吸音材およびその取付け方法および繊維製品
【課題】厚さが０．５ｍｍ以上の繊維構造体を含む吸音材であって、吸音特性が良好でしかも成型性に優れた吸音材および該吸音材を用いてなる繊維製品を提供する。
【解決手段】厚さが０．５ｍｍ以上の繊維構造体を含む吸音材であって、
前記繊維構造体が、下記の要件（１）を満足する繊維基材が厚さ方向にプレスされた繊維構造体であることを特徴とする吸音材。
（１）非弾性捲縮短繊維と、該非弾性捲縮短繊維を構成するポリマーよりも４０℃以上低い融点を有するポリマーが、熱融着成分としてその表面に配された熱接着性複合短繊維とが重量比率で９０／１０〜３０／７０となるように混綿され、該熱接着性複合短繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点および／または該熱接着性複合短繊維と前記非弾性捲縮短繊維とが交差した状態で熱融着された固着点とが散在し、かつ前記熱接着性複合短繊維と前記非弾性捲縮短繊維が繊維基材の厚さ方向に配列してなる繊維基材。
【解決手段】厚さが０．５ｍｍ以上の繊維構造体を含む吸音材であって、
前記繊維構造体が、下記の要件（１）を満足する繊維基材が厚さ方向にプレスされた繊維構造体であることを特徴とする吸音材。
（１）非弾性捲縮短繊維と、該非弾性捲縮短繊維を構成するポリマーよりも４０℃以上低い融点を有するポリマーが、熱融着成分としてその表面に配された熱接着性複合短繊維とが重量比率で９０／１０〜３０／７０となるように混綿され、該熱接着性複合短繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点および／または該熱接着性複合短繊維と前記非弾性捲縮短繊維とが交差した状態で熱融着された固着点とが散在し、かつ前記熱接着性複合短繊維と前記非弾性捲縮短繊維が繊維基材の厚さ方向に配列してなる繊維基材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、厚さが０．５ｍｍ以上の繊維構造体を含む吸音材であって、吸音特性が良好でしかも成型性に優れた吸音材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の天井、ドアパネル、フロアーマット、ボンネット、トランクルーム等、建築材料などの分野で繊維からなる吸音材は多く使用されてきた。また、かかる吸音材として種々の吸音材が提案されている。例えば、高密度層と低密度層を利用した膜吸音効果を利用した吸音材（例えば、特許文献１参照）、メルトブロー不織布による、極細繊維を利用した吸音材（例えば、特許文献２参照）、反毛、落綿、フェノール樹脂を使用した吸音材（例えば、特許文献３参照）、繊維が厚さ方向に配列した吸音材（例えば、特許文献４参照）などが提案されている。
【０００３】
しかしながら、吸音特性が良好でしかも成型性に優れた吸音材はこれまであまり提案されていない。なお、本出願人は、特願２００６−２５０８１６号において、繊維構造体とシート状物を含む吸音材であって、吸音特性が良好でしかも成型性に優れた吸音材を提案した。
【０００４】
【特許文献１】特許第３３０４２６４号公報
【特許文献２】特開平６−２５９０８１号公報
【特許文献３】特開平６−７５５７９号公報
【特許文献４】特開２００１−２０７３６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、厚さが０．５ｍｍ以上の繊維構造体を含む吸音材であって、吸音特性が良好でしかも成型性に優れた吸音材および該吸音材を用いてなる繊維製品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは上記課題を達成するため鋭意検討した結果、非弾性捲縮短繊維と熱接着性複合短繊維とを用いて、繊維が厚さ方向に配列しかつ熱固着点を有する繊維構造体を構成した後、該繊維構造体を厚さ方向にプレスすることにより、吸音特性が良好でしかも成型性に優れた吸音材が得られることを見出し、さらに鋭意検討を重ねることにより本発明を完成するに至った。
【０００７】
かくして、本発明によれば「厚さが０．５ｍｍ以上の繊維構造体を含む吸音材であって、前記繊維構造体が、下記の要件（１）を満足する繊維基材が厚さ方向にプレスされた繊維構造体であることを特徴とする吸音材。」が提供される。
（１）非弾性捲縮短繊維と、該非弾性捲縮短繊維を構成するポリマーよりも４０℃以上低い融点を有するポリマーが、熱融着成分としてその表面に配された熱接着性複合短繊維とが重量比率で９０／１０〜３０／７０となるように混綿され、該熱接着性複合短繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点および／または該熱接着性複合短繊維と前記非弾性捲縮短繊維とが交差した状態で熱融着された固着点とが散在し、かつ前記熱接着性複合短繊維と前記非弾性捲縮短繊維が繊維基材の厚さ方向に配列してなる繊維基材。
その際、前記非弾性捲縮短繊維がポリエステル系繊維からなることが好ましい。また、前記熱接着性複合短繊維の熱融着成分が共重合ポリエステルからなることが好ましい。
【０００８】
本発明の吸音材において、前記繊維構造体の厚さが０．５〜１０ｍｍの範囲内にあることが好ましい。また、前記繊維構造体の密度が０．０８〜０．８ｇ／ｃｍ３の範囲内にあることが好ましい。また、前記熱接着性複合短繊維と前記非弾性捲縮短繊維とがジグザグ形状を有することが好ましい。さらには、吸音材が３次元形状を有することが好ましい。
また、本発明によれば、前記の吸音材を設置面に取り付ける際、吸音材と設置面との間に空気層を設けることを特徴とする吸音材の取付け方法が提供される。
【０００９】
また、本発明によれば、前記の吸音材を用いてなる、自動車の天井、ドアパネル、フロアーマット、ボンネット、トランクルーム、および建築材料からなる群より選択されるいずれかの繊維製品が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、厚さが０．５ｍｍ以上の繊維構造体を含む吸音材であって、吸音特性が良好でしかも成型性に優れた吸音材および該吸音材を用いてなる繊維製品が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。本発明で使用する非弾性捲縮短繊維としては、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、ポリヘキサメチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリ−１，４−ジメチルシクロヘキサンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリピバロラクトン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）またはこれらの共重合体からなる短繊維ないしそれら短繊維の混綿体、または上記ポリマー成分のうちの２種類以上からなる複合短繊維等を挙げることができる。これらの短繊維のうち、繊維形成性等の観点からポリエチレンテレフタレートまたはポリブチレンテレフタレートからなる短繊維が特に好ましい。
【００１２】
この場合の捲縮付与方法としては、熱収縮率の異なるポリマーをサイドバイサイド型に張り合わせた複合繊維を用いてスパイラル状捲縮を付与、異方冷却によりスパイラル状捲縮を付与、捲縮数が３〜４０個／２．５４ｃｍ（好ましくは７〜１５個／２．５４ｃｍ）となるように通常の押し込みクリンパー方式による機械捲縮を付与など、種々の方法を用いればよいが、嵩高性、製造コスト等の面から機械捲縮を付与するのが最適である。
【００１３】
ここで、前記非弾性捲縮短繊維において、単繊維径が２０〜２００μｍの範囲内であることが好ましい。該単繊維径が２０μｍよりも小さいと充分な剛性が得られないおそれがある。逆に該単繊維径２００μｍよりも大きいと充分な吸音特性が得られないおそれがある。
【００１４】
前記非弾性捲縮短繊維の単繊維横断面形状は、通常の丸断面でもよいし、三角、四角、扁平などの異型断面であってもよい。なお、単繊維横断面形状が異型の場合、前記単繊維径は丸断面に換算した値を使用するものとする。さらに、丸中空断面の場合は外径寸法を測定するものとする。
【００１５】
また、前記非弾性捲縮短繊維の繊維長としては３０〜１００ｍｍの範囲内であることが好ましい。該繊維長が３０ｍｍよりも小さいと充分な剛性が得られないおそれがある。逆に該繊維長が１００ｍｍよりも大きいと工程安定性が損われるおそれがある。
【００１６】
次に、熱接着性複合短繊維の熱融着成分は、上記の非弾性捲縮短繊維を構成するポリマー成分より、４０℃以上低い融点を有することが必要である。この温度が４０℃未満では接着が不十分となる上、腰のない取り扱いにくい繊維構造体となり、本発明の目的が達せられない。
【００１７】
ここで、熱融着成分として配されるポリマーとしては、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、非弾性ポリエステル系ポリマー及びその共重合物、ポリオレフィン系ポリマー及びその共重合物、ポリビニルアルコ−ル系ポリマー等を挙げることができ、ポリウレタン系エラストマーとしては、分子量が５００〜６０００程度の低融点ポリオール、例えばジヒドロキシポリエーテル、ジヒドロキシポリエステル、ジヒドロキシポリカーボネート、ジヒドロキシポリエステルアミド等と、分子量５００以下の有機ジイソシアネート、例えばｐ，ｐ’−ジフェニールメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート水素化ジフェニールメタンイソシアネート、キシリレンイソシアネート、２，６−ジイソシアネートメチルカプロエート、ヘキサメチレンジイソシアネート等と、分子量５００以下の鎖伸長剤、例えばグリコールアミノアルコールあるいはトリオールとの反応により得られるポリマーである。
【００１８】
これらのポリマーのうちで、特に好ましいのはポリオールとしてはポリテトラメチレングリコール、またはポリ−ε−カプロラクタムあるいはポリブチレンアジペートを用いたポリウレタンである。この場合の有機ジイソシアネートとしてはｐ，ｐ’−ビスヒドロキシエトキシベンゼンおよび１，４−ブタンジオールを挙げることができる。
【００１９】
また、ポリエステル系エラストマーとしては熱可塑性ポリエステルをハードセグメントとし、ポリ（アルキレンオキシド）グリコールをソフトセグメントとして共重合してなるポリエーテルエステル共重合体、より具体的にはテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸、ナフタレン−２，７−ジカルボン酸、ジフェニル−４，４’−ジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸、コハク酸、シュウ酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジ酸、ダイマー酸等の脂肪族ジカルボン酸またはこれらのエステル形成性誘導体などから選ばれたジカルボン酸の少なくとも１種と、１，４−ブタンジオール、エチレングリコールトリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコールネオペンチルグリコール、デカメチレングリコール等の脂肪族ジオールあるいは１，１−シクロヘキサンジメタノール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンメタノール等の脂環式ジオール、またはこれらのエステル形成性誘導体などから選ばれたジオール成分の少なくとも１種、および平均分子量が約４００〜５０００程度のポリエチレングリコール、ポリ（１，２−および１，３−ポリプロピレンオキシド）グリコール、ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコール、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとの共重合体、エチレンオキシドとテトラヒドロフランとの共重合体等のポリ（アルキレンオキサイド）クリコールのうち少なくとも１種から構成される三元共重合体を挙げることができる。
【００２０】
特に、接着性や温度特性、強度の面からすればポリブチレン系テレフタレートをハード成分とし、ポリオキシブチレングリコールをソフトセグメントとするブロック共重合ポリエーテルエステルが好ましい。この場合、ハードセグメントを構成するポリエステル部分は、主たる酸成分がテレフタル酸、主たるジオール成分がブチレングリコール成分であるポリブチレンテレフタレートである。むろん、この酸成分の一部（通常３０モル％以下）は他のジカルボン酸成分やオキシカルボン酸成分で置換されていても良く、同様にグリコール成分の一部（通常３０モル％以下）はブチレングリコール成分以外のジオキシ成分で置換されていても良い。また、ソフトセグメントを構成するポリエーテル部分はブチレングリコール以外のジオキシ成分で置換されたポリエーテルであってよい。
【００２１】
共重合ポリエステル系ポリマーとしては、アジピン酸、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸類および／またはヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸などの脂環式ジカルボン酸類と、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、パラキシレングリコールなどの脂肪族や脂環式ジオール類とを所定数含有し、所望に応じてパラヒドロキシ安息香酸などのオキシ酸類を添加した共重合エステル等を挙げることができ、例えばテレフタル酸とエチレングリコールとにおいてイソフタル酸および１，６−ヘキサンジオールを添加共重合させたポリエステル等が使用できる。
【００２２】
また、ポリオレフィンポリマーとしては、例えば低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン等を挙げることができる。
上記の熱融着成分の中でも、共重合ポリエステル系ポリマーが特に好ましい。なお、上述のポリマー中には、各種安定剤、紫外線吸収剤、増粘分岐剤、艶消し剤、着色剤、その他各種の改良剤等も必要に応じて配合されていても良い。
【００２３】
熱接着性複合短繊維において、熱融着成分の相手側成分としては前記のような非弾性のポリエステルが好まして例示される。その際、熱融着成分が、少なくとも１／２の表面積を占めるものが好ましい。重量割合は、熱融着成分と非弾性ポリエステルが、複合比率で３０／７０〜７０／３０の範囲にあるのが適当である。熱接着性複合短繊維の形態としては、特に限定されないが、熱融着成分と非弾性ポリエステルとが、サイドバイサイド、芯鞘型であるのが好ましく、より好ましくは芯鞘型である。この芯鞘型の熱接着性複合短繊維では、非弾性ポリエステルが芯部となり、熱可塑性エラストマーが鞘部となるが、この芯部は同心円状、若しくは、偏心状にあってもよい。
【００２４】
かかる熱接着性複合短繊維において、単繊維径としては２０〜５０μｍの範囲内であることが好ましい。かかる熱接着性複合短繊維Ａは、繊維長が３〜１００ｍｍ（より好ましくは３０〜１００ｍｍ）に裁断されていることが好ましい。
【００２５】
本発明においては、上記非弾性捲縮短繊維と上記の熱接着性複合短繊維を混綿させ、加熱処理することにより、該熱接着性複合短繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点及び該熱接着性複合短繊維と該非弾性捲縮短繊維とが交差した状態で熱融着された固着点とが散在してなる繊維基材が形成される。
【００２６】
この際、非弾性捲縮短繊維と熱接着複合短繊維との重量比率は９０／１０〜３０／７０である必要がある。熱接着複合短繊維の比率がこの範囲より少ない場合は、固着点が極端に少なくなり、繊維構造体の腰がなく、成型性が不良となる。一方、熱接着複合短繊維の比率がこの範囲より多い場合は、接着点が多くなり過ぎ、熱処理工程での取扱い性、成型性などが低下する。
【００２７】
さらに、本発明においては、繊維基材が厚さ方向に配列していることが肝要である。ここで、「厚さ方向に配列している」とは、繊維基材の厚さ方向に対して平行に配列されている繊維の総本数を（Ｂ）とし、繊維基材の厚さ方向に対して垂直に配列されている繊維の総本数を（Ａ）とするとき、Ｂ／Ａが１．５以上であることである。
【００２８】
本発明においては、構成繊維が繊維基材の厚さ方向に配列されているため、プレス加工した後の吸音特性に優れた吸音材が得られる。構成繊維が繊維基材の面方向に配列している場合は、充分な吸音性が得られず好ましくない。
【００２９】
このような繊維基材を製造する方法には特に限定はなく、従来公知の方法を任意に採用すれば良いが、例えば非弾性捲縮短繊維と熱接着性複合短繊維とを混綿し、ローラーカードにより均一なウェッブとして紡出した後、図１に示すような熱処理機を用いて、ウェッブをアコーディオン状に折りたたみながら加熱処理し、熱融着による固着点を形成させる方法などが好ましく例示される。例えば特表２００２−５１６９３２号公報に示された装置（市販のものでは、例えばＳｔｒｕｔｏ社製Ｓｔｒｕｔｏ設備など）などを使用するとよい。
【００３０】
本発明の吸音材は、該繊維基材を厚さ方向にプレスした繊維構造体を含むものである。その際、プレスの方法としては、カレンダーロールまたは、加熱された成型金型で熱プレスする方法や、一定の間隙を持たせた熱カレンダーローラーで処理する方法や、所定形状を持つモールドに所定量のウェッブを詰め込んで圧縮・加熱成型（熱プレス）する方法などが例示される。
【００３１】
このように繊維基材を厚み方向にプレスすることにより、繊維基材に含まれる非弾性捲縮短繊維および熱接着性複合短繊維が、図４に示すようにジグザグ形状を呈し、繊維構造体の剛性が高くなると同時に吸音性だけでなく優れた成型性が得られる。
【００３２】
かくして得られる繊維構造体の厚さとしては、０．５ｍｍ以上であることが肝要であり、０．５〜１０ｍｍ（より好ましくは０．８〜５ｍｍ）の範囲内にあることが好ましい。該厚さが０．５ｍｍよりも小さいと十分な吸音特性が得られず好ましくない。逆に、該厚さが１０ｍｍよりも大きいと繊維構造体が重くなるため、軽量性が損われるおそれがある。
【００３３】
かかる繊維構造体の密度としては、０．０８〜０．８ｇ／ｃｍ３の範囲内にあることが好ましい。該密度が０．０８ｇ／ｃｍ３よりも小さいと、十分な吸音特性が得られないおそれがある。逆に、該密度が０．８ｇ／ｃｍ３よりもおおきくても、繊維構造体が板状となりその後の成型性が困難になるだけでなく音が反射するようになり、十分な吸音特性が得られないおそれがある。
【００３４】
本発明の吸音材は前記の繊維構造体を含む吸音材である。その際、前記の繊維構造体を単独で用いることが好ましいが、必要に応じて前記繊維構造体にシート状物を貼り合せてもよい。かかるシート状物としては、スパンボンドもしくはメルトブローンもしくはフラッシュボンド等の直接紡糸法による不織布や、スパンレースもしくはエアレイドもしくはカード法による短繊維構造体による不織布で、強度や経済性、壁材としての使用時の作業性を考慮すると厚さが０．０１ｍｍ以上５ｍｍ以下が好ましい。更に好ましくは、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下である。使用する素材としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレンジカルボキシレート（ＰＥＮ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）やこれらの共重合体に代表されるポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド、その他ポリオレフィン、アクリル、モダクリル等の合成繊維やレーヨン、および絹、綿、麻、羊毛等の天然繊維が挙げられる。
【００３５】
また、シート状物がフィルムでも良い。フィルムを全面に積層した場合、壁構造体の通気止めとしてそのまま使用できる。厚さは、前記と同様の理由で０．０１ｍｍ以上５ｍｍ以下が好ましい。更に好ましくは、０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下である。使用する素材としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレンジカルボキシレート（ＰＥＮ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）やこれらの共重合体に代表されるポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド、その他ポリオレフィン、アクリル、モダクリル等の合成繊維が挙げられる。
【００３６】
繊維集合体の片面にシート状物を形成させることにより、シート状物側からの入射音に対する吸音性能が飛躍的に向上する。これは通常の繊維集合体部分による吸音効果とは別に、シート（膜）が特定周波数領域で共振するという「膜吸音」という効果が新たに発生するためである。なお、シート状物は、片面以外に裏面や繊維構造体の内層に設置することも可能である。
【００３７】
繊維構造体とシート状物を貼り合せる方法としては、単に繊維構造体とシート状物を加熱プレスする方法や、機械的にニードル等により接合する方法、または、接着層を設ける方法等がある。接着層としては、粉体又はシート状、ネット状等で、熱により初めて溶融接着されるホットメルトタイプの樹脂や低融点樹脂繊維からなる不織布が好ましい。なお、低融点樹脂または低融点樹脂繊維の組成としては、ウレタン系、アクリル系等の樹脂でもよいが、リサイクル性の点より繊維構造体と同じ、ポリエステル系の接着剤または接着シートが好ましい。
【００３８】
また、前記の繊維構造体を、厚み方向に対してほぼ垂直、または、必要に応じてやや斜めにスライサー設備等によりスライスし、スライスされた切断面にシート状物を貼り合わせてもよい。このように繊維構造体の切断面にフィルムを貼り合せることにより、繊維構造体の切断面が平坦なので、貼り合わせ後のフィルム表面も平坦になる。さらに、繊維が厚み方向に配列しているために、繊維構造体に含まれる繊維と接着層、フィルムとの摩擦も増加し貼り合わせが容易となる。
【００３９】
本発明の吸音材において、形状は特に限定されないが、本発明の吸音材は優れた剛性（成型性）を有するので任意の３次元形状に成型可能である。特に、図５に模式的に示すように吸音材を設置面に取り付ける際、吸音材と設置面との間に空気層を設けると優れた吸音性が得られ好ましい。なお、該空気層の高さとしては１ｍｍ以上（より好ましくは５〜３０ｍｍ）であることが好ましい。
【００４０】
本発明の吸音材には、前述のように、熱接着性複合短繊維と非弾性捲縮短繊維が繊維構造体の厚さ方向に配列され、かつ厚さ方向にプレスされた繊維構造体が含まれる。その結果、本発明の吸音材は良好な吸音特性だけでなく優れた成型性をも呈する。
なお、本発明の吸音材には、通常の染色加工や起毛加工が施されていてもよい。さらには、撥水加工、防炎加工、難燃加工、マイナスイオン発生加工など公知の機能加工が付加されていてもさしつかえない。
【００４１】
次に本発明の繊維製品は、前記の吸音材を用いてなる、自動車の天井、ドアパネル、フロアーマット、ボンネット、トランクルーム、および建築材料からなる群より選択されるいずれかの繊維製品である。かかる繊維製品は、前記の吸音材を用いているので良好な吸音特性だけでなく優れた成型性をも呈する。
【実施例】
【００４２】
次に本発明の実施例及び比較例を詳述するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例中の各測定項目は下記の方法で測定した。
（１）融点
Ｄｕ Ｐｏｎｔ社製 熱示差分析計９９０型を使用し、昇温２０℃／分で測定し、融解ピークをもとめた。融解温度が明確に観測されない場合には、微量融点測定装置（柳本製作所製）を用い、ポリマーが軟化して流動を始めた温度（軟化点）を融点とする。なお、ｎ数５でその平均値を求めた。
（２）捲縮数
ＪＩＳ Ｌ １０１５ ７．１２に記載の方法により測定した。なお、ｎ数５でその平均値を求めた。
（３）Ｂ／Ａ
プレス前の繊維基材を厚さ方向に切断し、その断面において、厚さ方向に対して平行に配列されている繊維（図２において０°≦θ≦４５°）の総本数を（Ｂ）とし、繊維基材の厚さ方向に対して垂直に配列されている繊維（図２において４５°＜θ≦９０°）の総本数を（Ａ）としてＢ／Ａを算出した。なお、本数の測定は、任意の１０ヶ所について各々３０本の繊維を透過型光学顕微鏡で観察し、その数を数えた。
（４）吸音特性（吸音率）
シート状物が音源側に位置するよう試料を配し、吸音率を、ＪＩＳ−Ａ１４０５による垂直入射吸音率であって、Ｂｒｕｅｌ＆Ｋｊａｒ社製マルチチャンネル分析システム３５５０型（ソフトウェア：ＢＺ５０８７型２チャンネル分析ソフトウェア）による２マイクロフォン法で測定した。吸音率は、１０００Ｈｚ時で比較した。
（５）繊維構造体の厚さ（ｃｍ）
ＪＩＳ Ｋ６４００により測定した。
（６）繊維構造体の密度（ｇ／ｃｍ３）
下記式により密度（ｇ／ｃｍ３）を求めた。
密度（ｇ／ｃｍ３）＝ウエッブの目付け（ｇ／ｃｍ２）／繊維構造体の厚さ（ｃｍ）
（７）剛性（曲げ強さ）
ＪＩＳ Ｋ７２０３に準拠して５０ｍｍ（幅）×１５０ｍｍ（長さ）のサイズの試験片を用い、スパン１００ｍｍにて、１０ｍｍ／分の曲げ速度で最大の曲げ強さを測定し剛性（Ｎ／５ｃｍ）とした。
（８）単繊維径（μｍ）
電子顕微鏡で３５０倍に拡大し、ｎ数１０で単繊維径を測定し、その平均値を算出した。
（９）成型性：１９０℃、１８０秒間熱絞り加工し、内径６０ｍｍ×高さ２０ｍｍ×厚み５ｍｍのケースに成形した。このケースの胴部における外観を観察し、以下の基準で評価した。
３級：外観上に変化が見られない。
２級：表面に皺が見られる。
１級：表面に大きな皺が見られる。
【００４３】
［実施例１〜３、比較例１，２］
熱接着性成分の共重合ポリエステルとしてテレフタル酸とイソフタル酸とを６０／４０（モル％）で混合した酸成分と、エチレングリコールとジエチレングリコールとを８５／１５（モル％）で混合したジオール成分とから共重合ポリエステルを得た。該共重合ポリエステルの軟化点は１１０℃であったので１１０℃をもって融点とした。ペレットを減圧乾燥した後、鞘部に用いた。一方、ガラス転位点６７℃、融点２５６℃のポリエチレンテレフタレートを減圧乾燥後、芯部とし、芯鞘型複合溶融紡糸装置に供給し、体積比５０／５０の複合比率で、紡糸温度２９０℃、吐出量６５０ｇ／分で、紡糸孔数４５０の紡糸口金から溶融紡出した。油剤を付与し、９００ｍ／分で引き取って未延伸芯鞘型複合繊維を得た。
【００４４】
この未延伸繊維を集束し、１１万ｄｔｅｘ（１０万デニール）のトウにして、まず７２℃の温水中で２．５倍に延伸した後、８０℃の温水中で更に１．１５倍に延伸し油剤を付与した後、３５℃まで自然に冷却された押し込み式クリンパーで捲縮を付与し、繊維長５１ｍｍに切断して単糸繊度４．４ｄｔｅｘの熱接着性複合短繊維を得た。このときの捲縮数は１１個／２５ｍｍであった。
【００４５】
この熱接着性複合短繊維５０％（重量）と、非弾性捲縮短繊維として常法により得られた単繊維の太さが６．６ｄｔｅｘ、繊維長が６４ｍｍ、捲縮数が８ケ／２１０ｃｍの中空断面ポリエチレンテレフタレート短繊維（ポリエチレンテレフタレートの融点２５６℃、中空率３２％）５０％（重量）とをカードにより混綿し、ローラーカードとストルート設備を使用し熱処理した繊維構造体を作製した、一方同様の繊維配合にてローラーカード後のウエブをクロスレイアーおよびエアースルータイプの加熱設備にて熱処理した繊維基材を作製した。得られた繊維機材の品質は、表１の通りである。
【００４６】
次いで、これら繊維基材を、１９０℃に加熱された金属製平板の間にはさみ、熱プレスした後、室温にて冷却し吸音材を得た。本願によるストルートつまりＢ／Ａが１．５以上による実施例１、２を表１に示す。また、クロスレイヤーによるＢ／Ａが１．５未満の比較例１、加熱プレスの無い比較例２を表１に示す。また、測定サンプルと測定壁面の間に空間を設置した実施例３を表１に示す。なお、いずれの場合にも、非弾性捲縮短繊維の単繊維径が２４．８μｍ、熱接着性複合短繊維の単繊維径が２０．３μｍであった。
【００４７】
表１に示すとおり、Ｂ／Ａが１．５以上で高密度のものはＢ／Ａが１．５未満のものに比べ、薄くても吸音性が高いことが確認できる。また、裏面に空間を持たせることでさらにその効果をアップすることができる。
【００４８】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明によれば、厚さが０．５ｍｍ以上の繊維構造体を含む吸音材であって、吸音特性が良好でしかも成型性に優れた吸音材および該吸音材を用いてなる繊維製品が得られ、その工業的価値は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明で使用する熱処理機の一例を示す側面図である。
【図２】Ｂ／Ａの測定方法を説明するための模式図である。
【図３】繊維が繊維基材の厚さ方向に配列している、プレス前の写真である。
【図４】繊維が繊維基材の厚さ方向に配列している、プレス後の写真である。
【図５】吸音材と設置面との間に空気層を設けている様子を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１：ウエッブ
２：コンベア
３：ヒーター
４：繊維基材
Ｃ：空気層
Ｄ：吸音材
Ｅ：設置面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、厚さが０．５ｍｍ以上の繊維構造体を含む吸音材であって、吸音特性が良好でしかも成型性に優れた吸音材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の天井、ドアパネル、フロアーマット、ボンネット、トランクルーム等、建築材料などの分野で繊維からなる吸音材は多く使用されてきた。また、かかる吸音材として種々の吸音材が提案されている。例えば、高密度層と低密度層を利用した膜吸音効果を利用した吸音材（例えば、特許文献１参照）、メルトブロー不織布による、極細繊維を利用した吸音材（例えば、特許文献２参照）、反毛、落綿、フェノール樹脂を使用した吸音材（例えば、特許文献３参照）、繊維が厚さ方向に配列した吸音材（例えば、特許文献４参照）などが提案されている。
【０００３】
しかしながら、吸音特性が良好でしかも成型性に優れた吸音材はこれまであまり提案されていない。なお、本出願人は、特願２００６−２５０８１６号において、繊維構造体とシート状物を含む吸音材であって、吸音特性が良好でしかも成型性に優れた吸音材を提案した。
【０００４】
【特許文献１】特許第３３０４２６４号公報
【特許文献２】特開平６−２５９０８１号公報
【特許文献３】特開平６−７５５７９号公報
【特許文献４】特開２００１−２０７３６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、厚さが０．５ｍｍ以上の繊維構造体を含む吸音材であって、吸音特性が良好でしかも成型性に優れた吸音材および該吸音材を用いてなる繊維製品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは上記課題を達成するため鋭意検討した結果、非弾性捲縮短繊維と熱接着性複合短繊維とを用いて、繊維が厚さ方向に配列しかつ熱固着点を有する繊維構造体を構成した後、該繊維構造体を厚さ方向にプレスすることにより、吸音特性が良好でしかも成型性に優れた吸音材が得られることを見出し、さらに鋭意検討を重ねることにより本発明を完成するに至った。
【０００７】
かくして、本発明によれば「厚さが０．５ｍｍ以上の繊維構造体を含む吸音材であって、前記繊維構造体が、下記の要件（１）を満足する繊維基材が厚さ方向にプレスされた繊維構造体であることを特徴とする吸音材。」が提供される。
（１）非弾性捲縮短繊維と、該非弾性捲縮短繊維を構成するポリマーよりも４０℃以上低い融点を有するポリマーが、熱融着成分としてその表面に配された熱接着性複合短繊維とが重量比率で９０／１０〜３０／７０となるように混綿され、該熱接着性複合短繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点および／または該熱接着性複合短繊維と前記非弾性捲縮短繊維とが交差した状態で熱融着された固着点とが散在し、かつ前記熱接着性複合短繊維と前記非弾性捲縮短繊維が繊維基材の厚さ方向に配列してなる繊維基材。
その際、前記非弾性捲縮短繊維がポリエステル系繊維からなることが好ましい。また、前記熱接着性複合短繊維の熱融着成分が共重合ポリエステルからなることが好ましい。
【０００８】
本発明の吸音材において、前記繊維構造体の厚さが０．５〜１０ｍｍの範囲内にあることが好ましい。また、前記繊維構造体の密度が０．０８〜０．８ｇ／ｃｍ３の範囲内にあることが好ましい。また、前記熱接着性複合短繊維と前記非弾性捲縮短繊維とがジグザグ形状を有することが好ましい。さらには、吸音材が３次元形状を有することが好ましい。
また、本発明によれば、前記の吸音材を設置面に取り付ける際、吸音材と設置面との間に空気層を設けることを特徴とする吸音材の取付け方法が提供される。
【０００９】
また、本発明によれば、前記の吸音材を用いてなる、自動車の天井、ドアパネル、フロアーマット、ボンネット、トランクルーム、および建築材料からなる群より選択されるいずれかの繊維製品が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、厚さが０．５ｍｍ以上の繊維構造体を含む吸音材であって、吸音特性が良好でしかも成型性に優れた吸音材および該吸音材を用いてなる繊維製品が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。本発明で使用する非弾性捲縮短繊維としては、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、ポリヘキサメチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリ−１，４−ジメチルシクロヘキサンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリピバロラクトン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）またはこれらの共重合体からなる短繊維ないしそれら短繊維の混綿体、または上記ポリマー成分のうちの２種類以上からなる複合短繊維等を挙げることができる。これらの短繊維のうち、繊維形成性等の観点からポリエチレンテレフタレートまたはポリブチレンテレフタレートからなる短繊維が特に好ましい。
【００１２】
この場合の捲縮付与方法としては、熱収縮率の異なるポリマーをサイドバイサイド型に張り合わせた複合繊維を用いてスパイラル状捲縮を付与、異方冷却によりスパイラル状捲縮を付与、捲縮数が３〜４０個／２．５４ｃｍ（好ましくは７〜１５個／２．５４ｃｍ）となるように通常の押し込みクリンパー方式による機械捲縮を付与など、種々の方法を用いればよいが、嵩高性、製造コスト等の面から機械捲縮を付与するのが最適である。
【００１３】
ここで、前記非弾性捲縮短繊維において、単繊維径が２０〜２００μｍの範囲内であることが好ましい。該単繊維径が２０μｍよりも小さいと充分な剛性が得られないおそれがある。逆に該単繊維径２００μｍよりも大きいと充分な吸音特性が得られないおそれがある。
【００１４】
前記非弾性捲縮短繊維の単繊維横断面形状は、通常の丸断面でもよいし、三角、四角、扁平などの異型断面であってもよい。なお、単繊維横断面形状が異型の場合、前記単繊維径は丸断面に換算した値を使用するものとする。さらに、丸中空断面の場合は外径寸法を測定するものとする。
【００１５】
また、前記非弾性捲縮短繊維の繊維長としては３０〜１００ｍｍの範囲内であることが好ましい。該繊維長が３０ｍｍよりも小さいと充分な剛性が得られないおそれがある。逆に該繊維長が１００ｍｍよりも大きいと工程安定性が損われるおそれがある。
【００１６】
次に、熱接着性複合短繊維の熱融着成分は、上記の非弾性捲縮短繊維を構成するポリマー成分より、４０℃以上低い融点を有することが必要である。この温度が４０℃未満では接着が不十分となる上、腰のない取り扱いにくい繊維構造体となり、本発明の目的が達せられない。
【００１７】
ここで、熱融着成分として配されるポリマーとしては、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、非弾性ポリエステル系ポリマー及びその共重合物、ポリオレフィン系ポリマー及びその共重合物、ポリビニルアルコ−ル系ポリマー等を挙げることができ、ポリウレタン系エラストマーとしては、分子量が５００〜６０００程度の低融点ポリオール、例えばジヒドロキシポリエーテル、ジヒドロキシポリエステル、ジヒドロキシポリカーボネート、ジヒドロキシポリエステルアミド等と、分子量５００以下の有機ジイソシアネート、例えばｐ，ｐ’−ジフェニールメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート水素化ジフェニールメタンイソシアネート、キシリレンイソシアネート、２，６−ジイソシアネートメチルカプロエート、ヘキサメチレンジイソシアネート等と、分子量５００以下の鎖伸長剤、例えばグリコールアミノアルコールあるいはトリオールとの反応により得られるポリマーである。
【００１８】
これらのポリマーのうちで、特に好ましいのはポリオールとしてはポリテトラメチレングリコール、またはポリ−ε−カプロラクタムあるいはポリブチレンアジペートを用いたポリウレタンである。この場合の有機ジイソシアネートとしてはｐ，ｐ’−ビスヒドロキシエトキシベンゼンおよび１，４−ブタンジオールを挙げることができる。
【００１９】
また、ポリエステル系エラストマーとしては熱可塑性ポリエステルをハードセグメントとし、ポリ（アルキレンオキシド）グリコールをソフトセグメントとして共重合してなるポリエーテルエステル共重合体、より具体的にはテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸、ナフタレン−２，７−ジカルボン酸、ジフェニル−４，４’−ジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸、コハク酸、シュウ酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジ酸、ダイマー酸等の脂肪族ジカルボン酸またはこれらのエステル形成性誘導体などから選ばれたジカルボン酸の少なくとも１種と、１，４−ブタンジオール、エチレングリコールトリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコールネオペンチルグリコール、デカメチレングリコール等の脂肪族ジオールあるいは１，１−シクロヘキサンジメタノール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンメタノール等の脂環式ジオール、またはこれらのエステル形成性誘導体などから選ばれたジオール成分の少なくとも１種、および平均分子量が約４００〜５０００程度のポリエチレングリコール、ポリ（１，２−および１，３−ポリプロピレンオキシド）グリコール、ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコール、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとの共重合体、エチレンオキシドとテトラヒドロフランとの共重合体等のポリ（アルキレンオキサイド）クリコールのうち少なくとも１種から構成される三元共重合体を挙げることができる。
【００２０】
特に、接着性や温度特性、強度の面からすればポリブチレン系テレフタレートをハード成分とし、ポリオキシブチレングリコールをソフトセグメントとするブロック共重合ポリエーテルエステルが好ましい。この場合、ハードセグメントを構成するポリエステル部分は、主たる酸成分がテレフタル酸、主たるジオール成分がブチレングリコール成分であるポリブチレンテレフタレートである。むろん、この酸成分の一部（通常３０モル％以下）は他のジカルボン酸成分やオキシカルボン酸成分で置換されていても良く、同様にグリコール成分の一部（通常３０モル％以下）はブチレングリコール成分以外のジオキシ成分で置換されていても良い。また、ソフトセグメントを構成するポリエーテル部分はブチレングリコール以外のジオキシ成分で置換されたポリエーテルであってよい。
【００２１】
共重合ポリエステル系ポリマーとしては、アジピン酸、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸類および／またはヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸などの脂環式ジカルボン酸類と、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、パラキシレングリコールなどの脂肪族や脂環式ジオール類とを所定数含有し、所望に応じてパラヒドロキシ安息香酸などのオキシ酸類を添加した共重合エステル等を挙げることができ、例えばテレフタル酸とエチレングリコールとにおいてイソフタル酸および１，６−ヘキサンジオールを添加共重合させたポリエステル等が使用できる。
【００２２】
また、ポリオレフィンポリマーとしては、例えば低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン等を挙げることができる。
上記の熱融着成分の中でも、共重合ポリエステル系ポリマーが特に好ましい。なお、上述のポリマー中には、各種安定剤、紫外線吸収剤、増粘分岐剤、艶消し剤、着色剤、その他各種の改良剤等も必要に応じて配合されていても良い。
【００２３】
熱接着性複合短繊維において、熱融着成分の相手側成分としては前記のような非弾性のポリエステルが好まして例示される。その際、熱融着成分が、少なくとも１／２の表面積を占めるものが好ましい。重量割合は、熱融着成分と非弾性ポリエステルが、複合比率で３０／７０〜７０／３０の範囲にあるのが適当である。熱接着性複合短繊維の形態としては、特に限定されないが、熱融着成分と非弾性ポリエステルとが、サイドバイサイド、芯鞘型であるのが好ましく、より好ましくは芯鞘型である。この芯鞘型の熱接着性複合短繊維では、非弾性ポリエステルが芯部となり、熱可塑性エラストマーが鞘部となるが、この芯部は同心円状、若しくは、偏心状にあってもよい。
【００２４】
かかる熱接着性複合短繊維において、単繊維径としては２０〜５０μｍの範囲内であることが好ましい。かかる熱接着性複合短繊維Ａは、繊維長が３〜１００ｍｍ（より好ましくは３０〜１００ｍｍ）に裁断されていることが好ましい。
【００２５】
本発明においては、上記非弾性捲縮短繊維と上記の熱接着性複合短繊維を混綿させ、加熱処理することにより、該熱接着性複合短繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点及び該熱接着性複合短繊維と該非弾性捲縮短繊維とが交差した状態で熱融着された固着点とが散在してなる繊維基材が形成される。
【００２６】
この際、非弾性捲縮短繊維と熱接着複合短繊維との重量比率は９０／１０〜３０／７０である必要がある。熱接着複合短繊維の比率がこの範囲より少ない場合は、固着点が極端に少なくなり、繊維構造体の腰がなく、成型性が不良となる。一方、熱接着複合短繊維の比率がこの範囲より多い場合は、接着点が多くなり過ぎ、熱処理工程での取扱い性、成型性などが低下する。
【００２７】
さらに、本発明においては、繊維基材が厚さ方向に配列していることが肝要である。ここで、「厚さ方向に配列している」とは、繊維基材の厚さ方向に対して平行に配列されている繊維の総本数を（Ｂ）とし、繊維基材の厚さ方向に対して垂直に配列されている繊維の総本数を（Ａ）とするとき、Ｂ／Ａが１．５以上であることである。
【００２８】
本発明においては、構成繊維が繊維基材の厚さ方向に配列されているため、プレス加工した後の吸音特性に優れた吸音材が得られる。構成繊維が繊維基材の面方向に配列している場合は、充分な吸音性が得られず好ましくない。
【００２９】
このような繊維基材を製造する方法には特に限定はなく、従来公知の方法を任意に採用すれば良いが、例えば非弾性捲縮短繊維と熱接着性複合短繊維とを混綿し、ローラーカードにより均一なウェッブとして紡出した後、図１に示すような熱処理機を用いて、ウェッブをアコーディオン状に折りたたみながら加熱処理し、熱融着による固着点を形成させる方法などが好ましく例示される。例えば特表２００２−５１６９３２号公報に示された装置（市販のものでは、例えばＳｔｒｕｔｏ社製Ｓｔｒｕｔｏ設備など）などを使用するとよい。
【００３０】
本発明の吸音材は、該繊維基材を厚さ方向にプレスした繊維構造体を含むものである。その際、プレスの方法としては、カレンダーロールまたは、加熱された成型金型で熱プレスする方法や、一定の間隙を持たせた熱カレンダーローラーで処理する方法や、所定形状を持つモールドに所定量のウェッブを詰め込んで圧縮・加熱成型（熱プレス）する方法などが例示される。
【００３１】
このように繊維基材を厚み方向にプレスすることにより、繊維基材に含まれる非弾性捲縮短繊維および熱接着性複合短繊維が、図４に示すようにジグザグ形状を呈し、繊維構造体の剛性が高くなると同時に吸音性だけでなく優れた成型性が得られる。
【００３２】
かくして得られる繊維構造体の厚さとしては、０．５ｍｍ以上であることが肝要であり、０．５〜１０ｍｍ（より好ましくは０．８〜５ｍｍ）の範囲内にあることが好ましい。該厚さが０．５ｍｍよりも小さいと十分な吸音特性が得られず好ましくない。逆に、該厚さが１０ｍｍよりも大きいと繊維構造体が重くなるため、軽量性が損われるおそれがある。
【００３３】
かかる繊維構造体の密度としては、０．０８〜０．８ｇ／ｃｍ３の範囲内にあることが好ましい。該密度が０．０８ｇ／ｃｍ３よりも小さいと、十分な吸音特性が得られないおそれがある。逆に、該密度が０．８ｇ／ｃｍ３よりもおおきくても、繊維構造体が板状となりその後の成型性が困難になるだけでなく音が反射するようになり、十分な吸音特性が得られないおそれがある。
【００３４】
本発明の吸音材は前記の繊維構造体を含む吸音材である。その際、前記の繊維構造体を単独で用いることが好ましいが、必要に応じて前記繊維構造体にシート状物を貼り合せてもよい。かかるシート状物としては、スパンボンドもしくはメルトブローンもしくはフラッシュボンド等の直接紡糸法による不織布や、スパンレースもしくはエアレイドもしくはカード法による短繊維構造体による不織布で、強度や経済性、壁材としての使用時の作業性を考慮すると厚さが０．０１ｍｍ以上５ｍｍ以下が好ましい。更に好ましくは、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下である。使用する素材としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレンジカルボキシレート（ＰＥＮ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）やこれらの共重合体に代表されるポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド、その他ポリオレフィン、アクリル、モダクリル等の合成繊維やレーヨン、および絹、綿、麻、羊毛等の天然繊維が挙げられる。
【００３５】
また、シート状物がフィルムでも良い。フィルムを全面に積層した場合、壁構造体の通気止めとしてそのまま使用できる。厚さは、前記と同様の理由で０．０１ｍｍ以上５ｍｍ以下が好ましい。更に好ましくは、０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下である。使用する素材としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレンジカルボキシレート（ＰＥＮ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）やこれらの共重合体に代表されるポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド、その他ポリオレフィン、アクリル、モダクリル等の合成繊維が挙げられる。
【００３６】
繊維集合体の片面にシート状物を形成させることにより、シート状物側からの入射音に対する吸音性能が飛躍的に向上する。これは通常の繊維集合体部分による吸音効果とは別に、シート（膜）が特定周波数領域で共振するという「膜吸音」という効果が新たに発生するためである。なお、シート状物は、片面以外に裏面や繊維構造体の内層に設置することも可能である。
【００３７】
繊維構造体とシート状物を貼り合せる方法としては、単に繊維構造体とシート状物を加熱プレスする方法や、機械的にニードル等により接合する方法、または、接着層を設ける方法等がある。接着層としては、粉体又はシート状、ネット状等で、熱により初めて溶融接着されるホットメルトタイプの樹脂や低融点樹脂繊維からなる不織布が好ましい。なお、低融点樹脂または低融点樹脂繊維の組成としては、ウレタン系、アクリル系等の樹脂でもよいが、リサイクル性の点より繊維構造体と同じ、ポリエステル系の接着剤または接着シートが好ましい。
【００３８】
また、前記の繊維構造体を、厚み方向に対してほぼ垂直、または、必要に応じてやや斜めにスライサー設備等によりスライスし、スライスされた切断面にシート状物を貼り合わせてもよい。このように繊維構造体の切断面にフィルムを貼り合せることにより、繊維構造体の切断面が平坦なので、貼り合わせ後のフィルム表面も平坦になる。さらに、繊維が厚み方向に配列しているために、繊維構造体に含まれる繊維と接着層、フィルムとの摩擦も増加し貼り合わせが容易となる。
【００３９】
本発明の吸音材において、形状は特に限定されないが、本発明の吸音材は優れた剛性（成型性）を有するので任意の３次元形状に成型可能である。特に、図５に模式的に示すように吸音材を設置面に取り付ける際、吸音材と設置面との間に空気層を設けると優れた吸音性が得られ好ましい。なお、該空気層の高さとしては１ｍｍ以上（より好ましくは５〜３０ｍｍ）であることが好ましい。
【００４０】
本発明の吸音材には、前述のように、熱接着性複合短繊維と非弾性捲縮短繊維が繊維構造体の厚さ方向に配列され、かつ厚さ方向にプレスされた繊維構造体が含まれる。その結果、本発明の吸音材は良好な吸音特性だけでなく優れた成型性をも呈する。
なお、本発明の吸音材には、通常の染色加工や起毛加工が施されていてもよい。さらには、撥水加工、防炎加工、難燃加工、マイナスイオン発生加工など公知の機能加工が付加されていてもさしつかえない。
【００４１】
次に本発明の繊維製品は、前記の吸音材を用いてなる、自動車の天井、ドアパネル、フロアーマット、ボンネット、トランクルーム、および建築材料からなる群より選択されるいずれかの繊維製品である。かかる繊維製品は、前記の吸音材を用いているので良好な吸音特性だけでなく優れた成型性をも呈する。
【実施例】
【００４２】
次に本発明の実施例及び比較例を詳述するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例中の各測定項目は下記の方法で測定した。
（１）融点
Ｄｕ Ｐｏｎｔ社製 熱示差分析計９９０型を使用し、昇温２０℃／分で測定し、融解ピークをもとめた。融解温度が明確に観測されない場合には、微量融点測定装置（柳本製作所製）を用い、ポリマーが軟化して流動を始めた温度（軟化点）を融点とする。なお、ｎ数５でその平均値を求めた。
（２）捲縮数
ＪＩＳ Ｌ １０１５ ７．１２に記載の方法により測定した。なお、ｎ数５でその平均値を求めた。
（３）Ｂ／Ａ
プレス前の繊維基材を厚さ方向に切断し、その断面において、厚さ方向に対して平行に配列されている繊維（図２において０°≦θ≦４５°）の総本数を（Ｂ）とし、繊維基材の厚さ方向に対して垂直に配列されている繊維（図２において４５°＜θ≦９０°）の総本数を（Ａ）としてＢ／Ａを算出した。なお、本数の測定は、任意の１０ヶ所について各々３０本の繊維を透過型光学顕微鏡で観察し、その数を数えた。
（４）吸音特性（吸音率）
シート状物が音源側に位置するよう試料を配し、吸音率を、ＪＩＳ−Ａ１４０５による垂直入射吸音率であって、Ｂｒｕｅｌ＆Ｋｊａｒ社製マルチチャンネル分析システム３５５０型（ソフトウェア：ＢＺ５０８７型２チャンネル分析ソフトウェア）による２マイクロフォン法で測定した。吸音率は、１０００Ｈｚ時で比較した。
（５）繊維構造体の厚さ（ｃｍ）
ＪＩＳ Ｋ６４００により測定した。
（６）繊維構造体の密度（ｇ／ｃｍ３）
下記式により密度（ｇ／ｃｍ３）を求めた。
密度（ｇ／ｃｍ３）＝ウエッブの目付け（ｇ／ｃｍ２）／繊維構造体の厚さ（ｃｍ）
（７）剛性（曲げ強さ）
ＪＩＳ Ｋ７２０３に準拠して５０ｍｍ（幅）×１５０ｍｍ（長さ）のサイズの試験片を用い、スパン１００ｍｍにて、１０ｍｍ／分の曲げ速度で最大の曲げ強さを測定し剛性（Ｎ／５ｃｍ）とした。
（８）単繊維径（μｍ）
電子顕微鏡で３５０倍に拡大し、ｎ数１０で単繊維径を測定し、その平均値を算出した。
（９）成型性：１９０℃、１８０秒間熱絞り加工し、内径６０ｍｍ×高さ２０ｍｍ×厚み５ｍｍのケースに成形した。このケースの胴部における外観を観察し、以下の基準で評価した。
３級：外観上に変化が見られない。
２級：表面に皺が見られる。
１級：表面に大きな皺が見られる。
【００４３】
［実施例１〜３、比較例１，２］
熱接着性成分の共重合ポリエステルとしてテレフタル酸とイソフタル酸とを６０／４０（モル％）で混合した酸成分と、エチレングリコールとジエチレングリコールとを８５／１５（モル％）で混合したジオール成分とから共重合ポリエステルを得た。該共重合ポリエステルの軟化点は１１０℃であったので１１０℃をもって融点とした。ペレットを減圧乾燥した後、鞘部に用いた。一方、ガラス転位点６７℃、融点２５６℃のポリエチレンテレフタレートを減圧乾燥後、芯部とし、芯鞘型複合溶融紡糸装置に供給し、体積比５０／５０の複合比率で、紡糸温度２９０℃、吐出量６５０ｇ／分で、紡糸孔数４５０の紡糸口金から溶融紡出した。油剤を付与し、９００ｍ／分で引き取って未延伸芯鞘型複合繊維を得た。
【００４４】
この未延伸繊維を集束し、１１万ｄｔｅｘ（１０万デニール）のトウにして、まず７２℃の温水中で２．５倍に延伸した後、８０℃の温水中で更に１．１５倍に延伸し油剤を付与した後、３５℃まで自然に冷却された押し込み式クリンパーで捲縮を付与し、繊維長５１ｍｍに切断して単糸繊度４．４ｄｔｅｘの熱接着性複合短繊維を得た。このときの捲縮数は１１個／２５ｍｍであった。
【００４５】
この熱接着性複合短繊維５０％（重量）と、非弾性捲縮短繊維として常法により得られた単繊維の太さが６．６ｄｔｅｘ、繊維長が６４ｍｍ、捲縮数が８ケ／２１０ｃｍの中空断面ポリエチレンテレフタレート短繊維（ポリエチレンテレフタレートの融点２５６℃、中空率３２％）５０％（重量）とをカードにより混綿し、ローラーカードとストルート設備を使用し熱処理した繊維構造体を作製した、一方同様の繊維配合にてローラーカード後のウエブをクロスレイアーおよびエアースルータイプの加熱設備にて熱処理した繊維基材を作製した。得られた繊維機材の品質は、表１の通りである。
【００４６】
次いで、これら繊維基材を、１９０℃に加熱された金属製平板の間にはさみ、熱プレスした後、室温にて冷却し吸音材を得た。本願によるストルートつまりＢ／Ａが１．５以上による実施例１、２を表１に示す。また、クロスレイヤーによるＢ／Ａが１．５未満の比較例１、加熱プレスの無い比較例２を表１に示す。また、測定サンプルと測定壁面の間に空間を設置した実施例３を表１に示す。なお、いずれの場合にも、非弾性捲縮短繊維の単繊維径が２４．８μｍ、熱接着性複合短繊維の単繊維径が２０．３μｍであった。
【００４７】
表１に示すとおり、Ｂ／Ａが１．５以上で高密度のものはＢ／Ａが１．５未満のものに比べ、薄くても吸音性が高いことが確認できる。また、裏面に空間を持たせることでさらにその効果をアップすることができる。
【００４８】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明によれば、厚さが０．５ｍｍ以上の繊維構造体を含む吸音材であって、吸音特性が良好でしかも成型性に優れた吸音材および該吸音材を用いてなる繊維製品が得られ、その工業的価値は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明で使用する熱処理機の一例を示す側面図である。
【図２】Ｂ／Ａの測定方法を説明するための模式図である。
【図３】繊維が繊維基材の厚さ方向に配列している、プレス前の写真である。
【図４】繊維が繊維基材の厚さ方向に配列している、プレス後の写真である。
【図５】吸音材と設置面との間に空気層を設けている様子を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１：ウエッブ
２：コンベア
３：ヒーター
４：繊維基材
Ｃ：空気層
Ｄ：吸音材
Ｅ：設置面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さが０．５ｍｍ以上の繊維構造体を含む吸音材であって、
前記繊維構造体が、下記の要件（１）を満足する繊維基材が厚さ方向にプレスされた繊維構造体であることを特徴とする吸音材。
（１）非弾性捲縮短繊維と、該非弾性捲縮短繊維を構成するポリマーよりも４０℃以上低い融点を有するポリマーが、熱融着成分としてその表面に配された熱接着性複合短繊維とが重量比率で９０／１０〜３０／７０となるように混綿され、該熱接着性複合短繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点および／または該熱接着性複合短繊維と前記非弾性捲縮短繊維とが交差した状態で熱融着された固着点とが散在し、かつ前記熱接着性複合短繊維と前記非弾性捲縮短繊維が繊維基材の厚さ方向に配列してなる繊維基材。
【請求項２】
前記非弾性捲縮短繊維がポリエステル系繊維からなる、請求項１に記載の吸音材。
【請求項３】
前記熱接着性複合短繊維の熱融着成分が共重合ポリエステルからなる、請求項１または請求項２に記載の吸音材。
【請求項４】
前記繊維構造体の厚さが０．５〜１０ｍｍの範囲内にある、請求項１〜３のいずれかに記載の吸音材。
【請求項５】
前記繊維構造体の密度が０．０８〜０．８ｇ／ｃｍ３の範囲内にある、請求項１〜４のいずれかに記載の吸音材。
【請求項６】
前記熱接着性複合短繊維と前記非弾性捲縮短繊維とがジグザグ形状を有する、請求項１〜５のいずれかに記載の吸音材。
【請求項７】
吸音材が３次元形状を有する、請求項１〜６のいずれかに記載の吸音材。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の吸音材を設置面に取り付ける際、吸音材と設置面との間に空気層を設けることを特徴とする吸音材の取付け方法。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載の吸音材を用いてなる、自動車の天井、ドアパネル、フロアーマット、ボンネット、トランクルーム、および建築材料からなる群より選択されるいずれかの繊維製品。
【請求項１】
厚さが０．５ｍｍ以上の繊維構造体を含む吸音材であって、
前記繊維構造体が、下記の要件（１）を満足する繊維基材が厚さ方向にプレスされた繊維構造体であることを特徴とする吸音材。
（１）非弾性捲縮短繊維と、該非弾性捲縮短繊維を構成するポリマーよりも４０℃以上低い融点を有するポリマーが、熱融着成分としてその表面に配された熱接着性複合短繊維とが重量比率で９０／１０〜３０／７０となるように混綿され、該熱接着性複合短繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点および／または該熱接着性複合短繊維と前記非弾性捲縮短繊維とが交差した状態で熱融着された固着点とが散在し、かつ前記熱接着性複合短繊維と前記非弾性捲縮短繊維が繊維基材の厚さ方向に配列してなる繊維基材。
【請求項２】
前記非弾性捲縮短繊維がポリエステル系繊維からなる、請求項１に記載の吸音材。
【請求項３】
前記熱接着性複合短繊維の熱融着成分が共重合ポリエステルからなる、請求項１または請求項２に記載の吸音材。
【請求項４】
前記繊維構造体の厚さが０．５〜１０ｍｍの範囲内にある、請求項１〜３のいずれかに記載の吸音材。
【請求項５】
前記繊維構造体の密度が０．０８〜０．８ｇ／ｃｍ３の範囲内にある、請求項１〜４のいずれかに記載の吸音材。
【請求項６】
前記熱接着性複合短繊維と前記非弾性捲縮短繊維とがジグザグ形状を有する、請求項１〜５のいずれかに記載の吸音材。
【請求項７】
吸音材が３次元形状を有する、請求項１〜６のいずれかに記載の吸音材。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の吸音材を設置面に取り付ける際、吸音材と設置面との間に空気層を設けることを特徴とする吸音材の取付け方法。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載の吸音材を用いてなる、自動車の天井、ドアパネル、フロアーマット、ボンネット、トランクルーム、および建築材料からなる群より選択されるいずれかの繊維製品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−８９６２０（Ｐ２００８−８９６２０Ａ）
【公開日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２６６８６２（Ｐ２００６−２６６８６２）
【出願日】平成１８年９月２９日（２００６．９．２９）
【出願人】（３０２０１１７１１）帝人ファイバー株式会社 (1,101)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２９日（２００６．９．２９）
【出願人】（３０２０１１７１１）帝人ファイバー株式会社 (1,101)
【Ｆターム（参考）】
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