JPH08123439A - ホール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ホールの用途に応じて、所望の振動数の音波
を吸収して吸音性を変化させ、所望の音響特性を有する
ように調整することができるホールの提供。 【構成】 中空パネルと、該中空パネルの対向する内壁
に沿ってそれぞれ配設された一対の電極板と、該一対の
電極板の間に収容された、電界配列効果を有する固体粒
子を電気絶縁性媒体中に含有してなる電気感応型音波吸
収制御用流体組成物と、上記一対の電極板間に電圧を印
加し、かつ印加電圧を可変とする電圧印加手段とからな
る音波吸収制御装置１０を少なくとも具備し、該音波吸
収制御装置１０が側壁ならびに天井のうちの所望位置に
配設されてなるホール。 【効果】 音波の吸収したい成分の振動数に合わせて、
ＥＮＣ流体組成物の特性振動数を設定するために、音波
吸収制御装置の一対の電極にかける印加電圧値を調整す
ることにより、ＥＮＣ流体組成物を変更することなく、
種々の振動数の音波を吸収できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、音楽、オペラ、舞踊等
の鑑賞などを行うためのホールに関し、さらに詳しくは
電界配列効果に基づいて特性振動数を制御することので
きる電気感応型音波吸収制御用流体組成物を備えた音波
吸収制御装置を具備させることによって、所望の振動数
の音波を吸収できるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、音楽、オペラ、舞踊等の鑑賞や、
演説等を聴講などを行うためのホールにおいては、主な
使用目的に応じた吸音性や残響時間等の音響特性を備え
るようにするために、アリーナ型、扇型などの種々の型
式の構造のものが建設されており、特に、音波発生源か
ら発せられる音波（空気振動）を遮断するために、例え
ば、穴あき石膏ボード、吸音セメント板等の有孔板や、
ロックウール、グラスウール、スポンジ等の多孔質吸音
板などからなる音波吸収材を用い、これらをホールの天
井や壁などに用いていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のホー
ルにあっては、僅かな施工誤差や立地条件などから、建
築後に必ずしも目的とする音響特性を備えたホールが得
られるとは限らず、また、ホール内に入った観客数によ
っても音響特性が変化し、さらに、演奏される音楽の種
類等によっても遮断させたい音波の振動数が異り、例え
ば、クラッシックコンサートなどでは低音域の音波の遮
断、ピアノコンサートなどでは中音域から高音域の音波
の遮断が必要である。このため、ホールの用途に応じ
て、所望の振動数の音波を吸収して吸音性を変化させ、
所望の音響特性を有するように調整することができるホ
ールの実現が望まれていた。

【０００４】しかしながら、従来のホールに用いられて
いた音波吸収材にあっては、その材質により固有振動数
が一定であるため、その固有振動数と一致する成分の音
波しか吸収（除去）できず、吸収しようとする音波の成
分を変更する場合は、その音波の振動数に対応して音波
吸収材を異なる材質のものに交換する必要がある。この
ように、固有周波数の異なる音波吸収材を複数種類用意
しておき、吸収すべき音波成分の振動数に対応して、所
定の音波吸収材を選択して用いる必要があるため、結果
的に、吸音装置のコストが嵩んだり、取扱いが煩雑にな
ったりして、信頼性が低いという問題があった。

【０００５】ところで、本発明者らは、従来知られてい
ない新規な電界配列特性を有する電気感応型音波吸収制
御用流体組成物（以下、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｎｏｉｓｅ
−Ｃｏｎｔｒｏｌ流体組成物を略して「ＥＮＣ流体組成
物」と称する）の研究を行っている。この流体組成物
は、例えば、電気絶縁性の媒体中に固体粒子を分散させ
て得られる流体であり、これに電界を印加すると固体粒
子が誘電分極を起こし、さらに誘電分極に基づく静電引
力によって互いに電場方向に配位連結して整列し、鎖状
体構造を示す性質を持っている。また、固体粒子によっ
ては電気泳動して配列配向し、配列塊状構造を示す性質
を示すものもある。このように、電界下における粒子の
配列配向を電界配列効果（以下、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ａ
ｌｉｇｎｍｅｎｔ効果を略して「ＥＡ効果」と称する）
と呼び、そのような性質を有する固体粒子を電界配列性
粒子（以下、電界配列性粒子を略して「ＥＡ粒子」と称
する）と呼ぶこととする。そして本発明者らは、この新
規な構造のＥＮＣ流体組成物の研究を進めることにより
本発明に到達した。

【０００６】本発明は、上記従来技術の有する問題点に
鑑みてなされたものであり、ＥＡ効果を有し、印加され
る電圧によって特性振動数を変更できる流体組成物を備
えた音波吸収制御装置を少なくとも備えたホールを提供
することによって、ホールの用途に応じて、所望の振動
数の音波を吸収して吸音性を変化させ、所望の音響特性
を有するように調整することができるホールを得ること
を目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明のホールは、中空パネルと、該中空パネルの対
向する内壁に沿ってそれぞれ配設された一対の電極板
と、該一対の電極板の間に収容された、ＥＡ効果を有す
るＥＡ粒子を電気絶縁性媒体中に含有してなるＥＮＣ流
体組成物と、上記一対の電極板間に電圧を印加し、かつ
印加電圧を可変とする電圧印加手段とからなる音波吸収
制御装置を少なくとも具備し、該音波吸収制御装置が側
壁ならびに天井のうちの所望位置に配設されてなること
を特徴とするものである。

【０００８】

【作用】本発明のホールに用いられる音波吸収制御装置
において、一対の電極板間に電圧が印加されていない状
態では、ＥＮＣ流体組成物中のＥＡ効果を有するＥＡ粒
子は電気絶縁性媒体中に不規則にランダムに浮遊・分散
している。電圧印加手段により一対の電極板に電圧を印
加すると、ＥＡ粒子は鎖状に配列結合して鎖状体（粒子
鎖）を形成し、この鎖状体が電界方向に平行して配列す
る。この状態で、一方の電極板に音波（空気振動）を入
射させると、この電極板が上記対向方向に振動するが、
鎖状体自体が弾性の性質を持っているため、鎖状体は引
っ張られる場合には、向かい合う粒子同士が引き合って
引力を、圧縮される場合には、撓んで反発力をそれぞれ
生じ、電気絶縁性媒体中の鎖状体の運動により粘性抵抗
が生じ、これによって音波の持つエネルギーの損失（散
逸）が起こる。

【０００９】すなわち、電極板に入射した音波に、鎖状
体を含むＥＮＣ流体組成物と電極板とが共振するのであ
る。このような鎖状体に振動を与える音波周波数は、鎖
状体の持つ特性振動数（鎖状体の弾性と電極板の慣性と
のバランスからなる、いわゆる固有振動数と推定され
る）によって定まり、その特性振動数と一致した周波数
の音波が電極板に入射すると、鎖状体は共振してその音
波を吸収し、他の周波数の音波は反射されることにな
る。

【００１０】各粒子間に働く引力（鎖状体に生じる応
力）は、一対の電極板に印加される電圧の増加に伴って
増大することから、鎖状体自体の弾性率と粘性率が印加
電圧の増加に伴って増大することになり、本発明は、こ
のことを利用するものである。すなわち、印加電圧を調
整して、鎖状体自体の特性振動数を、入射音波（空気振
動）のうち除去したい成分の振動数に一致させることに
より、鎖状体を共振（共鳴）させ、吸音（除去）したい
成分のエネルギーを消費し、その他の成分を反射させる
ものである。

【００１１】よって、本発明のホールにあっては、上述
のような音波吸収制御装置が側壁および天井のうちの所
望位置に配設されたことにより、音波の吸収したい成分
の振動数に合わせて、ＥＮＣ流体組成物の特性振動数を
設定するために、音波吸収制御装置の一対の電極にかけ
る印加電圧値を調整したり、ＥＮＣ流体組成物を変更す
ることなく、種々の振動数の音波を吸収できるので、ホ
ールをその用途に応じた音響特性を有するようにするこ
とが可能となる。さらに、音波吸収制御装置の配設数や
配設位置を調整することによっても、ホールをその用途
に応じた音響特性を有するようにすることが可能とな
る。

【００１２】図１はＥＡ粒子３０ｗｔ％分散系について
ＥＡ特性に及ぼす電界強度の影響を測定した結果を示す
グラフである。このグラフから印加電圧が増加するほど
鎖状体に働く応力は増大することが明かである。ＥＡ特
性は、誘電分極した粒子が電気的引力により電場方向に
配列し、鎖状構造を形成することに起因する。低せん断
速度では、電気的引力が支配的であるので、鎖状構造の
破壊と再形成がゆるやかに繰り返される。電場方向に並
んだ鎖をそれと直角方向にせん断破壊させるとき発生す
る力が降伏応力に相当する。形成されるすべての鎖の粒
子が同じ直径をもち、直鎖状の並んで電極板間を結んで
いると考えると、鎖の数は粒子濃度に比例するので、降
伏応力も粒子濃度に比例することになる。図２に本発明
の振動系の等価回路を示し、すなわち、弾性率Ｋのコイ
ルばね２と粘性率Ｃのダッシュポット３が一対の電極板
間に並列に接続されている。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して詳細に説明するが、この実施例ではホールの構造が
扇型である場合について説明する。図３は、本発明のホ
ールの一実施例を示す概略構成図であり、図３中符号１
０は、音波吸収制御装置である。図４は、図３に示した
音波吸収制御装置１０のＩ−Ｉ線に沿った横断面図であ
る。上記音波吸収制御装置１０は、所望の振動数の音波
を吸収させるための板状のものであり、その外観が三角
形板状であり、横断面が矩形状のものである。この音波
吸収制御装置１０は、中空パネル１１と、一対の電極板
１２，１３と、ＥＮＣ流体組成物１５と、可変電源（電
圧印加手段）１６から構成されている。

【００１４】上記中空パネル１１は、表面材１７と、こ
の表面材１７と間隙をおいて対向配置された裏打ち材１
８と、これら表面材１７および裏打ち材１８の周縁に固
着された枠状のシール部材１９とからなる。上記表面材
１７としては、音波に対して柔軟な例えばＰＥＴ（ポリ
エチレンテレフタレート）フィルムなどが用いられる。
裏打ち材１８としては、導電性を有する例えば金属板な
どが好適に用いられる。裏打ち材１８が金属板である場
合、この裏打ち材１８は電極板１３を兼ねるものとな
る。

【００１５】上記表面材１７には、これの内壁に沿って
電極板１２が一様に固着され、この電極板１２と電極板
１３との間に間隙（組成物収容空間）が形成されてい
る。そして、これら一対の電極板１２，１３間には、上
述したＥＡ効果を有するＥＡ粒子２１を電気絶縁性媒体
２２中に含有してなるＥＮＣ流体組成物１５が密閉され
た状態で収容されている。また、一方の電極板１２およ
び表面材１７は、その周縁が固定されているが、一対の
電極板１２，１３の対向方向（図４中の矢印Ｘで示す上
下方向）に振動できるように構成されている。これによ
り、音波（空気振動）２４が表面材１７に入射した場合
には、表面材１７および一方の電極板１２は上下振動す
ることができる。

【００１６】 符号１６は、一対の電極板１２，１３間
に電圧を印加し、かつ印加電圧を可変とする可変電源
（電圧印加手段）であり、この可変電源１６にはスイッ
チ２７が直列に接続されている。このスイッチ２７をオ
ンにすることにより、一対の電極板１２，１３間に電圧
を印加することができる。

【００１７】音波吸収制御装置１０には、上記可変電源
１６と接続された電圧調整ツマミ（図示略）が外部に設
けられており、この電圧調整ツマミにより上記一対の電
極板１２，１３間に印加する電圧を調整することができ
るようになっている。このような音波吸収制御装置１０
は、ホールの側壁ならびに天井の所望位置に固定されて
おり、この時、表面材１７側がホール内を向くように固
定されている。

【００１８】なお、この実施例のホールには、上述した
音波吸収制御装置１０以外に、音響特性を調整するため
の、拡散板、反射板、従来用いられていた音波吸収材等
を併用してもよい。また、この実施例では、ホールが扇
型である場合について説明したが、バルコニー型、ワイ
ンヤード型、サークル型などのアリーナ型、シューボッ
クス型、メガホン型、△型、その他の構造であってもよ
い。また、この実施例では、音波吸収制御装置１０がホ
ールの側壁ならびに天井の所望位置に固定されている場
合について説明したが、図３に示すように音波吸収制御
装置１０の頂部に予めリング２８を取り付けておき、こ
のリング２８をホールの側壁や天井に設けられたフック
２９・・・うちの所望のものに吊下げることによって、音
波吸収制御装置１０の配設位置を変更自在としてもよ
い。

【００１９】また、音波吸収制御装置１０が、外観三角
形板状である場合について説明したが、勿論、設置する
場所に合わせて外観矩形板状あるいは円形板状の形態、
あるいはその他の適宜の形状であってもよい。また、音
波吸収制御装置１０の金属板からなる裏打ち材１８が電
極板１３を兼ねる場合について説明したが、裏打ち材１
８が導電性を有しない材料から構成されている場合は、
この裏打ち材１８の内壁に沿って電極板１３が一様に固
着される。

【００２０】また、上記ＥＡ粒子２１は、有機高分子化
合物からなる芯体と、電界配列性無機物（以下、「ＥＡ
無機物」と称する）を含む表層とによって形成された無
機・有機複合粒子である。上記ＥＡ無機物は、無機イオ
ン交換体、シリカゲルおよび電気半導体性無機物からな
る群から選ばれた少なくとも一種である。上記ＥＡ無機
物が無機イオン交換体である場合、この無機イオン交換
体は、多価金属の水酸化物、ハイドロタルサイト類、多
価金属の酸性塩、ヒドロキシアパタイト、ナシコン型化
合物、粘土鉱物、チタン酸カリウム類、ヘテロポリ酸塩
および不溶性フェロシアン化物からなる群から選ばれた
少なくとも１種であることが好ましい。

【００２１】上記ＥＡ無機物が電気半導体性無機物であ
る場合、この電気半導体性無機物は、室温にて１０³ Ω
^-1ｃｍ^-1ないし１０^-11Ω^-1ｃｍ^-1の範囲内の電気伝導
度を有するものであることが好ましい。この電気半導体
性無機物は、金属酸化物、金属水酸化物、金属酸化水酸
化物、無機イオン交換体、これらの少なくともいずれか
１種に金属ドーピングを施したもの、および金属ドーピ
ングの有無に拘らず、これらの少なくともいずれか１種
を他の支持体上に電気半導体層として施したものからな
る群から選ばれた少なくとも１種であることが好まし
い。

【００２２】次に、図５に上記ＥＮＣ流体組成物１５の
一具体例を示す。このＥＮＣ流体組成物１５は、電気絶
縁性媒体２２中に固体粒子であるＥＡ粒子２１が均一に
分散されてなっている。このＥＡ粒子２１は、有機高分
子化合物からなる芯体３３と、ＥＡ無機物である粒子３
４からなる表層３５とによって形成され、無機・有機複
合粒子を形成している。この具体例において、電気絶縁
性媒体２２は無色透明のシリコーン油であり、無機・有
機複合粒子の芯体３３を形成する有機高分子化合物はポ
リアクリル酸エステルであり、表層３５を形成するＥＡ
無機物の粒子３４は無機イオン交換体でありかつ電気半
導体性無機物でもある白色の水酸化チタンである。この
ＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）２１の色は例えば白色
である。また、電気絶縁性媒体２２中に含まれるＥＡ粒
子２１の割合は例えば７．５重量％である。

【００２３】このＥＮＣ流体組成物１５は、図６に示す
ように、離間して平行に配置した一対の電極板１２，１
３の間に介在させる。図７に示すように、この一対の電
極板１２，１３に、可変電源１６からスイッチ２７を介
して電圧を印加すると、ＥＡ効果によってＥＡ粒子２１
が電極板１２，１３の面と直角の方向に鎖状に配列して
鎖状体（粒子鎖）２６を形成する。このとき、各鎖状体
３６は相互に離間して平行に配向する。

【００２４】次に、上記構成の音波吸収制御装置１０の
動作について説明する。図４に示すように、一対の電極
板１２，１３間に電圧が印加されていない状態では、Ｅ
ＮＣ流体組成物１５のＥＡ粒子２１が電気絶縁性媒体２
２中にランダムに浮遊・不規則に分散している（図６参
照）。一対の電極板１２，１３に電圧を印加すると、Ｅ
ＮＣ流体組成物１５中のＥＡ粒子２１が鎖状に配列結合
して鎖状体（粒子鎖）２６を形成し、この鎖状体３６が
電界方向に平行して配列する（図７参照）。

【００２５】この状態で、一方の電極板１２に音波（空
気振動）２４を入射させると、図８の（ａ），（ｂ），
（ｃ）および（ｄ）の状態が順次起こって、この電極板
１２が表面材１７とともに矢印Ｘ（図４および図９参
照）で示すように対向方向に振動するが、鎖状体３６自
体が弾性の性質を持っているため、図８の（ｂ）に示す
ように、鎖状体３６は、圧縮される場合には、例えば
「く」の字状に撓んで反発力を生じ、図８の（ｄ）に示
すように、鎖状体３６は、引っ張られる場合には、向か
い合うＥＡ粒子２１同士が引き合って引力を生じる。こ
れにより、ＥＮＣ流体組成物１５中での鎖状体３６の運
動により、粘性抵抗が生じ、音波２４の持つエネルギー
の損失（散逸）が起こる。

【００２６】 そして、電極板１２の振動にともなっ
て、鎖状体３６の引っ張りと圧縮が繰り返されるもので
あり、この結果、鎖状体３６自身も振動することにな
る。すなわち、電極板１２に入射した音波２４に、鎖状
体３６を含むＥＮＣ流体組成物１５と、電極板１２と表
面材１７とからなる電極板構造体とが共振するのであ
る。このような鎖状体３６に振動を与える音波周波数
は、鎖状体３６の持つ特性振動数によって定まり、その
特性振動数と一致した周波数の音波２４が電極板１２に
入射すると、鎖状体３６は共振して（図９中矢印Ａ，Ｂ
参照）その音波を吸収し、他の周波数の音波２５は反射
されることになる。

【００２７】各ＥＡ粒子２１間に働く力（鎖状体３６に
生じる応力）は一対の電極板１２，１３に印加される電
圧の増加に伴って増大することから、鎖状体３６自体の
弾性率と粘性率が印加電圧の増加に伴って増大すること
になる。本発明は、このことを利用して音波の所望の成
分を除去するものである。すなわち、印加電圧を調整し
て、粒子鎖２６自体の特性振動数を、電極板１２に入射
した音波（空気振動）のうち除去したい成分（特定波長
の音波）の振動数に一致させることにより、図９に示す
ように、鎖状体３６を慣性力の作用により左右矢印Ａ，
Ｂで示すように共振（共鳴）させ、入射音波２４の除去
したい成分のエネルギーを消費し、その他の音波成分
（符号２５で示す）を反射させるものである。このよう
に、印加電圧により、入射音波２４の所望の特定波長の
成分を吸収できる。

【００２８】 音波吸収制御装置１０の特性周波数は、
ＥＡ粒子（固体粒子）２１の大きさ、ＥＡ粒子２１間に
働く弾性力、また電極板１２の固有振動数および一対の
電極板１２，１３間の距離等により変化する。本発明で
は、電気絶縁性媒体２２中に粒径がほぼ均一な球形状の
ＥＡ粒子２１が分散されたものであるので（不定形粒子
を用いない）、一定電圧下では上述した反発力や引力が
変動せず、しかも、ＥＡ粒子２１間に働く弾性力と電極
板の慣性力のバランスにも変動が生じにくい。上記実施
例においては、鎖状体３６は「く」の字状に撓むものと
されているが、この他に、例えば図１０の（ａ）に示す
ようなＳ字型、あるいは図１０の（ｂ）に示すようなＷ
字型に撓む場合もあると考えられる。

【００２９】 また、上記実施例においては、電界の印
加によってＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）２１が１列
の鎖状体３６を形成して平行に配列する現象について説
明したが、ＥＡ粒子２１の数が数重量％を越えて多くな
ると、１列の鎖状体３６ではなく、鎖状体３６が複数列
相互に接合して、図１１の（ａ）の如くカラム３９を構
成して配列するようになる。このカラム３９においては
左右の鎖状体のＥＡ粒子２１は１つずつずれて互い違い
に隣接する。これについて本発明者らは、図１１の
（ｂ）に示すごとく、＋極部分と−極部分に誘電分極し
ているＥＡ粒子２１が互い違いに隣接して＋極部分と−
極部分とが引き合って配列した方がエネルギー的に安定
なためであると推定している。さらに、上記実施例にお
いては、一対の電極板１２，１３間に直接ＥＮＣ流体組
成物１５を収容したものを示したが、これに限らず、Ｅ
ＮＣ流体組成物１５を十分に含浸させた多孔質体を一対
の電極板１２，１３間に収容してもよい。この場合、多
孔質体は、ＥＡ効果を損なわないために、連続気泡を有
するものが好ましい。

【００３０】本発明のＥＮＣ流体組成物１５に用いる電
気絶縁性媒体２２としては、例えば、塩化ジフェニル、
セバチン酸ブチル、芳香族ポリカルボン酸高級アルコー
ルエステル、ハロフェニルアルキルエーテル、トランス
油、塩化パラフィン、弗素系オイル、またはシリコーン
系オイルやフルオロシリコーン系オイルなど、電気絶縁
性及び電気絶縁破壊強度が高く、化学的に安定でかつＥ
Ａ粒子を安定に分散させ得るものであればいずれの流体
またはこれらの混合物も使用可能である。この電気絶縁
性媒体２２は、目的に応じて着色することができる。着
色する場合は、選択された電気絶縁性媒体に可溶であっ
てその電気的特性を損なわない種類と量の油溶性染料ま
たは分散性染料を用いることが好ましい。電気絶縁性媒
体２２には、この他に分散剤、界面活性剤、粘度調整
剤、酸化防止剤、安定剤などが含まれていてもよい。

【００３１】この電気絶縁性媒体２２の動粘度は、１ｃ
Ｓｔないし３００００ｃＳｔの範囲内であることが好ま
しい。動粘度が１ｃＳｔより小さいと、ＥＮＣ流体組成
物１５の貯蔵安定性の面で不足を生じ、動粘度が３００
００ｃＳｔより大きいと、ＥＡ粒子の均一分散が困難に
なるとともに、調整時に気泡を巻き込み、その気泡が抜
けにくくなり、取り扱いに支障を来すので好ましくな
い。この観点から、動粘度は１０ｃＳｔないし１０００
ｃＳｔの範囲内、特に１０ｃＳｔないし１００ｃＳｔの
範囲内であることが好ましい。もちろん、電気絶縁性媒
体２２の動粘度は、温度により変化し、この温度影響を
印加電圧によって抑制することができる。

【００３２】本発明に用いられるＥＡ粒子２１は、ＥＡ
効果を有する無機・有機複合粒子であれば、元素、有機
化合物、または無機化合物、またはそれらの混合物な
ど、いずれの素材も使用可能である。その例としては例
えば無機イオン交換体、金属酸化物、シリカゲル、電気
半導体性無機物、カーボンブラックなどの粒子、および
これらを表層として有する粒子を挙げることができる。
しかし、このＥＡ粒子２１は、上記実施例に示したよう
に、有機高分子化合物からなる芯体３３と、ＥＡ無機物
の粒子３４からなる表層３５とによって形成された無機
・有機複合粒子であることが特に好ましい。この無機・
有機複合粒子は、比較的比重が重いＥＡ無機物の粒子３
４からなる表層３５が比較的比重の軽い有機高分子化合
物である芯体３３に担持されていて、その粒子全体の比
重を電気絶縁性媒体２２に対して近似するように調節で
きる。従ってこれを電気絶縁性媒体２２に分散して得ら
れたＥＮＣ流体組成物１５は、貯蔵安定性に優れたもの
となる。

【００３３】ＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）２１の芯
体３３として使用し得る有機高分子化合物の例として
は、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、（メタ）アクリ
ル酸エステル−スチレン共重合物、ポリスチレン、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ニトリルゴム、ブチルゴ
ム、ＡＢＳ樹脂、ナイロン、ポリビニルブチレート、ア
イオノマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニ
ル樹脂、ポリカーボネート樹脂などの１種または２種以
上の混合物または共重合物を挙げることができる。

【００３４】表層３５を形成するＥＡ無機物である粒子
３４としては種々のものが用い得るが、好ましい例とし
ては無機イオン交換体とシリカゲルと電気半導体性無機
物とを挙げることができる。これらの粒子３４を用いて
有機高分子化合物からなる芯体３３の上に表層３５を形
成するとき、得られた無機・有機複合粒子は有用なＥＡ
粒子２１となる。

【００３５】上記無機イオン交換体の例としては（１）
多価金属の水酸化物、（２）ハイドロタルサイト類、
（３）多価金属の酸性塩、（４）ヒドロキシアパタイ
ト、（５）ナシコン型化合物、（６）粘土鉱物、（７）
チタン酸カリウム類、（８）ヘテロポリ酸塩、および
（９）不溶性フェロシアン化物を挙げることができる。

【００３６】以下に、それぞれの無機イオン交換体につ
いて詳しく説明する。 （１）多価金属の水酸化物。 これらの化合物は、一般式ＭＯ_x（ＯＨ）_y（Ｍは多価金
属であり、ｘは零以上の数であり、ｙは正数である）で
表され、例えば、水酸化チタン、水酸化ジルコニウム、
水酸化ビスマス、水酸化錫、水酸化鉛、水酸化アルミニ
ウム、水酸化タンタル、水酸化ニオブ、水酸化モリブデ
ン、水酸化マグネシウム、水酸化マンガン、および水酸
化鉄などである。ここで、例えば水酸化チタンとは含水
酸化チタン（別名メタチタン酸またはβチタン酸、Ｔｉ
Ｏ（ＯＨ）₂）および水酸化チタン（別名オルソチタン
酸またはαチタン酸、Ｔｉ（ＯＨ）₄）の双方を含むも
のであり、他の化合物についても同様である。

【００３７】（２）ハイドロタルサイト類。 これらの化合物は、一般式Ｍ₁₃Ａｌ₆（ＯＨ）₄₃（Ｃ
Ｏ）₃・１２Ｈ₂Ｏ（Ｍは二価の金属である）で表され、
例えば二価の金属ＭがＭｇ、ＣａまたはＮｉなどであ
る。 （３）多価金属の酸性塩。 これらは例えばリン酸チタン、リン酸ジルコニウム、リ
ン酸錫、リン酸セリウム、リン酸クロム、ヒ酸ジルコニ
ウム、ヒ酸チタン、ヒ酸錫、ヒ酸セリウム、アンチモン
酸チタン、アンチモン酸錫、アンチモン酸タンタル、ア
ンチモン酸ニオブ、タングステン酸ジルコニウム、バナ
ジン酸チタン、モリブデン酸ジルコニウム、セレン酸チ
タンおよびモリブデン酸錫などである。

【００３８】（４）ヒドロキシアパタイト。 これらは例えばカルシウムアパタイト、鉛アパタイト、
ストロンチウムアパタイト、カドミウムアパタイトなど
である。 （５）ナシコン型化合物。 これらには例えば（Ｈ₃Ｏ）Ｚｒ₂（ＰＯ₄）₃のようなも
のが含まれるが、本発明においてはＨ₃ＯをＮａと置換
したナシコン型化合物も使用できる。 （６）粘土鉱物。 これらは例えばモンモリロナイト、セピオライト、ベン
トナイトなどであり、特にセピオライトが好ましい。

【００３９】（７）チタン酸カリウム類。 これらは一般式ａＫ₂Ｏ・ｂＴｉＯ₂・ｎＨ₂Ｏ（ａは０
＜ａ≦１を満たす正数であり、ｂは１≦ｂ≦６を満たす
正数であり、ｎは正数である）で表され、例えばＫ₂・
ＴｉＯ₂・２Ｈ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ・２ＴｉＯ₂・２Ｈ₂Ｏ、０．
５Ｋ₂Ｏ・ＴｉＯ₂・２Ｈ₂Ｏ、及びＫ₂Ｏ・２．５ＴｉＯ
₂・２Ｈ₂Ｏなどである。なお、上記化合物のうち、ａま
たはｂが整数でない化合物はａまたはｂが適当な整数で
ある化合物を酸処理し、ＫとＨとを置換することによっ
て容易に合成される。

【００４０】（８）ヘテロポリ酸塩。 これらは一般式Ｈ₃ＡＥ₁₂Ｏ₄₀・ｎＨ₂Ｏ（Ａはリン、ヒ
素、ゲルマニウム、またはケイ素であり、Ｅはモリブデ
ン、タングステン、またはバナジウムであり、ｎは正数
である）で表され、例えばモリブドリン酸アンモニウ
ム、およびタングストリン酸アンモニウムである。 （９）不溶性フェロシアン化物。 これらは次の一般式で表される化合物である。Ｍ_b-pxa
Ａ［Ｅ（ＣＮ）₆］（Ｍはアルカリ金属または水素イオ
ン、Ａは亜鉛、銅、ニッケル、コバルト、マンガン、カ
ドミウム、鉄（ＩＩＩ）またはチタンなどの重金属イオ
ン、Ｅは鉄（ＩＩ）、鉄（ＩＩＩ）、またはコバルト
（ＩＩ）などであり、ｂは４または３であり、ａはＡの
価数であり、ｐは０〜ｂ／ａの正数である。） これらには例えば、Ｃｓ₂Ｚｎ［Ｆｅ（ＣＮ）₆］および
Ｋ₂Ｃｏ［Ｆｅ（ＣＮ）₆］などの不溶性フェロシアン化
合物が含まれる。

【００４１】上記（１）〜（６）の無機イオン交換体は
いずれもＯＨ基を有しており、これらの無機イオン交換
体のイオン交換サイトに存在するイオンの一部または全
部を別のイオンに置換したもの（以下、置換型無機イオ
ン交換体という）も、本発明における無機イオン交換体
に含まれるものである。即ち、前述の無機イオン交換体
をＲ−Ｍ¹（Ｍ¹は、イオン交換サイトのイオン種を表
す）と表すと、Ｒ−Ｍ¹におけるＭ¹の一部または全部
を、下記のイオン交換反応によって、Ｍ¹とは異なるイ
オン種Ｍ²に置換した置換型無機イオン交換体もまた、
本発明における無機イオン交換体である。 ｘＲ−Ｍ¹＋ｙＭ²→Ｒｘ−（Ｍ²）ｙ＋ｘＭ^１ （ここでｘ、ｙはそれぞれイオン種Ｍ^２、Ｍ¹の価数を
表す）。Ｍ¹はＯＨ基を有する無機イオン交換体の種類
により異なるが、無機イオン交換体が陽イオン交換性を
示すものでは、一般にＭ¹はＨ⁺であり、この場合のＭ²
はアルカリ金属、アルカリ土類金属、多価典型金属、遷
移金属または希土類金属等、Ｈ⁺以外の金属イオンのい
ずれか任意のものである。ＯＨ基を有する無機イオン交
換体が陰イオン交換性を示すものでは、Ｍ¹は一般にＯ
Ｈ^-であり、その場合Ｍ²は例えばＩ、Ｃｌ、ＳＣＮ、Ｎ
Ｏ₂、Ｂｒ、Ｆ、ＣＨ₃ＣＯＯ、ＳＯ₄またはＣｒＯ₄など
や錯イオンなど、ＯＨ^-以外の陰イオン全般の内の任意
のものである。

【００４２】また、高温加熱処理によりＯＨ基を一旦失
ってはいるが、水に浸漬させるなどの操作によって再び
ＯＨ基を有するようになる無機イオン交換体について
は、その高温加熱処理後の無機イオン交換体なども本発
明に使用できる無機イオン交換体の一種であり、その具
体例としてはナシコン型化合物、例えば（Ｈ₃Ｏ）Ｚｒ₂
（ＰＯ₄）₃の加熱により得られるＨＺｒ₂（ＰＯ₄）₃や
ハイドロタルサイトの高温 加熱処理物（５００〜７０
０℃で加熱処理したもの）などがある。これらの無機イ
オン交換体は一種類だけではなく、多種類を同時に表層
として用いることもできる。なお、上記の無機イオン交
換体として、多価金属の水酸化物、及び多価金属の酸性
塩を用いることが特に好ましい。

【００４３】上記ＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）２１
の表層３５として使用し得る電気半導体性無機物の例
は、電気伝導度が、室温にて１０³〜１０^-11Ω^-1／ｃｍ
の金属酸化物、金属水酸化物、金属酸化水酸化物、無機
イオン交換体、またはこれらの少なくともいずれか１種
に金属ドーピングしたもの、もしくは金属ドーピングの
有無に拘わらず、これらの少なくともいずれか１種を他
の支持体上に電気半導体層として施したものなどであ
る。

【００４４】好ましい電気半導体性無機物の例を以下に
示す。 （Ａ）金属酸化物：例えばＳｎＯ₂ 、アモルファス型二
酸化チタン（出光石油化学社製）などである。 （Ｂ）金属水酸化物：例えば水酸化チタン、水酸化ニオ
ブなどである。ここで水酸化チタンとは、含水酸化チタ
ン（石原産業社製）、メタチタン酸（別名βチタン酸、
ＴｉＯ（ＯＨ）₂ ）およびオルソチタン酸（別名αチタ
ン酸、Ｔｉ（ＯＨ）₄ ）を含むものである。 （Ｃ）金属酸化水酸化物：この例としては例えばＦｅＯ
（ＯＨ）（ゲーサイト）などを挙げることができる。 （Ｄ）多価金属の水酸化物：無機イオン交換体（１）と
同等。 （Ｅ）ハイドロタルサイト類：無機イオン交換体（２）
と同等。 （Ｆ）多価金属の酸性塩：無機イオン交換体（３）と同
等。 （Ｇ）ヒドロキシアパタイト：無機イオン交換体（４）
と同等。 （Ｈ）ナシコン型化合物：無機イオン交換体（５）と同
等。 （Ｉ）粘土鉱物：無機イオン交換体（６）と同等。 （Ｊ）チタン酸カリウム類：無機イオン交換体（７）と
同等。 （Ｋ）ヘテロポリ酸塩：無機イオン交換体（８）と同
等。 （Ｌ）不溶性フェロシアン化物：無機イオン交換体
（９）と同等。 （Ｍ）金属ドーピングＥＡ無機物：これは上記の電気半
導体性無機物（Ａ）〜（Ｌ）の電気伝導度を上げるため
に、アンチモン（Ｓｂ）などの金属をＥＡ無機物にドー
ピングしたものであって、例としてはアンチモン（Ｓ
ｂ）ドーピング酸化錫（ＳｎＯ₂ ）などを挙げることが
できる。 （Ｎ）他の支持体上に電気半導体層としてＥＡ無機物を
施したもの：例えば支持体として酸化チタン、シリカ、
アルミナ、シリカ−アルミナなどの無機物粒子、または
ポリエチレン、ポリプロピレンなどの有機高分子粒子を
用い、これに電気半導体層としてアンチモン（Ｓｂ）ド
ーピング酸化錫（ＳｎＯ₂ ）を施したものなどを挙げる
ことができる。このように他の支持体上にＥＡ無機物が
施された粒子も、全体としてＥＡ無機物と見なすことが
できる。これらのＥＡ無機物は、１種類だけでなく、２
種類またはそれ以上を同時に表層として用いることもで
きる。

【００４５】ＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）２１は、
種々な方法によって製造することができる。例えば、有
機高分子化合物からなる粒子状の芯体３３と微粒子状の
粒子３４とをジェット気流によって搬送し、衝突させて
製造する方法がある。この場合は粒子状の芯体３３の表
面に粒子３４の微粒子が高速度で衝突し、固着して表層
３５を形成する。また別の製法例としては、粒子状の芯
体３３を気体中に浮遊させ、粒子３４の溶液を霧状にし
てその表面に噴霧する方法がある。この場合はその溶液
が芯体３３の表面に付着し乾燥することによって表層３
５が形成される。

【００４６】ＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）２１を製
造する特に好ましい製法は、芯体３３と同時に表層３５
を形成する方法である。この方法は、例えば、芯体３３
を形成する有機高分子化合物のモノマーを重合媒体中で
乳化重合、懸濁重合または分散重合するに際して、微粒
子状としたＥＡ無機物である粒子３４を上記モノマー
中、または重合媒体中に存在させるというものである。
重合媒体としては水が好ましいが、水と水溶性有機溶媒
との混合物を使用することもでき、また有機系の貧溶媒
を使用することもできる。この方法によれば、重合媒体
の中でモノマーが重合して芯体粒子３３を形成すると同
時に、微粒子状のＥＡ無機物の粒子３４が芯体３３の表
面に層状に配向してこれを被覆し、表層３５を形成す
る。

【００４７】乳化重合または懸濁重合によってＥＡ粒子
（無機・有機複合粒子）２１を製造する場合には、モノ
マーの疎水性の性質とＥＡ無機物の親水性の性質を組み
合わせることによって、ＥＡ無機物の粒子３４の大部分
を芯体３３の表面に付着させることができる。この芯体
３３と表層３５との同時形成方法によれば、有機高分子
化合物からなる芯体３３の表面にＥＡ無機物の粒子３４
が緻密かつ強固に接着し、堅牢なＥＡ粒子（無機・有機
複合粒子）２１が形成される。

【００４８】本発明に使用するＥＡ粒子２１の形状は必
ずしも球形であることを要しないが、粒子状の芯体３３
が調節された乳化・懸濁重合方法によって製造された場
合は、得られるＥＡ粒子２１の形状はほぼ球形となる。
ＥＡ粒子２１の粒径は特に限定されるものではないが、
０．１μｍないし５００μｍ、特に５μｍないし２００
μｍの範囲内とすることが好ましい。この際の微粒子状
のＥＡ無機物である粒子３４の粒径は特に限定されるも
のではないが、好ましくは０．００５μｍないし１００
μｍ、さらに好ましくは０．０１μｍないし１０μｍの
範囲内とする。

【００４９】ＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）２１にお
いて、表層３５を形成するＥＡ無機物である粒子３４と
芯体３３を形成する有機高分子化合物の重量比は特に限
定されるものではないが、保存安定性の高いＥＮＣ流体
組成物１５を得るためには、ＥＡ無機物の粒子３４と有
機高分子化合物の芯体３３の合計重量に対して粒子３４
が１重量％ないし６０重量％の範囲内、特に４重量％な
いし３０重量％の範囲内とすることが好ましい。この芯
体３３の割合が１重量％未満では、得られたＥＡ粒子２
１のＥＡ特性が不十分となり、６０重量％を超えると、
ＥＡ粒子２１の比重が過大となって保存安定性を損なう
惧れがある。また、本発明のＥＮＣ流体組成物１５は、
上記のＥＡ粒子２１を、必要なら分散剤、他の成分とと
もに電気絶縁性媒体２２中に均一に攪拌混合して製造す
ることができる。この攪拌機としては、液状分散媒に固
体粒子を分散させるために通常使用されるものがいずれ
も使用できる。電気絶縁性媒体２２中におけるＥＡ粒子
２１の含有率は、特に限定されるものではないが、０．
５〜７５重量％、特に５〜５０重量％であることが好ま
しい。その含有率が１％未満では充分なＥＡ効果が得ら
れず、７５％以上では電圧を印加しないときのＥＮＣ流
体組成物１５の初期粘度が過大となって使用が困難にな
る。

【００５０】上記の各種方法、特に芯体３３と表層３５
とを同時に形成する方法によって製造されたＥＡ粒子２
１は、その表層３５の全部または一部分が有機高分子物
質や、製造工程で使用された分散剤、乳化剤その他の添
加物質の薄膜で覆われていて、ＥＡ粒子としてのＥＡ効
果が充分に発揮されない場合がある。この不活性物質の
薄膜は粒子表面を研磨することによって容易に除去する
ことができる。従って芯体３３と表層３５とを同時に形
成する場合には、その表面を研磨することが好ましい。

【００５１】この粒子表面の研磨は、種々な方法で行う
ことができる。例えば、無機・有機複合粒子であるＥＡ
粒子２１を水などの分散媒体中に分散させて、これを攪
拌する方法によって行うことができる。この際、分散媒
体中に砂粒やボールなどの研磨材を混入してＥＡ粒子２
１と共に攪拌する方法、あるいは研削砥石を用いて攪拌
する方法などによって行うこともできる。例えばまた、
分散媒体を使用せず、ＥＡ粒子２１と上記のような研磨
材または研削砥石とを用いて乾式で攪拌して行うことも
できる。

【００５２】さらに好ましい研磨方法は、ＥＡ粒子２１
をジェット気流などによって気流攪拌する方法である。
これは気相中で粒子自体を相互に激しく衝突させて研磨
する方法であり、他の研磨材を必要とせず、研磨済みの
粒子を分級によって容易に分離し得る点で好ましい方法
である。上記のジェット気流攪拌においては、それに用
いられる装置の種類、攪拌速度、ＥＡ粒子２１の材質な
どにより研磨条件を選定する必要があるが、一般的には
６０００ｒｐｍの攪拌速度で０．５ｍｉｎ〜１５ｍｉｎ
程度ジェット気流攪拌することが好ましい。

【００５３】本発明のＥＮＣ流体組成物１５は、上記の
ＥＡ粒子２１を、必要なら分散剤など他の成分と共に電
気絶縁性媒体２１中に均一に攪拌混合し分散させて製造
することができる。この攪拌機としては、液状分散媒に
固体粒子を分散させるために通常使用されるものがいず
れも使用できる。

【００５４】上記実施例のホールにあっては、上述のよ
うな音波吸収制御装置１０が側壁および天井のうちの所
望位置に配設されたものであるから、音波２４の吸収し
たい成分の振動数に合わせて、ＥＮＣ流体組成物１５の
特性振動数を設定するために、音波吸収制御装置１０の
一対の電極１２，１３にかける印加電圧値を電圧調整ツ
マミにより調整することにより、ＥＮＣ流体組成物１５
を変更することなく、種々の振動数の音波を吸収できる
ので、ホールが演奏される音楽の種類等に応じた音響特
性を有するように調整することが可能となる。さらに、
上記音波吸収制御装置１０は取り扱いが容易であるの
で、その配設数や配設位置を変更することによっても、
ホールが演奏される音楽の種類等に応じた音響特性を有
するように調整することが可能となる。

【００５５】

【発明の効果】本発明のホールにあっては、以上説明し
たとおりに構成されたものであるので、以下に記載する
ような効果を奏する。音波の吸収したい成分の振動数に
合わせて、ＥＮＣ流体組成物の特性振動数を設定するた
めに、音波吸収制御装置の一対の電極にかける印加電圧
値を調整したり、ＥＮＣ流体組成物を変更することな
く、種々の振動数の音波を吸収できるので、用途に応じ
た音響特性を有するホールを提供することができるとい
う利点がある。さらに、上記音波吸収制御装置は取り扱
いが容易でので、その配設数や配設位置を変更すること
によっても、ホールが演奏される音楽の種類等に応じた
音響特性を有するように調整することが可能となる。ま
た、上記音波吸収制御装置は、結果的に、上記ＥＮＣ流
体組成物を用いた低コストでかつ取り扱いが容易なもの
であるので、このような音波吸収制御装置が配設された
ホールの建設コストが嵩むのを避けることが可能であ
る。特に、固体粒子（ＥＡ粒子）が、有機高分子化合物
からなる芯体と、ＥＡ無機物からなる表層とによって形
成された無機・有機複合粒子からなる場合は、高い保存
安定性を有する実用的なＥＮＣ流体組成物が得られ、結
果的に、音波吸収制御装置の信頼性がさらに向上するた
め、ホールに所望の音響特性を付与し易い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ＥＡ粒子分散系についてＥＡ特性に及ぼす電
界強度の影響を測定した結果を示すグラフである。

【図２】 振動系の等価回路を示す図である。

【図３】 本発明のホールの一実施例を示す概略構成図
である。

【図４】 図３に示した音波吸収制御装置（音波制振装
置）のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。

【図５】 本発明に係わるＥＮＣ組成物の一実施例を示
す断面図である。

【図６】 本発明に係わるＥＮＣ組成物の電源オフ時の
態様を示す断面図である。

【図７】 本発明に係わるＥＮＣ組成物の電源オン時の
態様を示す断面図である。

【図８】 本発明に用いられる音波吸収制御装置におい
て、音波が入射されて一方の電極板が振動している状態
を示す断面図である。

【図９】 本発明に用いられる音波吸収制御装置におい
て、音波が入射されて鎖状体や一方の電極板が共振して
いる状態を示す断面図である。

【図１０】 本発明に用いられる音波吸収制御装置にお
いて、鎖状体の撓み状態の別な例を示す図である。

【図１１】 本発明に用いられる音波吸収制御装置にお
いて、鎖状体が複数列相互に接合してなるカラムを示す
図である。

【符号の説明】

２…コイルばね、３…ダッシュポット、１０・・・音波吸
収制御装置、１１・・・中空パネル、１２・・・電極板、１３
・・・電極板、１５・・・電気感応型音波吸収制御用流体組成
物（ＥＮＣ流体組成物）、１６・・・可変電源（電圧印加
手段）、１７・・・表面材、１８・・・裏打ち材、１９・・・シ
ール部材、２１…電界配列性粒子（ＥＡ粒子、固体粒
子、無機・有機複合粒子）、２２・・・電気絶縁性媒体、
２４・・・音波、２５・・・音波、２７・・・スイッチ、２８・・・
リング、２９・・・フック、３３…芯体（有機高分子化合
物）、３４…粒子（電界配列性無機物の粒子）、３５…
表層、３６…鎖状体（粒子鎖）、３９・・・カラム。

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｇ１０Ｋ 11/16 15/00 Ｇ１０Ｋ 11/16 Ｄ 15/00 Ｍ (72)発明者 後藤 守孝 東京都江東区木場１丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 古市 健二 東京都江東区木場１丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 大坪 泰文 千葉県千葉市稲毛区小仲台９丁目21番１号 206

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空パネルと、該中空パネルの対向する
   内壁に沿ってそれぞれ配設された一対の電極板と、該一
   対の電極板の間に収容された、電界配列効果を有する固
   体粒子を電気絶縁性媒体中に含有してなる電気感応型音
   波吸収制御用流体組成物と、上記一対の電極板間に電圧
   を印加し、かつ印加電圧を可変とする電圧印加手段とか
   らなる音波吸収制御装置を少なくとも具備し、該音波吸
   収制御装置が側壁ならびに天井のうちの所望位置に配設
   されてなるホール。