JPH0257333A

JPH0257333A - 吸音材

Info

Publication number: JPH0257333A
Application number: JP63208641A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Yamaji; 克彦山路; Masanori Nakamura; 雅則中村
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1988-08-22
Filing date: 1988-08-22
Publication date: 1990-02-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、吸音材に関し、特に低周波領域での吸音率が
高く、自動車用天井材、建築用内装材などとして好適に
使用される吸音材に関する。

（従来の技術）たとえば、自動車の天井等に取付けられる吸音材として
は、特公昭６１−１７２６１号公報に示されるように、
樹脂含浸繊維等で形成された基材の表面に、繊維網状の
ホットメルトシート接着剤を介して吸音性の表皮材を接
着し、接着後に接着剤層の空隙率が２０〜８０％になる
ようにしたものが提案されている。

（発明が解決しようとする課題）上記公報に記載された吸音材は、基材表面に空隙率が２
０〜８０％である接着剤層を介して吸音性表皮材を接着
しているために、高周波領域の音は比較的良好に吸収す
ることはできるが、ｌＫ１１ｚ付近の低周波領域での吸
音率は低下し、自動車から発生られる低周波領域の音を
有効に吸収することはできないという欠点があった。

従って、従来の吸音材では、その表皮材としてウレタン
フオーム等の吸音性に優れた部材を用いることが必要と
なり、他の表皮部材を使用すると吸音性が著しく低下す
る欠点があった。

本発明は−Ｆ記欠点を解決するものであり、その目的と
するところは、軽量であり、しかも特に低周波領域での
吸音率を高めることができ、また表皮材の材料選択性に
も優れている吸音材を提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明の吸音材は、無機繊維が熱可塑性樹脂で相互に接
着されて略板状に形成され、空隙率が５０〜９９％であ
るマット状物に孔径が０．２〜３　＋ｎｍであり開口率
が０．５％以上２０％未満であるホットメルト接着剤層
が略全面に接着され、さらに通気性を有する表皮材が接
着されていることを特徴としており、そのことにより上
記目的が達成される。

本発明で使用されるマット状物は、無機繊維を主な材料
として略板状のマットに形成され、熱可塑性樹脂によっ
て該無機繊維が相互に接着されたものである。

無機繊維としては、たとえばガラス繊維、ロックウール
繊維等があげられ、その長さはマットの形成の容易さの
点から５〜２００　ｒｒｒｔａが好ましく、５０ｍｍ以
上の繊維が７０重量％含まれているのがより好ましい。

また、無機繊維の直径は５〜３０μ信が好ましく、より
好ましくは７〜２０μｍである。無機繊維の直径が小さ
くなり過ぎると、機械的強度が低下し、無機繊維の直径
が大きくなり過ぎると、得られるマット状物が重くなっ
て嵩密度が大きくなる。

」二記熱可塑性樹脂は多数の無機繊維を相互に結合し得
るものであればよく、たとえばポリエチレン、ポリプロ
ピレン、飽和ポリエステル、ポリアミド、ポリスチレン
、ポリビニルブチラール等があげられる。

このようにして無機繊維が熱可塑性樹脂で相互に結合さ
れてなるマット状物の内部は、三次元的な網状構造を有
し、連続した空隙が存在する多孔性となっており、空隙
率は５０〜９９％である。

このようなマット状物は、たとえば以下のようにして製
造することができる。

上記した熱可塑性樹脂は有機繊維、有機粉末及びフィル
ムとして使用することができる。熱可塑性樹脂を有機繊
維として使用する場合には、該有機繊維をマットを製造
する際に添加するのが好ましく、加熱により有機繊維の
溶融した樹脂で無機繊維を相互に結合させるものであり
、熱可塑性樹脂を有機粉末として使用する場合には、マ
ットを製造する際、あるいはマットを製造した後に散布
して加熱により有機粉末の溶融した樹脂で無機繊維を相
互に結合させるものである。また、熱可塑性樹脂をフィ
ルムとして使用する場合には、マットを製造した後マッ
トにフィルムを積層するのが好ましく、この積層体を加
熱することにより、フィルム、の熔融した樹脂で無機繊
維を相互に結合させるものである。

上記有機繊維の長さ及びその直径は無機繊維と混繊して
容易にマットを形成できる程度が好ましい。有機繊維の
長さは５〜２００１Ｍ１が好ましく、より好ましくは２
０〜１００Ｍであり、有機繊維の直径は３〜５０μ踊が
好ましく、より好ましくは２０〜４０μ−である。有機
粉末は乾燥粉末として使用してもよく、あるいは粉末の
分散液やエマルジョンの状態で使用してもよい。有機粉
末の直径は、粉末状態で添加される際には５０〜１００
メツシユが好ましく、貧溶媒に分散された状態もしくは
エマルジョンにして添加される際には、それより小さく
てもよい。

上記熱可塑性樹脂フィルムのＩ７さは１０〜３００μｍ
が好ましく、熱可塑性樹脂フィルムの厚さがこの範囲よ
り厚くなり過ぎると重くなり、薄くなり過ぎると機械的
強度が低下する傾向にある。また有機繊維や粉末を併用
する場合には、その有機繊維や粉末により無機繊維は結
合されるので、使用する熱可塑性樹脂フィルムの厚さを
薄くすることができる。また、有機繊維もしくは粉末を
併用する場合には、その溶融温度と熱可塑性樹脂フィル
ムの熔融温度が近いものを使用するのが好ましい。

熱可塑性樹脂よりなる上記有機繊維、有機粉末及びフィ
ルムは少なくとも一種が添加され、二種以上が併用され
てもよく、その添加量は少な（なると無機繊維同志の接
着が少なくなり、逆に多くなると無機繊維の量が少な（
なって吸音材にした際に機械的強度が低下するので無機
繊維との重量比で１：５〜５：１が好ましい。

上記マットの製造方法は、任意の方法が採用されてよく
、たとえば無機繊維及び必要に応じて有機繊維をカード
マシンに供給し、解繊、混繊しマットを製造する方法が
あげられる。また、マットの機械的強度を向−トさせる
ためにニードルパンチを施してもよく、ニードルバンチ
は１　ｃｄ当たり１〜１００箇所行われるのが好ましく
、より好ましくは１０〜５０箇所である。このようにし
て形成されるマットの密度は大きくなると重くなり、小
さくなると機械的強度が低下するので、０．０１〜０．
２ｇ／ｃｍ’が好ましく、より好ましくは０．０３〜０
．０１ｇ／ｃｍ”である。

熱可塑性樹脂フィルムをマントに積層する方法は、任意
の方法が採用されてよく、たとえばマットの両面又は片
面に熱可塑性樹脂フィルムを！３！置する方法、熱＃、
着する方法、あるいは熱可塑性樹脂フィルムを金型より
押し出す際にマット表面にラミネートする方法等があげ
られる。

Ｌ記熱可塑性樹脂で無機繊維を相互に接合するための加
熱条件としては、熱可塑性樹脂の溶融温度より１０〜７
０°Ｃ高い温度で１〜１０分行うのが好ましい。また、
加熱方法は、任意の方法が採用されてよく、たとえばオ
ーブン中で加熱する方法、遠赤外線ヒーター、赤外線ヒ
ーター等による輻射加熱方法等があげられる。また、熱
可塑性樹脂フィルムを使用する場合や、無機繊維の接合
をより密にする場合には熱可塑性樹脂の溶融と同時に圧
縮されるのが好ましく、圧縮すると溶融した熱可塑性樹
脂はマットに含浸され無機繊維が接合される。

上記圧縮方法は任意の方法が採用されてよく、たとえば
プレス圧縮、ロール圧縮等があげられる。

プレスで圧縮する際の圧力は０．１〜１０ｋｇ／　ｃｄ
が好ましく、より好ましくは３〜４　ｋｇ　／　ｃｕｆ
ｆであり、ロールで圧縮する際のロール間距離はマット
の厚みの１１５〜１／２０が好ましく、より好ましくは
１／８〜ｌ／１５である。また、圧縮する際に熱可塑性
樹脂が冷却されて固化するとマットの厚みが回復しなく
なり、空隙率が小さくなるので、プレス金型及びロール
も樹脂の融点近くに加熱されていることが好ましい。

このようにして圧縮された樹脂含浸マットは、空隙率を
上げるために次に圧縮が解除されると共に、熱可塑性樹
脂の溶融温度以上の温度に加熱されてその厚みが回復さ
れるのが好ましい。マットの厚みを回復するには、たと
えば次の二つの方法によって行うことができる。

その一つは、溶融樹脂をマットに含浸一体化させた後、
熱可塑性樹脂の溶融温度以Ｆの温度条件下でほぼ無加圧
状態で所定時間保持することにより、無機繊維の弾性復
元力によってマットの厚みを元の状態へ回復させるもの
であり、他の方法は、溶融樹脂をマ・ノドに含浸一体化
させた後、このものを熱可塑性樹脂の溶融温度以上の温
度条件下で加熱すると共に、マットの両側に厚み拡張部
材を配没し、溶融樹脂とこの厚み拡張部材とを接着させ
た状態で、マットの厚み方向外方へ厚み拡張部材を移動
さゼることにより、強制的にマットの厚みを増加させる
ものである。上記厚み拡張部材としては、溶融した樹脂
には接着するが、冷却した樹脂には接着しないものが好
ましく、たとえばテフロンシート、テフロン被覆鉄板、
ポリエステルフィルム、アルミ板等が使用される。厚み
拡張部材を外側へ移動させるには、たとえば真空吸着装
置を厚み拡張部材に吸着させた状態で該装置を外側へ移
動させることにより行うことができる。

上記加熱に要する時間は、マットの厚みがほぼ元の厚み
に回復するまで行うのがよく、一般には２秒〜５分行う
のが好ましく、より好ましくは２０秒〜２分である。厚
みが回復されたマットは、次に冷却されてマット状物が
得られる。マットの冷却は、常温に放置、あるいは冷風
を吹付けることによって行うことができる。

このマット状物の表面には、ホットメルト接着剤層が略
全面に亘って接着され、さらに該接着剤層の表面には通
気性を有する表皮材が接着されている。上記ホットメル
ト接着剤層を形成する熱接着性樹脂としては、従来ホッ
トメルト型接着剤として使用されている任意のものが使
用でき、たとえばポリオレフィン系、ポリアミド系、ポ
リエステル系、ポリウレタン系等の接着剤があげられる
。

マット状物の表面にホットメルト接着剤層及び表皮材を
接着するには、たとえばマット状物を赤外線ヒーターや
オーブン等の乾燥装置でその表面温度が熱接着性樹脂の
融点以上となるように加熱し、次に、このマット状物表
面に熱接着性樹脂と表皮材とをそれぞれ接着すればよい
。なお、熱接着性樹脂をマット状物表面に接着する前に
、熱接着性樹脂と表皮材とを予め加熱接着しても良い。

上記接着剤層には細孔が形成されており、その細孔の直
径は０．２　３ｍ、好ましくは０．５〜２　ｒｒａであ
る。孔数は接着剤層の開口率が０．５％以上２０％未満
、好ましくは２％〜８％となるように設けるのが好まし
い。上記細孔の径は小さい方が好ましいが、孔径が０．
２　ｍを下回る場合には、接着剤層の開口率を０．５％
以上２０％未満の範囲内に設定することは困難であり、
また細孔の数が多すぎると生産性に劣る。また、孔径が
３Ｍを超える場合には、その部分ではマット状物と表皮
材とが接着しにくくなるために、表皮材にたるみが生じ
て表面の外観が悪くなる。

また、接着剤層の開口率は０．５％未満の場合には吸音
率が低く、接着剤層の開口率が２０％以上の場合には、
２ＫＨｚ以上の吸音率は高いがＩＫ）（ｚ付近の低周波
領域での吸音率は低くなる。ホットメルトフィルムを加
熱して接着剤層を形成する場合には、加熱によりホット
メルトフィルムが有する開口率は増加するので、ホット
メルトフィルムは予め細孔が形成されており、その開口
率が０．５％〜１５％、より好ましくは２％〜８％のも
のを用いるのが好ましい。また、接着剤層の厚さは１ｏ
＝１００　）ｔｍが好ましい。接着剤層の１１さが１０
μｍ未満の場合には接着力が低（、フィル１、の厚さが
１００μｍを超える場合には、吸音率が低下する。

上記表皮材としては、通気性を有しているものであれば
特に限定されず、連続気泡を有する表皮部材、独立気泡
を有する表皮部材に多数の貫通孔を穿設したものが使用
でき、たとえば連続気泡ウレタンフオーム、連続気泡ポ
リエチレンフォート、ポリプロピレンやポリエステル等
で形成された不織布または織布等があげられる。

本発明の吸音材を熱賦形する方法は従来公知の方法が採
用されてよく、たとえば吸音材を、マット状物の熱可塑
性樹脂及び熱接着性樹脂の融点以上の温度に加熱し、比
較的低温のプレスでプレス成形する方法があげられる。

尚、この際のプレス圧は０．１〜２　ｋｇ　／　ｃｄ、
プレス温度は常温〜８０°Ｃが好ましい。

しかして、このようにして構成される吸音材は、多孔性
マット状物の表面に上記範囲内の開口率を有する、接着
剤層が設けられいるので、マット状物表面の孔部の開口
をその接着剤層で所定範囲内に設定することができ、そ
のことにより高周波領域の吸音率だけでなく低周波領域
の吸音率を向上することができる。すなわち、上記マッ
ト状物だけでは高周波領域での吸音率は良く、低周波領
域での吸音率は低いのであるが、接着剤層の開口率を上
記範囲内に設定することにより、この接着剤層が低周波
領域の音を共振して、その結果低周波及び高周波の全領
域に亘る吸音率を向−トすることができるのである。

このような吸音材は、自動車、列車、航空機等の移動機
の内装材、建築用内装材として使用することができる。

（実施例）以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。

なお、本実施例において空隙率は次のようにして求めた
。まず、使用した樹脂及び無機繊維の平均比重ρを求め
る。

樹脂１ｇの比重をρ１とし、無機繊維１ｇの比重をρ２
とすると、 ρ−（１＋１）／（１／ρ＋＋１／ρ２）＝　２／（１
／ρ−−１／ρ２）となる。

次に、測定する試験体の厚さをｔｃｎ＋、大きさ１Ｍ当
たりの重量をｗｇとすると、空隙率Ｋ　〜１　　ｗ／　（１０，０００ｘ　ｔ　ｘ２／　（
］、／　ｌ）　ｒ　十ｉ、、’　Ｏｚ）　１となる。

従って、たとえばポリエチレン（比重０．９５）とガラ
ス繊維（比重２．５）とからなる厚さ７ｍｍ（０，７ｃ
Ｉｌ）、重量８００　ｇ　／　ｎｆの板状試験体の空隙
率は、１−８００／　（１０，０００Ｘ０．７Ｘ２／（
１１０，９５＋１／２．５））＝０．９１．７　　（９
１，７％）となる。

また、開口率は次のよ・うにして測定した。電子顕微鏡
で低倍率（４０倍）の表面写真をとり、開口を、円、三
角形、四角形等に近似して面積を求め、その開口の総面
積を撮影面積で除して開口率を求め、写真１０枚（１０
ケ所）の平均で示した。

実１」［Ｌ長さ５０ＩＩＩＩ１１、直径１０μ階のガラス繊維から
なるチョツプドストランドと、６デニール、５０＋ｓ＋
力ツト品のポリエチレン繊維とを、重量比で２＝１の割
合で配合してカードマシンに供給し、解繊及び混繊して
綿状物を得た。次に、この綿状物にニードルパンチを打
って厚さ１０馴、密度５００ｇ／ｍ”のマットを得た。

ニードルパンチ密度は２０箇所／Ｃ−とした。

次に、このマットの両側に厚み１００μＩの高密度ポリ
エチレンフィルムを積層し、さらにこのポリエチレンフ
ィルムの外側に、厚さ１００μｍのガラス繊維強化ポリ
テトラフルオロエチレンシートを積層し、この積層体を
乾燥機に供給して２００″Ｃで３分間加熱し、クリアラ
ンスが１．３　ｍｍで、２００℃に加熱されたロールに
１０ｃ＋ａ／秒の速度で通すことにより圧縮した。次に
、２００°Ｃに保った状態でガラス繊維強化ポリテトラ
フルオロ°エチレンシートを両側から０．５Ｍ／秒の速
度で真空吸引してシート間を８１１Ｉｌまで拡開させ、
その後３分間空冷し、次いで該シートを剥離して厚さ８
　＋ｒＭｎのマント状物を得た。

次に、マット状物の表面をオーブンで２分間加熱してそ
の表面温度を１５０°Ｃとし、その表面に、孔径ＩＩＩ
ＩＩ１１の細孔が多数設けられており開口率２％、厚み
７０μｍのナイロンフィルム（融点１２０°Ｃ）（！：
、）１み１ｍのポリエステル繊維製ニントとをそれぞれ
この順で重ね、このものを金型（金型温度は２５”Ｃ）
に供給し、０．３　ｋｇ／ａｆｉの圧力で２分間プレス
成形して厚さ６　＋＋ｖｎ平板状の吸音材を得た。得ら
れた吸音材のマット状物の空隙率は９３．８％であった
。

得られた吸音材の吸音率を垂直入射法（ＪＩＳ　Ａｔ４
０５、背面圧Ｍ　１０　ａｉ　）で測定し、また吸音材
の透気度を測定した。その結果を第１表に示した。

なお、通気度はデンソメータ−（ＳｕｒＩｅｙｓ’Ｄｅ
ｎｓｏ−ｍｅｔｅｒ　、テスター産業社製）を用いて評
価した。

実施例（実施例１において、開口率が１５％のナイロンフィルｌ
、を用いた以外は、実施例１と同様にして吸音材を得た
。得られた吸音材の吸音率と透気度を実施例１と同様に
して測定した。その結果を第１表に示した。

プＩｔ例−斐実施例１において、開Ｌ１率が８％のナイロンフィルム
を用いた以外は、実施例１と同様にして吸音材を得た。

得られた吸音材の吸音率と通気度を実施例１と同様にし
て測定した。その結果を第１表に示した。

北較貫土実施例１において、開口率が３０％のナイロンフィルム
を用いた以外は、実施例１と同様にして吸音材を得た。

得られた吸音材の吸音率と透気度を実施例１と同様にし
て測定した。その結果を第１表に示した。

丑Ｊえ叶ス実施例１において、開［］率が０．１％のナイロンフィ
ルムを用いた以外は、実施例１と同様にして吸音材を得
た。得られた吸音材の吸音率と透気度を実施例１と同様
にして測定した。その結果を第１表に示した。

＃、ＭＬ俳Ｖよ実施例１において、開口率が８０％のナイロンフィルム
を用いた以外は、実施例Ｉと同様にして吸音材を得た。

（以下余白）第１表第１表の結果から、比較例１のように、開口率が高いナ
イロンフィルムを用いた場合には、２ＫＨｚ付近の高周
波領域での吸音材の吸音率を高めることはできるが、Ｉ
ＫＨｚ付近の低周波領域での吸音率は低くなっている。

また、比較例２のように、開］］率が非常に小さいナイ
ロンフィルムを用いた場合では、特に高周波領域での吸
音率が低く、比較例３のように、開口率が非常に大きい
ナイロンフィルムを用いた場合では特に低周波領域での
吸音率が低い。

これに対して、本実施例のようにナイロンフィルムの開
口率を所定範囲内に設定することにより、低周波領域か
ら高周波領域においても、優れた吸音性を有しているこ
とがわかる。

（発明の効果）このように、本発明の吸音材は、多数の無機繊維が樹脂
で結合されており、空隙率が５０〜９９％であるマット
状物を有しているので、軽量であって、機械的強度が高
く、また熱賦形性に優れている。

しかも、このマット状物の表面に孔径が０．２〜３閣で
あり開口率が０．５％以−に：、２０％未満である接着
剤層と通気性を有する表皮材が接着積層されているので
、低周波及び高周波領域での吸音率を高めることができ
ると共に、表皮材の材料選択性にも優れるようになり、
たとえば自動車用天井材や建築用内装材等として好適に
使用することができる。

以上

Claims

【特許請求の範囲】

１．　無機繊維が熱可塑性樹脂で相互に接着されて略板
状に形成され、空隙率が５０〜９９％であるマット状物
に孔径が０．２〜３ｍｍであり開口率が０．５％以上２
０％未満であるホットメルト接着剤層が略全面に接着さ
れ、さらに通気性を有する表皮材が接着されていること
を特徴とする吸音材。