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発明の名称 吸音材及び複合不織布の製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−55657(P2001−55657A)
公開日 平成13年2月27日(2001.2.27)
出願番号 特願平11−230627
出願日 平成11年8月17日(1999.8.17)
代理人
発明者 榎原 保
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】メルトブロー法により得られた1.0デニール以下の繊維で構成され、面密度が20〜100g/m2である不織布中に、短繊維が1m2当たり20〜100g分散、混入されていることを特徴とする吸音材。
【請求項2】混入する短繊維の太さが0.5〜15デニールであることを特徴とする請求項1に記載の吸音材。
【請求項3】混入する短繊維が、ポリエチレンテレフタレート系短繊維であることを特徴とする請求項1に記載の吸音材。
【請求項4】通気度が15〜100cm3/分、50%圧縮したときの圧縮荷重から求めたバネ定数Kが5〜50kg/cmである請求項1に記載の吸音材。
【請求項5】メルトブローン繊維間に短繊維を混入させて複合不織布を製造するに際し、混入させる短繊維を、針密度が50〜200本/m2、針刺し深さが5〜18mmでニードルパンチ加工した目付け50〜200g/m2の短繊維不織布となし、次いで該短繊維不織布を反毛機を用いて、500〜5000rpmのワイヤーを捲いた回転シリンダーで開繊させて、短繊維をメルトブローン繊維間に混入させることを特徴とする複合不織布の製造方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高性能の吸音材に関し、更に詳しくは、高い吸音性能及び制振性を併せ持った吸音材に関するもので、主に自動車用吸音材に好適なものであり、さらには、これらに好適な複合不織布の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、主に自動車内装材では、良好な吸音性能が要求されており、自動車用吸音材料としては、従来よりウレタンフォームやフェルト等が用いられており、最近では、熱可塑性繊維(主として、ポリエステル系繊維)及び芯鞘型(芯;高融点、鞘;低融点)繊維混綿、熱成形(熱融着)不織布等の提案がなされている。
【0003】しかしながら、吸音材の吸音性能の要求レベルは、年々高くなっており、特に中高音領域(1000〜2500Hz)での性能レベルのアップが要求されている。この要求に答える為、ウレタンフォーム、フェルト等では、目付けのアップが考えられるが、重量増加につながってしまう。また、熱可塑性繊維使用熱成形不織布についても、2〜6デニールの比較的細いデニールを用いれば、吸音性能のレベルアップは可能であるものの、重量の増加は免れない。
【0004】また、表面層がメルトブローン不織布の積層体による吸音材が特開平10−203268号に提案されている。これは、上下にポリプロピレンメルトブローン不織布を設置し、これに不織布等を挟み込むものである。これは、表面層に該ポリプロピレンメルトブローン不織布を設置することにより、膜共振を起こし吸音作用を発現させようとするものである。また、該ポリプロピレンメルトブローン不織布に挟み込まれている不織布は、主に多孔質構造体により構成され、多孔質構造による吸音作用をもたらすものであり、この二つの吸音作用を混和させることによって比較的高い吸音作用を実現している。しかしながら、この方法も別々に作成した構造体の単なる組み合わせであり、工程の増加、重量の増加(特に、中層の多孔質不織布)は免れない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題を解決すべく見出されたものであり、重量の増加をおさえると共に、優れた吸音性能と制振性能とを併せ持った自動車用に特に好適な吸音材を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明はメルトブロー法により得られた1.0デニール以下の繊維で構成され、面密度が20〜100g/m2である不織布中に、短繊維が1m2当たり20〜100g分散、混入させられていることを特徴とする吸音材である。
【0007】さらには、メルトブローン繊維間に短繊維を混入させて複合不織布を製造するに際し、混入させる短繊維を、針密度が50〜200本/m2、針刺し深さが5〜18mmでニードルパンチ加工した目付け50〜200g/m2の短繊維不織布となし、次いで該短繊維不織布を反毛機を用いて、500〜5000rpmのワイヤーを捲いた回転シリンダーで開繊させて、短繊維をメルトブローン繊維間に混入させることを特徴とする複合不織布の製造方法である。
【0008】本発明では、従来技術を基本としながらも、メルトブロー不織布本体の低通気性を活かしながら、内部に短繊維を混入させることにより、別に不織布を作成しメルトブロー不織布を用い両面を貼り合せて得られる従来品に比べて、少ない工程でより低面密度で優れた吸音性能と制振性とを併せ持った吸音材を得ることが出来る。
【0009】
【発明の実施の形態】メルトブローン不織布内に混入させる短繊維は、太さが0.5〜15デニールであれば十分であり特に限定されないが、主に吸音性を向上させたい場合は0.5〜6デニールを用いることが望ましい。また、一般に比較的細いデニールは吸音性に効果が有り、また太いデニールは制振性に効果が有るため、細デニール(1〜3デニール)及び太デニール(10〜15デニール)の混合しても良い。また、制振性に重点を置く場合には、太デニール(10〜15デニール)単独でも良い。しかしながら、0.5デニール未満及び15デニールを超えると十分短繊維を分散させてメルトブローン不織布内に混入させることが困難になるため、望ましくない。また、繊維長については、特に限定はされないが、分散及び吹き込みの容易性より20〜80mmがより望ましい。更に、不織布内の多孔質性を向上させる観点より、一般的に嵩高繊維といわれる繊維を使用することがより好ましい。
【0010】メルトブローン不織布の面密度(目付け)は、面密度が20〜100g/m2で有れば、十分な性能を得ることが出来る。しかしながら、20g/m2未満であると十分な通気度の低下効果が得られず、また、100g/m2を超えると通気度が一定以上低下せず、ある一定レベル以上の吸音性能が得られなくなる。
【0011】短繊維の混入量は、吸音性のレベルに合わせ1m2当たり20〜100g分散、メルトブローン不織布中に混入させれば良い。しかしながら、20g/m2未満であるとメルトブローン不織布面に短繊維が十分行き渡らず、吸音性能を満足しない。
【0012】メルトブローン不織布中に混入する繊維の重量比は、特に限定は無いが、混入の容易さからメルトブローン不織布:混入する繊維は、100:50〜100が望ましい。また、100gを超えるとメルトブローン不織布内に十分分散させる事が出来なくなるため望ましくない。更に、混入に当たっては短繊維の拘束点が増えない様に留意する必要がある。
【0013】メルトブローン不織布の素材は、メルトブローン不織布が製造できる熱可塑性繊維であれば良く、特に限定されない。しかしながら、該メルトブローン不織布中に混入する短繊維は、製造時にメルトブローン不織布中で溶融等が起きない高融点繊維であり、また、取り扱いの容易なポリエステル系短繊維であることが望ましい。更に、この場合のメルトブローン不織布は、ポリエステル系短繊維より融点の低い繊維であり、特にポリプロピレン繊維であることが望ましい。
【0014】メルトブローン不織布の構成繊維の太さは、1デニール以下であることが必須である。これは、1デニールを超えると十分な通気度の低下が起こらなくなるためである。また、0.5デニール以下であれば、特に限定はされないが、紡糸性の面から0.0001デニール以上が望ましい。
【0015】通気度は、吸音性に対し関係が有り、15cm3/分未満であると、音が不織布中に十分入り込む事ができず、また、100cm3/分を超えると音が通り易すぎるため不織布中で吸音する効果が低下してしまう。
【0016】バネ定数Kについては、制振性が最も関係が有り、数値が大きいと剛直なばねとして、小さいと軟らかなバネとして作用する。そのバネ定数の5〜50kg/cmの範囲が、制振性に対し最も効果のある領域であり、5kg/cm未満であると軟らか過ぎ、また50kg/cmを超えると剛直過ぎるため制振性は低下する。
【0017】複合不織布の製造方法において、メルトブロー法で不織布を製造する際に、短繊維は、充分開繊した状態でを吹き込むことが必要であり、このことにより短繊維は、メルトブローン不織布中に挟まれる形で均一に分散し、存在せしめることができる。
【0018】短繊維を十分に開繊させる方法としては、例えば、ニードルパンチ機を用いて面密度が50〜200本/m2、針刺し深さが5〜18mmでニードルパンチ処理した不織布を作成し、その後、反毛機を用いて、該不織布を5000〜5000rpmのワイヤーを捲いた回転シリンダーで開繊させる方法があり、この方法は、短繊維を十分に開繊できるので望ましい。
【0019】
【作用】本発明の複合不織布において、比較的低密度で吸音性能に優れる理由は、主として短繊維によって形成される内層の不織布において、繊維の拘束点が減ることにより多孔質吸音性能が向上するものと思われる。メルトブロー不織布内に短繊維を混入させる本発明は、メルトブローン不織布を設置し、これに熱成形、ニードルパンチ不織布等を挟み込む従来のものと比べ、工程数が少ないのみならず、吸音性能が同一性能でよい場合は低密度化が可能であり、同密度であればより優れた吸音性を得ることが出来る。
【0020】
【実施例】以下に、本発明の実施例、比較例を用いて更に詳細に説明する。
(実施例1)単糸デニールが0.0001〜0.2デニールであり、目付けが40g/m2であるポリプロピレン製メルトブローン不織布を製造する条件で、紡糸ノズルより吐出された溶融ポリプロピレン繊維の間に、ニードルパンチ機を用いて面密度が50〜200本/m2、針刺し深さが5〜18mmでニードルパンチ処理した不織布を作成した後、反毛機を用いて該不織布を5000〜5000rpmのワイヤーを捲いた回転シリンダーで十分開繊させた2デニールのポリエステル短繊維を、40g/m2になるように吹き込み機を用いて均一に吹き込み、全体で80g/m2の複合不織布を作成し、評価試料とした。
【0021】(実施例2)単糸デニールが0.0001〜0.2デニールであり、目付けが30g/m2であるポリプロピレン製メルトブローン不織布を製造する条件で、実施例1と同様にしてに、十分開繊された6デニールのポリエステル短繊維を30g/m2になるように、吹き込み機を用いて均一に吹き込み、全体で60g/m2の複合不織布を作成し、評価試料とした。
【0022】(比較例1)2デニールのポリエステル短繊維を用いた40g/m2の不織布の上下に、単糸デニールが0.0001〜0.2デニールであり、目付けが20g/m2であるポリプロピレン製メルトブローン不織布を貼り合せたものを比較試料とした。
【0023】(比較例2)6デニールのポリエステル短繊維を用いた30g/m2の不織布の上下に、単糸デニールが0.0001〜0.2デニールであり、目付けが15g/m2であるポリプロピレン製メルトブローン不織布を貼り合せたものを比較試料とした。
【0024】(評価方法)評価は、吸音率(残響室法;JISA1409に準ずる)及び制振性(パネル加振法)を実施した。尚、パネル加振法は、1辺が500×400mm、厚さが1.6mmの鋼板パネルをフレームで支持し、その上に試料を設置した後、鋼板パネルを低周波(300〜500Hz)にて振動させ、この時のフレームの加速度aと試料表面中央部の加速度bを測定し、両者の比a/bにより振動の減衰度として評価するものである。評価結果については、下記に示した。
【0025】
【表1】

表1から、実施例の不織布は、1250Hz付近より高い周波数で吸音率が高くなる傾向が顕著である。
【0026】
【表2】

【0027】
【発明の効果】本発明は、1000Hz以上の中高周波数領域において、高い吸音性能及び制振性を併せ持った吸音材を提供することが出来る。




 

 


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