JPH0544149A - 無配向ノン・ウーブン・フアブリツクおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸音材、電磁波の吸収材として優れた無配向
のノン・ウーブン・ファブリック。 【構成】 長さ２０ｍｍ以下の短繊維を湿式抄造法によ
りノン・ウーブン・ファブリックを製造するさいに、該
抄造液を起泡させ、気泡表面に短繊維を分散させた状態
で抄造し、消泡、脱水して製造する。 【効果】 得られた製品は立体的にも配向がほとんどな
いため、吸音性、電磁波の吸収について方向性がないノ
ン・ウーブン・ファブリックである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は音楽ホールの吸音材、ス
ピーカーボックス用吸音材、あるいは電磁波吸収材とし
て特に優れている無配向のノン・ウーブン・ファブリッ
ク（以下ＮＷＦと略記する。）の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＮＷＦ製造法としては、乾式法として長
繊維を梳面機またはガーネット機にかけてウエブを作
り、これを平行または交差させて積み重ねたもの、また
は空気流利用による不規則な配列のウエブを用い、これ
を接着液に浸漬またはスプレーし、乾燥、熱処理により
製造する方法が一般的であるが、繊維の配向は部分的に
偏りが避けられず、更に方向性（平面方向に繊維が配向
している。）があるので、無配向のＮＷＦが必要な時は
湿式抄紙法によることが多い。

【０００３】この方法は主に約２０ｍｍ以下の短繊維を
用い、アクリル酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロ
ース、トロロアオイ等の水溶液中に短繊維を分散させ、
抄紙して脱水し、乾燥、加熱処理をする方法、あるいは
水溶性高分子を溶解させておくか熱軟化性繊維を混抄
し、熱処理して固定する方法などが知られている。この
方法によって乾式法に見られる繊維の配向の部分的な偏
りは克服できるが、やはり平面的な配向が主であって、
立体的にも無配向のＮＷＦが得られなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の湿式抄紙法によ
って得られるＮＷＦは、短繊維が平面的にはランダムに
配向され、この点では乾式法に比して大きく改良された
が、垂直方向への配向がほとんどないため音波や電磁波
の吸収材として使用するとやはり方向性が残っており、
入射角度によっては吸音性、電磁波の吸収性に大きく影
響を受けることが避けられないため立体的にも配向のな
いＮＷＦの開発が要求されていた。

【０００５】本発明は自動車、パソコン、ワープロ、テ
レビ、コードレス電話（含自動車電話）、コンピュータ
ー制御工作機械等、それ自体電磁波を発生し、また電磁
波等により影響を受ける機器用の電磁波吸収材、電磁波
シールド材、音楽ホール、スピーカー等の吸音材として
好ましいとされる繊維が立体的にも無配向のＮＷＦを効
率的な製造法の開発を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、長さ約２０ｍ
ｍ以下の短繊維を平面方向及び垂直方向にも繊維が無配
向状態に配位されていることを特徴とするＮＷＦを開発
し、更に湿式抄紙方式によりＮＷＦを製造するにあた
り、短繊維を含有する抄造液を起泡させ、気泡表面に該
短繊維を分散させ、これを抄造し、消泡、脱水すること
により立体的にも無配向のＮＷＦを製造する方法を開発
することにより、前記目的を達成した。

【０００７】本発明において用いる短繊維としては、Ｎ
ＷＦの使用目的により材質の種類、太さなどが異なる。
一般的に言えば単なる防音材、吸音材、クッション材な
どの無配向ＮＷＦであることが好ましい分野の他、濾過
布、ビニルレザーや擬革の基布、壁材などの工業用、お
むつ、ナフキン、シーツなどの家庭用ＮＷＦ等の通常の
分野に使用するＮＷＦは有機材質、無機材質の短繊維が
用いられる。この中でも吸湿性でない方がよい時と吸湿
性の必要ある分野では当然その材質は異なったものが選
択されるべきである。この短繊維にバインダーとしての
性質のある低融点の合成樹脂からなる短繊維を混抄材と
して使用できる。

【０００８】また、ＮＷＦを電磁波の吸収材またはシー
ルド材として使用する時は短繊維の少なくとも一部に金
属化された繊維または金属繊維を混合しておくことが必
要である。この場合の繊維の金属化は無機材繊維または
有機材繊維を無電解メッキ、スパッタリング、コーティ
ングなどにより行うものであるが無電解メッキ繊維が最
も性能もよく、製造も容易である。

【０００９】以上から分かるように本発明の方法に使用
される繊維については材質的に特に制限さるべきものは
なく、有機系としてはポリエチレン、ポリプロピレン等
のポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、塩化ビ
ニル、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、アラミ
ド等の熱可塑系樹脂からの繊維、カイノール等の熱硬化
性樹脂からの繊維、綿、羊毛等の天然繊維、半合成繊維
などがある。無機系としてはガラス繊維、カーボン繊維
などがある。金属繊維としては鉄、銅、ステンレス、ス
チール等がある。金属化繊維としては合成樹脂系、無機
材系などの短繊維に無電解メッキしたものがあり、更に
これらの短繊維の組み合わせ、特に電磁波シールドのた
めには金属繊維または金属化繊維を必須の成分とし、こ
れに有機系、無機系の短繊維とブレンドしたものが用い
られる。

【００１０】使用できる短繊維の長さは、ＮＷＦの無配
向性を保持させるためには約２０ｍｍ以下、好ましくは
約５ｍｍ前後のものを使用する。臨界的なものではない
が２０ｍｍより長い短繊維を用いるときは、抄造工程に
おいてどうしても平面方向に配向する傾向があり、垂直
方向への配向が少なく、無配向性（ランダム性）が低下
する。またあまりに短いときはランダム性は向上する傾
向があるが、ＮＷＦとしての性質を失うので約５ｍｍ前
後の短繊維が好ましい。

【００１１】本発明の抄造液としては媒体として水を使
用する。これに起泡剤としてアルキルベンゼンスルホン
酸塩、アルキルスルホン酸塩等の陰イオン系界面活性
剤、第４級アンモニウム系化合物である陽イオン系界面
活性剤、エチレンオキサイドの付加物であるポリオキシ
エチレンノニルフェニルエーテル、ポリ（オキシエチレ
ン−オキシプロピレン）コポリマー等の非イオン系界面
活性剤を用いることが操作的に有利であるが、コストお
よび起泡性の面からは陰イオン系界面活性剤が好ましい
が、抄造に際して消泡するので種類を限定する必要はな
い。

【００１２】さらに泡の安定性を高めるため増粘剤（場
合によってはバインダーも兼ねて）としてポリビニルア
ルコール、カルボキシメチルセルロース、トロロアオ
イ、水分散性高分子エマルジョンまたは水溶性の熱硬化
性樹脂プレポリマーなどを添加使用する。

【００１３】ポリビニルアルコール、水溶性の熱硬化性
樹脂（フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂等のプ
レポリマー）は、ＮＷＦとする熱処理工程で短繊維を溶
着または融着する。カルボキシメチルセルロース、トロ
ロアオイ等は乾燥するだけで接着力を発揮し、バインダ
ーとしても利用できる。

【００１４】本発明においては、更に短繊維径よりも大
なる径を持ち、目的とするＮＷＦの厚さの１／２以下の
粒子径、好ましくは１／１０以下の径を有するフィラー
を抄造液に混入使用することにより、更に短繊維の無配
向性を高めることができることである。

【００１５】該フィラーの材質も短繊維と同じく、ＮＷ
Ｆの使用目的によりその材質を相当広範に変更すること
ができるが、バインダーとして使用したい時は低融点の
ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビ
ニル等を、嵩高を目的とするためであれば熱可塑性、熱
硬化性樹脂の発泡体の粉砕品または切断品を、または樹
脂の単なる粉砕品などが挙げられる。無機材である時は
真珠岩パーライト、バーミキュライト等の気泡型軽量骨
材、抗火石または砂などの粉砕品などを挙げることがで
きる。これらのフィラーは抄造液を起泡させた時、短繊
維と共に気泡表面に分散することが必要であり、かくし
て短繊維中に均一に分散して短繊維の立体構造の無配向
性を助けると共に、バインダーとして用いる時は短繊維
の接着させる作用がある。

【００１６】フィラーの混入量は、使用する短繊維の種
類、形状、起泡剤、増粘剤、バインダー、フィラー等の
種類や使用量、目的とするＮＷＦの性質等により変わる
ので一概に決めることはできないが、短繊維となじみの
良い性質の場合は重量として約１０倍を越える量が配合
できるが、場合によっては重量として約５倍程度が限度
のものもある。この限界は簡単な実験で確かめることが
できるが、目的とするＮＷＦの性質に大きな影響を与え
ることができ、用途によって適宜選択すべきである。

【００１７】水、短繊維、界面活性剤、増粘剤および場
合によってはフィラーからなる抄造液は次に起泡させ
る。起泡方法としては液中に空気を吹き込む、撹拌する
など方法は自由であるが、この両者を併用することが好
ましい方法である。短繊維、界面活性剤、増粘剤を適宜
選択することにより気泡表面に短繊維およびフィラーを
分散させることができる。

【００１８】この気泡部分を布等の上に移し、放置して
消泡を待つか、あるいは加圧、吸引等の圧力を利用する
などして消泡し、短繊維の積層体とする。これをプレ
ス、脱水、乾燥してカルボキシメチルセルロース、トロ
ロアオイ、ポリビニルアルコール等常温接着剤により接
着してＮＷＦとすることもできるし、低融点の熱可塑性
樹脂（ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、
ポリビニル等）の繊維またはフィラーを混抄している時
は、その融点以上に加熱して接着してもよいし、また水
溶性熱硬化性樹脂を混入している場合には、その硬化温
度以上で熱処理して接着してもよい。

【００１９】あるいはこれら接着剤を含まない積層体を
作った後、これに水溶性の熱硬化性樹脂、ラテックスエ
マルジョン、熱可塑性樹脂エマルジョン等を含浸させた
後、熱処理をするとか、低融点の熱可塑性フィルムと積
層して熱処理し、接着する方法、また溶融樹脂をプレ
ス、圧入するなどの方法で積層することもできる。

【００２０】いずれのバインダーを使用しての接着方法
をとるとしても気泡表面に短繊維を分散させた後これを
抄造する時は短繊維を分散した抄造液から通常の抄紙方
法により製造したＮＷＦに比し、立体的な方向の配向性
が少なく、より均質なＮＷＦを得ることができる。

【００２１】

【作用】吸音材、電磁波吸収材または電磁波シールド材
として望まれる無配向ＮＷＦを製造するのに、気泡表面
に繊維を浮遊、分散させ、泡の部分をすくいとり、次い
でこれを消泡させて積層体とすることにより繊維は平面
方向ばかりでなく立体的にも配向のないＮＷＦが得られ
ることを見いだした。この方法は濾過面上に抄造液をす
くい上げ（撒布してもよい）た場合に比してその配向の
ランダム性は高い。

【００２２】また、無配向性を高めるため（場合によっ
ては嵩高性、接着性などの効果も期待できる。）に使用
するフィラーは短繊維の厚さ方向への配向を取りやすく
する効果があり、また積層体をプレス成形してもフィラ
ーが残ると共にフィラーの周辺では繊維の立体構造を保
持しやすくしている。さらにフィラーがあるため水溶性
熱硬化性樹脂、ゴムラテックス、樹脂エマルジョン等の
バインダーを含浸させる場合に多量のバインダーを含浸
させる等の効果がある。

【００２３】

【実施例】

（実施例１）太さ１６μｍ、長さ５ｍｍのアクリル短繊
維を８０℃で稀塩酸水溶液、次いで同温度の稀苛性ソー
ダ水溶液で脱脂し、水洗乾燥した。これを９５℃の５ｇ
／ｌの塩酸酸性塩化第一錫溶液に１０分間浸漬して感応
化処理を行い、次に同じ温度の塩化パラジウムの０．１
ｇ／ｌ水溶液に１０分間浸漬して活性化処理を行った。
この前処理をしたアクリル短繊維は硫酸ニッケル６水塩
３０ｇ／ｌ、酢酸ナトリウム １０ｇ／ｌ、次亜リン
酸ナトリウム １０ｇ／ｌの無電解メッキ浴（ｐＨ５，
浴温９０℃）に浸漬し、ニッケルメッキ層の厚さ０．３
〜０．５μｍ（均一な厚さのメッキではない。）の金属
メッキ短繊維を得た。

【００２４】水１０００ｇにこのニッケルメッキされた
短繊維１０ｇ及び界面活性剤として高級アルコールスル
ホン酸ソーダ（リボランＰＪ ４００；ライオン
（株））、ポリビニルアルコールを表１に示す割合に配
合して抄造液とし、これを撹拌して起泡させ、目付１０
０ｇ／ｍ² を目標に布上に気泡部分を移し、放置して消
泡させた。ついで６０メッシュの金網ではさみ、圧力３
Ｋｇ／ｃｍ² でプレス、脱水し、不織布（１）を得た。
次にこの不織布（１）を１２０℃、圧力５０Ｋｇ／ｃｍ
² で２０分間ホットプレスし、不織布（２）（電磁波シ
ールド材）を得た。不織布の短繊維の配向構造は顕微鏡
で切断面と不織布面を観察によった。このシートをアド
バンテスト社製ＴＲ４１３１電磁遮蔽試験装置を用いて
電磁波シールド性のテストをした。電磁波シールドテス
トはサンプルをポリプロピレンシートで包んだ状態およ
びサンプルを金属銅箔でくるみ、測定装置にアースをと
った状態のテストをした。結果を表１に示す。

【００２５】

【００２６】起泡剤、増粘剤を添加した系の不織布
（１）及び不織布（２）の短繊維は、平面方向のみでな
く、これと垂直方向（立体方向）にもランダムに配向し
ている。即ち、実験番号１及び５は上面から見ると短繊
維は平面方向にはランダムになっているが切断面を観察
すると垂直方向にはほとんど配向されていないことがわ
かる。これに対し実験番号２〜４の不織布は平面方向が
ランダムであるだけでなく、切断面においても短繊維は
充分にランダム化されていることが分かる。電磁波遮蔽
テストではどのように影響するのは明らかでないが不織
布をポリプロピレンシートで測定器を完全に絶縁した場
合と測定器接触部分を銅箔に包んで測定器に電気的に接
続した場合に無配向の不織布は電磁波シールド効果にほ
とんど差がないのに対し、平面的にランダム配向した不
織布はシールド効果に大きな差が認められた。

【００２７】（実施例２）水１０００ｇに、実施例１で
用いたニッケルメッキされたアクリル短繊維１０ｇ、リ
ボランＰＪ ４００ ０．５ｇ、ポリビニルアルコール
５ｇおよびフィラーとして新島産抗火石（ネオサンド６
号、３２〜１５０メッシュ）を表２に示す割合で使用
し、実施例１と同様にして不織布（１）及び不織布
（２）を製造した。電磁波シールドテストはポリプロピ
レンシートで包んだ絶縁状態で試験した。

【００２８】

【００２９】フィラーを混入することにより不織布の構
造は一層立体的に無配向となる。このことは抄造液の混
合時間が短時間のときにその効果が認められる。このこ
とは大型のタンクを用いて均一に撹拌することが困難な
場合に効果が発揮されるものと推定する。

【００３０】（実施例３）短繊維としてリンターパル
プ、ガラス繊維（２０μｍφ、長さ約１５ｍｍ）及び金
属繊維（材質、太さ５μｍφ、長さ１５ｍｍ）を合成パ
ルプ（ポリエチレン、ＳＷＰ−Ｅ７９０、繊維長１．６
ｍｍ、三井石油化学製）と等重量混合したもの１０ｇ、
ポリビニルアルコール ５ｇ、リボランＰＪ４００
０．５ｇを１０００ｇの水に分散溶解し、これにフィラ
ーとしてエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）の１
０倍に発泡させた後、粉砕したもの（２００μｍ以下）
および抗火石（ネオサンド６号）をそれぞれ配合し、実
施例１と同様に充分に起泡し、抄造し、不織布（２）と
した。この時の触感及び切り抜きし重量測定によるその
見かけ比重を測定した。

【００３１】

【００３２】以上の結果からはフィラーが適当量（繊維
の種類、フィラーの材質などにより影響があるので断定
できないが、フィラーが繊維に対し等重量以上、５〜１
０倍以下の重量）配合するときはポーラスで触感が優れ
た無配向のＮＷＦとなることがわかる。

【００３３】

【発明の効果】本発明方法により製造されたＮＷＦは、
繊維の配向性がほとんど認められず、材質を選ぶことに
より入射角度によって吸音性、電磁波吸収性、電磁波シ
ールド性に差がないため、従来は入射角度によるその最
少値を基準として設計せざるを得なかったが、これがほ
ぼ均質でかつ性能が高いためシールド壁厚は薄くてすむ
利点がある。もちろん従来のＮＷＦの用途にも使用可能
な優れたＮＷＦである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 9/00 Ｗ 7128−4Ｅ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長さ約２０ｍｍ以下の短繊維を、平面方
   向及び垂直方向にも繊維が無配向状態に配位されている
   ことを特徴とするノン・ウーブン・ファブリック。
2. 【請求項２】 湿式抄紙方式によりノン・ウーブン・フ
   ァブリックを製造するにあたり、短繊維を含有する抄造
   液を起泡させ、気泡表面に該短繊維を分散させ、これを
   抄造し、消泡、脱水することを特徴とする無配向ノン・
   ウーブン・ファブリックの製造方法。
3. 【請求項３】 短繊維および短繊維の径よりは大で目的
   とするノン・ウーブン・ファブリックの厚さの１／２以
   下の大きさのフィラーを含む抄造液を用いる請求項２記
   載の無配向ノン・ウーブン・ファブリックの製造方法。
4. 【請求項４】 請求項２記載の方法により抄造した熱可
   塑性樹脂または熱硬化性樹脂のバインダーを有するノン
   ・ウーブン・ファブリックをホットプレスにより溶着ま
   たは融着する無配向ノン・ウーブン・ファブリックの製
   造方法。
5. 【請求項５】 請求項２記載の方法により抄造したノン
   ・ウーブン・ファブリックに、熱可塑性樹脂または熱硬
   化性樹脂のバインダーを含浸および／または溶着もしく
   は融着する無配向ノン・ウーブン・ファブリックの製造
   方法。
6. 【請求項６】 少なくとも短繊維、起泡剤及び増粘剤を
   含む抄造液である請求項２ないし５記載の無配向ノン・
   ウーブン・ファブリックの製造方法。