JPH04194244A - 吸音材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は吸音材に関する。

〔従来の技術〕

この発明の吸音材は、以下のような場合に用いることが
できるものである。

（１）　　リスニングルーム、楽器練習室等の内装材と
して用いる。

室内の音響特性が問題となる部屋で、室内残響時間特性
、反射特性などを制御するために仕上げ用の内装材とし
て用いるのである。

（２）壁・天井の充填材として用いる。

遮音性能が要求される部屋では、壁、天井の遮音性能を
向上させるために、２重壁構造を取る場合が多いが、更
に遮音性能を上げるために、２重壁間に吸音材を充填す
る場合が多い。そのような目的のために用いる。

（３）その他、吸音ダクトの内貼り用、騒音を発生する
機械、機器の防音カバーの内貼りなどにも用いる。

一般住宅内のりスニングルームや楽器練習室などにおけ
る音響上の問題点に、特定の周波数の音が強調され異常
に響くブーミング現象と呼ばれる現象がある。

これは、発生する音の波長と部屋の大きさとの関係によ
り、部屋が音に共振して生じる現象である。

すなわち、リスニングルームや楽器練習室などにおいて
、発生する２０乃至２０ｋＨｚの可聴領域の音の波長（
すなわち、１．７　ｃｍ乃至１７ｍの波長）の中で、特
に低音域の音の波長が一般住宅内の狭い部屋では一辺の
長さと同程度となることに起因して生じるもので、通常
、コンサートホールのように室内空間が大きい場合には
見られない現象である。

ブーミング現象が起こると残響時間や音圧レヘルの周波
数特性が平坦でなくなり、その部屋でステレオ音楽を再
生したり、楽器を演奏したりする場合、正確な音再現や
適切な響きを実現することが難しくなる。

上記ブーミング現象を解消するには、部屋の壁面におい
て、低周波域の音を吸収するようにすればよい。そのた
め、従来、第１７図に示す吸音材が使われている。この
吸音材は、側板８２と底板８３で出来た上面開口の手箱
８４にグラスウール８１を充填し開口をスピーカクロス
８５で覆った構成をとるものである。使用に当たっては
、手箱８４の開口を室内に向は壁面に取り付けるように
する。

これ以外、第１８図にみるように、空調用のダクト９０
の内面に貼着しダクト内を伝搬する騒音を吸収しダクト
開口から放射される騒音を低下させるようにして用いら
れる吸音材９１がある。この吸音材９１には、普通、グ
ラスウールやロックウール等が使われる。

さらに、第１５図に示すような２枚の表面板７２．７２
が空間７１を隔てて貼り合わされた遮音パネルがあるが
、この遮音パネルの空間に充填され遮音パネルの遮音性
能を向上させるために用いられる吸音材もある。すなわ
ち、第１６図に示す遮音パネルでは２枚の表面板７２．
７２の間に吸音材７５がコア材として挿入された構成と
なっており、その分だけ遮音性能が良くなっている。吸
音材７５も、例えば、グラスウールやロックウール等が
使われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の吸音材には、低周波域での吸音作
用が充分とは言い難いという問題がある第１３図は、従
来のグラスウール（厚み２０酊）の残響宗法吸音率の周
波数特性をあられす。このグラスウールは、第１３図に
みるように、低周波域の吸音率が低く、一般住宅のりス
ニングルームや楽器練習室の内装材として使った場合、
ブーミング現象を抑える効果は余り無い。より厚いグラ
スウールを用いれば低周波域の吸音作用が強まり、ブー
ミング現象を抑える効果は高まるが、部屋が狭くなる等
の不都合が起こり、実用的とは言えない。

ダクトに内貼りする場合も厚みが薄いと騒音伝搬防止効
果が低いが、吸音材を厚くしたのでは、やはりダクト有
効断面積が狭くなる等の不都合が起こり、流体抵抗が増
加して空気が流れ難くなってしまう。

第１５図の遮音パネルの透過損失の周波数特性を第１４
図に一点鎖線で示す。第１６図の遮音パネルの透過損失
の周波数特性を第１４図に実線で示す。第１６図の遮音
パネルはグラスウールがコア材として表面板の間に挿入
されている分、中高周波数域では透過損失が多くなって
いるが、低周波域では殆ど差がない。

したがって、低周波域で充分な吸音作用を示す吸音材の
実現が強く望まれる。

この発明は、上記の事情に鑑み、厚みの著しい増加を伴
わずに低周波域の吸音性能が充分に向上した吸音材を提
供することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記課題を解決するため、この発明にかかる吸音材は、
音波透過性材料製のカプセル内に充填された粉体からな
る吸音要素を面状に多数個配置した構成をとっている。

カプセルとしては、例えば、第１図にみるように、四角
状カプセル２や球状カプセル１２など始め様々な形のも
のが用いられる。

カプセル２．１２を構成する音波透過性材料としては、
粉体は通さないものであって、例えば、サランクロス、
ガラスクロスのような通気性のある織物あるいは不織布
や、厚みが略０．５鶴以下の有機高分子材料シート（ポ
リエチレンシート、ビニルシート等）などが挙げられる
。カプセル（の殻）は音波透過率が９０％以上あること
が好ましい。

一方、カプセル２．１２内の粉体からなる吸音要素（つ
まり、粉体集合体）１．１１は、かさ密度が略１．ＯＯ
ｇ／ａｎ（であって、例えば、金マイカ、シリカ、アク
リル超微粉体タルク、ケイ酸カルシウム等が寄せ集まっ
たものが挙げられ、粉体の具体的なものとしては、金マ
イカ（かさ密度０．３７ｇ１０！程度：平均粒径４０ｎ
程度）、湿式シリカ（かさ密度０．０６〜０．２８ｇ／
ｃｎ！：平均粒径１゜７〜１５０μ）、球状シリカ（か
さ密度０．４４〜０．９２ｇ／ｃｊ：平均粒径３〜２８
Ｉｒ＠）、アクリル超微粉体（かさ密度０．３０ｇ／Ｃ
１１！程度：平均粒径１〜２　ｔｎ程度）、タルク（か
さ密度０．２５〜０．４４　ｇ／ｃｓｉ　：　１．５〜
９．４ｎ）　、ケイ酸カルシウム（かさ密度０．０８ｇ
／ａｎ！：平均粒径２０〜３０μ）などが挙げられる。

請求項２のように、シート状吸音性基材内に吸音要素が
埋め込まれて面状に多数配置された構成をとり成形性を
上げれば、製造も容易である。シート状吸音性基材とし
ては、繊維質多孔材（グラスウール、ロックウール等）
シートや高分子材料（樹脂）発泡シートなどが挙げられ
る。シートを製造してから粉体充填カプセルの埋め込み
を行ってもよいが、シートを製造の過程で粉体充填カプ
セルも同時に埋め込むように製造を行ってもよい〔作　
　　用〕 この発明の吸音材は５００Ｈｚ程度以下の低周波域で優
れた吸音作用を発揮する。これは、カプセル内に振動可
能な状態で充填された粉体が寄せ集まって集合体を形成
し、いわば低周波共振のような現象が起こる状態となっ
ており、低周波の音波が入射すると第７図（ａｌ〜（ｄ
ｉに示すような振動モードで粉体１ａ・・・集合体が激
しく振動し、音エネルギーが効果的に消費されるからで
ある。

第１０〜１２図にＪＩＳ　　Ａ１４０５ｒ管内法による
建築材料の垂直入射吸音率測定方法」に基づいて計測し
た各種粉体集合体の垂直入射吸音率の周波数特性を示す
。なお、粉体集合体厚みは２０１である。第１Ｏ図は金
マイカ（平均粒径的４０ｎ：かさ密度０．３７ｇ／ｃｎ
！：空隙率０，８７％）の吸音率をあられすグラフであ
り、第１１図は湿式シリカ（平均粒径的６．８　ｎ　：
かさ密度０．０８５ｇ／ｃｏ！：空隙率０．９５％）の
吸音率をあられすグラフであり、そして、第１２図はタ
ルク（平均粒径的２．４　ｔｔｍ　：かさ密度０．２５
　ｇ　／　ｃｒＡ　：空隙率０．９１％）の吸音率をあ
られすグラフである。

これらのグラフから２０〜３０ｍ程度の薄い厚みで３０
０〜５００　Ｈｚ以下の低周波域の音波が十分に吸収で
きることが分かる。吸音ピーク周波数ｆｐ＝Ｅ””／４
ｔρ””　　（Ｅ・・・粉体集合体のバネ定数、ｔ・・
・粉体集合体の厚み、ρ・・・粉体集合体のかさ密度）
なる関係が満たされることが実際的に確かめられている
から、第１０〜１２図の粉体の場合、それぞれのグラフ
からすれば、カプセル内の粉体集合体厚みを２０鶴くら
い確保しておくのがよい。例えば、球状カプセルの場合
、カプセル内径２０ｍ前後のものを使えばよい。カプセ
ル内に充填された粉体の集合体の吸音ピークは、粉体粒
径、形状（例えば、フレーク状粉体であればアスペクト
比）、粉体集合体としての密度（カサ密度）、凝集状態
、あるいは、カプセルの形状・大きさなどで違ってくる
ので、これらのパラメータを適当に調整して薄くて低周
波域で十分な吸音作用のある吸音材が著しい重量増加を
伴わずに実現できる。

音波透過性材料からなる殻を通してカプセル内に入射し
た低周波域の音波のエネルギーは、粉体の振動エネルギ
ーから最終的には熱エネルギーに変換されて消費される
ことにより音吸収がなされるのである。

〔実　施　例〕

以下、この発明にかかる吸音材の実施例を図面を参照し
ながら説明する。

第３図は、この発明の吸音材の一実施例の外観をあられ
す。この吸音材は四角状カプセル２・・・が縦横に配列
され、各カプセル２・・・内は粉体が充填されていて吸
音要素１・・・となっており、その結果、多数の吸音要
素１が面状に配置された状態となっている。この吸音材
は、第４図にみるように、裏面は平らであるが表面は突
き出ており、粉体部分厚みｔは、普通、３０ｆｉ程度以
下である。

球状カプセル１２の場合は、普通、吸音要素１１はシー
ト状吸音性基材内に埋め込まれた形で面状に多数配置さ
れている構成をとる。第５．６図にみるように、吸音材
の厚み方向に複数段に配列した状態をとるようにしても
よい（第５．６図は吸音材中のカプセルだけをあられす
）が、ランダム配置であってもよい。

第８図は他の実施例をあられす。第８図の吸音材では、
多数の泡２０ａが形成された樹脂発泡シート２０内にカ
プセル１２が多数理め込まれ、各カプセル１２・・・内
は粉体が充填されていて吸音要素１１・・・となってお
り、その結果、多数の吸音要素１１が面状に配置された
状態となっている。カプセル１２は大きさの違うものが
併用されているが、全カプセル１２は同じ大きさに揃っ
ていてもよい。この吸音材は、樹脂発泡シート２０があ
るために中高周波域でも充分な吸音作用を発揮するまた
、第８図において樹脂発泡ソートが繊維多孔質材シート
３０となっている他は同じ構成である第９図に図示の吸
音材も他の実施例として挙げることができる。

この発明の吸音材は、上記実施例に限らない。

カプセルや粉体に上記例示のものが用いられていてもよ
い。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、この発明の吸音材は、音波透過性
材料製のカプセル内に充填された粉体からなる吸音要素
が面状に多数個配置されているため、著しい厚み増加を
せずとも低周波域での吸音作用を向上させることができ
、実用性が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、この発明の実施例の吸音材にお
ける粉体充填カプセルを一部破断してあられす斜視図、
第３図は、実施例にかかる吸音材をあられす斜視図、第
４図は、この吸音材の断面図、第５図は、吸音材内での
球状カプセルの配置状態をあられす説明図、第６図は、
第５図の断面図、第７図は、吸音要素の振動モードをあ
られす説明図、第８図および第９図は、それぞれ、他の
実施例にかかる吸音材を一部破断してあられす斜視図、
第１０〜１２図は、それぞれ、粉体集合体の吸音特性を
あられすグラフ、第１３図は、グラスウールの残響宗法
吸音率をあられすグラフ、第１４図は、従来の遮音パネ
ルの透過損失をあられすグラフ、第１５図および第１６
図は、従来の遮音パネルをあられす斜視図、第１７図は
、従来の吸音材をあられす斜視図、第１８図は、従来の
吸音材を内貼りしたダクトをあられす斜視図である１、
１１・・・吸音要素　　２．１２・・・カプセル２０・
・・樹脂発泡シート（シート状吸音性基材）３０・・・
繊維多孔質材シート（シート状吸音性基材代理人　弁理
士　　松　本　武　彦 第８図 第９図 第１ｏ　ｒ：ｌＡ 側渡軟（Ｈ２） 第１１ＦＸＪ 周ｓＰＬ俳、（）（Ｚ） Ｊｉ１２図 唄５育ボの コ 第１７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　音波透過性材料製のカプセル内に充填された粉体か
   らなる吸音要素が面状に多数個配置されている吸音材。 ２　吸音要素がシート状吸音性基材内に埋め込まれて面
   状に多数配置されている請求項１記載の吸音材。