WO2019059360A1 - メルトブローン不織布及びその用途ならびにその製造方法 - Google Patents
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- D04H3/16—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with bonds between thermoplastic filaments produced in association with filament formation, e.g. immediately following extrusion
Definitions
- the present invention relates to a meltblown non-woven fabric which is lightweight, thick, excellent in uniformity and recyclability, and excellent in sound absorbing property, its application, and its production method.
- the sound absorbing material for a vehicle is disposed in an engine room or a dashboard of the vehicle.
- a sound absorbing material for vehicles provided with lightness polyester-based non-woven fabric obtained by mixing cotton with thermoplastic fiber such as polyester fiber and core-sheath type fiber is known.
- These sound absorbing materials for vehicles have a high sound absorption coefficient in a high frequency range (2000 Hz or more).
- a high sound absorption coefficient in the middle frequency range 500 to 2000 Hz
- Patent Document 1 discloses that a polyester nonwoven fabric with a thickness of 10 to 30 mm is composed of ultrafine fibers of 1.0 dtex (about 10 ⁇ m) or less, and has a basis weight of 10 to 100 g / m. 2, the sound absorbing material permeability is bonded to the polypropylene resin melt blown non-woven fabric is 5 ⁇ 50cc / cm 2 ⁇ sec have been proposed. It is described that it is impossible to obtain high sound absorption performance with the meltblown nonwoven fabric alone, and high sound absorption can be obtained by providing the back air layer.
- Patent Document 2 sprays a polyester (PBT) resin meltblown fiber so as to merge with a fiber flow of a core-sheath type binder fiber having a sheath portion made of low melting point polyethylene terephthalate, It has been proposed to make 250 g / m 2 ) and press this mixed web to make a 0.5 mm thick flow-resistant membrane.
- PBT polyester
- a polyethylene terephthalate (core material) and a polyethylene terephthalate-based copolymer (sheath material) are combined with a web (specific gravity 0.91 g / cm 3 ) immediately after the polypropylene resin meltblown fiber is spun.
- Core-sheath type binder fibers (specific gravity 1.38 g / cm 3 ) are mixed to prepare a web with a basis weight of 597 g / m 2 , and this non-woven web (thickness 1.8 mm) is proposed. It is done.
- This sound absorbing material is described to be excellent in sound absorption coefficient to sound in a frequency range of 800 Hz to 1000 Hz.
- the thickness of the meltblown non-woven fabric is as thin as 2 mm or less.
- the recyclability is inferior because it contains a mixed web of polypropylene and polyester.
- the melt-blown non-woven fabric is manufactured by drawing molten resin discharged from a spinning nozzle by heated air jetted from an air nozzle, and accumulating the obtained ultrafine fibers of the resin on a screen carrier.
- a general meltblown non-woven fabric it is difficult to suppress the generation of thick fibers due to the fusion of fibers generated at the time of molten resin discharge and the generation of polymer spheres resulting from stretch breakage to a small amount. In view of such circumstances, there is a need for meltblown nonwovens that can be highly uniform and capable of high performance.
- Patent Document 4 discloses setting the distance between the die and the suction roll within a range of 30 to 100 mm when manufacturing an ultrafine meltblown nonwoven fabric having a number average fiber diameter of 1 ⁇ m or less.
- the molten resin is preferably polypropylene having a melt flow rate (MFR) of 1,000 to 2,000 g / 10 min. If the melt resin is less than 1,000 g / 10 min, the discharge fibers are easily fused to each other It is described that the fiber diameter distribution becomes wide and fiber breakage tends to occur, and when it exceeds 2,000 g / 10 min, the fibers become short and the strength of the non-woven fabric decreases.
- MFR melt flow rate
- Patent Document 5 discloses an apparatus for producing ultrafine fibers having an average fiber diameter of 0.56 ⁇ m by using MFR of 1,300 g / 10 min. Polypropylene as a molten resin. Not mentioned.
- the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to provide a meltblown nonwoven fabric which is lightweight, thick, excellent in uniformity and recyclability, and suitable for sound absorbing material applications. Another object of the present invention is to provide a sound absorbing material using the above-mentioned meltblown non-woven fabric and having a good sound absorbing property in the middle frequency range from 500 to 2000 Hz. Another object of the present invention is to provide a sound absorbing material using the above-mentioned meltblown non-woven fabric, which has a good sound absorbing property in a high frequency range of 2000 Hz or more.
- this inventor uses a propylene-type resin with a large melt flow rate value for raw material resin, A spinning nozzle and a nozzle
- the distance between the nozzle and the screen carrier that collects the molten resin discharged from the nozzle is increased, and part or all of the molten resin discharged from the nozzle is cut in air and collected on the screen carrier. It has been found that a meltblown non-woven fabric having a thickness of 5 to 10 mm or more which can not be obtained, and further, the meltblown non-woven fabric has a good sound absorption coefficient and is suitable as a sound absorbing material.
- the present invention is as follows.
- the air flow rate measured according to JIS L 1913: 2010 (Frazil method) is 1 to 15 cc / cm 2 ⁇ sec
- a meltblown non-woven fabric characterized in that a water retention rate measured according to JIS L 1913: 2010 is 200% or less.
- the meltblown nonwoven fabric according to the above (1) wherein the thickness measured under the condition of a load of 0.13 g / cm 2 is 5 to 50 mm.
- the LC value is 100 to 1,000 g / m 2 in basis weight, 0.01 to 0.04 g / cm 3 in density, and the linearity of the compressive load-compression strain curve measured according to KES is The meltblown nonwoven fabric according to the above (1), which is 0.3 to 0.6.
- the meltblown nonwoven fabric according to the above (1) which has an RC value of 30 to 50%, which is compression resilience measured according to KES.
- meltblown nonwoven fabric according to the above (1) which has a WC value, which is a compression work amount measured according to KES, of 5 to 30 N ⁇ m / m 2 .
- WC value which is a compression work amount measured according to KES, of 5 to 30 N ⁇ m / m 2 .
- a sound absorbing material comprising the meltblown nonwoven fabric according to any one of the above (1) to (6).
- (8) The sound absorbing material according to (7), wherein a meltblown non-woven fabric and another non-woven fabric and / or a felt are laminated.
- (9) The sound absorbing material according to (7) or (8), which is for a vehicle.
- the molten propylene-based resin is discharged from a large number of spinning nozzle rows having a diameter of 200 ⁇ m or less and spaced in a straight line in the width direction, and hot air provided on both sides of the nozzle row is jetted.
- the molten propylene-based resin discharged from the spinning nozzle is drawn by the heated air jetted from the air nozzle by an air nozzle, and blown away onto a screen carrier which suctions an accompanying air flow disposed opposite to the nozzle row.
- the distance between the tip of the spinning nozzle array and the screen carrier is 45 cm or more, according to any one of the above (1) to (8). Method of meltblown non-woven fabric.
- the meltblown nonwoven fabric of the present invention is lightweight, thick and excellent in uniformity. Since only propylene-based resin is used, it is excellent in recyclability. Since this meltblown nonwoven fabric has a low water retention rate and is excellent in characteristics such as sound absorption coefficient, it should be used as a sound absorbing material only by the meltblown nonwoven fabric or by laminating it with other materials such as felt and spunbond nonwoven fabric. Can. When used as a sound absorbing material for vehicles, etc., since the water retention rate is low, not only stable sound absorbing properties are obtained even if rain water intrudes, but it is difficult to generate an offensive odor caused by mold and bacteria.
- a sound absorbing material using meltblown non-woven fabric with a relatively small average fiber diameter has good sound absorbing properties in the middle frequency range of around 500 to 2000 Hz, so it is used as a vehicle sound absorbing material etc. It is suitable.
- a sound absorbing material using a meltblown non-woven fabric having a relatively large fiber diameter is suitable as a vehicle sound absorbing material or the like used in a portion where sound absorption in the high frequency range is desired since the sound absorbing material has good sound absorption in the high frequency range.
- the method for producing a meltblown nonwoven fabric according to the present invention can easily produce a thick nonwoven fabric since the conventional meltblown apparatus only widens the distance between the tip of the spinning nozzle array and the carrier.
- FIG. It is a figure which shows the fiber diameter distribution of the meltblown nonwoven fabric obtained in Example 1.
- FIG. It is a figure which shows the fiber diameter distribution of the meltblown nonwoven fabric obtained in Example 3.
- FIG. It is a figure which shows the fiber diameter distribution of the meltblown nonwoven fabric obtained in Example 5.
- FIG. It is a figure which shows the fiber diameter distribution of the meltblown nonwoven fabric obtained in Example 7.
- FIG. It is a figure which shows fiber diameter distribution of the meltblown nonwoven fabric obtained by the comparative example 1.
- FIG. It is a figure which shows a perpendicular incidence sound absorption coefficient measurement result about the meltblown nonwoven fabric in which average fiber diameters differ.
- Example 9 It is a figure which shows the normal incidence sound absorption coefficient measurement result of the sound absorbing material which laminated
- FIG. 7 is an electron micrograph of the meltblown non-woven fabric obtained in Example 3.
- 7 is an electron micrograph of the meltblown non-woven fabric obtained in Example 5.
- 7 is an electron micrograph of the meltblown non-woven fabric obtained in Example 7.
- It is an electron micrograph of the meltblown nonwoven fabric obtained by the comparative example 1.
- FIG. It is a figure which shows the fiber diameter distribution of the meltblown nonwoven fabric obtained in Example 13.
- FIG. It is a figure which shows the fiber diameter distribution of the meltblown nonwoven fabric obtained in Example 14.
- FIG. It is a figure which shows fiber diameter distribution of the meltblown nonwoven fabric obtained in Example 15.
- FIG. is a figure which shows the fiber diameter distribution of the meltblown nonwoven fabric obtained in Example 17.
- FIG. It is a figure which shows the fiber diameter distribution of the meltblown nonwoven fabric obtained in Example 18.
- FIG. It is a figure which shows a perpendicular incidence sound absorption coefficient measurement result about the melt blown nonwoven fabric (Example 13, 16, 18) produced with the propylene homopolymer from which MFR differs. It is a figure which shows a perpendicular incidence sound absorption coefficient measurement result about the meltblown nonwoven fabric (Example 14, 17, 19) produced with the propylene homopolymer from which MFR differs.
- the meltblown non-woven fabric according to the present invention discharges a molten propylene-based resin from a spinning nozzle row having a large number of small holes spaced in a straight line in the width direction, and the hot air provided on both sides of the nozzle row
- the molten propylene-based resin discharged from the spinning nozzle is drawn by the heated air jetted from the air nozzle by the jet air nozzle, and blown away onto the screen carrier which sucks the accompanying air flow disposed opposite to the nozzle row.
- the distance between the tip of the spinning nozzle array and the screen carrier is 45 cm or more.
- the meltblown apparatus may be a known apparatus.
- the apparatus for producing the ultrafine fiber non-woven fabric described in FIG. 1 and FIG. 2 of JP-A-2014-088639 is a preferable example.
- the range of 45 to 90 cm is preferable, and the range of 50 to 80 cm is more preferable.
- the distance to 45 cm or more it is possible to obtain a meltblown non-woven fabric having an average fiber diameter in the range of 0.7 ⁇ m to 4.0 ⁇ m and a large thickness.
- the distance to 90 cm or less stretching breakage occurs before the discharged molten propylene-based resin is deposited on the screen carrier, and the fibers become extremely short, and the nonwoven fabric strength extremely decreases. Can be prevented.
- the nozzle pore diameter is preferably 200 ⁇ m or less in diameter, more preferably 100 to 200 ⁇ m. From the viewpoint of maintaining the uniformity of the meltblown nonwoven fabric, it is preferable that the large number of small holes have the same diameter.
- the discharge direction from the spinning nozzle row is not particularly limited. For example, it may be horizontal (lateral), vertical or the like. The vertical direction is preferred from the viewpoint of maintaining the fabric weight and uniformity of the meltblown nonwoven fabric.
- the propylene-based resin may, for example, be a propylene homopolymer (homopolypropylene), a propylene / ethylene random copolymer, a propylene / ethylene / 1-butene random copolymer, or a propylene block copolymer. Among them, preferred is a homopolymer of propylene.
- the propylene-based resin preferably has a melt flow rate (MFR) (measured in accordance with ISO 1133 at a temperature of 230 ° C. and a load of 2.16 kg) of at least 1,300 g / 10 min. More preferably, it is 1,700 g / 10 minutes or more, and particularly preferably 2,000 / 10 minutes to 3,000 g / 10 minutes.
- MFR melt flow rate
- the molten propylene-based resin may contain an antioxidant, a stabilizer, a pigment, a dye, a flame retardant and the like as long as the effects of the present invention are not impaired.
- the molten propylene-based resin discharged from the spinning nozzle is likely to cause stretch breakage before being blown off onto the screen carrier, and is cut.
- a thick melt-blown nonwoven fabric is obtained in which the ultrafine fiber nonwoven fabric is accumulated.
- the meltblown non-woven fabric of the present invention produced by the above method is composed of a propylene-based resin fiber having an average fiber diameter of 0.7 to 4.0 ⁇ m and a fiber diameter integrated frequency of more than 2.0 ⁇ m in a range of 5% or more. is important.
- the cumulative frequency of the fiber diameter exceeding 2.0 ⁇ m is preferably 10% or more, more preferably 20% or more.
- the fiber diameter integration frequency of more than 2.0 ⁇ m is too high, the uniformity of the non-woven fabric may be impaired, so 50% or less is more preferable.
- the average fiber diameter of the meltblown non-woven fabric is preferably in the range of 1.0 to 4.0 ⁇ m, more preferably in the range of 1.0 to 3.0 ⁇ m.
- the average fiber diameter is 1.0 ⁇ m or more, the air permeability and the low water retention rate can be easily secured, thereby improving the workability and the durability, and when it is 3.0 ⁇ m or less, high sound absorption in the middle and high frequency region It will be shown.
- the meltblown non-woven fabric of the present invention is characterized in that the sound absorption zone differs depending on the average fiber diameter. That is, when the average fiber diameter is in the range of 1.0 ⁇ m to 3.0 ⁇ m, a high sound absorption coefficient is exhibited in the middle and high frequency range. When the average fiber diameter is in the range of 3.0 ⁇ m to 4.0 ⁇ m, although the sound absorption coefficient in the middle frequency range is low, it shows a high sound absorption coefficient in the high frequency range. When the average fiber diameter is in the range of 0.7 ⁇ m or more and less than 1.0 ⁇ m, a high sound absorption coefficient is exhibited only in the middle frequency range, and the sound absorption coefficient in the high frequency range is low. The reason why the sound absorption coefficient of the meltblown non-woven fabric of the present invention exhibits the above behavior is not clear, but is presumed as follows.
- the thickness of ⁇ / 4 It is said that the arrangement of the non-woven fabric effectively absorbs the sound, especially in the case of vertical incidence.
- the meltblown non-woven fabric having a small average fiber diameter has a small air permeability
- the meltblown non-woven fabric having a large average fiber diameter has a large air permeability.
- the meltblown nonwoven fabric of the present invention can be a sound absorbing material having good sound absorbing properties in the middle frequency range, the middle high frequency range, and the high frequency range, so various sound absorbing materials can be provided according to needs.
- the aeration amount (Fragile type method) measured according to JIS L 1913: 2010 is preferably in the range of 1 to 50 cc / cm 2 ⁇ sec. More preferably in the range of 1 ⁇ 30cc / cm 2 ⁇ sec , more preferably 1 ⁇ 15cc / cm 2 ⁇ sec , particularly preferably 1 ⁇ 12cc / cm 2 ⁇ sec .
- the air flow exceeds 50 cc / cm 2 ⁇ sec, the sound absorption coefficient decreases.
- the air flow rate is less than 1 cc / cm 2 ⁇ sec, the wind passability deteriorates, so the resistance (pressure loss) at the time of passing becomes high. This property makes the meltblown non-woven fabric of the present invention suitable for sound absorbing material applications.
- the water retention rate measured according to JIS L 1913: 2010 is 200% or less. More preferably, it is 100% or less, more preferably 50% or less.
- the distance between the tip of the spinning nozzle row and the screen carrier is less than 45 cm as in a general meltblown non-woven fabric, the molten propylene resin discharged from the nozzle is supported as a continuous yarn without being cut. It is accumulated on the body. Therefore, a melt-blown non-woven fabric having high water retention can be obtained.
- the meltblown non-woven fabric of the present invention has a low water retention rate as compared to a general meltblown non-woven fabric because part or all is a non-continuous yarn (so-called short fibers). Due to this characteristic, the sound absorbing material using the meltblown non-woven fabric of the present invention can suppress the retention of rain water and muddy water, and can suppress the deterioration of the sound absorbing material, the decrease of the sound absorption coefficient, and the generation and growth of mold and bacteria inside the sound absorbing material. If this characteristic is utilized, it can be used suitably also as various filters, a heat insulating material, etc.
- the melt-blown nonwoven fabric of the present invention preferably has a thickness of 5 to 50 mm as measured under a load of 0.13 g / cm 2 . More preferably, it is 10 to 50 mm, further preferably 15 to 40 mm. If the thickness is insufficient, the sound absorption coefficient tends to decrease. On the other hand, the greater the thickness, the higher the sound absorption coefficient, but the lower the productivity and the worse the economic efficiency.
- the weight and density of the meltblown non-woven fabric are preferably 100 to 1,000 g / m 2 and 0.01 to 0.04 g / cm 3 , respectively.
- the basis weight is more preferably 150 to 800 g / m 2 , still more preferably 200 to 700 g / m 2 .
- the basis weight is 100 g / m 2 or more, the sound absorption coefficient tends to be good.
- productivity does not deteriorate remarkably that a fabric weight is 1,000 g / m ⁇ 2 > or less.
- the meltblown nonwoven fabric of the present invention preferably has an LC value, which is the linearity of the compressive load-compression strain curve measured according to KES, in the range of 0.3 to 0.6.
- the smaller the LC value the better the crushability at the initial stage of compression. That is, a highly uniform non-woven fabric is formed.
- the LC value is more preferably in the range of 0.4 to 0.5. Thereby, it is easy to create a high density state which is easy to be crushed and compressed.
- the WC value which is the amount of work to be compressed
- the RC value which is the compression resilience.
- the WC value of the meltblown nonwoven fabric is in the range of 5 to 30 N ⁇ m / m 2 , a nonwoven fabric in a high density state is easily obtained. More preferably, it is in the range of 10 to 20 N ⁇ m / m 2 . Further, when the RC value of the meltblown non-woven fabric is 30 to 50%, the sound absorbing property and the uniformity become good. More preferably, it is 40 to 50%.
- the meltblown nonwoven fabric of the present invention preferably has a bending resistance of 60 mm or more in the longitudinal (vertical) direction and the width (lateral) direction according to the cantilever method measured according to JIS L 1913: 2010. That is, the difference between the warp direction and the warp direction in the warp direction is very small. This indicates that the meltblown nonwoven has good uniformity.
- the bending resistance in the longitudinal (longitudinal) direction and the width (lateral) direction by the cantilever method is more preferably 70 mm or more, still more preferably 80 mm or more.
- the meltblown non-woven fabric of the present invention may be used by being laminated with other non-woven fabric, felt, fabric (woven fabric, knitted fabric), film, paper and the like, as long as the effects of the present invention are not impaired.
- the lamination may be performed on only one side or both sides of the meltblown nonwoven fabric.
- Two or more meltblown nonwoven fabrics having the same or different average fiber diameter may be stacked and laminated.
- the order of stacking and the number of layers in the case of stacking are not particularly limited.
- mechanical entanglement methods such as needle punch and water jet punch, adhesive method using adhesive, heat fusion method, heat embossing, ultrasonic bonding, sinter bonding using adhesive resin
- Various known methods such as a method, an adhesion method using a heat adhesive sheet, and a suturing method can be adopted.
- the bonding method may be any suitable method such as point bonding, partial bonding, whole surface bonding and the like.
- laminating with another non-woven fabric or felt is preferable in that the characteristics of the melt-blown non-woven fabric of the present invention can be utilized.
- Other non-woven fabrics include spun-bonded non-woven fabrics, needle-punched non-woven fabrics, water jet-punched non-woven fabrics, melt-blown non-woven fabrics, thermal-bonded non-woven fabrics and the like.
- the thickness of the other non-woven fabric and felt is not particularly limited, and it is preferably about 0.01 to 2 mm (more preferably 0.05 to 1 mm) if it is thin. If it is thick, it is preferably about 2 to 30 mm (more preferably 5 to 20 mm).
- propylene resin is preferable in consideration of recyclability.
- the melt-blown nonwoven fabric of the present invention is made of the same resin, for example, the sound absorbing material used in large amounts for vehicles can be easily recycled, and the disassembly work required when using other materials becomes unnecessary. , Improve the recyclability.
- the meltblown non-woven fabric of the present invention may be subjected to secondary processing such as heat treatment, roll processing, shaping processing and the like.
- the sound absorbing material of the present invention having the meltblown non-woven fabric of the present invention can be used in various applications by processing it into an appropriate thickness, size, shape, etc. by applying a known method according to its purpose and application. it can.
- interior materials, exterior materials, etc. of vehicles cars, freight cars, aircraft, etc.
- ships examples include interior materials and exterior materials of automobile engine rooms, ceiling materials, rear packages, door trims, interior materials such as dashboards, and the like.
- building wall materials, refrigerators, vacuum cleaners, and electric appliances such as air conditioners.
- the meltblown nonwoven fabric of the present invention can also be used for applications other than sound absorbing materials. Since polypropylene-based resin is used as the material, it has excellent chemical resistance, so the particulate collection function is required. For example, air filters for air conditioners, air purifiers, automobiles, etc .; excellent in insulation between electrodes For example, battery separators; filter filters; oil adsorbents; heat insulators;
- the present invention will be more specifically described using examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.
- the measuring method of each characteristic value in a following example and a comparative example is as follows.
- meltblown non-woven fabric a photograph at a magnification of 5,000 was taken using an electron microscope S-3400 manufactured by Hitachi, Ltd. One hundred fibers were arbitrarily selected, the width (diameter) of the fibers was measured, and the average diameter and the integrated fiber diameter frequency of 2.01 ⁇ m or more were calculated in percentage.
- JIS L 1913 2010 General nonwoven fabric test method 6.2 Mass per unit area (g / m 2 ) (ISO method). Specimen size: 200 ⁇ 250 mm. Number of test pieces: 3 pieces.
- JIS L 1913 2010 General nonwoven fabric test method 6.8.1 Permeability (JIS method) Frazier method. Number of measurements: 3 times.
- Example 1 Propylene homopolymer (MFR: 2,000 g / 10 min) (measured according to ASTMD 1238, measured at a temperature of 230 ° C. and a load of 2.16 kg) as a thermoplastic resin, for a meltblown with a nozzle diameter of 0.15 mm ⁇ as a small hole nozzle Hot-air pressure 0.6 kg / m 3 , air amount 360 Nm 3 / h using heated air (temperature: 270 ° C.) blown out from both sides of the spinning nozzle using a meltblown non-woven fabric manufacturing apparatus equipped with a spinning nozzle After thinning and solidifying at a discharge rate of 3.8 kg / h, the fibers were collected on a screen carrier at a distance of 78 cm from the spinning nozzle to obtain a 13.5 mm thick meltblown nonwoven fabric.
- the fiber diameter distribution of the meltblown non-woven fabric is shown in FIG. 1, and the electron micrograph is shown in FIG.
- Example 2 The discharge time was extended by the same method as in Example 1 to obtain a 19.8 mm-thick meltblown nonwoven fabric.
- Example 3 A melt-blown nonwoven fabric with a thickness of 16.0 mm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the hot air pressure was changed to 0.4 kg / m 3 and the amount of air was 300 Nm 3 / h in Example 1.
- the fiber diameter distribution of the meltblown non-woven fabric is shown in FIG. 2, and the electron micrograph is shown in FIG.
- Example 4 The discharge time was extended by the same method as in Example 3 to obtain a meltblown non-woven fabric having a thickness of 19.4 mm.
- Example 5 A melt-blown nonwoven fabric with a thickness of 12.5 mm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the hot air pressure was changed to 0.3 kg / m 3 and the air amount was 260 Nm 3 / h in Example 1.
- the fiber diameter distribution of the meltblown non-woven fabric is shown in FIG. 3, and the electron micrograph is shown in FIG.
- Example 6 The discharge time was extended by the same method as in Example 5 to obtain a 21.9 mm-thick meltblown nonwoven fabric.
- Example 7 Reference Example
- MFR propylene homopolymer
- Example 8 Reference Example The discharge time is extended in the same manner as in Example 5 except that the thermoplastic resin is changed to a propylene homopolymer (MFR: 1,300 g / 10 min) (measurement conditions are the same as in Example 1), and the thickness is A 16.3 mm meltblown nonwoven was obtained.
- MFR propylene homopolymer
- Example 1 In Example 1, except that the hot air pressure was changed to 0.2 kg / m 3 and the amount of air was changed to 200 Nm 3 / h, the discharge time was extended in the same manner as in Example 1, and a 20.6 mm thick meltblown nonwoven fabric I got The fiber diameter distribution of the meltblown non-woven fabric is shown in FIG. 5, and the electron micrograph is shown in FIG.
- Comparative example 3 Two sheets of the meltblown non-woven fabric used in Comparative Example 2 were laminated. The measured thickness was 22.8 mm.
- meltblown non-woven fabric Sound absorption of meltblown non-woven fabrics (about 16 to 22 mm in thickness) different in average fiber diameter obtained in Examples 2, 4, 6, 8 and meltblown non-woven fabrics (about 21 to 23 mm in thickness) obtained in Comparative Examples 1 and 3 The rate was measured. The measurement was carried out with the meltblown non-woven fabric portion on the sound source side. The results are shown in FIG.
- the meltblown nonwoven fabric (average fiber diameter: 1.44 ⁇ m) of Example 2 had a good sound absorption coefficient in the medium and high frequency region.
- the meltblown nonwoven fabric of Example 4 (average fiber diameter 2.40 ⁇ m) and Example 6 (average fiber diameter 3.82 ⁇ m) has a sound absorption coefficient in the middle frequency range lower than that in Example 2, but the middle frequency range to high The sound absorption coefficient showed a high value up to the frequency range.
- the meltblown non-woven fabric (MFR: 1,300 g / 10 min polypropylene resin, average fiber diameter: 1.82 ⁇ m) of Example 8 had a good sound absorption coefficient in the middle frequency range, but high frequency sound absorption after 3000 Hz The rate was poor.
- Example 9 The sound absorption coefficient of the laminate (sound absorbing material) of the meltblown nonwoven fabrics of Examples 2, 4 and 6 and Comparative Example 3 and a spunbond nonwoven fabric of 0.15 mm thickness was measured. Lamination was tested on two types: adhesiveless (non-adherent) and adhesive (thermally bonded after spraying a low melting point resin). The measurement was carried out with the meltblown non-woven fabric portion on the sound source side. The results are shown in FIG.
- meltblown nonwoven fabric (average fiber diameter: 1.44 ⁇ m) of Example 2 had a good sound absorption coefficient in the middle frequency range regardless of the presence or absence of adhesion.
- the sound absorption coefficient in the medium frequency to high frequency region was stable.
- Example 10 The sound absorption coefficient of the laminate (sound absorbing material) of the meltblown nonwoven fabric of Example 2 and Comparative Example 3 and a spunbonded nonwoven fabric having a thickness of 0.15 mm was measured. The lamination was with adhesive. The results are shown in FIG.
- the sound absorbing material in which the meltblown non-woven fabric manufactured in Example 2 is laminated has a sound absorption coefficient in the middle frequency range better than the sound absorbing material in which the meltblown non-woven fabric of Comparative Example 3 is laminated.
- the sound absorption coefficient in the middle frequency range tends to be high.
- Example 11 The sound absorption coefficient of the laminate (sound absorbing material) of the meltblown nonwoven fabric (about 10 mm in thickness) of Examples 1, 3, 5 and Comparative Example 2 and a spunbond nonwoven fabric of 0.15 mm in thickness was measured. As in Example 9, two layers were used for lamination, with and without adhesive. The measurement was carried out with the meltblown non-woven fabric portion on the sound source side. The results are shown in FIG.
- the sound absorbing material in which the meltblown nonwoven fabrics produced in Examples 1, 3 and 5 were laminated had good sound absorbing properties in the medium frequency to high frequency regions with or without the adhesive. Compared with the sound absorbing material which laminated the meltblown nonwoven fabric of the comparative example 2 of the same thickness, it was excellent in the sound absorption in a medium frequency to high frequency area. From the results of FIGS. 7 and 9, it can be seen that the meltblown nonwoven fabric of the present invention exhibits excellent sound absorption in the middle frequency range by having a certain thickness.
- Example 12 A laminate (a sound absorbing material) of meltblown nonwoven fabric obtained in Example 1 and Example 7 and felt having a thickness of 10 mm, two felts having a thickness of 10 mm laminated to a thickness of 20 mm, and sound absorption of Comparative Example 3 The sound absorption coefficient of the material was measured. The measurement was carried out with the meltblown non-woven fabric portion on the sound source side. The results are shown in FIG.
- meltblown nonwoven fabrics produced in Example 1 had better sound absorption coefficients in the medium frequency range to the high frequency range from the results shown in FIG.
- Example 13 Melt-blown non-woven fabric equipped with a propylene homopolymer (MFR: 1,700 g / 10 min) as a thermoplastic resin (measurement conditions the same as in Example 1) and a spinning nozzle for melt-blowing with a nozzle diameter of 0.15 mm ⁇ as a small hole nozzle Hot air pressure 0.6 kg / m 3 , air amount 360 Nm 3 / h using heated air (temperature: 320 ° C.) blown out from both sides of the spinning nozzle using a manufacturing apparatus with 640 holes, an extrusion temperature of 260 ° C. After thinning and solidifying with a discharge amount of 0.1 g / hole / min, the fibers were collected on a screen carrier at a distance of 78 cm from the spinning nozzle, to obtain a 12.4 mm thick meltblown nonwoven fabric.
- MFR propylene homopolymer
- Example 14 By reducing the speed of the belt conveyor in the same manner as in Example 13, a meltblown non-woven fabric having a thickness of 18.9 mm was obtained.
- Example 15 A melt-blown nonwoven fabric with a thickness of 12.8 mm was obtained in the same manner as in Example 13 except that the amount of hot air was changed to 300 Nm 3 / h in Example 13.
- Example 16 A melt-blown nonwoven fabric with a thickness of 12.6 mm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the hot air temperature was changed to 320 ° C. in Example 1.
- Example 17 The discharge time was extended by the method of Example 16 to obtain a 23.4 mm-thick meltblown nonwoven fabric.
- Example 18 Reference Example
- MFR 1,300 g / 10 min
- Example 19 Reference Example
- the discharge time was extended by the same method as in Example 18 to obtain a 21.1 mm-thick meltblown nonwoven fabric.
- meltblown non-woven fabric (Sound absorption coefficient of meltblown non-woven fabric)
- the sound absorption coefficient of the meltblown nonwoven fabric (12 to 13 mm in thickness) obtained in Examples 13, 16 and 18 is shown in FIG.
- the sound absorption coefficient of the meltblown non-woven fabric (thickness 19 to 23 mm) obtained in Examples 14, 17 and 19 is shown in FIG.
- meltblown non-woven fabric with a thickness of about 10 mm using polypropylene (PP) resin having a MFR of 1,700 g / 10 min or more had a good sound absorption coefficient in the medium frequency range to the high frequency range.
- meltblown nonwoven fabric having a thickness of about 20 mm has a good sound absorption coefficient in the middle frequency range
- meltblown nonwoven fabric using a polypropylene resin having MFR of 1,700 g / 10 min or more has a high maximum sound absorption coefficient. Indicated.
- meltblown non-woven fabric of the present invention and the sound absorbing material having the same can be used for various applications including vehicle sound absorbing materials.
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Abstract
軽量で、厚みがあり、均一性、リサイクル性に優れ、吸音材用途に好適なメルトブローン不織布及びその製造方法、ならびにそれを用いて構成される、500~2000Hzまでの中周波数域あるいは2000Hz以上の高周波数域で良好な吸音性を有する吸音材を提供する。プロピレン系樹脂原料から製造されるメルトブローン不織布であって、平均繊維径が0.7~4.0μm、2.0μm超の繊維径積算頻度が5%以上の範囲にあるプロピレン系樹脂繊維からなり、JIS L 1913:2010に準じて測定した、通気量が1~15cc/cm2・secで、保水率が200%以下であることを特徴とするメルトブローン不織布、及びそれを有する吸音材である。前記メルトブローン不織布は、メルトブローン装置の紡糸ノズルから吐出した溶融プロピレン系樹脂とそれを集積するスクリーン担持体上との間隔を45cm以上とすることで製造される。
Description
本発明は、軽量で厚みがあり、均一性及びリサイクル性に優れ、かつ吸音性に優れるメルトブローン不織布、及びその用途、ならびにその製造方法に関する。
従来から吸音材としては、フェルトなどが使用されているが、周波数の低い帯域の音波に対する吸音性能が劣る問題点がある。目付や厚さを増加することが対策として挙げられるが、重量が重くなるあるいは吸音材を配置するために多くのスペースが必要になる問題がある。
車両用吸音材は車両のエンジンルームやダッシュボードなどに配置されるものである。軽量性を備えた車両用吸音材としては、ポリエステル繊維などの熱可塑性繊維と芯鞘型繊維を混綿し、熱成形したポリエステル系不織布などが知られている。これらの車両用吸音材は、高周波数域(2000Hz以上)で吸音率が高いものである。しかし、ロードノイズやエンジン放射音などを原因とする中周波数域(500~2000Hz)で吸音率が高いものを得ようとすると、不織布の厚みを増加させたり目付量を増加させたりする必要がある。
自動車用途に適した吸音材として、特許文献1には、厚さ10~30mmのポリエステル系不織布の片面に、1.0dtex(約10μm)以下の極細繊維で構成され、目付が10~100g/m2で、通気度が5~50cc/cm2・secであるポリプロピレン樹脂メルトブローン不織布を貼り合せた吸音材が提案されている。メルトブローン不織布単独では高吸音性能を得ることは不可能であり、背後空気層を持たせることにより高吸音性を得ることができる旨が記載されている。
一方、特許文献2には、ポリエステル(PBT)樹脂メルトブローン繊維を、低融点ポリエチレンテレフタレートからなる鞘部分を有する芯鞘型バインダー繊維の繊維流に合流するように吹き付けて、混合ウエブ(目付が50~250g/m2)を作製し、この混合ウエブを押圧して、厚み0.5mmの通気抵抗膜とすることが提案されている。
また、特許文献3には、ポリプロピレン樹脂メルトブローン繊維が紡糸された直後のウエブ(比重0.91g/cm3)に合流するように、ポリエチレンテレフタレート(芯材)とポリエチレンテレフタレート系コポリマー(鞘材)との芯鞘型バインダー繊維(比重1.38g/cm3)を混合させて、目付が597g/m2のウエブを作製した後、この混合ウエブを加熱圧縮した不織布ウエブ(厚み1.8mm)が提案されている。この吸音材は、800Hz~1000Hzの周波数域における音に対する吸音率に優れることが記載されている。
しかし、特許文献2、3に記載された吸音材は、メルトブローン不織布の厚みが2mm以下と薄い。ポリプロピレンとポリエステルの混合ウエブを含むものであるため、リサイクル性が劣る問題点がある。
ところで、メルトブローン不織布は、紡糸ノズルから吐出した溶融樹脂を空気ノズルから噴出される加熱空気により延伸し、得られた前記樹脂の極細繊維をスクリーン担持体上に集積させることにより製造される。一般的なメルトブローン不織布の特徴として、溶融樹脂吐出時に生じる繊維の融着による太繊維の発生や、延伸切れに起因するポリマー球の発生を少量に抑えて紡糸することが難しい点が挙げられる。かかる情況に鑑みて、均一性が高く、高性能となり得るメルトブローン不織布が切望されている。
特許文献4には、数平均繊維径が1μm以下の極細メルトブローン不織布を製造する際に、ダイと吸引ロールとの間隔を30~100mmの範囲内に設定することが開示されている。この方法では、溶融樹脂は1,000~2,000g/10分のメルトフローレート(MFR)を有するポリプロピレンが好ましく、1,000g/10分未満であると、吐出繊維同士が融着しやすくなって繊維径分布が広くなり、繊維切れも起こりやすくなり、2,000g/10分を超えると、繊維が短くなり不織布の強度が低下することが記載されている。しかし、この方法では、厚みのある、中周波数域での吸音率が高い不織布を製造できない。
また、特許文献5には、MFR1,300g/10分のポリプロピレンを溶融樹脂に用いて、平均繊維径0.56μmの極細繊維を製造する装置が開示されているが、製造された不織布の特性に言及していない。
また、特許文献5には、MFR1,300g/10分のポリプロピレンを溶融樹脂に用いて、平均繊維径0.56μmの極細繊維を製造する装置が開示されているが、製造された不織布の特性に言及していない。
本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、軽量で、厚みがあり、均一性及びリサイクル性に優れ、吸音材用途に好適なメルトブローン不織布を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記のメルトブローン不織布を用いた吸音材であって、500~2000Hzまでの中周波数域で良好な吸音性を有する吸音材を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記のメルトブローン不織布を用いた吸音材であって、2000Hz以上の高周波数域で良好な吸音性を有する吸音材を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記のメルトブローン不織布を用いた吸音材であって、500~2000Hzまでの中周波数域で良好な吸音性を有する吸音材を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記のメルトブローン不織布を用いた吸音材であって、2000Hz以上の高周波数域で良好な吸音性を有する吸音材を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成すべく、メルトブローン装置を用いたメルトブローン不織布の製造について鋭意検討を行った結果、メルトフローレート値の大きいプロピレン系樹脂を原料樹脂に用い、紡糸ノズルと、ノズルから吐出した溶融樹脂を集積するスクリーン担持体との間隔を広くし、ノズルから吐出した溶融樹脂の一部または全部を、空気中で切断させてスクリーン担持体上に集積することにより、従来では得られなかった厚み5~10mm以上のメルトブローン不織布が得られること、更には、当該メルトブローン不織布は吸音率が良好であり、吸音材として好適であることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の通りである。
(1)メルトフローレート(温度230℃、荷重2.16kg)が1,700g/10分以上のプロピレン系樹脂原料から製造されるメルトブローン不織布であって、
平均繊維径が0.7~4.0μm、2.0μm超の繊維径積算頻度が5%以上の範囲にあるプロピレン系樹脂繊維からなり、
JIS L 1913:2010(フラジール形法)に準じて測定した通気量が1~15cc/cm2・secであり、かつ、
JIS L 1913:2010に準じて測定した保水率が200%以下であることを特徴とするメルトブローン不織布。
(2)荷重0.13g/cm2の条件下で測定された厚みが5~50mmである前記(1)に記載のメルトブローン不織布。
(3)目付が100~1,000g/m2、密度が0.01~0.04g/cm3であり、かつ、KESに従い測定された圧縮荷重-圧縮歪み曲線の直線性であるLC値が0.3~0.6である前記(1)に記載のメルトブローン不織布。
(4)KESに従い測定された圧縮レジリエンスであるRC値が30~50%である前記(1)に記載のメルトブローン不織布。
(5)KESに従い測定された圧縮仕事量であるWC値が5~30N・m/m2である前記(1)に記載のメルトブローン不織布。
(6)JIS L 1913:2010(カンチレバー法)に準じて測定した長手(たて)方向及び幅(よこ)方向の剛軟度が、それぞれ60mm以上である前記(1)に記載のメルトブローン不織布。
平均繊維径が0.7~4.0μm、2.0μm超の繊維径積算頻度が5%以上の範囲にあるプロピレン系樹脂繊維からなり、
JIS L 1913:2010(フラジール形法)に準じて測定した通気量が1~15cc/cm2・secであり、かつ、
JIS L 1913:2010に準じて測定した保水率が200%以下であることを特徴とするメルトブローン不織布。
(2)荷重0.13g/cm2の条件下で測定された厚みが5~50mmである前記(1)に記載のメルトブローン不織布。
(3)目付が100~1,000g/m2、密度が0.01~0.04g/cm3であり、かつ、KESに従い測定された圧縮荷重-圧縮歪み曲線の直線性であるLC値が0.3~0.6である前記(1)に記載のメルトブローン不織布。
(4)KESに従い測定された圧縮レジリエンスであるRC値が30~50%である前記(1)に記載のメルトブローン不織布。
(5)KESに従い測定された圧縮仕事量であるWC値が5~30N・m/m2である前記(1)に記載のメルトブローン不織布。
(6)JIS L 1913:2010(カンチレバー法)に準じて測定した長手(たて)方向及び幅(よこ)方向の剛軟度が、それぞれ60mm以上である前記(1)に記載のメルトブローン不織布。
(7)前記(1)~(6)のいずれかに記載のメルトブローン不織布を有することを特徴とする吸音材。
(8)メルトブローン不織布と、他の不織布および/またはフェルトとが積層されてなる前記(7)に記載の吸音材。
(9)車両用である前記(7)または(8)に記載の吸音材。
(8)メルトブローン不織布と、他の不織布および/またはフェルトとが積層されてなる前記(7)に記載の吸音材。
(9)車両用である前記(7)または(8)に記載の吸音材。
(10)溶融プロピレン系樹脂を、幅方向に直線一列に間隔を置いて配置された多数の直径200μm以下の孔径を有する紡糸ノズル列から吐出し、前記ノズル列の両側に設けられた熱風を噴出する空気ノズルにより、前記紡糸ノズルから吐出した溶融プロピレン系樹脂を前記空気ノズルから噴出する加熱空気により延伸し、前記ノズル列と対向して配置された随伴気流を吸引するスクリーン担持体上に吹き飛ばすと共に集積して極細繊維不織布を製造するメルトブローン装置において、前記紡糸ノズル列先端と前記スクリーン担持体上との間隔を45cm以上とすることを特徴とする前記(1)~(8)のいずれかに記載のメルトブローン不織布の製造方法。
(11)前記直径200μm以下の孔径が同一径である前記(10)に記載のメルトブローン不織布の製造方法。
(12)前記ノズル列からの吐出方向が水平方向(横方向)または垂直方向である前記(10)に記載のメルトブローン不織布の製造方法。
(13)前記紡糸ノズル列先端と前記スクリーン担持体上との間隔を45~90cmの範囲とする前記(10)に記載のメルトブローン不織布の製造方法。
(11)前記直径200μm以下の孔径が同一径である前記(10)に記載のメルトブローン不織布の製造方法。
(12)前記ノズル列からの吐出方向が水平方向(横方向)または垂直方向である前記(10)に記載のメルトブローン不織布の製造方法。
(13)前記紡糸ノズル列先端と前記スクリーン担持体上との間隔を45~90cmの範囲とする前記(10)に記載のメルトブローン不織布の製造方法。
本発明のメルトブローン不織布は、軽量で、厚みがあって、均一性に優れている。プロピレン系樹脂のみを用いているためリサイクル性にも優れている。このメルトブローン不織布は、保水率が低く、吸音率などの特性に優れているため、メルトブローン不織布のみで、または、フェルトやスパンボンド不織布などの他の材料と積層することにより、吸音材として利用することができる。車両用吸音材などとして用いた場合には、保水率が低いため、雨水が侵入しても安定した吸音性が得られるだけでなく、カビ・菌が原因の悪臭が発生し難い。
平均繊維径が比較的小さいメルトブローン不織布を用いた吸音材は、500~2000Hz前後の中周波数域で良好な吸音性を有するため、中周波数の音を吸音したい部位に使用する車両用吸音材などとして好適である。繊維径が比較的大きいメルトブローン不織布を用いた吸音材は、高周波数域で良好な吸音性を有するため、高周波数域の音を吸音したい部位に使用する車両用吸音材などとして好適である。
本発明のメルトブローン不織布の製造方法は、従来のメルトブローン装置において、紡糸ノズル列先端と坦持体上との間隔を広げるだけなので、厚みのある不織布を容易に製造することができる。
本発明のメルトブローン不織布は、溶融プロピレン系樹脂を、幅方向に直線一列に間隔を置いて配置された多数の小孔を有する紡糸ノズル列から吐出し、前記ノズル列の両側に設けられた熱風を噴出する空気ノズルにより、前記紡糸ノズルから吐出した溶融プロピレン系樹脂を前記空気ノズルから噴出する加熱空気により延伸し、前記ノズル列と対向して配置された随伴気流を吸引するスクリーン担持体上に吹き飛ばすと共に集積して極細繊維不織布を製造するメルトブローン装置において、前記紡糸ノズル列先端と前記スクリーン坦持体上との間隔を45cm以上とすることにより得られる。
前記メルトブローン装置としては、公知の装置であって良い。例えば、特開2014-088639号公報の図1及び図2などに記載されている極細繊維不織布の製造装置は好ましい例である。
前記間隔は45~90cmの範囲が好ましく、50~80cmの範囲がより好ましい。前記間隔を45cm以上とすることにより、平均繊維径が0.7μm~4.0μmの範囲で、かつ厚みのあるメルトブローン不織布を得ることができる。一方、前記間隔を90cm以下とすることにより、吐出した溶融プロピレン系樹脂がスクリーン担持体上に堆積するまでの間に延伸切れを起こして繊維が極端に短くなったり、不織布強度が極端に低下したりするのを防止することができる。
前記メルトブローン装置において、ノズル孔径は、直径200μm以下が好ましく、より好ましくは100~200μmである。メルトブローン不織布の均一性を保持する観点からは、多数の小孔が同一径であることが好ましい。
紡糸ノズル列からの吐出方向は特に限定されない。例えば、水平方向(横方向)、垂直方向などであって良い。メルトブローン不織布の目付及び均一性を保持できる点からは垂直方向が好ましい。
紡糸ノズル列からの吐出方向は特に限定されない。例えば、水平方向(横方向)、垂直方向などであって良い。メルトブローン不織布の目付及び均一性を保持できる点からは垂直方向が好ましい。
プロピレン系樹脂としては、プロピレン単独重合体(ホモポリプロピレン)、プロピレン・エチレンランダム共重合体、プロピレン・エチレン・1-ブテンランダム共重合体、プロピレンブロック共重合体などが挙げられる。その中でも、プロピレンの単独重合体が好ましい。
プロピレン系樹脂は、メルトフローレート(MFR)(ISO1133に準拠し、温度230℃、荷重2.16kgで測定)が1,300g/10分以上であることが好ましい。より好ましくは1,700g/10分以上であり、特に好ましくは2,000/10分以上、3,000g/10分以下である。
なお、溶融プロピレン系樹脂中には、本発明による効果を損なわない範囲で、酸化防止剤、安定剤、顔料、染料、難燃剤などが含まれていても良い。
本発明のように、メルトフローレートの大きいプロピレン系樹脂を用いることにより、紡糸ノズルから吐出した溶融プロピレン系樹脂が、スクリーン担持体上に吹き飛ばされるまでの間に延伸切れを起こし易くなり、切断された極細繊維不織布が集積された厚みのあるメルトブローン不織布が得られる。
上記の方法で製造される本発明のメルトブローン不織布は、平均繊維径が0.7~4.0μm、2.0μm超の繊維径積算頻度が5%以上の範囲にあるプロピレン系樹脂繊維からなることが重要である。平均繊維径が前記範囲外になると、特に中周波数域における吸音率が低下する傾向が見られる。平均繊維径が前記範囲内にある場合でも、2.0μmを超える繊維径の積算頻度が5%未満の場合は、中高周波数域において安定した吸音性が得られ難くなる。2.0μmを超える繊維径の積算頻度は10%以上であることが好ましく、より好ましくは20%以上である。一方、2.0μm超の繊維径積算頻度が高くなり過ぎると、不織布の均一性が損なわれる恐れがあるため、50%以下であることがより好ましい。
メルトブローン不織布の平均繊維径は、好ましくは1.0~4.0μmの範囲であり、より好ましくは1.0~3.0μmの範囲である。平均繊維径が1.0μm以上であると通気量及び低保水率を確保し易くなることで、施工性、耐久性が向上し、3.0μm以下であると中高周波数域において高い吸音性を示すようになる。
本発明のメルトブローン不織布は、平均繊維径により音の吸収帯域が異なる点に特徴を有している。即ち、平均繊維径が1.0μm~3.0μmの範囲にある場合は、中高周波数域において高い吸音率を示す。平均繊維径が3.0μm~4.0μmの範囲にある場合は、中周波数域における吸音率は低いが、高周波数域において高い吸音率を示す。また、平均繊維径が0.7μm以上1.0μm未満の範囲にある場合は、中周波数域においてのみ高い吸音率を示し、高周波数域における吸音率は低い。本発明のメルトブローン不織布の吸音率が上記の挙動を示す理由は明らかではないが、以下のように推察される。
音波が固体壁にて反射されたときに定在波が形成され、固体壁からλ/4 (λ=音の波長)の位置で音波のエネルギーが最大値を示すので、λ/4の厚みをもった不織布を配置すれば、特に垂直入射の場合に効果的に吸音されると言われている。
後記の実施例で示されるように、平均繊維径が小さいメルトブローン不織布は通気量が小さく、平均繊維径が大きいメルトブローン不織布は通気量が大きくなる。後記の図6の実施例2に示される、平均繊維径が小さく通気量が2cc/cm2・secと小さいメルトブローン不織布が示す吸音率の挙動は、”Sound Absorption of Micro-Perforated Panel”(参考資料1-2)で示されている中周波数域(600Hz)周辺にピークが現われる現象に類似していることから、メルトブローン不織布表面が一種の微小径の多孔質パネルになっていると推測される。但し、Micro-Perforated Panelの場合と異なり、実施例2のメルトブローン不織布の場合に高周波数域で吸音率が低下しないのは、空気だけの場合と異なり空気振動を熱エネルギーに変換する繊維集合材があるためと推測される。
一方、比較例3では、後記の図6及び図9に示されるように、吸音材の厚みを増やしていくと、周波数の低い方の吸音率が高くなってくる。この現象は、従来の固体壁で完全反射して形成される定在波の最大振幅の位置まで、空気振動を熱エネルギーに変換する材料があれば吸音されることで、概略説明される。
(参考資料1) Journal of the Korean Physical Society, Vol.50, No.4, April 2007, pp.1044-1051“Sound Absorption of Micro-Perforated Panel”
(参考資料2) 繊維学会誌(Received 13 May, 2005; Accepted)“Studies on the Sound Absorption Properties of Paper Attached to Non-woven Fabric and the Specific Role of the Paper in Sound Absorption”
後記の実施例で示されるように、平均繊維径が小さいメルトブローン不織布は通気量が小さく、平均繊維径が大きいメルトブローン不織布は通気量が大きくなる。後記の図6の実施例2に示される、平均繊維径が小さく通気量が2cc/cm2・secと小さいメルトブローン不織布が示す吸音率の挙動は、”Sound Absorption of Micro-Perforated Panel”(参考資料1-2)で示されている中周波数域(600Hz)周辺にピークが現われる現象に類似していることから、メルトブローン不織布表面が一種の微小径の多孔質パネルになっていると推測される。但し、Micro-Perforated Panelの場合と異なり、実施例2のメルトブローン不織布の場合に高周波数域で吸音率が低下しないのは、空気だけの場合と異なり空気振動を熱エネルギーに変換する繊維集合材があるためと推測される。
一方、比較例3では、後記の図6及び図9に示されるように、吸音材の厚みを増やしていくと、周波数の低い方の吸音率が高くなってくる。この現象は、従来の固体壁で完全反射して形成される定在波の最大振幅の位置まで、空気振動を熱エネルギーに変換する材料があれば吸音されることで、概略説明される。
(参考資料1) Journal of the Korean Physical Society, Vol.50, No.4, April 2007, pp.1044-1051“Sound Absorption of Micro-Perforated Panel”
(参考資料2) 繊維学会誌(Received 13 May, 2005; Accepted)“Studies on the Sound Absorption Properties of Paper Attached to Non-woven Fabric and the Specific Role of the Paper in Sound Absorption”
上記した特徴より、本発明のメルトブローン不織布は、中周波数域、中高周波数域及び高周波数域で良好な吸音性を有する吸音材となり得るため、ニーズに応じて種々吸音材を提供することができる。
また、本発明のメルトブローン不織布は、JIS L 1913:2010に準じて測定した通気量(フラジール形法)が、1~50cc/cm2・secの範囲であることが好ましい。より好ましくは1~30cc/cm2・sec、さらに好ましくは1~15cc/cm2・sec、特に好ましくは1~12cc/cm2・secの範囲である。通気量が50cc/cm2・secを超えると吸音率が低下する。一方、通気量が1cc/cm2・sec未満では、風の通過性が悪くなるため通過時の抵抗(圧損)が高くなる。
この特性により、本発明のメルトブローン不織布は、吸音材用途に好適なものとなる。
この特性により、本発明のメルトブローン不織布は、吸音材用途に好適なものとなる。
また、本発明のメルトブローン不織布の特徴は、JIS L 1913:2010に準じて測定した保水率が200%以下である。より好ましくは100%以下、さらに好ましくは50%以下である。一般的なメルトブローン不織布のように、前記紡糸ノズル列先端と前記スクリーン坦持体上との間隔が45cm未満の場合は、ノズルから吐出された溶融プロピレン系樹脂が切断されることなく連続糸として担持体上に集積される。そのため、保水性の高いメルトブローン不織布が得られる。一方、本発明のメルトブローン不織布は、一部または全部が非連続糸(いわゆる短繊維)であるため、一般的なメルトブローン不織布に比して保水率が低い。
この特性により、本発明のメルトブローン不織布を用いた吸音材は、雨水や泥水の滞留を抑制でき、吸音材の劣化、吸音率の低下、吸音材内部のカビ・細菌の発生・増殖を抑制できる。かかる特性を利用すれば、各種フィルター類、断熱材などにも好適に用いることができる。
この特性により、本発明のメルトブローン不織布を用いた吸音材は、雨水や泥水の滞留を抑制でき、吸音材の劣化、吸音率の低下、吸音材内部のカビ・細菌の発生・増殖を抑制できる。かかる特性を利用すれば、各種フィルター類、断熱材などにも好適に用いることができる。
本発明のメルトブローン不織布は、荷重0.13g/cm2の条件下で測定された厚みが、5~50mmであることが好ましい。より好ましくは10~50mm、さらに好ましくは15~40mmである。厚みが不足すると吸音率が低下する傾向がある。一方、厚みが厚くなるほど吸音率は高くなるが、生産性が低下し経済性が悪化する。
メルトブローン不織布の目付及び密度は、目付が100~1,000g/m2、密度が0.01~0.04g/cm3であることが好ましい。目付は、より好ましくは150~800g/m2、さらに好ましくは200~700g/m2である。目付が100g/m2以上であると、吸音率が良好になる傾向がある。また、目付が1,000g/m2以下であると、生産性が著しく悪化することがない。
本発明のメルトブローン不織布は、KESに従い測定された圧縮荷重-圧縮歪み曲線の直線性であるLC値が0.3~0.6の範囲にあることが好ましい。LC値は、その値が小さいほど、圧縮初期のつぶれ易さが良好であることを意味する。即ち、均一性の高い不織布が形成されている。前記LC値は、より好ましくは0.4~0.5の範囲である。これにより、潰れ易く、圧縮し易い、より高密度状態が作り出し易い。
同様にKESによる評価から、圧縮仕事量であるWC値や圧縮レジリエンスであるRC値を得ることができる。メルトブローン不織布のWC値が5~30N・m/m2の範囲であると、高密度状態である不織布が容易に得られる。より好ましくは、10~20N・m/m2の範囲である。また、メルトブローン不織布のRC値が30~50%であると、吸音性、均一性が良好となる。より好ましくは、40~50%である。
同様にKESによる評価から、圧縮仕事量であるWC値や圧縮レジリエンスであるRC値を得ることができる。メルトブローン不織布のWC値が5~30N・m/m2の範囲であると、高密度状態である不織布が容易に得られる。より好ましくは、10~20N・m/m2の範囲である。また、メルトブローン不織布のRC値が30~50%であると、吸音性、均一性が良好となる。より好ましくは、40~50%である。
本発明のメルトブローン不織布は、JIS L 1913:2010に準じて測定したカンチレバー法による長手(たて)方向及び幅(よこ)方向の剛軟度が60mm以上であることが好ましい。即ち、たて方向とよこ方向の剛軟度の差が非常に小さい。このことは、メルトブローン不織布の均一性が良好であることを示す。カンチレバー法による長手(たて)方向及び幅(よこ)方向の剛軟度は、より好ましくは70mm以上、さらに好ましくは80mm以上である。
本発明のメルトブローン不織布は、本発明の効果を損なわない範囲で、他の不織布、フェルト、布帛(織物、編物)、フィルム、紙等の材料と積層して用いても良い。積層は、メルトブローン不織布の片面だけでも良く、両面でも良い。同一または異なる平均繊維径を有するメルトブローン不織布を2枚以上重ねて積層しても良い。積層する場合の積層順や積層数は特に制限されない。
本発明のメルトブローン不織布を他の材料と積層する場合は、ニードルパンチ、ウォータージェットパンチ等の機械交絡法、接着剤による接着法、熱融着法、熱エンボス、超音波接着、接着樹脂によるシンター接着法、熱接着シートによる接着法、縫合法など種々の公知の方法を採用することができる。接着法は点接着、部分接着、全面接着など適宜な方法を用いて良い。
上記他の材料のなかでも、他の不織布やフェルトと積層することが、本発明のメルトブローン不織布の特性を活かせる点で好ましい。他の不織布としては、スパンボンド不織布、ニードルパンチ不織布、ウォータージェットパンチ不織布、メルトブローン不織布、サーマルボンド不織布などが挙げられる。他の不織布やフェルトの厚さは特に限定されず、薄いものであれば0.01~2mm(より好ましくは0.05~1mm)程度のものが良い。厚いものであれば2~30mm(より好ましくは5~20mm)程度のものが良い。
他の不織布やフェルトの素材(原料樹脂)としては、リサイクル性を考慮するとプロピレン系樹脂が好ましい。本発明のメルトブローン不織布と同一樹脂で構成されていると、例えば車両用として大量に使用される吸音材のリサイクルが容易となり、他素材を使った場合に必要となる分解作業が不要となることで、リサイクル性が向上する。
本発明のメルトブローン不織布は、熱処理、ロール加工、賦形加工などの二次加工を施して用いても良い。
本発明のメルトブローン不織布を有する本発明の吸音材は、その目的や用途に合せて公知の方法を適用して適宜な厚さ、大きさ、形状等に加工することにより、種々用途に用いることができる。
例えば、車両(自動車、貨車、航空機など)や船舶の内装材、外装材などに好適に使用することができる。例えば、自動車のエンジンルームの内装材や外装材、天井材、リアパッケージ、ドアトリム、ダッシュボードなどの内装材などが挙げられる。その他、建物の壁材、冷蔵庫、掃除機、エアコンなどの電化製品などに用いることができる。
本発明のメルトブローン不織布は、吸音材以外の用途にも用いることができる。ポリプロピレン系樹脂を素材としていることから、耐薬品性に優れているので、微粒子捕集機能が要求される、例えばエアコン、空気清浄機、自動車用などのエアフィルター;電極間の絶縁性に優れているので、例えば電池セパレータ;濾過フィルター;油吸着材;断熱材;紙おむつなどが挙げられる。
以下、実施例及び比較例を用いて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。なお、以下の実施例及び比較例における各特性値の測定方法は次の通りである。
[繊維径及び積算頻度]
メルトブローン不織布について、(株)日立製作所製電子顕微鏡S-3400を用いて倍率5,000倍の写真を撮影した。任意に100本を選び、その繊維の幅(直径)を測定し、平均径と2.01μm以上の繊維径積算頻度を百分率にて算出した。
メルトブローン不織布について、(株)日立製作所製電子顕微鏡S-3400を用いて倍率5,000倍の写真を撮影した。任意に100本を選び、その繊維の幅(直径)を測定し、平均径と2.01μm以上の繊維径積算頻度を百分率にて算出した。
[厚さ(製造時)]
スケールを用い、荷重が0.13g/cm2時の厚さを測定した。
スケールを用い、荷重が0.13g/cm2時の厚さを測定した。
[目付]
JIS L 1913:2010 一般不織布試験方法 6.2 単位面積当たりの質量(g/m2)(ISO法)。試験片の大きさ:200×250mm。試験片の枚数:3枚。
JIS L 1913:2010 一般不織布試験方法 6.2 単位面積当たりの質量(g/m2)(ISO法)。試験片の大きさ:200×250mm。試験片の枚数:3枚。
[引張強さ及び伸び率]
JIS L 1913:2010 一般不織布試験方法 6.3.1 引張強さ及び伸び率(ISO法)標準時。定速伸長形引張試験機使用(ロードセル定格:50N)。
引張速度:100mm/min
つかみ間隔:200mm
測定回数:5回。
JIS L 1913:2010 一般不織布試験方法 6.3.1 引張強さ及び伸び率(ISO法)標準時。定速伸長形引張試験機使用(ロードセル定格:50N)。
引張速度:100mm/min
つかみ間隔:200mm
測定回数:5回。
[引裂強さ]
JIS L 1913:2010 一般不織布試験方法 6.4.3 引裂強さ シングルタング法(JIS法)。定速伸長形引張試験機使用(ロードセル定格:500N)。
引張速度:200mm/min
つかみ間隔:100mm
測定回数:5回。
JIS L 1913:2010 一般不織布試験方法 6.4.3 引裂強さ シングルタング法(JIS法)。定速伸長形引張試験機使用(ロードセル定格:500N)。
引張速度:200mm/min
つかみ間隔:100mm
測定回数:5回。
[剛軟度]
JIS L 1913:2010 一般不織布試験方法 6.7.3 剛軟度 41.5°カンチレバー法(ISO法)により全平均の曲げ長さ(mm)を測定。測定回数:6回。
JIS L 1913:2010 一般不織布試験方法 6.7.3 剛軟度 41.5°カンチレバー法(ISO法)により全平均の曲げ長さ(mm)を測定。測定回数:6回。
[通気性]
JIS L 1913:2010 一般不織布試験方法 6.8.1 通気性(JIS法) フラジール形法。測定回数:3回。
JIS L 1913:2010 一般不織布試験方法 6.8.1 通気性(JIS法) フラジール形法。測定回数:3回。
[吸水性]
JIS L 1913:2010 一般不織布試験方法 6.9.2 吸水性(JIS法)保水率。水温:21.0℃。測定枚数:3枚。保水率は次式により算出。
保水率(%)={(m2-m1)/m1}×100
m1:試験片の標準状態での質量(mg)
m2:試験片を湿潤し、水を滴り落とした後の質量(mg)
JIS L 1913:2010 一般不織布試験方法 6.9.2 吸水性(JIS法)保水率。水温:21.0℃。測定枚数:3枚。保水率は次式により算出。
保水率(%)={(m2-m1)/m1}×100
m1:試験片の標準状態での質量(mg)
m2:試験片を湿潤し、水を滴り落とした後の質量(mg)
[圧縮特性試験]
KES-G5 ハンディー圧縮試験機(カトーテック株式会社)使用。
圧縮速度:0.5cm/sec
加圧面積:2cm2
圧縮上限荷重:4,900N/m2
測定回数:5回。
KES-G5 ハンディー圧縮試験機(カトーテック株式会社)使用。
圧縮速度:0.5cm/sec
加圧面積:2cm2
圧縮上限荷重:4,900N/m2
測定回数:5回。
[熱伝導率]
KES-F7 精密迅速熱物性測定装置(カトーテック株式会社)使用。
熱板(BT-box)の設定温度:30℃
冷却ベースの設定温度:20.0℃
BT-Boxの熱板面積:25cm2
測定回数:3回。熱伝導率は次式により算出。
熱伝導率(k)=W×D/A×△T
W:BT-boxの熱流量(W)
D:試料の厚さ(cm)
A:BT-boxの熱板面積(cm2)
△T=(BT-boxの温度)-(冷却ベースの温度)
KES-F7 精密迅速熱物性測定装置(カトーテック株式会社)使用。
熱板(BT-box)の設定温度:30℃
冷却ベースの設定温度:20.0℃
BT-Boxの熱板面積:25cm2
測定回数:3回。熱伝導率は次式により算出。
熱伝導率(k)=W×D/A×△T
W:BT-boxの熱流量(W)
D:試料の厚さ(cm)
A:BT-boxの熱板面積(cm2)
△T=(BT-boxの温度)-(冷却ベースの温度)
[吸音率]
JIS A 1405-2 垂直入射吸音率測定器(ブリュエルケアージャパン社製)により実施。
JIS A 1405-2 垂直入射吸音率測定器(ブリュエルケアージャパン社製)により実施。
(実施例1)
熱可塑性樹脂としてプロピレン単独重合体(MFR:2,000g/10分)(ASTMD1238に準拠し、温度230℃、荷重2.16kgで測定)を用い、小孔ノズルとしてノズル径0.15mmφのメルトブローン用紡糸ノズルを装着したメルトブローン不織布製造装置を用い、押出し温度260℃、紡糸ノズルの両側から吹き出す加熱エア(温度:270℃)を用いて、ホットエア圧力0.6kg/m3、エア量360Nm3/h、吐出量3.8kg/hで細化・固化した後、この繊維を紡糸ノズルからの距離78cmでスクリーン担体上に集積し、厚さ13.5mmのメルトブローン不織布を得た。
メルトブローン不織布の繊維径分布を図1、電子顕微鏡写真を図11に示す。
熱可塑性樹脂としてプロピレン単独重合体(MFR:2,000g/10分)(ASTMD1238に準拠し、温度230℃、荷重2.16kgで測定)を用い、小孔ノズルとしてノズル径0.15mmφのメルトブローン用紡糸ノズルを装着したメルトブローン不織布製造装置を用い、押出し温度260℃、紡糸ノズルの両側から吹き出す加熱エア(温度:270℃)を用いて、ホットエア圧力0.6kg/m3、エア量360Nm3/h、吐出量3.8kg/hで細化・固化した後、この繊維を紡糸ノズルからの距離78cmでスクリーン担体上に集積し、厚さ13.5mmのメルトブローン不織布を得た。
メルトブローン不織布の繊維径分布を図1、電子顕微鏡写真を図11に示す。
(実施例2)
実施例1と同様の方法で吐出時間を長くし、厚さ19.8mmのメルトブローン不織布を得た。
実施例1と同様の方法で吐出時間を長くし、厚さ19.8mmのメルトブローン不織布を得た。
(実施例3)
実施例1において、ホットエア圧力を0.4kg/m3、エア量300Nm3/hに変更した以外は、実施例1と同様の方法で厚さ16.0mmのメルトブローン不織布を得た。
メルトブローン不織布の繊維径分布を図2、電子顕微鏡写真を図12に示す。
実施例1において、ホットエア圧力を0.4kg/m3、エア量300Nm3/hに変更した以外は、実施例1と同様の方法で厚さ16.0mmのメルトブローン不織布を得た。
メルトブローン不織布の繊維径分布を図2、電子顕微鏡写真を図12に示す。
(実施例4)
実施例3と同様の方法で吐出時間を長くし、厚さ19.4mmのメルトブローン不織布を得た。
実施例3と同様の方法で吐出時間を長くし、厚さ19.4mmのメルトブローン不織布を得た。
(実施例5)
実施例1において、ホットエア圧力を0.3kg/m3、エア量260Nm3/hに変更した以外は、実施例1と同様の方法で厚さ12.5mmのメルトブローン不織布を得た。
メルトブローン不織布の繊維径分布を図3、電子顕微鏡写真を図13に示す。
実施例1において、ホットエア圧力を0.3kg/m3、エア量260Nm3/hに変更した以外は、実施例1と同様の方法で厚さ12.5mmのメルトブローン不織布を得た。
メルトブローン不織布の繊維径分布を図3、電子顕微鏡写真を図13に示す。
(実施例6)
実施例5と同様の方法で吐出時間を長くし、厚さ21.9mmのメルトブローン不織布を得た。
実施例5と同様の方法で吐出時間を長くし、厚さ21.9mmのメルトブローン不織布を得た。
(実施例7:参照例)
熱可塑性樹脂をプロピレン単独重合体(MFR:1,300g/10分)(測定条件は実施例1と同じ)に変更した以外は、実施例3と同様の方法で厚さ8.7mmのメルトブローン不織布を得た。
メルトブローン不織布の繊維径分布を図4、電子顕微鏡写真を図14に示す。
熱可塑性樹脂をプロピレン単独重合体(MFR:1,300g/10分)(測定条件は実施例1と同じ)に変更した以外は、実施例3と同様の方法で厚さ8.7mmのメルトブローン不織布を得た。
メルトブローン不織布の繊維径分布を図4、電子顕微鏡写真を図14に示す。
(実施例8:参照例)
熱可塑性樹脂をプロピレン単独重合体(MFR:1,300g/10分)(測定条件は実施例1と同じ)に変更した以外は、実施例5と同様の方法で吐出時間を長くし、厚さ16.3mmのメルトブローン不織布を得た。
熱可塑性樹脂をプロピレン単独重合体(MFR:1,300g/10分)(測定条件は実施例1と同じ)に変更した以外は、実施例5と同様の方法で吐出時間を長くし、厚さ16.3mmのメルトブローン不織布を得た。
(比較例1)
実施例1において、ホットエア圧力を0.2kg/m3、エア量を200Nm3/hに変更した以外は、実施例1と同様の方法で吐出時間を長くし、厚さ20.6mmのメルトブローン不織布を得た。
メルトブローン不織布の繊維径分布を図5、電子顕微鏡写真を図15に示す。
実施例1において、ホットエア圧力を0.2kg/m3、エア量を200Nm3/hに変更した以外は、実施例1と同様の方法で吐出時間を長くし、厚さ20.6mmのメルトブローン不織布を得た。
メルトブローン不織布の繊維径分布を図5、電子顕微鏡写真を図15に示す。
(比較例2)
市販のメルトブローン不織布を用いた。実測した厚さは12.3mmであった。
市販のメルトブローン不織布を用いた。実測した厚さは12.3mmであった。
(比較例3)
比較例2に用いたメルトブローン不織布を2枚積層した。実測した厚さは22.8mmであった。
比較例2に用いたメルトブローン不織布を2枚積層した。実測した厚さは22.8mmであった。
上記試験条件ならびに製造されたメルトブローン不織布の特性を表1に示す。
(メルトブローン不織布の吸音率)
実施例2、4、6、8で得た平均繊維径が異なるメルトブローン不織布(厚さ約16~22mm)、及び比較例1、3で得たメルトブローン不織布(厚さ約21~23mm)について、吸音率を測定した。測定はメルトブローン不織布部分を音源側にして取り付けて行った。結果を図6に示す。
実施例2、4、6、8で得た平均繊維径が異なるメルトブローン不織布(厚さ約16~22mm)、及び比較例1、3で得たメルトブローン不織布(厚さ約21~23mm)について、吸音率を測定した。測定はメルトブローン不織布部分を音源側にして取り付けて行った。結果を図6に示す。
図6の結果から、実施例2のメルトブローン不織布(平均繊維径1.44μm)は、中高周波数域における吸音率が良好であった。
実施例4(平均繊維径2.40μm)及び実施例6(平均繊維径3.82μm)のメルトブローン不織布は、中周波数域での吸音率は実施例2に比べると低いが、中周波数域から高周波数域まで吸音率が高い値を示した。
実施例8のメルトブローン不織布(MFR1,300g/10分のポリプロピレン(PP)樹脂使用、平均繊維径1.82μm)は、中周波数域における吸音率が良好であったが、3000Hz以降の高周波数の吸音率が劣っていた。
比較例1(平均繊維径6.79μm)及び比較例3のメルトブローン不織布は、中周波数域における吸音率が劣っていた。
図6の結果より、平均繊維径が0.7~4.0μmの範囲のメルトブローン不織布は、中周波数域での吸音性に優れていることが分かる。
実施例4(平均繊維径2.40μm)及び実施例6(平均繊維径3.82μm)のメルトブローン不織布は、中周波数域での吸音率は実施例2に比べると低いが、中周波数域から高周波数域まで吸音率が高い値を示した。
実施例8のメルトブローン不織布(MFR1,300g/10分のポリプロピレン(PP)樹脂使用、平均繊維径1.82μm)は、中周波数域における吸音率が良好であったが、3000Hz以降の高周波数の吸音率が劣っていた。
比較例1(平均繊維径6.79μm)及び比較例3のメルトブローン不織布は、中周波数域における吸音率が劣っていた。
図6の結果より、平均繊維径が0.7~4.0μmの範囲のメルトブローン不織布は、中周波数域での吸音性に優れていることが分かる。
(実施例9)
実施例2、4、6及び比較例3のメルトブローン不織布と、厚さ0.15mmのスパンボンド不織布との積層体(吸音材)の吸音率を測定した。積層は接着剤なし(非接着)、接着剤あり(低融点樹脂を散布した後、熱接着させたもの)の2種について試験した。測定はメルトブローン不織布部分を音源側にして取り付けて行った。結果を図7に示す。
実施例2、4、6及び比較例3のメルトブローン不織布と、厚さ0.15mmのスパンボンド不織布との積層体(吸音材)の吸音率を測定した。積層は接着剤なし(非接着)、接着剤あり(低融点樹脂を散布した後、熱接着させたもの)の2種について試験した。測定はメルトブローン不織布部分を音源側にして取り付けて行った。結果を図7に示す。
図7の結果から、実施例2のメルトブローン不織布(平均繊維径1.44μm)は、接着の有無にかかわらず、中周波数域における吸音率が良好であった。実施例4(平均繊維径2.40μm)及び実施例6(平均繊維径3.82μm)のメルトブローン不織布は、中周波数から高周波数域における吸音率が安定していた。
(実施例10)
実施例2及び比較例3のメルトブローン不織布と、厚さ0.15mmのスパンボンド不織布との積層体(吸音材)の吸音率を測定した。積層は接着剤ありとした。結果を図8に示す。
実施例2及び比較例3のメルトブローン不織布と、厚さ0.15mmのスパンボンド不織布との積層体(吸音材)の吸音率を測定した。積層は接着剤ありとした。結果を図8に示す。
図8の結果から、実施例2で製造したメルトブローン不織布を積層した吸音材は、比較例3のメルトブローン不織布を積層した吸音材に比べ、中周波数域での吸音率が良好であった。メルトブローン不織布を音源側に配置することにより中周波数域における吸音率が高くなる傾向を示した。
(実施例11)
実施例1、3、5及び比較例2のメルトブローン不織布(厚さ約10mm)と、厚さ0.15mmのスパンボンド不織布との積層体(吸音材)の吸音率を測定した。積層は、実施例9と同様、接着剤ありなしの2種とした。測定はメルトブローン不織布部分を音源側にして取り付けて行った。結果を図9に示す。
実施例1、3、5及び比較例2のメルトブローン不織布(厚さ約10mm)と、厚さ0.15mmのスパンボンド不織布との積層体(吸音材)の吸音率を測定した。積層は、実施例9と同様、接着剤ありなしの2種とした。測定はメルトブローン不織布部分を音源側にして取り付けて行った。結果を図9に示す。
図9の結果から、実施例1、3、5で製造したメルトブローン不織布を積層した吸音材は、接着剤ありなしに拘わらず中周波数から高周波数域における吸音性が良好であった。同じ厚みの比較例2のメルトブローン不織布を積層した吸音材に比べて、中周波数から高周波数域における吸音性に優れていた。
図7及び図9の結果から、本発明のメルトブローン不織布は、ある程度の厚みを持たせることで、中周波数域で優れた吸音性を示すことが分かる。
図7及び図9の結果から、本発明のメルトブローン不織布は、ある程度の厚みを持たせることで、中周波数域で優れた吸音性を示すことが分かる。
(実施例12)
実施例1、実施例7で得たメルトブローン不織布と、厚さ10mmのフェルトとの積層体(吸音材)、厚さ10mmのフェルトを2枚積層し厚み20mmとしたもの、及び比較例3の吸音材の吸音率を測定した。測定はメルトブローン不織布部分を音源側にして取り付けて行った。結果を図10に示す。
実施例1、実施例7で得たメルトブローン不織布と、厚さ10mmのフェルトとの積層体(吸音材)、厚さ10mmのフェルトを2枚積層し厚み20mmとしたもの、及び比較例3の吸音材の吸音率を測定した。測定はメルトブローン不織布部分を音源側にして取り付けて行った。結果を図10に示す。
図10の結果から、実施例1で作製したメルトブローン不織布は、実施例7及び比較例3のメルトブローン不織布に比べて、中周波数域から高周波数域における吸音率が良好であった。
(実施例13)
熱可塑性樹脂としてプロピレン単独重合体(MFR:1,700g/10分)(測定条件は実施例1と同じ)を用い、小孔ノズルとしてノズル径0.15mmφのメルトブローン用紡糸ノズルを装着したメルトブローン不織布製造装置を用い、孔(hole)数640、押出し温度260℃、紡糸ノズルの両側から吹き出す加熱エア(温度:320℃)を用いて、ホットエア圧力0.6kg/m3、エア量360Nm3/h、吐出量0.1g/hole/分で細化・固化した後、この繊維を紡糸ノズルからの距離78cmでスクリーン担体上に集積し、厚さ12.4mmのメルトブローン不織布を得た。
熱可塑性樹脂としてプロピレン単独重合体(MFR:1,700g/10分)(測定条件は実施例1と同じ)を用い、小孔ノズルとしてノズル径0.15mmφのメルトブローン用紡糸ノズルを装着したメルトブローン不織布製造装置を用い、孔(hole)数640、押出し温度260℃、紡糸ノズルの両側から吹き出す加熱エア(温度:320℃)を用いて、ホットエア圧力0.6kg/m3、エア量360Nm3/h、吐出量0.1g/hole/分で細化・固化した後、この繊維を紡糸ノズルからの距離78cmでスクリーン担体上に集積し、厚さ12.4mmのメルトブローン不織布を得た。
(実施例14)
実施例13と同様の方法でベルトコンベアの速度を遅くすることにより、厚さ18.9mmのメルトブローン不織布を得た。
実施例13と同様の方法でベルトコンベアの速度を遅くすることにより、厚さ18.9mmのメルトブローン不織布を得た。
(実施例15)
実施例13において、ホットエア量を300Nm3/hに変更した以外は、実施例13と同様の方法で厚さ12.8mmのメルトブローン不織布を得た。
実施例13において、ホットエア量を300Nm3/hに変更した以外は、実施例13と同様の方法で厚さ12.8mmのメルトブローン不織布を得た。
(実施例16)
実施例1において、ホットエア温度320℃に変更した以外は、実施例1と同様の方法で厚さ12.6mmのメルトブローン不織布を得た。
実施例1において、ホットエア温度320℃に変更した以外は、実施例1と同様の方法で厚さ12.6mmのメルトブローン不織布を得た。
(実施例17)
実施例16の方法で吐出時間を長くし、厚さ23.4mmのメルトブローン不織布を得た。
実施例16の方法で吐出時間を長くし、厚さ23.4mmのメルトブローン不織布を得た。
(実施例18:参照例)
熱可塑性樹脂をプロピレン単独重合体(MFR:1,300g/10分)(測定条件は実施例1と同じ)に変更した以外は、実施例13と同様の方法で厚さ12.9mmのメルトブローン不織布を得た。
熱可塑性樹脂をプロピレン単独重合体(MFR:1,300g/10分)(測定条件は実施例1と同じ)に変更した以外は、実施例13と同様の方法で厚さ12.9mmのメルトブローン不織布を得た。
(実施例19:参照例)
実施例18と同様の方法で吐出時間を長くし、厚さ21.1mmのメルトブローン不織布を得た。
実施例18と同様の方法で吐出時間を長くし、厚さ21.1mmのメルトブローン不織布を得た。
実施例13~19の試験条件ならびにメルトブローン不織布の特性を表2に示す。
(メルトブローン不織布の繊維径分布)
実施例13~15、17~18で得たメルトブローン不織布の繊維径分布を図16~20に示す。
実施例13~15、17~18で得たメルトブローン不織布の繊維径分布を図16~20に示す。
(メルトブローン不織布の吸音率)
実施例13、16、18で得たメルトブローン不織布(厚さ12~13mm)について吸音率を測定した結果を図21に示す。実施例14、17、19で得たメルトブローン不織布(厚さ19~23mm)について吸音率を測定した結果を図22に示す。
実施例13、16、18で得たメルトブローン不織布(厚さ12~13mm)について吸音率を測定した結果を図21に示す。実施例14、17、19で得たメルトブローン不織布(厚さ19~23mm)について吸音率を測定した結果を図22に示す。
図21より、MFR1,700g/10分以上のポリプロピレン(PP)樹脂を使用した厚さ約10mmのメルトブローン不織布は、中周波数域から高周波数域における吸音率が良好であった。また、図22より、厚さ約20mmのメルトブローン不織布は、中周波数域における吸音率が良好であり、MFR1,700g/10分以上のポリプロピレン樹脂を使用したメルトブローン不織布は、最大吸音率が高い値を示した。
本発明のメルトブローン不織布及びそれを有する吸音材は、車両用吸音材をはじめ、各種用途に利用することができる。
Claims (13)
- メルトフローレート(温度230℃、荷重2.16kg)が1,700g/10分以上のプロピレン系樹脂原料から製造されるメルトブローン不織布であって、
平均繊維径が0.7~4.0μm、2.0μm超の繊維径積算頻度が5%以上の範囲にあるプロピレン系樹脂繊維からなり、
JIS L 1913:2010(フラジール形法)に準じて測定した通気量が1~15cc/cm2・secであり、かつ、
JIS L 1913:2010に準じて測定した保水率が200%以下であることを特徴とするメルトブローン不織布。 - 荷重0.13g/cm2の条件下で測定された厚みが5~50mmである請求項1に記載のメルトブローン不織布。
- 目付が100~1,000g/m2、密度が0.01~0.04g/cm3であり、かつ、KESに従い測定された圧縮荷重-圧縮歪み曲線の直線性であるLC値が0.3~0.6である請求項1に記載のメルトブローン不織布。
- KESに従い測定された圧縮レジリエンスであるRC値が30~50%である請求項1に記載のメルトブローン不織布。
- KESに従い測定された圧縮仕事量であるWC値が5~30N・m/m2である請求項1に記載のメルトブローン不織布。
- JIS L 1913:2010(カンチレバー法)に準じて測定した長手(たて)方向及び幅(よこ)方向の剛軟度が、それぞれ60mm以上である請求項1に記載のメルトブローン不織布。
- 請求項1~6のいずれかに記載のメルトブローン不織布を有することを特徴とする吸音材。
- メルトブローン不織布と、他の不織布および/またはフェルトとが積層されてなる請求項7に記載の吸音材。
- 車両用である請求項7または8に記載の吸音材。
- 溶融プロピレン系樹脂を、幅方向に直線一列に間隔を置いて配置された多数の直径200μm以下の孔径を有する紡糸ノズル列から吐出し、前記ノズル列の両側に設けられた熱風を噴出する空気ノズルにより、前記紡糸ノズルから吐出した溶融プロピレン系樹脂を前記空気ノズルから噴出する加熱空気により延伸し、前記ノズル列と対向して配置された随伴気流を吸引するスクリーン担持体上に吹き飛ばすと共に集積して極細繊維不織布を製造するメルトブローン装置において、前記紡糸ノズル列先端と前記スクリーン担持体上との間隔を45cm以上とすることを特徴とする請求項1~8のいずれかに記載のメルトブローン不織布の製造方法。
- 前記直径200μm以下の孔径が同一径である請求項10に記載のメルトブローン不織布の製造方法。
- 前記ノズル列からの吐出方向が水平方向(横方向)または垂直方向である請求項10に記載のメルトブローン不織布の製造方法。
- 前記紡糸ノズル列先端と前記スクリーン担持体上との間隔を45~90cmの範囲とする請求項10に記載のメルトブローン不織布の製造方法。
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