耐熱性吸音材
【課題】 温度約４００℃以上の場所に設置された際でも熱収縮やへたりが無く、吸音性能に優れるとともに、難燃性、断熱性、機械的強度に優れた吸音材を提供すること。
【解決手段】 （Ａ）溶融温度または熱分解温度が３７０℃以上である耐熱性有機繊維から選ばれる少なくとも１種の繊維を６０ｗｔ％以上（全表皮材繊維中）含有し、目付が１５０ｇ／ｍ２以下の繊維シートからなる厚さが０．０１〜２ｍｍの表皮材、および（Ｂ）溶融温度または熱分解温度が３７０℃以上である耐熱性繊維から選ばれる少なくとも１種の繊維を８０ｗｔ％以上（全不織布繊維中）含有し、厚さが２〜１００ｍｍの不織布が積層されてなる耐熱性吸音材。
【解決手段】 （Ａ）溶融温度または熱分解温度が３７０℃以上である耐熱性有機繊維から選ばれる少なくとも１種の繊維を６０ｗｔ％以上（全表皮材繊維中）含有し、目付が１５０ｇ／ｍ２以下の繊維シートからなる厚さが０．０１〜２ｍｍの表皮材、および（Ｂ）溶融温度または熱分解温度が３７０℃以上である耐熱性繊維から選ばれる少なくとも１種の繊維を８０ｗｔ％以上（全不織布繊維中）含有し、厚さが２〜１００ｍｍの不織布が積層されてなる耐熱性吸音材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐熱性に優れた吸音材に関し、詳細には自動車のエンジンルームや排気マフラ等に用いる耐熱性に優れた吸音材に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンルーム内には、エンジンの発する音の共鳴を防止し、騒音を低減するために、通常、吸音材を設けている。エンジンルーム内のうち、特に排気マフラの近傍は、登坂走行時の高負荷、高回転数の条件下ではかなりの高温になる場合がある。従来、このような高温に耐えかつ吸音性能を長期にわたって維持することは困難と考えられており、グラスウールの表面にアルミ板を貼着した構成の吸音材は、高熱に耐えることができるものの、吸音性能が不充分であった。
【０００３】
そこで、特開昭５９−２２７４４２号公報（特許文献１）には、合成繊維不織布に高軟化点を有する短繊維を散布した後ニードリングを施して通気性のある耐熱性表皮を作成し、その耐熱性表皮を接着剤を介してグラスウールの表面に積層するとともに、加熱加圧成形することにより、耐熱性吸音材を得る方法が提案されている。
【０００４】
この方法では合成繊維不織布を構成する繊維および短繊維として、軟化点が２３０℃以上の繊維を使用するとしており、具体的には、レーヨン、トリアセテート、ナイロン６６、ポリエステル繊維を開示している。また、実施例において作成している耐熱性吸音材は、軟化点が２４０℃のポリエステルスパンボンド布を合成繊維不織布とし、その上に軟化点が２４２℃のポリエステル短繊維を散布し、ニードルパンチを施して耐熱性表皮を得、この耐熱性表皮をグラスウールの表面に特定量のフェノール樹脂を介して積層し、この積層体を２００℃、９０ｋｇ／ｃｍ２の圧力で加熱加圧成形し、同時にトリミングを行ったものである。これにより、耐熱耐久性の良い吸音材が得られるとしている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された方法では、使用繊維の融点はいずれも３００℃以下であるため、高温（約４００℃以上）耐熱性が要求されるエンジンルームの吸音材として使用するには表皮の耐熱性が不充分である。また、表皮とグラスウールとを、フェノール樹脂接着剤を介して積層しているため、高温で接着剤が溶融分解するおそれがある。さらに、グラスウール成形体との積層体は、耐熱性と吸音性能の双方を一応満足しうるものではあるが、高度な吸音性能を得ることができない。また、グラスウール成形体を使用した場合は、吸音材のリサイクルが難しいという問題がある。
【０００６】
特開２０００−８２６０号公報（特許文献２）には、自動車のエンジンルームの吸音材として好適な吸音材として、耐炎化繊維からなる不織布と、無機繊維もしくは高分子化合物で構成された基材とが積層一体化された吸音材であって、不織布がその嵩密度（ｋｇ／ｍ３）×目付（ｇ／ｍ２）＝８０００〜２０００００となるように設計されたものが開示されている。この方法では、アクリル系繊維を前駆体とした耐炎化繊維のニードルパンチ不織布を、上記の基材と積層一体化して、厚さ５〜１００ｍｍの吸音材を得ている。不織布と積層一体化される基材としては、ガラス繊維、アスベスト繊維、ロックウール等の無機繊維、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン等の有機高分子化合物が例示されている。
【０００７】
しかしながら、具体的な態様として記載された基材の一つであるグラスウール（厚さ５ｍｍ）等を使用した場合、耐熱性は優れるが吸音性能が不充分であり、また、グラスウールを使用した場合は、吸音材のリサイクルが難しいという問題がある。一方、基材として難燃性ポリウレタンフォーム（厚さ５ｍｍ）を使用した場合は、ある程度の吸音性能は期待できるが耐熱性が不充分となるばかりか、吸音材を焼却処分した際に難燃剤由来の有害ガスが発生するおそれがある。また、不織布と基材とを、フェノール樹脂とアクリル粘着剤ラテックスを用いて積層一体化しているため、高温で接着剤が溶融して積層体が分離することによって経時で吸音性能が低下する問題がある。
【特許文献１】特開昭５９−２２７４４２号公報
【特許文献２】特開２０００−８２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、温度約４００℃以上の場所に設置された際でも熱収縮やへたりが無く、吸音性能に優れるとともに、難燃性、断熱性、機械的強度に優れた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】
【０００９】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、溶融温度または熱分解温度が３７０℃以上である耐熱性有機繊維を主体とする特定の繊維シートからなる表皮材と、溶融温度または熱分解温度が３７０℃以上である耐熱性繊維を主体とする特定の不織布とを積層することにより、４００℃においても熱収縮やへたり、吸音性能の衰えの無い吸音材が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、以下の通りである。
１）（Ａ）溶融温度または熱分解温度が３７０℃以上である耐熱性有機繊維から選ばれる少なくとも１種の繊維を６０ｗｔ％以上（全表皮材繊維中）含有し、目付が１５０ｇ／ｍ２以下の繊維シートからなる厚さが０．０１〜２ｍｍの表皮材、および（Ｂ）溶融温度または熱分解温度が３７０℃以上である耐熱性繊維から選ばれる少なくとも１種の繊維を８０ｗｔ％以上（全不織布繊維中）含有し、厚さが２〜１００ｍｍの不織布が積層されてなることを特徴とする耐熱性吸音材、
２）（Ａ）表皮材が、さらにケイ酸塩鉱物を含有するものである前記１）に記載の耐熱性吸音材、
３）（Ａ）表皮材を構成する耐熱性有機繊維が、アラミド繊維またはポリベンズオキサゾール繊維である前記１）または２）に記載の耐熱性吸音材、
４）（Ａ）表皮材が、湿式不織布である前記１）〜３）のいずれかに記載の耐熱性吸音材、
５）（Ａ）表皮材が、ガラス転移温度２５０℃以上の樹脂バインダーを５〜４０ｗｔ％（表皮材中）含有する前記４）に記載の耐熱性吸音材、
６）樹脂バインダーが、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂およびメタ系アラミド樹脂から選ばれる少なくとも１種である前記５）に記載の耐熱性吸音材、
７）（Ｂ）不織布を構成する耐熱性繊維が、有機繊維である前記１）〜６）のいずれかに記載の耐熱性吸音材、
８）有機繊維が、アラミド繊維、ポリベンズオキサゾール繊維、ポリアリレート繊維、ポリイミド繊維または耐炎化繊維である前記７）に記載の耐熱性吸音材、および、
９）自動車用外装材として適用される前記１）〜８）のいずれかに記載の耐熱性吸音材。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、温度約４００℃以上の場所に設置された際にも、熱収縮やへたりが無く、吸音性能が良好で、難燃性、断熱性、機械的強度に優れた吸音材を提供することができる。又、本発明の吸音材を、ディーゼルエンジンの排気ダクトの吸音材等に適用することにより、車外騒音を大幅に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明において（Ａ）表皮材を構成する繊維シートに用いられる、溶融温度または熱分解温度が３７０℃以上である耐熱性有機繊維としては、例えば、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリベンズチアゾール繊維、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）繊維、ポリイミド繊維、ポリエーテルイミド繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維、ポリエーテルケトン繊維、ポリエーテルケトンケトン繊維、ポリアミドイミド繊維および耐炎化繊維から選ばれた１種または２種以上の有機繊維が挙げられる。これらの耐熱性有機繊維は、従来公知のものや、公知の方法またはそれに準ずる方法に従って製造したものを全て使用することができる。ここで、耐炎化繊維は、主としてアクリル繊維を空気などの活性雰囲気中で２００〜５００℃で焼成して製造されるもので、炭素繊維の前駆体である。例えば、旭化成社製造の商品名「ラスタン」（登録商標）、東邦テナックス社製造の商品名「パイロメックス」（登録商標）などを挙げることができる。
【００１３】
上記の耐熱性有機繊維の中でも、低収縮性で加工性が良い点から、高温で溶融しない、アラミド繊維、ポリアリレート繊維およびポリベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維が好ましく、さらに好ましいのはアラミド繊維およびポリベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維である。
【００１４】
アラミド繊維には、パラ系アラミド繊維とメタ系アラミド繊維とがあり、パラ系アラミド繊維としては、例えば、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維（米国デュポン株式会社、東レ・デュポン株式会社製、商品名「ＫＥＶＬＡＲ」（登録商標））、コポリパラフェニレン−３，４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維（帝人株式会社製、商品名「テクノーラ」（登録商標））などがあり、メタ系アラミド繊維としては、ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維（米国デュポン社製商品名「ＮＯＭＥＸ（登録商標）」、帝人株式会社製商品名「コーネックス（登録商標）」）などがある。これらのアラミド繊維の中でも、耐熱性に優れる点よりパラ系アラミド繊維が好ましい。
【００１５】
上記のアラミド繊維は、その繊維表面および繊維内部にフィルムフォーマ、シランカップリング剤および界面活性剤が付与されていてもよい。これらの表面処理剤のアラミド繊維に対する固形分付着量は、０．０１〜２０ｗｔ％の範囲であることが望ましい。
【００１６】
耐熱性有機繊維としては、長繊維または所望の繊維長に切断した短繊維が用いられる。それらの繊度は０．１〜１０ｄｔｅｘが好ましい。短繊維を使用する場合、その繊維長は特に限定されず、加工性や吸音特性により適宜決定することができるが、１〜２０ｍｍが好ましい。
【００１７】
前記の耐熱性有機繊維は、それぞれ単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。同種または異種の繊維で、繊度や繊維長の異なる繊維を混合して用いることもできる。この場合、繊維の混合比は任意であり、吸音材の用途や目的に合せて適宜決定することができる。
【００１８】
表皮材を構成する繊維シートは、上記の耐熱性有機繊維から選ばれる少なくとも１種の繊維を６０ｗｔ％以上（全表皮材繊維中）含有するものであればよく、本発明の目的を阻害しない範囲内であれば、上記の耐熱性有機繊維以外のポリエステル繊維やポリフェニレンスルフィド繊維などを４０ｗｔ％以下の範囲で含有していてもよい。吸音材の設置場所が４００℃を超える高温域となる場合は、全表皮材繊維中の耐熱性有機繊維の比率を９０ｗｔ％以上にするのが好ましい。
【００１９】
表皮材を構成する繊維シートとしては、長繊維からなるスパンボンド不織布、短繊維からなる乾式不織布または短繊維からなる湿式不織布が挙げられるが、特に好ましいのは、短繊維からなる湿式不織布である。短繊維からなる湿式不織布としては、チョップドファイバー、パルプまたはステープルを抄紙してなるペーパーやフェルトなどが挙げられる。市販品としては、アラミド繊維からなる湿式不織布「ケブラーペーパー」（王子製紙株式会社製）などが挙げられる
【００２０】
繊維シートには、ケイ酸塩鉱物等の添加剤を含有させることもでき、より優れた耐熱性を付与することができる点で好ましい。かかる不織布は、例えば、耐熱性有機繊維とケイ酸塩鉱物とから、公知の湿式抄紙法により製造することができる。ケイ酸塩鉱物としては、マイカが好適に挙げられ、より具体的には、例えば白雲母、金雲母、黒雲母、人造金雲母などが挙げられる。繊維シートに対する上記ケイ酸塩鉱物の使用量は、５〜７０ｗｔ％、好ましくは１０〜４０ｗｔ％である。
【００２１】
表皮材として湿式不織布を用いる場合、ガラス転移温度２５０℃以上の樹脂バインダーを使用することが好ましい。ガラス転移温度の高い樹脂バインダーを含有させることにより、エンジンの排気ダクトなどの高温部材の周辺の吸音材に適用した場合でも吸音材の形状を維持することができ（すなわち、へたりがない）、吸音性能の低下を抑えることができる。樹脂バインダーを使用しない場合は、繊維シートを構成する繊維がバラバラになり易く、所望の形状のものが得られなかったり、吸音性能が低下したりする。樹脂バインダーのガラス転移温度は、２８０℃以上５００℃以下がより好ましい。
【００２２】
上記の樹脂バインダーとしては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、メタ系アラミド樹脂等を挙げることができ、これらの樹脂から構成される繊維等も樹脂バインダーとして使用することができる。バインダー樹脂の溶融温度または熱分解温度は、繊維シートの主要構成繊維たる耐熱性有機繊維のそれよりも低いものを選択することが好ましく、繊維シート作成時にバインダー樹脂が溶融あるいは軟化することによって耐熱性有機繊維を結合させることができ、また、吸音材の使用時に耐熱性繊維が崩壊するのを防止することができる。
【００２３】
前記樹脂バインダーは、表皮材中に、乾燥質量で、５〜４０ｗｔ％含有されることが好ましい。樹脂バインダーは不織布の重なり合った繊維の交叉点に付着して繊維同士を結着する。樹脂バインダーの含有量が５ｗｔ％未満では不織布を構成する繊維同士の決着が不十分であり、一方、４０ｗｔ％を超えると繊維シートの耐熱性が不足するので好ましくない。
【００２４】
樹脂バインダーは、後記するように、抄紙用スラリー中に分散させることが好ましい。
【００２５】
本発明において、表皮材として好ましく使用される湿式不織布の製造方法としては、前記耐熱性短繊維および樹脂バインダー繊維を水中に均一に分散させて抄紙し、得られるウエブを加熱乾燥する方法を挙げることができる。水中の繊維成分濃度は０．０１〜１．５ｗｔ％程度が好ましい。乾燥後の湿式不織布をカレンダーロールを用いて加熱加圧処理を施すことが好ましい。
【００２６】
表皮材を構成する繊維シートの目付（単位面積あたりの質量）は、１５０ｇ／ｍ２以下である。目付が１５０ｇ／ｍ２を超える場合は、表皮材の通気性が低下することによって吸音性能が不良になる。目付は、より好ましくは１０〜１５０ｇ／ｍ２、さらに好ましくは２０〜１５０ｇ／ｍ２、最も好ましくは２０〜１００ｇ／ｍ２の範囲がよい。目付を前記範囲内とすることにより、強度と通気性を保持することができる。
【００２７】
表皮材を構成する繊維シートの厚さは、強度と吸音性能の点から０．０１〜２ｍｍ、好ましくは０．０１〜１ｍｍ、より好ましくは０．０１〜０．５ｍｍ、さらに好ましくは０．０３〜０．１ｍｍである。
【００２８】
表皮材を構成する繊維シートは、通気量が５０ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃ以下であることが好ましい。ここでいう通気量は、ＪＩＳ Ｌ−１０９６に基づいて測定されるものである。通気量が５０ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃを超えると吸音材の吸音性能が低下する。
【００２９】
本発明において（Ｂ）不織布に用いられる、溶融温度または熱分解温度が３７０℃以上である耐熱性繊維としては、無機繊維、有機繊維が挙げられる。無機繊維としては、例えば、ガラス繊維、アルミナ繊維、スラグウール、ロックウール、炭素繊維等が挙げられる。有機繊維としては、例えば、アラミド繊維（メタ系、パラ系）、ポリアリレート繊維、ポリベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリベンズチアゾール繊維、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）繊維、ポリイミド繊維、ポリエーテルイミド繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維、ポリエーテルケトン繊維、ポリエーテルケトンケトン繊維、ポリアミドイミド繊維および耐炎化繊維から選ばれた１種または２種以上の有機繊維が挙げられる。有機繊維は、無機繊維に比べて繊維の加工性が良く、安全性に優れているため、好ましい。
【００３０】
上記の有機繊維の中でも、低収縮性で加工性が良く高温で溶融しない点より、アラミド繊維、ポリベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリアリレート繊維、ポリイミド繊維（ポリイミドスリットヤーンなど）および耐炎化繊維が好ましく、さらに好ましいのはパラ系アラミド繊維、ポリベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維およびポリイミド繊維（ポリイミドスリットヤーンなど）である。
【００３１】
ポリイミドのスリットヤーンは、例えば東レ・デュポン株式会社の「ｋａｐｔｏｎ（登録商標）」フイルムをスリッターで０．３〜１．０ｍｍ程度の幅にスリットした後、巻き取り、これを集束してギァー式、またはスチーム、乾熱式などのクリンパーでクリンプを与え、長さ３０〜１００ｍｍ程度にカットしたあと、通常のニードルパンチ法などで不織布化することができる。
【００３２】
不織布は、上記の耐熱性有機繊維から選ばれる少なくとも１種の繊維を８０ｗｔ％以上（全不織布中）含有するものであればよく、本発明の目的を阻害しない範囲内であれば、上記の耐熱性有機繊維以外のポリエステル繊維やポリフェニレンスルフィド繊維などを２０ｗｔ％以下の範囲で含有していてもよい。吸音材の設置場所が４００℃を超える高温域となる場合は、全不織布中の耐熱性有機繊維の比率が９０ｗｔ％以上であるのが好ましい。
【００３３】
不織布は、短繊維からなる不織布、長繊維からなる不織布のいずれであってもよく、例えば、ニードルパンチ不織布、ウォータージェットパンチ不織布、メルトブロー不織布、スパンボンド不織布、ステッチボンド不織布、硬綿または湿式不織布などが用いられる。中でも、短繊維のニードルパンチ不織布、ウォータージェットパンチ不織布または湿式不織布が好ましく、特に、ニードルパンチ不織布または湿式不織布が好ましい。不織布は積層体にして使用することもできる。不織布は、目付１５０〜８００ｇ／ｍ２、嵩密度０．０１〜０．２ｇ／ｃｍ３の範囲にあることが、吸音性能の点より好ましい。
【００３４】
本発明で用いる耐熱性繊維としては、長繊維、または、長繊維やスリットヤーンを所望の繊維長に切断した短繊維が挙げられる。短繊維を使用する場合、その繊維長および繊度は特に限定されず、加工性や吸音特性により適宜決定することができる。短繊維の繊度は、通常０．５〜３０ｄｔｅｘ、好ましくは１．０〜２０ｄｔｅｘ、より好ましくは１．０〜１０ｄｔｅｘであり、スリットヤーンの場合１００〜３００ｄｔｅｘである。短繊維の繊維長は１０〜１００ｍｍ、特に２０〜８０ｍｍのものが好ましい。
【００３５】
前記耐熱性繊維は、それぞれ単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。同種または異種の繊維で、繊度や繊維長の異なる熱可塑性短繊維を混合して用いることもできる。この場合、繊維の混合比は任意であり、不織布の用途や目的に合せて適宜決定することができる。
【００３６】
不織布は、その嵩密度が小さすぎると難燃性、断熱性および吸音性が低下し、大きすぎても耐摩耗性および加工性が低下するため、嵩密度が０．０１〜０．２ｇ／ｃｍ３の範囲であることが好ましい。より好ましくは０．０１〜０．１ｇ／ｃｍ３、さらに好ましくは０．０２〜０．０８ｇ／ｃｍ３である。このように、不織布の嵩密度を制御することによって、不織布中の空気（酸素）の割合が一定範囲内に制御されることで、不織布に優れた断熱性および吸音性能を付与することができる。
【００３７】
本発明において不織布の厚みは、厚いほど吸音性能が良くなるが、経済性、扱い易さ、吸音材としてのスペース確保等の点から、２〜１００ｍｍ、好ましくは３〜５０ｍｍ、より好ましくは５〜３０ｍｍである。
【００３８】
また、本発明において、上記不織布は種々の形状をとり得る。例えば、多面体（長方体等の六面体など）、円柱体、円筒体などが挙げられる。本発明の耐熱性吸音材は、前記不織布が多面体である場合、該多面体（例えば長方体など）の一表面に上記表皮材が積層されているもの以外に、該多面体の２以上の面において、上記表皮材が積層されていてもよい。また、前記不織布が円柱体または円筒体である場合は、該円柱体または円筒体の曲面において上記表皮材が積層されてなるのが好ましい。
【００３９】
表皮材と不織布の積層は、非接着状態でもよいが、吸音材の剥離による吸音性能の低下を防止するため、結合させて積層することが好ましい。表皮と不織布の積層は接着剤を使用しない方法では縫合、ニードルパンチなどによる他、台付き金属製接合具を表皮材と不織布を貫通させたあと、先端部に別の穴あき金属板を通し、台付き金属製接合部の先端を折り曲げて接合する方法も採用することができる。また、結束機具を用いて固定部材を取り付ける方法も採用することができ、例えばバノックピン（登録商標）（日本バノック社製）などを挙げることができる。また、ポリイミド樹脂などの耐熱性熱可塑性樹脂により接着する方法も採用することができる。
【００４０】
本発明の耐熱性吸音材において、表皮材は、不織布の少なくとも片面に積層されている必要があるが、不織布の両面に積層されていてもよい。また、不織布と表皮材とを少なくとも各１層以上用いてそれらを一体化させ、多層構造体としてもよく、積層数は任意である。
【００４１】
本発明において、表皮材および不織布を構成する繊維の断面形状は特に限定されず、真円断面状であってもよいし、異形断面状であってもよい。例えば楕円状、中空状、Ｘ断面状、Ｙ断面状、Ｔ断面状、Ｌ断面状、星型断面状、葉形断面状（例えば三つ葉形状、四葉形状、五葉形状等）、その他の多角断面状（例えば三角状、四角状、五角状、六角状等）などの異形断面状であってもよい。
【００４２】
また、本発明の耐熱性吸音材は、必要に応じて染料や顔料で着色されていてもよい。着色方法として、紡糸前に染料や顔料をポリマーと混合して紡糸した原着糸を使用してもよく、各種方法で着色した繊維を用いてもよい。吸音材を染料や顔料で着色してもよい。
【００４３】
本発明の耐熱性吸音材は、その目的や用途に合せて公知の方法等を適用して適宜な大きさ、形状等に加工することにより種々の用途に用いることができ、耐熱性と吸音性能が求められる用途の全てに用いることができる。具体的には、自動車、電車、貨車、船舶、航空機等のフロアー材、天井材、リアパッケージ、ドアトリム、ダッシュボードのインシュレータ；土木・建築用の壁材や天井材；電気掃除機、換気扇、電気洗濯機、電気冷蔵庫、冷凍庫、電気衣類乾燥機、電気ミキサー・ジューサー、エアコン（エアーコンディショナー）、ヘアードライヤー、電気かみそり、空気清浄器、電気除湿器、電気芝刈機などの電化製品；スピーカー用振動板；ブレーカ（ケーシングの内張等）などの各種用途に用いることができる。特に高温における耐熱性と吸音性能が要求される自動車のエンジンルームや排気マフラの吸音材として使用することにより、騒音を低減させることができる。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例および比較例を用いて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。なお、以下の実施例および比較例における各特性値の測定方法は次の通りである。
【００４５】
〔厚さ〕
圧縮硬さ試験器（株式会社大栄科学精器製作所製）を用い、荷重が０．１ｇ／ｃｍ２時の厚さを測定した。
【００４６】
〔通気量〕
ＪＩＳ Ｌ−１０９６のフラジール法に基づいて測定した。
【００４７】
（実施例１）
東レ・デュポン（株）製のパラ系アラミド繊維「ＫＥＶＬＡＲ（登録商標）」ステープル（１．７ｄｔｅｘ×５１ｍｍ、ＬＯＩ値２９（融点または熱分解温度：５００℃以上で炭化））を用い、ニードルパンチ方式により厚さ１０ｍｍ、目付４００ｇ／ｍ２、嵩密度０．０４ｇ／ｃｍ３の不織布を得た。
【００４８】
また一方表皮材として、東レ・デュポン（株）製の単糸繊度１．７ｄｔｅｘのパラ系アラミド繊維「ケブラー（登録商標）」３ｍｍチョップドファイバー糸と、樹脂バインダーとして、デュポン（株）製のメタ系アラミド繊維「ＮＯＭＥＸ(登録商標) 」パルプ（ガラス転移温度：２８０〜２９０℃）を９０：１０の質量比で混合して抄紙し、カレンダー加工して厚さ９５μｍ、目付７１ｇ／ｍ２、通気量０．８１ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃのアラミドペーパーを得た。
【００４９】
不織布と表皮材とを金属ピンで結合することにより積層一体化して吸音材を得た。
【００５０】
（実施例２）
実施例１で得たＫＥＶＬＡＲ（登録商標）１００％の不織布に、表皮材として王子製紙（株）製のポリベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維からなるペーパー（厚さ９５μｍ、目付７２ｇ／ｍ２、通気量０．９３ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃ）を、実施例１と同様の方法により積層一体化して吸音材を得た。
【００５１】
（実施例３）
東レ・デュポン（株）製のポリイミドフィルム「ｋａｐｔｏｎ（登録商標）Ｈタイプ」（厚さ２５μｍ、目付３６ｇ／ｍ２）を、通常のスリッターで幅０．５ｍｍにスリットし、１８０ｄｔｅｘの繊維を得た。このスリット糸を集束してギアー型のクリンパーで７回／２．５４ｃｍのクリンプを与え、繊維長５５ｍｍにカットし、通常のカード、クロスラッパー工程を経てニードルパンチ方式で不織布にした。ニードルパンチ時の針密度は５０本／ｃｍ２であり、ニードルパンチ工程２回通しとした。得られた不織布の厚さは１０ｍｍ、目付は４００ｇ／ｍ２、嵩密度は０．０４ｇ／ｃｍ３であった。また表皮材として実施例２のＰＢＯからなるペーパーを用い、実施例２と同様の方法で不織布と表皮材を積層一体化して吸音材を得た。
【００５２】
（比較例１）
実施例１で用いた東レ・デュポン（株）製のＫＥＶＬＡＲ（登録商標）ステープルと、東レ（株）製のポリエステルステープル（１．７ｄｔｅｘ、×５１ｍｍ）を、質量比３０：７０で混合し、通常のニードルパンチ方法で厚さ１０ｍｍ、目付４００ｇ／ｍ２、嵩密度０．０４ｇ／ｃｍ３の不織布を得た。この不織布に実施例１で用いた「ＫＥＶＬＡＲ（登録商標）」と「ＮＯＭＥＸ（登録商標）」からなるペーパーを、実施例１と同様の方法で積層一体化して吸音材を得た。
【００５３】
（比較例２）
比較例１で用いた東レ・デュポン（株）製のＫＥＶＬＡＲ（登録商標）ステープルと、東レ（株）製のポリエステルステープル（１．７ｄｔｅｘ、×５１ｍｍ）を、質量比を７０：３０に変更した以外は比較例１と同様の工程で、厚さ１０ｍｍ、目付４００ｇ／ｍ２、嵩密度０．０４ｇ／ｃｍ３の不織布を得た。この不織布に、実施例１で用いたＫＥＶＬＡＲ（登録商標）とＮＯＭＥＸ（登録商標）からなるペーパーを、実施例１と同様の方法で積層一体化して吸音材を得た。
【００５４】
（評 価）
表皮と不織布とをそれぞれ別に処理したものを用いて、寸法変化率および引っ張り強力の変化率を試験した。また、表皮と不織布とを一体化したサンプルを用いて、吸音率を試験した。
【００５５】
〔耐熱性〕
実施例および比較例の吸音材を、タバイ（株）の高温乾燥機４００℃中に３０分間放置した後の収縮変化率および引っ張り強力変化率を測定した。その結果を下表１に示す。
【００５６】
変化率（％）＝［（熱処理前の値−熱処理後の値）／熱処理前の値］×１００
【００５７】
引っ張り強力は、ペーパーは幅１５ｍｍ、試長１００ｍｍ、引っ張り速度１００ｍｍ／分で、不織布は幅５０ｍｍ、試長２００ｍｍ、引っ張り速度２００ｍｍ／分で測定した。
【００５８】
【表１】
【００５９】
〔吸音率〕
自動垂直入射吸音率測定器（株式会社ソーテック製）を用い、ＪＩＳ−Ａ−１４０５「管内法における建築材料の垂直入射吸音率測定方法」による各周波数における垂直入射吸音率を測定した。測定は吸音材の表皮部分を音源側にして取り付けて行った。
【００６０】
吸音率の評価結果によれば、垂直入射吸音率は実施例１〜３は熱処理前後でほとんど変化が見られなかったが、比較例１〜２は吸音率のピーク値が１０〜２２％低下した。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐熱性に優れた吸音材に関し、詳細には自動車のエンジンルームや排気マフラ等に用いる耐熱性に優れた吸音材に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンルーム内には、エンジンの発する音の共鳴を防止し、騒音を低減するために、通常、吸音材を設けている。エンジンルーム内のうち、特に排気マフラの近傍は、登坂走行時の高負荷、高回転数の条件下ではかなりの高温になる場合がある。従来、このような高温に耐えかつ吸音性能を長期にわたって維持することは困難と考えられており、グラスウールの表面にアルミ板を貼着した構成の吸音材は、高熱に耐えることができるものの、吸音性能が不充分であった。
【０００３】
そこで、特開昭５９−２２７４４２号公報（特許文献１）には、合成繊維不織布に高軟化点を有する短繊維を散布した後ニードリングを施して通気性のある耐熱性表皮を作成し、その耐熱性表皮を接着剤を介してグラスウールの表面に積層するとともに、加熱加圧成形することにより、耐熱性吸音材を得る方法が提案されている。
【０００４】
この方法では合成繊維不織布を構成する繊維および短繊維として、軟化点が２３０℃以上の繊維を使用するとしており、具体的には、レーヨン、トリアセテート、ナイロン６６、ポリエステル繊維を開示している。また、実施例において作成している耐熱性吸音材は、軟化点が２４０℃のポリエステルスパンボンド布を合成繊維不織布とし、その上に軟化点が２４２℃のポリエステル短繊維を散布し、ニードルパンチを施して耐熱性表皮を得、この耐熱性表皮をグラスウールの表面に特定量のフェノール樹脂を介して積層し、この積層体を２００℃、９０ｋｇ／ｃｍ２の圧力で加熱加圧成形し、同時にトリミングを行ったものである。これにより、耐熱耐久性の良い吸音材が得られるとしている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された方法では、使用繊維の融点はいずれも３００℃以下であるため、高温（約４００℃以上）耐熱性が要求されるエンジンルームの吸音材として使用するには表皮の耐熱性が不充分である。また、表皮とグラスウールとを、フェノール樹脂接着剤を介して積層しているため、高温で接着剤が溶融分解するおそれがある。さらに、グラスウール成形体との積層体は、耐熱性と吸音性能の双方を一応満足しうるものではあるが、高度な吸音性能を得ることができない。また、グラスウール成形体を使用した場合は、吸音材のリサイクルが難しいという問題がある。
【０００６】
特開２０００−８２６０号公報（特許文献２）には、自動車のエンジンルームの吸音材として好適な吸音材として、耐炎化繊維からなる不織布と、無機繊維もしくは高分子化合物で構成された基材とが積層一体化された吸音材であって、不織布がその嵩密度（ｋｇ／ｍ３）×目付（ｇ／ｍ２）＝８０００〜２０００００となるように設計されたものが開示されている。この方法では、アクリル系繊維を前駆体とした耐炎化繊維のニードルパンチ不織布を、上記の基材と積層一体化して、厚さ５〜１００ｍｍの吸音材を得ている。不織布と積層一体化される基材としては、ガラス繊維、アスベスト繊維、ロックウール等の無機繊維、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン等の有機高分子化合物が例示されている。
【０００７】
しかしながら、具体的な態様として記載された基材の一つであるグラスウール（厚さ５ｍｍ）等を使用した場合、耐熱性は優れるが吸音性能が不充分であり、また、グラスウールを使用した場合は、吸音材のリサイクルが難しいという問題がある。一方、基材として難燃性ポリウレタンフォーム（厚さ５ｍｍ）を使用した場合は、ある程度の吸音性能は期待できるが耐熱性が不充分となるばかりか、吸音材を焼却処分した際に難燃剤由来の有害ガスが発生するおそれがある。また、不織布と基材とを、フェノール樹脂とアクリル粘着剤ラテックスを用いて積層一体化しているため、高温で接着剤が溶融して積層体が分離することによって経時で吸音性能が低下する問題がある。
【特許文献１】特開昭５９−２２７４４２号公報
【特許文献２】特開２０００−８２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、温度約４００℃以上の場所に設置された際でも熱収縮やへたりが無く、吸音性能に優れるとともに、難燃性、断熱性、機械的強度に優れた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】
【０００９】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、溶融温度または熱分解温度が３７０℃以上である耐熱性有機繊維を主体とする特定の繊維シートからなる表皮材と、溶融温度または熱分解温度が３７０℃以上である耐熱性繊維を主体とする特定の不織布とを積層することにより、４００℃においても熱収縮やへたり、吸音性能の衰えの無い吸音材が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、以下の通りである。
１）（Ａ）溶融温度または熱分解温度が３７０℃以上である耐熱性有機繊維から選ばれる少なくとも１種の繊維を６０ｗｔ％以上（全表皮材繊維中）含有し、目付が１５０ｇ／ｍ２以下の繊維シートからなる厚さが０．０１〜２ｍｍの表皮材、および（Ｂ）溶融温度または熱分解温度が３７０℃以上である耐熱性繊維から選ばれる少なくとも１種の繊維を８０ｗｔ％以上（全不織布繊維中）含有し、厚さが２〜１００ｍｍの不織布が積層されてなることを特徴とする耐熱性吸音材、
２）（Ａ）表皮材が、さらにケイ酸塩鉱物を含有するものである前記１）に記載の耐熱性吸音材、
３）（Ａ）表皮材を構成する耐熱性有機繊維が、アラミド繊維またはポリベンズオキサゾール繊維である前記１）または２）に記載の耐熱性吸音材、
４）（Ａ）表皮材が、湿式不織布である前記１）〜３）のいずれかに記載の耐熱性吸音材、
５）（Ａ）表皮材が、ガラス転移温度２５０℃以上の樹脂バインダーを５〜４０ｗｔ％（表皮材中）含有する前記４）に記載の耐熱性吸音材、
６）樹脂バインダーが、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂およびメタ系アラミド樹脂から選ばれる少なくとも１種である前記５）に記載の耐熱性吸音材、
７）（Ｂ）不織布を構成する耐熱性繊維が、有機繊維である前記１）〜６）のいずれかに記載の耐熱性吸音材、
８）有機繊維が、アラミド繊維、ポリベンズオキサゾール繊維、ポリアリレート繊維、ポリイミド繊維または耐炎化繊維である前記７）に記載の耐熱性吸音材、および、
９）自動車用外装材として適用される前記１）〜８）のいずれかに記載の耐熱性吸音材。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、温度約４００℃以上の場所に設置された際にも、熱収縮やへたりが無く、吸音性能が良好で、難燃性、断熱性、機械的強度に優れた吸音材を提供することができる。又、本発明の吸音材を、ディーゼルエンジンの排気ダクトの吸音材等に適用することにより、車外騒音を大幅に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明において（Ａ）表皮材を構成する繊維シートに用いられる、溶融温度または熱分解温度が３７０℃以上である耐熱性有機繊維としては、例えば、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリベンズチアゾール繊維、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）繊維、ポリイミド繊維、ポリエーテルイミド繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維、ポリエーテルケトン繊維、ポリエーテルケトンケトン繊維、ポリアミドイミド繊維および耐炎化繊維から選ばれた１種または２種以上の有機繊維が挙げられる。これらの耐熱性有機繊維は、従来公知のものや、公知の方法またはそれに準ずる方法に従って製造したものを全て使用することができる。ここで、耐炎化繊維は、主としてアクリル繊維を空気などの活性雰囲気中で２００〜５００℃で焼成して製造されるもので、炭素繊維の前駆体である。例えば、旭化成社製造の商品名「ラスタン」（登録商標）、東邦テナックス社製造の商品名「パイロメックス」（登録商標）などを挙げることができる。
【００１３】
上記の耐熱性有機繊維の中でも、低収縮性で加工性が良い点から、高温で溶融しない、アラミド繊維、ポリアリレート繊維およびポリベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維が好ましく、さらに好ましいのはアラミド繊維およびポリベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維である。
【００１４】
アラミド繊維には、パラ系アラミド繊維とメタ系アラミド繊維とがあり、パラ系アラミド繊維としては、例えば、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維（米国デュポン株式会社、東レ・デュポン株式会社製、商品名「ＫＥＶＬＡＲ」（登録商標））、コポリパラフェニレン−３，４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維（帝人株式会社製、商品名「テクノーラ」（登録商標））などがあり、メタ系アラミド繊維としては、ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維（米国デュポン社製商品名「ＮＯＭＥＸ（登録商標）」、帝人株式会社製商品名「コーネックス（登録商標）」）などがある。これらのアラミド繊維の中でも、耐熱性に優れる点よりパラ系アラミド繊維が好ましい。
【００１５】
上記のアラミド繊維は、その繊維表面および繊維内部にフィルムフォーマ、シランカップリング剤および界面活性剤が付与されていてもよい。これらの表面処理剤のアラミド繊維に対する固形分付着量は、０．０１〜２０ｗｔ％の範囲であることが望ましい。
【００１６】
耐熱性有機繊維としては、長繊維または所望の繊維長に切断した短繊維が用いられる。それらの繊度は０．１〜１０ｄｔｅｘが好ましい。短繊維を使用する場合、その繊維長は特に限定されず、加工性や吸音特性により適宜決定することができるが、１〜２０ｍｍが好ましい。
【００１７】
前記の耐熱性有機繊維は、それぞれ単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。同種または異種の繊維で、繊度や繊維長の異なる繊維を混合して用いることもできる。この場合、繊維の混合比は任意であり、吸音材の用途や目的に合せて適宜決定することができる。
【００１８】
表皮材を構成する繊維シートは、上記の耐熱性有機繊維から選ばれる少なくとも１種の繊維を６０ｗｔ％以上（全表皮材繊維中）含有するものであればよく、本発明の目的を阻害しない範囲内であれば、上記の耐熱性有機繊維以外のポリエステル繊維やポリフェニレンスルフィド繊維などを４０ｗｔ％以下の範囲で含有していてもよい。吸音材の設置場所が４００℃を超える高温域となる場合は、全表皮材繊維中の耐熱性有機繊維の比率を９０ｗｔ％以上にするのが好ましい。
【００１９】
表皮材を構成する繊維シートとしては、長繊維からなるスパンボンド不織布、短繊維からなる乾式不織布または短繊維からなる湿式不織布が挙げられるが、特に好ましいのは、短繊維からなる湿式不織布である。短繊維からなる湿式不織布としては、チョップドファイバー、パルプまたはステープルを抄紙してなるペーパーやフェルトなどが挙げられる。市販品としては、アラミド繊維からなる湿式不織布「ケブラーペーパー」（王子製紙株式会社製）などが挙げられる
【００２０】
繊維シートには、ケイ酸塩鉱物等の添加剤を含有させることもでき、より優れた耐熱性を付与することができる点で好ましい。かかる不織布は、例えば、耐熱性有機繊維とケイ酸塩鉱物とから、公知の湿式抄紙法により製造することができる。ケイ酸塩鉱物としては、マイカが好適に挙げられ、より具体的には、例えば白雲母、金雲母、黒雲母、人造金雲母などが挙げられる。繊維シートに対する上記ケイ酸塩鉱物の使用量は、５〜７０ｗｔ％、好ましくは１０〜４０ｗｔ％である。
【００２１】
表皮材として湿式不織布を用いる場合、ガラス転移温度２５０℃以上の樹脂バインダーを使用することが好ましい。ガラス転移温度の高い樹脂バインダーを含有させることにより、エンジンの排気ダクトなどの高温部材の周辺の吸音材に適用した場合でも吸音材の形状を維持することができ（すなわち、へたりがない）、吸音性能の低下を抑えることができる。樹脂バインダーを使用しない場合は、繊維シートを構成する繊維がバラバラになり易く、所望の形状のものが得られなかったり、吸音性能が低下したりする。樹脂バインダーのガラス転移温度は、２８０℃以上５００℃以下がより好ましい。
【００２２】
上記の樹脂バインダーとしては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、メタ系アラミド樹脂等を挙げることができ、これらの樹脂から構成される繊維等も樹脂バインダーとして使用することができる。バインダー樹脂の溶融温度または熱分解温度は、繊維シートの主要構成繊維たる耐熱性有機繊維のそれよりも低いものを選択することが好ましく、繊維シート作成時にバインダー樹脂が溶融あるいは軟化することによって耐熱性有機繊維を結合させることができ、また、吸音材の使用時に耐熱性繊維が崩壊するのを防止することができる。
【００２３】
前記樹脂バインダーは、表皮材中に、乾燥質量で、５〜４０ｗｔ％含有されることが好ましい。樹脂バインダーは不織布の重なり合った繊維の交叉点に付着して繊維同士を結着する。樹脂バインダーの含有量が５ｗｔ％未満では不織布を構成する繊維同士の決着が不十分であり、一方、４０ｗｔ％を超えると繊維シートの耐熱性が不足するので好ましくない。
【００２４】
樹脂バインダーは、後記するように、抄紙用スラリー中に分散させることが好ましい。
【００２５】
本発明において、表皮材として好ましく使用される湿式不織布の製造方法としては、前記耐熱性短繊維および樹脂バインダー繊維を水中に均一に分散させて抄紙し、得られるウエブを加熱乾燥する方法を挙げることができる。水中の繊維成分濃度は０．０１〜１．５ｗｔ％程度が好ましい。乾燥後の湿式不織布をカレンダーロールを用いて加熱加圧処理を施すことが好ましい。
【００２６】
表皮材を構成する繊維シートの目付（単位面積あたりの質量）は、１５０ｇ／ｍ２以下である。目付が１５０ｇ／ｍ２を超える場合は、表皮材の通気性が低下することによって吸音性能が不良になる。目付は、より好ましくは１０〜１５０ｇ／ｍ２、さらに好ましくは２０〜１５０ｇ／ｍ２、最も好ましくは２０〜１００ｇ／ｍ２の範囲がよい。目付を前記範囲内とすることにより、強度と通気性を保持することができる。
【００２７】
表皮材を構成する繊維シートの厚さは、強度と吸音性能の点から０．０１〜２ｍｍ、好ましくは０．０１〜１ｍｍ、より好ましくは０．０１〜０．５ｍｍ、さらに好ましくは０．０３〜０．１ｍｍである。
【００２８】
表皮材を構成する繊維シートは、通気量が５０ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃ以下であることが好ましい。ここでいう通気量は、ＪＩＳ Ｌ−１０９６に基づいて測定されるものである。通気量が５０ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃを超えると吸音材の吸音性能が低下する。
【００２９】
本発明において（Ｂ）不織布に用いられる、溶融温度または熱分解温度が３７０℃以上である耐熱性繊維としては、無機繊維、有機繊維が挙げられる。無機繊維としては、例えば、ガラス繊維、アルミナ繊維、スラグウール、ロックウール、炭素繊維等が挙げられる。有機繊維としては、例えば、アラミド繊維（メタ系、パラ系）、ポリアリレート繊維、ポリベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリベンズチアゾール繊維、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）繊維、ポリイミド繊維、ポリエーテルイミド繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維、ポリエーテルケトン繊維、ポリエーテルケトンケトン繊維、ポリアミドイミド繊維および耐炎化繊維から選ばれた１種または２種以上の有機繊維が挙げられる。有機繊維は、無機繊維に比べて繊維の加工性が良く、安全性に優れているため、好ましい。
【００３０】
上記の有機繊維の中でも、低収縮性で加工性が良く高温で溶融しない点より、アラミド繊維、ポリベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリアリレート繊維、ポリイミド繊維（ポリイミドスリットヤーンなど）および耐炎化繊維が好ましく、さらに好ましいのはパラ系アラミド繊維、ポリベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維およびポリイミド繊維（ポリイミドスリットヤーンなど）である。
【００３１】
ポリイミドのスリットヤーンは、例えば東レ・デュポン株式会社の「ｋａｐｔｏｎ（登録商標）」フイルムをスリッターで０．３〜１．０ｍｍ程度の幅にスリットした後、巻き取り、これを集束してギァー式、またはスチーム、乾熱式などのクリンパーでクリンプを与え、長さ３０〜１００ｍｍ程度にカットしたあと、通常のニードルパンチ法などで不織布化することができる。
【００３２】
不織布は、上記の耐熱性有機繊維から選ばれる少なくとも１種の繊維を８０ｗｔ％以上（全不織布中）含有するものであればよく、本発明の目的を阻害しない範囲内であれば、上記の耐熱性有機繊維以外のポリエステル繊維やポリフェニレンスルフィド繊維などを２０ｗｔ％以下の範囲で含有していてもよい。吸音材の設置場所が４００℃を超える高温域となる場合は、全不織布中の耐熱性有機繊維の比率が９０ｗｔ％以上であるのが好ましい。
【００３３】
不織布は、短繊維からなる不織布、長繊維からなる不織布のいずれであってもよく、例えば、ニードルパンチ不織布、ウォータージェットパンチ不織布、メルトブロー不織布、スパンボンド不織布、ステッチボンド不織布、硬綿または湿式不織布などが用いられる。中でも、短繊維のニードルパンチ不織布、ウォータージェットパンチ不織布または湿式不織布が好ましく、特に、ニードルパンチ不織布または湿式不織布が好ましい。不織布は積層体にして使用することもできる。不織布は、目付１５０〜８００ｇ／ｍ２、嵩密度０．０１〜０．２ｇ／ｃｍ３の範囲にあることが、吸音性能の点より好ましい。
【００３４】
本発明で用いる耐熱性繊維としては、長繊維、または、長繊維やスリットヤーンを所望の繊維長に切断した短繊維が挙げられる。短繊維を使用する場合、その繊維長および繊度は特に限定されず、加工性や吸音特性により適宜決定することができる。短繊維の繊度は、通常０．５〜３０ｄｔｅｘ、好ましくは１．０〜２０ｄｔｅｘ、より好ましくは１．０〜１０ｄｔｅｘであり、スリットヤーンの場合１００〜３００ｄｔｅｘである。短繊維の繊維長は１０〜１００ｍｍ、特に２０〜８０ｍｍのものが好ましい。
【００３５】
前記耐熱性繊維は、それぞれ単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。同種または異種の繊維で、繊度や繊維長の異なる熱可塑性短繊維を混合して用いることもできる。この場合、繊維の混合比は任意であり、不織布の用途や目的に合せて適宜決定することができる。
【００３６】
不織布は、その嵩密度が小さすぎると難燃性、断熱性および吸音性が低下し、大きすぎても耐摩耗性および加工性が低下するため、嵩密度が０．０１〜０．２ｇ／ｃｍ３の範囲であることが好ましい。より好ましくは０．０１〜０．１ｇ／ｃｍ３、さらに好ましくは０．０２〜０．０８ｇ／ｃｍ３である。このように、不織布の嵩密度を制御することによって、不織布中の空気（酸素）の割合が一定範囲内に制御されることで、不織布に優れた断熱性および吸音性能を付与することができる。
【００３７】
本発明において不織布の厚みは、厚いほど吸音性能が良くなるが、経済性、扱い易さ、吸音材としてのスペース確保等の点から、２〜１００ｍｍ、好ましくは３〜５０ｍｍ、より好ましくは５〜３０ｍｍである。
【００３８】
また、本発明において、上記不織布は種々の形状をとり得る。例えば、多面体（長方体等の六面体など）、円柱体、円筒体などが挙げられる。本発明の耐熱性吸音材は、前記不織布が多面体である場合、該多面体（例えば長方体など）の一表面に上記表皮材が積層されているもの以外に、該多面体の２以上の面において、上記表皮材が積層されていてもよい。また、前記不織布が円柱体または円筒体である場合は、該円柱体または円筒体の曲面において上記表皮材が積層されてなるのが好ましい。
【００３９】
表皮材と不織布の積層は、非接着状態でもよいが、吸音材の剥離による吸音性能の低下を防止するため、結合させて積層することが好ましい。表皮と不織布の積層は接着剤を使用しない方法では縫合、ニードルパンチなどによる他、台付き金属製接合具を表皮材と不織布を貫通させたあと、先端部に別の穴あき金属板を通し、台付き金属製接合部の先端を折り曲げて接合する方法も採用することができる。また、結束機具を用いて固定部材を取り付ける方法も採用することができ、例えばバノックピン（登録商標）（日本バノック社製）などを挙げることができる。また、ポリイミド樹脂などの耐熱性熱可塑性樹脂により接着する方法も採用することができる。
【００４０】
本発明の耐熱性吸音材において、表皮材は、不織布の少なくとも片面に積層されている必要があるが、不織布の両面に積層されていてもよい。また、不織布と表皮材とを少なくとも各１層以上用いてそれらを一体化させ、多層構造体としてもよく、積層数は任意である。
【００４１】
本発明において、表皮材および不織布を構成する繊維の断面形状は特に限定されず、真円断面状であってもよいし、異形断面状であってもよい。例えば楕円状、中空状、Ｘ断面状、Ｙ断面状、Ｔ断面状、Ｌ断面状、星型断面状、葉形断面状（例えば三つ葉形状、四葉形状、五葉形状等）、その他の多角断面状（例えば三角状、四角状、五角状、六角状等）などの異形断面状であってもよい。
【００４２】
また、本発明の耐熱性吸音材は、必要に応じて染料や顔料で着色されていてもよい。着色方法として、紡糸前に染料や顔料をポリマーと混合して紡糸した原着糸を使用してもよく、各種方法で着色した繊維を用いてもよい。吸音材を染料や顔料で着色してもよい。
【００４３】
本発明の耐熱性吸音材は、その目的や用途に合せて公知の方法等を適用して適宜な大きさ、形状等に加工することにより種々の用途に用いることができ、耐熱性と吸音性能が求められる用途の全てに用いることができる。具体的には、自動車、電車、貨車、船舶、航空機等のフロアー材、天井材、リアパッケージ、ドアトリム、ダッシュボードのインシュレータ；土木・建築用の壁材や天井材；電気掃除機、換気扇、電気洗濯機、電気冷蔵庫、冷凍庫、電気衣類乾燥機、電気ミキサー・ジューサー、エアコン（エアーコンディショナー）、ヘアードライヤー、電気かみそり、空気清浄器、電気除湿器、電気芝刈機などの電化製品；スピーカー用振動板；ブレーカ（ケーシングの内張等）などの各種用途に用いることができる。特に高温における耐熱性と吸音性能が要求される自動車のエンジンルームや排気マフラの吸音材として使用することにより、騒音を低減させることができる。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例および比較例を用いて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。なお、以下の実施例および比較例における各特性値の測定方法は次の通りである。
【００４５】
〔厚さ〕
圧縮硬さ試験器（株式会社大栄科学精器製作所製）を用い、荷重が０．１ｇ／ｃｍ２時の厚さを測定した。
【００４６】
〔通気量〕
ＪＩＳ Ｌ−１０９６のフラジール法に基づいて測定した。
【００４７】
（実施例１）
東レ・デュポン（株）製のパラ系アラミド繊維「ＫＥＶＬＡＲ（登録商標）」ステープル（１．７ｄｔｅｘ×５１ｍｍ、ＬＯＩ値２９（融点または熱分解温度：５００℃以上で炭化））を用い、ニードルパンチ方式により厚さ１０ｍｍ、目付４００ｇ／ｍ２、嵩密度０．０４ｇ／ｃｍ３の不織布を得た。
【００４８】
また一方表皮材として、東レ・デュポン（株）製の単糸繊度１．７ｄｔｅｘのパラ系アラミド繊維「ケブラー（登録商標）」３ｍｍチョップドファイバー糸と、樹脂バインダーとして、デュポン（株）製のメタ系アラミド繊維「ＮＯＭＥＸ(登録商標) 」パルプ（ガラス転移温度：２８０〜２９０℃）を９０：１０の質量比で混合して抄紙し、カレンダー加工して厚さ９５μｍ、目付７１ｇ／ｍ２、通気量０．８１ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃのアラミドペーパーを得た。
【００４９】
不織布と表皮材とを金属ピンで結合することにより積層一体化して吸音材を得た。
【００５０】
（実施例２）
実施例１で得たＫＥＶＬＡＲ（登録商標）１００％の不織布に、表皮材として王子製紙（株）製のポリベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維からなるペーパー（厚さ９５μｍ、目付７２ｇ／ｍ２、通気量０．９３ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃ）を、実施例１と同様の方法により積層一体化して吸音材を得た。
【００５１】
（実施例３）
東レ・デュポン（株）製のポリイミドフィルム「ｋａｐｔｏｎ（登録商標）Ｈタイプ」（厚さ２５μｍ、目付３６ｇ／ｍ２）を、通常のスリッターで幅０．５ｍｍにスリットし、１８０ｄｔｅｘの繊維を得た。このスリット糸を集束してギアー型のクリンパーで７回／２．５４ｃｍのクリンプを与え、繊維長５５ｍｍにカットし、通常のカード、クロスラッパー工程を経てニードルパンチ方式で不織布にした。ニードルパンチ時の針密度は５０本／ｃｍ２であり、ニードルパンチ工程２回通しとした。得られた不織布の厚さは１０ｍｍ、目付は４００ｇ／ｍ２、嵩密度は０．０４ｇ／ｃｍ３であった。また表皮材として実施例２のＰＢＯからなるペーパーを用い、実施例２と同様の方法で不織布と表皮材を積層一体化して吸音材を得た。
【００５２】
（比較例１）
実施例１で用いた東レ・デュポン（株）製のＫＥＶＬＡＲ（登録商標）ステープルと、東レ（株）製のポリエステルステープル（１．７ｄｔｅｘ、×５１ｍｍ）を、質量比３０：７０で混合し、通常のニードルパンチ方法で厚さ１０ｍｍ、目付４００ｇ／ｍ２、嵩密度０．０４ｇ／ｃｍ３の不織布を得た。この不織布に実施例１で用いた「ＫＥＶＬＡＲ（登録商標）」と「ＮＯＭＥＸ（登録商標）」からなるペーパーを、実施例１と同様の方法で積層一体化して吸音材を得た。
【００５３】
（比較例２）
比較例１で用いた東レ・デュポン（株）製のＫＥＶＬＡＲ（登録商標）ステープルと、東レ（株）製のポリエステルステープル（１．７ｄｔｅｘ、×５１ｍｍ）を、質量比を７０：３０に変更した以外は比較例１と同様の工程で、厚さ１０ｍｍ、目付４００ｇ／ｍ２、嵩密度０．０４ｇ／ｃｍ３の不織布を得た。この不織布に、実施例１で用いたＫＥＶＬＡＲ（登録商標）とＮＯＭＥＸ（登録商標）からなるペーパーを、実施例１と同様の方法で積層一体化して吸音材を得た。
【００５４】
（評 価）
表皮と不織布とをそれぞれ別に処理したものを用いて、寸法変化率および引っ張り強力の変化率を試験した。また、表皮と不織布とを一体化したサンプルを用いて、吸音率を試験した。
【００５５】
〔耐熱性〕
実施例および比較例の吸音材を、タバイ（株）の高温乾燥機４００℃中に３０分間放置した後の収縮変化率および引っ張り強力変化率を測定した。その結果を下表１に示す。
【００５６】
変化率（％）＝［（熱処理前の値−熱処理後の値）／熱処理前の値］×１００
【００５７】
引っ張り強力は、ペーパーは幅１５ｍｍ、試長１００ｍｍ、引っ張り速度１００ｍｍ／分で、不織布は幅５０ｍｍ、試長２００ｍｍ、引っ張り速度２００ｍｍ／分で測定した。
【００５８】
【表１】
【００５９】
〔吸音率〕
自動垂直入射吸音率測定器（株式会社ソーテック製）を用い、ＪＩＳ−Ａ−１４０５「管内法における建築材料の垂直入射吸音率測定方法」による各周波数における垂直入射吸音率を測定した。測定は吸音材の表皮部分を音源側にして取り付けて行った。
【００６０】
吸音率の評価結果によれば、垂直入射吸音率は実施例１〜３は熱処理前後でほとんど変化が見られなかったが、比較例１〜２は吸音率のピーク値が１０〜２２％低下した。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）溶融温度または熱分解温度が３７０℃以上である耐熱性有機繊維から選ばれる少なくとも１種の繊維を６０ｗｔ％以上（全表皮材繊維中）含有し、目付が１５０ｇ／ｍ２以下の繊維シートからなる厚さが０．０１〜２ｍｍの表皮材、および（Ｂ）溶融温度または熱分解温度が３７０℃以上である耐熱性繊維から選ばれる少なくとも１種の繊維を８０ｗｔ％以上（全不織布繊維中）含有し、厚さが２〜１００ｍｍの不織布が積層されてなることを特徴とする耐熱性吸音材。
【請求項２】
（Ａ）表皮材が、さらにケイ酸塩鉱物を含有するものである請求項１に記載の耐熱性吸音材。
【請求項３】
（Ａ）表皮材を構成する耐熱性有機繊維が、アラミド繊維またはポリベンズオキサゾール繊維である請求項１または２に記載の耐熱性吸音材。
【請求項４】
（Ａ）表皮材が、湿式不織布である請求項１〜３のいずれかに記載の耐熱性吸音材。
【請求項５】
（Ａ）表皮材が、ガラス転移温度２５０℃以上の樹脂バインダーを５〜４０ｗｔ％（表皮材中）含有する請求項４に記載の耐熱性吸音材。
【請求項６】
樹脂バインダーが、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂およびメタ系アラミド樹脂から選ばれる少なくとも１種である請求項５に記載の耐熱性吸音材。
【請求項７】
（Ｂ）不織布を構成する耐熱性繊維が、有機繊維である請求項１〜６のいずれかに記載の耐熱性吸音材。
【請求項８】
有機繊維が、アラミド繊維、ポリベンズオキサゾール繊維、ポリアリレート繊維、ポリイミド繊維または耐炎化繊維である請求項７に記載の耐熱性吸音材。
【請求項９】
自動車用外装材として適用される請求項１〜８のいずれかに記載の耐熱性吸音材。
【請求項１】
（Ａ）溶融温度または熱分解温度が３７０℃以上である耐熱性有機繊維から選ばれる少なくとも１種の繊維を６０ｗｔ％以上（全表皮材繊維中）含有し、目付が１５０ｇ／ｍ２以下の繊維シートからなる厚さが０．０１〜２ｍｍの表皮材、および（Ｂ）溶融温度または熱分解温度が３７０℃以上である耐熱性繊維から選ばれる少なくとも１種の繊維を８０ｗｔ％以上（全不織布繊維中）含有し、厚さが２〜１００ｍｍの不織布が積層されてなることを特徴とする耐熱性吸音材。
【請求項２】
（Ａ）表皮材が、さらにケイ酸塩鉱物を含有するものである請求項１に記載の耐熱性吸音材。
【請求項３】
（Ａ）表皮材を構成する耐熱性有機繊維が、アラミド繊維またはポリベンズオキサゾール繊維である請求項１または２に記載の耐熱性吸音材。
【請求項４】
（Ａ）表皮材が、湿式不織布である請求項１〜３のいずれかに記載の耐熱性吸音材。
【請求項５】
（Ａ）表皮材が、ガラス転移温度２５０℃以上の樹脂バインダーを５〜４０ｗｔ％（表皮材中）含有する請求項４に記載の耐熱性吸音材。
【請求項６】
樹脂バインダーが、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂およびメタ系アラミド樹脂から選ばれる少なくとも１種である請求項５に記載の耐熱性吸音材。
【請求項７】
（Ｂ）不織布を構成する耐熱性繊維が、有機繊維である請求項１〜６のいずれかに記載の耐熱性吸音材。
【請求項８】
有機繊維が、アラミド繊維、ポリベンズオキサゾール繊維、ポリアリレート繊維、ポリイミド繊維または耐炎化繊維である請求項７に記載の耐熱性吸音材。
【請求項９】
自動車用外装材として適用される請求項１〜８のいずれかに記載の耐熱性吸音材。
【公開番号】特開２００６−１３８９３５（Ｐ２００６−１３８９３５Ａ）
【公開日】平成１８年６月１日（２００６．６．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３２６５３４（Ｐ２００４−３２６５３４）
【出願日】平成１６年１１月１０日（２００４．１１．１０）
【出願人】（５９３０４９４３１）高安株式会社 (15)
【出願人】（０００２１９２６６）東レ・デュポン株式会社 (288)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月１日（２００６．６．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月１０日（２００４．１１．１０）
【出願人】（５９３０４９４３１）高安株式会社 (15)
【出願人】（０００２１９２６６）東レ・デュポン株式会社 (288)
【Ｆターム（参考）】
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