JP2023047510A - 制振材付吸音パネル - Google Patents

Abstract

【課題】高周波だけでなく低周波の遮音性にも優れた制振材付吸音パネルの提供。【解決手段】互いに離間しつつ対向する正面板（１）及び背面板（３）と、前記正面板と前記背面板の間隙に保持された吸音材（２）と、前記正面板又は前記背面板の少なくとも一部に貼付された、樹脂層（４）及び拘束層（５）が積層されてなる制振材（６）と、を備える制振材付吸音パネル（１０）。吸音材（２）はグラスウールであることが好ましく、樹脂層（４）は塩素含有熱可塑性樹脂と塩素化パラフィンを含むことが好ましい。【選択図】図１

Description

本発明は、制振材付吸音パネルに関する。

従来、グラスウール等の吸音材を一対のパネルの間に保持してなる遮音性の塀が知られている（特許文献１）。グラスウールを用いた遮音体は、空気ばねの物理的な防振効果によって遮音性を発揮する。一方、物理的な遮音効果とは異なり、樹脂層に含まれる塩素含有熱可塑性樹脂及び塩素化パラフィンの化学的な遮音効果を利用した遮音材も知られている（特許文献２）。

特開２００３－３２１９５２号公報 特開２００１－２９４８４５号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたようなグラスウール等の空気ばねを利用した遮音体は、高周波数の音の遮音性は優れるが、８０～３１５Ｈｚ程度の低周波数の音の遮音性が劣るという問題がある。本発明者らがこの原因を検討したところ、低周波数の音が空気ばねと共鳴することが原因であると考えられた。そこで、その共鳴による振動を制振材によって制振することによって、低周波数を含めて優れた遮音性を有する吸音パネルが得られると考え、本発明を完成するに至った。

本発明は、高周波だけでなく低周波の遮音性にも優れた制振材付吸音パネルを提供する。

［１］ 互いに離間しつつ対向する正面板及び背面板と、前記正面板と前記背面板の間隙に保持された吸音材と、前記正面板又は前記背面板の少なくとも一部に貼付された、樹脂層及び拘束層が積層されてなる制振材と、を備える制振材付吸音パネル。
［２］ 前記制振材が前記正面板又は前記背面板に接触している面積Ｓ１と、前記制振材が貼付されている表面を有する、前記正面板又は前記背面板の前記表面の面積Ｓ２と、の（Ｓ１／Ｓ２）で表される比率が、１０～１００％である、［１］に記載の制振材付吸音パネル。
［３］ 前記制振材の前記樹脂層は、塩素含有熱可塑性樹脂と、数平均炭素数が１２～１６である塩素化パラフィンと、を含む、［１］又は［２］に記載の制振材付吸音パネル。
［４］ 前記吸音材がグラスウールである、［１］～［３］の何れか一項に記載の制振材付吸音パネル。

本発明の制振材付吸音パネルにあっては、高周波だけでなく低周波の遮音性にも優れる。

本発明に係る制振材付吸音パネルの一例の模式的な断面図である。 実施例で作製した吸音パネルの遮音性を評価するために測定した音圧レベル差を示すグラフである。 図２のグラフのうち、低周波（８０～３１５Ｈｚ付近）を拡大したグラフである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を説明するが、図面の寸法等は便宜的に変更してあり、本発明を図示した実施形態のみに限定することは意図していない。

≪制振材付吸音パネル≫
本発明の実施形態の一例の制振材付吸音パネル１０は、図１に示すように、互いに離間しつつ対向する正面板１及び背面板３と、正面板１と背面板３の間隙に保持された吸音材２と、正面板１又は背面板３の少なくとも一部に貼付された、樹脂層４及び拘束層５が積層されてなる制振材６と、を備える。

正面板１と吸音材２と背面板３を一体化した積層体とする方法は特に制限されず、例えばこれらの接触面に図示しない接着剤層を介在させてもよいし、後述する実施例で示すように積層体の側面の周囲をアルミテープ等の粘着テープで固定してもよい。
ここで、正面板１と背面板３の呼称は両者を区別する便宜的なものであり、使用者が意図する正面と背面の向きに一致していてもよいし、不一致であっても構わない。

正面板１と背面板３とは、制振材付吸音パネル１０の側面から見たときに、平行であってもよいし（図１参照）、一方が他方に対して傾いていても構わない（不図示）。
平行である場合の正面板１と背面板３の離間距離は特に制限されず、例えば、１ｍｍ～５００ｍｍ程度とすることができる。
一方が他方に対して傾き、非平行である場合の正面板１と背面板３の離間距離は特に制限されず、例えば、最も近接している箇所の離間距離が１ｍｍ～１００ｍｍ程度、最も遠く離れている箇所の離間距離が５ｍｍ～１０００ｍｍ程度、とすることができる。

制振材６を背面板３に取り付ける方法としては、制振材６の樹脂層４が粘着性を有する場合にはその粘着性を利用して貼付すればよい。また、樹脂層４と背面板３の接触面に図示しない接着剤層を介在させてもよい。制振材６における樹脂層４と拘束層５の固定も同様とすればよい。

制振材付吸音パネル１０にあっては、入射した音波の大半を吸音材２の空気ばねの効果等によって吸収することができるが、吸音材２が吸収しきれず、むしろ共鳴してしまう周波数の音は、吸音材２の振動を招く。この振動は背面板３に取り付けた制振材６によって制振することにより吸収し、遮音する（吸音する）ことができる。例えば、吸音材２がグラスウールである場合、吸音材２は８０～３１５Ｈｚ程度の低周波の遮音性が低いが、この低周波による共鳴及び振動を制振材６によって制振し、吸音できる。

制振材６が背面板３（又は正面板１）に接触している面積Ｓ１と、制振材６が貼付された表面を有する背面板３（又は正面板１）のその表面の面積Ｓ２との（Ｓ１／Ｓ２）で表される比率（以下、制振材貼合率ということがある。）は、１０～１００％が好ましい。
上記範囲のうち、制振による遮音の効果をより高める観点から、２０％以上がより好ましく、３０％以上がさらに好ましく、５０％以上が特に好ましい。また、上記範囲のうち、制振材付吸音パネルの重量（面密度）を低減する観点から、９５％以下、９０％以下、８０％以下、又は７０％以下であってもよい。

［正面板、背面板］
正面板１と背面板３は同じ材料で構成されていてもよいし、互いに異なる材料で構成されていてもよい。遮音性を向上させる観点から、空気が実質的に透過しない板であることが好ましく、例えば、金属板、樹脂板、樹脂シート、セラミック板、石膏ボード、ＦＲＰ板等が挙げられる。

正面板１と背面板３の厚みは同じであってもよいし、異なっていてもよい。それらの厚みは特に制限されず、用途や設置箇所によって適宜設定することができ、例えば、１ｍｍ～１０ｍｍが挙げられる。

正面板１と背面板３のサイズは、厳密に同じでなくてもよいが、積層方向（Ｚ方向）に見て概ね重なる程度に同じであることが好ましい。これらの縦と横のサイズは特に制限されず、用途や設置箇所によって適宜設定することができ、例えば、縦１００ｍｍ～５０００ｍｍ、横１００ｍｍ～５０００ｍｍの範囲で、縦と横をそれぞれ独立に設定することができる。

［吸音材］
吸音材２は、空気を保持する小さな空間を多数有するスポンジ質材料又は多孔質材料であることが好ましい。このような吸音材２としては、例えば、グラスウール（ガラスウール）、ロックウール、スラグウール、フェルト、連続気泡発泡樹脂、吹き付け繊維、木毛・木片セメント板、穴あき軟質繊維板、織物、植毛製品等が挙げられる。吸音材２は１種類の材料から形成されていてもよいし、複数の材料から形成されていてもよい。また、吸音材２の構造は単層（一つの塊）であってもよいし、複数の層（複数の塊）からなる多層構造（多重構造）であってもよい。

吸音材２の厚み（正面板１から背面板３へ向くＺ方向の厚み）は、例えば１ｍｍ～５００ｍｍ程度の範囲で適宜設定される。厚いほど遮音性が向上する傾向がある。
ここで、吸音材２の厚みは各測定点の厚みの平均値とする。測定点は、吸音材２の全体に分散して互いに同程度に離れた１０～２０カ所から任意に選定される。

正面板１と背面板３の間隙の体積Ｖ１に対する、前記間隙に収納された吸音材２の体積Ｖ２の（Ｖ２／Ｖ１）で表される充填率は、遮音性を高める観点から、１０～１００％が好ましく、５０～１００％がより好ましく、８０～１００％がさらに好ましい。

［制振材］
制振材６は樹脂層４と拘束層５からなり、拘束層５は金属などの無機物で構成されている。このような制振材６として公知の拘束型制振材を適用することができる。
本発明に適用可能な市販の制振材としては、例えば、日東電工社製の拘束型制振材（商品名：レジェトレックス）や、積水化学工業社製の拘束型制振材（商品名：カルムーン）等が挙げられる。

（樹脂層４）
制振材６の樹脂層４は、ブチルゴム等の合成ゴムや、特許文献２に開示されているように塩素含有熱可塑性樹脂と、数平均炭素数が１２～１６である塩素化パラフィンを含むものが、遮音性に優れるので好ましい。
前記カルムーンが有する樹脂層は、特許文献２に開示されているように塩素含有熱可塑性樹脂と、数平均炭素数が１２～１６である塩素化パラフィンを含むものであり、より具体的には、塩素化ポリエチレン、塩素化パラフィン、炭酸カルシウム、錫系安定剤、ロジンエステル等が含まれる。

樹脂層４には、例えば、炭酸カルシウム、カーボンブラック、グラファイト、シリカなどの粉状の無機物が充填剤として含まれてもよい。

樹脂層４の厚みとしては、例えば、０．１ｍｍ～５ｍｍ程度、好ましくは０．３ｍｍ～１ｍｍ程度が挙げられる。

（拘束層５）
制振材６の拘束層５としては、例えば、軽量性、耐候性、剛性などのバランスに優れることから、アルミニウム板、鋼板等の金属板が好ましい。
制振材６の厚み方向（Ｚ方向）に見て、拘束層５と樹脂層４の面積は互いに同程度であることが好ましい。

拘束層５の厚みとしては、例えば、０．１ｍｍ～３ｍｍ程度が挙げられ、軽量化と遮音性を両立する観点から０．５ｍｍ～１ｍｍ程度がより好ましい。
拘束層５の厚み：樹脂層４の厚みの比は、例えば、５：１～１：２０が挙げられ、背面板３に対する接着安定性と遮音性を両立する観点から、２：１～１：２がより好ましい。

≪制振材付吸音パネルの製造方法≫
本発明に係る制振材付吸音パネルは、後述する実施例で例示するように常法により製造することができる。

［実施例１］
図１に示す制振材付吸音パネル１０を作製した。具体的には、正面板１であるアルミ板／吸音材２であるグラスウールシート／背面板３であるアルミ板／制振材６の順で重なる積層体とした。
正面板１と吸音材２と背面板３の結合は、これらの積層体の外枠を形成し、積層体の内部空間を封止するように積層体の側面の周囲にアルミテープを貼付することで行った。
背面板３と制振材６の接着は、制振材６が有する樹脂層４の粘着性を利用し、樹脂層４を背面板３の中央付近に押し付けて貼付した。
（制振材６の貼付面積÷背面板３の面積）×１００で算出される制振材貼合率の値（単位：％）が２５．０％となるように、制振材６のサイズを貼付前に調整した。

［実施例２～４］
制振材６の種類を後述のようにレジェトレックスからカルムーンに変更したこと、及び制振材貼合率を表１に示すように変更したこと以外は実施例１と同様にして、制振材付吸音パネル１０を作製した。

［比較例１］
制振材６を背面板３に貼付しないこと以外は、実施例１と同様にして、吸音パネルを作製した。

（使用材料）
各実施例で使用したアルミ板は、アルミニウム合金（Ａ５０５２）からなる板であり、次のサイズを有するものである；長さ×幅×厚さ＝Ｌ２０３０ｍｍ×Ｗ５９０ｍｍ×Ｔ１．５ｍｍ。
各実施例で使用した吸音材は、マグイゾベール社製のグラスウール（密度３２Ｋ、非撥水タイプ）を次のサイズに成形したものである；長さ×幅×厚さ＝Ｌ２０３０ｍｍ×Ｗ５９０ｍｍ×Ｔ７５ｍｍ。
実施例１で使用した制振材は、市販されているものであり、日東電工社製のレジェトレックスＤ－３００Ｎを所定の制振材貼合率となるサイズに成形したものである。レジェトレックスＤ－３００Ｎは、拘束層であるアルミ箔（厚さ０．１ｍｍ）に、粘着性を有する合成ゴム層（厚さ１．４ｍｍ）が積層された積層体である。
実施例２～４で使用した制振材は、市販されているものであり、積水化学工業社製のカルムーンシート船舶タイプ（３０５Ｋ５８）を所定の制振材貼合率となるサイズに成形したものである。カルムーンシート船舶タイプは、拘束層である高耐食性鋼板（厚さ０．８ｍｍ）に粘着性を有する塩素化ポリエチレン樹脂層（厚さ０．５ｍｍ）が積層された積層体である。上記塩素化ポリエチレン樹脂は、塩素含有熱可塑性樹脂と、数平均炭素数が１２～１６である塩素化パラフィンとを含む樹脂組成物からなるものである。
各実施例で使用したアルミテープは、日東電工社製のアルミテープ（品番：Ｊ３１３０、厚さ０．１ｍｍ、幅５０ｍｍ）であり、軟質アルミニウム箔（厚さ０．０５ｍｍ）の片面にアクリル系粘着剤層を有するものである。

表１の面密度の測定は、計量器で測定したパネルの重量をパネル正面板の面積で割ることで算出した。

＜評価方法＞
各例で作製した吸音パネルについて次のように音圧レベル差を測定し、評価した。
残響室と無響室の間に制振材付吸音パネル１０を設置して間仕切りをした。この際、正面板１を残響室に向けた。
次に、残響室においてスピーカーから１００ｄＢのランダムなノイズ音を発生させ、吸音パネルに入射させ、残響室における平均音圧レベルと、無響室の吸音パネルから１ｍ離れた地点での平均音圧レベルとをそれぞれ測定し、１／３オクターブバンドごとの音圧レベル差を算出した。この結果を図２～３のグラフに示す。
なお、平均音圧レベルの測定には、精密騒音計ＮＡ－２８（リオン社製）を用いた。音圧レベル差の数値が大きいほど、遮音性能が優れると評価することができる。

図２～３の結果から、本発明に係る実施例１～４の吸音パネルは、制振材を有しない比較例１の吸音パネルよりも遮音性能に優れており、特に低周波（８０～３１５Ｈｚ）の遮音性能に優れていた。
実施例１～４のうち、制振材貼合率が３０％を超える実施例３～４の特に低周波における遮音性能が顕著に優れていた。実施例１～２の制振材貼合率は２５％で同じであるが、実施例２は、塩素化ポリエチレン樹脂を含む制振材（カルムーン）を使用しているので、実施例１よりも遮音性能に優れていた。

１ 正面板
２ 吸音材
３ 背面板
４ 樹脂層
５ 拘束層
６ 制振材

Claims (4)

1. 互いに離間しつつ対向する正面板及び背面板と、
   前記正面板と前記背面板の間隙に保持された吸音材と、
   前記正面板又は前記背面板の少なくとも一部に貼付された、樹脂層及び拘束層が積層されてなる制振材と、を備える制振材付吸音パネル。
2. 前記制振材が前記正面板又は前記背面板に接触している面積Ｓ１と、
   前記制振材が貼付されている表面を有する、前記正面板又は前記背面板の前記表面の面積Ｓ２と、の（Ｓ１／Ｓ２）で表される比率が、１０～１００％である、請求項１に記載の制振材付吸音パネル。
3. 前記制振材の前記樹脂層は、塩素含有熱可塑性樹脂と、数平均炭素数が１２～１６である塩素化パラフィンと、を含む、請求項１又は２に記載の制振材付吸音パネル。
4. 前記吸音材がグラスウールである、請求項１～３の何れか一項に記載の制振材付吸音パネル。

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