KR20140027984A - 흡음재 적층 구조 - Google Patents

Abstract

흡음재와 타부재와의 적층하여 일체화에 있어서, 중첩된 흡음재와 타부재의 경계에서, 설계 의도에 반한 음의 반사가 생기지 않도록 하고, 또한 흡음재에서의 음의 흡수가 적절히 발생하도록 하여, 음장 조정의 기능을 유효하게 발휘하게 하는 흡음재 적층 구조이다. 흡음재나 다른 부재를 적층 상태로 하는 경우에, 다음에, 점착 성능을 발현하는 점착제를 이용하여 접착되고, 흡음재나 다른 부재를 적층한 상태에서, 흡음재나 타부재의 사이에 개재하는 점착제를 경화시키지 않고 이들을 일체화시키므로, 이 경화되지 않은 점착제가 음의 반사 부분으로는 되지 않는 동시에, 점착재로 일체화한 적층 구조의 각 층끼리는 과잉으로 구속되지 않고, 음의 진동에 기초한 각 층 사이의 변위나 변형을 허용할 수 있어, 각 층의 경계 부분에서 적당히 음이 통과되므로, 적층체 전체로서 음의 흡수와 반사를 적절히 조합시켜 적절한 특성을 얻을 수 있다.

Description

흡음재 적층 구조{LAMINATE STRUCTURE OF SOUND-ABSORBING MATERIAL}

본 발명은, 흡음재(吸音材)를 포함하는 복수의 재료를, 흡음재와 다른 적층재와의 경계면 부분에서, 적어도 음의 일부를 통과시키는 상태를 유지하면서, 적층하여 일체화하는 흡음재 적층 구조에 관한 것이다.

일반적인 건물이나 가옥에서의 룸의 실내 공간은, 통상, 음의 반사에 대하여 특히 배려, 대책이 행해져 있지 않아, 이러한 실내 공간에서, 악기 연주자가 연주의 연습을 행하거나, 거주자가 음악을 듣거나 하는 경우, 실내 공간에서 특유의 음의 반사가 생겨, 반사음이 악기나 음향 기기로부터 실제로 나온 음과 뒤섞여 일체로 된 상태로, 사람의 귀에 들어가게 된다.

그러므로, 실내의 사람은 본래 구하는 음을 듣지 못하는 경우가 많고, 이러한 상황을 개선하여 음에 대한 불만을 해소하기 위해, 종래부터 다양한 연구가 행해져 왔다.

이와 같은 불필요한 음의 반사에 대한 가장 일반적인 대책으로서는, 좁은 룸의 실내 공간에서 특유한 음의 반사가 생기는 것을 억제하기 위해, 실내의 천정이나 벽의 전방에, 음을 반사하지 않고 흡수하는 효과가 있는 물체를 설치하고, 악기 등의 음원으로부터 발생한 음의 일부 또는 전부를 흡수시켜, 음의 불필요한 반사를 억제하는 것이, 종래부터 행해지고 있었다.

이러한 종래의 음을 흡수하는 용도에 이용되고 있었던 흡음재의 일례로서, 일본공개특허 평10-254452호 공보나, 일본공개특허 평11-3082호 공보, 일본공개특허 제2001-207366호 공보, 일본공개특허 제2006-30965호 공보, 및 일본공개특허 제2009-287143호 공보에 개시된 것이 있다.

일본공개특허 평10-254452호 공보 일본공개특허 평11-3082호 공보 일본공개특허 제2001-207366호 공보 일본공개특허 제2006-30965호 공보 일본공개특허 제2009-287143호 공보

종래의 흡음재는, 상기 각 특허 문헌에 개시되어 있지만, 이러한 흡음재를 사용하는 경우, 통상은, 단독의 흡음재에서는 흡수 가능한 음의 주파수 범위가 한정되는 것에 기초하여, 상이한 주파수 범위의 음을 흡수하는 복수의 시트형의 흡음재를 중첩하여 조합시키고, 넓은 주파수 범위에 걸친 흡음에 대응시키거나 펠트(felt) 등의 단독으로는 취급성이 뒤떨어지는 흡음재를 수지제의 시트나 판 등의 기재(基材), 또는 천제의 커버와 조합시켜 취급의 용이한 상태로 하거나 하는 등, 흡음재를 포함하는 복수 부재의 적층하여 일체화를 거쳐, 시트나 패널의 형태를 채용하는 적층 흡음체로서 사용되는 경우가 많았다.

이러한 흡음재 등의 부재를 간단하고 용이하게 적층 일체로 하는 방법으로서는, 일반적으로 접착제가 사용되고 있고, 흡음재를 다른 흡음재나 지지재에 접착제로 접착하는 경우, 각 층 사이의 접착제가 경화되어 흡음재와 접착 대상물을 고정 일체화시키게 되므로, 일체의 적층 흡음체로서의 안정성은 충분히 확보된다.

한편, 최근에는 단순한 흡음에 머물지 않고, 흡음 상태와 반사 상태를 적당히 조절하고, 불필요한 음의 반사는 억제하면서, 악기의 베이스음에 대한 배음(倍音) 성분 등, 바람직한 반사음 성분에 대하여는, 흡음에 의한 시간 지연 등의 효과를 가미하면서 반사를 허용함으로써, 예를 들면, 좁은 공간에서도 넓은 공간과 같은 음향 특성을 부여 가능하도록 하는, 음장 조정(音場調整; sound field adjustment)[조음(調音); articulation]의 구성이 제안되어 있다.

이 음장 조정에 있어서도, 흡음의 면에서, 사람의 청각에 대응하는 넓은 주파수 범위에서 흡음 성능을 발휘하거나, 취급을 용이하게 하거나 하기 위해, 흡음재와 타부재와를 적층한 적층체를 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 흡음재를 접착하여 적층한 경우, 경화된 접착제를 중심으로 하는 각 층 사이의 접착 부분 전체가 강(剛) 구조로 됨으로써, 이 접착 부분이, 음에 대하여 일종의 벽으로서 작용하는 상태로 된다.

그러므로, 음을 각 층 사이의 접착 부분에서 거의 통과시키지 않고 반사시켜 버리게 되어, 설계 단계에서의 상정(想定)과 달리, 접착 부분에서 음의 불필요한 성분이 반사되어 반사음에 잡음이 포함되거나, 본래는 통과하여 돌아와야할 바람직한 반사음 성분이 접착 부분에서 통과가 저지되어 반사음에 나타나지 않는 상태로 되거나 하는 등, 적절한 음장 조정에 적층체를 대응시킬 수 없다는 문제점을 가지고 있었다.

또한, 접착제는, 흡음재의 표면을 받아들인 형태로 경화되므로, 흡음재에서의 음의 흡수에도 악영향을 주게 되어, 흡음재로 음을 적당히 흡수시키는 상태를 얻을 수 없는, 즉 본래 상정하고 있었던 각각의 흡음재로 음을 통과시키면서 감쇠시키는 흡음의 효과를 적절히 발휘하게 할 수 없는 만큼, 적층체로부터의 반사음이 잡음 등 본래 흡수될 성분을 포함하거나 각 주파수마다 반사음의 레벨이 크게 어긋나거나 하여, 역시 음장 조정에 적합하지 않은 적층체로 되어 버린다는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은, 상기 문제점을 해소하기 위해 행해진 것이며, 흡음재와 타부재와의 적층하여 일체화에 있어서, 중첩된 흡음재와 타부재와의 경계에서, 설계 의도에 반한 음의 반사가 생기지 않도록 하고, 또한 흡음재에서의 음의 흡수가 적절히 발생하도록 하여, 얻어지는 적층체 전체에서 음의 반사와 흡수의 밸런스를 확보하고, 음장 조정의 기능을 유효하게 발휘하게 하여 흡음재 적층 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 흡음재 적층 구조는, 하나 또는 복수의 흡음재와 하나 또는 복수의 중간 개재물(介在物) 및/또는 표면의 커버체를 적층하여 일체화한 흡음재의 적층 구조에 있어서, 상기 중간 개재물이, 가요성(可撓性)을 가지는 시트형, 또는 유연하지 않은 박판형(薄板形)으로 이루어지고, 다공질의 대략 판상체로 이루어지는 복수의 흡음재와, 상기 중간 개재물이, 상기 흡음재와 중간 개재물 중 어느 한쪽 또는 양쪽에, 액상(液狀)으로 점착성(粘着性)을 발현(發現)하고 있지 않은 점착제 조성물을 도포한 후, 흡음재 사이에 중간 개재물을 위치시켜 적층되고, 도포된 상기 점착제 조성물은, 점착성을 발현하여 본래의 점착제로 된 상태로 변화되고, 상기 점착제가, 상기 흡음재와 중간 개재물의 각각에 점착되어, 흡음재와 중간 개재물을 일체화시키는 것이다.

이와 같이, 본 발명에 있어서는, 흡음재나 다른 부재를 적층 상태로 하는 경우에, 다음에 점착 성능을 발현하는 점착제를 이용하여 접착되고, 흡음재나 다른 부재를 적층한 상태에서, 흡음재나 타부재의 사이에 개재(介在)하는 점착제가 경화되지 않고, 흡음재와 타부재를 일체로 되는 것에 의해, 적층 구조를 이루는 흡음재는 점착제를 통하여 다른 흡음재나 타부재와 일체화한 상태로 되지만, 점착제는 흡음재의 표면에서 점착 상태를 유지하고, 이 경화되지 않은 점착제가 음의 반사 부분으로는 되지 않는 동시에, 점착재로 일체화한 적층 구조의 각 층끼리는 과잉으로 구속되지 않고, 취급 상태에서의 일체성을 확실하게 유지하면서, 음의 진동에 기초한 각 층 사이의 변위나 변형을 허용할 수 있어, 이 변형이나 변위가 허용되는 각 층의 경계 부분에서 적당히 음이 통과되고, 또한 이 경계 부분에 면하는 흡음재로 음을 흡수하는 효과를 문제없이 발휘하게 하여, 적층체 전체로서 음의 흡수와 반사를 적절히 조합시켜 적절한 특성을 얻을 수 있어, 음장 조정을 확실하게 행할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 흡음재 적층 구조는 필요에 따라, 상기 중간 개재물이, 상기 흡음재에 비해 극히 얇게 형성되고, 또한 중간 개재물의 두께와 비교하여 개구 치수가 크고, 중간 개재물을 협지(sandwich)하는 흡음재끼리의 직접 접촉을 초래하는 관통공을, 소정 간격으로 다수 천설(穿設)되어 이루어지고, 적층 상태로 상기 중간 개재물의 구멍 위치에 중첩되는 흡음재 표면부에도, 점착제 조성물이 형성되고, 적층 상태에서의 중간 개재물의 각 구멍 위치에서, 흡음재끼리가 점착제에 의해 접착하여 일체화되는 것이다.

이와 같이 본 발명에 있어서는, 중간 개재물에 개구 치수가 큰 관통공이 천설되고, 이 중간 개재물의 구멍 부분에서 흡음재가 직접 접착되는 상황에서도, 점착제가 경화되지 않고 흡음재끼리가 일체로 되는 것에 의해, 흡음재끼리의 경계에서 음을 반사시키는 경질 부분이 생기게 하지 않고, 음을 통과시키는 상태를 유지할 수 있는 동시에, 구멍 부분에서의 흡음재의 한쪽에 대한 다른 쪽의 변형이나 변위를 점착제가 저해하지 않고, 흡음재에 의한 음의 흡수도 문제없이 기능하고, 그리고, 특히, 구멍에 의한 중간 개재물에서의 음의 통과, 반사 상태를 조정하는 기능을 저해하지 않고 충분히 발휘하게 하여, 적층체 전체의 음장 조정 상태를 적절히 설정할 수 있다. 또한, 흡음재 표면에 대하여 점착제 조성물을 코팅하는 경우에는, 중간 개재물의 구멍 부분에서 흡음재끼리가 점착제로 접착되어도 문제가 생기지 않으므로, 중간 개재물의 구멍에 해당하는 위치를 피하지 않고 점착제 조성물을 일면에 형성할 수 있어, 점착제의 코팅 공정을 간략화하여 작업 능률을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 흡음재 적층 구조는 필요에 따라, 상기 흡음재가, 펠트이며, 상기 점착제가, 외부로부터 가해지는, 흡음재를 이루는 섬유 소재끼리의 결합을 해제하여 흡음재의 일부가 박리되는 것을 할 수 있는 최소의 당겨벗김력(peeling intensity)에 대하여, 흡음재와의 점착 일체화 상태를 유지 가능한 크기로 되는 점착력을 가지는 것이다.

이와 같이 본 발명에 있어서는, 흡음재인 펠트를 이루는 섬유 소재끼리의 결합, 즉 펠트 자체의 일체성을 유지하기 위한 결합을 해제할 수 있는 것과 같은 크기이며, 외부로부터 가해지는 당겨벗김력에 대해서도, 펠트에 점착하는 상태를 유지할 수 있는 점착력을 점착제가 발휘하여, 펠트와 타부재를 접착 일체화함으로써, 적층 상태로 외부로부터 가해지는 당겨벗김력이 커져서, 흡음재의 펠트가 일부 박리되어 파괴되는 것과 같은 상황에서도, 적층의 파괴가 점착제를 기점(基点)으로 하여 생기지 않고, 점착에 의한 일체화는 유지되고, 적어도 펠트의 점착제 부착 부분에 대하여 펠트의 타부분이 박리되어 펠트가 파괴될 때까지, 점착제가 충분한 점착 강도로 펠트와 타부재와의 일체화 상태를 유지할 수 있어, 통상은 흡음재가 파괴될 정도의 힘이 외부로부터 가해지는 상황은 생각하기 어려우므로, 점착제의 점착력으로 적층체 전체로서 적절하고 또한 충분한 강도를 확보할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 흡음재 적층 구조는 필요에 따라, 상기 흡음재와 중간 개재물과의 적층에 있어서, 중간 개재물 측에 액상의 점착제 조성물을 도포하여, 점착제 조성물을 흡음재에 침투시키지 않고, 점착성을 발현한 점착제를, 흡음재에서의 다공질 구조의 최외측 부분에만 존재시키는 상태에서, 적층한 흡음재와 중간 개재물과의 사이에 개재시키는 것이다.

이와 같이 본 발명에 있어서는, 흡음재와 중간 개재물을 적층 상태로 하는 경우에, 점착 성능을 발현하고 있지 않은 액상의 점착제 조성물을 중간 개재물 측에 도포하여, 흡음재에 점착제 조성물을 침투시키지 않도록 하고, 적층한 경우에 흡음재의 최외측 부분에만 점착제가 존재하는 상태로 하여, 흡음재와 중간 개재물이 점착 일체로 되는 것에 의해, 흡음재는 점착제를 통하여 중간 개재물과 일체화한 상태로 되지만, 점착제는 흡음재의 최외측 부분에서 점착 상태를 유지하면서 존재하여, 점착재에 의한 흡음재의 구속을 필요 최소한에 그칠 수 있어, 음의 진동에 기초한 흡음재의 변위나 변형의 자유도를 더욱 한층 높일 수 있고, 취급 상태에서의 흡음재와 중간 개재물과의 일체성을 확실하게 유지하면서, 흡음재에서의 중간 개재물에 면하는 부분에서도 음을 흡수하는 효과를 무리없이 발휘하게 하여, 적층체 전체로서의 음의 흡수에 관한 특성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 관한 흡음재 적층 구조의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시형태에 관한 흡음재 적층 구조에서의 펠트와 중간 개재물과의 경계 부분의 확대 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시형태에 관한 흡음재 적층 구조의 다른 예의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 흡음재 적층 구조에서 사용하는 점착제에 의해 접착한 펠트의 당겨벗김력을 가하기 시작한 상태를 나타낸 설명도이다.
도 5는 본 발명의 흡음재 적층 구조에서 사용하는 점착제에 의해 접착한 펠트의 당겨벗김력에 의한 파괴 상태를 나타낸 설명도이다.
도 6은 다른 점착제에 의해 접착한 펠트의 당겨벗김력을 가하기 시작한 상태를 나타낸 설명도이다.
도 7은 다른 점착제에 의해 접착한 펠트의 당겨벗김력에 의한 박리 상태를 나타낸 설명도이다.
도 8은 본 발명의 흡음재 적층 구조에서 사용하는 점착제를 통하여 적층한 적층체에 의해 반사된, 80Hz 및 250Hz의 베이스음에 대한 각각의 반사음의 주파수 성분을 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 흡음재 적층 구조에서 사용하는 점착제를 통하여 적층한 적층체에 의해 반사된, 400Hz 및 2000Hz의 베이스음에 대한 각각의 반사음의 주파수 성분을 나타낸 그래프이다.
도 10은 다른 점착제를 통하여 적층한 적층체에 의해 반사된, 80Hz 및 250Hz의 베이스음에 대한 각각의 반사음의 주파수 성분을 나타낸 그래프이다.
도 11은 다른 점착제를 통하여 적층한 적층체에 의해 반사된, 400Hz 및 2000Hz의 베이스음에 대한 각각의 반사음의 주파수 성분을 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명의 일실시형태에 관한 흡음재 적층 구조를 상기 도 1 및 도 2에 기초하여 설명한다.

상기 각 도면에 있어서 본 실시형태에 관한 흡음재 적층 구조는, 상기 흡음재로서의 펠트(11, 12)와, 펠트(11, 12)의 사이에 개재시켜 설치되는 시트형의 중간 개재물(13)과, 펠트(11, 12)의 표면을 덮는 가요성 재료제의 커버체(14, 15)를 적층하여 일체화한 것이다.

상기 펠트(11, 12)는, 천연 섬유나 합성 섬유를 집합시켜 시트형으로 결합 일체화한, 공지의 가요성이 있는 다공질체이며, 두께 방향으로 근소하지만 압축 및 복원 가능한 탄성도 가지는 것이다.

이 펠트(11, 12)의 두께는, 예를 들면, 10㎜ 정도로 설정되지만, 이에 한정되지 않고, 재질이나 흡음재로서의 사용 상황에 대응한 두께를 적절히 선정할 수 있다. 또한, 펠트(11, 12)에 있어서는, 두께 방향의 전체를 일정한 구조로 할 필요는 없고, 두께 방향의 각 위치에서 밀도 등의 성질을 변화시켜, 한층 더 펠트로 흡수 가능한 음의 주파수 대역을 넓게 한 복합 구조로 해도 된다.

이 흡음재를 이루는 펠트(11, 12)는, 변형의 과정에서 내부의 섬유 소재 상호 간에 마찰 등이 생김으로써, 변형을 초래하는 외력의 에너지, 즉 음을 흡수할 수 있는 구성이다.

상기 중간 개재물(13)은, 가요성을 가지는 아주 얇은 대략 시트형체로서 형성되는 것이다. 이 중간 개재물(13)의 두께는, 흡음재인 펠트(11, 12)의 두께에 대하여 무시할 수 있을만큼 작은 값, 예를 들면, 0.1㎜ 정도로 설정되지만, 이에 한정되지 않고, 재질이나 중간 개재물로서의 사용 상황에 대응한 두께를 적절히 선정할 수 있다. 또한, 중간 개재물(13)에는, 그 두께에 대하여 개구 치수가 큰 관통공, 예를 들면, 두께 0.1㎜의 경우에 직경 25㎜의 원형의 구멍(13a)이, 전후 좌우로 소정 간격을 이루는 배치로 다수 천설되는 구성이다.

이 중간 개재물(13)과 펠트(11, 12)가 적층되고, 점착제를 사용하여 접착 일체화된다. 적층 상태에서는, 중간 개재물(13)의 각 구멍(13a) 위치에 있어서, 펠트(11, 12)는, 그 표면 거칠기나 요철(凹凸)의 크기가 중간 개재물(13)의 두께보다 큰 경우가 있는 것에 더하여, 펠트 자체의 탄성(부피성)에 의해, 구멍(13a)을 협지하여 설치되는 것끼리가 직접 접촉 가능하게 되어 있다(도 1 참조). 그러므로, 구멍(13a) 위치에서는, 직접 대향하는 펠트(11, 12)끼리가, 점착제로 그대로 접착되어 일체화되게 된다.

상기 커버체(14, 15)는, 천이나 탄성재제의 얇은 시트이며, 가요성을 가지고 각 펠트(11, 12)의 표면을 덮어 보호하는 동시에, 음을 통과시키거나 일부 반사시키거나 하는 기능을 구비하는 것이다.

상기 점착제(16)는, 점착성을 발현하고 있지 않고 취급이 용이한 액상의 점착제 조성물로서 보관, 저장되어, 접착되는 대상물로의 도포 후, 소정 시간이 경과하여 액분(液分)이 없어지면, 안정된 점착성을 발현하여 본래의 점착제로 된 상태로 이행, 변화하는 성질을 가지는 것이다. 예를 들면, 점착제로서 최종적으로 아크릴계 점착제를 얻는 경우, 점착제 조성물로서는 아크릴산 에스테르 공중합체의 수성 에멀젼을 사용하는 것으로 된다.

상기 점착재 조성물은, 펠트 등의 흡음재에 도포한 상태에서는, 흡음재에 침투하지 않고, 또한 흡음재 표면에 막을 만들지 않는 성질을 가지고, 흡음재에서의 다공질 구조의 최외측 부분에 존재하게 되어, 이 상태를 접착시킨 후에도 유지하면서, 흡음재와 중간 개재물과의 사이에 개재된다.

펠트(11, 12)와 중간 개재물(13)을 적층화시킬 때는, 펠트와 중간 개재물의 한쪽 또는 양쪽에, 액상으로 점착성을 발현하고 있지 않은 점착제 조성물을 도포한 상태에서, 펠트(11, 12) 사이에 중간 개재물(13)을 위치시켜 적층하면, 소정 시간 경과 후, 이들 펠트(11, 12)와 중간 개재물(13) 사이에서, 점착제 조성물이 점착성을 발현하여 본래의 점착제로 된 상태로 변화되고, 점착제를 통하여 펠트(11, 12)와 중간 개재물(13)이 일체화되게 된다. 그리고, 점착제는 최종적으로 발현하는 점착력이 강한 것을 사용하도록 하여, 펠트(11, 12)와 중간 개재물(13)을 적층할 때는 점착제 조성물을 중간 개재물(13) 측에만 도포하는 것이 바람직하다.

이 점착제(16)는, 펠트(11, 12)와 중간 개재물(13)과의 사이에 개재시켜 점착성을 발현한 상태에 있어서, 외부로부터 가해지는, 펠트(11, 12)를 구성하는 섬유 소재끼리의 결합을 해제하여 그 일부를 박리시킬 수 있는 최소의 당겨벗김력에 대하여, 펠트(11, 12)와의 점착 일체화 상태를 유지 가능한 크기로 되는 점착력을 가지게 된다.

일체화한 적층체(10)에 있어서, 펠트(11, 12)에 가해지는 외부로부터의 당겨벗김력에 대하여, 펠트 자체가 그 힘에 계속 견디지 못하고, 중간 개재물(13)에 부착된 부분으로부터 그 이외의 부분이 박리되어 분리되고, 적층체가 그 형태를 유지할 수 없게 되는 상황까지, 점착제(16)는 펠트(11, 12)와 중간 개재물(13)을 점착에 의해 일체화한 상태를 확실하게 유지할 수 있어, 적층체 전체로서 필요 충분한 강도를 확보할 수 있다.

펠트(11, 12)나 중간 개재물(13) 등의 적층 구조를 가지고 최종적으로 얻어지는 적층체(10)는, 악기 등의 음원에 대하여, 음을 듣는 대상자의 주위에서의 음의 불필요한 반사를 억제하려는 개소(箇所)에 설치됨으로써, 적층체(10)를 향해 음원으로부터 직진하도록 하는 음이나 천정이나 벽에서 반사된 음이 펠트(11, 12)에 의해 흡음되거나 중간 개재물(13)이나 커버체(14, 15)에 의해 일부 반사되게 되어, 직접 음 이외의 음의 대상자(80)로의 도달 상태를 크게 변화시키는 음장 조정이 행해지게 된다.

다음에, 본 실시형태에 관한 흡음재 적층 구조에서의 각 부재의 적층 공정에 대하여 설명한다. 먼저, 중간 개재물(13)의 한쪽 면에, 액상으로 점착성을 발현하고 있지 않은 점착제 조성물을 전체면에 걸쳐 도포한다. 전체면에 신속하게 도포한 후, 중간 개재물(13) 상의 도포제의 점착제 조성물의 액분이 일부 휘발되어 점도가 높아지기 전에, 이 점착제 조성물을 도포한 중간 개재물(13)에, 흡음재인 펠트(11)를 중첩하여 접착시킨다.

그리고, 중간 개재물(13)의 다른 쪽 면에도, 상기와 마찬가지로 점착제 조성물을 도포한다. 이 때, 중간 개재물(13)의 구멍(13a) 위치에 중첩되는 펠트(11)의 표면부에도, 점착제 조성물이 부착된 상태로 된다.

점착제 조성물을 도포한 후, 중간 개재물(13)에 대하여, 펠트(12)를 중첩하여 접착시킨다. 또한, 커버체(14, 15)에도 각각 점착제 조성물을 도포하고, 각 펠트(11, 12)의 표면에 커버체(14, 15)를 접착시킨다. 이 후, 점착제 조성물의 액분이 휘발되어, 점착성을 발현한 점착제의 본래의 상태로 이행하면, 점착제(16)를 협지하는 각 부재가 점착에 의해 용이하게 분리되지 않는 일체화 상태로 되어, 적층체(10)로서 완성된다. 이 적층 상태에서의 중간 개재물(13)의 각 구멍(13a) 위치에서는, 중간 개재물(13)을 협지하는 배치의 펠트(11, 12)끼리가, 점착제로 접착된 상태로 되어 있다.

그리고, 중간 개재물(13)의 다른 쪽 면에도 마찬가지로 점착제 조성물을 도포하고, 펠트(12)를 중첩하여 접착시키고, 점착제 조성물을 점착제로 이행시킨다.

또한, 커버체(14, 15)에도 각각 점착제 조성물을 도포하고, 각 펠트(11, 12)의 표면에 커버체(14, 15)를 접착시키고, 점착제 조성물을 점착제로 이행시키면, 적층체(10)로서 완성 상태로 된다.

이어서, 적층에 의해 얻어진 적층체의 사용 상태에 대하여 설명한다. 적층체(10)는, 음의 불필요한 반사를 억제하려는 바닥이나 천정, 벽의 실내 공간 측에 설치된다. 강도적으로 약한 펠트(11, 12)를 타부재와 적층하여 일체화하고 있고, 또한 표면은 커버체(14, 15)로 덮혀져 있으므로, 설치에 있어서 취급에 문제는 없어, 용이하게 설치할 수 있다.

이 적층체(10)를 설치한 상태에서, 연주자가 악기를 연주하는 등, 음원으로부터 음을 출력하면, 발생한 음은 주위로 확산되고, 본래는 실내 공간의 천정이나 벽 등에서 반사되어야할 음은, 설치한 적층체(10)에 도달한다.

이 적층체(10)에 음이 도달한 경우, 먼저 커버체(14)의 표면에서 일부의 주파수 대역의 음이 반사되고, 나머지의 음이 커버체(14)를 통과한다. 이 커버체(14)를 통과한 음은 그 내측의 펠트(11)에 도달하고, 펠트(11)에 의해 일부의 음이 흡수된다. 또한, 펠트(11)과 중간 개재물(13)을 접착시킨 점착제 부분에서는, 점착제(16)는 경화되어 있지 않고, 점착제(16)는 양자의 변형을 허용하여 인접하는 각각의 부위를 과잉으로 구속하지 않고, 또한 음의 통과를 저해하여 음을 반사시켜 버리지 않으므로, 펠트(11)를 통과한 음은 점착제 부분을 통하여 중간 개재물(13)에 도달한다.

중간 개재물(13)의 표면에서는, 중간 개재물(13)의 성질에 따른 설계 의도 대로의 음의 일부 반사가 생기는 한편, 음의 반사되지 않았던 나머지의 성분이 중간 개재물(13)을 통과하여 반대면에 도달한다.

그리고, 중간 개재물(13)의 다른 쪽 면에서도 점착제는 경화되어 있지 않고, 중간 개재물(13)과 펠트(12)의 음에 의한 변형을 허용하는 것에 더하여, 음을 반사시키는 것도 아니기 때문에, 음은 펠트(12) 측에 도달하게 된다.

또한, 중간 개재물(13)에서의 구멍(13a) 부분에 있어서도, 이 구멍(13a) 부분에서 펠트(11, 12)끼리를 직접 접합시키는 점착제(16)가 경화되지 않고 펠트(11, 12)끼리를 일체화시킴으로써, 펠트끼리의 경계에서 음을 반사시키지 않고, 음을 통과시키는 동시에, 구멍(13a) 부분에 면하는 펠트(11, 12)에 의한 음의 흡수도 문제없이 기능하고, 이러한 구멍(13a)에 의한 중간 개재물(13)에서의 음의 통과, 반사 상태를 조정하는 기능이 충분히 발휘되게 된다.

음은 펠트(12)를 통과할 때 다시 흡수, 감쇠되고, 음이 입사한 측과는 반대측의 커버체(15)에 도달하고, 일부는 통과하여 외부에 도달하고, 나머지는 반사하여 펠트(12)로 돌아온다. 외부에 도달한 음은, 적층체(10)의 후방에 위치하는 천정이나 벽에서 반사하고, 반사음의 일부가 다시 적층체의 커버체(15)의 표면에 도달하고, 그 일부가 커버체(15)를 통과하여 펠트(12)에 도달하게 된다.

중간 개재물(13)이나 커버체(15)에서의 각각의 반사음이나, 적층체(10)를 일단 나와 외부로부터 다시 적층체(10)로 돌아온 반사음은, 상기와 반대의 경로를 통과하는 사이에 다시 흡수, 감쇠되게 된다. 최종적으로 적층체 전방측으로 돌아온 음은, 일부가 커버재(14)를 통과하여, 매우 근소한 반사음으로서 실내 공간 내의 사람, 즉 음원으로부터의 음을 듣는 사람에게 적합하게 된다.

이와 같이 하여, 적층체에 의해 흡음되지 않았던 매우 근소한 일부의 음이 반사음으로서 음의 에너지를 크게 감쇠(減衰)시키고, 또한 일부에 시간 지연이 생긴 상태로 사람에게 도달하고, 음원으로부터의 직접 음과 함께 이들 반사음을 사람이 듣게 된다.

이 음의 에너지를 크게 감쇠시킨 반사음이, 직접 음과 함께 사람에 도달하는 상태는, 마치 넓은 홀 내에서 음원으로부터 음을 내고, 그 음의 일부가 천정이나 벽 등과 같은 먼 곳의 반사면에서 반사되어 사람에 도달하는 상태와 동일한 것으로 된다.

이로써, 일반적인 실내 공간에서의, 사람에게 가까운 천정이나 벽으로부터의 잡음 등을 포함하는 큰 레벨의 반사음에 기초한 음장감(音場感)을, 천정이나 벽이 사람으로부터 충분히 멀어지고, 잡음 등이 반사음에 거의 포함되지 않은 홀 등의 일반적인 룸보다 상당히 넓은 공간에 극히 가까운 음장감 대신에, 사람에게 줄 수가 있어, 적절한 음장감의 생성으로 사람의 음을 듣는 환경의 대폭적인 개선이 도모되게 된다.

이와 같이, 본 실시형태에 관한 흡음재 적층 구조는, 펠트(11, 12)나 중간 개재물(13) 등을 적층 상태로 하는 경우에, 다음에, 점착 성능을 발현하는 점착제(16)를 이용하여 접착시키고, 펠트(11, 12)나 중간 개재물(13) 등을 적층한 상태에서, 이들 사이에 개재하는 점착제(16)가 경화되지 않고, 펠트(11, 12)와 중간 개재물(13) 등을 일체화시키므로, 적층 구조를 이루는 펠트(11, 12)는 점착제(16)를 통하여 중간 개재물(13) 등과 일체화한 상태로 되지만, 점착제(16)는 펠트(11, 12)의 표면에서 점착 상태를 유지하고, 이 경화되지 않은 점착제(16)가 음의 반사 부분으로는 되지 않는 동시에, 점착제(16)와 일체화한 적층 구조의 각 층끼리는 과잉으로 구속되지 않아, 취급 상태에서의 일체성을 확실하게 유지하면서, 음의 진동에 기초한 각 층 사이의 변위나 변형을 허용할 수 있어, 이 변형이나 변위가 허용되는 각 층의 경계 부분에서 적당히 음이 통과되고, 또한 이 경계 부분에 면하는 펠트(11, 12)에 의해 음을 흡수하는 효과를 문제없이 발휘하게 하여, 적층체(10) 전체로서 음의 흡수와 반사를 적절히 조합시켜 적절한 특성을 얻을 수 있어, 음장 조정을 확실하게 행할 수 있다.

그리고, 상기 실시형태에 관한 흡음재 적층 구조에 있어서, 중간 개재물(13)은, 그 두께에 대하여 개구 치수가 큰 관통공이 다수 천설되는 구성으로 하고 있지만, 이에 한정되지 않고, 중간 개재물에서의 음의 통과보다 음의 반사를 중시하는 경우에는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 중간 개재물(17)에 구멍을 형성하지 않는 구성으로 할 수도 있어, 적층체 전체로서 원하는 음의 반사 특성을 얻어, 용도에 따른 음장 조정을 행할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에 관한 흡음재 적층 구조에 있어서, 중간 개재물(13)은, 가요성을 가지는 시트형으로 되는 구성으로 하고 있지만, 이에 한정되지 않고, 중간 개재물을 유연하지 않은 박판형으로 형성하는 구성으로 할 수도 있어, 적층체의 상태에서 쉽게 변형되지 않도록 하여, 적층체가 쉽게 변형되지 않는 패널로서 취급하고, 패널 설치 시에 벽 등에 기대어 세워놓을 수가 있고, 또한 기대어 세워놓은 상태를 그대로 유지할 수 있는 등, 용도에 따라서는 그 취급을 더욱 용이하게 할 수 있다.

그리고, 상기 실시형태에 관한 흡음재 적층 구조에 있어서는, 대상자로서의 연주자의 연주하는 악기가 음원인 경우에, 이 악기로부터 발하는 음의 실내 공간에서의 반사음이 연주자에게 도달하는 상태를 흡음체로 변화시켜, 연주자의 음장감을 조정하고, 연주자가 실연장과 마찬가지의 음장감을 가지면서 연주의 연습을 행할 수 있도록 하는 구성으로 하고 있지만, 이에 한정되지 않고, 연주자나 가창자가 아닌 대상자로부터 이격된 위치의, 악기나 가창자 자체는 아닌 음원에 대하여, 대상자 근방에 설치되어, 실내 공간에서의 반사음이 대상자에게 도달하는 상태를 변화시켜, 대상자의 음장감을 조정하는 구성으로 할 수도 있어, 본 장치를 사용함으로써, 연주자나 가창자가 아닌 대상자가, 예를 들면, 룸에 있으면서 홀 등에 가까운 음장감을 얻으면서, 다른 사람의 연주·가창이나 스피커로부터 출력되는 음성을 듣는 것도 가능하다.

[실시예]

본 발명의 흡음재 적층 구조가, 점착제를 사용한 적층하여 일체화에 의해, 사용할 만할 수 있는 충분한 강도를 얻고 있는지 확인하는 동시에, 실제로 본 발명의 흡음재 적층 구조를 사용한 적층체를 음장 조정을 위해 사용하고, 음원으로부터 발해진 음을 받아 적층체로 생긴 반사음에 대하여 측정 평가를 실시한 결과에 대하여 설명한다.

먼저, 흡음재로서의 펠트를 타부재에 점착제를 사용하여 접착시키고, 펠트에 당겨벗김력을 가한 경우의, 펠트와 타부재와의 점착 일체화 상태의 변화를 관찰하여, 적층 상태의 유지에 관한 점착제의 점착력에 대하여 평가했다.

사용한 점착제는, 점착성을 발현한 상태에서의 점착력이 강한 것과 약한 2종류이며, 모두, 점착성을 발현하고 있지 않은 액상의 점착제 조성물 상태로부터, 액분의 휘발에 의해 점착성을 발현하여 본래의 점착제로 된 상태로 변화하는 성질을 가지는, 아크릴계 점착제이다.

흡음재인 펠트와 적층 상태로 하는 타부재로서 판을 사용하고, 상기 2종류의 점착제 각각의 경우에 대하여, 판 표면에 액상으로 점착성을 발현하고 있지 않은 점착제 조성물을 도포하고, 도포된 점착제 조성물이 일부 점착성을 발현한 상태로 변화하고나서, 펠트를 판에 적층한다. 그 후 충분한 시간이 경과하고, 점착제 조성물이 완전히 점착성을 발현하여 본래의 점착제로 이행하고, 이 점착제가 펠트와 판의 각각에 점착되어 이들을 일체로 하고 있는 것으로 볼 수 있는 상태로 되고나서, 손으로 펠트에 판으로부터 당겨벗기려고 하는 당겨벗김력을 가한다.

점착력이 강한 점착제를 사용하여 적층한 펠트에 당겨벗김력을 가한 상황을 도 4, 도 5에, 점착력이 약한 점착제를 사용하여 적층한 펠트에 당겨벗김력을 가한 상황을 도 6, 도 7에 각각 나타낸다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 점착력이 강한 점착제를 사용한 경우, 펠트에 당겨벗김력을 가하면, 펠트의 손으로 뺀 부분이, 펠트의 판에 부착된 부분으로부터 박리되어 펠트가 일부 분리되는 상태로 되어 있다. 펠트의 분리된 한쪽은 판에 부착된 채이므로, 펠트 자체의 섬유 소재끼리의 결합을 해제하는 것과 같은 당겨벗김력을 받아도, 점착제는 그것을 상회하는 점착력으로 펠트와 판을 일체화시키고 있는 것은 명백하다. 전체의 적층체로서는, 펠트가 그 형태를 손상되지 않는 범위에서 취급되는 것이 보통이므로, 이 점착제를 사용한 적층은 충분한 강도를 가지고 있다고 할 수 있다.

한편, 도 7에 나타낸 바와 같이, 점착력이 약한 점착제를 사용한 경우, 펠트에 당겨벗김력을 가하면, 펠트가 판으로부터 벗겨지는 상태로 되어 있다. 이것은, 펠트 자체의 섬유 소재끼리의 결합을 해제하는데는 이르지 않는 당겨벗김력에서도, 이 점착제의 점착력은 이에 저항하지 못하고, 펠트와 판과의 일체화를 유지할 수 없는 것을 나타내고 있다. 따라서, 이 점착제를 사용하는 경우, 전체의 적층체는, 외부로부터 가해지는 힘이 충분히 작은 상황에서만 사용 가능해진다.

이어서, 본 발명의 흡음재 적층 구조를 가지는 적층체를, 시험용의 실내 공간에 적절히 배치한 후, 음원으로부터 음을 발한 경우에서의, 적층체로부터의 반사음의 각 주파수마다에서의 음압 레벨을 측정하였다. 적층체는, 상기 점착력이 강한 점착제를 사용한 경우와, 점착력이 약한 점착제를 사용한 경우의 각각에 대하여, 마찬가지로 공간 내에 설치하여 측정하였다.

어느 경우에도, 적층체는, 극히 얇은 시트형의 중간 개재물을 협지하여 흡음재로서의 펠트를 배치하고, 또한 펠트의 표면을 덮는 커버체로서, 한쪽은 천을, 다른 쪽은 EVA 수지제 시트를 각각 배치하고, 각 층 사이에 점착제를 개재시켜, 적층하여 일체화한 것이며, 그 크기는 약 900㎜×1800㎜, 두께는 약 21㎜로 되어 있다.

단, 상기 점착력이 강한 점착제를 사용한 경우에는, 적층 시에서의 흡음재인 펠트와 타부재와의 접착에 의해, 액상의 점착제 조성물을 중간 개재물이나 각각의 커버체의 측에만 도포한 후, 이들을 흡음재와 접합시켜 적층 상태로 하고 있다. 이에 대하여, 상기 점착력이 약한 점착제를 사용한 경우에는, 적층 시에서의 펠트와 타부재와의 접착에 의해, 액상의 점착제 조성물을 중간 개재물이나 각각의 커버체의 측뿐아니라 펠트 표면에도 도포한 후, 이들을 적층 상태로 하여, 각 층 사이에 개재하는 점착제의 점착력을 더욱 확실하게 생기게 하도록 하고 있다.

측정에 있어서 음원은, 공간의 대략 중앙에, 적층체는 벽면을 따라 배치하고, 마이크는 적층체를 배치하고 있지 않은 다른 벽면 근방에 설치하여, 음원으로부터 적층체가 있는 방향을 향해 80Hz, 250Hz, 400Hz, 2000Hz의 정현파(正弦波) 베이스음을 출력하고, 각각 반사음의 측정을 행하였다. 측정 후, 음의 시간 파형으로부터 고속 푸리에 변환에 의해 주파수 성분(주파수 스펙트럼)을 구하였다.

실시예 1에서, 상기 점착력이 강한 점착제를 사용한 적층체를 실내 공간에 배치한 경우에서의 측정에 의해 얻어진, 각각의 베이스음에 대한 주파수마다 음압 레벨의 그래프를 도 8, 도 9에 나타낸다. 또한, 실시예 2에서, 상기 점착력이 약한 점착제를 사용한 적층체를 실내 공간에 배치한 경우에서의 측정으로 얻어진, 각각의 베이스음에 대한 주파수마다 음압 레벨의 그래프를 도 10, 도 11에 나타낸다. 각 그래프에 있어서 가로축이 주파수, 세로축은 음의 레벨이다. 단, 측정 환경인 실내 공간은, 무향(無響) 또한 완전 차음(遮音) 구조는 아니므로, 암소음(暗騷音)이 존재하고 있다.

그리고, 반사음에서의 베이스음 주파수의 음압 레벨은, 실시예 1의 경우, 80Hz에서 24.5dB, 250Hz에서 10.7dB, 400Hz에서 19.9dB, 2000Hz에서 12.3dB로 된다. 또한, 실시예 2의 경우, 80Hz에서 24.5dB, 250Hz에서 16.9dB, 400Hz에서 19.9dB, 2000Hz에서 19.6dB로 된다.

상기 각 도면으로부터, 실시예 1의 경우에는, 실시예 2의 경우와 비교하여, 자연스러운 음색의 베이스로 되는 고차(高次)의 배음 성분이 빠지는 일 없이 나타나고, 또한 높은 주파수일수록 그 레벨이 내려 가는 자연스럽고 무리가 없는 감쇠를 따른 상태(80Hz, 250Hz, 400Hz)였거나, 베이스음의 반사음의 레벨이 크게 내리는 한편, 고차의 배음 성분이 적절히 나타나는 상태(250Hz, 2000Hz)로 되어 있다. 즉, 실시예 1의 적층체에 의해, 불필요한 반사가 억제되고, 또한 적절한 흡음이 이루어짐으로써, 실내 공간에 있어서 자연스러운 음색을 얻을 수 있는 특성으로 되도록 한 음장 조정이 행해지고 있는 것을 알 수 있다.

특히, 실시예 1은 실시예 2와 달리, 점착제 조성물을 흡음재 측에 도포하고 있지 않으므로, 흡음재와 타부재와의 경계 부분에서의 구속이 보다 적고, 흡음 성능을 더욱 효율적으로 또한 적절히 발휘시켜, 불필요한 반사가 생겨 배음 성분이 서로 지워지지 않아, 고차의 배음 성분이 남도록 하거나, 또한 베이스음의 반사음의 레벨을 억제하거나 하고 있는 것으로 생각된다.

이들에 의해, 본 발명의 흡음재 적층 구조를 적용함으로써, 얻어진 적층체에 의해, 음의 불필요한 반사에 의한 영향을 억제하여, 음장 조정을 적절히 행할 수 있어, 자연스러운 음색을 따른 우수한 음장감을 사람에 주는 것은 명백하다.

10: 적층체
11, 12: 펠트
13, 17: 중간 개재물
13a: 구멍
14, 15: 커버체
16: 점착제

Claims (4)

1. 하나 또는 복수의 흡음재(吸音材)와 하나 또는 복수의 중간 개재물(介在物), 및/또는 표면의 커버체를 적층하여 일체화한 흡음재의 적층 구조에 있어서,
   상기 중간 개재물이, 가요성(可撓性)을 가지는 시트형, 또는 유연하지 않은 박판형(薄板形)으로 이루어지고,
   다공질(多孔質)의 대략 판상체(板狀體)로 이루어지는 복수의 흡음재와, 상기 중간 개재물이, 상기 흡음재와 상기 중간 개재물 중 어느 한쪽 또는 양쪽에, 액상으로 점착성(粘着性)을 발현(發現)하고 있지 않은 점착제 조성물을 도포한 후, 흡음재 사이에 중간 개재물을 위치시켜 적층되고,
   도포된 상기 점착제 조성물은, 점착성을 발현하여 본래의 점착제로 된 상태로 변화되고, 상기 점착제가, 상기 흡음재와 상기 중간 개재물의 각각에 점착되어, 상기 흡음재와 상기 중간 개재물을 일체화시키는,
   흡음재 적층 구조.
2. 제1항에 있어서,
   상기 중간 개재물이, 상기 흡음재에 비해 극히 얇게 형성되고, 또한 중간 개재물의 두께와 비교하여 개구 치수가 크고, 상기 중간 개재물을 협지(sandwich)하는 흡음재끼리의 직접 접촉을 초래하는 관통공을, 소정 간격으로 다수 천설(穿設)하여 형성하고,
   적층 상태로 상기 중간 개재물의 구멍 위치에 중첩되는 흡음재 표면부에도, 점착제 조성물이 형성되고,
   적층 상태에서의 상기 중간 개재물의 각 구멍 위치에서, 상기 흡음재끼리가 점착제에 의해 접착하여 일체화되는, 흡음재 적층 구조.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 흡음재가 펠트이며,
   상기 점착제가, 외부로부터 가해지는, 상기 흡음재를 이루는 섬유 소재끼리의 결합을 해제하여 상기 흡음재의 일부가 박리될 수 있는 최소의 당겨벗김력(peeling intensity)에 대하여, 상기 흡음재와의 점착 일체화 상태를 유지 가능한 크기로 되는 점착력을 가지는, 흡음재 적층 구조.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 흡음재와 상기 중간 개재물과의 적층에 있어서, 상기 중간 개재물 측에 액상의 점착제 조성물을 도포하여, 상기 점착제 조성물이 상기 흡음재에 침투되지 않도록 하고,
   점착성을 발현한 점착제를, 상기 흡음재에서의 다공질 구조의 최외측 부분에만 존재시키는 상태로, 적층한 흡음재와 중간 개재물과의 사이에 개재시키는, 흡음재 적층 구조.
   

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