JP2004191445A

JP2004191445A - 吸音材

Info

Publication number: JP2004191445A
Application number: JP2002356262A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Ishikawa; 和久石川; Hiroto Atsumi; 寛人渥美
Original assignee: Showa Electric Wire and Cable Co
Current assignee: SWCC Corp
Priority date: 2002-12-09
Filing date: 2002-12-09
Publication date: 2004-07-08

Abstract

【解決手段】本発明の吸音材は、損失係数ηが０．０５以上、通気量が０．１ｄｍ^３／ｓ以上であり、かつ厚さが１〜５０ｍｍの多孔質体により構成されている。また、上記多孔質体にグラスウールやロックウールを積層しても良い。
【効果】本発明の吸音材によれば、従来の技術に比べて１００Ｈｚ付近の低周波数領域から２０００Ｈｚ付近の高周波数領域までの広い範囲に亘って高い吸音効果が得られる。また従来技術に比べて固体伝搬音や振動を低減する効果も優れている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として音源の周囲に取り付けられ、この音源から発生する空気伝搬音、固体伝搬音、振動等を低減する性能を有する吸音材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
我々の周囲には例えば恒常的に交通車両や船舶等の乗物から発生する音や振動あるいは工場の機械類から発生する音や振動等様々な音や振動が発生しており、時にはこれらの音や振動が日常生活に支障を来す場合も少なくない。
【０００３】
従来からウレタンフォームの一種である軟質ウレタンスラブフォームは連続気泡を有する発泡体であるため吸音材として使用されている。このようなウレタンフォームの吸音機構はウレタンフォームの多孔質部分における空気の粘性抵抗を利用し、音波のエネルギーを熱エネルギーに変換して吸収するものであり、高周波数帯域の空気伝搬音を効率よく吸収することができる。
【０００４】
その他例えば、周波数帯域が５００Ｈｚを超えるような騒音に対してはグラスウールやロックウール等の多孔質吸音材を使用すると効果的な吸音が得られることが知られている。また、５００Ｈｚ以下の騒音に対しては多孔質吸音材の厚さを厚くしたり、さらに低周波数帯域に対しては吸音材の背後に空気層を設けるなどの試みがなされている。
【０００５】
あるいは、通気度が５〜１００倍異なる高密度と低密度の繊維集合体を少なくとも２層以上積層した吸音構造体も提案されている。この発明は、空気の粘性抵抗を利用し、音波のエネルギーを熱エネルギーに変換して吸音する多孔質吸音構造体に、さらに密度が異なる繊維集合体を積層することで、高密度部分が付加質量、低密度部分がバネの役割を担う、いわゆる動吸振機を構成させて特に低周波数帯域の吸音率を向上させたものである（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−１５２８９０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
即ち、ウレタンフォームを用いて吸音する場合には、高周波数帯域では効率よく吸音することができるが低周波数帯域の空気伝搬音を低減するためには厚さを厚くする必要があり、設置スペースの問題が生じたり、価格が高くなるという問題が生じていた。
【０００７】
一方、周波数帯域でも例えば５００Ｈｚ以下の周波数帯域に対してはグラスウールやロックウール等の多孔質吸音材の厚さを厚くしたり、吸音材の背後に空気層を設けるなどの試みがなされているが、十分な吸音効果を得ようとすると重量が重くなることやスペースを広くとらなければならない等の問題が生じていた。
【０００８】
また、上記の特許文献１に開示されているような技術では、特に１００Ｈｚ以下のいわゆる低周波帯域においては十分な吸音効果が得られていないのが現状である。
【０００９】
さらに、空気伝搬音と同時に固体伝搬音が生じる場合が多々あるが、固体伝搬音は振動により生じる音であり、空気伝搬音と同時に固体伝搬音を低減するためには防振ゴムや制振シートと吸音材を併用する必要があった。
【００１０】
本発明は音源の周囲の建物の壁面や天井あるいは高速道路の防音壁等に取り付けられ、交通車両、船舶、工場等の各種機械類のような外部から発生する空気伝搬音、固体伝搬音、振動の低減に効果的な性能を有する吸音材を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は以上の点を解決するため次の構成を採用する。
〈構成１〉
損失係数ηが０．０５以上、通気量が０．１ｄｍ^３／ｓ以上であり、かつ厚さが１〜５０ｍｍの多孔質体からなることを特徴とする吸音材。
【００１２】
〈構成２〉
上記多孔質体の厚さは１０〜２５ｍｍであることを特徴とする構成１記載の吸音材。
【００１３】
〈構成３〉
上記多孔質体はグラスウール若しくはロックウールのどちらか一方若しくはこれらの組み合わせであることを特徴とする構成１または構成２に記載の吸音材。
【００１４】
〈構成４〉
上記多孔質体はグラスウール若しくはロックウールを同種同士若しくは異種同士を積層したものであることを特徴とする構成３記載の吸音材。
【００１５】
〈構成５〉
上記吸音材は周波数１００〜２０００Ｈｚの範囲において使用されるものであることを特徴とする構成１から構成４までのいずれかの構成に記載の吸音材。
【００１６】
〈構成６〉
上記吸音材は周波数１００〜５００Ｈｚの範囲において使用されるものであることを特徴とする構成５に記載の吸音材。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を具体例を用いて説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施例の損失係数、多孔質体の厚さ、通気量、グラスウール積層厚さ、吸音材総厚さを比較例とともに示したものである。本実施例及び比較例に用いられたグラスウールの密度は３２ｋｇ／ｍ^３である。また、損失係数はＪＩＳＧ０６０２に準拠する方法により、温度２０℃においてサンプル長３００ｍｍ、幅２５ｍｍ、厚さ２５ｍｍのものを厚さ１．５ｍｍの鋼板に接着し、中央支持方式で試験片を保持し、電磁加振機により試験片を加振した。損失係数の算出方法は半値幅方法により行った。通気量はＪＩＳＫ６４００、軟質ウレタンフォーム試験方法の通気性測定方法Ｂ法により測定した。
【００１９】
ここで、本発明においては多孔質体の損失係数ηが０．０５以上、通気量が０．１ｄｍ３／ｓ以上、厚さが１〜５０ｍｍである理由は、損失係数ηが０．０５未満では十分な制振性が得られず、吸音効果が小さくなるためであり、通気量が０．１ｄｍ３／ｓ未満では、多孔質体の隙間部分の空気が振動し、空気の粘性抵抗によって音波のエネルギーが熱エネルギーに変換され吸音が行われるというメカニズムが十分に働かないからである。通気量が０．１ｄｍ^３／ｓ以上では特に高周波数領域での吸音効果に有効である。
【００２０】
また、多孔質体の厚さが１〜５０ｍｍである理由は、多孔質体による吸音効果は多孔質体の骨格部分の振動及び多孔質体の板としての振動が発生し、制振効果によって音波による振動エネルギーが熱エネルギーに変換されて吸音されるというものであるが、厚さが１ｍｍ未満では多孔質体の骨格部分の振動による吸音効果が低下し、厚さが５０ｍｍを超えると板としての振動が減少し、吸音効果が低下するからである。中でも吸音材としての強度とスペースファクターとを考慮すると１０〜２５ｍｍの厚さが特に好適である。
【００２１】
本発明の多孔質体はグラスウールやロックウールが好適であるが、さらに例えば本発明の多孔質体がグラスウールの場合はグラスウール、ロックウールの場合はロックウールのように同種の多孔質体を積層したり、多孔質体がグラスウールの場合はロックウールのような異種の多孔質体を積層してもより高い効果が得られる。これは、本発明の多孔質体が錘の役割を担い、積層するグラスウールやロックウールなどの多孔質体がバネの役割を担うことにより、この積層体が動吸振機としての機能を有することになり、さらに吸音効果が高まるからである。
【００２２】
図２は図１において吸音材総厚さが２５ｍｍである実施例１及び比較例１、３の残響室法吸音率の測定結果である。吸音材総厚さが２５ｍｍの場合、比較例１は損失係数が低周波数領域、即ち１００Ｈｚと２５０Ｈｚにおいて０．０５未満であり、比較例３は通気量が０．１ｄｍ^３／ｓ未満である。
【００２３】
図２においていずれの比較例も７００〜８００Ｈｚの周波数以上でなければ十分な吸音率が得られないのに対して実施例１は２５０Ｈｚ程度以上２０００Ｈｚ程度までの低周波数領域から高周波数領域まで高い吸音率を示していることが明らかである。
【００２４】
また、図３は図１において吸音材総厚さが１００ｍｍである実施例２、３及び比較例２、４、５の残響室法吸音率の測定結果である。吸音材総厚さが１００ｍｍの場合、比較例２は損失係数が低周波数領域、即ち１００Ｈｚと２５０Ｈｚにおいて０．０５未満であり、比較例３は通気量が０．１ｄｍ^３／ｓ未満、また比較例５は多孔質体の厚さが５０ｍｍを超えているものである。
【００２５】
図３より、比較例２及び５は３５０Ｈｚ程度以上でなければ十分な吸音率が得られず、一方比較例４は２５０Ｈｚ程度未満の低周波数領域では十分な吸音率が得られるが２５０Ｈｚを超えると急激に吸音率が低下してきている。それに対し実施例２は１００Ｈｚ程度の低い周波数から２０００Ｈｚ程度の高い周波数までの広い領域に亘って高い吸音率を示しているが、特に１００Ｈｚから５００Ｈｚ程度の低周波数領域において安定して高い吸音率を示していることが明らかである。
【００２６】
また、実施例３はやはり１００Ｈｚから２０００Ｈｚまでの周波数領域において全般的に高い吸音率を示しているが、特に高周波数領域になるほど吸音率が上昇する傾向を示しており、３５０Ｈｚ付近以上では極めて優れた吸音効果を有していることが明らかである。
【００２７】
図４は、吸音材として適する積層体の実施例を示す断面図である。
図の（ａ）は、グラスウールから成る本発明の多孔質体１０である。図の（ｂ）は、グラスウールから成る本発明の多孔質体１０と、一般のグラスウールから成る多孔質体１１とを、交互に積層したものである。積層厚さや積層段数は任意である。図の（ｃ）は、グラスウールから成る本発明の多孔質体１０と、一般のロックウールから成る多孔質体１２とを、交互に積層したものである。これも、積層厚さや積層段数は任意である。この図のような構成により、本発明を有効に利用することができる。
【００２８】
以上より、本発明の吸音材は本発明の各特性を有している多孔質体だけでも従来の吸音材に比べて広い周波数領域において優れた吸音効果を示すものであるが、図３に見られるように多孔質体にグラスウール等を積層すると特に１００Ｈｚから５００Ｈｚまでの低周波数領域の吸音率が向上することという効果が見られる。
【００２９】
【発明の効果】
上記したように本発明によれば、損失係数ηが０．０５以上、通気量が０．１ｄｍ^３／ｓ以上であり、かつ厚さが１〜５０ｍｍの多孔質体により吸音材を構成したので、低周波数領域から高周波数領域までの広い範囲に亘って吸音特性が優れているのみならず固体伝搬音や振動の低減に効果的な制振性も有した吸音材を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の吸音材の実施例を示した図である。
【図２】本発明の実施例の吸音率を示した図である。
【図３】本発明の他の実施例の吸音率を示した図である。
【図４】吸音材として適する積層体の実施例を示す断面図である。

Claims

損失係数ηが０．０５以上、通気量が０．１ｄｍ^３／ｓ以上であり、かつ厚さが１〜５０ｍｍの多孔質体からなることを特徴とする吸音材。
前記多孔質体の厚さは１０〜２５ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の吸音材。
前記多孔質体はグラスウール若しくはロックウールのどちらか一方若しくはこれらの組み合わせであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の吸音材。
前記多孔質体はグラスウール若しくはロックウールを同種同士若しくは異種同士を積層したものであることを特徴とする請求項３記載の吸音材。
前記吸音材は周波数１００〜２０００Ｈｚの範囲において使用されるものであることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の吸音材。
前記吸音材は周波数１００〜５００Ｈｚの範囲において使用されるものであることを特徴とする請求項５に記載の吸音材。