JP6464412B2 - 吸音不燃シート - Google Patents
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〈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/m2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/m2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/m2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。
〈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/m2、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/inch2、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/m2、通気度16cc/cm2/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/inch2、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/m2、通気度16cc/cm2/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/m2、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%)
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/cm3)が225g/m2設けられた、厚さ3.43mm、質量788g/m2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/inch2、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/m2、通気度13cc/cm2/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/inch2、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/m2、通気度16cc/cm2/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/inch2、開孔率7.79%)を有する、厚さ0.58mm、質量806g/m2、通気度16cc/cm2/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/inch2、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/inch2、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/m2、通気度13cc/cm2/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/inch2、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/inch2)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/inch2)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/m2、通気度24cc/cm2/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/m2、通気度11cc/cm2/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/m2、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/m2、通気度10cc/cm2/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/m2、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/m2、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2の質量828g/m2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/m2、通気度18cc/cm2/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/m2、厚さ:2mm)を使用した。
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。
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/m2、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/m2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。
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/inch2、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/m2、通気度3cc/cm2/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。
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/inch2、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/m2、通気度85cc/cm2/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。
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/inch2、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/m2、通気度2cc/cm2/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。
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/inch2、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/m2、通気度32cc/cm2/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。
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/m2、通気度16cc/cm2/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/m2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。
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)
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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/m2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。
- 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/m2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。
- コーンカロリーメーター試験(ASTM-E1354)において、50kW/m2の輻射熱を照射開始後20分間の総発熱量が8MJ/m2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/m2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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