JP2003195869A - 吸音体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 目的とする吸音性能が得られ作業条件や作業
環境を改善でき環境や資源保護に寄与できる吸音体を提
供する。 【解決手続】 吸音パネル１は，気流Ｃに面して設けら
れ空気が伝達する音を吸収可能な吸音材２を備えたもの
である。吸音材２は、廃棄・回収されたペットボトルか
ら再生されたリサイクルポリエステル繊維から成り、３
０kg／ｍ³ 程度の密度に形成されている高密度部２１と
２２kg／ｍ³ 程度の密度に形成されている低密度部２２
とを有し、多孔板３及びケーシング４で覆われて成形さ
れる。 【効果】 高密度部が気流の通過を制限し気流発生音を
低減させ、全体の減音性能をグラスウール吸音材と同等
にすることができる。繊維が人を刺したり浮遊せず作業
環境が良くすることができる。ゴミ削減や資源回収に寄
与でき廃棄時の処分も容易である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気体流れに面して
設けられ前記気体が伝達する音を吸収可能な吸音材を備
えた吸音体に関し，特に従来から常用されていない吸音
材の適用技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】吸音材を使用した吸音体であるパッシブ
型サイレンサーでは、従来から、吸音材として一般にグ
ラスウールを使用していた。しかしグラスウールは、吸
音性能の点で優れているものの、これをサイレンサーの
吸音部に充填するときに作業者の皮膚に触れると作業者
が痛みを感じるため、サイレンサー製造時の作業条件が
良くないという問題がある。又、作業場では微細な繊維
片が空中に浮遊するため、その対策として特別な作業服
やマスク等が必要になり、作業環境を悪化させるという
問題がある。更に、グラスウールでは、吸音作用をなす
ように多孔性を形成させるために、通常フェノール樹脂
からなるバインダーが塗布される。そのため、吸音材の
交換等でグラスウールを廃棄するときに産業廃棄物とし
て取り扱われることになる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、従来
技術における上記問題を解決し、目的とする吸音性能が
得られて、作業条件や作業環境を改善でき、環境や資源
保護に寄与できる吸音体を提供することを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、請求項１の発明は、気体流れに面して設け
られ前記気体が伝達する音を吸収可能な吸音材を備えた
吸音体において、前記吸音材はペットボトルから再生さ
れた再生ポリエステル繊維から成り前記気体流れに近い
側に配設され高い密度に形成されている高密度部と前記
高い密度より低い密度に形成されている低密度部とを有
することを特徴とする。

【０００５】請求項２の発明は、上記に加えて、前記低
密度部に対して前記高密度部の反対側に前記低い密度よ
り高い密度に形成されている他の高密度部を有すること
を特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は本発明を適用した吸音体で
ある吸音パネルの構造例を示す。本例の吸音パネル１
は，気体流れである矢印で示す気流Ｃに面して設けら
れ、気体として例えば空気が伝達する音を吸収可能な吸
音材２を備えたものであり、平板状や円筒状等の適当な
形状に形成され、例えばダクト内に設けられるサイレン
サーに好都合に使用される。

【０００７】吸音材２は、通常廃棄されていて回収され
たペットボトルから再生されたポリエチレンテレフタレ
ート（ＰＥＴ）を主成分とするリサイクルポリエステル
繊維から成り、気流Ｃに近い側に配設され高い密度とし
て例えば３０kg／ｍ³ 程度の密度に形成されている高密
度部２１と、これより低い密度として例えば２２kg／ｍ
³ 程度の密度に形成されている低密度部２２とを有す
る。

【０００８】このような吸音材２を備えた吸音パネル１
は、通常、吸音面側が鋼板製の多孔板３で覆われて成形
される。用途等によっては、例えばワイヤーネット等の
音を通過でき吸音材２を保持可能な他の適当な材料を使
用してもよい。裏面側には、この面が吸音面にならない
ときには、適当な厚み及び材料からなる板状や円筒状の
ケーシング４が設けられる。

【０００９】高密度部２１は、図１（ａ）及び（ｂ）に
示すように、リサイクルポリエステル繊維板又はリサイ
クルポリエステル繊維不織布として高密度に形成され、
多孔板３に密着するように充填される。高低密度部２
１、２２は、繊維の熱接着や針による交絡を用いたニー
ドルパンチ法等の通常の工法によって製造される。前記
３０kg／ｍ³ 及び２２kg／ｍ³ はこれらの方法で製造さ
れるときの標準的密度である。なお、例えば９０kg／ｍ
³ 程度の密度のものも製造可能であるが、そのように高
密度のものは本発明の吸音パネルには採用されない。

【００１０】図２は本発明を適用した吸音パネルをサイ
レンサーとして製品化した例を示す。本例の吸音パネル
１は、低密度部２２に対して、高密度部２１の反対側に
低密度２２kg／ｍ³ より高い密度として本例では４０kg
／ｍ³ の高密度に形成されている他の高密度部である裏
側高密度部２３を有する。裏側高密度部２３も前記高低
密度部２１、２２と同じリサイクルポリエステル繊維か
らなり同様に製造される。このような吸音パネル１は、
本例では相対向するように二列に設けられ、それぞれの
両側のケーシング４が他の２面のケーシング５に接続さ
れ、サイレンサー６として角形に形成されている。な
お、ケーシング５の面も吸音パネルにしたり、吸音パネ
ルを円筒形に形成してもよい。

【００１１】以上のような吸音パネルやサイレンサーに
おいて、吸音材にしているポリエステル繊維は、性状が
ソフトで人が触れたときに痛くなく、又、ガラス繊維の
ように折れやすくなく、折れた細い繊維断片が作業場の
空気中に飛散・浮遊することがない。従って、グラスウ
ール製吸音材を使用する場合よりも、吸音パネルやサイ
レンサーを製造する作業者の作業条件や作業環境を改善
することができる。

【００１２】又、グラスウールはガラスくずに該当し産
業廃棄物になると共に、バインダーを使用するため焼却
処理の点でも問題になるが、ポリエステル繊維製吸音材
はグラスウールで使用するバインダーを使用しない方法
で製造され、吸音材の交換等による廃棄時に産業廃棄物
にならないので、その廃棄処理が容易である。

【００１３】又、リサイクルポリエステル繊維を使用す
るので、廃棄されたペットボトルの回収・再生率を高
め、その結果ゴミ量を削減し、環境保全及び省資源に寄
与することができる。

【００１４】一方、リサイクルポリエステル繊維は、従
来衣類等を目的とした繊維として再生使用されている
が、その場合には、再生品に不純物等が混入していて必
要な繊維強度が得られないため、再生繊維の使用率を制
限したり、特別の熱処理や乾燥処理をしたり、再生品を
心線にし鞘部分には純繊維を用いた二重構造に加工する
等の方法が採られている。従って、再生品の使用率が低
かったり、使用のための処理が複雑でコスト高になって
いるが、吸音材として使用するときには、繊維間に大き
な引っ張り力が作用しないため、繊維間の絡まり状態を
維持できる程度の繊維強度があればよいので、全面的に
再生品を使用することができる。又、吸音材としての製
法は純繊維の場合と同じである。

【００１５】その結果、材料コストを低減しグラスウー
ルに近づけることができる。なお、現状ではリサイクル
ポリエステル繊維であってもグラスウールより高くなっ
ているが、吸音パネル又は消音器全体の価額に対する影
響は僅かである。なお、再生ＰＥＴは、その普及率の向
上によって将来的に低価額になる可能性がある。

【００１６】発明者等は以上のような吸音材としてのリ
サイクルポリエステル繊維の特長を見出したが、基本的
な吸音性能面ではグラスウールに及ばない。これに対し
て本発明では、気流Ｃ側から、多孔板３を介して、吸音
材２をグラスウールでは例のない同一材料の高低密度部
２１、２２からなる複合構造にして、多孔板３の表裏の
気流側と吸音材内部との静圧差による吸音材側への空気
の流れ込みを、多孔板３に密着させた高密度部２１の有
する通過抵抗によって抑制することによって解決してい
る。

【００１７】即ち、低密度部２２の２２kg／ｍ³ 程度の
比較的低い密度のポリエステル繊維では、多孔板３から
吸音材内に入り込む気流が生じてその部分に渦を発生さ
せる。その結果、吸音体自体が発生させるセルフノイズ
である高い気流音が発生し、吸音材の本来の減音性能を
相殺することになるが、高密度部２１がこの気流の通過
を十分抑制することにより、そのような気流発生音を十
分低減し、全体としてグラスウールと同等の消音効果を
上げることができる。そして、気流の速度が速くなって
も必要な消音効果を得ることができる。

【００１８】一方、グラスウールの吸音材では、その材
料の特性から単一材料の複合構造にするのは容易でな
く、又そのようにした例もない。従って、高流速気流に
対しては、本発明の吸音パネル又は消音器がより有利に
なる。

【００１９】又、密度の異なるリサイクルポリエステル
繊維の複合構造を発展させ、図２の吸音パネル１のよう
に、高低密度部２１、２２に加えて例えば４０kg／ｍ³
程度の密度に形成されている裏側高密度部２３を設ける
ことにより、低周波数における吸音性能を上げたり、こ
の構造で各密度部の厚みを調整することにより、吸音パ
ネルやサイレンサーに対する種々の減音性能の要請に対
応させることができる。

【００２０】発明者等は、本発明を適用した図１及び図
２に示す吸音パネル１であって外形寸法（長さ×高さ×
幅）が 1500 mm× 900 mm × 600 mm で通常１００mm〜
２５０mm程度にされる全厚みとして約１００mmの厚みを
持つ吸音パネル１を備えたサイレンサー６と、同じ構造
で通常のグラスウールを吸音材にした従来のサイレンサ
ーとを試作し、仮設のダクトに装着して消音試験を行
い、以下のような結果を得た： 〔減音性能〕 周波数(Hz) 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 減音量(db) 図１の吸音ハ゜ネル のサイレンサー 4 ９ 18 28 26 22 18 15 図２の吸音ハ゜ネル のサイレンサー 6 11 20 28 26 21 16 13 従来のサイレンサー 5 10 19 29 26 19 15 12 又、上記と同じ外形寸法で同じ吸音パネルの厚みで、本
例の図２のサイレンサー６と、これと同じ構造で吸音材
を密度２２kg／ｍ³ の低密度部２２だけで構成したサイ
レンサー（比較例のサイレンサー）とを用いて、気流音
低減性能及びサイレンサー出入口間の気流の圧力損失を
測定する試験を行い、以下のような結果を得た： 〔気流音低減性能〕 周波数(Hz) 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 気流音(db) 比較例のサイレンサー 71 73 70 64 57 60 59 50 本例の図２のサイレンサー 61 65 64 57 54 59 55 47 低減量 10 8 6 7 3 1 4 3 〔圧力損失〕 比較例のサイレンサー １６５Ｐａ 本例の図２のサイレンサー １４０Ｐａ 低減量 １５Ｐａ 以上の実験結果により、本発明を適用したリサイクルポ
リエステル繊維を吸音材にしたサイレンサーは、従来の
グラスウールを吸音材にしたサイレンサーとほぼ同等以
上の減音性能を有することが明らかになった。又、高低
密度吸音部を設けることにより、気流発生音を減少させ
る効果があることも実証された。更に、気流音を低減さ
せるために吸音材内への空気の入り込み量を十分少なく
したことにより、圧力損失も相当低下することが明らか
になった。そして、このように吸音性能とセルフノイズ
と圧力損失というサイレンサーの３特性において良好な
結果が得られたことにより、本発明を適用した吸音パネ
ルは、吸音性能の点でも十分実用可能であることが実証
された。

【００２１】又、本発明の高密度吸音部を持つサイレン
サーによれば、上記実験例の如く、周波数帯毎の減音性
能の調整が可能になるという効果も生ずる。即ち、一応
の目安とされる６３〜２５０Hzの低周波数域、２５０〜
５００Hzの中周波数域及び１０００Hz以上の高周波数域
において、低周波数域の減音性能を良くするためには、
低密度部２２の厚みを厚くすることによって対応可能で
あるが、その場合には、圧力損失が大きくなり、サイレ
ンサーとしての適用が難しくなるのに対して、図２の構
造のように裏側高密度部２３を設けることにより、圧力
損失の増加を抑制しつつ低周波数域の減音性能を良くす
ることができる。

【００２２】なおこの場合には、高周波音が高密度材に
よって一部反射されるため、図１のサイレンサーの実験
データとの比較から分かるように、図２のサイレンサー
では、高周波数域の減音性能が従来のサイレンサーより
良いが図１のサイレンサーより少し低下することにな
る。従って、実際の製品としては、要求される減音性能
に対応させて、図１及び図２の構造を基本とした密度構
成の吸音材を適宜選択し各部の厚み等を調整して使用す
ることになる。

【００２３】

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、請求項１の
発明においては、吸音体の吸音材を、ペットボトルから
再生されたポリエステル繊維にしているので、吸音体の
製作時の作業条件や作業環境を良くすると共に、環境保
全や資源保護に寄与することができる。

【００２４】即ち、ポリエステル繊維は、本来衣類等に
利用される材料であるため人が触れたときの接触性が良
いので、吸音体の製造工程等で取り扱うときに、作業者
の皮膚に触れても、グラスウールのように痛みを感じる
ようなことがない。又、繊維が柔らかくて折れず繊維間
が絡まった状態で保持されるため、空気中への繊維の飛
散がなく、特別な作業服やマスク等の着用が不要にな
る。その結果、作業条件及び作業環境を良くすることが
できる。

【００２５】又、ポリエステル繊維では、吸音材にする
ときにグラスウールのようにバインダーを使用する必要
がないため、吸音材の交換等による廃棄時に、産業廃棄
物でなく一般のゴミとして捨てられるので、廃棄が容易
である。更に、再生品を使用するので、廃棄されたペッ
トボトルの回収率を高めてゴミ量を削減し、省資源及び
環境保全に寄与することができる。

【００２６】このような吸音材を、流れる気体に近い側
に配設された高密度部とこの高い密度より低い密度に形
成されている低密度部とを有する構造にするので、流れ
ている気体が気体流れに面した高濃度部を介して低密度
部に通過しよとするときに十分な通過抵抗が生じ、低密
度部への気体流れが大幅に制限されることにより、吸音
体自体が発生させることになる気体流速に基づく気流発
生音を十分低くすることができる。その結果、低密度部
だけ単一構造では、グラスウールのときのような吸音性
能が得られなくても、高密度部と組み合わせた複合構造
にすることにより、気体発生音を低減させ、トータル的
にグラスウール吸音材を使用したときと同等の騒音低減
効果を得ることができる。

【００２７】一方、再生ポリエステル繊維では、多少不
純物等が混入していて純繊維のような繊維強度が得られ
ないため、衣類等に用いる場合には、再生繊維の含有量
を制限したり特別の熱処理や乾燥処理をする必要がある
が、吸音材として使用するときには、繊維間に大きな引
っ張り力が作用することがなく、又、吸音性能が損なわ
れない程度の繊維間の絡まり状態が維持されればよいの
で、不純物があって繊維強度が低くなっていても問題に
ならない。従って、再生繊維を１００％使用することが
可能である。その結果、材料コストを低減しグラスウー
ルに近づけることができる。

【００２８】以上の如く、請求項１の発明は、吸音材と
してはポリエステル繊維に通常要求される高強度まで必
要でない点と、再生品の使用により材料費用の低減及び
将来の更なる低減の可能性に着目し、通常吸音材として
は最適材料とは言えず殆ど使用されていないポリエステ
ル繊維のうちの再生繊維を用いる構成を採択し、通常の
吸音材であるグラスウールの製造段階や廃棄処分時の問
題を解決して製造及び廃棄を容易にすると共に、同じ再
生繊維で密度の異なる高低密度部を持つ構成を採択し、
気体流れによって伝達される騒音に対する吸音性能面
と、吸音体自体の発生させる付加的な気流発生音を低減
させる面との両要請を満たし、グラスウール製吸音材と
同等の総合的減音性能を得て、グラスウール製吸音材を
代替可能にしたものである。

【００２９】請求項２の発明は、吸音体を、低密度部に
対して高密度部の反対側に他の高密度部を有する構造に
するので、低周波数における吸音性能を上げたり、この
構造で各密度部の厚みを調整することにより、吸音体を
吸音パネルとして使用したりサイレンサーとして形成す
るときに種々の減音性能の要請に対応させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）及び（ｂ）は本発明を適用した吸音パネ
ルの構成例を示す説明図である。

【図２】本発明を適用した吸音パネルを含むサイレンサ
ーの構成例を示す説明図で、（ａ）乃至（ｃ）はそれぞ
れ、平面図、側面図、及びＡ−Ａ線断面の拡大図であ
る。

【符号の説明】

１ 吸音パネル（吸音体） ２ 吸音材 ２１ 高密度部 ２２ 低密度部 ２３ 裏側高密度部（他の高密度部） Ｃ 気流（気体流れ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒部 能幸 大阪府大阪市西淀川区竹島４丁目７番32号 株式会社ササクラ内 (72)発明者 出口 恭一 大阪府大阪市西淀川区竹島４丁目７番32号 株式会社ササクラ内 (72)発明者 岡内 博俊 大阪府大阪市西淀川区竹島４丁目７番32号 株式会社ササクラ内 Ｆターム(参考） 2E001 DF04 GA12 GA18 GA28 GA32 GA65 HB02 HD11 HE00 5D061 AA06 AA22 BB02 BB21 BB24

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気体流れに面して設けられ前記気体が伝
   達する音を吸収可能な吸音材を備えた吸音体において、 前記吸音材はペットボトルから再生された再生ポリエス
   テル繊維から成り前記気体流れに近い側に配設され高い
   密度に形成されている高密度部と前記高い密度より低い
   密度に形成されている低密度部とを有することを特徴と
   する吸音体。
2. 【請求項２】 前記低密度部に対して前記高密度部の反
   対側に前記低い密度より高い密度に形成されている他の
   高密度部を有することを特徴とする請求項１に記載の吸
   音体。