JP5581010B2 - 吸音パネル - Google Patents

Description

本発明は、建物内部の残響時間を調整する目的で壁や天井に取り付ける吸音パネルに関するものである。

近年、省資源・省エネルギーへの関心の高まりとともに、建造物の構造は従来に比べ格段に高い気密性を持つようになってきている。これにより外部騒音の遮音性も向上したが、その反面、今まで特に意識していなかった室内騒音が耳障りに感じるという予期せぬ結果を生むこととなった。

最近では、楽器を趣味とする人々が自宅の一室を演奏用の防音室にするケースが増えているが、このようなケースでは、外部への音漏れを防ぐための遮音対策と並んで、室内の音響環境を調整するための吸音対策が重要となっている。

このような建物内部の騒音低減又は音場調整の問題に対応するために、壁や天井に吸音材を取り付ける対策が行われている。これらの対策に用いられる吸音材は、施工を容易にするためにパネル化されていることが多い。

このような目的で現在よく用いられる吸音パネルは、構造及び吸音メカニズムの観点から、穴あき板タイプと多孔質タイプの２種類に大別される。穴あき板タイプの吸音パネルは、合板や石膏ボード等の有孔ボードとその背後の空気層からなる構造を持ち、共鳴吸収によって吸音性能を発挿する。一方、多孔質タイプの吸音パネルは、グラスウール・ロックウール等の多孔質材料を板状に成形したボードを基本構成要素とし、多孔質材料内部の粘性抵抗により吸音性能を発揮する。

しかしながら、これらの吸音パネルにも解決されねばならない点があり、穴あき板タイプの吸音パネルは、共鳴周波数付近の狭い周波数帯域でしか高い吸音効果を持たないため、対応できる周波数帯域が狭い。又、表面にクロス生地を貼りにくいため、優れた意匠性を持たせることが難しい。

一方、多孔質タイプの吸音パネル（例えば、特許文献１）は、裸材の状態では中・高周波数帯域の比較的広い範囲で高い吸音性能を発揮する。しかし、表面にクロス等を貼付することで吸音性能が低下することがある。又、一枚のパネルの重量がかなりあるため施工が大変である。更に、多孔質タイプの吸音パネルの母材としてグラスウールやロックウールを用いる場合は、パネル製作時に材料繊維に触れた作業者がチクチクとした不快な刺激を感じることがある。そして、施工後でも、長年の間の風化により材料がボロボロになり、繊維が表面クロスを通り抜けて飛散する可能性が高く、室内環境を阻害し人体に悪影響を及ぼす恐れがあるといわれている。

特開平１０−１６９０３７号公報

そこで、高い吸音性と意匠性を兼ね備え、かつ軽量で施工しやすく人体にも優しい吸音パネルを提供することを本発明の課題としたものである。

本発明の要旨は、有機繊維材料で形成された吸音母材と、前記吸音母材の周縁部に取り付けられた枠と、前記吸音母材の裏面にあてがった補強材と、前記吸音母材の表面に貼り合わされた一枚又は複数枚のスパンボンド不織布と、前記スパンボンド不織布の表面及び前記枠を覆うと共に、前記スパンボンド不織布とは未接着で前記補強材に接着されたクロス生地と、を有する吸音パネルであり、具体的には、繊維系多孔質材料が、ポリエステルにて代表される有機繊維材料で、クロス生地には、好ましくは、防カビ処理・防汚処理・防炎処理等をした材料である。

本発明は上記したように、軽量なポリエステル繊維系多孔質材料を吸音母材とし、その最表面を通気性のあるクロス生地で覆い、母材とクロス生地の間には一枚又は複数枚のスパンボンド不織布を挟み込んだ構造を基本とする吸音パネルであって、母材表面にスパンボンド不織布を貼付することで吸音構造体全体の流れ抵抗が上がるため、吸音母材の厚みを増加することなく吸音性能を上昇させることができる。又、不織布目付・積層枚数・接着剤塗布量を適切に調整することで、望ましい吸音特性を得ることが可能となったものである。

そして、スパンボンド不織布のもう一つの機能は、クロス生地が母材と直に接するときに生じるシワや凹凸を解消することである。これにより最表面のクロス生地に張りが出るため、美観に優れた仕上がりとなる。これらのスパンボンド不織布には、表面からの水分の浸入を防止するために、撥水処理を施すことができることは言うまでもない。

図１は本発明による吸音パネルの第１実施例を示す図である。 図２は第１実施例の吸音性能を示すグラフである。 図３は本発明による吸音パネルの参考例を示す図である。 図４は参考例の吸音性能を示すグラフである。

以下、本発明による吸音パネルの好ましい形態を説明すると、吸音母材の好ましい例は、ポリエステル繊維の多孔質材料である。流れ抵抗は、（０．３〜７）×１０^４［Ｎ・ｓｅｃ／ｍ^４］の範囲にあることが望ましい。

スパンボンド不織布の例としては、ポリエステル等を主成分とするスパンボンド不織布が挙げられる。面重量２０〜２００［ｇ／ｍ^２］、流れ抵抗（０．５〜５）×１０^４［Ｎ・ｓｅｃ／ｍ^４］の範囲にあるものが好適である。尚、実現したい吸音特性に応じて、同種又は異種のスパンボンド不織布を適宜組み合わせるという使い方も可能である。表面からの水分の浸入を防止したい場合には、スパンボンド不織布に撥水処理を施すことができる。

クロス生地としては、ポリエステル・綿・アクリル等の繊維から構成された通気性のある素材を使用することができる。より厳しい環境条件下での使用を可能とするために、これらのクロス生地に防カビ処理・防汚処理・防炎処理を施してもよい。

吸音母材・スパンボンド不織布・クロス生地は、ホットメルト材や接着剤で互いに接着してもよい。ホットメルト材としては、ポリアミド系・ポリエステル系・ポリウレタン系・ＥＶＡ系・オレフィン系等の材質で、融点が７０〜２００℃の範囲にあるものを使うことが望ましい。接着剤としては、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を含まない酢酸ビニル樹脂系・ＥＶＡ樹脂系等の材料を使うことができる。

接着面における流れ抵抗は、ホットメルト材や接着剤の使用量が多いほど大きくなる。従って、ホットメルト材や接着剤を、単に各構成部材をパネルとして一体化するという目的のためだけでなく、吸音構造体全体の流れ抵抗をコントロールするという目的にも用いることができる。特殊なケースとして、ホットメルト材や接着剤を不織布面に膜状に塗布して通気性をなくし、膜吸音構造体を形成することも可能である。

図１に、本発明による吸音パネルの第１実施例を示す。吸音パネル１０１は、以下の手順で作製されたものである。先ず、吸音母材１にスパンボンド不織布（不織布表皮材２）をホットメルトで貼り合わせる。ここで、ホットメルト材は不織布表皮材２にパウダー状に塗布されており、不織布表皮材２の通気性を阻害しない。又、裏打ち補強材としてのベニア板４の周縁部には、角を出すために木枠５を取り付けておく。次に、ベニア板の木枠を取り付けた面側に接着剤を塗布し、不織布表皮材２を表側に向けた状態で吸音母材をはめ込む。最後に、クロス生地３を最表面に重ね、側面から裏側まで回してベニア板にタッカー留めする。この例では、クロス生地３と不織布表皮材２は未接着である。尚、場合によっては木枠５がなくても良い場合もある。

かかる実施例１にあって、使用した各構成部材の詳細（部材：材質：仕様）は以下の通りである。
吸音部材１（ポリエステル：嵩密度３０［ｋｇ／ｍ^３］、厚み２０［ｍｍ］）
不織布表皮材２（ポリエステル：スパンボンド不織布、面重量９０［ｇ／ｍ^２］）
クロス生地３（ポリエステル：面重量１００ ［ｇ／ｍ^２］）
ホットメルト（ＬＤＰＥ：融点１１０℃、塗布量３０［ｇ／ｍ^２］）
接着剤（酢酸ビニル系：塗布量３０［ｇ／ｍ^２］）
補強材４（合板：厚み５［ｍｍ］）
木枠５（木材：２０［ｍｍ］角）

図２は、第１実施例の吸音パネル１０１の吸音性能を表すグラフである。比較例は、中間層のスパンボンド不織布２がない吸音パネル１０２である。このグラフを見ると分かるように、スパンボンド不織布２を挟むことで、吸音母材１の厚みを増すことなく、吸音性能を向上させることができることが分かる。

尚、この中間層の不織布２のもう一つの機能は、最表面クロス生地３に張りを持たせ美観に優れた仕上がりとすることである。クロス生地３と吸音母材１の間に不織布２を挟まない場合、吸音母材１の表面の凸凹がクロス生地３にそのまま反映されてしまうため、最表面がフラットな仕上がりとはならない。

（参考例）
図３に、本発明による吸音パネルの参考例を示す。図３の吸音パネル１０３は、吸音母材１、不織布表皮材２（裏面ホットメルト接着剤付）、クロス生地３（裏面接着剤付）を重ね合わせ、この３層構造体の周縁部をクロス生地３の面から熱プレス機により圧縮した例である。

使用した各構成部材の詳細（部材：材質：仕様）は以下の通りである。
吸音部材１（ポリエステル：嵩密度４６［ｋｇ／ｍ^３］、厚み２５［ｍｍ］）
不織布表皮材２（ポリエステル：スパンボンド不織布、面重量１００［ｇ／ｍ^２］）
クロス生地３（ポリエステル：面重量１００ ［ｇ／ｍ^２］）
ホットメルト（ＥＶＡ系：塗布量３０［ｇ／ｍ^２］）
接着剤（ＥＶＡ系：塗布量２０〜８０［ｇ／ｍ^２］）

図４は、参考例の吸音パネル１０３の吸音性能を表すグラフである。このグラフには、不織布表皮材２とクロス生地３の間の接着剤量が異なる３つの例が示されており、１０３ａ・１０３ｂ・１０３ｃがそれぞれ接着剤量２０・４０・８０［ｇ／ｍ^２］に対応する。接着剤量を増やすにつれ吸音率グラフのピークが低域側にシフトしているが、これは流れ抵抗が大きくなり表皮部分が膜振動するようになったためである。

第１実施例同様、参考例においても不織布表皮材２は吸音パネルの美観を優れたものとすることに大きく寄与している。中間層の不織布２がない場合、吸音パネル周辺部の熱圧縮する際に吸音母材１が型崩れを起こすため、きれいな曲面が形成されない。又、クロス生地３に多量の接着剤を直接塗布するとクロス生地３の表面から接着剤がにじみ出てきてしまうため、前項で述べたような接着剤量による流れ抵抗コントロールを行う場合には中間層不織布２は必要不可欠である。

本発明の吸音パネルは、母材表面に不織布表皮材を貼付することで吸音構造体全体の流れ抵抗が上がるため、吸音母材の厚みを増加することなく吸音性能を上昇させることができ、不織布目付・積層枚数・接着剤塗布量を適切に調整することで、望ましい吸音特性を得ることが可能となった。このため、家庭用の室内吸音パネルとして用いられることは論、公共の施設における各種の組み立て用の吸音パネルとしても広く利用可能である。

１・・吸音母材
２・・スパンボンド不織布
３・・クロス生地
４・・裏打ち補強材
５・・木枠
１０１、１０２、１０３・・吸音パネル

Claims (6)

1. 有機繊維材料で形成された吸音母材と、
   前記吸音母材の周縁部に取り付けられた枠と、
   前記吸音母材の裏面にあてがった補強材と、
   前記吸音母材の表面に貼り合わされた一枚又は複数枚のスパンボンド不織布と、
   前記スパンボンド不織布の表面及び前記枠を覆うと共に、前記スパンボンド不織布とは未接着で、前記補強材に接着されたクロス生地と、
   を有する吸音パネル。
2. 前記有機繊維材料が、ポリエステル材料である請求項１記載の吸音パネル。
3. 前記吸音母材の流れ抵抗が（０．３〜７）×１０^４［Ｎ・ｓｅｃ／ｍ^４］である請求項１又は２記載の吸音パネル。
4. 前記スパンボンド不織布の流れ抵抗が（０．５〜５）×１０ ^４ ［Ｎ・ｓｅｃ／ｍ ^４ ］である請求項１〜３の何れか１項に１記載の吸音パネル。
5. 前記クロス生地が、防カビ処理・防汚処理・防炎処理等をした材料である請求項１〜４の何れか１項に記載の吸音パネル。
6. 前記吸音母材、前記クロス生地、及び前記スパンボンド不織布は、ポリエステル系材料で形成されている請求項１〜５の何れか１項に記載の吸音パネル。

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