JP5067798B2

JP5067798B2 - 可動式室内吸遮音体

Info

Publication number: JP5067798B2
Application number: JP2007272583A
Authority: JP
Inventors: 直文板野; 賢治保岡
Original assignee: Nihon Tokushu Toryo Co Ltd
Current assignee: Nihon Tokushu Toryo Co Ltd
Priority date: 2007-10-19
Filing date: 2007-10-19
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2027-10-19
Also published as: JP2009097306A

Description

本発明は、状況に応じて室内の吸遮音効果を高めることができる可動式の室内吸遮音体に関する。

会議室、講堂、教室など人の話し声が聞き取り易いことが求められる状況であるスペースにおいては、内部の音があまり反射してしまうと、音響空間としては使いにくい。

一方、コンサートホールなどの場合には、適当な音の反射、即ち「反響」が求められることが多い。

更に、内部空間の音の吸音より、状況によっては外部からの音の遮音が優先される場合もある。

そこで、状況に応じて内部空間の吸音効果を調整することができ、必要に応じて遮音性能を発揮することも可能な、吸遮音体が求められている。
特開平１０−８２２５９号特開２００６−１０６４４７号

しかしながら、従来の内部空間用吸音材は、例えば天井部に取り付けられる吸音天井板を見ても明らかな様に、工事によって取り付けられてしまった後は、その周波数に応じた吸音性能はほぼ固定的であり、状況に応じて吸音性能を変化させるということは不可能である。コンサートホールに設置される音響反射板なども、音響効果を計算した結果必要な位置に設置されているため、通常、これを取り外したり付け直したりということはされない。
そこで本発明は、内部空間の吸音性能を、必要に応じて任意に調整が可能で、遮音効果を発揮させることも可能な、可動式の吸遮音体の開発を課題とする。
同時に、公共建築物や、高層建物の内部に使用するためには、防炎規格を満足した吸遮音体であることが必要とされている。一般には防炎規格を満足するためには、難燃性、不燃性のある材料を用いて、吸遮音材を構成すれば良いが、これらの材料を用いた場合、遮音性に関しては特に影響は発生しないが、吸音性を低下させることが多く、難燃性、不燃性と、吸音性の両立化は困難とされてきた。

かかる課題を解決せんとして、本発明者らは鋭意研究の結果、可動式の室内吸遮音体を開発したものであり、しかして本発明の要旨は以下に存する。

繊維原料からなり、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、臭化ビニリデンから選ばれる難燃性モノマーの少なくとも１種類以上が共重合されてなる難燃アクリル繊維を４〜３０ｗｔ％、ＰＥＴ系繊維、ＰＥＴ系バインダー繊維からなり、面重量１．０〜２．０ｋｇ／ｍ^２、空気流れ抵抗値２０００〜３５００Ｎ・ｓ・ｍ^−３、厚さ３〜１０ｍｍである繊維硬質板が窓との間に空気層を有する様に設置され、かつ繊維硬質板が可動により任意に角度を変更できることを特徴とする可動式室内吸遮音体。
繊維硬質板は、任意の枚数からなり、水平若しくは垂直に並べられ、可動機構により同時に任意の角度に変更できることを特徴とする、前記に記載された可動式室内吸遮音体。

本発明に使用する繊維原料は、難燃アクリル繊維、ＰＥＴ系繊維、ＰＥＴ系バインダー繊維から構成されることを特徴とする。
難燃繊維としては、アクリル繊維、ポリエステル繊維に難燃性モノマーを共重合した難燃アクリル繊維、難燃ポリエステル繊維、難燃性薬剤を練りこみ、あるいは反応させることによる再生セルロース繊維、ポリマー自身が難燃性である熱硬化性樹脂繊維、アラミド繊維、難燃性薬剤で加工した木綿、羊毛などが公知となっている。このうち、本発明においては特に難燃アクリル繊維を使用する。アクリル繊維に共重合する難燃性モノマーとしては、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、臭化ビニリデンが使われており、また高度な難燃化が必要とされる場合には、３酸化アンチモン、５酸化アンチモン等の金属酸化物を難燃剤としてアクリル繊維重合体に添加する方法が取られている。
ＰＥＴ系繊維は、ポリエチレンテレフタレート樹脂を原材料とした熱可塑性樹脂繊維であり、リサイクルが可能で低比重であることから、従来吸音材に使用されていたガラス繊維に代わり、吸音材の原材料繊維としての用途が拡大している。そして、ＰＥＴ繊維自身は燃えやすいという問題があるため、ＰＥＴ繊維を難燃化した難燃ＰＥＴ繊維が開発されているが、本発明においては難燃ＰＥＴ繊維は使用せず、通常のＰＥＴ繊維を使用する。更に成形のため、前述のＰＥＴ繊維より融点が高く、成形のためのバインダー繊維としてＰＥＴバインダー繊維を含有する。

本発明に使用する難燃アクリル繊維は、原材料全体の４〜３０ｗｔ％の範囲で配合することを必須とする。
４ｗｔ％未満の配合量であると、成形された吸遮音板に必要な難燃性能が不足する虞れがあり、３０ｗｔ％を超えて配合した場合、炎は消失するが繊維の炭化面積が拡大してしまう虞れがある。

上記の繊維原料を、表面に鉤状の針を持つドラムが高速回転するフィーダーと呼ばれる解繊機を通過させることによって細かく解繊し、極く低密度の綿状の物とする。これをフリースと呼ぶ。

該フリースに、PET系バインダー繊維を散布混合又は混合させ、加熱することにより半硬化＝セミキュアした熱可塑フェルト原反ができる。
あるいは、ニードリング加工を施すことで、ニードルフェルト原反ができる。
このとき、繊維原料の使用量を調整することによって、面重量１．０〜２．０ｋｇ／ｍ²の範囲の繊維硬質板とすることが可能となる。面重量１．０ｋｇ／ｍ²未満であると剛性が不十分で、変形しやすい板となってしまい、面重量２．０ｋｇ／ｍ²を超えると必要以上の重量増となり、実用的ではない。

これらの原反を、予熱から冷間ロール圧縮成形、あるいは適当な金型による加熱加圧成形することにより、硬質繊維板を成形することができる。この工程において、空気流れ抵抗値を調整することが可能である。成形後の空気流れ抵抗値を２０００〜３５００Ｎ・ｓ・ｍ^-3とすることが必要であり、２０００Ｎ・ｓ・ｍ^-3未満の空気流れ抵抗値である場合には、人間の可聴範囲周波数帯域における、高周波数帯域における吸音効果が不充分となるおそれがあり、また、３５００Ｎ・ｓ・ｍ^-3を超える空気流れ抵抗値である場合には、周波数帯域に限らず、吸音効果が極めて低下してしまうおそれがある。
更に、硬質繊維板は３〜１０ｍｍの厚さに調整する必要がある。３ｍｍ未満であると硬質繊維板より遮音効果が著しく低下してしまう虞れがあり、１０ｍｍを超える厚さであると、厚さに比例して吸遮音効果は向上せず、製造コストは上昇するため、商品化の場合に不利となる。

上記の硬質繊維板は、室内に設置する場所に応じて、切断、打ち抜き等の加工方法により、適当なサイズの長方形、短冊形等に成形される。
各々の硬質繊維板の両端には、１箇所以上の孔が開けられ、この孔に糸を通して、各板同士を連結すると同時に、糸の操作によって、各板全ての角度を一度に同時に変更する機構を設ける。該機構は、一般に遮光や外部視線の遮断を目的として窓部に取りつけられるブラインドの周知技術を転用したものであっても良い。調整角度は、０度の時が硬質繊維板の各板が全て水平で、全体として窓を覆っている状態であり、吸遮音効果としては最大となる。

室内の音は、硬質繊維板を透過する際にまず吸音され、吸音されなかった残りの音波は背後の空気層に至り、ここで減衰しつつ、窓ガラスに反射されて、再び空気層によって更に減衰しつつ、再び硬質繊維板に窓側から入射して吸音される。
各板の角度を０度とした時、即ち各板が水平に並んだ状態の時には、各板間の隙間が殆ど無い状態となることが望ましく、あるいは各板の端部同士が僅かづつ重なり合う部分を有している状態であっても良い。しかし各板に隙間が発生していると、本発明による吸遮音体の遮音性能が低下してしまうおそれがある。

本発明による吸遮音体を、室内の任意の窓部に設置する際には、硬質繊維板各板の角度を０度とした時、即ち各板が水平に並んだ状態の時に、設置された箇所の窓ガラスと硬質繊維板との距離が５ｍｍ〜１５０ｍｍとなるように調整して、窓ガラスと吸遮音体との間に空気層が設けられる様に設置されることが必要である。５ｍｍ未満の距離であると、硬質繊維板を透過した音波を減衰させるための背後空気層としては十分ではなく、窓ガラスにより反射した音波が窓ガラス側から硬質繊維板に入射し、更に室内側に透過してしまうため、吸音効果が低下してしまう虞れがある。１５０ｍｍを超える距離を設定しても、背後空気層による音波の減衰吸音効果としては１５０ｍｍの時と変わらず、却って吸遮音体が窓から室内側に突出して室内空間を狭める結果となってしまう。

硬質繊維板の片側に、吸音効果を有するシート、またはフェルトを積層貼着させ、この吸音シート、またはフェルトが窓側に位置するように設置する。吸音シート、またはフェルトが積層された硬質繊維板の空気流れ抵抗値も２０００〜３５００Ｎ・ｓ・ｍ^-3とすることが必要であり、必然的に吸音シート、またはフェルトには通気性が要求される。
この構成を取ることによって、一度室内の音が硬質繊維板を透過する際に、更に吸音シート、またはフェルトにより音波が減衰され、吸音シート、またはフェルトを透過した音波は背後空気層により減衰されて窓ガラスに反射され、窓ガラス側に積層されている吸音シート、またはフェルトに入射することで、更に吸音されるため、硬質繊維板から室内側に抜ける音波は無視出来るほど小さな音波エネルギーとなる。

本発明になる吸遮音体を、前述の角度調整機構を使用して、０度から９０度まで変更することにより、室内の任意の方向からの音に吸遮音体を正対させることができ、最適の吸音効果がえられるように調整が可能である。室内の吸音効果は、室内の使用状況に応じて、常に最大の吸音効果が得られることが最良とは限らず、吸音効果を多少減じて、反射音を得たい場合もあるが、こうした場合にも角度の調整により、吸音効果を減じて反射音を増加させることが可能である。

本発明になる吸遮音体は、その目的として室内の吸音及び外部の音の遮音にあるが、使用する繊維原料を染色したり、出来あがった硬質繊維板を着色塗装することにより、室内インテリア装飾品として使用することも可能であり、かつ外部からの光の入射量を調節する、一般的なブラインドの機能を付加することも可能である。

本発明の理解に供するため、以下に実施例を記載する。いうまでもなく、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

ＰＥＴリサイクル繊維を４６ｗｔ％、難燃アクリル繊維を４ｗｔ％によりフリースを作り、これにPETバインダー繊維５０ｗｔ％を混合して原反を作り、該原反を５０℃〜１５０℃程度に加熱し冷熱ロールを使用して、面重量１．０ｋｇ／ｍ²、空気流れ抵抗値２０００Ｎ・ｓ・ｍ^-3の繊維硬質板を得た。該繊維硬質板を切断加工し、幅１００ｍｍ、高さ１０００ｍｍの短冊形とした。各短冊繊維硬質板の上部に２箇所づつ孔を開け、各孔からは糸により、上部に平行に設置された２本の水平棒にそれぞれ繋がれる。水平の棒は角度調整機構を経由して紐を出しており、この紐を引くことにより、各短冊繊維硬質板が同時に同じ角度だけ動くことが可能である。
なお、角度０度、短冊繊維硬質板を水平に設置した時の、窓ガラスとの距離は１００ｍｍであった。

ＰＥＴリサイクル繊維を２０ｗｔ％、難燃アクリル繊維を３０ｗｔ％によりフリースを作り、これにPETバインダー繊維５０ｗｔ％を混合して原反を作り、該原反を５０℃〜１５０℃程度に加熱し冷熱ロールを使用して、面重量１．０ｋｇ／ｍ²、空気流れ抵抗値３５００Ｎ・ｓ・ｍ^-3の繊維硬質板を得た。該繊維硬質板を切断加工し、幅１００ｍｍ、高さ１０００ｍｍの短冊形とした。各短冊繊維硬質板の上部に２箇所づつ孔を開け、各孔からは糸により、上部に平行に設置された２本の水平棒にそれぞれ繋がれる。水平の棒は角度調整機構を経由して紐を出しており、この紐を引くことにより、各短冊繊維硬質板が同時に同じ角度だけ動くことが可能である。
なお、角度０度、短冊繊維硬質板を水平に設置した時の、窓ガラスとの距離は１００ｍｍであった。

ＰＥＴリサイクル繊維を４６ｗｔ％、難燃アクリル繊維を４ｗｔ％によりフリースを作り、これにPETバインダー繊維５０ｗｔ％を混合して原反を作り、該原反を５０℃〜１５０℃程度に加熱し冷熱ロールを使用して、面重量２．０ｋｇ／ｍ²、空気流れ抵抗値２０００Ｎ・ｓ・ｍ^-3の繊維硬質板を得た。該繊維硬質板を切断加工し、幅１００ｍｍ、高さ１０００ｍｍの短冊形とした。各短冊繊維硬質板の上部に２箇所づつ孔を開け、各孔からは糸により、上部に平行に設置された２本の水平棒にそれぞれ繋がれる。水平の棒は角度調整機構を経由して紐を出しており、この紐を引くことにより、各短冊繊維硬質板が同時に同じ角度だけ動くことが可能である。
なお、角度０度、短冊繊維硬質板を水平に設置した時の、窓ガラスとの距離は１００ｍｍであった。

ＰＥＴリサイクル繊維を４６ｗｔ％、難燃アクリル繊維を４ｗｔ％によりフリースを作り、これにPETバインダー繊維５０ｗｔ％を混合して原反を作り、該原反を５０℃〜１５０℃程度に加熱し冷熱ロールを使用して、面重量２．０ｋｇ／ｍ²、空気流れ抵抗値３５００Ｎ・ｓ・ｍ^-3の繊維硬質板を得た。該繊維硬質板を切断加工し、幅１００ｍｍ、高さ１０００ｍｍの短冊形とした。各短冊繊維硬質板の上部に２箇所づつ孔を開け、各孔からは糸により、上部に平行に設置された２本の水平棒にそれぞれ繋がれる。水平の棒は角度調整機構を経由して紐を出しており、この紐を引くことにより、各短冊繊維硬質板が同時に同じ角度だけ動くことが可能である。
なお、角度０度、短冊繊維硬質板を水平に設置した時の、窓ガラスとの距離は１００ｍｍであった。

[比較例１]
ＰＥＴリサイクル繊維を４７ｗｔ％、難燃アクリル繊維を３ｗｔ％によりフリースを作り、これにPETバインダー繊維５０ｗｔ％を混合して原反を作り、該原反を５０℃〜１５０℃程度に加熱し冷熱ロールを使用して、面重量０．８ｋｇ／ｍ²、空気流れ抵抗値１８００Ｎ・ｓ・ｍ^-3の繊維硬質板を得た。該繊維硬質板を切断加工し、幅１００ｍｍ、高さ１０００ｍｍの短冊形とした。各短冊繊維硬質板の上部に２箇所づつ孔を開け、各孔からは糸により、上部に平行に設置された２本の水平棒にそれぞれ繋がれる。水平の棒は角度調整機構を経由して紐を出しており、この紐を引くことにより、各短冊繊維硬質板が同時に同じ角度だけ動くことが可能である。
なお、角度０度、短冊繊維硬質板を水平に設置した時の、窓ガラスとの距離は１００ｍｍであった。

[比較例２]
ＰＥＴリサイクル繊維を１９ｗｔ％、難燃アクリル繊維を３１ｗｔ％によりフリースを作り、これにPETバインダー繊維５０ｗｔ％を混合して原反を作り、該原反を５０℃〜１５０℃程度に加熱し冷熱ロールを使用して、面重量０．８ｋｇ／ｍ²、空気流れ抵抗値３７００Ｎ・ｓ・ｍ^-3の繊維硬質板を得た。該繊維硬質板を切断加工し、幅１００ｍｍ、高さ１０００ｍｍの短冊形とした。各短冊繊維硬質板の上部に２箇所づつ孔を開け、各孔からは糸により、上部に平行に設置された２本の水平棒にそれぞれ繋がれる。水平の棒は角度調整機構を経由して紐を出しており、この紐を引くことにより、各短冊繊維硬質板が同時に同じ角度だけ動くことが可能である。
なお、角度０度、短冊繊維硬質板を水平に設置した時の、窓ガラスとの距離は１００ｍｍであった。

[試験方法１]
小型残響室法吸音率評価装置を用いて、実施例１〜比較例２により成る可動吸音体の吸音率を測定した。

[試験方法２]
音響インテンシティを使用した簡易遮音評価装置（残響室／半無響室）を使用して、実施例１〜比較例２により成る可動吸音体の遮音効果を測定した。

[試験方法３]
財団法人日本防炎協会が定める「防炎物品の防炎性能試験基準の要点」における物品名「カーテン等−薄手布<厚手布>」の試験法「４５°ミクロ<メッケル>バーナー法」に従い、実施例１〜比較例２による試験体を燃焼させ、残炎時間、残じん時間、炭化面積を測定した。
[結果]
試験方法１による吸音率測定結果を表１に示す。
実施例１〜４は、各周波数帯域において良好な吸音率を示したが、比較例１並びに比較例２については、特に高周波数帯域における吸音率が高くなかった。
試験方法２による遮音効果測定結果を表２に示す。
試験方法３による燃焼結果を表３に示す。
実施例１〜４は、各周波数帯域において良好な遮音効果を示したが、比較例１は遮音効果のみは実施例１〜４に近い性能を示したが、比較例２は実施例１〜４と比較して悪かった。また、実施例１〜４は、残炎時間、残じん時間、炭化面積のいずれも評価基準内であったが、比較例１は残炎時間が、比較例２は炭化面積が、それぞれ評価基準を外れる結果であった。

本発明になる可動吸遮音体は、室内に求められる音響状況に応じて、簡単に角度を調整することによって、遮音重視型（吸音体の角度０度）から吸音重視型（吸音体が任意の角度に開いた状態）に変更が可能である。これは室内において発生する音の吸音調節のみならず、外部騒音を遮音したいときにも有効である。
更に、吸音板の材質を、光不透過性の材料を使用することによって、市販されているブラインドと、遮光性能においてなんら遜色のない、ブラインドとしても使用が可能である。
更に本発明になる可動吸遮音体は、公的機関が定めた防炎性能を有し、公共性の高い建築物においても使用することが可能である。

本発明になる可動吸音体を窓の前100mmに設置し、可動吸音体の角度を0度とした時の図である。本発明になる可動吸音体を窓の前100mmに設置し、可動吸音体の各吸音板を展開させて40度の角度をつけた時の図である。

Claims

繊維原料からなり、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、臭化ビニリデンから選ばれる難燃性モノマーの少なくとも１種類以上が共重合されてなる難燃アクリル繊維４〜３０ｗｔ％、ＰＥＴ系繊維、ＰＥＴ系バインダー繊維からなり、面重量１．０〜２．０ｋｇ／ｍ^２、空気流れ抵抗値２０００〜３５００Ｎ・ｓ・ｍ^−３、厚さ３〜１０ｍｍである繊維硬質板が窓との間に空気層を有する様に設置され、かつ繊維硬質板が可動により任意に角度を変更できることを特徴とする可動式室内吸遮音体。
繊維硬質板は、任意の枚数からなり、水平若しくは垂直に並べられ、可動機構により同時に任意の角度に変更できることを特徴とする、請求項１に記載された可動式室内吸遮音体。