JPH11229258A - 吸音用繊維成形体および防音壁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、可聴周波数帯吸音性と同時にファッ
ション性にも優れた吸音性繊維成形体および防音壁を提
供せんとするものである。 【解決手段】本発明の吸音用繊維成形体は、少なくとも
２種類以上の繊維で構成された繊維成形体であって、該
繊維成形体の構成繊維の１種は他の繊維の融点より低い
熱可塑性重合体Ｒ１を含有する繊維Ａで、かつ、該熱可
塑性重合体Ｒ１によって、該繊維Ａ相互間および該繊維
Ａと他の繊維との接触点の一部で実質的に接着してお
り、かつ、該繊維成形体の表面の少なくとも一面が、着
色剤を付着含有するものであることを特徴とするもので
ある。また、本発明の防音壁は、かかる吸音用繊維成形
体を用いて構成されていることを特徴とするものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可聴周波数帯吸音
性と同時に着色されたファッション性にも優れた吸音性
繊維成形体に関するものであり、詳しくは車輌用や住宅
用あるいは高速道路などの遮音、吸音用として使用され
る防音壁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、車輌用や住宅用あるいは高速道路
の遮音壁用などの吸音材としては、グラスウール、ロッ
クウール、アルミ繊維、軽量発泡コンクリート、多孔質
セラミックなどが使用されてきた。しかし、施工性改
善、人体への障害防止、地球の環境保護、資源の効率的
利用のための廃棄物処理の容易性や再利用の可能性とい
った点からは満足できる吸音材は得られなかった。

【０００３】また、防音壁などでは、色彩の面でも、グ
レーなどの無彩色系がほとんどで、カラフルなものが存
在しなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、可聴周波数
帯吸音性と同時に着色されたファッション性にも優れた
吸音性繊維成形体およびそれからなる防音壁を提供せん
とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するために、次のような手段を採用するものであ
る。すなわち、本発明の吸音用繊維成形体は、少なくと
も２種類以上の繊維で構成された繊維成形体であって、
該繊維成形体の構成繊維の１種は他の繊維の融点より低
い熱可塑性重合体Ｒ１を含有する繊維Ａで、かつ、該熱
可塑性重合体Ｒ１によって、該繊維Ａ相互間および該繊
維Ａと他の繊維との接触点の一部で実質的に接着してお
り、かつ、該繊維成形体の表面の少なくとも一面が、着
色剤を付着含有するものであることを特徴とするもので
ある。また、本発明の防音壁は、かかる吸音用繊維成形
体を用いて構成されていることを特徴とするものであ
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明は、前記課題、すなわち、
可聴周波数帯吸音性と同時に着色されたファッション性
にも優れた吸音性繊維成形体、特に、高速道路の遮音
壁、住宅用防音壁について鋭意検討したところ、特定な
繊維成形体をカラフルな色彩に着色したところ、たとえ
ば高速道路の遮音壁として、グリーンに着色した場合に
はドライバーの目の疲れを癒すことができ、また、住宅
の防音壁としてブラウン系に着色したものを採用する
と、落ち着いた外観の住宅に映えるものとなり、本発明
の課題を一挙に解決することを究明したものである。

【０００７】本発明の吸音用繊維成形体は、少なくとも
２種以上の繊維で構成された繊維成形体であって、構成
繊維の１種は融点が他の繊維の融点より低い熱可塑性重
合体Ｒ１を含有する繊維Ａを含み、繊維Ａ相互間および
繊維Ａと他の繊維との接触点の一部で実質的に接着して
固定されたものである。吸音用繊維成形体の形態保持性
や耐久性などの面から繊維Ａの含有量は２０重量％以
上、６０重量％未満とするのが好ましい。特に２０〜５
０重量％の範囲が好ましい。

【０００８】前記繊維Ａは、前記熱可塑性重合体Ｒ１お
よび熱可塑性重合体Ｒ２の２成分からなるものが好まし
く、繊維成形体の使用時の摩擦や揉み作用などによる形
態安定性や発塵が少ない観点から、熱可塑性重合体Ｒ２
成分を芯部とし、熱可塑性重合体Ｒ１成分を鞘部とする
芯鞘型の複合繊維が特に好ましい。熱可塑性重合体Ｒ１
としては例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチ
レンプロピレン共重合体、エチレンブテン共重合体、エ
チレン酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィンあるいは
オレフィン共重合体、ポリヘキサメチレンテレフタレー
ト、ポリヘキサメチレンブチレンテレフタレート、ポリ
ヘキサメチレンテレフタレートイソフタレート等のポリ
エステルあるいは共重合ポリエステル等の熱可塑性ポリ
マーから選ばれる、少なくとも一種類のポリマーを用い
ることができる。熱可塑性重合体Ｒ２は特に限定されな
いが、例えば、テレフタン酸、２，６−ナフタレンジカ
ルボン酸あるいはそれらのエステルを主たるジカルボン
酸成分とし、エチレングリコールもしくはテトラメチレ
ングリコールを主たるグリコール成分とするポリエチレ
ンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ある
いはポリエチレン２，６−ナフタレートなどのポリエス
テルを用い得る。

【０００９】また、繊維Ａがナイロン系の場合は、例え
ば熱可塑性重合体Ｒ２成分がナイロン６で熱可塑性重合
体Ｒ１成分がナイロン６にナイロン６６を共重合して融
点を低くしたものなども使用可能である。

【００１０】熱可塑性重合体Ｒ１の選択においては、Ｒ
１の融点は他の繊維の融点より低いものである。また、
Ｒ１の融点は、前記繊維Ａ以外の繊維および熱可塑性重
合体Ｒ２のうち融点が最も低いものより融点を低くする
のが熱接着性の観点から好ましく、熱接着性の観点から
２０℃以上低いのが好ましく、５０℃以上低いのがより
好ましい。

【００１１】また、接着の効果を向上せしめたり、熱劣
化を防止する観点からＲ１の融点は８０〜１７０℃の範
囲に含まれるのが好ましく、１００〜１７０℃の範囲に
含まれるのはより好ましい。

【００１２】前記繊維ＡにおけるＲ１／Ｒ２で表される
重量比は、吸音用繊維成形体の形態保持性や耐久性ある
いはコストなどの面から２０／８０〜６０／４０の範囲
にあることが好ましい。繊維Ａには、この他必要に応じ
てＲ１、Ｒ２以外の酸化チタン、カーボンブラック等の
顔料のほか抗酸化剤、着色防止剤、耐光剤、帯電防止剤
などが添加されていても勿論よい。このような繊維Ａは
通常の複合紡糸法によって製造することができる。

【００１３】次に、本発明の繊維成形体の吸音性を向上
させるため、繊維Ａは機械捲縮等を有するのが好まし
い。この捲縮数は３〜１０山／２５ｍｍであるのが好ま
しく、捲縮度は５〜３０％の範囲にあるのが好ましい。
さらに吸音性を向上させるため、繊維Ａの繊度は細いも
のが好ましいが、吸音用繊維成形体の製造工程での加工
安定性の面から０．２〜３０デニール、繊維長は１０〜
１００ｍｍの短繊維が好ましく用いられる。

【００１４】本発明の繊維成形体を構成するその他の繊
維としては特に限定されないが、前記繊維Ａの熱可塑性
重合体Ｒ１と熱融着しやすいものが好ましい。さらに、
吸音性を向上させるため、他の繊維についても機械捲縮
等を有するのが好ましく、この捲縮数は３〜１０山／２
５ｍｍ、捲縮度は５〜３０％の範囲が好ましい。また、
吸音性を向上させるため、その他の繊度は細いものが好
ましいが、吸音用繊維成形体の製造工程での加工安定性
の面から０．２〜３０デニール、繊維長は１０〜１００
ｍｍの短繊維が好ましく用いられる。

【００１５】前記繊維Ａやその他の繊維の吸音用繊維成
形体の中での繊維配列は、吸音性を向上させるため、図
１のように吸音用繊維成形体の面イロハニと平行な面内
でのランダムな方向に配置されている必要がある。さら
に、吸音用繊維成形体の面イロハニと平行な面内でラン
ダムな方向に配置し、かつ吸音用繊維成形体の面イロハ
ニに対し繊維軸方向が略平行に配置しているものがより
好ましい。一般に繊維を用いて吸音材とする場合、吸音
材の密度は高く、厚さは厚く、構成繊維の繊度は細くす
るほど良好な吸音性を示すとされている。しかし、吸音
材の密度、厚さおよび構成繊維の繊度は製造工程での加
工安定性、コストあるいは使用場所によって自ずと限界
がある。同じ密度、厚さおよび構成繊維の繊度の吸音材
では、前記のように繊維配列を吸音材表面と平行な面内
でランダムな方向に配置することによって、例えば繊維
をカードに掛けてウェッブ化し、このウェッブを積層し
て得られるもののように、ある一方向に繊維が配置した
ものに比べて優れた吸音性を発揮する。

【００１６】吸音率は、人間の可聴周波数帯域で高く
（１００％）することが好ましいが、後記した方法で測
定した可聴周波数の中で低温の代表値として４００ヘル
ツで吸音率が３０％以上であるのが好ましく、高音の代
表値として１０００ヘルツで吸音率が７０％以上である
のが好ましい。４００ヘルツで吸音率が３０％未満では
低音の吸音性が低く、十分な低音の吸音効果が得られに
くい傾向にあり、１０００ヘルツで吸音率が７０％未満
では高音の吸音性が低く、十分な高音の吸音効果が得ら
れにくい傾向にある。

【００１７】本発明の吸音用繊維成形体は、着色剤が繊
維成形体の表面に付着していることに特徴を有する。そ
の製造方法は、繊維成形体を製造した後に該着色剤を付
与するものである。

【００１８】かかる着色剤としては、染料であれば制約
はないが、好ましくは顔料が耐久性の上からよい。かか
る顔料を該繊維成形体の表面に固着させる手段として
は、たとえば接着剤やバインダー樹脂を用いるのが好ま
しい。かかる接着剤としては、通常粘着剤や接着剤とし
て使用されるものが使用することができるが、該繊維成
形体を構成する繊維素材の種類によって接着性のよいも
のを選ぶのがよい。また、バインダー樹脂も、接着剤と
同様の理由がいえるものであるが、中でもアクリル系樹
脂、ウレタン系樹脂およびシリコーン系樹脂などを好ま
しく使用することができる。かかる顔料は、繊維成形体
表面にバインダー樹脂層を形成し、その上に付与される
形でもよいし、また、顔料とバインダー樹脂の混合物を
繊維成形体表面に付与する形で付与されていてもよい。
着色方法としては、単一な均一着色でも、模様状の着色
でもよいし、該模様が情報や識別記号、文字、さらに標
識であってもよい。

【００１９】本発明の着色された繊維成形体は、審美性
や意匠性に優れており、ファション性が要求される用
途、たとえば高速道路や住宅の防音壁には好適に使用さ
れる素材である。

【００２０】かかる着色剤の付着量は、所望する色彩濃
度によって決定されるものであり、一義的にはいえない
が、好ましくは繊維成形体に対して少なくとも１ｗｔ％
程度であろう。

【００２１】かかる着色剤を含む処理液を用いて繊維成
形体を処理する際の付与方法としては、パッティング、
浸漬法、スプレー方式、コーティング方式などの後加工
を採用することができる。本発明でいう熱処理とは、乾
熱処理または湿熱処理のことをいう。湿熱処理にはスチ
ーム処理が含まれる。スチーム処理には、常圧飽和スチ
ーム処理、加熱スチーム処理、高圧スチーム処理などを
採用することができる。乾熱処理または湿熱処理の温度
は１００〜２００℃位が好ましい。熱処理温度が１００
℃未満であると着色剤の固着性の耐久性の面で不十分と
なる傾向にあり、一方、２００℃を越えると繊維成形体
の黄化、変形脆化が生じる傾向にある。なお、かかる処
理液の中には、柔軟剤、吸水剤、撥水剤、帯電防止剤、
硬仕上げ剤、耐光剤、褪色剤等の他の薬剤を添加しても
よい。

【００２２】かかる繊維成形体を構成する繊維の断面形
状は、丸形断面であってもよく、さらに多角、多葉、楕
円などの異形断面やそれらの中空断面でもよい。

【００２３】本発明の吸音用繊維成形体に撥水剤が少な
くとも一面に含まれていることを特徴とする。前面（六
角）に着色剤が含まれていることがより好ましいが、生
産性、コストなどの面より少なくとも外側の一面に着色
剤が含まれていればよい。

【００２４】本発明の繊維成形体は防音壁として使用す
ることができる。すなわち、車輌用や住宅用、工場用あ
るいはカラオケボックス、高速道路、高速鉄道などの騒
音対策に本発明品を防音壁あるいは吸音材として用いる
ことができる。

【００２５】次に、本発明の吸音用繊維成形体の製造方
法について説明する。図１は、本発明の吸音用繊維成形
体の製造方法の一例に用いられる装置の金型をモデル的
に示す概略縦断図である。

【００２６】少なくとも繊維Ａを含む２種以上の繊維を
通常の紡績工程で使用する給綿機、混綿機、開繊機によ
って、目的の混綿率に混綿、開繊し、目的に応じた形状
の通気性型枠に送綿ファンによる空気流などの気体と共
に吹き込んで充填する。

【００２７】吹き込んで充填するためには、型枠が適度
の通気性を有するのが好ましい。例えば、ＪＩＳ Ｌ
１０７９−１９６６フラジール型通気試験機により測定
した際においては、通気性は５〜２００ｃｃ／ｃｍ² ・
ｓｅｃの範囲が好ましい。

【００２８】このような型枠としては、例えば、図１に
示すパンチング金属板を用いた上金型２および下金型１
を用いることができる。

【００２９】通気性下金型１内に吹き込む方法は、ま
ず、少なくとも繊維Ａを含む２種以上の繊維を混綿、開
繊し、吹き込み口３から吹き込む。次いで、通気性上金
型２で充填繊維を圧縮し、目的の密度で通気性上金型２
を圧縮固定する。さらに、前記の圧縮固定された繊維を
通気性金型ごと熱処理して、繊維Ａ相互間及び繊維Ａと
その他の繊維との接触点の一部を実質的に接着して形態
を固定する。熱処理の温度は繊維Ａの熱可塑性重合体Ｒ
１が溶融接着する温度であればよく、一般的には、熱可
塑性重合体Ｒ１の融点以上で、２００℃以下が好まし
い。かかる吸音用繊維成形体の厚さは、好ましくは少な
くとも１cm、さらに好ましくは２．５〜５cmのものがよ
い。１cm未満では吸音効果が低下する傾向がある。さら
に繊維密度は、繊維成形体の吸音性目標に応じて適当に
選択すればよいが、好ましくは０．０１〜０．１ｇ／ｃ
ｍ³ の範囲のものが吸音効果の上から好ましい。繊維密
度が０．０１ｇ／ｃｍ³ 未満では吸音用繊維成形体がソ
フトすぎて形態安定性が悪くなる傾向があり、密度が
０．１ｇ／ｃｍ³ を越えるとコスト的に不利になる傾向
がある。

【００３０】

【実施例】次に本発明を実施例、比較例によりさらに詳
細に説明する。本発明に記載した諸特性の測定法は次の
通りである。

【００３１】（１）吸音率 ＪＩＳ Ａ １４９５垂直入射吸音測定法（管内法）に
準じて測定した。

【００３２】（２）繊度 ＪＩＳ Ｌ １０１５−７−５１Ａの方法に準じて測定
した。

【００３３】（３）平均繊維長（カット長） ＪＩＳ Ｌ １０１５Ａ法（ステープルダイヤグラム
法）に準じて測定した。 （４）捲縮数および捲縮度 捲縮数および捲縮度はＪＩＳ Ｌ １０１５−７−１２
−１およびＪＩＳ Ｌ１０１５−７−１２−２の方法に
準じて測定した。

【００３４】（５）密度 吸音用繊維成形体（タテ：２０ｃｍ、ヨコ：２０ｃｍ、
厚さ：１ｃｍ）を２０℃×６５％ＲＨの雰囲気中に２４
時間放置した後の重量（ｗ）を測定し、次式で求めた。

【００３５】密度（ｇ／ｃｍ³ ）＝ｗ／４００ 実施例１ 融点が２５５℃の通常ポリエチレンテレフタレートをペ
レット状態とし、紡糸温度２８０℃、引取り速度１３５
０ｍ／分で未延伸糸を紡糸し、この未延伸糸を延伸倍率
３倍、延伸浴温度８０℃で延伸し、クリンパで機械捲縮
を付与した後、カット長３２ｍｍに切断して１７５℃の
熱処理をして約繊度２デニール、捲縮数４．３山／２５
ｍｍ、捲縮度２６．１％の通常ポリエステル繊維を製造
した。

【００３６】これとは別に、熱可塑性重合体Ｒ２として
融点が２５５℃の通常ポリエチレンテレフタレート、熱
可塑性重合体Ｒ１としてイソフタル酸４０モル％共重合
した融点が１１０℃のポリエチレンテレフタレート系ポ
リエステルを用いて、紡糸温度２８５℃、引取り速度１
３５０ｍ／分、Ｒ１／Ｒ２で表される重量比が５０／５
０の熱可塑性重合体Ｒ２を芯部とし、熱可塑性重合体Ｒ
１を鞘部とした同心円状の複合繊維の未延伸糸を紡糸
し、この未延伸糸を延伸倍率３倍、延伸浴温度８０℃で
延伸し、クリンパで機械捲縮を付与した。さらに、７０
℃の熱セッターで乾燥した後、仕上げ油剤を付与して、
カット長６４ｍｍに切断して、繊度約２デニール、表面
層の融点が約１１０℃の繊維Ａを製造した。

【００３７】前記通常ポリエステル繊度６０重量％およ
び繊維Ａを４０重量％混綿し、ローラカードで更に混綿
・開繊し、これを金型の吹込口から、各面にパンチング
が施された内面が１０００×１０００×１０００ｍｍの
下金型に空気流と共に吹き込んで、各面にパンチングが
施された上金型で圧縮し、充填密度０．０４ｇ／ｃ
ｍ³ 、厚さ３０ｍｍで固定した。前記繊維を充填圧縮し
た金型ごと紡績糸のセットに使用するヒートセッターを
用いて、蒸熱１３０℃×２５分間熱セットして吸音用繊
維成形体を製造した。該吸音用繊維成形体は形態の安定
したものであり、かつ吸音用繊維成形体の表面と平行な
面内でランダムな方向に構成繊維が配列していた。

【００３８】得られた繊維成形体に、下記組成の処理液
をスプレーで１．０ｋｇ／ｍ² 塗布し、１３０℃×２０
分で乾熱処理後、１７０℃×３分乾熱処理した。

【００３９】 着色剤：グリーンFLB コンク（大日精化工業株式会社製） ３％ バインダー：バインダー808 （大日精化工業株式会社製） １７％ 媒 体：水 ８０％ 上記％は、ｗｔ％を意味する。

【００４０】こうして得られた吸音用繊維成形体は、グ
リーン色の目に優しい色彩の防音壁として有効な素材で
あった。吸音性の評価結果を表１に示す。

【００４１】実施例２ 実施例１で製造された吸音用繊維成形体に、下記組成の
処理液をスプレー法で１．０ｋｇ／ｍ² 塗布し、１３０
℃×２０分で乾熱処理後、１７０℃×３分乾熱処理を行
い、評価に供した。結果を表１に示す。

【００４２】 着色剤：スカイブルーFLG （大日精化工業株式会社製） ７％ バインダー：バインダー808 （大日精化工業株式会社製） １０％ 媒 体：水 ８９％ こうして得られた着色された吸音用繊維成形体の、その
上に、下記組成の処理液で、「“スピード出すな”」と
スクリーンプリントした後、１３０℃×２０分で乾熱処
理後、１７０℃×３分乾熱処理した。

【００４３】 着色剤：ブラックFLTRコンク （大日精化工業株式会社製） ５％ バインダー：セイカパステG-60 （大日精化工業株式会社製） ２０％ 媒 体：レデューサーHM-100 （大日精化工業株式会社製） ７５％ こうして得られた吸音用繊維成形体は、標語がクッキリ
として識別し易い防音壁として有効な素材であった。吸
音性の評価結果を表１に示す。

【００４４】比較例１ 実施例１で製造された吸音用繊維成形体を、着色加工せ
ずに評価に供した。結果を表１に示す。

【００４５】

【表１】 表１から明らかなように、実施例の吸音用繊維成形体に
比して、比較例のものは、ファッション性、吸音性が共
に劣るものであった。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、可聴周波数帯吸音性に
優れ、かつ、着色されてファッション性にも優れた吸音
材および防音壁を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この図は、本発明の吸音用繊維成形体の製造
方法の一例に用いられる装置の金型をモデル的に示す概
略縦断図である。

【符号の説明】

１：下金型 ２：上金型 ３：気体吹込口 ４：繊維

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２種類以上の繊維で構成され
   た繊維成形体であって、該繊維成形体の構成繊維の１種
   は他の繊維の融点より低い熱可塑性重合体Ｒ１を含有す
   る繊維Ａで、かつ、該熱可塑性重合体Ｒ１によって、該
   繊維Ａ相互間および該繊維Ａと他の繊維との接触点の一
   部で実質的に接着しており、かつ、該繊維成形体の表面
   の少なくとも一面が、着色剤を付着含有するものである
   ことを特徴とする吸音用繊維成形体。
2. 【請求項２】 該構成繊維が、該繊維成形体の一断面内
   でランダムな方向に配列されている請求項１または２記
   載の吸音用繊維成形体。
3. 【請求項３】 該吸音用繊維成形体が、ＪＩＳ Ａ １
   ４９５に準じて測定される４００ヘルツでの吸音率が３
   ０％以上であり、かつ、１０００ヘルツでの吸音率が７
   ０％以上である請求項１または２記載の吸音用繊維成形
   体。
4. 【請求項４】 該繊維Ａが、芯鞘型複合繊維であり、該
   複合繊維の芯部が熱可塑性重合体Ｒ２で、鞘部が該熱可
   塑性重合体Ｒ１で、それぞれ構成されており、かつ、該
   熱可塑性重合体Ｒ２の融点が該熱可塑性重合体Ｒ１の融
   点より高いものである請求項１記載の吸音用繊維成形
   体。
5. 【請求項５】 該熱可塑性重合体Ｒ１と該熱可塑性重合
   体Ｒ２が、重量比で、Ｒ１／Ｒ２が２０／８０〜６０／
   ４０の範囲である請求項４記載の吸音用繊維成形体。
6. 【請求項６】 該熱可塑性重合体Ｒ１が、８０〜１７０
   ℃の融点を有するものである請求項１および４、５のい
   ずれかに記載の吸音用繊維成形体。
7. 【請求項７】 該吸音用繊維成形体が、０．２〜３０デ
   ニールの繊維で構成されているものである請求項１〜６
   のいずれかに記載の吸音用繊維成形体。
8. 【請求項８】 該吸音用繊維成形体が、０．０１〜０．
   １ｇ／cm³ の繊維密度を有するものである請求項１〜７
   のいずれかに記載の吸音用繊維成形体。
9. 【請求項９】 該吸音用繊維成形体が、少なくとも１cm
   の厚さを有するものである請求項１〜８のいずれかに記
   載の吸音用繊維成形体。
10. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれかに記載の吸音
    用繊維成形体を用いて構成されていることを特徴とする
    防音壁。