JP5863692B2

JP5863692B2 - 繊維マット状吸音材の製法

Info

Publication number: JP5863692B2
Application number: JP2013060957A
Authority: JP
Inventors: 星野　康; 康星野; 雅和木山
Original assignee: Nippon Sheet Glass Environment Amenity Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Environment Amenity Co Ltd
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2016-02-17
Anticipated expiration: 2033-03-22
Also published as: JP2014185406A

Description

本発明は、空気の流れ抵抗が幅方向で異なる繊維マット状吸音材の製法に関する。

従来例えば、横方向に長い防音壁に空気の流れ抵抗が上下幅方向で異なる吸音材の使用が提案されている（例えば、特許文献１参照）が、その吸音材は、スポンジや発泡体などから構成されたものを使用することしか考えられておらず、繊維材で空気の流れ抵抗が幅方向で異なるマット状の吸音材に形成するには、例えば、複数枚の繊維状マットを、上下方向で段部を形成するように、その厚み方向に重ねて配置することが容易に考えられる。

国際公開第２０１２／１０２２７８号

上述した従来の横に長い繊維状マットを複数枚重ねて配置し、それらをバラバラにならないように保持しなければならず、手間が多くかかる虞があった。

従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、空気の流れ抵抗が幅方向で変化する繊維マット状吸音材を、簡単に製造できる方法を提供するところにある。

本発明の第１の特徴構成は、防音壁のうちの遮音壁部の端部に厚い部分が位置すると共に、薄い部分が外側に位置するように配設して、空気の流れ抵抗が幅方向で異なる繊維マット状吸音材を製造するのに、帯状コンベア装置の幅方向に移動する複数の繊維材供給装置を、互いに移動範囲の重なる部分が異なるように前記帯状コンベア装置上に配設して、前記帯状コンベア装置を駆動回転させながら、前記繊維材供給装置夫々による熱可塑性樹脂を含んだバインダーの混入した繊維材の供給によって前記帯状コンベア装置上に繊維材層を形成して、前記繊維材層における繊維材同士を加熱によって接着させてマット状に形成する繊維マット状吸音材の製法であって、下側の層を形成する前記繊維材供給装置による移動範囲に対し、上側の層を形成する前記繊維材供給装置による移動範囲を、前記下側の層よりも小幅で、且つ、前記下側の層の幅内で中央側になるように動かして、順次前記下側の層から前記上側の層にかけて幅狭の層を形成して、前記繊維材層がその幅方向の中央部で厚くなるように形成し、前記繊維材層における繊維同士を接着させる際に、その厚み方向に圧縮してマット状に形成し、前記繊維材層を冷却した後に、そのマット状の前記繊維材層における前記帯状コンベア装置の幅方向の中央部を切断して、幅方向において空気の流れ抵抗が一方から他方にかけて順次変化する繊維マット状吸音材を形成するところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、帯状コンベア装置の幅方向に移動する複数の繊維材供給装置を、互いに移動範囲の重なる部分が異なるように前記帯状コンベア装置上に配設することにより、繊維材供給装置の移動範囲の重なる部分は、供給される繊維量が多くなる。
従って、繊維材層の空気の流れ抵抗が、幅方向で変化のある繊維マット状吸音材を、帯状コンベア装置による流れ作業で手間を掛けずに製造することができる。
繊維材層を加熱しながらその厚み方向に圧縮することにより、繊維材同士が密に接着して強度のあるマット状の吸音材に成形できる。
従って、成形後の寸法切り加工や、吸音設備への取付作業を良好に行える吸音材を提供できる。
幅方向において空気の流れ抵抗が一方から他方にかけて順次変化する繊維マット状吸音材を、簡単な加工により製造できる。
例えば、遮音壁が道路等の音源の側部に形成されるものである場合に、その遮音壁の上端部から迂回して背面側に回り込もうとする騒音が、本発明の製造方法で形成される繊維マット状吸音材を、遮音壁の端部に厚い部分が位置すると共に、薄い部分が外側に位置するように配設されることで、空気の流れ抵抗に変化ある吸音材のエッジ効果抑制作用により、騒音の回り込み現象を防止できるようになる。

本発明の第２の特徴構成は、防音壁のうちの遮音壁部の端部に厚い部分が位置すると共に、薄い部分が外側に位置するように配設して、空気の流れ抵抗が幅方向で異なる繊維マット状吸音材を製造するのに、帯状コンベア装置の幅方向に移動する複数の繊維材供給装置を、互いに移動範囲の重なる部分が異なるように前記帯状コンベア装置上に配設して、前記帯状コンベア装置を駆動回転させながら、前記繊維材供給装置夫々による熱可塑性樹脂を含んだバインダーの混入した繊維材の供給によって前記帯状コンベア装置上に繊維材層を形成して、前記繊維材層における繊維材同士を加熱によって接着させてマット状に形成する繊維マット状吸音材の製法であって、上側の層を形成する前記繊維材供給装置による移動範囲に対し、下側の層を形成する前記繊維材供給装置による移動範囲を、前記上側の層よりも小幅で、且つ、前記上側の層の幅内で中央側になるように動かして、順次前記下側の層から前記上側の層にかけて幅広の層を形成して、前記繊維材層がその幅方向の中央部で厚くなるように形成し、前記繊維材層における繊維同士を接着させる際に、その厚み方向に圧縮してマット状に形成し、前記繊維材層を冷却した後に、そのマット状の前記繊維材層における前記帯状コンベア装置の幅方向の中央部を切断して、幅方向において空気の流れ抵抗が一方から他方にかけて順次変化する繊維マット状吸音材を形成するところにある。

本発明の第３の特徴構成は、前記繊維材供給装置は、繊維材で形成されたシートを供給する装置である。

本発明の第３の特徴構成によれば、繊維材で形成されたシートを供給することにより、各繊維材供給装置における供給領域においては、夫々厚みの均一な繊維材層が形成でき、品質の安定した繊維マットを製造することができる。

本発明の第４の特徴構成は、前記繊維材供給装置は、多数本の繊維材を前記帯状コンベア装置上に吹き付ける繊維吹付け装置である。

本発明の第４の特徴構成によれば、繊維吹付け装置からの繊維材の吹付け供給操作のために、繊維吹付け装置の吹付け領域の端部では繊維量は少なくなり、複数の繊維吹付け装置による各供給領域同士の重なる部分と重ならない部分との境界部は、繊維量が滑らかに変化する。

本発明の第５の特徴構成は、前記帯状コンベア装置は、ベルトコンベアまたはチェーンコンベアである。

本発明の第５の特徴構成によれば、ベルトコンベアまたはチェーンコンベアによる帯状コンベア装置上に繊維材を供給することにより、層状のマットを形成しやすい。

本発明の第６の特徴構成は、前記繊維材層における繊維材同士を接着させるのに、熱可塑性樹脂を含んだバインダーを前記繊維材層に混入させておき、前記繊維材層の形成後に加熱させてマット状に形成するところにある。

本発明の第６の特徴構成によれば、熱可塑性樹脂を含んだバインダーの混入によって、加熱するだけで簡単に繊維材どうしを接着一体化できる。

本発明の第７の特徴構成は、前記バインダーが、前記繊維材層における主材料の主繊維材よりも低融点の接着用繊維材からなるところにある。

本発明の第７の特徴構成によれば、低融点の接着用繊維材を主繊維材に混入させておくことにより、多数の主繊維材中に接着用繊維材が均等に絡みつきやすく、繊維材層中に安定して保持されやすくなり、繊維マット状吸音材の一体化が確保されやすくなる。

本発明の製法を実施する設備の全体概略斜視図である。本発明の製法を実施する設備の全体概略正面図である。繊維材供給部の斜視図である。繊維マット成形部の斜視図である。冷風供給装置の斜視図である。裁断部の斜視図である。別実施形態の設備の全体概略斜視図である。別実施形態の設備の全体概略正面図である。別実施形態の繊維材供給部の斜視図である。繊維マット状吸音材の道路での使用状態を示す縦断面図である。

以下に本発明の空気の流れ抵抗が幅方向で異なる繊維マット状吸音材１０の製法を、図１〜図６に基づいて説明する。

[実施形態１]
ベルトコンベア１からなる帯状コンベア装置１８の幅方向に移動する複数の繊維材供給装置１７として、別装置により予め繊維材で形成されたシート１４を、連続的に供給するクロスレイヤー１５と称される装置を、互いに移動範囲の重なる部分が異なるようにベルトコンベア１上に配設しておく。

つまり、ベルトコンベア１における幅方向の略中央部に、重ね代が多くなるように、移動範囲の夫々異なった第１クロスレイヤー１５Ａと、第２クロスレイヤー１５Ｂと、第３クロスレイヤー１５Ｃとを配置した繊維材供給部１９を形成しておく（図１、図２、図３参照）。
前記繊維材供給部１９において、ベルトコンベア１を駆動回転させながら、熱可塑性樹脂を含んだ樹脂系バインダーを混入した多数本のポリエステル繊維ウールからなるシート１４を、複数のクロスレイヤー１５夫々により供給しながら、ベルトコンベア１上に繊維材層４を形成する。
尚、樹脂系バインダーは、繊維材層４の主材料であるポリエステル繊維ウール（通常融点２００℃以上）よりも約１２０℃というような低融点の熱可塑性のポリエステル繊維を使用し、予め、主材料に混入させて供給する。

クロスレイヤー１５の下流側には、繊維マット成形部５を設けてあり、その繊維マット成形部５においては、前記繊維材層４をベルトプレス装置６により加圧しながら加熱して繊維材同士を接着させた後、加圧された繊維材層４に冷風供給装置７による冷却風を吹付け冷却して、圧縮された保形性のあるマット状に形成される（図１、図２、図４、図５参照）。

従って、前述のように、ベルトコンベア１の幅方向に複数のクロスレイヤー１５が往復移動しながら多数本の繊維材を吹付けて形成される繊維材層４が、その厚み方向に加熱圧縮されることにより、ベルトコンベア１の幅方向の略中央部が他の部分より厚い繊維マット状吸音材１０が形成される。

前記マット状吸音材は、繊維マット成形部５の下流側に形成した裁断部８において（図１、図２、図６参照）、ベルト幅方向に複数配設した回転カッター９により、ベルト幅方向において繊維マット状吸音材１０の両端部と、略中央部を切断して、繊維材層４の幅方向において空気の流れ抵抗が一方から他方にかけて順次変化する繊維マット吸音材１０が形成される。
尚、裁断された繊維マット吸音材１０は、ベルトコンベア１の長手方向において使用に必要な長さに切断されて、例えば、図１０に示すような道路１１に沿った防音壁１２における遮音壁部１３の上端部に、繊維マット吸音材の厚い部分が位置すると共に、薄い部分が外側（上側）に位置するように取り付けられ、道路１１上で発生した音が遮音壁部１３の上端部から背面側へ回り込む音の回り込み現象を防止できるようになる。

[実施形態２]
以下に、本発明における別の実施形態の繊維マット状吸音材の製法を、図７〜９に基づいて説明する。
ベルトコンベア１からなる帯状コンベア装置１８の幅方向に移動する複数の繊維材供給装置１７としてのノズル２を、互いに移動範囲の重なる部分が異なるようにベルトコンベア１上に配設しておく。つまり、ベルトコンベア１における幅方向の略中央部に、重ね代が多くなるように、移動範囲の夫々異なった第１ノズル２Ａと、第２ノズル２Ｂと、第３ノズル２Ｃとを配置した繊維材吹付け部３を形成しておく（図７、図８、図９参照）。

前記繊維材吹付け部３において、ベルトコンベア１を駆動回転させながら、熱可塑性樹脂を含んだ樹脂系バインダーを混入した多数本のポリエステル繊維ウールからなる繊維材を、複数のノズル２夫々により吹き付け、ベルトコンベア１上に繊維材層４を形成する。
尚、樹脂系バインダーは、繊維材層４の主材料であるポリエステル繊維ウール（通常融点２００℃以上）よりも約１２０℃というような低融点の熱可塑性のポリエステル繊維を使用し、予め、主材料に混入させて供給する。

繊維材吹付け部３の下流側には、繊維マット成形部５を設けてあり、その繊維マット成形部５においては、前記繊維材層４をベルトプレス装置６により加圧しながら加熱して繊維材同士を接着させた後、加圧された繊維材層４に冷風供給装置７による冷却風を吹付け冷却して、圧縮された保形性のあるマット状に形成される（図７、図８、図４、図５参照）。

従って、前述のように、ベルトコンベア１の幅方向に複数のノズル２が往復移動しながら多数本の繊維材を吹付けて形成される繊維材層４が、その厚み方向に加熱圧縮されることにより、ベルトコンベア１の幅方向の略中央部が他の部分より厚い繊維マット状吸音材１０が形成される。
また、ノズル２からの繊維材の吹付け供給操作のために、ノズル２の吹付け領域の端部では繊維量は少なくなり、複数のノズル２による各供給領域同士の重なる部分と重ならない部分との境界部は、繊維量が滑らかに変化する。

前記マット状吸音材は、繊維マット成形部５の下流側に形成した裁断部８において（図７、図８、図６参照）、ベルト幅方向に複数配設した回転カッター９により、ベルト幅方向において繊維マット状吸音材１０の両端部と、略中央部を切断して、繊維材層４の幅方向において空気の流れ抵抗が一方から他方にかけて順次変化する繊維マット吸音材１０が形成される。
尚、裁断された繊維マット吸音材１０は、ベルトコンベア１の長手方向において使用に必要な長さに切断されて、例えば、図１０に示すような道路１１に沿った防音壁１２における遮音壁部１３の上端部に、繊維マット吸音材の厚い部分が位置すると共に、薄い部分が外側（上側）に位置するように取り付けられ、道路１１上で発生した音が遮音壁部１３の上端部から背面側へ回り込む音の回り込み現象を防止できるようになる。

〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。
〈１〉前記繊維材供給装置１７は、繊維材で形成されたシート１４の供給装置のほかに、繊維材を多数吹き付けるノズル２や、ダクトであってもよく、また、繊維材供給装置１７の一例としてのノズル２の場合でも、第１ノズル２Ａ、第２ノズル２Ｂ、第３ノズル２Ｃ以外に３個以上の夫々往復移動範囲の異なるノズル２を配置したり、往復移動範囲の異なる２個のノズル２のみで構成してあってもよい。また、往復移動範囲の異なる繊維材供給装置１７の移動速度を互いに異ならせても良い。
〈２〉複数の繊維材供給装置１７の移動範囲は、ベルトコンベア１の幅方向における略中央部が一番厚い繊維材層４を形成するように配置する以外に、一方側の端が一番厚くなる様に配設してあってもよく、また、幅方向の複数個所が厚くなるように配設してあってもよい。また前記繊維材供給装置１７の一例として、実施形態１で示した第１クロスレイヤー１５Ａ、第２クロスレイヤー１５Ｂ、第３クロスレイヤー１５Ｃは、ベルトコンベア１の移送方向に、夫々の往復移動範囲が順次小幅になるように形成されているが、逆に、移送方向に順次幅が大きくなるように形成してあってもよい。つまり、第１クロスレイヤー１５Ａが一番小幅に設定してあってもよく、繊維材供給装置の一例がノズルの場合でも同様である。
〈３〉前記繊維材は、ポリエステル繊維ウール以外の合成繊維や、ガラスウール、ロックウールなどの無機繊維であっても良い。
〈４〉前記バインダーとして、主材料であるポリエステル繊維ウールに対して混入するポリエステル繊維等の繊維系バインダーの例を示したが、その繊維系バインダーの種類は、他の熱可塑性繊維であってもよく、また、その主材料と繊維系バインダーとの融点の差は、例示した温度差以外の組み合わせでもよく、特に限定されるものでもない。更に、前記バインダーは、熱可塑性の繊維以外に熱可塑性樹脂を繊維材に混在させてあってもよい。また、熱可塑性樹脂以外に、接着性のある材料であるならば、溶剤系でも又は、常温硬化型の無機材料でも良い。
〈５〉前記ベルトプレス装置６以外にローラプレス装置であってもよく、それらによる加圧方法は、複数のノズル２による繊維材吹付け量の多い部分が他の部分よりも厚くなるプレス方法以外に、繊維材層４の全幅にわたって同厚になるような加圧方法であってもよく、結局、幅方向において、繊維材吹付け量の多い部分において空気の流れ抵抗が他よりも大になればよい。
〈６〉前記ベルトプレス装置６による加圧、加熱において、ベルトを通しての温風加熱が採用されるが、その温風の吹付け方向は、ベルトプレス装置６のベルトを通しての上からの温風吹付け以外に、ベルトコンベア１を通しての下からの温風吹付けであってもよく、また、温風による加熱以外の加熱手段を使用してもよい。
〈７〉前記冷風共有装置７による冷却風の吹付方向は、繊維材層４に対して上からの吹付けの例を示したが、下からの吹付け冷却であってもよく、冷風以外の他の冷却手段を使用してもよい。
〈８〉前記帯状コンベア装置１８としては、ベルトコンベアを例に挙げたが、チェーンコンベアに分類される金網状のコンベア装置や、スノコ状、布状、等の通気性のあるコンベア装置でも良い。
〈９〉前記繊維マット状吸音材は、繊維材層４の一体化のみならず、その表裏に補強のために、クロスを貼り付けて製品化してもよい。

尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

４繊維材層
１０繊維マット状吸音材
１２防音壁
１３遮音壁部
１４シート
１７繊維材供給装置
１８帯状コンベア装置

Claims

防音壁のうちの遮音壁部の端部に厚い部分が位置すると共に、薄い部分が外側に位置するように配設して、空気の流れ抵抗が幅方向で異なる繊維マット状吸音材を製造するのに、帯状コンベア装置の幅方向に移動する複数の繊維材供給装置を、互いに移動範囲の重なる部分が異なるように前記帯状コンベア装置上に配設して、前記帯状コンベア装置を駆動回転させながら、前記繊維材供給装置夫々による熱可塑性樹脂を含んだバインダーの混入した繊維材の供給によって前記帯状コンベア装置上に繊維材層を形成して、
前記繊維材層における繊維材同士を加熱によって接着させてマット状に形成する繊維マット状吸音材の製法であって、
下側の層を形成する前記繊維材供給装置による移動範囲に対し、
上側の層を形成する前記繊維材供給装置による移動範囲を、前記下側の層よりも小幅で、且つ、前記下側の層の幅内で中央側になるように動かして、順次前記下側の層から前記上側の層にかけて幅狭の層を形成して、
前記繊維材層がその幅方向の中央部で厚くなるように形成し、
前記繊維材層における繊維同士を接着させる際に、その厚み方向に圧縮してマット状に形成し、
前記繊維材層を冷却した後に、そのマット状の前記繊維材層における前記帯状コンベア装置の幅方向の中央部を切断して、幅方向において空気の流れ抵抗が一方から他方にかけて順次変化する繊維マット状吸音材を形成する繊維マット状吸音材の製法。
防音壁のうちの遮音壁部の端部に厚い部分が位置すると共に、薄い部分が外側に位置するように配設して、空気の流れ抵抗が幅方向で異なる繊維マット状吸音材を製造するのに、帯状コンベア装置の幅方向に移動する複数の繊維材供給装置を、互いに移動範囲の重なる部分が異なるように前記帯状コンベア装置上に配設して、前記帯状コンベア装置を駆動回転させながら、前記繊維材供給装置夫々による熱可塑性樹脂を含んだバインダーの混入した繊維材の供給によって前記帯状コンベア装置上に繊維材層を形成して、
前記繊維材層における繊維材同士を加熱によって接着させてマット状に形成する繊維マット状吸音材の製法であって、
上側の層を形成する前記繊維材供給装置による移動範囲に対し、
下側の層を形成する前記繊維材供給装置による移動範囲を、前記上側の層よりも小幅で、且つ、前記上側の層の幅内で中央側になるように動かして、順次前記下側の層から前記上側の層にかけて幅広の層を形成して、
前記繊維材層がその幅方向の中央部で厚くなるように形成し、
前記繊維材層における繊維同士を接着させる際に、その厚み方向に圧縮してマット状に形成し、
前記繊維材層を冷却した後に、そのマット状の前記繊維材層における前記帯状コンベア装置の幅方向の中央部を切断して、幅方向において空気の流れ抵抗が一方から他方にかけて順次変化する繊維マット状吸音材を形成する繊維マット状吸音材の製法。
前記繊維材供給装置は、繊維材で形成されたシートを供給する装置である請求項１または２に記載の繊維マット状吸音材の製法。
前記繊維材供給装置は、多数本の繊維材を前記帯状コンベア装置上に吹き付ける繊維吹付け装置である請求項１または２に記載の繊維マット状吸音材の製法。
前記帯状コンベア装置は、ベルトコンベアまたはチェーンコンベアである請求項１〜４のいずれか１項に記載の繊維マット状吸音材の製法。
前記繊維材層における繊維材同士を接着させるのに、熱可塑性樹脂を含んだバインダーを前記繊維材層に混入させておき、
前記繊維材層の形成後に加熱させてマット状に形成する請求項１〜５のいずれか１項に記載の繊維マット状吸音材の製法。
前記バインダーが、前記繊維材層における主材料の主繊維材よりも低融点の接着用繊維材からなる請求項６に記載の繊維マット状吸音材の製法。