JP3130431B2

JP3130431B2 - 吸音体

Info

Publication number: JP3130431B2
Application number: JP06247207A
Authority: JP
Inventors: 文博中川; 喜夫福田; 喬池辺; 俊行森岡
Original assignee: ダイセル堺実業株式会社; ニッキ工業株式会社
Priority date: 1994-09-14
Filing date: 1994-09-14
Publication date: 2001-01-31
Anticipated expiration: 2016-01-31
Also published as: JPH0887278A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は天然又は合成繊維又はス
ポンジ、樹脂粒子を固めた樹脂多孔質構造の吸音体に係
り、更に詳しくは吸音効率並びに断熱性、防振性並びに
撥水性に優れると共に軽量である多用途向けの吸音体に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の吸音体としては、特開昭６３−１
１６１９７号公報に記載されているように、背面板と、
該背面板の表面に複数個の管状吸音室を有する吸音積層
体と、更に該吸音積層体の表面に多孔質金属板とを積層
して構成された多孔質構造体が存在する。この多孔質金
属板はアルミニウム系エクスバンドメタルと金属繊維層
との積層体で構成されるものであり、この多孔質金属板
を通過して吸音積層体内に入った騒音は、吸音積層体の
管状吸音室内で効果的に熱に変換されて、減衰吸音され
る事になる。

【０００３】この多孔質金属板を用いた吸音体の吸音性
能は非常に優れているものの、構成部材が金属である
から腐食性環境での使用が不可、金属製であるから重
量が大となり、軽量化を目的とするハイテク機器の内装
材としては不適当であること、切断が困難であり、任
意の形状に成形する事が簡単にできない事。多孔質金
属板が、エクスバンドメタルと金属繊維層との積層体で
あるから、量産に難点があり、又コストの高い、多孔
質金属材の場合、気孔率が不均一になりやすく、吸音性
能にばらつきが生じる、管状吸音室の内部が空気層で
あるために、効果的な吸音性能を得るには厚さを厚くす
る必要がある、最外層が金属積層体であるから撥水性
がなく、水が侵入すると吸音性能を損なうという問題が
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は耐食
性、加工性、量産性に優れ、軽量であって気孔率も均一
にしやすく、厚さが薄くて吸音性能にばらつきのない吸
音体を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の吸音体
(1)は、『背面板(4)と、該背面板(4)の表面に取着され
た多孔質吸音シート(2)と、多孔質吸音シート(2)内に埋
設された中空体芯線(3)とで構成された』ことを特徴と
するもので、これにより天然又は合成繊維状又はスポン
ジ又は樹脂粒子を固めたような多孔質吸音シート(2)の
内部に入った騒音は、吸音シート(2)内の空気層の減衰
効果によって効果的に吸音されて外部には漏れ出さな
い。更に騒音源に対面している吸音シート(2)は金属に
比べて柔らかく表面に微細な凹凸が有り、適正な気孔率
を有する繊維状又はスポンジ状物で構成されているため
に、反射音を生じることがない。これにより、効果的に
騒音を低下させる事ができる。尚、多孔質吸音シート
(2)の気孔率は、小さすぎると内部への騒音の導入が困
難となり、大きすぎると一旦入った騒音が漏れ出すこと
になり、４０〜６０％（４５％前後が最適）とする事が
好ましい。また、多孔質吸音シート(2)内に埋設される
中空体芯線(3)は、柔らかく機械的強度に乏しい多孔質
吸音シート(2)を補強することができ、機械的強度の必
要な部位にも適用できること共に、中空体芯線(3)が容
積をもつ容器に相当して吸音体のように作用する。

【０００６】請求項２は、『中空体芯線(3)の表面に通
孔(3a)が穿設されている』ことを特徴とするもので、上
記効果に加えて、これにより中空体芯線(3)内への音の
侵入が容易となると共に、吸音シート(2)内に導入され
た音は通孔(3a)を通って中空体芯線(3)内に導入され、
ヘルムホルツ効果で効果的に吸音される事になる。

【０００７】請求項３は、『多孔質吸音シート(2)が、
複数の多孔質吸音層(11)(12)…にて構成され、外表面側
から背面板に近づくほど吸音層(11)(12)…の気孔率が大
きくなる』事を特徴とするもので、内部に行くほど音が
入り込みやすく逆に外に向かっては音が出にくくなると
いう作用と、次第に増加する気孔率によってより低い周
波数の音も吸収する事が出来、高い周波数から低い周波
数迄の幅広い吸音効果を得る事が出来る。更に、内部が
繊維又はスポンジ又は樹脂粒子を固めて形成した事によ
る微細且つ緻密な空気層で構成されているため、吸音効
果が大きく、吸音層全体の厚さを薄くする事が出来る。
その上中空体芯線(3)により機械的強度の向上を達成で
きる。

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】請求項４は、『多孔質吸音シート(2)の外
表面に凹凸(2イ)が形成されている』事を特徴とするも
ので、これにより騒音源(5)から来た騒音(10)を吸音シ
ート(2)に効果的に取り込むことができる。

【００１４】

【実施例】以下、図面に示す実施例に従って本発明を詳
細に説明する。図１は本発明の吸音体(1)の基本構成の
一例を示す斜視図で、吸音シート(2)と該吸音シート(2)
に埋設される中空体芯線(3)と背面板(4)とから主として
構成されている。多孔質吸音シート(2)用の素材として
は、繊維状のものとスポンジ状又は樹脂粒子を固めたよ
うなものとがあり、ここでは主として繊維状素材に付い
て説明する。繊維状素材としては、織布状のものを積層
したものと、不織布状のものを後述するように加工した
ものとがあり、ここでは不織布状のものを加工した例を
中心に説明する。繊維素材としては天然繊維と合成繊維
とがあるが、合成繊維としては、例えば、高融点成分
の樹脂を芯材(2a)とし、その外周に低融点成分の樹脂を
鞘材(2b)として付着した熱融着複合繊維(2A)（図５参
照）、バインダを噴霧又は塗布して使用される長・短
繊維などがある。

【００１５】吸音シート(2)に用いられる熱融着複合繊
維(2A)としては、例えば各種複合ポリオレフィン繊維、
ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタール『その例
としては、低融点熱接着性複合繊維｛鞘材(2b)に低融
点ポリエチレンを使用し、芯材(2a)としてポリプロピレ
ンを用いたもの｝、高嵩高熱接着性複合繊維｛芯材(2
a)をポリプロピレン、鞘材(2b)をポリエチレンとする偏
芯鞘芯型の断面構造を持つもの｝、高接着性複合繊維
｛芯材(2a)をポリプロピレン、鞘材(2b)を特殊ポリエチ
レンとする鞘芯型の断面構造を持つもの｝、ＰＥ／Ｐ
ＥＴ複合繊維｛芯材(2a)をポリプロピレン、鞘材(2b)を
特殊なポリプロピレン（溶融温度ｍ.ｐ.＝１４０℃）と
する鞘芯型の断面構造を持つもの｝』などが挙げられ
る。

【００１６】吸音シート(2)に用いられる他の繊維とし
ては、例えばナイロン、ポリエステル、アクリル、レー
ヨン、テンセル、キチン、コラーゲン、アセテート、ポ
リビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリ
デン、ポリウレタン系、ポリアルキルパラオキシベンゾ
エート系、アモルファス、フッ素系繊維、ガラス繊維の
単体又はこれらを適宜用途に合わせて混合した複合体が
挙げられる。これらはバインダと共に使用される。アモ
ルファス、フッ素系繊維、ガラス繊維は耐候性、耐食性
に優れる。

【００１７】また、吸音シート(2)を難燃性繊維（ロッ
クウール、ガラスウールなど）、又は難燃加工された繊
維（難燃剤を繊維内に混入させたり、繊維表面に難燃剤
をコートしたもの）を用いて形成する事も可能であり、
これにより、難燃性吸音建材としての用途に用いる事が
出来るし、抗菌剤を含浸させる事により病院などの吸音
性パーティションに利用する事も出来る。更に、防黴剤
を含浸させた場合には、プールのように湿度の高い場所
の吸音建材として使用する事も出来、吸音体(1)の吸音
シート(2)に適宜な薬剤を含浸させる事で、各種用途に
合致した吸音素材として使用する事が出来るものであ
る。また、簡易防火仕様として、繊維質吸音シートの上
に前記難燃性繊維層を積層してもよい。

【００１８】熱融着複合繊維(2A)を使用する吸音シート
(2)の製造方法としては、 (I) 熱融着複合繊維(2A)が短繊維である場合には、(イ)
短繊維を重ね、(ロ)次に、短繊維を重ねたものをニード
ルパンチにてパンチングを行って均一な不織布シートと
し、(ハ)続いてパンチング加工材を圧縮しつつ加熱す
る。熱融着複合繊維(2A)を圧縮しつつ熱処理をすると、
繊維(2A)の鞘材(2b)が溶融し、繊維(2A)の接触部分で互
いに融着する。(ニ)圧縮・加熱工程が終了すると圧縮し
たままで冷却を行い、所定の気孔率をもつシート材とな
る。ここで、芯材(2a)は鞘材(2b)よりも高い融点を持つ
ため、この複合繊維(2A)は熱処理後も繊維形態を保持し
ており、加熱圧縮加工時の成形形状を保つ事が出来るも
のである。前記加熱圧縮加工により吸音シート(2)の気
孔率は前述のように４０〜６０％に設定される事になる
が、低密度不織布を加熱圧縮加工することになるので、
前記気孔率は吸音シート(2)の全体において均一とな
る。

【００１９】(II) バインダと共に使用される短繊維の
場合には、(イ)短繊維を重ね、(ロ)次に、短繊維を重ねた
ものをニードルパンチにてパンチングを行って均一な不
織布シートとし、(ハ)続いてパンチング加工材にバイン
ダを噴霧又は塗布して繊維相互がその接触部分で接着さ
れやすくなるようにし、(ニ)最後に圧縮して蔵置し、所
定の気孔率をもつシート材とする。

【００２０】(III) 熱融着複合繊維(2A)の不織布から吸
音シート(2)を製造する場合は、(イ)気孔率の高い、綿状
の不織布材を加熱し、(ロ)続いて圧縮状態で冷却を行
い、所定の気孔率をもつシート材とする。

【００２１】(IV) 繊維が通常の長繊維の場合では、(イ)
長繊維を開織し、(ロ)次に、バインダを噴霧又は塗布し
て繊維相互がその接触部分で接着されやすくなるように
し、(ハ)続いてバインダ・コート長繊維を折り畳んで重
ね、(ニ)最後に圧縮して蔵置し、所定の気孔率をもつシ
ート材とする。

【００２２】吸音シート(2)の他の素材として、前述の
ようにスポンジ状のものや樹脂粒子を固めたものなどが
挙げられる。本発明に適用されるスポンジは連続気泡型
のものが好ましい。材質としては例えばウレタン発泡成
形体、発泡スチレン、ポリエチレン発泡成形体が一般的
である。また、樹脂粒子を固めたものとしては、例えば
射出成形用の直径０.１〜１ｍｍ程度の原料粒子などが
使用されるものであり、金型に充填して加熱し、接触部
分を融着して形成する。素材の材質としては、例えばア
クリル、ポリエチレン、ポリプロピレンなどが使用され
る。

【００２３】また、背面板(4)の材質は特に限定されな
いが、重要なことは空気を通さないことで、通気性のな
い合成樹脂板、厚紙、ゴム板、木板、アルミニウム板な
どが加工面から好適である。また、背面板(4)として柔
軟材を使用する場合には、吸音シート(2)が柔軟性に富
むため、複雑な曲面への貼着が容易になる。

【００２４】吸音シート(2)を背面板(4)を一体化する方
法はいかなる構成のものでも良いが、本実施例では、酢
酸ビニル系接着剤又は瞬間接着剤（αーシアノアクリレ
ート系接着剤）、ホットメルト系接着剤、接着シートな
どが使用される。

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】図２に、本発明の吸音体(1)の基本構成の
他の例を示す。本例の吸音シート(2)は外表面側から背
面板(4)に近づくほど気孔率が大きくなるように構成さ
れた複数の吸音層(11)(12)…にて構成され（図２は２層
であるが、勿論これ以上であってもよい。）、且つ吸音
シート(2)内に中空体芯線(3)が埋設されている例であ
る。尚、吸音層(11)(12)…が別体で構成されている場合
には、中空体芯線(3)は一般的にその各境界に埋入され
る事になる。又、各吸音層の厚みは図示のようにほぼ等
しいものに限られず任意に選択できる。更に各吸音層の
接着方法は特に指定されないが、気孔率を損なわないた
めに吸音層(11)(12)…間での接着面での目詰まりが出来
る限り生じないように接着する必要がある。吸音層(11)
(12)…間での目詰まりは接着面の面積の３％以下とする
事が好ましい。又、気孔率を損なわない限りにおいて、
接着剤の代わりに接着シートのようなものを使用する事
も可能である。

【００２９】前記図１及び２における吸音シート(2)に
おいて、埋設される中空体芯線(3)の挿入方向は１方向
でもよいが、直角又は斜めに交差させてもよい。また、
中空体芯線(3)そのものもをネット状に構成してもよ
い。

【００３０】上記中空体芯線(3)には、図１及び２に示
すように、通孔(3a)が穿設されている。通孔(3a)は、中
空体芯線(3)の長手方向にスリット状に形成してもよい
し、多数の通孔(3a)を一列に形成してもよい。本実施例
では通孔(3a)は吸音シート(2)の外表面側に形成されて
いる。通孔(3a)の気孔率は、特に限定されないが、周囲
の吸音層(11)(12)…の気孔率より大きい方が望ましい。

【００３１】次に本発明に係る吸音体(1)の作用を、図
６に示すように、吸音体(1)を騒音源(5)である機械装置
の周囲に巡らせて騒音源(5)から発生する騒音(10)を吸
音する場合について説明する。吸音シート(2)が１層の
場合、騒音源から発生した騒音(10)は吸音シート(2)の
外表面から内部に拡散していくが、この吸音シート(2)
の内部に入った騒音(10)は、繊維状又はスポンジ状吸音
シート(2)内の空気層の減衰効果によって効果的に吸音
されて外部に漏れ出さない。しかも騒音源(5)に対面し
ている吸音シート(2)は繊維状又はスポンジ状物乃至樹
脂粒子を固めたもので構成されているために、表面に金
属より柔らかく且つ微細な無数の凹凸があり、しかも適
正な気孔率を持つために騒音(10)が吸音シート(2)の表
面に衝突した時に柔らかく受け止める事が出来、反射音
を生じることがない。こりによりまず、音の反響を防止
して効果的に騒音を低下させることができる。尚、吸音
シート(2)の気孔率は、小さすぎると内部への騒音の導
入が困難となり、大きすぎると一旦入った騒音が漏れ出
す事になり、４０〜６０％（４５％前後が最適）とする
事が好ましい。

【００３２】そして、吸音シート(2)内に導入された音
は更に中空体芯線(3)による減衰効果によって効果的に
吸音される事になる。この減衰作用を、ヘルムホルツの
理論にて説明する。図７、８において中空体芯線(3)は
容積(V)を持つ容器(6)に相当し、外表面側の吸音シート
(2)の気孔は直径(dφ)、長さ(t)を持つ口部(7)に相当す
る。また、口部(7)に入る音量は重量(m)の重垂(8)、容
器((6)はスプリング(9)に対応し、このような振動系と
して取り扱う事が出来る。

【００３３】このような機構から明らかなように、外表
面側の吸音シート((2)の気孔に相当する口部(7)から中
空体芯線(3)に相当する容器(6)の内部に音が入ると、こ
の振動系によって減衰が生じてスプリング(9)に対応す
る容器(6)で効果的に吸音される事になる。

【００３４】このようにして、一旦、容器(6)の内部に
取り込まれた音は、減衰して効果的に吸音されてしま
い、外部に２次的に漏れ出す事もなければ、騒音源(5)
からの音は柔らかい不織布の圧縮体、織布の積層体又は
スポンジ体である吸音シート(2)の表面に衝突しても反
射する事もなく、総合的に非常に効果的な吸音を達成す
る事が出来る。尚、通孔(3a)は、中空体芯線(3)内への
音の侵入を容易にするために、周囲の繊維状吸音層(11)
(12)…の気孔率より大なる気孔率にて開口されている事
が好ましい。

【００３５】その上、本発明の吸音体(1)は、埋設され
ている中空体芯線(3)により、柔らかく機械的強度の乏
しい吸音シート(2)が補強される事になる。

【００３６】また、吸音シート(2)が２層以上の吸音層
からなる構成においては、更に、気孔率の増大で内部の
方が音が入り込みやすく逆に外に向かって音が出にくく
なるという作用と、次第に増加する気孔率によってより
低い周波数の音も吸収する事が出来、高い周波数から低
い周波数迄、幅広い吸音効果を得ることが出来るという
作用を奏することができる。

【００３７】なお、本発明の吸音体(1)は、図９に示す
ように、吸音面を表裏に向けて設置することも可能であ
る。この場合には内外の吸音を効果的に行うことが出来
るものである。なお、本発明の吸音体(1)は、厚手の吸
音シート(2)を使用するので、断熱材としての働きや、
振動が伝わっても共振しないので制振材としての働きを
成すものである。

【００３８】図３、４は、本発明の吸音体(1)の他の実
施例で、吸音シート(2)の外表面に凹凸(2 イ )を１方向に
形成したものである。凹凸(2 イ )の角度は１５〜４５°程
度（好ましくは３０°）が採用される。凹凸(2 イ )の形成
方向は１方向でも良いが、直角又は斜めに交差させても
よいし、ヘリンボン模様に縦横に構成してもよい。これ
により騒音(10)の吸音シート(2)内への導入がより容易
となる。

【００３９】

【発明の効果】本発明の吸音体は、多孔質吸音シートと
して金属より柔らかい繊維状素材やスポンジ材または樹
脂粒子をかためたものを使用しているので、騒音源から
伝わって来た音は反射することなく吸音層内部に入り、
吸音シート内部の空気層の減衰効果によって効果的に吸
音されることになる。特に、不織布の緻密な空気層を利
用した場合には、吸音効果が高く、その結果吸音体の厚
さを薄くすることが出来る。

【００４０】また、吸音シートが不織布の加熱圧縮加工
材、織布の積層体又はスポンジ体、樹脂粒子をかためた
ものであるので、均一な気孔率を得る事が出来、吸音体
全体の吸音性能を安定なものにする事が出来る他、軽量
化が可能となる。

【００４１】吸音シートを複数の吸音層にて構成し、外
表面側から背面板に近づくほど吸音層の気孔率を大きく
した場合には、内側の吸音層に音が入り込みやすく、逆
に外に向かっては音が出にくくなり且つ次第に増加する
気孔率によって幅広い吸音効果を得る事が出来る。ま
た、内側の吸音層に吸音室を形成した場合には、吸音室
による減衰効果を期待する事が出来る。更に、吸音シー
トが柔らかいために、背面板も軟質材を使用することに
より吸音体全体を柔軟に構成する事が出来、複雑な曲面
形状の壁、天井、床などに貼着する事も出来る。

【００４２】吸音シート内に芯線を埋設した場合には、
吸音シートが補強され、機械的強度の必要な部位にも適
用出来るようになる。また、芯線を中空体とし、芯線の
表面に通孔を穿設した場合には、吸音シート内に導入さ
れた音は通孔を通って中空芯線内に導入され、効果的に
吸音される。

【００４３】また、吸音シートの外表面に凹凸を形成し
た場合には、凹凸によって騒音を効果的に捕らえて内部
に導入する事が出来るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る吸音体の第１実施例の斜視図

【図２】本発明に係る吸音体の第１実施例の第１変形例
の斜視図

【図３】本発明に係る吸音体の第２実施例の要部拡大断
面図

【図４】図３の吸音体の表面に形成された凹凸の断面を
含む斜視図

【図５】本発明の吸音シートに使用する繊維の一例の拡
大断面図

【図６】本発明の吸音体を機械装置周囲に配置した時の
斜視図

【図７】本発明における吸音メカニズムを説明するため
の原理図

【図８】図７のメカニズムを機械的表現に書き換えた時
の原理図

【図９】本発明に係る吸音体の他の使用例の斜視図

【符号の説明】

(1)…吸音体 (2)…多孔質吸音シート (3)…中空体芯線 (3a)…通孔 (4)…背面板

フロントページの続き (72)発明者池辺喬大阪府堺市南島町１丁43番地の１大阪フイルター工業株式会社内 (72)発明者森岡俊行大阪府堺市南島町１丁43番地の１大阪フイルター工業株式会社内 (56)参考文献特開平６−202668（ＪＰ，Ａ) 特開平５−143087（ＪＰ，Ａ) 特開平６−26130（ＪＰ，Ａ) 特開平６−222778（ＪＰ，Ａ) 特開平４−281905（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−18686（ＪＰ，Ａ) 実開昭56−74499（ＪＰ，Ｕ) 実開平２−115813（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G10K 11/16 - 11/175 E04B 1/86 - 1/99

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】背面板と、該背面板の表面に取着され
た多孔質吸音シートと、多孔質吸音シート内に埋設され
た中空体芯線とで構成されたことを特徴とする吸音体。
【請求項２】中空体芯線の表面に通孔が穿設されて
いることを特徴とする請求項１記載の吸音体。
【請求項３】多孔質吸音シートが、複数の多孔質吸
音層にて構成され、外表面側から背面板に近づくほど吸
音層の気孔率が大きくなることを特徴とする請求項１又
は２に記載の吸音体。
【請求項４】多孔質吸音シートの表面に凹凸が形成
されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
記載の吸音体。