JPH10121598A

JPH10121598A - 吸音材およびその製造方法

Info

Publication number: JPH10121598A
Application number: JP8273861A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Ando; 秀行安藤; Shozo Hirao; 正三平尾; Kenji Onishi; 兼司大西; Yuzo Okudaira; 有三奥平
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1996-10-16
Filing date: 1996-10-16
Publication date: 1998-05-12

Abstract

(57)【要約】【課題】厚みが薄くても広い周波数帯域、特に低周波
数帯域での吸音性に優れ、しかも、施工や取り扱いが容
易な吸音材を提供する。【解決手段】内部に多数の小空間１２を有する多孔質
基材１０と、多孔質基材１０の小空間１２内に収容され
た吸音性微小体２０とを備え、吸音性微小体２０が有す
る低周波数帯域での優れた吸音性能を良好に発揮させる
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸音材とその製造
方法に関し、詳しくは、土木建築物や機械電気装置など
に組み込まれて吸音作用を果たす吸音材と、このような
吸音材を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、以下の〜に挙げる用途に吸音
材が使用されている。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
特性および反射特性等を制御するための仕上げ用の内装
材として用いる。

【０００３】壁、天井の充填材として用いる。遮音特
性が要求される部屋では、壁や天井の遮音性能を向上さ
せるために二重パネル構造を採用することが多い。これ
らのパネル間に吸音材を充填してさらに性能を上げるた
めに用いる。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等に用いる。

【０００４】これらの用途に使用される従来の吸音材
は、発泡ウレタン、グラスウール等の素材の多孔性を利
用したものである。その吸音機構は、音波が発泡ウレタ
ン、グラスウール等の連通した気泡や孔の中に入射する
と、連通した気泡や孔は複雑な断面形状をした連続気泡
であるため、音波の伝播の過程で気泡壁面との粘性摩擦
等によって音圧が低下し、その結果、音波エネルギーが
吸音材中に吸収されるものと考えられている。

【０００５】多孔質材の吸音率は、音波の周波数が高く
なるほど、また厚みが増すほど大きいのに、低周波数域
（特に、５００Ｈｚ以下）の音波に対しては小さい。多
孔質材の厚みが増せば、低周波数域の吸音率を上げるこ
とができる。しかしながら、部屋の内装材として多孔質
材を使用した場合に多孔質材が厚いと、部屋が狭くなる
という問題が生じる。ダクトの内貼りとして使用した場
合に多孔質材が厚いと、空気の通路が狭くなってしまう
という問題が生じる。したがって、多孔質材の厚みを増
やして低周波数域の吸音率を上げるという方法は適切な
方法ではない。

【０００６】これとは別の観点で、本出願人は、多孔質
材とは異なる低周波数域において十分な吸音率を有する
吸音材として、低周波数帯域の音波に対して吸音効果が
ある粉体の振動を利用した吸音材を提案している（特願
平２−２９４２２０、特願平４−１２０１０３、特願平
４−１２０１０３、特願平６−１７６２９５等、特願平
８−６６６５５等）。

【０００７】このような粉体を利用した吸音材の製造方
法としては、例えば、粉体を箱に充填し、箱の開口を音
を透過させるシートで閉塞する方法や、多孔質材の表面
に厚み数mm程度の粉体層を積層し、粉体層の表面を音を
透過させるシートで閉塞しておく方法等が提案されてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来にお
ける粉体を利用した吸音材では、粉体の収容や取り扱い
が難しく、吸音材の施工や使用中に、粉体がこぼれたり
配置が偏ったりして、吸音性能が充分に発揮できなくな
るという問題があった。粉体の振動によって音のエネル
ギーを吸収する吸音材の場合、粉体が自由に運動できる
状態で粉体を収容しておかなければならないため、粉体
のこぼれや偏りを防止することが困難であった。

【０００９】また、低周波数帯域の吸音性に優れた粉体
の層と比較的高周波数帯域の吸音性に優れた多孔質材の
層とを積層した吸音材は、広い範囲の周波数帯域で優れ
た吸音性を発揮することができるのであるが、それぞれ
の単独層からなる吸音材に比べると厚みが分厚くなって
しまうという問題がある。そこで、本発明の課題は、厚
みが薄くても広い周波数帯域、特に低周波数帯域での吸
音性に優れ、しかも、施工や取り扱いが容易な吸音材
と、このような吸音材を容易に製造できる製造方法を提
供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の吸音材は、内部
に多数の小空間を有する多孔質基材と、多孔質基材の小
空間内に空隙を残して収容された吸音性微小体とを備え
る。各構成要件について具体的に説明する。〔多孔質基材〕合成樹脂発泡体その他の通常の吸音材と
して利用されている多孔質材料が用いられる。合成樹脂
発泡体は軽量で製造および取り扱いが容易である。具体
的には、ポリウレタン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩
化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹
脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂などの発泡体が挙げら
れる。

【００１１】多孔質基材は、内部に多数の小空間を有す
る。発泡体の場合、小空間は気泡と呼ばれる。小空間
は、小空間よりも断面積が狭い通気路を介して多孔質基
材の外表面に連通していることが好ましい。小空間同士
も通気路で連通しているのが好ましい。通気路は、小空
間に収容された吸音性微小体が通気路を通過するのを妨
げる形状および断面積を有しているのが好ましい。

【００１２】合成樹脂発泡体には、いわゆる連続気泡発
泡体と独立気泡発泡体がある。連続気泡発泡体のうち、
小空間部分と通気路部分との断面積に違いが少ないもの
は、小空間部分に収容された吸音性微小体が漏れ出る可
能性があるので好ましくない。独立気泡発泡体は通常、
小空間がほぼ独立した形で配置されているが、小空間同
士および外表面との間には微細な通気路が存在している
ことが多く、このような独立気泡発泡体は好ましいもの
となる。

【００１３】多孔質基材は、小空間および通気路の配置
構造および材質の違いで、吸音特性や吸音性微小体の保
持性能が変わる。多孔質基材として、かさ密度が５〜５
００kg/m³のものが好ましい。この範囲のかさ密度であ
れば、吸音性微小体による吸音作用が良好に発揮され得
る大きさおよび数の小空間が配置され、小空間と通気路
との断面積の比率の適切で吸音性微小体の漏れを良好に
防止できる。また、多孔質基材自体の吸音作用も良好に
なる。ヤング率が１．０×１０⁶N/m²以下のものが低周
波域における吸音性に優れる。

【００１４】多孔質基材が合成樹脂発泡体の場合、発泡
倍率２〜１００倍のものが小空間および通気路の良好な
配置構造が得られ好ましい。吸音材を構成する多孔質基
材の厚み等の形状寸法は、利用目的に合わせて適宜に設
定される。板状あるいはブロック状、シート状、あるい
は、複雑な凹凸形状を有するものでもよい。〔吸音性微小体〕吸音性微小体は、通常の吸音材に利用
されている、微小な粉状あるいは粒状、繊維状等をなす
吸音性材料を、単独または複数種組み合わせて使用する
ことができる。具体的には、シラスバルーン、シリカ、
バーミキュライト等の吸音性粒子が挙げられる。これら
の粒子材料は、音波の作用で振動し、この振動によって
音のエネルギーを吸収する作用を有するものと考えられ
る。

【００１５】吸音性微小体は、目的とする吸音作用が充
分に発揮できるとともに多孔質基材の小空間から漏れ出
し難い程度の形状寸法であるのが好ましい。通常は、
０．１〜１０００μｍ程度の平均粒径を有する。吸音性
微小体が多孔質基材に存在する通気路の内径よりも大き
ければ、吸音性微小体が小空間から漏れ出るのを阻止で
きる。

【００１６】吸音性微小体のかさ密度は１５００kg/m³
以下が好ましい。かさ密度が大きすぎると吸音作用が充
分に発揮できない。ヤング率は１．０×１０⁶N/m²以下
が好ましい。ヤング率が高すぎると、低周波数帯域にお
ける吸音性が悪くなる。吸音性微小体は、多孔質基材の
小空間毎に１個もしくは複数個が収容される。このと
き、小空間には、吸音性微小体が前記吸音作用を発揮す
るのに必要な程度の空隙が存在しているのが好ましい。
この空隙は吸音性微小体と小空間の内壁との間だけでな
く吸音性微小体同士の間に存在していてもよい。多孔質
基材の小空間に収容される吸音性微小体の量は、必要と
される吸音特性によっても異なるが、通常は、小空間に
対して体積比率で５〜９０％の吸音性微小体が収容され
ているのが好ましい。〔繊維微片〕吸音性粒子に繊維微片を付着させておくこ
とで、吸音性粒子の吸音特性を向上させることができ
る。繊維微片とは、合成および天然の各種繊維を吸音性
粒子よりもさらに小さな程度に切断あるいは粉砕したも
のである。具体的には、ウィスカー、プラスティック繊
維、植物繊維、ガラス繊維やそれらが凝集した構造体等
が用いられる。より具体的には、チタン酸カリウムウィ
スカー、炭化ケイ素ウィスカー、酸化亜鉛ウィスカー、
ケイ酸カルシウム針状粉体、セピオライト等が挙げられ
る。繊維径および繊維長については特に限定はされない
が、通常平均繊維径が０．１〜１０μｍの範囲であり、
繊維長は数μｍから数十μｍまでの範囲内である。

【００１７】繊維微片は、バネ定数１×１０²N/m 以
下、好ましくは１０ N/m以下のものを用いる。バネ定数
が高すぎると、低周波数帯域における吸音性が悪くな
る。繊維微片は、使用中に脱落しない程度の強度で吸音
性粒子に付着していればよい。具体的な付着方法として
は、以下の方法が採用できる。 1)吸音性粒子を熱風中で流動させた状態で、バインダー
液に繊維微片が分散された懸濁液をスプレーして乾燥さ
せ、バインダーの接着作用で繊維微片を吸音性粒子に付
着させる。

【００１８】2)吸音性粒子を熱風中で流動させた状態
で、バインダー溶液をスプレーしながら、別に繊維微片
を吹き付ける。 3)吸音性粒子に熱融着性バインダーをコーティングして
おき、繊維微片とともに混合加熱する。なお、繊維微片
あるいは吸音性粒子自体が熱融着性を有していれば、バ
インダーは不要な場合もある。

【００１９】吸音性粒子に付着させる繊維微片の量は、
目的とする吸音特性によっても異なるが、通常は、吸音
性粒子と繊維微片との重量比率が２０：１〜１：１０の
範囲内であり、５：１〜１：３の範囲内が好ましい。繊
維微片の量が適切な範囲を外れると、吸音性粒子と繊維
微片とからなる吸音性微小体の吸音特性が悪くなる。〔バインダー〕バインダーは、繊維微片を吸音性粒子に
付着させたり、吸音性粒子同士を接合するのに用いられ
る。バインダーの材料には、ポリエチレン樹脂、ポリス
チレン樹脂、メタクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、フェ
ノール樹脂、ユリア樹脂等の樹脂バインダーのほか、コ
ーンスターチやタピオカ等の天然澱粉、ＰＶＡ（ポリビ
ニルアルコール）、ＰＶＡｃ（酢酸ビニル）等が挙げら
れる。バインダーは、粉末あるいは液状のものが用いら
れる。バインダーは乾燥により硬化して接着性を示すも
のや加熱溶融後の冷却硬化で接着性を示すものなどがあ
る。バインダーの接着後におけるヤング率が、１．０×
１０⁶N/m²以下であれば、吸音性微小体の吸音特性を良
好に発揮させることができる。バインダーの接着後のヤ
ング率を調整するには、バインダーの使用量や接着条件
を調節すればよい。

【００２０】吸音性粒子のみからなる吸音性微小体同士
をバインダーで接合するには、前記した繊維微片と吸音
性粒子との接合方法と同様の手段が採用できる。繊維微
片と吸音性粒子からなる吸音性微小体同士もバインダー
を用いて同様の方法で接合することができる。吸音性粒
子に繊維微片が付着した状態の吸音性微小体同士をバイ
ンダーで接合する場合、吸音性微小体の外周に存在する
繊維微片同士がバインダーで接着されることで、結果的
に吸音性微小体同士が接合されることになる。

【００２１】具体的には、吸音性粒子あるいは繊維微片
が付着した吸音性粒子と粉末状のバインダーとを混合し
た後、熱処理を行って熱融着により吸音性粒子同士ある
いは吸音性粒子に付着した繊維微片同士を接合すること
ができる。熱風中を流動させた吸音性粒子あるいは繊維
微片が付着した吸音性粒子に液体状バインダーをスプレ
ーし乾燥させる方法も採用できる。

【００２２】吸音性微小体は、バインダーによって複数
個が接合された塊状の形態で多孔質基材の小空間に収容
しておくことができる。この場合、バインダーが吸音性
微小体同士の隙間を完全に埋め尽くしてしまわず、空隙
があいた状態で塊状をなすように接合されものが、吸音
作用を高める上で好ましい。〔製造方法〕本発明にかかる吸音材の製造方法は、以下
の工程を含む。

【００２３】1) 吸音性微小体を水溶性高分子とともに
造粒して造粒物を得る工程。 2) 多孔質基材の原料となる基材樹脂材料に造粒物を混
合する工程。 3) 基材樹脂材料を発泡させて、小空間を有し小空間に
造粒物が配置された多孔質基材を得る工程。 4) 小空間内の造粒物に水を接触させ、水溶性高分子は
水に溶解させて除去し吸音性微小体は残留させる工程。

【００２４】各工程について具体的に説明する。 1) 造粒工程水溶性高分子は、吸音性微小体同士を付着させて造粒す
る機能を有するとともに水に溶ける材料が用いられる。
低温の水でなく温水や熱水に溶けるものでもよい。具体
的には、タンパク質、デンプン等の水溶性の天然高分
子、あるいは、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオ
キシド、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン等
の合成高分子が挙げられる。

【００２５】吸音性微小体と水溶性高分子を、通常の造
粒装置または造粒手段で処理すれば、複数の吸音性微小
体が水溶性高分子中に埋め込まれた状態の造粒物が得ら
れる。 2) 樹脂混合工程多孔質基材として、前記した高分子発泡体を用いる。高
分子発泡体の原料となる基材樹脂材料に造粒物を混合す
る。樹脂中に造粒物が均等に分散されるように混合する
のが好ましい。

【００２６】3) 発泡工程基本的には通常の高分子発泡体の製造技術と同様の装置
および工程で、造粒物が混合された基材樹脂材料を発泡
させて、高分子発泡体からなる多孔質基材を得る。好ま
しい発泡方法としては、以下の方法が挙げられる。

【００２７】液状の基材樹脂材料が樹脂化する際に
放出する生成物、例えば炭酸ガスやホルムアルデヒド、
水蒸気等の反応生成ガスを発泡剤して利用する方法。基材樹脂材料に、造粒物とともに加熱分解性発泡剤
を添加しておき、加熱処理によって発泡させる方法。加
熱分解性発泡剤としては、炭酸アンモニウム、重炭酸ナ
トリウム等の無機化合物、あるいは、アゾ化合物、スル
ホニルヒドラジド化合物、ニトロソ化合物、アジド化合
物等の有機化合物が挙げられる。

【００２８】基材樹脂材料に発泡剤を添加する方法とし
ては、造粒物と同時に基材樹脂材料に混合する方法や、
予め造粒物を製造する際に発泡剤を添加しておいたり造
粒物にコーティングしておいたりする方法が採用でき
る。上記発泡工程で得られた多孔質基材は、内部に有す
る気泡すなわち小空間内に、吸音性微小体と水溶性高分
子とからなる造粒物が充填された状態になっている。こ
のとき、造粒物と小空間の内壁との間には空隙があいて
いなくてもよい。

【００２９】4) 水溶性高分子除去工程多孔質基材を水中に浸漬するなどして、小空間内の造粒
物に水を接触させると、水溶性高分子は水に溶解して多
孔質基材の外部に抜け出る。吸音性微小体は水に溶解せ
ず小空間内に残留する。小空間内で水溶性高分子が抜け
出した跡は空隙となる。

【００３０】水溶性高分子の除去を効率的に行うには、
多孔質基材に、小空間同士および小空間と外表面とを連
通する通気路が充分に存在することが好ましい。このよ
うな通気路の形成は、多孔質基材を構成する基材樹脂材
料の選定および発泡条件の設定により調整可能である。
水として温水あるいは熱水を用いて、水溶性高分子の除
去を速めることが可能である。

【００３１】吸音性微小体は、水溶性高分子とともに除
去されない非水溶性の材料が好ましく、バインダーで結
合された吸音性粒子あるいは繊維微片を用いる場合は、
バインダーとして水溶性高分子の除去条件では溶解しな
いものを用いることが好ましい。以上のようにして多孔
質基材の小空間に吸音性微小体が収容された吸音材が得
られた後、吸音材をそのまま建築物の壁面等に施工して
もよいし、吸音材を切断加工したり、別の部材と積層し
たりして使用することもできる。これらの後加工につい
ては、通常の吸音材と同様の工程が適用できる。〔作用〕本発明の吸音材は、多孔質基材による吸音作
用の他に、多孔質基材の小空間内に収容された吸音性微
小体による吸音作用も生じる。小空間内に収容された吸
音性微小体は、吸音作用を果たすための運動や変形ある
いは振動が可能であるから、吸音性微小体の有する低周
波数帯域での優れた吸音作用が良好に発揮される。多孔
質基材の多数の小空間に分散して吸音性微小体が収容さ
れているので、吸音材を通過する音は、多数の小空間を
通過する毎に、吸音性微小体による吸音作用を受けるこ
とになり、大量の吸音性微小体を一括して箱や袋に収容
しておくのに比べて、吸音性微小体の吸音作用を効率的
に発揮させることができる。その上に、多孔質基材自体
が有する吸音作用も相乗的に加わるので、吸音材として
は、低周波数帯域を含む広い周波数帯域の音に対して良
好な吸音作用が発揮できる。

【００３２】吸音性微小体は、多孔質基材の小空間に収
容されているから、吸音材の厚みは多孔質基材単独の厚
みと何ら変わらず、吸音性微小体を用いたことで厚みが
増大することがない。しかも、箱や袋などの吸音性微小
体を収容するための特別な構造や部材が必要ないので、
材料コストが削減され、製造の手間およびコストも低減
される。

【００３３】さらに、吸音材を切断しても、切断面に露
出する小空間以外の小空間からは吸音性微小体がこぼれ
出ることはないので、製造後の吸音材を任意の大きさお
よび形状に加工して使用することができる。吸音性微小
体および多孔質基材のかさ密度およびヤング率を適切な
範囲に設定しておけば、吸音特性、特に低周波数帯域で
の吸音特性を向上させることができる。

【００３４】一般に、粉体を用いた吸音材は、次式ｆｒ＝（１／４ｔ）×（Ｅ／ρ）^1/2 ……(1) で表される周波数ｆｒ（Ｈｚ）において優れた吸音性能
を発揮する。ここで、ｔは粉体層の厚さ、Ｅはヤング
率、ρはかさ密度である。したがって、ヤング率Ｅおよ
びかさ密度ρの設定により、目的とする周波数帯域の吸
音性に優れた吸音性微小体および吸音材が得られる。

【００３５】多孔質基材についても、ヤング率およびか
さ密度の値が吸音特性に影響を与える。しかも、小空間
に収容された吸音性微小体の吸音作用を充分に発揮させ
るには、多孔質基材のヤング率Ｅが高すぎてはいけな
い。吸音性微小体として、吸音性粒子に繊維微片が付着
したものを用いると、吸音性粒子のバネ特性（ヤング率
Ｅで決まる）が、外表面に付着した繊維微片のバネ特性
で置き換えられる。したがって、繊維微片としてヤング
率Ｅの小さなものを用いれば、バネ特性の上では、吸音
性微小体の全体としてヤング率Ｅが小さくなったのと同
じことになり、低周波数帯域での吸音特性を向上させる
ことができる。一般に、粒子材料に比べて繊維材料のほ
うがヤング率Ｅの小さなものが容易に得られるので、ヤ
ング率Ｅが小さく低周波数帯域での吸音特性に優れた吸
音性微小体を容易に得ることができる。

【００３６】また、吸音性粒子に繊維微片を付着させる
と、吸音性微小体の全体としての外径が大きくなるの
で、小空間に収容された吸音性微小体が通気路を通って
外部に漏れ出る可能性が少なくなる。吸音性粒子同士を
直接あるいは繊維微片を介してバインダーで接合した吸
音性微小体であれば、吸音性微小体の全体としての外径
が大きくなり、多孔質基材からの漏れが防止できる。吸
音性粒子同士が適当な間隔をあけてバインダーで一体化
されていれば、吸音性粒子同士の吸音作用が干渉される
ことなく良好に発揮される。

【００３７】つぎに、本発明にかかる吸音材の製造方法
では、前記造粒物が混合された基材樹脂材料を発泡させ
て多孔質基材を得た後、造粒物中の水溶性高分子を水で
溶解除去することで、多孔質基材の小空間に吸音性微小
体が収容された本発明の吸音材を、簡単かつ確実に製造
することができる。造粒物を用いることで、個々の吸音
性微小体が樹脂中に分散されて埋め込まれてしまうこと
が防げる。樹脂中に埋め込まれた吸音性微小体では、振
動等による特有の吸音作用を充分に発揮することはでき
ない。造粒物から水溶性高分子を除去することで、吸音
性微小体が吸音作用を発現するのに有用である充分な空
隙を作り出すことができる。

【００３８】

【発明の実施の形態】図１に示す吸音材は、多孔質基材
１０と吸音性微小体２０とで構成される。多孔質基材１
０は、ウレタンフォーム等の合成樹脂発泡体からなり、
内部に多数の気泡すなわち小空間１２を有し、各小空間
１２同士および小空間１２と多孔質基材１０の外表面と
の間が通気路１４で連通している。図は模式的に単純化
して表現しているため、球状の小空間１２と直線状の通
気路１４が示されているが、実際の合成樹脂発泡体で
は、球状以外の複雑な凹凸形状を有する小空間１２や複
雑に曲がったり枝分かれしたり途中で行き止まりになっ
ている通気路１４も存在している。

【００３９】吸音性微小体２０は、バーミキュライト等
の吸音性粒子からなり、ひとつの小空間１２に複数個が
収容されている。小空間１２の大きさによって収容され
る吸音性微小体２０の数は違ってくる。小空間１２内
で、吸音性微小体２０同士の間あるいは吸音性微小体２
０と小空間１２の内壁との間にはある程度の空隙があい
ている。吸音性微小体２０の外径は、通気路１４の内径
よりも少し大きく設定されている。したがって、小空間
１２に収容された吸音性微小体２０は、小空間１２内で
はある程度の運動や変形を自由に行えるとともに、通気
路１４を通って多孔質基材１０の外部に漏れ出ることは
ない。〔吸音性微小体の別の実施形態１〕図２に示す吸音性微
小体２０は、前記したバーミキュライト等の吸音性粒子
２２と、吸音性粒子２２の外表面に付着した繊維微片２
４とからなる。図では、吸音性粒子２２および繊維微片
２４の何れをも模式的に球形で表現しているが、実際に
は、より複雑な凹凸のある立体形状であってもよい。

【００４０】繊維微片２４は吸音性粒子２２に比べてか
なり小さい。吸音性粒子２２の外表面全体に、複数個の
繊維微片２４が不規則に配置され、繊維微片２４同士が
接触していたり間隔をかけて配置されていたりする。〔吸音性微小体の別の実施形態２〕図３に示す吸音性微
小体２０は、吸音性粒子２２と、吸音性粒子２２同士を
接合するバインダー２６とからなる。図では、バインダ
ー２６を模式的に紡錘形で表しているが、実際には、吸
音性粒子２２の外表面に沿った膜状、あるいは、吸音性
粒子２２同士の隙間を埋める膜状等の任意の形状をなし
ている場合もある。

【００４１】複数の吸音性粒子２２がバインダー２６で
一体的に接合された塊状の吸音性微小体２０が、小空間
１２に１個ずつあるいは複数個ずつ収容される。〔吸音性微小体の別の実施形態３〕図４に示す吸音性微
小体２０は、吸音性粒子２２と、吸音性粒子２２の外表
面に付着した繊維微片２４と、隣接する吸音性粒子２２
の繊維微片２４同士を接合するバインダー２６とで構成
される。この図も、前記同様に、模式的に各部材の配置
形状を表している。〔製造方法〕図５は、吸音材の製造工程を段階的に示し
ている。

【００４２】図５(a) に示すように、吸音性微小体２０
と水溶性高分子３２とからなる造粒物３０を準備する。
吸音性微小体２０としては、前記各実施形態で説明した
ような、吸音性粒子２２のみからなるもの、吸音性粒子
２２と繊維微片２４とからなるもの、吸音性粒子２２と
繊維微片とバインダー２６とからなるものなどが用いら
れる。造粒物３０には複数個の吸音性微小体２０が含ま
れている。これとは別に、多孔質基材１０を成形するた
めの基材樹脂材料４０を準備する。基材樹脂材料４０は
通常、液体状をなす。

【００４３】図５(b) に示すように、基材樹脂材料４０
に造粒物３０を加えて混合する。造粒物３０は基材樹脂
材料４０の中に均等に分散された状態になる。図５(c)
に示すように、基材樹脂材料４０を発泡成形して多孔質
基材１０を得る。吸音材として使用する形態に合わせた
形状に成形しておいてもよいし、直方体などの定形に成
形した後、必要に応じて切断等の２次加工を行う場合も
ある。

【００４４】発泡成形された多孔質基材１０は、内部に
多数の気泡すなわち小空間１２が形成される。小空間１
２同士および小空間１２と外表面をつなぐ通気路１４も
形成される。造粒物３０は小空間１２に埋め込まれた状
態になる。図５(d) に示すように、多孔質基材１０を水
中に浸漬するなどして、造粒物３０に水を接触させて水
溶性高分子３２を溶かし出す。小空間１２には吸音性微
小体２０のみが残り、水溶性高分子３２が抜けた跡は空
隙となる。

【００４５】

【実施例】以下に、本発明の具体的実施例を示すが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。（実施例１）吸音性微小体２０が吸音性粒子２２のみか
らなる場合である。

【００４６】吸音性粒子２２としてバーミキュライト
（かさ密度１４５kg/m³、ヤング率１．４×１０⁵N/
m²、平均粒径９０μｍ）を用いた。水溶性高分子３２と
してデンプン水溶液を用いた。バーミキュライトをプラ
ネタリーミキサーで攪拌しながらデンプン水溶液をスプ
レーし、次いで乾燥させて造粒物３０を得た。基材樹脂
材料４０となるポリウレタン樹脂液に、造粒物３０とと
もに発泡剤であるアゾジカルボンアミドを加えて混合し
た。基材樹脂材料４０から、通常の発泡成形により発泡
ポリウレタンからなる多孔質基材１０を得た。このと
き、多孔質基材１０に対する吸音性粒子２２すなわち吸
音性微小体２０の体積割合は６３％であった。多孔質基
材１０のかさ密度は１６kg/m³、ヤング率は１×１０⁴
N/m²、小空間１２の平均径が３００μｍ、通気路１４の
内径が５０μｍであった。

【００４７】造粒物３０を含む多孔質基材１０を流水中
で洗浄してデンプンを除去し、この発明の吸音材が得ら
れた。最終的に得られた吸音材のかさ密度は１０６kg/m
³であった。（実施例２）吸音性微小体２０が、吸音性粒子２２と繊
維微片２４とからなる場合である。

【００４８】吸音性粒子２２として、平均粒径２１０μ
ｍ、かさ密度１００kg/m³、ヤング率４．７×１０⁵N/
m²のシラスバルーンを用いた。繊維微片２４として、バ
ネ定数１０ N/m、繊維長５〜２０μｍ、平均繊維径０．
５μｍのチタン酸カリウムウィスカーを用いた。シラス
バルーンにチタン酸カリウムウィスカーを１：１の重量
比で付着させた。

【００４９】上記のような吸音性微小体２０を用いた以
外は実施例１と同様の工程で吸音材を製造した。得られ
た吸音材のかさ密度は８０kg/m³であった。（実施例３）吸音性微小体２０が、吸音性粒子２２とバ
インダー２６とからなる場合である。

【００５０】吸音性粒子２２としてバーミキュライト
（かさ密度１４５kg/m³、ヤング率１．４×１０⁵N/
m²、平均粒径９０μｍ）を用いた。バインダー２６とし
て粉末状のポリウレタン接着剤を用いた。バーミキュラ
イトとポリウレタン接着剤とを体積比８：１で混合し加
熱することによって、吸音性粒子２２がバインダー２６
で接合された吸音性微小体２０を得た。

【００５１】上記のような吸音性微小体２０を用いた以
外は実施例１と同様の工程で吸音材を製造した。得られ
た吸音材のかさ密度は１４６kg/m³であった。（実施例４）吸音性微小体２０が、吸音性粒子２２と繊
維微片２４とバインダー２６とからなる場合である。

【００５２】吸音性粒子２２として、平均粒径２１０μ
ｍ、かさ密度１００kg/m³、ヤング率４．７×１０⁵N/
m²のシラスバルーンを用いた。繊維微片２４として、バ
ネ定数１０ N/m、繊維長５〜２０μｍ、平均繊維径０．
５μｍのチタン酸カリウムウィスカーを用いた。シラス
バルーンにチタン酸カリウムウィスカーを１：１の重量
比で付着させた。バインダー２６として粉末状のポリウ
レタン接着剤を用いた。

【００５３】チタン酸カリウムウィスカーが付着したシ
ラスバルーンとポリウレタン接着剤とを体積比４：１で
混合し加熱することによって、吸音性粒子２２が繊維微
片２４を介してバインダー２６で接合された吸音性微小
体２０を得た。上記のような吸音性微小体２０を用いた
以外は実施例１と同様の工程で吸音材を製造した。得ら
れた吸音材のかさ密度は１８９kg/m³であった。（評価試験）実施例１〜４で得られた吸音材からなる厚
み３０mmの試験片を用いて、周波数毎の吸音率を測定
し、図６〜９に示した。各図において、比較例とは、吸
音性微小体２０を含まない、厚み３０mm、かさ密度１６
kg/m³のポリウレタン発泡体に対して同様の測定を起こ
った結果である。

【００５４】何れの実施例も、比較例に比べて、低周波
数帯域における吸音性能が格段に向上していることが判
る。高い周波数帯域においても吸音性能の向上が認めら
れる。次に、各実施例において、多孔質基材１０から、
こぼれ落ちる吸音性微小体２０の量を測定し、その結果
を表１に示す。

【００５５】

【表１】 ───────────────────────────── 実施例１実施例２実施例３実施例４ ───────────────────────────── こぼれ量（重量％）＜５＜３＜１＜１ ───────────────────────────── 上記測定の結果、何れの実施例でも吸音性微小体２０の
こぼれ量は実用上充分な程度に抑えられているととも
に、吸音性粒子２２に繊維微片２４を付着させておくこ
とで、こぼれ量が減少し、さらにバインダー２６で吸音
性粒子２２あるいは繊維微片２４が付着した吸音性粒子
２２を接合しておけば、こぼれ量が格段に減少すること
が判る。

【００５６】

【発明の効果】本発明の吸音材は、吸音性微小体が多孔
質基材の小空間内に収容されているので、吸音性微小体
が有する低周波数帯域での優れた吸音作用を良好に発揮
させることができる。その結果、吸音性微小体および多
孔質基材のそれぞれが有する吸音作用が相乗的に発揮さ
れて、広い周波数帯域で良好な吸音性能を有し、特に低
周波数帯域に優れた吸音性能を有する吸音材を提供する
ことができる。しかも、多孔質基材以外には特別な部材
や構造を用いることなく吸音性微小体を収容保持できる
ので、厚みを増大させたり構造を複雑にしたり製造を面
倒にしたりすることなく、吸音性能を向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を表す吸音材の模式的断面
図。

【図２】吸音性微小体の模式的斜視図。

【図３】別の吸音性微小体の模式的斜視図。

【図４】別の吸音性微小体の模式的斜視図。

【図５】吸音材の製造方法を段階的に表す製造工程図。

【図６】吸音材の吸音性能を表すグラフ図。

【図７】別の吸音材の吸音性能を表すグラフ図。

【図８】別の吸音材の吸音性能を表すグラフ図。

【図９】別の吸音材の吸音性能を表すグラフ図。

【符号の説明】

１０多孔質基材１２小空間１４通気路２０吸音性微小体２２吸音性粒子２４繊維微片２６バインダー３０造粒物３２水溶性高分子４０基材樹脂材料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者奥平有三大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に多数の小空間を有する多孔質基材
と、前記多孔質基材の小空間内に収容された吸音性微小体と
を備える吸音材。
【請求項２】前記吸音性微小体が、かさ密度１５００kg
/m³以下、ヤング率１．０×１０⁶N/m²以下であり、前記多孔質基材が、かさ密度５〜５００kg/m³、ヤング
率１．０×１０⁶N/m²以下である請求項１に記載の吸音
材。
【請求項３】前記吸音性微小体が、吸音性粒子と、吸音
性粒子の表面に付着したバネ定数１×１０²N/m 以下の
繊維微片とを含む請求項１または２に記載の吸音材。
【請求項４】前記吸音性微小体が、吸音性粒子と、吸音
性粒子同士を接合するバインダーとを含む請求項１〜３
の何れかに記載の吸音材。
【請求項５】前記吸音性微小体が、吸音性粒子と、吸音
性粒子の表面に付着したバネ定数１×１０²N/m 以下の
繊維微片と、繊維微片同士を接着することで吸音性粒子
同士を接合するバインダーとを含む請求項１〜４の何れ
かに記載の吸音材。
【請求項６】請求項１〜５に記載の吸音材を製造する方
法であって、前記吸音性微小体を水溶性高分子とともに造粒して造粒
物を得る工程と、前記多孔質基材の原料となる基材樹脂材料に前記造粒物
を混合する工程と、前記基材樹脂材料を発泡させて、前記小空間を有し前記
小空間に前記造粒物が配置された多孔質基材を得る工程
と、前記小空間内の前記造粒物に水を接触させ、前記水溶性
高分子を水に溶解させて除去する工程とを含む吸音材の
製造方法。