JPH08146972A - 吸音壁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 残響調整を容易に行い得る吸音壁を提供す
る。 【構成】 壁体３の室内Ｒ側に吸音板６とこの吸音板６
の室内Ｒ側への露出状態を調節する調節手段５とが設け
られてなり、吸音板６は、一対の対向する電極板と、該
一対の電極板間に配設されると共に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、前記一対の電極板間に
電圧を印加しかつ該電圧を調整する電圧印加調整手段と
を具備してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、音波を吸収する吸音壁
に係わるものであり、特に、残響調整を容易に行い得る
吸音壁に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、劇場・ホール・市民会館等は、
音楽、演劇、講演会等多目的な用途に使用される。この
場合、劇場・ホール・市民会館等の室内は、音楽演奏時
には響きの豊かな音場であることが理想的であり、逆に
講演時には講演内容が明瞭に伝達されるよう響きの少な
い音場であることが理想的である。また一口に音楽演奏
時といっても、演奏内容によって音の響き具合、すなわ
ち残響時間を調整できることが望ましい。

【０００３】従来、上記残響調整を行うことを目的とし
て、多孔質プラスチック、グラスウール、フェルト等か
らなる吸音材が各所に配置されている。場合によって
は、これら吸音材の向きを可変とすることも行われてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
残響調整においては、以下の解決すべき課題を有してい
た。 （Ａ）音楽演奏時 １）吸音材の吸音特性は、材質・形状で決まるものであ
り、吸音材の配置を変化させる、また吸音材の向きを変
化させるにしても吸音特性を大幅に変化させることは困
難であり、十分な残響調整ができなかった。２）吸音材
の配置を変化させる、また吸音材の向きを変化させるに
は、大きな労力あるいは機械設備を必要とした。 （Ｂ）講演時 ３）多孔質プラスチック、グラスウール、フェルト等か
らなる吸音材は、中・高音域については吸音性能が高い
ものの低音域の吸音性能が低いため全周波数帯域にわた
って十分な吸音性能を得ることができなかった。

【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（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ａｌｉｇ
ｎｍｅｎｔ特性を略して、以下、「ＥＡ特性」と称す
る）を有する電気感応型音波吸収制御用流体組成物（Ｅ
ｌｅｃｔｒｉｃ Ｎｏｉｓｅ−Ｃｏｎｔｒｏｌ流体組成
物を略して、以下、「ＥＮＣ流体組成物」と称する）の
研究を行っている。このＥＮＣ流体組成物は、例えば、
電気絶縁性媒体中に固体粒子を分散させて得られる流体
であり、これに電圧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
質をもっている。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（ＥｌｅｃｔｒｉｃＡｌｉｇｎｍｅｎｔ効果を略
して、以下、「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（Ｅｌｅｃｔ
ｒｉｃ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ粒子を略して、以下、「Ｅ
Ａ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、上記事情に鑑みてなされたもの
で、ＥＡ効果を有し、印加される電圧によって特性振動
数を制御できるＥＮＣ流体組成物を備えた音波吸収制御
を行うことにより、以下の特性を有することで残響調整
を容易に行い得る吸音壁を提供することを目的としてい
る。 (ａ)所望の吸音特性が得られる。 (ｂ)吸音特性の制御を容易になし得る。 (ｃ)全周波数帯域にわたって十分な吸音性能が得られ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明においては、以下の構成を採用した。すなわ
ち、請求項１記載の吸音壁は、壁体の室内側に吸音板と
該吸音板の前記室内側への露出状態を調節する調節手段
とが設けられてなり、前記吸音板は、一対の対向する電
極板と、該一対の電極板間に配設されると共に電界配列
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、前記一対の
電極板間に電圧を印加しかつ該電圧を調整する電圧印加
調整手段とを具備してなることを特徴としている。ま
た、請求項２記載の吸音壁は、請求項１記載の吸音壁に
おいて、前記調節手段は、前記吸音板を被覆する吸音シ
ートと、該吸音シートを移動させる移動機構とを具備し
てなることを特徴としている。

【０００８】

【作用】本発明の吸音壁においては、吸音板が、一対の
電極板と、これら一対の電極板間に配設されると共にＥ
Ａ効果を有するＥＡ粒子を電気絶縁媒体中に含有してな
るＥＮＣ流体組成物と、一対の電極板間に電圧を印加し
かつ該電圧を調整する電圧印加調整手段が設けられた構
成とされている。このとき、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ランダムに
浮遊・分散している。

【０００９】電圧印加調整手段により一対の電極板にあ
る電圧を印加すると、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対し
て平行に配列する。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、この電極板がこれら電極
板の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。

【００１０】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。

【００１１】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）のうち除去したい周波数成分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。

【００１２】図９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らかである。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、直鎖状に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１０は、
この時の振動の等価回路を示したものであり、弾性率Ｋ
のコイルばねと粘性率Ｃのダッシュポットが一対の電極
板間に並列に接続されたものと同等であることを示して
いる。

【００１３】したがって、電圧印加調整手段によって印
加電圧を調整することにより、鎖状体自体の特性振動数
を、入射音波（空気振動）のうち除去したい周波数成分
に一致させることができる。すると、鎖状体は、除去し
たい周波数成分の音波に共振（共鳴）し、その音波のエ
ネルギーを消費し、その他の成分の音波は反射する。よ
って、本発明の吸音壁によれば、印加電圧を調整するこ
とで、吸音板にて吸音する周波数成分を選択することが
できる。

【００１４】また、調節手段にて吸音板の室内側への露
出状態を調節する。これにより、吸音特性の設定の自由
度を高めることができる。このとき、吸音板の室内側へ
の露出状態の調節手段が吸音シートとこの吸音シートの
移動機構とを具備するので、移動機構にて吸音シートの
移動を行い、吸音板の露出状態の調節を任意に行うこと
ができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、本発明の吸音壁の一実施例を示すもの
で、符号１は吸音壁である。吸音壁１は、劇場・ホール
・市民会館等の床２上に立設された壁体３であって、室
内Ｒ側に向けて凹部４が形成されると共に、この凹部４
を露出または被覆する調節手段５を備え、凹部４内面に
吸音板６が貼着された構成とされている。

【００１６】上記吸音板６は、図２に示すように、複数
の平面視矩形の吸音部６ａ、６ａ…に分割されて構成さ
れている。各吸音部６ａは、絶縁材料からなると共にそ
の一面が開口面とされた箱状のケーシング６ｂの内部
に、一対の電極板７、８が、開口面に直交する方向に間
隙をおいて対向配置されており、開口面側が室内Ｒ側と
なるよう配置されている。開口面側の電極板７表面に
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９が一様に接着されている。一
方の電極板７およびＰＥＴフィルム９は、ケーシング６
ｂの開口面を閉塞するように設けられており、これら電
極板７およびＰＥＴフィルム９は、一体となって電極板
７、８の対向方向に振動自在とされている。また、ケー
シング６ｂ内部の一対の電極板７、８間には、ＥＮＣ流
体組成物１０が密閉された状態で収容されている。

【００１７】上記ＥＮＣ流体組成物１０は、図３に示す
ように電気絶縁性媒体１１中にＥＡ粒子１２が均一に分
散されてなっている。このＥＡ粒子１２は、有機高分子
化合物からなる芯体１３と、電界配列性無機物（Ｅｌｅ
ｃｔｒｉｃ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ無機物を略して、以
下、「ＥＡ無機物」と称する）である粒子１４からなる
表層１５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１１
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１３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１５を形成するＥＡ無機物の粒
子１４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）の色は例えば白色である。ま
た、電気絶縁性媒体１１中に含まれるＥＡ粒子１２の割
合は例えば７．５重量％である。

【００１８】また、図２に示すように一対の電極板７、
８間には、電圧印加調整手段２０としてスイッチ２１お
よび電圧可変設定可能な可変電源２２が電気ケーブル２
３を介して接続されている。

【００１９】一方、前記調節手段５は、凹部４を露出ま
たは被覆することにより、吸音板６の室内Ｒ側への露出
状態を調節するものであり、吸音シート５ａと、この吸
音シート５ａの巻取り・繰り出しを行う巻取り装置５ｂ
（移動機構）から構成されている。吸音シート５ａは、
多孔質プラスチック、グラスウール、フェルト等の吸音
部材からなるものであり、低音域の吸音性能が低いもの
の中・高音域については高い吸音性能を有しているもの
である。そして、吸音シート５ａは、巻取り装置５ｂに
より巻取り・繰り出しされて凹部４を露出・被覆するよ
う上下動自在とされ、凹部４を全開状態５ｃ、全閉状態
５ｄ、半開状態５ｅあるいは任意の位置での開状態とす
ることができる。

【００２０】次に、上記吸音部６ａによる吸音について
述べる。図４に示すように、一対の電極板７、８間に電
圧が印加されていない状態では、ＥＮＣ流体組成物１０
のＥＡ粒子１２は、電気絶縁性媒体１１中にランダムに
浮遊・分散した状態にある。そして、一対の電極板７、
８に電圧を印加すると、図５に示すように、ＥＮＣ流体
組成物１０中のＥＡ粒子１２が鎖状に配列結合して鎖状
体（粒子鎖）２５を形成し、この鎖状体２５が電界方向
に対して平行に配列する。

【００２１】この状態で、一方の電極板７に音波（空気
振動）３０を入射させると、図６の（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）および（ｄ）の状態が順次起こって、この電極板
７がＰＥＴフィルム９と一体となって電極板７、８の対
向方向に振動するが、鎖状体２５自体が弾性の性質を持
っているため、図６の（ｂ）に示すように、鎖状体２５
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、逆に引っ張られる場合には、図６の
（ｄ）に示すように、鎖状体２５は、向かい合うＥＡ粒
子１２同士が引き合って引力を生じる。これにより、Ｅ
ＮＣ流体組成物１０中での鎖状体２５の運動により、粘
性抵抗が生じ、音波３０の持つエネルギーの損失（散
逸）が起こる。

【００２２】そして、電極板７の振動にともなって、鎖
状体２５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２５自身も振動することになる。すな
わち、電極板７に入射した音波３０に、鎖状体２５を含
むＥＮＣ流体組成物１０と、電極板７とＰＥＴフィルム
９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２５に振動を与える音波周波数は、鎖状体
２５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３０が電極板７に入射すると、
図７矢印Ａ、Ｂに示すように鎖状体２５が共振してその
音波３０を吸収し、他の周波数の音波３１は反射される
ことになる。

【００２３】各ＥＡ粒子１２間に働く力（鎖状体２５に
生じる応力）は一対の電極板７、８間に印加される電圧
の増加に伴って増大することから、鎖状体２５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、鎖状体２５自体の特性振動数を、電極板７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）の周波数に一致させることにより、図７に示すよ
うに、鎖状体２５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３０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３１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、入射音波の所望の特定波長の成分を吸
収できる。

【００２４】次に上記吸音壁１による吸音について述べ
る。 （Ａ）音楽演奏時 上述の如く残響調整を行えることが望ましい。吸音壁１
においては、吸音板６において可変電源２２によって印
加電圧を調整することによりある周波数成分の吸音を行
う。これにより、鎖状体２５自体の特性振動数を、吸音
したい周波数成分に一致させることができる。このと
き、鎖状体２５は、その周波数成分の音波に共振（共
鳴）し、その周波数成分を有する音波のエネルギーを消
費することにより吸収を行う。このとき、吸音板６の吸
音帯域を決定する印加電圧の設定方式に関しては、各吸
音部６ａ、６ａ…の印加電圧を個別に設定し、吸音板６
全体としての吸音分布を所望の吸音特性となるようにす
る。ここで、印加電圧の設定は、可変電源２２を１ヶ所
に集中させて操作を行う方式とするのが便利である。さ
らに、上記可変電源２２の操作を任意の位置から行える
よう無線方式とするとなお好ましい。一方、吸音シート
５ａによる吸音は、巻取り装置５ｂの操作により行う。

【００２５】以上のことから、吸音壁１においては、電
圧印加調整手段２０を調整することにより、吸音板６の
吸音帯域を変化させることができ、かつ、調節手段５に
て吸音板６の室内Ｒ側への露出状態を調節できるので、
所望の吸音特性を得ることができ、しかも、吸音板６の
吸音帯域の調整は、電圧印加調整手段２０の操作により
容易に行うことができる。よって、吸音壁１において
は、残響調整を容易に行うことができる。

【００２６】また、吸音板６の室内Ｒ側への露出状態の
調節手段５が吸音シート５ａとこの吸音シート５ａの巻
取り装置５ｂからなるので、吸音板６の露出状態の調節
を任意に行うことができる。しかも、任意の露出状態で
の吸音板６の露出は、吸音シート５ａの巻取り装置５ｂ
の操作により容易に行うことができる。

【００２７】（Ｂ）講演時 上述の如く全周波数帯域にわたって吸音を行えることが
望ましい。吸音壁１においては、凹部４を吸音シート５
ａにより全閉とし中・高音域の吸音を行う。加えて、吸
音板６の吸音帯域を低音域に設定し、吸音板６にて低音
域の吸音を行う。

【００２８】この吸音板６による吸音と吸音シート５ａ
による吸音とを併用することにより全周波数帯域にわた
る吸音を行うことができる。

【００２９】また、図１２、１３には、上記実施例の変
形例１ないし５を示す。 〔変形例１〕図１２（ａ）に変形例１の平断面図を示
す。吸音壁１１０は、室内Ｒ側に向けて凹部１１１が形
成された壁体１１２であって、凹部１１１内には、前記
吸音板６と同一の吸音板１１３が貼着されている。そし
て、吸音板１１３の室内Ｒ側への露出状態は、吸音シー
ト１１４の移動により調節される。吸音壁１１０によれ
ば、上記吸音壁１と同様の作用・効果を奏することがで
きる。

【００３０】〔変形例２〕図１２（ｂ）に変形例２の平
断面図を示す。吸音壁１２０は、回転自在な角柱１２１
を有する壁体１２２であって、角柱１２１表面には、前
記吸音板６と同一の吸音板１２３が貼着されている。そ
して、吸音板１２３の室内Ｒ側への露出状態は、角柱１
２１の回転により調節される。吸音壁１２０によれば、
上記吸音壁１と同様の作用・効果を奏することができ
る。

【００３１】〔変形例３〕図１３（ａ）に変形例３の平
断面図を示す。吸音壁１３０は、室内Ｒ側に向けて凹部
１３１が形成された壁体１３２であって、凹部１３１内
には、前記吸音板６と同一の吸音板１３３が貼着されて
いる。また、凹部１３１には、回転自在な回転壁１３４
が設けられ、回転壁１３４表面には、前記吸音板６と同
一の吸音板１３５が貼着されている。そして、吸音板１
３３、１３５の室内Ｒ側への露出状態は、回転壁１３４
の回転により調節される。吸音壁１３０によれば、上記
吸音壁１と同様の作用・効果を奏することができる。

【００３２】〔変形例４〕図１３（ｂ）に変形例４の側
断面図を示す。吸音壁１４０は、室内Ｒ側に向けて凹部
１４１が形成された壁体１４２であって、凹部１４１内
には上下動自在に保持された可動体１４３が配設されて
いる。可動体１４３表面には、前記吸音板６と同一の吸
音板１４４が貼着されている。そして、吸音板１４４の
室内Ｒ側への露出状態は、可動体１４３の上下動により
調節される。吸音壁１４０によれば、上記吸音壁１と同
様の作用・効果を奏することができる。

【００３３】〔変形例５〕図１３（ｃ）に変形例５の側
断面図を示す。吸音壁１５０は、室内Ｒ側に向けて凹部
１５１が形成された壁体１５２であって、凹部１５１内
には上下動自在かつ回転自在に保持された可動壁体１５
３が配設されている。可動壁体１５３表面には、前記吸
音板６と同一の吸音板１５４が貼着されている。そし
て、吸音板１５４の室内Ｒ側への露出状態は、可動壁体
１５３の上下動および回転により調節される。吸音壁１
５０によれば、上記吸音壁１と同様の作用・効果を奏す
ることができる。

【００３４】ところで、吸収する音波の特性周波数は、
ＥＡ粒子１２の大きさ、ＥＡ粒子１２間に働く弾性力、
また電極板７の固有振動数および電極板７、８間の距離
等により変化する。本実施例では、電気絶縁性媒体１１
中に粒径がほぼ均一な球形状のＥＡ粒子１２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１２間に働く弾性力と電極板７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
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８の（ａ）に示すようなＳ字型、あるいは図８
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。

【００３５】また、上記実施例においては、電圧の印加
によってＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）１２が１列の
鎖状体２５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１２の数が数重量％を越えて多くなる
と、１列の鎖状体２５ではなく、鎖状体２５が複数列相
互に接合して、図９の（ａ）の如くカラム２６を構成し
て配列するようになる。このカラム２６においては左右
の鎖状体のＥＡ粒子１２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９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１２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７、８間にＥＮＣ流体組成物１０を収容した
ものを示したが、これに限らず、ＥＮＣ流体組成物１０
を十分に含浸させた多孔質体を一対の電極板７、８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。

【００３６】なお、本発明のＥＮＣ流体組成物１０に用
いる電気絶縁性媒体１１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
気絶縁性および電気絶縁破壊強度が高く、化学的に安定
でかつＥＡ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１１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１１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。

【００３７】この電気絶縁性媒体１１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１０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１２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１００
０ｃＳｔ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１１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。

【００３８】本発明に用いられるＥＡ粒子１２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１２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１３と、ＥＡ無機物
の粒子１４からなる表層１５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１
４からなる表層１５が比較的比重の軽い有機高分子化合
物である芯体１３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１１に対して近似するように調節で
きる。したがってこれを電気絶縁性媒体１１に分散して
得られたＥＮＣ流体組成物は、貯蔵安定性に優れたもの
となる。

【００３９】ＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）１２の芯
体１３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、Ａ
ＢＳ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。

【００４０】表層１５を形成するＥＡ無機物である粒子
１４としては種々のものを用い得るが、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１４を用いて
有機高分子化合物からなる芯体１３の上に表層１５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１２となる。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】（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。

【００４４】（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。

【００４５】（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、およびＫ₂Ｏ・２．５Ｔｉ
Ｏ₂・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。

【００４６】（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。

【００４７】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。すなわち、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→Ｒ_x−（Ｍ²）_y＋ｘＭ¹ （ここでｘ、ｙはそれぞれイオン種Ｍ²、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ＯＨ
^-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。

【００４８】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（５００〜７００
℃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、および多価金属の酸性
塩を用いることが特に好ましい。

【００４９】上記ＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）１２
の表層１５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。

【００５０】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。

【００５１】ＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）１２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１３と微粒子状の
粒子１４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１３の表
面に粒子１４の微粒子が高速度で衝突し、固着して表層
１５を形成する。また別の製法例としては、粒子状の芯
体１３を気体中に浮遊させ、粒子１４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１３の表面に付着し乾燥することによって表層１
５が形成される。

【００５２】ＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）１２を製
造する特に好ましい製法は、芯体１３と同時に表層１５
を形成する方法である。この方法は、例えば、芯体１３
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１４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１３を形成すると同
時に、微粒子状のＥＡ無機物の粒子１４が芯体１３の表
面に層状に配向してこれを被覆し、表層１５を形成す
る。

【００５３】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）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１４の大部分を芯
体１３の表面に付着させることができる。この芯体１３
と表層１５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１３の表面にＥＡ無機物の粒子１４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）１２が形成される。

【００５４】本発明に使用するＥＡ粒子１２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１３
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１２の形状はほぼ球形となる。
ＥＡ粒子１２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１４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。

【００５５】ＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）１２にお
いて、表層１５を形成するＥＡ無機物である粒子１４と
芯体１３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１０を得るためには、ＥＡ無機物の粒子１４と有
機高分子化合物の芯体１３の合計重量に対して粒子１４
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１３の割合が１重量％未満では、得られたＥＡ粒子１
２のＥＡ特性が不十分となり、６０重量％を超えると、
ＥＡ粒子１２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、ＥＮＣ流体組成物１０は、上記のＥ
Ａ粒子１２を、必要なら分散剤、他の成分とともに電気
絶縁性媒体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。電気絶縁性媒体中１１におけるＥＡ粒子１２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重量％未満では充分なＥＡ効果が得られず、
７５重量％以上では電圧を印加しないときのＥＮＣ流体
組成物１０の初期粘度が過大となって使用が困難にな
る。

【００５６】上記の各種方法、特に芯体１３と表層１５
とを同時に形成する方法によって製造されたＥＡ粒子１
２は、その表層１５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。したがって芯体１３と表層１５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。

【００５７】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１２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１
２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１２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。

【００５８】さらに好ましい研磨方法は、ＥＡ粒子１２
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１２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。

【００５９】上記ＥＮＣ流体組成物１０は、上記のＥＡ
粒子１２を、必要なら分散剤など他の成分と共に電気絶
縁性媒体１１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。

【００６０】なお、上記吸音壁１において、吸音板６の
表面形態は、平坦面を例示したが、これに代えて屏風形
・波形等の拡散面であっても良い。また、上記実施例に
おけるＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム
９に代えて、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）フィルム、ナイ
ロンフィルム、アクリルフィルム等の各種プラスチック
フィルム等、音波に対して柔軟であり、ケーシング６ｂ
の開口面の閉塞性が良好な種々のフィルムが使用可能で
ある。

【００６１】

【発明の効果】本発明の吸音壁によれば、以下の効果を
奏する。 （１）電圧印加調整手段を調整することにより、吸音板
の吸音帯域を変化させることができ、かつ、調節手段に
て吸音板の室内側への露出状態を調節できるので、所望
の吸音特性を有する吸音壁を得ることができる。これに
より残響調整が可能である。 （２）しかも、吸音板の吸音帯域の調整は、電圧印加調
整手段にて容易に行うことができる。これにより残響調
整を容易に行い得る。 （３）吸音板の吸音帯域を低音域に設定すれば、この吸
音板による吸音と中・高音域の吸音性能の高い吸音シー
トによる吸音とを併用させて全周波数帯域にわたって吸
音を行い得る吸音壁が得られる。 （４）吸音板の室内側への露出状態の調節手段は、吸音
シートとこの吸音シートの移動機構とを具備するので、
吸音板の露出状態の調節を任意に行うことができる。 （５）しかも、任意の露出状態での吸音板の露出は、吸
音シートの移動機構の操作により容易に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の吸音壁の一実施例を示す断面図であ
る。

【図２】 同吸音壁の吸音板を示す断面図である。

【図３】 本発明に係わるところのＥＮＣ流体組成物の
一実施例を示す断面図である。

【図４】 同ＥＮＣ流体組成物の電源オフ時の態様を示
す断面図である。

【図５】 同ＥＮＣ流体組成物の電源オン時の態様を示
す断面図である。

【図６】 本発明の吸音壁の一実施例に使用される吸音
板における一方の電極の振動を説明する説明図である。

【図７】 同吸音板における共振形態を示す説明図であ
る。

【図８】 同吸音板における他の共振形態を示す説明図
である。

【図９】 同吸音板におけるＥＡ粒子の配列形態を示す
説明図である。

【図１０】 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１１】 同ＥＡ粒子分散系における振動の等価回路
である。

【図１２】 本発明の吸音壁の変形例を示すものであ
り、（ａ）は変形例１を示す平断面図であり、（ｂ）は
変形例２を示す平断面図である。

【図１３】 本発明の吸音壁の変形例を示すものであ
り、（ａ）は変形例３を示す平断面図であり、（ｂ）は
変形例４を示す側断面図であり、（ｃ）は変形例５を示
す側断面図である。

【符号の説明】

１…吸音壁、３…壁体、５…調節手段、５ａ…吸音シー
ト、５ｂ…巻取り装置（移動機構）、６…吸音板、７…
電極板、８…電極板、１０…ＥＮＣ流体組成物、１１…
電気絶縁性媒体、１２…ＥＡ粒子、２０…電圧印加調整
手段、１１０…吸音壁、１１２…壁体、１１３…吸音
板、１１４…吸音シート、１２０…吸音壁、１２２…壁
体、１２３…吸音板、１３０…吸音壁、１３２…壁体、
１３３…吸音板、１３５…吸音板、１４０…吸音壁、１
４２…壁体、１４４…吸音板、１５０…吸音壁、１５２
…壁体、１５４…吸音板、Ｒ…室内。

───────────────────────────────────────────────────── 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 15/00 Ｇ１０Ｋ 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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 壁体の室内側に吸音板と該吸音板の前記
   室内側への露出状態を調節する調節手段とが設けられて
   なり、 前記吸音板は、一対の対向する電極板と、該一対の電極
   板間に配設されると共に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、前記一対の電極板間に電圧を印加
   しかつ該電圧を調整する電圧印加調整手段とを具備して
   なることを特徴とする吸音壁。
2. 【請求項２】 請求項１記載の吸音壁において、 前記調節手段は、前記吸音板を被覆する吸音シートと、 該吸音シートを移動させる移動機構とを具備してなるこ
   とを特徴とする吸音壁。