JPWO2018092888A1

JPWO2018092888A1 - 吸音断熱材

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Publication number: JPWO2018092888A1
Application number: JP2018551712A
Authority: JP
Inventors: 寿野中; 洋祐和志武; 遠藤　了慶; 了慶遠藤; 毅藤原; 隆介冨田
Original assignee: Kuraray Co Ltd; Tsuchiya KK
Current assignee: Kuraray Co Ltd; Tsuchiya KK
Priority date: 2016-11-18
Filing date: 2017-11-17
Publication date: 2019-10-17
Anticipated expiration: 2037-11-17
Also published as: EP3540109A4; EP3540109A1; WO2018092888A1; CN109996914A; US20190329525A1; CN109996914B; JP6764482B2; EP3540109B1

Abstract

吸音断熱材（１）は、難燃性有機繊維（２）と、難燃性有機繊維（２）に接着された無機繊維（４）とにより構成されている。難燃性有機繊維（２）が収縮するとともに、無機繊維（４）が歪曲することにより、難燃性有機繊維（２）と無機繊維（４）とが互いに絡み合って膨張している。

Description

本発明は、ポリエーテルイミド繊維を含有する吸音断熱材に関する。

自動車や航空機等の用途に使用される吸音断熱材においては、軽量性と防炎性（難燃性）が求められており、従来、グラスウールやロックウールにより形成された吸音断熱材が使用されている。

この吸音断熱材は、軽量で良好な吸音断熱性能を有するが、防炎性が不十分であり、航空機等の高い防炎性が求められる用途においては、難燃剤や難燃シートと組み合わせて使用する必要があった。

また、施工時に圧縮、変形された場合の形状回復性（復元性）に乏しいため、へたり等が発生しやすく、性能低下の問題や取扱性に乏しいという問題があった。

そこで、上述の問題を解決すべく、難燃性有機繊維と無機繊維とを含む吸音断熱材が提案されている。より具体的には、高温強度を１０００℃以上で維持する高耐熱性の無機繊維（例えば、ガラス繊維）と、熱溶融温度または熱分解温度が３５０℃以上である難燃性有機繊維（例えば、ポリエーテルイミド繊維）とを均一に混綿することにより形成された綿状素材を熱処理することにより、全体をマット化した吸音断熱材が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開２００８／０１８１９３号公報

しかし、上記特許文献１に記載の吸音断熱材においては、２０〜８０質量％の無機繊維が、１０〜２５質量％の低融点の有機繊維により接着されてマット化されているため、柔軟性が十分ではなく、また、圧縮や変形が加えられた場合に形状が復元しにくく、吸音性や断熱性等の性能に影響してしまうという問題があった。

そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、吸音性、断熱性、軽量性、及び防炎性を同時に満たすことができ、かつ復元性に優れた吸音断熱材を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の吸音断熱材は、難燃性有機繊維と、難燃性有機繊維に接着された無機繊維とにより構成された吸音断熱材であって、難燃性有機繊維が収縮するとともに、無機繊維が歪曲することにより、難燃性有機繊維と無機繊維とが互いに絡み合って膨張していることを特徴とする。

本発明によれば、吸音性、断熱性、軽量性、及び防炎性を同時に満たすことができ、かつ復元性に優れる吸音断熱材を提供することができる。

本発明の実施形態に係る吸音断熱材を示す概略図である。本発明の実施形態に係る吸音断熱材の前段階の混合繊維不織布を示す概略図である。本発明の吸音断熱材の変形例を示す図である。実施例１において作製した吸音断熱材の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。比較例１において作製した吸音断熱材の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。比較例２において作製した吸音断熱材の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。比較例３において作製した吸音断熱材の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。

以下、本発明を詳細に説明する。図１に示すように、本発明の吸音断熱材１は、難燃性有機繊維２と、バインダー３を介して、難燃性有機繊維２に接着された無機繊維４により構成されている。

＜難燃性有機繊維＞
本発明の難燃性有機繊維２としては、例えば、ポリエーテルイミド繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維、ポリエーテルケトンケトン繊維、ポリエーテルケトン繊維、ポリアミドイミド繊維、メタアラミド繊維、パラアラミド繊維、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、ポリアリレート繊維、ポリエーテルスルホン繊維、液晶ポリエステル繊維、またはポリフェニレンサルファイド繊維などが挙げられる。なお、これらの難燃性有機繊維２は、単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。

吸音断熱材１全体に対する難燃性有機繊維２の含有量は２０〜７０質量％であることが好ましく、３０〜６０質量％がより好ましく、４０〜５０質量％が特に好ましい。これは、難燃性有機繊維２の含有量が７０質量％よりも大きい場合は、吸音断熱材１が大きく熱収縮して、嵩密度が大きく（即ち、空隙率が小さく）なるため、嵩高構造が不十分になる場合があるためである。また、難燃性有機繊維２の含有量が２０質量％未満の場合は、難燃性有機繊維２と無機繊維４により形成された不織布を熱処理する際に、熱収縮する難燃性有機繊維２が減少するため、歪曲する無機繊維４も減少し、結果として、嵩高構造が不十分になる場合があるためである。

即ち、難燃性有機繊維２の含有量を２０〜７０質量％に設定することにより、吸音断熱材１における高空隙率（低嵩密度）を達成することが可能になる。

また、優れた難燃性を確保するとの観点から、難燃性有機繊維２において、ＪＩＳＬ１０９１試験法に準拠して測定されたＬＯＩ（限界酸素指数）値が３０よりも大きいことが好ましい。

また、均一な構成を得るとの観点から、難燃性有機繊維２の平均繊維径は、５〜４０μｍが好ましく、１０〜３０μｍがより好ましく、１０〜２０μｍがさらに好ましい。

また、無機繊維４に対して、効果的に歪曲を付与するとの観点から、難燃性有機繊維２の平均繊維長は、５〜２５ｍｍが好ましく、１０〜２０ｍｍがより好ましく、１２〜１８ｍｍがさらに好ましい。

また、取扱性と均一性を向上させるとの観点から、難燃性有機繊維２の繊度は、０．５〜２０ｄｔｅｘが好ましく、１．５〜１５ｄｔｅｘがより好ましく、２〜１０ｄｔｅｘがさらに好ましい。

また、熱収縮性が高く、耐熱性、難燃性、及び低発煙性に優れるとの観点から、難燃性有機繊維２として、ポリエーテルイミド樹脂を使用することが好ましい。このポリエーテルイミド繊維は、脂肪族、脂環族または芳香族系のエーテル単位と環状イミドを繰り返し単位として含有するポリエーテルイミド系ポリマーにより構成される。このポリエーテルイミド系ポリマーは、非晶性、溶融成形性を有すものであれば特に限定されない。

また、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、ポリエーテルイミド系ポリマーの主鎖に環状イミド、エーテル結合以外の構造単位、例えば、脂肪族、脂環族または芳香族エステル単位、オキシカルボニル単位等が含有されていてもよい。

より具体的には、例えば、下記一般式（１）で表される構造単位を主として有する、２，２-ビス［４‐（２，３‐ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン２無水物とｍ−フェニレンジアミンとの重縮合物により得られるポリエーテルイミド系ポリマーを使用することができる。このポリエーテルイミド系ポリマーは、商標名「ウルテム」としてサビックイノベーティブプラスチックス（ＳａｂｉｃＩｎｎｏｖａｔｉｖｅＰｌａｓｔｉｃｓ）社より市販されている非晶性ポリエーテルイミド系ポリマーを繊維化することにより得ることができる。

ポリエーテルイミド系ポリマーの分子量は、特に限定されるものではないが、得られる繊維の機械的特性や寸法安定性、工程通過性の観点から、重量平均分子量（Ｍｗ）が１０００〜８００００であることが好ましい。

また、高分子量のものを用いると、繊維強度、耐熱性等の点で優れるため好ましいが、製造コストや繊維化コストを低減させるとの観点から、Ｍｗの範囲は、２０００〜５００００が好ましく、３０００〜４００００がより好ましい。

＜無機繊維＞
本発明の無機繊維４としては、例えば、ガラス繊維、バサルト繊維、セラミック繊維、及び炭素繊維等の難燃性を有するものが挙げられる。なお、これらの無機繊維４は、単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。

このうち、高い弾性を有し、かつ取扱性に優れるとの観点から、ガラス繊維を使用することが好ましい。

また、吸音断熱材１全体に対する無機繊維４の含有量は２０〜７０質量％であることが好ましく、４０〜７０質量％がより好ましく、５０〜６０質量％が特に好ましい。これは、無機繊維４の含有量が７０質量％よりも大きい場合は、難燃性有機繊維２に比し、密度の大きい無機繊維４の割合が増加するため、吸音断熱材１の重量が大きくなる場合があるためである。また、無機繊維４の含有量が２０質量％未満の場合は、難燃性有機繊維２の質量比が大きくなるため、吸音断熱材１が大きく熱収縮して、嵩密度が大きく（即ち、空隙率が小さく）なり、結果として、嵩高構造が不十分になる場合があるためである。

即ち、無機繊維４の含有量を２０〜７０質量％に設定することにより、吸音断熱材１における高空隙率（低嵩密度）を達成することが可能になるとともに、吸音断熱材１の軽量化を図ることが可能になる。

また、無機繊維４の平均繊維径は４μｍ以上であることが好ましく、４〜３０μｍであることがより好ましく、５〜２０μｍであることがさらに好ましい。これは、無機繊維４の平均繊維径が４μｍ未満の場合は、無機繊維４が細いため、難燃性有機繊維２と無機繊維４により形成された不織布を熱処理する際に、難燃性有機繊維２の収縮力により無機繊維４が過剰に歪曲して潰れてしまい、十分な嵩高性が付与されず、復元性が低下してしまう場合があるためである。また、特に、平均繊維径が３μｍ未満の無機繊維４は、取扱い時の飛散により皮膚に痒み等を生じる場合があり、さらに人体への影響も懸念されている。

即ち、無機繊維４の平均繊維径を４μｍ以上に設定することにより、無機繊維４の弾性力を高めることができるため、吸音断熱材１の復元性が向上し、取扱性を向上することができるとともに、吸音断熱材１の安全性を向上することができる。

＜バインダー＞
本発明の吸音断熱材１は、難燃性有機繊維２と無機繊維４とを接着するバインダー３を含有している。このバインダー３としては、特に限定されないが、低融点の有機繊維が使用できる。例えば、ポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、エチレンビニルアセテート、ポリアクリル酸エステル、ポリエチレンテレフタレートもしくは変性ポリエチレンテレフタレート、及びこれらの共重合体からなる繊維等が挙げられる。なお、液状のバインダー、即ち、バインダー成分の溶液あるいはエマルジョン液を使用してもよい。

また、吸音断熱材１全体に対するバインダー３の含有量は１〜１０質量％であることが好ましく、２〜８質量％がより好ましく、３〜６質量％が特に好ましい。これは、バインダー３の含有量が１０質量％よりも大きい場合は、難燃性有機繊維２と無機繊維４の含有量が低下するため、吸音断熱材１の防炎性が低下する場合や、復元性が損なわれる場合があるためであり、バインダー３の含有量が１質量％未満の場合は、難燃性有機繊維２と無機繊維４の接着性が十分に向上しない場合があるためである。

即ち、バインダー３の含有量を１〜１０質量％に設定することにより、難燃性有機繊維２と無機繊維４の接着性の低下を生じることなく、吸音断熱材１の防炎性と復元性を図ることが可能になる。

＜吸音断熱材＞
本発明の吸音断熱材１は、吸音性と断熱性に優れるとともに、軽量性、及び防炎性を両立することができるため、特に、航空機、自動車、鉄道、及び船舶等の用途に使用することができる。さらに復元性にも優れるため、取扱性に優れ、へたりにより性能が損なわれることもない。

また、図１に示すように、本発明の吸音断熱材１は、難燃性有機繊維２が収縮するとともに、難燃性有機繊維２の収縮に起因して無機繊維４が歪曲することにより、難燃性有機繊維２と無機繊維４とが互いに絡み合って空隙５を形成し、厚み方向Ｔに膨張した三次元構造を有している。

この三次元構造は、難燃性有機繊維２と無機繊維４とが脈絡状に絡み合うことにより形成され、三次元構造において、難燃性有機繊維２の平均繊維径は無機繊維４の平均繊維径よりも大きく、難燃性有機繊維２と無機繊維４との接着部分（即ち、図１におけるバインダー３の部分）は、厚み方向Ｔに均一に分布している。

そして、このような三次元構造により、高い空隙率を有する（即ち、嵩密度が低い）ため、難燃性有機繊維２と無機繊維４との間に形成された空隙５に存在する空気層により熱が伝わりにくくなり、熱伝導率が小さくなる。その結果、吸音断熱材１は高い断熱性を有する。

また、吸音断熱材１における空隙率が高いため、軽量性にも優れる。

また、吸音断熱材１は繊維から構成されており、多くの空隙を有するため、音が入射した際、隙間に存在する空気が振動して摩擦により熱に変換されるため、良好な吸音性を有している。さらに脈絡状に絡み合った繊維から形成されているため、入射した音の経路が長くなり、高い減衰効果が得られると推測される。

また、難燃性有機繊維２と無機繊維４は難燃性を有するため、吸音断熱材１の防炎性を向上させることができる。さらに吸音断熱材１は復元性に優れるため、取扱い時における変形、圧縮等に起因して、これらの性能が損なわれることがない。

また、吸音断熱材１の断熱性、軽量性、及び吸音性を向上させるとの観点から、吸音断熱材１の空隙率が９９％以上であり、嵩密度が０．０２ｇ／ｃｍ^３以下であることが好ましい。

なお、ここで言う「空隙率」とは、以下の式（１）により算出される値のことを言う。

［数１］
空隙率［％］＝{１−吸音断熱材を構成する繊維の総体積［ｃｍ^３］÷吸音断熱材の体積［ｃｍ^３］}×１００（１）

また、ここで言う「嵩密度」とは、以下の式（２）により算出される値のことを言う。

［数２］
嵩密度［ｇ／ｃｍ^３］＝吸音断熱材１の重量［ｇ］÷吸音断熱材１の体積［ｃｍ^３］
（２）

また、吸音断熱材１の厚みは特に限定されず、使用箇所や要求性能によって、適宜選定できるが、取扱性の点から、１０〜１５０ｍｍが好ましい。

また、吸音断熱材１の目付についても、特に限定されず、使用箇所や要求性能によって、適宜選定できるが、取扱性の点から、６０〜９００ｇ／ｍ^２が好ましい。

次に、本発明の吸音断熱材の製造方法について説明する。

まず、ポリエーテルイミド繊維等の難燃性有機繊維２と、ガラス繊維等の無機繊維４と、ポリエチレンテレフタレート繊維等のバインダー３とを、所定の質量比で均一に混合し、湿式抄造法を用いて、図２に示す難燃性有機繊維２と無機繊維４とがバインダー３により接着された混合繊維不織布１０を形成する。

その後、この混合繊維不織布１０を、所定温度において所定時間、加熱処理することにより、図１に示す吸音断熱材１が製造される。

この際、本発明においては、難燃性有機繊維２のガラス転移温度以上の温度で加熱処理を行う。例えば、難燃性有機繊維２としてポリエーテルイミド繊維を使用する場合は、ポリエーテルイミド繊維のガラス転移温度（２１５℃）以上の温度（例えば、２４０℃）で加熱を行う。

従って、難燃性有機繊維２が熱収縮するとともに、難燃性有機繊維２の収縮に起因して、難燃性有機繊維２に接着された無機繊維４が歪曲することにより、図１に示すように、難燃性有機繊維２と無機繊維４とが互いに絡み合って空隙５が形成され、厚み方向Ｔに膨張した三次元構造を有する吸音断熱材１が形成される。

また、例えば、ポリエーテルエーテルケトン繊維を使用する場合は、１７０〜２００℃の範囲において加熱を行い、ポリアミドイミド繊維を使用する場合は、２７０〜３２０℃の範囲において加熱を行うことにより、上述の三次元構造を有する吸音断熱材１が形成される。

なお、難燃性有機繊維２として使用されるポリエーテルイミド繊維を製造する場合は、公知の溶融紡糸装置を用いることができる。即ち、溶融押出機によりポリエーテルイミド系ポリマーのペレットを溶融混練し、溶融ポリマーを紡糸筒に導き、ギヤポンプで計量し、紡糸ノズルから吐出させた糸条を巻き取ることによりポリエーテルイミド繊維が得られる。

巻き取り速度は、特に限定されるものではないが、５００〜４０００ｍ／分の範囲で巻き取ることが好ましい。５００ｍ／分未満では生産性の点から好ましくなく、一方、４０００ｍ／分を超えるような高速では、繊維の断糸が起こりやすくなるので好ましくない。

なお、ポリエーテルイミド繊維の断面形状に関しても特に制限はなく、円形、中空、扁平、あるいは星型等の異型断面であってもよい。

なお、上記実施形態は以下のように変更しても良い。

図３に示すように、吸音断熱材１の片面に、厚みが０．０５〜０．４ｍｍ、目付が４〜８０ｇ／ｍ^２のメルトブローン不織布２０を設ける構成としてもよい。メルトブローン不織布の材質は、特に限定されないが、吸音断熱材の難燃性を低下させないとの観点から難燃性の材質を使用する方が好ましい。

このような構成により、吸音断熱材１に入射した音が、表面のメルトブローン不織布２０により、再度、内部に反射され、反復減衰効果により、吸音断熱材１の吸音性を更に向上させることが可能になる。

なお、吸音断熱材１の両面に、メルトブローン不織布２０を設ける構成としてもよい。

以下に、本発明を実施例に基づいて説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、これらの実施例を本発明の趣旨に基づいて変形、変更することが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。

（実施例１）
＜吸音断熱材の作製＞
ポリエーテルイミド繊維（カット長：１５ｍｍ、繊度：２．２ｄｔｅｘ）と、ガラス繊維（繊維径：９μｍ、カット長：１８ｍｍ）と、軟化点が１１０℃であるポリエチレンテレフタレート系バインダーとを、質量比が４８：４８：４となるように均一に混合し、湿式抄造法により、ポリエーテルイミド繊維とガラス繊維とがバインダーにより接着された混合繊維不織布を製造した。

次に、この混合繊維不織布を、２４０℃で５分間、加熱することにより、空隙率が９９．４％、嵩密度が０．０１１ｇ／ｍ^３、目付けが２８０ｇ／ｍ^２、及び厚みが２５ｍｍの吸音断熱材を作製した。

＜嵩高構造評価＞
次に、作製した吸音断熱材を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察し、厚み方向に膨張した三次元構造（嵩高構造）を有するか否かを評価した。吸音断熱材の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真（断面図）を図４に示す。

図４に示すように、作製した吸音断熱材においては、ポリエーテルイミド繊維１２が熱収縮するとともに、ポリエーテルイミド繊維１２に接着されたガラス繊維１４が歪曲し、ポリエーテルイミド繊維とガラス繊維とが互いに絡み合って膨張している（即ち、嵩高構造を有する）ことが分かる。

＜吸音率評価＞
まず、音響インピーダンス管を用いた吸音率測定システム（ブリュエル＆ケアー社製、２マイクロフォンインピーダンス管４２０６型の大型測定管）を用いて、ＪＩＳＡ−１４０５法に準拠して、作製した吸音断熱材の垂直入射吸音率［％］を測定した。次に、得られた吸音率の周波数１０００〜６３００Ｈｚにおける平均値を算出し、平均吸音率［％］とした。以上の結果を表１に示す。

＜熱伝導率評価＞
熱流計法測定装置（ＮＥＴＺＳＣＨ社製、商品名：ＨＦＭ４３６）を用いて、熱流計法（ＨＦＭ法）により、作製した吸音断熱材の熱伝導率［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］を測定した。なお、測定温度は２３℃（高温側測定温度：３３℃、低温側測定温度：１３℃、温度差：２０℃）とした。以上の結果を表１に示す。

＜熱抵抗値評価＞
上記の熱伝導率測定結果と厚みから、以下の式にて熱抵抗値を算出した。

［数３］
熱抵抗値［（ｍ^２・Ｋ）／Ｗ］＝厚み[ｍ]／熱伝導率［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］（３）

＜防炎性評価＞
作製した吸音断熱材から、シート状のサンプル（縦１５ｃｍ×横１５ｃｍ）を作製し、このサンプルの面を水平にセッティングした。

次に、サンプルの下方において、サンプルに対して２０度の角度を保つようにバーナーを保持し、バーナーから放たれる、内側の青炎の先端とサンプルの中央との距離が０〜３ｍｍになるよう接炎を行った。

そして、４分間、接炎した後に、サンプルに穴が開いたか否かを目視により判定し、以下の基準に従い、防炎性を評価した。以上の結果を表１に示す。
○：サンプルに穴が開かなかった
×：サンプルに穴が開いた

＜復元性評価＞
作製した吸音断熱材から、シート状のサンプル（縦２６ｃｍ×横１０ｃｍ）を作製した。次に、２４時間、このサンプルに３０ｋｇの荷をかけた後、２４時間、荷重を解放する、というサイクルを１サイクルとし、５サイクル後の厚み［ｍｍ］を計測した。そして、初期の厚みからの復元率を、以下の式（３）を用いて算出した。以上の結果を表１に示す。

［数４］
復元率［％］＝５サイクル後の厚み［ｍｍ］／初期厚み［ｍｍ］×１００（４）

（実施例２）
吸音断熱材の厚みを１５ｍｍに変更したこと以外は、実施例１と同様にして、吸音断熱材を作製した。なお、作製した吸音断熱材の空隙率は９９．５％、嵩密度は０．０１０ｇ／ｍ^３、目付けは１５６ｇ／ｍ^２であった。その後、実施例１と同様にして、嵩高構造評価、吸音率評価、熱伝導率評価、防炎性評価、及び復元性評価を行った。以上の結果を表１に示す。

なお、吸音断熱材の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真（不図示）に基づいて、実施例１と同様に、嵩高構造を有することを確認した。

（実施例３）
実施例２において作製した吸音断熱材の片面に、３３０℃での溶融粘度が５００Ｐａ・ｓである非晶性ポリエーテルイミドを使用して、メルトブローン装置により、３９０℃の紡糸温度で紡糸したメルトブローン不織布（厚みが０．２４ｍｍ、目付が５０．２ｇ／ｍ ^２）を積層した。その後、実施例１と同様にして、嵩高構造評価、吸音率評価、熱伝導率評価、防炎性評価、及び復元性評価を行った。以上の結果を表１に示す。

（実施例４）
ポリエーテルイミド繊維の代わりに、ポリエーテルエーテルケトン繊維（カット長：１５ｍｍ、繊度：２．２ｄｔｅｘ、ガラス転移温度：１４３℃）を使用するとともに、ポリエーテルイミド繊維とガラス繊維とがバインダーにより接着された混合繊維不織布を、１８０℃で５分間、加熱することにより、空隙率が９９．４％、嵩密度が０．０１１ｇ／ｍ ^３、目付けが１５４ｇ／ｍ^２、及び厚みが１４ｍｍの吸音断熱材を作製した。

その後、実施例１と同様にして、嵩高構造評価、吸音率評価、熱伝導率評価、防炎性評価、及び復元性評価を行った。以上の結果を表１に示す。

（比較例１）
ポリエーテルイミド繊維と、ガラス繊維と、ポリエチレンテレフタレート系バインダーとの質量比を７６：２０：４に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、空隙率が９５．９％、嵩密度が０．０６３ｇ／ｍ^３、目付けが４９９ｇ／ｍ^２、及び厚みが８ｍｍの吸音断熱材を作製した。その後、実施例１と同様にして、嵩高構造評価、吸音率評価、熱伝導率評価、防炎性評価、及び復元性評価を行った。以上の結果を表１に示す。また、吸音断熱材の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真（断面図）を図５に示す。

（比較例２）
ポリエーテルイミド繊維と、ガラス繊維と、ポリエチレンテレフタレート系バインダーとの質量比を２０：７６：４に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、空隙率が９８．１％、嵩密度が０．０４２ｇ／ｍ^３、目付けが１２５ｇ／ｍ^２、及び厚みが５ｍｍの吸音断熱材を作製した。

その後、実施例１と同様にして、嵩高構造評価、吸音率評価、熱伝導率評価、防炎性評価、及び復元性評価を行った。以上の結果を表１に示す。また、吸音断熱材の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真（断面図）を図６に示す。

（比較例３）
ポリエーテルイミド繊維（カット長：１５ｍｍ、繊度：２．２ｄｔｅｘ）と、ガラス繊維（繊維径：９μｍ、カット長：１８ｍｍ）とを、質量比が５０：５０となるように均一に混合し、ニードルパンチ法により、ポリエーテルイミド繊維とガラス繊維とからなる混合繊維不織布を製造した。

次に、この混合繊維不織布を、２４０℃で５分間、加熱することにより、空隙率が６８．０％、嵩密度が０．６１０ｇ／ｍ^３、目付けが１６０ｇ／ｍ^２、及び厚みが３ｍｍの吸音断熱材を作製した。

その後、実施例１と同様にして、嵩高構造評価、吸音率評価、熱伝導率評価、防炎性評価、及び復元性評価を行った。以上の結果を表１に示す。また、吸音断熱材の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真（断面図）を図７に示す。

表１に示すように、実施例１〜４における吸音断熱材においては、ポリエーテルイミド繊維とガラス繊維とが互いに絡み合って膨張し、嵩高構造を有していたが、比較例１においては、ポリエーテルイミド繊維の質量比が大きいため、吸音断熱材が大きく熱収縮して、嵩密度が大きく（即ち、空隙率が小さく）なり、図５に示すように、嵩高構造を形成することができないことが分かる。

また、比較例２においては、ポリエーテルイミド繊維の質量比が小さいため、ポリエーテルイミド繊維の収縮に起因してガラス繊維が十分に歪曲することができず、図６に示すように、嵩高構造を形成することができないことが分かる。

また、比較例３においては、バインダーを含有していないため、ポリエーテルイミド繊維とガラス繊維とが接着された構造を有していない。従って、ポリエーテルイミド繊維の収縮に起因してガラス繊維が歪曲することができず、図７に示すように、嵩高構造を形成することができないことが分かる。

また、表１に示すように、実施例１〜４における吸音断熱材においては、防炎性に優れており、また、嵩高構造を有しているため、嵩高構造を有しない比較例１〜３に比し、平均吸音率、及び熱抵抗値が高く、吸音性と断熱性に優れていることが分かる。

特に、吸音断熱材の片面にメルトブローン不織布２０を積層した実施例３においては、吸音性が著しく向上していることが分かる。

また、表１に示すように、嵩高構造を有する実施例１〜４における吸音断熱材においては、嵩高構造を有しない比較例１〜３に比し、空隙率が大きく、嵩密度が小さいため、軽量性に優れていることが分かる。

また、実施例１〜４における吸音断熱材においては、高い弾性を有する無機繊維が歪曲した状態で固定されているため、比較例１〜３に比し、復元性に優れており、取扱性に優れていることが分かる。

以上に説明したように、本発明は、ポリエーテルイミド繊維を含有する吸音断熱材に適している。

１吸音断熱材
２難燃性有機繊維
３バインダー
４無機繊維
５空隙
１０混合繊維不織布
２０メルトブローン不織布
Ｔ吸音断熱材の厚み方向

Claims

難燃性有機繊維と、前記難燃性有機繊維に接着された無機繊維とにより構成された吸音断熱材であって、前記難燃性有機繊維が収縮するとともに、前記無機繊維が歪曲することにより、前記難燃性有機繊維と前記無機繊維とが互いに絡み合って膨張していることを特徴とする吸音断熱材。
前記吸音断熱材全体に対する前記難燃性有機繊維の含有量が２０〜７０質量％であることを特徴とする請求項１に記載の吸音断熱材。
前記吸音断熱材全体に対する前記無機繊維の含有量が２０〜７０質量％であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の吸音断熱材。
空隙率が９９％以上であり、嵩密度が０．０２ｇ／ｃｍ^３以下であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の吸音断熱材。
前記無機繊維の平均繊維径が４μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の吸音断熱材。
前記難燃性有機繊維がポリエーテルイミド繊維であり、前記無機繊維がガラス繊維であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の吸音断熱材。
少なくとも片面に、厚みが０．０５〜０．４ｍｍ、目付が４〜８０ｇ／ｍ^２であるメルトブローン不織布が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の吸音断熱材。