JP6037322B1 - 繊維集合体及び吸音材 - Google Patents

Abstract

【課題】特に中音域の音の吸収性が高い繊維集合体及びこの繊維集合体を提供する。【解決手段】繊維集合体は、熱可塑性樹脂を含む繊維の集合体である。繊維は、１６００〜５０００ｇ／１０ｍｉｎの範囲内のメルトフローレートと、２５０〜７０００ｍＰａ・ｓの範囲内の溶融粘度とのうち、少なくとも一方を有する。繊維の径の数量基準の中央値は、０．３μｍ〜０．９μｍの範囲内である。繊維のうち８μｍ以下の径を有する繊維の数量は、９９％以上である。【選択図】なし

Description

本発明は、吸音材に適用可能な繊維集合体及びこの繊維集合体を備える吸音材に関する。

従来、吸音材は、例えば自動車などの輸送車両から発せられる駆動音を抑制するために用いられている。従来の輸送車両の駆動源は主としてガソリンエンジン等の内燃機関である。内燃機関の駆動音には、高音域の音が多く含まれるため、吸音材には、高音域の音、特に２ｋＨｚ以上の周波数を有する音の吸収性が高いことが求められていた。

このような吸音材として、特許文献１には、熱可塑性樹脂繊維からなり、その繊維が、１μｍ以下の繊維系積算頻度が５％以上、１０μｍ以上の繊維径積算値が０．１〜５％の範囲にあるメルトブローン不織布が開示されている。

近年、電気自動車、ハイブリッド車等のような内燃機関以外の駆動源を備える輸送車両が実用化され、それに伴って、吸音材に、中音域の音、例えば５００〜１５００Ｈｚの周波数を有する音の吸収性が要求されるようになった。

特開２０１３−１４７７７１号公報

本発明は上記事由に鑑みてなされたものであり、特に中音域の音の吸収性が高い繊維集合体及びこの繊維集合体を備える吸音材を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る繊維集合体は、熱可塑性樹脂を含む繊維の集合体である。前記繊維が、１６００〜５０００ｇ／１０ｍｉｎの範囲内のメルトフローレートと、２５０〜７０００ｍＰａ・ｓの範囲内の溶融粘度とのうち、少なくとも一方を有する。前記繊維の径の中央値が０．３μｍ〜０．９μｍの範囲内である。前記繊維のうち８μｍ以下の径を有する繊維の数量が９９％以上である。

本発明の一態様に係る吸音材は、前記繊維集合体を備える。

本発明の一態様によれば、中音域の音を効果的に吸収できる繊維集合体及び吸音材が得られる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

本実施形態では、繊維集合体は、熱可塑性樹脂を含む繊維の集合体である。前記繊維が、１６００〜５０００ｇ／１０ｍｉｎの範囲内のメルトフローレートと、２５０〜７０００ｍＰａ・ｓの範囲内の溶融粘度とのうち、少なくとも一方を有する。前記繊維の径の中央値が０．３μｍ〜０．９μｍの範囲内である。前記繊維のうち８μｍ以下の径を有する繊維の数量が９９％以上である。

このため、繊維集合体及びこの繊維集合体を備える吸音材は、中音域の音、特に５００〜１５００Ｈｚの周波数を有する音を、効果的に吸収できる。

繊維集合体を備える吸音材は、車載用であることが好ましい。特に吸音材が、電気自動車、ハイブリッド車等のような内燃機関以外の駆動源を備える輸送車両における駆動音抑制用に適用された場合、駆動源が駆動音を効果的に吸音できる。

本実施形態に係る繊維集合体及び吸音材について、更に詳しく説明する。

上記の通り、繊維集合体中の繊維は、熱可塑性樹脂を含む。

上記の通り、繊維は、１６００〜５０００ｇ／１０ｍｉｎの範囲内のメルトフローレートと、２５０〜７０００ｍＰａ・ｓの範囲内の溶融粘度とのうち、少なくとも一方を有する。

本実施形態における繊維のメルトフローレート及び溶融粘度の意義について、詳しく説明する。発明者は、多くの実験を通じて、繊維の材質が中音域の音の吸収性に大きく影響することを見いだし、その要因を検討した結果、繊維のメルトフローレート及び溶融粘度が中音域の音の吸収性と大きく相関するとの知見を得た。この知見に基づいて、発明者は繊維のメルトフローレート又は溶融粘度を規定することにより中音域の音の吸収性を向上することを試みた。その結果、上記のように繊維が１６００〜５０００ｇ／１０ｍｉｎの範囲内のメルトフローレートと、２５０〜７０００ｍＰａ・ｓの範囲内の溶融粘度とのうち、少なくとも一方を有すれば、中音域の音の吸収性が大きく向上することを、見いだした。

また、特に繊維のメルトフローレートが５０００ｇ／１０ｍｉｎ以下であることで、繊維集合体は、高い耐熱性も有する。

さらに、繊維が１６００〜５０００ｇ／１０ｍｉｎの範囲内のメルトフローレートと、２５０〜７０００ｍＰａ・ｓの範囲内の溶融粘度とのうち、少なくとも一方を有すれば、繊維集合体に高い耐熱性を付与できる。なお、本明細書において、繊維集合体の耐熱性が高いとは、繊維集合体が加熱されても、繊維集合体の中音域の音の吸収性が、低減しにくいことをいう。

さらに、繊維が１６００〜５０００ｇ／１０ｍｉｎの範囲内のメルトフローレートと、２５０〜７０００ｍＰａ・ｓの範囲内の溶融粘度とのうち、少なくとも一方を有すれば、繊維の材料（以下、紡糸用材料という）を紡糸して繊維を製造する際に、繊維の径の中央値が０．３μｍ〜０．９μｍの範囲内という小さい値であるにもかかわらず、繊維を安定して製造できるとともに、繊維集合体の低密度化が容易である。すなわち、繊維が１６００ｇ／１０ｍｉｎ以上のメルトフローレートと７０００ｍＰａ・ｓ以下の溶融粘度とのうち少なくとも一方を有すると、紡糸用材料を紡糸して繊維を製造する際に、紡糸用材料が流動しやすいために繊維の径を小さくすることが容易である。また、この場合において、メルトブローン法のように紡糸時に気流の吹きつけを行う場合には、弱い気流においても繊維の径を更に小さくすることが可能となり、繊維集合体の密度を低くすることが容易である。そのため、紡糸の条件が同じであれば、繊維が１６００ｇ／１０ｍｉｎ以上のメルトフローレートと７０００ｍＰａ・ｓ以下の溶融粘度とのうち少なくとも一方を有する場合には、そうでない場合よりも、繊維の径を小さくできるとともに、繊維集合体の密度を低くできる。また、繊維が５０００ｇ／１０ｍｉｎ以下のメルトフローレートと２５０ｍＰａ・ｓ以上の溶融粘度とのうち少なくとも一方を有すると、紡糸によって十分な長さを有する繊維を形成することが容易であり、このため繊維を捕集して線維集合体を作製することが容易である。このため、紡糸用材料を紡糸する際の気流の量を抑制しながら、小さい径を有する繊維を製造することが可能となり、密度が低い繊維集合体を製造することが可能となる。

繊維は、好ましくは２０００〜５０００ｇ／１０ｍｉｎの範囲内のメルトフローレートを有し、より好ましくは３５００〜５０００ｇ／１０ｍｉｎの範囲内のメルトフローレートを有する。繊維が２０００ｇ／１０ｍｉｎ以上のメルトフローレートを有する場合は、更に繊維の径を小さくできるとともに、繊維集合体の密度を低くできる。繊維が３５００ｇ／１０ｍｉｎ以上のメルトフローレートを有する場合は、特に繊維の径を小さくできるとともに、繊維集合体の密度を低くできる。

また、繊維は、好ましくは２５０〜３０００ｍＰａ・ｓの範囲内の溶融粘度を有し、より好ましくは２５０〜８００ｍＰａ・ｓの範囲内の溶融粘度を有する。繊維が３０００ｍＰａ・ｓ以下の溶融粘度を有する場合は、更に繊維の径を小さくできるとともに、繊維集合体の密度を低くできる。繊維が８００ｍＰａ・ｓ以下の溶融粘度を有する場合は、特に繊維の径を小さくできるとともに、繊維集合体の密度を低くできる。

繊維の融点若しくは軟化点は、１３０℃以上であることが好ましい。この場合、繊維集合体が加熱されても、繊維集合体の中音域の音の吸収性が低減しにくい。融点若しくは軟化点が１４０℃以上であれば、より好ましい。融点若しくは軟化点が１５０℃以上であれば更に好ましい。

なお、繊維のメルトフローレートは、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に準拠し、温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇの条件で測定される。また、繊維の溶融粘度は、２３０℃における溶融粘度である。また、繊維の融点及び軟化点は、ＤＳＣ法にて昇温速度５℃／分の条件で得られる融解熱ピークの頂点から求められる。

また、上記の繊維のメルトフローレート、溶融粘度、並びに融点及び軟化点は、繊維集合体中の繊維に関する値であり、紡糸用材料に関する値ではなく、紡糸用材料に含まれる成分に関する値でもない。

繊維の径の中央値は０．３μｍ〜０．９μｍの範囲内であり、繊維全体に対する、これらの繊維のうち８μｍ以下の径を有する繊維の数量は、９９％以上である。本実施形態では、このように繊維集合体中の繊維の径が規定されることで、繊維集合体及び吸音材の、中音域の音の吸収性を向上できる。

繊維の径を規定することによる中音域の音の吸収性向上について、詳しく説明する。多孔質型の吸音材について公知のＢｉｏｔモデルによると、吸音材中の繊維の径が小さくなるほど、吸音材の吸音特性のピークが２ｋＨｚより低周波領域にシフトする。しかし、実際には、単に径が小さい繊維を含むだけでは中音域の音の吸収性は十分には高くならない。これは、吸音材中に径の小さい繊維と径の大きい繊維とが混在すると、吸音材中の空気の流動が生じやすくなり、そのことが中音域の音の吸収性を阻害するためであると、発明者は推測した。この推測に基づいて、発明者は繊維の径を規定することにより中音域の音の吸収性を向上することを試みた。その結果、上記のように繊維の径の中央値が０．３μｍ〜０．９μｍの範囲内であるだけでなく、更に繊維全体に対する、８μｍ以下の繊維径を有する繊維の数量が９９％以上であると、中音域の音の吸収性が大きく向上することを、発明者は見いだした。

繊維全体に対する、これらの繊維のうち５μｍ以下の径を有する繊維の数量が９９％以上であれば、特に好ましい。この場合、中音域の音の吸収性を更に向上できる。

繊維の最大径が１０μｍより小さいことが、特に好ましい。すなわち、繊維集合体が、１０μｍ以上の径を有する繊維を含まないことが、特に好ましい。この場合、繊維集合体の単位体積あたりの、小さい径を有する繊維の重量割合が増大し、このため、中音域の音の吸収性が特に高くなる。

繊維の長さは、例えば５ｍｍ以上あれば好ましいが、繊維同士が十分に絡み合うことが可能な長さがあれば、特にこれに制限されない。

各繊維のアスペクト比の値は、１０００以上であることが好ましい。

なお、繊維の径及び長は、繊維を電子顕微鏡で撮影して得られる画像を画像処理することで測定される。また繊維の径の中央値は、２００本の繊維の径の測定結果から算出される、数量基準の中央値である。本実施形態における繊維の径及び長さを規定するに当たっては、繊維同士が熱融着している部分、及び繊維化しきらずに塊状となっている部分は、繊維とはみなされない。

繊維集合体は、０．０３ｇ／ｃｍ³以下の密度を有することが好ましい。この場合、繊維集合体の、中音域の音の吸収性が、更に向上する。繊維集合体が、０．００３ｇ／ｃｍ³以上の密度を有することも好ましい。この場合、繊維集合体の自重による変形及び密度変化が抑制され、このため、繊維集合体の良好な吸収性が長期にわたって維持されうる。

繊維集合体は、例えばシート又は層状である。繊維集合体がシート又は層状である場合、繊維集合体の目付け量（すなわち、単位平面視面積あたりの質量）は、好ましくは１００〜１０００ｇ／ｍ²の範囲内、より好ましくは１００〜６００ｇ／ｍ²の範囲内、更に好ましくは１００〜５００ｇ／ｍ²の範囲内である。目付け量が１００ｇ／ｍ²以上であれば、繊維集合体はより高い吸音性を有することができる。また、目付け量が１０００ｇ／ｍ²以下であれば、繊維集合体のコンパクト化及び軽量化が可能であり、このため、特に繊維集合体が車載用である場合の、車両設計の自由度が高まる。

繊維に含まれる成分について、詳しく説明する。

熱可塑性樹脂は、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、１−ブテン重合体、１−ヘキセン重合体、１−オクテン重合体、１−デセン重合体、１−ヘキサデセン重合体、１−ヘプタデセン重合体、１−オクタデセン重合体、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリウレタン、ポリブテン、ポリ乳酸、ポリビニールアルコール、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルフォン、液晶ポリマー、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリアクリロニトリル、環状ポリオレフィン及びポリオキシメチレンからなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有する。また、熱可塑性樹脂は、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、パラフィンワックスといった、ワックス状の成分を含有してもよい。特に、熱可塑性樹脂がポリプロピレン、ポリエチレン、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー及びパラフィンからなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有することが好ましい。この場合、繊維集合体の、中音域の音の吸収性が、特に高くなる。

熱可塑性樹脂は、二種以上の樹脂を含有でき、この場合、これらの樹脂は、互いに異なるメルトフローレートと、互いに異なる溶融粘度とのうち、少なくとも一方を有することができる。この場合、熱可塑性樹脂中の各樹脂の量を調整することで、繊維のメルトフローレートと溶融粘度とのうち少なくとも一方を、容易に調整できる。また、熱可塑性樹脂の成分として、その物性が繊維と合致しない成分、すなわちそのメルトフローレートが１６００〜５０００ｇ／１０ｍｉｎの範囲内にないとともにその溶融粘度が２５０〜７０００ｍＰａ・ｓの範囲内にない成分を、適用することが可能である。このため、熱可塑性樹脂の成分の選択の自由度が高まる。

熱可塑性樹脂中の少なくとも一部の成分（以下、特定成分という）は、熱分解工程を経て製造されてもよい。熱分解工程とは、特定成分の原料（以下、特定原料という）を熱分解させることで、分子量が調整された特定成分を得る工程のことである。この場合、特定成分の分子量を調整することで、繊維のメルトフローレートと溶融粘度とのうち少なくとも一方を、容易に調整できる。また、特定原料として、そのメルトフローレートが１６００ｇ／１０ｍｉｎよりも小さいとともにその溶融粘度が７０００ｍＰａ・ｓよりも高い成分を適用することが可能である。このため、熱可塑性樹脂の原料の選択の自由度が高まる。例えば熱可塑性樹脂が二種以上の樹脂を含有する場合、このうち少なくとも一種の樹脂が、熱分解工程を経て製造されてもよい。また、熱可塑性樹脂の全てが、熱分解工程を経て製造されてもよい。

また、繊維集合体を支持体等に熱融着させる際に溶融しないためには、熱可塑性樹脂が高い結晶性を有することが好ましい。熱可塑性樹脂の表面張力ができるだけ低いことも好ましく、この場合、熱可塑性樹脂を含有する紡糸用材料を紡糸して繊維を作製する場合に安定した紡糸が可能である。

繊維は、熱可塑性樹脂よりも低いメルトフローレートと熱可塑性樹脂よりも低い溶融粘度とのうち少なくとも一方を有する可塑剤を含有してもよい。この場合、可塑剤の量を調整することで、繊維のメルトフローレートと溶融粘度とのうち少なくとも一方を、容易に調整できる。また、熱可塑性樹脂として、そのメルトフローレートが１６００ｇ／１０ｍｉｎよりも小さいとともにその溶融粘度が７０００ｍＰａ・ｓよりも高い成分を適用することが可能である。このため、熱可塑性樹脂の選択の自由度が高まる。

可塑剤は、熱可塑性樹脂との相溶性を有することが好ましい。この場合、繊維から可塑剤がブリードアウトすることが抑制される。ただし、熱可塑性樹脂との相溶性を有さない材料も、ブリードアウトが生じない程度の少量であれば、繊維に含有されていてもよい。

可塑剤は、例えばオイルなどの液状の材料を含有してもよい。具体的には、可塑剤は、例えば流動パラフィン、石油系潤滑油、ナフサ潤滑油、シリコーンオイル、フッ素形オイルなどの合成油、及びグリースからなる群から選択される一種以上の材料を含有できる。

熱可塑性樹脂と可塑剤の合計に対し、可塑剤は例えば０．１〜５０質量％の範囲内であるが、これに限定されない。

なお、樹脂及び可塑剤の溶融粘度は、株式会社アントンパール・ジャパン製粘弾性測定装置ＭＣＲ３０２を用いて、窒素雰囲気下、２３０℃においてせん断速度１０〔１/ｓ〕の条件下で測定される動的粘度である。また、樹脂及び可塑剤の溶融粘度は、２３０℃における溶融粘度である。

繊維集合体中の繊維は酸化防止剤を含むことができる。この場合、繊維集合体の耐熱性が向上する。さらに、ベース樹脂を含有する紡糸用材料を紡糸して繊維を作製する場合には、紡糸用材料に酸化防止剤を含有させると、材料混練時、紡糸時のベース樹脂等、そして紡糸後の吸音材の酸化劣化が抑制される。

酸化防止剤は、ベース樹脂等の材料の合成時に、ベース樹脂の原料と混合されていてもよい。また、酸化防止剤は、紡糸用材料の調製時に、ベース樹脂等と混合されてもよい。

酸化防止剤は、例えばフェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、ヒドラジン系酸化防止剤、アミド系酸化防止剤及び光安定化剤（ＨＡＬＳ）からなる群から選択される少なくとも一種の材料を含有できる。

特に酸化防止剤がフェノール系酸化防止剤を含有すると、繊維集合体の長期的な耐熱性の向上が得られる。フェノール系酸化防止剤は、ヒンダードタイプ、セミヒンダードタイプ及びレスヒンダードタイプのうち、いずれでもよい。また、酸化防止剤がフェノール系酸化防止剤に加えてリン系酸化防止剤と硫黄系酸化防止剤とのうち少なくとも一方を含有すると、紡糸時のベース樹脂等の酸化劣化が更に抑制される。

酸化防止剤がフェノール系酸化防止剤とリン系酸化防止剤とを共に含むことが特に好ましい。このような二種の酸化防止剤が組み合わされることで、繊維集合体の耐熱性が向上するとともに高い耐熱性が長期にわたって維持される。すなわち、高温下でも、中音域の音の高い吸収性が長期にわたって維持される。

繊維がフェノール系酸化防止剤とリン系酸化防止剤とを含む場合、熱可塑性樹脂に対するフェノール系酸化防止剤とリン系酸化防止剤との合計の百分比は、０．１〜２．０質量％の範囲内であることが好ましい。この百分比が０．１質量％以上であれば、繊維の酸化劣化を特に抑制できる。またこの百分比が２．０質量％より多くなると、繊維集合体の酸化劣化の抑制作用が飽和してしまい、フェノール系酸化防止剤とリン系酸化防止剤の量が不必要に増大してしまうとともに経済的な不利益も生じるため、百分比は２．０質量％以下が好ましい。フェノール系酸化防止剤のリン系酸化防止剤に対する質量比は１．０／３．０〜３．０／１．０の範囲内であることが好ましい。この質量比が１．０／３．０以上であることで、高い耐熱性が特に長期にわたって維持される。またこの質量比が３．０／１．０以下であることで、繊維集合体の耐熱性が特に高くなる。さらに、紡糸によって繊維を得る際のフェノール系酸化防止剤の消費を抑えることができる。

繊維は、耐候安定剤、耐光安定剤、ブロッキング防止剤、滑剤、核剤、顔料、柔軟剤、親水材、助剤、撥水剤、フィラー、抗菌剤等の添加剤を含有してもよい。

繊維は、上述の通り、例えば熱可塑性樹脂を含有する紡糸用材料を紡糸することで作製されうる。

紡糸用材料の組成は、繊維の組成に合致するように決定される。すなわち、紡糸用材料は、可塑剤を含むことができる。紡糸用材料は、酸化防止剤を含むこともできる。紡糸用材料がフェノール系酸化防止剤とリン系酸化防止剤とを含んでもよい。また、紡糸用材料は、耐候安定剤、耐光安定剤、ブロッキング防止剤、滑剤、核剤、顔料、柔軟剤、親水材、助剤、撥水剤、フィラー、抗菌剤といった、添加剤を含有してもよい。

紡糸用材料の調製のためには、例えば紡糸用材料の成分をドライブレンドしてもよく、紡糸用材料の成分を加熱して溶融させた状態で混合してもよい。紡糸用材料の成分を加熱して溶融させた状態で混合する場合は、成分を加熱容器内でバッチ式で混合してもよく、連続式の紡糸押出機で混合してもよい。連続式の紡糸押出機で混合する場合は、紡糸押出機は、単軸式、二軸式及び多軸式のうちいずれでもよい。

紡糸用材料を紡糸する方法として、メルトブローン法、電界紡糸法といった、溶融紡糸法を適用できる。この場合、繊維を安定して製造できる。

溶融紡糸法で繊維を製造する場合、例えばまず紡糸用材料を加熱することで溶融させる。なお、連続式の紡糸押出機で紡糸用材料を調製する場合は、紡糸用材料は溶融した状態で調製される。この溶融した紡糸用材料をノズルから吐出する。ノズルから吐出された紡糸用材料に加熱された気流を吹き付けることで、紡糸用材料を延伸してもよい。気流の方向は、ノズルからの紡糸用材料の吐出方向に沿った方向でもよく、この吐出方向とは異なる方向でもよい。ノズルから吐出された紡糸用材料に電圧を印加することで、繊維を延伸してもよい。これにより、繊維を製造できる。

繊維の径は、紡糸用材料の組成に応じて、例えば紡糸用材料を溶融させる際の加熱条件、ノズルの穴径、ノズルからの紡糸用材料の吐出量、気流を吹き付ける場合の気流の温度及び流量、並びに電圧を印加する場合の電圧の印加条件を調整することで、制御されうる。

紡糸用材料を溶融させるための加熱温度は、紡糸用材料の組成に依存するが、紡糸用材料中の熱可塑性樹脂の融点又は軟化点より１０℃高い温度以上、熱可塑性樹脂の熱分解温度以下の範囲内であることが好ましい。ノズルからの紡糸用材料の吐出量は、ノズルの一つの穴当り０．０５〜０．５ｇ／分の範囲内であることが好ましい。紡糸時に繊維に気流を吹き付ける場合は、気流の温度は２００〜４５０℃の範囲内であることが好ましい。気流の流量は、５０〜５００Ｎｍ³／時・ｍの範囲内であることが好ましい。

繊維を製造する際、上述の通り、特定原料を熱分解させて分子量が調整された特定成分を得ることで、特定成分を含有する繊維を製造してもよい。

特定原料の熱分解に当たっては、例えば紡糸用材料を調製する前に、特定原料を、好ましくは不活性雰囲気下（例えば窒素雰囲気下）又は減圧雰囲気下で、特定原料の熱分解が生じる温度下に配置することで、特定原料を熱分解させる。この温度は、特定原料の種類に依存し、例えば特定原料がポリプロピレン樹脂である場合には、３００℃以上である。特定原料の熱分解は、加熱容器内でバッチ式で行われてもよく、密閉式の連続式反応機内で連続式で行われてもよい。これより得られた特定成分と、繊維の特定成分以外の成分とを混合することで、紡糸用材料を調製できる。この紡糸用材料を紡糸することにより、特定成分を含有する繊維を作製できる。

特定原料と繊維の特定成分以外の成分とを混合して特定原料を含有する紡糸用材料を調製し、この紡糸用材料を紡糸して繊維を作製する際に紡糸用材料中の特定原料を熱分解させることで、特定成分を含有する繊維を作製してもよい。例えば紡糸用材料を上記のように溶融紡糸することで繊維を作製する場合に、紡糸用材料を溶融させる際の温度を紡糸用材料を特定原料の熱分解が生じる温度とすることで、特定原料を熱分解させてもよい。ただし、繊維集合体をより安定して製造するためには、紡糸用材料を調製する前に特定原料を熱分解させる方が好ましい。

なお、熱分解が生じる温度は、例えば不活性雰囲気下で特定原料の重量減少が生じる温度、又は不活性雰囲気下で特定原料の溶融粘度が低下する温度である。

本実施形態では、繊維が、１６００〜５０００ｇ／１０ｍｉｎの範囲内のメルトフローレートと、２５０〜７０００ｍＰａ・ｓの範囲内の溶融粘度とのうち、少なくとも一方を有するため、このような繊維を上記の溶融紡糸法で安定して製造することができ、これにより、８μｍ以下の径を有する繊維の数量が９９％以上である繊維を安定して製造できる。

繊維を集合させることで、繊維集合体が得られる。繊維集合体内では、繊維が絡み合っていることが好ましい。繊維集合体は、例えば不織布状であるが、これに制限されない。

繊維集合体には、アニール処理を施すことが好ましい。例えば繊維集合体を１００℃の加熱温度で２時間処理することが好ましい。アニール処理により、繊維の結晶化が促進されて、繊維集合体の形状安定性が増す。

吸音材は、繊維集合体のみで構成されてもよいし、繊維集合体と、繊維集合体を支持する支持体とを備えてもよい。支持体は、例えばマイクロファイバー不織布である。吸音材は、繊維集合体と、繊維集合体を内包する袋とを備えてもよい。袋は、例えばマイクロファイバー不織布製である。繊維集合体を支持体に支持させるためには、熱間プレス又は熱風の吹きつけによって繊維集合体を支持体に熱融着させてもよい。

繊維集合体は、１２０℃の耐熱性を有することが好ましい。この耐熱性は、繊維集合体に対して、１２０℃の高温空気雰囲気下に５００時間曝露する処理を施した後の繊維集合体の垂直吸音率に基づいて評価される。この処理後の繊維集合体の６００Ｈｚの音の吸音率が２０％以上かつ１０００Ｈｚの音の吸音率が５０％以上である場合、１２０℃の耐熱性を有すると評価される。

このような高い耐熱性は、繊維集合体を構成する繊維の組成を、上記説明の範囲内で適宜調整することで、達成可能である。

（１）実施例及び比較例の繊維集合体の作製
実施例１０の場合を除き、後掲の表の「組成」の欄に示す成分を、不活性条件下で、２００℃で溶融させた状態で１０分間混合してから、室温まで冷却することで固化させ、更に粉砕することで、紡糸用材料を得た。

実施例１０の場合は、後掲の表の「組成」の欄に示す成分のうち酸化防止剤以外を、窒素雰囲気下の反応容器内に入れて、混合物を得た。反応容器内で混合物を撹拌しながら３５０℃まで昇温させてから、１０分間保持することで、混合物中のＰＰ樹脂（ｆ）を熱分解させた。続いて、混合物を２００℃まで冷却した。続いて混合物に酸化防止剤を加えて５分間混合してから、室温に冷却することで固化させ、更に粉砕することで、紡糸用材料を得た。

紡糸用材料を溶融紡糸法で紡糸することで、繊維を得た。具体的には、紡糸用材料を溶融させてから、紡糸用材料をノズルから吐出しながら、この紡糸用材料に気流を吹き付けることで、繊維を得た。紡糸用材料を溶融させるための加熱温度、ノズルの一つの穴当りの紡糸用材料の吐出量、ノズルの穴径、気流の温度及び気流の速度の条件は、表中の「紡糸条件」の欄に示す通りである。なお、比較例３の場合は、０．２５ｍｍ径の穴と、１．０ｍｍ径の穴とを、１５：１の数量比で有するノズルを用いた。紡糸用材料の吐出量は、ノズルの穴径の値ごとに独立した押し出し機から規定量の紡糸用材料を押し出すことで調整した。

さらに、ノズルから吐出した紡糸用材料が冷却されることで形成された繊維を、コンベア上で捕集することで、不織布状の繊維集合体を得た。コンベアの送り速度は、繊維集合体の目付け量が４００ｇ／ｍ²となるように調整した。なお、実施例１１の場合は、目付け量２０ｇ／ｍ²のスパンボンド不織布上で繊維集合体を作製してから、熱ロールプレスによってスパンボンド不織布と繊維集合体とを接着した。

後掲の表中の成分の詳細は下記の通りである。
・ＰＰ樹脂（ａ）：サンアロマー社製のポリプロピレン樹脂、品番ＰＷＨ００Ｎ、重量平均分子量８．７万、メルトフローレート１７００ｇ／１０ｍｉｎ、２３０℃溶融粘度６０００ｍＰａ・ｓ、融点１６６℃。
・ＰＰ樹脂（ｂ）：三井化学社製の結晶性ポリプロピレン樹脂（ホモポリマー）、品番ＮＰ８０５、重量平均分子量３．５万、メルトフローレート３５００ｇ／１０ｍｉｎ、２３０℃溶融粘度８００ｍＰａ・ｓ、融点１５５℃。
・ＰＰ樹脂（ｃ）：三井化学社製の結晶性ポリプロピレン樹脂（ホモポリマー）、品番ＮＰ５００、重量平均分子量３．５万、メルトフローレート５０００ｇ／１０ｍｉｎ、２３０℃溶融粘度２７０ｍＰａ・ｓ、融点１６４℃。
・ＰＰ樹脂（ｄ）：三井化学社製の結晶性ポリプロピレン樹脂（ホモポリマー）、品番ＮＰ０５５、重量平均分子量１．０万、メルトフローレート６０００ｇ／１０ｍｉｎ、２３０℃溶融粘度２５ｍＰａ・ｓ、融点１４５℃。
・ＰＰ樹脂（ｅ）：トータルペトロケミカル製のポリプロピレン樹脂、品番３９６２、重量平均分子量１４．５万、メルトフローレート１３００ｇ／１０ｍｉｎ、２３０℃溶融粘度７５００ｍＰａ・ｓ、融点１６５℃。
・ＰＰ樹脂（ｆ）：ポリミレイ製のポリプロピレン樹脂、品番ＨＰ４６１Ｘ、重量平均分子量１５万、メルトフローレート１１００ｇ／１０ｍｉｎ、２３０℃溶融粘度８６００ｍＰａ・ｓ、融点１６８℃。
・ＰＥ樹脂：三井化学社製のポリエチレンワックス、品番４０８００、２３０℃溶融粘度１３５ｍＰａ・ｓ、融点１３０℃。
・パラフィン：日本精鑞社製のパラフィンワックス、品番ＦＴ１１５、２３０℃溶融粘度５ｍＰａ・ｓ、融点１１３℃。
・熱可塑性エラストマー：エクソンモービル社製の品名ＶＩＳＴＡＭＡＸＸ、品番６２０２、メルトフローレート２０ｇ／１０ｍｉｎ、２３０℃溶融粘度１９６０００ｍＰａ・ｓ、軟化点９４℃。
・フェノール系酸化防止剤：ＢＡＳＦ社製のフェノール系酸化防止剤、品名ＩＲＧＡＮＯＸ １０１０。
・リン系酸化防止剤：株式会社ＡＤＥＫＡ製のリン系酸化防止剤、品名アデカスタブＰＥＰ−３６。

（２）評価試験
各実施例及び比較例について、下記の評価試験を行った。その結果を後掲の表の「評価試験」の欄に示す。

なお、比較例４の場合は、紡糸用材料を紡糸しても、繊維状に成形することは困難であったが、繊維とみなせる成形体のみを集めて繊維集合体を作製し、これについて評価を行った。

（２−１）メルトフローレート評価試験
ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８に準拠して、繊維集合体中の繊維のメルトフローレートを測定した。なお、メルトフローレートの測定条件は、繊維を作製するために用いた紡糸用材料中の熱可塑性樹脂の種類に応じて決定され、紡糸用材料中の熱可塑性樹脂が二種以上の樹脂を含有する場合は、そのうち最も質量割合が大きい樹脂の種類に応じて決定された。

（２−２）溶融粘度評価試験
株式会社アントンパール・ジャパン製の粘弾性測定装置（型番ＭＣＲ３０２）を用いて、繊維集合体中の繊維の、２３０℃における溶融粘度を、窒素雰囲気下、せん断速度１０〔１/ｓ〕の条件下で測定した。

（２−３）繊維径の測定
カーボンテープにおける３ｍｍ×３ｍｍの領域に繊維集合体中の繊維を貼り付けてから、繊維にＡｕを２分間程度蒸着することで、繊維をＡｕでコーティングした。続いて、走査型電子顕微鏡（株式会社キーエンス製、型番ＶＥ−７８００）を用いて繊維の３０００倍の画像を得た。この画像を画像処理することで、任意の２００本の繊維の径を測定し、この測定結果から、繊維の径の中央値を算出した。

また、この測定結果から、２００本の繊維のうち、１０μｍ以上の径を有する繊維の数量の割合、８μｍ以下の径を有する繊維の数量の割合、及び５μｍ以下の径を有する繊維の数量の割合を、算出した。

（２−４）目付け量及び密度
繊維集合体を切断して、平面視５０ｍｍ×５０ｍｍの寸法を有する１０個のサンプルを作製した。サンプルの質量を測定し、その結果から質量の平均値を算出した。サンプルの質量の平均値を、サンプルの平面視面積で除することで、繊維集合体の目付量を算出した。

また、サンプルにおける四つの辺の各々の中央部の厚みをノギスで測定し、その測定結果からサンプルの厚みの平均値を算出した。サンプルの平面視面積にサンプルの厚みの平均値を乗じて得た値を、サンプルの体積の平均値とした。サンプルの質量の平均値を、サンプルの体積の平均値で除することで、繊維集合体の密度を算出した。

（２−５）吸音特性試験
繊維集合体から、平面視直径２９ｍｍの寸法を有する試験片を切り出した。この試験片の、６００Ｈｚ、１０００Ｈｚ及び１５００Ｈｚの各周波数の音の垂直入射吸音率を、ＪＩＳ Ａ１４０５−２に基づいて、音響インピーダンス管を備える垂直吸音システム（株式会社小野測器製、型番ＤＳ−２００）で測定した。

（２−６）耐熱性試験
上記の吸音特性試験後の繊維集合体を、１２０℃で５００時間加熱してから、上記吸音特性試験の場合と同じ方法で、６００Ｈｚ、１０００Ｈｚ及び１５００Ｈｚの各周波数の音の垂直入射吸音率を測定した。

Claims (10)

1. 熱可塑性樹脂を含む繊維の集合体であり、
   前記繊維は、１６００〜５０００ｇ／１０ｍｉｎの範囲内のメルトフローレートと、２５０〜７０００ｍＰａ・ｓの範囲内の溶融粘度とを有し、
   前記繊維の径の数量基準の中央値は、０．３μｍ〜０．９μｍの範囲内であり、
   前記繊維全体に対する、８μｍ以下の径を有する繊維の数量は、９９％以上である
   繊維集合体。
2. 前記繊維は、２０００〜５０００ｇ／１０ｍｉｎの範囲内のメルトフローレートを有する、
   請求項１に記載の繊維集合体。
3. 前記繊維は、２５０〜３０００ｍＰａ・ｓの範囲内の溶融粘度を有する、
   請求項１又は２に記載の繊維集合体。
4. ０．０３ｇ／ｃｍ³以下の密度を有する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の繊維集合体。
5. 前記熱可塑性樹脂は、二種以上の樹脂を含有し、
   前記樹脂は、互いに異なるメルトフローレートと、互いに異なる溶融粘度とのうち、少なくとも一方を有する、
   請求項１から４のいずれか一方に記載の繊維集合体。
6. 前記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー及びパラフィンからなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有する、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の繊維集合体。
7. 前記繊維は、可塑剤を含有し、
   前記可塑剤は、前記熱可塑性樹脂よりも高いメルトフローレートと、前記熱可塑性樹脂よりも低い溶融粘度とのうち、少なくとも一方を有する、
   請求項１から６のいずれか一項に記載の繊維集合体。
8. １２０℃の耐熱性を有する
   請求項１から７のいずれか一項に記載の繊維集合体。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の繊維集合体を備える吸音材。
10. 車載用である請求項９に記載の吸音材。