(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撥水処理された有機繊維不織布からなる表皮層を、芯材層になる長繊維を用いたウェッブの面にホットメルトと一緒に貼り付けた後、ヒータ装置によってホットメルトを溶かし、続いてホットメルトを固化する繊維積層吸音材の製造方法において、
前記表皮層の見掛け密度を０．０５ｇ／ｃｍ３以上で繊維間の間隙を０．１μｍ〜１００μｍとなるようにするとともに、繊維長さ２００ｍｍ以下の繊維からなる有機繊維不織布をフッ素系加工剤を水で希釈した２〜１０％の溶液にアクリルエマルジョンを２〜１０％添加した水溶液に浸漬した後に乾燥させキュアリングして撥水処理し、
前記芯材層よりも高密度の表皮層を用いることを特徴とする繊維積層吸音材の製造方法。
【請求項２】
前記芯材層を長繊維を用いたスポンボンド法により製造したことを特徴とする請求項１に記載の繊維積層吸音材の製造方法。
【請求項３】
前記表皮層をスパンレース法で製造したことを特徴とする請求項１または２に記載の繊維積層吸音材の製造方法。
【請求項４】
前記ヒータ装置として圧縮プレス機を使用して加熱し、前記ホットメルトの固化を冷却ロールを通過させて行う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の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、建築、土木資材、さらには鉄道、道路、空港、各種競技場、遊戯施設などの特に騒音対策を必要とするところに用いられる繊維積層吸音材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば鉄道や道路などの防音壁に吸音性能を有する繊維系吸音材を取付けることが行なわれている。この場合、降雨等により繊維系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り、そのため、水分の浸入を防ぐために、繊維系吸音材の表面にセラミック系の撥水材を塗布する等の対策がなされていた。
【０００３】
従来の水分浸入防止対策では、吸音率を低下させたり、セラミック系撥水材は高価であり、これをスプレー塗布すると周辺への飛散量が多く、すなわち塗布ロスが多く、コスト的に高価になっていた。そこで本願出願人は、水分の浸入を防止し、かつ吸音性能等の吸音材が有する性能を低下させることがなく、かつ低コストで製作可能な繊維積層吸音材を提供することを目的として、特願平１０−０９９５８６号として特許出願をした。これは、見掛け密度０．０１ｇ／ｃｍ３以上の有機繊維不織布からなる芯材層の片面又は両面に見掛け密度０．０５ｇ／ｃｍ３以上で繊維間の間隙が２００μｍ以下で撥水処理した有機繊維不織布からなる表皮層を積層したものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本願出願人が先に出願した繊維積層吸音材は、その表皮層を形成する有機繊維不織布の繊維長を２００ｍｍを超えるものも予定しており、例えばスパンボンド法にて製造した不織布を使用する場合、芯材層の製造時にこの表皮層をホットメルトを使用し同時貼り付けを行うと、芯材層の収縮に伴って表皮層の不織布にしわが発生していた。
【０００５】
そこで、この発明は、水分の浸入を防止し、吸音性能の低下を防ぎ、表皮層の不織布にしわが発生するのを防止した繊維積層吸音材の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、この発明は、撥水処理された有機繊維不織布からなる表皮層を、芯材層になる長繊維を用いたウェッブの面にホットメルトと一緒に貼り付けた後、ヒータ装置によってホットメルトを溶かし、続いてホットメルトを固化する繊維積層吸音材の製造方法において、前記表皮層の見掛け密度を０．０５ｇ／ｃｍ３以上で繊維間の間隙を０．１μｍ〜１００μｍとなるようにするとともに、繊維長さ２００ｍｍ以下の繊維からなる有機繊維不織布をフッ素系加工剤を水で希釈した２〜１０％の溶液にアクリルエマルジョンを２〜１０％添加した水溶液に浸漬した後に乾燥させキュアリングして撥水処理し、前記芯材層よりも高密度の表皮層を用いるようにしたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の好適な実施例について図面を参照にして説明する。
【０００８】
図１に示す実施例では、有機繊維不織布からなる芯材層１の片面に有機繊維不織布からなる表皮層２を積層してある。芯材層１は、繊維径３デニールのポリエステル低融点繊維３５％と繊維径６デニールのポリエステル繊維６５％を配合し、これらの繊維を開繊した後にシート形成（これをウェッブという）し、このウェッブを１５０℃で１分間加熱処理してポリエステル低融点繊維を溶融させウェッブの繊維を互いに結合して得られる。この芯材層１を形成する有機繊維不織布の見掛け密度は、０．０１ｇ／ｃｍ３以上、好ましくは０．０２〜０．５ｇ／ｃｍ３、より好ましくは０．０３〜０．４ｇ／ｃｍ３である。この芯材層１は、スパンボンド法により製造したが、ウェッブ形成後の処理方法としては、スパンボンド法の他に接着剤型、機械結合型（ファイバーロッカー式）があり、上述したスパンボンド法以外の処理方法によっても可能である。また、有機繊維としてもポリエステルの他にレーヨン、アセテート、ナイロン、ポリプロピレン、テトロン、ビニロン等広範囲な原料繊維を使用することができる。なお、スパンボンド法は、乾式によりウェッブを形成した後に、ウェッブの繊維を互いに結合させる処理方法であり、紡糸型とも呼ばれ、長繊維を用いたものである。
【０００９】
前記表皮層２は、見掛け密度は、０．０５ｇ／ｃｍ３以上、好ましくは、０．２〜１．２ｇ／ｃｍ３、より好ましくは０．３〜１ｇ／ｃｍ３であり、長さ２００ｍｍ以下の短繊維から形成された有機繊維不織布を樹脂材料で撥水処理したものがある。この不織布は、スパンレース法により製造される。この表皮層２を形成する不織布の繊維長さは、２００ｍｍ以下、好ましくは７５ｍｍ以下、より好ましくは５０ｍｍ〜６４ｍｍである。また、有機繊維としては、芯材層１で用いたと同様のものが用いられる。なお、表皮層２を芯材層１より高密度にすることにより、高剛性の繊維積層吸音材を得ることができる。
【００１０】
表皮層２を形成する繊維長さ２００ｍｍ以下の繊維からなる有機繊維不織布に撥水処理を施すには、フッ素系加工剤を水で希釈して２〜１０％の溶液にし、この溶液にアクリルエマルジョンを２〜１０％添加した水溶液をつくり、この水溶液に前記有機繊維不織布を浸漬し、次いでこの不織布を乾燥させた後にキュアリングする。一般的に繊維長さ２００ｍｍ以下の繊維をスパンレース法で不織布に製造したものは、伸び縮みに対応できるが、強い力で引っ張ると伸びが大きくなり、特に水にぬれている状態では伸びがより一層大きくなり、不織布が破れるおそれもあった。そこで、このような不織布に撥水処理を施す際に、上述のようにアクリルエマルジョンを添加し、乾燥、熱処理することにより、伸びの大きさを抑制できた。
【００１１】
このように撥水処理された有機繊維不織布１２からなる表皮層２は、図２に示すように、芯材層１の製造時にウェッブ１０の片面にホットメルト１１と一緒に貼り付ける。このホットメルト１１が冷却固化して、図１に示す接着層３を形成する。図２において、符号１３はヒータ装置を示し、このヒータ装置１３の個所でホットメルト１１を溶かし、冷却ロール１４の個所で溶けたホットメルト１１を固化させてウェッブ１０に不織布１２を貼り付ける。冷却ロール１４通過後のシート状物を適宜の大きさに切断することによって、図１に示す繊維積層吸音材を得る。このとき、芯材層１の見掛け密度は０．０１ｇ／ｃｍ３以上、表皮層２の見掛け密度は０．０５ｇ／ｃｍ３以上で、かつ繊維間の間隙が２００μｍ以下となる。表皮層２の繊維間の間隙が２００μｍを超えてしまうと水滴が浸入し易くなる。２００μｍ以下であっても騒音の入力を妨げることはない。好ましくは０．１μｍ〜１００μｍである。
【００１２】
接着層３としては、ホットメルトの他に融点２００℃以上、好ましくは２５０℃のポリエステル繊維中にポリエステル低融点繊維を６０〜１００重量％含んだウェッブが好適に使用できる。芯材層１と表皮層２との間にこの接着層３となるウェッブを設けたものを圧縮プレス機を使用して１８０℃で１．５分間加熱して低融点繊維を溶融させ一体化し、繊維積層吸音材を得ることもできる。接着層３として用いる低融点繊維は、８０〜１８０℃、特に９０〜１７０℃で溶融するものであり、例えば融点が１１０℃あるいは１３０℃のポリエステル繊維が好適に使用できる。通常の接着剤ではなく、低融点繊維を６０〜１００重量％含んだ接着層３を表皮層２と芯材層１との間に設け、加熱し加圧することにより表皮層２を芯材層１に接着できるので、実質的に繊維のみからなる成形体を形成することができ、この点で作業環境、リサイクル性、コスト面で優れたものである。
【００１３】
芯材層１及び表皮層２を形成する有機繊維不織布は、融点２００℃以上の繊維、繊維径は１５デニール以下、好ましくは０．５〜６デニール、さらに好ましくは１〜４デニールの繊維から形成することが性能及びコストの点から好適である。
【００１４】
上記芯材層１及び表皮層２の厚さは、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１を３〜１００ｍｍ、好ましくは４〜６０ｍｍとし、表皮層２を芯材層１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。
【００１５】
なお、芯材層１の片面だけではなく、両面に表皮層２を積層することもできる。芯材層１の両面に積層した表皮層２は、一方の面のものと他方の面のものとで原料繊維を異ならせたり、見掛け密度を異ならせたりしてもよい。
【００１６】
実施例１
芯材層１・・・繊維径３デニールのポリエステル低融点（１００℃）繊維３５％と繊維径６デニールのポリエステル繊維（融点２５０℃）とを配合し、ウェッブを形成する。
表皮層２・・・繊維径１デニールで、長さ６４ｍｍのポリエステル繊維（融点２５０℃）からスパンレース法により製造した不織布。目付量８０ｇ／ｍ２、厚さ０．４６ｍｍ、見掛け密度０．１７ｇ／ｃｍ３、繊維間隙１００μｍ以下とした。この不織布にフッ素系加工剤（１０％濃度）にアクリルエマルジョンを３％添加した水溶液にどぶづけ処理後、乾燥・熱処理した。
フッ素系加工剤としては次のものを使用した。
旭硝子（株）のアサヒガードＡＧ−８５０
ＡＧ−８５０を水で希釈し、１０％の溶液にし、アクリルエマルジョンを３％添加した水溶液を準備した。浸漬後１２０℃×５分乾燥させた後、１５０℃×８分キュアリングした。
この撥水処理加工された不織布を図２に示す方法で芯材層１の片面に接着した。最終製品における芯材層１は、見掛け密度０．０４ｇ／ｃｍ３、厚さ６０ｍｍとなった。
【００１７】
実施例２
芯材層１は、実施例１におけるウェッブを１８０℃で１分間加熱処理し、厚さと見掛け密度は実施例１と同様とした。表皮層２は目付量７０ｇ／ｍ2、厚さ０．３３ｍｍとした以外は実施例１と同様とし、接着層３を形成する材料として繊維径１０〜１５デニールのポリエステル低融点（１００℃）繊維のみで形成された不織布を用い、バインダー繊維の目付量は３０ｇ／ｍ2とした。そして、この不織布を芯材層１上に重ね、この上に表皮層２を重ねてアイロンを使用して１６０℃で１分間加熱加圧して積層吸音材を得た。
【００１８】
比較例１
実施例１の芯材層１のみからなるもの。
【００１９】
比較例２
実施例１の芯材層１の片面に撥水剤を３５０ｇ／ｍ２塗布した。撥水剤としては、セラミック系の撥水剤を用いた。
【００２０】
実施例１，２では、表皮層２を芯材層１に接着するとき、加熱融着させても芯材層１の収縮に伴う表皮層２の収縮が生ぜず、しわの発生もみられなかった。これは、表皮層２の不織布の繊維長さが短いので、芯材層１の収縮に対応して収縮することによる。特に、実施例１のように芯材層１の製造時にホットメルトを用いて加熱融着させる場合、製造ラインの流れ方向に直交する方向、すなわち幅方向にウェッブが収縮するが、表皮層２となる撥水処理された不織布の繊維が短繊維であることからある程度の伸び縮みに対応することが明らかになった。
【００２１】
上述の実施例１，２と比較例１，２について周波数毎の垂直入射吸音率を測定した結果を図３に示す。図３のグラフ中符号Ａ，Ｂは実施例１，２、符号Ｃ，Ｄは比較例１，２を夫々示す。実施例１，２は、表皮層２が存在しても芯材層１が単独で有する吸音性能をほとんど損なっていないことが明らかである。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、撥水処理された有機繊維不織布からなる表皮層を、芯材層になるウェッブの面にホットメルトと一緒に貼り付けた後、ヒータ装置によってホットメルトを溶かし、続いてホットメルトを固化するようにしたので、表皮層にしわの発生も生ぜず、水滴の浸入を防止し、吸音性能も優れたものとなる。また、この発明のような撥水処理をすること、すなわちアクリルエマルジョンを添加し、乾燥、熱処理することにより、伸びの大きさを抑制できる。さらに、表皮層の見掛け密度０．０５ｇ／ｃｍ３以上で繊維間の間隙を２００μｍ以下となるようしたことで、水滴の浸入を防ぎ、騒音の入力は妨げることはない。さらにまた、前記芯材層よりも高密度の表皮層を用いたので、高剛性の繊維積層吸音材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】製造された吸音材の断面図。
【図２】この発明の好適な実施例を説明する図。
【図３】周波数毎の垂直入射吸音率を示すグラフ。
【符号の説明】
１  芯材層
２  表皮層
３  接着層
１０  ウェッブ
１１  ホットメルト
１２  有機繊維不織布
１３  ヒータ装置
【図１】
0003734024.tif 000002
【図２】
0003734024.tif 000003
【図３】
0003734024.tif 000004