JPH08123431A

JPH08123431A - 吸音材およびその施工方法

Info

Publication number: JPH08123431A
Application number: JP6257217A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Ando; 秀行安藤; Yuzo Okudaira; 有三奥平; Kenji Onishi; 兼司大西
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1994-10-24
Filing date: 1994-10-24
Publication date: 1996-05-17

Abstract

(57)【要約】【目的】粉体粒子の振動を利用した吸音材に関して、
その低周波数領域での優れた吸音作用を保ちながら、更
に幅広い周波数帯域で良好な吸音性能を付与するととも
に、粉体粒子の流動性による吸音性能の経時変化を低減
する。【構成】粉体粒子１が板状に保持された粉体吸音体２
と多孔質吸音体３とを二層に積層している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は吸音材およびその施工方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、発泡ウレタンまたはグラスウ
ールなどが吸音材として使用されている。

【０００３】このような吸音材は、リスニングルームま
たは楽器練習室などの内装材として用いられ、室内の残
響時間特性または反射特性などを整えている。また、遮
音のために壁または天井材を二重構造とする場合がある
が、この二重構造の隙間に充填して用いられ、遮音性能
を向上させている。その他、吸音ダクトの内貼り用、騒
音を発生する機器の防音カバーの内貼り用などにも使用
されている。

【０００４】ところで、上記の発泡ウレタンにあって
は、図７に示すように、連通して複雑に屈曲した孔１０
を有している。また、グラスウールにあっては、同様に
図８に示すように、連通して複雑に屈曲した空隙１１を
有している。そして、これらの孔１０または空隙１１に
入射した音波は、これらの孔１０または空隙１１のよう
な複雑で長い連通路を通過する過程で、壁面との粘性摩
擦によって次第にエネルギーが減少して吸収されるもの
である。

【０００５】また、発明者は粉体粒子を音響透過性の高
分子フイルムなどで板状または層状に保持させるか、ま
たは、シート状もしくはマット状の繊維間に保持させた
吸音材を提案している。

【０００６】このような吸音材は、粉体粒子の振動を利
用したものである。図９に示すように、数μm から数百
μｍの粒子からなる粉体層１２に音波が入射すると、粉
体層１２の１次モード１３または二次モード１４などの
縦振動モードが励起され、そのモードが生じる周波数帯
域で吸音率が大きくなる。１次モード１３は、波長の1/
4 が粉体層１２の厚みと一致した周波数で生じるが、粉
体層１２内の弾性波の速度は一般的に数10m/sec と遅い
ため、数10mm程度の薄い層であっても500Hz 以下の低周
波数領域で１次モード１３が生じる。このような粉体粒
子からなる粉体層１２を利用して、粉体粒子の種類や粉
体層１２の厚みなどを変えることにより、低音域の音波
を特に効率良く吸収する吸音材を設計できるのである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例の発泡ウレタンまたはグラスウールのような吸音材
の吸音率は、前者を図１０、後者を図１１に示すよう
に、周波数が高いほど大きくなるものである。また、吸
音材の厚みが厚いほど大きくなるものでもある。

【０００８】つまり、低周波域の吸音率が低いため、厚
い吸音材を用いなければ低周波域の音波を十分に吸音す
ることができないものである。しかしながら、低周波域
の吸音率を向上させるために吸音材の厚みを増すこと
は、好ましいことではない。例えば、部屋の内装に使用
する場合は部屋が狭くなり、また、ダクトの内貼りに用
いた場合は空気の通路が狭くなってしまうという問題が
ある。したがって、リスニングルームの音響特性の改
善、壁または天井の遮音、機械騒音の抑制などには、い
ずれの場合にも問題があるものである。

【０００９】また、図９に示すような吸音材は、粉体層
１２の縦振動を利用しているため、吸音周波数領域が狭
いという欠点がある。また粉体粒子は流動性があるた
め、実際に使用する際には、音響透過性の高分子フィル
ムなどで封入して板状に形成するか、多孔質材中に振動
可能な状態で存在させることが必要になってくる。しか
しながら、このように粉体粒子を保持しても、使用中の
粉体粒子の偏りは完全には防げず、特に厚み方向におけ
る粉体粒子の偏りにより吸音性能が経時的に変化する可
能性がある。

【００１０】本発明は、上記事由に鑑み、粉体粒子の振
動を利用した吸音材に関して、その低周波数領域での優
れた吸音作用を保ちながら、更に幅広い周波数帯域で良
好な吸音性能を付与するとともに、粉体粒子の流動性に
よる吸音性能の経時変化を低減することを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１記載の発明は、粉体粒子１が板状に保持された粉体
吸音体２と多孔質吸音体３とを二層に積層してなること
を特徴として構成している。

【００１２】請求項２記載の発明は、粉体粒子１が板状
に保持された粉体吸音体２を吸音する音波４の入射側に
なるように設けるとともに、この粉体吸音体２に密着さ
せて多孔質吸音体３を吸音する音波の透過側に設けるこ
とを特徴として構成している。

【００１３】請求項３記載の発明は、粉体吸音体２側が
吸音する音波４の入射側になるように、請求項１記載の
発明吸音材を配設することを特徴として構成している。

【００１４】以下に図１を参照し、上記課題を解決する
ための手段を、さらに詳しく説明する。図１はこの発明
の吸音材の構成を示す斜視図である。

【００１５】図１に示すように、この発明に係る吸音材
は、粉体粒子１の振動を利用した粉体吸音体２と多孔質
吸音体３とを二層に積層したものである。そして、この
図に示すように、吸音しようする音波４が直接入射する
側である上層に粉体吸音体２を、下層に多孔質吸音体３
を各々配置するように施工するのである。

【００１６】なお、粉体吸音体２と多孔質吸音体３と
を、それぞれ別体で施工することも可能である。

【００１７】粉体吸音体２を形成する粉体粒子１として
は、シリカ、マイカ、タルクまたはバーミキュライト等
の数μｍ〜数１００μｍの粒径のものを挙げることがで
きる。これらの粉体粒子１を、たとえば、音波４の入射
側が音響透過性の高分子フィルムによって形成される箱
体などに封入し、板状に形成して用いることができる。
さらに、このような箱体の内部を多数のセルに分割し、
このセル内に粉体粒子１を充填するようにしてもよい。
または、不織布などの内部の空隙に、粉体粒子１をバイ
ンダーを介して保持させた形態として用いることもでき
る。または、上記のような吸音材が水平に保持される場
合には、粉体粒子１をそのまま多孔質吸音体３上に載置
して粉体吸音体２とすることもできる。

【００１８】この粉体吸音体２の厚みは数１０ｍｍの厚
みとして用いることができる。また、多孔質吸音体３と
しては、ロックウール、グラスウール、発泡ウレタンな
どを用いることができる。

【００１９】なお、粉体吸音体２の厚みが全体の厚みに
対して２０％から８０％程度であることが好ましい。

【００２０】

【作用】請求項１記載の発明では、粉体吸音体２におい
ては、縦振動モードが低音域で励起されるので、特に低
音域の吸音が行われるとともに、多孔質吸音体３におい
て高音域に渡る広い周波数域で吸音が行われる。つま
り、粉体吸音体２と多孔質吸音体３とが補完し合って、
低音域から高温域までの広い周波数体で良好な吸音特性
が発揮されている。また、粉体吸音体２のみで吸音材を
構成するよりも、粉体粒子１の使用量を少なくできるの
で、粉体粒子１は厚み方向に振動して移動しにくくなっ
ている。

【００２１】請求項２記載の発明では、粉体吸音体２側
が吸音する音波の入射側になるように配置されるので、
粉体吸音体２が特に低音域の吸音特性に有効に機能して
いる。

【００２２】請求項３記載の発明では、あらかじめ粉体
吸音体２と多孔質吸音体３とが一体となっているので施
工性がよくなっている。

【００２３】

【実施例】本発明の一実施例を、以下に添付図を参照し
て説明する。

【００２４】これらの実施例の吸音材は、図１の吸音材
の構成を示す斜視図にみられるように、多孔質吸音体３
の上に粉体粒子１を載置し、音響的に透明なシートでこ
の粉体粒子１覆った状態で固定保持して、粉体吸音体と
しているものである。音響的に透明なシートとしては、
厚み0.05μｍのポリエチレンフイルムを用いている。こ
のような吸音材は床用などに好適に用いられるものであ
る。

【００２５】なお、薄い合成樹脂材料でセルを形成して
粉体粒子１を保持するようにして、粉体吸音体２とし、
壁用の吸音材として用いることもできる。

【００２６】また、粉体吸音体２の厚みが全体の厚みに
対して２０％から８０％程度であることが好ましく、２
０％以下であっては、低音域で良好な吸音特性が得られ
ず、８０％以上であっては、低音域のみ吸音特性が良好
となって、吸音周波数の広帯域化が不十分となるのであ
る。

【００２７】以下、具体的な実施例を説明する。（実施例１）粉体粒子１としてホワイトカーボン（平均
粒径83μｍ、かさ密度98kg／m³）を用い、多孔質吸音体
３として厚み25mmのロックウール（密度200kg/m³）を用
いた。粉体粒子１を多孔質吸音体３上に25mm厚みに載置
して粉体吸音体２とした。

【００２８】（実施例２）粉体粒子１として球状シリカ
（平均粒径30μｍ、かさ密度380/m³）を用い、多孔質吸
音体３として厚み480 μｍの不織布シート（密度130kg/
m³）を48枚重ねて厚み23mmとしたものを用いた。粉体粒
子１を多孔質吸音体３上に７mmの厚みに載置して粉体吸
音体２とした。

【００２９】以下に、上記実施例の吸音材の下方への吸
音特性を評価した結果を、粉体吸音体２のみの吸音材な
どの比較例と対比して説明する。

【００３０】実施例１の吸音材における吸音率の周波数
特性を、厚み50mmのホワイトカーボン単独の場合と比較
して図２に示し、厚み50mmのロックウール単独の場合と
比較して図３にそれぞれ示している。図２に示すよう
に、Ａで示した実施例１の吸音材の吸音ピーク周波数
は、Ｂで示した厚み50mmのホワイトカーボン単独のもの
とほぼ同じく低音域にあるとともに、幅広い周波数帯域
で吸音率が向上している。また、図３に示すように、Ｃ
で示した厚み50mmのロックウール単独の場合と比較して
も、より低周波数域で優れた吸音性能を有している。

【００３１】また、図４は実施例１の吸音材において、
多孔質吸音体３の方向、すなわち下方から逆に入射する
音に対する場合との吸音率の周波数特性を比較して示し
ている。この図に示すように、実施例１の粉体吸音体２
から入射する音に対する吸音特性の方が、Ｄで示した下
方から入射する音に対する吸音特性よりも、低音域の吸
音率が優れている。

【００３２】同様に実施例２の吸音材について、厚み30
mmの球状シリカ単独の場合と比較して図５に示し、層厚
30mmとなるよう不織布シートを重ねた場合と比較して図
６に示している。図５に示すように、ａで示した実施例
２の吸音材の吸音ピーク周波数は、ｂで示した厚み30mm
の球状シリカ単独のものと比較してやや高音域にシフト
するものの、同様に低音域で良好な吸音特性を示すとと
もに、高音域においてはより良好な吸音特性を示してい
る。図６に示すように、ｃに示した不織布シートを重ね
たものと比較して、より低周波数帯域で優れた吸音性能
を有することも明らかである。

【００３３】以上に説明したように、この二つの実施例
の吸音材は、粉体吸音体２を吸音しようとする音波の入
射側に配設し、この粉体吸音体２と密着させて多孔質吸
音体３を配設することによって、多孔質吸音体２のみの
吸音材では不可能な低音域の音の吸音が可能になってい
る。その上、粉体吸音体２のみの吸音材と比較したもの
と、ほぼ同程度の低音域の吸音特性を有しながら、より
高音域においても良好な吸音特性を有する吸音材となっ
ているのである。さらに、粉体吸音体２の厚みを薄くす
ることが可能となって、粉体粒子１が厚さ方向に振動す
ることによる粉体粒子１の偏りを少なくできるものであ
る。

【００３４】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、低音域で特に
優れた吸音特性が得られるとともに、さらに幅広い周波
数帯域においても良好な吸音性能の吸音材となってい
る。その上、低音域の吸音特性を発揮する粉体粒子を少
なくして、粉体粒子の流動性による吸音性能の経時変化
を低減することが可能であり、さらに、吸音材の低コス
ト化、および軽量化も可能である。

【００３５】請求項２記載の発明では、粉体吸音体が特
に低音域の吸音特性に有効に機能し、低音域の良好な吸
音特性が得られている。

【００３６】請求項３記載の発明では、あらかじめ粉体
吸音体と多孔質吸音体とが一体となっているので施工性
がよくなっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の吸音材の一実施例を示す斜視図であ
る。

【図２】同上実施例の吸音材と比較例の吸音特性を示す
グラフである。

【図３】同上実施例の吸音材と別な比較例の吸音特性を
示すグラフである。

【図４】同上実施例の吸音材とさらに別な比較例の吸音
特性を示すグラフである。

【図５】同上実施例の吸音材とさらに別な比較例の吸音
特性を示すグラフである。

【図６】同上実施例の吸音材とさらに別な比較例の吸音
特性を示すグラフである。

【図７】従来の吸音材を示す断面図である。

【図８】従来の吸音材を示す断面図である。

【図９】従来の吸音材を示す断面図である。

【図10】従来の吸音材の吸音特性を示すグラフである。

【図11】従来の吸音材の吸音特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１粉体粒子２粉体吸音体３多孔質吸音体４音波 10 孔 11 空隙 12 粉体層 13 一次モード 14 二次モード

【手続補正書】

【提出日】平成７年２月３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００２０】

【作用】請求項１記載の発明では、粉体吸音体２におい
ては、縦振動モードが低音域で励起されるので、特に低
音域の吸音が行われるとともに、多孔質吸音体３におい
て高音域に渡る広い周波数域で吸音が行われる。つま
り、粉体吸音体２と多孔質吸音体３とが補完し合って、
低音域から高音域までの広い周波数域で良好な吸音特性
が発揮されている。また、粉体吸音体２のみで吸音材を
構成するよりも、粉体粒子１の使用量を少なくできるの
で、粉体粒子１は厚み方向に振動して移動しにくくなっ
ている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００２４】これらの実施例の吸音材は、図１の吸音
材の構成を示す斜視図にみられるように、多孔質吸音体
３の上に粉体粒子１を載置し、音響的に透明なシートで
この粉体粒子１を覆った状態で固定保持して、粉体吸音
体２としているものである。音響的に透明なシートとし
ては、厚み0.05μｍのポリエチレンフイルムを用いてい
る。このような吸音材は床用などに好適に用いられるも
のである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｅ０４Ｂ 1/86 ＭＧ１０Ｋ 11/16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉体粒子が板状に保持された粉体吸音体
と多孔質吸音体とを二層に積層してなることを特徴とす
る吸音材。
【請求項２】粉体粒子が板状に保持された粉体吸音体
を吸音する音波の入射側になるように設けるとともに、
この粉体吸音体に密着させて多孔質吸音体を吸音する音
波の透過側に設けることを特徴とする吸音材の施工方
法。
【請求項３】粉体吸音体側が吸音する音波の入射側に
なるように配設することを特徴とする請求項１記載の吸
音材の施工方法。