JP2006011276A - 繊維積層吸音材 - Google Patents

Abstract

【課題】 経時による耐候劣化が少なく、また、雨水の浸入による吸音性の低下が防止でき、屋外で良好に使用し得る吸音材を提供する。
【解決手段】 見掛け密度０．０１ｇ／ｃｍ³以上、０．１ｇ／ｃｍ³未満である不織布からなる芯材層に、金属微粉末を含有する樹脂が付与されてなる布帛からなる表面材が積層されている繊維積層吸音材。また、金属微粉末は、アルミニウムからなる微粉末であることが好ましい。布帛が織物であることが好ましい。また、芯材層を構成する不織布が、主体繊維とバインダー繊維とからなり、構成繊維同士がバインダー繊維によって熱接着することにより一体化してなる不織布であって、主体繊維およびバインダー繊維がポリエステル系重合体からなることが好ましい。
【選択図】 なし

Description

本発明は、吸音材に関するものである。特に、道路、鉄道、橋梁等の土木建造物や空港、各種競技場、遊戯施設などの騒音対策を必要とするところに用いられる防音壁用の吸音材として用いることができるものである。

繊維集合体は繊維間に空隙があることから吸音性を有しており、従来から、吸音材として各種の用途に用いられている。なかでも不織布は、構成繊維がランダムに配置されていることや、十分な厚みを保持できること等から、吸音効果が良好であり、例えば、特許文献１には、ポリエステル系重合体、ポリアミド系重合体、ポリオレフィン系重合体等、繊維形成性重合体からなる繊維を用いた不織布を吸音材として用いることが提案されている。

しかし、道路、鉄道、橋梁等の土木建造物や空港、各種競技場、遊戯施設などの騒音対策を屋外にて要する用途においては、吸音材が直射日光に曝されることから、繊維集合体をそのまま用いると、繊維が耐候劣化しやすいという問題がある。また、降雨等により吸音材の間隙に水分が浸入して吸音率を低下させるという問題がある。

上記の問題を解決するために、直射日光に曝されにくく、かつ雨水の浸入を防ぐ目的で、吸音材の表面に小さな孔の開いたアルミ板を取り付けたり、また、吸音材の表面にセラミック系、フッ素系、シリコン系の撥水剤を付与することが提案されている（特許文献１）。しかしながら、前者の孔の開いたアルミ板を取り付ける方法においては、アルミ板自身が高価なものであり、また、重量が増加するため施工性に劣るという問題がある。一方、後者においては、経時的に撥水効果が低減する傾向があるため、防水性能の耐久性に難点があり、また不織布は形態安定性に乏しいために撥水加工を行う際の取扱いが難しく、加工工程が煩雑になるといった問題がある。
特開平８−２７７３８号公報

本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、経時による耐候劣化が少なく、また、雨水の浸入による吸音性の低下が防止でき、屋外で良好に使用し得る吸音材を提供することを課題とするものである。

本発明は、上記課題を達成するものであり、見掛け密度０．０１ｇ／ｃｍ³以上、０．１ｇ／ｃｍ³未満である不織布からなる芯材層に、金属微粉末を含有する樹脂が付与されてなる布帛からなる表面材が積層されていることを特徴とする繊維積層吸音材を要旨とするものである。

以下、本発明について詳細に説明する。

まず、本発明の繊維積層吸音材の芯材層としての不織布について説明する。

芯材層である不織布は、綿、麻等の植物性繊維、羊毛、絹等の動物性繊維、レーヨン、ポリノジック等の再生繊維や半合成繊維、ポリエステル系重合体、ポリアミド系重合体、アクリル系重合体、ポリオレフィン系重合体等の繊維形成性重合体からなる合成繊維、これら繊維形成性重合体が２種以上複合された複合合成繊維等の繊維からなるものである。芯材としての不織布は、一種の繊維からなるものであっても、複数種の繊維が混合されているものであってもよい。本発明においては、不織布の形態保持性から、主体繊維とバインダー繊維とからなり、構成繊維同士が、バインダー繊維によって熱接着することにより一体化してなる不織布であることが好ましい。また、耐熱性、耐候性や生産性等を考慮して、ポリエステル系重合体からなる繊維（ポリエステル繊維）にて構成されていることが好ましい。

主体繊維として用いるポリエステル繊維としては、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、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、ポリ乳酸あるいはこれらを主体とする共重合ポリエステルからなる繊維が挙げられる。

ポリエステル系重合体からなるバインダー繊維としては、主体繊維を構成する重合体よりも１０℃以上低い融点のポリエステル（低融点ポリエステル）のみからなる単一成分繊維、あるいは低融点ポリエステルが少なくとも繊維表面の１部を占め、低融点重合体よりも高い融点を有する他の重合体と複合されてなる複合繊維が挙げられる。なお、低融点ポリエステルとしては、たとえばエチレンテレフタレート単位を主体とし、これにイソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオールなどから選ばれた１種類以上の共重合成分あるいはさらにε―カプロラクトン、γ―プロピオラクトン、グリコール酸、乳酸等のオキシカルボン酸成分を共重合したもの、あるいは、Ｄ体とＬ体の乳酸を適宜の割合で共重合したポリ乳酸等が挙げられる。

芯材層を形成する繊維の単糸繊度としては、１５デシテックス以下、好ましくは１〜１０デシテックスとすることが吸音性能およびコストの点から好適である。

また、芯材層としての不織布は、構成繊維が短繊維からなる不織布であっても、また、長繊維からなる不織布であってもよく、その製造方法は、限定されるものではないが、ある程度の厚みを保持しやすいことから、短繊維からなる不織布であることが好ましい。本発明において、芯材層の好ましい製造方法としては、主体繊維とバインダー繊維とをカード機やエアレイ法により混合ウエブを形成し、しかる後、バインダー繊維が溶融する温度で加熱、加圧して所望の厚み、密度とする方法が挙げられる。

芯材層としての不織布の見掛け密度は、０．０１ｇ／ｃｍ³以上、０．１ｇ／ｃｍ³未満であるが、より好ましくは０．０２〜０．０５ｇ／ｃｍ³、さらに好ましくは０．０２〜０．０４ｇ／ｃｍ³である。このような見掛け密度とすることにより、吸音材としての施工性、自立性を確保し、かつ良好な吸音性も得ることができる。

芯材層の厚みは、使用目的等に応じて適宜選定されるが、例えば防音壁に取付ける吸音材として用いる場合には、芯材層を３〜１００ｍｍ、好ましくは４〜６０ｍｍとするのが好適である。

本発明の繊維積層吸音材は、前記した芯材層に、金属微粉末を含有する樹脂が付与されてなる布帛からなる表面材が積層されている。

布帛の形態としては、織物、編物、不織布等が挙げられるが、繊維間の空隙を密に設定できることから、織物であることが好ましい。また、布帛を構成する素材としては、生産性等から、ポリエステル繊維であることが好ましい。したがって、表面材を構成する布帛としては、ポリエステル長繊維あるいはポリエステル紡績糸からなる織物を好ましく用いることができる。織物を構成する繊維の太さは、特に限定するものではないが、長繊維の場合、総繊度が、５０デシテックス〜１５００デシテックス程度、紡績糸の場合、綿番手で５番〜４０番程度のものが好ましい。

布帛の厚さは、芯材層の厚さの１／１００〜１／３、好ましくは１／６０〜１／５とすることが、吸音性能やコストの点から好ましい。

上記した布帛には、金属微粉末を含有する樹脂が付与されているが、布帛の少なくとも片側表面の全面に亘って付与されていることが好ましい。

金属微粉末としては、アルミニウム、チタン、ステンレス、金、銀、白金等挙げられる。経時による外観の変化が少ないことやコスト等を考慮してアルミニウムの微粉末を用いることが好ましい。

金属微粉末の平均粒径は、１００μｍ以下、とりわけ２０μｍ以下のものを用いることが好ましい。取扱いが良好で、布帛に付与した際の表面感が平滑となるためである。また、金属微粉末の含有量は、樹脂１００質量部に対して、金属微粉末が０．１〜５．５質量部程度であることが好ましい。

樹脂としては、耐候性が良好な観点からアクリル系あるいはポリエステル系樹脂を用いることが好ましい。樹脂は、熱可塑性であっても、熱硬化性であってもよいが、加工性が良好なことから、熱硬化性樹脂が好ましい。具体的には、アクリル系樹脂としては、自然乾燥性のものとしてアクリル酸エステルにメタクリル酸エステル、スチレン、酢酸ビニル等を共重合させたもの、熱硬化性の場合はさらにメラミン樹脂溶液と混合したものなどが挙げられる。また、ポリエステル系樹脂としては、アルキド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などが挙げられる。アルキド樹脂は、グリセリン、ペンタエリスリトール、エチレングリコールなどの多価アルコール成分と、無水フタル酸、無水マレイン酸、ロジン・無水マレイン酸付加物などを多塩基酸成分とする熱硬化性ポリエステル樹脂である。不飽和ポリエステル樹脂は、無水マレイン酸、フマル酸などの不飽和酸、無水フタル酸、アジピン酸などの飽和酸とプロピレングリコール、エチレングリコールなどの多価アルコール成分とを反応させて得られる不飽和ポリエステルを、これと重合する単量体（スチレン、メチルメタクリレートなど）に溶解した熱硬化性樹脂で触媒（過酸化物）を添加して硬化させるものである。

上記した金属微粉末を適宜の量含有してなる樹脂を、布帛の少なくとも片側表面の全面に亘って付与する。付与方法としては、含浸法、ロールコーティング法、ナイフコーティング法、カレンダーコーティング法等の公知の方法により付与することができる。付与する際の樹脂の量は２０〜２００ｇ／ｍ²、樹脂の厚みとしては１００〜５００μｍ程度とするのがよい。

本発明の繊維積層吸音材は、芯材層の片面に表面材が積層されてなるものである。芯材層と表面材とを積層する際は、表面材の樹脂付与面側が表側となるように積層する。具体的な積層方法としては、例えば、接着剤や熱接着シートを介して接着することにより積層することができる。具体的には、芯材層上に粉末状のホットメルト接着剤、あるいはバインダー繊維を数ｍｍ程度の長さにカットしたホットメルト接着剤を散布した後、表面材を載せて、加熱、接着する方法により積層する。あるいは、芯材層と表面材との間に低融点繊維からなる薄い不織布（熱接着シート）を挟み込み、加熱、接着する方法により積層する。これらの方法によると、実質的に繊維のみからなる吸音材を得ることができ、作業環境、リサイクル性、コスト面においても優れたものとなる。

また、本発明の繊維積層吸音材は、必要に応じて着色されてなるものであってもよい。色は、用いる場所等に応じて適宜設定すればよい。また、着色方法としては、原着の繊維を用いる方法、後加工により色を付与する方法等が挙げられる。

本発明の繊維積層吸音材は、道路、鉄道、橋梁等の土木建造物や空港、各種競技場、遊戯施設などの屋外において、騒音対策として設置する防音壁に用いることができる。例えば、防音壁枠と背面板とを、繊維積層吸音材の芯材層側が背面板に接するように設置し防音壁とする。そして、繊維積層吸音材の表面材が積層されている面を吸音面側であって、雨等が当たる側に設置して用いる。

本発明は、特定の見掛け密度を有する不織布を芯材層とし、該芯材層の片面に、金属微粉末を含有する樹脂が付与された布帛からなる表面材が積層された繊維積層吸音材である。該吸音材において、日光等に晒される側すなわち表面側に、金属微粉末を付与してなる表面材を配しているため、金属微粉末が直射日光を反射し、樹脂や、芯材層が耐候劣化することを防ぎ、また、外観の美観も保つことができる。また、表面材に樹脂を付与しているため、吸音材内へ雨水が浸入することを防止し、吸音性を維持することができる。

したがって、本発明の繊維積層吸音材によれば、屋外で直接風雨や日光に曝される用途であっても、吸音材として良好に使用することができる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、下記実施例に限定されるものではない。

また、実施例における性能の評価は次の方法で行った。なお、吸音性能については特に一定の基準は設けられていないが１０００Ｈｚで８０％の吸音率のあることが実用的なレベルと言われている。
（１）撥水度
ＪＩＳ Ｌ−１０９２ ６．２ 撥水度試験
（２）吸水率
ＪＩＳ Ｌ−１０９２ ６．３ 雨試験シャワー試験）Ａ法に準じて吸水率（％）を測定した。
（３）吸音率（％）
ＪＩＳ Ａ−１４０５に準じて周波数１００Ｈｚ、２００Ｈｚ、４００Ｈｚ、８００Ｈｚ、１０００Ｈｚ、２０００Ｈｚ、４０００Ｈｚ、６３００Ｈｚの吸音率を測定

実施例１
芯材層の不織布として下記のものを用いた。すなわち、主体繊維として立体捲縮を有するポリエステル系中空複合繊維（ユニチカファイバー株式会社製＜Ｈ３８Ｆ＞６．６デシテックス×５１ｍｍ）と、エチレンテレフタレート単位にエチレンイソフタレート単位を共重合した、流動開始温度１１０℃の共重合ポリエステルを鞘成分（バインダー成分）、ポリエチレンテレフタレートを芯成分として複合紡糸したポリエステル系芯鞘型バインダー繊維（ユニチカファイバー株式会社製＜４０８０＞３．３デシテックス×５１ｍｍ）とを６０：４０（質量比）の割合で混綿してカード機でウエブを作成した。次いで、厚さ４５ｍｍのスペーサーで厚さを規制しつつ１５０℃のサーマルエアスルー熱処理機で、熱処理して、見掛け密度が０．０４ｇ／ｃｍ³、厚さが４５ｍｍのポリエステル短繊維不織布を得、これを芯材層の不織布とした。

表面材の織物としては、１６７デシテックス／３５フィラメントのポリエステルマルチフィラメントを用いて、経糸密度５７本／２５ｍｍ、緯糸密度６０本／２５ｍｍの織り密度の平織りとした布帛に対し、アクリル系樹脂（アクリル酸メチルと酢酸ビニルの６０／４０（モル比）共重合物）１００質量部に対して、平均粒度２５μｍのアルミニウム微粉末３質量部含有する樹脂を、ナイフコーティング法により厚さ２５０μｍで塗布したものを用意した。

得られた芯材層と表面材である樹脂加工した織物との間に、共重合ポリエステル製の熱接着シート（呉羽テック株式会社製「ダイナックシート」 目付２０ｇ／ｍ²、融点９０℃）を挟んで積層し、加熱プレス機を使用して温度１００℃で２分間加熱プレスして、芯材層の片面に表面材を積層した本発明の繊維積層吸音材を得た。

実施例２
実施例１において、表面材用の織物として、２８０デシテックス／４８フィラメントのポリエステルマルチフィラメントを用い、経糸密度３４本／２５ｍｍ、緯糸密度３６本／２５ｍｍの織り密度の平織りとした布帛を用いたこと以外は、実施例１と同様にして本発明の繊維積層吸音材を得た。

実施例３
実施例１において、芯材層として、見掛け密度が０．０１５ｇ／ｃｍ³、厚さが３０ｍｍのポリエステル短繊維不織布を用いたこと以外は、実施例１と同様にして本発明の繊維積層吸音材を得た。

実施例４
実施例１において、芯材層を構成する主体繊維として、１４デシテックス×６４ｍｍの立体捲縮を有するポリエステル系中空複合短繊維を用いたこと以外は、実施例１と同様にして本発明の繊維積層吸音材を得た。

実施例５
実施例１において、芯材層を構成する主体繊維として、２．２デシテックス×５１ｍｍの立体捲縮を有するポリエステル系複合短繊維を用いたこと以外は、実施例１と同様にして本発明の繊維積層吸音材を得た。

得られた実施例１〜５の評価結果を併せて表１に示す。

表１から明らかなように、実施例１〜５の繊維積層吸音材は、吸音特性に優れていると共に撥水性に優れているため、雨水等が浸入しにくく、良好な吸音性を保つことができる。

また、得られた実施例１の繊維積層吸音材を用いて、以下の条件で耐候性の評価を行った。比較として、実施例１において、表面材の織物に塗布するアクリル系樹脂として、アルミニウム微粉末を含有しないアクリル系樹脂を使用したこと以外は、実施例１と同様にして得た比較例の繊維積層吸音材を用いて、同様に耐候性の評価を行った。

（耐候性の評価）
使用機器：デューパネル光コントロールウェザーメーターＤＰＷ５型 スガ試験機器株式会社製
光源：紫外線蛍光ランプ（４０Ｗ×８本）
試験条件：ＪＩＳ Ｋ ７３５０−３−１９９６ 試験モード１に定める以下のサイクル「６３℃で４時間の紫外線照射、次いで紫外線照射なし、５０℃、水分凝縮状態で４時間暴露」
試験時間：２０００時間

耐候性の評価を行った結果、実施例１の繊維積層吸音材は、著しい外観の変化はなく、表面材の劣化は少なかった。一方、比較例の繊維積層吸音材は、表面材に樹脂加工を行った樹脂に劣化が認められ、手で触れると樹脂がポロポロにこぼれ落ちてくる状態であった。

Claims (4)

1. 見掛け密度０．０１ｇ／ｃｍ³以上、０．１ｇ／ｃｍ³未満である不織布からなる芯材層に、金属微粉末を含有する樹脂が付与されてなる布帛からなる表面材が積層されていることを特徴とする繊維積層吸音材。
2. 金属微粉末が、アルミニウムからなる微粉末であることを特徴とする請求項１記載の繊維積層吸音材。
3. 布帛が織物であることを特徴とする請求項１または２記載の繊維積層吸音材。
4. 芯材層を構成する不織布が、主体繊維とバインダー繊維とからなり、構成繊維同士がバインダー繊維によって熱接着することにより一体化してなる不織布であって、主体繊維およびバインダー繊維がポリエステル系重合体からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の繊維積層吸音材。