JP7212246B2 - SOUND ABSORBING MATERIAL AND PRODUCTION METHOD THEREOF - Google Patents
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Description
本発明は吸音材およびその製造方法に関し、詳しくは捲縮された繊維と弾性樹脂からなる繊維塊とバインダーを含む吸音材およびその製造方法に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sound absorbing material and its manufacturing method, and more particularly to a sound absorbing material including a fiber mass composed of crimped fibers and an elastic resin and a binder, and a manufacturing method thereof.
従来、様々な分野で吸音材が用いられており、このような吸音材は用途に応じて様々な態様を有している。例えば、自動車や住宅に用いる吸音材として、有機繊維不織布と、繊度が0.5dtex以下の有機繊維からなるメルトブロー不織布とを積層一体化した複合不織布からなる吸音材(特許文献1)や、微細な樹脂粒子をバインダーによって結合した基体に、樹脂フィルムを積層した吸音材(特許文献2)が知られている。 Conventionally, sound absorbing materials have been used in various fields, and such sound absorbing materials have various modes according to their uses. For example, as a sound absorbing material used in automobiles and houses, a sound absorbing material made of a composite nonwoven fabric obtained by laminating and integrating an organic fiber nonwoven fabric and a melt blown nonwoven fabric made of organic fibers having a fineness of 0.5 dtex or less (Patent Document 1), A sound absorbing material is known in which a resin film is laminated on a substrate in which resin particles are bound by a binder (Patent Document 2).
しかしながら、前記特許文献1のような不織布を積層させた吸音材は、高周波領域、例えば2000~5000Hzにおいて良好な吸音性能を有するが、低周波領域において吸音性能を確保するためには吸音材を厚くする必要があり、スペースに制限のある自動車等に用いるのには限界があった。
また特許文献2の吸音材は、多孔質樹脂粒子からセル膜が除去されたセル骨格のみで構成されているため、もろく、圧縮や衝撃を受けるとセル骨格が破壊されて吸音性能が低下してしまうという問題があった。
このように、吸音材には用いられる場所や求められる性能が様々であり、依然として様々な態様や性能の吸音材が求められており、本発明は特に低周波領域における吸音性能および遮音性能に優れた吸音材およびその製造方法を提供するものである。
However, the sound absorbing material in which the nonwoven fabric is laminated as in Patent Document 1 has good sound absorbing performance in a high frequency range, for example, 2000 to 5000 Hz, but in order to ensure sound absorbing performance in a low frequency range, the sound absorbing material must be thick. Therefore, there was a limit to use in automobiles and the like with limited space.
In addition, the sound absorbing material of
As described above, sound absorbing materials are used in various places and are required to have various performances, and sound absorbing materials with various modes and performances are still in demand. A sound absorbing material and a manufacturing method thereof are provided.
すなわち、請求項1の発明にかかる吸音材は、捲縮された繊維と弾性樹脂からなる繊維塊を含む吸音材であって、前記繊維塊は、捲縮された繊維の内部に微細な複数の弾性樹脂が入り込んで保持されて形成されており、前記繊維の繊度が1~50dtex、前記繊維塊の直径が25~300μmであることを特徴としている。
また請求項5の発明にかかる吸音材の製造方法は、請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の吸音材を構成する前記繊維塊を、0.5~15m/minの速度で移動するポリウレタン樹脂を含浸させた不織布シートを、1000~3000rpmの回転数で回転している50~300番手の粗さを有する研削シートに接触させて研削することにより回収することを特徴としている。
That is, the sound absorbing material according to the invention of claim 1 is a sound absorbing material containing a fiber mass composed of crimped fibers and an elastic resin, wherein the fiber mass includes a plurality of fine particles inside the crimped fiber. It is characterized in that it is formed by entering and holding an elastic resin, the fineness of the fibers is 1 to 50 dtex, and the diameter of the fiber mass is 25 to 300 μm.
In a method for manufacturing a sound absorbing material according to the invention of claim 5, the fiber clumps constituting the sound absorbing material according to any one of claims 1 to 4 are moved at a speed of 0.5 to 15 m/min. The non-woven fabric sheet impregnated with polyurethane resin is recovered by contacting it with a grinding sheet having a coarseness of 50 to 300 and rotating at a rotation speed of 1000 to 3000 rpm and grinding it.
本発明にかかる吸音材に含まれる繊維塊は、捲縮された繊維の内部に微細な複数の弾性樹脂が入り込んで保持されて形成されている。
このため、吸音材に入射した音は、前記繊維と弾性樹脂との間の空隙に侵入し、音のエネルギーの一部が摩擦や粘性抵抗を受けて熱エネルギーに変換されて吸収されるほか、捲縮して絡まっている繊維に保持された弾性樹脂粒子が振動し、音のエネルギーが振動に変換される。これにより良好な吸音性能を得ることができる。
また、前記繊維塊は玉状に絡まった繊維によって圧縮変形性に優れていることから、吸音材を圧縮した場合に、当該圧縮された部分の繊維塊だけが圧縮変形され、連続フォーム体で吸音材を作成した場合に比べて圧縮によるひずみの影響が広範囲に広がりにくいという効果も得られる。
The fiber mass contained in the sound absorbing material according to the present invention is formed by a plurality of fine elastic resins entering and being held inside crimped fibers .
For this reason, the sound incident on the sound absorbing material penetrates into the gaps between the fibers and the elastic resin, and part of the sound energy is converted into heat energy by friction and viscous resistance and is absorbed. The elastic resin particles held by the crimped and entangled fibers vibrate, converting sound energy into vibrations. Thereby, good sound absorption performance can be obtained.
In addition, since the fiber clumps are excellent in compressive deformability due to the fibers tangled in a ball shape, when the sound absorbing material is compressed, only the compressed fiber clumps are compressed and deformed, and the continuous foam body absorbs sound. An effect is also obtained in that the effect of strain due to compression is less likely to spread over a wider area than in the case of creating a material.
以下図示実施例について説明すると、図1は本発明にかかる吸音材1を100倍に拡大した写真を示し、当該吸音材1は、弾性樹脂を含む繊維塊2と、多孔質樹脂粒子3とをバインダーによって結合した構成を有している。
前記繊維塊2は、図2に示す100倍の拡大写真に示すように、玉状に絡まった繊維2aの間に微細な弾性樹脂2bが入り込んだ、直径25~300μm程度の塊状となっている。
前記多孔質樹脂粒子3は、図3に示す500倍の拡大写真に示すように、多孔質樹脂からなる最大フェレ径10~100μm程度の粒子となっており、各多孔質樹脂粒子3の外面には最小フェレ径1~10μmの開孔が形成され、また複数の突起部3aが形成されている。
前記繊維塊2と多孔質樹脂粒子3との割合については、繊維塊2と多孔質樹脂粒子3との合計質量に対し、繊維塊2を20~60質量%の割合で設定することができる。
ここで、前記繊維塊2は多孔質樹脂粒子3よりも剛性が高く、前記繊維塊2が骨材としての役割を果たすため、繊維塊2の割合を高めることで吸音材1の剛性をあげるとともに、吸音率を向上させることができる。
FIG. 1 shows a 100-fold enlarged photograph of a sound absorbing material 1 according to the present invention. It has a configuration bonded by a binder.
As shown in the 100-fold enlarged photograph shown in FIG. 2, the
The
Regarding the ratio of the
Here, since the
図4は、前記繊維塊2や前記多孔質樹脂粒子3を採取するための採取装置11を示し、シートSを供給する供給ローラ12と、当該シートSの表面を研削するバフローラ13と、研削により生じた粒子を回収する回収ボックス14と、研削後のシートSを回収する回収ローラ15とから構成されている。
前記供給ローラ12には、前記繊維塊2を採取するための樹脂含浸不織布からなるシートS、もしくは前記多孔質樹脂粒子3を採取するための多孔質ポリウレタンからなるシートSが巻回されている。
そして前記供給ローラ12から前記シートSを送り出しながら、前記回収ローラ15によって前記シートSを巻き取ることで、所定の速度でシートSを移動させるようになっている。
また前記供給ローラ12と回収ローラ15との間には、前記バフローラ13に対向した位置に保持ローラ16が設けられており、前記シートSはバフローラ13と保持ローラ16との間を通過しながら、前記バフローラ13によって研削されるようになっている。
前記バフローラ13の外周には所要の粗さのサンドペーパーが装着され、当該バフローラ13を回転させながら前記シートSに押し当てることで、当該シートSの表面を研削し、その際に発生した粒子が前記繊維塊2や多孔質樹脂粒子3となって、前記回収ボックス14に回収されるようになっている。
FIG. 4 shows a
Around the
The sheet S is moved at a predetermined speed by winding the sheet S by the
Between the
Sandpaper having a required roughness is attached to the outer periphery of the
前記繊維塊2を採取するために用いる樹脂含浸不織布は、ポリエステル繊維等の不織布にポリウレタン樹脂を含浸させた構成を有しており、従来公知の方法を用いて、不織布にポリウレタン樹脂を含浸させたものを用いることができる。
不織布に使用する繊維としては、特に限定はなく、天然繊維(改質繊維を含む)、合成繊維等から製造される不織布であればよい。例えばポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維等の樹脂繊維や、綿、麻等の天然繊維を用いてもよいが、製造工程中でN,N-ジメチルホルムアミド(以下、DMFと略記する。)等の有機溶媒や水等の洗浄液を吸収することによる原料繊維の膨潤を防止することや原料繊維の量産性を考慮すれば、吸水(液)性を有していないポリエステル繊維等の樹脂繊維を用いることが好ましい。原料繊維には、繊度1~50dtex、繊維長20~100mmの繊維を用いることが好ましい。
The resin-impregnated nonwoven fabric used for collecting the
The fibers used for the nonwoven fabric are not particularly limited, and may be nonwoven fabrics produced from natural fibers (including modified fibers), synthetic fibers, and the like. For example, resin fibers such as polyester fibers, polyamide fibers, and acrylic fibers, and natural fibers such as cotton and hemp may be used. Considering the prevention of swelling of the raw material fibers due to the absorption of washing liquids such as organic solvents and water, and the mass productivity of the raw material fibers, use resin fibers such as polyester fibers that do not have water absorption (liquid) properties. is preferred. It is preferable to use fibers having a fineness of 1 to 50 dtex and a fiber length of 20 to 100 mm as raw material fibers.
不織布の製造方法としては、ニードルパンチ法、サーマルボンド法、ケミカルボンド法、水流絡合法、メルトブロー法やこれらの組合せなどが挙げられる。
これらの中でも、本発明は、ニードルパンチ法を用いて繊維基体を製造することが好ましい。ニードルパンチ法を用いて繊維基体を製造すると、繊維同士が接着樹脂や融着繊維などにより固定されず機械的に絡められた状態のため、繊維が引き出されやすく繊維塊2を形成しやすい。
不織布基材の厚さは、1.5mm未満ではポリウレタン樹脂溶液に含浸後の乾燥時に厚さ方向でポリウレタン樹脂の移動(樹脂マイグレーション)が発生しポリウレタン樹脂の被覆厚さが偏りやすく、5.0mmを超えると不織布基材の内部までポリウレタン樹脂溶液が浸透できなくなるので、1.5~5.0mmの範囲とすることが好ましい。
不織布基材の密度は、0.1g/cm3未満ではポリウレタン樹脂溶液に含浸してもポリウレタン樹脂が繊維の間隙を通じて流出し繊維に付着しにくく、0.2g/cm3を超えるとポリウレタン樹脂の付着量が大きくなり繊維の間隙を塞いでしまうので、0.1~0.2g/cm3の範囲とすることが好ましい。
本例では、繊度2~3dtex、繊維長51mmのポリエステル繊維が用いられている。樹脂層は、湿式凝固法により形成されたポリウレタン樹脂が、分子内に2つ以上のイソシアネート基を有する多価イソシアネート化合物(架橋剤)で架橋処理されて形成されている。
Methods for producing nonwoven fabrics include needle punching, thermal bonding, chemical bonding, water entanglement, melt blowing, and combinations thereof.
Among these, in the present invention, the needle punch method is preferably used to produce the fiber substrate. When a fiber substrate is produced using the needle punch method, the fibers are not fixed by an adhesive resin or fusion fiber but are mechanically entangled, so the fibers are easily pulled out and the
If the thickness of the non-woven fabric substrate is less than 1.5 mm, movement of the polyurethane resin in the thickness direction (resin migration) occurs during drying after impregnation with the polyurethane resin solution, and the coating thickness of the polyurethane resin tends to be uneven. , the polyurethane resin solution cannot permeate into the interior of the nonwoven fabric substrate, so the range is preferably 1.5 to 5.0 mm.
If the density of the non-woven fabric substrate is less than 0.1 g/cm 3 , the polyurethane resin flows out through the interstices of the fibers and hardly adheres to the fibers even when impregnated with the polyurethane resin solution. Since the adhesion amount increases and closes the gaps between the fibers, the range of 0.1 to 0.2 g/cm 3 is preferable.
In this example, polyester fibers having a fineness of 2 to 3 dtex and a fiber length of 51 mm are used. The resin layer is formed by cross-linking a polyurethane resin formed by a wet coagulation method with a polyvalent isocyanate compound (cross-linking agent) having two or more isocyanate groups in the molecule.
ポリウレタン樹脂には、100%モジュラス(2倍長に引っ張る時の張力)が1~50MPa以下のポリエステル系、ポリエーテル系、ポリカーボネート系等の樹脂が用いられている。
樹脂含浸工程で用いるポリウレタン樹脂は、多価イソシアネート化合物と混合して有機溶媒のDMFに溶解させる。このとき、ポリウレタン樹脂溶液のポリウレタン樹脂の固形分濃度が、10重量%未満では不織布の密度を目標とする値に調整することが難しくなり、40重量%を超えるとポリウレタン樹脂が溶解しにくくなる。
また、B型回転粘度計を用いて20℃で測定したポリウレタン樹脂溶液の粘度が8000cp以下であると好ましく、100cp~5000cpであるとより好ましく、400cp~3000cpであると更に好ましい。
従って、含浸工程におけるポリウレタン樹脂溶液は、濃度が10~40重量%の範囲で粘度が100~5000cpの範囲とすることが好ましい。また、多価イソシアネート化合物の固形分濃度は、1~4重量%の範囲で用いる。
As the polyurethane resin, a polyester-based, polyether-based, polycarbonate-based resin or the like having a 100% modulus (tension when pulled to double length) of 1 to 50 MPa or less is used.
The polyurethane resin used in the resin impregnation step is mixed with the polyvalent isocyanate compound and dissolved in the organic solvent DMF. At this time, if the solid content concentration of the polyurethane resin in the polyurethane resin solution is less than 10% by weight, it becomes difficult to adjust the density of the nonwoven fabric to the target value, and if it exceeds 40% by weight, the polyurethane resin becomes difficult to dissolve.
The viscosity of the polyurethane resin solution measured at 20° C. using a B-type rotational viscometer is preferably 8000 cp or less, more preferably 100 cp to 5000 cp, and even more preferably 400 cp to 3000 cp.
Therefore, the polyurethane resin solution in the impregnation step preferably has a concentration in the range of 10 to 40% by weight and a viscosity in the range of 100 to 5000 cp. Moreover, the solid content concentration of the polyvalent isocyanate compound is used within the range of 1 to 4% by weight.
ポリウレタン樹脂溶液に不織布基材を浸漬した後、加圧可能な一対のマングルローラを用いて過剰なポリウレタン樹脂溶液を絞り落とし、略均一に含浸させる。含浸後の不織布基材では、ポリエステル繊維の表面がポリウレタン樹脂と多価イソシアネート化合物とで覆われる。
このときのポリウレタン樹脂溶液の温度は、5~40℃の範囲に調整することが好ましく、20~30℃の範囲が更に好ましい。含浸工程をこの温度範囲で行うことで、多価イソシアネート化合物による架橋反応の進行が抑制される。
After the nonwoven fabric base material is immersed in the polyurethane resin solution, a pair of pressurizable mangle rollers are used to squeeze off excess polyurethane resin solution, and the nonwoven fabric base material is impregnated substantially uniformly. In the impregnated nonwoven fabric substrate, the surfaces of the polyester fibers are covered with the polyurethane resin and the polyvalent isocyanate compound.
At this time, the temperature of the polyurethane resin solution is preferably adjusted in the range of 5 to 40.degree. C., more preferably in the range of 20 to 30.degree. By performing the impregnation step within this temperature range, the progress of the cross-linking reaction by the polyvalent isocyanate compound is suppressed.
凝固再生工程では、樹脂含浸後の不織布をポリウレタン樹脂に対して貧溶媒である水を主成分とする水系凝固液中でポリウレタン樹脂を凝固再生させる。水系凝固液中では、ポリエステル繊維に付着しているポリウレタン樹脂溶液の表面からDMFと凝固液との置換が進行することでポリウレタン樹脂がポリエステル繊維の表面に凝固再生される。
繊維基体を構成する繊維が溶出しない限り、凝固液の温度や浸漬時間に特に制限はなく、例えば10~30℃(好ましくは、10~20℃)で30~1440分間(好ましくは30~90分間)浸漬すればよい。
In the coagulation regeneration step, the non-woven fabric impregnated with the resin is coagulated and regenerated with the polyurethane resin in an aqueous coagulation liquid containing water, which is a poor solvent for the polyurethane resin, as a main component. In the water-based coagulating liquid, replacement of the DMF with the coagulating liquid progresses from the surface of the polyurethane resin solution adhering to the polyester fibers, whereby the polyurethane resin is coagulated and regenerated on the surfaces of the polyester fibers.
As long as the fibers constituting the fiber substrate are not eluted, the temperature of the coagulation liquid and the immersion time are not particularly limited. ) should be immersed.
洗浄・乾燥工程では、ポリエステル繊維の表面にポリウレタン樹脂が凝固再生された不織布を水等の洗浄液中に浸漬し、不織布中に残存するDMF等を除去する。洗浄後、不織布を洗浄液から引き上げ、マングルローラで余分な洗浄液を絞り落とす。その後、例えば不織布を60~120℃で10~500分程度乾燥機内で乾燥させる。 In the washing/drying step, the nonwoven fabric obtained by coagulating and regenerating the polyurethane resin on the surface of the polyester fiber is immersed in a washing liquid such as water to remove DMF and the like remaining in the nonwoven fabric. After washing, the nonwoven fabric is pulled up from the washing solution, and excess washing solution is squeezed off with a mangle roller. After that, for example, the nonwoven fabric is dried in a dryer at 60 to 120° C. for about 10 to 500 minutes.
得られた樹脂含浸不織布の密度は、0.20~1.00g/cm3の範囲とすることが好ましく、0.25~0.65g/cm3の範囲とすることがより好ましい。樹脂含浸不織布の密度が前記範囲内であると、空隙率を適度に有しているため吸音性能を上げることができる。 The density of the obtained resin-impregnated nonwoven fabric is preferably in the range of 0.20 to 1.00 g/cm 3 and more preferably in the range of 0.25 to 0.65 g/cm 3 . When the density of the resin-impregnated nonwoven fabric is within the above range, the sound absorption performance can be improved because the resin-impregnated nonwoven fabric has an appropriate porosity.
そして、前記採取装置11によって前記樹脂含浸不織布シートSから前記繊維塊2を採取する際、前記供給ローラ12によるシートSの送り速度を0.5~15m/minの範囲とし、バフローラ13に好ましくは粗さ50~300番手、より好ましくは粗さ80~240番手のサンドペーパーを装着して、当該バフローラ13を1000~3000rpmの回転数で回転させながら、当該バフローラ13をシートSに対して押し当てた。
前記バフローラ13が樹脂含浸不織布シートSの表面に回転しながら接触すると、樹脂含浸不織布の表面ではバフローラ13との摩擦によって不織布を構成する繊維2aが引き出され、引き出された繊維2aが捲縮し糸玉状に絡まる。
その際、前記樹脂含浸不織布シートSに含浸された弾性樹脂は、前記繊維2aが引き出されるのに伴って周囲の樹脂からちぎれ、その後繊維2aが捲縮して絡まるのに伴って当該繊維2aの内部に取り込まれることとなる。
そして、その後さらに前記バフローラ13の摩擦が作用することで、捲縮して糸玉状に絡まった繊維2aの根元部分が破断し、前記玉状に絡まった繊維2aに微細な弾性樹脂2bが取り込まれた繊維塊2となって離脱することとなる。この時、弾性樹脂2bは繊維2aに付着しているものと、繊維2aに付着することなく、玉状に絡まった繊維2a内に取り込まれて保持されているものが存在する。
When collecting the
When the
At that time, the elastic resin impregnated in the resin-impregnated nonwoven fabric sheet S is torn off from the surrounding resin as the
After that, the friction of the
このようにして樹脂含浸不織布シートSより離脱した繊維塊2は、直径25~300μm、より好ましくは50~250μmの大きさを有する。なお、繊維塊2の直径は、走査型電子顕微鏡(SEM)やマイクロスコープにより50倍で撮影した画像の任意の領域に存在する粒子を検出し、それらの円相当径を求め平均をとることにより算出される。この際、繊維塊2から伸びる単繊維は測定対象から除外する。
The fiber clumps 2 separated from the resin-impregnated nonwoven fabric sheet S in this manner have a diameter of 25 to 300 μm, more preferably 50 to 250 μm. The diameter of the
繊維塊2において、弾性樹脂2bは繊維2aの表面に付着、或いは、付着せずに絡まった繊維に巻き込まれて保持されている。当該弾性樹脂2bの存在により、繊維2aと繊維2aとの間の空隙が複雑化し、当該繊維塊2の空隙内部に音が入射すると、衝突や摩擦を受けて熱エネルギーに変換される。また、繊維2aに付着せずに保持された弾性樹脂2bが振動し、音のエネルギーが振動に変換される。これにより良好な吸音性能が得られるようになっている。
さらにまた、前記繊維塊2を構成する捲縮された繊維2aは玉状に絡まり繊維塊2同士が独立しているため、吸音材1の一部を圧縮した場合に、当該圧縮された部分の繊維塊2だけが圧縮変形し、他の繊維塊2には影響が及ばないようになっている。
In the
Furthermore, since the crimped
次に、前記多孔質樹脂粒子3を採取するために用いるポリウレタンシートSは、図5に示す500倍に拡大したポリウレタンシートSの表面写真のように大きな開孔と大きな開孔との間の樹脂壁に1~10μmの多数の小さな開孔を有し、大小の開孔が内部で表面に開孔していない別の孔と通気する連通構造を備え、網目状に連通した連続発泡構造を有している。このようなポリウレタンシートSは、従来公知の湿式成膜法を用いて製造することが可能となっている。
前記ポリウレタンシートSを研削することにより得られる多孔質樹脂粒子3には、ポリウレタンシートSの小さな開孔に基づく、最小フェレ径1~10μmの開孔を有しており、前記開孔の最大フェレ径/最小フェレ径の値が1.5~5.0であるような楕円の開孔を有する。
Next, the polyurethane sheet S used for collecting the
The
多孔質樹脂粒子3の最大フェレ径A、および、多孔質樹脂粒子3の表面に存在する小さな開孔の最大フェレ径B1及び最小フェレ径B2は、走査型電子顕微鏡(SEM)写真により求めることができる。
フェレ径の測定方法は、SEMで観察を行った吸音材の画像ファイルを例えば画像解析用ソフトウェアImageJ(登録商標)を用いて求めることができる。なお、最大フェレ径とは対象を平行線ではさんだ場合に、平行線の間隔が最も大きくなる径のことであり、30点の多孔質樹脂粒子の最大フェレ径を測定しそれらの平均値を最大フェレ径Aとした。
一方、最小フェレ径とは対象を平行線ではさんだ場合に、平行線の間隔が最も小さくなる径のことであり、30点の多孔質樹脂粒子の細孔の最大フェレ径及び最小フェレ径を測定し、それらの平均値を最大フェレ径B1及び最小フェレ径B2とした。
The maximum Feret diameter A of the
As for the method of measuring the Feret diameter, an image file of the sound absorbing material observed with the SEM can be obtained using, for example, image analysis software ImageJ (registered trademark). The maximum Feret diameter is the diameter at which the distance between the parallel lines becomes the largest when the object is sandwiched between parallel lines. The Feret diameter was set to A.
On the other hand, the minimum Feret diameter is the diameter at which the distance between the parallel lines is the smallest when the object is sandwiched between parallel lines, and the maximum Feret diameter and the minimum Feret diameter of the pores of the porous resin particles at 30 points are measured. and their average values were defined as the maximum Feret diameter B1 and the minimum Feret diameter B2.
従来公知の湿式成膜法を用いて製造される本実施例で使用したポリウレタンシートSは、ポリウレタン樹脂溶液を調製する準備工程、ポリウレタン樹脂溶液を成膜基材に連続的に塗布し、水系凝固液中でポリウレタン樹脂をシート状に凝固再生させる凝固再生工程、凝固再生したポリウレタン樹脂を洗浄し乾燥させる洗浄・乾燥工程を経てシートが製造される。以下、工程順に説明する。 The polyurethane sheet S used in this example, which is manufactured using a conventionally known wet film-forming method, includes a preparatory step of preparing a polyurethane resin solution, continuous application of the polyurethane resin solution to a film-forming base material, and water-based coagulation. A sheet is produced through a coagulation and regeneration process in which the polyurethane resin is coagulated and regenerated in a liquid into a sheet, and a washing and drying process in which the coagulated and regenerated polyurethane resin is washed and dried. The order of steps will be described below.
準備工程では、ポリウレタン樹脂、ポリウレタン樹脂を溶解可能な水混和性の有機溶媒および添加剤を混合してポリウレタン樹脂を溶解させる。有機溶媒としてはDMFやN,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)等を挙げることができるが、本例では、DMFを用いる。
ポリウレタン樹脂は、ポリエステル系、ポリエーテル系、ポリカーボネート系等の樹脂から選択して用いることができ、DIC(株)製の商品名「クリスボン」や、三洋化成工業(株)製の商品名「サンプレン」、大日精化工業(株)製の商品名「レザミン」など、市場で入手可能な樹脂を用いてもよく、所望の特性を有する樹脂を自ら製造してもよい。
このポリウレタン樹脂を20~40重量%の範囲となるようにDMFに溶解させる。また、添加剤としては、発泡や小発泡の大きさや量(個数)を制御するため、カーボンブラック等の顔料、発泡を促進させる親水性添加剤、ポリウレタン樹脂の再生を安定化させる疎水性添加剤等を用いることができる。本例では、0~30重量%の割合でカーボンブラックを添加する。
In the preparation step, a polyurethane resin, a water-miscible organic solvent capable of dissolving the polyurethane resin, and additives are mixed to dissolve the polyurethane resin. Examples of the organic solvent include DMF and N,N-dimethylacetamide (DMAc). DMF is used in this example.
The polyurethane resin can be selected from among polyester, polyether, and polycarbonate resins. , a product name of Dainichiseika Kogyo Co., Ltd., ``Lesamine'', or the like, or a resin having desired properties may be produced by oneself.
This polyurethane resin is dissolved in DMF in a range of 20 to 40% by weight. In addition, as additives, in order to control the size and amount (number) of foaming and small foaming, pigments such as carbon black, hydrophilic additives that promote foaming, and hydrophobic additives that stabilize the regeneration of polyurethane resin. etc. can be used. In this example, carbon black is added at a rate of 0 to 30% by weight.
ポリウレタン樹脂は、1~40MPaの100%モジュラスを有することが好ましく、2~25MPaの100%モジュラスを有することがより好ましい。100%モジュラスが前記範囲内であると、シートSの表面を研削する際に、ポリウレタン樹脂が伸びて、開孔を拡大させやすく、多孔質樹脂粒子3の空隙を大きくすることができるうえ、引き伸ばされて破断した部分が突起部3aとなって残存しやすくなる。
なお、モジュラスとは、樹脂の硬さを表す指標であり、無発泡の樹脂シートを100%伸ばしたとき(元の長さの2倍に伸ばしたとき)に掛かる荷重を断面積で割った値である(以下、100%モジュラスと呼ぶことがある。)。この値が高い程、硬い樹脂である事を意味する。吸音材より樹脂モジュラスを確認する場合、吸音材をDMFで溶解し、低濃度のポリウレタン樹脂DMF溶液を得たのち、繊維等をフィルターでろ過しキャスト法によりDMFを気化させ無発泡の樹脂シートを形成することで測定することができる。
The polyurethane resin preferably has a 100% modulus of 1-40 MPa, more preferably a 100% modulus of 2-25 MPa. When the 100% modulus is within the above range, the polyurethane resin stretches when the surface of the sheet S is ground, and the pores are easily enlarged, and the voids in the
The modulus is an index representing the hardness of the resin, and is the value obtained by dividing the load applied when a non-foamed resin sheet is stretched 100% (when stretched to twice its original length) by the cross-sectional area. (hereinafter sometimes referred to as 100% modulus). A higher value means that the resin is harder. When confirming the resin modulus from the sound absorbing material, the sound absorbing material is dissolved in DMF to obtain a low-concentration polyurethane resin DMF solution, and then the fibers, etc. are filtered through a filter, and the DMF is vaporized by a casting method to form a non-foamed resin sheet. It can be measured by forming.
凝固再生工程では、準備工程で得られたポリウレタン樹脂溶液を常温下でナイフコータ等の塗布装置により帯状の成膜基材にシート状に略均一に塗布する。
このとき、ナイフコータ等と成膜基材との間隙(クリアランス)を調整することで、ポリウレタン樹脂溶液の塗布厚み(塗布量)を調整する。本例では、乾燥後のウレタンシートの厚み(成膜厚み)が200~3000μmの範囲となるように、塗布厚みを調整する。
成膜基材としては、樹脂製フィルム、布帛、不織布等を用いることができるが、本例では、ポリエチレンテレフタレート(以下、PETと略記する。)製フィルムを用いる。
In the coagulation regeneration step, the polyurethane resin solution obtained in the preparation step is coated substantially uniformly in a sheet form on the belt-shaped film-forming base material at room temperature using an applicator such as a knife coater.
At this time, the coating thickness (coating amount) of the polyurethane resin solution is adjusted by adjusting the gap (clearance) between the knife coater or the like and the film-forming substrate. In this example, the coating thickness is adjusted so that the thickness of the urethane sheet after drying (thickness of the film) is in the range of 200 to 3000 μm.
Resin films, fabrics, non-woven fabrics, and the like can be used as the film-forming base material. In this example, a film made of polyethylene terephthalate (hereinafter abbreviated as PET) is used.
成膜基材に塗布されたポリウレタン樹脂溶液を、ポリウレタン樹脂に対して貧溶媒である水を主成分とする凝固液(水系凝固液)中に連続的に案内する。凝固液には、ポリウレタン樹脂の再生速度を調整するために、DMFやDMF以外の極性溶媒等の有機溶媒を添加してもよいが、本例では、水を使用する。
凝固液中では、まず、ポリウレタン樹脂溶液と凝固液との界面に皮膜が形成され、皮膜の直近のポリウレタン樹脂中にスキン層を構成する無数の微多孔が形成される。その後、ポリウレタン樹脂溶液中のDMFの凝固液中への拡散と、ポリウレタン樹脂中への水の浸入との協調現象により連続発泡構造を有するポリウレタン樹脂の再生が進行する。
このとき、成膜基材のPET製フィルムが水(凝固液)を浸透させないため、DMFと水との置換がスキン層側で生じ、成膜基材側がスキン層側より大きな発泡が形成される。
The polyurethane resin solution applied to the film-forming substrate is continuously guided into a coagulating liquid (aqueous coagulating liquid) containing water as a poor solvent for the polyurethane resin as a main component. Although an organic solvent such as DMF or a polar solvent other than DMF may be added to the coagulating liquid in order to adjust the regeneration rate of the polyurethane resin, water is used in this example.
In the coagulating liquid, a film is first formed on the interface between the polyurethane resin solution and the coagulating liquid, and countless micropores forming a skin layer are formed in the polyurethane resin in the immediate vicinity of the film. Thereafter, the diffusion of DMF in the polyurethane resin solution into the coagulating liquid and the infiltration of water into the polyurethane resin proceed in concert with the regeneration of the polyurethane resin having an open-cell structure.
At this time, water (coagulating liquid) does not permeate the PET film that serves as the film forming substrate, so replacement of DMF with water occurs on the skin layer side, and larger bubbles are formed on the film forming substrate side than on the skin layer side. .
ここで、ポリウレタン樹脂の再生に伴う発泡形成について説明する。凝固液中で被膜が形成された後、ポリウレタン樹脂では凝集力が大きくなるために皮膜の直近のポリウレタン樹脂中で急速に再生が進行し、スキン層が形成される。
このため、スキン層が形成された後では、凝固前のポリウレタン樹脂溶液中のポリウレタン樹脂がスキン層側に移動し凝集することとなる。これに伴い成膜基材側でポリウレタン樹脂量が減少するため、スキン層側と比べて成膜基材側が肥大化した発泡が形成される。
DMFのポリウレタン樹脂溶液からの脱溶媒、すなわち、DMFと水との置換により、大きな発泡が形成され、スキン層の微多孔、および、大きな発泡と小さな発泡とが網目状に連通する。
Here, the formation of foam accompanying the regeneration of polyurethane resin will be described. After the film is formed in the coagulating liquid, the polyurethane resin has a large cohesive force, so regeneration proceeds rapidly in the polyurethane resin in the immediate vicinity of the film, forming a skin layer.
Therefore, after the skin layer is formed, the polyurethane resin in the polyurethane resin solution before solidification moves to the skin layer side and aggregates. As a result, the amount of polyurethane resin on the film-forming substrate side decreases, so that foams are formed that are larger on the film-forming substrate side than on the skin layer side.
By desolvating the DMF from the polyurethane resin solution, that is, by replacing the DMF with water, large bubbles are formed, and the micropores of the skin layer and the large and small bubbles communicate in a network.
洗浄・乾燥工程では、凝固再生工程で再生したポリウレタンシートSを水等の洗浄液中で洗浄してポリウレタン樹脂中に残留するDMFを除去した後、乾燥させる。
ポリウレタン樹脂の乾燥には、本例では、内部に熱源を有するシリンダを備えたシリンダ乾燥機を用いる。ポリウレタン樹脂がシリンダの周面に沿って通過することで乾燥する。乾燥後のポリウレタンシートSをロール状に巻き取る。
In the washing/drying step, the polyurethane sheet S regenerated in the coagulating and regenerating step is washed in a washing liquid such as water to remove DMF remaining in the polyurethane resin, and then dried.
For drying the polyurethane resin, in this example, a cylinder dryer having a cylinder with a heat source inside is used. The polyurethane resin dries as it passes along the circumference of the cylinder. The dried polyurethane sheet S is wound into a roll.
そして、前記採取装置11によって前記ポリウレタンシートSから前記多孔質樹脂粒子3を採取する際、前記採取装置11における前記供給ローラ12によるシートSの送り速度を0.5~15m/minの範囲とし、バフローラ13に好ましくは粗さ100~350番手、より好ましくは粗さ150~250番手のサンドペーパーを装着して、当該バフローラ13を1000~3000rpmの回転数で回転させながら、当該バフローラ13をシートSに押し当てた。
本実施形態では、バフローラ13にサンドペーパーが使用されるが、ダイヤモンドバフローラー等、均一な処理(研削除去)ができるものであればいずれも使用することができる。複数の突起部3aは、ポリウレタンシートに使用するポリウレタン樹脂モジュラスに応じて、バフ番手や供給ローラとシートの送り速度、バフローラの回転数等を調整することにより得られる。
前記バフローラ13がポリウレタンシートSの表面に回転しながら接触すると、ポリウレタンシートSの表面ではバフローラ13との摩擦によってポリウレタン樹脂の一部が引っ張られて伸び、当該伸びた部分がさらに細くなってその後破断する。
このようにしてポリウレタンシートSより離脱した多孔質樹脂粒子3の外面には、ポリウレタン樹脂に形成された1~10μmの開孔が一定方向に伸ばされた、最小フェレ径1~10μmであって、最小フェレ径に対する最大フェレ径が1.5~5.0の略楕円形状の細孔を有する多孔質樹脂粒子3が形成される。
さらに、ポリウレタンシートSより離脱した多孔質樹脂粒子3には、前記破断した部分が引き伸ばされ塑性変形して尖った幾何学的な突起部3aが複数形成され、各突起部3aにも引き伸ばされることで一方向に伸びた略楕円状の開孔を有するものもある。
前記突起部3aは、音エネルギーを受けた際に振動することにより、音が振動に変換され吸音作用を生じさせる。また、引き伸ばされた開孔内に音が入り込むと、内部で衝突や摩擦を受けて熱エネルギーに変換され、吸音される。
When the
In this embodiment, sandpaper is used for the
When the
On the outer surface of the
Furthermore, in the
The projecting
前記バインダーとしては酢酸ビニル樹脂エマルジョン系接着剤を利用することができ、そのほかにもアクリル樹脂エマルジョン系接着剤、エチレン-酢酸ビニル樹脂エマルジョン接着剤、ウレタン樹脂エマルジョン接着剤を利用することができる。本実施例では前記接着剤を水で5.5%に希釈して使用した。
前記バインダーを用いて前記繊維塊2および多孔質樹脂粒子3を結合して前記吸音材1を作成する際には、所定の割合で前記繊維塊2および多孔質樹脂粒子3をミキサーに投入し、これらを攪拌しながら、或いは、前記繊維塊2および多孔質樹脂粒子3をボールミルとともに撹拌しながら、スプレーガン等でバインダーを噴霧する。
これにより繊維塊2および多孔質樹脂粒子3の表面がバインダーでコーティングされ、その後当該バインダーの付着した繊維塊2および多孔質樹脂粒子3を金型内に投入し、その後所定温度で所定時間乾燥させることにより、吸音材1を得ることができる。
ここで、前記バインダーを使用する量は、繊維塊2および多孔質樹脂粒子3の重量に対して好ましくは0.5~50%、より好ましくは1~15%の割合で使用するのが望ましい。バインダーが50%以下であれば、繊維塊2における繊維2aと弾性樹脂2bとの間隙がふさがれてしまうのを抑制し吸音効果を十分に得ることができ、またバインダーが0.5%以上であることにより、吸音材1の形状を維持することができる。また、バインダーが前記範囲であることにより、圧縮された部分の繊維塊2だけが圧縮変形し、他の繊維塊2には影響が及ばないようにすることができる。
Vinyl acetate resin emulsion adhesives can be used as the binder, and acrylic resin emulsion adhesives, ethylene-vinyl acetate resin emulsion adhesives, and urethane resin emulsion adhesives can also be used. In this example, the adhesive was diluted with water to 5.5% and used.
When the sound absorbing material 1 is produced by binding the fiber lumps 2 and the
As a result, the surfaces of the fiber clumps 2 and the
Here, the amount of the binder used is preferably 0.5 to 50%, more preferably 1 to 15%, based on the weight of the
(作用等)
次に、本実施形態の吸音材1の作用等について説明する。
(action, etc.)
Next, the operation and the like of the sound absorbing material 1 of this embodiment will be described.
本実施形態の吸音材1は、捲縮して玉状に絡まった繊維2aに微細な弾性樹脂2bが保持された繊維塊2と、表面に複数の前記突起部3aを有する多孔質樹脂粒子3とによって構成されている。
このため、繊維塊2同士の空隙や繊維塊2と多孔質樹脂粒子3との間の空隙が複雑な空間を形成し、吸音材1に音が入射すると当該音に摩擦を与えることで音のエネルギーを吸収するようになっている。
特に、前記繊維塊2は捲縮して玉状に絡まった繊維2aに微細な弾性樹脂2bが保持された構成を有していることから、繊維2aと弾性樹脂2bとの間に細かな空隙が形成されている。
このため、吸音材1に入射した音がさらに繊維塊2に入射すると、前記繊維2a、弾性樹脂2bによる複雑な空隙に入り込み摩擦や粘性抵抗を受け、前記繊維2aに付着せずに保持されている微細で振動可能な弾性樹脂2bに衝突し、音のエネルギーの一部が熱エネルギーに変換されて吸収されるため良好な吸音性能を得ることができる。
また、前記繊維塊2は玉状に絡まった繊維2aによって圧縮変形性に優れており、吸音材1を圧縮した場合に、当該圧縮された部分の繊維塊2だけが圧縮変形され、連続フォーム体で吸音材を作成した場合に比べて圧縮によるひずみの影響が広範囲に広がりにくいという効果も得られる。
つまり、連続フォーム体や連続する繊維体では、圧縮された部位につられてその近傍まで空隙率が低下して吸音率が低下するのに対し、本願吸音材1では圧縮された部位のみが沈みこみ、圧縮部位近傍が圧縮の影響を受けにくいので、吸音率の低下が圧縮部位のみに抑えられ、吸音材1を配置するスペースに合わせて高い吸音効果を得ることができる。
The sound absorbing material 1 of the present embodiment comprises
Therefore, the gaps between the fiber clumps 2 and the gaps between the fiber clumps 2 and the
In particular, since the
Therefore, when the sound incident on the sound absorbing material 1 is further incident on the
In addition, the fiber lumps 2 are excellent in compressive deformability due to the
In other words, in a continuous foam body or a continuous fibrous body, the porosity is lowered to the vicinity of the compressed part and the sound absorption coefficient is lowered. Since the vicinity of the compressed portion is hardly affected by compression, the reduction in sound absorption coefficient is suppressed only in the compressed portion, and a high sound absorbing effect can be obtained according to the space in which the sound absorbing material 1 is arranged.
さらに、本実施例の吸音材1は多孔質樹脂粒子3を含んでおり、多孔質樹脂粒子3は表面に複数の前記突起部3aを有するともに、最小フェレ径1~10μmの開孔による略楕円の開孔が形成されている。多孔質樹脂粒子3内部にも孔が形成され、内部で孔同士が連通している。
このため、吸音材1に入射した音は、開孔を介して多孔質樹脂粒子3の開孔の内部に入射し、樹脂壁との摩擦や振動によって、音のエネルギーが熱エネルギーに変換されて音のエネルギーが吸収される。
このとき、多孔質樹脂粒子3に形成された開孔が小さければ小さいほど、より樹脂壁との摩擦や振動が増えるため、音エネルギーが熱エネルギーに変換されやすくなって吸音性能が高くなる。また多孔質樹脂粒子3に含まれる開孔の最小フェレ径は1~10μm以下の大きさであり、前記開孔は表面に開孔していない別の孔と通気する連通構造を備えるために、音が吸収されやすい。
そして前記多孔質樹脂粒子3は表面に複数の突起部3aを有しており、前記バインダーによって固定されていない突起部3aが音に対し敏感に振動することで、音のエネルギーを吸収することができる。
Furthermore, the sound absorbing material 1 of the present embodiment contains
Therefore, the sound incident on the sound absorbing material 1 enters the inside of the pores of the
At this time, the smaller the pores formed in the
The
以下、前記実施例に基づいて作成した本発明にかかる実施例1~3についての吸音材1と、これと比較する従来公知の比較例としての吸音材について、以下の実験を行った。
実験では、吸音性能を確認するためにJIS A 1405-2に基づいて垂直入射吸音率を測定するとともに、遮音性能を確認するために垂直入射透過損失を測定した。これら垂直入射吸音率、垂直入射透過損失の測定にはブリュエル・ケアー社製 4206S型音響試験器を用いた。
The following experiments were performed on the sound absorbing material 1 of Examples 1 to 3 according to the present invention, which were prepared based on the above-described examples, and a conventionally known comparative sound absorbing material for comparison.
In the experiment, the normal incidence sound absorption coefficient was measured based on JIS A 1405-2 to confirm the sound absorption performance, and the normal incidence transmission loss was measured to confirm the sound insulation performance. A 4206S acoustic tester manufactured by Brüel & Kjær was used to measure the normal incidence sound absorption coefficient and normal incidence transmission loss.
実施例1~3にかかる吸音材1に含まれる繊維塊2の直径を以下のように測定した。
走査型電子顕微鏡(日本電子社製、JMS-5500LV)により50倍で撮影した画像の任意の領域に存在する任意の30点の粒子を検出し、それらの円相当径を求め、平均をとることにより繊維塊2の直径を得た。この際、繊維塊から伸びる単繊維は測定対象から除外した。
The diameters of the fiber clumps 2 contained in the sound absorbing materials 1 according to Examples 1 to 3 were measured as follows.
Detect any 30 points of particles present in any area of an image taken at 50x with a scanning electron microscope (manufactured by JEOL Ltd., JMS-5500LV), determine their equivalent circle diameters, and take the average. to obtain the diameter of the
実施例1~3にかかる吸音材1に含まれる多孔質樹脂粒子3の最大フェレ径A、最大フェレ径B1、最小フェレ径B2を以下のように測定した。
フェレ径は、吸音材を走査型電子顕微鏡(日本電子社製、JMS-5500LV)にて倍率100倍で観察し、任意30点の多孔質樹脂粒子を測定用サンプルとして抽出した。
その後、抽出した画像を画像処理ソフトImageJにて解析し、画像の二値化を行い、多孔質樹脂粒子の最大フェレ径A、多孔質樹脂粒子表面に存在する細孔の最大フェレ径B1、最小フェレ径B2を測定した。
最大フェレ径A、最大フェレ径B1、最小フェレ径B2は、任意の30点の最大フェレ径、最小フェレ径の平均値として求められる。また、最小フェレ径B2に対する最大フェレ径B1の比は任意の30点の最大フェレ径/最小フェレ径の値の平均値として求められる。
The maximum Feret diameter A, the maximum Feret diameter B 1 , and the minimum Feret diameter B 2 of the
For the Feret diameter, the sound absorbing material was observed with a scanning electron microscope (JMS-5500LV, manufactured by JEOL Ltd.) at a magnification of 100, and 30 arbitrary points of porous resin particles were extracted as samples for measurement.
After that, the extracted image is analyzed by image processing software ImageJ, the image is binarized, and the maximum Feret diameter A of the porous resin particles, the maximum Feret diameter B 1 of pores existing on the surface of the porous resin particles, The minimum Feret diameter B2 was measured.
The maximum Feret diameter A, the maximum Feret diameter B 1 , and the minimum Feret diameter B 2 are determined as average values of the maximum Feret diameter and the minimum Feret diameter at arbitrary 30 points. Also, the ratio of the maximum Feret diameter B1 to the minimum Feret diameter B2 is obtained as the average value of the values of maximum Feret diameter/minimum Feret diameter at arbitrary 30 points.
実施例1
実施例1にかかる吸音材1は、60質量部の繊維塊2と、40質量部の多孔質樹脂粒子3とを含み、これに対して酢酸ビニル樹脂系エマルジョン接着剤を濃度11%に希釈したバインダー50質量部をスプレーガンにて吹き付けて、これらをミキサーで混合した。
続いて、前記混合物を縦23×横23×深さ2.0cmの成形容器に充填し、さらに乾燥機において80℃、4時間乾燥後、140℃で1時間乾燥させ、その後冷却させることで、厚み17.4mm、密度0.182g/cm3の吸音材を得た。このとき繊維塊2の繊維2aの繊度は2~3dtex、繊維塊2の直径は103μmであった。
Example 1
The sound absorbing material 1 according to Example 1 contains 60 parts by mass of
Subsequently, the mixture is filled into a molded container of length 23 x width 23 x depth 2.0 cm, dried in a dryer at 80 ° C. for 4 hours, dried at 140 ° C. for 1 hour, and then cooled. A sound absorbing material having a thickness of 17.4 mm and a density of 0.182 g/cm 3 was obtained. At this time, the fineness of the
実施例2
実施例2にかかる吸音材1は、実施例1の吸音材1に対し、40質量部の繊維塊2、60質量部の多孔質樹脂粒子3を含んでおり、それ以外は前記実施例1と同様の作業を用いて、厚み18.5mm、密度0.172g/cm3の吸音材を得た。このとき繊維塊2の繊維2aの繊度は2~3dtex、繊維塊2の直径は95μmであった。
Example 2
The sound absorbing material 1 according to Example 2 contains 40 parts by mass of
実施例3
実施例3にかかる吸音材1は、20質量部の繊維塊2、80質量部の多孔質樹脂粒子3を含んでおり、それ以外は前記実施例1、2と同様の作業を用いて、厚み18.9mm、密度0.195g/cm3の吸音材を得た。このとき繊維塊2の繊維2aの繊度は2~3dtex、繊維塊2の直径は120μmであった。
Example 3
The sound absorbing material 1 according to Example 3 contains 20 parts by mass of
比較例
比較例には、ポリエチレンテレフタレート繊維(繊度2~3dtex、繊維長10~20μm)を使用しニードルパンチ法により不織布とした、厚み25mm、密度0.014g/cm3の不織布製吸音材を使用した。
Comparative Example In a comparative example, a sound absorbing material made of non-woven fabric with a thickness of 25 mm and a density of 0.014 g/cm 3 is used, which uses polyethylene terephthalate fibers (fineness of 2 to 3 dtex, fiber length of 10 to 20 μm) and is made into a non-woven fabric by needle punching. bottom.
図6は、前記実施例1~3および比較例についての、吸音性能を示す垂直入射吸音率の測定結果を示している。
実験結果によれば、高周波領域である4000~5000Hzの領域において、実施例1~3の吸音材1が比較例の吸音材に対して若干良好な吸音性能を有しているとの結果を得た。
これに対し、低周波領域である1000~2000Hzでは、実施例1~3の吸音材1は比較例の吸音材に対して良好な吸音性能を示した。
FIG. 6 shows the measurement results of the normal incident sound absorption coefficient, which indicates sound absorption performance, for Examples 1 to 3 and Comparative Example.
According to the experimental results, in the high frequency range of 4000 to 5000 Hz, the sound absorbing material 1 of Examples 1 to 3 has slightly better sound absorbing performance than the sound absorbing material of the comparative example. rice field.
On the other hand, in the low frequency range of 1000 to 2000 Hz, the sound absorbing materials 1 of Examples 1 to 3 exhibited better sound absorbing performance than the sound absorbing material of the comparative example.
一方、図7は前記実施例1~3および比較例についての、遮音性能を示す垂直入射透過損失の測定結果を示している。
実験結果によれば、高周波領域から低周波領域にかけて、実施例1~3の吸音材1は比較例の吸音材よりも良好な遮音性能を示した。
On the other hand, FIG. 7 shows measurement results of normal incidence transmission loss, which indicates sound insulation performance, for Examples 1 to 3 and Comparative Example.
According to the experimental results, the sound absorbing material 1 of Examples 1 to 3 exhibited better sound insulation performance than the sound absorbing material of the comparative example from the high frequency range to the low frequency range.
一般的に、吸音材1による吸音のメカニズムとしては、吸音材1に音波が入射すると、振動した空気が吸音材1の内部で衝突や摩擦による粘性抵抗を受けて、熱エネルギーに変換されて散逸し、音響エネルギーの減衰により吸音がなされるとされている。
本実施例にかかる吸音材1によれば、繊維塊2の捲縮された繊維2aが絡まって形成された空隙や、繊維塊2同士や繊維塊2と弾性樹脂2bの間に形成される空隙によって、入射した音波の経路を複雑化させるうえ、音に対し振動可能な状態の弾性樹脂が捲縮繊維に付着されていることにより、効率的に音響エネルギーを減衰させることができる。
また、本実施例の吸音材1は多孔質樹脂粒子3を有しており、当該多孔質樹脂粒子3に形成された前記突起部3aは、吸音材1に入射した音波によって振動しやすい突起によって構成されているため、当該突起部3aが効率的に音響エネルギーを振動に変換させ、さらなる吸音作用を生じさせるものと推察され、これにより低周波領域における高い吸音性能を得ることができるものと考えられる。
In general, the mechanism of sound absorption by the sound absorbing material 1 is that when a sound wave is incident on the sound absorbing material 1, the vibrating air receives viscous resistance due to collision and friction inside the sound absorbing material 1, and is converted into heat energy and dissipated. It is said that sound is absorbed by attenuation of acoustic energy.
According to the sound absorbing material 1 according to the present embodiment, voids formed by entangling the
The sound absorbing material 1 of this embodiment has
1 吸音材 2 繊維塊
2a 繊維 2b 弾性樹脂
3 多孔質樹脂粒子 3a 突起部
11 採取装置
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