JPH10237978A - 吸音材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低周波数域においても良好な吸音特性を有
し、粉体の移動等による偏りによって吸音性能が劣化す
ることを防ぐことができる吸音材を提供する。 【解決手段】 芯材の表面を芯材の融点よりも低い融点
の被覆材で被覆した芯鞘構造の繊維３と、この芯鞘構造
の繊維３より形状復元力の大きい繊維６とが共存する繊
維集合材７に粉体４が混合されている。そして芯鞘構造
の繊維３の被覆材によって繊維と繊維及び粉体４の少な
くとも一部と繊維が融着されている。繊維３に粉体を融
着させることによって粉体４の移動を防ぐことができ
る。また形状復元力の大きい繊維６によって嵩高さを保
持した吸音材を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リスニングルーム
や楽器練習室等の音響処理や、空調ダクト内を伝搬する
騒音の低減等のために使用される吸音材及びその製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】吸音材は、室内の音響特性が問題になる
リスニングルームや楽器練習室等において室内残響特性
や反射特性等を制御する内装材や、遮音性能が要求され
る部屋の二重構造に形成した壁や天井に充填される充填
材や、空調ダクトの側に張って騒音の伝搬を防ぐ内張り
材や、騒音を発生する機器の防音カバーの内側に張る内
張り材等として使用されている。

【０００３】このような用途に使用される吸音材として
は、グラスウール、ロックウール、発泡ポリウレタン等
の多孔質吸音材が従来から主として使用されている。こ
れらの多孔質吸音材は内部に連通した空隙を有するため
に、空隙内に音波が入射すると、空隙内を伝播する途中
でファイバーの表面やウレタン気泡壁面との間で粘性摩
擦等が生じ、音波エネルギーが材料内に吸収されること
によって吸音がなされるのである。

【０００４】しかし、これらの多孔質吸音材は高周波域
では十分な吸音率を有するが、音の周波数が低くなるに
つれて吸音率が低くなり、低周波域では十分な吸音率を
得ることができないという問題がある。多孔質吸音材の
厚みを増せば低周波域の吸音率は高くなるが、吸音材が
非常に嵩高になり、例えば部屋の内装材として使用する
場合には部屋が狭くなる等の問題が生じ、空調ダクトの
内張りとして使用する場合には空気の通路が狭くなる等
の問題が生じる。

【０００５】そこで、厚みが薄くても低周波域で優れた
吸音性能を有する吸音材として、シリカ粉体等の粉体層
から形成したものが提供されている。この吸音材では、
粉体層に音が入射すると粉体粒子が振動し、音波エネル
ギーがこの振動に吸収されて吸音作用が発現するもので
ある。しかしながら、この粉体を材料とする吸音材は、
例えば箱状の容器中に粉体を充填して粉体層を形成し、
音波透過性が良好なフィルム等で蓋をすることによって
形成することができるが、容器に粉体を均一に充填して
も使用過程で粉体が徐々に移動して粉体が偏り、吸音性
能が変化するおそれがあるという問題がある。またグラ
スウール等の非常に目の粗い多孔質材の空隙に粉体を充
填して保持させることによって吸音材を形成することも
できるが、この場合も、当初は粉体を均一に充填してあ
っても使用過程で粉体が徐々に移動して偏り、同様に吸
音性能が変化するおそれがある。

【０００６】さらに特開平５−３２３９７３号公報、特
開平６−１１０４６８号公報、特開平６−１５８７４８
号公報等に、粉体層を繊維層と交互に積層した構造の吸
音材が提供されている。しかしこのものでも粉体層の粉
体はフリーな状態のままであり、粉体の移動による問題
は解決されていない。これらに対して、特開平８−３９
５９６号公報では、繊維の空隙に発泡性樹脂バインダー
を介在させ、この発泡性樹脂バインダーで粉体を保持す
るようにした吸音材が提供されている。しかしこのもの
では、吸音材中に占める粉体の割合が発泡性樹脂バイン
ダーによって小さくなるために、粉体による低周波域で
の吸音特性が低下するという問題があり、また繊維と粉
体の他に発泡性樹脂バインダーを用いるために、製造が
煩雑になるという問題もあった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明は、低周
波数域においても良好な吸音特性を有し、粉体の移動等
による偏りによって吸音性能が劣化することを防ぐこと
ができる吸音材を提供することを目的とし、またこのよ
うな吸音材を容易に製造することができる吸音材の製造
方法を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
吸音材は、芯材１の表面を芯材１の融点よりも低い融点
の被覆材２で被覆した芯鞘構造の繊維３と、この芯鞘構
造の繊維３より形状復元力の大きい繊維６とが共存する
繊維集合材７に粉体４が混合され、芯鞘構造の繊維３の
被覆材２によって繊維と繊維及び粉体４の少なくとも一
部と繊維が融着されていることを特徴とするものであ
る。

【０００９】本発明の請求項２に係る吸音材は、芯材１
の表面を芯材１の融点よりも低い融点の被覆材２で被覆
した芯鞘構造の繊維３と、この芯鞘構造の繊維３より形
状復元力の大きい繊維６とが共存する繊維集合材７に粉
体４が混合され、芯鞘構造の繊維３の被覆材２によって
繊維と繊維及び粉体４の少なくとも一部と繊維が融着接
合されていると共に、繊維集合材７の表面に表面材８が
接合されていることを特徴とするものである。

【００１０】また請求項３の発明は、上記の粉体４はタ
ルクであることを特徴とするものである。また請求項４
の発明は、上記の粉体４はシラスバルーンであることを
特徴とするものである。また請求項５の発明は、上記の
吸音材が、多孔質材料９と積層されていることを特徴と
するものである。

【００１１】本発明の請求項６に係る吸音材の製造方法
は、芯材１の表面を芯材１の融点よりも低い融点の被覆
材２で被覆した芯鞘構造の繊維３と、この芯鞘構造の繊
維３より形状復元力の大きい繊維６とが共存する繊維集
合材７に粉体４を混合し、これを芯鞘構造の繊維３の被
覆材２の溶融温度以上の温度で加熱することによって、
繊維と繊維及び粉体４の少なくとも一部と繊維を被覆材
２の融着によって接合させることを特徴とするものであ
る。

【００１２】本発明の請求項７に係る吸音材の製造方法
は、芯材１の表面を芯材１の融点よりも低い融点の被覆
材２で被覆した芯鞘構造の繊維３と、この芯鞘構造の繊
維３より形状復元力の大きい繊維６とが共存する繊維集
合材７に粉体４を混合し、さらにこの繊維集合材７の表
面に表面材８を重ね、これを芯鞘構造の繊維３の被覆材
２の溶融温度以上の温度で加熱することによって、繊維
と繊維及び粉体４の少なくとも一部と繊維を被覆材２の
融着によって接合させると共に繊維集合材７の表面に表
面材８を接合させることを特徴とするものである。

【００１３】本発明の請求項８に係る吸音材の製造方法
は、芯材１の表面を芯材１の融点よりも低い融点の被覆
材２で被覆した芯鞘構造の繊維３と、この芯鞘構造の繊
維３より形状復元力の大きい繊維６とが共存する繊維集
合材７の片側の表面に表面材８を接着した後、この繊維
集合材７に粉体４を混合し、これを芯鞘構造の繊維３の
被覆材２の溶融温度以上の温度で加熱することによっ
て、繊維と繊維及び粉体４の少なくとも一部と繊維を被
覆材２の融着によって接合させることを特徴とするもの
である。

【００１４】また請求項９の発明は、芯材１の表面を芯
材１の融点よりも低い融点の被覆材２で被覆した芯鞘構
造の繊維３と、この芯鞘構造の繊維３より形状復元力の
大きい繊維６とが共存する繊維集合材７を、その厚み方
向で繊維密度が変化するものとして作製し、この繊維集
合材７に粉体４を混合することを特徴とするものであ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。本発明で用いる芯鞘構造の繊維３は、繊維本体と
なる芯材１の外周に被覆材２を被覆することによって図
２のように２層構造に形成したものである。芯材１は有
機繊維や無機繊維で形成することができるものであり、
有機繊維としてはポリエステル、ナイロン、ポリアクリ
ロニトリル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化
ビニル等の合成樹脂繊維や、木質ファイバー、木綿、
麻、竹、リンター、絹、羊毛等の天然繊維や、レーヨン
等の再生繊維を例示することができ、無機繊維としては
ロックファイバー、ガラス、アルミナ、炭化ケイ素、炭
素、スチール等の繊維を例示することができる。

【００１６】この有機繊維や無機繊維からなる芯材１に
被覆される被覆材２は、芯材１の融点よりも低い融点を
有する材料で形成されるものである。被覆材２は芯材１
よりも融点が低い材料であれば特に制限されるものでは
なく、例えば上記の有機繊維材料で形成することができ
るが、被覆材２の融点が芯材１の融点よりも１０〜１０
０℃程度低いものであることが好ましく、４０〜６０℃
低いものであることがより好ましい。芯鞘構造の繊維３
の芯材１と被覆材２は、３０：７０〜５０：５０の範囲
の重量比率のものが好ましい。

【００１７】またこの芯材１の外周に被覆材２を被覆し
た芯鞘構造の繊維３は、特に限定されるものではない
が、１〜１５デニールの範囲の繊維径のものを用いるの
が好ましく、繊維長は５〜１００ｍｍの範囲のものを用
いるのが好ましい。一方、この芯鞘構造の繊維３よりも
形状復元力が大きい繊維６とは、芯鞘構造の繊維３より
もいわゆる腰が強いものであり、例えば、芯鞘構造の繊
維３の芯材１を構成する繊維と同材質の繊維であって、
芯鞘構造の繊維３よりもデニールが大きいものを用いる
ことができる。

【００１８】一方、本発明において粉体４としては、特
に制限されることなく使用することができるが、金マイ
カ、シリカ、アクリル樹脂、タルク、シラスバルーン、
珪酸カルシウム、フッ素樹脂、パーライト、溶融シリ
カ、黒鉛、結晶セルロース、炭化ケイ素、珪藻土、ナイ
ロン、ポリエステル、炭素繊維、二酸化チタン、炭酸カ
ルシウム、ポリ塩化ビニル、ポリメタクル酸メチル、バ
リウムフェライト、シリコーン等の粉末を例示すること
ができ、これらの中から１種あるいは複数種を組み合わ
せて用いることができる。これらの中でも低周波数域の
吸音効果を高く得る上で、粉体４としてタルクを用いる
のが好ましい。またシラスバルーンを用いることによっ
て、特に中低周波数域の吸音効果を高く得ることができ
る。これらの粉体４は粒径が０．１〜１０００μｍの範
囲のものが好ましく、粉体４の嵩密度は０．１〜１．５
ｇ／ｃｍ³ 程度の範囲が好ましい。

【００１９】上記の芯鞘構造の繊維３と形状復元力が大
きい繊維６と粉体４を用いて吸音材Ａを製造するにあた
っては、まず芯鞘構造の繊維３と形状復元力が大きい繊
維６を絡み合わせるようにして集合させてウェブ（シー
ト）にし、芯鞘構造の繊維３と形状復元力の大きい繊維
６とが共存する繊維集合材７を調製する。次にこのウェ
ブ状の繊維集合材７に粉体４を上方から振りかけ、繊維
集合材７に機械的な振動を与えることによって粉体４を
繊維集合材７の内部の空隙へと充填させ、繊維集合材７
の繊維３，６と粉体４とを混合する。

【００２０】ここで、芯鞘構造の繊維３のみを集合させ
てウェブ状の繊維集合材７を調製する場合、芯鞘構造の
繊維３は表面の融点の低い被覆材２の影響で腰が弱く形
状復元力が小さいために、繊維集合材７は厚みを保持す
ることができず厚みが薄くなって嵩高さが小さくなる。
従ってこのものでは繊維集合材７の繊維間の空隙が小さ
くなって、粉体４は繊維集合材７内に入っていき難くな
り、繊維集合材７内に粉体４を均一に分散させて混合す
ることが難しくなる。そこで本発明では、芯鞘構造の繊
維３より形状復元力の大きい繊維６を共存させて繊維集
合材７を調製するようにしており、形状復元力の大きい
繊維６によって繊維集合材７の厚みを保持して、繊維集
合材７の嵩高さを高くすることができるようにしてあ
る。従って本発明の繊維集合材７は繊維間の空隙が大き
くなっており、粉体４は繊維集合材７の内部に容易に入
るようになり、繊維集合材７内に粉体４を均一に分散さ
せて混合することができるものである。芯鞘構造の繊維
３と形状復元力の大きい繊維６との混合比率は、重量比
で５：５〜３：７の範囲が好ましい。

【００２１】またウェブ状の繊維集合材７に対する粉体
４の混合量は、繊維集合材７が１００重量部に対して粉
体４が１００〜５０００重量部の範囲になるように設定
するのが好ましい。上記のように繊維集合材７に粉体４
を混合した後、これを芯鞘構造の繊維３の被覆材２の融
点よりも３０〜４０℃程度高い温度で加熱する。加熱温
度は芯鞘構造の繊維３の芯材１の融点や形状復元力の大
きい繊維６の融点よりも低い温度（且つ粉体４の融点よ
りも低い温度）に設定されるものであり、芯材１や形状
復元力の大きい繊維６は溶融しないが、被覆材２は溶融
するので、絡み合っている繊維３，６はその交点におい
て被覆材２が融着し、繊維３，６同士を接合させてミク
ロなネットワーク構造に形成することができる。またこ
の加熱による被覆材２の溶融で粉体４は被覆材２に融着
し、繊維３に付着して保持される。粉体４の総てが繊維
３に融着保持されることが理想的であるが、必ずしもそ
の必要はない。少なくとも一部の粉体４が繊維３に融着
されていればよく、粉体４のうち１０重量％程度以上の
ものが繊維３に融着保持されていればよい。

【００２２】上記のようにして、繊維３，６同士及び繊
維３と粉体４の少なくとも一部を融着させた図１のよう
な吸音材Ａを得ることができるものであり、この吸音材
Ａでは粉体４が繊維集合材７の空隙内に保持されてお
り、使用過程での振動によって粉体４が移動することを
抑制することができ、粉体４による低周波吸音特性を活
かしながら、粉体４の移動・偏りによる吸音性能の劣化
を防ぐことができるものである。またこの吸音材Ａの繊
維集合材７には芯鞘構造の繊維３より形状復元力の大き
い繊維６が共存しているため、吸音材Ａは嵩高い厚みを
保持することができ、吸音材Ａの厚みが薄くなって吸音
特性が劣化することを防ぐことができるものである。

【００２３】図３は繊維集合材７の表面に表面材８を接
合して作製した吸音材Ａの実施の形態の一例を示すもの
である。表面材８は粉体４を通過させることがないもの
であれば何でもよく、合成樹脂繊維やガラス繊維の不織
布や、紙、フィルムなどのシート材を用いることができ
る。また表面材８は繊維集合材７の片面に接合するよう
にしても、繊維集合材７の両面に接合するようにしても
いずれでもよいが、両面を表面材７で覆うようにするの
が好ましい。

【００２４】このように繊維集合材７の表面を表面材８
で覆った吸音材Ａは、繊維集合材７の表面において繊維
３，６間の空隙が表面材８で塞がれており、粉体４が繊
維集合材７の空隙から脱落したり移動したりすることを
防ぐことができ、粉体４の移動による偏りを一層低減す
ることができるものである。また表面材８は繊維集合材
７の表面において繊維３，６に接合しているために各繊
維３，６につなぎ止められており、表面材８が弛むこと
によって繊維３，６との間に生じる空間に粉体４が移動
することを防ぐことができ、粉体４の偏りをこの点でさ
らに低減することができるものである。

【００２５】このような繊維集合材７の表面に表面材８
を接合した吸音材Ａを作製するにあたっては、上記のよ
うに繊維集合材７に粉体４を混合した後、繊維集合材７
の片側あるいは両側の表面に表面材８を重ね、この状態
で芯鞘構造の繊維３の被覆材２の融点よりも高い温度
（且つ芯鞘構造の繊維３の芯材１、形状復元力の大きい
繊維６、粉体４、表面材８の融点よりも低い温度）で加
熱することによって行なうことができるものであり、芯
鞘構造の繊維３を表面材８に融着させて繊維集合材７の
表面に表面材８を接合することができるものである。勿
論、このように芯鞘構造の繊維３に対する融着を利用し
て繊維集合材７の表面に表面材８を接合する他、接着剤
を用いて繊維集合材７の表面に表面材８を接着するよう
にしてもよい。

【００２６】また繊維集合材７の表面に表面材８を接合
した吸音材Ａを作製するにあたっては、まず上記のよう
に芯鞘構造の繊維３と形状復元力の大きい繊維６とを混
合して両繊維３，６が共存するウェブ状の繊維集合材７
を調製した後、この繊維集合材７の片面に表面材８を接
合接着し、そしてこの表面材８を下側にして、繊維集合
材７に上方から粉体４を散布して混合し、この後に、必
要に応じて繊維集合材７に上面に他の表面材８を重ね、
これを芯鞘構造の繊維３の被覆材２の融点よりも高い温
度（且つ芯鞘構造の繊維３の芯材１、形状復元力の大き
い繊維６、粉体４、表面材８の融点よりも低い温度）で
加熱することによって行なうようにしてもよい。このよ
うに繊維集合材７に粉体４を散布混合するに先立って、
繊維集合材７の下面側に予め表面材８を接合しておけ
ば、繊維集合材７に上面側から散布した粉体４が繊維集
合材７を通過して繊維集合材７と表面材８の間に浸入し
て、芯鞘構造の繊維３の被覆材２の融着による繊維集合
材７と表面材８の接合が阻害されることを防止すること
ができるものである。このため、繊維集合材７と表面材
８の接合が確実に達成され、表面材８が弛むことによっ
て繊維３，６との間に生じる空間に粉体４が移動するこ
とを防いで粉体４の偏りを防止することができるもので
ある。

【００２７】芯鞘構造の繊維３と形状復元力の大きい繊
維６とが共存するウェブ状（不織布状）の繊維集合材７
として、その厚み方向で繊維密度が変化するものを用い
ることができる。そしてこの厚み方向で繊維密度が変化
するように作製した繊維集合材７は、その繊維密度が高
い側を下に、その繊維密度が低い側を上にして配置し、
繊維集合材７に上方から粉体４を散布して繊維集合材７
内に粉体４を分散・混合させるようにするものであり、
繊維集合材７は上部が繊維密度が低く粗であって繊維間
の空隙が大きいために、粉体４は良好に繊維集合材７内
に入り込んで分散されると共に、繊維集合材７は下部が
繊維密度が高く密であって繊維間の空隙が小さいため
に、粉体４が繊維集合材７の下部に局所的に溜まるよう
なことがなく、繊維集合材７に粉体４を均一に分散混合
することができるものである。

【００２８】繊維密度の変化は、例えば０．５ｇ／ｃｍ
³ と０．０１ｇ／ｃｍ³ の間で変化させるようにするこ
とができる。またこのような厚み方向で繊維密度が変化
する繊維集合材７は例えば次のようにして作製すること
ができる。すなわち、芯鞘構造の繊維３と形状復元力の
大きい繊維６とを混合したウェブを２枚のプレートで挟
んで、一方のプレートは例えば１５０℃程度の温度で加
熱すると共に他方のプレートは加熱しないで、０．３５
〜１．０ｇ／ｃｍ² 程度の圧力で加圧することによっ
て、加熱したプレートの側では繊維集合材７中の芯鞘構
造の繊維３の被覆材２で繊維３，６が融着されるために
繊維密度が高くなり、加熱しないプレートの側の繊維密
度は低くなる。このようにして厚み方向で繊維密度が変
化する繊維集合材７を作製することができるものであ
る。

【００２９】図４の吸音材Ｂは、図３のように得られた
吸音材Ａをグラスウールやロックウール、発泡ポリウレ
タン、フェルト、不織布、紙などの多孔質材料９と積層
して作製したものである。高周波数域の吸音特性は優れ
ているが低周波数域の吸音特性が低い多孔質材料７に、
低周波数域の吸音特性が高い上記の吸音材Ａを積層する
ことによって、低周波数域から、高周波数域に至るまで
吸音特性に優れた吸音材Ｂを得ることができるものであ
る。またこのように多孔質材料９を積層一体化すること
によって、吸音材Ｂの機械的強度を高めることもできる
ものであり、さらに多孔質材料９が背後空気層としての
作用をして低周波数域の吸音特性を一層向上させること
ができるものである。ここで吸音材Ａと多孔質材料９と
は、接着剤等で接着して積層一体化するようにしても、
単に重ね合わせて積層するようにしても、いずれでもよ
い。またこの吸音材Ｂは図２で得た表面材８付きの吸音
材Ａの代わりに、図１で得た表面材８のない吸音材Ａを
積層して形成することもできる。

【００３０】

【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。 （実施例１）芯鞘構造の繊維として芯材がポリエステル
（融点１５０℃）、被覆材が低融点ポリエステル（融点
１１０℃）のユニチカ株式会社製「メルティ＜４０８０
＞」（繊維径４デニール、平均長さ５１ｍｍ）を用い、
また形状復元力の大きい繊維としてユニチカ株式会社製
ポリエステル繊維「コンジュ捲縮線＜Ｈ３８Ｆ＞」（繊
維径６デニール、平均長さ５１ｍｍのポリエステル繊維
２８．６重量％と、繊維径１３デニール、平均長さ５１
ｍｍのポリエステル繊維７２．４重量％からなる）を用
い、芯鞘構造の繊維を３０重量％、形状復元力の大きい
繊維を７０重量％の割合で混合して集積することによっ
て、面密度が８００ｇ／ｍ² のウェブ状の繊維集合材を
形成した。この繊維集合材の上に平均粒径２０μｍのタ
ルク粉を６５００ｇ／ｍ² の散布量で均一に散布し、さ
らに機械的に振動させてタルク粉を繊維集合材の内部へ
落とし込むようにした。次にこの繊維集合材とタルク粉
との混合体を厚み３０ｍｍになるように加圧しながら１
５０℃で３０分間加熱処理することによって、図１のよ
うな厚み３０ｍｍの吸音材を得た。

【００３１】（実施例２）実施例１と同様にして作製し
た繊維集合材とタルク粉との混合体の上下両面を、ポリ
エステル不織布（ユニチカ株式会社製「メルティ＜４０
８０＞」（繊維径１．５デニール、平均長さ５０ｍｍ）
を１１４℃の熱ロール処理して作製した面密度が７０ｇ
／ｍ² のもの）からなる表面材で挟み、そしてこれを厚
み３０ｍｍになるように加圧しながら１５０℃で３０分
間加熱処理することによって、図３のような表面材で被
覆した厚み３０ｍｍの吸音材を得た。

【００３２】（実施例３）実施例１と同じ芯鞘構造の繊
維を３０重量％、実施例１と同じ形状復元力の大きい繊
維を７０重量％の割合で混合して集積することによっ
て、面密度が１００ｇ／ｍ² のウェブ状の繊維集合材を
形成した。この繊維集合材の上に平均粒径２０μｍのタ
ルク粉を１０００ｇ／ｍ² の散布量で均一に散布し、さ
らに機械的に振動させてタルク粉を繊維集合材の内部へ
落とし込むようにした。この繊維集合材とタルク粉との
混合体の上下両面を、実施例２と同じポリエステル不織
布からなる表面材で挟み、これを厚み３ｍｍになるよう
に加圧しながら１５０℃で３０分間加熱処理することに
よって図３の構造の厚み３ｍｍの吸音材を得た。そして
この吸音材を連続気泡の発泡ポリウレタン（密度１６ｋ
ｇ／ｍ³ 、厚さ３０ｍｍ）からなる多孔質材料の上に重
ねることによって、図４のような合計厚み３３ｍｍの吸
音材を得た。

【００３３】（実施例４）実施例１と同じ芯鞘構造の繊
維を３０重量％、実施例１と同じ形状復元力の大きい繊
維を７０重量％の割合で混合して集積することによっ
て、面密度が１００ｇ／ｍ² のウェブ状の繊維集合材を
形成した。この繊維集合材の上に平均粒径２００μｍの
シラスバルーン粉を５００ｇ／ｍ² の散布量で均一に散
布し、さらに機械的に振動させてシラスバルーン粉を繊
維集合材の内部へ落とし込むようにした。この繊維集合
材とシラスバルーン粉との混合体の上下両面を、実施例
２と同じポリエステル不織布からなる表面材で挟み、こ
れを厚み５ｍｍになるように加圧しながら１５０℃で３
０分間加熱処理することによって図３の構造の厚み５ｍ
ｍの吸音材を得た。そしてこの吸音材を実施例３と同じ
発泡ポリウレタン（密度１６ｋｇ／ｍ³ 、厚み３０ｍ
ｍ）からなる多孔質材料の上に重ねることによって、図
４のような合計厚み３５ｍｍの吸音材を得た。

【００３４】（実施例５）実施例１と同じ芯鞘構造の繊
維を３０重量％、実施例１と同じ形状復元力の大きい繊
維を７０重量％の割合で混合して集積することによっ
て、面密度が１００ｇ／ｍ² のウェブを形成した。この
ウェブの片面に実施例２と同じポリエステル不織布から
なる表面材を重ね、これを２枚の金属プレートの間に挟
み、０．５５ｋｇ／ｃｍ² の圧力で加圧しながら表面材
の側の金属プレートを１５０℃の温度で１分間加熱する
ことによって、片面に表面材を接着すると共に、表面材
を接着した側の繊維密度が高く反対側の繊維密度が低く
なるように繊維密度が厚み方向で変化する繊維集合材を
作製した。この繊維集合材を表面材が下側になるように
配置して、繊維集合材の上に平均粒径２０μｍのタルク
粉末を１０００ｇ／ｍ²の散布量で均一に散布し、さら
に機械的に振動させてタルク粉末を繊維集合材の内部へ
落とし込むようにした。さらにこの繊維集合材の上面に
実施例２と同じ表面材を重ね、これを厚み３ｍｍになる
ように加圧しながら１５０℃で３０分間加熱処理するこ
とによって図３の構造の厚み３ｍｍの吸音材を得た。

【００３５】（比較例１）厚み３０ｍｍの連続気泡の発
泡ポリウレタン（密度１６ｋｇ／ｍ³ ）をそのまま吸音
材とした。 （比較例２）２枚のポリエステル不織布（ユニチカ株式
会社製「エルベス」；５０ｇ／ｍ²）の間にタルク粉末
（平均粒径２０μｍ）の嵩密度０．５ｇ／ｃｍ³ の層を
３０ｍｍの厚みで挟むことによって、吸音材を得た。

【００３６】（比較例３）２枚のポリエステル不織布
（ユニチカ株式会社製「エルベス」；５０ｇ／ｍ²）の
間にシラスバルーン粉末（平均粒径２００μｍ）の嵩密
度０．２ｇ／ｃｍ³の層を３０ｍｍの厚みで挟むことに
よって、吸音材を得た。 （比較例４）芯鞘構造の繊維として芯材がポリエステル
（融点１５０℃）、被覆材が低融点ポリエチレン（融点
１１５℃）のユニチカ株式会社製「メルティ＜６０８０
＞」（繊維径２デニール、平均長さ５１ｍｍ）を用い、
これを集積して面密度１００ｇ／ｍ² のウェブを形成し
た。このウェブの上に平均粒径２０μｍのタルク粉を１
０００ｇ／ｍ² の散布量で均一に散布し、さらに機械的
に振動させてタルク粉をウェブの内部へ落とし込むよう
にした。このウェブとタルク粉との混合体の上下両面
を、ポリエステル不織布（ユニチカ株式会社製「エルベ
ス」；５０ｇ／ｍ² ）からなる表面材で挟み、これを厚
み３ｍｍになるように加圧しながら１５０℃で３０分間
加熱処理することによって厚み３ｍｍの吸音材を得た。

【００３７】上記の実施例１〜４及び比較例１〜３で得
た各吸音材について、吸音特性をＪＩＳ Ａ １４０５
「管内法による建築材料の垂直入射吸音率測定方法」に
基づいて測定した。結果を図５、図６、図７に示す。図
５、図６、図７にみられるように、実施例１〜４のもの
はいずれも、多孔質吸音材である比較例１のものよりも
低周波数域で優れた吸音特性を示している。比較例２及
び３では粉体のみで吸音材を構成しているため、いずれ
も吸音特性が特定の周波数で鋭いピークを示すものにな
っており、特に比較例２は吸音ピーク周波数が特に低
く、吸音率も高いが、吸収する周波数の幅が極端に狭
い。これに対して、実施例１及び２の吸音材では、比較
例２と同様のタルク粉末を用いているが、吸音ピークの
周波数が高くなりはするものの吸音特性が広い周波数範
囲に及んでいる。さらに実施例３及び４においても同様
のことが言え、また、吸音率も大幅に向上している。さ
らに、実施例１及び２は、約７ｋｇ／ｍ² の重さである
が、同様にタルク粉末を用いる比較例２の重さは３０ｍ
ｍ厚で約１５ｋｇ／ｍ² の重量である。また、実施例３
及び４においては発泡ポリウレタンとの組み合わせによ
り、厚さ約３ｍｍから５ｍｍで優れた吸音特性を発現
し、大幅な重量の軽減を達成するとともに、大幅な吸音
特性の向上が認められた。特に、実施例４は約０．７ｋ
ｇ／ｍ² の重さであり、実施例１、２及び３と比較して
も大きく軽量化することができる。また、比較例２、３
及び４は粉体をポリエステル不織布で挟んだだけである
ので、傾けたり、揺すったりすると粉体が偏ったり飛び
散ったりするが、各実施例の吸音材では内部の粉体の偏
り、飛散は認められず、安定した特性が得られた。

【００３８】また、実施例５及び比較例４の吸音材から
縦１０ｃｍ、横１０ｃｍ、厚さ３ｍｍのサンプルを作製
し、サンプルの面方向と平行にレシプロシェーカーにて
５分間の震動を与え、加震前と加震後の各サンプルに光
を透過させ、この透過光を撮影することによって、粉体
の移動の様子を観察した。この撮影写真をコンピュータ
で画像処理して濃淡の階調を段階的に表現したものを図
６に示す。図６において濃い箇所が粉体の多い部分であ
り、薄い箇所が粉体の少ない部分である。実施例５では
ウェブ内部で粉体粒子が均一に分散し、繊維と繊維、繊
維と粉体が有効に接合しているため、内部の粉体が移動
した様子はほとんど認められないが、比較例４では粉体
のウェブ内部での分散性が悪く、局所的に粉体が存在す
るため繊維と繊維の接合を阻害され、しかも繊維と粉体
との有効な接合が十分に形成されないため、５分間の加
震で粉体がかなり移動している様子が認められる。

【００３９】上記のように、各実施例の吸音材は、従釆
の吸音材に対して、低周波数域においても良好な吸音特
性を示し、粉体のこぼれ、偏り等による性能劣化を生じ
難いものであった。

【００４０】

【発明の効果】上記のように本発明の請求項１に係る吸
音材は、芯材の表面を芯材の融点よりも低い融点の被覆
材で被覆した芯鞘構造の繊維と、この芯鞘構造の繊維よ
り形状復元力の大きい繊維とが共存する繊維集合材に粉
体が混合され、芯鞘構造の繊維の被覆材によって繊維と
繊維及び粉体の少なくとも一部と繊維が融着されている
ことを特徴とするものであり、繊維に粉体を融着させる
ことによって粉体の移動を防ぐことができ、粉体による
低周波数域の吸音特性を生かしながら、粉体の偏りによ
る吸音特性の劣化を防止することができると共に、さら
に形状復元力の大きい繊維によって嵩高さを保持した吸
音材を得ることができ、嵩高さの低下によって吸音特性
が劣化することを防ぐこともできるものである。

【００４１】本発明の請求項２に係る吸音材は、芯材の
表面を芯材の融点よりも低い融点の被覆材で被覆した芯
鞘構造の繊維と、この芯鞘構造の繊維より形状復元力の
大きい繊維とが共存する繊維集合材に粉体が混合され、
芯鞘構造の繊維の被覆材によって繊維と繊維及び粉体の
少なくとも一部と繊維が融着接合されていると共に、繊
維集合材の表面に表面材が接合されていることを特徴と
するものであり、繊維に粉体を融着させることによって
粉体の移動を防ぐことができると共に、繊維間の空隙を
表面材で塞いで粉体が繊維間から脱落したりすることを
防ぐことができ、粉体の偏りによる吸音特性の劣化を効
果高く防止することができると共に、さらに形状復元力
の大きい繊維によって嵩高さを保持した吸音材を得るこ
とができ、嵩高さの低下によって吸音特性が劣化するこ
とを防ぐこともできるものである。

【００４２】また請求項３の発明は、粉体としてタルク
を用いるので、特に低い周波数域の吸音効果を高く得る
ことができるものである。また請求項４の発明は、粉体
としてシラスバルーンを用いるので、特に中低周波数域
の吸音効果を高く得ることができるものである。また請
求項５の発明は、上記の吸音材を、多孔質材料と積層す
るようにしたので、多孔質材料による補強作用で機械的
強度の高い吸音材を得ることができるものであり、また
多孔質材料の持つ吸音特性と粉体の持つ吸音特性、さら
に多孔質材料による背後空気層の効果の相乗で、広い周
波数域で吸音特性を有する吸音材を得ることができるも
のである。

【００４３】本発明の請求項６に係る吸音材の製造方法
は、芯材の表面を芯材の融点よりも低い融点の被覆材で
被覆した芯鞘構造の繊維と、この芯鞘構造の繊維より形
状復元力の大きい繊維とが共存する繊維集合材に粉体を
混合し、これを芯鞘構造の繊維の被覆材の溶融温度以上
の温度で加熱することによって、繊維と繊維及び粉体の
少なくとも一部と繊維を被覆材の融着によって接合させ
ることを特徴とするものであり、繊維集合材に粉体を混
合して加熱するだけで、繊維と繊維及び粉体と繊維が融
着した吸音材を簡単な工程で製造することができるもの
であり、しかも形状復元力の大きい繊維によって繊維集
合材の嵩高さを保つことができ、繊維集合材の内部への
粉体の分散を容易に、かつ、均一に行うことができるも
のである。

【００４４】本発明の請求項７に係る吸音材の製造方法
は、芯材の表面を芯材の融点よりも低い融点の被覆材で
被覆した芯鞘構造の繊維と、この芯鞘構造の繊維より形
状復元力の大きい繊維とが共存する繊維集合材に粉体を
混合し、さらにこの繊維集合材の表面に表面材を重ね、
これを芯鞘構造の繊維の被覆材の溶融温度以上の温度で
加熱することによって、繊維と繊維及び粉体の少なくと
も一部と繊維を被覆材の融着によって接合させると共に
繊維集合材の表面に表面材を接合させることを特徴とす
るものであり、繊維集合材に粉体を混合すると共に繊維
集合材に表面材を重ねて加熱するだけで、繊維と繊維及
び粉体と繊維、さらに繊維集合材と表面材が融着した吸
音材を簡単な工程で製造することができるものであり、
しかも形状復元力の大きい繊維によって繊維集合材の嵩
高さを保つことができ、繊維集合材の内部への粉体の分
散を容易に、かつ、均一に行うことができるものであ
る。

【００４５】本発明の請求項８に係る吸音材の製造方法
は、芯材の表面を芯材の融点よりも低い融点の被覆材で
被覆した芯鞘構造の繊維と、この芯鞘構造の繊維より形
状復元力の大きい繊維とが共存する繊維集合材の片側の
表面に表面材を接着した後、この繊維集合材に粉体を混
合し、これを芯鞘構造の繊維の被覆材の溶融温度以上の
温度で加熱することによって、繊維と繊維及び粉体の少
なくとも一部と繊維を被覆材の融着によって接合させる
ことを特徴とするものであり、繊維集合材に粉体を混合
する際に、表面材と繊維集合材の間に粉体が侵入するこ
とを妨ぐことができ、表面材と繊雑集積材の接合性が向
上し、これによって粉体が移動しうる空間を減少させて
扮体の移動や偏りを一層確実に防止することができるも
のである。

【００４６】また請求項９の発明は、芯材の表面を芯材
の融点よりも低い融点の被覆材で被覆した芯鞘構造の繊
維と、この芯鞘構造の繊維より形状復元力の大きい繊維
とが共存する繊維集合材を、その厚み方向で繊維密度が
変化するものとして作製し、この繊維集合材に粉体を混
合するようにしたので、繊維集合材を繊維密度が高い側
を下に、繊維密度が低い側を上にして、上方から粉体を
散布して繊維集合材内に粉体を分散・混合させるにあた
って、繊維密度が低く繊維間の空隙が大きい繊維集合材
の上部に粉体は良好に入り込んで分散されると共に、繊
維密度が高く繊維間の空隙が小さい繊維集合材の下部に
粉体が局所的に溜まるようなことがなく、繊維集合材に
粉体を均一に分散混合することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を示す概略図であ
る。

【図２】本発明で用いる芯鞘構造の繊維の拡大した一部
切欠斜視図である。

【図３】本発明の他の実施の形態の一例を示す概略図で
ある。

【図４】本発明のさらに他の実施の形態の一例を示す概
略図である。

【図５】実施例１，２及び比較例１，２の吸音特性（吸
音率と周波数の関係）を示すグラフである。

【図６】実施例３及び比較例１，２の吸音特性（吸音率
と周波数の関係）を示すグラフである。

【図７】実施例４及び比較例１，３の吸音特性（吸音率
と周波数の関係）を示すグラフである。

【図８】吸音材サンプルの透過光を撮影した写真をコン
ピュータで画像処理して印刷した図である。

【符号の説明】

１ 芯材 ２ 被覆材 ３ 芯鞘構造繊維 ４ 粉体 ６ 形状復元力が大きい繊維 ７ 繊維集合材 ８ 表面材 ９ 多孔質材料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大西 兼司 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芯材の表面を芯材の融点よりも低い融点
   の被覆材で被覆した芯鞘構造の繊維と、この芯鞘構造の
   繊維より形状復元力の大きい繊維とが共存する繊維集合
   材に粉体が混合され、芯鞘構造の繊維の被覆材によって
   繊維と繊維及び粉体の少なくとも一部と繊維が融着され
   ていることを特徴とする吸音材。
2. 【請求項２】 芯材の表面を芯材の融点よりも低い融点
   の被覆材で被覆した芯鞘構造の繊維と、この芯鞘構造の
   繊維より形状復元力の大きい繊維とが共存する繊維集合
   材に粉体が混合され、芯鞘構造の繊維の被覆材によって
   繊維と繊維及び粉体の少なくとも一部と繊維が融着接合
   されていると共に、繊維集合材の表面に表面材が接合さ
   れていることを特徴とする吸音材。
3. 【請求項３】 粉体はタルクであることを特徴とする請
   求項１又は２に記載の吸音材。
4. 【請求項４】 粉体はシラスバルーンであることを特徴
   とする請求項１又は２に記載の吸音材。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかの吸音材が、
   多孔質材料と積層されていることを特徴とする吸音材。
6. 【請求項６】 芯材の表面を芯材の融点よりも低い融点
   の被覆材で被覆した芯鞘構造の繊維と、この芯鞘構造の
   繊維より形状復元力の大きい繊維とが共存する繊維集合
   材に粉体を混合し、これを芯鞘構造の繊維の被覆材の溶
   融温度以上の温度で加熱することによって、繊維と繊維
   及び粉体の少なくとも一部と繊維を被覆材の融着によっ
   て接合させることを特徴とする請求項１に記載の吸音材
   の製造方法。
7. 【請求項７】 芯材の表面を芯材の融点よりも低い融点
   の被覆材で被覆した芯鞘構造の繊維と、この芯鞘構造の
   繊維より形状復元力の大きい繊維とが共存する繊維集合
   材に粉体を混合し、さらにこの繊維集合材の表面に表面
   材を重ね、これを芯鞘構造の繊維の被覆材の溶融温度以
   上の温度で加熱することによって、繊維と繊維及び粉体
   の少なくとも一部と繊維を被覆材の融着によって接合さ
   せると共に繊維集合材の表面に表面材を接合させること
   を特徴とする請求項２に記載の吸音材の製造方法。
8. 【請求項８】 芯材の表面を芯材の融点よりも低い融点
   の被覆材で被覆した芯鞘構造の繊維と、この芯鞘構造の
   繊維より形状復元力の大きい繊維とが共存する繊維集合
   材の片側の表面に表面材を接着した後、この繊維集合材
   に粉体を混合し、これを芯鞘構造の繊維の被覆材の溶融
   温度以上の温度で加熱することによって、繊維と繊維及
   び粉体の少なくとも一部と繊維を被覆材の融着によって
   接合させることを特徴とする請求項２に記載の吸音材の
   製造方法。
9. 【請求項９】 芯材の表面を芯材の融点よりも低い融点
   の被覆材で被覆した芯鞘構造の繊維と、この芯鞘構造の
   繊維より形状復元力の大きい繊維とが共存する繊維集合
   材を、その厚み方向で繊維密度が変化するものとして作
   製し、この繊維集合材に粉体を混合することを特徴とす
   る請求項６乃至８のいずれかに記載の吸音材の製造方
   法。