JP6583912B2 - 吸音膜材 - Google Patents
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Description
スメクタイト系粘土鉱物、合成スメクタイト、セリサイト、フッ素雲母、及び膨張黒鉛から選ばれた1種以上の層状無機化合物を鞘部分となる熱可塑性樹脂組成物層中に1.5〜10質量%含むようにする。熱可塑性樹脂組成物層を構成する熱可塑性樹脂成分は、塩化ビニル系樹脂(可塑剤を塩化ビニル系樹脂100質量部に対して30〜100質量部含有する軟質組成物)、塩化ビニル系共重合体樹脂、オレフィン樹脂、オレフィン系共重合体樹脂、ウレタン樹脂、ウレタン系共重合体樹脂、アクリル樹脂、アクリル系共重合体樹脂、酢酸ビニル樹脂、酢酸ビニル系共重合体樹脂、スチレン樹脂、スチレン系共重合体樹脂、ポリエステル樹脂、およびポリエステル系共重合体樹脂、フッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレン)、フッ素系共重合体樹脂などが使用できる。
〈吸音率〉
膜材の織物面側を音響の入射面として、JIS A1405(垂直入射法)によるNoise Reduction Coefficient(NRC値)を250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hzの各吸音率の算術平均値を求めた。
〈共有空隙率〉
吸音膜材を水平に置き、これを垂直方向から観察したときに上部の織物の空隙部と下部の織物の空隙部とが互いに重なり合って、2枚または3枚の織物を貫通する共有空隙部の総和の単位面積当たりの占有率とし、デジタル顕微鏡観察のモニター画像より光線透過部を共有空隙率と見做しコンピュータで計算した。
〈通気度〉
JIS L1096 8.27.1 A法に定めるフラジール形法により求めた。
〈不燃試験〉(ASTM-E1354:コーンカロリーメーター試験法)
輻射電気ヒーターによる50kW/m2の輻射熱を膜材面に20分間照射し、この発熱性試験において、20分間の総発熱量と発熱速度を測定し、試験後の膜材外観を観察した。
(a)総発熱量:8MJ/m2以下のものを適合とした。
(b)発熱速度:10秒以上継続して200kW/m2を超えないものを適合とした。
(c)外観観察:直径0.5mmを超えるピンホール陥没痕の発生がないものを適合と
した。
〈熱膨張性芯鞘糸条(1)〉
無アルカリガラスのマルチフィラメントヤーン(フィラメント径9μm、400本フィラメント:75番手:687dtex)の扁平糸を芯糸とし、下記配合1の軟質塩化ビニル系樹脂によるペーストゾル組成物の液浴中にディッピングして軟質塩化ビニル樹脂ペーストゾル組成物をマルチフィラメントヤーンの全周に被覆した後、180℃でゲル化処理して樹脂被覆層を形成して、糸条断面における高さ:幅の比が3:5の扁平楕円断面を有する熱膨張性芯鞘糸条(1)を得た。
〔配合1〕軟質塩化ビニル樹脂ペーストゾル組成物
乳化重合ポリ塩化ビニル樹脂(重合度1700) 100質量部
1,2−シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニル(可塑剤) 70質量部
※商品名:ヘキサモールDINCH(BASF社製)
エポキシ化大豆油(可塑剤) 5質量部
バリウム/亜鉛複合化合物(安定剤) 2質量部
三酸化アンチモン(難燃剤) 30質量部
層状無機化合物(モンモリロナイト:平均粒子径8μm) 10質量部
モリブデン酸カルシウム亜鉛(モリブデン化合物粒子) 5質量部
シランカップリング剤 2質量部
※γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(有効成分100%)
ベンゾトリアゾール(紫外線吸収剤) 0.3質量部
酸化チタン(白顔料) 2質量部
〈織物(1)〉
経糸条群及び緯糸条群ともに、熱膨張性芯鞘糸条(1)を2本引揃とする、2/2ななこ(バスケット)織物による単層織物で、経糸群は1インチ間28本の織密度、また緯糸群は1インチ間30本の織密度とする空隙率2%、通気度45cc/cm2/秒、質量860g/m2の〔織物1〕を得た。
〈織物(2)〉
経糸群として熱膨張性芯鞘糸条(1)の打ち込み密度が42本/インチ、緯糸群として熱膨張性芯鞘糸条(1)の打ち込み密度が36本/インチである二重織物を、上層織物組織を右上がりの2/1の斜文織、下層織物組織を左上がりの2/1の斜文織、上層織物と下層織物とを5本跨ぎの結線で結接して製織し、共有空隙率1.2%、通気度16cc/cm2/秒、質量1160g/m2の〔織物2〕を得た。
〈織物(3)〉
経糸群として熱膨張性芯鞘糸条(1)の打ち込み密度が28本/インチ、左斜上・右斜上バイアス糸群として熱膨張性芯鞘糸条(1)の打ち込み密度が20本/インチである上層三軸織物と、経糸群として熱膨張性芯鞘糸条(1)の打ち込み密度が28本/インチ、左斜上・右斜上バイアス糸群として熱膨張性芯鞘糸条(1)の打ち込み密度が20本/インチである下層三軸織物とを、下層三軸織物の熱膨張性芯鞘糸条(1)が5本跨ぎの結線で上層三軸織物の熱膨張性芯鞘糸条(1)に結接し、また下層三軸織物の熱膨張性芯鞘糸条(1)が5本跨ぎの結線で上層三軸織物の熱膨張性芯鞘糸条(1)に結接して製織した三軸二重織物であって、共有空隙率0.5%、通気度6cc/cm2/秒、質量2020g/m2の〔織物3〕を得た。
〈織物(4)〉
経糸群として熱膨張性芯鞘糸条(1)の打ち込み密度が60本/インチ、経糸群として熱膨張性芯鞘糸条(1)の打ち込み本数が45本/インチである三重織物を、上層織物組織を右上がりの3/1の斜文織、中層織物組織を左上がりの3/1の斜文織、下層織物組織を右上がりの3/1の斜文織、上層織物と中層織物とを5本跨ぎの結線で結接し、中層織物と下層織物とを5本跨ぎの結線で結接して製織し、共有空隙率0.1%、通気度2cc/cm2/秒、質量1555g/m2の〔織物4〕を得た。
〈熱膨張性芯鞘糸条(2)〉
熱膨張性芯鞘糸条(1)の芯材を、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維(アラミド繊維:フィラメント径12μm、843dtex)の扁平糸に変更し、下記配合2の軟質塩化ビニル系樹脂によるペーストゾル組成物の液浴中にディッピングして軟質塩化ビニル樹脂ペーストゾル組成物をマルチフィラメントヤーンの全周に被覆した後、180℃でゲル化処理して樹脂被覆層を形成して、糸条断面における高さ:幅の比が2:5の扁平楕円断面を有する熱膨張性芯鞘糸条(2)を得た。
〔配合2〕軟質塩化ビニル樹脂ペーストゾル組成物
乳化重合ポリ塩化ビニル樹脂(重合度1700) 100質量部
1,2−シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニル(可塑剤) 70質量部
※商品名:ヘキサモールDINCH(BASF社製)
エポキシ化大豆油(可塑剤) 5質量部
バリウム/亜鉛複合化合物(安定剤) 2質量部
三酸化アンチモン(難燃剤) 30質量部
層状無機化合物(合成スメクタイト)
※シリカ四面体(四配位)層とアルミニウム八面体(六配位)層が交互に積重した構造で、
シリカ/アルミが2:1:平均粒子径16μm) 10質量部
モリブデン酸カルシウム(モリブデン化合物粒子) 5質量部
シランカップリング剤 2質量部
※γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(有効成分100%)
ベンゾトリアゾール(紫外線吸収剤) 0.3質量部
酸化チタン(白顔料) 2質量部
〈織物(5)〉
経糸条群及び緯糸条群ともに、熱膨張性芯鞘糸条(2)を2本引揃とする、2/2ななこ(バスケット)織物による単層織物で、経糸群は1インチ間28本の織密度、また緯糸群は1インチ間30本の織密度とする空隙率2%、通気度45cc/cm2/秒、質量780g/m2の〔織物5〕を得た。
〈織物(6)〉
経糸群として熱膨張性芯鞘糸条(2)の打ち込み密度が42本/インチ、緯糸群として熱膨張性芯鞘糸条(2)の打ち込み密度が36本/インチである二重織物を、上層織物組織を右上がりの2/1の斜文織、下層織物組織を左上がりの2/1の斜文織、上層織物と下層織物とを5本跨ぎの結線で結接して製織し、共有空隙率1.2%、通気度16cc/cm2/秒、質量1050g/m2の〔織物6〕を得た。
〈織物(7)〉
経糸群として熱膨張性芯鞘糸条(2)の打ち込み密度が28本/インチ、左斜上・右斜上バイアス糸群として熱膨張性芯鞘糸条(2)の打ち込み密度が20本/インチである上層三軸織物と、経糸群として熱膨張性芯鞘糸条(2)の打ち込み密度が28本/インチ、左斜上・右斜上バイアス糸群として熱膨張性芯鞘糸条(2)の打ち込み密度が20本/インチである下層三軸織物とを、下層三軸織物の熱膨張性芯鞘糸条(2)が5本跨ぎの結線で上層三軸織物の熱膨張性芯鞘糸条(2)に結接し、また下層三軸織物の熱膨張性芯鞘糸条(2)が5本跨ぎの結線で上層三軸織物の熱膨張性芯鞘糸条(2)に結接して製織した三軸二重織物であって、共有空隙率0.5%、通気度6cc/cm2/秒、質量1820g/m2の〔織物7〕を得た。
〈織物(8)〉
経糸群として熱膨張性芯鞘糸条(2)の打ち込み密度が60本/インチ、経糸群として熱膨張性芯鞘糸条(2)の打ち込み本数が45本/インチである三重織物を、上層織物組織を右上がりの3/1の斜文織、中層織物組織を左上がりの3/1の斜文織、下層織物組織を右上がりの3/1の斜文織、上層織物と中層織物とを5本跨ぎの結線で結接し、中層織物と下層織物とを5本跨ぎの結線で結接して製織し、共有空隙率0.1%、通気度2cc/cm2/秒、質量1400g/m2の〔織物8〕を得た。
〈熱膨張性芯鞘糸条(3)〉
熱膨張性芯鞘糸条(1)の芯材を、炭素繊維(フィラメント径10μm、660dtex)の扁平糸に変更し、下記配合3の軟質塩化ビニル系樹脂によるペーストゾル組成物の液浴中にディッピングして軟質塩化ビニル樹脂ペーストゾル組成物をマルチフィラメントヤーンの全周に被覆した後、180℃でゲル化処理して樹脂被覆層を形成して、糸条断面における高さ:幅の比が2:5の扁平楕円断面を有する熱膨張性芯鞘糸条(3)を得た。
〔配合3〕軟質塩化ビニル樹脂ペーストゾル組成物
乳化重合ポリ塩化ビニル樹脂(重合度1700) 100質量部
1,2−シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニル(可塑剤) 70質量部
※商品名:ヘキサモールDINCH(BASF社製)
エポキシ化大豆油(可塑剤) 5質量部
バリウム/亜鉛複合化合物(安定剤) 2質量部
三酸化アンチモン(難燃剤) 30質量部
層状無機化合物(フッ素四珪素雲母:14μm) 10質量部
モリブデン酸炭酸カルシウム(モリブデン化合物粒子) 5質量部
シランカップリング剤 2質量部
※γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(有効成分100%)
ベンゾトリアゾール(紫外線吸収剤) 0.3質量部
酸化チタン(白顔料) 2質量部
〈織物(9)〉
経糸条群及び緯糸条群ともに熱膨張性芯鞘糸条(3)を2本引揃とする、2/2ななこ(バスケット)織物による単層織物で、経糸群は1インチ間30本の織密度、また緯糸群は1インチ間32本の織密度とする空隙率2.5%、通気度52cc/cm2/秒、質量820g/m2の〔織物9〕を得た。
〈織物(10)〉
経糸群として熱膨張性芯鞘糸条(3)の打ち込み密度が42本/インチ、緯糸群として熱膨張性芯鞘糸条(3)の打ち込み密度が36本/インチである二重織物を、上層織物組織を右上がりの2/1の斜文織、下層織物組織を左上がりの2/1の斜文織、上層織物と下層織物とを5本跨ぎの結線で結接して製織し、共有空隙率1.4%、通気度18cc/cm2/秒、質量1100g/m2の〔織物10〕を得た。
〈織物(11)〉
経糸群として熱膨張性芯鞘糸条(3)の打ち込み密度が28本/インチ、左斜上・右斜上バイアス糸群として熱膨張性芯鞘糸条(3)の打ち込み密度が20本/インチである上層三軸織物と、経糸群として熱膨張性芯鞘糸条(3)の打ち込み密度が28本/インチ、左斜上・右斜上バイアス糸群として熱膨張性芯鞘糸条(3)の打ち込み密度が20本/インチである下層三軸織物とを、下層三軸織物の熱膨張性芯鞘糸条(3)が5本跨ぎの結線で上層三軸織物の熱膨張性芯鞘糸条(3)に結接し、また下層三軸織物の熱膨張性芯鞘糸条(3)が5本跨ぎの結線で上層三軸織物の熱膨張性芯鞘糸条(3)に結接して製織した三軸二重織物であって、共有空隙率0.8%、通気度8cc/cm2/秒、質量1920g/m2の〔織物11〕を得た。
〈織物(12)〉
経糸群として熱膨張性芯鞘糸条(3)の打ち込み密度が60本/インチ、経糸群として熱膨張性芯鞘糸条(3)の打ち込み本数が48本/インチである三重織物を、上層織物組織を右上がりの3/1の斜文織、中層織物組織を左上がりの3/1の斜文織、下層織物組織を右上がりの3/1の斜文織、上層織物と中層織物とを5本跨ぎの結線で結接し、中層織物と下層織物とを5本跨ぎの結線で結接して製織し、共有空隙率0.1%、通気度2cc/cm2/秒、質量1480g/m2の〔織物12〕を得た。
〈気泡含有樹脂層の形成〉
下記配合4の軟質塩化ビニル樹脂ペーストゾル組成物を攪拌機(ステンレス線を8本組み合わせて茶筅形にしたブレードを装着)により機械攪拌して気泡を強制的に巻き込ませて形態保持したホイップ(2倍発泡)を、実施例1〜12で得た織物1〜12の12種類の織物の片面側にクリアランスコーティングし、ペーストによる濡塗膜フォームを均一に形成し、180℃×3分間電気炉加熱してゲル化処理及び織物との接着処理を行い、織物1〜12の片面に気泡含有樹脂層(密度0.5g/cm3)が225g/m2設けられ、織物組織内に気泡含有樹脂層の一部が浸入し、その深さが織物の厚さに対して15〜30%である実施例13〜24の膜材を得た。
〔配合4〕軟質塩化ビニル系樹脂によるペーストゾル組成物
乳化重合塩化ビニル樹脂(重合度1700) 100質量部
1,2−シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニル(可塑剤) 65質量部
※商品名:ヘキサモールDINCH(BASF社製)
エポキシ化大豆油(可塑剤) 5質量部
バリウム/亜鉛複合化合物(安定剤) 2質量部
三酸化アンチモン(難燃剤) 10質量部
層状無機化合物(モンモリロナイト:平均粒子径8μm) 10質量部
モリブデン酸カルシウム亜鉛(モリブデン化合物粒子) 5質量部
シランカップリング剤 2質量部
※γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(有効成分100%)
ベンゾトリアゾール(紫外線吸収剤) 0.3質量部
酸化チタン(白顔料) 2質量部
ジメチルシリコーンオイル(整泡剤) 2質量部
〈織物(25)〉
実施例1の織物1の織組織を変更し、経糸条群及び緯糸条群ともに、熱膨張性芯鞘糸条(1)を2本引揃とする、2/2ななこ(バスケット)織物による単層織物で、経糸群は1インチ間22本の織密度、また緯糸群は1インチ間24本の織密度とする空隙率12%、通気度270cc/cm2/秒、質量565g/m2の〔織物25〕を得た。この〔織物25〕は、空隙率が5%を超えて12%としたことで吸音効果を低下し、さらに不燃性試験にも適合しないものとなった。その理由としてASTM-E1354:コーンカロリーメーター試験の熱で織物の糸条が体積膨張するものの、〔織物25〕の空隙率が12%では、熱膨張によっても織物の空隙の閉塞が間に合わないものとなり、結果、燃焼試験中に塞ぎきれなかった空隙部から火炎や燃焼ガスが漏出した。
〈織物(26)〉
実施例1の〔織物1〕の熱膨張性芯鞘糸条(1)を、芯鞘糸条(1)に変更した以外は実施例1と同様の織編組織として、空隙率2%、通気度45cc/cm2/秒、質量860g/m2の〔織物26〕を得た。〔織物26〕は吸音効果を有するものであったが、不燃性試験に適合しないものであった。その理由として、芯鞘糸条の鞘部分に層状無機化合物(モンモリロナイト)を含まないことで、ASTM-E1354:コーンカロリーメーター試験の熱で織物の糸条が体積膨張せず、寧ろ燃焼によって体積が減少して〔織物26〕の空隙率2%が、燃焼試験中に拡大することで、空隙部がさらに広がり、この空隙部から火炎や燃焼ガスが漏出した。
〈芯鞘糸条(1)〉
無アルカリガラスのマルチフィラメントヤーン(フィラメント径9μm、400本フィラメント:75番手:687dtex)の扁平糸を芯糸とし、配合1から層状無機化合物(モンモリロナイト)10質量部と、モリブデン酸カルシウム亜鉛(モリブデン化合物粒子)5質量部を省略した配合5によるペーストゾル組成物の液浴中にディッピングして軟質塩化ビニル樹脂ペーストゾル組成物をマルチフィラメントヤーンの全周に被覆した後、180℃でゲル化処理して樹脂被覆層を形成して、糸条断面における高さ:幅の比が3:5の扁平楕円断面を有する芯鞘糸条(1)を得た。
〈織物(27)〉
実施例2の〔織物2〕の熱膨張性芯鞘糸条(1)を、芯鞘糸条(1)に変更した以外は実施例2と同様の織編組織として、共有空隙率1.2%、通気度16cc/cm2/秒、質量1160g/m2の二重織物〔織物27〕を得た。〔織物27〕は吸音効果を有するものであったが、不燃性試験に適合しないものであった。その理由として、芯鞘糸条の鞘部分に層状無機化合物(モンモリロナイト)を含まないことで、ASTM-E1354:コーンカロリーメーター試験の熱で織物の糸条が体積膨張せず、寧ろ燃焼によって体積が減少して〔織物27〕の空隙率1.2%が、燃焼試験中に拡大することで、空隙部がさらに広がり、この空隙部から火炎や燃焼ガスが漏出した。
〈織物(28)〉
実施例3の〔織物3〕の熱膨張性芯鞘糸条(1)を、芯鞘糸条(1)に変更した以外は、実施例3と同様の織編組織として、共有空隙率0.5%、通気度6cc/cm2/秒、質量2020g/m2の三軸二重織物〔織物28〕を得た。〔織物28〕は吸音効果を有するものであったが、不燃性試験に適合しないものであった。その理由として、芯鞘糸条の鞘部分に層状無機化合物(モンモリロナイト)を含まないことで、ASTM-E1354:コーンカロリーメーター試験の熱で織物の糸条が体積膨張せず、寧ろ燃焼によって体積が減少して〔織物28〕の空隙率0.5%が、燃焼試験中に拡大することで、空隙部がさらに広がり、この空隙部から火炎や燃焼ガスが漏出した。
〈織物(29)〉
実施例4の〔織物4〕の熱膨張性芯鞘糸条(1)を、芯鞘糸条(1)に変更した以外は実施例4と同様の織編組織として、共有空隙率0.1%、通気度2cc/cm2/秒、質量1555g/m2の三重織物〔織物29〕を得た。〔織物29〕は吸音効果を有するものであったが、不燃性試験に適合しないものであった。その理由として、芯鞘糸条の鞘部分に層状無機化合物(モンモリロナイト)を含まないことで、ASTM-E1354:コーンカロリーメーター試験の熱で織物の糸条が体積膨張せず、寧ろ燃焼によって体積が減少して〔織物29〕の空隙率0.1%が、燃焼試験中に拡大することで、空隙部がさらに広がり、この空隙部から火炎や燃焼ガスが漏出した。
〈熱膨張性芯鞘糸条(4)〉
無アルカリガラスのマルチフィラメントヤーン(フィラメント径9μm、400本フィラメント:75番手:687dtex)を芯糸とし、配合1の軟質塩化ビニル系樹脂によるペーストゾル組成物の液浴中にディッピングして軟質塩化ビニル樹脂ペーストゾル組成物をマルチフィラメントヤーンの全周に被覆した後、180℃でゲル化処理して樹脂被覆層を形成して、糸条断面における高さ:幅の比が1:1近似の円形断面を有する熱膨張性芯鞘糸条(4)を得た。
〈織物(30)〉
実施例1の〔織物1〕の熱膨張性芯鞘糸条(1)を、熱膨張性芯鞘糸条(4)に変更した以外は実施例1と同様の織編組織として、空隙率5%、通気度90cc/cm2/秒、質量860g/m2の〔織物30〕を得た。熱膨張性芯鞘糸条の断面形状の違いによって空隙率を増し、それによって吸音効果が実施例1の織物1よりもやや低下した。
2:織物
2−1:単層織物
2−2:二重織物
2−3:三重織物
2−4:空隙部
3:熱膨張性芯鞘糸条
3−1:マルチフィラメントヤーン(芯糸)
3−2:樹脂被覆層(コーティング)
Claims (5)
- 熱膨張性芯鞘糸条を織編要素に含む空隙率1〜5%の織物であって、前記熱膨張性芯鞘糸条の芯部分がマルチフィラメントヤーンで、鞘部分が層状無機化合物を含有する熱可塑性樹脂組成物層であり、前記熱膨張性芯鞘糸条の鞘部分の熱膨張により前記織物の空隙率を1%未満に閉塞させることを特徴とする吸音膜材。
- 前記層状無機化合物が、スメクタイト系粘土鉱物、合成スメクタイト、セリサイト、フッ素雲母、及び膨張黒鉛から選ばれた1種以上である請求項1に記載の吸音膜材。
- 前記熱可塑性樹脂組成物層が、軟質塩化ビニル樹脂、及びモリブデン化合物粒子を含む請求項1または2に記載の吸音膜材。
- 前記織編要素が、1)経糸条群及び緯糸条群、または2)経糸条群及び左斜上・右斜上バイアス糸条群で、かつ前記織物が単層織物、二重織物、及び三重織物、から選ばれた何れか1種である請求項1〜3の何れか1項に記載の吸音膜材。
- 前記熱膨張性芯鞘糸条が扁平楕円断面を有し、その扁平楕円断面における高さ:幅の比が3:4〜1:4である請求項1〜4の何れか1項に記載の吸音膜材。
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