包含极细纤维的层叠吸音材料的制作方法

文档序号:18706203发布日期:2019-09-17 23:44阅读:301来源:国知局
包含极细纤维的层叠吸音材料的制作方法

本发明涉及一种包含极细纤维而构成的层叠结构的吸音材料。



背景技术:

所谓吸音材料是具有吸收声音的功能的制品,多用于建筑领域或汽车领域。作为构成吸音材料的材料,众所周知使用不织布。例如专利文献1中公开了一种复合不织布网,其包含中值直径小于1μm的亚微米纤维、以及中值直径为至少1μm的微纤维。专利文献1的复合不织布网是将被称为亚微米纤维及微纤维的两种具有不同的中值直径的纤维混合而成,通过使其混合比变化,在厚度方向上形成混合比的梯度。在具有代表性的实施方式中,公开了通过形成微纤维流,另外分别形成亚微米纤维流并将其添加于微纤维流中,可形成不同纤维混合而成的网。

另外,在专利文献2中,作为具有吸音性的多层物品,公开了包含支持体层、以及层叠于支持体层上的亚微米纤维层的多层物品,公开了亚微米纤维层的中央纤维直径小于1μm且平均纤维直径为0.5μm~0.7μm的范围,通过熔融膜原纤化法或电场纺丝法形成。在专利文献2的实施例中,公开了一种层叠物品,其是将基重(单位面积重量)100g/m2、直径约18μm的聚丙烯纺粘不织布作为支持体层,在其上层叠有单位面积重量14g/m2~50g/m2、平均纤维直径约0.56μm的亚微米聚丙烯纤维。另外,在另一实施例中,公开了一种多层物品,其在单位面积重量62g/m2的聚酯的梳理处理网上层叠有单位面积重量6g/m2~32g/m2、平均纤维直径约0.60μm的电场纺丝聚内酯纤维。关于实施例中制成的多层物品,测定了声音吸收特性,并且具有相较于仅支持体的声音吸收特性更优异的声音吸收特性。

专利文献3公开了一种吸收低频及高频的声音的层叠吸音不织布,其包括谐振膜与至少一个其他的纤维材料层,谐振膜由直径为600nm、表面重量(单位面积重量)为0.1g/m2~5g/m2的纳米纤维层形成的物质。公开了纳米纤维层典型而言利用静电纺丝制作,另一方面,基材层为直径10μm~45μm、单位面积重量5g/m2~100g/m2的纤维织物,进而还可层叠其他层。另外,为了达到适当的厚度及单位面积重量,公开了也可以进一步层叠该层叠体。

专利文献4中公开了利用纳米纤维的吸音特性优异的不织布结构体。专利文献4的不织布结构体的特征在于,包含含有纤维径小于1μm的纳米纤维的纤维体,该纤维体的厚度为10mm以上。另外,公开了所述纤维体可以由支持体支持,也可以成为将纤维体与支持体反复层叠而成的结构。纳米纤维例如通过熔喷法形成,在实施例中,在作为支持体的聚丙烯水刺不织布上形成纤维径0.5μm、单位面积重量350g/m2的纳米纤维体的层。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特表2011-508113号公报

专利文献2:日本专利特开2014-15042号公报

专利文献3:日本专利特表2008-537798号公报

专利文献4:日本专利特开2016-121426号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

如上所述,作为吸音材料,研究了各种构成的不织布层叠体,使用纤维径低于1μm的纳米纤维或被称为亚微米纤维的极细纤维也众所周知。但是,要求具有更优异的吸音特性的吸音材料、特别是在1000hz以下的较低频率的区域中显示出了优异的吸音性能且省空间性优异的吸音材料。鉴于所述状况,本发明的课题在于提供一种在低频区域中显示出优异的吸音性的吸音材料。

解决课题的技术手段

发明人为了解决所述课题反复进行了研究。结果发现,在包含基材层与纤维层的层叠吸音材料中,包含至少三层具有特定范围的纤维径及单位面积重量的纤维层且在纤维层之间包含具有特定范围的单位面积重量及厚度的基材层的层叠吸音材料,在低频区域显示出优异的吸音性,省空间性优异,完成了本发明。

本发明具有以下构成。

[1]一种层叠吸音材料,其包含:多个纤维层、以及存在于纤维层与纤维层之间的基材层,

所述层叠吸音材料包含至少三层纤维层,各纤维层包含小于450nm的纤维经的纤维,且为0.1g/m2~50g/m2的单位面积重量,所述基材层为1g/m2以上的单位面积重量,厚度为0.1mm以上,

所述基材层为选自由不织布、膜、玻璃纤维及纸所组成的群组中的至少一种。

[2]根据[1]所述的层叠吸音材料,其中所述纤维层为0.1g/m2~25g/m2的单位面积重量。

[3]根据[1]或[2]所述的层叠吸音材料,其中所述基材层中所含的基材为选自由聚邻苯二甲酸乙二酯纤维、聚对苯二甲酸丁二酯纤维、聚乙烯纤维及聚丙烯纤维所组成的群组中的至少一种的不织布,所述基材的单位面积重量为1g/m2~300g/m2

[4]根据[1]~[3]中任一项所述的层叠吸音材料,其中形成所述纤维层的纤维为选自由聚偏二氟乙烯、尼龙6.6、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚氨基甲酸酯、聚砜及聚乙烯醇所组成的群组中的至少一种。

[5]根据[1]~[4]中任一项所述的层叠吸音材料,其中在垂直入射吸音率测定法(200hz~1000hz)中,以1hz间隔测定频率x为200hz至3200hz为止的吸音率,在将所得的曲线设为f(x)时,200hz至1000hz为止的积分值s为满足下述式的范围,

[6]根据[1]~[4]中任一项所述的层叠吸音材料,其中在垂直入射吸音率测定法(200hz~1000hz)中,以1hz间隔测定频率x为200hz至3200hz为止的吸音率,在将所得的曲线设为f(x)时,200hz至1000hz为止的积分值s为满足下述式的范围,

发明的效果

根据具有所述构成的本发明,可获得低频区域中的吸音特性优异的吸音材料。本发明的层叠吸音材料在吸音特性的峰值比以前的吸音材料低的区域中,在1000hz以下的区域中的吸音性能优异。在建筑领域中,生活噪音多为200hz~500hz左右,另外,在汽车领域中,路面噪音为100hz~500hz左右,另外,加速时或变速器变动时的噪音为100hz~2000hz左右。本发明的层叠吸音材料对于这种噪音对策有用。另外,由于本发明的层叠吸音材料比包含多孔质材料或玻璃纤维等的吸音材料轻,因此可实现构件的轻量化与省空间化,该方面作为面向汽车领域的吸音材料特别有用。

附图说明

[图1]是表示本发明的实施例(实施例3)及比较例(比较例2)的吸音特性的图表。

具体实施方式

以下,对本发明进行详细说明。

(层叠吸音材料的结构)

本发明的层叠吸音材料包含基材层与纤维层。在层叠吸音材料中,纤维层包含3层以上,在各纤维层之间介隔存在基材层。

在层叠吸音材料中,纤维层包含3层以上、优选为3层~6层、更优选为3层~4层。各纤维层可为一个纤维结构体,也可为在一个纤维层中重叠多个纤维结构体的形态。

另外,在纤维层之间介隔存在基材层。各基材层可包含一个基材,或者也可为多个基材重叠而成的形态。

层叠吸音材料中含有的纤维层及基材层可分别为一种,也可以包含不同的两种以上的纤维层或基材层。另外,只要不损害本发明的效果,也可包含纤维层及基材层以外的构成,例如也可包含本发明中规定的范围以外的其他纤维层(可为一层,也可为两层以上)、印刷层、发泡体、箔、筛状物、织布等。另外,也可以含有用于连结各层间的粘接剂层、夹子、缝合线等。

层叠吸音材料的各层间可物理性和/或化学性地粘接,也可不粘接。也可为层叠吸音材料的多个层间的一部分被粘接、一部分未粘接的形态。粘接也可以例如在纤维层的形成步骤中或者作为后步骤进行加热,使构成纤维层的纤维的一部分熔解,使纤维层熔接在基材上,由此将纤维层与基材粘接。另外,也优选为通过在基材或纤维层的表面上赋予粘接剂,进而将基材层或纤维层层压多层,从而将层间粘接。

层叠吸音材料的厚度只要可获得本发明的效果,则并无特别限制,例如可设为0.1mm~50mm,优选为设为0.3mm~40mm,若为0.3mm~35mm,则就省空间性的观点而言更优选。再者,所谓层叠吸音材料的厚度典型而言是指纤维层及基材层的厚度的合计,在安装有卡盘或盖等外装体的情况下,不包含该部分的厚度。

层叠吸音材料的通气度只要可获得所希望的吸音性能,则并无特别限制,可设为10μm/pa·s~1000μm/pa·s,若为10μm/pa·s~500μm/pa·s,则更优选。以前,在与吸音性能一起期待隔音性能的吸音材料中,通气性越低,声音越难以通过,即认为对隔音性有效,但本发明的层叠吸音材料通过采用具有高通气性而降低声音的反射、进而吸音性优异的纤维层,可获得高的吸音性。再者,通气度的测定可通过公知的方法进行,例如可利用格利(gurley)试验机法进行测定。

层叠吸音材料成为纤维层被基材层夹持的层叠结构。在为此种形态时,纤维层与纤维层之间的距离(也称为基材层的厚度、层间距离)优选为100μm~15mm,更优选为100μm~10mm。若层间距离为100μm以上,则低频区域的吸音性能变得良好,若层间距离为15mm以下,则作为吸音材料的厚度不会变得过大,适合省空间性。

(纤维层)

本发明的层叠吸音材料中含有的纤维层是包含纤维径小于450nm的纤维的层。所谓纤维径小于450nm是指平均纤维径为该数值范围内。若纤维径小于450nm,则可获得高吸音性,因此优选,若小于420nm,则可获得更高的吸音性,因此进而优选。纤维径的测定可通过公知的方法进行。例如是通过根据纤维层表面的放大照片测定或计算而得到的值,详细的测定方法在实施例中详述。

本发明的层叠吸音材料中含有的纤维层可为一层纤维层由一个纤维结构体构成,另外,在一层的纤维层中含有多个纤维集合体,纤维集合体的层重叠者也可以形成一层的纤维层。

再者,在本说明书中,所谓纤维集合体是指成为在一层基材上形成的一个连续体的纤维集合体。纤维集合体的单位面积重量优选为0.1g/m2~25g/m2,进而优选为0.3g/m2~20g/m2。若单位面积重量为0.1g/m2以上,则由微细纤维层与基材纤维的密度差引起的流动阻力的控制变得良好,若小于50g/m2,则作为吸音材料,翘曲变大的可能性降低。

构成纤维层的纤维结构体优选为不织布,只要具有所述范围的纤维径及单位面积重量,则并无特别限制,优选为通过熔喷不织布、电场纺丝法形成的不织布等。根据电场纺丝法,可将极细纤维效率良好地层叠在基材上。电场纺丝法的详细情况将在制造方法中详述。

作为构成纤维结构体的树脂,只要可获得本发明的效果,则并无特别限制,例如可列举聚丙烯或聚乙烯等聚烯烃、聚氨基甲酸酯、聚乳酸、丙烯酸树脂、聚对苯二甲酸乙二酯或聚对苯二甲酸丁二酯等聚酯类、尼龙6、尼龙6,6、尼龙12等尼龙(酰胺树脂)类、聚苯硫醚、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚砜、液晶聚合物类、聚乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯等。它们中,就在电场溶液纺丝法中,可溶于各种溶剂的观点而言,更优选为聚偏二氟乙烯、尼龙6,6、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚氨基甲酸酯、聚砜及聚乙烯醇。

纤维结构体优选为包含所述树脂中的一种,也可包含两种以上。

另外,纤维结构体中也可以包含树脂以外的各种添加剂。作为可以添加到树脂中的添加剂,例如可列举:填充剂、稳定化剂、塑化剂、粘合剂、粘接促进剂(例如硅烷及钛酸盐)、二氧化硅、玻璃、粘土、滑石、颜料、着色剂、抗氧化剂、荧光增白剂、抗菌剂、表面活性剂、阻燃剂及氟化聚合物。使用所述添加物中的一种以上,可减少所得的纤维及层的重量和/或成本,也可调节粘度,或者也对纤维的热特性进行改性,或者还可赋予包含电气特性、光学特性、与密度相关的特性、与液体阻挡或粘着性相关的特性的、来自添加物的特性的各种物理特性。

(基材层)

层叠吸音材料中的基材层具有吸音性,并且具有支持纤维层而保持吸音材料整体的形状的功能。在本发明的层叠吸音材料中,由于纤维层由10nm~450nm的极细纤维径的纤维形成,因此强度(刚性)低。因此,基材层实质上承担层叠吸音材料的强度。

基材层可包含一层基材,或者也可为多个基材重叠而成的形态。

构成基材层的基材只要可在其至少一个表面上层叠纤维结构体即可,并无特别限制,可使用不织布、膜、玻璃纤维、纸、织布、泡沫(发泡体层)、箔、筛状物等。特别优选为不织布、膜、玻璃纤维、纸中的任一种以上,更优选为不织布。层叠吸音材料中包含的基材可为一种,也优选为包含两种以上的基材。

在基材为不织布的情况下,不织布的种类可使用熔喷(meltblown)不织布、水刺不织布、纺粘不织布、热风不织布、热粘合不织布、针刺不织布等,可以根据所希望的物性或功能进行适宜选择。

作为构成不织布的纤维的树脂,可使用热塑性树脂,例如可例示聚烯烃系树脂、聚对苯二甲酸乙二酯等聚酯系树脂、聚酰胺系树脂。作为聚烯烃系树脂,可列举乙烯、丙烯、丁烯-1或4-甲基戊烯-1等均聚物、以及它们与其他的α-烯烃、即乙烯、丙烯、丁烯-1、戊烯-1、己烯-1或4-甲基戊烯-1等中的一种以上的无规或嵌段共聚物或将它们组合的共聚物、或者它们的混合物等。作为聚酰胺系树脂,可列举尼龙4、尼龙6、尼龙7、尼龙11、尼龙12、尼龙6,6、尼龙6,10、聚己二酰间苯二甲胺(polymetaxylyleneadipamide)、聚对苯二甲癸酰胺(polyparaxylylenedecanamide)、聚双环己基甲烷癸酰胺或它们的共聚酰胺等。作为聚酯系树脂,除了聚对苯二甲酸乙二酯以外,还可列举聚对苯二甲酸四亚甲酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚氧乙烯苯甲酸酯、聚(1,4-二甲基环己烷对苯二甲酸酯)或它们的共聚物。它们中,优选为将聚对苯二甲酸乙二酯纤维、聚对苯二甲酸丁二酯纤维、聚乙烯纤维及聚丙烯纤维中的一种或两种以上组合使用。

在基材为膜、织布、筛状物的情况下,也可以使用同样的树脂。

作为构成基材的不织布的纤维,可使用仅一种成分,但在考虑到热粘接性纤维彼此的交点的熔接的效果时,也优选为使用包含低熔点树脂与高熔点树脂的复合成分的纤维、即、包含熔点不同的两种成分以上的复合纤维。复合形态例如可列举鞘芯型、偏心鞘芯型、并列型。另外,作为构成基材的不织布的纤维,也优选为使用熔点不同的两种成分以上的混纤纤维。再者,所谓混纤纤维是指包含高熔点树脂的纤维与包含低熔点树脂的纤维独立存在并混合而成的纤维。

构成基材的不织布的纤维的纤维径并无特别限制,可以使用包含纤维径为0.5μm~1mm的纤维的纤维。所谓纤维径为0.5μm~1mm是指平均纤维径在该数值范围内。若纤维径为0.5μm以上,则可控制由微细纤维层与基材纤维的密度差引起的流动阻力,若小于1mm,则不丧失通用性,另外也容易获取。若纤维径为1.0μm~100μm,则可控制微细纤维层与基材纤维的密度差引起的流动阻力,也容易获取,因此更优选。纤维径的测定可以利用与纤维层的纤维径的测定同样的方法进行。

基材构成介隔存在于纤维层与纤维层之间的基材层。另外,除了介隔存在于纤维层与纤维层之间以外,也可以作为层叠吸音材料中位于最外面的两层而含有。基材也可以仅由一层构成基材层,也优选为两层以上连续配置而构成一层基材层。通过连续地配置两层以上的基材,具有能够根据基材层的厚度来控制纤维层的层间距离的优点。

基材的单位面积重量只要为1g/m2以上即可,优选为1g/m2~300g/m2,更优选为15g/m2~300g/m2。若基材的单位面积重量小于1g/m2,则有无法获得作为吸音材料的必要强度的可能性。

在本发明中,基材层具有0.1mm以上的厚度。基材层的厚度的上限并无特别限制,就省空间性的观点而言,优选为0.1mm~60mm,更优选为0.1mm~30mm。

构成基材层的基材的厚度例如可设为20μm~20mm,更优选为设为30μm~10mm。若基材的厚度为20μm以上,则未发生褶皱,操作容易,生产性良好,若基材的厚度为20mm以下,则不存在妨碍省空间性的可能性。

在不妨碍本发明的效果的范围内,基材中可添加各种添加剂、例如着色剂、抗氧化剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、中和剂、成核剂、润滑剂、抗菌剂、阻燃剂、塑化剂及其他热塑性树脂等。另外,也可以利用各种整理剂处理表面,由此可以赋予防水性、抗静电性、表面平滑性、耐磨损性等功能。

(层叠吸音材料的吸音特性)

本发明的层叠吸音材料的特征在于,特别是在低频区域(1000hz以下的频率区域)中的吸音性优异。本发明的层叠吸音材料特别是显示出400hz~1000hz区域的吸音性优异的、与以前的吸音材料不同的吸音特性。不限于特定的理论,本发明的层叠吸音材料利用微细纤维层与基材层的密度差控制声波的流动阻力,结果认为可获得低频区域的吸收性优异的性能。

吸音性的评价方法在实施例中详述。

(层叠吸音材料的制造方法)

层叠吸音材料的制造方法并无特别限制,例如可通过如下制造方法获得,所述制造方法包括:制作在一层的基材上形成一层纤维结构体的纤维层叠体的步骤;以及将多个纤维层叠体按照规定的顺序及片数重叠而一体化的步骤。再者,在使纤维层叠体重叠的步骤中,还可以进一步加入纤维层叠体以外的其他层(例如其他基材)进行层叠。

在使用不织布作为基材的情况下,可利用公知的方法制造不织布来使用,也可以选择市售的不织布来使用。在基材上形成纤维结构体的步骤优选为使用电场纺丝法。电场纺丝法为如下方法:喷出纺丝溶液且使电场作用,对喷出的纺丝溶液进行纤维化,在收集器上获得纤维的方法。例如,可列举自喷嘴挤出纺丝溶液且使电场作用并进行纺丝的方法;使纺丝溶液起泡且使电场作用并进行纺丝的方法;将纺丝溶液导出至圆筒状电极的表面且使电场作用并进行纺丝的方法等。本发明中,在收集器上插入作为基材的不织布等,可使纤维聚集到基材上。

作为纺丝溶液,若为具有牵丝性者,则并无特别限定,可使用使树脂分散于溶媒中者、使树脂溶解于溶媒中者、利用热或激光照射使树脂熔融者等。

作为使树脂分散或溶解的溶媒,例如可列举:水、甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、n-甲基-2-吡咯烷酮、甲苯、二甲苯、吡啶、甲酸、乙酸、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、1,1,2,2-四氯乙烷、1,1,1,3,3,3-六氟异丙醇、三氟乙酸及它们的混合物等。混合使用时的混合率并无特别限定,可鉴于所要求的牵丝性或分散性、所得的纤维的物性适宜设定。

以提高电场纺丝的稳定性或纤维形成性为目的,也可在纺丝溶液中进一步含有表面活性剂。表面活性剂例如可列举十二烷基硫酸钠等阴离子性表面活性剂、溴化四丁基铵等阳离子表面活性剂、聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯等非离子性表面活性剂等。表面活性剂的浓度相对于纺丝溶液而言优选为5重量%以下的范围内。若为5重量%以下,则可获得与使用相符的效果的提高,因此优选。另外,只要为不显著损害本发明的效果的范围内,则也可包含所述以外的成分作为纺丝溶液的成分。

纺丝溶液的制备方法并无特别限定,可列举搅拌或超声波处理等方法。另外,混合的顺序也无特别限定,可同时混合,也可逐次混合。利用搅拌制备纺丝溶液时的搅拌时间只要树脂均匀地溶解或分散于溶媒中,则并无特别限定,例如可搅拌1小时~24小时左右。

为了利用电场纺丝获得纤维,优选为将纺丝溶液的粘度制备为10cp~10,000cp的范围内,更优选为50cp~8,000cp的范围内。若粘度为10cp以上,则可获得用以形成纤维的牵丝性,若为10,000cp以下,则喷出纺丝溶液变得容易。若粘度为50cp~8,000cp的范围内,则可在广泛的纺丝条件范围内获得良好的牵丝性,因此更优选。纺丝溶液的粘度可通过适宜变更树脂的分子量、浓度或溶媒的种类或混合率来进行调整。

关于纺丝溶液的温度,也可在常温下纺丝,还可进行加热、冷却而进行纺丝。作为喷出纺丝溶液的方法,例如可列举使用泵将填充于注射器中的纺丝溶液自喷嘴喷出的方法等。作为喷嘴的内径,并无特别限定,优选为0.1mm~1.5mm的范围内。另外,作为喷出量,并无特别限定,优选为0.1ml/hr~10ml/hr。

作为使电场作用的方法,只要可在喷嘴与收集器中形成电场,则并无特别限定,例如可对喷嘴施加高电压,并对收集器进行接地。施加的电压只要形成纤维,则并无特别限定,优选为5kv~100kv的范围内。另外,喷嘴与收集器的距离只要形成纤维,则并无特别限定,优选为5cm~50cm的范围内。

将由所述获得的包含基材/纤维结构体这两层的纤维层叠体重叠多片而一体化的方法并无特别限定,只要不进行粘接仅重叠即可,另外,也可采用各种粘接方法、即、利用加热的平辊或压花辊进行的热压接、利用热熔剂或化学粘接剂进行的粘接、利用循环热风或辐射热进行的热粘接等。就抑制含有极细纤维的纤维层的物性降低的观点而言,其中优选为利用循环热风或辐射热进行的热处理。在利用平辊或压花辊进行热压接的情况下,纤维层熔融而成膜,或在压花点周边部分发生破损等受到损伤,存在难以进行稳定的制造的可能性,除此以外还容易产生吸音特性降低等性能降低。另外,在利用热熔剂或化学粘接剂进行的粘接的情况下,有时会由该成分填埋纤维层的纤维间空隙,容易产生性能降低。另一方面,在利用循环热风或辐射热的热处理使其一体化的情况下,对纤维层的损伤少,且能够以充分的层间剥离强度一体化,因此优选。在通过利用循环热风或辐射热的热处理而一体化的情况下,并无特别限定,优选为使用包含热熔接性复合纤维的不织布及层叠体。

实施例

下述实施例仅以例示为目的。本发明的范围并不限定于本实施例。

以下示出实施例中示出的物性值的测定方法及定义。

<平均纤维径>

使用日立高新技术(hitachihigh-technologies)股份有限公司制造的扫描式电子显微镜su8020,观察极细纤维,使用图像解析软件测定极细纤维50根的直径。将50根极细纤维的纤维径的平均值作为平均纤维径。

<吸音率测定>

在吸音率测定中,从各纤维层叠体采集直径63mm的样品,在进行各条件的层叠后,使用垂直入射吸音率测定装置“布鲁&卡尔公司制造的型号(type)4206”,按照美国试验材料学会(americansocietyfortestingmaterial,astm)e1050测定在频率200hz~3200hz的试验片上垂直入射平面声波时的垂直入射吸音率。

<低频区域的吸音性>

以1hz间隔测定频率x为200hz至3200hz为止的吸音率,在将所得的曲线设为f(x)时,200hz至1000hz为止的吸音率的积分值s可利用下述数式获得。

积分值s表示200hz~1000hz的频率区域的吸音性能,若数值高则判断为吸音性高。在s值超过170的情况下,将低频区域的吸音性评价为良好,在小于170的情况下,将吸音性评价为不良。

<通气度>

通气度测定利用东洋精机制作所股份有限公司制造的格利(gurley)式密度计(型号:gb-3c)按照国际标准化组织(internationalstandardizationorganization,iso)5636进行测定。

[实施例1]

将dic拜耳聚合物(dicbayerpolymer)制造的聚氨基甲酸酯树脂(等级名称:t1190)在n,n-二甲基甲酰胺与丙酮的共溶剂(60/40(w/w))中以15质量%的浓度溶解,制备电场纺丝溶液。准备单位面积重量为18g/m2、宽度为1000mm的聚对苯二甲酸乙二酯制热风不织布作为基材不织布b(厚度60μm),在该不织布b上对所述聚氨基甲酸酯溶液进行电场纺丝,制作包含基材不织布与聚氨基甲酸酯极细纤维结构体这两层的纤维层叠体。

电场纺丝的条件使用27g针,单孔溶液供给量为2.0ml/h,施加电压为47kv,纺丝距离为20cm。

对于所得的纤维层叠体中的聚氨基甲酸酯极细纤维,该层的单位面积重量为20.0g/m2,平均纤维径为420nm,熔解温度为175℃。

将所得的包含两层的纤维层叠体冲压成直径63mm,使用3片纤维层叠体与基材不织布b,以成为极细纤维结构体/基材b/基材b/极细纤维结构体/基材b/基材b/极细纤维结构体的方式重叠。将所得的样品作为吸音率测定用样品(层间距离0.12mm)。由于极细纤维层为3层,因此将纤维层的层数设为“3”。

测定垂直入射吸音率,评价低频区域的吸音性(从200hz到1000hz的积分值s),结果为180.6而良好。

[实施例2]

与实施例1同样地制备电场纺丝溶液。接着,准备单位面积重量为200g/m2、厚度为5mm、宽度为1000mm的梳理法热风不织布(此处,使用纤维径为22μm的鞘/芯=高密度聚乙烯/聚丙烯的鞘芯型热熔接性复合纤维)作为基材不织布a,在其上对所述聚氨基甲酸酯溶液进行电场纺丝,制作包含基材不织布与聚氨基甲酸酯极细纤维结构体这两层的纤维层叠体。使用3片该纤维层叠体与基材不织布a,以成为极细纤维结构体/基材a/基材a/极细纤维结构体/基材a/基材a/极细纤维结构体的方式重叠,除此以外与实施例1同样地实施,制成吸音率测定用样品(层间距离10mm)。由于极细纤维层为3层,因此将纤维层的层数设为“3”。

测定垂直入射吸音率,评价低频区域的吸音性(从200hz到1000hz的积分值s),结果为322.6而良好。

[实施例3]

将阿科玛(arkema)制造的作为聚偏二氟乙烯-六氟丙烯(以下简称为“pvdf-hfp”)树脂的齐钠(kynar)(商品名)3120在n,n-二甲基乙酰胺与丙酮的共溶剂(60/40(w/w))中以18质量%的浓度溶解,制备电场纺丝溶液。准备基材不织布a,在其上对所述pvdf-hfp溶液进行电场纺丝,制作包含基材不织布a与pvdf-hfp极细纤维这两层的纤维层叠体。

电场纺丝的条件使用24g针,单孔溶液供给量为3.0ml/h,施加电压为35kv,纺丝距离为17.5cm。

对于所得的包含两层的纤维层叠体中的pvdf-hfp极细纤维,该层的单位面积重量为24.0g/m2,平均纤维径为300nm,熔解温度为168℃。使用3片包含基材不织布与pvdf-hfp极细纤维这两层的纤维层叠体与基材a,以成为极细纤维结构体/基材a/基材a/极细纤维结构体/基材a/基材层a/极细纤维结构体的方式重叠,除此以外与实施例2同样地实施,制成吸音率测定用样品(层间距离10mm)。由于极细纤维层为3层,因此将纤维层的层数设为“3”。

测定垂直入射吸音率,评价低频区域的吸音性(从200hz到1000hz的积分值s),结果为359.8而良好。

再者,图1表示实施例3与比较例2的吸音特性的图表。实施例3(黑线)中最显示吸音率的频率为1800hz附近,与此相对,比较例2在更高频的区域具有吸音的峰值。

[实施例4]

将dic拜耳聚合物(dicbayerpolymer)制造的聚氨基甲酸酯树脂(等级名称:t1190)在n,n-二甲基甲酰胺与丙酮的共溶剂(60/40(w/w))中以15质量%的浓度溶解,制备电场纺丝溶液。准备基材不织布a,在该不织布a上对所述聚氨基甲酸酯溶液进行电场纺丝,制作包含基材不织布与聚氨基甲酸酯极细纤维这两层的纤维层叠体。

电场纺丝的条件使用27g针,单孔溶液供给量为2.0ml/h,施加电压为47kv,纺丝距离为20cm。

对于纤维层叠体中的聚氨基甲酸酯极细纤维,该层的单位面积重量为10.0g/m2,平均纤维径为420nm,熔解温度为175℃。

使用3片纤维层叠体与基材不织布a,以成为极细纤维结构体/基材a/基材a/极细纤维结构体/基材a/基材a/极细纤维结构体的方式重叠,制成吸音率测定用样品(层间距离10mm)。由于极细纤维层为3层,因此将纤维层的层数设为“3”。

测定垂直入射吸音率,评价低频区域的吸音性(从200hz到1000hz的积分值s),结果为258.5而良好。

[实施例5]

使用3片实施例2中所得的包含基材不织布与聚氨基甲酸酯极细纤维这两层的纤维层叠体与梳理法热风不织布(基材a),以成为基材a/极细纤维结构体/基材a/基材a/极细纤维结构体/基材a/基材a/极细纤维结构体/基材a的方式重叠,制成吸音率测定用样品(层间距离10mm)。由于极细纤维层的集合部为3层,因此将纤维层的层数设为“3”。

测定垂直入射吸音率,评价低频区域的吸音性(从200hz到1000hz的积分值s),结果为321.2而良好。

[实施例6]

将作为pvdf-hfp树脂的齐钠(kynar)3120在n,n-二甲基乙酰胺与丙酮的共溶剂(60/40(w/w))中以15质量%的浓度溶解,制备电场纺丝溶液。准备基材不织布a,在其上在与实施例3同样的条件下对所述溶液进行电场纺丝,制作包含基材不织布a与pvdf-hfp极细纤维这两层的纤维层叠体。对于所得的纤维层叠体中的pvdf-hfp极细纤维,该层的单位面积重量为1.0g/m2,平均纤维径为180nm,熔解温度为168℃。

将纤维层叠体冲压成直径63mm的圆形,以成为极细纤维结构体/基材a/基材a/极细纤维结构体/基材a/基材a/极细纤维结构体的方式将3片纤维层叠体与单位面积重量为200g/m2、厚度为5mm、宽度为1000mm的梳理法热风不织布(基材a)重叠,制成吸音率测定用样品(层间距离10mm)。由于极细纤维层的集合部为3层,因此将纤维层的层数设为“3”。

测定垂直入射吸音率,评价低频区域的吸音性(从200hz到1000hz的积分值s),结果为300.0而良好。

[实施例7]

制备实施例1中所得的聚氨基甲酸酯树脂的电场纺丝溶液,准备单位面积重量为18g/m2、宽度为1000mm的聚对苯二甲酸乙二酯制热风不织布作为基材不织布(厚度60μm),在该不织布上对所述聚氨基甲酸酯溶液进行电场纺丝,制作包含基材不织布与聚氨基甲酸酯极细纤维这两层的纤维层叠体。对于所得的包含两层的纤维层叠体中的聚氨基甲酸酯极细纤维,该层的单位面积重量为3.0g/m2,平均纤维径为420nm,熔解温度为175℃。

将包含两层的纤维层叠体冲压成直径63mm的圆形,以成为极细纤维层/基材层b/基材层a/基材层a/极细纤维层/基材层b/基材层a/基材层a/基材层b/极细纤维层的方式将3片包含两层的纤维层叠体与单位面积重量为200g/m2、厚度为5mm、宽度为1000mm的梳理法热风不织布(基材a)重叠,制成吸音率测定用样品(层间距离10.1mm)。由于极细纤维层的集合部为3层,因此将纤维层的层数设为“3”。

测定垂直入射吸音率,评价低频区域的吸音性(从200hz到1000hz的积分值s),结果为289.9而良好。

[实施例8]

除了使用4片纤维层叠体以外,与实施例1同样地,以使极细纤维层成为4层(极细纤维结构体/基材b/基材b/极细纤维结构体/基材b/基材b/极细纤维结构体/基材b/基材b/极细纤维结构体)的方式制成吸音率测定用样品(层间距离0.12mm)。由于极细纤维层为4层,因此将纤维层的层数设为“4”。

测定垂直入射吸音率,评价低频区域的吸音性(从200hz到1000hz的积分值s),结果为236.8而良好。

[实施例9]

将齐钠(kynar)3120在n,n-二甲基乙酰胺与丙酮的共溶剂(60/40(w/w))中以18质量%的浓度溶解,制备电场纺丝溶液。

接着,准备单位面积重量为200g/m2、宽度为1000mm的梳理法热风不织布(此处,使用纤维径为22μm的鞘/芯=高密度聚乙烯/聚丙烯的鞘芯型热熔接性复合纤维)作为基材不织布,在其上对所述pvdf-hfp溶液进行电场纺丝,制作包含基材不织布a与pvdf-hfp极细纤维层这两层的纤维层叠体。

电场纺丝的条件使用24g针,单孔溶液供给量为3.0ml/h,施加电压为45kv,纺丝距离为12.5cm。

对于所得的包含两层的纤维层叠体中的pvdf-hfp极细纤维,该层的单位面积重量为12.0g/m2,平均纤维径为300nm,熔解温度为168℃。使用4片纤维层叠体,以使极细纤维层成为4层(极细纤维结构体/基材a/极细纤维结构体/基材a/极细纤维结构体/基材a/极细纤维结构体/基材a)的方式制成吸音率测定用样品(层间距离5mm)。由于极细纤维层的集合部为4层,因此将纤维层的层数设为“4”。

测定垂直入射吸音率,评价低频区域的吸音性(从200hz到1000hz的积分值s),结果为261.2而良好。

[实施例10]

除了使用4片纤维层叠体与基材不织布a以外,与实施例2同样地,以成为极细纤维结构体/基材a/基材a/极细纤维结构体/基材a/基材a/极细纤维结构体/基材a/基材a/极细纤维结构体的方式制成吸音率测定用样品(层间距离10mm)。由于极细纤维层的集合部为4层,因此将纤维层的层数设为“4”。

测定垂直入射吸音率,评价低频区域的吸音性(从200hz到1000hz的积分值s),结果为385.5而良好。

[实施例11]

除了使用6片纤维层叠体以外,与实施例4同样地,以成为基材a/极细纤维结构体/极细纤维结构体/基材a/基材a/极细纤维结构体/极细纤维结构体/基材a/基材a/极细纤维结构体/极细纤维结构体/基材a的方式制成吸音率测定用样品(层间距离10mm)。由于极细纤维层的集合部为3层,因此将纤维层的层数设为“3”。

测定垂直入射吸音率,评价低频区域的吸音性(从200hz到1000hz的积分值s),结果为320.5而良好。

将实施例1~实施例11汇总示于表1中。

[表1]

表1

[比较例1]

将dic拜耳聚合物(dicbayerpolymer)制造的聚氨基甲酸酯树脂(等级名称:t1190)在n,n-二甲基甲酰胺与丙酮的共溶剂(60/40(w/w))中以15质量%的浓度溶解,制备电场纺丝溶液。

准备单位面积重量为18g/m2、宽度为1000mm的聚对苯二甲酸乙二酯制热风不织布作为基材不织布(厚度60μm),在该不织布上对所述聚氨基甲酸酯溶液进行电场纺丝,制作包含基材不织布与聚氨基甲酸酯极细纤维这两层的纤维层叠体。

电场纺丝的条件使用27g针,单孔溶液供给量为2.0ml/h,施加电压为47kv,纺丝距离为20cm。

对于所得的包含两层的纤维层叠体中的聚氨基甲酸酯极细纤维,该层的单位面积重量为10.0g/m2,平均纤维径为420nm,熔解温度为175℃。

将所得的包含两层的纤维层叠体裁切成长轴直径252mm、短轴直径63mm,以宽度10mm间隔反复凸折与凹折,实施褶裥加工。将在长轴方向上宽度为10mm、长度为197.8mm的纸加工成圆形,制成纸制的框。利用市售的硅填缝材料(小西(konishi)股份有限公司制造的化学反应型粘接剂)对实施了褶裥加工的包含两层的纤维层叠体的周围进行固定,以收容于所述纸制的框内,获得吸音率测定用样品。

测定垂直入射吸音率,评价低频区域的吸音性(从200hz到1000hz的积分值s),结果为50.5,无法获得低频区域的吸音性而不良。吸收特性的峰值为3200hz以上。

[比较例2]

将市售的聚丙烯树脂制不织布(3m公司制造的秦素特(thinsulate)t2203、纤维径0.7μm~4.0μm、厚度29mm)冲裁为直径63mm的圆形,制成吸音率测定用试样12。

测定垂直入射吸音率,评价低频区域的吸音性(从200hz到1000hz的积分值s),结果为129.3,无法获得低频区域的吸音性而不良。

[比较例3]

除了使用2片包含两层的纤维层叠体以外,与实施例4同样地,以使极细纤维层成为1层(基材a/极细纤维结构体/极细纤维结构体/基材a)的方式制成吸音率测定用样品。由于极细纤维层的集合部为1层,因此将纤维层的层数设为“1”。

测定垂直入射吸音率,评价低频区域的吸音性(从200hz到1000hz的积分值s),结果为54.8,无法获得低频区域的吸音性而不良。

[比较例4]

将dic拜耳聚合物(dicbayerpolymer)制造的聚氨基甲酸酯树脂(等级名称:t1190)在n,n-二甲基甲酰胺与丙酮的共溶剂(60/40(w/w))中以15质量%的浓度溶解,制备电场纺丝溶液。

接着,准备单位面积重量为200g/m2、厚度为5mm、宽度为1000mm的梳理法热风不织布(此处,使用纤维径为22μm的鞘/芯=高密度聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二酯的鞘芯型热熔接性复合纤维)作为基材不织布,在其上对所述聚氨基甲酸酯溶液进行电场纺丝,制作包含基材不织布a与聚氨基甲酸酯极细纤维这两层的纤维层叠体。

电场纺丝的条件使用27g针,单孔溶液供给量为2.0ml/h,施加电压为47kv,纺丝距离为20cm。

对于所得的包含两层的纤维层叠体中的聚氨基甲酸酯极细纤维,该层的单位面积重量为20.0g/m2,平均纤维径为420nm,熔解温度为175℃。

将纤维层叠体冲压成直径63mm的圆形,以成为极细纤维结构体/基材a/基材a/极细纤维结构体的方式将2片纤维层叠体重叠,制成吸音率测定用样品(层间距离10mm)。由于极细纤维层的集合部为2层,因此将纤维层的层数设为“2”。

测定垂直入射吸音率,评价低频区域的吸音性(从200hz到1000hz的积分值s),结果为156.2。吸收特性的峰值为3000hz以上。将比较例1~比较例4汇总示于表2中。

[表2]

表2

产业上的可利用性

本发明的层叠吸音材料由于低频区域的吸音性特别优异,因此可作为低频区域的噪音成为问题的领域中的吸音材料来使用。具体而言,可用作住宅的天花板、墙壁、地板等中使用的吸音材料、高速公路或铁路路线等的隔音墙、家电产品的隔音材料、配置在铁路或汽车等车辆的各部分的吸音材料等。

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