(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱融着性合成短繊維と、該熱融着性合成短繊維が軟化又は溶融する温度では実質的に軟化又は溶融しない非熱融着性合成短繊維とが混合されてなる短繊維ウェブを、厚み方向に漸次圧縮させながら熱を与えて、該熱融着性合成短繊維を軟化又は溶融させ、該非熱融着性合成短繊維相互間を該熱融着性合成短繊維で接着させることを特徴とする吸音材の製造方法。
【請求項２】
熱融着性合成短繊維が低融点ポリエステル繊維である請求項１記載の吸音材の製造方法。
【請求項３】
非熱融着性合成短繊維がアクリル系繊維及び／又はポリエステル系繊維である請求項１又は２記載の吸音材の製造方法。
【請求項４】
熱融着性合成短繊維１０〜５０質量％と、非熱融着性合成短繊維９０〜５０質量％とが混合されてなる短繊維ウェブを用いる請求項１乃至３のいずれか一項に記載の吸音材の製造方法。
【請求項５】
熱融着性合成短繊維と非熱融着性合成短繊維とをランダムカード機で開繊及び集積して短繊維ウェブを作成する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の吸音材の製造方法。
【請求項６】
一対の圧縮用コンベアベルト間で短繊維ウェブを厚み方向に漸次圧縮しながら、熱風を該短繊維ウェブに吹きつけて熱を与える請求項１乃至５のいずれか一項に記載の吸音材の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法で得られた、厚みが４０〜１００ｍｍで目付が３〜６ｋｇ／ｍ2である吸音材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速道路等の各種道路の防音壁に適用される吸音材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高速道路等の各種道路近辺における住環境を、自動車等の騒音から守るため、道路側縁に防音壁が設けられている。この防音壁は、騒音を吸収するための防音材を内蔵してなるものである。
【０００３】
従来より、防音材としては、音を吸収しやすいガラス繊維製マットを、フッ素系フィルムで覆ったものが用いられている。しかし、この吸音材は、防音壁の洗浄時や、防音壁に与えられる振動によって、フッ素系フィルムが破れるということがあった。フッ素系フィルムが破れると、ガラス繊維が外部へ飛散し、住環境等を悪化させるということがあった。即ち、人がガラス繊維を吸引すると、肺胞を傷つける等といった健康被害を惹起する恐れがあった。また、この吸音材は、周波数の高い領域の音を吸収しにくいということもあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このため、本発明者等は、ガラス繊維に代えて、合成短繊維よりなるマットを吸音材として用いることを試みた。合成短繊維は、有機物質である高分子重合体を素材とするものであるため、人体に対する悪影響がガラス繊維に比べて少ないという利点がある。しかしながら、合成短繊維はガラス繊維に比べて比重が小さいため、吸音効果に劣るという欠点があった。なお、吸音効果は、吸音材の質量と関係があり、質量が大きいほど、吸音効果が大きくなるものである。
【０００５】
そこで、本発明者等は、合成短繊維群が集積されてなる短繊維ウェブを押し固めて、質量の大きいマットを得ることを試みた。しかし、単に押し固めただけでは、十分な質量のマットを得ることはできなかった。このため、更に研究を重ねた結果、合成短繊維ウェブを徐々に押し固めながら、合成短繊維相互間を接着させてゆけば、十分な質量のマットが得られることが判明した。本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、熱融着性合成短繊維と、該熱融着性合成短繊維が軟化又は溶融する温度では実質的に軟化又は溶融しない非熱融着性合成短繊維とが混合されてなる短繊維ウェブを、厚み方向に漸次圧縮させながら熱を与えて、該熱融着性合成短繊維を軟化又は溶融させ、該非熱融着性合成短繊維相互間を該熱融着性合成短繊維で接着させることを特徴とする吸音材の製造方法、及びこのような方法によって得られた高質量及び高密度の吸音材に関するものである。
【０００７】
本発明で使用する熱融着性合成短繊維としては、比較的融点又は軟化点の低い合成短繊維であれば用いることができる。例えば、融点が９０〜１５０℃程度の合成短繊維を用いることができる。具体的には、融点が１２０〜１３０℃程度のポリオレフィン繊維や、融点が１１０℃程度の低融点ポリエステル繊維が用いられる。熱融着性合成短繊維の繊度は、１〜５０デニール程度が好ましい。繊度が１デニール未満であると、開繊及び集積が困難となり、短繊維ウェブを作成しにくくなる傾向が生じる。また、繊度が５０デニールを超えると、得られる吸音材の組織が緻密になりにくく、高質量の吸音材が得られにくくなる傾向が生じる。熱融着性合成短繊維の繊維長は、２０〜１００ｍｍ程度が好ましい。繊維長が２０ｍｍ未満であったり、或いは１００ｍｍを超えると、開繊及び集積が困難となり、短繊維ウェブを作成しにくくなる傾向が生じる。
【０００８】
本発明で使用する非熱融着性合成短繊維は、上記した熱融着性合成短繊維が軟化又は溶融する温度では実質的に軟化又は溶融しないものであれば、どのようなものでも用いることができる。即ち、熱融着性合成短繊維の軟化点又は融点よりも高い軟化点又は融点を持つ合成短繊維であれば良い。具体的には、軟化点が１５０℃以上のアクリル系繊維や、融点が２５０℃程度のポリエステル系繊維を用いることができる。非熱融着性合成短繊維の繊度は１〜５０デニール程度が好ましく、繊維長は２０〜１００ｍｍ程度が好ましい。この程度の繊度及び繊維長が好ましい理由は、熱融着性合成短繊維の場合と同様である。
【０００９】
次に、熱融着性合成短繊維と非熱融着性合成短繊維とを混合して短繊維ウェブを作成する。混合割合は、熱融着性合成短繊維が１０〜５０質量％であり、非熱融着性合成短繊維が９０〜５０質量％であるのが好ましい。熱融着性合成短繊維が１０質量％未満であると、非熱融着性合成短繊維相互間の接着が不十分となり、所定厚みで高質量の吸音材が得られにくくなる傾向が生じる。また、熱融着性合成短繊維が５０質量％を超えると、得られる吸音材が剛直になりすぎて、取り扱い性に劣る傾向が生じる。
【００１０】
熱融着性合成短繊維と非熱融着性合成短繊維とを混合して短繊維ウェブを作成するには、両者を混合した後に、開繊機（カード機）で開繊しながら集積すれば良い。具体的には、両者を混合した混綿を、ランダムカード機で開繊及び集積して短繊維ウェブを作成するのが好ましい。ランダムカード機は、ラチスによる梳り作用と空気による開繊作用とによって、短繊維が開繊及び集積されるもので、空気式ウェブ形成装置と言われ（Ｒａｎｄｏ−Ｆｅｅｄｅｒ及びＲａｎｄｏ−Ｗｅｂｂｅｒとも言われる。）、短繊維がランダムに集積される点に特徴がある。従って、嵩高い短繊維ウェブを得ることができ、これを厚み方向に圧縮することによって、高質量の吸音材が得やすくなるのである。これに対して、フラットカード機やローラーカード機を用いて開繊及び集積すると、短繊維が機械方向に配列して集積される傾向があり、嵩高い短繊維ウェブを得にくくなる。しかしながら、もちろん、これらも本発明において使用しても差し支えない。
【００１１】
得られた短繊維ウェブを、漸次圧縮させながら、これに熱を与える。この熱は熱融着性短繊維が軟化又は溶融する程度の温度で良く、これによって、熱融着性短繊維が軟化又は溶融し、非熱融着性短繊維相互間が接着するのである。漸次圧縮する理由は、熱融着性短繊維を軟化又は溶融させながら、徐々に短繊維ウェブを圧縮することによって、所定の厚みにするためである。一度に圧縮すると、熱融着性短繊維の軟化又は溶融が進んでいない場合、所定の厚みにするのが困難であったり、或いは圧縮を解放した場合、厚みが回復する恐れがある。
【００１２】
漸次圧縮するための具体的態様としては、例えば、図１に示すような態様が挙げられる。即ち、一対の圧縮用コンベアベルト１及び２の間に、短繊維ウェブ６を導入する。コンベアベルト１は、短繊維ウェブ６の進行方向に向けて、コンベアベルト２との間隔が狭くなるように、傾斜して設けられている。一対の圧縮用コンベアベルト１及び２は、加熱炉５内に設置されているので、コンベアベルト１及び２間で圧縮されながら搬送される短繊維ウェブ６には、熱が与えられる。加熱炉５の熱源としては、熱風を用いるのが好ましく、この熱風を短繊維ウェブ６に吹きつけて、短繊維ウェブ６内を貫通させるのが好ましい。なお、この場合には、熱風を短繊維ウェブ６に吹きつけやすくするように、圧縮用コンベアベルト１及び２として、開口部を持つもの、具体的には金網等を用いるのが好ましい。加熱炉５の熱源として、熱風に代えて電熱ヒーターを用いると、短繊維ウェブ６内部まで熱が伝わりにくくなり、非熱融着性短繊維相互間が十分に接着されない傾向が生じる。しかしながら、もちろん、本発明において電熱ヒーターを用いても差し支えない。
【００１３】
加熱炉５には、圧縮用コンベアベルト１及び２の後に、更に一定間隔で配設された一対の厚み調整用コンベアベルト３及び４を設けておくのが好ましい。これによって、所定厚みの吸音材７が製造されるのである。もちろん、厚み調整用コンベアベルト３及び４がなくとも、圧縮用コンベアベルト１及び２によって、所定厚みの吸音材７を得ることができる。
【００１４】
このようにして得られた吸音材は、嵩高い短繊維ウェブが均一に押し固められ、短繊維ウェブを構成している非熱融着性短繊維相互間が熱融着性短繊維で接着されたものである。従って、極めて高密度で高質量であり、吸音効果に優れている。特に、吸音材として適しているのは、厚みが４０〜１００ｍｍで目付が３〜６ｋｇ／ｍ2のものである。厚みが４０ｍｍ未満になると必然的に目付も３ｋｇ／ｍ2未満となり、吸音効果が低下する傾向が生じる。また、厚みが１００ｍｍを超えると、防音壁に適用しにくくなる傾向が生じる。更に、目付が６ｋｇ／ｍ2を超えるものを製造するのは、一般的に困難である。本発明に係る吸音材は、防音壁に適用しやすいように、一般的には平板状の形態であるのが好ましいが、その他の形態であっても良い。特に、碗状や、断面半円形の棒状の形態であるのも好ましい。このような形態の場合には、防音材から反射した音が外部に漏れにくく、防音材内で吸収されるからである。
【００１５】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。本発明は、合成短繊維ウェブを徐々に押し固めながら、合成短繊維相互間を接着させれば、従来、合成短繊維を用いて実現しにくかった高質量で高密度の吸音材が得られるとの知見に基づくものとして解釈されるべきである。
【００１６】
実施例
繊度４デニールで繊維長５１ｍｍの低融点ポリエステル繊維（融点１１０℃）２０質量％と、繊度７デニールで繊維長５１ｍｍのアクリル系繊維６０質量％と、繊度７デニールで繊維長５１ｍｍのポリエステル系繊維（融点２５０℃）２０質量％とを混合し、ランダムカード機で開繊及び集積して、目付３．８ｋｇ／ｍ2の短繊維ウェブを作成した。この短繊維ウェブを、図１に示した加熱炉内に配置された一対の圧縮用コンベアベルト間に導入し圧縮しながら、短繊維ウェブに温度１３０℃程度に調整された熱風を吹きつけた。そして、出口の間隔を５０ｍｍに調整された一対の圧縮用コンベアベルト間から搬出された吸音材を得た。この吸音材は、平板状で厚みが５０ｍｍで目付が３．８ｋｇ／ｍ2であった。
【００１７】
比較例
厚み５０ｍｍで目付が１．６ｋｇ／ｍ2であるガラス繊維製マットを、フッ素系フィルムで被覆した吸音材（市販品）を準備した。
【００１８】
試験例
実施例で得られた吸音材と比較例に係る吸音材について、周波数ごとの吸音率をＪＩＳ  Ａ  １４０５記載の方法に準拠して測定した。この結果を表１に示した。なお、周波数は１秒当たりのサイクル数である。
0004596659.tif 000002
【００１９】
表１の結果から明らかなように、実施例で得られる吸音材は、市販されているガラス繊維製吸音材と同等以上の吸音効果を奏するものである。特に、周波数の高い領域においては、ガラス繊維製吸音材に比べて、格段に優れた吸音効果を奏するものである。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る吸音材は、ガラス繊維が用いられておらず、合成短繊維で構成されているので、人がその破片を吸引した場合でも、悪影響を与えにくいという効果を奏する。また、このため、ガラス繊維を用いた場合のように、フッ素系フィルム等で吸音材を被覆する必要はなく、そのまま防音材として適用でき、合理的である。更に、ガラス繊維よりなる吸音材に比べて、周波数の高い領域の音を吸収しやすいという、格別顕著な効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る吸音材を製造する際に用いる装置の一例を示した模式的側面図である。
【符号の説明】
１    圧縮用コンベアベルト
２    圧縮用コンベアベルト
３    厚み調整用コンベアベルト
４    厚み調整用コンベアベルト
５    加熱炉
６    短繊維ウェブ
７    吸音材
【図１】
0004596659.tif 000003