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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024032160
(43)【公開日】2024-03-12
(54)【発明の名称】防音シートの製造方法、および防音シート
(51)【国際特許分類】
G10K 11/162 20060101AFI20240305BHJP
G10K 11/168 20060101ALI20240305BHJP
B32B 5/26 20060101ALI20240305BHJP
D06M 17/00 20060101ALI20240305BHJP
【ＦＩ】
G10K11/162
G10K11/168
B32B5/26
D06M17/00 B
D06M17/00 H
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022135664
(22)【出願日】2022-08-29
(71)【出願人】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100179475
【弁理士】
【氏名又は名称】仲井 智至
(74)【代理人】
【識別番号】100216253
【弁理士】
【氏名又は名称】松岡 宏紀
(74)【代理人】
【識別番号】100225901
【弁理士】
【氏名又は名称】今村 真之
(72)【発明者】
【氏名】矢島 英明
(72)【発明者】
【氏名】大川 裕太
【テーマコード（参考）】
4F100
4L032
5D061
【Ｆターム（参考）】
4F100AJ01A
4F100AJ01B
4F100AJ04A
4F100AJ04B
4F100AK04A
4F100AK04B
4F100AK42A
4F100AK42B
4F100BA02
4F100DG01A
4F100DG01B
4F100DG17A
4F100DG17B
4F100EC03
4F100EJ42A
4F100EJ42B
4F100EJ50
4F100JA04
4F100JH01
4F100YY00A
4F100YY00B
4L032AA03
4L032AA05
4L032AA07
4L032AB04
4L032AC01
4L032BD01
4L032BD03
4L032DA00
4L032EA00
5D061AA02
5D061AA07
5D061AA22
5D061BB21
5D061DD11
(57)【要約】 （修正有）
【課題】内部構造を簡便に制御する防音シートの製造方法および該製造方法による防音シートを提供する。
【解決手段】防音シートの製造方法は、天然繊維である複数の第１繊維と、第１芯部および第１芯部を被覆し、第１の融点を有する第１被覆層を含む複数の第２繊維と、が混合されたウェブを作製する第１堆積工程Ｓ１２と、ウェブを加熱して、第１被覆層を溶融させる加熱工程Ｓ１３と、第１被覆層が溶融した状態にてウェブに所定の圧縮力を印加する加圧工程Ｓ１５と、所定の圧縮力を印加したまま、ウェブを冷やして第１被覆層を固化させる加圧冷却工程Ｓ１６と、を有する。
【選択図】図４
【解決手段】防音シートの製造方法は、天然繊維である複数の第１繊維と、第１芯部および第１芯部を被覆し、第１の融点を有する第１被覆層を含む複数の第２繊維と、が混合されたウェブを作製する第１堆積工程Ｓ１２と、ウェブを加熱して、第１被覆層を溶融させる加熱工程Ｓ１３と、第１被覆層が溶融した状態にてウェブに所定の圧縮力を印加する加圧工程Ｓ１５と、所定の圧縮力を印加したまま、ウェブを冷やして第１被覆層を固化させる加圧冷却工程Ｓ１６と、を有する。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
天然繊維である複数の第１繊維と、第１芯部および前記第１芯部を被覆し、第１の融点を有する第１被覆層を含む複数の第２繊維と、が混合された第１堆積繊維体を作製する第１堆積工程と、
前記第１堆積繊維体を加熱して、前記第１被覆層を溶融させる加熱工程と、
前記第１被覆層が溶融した状態にて前記第１堆積繊維体に所定の圧縮力を印加する加圧工程と、
前記所定の圧縮力を印加したまま、前記第１堆積繊維体を冷やして前記第１被覆層を固化させる加圧冷却工程と、を有することを特徴とする防音シートの製造方法。
前記第１堆積繊維体を加熱して、前記第１被覆層を溶融させる加熱工程と、
前記第１被覆層が溶融した状態にて前記第１堆積繊維体に所定の圧縮力を印加する加圧工程と、
前記所定の圧縮力を印加したまま、前記第１堆積繊維体を冷やして前記第１被覆層を固化させる加圧冷却工程と、を有することを特徴とする防音シートの製造方法。
【請求項2】
天然繊維である複数の第１繊維と、第１芯部および前記第１芯部を被覆し、第１の融点を有する第１被覆層を含む複数の第２繊維と、が混合された第１堆積繊維体を作製する第１堆積工程と、
複数の前記第１繊維と、第２芯部および前記第２芯部を被覆し、前記第１の融点より高い第２の融点を有する第２被覆層を含む複数の第３繊維と、が混合された第２堆積繊維体を作製する第２堆積工程と、
前記第１堆積繊維体と前記第２堆積繊維体とを重ねて加熱して、前記第１被覆層および前記第２被覆層を溶融させる加熱工程と、
重ねられた前記第１堆積繊維体と前記第２堆積繊維体とを、前記第１の融点以上前記第２の融点未満の温度に冷却して、前記第１被覆層を固化させずに前記第２被覆層を固化させる冷却工程と、
重ねられた前記第１堆積繊維体と前記第２被覆層が固化した前記第２堆積繊維体とに所定の圧縮力を印加する加圧工程と、
前記所定の圧縮力を印加したまま、前記第１堆積繊維体と前記第２堆積繊維体とを、前記第１の融点未満の温度に冷やして、前記第１被覆層および前記第２被覆層が固化した状態とする加圧冷却工程と、を有することを特徴とする防音シートの製造方法。
複数の前記第１繊維と、第２芯部および前記第２芯部を被覆し、前記第１の融点より高い第２の融点を有する第２被覆層を含む複数の第３繊維と、が混合された第２堆積繊維体を作製する第２堆積工程と、
前記第１堆積繊維体と前記第２堆積繊維体とを重ねて加熱して、前記第１被覆層および前記第２被覆層を溶融させる加熱工程と、
重ねられた前記第１堆積繊維体と前記第２堆積繊維体とを、前記第１の融点以上前記第２の融点未満の温度に冷却して、前記第１被覆層を固化させずに前記第２被覆層を固化させる冷却工程と、
重ねられた前記第１堆積繊維体と前記第２被覆層が固化した前記第２堆積繊維体とに所定の圧縮力を印加する加圧工程と、
前記所定の圧縮力を印加したまま、前記第１堆積繊維体と前記第２堆積繊維体とを、前記第１の融点未満の温度に冷やして、前記第１被覆層および前記第２被覆層が固化した状態とする加圧冷却工程と、を有することを特徴とする防音シートの製造方法。
【請求項3】
前記第１繊維は、セルロース繊維であり、
前記第１繊維の平均繊維長は、１０μｍ以上５０ｍｍ以下であり、
前記第２繊維において、前記第１芯部はポリエチレンテレフタレートであり、前記第１被覆層はポリエチレンであり、
前記第２繊維の平均繊維長は、１００μｍ以上５ｍｍ以下である、請求項１に記載の防音シートの製造方法。
前記第１繊維の平均繊維長は、１０μｍ以上５０ｍｍ以下であり、
前記第２繊維において、前記第１芯部はポリエチレンテレフタレートであり、前記第１被覆層はポリエチレンであり、
前記第２繊維の平均繊維長は、１００μｍ以上５ｍｍ以下である、請求項１に記載の防音シートの製造方法。
【請求項4】
前記第１堆積繊維体において、前記第１繊維の含有量に対する前記第２繊維の含有量は、１２．０質量％以上４０．０質量％以下である、請求項３に記載の防音シートの製造方法。
【請求項5】
前記第１繊維は、セルロース繊維であり、
前記第１繊維の平均繊維長は、１０μｍ以上５０ｍｍ以下であり、
前記第２繊維において、前記第１芯部はポリエチレンテレフタレートであり、前記第１被覆層はポリエチレンであり、
前記第３繊維において、前記第２芯部はポリエチレンテレフタレートであり、前記第２被覆層はポリエチレンであり、
前記第２繊維および前記第３繊維の平均繊維長は、１００μｍ以上５ｍｍ以下である、請求項２に記載の防音シートの製造方法。
前記第１繊維の平均繊維長は、１０μｍ以上５０ｍｍ以下であり、
前記第２繊維において、前記第１芯部はポリエチレンテレフタレートであり、前記第１被覆層はポリエチレンであり、
前記第３繊維において、前記第２芯部はポリエチレンテレフタレートであり、前記第２被覆層はポリエチレンであり、
前記第２繊維および前記第３繊維の平均繊維長は、１００μｍ以上５ｍｍ以下である、請求項２に記載の防音シートの製造方法。
【請求項6】
前記第１の融点と前記第２の融点との差は、３℃以上である、請求項５に記載の防音シートの製造方法。
【請求項7】
前記第１堆積繊維体において、前記第１繊維の含有量に対する前記第２繊維の含有量は、１２．０質量％以上４０．０質量％以下であり、
前記第２堆積繊維体において、前記第１繊維の含有量に対する前記第３繊維の含有量は、１２．０質量％以上４０．０質量％以下である、請求項６に記載の防音シートの製造方法。
前記第２堆積繊維体において、前記第１繊維の含有量に対する前記第３繊維の含有量は、１２．０質量％以上４０．０質量％以下である、請求項６に記載の防音シートの製造方法。
【請求項8】
前記加圧工程において、前記所定の圧縮力による圧縮率は１０％以上である、請求項１または請求項２に記載の防音シートの製造方法。
【請求項9】
前記加圧工程は、加圧部を用いて行われ、
前記加圧部は、第１加圧部と第２加圧部とを有し、
前記第１加圧部と前記第２加圧部との間で前記圧縮力が印加され、
前記加圧冷却工程は、加圧冷却部を用いて行われ、
前記加圧冷却部は、第１加圧冷却部と第２加圧冷却部とを有し、
前記第１加圧冷却部と前記第２加圧冷却部との間で、前記圧縮力の印加と冷却とが行われる請求項８に記載の防音シートの製造方法。
前記加圧部は、第１加圧部と第２加圧部とを有し、
前記第１加圧部と前記第２加圧部との間で前記圧縮力が印加され、
前記加圧冷却工程は、加圧冷却部を用いて行われ、
前記加圧冷却部は、第１加圧冷却部と第２加圧冷却部とを有し、
前記第１加圧冷却部と前記第２加圧冷却部との間で、前記圧縮力の印加と冷却とが行われる請求項８に記載の防音シートの製造方法。
【請求項10】
前記第１加圧部は、第１制御部を有し、
前記第２加圧部は、第２制御部を有し、
前記第１加圧冷却部は、第３制御部を有し、
前記第２加圧冷却部は、第４制御部を有し、
前記第１制御部、前記第２制御部、前記第３制御部、および前記第４制御部は、第５制御部によって制御される、請求項９に記載の防音シートの製造方法。
前記第２加圧部は、第２制御部を有し、
前記第１加圧冷却部は、第３制御部を有し、
前記第２加圧冷却部は、第４制御部を有し、
前記第１制御部、前記第２制御部、前記第３制御部、および前記第４制御部は、第５制御部によって制御される、請求項９に記載の防音シートの製造方法。
【請求項11】
請求項１または請求項２に記載の防音シートの製造方法にて製造されることを特徴とする防音シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、防音シートの製造方法、および防音シートに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、セルロース繊維などの天然繊維と樹脂とを含む防音シートが知られていた。例えば、特許文献１には、天然繊維および合成樹脂などを含み、厚さ方向において各材料の含有量が変化する板状の繊維基材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１７－４８４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１に記載の繊維基材では、内部構造を簡便に制御することが難しいという課題があった。詳しくは、各材料の含有量の比が変化する構造を形成するために、含有量の比が徐々に変わるように各材料を堆積させて繊維集積物を作製している。この方法は、タクトタイムの増加や製造工程の複雑化に繋がり易く、製造コストに影響を及ぼす場合があった。すなわち、内部構造を簡便に制御する防音シートの製造方法が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【0005】
防音シートの製造方法は、天然繊維である複数の第１繊維と、第１芯部および前記第１芯部を被覆し、第１の融点を有する第１被覆層を含む複数の第２繊維と、が混合された第１堆積繊維体を作製する第１堆積工程と、前記第１堆積繊維体を加熱して、前記第１被覆層を溶融させる加熱工程と、前記第１被覆層が溶融した状態にて前記第１堆積繊維体に所定の圧縮力を印加する加圧工程と、前記所定の圧縮力を印加したまま、前記第１堆積繊維体を冷やして前記第１被覆層を固化させる加圧冷却工程と、を有することを特徴とする。
【0006】
防音シートの製造方法は、天然繊維である複数の第１繊維と、第１芯部および前記第１芯部を被覆し、第１の融点を有する第１被覆層を含む複数の第２繊維と、が混合された第１堆積繊維体を作製する第１堆積工程と、複数の前記第１繊維と、第２芯部および前記第２芯部を被覆し、前記第１の融点より高い第２の融点を有する第２被覆層を含む複数の第３繊維と、が混合された第２堆積繊維体を作製する第２堆積工程と、前記第１堆積繊維体と前記第２堆積繊維体とを重ねて加熱して、前記第１被覆層および前記第２被覆層を溶融させる加熱工程と、重ねられた前記第１堆積繊維体と前記第２堆積繊維体とを、前記第１の融点以上前記第２の融点未満の温度に冷却して、前記第１被覆層を固化させずに前記第２被覆層を固化させる冷却工程と、重ねられた前記第１堆積繊維体と前記第２被覆層が固化した前記第２堆積繊維体とに所定の圧縮力を印加する加圧工程と、前記所定の圧縮力を印加したまま、前記第１堆積繊維体と前記第２堆積繊維体とを、前記第１の融点未満の温度に冷やして、前記第１被覆層および前記第２被覆層が固化した状態とする加圧冷却工程と、を有することを特徴とする。
【0007】
防音シートは、上記防音シートの製造方法にて製造されることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】第１実施形態に係る防音シートの模式拡大図。
【図4】防音シートの製造方法を示すフロー図。
【図5】防音シートの製造装置の構成を示す模式図。
【図6】防音シートの製造方法を示す模式図。
【図7】加圧部および加圧冷却部などの構成を示すブロック図。
【図8】防音シートの製造方法を示す模式図。
【図9】防音シートの製造方法を示す模式図。
【図10】防音シートの製造方法を示す模式図。
【図11】防音シートの密度による遮音特性を示すグラフ。
【図12】第２実施形態に係る防音シートの低密度な領域の模式拡大図。
【図14】防音シートの製造方法を示すフロー図。
【図15】防音シートの製造方法を示す模式図。
【図16】防音シートの製造方法を示す模式図。
【図17】防音シートの製造方法を示す模式図。
【図18】防音シートの製造方法を示す模式図。
【図19】防音シートの内部構造による吸音特性を示すグラフ。
【図20】第３実施形態に係る防音シートの製造方法を示す模式図。
【図21】防音シートの製造方法を示す模式図。
【図22】防音シートの製造方法を示す模式図。
【図23】防音シートの製造方法を示す模式図。
【図24】第４実施形態に係る防音シートの製造方法を示す模式図。
【図25】防音シートの製造方法を示す模式図。
【図26】防音シートの製造方法を示す模式図。
【図27】防音シートの製造方法を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下に述べる実施の形態では、天然繊維などを含む防音シートＳおよびその製造方法を例示し、図面を参照して説明する。以下の各図においては、必要に応じて座標軸であるＸＹＺ軸を付し、矢印が指す方向を＋方向とし、＋方向と反対の方向を－方向とする。＋Ｚ方向を上方、－Ｚ方向を下方ということもある。なお、図５において－Ｚ方向は鉛直方向と一致する。また、図示の便宜上、各部材の大きさを実際とは異ならせている。防音シートＳの製造装置１０において、第１堆積繊維体であるウェブＷ１や防音シートＳなどの搬送方向の先を下流、搬送方向を遡る側を上流ということもある。ウェブＷ１などや防音シートＳにおいて、厚さとはＺ軸に沿う距離であり、厚さ方向とはＺ軸に沿う方向である。
【0010】
１．第１実施形態
本実施形態に係る防音シートＳは、後述する防音シートＳの製造方法にて製造される。図１に示すように、防音シートＳは、原料として複数の第１繊維２３Ａと複数の第２繊維２３Ｂとを含む。複数の第１繊維２３Ａと複数の第２繊維２３Ｂとは、特定の方向に配向せず、互いに絡み合っている。第１繊維２３Ａと第２繊維２３Ｂとの接点、および第２繊維２３Ｂ同士の接点は、第２繊維２３Ｂの後述する第１被覆層２３２によって結着されている。
本実施形態に係る防音シートＳは、後述する防音シートＳの製造方法にて製造される。図１に示すように、防音シートＳは、原料として複数の第１繊維２３Ａと複数の第２繊維２３Ｂとを含む。複数の第１繊維２３Ａと複数の第２繊維２３Ｂとは、特定の方向に配向せず、互いに絡み合っている。第１繊維２３Ａと第２繊維２３Ｂとの接点、および第２繊維２３Ｂ同士の接点は、第２繊維２３Ｂの後述する第１被覆層２３２によって結着されている。
【0011】
第１繊維２３Ａにおいて、第２繊維２３Ｂとの接点は概ね１個以上である。第２繊維２３Ｂにおいて、第１繊維２３Ａまたは他の第２繊維２３Ｂとの接点も概ね１個以上である。第１繊維２３Ａ同士の接点は結着されないが、該接点も概ね１個以上である。このように、防音シートＳでは、複数の第１繊維２３Ａと複数の第２繊維２３Ｂとが互いに接し合っている。
【0012】
防音シートＳは、上記の形態に由来する柔軟性および強度を備える。防音シートＳの用途としては、住宅、オフィス、店舗、工場、および音楽スタジオの防音材、自動車、船舶、および飛行機などの乗り物の遮音材などが挙げられる。
【0013】
第１繊維２３Ａは天然繊維である。本実施形態では、第１繊維２３Ａとしてセルロース繊維を適用する。セルロース繊維は、植物由来であって、比較的に豊富な天然素材であり、比較的に安価かつ容易に入手することができる。
【0014】
セルロース繊維は、紙、段ボール、パルプ、パルプシート、大鋸屑、鉋屑、および木材などの原料に解繊処理を施すことによって得られる。セルロース繊維は、主としてセルロースで形成されたものであるが、セルロース以外の成分を含んでもよい。セルロース以外の成分としては、例えば、ヘミセルロース、リグニンなどが挙げられる。
【0015】
第１繊維２３Ａの平均繊維長は、１０μｍ以上５０ｍｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以上５ｍｍ以下であることがより好ましい。これによれば、複数の第１繊維２３Ａおよび複数の第２繊維２３Ｂが絡まり易くなり、防音シートＳの強度などの機械的特性を向上させることができる。第１繊維２３Ａおよび第２繊維２３Ｂの平均繊維長は、ステープルダイヤグラム法により測定される。
【0016】
図２に示すように、第２繊維２３Ｂは、第１芯部２３１および第１芯部２３１を被覆する第１被覆層２３２を含む。第１被覆層２３２は、熱可塑性を備え、第１の融点を有する。第１被覆層２３２は、後述する防音シートＳの製造工程の加熱によって溶融する。図２では、第１繊維２３Ａと第２繊維２３Ｂとの接点が、溶融して固化した第１被覆層２３２によって結着された状態を示している。
【0017】
第１芯部２３１は有機繊維である。有機繊維としては、例えば、上述したセルロース繊維などの天然繊維、およびポリエステル、レーヨンなどの合成繊維が挙げられる。本実施形態では、第１芯部２３１としてポリエチレンテレフタレートを適用する。ポリエチレンテレフタレートは、結晶性に由来して比較的に耐熱性が高く、ペットボトルから再利用し易いなどの利点を備える。
【0018】
第１被覆層２３２は熱可塑性樹脂である。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポチエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリスチレン、アクリル樹脂、およびポリ酢酸ビニルなどが挙げられる。本実施形態では、第１被覆層２３２としてポリエチレンを適用する。ポリエチレンは、製造段階で平均分子量を容易に変えることが可能であり、融点を比較的自由に設定できる。
【0019】
第１被覆層２３２の第１の融点は、第１芯部２３１の融点より約２０℃低いことが好ましい。これにより、防音シートＳの製造時に、第１芯部２３１を溶融させずに、第１被覆層２３２を溶融させることが容易になる。第１被覆層２３２の融点は、１００℃以上２００℃以下であることが好ましく、１００℃以上１５０以下であることがより好ましい。第１被覆層２３２および後述する第２被覆層２３４の融点は、ＪＩＳ Ｋ ００６４：１９９２（化学製品の融点及び溶融範囲測定方法）により測定される。
【0020】
第２繊維２３Ｂの平均繊維長、すなわち第１芯部２３１の平均繊維長は、１００μｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましく、特に１ｍｍ程度であることがより好ましい。これによれば、複数の第１繊維２３Ａに複数の第２繊維２３Ｂが絡まり易くなり、防音シートＳの強度などの機械的特性を向上させることができる。
【0021】
第１芯部２３１の直径Ｄ１と第１被覆層２３２の厚さＥ１との比は、例えば、０．２以上２．０以下であることが好ましく、０．５以上１．５以下であることがより好ましい。これにより、防音シートＳの製造時の加熱工程において、第１芯部２３１の変形を抑えて第１被覆層２３２を溶融、固化させることができる。
【0022】
図３に示すように、第１被覆層２３２は、第２繊維２３Ｂ同士の接点も結着させる。第２繊維２３Ｂ同士の接点は、製造工程の加熱により、溶融して固化した互いの第１被覆層２３２によって結着される。上述した第１繊維２３Ａと第２繊維２３Ｂとの接点、および第２繊維２３Ｂ同士の接点は、第１被覆層２３２によって結着されるため、防音シートＳの形状が維持され易くなる。また、防音シートＳの防音特性や強度が向上する。
【0023】
図４に示すように、本実施形態に係る防音シートＳの製造方法は、第１混合工程Ｓ１１、第１堆積工程Ｓ１２、加熱工程Ｓ１３、冷却工程Ｓ１４、加圧工程Ｓ１５、加圧冷却工程Ｓ１６、および裁断工程Ｓ１７を有する。防音シートＳの製造方法では、上流の第１混合工程Ｓ１１から下流の裁断工程Ｓ１７まで、上記の順に各工程を経て防音シートＳが製造される。なお、本発明の防音シートの製造方法は、第１堆積工程Ｓ１２、加熱工程Ｓ１３、加圧工程Ｓ１５、および加圧冷却工程Ｓ１６を含み、その他の工程は上記に限定されるものではない。また、本発明の防音シートは、加圧冷却工程Ｓ１６が完了し、裁断工程Ｓ１７が未了の状態でロール状に巻き取られて保管、販売されてもよい。
【0024】
防音シートＳの製造方法の具体例について防音シートＳの製造装置１０と共に説明する。本実施形態に係る防音シートＳの製造装置１０は一例であり、これに限定されない。
【0025】
図５に示すように、製造装置１０には、上流から下流に向かって、混合部１１、堆積部１００、ウェブ搬送部１２０、加湿部１３０、加熱部１４０、加圧冷却部１６０、裁断部１７０、および保管部であるトレイ１８０が備わる。図示を省略するが、製造装置１０には、上記各構成の稼働を統合的に制御する装置制御部も備わる。なお、詳細は後述するが、製造装置１０において、冷却工程Ｓ１４および加圧工程Ｓ１５を行う加圧部は、加圧冷却工程Ｓ１６を行う加圧冷却部１６０が兼ねている。
【0026】
混合部１１では第１混合工程Ｓ１１が行われる。混合部１１は、第１繊維２３Ａおよび第２繊維２３Ｂなどを空気中で混合して第１混合物を生成する。混合部１１は、管状の本体部６０、本体部６０に接続されるホッパー１３，１４、供給管６１，６２、バルブ６５，６６を含む。
【0027】
ホッパー１３は、供給管６１を介して本体部６０の内部に連通する。供給管６１において、バルブ６５はホッパー１３と本体部６０との間に設けられる。ホッパー１３は第１繊維２３Ａを本体部６０内へ供給する。バルブ６５は、ホッパー１３から本体部６０に供給される第１繊維２３Ａの質量を調整する。
【0028】
ホッパー１４は、供給管６２を介して本体部６０の内部に連通する。供給管６２において、バルブ６６はホッパー１４と本体部６０との間に設けられる。ホッパー１４は、第２繊維２３Ｂを本体部６０内へ供給する。バルブ６６は、ホッパー１４から本体部６０に供給される第２繊維２３Ｂの質量を調整する。バルブ６５，６６により、第１繊維２３Ａと第２繊維２３Ｂの混合比が調整される。
【0029】
詳しくは、第１繊維２３Ａと第２繊維２３Ｂとを含む第１混合物は、後述する堆積部１００において第１堆積繊維体であるウェブＷ１と成る。ウェブＷ１において、第１繊維２３Ａの含有量に対する第２繊維２３Ｂの含有量は、１２．０質量％以上４０．０質量％以下であることが好ましく、１４．０質量％以上２５．０質量％以下であることがより好ましい。これにより、第２繊維２３Ｂの第１被覆層２３２の含有量を抑えながら、防音シートＳの強度などの機械的特性を向上させることができる。
【0030】
ここで、第２繊維２３Ｂは、別途公知の装置によって作製されたものがホッパー１４へ供給される。また、ホッパー１４の上流に加熱混錬機などを配置して、加熱混錬機にて作製される第２繊維２３Ｂがホッパー１４に供給されてもよい。加熱混錬機では、第１芯部２３１に第１被覆層２３２が形成される。
【0031】
なお、第１繊維２３Ａや第２繊維２３Ｂの第１芯部２３１として、古紙や古布などに解繊処理を施して作製した繊維を用いてもよい。また、ホッパー１３，１４の何れかから添加剤も供給して、ウェブＷ１に含有させてもよい。添加剤としては、例えば、着色剤、難燃剤、防虫剤、防カビ剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集抑制剤、および離型剤などが挙げられる。
【0032】
第１繊維２３Ａおよび第２繊維２３Ｂなどは、本体部６０内を堆積部１００に搬送されながら混合されて第１混合物と成る。本体部６０における第１混合物の生成の促進、および第１混合物の搬送性向上のために、本体部６０に気流を発生させるブロアーなどを配置してもよい。第１混合物は本体部６０を介して堆積部１００へ搬送される。そして第１堆積工程Ｓ１２へ進む。
【0033】
堆積部１００では第１堆積工程Ｓ１２が行われる。堆積部１００は、第１混合物を空気中で堆積させて、複数の第１繊維２３Ａと複数の第２繊維２３Ｂとが混合されたウェブＷ１を作製する。堆積部１００はドラム部１０１を含む。堆積部１００は、下方が開放された略箱状であって、内部の上方にドラム部１０１が配置される。堆積部１００は、第１混合物を本体部６０からドラム部１０１の内部に取り込み、乾式にてメッシュベルト１２２に堆積させる。
【0034】
堆積部１００の下方には、メッシュベルト１２２およびサクション機構１１０を含むウェブ搬送部１２０が配置される。サクション機構１１０は、Ｚ軸に沿う方向において、メッシュベルト１２２を挟んでドラム部１０１と対向する。
【0035】
ドラム部１０１は、図示しないモーターによって回転駆動される円柱状の篩である。円柱状のドラム部１０１の側面には、篩の機能を有する網が設けられる。ドラム部１０１は、篩の網の目開きの大きさより小さい繊維や第１混合物などの粒子を、内部から外側に通過させる。第１混合物は、ドラム部１０１によって絡み合った繊維がほぐされて、堆積部１００内の空気中に分散される。
【0036】
第１繊維２３Ａおよび第２繊維２３Ｂなどが堆積部１００内の空気中に分散されて、メッシュベルト１２２上にランダムに堆積する。そのため、ウェブＷ１では第１繊維２３Ａや第２繊維２３Ｂが特定の方向に配向し難くなる。
【0037】
ドラム部１０１の篩は、第１混合物中の大きな繊維などを選別する機能を備えなくてもよい。すなわち、ドラム部１０１は、第１混合物の繊維をほぐして、第１混合物の全てを堆積部１００の内部に放出してもよい。堆積部１００内の空気中に分散された第１混合物は、重力とサクション機構１１０の吸引によって、メッシュベルト１２２の上方に堆積する。
【0038】
ウェブ搬送部１２０は、メッシュベルト１２２およびサクション機構１１０を備える。ウェブ搬送部１２０は、サクション機構１１０によって、第１混合物のメッシュベルト１２２への堆積を促進させる。また、ウェブ搬送部１２０は、第１混合物から形成されるウェブＷ１を、メッシュベルト１２２の回動により下流へ搬送する。
【0039】
サクション機構１１０はドラム部１０１の下方に配置される。サクション機構１１０は、メッシュベルト１２２が有する複数の穴を介して、堆積部１００内の空気を吸引する。これにより、ドラム部１０１の外側に放出された第１混合物は、空気と共に下方に吸引されてメッシュベルト１２２の上方の面に堆積する。サクション機構１１０には、ブロアーなどの公知の吸引装置が採用される。
【0040】
メッシュベルト１２２の複数の穴は、空気を通し、第１混合物に含まれる第１繊維２３Ａや第２繊維２３Ｂなどを通し難い。メッシュベルト１２２は、無端ベルトであって、３つの張架ローラー１２１によって張り架けられる。
【0041】
メッシュベルト１２２は、張架ローラー１２１の自転によって、上方が下流に向かって移動する。換言すれば、メッシュベルト１２２は、図５において時計回りに回動する。メッシュベルト１２２が張架ローラー１２１によって回動されることにより、連続的に第１混合物が堆積してウェブＷ１が形成される。ウェブＷ１は、空気を比較的に多く含み、柔らかく膨らんでいる。ウェブＷ１は、メッシュベルト１２２の移動に伴って下流へ搬送される。
【0042】
３つの張架ローラー１２１のうち、最も＋Ｘ方向に配置される張架ローラー１２１の下方には、スクレイパー１２３が付設される。スクレイパー１２３は、ウェブＷ１を搬送し終えたメッシュベルト１２２の表面に接触する。メッシュベルト１２２は回動しながらスクレイパー１２３と接触することにより、表面に残留する第１混合物が除去される。
【0043】
堆積部１００の下流には加湿部１３０が配置される。加湿部１３０は、メッシュベルト１２２上のウェブＷ１に水を噴霧して加湿する。これにより、ウェブＷ１に含まれる第１繊維２３Ａや第２繊維２３Ｂなどの飛散や発塵が抑えられる。また、加湿に用いる水に水溶性の添加剤などを含ませて、加湿と並行して添加剤をウェブＷ１に含侵させてもよい。
【0044】
ウェブＷ１はメッシュベルト１２２によって下流へ搬送され、メッシュベルト１２２から剥離される。そして、加熱部１４０の搬送ローラー１４７によって加熱部１４０の熱放射部１４３の内部に引き込まれる。そして加熱工程Ｓ１３へ進む。
【0045】
第１堆積工程Ｓ１２にて作製されたウェブＷ１に対して、以下に述べる加熱工程Ｓ１３から加圧冷却工程Ｓ１６までを連続的に実施することが好ましい。加熱工程Ｓ１３は加熱部１４０を用いて行われる。加熱部１４０は、内部に引き込んだウェブＷ１を第２繊維２３Ｂの第１被覆層２３２の第１の融点以上に加熱して、第１被覆層２３２を溶融させる。これにより、ウェブＷ１は溶融繊維体となる。加熱部１４０は、熱源部１４１、熱放射部１４３、および送風部１４５を有する。
【0046】
熱放射部１４３は、略箱状であって、内部の上方に熱源部１４１および送風部１４５を格納する。熱放射部１４３の下方では、－Ｘ方向から＋Ｘ方向へウェブＷ１が搬送される。
【0047】
熱源部１４１は、熱放射部１４３の上方に配置され、送風部１４５を挟んでウェブＷ１と対向する。熱源部１４１は熱放射部１４３内にて下方へ向かって熱を放射する。熱源部１４１は、例えば、赤外線ヒーターなどの加熱装置である。なお、加熱部１４０は、ホットプレートなどのようにウェブＷ１と接触して加熱する構成や、熱風循環式の恒温槽であってもよい。
【0048】
送風部１４５は、熱源部１４１が発生させる熱を、熱放射部１４３内の下方を移動するウェブＷ１まで送風によって搬送する。ウェブＷ１は、熱放射部１４３内を搬送されながら非接触で加熱される。そのため、ウェブＷ１において、温度の偏りが発生し難くなり、加熱不足や熱の偏在による劣化などを抑えることができる。なお、ウェブＷ１は、搬送ローラー１４７に代えて、無端ベルトなどによって熱放射部１４３内を搬送されてもよい。
【0049】
上記の構成により、図６に示すように、熱放射部１４３内は加熱温度Ｔ１まで昇温される。加熱工程Ｓ１３におけるウェブＷ１の加熱温度Ｔ１は、第１繊維２３Ａの融点と、第２繊維２３Ｂの第１芯部２３１の融点、および第１被覆層２３２の第１の融点によって適宜設定される。すなわち、加熱部１４０にて、ウェブＷ１の加熱温度Ｔ１は、第１被覆層２３２の第１の融点以上、第１繊維２３Ａの融点未満、かつ第１芯部２３１の融点未満とする。例えば、第１芯部２３１の融点が２６０℃、および第１被覆層２３２の融点が１２５℃である場合に、加熱温度Ｔ１を１９０℃とする。
【0050】
ここで、ウェブＷ１は、第１繊維２３Ａおよび第２繊維２３Ｂなどが混合および堆積されて成る。そのため、加熱部１４０に到達するウェブＷ１は、加圧されておらず、比較的に空気を多く含み密度が低い状態にある。密度が比較的に低い状態でウェブＷ１を加熱することにより、加熱の効率が向上して加熱に要するエネルギーを削減することができる。そして冷却工程Ｓ１４へ進む。
【0051】
図５に戻り、冷却工程Ｓ１４は加圧冷却部１６０を用いて行われる。加圧冷却部１６０は、第１加圧冷却部１６１と第２加圧冷却部１６２とを有する。加圧冷却部１６０は、ウェブＷ１を第１加圧冷却部１６１と第２加圧冷却部１６２との間に挟んで冷却および加圧を行う機能を有する。加圧冷却部１６０は、例えば、ウェブＷ１を冷却しながら加圧することが可能なプレス装置である。
【0052】
第１加圧冷却部１６１と第２加圧冷却部１６２とは、上下方向に対向して配置される。第１加圧冷却部１６１の下方を向く面、すなわち下面と、第２加圧冷却部１６２の上方を向く面、すなわち上面とは、略平面に形成され、図示しない冷却機構によって雰囲気温度よりも低い温度に冷却される。ウェブＷ１は、第１加圧冷却部１６１の下面、および第２加圧冷却部１６２の上面に接触することによって冷却される。
【0053】
ここで、図７に示すように、製造装置１０は加圧部１５０と加圧冷却部１６０とを備えてもよい。すなわち、加圧部１５０にて冷却工程Ｓ１４および加圧工程Ｓ１５を行い、加圧部１５０とは異なる別体の加圧冷却部１６０にて加圧冷却工程Ｓ１６を行ってもよい。
【0054】
上記の場合には、加圧部１５０は、第１加圧部１５１と第２加圧部１５２とを有する。加圧部１５０は、加圧冷却部１６０と同様に、ウェブＷ１を冷却しながら加圧することが可能なプレス装置である。
【0055】
第１加圧部１５１と第２加圧部１５２とは、加圧冷却部１６０と同様に、上下方向に対向して配置される。第１加圧部１５１の下方を向く面と、第２加圧部１５２の上方を向く面とは、略平面に形成され、図示しない冷却機構によって雰囲気温度よりも低い温度に冷却される。ウェブＷ１は、第１加圧部１５１の下面、および第２加圧部１５２の上面に接触することによって冷却される。
【0056】
第１加圧部１５１は第１制御部１５３を有し、第２加圧部１５２は第２制御部１５４を有する。第１加圧冷却部１６１は第３制御部１６３を有し、第２加圧冷却部１６２は第４制御部１６４を有する。図示を省略するが、第１制御部１５３、第２制御部１５４、第３制御部１６３，および第４制御部１６４は、各々、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、システムバス、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを含む。
【0057】
図示を省略するが、第１制御部１５３、第２制御部１５４、第３制御部１６３，および第４制御部１６４は、各々、冷却機構を備える。冷却機構には、公知の冷却装置が適用される。本実施形態では、冷却機構としてペルチェ素子を適用する。公知の冷却装置は冷風装置であってもよい。
【0058】
第１制御部１５３、第２制御部１５４、第３制御部１６３，および第４制御部１６４は、第５制御部２１０と電気的に接続され、第５制御部２１０によって統合的に制御される。第５制御部２１０は、製造装置１０に対する外部機器２００に備わる。すなわち、加圧部１５０のプレス装置および冷却機構と、加圧冷却部１６０のプレス装置および冷却機構とは、外部機器２００の第５制御部２１０によって制御される。外部機器２００は、例えば、パーソナルコンピューターなどの情報端末機器である。
【0059】
これによれば、第５制御部２１０によって、第１加圧部１５１、第２加圧部１５２、第１加圧冷却部１６１、および第２加圧冷却部１６２が個別に制御されるため、プレス圧や後述する冷却温度Ｔ２，Ｔ３を精密かつ統合的に制御することができる。
【0060】
なお、第１制御部１５３、第２制御部１５４、第３制御部１６３，および第４制御部１６４は、温度測定機能を有してもよい。これによれば、ウェブＷ１の温度や各々の表面温度を第５制御部２１０に送信して、より精密にウェブＷ１の冷却温度Ｔ２，Ｔ３を制御することができる。
【0061】
また、第１制御部１５３、第２制御部１５４、第３制御部１６３、および第４制御部１６４は、加圧装置と冷却装置とを別体で備えていてもよい。その場合には、プレス装置と冷風装置などとを併用してもよい。また、加圧部１５０、または加圧冷却部１６０は、冷却機構を備えた一対の加圧ローラーであってもよい。
【0062】
以上に述べたように、製造装置１０は加圧部１５０と加圧冷却部１６０とを備えてもよい。本実施形態では、上述したように加圧冷却部１６０に加圧部１５０を統合して、加圧部１５０の機能を加圧冷却部１６０に担わせている。
【0063】
より具体的には、図８に示すように、第１加圧冷却部１６１と第２加圧冷却部１６２との間にウェブＷ１を挟む。このとき、第１加圧冷却部１６１の下面とウェブＷ１の上方の面とを接触させ、第２加圧冷却部１６２の上面とウェブＷ１の下方の面とを接触させる。第１加圧冷却部１６１および第２加圧冷却部１６２とウェブＷ１とは触れるだけに留め、ウェブＷ１に圧縮力は印加しない。ウェブＷ１の熱が第１加圧冷却部１６１および第２加圧冷却部１６２に伝播して、ウェブＷ１が冷却される。
【0064】
冷却工程Ｓ１４において、ウェブＷ１が冷却される温度、すなわち冷却温度Ｔ２は、第１被覆層２３２の第１の融点を超える温度を下限とする。すなわち、第１被覆層２３２が溶融したまま、次工程の加圧工程Ｓ１５へ移行させる。詳しくは後述するが、防音シートＳの内部構造を比較的に高密度とする場合には、冷却工程Ｓ１４を省いてもよい。そして加圧工程Ｓ１５へ進む。
【0065】
加圧工程Ｓ１５も加圧冷却部１６０を用いて行われる。加圧工程Ｓ１５では、第２繊維２３Ｂの第１被覆層２３２が溶融した状態にてウェブＷ１に所定の圧縮力を印加する。詳しくは、図９に示すように、第１加圧冷却部１６１と第２加圧冷却部１６２とのＺ軸に沿う距離を縮めて、第１加圧冷却部１６１と第２加圧冷却部１６２との間でウェブＷ１に圧縮力を印加する。
【0066】
このとき、第１加圧冷却部１６１および第２加圧冷却部１６２がウェブＷ１と接する各表面は、冷却温度Ｔ２に保たれている。そのため、ウェブＷ１では第２繊維２３Ｂの第１被覆層２３２の溶融が維持される。
【0067】
これにより、上述した第１繊維２３Ａと第２繊維２３Ｂとの接点、および第２繊維２３Ｂ同士の接点の結着は進行し難い。そのため、ウェブＷ１の機械的強度は低く、印加される圧縮力によって上下方向に圧縮され易く、比較的に高密度な内部構造と成る。
【0068】
上記所定の圧縮力によるウェブＷ１の上下方向の厚さの圧縮率は、１０％以上であることが好ましい。これによれば、防音シートＳの密度が増大するため、防音特性のうちの遮音特性を向上させることができる。また、上記圧縮率を調整することによって、防音シートＳの密度を変えることができる。すなわち、圧縮率を増大させると防音シートＳの密度が大きくなり、圧縮率を減少させると密度が小さくなる。防音シートＳの密度と遮音特性との関係については後述する。そして加圧冷却工程Ｓ１６へ進む。
【0069】
加圧冷却工程Ｓ１６も加圧冷却部１６０を用いて行われる。図１０に示すように、加圧冷却工程Ｓ１６では、加圧工程Ｓ１５の所定の圧縮力を印加したまま、ウェブＷ１を冷却温度Ｔ３まで冷やす。すなわち、第１加圧冷却部１６１と第２加圧冷却部１６２との間で、圧縮力の印加と冷却とが行われる。加圧冷却工程Ｓ１６におけるウェブＷ１の冷却温度Ｔ３は、第１被覆層２３２の第１の融点未満の温度とする。これにより、第１被覆層２３２が固化して、第１繊維２３Ａと第２繊維２３Ｂとの接点、および第２繊維２３Ｂ同士の接点が、固化した第１被覆層２３２によって結着されて、結着繊維体である防音シートＳと成る。加圧冷却工程Ｓ１６を経た防音シートＳは連続帳票状である。そして裁断工程Ｓ１７へ進む。
【0070】
図５に戻り、裁断工程Ｓ１７は裁断部１７０を用いて行われる。裁断部１７０は、連続帳票状の防音シートＳを所望の形状に裁断する。図示を省略するが、裁断部１７０は縦刃と横刃とを含む。
【0071】
縦刃は、例えば、連続帳票状の防音シートＳをＸ軸に沿って切断する。横刃は、例えば、連続帳票状の防音シートＳをＹ軸に沿って切断する。これにより、略矩形の板状の防音シートＳが製造されてトレイ１８０に収容される。
【0072】
なお、上述した冷却工程Ｓ１４にて、ウェブＷ１の冷却温度Ｔ２を、第１被覆層２３２の第１の融点未満として、比較的に低密度なシートＳを製造してもよい。詳しくは、ウェブＷ１の温度が、第１の融点未満となるまで冷却工程Ｓ１４を継続して行って、第１被覆層２３２を固化させる。これにより、ウェブＷ１において第１繊維２３Ａと第２繊維２３Ｂとの接点、および第２繊維２３Ｂ同士の接点が第１被覆層２３２によって結着される。
【0073】
そのため、冷却工程Ｓ１４に続く加圧工程Ｓ１５および加圧冷却工程Ｓ１６において、ウェブＷ１は印加される圧縮力に抗して圧縮され難くなる。そのため加圧工程Ｓ１５などにおいてウェブＷ１の上下方向の厚さの圧縮率は比較的に低くなり、比較的に低密度な防音シートＳを製造することが可能となる。すなわち、冷却工程Ｓ１４におけるウェブＷ１の冷却温度Ｔ２を調整することによっても、防音シートＳの密度を容易に調整することができる。
【0074】
ここで、防音シートＳの密度と防音特性のうちの遮音特性との関係について説明する。図１１は、防音シートＳの密度および厚さを変えた試料に対して、周波数を変化させながら音波を当てた際の、透過損失の変化を示している。図１１では、横軸が音波の周波数［Ｈｚ］であり、縦軸が透過損失［ｄＢ］である。透過損失は遮音特性の１つの指標であって、値が大きい程に音波が透過し難く、遮音特性に優れる。
【0075】
図１１において、水準ａ，ｄは密度を０．０５ｇ／ｃｍ3とした試料であり、水準ｂ，ｅは密度を０．１０ｇ／ｃｍ3とした試料であり、水準ｃ，ｆは密度を０．１５ｇ／ｃｍ3とした試料である。水準ａ，ｂ，ｃの厚さは２０ｍｍとし、水準ｄ，ｅ，ｆの厚さは４０ｍｍとした。
【0076】
理論値１は１０００ｇ／ｍ2条件にて算出された線分であり、理論値２は２０００ｇ／ｍ2条件にて算出された線分であり、理論値３は４０００ｇ／ｍ2条件にて算出された線分であり、理論値４は６０００ｇ／ｍ2条件にて算出された線分である。
【0077】
図１１に示すように、およそ３００Ｈｚから２０００Ｈｚの間において、各水準に遮音特性の差が表れている。総じて密度が高く、厚さが厚い方が遮音特性に優れることが分かる。
【0078】
本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
【0079】
防音シートＳにおいて、内部構造を簡便に制御することができる。詳しくは、ウェブＷ１の冷却温度Ｔ２を調節することによって、ウェブＷ１の圧縮率を変えて、防音シートＳの厚さおよび密度を容易に変えることが可能となる。すなわち、内部構造を簡便に制御する防音シートＳの製造方法、および該製造方法にて製造される防音シートＳを提供することができる。
【0080】
２．第２実施形態
本実施形態に係る防音シートＳは、後述する本実施形態の防音シートＳの製造方法にて製造される。本実施形態の防音シートＳは、第１実施形態の防音シートＳに対して、第１堆積繊維体であるウェブＷ１と第２堆積繊維体であるウェブＷ２とから成る点が異なる。以下、第１実施形態と重複する構成については説明を省略する。なお、本実施形態の防音シートＳの製造方法においても、上述した製造装置１０を用いる。以下の説明では第１実施形態の図５も参照することとする。
本実施形態に係る防音シートＳは、後述する本実施形態の防音シートＳの製造方法にて製造される。本実施形態の防音シートＳは、第１実施形態の防音シートＳに対して、第１堆積繊維体であるウェブＷ１と第２堆積繊維体であるウェブＷ２とから成る点が異なる。以下、第１実施形態と重複する構成については説明を省略する。なお、本実施形態の防音シートＳの製造方法においても、上述した製造装置１０を用いる。以下の説明では第１実施形態の図５も参照することとする。
【0081】
本実施形態の防音シートＳは、後述するウェブＷ１に由来する高密度な領域Ｌ２と、ウェブＷ２に由来する低密度な領域Ｌ１を有する。高密度な領域Ｌ２は、第１実施形態の防音シートＳにおける比較的に高密度な内部構造と同様な形態を有する。
【0082】
図１２に示すように、本実施形態の防音シートＳが有する低密度な領域Ｌ１は、原料として複数の第１繊維２３Ａと複数の第３繊維２３Ｃとを含む。複数の第１繊維２３Ａと複数の第３繊維２３Ｃとは、特定の方向に配向せず、互いに絡み合っている。第１繊維２３Ａと第３繊維２３Ｃとの接点、および第３繊維２３Ｃ同士の接点は、第３繊維２３Ｃの後述する第２被覆層２３４によって結着されている。
【0083】
第１繊維２３Ａにおいて、第３繊維２３Ｃとの接点は概ね１個以上である。第３繊維２３Ｃにおいて、第１繊維２３Ａまたは他の第３繊維２３Ｃとの接点も概ね１個以上である。第１繊維２３Ａ同士の接点は結着されないが、該接点は概ね１個以上である。以上のように、低密度な領域Ｌ１でも、複数の第１繊維２３Ａと複数の第３繊維２３Ｃとが互いに接し合っている。
【0084】
図１３に示すように、第３繊維２３Ｃは、第２芯部２３３および第２芯部２３３を被覆する第２被覆層２３４を含む。第２被覆層２３４は、熱可塑性を備え、第２の融点を有する。第２被覆層２３４は、後述する本実施形態の防音シートＳの製造工程の加熱によって溶融する。図１３では、第１繊維２３Ａと第３繊維２３Ｃとの接点が、溶融して固化した第２被覆層２３４によって結着された状態を示している。なお、図示を省略するが、第３繊維２３Ｃ同士の接点は、第２被覆層２３４によって結着されている。
【0085】
第２芯部２３３は有機繊維である。有機繊維としては、例えば、上述した第１芯部２３１と同様なものが挙げられる。本実施形態では、第２芯部２３３としてポリエチレンテレフタレートを適用する。
【0086】
第２被覆層２３４は熱可塑性樹脂である。熱可塑性樹脂としては、例えば、上述した第１被覆層２３２と同様なものが挙げられる。本実施形態では、第２被覆層２３４としてポリエチレンを適用する。
【0087】
第２被覆層２３４の第２の融点は、第１被覆層２３２の第１の融点より高い。第２の融点と第１の融点との差は３℃以上であることが好ましく、５℃以上であることがより好ましい。これにより、後述する防音シートＳの製造時の冷却工程において、第１被覆層２３２を溶融させたまま、第２被覆層２３４を容易に固化させることができる。
【0088】
また、第２の融点は、第２芯部２３３の融点より約２０℃低いことが好ましい。これにより、防音シートＳの製造時に、第２芯部２３３を溶融させずに、第２被覆層２３４を溶融させることが容易になる。第２被覆層２３４の融点は、１１０℃以上２１０℃以下であることが好ましく、１１０℃以上１６０℃以下であることがより好ましい。
【0089】
第３繊維２３Ｃの平均繊維長、すなわち第２芯部２３３の平均繊維長は、１００μｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましく、特に１ｍｍ程度であることがより好ましい。これによれば、複数の第１繊維２３Ａに複数の第３繊維２３Ｃが絡まり易くなり、防音シートＳの強度などの機械的特性を向上させることができる。
【0090】
第２芯部２３３の直径Ｄ２と第２被覆層２３４の厚さＥ２との比は、例えば、０．２以上２．０以下であることが好ましく、０．５以上１．５以下であることがより好ましい。これにより、防音シートＳの製造時の加熱工程において、第２芯部２３３の変形を抑えて第２被覆層２３４を溶融、固化させることができる。
【0091】
図１４に示すように、本実施形態に係る防音シートＳの製造方法は、ウェブＷ１を作製する第１混合工程Ｓ１１および第１堆積工程Ｓ１２と、ウェブＷ２を作製する第２混合工程Ｓ２１および第２堆積工程Ｓ２２とを含む。また、防音シートＳの製造方法は、ウェブＷ１およびウェブＷ２を作製した後の後工程として、加熱工程Ｓ２３、冷却工程Ｓ２４、加圧工程Ｓ２５、加圧冷却工程Ｓ２６、および裁断工程Ｓ２７を有する。なお、防音シートＳの製造方法は、上記の構成に限定されない。
【0092】
第１混合工程Ｓ１１および第１堆積工程Ｓ１２は、第１実施形態と同様に行う。本実施形態では、上述した第１混合工程Ｓ１１と後工程の第１堆積工程Ｓ１２とを実施してウェブＷ１を作製し、これらと並行して或いはこれらの後に、第２混合工程Ｓ２１と後工程の第２堆積工程Ｓ２２とを実施してウェブＷ２を作製する。
【0093】
ウェブＷ１は、上述した製造装置１０において、加熱部１４０の手前にてロール状に巻き取られてもよく、加熱部１４０および加圧冷却部１６０をスキップして裁断部１７０にて単票状のウェブＷ１に加工されてもよい。
【0094】
第２混合工程Ｓ２１は、混合部１１にて行われる。第２混合工程Ｓ２１は、第１混合工程Ｓ１１の第２繊維２３Ｂを第３繊維２３Ｃに代えた他は、第１混合工程Ｓ１１と同様にして行う。第２混合工程Ｓ２１により、複数の第１繊維２３Ａと複数の第３繊維２３Ｃとが混合された第２混合物が作製される。
【0095】
第２混合物は、堆積部１００において第２堆積繊維体であるウェブＷ２と成る。ウェブＷ２において、第１繊維２３Ａの含有量に対する第３繊維２３Ｃの含有量は、１２．０質量％以上４０．０質量％以下であることが好ましく、１４．０質量％以上２５．０質量％以下であることがより好ましい。これにより、第３繊維２３Ｃの第２被覆層２３４の含有量を抑えながら、防音シートＳの強度などの機械的特性を向上させることができる。
【0096】
ここで、第３繊維２３Ｃは、別途公知の装置によって作製されたものがホッパー１４へ供給される。また、ホッパー１４の上流に加熱混錬機などを配置して、加熱混錬機にて作製される第３繊維２３Ｃがホッパー１４に供給されてもよい。加熱混錬機では、第２芯部２３３に第２被覆層２３４が形成される。
【0097】
なお、第３繊維２３Ｃの第２芯部２３３として、古紙や古布などに解繊処理を施して作製した繊維を用いてもよい。また、ホッパー１３，１４の何れかから添加剤も供給して、ウェブＷ２に含有させてもよい。添加剤としては、例えば、着色剤、難燃剤、防虫剤、防カビ剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集抑制剤、および離型剤などが挙げられる。
【0098】
第１繊維２３Ａおよび第３繊維２３Ｃなどは、本体部６０内を堆積部１００に搬送されながら混合されて第２混合物と成る。第２混合物は、ブロアーなどによって本体部６０を介して堆積部１００へ搬送される。そして第２堆積工程Ｓ２２へ進む。
【0099】
第２堆積工程Ｓ２２は堆積部１００にて行われる。堆積部１００は、第２混合物を空気中で堆積させて、複数の第１繊維２３Ａと複数の第３繊維２３Ｃとが混合されたウェブＷ２を作製する。堆積部１００は、第２混合物を本体部６０からドラム部１０１の内部に取り込み、乾式にてメッシュベルト１２２に堆積させる。第２堆積工程Ｓ２２は、第２混合物からウェブＷ２を作製する他は、第１堆積工程Ｓ１２と同様に行う。
【0100】
作製されたウェブＷ２は、ウェブＷ１と同様に、連続帳票状のままロール状に巻き取ってもよく、裁断部１７０などにて単票状としてもよい。ウェブＷ２とウェブＷ１とは、互いの主面同士が合わされて重ねられる。なお、ウェブＷ２をメッシュベルト１２２上で作製せずに、ウェブＷ１の上方の面上に作製して、双方を重ねる手間を省いてもよい。この場合には、ウェブ搬送部１２０の上流側に、メッシュベルト１２２上へ連続帳票状のウェブＷ１を繰り出す機構を配置してもよい。そして加熱工程Ｓ２３へ進む。
【0101】
加熱工程Ｓ２３は加熱部１４０を用いて行われる。図１５に示すように、加熱工程Ｓ２３では、熱放射部１４３内にてウェブＷ１とウェブＷ２とを重ねて加熱して、第１被覆層２３２および第２被覆層２３４を溶融させる。ウェブＷ１およびウェブＷ２の加熱温度Ｔ１は、第２被覆層２３４の第２の融点以上とする。これら以外は、第１実施形態の加熱工程Ｓ１３と同様にして行う。そして冷却工程Ｓ２４へ進む。
【0102】
冷却工程Ｓ２４は加圧冷却部１６０を用いて行われる。図１６に示すように、重ねられたウェブＷ１とウェブＷ２とを、第１の融点以上第２の融点未満の温度である冷却温度Ｔ２に冷却する。これにより、第１被覆層２３２は固化せず、第２被覆層２３４は固化する。
【0103】
詳しくは、第１加圧冷却部１６１と第２加圧冷却部１６２との間にウェブＷ１およびウェブＷ２を挟む。このとき、第１加圧冷却部１６１の下面とウェブＷ２の上方の面とを接触させ、第２加圧冷却部１６２の上面とウェブＷ１の下方の面とを接触させる。第１加圧冷却部１６１とウェブＷ２と、および第２加圧冷却部１６２とウェブＷ１とは触れるだけに留め、圧縮力は印加しない。ウェブＷ２の熱が第１加圧冷却部１６１に伝播し、ウェブＷ１の熱が第２加圧冷却部１６２に伝播して、ウェブＷ１およびウェブＷ２が冷却される。
【0104】
ウェブＷ１およびウェブＷ２を冷却温度Ｔ２に冷却して、第１被覆層２３２が溶融したまま、第２被覆層２３４を固化させて、次工程の加圧工程Ｓ２５へ移行させる。これによって、上述した第１繊維２３Ａと第３繊維２３Ｃとの接点、および第３繊維２３Ｃ同士の接点の結着が進行する。なお、冷却工程Ｓ２４では、第１被覆層２３２の溶融状態を維持させるため、第２加圧冷却部１６２の冷却装置は作動させなくてもよい。そして加圧工程Ｓ２５へ進む。
【0105】
加圧工程Ｓ２５も加圧冷却部１６０を用いて行われる。図１７に示すように、重ねられて、第１被覆層２３２が溶融したままのウェブＷ１と、第２被覆層２３４が固化したウェブＷ２とに、所定の圧縮力を印加する。詳しくは、第１加圧冷却部１６１と第２加圧冷却部１６２とのＺ軸に沿う距離を縮めて、ウェブＷ１およびウェブＷ２を圧縮する。
【0106】
このとき、第１被覆層２３２が溶融した状態であるため、第１繊維２３Ａと第２繊維２３Ｂとの接点、および第２繊維２３Ｂ同士の接点の結着は進行し難い。したがって、ウェブＷ１の機械的強度は低く、印加される圧縮力によって上下方向に圧縮されて、比較的に高密度な内部構造と成る。
【0107】
これに対して、第２被覆層２３４は固化が進行しているため、第１繊維２３Ａと第３繊維２３Ｃとの接点、および第３繊維２３Ｃ同士の接点は結着されている。したがって、ウェブＷ２の機械的強度は高く、印加される圧縮力によって上下方向に圧縮され難く、比較的に低密度な内部構造と成る。
【0108】
上記所定の圧縮力によるウェブＷ１およびウェブＷ２の上下方向の厚さの圧縮率は、合算にて１０％以上であることが好ましい。これによれば、ウェブＷ１の密度が増大するため、防音性を向上させることができる。そして加圧冷却工程Ｓ２６へ進む。
【0109】
加圧冷却工程Ｓ２６も加圧冷却部１６０を用いて行われる。図１８に示すように、加圧冷却工程Ｓ２６では、加圧工程Ｓ２５の所定の圧縮力を印加したまま、ウェブＷ１とウェブＷ２とを冷却温度Ｔ３まで冷やす。すなわち、第１加圧冷却部１６１と第２加圧冷却部１６２との間で、圧縮力の印加と冷却とが行われる。加圧冷却工程Ｓ２６におけるウェブＷ１およびウェブＷ２の冷却温度Ｔ３は、第１被覆層２３２の第１の融点未満の温度とする。
【0110】
これによって、第２被覆層２３４に加えて第１被覆層２３２も固化した状態となり、第１繊維２３Ａと第２繊維２３Ｂとの接点、および第２繊維２３Ｂ同士の接点が、固化した第１被覆層２３２によって結着される。そして、ウェブＷ１に由来する比較的に高密度な領域Ｌ２と、ウェブＷ１に由来する比較的に低密度な領域Ｌ１とを含む防音シートＳと成る。そして裁断工程Ｓ２７へ進む。
【0111】
裁断工程Ｓ２７は裁断部１７０を用いて行われる。防音シートＳは、裁断工程Ｓ２７を行わずに連続帳票状のまま巻き取られてもよい。以上により本実施形態の防音シートＳが製造される。
【0112】
ここで、内部構造に低密度な領域Ｌ１、高密度な領域Ｌ２、および中間的な密度を有する領域を含む防音シートＳにおいて、防音特性のうちの吸音特性について説明する。図１９は、防音シートＳにおいて、上記３つの領域の配置を変えた試料に対して、周波数［Ｈｚ］を変化させながら音波を一方の主面に垂直に入射させた際の、吸音率の変化を示している。図１９では、横軸が音波の周波数［Ｈｚ］であり、縦軸が入射させた音波の吸音率、すなわち垂直入射吸音率である。吸音率は吸音特性の１つの指標であって、値が大きい程、吸音特性に優れる。
【0113】
なお、上記中間的な密度を有する領域は、冷却工程Ｓ２４を行う時間を短縮して、第２被覆層２３４の固化を完了させずに加圧工程Ｓ２５へ移行させる手段、印加する圧縮力を減じる手段などによって形成することが可能である。
【0114】
各試料では、密度が異なる３つの防音シートＳを１つずつ、３つ重ねている。高密度な領域Ｌ２として密度が０．１５ｇ／ｃｍ3のシートＨを用い、低密度な領域Ｌ１として密度が０．０５ｇ／ｃｍ3のシートＬを用い、中間的な密度を有する領域として密度が０．１０ｇ／ｃｍ3のシートＭを用いた。シートＨ，Ｌ，Ｍの各々の厚さは２０ｍｍである。
【0115】
水準ｇ１，ｇ２は、音が入射する表面にシートＬを配置し、シートＬの後方にシートＨ，Ｍを配置した試料である。水準ｈ１，ｈ２は、音が入射する表面にシートＭを配置し、シートＭの後方にシートＬ，Ｈを配置した試料である。水準ｆ１，ｆ２は、音が入射する表面にシートＨを配置し、シートＨの後方にシートＬ，Ｍを配置した試料である。
【0116】
図１９に示すように、およそ５００Ｈｚから４０００Ｈｚの範囲において、各水準に吸音特性の差が表れている。上記範囲において、水準ｆ１，ｆ２に対して、水準ｈ１，ｈ２では吸音特性が向上し、水準ｇ１，ｇ２ではさらに吸音特性が優れている。すなわち、総じて、音波が入射する表面の密度が低い程、吸音特性が向上することが分かった。したがって、上述した密度と遮音特性との関係も考慮すると、音波の入射側に低密度な領域Ｌ１を配置し、音波の出射側に高密度な領域Ｌ２を配置すれば、吸音特性および遮音特性を向上させることが可能となる。
【0117】
したがって、例えば住宅などの外壁に用いる場合に、室内側に低密度な領域Ｌ１を配置することにより、室内で発生する音を吸音することができる。また、屋外側に高密度な領域Ｌ２を配置することにより、屋外の騒音などを遮音することができる。
【0118】
本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
【0119】
防音シートＳにおいて、内部構造を簡便に制御することができる。詳しくは、第１被覆層２３２が溶融し、第２被覆層２３４が固化した状態で加圧工程Ｓ２５を実施することによって、ウェブＷ１では加圧による圧縮が進行し易く、内部構造は比較的に高い密度となる。これに対して、ウェブＷ２では加圧による圧縮が進行し難く、内部構造は比較的に低い密度となる。これにより、防音シートＳにおいて、簡便に高密度な領域Ｌ２と低密度な領域Ｌ１とを形成することができる。すなわち、内部構造を簡便に制御する防音シートＳの製造方法、および該製造方法にて製造される防音シートＳを提供することができる。
【0120】
３．第３実施形態
本実施形態に係る防音シートＳは、後述する本実施形態の防音シートＳの製造方法にて製造される。本実施形態の防音シートＳは、ウェブＷ２に由来する比較的に低密度な領域Ｌ１を、ウェブＷ１に由来する比較的に高密度な領域Ｌ２で挟んだ内部構造を有する。すなわち、本実施形態の防音シートＳは、第２実施形態の防音シートＳに対して、２枚のウェブＷ１と、１枚のウェブＷ２とから防音シートＳを製造する点が異なる。
本実施形態に係る防音シートＳは、後述する本実施形態の防音シートＳの製造方法にて製造される。本実施形態の防音シートＳは、ウェブＷ２に由来する比較的に低密度な領域Ｌ１を、ウェブＷ１に由来する比較的に高密度な領域Ｌ２で挟んだ内部構造を有する。すなわち、本実施形態の防音シートＳは、第２実施形態の防音シートＳに対して、２枚のウェブＷ１と、１枚のウェブＷ２とから防音シートＳを製造する点が異なる。
【0121】
以下、上記実施形態と重複する構成については説明を省略する。なお、本実施形態の防音シートＳの製造方法においても、上述した製造装置１０を用いる。以下の説明では第１実施形態の図５、および第２実施形態の図１４も参照することとする。
【0122】
ウェブＷ１およびウェブＷ２は上記実施形態と同様にして作製し、加熱工程Ｓ２３へ進む。加熱工程Ｓ２３では、図２０に示すように、熱放射部１４３内にウェブＷ１、ウェブＷ２、およびウェブＷ１をこの順に上下方向に重ねて加熱して、第１被覆層２３２および第２被覆層２３４を溶融させる。ウェブＷ１およびウェブＷ２の加熱温度Ｔ１は、第２被覆層２３４の第２の融点以上とする。これら以外は、第１実施形態の加熱工程Ｓ１３と同様にして行う。そして冷却工程Ｓ２４へ進む。
【0123】
冷却工程Ｓ２４では、図２１に示すように、重ねられた２枚のウェブＷ１と１枚のウェブＷ２とを、第１の融点以上第２の融点未満の温度である冷却温度Ｔ２に冷却する。これにより、第１被覆層２３２は固化せず、第２被覆層２３４は固化する。そして加圧工程Ｓ２５へ進む。
【0124】
加圧工程Ｓ２５では、図２２に示すように、第１被覆層２３２が溶融したままの２枚のウェブＷ１と、第２被覆層２３４が固化した１枚のウェブＷ２とに、所定の圧縮力を印加する。これにより、ウェブＷ１は比較的に高密度な内部構造と成り、ウェブＷ２は比較的に低密度な内部構造と成る。そして加圧冷却工程Ｓ２６へ進む。
【0125】
加圧冷却工程Ｓ２６では、図２３に示すように、加圧工程Ｓ２５の所定の圧縮力を印加したまま、２枚のウェブＷ１と１枚のウェブＷ２とを冷却温度Ｔ３まで冷やす。加圧冷却工程Ｓ２６における冷却温度Ｔ３は、第１被覆層２３２の第１の融点未満の温度とする。
【0126】
これによって、第２被覆層２３４に加えて第１被覆層２３２も固化した状態となる。そして、ウェブＷ１に由来する比較的に高密度な領域Ｌ２と、ウェブＷ２に由来する比較的に低密度な領域Ｌ１とを含む防音シートＳが形成される。防音シートＳには、裁断工程Ｓ２７により適宜裁断加工を施してもよい。
【0127】
本実施形態によれば上記実施形態の効果に加えて、３層構造を容易に形成することができる。
【0128】
４．第４実施形態
本実施形態に係る防音シートＳは、後述する本実施形態の防音シートＳの製造方法にて製造される。本実施形態の防音シートＳは、第１実施形態の防音シートＳに対して、１枚のウェブＷ１から、比較的に低密度な領域Ｌ１および比較的に高密度な領域Ｌ２を含む内部構造を形成する点が異なる。以下、上記実施形態と重複する構成については説明を省略する。なお、本実施形態の防音シートＳの製造方法においても、上述した製造装置１０を用いる。以下の説明では第１実施形態の図４、図５も参照することとする。
本実施形態に係る防音シートＳは、後述する本実施形態の防音シートＳの製造方法にて製造される。本実施形態の防音シートＳは、第１実施形態の防音シートＳに対して、１枚のウェブＷ１から、比較的に低密度な領域Ｌ１および比較的に高密度な領域Ｌ２を含む内部構造を形成する点が異なる。以下、上記実施形態と重複する構成については説明を省略する。なお、本実施形態の防音シートＳの製造方法においても、上述した製造装置１０を用いる。以下の説明では第１実施形態の図４、図５も参照することとする。
【0129】
ウェブＷ１は第１実施形態と同様にして作製して、加熱工程Ｓ１３へ進む。加熱工程Ｓ１３では、図２４に示すように、熱放射部１４３内にてウェブＷ１を加熱して、第１被覆層２３２を溶融させる。ウェブＷ１の加熱温度Ｔ１は、第１被覆層２３２の第１の融点以上とする。そして冷却工程Ｓ１４へ進む。
【0130】
冷却工程Ｓ１４では、図２５に示すように、ウェブＷ１を第１の融点未満の温度である冷却温度Ｔ２に冷却する。このとき、ウェブＷ１に、第１の融点未満の領域と第１の融点以上の領域とが残存する状態とする。つまり、第１加圧冷却部１６１および第２加圧冷却部１６２に対して、比較的に近く第１被覆層２３２が固化した領域と、比較的に遠く第１被覆層２３２が溶融した領域とを混在させる。そのため、ウェブＷ１の内部温度が、一様に冷却温度Ｔ２まで下がりきる前に加圧工程Ｓ１５へ進む。
【0131】
加圧工程Ｓ１５では、図２６に示すように、ウェブＷ１に所定の圧縮力を印加する。これにより、ウェブＷ１の内部には密度が異なる領域が形成される。そして加圧冷却工程Ｓ１６へ進む。
【0132】
加圧冷却工程Ｓ１６では、図２７に示すように、加圧工程Ｓ１５の所定の圧縮力を印加したまま、ウェブＷ１を冷却温度Ｔ３まで冷やす。加圧冷却工程Ｓ１６におけるウェブＷ１の冷却温度Ｔ３は、第１被覆層２３２の第１の融点未満の温度とする。
【0133】
これによって、防音シートＳでは、上記第１の融点未満の領域が比較的に低密度な領域Ｌ１となり、第１の融点以上の領域が比較的に高密度な領域Ｌ２となる。
【0134】
本実施形態によれば第１実施形態の効果に加えて、１枚のウェブＷ１において密度傾斜を有する内部構造を容易に形成することができる。
【符号の説明】
【0135】
１０…製造装置、２３Ａ…第１繊維、２３Ｂ…第２繊維、２３Ｃ…第３繊維、１５０…加圧部、１５１…第１加圧部、１５２…第２加圧部、１５３…第１制御部、１５４…第２制御部、１６０…加圧冷却部、１６１…第１加圧冷却部、１６２…第２加圧冷却部、１６３…第３制御部、１６４…第４制御部、２１０…第５制御部、２３１…第１芯部、２３２…第１被覆層、２３３…第２芯部、２３４…第２被覆層、Ｓ…防音シート、Ｓ１２…第１堆積工程、Ｓ１３，Ｓ２３…加熱工程、Ｓ１６，Ｓ２６…加圧冷却工程、Ｓ２２…第２堆積工程、Ｓ２４…冷却工程、Ｓ２５…加圧工程、Ｗ１…第１堆積繊維体としてのウェブ、Ｗ２…第２堆積繊維体としてのウェブ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】