JPH0827738A - 吸音体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、屋外などでの使用に際して雨など
の水分の吸音体への侵入を防止すると共に、防水手段に
よって吸音性が損なわれることがなく、しかも軽量で施
工性に優れた吸音体を提供することを目的とする。 【構成】 本発明の吸音体は、繊維集合体からなり撥水
性を有することにより、雨などの水分の吸音体への侵入
を防止することにより、優れた吸音性能を有するもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸音体に関し、詳しく
は、鉄道、道路、空港、競技場、遊戯施設などの騒音対
策として使用するのに好適な防音壁用の吸音体に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、吸音体としては、グラスウールな
どの繊維状物質が広く用いられているが、これを鉄道、
道路など、屋外用として使用する場合においては、降雨
などにより繊維状物質間に発生する空隙に水分が侵入し
て図５に示すように吸音率を低下させる問題があった
（「吸音材料」昭和５１年、社団法人日本音響材料協会
編、技報堂出版株式会社発行、参照）。図５は、多孔質
材料全体積に対して含まれる水の体積の割合として表さ
れる含水率がそれぞれ０％、５％、２０％、５０％とし
た、グラスウールボード厚さ５０ｍｍ、かさ密度２４ｋ
ｇ／ｍ³ からなる多孔質材料に垂直入射法吸音率を測定
したものである。

【０００３】このため、屋外用の吸音体には、水分の侵
入を防ぐために、撥水処理したクロス・フィルムなどで
吸音体表面を被覆したり、音響入射面側にパンチング、
ルーバーなどにより音響入射用の開口部を設けたアルミ
性ボックス内に吸音体を設置するなどの対策がなされて
いた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、クロス
・フィルムなどによって吸音体表面を被覆すると、高周
波数側の吸音率が低下し、吸音性能が悪化する問題点が
あった。また、吸音体を開口部を設けたアルミ性ボック
ス内に設置した場合、音響入射面側に開口部を設けてあ
るものの、吸音体に入射する音の絶対量が低下するた
め、充分な吸音効果が得られず、さらに重量も増加する
ため施工性も低下するという問題点があった。

【０００５】このような従来技術の問題点を解決するた
め吸音体の吸音性能に影響を与えない水分対策が望まれ
ており、本発明の目的は、屋外などでの使用に際して雨
などの水分の吸音体への侵入を防止すると共に、防水手
段によって吸音性が損なわれることがなく、しかも軽量
で施工性に優れた吸音体を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、繊維
集合体からなり撥水性を有する吸音体により、上記目的
を達成するものである。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１記載の吸音体
において、前記撥水性が、撥水剤を前記繊維集合体表面
及び／または全体に処理することにより付与された吸音
体により、上記目的を達成するものである。

【０００８】請求項３の発明は、請求項１記載の吸音体
において、前記繊維集合体が、繊維径分布の中心が３０
デニール以下の短繊維を素材とし、これを平均見かけ密
度０．０４〜０．１５ｇ／ｃｍ³ の繊維集合体からなる
吸音体により、上記目的を達成するものである。前記繊
維径分布とは、前記繊維集合体の素材となる繊維の径の
平均値を表し、また平均見かけ密度とは、前記繊維集合
体の、重量（ｇ）／体積（ｃｍ³ ）を表す。

【０００９】

【作用】吸音体が、繊維集合体からなり撥水性を有する
ことにより、雨などの水分は、吸音性に影響を与えるこ
となく撥水されるため、水分の侵入による吸音体の吸音
性の低下が防止でき、また、大きな重量増加をもたらす
ことなく施工性も向上する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を具体例を挙げて詳細に説明す
る。本発明は、撥水性を有する繊維集合体からなる吸音
体に関する。前記繊維集合体においては、繊維径分布の
中心が３０デニール以下の細い短繊維を素材として用い
るのが好ましく、より高吸音性能を実現するためには１
５デニール以下の短繊維を用いることがさらに望まし
い。

【００１１】吸音体を軽量化するためには、見かけ密度
の上限は０．１５ｇ／ｃｍ³ に設定することが好まし
く、また、通気抵抗を大きくして吸音特性を良好にする
ためには、見かけ密度を０．０４ｇ／ｃｍ³ 以上にする
ことがより好ましい。

【００１２】前記素材としての短繊維の材質としては、
例えば、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン、ナイロン、ビニロン等の合成繊維の他に、羊毛、
綿、麻等の天然繊維が好適に使用される。さらに、これ
らの繊維を使用した布から開繊した短繊維を使用するこ
とも可能である。

【００１３】この場合、歴青質を溶融紡糸あるいはその
他の方法で繊維状にし、これを前述した短繊維の中に１
０重量％以上混入するか、あるいは単独で使用した繊維
集合体の成形品を使用することにより、さらに大きな遮
音吸音効果が得られる。

【００１４】前記歴青質のかわりとなる類似材料とし
て、歴青質の脆さや温度依存性を樹脂やゴムあるいは熱
可塑性エラストマーなどで改質した歴青質を、３０重量
％以上含むものを用いてもよい。このような歴青質また
はその類似材料を繊維状にしたものを用いると、歴青質
の制振性（高ダンピング性）が繊維集合体の中に付与さ
れ、遮音吸音性のみならず、パネルの振動を抑制する機
能が得られることから大きな遮音吸音効果が得られる。

【００１５】本発明の吸音体における繊維集合体は、結
合剤を含みかつウェブ状に予備成形された見かけ密度
０．１５ｇ／ｃｍ³ 以下の短繊維集合体（予備成形体）
をモールド内に敷設し、これを必要に応じ加熱圧縮成形
することによって得ることができる。上記のような予備
成形体としては、ポリエステル繊維を、ポリエチレン繊
維、低融点ポリエステル繊維あるいは歴青質繊維などの
結合剤で固めたものが好適に使用される。

【００１６】本発明の吸音体における繊維集合体は、以
上述べたような成形法で得ることができるが、一層均質
な充填を行い密度分布を小さくするためには、開繊しバ
ラバラになった繊維を気体（空気）とともにモールド内
へ吹き込み、モールド内に具備された多数の細孔よりこ
の空気のみを排出し、短繊維のみをモールド内に充填し
て成形する方法を採用するのが好ましい。このような空
気搬送式の充填法により、自由な形状の充填が可能とな
り、全体に均質で軟らかい繊維集合体を得ることができ
る。

【００１７】このようにして得られる充填物を成形固化
するためには結合剤が必要である。この結合剤として
は、加熱により溶融しかつ反応固化するフェノール樹
脂、あるいは蒸気吹き込みにより反応固化するウレタン
系接着剤、あるいは基材となる短繊維より低い温度で溶
融する熱可塑性樹脂など種々の材質が考えられるが、繊
維状の形態を備えた結合剤が好適に使用できる。

【００１８】このような繊維状の結合剤としては、加熱
あるいは蒸気によって溶融する低融点のポリエステル繊
維、ポリエチレンやポリプロピレン等の基材となる短繊
維より低い融点を持つ繊維を使用することができ、さら
には、繊維素材が低融点成分と高融点成分から構成さ
れ、低融点成分が高融点成分の外側、すなわち繊維表面
となるように配置してなる複合繊維が、耐久性および音
響性能の面から好ましい。すなわち、この複合繊維を低
融点成分の融点より高くかつ高融点成分の融点より低い
温度で加熱成形すれば、結合剤繊維も完全な繊維状態の
まま低融点成分の溶融により結合でき、高い耐久性と音
響性能を確保することができる。また、歴責質の繊維な
ど、繊維形態であり加熱などにより溶融するものであれ
ば、その他のものを使用することもできる。

【００１９】繊維系結合剤を混合した繊維集合体の成形
方法としては、型温度を結合剤融点以下に調節し、該融
点以上の温度の熱風あるいは蒸気の吹き込みで結合剤を
溶融して繊維集合体を形成する方法が好ましく、より好
ましくは、熱風および冷風の切り換え手段を付加すれば
さらに成形サイクルを改善することが可能となり、熱風
などの吹き込みにより繊維集合体内部にまで均一な溶融
・硬化ができる。

【００２０】このように、モールド内に素材としての短
繊維を繊維状の結合剤とともに吹き込み、さらに熱風を
吹き込んで結合剤を溶融させ、短繊維を結合せしめるこ
とにより、軟らかくかつ軽量で所望の形状の繊維集合体
を得ることができ、このような繊維集合体を用いること
により、寸法精度が高く、吸音性能に優れたものとな
る。

【００２１】本発明の吸音体は、撥水剤を繊維集合体表
面及び／又は全体に処理することにより、撥水性が付与
される。撥水剤としては、セラミック系、シリコーン
系、フッ素樹脂系など、撥水性能を有する一般的なもの
であればいずれも使用可能であり、耐久性などの面から
セラミック系撥水剤が好適に使用される。また、上記撥
水剤の処理方法としては、スプレー吹きつけ、ロールや
刷毛による塗装、含侵法などにより、繊維集合体表面、
全体に処理するなどの一般的なコーティング方法があげ
られる。

【００２２】次に本発明の吸音体について、添付図面を
参照しながら説明する。図１は、本発明の吸音体１の一
実施例を示す。繊維集合体２の表面５に撥水処理を施し
たコーティング処理層６からなる吸音体１は、ＰＣ板な
どの基板３に固定して防音壁として好適に使用される。
図２は、図１とは別の形状を有する繊維集合体２の表面
５に撥水処理を施したコーティング処理層６からなる吸
音体を防音壁として使用した場合の実施例を示す。

【００２３】自由に成形可能な繊維集合体２を使用する
ため、図１に示すように全体形状を、また図２に示すよ
うに表面のみを波形形状に成形したものなど、所望の形
状の吸音体１を得ることができる。この場合、優れた吸
音性能を得るために、吸音体背後に、つまり基板３と吸
音体１との間に空気層４を有する形状を成形することが
好ましい。さらに、繊維集合体２はグラスウールに比べ
てそれ自体が背後の空気層４を形成する上、基板３に所
定の形状に成形されたものを直接取りつけるだけの吸音
体１とすることもでき、構造の簡素化と共に軽量化を図
り、かつコストダウンも図れる。また、基板３に取りつ
けた吸音体１は、金網などを表面部にカバー材として使
用してもよい。

【００２４】（実施例１）繊維径分布の中心が２デニー
ルで平均長さ５１ｍｍのポリエステル繊維に、繊維径分
布の中心が４デニールで平均長さ５１ｍｍの低融点ポリ
エステル短繊維を２０重量％混合し、高さ１０００ｍ
ｍ、幅５００ｍｍ、奥行き１００ｍｍの図１に示すよう
な形状の繊維集合体２を成形した。繊維集合体２の表面
５にセラミック系撥水剤（セラプルＧＳ、（有）テクノ
マテリアル製）をスプレーにて吹きつけ撥水処理層６を
形成し吸音体１とした。 （実施例２）実施例１と同様の繊維集合体２の表面５に
シリコーン系撥水剤（ＴＳＭ、東芝シリコーン（株）
製）をスプレーにて吹きつけ撥水処理層６を形成し吸音
体１とした。 （比較例１）実施例１と同様の繊維集合体２を厚さ５０
μｍのＦＥＰフィルムで被覆し吸音体とした。 （比較例２）実施例１及び２と同様の繊維集合体２を吸
音体とした。

【００２５】（性能評価） １．撥水性試験 以上のような実施例１、２、比較例１、２による吸音体
について、それらの撥水性能を比較テストした。各吸音
体を直立させ、撥水処理した表面に所定量の水をスプレ
ーした。水のスプレー量に対する、吸音体内部に浸透す
ることなく表面にて下方に流下する水量の割合により撥
水性を評価した結果を表１に示す。下記式で表される撥
水性は、１．０に近いほど、撥水性が高いことを表す。

【表１】 実施例１、２、及び比較例１ともに撥水性は１．００で
あり、本発明の吸音体は、比較例１の撥水性の被覆材で
あるフィルムと同様の撥水性能を有することが確認され
た。

【００２６】２．吸音特性試験 実施例１、２、比較例１及び２と同様の繊維集合体を、
熱さ５０ｍｍ、直径８７．５ｍｍの円柱状サンプルに成
形し、垂直入射法吸音率を背後空気層２０ｍｍとして測
定することで評価した。図４は、周波数と吸音率の関係
を表すグラフであり、横軸に音波の周波数（Ｈｚ）を、
縦軸に垂直入射法吸音率を示す。図４から明らかなごと
く、本発明の吸音体は、フィルムを被覆した比較例１の
ように高周波数の吸音が低下することなく、また、撥水
処理していない繊維集合体２のみを吸音体とした比較例
２と同程度の良好な吸音特性を示した。

【００２７】

【発明の効果】本発明の吸音体は、屋外などでの使用に
際して雨などの水分の吸音体への侵入を防止すると共
に、防水手段によって吸音率が損なわれることがなく、
しかも軽量で施工性に優れた吸音体を得ることが可能と
なった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る吸音体の一実施例を示す断面図。

【図２】本発明に係る吸音体の別の実施例を示す断面
図。

【図３】本発明に係る吸音体を鉄道用として使用した時
の一実施例を示す概略全体図。

【図４】実施例１、２、比較例１及び２の吸音体の音波
の周波数と垂直入射吸音率との関係を表すグラフ。

【図５】多孔質材料の吸音特性に対する吸水の影響を表
すグラフ。

【符号の説明】

１ 吸音体 ２ 繊維集合体 ３ 基板 ４ 空気層 ６ コーティング処理層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維集合体からなり撥水性を有すること
   を特徴とする吸音体。
2. 【請求項２】 前記撥水性が、撥水剤を前記繊維集合体
   表面及び／または全体に処理することにより付与された
   ことを特徴とする請求項１の吸音体。
3. 【請求項３】 前記繊維集合体が、繊維径分布の中心が
   ３０デニール以下の短繊維を素材とし、これを平均見か
   け密度０．０４〜０．１５ｇ／ｃｍ³ の繊維集合体に成
   形してなることを特徴とする請求項１の吸音体。