JP2010096979A - 吸音材料 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】叩解度がJIS P 8121−1995 5.ショッパーろ水度試験方法に規定されるショッパーろ水度15°SR〜30°SRのパルプ繊維からなり、通気抵抗が0.05〜3.0kPa・s/mである紙(3)を、多孔質シート(2)内に内挿した構成を有し、該紙(3)は騒音が入射する表面から該多孔質シート(2)の厚さの6/10〜9/10奥側に配置されることによって該多孔質シート(2)の吸音性能を向上せしめる吸音材料(1)を提供する。
【選択図】 図3
Description
上記吸音材料(1)の通気抵抗は0.1〜5.0kPa・s/mであることが望ましく、上記紙(3)はクレープ加工および/またはエンボス加工を施すことによって表面に多数の凹凸が形成されていることが望ましい。
更に上記紙(3)および/または上記多孔質シート(2)には合成樹脂および/または合成樹脂前駆体が塗布および/または含浸および/または混合されていることによって通気抵抗が調節されていることが望ましく、上記多孔質シート(2)は複数枚の単位多孔質シートの複層物からなり、上記紙(3)は上記単位多孔質シート間に挿入されていることが望ましい。
また更に、上記紙(3)と上記単位多孔質シートとは通気性接着層によって接着されていることが望ましく、上記吸音材料(1)は所定形状に成形されていてもよい。
パルプ繊維を機械的に叩き磨砕することを叩解と云う。パルプ繊維を叩解すると、繊維は枝状に分岐してフィルム化し、あるいは同心円状に緩んで繊維は多孔質になり、このような叩解されたパルプ繊維を使用して紙を抄造した場合、得られる紙の多孔質パルプ繊維間の細孔を大きくでき、低密度で吸音特性に優れた紙が得られる。しかし上記パルプ繊維の叩解度がJIS P 8121−1995 5.ショッパーろ水度試験方法に規定されるショッパーろ水度30°SRを超えるとパルプ繊維のフィブリル化が進み、微細繊維が増加して紙の密度が高くなり、吸音特性が低下する。一方上記パルプ繊維の叩解度が15°SRを下回るとパルプ繊維の多孔質化や同心円状の緩みが不充分となり、空隙率が低下して吸音特性が悪くなる。
上記紙(3)および/または上記多孔質シート(2)に合成樹脂および/または合成樹脂前駆体が塗布および/または含浸および/または混合されていると、上記紙3および/または上記多孔質シート(2)の剛性が向上し、また通気抵抗を0.1〜5.0kPa・s/mの範囲で任意に調節出来る。
本発明にあっては、厚みが大きくても軽量で吸音特性に優れた吸音材料が提供される。
本発明において使用される紙は、針葉樹や広葉樹のチップを原料とし、叩解度がJIS P 8121−1995 5.ショッパーろ水度試験方法に規定されるショッパーろ水度15°SR〜30°SRの範囲のパルプ繊維からなる。
上記叩解は通常コニカルリファイナー、ディスクリファイナー等によって行われる。パルプ繊維の叩解度が15°SRに満たない場合には、パルプ繊維の多孔質化や同心円状の緩みが不充分となり、空隙率が低下して吸音材料の吸音性能に悪影響が及ぼされる。一方30°SRを上回るとパルプ繊維のフィブリル化が進み、微細繊維が増加して紙の密度が高くなり、吸音材料の吸音特性に悪影響が及ぼされる。
上記紙の通気抵抗は0.05〜3.0kPa・s/mになるように設定する。上記通気抵抗が0.05kPa・s/mを下回ると紙の密度が低くなり過ぎ、紙の強度や剛性が低下する。また上記通気抵抗が3.0kPa・s/mを上回ると紙の密度が高くなり、吸音特性が不充分になる。
上記紙には所望なればクレープ加工および/またはエンボス加工を施して表面に縮緬状の皺状凹凸や多数の突起を形成してもよい。
ここで、該クレープ率は、
クレープ率(%)=(A/B)×100(Aは紙製造工程における抄紙速度、Bは紙の巻き取り速度)
換言すれば、該クレープ率はパルプ繊維からなるペーパーウェブがクレーピングで縦方向(抄造方向)に圧縮される割合である(参考:特開2002-327399、特表平10-510886)。
ここで、クレープ率が10%に満たないとクレープ加工によるの吸音性能の向上が顕著でなくなり、一方、該クレープ率が50%を越えると、成形時に皺が入り易くなる。
上記エンボス加工紙は、表面に多数の凹凸が彫られたロール(エンボスロール)やプレート(エンボスプレート)を原紙に押圧して紙の表面に多数の突起を形成したものであり、該突起の突起高さが0.02〜2.00mmであり、かつ、突起数が20〜200個/cm2であることが望ましい。該突起高さが0.02mmに満たないと、エンボス加工による吸音性能の向上が顕著でなくなり、また、突起高さが2.00mmを越えた場合には、成形時に皺が入り易い。また、突起数が20個/cm2に満たないと、エンボス加工による吸音性能の向上が顕著でなくなり、突起数が200個/cm2を越えた場合には、エンボス加工紙の吸音性能の向上が見られなくなる。なお、図1において、エンボス加工紙1aには突起pが多数形成されており、突起高さは、図1に示す「h」に相当する。
なお、上記エンボス加工工程において、原紙にクレープ加工紙を用いれば、エンボスクレープ加工紙が得られる。
ここで、上記の通気抵抗(Pa・s/m)とは、通気性材料の通気の程度を表す尺度である。この通気抵抗の測定は定常流差圧測定方式により行われる。図2に示すように、シリンダー状の通気路W内に試験片Tを配置し、一定の通気量V(図中矢印の向き)の状態で図中矢印の始点側の通気路W内の圧力P1と、図中矢印の終点P2の圧力差を測定し、次式より通気抵抗Rを求めることが出来る。
ここで、ΔP(=P1−P2):圧力差(Pa)、V:単位面積当りの通気量(m3/m2・s)である。
通気抵抗は、例えば、通気性試験機(製品名:KES−F8−AP1、カトーテック株式会社製、定常流差圧測定方式)によって測定することが出来る。
本発明で使用される多孔質シートとしては、通常繊維シートが使用される。
〔繊維シート〕
本発明に用いられる繊維シートの繊維材料としては、例えばポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維、ウレタン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、アセテート繊維等の合成繊維、とうもろこしやサトウキビ等の植物から抽出された澱粉からなる生分解繊維、パルプ、木綿、ヤシ繊維、麻繊維、竹繊維、ケナフ繊維等の天然繊維、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維、石綿繊維等の無機繊維、あるいはこれらの繊維を使用した繊維製品のスクラップを解繊して得られた再生繊維の1種または2種以上の繊維が使用されるが、例えばガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維、石綿繊維、ステンレス繊維等の無機繊維やポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維、ポリ−p−フェニレンテレフタルアミド繊維等のアラミド繊維、ポリアリレート繊維、アルミナ繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維等の望ましくは融点が250℃以上の耐熱性合成繊維を使用すれば、耐熱性の極めて高い吸音性表皮材が得られる。その中でも炭素繊維は焼却処理が可能で細片が飛散しにくい点で有用な無機繊維であり、アラミド繊維は比較的安価で入手し易い点で有用な合成繊維である。
上記低融点熱可塑性繊維としては、例えば融点180℃以下のポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体等のポリオレフィン系繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリウレタン繊維、ポリエステル繊維、ポリエステル共重合体繊維、ポリアミド繊維、ポリアミド共重合体繊維等がある。これらの低融点熱可塑性繊維は、単独あるいは2種以上組み合わせて使用される。該低融点熱可塑性繊維の繊度は、0.1〜60dtexの範囲であることが好ましい。本発明に使用する望ましい低融点熱可塑性繊維としては、例えば上記通常繊維を芯部分とし、該低融点熱可塑性繊維の材料樹脂である融点100〜180℃の低融点熱可塑性樹脂を鞘とする芯鞘型繊維がある。該芯鞘型繊維を使用すると、得られる繊維シートの剛性や耐熱性が低下しない。
なお、本発明に係る多孔質シートの目付量、厚みは原則任意に設定可能であるが、望ましくは、目付量150〜800g/m2、厚み10〜100mm程度に設定され得る。
前記したように、本発明に係る吸音材料にあっては、紙および/または多孔質シートに、合成樹脂および/または合成樹脂前駆体を塗布および/または含浸させてもよい。合成樹脂および/または合成樹脂前駆体としては、例えば熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂、合成樹脂前駆体が例示される。
上記熱硬化性樹脂あるいは合成樹脂前駆体は二種以上混合使用されてもよい。
上記合成樹脂、特に熱硬化性樹脂の添加は、紙および多孔質シートの成形形状保持性と剛性を共に向上せしめる。
上記フェノール系樹脂に使用されるフェノール系化合物としては、一価フェノールであってもよいし、多価フェノールであってもよいし、一価フェノールと多価フェノールとの混合物であってもよいが、一価フェノールのみを使用した場合、硬化時および硬化後にホルムアルデヒドが放出され易いため、好ましくは多価フェノールまたは一価フェノールと多価フェノールとの混合物を使用する。
上記一価フェノールとしては、フェノールや、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、エチルフェノール、イソプロピルフェノール、キシレノール、3,5−キシレノール、ブチルフェノール、t−ブチルフェノール、ノニルフェノール等のアルキルフェノール、o−フルオロフェノール、m−フルオロフェノール、p−フルオロフェノール、o−クロロフェノール、m−クロロフェノール、p−クロロフェノール、o−ブロモフェノール、m−ブロモフェノール、p−ブロモフェノール、o−ヨードフェノール、m−ヨードフェノール、p−ヨードフェノール、o−アミノフェノール、m−アミノフェノール、p−アミノフェノール、o−ニトロフェノール、m−ニトロフェノール、p−ニトロフェノール、2,4−ジニトロフェノール、2,4,6−トリニトロフェノール等の一価フェノール置換体、ナフトール等の多環式一価フェノールなどが挙げられ、これら一価フェノールは単独でまたは二種以上混合して使用することが出来る。
上記多価フェノールとしては、レゾルシン、アルキルレゾルシン、ピロガロール、カテコール、アルキルカテコール、ハイドロキノン、アルキルハイドロキノン、フロログルシン、ビスフェノール、ジヒドロキシナフタリン等が挙げられ、これら多価フェノールは単独でまたは二種以上混合して使用することができる。多価フェノールのうち好ましいものは、レゾルシンまたはアルキルレゾルシンであり、特に好ましいものはレゾルシンよりもアルデヒドとの反応速度が速いアルキルレゾルシンである。
なお上記多価フェノールのうち、レゾルシンおよびアルキルレゾルシン等のレゾルシノール系化合物の一種または二種以上の混合物(エストニア産オイルシェールの乾留によって得られる多価フェノール混合物を含む)と、アルデヒド及び/又はアルデヒド供与体からなるレゾルシノール系樹脂は、本発明のフェノール系樹脂として使用されることが望ましい。
本発明では上記フェノール系化合物とホルムアルデヒドおよび/またはホルムアルデヒド供与体が縮合せしめられるが、上記ホルムアルデヒド供与体とは分解するとホルムアルデヒドを生成供与する化合物またはそれらの二種以上の混合物を意味する。このようなアルデヒド供与体としては例えばパラホルムアルデヒド、トリオキサン、ヘキサメチレンテトラミン、テトラオキシメチレン等が例示される。本発明ではホルムアルデヒドとホルムアルデヒド供与体とを合わせて、以下ホルムアルデヒド類と云う。
上記フェノール系樹脂には二つの型があり、上記フェノール系化合物に対してホルムアルデヒド類を過剰にしてアルカリ触媒で反応することによって得られるレゾールと、ホルムアルデヒド類に対してフェノールを過剰にして酸触媒で反応することによって得られるノボラックとがあり、レゾールはフェノールとホルムアルデヒドが付加した種々のフェノールアルコールの混合物からなり、通常水溶液で提供され、ノボラックはフェノールアルコールに更にフェノールが縮合したジヒドロキシジフェニルメタン系の種々な誘導体からなり、通常粉末で提供される。
本発明に使用されるフェノール系樹脂にあっては、まず上記フェノール系化合物とホルムアルデヒド類とを縮合させて初期縮合物とし、該初期縮合物を繊維シートに付着させた後、硬化触媒および/または加熱によって樹脂化する。
上記縮合物を製造するには、一価フェノールとホルムアルデヒド類とを縮合させて一価フェノール単独初期縮合物としてもよいし、また一価フェノールと多価フェノールとの混合物とホルムアルデヒド類とを縮合させて一価フェノール−多価フェノール初期共縮合物としてもよい。上記初期縮合物を製造するには、一価フェノールと多価フェノールのどちらか一方または両方をあらかじめ初期縮合物としておいてもよい。
上記フェノール−アルキルレゾルシン共縮合物の望ましい製造方法は、まずフェノールとホルムアルデヒド類とを反応させてフェノール系樹脂初期縮合物を製造し、次いで該フェノール系樹脂初期縮合物にアルキルレゾルシンを添加し、所望なればホルムアルデヒド類を添加して反応せしめる方法である。
上記アルキロール化トリアゾン誘導体は尿素系化合物と、アミン類と、ホルムアルデヒド類との反応によって得られる。アルキロール化トリアゾン誘導体の製造に使用される上記尿素系化合物として、尿素、チオ尿素、メチル尿素等のアルキル尿素、メチルチオ尿素等のアルキルチオ尿素、フェニル尿素、ナフチル尿素、ハロゲン化フェニル尿素、ニトロ化アルキル尿素等の単独または二種以上の混合物が例示される。特に望ましい尿素系化合物は尿素またはチオ尿素である。またアミン類としてメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、アミルアミン等の脂肪族アミン、ベンジルアミン、フルフリルアミン、エタノールアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘキサメチレンテトラミン等のアミン類のほか更にアンモニアが例示され、これらは単独でまたは二種以上の混合物として使用される。上記アルキロール化トリアゾン誘導体の製造に使用されるホルムアルデヒド類はフェノール系樹脂の初期縮合物の製造に使用されるホルムアルデヒド類と同様なものである。
上記アルキロール化トリアゾン誘導体の合成には、通常、尿素系化合物1モルに対してアミン類および/またはアンモニアは0.1〜1.2モル、ホルムアルデヒド類は1.5〜4.0モルの割合で反応させる。上記反応の際、これらの添加順序は任意であるが、好ましい反応方法としては、まずホルムアルデヒド類の所要量を反応器に投入し、通常60℃以下の温度に保ちながらアミン類および/またはアンモニアの所要量を徐々に添加し、更に所要量の尿素系化合物を添加し、80〜90℃で2〜3時間攪拌加熱して反応せしめる方法がある。ホルムアルデヒド類としては通常37%ホルマリンが用いられるが、反応生成物の濃度をあげるためにその一部をパラホルムアルデヒドに置き換えても良い。またヘキサメチレンテトラミンを用いると、より高い固形分の反応生成物が得られる。尿素系化合物と、アミン類および/またはアンモニアと、ホルムアルデヒド類との反応は通常水溶液で行われるが、水の一部または全部に代えてメタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール等のアルコール類の単独または二種以上の混合物が使用されても差し支えないし、またアセトン、メチルエチルケトン等のケトン類等の水可溶性有機溶剤の単独または二種以上の混合物が添加使用出来る。上記硬化剤の添加量はホルムアルデヒド類の場合は本発明のフェノール系樹脂の初期縮合物(初期共縮合物)100質量部に対して10〜100質量部、アルキロール化トリアゾン誘導体の場合は上記フェノール系樹脂の初期縮合物(初期共縮合物)100質量部に対して10〜500質量部である。
水溶性フェノール系樹脂の安定性を改良するために、上記フェノール系樹脂をスルホメチル化および/またはスルフィメチル化することが望ましい。
水溶性フェノール系樹脂の安定性を改良するために使用できるスルホメチル化剤としては、例えば、亜硫酸、重亜硫酸またはメタ重亜硫酸と、アルカリ金属またはトリメチルアミンやベンジルトリメチルアンモニウム等の第四級アミンもしくは第四級アンモニウムとを反応させて得られる水溶性亜硫酸塩や、これらの水溶性亜硫酸塩とアルデヒドとの反応によって得られるアルデヒド付加物が例示される。
該アルデヒド付加物とは、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、クロラール、フルフラール、グリオキザール、n−ブチルアルデヒド、カプロアルデヒド、アリルアルデヒド、ベンズアルデヒド、クロトンアルデヒド、アクロレイン、フェニルアセトアルデヒド、o−トルアルデヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒドと、上記水溶性亜硫酸塩とが付加反応したものであり、例えばホルムアルデヒドと亜硫酸塩からなるアルデヒド付加物は、ヒドロキシメタンスルホン酸塩である。
水溶性フェノール系樹脂の安定性を改良するために使用できるスルフィメチル化剤としては、ホルムアルデヒドナトリウムスルホキシラート(ロンガリット)、ベンズアルデヒドナトリウムスルホキシラート等の脂肪族、芳香族アルデヒドのアルカリ金属スルホキシラート類、ナトリウムハイドロサルファイト、マグネシウムハイドロサルファイト等のアルカリ金属、アルカリ土類金属のハイドロサルファイト(亜ジチオン酸塩)類、ヒドロキシメタンスルフィン酸塩等のヒドロキシアルカンスルフィン酸塩等が例示される。
スルホメチル化剤および/またはスルフィメチル化剤の添加は、縮合反応前、反応中、反応後のいずれの段階で行ってもよい。
また、上記紙および/または多孔質シートには、難燃剤が添加されてもよい。上記難燃剤としては、例えば燐系難燃剤、窒素系難燃剤、硫黄系難燃剤、ホウ素系難燃剤、臭素系難燃剤、グアニジン系難燃剤、燐酸塩系難燃剤、燐酸エステル系難燃剤、アミノ樹脂系難燃剤、膨張黒鉛等がある。
本発明においては特に水に難溶または不溶の粉末状の固体難燃剤が使用されることが望ましい。水に難溶または不溶の粉末状の固体難燃剤は吸音性表皮材及び吸音材に耐水性、耐久性に優れた難燃性を付与する。特に本発明の繊維シートおよび通気性多孔質材料は粗構造を有しているから、上記粉末状の固体難燃剤が内部にまで円滑に浸透して高度な難燃性ないし不燃性を付与する。
上記樹脂を含浸または塗布した紙または多孔質シート中の樹脂量を調節するには、樹脂を含浸または塗布後、該紙または多孔質シートを絞りロールやプレス盤を使用して絞る。この場合、該紙または多孔質シートはその厚みを減少させるが、該多孔質シートが繊維シートの場合には該繊維シートが低融点繊維からなるか、あるいは低融点繊維が含まれている場合には、上記樹脂含浸前に該繊維シートを加熱して低融点繊維を溶融させ、繊維を該溶融物によって結着しておくことが望ましい。そうすると該繊維シートは強度および剛性が更に向上し、樹脂含浸の際の作業性が向上し、また絞り後の厚みの復元も顕著になる。
上記繊維シートに上記樹脂を含浸または塗布した後は、上記繊維シートを常温または加熱して乾燥させる。
本発明の吸音材料(1)を製造する一般的な方法は、図3D、Eに示すように上記多孔質シート(2)を二枚あるいはそれ以上の単位多孔質シート(2A1)、(2A2)に分割し、該単位多孔質シート(2A1)、(2A2)間に紙(3)を内挿する方法である。この際騒音入射表面側の単位多孔質シート(2A1)の厚みを吸音材料(1)全体の厚みの6/10〜9/10に設定する。
溶液型あるいは水性エマルジョン型の接着剤の場合にはスプレー塗装あるいはシルク印刷塗装、オフセット印刷塗装等によって点状に接着剤を塗布し、積層材の通気性を確保することが望ましい。
なお、上記吸音材料(1)の通気抵抗は0.1〜5.0kPa・S/mの範囲に設定することが望ましい。該通気抵抗が5.0kPa・s/mを超えると、吸音特性および成形性が低下する。
<紙3A>
木材パルプ80質量%、非木材パルプ20質量%からなる原料パルプをディスクリファイナーによりJIS P 8121−1995 5.ショッパーろ水度試験方法に規定されるショッパーろ水度が26°SRで叩解し抄紙後、通常のヤンキードライヤー方式により目付量20g/m2、クレープ率が28%、通気抵抗0.623kPa・s/mのクレープ加工紙である紙(3A)を得た。
木材パルプ80質量%、非木材パルプ20質量%からなる原料パルプをディスクリファイナーによりJIS P 8121−1995 5.ショッパーろ水度試験方法に規定されるショッパーろ水度が10°SRで叩解し抄紙後、通常のヤンキードライヤー方式により目付量20g/m2、クレープ率が28%、通気抵抗0.031kPa・s/mのクレープ加工紙を得た。次に該クレープ加工紙の表面にアクリル酸エステル樹脂エマルジョンをスプレー方式により固形分として50g/m2で塗布し乾燥させ通気抵抗0.630kPa・s/mの紙(3B)を得た。
木材パルプ80質量%、非木材パルプ20質量%からなる原料パルプをディスクリファイナーによりJIS P 8121−1995 5.ショッパーろ水度試験方法に規定されるショッパーろ水度が35°SRで叩解し抄紙後、通常のヤンキードライヤー方式により目付量20g/m2、クレープ率が28%、通気抵抗3.34kPa・s/mのクレープ加工紙である紙(3C)を得た。
ポリエステル繊維(繊度:15dtex)70質量%および低融点ポリエステル繊維(繊度:4.4dtex、融点:120℃)30質量%からなる目付量300g/m2の繊維ウェブを多孔質シート(2A)とした。
実施例1の紙(3A)と多孔質シート(2A)とを用い、通気性接着剤として目付量10g/m2の共重合ポリアミド(融点:130℃)からなる蜘蛛の巣状のホットメルト接着剤を上記紙(3A)と上記多孔質シート(2A1)、(2A2)との間に介在せしめ、150℃で1分間加熱した後、冷却プレス成形機にて上記紙(3A)と上記多孔質シート(2A1)、(2A2)とを接着しかつ板状に成形して図3Dの配置構成を有し厚さ20mmの成形吸音材料No.1を得た。図中4は騒音源である。
実施例1の紙(3A)と多孔質シート(2A)とを用い、通気性接着剤として目付量10g/m2の共重合ポリアミド(融点:130℃)からなる蜘蛛の巣状のホットメルト接着剤を上記紙(3A)と上記多孔質シート(2A1)、(2A2)との間に介在せしめ、150℃で1分間加熱した後、冷却プレス成形機にて上記紙(3A)と上記多孔質シート(2A1)、(2A2)とを接着しかつ板状に成形して図3Eの配置構成を有し厚さ20mmの成形吸音材料No.2を得た。
実施例1の多孔質シート(2A)のみを用い150℃で1分間加熱した後、冷却プレス成形機にて板状に成形して図3Aの配置構成で厚さ20mmの成形吸音材料No.11を得た。
実施例1の紙(3A)と多孔質シート(2A)とを用い、通気性接着剤として目付量10g/m2の共重合ポリアミド(融点:130℃)からなる蜘蛛の巣状のホットメルト接着剤を上記紙(3A)と上記多孔質シート(2A)との間に介在せしめ、150℃で1分間加熱した後、冷却プレス成形機にて上記紙3Aと上記多孔質シート2Aとを接着しかつ板状に成形して図3Bの配置構成を有し厚さ20mmの成形吸音材料No.12を得た。
実施例1の紙(3A)と多孔質シート(2A)とを用い、通気性接着剤として目付量10g/m2の共重合ポリアミド(融点:130℃)からなる蜘蛛の巣状のホットメルト接着剤を上記紙(3A)と上記多孔質シート(2A1)、(2A2)との間に介在せしめ、150℃で1分間加熱した後、冷却プレス成形機にて上記紙(3A)と上記多孔質シート(2A1)、(2A2)とを接着しかつ板状に成形して図3Cの配置構成を有し厚さ20mmの成形吸音材料No.13を得た。
実施例1の紙(3B)と多孔質シート(2A)とを用い、通気性接着剤として目付量10g/m2の共重合ポリアミド(融点:130℃)からなる蜘蛛の巣状のホットメルト接着剤を上記紙(3B)と上記多孔質シート(2A)との間に介在せしめ、150℃で1分間加熱した後、冷却プレス成形機にて上記紙(3B)と上記多孔質シート(2A)とを接着しかつ板状に成形して図3B´の配置構成を有し厚さ20mmの成形吸音材料No.22を得た。
実施例1の紙(3B)と多孔質シート(2A)とを用い、通気性接着剤として目付量10g/m2の共重合ポリアミド(融点:130℃)からなる蜘蛛の巣状のホットメルト接着剤を上記紙(3B)と上記多孔質シート(2A1)、(2A2)との間に介在せしめ、150℃で1分間加熱した後、冷却プレス成形機にて上記紙(3B)と上記多孔質シート(2A1)、(2A2)とを接着しかつ板状に成形して図3C´の配置構成を有し厚さ20mmの成形吸音材料No.23を得た。
実施例1の紙(3B)と多孔質シート2Aとを用い、通気性接着剤として目付量10g/m2の共重合ポリアミド(融点:130℃)からなる蜘蛛の巣状のホットメルト接着剤を上記紙(3B)と上記多孔質シート(2A1)、(2A2)との間に介在せしめ、150℃で1分間加熱した後、冷却プレス成形機にて上記紙(3B)と上記多孔質シート(2A1)、(2A2)とを接着しかつ板状に成形して図3D´の配置構成を有し厚さ20mmの成形吸音材料No.24を得た。
実施例1の紙(3B)と多孔質シート(2A)とを用い、通気性接着剤として目付量10g/m2の共重合ポリアミド(融点:130℃)からなる蜘蛛の巣状のホットメルト接着剤を上記紙(3B)と上記多孔質シート(2A1)、(2A2)との間に介在せしめ、150℃で1分間加熱した後、冷却プレス成形機にて上記紙(3B)と上記多孔質シート(2A1)、(2A2)とを接着しかつ板状に成形して図3E´の配置構成を有し厚さ20mmの成形吸音材料No.25を得た。
ポリプロピレンマイクロファイバー繊維(平均直径2μm)65質量%、およびポリエステル繊維(繊度:2.2dtex)35質量%からなる目付量400g/m2のウェブシートからなる極細繊維主体の厚さ20mmの多孔質シート(2B)のみからなる成形吸音材料No.21を製造した(図3A´の配置構成)。
実施例1の紙(3A)と多孔質シート(2A)とを用い、通気性接着剤として目付量10g/m2の共重合ポリアミド(融点:130℃)からなる蜘蛛の巣状のホットメルト接着剤を上記紙(3A)と上記多孔質シート(2A)との間に介在せしめ、150℃で1分間加熱した後、冷却プレス成形機にて上記紙(3A)と上記多孔質シート(2A)とを接着しかつ板状に成形して図3Fの配置構成を有し厚さ20mmの成形吸音材料No.16を得た。
実施例1の紙(3B)と多孔質シート(2A)とを用い、通気性接着剤として目付量10g/m2の共重合ポリアミド(融点:130℃)からなる蜘蛛の巣状のホットメルト接着剤を上記紙(3B)と上記多孔質シート2Aとの間に介在せしめ、150℃で1分間加熱した後、冷却プレス成形機にて上記紙(3B)と上記多孔質シート(2A)とを接着しかつ板状に成形して図3F´の配置構成を有し厚さ20mmの成形吸音材料No.26を得た。
実施例1の紙(3C)と多孔質シート(2A)とを用い、通気性接着剤として目付量10g/m2の共重合ポリアミド(融点:130℃)からなる蜘蛛の巣状のホットメルト接着剤を上記紙(3C)と上記多孔質シート(2A)との間に介在せしめ、150℃で1分間加熱した後、冷却プレス成形機にて上記紙(3C)と上記多孔質シート(2A)とを接着しかつ板状に成形して図3B´´の配置構成を有し厚さ20mmの成形吸音材料No.32を得た。
実施例1の紙(3C)と多孔質シート(2A)とを用い、通気性接着剤として目付量10g/m2の共重合ポリアミド(融点:130℃)からなる蜘蛛の巣状のホットメルト接着剤を上記紙(3C)と上記多孔質シート(2A1)、(2A2)との間に介在せしめ、150℃で1分間加熱した後、冷却プレス成形機にて上記紙(3C)と上記多孔質シート(2A1)、(2A2)とを接着しかつ板状に成形して図3C´´の配置構成を有し厚さ20mmの成形吸音材料No.33を得た。
実施例1の紙(3C)と多孔質シート(2A)とを用い、通気性接着剤として目付量10g/m2の共重合ポリアミド(融点:130℃)からなる蜘蛛の巣状のホットメルト接着剤を上記紙(3C)と上記多孔質シート(2A1)、(2A2)との間に介在せしめ、150℃で1分間加熱した後、冷却プレス成形機にて上記紙(3C)と上記多孔質シート(2A1)、(2A2)とを接着しかつ板状に成形して図3D´´の配置構成を有し厚さ20mmの成形吸音材料No.34を得た。
実施例1の紙(3C)と多孔質シート(2A)とを用い、通気性接着剤として目付量10g/m2の共重合ポリアミド(融点:130℃)からなる蜘蛛の巣状のホットメルト接着剤を上記紙(3C)と上記多孔質シート(2A1)、(2A2)との間に介在せしめ、150℃で1分間加熱した後、冷却プレス成形機にて上記紙(3C)と上記多孔質シート(2A1)、(2A2)とを接着しかつ板状に成形して図3E´´の配置構成を有し厚さ20mmの成形吸音材料No.35を得た。
実施例1の紙(3C)と多孔質シート(2A)とを用い、通気性接着剤として目付量10g/m2の共重合ポリアミド(融点:130℃)からなる蜘蛛の巣状のホットメルト接着剤を上記紙(3C)と上記多孔質シート(2A)との間に介在せしめ、150℃で1分間加熱した後、冷却プレス成形機にて上記紙(3C)と上記多孔質シート(2A)とを接着しかつ板状に成形して図3F´´の配置構成を有し厚さ20mmの成形吸音材料No.36を得た。
成形吸音材料No.1、No.2および比較成形吸音材料No.12、No.13より、同じ紙および多孔質シートを材料とする吸音材料を用いても、紙を内挿する位置により成形物の通気抵抗が同程度であっても比較成形吸音材料No.12、No.13は周波数が3000Hz以上になると吸音率が低下する。
No.11では、成形物自体の通気抵抗が低いため吸音率は極端に悪い。
No.22、No.23、No.24、No.25については、吸音材料製造時における叩解度が15°SR以下のパルプ繊維を用いた紙に、樹脂を塗布することによって紙3Aと同程度の通気抵抗となるように調整した紙3Bを使用した比較成形吸音材料であるが、No.24、No.25の方がNo.22、No.23よりは良好な吸音率を示すものの、本発明の実施例であるNo.1、No.2と比較するとやはり3000〜4000Hz以上の周波数帯で吸音率の低下が見られる。
No.16、No,26は、全体としての通気抵抗は良好であるが、いくら適度な通気抵抗としても、紙層が音源からの距離として9/10を超える位置(10/10、つまり多孔質シートの音源側とは反対の面)にきては、吸音性能は向上しないことが判る。また、No.36も同様であることが判る。
また、No.32、No.33、No.34、No.35は叩解度が30°SR以上で、通気抵抗も大きく(5.0kPa・s/m以上)、1500Hz以上では吸音性能が低下することが判る。
No.21の極細繊維からなる多孔質シート(2B)のみからなる比較成形吸音材料は通気抵抗も適度であり概ね吸音率は良好であるが本発明の実施例と比較すると減衰的な吸音性能は劣る。これは、本発明の紙に使用されるパルプ繊維がJIS P 8121−1995 5.ショッパーろ水度試験方法に規定されるショッパーろ水度15°SR〜30°SRになるように叩解されることによってパルプ表面に微細な多数の細孔を生じ、この細孔によって本発明の吸音材料に適度な通気抵抗および良好な吸音性能が及ぼされると考えられる。また、この紙を多孔質シートに配置する場合、音源側から6/10〜9/10奥の位置に配置すると3000Hz以上でも吸音性能が低下しない。叩解度が15°SR以下のパルプ繊維を用い、樹脂を塗布することで通気抵抗を調整した紙を使用しても吸音性能が良くならないのは、パルプ叩解時の叩解度による影響が大きいためと思われる。
ポリエステル繊維(繊度:6.0dtex)70質量%および低融点ポリエステル繊維(繊度:4.4dtex、融点:120℃)30質量%からなる目付量150g/m2の繊維ウェブを加熱−冷却成形し、厚さ30mmの多孔質シート(2C)を得た。また、同様にして目付量2000g/m2、厚さ90mmの多孔質シート(2D)を得た。
また別に、木材パルプからなる原料パルプをディスクリファイナーによりJIS P 8121−1995 5.ショッパーろ水度試験方法に規定されるショッパーろ水度25°SRで叩解して抄紙後、通常の方式によりクレープエンボス加工紙(目付量18g/m2、クレープ率:25%、突起高さ:0.3mm、突起数:9個/cm2、通気抵抗:0.307kPa・s/m)である紙(3D)を得た。
ケナフ繊維60質量%、ポリエステル繊維25質量%、低融点ポリエステル繊維(融点:140℃)15質量%からなる繊維ウェブに、スルホメチル化フェノール−アルキルレゾルシン−ホルムアルデヒド初期共縮合物樹脂水溶液を繊維に対し25質量%の塗布量になるようにスプレー塗布した後、150℃で加熱し該樹脂をB状態とし、厚さ15mmで目付量150g/m2の多孔質シート(2E)を得た。
また同様にして厚さ5mm、目付量50g/m2の多孔質シート(2F)を得た。
次に、木材パルプからなる原料パルプをディスクリファイナーによりJIS P 8121−1995 5.ショッパーろ水度試験方法に規定されるショッパーろ水度が18°SRからなる紙(3E)(通気抵抗:0.087kPa・s/m、目付量16g/m2)を上記の多孔質シート(2E)に重合し、その上にアクリルエマルジョンを固形分として30g/m2の塗布量で塗布し、乾燥後の重合シートの通気抵抗が0.698kPa・s/mになるように調節した。さらにその上に上記の多孔質シート(2F)を重合し、200℃で所定形状に成形して成形吸音材料No.4を得た。
1a エンボス加工紙
2、2A、2B、2C、2D、2E、2F 多孔質シート
3、3A、3B、3C、3D、3E 紙
p 突起
h 突起高さ
Claims (8)
- 叩解度がJIS P 8121−1995 5.ショッパーろ水度試験方法に規定されるショッパーろ水度15°SR〜30°SRのパルプ繊維からなり、通気抵抗が0.05〜3.0kPa・s/mである紙の一層または二層以上が多孔質シートに内挿された吸音材料であって、騒音入射表面側に内挿されている該紙は該表面より該多孔質シートの厚さの6/10〜9/10奥側に内挿されていることを特徴とする吸音材料。
- 上記多孔質シートの厚みは10mm以上である請求項1に記載の吸音材料。
- 上記吸音材料の通気抵抗は0.1〜5.0kPa・s/mである請求項1または請求項2に記載の吸音材料。
- 上記紙はクレープ加工および/またはエンボス加工を施すことによって表面に多数の凹凸が形成されている請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の吸音材料。
- 上記紙および/または上記多孔質シートには合成樹脂および/または合成樹脂前駆体が塗布および/または含浸および/または混合されていることによって通気抵抗が調節されている請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の吸音材料。
- 上記多孔質シートは複数枚の単位多孔質シートの複層物からなり、上記紙は上記単位多孔質シート間に挿入されている請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の吸音材料。
- 上記紙と上記単位多孔質シートとは通気性接着層によって接着されている請求項6に記載の吸音材料。
- 上記吸音材料は所定形状に成形されている請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の吸音材料。
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