消臭吸音材
【課題】消臭および吸音性、特に１０００Ｈｚから２０００Ｈｚの範囲内での吸音性に優れ、軽量かつ小型化の要望に対応できる、消臭吸音材を提供すること。
【解決手段】1種または2種以上の繊維からなる短繊維不織布層および無機多孔質体含有層を含む消臭吸音材であって、無機多孔質体含有層が、メルトブローン不織布同士あるいはメルトブローン不織布と他の長繊維不織布とに挟まれた形の無機多孔質体を有することを特徴とする消臭吸音材を作成する。
【解決手段】1種または2種以上の繊維からなる短繊維不織布層および無機多孔質体含有層を含む消臭吸音材であって、無機多孔質体含有層が、メルトブローン不織布同士あるいはメルトブローン不織布と他の長繊維不織布とに挟まれた形の無機多孔質体を有することを特徴とする消臭吸音材を作成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、短繊維不織布層および無機多孔質体含有層を含む消臭吸音材に関する。より詳細には、本発明は、自動車、建築用壁材などの分野において使用され得る、消臭機能と、特に低周波側の吸音機能に優れる消臭吸音材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車や建築用途に、様々な材質の吸音材が用いられている。例えば、短繊維不織布は、吸音材として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。
【０００３】
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、所望の吸音性を達成する為に比較的厚みの大きい積層体が形成される。
【０００４】
一方、近年自動車用途等を中心とした材料の小型化や軽量化の要望が高まっている。従来の高目付の吸音材を用いて重量則で遮音する手法はとりにくくなってきており、１０００Ｈｚ〜２０００Ｈｚの周波数域で吸音性能の高い軽量の材料が求められている。しかしながら不織布の厚みを大きくしてこの程度の周波数域での吸音率を高くするとそれより高い周波数域で吸音性能が低下するという問題がある上、小型化の要望に応じることが困難となる。
【０００５】
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８００Hz以上の周波領域の吸音性に優れている積層体が得られることが確認されている（特許文献２）が、満足のいくものではない。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２０３２６８号公報
【特許文献２】特開平０９−７６３８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、自動車、建築用壁材などの分野において使用され得る、消臭機能と、特に１０００Ｈｚ〜２０００Ｈｚの周波域の吸音機能に優れる消臭吸音材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、下記消臭吸音材を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち本発明は、短繊維不織布層および無機多孔質体含有層を含む消臭吸音材であって、
該無機多孔質体含有層が、メルトブローン不織布同士またはメルトブローン不織布と他の長繊維不織布とに挟まれた無機多孔質体を有する構造の消臭吸音材に関する。
【００１０】
上記消臭吸音材において、上記無機多孔質体は、活性炭であり得る。
【００１１】
上記消臭吸音材において、上記メルトブローン不織布の繊維径は、１０μｍ以下であり得る。
【００１２】
上記消臭吸音材において、上記短繊維不織布層と前記無機多孔質体含有層とは接着層により貼り合わされ得る。
【００１３】
上記消臭吸音材において、上記接着層は、熱融着不織布であり得る。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の消臭吸音材は、短繊維からなる不織布と、メルトブローン不織布同士またはメルトブローン不織布と長繊維不織布にはさまれた無機多孔質体含有層とを含む。このような構成を採用することにより、消臭効果と顕著な吸音効果が発揮される消臭吸音材となる。特に、本発明の消臭吸音材は、１０００Ｈｚ〜２０００Ｈｚでの吸音性に優れており、そのような領域での吸音性が要求される様々な用途に広く利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の短繊維不織布層を構成する繊維の形態としては、パラレルウェブ、セミランダムウェブ、ランダムウェブ、クロスウェブ、クリスクロスウェブなどのカードウェブまたはエアレイウェブが挙げられる。カードウェブであると、使用時の単繊維の脱落も少なく、嵩高なウェブを形成し易い点で好ましい。
【００１６】
前記短繊維不織布層を構成する繊維は、1種類あるいは複数種類の繊維の混合であってよいが、平均繊度は、０．５ｄｔｅｘ以上２７ｄｔｅｘ以下の範囲内であることが好ましい。より好ましい繊度の範囲は、１．５ｄｔｅｘから１５ｄｔｅｘである。さらに好ましい繊度の範囲は、１．５ｄｔｅｘから１０ｄｔｅｘである。繊度が２７ｄｔｅｘを超えると、低目付で均質な短繊維不織布層を形成することが困難となる可能性がある。
【００１７】
前記短繊維不織布層を構成する繊維における好ましい形態としては、繊維断面において少なくとも１つの中空部を形成する中空繊維である。中空繊維を用いることにより、嵩高な短繊維不織布層を得ることができるとともに、吸音性にも優れる層を得ることができる。具体的には、繊度が３ｄｔｅｘ以上１５ｄｔｅｘ以下の範囲内にある中空繊維が好ましく、素材としては特に限定はされないが、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン、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、ポリトリメチレンテレフタレート、脂肪族ポリエステルなどポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド等の合成繊維のいずれも使用することができる。前記短繊維不織布層を構成する繊維は、１種類であっても２種以上の混合であってもよい。この場合、中空繊維が短繊維不織布層に占める割合は、限定はされないが、１０〜７０重量％程度であることが好ましい。より好ましい中空繊維の含有量の範囲は、２０〜５０重量％である。
【００１８】
前記短繊維不織布層を構成する繊維としては、中空繊維の他に、通常の繊維および／または芯鞘構造を有する繊維が用いられる。すなわち、短繊維不織布層を構成する繊維として、中空繊維、通常の繊維、芯鞘構造繊維のいずれも単独で用いることもできるし、これらの２種以上を組み合わせて用いることもできる。通常の繊維の繊度としては、具体的には、繊度が２ｄｔｅｘ以上３０ｄｔｅｘ以下の範囲内にある繊維が好ましい。素材は特に限定はされないが、例えば、コットン、麻、ウール等の天然繊維、ビスコースレーヨン、溶剤紡糸レーヨン、アセテート等の再生繊維、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン、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、ポリトリメチレンテレフタレート、脂肪族ポリエステルなどポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド、アクリル、ポリウレタン等の合成繊維のいずれも使用することができる。
【００１９】
芯鞘構造を有する繊維としては、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン、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、ポリトリメチレンテレフタレート、脂肪族ポリエステルなどポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド等の繊維が好ましく用いられる。このうち、特にポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等の芯と芯より融点の低い変性ポリエステル、変性ポリプロピレン、ポリエチレンなどからなる鞘を有する繊維が好ましい。
【００２０】
短繊維不織布層を形成する繊維の長さは、１０〜１００ｍｍが好ましく、特に２０〜８０ｍｍが好ましい。繊維長１０ｍｍ以上の短繊維を使用することにより、個々の短繊維が不織布から脱落しにくくなる。
【００２１】
短繊維不織布層は、密度が０．００５ｇ／ｃｍ３以上０．１ｇ／ｃｍ３以下の範囲内にあることが好ましい。より好ましい短繊維不織布層の密度の下限は、０．００８ｇ／ｃｍ３である。さらに好ましい短繊維不織布層の密度の下限は、０．０１ｇ／ｃｍ３である。より好ましい短繊維不織布層の密度の上限は、０．０５ｇ／ｃｍ３である。さらに好ましい短繊維不織布層の密度の上限は、０．０３５ｇ／ｃｍ３である。短繊維不織布層の密度が０．００５ｇ／ｃｍ３未満であると、外圧がかかったときに厚みの低下し易い傾向にある。短繊維不織布層の密度が０．１ｇ／ｃｍ３を超えると、所望の厚みを得るのに繊維集積量を多くする必要があり、不経済であり、硬くなり、吸音材を設置するときの柔軟性に欠ける。
【００２２】
前記短繊維不織布層の密度は、以下のようにして測定することができる。まず、吸音材の目付、および２．９４ｃＮ／ｃｍ２荷重下における厚みを測定する。次いで、極細繊維層に筋状に結合された短繊維不織布層を極細繊維層から引き剥がし、極細繊維層の目付、および２．９４ｃＮ／ｃｍ２荷重下における厚みを測定する。前記吸音材の目付と前記極細繊維層の目付との差から、短繊維不織布層の目付を算出する。一方、前記吸音材の厚みと前記極細繊維層の厚みとの差から、短繊維不織布層の厚みを算出する。そして、上述で求められる短繊維不織布層の目付と厚みから密度を算出することができる。
【００２３】
前記短繊維不織布層の厚みは、２mm以上であることが好ましい。より好ましい短繊維不織布層の厚みの下限は、３mmである。短繊維不織布層の厚みが２mm未満であると、所望の吸音性が得られないだけでなく、所望の形状に成形するときの成形性にも劣る。
【００２４】
前記無機多孔質体含有層を構成するメルトブローン不織布とは、メルトブロー法によって得られた不織布をいい、その製造は、従来公知の方法を採用することができる。例えば、一列に並んだオリフィスを有するノズルから加熱溶融した樹脂を押し出し、その近傍に備わったスリットからノズルと同程度の温度に加熱された高温エアを噴出し、オリフィスから紡出された溶融樹脂と接触させることで細化し、それをノズル下方に配置した捕集面に積層しシート化することで得られる。
【００２５】
本発明のメルトブローン不織布は、好ましくは平均繊維径１０μｍ以下、より好ましくは８μｍ以下、さらに好ましくは６μｍ以下の極細繊維からなり、目付が１５〜１００ｇ／ｍ２のメルトブローン不織布である。
【００２６】
本発明に用いるメルトブローン不織布を構成する繊維としては、繊維形成性の熱可塑性樹脂よりなる極細繊維が好ましく、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン、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、ポリトリメチレンテレフタレート、脂肪族ポリエステルなどポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミドが好ましい。さらに、熱可塑性エラストマーよりなる極細繊維も使用することができ、例えば、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリエーテル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマーなどからなる極細繊維が挙げられる。
【００２７】
前記他の長繊維不織布は、例えばスパンボルト法、乾式法、メルトブロー法、エレクトロスピニング法等によって製造される。
【００２８】
本発明に用いる他の長繊維不織布を構成する繊維としては、繊維形成性の熱可塑性樹脂あるいは熱可塑性エラストマーよりなる極細繊維が挙げられるが、限定はされない。熱可塑性樹脂としては例えばポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン、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、ポリトリメチレンテレフタレート、脂肪族ポリエステルなどポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド、ポリプロピレンなどであり、特にポリエチレンテレフタレート（PET）を用いることが好ましい。熱可塑性エラストマーとしては、例えば、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリエーテル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマーを用いることが好ましい。この他、極細繊維でなくとも、通常の太さの繊維まで、様々な径の繊維が用いられ得る。素材は、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン、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、ポリトリメチレンテレフタレート、脂肪族ポリエステルなどポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド、アクリル、ポリウレタン等の合成繊維のいずれも使用することができる。繊維の形態は特に限定されない。
【００２９】
本明細書において、無機多孔質体は、特に限定されないが、活性炭などの各種炭、シリカゲル、多孔質ガラス、ゼオライト、ハイドロタルサイト、ハイドロキシアパタイト、粘土鉱物類等が例示される。中でも、本発明において、特に好ましくは、活性炭が用いられる。
【００３０】
無機多孔質体の形状は特に限定はされないが、粒状のものが好ましく用いられる。粒状の活性炭の場合の粒径は、好ましくは、２０μｍ以上５ｍｍ以下、特に好ましくは７５μｍ以上２ｍｍ以下である。また、比重は、空隙のある活性炭においては、球相当比重で０．１〜２．０が好ましい。
【００３１】
次に、本発明の消臭吸音材における製造方法の一例を説明する。まず、１種または２種以上の所定の短繊維を準備し、短繊維不織布層を作製する。
【００３２】
一方、無機多孔質体含有層を別に準備する。無機多孔質体含有層は、例えば、以下のように調製することができる。まず、無機多孔質体をバインダー樹脂と混合し、メルトブローン不織布の一方の面上に均一に散布する。あるいは長繊維不織布上に均一に散布することもできる。また、予め繊維表面にバインダーを散布、塗布しておくこと、多孔質体を散布した後にバインダー成分を付与することなどの手段も好ましく用いることができる。
【００３３】
ここで使用されるバインダー樹脂は、好ましくは粒状、繊維状、エマルジョン、または粉末状であり得る。あるいは、溶剤系接着剤や溶融樹脂を用いることもできる。バインダー樹脂の素材としては、特に限定されないが、ポリエチレン系樹脂、変性オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂などの熱可塑性樹脂のほか、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂などを単独あるいは組み合わせて用いることができる。
【００３４】
無機多孔質体とバインダー樹脂の混合重量割合は、１：１から５０：１、好ましくは、２：１〜２０：１程度である。
【００３５】
無機多孔質体を不織布上に散布する際の割合は特に限定はないが、無機多孔質体として、１０〜１０００ｇ／ｍ２程度、好ましくは、３０〜３００ｇ／ｍ２程度が含まれることが好ましい。
【００３６】
次に、無機多孔質体上に他の長繊維不織布あるいはメルトブローン不織布を積層し、熱で処理して、無機多孔質体含有層を形成する。熱処理の条件は、使用するバインダー樹脂の溶融温度等により変わり得るが、例えば１００℃以上２００℃以下の温度範囲で、３０秒から５分の間のいずれかの時間で処理することが可能である。
【００３７】
次に、別々に作成した短繊維不織布層と、無機多孔質体含有層とを積層し合わせる。この時短繊維不織布層と無機多孔質体含有層とを、ニードルパンチ法により合わせることも可能であるし、接着層により貼り合わせることも可能である。合成ゴム、エラストマー、その他のホットメルトの溶融塗布により貼り合わせることもできる。
【００３８】
接着層による貼り合わせの場合は、例えば、熱融着不織布、樹脂接着剤を接着剤層とすることができる。接着層の素材は特に限定されず、ポリエチレン系樹脂、変性オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂などの熱可塑性樹脂が好ましく用いられる。
【００３９】
例えば、熱可塑性樹脂を用いた接着層を短繊維不織布層と無機多孔質体含有層との間に設置した後、全体を熱処理することができる。
【００４０】
本発明の消臭吸音材は、最終的に、厚さ５〜５０ｍｍ程度、好ましくは、５〜３０ｍｍ程度が好ましく、目付は、１００〜１０００ｇ／ｍ２、好ましくは、１５０〜５００ｇ／ｍ２程度である。
【００４１】
このようにして得られる本発明の消臭吸音材は、限定はされないが、自動車のドアトリムなどの内装材に適用でき、特に植物性材料を含有した基材に添設させることで基材から放出される独特な臭いを消臭するとともに、ロードノイズ及び車室内の音を吸音することができる。
【実施例】
【００４２】
以下に、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。
【００４３】
［実施例１］
ポリプロピレンよりなる５０ｇ／ｍ２、繊維径＝３．６μｍのメルトブローン不織布を用意した。次に、活性炭（規定方法ＪＩＳ Ｋ１４１７「活性炭試験方法」により直径３０〜６０メッシュ、２５０〜５００マイクロメートル）、粉末ポリエチレンバインダー樹脂を重量比９：１で混合し、これをメルトブローン不織布上に均一に８０ｇ／ｍ２となるよう散布した。さらにポリエチレンテレフタレートよりなる２５ｇ／ｍ２、繊度＝２．２ｄｔｅｘの熱圧着タイプのスパンボンド不織布を積層し、積層したものを１３５℃×１分で処理し、無機多孔質体含有層を得た。
【００４４】
次に、得られた無機多孔質体含有層の上に、１０ｇ／ｍ２のポリエステル系くもの巣状熱融着不織布（呉羽テック株式会社製 ダイナック（登録商標））を積層した。さらに、６．６ｄｔｅｘ、カット長＝６４ｍｍ、丸中空率３０％のポリエチレンテレフタレート繊維（a）、２．２ｄｔｅｘ、カット長５１ｍｍの丸断面ポリエチレンテレフタレート繊維(b)、および４．４ｄｔｅｘ、５１ｍｍの芯鞘構造を有し、芯部がポリエチレンテレフタレート、鞘部が軟化点１３０℃のイソフタル酸変性ポリエステルであるバインダー繊維(c)を、（a）：(b)： (c)の重量比を３０：６０：１０として混合した後、カードウエッブとし、これを上記ポリエステル系くもの巣状熱融着不織布上にクロスレイ方式で１７０ｇ／ｍ２となるよう積層した。その後、処理後の厚さが１０ｍｍになるよう規制し（エアースルー処理装置中のコンベアーによる）、１５０℃×２分熱処理し、３２５ｇ／ｍ２の吸音材を得た。
【００４５】
［比較例１］
ポリプロピレンよりなる５０ｇ／ｍ２、繊維径＝３．６μｍのメルトブロー不織布を用意した。次に、消臭剤（化学反応で臭いの成分をとる市販の消臭剤(非多孔質かつアルデヒド反応性のp−アミノ安息香酸）、粉末ポリエチレンバインダー樹脂を重量比９：１で混合し、これをメルトブロー不織布上に均一に８０ｇ／ｍ２となるよう散布した。さらにポリエチレンテレフタレートよりなる２５ｇ／ｍ２、繊度＝２．２ｄｔｅｘの熱圧着タイプのスパンボンド不織布を積層し、１３５℃×１分で処理し、消臭剤含有長繊維不織布層を得た。
【００４６】
次に、その不織布層の上に、１０ｇ／ｍ２のポリエステル系くもの巣状熱融着不織布（呉羽テック株式会社製ダイナック（登録商標））を積層した。さらに、６．６ｄｔｅｘ、カット長＝６４ｍｍ、丸中空率３０％のポリエチレンテレフタレート繊維（a）、２．２ｄｔｅｘ、カット長５１ｍｍの丸断面ポリエチレンテレフタレート繊維(b)、および４．４ｄｔｅｘ、５１ｍｍの芯鞘構造を有し、芯部がポリエチレンテレフタレート、鞘部が軟化点１３０℃のイソフタル酸変性ポリエステルであるバインダー繊維(c)を、（a）：(b)： (c)の重量比を３０：６０：１０として混合した後、カードウエッブとし、これを上記ポリエステル系くもの巣状熱融着不織布上にクロスレイ方式で１７０ｇ／ｍ２となるよう積層した。その後、処理後の厚さが１０ｍｍになるよう規制し、１５０℃×２分熱処理し、３２５ｇ／ｍ２の吸音材を得た。
【００４７】
［比較例２］
ポリプロピレンよりなる５０ｇ／ｍ２、繊維径＝３．６μｍのメルトブロー不織布を用意した。さらにポリエチレンテレフタレートよりなる２５ｇ／ｍ２、繊度＝２．２ｄｔｅｘの熱圧着タイプのスパンボンド不織布を積層し、次に、その長繊維不織布層の上に、６．６ｄｔｅｘ、カット長＝６４ｍｍ、丸中空率３０％のポリエチレンテレフタレート繊維（a）、２．２ｄｔｅｘ、カット長５１ｍｍの丸断面ポリエチレンテレフタレート繊維(b)、および４．４ｄｔｅｘ、５１ｍｍの芯鞘構造を有し、芯部がポリエチレンテレフタレート、鞘部が軟化点１３０℃のイソフタル酸変性ポリエステルであるバインダー繊維(c)を、（a）：(b)： (c)の重量比を３０：６０：１０として混合した後、カードウエッブをクロスレイ方式で２５０ｇ／ｍ２となるよう積層した。その後、ニードルパンチにより交絡させ、処理後の厚さが１０ｍｍになるよう規制し、１５０℃×２分熱処理し、３２５ｇ／ｍ２の吸音材を得た。
【００４８】
上記実施例および比較例で得られた、消臭吸音材（サンプル）について以下の評価を行った。評価結果を表１に示す。
【００４９】
＜吸音性能の測定＞
測定方法
吸音性能：ＪＩＳ Ａ1405に準拠し、垂直入射法により、１０００Hz、１２５０Hzおよび１６００Hzの周波数におけるそれぞれの吸音率を測定した。
【００５０】
＜消臭性能の測定＞
消臭性能：社団法人繊維評価技術協議会 消臭加工繊維製品認証基準 第３章 アセトアルデヒドによる。容積５Ｌのガス捕集袋に１００×１００ｍｍの試料を封入後、１４ｐｐｍに調整したアセトアルデヒドガス３Ｌを導入した。２時間放置後の濃度をガステック社製アセトアルデヒド検知管Ｎｏ．９２Ｌを用い測定を行った。
【００５１】
数値の算出は次式にて行った。
（（空試験の測定濃度−実試験の測定濃度）÷（空試験の測定濃度））×１００（％）
評価基準は次の通りである。
◎： ９０％以上
○： ８０％以上
△： ７０％以上
×： ７０％未満
【００５２】
【表１】
【００５３】
この結果、本発明の消臭吸音材は、優れた消臭および吸音効果があることがわかった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、短繊維不織布層および無機多孔質体含有層を含む消臭吸音材に関する。より詳細には、本発明は、自動車、建築用壁材などの分野において使用され得る、消臭機能と、特に低周波側の吸音機能に優れる消臭吸音材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車や建築用途に、様々な材質の吸音材が用いられている。例えば、短繊維不織布は、吸音材として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。
【０００３】
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、所望の吸音性を達成する為に比較的厚みの大きい積層体が形成される。
【０００４】
一方、近年自動車用途等を中心とした材料の小型化や軽量化の要望が高まっている。従来の高目付の吸音材を用いて重量則で遮音する手法はとりにくくなってきており、１０００Ｈｚ〜２０００Ｈｚの周波数域で吸音性能の高い軽量の材料が求められている。しかしながら不織布の厚みを大きくしてこの程度の周波数域での吸音率を高くするとそれより高い周波数域で吸音性能が低下するという問題がある上、小型化の要望に応じることが困難となる。
【０００５】
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８００Hz以上の周波領域の吸音性に優れている積層体が得られることが確認されている（特許文献２）が、満足のいくものではない。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２０３２６８号公報
【特許文献２】特開平０９−７６３８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、自動車、建築用壁材などの分野において使用され得る、消臭機能と、特に１０００Ｈｚ〜２０００Ｈｚの周波域の吸音機能に優れる消臭吸音材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、下記消臭吸音材を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち本発明は、短繊維不織布層および無機多孔質体含有層を含む消臭吸音材であって、
該無機多孔質体含有層が、メルトブローン不織布同士またはメルトブローン不織布と他の長繊維不織布とに挟まれた無機多孔質体を有する構造の消臭吸音材に関する。
【００１０】
上記消臭吸音材において、上記無機多孔質体は、活性炭であり得る。
【００１１】
上記消臭吸音材において、上記メルトブローン不織布の繊維径は、１０μｍ以下であり得る。
【００１２】
上記消臭吸音材において、上記短繊維不織布層と前記無機多孔質体含有層とは接着層により貼り合わされ得る。
【００１３】
上記消臭吸音材において、上記接着層は、熱融着不織布であり得る。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の消臭吸音材は、短繊維からなる不織布と、メルトブローン不織布同士またはメルトブローン不織布と長繊維不織布にはさまれた無機多孔質体含有層とを含む。このような構成を採用することにより、消臭効果と顕著な吸音効果が発揮される消臭吸音材となる。特に、本発明の消臭吸音材は、１０００Ｈｚ〜２０００Ｈｚでの吸音性に優れており、そのような領域での吸音性が要求される様々な用途に広く利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の短繊維不織布層を構成する繊維の形態としては、パラレルウェブ、セミランダムウェブ、ランダムウェブ、クロスウェブ、クリスクロスウェブなどのカードウェブまたはエアレイウェブが挙げられる。カードウェブであると、使用時の単繊維の脱落も少なく、嵩高なウェブを形成し易い点で好ましい。
【００１６】
前記短繊維不織布層を構成する繊維は、1種類あるいは複数種類の繊維の混合であってよいが、平均繊度は、０．５ｄｔｅｘ以上２７ｄｔｅｘ以下の範囲内であることが好ましい。より好ましい繊度の範囲は、１．５ｄｔｅｘから１５ｄｔｅｘである。さらに好ましい繊度の範囲は、１．５ｄｔｅｘから１０ｄｔｅｘである。繊度が２７ｄｔｅｘを超えると、低目付で均質な短繊維不織布層を形成することが困難となる可能性がある。
【００１７】
前記短繊維不織布層を構成する繊維における好ましい形態としては、繊維断面において少なくとも１つの中空部を形成する中空繊維である。中空繊維を用いることにより、嵩高な短繊維不織布層を得ることができるとともに、吸音性にも優れる層を得ることができる。具体的には、繊度が３ｄｔｅｘ以上１５ｄｔｅｘ以下の範囲内にある中空繊維が好ましく、素材としては特に限定はされないが、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン、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、ポリトリメチレンテレフタレート、脂肪族ポリエステルなどポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド等の合成繊維のいずれも使用することができる。前記短繊維不織布層を構成する繊維は、１種類であっても２種以上の混合であってもよい。この場合、中空繊維が短繊維不織布層に占める割合は、限定はされないが、１０〜７０重量％程度であることが好ましい。より好ましい中空繊維の含有量の範囲は、２０〜５０重量％である。
【００１８】
前記短繊維不織布層を構成する繊維としては、中空繊維の他に、通常の繊維および／または芯鞘構造を有する繊維が用いられる。すなわち、短繊維不織布層を構成する繊維として、中空繊維、通常の繊維、芯鞘構造繊維のいずれも単独で用いることもできるし、これらの２種以上を組み合わせて用いることもできる。通常の繊維の繊度としては、具体的には、繊度が２ｄｔｅｘ以上３０ｄｔｅｘ以下の範囲内にある繊維が好ましい。素材は特に限定はされないが、例えば、コットン、麻、ウール等の天然繊維、ビスコースレーヨン、溶剤紡糸レーヨン、アセテート等の再生繊維、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン、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、ポリトリメチレンテレフタレート、脂肪族ポリエステルなどポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド、アクリル、ポリウレタン等の合成繊維のいずれも使用することができる。
【００１９】
芯鞘構造を有する繊維としては、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン、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、ポリトリメチレンテレフタレート、脂肪族ポリエステルなどポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド等の繊維が好ましく用いられる。このうち、特にポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等の芯と芯より融点の低い変性ポリエステル、変性ポリプロピレン、ポリエチレンなどからなる鞘を有する繊維が好ましい。
【００２０】
短繊維不織布層を形成する繊維の長さは、１０〜１００ｍｍが好ましく、特に２０〜８０ｍｍが好ましい。繊維長１０ｍｍ以上の短繊維を使用することにより、個々の短繊維が不織布から脱落しにくくなる。
【００２１】
短繊維不織布層は、密度が０．００５ｇ／ｃｍ３以上０．１ｇ／ｃｍ３以下の範囲内にあることが好ましい。より好ましい短繊維不織布層の密度の下限は、０．００８ｇ／ｃｍ３である。さらに好ましい短繊維不織布層の密度の下限は、０．０１ｇ／ｃｍ３である。より好ましい短繊維不織布層の密度の上限は、０．０５ｇ／ｃｍ３である。さらに好ましい短繊維不織布層の密度の上限は、０．０３５ｇ／ｃｍ３である。短繊維不織布層の密度が０．００５ｇ／ｃｍ３未満であると、外圧がかかったときに厚みの低下し易い傾向にある。短繊維不織布層の密度が０．１ｇ／ｃｍ３を超えると、所望の厚みを得るのに繊維集積量を多くする必要があり、不経済であり、硬くなり、吸音材を設置するときの柔軟性に欠ける。
【００２２】
前記短繊維不織布層の密度は、以下のようにして測定することができる。まず、吸音材の目付、および２．９４ｃＮ／ｃｍ２荷重下における厚みを測定する。次いで、極細繊維層に筋状に結合された短繊維不織布層を極細繊維層から引き剥がし、極細繊維層の目付、および２．９４ｃＮ／ｃｍ２荷重下における厚みを測定する。前記吸音材の目付と前記極細繊維層の目付との差から、短繊維不織布層の目付を算出する。一方、前記吸音材の厚みと前記極細繊維層の厚みとの差から、短繊維不織布層の厚みを算出する。そして、上述で求められる短繊維不織布層の目付と厚みから密度を算出することができる。
【００２３】
前記短繊維不織布層の厚みは、２mm以上であることが好ましい。より好ましい短繊維不織布層の厚みの下限は、３mmである。短繊維不織布層の厚みが２mm未満であると、所望の吸音性が得られないだけでなく、所望の形状に成形するときの成形性にも劣る。
【００２４】
前記無機多孔質体含有層を構成するメルトブローン不織布とは、メルトブロー法によって得られた不織布をいい、その製造は、従来公知の方法を採用することができる。例えば、一列に並んだオリフィスを有するノズルから加熱溶融した樹脂を押し出し、その近傍に備わったスリットからノズルと同程度の温度に加熱された高温エアを噴出し、オリフィスから紡出された溶融樹脂と接触させることで細化し、それをノズル下方に配置した捕集面に積層しシート化することで得られる。
【００２５】
本発明のメルトブローン不織布は、好ましくは平均繊維径１０μｍ以下、より好ましくは８μｍ以下、さらに好ましくは６μｍ以下の極細繊維からなり、目付が１５〜１００ｇ／ｍ２のメルトブローン不織布である。
【００２６】
本発明に用いるメルトブローン不織布を構成する繊維としては、繊維形成性の熱可塑性樹脂よりなる極細繊維が好ましく、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン、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、ポリトリメチレンテレフタレート、脂肪族ポリエステルなどポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミドが好ましい。さらに、熱可塑性エラストマーよりなる極細繊維も使用することができ、例えば、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリエーテル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマーなどからなる極細繊維が挙げられる。
【００２７】
前記他の長繊維不織布は、例えばスパンボルト法、乾式法、メルトブロー法、エレクトロスピニング法等によって製造される。
【００２８】
本発明に用いる他の長繊維不織布を構成する繊維としては、繊維形成性の熱可塑性樹脂あるいは熱可塑性エラストマーよりなる極細繊維が挙げられるが、限定はされない。熱可塑性樹脂としては例えばポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン、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、ポリトリメチレンテレフタレート、脂肪族ポリエステルなどポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド、ポリプロピレンなどであり、特にポリエチレンテレフタレート（PET）を用いることが好ましい。熱可塑性エラストマーとしては、例えば、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリエーテル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマーを用いることが好ましい。この他、極細繊維でなくとも、通常の太さの繊維まで、様々な径の繊維が用いられ得る。素材は、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン、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、ポリトリメチレンテレフタレート、脂肪族ポリエステルなどポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド、アクリル、ポリウレタン等の合成繊維のいずれも使用することができる。繊維の形態は特に限定されない。
【００２９】
本明細書において、無機多孔質体は、特に限定されないが、活性炭などの各種炭、シリカゲル、多孔質ガラス、ゼオライト、ハイドロタルサイト、ハイドロキシアパタイト、粘土鉱物類等が例示される。中でも、本発明において、特に好ましくは、活性炭が用いられる。
【００３０】
無機多孔質体の形状は特に限定はされないが、粒状のものが好ましく用いられる。粒状の活性炭の場合の粒径は、好ましくは、２０μｍ以上５ｍｍ以下、特に好ましくは７５μｍ以上２ｍｍ以下である。また、比重は、空隙のある活性炭においては、球相当比重で０．１〜２．０が好ましい。
【００３１】
次に、本発明の消臭吸音材における製造方法の一例を説明する。まず、１種または２種以上の所定の短繊維を準備し、短繊維不織布層を作製する。
【００３２】
一方、無機多孔質体含有層を別に準備する。無機多孔質体含有層は、例えば、以下のように調製することができる。まず、無機多孔質体をバインダー樹脂と混合し、メルトブローン不織布の一方の面上に均一に散布する。あるいは長繊維不織布上に均一に散布することもできる。また、予め繊維表面にバインダーを散布、塗布しておくこと、多孔質体を散布した後にバインダー成分を付与することなどの手段も好ましく用いることができる。
【００３３】
ここで使用されるバインダー樹脂は、好ましくは粒状、繊維状、エマルジョン、または粉末状であり得る。あるいは、溶剤系接着剤や溶融樹脂を用いることもできる。バインダー樹脂の素材としては、特に限定されないが、ポリエチレン系樹脂、変性オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂などの熱可塑性樹脂のほか、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂などを単独あるいは組み合わせて用いることができる。
【００３４】
無機多孔質体とバインダー樹脂の混合重量割合は、１：１から５０：１、好ましくは、２：１〜２０：１程度である。
【００３５】
無機多孔質体を不織布上に散布する際の割合は特に限定はないが、無機多孔質体として、１０〜１０００ｇ／ｍ２程度、好ましくは、３０〜３００ｇ／ｍ２程度が含まれることが好ましい。
【００３６】
次に、無機多孔質体上に他の長繊維不織布あるいはメルトブローン不織布を積層し、熱で処理して、無機多孔質体含有層を形成する。熱処理の条件は、使用するバインダー樹脂の溶融温度等により変わり得るが、例えば１００℃以上２００℃以下の温度範囲で、３０秒から５分の間のいずれかの時間で処理することが可能である。
【００３７】
次に、別々に作成した短繊維不織布層と、無機多孔質体含有層とを積層し合わせる。この時短繊維不織布層と無機多孔質体含有層とを、ニードルパンチ法により合わせることも可能であるし、接着層により貼り合わせることも可能である。合成ゴム、エラストマー、その他のホットメルトの溶融塗布により貼り合わせることもできる。
【００３８】
接着層による貼り合わせの場合は、例えば、熱融着不織布、樹脂接着剤を接着剤層とすることができる。接着層の素材は特に限定されず、ポリエチレン系樹脂、変性オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂などの熱可塑性樹脂が好ましく用いられる。
【００３９】
例えば、熱可塑性樹脂を用いた接着層を短繊維不織布層と無機多孔質体含有層との間に設置した後、全体を熱処理することができる。
【００４０】
本発明の消臭吸音材は、最終的に、厚さ５〜５０ｍｍ程度、好ましくは、５〜３０ｍｍ程度が好ましく、目付は、１００〜１０００ｇ／ｍ２、好ましくは、１５０〜５００ｇ／ｍ２程度である。
【００４１】
このようにして得られる本発明の消臭吸音材は、限定はされないが、自動車のドアトリムなどの内装材に適用でき、特に植物性材料を含有した基材に添設させることで基材から放出される独特な臭いを消臭するとともに、ロードノイズ及び車室内の音を吸音することができる。
【実施例】
【００４２】
以下に、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。
【００４３】
［実施例１］
ポリプロピレンよりなる５０ｇ／ｍ２、繊維径＝３．６μｍのメルトブローン不織布を用意した。次に、活性炭（規定方法ＪＩＳ Ｋ１４１７「活性炭試験方法」により直径３０〜６０メッシュ、２５０〜５００マイクロメートル）、粉末ポリエチレンバインダー樹脂を重量比９：１で混合し、これをメルトブローン不織布上に均一に８０ｇ／ｍ２となるよう散布した。さらにポリエチレンテレフタレートよりなる２５ｇ／ｍ２、繊度＝２．２ｄｔｅｘの熱圧着タイプのスパンボンド不織布を積層し、積層したものを１３５℃×１分で処理し、無機多孔質体含有層を得た。
【００４４】
次に、得られた無機多孔質体含有層の上に、１０ｇ／ｍ２のポリエステル系くもの巣状熱融着不織布（呉羽テック株式会社製 ダイナック（登録商標））を積層した。さらに、６．６ｄｔｅｘ、カット長＝６４ｍｍ、丸中空率３０％のポリエチレンテレフタレート繊維（a）、２．２ｄｔｅｘ、カット長５１ｍｍの丸断面ポリエチレンテレフタレート繊維(b)、および４．４ｄｔｅｘ、５１ｍｍの芯鞘構造を有し、芯部がポリエチレンテレフタレート、鞘部が軟化点１３０℃のイソフタル酸変性ポリエステルであるバインダー繊維(c)を、（a）：(b)： (c)の重量比を３０：６０：１０として混合した後、カードウエッブとし、これを上記ポリエステル系くもの巣状熱融着不織布上にクロスレイ方式で１７０ｇ／ｍ２となるよう積層した。その後、処理後の厚さが１０ｍｍになるよう規制し（エアースルー処理装置中のコンベアーによる）、１５０℃×２分熱処理し、３２５ｇ／ｍ２の吸音材を得た。
【００４５】
［比較例１］
ポリプロピレンよりなる５０ｇ／ｍ２、繊維径＝３．６μｍのメルトブロー不織布を用意した。次に、消臭剤（化学反応で臭いの成分をとる市販の消臭剤(非多孔質かつアルデヒド反応性のp−アミノ安息香酸）、粉末ポリエチレンバインダー樹脂を重量比９：１で混合し、これをメルトブロー不織布上に均一に８０ｇ／ｍ２となるよう散布した。さらにポリエチレンテレフタレートよりなる２５ｇ／ｍ２、繊度＝２．２ｄｔｅｘの熱圧着タイプのスパンボンド不織布を積層し、１３５℃×１分で処理し、消臭剤含有長繊維不織布層を得た。
【００４６】
次に、その不織布層の上に、１０ｇ／ｍ２のポリエステル系くもの巣状熱融着不織布（呉羽テック株式会社製ダイナック（登録商標））を積層した。さらに、６．６ｄｔｅｘ、カット長＝６４ｍｍ、丸中空率３０％のポリエチレンテレフタレート繊維（a）、２．２ｄｔｅｘ、カット長５１ｍｍの丸断面ポリエチレンテレフタレート繊維(b)、および４．４ｄｔｅｘ、５１ｍｍの芯鞘構造を有し、芯部がポリエチレンテレフタレート、鞘部が軟化点１３０℃のイソフタル酸変性ポリエステルであるバインダー繊維(c)を、（a）：(b)： (c)の重量比を３０：６０：１０として混合した後、カードウエッブとし、これを上記ポリエステル系くもの巣状熱融着不織布上にクロスレイ方式で１７０ｇ／ｍ２となるよう積層した。その後、処理後の厚さが１０ｍｍになるよう規制し、１５０℃×２分熱処理し、３２５ｇ／ｍ２の吸音材を得た。
【００４７】
［比較例２］
ポリプロピレンよりなる５０ｇ／ｍ２、繊維径＝３．６μｍのメルトブロー不織布を用意した。さらにポリエチレンテレフタレートよりなる２５ｇ／ｍ２、繊度＝２．２ｄｔｅｘの熱圧着タイプのスパンボンド不織布を積層し、次に、その長繊維不織布層の上に、６．６ｄｔｅｘ、カット長＝６４ｍｍ、丸中空率３０％のポリエチレンテレフタレート繊維（a）、２．２ｄｔｅｘ、カット長５１ｍｍの丸断面ポリエチレンテレフタレート繊維(b)、および４．４ｄｔｅｘ、５１ｍｍの芯鞘構造を有し、芯部がポリエチレンテレフタレート、鞘部が軟化点１３０℃のイソフタル酸変性ポリエステルであるバインダー繊維(c)を、（a）：(b)： (c)の重量比を３０：６０：１０として混合した後、カードウエッブをクロスレイ方式で２５０ｇ／ｍ２となるよう積層した。その後、ニードルパンチにより交絡させ、処理後の厚さが１０ｍｍになるよう規制し、１５０℃×２分熱処理し、３２５ｇ／ｍ２の吸音材を得た。
【００４８】
上記実施例および比較例で得られた、消臭吸音材（サンプル）について以下の評価を行った。評価結果を表１に示す。
【００４９】
＜吸音性能の測定＞
測定方法
吸音性能：ＪＩＳ Ａ1405に準拠し、垂直入射法により、１０００Hz、１２５０Hzおよび１６００Hzの周波数におけるそれぞれの吸音率を測定した。
【００５０】
＜消臭性能の測定＞
消臭性能：社団法人繊維評価技術協議会 消臭加工繊維製品認証基準 第３章 アセトアルデヒドによる。容積５Ｌのガス捕集袋に１００×１００ｍｍの試料を封入後、１４ｐｐｍに調整したアセトアルデヒドガス３Ｌを導入した。２時間放置後の濃度をガステック社製アセトアルデヒド検知管Ｎｏ．９２Ｌを用い測定を行った。
【００５１】
数値の算出は次式にて行った。
（（空試験の測定濃度−実試験の測定濃度）÷（空試験の測定濃度））×１００（％）
評価基準は次の通りである。
◎： ９０％以上
○： ８０％以上
△： ７０％以上
×： ７０％未満
【００５２】
【表１】
【００５３】
この結果、本発明の消臭吸音材は、優れた消臭および吸音効果があることがわかった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
短繊維不織布層および無機多孔質体含有層を含む消臭吸音材であって、
該無機多孔質体含有層が、メルトブローン不織布同士あるいはメルトブローン不織布と他の長繊維不織布とに挟まれた無機多孔質体を有することを特徴とする消臭吸音材。
【請求項２】
前記無機多孔質体が活性炭であることを特徴とする請求項１に記載の消臭吸音材。
【請求項３】
前記メルトブローン不織布の繊維径が、１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の消臭吸音材。
【請求項４】
前記短繊維不織布層と前記無機多孔質体含有層とが接着層により貼り合わされていることを特徴とする請求項1から３までのいずれかに記載の消臭吸音材。
【請求項５】
前記接着層が、熱融着不織布であることを特徴とする請求項４に記載の消臭吸音材。
【請求項１】
短繊維不織布層および無機多孔質体含有層を含む消臭吸音材であって、
該無機多孔質体含有層が、メルトブローン不織布同士あるいはメルトブローン不織布と他の長繊維不織布とに挟まれた無機多孔質体を有することを特徴とする消臭吸音材。
【請求項２】
前記無機多孔質体が活性炭であることを特徴とする請求項１に記載の消臭吸音材。
【請求項３】
前記メルトブローン不織布の繊維径が、１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の消臭吸音材。
【請求項４】
前記短繊維不織布層と前記無機多孔質体含有層とが接着層により貼り合わされていることを特徴とする請求項1から３までのいずれかに記載の消臭吸音材。
【請求項５】
前記接着層が、熱融着不織布であることを特徴とする請求項４に記載の消臭吸音材。
【公開番号】特開２００９−２７５３０９（Ｐ２００９−２７５３０９Ａ）
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２７２２７（Ｐ２００８−１２７２２７）
【出願日】平成２０年５月１４日（２００８．５．１４）
【出願人】（０００００３１６０）東洋紡績株式会社 (3,622)
【出願人】（０００２４１５００）トヨタ紡織株式会社 (2,945)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月１４日（２００８．５．１４）
【出願人】（０００００３１６０）東洋紡績株式会社 (3,622)
【出願人】（０００２４１５００）トヨタ紡織株式会社 (2,945)
【Ｆターム（参考）】
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