(57)【要約】      （修正有）【課題】防音性と軽量化とを両立した、多孔質繊維シートを提供する。【解決手段】多孔質繊維シートは１０、平均繊維径が０．５μｍ以上２０μｍ以下の繊維で形成され、単位体積に占める固体と空隙の全体積を１００％とすると、前記固体の割合が１．３％以上８％以下であり、互いに対向する２つの主表面１１，１２の間に、予め定められた面内方向に剥離可能に連続的に並ぶ複数の不織布層２０を有し、複数の不織布層２０のそれぞれは、前記予め定められ面内方向から見たときに複数の繊維が絡まり合うものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均繊維径が０．５μｍ以上２０μｍ以下の繊維で形成され、
単位体積に占める固体と空隙の全体積を１００％とすると、前記固体の割合が１．３％以上８％以下である、多孔質繊維シート。
【請求項２】
総厚さが１ｍｍ以上１００ｍｍ以下である、請求項１に記載の多孔質繊維シート。
【請求項３】
互いに対向する２つの主表面の間に、予め定められた面内方向に剥離可能に連続的に並ぶ複数の不織布層を有し、
複数の前記不織布層のそれぞれは、前記予め定められた面内方向から見たときに複数の繊維が絡まり合うものである、請求項１または２に記載の多孔質繊維シート。
【請求項４】
互いに対向する２つの主表面のそれぞれに、厚さ方向から見たときに複数の繊維が絡まり合うスキン層を有し、
複数の前記不織布層は、２つの前記スキン層の間に設けられ、それぞれ、２つの前記スキン層と連続的に形成され、
２つの前記スキン層のそれぞれの厚さは、０．０１ｍｍ以上５ｍｍ以下である、請求項３に記載の多孔質繊維シート。
【請求項５】
入射する音波を減衰させる防音材として用いられる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の多孔質繊維シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔質繊維シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
乗り物や建物、家庭用電気機器などの騒音対策として、音波を減衰させる多孔質繊維シートが開発されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１の多孔質繊維シートは、Ｃ形状構造を有するものである。この多孔質繊維シートは、Ｃ形状構造の直接形成繊維と、直接形成繊維の間に分散された捲縮を有するステープルファイバーとを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００６−５０６５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来から多孔質繊維シートの防音性と軽量化とが求められているが、軽量化のため厚さを薄くすると、防音性が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、防音性と軽量化とを両立した、多孔質繊維シートの提供を主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
平均繊維径が０．５μｍ以上２０μｍ以下の繊維で形成され、
単位体積に占める固体と空隙の全体積を１００％とすると、前記固体の割合が１．３％以上８％以下である、多孔質繊維シートが提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様によれば、防音性と軽量化とを両立した、多孔質繊維シートを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態による多孔質繊維シートを示す斜視図である。
【図２】図１の多孔質繊維シートの第１変形例を示す斜視図である。
【図３】図１の多孔質繊維シートの第２変形例を示す斜視図である。
【図４】第１実施形態による多孔質繊維シートの製造方法を示す図である。
【図５】図２に示す２つのコレクタ間に形成される不織布層を示す図である。
【図６】第２実施形態による多孔質繊維シートを示す斜視図である。
【図７】第２実施形態による多孔質繊維シートの製造方法を示す図である。
【図８】例１で得られた横配向品としての多孔質繊維シートを示す図である。
【図９】例５で得られた縦配向品としての多孔質繊維シートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図面において、同一の又は対応する構成については同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。
【００１０】
図１は、第１実施形態による多孔質繊維シートを示す斜視図である。図１において、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は互いに垂直な方向である。Ｘ方向は多孔質繊維シートの厚さ方向である。Ｙ方向およびＺ方向は多孔質繊維シートの面内方向である。Ｚ方向が複数の不織布層の並ぶ方向である。
【００１１】
図１において、矢印Ａは、多孔質繊維シート１０に対する音波の入射方向を表す。尚、図１では、音波は、多孔質繊維シート１０の主表面１１に対し垂直に入射しているが、斜めに入射してもよい。また、音波は、多孔質繊維シート１０の両側から入射してもよく、２つの主表面１１、１２の両方に入射してもよい。
【００１２】
多孔質繊維シート１０は、入射する音波を減衰させるものである。多孔質繊維シート１０は、入射する音波のエネルギーを熱のエネルギーに変換させることで、入射する音波を減衰させる。音波が多孔質繊維シート１０に入射すると、多孔質な多孔質繊維シート１０の内部で空気が振動するので、多孔質繊維シート１０を形成する繊維と空気との間に摩擦が生じ、音波のエネルギーが熱のエネルギーに変換される。
【００１３】
多孔質繊維シート１０は、吸音材として用いられてもよいし、遮音材として用いられてもよい。吸音材は、音源から入射した音波の反射を抑制する目的で用いられる。遮音材は、音源から入射した音波の透過を抑制する目的で用いられる。多孔質繊維シート１０は、吸音材と遮音材の両方を兼ねてもよい。
【００１４】
多孔質繊維シート１０は、乗り物、建物、家庭用電気機器、大型電気機器などの騒音対策に用いられる。乗り物としては、例えば、自動車や電車などの車両や飛行機などが挙げられる。車両の騒音は、走行音、走行音がトンネルや遮音壁などで反射した反射音、車両に搭載される搭載機器（例えば空調機やエンジン）の作動音を含む。建物としては、例えば、工場や映画館、カラオケボックス、音楽ホールなどが挙げられる。家庭用電気機器としては、例えば、冷蔵庫や掃除機、エアコン室外機、家庭用蓄電池、温水洗浄便座などが挙げられる。大型電気機器としては、例えば業務用冷蔵庫などが挙げられる。
【００１５】
多孔質繊維シート１０は、有機繊維で形成されてよい。有機繊維の材料としては、汎用プラスチック、エンジニアリングプラスチックおよびスーパーエンジニアリングプラスチックなどが挙げられる。汎用プラスチックには、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）およびアクリル樹脂（例えばＰＭＭＡ）などが含まれる。エンジニアリングプラスチックには、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ナイロン６（Ｎ６）、ナイロン６，６（Ｎ６６）およびナイロン１２（Ｎ１２）などが含まれる。スーパーエンジニアリングプラスチックには、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）および液晶ポリマー（ＬＣＰ）などが含まれる。多孔質繊維シート１０は、一種類の有機繊維で形成されてもよいし、複数種類の有機繊維で形成されてもよい。
【００１６】
尚、本実施形態の多孔質繊維シート１０は、有機繊維で形成されるが、無機繊維で形成されてもよい。無機繊維としては、ガラス繊維やカーボンファイバーなどが挙げられる。有機繊維と無機繊維とが組み合わされてもよい。
【００１７】
多孔質繊維シート１０の平均繊維径は、０．５μｍ以上２０μｍ以下である。多孔質繊維シート１０の平均繊維径が０．５μｍ以上であると、多孔質繊維シート１０の製造が容易であり、また、多孔質繊維シート１０の強度が十分に得られる。一方、多孔質繊維シート１０の平均繊維径が２０μｍ以下であると、単位体積当たりの繊維の表面積が広いため、繊維と空気との間で摩擦が生じやすく、音波を効率的に減衰することができる。多孔質繊維シート１０の平均繊維径は、好ましくは１μｍ以上１５μｍ以下であり、より好ましくは１．５μｍ以上１０μｍ以下である。
【００１８】
多孔質繊維シート１０は、平均繊維径が０．５μｍ以上２０μｍ以下である繊維などの固体と、繊維間に形成される空隙とで構成される。本発明者は、多孔質繊維シート１０の防音性を向上するため、従来着目されていなかった固体占有率Ｓに着目した。
【００１９】
固体占有率Ｓとは、多孔質繊維シート１０の単位体積に占める固体と空隙の全体積を１００％としたときの、固体の割合のことである。つまり、固体占有率Ｓは、多孔質繊維シート１０のかさ密度（ＢＤ）を固体の真密度（ＴＤ）で除した値（ＢＤ／ＴＤ）に１００を乗じた値（ＢＤ／ＴＤ×１００）である。固体占有率Ｓは、１００から空隙率を差し引いたものと等しい。
【００２０】
固体占有率Ｓが大きいほど、平均繊維径が０．５μｍ以上２０μｍ以下である繊維と空気との接触面積が大きく、繊維と空気との摩擦によって音波のエネルギーを熱のエネルギーに変換する効率が向上するため、防音性が向上する。一方、固体占有率Ｓが小さいほど、密度が小さく、軽量化が図れる。
【００２１】
本実施形態では、固体占有率Ｓは、１．３％以上８％以下である。固体占有率Ｓが１．３％以上であると、平均繊維径が０．５μｍ以上２０μｍ以下である繊維と空気との摩擦によって音波が減衰されやすく、減衰定数８Ｎｅｐｅｒ／ｍ以上を達成することができる。また、固体占有率Ｓが８％以下であると、軽量化を図ることができる。固体占有率Ｓは、好ましくは１．３５％以上７％以下であり、より好ましくは１．４％以上６％以下である。
【００２２】
固体は、主に、平均繊維径が０．５μｍ以上２０μｍ以下の繊維を含む。固体は、繊維径が１０μｍ以上３０μｍ以下の繊維を含んでもよい。平均繊維径が０．５μｍ以上２０μｍ以下であればよい。また、固体は、多孔質繊維シート１０の形状保持のため、低融点の繊維や粘着性の繊維を含んでもよい。さらに、固体は、酸化防止剤、多孔安定剤、粘度調整剤、着色剤などを、防音性を損なわない範囲で含んでもよい。
【００２３】
多孔質繊維シート１０の総厚さＴ０は、例えば１ｍｍ以上１００ｍｍ以下である。総厚さＴ０が１ｍｍ以上であると、多孔質繊維シート１０の形状を維持できる。一方、総厚さＴ０が１００ｍｍ以下であると、多孔質繊維シート１０の軽量化を図ることができる。
【００２４】
多孔質繊維シート１０は、互いに対向する２つの主表面１１、１２の間に、予め定められた面内方向（図１ではＺ方向）に剥離可能に連続的に並ぶ複数の不織布層２０を有する。複数の不織布層２０のそれぞれは、予め定められた面内方向（図１ではＺ方向）から見たときに複数の繊維が絡まり合うものである。隣り合う不織布層２０は、互いの界面で簡単に剥離できる。
【００２５】
隣り合う不織布層２０の剥離強度を高めるため、不織布層２０同士を連結する捲縮繊維が挿入されてもよいが、本実施形態では挿入されない。捲縮繊維は、繊維径が太く、比表面積が小さいことから、空気の粘性抵抗によるエネルギー減衰が得られ難く、減衰定数が小さくなるためである。
【００２６】
ところで、音波は、空気の密度の振動が伝播するものであり、縦波（疎密波）である。繊維と繊維の間に形成される空隙において空気の密度が変化すると、空気の密度変化による圧力変化が繊維に生じる。１本の繊維の任意の部位で同時に同じ圧力変化が生じる場合、繊維が共振する。繊維が共振するのは、例えば繊維が音波の伝播方向に対し垂直に配置される場合である。
【００２７】
共振する繊維の本数が多いほど、音波の伝播が妨げられやすく、音波が反射されやすいため、吸音性が低下する。音波の伝わりにくさは、特性インピーダンスで評価できる。特性インピーダンスが大きいほど、音波の伝播が妨げられやすく、音波が反射されやすいため、吸音性が低下する。
【００２８】
また、共振する繊維の本数が多いほど、音波の伝播が妨げられやすく、空気と繊維との摩擦による音波の減衰が妨げられる。
【００２９】
本実施形態によれば、上述の如く、複数の不織布層２０がＺ方向に剥離可能に連続的に並ぶ。そのため、例えば図１に矢印Ａで示すように音波がＸ方向に入射するとき、各不織布層２０において音波の伝播方向に対して垂直な繊維の本数を低減でき、各不織布層２０において繊維の共振を抑制できる。その結果、特性インピーダンス１４００Ｎ・ｓ／ｍ３以下を達成することができ、良好な吸音性にすることができる。また、減衰定数をより向上することができる。
【００３０】
尚、特性インピーダンス（つまり、音波の伝わりにくさ）を下げるだけであれば、固体占有率Ｓを１．３％未満にする（つまり、空隙率を９８．７％以上にする）ことも考えられる。この場合、減衰定数が小さ過ぎて、遮音性が悪化してしまうため、本実施形態では固体占有率Ｓは１．３％以上としてある。固体占有率Ｓを１．３％以上とすると共に、縦配向の構造を採用することにより、遮音性と吸音性を両立できる。遮音材と吸音材の両方の機能が要求される用途で、特に有効である。
【００３１】
不織布層２０は、図１に示すようにＹ方向視でＣ字状に形成される。尚、不織布層２０のＹ方向視での形状は、本実施形態ではＣ字状であるが、特に限定されず、例えば、図２に示すように波線状でもよいし、図３に示すように直線状でもよい。不織布層２０のＹ方向視での形状は、図３ではＺ方向に対し斜めの直線であるが、Ｚ方向に対し垂直な直線であってもよい。
【００３２】
多孔質繊維シート１０は、互いに対向する２つの主表面１１、１２のうち、一方の主表面１１にスキン層２１を有し、他方の主表面１２にスキン層２２を有する。２つのスキン層２１、２２は、それぞれ、厚さ方向（図１ではＸ方向）から見たときに、複数の繊維が絡まり合うもの（つまり、不織布）である。
【００３３】
２つのスキン層２１、２２の間には複数の不織布層２０が設けられ、各不織布層２０は２つのスキン層２１、２２と連続的に形成される。各スキン層２１、２２の厚さは薄く、隣り合う不織布層２０が互いの界面で剥離されるとき、その界面の延長面で各スキン層２１、２２が分断される。
【００３４】
スキン層２１の厚さＴ１およびスキン層２２の厚さＴ２は、それぞれ、０．０１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。厚さＴ１および厚さＴ２がそれぞれ０．０１ｍｍ以上であると、隣り合う不織布層２０の界面での意図しない剥離を抑制でき、形状を維持できる。一方、厚さＴ１および厚さＴ２がそれぞれ５ｍｍ以下であると、スキン層２１による音波の反射を抑制でき、不織布層２０における音波の減衰を促進できる。厚さＴ１および厚さＴ２は、それぞれ、好ましくは０．３ｍｍ以上４ｍｍ以下、より好ましくは０．６ｍｍ以上３ｍｍ以下である。
【００３５】
尚、多孔質繊維シート１０は、形状保持のため、アルミ箔や不織布などの支持体層で支持されてもよい。支持体層は、多孔質繊維シート１０の厚さ方向両側に設けられてもよいし、多孔質繊維シート１０の厚さ方向片側に設けられてもよい。
【００３６】
多孔質繊維シート１０の製造方法としては、特に限定されないが、溶融紡糸法が好適であり、メルトブローン法が特に好適である。メルトブローン法は、溶融した熱可塑性樹脂をノズルから吹き出して高温、高速の気流で繊維状に引き伸ばし、コレクタ上で繊維を紡糸する方法である。熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂のいずれかの少なくとも１種類を含む。
【００３７】
尚、多孔質繊維シート１０の製造方法は、メルトブローン法に限定されず、例えば電界紡糸法などでもよい。メルトブローン法や電界紡糸法によれば、不織布が得られる。電界紡糸法によれば、有機繊維のみならず、無機繊維も紡糸できる。
【００３８】
図４は、第１実施形態による多孔質繊維シートの製造方法を示す斜視図である。図４におけるＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、図１におけるＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向と同じ意味である。図４において、矢印Ｂは、多孔質繊維シート１０の搬送方向（Ｚ方向）である。多孔質繊維シート１０を製造する製造装置５０は、図４に示すように、ダイス５１と、２つのコレクタ５５とを有する。
【００３９】
ダイス５１は、溶融樹脂を吐出する樹脂ノズル５２と、空気などのガスを吐出するガスノズル５３とを有する。樹脂ノズル５２は、例えば鉛直方向下方に向けて溶融樹脂を吐出する。ガスノズル５３は、樹脂ノズル５２のＸ方向両側に設けられ、それぞれ、樹脂ノズル５２から吐出される溶融樹脂の流れと交わるように、斜め下方に高温のガスを吐出する。樹脂ノズル５２の吐出口、およびガスノズル５３の吐出口は、ダイス５１の下面に、Ｙ方向に間隔をおいて複数設けられる。尚、樹脂ノズル５２の吐出方向は、本実施形態ではＺ方向（より詳細には鉛直下方）であるが、Ｚ方向に対し傾斜した方向であってもよい。
【００４０】
２つのコレクタ５５の互いに対向する面は、平行とされ、それぞれＸ方向に対し垂直とされる。２つのコレクタ５５の互いに対向する面の間に、多孔質繊維シート１０の搬送経路が形成される。多孔質繊維シート１０は、無端ベルト５８と共にＺ方向（より詳細には鉛直下方）に搬送され、２つのコレクタ５５の間を通過した後、湾曲され、水平に搬送される。多孔質繊維シート１０の総厚さＴ０（図１参照）は、自重などにより２つのコレクタ５５の間隔Ｗよりも小さくなる。尚、２つのコレクタ５５の間隔Ｗは、本実施形態では図４に示すように一定であるが、搬送方向上流側から搬送方向下流側に向うほど、狭くなってもよいし、広くなってもよい。
【００４１】
各コレクタ５５は、例えば、第１プーリー５６、第２プーリー５７、および第１プーリー５６と第２プーリー５７との間に架け渡される無端ベルト５８を有する。第１プーリー５６および第２プーリー５７のそれぞれの回転軸の軸方向は、Ｙ方向とされる。第１プーリー５６および第２プーリー５７のうち少なくとも１つは、回転モータなどの駆動源によって回転させられる駆動プーリーである。駆動プーリーを連続的に回転させることにより、無端ベルト５８共に多孔質繊維シート１０が連続的に搬送される。
【００４２】
図５は、図４に示す２つのコレクタ間に架け渡される繊維層を示す図である。樹脂ノズル５２から吐出された溶融樹脂は、ガスノズル５３から吐出された高速の気流で繊維状に引き伸ばされ、繊維層２９を形成する。繊維層２９は、Ｚ方向視で、複数の繊維が絡まり合う不織布である。
【００４３】
繊維層２９は、Ｚ方向視で、Ｘ方向に間隔をおいて設けられる２つのコレクタ５５間に架け渡される。繊維層２９のＸ方向端部は、図４に示すように無端ベルト５８の上端部付近に付着する。無端ベルト５８の上端部は、第１プーリー５６の外周に抱き付いており、第１プーリー５６の回転に伴い向きを変える。これにより、繊維層２９のＸ方向端部が、向きを変え、スキン層２１、２２となる。一方、繊維層２９のＸ方向中央部は、不織布層２０となる。
【００４４】
尚、各コレクタ５５は、本実施形態では無端ベルト５８を有するが、無端ベルト５８を有しなくてもよい。少なくとも１つのコレクタ５５は、多孔質繊維シート１０に直接接するロールで構成されてもよい。この場合、ロールに多孔質繊維シート１０を吸引する吸引源が設けられてよい。
【００４５】
上記第１実施形態では複数の不織布層が面内方向に連続的に並ぶのに対し、下記第２実施形態では複数の不織布層の厚さ方向に連続的に並ぶ点で相違する。以下、主に相違点について図６および図７を参照して説明する。尚、複数の不織布層が面内方向に連続的に並ぶ構造を縦配向と呼び、複数の不織布層が厚さ方向に連続的に並ぶ構造を横配向とも呼ぶ。
【００４６】
図６は、第２実施形態による多孔質繊維シートを示す斜視図である。図６において、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は互いに垂直な方向である。図６では、図１〜図５等と異なり、Ｚ方向が多孔質繊維シートの厚さ方向である。Ｘ方向およびＹ方向は多孔質繊維シートの面内方向である。
【００４７】
図６において、矢印Ａは、多孔質繊維シート１０Ａに対する音波の入射方向を表す。尚、図６では、音波は、多孔質繊維シート１０Ａの主表面１１Ａに対し垂直に入射しているが、斜めに入射してもよい。また、音波は、多孔質繊維シート１０Ａの両側から入射してもよく、２つの主表面１１Ａ、１２Ａの両方に入射してもよい。
【００４８】
多孔質繊維シート１０Ａの平均繊維径は、上記第１実施形態の多孔質繊維シート１０Ａの平均繊維径と同様に、０．５μｍ以上２０μｍ以下である。また、多孔質繊維シート１０Ａの固体占有率Ｓは、上記第１実施形態の多孔質繊維シート１０の固体占有率Ｓと同様に、１．３％以上８％以下である。そのため、本実施形態よれば、上記第１実施形態と同様に、平均繊維径が０．５μｍ以上２０μｍ以下である繊維と空気との摩擦によって音波が減衰されやすく、減衰定数８Ｎｅｐｅｒ／ｍ以上を達成することができる。また、軽量化を図ることができる。
【００４９】
多孔質繊維シート１０Ａは、厚さ方向（図６ではＺ方向）に剥離可能に連続的に並ぶ複数の不織布層２０Ａを有する。複数の不織布層２０Ａのそれぞれは、厚さ方向から見たときに複数の繊維が絡まり合うものである。隣り合う不織布層２０Ａは、互いの界面で簡単に剥離できる。
【００５０】
図７は、第２実施形態による多孔質繊維シートの製造方法を示す斜視図である。図７におけるＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、図６におけるＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向と同じ意味である。図７において、矢印Ｂは、多孔質繊維シートの搬送方向（Ｘ方向）である。
【００５１】
多孔質繊維シート１０Ａを製造する製造装置５０Ａは、図７に示すように、ダイス５１Ａと、コレクタ５５Ａとを有する。ダイス５１Ａは、上記第１実施形態のダイス５１と同様に、樹脂ノズル５２Ａと、ガスノズル５３Ａとを有する。尚、樹脂ノズル５２Ａの吐出方向は、本実施形態ではＺ方向（より詳細には鉛直下方）であるが、Ｚ方向に対し傾斜した方向であってもよい。
【００５２】
コレクタ５５Ａは、不図示の第１プーリーと第２プーリーとの間に架け渡される無端ベルト５８Ａを有する。無端ベルト５８Ａの上面は、Ｚ方向に対し垂直な水平面であってよい。多孔質繊維シート１０は、無端ベルト５８Ａの上面に徐々に形成されながら、無端ベルト５８Ａと共にＸ方向に搬送される。
【実施例】
【００５３】
以下、具体的な実施例や比較例などについて説明する。以下で説明する例１〜例８のうち、例１〜例３および例５〜例７が実施例、例４および例８が比較例である。
【００５４】
［例１］
例１では、図７に示す製造装置５０Ａを用いて、メルトブローン法で横配向の多孔質繊維シートを製造した。繊維の原料としては、POLYMIRAE社製のポリプロピレン樹脂Moplen HP461Yを用いた。ポリプロピレン樹脂は、押出機にて２２０℃で溶融混練した後、ギアポンプを用いて２．９ｋｇ／ｈの吐出量でダイス５１Ａに送出した。ダイス５１Ａは予め２６０℃に加熱した。ダイス５１Ａとしては、４８４個の樹脂ノズル５２ＡがＹ方向に０．７２ｍｍピッチで一列に並ぶものを用いた。各樹脂ノズル５２Ａの吐出方向はＺ方向（より詳細には鉛直下方）であって、各樹脂ノズル５２Ａの吐出口の直径は０．２ｍｍであった。各樹脂ノズル５２ＡのＸ方向両側には一対のガスノズル５３Ａが設けられており、各ガスノズル５３Ａからの空気の流速は２００ｍ／ｓｅｃとした。また、ダイス５１Ａとコレクタ５５Ａとの上下方向距離Ｄ（図７参照）は、５００ｍｍとした。コレクタ５５Ａの上面は、Ｚ方向に垂直な水平面であった。コレクタ５５Ａによる多孔質繊維シートの搬送速度Ｖは、０．２ｍ／ｍｉｎとした。これにより、平均繊維径２．８μｍ、総厚さ５２ｍｍ、固体占有率１．６％の横配向品を製造した。
【００５５】
［例２］
例２では、樹脂吐出量、上下方向距離Ｄ、および搬送速度Ｖの条件以外、例１と同じ条件で、横配向品を製造した。樹脂吐出量は５．８ｋｇ／ｈ、上下方向距離Ｄは７００ｍｍ、搬送速度Ｖは１．０ｍ／ｍｉｎとした。これにより、平均繊維径１．８μｍ、総厚さ１３ｍｍ、固体占有率２．５％の横配向品を製造した。
【００５６】
［例３］
例３では、空気の流速、および上下方向距離Ｄの条件以外、例１と同じ条件で横配向品を製造した。空気の流速は１２５ｍ／ｓｅｃ、上下方向距離Ｄは７００ｍｍとした。これにより、平均繊維径２．４μｍ、総厚さ２８ｍｍ、固体占有率３．２％の横配向品を製造した。
【００５７】
［例４］
例４では、上下方向距離Ｄ、および搬送速度Ｖの条件以外、例１と同じ条件で、横配向品を製造した。上下方向距離Ｄは７００ｍｍ、搬送速度Ｖは１．０ｍ／ｍｉｎとした。これにより、平均繊維径１．７μｍ、総厚さ１６ｍｍ、固体占有率０．８％の横配向品を製造した。
【００５８】
［例５］
例５では、図４に示す製造装置５０を用いて、メルトブローン法で縦配向の多孔質繊維シートを製造した。繊維の原料としては、POLYMIRAE社製のポリプロピレン樹脂Moplen HP461Yを用いた。ポリプロピレン樹脂は、押出機にて２２０℃で溶融混練した後、ギアポンプを用いて２．２ｋｇ／ｈの吐出量でダイス５１に送出した。ダイス５１は予め２５０℃に加熱した。ダイス５１としては、４８４個の樹脂ノズル５２がＹ方向に０．７２ｍｍピッチで一列に並ぶものを用いた。各樹脂ノズル５２の吐出方向はＺ方向（より詳細には鉛直下方）であって、各樹脂ノズル５２の吐出口の直径は０．２ｍｍであった。各樹脂ノズル５２のＸ方向両側には一対のガスノズル５３が設けられており、各ガスノズル５３からの空気の流速は８０ｍ／ｓｅｃとした。また、ダイス５１と各コレクタ５５との上下方向距離Ｄ（図４参照）は、４００ｍｍとした。２つのコレクタ５５の間隔は５５ｍｍで一定とし、２つのコレクタ５５による多孔質繊維シートの搬送速度Ｖは０．２ｍ／ｍｉｎとした。これにより、平均繊維径３．５μｍ、総厚さ４４ｍｍ、固体占有率１．５％の縦配向品を製造した。
【００５９】
［例６］
例６では、ダイス温度、樹脂吐出量、および搬送速度Ｖの条件以外、例５と同じ条件で、縦配向品を製造した。ダイス温度は２６０℃、樹脂吐出量は２．９ｋｇ／ｈ、搬送速度Ｖは０．３ｍ／ｍｉｎとした。これにより、平均繊維径６．０μｍ、総厚さ３３ｍｍ、固体占有率１．７％の縦配向品を製造した。
【００６０】
［例７］
例７では、樹脂吐出量、および搬送速度Ｖの条件以外、例５と同じ条件で、縦配向品を製造した。樹脂吐出量は２．９ｋｇ／ｈ、搬送速度Ｖは０．３ｍ／ｍｉｎとした。これにより、平均繊維径７．６μｍ、総厚さ４５ｍｍ、固体占有率１．５％の縦配向品を製造した。
【００６１】
［例８］
例８では、ダイス温度、樹脂吐出量、上下方向距離Ｄ、および搬送速度Ｖの条件以外、例５と同じ条件で、縦配向品を製造した。ダイス温度は２２０℃、樹脂吐出量は２．９ｋｇ／ｈ、上下方向距離Ｄは３００ｍｍ、搬送速度Ｖは０．７ｍ／ｍｉｎとした。これにより、平均繊維径８．７μｍ、総厚さ３２ｍｍ、固体占有率０．６％の縦配向品を製造した。
【００６２】
［多孔質繊維シートの製造条件のまとめ］
表１に、例１〜例８で得られた多孔質繊維シートの製造条件を示す。
【００６３】
【表１】
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【００６４】
例１〜例４で得られた横配向品の代表例として、例１で得られた横配向品を図８に示す。図８のＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、図７のＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向と同じ意味である。また、例５〜例８で得られた縦配向品の代表例として、例５で得られた縦配向品を図９に示す。図９のＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、図４のＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向と同じ意味である。
【００６５】
［多孔質繊維シートの評価方法］
例１〜例８で得られた多孔質繊維シートについて、下記の測定を行った。尚、スキン層の厚さは、例５〜例８で得られた縦配向の多孔質繊維シートについてのみ測定した。
【００６６】
＜多孔質繊維シートの総厚さ＞
多孔質繊維シートの総厚さは、多孔質繊維シートから切り出した試験片を台の水平な載置面に載せ、上方視で試験片の中心付近５点の厚さを厚みゲージで測定し、５点の測定値の算術平均値とした。試験片は、多孔質繊維シートの主表面に対し垂直な方向から見て縦１００ｍｍ、横１００ｍｍの矩形状に切り出した。試験片は、試験片の切断面が台の載置面に対し垂直になるように、台の載置面に載せた。
【００６７】
＜スキン層の厚さ＞
スキン層の厚さは、多孔質繊維シートから切り出した試験片の２つのスキン層のそれぞれの３点の厚さを厚みゲージで測定し、６点の測定値の算術平均値とした。試験片は、多孔質繊維シートのＹ方向中央部（図１および図２参照）から、多孔質繊維シートの主表面に対し垂直な方向から見て縦１００ｍｍ、横１００ｍｍの矩形状に切り出した。尚、一方のスキン層の３点の厚さの算術平均値と、他方のスキン層の３点の厚さの算術平均値とは、誤差の範囲で一致した。
【００６８】
＜多孔質繊維シートの平均繊維径＞
多孔質繊維シートの平均繊維径は、多孔質繊維シートから切り出した試験片のＳＥＭ写真（走査型電子顕微鏡写真）の画像解析によって測定した。試験片は、多孔質繊維シートの主表面に対し垂直な方向から見て縦５ｍｍ、横１０ｍｍの矩形状に切り出した。試験片の平均繊維径を測定する切断面には、予めスパッタ装置を用いてＰｔ膜を形成した。
スパッタ装置としては、真空デバイス社製のマグネトロンスパッタ装置MSP-15を用いた。電流値は３０ｍＡとし、蒸着時間は３０秒間とした。
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）としては、Phenom-World社製のproX PREMIUMＩＩを用いた。電子線のビームエネルギーは、１０ＫｅＶとした。電子画像は、Phenom-World社製のPro SuiteフェノムアプリケーションシステムのAutomated Image Mappingを用い、１５００倍の倍率で撮像場所を変えながら３０枚取得した。
３０枚の電子画像から合計１０００箇所の繊維径を画像解析によって測定し、測定した繊維径の算術平均値を平均繊維径とした。画像解析には、Phenom-World社製のPro Suiteフェノムアプリケーションシステムのファイバーメトリックス機能を用いた。
【００６９】
＜多孔質繊維シートの固体占有率＞
多孔質繊維シートの固体占有率は、多孔質繊維シートのかさ密度（ＢＤ）を固体の真密度（ＴＤ）で除した値（ＢＤ／ＴＤ）に１００を乗じた値（ＢＤ／ＴＤ×１００）として求めた。
多孔質繊維シートのかさ密度（ＢＤ）は、多孔質繊維シートから切り出した試験片の質量を、試験片の体積で除すことにより得た。試験片は、多孔質繊維シートの主表面に対し垂直な方向から見て直径１００．５ｍｍの円形に切り出した。試験片の体積は、直径１００．５ｍｍの円形の面積と多孔質繊維シートの総厚さとを乗じることにより測定した。試験片の質量は、電子天秤で測定した。
固体の真密度としては、固体を構成する繊維の真密度を用いた。繊維の材料として用いたPOLYMIRAE社製のポリプロピレン樹脂Moplen HP461Yの真密度は、９２０ｋｇ／ｍ３であった。
【００７０】
＜多孔質繊維シートの減衰定数＞
多孔質繊維シートの減衰定数（単位：Ｎｅｐｅｒ／ｍ）は、日本音響エンジニアリング社製の垂直入射吸音率測定システムWinZacMTXを使用し、ＪＩＳ  Ａ  １４０５−２に準拠して測定した。具体的には、固体占有率の測定に供した円柱状の試験片の片側の平面に対し垂直に音波を入射させ、音波の周波数を２００Ｈｚから１０００Ｈｚまで２０Ｈｚピッチで変化させたときのそれぞれの減衰定数を測定し、その４１点の測定値の算術平均値を多孔質繊維シートの減衰定数とした。
尚、周波数が２００Ｈｚ未満の減衰定数は、測定誤差が大きいため、測定の対象から除外した。
【００７１】
＜多孔質繊維シートの特性インピーダンス＞
多孔質繊維シートの特性インピーダンス（単位：Ｎ・ｓ／ｍ３）は、減衰定数と同様に、日本音響エンジニアリング社製の垂直入射吸音率測定システムWinZacMTXを使用し、ＪＩＳ  Ａ  １４０５−２に準拠して測定した。具体的には、固体占有率の測定に供した円柱状の試験片の片側の平面に対し垂直に音波を入射させ、音波の周波数を２００Ｈｚから１０００Ｈｚまで２０Ｈｚピッチで変化させたときのそれぞれの特性インピーダンス（より詳細には特性インピーダンスの実部）を測定し、その４１点の測定値の算術平均値を多孔質繊維シートの特性インピーダンスとした。
【００７２】
［多孔質繊維シートの評価結果］
表２に、例１〜例８で得られた多孔質繊維シートの評価結果を示す。
【００７３】
【表２】
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【００７４】
例１〜例３および例５〜例７で得られた多孔質繊維シートは、平均繊維径が０．５μｍ以上２０μｍ以下の範囲内であって且つ固体占有率Ｓが１．３％以上８％以下の範囲内であったため、高い減衰定数（８Ｎｅｐｅｒ／ｍ以上）が得られた。一方、例４および例８で得られた多孔質繊維シートは、固体占有率が１．３％未満であったため、減衰定数が低かった。
【００７５】
例１〜例３および例５〜例７の中でも、例５〜例７の多孔質繊維シートは、縦配向品であったため、低い特性インピーダンス（１４００Ｎ・ｓ／ｍ３以下）が得られた。一方、例１〜例３の多孔質繊維シートは、横配向品であったため、特性インピーダンスが高かった。さらに、例１と例５とを比較すれば明らかなように、平均繊維径や固体占有率がほぼ同じ場合、横配向品に比べて縦配向品の方が、減衰定数をより向上できることがわかる。
【００７６】
以上、多孔質繊維シートの実施形態などについて説明したが、本発明は上記実施形態などに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。
【００７７】
例えば上記実施形態の多孔質繊維シートは、入射する音波を減衰させる防音材として用いられるが、防音材以外の用途に用いられてもよい。防音材以外の用途としては、断熱材、制振材、または衝撃吸収材などが挙げられる。
【符号の説明】
【００７８】
１０  多孔質繊維シート
１１、１２  主表面、主表面
２０  不織布層
２１、２２  スキン層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019095720.tif 000011
【図８】
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【図９】
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