JP6464412B2 - 吸音不燃シート - Google Patents

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本発明は屋内競技場、体育館、屋内プール、イベントホール、公会堂、冠婚葬祭式場などの天井、さらに駅舎ロビー、空港ロビー、ショッピングモールなどの吹き抜けに設置される天井面積構成部材兼吸音部材、または天井面積構成部材付帯物としての吸音部材であり、何れも反響抑止効果と音響減衰効果とに優れ、万が一地震で崩落した場合にも重大な人的被害を生じる可能性の低い軽量性とフレキシブル性とを兼備しながら、しかも建築基準法物件に適用可能な不燃内装材に関する。
不燃性の吸音内装材として、ガラス長繊維を嵩高に膨らませた嵩高加工糸を、少なくとも1部に用いて製織してなることにより、吸音特性および不燃性を有する吸音クロス、およびこの吸音クロスを用いた吸音カーテン(特許文献1)、建築内装工事用の天井材や壁材として、比較的薄い表層被覆シート材を基板(多数の小径貫通孔が穿孔されてなる)の表面に貼着することで貫通孔の表面側開口を閉塞した有孔吸音板(特許文献2)、建築物の壁面、天井面、床面またはパーティション等に貼り付ける、薄くて不燃性の吸音装飾シートとして、微小な穴を多数有する装飾フィルム層と不燃性連続発泡体層、及び接着層とからなる吸音装飾シート(特許文献3)、貫通微細孔及び少なくとも1mmの直径を備える開口を備えるフィルム層と、このフィルム層上に配置される繊維性材料層とを備えてなる多層吸音シート(特許文献4)、など様々な吸音構造物が開示されている。しかし何れも通気性の吸音孔を必須とする構造のため、ASTM-E1354「建築材料の燃焼性試験方法」、建築基準法施行令108条の2、及び1998年改正建築基準法第2条9号などでは、この吸音孔からの煙漏れが避難上有害な煙又はガスと見做されて不燃性を満たす建築基準法物件の適用材料認定に至らない。これらの法令に適合することによって国土交通大臣認定番号が取得でき、建築基準法物件適用材料に認定されるが、まだ市場では薄型フレキシブル吸音材料で、しかも吸音孔通気タイプでの建築基準法物件適用材料はまだ存在していなかった。
特開平09−250050号公報 特開2001−132132号公報 特開2010−196421号公報 特表2011−516929号公報
本発明は、建築物の天井に設置される天井面積構成部材兼吸音部材、または天井面積構成部材付帯物としての吸音部材として反響抑止効果と音響減衰効果とに優れ、万が一地震で崩落した場合にも重大な人的被害を生じる可能性の低い軽量性かつフレキシブル性のシートであって、しかも屋内競技場、体育館、屋内プール、イベントホール、公会堂、冠婚葬祭式場などの天井、さらに駅舎ロビー、空港ロビー、ショッピングモールなどの吹き抜けなどの天井膜に使用するに際し、建築基準法物件適用可能な不燃性を具備する吸音不燃シートの提供を課題とする。
上記課題を解決するために、特定厚さの可撓性積層体の全面に特定孔径の通気孔が多数形成、特定の開孔率で配置され、この通気孔の内壁断面の層構造として、少なくとも「熱可塑性樹脂層/通気性布帛層」を有し、さらに熱可塑性樹脂層が熱膨張性粒子として、特定の層状無機化合物を特定量含むことによって、反響抑止効果と音響減衰効果とに優れ、軽量性かつフレキシブル性のシートであって、しかも天井膜に使用するに際し、建築基準法物件適用可能な不燃性を具備する吸音不燃シートが得られることを見出して本発明を完成するに至った。
すなわち本発明の吸音不燃シートは、厚さ0.35〜2.0mmの可撓性積層体の全面に孔径0.5〜2.5φmmの通気孔が多数形成、配置されて、この通気孔の面積総和が前記可撓性積層体の単位面積当たりに占める開孔率2.5〜12.5%を有し、かつ前記通気孔の内壁断面の層構造として、少なくとも「熱可塑性樹脂層/通気性布帛層」を有し、さらに前記熱可塑性樹脂層が熱膨張性粒子として、スメクタイト系粘土鉱物、合成スメクタイト、セリサイト、フッ素雲母、及び膨張黒鉛から選ばれた1種以上の層状無機化合物を前記熱可塑性樹脂層に対して1.5〜10質量%含むことが好ましい。これによって熱可塑性樹脂層がこれらの層状無機化合物を熱膨張性粒子として含むことによって本発明の吸音不燃シートが、火災により加熱された時に、層状無機化合物が体積膨張を起すことで見掛け上熱可塑性樹脂層自体が体積膨張し、それによって吸音不燃シートの通気孔を閉塞することで建築基準法物件に適用可能な不燃要件を満たすことができる。なお「熱可塑性樹脂層/通気性布帛層」の断層構造は「通気性布帛層/熱可塑性樹脂層」と同義である。
本発明の吸音不燃シートは、前記通気孔の配置において、少なくとも互いに隣接する通気孔同士が前記通気性布帛層を介在して通気連続していることが好ましい。これによって反響抑止効果と音響減衰効果とに優れる吸音不燃シートを得ることができる。
本発明の吸音不燃シートは、前記通気性布帛層が、マルチフィラメントヤーンを製織してなる繊維布帛であり、前記マルチフィラメントヤーンが、ガラス繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、バサルト繊維、炭素繊維から選ばれた1種以上を含む糸条であることが好ましい。これによって本発明の吸音不燃シートを構成する繊維布帛が通気性布帛層として作用し、吸音効果を発現すると同時に建築基準法物件に適用可能な不燃要件を満たすことができる。
本発明の吸音不燃シートは、前記マルチフィラメントヤーンが、嵩高糸条であることが好ましい。これによって本発明の吸音不燃シートを構成する繊維布帛が通気性布帛層として作用し、より良好な反響抑止効果と音響減衰効果とを得ることができる。
本発明の吸音不燃シートは、前記可撓性積層体の片面に厚さ1〜5mm、の通気性発泡樹脂層または通気性不織布層が形成されていることが好ましい。これによってより反響抑止効果と音響減衰効果とに優れた吸音不燃シートを得ることができる。
本発明の吸音不燃シートは、コーンカロリーメーター試験(ASTM-E1354)により前記可撓性積層体に50kW/mの輻射熱を照射した時に、前記層状無機化合物の体積膨張により熱可塑性樹脂層を膨張させることで前記通気孔を閉塞し、その結果前記開孔率を1%未満とすることが好ましい。これによって本発明の吸音不燃シートが、火災により加熱された時に、前記熱膨張性粒子の体積膨張により熱可塑性樹脂層を膨張させて前記通気孔を閉塞し、その結果前記開孔率を1%未満とすることで建築基準法物件に適用可能な不燃要件を満たすことができる。
本発明の吸音不燃シートは、前記通気性布帛層に用いる繊維布帛に、スメクタイト系粘土鉱物、合成スメクタイト、セリサイト、フッ素雲母、及び水ガラス(ケイ酸ナトリウム水溶液)から選ばれた1種以上の熱膨張性材料による付着処理がなされ、コーンカロリーメーター試験(ASTM-E1354)により前記可撓性積層体に50kW/mの輻射熱を照射した時に、前記熱膨張性材料の体積膨張により前記通気性布帛層の通気孔部分を閉塞させることが好ましい。繊維布帛がこれらの熱膨張性材料を含むことによって本発明の吸音不燃シートが、火災により加熱された時に、前記熱膨張性材料の体積膨張により繊維布帛部分の通気孔を補助的に閉塞し、その結果前記開孔率を1%未満とすることで建築基準法物件に適用可能な不燃要件を効果的に満たすことができる。
本発明の吸音不燃シートは、コーンカロリーメーター試験(ASTM-E1354)において、50kW/mの輻射熱を照射開始後20分間の総発熱量が8MJ/m以下、かつ照射開始後20分間、最高発熱速度が10秒以上継続して200kW/mを超えない燃焼特性を有することが好ましい。これによって建築基準法物件に適用可能な不燃要件を満たすことができる。
本発明によれば、建築物の天井に設置される天井面積構成部材兼吸音部材、または天井面積構成部材付帯物としての吸音性を有する不燃内装材が得られ、これらの膜材料は万が一地震で崩落した場合にも重大な人的被害を生じる可能性の低い軽量性とフレキシブル性とを有しながら、反響抑止効果と音響減衰効果とに優れるので、屋内競技場、体育館、屋内プール、イベントホール、公会堂、冠婚葬祭式場、駅舎ロビー、空港ロビー、ショッピングモール吹き抜けなどの膜天井構築用などに広く用いることができる。
本発明の吸音不燃シートの断面の一例を模式的に示す図 本発明の吸音不燃シートの断面の一例を模式的に示す図 本発明の吸音不燃シートの断面の一例を模式的に示す図 本発明の吸音不燃シートの外観の一例を模式的に示す図
本発明の吸音不燃シートは、マルチフィラメントヤーンを製織してなる繊維布帛を通気性布帛層として含み、この通気性布帛層の片面に熱可塑性樹脂層を被覆形成してなる可撓性積層体(厚さ0.35〜2.0mm:質量0.4〜2.5kg)、または通気性布帛層の両面に熱可塑性樹脂層を被覆形成してなる可撓性積層体(厚さ0.35〜2.0mm:質量0.4〜2.5kg)であって、この可撓性積層体の全面に孔径0.5〜2.5mm、好ましくは孔径0.75〜1.5mmの通気孔(形態は円径、略円径、楕円径)が散在(千鳥や角の規則的整列、またはランダム)して多数(3〜400個/inch)形成され、この通気孔の面積総和が可撓性積層体の単位面積当たりに占める開孔率2.5〜12.5%、好ましくは開孔率5.0〜10%を有し、かつ、熱可塑性樹脂層が熱膨張性粒子を熱可塑性樹脂層に対して1.5〜10質量%、好ましくは2.5〜7.5質量%含むもので、本発明の吸音不燃シートが、火災により加熱された時(模擬的にはコーンカロリーメーター試験(ASTM-E1354)により可撓性積層体に50kW/mの輻射熱を照射した時)に、熱膨張性粒子が体積膨張を起すことで見掛け上熱可塑性樹脂層自体が体積膨張し、吸音不燃シートの通気孔を閉塞することで開孔率2.5%未満、好ましくは1%以下を成し、それによってコーンカロリーメーター試験(ASTM-E1354)において、50kW/mの輻射熱を照射開始後20分間の総発熱量が8MJ/m以下、かつ照射開始後20分間、最高発熱速度が10秒以上継続して200kW/mを超えない燃焼特性を発現することで建築基準法物件に適用可能な不燃要件を満たすことができる。
通気孔の孔径が0.5φmm未満、及び孔径が2.5φmmを越えると得られるシートの反響抑止効果、音響減衰効果などの吸音効果を不十分とし、しかも孔径が2.5φmmを越えると得られるシートの不燃性を不十分とする。また開孔率が2.5%未満だと得られるシートの反響抑止効果、音響減衰効果などの吸音効果を不十分とすることがあり、また12.5%を超えると得られるシートの不燃性が不十分となることがある。具体的に通気孔の孔径0.5φmmの場合、例えば、最少孔数90(タテ列9×ヨコ列10)個/inch、最小開孔率2.73%〜最多孔数400(タテ列20×ヨコ列20)個/inch、最大開孔率12.15%の範囲が好ましく、また通気孔の孔径2.5φmmの場合、例えば、最少孔数4個/inch、開孔率3.04%〜最多孔数16個(タテ列4×ヨコ列4)/inch、開孔率12.17%の範囲が好ましく、さらに孔径0.5φmmの通気孔と孔径2.5φmmの通気孔の併用、孔径0.5φmm、1.5φmm、2.5φmmの通気孔の併用であってもよい。このようにして通気孔が設けられた可撓性積層体は、通気孔が共鳴孔として反響減衰効果に働くと同時に、共鳴孔の断層構造として、「熱可塑性樹脂層/通気性布帛層(繊維布帛)/熱可塑性樹脂層」、または「熱可塑性樹脂層/通気性布帛層(繊維布帛)」を採ることによって、通気孔に入射した音波が繊維布帛内部(通気性布帛層)に伝播すること、さらに隣接する通気孔と通気連続することによって、より音響減衰効果を大きいものとする。なお「熱可塑性樹脂層/通気性布帛層(繊維布帛)」の断層構造は「通気性布帛層(繊維布帛)/熱可塑性樹脂層」と同義である。通気度(JIS L1096:フラジール法)1〜50cc/cm/秒を満たすことが反響抑止効果及び音響減衰効果に優れ好ましい。通気度が1cc/cm2/秒未満だと反響抑止効果を悪くすることがあり、50cc/cm2/秒を超えると吸音効果を悪くすることがある。
これらの通気孔は少なくとも熱可塑性樹脂層を貫通していれば、通気性布帛層である繊維布帛には非貫通のものであっても繊維布帛自体は通気性を有しているので通気性の効果に問題ない。このような態様は、予め熱可塑性樹脂層とする熱可塑性樹脂フィルムに(熱)針突刺、ポンチ(punch)による機械的な窄孔加工、炭酸ガスレーザーによる窄孔加工を施したフィルムを通気性布帛層に積層することで得られる。またフィルムを通気性布帛層に積層した可撓性積層体に、半貫通の機械的な(熱)針窄孔加工を施したもの、穴あけ深さを制御しての炭酸ガスレーザーによる窄孔加工を施したものが挙げられる。またフィルムを繊維布帛に積層した後、及び通気性発泡層や不織布層の形成後に完全貫通の機械的な(熱)針突刺、ポンチ(punch)窄孔加工などを施した可撓性積層体、炭酸ガスレーザーによる完全貫通の窄孔加工を施した可撓性積層体が挙げられ、完全貫通させた後、繊維布帛(通気性布帛層)のマルチフィラメントの一部が物理的にほつれ戻りを生じ、小径の貫通孔を塞ぐものであっても本発明の吸音不燃シートにおいて吸音効果を阻害するものではない。
本発明の吸音不燃シートに用いる繊維布帛(通気性布帛層)の繊維種は、ガラス繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、バサルト繊維、炭素繊維から選ばれた1種以上の無機繊維を含む糸条が不燃性付与の目的のために好ましい。また不燃性に及ばないものの、より高度の難燃化、高耐熱性付与のためには、アラミド繊維(ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維、ポリパラベンズアミド繊維、パラフェニレンオキシジフェニレンテレフタルアミド共重合体繊維などの全芳香族ポリアミド繊維)、ポリアリレート繊維、ポリベンゾオキサゾール繊維、ポリベンゾイミダゾール繊維、ポリベンゾチアゾール繊維及びポリエーテルエーテルケトン繊維から選ばれた1種以上の有機高分子繊維を用いることができ、これらは前述の無機繊維と混紡または混織して用いてもよい。また綿などセルロース系繊維の水酸基に対して、ホウ酸エステル化、リン酸エステル化、ケイ酸エステル化などの化学変性処理を施した不燃化セルロース紡績糸は空気を多く含む嵩高糸として好ましい。さらに上記の繊維布帛を構成するマルチフィラメント(嵩高)ヤーンには補助的に、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ポリエステル繊維(PET、PBT、PNT)、ナイロン繊維、ビニロン繊維などの低融点高分子フィラメント成分を混用して、これをホットメルトバインダー成分として、特にマルチフィラメント嵩高ヤーンの嵩高率を安定状態に固定保持させることができる。
本発明の吸音不燃シートに用いる繊維布帛(通気性布帛層)の織り組織は、平織物(経糸と緯糸とも最少2本ずつ用いた最小構成単位)、綾織物(経糸と緯糸とも最少3本ずつ用いた最小構成単位:3枚斜文、4枚斜文、5枚斜文、6枚斜文、8枚斜文など)、朱子織物(経糸と緯糸とも最少5本ずつ用いた最小構成単位:2飛び、3飛び、4飛び、5飛びなどの正則朱子)、変化平織物(斜子織:七子、魚子、並子、バスケット織、パナマ織)・(畝織:畦織、リブ織)、変化綾織物(急斜文、緩斜文、山形斜文、破れ斜文、曲がり斜文、杉綾、飾斜文、昼夜斜文、飛び斜文)、変化朱子織物(不規則朱子、重ね朱子、拡げ朱子、昼夜朱子)、もじり織物(模紗織物、絽織物)、三軸織物(斜子織:七子、魚子、並子、バスケット織、パナマ織)、四軸織物(斜子織:七子、魚子、並子、バスケット織、パナマ織)などを任意に使用できる。
上述の繊維布帛(通気性布帛層)を構成する糸条要素には、ガラス繊維(Eガラス、Cガラス、Gガラス、Aガラス、Sガラス、Dガラス、DEガラス)、シリカ繊維「シリカ(SiO)を主成分として95質量%以上含み、副成分に酸化ホウ素(B)を2.5〜5質量%含む」、アルミナ繊維「アルミナ(Al)を65〜75質量%とシリカ(SiO)を25〜35質量%を主成分とし、副成分に酸化ホウ素(B)を2.5〜10質量%含む」、シリカアルミナ繊維、バサルト繊維、炭素繊維などのマルチフィラメントヤーンが不燃性シートに適し、フィラメント直径が1〜10μm、フィラメント単糸0.1〜10デニール、マルチフィラメント繊度69〜2223dtex(62〜2000デニール)、特に138〜1112dtex(124〜1000デニール)のマルチフィラメントで、フィラメント数50〜500本、特に100〜300本で集束して10〜40回/mの弱撚糸、または41〜200回/mの普通撚糸に束ね、その断面形状を円形、楕円形、または扁平とする糸条が通気拡散性に優れ、これらが嵩高糸条だとより通気拡散性に優れ、それによって効果的な吸音性を発現する。
嵩高糸条は、空気加工糸(タスラン加工糸、インターレース加工糸、空気精紡糸など)またはウーリー加工糸が挙げられる。より具体的には、マルチフィラメント糸条の製造時に、フィラメントの開繊(解繊)混繊をタスランノズルによるエアージェット交絡により行ない、乱過流の渦中で巻き込みと絡みを強制することでランダムルーズに絡め、ループ、渦巻きコイル、や結び目を多数形成することで嵩高化したタスラン加工糸が好ましい。マルチフィラメント芯糸の開繊に、マルチフィラメント鞘糸の開繊を立体的に絡めてルーズな絡みを多数形成したコアヤーン形態であってもよい。また、嵩高マルチフィラメント糸条として、合成繊維によるマルチフィラメント糸条を加撚(仮撚または交仮撚)した状態でヒートセットし、これを解撚して得られる捲縮性のウーリー加工糸(仮撚・交仮撚加工糸)でもよい。これらタスラン加工糸やウーリー加工糸は2種以上の供給糸を用い、供給糸の特性(異繊度、異形、異収縮、異捲縮)とフィード率の制御によって、任意に嵩高性をコントロールすることができる。本発明において嵩高糸はタスラン加工糸が特に好ましい。また嵩高糸は、上記嵩高糸1本と、非嵩高マルチフィラメントヤーン(汎用のマルチフィラメントヤーン)1本とを束ねて10〜100回/mの撚りを掛けたタスラン合撚糸(双糸)、あるいは上記嵩高糸2本と、非嵩高マルチフィラメントヤーン(汎用のマルチフィラメントヤーン)1本とを束ねて10〜100回/mの撚りを掛けたタスラン合撚糸(三子撚糸)であってもよい。
上述の繊維布帛(通気性布帛層)は、これらマルチフィラメント(嵩高)ヤーンを、経糸及び緯糸として各々1インチ間18〜46本打込んで得られる質量100〜300g/mの織物、経糸及びバイアス糸として各々1インチ間16〜42本打込んで得られる質量125〜350g/mの三軸織物、経糸、緯糸、バイアス糸として各々1インチ間16〜42本打込んで得られる質量150〜400g/mの四軸織物で、目抜け空隙率0〜5%の織物仕様が不燃性に優れている。目抜け空隙率が5%を超えると火災時に織物の目合いから燃焼ガスが漏れ抜け易くなり、それによって建築基準法物件に不適合なものとなることがある。嵩高糸条は繊維布帛を形成する経糸条、及び緯糸条の両方に用いた平織物、綾織物、朱子織物、二重織物、三重織物などが本発明の吸音不燃シートの吸音性向上の観点において好ましく、経糸条、または緯糸条の一方のみを嵩高糸条で構成した平織物、綾織物、朱子織物など、及び二重織物や三重織物などの多重織物であってもよい。さらに三軸嵩高織物において、経糸条、及びバイアス糸条の少なくとも一方に嵩高糸条を用いることが本発明の吸音不燃シートの吸音性向上の目的に適し、同様に四軸嵩高織物において、経糸条、緯糸条及びバイアス糸条の少なくとも一方に嵩高糸条を用いることが本発明の吸音不燃シートの吸音性向上の目的に適している。これらの嵩高織物は単位体積(見掛け体積)当たり空気を5〜20%(0.05〜0.2cc/cm)含む通気拡散性のものが本発明の吸音不燃シートの吸音性向上のために好ましい。空気含有率は水中に特定体積(例えば1cm)の嵩高織物を沈めた時に浮上する気泡を水上置換法で捕集し、特定体積(例えば1cm)に対する気泡総和体積の占有率として求めることができる。
上述の繊維布帛(通気性布帛層)には、スメクタイト系粘土鉱物、合成スメクタイト、セリサイト、フッ素雲母、及び水ガラス(ケイ酸ナトリウム水溶液)から選ばれた1種以上の熱膨張性材料による付着処理が繊維布帛の質量に対して1〜7.5質量%の範囲でなされ、本発明の吸音不燃シートが、火災により加熱された時(模擬的にはコーンカロリーメーター試験(ASTM-E1354)により可撓性積層体に50kW/mの輻射熱を照射した時)に、繊維布帛に付着した熱膨張性粒子が体積膨張を起すことで見掛け上通気性布帛層自体が体積膨張し、吸音不燃シートの通気孔を閉塞する補助作用によって開孔率1%未満を成し、それによって建築基準法物件適用可能な不燃性を具備する吸音不燃シートを得ることができる。スメクタイト系粘土鉱物としては、2:1型スメクタイトで、ケイ素と酸素からなる層(シリカ四面体層)が、アルミニウムと酸素からなる層(アルミニウム八面体層)を挟んだ、「シリカ四面体層/アルミニウム八面体層/シリカ四面体層」構造層を一単位とし、この構造層が積重したものである。さらにアルミニウム八面体層には2八面体型及び3八面体型に分類され、2八面体型スメクタイトの具体例として、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイトなどが、3八面体型スメクタイトの具体例として、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、スティーブンサイトなどが挙げられる。合成スメクタイトは、シリカ四面体(四配位)層とアルミニウム八面体(六配位)層が交互に積重した構造であり、シリカ/アルミが2:1の質量比率の使用が好ましい。セリサイト(絹雲母)は白雲母の微細なもので平均粒子径1〜20μmのものである。またフッ素雲母はNa四珪素雲母を有機交換処理した平均粒子径1〜20μmのフッ素四珪素雲母が使用できる。また、上述の化合物は、積重層間に交換性陽イオンを保持する作用で、他の金属イオン、陽イオン化合物、陰イオン化合物、反応性化合物(シランカップリング剤)などを置換反応し、化学修飾または化学変性したインターカレーション型の層状化合物、例えばスメクタイト系粘土鉱物(モンモリロナイトなど)の層間に、四級ホスホニウム化合物、塩化ジメチルステアリルアンモニウム、塩化ベンジルジメチルステアリルアンモニウムなどの四級アンモニウム化合物を置換変性したものが挙げられる。水ガラス(ケイ酸ナトリウム水溶液)は、NaO・nSiO(n=0.5〜4.0)のJIS K1408に規定の1号、2号、3号から選ばれた1種以上が使用できる。
上述の繊維布帛(通気性布帛層)に処理して付着させる熱膨張性材料には、通気性布帛層への付着固定性向上の目的でシランカップリング剤を、熱膨張性材料の総和量に対して1〜20質量%、特に3〜10質量%併用することが好ましい。シランカップリング剤としては、一般式:XR−Si(Y)で表される分子中に2個以上の異なった反応基を有する化合物で、例えば、X=アミノ基、ビニル基、エポキシ基、クロル基、メルカプト基など(R=アルキル鎖)、Y=メトキシ基、エトキシ基などである。シランカップリング剤は末端の反応基成分が熱膨張性材料の表面と反応し、及び/または熱膨張性材料内部にインターカレートされて一体化し、同時にもう一方の末端の反応基成分が繊維布帛構造の一部と反応することによって、通気性布帛層への付着固定性が向上する。具体的にアクリル樹脂エマルジョン、ウレタン樹脂エマルジョン、エチレン酢酸ビニル共重合体エマルジョンなどをバインダーベースに、上記熱膨張性粒子をバインダー樹脂に対する固形分含有率として10〜50質量%、上記熱膨張性粒子配合量に対してシランカップリング剤を1〜5質量%配合したものであり、必要に応じてイソシアネート化合物、オキサゾリン化合物、エポキシ化合物などの硬化剤を併用することができる。通気性布帛層に対する上記熱膨張性粒子の付着量は、1〜10質量%が好ましい。
可撓性積層体の全面に散在して多数形成、配置される通気孔の内壁断面の層構造としての、「熱可塑性樹脂層/通気性布帛層」単位においての熱可塑性樹脂層は、熱可塑性樹脂及び難燃剤粒子とを主体に含み、熱可塑性樹脂層の比重1.3以上、比重2.5以下とすることで防音減衰効果を発現する。熱可塑性樹脂層に用いる熱可塑性樹脂成分は、軟質塩化ビニル樹脂(可塑剤として、アジピン酸ジアルキルエステル類、セバシン酸ジアルキルエステル類、フタル酸ジアルキルエステル類、イソフタル酸ジアルキルエステル類、テレフタル酸ジアルキルエステル類,シクロヘキサンジカルボン酸ジアルキルエステル類、芳香族リン酸エステル類、塩素化パラフィン類、ポリエステルオリゴマー類などを、塩化ビニル樹脂100質量部に対して30〜100質量部配合する)、塩化ビニル系共重合体樹脂(塩化ビニル系樹脂は、塩化ビニルモノマーの単独重合体の他、塩化ビニルモノマーと共重合し得る他のモノマー類との共重合体、及びグラフト重合体を含む)、オレフィン樹脂、オレフィン系共重合体樹脂、ウレタン樹脂、ウレタン系共重合体樹脂、アクリル樹脂、アクリル系共重合体樹脂、酢酸ビニル樹脂、酢酸ビニル系共重合体樹脂、スチレン樹脂、スチレン系共重合体樹脂、ポリエステル樹脂、およびポリエステル系共重合体樹脂、フッ素樹脂、フッ素系共重合体樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。
上記熱可塑性樹脂層には熱膨張性粒子として、スメクタイト系粘土鉱物、合成スメクタイト、セリサイト、フッ素雲母、及び膨張黒鉛から選ばれた1種以上の層状無機化合物を前記熱可塑性樹脂層に対して1.5〜10質量%含むことが好ましい。熱膨張性粒子の含有量が1.5質量%未満だと、本発明の吸音不燃シートが、火災により加熱された時(模擬的にはコーンカロリーメーター試験(ASTM-E1354)により可撓性積層体に50kW/mの輻射熱を照射した時)に、熱膨張性粒子の体積膨張による熱可塑性樹脂層の膨張効果が不十分となり、その結果、通気孔の閉塞が不完全となる(開孔率を1%未満とすることができない)ことで、建築基準法物件に適用できないことがある。また、熱膨張性粒子の含有量が10質量%を越えると熱可塑性樹脂層の体積膨張が過多となり、通気孔と連続する膨張歪亀裂を形成し易くなることで、建築基準法物件に適用できないことがある。
熱膨張性粒子は、段落〔0024〕に記述したものと同じスメクタイト系粘土鉱物、合成スメクタイト、セリサイト、フッ素雲母が使用でき、これらの化合物には、積重層間に交換性陽イオンを保持する作用で、他の金属イオン、陽イオン化合物、陰イオン化合物、反応性化合物(シランカップリング剤)などを置換反応し、化学修飾または化学変性したインターカレーション型の層状化合物、例えばスメクタイト系粘土鉱物(モンモリロナイトなど)の層間に、四級ホスホニウム化合物、塩化ジメチルステアリルアンモニウム、塩化ベンジルジメチルステアリルアンモニウムなどの四級アンモニウム化合物を置換変性したものを使用することもできる。また膨張黒鉛は、天然黒鉛を濃硫酸、硝酸、セレン酸などと、濃硝酸、過塩素酸塩、過マンガン酸塩、重クロム酸塩などによる処理品が使用でき、これらはグラファイト状層構造を有する結晶質化合物のため、熱による発生ガスで膨張することで不燃性の炭化層を形成する。膨張黒鉛の粒径は10〜500μm、特に25〜100μmが好ましく、粒径分布が異なり膨張容積を異にする複数の膨張黒鉛を併用することもできる。これら膨張黒鉛の膨張容積は10〜300mL/gが好ましい。また膨張黒鉛は後述する段落〔0029〕に記載の難燃剤粒子で、特にケイ素化合物、金属水酸化物、金属酸化物、金属炭酸塩化合物、金属硫酸塩化合物、ホウ酸化合物、及び無機系化合物複合体などの無機系化合物と併用することによって、得られる可撓性積層体の燃焼炭化物の強度を増強させ、通気孔を強固に塞ぐ効果に寄与する。これら上記熱膨張性粒子には、段落〔0025〕に記載と同じシランカップリング剤を、熱膨張性粒子の総和量に対して1〜20質量%、特に3〜10質量%併用することが熱可塑性樹脂に対する分散性、及び接着性向上目的のために好ましく、これは熱可塑性樹脂層に含有されるシランカップリング剤は末端の反応基成分が熱膨張性粒子の表面と反応し、及び/または熱膨張性粒子層間にインターカレートされて一体化し、同時にもう一方の末端の反応基成分が熱可塑性樹脂の分子鎖構造の一部と反応することによる。
熱可塑性樹脂層に用いる難燃剤粒子は、a).金属リン酸塩、金属有機リン酸塩、リン酸誘導体(リン酸エステル化合物、ホスホン酸エステル化合物)、ポリリン酸アンモニウム、及びポリリン酸アンモニウム誘導体化合物などのリン原子含有化合物、b).(イソ)シアヌレート系化合物、(イソ)シアヌル酸系化合物、グアニジン系化合物、尿素系化合物、及び、これらの誘導体化合物などの窒素原子含有化合物(メラミンシアヌレート)、c).ケイ素化合物、金属水酸化物、金属酸化物、金属炭酸塩化合物、金属硫酸塩化合物、ホウ酸化合物、及び無機系化合物複合体などの無機系化合物、d).臭素置換有機化合物、塩素置換有機化合物などであり、特に好ましい難燃剤粒子は、酸化鉛(比重9.35)、三酸化アンチモン(比重5.7)、チタン酸バリウム(比重5.6)、酸化ジルコニウム(比重5.5)、酸化亜鉛(比重5.4)、酸化鉄(比重5.2)、炭酸バリウム(比重4.4)、硫酸バリウム(比重4.4)、二酸化チタン(比重4.0)、アルミナ(比重3.8)、チタン酸カリウム(比重3.3)、酸化マグネシウム(比重3.3)、マイカ(比重3.0)、タルク(比重2.8)、炭酸カルシウム(比重2.6)、水酸化アルミニウム(比重2.4)及び水酸化マグネシウム(比重2.4)などで、これらの配合によって熱可塑性樹脂難燃層の比重1.3以上、比重2.5以下とする。比重は2.5を超えると得られる吸音不燃シートが質量超過となることで天井材が崩落した場合に重大な人的被害を生じる可能性を増す。また比重1.3未満だと不燃性及び防音減衰効果が不十分となることがある。
熱可塑性樹脂層の厚さは1層あたり0.1mm〜0.5mm、特に0.12mm〜0.25mm、質量150〜750g/mが好ましい。特に本発明に好ましい熱可塑性樹脂層は、塩化ビニル樹脂(可塑剤、安定剤、難燃剤などを配合した軟質〜半硬質塩化ビニル樹脂を包含する)、スチレン系共重合体樹脂(難燃剤などを配合)、ウレタン系共重合体樹脂(難燃剤などを配合)、およびポリエステル系共重合体樹脂(難燃剤などを配合)である。これらの熱可塑性樹脂層はカレンダー成型、Tダイ押出成型による0.1mm〜0.5mmのフィルムまたはシートが使用でき、必要に応じて顔料、光輝性顔料、蓄光顔料、遮熱顔料、光拡散ビーズ、紫外線吸収剤、耐光安定剤、防黴剤、抗菌剤、防虫剤、帯電防止剤、消臭剤、香料など公知の添加剤を任意の量で含むことができる。
本発明の吸音不燃シートにおいて、その片面には厚さ1〜5mmの、1).通気性発泡樹脂層、または2).通気性不織布層が形成されたものであってもよく、この通気性発泡層、及び通気性不織布層の形成によって更に吸音性を向上させることができる。1).通気性発泡樹脂層は、厚さ1〜5mm、密度0.35〜0.75g/cmに形成された通気度(JIS L1096:フラジール法)0.1〜10cc/cm/秒を有し、吸音不燃シート本体の有する通気孔の一部と連続することでの更なる通気性を有することが反響減衰効果向上の附帯層として好ましい。通気性発泡樹脂層の形成後に完全貫通の機械的な(熱)針窄孔加工、パンチ(punch)窄孔加工、または炭酸ガスレーザーによる完全貫通の窄孔加工を施しての通気孔の形成であってもよい。通気性発泡樹脂層には段落〔0029〕に記載の難燃剤粒子を配合したものが防炎規格適合のために好ましい。通気性発泡樹脂層は、可塑剤を含む軟質塩化ビニル樹脂ペーストゾルを用い、これに整泡剤としてシリコーンオイルを1〜5質量部含有する粘重なゾル組成物を攪拌機(ステンレスや金属を数本組み合わせて茶筅形にしたブレードを装着)により機械攪拌して気泡を強制的に巻き込んだホイップをコーティングして形成するか、化学発泡剤含有組成物形成層(コーティング層、またはフィルム層)を熱分解ガス化させ、ガス発生痕として生成した気泡を含ませたものなどが例示できる。2).通気性不織布には、段落〔0019〕に記載したマルチフィラメントのカットファイバー(繊度1.5〜121dtex、繊維長10〜150mm)を、スパンボンド法、乾式法、湿式法などによってウエブ(紡毛)化したフリ−スを、ケミカルボンド法、ニードルパンチ法、スパンレース法、サーマルボンド法などの方法により繊維間結合させてプレスしたものが使用できる。特に防炎性の強化の目的で、ガラス繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、炭素繊維などを使用した不織布、ポリエステル繊維、ナイロン繊維など汎用合成繊維を難燃化した不織布が好ましく、さらに天然繊維のセルロースの水酸基を化学変性処理した難燃化和紙を使用することもできる。
本発明の吸音不燃シートの施工は、幅1m〜3mの任意、長さ1m〜50mの任意の規格シートを自在に組み合わせ、通気孔形成面側を音響の入射面として内装施工する。特に1).1枚が幅1m〜3m程度、長さ1m〜5m程度の吸音不燃シートは、四角形、長方形、三角形、菱形、などの形態でアルミフレーム(押材)により吸音不燃シート全周を固定したパネル同士の組み合わせで、天井梁システムに固定することや、吊り下げることでフラット天井や幾何学立体天井に使用でき、2).また1枚が幅1m〜3m程度、長さ1m〜10m程度の長尺吸音不燃シートは幅方向の2辺を天井梁やアルミ押材に固定し、張力を掛けずにを長尺吸音不燃シートの自重で弛んだ半円弧状態に懸垂し、多数の長尺吸音不燃シートを連ねて半円弧の並びを表現したデザインアート天井に使用でき、3).また1枚が幅1m〜3m程度、長さ1m〜5m程度の吸音不燃シートは、四角形、長方形、三角形、菱形、などの形態で吸音不燃シートの外周のポイント毎にハトメ、ターンバックル、取付金具、ジョイントナットなどを設け、ロープやバネを用いて天井梁システムにサスペンジョン固定することで張力をコントロールして得たドレープを利用するデザインアート天井に使用することができる。
以下、本発明について実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。先ずは本発明の吸音不燃シートの作製及び評価方法を述べる。
〈吸音率〉
JIS A1409(残響反射法)によるNoise Reduction Coefficient(NRC値)を250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hzの各吸音率の算術平均値を求めた。
〈通気度〉
JIS L1096 8.27.1 A法に定めるフラジール形法により求めた。
〈不燃試験〉(ASTM-E1354:コーンカロリーメーター試験法)
輻射電気ヒーターによる50kW/mの輻射熱を膜材面に20分間照射し、この発熱性試験において、20分間の総発熱量と発熱速度を測定し、試験後の膜材外観を観察した。
(a)総発熱量:8MJ/m以下のものを適合とした。
(b)発熱速度:10秒以上継続して200kW/mを超えないものを適合とした。
(c)外観観察:直径0.5mmを超えるピンホール陥没痕の発生がないものを適合と
した。
〔実施例1〕
〈繊維布帛1〉
無アルカリガラス繊維(9μmフィラメント数400本)からなり、フィラメント同士がルーズに交絡した状態でZ撚25回/mを施した嵩高(タスラン)糸75番手(687dtex)単糸を経糸群及び緯糸群に用い、経糸群は1インチ間28本の織組織とし、また緯糸群は1インチ間30本の織組織とする繊維布帛1(嵩高平織物)を用いた。この繊維布帛1の質量は320g/m、目抜け空隙率は0.5%、空気含有率16%であった。
〈可撓性積層体〉
下記配合1の軟質塩化ビニル樹脂組成物を175℃の2本ロールで熱溶融混練し、180℃設定の逆L型カレンダーロールを通過させて厚さ0.15mmの圧延フィルムを得た。このフィルムを熱可塑性樹脂層として繊維布帛1の両面に175℃で熱ラミネートして厚さ0.58mmの可撓性積層体を得た。この可撓性積層体に熱針による通気孔(完全貫通)の機械的窄孔(孔径1.0φmm、孔数64(タテ列8×ヨコ列8の等間隔配置)個/inch、開孔率7.79%)を施し、通気孔の内壁断面の層構造を、軟質塩化ビニル樹脂層(熱可塑性樹脂層)/ガラス繊維布帛層(通気性布帛層)/軟質塩化ビニル樹脂層(熱可塑性樹脂層)とする、厚さ0.58mm、質量806g/m、通気度16cc/cm/秒、残響反射法によるNRC値0.66の可撓性積層体を得た。
〔配合1〕軟質塩化ビニル樹脂組成物(比重1.56)
乳化重合ポリ塩化ビニル樹脂(重合度1700) 100質量部
1,2−シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニル(可塑剤) 55質量部
※商品名:ヘキサモールDINCH(BASF社製)
エポキシ化大豆油(安定剤) 5質量部
バリウム/亜鉛複合化合物(安定剤) 2質量部
三酸化アンチモン(難燃剤) 20質量部
熱膨張性粒子(モンモリロナイト:平均粒子径8μm) 20質量部
※層状珪酸塩化合物粒子=スメクタイト系粘土鉱物
※熱可塑性樹脂層に対する含有率9.6質量%
シランカップリング剤 2質量部
※γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(有効成分100%)
ベンゾトリアゾール(紫外線吸収剤) 0.3質量部
酸化チタン(白顔料) 2質量部
〔実施例2〕
実施例1で用いた繊維布帛1を下記繊維布帛2に変更した以外は、実施例1と同様として通気孔(完全貫通)の機械的窄孔(孔径1.0φmm、孔数64(タテ列8×ヨコ列8の等間隔配置)個/inch、開孔率7.79%)を有する、通気孔の内壁断面の層構造を、軟質塩化ビニル樹脂層(熱可塑性樹脂層)/ガラス繊維布帛層(通気性布帛層)/軟質塩化ビニル樹脂層(熱可塑性樹脂層)とする、厚さ0.59mm、質量828g/m、通気度16cc/cm/秒、残響反射法によるNRC値0.66の可撓性積層体を得た。
〈繊維布帛2〉
繊維布帛1を用い、下記配合2のウレタンエマルジョン溶液組成物の液浴中に浸漬し、液浴から引き上げると同時にマングルロールで圧搾し、120℃の電熱炉で1分間乾燥させて質量332g/m、目抜け空隙率は0.5%、空気含有率13%の繊維布帛2を得た。
〔配合2〕ウレタン樹脂組成物
ウレタン樹脂エマルジョン(固形分40質量%) 100質量部
水性ブロックイソシアネート(HDIのイソシアヌレート3量体) 2質量部
熱膨張性材料(モンモリロナイト:平均粒子径8μm) 10質量部
※層状珪酸塩化合物粒子=スメクタイト系粘土鉱物
熱膨張性材料(水ガラス:JIS K1408 1号) 3質量部
シランカップリング剤 2質量部
※γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(有効成分100%)
〔実施例3〕
配合1の軟質塩化ビニル樹脂組成物を175℃の2本ロールで熱溶融混練し、180℃設定の逆L型カレンダーロールを通過させて厚さ0.15mmの圧延フィルムを得た。このフィルムを熱可塑性樹脂層として繊維布帛1の片面に175℃で熱ラミネートして厚さ0.43mmの可撓性積層体を得た。この可撓性積層体の繊維布帛1面側に、下記配合3の軟質塩化ビニル樹脂ペーストゾル組成物を機械攪拌して得たフォームを3mm厚に塗布し、185℃の電気炉内で1分間ゲル化処理を施して、繊維布帛1面側に通気性発泡層(密度0.33g/cm)が225g/m設けられた、厚さ3.43mm、質量788g/mの可撓性積層体を得た。次に実施例1と同様にして、この可撓性積層体に熱針による通気孔(完全貫通)の機械的窄孔(孔径1.0φmm、孔数64(タテ列8×ヨコ列8の等間隔配置)個/inch、開孔率7.79%)を施し、通気孔の内壁断面の層構造を、軟質塩化ビニル樹脂層(熱可塑性樹脂層)/ガラス繊維布帛層(通気性布帛層)/通気性発泡層とする、厚さ3.43mm、質量788g/m、通気度13cc/cm/秒、残響反射法によるNRC値0.71の可撓性積層体を得た。
〔配合3〕軟質塩化ビニル樹脂ペーストゾル組成物
乳化重合塩化ビニル樹脂(重合度1700) 100質量部
1,2−シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニル(可塑剤) 65質量部
※商品名:ヘキサモールDINCH(BASF社製)
エポキシ化大豆油(安定剤) 5質量部
酸化アンチモン(難燃剤) 15質量部
酸化モリブデン(難燃剤) 5質量部
バリウム亜鉛複合化合物(安定剤) 2質量部
熱膨張性粒子(有機処理フッ素雲母:平均粒子径5μm) 15質量部
※無機層状化合物粒子=フッ素雲母
ジメチルシリコーンオイル(整泡剤) 2質量部
酸化チタン(白顔料) 2質量部
イソシアヌレート変性トリイソシアネート(TDIの3量体) 3質量部
ジエチレングリコール(ポリオール) 3質量部
※イソシアヌレート変性トリイソシアネートの付加反応により、繊維布帛1との密着性
を向上すると同時に、ジエチレングリコールとの重合により軟質塩化ビニル樹脂内部に
ポリウレタン架橋構造を生成することで、通気性発泡層の樹脂強度と形状保持性を強固
とする。
〔実施例4〕
実施例1の配合1に用いた熱膨張性粒子(層状珪酸塩化合物粒子=スメクタイト系粘土鉱物)20質量部を、有機処理フッ素雲母(無機層状化合物粒子=フッ素雲母:平均粒子径5μm)20質量部に変更した以外は実施例1と同様として、通気孔(完全貫通)の機械的窄孔(孔径1.0φmm、孔数64(タテ列8×ヨコ列8の等間隔配置)個/inch、開孔率7.79%)を有する、通気孔の内壁断面の層構造を、軟質塩化ビニル樹脂層(熱可塑性樹脂層)/ガラス繊維布帛層(通気性布帛層)/軟質塩化ビニル樹脂層(熱可塑性樹脂層)とする、厚さ0.58mm、質量806g/m、通気度16cc/cm/秒、残響反射法によるNRC値0.66の可撓性積層体を得た。
〔実施例5〕
実施例1の配合1に用いた熱膨張性粒子(層状珪酸塩化合物粒子=スメクタイト系粘土鉱物)20質量部を、親油性合成スメクタイト(無機層状化合物粒子=合成スメクタイト)20質量部に変更した以外は実施例1と同様として、通気孔の内壁断面の層構造を、軟質塩化ビニル樹脂層(熱可塑性樹脂層)/ガラス繊維布帛層(通気性布帛層)/軟質塩化ビニル樹脂層(熱可塑性樹脂層)とする、通気孔(完全貫通)の機械的窄孔(孔径1.0φmm、孔数64(タテ列8×ヨコ列8の等間隔配置)個/inch、開孔率7.79%)を有する、厚さ0.58mm、質量806g/m、通気度16cc/cm/秒、残響反射法によるNRC値0.66の可撓性積層体を得た。
〔実施例6〕
実施例2の通気孔(完全貫通)の窄孔(孔径1.0φmm、孔数64(タテ列8×ヨコ列8)個/inch、開孔率7.79%)を、窄孔(孔径0.6φmm、孔数196(タテ列14×ヨコ列14の等間隔配置)個/inch、開孔率8.57%)に変更した以外は実施例2と同様として、通気孔の内壁断面の層構造を、軟質塩化ビニル樹脂層(熱可塑性樹脂層)/ガラス繊維布帛層(通気性布帛層)/軟質塩化ビニル樹脂層(熱可塑性樹脂層)とする、厚さ0.59mm、質量828g/m、通気度13cc/cm/秒、残響反射法によるNRC値0.63の可撓性積層体を得た。
〔実施例7〕
実施例3の通気孔(完全貫通)の窄孔(孔径1.0φmm、孔数64(タテ列8×ヨコ列8の等間隔配置)個/inch、開孔率7.79%)を、窄孔1(孔径0.6φmm、孔数81(タテ列9×ヨコ列9の等間隔配置)個/inch)と窄孔2(孔径1.5φmm、孔数25(タテ列5×ヨコ列5の等間隔配置)個/inch)との混成配置(開孔率10.38%)に変更した以外は実施例3と同様として、通気孔の内壁断面の層構造を、軟質塩化ビニル樹脂層(熱可塑性樹脂層)/ガラス繊維布帛層(通気性布帛層)/通気性発泡層とする、厚さ3.43mm、質量788g/m、通気度24cc/cm/秒、残響反射法によるNRC値0.72の可撓性積層体を得た。
〔実施例8〕
実施例1で用いた繊維布帛1を下記繊維布帛3に変更した以外は実施例1と同様として、通気孔の内壁断面の層構造を、軟質塩化ビニル樹脂層(熱可塑性樹脂層)/ガラス繊維布帛層(通気性布帛層)/軟質塩化ビニル樹脂層(熱可塑性樹脂層)とする、厚さ0.74mm、質量1236g/m、通気度11cc/cm/秒、残響反射法によるNRC値0.70の可撓性積層体を得た。
〈繊維布帛3〉
無アルカリガラス繊維(9μmフィラメント数400本)からなり、フィラメント同士がルーズに交絡した状態でZ撚25回/mを施した嵩高(タスラン)糸75番手(687dtex)の3本合撚糸を経糸群及び緯糸群に用い、経糸群は1インチ間48本の織組織とし、また緯糸群は1インチ間42本の織組織とする質量750g/m、目抜け空隙率0.5%、空気含有率18%の二重織物を用いた。
〔実施例9〕
実施例2で用いた繊維布帛1を下記繊維布帛4に変更した以外は実施例2と同様として、通気孔の内壁断面の層構造を、軟質塩化ビニル樹脂層(熱可塑性樹脂層)/ガラス繊維布帛層(通気性布帛層)/軟質塩化ビニル樹脂層(熱可塑性樹脂層)とする、厚さ0.56mm、質量718g/m、通気度10cc/cm/秒、残響反射法によるNRC値0.64の可撓性積層体を得た。
〈繊維布帛4〉
炭素繊維(7μmフィラメント数3000本)からなり、フィラメント同士がルーズに交絡した状態でZ撚75回/mを施した嵩高(タスラン)糸66tex単糸を経糸群及び緯糸群に用い、経糸群は1インチ間12本の織組織とし、また緯糸群は1インチ間12本の織組織とする、質量220g/m、目抜け空隙率0.3%、空気含有率18%の平織物を用い、実施例2の配合2によるウレタンエマルジョン溶液組成物の液浴中に浸漬し、液浴から引き上げると同時にマングルロールで圧搾し、120℃の電熱炉で1分間乾燥させて質量232g/m、目抜け空隙率は0.2%、空気含有率12%の繊維布帛4とした。
〔実施例10〕
実施例2の質量828g/mの可撓性積層体中間体(未窄孔)の片面に、下記不織布を熱接着し、通気孔の内壁断面の層構造を、軟質塩化ビニル樹脂層(熱可塑性樹脂層)/ガラス繊維布帛層(通気性布帛層)/軟質塩化ビニル樹脂層(熱可塑性樹脂層)/ガラス不織布層とする、厚さ2.59mm、質量1128g/m、通気度18cc/cm/秒、残響反射法によるNRC値0.70の可撓性積層体を得た。
〈不織布〉
Eガラスからなるガラス繊維チョップドストランド(ガラス繊維集束本数300本、繊維径15.8μm、繊維長25mm、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(シランカップリング剤)1質量%酢酸水溶液サイジング)を湿式抄造し、エポキシ樹脂をバインダーとして10質量%を含むガラス不織布(目付:300g/m、厚さ:2mm)を使用した。
実施例1〜10の可撓性積層体は、何れも厚さ0.43〜0.74mmを有し、その
全面に孔径0.6〜1.5φmmの通気孔を開孔率7.79〜10.38%で有し、通気孔の内壁断面の層構造として、少なくとも「熱可塑性樹脂層/通気性布帛層」を有し、さらに熱可塑性樹脂層に熱膨張性粒子として、層状無機化合物を9.6質量%含み、しかも
いずれも嵩高(タスラン)糸を製織してなる繊維布帛を通気性布帛層として介在し、互いに隣接する通気孔同士が通気連続することで通気孔が共鳴孔として作用し、その結果、反響減衰効果の作用と、さらに通気性布帛層(繊維布帛)に拡散することで音響減衰するような吸音の相乗効果の発現が明らかとなった。そして熱可塑性樹脂層にはスメクタイト系粘土鉱物、合成スメクタイト、フッ素雲母、膨張黒鉛などの層状無機化合物を熱膨張性粒子として含むことによって実施例1〜10の可撓性積層体が、火災により加熱された時に、層状無機化合物が体積膨張を起すことで見掛け上熱可塑性樹脂層自体が体積膨張し、それによって実施例1〜10の可撓性積層体の通気孔を閉塞するという煙漏れ遮断の作用発現が明らかとなった。
〔比較例1〕
実施例1の可撓性積層体から熱可塑性樹脂層を(両面とも)省略した以外は実施例1と同様として、厚さ0.28mm、質量320g/m、目抜け空隙率は0.5%、空気含有率16%の繊維布帛1のみとしたことでコーンカロリーメーター試験(ASTM-E1354)により50kW/mの輻射熱を照射した時に、全ての目抜け空隙率から燃焼ガス煙が漏れ流れ、避難上有害な煙又はガスと見做されて不燃性の建築基準法物件には不適切な材料となった他、吸音効果にも劣り、残響反射法によるNRC値が0.66から0.18に低減した。
〔比較例2〕
実施例1の可撓性積層体(未窄孔)に対する熱針による通気孔(完全貫通)の機械的窄孔を、(孔径0.25φmm、孔数625(タテ列25×ヨコ列25の等間隔配置)個/inch、開孔率4.75%)に変更した以外は実施例1と同様として、厚さ0.58mm、質量806g/m、通気度3cc/cm/秒の可撓性積層体を得た。通気孔の孔径を1.0φmmから0.25φmmにサイズダウンしたことで吸音効果に劣り、残響反射法によるNRC値が0.66から0.21に低減した。
〔比較例3〕
実施例1の可撓性積層体(未窄孔)に対する熱針による通気孔(完全貫通)の機械的窄孔を、(孔径5.0φmm、孔数4(タテ列2×ヨコ列2の等間隔配置)個/inch、開孔率12.1%)に変更した以外は実施例1と同様として、厚さ0.58mm、質量806g/m、通気度85cc/cm/秒の可撓性積層体を得た。通気孔の孔径を1.0φmmから5.0φmmにサイズアップしたことで吸音効果に劣り、残響反射法によるNRC値が0.66から0.11に低減した。
〔比較例4〕
実施例1の可撓性積層体(未窄孔)に対する熱針による通気孔(完全貫通)の機械的窄孔を、(孔径1.0φmm、孔数9(タテ列3×ヨコ列3の等間隔配置)個/inch、開孔率1.09%)に変更した以外は実施例1と同様として、厚さ0.58mm、質量806g/m、通気度2cc/cm/秒の可撓性積層体を得た。通気孔の開孔率を7.79%から1.09%にスケールダウンしたことで吸音効果に劣り、残響反射法によるNRC値が0.66から0.12に低減した。
〔比較例5〕
実施例1の可撓性積層体(未窄孔)に対する熱針による通気孔(完全貫通)の機械的窄孔を、(孔径1.0φmm、孔数210(タテ列14×ヨコ列15の等間隔配置)個/inch、開孔率25.5%)に変更した以外は実施例1と同様として、厚さ0.58mm、質量806g/m、通気度32cc/cm/秒の可撓性積層体を得た。通気孔の開孔率を7.79%から25.55%にスケールアップしたことで吸音効果に劣り、残響反射法によるNRC値が0.66から0.14に低減した。
〔比較例6〕
実施例1の熱可塑性樹脂層から熱膨張性粒子を省略、すなわち配合1から熱膨張性粒子(層状珪酸塩化合物粒子=スメクタイト系粘土鉱物=モンモリロナイト:平均粒子径8μm)20質量部を省略した以外は実施例1と同様として、厚さ0.58mm、質量815g/m、通気度16cc/cm/秒の可撓性積層体を得た。吸音効果は実施例1の可撓性積層体に比べて遜色ないものであったが、コーンカロリーメーター試験(ASTM-E1354)により比較例6の可撓性積層体に50kW/mの輻射熱を照射した時に、全ての通気孔から燃焼ガス煙がシートの反対面側に漏れ流れ、避難上有害な煙又はガスと見做されて不燃性の建築基準法物件には不適切な材料となった。
本発明によれば、建築物の天井に設置される天井面積構成部材兼吸音部材、または天井面積構成部材付帯物としての吸音性を有する不燃内装材が得られ、これらの膜材料は万が一地震で崩落した場合にも重大な人的被害を生じる可能性の低い軽量性とフレキシブル性とを有しながら、反響抑止効果と音響減衰効果とに優れるので、屋内競技場、体育館、屋内プール、イベントホール、公会堂、冠婚葬祭式場、駅舎ロビー、空港ロビー、ショッピングモール吹き抜けなどの膜天井構築用などに広く用いることができる。
1:可撓性積層体(吸音不燃シート)
2:通気孔
2−1:熱可塑性樹脂層
2−2:通気性布帛層
3:通気性発泡層、または不織布層

Claims (8)

  1. 厚さ0.35〜2.0mmの可撓性積層体の全面に孔径0.5〜2.5φmmの通気孔が多数形成、配置されて、この通気孔の面積総和が前記可撓性積層体の単位面積当たりに占める開孔率2.5〜12.5%を有し、かつ前記通気孔の内壁断面の層構造として、少なくとも「熱可塑性樹脂層/通気性布帛層」を有し、さらに前記熱可塑性樹脂層が熱膨張性粒子として、スメクタイト系粘土鉱物、合成スメクタイト、セリサイト、フッ素雲母、及び膨張黒鉛から選ばれた1種以上の層状無機化合物を前記熱可塑性樹脂層に対して1.5〜10質量%含むことを特徴とする吸音不燃シート。
  2. 前記通気孔の配置において、少なくとも互いに隣接する通気孔同士が前記通気性布帛層を介在して通気連続している請求項1に記載の吸音不燃シート。
  3. 前記通気性布帛層が、マルチフィラメントヤーンを製織してなる繊維布帛であり、前記マルチフィラメントヤーンが、ガラス繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、バサルト繊維、炭素繊維から選ばれた1種以上を含む糸条である請求項1または2に記載の吸音不燃シート。
  4. 前記マルチフィラメントヤーンが、嵩高糸条である請求項3に記載の吸音不燃シート。
  5. 前記可撓性積層体の片面に厚さ1〜5mm、の通気性発泡樹脂層または通気性不織布層が形成されている請求項1〜4の何れか1項に記載の吸音不燃シート。
  6. コーンカロリーメーター試験(ASTM-E1354)により前記可撓性積層体に50kW/mの輻射熱を照射した時に、前記層状無機化合物の体積膨張により熱可塑性樹脂層を膨張させることで前記通気孔を閉塞し、その結果前記開孔率を1%未満とする請求項1〜5の何れか1項に記載の吸音不燃シート。
  7. 前記通気性布帛層に用いる繊維布帛に、スメクタイト系粘土鉱物、合成スメクタイト、セリサイト、フッ素雲母、及び水ガラス(ケイ酸ナトリウム水溶液)から選ばれた1種以上の熱膨張性材料による付着処理がなされ、コーンカロリーメーター試験(ASTM-E1354)により前記可撓性積層体に50kW/mの輻射熱を照射した時に、前記熱膨張性材料の体積膨張により前記通気性布帛層の通気孔部分を閉塞させる請求項1〜6の何れか1項に記載の吸音不燃シート。
  8. コーンカロリーメーター試験(ASTM-E1354)において、50kW/mの輻射熱を照射開始後20分間の総発熱量が8MJ/m以下、かつ照射開始後20分間、最高発熱速度が10秒以上継続して200kW/mを超えない燃焼特性を有する請求項1〜7の何れか1項に記載の吸音不燃シート。
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