WO2016199681A1 - フィルムおよび吸音構造体 - Google Patents

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WO2016199681A1
WO2016199681A1 PCT/JP2016/066482 JP2016066482W WO2016199681A1 WO 2016199681 A1 WO2016199681 A1 WO 2016199681A1 JP 2016066482 W JP2016066482 W JP 2016066482W WO 2016199681 A1 WO2016199681 A1 WO 2016199681A1
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sound
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holes
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PCT/JP2016/066482
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Inventor
有賀　広志
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旭硝子株式会社
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    • B32B3/266—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by an apertured layer, the apertures going through the whole thickness of the layer, e.g. expanded metal, perforated layer, slit layer regular cells B32B3/12
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    • E04B1/8409—Sound-absorbing elements sheet-shaped
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    • G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
    • G10K11/20—Reflecting arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a film and a sound absorbing structure that are suitably used as a sound absorbing building material.
  • roofs made of resin films with excellent lighting and light weight have been installed on the roofs of competition facilities such as soccer, rugby, American football, swimming, etc., and on the roofs of venues for movies, concerts, etc. It has increased.
  • As part of noise countermeasures around these facilities it is required to provide sound insulation and sound absorption to roofing materials. Therefore, it has been studied to install a film as a sound absorbing film through an air layer inside the roofing material to prevent sound leakage outside the facility. At this time, since it is important to simultaneously prevent the sound from being accumulated in the facility and the reverberation from occurring, it is required to give the film a sound absorbing property that absorbs the sound.
  • Patent Document 1 discloses a technique in which a film in which minute through-holes are formed is used as a sound-absorbing film. Sound absorption characteristics are provided by providing tapered through-holes having different opening diameters on the back side and the front side of the film. Is going to improve.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a film that can be used as a lightweight sound-absorbing film having excellent sound-absorbing characteristics, and a sound-absorbing structure including the film.
  • the present invention provides a film and a sound absorbing structure having the following configurations [1] to [12].
  • a film provided with a plurality of minute through-holes, wherein an average thickness of a portion of the film where the through-holes are not provided is represented by t ( ⁇ m).
  • the average depth of the plurality of through holes including peripheral burrs is represented by T ( ⁇ m)
  • the average hole diameter of the plurality of through holes is represented by d ( ⁇ m)
  • the open area ratio per unit area of the film is When expressed in y (%) 90 ⁇ t ⁇ 300, 1.02 ⁇ T / t ⁇ 1.5, 0.7 ⁇ d / t ⁇ 1.4, 0.5 ⁇ y ⁇ 1.7,
  • [5] The film according to any one of [1] to [4], wherein the visible light transmittance is 60% or more in the measurement of visible light transmittance according to JIS R3106: 1998.
  • a sound-absorbing laminated film in which two or more of the films according to any one of [1] to [5] are placed apart from each other.
  • the laminated film according to [9] wherein a separation distance between the films is 5 to 500 mm.
  • the laminated film of [9], and a sound wave reflecting material, Facing the sound source, the laminated film, the back air layer, and the sound wave reflecting material are arranged in this order.
  • a film that can be used as a lightweight sound-absorbing film having excellent sound-absorbing characteristics, and a sound-absorbing structure including the film can be obtained.
  • the meanings of the following terms in this specification are as follows.
  • the “burr” means a convex part including protrusions and bulges formed on the periphery of the opening of the through hole.
  • the “film-like substrate” means a film as a material before a plurality of minute through holes are provided.
  • the film of the present invention is a film provided with a plurality of minute through-holes, and the average thickness of the portions where the through-holes are not provided in the thickness of the film is represented by t ( ⁇ m),
  • the average depth of the plurality of through holes including burrs at the periphery of the through hole is expressed by T ( ⁇ m)
  • the average hole diameter of the plurality of through holes is expressed by d ( ⁇ m)
  • the opening per unit area of the film is When the porosity is expressed in y (%), 90 ⁇ t ⁇ 300, 1.02 ⁇ T / t ⁇ 1.5, 0.7 ⁇ d / t ⁇ 1.4, 0.5 ⁇ y ⁇ 1. All the expressions of 7 are satisfied.
  • FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view showing a part of a film 1 having a plurality of minute through holes 2 as an example of the film of the present invention.
  • the diameter of the through hole 2 is represented by di
  • the depth of the through hole 2 is represented by Ti
  • the thickness of the portion where the through hole 2 is not formed is represented by ti.
  • the burrs formed on the periphery of the opening of the through hole 2 are denoted by reference numerals 2a and 2b, respectively.
  • burrs are formed on one surface 1 a and the other surface 1 b of the film 1.
  • burrs are formed on the periphery of the opening of the through hole 2.
  • the two burrs 2a shown in FIG. 1 are actually one burrs surrounding the periphery of the opening of one surface 1a.
  • the through hole 2 and the periphery thereof may be biased to any surface side of the film. For example, as shown in FIG. 2, the through hole 2 and its periphery may be raised to one surface 1 a of the film 1.
  • the film 1 is preferably formed from a resin.
  • the resin is not particularly limited, and a fluororesin is preferable from the viewpoint of excellent weather resistance, chemical resistance, antifouling property, and the like.
  • the fluororesin include, for example, vinyl fluoride polymers, vinylidene fluoride polymers, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymers, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene-vinylidene fluoride copolymers, tetra Fluoroethylene-propylene copolymer, tetrafluoroethylene-vinylidene fluoride-propylene copolymer, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer [hereinafter also referred to as “ETFE”.
  • the resin forming the film 1 may be one type or two or more types.
  • a resin obtained by blending the above-described fluororesin with other non-fluororesin within a range not impairing the weather resistance and optical characteristics is also suitable.
  • non-fluorine resins include acrylic resins.
  • the film 1 is a known one such as pigments of various colors such as blue, white, silver, ultraviolet absorbers, light stabilizers, antioxidants, infrared absorbers, flame retardants, fillers, etc., as long as the weather resistance and optical properties are not impaired.
  • the additive may be contained.
  • the coating layer containing said additive, a droplet material, a hard-coat agent, etc. may be provided in the surface of one or both of the film 1.
  • the average thickness t ( ⁇ m) of the film 1 where the through-holes 2 are not formed is 90 ⁇ t ⁇ 300 and 120 ⁇ t from the viewpoint of excellent lightness, sound absorption characteristics, strength, light transmittance, and the like. ⁇ 250 is preferable, and 150 ⁇ t ⁇ 200 is particularly preferable.
  • the average thickness t of the film 1 is equal to or more than the lower limit of the above range, the sound absorbing characteristics and strength of the film 1 are maintained, and the film 1 can sufficiently withstand the use of the sound absorbing film.
  • the average thickness t of the film 1 is not more than the upper limit of the above range, the film 1 is excellent in lightness and light transmittance.
  • the average thickness t is an arithmetic average of the thicknesses ti of the film 1 measured at three points arbitrarily selected from the blank portions separated by 0.4 mm or more from all the through holes 2.
  • the measured values of the thicknesses ti at the three locations are substantially the same, and the average value is substantially the same as the thickness of the film-like substrate.
  • the shape of the through hole 2 is not particularly limited.
  • the opening of the through hole has a circular shape, an elliptical shape, a square shape, a rectangular shape, A shape that can be approximated to a circle such as a hexagon.
  • the opening of the through hole 2 may have a well-defined shape, or may be an indeterminate shape that partially protrudes or is recessed in the radial direction.
  • the shape of the through-hole 2 may be a rectangular shape or a trapezoidal shape as viewed in the cross section of the film 1, or may be an indeterminate shape that partially protrudes or sinks with respect to the depth.
  • the shapes of the plurality of through holes 2 formed in the film 1 may be uniform or irregular.
  • the hole diameter di of each through-hole 2 is the same as the area of the region where the opposite side of the film 1 is viewed when viewed in the thickness direction from one surface 1a or the other surface 1b of the film in which the through-hole is formed. It is calculated
  • the average hole diameter d ( ⁇ m) of the plurality of through holes 2 formed in the film 1 is obtained as an arithmetic average of the hole diameters di of the individual through holes 2.
  • the number of through holes for measuring the hole diameter di is 50.
  • the average pore diameter d satisfies 0.7 ⁇ d / t ⁇ 1.4, and 0.8 ⁇ d / t ⁇ 1.3, from the viewpoint of improving sound absorption characteristics in relation to the average thickness t of the film. preferable.
  • 0.7 ⁇ d / t the sound absorption characteristics can be improved and the film 1 can be further reduced in weight.
  • d / t ⁇ 1.4 the sound absorption characteristics can be improved and the strength of the film 1 can be sufficiently maintained. Note that the sound absorption characteristics of two films having the same average hole diameter d and different through-hole shapes are substantially the same.
  • each through hole 2 is determined by observing a cross section of the entire periphery of the opening of the through hole 2 in a direction parallel to the film surface with a CCD microscope, and measuring the highest burr protruding from one surface 1a of the film 1 It is obtained as the length of the component perpendicular to the film surface of the vector starting from the top 2a and ending at the highest burr top 2b protruding from the other surface 1b of the film 1.
  • the burr is formed only on one side or the other side of the film, it is obtained as the distance between the top of the burr and the surface of the film where no burr is formed.
  • the average depth T ( ⁇ m) of the plurality of through holes 2 formed in the film 1 is obtained as an arithmetic average of the depths Ti of the individual through holes 2.
  • the number of through holes for measuring the average depth T is 50.
  • the average depth T of the through holes 2 satisfies 1.02 ⁇ T / t ⁇ 1.5 and 1.1 ⁇ T / t from the viewpoint of improving the sound absorption characteristics in relation to the average thickness t of the film. ⁇ 1.4 is preferred.
  • 1.02 ⁇ T / t the effect of improving the sound absorption characteristics can be sufficiently obtained.
  • T / t ⁇ 1.5 the effect of improving the sound absorption characteristics can be sufficiently obtained, and the decrease in light transmittance due to burrs can be suppressed.
  • the T / t ratio exceeds 1.5, the sound absorption rate cannot be improved, and when installed outdoors, dirt tends to accumulate around the burrs and the visible light transmittance of the film decreases. Easy to do.
  • the aperture ratio y of the film 1 is 0.5 ⁇ y ⁇ 1.7, and preferably 0.7 ⁇ y ⁇ 1.5, from the viewpoint of excellent sound absorption characteristics, strength, light transmittance, and the like.
  • 0.5 ⁇ y the effect of improving the sound absorption characteristics can be sufficiently obtained.
  • y ⁇ 1.7 the effect of improving the sound absorption characteristics can be sufficiently obtained, and the strength of the film 1 can be sufficiently maintained.
  • the unit area of the film is 100 cm 2 .
  • the number of through holes in the unit area is not limited to an integer, and may be a number including a decimal.
  • the film 1 preferably has an average sound absorption coefficient of 200 to 4,000 Hz of 0.5 or more in the measurement based on JIS A1405-2: 2007.
  • the visible light transmittance of the film 1 is determined by measuring the visible light transmittance according to JIS R3106: 1998 (ISO 9050: 1990) “Testing method of transmittance, reflectance, emissivity, and solar heat gain of plate glass”. 60% or more, preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and particularly preferably 85% or more.
  • a film with a high visible light transmittance is useful as a building material for a roof that can be lit.
  • the visible light transmittance of the film 1 can be appropriately adjusted by the type of resin constituting the film 1, the average thickness t, the average depth T of the through holes 2, the average hole diameter d of the through holes 2, the opening ratio y, and the like.
  • the haze of the film 1 is preferably as low as possible for use as a building material for a roof that can be lit. If the roof construction material is low in cloudiness, you can see the outside and get a sense of freedom.
  • the haze is preferably less than 70%, more preferably less than 50%, and particularly preferably less than 30%.
  • the production method of the film according to the present invention is not particularly limited, for example, by preparing a film-like substrate by a known method, and forming through holes having a desired number, shape, and aperture ratio on the film-like substrate, The target film can be obtained.
  • the method for forming the through hole in the film-like substrate is not particularly limited, and examples thereof include a punching method, a drill method, a needle hole method, and a laser irradiation method.
  • the punching method is a method in which a film-like substrate is sandwiched between an upper die and a lower die, and a part of the film-like substrate is removed by punching (performing a punching process).
  • the drill method is a method in which a drill is twisted into a film-like substrate to make a hole
  • the needle hole method is a method in which a needle is inserted into a film-like substrate to make a hole.
  • the laser irradiation method is a method in which, for example, a CO 2 laser is irradiated locally on a film-like substrate, and the film-like substrate is melted by heat to make holes.
  • the processing speed is 3 to 50 m / min in the needle hole method, whereas the maximum punching is about 5 m / min.
  • the processing accuracy is that the needle hole method only forms a through-hole in the film-like substrate, whereas the punching method is a method in which a portion of the through-hole is cut and extracted from the film-like substrate. The shape is uniform compared to the needle hole method.
  • the shape of the through hole is more uniform than the punching method, but there are at most several holes that can be processed in one shot, and the processing speed is slow.
  • a through hole is formed in a thick film of 100 ⁇ m or more by a needle hole method, a large force is required for the needle when the needle is pushed in. Therefore, the film is deformed while a hole is made in the film.
  • a jig for supporting the film is required. From the viewpoint of excellent processing speed and processing accuracy, a punching method or a laser irradiation method is preferable.
  • the method for adjusting the shape of the through hole to be formed is not particularly limited.
  • a circular hole that allows easy processing of a mold is preferable.
  • the drill method in the process of extracting the needle and drill after piercing, which is determined by the shape of the drill, the circular hole with the smallest outer peripheral length with respect to the extraction area has the least catch and is smoothly removed Therefore, the processing speed is increased, which is preferable.
  • the shape of the needle that penetrates the shape is preferable.
  • the laser irradiation method it is determined by the shape of the focus of the laser beam, but the circle is the easiest to focus and process.
  • the method of adjusting the hole diameter of the through hole to be formed is not particularly limited.
  • the punching method there is a method of adjusting the size of the mold, and in the case of the drill method, a method of adjusting the thickness of the drill to be used.
  • the needle hole method a method of adjusting the thickness of the needle to be used is mentioned, and in the case of the laser irradiation method, a method of adjusting the laser beam diameter is mentioned.
  • the needle hole method when a needle that gradually thickens from the tip toward the root is inserted into the film-like substrate, the diameter of the through-hole formed is adjusted by adjusting the depth at which the needle is inserted. Can be adjusted.
  • the method of forming burrs at the periphery of the opening when forming the through hole is not particularly limited.
  • a punching method there is a method of adjusting the clearance between the upper die and the lower die.
  • the drill method and the needle hole method there are methods for adjusting the speed and angle for inserting the drill or needle inserted in the film and the speed and angle for extracting, and in the case of the laser irradiation method, the irradiation intensity and irradiation The method of adjusting an angle is mentioned.
  • burrs are easily formed on the surface (second surface) opposite to the surface (first surface) through which the mold or the like is inserted into the film-like substrate. When the mold inserted into the film is pulled out, burrs may be formed on the first surface.
  • the clearance is increased, the speed at which a drill or needle is inserted into or pulled out from the film, the laser irradiation intensity is decreased, etc.
  • the adjustment method to perform is mentioned. Conversely, in order to lower the top of the burr, an adjustment method opposite to the above can be used.
  • an annealing treatment for heating and cooling the film may be performed.
  • the temperature to heat is not specifically limited, For example, when using a film outdoors, considering the possibility of reaching to about 60 ° C., it is preferable to heat to 70 ° C. or higher, which is higher than the reached temperature. Although depending on the type of film-like substrate used, the formed through-holes and burrs tend to be somewhat reduced by heating.
  • the annealing process is completed by cooling to room temperature. By performing the annealing treatment, it is possible to prevent the through holes and burrs from being reduced when there is a temperature change during use of the film. When the through-holes and burrs are reduced by the annealing process, it is preferable to form the through-holes and burrs larger in advance by the reduced amount.
  • the sound absorbing structure of the present invention includes the film of the present invention and a sound wave reflecting material, and faces the sound source and is arranged in the order of the film, the back air layer, and the sound wave reflecting material.
  • the number of the film of the present invention disposed on the sound source side with respect to the sound wave reflecting material is not particularly limited, and may be one or two or more. Each film installed in two or more sheets may be the same as or different from each other.
  • a laminate in which two or more of the films of the present invention are installed apart from each other is also referred to as a “laminated film”.
  • the distance between the plurality of films is not particularly limited, and is preferably, for example, 5 to 500 mm, more preferably 5 to 100 mm, and particularly preferably 20 to 50 mm.
  • the separation distance between the films is equal to or greater than the lower limit of the above range, it is possible to prevent the films from coming into contact with each other due to the impact of the sound wave and causing problems in the functions of each other.
  • the distance between the films is not more than the upper limit of the above range, the effect of improving the sound absorption rate can be sufficiently obtained.
  • the material of the sound wave reflecting material is not particularly limited as long as it is a material capable of reflecting at least a part of the sound wave reaching from the sound source.
  • inorganic materials such as glass, metal, ceramics, concrete, resin, wood Organic materials such as can be applied.
  • the shape of the sound wave reflecting material is not particularly limited as long as it is a shape capable of reflecting at least a part of the sound wave reaching from the sound source.
  • the shape of the sound wave reflecting material is cushioned (for example, air is filled between two ETFE films).
  • a reflecting surface such as a block shape, a plate shape, or a film shape.
  • the shape of the reflecting surface may be a flat surface or a curved surface. Further, the reflecting surface may be smooth or uneven.
  • the thickness of the air layer between the sound wave reflecting material and the film is not particularly limited, and is preferably, for example, 10 to 1,000 mm, more preferably 50 to 600 mm. Preferably, 100 to 300 mm is particularly preferable.
  • the thickness of the air layer is not less than the lower limit of the above range, the effect of improving the sound absorption rate can be sufficiently obtained.
  • the thickness of the air layer is equal to or less than the upper limit of the above range, reverberation can be prevented from occurring in the air layer.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a part of the sound absorbing structure 10 as an example of the sound absorbing structure of the present invention.
  • the portion composed of the first film 1A (1), the air layer (first air layer) and the second film 1B (1) is the laminated film of the present invention.
  • the sound-absorbing structure 10 faces the sound source and is arranged in the order of a laminated film, a back air layer (second air layer), and a cushion-like sound wave reflecting material 3 made of a transparent resin sheet filled with air inside. ing.
  • FIG. 3 is an enlarged view for showing a through-hole, only the surface (sound wave reflecting surface) of the cushion-like sound wave reflecting material 3 is shown.
  • the films 1A and 1B having a thickness ti are arranged so that each film surface is substantially parallel to the sound wave reflecting surface 3a of the sound wave reflecting material 3 while being separated by a distance h. ing.
  • An air layer having a thickness h is disposed between the film 1A and the film 1B.
  • a back air layer having a thickness H is disposed between the sound wave reflecting surface 3a and the laminated film.
  • the thickness of the air layer in the laminated film (distance between the films) h is preferably 5 to 500 mm, more preferably 5 to 100 mm, and particularly preferably 20 to 50 mm.
  • the thickness H of the back air layer disposed between the film on the sound wave reflecting material side of the laminated film (second film 1B in the example of FIG. 3) and the sound wave reflecting material 3 is 10 to 1 as described above. 1,000 mm is preferable, 50 to 600 mm is more preferable, and 100 to 300 mm is particularly preferable.
  • the thickness of each air layer is equal to or greater than the lower limit of the above range, the effect of improving the sound absorption rate can be sufficiently obtained.
  • the thickness of each air layer is less than or equal to the upper limit of the above range, reverberation can be prevented from occurring in the air layer.
  • the burr is formed at the periphery of the opening of the through hole, so that the average depth T of the through hole is thicker than the average thickness t of the film where the through hole is not provided. It has become.
  • the average thickness t of the film it is possible to reduce the average thickness t of the film to reduce the weight of the entire film, and to maintain the average depth T of the through holes that greatly influence the sound absorption characteristics, thereby exhibiting excellent sound absorption characteristics.
  • the maximum absorption sound wave length region is slightly slid to the low frequency side by making the average depth T of the through holes 1.02-1.50 times thicker than the average thickness t of the film.
  • the film of the present invention having excellent sound absorption characteristics is useful as a sound absorbing film.
  • the film of the present invention exhibits excellent sound absorption characteristics when the average thickness t of the film, the average depth T of the through holes, the average hole diameter d of the through holes, and the aperture ratio y are within the above-described preferable ranges. .
  • sample mounting rings outer diameter 48 mm, inner diameter 40 mm
  • sample support holder is set on the acoustic tube body (inner diameter 40 mm)
  • the first sample is placed on the sound source side
  • the thickness of the air layer between the second sample and the sound wave reflecting material behind it is 100 mm.
  • the piston was adjusted so that
  • Light transmittance The light transmittance of the film was measured using a spectrophotometer (manufactured by Shimadzu Corporation, UV-3100PC) in accordance with JIS R3106: 1998.
  • Haze The haze of the film was measured using a haze meter (MS5, manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.).
  • (Pore diameter) 50 through-holes are randomly selected from a plurality of through-holes formed in a film observation range (about 10 cm in length ⁇ about 10 cm in width), and each through-hole is selected as a CCD microscope (manufactured by Moritex, SCOPEMA MS-900HD). ) Is used to measure the area of the open area that can be seen through the opposite side of the film, and the area of the open area is converted to the diameter of a circle of the same area as the hole diameter of the through hole, and the arithmetic The average was made into the average hole diameter of the through-hole formed in the said film. The film was observed from one side and the other side of the film, the average pore size on each side was measured, and the average value of the average pore size on both sides was taken as the final average pore size d of the film.
  • aperture ratio The number of through holes formed in a unit area of 100 cm 2 of the film is counted, and the aperture ratio y of the film is obtained from the measured value of the average hole diameter d of the through holes obtained previously based on the above formula (1). It was.
  • the length of the component perpendicular to the film surface of the vector whose end point is the top of the highest burr protruding from the other side of the film was determined. The length of the component was measured in each of the two cut sections, and the longer value was used. When the burr protrudes only on one side of the film and the burr does not protrude on the other side, the top of the burr on one side and the film surface on which the burr on the other side is not formed was obtained as the length of the through hole. Fifty through holes were randomly selected from a plurality of through holes formed in the observation range of the film, and the arithmetic average value of the depth Ti of each through hole was defined as the average depth T of the through holes.
  • Thickness of the part where no through hole is provided in the film Thicknesses at three locations arbitrarily selected from blank portions separated by 0.4 mm or more from all the through-holes as locations where no through-holes were provided were measured with the CCD microscope.
  • the arithmetic average of the thickness of each part was made into the average thickness t of the part in which the through-hole is not provided.
  • the average thickness t of each film produced in the following example where no through hole is provided is a through hole measured by a contact thickness gauge (manufactured by Yamabun Electric Co., Ltd., TOF-5R). It was the same as the thickness of the previous film-like substrate.
  • ETFE200 ETFE resin film (product name: Fluon (registered trademark) ETFE film 200NJ, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., melting point 260 ° C., glass transition point 90 ° C.) having a thickness of 200 ⁇ m.
  • ETFE150 150 ⁇ m thick ETFE resin film (product name: Fluon (registered trademark) ETFE film 150NJ, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., melting point 260 ° C., glass transition point 90 ° C.).
  • Example 1 A plurality of through holes were opened in ETFE 200 with a uniform distribution by the following method. Using a drum-type perforator equipped with a 0.53 mm ultra-thin silk needle, the needle temperature was set to 60 ° C., and ETFE 200 was flowed at a speed of 10 m / min. A through hole was formed by piercing the silk needle. In each through hole, burrs were not formed on the surface where the needle was inserted, but burrs were formed only on the surface from which the silk needle protruded. The obtained film was subjected to a heat treatment for about 4 seconds along a 90 ° C. heat roll, and then naturally cooled at room temperature, and each measurement was performed one day later. When measuring the sound absorption coefficient, the film surface on which burrs were formed was set on the acoustic tube with the sound source side facing.
  • Example 2 A film was produced in the same manner as in Example 1, except that a 0.45 mm ultrathin silk needle was used to pierce the silk needle at a depth of 1 mm to form a through hole.
  • Example 3 A film was produced in the same manner as in Example 1 except that a 0.20 mm ultrathin silk needle was used to pierce the silk needle at a depth of 1 mm to form a through hole.
  • Example 4 The film produced in Example 1 was used. However, when measuring the sound absorption coefficient, the film surface on which burrs were formed was set on the acoustic tube with the reflective material side opposite to the sound source side facing.
  • Example 5 The film produced in Example 2 was used. However, when measuring the sound absorption coefficient, the film surface on which burrs were formed was set on the acoustic tube with the reflective material side opposite to the sound source side facing.
  • Example 6 The film produced in Example 3 was used. However, when measuring the sound absorption coefficient, the film surface on which burrs were formed was set on the acoustic tube with the reflective material side opposite to the sound source side facing.
  • the evaluation results of Examples 1 to 6 are shown in Table 1 and FIGS.
  • the films of Examples 1, 2, 4, and 5 had an average sound absorption coefficient of 0.5 or more and excellent sound absorption characteristics.
  • the films of Examples 3 and 6 that do not satisfy the relationship of “0.7 ⁇ d / t ⁇ 1.4” and “0.5 ⁇ y ⁇ 1.7” have an average sound absorption coefficient of 0.5.
  • the sound absorption characteristics were insufficient. Note that there was no significant difference in sound absorption characteristics between the case where the film surface on which the burr was formed was facing the sound source side (Examples 1 and 2) and the case where it was facing the reflective material side (Examples 4 and 5). .
  • Example 7 A film was produced in the same manner as in Example 2 except that heat treatment was performed using a 120 ° C. heat roll.
  • Example 8 A film was produced in the same manner as in Example 1 except that a through hole was formed by piercing a silk needle at a depth of 3 mm.
  • Example 9 A film was produced in the same manner as in Example 1 except that a through hole was formed by piercing a silk needle at a depth of 4 mm.
  • Example 10 A film was produced in the same manner as in Example 1 except that a through hole was formed by piercing a silk needle at a depth of 1 mm while flowing a film-like substrate at a speed of 15 m / min.
  • Example 11 A film was produced in the same manner as in Example 1 except that a 0.45 mm ultra-thin silk needle was used, and a through hole was formed by piercing the silk needle at a depth of 1 mm at a pitch of 1.4 mm vertically and horizontally.
  • Example 12 A through hole having a burr on only one side was formed in ETFE 150 by a pressing method.
  • the above pressing method is an apparatus for punching out holes having a diameter of about 0.200 mm at a pitch of 2 mm vertically and horizontally, and setting the clearance between the upper die and the lower die to 0.040 mm. .
  • the evaluation results of Examples 7 to 12 are shown in Table 2 and FIGS.
  • the films of Examples 7 and 10 to 12 had an average sound absorption coefficient of 0.5 or more and excellent sound absorption characteristics.
  • the films of Examples 8 and 9 that do not satisfy the relationships of “0.7 ⁇ d / t ⁇ 1.4” and “0.5 ⁇ y ⁇ 1.7” have an average sound absorption coefficient of 0.5. The sound absorption characteristics were insufficient.
  • Example 13 Two films prepared in Example 1 were used. When measuring the sound absorption coefficient, the film surface on which burrs were formed on the two films was set on the acoustic tube with the sound source side facing.
  • Example 14 Two films prepared in Example 2 were used. When measuring the sound absorption coefficient, the film surface on which burrs were formed on the two films was set on the acoustic tube with the sound source side facing.
  • Example 15 Two films prepared in Example 3 were used. When measuring the sound absorption coefficient, the film surface on which burrs were formed on the two films was set on the acoustic tube with the sound source side facing. The evaluation results of Examples 13 to 15 are shown in Table 3 and FIG.
  • Example 13 the average sound absorption rate was further improved by installing two films than in the case of installing one film, and compared with Examples 1 to 12.
  • the drop in the sound absorption coefficient at 1,600 Hz and 3,200 Hz was reduced.
  • Example 15 the drop in sound absorption rate at the two frequencies was improved and the average sound absorption rate was improved as compared with the case where one film was installed, but the average sound absorption rate was less than 0.5, which was insufficient. there were.
  • the film of the present invention can be used as a sound-absorbing film, and is installed, for example, on the sound source side of a roof material, a ceiling material, an outer wall material, an inner wall material, etc. with a back air layer interposed therebetween. It should be noted that the entire content of the specification, claims, abstract and drawings of Japanese Patent Application No. 2015-116702 filed on June 9, 2015 is cited herein as the disclosure of the specification of the present invention. Incorporated.

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Abstract

優れた吸音特性を有する軽量な吸音膜として使用可能なフィルム、およびそのフィルムを備えた吸音構造体の提供。　微小な複数の貫通孔２が設けられたフィルム１であって、フィルム１の厚さのうち貫通孔２が設けられていない箇所の平均厚さをｔ（μｍ）で表し、貫通孔２の周縁のバリを含めた前記複数の貫通孔２の平均深さをＴ（μｍ）で表し、前記複数の貫通孔２の平均孔径をｄ（μｍ）で表し、フィルム１の単位面積当りの開孔率をｙ（％）で表したとき、９０≦ｔ≦３００、１．０２＜Ｔ／ｔ≦１．５、０．７＜ｄ／ｔ＜１．４、０．５＜ｙ＜１．７、の式を全て満たすことを特徴とするフィルム１。

Description

フィルムおよび吸音構造体
　本発明は、吸音用の建材として好適に用いられるフィルムおよび吸音構造体に関する。
　近年、サッカー、ラクビー、アメフト、水泳等の競技施設の屋根や、映画、コンサート等の開催施設等の屋根に、採光性、軽量性等に優れた樹脂フィルムからなる屋根材が設置されることが増えてきた。これらの施設の周辺に対する騒音対策の一環として、屋根材に遮音性、吸音性を付与することが求められている。そこで、屋根材の内側に空気層を介して吸音膜としてのフィルムを設置し、施設外への音漏れを防止することが検討されている。この際に、施設内に音がこもって残響が発生することも同時に防ぐことが重要であるため、音を吸収する吸音性をフィルムに付与することが求められている。
　例えば、特許文献１には、微小な貫通孔が形成されたフィルムを吸音膜とする技術が開示されており、フィルムの裏側と表側で開口径が異なるテーパー状の貫通孔を設けることにより吸音特性が向上する、としている。
特表２００２－５２１７２２号公報
　屋根材における吸音膜の用途においては、吸音特性だけでなく軽量性も重要な要素である。吸音膜の質量は厚さに比例するので、吸音膜を薄くすることにより軽量化を図ることが考えられるが、フィルムが薄くなると吸音特性が低下する問題が生じ易い。特許文献１に記載の防音膜を薄くした場合にも、同様に吸音特性が低下する問題がある。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、優れた吸音特性を有する軽量な吸音膜として使用可能なフィルム、およびそのフィルムを備えた吸音構造体の提供を目的とする。
　本発明は、以下の［１］～［１２］の構成を有するフィルムおよび吸音構造体を提供する。
［１］微小な複数の貫通孔が設けられたフィルムであって、前記フィルムの厚さのうち前記貫通孔が設けられていない箇所の平均厚さをｔ（μｍ）で表し、前記貫通孔の周縁のバリを含めた前記複数の貫通孔の平均深さをＴ（μｍ）で表し、前記複数の貫通孔の平均孔径をｄ（μｍ）で表し、前記フィルムの単位面積当りの開孔率をｙ（％）で表したとき、
　　９０≦ｔ≦３００、
　　１．０２＜Ｔ／ｔ≦１．５、
　　０．７＜ｄ／ｔ＜１．４、
　　０．５＜ｙ＜１．７、
の式を全て満たすことを特徴とするフィルム。
［２］前記フィルムの材料がフッ素樹脂である、［１］のフィルム。
［３］前記フィルムの材料がエチレン－テトラフルオロエチレン共重合体である、［１］または［２］のフィルム。
［４］ＪＩＳ　Ａ１４０５－２：２００７に準拠した測定において、２００Ｈｚ～４，０００Ｈｚの平均吸音率が０．５以上である、［１］～［３］のいずれかのフィルム。
［５］ＪＩＳ　Ｒ３１０６：１９９８に準拠した可視光線透過率の測定において、可視光線透過率が６０％以上である、［１］～［４］のいずれかのフィルム。
［６］吸音用である、［１］～［５］のいずれかのフィルム。
［７］前記［１］～［６］のいずれかのフィルムと、音波反射材と、を備え、
　音源に面して、前記フィルム、背後空気層、前記音波反射材の順で配置されてなることを特徴とする吸音構造体。
［８］前記背後空気層の厚さが１０～１，０００ｍｍである、［７］の吸音構造体。
［９］前記［１］～［５］のいずれかのフィルムの２枚以上が離間して設置されてなる、吸音性の積層フィルム。
［１０］前記フィルム間の離間距離が５～５００ｍｍである、［９］の積層フィルム。
［１１］前記［９］の積層フィルムと、音波反射材と、を備え、
　音源に面して、前記積層フィルム、背後空気層、前記音波反射材の順で配置されてなることを特徴とする吸音構造体。
［１２］前記背後空気層の厚さが１０～１，０００ｍｍである、［１１］の吸音構造体。
　本発明によれば、優れた吸音特性を有する軽量な吸音膜として使用可能なフィルム、およびそのフィルムを備えた吸音構造体が得られる。
本発明のフィルムの一実施形態を示す、厚さ方向の断面図である。 本発明のフィルムの一実施形態を示す、厚さ方向の断面図である。 本発明のフィルムを備えた吸音構造体の一実施形態を示す、厚さ方向の断面図である。 例１～３のフィルムの吸音特性を示すグラフである。 例４～６のフィルムの吸音特性を示すグラフである。 例７～９のフィルムの吸音特性を示すグラフである。 例１０～１２のフィルムの吸音特性を示すグラフである。 例１３～１５で２枚のフィルムを設置した場合の吸音特性を示すグラフである。
　本明細書における下記の用語の意味は以下の通りである。
「バリ」とは、貫通孔の開口部の周縁に形成された、突起や盛り上がりを含む凸部を意味する。「フィルム状基材」とは、微小な複数の貫通孔が設けられる以前の、材料としてのフィルムを意味する。
〔フィルム〕
　本発明のフィルムは、微小な複数の貫通孔が設けられたフィルムであって、前記フィルムの厚さのうち前記貫通孔が設けられていない箇所の平均厚さをｔ（μｍ）で表し、前記貫通孔の周縁のバリを含めた前記複数の貫通孔の平均深さをＴ（μｍ）で表し、前記複数の貫通孔の平均孔径をｄ（μｍ）で表し、前記フィルムの単位面積当りの開孔率をｙ（％）で表したとき、９０≦ｔ≦３００、１．０２＜Ｔ／ｔ≦１．５、０．７＜ｄ／ｔ＜１．４、０．５＜ｙ＜１．７、の式を全て満たす。
　図１は、本発明のフィルムの１例である、微小な複数の貫通孔２が形成されたフィルム１の一部を拡大して示した断面図である。図において、貫通孔２の孔径はｄｉ、貫通孔２の深さはＴｉ、貫通孔２が形成されていない箇所の厚さはｔｉでそれぞれ表されている。また、貫通孔２の開口部の周縁に形成されたバリに、それぞれ２ａ、２ｂの符号を付している。
　図１の断面は、フィルム１の厚さ方向に沿う１つの貫通孔２の中心軸を含む。フィルム１の一方の面１ａおよび他方の面１ｂにおいて、貫通孔２の開口部の周縁にバリが形成されている。一方の面１ａの開口部の周縁における最も高いバリ２ａの頂部を始点とし、他方の面１ｂの開口部の周縁における最も高いバリ２ｂの頂部を終点とするベクトルのフィルム厚さ方向の成分が、貫通孔２の深さ（矢印Ｔ）である。なお、図１に示す２つのバリ２ａは、実際には一方の面１ａの開口部の周縁を囲む１つのバリである。
　図１においては、１つの貫通孔しか示していないが、ほぼ同じ孔径と深さを有する多数の貫通孔２がフィルム１の全体に渡って均一に分布するように形成されている（不図示）。複数の貫通孔２の平均深さＴが、貫通孔２が形成されていない箇所のフィルムの平均厚さｔよりも厚くなっている。
　フィルム１において、貫通孔２及びその周辺は、フィルムの何れかの面側へ偏って位置していてもよい。例えば、図２に示す様に、貫通孔２とその周辺がフィルム１の一方の面１ａへ持ち上がっていても構わない。
（フィルムを形成する材料）
　フィルム１は、樹脂から形成されることが好ましい。樹脂としては特に限定されず、耐候性、耐薬品性、防汚性等に優れる点から、フッ素樹脂が好ましい。
　フッ素樹脂としては、例えば、ビニルフルオリド系重合体、ビニリデンフルオリド系重合体、ビニリデンフルオリド－ヘキサフルオロプロピレン系共重合体、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン－ビニリデンフルオリド系共重合体、テトラフルオロエチレン－プロピレン系共重合体、テトラフルオロエチレン－ビニリデンフルオリド－プロピレン系共重合体、エチレン－テトラフルオロエチレン系共重合体［以下、「ＥＴＦＥ」ともいう。］、ヘキサフルオロプロピレン－テトラフルオロエチレン系共重合体、エチレン－ヘキサフルオロプロピレン－テトラフルオロエチレン系共重合体、ペルフルオロ（アルキルビニルエーテル）－テトラフルオロエチレン系共重合体、クロロトリフルオロエチレン系重合体およびエチレン－クロロトリフルオロエチレン系共重合体等が挙げられる。なかでも、２００℃以上の融点を有し、高温条件下で貫通孔の形状が変形しにくいこと、貫通孔をあけたフィルムに、張力を導入してもその孔が大きくなりにくいこと、風荷重や雪荷重に対する耐力が大きいこと等から、ＥＴＦＥが特に好ましい。
　フィルム１を形成する樹脂は、１種類であっても２種類以上であってもよい。２種類以上の場合には、例えば、上述したフッ素樹脂に、耐候性や光学特性を損なわない範囲で、他の非フッ素樹脂をブレンドした樹脂も好適である。非フッ素樹脂としては、例えばアクリル樹脂が挙げられる。
　フィルム１は、耐候性や光学特性を損なわない範囲で、青、白、銀等の各種色の顔料、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、赤外線吸収剤、難燃剤、フィラー等の公知の添加剤を含有してもよい。また、フィルム１の一方または両方の表面には、上記の添加剤、流滴材、ハードコート剤等を含有するコーティング層が設けられていてもよい。
（フィルムの厚さ）
　貫通孔２が形成されていない箇所のフィルム１の平均厚さｔ（μｍ）は、軽量性、吸音特性、強度、光線透過率等に優れる点から、９０≦ｔ≦３００であり、１２０≦ｔ≦２５０が好ましく、１５０≦ｔ≦２００が特に好ましい。
　フィルム１の平均厚さｔが前記範囲の下限値以上であると、フィルム１の吸音特性および強度を保ち、吸音膜の用途にも充分に耐え得る。フィルム１の平均厚さｔが前記範囲の上限値以下であると、フィルム１の軽量性および光線透過率に優れる。
　ここで、平均厚さｔは、全ての貫通孔２から０．４ｍｍ以上離れた余白部分から任意に選ばれる３箇所で測定したフィルム１の厚さｔｉの算術平均である。多くの場合、３箇所の厚さｔｉの測定値はほぼ同じになり、その平均値はフィルム状基材の厚さとほぼ同じになる。
（貫通孔の形状）
　貫通孔２の形状は特に限定されず、例えば、フィルム１の一方の面１ａまたは他方の面１ｂから深さ方向に見て、当該貫通孔の開口部が、円形、楕円形、正方形、矩形、六角形等の円に近似可能な形状が挙げられる。貫通孔２の開口部は整った形状であってもよく、径方向に対して部分的に突出したり窪んだりする不定形であってもよい。貫通孔２の形状はフィルム１の断面に見て、長方形、台形いずれも形状であってもよく、深さに対して部分的に突出したり窪んだりする不定形であってもよい。
　フィルム１に形成された複数の貫通孔２の形状は、均一に揃っていてもよく、不揃いであってもよい。
（貫通孔の孔径）
　個々の貫通孔２の孔径ｄｉは、当該貫通孔が形成されたフィルムの一方の面１ａまたは他方の面１ｂから厚さ方向に見て、フィルム１の反対側が視認される領域の面積と同じ面積を有する円の直径に換算された値として求められる。
　フィルム１に形成された複数の貫通孔２の平均孔径ｄ（μｍ）は、個々の貫通孔２の孔径ｄｉの算術平均として求められる。孔径ｄｉを測定する貫通孔の数は５０個とする。
　平均孔径ｄは、フィルムの平均厚さｔとの関係において、吸音特性を向上させる観点から、０．７＜ｄ／ｔ＜１．４を満たし、０．８≦ｄ／ｔ≦１．３が好ましい。
　０．７＜ｄ／ｔであることにより、吸音特性を向上させるとともに、フィルム１の軽量化を一層図ることができる。ｄ／ｔ＜１．４であることにより、吸音特性を向上させるとともに、フィルム１の強度を充分に保つことができる。
　なお、平均孔径ｄが同じであり、貫通孔の形状が互いに異なる、２つのフィルムの吸音特性は、ほぼ同等である。
（貫通孔の深さ）
　フィルム１に形成された複数の貫通孔２の大半において、開口部の周縁にはバリが形成されている。鋭利なステンレス製カミソリを使用して、貫通孔２のほぼ中央でフィルム１を切断することによって、貫通孔２をほとんど変形させずに、その深さ方向に沿う断面を切り出すことができる。
　個々の貫通孔２の深さＴｉは、フィルム表面と平行方向に貫通孔２の開口部の周縁全体の断面をＣＣＤマイクロスコープで観察し、フィルム１の一方の面１ａから突出した最も高いバリの頂部２ａを始点とし、フィルム１の他方の面１ｂから突出した最も高いバリの頂部２ｂを終点とするベクトルの、フィルム表面に垂直な成分の長さとして求められる。
　バリがフィルムの一方の面または他方の面にのみ形成されている場合は、当該バリの頂部とバリが形成されていないフィルムの面との距離として求められる。
　フィルム１に形成された複数の貫通孔２の平均深さＴ（μｍ）は、個々の貫通孔２の深さＴｉの算術平均として求められる。平均深さＴを測定する貫通孔の数は５０個とする。
　貫通孔２の平均深さＴは、フィルムの平均厚さｔとの関係において、吸音特性を向上させる観点から、１．０２＜Ｔ／ｔ≦１．５を満たし、１．１≦Ｔ／ｔ≦１．４が好ましい。
　１．０２＜Ｔ／ｔであることにより、吸音特性の向上効果が充分に得られる。Ｔ／ｔ≦１．５であることにより、吸音特性の向上効果が充分に得られるとともに、バリによる光線透過率の低下を抑制することができる。
　一方、Ｔ／ｔの比が１．５を超えて大きくなると、吸音率の向上が得られず、屋外に設置した場合にはバリの周りに汚れが溜まり易く、フィルムの可視光線透過率が低下し易い。
（開口率）
　フィルム１の開口率ｙは、吸音特性、強度、光線透過率等に優れる点から、０．５＜ｙ＜１．７であり、０．７≦ｙ≦１．５が好ましい。
　０．５＜ｙであることにより、吸音特性の向上効果が充分に得られる。ｙ＜１．７であることにより、吸音特性の向上効果が充分に得られるとともに、フィルム１の強度を充分に保つことができる。
　フィルム１の開口率ｙは、下記式（１）から求める。
　開口率（単位：％）＝｛（貫通孔の平均孔径ｄ÷２）２×円周率π×（単位面積中の貫通孔の個数）｝÷（フィルムの単位面積）×１００　・・・（１）
　ここで、フィルムの単位面積は１００ｃｍ２である。
　単位面積中の貫通孔の個数は整数に限定されず、小数を含む数であってもよい。
（吸音率）
　フィルム１は、ＪＩＳ　Ａ１４０５－２：２００７に準拠した測定において、２００～４，０００Ｈｚの平均吸音率が０．５以上であることが好ましい。
（光線透過率）
　フィルム１の可視光線透過率は、ＪＩＳ　Ｒ３１０６：１９９８（ＩＳＯ　９０５０：１９９０）「板ガラス類の透過率・反射率・放射率・日射熱取得率の試験方法」に準拠した可視光線透過率の測定において、６０％以上であることが好ましく、７０％以上がより好ましく、８０％以上がさらに好ましく、８５％以上が特に好ましい。このように可視光線透過率が高いフィルムは、採光可能な屋根の建材として有用である。
　フィルム１の可視光線透過率は、フィルム１構成する樹脂の種類、平均厚さｔ、貫通孔２の平均深さＴ、貫通孔２の平均孔径ｄ、開口率ｙ等によって適宜調整できる。
（ヘーズ）
　フィルム１のヘーズは、採光可能な屋根の建材としての用途では、低い方が好ましい。屋根の建材の曇度が低いと、外の様子が分かるので解放感が得られる。そのヘーズは、例えば、７０％未満が好ましく、５０％未満がより好ましく、３０％未満が特に好ましい。
〔フィルムの製造方法〕
　本発明にかかるフィルムの製造方法は特に限定されず、例えば、公知の方法によりフィルム状基材を準備し、フィルム状基材に所望の数、形状、開口率の貫通孔を形成することにより、目的のフィルムを得ることができる。
（貫通孔を形成する方法）
　フィルム状基材に貫通孔を形成する方法は特に限定されず、例えば、パンチング方式、ドリル方式、針孔方式、レーザー照射方式等が挙げられる。
　パンチング方式（プレス方式）は、上型と下型の間にフィルム状基材を挟み込み、パンチングしてフィルム状基材の一部を取り去る（抜き加工を行う）方式である。ドリル方式は、ドリルをフィルム状基材にねじり込んで孔開けする方式であり、針孔方式は、針をフィルム状基材に刺入して孔開けする方式である。レーザー照射方式は、例えばＣＯ２レーザーをフィルム状基材の局所に照射して、熱によりフィルム状基材を溶かして孔開けする方式である。
　パンチング方式や針孔方式は、数百孔を同時に開けることが可能である。その加工速度は、針孔方式が３～５０ｍ／分であるのに対し、パンチング加工は最大５ｍ／分程度である。加工精度は、針孔方式がフィルム状基材に貫通孔を形成するだけであるのに対し、パンチング方式は、貫通孔の部分をフィルム状基材からカットして抜き取る方式であり、貫通孔の形状は針孔方式に比べて揃っている。レーザー照射方式は、貫通孔の形状がパンチング方式よりもさらに揃っているが、１ショットで加工できる孔はせいぜい数個であり、加工速度が遅い。
　一般に、１００μｍ以上の厚いフィルムに針孔方式で貫通孔を形成する場合には、針を押し込む際に、針に大きな力が必要となる。そのため、フィルムに孔をあける最中に、フィルムが変形する。フィルムに対して垂直に針を押し込むためには、フィルムを支持する治具が必要である。
　加工速度と加工精度に優れる点からは、パンチング方式またはレーザー照射方式が好ましい。
　形成する貫通孔の形状を調整する方法は特に限定されない。例えば、パンチング方式においては、金型の加工が容易な円形の孔が好ましい。ドリル方式の場合は、ドリルの形状で決定される、突き刺した後に針やドリルを抜く工程においては、抜き面積に対して外周部長さが最も少ない円形の孔が、最も引っ掛かりが少なく、スムーズに抜けるため、加工速度が速くなり、好ましい。針孔方式の場合は形状貫通させる針の形状が好ましい。レーザー照射方式においては、レーザー光の焦点の形状で決定されるが、円形が最も焦点を合わせやすく加工し易い。
　形成する貫通孔の孔径を調整する方法は特に限定されない。例えば、パンチング方式の場合には金型の大きさを調整する方法が挙げられ、ドリル方式の場合には使用するドリルの太さを調整する方法が挙げられる。また、針孔方式の場合には使用する針の太さを調整する方法が挙げられ、レーザー照射方式の場合にはレーザー光径を調整する方法が挙げられる。また、針孔方式において、先端から根元に向けて徐々に太くなる針をフィルム状基材に刺入する場合、針を刺入する深さを調整することにより、形成される貫通孔の孔径を調整することができる。
（バリの形成方法）
　貫通孔の形成時に、その開口部の周縁にバリを形成する方法は特に限定されず、例えば、パンチング方式による抜き加工の場合には上型と下型のクリアランスを調整する方法が挙げられる。また、ドリル方式および針孔方式の場合にはフィルムに挿したドリルまたは針を刺入する速度や角度および引き抜く速度や角度を調整する方法が挙げられ、レーザー照射方式の場合には照射強度や照射角度を調整する方法が挙げられる。通常、金型等がフィルム状基材に刺入する面（第１面）とは反対側の面（第２面）にバリが形成され易い。フィルムに刺入された金型等が引き抜かれる際に、第１面にもバリが形成されることがある。
　バリを形成する際に、バリの頂部を高くするためには、例えば、上記クリアランスを大きくしたり、フィルムにドリルや針を刺したり引き抜いたりする速度を速めたり、レーザーの照射強度を低くしたりする調整方法が挙げられる。逆に、バリの頂部を低くするためには、上記と逆の調整方法が挙げられる。
（アニーリング処理）
　フィルム状基材に複数の貫通孔およびバリを形成した後、当該フィルムを加熱および冷却するアニーリング処理を施してもよい。加熱する温度は特に限定されず、例えば、フィルムを屋外で使用する場合に６０℃程度まで到達する可能性を考慮して、その到達温度よりも高い７０℃以上に加熱することが好ましい。使用するフィルム状基材の種類にもよるが、加熱によって、形成した貫通孔やバリが多少縮小する傾向がある。所定の加熱時間後、室温まで冷却することによって、アニーリング処理が完了する。アニーリング処理を施しておくことによって、当該フィルムの使用時に温度変化があった際の、貫通孔やバリの縮小を防止することができる。
　アニーリング処理によって貫通孔やバリが縮小する場合には、その縮小分だけ貫通孔やバリを予め大きく形成しておくとよい。
〔吸音構造体〕
　本発明の吸音構造体は、本発明のフィルムと、音波反射材と、を備え、音源に面して、前記フィルム、背後空気層、前記音波反射材の順で配置されてなる。
（フィルム）
　音波反射材よりも音源側に配置される本発明のフィルムの枚数は特に限定されず、１枚であってもよく、２枚以上であってもよい。２枚以上で設置される各フィルムは、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。本発明のフィルムの２枚以上が離間して設置された積層体を、以下、「積層フィルム」ともいう。
　積層フィルムにおいて、複数のフィルム間の離間距離は特に限定されず、例えば、５～５００ｍｍが好ましく、５～１００ｍｍがより好ましく、２０～５０ｍｍが特に好ましい。
　フィルム間の離間距離が前記範囲の下限値以上であると、音波を受けた衝撃でフィルム同士が接触して、互いの機能に不具合が生じることを防止できる。フィルム間の離間距離が前記範囲の上限値以下であると、吸音率の向上効果が充分に得られる。
（音波反射材）
　音波反射材の材料は、音源から到達した音波の少なくとも一部を反射することが可能な材料であれば特に限定されず、例えば、ガラス、金属、セラミックス、コンクリート等の無機材料や、樹脂、木材等の有機材料が適用可能である。
　音波反射材の形状は、音源から到達した音波の少なくとも一部を反射することが可能な形状であれば特に限定されず、例えば、クッション状（例えば、２枚のＥＴＦＥフィルム間に空気が充填されてなる特開２００９－１７７１６３号公報記載の外被構造等が挙げられる。）、ブロック状、板状、膜状等の反射面を有する形状が好ましい。反射面の形状は、平面であってもよく、曲面であってもよい。また、反射面は、平滑であってもよく、凹凸があってもよい。
（背後空気層）
　音波反射材とフィルム（積層フィルム場合には、音波反射材に最も近いフィルム）との間の空気層の厚さは特に限定されず、例えば、１０～１，０００ｍｍが好ましく、５０～６００ｍｍがより好ましく、１００～３００ｍｍが特に好ましい。当該空気層の厚さが前記範囲の下限値以上であると、吸音率の向上の効果が充分に得られる。当該空気層の厚さが前記範囲の上限値以下であると、空気層内で残響が発生することを防止できる。
　図３は、本発明の吸音構造体の１例としての吸音構造体１０の一部を拡大して示した断面図である。第一フィルム１Ａ（１）、空気層（第一の空気層）および第二フィルム１Ｂ（１）から構成される部分が本発明の積層フィルムである。吸音構造体１０は、音源に面して、積層フィルム、背後空気層（第二の空気層）、内部に空気が充填された透明樹脂シートからなるクッション状の音波反射材３、の順に配置されている。
　なお、図３において、図１と同じ構成には同じ符号を付した。また、図３は貫通孔を示すための拡大図であるため、クッション状の音波反射材３の表面（音波反射面）のみを示している。
　本発明の積層フィルムにおいて、厚さｔｉの各フィルム１Ａ、１Ｂは、距離ｈで離間した状態で、音波反射材３の音波反射面３ａに対して各フィルム面がほぼ平行となる様に配置されている。フィルム１Ａとフィルム１Ｂの間には厚さｈの空気層が配置されている。音波反射面３ａと積層フィルムの間には厚さＨの背後空気層が配置されている。
　積層フィルムの各フィルム１Ａ、１Ｂが有する孔径ｄｉの貫通孔の開口部にはバリが形成されているが、図３においては当該バリを省略して図示していない。各貫通孔のバリは、音源側に突出していてもよいし、音波反射材側に突出していてもよい。
　吸音構造体１０では、音波反射材３と積層フィルムの間だけでなく、積層フィルムの２枚のフィルム１Ａ、１Ｂの間にも、空気層が配置されている。
　積層フィルム中の空気層の厚さ（フィルム間の離間距離）ｈは、前記のように、５～５００ｍｍが好ましく、５～１００ｍｍがより好ましく、２０～５０ｍｍが特に好ましい。
　積層フィルムの音波反射材側のフィルム（図３の例では第二フィルム１Ｂ）と、音波反射材３との間に配置される背後空気層の厚さＨは、前記のように、１０～１，０００ｍｍが好ましく、５０～６００ｍｍがより好ましく、１００～３００ｍｍが特に好ましい。
　各空気層の厚さが前記範囲の下限値以上であると、吸音率の向上の効果が充分に得られる。各空気層の厚さが前記範囲の上限値以下であると、空気層内で残響が発生することを防止できる。
〔作用効果〕
　本発明のフィルムは、貫通孔の開口部の周縁にバリが形成されることにより、当該貫通孔の平均深さＴが、貫通孔が設けられていない箇所のフィルムの平均厚さｔよりも厚くなっている。この結果、フィルムの平均厚さｔを薄くしてフィルム全体の重量を軽量化するとともに、吸音特性に大きく影響する貫通孔の平均深さＴを維持することにより、優れた吸音特性を発現できる。
　また、本発明のフィルムは、貫通孔の平均深さＴをフィルムの平均厚さｔよりも、１．０２～１．５０倍厚くすることにより、最大吸音波長域は低周波数側に多少スライドするが、全体的に吸音率が増大する効果を発揮する。
　このように吸音特性が優れる本発明のフィルムは、吸音膜として有用である。
　本発明のフィルムは、フィルムの平均厚さｔ、貫通孔の平均深さＴ、貫通孔の平均孔径ｄ、および開口率ｙが前述した好適な範囲にあることにより、優れた吸音特性を発揮する。
　以下に実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、例１～１５のうち、実施例は１、２、４、５、７、１０～１４であり、比較例は３、６、８、９、１５である。
〔評価方法〕
（吸音率）
　日東紡音響エンジニアリング社製の垂直入射吸音率測定システムＷｉｎＺａｃＭＴＸを使用し、ＪＩＳ　Ａ１４０５－２：２００７「音響管による吸音率及びインピーダンスの測定－第２部：伝達関数法」に規定された測定方法に準じて、周波数帯域２００～４，０００Ｈｚの１／３オクターブの平均吸音率を垂直入射法で測定した。
　測定するフィルムは以下に説明する方法で音響管にセットした。
　刃先径が４７．５ｍｍのサンプルカッターを用いてフィルムから円形に切り出した１枚または２枚のサンプルを、サンプル装着リング（外径４８ｍｍ、内径４０ｍｍ）に挟み、サンプル支持ホルダーに装着した。２枚のサンプルを挟む場合（例１３～１５）には、サンプル間の空気層の厚さ（サンプル間の離間距離）を３０ｍｍに設定した。このサンプル支持ホルダーを音響管本体（内径４０ｍｍ）にセットし、 音源側に１枚目のサンプルを配置し、２枚目のサンプルとその背後の音波反射材の間の空気層の厚さが１００ｍｍとなるようにピストンを調整した。
（光線透過率）
　フィルムの光線透過率は、分光光度計（島津製作所社製、ＵＶ－３１００ＰＣ）を用いて、ＪＩＳ Ｒ３１０６：１９９８に準拠して測定した。（ヘーズ）
　フィルムのヘーズは、ヘーズメータ（スガ試験機社製、ＭＳ５）を使用して測定した。
（孔径）
　フィルムの観察範囲（縦約１０ｃｍ×横約１０ｃｍ）に形成された複数の貫通孔から５０個の貫通孔をランダムに選択し、各貫通孔を、ＣＣＤマイクロスコープ（モリテックス社製、ＳＣＯＰＥＭＡＮ ＭＳ－９００ＨＤ）を使用して、フィルムの反対側を見通すことが可能な開口領域の面積を測定し、その開口領域の面積を同面積の円の直径に換算して、当該貫通孔の孔径とし、その算術平均を当該フィルムに形成された貫通孔の平均孔径とした。
　フィルムの一方の面と他方の面からそれぞれ観察し、各面における平均孔径を測定し、両面の平均孔径の中間値を最終的なフィルムの平均孔径ｄとした。
（開口率）
　フィルムの単位面積１００ｃｍ２中に形成された貫通孔の個数を数えて、先に求めた貫通孔の平均孔径ｄの測定値から、前記式（１）に基づいて、フィルムの開口率ｙを求めた。
（貫通孔の深さ）
　厚さ０．０７６ｍｍのステンレス製カミソリ（フェザー安全剃刀社製）を用い、貫通孔のほぼ中央でフィルムを切断し、貫通孔の深さ方向に沿う断面を切り出した。２つに分割された各断面の双方を、前記ＣＣＤマイクロスコープで観察した。双方を観察することにより、開口部の周縁全体の断面を観察した。
　個々の貫通孔の深さは、フィルム表面と平行方向に貫通孔の開口部の周縁全体の断面を前記ＣＣＤマイクロスコープで観察し、フィルムの一方の面から突出した最も高いバリの頂部を始点とし、フィルムの他方の面から突出した最も高いバリの頂部を終点とするベクトルの、フィルム表面に垂直な成分の長さとして求めた。
　切り出した上記２つの断面において上記成分の長さをそれぞれ測定し、より長い方の値を採用した。
　フィルムの一方の面側のみにバリが突出し、他方の面側にバリが突出していない場合には、一方の面側のバリの頂部と、他方の面側のバリが形成されていないフィルム面との距離を当該貫通孔の長さとして求めた。
　フィルムの前記観察範囲に形成された複数の貫通孔から５０個の貫通孔をランダムに選択して、各貫通孔の深さＴｉの算術平均値を貫通孔の平均深さＴとした。
（フィルムにおける貫通孔が設けられていない箇所の厚さ）
　貫通孔が設けられていない箇所として、全ての貫通孔から０．４ｍｍ以上離れた余白部分から任意に選ばれる３箇所の厚さを、前記ＣＣＤマイクロスコープで測定した。各箇所の厚さの算術平均を、貫通孔が設けられていない箇所の平均厚さｔとした。
　なお、以下の例で製造した各フィルムにおける貫通孔が設けられていない箇所の平均厚さｔは、接触式厚み計（山文電機社製、ＴＯＦ－５Ｒ）で測定した、貫通孔を形成する前のフィルム状基材の厚さと同じであった。
〔例で用いた部材〕
（フィルム状基材）
　・ＥＴＦＥ２００：厚さ２００μｍのＥＴＦＥ樹脂フィルム（製品名：Ｆｌｕｏｎ（登録商標） ＥＴＦＥフィルム　２００ＮＪ、旭硝子社製、融点２６０℃、ガラス転移点９０℃）である。
　・ＥＴＦＥ１５０：厚さ１５０μｍのＥＴＦＥ樹脂フィルム（製品名：Ｆｌｕｏｎ（登録商標） ＥＴＦＥフィルム　１５０ＮＪ、旭硝子社製、融点２６０℃、ガラス転移点９０℃）である。
〔例１〕
　ＥＴＦＥ２００に以下の方法で複数の貫通孔を均一な分布で開けた。
　０．５３ｍｍの超薄地用絹針を備えたドラム型穿孔機を用い、針温度を６０℃に設定し、速度１０ｍ／分でＥＴＦＥ２００を流しながら、上下左右に２ｍｍピッチで、２ｍｍの深さで絹針を突き刺して貫通孔を形成した。各貫通孔において、針を刺入した面にはバリが形成されず、絹針が突き出た面のみにバリが形成された。
　得られたフィルムを９０℃の熱ロールに沿わせて、約４秒間の加熱処理を施した後、室温で自然に冷却させ、一日後に各測定を行った。
　吸音率の測定に際しては、バリが形成されたフィルム面を音源側に向けて音響管にセットした。
〔例２〕
　０．４５ｍｍの超薄地用絹針を用い、１ｍｍの深さで絹針を突き刺して貫通孔を形成した以外は、例１と同様にフィルムを製造した。
〔例３〕
　０．２０ｍｍの超薄地用絹針を用い、１ｍｍの深さで絹針を突き刺して貫通孔を形成した以外は、例１と同様にフィルムを製造した。
〔例４〕
　例１で製造したフィルムを使用した。ただし、吸音率の測定に際して、バリが形成されたフィルム面を音源側と反対の反射材側に向けて音響管にセットした。
〔例５〕
　例２で製造したフィルムを使用した。ただし、吸音率の測定に際して、バリが形成されたフィルム面を音源側と反対の反射材側に向けて音響管にセットした。
〔例６〕
　例３で製造したフィルムを使用した。ただし、吸音率の測定に際して、バリが形成されたフィルム面を音源側と反対の反射材側に向けて音響管にセットした。
　例１～６の評価結果を表１および図４～５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示されるように、例１、２、４、５のフィルムは、平均吸音率が０．５以上であり、吸音特性に優れていた。
　これに対して、「０．７＜ｄ／ｔ＜１．４」および「０．５＜ｙ＜１．７」の関係を満たさない例３、６のフィルムは、平均吸音率が０．５未満であり、吸音特性が不充分であった。
　なお、バリが形成されたフィルム面が、音源側に向いている場合（例１、２）と、反射材側に向いている場合（例４、５）とで、吸音特性に大差は無かった。
〔例７〕
　１２０℃の熱ロールを用いて加熱処理した以外は、例２と同様にフィルムを製造した。
〔例８〕
　３ｍｍの深さで絹針を突き刺して貫通孔を形成した以外は、例１と同様にフィルムを製造した。
〔例９〕
　４ｍｍの深さで絹針を突き刺して貫通孔を形成した以外は、例１と同様にフィルムを製造した。
〔例１０〕
　速度１５ｍ／分でフィルム状基材を流しながら、１ｍｍの深さで絹針を突き刺して貫通孔を形成した以外は、例１と同様にフィルムを製造した。
〔例１１〕
　０．４５ｍｍの超薄地用絹針を用い、上下左右に１．４ｍｍピッチで、１ｍｍの深さで絹針を突き刺して貫通孔を形成した以外は、例１と同様にフィルムを製造した。
〔例１２〕
　ＥＴＦＥ１５０に、プレス法によって、バリを片面のみに有する貫通孔を形成させた。上記のプレス法は、具体的には、上下左右に２ｍｍピッチにて直径約０．２００ｍｍの孔をプレスにより抜き取る装置であり、上型と下型のクリアランスを０．０４０ｍｍに設定して行った。
　例７～１２の評価結果を表２および図６～７に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２に示されるように、例７、１０～１２のフィルムは、平均吸音率が０．５以上であり、吸音特性に優れていた。
　これに対して、「０．７＜ｄ／ｔ＜１．４」および「０．５＜ｙ＜１．７」の関係を満たさない例８、９のフィルムは、平均吸音率が０．５未満であり、吸音特性が不充分であった。
〔例１３〕
　例１で製造したフィルムを２枚使用した。吸音率の測定に際して、２枚のフィルムともにバリが形成されたフィルム面を音源側に向けて音響管にセットした。
〔例１４〕
　例２で製造したフィルムを２枚使用した。吸音率の測定に際して、２枚のフィルムともにバリが形成されたフィルム面を音源側に向けて音響管にセットした。
〔例１５〕
　例３で製造したフィルムを２枚使用した。吸音率の測定に際して、２枚のフィルムともにバリが形成されたフィルム面を音源側に向けて音響管にセットした。
　例１３～１５の評価結果を表３および図８に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３に示されるように、例１３～１４は、１枚のフィルムを設置した場合よりも、２枚のフィルムを設置したことにより平均吸音率がさらに向上し、かつ、例１～１２と比べて１，６００Ｈｚおよび３，２００Ｈｚの吸音率の落ち込みが低減されていた。
　例１５においても、１枚のフィルムを設置した場合に比べて、上記２つの周波数における吸音率の落ち込みが改善され、平均吸音率も向上したが、平均吸音率は０．５未満で不充分であった。
　本発明のフィルムは、吸音膜として利用可能であり、例えば、屋根材、天井材、外壁材、内壁材等の音源側に背後空気層を挟んで設置される。
　なお、２０１５年６月９日に出願された日本特許出願２０１５－１１６７０２号の明細書、特許請求の範囲、要約書および図面の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
１…フィルム、１ａ…一方の面、１ｂ…他方の面、２…貫通孔、２ａ…バリ、２ｂ…バリ、ｄｉ…孔径、Ｔｉ…貫通孔の深さ、ｔｉ…貫通孔が設けられていない箇所のフィルムの厚さ、ｈ…フィルム同士の離間距離、Ｈ…フィルムと音波反射材との距離、３…音波反射材、３ａ…音波の反射面、１０…吸音構造体

Claims (12)

  1. 　微小な複数の貫通孔が設けられたフィルムであって、
    　前記フィルムの厚さのうち前記貫通孔が設けられていない箇所の平均厚さをｔ（μｍ）で表し、
    　前記貫通孔の周縁のバリを含めた前記複数の貫通孔の平均深さをＴ（μｍ）で表し、
    　前記複数の貫通孔の平均孔径をｄ（μｍ）で表し、
    　前記フィルムの単位面積当りの開孔率をｙ（％）で表したとき、
    　　９０≦ｔ≦３００、
    　　１．０２＜Ｔ／ｔ≦１．５、
    　　０．７＜ｄ／ｔ＜１．４、
    　　０．５＜ｙ＜１．７、
    の式を全て満たすことを特徴とするフィルム。
  2. 　前記フィルムの材料がフッ素樹脂である、請求項１に記載のフィルム。
  3. 　前記フィルムの材料がエチレン－テトラフルオロエチレン共重合体である、請求項１または２に記載のフィルム。
  4. 　ＪＩＳ　Ａ１４０５－２：２００７に準拠した測定において、２００Ｈｚ～４，０００Ｈｚの平均吸音率が０．５以上である、請求項１～３のいずれか一項に記載のフィルム。
  5. 　ＪＩＳ　Ｒ３１０６：１９９８に準拠した可視光線透過率の測定において、可視光線透過率が６０％以上である、請求項１～４のいずれか一項に記載のフィルム。
  6. 　吸音用である、請求項１～５のいずれか一項に記載のフィルム。
  7. 　請求項１～６のいずれか一項に記載のフィルムと、音波反射材と、を備え、
    　音源に面して、前記フィルム、背後空気層、前記音波反射材の順で配置されてなることを特徴とする吸音構造体。
  8. 　前記背後空気層の厚さが１０～１，０００ｍｍである、請求項７に記載の吸音構造体。
  9. 　請求項１～５のいずれか一項に記載のフィルムの２枚以上が離間して設置されてなる、吸音性の積層フィルム。
  10. 　前記フィルム間の離間距離が５～５００ｍｍである、請求項９に記載の積層フィルム。
  11. 　請求項９に記載の積層フィルムと、音波反射材と、を備え、
    　音源に面して、前記積層フィルム、背後空気層、前記音波反射材の順で配置されてなることを特徴とする吸音構造体。
  12. 　前記背後空気層の厚さが１０～１，０００ｍｍである、請求項１１に記載の吸音構造体。
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