JPH1072884A

JPH1072884A - 防音パネル

Info

Publication number: JPH1072884A
Application number: JP22855396A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Ando; 秀行安藤
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1996-08-29
Filing date: 1996-08-29
Publication date: 1998-03-17

Abstract

(57)【要約】【課題】低周波領域の遮音性能を向上することができ
る軽量な防音パネルの提供。【解決手段】二枚の表面パネル１を対向配置させて成
る二重パネル構造の防音パネルにおいて、平均粒径が１
０〜１０００μｍの粉体粒子の表面に微小繊維体をバイ
ンダーで接着させて複合化粒子３を形成し、この複合化
粒子３を二枚の表面パネル１の間に充填している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建物の天井、床も
しくは壁などに設けられる防音パネル、または音および
振動を伴う設備機器から放射される騒音を低減するため
に設置される防音パネル等に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】防音特性が要求される部位には、通常、
二重パネル構造を採用することがよく行われている。こ
のような二重パネル構造を採用した防音パネルとして
は、図７または図８に示すようなものが、一般的によく
用いられている。

【０００３】すなわち、図７に示す防音パネルでは、二
重パネル構造を形成する二枚の表面パネル１の間に、グ
ラスウ−ルもしくはウレタンフォ−ムなどの多孔質吸音
材21を吸音層として設けている。また、図８に示す防音
パネルでは、表面パネル１の一方に、軟質系塩ビシート
22を貼設している。

【０００４】多孔質吸音材21を用いた防音パネルは、そ
の多孔性を利用した吸音作用により、二重パネル構造の
内部を伝搬する音波を減衰させて、防音パネルからの放
射音を低減させている。多孔質吸音材21の吸音機構は、
音波がグラスウ−ル、ウレタンフォ−ムに入射すると、
グラスウ−ル内部の空隙壁面や、ウレタンフォ−ム内部
の連通した気泡壁面での粘性摩擦等によって、多孔質吸
音材21を伝搬する音波エネルギーが吸収されるものと考
えられる。しかし、多孔質吸音材21の吸音率は低周波域
の音波に対しては小さいため、多孔質吸音材21を用いた
防音パネルは、低周波の遮音性能が低い欠点がある。

【０００５】また軟質系塩ビシート22を用いた防音パネ
ルは、軟質系塩ビシート22の内部摩擦と質量の効果によ
り、表面パネルの振動を抑制して騒音を低減させる。し
かし、低周波の振動を低減させるには、高重量の軟質系
塩ビシート22が必要であるため、形成される防音パネル
の重量が重くなり、取り扱い性が問題になる場合があ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の問題
点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、低周波領域の遮音性能を向上することができる軽量
な防音パネルを提供することである。

【０００７】

【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、二枚の表面パネル１を対向配置させ
て成る二重パネル構造の防音パネルにおいて、平均粒径
が１０〜１０００μｍの粉体粒子４の表面に微小繊維体
５をバインダー６で接着させて複合化粒子３を形成し、
この複合化粒子３を二枚の表面パネル１の間に充填して
成ることを特徴として構成している。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、複合化粒子３を微小繊維体５の部分で、互
いにバインダー６によって接着して成ることを特徴とし
て構成している。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、少なくとも一方の表面パネル１の内壁面
に、複合化粒子３を微小繊維体５の部分で、バインダー
６によって接着して成ることを特徴として構成してい
る。

【００１０】以下に、さらに詳しく本発明を説明する。
二重構造の防音パネルに音波が入射するか、または防音
パネルに加振が加わわるかした場合、防音パネルから放
射される放射音は、次の（１）および（２）の二つの成
分から形成される。

【００１１】（１）音波の入射や加振によって、防音パ
ネルを構成する表面パネル１の振動が励起され、励起さ
れた振動が音響放射面となる表面パネル１まで、この防
音パネルを構成する枠材11等を経て伝搬されて音響放射
する成分。

【００１２】（２）音波の入射や加振によって防音パネ
ルを構成する表面パネル１の振動が励起され、この振動
が励起された表面パネル１から防音パネル内部へ音響放
射された空気伝搬音が、音響放射面となる表面パネル１
を振動させて音響放射する成分。

【００１３】この発明の防音パネルは、平均粒径が１０
〜１０００μｍの粉体粒子４の表面に微小繊維体５をバ
インダー６で付着した複合化粒子３を、防音パネルの内
部の空間に充填している構成であるため、複合化粒子３
の層による低周波領域の吸振効果と吸音作用とにより、
防音パネルとして低周波領域において充分な遮音性能を
確保することができるものである。

【００１４】以下に、複合化粒子３の層の吸振作用およ
び吸音作用について、本発明の防音パネルのモデル図で
ある図６を参照して詳しく説明する。

【００１５】複合化粒子３の層による低周波領域におけ
るの吸振作用および吸音作用は、以下の原理によって生
じる。

【００１６】すなわち、音波の入射や加振によって表面
パネル１に振動が励起された場合、その励起された表面
パネル１の振動および表面パネル１を伝搬する振動が、
防音パネル内部に充填された複合化粒子３に伝搬され、
図６に示すように、複合化粒子３内部の粉体粒子４が、
表面の微小繊維体５をバネにして振動する。このため、
表面パネル１の振動および表面パネル１を伝搬する振動
のエネルギーが、粉体粒子４の振動エネルギーに変換さ
れ、最終的には熱エネルギーとして消費される。したが
って、音波入射や加振を受ける表面パネル１の振動およ
び表面パネル１を伝搬する振動が低減されることにな
り、同時に音響放射面の表面パネル１の振動も低減され
る。この結果、音響放射面となる表面パネル１からの放
射音が小さくなり、防音パネルとしての遮音性能が向上
するのである。

【００１７】このとき、複合化粒子３における粉体粒子
４の質量ｍと微小繊維体５のバネ定数ｋとを設計するこ
とにより、複合化粒子３の層が吸振作用を発現する周波
数を任意に制御することができる。本発明では粉体粒子
４の表面に、バネ効果の柔らかい微小繊維体５を用いた
複合化粒子３を用いているので、粉体粒子４間のバネ定
数が小さくなり、よりよく低周波の振動を低減すること
ができる。

【００１８】複合化粒子３の層による低周波領域での吸
音作用は以下の原理によって生じる。すなわち、防音パ
ネル内部を伝搬する空気伝搬音が複合化粒子３の層に入
射した際に、複合化粒子３の共振現象がおこり、音エネ
ルギーが熱エネルギーに変換されて、前記空気伝搬音が
吸収されるのである。複合化粒子３の層の厚みをｔ、そ
のヤング率をＥ、そのかさ密度をρとすると、吸音のピ
ーク周波数ｆｒは次式で表される。

【００１９】ｆｒ= 0.25ｔ-1（Ｅ/ ρ）0.5 この式から、低減させたい空気伝搬音の低周波領域の周
波数に、複合化粒子３の吸音のピーク周波数が一致する
ように、複合化粒子３の層のかさ密度ρ、ヤング率Ｅを
設定すれば、防音パネル内部を伝搬する低周波領域の空
気伝搬音が低減されることがわかる。すなわち、複合化
粒子３における粉体粒子４および微小繊維体５を、吸音
のピーク周波数が低周波領域になるように、適切に選択
すればよいのである。この結果、空気伝搬音によって加
振を受ける音響放射面の表面パネル１の振動も低減され
るので、この表面パネル１からの放射音が小さくなり、
防音パネルとしての遮音性能が向上する。

【００２０】本発明では粉体粒子４の表面に、バネ効果
の柔らかい微小繊維体５を用いた複合化粒子３を用いて
いるので、複合化粒子３の層のヤング率が低下し、より
よく低周波の騒音を低減することができるのである。

【００２１】また、請求項２記載の発明のように構成し
て、粉体粒子４が振動できる範囲で、かつ微小繊維体４
のバネ作用が発現できる状態で、バインダー６により複
合化粒子４を連結し、分離しないように保持することも
好ましい。このような防音パネルでは、低周波領域にお
いて十分な遮音性能が確保できるだけでなく、重力また
は振動による複合化粒子３の偏在が起こらず、使用中の
特性変化を低減させることができる。

【００２２】また、請求項３記載の発明のように構成し
て、形状を保持した複合化粒子４の層を、表面パネル１
の内壁に保持させることも好ましい。このような防音パ
ネルでは、低周波領域において十分な遮音性能が確保で
き、また使用中の特性変化を低減できるだけでなく、同
時に、この防音パネルが大きな固体加振や音響加振を受
ける部位に施工される場合、または立てた状態に用いら
れる場合であっても、複合化粒子３の層と表面パネル１
の内壁との弾性的連結が保持される。したがって、この
防音パネルは遮音性能を十分に、安定して発揮すること
ができるものになっているのである。

【００２３】なお、図６のモデル図には、この請求項３
記載の発明に対応したものを示している。

【００２４】以上のような防音パネルにおける粉体粒子
４としては、防音パネルへの音波入射や加振に対して、
微小繊維体５をバネにして振動が励起されるものであれ
ば、いずれの種類のものでもよい。このような粉体粒子
４としては、たとえばシラスバルーン、シリカ、バーミ
キュライトなどが挙げられる。

【００２５】しかし平均粒径１０μｍ以下の粉体粒子４
は、重量が小さいため粉体粒子４のマスとしての効果が
小さく、粉体粒子４の振動によって音波エネルギーまた
は振動エネルギーを吸収することが困難になる。また平
均粒径１０００μｍ以上の粉体粒子４は重量が大きいた
め、粉体粒子４自身の振動が起こりにくくなり、粉体粒
子４の振動によって音波エネルギーおよび振動エネルギ
ーを吸収することが困難になる。ゆえにこの発明の粉体
粒子４としては、平均粒径が１０〜１０００μｍの範囲
のものが好ましい。

【００２６】また、バインダー６としてはも特に限定は
されないが、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポ
リビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、メ
タクリル樹脂、フェノール樹脂などの樹脂バインダーま
たは天然澱粉（コーンスターチ、タピオカ）、ＰＶＡ
（ポリビニルアルコール）、ＰＶＡｃ（酢酸ビニル）な
どが挙げられる。

【００２７】また、粉体粒子４に付着させる微小繊維体
５としても特に限定はされないが、たとえば金属ウィス
カーなどのウイスカー、プラスティック繊維、植物繊
維、ガラス繊維または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イスカ
ー、炭化ケイ素ウイスカー、酸化亜鉛ウイスカー、ケイ
酸カルシウム針状粉体が挙げられる。繊維径および繊維
長についても特に限定はされないが、通常、平均長さ５
〜２００μｍ、平均径０. ０５〜１. ５μｍ程度のもの
が用いられる。微小繊維体５となる微小繊維の形状につ
いても直線状に限らず、たとえば、コイル状などであっ
てもよい。さらに粉体粒子４と微小繊維体５との混合割
合についても特に限定はされないが、粉体粒子４と微小
繊維体５の重量比は、２０：１〜１：１０の範囲内であ
り、特に５：１〜１：３の範囲が望ましい。粉体粒子４
と微小繊維体５との比率が前記範囲をはずれると、低周
波領域での吸振作用および吸音作用が低下する恐れがあ
る。

【００２８】粉体粒子４への微小繊維体５の付着方法に
ついても特に限定はされないが、たとえば熱風中を流動
している粉体粒子４に、微小繊維体５を溶液状のバイン
ダー６中に分散させた懸濁液をスプレーする方法、また
は熱風中を流動している粉体粒子４に溶液状のバインダ
ー６をスプレーした微小繊維体５を直接添加する方法な
どがある。また、複合化粒子３どうし、または複合化粒
子３と表面パネル１内壁との接着についても特に限定は
されないが、たとえば熱融着性のバインダー６をコーテ
ィングした複合化粒子３を表面パネル１間の空間に充填
し、加熱するという方法がある。

【００２９】また、この発明で用いられる防音パネルを
構成する表面パネル１の材質としても特に限定はされな
いが、木質系材料（合板、ＭＤＦ、パーティクルボード
など）、金属板（鉄板、鋼板、アルミ板、銅板など）、
樹脂板、無機板（ケイ酸カルシウム板、スレート板、石
膏ボードなど）が挙げられる。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明の一つの実施の形態を、図
１ないし図５を参照して以下に説明する。

【００３１】まず、第一の実施の形態の防音パネルを、
図１ないし図３を参照して以下に説明する。

【００３２】図１は同上の防音パネルを示す概略断面図
である。また、図２は、同防音パネルに用いられる複合
化粒子３を概念的に示す説明図であり、図３は同複合化
粒子３の模式図である。

【００３３】図１に示すように、この防音パネルでは、
二枚の表面パネル１を対向配置させ、これらの二枚の表
面パネル１の周囲に枠材11を配して、二重パネル構造が
形成されている。また、これらの二枚の表面パネル１の
間には、複合化粒子３が充填されている。

【００３４】上記の表面パネル１としては、厚さ１０ｍ
ｍのラワン合板が使用されてる。この防音パネルは、７
５０ｍｍ×７５０ｍｍ×７０ｍｍのサイズに形成されて
いる。

【００３５】複合化粒子３は、図２ないし図３に示され
るように形成されるものであって、粉体粒子４であるシ
ラスバルーン（平均粒径１５０μｍ、密度１８０kg/m
³ ）に、微小繊維体５であるケイ酸カルシウム針状粉体
（平均繊維長５〜２０μｍ、平均繊維径０．８μｍ）
を、バインダー６であるポリウレタン樹脂によって接着
させたものである。また、シラスバルーンとケイ酸カル
シウム針状粉体との配合割合を、重量比で１：１とし
て、この複合化粒子３は形成されている。その外観は、
図３に示されるように、粉体粒子３の表面が微小繊維体
５によって、略完全に覆われているものである。

【００３６】また、複合化粒子３の層の厚みは３０ｍ
ｍ、かさ密度は３００kg/m³ 、ヤング率は１×10⁵N/m²
となっている。

【００３７】第二の実施の形態の防音パネルを、図４を
参照して以下に説明する。図４は同上の防音パネルに用
いられる複合化粒子３を概念的に示す説明図である。

【００３８】この防音パネルでは、上記第一の実施の形
態にのものにおいて、図４に示すような複合化粒子３を
充填しているものである。すなわち、この複合化粒子３
は、粉体粒子４であるガラスバルーン（平均粒径１５０
μｍ、密度１８０ kg/m³）に、微小繊維体５である炭化
ケイ素ウイスカー（平均繊維長１０〜４０μｍ、平均繊
維径１．５μｍ）を，バインダー６であるポリウレタン
樹脂によって接着させて形成されている。この場合、ガ
ラスバルーンと炭化ケイ素ウイスカーとの配合割合は、
重量比で２：１としており、さらに、それぞれの複合化
粒子３を、バインダー９であるエポキシ樹脂によって接
着して、複合化粒子３を略一体の層に形成している。こ
の複合化粒子３の層の厚みは３０ｍｍ、かさ密度は３５
０kg/m³、ヤング率は２×10⁵N/m²となっている。

【００３９】第三の実施の形態の防音パネルを、図５を
参照して以下に説明する。図５は同上の防音パネルに用
いられる複合化粒子３を概念的に示す説明図である。

【００４０】この防音パネルでは、上記第一の実施の形
態にのものにおいて、図４に示すような複合化粒子３を
充填しているものである。すなわち、この複合化粒子３
は、粉体粒子４であるナイロンパウダー（平均粒径２０
０μｍ、かさ密度０．４g/cm ³）に、微小繊維体５であ
るケイ酸カルシウム針状粉体（平均繊維長５〜２０μ
ｍ、平均繊維径０．８μｍ）を、バインダー６であるエ
ポキシ樹脂によって接着させて形成されている。この場
合、ナイロンパウダーとケイ酸カルシウム針状粉体との
配合割合は、重量比で３：１としている。そして、バイ
ンダー９である水性ウレタンエマルジョンによって、そ
れぞれの複合化粒子３どうし、およびこの複合化粒子３
と表面パネル１内壁および枠材11内壁とを接着して、複
合化粒子３の層を形成しているものである。複合化粒子
３の層の厚みは３０ｍｍであり、かさ密度は４００kg/m
³ 、ヤング率５×10⁵N/m²となっている。

【００４１】以上の第一ないし第三の実施の形態におけ
る防音パネルの遮音性能を調べる実験を、以下のように
して行っている。つまり、大きさ７５０ｍｍ×７５０ｍ
ｍ×７０ｍｍのそれぞれの防音パネルにおける一方の表
面パネル１中央を、加振器で１ｋHz以下のホワイトノイ
ズで加振して、他方の表面パネル１中央から３０ｃｍ離
れた位置での放射音レベルを測定する実験を行っている
のである。

【００４２】また、比較例としては、複合化粒子３の層
に代えて、同じ厚み３０ｍｍのグラスウールを入れた防
音パネルを形成し、用いている。

【００４３】上記の防音パネルの遮音性能を比較する
と、１Ｎの加振力を与えた実験では、比較例の防音パネ
ルよりも、第一ないし第三の実施の形態のものでは、オ
ールパスで５〜１０ｄＢ透過損失が向上していることが
確認されている。また複合化粒子３の層と同じ面重量
（第一の実施の形態の防音パネルでは９kg/m² 、同様に
第二のものでは１０５kg/m²、第三のものでは１２kg/m
²である。）の軟質系塩ビシートを表面パネル１の内側
に貼設した比較例のものと比較すると、第一ないし第三
の実施の形態のものでは、オールパスでそれぞれ約２〜
４ｄＢ透過損失が向上していることが確認されている。

【００４４】

【発明の効果】請求項１記載の防音パネルでは、低周波
領域の表面パネルの振動およびこの表面パネルを伝搬す
る振動を、複合化粒子の層による吸振効果で吸収するこ
とが可能である。さらに、複合化粒子の層の優れた吸音
作用により、防音パネル内部を伝搬する低周波領域の空
気伝搬音を低減できる。

【００４５】したがって防音パネルからの低周波領域の
放射音が小さくなり、低周波領域において十分な遮音性
能が確保された防音パネルとなっている。

【００４６】また、この防音パネルに用いられる複合化
粒子は、比較的軽量であって、軽量な防音パネルが形成
されている。さらに、遮音性能が高いことから、防音パ
ネルの薄型化も可能である。

【００４７】請求項２に記載の防音パネルは、粉体粒子
が振動できる範囲で、かつ微小繊維体のバネ作用が発現
できる状態で、バインダーにより複合化粒子の層の形状
が保持されている。したがって、防音パネルとして低周
波領域において十分な遮音性能が確保できるだけでな
く、重力や振動による複合化粒子の偏在が起こらず、使
用中の特性変化を防ぎ、安定した性能を長期間維持でき
るものになっている。

【００４８】請求項３に記載の防音パネルは、形状を保
持した複合化粒子の層を表面パネル内壁に接着保持させ
ている。したがって、防音パネルとして低周波領域にお
いて十分な遮音性能が確保できるとともに使用中の特性
変化を低減できるだけでなく、同時に、大きな固体加振
や音響加振を受ける部位に施工される場合、または間仕
切り用などのように垂直方向に設けられる場合であって
も、複合化粒子の層と表面パネル内壁との弾性的連結が
保持されるので、防音パネルの遮音性能を十分に安定し
て発揮することができるものになっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態における防音パネル
を示す概略断面図である。

【図２】同上の防音パネルに用いられる複合化粒子を概
念的に示す説明図である。

【図３】同上の防音パネルに用いられる複合化粒子の外
観を示す模式図である。

【図４】第二の実施の形態における防音パネルに用いら
れる複合化粒子を概念的に示す説明図である。

【図５】第三の実施の形態における防音パネルに用いら
れる複合化粒子を概念的に示す説明図である。

【図６】本発明の防音パネルのモデル図である。

【図７】従来例の防音パネルを示す概略断面図である。

【図８】従来例の防音パネルを示す概略断面図である。

【符号の説明】

１表面パネル３複合化粒子４粉体粒子５微小繊維体６バインダー 11 枠材 21 多孔質吸音材 22 軟質系塩ビシート

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【手続補正書】

【提出日】平成９年１月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】ｆｒ= 0.25ｔ ^-1 （Ｅ/ ρ）0.5 この式から、低減させたい空気伝搬音の低周波領域の周
波数に、複合化粒子３の吸音のピーク周波数が一致する
ように、複合化粒子３の層のかさ密度ρ、ヤング率Ｅを
設定すれば、防音パネル内部を伝搬する低周波領域の空
気伝搬音が低減されることがわかる。すなわち、複合化
粒子３における粉体粒子４および微小繊維体５を、吸音
のピーク周波数が低周波領域になるように、適切に選択
すればよいのである。この結果、空気伝搬音によって加
振を受ける音響放射面の表面パネル１の振動も低減され
るので、この表面パネル１からの放射音が小さくなり、
防音パネルとしての遮音性能が向上する。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４３】上記の防音パネルの遮音性能を比較する
と、１Ｎの加振力を与えた実験では、比較例の防音パネ
ルよりも、第一ないし第三の実施の形態のものでは、オ
ールパスで５〜１０ｄＢ透過損失が向上していることが
確認されている。また複合化粒子３の層と同じ面重量
（第一の実施の形態の防音パネルでは９kg/m²、同様に
第二のものでは１０．５kg/m²、第三のものでは１２kg
/m²である。）の軟質系塩ビシートを表面パネル１の内
側に貼設した比較例のものと比較すると、第一ないし第
三の実施の形態のものでは、オールパスでそれぞれ約２
〜４ｄＢ透過損失が向上していることが確認されてい
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】二枚の表面パネルを対向配置させて成る
二重パネル構造の防音パネルにおいて、平均粒径が１０
〜１０００μｍの粉体粒子の表面に微小繊維体をバイン
ダーで接着させて複合化粒子を形成し、この複合化粒子
を二枚の表面パネルの間に充填して成ることを特徴とす
る防音パネル。
【請求項２】複合化粒子を微小繊維体の部分で、互い
にバインダーによって接着して成ることを特徴とする請
求項１記載の防音パネル。
【請求項３】少なくとも一方の表面パネルの内壁面
に、複合化粒子を微小繊維体の部分で、バインダーによ
って接着して成ることを特徴とする請求項２記載の防音
パネル。