吸音断熱材
【課題】 軽量で厚みが薄いにもかかわらず低周波数域でも吸音性にすぐれた吸音断熱材を提供する。
【解決手段】 垂直入射法吸音率のピークが３１５〜６５００Ｈｚの間に少なくとも１つ以上存在し、該ピーク吸音率が６０％以上であって、厚みが３〜２０ｍｍかつ、１ｃｍ厚み当たりの目付が４００ｇ/ｍ2以下であることを特徴とする吸音断熱材を用いる。例えば、繊維径が３ミクロン以上２５ミクロン以下の繊維を主体とする目付が１０〜7０ｇ／ｍ2の長繊維不織布Ａに融点が９０℃以上１６０℃以下の樹脂よりなる多孔のフィルム層Ｂが貼り合わされてなる層と、繊維径が７〜５０ミクロン、目付が５０〜８００ｇ／ｍ2、厚みが３〜２０ｍｍの短繊維不織布Ｃが貫通する複数の繊維により複合一体化することにより吸音率のピークを設定することが可能となる。
【解決手段】 垂直入射法吸音率のピークが３１５〜６５００Ｈｚの間に少なくとも１つ以上存在し、該ピーク吸音率が６０％以上であって、厚みが３〜２０ｍｍかつ、１ｃｍ厚み当たりの目付が４００ｇ/ｍ2以下であることを特徴とする吸音断熱材を用いる。例えば、繊維径が３ミクロン以上２５ミクロン以下の繊維を主体とする目付が１０〜7０ｇ／ｍ2の長繊維不織布Ａに融点が９０℃以上１６０℃以下の樹脂よりなる多孔のフィルム層Ｂが貼り合わされてなる層と、繊維径が７〜５０ミクロン、目付が５０〜８００ｇ／ｍ2、厚みが３〜２０ｍｍの短繊維不織布Ｃが貫通する複数の繊維により複合一体化することにより吸音率のピークを設定することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量で厚みが薄いにも関わらず吸音性および断熱特性にすぐれた吸音材に関する。さらに詳しくは、５００Ｈz〜４０００Ｈｚでの吸音特性にすぐれた吸音材に関する。さらには、自動車等車輛の天井や床、ドアトリムなどの内装材に用いて優れた吸音特性および断熱特性を有する吸音断熱材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車や建築用途などの吸音材として短繊維不織布が広く用いられており、高い吸音性能を得るため、繊維径を細くして空気の通過抵抗を大きくする、あるいは目付を大きくしたりするなどの方法が採られている。その結果、高い吸音性能を求められる場合には、繊維径が１５ミクロン程度と比較的細い繊維を用い、目付が５００〜５０００ｇ／ｃｍ2の厚くて重い短繊維不織布が一般的に用いられている。
繊維径が１０ミクロン以下の極細繊維を含む不織布は優れた吸音特性やフィルター性、遮蔽性などのすぐれた特性があり多くの用途に利用されてきたが、強度が弱かったり、形態安定性が悪くなったりするなどの問題があり、その改善のために別の不織布と積層複合化して用いられており、この際に不織布を積層一体化する方法として、スプレーや転写などでバインダーとなる樹脂あるいは熱融着繊維などを用いられている（例えば特許文献１参照）。しかしながら、これらの方法では、乾燥あるいは樹脂の融解接着の目的で熱処理を行うことが必要であり、排気ガスによる環境汚染の問題や省エネルギーの観点から好ましい物でなかった。また、バインダー樹脂が不織布間の界面で皮膜を形成し、吸音性が低下するなどの問題もあった。
【０００３】
一方、極細繊維不織布と長繊維不織布を積層一体化する方法は通称Ｓ／Ｍ／Ｓなどの名前で知られる、スパンボンド不織布の間に極細繊維であるメルトブローン不織布を積層して熱エンボス法で接合する方法が知られている。しかしながら、これらの不織布は、ボリューム感に欠け、硬い風合いとなっており用途が制限されてしまうという問題点があった。
また、コフォームと呼ばれる、メルトブローン不織布の内部に２０〜３０ミクロン前後の短繊維を吹き込んで複合化した不織布も商品化されており、優れた吸音性能を示すといわれている（例えば特許文献２参照）。
さらに、自動車内装材や電気製品などに組み込まれる吸音材は立体成型を行われる事が少なくないが、成型時の絞りが深いと絞り部での変形が大きく吸音材の変形が追随できなくて千切れるという問題があった。
また、吸音性能を上げるために極細の繊維を使うと、比表面積が増加するために燃焼しやすいという問題もあった。特に、極細繊維がメルトブロー法によって作られた物である場合はポリプロピレンが一般的であり素材の観点からさらに燃焼しやすいという問題があり、モーターなどの発熱体に接触する用途では安全の問題上実用が困難であった。
【０００４】
一方、最近自動車用途を中心として小型化や軽量化が進むにつれて、従来の高目付の吸音材を用いて重量則で遮音する手法がとりにくくなってきたために低周波数域で吸音性能の高い軽量の不織布が求められている。しかしながら従来の不織布の厚みを大きくして低周波数域での吸音率を高くすると高周波数域で吸音性能が低下するという問題がある。また、多孔質の吸音材表面にフィルム状のシートを貼り合わせると５００〜１０００Ｈｚの低周波数域での吸音性能が改善されることも確認されているが、２０００Ｈｚ以上の高周波数域での吸音性能が低いという問題を生じる。
【特許文献１】特開平１０−２０３２６８号公報
【特許文献２】特開平５−２４７８２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、低周波数域でも吸音性能が高く、薄くて軽量な形態安定性の良い吸音材を、安価に提供することを目的とする。特に、自動車関連では、燃費向上や快適性改善のため、軽量で優れた吸音材が要求されており、その要望に応える事も目的とする。また、エアコンの熱効率のよい吸音断熱材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、かかる問題を解決するために以下の手段をとる。
第一の発明は、垂直入射法吸音率のピークが３１５〜５０００Ｈｚの間に少なくとも１つ以上存在し、該ピーク吸音率が６０％以上であって、厚みが３〜２０ｍｍかつ、１０ｍｍ厚み当たりの目付が４００ｇ/ｍ2以下であることを特徴とする吸音断熱材である。
【０００７】
第二の発明は、繊維径が３ミクロン以上２５ミクロン以下の繊維を主体とする目付が１０〜７０ｇ／ｍ2の長繊維不織布Ａに融点が９０℃以上１６０℃以下の樹脂よりなる厚みが７〜３５ミクロンの多孔のフィルム層Ｂが貼り合わされてなる層と、繊維径が７〜５０ミクロン、目付が５０〜８００ｇ／ｍ2、厚みが３〜２０ｍｍの短繊維不織布Ｃが貫通する複数の繊維により複合一体化されていることを特徴とする吸音断熱材である。
【０００８】
第三の発明は、フラジール通気度が０．０３〜５０ｃｍ3／ｃｍ2・秒の間であることを特徴とする第二の発明に記載の吸音断熱材である。
【０００９】
そして第四の発明は、第一から三の発明のいずれかにおいて、不織布Ａとフィルム層Ｂが押し出しラミネート法により複合され、短繊維不織布Ｃ層とニードルパンチ法により複合一体化されたことを特徴とする吸音断熱材である。
【００１０】
第五の発明は、第４の発明においてニードルパン法による複合化により、高さが０．３ｍｍ以上のループがフィルム層Ｂの少なくとも片側に５〜１００個／ｃｍ2存在することを特徴とする吸音断熱材である。
【００１１】
また、第六の発明は、第二の発明においてフィルム層Ｂが、高密度ポリエチレンあるいは低密度ポリエチレン、あるいはこれらのいずれかを含む共重合体により構成され、厚みが１０〜５０ミクロンの間にあることを特徴とする吸音材である。
【００１２】
さらには、吸音断熱材の表面にアルミニウムが蒸着されていることを特徴とする第二から六の発明のいずれかに記載の吸音断熱材である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の吸音材は、厚みが薄く、目付が小さくても吸音性能が高く、形態安定性の良い吸音材となる。また、すぐれた加工性を示す。特に、自動車用途で燃費向上や快適性改善のため、軽量で優れた吸音断熱材として利用できる。その他、家電用吸音材、建築用吸音材など産業上の広い用途で吸音材として好適に使用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明に用いられる吸音断熱材は、１／３ターブ周波数を横軸に、吸音率を縦軸にとったグラフを作成した際に、３１５〜６５００Ｈｚの間に少なくとも１つ以上存在し、ピーク吸音率が６０％以上であることが好ましい。吸音断熱材の使用される形態により異なった吸音特性が要求されるが、自動車用途では、垂直入射法吸音率のピークが１０００〜４０００Ｈｚの間にあることがより好ましく、特に好ましくは１６００〜３１５０Ｈｚである。特性周波数のピーク位置は、吸音断熱材の構造や厚み、通気性などのより変化する。ピーク吸音率は少なくとも７０％以上あることが好ましく、特に好ましくは９０％以上である。さらには、１０００Ｈｚ、２０００Ｈｚ、４０００Ｈｚの吸音率がそれぞれ２０、５０、６０％以上であることが、自動車内での会話に支障が少ないという観点から特に好ましい。
【００１５】
一般に吸音材は、厚みや重量が大きいほど吸音性能を高く設定する事が可能であるが、自動車内の限られたスペースに吸音材が設置されるために厚みに制約があり、自動車燃費との関係でより軽量の吸音材が要求されるためその構造の適正化が必要となる。本発明者らは、不織布の構造や厚みなどをコントロールする事で吸音率のピーク位置をコントロールして、必要とされる周波数域での吸音効率を極大化することを見出した。
【００１６】
本発明の吸音断熱材は少なくとも不織布と多孔フィルム層が複合一体化されていることが好ましい。通気性などをコントロールするために極細繊維を含む不織布層を複合する事も望ましい形態のひとつである。また、織布や織物などと複合化するのも使用形態により好ましい。さらに、該複合不織布の外側に色や模様のついた意匠性のある表層不織布を貼り付けても良く、車両内装材や建築材の防音材として好適に用いることが可能である。
【００１７】
本発明では、繊維径が３ミクロン以上２５ミクロン以下の繊維を主体とする目付が２０〜２００ｇ／ｍ2である長繊維不織布Ａと、融点が９０℃以上１６０℃以上の樹脂よりなるフィルム層Ｂが貼り合わせてなる層と、繊維径が７〜５０ミクロン、目付が５０〜８００ｇ／ｍ2、厚みが３〜２０ｍｍの短繊維不織布Ｃが貫通する複数の繊維により複合一体化されていることが好ましい。
【００１８】
長繊維不織布Ａはフィルム層の補強層や通気度コントロールのために用いられるが、より細い繊維をより多く含むほど吸音性能が上がり好ましい。不織布全体が極細繊維のみで構成されていてもよいが、含有率が小さすぎると極細繊維特性による効果が得られにくく好ましくない。また、補強効果も低下する。繊維径は２５ミクロン以下が好ましく、特に好ましくは、３〜１８ミクロンの間であり、最も好ましくは５〜１６ミクロンの間である。繊維の製造法は特に規定されず、長繊維でも短繊維でもよいが、繊維のランダム配列が可能で生産コストの安いメルトブロー法やスパンボンド法により得られる不織布が特に好ましい。メルトブローン不織布は強度が弱いので、スパンボンド不織布など補強用不織布と接合した不織布を用いたり、積層工程で同時に３層以上の不織布を積層したりするのも好ましい。この際、耐摩耗性にすぐれたスパンボンド不織布が使用時に表層側にくるように設置することが特に好ましい。メルトブロー不織布とスパンボンド不織布のエンボス加工積層不織布はＳ／Ｍ／ＳやＳ／Ｍなどの名称で呼ばれ市販されておりこれらを用いるのも好ましい（Ｓはスパンボンド不織布を、Ｍはメルトブロー不織布を表す）。
吸音断熱材は打ち抜き加工により小さくカットして用いられることが多く、短繊維不織布より長繊維不織布の方が、繊維くずの脱落防止の観点からより好ましい。
【００１９】
また、該長繊維不織布Ａは目付けが２０〜２００ｇ／ｍ2である事が好ましい。目付けが２０ｇ／ｍ2より小さいと所望の補強効果や通気度コントロール効果を得ることが難しくなる。目付けが２００ｇ／ｍ2より大きいと、本発明の目的とする軽量の吸音材を得ることが困難になる。また、長不織布Ａ層、フィルム層Ｂ、短繊維不織布Ｃ層の好適な複合方法であるニードルパンチ法を適用すると針折れが大きく問題となりやすい。好ましくは、２０〜５０ｇ／ｍ2である。ニードルパンチ法で複合化を行う際は２０ｇ／ｍ2より目付が小さいと繊維の絡みが弱く剥離を生じ易く好ましくない。
【００２０】
フィルム層Ｂは、融点が９０℃以上１６０℃以下の樹脂からなることが好ましい。樹脂の融点が低い方が吸音性能が高くなり好ましいが、融点が低過ぎると適用可能な用途が限定されるだけでなく、ニードルパン法による複合化する際に針が貫通する際の摩擦により発熱して、バーブ部分に樹脂が引っ付くことで繊維が必要以上に引っ掛かって針折れを誘発する為好ましくない。ニードルパンチの過程では、ニードルパンチ機のストロークが高いと、針が不織布やフィルム層の貫通による摩擦発熱により針の表面温度の上昇が顕著になる。従って、突き刺し密度が高い場合は融点の高い樹脂を用いることが好ましい。融点が１６０℃より高いと、樹脂が硬くなり吸音断熱材が風にふかれたり、変形したりする際に音を発生するなどの問題を生じやすくあまり好ましくない。融点が９０℃以上１６０℃以下の樹脂としては、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレンのホモポリマーが一般的であるが、適度の柔らかさを付与してフィルム変形時に異音が発生しくい樹脂として、ポリエチレン、ポリオクテンのいずれかを含む共重合体も特に好ましい。また、これらの樹脂に酸化チタンやカーボンなどの微小粒子を０．０１〜１０％添加しておくと、ニードルパンチ加工時に針折れを生じにくくなり特に好ましい。
【００２１】
また、フィルムの厚みが７〜５０ミクロンの間にあることが好ましく、特に好ましくは１０〜３０ミクロンである。１５ミクロンより薄いフィルムは機械的強度特性が問題になることが多く、３０ミクロン以上であると異音を発生しやすい。また、ニードパンチ法により複合化する際には、３０ミクロン以上のフィルムは針折れを誘発しやすいので注意が必要である。ニードルパンチ法を用いるとフィルムに孔をあけることが可能となり、その結果として通気性をコントロールすることが可能となる。通気度も吸音性能のピーク周波数に関係あるようであるがその関係は明らかではないが、フィルム層厚みが３０ミクロンより大きいと、所望のピーク周波数に設定する事が難しくなりあまり好ましくない。不織布層Ａとフィルム層Ｂの積層は、接着剤や熱ラミ法など特に規定されるものではないが、フィルム層Ｂを形成する樹脂を不織布層Ａの上に押し出しラミネートすることが接着強度や加工コストなどの観点から特に好ましい。
断熱性を重視する際にはアルミニウムを蒸着したフィルムを用いることも好ましい。
【００２２】
本発明の吸音断熱材は、ニードルパンチ法などにより高さが０．３ｍｍ以上のループがフィルム層Ｂの少なくとも片側に５〜１００個／ｃｍ2存在することが好ましい。フィルム層が吸音断熱材の表面にあると他の物に触れた場合に擦れ音を生じる場合がある。表面に繊維ループを導入する事によりこの問題を解決することが可能である。繊維ループ数が５個／ｃｍ2より小さいと該改善効果が小さく好ましくない。１００個／ｃｍ2より多いとフィルム層の機械的強度が低下するためにあまり好ましくない。
【００２３】
また、短繊維不織布Ｃを構成する素材としては特に規定はされないが、主成分がポリエステルあるいはポリオレフィンであることがＶＯＣの問題やリサイクル性の観点から好ましい。形態安定性を良くする為に熱融着性繊維や立体倦縮性繊維を１０〜８０％程度含有させることも好ましい形態の１つである。繊維径が７〜５０ミクロン、目付が５０〜８００ｇ／ｍ2、厚みが３〜２０ｍｍであることが好ましい。発明者の検討の範囲では、繊維径が７〜５０ミクロンの間にあることが好ましく、特に好ましくは７〜２０ミクロンの間である。繊維径が７ミクロンより細いことは直接大きな問題を引き起こす物ではないが、カード機よりの紡出性など生産性を考えるとあまり好ましくない。また、繊維径が７ミクロンより大幅に小さいと、本発明による積層効果が小さくなる。また、不織布が毛羽立ちやすいなど別の問題を生じる場合がある。一方、繊維径が５０ミクロンより太いと、吸音性能に対する寄与が小さくなりあまり好ましくない。構成する短繊維の長さは３８ｍｍ以上１５０ｍｍ以下が好ましく、特に好ましくは５０ｍｍから１５０ｍｍの間である。本発明者らの検討の範囲では、繊維長が長いほど優れた吸音率を示した。ただし、繊維長が長すぎるとカードからの紡出性が悪くなり好ましくなかった。短繊維は単一成分でも良いが、２種類以上の混合物や複数成分の複合繊維でも良い。不織布の堅さを調整するために重量分率で３０％程度以下であればさらに太い繊維を混合しても特性はあまり変化しない。太い繊維が多すぎると不織布風合いが硬くなりすぎるなどの問題を生じやすくあまり好ましくない。融点の異なる熱融着性繊維を用いることも寸法安定性を改善したり、打ち抜き加工時の繊維くずの脱落を防止する観点から好ましい。低融点成分を持つ熱接着繊維を１０〜５０％低下しておくと特に好ましい。
【００２４】
短繊維不織布の重量ベースの充填密度は、嵩高性の観点から０．００５〜０．３ｇ／ｃｍ3の間にあることが好ましい。充填密度が小さすぎると形態安定性が悪くなりあまり好ましくない。充填密度が０．３ｇ／ｃｍ3より大きくなると吸音性は悪くなる方向にあり本発明の目的を満足することが難しくなる。環境問題の観点からリサイクル不織布である反毛などを用いることも可能である。素材は、天然繊維であっても剛性繊維であっても良いが、親水性の繊維を用いる場合は水がかからないように注意する必要が有る。これは、水で不織布の空孔が詰まると吸音性能を低下する場合があるためである。
【００２５】
本発明の吸音断熱材は、フラジール通気度が０．０３〜５０ｃｍ3／ｃｍ2・秒の間であることが好ましく、好ましくは１〜３０ｃｍ3／ｃｍ2・秒の間であり、特に好ましくは５〜３０ｃｍ3／ｃｍ2・秒の間である。本発明の吸音断熱材のフラジール通気度が０．０３ｃｍ3／ｃｍ2・秒より小さいと、吸音断熱材表面で音の反射が起こり、吸音性能低下が生じる為好ましくない。フラジール通気度が大きすぎると、垂直入射法吸音率のピークが３１５〜５０００Ｈｚの間に少なくとも１つ以上存在するように設定する事が困難となる。
【００２６】
本発明の吸音断熱材の目付は、８０〜８００ｇ／ｍ2の短繊維不織布であることが好ましい。目付が８０ｇ／ｍ2より小さいと吸音効果が小さく不織布の嵩高性などの観点であまり好ましくない。一方、８００ｇ／ｍ2より大きい目付であると厚みが大きくなりすぎてスペースをとったり、重さが重くなったりするため好ましくない。また、該不織布の厚みは５〜２０ｍｍの間にあることが好ましい。厚みが３ｍｍより薄いと吸音性能や断熱性能が低下するため好ましくない。厚みが高いほど低い周波数の吸音率を高くすることが可能となるが２０ｍｍを超えると嵩張るため余り好ましくない。好ましくは３〜２０ｍｍの厚みであることがハンドリングやコストパフォーマンスの観点からすぐれている。
【００２７】
不織布の複合一体化方法は特に規定されず、接着剤や接着パウダーなどの使用も可能であるが、ニードルパンチ法や水流交絡法により一体化することが好ましい。ニードルパンチ法は不織布加工方法として一般的に実施されており、詳細は日本繊維機械学会不織布研究会編集の「不織布の基礎と応用」などで詳細に解説されている。このニードルパンチ法を用いて不織布を複合化することは公知であると考えられるが、極細で目が均一化された不織布と繊維が比較的太い嵩高の短繊維をニードルパンチ機で複合化すると極細繊維不織布に穴が開いて、吸音性能やフィルター性能などが低下して極細繊維特性が得にくいと考えられていたためか、発明者の知る限りでは、市場にその商品を見つけることができない。ニードルパンチ加工を行う際には、３８番手より細いニードル（針）を用いることが好ましく、特に好ましくは４０〜４２番手である。ニードルは、短繊維不織布側から入り、極細繊維を含む不織布の外側に短繊維のループを生じさせることが好ましい。極細繊維を含む不織布は、繊維が他の物に引っかかったり、それにより切断されたりして毛羽立ちやすいが、短繊維のループが極細繊維を含む不織布の表面毛羽立ちを防止したり、クッション層になって、極細繊維不織布層にかかる外力を緩和することで破壊の防止に役立つことが判明した。
【００２８】
また、伸度が３０％より高い別の不織布やフィルムなどと積層する際に、該ループと積層相手の第３の素材を接着することで、曲げや引っ張りなどの外力がかかったときに極細繊維を含む不織布が破壊されるのを防止することが可能となることも判明した。適切なループの大きさを形成するために、ニードルパンチの針深度は１５ｍｍ以下であることが好ましい。それ以上では、極細繊維不織布を針および短繊維が貫通するときの衝撃で不織布が破れたり、貫通した後の針穴が大きくなりすぎたりすることが多くなり、あまり好ましくない。針深度は、ニードルのバーブの位置にもよるが５ｍｍ以上であることが、不織布の交絡を増やして剥離を防止する上で好ましい。刺孔密度は５〜１００箇所／ｃｍ2であることが好ましい。刺孔密度が３０箇所／ｃｍ2より小さいと不織布の剥離の問題が生じやすく、１００箇所／ｃｍ2より大きいと刺孔による開口総面積が大きすぎたり、極細繊維を含む不織布の破れや破壊を生じたりしやすくあまり好ましくない。短繊維不織布層Ｃに複合される不織布Ａとフィルム層Ｂの積層体はどちらの面が短繊維不織布層Ｃ側に向けて複合化しても良いが、短繊維不織布層Ｃに熱接着性繊維が混合されている場合には、熱接着繊維の溶融成分と接着性の良い方を接触させることがより好ましい。
【００２９】
断熱性を向上させるために、表面にアルミニウムを蒸着したフィルム層を用いる場合には、アルミニウム蒸着面が短繊維不織布層Ｃと反対の方向を向いていることが好ましい。
【００３０】
積層された吸音材の破断伸度は３０％以上あることが好ましく、好ましくは５０％以上、特に好ましくは１００％以上である。３０％以下の破断伸度の不織布は、成型時の変形に追随できず極細繊維層などで破壊が起こることにより吸音率が著しく低下してしまうために好ましくない。また、加工工程でも変形性があると応力のコントロール不良などで切断されるなどの問題を回避することが容易となる。成形温度は室温から２００℃前後での加工が考えられるが、本発明の要件を充足していれば問題となることはほとんどない。本発明の吸音材の構成要素では圧着部を有する不織布の伸度が小さくなるため、該不織布単体の伸度が３０％以上になるように設定することが好ましい。長繊維不織布Ａが複合繊維により構成されていると、成形性が良くなる場合が多く特に好ましい。
【００３１】
本発明の吸音断熱材の表面には、色付けをしたり模様をプリントしたりして意匠性を持たせた布帛と複合することも好ましい形態のひとつである。これにより、建築構造物の吸音材や自動車内装材に用いられる吸音材として視覚的に周囲と違和感なく調和させることが可能となる。
【００３２】
不織布Ａおよび短繊維不織布Ｂは難燃タイプの物が好ましい。ハロゲンを含まない、リン系の難燃剤を塗布あるいは難燃成分の共重合を行うことが好ましい。他の成分が多少燃えやすい傾向であっても、表層となる不織布Ａ層の難燃性が高いと複合体全体の難燃性を良くする事ができる。
【実施例】
【００３３】
以下に実施例をあげて説明する。なお、評価は以下の方法により測定した値を採用した。
【００３４】
（平均繊維径）走査型電子顕微鏡写真を適当な倍率でとり、繊維側面を２０本測定して、その平均値から計測した。極細繊維不織布がメルトブロー法の場合は、繊維径のバラツキが大きいため１００本を測定して平均値を採用した。
【００３５】
（目付および充填密度）不織布を２０ｃｍ角に切り出してその重量を測定した値を１ｍ2あたりに換算して目付とした。充填密度は、不織布の目付を２０ｇ／ｃｍ2の荷重下での厚みで割った値を求めて、ｇ／ｃｍ3に単位換算して求めた。
【００３６】
（破断伸度）不織布を長さ２０ｃｍ幅５ｃｍの矩形に切り出した。室温２５℃下で、試長１０ｃｍ、クロスヘッド１０ｃｍ／分で低速伸長引っ張り測定をした場合の破断伸度を求めた。
【００３７】
（吸音率）ＪＩＳ Ａ−１４０５に従って、垂直入射法吸音率を求めた。
【００３８】
（フラジール通気度）ＪＩＳ Ｌ−１０９６の６．２７．１（Ａ法）により測定した。
【００３９】
（断熱性）ＡＳＴＭ Ｄ−１５１８により測定を行った。厚みが１０ｍｍで６０％以上、２０ｍｍで７０％以上あることが特に好ましい。
【００４０】
（実施例１）
平均繊維径１４ミクロン、目付３０ｇ／ｍ2のポリエステル製スパンボンド不織布（東洋紡績株式会社製エクーレ６３０１A）の上に低密度ポリエチレン樹脂（融点約１１０℃）を押し出しラミネートして２０ミクロンのフィルム層を形成した。平均繊維径１４ミクロン、繊維長５１ｍｍ、捲縮数１２個／インチ（４．７個／ｃｍ）の短繊維よりなる目付２００ｇ／ｍ2の熱融着繊維を３０重量パーセント含むポリエチレンテレフタレート製サーマルボンド短繊維不織布を重ねて、４０番手のニードルを用いて、刺孔密度５０本／ｃｍ2、針深度１０ｍｍでニードルパンチ法により複合加工を実施して後、融着繊維温度より３０度高い温度で熱接着により一体化し、厚み１０ｍｍの吸音断熱材を得た。フィルム層側に存在する、高さが０．３ｍｍ以上のループ数は５０個／ｃｍ2であり、フラジール通気度５ｃｍ3／ｃｍ2・秒であった。吸音率を図１に示した。ピーク周波数は３１５０Ｈｚで吸音率は９６％であり、１０００Ｈｚ、２０００Ｈｚ、４０００Ｈｚの吸音率はそれぞれ３６、９３、８１％であった。保温率も７４％と良好であった。
【００４１】
（実施例２）
実施例１において、ポリエチレンフィルムをスパンボンド不織布に押し出しラミネートする際に、アルミ蒸着されたポリエチレンテレフタレート製の５０ミクロンのフィルム（融点約２６３℃）を蒸着面がスパンボンド不織布の反対側になるように貼り合わせた。してニードルパンチ法で複合化したこと以外は同様の条件で吸音断熱材を作成した。フィルム層側に存在する、高さが０．３ｍｍ以上のループ数は５０個／ｃｍ2であり、フラジール通気度６ｃｍ3／ｃｍ2・秒であった。ピーク周波数は３１５０Ｈｚで吸音率は９１％であり、１０００Ｈｚ、２０００Ｈｚ、４０００Ｈｚの吸音率はそれぞれ３９、９０、７７％であった。保温率も８３％と良好であった。
【００４２】
（比較例１）
厚み３０ミクロンの融点約１１０℃の低密度ポリエチレン製フィルムを押しだしラミネートした事以外は、実施例１同様にして吸音断熱材を作成した。突き刺し密度が９５箇所／ｃｍ2を超えると加工工程で針折れが多発して、１００箇所／ｃｍ2以上になると製造が不可能となった。
【００４３】
（比較例２）
メルトブロー法不織布製造工程で５８ｍｍのポリエステル短繊維を重量分立で１５％になるようしてコフォーム法により厚み１０ｍｍ目付２００ｇ／ｍ2の断熱吸音材を作成した。ピーク周波数は３１５〜５０００Ｈｚの間に存在しなかった。１０００Ｈｚ、２０００Ｈｚ、４０００Ｈｚの吸音率はそれぞれ２０、５７、９４％であった。保温率も５２％と低かった。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の吸音断熱材は、低周波数域でも吸音性能が高く、薄くて軽量な形態安定性の良い吸音材を、安価に提供することができ、特に自動車産業を中心に広くもちいることができ、産業界に寄与すること大である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】吸音特性を表すグラフである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量で厚みが薄いにも関わらず吸音性および断熱特性にすぐれた吸音材に関する。さらに詳しくは、５００Ｈz〜４０００Ｈｚでの吸音特性にすぐれた吸音材に関する。さらには、自動車等車輛の天井や床、ドアトリムなどの内装材に用いて優れた吸音特性および断熱特性を有する吸音断熱材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車や建築用途などの吸音材として短繊維不織布が広く用いられており、高い吸音性能を得るため、繊維径を細くして空気の通過抵抗を大きくする、あるいは目付を大きくしたりするなどの方法が採られている。その結果、高い吸音性能を求められる場合には、繊維径が１５ミクロン程度と比較的細い繊維を用い、目付が５００〜５０００ｇ／ｃｍ2の厚くて重い短繊維不織布が一般的に用いられている。
繊維径が１０ミクロン以下の極細繊維を含む不織布は優れた吸音特性やフィルター性、遮蔽性などのすぐれた特性があり多くの用途に利用されてきたが、強度が弱かったり、形態安定性が悪くなったりするなどの問題があり、その改善のために別の不織布と積層複合化して用いられており、この際に不織布を積層一体化する方法として、スプレーや転写などでバインダーとなる樹脂あるいは熱融着繊維などを用いられている（例えば特許文献１参照）。しかしながら、これらの方法では、乾燥あるいは樹脂の融解接着の目的で熱処理を行うことが必要であり、排気ガスによる環境汚染の問題や省エネルギーの観点から好ましい物でなかった。また、バインダー樹脂が不織布間の界面で皮膜を形成し、吸音性が低下するなどの問題もあった。
【０００３】
一方、極細繊維不織布と長繊維不織布を積層一体化する方法は通称Ｓ／Ｍ／Ｓなどの名前で知られる、スパンボンド不織布の間に極細繊維であるメルトブローン不織布を積層して熱エンボス法で接合する方法が知られている。しかしながら、これらの不織布は、ボリューム感に欠け、硬い風合いとなっており用途が制限されてしまうという問題点があった。
また、コフォームと呼ばれる、メルトブローン不織布の内部に２０〜３０ミクロン前後の短繊維を吹き込んで複合化した不織布も商品化されており、優れた吸音性能を示すといわれている（例えば特許文献２参照）。
さらに、自動車内装材や電気製品などに組み込まれる吸音材は立体成型を行われる事が少なくないが、成型時の絞りが深いと絞り部での変形が大きく吸音材の変形が追随できなくて千切れるという問題があった。
また、吸音性能を上げるために極細の繊維を使うと、比表面積が増加するために燃焼しやすいという問題もあった。特に、極細繊維がメルトブロー法によって作られた物である場合はポリプロピレンが一般的であり素材の観点からさらに燃焼しやすいという問題があり、モーターなどの発熱体に接触する用途では安全の問題上実用が困難であった。
【０００４】
一方、最近自動車用途を中心として小型化や軽量化が進むにつれて、従来の高目付の吸音材を用いて重量則で遮音する手法がとりにくくなってきたために低周波数域で吸音性能の高い軽量の不織布が求められている。しかしながら従来の不織布の厚みを大きくして低周波数域での吸音率を高くすると高周波数域で吸音性能が低下するという問題がある。また、多孔質の吸音材表面にフィルム状のシートを貼り合わせると５００〜１０００Ｈｚの低周波数域での吸音性能が改善されることも確認されているが、２０００Ｈｚ以上の高周波数域での吸音性能が低いという問題を生じる。
【特許文献１】特開平１０−２０３２６８号公報
【特許文献２】特開平５−２４７８２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、低周波数域でも吸音性能が高く、薄くて軽量な形態安定性の良い吸音材を、安価に提供することを目的とする。特に、自動車関連では、燃費向上や快適性改善のため、軽量で優れた吸音材が要求されており、その要望に応える事も目的とする。また、エアコンの熱効率のよい吸音断熱材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、かかる問題を解決するために以下の手段をとる。
第一の発明は、垂直入射法吸音率のピークが３１５〜５０００Ｈｚの間に少なくとも１つ以上存在し、該ピーク吸音率が６０％以上であって、厚みが３〜２０ｍｍかつ、１０ｍｍ厚み当たりの目付が４００ｇ/ｍ2以下であることを特徴とする吸音断熱材である。
【０００７】
第二の発明は、繊維径が３ミクロン以上２５ミクロン以下の繊維を主体とする目付が１０〜７０ｇ／ｍ2の長繊維不織布Ａに融点が９０℃以上１６０℃以下の樹脂よりなる厚みが７〜３５ミクロンの多孔のフィルム層Ｂが貼り合わされてなる層と、繊維径が７〜５０ミクロン、目付が５０〜８００ｇ／ｍ2、厚みが３〜２０ｍｍの短繊維不織布Ｃが貫通する複数の繊維により複合一体化されていることを特徴とする吸音断熱材である。
【０００８】
第三の発明は、フラジール通気度が０．０３〜５０ｃｍ3／ｃｍ2・秒の間であることを特徴とする第二の発明に記載の吸音断熱材である。
【０００９】
そして第四の発明は、第一から三の発明のいずれかにおいて、不織布Ａとフィルム層Ｂが押し出しラミネート法により複合され、短繊維不織布Ｃ層とニードルパンチ法により複合一体化されたことを特徴とする吸音断熱材である。
【００１０】
第五の発明は、第４の発明においてニードルパン法による複合化により、高さが０．３ｍｍ以上のループがフィルム層Ｂの少なくとも片側に５〜１００個／ｃｍ2存在することを特徴とする吸音断熱材である。
【００１１】
また、第六の発明は、第二の発明においてフィルム層Ｂが、高密度ポリエチレンあるいは低密度ポリエチレン、あるいはこれらのいずれかを含む共重合体により構成され、厚みが１０〜５０ミクロンの間にあることを特徴とする吸音材である。
【００１２】
さらには、吸音断熱材の表面にアルミニウムが蒸着されていることを特徴とする第二から六の発明のいずれかに記載の吸音断熱材である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の吸音材は、厚みが薄く、目付が小さくても吸音性能が高く、形態安定性の良い吸音材となる。また、すぐれた加工性を示す。特に、自動車用途で燃費向上や快適性改善のため、軽量で優れた吸音断熱材として利用できる。その他、家電用吸音材、建築用吸音材など産業上の広い用途で吸音材として好適に使用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明に用いられる吸音断熱材は、１／３ターブ周波数を横軸に、吸音率を縦軸にとったグラフを作成した際に、３１５〜６５００Ｈｚの間に少なくとも１つ以上存在し、ピーク吸音率が６０％以上であることが好ましい。吸音断熱材の使用される形態により異なった吸音特性が要求されるが、自動車用途では、垂直入射法吸音率のピークが１０００〜４０００Ｈｚの間にあることがより好ましく、特に好ましくは１６００〜３１５０Ｈｚである。特性周波数のピーク位置は、吸音断熱材の構造や厚み、通気性などのより変化する。ピーク吸音率は少なくとも７０％以上あることが好ましく、特に好ましくは９０％以上である。さらには、１０００Ｈｚ、２０００Ｈｚ、４０００Ｈｚの吸音率がそれぞれ２０、５０、６０％以上であることが、自動車内での会話に支障が少ないという観点から特に好ましい。
【００１５】
一般に吸音材は、厚みや重量が大きいほど吸音性能を高く設定する事が可能であるが、自動車内の限られたスペースに吸音材が設置されるために厚みに制約があり、自動車燃費との関係でより軽量の吸音材が要求されるためその構造の適正化が必要となる。本発明者らは、不織布の構造や厚みなどをコントロールする事で吸音率のピーク位置をコントロールして、必要とされる周波数域での吸音効率を極大化することを見出した。
【００１６】
本発明の吸音断熱材は少なくとも不織布と多孔フィルム層が複合一体化されていることが好ましい。通気性などをコントロールするために極細繊維を含む不織布層を複合する事も望ましい形態のひとつである。また、織布や織物などと複合化するのも使用形態により好ましい。さらに、該複合不織布の外側に色や模様のついた意匠性のある表層不織布を貼り付けても良く、車両内装材や建築材の防音材として好適に用いることが可能である。
【００１７】
本発明では、繊維径が３ミクロン以上２５ミクロン以下の繊維を主体とする目付が２０〜２００ｇ／ｍ2である長繊維不織布Ａと、融点が９０℃以上１６０℃以上の樹脂よりなるフィルム層Ｂが貼り合わせてなる層と、繊維径が７〜５０ミクロン、目付が５０〜８００ｇ／ｍ2、厚みが３〜２０ｍｍの短繊維不織布Ｃが貫通する複数の繊維により複合一体化されていることが好ましい。
【００１８】
長繊維不織布Ａはフィルム層の補強層や通気度コントロールのために用いられるが、より細い繊維をより多く含むほど吸音性能が上がり好ましい。不織布全体が極細繊維のみで構成されていてもよいが、含有率が小さすぎると極細繊維特性による効果が得られにくく好ましくない。また、補強効果も低下する。繊維径は２５ミクロン以下が好ましく、特に好ましくは、３〜１８ミクロンの間であり、最も好ましくは５〜１６ミクロンの間である。繊維の製造法は特に規定されず、長繊維でも短繊維でもよいが、繊維のランダム配列が可能で生産コストの安いメルトブロー法やスパンボンド法により得られる不織布が特に好ましい。メルトブローン不織布は強度が弱いので、スパンボンド不織布など補強用不織布と接合した不織布を用いたり、積層工程で同時に３層以上の不織布を積層したりするのも好ましい。この際、耐摩耗性にすぐれたスパンボンド不織布が使用時に表層側にくるように設置することが特に好ましい。メルトブロー不織布とスパンボンド不織布のエンボス加工積層不織布はＳ／Ｍ／ＳやＳ／Ｍなどの名称で呼ばれ市販されておりこれらを用いるのも好ましい（Ｓはスパンボンド不織布を、Ｍはメルトブロー不織布を表す）。
吸音断熱材は打ち抜き加工により小さくカットして用いられることが多く、短繊維不織布より長繊維不織布の方が、繊維くずの脱落防止の観点からより好ましい。
【００１９】
また、該長繊維不織布Ａは目付けが２０〜２００ｇ／ｍ2である事が好ましい。目付けが２０ｇ／ｍ2より小さいと所望の補強効果や通気度コントロール効果を得ることが難しくなる。目付けが２００ｇ／ｍ2より大きいと、本発明の目的とする軽量の吸音材を得ることが困難になる。また、長不織布Ａ層、フィルム層Ｂ、短繊維不織布Ｃ層の好適な複合方法であるニードルパンチ法を適用すると針折れが大きく問題となりやすい。好ましくは、２０〜５０ｇ／ｍ2である。ニードルパンチ法で複合化を行う際は２０ｇ／ｍ2より目付が小さいと繊維の絡みが弱く剥離を生じ易く好ましくない。
【００２０】
フィルム層Ｂは、融点が９０℃以上１６０℃以下の樹脂からなることが好ましい。樹脂の融点が低い方が吸音性能が高くなり好ましいが、融点が低過ぎると適用可能な用途が限定されるだけでなく、ニードルパン法による複合化する際に針が貫通する際の摩擦により発熱して、バーブ部分に樹脂が引っ付くことで繊維が必要以上に引っ掛かって針折れを誘発する為好ましくない。ニードルパンチの過程では、ニードルパンチ機のストロークが高いと、針が不織布やフィルム層の貫通による摩擦発熱により針の表面温度の上昇が顕著になる。従って、突き刺し密度が高い場合は融点の高い樹脂を用いることが好ましい。融点が１６０℃より高いと、樹脂が硬くなり吸音断熱材が風にふかれたり、変形したりする際に音を発生するなどの問題を生じやすくあまり好ましくない。融点が９０℃以上１６０℃以下の樹脂としては、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレンのホモポリマーが一般的であるが、適度の柔らかさを付与してフィルム変形時に異音が発生しくい樹脂として、ポリエチレン、ポリオクテンのいずれかを含む共重合体も特に好ましい。また、これらの樹脂に酸化チタンやカーボンなどの微小粒子を０．０１〜１０％添加しておくと、ニードルパンチ加工時に針折れを生じにくくなり特に好ましい。
【００２１】
また、フィルムの厚みが７〜５０ミクロンの間にあることが好ましく、特に好ましくは１０〜３０ミクロンである。１５ミクロンより薄いフィルムは機械的強度特性が問題になることが多く、３０ミクロン以上であると異音を発生しやすい。また、ニードパンチ法により複合化する際には、３０ミクロン以上のフィルムは針折れを誘発しやすいので注意が必要である。ニードルパンチ法を用いるとフィルムに孔をあけることが可能となり、その結果として通気性をコントロールすることが可能となる。通気度も吸音性能のピーク周波数に関係あるようであるがその関係は明らかではないが、フィルム層厚みが３０ミクロンより大きいと、所望のピーク周波数に設定する事が難しくなりあまり好ましくない。不織布層Ａとフィルム層Ｂの積層は、接着剤や熱ラミ法など特に規定されるものではないが、フィルム層Ｂを形成する樹脂を不織布層Ａの上に押し出しラミネートすることが接着強度や加工コストなどの観点から特に好ましい。
断熱性を重視する際にはアルミニウムを蒸着したフィルムを用いることも好ましい。
【００２２】
本発明の吸音断熱材は、ニードルパンチ法などにより高さが０．３ｍｍ以上のループがフィルム層Ｂの少なくとも片側に５〜１００個／ｃｍ2存在することが好ましい。フィルム層が吸音断熱材の表面にあると他の物に触れた場合に擦れ音を生じる場合がある。表面に繊維ループを導入する事によりこの問題を解決することが可能である。繊維ループ数が５個／ｃｍ2より小さいと該改善効果が小さく好ましくない。１００個／ｃｍ2より多いとフィルム層の機械的強度が低下するためにあまり好ましくない。
【００２３】
また、短繊維不織布Ｃを構成する素材としては特に規定はされないが、主成分がポリエステルあるいはポリオレフィンであることがＶＯＣの問題やリサイクル性の観点から好ましい。形態安定性を良くする為に熱融着性繊維や立体倦縮性繊維を１０〜８０％程度含有させることも好ましい形態の１つである。繊維径が７〜５０ミクロン、目付が５０〜８００ｇ／ｍ2、厚みが３〜２０ｍｍであることが好ましい。発明者の検討の範囲では、繊維径が７〜５０ミクロンの間にあることが好ましく、特に好ましくは７〜２０ミクロンの間である。繊維径が７ミクロンより細いことは直接大きな問題を引き起こす物ではないが、カード機よりの紡出性など生産性を考えるとあまり好ましくない。また、繊維径が７ミクロンより大幅に小さいと、本発明による積層効果が小さくなる。また、不織布が毛羽立ちやすいなど別の問題を生じる場合がある。一方、繊維径が５０ミクロンより太いと、吸音性能に対する寄与が小さくなりあまり好ましくない。構成する短繊維の長さは３８ｍｍ以上１５０ｍｍ以下が好ましく、特に好ましくは５０ｍｍから１５０ｍｍの間である。本発明者らの検討の範囲では、繊維長が長いほど優れた吸音率を示した。ただし、繊維長が長すぎるとカードからの紡出性が悪くなり好ましくなかった。短繊維は単一成分でも良いが、２種類以上の混合物や複数成分の複合繊維でも良い。不織布の堅さを調整するために重量分率で３０％程度以下であればさらに太い繊維を混合しても特性はあまり変化しない。太い繊維が多すぎると不織布風合いが硬くなりすぎるなどの問題を生じやすくあまり好ましくない。融点の異なる熱融着性繊維を用いることも寸法安定性を改善したり、打ち抜き加工時の繊維くずの脱落を防止する観点から好ましい。低融点成分を持つ熱接着繊維を１０〜５０％低下しておくと特に好ましい。
【００２４】
短繊維不織布の重量ベースの充填密度は、嵩高性の観点から０．００５〜０．３ｇ／ｃｍ3の間にあることが好ましい。充填密度が小さすぎると形態安定性が悪くなりあまり好ましくない。充填密度が０．３ｇ／ｃｍ3より大きくなると吸音性は悪くなる方向にあり本発明の目的を満足することが難しくなる。環境問題の観点からリサイクル不織布である反毛などを用いることも可能である。素材は、天然繊維であっても剛性繊維であっても良いが、親水性の繊維を用いる場合は水がかからないように注意する必要が有る。これは、水で不織布の空孔が詰まると吸音性能を低下する場合があるためである。
【００２５】
本発明の吸音断熱材は、フラジール通気度が０．０３〜５０ｃｍ3／ｃｍ2・秒の間であることが好ましく、好ましくは１〜３０ｃｍ3／ｃｍ2・秒の間であり、特に好ましくは５〜３０ｃｍ3／ｃｍ2・秒の間である。本発明の吸音断熱材のフラジール通気度が０．０３ｃｍ3／ｃｍ2・秒より小さいと、吸音断熱材表面で音の反射が起こり、吸音性能低下が生じる為好ましくない。フラジール通気度が大きすぎると、垂直入射法吸音率のピークが３１５〜５０００Ｈｚの間に少なくとも１つ以上存在するように設定する事が困難となる。
【００２６】
本発明の吸音断熱材の目付は、８０〜８００ｇ／ｍ2の短繊維不織布であることが好ましい。目付が８０ｇ／ｍ2より小さいと吸音効果が小さく不織布の嵩高性などの観点であまり好ましくない。一方、８００ｇ／ｍ2より大きい目付であると厚みが大きくなりすぎてスペースをとったり、重さが重くなったりするため好ましくない。また、該不織布の厚みは５〜２０ｍｍの間にあることが好ましい。厚みが３ｍｍより薄いと吸音性能や断熱性能が低下するため好ましくない。厚みが高いほど低い周波数の吸音率を高くすることが可能となるが２０ｍｍを超えると嵩張るため余り好ましくない。好ましくは３〜２０ｍｍの厚みであることがハンドリングやコストパフォーマンスの観点からすぐれている。
【００２７】
不織布の複合一体化方法は特に規定されず、接着剤や接着パウダーなどの使用も可能であるが、ニードルパンチ法や水流交絡法により一体化することが好ましい。ニードルパンチ法は不織布加工方法として一般的に実施されており、詳細は日本繊維機械学会不織布研究会編集の「不織布の基礎と応用」などで詳細に解説されている。このニードルパンチ法を用いて不織布を複合化することは公知であると考えられるが、極細で目が均一化された不織布と繊維が比較的太い嵩高の短繊維をニードルパンチ機で複合化すると極細繊維不織布に穴が開いて、吸音性能やフィルター性能などが低下して極細繊維特性が得にくいと考えられていたためか、発明者の知る限りでは、市場にその商品を見つけることができない。ニードルパンチ加工を行う際には、３８番手より細いニードル（針）を用いることが好ましく、特に好ましくは４０〜４２番手である。ニードルは、短繊維不織布側から入り、極細繊維を含む不織布の外側に短繊維のループを生じさせることが好ましい。極細繊維を含む不織布は、繊維が他の物に引っかかったり、それにより切断されたりして毛羽立ちやすいが、短繊維のループが極細繊維を含む不織布の表面毛羽立ちを防止したり、クッション層になって、極細繊維不織布層にかかる外力を緩和することで破壊の防止に役立つことが判明した。
【００２８】
また、伸度が３０％より高い別の不織布やフィルムなどと積層する際に、該ループと積層相手の第３の素材を接着することで、曲げや引っ張りなどの外力がかかったときに極細繊維を含む不織布が破壊されるのを防止することが可能となることも判明した。適切なループの大きさを形成するために、ニードルパンチの針深度は１５ｍｍ以下であることが好ましい。それ以上では、極細繊維不織布を針および短繊維が貫通するときの衝撃で不織布が破れたり、貫通した後の針穴が大きくなりすぎたりすることが多くなり、あまり好ましくない。針深度は、ニードルのバーブの位置にもよるが５ｍｍ以上であることが、不織布の交絡を増やして剥離を防止する上で好ましい。刺孔密度は５〜１００箇所／ｃｍ2であることが好ましい。刺孔密度が３０箇所／ｃｍ2より小さいと不織布の剥離の問題が生じやすく、１００箇所／ｃｍ2より大きいと刺孔による開口総面積が大きすぎたり、極細繊維を含む不織布の破れや破壊を生じたりしやすくあまり好ましくない。短繊維不織布層Ｃに複合される不織布Ａとフィルム層Ｂの積層体はどちらの面が短繊維不織布層Ｃ側に向けて複合化しても良いが、短繊維不織布層Ｃに熱接着性繊維が混合されている場合には、熱接着繊維の溶融成分と接着性の良い方を接触させることがより好ましい。
【００２９】
断熱性を向上させるために、表面にアルミニウムを蒸着したフィルム層を用いる場合には、アルミニウム蒸着面が短繊維不織布層Ｃと反対の方向を向いていることが好ましい。
【００３０】
積層された吸音材の破断伸度は３０％以上あることが好ましく、好ましくは５０％以上、特に好ましくは１００％以上である。３０％以下の破断伸度の不織布は、成型時の変形に追随できず極細繊維層などで破壊が起こることにより吸音率が著しく低下してしまうために好ましくない。また、加工工程でも変形性があると応力のコントロール不良などで切断されるなどの問題を回避することが容易となる。成形温度は室温から２００℃前後での加工が考えられるが、本発明の要件を充足していれば問題となることはほとんどない。本発明の吸音材の構成要素では圧着部を有する不織布の伸度が小さくなるため、該不織布単体の伸度が３０％以上になるように設定することが好ましい。長繊維不織布Ａが複合繊維により構成されていると、成形性が良くなる場合が多く特に好ましい。
【００３１】
本発明の吸音断熱材の表面には、色付けをしたり模様をプリントしたりして意匠性を持たせた布帛と複合することも好ましい形態のひとつである。これにより、建築構造物の吸音材や自動車内装材に用いられる吸音材として視覚的に周囲と違和感なく調和させることが可能となる。
【００３２】
不織布Ａおよび短繊維不織布Ｂは難燃タイプの物が好ましい。ハロゲンを含まない、リン系の難燃剤を塗布あるいは難燃成分の共重合を行うことが好ましい。他の成分が多少燃えやすい傾向であっても、表層となる不織布Ａ層の難燃性が高いと複合体全体の難燃性を良くする事ができる。
【実施例】
【００３３】
以下に実施例をあげて説明する。なお、評価は以下の方法により測定した値を採用した。
【００３４】
（平均繊維径）走査型電子顕微鏡写真を適当な倍率でとり、繊維側面を２０本測定して、その平均値から計測した。極細繊維不織布がメルトブロー法の場合は、繊維径のバラツキが大きいため１００本を測定して平均値を採用した。
【００３５】
（目付および充填密度）不織布を２０ｃｍ角に切り出してその重量を測定した値を１ｍ2あたりに換算して目付とした。充填密度は、不織布の目付を２０ｇ／ｃｍ2の荷重下での厚みで割った値を求めて、ｇ／ｃｍ3に単位換算して求めた。
【００３６】
（破断伸度）不織布を長さ２０ｃｍ幅５ｃｍの矩形に切り出した。室温２５℃下で、試長１０ｃｍ、クロスヘッド１０ｃｍ／分で低速伸長引っ張り測定をした場合の破断伸度を求めた。
【００３７】
（吸音率）ＪＩＳ Ａ−１４０５に従って、垂直入射法吸音率を求めた。
【００３８】
（フラジール通気度）ＪＩＳ Ｌ−１０９６の６．２７．１（Ａ法）により測定した。
【００３９】
（断熱性）ＡＳＴＭ Ｄ−１５１８により測定を行った。厚みが１０ｍｍで６０％以上、２０ｍｍで７０％以上あることが特に好ましい。
【００４０】
（実施例１）
平均繊維径１４ミクロン、目付３０ｇ／ｍ2のポリエステル製スパンボンド不織布（東洋紡績株式会社製エクーレ６３０１A）の上に低密度ポリエチレン樹脂（融点約１１０℃）を押し出しラミネートして２０ミクロンのフィルム層を形成した。平均繊維径１４ミクロン、繊維長５１ｍｍ、捲縮数１２個／インチ（４．７個／ｃｍ）の短繊維よりなる目付２００ｇ／ｍ2の熱融着繊維を３０重量パーセント含むポリエチレンテレフタレート製サーマルボンド短繊維不織布を重ねて、４０番手のニードルを用いて、刺孔密度５０本／ｃｍ2、針深度１０ｍｍでニードルパンチ法により複合加工を実施して後、融着繊維温度より３０度高い温度で熱接着により一体化し、厚み１０ｍｍの吸音断熱材を得た。フィルム層側に存在する、高さが０．３ｍｍ以上のループ数は５０個／ｃｍ2であり、フラジール通気度５ｃｍ3／ｃｍ2・秒であった。吸音率を図１に示した。ピーク周波数は３１５０Ｈｚで吸音率は９６％であり、１０００Ｈｚ、２０００Ｈｚ、４０００Ｈｚの吸音率はそれぞれ３６、９３、８１％であった。保温率も７４％と良好であった。
【００４１】
（実施例２）
実施例１において、ポリエチレンフィルムをスパンボンド不織布に押し出しラミネートする際に、アルミ蒸着されたポリエチレンテレフタレート製の５０ミクロンのフィルム（融点約２６３℃）を蒸着面がスパンボンド不織布の反対側になるように貼り合わせた。してニードルパンチ法で複合化したこと以外は同様の条件で吸音断熱材を作成した。フィルム層側に存在する、高さが０．３ｍｍ以上のループ数は５０個／ｃｍ2であり、フラジール通気度６ｃｍ3／ｃｍ2・秒であった。ピーク周波数は３１５０Ｈｚで吸音率は９１％であり、１０００Ｈｚ、２０００Ｈｚ、４０００Ｈｚの吸音率はそれぞれ３９、９０、７７％であった。保温率も８３％と良好であった。
【００４２】
（比較例１）
厚み３０ミクロンの融点約１１０℃の低密度ポリエチレン製フィルムを押しだしラミネートした事以外は、実施例１同様にして吸音断熱材を作成した。突き刺し密度が９５箇所／ｃｍ2を超えると加工工程で針折れが多発して、１００箇所／ｃｍ2以上になると製造が不可能となった。
【００４３】
（比較例２）
メルトブロー法不織布製造工程で５８ｍｍのポリエステル短繊維を重量分立で１５％になるようしてコフォーム法により厚み１０ｍｍ目付２００ｇ／ｍ2の断熱吸音材を作成した。ピーク周波数は３１５〜５０００Ｈｚの間に存在しなかった。１０００Ｈｚ、２０００Ｈｚ、４０００Ｈｚの吸音率はそれぞれ２０、５７、９４％であった。保温率も５２％と低かった。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の吸音断熱材は、低周波数域でも吸音性能が高く、薄くて軽量な形態安定性の良い吸音材を、安価に提供することができ、特に自動車産業を中心に広くもちいることができ、産業界に寄与すること大である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】吸音特性を表すグラフである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直入射法吸音率のピークが３１５〜６５００Ｈｚの間に少なくとも１つ以上存在し、該ピーク吸音率が６０％以上であって、厚みが３〜２０ｍｍかつ、１０ｍｍ厚み当たりの目付が４００ｇ/ｍ2以下であることを特徴とする吸音断熱材。
【請求項２】
繊維径が３ミクロン以上２５ミクロン以下の繊維を主体とする目付が１０〜７０ｇ／ｍ2の長繊維不織布Ａに融点が９０℃以上１６０℃以下の樹脂よりなる厚みが７〜３５ミクロンの多孔のフィルム層Ｂが貼り合わされてなる層と、繊維径が７〜５０ミクロン、目付が５０〜８００ｇ／ｍ2、厚みが３〜２０ｍｍの短繊維不織布Ｃが貫通する複数の繊維により複合一体化されていることを特徴とする吸音断熱材。
【請求項３】
フラジール通気度が０．０３〜５０ｃｍ3／ｃｍ2・秒の間であることを特徴とする請求項２に記載の吸音断熱材。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかにおいて、不織布Ａとフィルム層Ｂが押し出しラミネート法により複合され、短繊維不織布Ｃ層とニードルパンチ法により複合一体化されたことを特徴とする吸音断熱材。
【請求項５】
請求項４においてニードルパン法による複合化により、高さが０．３ｍｍ以上のループがフィルム層Ｂの少なくとも片側に５〜１００個／ｃｍ2存在することを特徴とする吸音断熱材。
【請求項６】
請求項２においてフィルム層Ｂが、ポリエチレン又はその共重合体により構成され、厚みが１０〜５０ミクロンの間にあることを特徴とする吸音材。
【請求項７】
吸音断熱材の表面にアルミニウムが蒸着されていることを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載の吸音断熱材。
【請求項１】
垂直入射法吸音率のピークが３１５〜６５００Ｈｚの間に少なくとも１つ以上存在し、該ピーク吸音率が６０％以上であって、厚みが３〜２０ｍｍかつ、１０ｍｍ厚み当たりの目付が４００ｇ/ｍ2以下であることを特徴とする吸音断熱材。
【請求項２】
繊維径が３ミクロン以上２５ミクロン以下の繊維を主体とする目付が１０〜７０ｇ／ｍ2の長繊維不織布Ａに融点が９０℃以上１６０℃以下の樹脂よりなる厚みが７〜３５ミクロンの多孔のフィルム層Ｂが貼り合わされてなる層と、繊維径が７〜５０ミクロン、目付が５０〜８００ｇ／ｍ2、厚みが３〜２０ｍｍの短繊維不織布Ｃが貫通する複数の繊維により複合一体化されていることを特徴とする吸音断熱材。
【請求項３】
フラジール通気度が０．０３〜５０ｃｍ3／ｃｍ2・秒の間であることを特徴とする請求項２に記載の吸音断熱材。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかにおいて、不織布Ａとフィルム層Ｂが押し出しラミネート法により複合され、短繊維不織布Ｃ層とニードルパンチ法により複合一体化されたことを特徴とする吸音断熱材。
【請求項５】
請求項４においてニードルパン法による複合化により、高さが０．３ｍｍ以上のループがフィルム層Ｂの少なくとも片側に５〜１００個／ｃｍ2存在することを特徴とする吸音断熱材。
【請求項６】
請求項２においてフィルム層Ｂが、ポリエチレン又はその共重合体により構成され、厚みが１０〜５０ミクロンの間にあることを特徴とする吸音材。
【請求項７】
吸音断熱材の表面にアルミニウムが蒸着されていることを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載の吸音断熱材。
【図１】
【公開番号】特開２００６−２８５０８６（Ｐ２００６−２８５０８６Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１０７６５４（Ｐ２００５−１０７６５４）
【出願日】平成１７年４月４日（２００５．４．４）
【出願人】（０００００３１６０）東洋紡績株式会社 (3,622)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月４日（２００５．４．４）
【出願人】（０００００３１６０）東洋紡績株式会社 (3,622)
【Ｆターム（参考）】
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