吸音構造体
【課題】 低周波数領域から高周波領域までの広い周波数領域に亘って良好な吸音性能を有し、しかも複数の吸音繊維を組み合わせたり、複数の吸音シートを複合化したりする必要が無い吸音構造体を提供すること。
【解決手段】 ポリマーマトリックス相１中に、ｐ−（ｐ−トルエンスルホニルアミド）ジフェニルアミン、４，４’−ビス（α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン、オクチル化ジフェニルアミン、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、及びＮ，Ｎ’−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンから選択された化合物からなる分散相２等を有する有機減衰材料を溶融紡糸して得られる吸音繊維３を構成繊維とするメルトブロー不織布４からなり、前記不織布４を構成する吸音繊維３が繊維の長さ方向に亘って繊維径が変化する繊維からなる吸音構造体。
【解決手段】 ポリマーマトリックス相１中に、ｐ−（ｐ−トルエンスルホニルアミド）ジフェニルアミン、４，４’−ビス（α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン、オクチル化ジフェニルアミン、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、及びＮ，Ｎ’−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンから選択された化合物からなる分散相２等を有する有機減衰材料を溶融紡糸して得られる吸音繊維３を構成繊維とするメルトブロー不織布４からなり、前記不織布４を構成する吸音繊維３が繊維の長さ方向に亘って繊維径が変化する繊維からなる吸音構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低周波数領域から高周波領域までの広い周波数領域に亘って良好な吸音性能を有し、しかも複数の吸音繊維を組み合わせたり、複数の吸音シートを複合化したりする必要が無い吸音構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、低周波数領域から高周波領域までの広い周波数領域に亘って吸音性が発揮されるようにした吸音構造体としては、例えば異なる周波数領域に吸音特性を有する複数の吸音繊維を組み合わせて用いたことを特徴とするものが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
また、別の吸音構造体としては、ガラス繊維を構成繊維とする面密度５００〜４０００ｇ／ｍ２の不織布層と、０．１〜１２ｄｔｅｘのポリオレフィン高強力繊維を構成繊維とする面密度５０〜５００ｇ／ｍ２の不織布層とからなるものもある（例えば特許文献２参照）。
【０００４】
また、さらに別の吸音構造体としては、目付けが１０〜３００ｇ／ｍ２、通気度が１．５〜１０ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃ、構成繊維の平均繊度が０．１〜２ｄｔｅｘである不織布と、その密度が０．０１〜０．１０ｇ／ｃｍ３、厚みが５〜１００ｍｍ、構成繊維の平均繊度が０．５〜１０ｄｔｅｘである繊維構造体とが積層してなるものも提案されている（例えば特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１６１６６３号公報
【特許文献２】特開２００１−３１６９６１号公報
【特許文献３】特開２００４−１４５１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、従来より知られる吸音構造体にあっては、異なる周波数領域に吸音特性を有する複数の吸音繊維を組み合わせたり、或いは異なる周波数領域に吸音特性を有する複数の吸音シートを複合したりするなど、複合化されておらず単一の繊維或いは単一の層からなるものは無かった。
【０００７】
例えば複数の吸音繊維を組み合わせる場合、これらを所定の配合割合に配合する手間、配合した後は、これらを一体化する必要があった。一方、複数の吸音シートを複合する場合には、接着等の加工が必要であり、接着等の加工後は剥離等の問題が生じる恐れもあった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、低周波数領域から高周波領域までの広い周波数領域に亘って良好な吸音性能を有し、しかも複数の吸音繊維を組み合わせたり、複数の吸音シートを複合化したりする必要が無い吸音構造体を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、有機減衰材料を溶融紡糸して得られる吸音繊維を構成繊維とするメルトブロー不織布からなり、前記メルトブロー不織布を構成する吸音繊維が繊維の長さ方向に亘って繊維径が変化する長繊維からなることを特徴とする吸音構造体をその要旨とした。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、有機減衰材料が、ポリマーマトリックス相中に、ｐ−（ｐ−トルエンスルホニルアミド）ジフェニルアミン、４，４’−ビス（α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン、オクチル化ジフェニルアミン、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、及びＮ，Ｎ’−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンから選択された１種若しくは２種以上の化合物からなる分散相を有することを特徴とする請求項１に記載の吸音構造体をその要旨とした。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、複数の異なる分散相を有する有機減衰材料又は異なる分散相を有する複数の有機減衰材料を溶融紡糸して得られる吸音繊維を構成繊維とするメルトブロー不織布からなることを特徴とする請求項２に記載の吸音構造体をその要旨とした。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、異なる分散相を有する複数の有機減衰材料を溶融紡糸して得られる複数の吸音繊維を構成繊維とするメルトブロー不織布からなることを特徴とする請求項２に記載の吸音構造体をその要旨とした。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、有機減衰材料を含む溶融ポリマーを紡糸して得られる吸音繊維を構成繊維とするメルトブロー不織布からなる吸音構造体の製造方法であって、
前記溶融ポリマーをノズルオリフィスから吐出させ、これに高温のジェット気流を噴射させて紡糸するときに、前記溶融ポリマーの吐出時の温度、吐出量、高温ガスのガス圧及びガス温度のうちの少なくとも１つを変動させることにより、或いは紡糸後に延伸する場合には、その延伸速度を変更することにより、前記メルトブロー不織布を構成する吸音繊維の繊維径を長さ方向に亘って変化させたことを特徴とする吸音構造体の製造方法をその要旨とした。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、有機減衰材料が、ポリマーマトリックス相中に、ｐ−（ｐ−トルエンスルホニルアミド）ジフェニルアミン、４，４’−ビス（α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン、オクチル化ジフェニルアミン、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、及びＮ，Ｎ’−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンから選択された１種若しくは２種以上の化合物からなる分散相を有することを特徴とする請求項５に記載の吸音構造体の製造方法をその要旨とした。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、複数の異なる分散相を有する有機減衰材料又は異なる分散相を有する複数の有機減衰材料を配合した溶融ポリマーを紡糸することを特徴とする請求項６に記載の吸音構造体の製造方法をその要旨とした。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、異なる分散相を有する有機減衰材料を配合した複数の溶融ポリマーを紡糸することを特徴とする請求項６に記載の吸音構造体の製造方法をその要旨とした。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、異なる分散相を有する有機減衰材料を配合した複数の溶融ポリマーを準備し、前記複数の溶融ポリマーをそれぞれ複数のノズルオリフィスから吐出させ、これらに高温のジェット気流を噴射させて紡糸することを特徴とする請求項８に記載の吸音構造体の製造方法をその要旨とした。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の吸音構造体及びその製造方法にあっては、有機減衰材料、好ましくはポリマーマトリックス相中に、ｐ−（ｐ−トルエンスルホニルアミド）ジフェニルアミン、４，４’−ビス（α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン、オクチル化ジフェニルアミン、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、及びＮ，Ｎ’−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンから選択された１種若しくは２種以上の化合物からなる分散相を有する有機減衰材料を溶融紡糸して得られる吸音繊維を構成繊維とするメルトブロー不織布からなり、前記吸音繊維が繊維の長さ方向に亘って繊維径が変化する長繊維からなるので、１本の繊維の中で繊維径が太い部分が低周波数領域の音を効果的に減衰し、繊維径が細い部分が高周波数領域の音を効果的に減衰するようになっており、低周波数領域から高周波数領域までの広い周波数領域で良好な吸音効果が発揮されるようになっている。
【００１９】
またこの吸音構造体及びその製造方法にあっては、溶融ポリマーの吐出時の温度、吐出量、高温ガスのガス圧及びガス温度のうちの少なくとも１つを変動させることにより、或いは紡糸後に延伸する場合には、その延伸速度を変更するといった簡単な方法により、繊維の繊維径が長さ方向に亘って変化する吸音繊維を構成繊維とするメルトブロー不織布を得ることができ、複数の吸音繊維を組み合わせたり、複数の吸音シートを複合したりするなどの手間を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の吸音構造体のメルトブロー不織布を構成する繊維を示す拡大模式図。
【図２】本発明の吸音構造体のメルトブロー不織布を構成する繊維を示す拡大模式図。
【図３】本発明の吸音構造体のメルトブロー不織布を構成する繊維の別例を示す拡大模式図。
【図４】本発明の吸音構造体を構成するメルトブロー不織布の製造装置を示す模式図。
【図５】本発明の実施例及び比較例に係る吸音構造体の残響室法吸音率を測定する装置を示す模式図。
【図６】本発明の実施例及び比較例に係る吸音構造体の吸音率を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の吸音構造体及びその製造方法についてさらに詳しく説明する。本発明の吸音構造体は、有機減衰材料を溶融紡糸して得られる吸音繊維を構成繊維とするメルトブロー不織布からなる。
【００２２】
本発明の有機減衰材料は、振動や音といったエネルギーを効果的に減衰する働きを持つ材料であり、そのマトリックス相を構成するポリマーとしては、熱可塑性樹脂を全て用いることができるが、中でもポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィン、それらの共重合体、好ましくはカルボン酸とエポキシ等の極性基をグラフト又は共重合させたポリオレフィン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体（ＡＢＳ）、アクリロニトリルスチレン共重合体（ＡＳ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、塩素化ポリエチレン（ＣＰＥ）、及びエチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）から選ばれる１種若しくは２種以上が好ましく、さらに好ましくはウェブの形成性に優れるポリプロピレンである。
【００２３】
尚、上記マトリックス相を構成するポリマーの選択に際しては、後述するｐ−（ｐ−トルエンスルホニルアミド）ジフェニルアミン等の分散相を構成する成分との相溶性のほか、当該有機減衰材料の適用される材料（用途）や使用形態に応じて、取り扱い性、成形性、入手容易性、温度性能（耐熱性や耐寒性）、耐候性、価格なども考慮するのが望ましい。
【００２４】
有機減衰材料としては、上記ポリマーマトリックス相中に、ｐ−（ｐ−トルエンスルホニルアミド）ジフェニルアミン、４，４’−ビス（α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン、オクチル化ジフェニルアミン、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、及びＮ，Ｎ’−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンから選択された１種若しくは２種以上の化合物（以下、本件化合物という）からなる分散相を有するものを挙げることができる。
【００２５】
本件化合物は、上記マトリックス相を構成するポリマー中に混合されて、前記マトリックス相中に分散相を形成し、当該有機減衰材料に加わった振動や音といったエネルギーを効果的に減衰する働きを持つ。さらに詳しくは、分散相を構成する本件化合物は、本件化合物毎にエネルギー減衰効果が異なっている。
【００２６】
この分散相は、本件化合物がミクロ相分離した分散相として、或いは完全相溶した分散相としてマトリックス中に存在している。またこの分散相は、上記マトリックス相中に平均１ミクロン以下、より好ましくは平均０．１ミクロン以下の大きさで存在していることが、上記エネルギー減衰効果をより効果的に発揮させる上で望ましい。
【００２７】
この分散相を構成する本件化合物は、マトリックス相を構成するポリマー１００重量部に対し１〜２００重量部の割合で含まれていることが望ましい。本件化合物の含有量が１重量部を下回る場合、十分なエネルギー減衰性を得ることができず、また２００重量部を上回る場合には、範囲を超える分だけの減衰性が得られず不経済となるからである。
【００２８】
また、振動や音のエネルギーには、低周波領域から高周波領域まで様々な種類があり、用途や使用状態によって求められる振動や音の種類も異なることから、要求される振動や音の種類に応じてマトリックス相を構成するポリマーや分散相を構成する本件化合物を１種若しくは２種以上を選択し、選択されたマトリックス相を構成するポリマー中に本件化合物を混合することにより、要求される振動や音の種類に応じたより効果的なエネルギー減衰効果を有する有機減衰材料を得ることができるのである。
【００２９】
例えば図１は、要求される振動や音の種類に応じてマトリックス相を構成するポリマー及び分散相を構成する本件化合物をそれぞれ１種類ずつ選択し、選択されたマトリックス相を構成するポリマー中に同じく選択された１種類の本件化合物を混合し、これを溶融紡糸することによって得られた吸音繊維からなるメルトブロー不織布を示したものであり、メルトブロー不織布４を構成する吸音繊維３のマトリックス相１中には１種類の本件化合物の分散相２が形成されている。
【００３０】
図２に示す形態は、要求される振動や音の種類に応じてマトリックス相を構成するポリマー及び分散相を構成する本件化合物の組合せを２種類選択し、それぞれ選択されたマトリックス相を構成するポリマー中に同じく選択された１種類の本件化合物を混合し、これを溶融紡糸することによって得られた２種類の吸音繊維からなるメルトブロー不織布を示したものであり、メルトブロー不織布４を構成する各吸音繊維３ａ、３ｂのマトリックス相１ａ、１ｂ中にはそれぞれ１種類の本件化合物の分散相２ａ、２ｂが形成されている。
【００３１】
図３に示す形態は、要求される振動や音の種類に応じて１種類のマトリックス相を構成するポリマーと２種類の分散相を構成する本件化合物を選択し、選択されたマトリックス相を構成するポリマー中に同じく選択された２種類の本件化合物を混合し、これを溶融紡糸することによって得られた１種類の吸音繊維からなるメルトブロー不織布を示したものであり、メルトブロー不織布４を構成する吸音繊維３のマトリックス相１中には２種類の本件化合物の分散相２ａ、２ｂが形成されている。
【００３２】
尚、本発明の有機減衰材料中には、上述の成分の他に、例えばマイカ鱗片、ガラス片、グラスファイバー、カーボンファイバー、炭酸カルシウム、バライト、沈降硫酸バリウム等の物質や、腐食防止剤、染料、酸化防止剤、制電剤、安定剤、湿潤剤などを必要に応じて適宜加えることができる。
【００３３】
本発明の吸音構造体を構成するメルトブロー不織布は、上記有機減衰材料をメルトブロー法によって溶融紡糸して得られる吸音繊維からなる。メルトブロー不織布を構成する吸音繊維は、例えば図１に示すように、繊維の長さ方向に亘って繊維径が変化する繊維（主として長繊維）からなる。繊維の長さ方向に亘って繊維径が変化するとは、例えば図１に示すように、繊維の所定の長さ毎に又はランダムな長さ間隔で繊維径が異なる部分が形成されていることを意味している。
繊維径が変動する間隔をどのような間隔とするか、また、繊維径の変動の幅、即ち繊維の繊維径が最も細い部分と最も太い部分の差をどのような変動幅にするかについては、上述したように、１本の繊維の中で繊維径が太い部分は低周波数領域の音を効果的に減衰し、繊維径が細い部分は高周波数領域の音を効果的に減衰するようになっていることから、用途や使用状態に応じて要求される振動や音の種類に合わせて繊維の繊維径の変動幅並びに太い部分と細い部分の割合を適宜変更して決定するのが望ましい。
【００３４】
また、繊維の繊維径の変動幅並びに太い部分と細い部分の割合を決定する際には、本発明の吸音構造体が図１〜図３に示す形態を採り得ることから、これらの実施形態と合わせて検討するのが望ましい。
【００３５】
次に、本発明の吸音構造体の製造方法（以下、単に「本発明の方法」という）について説明する。尚、有機減衰材料、マトリックス相を構成するポリマー、分散相を構成する本件化合物については、上述したものと同じであるため、ここでの説明は割愛する。本発明の方法は、ポリマーマトリックス相中に本件化合物からなる分散相などを有する有機減衰材料を含む溶融ポリマーをメルトブロー法によって紡糸して得られる吸音繊維を構成繊維とするメルトブロー不織布からなる吸音構造体の製造方法である。
【００３６】
本発明の方法では、溶融ポリマーをノズルピースから吐出させ、これに高温のジェット気流を噴射させて紡糸するときに、前記溶融ポリマーの吐出時の温度、吐出量及び高温ガスのガス圧のうちの少なくとも１つを変動させることにより、或いは紡糸後に延伸する場合には、その延伸速度を変更することにより、前記メルトブロー不織布を構成する吸音繊維の繊維径を長さ方向に亘って変化させたことを特徴としている。
【００３７】
図４にはメルトブロー装置の概略図が示されている。メルトブロー装置１０は、原料となる有機減衰材料を投入して溶融させ紡糸用の溶融ポリマーを製造する２つの押出機１１ａ、１１ｂと、各押出機１１ａ、１１ｂに接続されたポリマー配管１２ａ、１２ｂと、ポリマー配管１２ａ、１２ｂを通じて押出機１１ａ、１１ｂから押し出された溶融ポリマーが投入されるメルトブローダイ１３とを備えている。押出機１１ａ、１１ｂには、要求される振動や音の種類に応じて選択されたマトリックス相を構成するポリマーと分散相を構成する本件化合物を投入する。
押出機１１ａ、１１ｂでは、マトリックス相を構成するポリマーと本件化合物とが混合されると共に、マトリックス相を構成するポリマーの溶融温度まで加熱され、溶融ポリマーが製造されるようになっている。押出機１１ａ、１１ｂで製造された溶融ポリマーは各ポリマー配管１２ａ、１２ｂを通じてメルトブローダイ１３へと送られて紡糸される。
【００３８】
前記メルトブローダイ１３は、複数のノズルオリフィス１３ａを含むノズルピース１３ｃと、複数のノズルオリフィス１３ａ近傍に設けられたコンプレッサー１６から送られる高温のジェット気流の流路１３ｂを形成するリップ間距離を０．２ｍｍとしたリッププレート１３ｄとを有しており、前記メルトブローダイ１３の複数のノズルオリフィス１３ａから吐出された溶融ポリマーは、ノズルピース１３ｃとリッププレート１３ｄとから形成される気流噴出口から噴射されるジェット気流によって牽引細化されて繊維状となって押出されるようになっている。
【００３９】
また、メルトブローダイ１３の繊維の押出方向には、コンベア１８によって水平状に移動する捕集ネット１４（コレクター）が配されており、この捕集ネット１４上にメルトブローダイ１３から押出された繊維が捕集されて堆積し、自己接着性繊維ウェブ１５が形成されるようになっている。尚、捕集ネット１４下部にはブロアー１７が配されており、メルトブローダイ１３からのジェット気流による押出しと共に捕集ネット１４下部からのブロアー１７によるエアー吸引とによってより効果的な繊維の捕集がなされるようになっている。図示の例では、捕集ネット１４の上面とノズルオリフィス１３ａの下端との間の距離は３６０ｍｍに設定されている。
【００４０】
本発明の方法は、上述の溶融ポリマーをノズルオリフィスから吐出させ、これに高温ガスのジェット気流を噴射させて紡糸するときに、前記溶融ポリマーの吐出時の温度、吐出量、高温ガスのガス圧及びガス温度のうちの少なくとも１つを変動させることにより、或いは紡糸後に延伸する場合には、その延伸速度を変更することにより、前記メルトブロー不織布を構成する吸音繊維の繊維径を長さ方向に亘って変化させている。
【００４１】
従来のメルトブロー不織布の製造方法では、ジェット気流の流速分布にバラツキがなく、繊維径分布や繊維分布が均質な目付ムラ、厚みムラの無いメルトブロー不織布を製造することを目的としており、そのような不織布を得るための様々な関連技術が開発されている。
一方、本発明の方法は、従来のメルトブロー不織布の製造技術とはまったく逆の方向を目指すものであり、溶融ポリマーの吐出時の温度、吐出量、高温ガスのガス圧及び温度を敢えて変動させることで、メルトブロー不織布を構成する吸音繊維の繊維径を長さ方向に亘って変化させているのである。
尚、溶融ポリマーを牽引細化して繊維状とし、移動する捕集ネット上に捕集するプロセスからなるメルトブロー不織布の製造に際しては、条件によっては、糸切れを起こしたり、それによるフライまたはショットが発生し、製品の外観を損ねる恐れがあるため、例えば溶融ポリマーの吐出時の温度及び高温ガスのガス圧を上げる一方で、吐出量を下げるなど、各条件のバランスを考慮して実施するのが望ましい。
【００４２】
本発明の吸音構造体の説明箇所で述べたとおり、本発明の吸音構造体は、用途や使用状態に応じてマトリックス相を構成するポリマーや分散相を構成する本件化合物を１種若しくは２種以上を選択し、これらを組み合わせることで様々な形態のものを得ることができる。
例えば図１に示すメルトブロー不織布からなる吸音構造体を製造する場合、要求される振動や音の種類に応じてマトリックス相を構成するポリマー及び分散相を構成する本件化合物をそれぞれ１種類ずつ選択し、これらを配合した溶融ポリマーを製造し、その溶融ポリマーを紡糸する。その紡糸の際に溶融ポリマーの吐出時の温度、吐出量、高温ガスのガス圧及び温度を変動させるのである。捕集ネット上には上記溶融ポリマーから造られた１種類の分散相を持つ吸音繊維が堆積し、１つの自己接着性繊維ウェブが形成され、図１に示すメルトブロー不織布を得ることができる。
【００４３】
図２に示すメルトブロー不織布からなる吸音構造体を製造する場合には、要求される振動や音の種類に応じてマトリックス相を構成するポリマー及び分散相を構成する本件化合物の組合せを２種類選択し、これら２種類の有機減衰材料を別々の押出機に投入して、それぞれの押出機で２種類の溶融ポリマーを製造する。
そして、それぞれの溶融ポリマーを別々のノズルオリフィスから吐出させて紡糸する。その紡糸の際に溶融ポリマーの吐出時の温度、吐出量、高温ガスのガス圧及び温度を変動させるのである。捕集ネット上にはそれぞれの溶融ポリマーから造られた異なる性能の異なる２種類の吸音繊維が堆積し、１つの自己接着性繊維ウェブが形成され、図２に示すメルトブロー不織布を得ることができる。
【００４４】
図３に示すメルトブロー不織布からなる吸音構造体を製造する場合には、要求される振動や音の種類に応じて１種類のマトリックス相を構成するポリマーと２種類の分散相を構成する本件化合物を選択し、選択されたマトリックス相を構成するポリマー中に同じく選択された２種類の本件化合物を混合し、溶融ポリマーを製造し、紡糸する。その紡糸の際に溶融ポリマーの吐出時の温度、吐出量、高温ガスのガス圧及び温度を変動させるのである。これにより捕集ネット上には溶融ポリマーから造られた異なる性能の２種類の分散相を持つ吸音繊維が堆積し、１つの自己接着性繊維ウェブが形成され、図３に示すメルトブロー不織布を得ることができる。
【実施例】
【００４５】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲で自由に変更して実施することができる。
【００４６】
実施例
９５重量％のホモポリプロピレン（Ｓ１１９「ＭＦＲ：６３」、株式会社プライムポリマー製）に５重量％のオクチル化ジフェニルアミンを添加したポリプロピレンペレットを用い、これを図４に示すメルトブロー装置１０の押出機１１ａに投入した（本例では２つある押出機１１ａ、１１ｂのうち１つのみを用いた。）。押出機は、直径３２ｍｍの単軸押出機であり、メルトブローダイ１３には、孔径０．１５ｍｍ、ピッチ０．２５ｍｍ、孔数１８０１のノズルラインナップを採用した。
【００４７】
吐出量：０．０２５ｃｃ／分／孔、エアー吐出量：７Ｎｍ３／分、捕集ネットを移動させるコンベア速度：０．３ｍ／分、というメルトブロー条件でメルトブローすることで、繊維径５μｍ程度、目付２３２ｇ／ｍ２、嵩高さ１５ｍｍのメルトブロー不織布を得た。
【００４８】
比較例
ホモポリプロピレン（Ｓ１１９「ＭＦＲ：６３」、株式会社プライムポリマー製）に１００重量％のポリプロピレンペレットを用い、実施例と同様にして繊維径５μｍ程度、目付２３０ｇ／ｍ２、嵩高さ２０ｍｍのメルトブロー不織布を得た。
【００４９】
残響室法吸音率の測定
得られた実施例及び比較例に係る各メルトブロー不織布を３５０ｍｍ×７００ｍｍの大きさに裁断したものを各２枚用意し、それらを並べて７００ｍｍ×７００ｍｍの大きさにすると共に、実施例と比較例の不織布では嵩高さが異なるため、厚さを１０ｍｍに揃えて試験片とし、各試験片について残響室法吸音率を測定した。残響室法吸音率の測定は、標準状態の条件下で、図５に示す試験装置３０を用いて行った。
【００５０】
図５に示す試験装置３０は、床３１上に直接試験片３２を置き（背面空気層０ｍｍ）、その周囲を高さ５０ｍｍの鉄アングル３３で囲むと共に、実施例と比較例の不織布では嵩高さが異なるため、目の粗い金網３４を試験片３２上に置いて厚さを１０ｍｍに揃え、その上で金網３４側から音を試験片３２に当てることで吸音率を測定した。その測定結果を図６に示した。
【００５１】
図６から、比較例の吸音率のグラフと実施例の吸音率のグラフとを対比したとき、実施例に係る試験片の吸音率は、比較例の試験片に係る吸音率に対して１／３オクターブ分だけ低周波にシフトしていることが確認された。
【００５２】
この結果から、吸音材は本来、厚みに従って特定の周波数領域において吸音特性が生じるのであるが、本件化合物を添加することで吸音特性が生じる周波数領域を制御できることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、建築物、防音壁、船舶、車両、電気機器、機械器具などに使用する吸音構造体として産業上好適に利用できる。
【符号の説明】
【００５４】
１ ・・・マトリックス相
２ ・・・分散相
３ ・・・吸音繊維
４ ・・・メルトブロー不織布
１０ ・・・メルトブロー装置
１１ａ・・・押出機
１１ｂ・・・押出機
１３ ・・・メルトブローダイ
１３ａ・・・ノズルオリフィス
１４ ・・・捕集ネット
１５ ・・・自己接着性繊維ウェブ
３０ ・・・試験装置
３２ ・・・試験片
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低周波数領域から高周波領域までの広い周波数領域に亘って良好な吸音性能を有し、しかも複数の吸音繊維を組み合わせたり、複数の吸音シートを複合化したりする必要が無い吸音構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、低周波数領域から高周波領域までの広い周波数領域に亘って吸音性が発揮されるようにした吸音構造体としては、例えば異なる周波数領域に吸音特性を有する複数の吸音繊維を組み合わせて用いたことを特徴とするものが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
また、別の吸音構造体としては、ガラス繊維を構成繊維とする面密度５００〜４０００ｇ／ｍ２の不織布層と、０．１〜１２ｄｔｅｘのポリオレフィン高強力繊維を構成繊維とする面密度５０〜５００ｇ／ｍ２の不織布層とからなるものもある（例えば特許文献２参照）。
【０００４】
また、さらに別の吸音構造体としては、目付けが１０〜３００ｇ／ｍ２、通気度が１．５〜１０ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃ、構成繊維の平均繊度が０．１〜２ｄｔｅｘである不織布と、その密度が０．０１〜０．１０ｇ／ｃｍ３、厚みが５〜１００ｍｍ、構成繊維の平均繊度が０．５〜１０ｄｔｅｘである繊維構造体とが積層してなるものも提案されている（例えば特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１６１６６３号公報
【特許文献２】特開２００１−３１６９６１号公報
【特許文献３】特開２００４−１４５１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、従来より知られる吸音構造体にあっては、異なる周波数領域に吸音特性を有する複数の吸音繊維を組み合わせたり、或いは異なる周波数領域に吸音特性を有する複数の吸音シートを複合したりするなど、複合化されておらず単一の繊維或いは単一の層からなるものは無かった。
【０００７】
例えば複数の吸音繊維を組み合わせる場合、これらを所定の配合割合に配合する手間、配合した後は、これらを一体化する必要があった。一方、複数の吸音シートを複合する場合には、接着等の加工が必要であり、接着等の加工後は剥離等の問題が生じる恐れもあった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、低周波数領域から高周波領域までの広い周波数領域に亘って良好な吸音性能を有し、しかも複数の吸音繊維を組み合わせたり、複数の吸音シートを複合化したりする必要が無い吸音構造体を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、有機減衰材料を溶融紡糸して得られる吸音繊維を構成繊維とするメルトブロー不織布からなり、前記メルトブロー不織布を構成する吸音繊維が繊維の長さ方向に亘って繊維径が変化する長繊維からなることを特徴とする吸音構造体をその要旨とした。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、有機減衰材料が、ポリマーマトリックス相中に、ｐ−（ｐ−トルエンスルホニルアミド）ジフェニルアミン、４，４’−ビス（α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン、オクチル化ジフェニルアミン、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、及びＮ，Ｎ’−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンから選択された１種若しくは２種以上の化合物からなる分散相を有することを特徴とする請求項１に記載の吸音構造体をその要旨とした。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、複数の異なる分散相を有する有機減衰材料又は異なる分散相を有する複数の有機減衰材料を溶融紡糸して得られる吸音繊維を構成繊維とするメルトブロー不織布からなることを特徴とする請求項２に記載の吸音構造体をその要旨とした。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、異なる分散相を有する複数の有機減衰材料を溶融紡糸して得られる複数の吸音繊維を構成繊維とするメルトブロー不織布からなることを特徴とする請求項２に記載の吸音構造体をその要旨とした。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、有機減衰材料を含む溶融ポリマーを紡糸して得られる吸音繊維を構成繊維とするメルトブロー不織布からなる吸音構造体の製造方法であって、
前記溶融ポリマーをノズルオリフィスから吐出させ、これに高温のジェット気流を噴射させて紡糸するときに、前記溶融ポリマーの吐出時の温度、吐出量、高温ガスのガス圧及びガス温度のうちの少なくとも１つを変動させることにより、或いは紡糸後に延伸する場合には、その延伸速度を変更することにより、前記メルトブロー不織布を構成する吸音繊維の繊維径を長さ方向に亘って変化させたことを特徴とする吸音構造体の製造方法をその要旨とした。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、有機減衰材料が、ポリマーマトリックス相中に、ｐ−（ｐ−トルエンスルホニルアミド）ジフェニルアミン、４，４’−ビス（α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン、オクチル化ジフェニルアミン、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、及びＮ，Ｎ’−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンから選択された１種若しくは２種以上の化合物からなる分散相を有することを特徴とする請求項５に記載の吸音構造体の製造方法をその要旨とした。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、複数の異なる分散相を有する有機減衰材料又は異なる分散相を有する複数の有機減衰材料を配合した溶融ポリマーを紡糸することを特徴とする請求項６に記載の吸音構造体の製造方法をその要旨とした。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、異なる分散相を有する有機減衰材料を配合した複数の溶融ポリマーを紡糸することを特徴とする請求項６に記載の吸音構造体の製造方法をその要旨とした。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、異なる分散相を有する有機減衰材料を配合した複数の溶融ポリマーを準備し、前記複数の溶融ポリマーをそれぞれ複数のノズルオリフィスから吐出させ、これらに高温のジェット気流を噴射させて紡糸することを特徴とする請求項８に記載の吸音構造体の製造方法をその要旨とした。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の吸音構造体及びその製造方法にあっては、有機減衰材料、好ましくはポリマーマトリックス相中に、ｐ−（ｐ−トルエンスルホニルアミド）ジフェニルアミン、４，４’−ビス（α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン、オクチル化ジフェニルアミン、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、及びＮ，Ｎ’−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンから選択された１種若しくは２種以上の化合物からなる分散相を有する有機減衰材料を溶融紡糸して得られる吸音繊維を構成繊維とするメルトブロー不織布からなり、前記吸音繊維が繊維の長さ方向に亘って繊維径が変化する長繊維からなるので、１本の繊維の中で繊維径が太い部分が低周波数領域の音を効果的に減衰し、繊維径が細い部分が高周波数領域の音を効果的に減衰するようになっており、低周波数領域から高周波数領域までの広い周波数領域で良好な吸音効果が発揮されるようになっている。
【００１９】
またこの吸音構造体及びその製造方法にあっては、溶融ポリマーの吐出時の温度、吐出量、高温ガスのガス圧及びガス温度のうちの少なくとも１つを変動させることにより、或いは紡糸後に延伸する場合には、その延伸速度を変更するといった簡単な方法により、繊維の繊維径が長さ方向に亘って変化する吸音繊維を構成繊維とするメルトブロー不織布を得ることができ、複数の吸音繊維を組み合わせたり、複数の吸音シートを複合したりするなどの手間を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の吸音構造体のメルトブロー不織布を構成する繊維を示す拡大模式図。
【図２】本発明の吸音構造体のメルトブロー不織布を構成する繊維を示す拡大模式図。
【図３】本発明の吸音構造体のメルトブロー不織布を構成する繊維の別例を示す拡大模式図。
【図４】本発明の吸音構造体を構成するメルトブロー不織布の製造装置を示す模式図。
【図５】本発明の実施例及び比較例に係る吸音構造体の残響室法吸音率を測定する装置を示す模式図。
【図６】本発明の実施例及び比較例に係る吸音構造体の吸音率を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の吸音構造体及びその製造方法についてさらに詳しく説明する。本発明の吸音構造体は、有機減衰材料を溶融紡糸して得られる吸音繊維を構成繊維とするメルトブロー不織布からなる。
【００２２】
本発明の有機減衰材料は、振動や音といったエネルギーを効果的に減衰する働きを持つ材料であり、そのマトリックス相を構成するポリマーとしては、熱可塑性樹脂を全て用いることができるが、中でもポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィン、それらの共重合体、好ましくはカルボン酸とエポキシ等の極性基をグラフト又は共重合させたポリオレフィン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体（ＡＢＳ）、アクリロニトリルスチレン共重合体（ＡＳ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、塩素化ポリエチレン（ＣＰＥ）、及びエチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）から選ばれる１種若しくは２種以上が好ましく、さらに好ましくはウェブの形成性に優れるポリプロピレンである。
【００２３】
尚、上記マトリックス相を構成するポリマーの選択に際しては、後述するｐ−（ｐ−トルエンスルホニルアミド）ジフェニルアミン等の分散相を構成する成分との相溶性のほか、当該有機減衰材料の適用される材料（用途）や使用形態に応じて、取り扱い性、成形性、入手容易性、温度性能（耐熱性や耐寒性）、耐候性、価格なども考慮するのが望ましい。
【００２４】
有機減衰材料としては、上記ポリマーマトリックス相中に、ｐ−（ｐ−トルエンスルホニルアミド）ジフェニルアミン、４，４’−ビス（α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン、オクチル化ジフェニルアミン、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、及びＮ，Ｎ’−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンから選択された１種若しくは２種以上の化合物（以下、本件化合物という）からなる分散相を有するものを挙げることができる。
【００２５】
本件化合物は、上記マトリックス相を構成するポリマー中に混合されて、前記マトリックス相中に分散相を形成し、当該有機減衰材料に加わった振動や音といったエネルギーを効果的に減衰する働きを持つ。さらに詳しくは、分散相を構成する本件化合物は、本件化合物毎にエネルギー減衰効果が異なっている。
【００２６】
この分散相は、本件化合物がミクロ相分離した分散相として、或いは完全相溶した分散相としてマトリックス中に存在している。またこの分散相は、上記マトリックス相中に平均１ミクロン以下、より好ましくは平均０．１ミクロン以下の大きさで存在していることが、上記エネルギー減衰効果をより効果的に発揮させる上で望ましい。
【００２７】
この分散相を構成する本件化合物は、マトリックス相を構成するポリマー１００重量部に対し１〜２００重量部の割合で含まれていることが望ましい。本件化合物の含有量が１重量部を下回る場合、十分なエネルギー減衰性を得ることができず、また２００重量部を上回る場合には、範囲を超える分だけの減衰性が得られず不経済となるからである。
【００２８】
また、振動や音のエネルギーには、低周波領域から高周波領域まで様々な種類があり、用途や使用状態によって求められる振動や音の種類も異なることから、要求される振動や音の種類に応じてマトリックス相を構成するポリマーや分散相を構成する本件化合物を１種若しくは２種以上を選択し、選択されたマトリックス相を構成するポリマー中に本件化合物を混合することにより、要求される振動や音の種類に応じたより効果的なエネルギー減衰効果を有する有機減衰材料を得ることができるのである。
【００２９】
例えば図１は、要求される振動や音の種類に応じてマトリックス相を構成するポリマー及び分散相を構成する本件化合物をそれぞれ１種類ずつ選択し、選択されたマトリックス相を構成するポリマー中に同じく選択された１種類の本件化合物を混合し、これを溶融紡糸することによって得られた吸音繊維からなるメルトブロー不織布を示したものであり、メルトブロー不織布４を構成する吸音繊維３のマトリックス相１中には１種類の本件化合物の分散相２が形成されている。
【００３０】
図２に示す形態は、要求される振動や音の種類に応じてマトリックス相を構成するポリマー及び分散相を構成する本件化合物の組合せを２種類選択し、それぞれ選択されたマトリックス相を構成するポリマー中に同じく選択された１種類の本件化合物を混合し、これを溶融紡糸することによって得られた２種類の吸音繊維からなるメルトブロー不織布を示したものであり、メルトブロー不織布４を構成する各吸音繊維３ａ、３ｂのマトリックス相１ａ、１ｂ中にはそれぞれ１種類の本件化合物の分散相２ａ、２ｂが形成されている。
【００３１】
図３に示す形態は、要求される振動や音の種類に応じて１種類のマトリックス相を構成するポリマーと２種類の分散相を構成する本件化合物を選択し、選択されたマトリックス相を構成するポリマー中に同じく選択された２種類の本件化合物を混合し、これを溶融紡糸することによって得られた１種類の吸音繊維からなるメルトブロー不織布を示したものであり、メルトブロー不織布４を構成する吸音繊維３のマトリックス相１中には２種類の本件化合物の分散相２ａ、２ｂが形成されている。
【００３２】
尚、本発明の有機減衰材料中には、上述の成分の他に、例えばマイカ鱗片、ガラス片、グラスファイバー、カーボンファイバー、炭酸カルシウム、バライト、沈降硫酸バリウム等の物質や、腐食防止剤、染料、酸化防止剤、制電剤、安定剤、湿潤剤などを必要に応じて適宜加えることができる。
【００３３】
本発明の吸音構造体を構成するメルトブロー不織布は、上記有機減衰材料をメルトブロー法によって溶融紡糸して得られる吸音繊維からなる。メルトブロー不織布を構成する吸音繊維は、例えば図１に示すように、繊維の長さ方向に亘って繊維径が変化する繊維（主として長繊維）からなる。繊維の長さ方向に亘って繊維径が変化するとは、例えば図１に示すように、繊維の所定の長さ毎に又はランダムな長さ間隔で繊維径が異なる部分が形成されていることを意味している。
繊維径が変動する間隔をどのような間隔とするか、また、繊維径の変動の幅、即ち繊維の繊維径が最も細い部分と最も太い部分の差をどのような変動幅にするかについては、上述したように、１本の繊維の中で繊維径が太い部分は低周波数領域の音を効果的に減衰し、繊維径が細い部分は高周波数領域の音を効果的に減衰するようになっていることから、用途や使用状態に応じて要求される振動や音の種類に合わせて繊維の繊維径の変動幅並びに太い部分と細い部分の割合を適宜変更して決定するのが望ましい。
【００３４】
また、繊維の繊維径の変動幅並びに太い部分と細い部分の割合を決定する際には、本発明の吸音構造体が図１〜図３に示す形態を採り得ることから、これらの実施形態と合わせて検討するのが望ましい。
【００３５】
次に、本発明の吸音構造体の製造方法（以下、単に「本発明の方法」という）について説明する。尚、有機減衰材料、マトリックス相を構成するポリマー、分散相を構成する本件化合物については、上述したものと同じであるため、ここでの説明は割愛する。本発明の方法は、ポリマーマトリックス相中に本件化合物からなる分散相などを有する有機減衰材料を含む溶融ポリマーをメルトブロー法によって紡糸して得られる吸音繊維を構成繊維とするメルトブロー不織布からなる吸音構造体の製造方法である。
【００３６】
本発明の方法では、溶融ポリマーをノズルピースから吐出させ、これに高温のジェット気流を噴射させて紡糸するときに、前記溶融ポリマーの吐出時の温度、吐出量及び高温ガスのガス圧のうちの少なくとも１つを変動させることにより、或いは紡糸後に延伸する場合には、その延伸速度を変更することにより、前記メルトブロー不織布を構成する吸音繊維の繊維径を長さ方向に亘って変化させたことを特徴としている。
【００３７】
図４にはメルトブロー装置の概略図が示されている。メルトブロー装置１０は、原料となる有機減衰材料を投入して溶融させ紡糸用の溶融ポリマーを製造する２つの押出機１１ａ、１１ｂと、各押出機１１ａ、１１ｂに接続されたポリマー配管１２ａ、１２ｂと、ポリマー配管１２ａ、１２ｂを通じて押出機１１ａ、１１ｂから押し出された溶融ポリマーが投入されるメルトブローダイ１３とを備えている。押出機１１ａ、１１ｂには、要求される振動や音の種類に応じて選択されたマトリックス相を構成するポリマーと分散相を構成する本件化合物を投入する。
押出機１１ａ、１１ｂでは、マトリックス相を構成するポリマーと本件化合物とが混合されると共に、マトリックス相を構成するポリマーの溶融温度まで加熱され、溶融ポリマーが製造されるようになっている。押出機１１ａ、１１ｂで製造された溶融ポリマーは各ポリマー配管１２ａ、１２ｂを通じてメルトブローダイ１３へと送られて紡糸される。
【００３８】
前記メルトブローダイ１３は、複数のノズルオリフィス１３ａを含むノズルピース１３ｃと、複数のノズルオリフィス１３ａ近傍に設けられたコンプレッサー１６から送られる高温のジェット気流の流路１３ｂを形成するリップ間距離を０．２ｍｍとしたリッププレート１３ｄとを有しており、前記メルトブローダイ１３の複数のノズルオリフィス１３ａから吐出された溶融ポリマーは、ノズルピース１３ｃとリッププレート１３ｄとから形成される気流噴出口から噴射されるジェット気流によって牽引細化されて繊維状となって押出されるようになっている。
【００３９】
また、メルトブローダイ１３の繊維の押出方向には、コンベア１８によって水平状に移動する捕集ネット１４（コレクター）が配されており、この捕集ネット１４上にメルトブローダイ１３から押出された繊維が捕集されて堆積し、自己接着性繊維ウェブ１５が形成されるようになっている。尚、捕集ネット１４下部にはブロアー１７が配されており、メルトブローダイ１３からのジェット気流による押出しと共に捕集ネット１４下部からのブロアー１７によるエアー吸引とによってより効果的な繊維の捕集がなされるようになっている。図示の例では、捕集ネット１４の上面とノズルオリフィス１３ａの下端との間の距離は３６０ｍｍに設定されている。
【００４０】
本発明の方法は、上述の溶融ポリマーをノズルオリフィスから吐出させ、これに高温ガスのジェット気流を噴射させて紡糸するときに、前記溶融ポリマーの吐出時の温度、吐出量、高温ガスのガス圧及びガス温度のうちの少なくとも１つを変動させることにより、或いは紡糸後に延伸する場合には、その延伸速度を変更することにより、前記メルトブロー不織布を構成する吸音繊維の繊維径を長さ方向に亘って変化させている。
【００４１】
従来のメルトブロー不織布の製造方法では、ジェット気流の流速分布にバラツキがなく、繊維径分布や繊維分布が均質な目付ムラ、厚みムラの無いメルトブロー不織布を製造することを目的としており、そのような不織布を得るための様々な関連技術が開発されている。
一方、本発明の方法は、従来のメルトブロー不織布の製造技術とはまったく逆の方向を目指すものであり、溶融ポリマーの吐出時の温度、吐出量、高温ガスのガス圧及び温度を敢えて変動させることで、メルトブロー不織布を構成する吸音繊維の繊維径を長さ方向に亘って変化させているのである。
尚、溶融ポリマーを牽引細化して繊維状とし、移動する捕集ネット上に捕集するプロセスからなるメルトブロー不織布の製造に際しては、条件によっては、糸切れを起こしたり、それによるフライまたはショットが発生し、製品の外観を損ねる恐れがあるため、例えば溶融ポリマーの吐出時の温度及び高温ガスのガス圧を上げる一方で、吐出量を下げるなど、各条件のバランスを考慮して実施するのが望ましい。
【００４２】
本発明の吸音構造体の説明箇所で述べたとおり、本発明の吸音構造体は、用途や使用状態に応じてマトリックス相を構成するポリマーや分散相を構成する本件化合物を１種若しくは２種以上を選択し、これらを組み合わせることで様々な形態のものを得ることができる。
例えば図１に示すメルトブロー不織布からなる吸音構造体を製造する場合、要求される振動や音の種類に応じてマトリックス相を構成するポリマー及び分散相を構成する本件化合物をそれぞれ１種類ずつ選択し、これらを配合した溶融ポリマーを製造し、その溶融ポリマーを紡糸する。その紡糸の際に溶融ポリマーの吐出時の温度、吐出量、高温ガスのガス圧及び温度を変動させるのである。捕集ネット上には上記溶融ポリマーから造られた１種類の分散相を持つ吸音繊維が堆積し、１つの自己接着性繊維ウェブが形成され、図１に示すメルトブロー不織布を得ることができる。
【００４３】
図２に示すメルトブロー不織布からなる吸音構造体を製造する場合には、要求される振動や音の種類に応じてマトリックス相を構成するポリマー及び分散相を構成する本件化合物の組合せを２種類選択し、これら２種類の有機減衰材料を別々の押出機に投入して、それぞれの押出機で２種類の溶融ポリマーを製造する。
そして、それぞれの溶融ポリマーを別々のノズルオリフィスから吐出させて紡糸する。その紡糸の際に溶融ポリマーの吐出時の温度、吐出量、高温ガスのガス圧及び温度を変動させるのである。捕集ネット上にはそれぞれの溶融ポリマーから造られた異なる性能の異なる２種類の吸音繊維が堆積し、１つの自己接着性繊維ウェブが形成され、図２に示すメルトブロー不織布を得ることができる。
【００４４】
図３に示すメルトブロー不織布からなる吸音構造体を製造する場合には、要求される振動や音の種類に応じて１種類のマトリックス相を構成するポリマーと２種類の分散相を構成する本件化合物を選択し、選択されたマトリックス相を構成するポリマー中に同じく選択された２種類の本件化合物を混合し、溶融ポリマーを製造し、紡糸する。その紡糸の際に溶融ポリマーの吐出時の温度、吐出量、高温ガスのガス圧及び温度を変動させるのである。これにより捕集ネット上には溶融ポリマーから造られた異なる性能の２種類の分散相を持つ吸音繊維が堆積し、１つの自己接着性繊維ウェブが形成され、図３に示すメルトブロー不織布を得ることができる。
【実施例】
【００４５】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲で自由に変更して実施することができる。
【００４６】
実施例
９５重量％のホモポリプロピレン（Ｓ１１９「ＭＦＲ：６３」、株式会社プライムポリマー製）に５重量％のオクチル化ジフェニルアミンを添加したポリプロピレンペレットを用い、これを図４に示すメルトブロー装置１０の押出機１１ａに投入した（本例では２つある押出機１１ａ、１１ｂのうち１つのみを用いた。）。押出機は、直径３２ｍｍの単軸押出機であり、メルトブローダイ１３には、孔径０．１５ｍｍ、ピッチ０．２５ｍｍ、孔数１８０１のノズルラインナップを採用した。
【００４７】
吐出量：０．０２５ｃｃ／分／孔、エアー吐出量：７Ｎｍ３／分、捕集ネットを移動させるコンベア速度：０．３ｍ／分、というメルトブロー条件でメルトブローすることで、繊維径５μｍ程度、目付２３２ｇ／ｍ２、嵩高さ１５ｍｍのメルトブロー不織布を得た。
【００４８】
比較例
ホモポリプロピレン（Ｓ１１９「ＭＦＲ：６３」、株式会社プライムポリマー製）に１００重量％のポリプロピレンペレットを用い、実施例と同様にして繊維径５μｍ程度、目付２３０ｇ／ｍ２、嵩高さ２０ｍｍのメルトブロー不織布を得た。
【００４９】
残響室法吸音率の測定
得られた実施例及び比較例に係る各メルトブロー不織布を３５０ｍｍ×７００ｍｍの大きさに裁断したものを各２枚用意し、それらを並べて７００ｍｍ×７００ｍｍの大きさにすると共に、実施例と比較例の不織布では嵩高さが異なるため、厚さを１０ｍｍに揃えて試験片とし、各試験片について残響室法吸音率を測定した。残響室法吸音率の測定は、標準状態の条件下で、図５に示す試験装置３０を用いて行った。
【００５０】
図５に示す試験装置３０は、床３１上に直接試験片３２を置き（背面空気層０ｍｍ）、その周囲を高さ５０ｍｍの鉄アングル３３で囲むと共に、実施例と比較例の不織布では嵩高さが異なるため、目の粗い金網３４を試験片３２上に置いて厚さを１０ｍｍに揃え、その上で金網３４側から音を試験片３２に当てることで吸音率を測定した。その測定結果を図６に示した。
【００５１】
図６から、比較例の吸音率のグラフと実施例の吸音率のグラフとを対比したとき、実施例に係る試験片の吸音率は、比較例の試験片に係る吸音率に対して１／３オクターブ分だけ低周波にシフトしていることが確認された。
【００５２】
この結果から、吸音材は本来、厚みに従って特定の周波数領域において吸音特性が生じるのであるが、本件化合物を添加することで吸音特性が生じる周波数領域を制御できることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、建築物、防音壁、船舶、車両、電気機器、機械器具などに使用する吸音構造体として産業上好適に利用できる。
【符号の説明】
【００５４】
１ ・・・マトリックス相
２ ・・・分散相
３ ・・・吸音繊維
４ ・・・メルトブロー不織布
１０ ・・・メルトブロー装置
１１ａ・・・押出機
１１ｂ・・・押出機
１３ ・・・メルトブローダイ
１３ａ・・・ノズルオリフィス
１４ ・・・捕集ネット
１５ ・・・自己接着性繊維ウェブ
３０ ・・・試験装置
３２ ・・・試験片
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機減衰材料を溶融紡糸して得られる吸音繊維を構成繊維とするメルトブロー不織布からなり、前記メルトブロー不織布を構成する吸音繊維が繊維の長さ方向に亘って繊維径が変化する長繊維からなることを特徴とする吸音構造体。
【請求項２】
有機減衰材料が、ポリマーマトリックス相中に、ｐ−（ｐ−トルエンスルホニルアミド）ジフェニルアミン、４，４’−ビス（α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン、オクチル化ジフェニルアミン、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、及びＮ，Ｎ’−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンから選択された１種若しくは２種以上の化合物からなる分散相を有することを特徴とする請求項１に記載の吸音構造体。
【請求項３】
複数の異なる分散相を有する有機減衰材料又は異なる分散相を有する複数の有機減衰材料を溶融紡糸して得られる吸音繊維を構成繊維とするメルトブロー不織布からなることを特徴とする請求項２に記載の吸音構造体。
【請求項４】
異なる分散相を有する複数の有機減衰材料を溶融紡糸して得られる複数の吸音繊維を構成繊維とするメルトブロー不織布からなることを特徴とする請求項２に記載の吸音構造体。
【請求項５】
有機減衰材料を含む溶融ポリマーを紡糸して得られる吸音繊維を構成繊維とするメルトブロー不織布からなる吸音構造体の製造方法であって、
前記溶融ポリマーをノズルオリフィスから吐出させ、これに高温のジェット気流を噴射させて紡糸するときに、前記溶融ポリマーの吐出時の温度、吐出量、高温ガスのガス圧及びガス温度のうちの少なくとも１つを変動させることにより、或いは紡糸後に延伸する場合には、その延伸速度を変更することにより、前記メルトブロー不織布を構成する吸音繊維の繊維径を長さ方向に亘って変化させたことを特徴とする吸音構造体の製造方法。
【請求項６】
有機減衰材料が、ポリマーマトリックス相中に、ｐ−（ｐ−トルエンスルホニルアミド）ジフェニルアミン、４，４’−ビス（α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン、オクチル化ジフェニルアミン、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、及びＮ，Ｎ’−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンから選択された１種若しくは２種以上の化合物からなる分散相を有することを特徴とする請求項５に記載の吸音構造体の製造方法。
【請求項７】
複数の異なる分散相を有する有機減衰材料又は異なる分散相を有する複数の有機減衰材料を配合した溶融ポリマーを紡糸することを特徴とする請求項６に記載の吸音構造体の製造方法。
【請求項８】
異なる分散相を有する有機減衰材料を配合した複数の溶融ポリマーを紡糸することを特徴とする請求項６に記載の吸音構造体の製造方法。
【請求項９】
異なる分散相を有する有機減衰材料を配合した複数の溶融ポリマーを準備し、前記複数の溶融ポリマーをそれぞれ複数のノズルオリフィスから吐出させ、これらに高温のジェット気流を噴射させて紡糸することを特徴とする請求項８に記載の吸音構造体の製造方法。
【請求項１】
有機減衰材料を溶融紡糸して得られる吸音繊維を構成繊維とするメルトブロー不織布からなり、前記メルトブロー不織布を構成する吸音繊維が繊維の長さ方向に亘って繊維径が変化する長繊維からなることを特徴とする吸音構造体。
【請求項２】
有機減衰材料が、ポリマーマトリックス相中に、ｐ−（ｐ−トルエンスルホニルアミド）ジフェニルアミン、４，４’−ビス（α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン、オクチル化ジフェニルアミン、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、及びＮ，Ｎ’−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンから選択された１種若しくは２種以上の化合物からなる分散相を有することを特徴とする請求項１に記載の吸音構造体。
【請求項３】
複数の異なる分散相を有する有機減衰材料又は異なる分散相を有する複数の有機減衰材料を溶融紡糸して得られる吸音繊維を構成繊維とするメルトブロー不織布からなることを特徴とする請求項２に記載の吸音構造体。
【請求項４】
異なる分散相を有する複数の有機減衰材料を溶融紡糸して得られる複数の吸音繊維を構成繊維とするメルトブロー不織布からなることを特徴とする請求項２に記載の吸音構造体。
【請求項５】
有機減衰材料を含む溶融ポリマーを紡糸して得られる吸音繊維を構成繊維とするメルトブロー不織布からなる吸音構造体の製造方法であって、
前記溶融ポリマーをノズルオリフィスから吐出させ、これに高温のジェット気流を噴射させて紡糸するときに、前記溶融ポリマーの吐出時の温度、吐出量、高温ガスのガス圧及びガス温度のうちの少なくとも１つを変動させることにより、或いは紡糸後に延伸する場合には、その延伸速度を変更することにより、前記メルトブロー不織布を構成する吸音繊維の繊維径を長さ方向に亘って変化させたことを特徴とする吸音構造体の製造方法。
【請求項６】
有機減衰材料が、ポリマーマトリックス相中に、ｐ−（ｐ−トルエンスルホニルアミド）ジフェニルアミン、４，４’−ビス（α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン、オクチル化ジフェニルアミン、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、及びＮ，Ｎ’−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンから選択された１種若しくは２種以上の化合物からなる分散相を有することを特徴とする請求項５に記載の吸音構造体の製造方法。
【請求項７】
複数の異なる分散相を有する有機減衰材料又は異なる分散相を有する複数の有機減衰材料を配合した溶融ポリマーを紡糸することを特徴とする請求項６に記載の吸音構造体の製造方法。
【請求項８】
異なる分散相を有する有機減衰材料を配合した複数の溶融ポリマーを紡糸することを特徴とする請求項６に記載の吸音構造体の製造方法。
【請求項９】
異なる分散相を有する有機減衰材料を配合した複数の溶融ポリマーを準備し、前記複数の溶融ポリマーをそれぞれ複数のノズルオリフィスから吐出させ、これらに高温のジェット気流を噴射させて紡糸することを特徴とする請求項８に記載の吸音構造体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２１４９５７（Ｐ２０１２−２１４９５７Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−６４８８４（Ｐ２０１２−６４８８４）
【出願日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【出願人】（５０６２２９９７０）ＡＳ Ｒ＆Ｄ合同会社 (16)
【出願人】（３９１０３３３８８）三井屋工業株式会社 (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【出願人】（５０６２２９９７０）ＡＳ Ｒ＆Ｄ合同会社 (16)
【出願人】（３９１０３３３８８）三井屋工業株式会社 (7)
【Ｆターム（参考）】
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