WO2017170353A1 - 防音構造、仕切り構造、窓部材およびケージ - Google Patents

防音構造、仕切り構造、窓部材およびケージ Download PDF

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WO2017170353A1
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holes
sound
plate
soundproof structure
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真也 白田
昇吾 山添
小松　寛
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富士フイルム株式会社
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    • G03B21/14—Details
    • G03B21/22—Soundproof bodies

Definitions

  • the present invention relates to a soundproof structure, a partition structure using the soundproof structure, a window member, and a cage.
  • urethane sponge, glass wool, and the like are used as a general soundproofing material for noise of a wide frequency band.
  • a volume is required to increase the sound absorption coefficient, so that sufficient soundproofing performance cannot be obtained when the size is limited in the equipment.
  • the material is not environmentally friendly and deteriorates.
  • it because it is fibrous, it can contaminate the environment with fiber waste, cannot be used in clean rooms or in environments where precision equipment is present, or in production sites where contamination is a problem.
  • the holes of urethane sponge, glass wool, etc. are three-dimensional holes, there is a problem that the light transmittance is low.
  • a soundproof structure that absorbs sound in a specific frequency band there are a structure using membrane vibration and a structure using Helmholtz resonance. Since the soundproof structure using the membrane vibration generates sound absorption at the resonance frequency of the membrane vibration, the absorption increases at the resonance frequency, but the sound absorption is reduced at other frequencies, and it is difficult to widen the frequency band for sound absorption.
  • a soundproof structure that uses Helmholtz resonance for example, as shown in Patent Document 1, provides a closed space that is acoustically closed by placing a shielding plate on the back of a plate-like member in which a large number of through holes are formed. It has a configuration.
  • Such a soundproof structure using Helmholtz resonance is a part where the air in the through hole is governed by the equation of motion that is moved by the sound when the sound enters the through hole from the outside, and the air in the closed space by the sound. The part governed by the spring equation that repeats expansion and compression is connected.
  • the movement of air in the through-hole has a coil-like behavior in which the pressure phase advances 90 degrees from the local velocity phase
  • the movement of air in the closed space has a capacitor-like behavior in which the pressure phase is delayed by 90 degrees from the local velocity phase.
  • the Helmholtz resonance is a so-called LC series circuit as a sound equivalent circuit as a whole, and has a resonance determined by the area and length of the through hole and the volume of the closed space. At the time of this resonance, sound is reciprocated many times through the through hole, and during that time, strong sound absorption is generated at a specific frequency due to friction with the through hole.
  • Patent Document 2 includes a sheet having a plurality of through holes as a soundproof structure having a through hole without a closed space, and a through hole whose center substantially coincides with the through hole of the sheet.
  • a soundproof sheet having a shape that increases in diameter with an increase and a sound collecting portion provided outside the sheet.
  • Patent Document 3 discloses a film material (film-like sound absorption) that is partitioned by a partition wall serving as a frame, is closed by a rear wall (rigid wall) made of a plate-like member, and covers the opening of a cavity whose front forms an opening.
  • a sound absorber in which a resonance hole for Helmholtz resonance is formed in an inner region (corner portion) is disclosed. In this sound absorber, the cavity is closed except for the resonance holes.
  • This sound absorber has both a sound absorbing action by membrane vibration and a sound absorbing action by Helmholtz resonance.
  • a plate In a configuration in which a closed space is provided on the back surface of a plate-like member in which a large number of through holes are formed as described in Patent Document 1, and in a configuration in which sound absorption is performed using Helmholtz resonance, a plate is used to create a closed space.
  • a shielding plate that does not allow sound to pass through the back surface of the member is indispensable, and in principle, since the resonance is used, the frequency band in which sound can be absorbed is narrow and it is difficult to widen the band.
  • the upper limit and the lower limit of the size of the closed space are limited with respect to the wavelength of the sound to be soundproofed. Therefore, for example, when considering Helmholtz resonance for air at room temperature, the distance between the plate-like member having the through hole and the shielding plate is less than about 3.4 mm from the first condition in order to cope with 100000 Hz. Even if it is 10,000 Hz, it must be less than 34 mm, and the upper limit of the size is determined. However, in this case, for example, the closed space is too small compared with 3.4 m which is a wavelength of 100 Hz, and it is difficult to efficiently cause Helmholtz resonance.
  • the frequency band of the audible range is very wide and extends to 20 to 20000 Hz, which is 3 digits, and sounds outside this range can be felt by vibrations. This indicates that a wavelength band of 3 digits or more is involved. Therefore, when the Helmholtz resonator is designed so as to absorb the sound on the high frequency side, the closed space size becomes too small with respect to the wavelength size on the low frequency side, and it is difficult to cause resonance. On the other hand, when the Helmholtz resonator is designed so as to absorb the sound on the low frequency side, the closed space size becomes larger than the wavelength size on the high frequency side, and the premise of Helmholtz resonance is lost. Therefore, in Helmholtz resonance, it is difficult to increase the bandwidth not only from the point of using resonance but also from the behavior as a spring in a closed space.
  • the soundproof sheet described in Patent Document 2 is sound-insulating by reflection according to the mass law due to the weight of the sheet itself, and the through-hole portion does not contribute to soundproofing, and it penetrates by devising the structure around the through-hole. Even if a hole is made, the sound insulation performance of the original sheet is kept as close as possible. Therefore, there is a problem that it is impossible to obtain a soundproof performance higher than that of the mass law, and the sound is reflected and cannot be absorbed well.
  • the method of reflecting sound to prevent sound is called sound insulation. However, if the reflection is small and reflected, for example, the noise in the equipment will often radiate the reflected noise from another part and may not lead to noise suppression. is there.
  • the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, exhibit high soundproofing performance in a wide frequency band, can be reduced in weight, miniaturized, air permeability can be secured, and soundproofing having light permeability
  • the purpose is to provide a structure.
  • the inventors of the present invention have a soundproof structure including a plate member having a plurality of through holes penetrating in the thickness direction, and the average opening diameter of the through holes is 0.1 ⁇ m or more.
  • the average opening diameter of the through holes is phi ( ⁇ m) and the thickness of the plate-like member is t ( ⁇ m)
  • the average opening ratio rho of the through holes is in a range larger than 0 and smaller than 1.
  • Rho_center (2 + 0.25 ⁇ t) ⁇ phi -1.6 , rho_center- (0.052 ⁇ (phi / 30) -2 ) as lower limit, rho_center + (0.795 ⁇ (phi / 30) -2 ) as upper limit
  • the present invention has been completed by finding that the above-mentioned problems can be solved by being in the range. That is, it has been found that the above object can be achieved by the following configuration.
  • a soundproof structure including a plate-like member having a plurality of through holes penetrating in the thickness direction,
  • the average opening diameter of the through holes is 0.1 ⁇ m or more and less than 100 ⁇ m
  • the average opening ratio rho of the through holes is in a range larger than 0 and smaller than 1
  • rho_center ( 2 + 0.25 ⁇ t) ⁇ phi -1.6 is the center
  • rho_center- (0.052 ⁇ (phi / 30) -2 ) is the lower limit
  • rho_center + (0.795 ⁇ (phi / 30) -2 ) is the upper limit Soundproof structure.
  • Soundproof structure as described in [6] The soundproof structure according to any one of [1] to [5], wherein the material for forming the plate-like member is a metal.
  • a soundproof structure that exhibits high soundproof performance in a wide frequency band, can be reduced in weight, can be reduced in size, can ensure air permeability, and has light permeability.
  • FIG. It is a front view which shows notionally an example of the soundproof structure of this invention. It is sectional drawing of the soundproof structure shown in FIG. It is a perspective view which shows notionally an example of the form using the soundproof structure of this invention. It is a perspective view which shows notionally another example of the soundproof structure of this invention. It is typical sectional drawing for demonstrating an example of the suitable manufacturing method of the aluminum plate of this invention. It is typical sectional drawing for demonstrating an example of the suitable manufacturing method of the aluminum plate of this invention. It is typical sectional drawing for demonstrating an example of the suitable manufacturing method of the aluminum plate of this invention. It is typical sectional drawing for demonstrating an example of the suitable manufacturing method of the aluminum plate of this invention. It is typical sectional drawing for demonstrating an example of the suitable manufacturing method of the aluminum plate of this invention. It is typical sectional drawing for demonstrating an example of the suitable manufacturing method of the aluminum plate of this invention.
  • a numerical range expressed using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
  • the soundproof structure of the present invention is a soundproof structure including a plate-like member having a plurality of through holes penetrating in the thickness direction, and the average opening diameter of the through holes is 0.1 ⁇ m or more and less than 100 ⁇ m,
  • the average opening diameter of the through holes is phi ( ⁇ m) and the thickness of the plate member is t ( ⁇ m)
  • the average opening ratio rho of the through holes is in a range larger than 0 and smaller than 1
  • rho_center ( 2 + 0.25 ⁇ t) ⁇ phi -1.6 is the center
  • rho_center- (0.052 ⁇ (phi / 30) -2 ) is the lower limit
  • rho_center + (0.795 ⁇ (phi / 30) -2 ) is the upper limit Soundproof structure.
  • the structure of the soundproof structure of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 1 is a schematic front view showing an example of a preferred embodiment of the soundproof structure of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG.
  • the soundproof structure 10 is formed by forming a plurality of through holes 14 penetrating in the thickness direction in a plate-like member 12.
  • Such a soundproof structure 10 is used in various types of manufacturing equipment such as a copying machine, a blower, an air conditioner, a ventilation fan, pumps, a generator, a duct, and other various kinds of manufacturing equipment that emits sound, such as a coating machine, a rotating machine, and a conveyor.
  • Equipment transportation equipment such as automobiles, trains, airplanes, refrigerators, washing machines, dryers, televisions, photocopiers, microwave ovens, game machines, air conditioners, fans, PCs, vacuum cleaners, air cleaners, ventilation fans, etc. It is used for general household equipment and is appropriately arranged at a position where sound generated from a noise source passes in various equipment. For example, as shown in FIG. 3, the sound generated from the noise source 52 is absorbed by being arranged at an open end of a pipe 50 communicating with the noise source 52.
  • the plurality of through holes 14 formed in the plate-like member 12 have an average opening diameter of 0.1 ⁇ m or more and less than 100 ⁇ m.
  • the average opening ratio rho of the through holes 14 is 0.
  • the soundproof structure of the present invention has fine through holes with an average opening diameter of 0.1 ⁇ m or more and less than 100 ⁇ m at an average opening ratio in the above range, so that when sound passes through the fine through holes, It absorbs sound by friction between the inner wall surface of the through hole and air. That is, even if there is a closed space, the volume of the closed space is different from the optimum volume for conventional Helmholtz resonance, and sound is absorbed by a mechanism that is not resonance with the closed space.
  • the soundproof structure 10 does not use the principle of Helmholtz resonance in which the connection between the air layer in the through hole and the air layer in the closed space functions as a mass spring to cause resonance and absorb sound.
  • the closed space is provided on one surface side (hereinafter also referred to as a back surface) of a plate-like member in which a large number of through holes are formed, and in a configuration in which sound absorption is performed using Helmholtz resonance, the closed space is In order to make it, a shielding plate that does not allow sound to pass through the back surface of the plate-like member is indispensable. Also, in principle, since resonance is used, the frequency band capable of absorbing sound is narrow and it is difficult to widen the band.
  • the present inventors have a soundproof structure including a plate-like member having a plurality of through holes penetrating in the thickness direction, and the average opening diameter of the through holes is 0.1 ⁇ m or more and less than 100 ⁇ m.
  • the average opening diameter of the through holes 14 is phi ( ⁇ m) and the thickness of the plate-like member 12 is t ( ⁇ m)
  • the average opening ratio rho of the through holes 14 is in a range larger than 0 and smaller than 1.
  • Rho_center (2 + 0.25 ⁇ t) ⁇ phi -1.6 , rho_center- (0.052 ⁇ (phi / 30) -2 ) as lower limit, rho_center + (0.795 ⁇ (phi / 30) -2 ) as upper limit
  • the sound absorption mechanism of the soundproof structure of the present invention is a change of sound energy to thermal energy due to friction between the inner wall surface of the through hole and air when sound passes through the fine through hole. Presumed to be. Since this mechanism is caused by the fine through-hole size, it is different from the resonance mechanism.
  • the path directly passing through the through hole as sound in the air has a much smaller impedance than the path once converted into membrane vibration and then radiated again as sound. Therefore, it is easy for sound to pass through a through-hole path finer than membrane vibration.
  • sound When passing through the through-hole portion, sound is concentrated and passed from a wide area on the plate-like member to a narrow area of the through-hole. The local velocity becomes extremely large by collecting sound in the through hole. Since the friction correlates with the speed, the friction is increased and converted into heat in the minute through hole.
  • the average opening diameter of the through hole is small, the ratio of the edge length of the through hole to the opening area is large, so that it is considered that the friction generated at the edge of the through hole and the inner wall surface can be increased.
  • the average aperture ratio of the through-holes there is an optimum ratio to the average aperture ratio of the through-holes.
  • the average aperture diameter is relatively large, such as about 50 ⁇ m or more, the smaller the average aperture ratio, the higher the absorption rate. I found out.
  • the average aperture ratio is large, sound passes through each of the many through holes.
  • the average aperture ratio is small, the number of through holes is reduced, so that the sound passes through one through hole. It is considered that the noise increases and the local velocity of the air passing through the through hole is further increased, and the friction generated at the edge and inner wall surface of the through hole can be further increased.
  • the soundproof structure of the present invention does not require a closed space on the back surface, and functions as a single plate-like member having a through hole, so that the size can be reduced.
  • the soundproof structure of the present invention absorbs sound by friction when sound passes through the through hole, and therefore can absorb sound regardless of the frequency band of sound, and can absorb sound in a wide band.
  • air permeability can be ensured.
  • it since it has a through-hole, it can permeate
  • it functions by forming fine through-holes there is a high degree of freedom in material selection, and contamination of the surrounding environment and environmental resistance performance problems can be selected according to the environment, reducing problems. be able to.
  • the plate-like member has fine through-holes, even when liquid such as water adheres to the plate-like member, the surface tension prevents water from blocking the through-holes and does not block the through-holes. Sound absorption performance is difficult to decrease.
  • it since it is a thin plate-like (film-like) member, it can be curved according to the place where it is placed.
  • the sound absorbing mechanism of the present invention does not require a closed space behind the plate-like member. That is, the soundproofing structure functions only with a plate-like member, and there is no need to provide a closed space structure on the back for the purpose of sound absorption by a resonance phenomenon integrated with the soundproofing structure. However, the same function can be obtained even if a closed space such as a room wall with respect to the window is formed behind the plate-like member.
  • the surface of the plate member on which sound is incident is defined as the front surface
  • the opposite surface is defined as the back surface
  • the space on the back surface side of the plate member is defined as the back space. In that case, flat characteristics can be obtained by separating the plate member to such an extent that Helmholtz resonance breaks down.
  • the noise source is clear, such as a speaker or mechanical noise
  • the direction of the sound can be determined as the incident direction.
  • a sound source is obtained by measuring the phase information and particle velocity of the sound pressure simultaneously with the amplitude information of the sound pressure using a microphone array, beam forming, and a PU probe. The direction can be determined.
  • the position can be determined.
  • the upper limit value of the average opening diameter of the through holes is less than 100 ⁇ m, preferably 80 ⁇ m or less, more preferably 70 ⁇ m or less, most preferably 50 ⁇ m or less, and most preferably 30 ⁇ m or less. This is because as the average opening diameter of the through-holes becomes smaller, the ratio of the edge length of the through-holes contributing to friction in the through-holes with respect to the opening area of the through-holes becomes larger, and the friction tends to occur.
  • the lower limit of the average opening diameter is preferably 0.5 ⁇ m or more, more preferably 1 ⁇ m or more, and further preferably 2 ⁇ m or more. If the average opening diameter is too small, the viscous resistance when passing through the through hole is too high to allow sound to pass sufficiently, so that even if the opening ratio is increased, a sound absorbing effect cannot be obtained sufficiently.
  • the average aperture ratio rho is preferably rho_center-0.050 ⁇ (phi / 30) -2 or more, rho_center + 0.505 ⁇ (phi / 30) -2 or less, and rho_center-0.048 ⁇ (phi / 30) -2 or more , Rho_center + 0.345 ⁇ (phi / 30) ⁇ 2 or less is more preferable, rho_center-0.085 ⁇ (phi / 20) ⁇ 2 or more, rho_center + 0.35 ⁇ (phi / 20) ⁇ 2 or less is more preferable, A range of (rho_center-0.24 ⁇ (phi / 10) -2 ) or more and (rho_center + 0.57 ⁇ (phi / 10) -2 ) or less is particularly preferable, (rho_center-0.185 ⁇ (phi / 10) -2 ) or more, The range below (rho_center + 0.34 ⁇ (phi /
  • the average opening diameter of the through hole is obtained by photographing the surface of the plate-like member at a magnification of 200 times from one surface of the plate-like member using a high resolution scanning electron microscope (SEM). Then, 20 through-holes whose circumferences are connected in a ring shape are extracted, their opening diameters are read, and the average value of these is calculated as the average opening diameter. If there are less than 20 through-holes in one SEM photograph, SEM photographs are taken at other positions around the periphery and counted until the total number reaches 20. The opening diameter was evaluated using the diameter (equivalent circle diameter) when the area of the through-hole portion was measured and replaced with a circle having the same area.
  • the shape of the opening of the through hole is not limited to a substantially circular shape, when the shape of the opening is non-circular, the diameter of the circle having the same area was evaluated. Therefore, for example, even in the case of a through hole having a shape in which two or more through holes are integrated, this is regarded as one through hole, and the circle equivalent diameter of the through hole is set as the opening diameter.
  • “Image J” https://imagej.nih.gov/ij/
  • the average aperture ratio was obtained by photographing the surface of the plate member at a magnification of 200 times from directly above using a high-resolution scanning electron microscope (SEM), and a 30 mm ⁇ 30 mm field of view of the obtained SEM photograph (5 locations). , Binarize with image analysis software, etc., and observe the through-hole part and the non-through-hole part. From the total opening area of the through-hole and the visual field area (geometric area), the ratio (opening area / geometric The average value in each field of view (5 locations) is calculated as the average aperture ratio.
  • SEM high-resolution scanning electron microscope
  • the plurality of through holes may be regularly arranged or randomly arranged. Random arrangement is preferable from the viewpoints of productivity of fine through holes, robustness of sound absorption characteristics, and suppression of sound diffraction.
  • the diffraction of sound if the through holes are arranged periodically, a sound diffraction phenomenon occurs according to the period of the through holes, and there is a concern that the sound bends due to diffraction and the direction in which noise proceeds is divided into a plurality of directions. Random is a state in which there is no periodicity such as complete arrangement, and an absorption effect by each through-hole appears, but a diffraction phenomenon due to the minimum distance between through-holes does not occur.
  • a sample prepared by an etching process in a roll-like continuous process there is a sample prepared by an etching process in a roll-like continuous process.
  • a random pattern such as a surface treatment is more collectively processed than a process of creating a periodic array. Since it is easier to form, it is preferably arranged at random from the viewpoint of productivity.
  • this invention defines as follows that a through-hole is arrange
  • strong diffracted light appears. Even if the position of only a part of the periodic structure is different, diffracted light appears depending on the remaining structure. Since diffracted light is a wave formed by superposition of scattered light from a basic cell having a periodic structure, it is a mechanism that interference by the remaining structure generates diffracted light even if only a small part is disturbed. Therefore, as the number of basic cells disturbed from the periodic structure increases, the intensity of the diffracted light decreases as the scattered light that interferes with the diffracted light increases.
  • Random in the present invention indicates that at least 10% of the entire through-holes are deviated from the periodic structure. From the above discussion, in order to suppress the diffracted light, it is desirable that there are more basic cells that deviate from the periodic structure. Further, a structure in which 90% of the whole is displaced is more preferable.
  • the verification of the deviation can be performed by taking an image in which five or more through holes are accommodated and analyzing the image. More accurate analysis can be performed with a larger number of through-holes.
  • the image can be used by an optical microscope, SEM, or any other image that can recognize the positions of a plurality of through holes. In the photographed image, pay attention to one through hole and measure the distance from the surrounding through hole.
  • the closest distances are a1, the second, the third, and the fourth closest distances are a2, a3, and a4, respectively.
  • the through hole can be determined as a hole having a periodic structure with respect to the distance b1.
  • the through hole can be determined as a through hole that deviates from the periodic structure. This operation is performed for all through holes on the image to make a judgment.
  • the above “match” matches up to the shift of ⁇ when the diameter of the focused through hole is ⁇ . That is, when the relationship of a2 ⁇ ⁇ a1 ⁇ a2 + ⁇ is satisfied, it is assumed that a2 and a1 match. This is because the diffracted light considers the scattered light from each through-hole, so that it is considered that scattering occurs in the range of the hole diameter ⁇ .
  • the ratio c1 is the ratio of through holes having a periodic structure
  • 1-c1 is the ratio of through holes deviating from the periodic structure
  • 1-c1 is a numerical value that determines the above “random”.
  • the structure is “random”.
  • (1-c1) or (1-c2) is less than 10%, the structure has a periodic structure and is not “random”. In this way, when the condition of “random” is satisfied for any ratio c1, c2,..., The structure is defined as “random”.
  • the plurality of through holes may be formed of through holes having one kind of opening diameter, or may be formed of through holes having two or more kinds of opening diameters. From the viewpoints of productivity, durability, etc., it is preferable to comprise through holes having two or more opening diameters.
  • productivity is improved by allowing variation in the hole diameter from the viewpoint of performing a large amount of etching treatment.
  • the size of dust and debris varies depending on the environment. If a through hole with one type of opening diameter is used, it affects all holes when the size of the main dust is almost the same as the through hole. Will be given.
  • a through-hole having a maximum diameter inside can be formed by a manufacturing method described in International Publication No. WO2016 / 060037 and the like.
  • This shape makes it difficult for clogs (such as dust, toner, non-woven fabric, and foamed material) to clog inside, and improves the durability of the film having through-holes.
  • Dust larger than the diameter of the outermost surface of the through hole does not enter the through hole, whereas dust smaller than the diameter can pass through the through hole as it is because the internal diameter is increased. This is because the dust that passes through the outermost surface of the through-hole is caught in the small diameter part of the inside of the through hole and the dust is likely to remain as it is.
  • the shape with the maximum diameter functions advantageously in suppressing clogging of dust.
  • the inner wall surface of the through hole is roughened from the viewpoint of increasing friction when sound passes through the through hole (see FIG. 7).
  • the surface roughness Ra of the inner wall surface of the through hole is preferably 0.1 ⁇ m or more, more preferably from 0.1 ⁇ m to 10.0 ⁇ m, and from 0.2 ⁇ m to 1.0 ⁇ m. More preferably.
  • the surface roughness Ra can be measured by measuring the inside of the through hole with an AFM (Atomic Force Microscope).
  • AFM Anatomic Force Microscope
  • SPA300 manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd.
  • the cantilever can be measured in a DFM (Dynamic Force Mode) mode using OMCL-AC200TS.
  • FIG. 7 is a SEM photograph of the sample of Example 1 described later.
  • the average particle diameter of the protrusions by regarding each of the uneven protrusions in the through hole as particles from the SEM image in the through hole. Specifically, an SEM image (field of view of about 1 mm ⁇ 1 mm) taken at a magnification of 2000 times is taken into Image J, binarized into black and white so that the convex portions become white, and the area of each convex portion is analyzed. Find it in Particles.
  • the equivalent circle diameter assuming a circle having the same area as each area was obtained for each convex portion, and the average value was calculated as the average particle diameter.
  • the particle diameter of Example 1 described later is distributed in the range of about 1 to 3 ⁇ m, and on average is about 2 ⁇ m.
  • the average particle size of the convex portions is preferably 0.1 ⁇ m or more and 10.0 ⁇ m or less, and more preferably 0.15 ⁇ m or more and 5.0 ⁇ m or less.
  • the speed in the through hole was measured after calculation by a design simulation corresponding to Example 1.
  • the local moving speed of the medium that mediates the sound wave can be determined from the local speed. From this, it was assumed that the particles were vibrating in the penetration direction of the through hole, and the movement distance was obtained. Since the sound vibrates, the distance amplitude is a distance that can move within a half cycle.
  • one cycle is 1/2500 seconds, so that half of the time can be in the same direction.
  • the maximum movement distance (acoustic movement distance) in the half-cycle of sound waves obtained from the local velocity is 10 ⁇ m at 94 dB and 0.2 ⁇ m at 60 dB. Therefore, since the friction is increased by having the surface roughness about this acoustic movement distance, the above-described range of the surface roughness Ra and the range of the average particle diameter of the convex portions are preferable.
  • the average opening diameter of the plurality of through holes formed in the plate-like member is preferably 50 ⁇ m or less, and more preferably 20 ⁇ m or less.
  • a plate-like member having a fine through-hole used in the soundproof structure of the present invention is arranged on the wall surface or in a visible place, if the through-hole itself is visible, the design is impaired and there is a hole as it looks. It is desirable that the through hole is difficult to see. If through-holes are visible in various places such as a soundproof wall, a sound control wall, a soundproof panel, a sound control panel, and a machine exterior in a room, a problem arises.
  • FIG. 29 shows the relationship between the distance and resolution in the case of visual acuity 1. Whether or not the through hole is visible is strongly related to the visual acuity. Whether a gap between two points and / or two lines is visible, as in the case of performing a vision test by recognizing the gap part of the Landolt ring, depends on the resolution.
  • a through-hole having an opening diameter smaller than the resolution of the eye is difficult to visually recognize because the distance between the edges of the through-hole cannot be decomposed by the eye.
  • the shape of the through hole having an opening diameter larger than the eye resolution can be recognized.
  • visual acuity 1 a 100 ⁇ m through hole can be decomposed from a distance of 35 cm, but a 50 ⁇ m through hole cannot be decomposed unless it approaches 18 cm and a 20 ⁇ m through hole to a distance of 7 cm. Therefore, even if it can be visually recognized with a through hole of 100 ⁇ m and is worrisome, it cannot be recognized unless the distance is very close to 1/5 by using the through hole of 20 ⁇ m.
  • the opening diameter is about 100 ⁇ m.
  • the aperture diameter of several tens of ⁇ m discussed in the present invention is sufficiently larger than the optical wavelength.
  • the scattering cross section in visible light substantially matches the geometric cross section, that is, the cross section of the through hole in this case. That is, it can be seen that the magnitude of the visible light scattering is proportional to the square of the radius of the through hole (half the equivalent circle diameter). Therefore, the larger the through hole, the greater the intensity of light scattering as the square of the radius of the through hole. Since the visibility of a single through-hole is proportional to the amount of light scattering, even when the average aperture ratio is the same, it is easier to see when each through-hole is large.
  • a light diffraction phenomenon occurs according to the period.
  • white light that is transmitted, reflected white light, or broad spectrum light hits the light is diffracted and the color appears to be shifted like a rainbow, or it is strongly reflected at a specific angle.
  • the pattern is conspicuous because it looks different.
  • a plurality of through holes were periodically formed in the nickel, but when this nickel film was used as a fluorescent lamp, a color spread due to diffracted light was seen.
  • the above diffraction phenomenon does not occur when arranged randomly.
  • the one plate-shaped member 12 in which the several through-hole 14 was formed was made into the soundproof structure 10, it is not limited to this, Two or more in which the several through-hole was formed It is good also as a structure which arranged the plate-shaped member in the thickness direction. That is, two or more soundproof structures 10 of the present invention may be arranged in the thickness direction to form a soundproof structure.
  • the soundproof structure 20 shown in FIG. 4 is obtained by arranging two plate-like members 12 formed with a plurality of through holes 14 in the thickness direction.
  • the plate-like members 12 When two or more plate-like members 12 are arranged in the thickness direction, the plate-like members 12 may be in contact with each other or may be separated from each other. When the plate-like members 12 are arranged apart from each other, a spacer may be arranged at a position between the plate-like members 12 that does not hinder the passage of sound.
  • the sound absorption mechanism in the present invention is conversion to heat energy by friction when sound passes through the through hole. Therefore, the sound absorption performance increases as the local velocity of the air passing through the through hole increases. Therefore, in the case of a configuration in which two or more plate-like members 12 are arranged, it is preferable that the plate-like members 12 are arranged apart from each other.
  • the typical wavelength is preferably smaller than the length of the sound wavelength of 3400 Hz being 100 mm, and more preferably smaller than the length of the sound wavelength of 10,000 Hz being 34 mm.
  • the distance between the plate members 12 is preferably 5 mm or more and 100 mm or less from the viewpoint of suitably suppressing a decrease in local speed when passing through the through hole 14 of the plate member 12 in the subsequent stage. Is more preferable.
  • the thickness of the plate-like member is not limited, but it is considered that the sound absorption performance is further improved because the frictional energy received when the sound passes through the through-hole increases as the thickness increases.
  • it is extremely thin it is difficult to handle and easily torn, so it is desirable that it is thick enough to hold it.
  • the thickness is small for downsizing, air permeability and light transmission.
  • etching or the like is used as a method for forming the through hole, the thicker the thickness, the longer it takes to produce the product, and the thinner is desirable from the viewpoint of productivity.
  • the thickness of the plate member is preferably 5 ⁇ m to 500 ⁇ m, more preferably 7 ⁇ m to 300 ⁇ m, and particularly preferably 10 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the material of the plate member aluminum, titanium, nickel, permalloy, 42 alloy, kovar, nichrome, copper, beryllium, phosphor bronze, brass, white, tin, zinc, iron, tantalum, niobium, molybdenum, Various metals such as zirconium, gold, silver, platinum, palladium, steel, tungsten, lead, and iridium; PET (polyethylene terephthalate), TAC (triacetylcellulose), polyvinyl chloride, polyethylene, polyvinyl chloride, polymethylbenten Resin materials such as COP (cycloolefin polymer), polycarbonate, zeonore, PEN (polyethylene naphthalate), polypropylene, and polyimide can be used.
  • PET polyethylene terephthalate
  • TAC triacetylcellulose
  • polyvinyl chloride polyethylene
  • polyvinyl chloride polymethylbenten Resin materials
  • COP cycloo
  • glass materials such as thin film glass; fiber reinforced plastic materials such as CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastics) and GFRP (Glass Fiber Reinforced Plastics) can also be used.
  • CFRP Carbon Fiber Reinforced Plastics
  • GFRP Glass Fiber Reinforced Plastics
  • a metal material from the viewpoints of high Young's modulus, less vibration even when the thickness is small, and the effect of absorbing sound due to friction in a minute through hole.
  • aluminum it is preferable to use aluminum from the viewpoint of lightness, easy formation of minute through holes by etching, etc., availability, cost, and the like.
  • a material that is conductive and non-charged such as a metal material
  • minute dust and dust are not attracted to the film by static electricity, and the plate-like member is not charged. It can be suppressed that dust and dirt are clogged and the sound absorbing performance is lowered.
  • heat resistance can be made high by using a metal material as a material of a plate-shaped member.
  • ozone resistance can be made high. Further, when a metal material is used as the plate member, radio waves can be shielded.
  • the metal material since the metal material has a high reflectivity with respect to radiant heat by far infrared rays, the metal material functions as a heat insulating material that prevents heat transfer by radiant heat by using the metal material as the material of the plate-like member. At this time, a plurality of through holes are formed in the plate-like member, but the plate-like member functions as a reflective film because the opening diameter of the through-hole is small. It is known that a structure in which a plurality of fine through holes are opened in a metal functions as a high-pass filter for frequency. For example, a window with a metal mesh of a microwave oven has a property of shielding microwaves used in a microwave oven while allowing visible light having a high frequency to pass therethrough.
  • the average opening diameter of the through holes formed in the plate-like member is preferably 20 ⁇ m or less.
  • a resin material or glass material that can be made transparent can be used.
  • a PET film has a relatively high Young's modulus among resin materials, is easily available, and has high transparency, a through-hole can be formed to provide a suitable soundproof structure.
  • the durability of the plate-like member can be improved by appropriately performing surface treatment (plating treatment, oxide film treatment, surface coating (fluorine, ceramic), etc.) according to the material. it can.
  • surface treatment plat treatment, oxide film treatment, surface coating (fluorine, ceramic), etc.
  • an oxide film can be formed on the surface by performing alumite treatment (anodizing treatment) or boehmite treatment.
  • alumite treatment anodizing treatment
  • boehmite treatment boehmite treatment.
  • the color can be adjusted by optical interference by adjusting the treatment time and adjusting the thickness of the oxide film.
  • coloring, decoration, decoration, design, etc. can be given with respect to a plate-shaped member.
  • an appropriate method may be selected depending on the material of the plate-like member and the state of the surface treatment. For example, printing using an inkjet method can be used.
  • highly durable coloring can be performed by performing a color alumite treatment.
  • the color alumite treatment is a treatment in which a dye is infiltrated after the alumite treatment is performed on the surface and then the surface is sealed. Thereby, it can be set as a plate-shaped member with high designability, such as the presence or absence of metallic luster and color.
  • the dye since anodized film is formed only on the aluminum portion by performing anodizing after forming the through-hole, the dye covers the through-hole and decorates without reducing sound absorption characteristics. be able to. By combining with the above anodized treatment, various colors and designs can be applied.
  • the aluminum base material used as the plate member is not particularly limited, and for example, a known aluminum base material such as alloy numbers 1085, 1N30, and 3003 described in JIS standard H4000 can be used.
  • the aluminum substrate is an alloy plate containing aluminum as a main component and containing a trace amount of foreign elements.
  • the thickness of the aluminum substrate is not particularly limited, but is preferably 5 ⁇ m to 1000 ⁇ m, more preferably 7 ⁇ m to 200 ⁇ m, and particularly preferably 10 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the soundproofing member having the soundproofing structure of the present invention is used as a building material or a soundproofing material in equipment, it is required to be flame retardant.
  • the plate-like member is preferably flame retardant.
  • Lumirror registered trademark non-halogen flame retardant type ZV series (made by Toray Industries, Inc.), which is a flame retardant PET film, Teijin Tetron (registered trademark) UF (Teijin Limited) And / or Dialramy (registered trademark) (manufactured by Mitsubishi Plastics, Inc.), which is a flame-retardant polyester film.
  • flame retardancy can also be imparted by using a metal material such as aluminum, nickel, tungsten, and copper.
  • the material constituting the structural member is preferably heat resistant, particularly low heat shrinkable.
  • resin for example, Teijin Tetron (registered trademark) film SLA (manufactured by Teijin DuPont Films Co., Ltd.), PEN film Teonex (registered trademark) (manufactured by Teijin DuPont Films Co., Ltd.), and / or Lumirror ( It is preferable to use a registered trademark) off-annealing low shrinkage type (manufactured by Toray Industries, Inc.). In general, it is also preferable to use a metal film such as aluminum having a smaller coefficient of thermal expansion than the plastic material.
  • a plate-like member having a conductive plate-like member such as a metal material such as aluminum, it is possible to prevent dust from being attached due to static electricity.
  • a fluororesin film (Dynock Film (trademark) (manufactured by 3M)) and / or a hydrophilic film (Miraclean (manufactured by Lifeguard Co., Ltd.), RIVEX (manufactured by Riken Technos Co., Ltd.), and / or SH2CLHF (3M Company). The adhesion of dust can also be suppressed by using the production)).
  • a photocatalytic film (Lacrine (manufactured by Kimoto Co., Ltd.)) can also prevent the plate-like member from being soiled.
  • the same effect can be obtained by applying the spray having conductivity, hydrophilicity, and / or photocatalytic property and / or spray containing a fluorine compound to the plate member.
  • a hydrophilic surface including the pores with silica coating while making it hydrophobic with fluorine coating, and using them simultaneously, both hydrophilic soil and hydrophobic soil can be easily peeled off.
  • An antifouling coat can be applied.
  • a cover on the plate-like member In addition to using a special material as described above, it is possible to prevent contamination by providing a cover on the plate-like member.
  • a cover use a thin film material (Saran Wrap (registered trademark), etc.), mesh with a mesh size (metal, plastic, etc.) that does not allow dust to pass through, non-woven fabric, urethane, airgel, porous film, etc. Can do.
  • a cover 32 on the plate-like member 12 so as to cover the film at a predetermined distance, wind or dust hits the plate-like member 12 directly. I can not.
  • the cover when a thin film material or the like is used as the cover, it is desirable because the effect of the through hole of the present invention is not hindered by keeping a distance without being attached to the plate member 12 of the present invention.
  • the thin membrane material allows sound to pass through without strong membrane vibration, if the thin membrane material is fixed in a stretched state, membrane vibration is likely to occur. Therefore, it is desirable that the thin membrane material is loosely supported.
  • the dust can be removed by emitting sound to the plate-like member and strongly vibrating the plate-like member. The same effect can be obtained by using a blower or wiping.
  • Wind pressure When the strong wind hits the plate-like member, the plate-like member is pushed, and the resonance frequency may change. Therefore, the influence of wind can be suppressed by covering the plate-like member with a nonwoven fabric, urethane, and / or a film.
  • a method for producing a soundproof structure using an aluminum substrate is as follows: A film forming step of forming a film mainly composed of aluminum hydroxide on the surface of the aluminum substrate; A through hole forming step of forming a through hole by performing a through hole forming process after the film forming step; After the through hole forming step, a film removing step for removing the aluminum hydroxide film, Have By having the film forming step, the through hole forming step, and the film removing step, it is possible to suitably form through holes having an average opening diameter of 0.1 ⁇ m or more and less than 100 ⁇ m.
  • FIGS. 5A to 5E are schematic cross-sectional views showing an example of a preferred embodiment of a method for producing a soundproof structure using an aluminum substrate.
  • a method for manufacturing a soundproof structure includes a film forming step (FIG. 5A and FIG. 5A) in which a film forming process is performed on one main surface of the aluminum base 11 to form an aluminum hydroxide film 13. 5B), and a through-hole forming step (FIG. 5B and FIG. 5C) in which through-holes 14 are formed by performing electrolytic dissolution treatment after the film-forming step, and through-holes are formed in the aluminum substrate 11 and the aluminum hydroxide film 13. And a film removing step (FIGS.
  • the manufacturing method of a soundproof structure is a roughening process which performs the electrochemical roughening process to the plate-shaped member 12 which has the through-hole 14 after a film removal process, and roughens the surface of the plate-shaped member 12. It preferably has a process (FIGS. 5D and 5E).
  • the average opening diameter is reduced to 0 by performing electrolytic dissolution treatment in the through hole forming process after the film forming process for forming the aluminum hydroxide film.
  • Through holes of 1 ⁇ m or more and less than 100 ⁇ m can be formed.
  • the film formation process which the manufacturing method of a plate-shaped member has is a process of giving a film formation process to the surface of an aluminum base material, and forming an aluminum hydroxide film.
  • the said film formation process is not specifically limited, For example, the process similar to the formation process of a conventionally well-known aluminum hydroxide film can be given.
  • the film forming process for example, conditions and apparatuses described in paragraphs ⁇ 0013> to ⁇ 0026> of JP 2011-201123 A can be appropriately employed.
  • the conditions for the film formation treatment vary depending on the electrolytic solution used, and thus cannot be determined unconditionally. It is appropriate that the current density is 0.5 to 60 A / dm 2 , the voltage is 1 to 100 V, and the electrolysis time is 1 second to 20 minutes, which are adjusted to obtain a desired coating amount.
  • electrochemical treatment is preferably performed using nitric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, oxalic acid, or a mixed acid of two or more of these acids as the electrolytic solution.
  • a direct current may be applied between the aluminum substrate and the counter electrode, or an alternating current may be applied.
  • direct current is applied to the aluminum substrate, the current density is preferably 1 to 60 A / dm 2 , and more preferably 5 to 50 A / dm 2 .
  • the electrochemical treatment is continuously performed, it is preferably performed by a liquid power feeding method in which power is supplied to the aluminum base material through an electrolytic solution.
  • the amount of the aluminum hydroxide film formed by the film forming treatment is preferably 0.05 to 50 g / m 2 , more preferably 0.1 to 10 g / m 2 .
  • a through-hole formation process is a process of performing an electrolytic dissolution process after a membrane
  • the electrolytic dissolution treatment is not particularly limited, and direct current or alternating current can be used, and an acidic solution can be used as the electrolytic solution. Among these, it is preferable to perform electrochemical treatment using at least one acid of nitric acid and hydrochloric acid, and to perform electrochemical treatment using at least one mixed acid of sulfuric acid, phosphoric acid and oxalic acid in addition to these acids. Is more preferable.
  • the acidic solution as the electrolytic solution includes, in addition to the above acids, U.S. Pat. Nos. 4,671,859, 4,661,219, 4,618,405, 4,600,482, 4,566,960, 4,566,958, 4,566,959, 4,416,972, 4,374,710 Nos. 4,336,113 and 4,184,932, etc., can also be used.
  • the concentration of the acidic solution is preferably from 0.1 to 2.5% by mass, particularly preferably from 0.2 to 2.0% by mass.
  • the liquid temperature of the acidic solution is preferably 20 to 80 ° C., more preferably 30 to 60 ° C.
  • the aqueous solution mainly composed of the acid is an acid aqueous solution having a concentration of 1 to 100 g / L, a nitrate compound having nitrate ions such as aluminum nitrate, sodium nitrate or ammonium nitrate, or hydrochloric acid such as aluminum chloride, sodium chloride or ammonium chloride.
  • a sulfuric acid compound having a sulfate ion such as a hydrochloric acid compound having an ion, aluminum sulfate, sodium sulfate, or ammonium sulfate can be added and used in a range from 1 g / L to saturation.
  • the metal contained in aluminum alloys such as iron, copper, manganese, nickel, titanium, magnesium, a silica, may melt
  • a direct current is mainly used, but when an alternating current is used, the alternating current power wave is not particularly limited, and a sine wave, a rectangular wave, a trapezoidal wave, a triangular wave, etc. are used. Among these, a rectangular wave or a trapezoidal wave is preferable, and a trapezoidal wave is particularly preferable.
  • nitric acid electrolysis In the present invention, through holes having an average opening diameter of 0.1 ⁇ m or more and less than 100 ⁇ m can be easily obtained by electrochemical dissolution treatment (hereinafter also referred to as “nitric acid dissolution treatment”) using an electrolytic solution mainly composed of nitric acid. Can be formed.
  • the nitric acid dissolution treatment uses direct current, the average current density is 5 A / dm 2 or more, and the amount of electricity is 50 C / dm 2 or more because it is easy to control the dissolution point of through-hole formation. It is preferable that the electrolytic treatment is performed in step (b).
  • the average current density is preferably 100 A / dm 2 or less, and the quantity of electricity is preferably 10,000 C / dm 2 or less.
  • concentration and temperature of the electrolytic solution in nitric acid electrolysis are not particularly limited, and electrolysis is performed at a high concentration, for example, 30 to 60 ° C. using a nitric acid electrolytic solution having a nitric acid concentration of 15 to 35% by mass, or a nitric acid concentration of 0. Electrolysis can be performed at a high temperature, for example, 80 ° C. or higher, using a 7 to 2 mass% nitric acid electrolyte. Further, electrolysis can be performed using an electrolytic solution obtained by mixing at least one of sulfuric acid, oxalic acid, and phosphoric acid having a concentration of 0.1 to 50% by mass with the nitric acid electrolytic solution.
  • through holes having an average opening diameter of 1 ⁇ m or more and less than 100 ⁇ m can be easily formed by an electrochemical dissolution process (hereinafter also referred to as “hydrochloric acid dissolution process”) using an electrolytic solution mainly composed of hydrochloric acid.
  • the hydrochloric acid dissolution treatment uses direct current, the average current density is 5 A / dm 2 or more, and the amount of electricity is 50 C / dm 2 or more because it is easy to control the dissolution point of through-hole formation. It is preferable that the electrolytic treatment is performed in step (b).
  • the average current density is preferably 100 A / dm 2 or less, and the quantity of electricity is preferably 10,000 C / dm 2 or less.
  • concentration and temperature of the electrolytic solution in hydrochloric acid electrolysis are not particularly limited, and electrolysis is performed at 30 to 60 ° C. using a hydrochloric acid electrolytic solution having a high concentration, for example, a hydrochloric acid concentration of 10 to 35% by mass, or a hydrochloric acid concentration of 0. Electrolysis can be performed at a high temperature, for example, 80 ° C. or higher, using a 7-2 mass% hydrochloric acid electrolyte. Further, electrolysis can be performed using an electrolytic solution obtained by mixing at least one of sulfuric acid, oxalic acid, and phosphoric acid having a concentration of 0.1 to 50% by mass with the hydrochloric acid electrolytic solution.
  • the film removal step is a step of removing the aluminum hydroxide film by performing chemical dissolution treatment.
  • the said film removal process can remove an aluminum hydroxide film
  • the dissolution treatment is a treatment for dissolving the aluminum hydroxide film using a solution that preferentially dissolves aluminum hydroxide over aluminum (hereinafter referred to as “aluminum hydroxide solution”).
  • the aluminum hydroxide solution for example, nitric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, oxalic acid, chromium compound, zirconium compound, titanium compound, lithium salt, cerium salt, magnesium salt, sodium silicofluoride, fluoride
  • An aqueous solution containing at least one selected from the group consisting of zinc, manganese compounds, molybdenum compounds, magnesium compounds, barium compounds and halogens is preferred.
  • examples of the chromium compound include chromium (III) oxide and anhydrous chromium (VI) acid.
  • examples of the zirconium-based compound include zircon ammonium fluoride, zirconium fluoride, and zirconium chloride.
  • examples of the titanium compound include titanium oxide and titanium sulfide.
  • examples of the lithium salt include lithium fluoride and lithium chloride.
  • examples of the cerium salt include cerium fluoride and cerium chloride.
  • examples of the magnesium salt include magnesium sulfide.
  • Examples of the manganese compound include sodium permanganate and calcium permanganate.
  • Examples of the molybdenum compound include sodium molybdate.
  • magnesium compounds include magnesium fluoride pentahydrate.
  • barium compounds include barium oxide, barium acetate, barium carbonate, barium chlorate, barium chloride, barium fluoride, barium iodide, barium lactate, barium oxalate, barium perchlorate, barium selenate, selenite.
  • Examples thereof include barium, barium stearate, barium sulfite, barium titanate, barium hydroxide, barium nitrate, and hydrates thereof.
  • barium oxide, barium acetate, and barium carbonate are preferable, and barium oxide is particularly preferable.
  • halogen alone include chlorine, fluorine, and bromine.
  • the aluminum hydroxide solution is preferably an aqueous solution containing an acid.
  • the acid include nitric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, oxalic acid, and the like. Good.
  • the acid concentration is preferably 0.01 mol / L or more, more preferably 0.05 mol / L or more, and still more preferably 0.1 mol / L or more. There is no particular upper limit, but generally it is preferably 10 mol / L or less, more preferably 5 mol / L or less.
  • the dissolution treatment is performed by bringing the aluminum base material on which the aluminum hydroxide film is formed into contact with the above-described solution.
  • the method of making it contact is not specifically limited, For example, the immersion method and the spray method are mentioned. Of these, the dipping method is preferred.
  • the dipping method is a treatment in which an aluminum base material on which an aluminum hydroxide film is formed is dipped in the above-described solution. Stirring during the dipping process is preferable because a uniform process is performed.
  • the immersion treatment time is preferably 10 minutes or more, more preferably 1 hour or more, and further preferably 3 hours or more and 5 hours or more.
  • the alkali etching treatment is a treatment for dissolving the surface layer by bringing the aluminum hydroxide film into contact with an alkali solution.
  • Examples of the alkali used in the alkaline solution include caustic alkali and alkali metal salts.
  • examples of the caustic alkali include sodium hydroxide (caustic soda) and caustic potash.
  • Examples of the alkali metal salt include alkali metal silicates such as sodium metasilicate, sodium silicate, potassium metasilicate, and potassium silicate; alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate; Sodium carbonate and alkali metal aluminates such as potassium aluminate; Sodium gluconate and alkali metal aldones such as potassium gluconate; Dibasic sodium phosphate, dibasic potassium phosphate, tribasic sodium phosphate And alkali metal hydrogen phosphates such as potassium triphosphate.
  • a caustic alkali solution and a solution containing both a caustic alkali and an alkali metal aluminate are preferable from the viewpoint of high etching rate and low cost.
  • an aqueous solution of sodium hydroxide is preferred.
  • the concentration of the alkaline solution is preferably from 0.1 to 50% by mass, more preferably from 0.2 to 10% by mass.
  • the concentration of aluminum ions is preferably 0.01 to 10% by mass, and more preferably 0.1 to 3% by mass.
  • the temperature of the alkaline solution is preferably 10 to 90 ° C.
  • the treatment time is preferably 1 to 120 seconds.
  • Examples of the method for bringing the aluminum hydroxide film into contact with the alkaline solution include, for example, a method in which an aluminum base material on which an aluminum hydroxide film is formed is passed through a tank containing an alkali solution, and an aluminum on which an aluminum hydroxide film is formed. Examples include a method of immersing the base material in a tank containing an alkaline solution, and a method of spraying the alkaline solution onto the surface of the aluminum base material (aluminum hydroxide film) on which the aluminum hydroxide film is formed.
  • an optional surface roughening treatment step that the soundproof structure manufacturing method may have is an electrochemical surface roughening treatment (hereinafter referred to as “electrolytic surface treatment”) on the aluminum substrate from which the aluminum hydroxide film has been removed. This is a step of roughening the surface or back surface of the aluminum substrate.
  • electrochemical surface treatment hereinafter referred to as “electrolytic surface treatment”
  • the roughening process is performed after the through hole is formed.
  • the present invention is not limited to this, and the through hole may be formed after the roughening process.
  • the surface can be easily roughened by an electrochemical surface roughening treatment (hereinafter also referred to as “nitric acid electrolysis”) using an electrolytic solution mainly composed of nitric acid.
  • nitric acid electrolysis an electrochemical surface roughening treatment
  • hydrochloric acid electrolysis an electrochemical surface roughening treatment using an electrolytic solution mainly composed of hydrochloric acid.
  • the soundproof structure manufacturing method can adjust the average opening diameter of the through holes formed by the above-described electrolytic dissolution treatment to a small range of about 0.1 ⁇ m to 20 ⁇ m. It is preferable to have a metal coating step of coating a part or all of the surface of the aluminum substrate including at least the inner wall of the through hole with a metal other than aluminum.
  • a metal coating step of coating a part or all of the surface of the aluminum substrate including at least the inner wall of the through hole with a metal other than aluminum means that at least the entire surface of the aluminum substrate including the inner wall of the through hole is penetrated. This means that the inner wall of the hole is covered, and the surface other than the inner wall may not be covered, or may be partially or entirely covered.
  • a substitution treatment and a plating treatment described later are performed on an aluminum base material having a through hole.
  • the replacement treatment is a treatment in which zinc or a zinc alloy is subjected to replacement plating on a part or all of the surface of the aluminum substrate including at least the inner wall of the through hole.
  • the displacement plating solution include a mixed solution of 120 g / L of sodium hydroxide, 20 g / L of zinc oxide, 2 g / L of crystalline ferric chloride, 50 g / L of Rossell salt, and 1 g / L of sodium nitrate.
  • Commercially available Zn or Zn alloy plating solution may also be used.
  • Substar Zn-1, Zn-2, Zn-3, Zn-8, Zn-10, Zn-111 manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd. Zn-222, Zn-291, etc. can be used.
  • the immersion time of the aluminum substrate in such a displacement plating solution is preferably 15 to 40 seconds, and the immersion temperature is preferably 20 to 50 ° C.
  • ⁇ Plating treatment> When the zinc film is formed by replacing the surface of the aluminum base material with zinc or a zinc alloy by the above-described replacement treatment, for example, the zinc film is replaced with nickel by electroless plating described later, and then described later. It is preferable to perform a plating treatment for depositing various metals by electrolytic plating.
  • the nickel plating solution used for the electroless plating treatment As the nickel plating solution used for the electroless plating treatment, commercially available products can be widely used. Examples thereof include an aqueous solution containing nickel sulfate 30 g / L, sodium hypophosphite 20 g / L, and ammonium citrate 50 g / L. Examples of the nickel alloy plating solution include a Ni—P alloy plating solution in which a phosphorus compound is a reducing agent and a Ni—B plating solution in which a boron compound is a reducing agent.
  • the immersion time in such a nickel plating solution or nickel alloy plating solution is preferably 15 seconds to 10 minutes, and the immersion temperature is preferably 30 ° C. to 90 ° C.
  • a plating solution for electroplating Cu includes, for example, Cu 60 to 110 g / L, sulfuric acid 160 to 200 g / L and hydrochloric acid 0.1 to 0.15 mL / L to pure water.
  • Top Lucina SF Base WR 1.5 to 5.0 mL / L, Top Lucina SF-B 0.5 to 2.0 mL / L and Top Lucina SF Leveler 3.0 to 10 mL / L as additives are added by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd. Liquid.
  • the immersion time in such a copper plating solution is not particularly limited because it depends on the thickness of the Cu film, but for example, when a 2 ⁇ m Cu film is applied, it is preferable to immerse for about 5 minutes at a current density of 2 A / dm,
  • the immersion temperature is preferably 20 ° C. to 30 ° C.
  • washing treatment it is preferable to carry out water washing after completion of the above-described processes.
  • pure water, well water, tap water, or the like can be used.
  • a nip device may be used to prevent the processing liquid from being brought into the next process.
  • Such a soundproof structure may be manufactured using a cut sheet-like aluminum substrate, or may be performed roll-to-roll (hereinafter also referred to as RtoR).
  • RtoR is a process in which a raw material is drawn out from a roll formed by winding a long raw material and conveyed in the longitudinal direction, and various treatments such as surface treatment are performed. It is a manufacturing method wound in a roll shape. The manufacturing method for forming a through hole in an aluminum base as described above can easily and efficiently form a through hole of about 20 ⁇ m by RtoR.
  • the formation method of a through-hole is not limited to the method mentioned above, What is necessary is just to perform by a well-known method according to the formation material of a plate-shaped member.
  • the through hole is formed by a processing method that absorbs energy such as laser processing, or a mechanical processing method by physical contact such as punching or needle processing. Can do.
  • the soundproof structure of the present invention is not limited to those used in various devices such as the above-mentioned industrial devices, transportation devices, and general household devices, and is a fixed partition that is arranged in a room of a building and partitions the room. It can also be used for a fixed wall such as a structure (partition), or a movable wall such as a movable partition structure (partition) that is arranged in a room of a building and partitions the room.
  • a partition a fixed wall
  • a movable wall such as a movable partition structure (partition) that is arranged in a room of a building and partitions the room.
  • the soundproof structure of the present invention as a partition, sound can be suitably shielded between the partitioned spaces.
  • the thin and light structure of the present invention is advantageous because it is easy to carry.
  • the soundproof structure of the present invention has light permeability and air permeability, it can be suitably used as a window member. Or it can also be used as a cage surrounding equipment that becomes a noise source, for example, an air conditioner outdoor unit, a water heater, etc., for noise prevention. By surrounding the noise source with this member, it is possible to absorb noise and prevent noise while ensuring heat dissipation and air permeability.
  • a pet cage having a light weight and an acoustic absorption effect can be obtained. By using this cage, the pet in the cage can be protected from outside noise, and the squealing of the pet in the cage can be prevented from leaking outside.
  • the soundproof structure of the present invention can be used as the following soundproof member.
  • Soundproof material for building materials Soundproof material used for building materials
  • Sound-proofing material for air-conditioning equipment Sound-proofing material installed in ventilation openings, air-conditioning ducts, etc.
  • Soundproof member for external opening Soundproof member installed in the window of the room to prevent noise from inside or outside the room
  • Soundproof member for ceiling Soundproof member that is installed on the ceiling in the room and controls the sound in the room
  • Soundproof member for floor Soundproof member that is installed on the floor and controls the sound in the room
  • Soundproof member for internal openings Soundproof member installed at indoor doors and bran parts to prevent noise from each room
  • Soundproof material for toilets Installed in the toilet or door (indoor / outdoor), to prevent noise from the toilet
  • Soundproof material for balcony Soundproof material installed on the balcony to prevent noise from your own balcony or the adjacent balcony
  • Indoor sound-adjusting member Sound-proofing member for controlling the sound of the room
  • Simple soundproof room material Soundproof material that can be easily assembled and moved easily.
  • Soundproof room members for pets Soundproof members that surround pet rooms and prevent noise
  • Amusement facilities Game center, sports center, concert hall, soundproofing materials installed in movie theaters
  • Soundproof member for temporary enclosure for construction site Soundproof member to prevent noise leakage around the construction site
  • Soundproof member for tunnel Soundproof member that is installed in a tunnel and prevents noise leaking inside and outside the tunnel can be mentioned.
  • Example 1 ⁇ Production of soundproof structure> The following treatment was applied to the surface of an aluminum base (JIS H-4160, alloy number: 1N30-H, aluminum purity: 99.30%) having an average thickness of 20 ⁇ m and a size of 210 mm ⁇ 297 mm (A4 size), A soundproof structure 10 was produced.
  • an aluminum base JIS H-4160, alloy number: 1N30-H, aluminum purity: 99.30%
  • A1 Aluminum hydroxide film formation treatment (film formation process) Using an electrolytic solution kept at 50 ° C. (nitric acid concentration 10 g / L, sulfuric acid concentration 6 g / L, aluminum concentration 4.5 g / L, flow rate 0.3 m / s), the above aluminum base material as a cathode, and the total amount of electricity was subjected to electrolytic treatment for 20 seconds under the condition of 1000 C / dm 2 to form an aluminum hydroxide film on the aluminum substrate.
  • the electrolytic treatment was performed with a DC power source. Current density was 50A / dm 2. After the aluminum hydroxide film was formed, it was washed with water by spraying.
  • Electrolytic dissolution treatment (through hole forming step) Next, using an electrolytic solution maintained at 50 ° C. (nitric acid concentration 10 g / L, sulfuric acid concentration 6 g / L, aluminum concentration 4.5 g / L, flow rate 0.3 m / s), an aluminum substrate as an anode, Electrolytic treatment was performed for 24 seconds under conditions of a total of 600 C / dm 2 to form through holes in the aluminum substrate and the aluminum hydroxide film. The electrolytic treatment was performed with a DC power source. Current density was 25A / dm 2. After formation of the through hole, it was washed with water by spraying and dried.
  • the surface shape of the inner wall surface of the through-hole of the produced soundproof structure was measured using AFM (SPA300 manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd.).
  • the cantilever was OMCL-AC200TS and measured in DFM (Dynamic Force Mode) mode.
  • the results are shown in FIG.
  • FIG. 6 and 7 what took the SEM photograph of the inner wall surface of a through-hole is shown in FIG. 6 and 7 that the inner wall surface of the through hole is roughened.
  • Ra was 0.18 ( ⁇ m).
  • the specific surface area in this case was 49.6%.
  • the absorptance of the sample was also accurately measured by measuring the transmittance and the reflectance at the same time and obtaining the absorptance as 1 ⁇ (transmittance + reflectance).
  • Sound transmission loss was measured in the range of 100 Hz to 4000 Hz.
  • the inner diameter of the acoustic tube is 40 mm, and can be measured sufficiently up to 4000 Hz or higher.
  • the soundproof structure was loosely sandwiched between acoustic tubes, and the vertical sound transmittance, reflectivity, and absorption rate of the soundproof structure were measured. The measurement results are shown in FIG. It can be seen that the rate of absorptance increases as the frequency increases and reaches 43% at 3000 Hz.
  • Examples 2 to 17, Comparative Examples 1 and 2 With reference to International Publication WO2016 / 060037 and International Publication WO2016 / 017380, the production conditions of the soundproof structure in Example 1 were variously changed to produce soundproof structures having different average aperture diameters and average aperture ratios.
  • the soundproof structure of the comparative example 1 is an aluminum base material with a thickness of 20 ⁇ m that does not have through holes.
  • the soundproof structure of Comparative Example 2 was produced by forming a through-hole having a diameter of 4 mm with a punch in the center of an aluminum substrate having a thickness of 20 ⁇ m. About each produced sound-insulation structure, it carried out similarly to Example 1, and measured the absorptance.
  • Table 1 shows the measurement results of the average opening diameter and average opening ratio of each example and comparative example, and the absorptance averaged in the range of 2000 Hz to 4000 Hz.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the measured absorption rate and the average aperture ratio. As shown in FIG. 9, it can be seen that the smaller the average aperture ratio, the higher the absorption rate. Moreover, it turns out that the Example of this invention has a high absorptivity compared with the comparative example 1 with which the through-hole is not vacant.
  • FIG. 10 is a graph showing the relationship between the measured absorption rate and the average opening diameter. As shown in FIG. 10, it can be seen that the smaller the average opening diameter, the higher the absorption rate. Moreover, it turns out that the Example of this invention has a high absorptivity compared with the comparative example 1 with which the through-hole is not vacant. Thus, it can be seen that the smaller the average opening diameter and the average opening ratio of the through holes, the higher the absorption rate.
  • Example 18 to 20 The thickness of the aluminum substrate (plate member) was 20 ⁇ m, 50 ⁇ m, and 120 ⁇ m, respectively, and the production conditions were changed so that the average opening diameter and the average opening ratio were close to produce a soundproof structure. Further, the absorption rate was measured in the same manner as in Example 1 for each of the produced soundproof structures. Table 2 shows the measurement results of the average aperture diameter and average aperture ratio of each example and the absorptance at a frequency of 3000 Hz. FIG. 11 shows a graph of measurement results of frequency and sound absorption rate in each example. From Table 2 and FIG. 11, it can be seen that the greater the thickness of the plate-like member, the higher the absorption rate.
  • Example 21 to 24 The soundproof structure of Example 1 and the soundproof structure of Example 7 were arranged in the thickness direction at intervals of 0 mm, 5 mm, 10 mm, and 10 mm, respectively, to obtain a soundproof structure. That is, in Example 21, two soundproof structures were laminated. In Examples 22 to 24, two soundproof structures were arranged via spacers having a thickness of 5 mm and 10 mm, respectively. In Examples 21 to 23, the soundproof structure of Example 7 is arranged on the noise source side, and in Example 24, the soundproof structure of Example 1 is arranged on the noise source side.
  • Example 21 to 24 the absorptance was measured in the same manner as in Example 1.
  • Table 3 shows the measurement results of the absorptance at a frequency of 3000 Hz in each example.
  • FIG. 12 shows a graph of measurement results of frequency and sound absorption rate in each example. It can be seen from Table 3 and FIG. 12 that the sound absorption rate becomes higher by arranging a plurality of soundproof structures in the thickness direction than in the case of one soundproof structure. Moreover, it turned out that there is no big difference even if the position of a soundproof structure is replaced from the comparison with Example 23 and Example 24. FIG. Further, it was found from the comparison between Examples 21 to 23 that the sound absorption rate is higher when the distance between the two soundproof structures is 10 mm.
  • the sound absorption principle of the soundproof structure of the present invention is considered to be due to friction when sound waves (air) pass through fine through holes. Therefore, a sufficient local velocity at the through hole position is necessary for sound absorption. If the distance between the two soundproof structures is too short, the effect of deceleration caused by friction through the first soundproof structure's through-holes will remain even when the second soundproof structure is reached. Therefore, it is considered that the absorption rate of the second soundproof structure is low and the overall absorption rate is also low. On the other hand, by setting the distance between the two soundproof structures to 10 mm, a sufficient local speed can be obtained at the position of the through hole of the second soundproof structure, which is almost equivalent to two soundproof structures. It is thought that the absorption rate of
  • Example 25 In order to measure to a higher frequency range, the measurement was performed using an acoustic tube with an inner diameter of 20 mm instead of the acoustic tube with an inner diameter of 40 mm used in the measurement of acoustic characteristics in Example 1. In this case, it is possible to measure up to about 11000 Hz. A soundproof structure having an average aperture diameter of 20 ⁇ m, an average aperture ratio of 4.2%, and a thickness of 20 ⁇ m was measured using this acoustic tube. The results are shown in FIG. From FIG. 14, it can be seen that the absorption rate by the through-hole shows a flat characteristic up to 10000 Hz and absorbs about 40% to 50% up to the high frequency. Thus, it was shown that the absorption by the fine through-hole absorbs over a wide band up to a high frequency without having an absorption peak at a specific frequency.
  • Example 26 As a material other than aluminum, a transparent resin film having a relatively high Young's modulus was used, and the absorption measurement using a through hole was similarly performed. As the PET film, Toray Lumirror was used. As Example 26, a PET film having a thickness of 20 ⁇ m was punched by adjusting the output using an ultraviolet short pulse laser. In order to match with Example 1, the condition that the average opening diameter becomes 24 ⁇ m is found, the film is continuously moved to make holes, the number of holes making the average opening ratio to 5.3%, the soundproof structure was made.
  • Example 27 to 30 conditions were found in the same manner using PET films having thicknesses of 50 ⁇ m, 100 ⁇ m, 180 ⁇ m, and 250 ⁇ m, respectively, and the average opening diameter was adjusted to be 24 ⁇ m and the average opening ratio was 5.3%. Drilling was performed to produce a soundproof structure. The average aperture ratio and average aperture diameter of the through holes were measured using SEM. About each produced sound-insulation structure, it carried out similarly to Example 1, and measured the absorptance. Table 4 shows the measurement results of the thickness, average aperture diameter and average aperture ratio of each example, and the absorptance and reflectance averaged in the range of 2000 Hz to 4000 Hz.
  • Example 1 and Examples 26 to 30 when Example 1 and Examples 26 to 30 are compared, the absorptivity when the material of the plate-like member is aluminum exceeds the absorption when it is a PET film. This is probably because aluminum has a Young's modulus greater than that of the PET film, so that the transmitted sound due to membrane vibration is suppressed to a small level and the effect of the through-hole is more intense. Further, it can be seen from the comparison of Examples 26 to 30 that the absorption increases when the thickness of the PET film is 50 ⁇ m, and the absorption decreases as the thickness increases. It can be seen that the thicker the PET film, the less the sound transmitted through the PET film and the more the sound reflected from the PET film surface.
  • Example 31 As Example 31, the soundproof structure was the same as Example 31 except that the material of the plate member was nickel, and the plate member had through holes with an average opening diameter of 19.5 ⁇ m and an average opening ratio of 6.2%. Was made.
  • the formation method of a fine through-hole in the case of using nickel as a material of a plate-shaped member is as follows. First, a plurality of cylindrical convex portions having a diameter of 19.5 ⁇ m were formed in a predetermined arrangement pattern on the surface of the silicon substrate by using a photolithographic etching method on the silicon substrate. The center-to-center distance between adjacent convex portions was 70 ⁇ m, and the arrangement pattern was a square lattice arrangement. At this time, the area ratio occupied by the convex portions is about 6%.
  • a nickel substrate having a thickness of 20 ⁇ m was formed by electrodepositing nickel onto the silicon substrate using a silicon substrate on which a convex portion was formed as a prototype. Thereafter, the nickel film was peeled off from the silicon substrate and surface polishing was performed. Thus, a nickel plate-like member having a plurality of through holes formed in a square lattice arrangement was produced.
  • the produced film was evaluated using an SEM, the average opening diameter was 19.5 ⁇ m, the average opening ratio was 6.2 ⁇ m, and the thickness was 20 ⁇ m. It was also confirmed that the through hole completely penetrates the plate member in the thickness direction.
  • the absorptance was measured in the same manner as in Example 1 for the produced soundproof structure.
  • the measurement results are shown in FIG. From the results shown in FIG. 30, it can be seen that the absorption rate is about 40% or more over a wide band of 1000 Hz to 9000 Hz. For example, it has an absorption rate of 46.5% at 3000 Hz and 47.3% at 7000 Hz.
  • FIG. 32 shows the photographing result of the nickel film
  • FIG. 33 shows the photographing result of the aluminum film.
  • the through holes are regularly arranged. Therefore, as shown in FIG. 32, a rainbow-colored spread appears due to light diffraction.
  • the through holes are arranged at random. Therefore, as shown in FIG. 33, there is no light diffraction and the white light source can be seen as it is.
  • the soundproof structure system of the present invention is an interaction system of membrane vibration and sound waves in the air, and furthermore, friction due to the through hole is important, so frictional sound absorption due to thermoacoustics is also added in the coupled analysis of sound and vibration. Analysis was performed. Specifically, the design was performed using an acoustic module of COMSOLver 5.1 (COMSOL), which is a finite element method analysis software. By using the thermoacoustic model in the acoustic module, it is possible to calculate the sound absorption through the fluid (including air) and the sound absorption due to the friction between the walls.
  • COMP COMSOLver 5.1
  • the vibration of the thin film was taken into the calculation this time by inputting the actual physical properties of the material.
  • a model was constructed in which through-holes were opened according to the average opening diameter and average opening ratio in an infinitely large thin film in the horizontal direction.
  • a thin film that can move freely was modeled by supporting the edge part with a roller and using a restraint that can move freely in the perpendicular direction of the film.
  • the material, thickness, average aperture diameter, and average aperture ratio corresponding to Example 1 were set, and the absorption rate was compared between the experiment and simulation. The results are shown in FIG. It can be seen that the absorptivity by the experiment and the simulation agree well on the whole, especially on the high frequency side.
  • the sound absorption mechanism of the soundproof structure of the present invention was mainly due to the sound absorption due to the friction of sound passing through the fine through-holes, and in the experiment, the measurement was performed by loosely fixing to the acoustic tube. It was clarified that the measurement was possible as the normal incident acoustic characteristics to an infinitely large film.
  • the boundary where the absorption rate is 45% is indicated by a two-dot chain line
  • the boundary of 30% is indicated by a one-dot chain line
  • the boundary of 10% is indicated by a broken line.
  • the average opening diameter and the average opening ratio are in an inversely proportional relationship.
  • Examples 1 and 7 are in a combination of an average aperture diameter and an average aperture ratio at which the absorptance is maximized, and the absorption is also increased in actual experiments.
  • Example 2 has an average aperture ratio close to that of Example 7, the combination of the average aperture diameter and the average aperture ratio is a region where the absorptance is lower than that of Example 7, and the absorptance is actually small in experiments. Thus, it was found that the absorptivity in the experiment and the simulation are well correlated.
  • the same setting was calculated in a wider average aperture area.
  • the results are shown in FIG. 17 and FIG. Since the optimum average aperture ratio is a region of 1% or less in a region where the average aperture diameter is large, the calculation range is divided into two types. In FIGS. 17 and 18, the boundary where the absorption rate is 45% is indicated by a two-dot chain line, the boundary of 30% is indicated by a one-dot chain line, and the boundary of 10% is indicated by a broken line. Characteristically, when the average opening diameter is larger than about 70 ⁇ m, the maximum value of the absorptance becomes small as compared with the case of the average opening diameter which is smaller at any average opening ratio.
  • FIG. 19 shows a graph representing the relationship between the average aperture ratio at which the absorptance has a maximum value and the average aperture diameter
  • FIG. 20 shows a graph representing the relationship between the maximum value of the absorptance and the average aperture diameter. As shown in FIG. 20, it can be seen that the maximum value of the absorptance decreases almost linearly with respect to the average opening diameter at an average opening diameter of about 70 ⁇ m or more.
  • FIG. 21 shows a graph showing the relationship between the maximum value of the absorptance and the average opening diameter. It can be seen that even when the thickness of the plate-like member is 50 ⁇ m, the maximum value of the absorptance decreases with an average opening diameter larger than 70 ⁇ m, as in the case of a thickness of 20 ⁇ m. It has been found that the maximum absorption rate is determined by the average opening diameter of the through-holes almost regardless of the thickness of the plate-like member.
  • the maximum absorptance is 50%, but when the average aperture diameter is larger than that, the absorptance decreases.
  • the absorptivity decreases to 45% at an average aperture diameter of 100 ⁇ m and to 30% at an average aperture diameter of 200 ⁇ m. Therefore, it has become clear that a smaller average opening diameter is desirable. From this result, it is considered that the maximum value of the absorptance is not substantially dependent on the thickness of the plate-like member and is determined by the average opening diameter.
  • the thickness of the plate member is 10 ⁇ m, 20 ⁇ m, 30 ⁇ m, 50 ⁇ m, and 70 ⁇ m, and the average aperture diameter of the through holes is changed within the range of 20 ⁇ m to 140 ⁇ m.
  • the average aperture ratio at which the absorptivity at the maximum and the absorptance at that time were calculated and summarized. The results are shown in FIG. When the average opening diameter of the through-holes is small, the optimum average opening ratio varies depending on the thickness of the plate-like member. A small average aperture ratio is an optimum value.
  • the optimum average opening ratio is a function of the average opening diameter, and therefore there is a condition that a high opening ratio structure can be realized.
  • the maximum absorption rate is also a large value of 45% or more, so that a high aperture ratio and high sound absorption can be realized.
  • the average opening diameter is desirably 80 ⁇ m or less, at which the maximum absorption rate is 48% or more, more desirably 70 ⁇ m or less, which is 49% or more, and most desirably 50 ⁇ m or less, which reaches a maximum value of approximately 50%.
  • the optimum average aperture ratio is rho_center, the average aperture diameter of the through holes is phi ( ⁇ m), and the thickness of the plate member is t ( ⁇ m), the log-log graph of FIG. 25 is a power function.
  • FIG. 26 shows the result of changing the average aperture ratio in the simulation of the plate member having a thickness of 50 ⁇ m.
  • the average opening diameter of the through holes was 10 ⁇ m, 15 ⁇ m, 20 ⁇ m, 30 ⁇ m and 40 ⁇ m, and the average opening ratio was changed from 0.5% to 99%.
  • the range of the average aperture ratio in which the absorption rate increases is spread around the optimum average aperture ratio.
  • the range of the average aperture ratio in which the absorptance increases as the average aperture diameter of the through-holes decreases is wide. Further, the range in which the absorptance increases is wider on the average aperture ratio side higher than the optimum average aperture ratio.
  • the maximum value of the absorptance is almost 50% for any average aperture diameter in the range of the average aperture diameter of 0.1 ⁇ m or more and less than 100 ⁇ m, so the lower limit of the aperture at which the absorptance is 30%, 40%, 45%
  • Table 5 shows the ratio and the upper limit opening ratio.
  • Table 6 shows the range of each absorption rate from the optimum average aperture ratio.
  • the optimum average opening ratio is 11%
  • the average opening ratio at which the absorption rate is 40% or more is 4.5% lower limit and 28% upper limit.
  • Table 6 shows -6.5% to 17.0%.
  • the range of the absorption rate of 30% is based on the above-mentioned optimum average opening ratio rho_center, and the range when the average opening diameter of the through holes is 20 ⁇ m is used as a reference.
  • rho_center-0.085 ⁇ (phi / 20) -2 Is the lower limit average aperture ratio, rho_center + 0.35 ⁇ (phi / 20) -2 Needs to be in a range where the upper limit average aperture ratio.
  • the average aperture ratio is limited to a range larger than 0 and smaller than 1 (100%).
  • the absorption rate is in the range of 40%, rho_center-0.24 ⁇ (phi / 10) -2 Is the lower limit average aperture ratio, rho_center + 0.57 ⁇ (phi / 10) -2 Is preferably in the range where the upper limit average aperture ratio.
  • the reference of the average opening diameter was set to 10 ⁇ m.
  • the absorption rate is in the range of 45%.
  • rho_center-0.185 ⁇ (phi / 10) -2 Is the lower limit average aperture ratio
  • rho_center + 0.34 ⁇ (phi / 10) -2 Is more preferably in a range where the average aperture ratio is the upper limit.
  • FIG. 27 shows the results when the thickness of the plate-like member is 50 ⁇ m and the average opening diameter of the through holes is 30 ⁇ m.
  • Tables 7 and 8 show the average aperture ratio range and the approximate expression for the absorption ratios of 10%, 15%, and 20%, respectively.
  • “rho_center” is expressed as “rc”.
  • the range of the absorptance of 10% is based on the above-mentioned optimum average aperture ratio rho_center, and the range when the average aperture diameter of the through holes is 30 ⁇ m as a reference.
  • rho_center-0.052 ⁇ (phi / 30) -2 Is the lower limit average aperture ratio, rho_center + 0.795 ⁇ (phi / 30) -2 Needs to be in a range where the upper limit average aperture ratio.
  • the average aperture ratio is limited to a range larger than 0 and smaller than 1 (100%).
  • the absorption rate is 15% or more, and the range is rho_center-0.050 ⁇ (phi / 30) -2 Is the lower limit average aperture ratio, rho_center + 0.505 ⁇ (phi / 30) -2 Is a range where the upper limit average aperture ratio.
  • the absorption rate is 20% or more, and the range is rho_center-0.048 ⁇ (phi / 30) -2 Is the lower limit average aperture ratio, rho_center + 0.345 ⁇ (phi / 30) -2 Is a range where the upper limit average aperture ratio.
  • the absorption rate is within the range of the average aperture ratio at which the above-mentioned absorption rate is 30% or more, 40% or more, or 45% or more, and the absorption rate can be further increased.
  • the characteristics of the sound absorption phenomenon due to the friction in the through hole were clarified using simulation.
  • size of the absorptivity was determined by the thickness of a plate-shaped member, the average opening diameter of the through-hole, and the average opening ratio, and determined the optimal value range. From the above, the effects of the present invention are clear.

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Abstract

広い周波数帯域で高い防音性能を発現し、軽量化でき、小型化でき、通気性を確保でき、また、光の透過性を有する防音構造、仕切り構造、窓部材およびケージを提供することを課題とする。厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有する板状部材を備える防音構造であって、貫通孔の平均開口径が０．１μｍ以上１００μｍ未満であり、貫通孔の平均開口径をphi（μｍ）、板状部材の厚みをt（μｍ）としたときに、貫通孔の平均開口率rhoは、０より大きく１より小さい範囲であって、rho_center=(2+0.25×t)×phi-1.6を中心として、rho_center-(0.052×(phi/30)-2)を下限として、rho_center+(0.795×(phi/30)-2)を上限とする範囲にある。

Description

防音構造、仕切り構造、窓部材およびケージ
　本発明は、防音構造、ならびに、これを利用する仕切り構造、窓部材およびケージに関する。
　一般の騒音は広帯域の周波数にわたるものも多く、低周波音は圧力として感じられ、中域（１０００Ｈｚ～４０００Ｈｚ程度）は耳の構造として感度が良いため大きく感じられ、高周波音は耳障りに感じられる。そのため、広帯域の騒音に対しては広帯域に対策を行う必要がある。
　例えば、風切り音などでは、ホワイトノイズのように低周波域から高周波域までの音圧をもつ騒音もあり、広帯域な騒音対策を行う必要がある。特に、各種機器（複写機等のオフィス機器、掃除機や空気清浄機などの家電、自動車および電車など）内の騒音対策においては、機器の大きさが制限されるため、少ないスペースで防音できる防音構造が求められている。
　従来、広帯域の周波数の騒音に対する一般的な防音材としては、ウレタンスポンジおよびグラスウール等が用いられている。しかしながら、ウレタンスポンジおよびグラスウール等を防音材として用いる場合には、吸音率を大きくするためには体積が必要なため、機器内で大きさが制限される場合には十分な防音性能を得られないという問題があった。また、素材が環境に強いものではなく劣化してしまうという問題があった。さらに、繊維状であるため、繊維のゴミにより環境を汚染してしまい、クリーンルーム内や精密機器がある環境、また汚染が問題になる製造現場等では使用できない、ダクトファン等に影響を及ぼすなどの問題があった。また、ウレタンスポンジおよびグラスウール等が有する孔は、三次元的な空孔であるため、光の透過率が低いという問題があった。
　一方で、特定の周波数帯域の音を吸収する防音構造として、膜振動を利用するもの、および、ヘルムホルツ共振を利用するものがある。
　膜振動を利用する防音構造は、膜振動の共振周波数で吸音が生じるものであるため、共振周波数で吸収が増大するがその他の周波数では吸音が小さくなり、吸音する周波数帯域の広帯域化は難しい。
　ヘルムホルツ共振を利用する防音構造は、例えば、特許文献１に示すように、多数の貫通孔が形成された板状部材の背面に遮蔽板を配置して音響的に閉じられた閉空間を設けた構成を有する。
　このようなヘルムホルツ共振を利用する防音構造は、外部から音が貫通孔に侵入するとき、貫通孔内の空気が音によって動かされる運動方程式に支配される部分と、閉空間内の空気が音によって膨張圧縮を繰り返すバネ方程式に支配される部分が連結される構造となる。それぞれの方程式により、貫通孔内の空気の動きは圧力位相が局所速度位相より９０度進むコイル的振る舞いとなり、閉空間内の空気の動きは圧力位相が局所速度位相より９０度遅れるコンデンサ的振る舞いとなる。よって、ヘルムホルツ共振は全体として音の等価回路として、いわゆる、ＬＣ直列回路となり、貫通孔面積と長さ、閉空間の体積によって決定される共振を有する。この共振のときに、貫通孔を多数回音が往復することとなり、その間に貫通孔との摩擦によって特定周波数で強く吸音が生じる。
　また、特許文献２には、閉空間なしに貫通孔を有する防音構造として、複数の貫通孔を有するシートと、シートの貫通孔と中心が略一致する貫通孔を有し、シートからの距離の増大とともに直径が増大する形状を有し、シートの外部に設けられた集音部とを有する防音シートが記載されている。
　また、特許文献３は、枠となる区画壁で仕切られ、板状部材による後壁（剛壁）で閉じられ、前部が開口部を形成する空洞の開口部を覆う膜材（膜状吸音材）が被せられ、その上から押さえ板が載せられ、膜材の音波による変位が最も生じにくい領域である開口部の周縁部の固定端から膜状吸音材の面の寸法の２０％の範囲内の領域（隅部分）にヘルムホルツ共鳴用の共鳴穴が形成された吸音体を開示している。この吸音体においては、共鳴穴を除いて、空洞は閉塞されている。この吸音体は、膜振動による吸音作用とヘルムホルツ共鳴による吸音作用を併せて奏する。
特開２００８－９０１４号公報 特開２０１５－１５２７９４号公報 特開２００９－１３９５５６号公報
　特許文献１に記載されるような、多数の貫通孔が形成された板状部材の背面に閉空間を設けた構成とし、ヘルムホルツ共振を利用して吸音する構成では、閉空間を作るために板状部材の背面に音を通さない遮蔽板が必須となり、また、原理として共振を用いるために吸音できる周波数帯域が狭く広帯域化が困難であった。
　このような課題を解決するために複数の孔径を厚み方向もしくは水平方向に複数設けたり、背面空間を複数設ける試みも行われているが、複数のセルを設ける必要があるためサイズが大きくなり、また作り分ける必要があるために構造や部品が複雑化し、部品点数も増加するという問題があった。
　さらに、背後に閉空間が必須であるため、閉空間の体積分サイズが大きくなるという問題があり、また、通気性や廃熱を確保することができないという問題もあった。
　また、上述した閉空間内の空気が音によって膨張圧縮を繰り返す現象がバネ方程式に従うためには、音の波長が閉空間の長さに比べて十分に大きい場合に限定される。音の波長が閉空間の長さ程度やそれより小さくなった場合には、閉空間内で音の干渉や共鳴が生じるために単純なバネ方程式とはならずに、ヘルムホルツ共振の前提が破綻する。
　また、一方で、波長の長い音に対して背後閉空間をバネとして共振させるためには、閉空間自体のサイズを音の波長に合わせて大きくする必要があり、波長に対して小さすぎる閉空間では機能しない。
　よって、ヘルムホルツ共振を得るためには防音の対象となる音の波長に対して閉空間の大きさが上限も下限も制限がかかることになる。
　したがって、例えば常温で空気に対するヘルムホルツ共振を考えた場合には、１０００００Ｈｚに対応するためには、第一の条件から貫通孔を有する板状部材と遮蔽板との間の距離を約３．４ｍｍ未満としなければならず、１００００Ｈｚであっても３４ｍｍ未満としなければならず、大きさの上限が決定される。しかしこの場合は、例えば１００Ｈｚの波長である３．４ｍと比較すると閉空間が小さすぎて効率よくヘルムホルツ共振を起こすことは難しい。可聴域の周波数帯域は非常に広く２０～２００００Ｈｚと３桁にも広がり、この範囲外の音も振動などによって感じることができる。これは、３桁以上の波長帯域が関わることを示す。よって、高周波側の音を吸音するようにヘルムホルツ共振器を設計した場合には、低周波側では波長サイズに対して閉空間サイズが小さくなりすぎて共振を起こすことが難しなる。一方で、低周波側の音を吸音するようにヘルムホルツ共振器を設計した場合では、高周波側では波長サイズに対して閉空間サイズが大きくなりヘルムホルツ共振の前提が崩れる。よって、ヘルムホルツ共振では共振を用いるという点からだけではなく、閉空間のバネとしての振舞いからも広帯域化は困難である。
　一方、特許文献２に記載の防音シートは、シート自体の重みにより質量則に従って反射により遮音するものであり、貫通孔部分は防音に寄与せず、貫通孔の周辺の構造を工夫することにより貫通孔を空けても元のシートの持つ遮音性能にできるだけ近い性能で保つというものである。そのため、質量則より高い防音性能を得ることは出来ず、また音は反射されるため、よく吸収することもできないという問題があった。
　音を反射して防音する方法は遮音と呼ばれるが、吸収が小さく反射させるだけでは、例えば機器内騒音では反射された騒音が結局別の部位より放射されることも多く、騒音抑制につながらないこともある。また室内の残響抑制などでは効果がない。よって、機器騒音等の防音を行うなどの、吸収による防音が求められる多くの場面では、反射による防音シートは十分な防音性能を発現できない。
　また、特許文献３では、膜振動による吸音作用とヘルツホルム共鳴による吸音作用を合わせて利用する必要があるので、枠となる区画壁の後壁は板状部材によって閉塞されており、特許文献１と同様に、風、及び熱を通す能力がなく熱がこもりがちとなり、機器及び自動車等の遮音に向かないという問題があった。
　本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、広い周波数帯域で高い防音性能を発現し、軽量化でき、小型化でき、通気性を確保でき、また、光の透過性を有する防音構造を提供することを目的とする。
　本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有する板状部材を備える防音構造であって、貫通孔の平均開口径が０．１μｍ以上１００μｍ未満であり、貫通孔の平均開口径をphi（μｍ）、板状部材の厚みをt（μｍ）としたときに、貫通孔の平均開口率rhoは、０より大きく１より小さい範囲であって、rho_center=(2+0.25×t)×phi-1.6を中心として、rho_center-(0.052×(phi/30)-2)を下限として、rho_center+(0.795×(phi/30)-2)を上限とする範囲にあることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
　すなわち、以下の構成により上記目的を達成することができることを見出した。
　［１］　厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有する板状部材を備える防音構造であって、
　貫通孔の平均開口径が０．１μｍ以上１００μｍ未満であり、
　貫通孔の平均開口径をphi（μｍ）、板状部材の厚みをt（μｍ）としたときに、貫通孔の平均開口率rhoは、０より大きく１より小さい範囲であって、rho_center=(2+0.25×t)×phi-1.6を中心として、rho_center-(0.052×(phi/30)-2)を下限として、rho_center+(0.795×(phi/30)-2)を上限とする範囲にある防音構造。
　［２］　複数の貫通孔の平均開口率が２％以上である［１］に記載の防音構造。
　［３］　複数の板状部材が厚さ方向に配列されている［１］または［２］に記載の防音構造。
　［４］　貫通孔の前記内壁面の表面粗さＲａが０．１μｍ～１０．０μｍである［１］～［３］のいずれかに記載の防音構造。
　［５］　貫通孔の内壁面が複数の粒子状形状で形成され、内壁面に形成された凸部の平均粒径が０．１μｍ～１０．０μｍである［１］～［４］のいずれかに記載の防音構造。
　［６］　板状部材の形成材料が金属である［１］～［５］のいずれかに記載の防音構造。
　［７］　板状部材の形成材料がアルミニウムである［１］～［６］のいずれかに記載の防音構造。
　［８］　複数の貫通孔がランダムに配列されている［１］～［７］のいずれかに記載の防音構造。
　［９］　複数の貫通孔は、２種以上の異なる孔径の貫通孔からなる［１］～［８］のいずれかに記載の防音構造。
　［１０］　貫通孔の平均開口径が０．１μｍ以上５０μｍ以下である［１］～［９］のいずれかに記載の防音構造。
　［１１］　少なくとも一部の貫通孔の形状が、貫通孔の内部で最大径となる形状である［１］～［１０］のいずれかに記載の防音構造。
　［１２］　［１］～［１１］のいずれかに記載の防音構造を有する仕切り構造。
　［１３］　［１］～［１１］のいずれかに記載の防音構造を有する窓部材。
　［１４］　［１］～［１１］のいずれかに記載の防音構造を有するケージ。
　本発明によれば、広い周波数帯域で高い防音性能を発現し、軽量化でき、小型化でき、通気性を確保でき、また、光の透過性を有する防音構造を提供することができる。
本発明の防音構造の一例を概念的に示す正面図である。 図１に示す防音構造の断面図である。 本発明の防音構造を利用する形態の一例を概念的に示す斜視図である。 本発明の防音構造の他の一例を概念的に示す斜視図である。 本発明のアルミニウム板の好適な製造方法の一例を説明するための模式的な断面図である。 本発明のアルミニウム板の好適な製造方法の一例を説明するための模式的な断面図である。 本発明のアルミニウム板の好適な製造方法の一例を説明するための模式的な断面図である。 本発明のアルミニウム板の好適な製造方法の一例を説明するための模式的な断面図である。 本発明のアルミニウム板の好適な製造方法の一例を説明するための模式的な断面図である。 貫通孔の内壁面のＡＦＭ測定の結果を示す図である。 貫通孔の内壁面を撮影した図である。 周波数と音響特性との関係を表すグラフである。 平均開口率と吸収率との関係を表すグラフである。 平均開口径と吸収率との関係を表すグラフである。 周波数と吸収率との関係を表すグラフである。 周波数と吸収率との関係を表すグラフである。 周波数と吸収率との関係を表すグラフである。 周波数と吸収率との関係を表すグラフである。 周波数と吸収率との関係を表すグラフである。 平均開口径と平均開口率と吸収率との関係を表すグラフである。 平均開口径と平均開口率と吸収率との関係を表すグラフである。 平均開口径と平均開口率と吸収率との関係を表すグラフである。 平均開口径と吸収率が極大となる平均開口率との関係を表すグラフである。 平均開口径と極大吸収率との関係を表すグラフである。 平均開口径と吸収率との関係を表すグラフである。 平均開口率と音響特性との関係を表すグラフである。 平均開口率と音響特性との関係を表すグラフである。 平均開口径と最適な平均開口率との関係を示すグラフである。 平均開口径と最適な平均開口率との関係を示すグラフである。 平均開口率と最大吸収率との関係を示すグラフである。 平均開口率と最大吸収率との関係を示すグラフである。 本発明の防音構造を持つ防音部材の一例の断面模式図である。 距離と目の分解能との関係を表すグラフである。 周波数と吸収率との関係を表すグラフである。 視認性の測定方法を説明するための模式図である。 視認性を測定した結果を撮影した図である。 視認性を測定した結果を撮影した図である。
　以下、本発明について詳細に説明する。
　以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
　なお、本明細書において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
［防音構造］
　本発明の防音構造は、厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有する板状部材を備える防音構造であって、貫通孔の平均開口径が０．１μｍ以上１００μｍ未満であり、
　貫通孔の平均開口径をphi（μｍ）、板状部材の厚みをt（μｍ）としたときに、貫通孔の平均開口率rhoは、０より大きく１より小さい範囲であって、rho_center=(2+0.25×t)×phi-1.6を中心として、rho_center-(0.052×(phi/30)-2)を下限として、rho_center+(0.795×(phi/30)-2)を上限とする範囲にある防音構造である。
　本発明の防音構造の構成について、図１および図２を用いて説明する。
　図１は、本発明の防音構造の好適な実施態様の一例を示す模式的な正面図であり、図２は、図１の断面図である。
　図１および図２に示すように、防音構造１０は、板状部材１２に、厚さ方向に貫通する貫通孔１４を複数、形成してなるものである。
　このような防音構造１０は、複写機、送風機、空調機器、換気扇、ポンプ類、発電機、ダクト、その他にも塗布機や回転機、搬送機など音を発する様々な種類の製造機器等の産業用機器、自動車、電車、航空機等の輸送用機器、冷蔵庫、洗濯機、乾燥機、テレビジョン、コピー機、電子レンジ、ゲーム機、エアコン、扇風機、ＰＣ、掃除機、空気清浄機、換気扇等の一般家庭用機器等に用いられるものであり、各種機器において騒音源から発生する音が通過する位置に適宜配置される。
　例えば、図３に示すように、騒音源５２と連通する配管５０の開放端に配置されて、騒音源５２から発生する音を吸音する。
　板状部材１２に形成される複数の貫通孔１４は、平均開口径が０．１μｍ以上１００μｍ未満である。
　ここで、防音構造１０は、複数の貫通孔１４の平均開口径をphi（μｍ）、板状部材１２の厚みをt（μｍ）としたときに、貫通孔１４の平均開口率rhoは、０より大きく１より小さい範囲であって、rho_center=(2+0.25×t)×phi-1.6を中心として、rho_center-(0.052×(phi/30)-2)を下限として、rho_center+(0.795×(phi/30)-2)を上限とする範囲にある構成を有する。
　後述するように、本発明の防音構造は、平均開口径が０．１μｍ以上１００μｍ未満の微細な貫通孔を上記範囲の平均開口率で有することによって、微細な貫通孔を音が通る際の、貫通孔の内壁面と空気との摩擦により吸音するものである。すなわち、閉空間があっても閉空間の体積が従来のヘルムホルツ共振に最適な体積とは異なり、その閉空間との共鳴ではないメカニズムで吸音するものである。このように、防音構造１０は、貫通孔内の空気層と閉空間内の空気層との連結をマスバネとして機能させて共振を起こして吸音するヘルムホルツ共振の原理を用いるものではない。
　前述のとおり、多数の貫通孔が形成された板状部材の一方の面側（以下、背面ともいう）に閉空間を設けた構成とし、ヘルムホルツ共振を利用して吸音する構成では、閉空間を作るために板状部材の背面に音を通さない遮蔽板が必須となり、また、原理として共振を用いるために吸音できる周波数帯域が狭く広帯域化が困難であった。
　このような課題を解決するために複数の孔径を厚み方向もしくは水平方向に複数設けたり、背面の閉空間を複数設ける試みも行われているが、複数のセルを設ける必要があるためサイズが大きくなり、また作り分ける必要があるために構造や部品が複雑化し、部品点数も増加するという問題があった。
　さらに、背後に閉空間が必須であるため、閉空間の体積分サイズが大きくなるという問題があり、また、通気性や廃熱を確保することができないという問題もあった。
　また、閉空間なしに貫通孔を有する防音構造において、貫通孔の周辺の構造を工夫することにより貫通孔を空けても元のシートの持つ遮音性能にできるだけ近い性能を保つものが提案されているが、より高い防音性能を得ることは出来ず、また音は反射されるため、よく吸収することもできないという問題があった。
　これに対して、本発明者らは、厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有する板状部材を備える防音構造であって、貫通孔の平均開口径が０．１μｍ以上１００μｍ未満であり、複数の貫通孔１４の平均開口径をphi（μｍ）、板状部材１２の厚みをt（μｍ）としたときに、貫通孔１４の平均開口率rhoが、０より大きく１より小さい範囲であって、rho_center=(2+0.25×t)×phi-1.6を中心として、rho_center-(0.052×(phi/30)-2)を下限として、rho_center+(0.795×(phi/30)-2)を上限とする範囲にある防音構造とすることによって、背面の閉空間との共鳴なしに吸音効果が得られることを見出した。
　本発明者らは、本発明の防音構造の吸音のメカニズムは、微細な貫通孔を音が通る際の、貫通孔の内壁面と空気との摩擦による、音のエネルギーの熱エネルギーへの変化であると推定した。このメカニズムは貫通孔サイズが微細なことによって生じるため、共振によるメカニズムとは異なる。貫通孔によって空気中の音として直接通過するパスは、いったん膜振動に変換されてから再び音として放射されるパスに比べて、インピーダンスが遥かに小さい。したがって、膜振動よりも微細な貫通孔のパスを音は通りやすい。その貫通孔部分を通過する際に、板状部材上全体の広い面積から貫通孔の狭い面積へと音が集約されて通過する。貫通孔の中で音が集まることによって局所速度が極めて大きくなる。摩擦は速度と相関するために、微細な貫通孔内で摩擦が大きくなり熱に変換される。
　貫通孔の平均開口径が小さい場合は、開口面積に対する貫通孔の縁長さの比率が大きくなるため、貫通孔の縁部や内壁面で生じる摩擦を大きくすることができると考えられる。貫通孔を通る際の摩擦を大きくすることによって、音のエネルギーを熱エネルギーへと変換して、吸音することができる。
　また、本発明者らの検討によれば、貫通孔の平均開口率に最適な割合が存在し、特に平均開口径が５０μｍ程度以上と比較的大きいときには平均開口率が小さいほど吸収率が高くなることを見出した。平均開口率が大きい場合には、多くの貫通孔のそれぞれを音が通過するのに対して、平均開口率が小さい場合には、貫通孔の数が少なくなるため、１つの貫通孔を通過する音が多くなり、貫通孔を通過する際の空気の局所速度がより増大して、貫通孔の縁部や内壁面で生じる摩擦をより大きくすることができると考えられる。
　このように、本発明の防音構造は、背面に閉空間を必要とせず、貫通孔を有する板状部材単体で機能するので、サイズを小さくすることができる。
　また、上述のように、本発明の防音構造は、音が貫通孔を通過する際の摩擦で吸音するので、音の周波数帯によらず吸音することができ、広帯域で吸音することができる。
　また、背面に閉空間を有さないため、通気性を確保できる。
　また、貫通孔を有するため光を散乱しながら透過することができる。
　また、微細な貫通孔を形成することによって機能するので、素材選択の自由度が高く、周辺環境の汚染や、耐環境性能の問題もその環境に合わせて素材を選択できるために問題を少なくすることができる。
　また、板状部材が微細な貫通孔を有するので、板状部材に水等の液体が付着した場合であっても、表面張力により水が貫通孔の部分を避けて貫通孔を塞がないため、吸音性能が低下しにくい。
　また、薄い板状（膜状）の部材であるため、配置する場所に合わせて湾曲させることができる。
　本発明の吸音のメカニズムは、板状部材の背後に閉空間を必要としない。すなわち、防音構造は板状部材のみで機能し、防音構造に一体化した共振現象による吸音を目的とする背面の閉空間構造を設ける必要がない。
　ただし、窓に対する部屋壁など閉空間が板状部材の後ろに構成されていても同様の機能を得ることもできる。なお、本願においては、板状部材の、音が入射する側の面を表面とし、反対側の面を背面とし、板状部材の背面側の空間を背後の空間とする。
　その場合にヘルムホルツ共振が破綻する程度に板状部材を離した方がフラットな特性が得られる。具体的には常温常圧の環境下においては、３．４ｍｍ以上(１０００００Ｈｚ)離す必要があり、１７ｍｍ以上(２００００Ｈｚ　可聴域上限)が好ましく、３４ｍｍ以上(１００００Ｈｚ)がより好ましく、８５ｍｍ以上(４０００Ｈｚ)が極めて好ましい。また、板状部材の背後に閉空間を有しない開放系の場合も好ましい特性となる。
　なお、「音の入射方向」に関して、例えばスピーカーや機械騒音など、騒音源が明確な場合はそのものの方向を入射方向として決定できる。また、「音の入射方向」を定量的に決定する手法として、マイクロフォンアレイやビームフォーミング、ＰＵプローブを用いて、音圧の位相情報や粒子速度を音圧の振幅情報と同時に測定することによって音源の方向を定めることができる。
　小野測器製の３次元インテンシティプローブMI-6420や、Microflown製のＰＵプローブ(音圧－粒子速度プローブ)、ブリューエルアンドケラー社のマイクロホンアレイシステムなどを用いることによって、音圧の強さだけでなく位置も決定することができる。十分にスペースのある広い自由空間ではマイクロホンアレイシステムを用いて空間全体から周波数ごとの騒音源を決定することが望ましく、ダクト内など広さが限られる場合は小型のインテンシティプローブや、ＰＵプローブで決定することができる。
　ここで、吸音性能等の観点から、貫通孔の平均開口径の上限値は、１００μｍ未満であり、８０μｍ以下が好ましく、７０μｍ以下がより好ましく、５０μｍ以下が最も好ましく、３０μｍ以下が最も好ましい。これは、貫通孔の平均開口径が小さくなるほど、貫通孔の開口面積に対する貫通孔の中で摩擦に寄与する貫通孔の縁の長さの比率が大きくなり、摩擦が生じやすくなることによる。
　また、平均開口径の下限値は、０．５μｍ以上が好ましく、１μｍ以上がより好ましく、２μｍ以上がさらに好ましい。平均開口径が小さすぎると貫通孔を通過する際の粘性抵抗が高すぎて十分に音が通らないため開口率を高くしても吸音効果が十分に得られない。
　また、貫通孔の平均開口率rhoは、前述のとおり、平均開口径をphi（μｍ）、板状部材の厚みをt（μｍ）としたときに、貫通孔の平均開口率rhoは、０より大きく１より小さい範囲であって、rho_center=(2+0.25×t)×phi-1.6を中心として、rho_center-(0.052×(phi/30)-2)を下限として、rho_center+(0.795×(phi/30)-2)を上限とする範囲に入るものである。
　また、平均開口率rhoは、rho_center-0.050×(phi/30)-2以上、rho_center+0.505×(phi/30)-2以下の範囲が好ましく、rho_center-0.048×(phi/30)-2以上、rho_center+0.345×(phi/30)-2以下の範囲がより好ましく、rho_center-0.085×(phi/20)-2以上、rho_center+0.35×(phi/20)-2以下の範囲がさらに好ましく、(rho_center-0.24×(phi/10)-2)以上、(rho_center+0.57×(phi/10)-2)以下の範囲が特に好ましく、(rho_center-0.185×(phi/10)-2)以上、(rho_center+0.34×(phi/10)-2)以下の範囲が最も好ましい。この点については、後述するシミュレーションで詳細に説明する。
　なお、貫通孔の平均開口径は、板状部材の一方の面から、高分解能走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて板状部材の表面を倍率２００倍で撮影し、得られたＳＥＭ写真において、周囲が環状に連なっている貫通孔を２０個抽出し、その開口径を読み取って、これらの平均値を平均開口径として算出する。もし、１枚のＳＥＭ写真内に貫通孔が２０個未満の場合は、周辺の別の位置でＳＥＭ写真を撮影し、合計個数が２０個になるまでカウントする。
　なお、開口径は、貫通孔部分の面積をそれぞれ計測し、同一の面積となる円に置き換えたときの直径(円相当直径)を用いて評価した。すなわち、貫通孔の開口部の形状は略円形状に限定はされないので、開口部の形状が非円形状の場合には、同一面積となる円の直径で評価した。従って、例えば、２以上の貫通孔が一体化したような形状の貫通孔の場合にも、これを１つの貫通孔とみなし、貫通孔の円相当直径を開口径とする。
　これらの作業は、例えば「Image J」（https://imagej.nih.gov/ij/）を用いて、Analyze Particlesにより円相当直径、開口率などを全て計算することができる。
　また、平均開口率は、高分解能走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて板状部材の表面を真上から倍率２００倍で撮影し、得られたＳＥＭ写真の３０ｍｍ×３０ｍｍの視野（５箇所）について、画像解析ソフト等で２値化して貫通孔部分と非貫通孔部分を観察し、貫通孔の開口面積の合計と視野の面積（幾何学的面積）とから、比率（開口面積／幾何学的面積）から算出し、各視野（５箇所）における平均値を平均開口率として算出する。
　ここで、本発明の防音構造において、複数の貫通孔は、規則的に配列されていてもよく、ランダムに配列されていてもよい。微細な貫通孔の生産性や、吸音特性のロバスト性、さらに音の回折を抑制する等の観点から、ランダムに配列されているのが好ましい。音の回折に関しては、貫通孔が周期的に配列されているとその貫通孔の周期に従って音の回折現象が生じ、音が回折により曲がり騒音の進む方向が複数に分かれる懸念がある。ランダムとは完全に配列したような周期性は持たない配置になっている状態であり、各貫通孔による吸収効果が現れる一方で、貫通孔間最小距離による回折現象は生じない配置となる。
　また、本発明の実施例ではロール状の連続処理中でのエッチング処理により作製したサンプルもあるが、大量生産のためには周期的配列を作製するプロセスよりも表面処理など一括でランダムなパターンを形成する方が容易であるため、生産性の観点からもランダムに配列されていることが好ましい。
　なお、本発明において、貫通孔がランダムに配置されるとは、以下のように定義する。
　完全に周期構造であるときには強い回折光が現れる。また、周期構造のごく一部だけ位置が異なるなどしても、残りの構造によって回折光が現れる。回折光は、周期構造の基本セルからの散乱光の重ね合わせで形成される波であるため、ごく一部だけ乱されても残りの構造による干渉が回折光を生じるというメカニズムである。
　よって、周期構造から乱れた基本セルが多くなればなるほど、回折光を強めあう干渉をする散乱光が減っていくことにより、回折光の強さが小さくなる。
　よって、本発明における「ランダム」とは、少なくとも全体の１０％の貫通孔が周期構造からずれた状態であることを示す。上記の議論より、回折光を抑制するためには周期構造からずれた基本セルが多いほど望ましいため、全体の５０％がずれている構造が好ましく、全体の８０％がずれている構造がより好ましく、全体の９０％がずれている構造がさらに好ましい。
　ずれの検証としては、貫通孔が５個以上が収まる画像をとり、その分析を行うことでできる。収める貫通孔の数は多い方がより精度の高い分析を行うことができる。画像は光学顕微鏡によっても、ＳＥＭによっても、その他、貫通孔複数個の位置を認識できる画像であったら用いることができる。
　撮影した画像において、一つの貫通孔に着目し、その周囲の貫通孔との距離を測定する。最近接である距離をａ１、第二、第三、第四番目に近い距離をそれぞれａ２、ａ３、ａ４とする。このとき、ａ１からａ４の中で二つ以上の距離が一致する場合(例えば、その一致した距離をｂ１とする)、その貫通孔はｂ１の距離について周期構造を持つ孔として判断できる。一方で、ａ１からａ４のどの距離も一致しない場合、その貫通孔は周期構造からずれた貫通孔として判断できる。この作業を画像上の全貫通孔に行い判断を行う。
　ここで、上記「一致する」は着目した貫通孔の孔径をΦとしたときにΦのずれまでは一致したとする。つまり、ａ２－Φ＜ａ１＜ａ２＋Φの関係であるとき、ａ２とａ１は一致したとする。これは、回折光が各貫通孔からの散乱光を考えているため、孔径Φの範囲では散乱が生じていると考えられるためである。
　次に、例えば「ｂ１の距離について周期構造を持つ貫通孔」の個数を数えて、画像上の全貫通孔の個数に対する割合を求める。この割合をｃ１としたとき、割合ｃ１が周期構造を持つ貫通孔の割合であり、１－ｃ１が周期構造からずれた貫通孔の割合となり、１－ｃ１が上記の「ランダム」を決める数値となる。複数の距離、例えば「ｂ１の距離について周期構造を持つ貫通孔」と「ｂ２の距離について周期構造を持つ貫通孔」が存在した場合、ｂ１とｂ２についてはそれぞれ別にカウントする。ｂ１の距離について周期構造の割合がｃ１、ｂ２の距離について周期構造の割合がｃ２であったとすると、（１－ｃ１）と（１－ｃ２）がともに１０％以上である場合にその構造は「ランダム」となる。
　一方で、（１－ｃ１）と（１-ｃ２）のいずれかが１０％未満となる場合、その構造は周期構造を持つことになり「ランダム」ではない。このようにして、いずれの割合ｃ１、ｃ２、…に対しても「ランダム」の条件を満たす場合に、その構造を「ランダム」と定義する。
　また、複数の貫通孔は、１種類の開口径の貫通孔からなるものであってもよく、２種以上の開口径の貫通孔からなるものであってもよい。生産性の観点、耐久性の観点等から、２種以上の開口径の貫通孔からなるのが好ましい。
　生産性としては、上記のランダム配列と同じく、大量にエッチング処理を行う観点から孔径にばらつきを許容した方が生産性が向上する。また、耐久性の観点としては、環境によってほこりやごみのサイズが異なるため、もし１種類の開口径の貫通孔とすると主要なゴミのサイズが貫通孔とほぼ合致するときに全ての孔に影響を与えることとなる。複数種類の開口径の貫通孔を設けておくことによって、様々な環境において適用できるデバイスとなる。
　また、国際公開ＷＯ２０１６／０６００３７号に記載の製造方法などによって、貫通孔内部で孔径が膨らんでいる、内部で最大径となる貫通孔を形成することができる。この形状によって、貫通孔サイズ程度のゴミ（埃、トナー、不織布や発泡体のバラけたものなど）が内部に詰まりにくくなり、貫通孔を有する膜の耐久性が向上する。
　貫通孔の最表面の直径より大きなゴミは貫通孔内に侵入せず、一方直径より小さなゴミは内部直径が大きくなっていることよりそのまま貫通孔内を通過できる。
　これは、逆の形状で内部がすぼまっている形状を考えると、貫通孔の最表面を通ったゴミが内部の直径が小さい部分に引っかかり、ゴミがそのまま残りやすいことと比較すると、内部で最大径となる形状がゴミの詰まり抑制では有利に機能することがわかる。
　また、いわゆるテーパー形状のように、膜のどちらか一方の表面が最大径となり、内部直径が略単調減少する形状においては、最大径となる方から「最大径＞ゴミのサイズ＞もう一方の表面の直径」の関係を満たすゴミが入った場合に、内部形状がスロープのように機能して途中で詰まる可能性がさらに大きくなる。
　また、音が貫通孔内を通過する際の摩擦をより大きくする観点から、貫通孔の内壁面は、粗面化されているのが好ましい（図７参照）。具体的には、貫通孔の内壁面の表面粗さＲａは、０．１μｍ以上であるのが好ましく、０．１μｍ～１０．０μｍであるのがより好ましく、０．２μｍ以上１．０μｍ以下であるのがより好ましい。
　ここで、表面粗さＲａは貫通孔内をＡＦＭ（Atomic Force Microscope）で計測することによって測定を行うことができる。ＡＦＭとしては、例えば、株式会社日立ハイテクサイエンス社製　ＳＰＡ３００を用いることができる。カンチレバーはＯＭＣＬ－ＡＣ２００ＴＳを用い、ＤＦＭ（Dynamic Force Mode）モードで測定することができる。貫通孔の内壁面の表面粗さは、数ミクロン程度であるため、数ミクロンの測定範囲および精度を有する点から、ＡＦＭを用いることが好ましい。
　なお、図７は、後述する実施例１のサンプルに関して、ＳＥＭ写真を撮影したものである。
　また、貫通孔内のＳＥＭ画像から貫通孔内の凹凸の凸部の一つ一つを粒子とみなして、凸部の平均粒径を算出することができる。
　具体的には、２０００倍の倍率で撮ったＳＥＭ画像(１ｍｍ×１ｍｍ程度の視野)をImage Jに取り込み、凸部が白となるように白黒に二値化し、その各凸部の面積をAnalyze Particlesにて求める。その各面積と同一面積となる円を想定した円相当径を各凸部について求めて、その平均値を平均粒径として算出した。
　例えば、後述する実施例１の粒径は１～３μｍ程度に分布しており、平均すると２μｍ程度である。この凸部の平均粒径は０．１μｍ以上１０．０μｍ以下であることが好ましく、０．１５μｍ以上５．０μｍ以下であることがより好ましい。
　ここで、後述するシミュレーション結果において、実施例１に対応する設計のシミュレーションで計算後に貫通孔内の速度を計測した。貫通孔内の速度は音圧が１［Ｐａ］（＝９４ｄＢ）のときに５×１０-2（ｍ／ｓ）程度、６０ｄＢのときに１×１０-3（ｍ／ｓ）程度となる。
　周波数２５００Ｈｚの音を吸音するとき、局所速度より、音波を媒介する媒質の局所的な移動速度が分かる。それより、もし貫通孔の貫通方向に粒子が振動していると仮定して、移動距離を求めた。音は振動しているため、その距離振幅は半周期内に移動できる距離となる。２５００Ｈｚでは、一周期が１／２５００秒であるため、その半分の時間は同じ方向にできる。局所速度から求められる音波半周期での最大移動距離（音響移動距離）は、９４ｄＢで１０μｍ、６０ｄＢで０．２μｍとなる。よって、この音響移動距離程度の表面粗さを持つことによって摩擦が増加するため、上述した表面粗さＲａの範囲、および、凸部の平均粒径の範囲が好ましい。
　ここで、貫通孔の視認性の観点からは、板状部材に形成される複数の貫通孔の平均開口径は、５０μｍ以下が好ましく、２０μｍ以下がより好ましい。
　本発明の防音構造に用いられる、微細な貫通孔を有する板状部材を壁表面や目に見えるところに配置する場合、貫通孔自体が見えてしまうとデザイン性を損ない、見た目として孔があいていることが気になるため、貫通孔が見えにくいことが望ましい。部屋内の防音壁、調音壁、防音パネル、調音パネル、および、機械の外装部分など様々なところで貫通孔が見えてしまうと問題になる。
　まず、一つの貫通孔の視認性について検討する。
　以下、人間の目の分解能が視力１の場合において議論する。
　視力１の定義は１分角を分解して見えることである。これは３０ｃｍの距離で８７μｍが分解できることを示す。視力１の場合の距離と分解能との関係を図２９に示す。
　貫通孔が見えるかどうかは、上記視力に強く関係する。視力検査をランドルト環のギャップ部分の認識で行うように、二点及び／又は二線分間の空白が見えるかは分解能に依存する。すなわち、目の分解能未満の開口径の貫通孔は、貫通孔のエッヂ間の距離が目で分解ができないため視認が困難となる。一方で目の分解能以上の開口径の貫通孔の形状は認識できる。
　視力１の場合、１００μｍの貫通孔は３５ｃｍの距離から分解できるが、５０μｍの貫通孔は１８ｃｍ、２０μｍの貫通孔は７ｃｍの距離まで近づかないと分解することができない。よって、１００μｍの貫通孔では視認できて気になる場合でも、２０μｍの貫通孔を用いることで１／５の極めて近い距離に近づかない限り認識できない。よって、開口径が小さい方が貫通孔の隠ぺいに有利となる。防音構造を壁や車内に用いたときに観察者からの距離は一般的に数１０ｃｍの距離となるが、その場合は開口径１００μｍ程度がその境目となる。
　次に、貫通孔によって生じる光散乱について議論する。可視光の波長は４００ｎｍ～８００ｎｍ（０．４μｍ～０．８μｍ）程度であるため、本発明で議論している数１０μｍの開口径は十分に光学波長より大きい。この場合、可視光において散乱断面積(物体がどれだけ強く散乱するかを示す量、単位は面積)は幾何学的断面積、すなわち今回の場合では貫通孔の断面積にほぼ一致する。すなわち、可視光が散乱される大きさは貫通孔の半径（円相当直径の半分）の二乗に比例することが分かる。よって、貫通孔が大きければ大きいほど、光の散乱の強さが貫通孔の半径の二乗で大きくなっていく。貫通孔単体の見えやすさは光の散乱量に比例するため、平均開口率が同一の場合でも貫通孔一つ一つが大きい場合の方が見えやすい。
　最後に、貫通孔の配列に関して周期性を有さないランダムな配列と、周期的な配列との差について検討する。周期的な配列では、その周期に応じて光の回折現象が生じる。この場合、透過する白色光、反射する白色光および広いスペクトルの光等が当たった場合に、光が回折して虹のように色がずれて見える、特定角度で強く反射するなど、色みが様々に見えてしまうことでパターンが目立つ。後述する実施例において、ニッケルに対して複数の貫通孔を周期的に形成したが、このニッケル膜を蛍光灯にすかしてみると回折光による色の広がりが見えた。
　一方で、ランダムに配列した場合は上記の回折現象が生じない。後述する実施例で作製した微細な貫通孔を形成したアルミニウム膜はいずれも、蛍光灯にすかしてみても回折光による色み変化は見えないことを確認した。また、反射配置で眺めても見た目は通常のアルミニウム箔と同等の金属光沢を有し、回折反射が生じていないことを確認した。
　また、図１に示す例では、複数の貫通孔１４が形成された１つの板状部材１２を防音構造１０としたが、これに限定はされず、複数の貫通孔が形成された２以上の板状部材を厚さ方向に配列した構成としてもよい。すなわち、本発明の防音構造１０を２枚以上、厚さ方向に配列して防音構造としてもよい。
　例えば、図４に示す防音構造２０は、複数の貫通孔１４が形成された板状部材１２を厚さ方向に２枚配列したものである。
　２以上の板状部材１２を厚さ方向に配列する場合には、板状部材１２同士は接していてもよいし、離間していてもよい。
　板状部材１２同士を離間して配置する場合には、板状部材１２間の、音の通過を阻害しない位置にスペーサを配置してもよい。
　ここで、前述のとおり、本発明における吸音のメカニズムは、音が貫通孔を通過する際の摩擦による熱エネルギーへの変換である。そのため、貫通孔を通過する際の空気の局所速度が大きいほど吸音性能が高くなる。そのため、２以上の板状部材１２を配列した構成の場合には、板状部材１２同士は離間して配置されるのが好ましい。板状部材１２同士は離間して配置されることによって、音の通過方向の前段に配置される板状部材１２の影響で、後段に配置される板状部材１２の貫通孔１４を通過する際の局所速度が低下するのを抑制でき、より好適に吸音できる。
　ここで、板状部材間の距離を大きくすると、サイズが大きくなるのみならず、板状部材間の距離が波長程度となることによって音の干渉が現れてフラットな吸音特性ではなくなっていく。よって、典型的な波長として３４００Ｈｚの音の波長の長さ１００ｍｍより小さいことが望ましく、１００００Ｈｚの音の波長の長さ３４ｍｍより小さいことがより望ましい。
　一方で、板状部材間の距離が近づくと、前段の板状部材の貫通孔での摩擦により低減した局所速度の影響が後段の板状部材での吸音に影響する。よって、適宜離した方が効率は向上する。
　後段の板状部材１２の貫通孔１４を通過する際の局所速度が低下するのを好適に抑制する観点から、板状部材１２同士の間の距離は、５ｍｍ以上１００ｍｍ以下が好ましく、１０ｍｍ～３４ｍｍがより好ましい。
　また、板状部材の厚みには限定はないが、厚みが厚いほど音が貫通孔を通過する際に受ける摩擦エネルギーが大きくなるため吸音性能がより向上すると考えられる。また、極端に薄い場合には取り扱いが難しく破けやすいため、保持できる程度に厚い方が望ましい。一方で、小型化、通気性および光の透過性は厚みが薄いのが好ましい。また、貫通孔の形成方法にエッチングなどを用いる場合は、厚みが厚いほど作製に時間がかかるため生産性の観点からは薄い方が望ましい。
　吸音性能、小型化、通気性および光の透過性の観点から、板状部材の厚みは、５μｍ～５００μｍが好ましく、７μｍ～３００μｍがより好ましく、１０μｍ～１００μｍが特に好ましい。
　板状部材の材質には限定はなく、アルミニウム、チタン、ニッケル、パーマロイ、４２アロイ、コバール、ニクロム、銅、ベリリウム、リン青銅、黄銅、洋白、錫、亜鉛、鉄、タンタル、ニオブ、モリブデン、ジルコニウム、金、銀、白金、パラジウム、鋼鉄、タングステン、鉛、および、イリジウム等の各種金属；ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）、ポリ塩化ビニルデン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリメチルベンテン、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、ポリカーボネート、ゼオノア、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ポリプロピレン、および、ポリイミド等の樹脂材料等が利用可能である。さらに、薄膜ガラスなどのガラス材料；ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック：Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、および、ＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック：Ｇｌａｓｓ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）のような繊維強化プラスチック材料を用いることもできる。
　ヤング率が高く、厚みが薄くても振動が起きにくく、微小な貫通孔での摩擦による吸音の効果が得られやすい等の観点から、金属材料を用いるのが好ましい。なかでも、軽量である、エッチング等により微小な貫通孔を形成しやすい、入手性やコスト等の観点からアルミニウムを用いるのが好ましい。
　また、金属材料を用いる場合には、錆びの抑制等の観点から、表面に金属めっきを施してもよい。
　さらに、少なくとも貫通孔の内表面に金属めっきを施すことによって、貫通孔の平均開口径をより小さい範囲に調整してもよい。
　また、板状部材の材料として、金属材料のように導電性を持ち帯電しない材料を用いることによって、微小な埃およびゴミ等が静電気で膜に引き寄せられることがなく、板状部材の貫通孔に埃およびゴミ等が詰まって吸音性能が低下することを抑制できる。
　また、板状部材の材料として金属材料を用いることによって、耐熱性を高くできる。また、耐オゾン性を高くすることができる。
　また、板状部材として金属材料を用いる場合には、電波を遮蔽することができる。
　また、金属材料は、遠赤外線による輻射熱に対する反射率が大きいため、板状部材の材料として金属材料を用いることで、輻射熱による伝熱を防ぐ断熱材としても機能する。その際、板状部材には複数の貫通孔が形成されているが、貫通孔の開口径が小さいため板状部材は反射膜として機能する。
　金属に複数の微細な貫通孔が開いた構造は、周波数のハイパスフィルターとして機能することが知られている。例えば、電子レンジの金属の網目がついた窓は、高周波である可視光は通しながら、電子レンジに用いられるマイクロ波に対しては遮蔽する性質を持つ。この場合、貫通孔の孔径をΦ、電磁波の波長をλとしたときに、Φ＜λの関係の長波長成分は通さず、Φ＞λである短波長成分は透過するフィルターとして機能する。
　ここで、輻射熱に対する応答を考える。輻射熱とは、物体から物体温度に応じて遠赤外線が放射され、それが他の物体に伝えられる伝熱機構である。ヴィーンの放射法則（Wien's radiation law）から、室温程度の環境における輻射熱はλ＝１０μｍを中心として分布し、長波長側にはその３倍程度の波長まで（３０μｍまで）は実効的に熱を輻射で伝えることに寄与していることが知られている。上記ハイパスフィルターの孔径Φと波長λの関係を考えると、Φ＝２０μｍの場合はλ＞２０μｍの成分を強く遮蔽する一方で、Φ＝５０μｍの場合はΦ＞λの関係となり輻射熱が貫通孔を通って伝搬してしまう。すなわち、孔径Φが数１０μｍであるために孔径Φの違いによって輻射熱の伝搬性能が大きく変わり、孔径Φ、すなわち、平均開口径が小さいほど輻射熱カットフィルターとして機能することが分かる。従って、輻射熱による伝熱を防ぐ断熱材としての観点からは、板状部材に形成される貫通孔の平均開口径は２０μｍ以下が好ましい。
　一方で、防音構造全体に透明性が必要な場合は透明にできる樹脂材料やガラス材料を用いることができる。例えば、ＰＥＴフィルムは樹脂材料の中ではヤング率も比較的高く、入手も容易で透明性も高いため、貫通孔を形成し好適な防音構造とすることができる。
　また、板状部材は、その素材に応じて、適宜、表面処理（メッキ処理、酸化皮膜処理、表面コーティング(フッ素、セラミック)など）を行うことで、板状部材の耐久性を向上することができる。例えば、板状部材の材料としてアルミニウムを用いる場合には、アルマイト処理（陽極酸化処理）あるいはベーマイト処理を行なって表面に酸化皮膜を形成することができる。表面に酸化皮膜を形成することで、耐腐食性、耐摩耗性および耐擦傷性等を向上することができる。また、処理時間を調整して酸化皮膜の厚みを調整することで光学干渉による色味の調整を行なうことができる。
　また、板状部材に対して、色付け、加飾、装飾およびデザイン等を施すことができる。これらを施す方法としては、板状部材の材質や表面処理の状態により適宜方法を選択すればよい。例えば、インクジェット法を用いた印刷などを用いることができる。また、板状部材の材料としてアルミニウムを用いる場合には、カラーアルマイト処理を行うことで耐久性の高い色付けを行なうことができる。カラーアルマイト処理とは表面にアルマイト処理を行った後に、染料を浸透させ、その後に表面を封孔処理する処理のことである。これによって、金属光沢の有無や色など、デザイン性の高い板状部材とすることができる。また、貫通孔を形成したのちにアルマイト処理を行うことで、アルミニウム部分のみに陽極酸化被膜が形成されるために、染料が貫通孔を覆ってしまい吸音特性を低減するということなく加飾を行うことができる。
　上記アルマイト処理と合わせることで、さまざまな色みやデザインをつけることができる。
　＜アルミニウム基材＞
　板状部材として用いられるアルミニウム基材は、特に限定はされず、例えば、ＪＩＳ規格Ｈ４０００に記載されている合金番号１０８５、１Ｎ３０、３００３等の公知のアルミニウム基材を用いることができる。なお、アルミニウム基材は、アルミニウムを主成分とし、微量の異元素を含む合金板である。
　アルミニウム基材の厚みとしては、特に限定はないが、５μｍ～１０００μｍが好ましく、７μｍ～２００μｍがより好ましく、１０μｍ～１００μｍが特に好ましい。
　以下に、本発明の防音構造を持つ防音部材に組合せることができる構造部材の物性、又は特性について説明する。
　［難燃性］
　建材や機器内防音材として本発明の防音構造を持つ防音部材を使用する場合、難燃性であることが求められる。
　そのため、板状部材は、難燃性のものが好ましい。板状部材として樹脂を用いる場合には、例えば難燃性のＰＥＴフィルムであるルミラー（登録商標）非ハロゲン難燃タイプＺＶシリーズ（東レ株式会社製）、テイジンテトロン（登録商標）ＵＦ（帝人株式会社製）、及び／又は難燃性ポリエステル系フィルムであるダイアラミー（登録商標）（三菱樹脂株式会社製）等を用いればよい。
　また、アルミニウム、ニッケル、タングステンおよび銅等の金属素材を用いることでも難燃性を付与することができる。
　［耐熱性］
　環境温度変化にともなう、本発明の防音構造の構造部材の膨張伸縮により防音特性が変化してしまう懸念があるため、この構造部材を構成する材質は、耐熱性、特に低熱収縮のものが好ましい。
　板状部材として樹脂を用いる場合には、例えばテイジンテトロン（登録商標）フィルム　ＳＬＡ（帝人デュポンフィルム株式会社製）、ＰＥＮフィルム　テオネックス（登録商標）（帝人デュポンフィルム株式会社製）、及び／又はルミラー（登録商標）オフアニール低収縮タイプ（東レ株式会社製）などを使用することが好ましい。また、一般にプラスチック材料よりも熱膨張率の小さいアルミニウム等の金属膜を用いることも好ましい。
　［耐候・耐光性］
　屋外や光が差す場所に本発明の防音構造を持つ防音部材が配置された場合、構造部材の耐侯性が問題となる。
　そのため、板状部材として樹脂を用いる場合には、特殊ポリオレフィンフィルム（アートプライ（登録商標）（三菱樹脂株式会社製））、アクリル樹脂フィルム（アクリプレン（三菱レイヨン株式会社製））、及び／又はスコッチカルフィルム（商標）（３Ｍ社製）等の耐侯性フィルムを用いることが好ましい。
　また、アルミニウム等の金属素材を用いることでも紫外線などに対する耐光性を付与することができる。
　耐湿性についても、高い耐湿性を有する板状部材を適宜選択することが好ましい。吸水性、耐薬品性に関しても適宜板状部材を選択するのが好ましい。
　［ゴミ］
　長期間の使用においては、板状部材表面にゴミが付着し、本発明の防音構造の防音特性に影響を与える可能性がある。そのため、ゴミの付着を防ぐ、または付着したゴミ取り除くことが好ましい。
　ゴミを防ぐ方法として、ゴミが付着し難い材質の板状部材を用いることが好ましい。例えば、導電性フィルム（フレクリア（登録商標）（ＴＤＫ株式会社製）、及び／又はＮＣＦ（長岡産業株式会社製））などを用いることによって、板状部材が帯電しないことにより、帯電によるゴミの付着を防ぐことができる。また、アルミニウム等の金属素材のように板状部材自体が導電性を持つ板状部材を選択することによって、静電気によるゴミの付着を防止することができる。
　また、フッ素樹脂フィルム（ダイノックフィルム（商標）（３Ｍ社製））、及び／又は親水性フィルム（ミラクリーン（ライフガード株式会社製）、ＲＩＶＥＸ（リケンテクノス株式会社製）、及び／又はＳＨ２ＣＬＨＦ（３Ｍ社製））を用いることでも、ゴミの付着を抑制できる。さらに、光触媒フィルム（ラクリーン（株式会社きもと製)）を用いることでも、板状部材の汚れを防ぐことができる。これらの導電性、親水性、及び／又は光触媒性を有するスプレー、及び／又はフッ素化合物を含むスプレーを板状部材に塗布することでも同様の効果を得ることができる。
　また、シリカコートにより親水性表面を孔内も含めて形成すること、一方でフッ素コートにより疎水性表面とすること、さらにそれらを同時に用いることによって、親水性汚れ、疎水性汚れをともに剥がれやすくする防汚コートをすることができる。
　上述したような特殊な材料を使用する以外に、板状部材上にカバーを設けることでも汚れを防ぐことが可能である。カバーとしては、薄い膜材料(サランラップ（登録商標）など)、ゴミを通さない大きさの網目を有するメッシュ(金属製、プラスチック製など)、不織布、ウレタン、エアロゲル、ポーラス状のフィルム等を用いることができる。
　例えば、図２８に示す防音部材３０のように、板状部材１２上に所定の距離離間して膜を覆うようにカバー３２を配置することによって、板状部材１２上に直接風やゴミが当たらないようにできる。
　また、カバーとして特に薄い膜材料などを用いる場合は、本発明の板状部材１２に貼り付けずに距離を空けることによって本発明の貫通孔の効果を阻害しないため望ましい。また、薄い膜材料が強い膜振動を持たずに音を通すために、薄い膜材料を張った状態で固定すると膜振動が起こりやすいために薄い膜材料は緩く支持された状態が望ましい。
　付着したゴミを取り除く方法としては、板状部材に音を放射し、板状部材を強く振動させることによって、ゴミを取り除くことができる。また、ブロワー、又はふき取りを用いても同様の効果を得ることができる。
　［風圧］
　強い風が板状部材に当たることによって、板状部材が押された状態となり、共鳴周波数が変化する可能性がある。そのため、板状部材上に、不織布、ウレタン、及び／又はフィルムなどでカバーすることによって、風の影響を抑制することができる。
［防音構造の製造方法］
　次に、本発明の防音構造の製造方法について、アルミニウム基材を用いる場合を例に説明する。
　アルミニウム基材を用いた防音構造の製造方法は、
　アルミニウム基材の表面に水酸化アルミニウムを主成分とする皮膜を形成する皮膜形成工程と、
　皮膜形成工程の後に、貫通孔形成処理を行って貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
　貫通孔形成工程の後に、水酸化アルミニウム皮膜を除去する皮膜除去工程と、
を有する。
　皮膜形成工程と貫通孔形成工程と皮膜除去工程とを有することにより、平均開口径が０．１μｍ以上１００μｍ未満の貫通孔を好適に形成することができる。
　次に、防音構造の製造方法の各工程を図５Ａ～図５Ｅを用いて説明した後に、各工程について詳述する。
　図５Ａ～図５Ｅは、アルミニウム基材を用いた防音構造の製造方法の好適な実施態様の一例を示す模式的な断面図である。
　防音構造の製造方法は、図５Ａ～図５Ｅに示すように、アルミニウム基材１１の一方の主面に対して皮膜形成処理を施し、水酸化アルミニウム皮膜１３を形成する皮膜形成工程（図５Ａおよび図５Ｂ）と、皮膜形成工程の後に電解溶解処理を施して貫通孔１４を形成し、アルミニウム基材１１および水酸化アルミニウム皮膜１３に貫通孔を形成する貫通孔形成工程（図５Ｂおよび図５Ｃ）と、貫通孔形成工程の後に、水酸化アルミニウム皮膜１３を除去し、貫通孔１４を有する板状部材１２からなる防音構造を作製する皮膜除去工程（図５Ｃおよび図５Ｄ）と、を有する製造方法である。
　また、防音構造の製造方法は、皮膜除去工程の後に、貫通孔１４を有する板状部材１２に電気化学的粗面化処理を施し、板状部材１２の表面を粗面化する粗面化処理工程（図５Ｄおよび図５Ｅ）を有しているのが好ましい。
　水酸化アルミニウム皮膜には小さな孔ができやすいため、水酸化アルミニウム皮膜を形成する皮膜形成工程の後に、貫通孔形成工程において電解溶解処理を施して貫通孔を形成することによって、平均開口径が０．１μｍ以上１００μｍ未満の貫通孔を形成することができる。
〔皮膜形成工程〕
　本発明において、板状部材の製造方法が有する皮膜形成工程は、アルミニウム基材の表面に皮膜形成処理を施し、水酸化アルミニウム皮膜を形成する工程である。
　＜皮膜形成処理＞
　上記皮膜形成処理は特に限定されず、例えば、従来公知の水酸化アルミニウム皮膜の形成処理と同様の処理を施すことができる。
　皮膜形成処理としては、例えば、特開２０１１－２０１１２３号公報の＜００１３＞～＜００２６＞段落に記載された条件や装置を適宜採用することができる。
　本発明においては、皮膜形成処理の条件は、使用される電解液によって種々変化するので一概に決定され得ないが、一般的には電解液濃度１～８０質量％、液温５～７０℃、電流密度０．５～６０Ａ／ｄｍ2、電圧１～１００Ｖ、電解時間１秒～２０分であるのが適当であり、所望の皮膜量となるように調整される。
　本発明においては、電解液として、硝酸、塩酸、硫酸、燐酸、シュウ酸、あるいは、これらの酸の２以上の混酸を用いて電気化学的処理を行うのが好ましい。
　硝酸、塩酸を含む電解液中で電気化学的処理を行う場合には、アルミニウム基材と対極との間に直流を印加してもよく、交流を印加してもよい。アルミニウム基材に直流を印加する場合においては、電流密度は、１～６０Ａ／ｄｍ2であるのが好ましく、５～５０Ａ／ｄｍ2であるのがより好ましい。連続的に電気化学的処理を行う場合には、アルミニウム基材に、電解液を介して給電する液給電方式により行うのが好ましい。
　本発明においては、皮膜形成処理により形成される水酸化アルミニウム皮膜の量は０．０５～５０ｇ／ｍ2であるのが好ましく、０．１～１０ｇ／ｍ2であるのがより好ましい。
〔貫通孔形成工程〕
　貫通孔形成工程は、皮膜形成工程の後に電解溶解処理を施し、貫通孔を形成する工程である。
　＜電解溶解処理＞
　上記電解溶解処理は特に限定されず、直流または交流を用い、酸性溶液を電解液に用いることができる。中でも、硝酸、塩酸の少なくとも１以上の酸を用いて電気化学処理を行うのが好ましく、これらの酸に加えて硫酸、燐酸、シュウ酸の少なくとも１以上の混酸を用いて電気化学的処理を行うのが更に好ましい。
　本発明においては、電解液である酸性溶液としては、上記酸のほかに、米国特許第４，６７１，８５９号、同第４，６６１，２１９号、同第４，６１８，４０５号、同第４，６００，４８２号、同第４，５６６，９６０号、同第４，５６６，９５８号、同第４，５６６，９５９号、同第４，４１６，９７２号、同第４，３７４，７１０号、同第４，３３６，１１３号、同第４，１８４，９３２号の各明細書等に記載されている電解液を用いることもできる。
　酸性溶液の濃度は０．１～２．５質量％であるのが好ましく、０．２～２．０質量％であるのが特に好ましい。また、酸性溶液の液温は２０～８０℃であるのが好ましく、３０～６０℃であるのがより好ましい。
　また、上記酸を主体とする水溶液は、濃度１～１００ｇ／Ｌの酸の水溶液に、硝酸アルミニウム、硝酸ナトリウム、硝酸アンモニウム等の硝酸イオンを有する硝酸化合物または塩化アルミニウム、塩化ナトリウム、塩化アンモニウム等の塩酸イオンを有する塩酸化合物、硫酸アルミニウム、硫酸ナトリウム、硫酸アンモニウム等の硫酸イオンを有する硫酸化合物少なくとも一つを１ｇ／Ｌから飽和するまでの範囲で添加して使用することができる。
　また、上記酸を主体とする水溶液には、鉄、銅、マンガン、ニッケル、チタン、マグネシウム、シリカ等のアルミニウム合金中に含まれる金属が溶解していてもよい。好ましくは、酸の濃度０．１～２質量％の水溶液にアルミニウムイオンが１～１００ｇ／Ｌとなるように、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム等を添加した液を用いることが好ましい。
　電気化学的溶解処理には、主に直流電流が用いられるが、交流電流を使用する場合にはその交流電源波は特に限定されず、サイン波、矩形波、台形波、三角波等が用いられ、中でも、矩形波または台形波が好ましく、台形波が特に好ましい。
　（硝酸電解）
　本発明においては、硝酸を主体とする電解液を用いた電気化学的溶解処理（以下、「硝酸溶解処理」とも略す。）により、容易に、平均開口径が０．１μｍ以上１００μｍ未満の貫通孔を形成することができる。
　ここで、硝酸溶解処理は、貫通孔形成の溶解ポイントを制御しやすい理由から、直流電流を用い、平均電流密度を５Ａ／ｄｍ2以上とし、かつ、電気量を５０Ｃ／ｄｍ2以上とする条件で施す電解処理であるであるのが好ましい。なお、平均電流密度は１００Ａ／ｄｍ2以下であるのが好ましく、電気量は１００００Ｃ／ｄｍ2以下であるのが好ましい。
　また、硝酸電解における電解液の濃度や温度は特に限定されず、高濃度、例えば、硝酸濃度１５～３５質量％の硝酸電解液を用いて３０～６０℃で電解を行ったり、硝酸濃度０．７～２質量％の硝酸電解液を用いて高温、例えば、８０℃以上で電解を行うことができる。
　また、上記硝酸電解液に濃度０．１～５０質量％の硫酸、シュウ酸、燐酸の少なくとも１つを混ぜた電解液を用いて電解を行うことができる。
　（塩酸電解）
　本発明においては、塩酸を主体とする電解液を用いた電気化学的溶解処理（以下、「塩酸溶解処理」とも略す。）によっても、容易に、平均開口径が１μｍ以上１００μｍ未満の貫通孔を形成することができる。
　ここで、塩酸溶解処理は、貫通孔形成の溶解ポイントを制御しやすい理由から、直流電流を用い、平均電流密度を５Ａ／ｄｍ2以上とし、かつ、電気量を５０Ｃ／ｄｍ2以上とする条件で施す電解処理であるであるのが好ましい。なお、平均電流密度は１００Ａ／ｄｍ2以下であるのが好ましく、電気量は１００００Ｃ／ｄｍ2以下であるのが好ましい。
　また、塩酸電解における電解液の濃度や温度は特に限定されず、高濃度、例えば、塩酸濃度１０～３５質量％の塩酸電解液を用いて３０～６０℃で電解を行ったり、塩酸濃度０．７～２質量％の塩酸電解液を用いて高温、例えば、８０℃以上で電解を行うことができる。
　また、上記塩酸電解液に濃度０．１～５０質量％の硫酸、シュウ酸、燐酸の少なくとも１つを混ぜた電解液を用いて電解を行うことができる。
〔皮膜膜除去工程〕
　皮膜除去工程は、化学的溶解処理を行って水酸化アルミニウム皮膜を除去する工程である。
　上記皮膜除去工程は、例えば、後述する酸エッチング処理やアルカリエッチング処理を施すことにより水酸化アルミニウム皮膜を除去することができる。
　＜酸エッチング処理＞
　上記溶解処理は、アルミニウムよりも水酸化アルミニウムを優先的に溶解させる溶液（以下、「水酸化アルミニウム溶解液」という。）を用いて水酸化アルミニウム皮膜を溶解させる処理である。
　ここで、水酸化アルミニウム溶解液としては、例えば、硝酸、塩酸、硫酸、燐酸、シュウ酸、クロム化合物、ジルコニウム系化合物、チタン系化合物、リチウム塩、セリウム塩、マグネシウム塩、ケイフッ化ナトリウム、フッ化亜鉛、マンガン化合物、モリブデン化合物、マグネシウム化合物、バリウム化合物およびハロゲン単体からなる群から選択される少なくとも１種を含有した水溶液が好ましい。
　具体的には、クロム化合物としては、例えば、酸化クロム（ＩＩＩ）、無水クロム（ＶＩ）酸等が挙げられる。
　ジルコニウム系化合物としては、例えば、フッ化ジルコンアンモニウム、フッ化ジルコニウム、塩化ジルコニウムが挙げられる。
　チタン化合物としては、例えば、酸化チタン、硫化チタンが挙げられる。
　リチウム塩としては、例えば、フッ化リチウム、塩化リチウムが挙げられる。
　セリウム塩としては、例えば、フッ化セリウム、塩化セリウムが挙げられる。
　マグネシウム塩としては、例えば、硫化マグネシウムが挙げられる。
　マンガン化合物としては、例えば、過マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸カルシウムが挙げられる。
　モリブデン化合物としては、例えば、モリブデン酸ナトリウムが挙げられる。
　マグネシウム化合物としては、例えば、フッ化マグネシウム・五水和物が挙げられる。
　バリウム化合物としては、例えば、酸化バリウム、酢酸バリウム、炭酸バリウム、塩素酸バリウム、塩化バリウム、フッ化バリウム、ヨウ化バリウム、乳酸バリウム、シュウ酸バリウム、過塩素酸バリウム、セレン酸バリウム、亜セレン酸バリウム、ステアリン酸バリウム、亜硫酸バリウム、チタン酸バリウム、水酸化バリウム、硝酸バリウム、あるいはこれらの水和物等が挙げられる。
　上記バリウム化合物の中でも、酸化バリウム、酢酸バリウム、炭酸バリウムが好ましく、酸化バリウムが特に好ましい。
　ハロゲン単体としては、例えば、塩素、フッ素、臭素が挙げられる。
　中でも、上記水酸化アルミニウム溶解液が、酸を含有する水溶液であるのが好ましく、酸として、硝酸、塩酸、硫酸、燐酸、シュウ酸等が挙げられ、２種以上の酸の混合物であってもよい。
　酸濃度としては、０．０１ｍｏｌ／Ｌ以上であるのが好ましく、０．０５ｍｏｌ／Ｌ以上であるのがより好ましく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上であるのが更に好ましい。上限は特にないが、一般的には１０ｍｏｌ／Ｌ以下であるのが好ましく、５ｍｏｌ／Ｌ以下であるのがより好ましい。
　溶解処理は、水酸化アルミニウム皮膜が形成されたアルミニウム基材を上述した溶解液に接触させることにより行う。接触させる方法は、特に限定されず、例えば、浸せき法、スプレー法が挙げられる。中でも、浸せき法が好ましい。
　浸せき法は、水酸化アルミニウム皮膜が形成されたアルミニウム基材を上述した溶解液に浸せきさせる処理である。浸せき処理の際にかくはんを行うと、ムラのない処理が行われるため、好ましい。
　浸せき処理の時間は、１０分以上であるのが好ましく、１時間以上であるのがより好ましく、３時間以上、５時間以上であるのが更に好ましい。
　＜アルカリエッチング処理＞
　アルカリエッチング処理は、上記水酸化アルミニウム皮膜をアルカリ溶液に接触させることにより、表層を溶解させる処理である。
　アルカリ溶液に用いられるアルカリとしては、例えば、カセイアルカリ、アルカリ金属塩が挙げられる。具体的には、カセイアルカリとしては、例えば、水酸化ナトリウム（カセイソーダ）、カセイカリが挙げられる。また、アルカリ金属塩としては、例えば、メタケイ酸ソーダ、ケイ酸ソーダ、メタケイ酸カリ、および、ケイ酸カリ等のアルカリ金属ケイ酸塩；炭酸ソーダ、および、炭酸カリ等のアルカリ金属炭酸塩；アルミン酸ソーダ、および、アルミン酸カリ等のアルカリ金属アルミン酸塩；グルコン酸ソーダ、および、グルコン酸カリ等のアルカリ金属アルドン酸塩；第二リン酸ソーダ、第二リン酸カリ、第三リン酸ソーダ、および、第三リン酸カリ等のアルカリ金属リン酸水素塩が挙げられる。中でも、エッチング速度が速い点および安価である点から、カセイアルカリの溶液、および、カセイアルカリとアルカリ金属アルミン酸塩との両者を含有する溶液が好ましい。特に、水酸化ナトリウムの水溶液が好ましい。
　アルカリ溶液の濃度は、０．１～５０質量％であるのが好ましく、０．２～１０質量％であるのがより好ましい。アルカリ溶液中にアルミニウムイオンが溶解している場合には、アルミニウムイオンの濃度は、０．０１～１０質量％であるのが好ましく、０．１～３質量％であるのがより好ましい。アルカリ溶液の温度は１０～９０℃であるのが好ましい。処理時間は１～１２０秒であるのが好ましい。
　水酸化アルミニウム皮膜をアルカリ溶液に接触させる方法としては、例えば、水酸化アルミニウム皮膜が形成されたアルミニウム基材をアルカリ溶液を入れた槽の中を通過させる方法、水酸化アルミニウム皮膜が形成されたアルミニウム基材をアルカリ溶液を入れた槽の中に浸せきさせる方法、アルカリ溶液を水酸化アルミニウム皮膜が形成されたアルミニウム基材の表面（水酸化アルミニウム皮膜）に噴きかける方法が挙げられる。
〔粗面化処理工程〕
　本発明において、防音構造の製造方法が有していてもよい任意の粗面化処理工程は、水酸化アルミニウム皮膜を除去したアルミニウム基材に対して電気化学的粗面化処理（以下、「電解粗面化処理」とも略す。）を施し、アルミニウム基材の表面ないし裏面を粗面化する工程である。
　なお、上記実施形態では、貫通孔を形成した後に粗面化処理を行う構成としたが、これに限定はされず、粗面化処理の後に貫通孔を形成する構成としてもよい。
　本発明においては、硝酸を主体とする電解液を用いた電気化学的粗面化処理（以下、「硝酸電解」とも略す。）により、容易に表面を粗面化することができる。
　あるいは、塩酸を主体とする電解液を用いた電気化学的粗面化処理（以下、「塩酸電解」とも略す。）によっても、粗面化することができる。
〔金属被覆工程〕
　本発明において、防音構造の製造方法は、上述した電解溶解処理により形成された貫通孔の平均開口径を０．１μｍ～２０μｍ程度の小さい範囲に調整できる理由から、上述した皮膜除去工程の後に、少なくとも貫通孔の内壁を含むアルミニウム基材の表面の一部または全部をアルミニウム以外の金属で被覆する金属被覆工程を有しているのが好ましい。
　ここで、「少なくとも貫通孔の内壁を含むアルミニウム基材の表面の一部または全部をアルミニウム以外の金属で被覆する」とは、貫通孔の内壁を含むアルミニウム基材の全表面のうち、少なくとも貫通孔の内壁については被覆されていることを意味しており、内壁以外の表面は、被覆されていなくてもよく、一部または全部が被覆されていてもよい。
　金属被覆工程は、貫通孔を有するアルミニウム基材に対して、例えば、後述する置換処理およびめっき処理を施すものである。
　＜置換処理＞
　上記置換処理は、少なくとも貫通孔の内壁を含むアルミニウム基材の表面の一部または全部に、亜鉛または亜鉛合金を置換めっきする処理である。
　置換めっき液としては、例えば、水酸化ナトリウム１２０ｇ／Ｌ、酸化亜鉛２０ｇ／Ｌ、結晶性塩化第二鉄２ｇ／Ｌ、ロッセル塩５０ｇ／Ｌ、硝酸ナトリウム１ｇ／Ｌの混合溶液などが挙げられる。
　また、市販のＺｎまたはＺｎ合金めっき液を使用してもよく、例えば、奥野製薬工業株式会社製サブスターＺｎ－１、Ｚｎ－２、Ｚｎ－３、Ｚｎ－８、Ｚｎ－１０、Ｚｎ－１１１、Ｚｎ－２２２、Ｚｎ－２９１等を使用することができる。
　このような置換めっき液へのアルミニウム基材の浸漬時間は１５秒～４０秒であるのが好ましく、浸漬温度は２０～５０℃であるのが好ましい。
　＜めっき処理＞
　上述した置換処理により、アルミニウム基材の表面に亜鉛または亜鉛合金を置換めっきして亜鉛皮膜を形成させた場合は、例えば、後述する無電解めっきにより亜鉛皮膜をニッケルに置換させた後、後述する電解めっきにより各種金属を析出させる、めっき処理を施すのが好ましい。
　（無電解めっき処理）
　無電解めっき処理に用いるニッケルめっき液としては、市販品が幅広く使用でき、例えば、硫酸ニッケル３０ｇ／Ｌ、次亜リン酸ソーダ２０ｇ／Ｌ、クエン酸アンモニウム５０ｇ／Ｌを含む水溶液などが挙げられる。
　また、ニッケル合金めっき液としては、りん化合物が還元剤となるＮｉ－Ｐ合金めっき液やホウ素化合物が還元剤となるＮｉ－Ｂメッキ液などが挙げられる。
　このようなニッケルめっき液やニッケル合金めっき液への浸漬時間は１５秒～１０分であるのが好ましく、浸漬温度は３０℃～９０℃であるのが好ましい。
　（電解めっき処理）
　電解めっき処理として、例えば、Ｃｕを電気めっきする場合のめっき液は、例えば、硫酸Ｃｕ６０～１１０ｇ／Ｌ、硫酸１６０～２００ｇ／Ｌおよび塩酸０．１～０．１５ｍＬ／Ｌを純水に加え、さらに奥野製薬株式会社製　トップルチナＳＦベースＷＲ１．５～５．０ｍＬ／Ｌ、トップルチナＳＦ－Ｂ　０．５～２．０ｍＬ／Ｌ及びトップルチナＳＦレベラー　３．０～１０ｍＬ／Ｌを添加剤として加えためっき液が挙げられる。
　このような銅めっき液への浸漬時間は、Ｃｕ膜の厚さによるため特に限定されないが、例えば、２μｍのＣｕ膜をつける場合は、電流密度２Ａ／ｄｍで約５分間浸漬するのが好ましく、浸漬温度は２０℃～３０℃であるのが好ましい。
〔水洗処理〕
　本発明においては、上述した各処理の工程終了後には水洗を行うのが好ましい。水洗には、純水、井水、水道水等を用いることができる。処理液の次工程への持ち込みを防ぐためにニップ装置を用いてもよい。
　このような防音構造の製造は、カットシート状のアルミニウム基材を用いて製造を行ってもよく、ロール・トゥ・ロール（Ｒｏｌｌ　ｔｏ　Ｒｏｌｌ　以下、ＲｔｏＲともいう）で行ってもよい。
　周知のように、ＲｔｏＲとは、長尺な原材料を巻回してなるロールから、原材料を引き出して、長手方向に搬送しつつ、表面処理等の各種の処理を行い、処理済の原材料を、再度、ロール状に巻回する製造方法である。
　上述のようなアルミニウム基材に貫通孔を形成する製造方法は、ＲｔｏＲによって、２０μｍ程度の貫通孔を容易に効率よく形成することができる。
　また、貫通孔の形成方法は、上述した方法に限定はされず、板状部材の形成材料等に応じて、公知の方法で行えばよい。
　例えば、板状部材としてＰＥＴフィルム等の樹脂フィルムを用いる場合には、レーザー加工などのエネルギを吸収する加工方法、もしくはパンチング、針加工などの物理的接触による機械加工方法で貫通孔を形成することができる。
　本発明の防音構造は、上述した産業用機器、輸送用機器および一般家庭用機器などの各種機器に用いられるものに限定はされず、建造物の部屋内に配置され、部屋内を仕切る固定仕切り構造（パーティション）等の固定壁、建造物の部屋内に配置され、部屋内を仕切る可動仕切り構造（パーティション）等の可動壁に用いることもできる。
　このように、本発明の防音構造をパーティションとして用いることにより、間仕切りした空間の間で音を好適に遮蔽することができる。また、特に可動式のパーティションの場合には、薄く軽い本発明の構造は、持ち運び容易なためメリットが大きい。
　また、本発明の防音構造は、光透過性および通気性を有するので、窓部材として好適に用いることもできる。
　あるいは、騒音防止用に、騒音源となる機器、たとえばエアコン室外機や給湯器等を囲むケージとして用いることもできる。本部材によって騒音源を囲むことによって、放熱性や通気性を確保したまま音を吸収し、騒音を防ぐことができる。
　また、ペット飼育用のケージに用いてもよい。ペット飼育のケージの全てまたは一部に本発明の部材を適用し、例えばペットケージの一面を本部材で置き換えることによって、軽量かつ音響吸収効果のあるペットケージとすることができる。このケージを用いることによって、ケージ内にいるペットを外の騒音から守ることができ、また、ケージ内にいるペットの鳴き声が外に漏れるのを抑制できる。
　本発明の防音構造は、上記以外にも以下のような防音部材として使用することができる。
　例えば、本発明の防音構造を持つ防音部材としては、
　建材用防音部材：建材用として使用する防音部材、
　空気調和設備用防音部材：換気口、空調用ダクトなどに設置し、外部からの騒音を防ぐ防音部材、
　外部開口部用防音部材：部屋の窓に設置し、室内又は室外からの騒音を防ぐ防音部材、
　天井用防音部材：室内の天井に設置され、室内の音響を制御する防音部材、
　床用防音部材：床に設置され、室内の音響を制御する防音部材、
　内部開口部用防音部材：室内のドア、ふすまの部分に設置され、各部屋からの騒音を防ぐ防音部材、
　トイレ用防音部材：トイレ内またはドア（室内外）部に設置、トイレからの騒音を防ぐ防音部材、
　バルコニー用防音部材：バルコニーに設置し、自分のバルコニーまたは隣のバルコニーからの騒音を防ぐ防音部材、
　室内調音用部材：部屋の音響を制御するための防音部材、
　簡易防音室部材：簡易に組み立て可能で、移動も簡易な防音部材、
　ペット用防音室部材：ペットの部屋を囲い、騒音を防ぐ防音部材、
　アミューズメント施設：ゲームセンター、スポーツセンター、コンサートホール、映画館に設置される防音部材、
　工事現場用仮囲い用の防音部材：工事現場を多い周囲に騒音の漏れを防ぐ防音部材、
　トンネル用の防音部材：トンネル内に設置し、トンネル内部および外部に漏れる騒音を防ぐ防音部材、等を挙げることができる。
　以下に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。
［実施例１］
　＜防音構造の作製＞
　平均厚さ２０μｍ、大きさ２１０ｍｍ×２９７ｍｍ（Ａ４サイズ）のアルミニウム基材（ＪＩＳ Ｈ－４１６０、合金番号：１Ｎ３０－Ｈ、アルミニウム純度：９９．３０％）の表面に、以下に示す処理を施し、防音構造１０を作製した。
　（ａ１）水酸化アルミニウム皮膜形成処理（皮膜形成工程）
　５０℃に保温した電解液（硝酸濃度１０ｇ／Ｌ、硫酸濃度６ｇ／Ｌ、アルミニウム濃度４．５ｇ／Ｌ、流量０．３ｍ／ｓ）を用いて、上記アルミニウム基材を陰極として、電気量総和が１０００Ｃ／ｄｍ2の条件下で２０秒間、電解処理を施し、アルミニウム基材に水酸化アルミ皮膜を形成した。なお、電解処理は、直流電源で行った。電流密度は、５０Ａ／ｄｍ2とした。
　水酸化アルミニウム皮膜形成後、スプレーによる水洗を行った。
　（ｂ１）電解溶解処理（貫通孔形成工程）
　次いで、５０℃に保温した電解液（硝酸濃度１０ｇ／Ｌ、硫酸濃度６ｇ／Ｌ、アルミニウム濃度４．５ｇ／Ｌ、流量０．３ｍ／ｓ）を用いて、アルミニウム基材を陽極として、電気量総和が６００Ｃ／ｄｍ2の条件下で２４秒間、電解処理を施し、アルミニウム基材及び水酸化アルミ皮膜に貫通孔を形成した。なお、電解処理は、直流電源で行った。電流密度は、２５Ａ／ｄｍ2とした。
　貫通孔の形成後、スプレーによる水洗を行い、乾燥させた。
　（ｃ１）水酸化アルミニウム皮膜の除去処理（皮膜除去工程）
　次いで、電解溶解処理後のアルミニウム基材を、水酸化ナトリウム濃度５０ｇ／Ｌ、アルミニウムイオン濃度３ｇ／Ｌの水溶液（液温３５℃）中に３２秒間浸漬させた後、硝酸濃度１０ｇ／Ｌ、アルミニウムイオン濃度４．５ｇ／Ｌの水溶液（液温５０℃）中に４０秒間浸漬させることにより、水酸化アルミニウム皮膜を溶解し、除去した。
　その後、スプレーによる水洗を行い、乾燥させることにより、貫通孔を有する防音構造１０を作製した。
　作製した防音構造の貫通孔の平均開口径および平均開口率を測定したところ、平均開口径２４μｍ、平均開口率５．３％であった。
　また、作製した防音構造の貫通孔の内壁面の表面形状をＡＦＭ（株式会社日立ハイテクサイエンス社製　ＳＰＡ３００）を用いて測定した。カンチレバーはＯＭＣＬ－ＡＣ２００ＴＳを用い、ＤＦＭ（Dynamic Force Mode）モードで測定した。
　結果を図６に示す。
　また、貫通孔の内壁面のＳＥＭ写真を撮影したものを図７に示す。
　図６および図７より、貫通孔の内壁面が粗面化されていることがわかる。また、Ｒａは、０．１８（μｍ）であった。この場合の比表面積は４９．６％であった。
［評価］
　＜音響特性＞
　作製した防音構造の音響特性を、自作のアクリル製音響管に４本のマイクを用いて伝達関数法により測定した。この手法は「ASTM E2611-09: Standard Test Method for Measurement of Normal Incidence Sound Transmission of Acoustical Materials Based on the Transfer Matrix Method」に従う。この測定法は、例えば、日本音響エンジニアリング株式会社が提供しているWinZacを用いた４本マイク測定法と同一の測定原理である。この方法で広いスペクトル帯域において音響透過損失を測定することができる。特に、透過率と反射率を同時に測定し、吸収率を１－（透過率＋反射率）として求めることによって、サンプルの吸収率も正確に測定した。１００Ｈｚ～４０００Ｈｚの範囲で音響透過損失測定を行った。音響管の内径は４０ｍｍであり、４０００Ｈｚ以上までは十分に測定することができる。
　今回は、防音構造を音響管に緩く挟み、防音構造の垂直音響透過率、反射率、吸収率を測定した。測定した結果を図８に示す。高周波になるにつれて吸収率の割合が上昇し、３０００Ｈｚにおいては４３％に達することがわかる。
［実施例２～１７、比較例１および２］
　国際公開ＷＯ２０１６／０６００３７号、および、国際公開ＷＯ２０１６／０１７３８０号を参考にして、実施例１における防音構造の作製条件を種々変更し、平均開口径および平均開口率の異なる防音構造を作製した。
　なお、比較例１の防音構造は、貫通孔を空けていない厚さ２０μｍのアルミニウム基材である。
　また、比較例２の防音構造は、厚さ２０μｍのアルミニウム基材の中央にポンチで直径４ｍｍの貫通孔を形成して作製した。
　作製した各防音構造について、実施例１と同様にして吸収率を測定した。
　各実施例および比較例の平均開口径および平均開口率、ならびに、２０００Ｈｚ～４０００Ｈｚの範囲で平均した吸収率の測定結果を表１に示す。
　また、図９に、測定した吸収率と、平均開口率との関係を表すグラフを示す。図９に示すように、平均開口率が小さいほど吸収率が高くなる傾向があることがわかる。また、貫通孔が空いていない比較例１に比較して、本発明の実施例は吸収率が高いことがわかる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　また、図１０に、測定した吸収率と、平均開口径との関係を表すグラフを示す。図１０に示すように、平均開口径が小さいほど吸収率が高くなる傾向があることがわかる。また、貫通孔が空いていない比較例１に比較して、本発明の実施例は吸収率が高いことがわかる。
　このように、貫通孔の平均開口径および平均開口率はいずれも小さいほど吸収率が高くなることがわかる。
［実施例１８～２０］
　アルミニウム基材（板状部材）の厚さをそれぞれ２０μｍ、５０μｍ、１２０μｍとし、平均開口径および平均開口率が近くなるように作製条件を変更して防音構造を作製した。
　また、作製した各防音構造について、実施例１と同様にして吸収率を測定した。
　各実施例の平均開口径および平均開口率、ならびに、３０００Ｈｚの周波数における吸収率の測定結果を表２に示す。また、図１１に、各実施例における周波数と吸音率との測定結果のグラフを示す。
　表２および図１１から、板状部材の厚みが厚いほど吸収率が高くなることがわかる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
［実施例２１～２４］
　実施例１の防音構造と実施例７の防音構造とをそれぞれ、０ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、１０ｍｍの間隔をあけて厚さ方向に配列して防音構造とした。すなわち、実施例２１では、２つの防音構造を積層する構成とした。また、実施例２２～２４では、それぞれ５ｍｍ、１０ｍｍ厚さのスペーサを介して２つの防音構造を配列する構成とした。また、実施例２１～２３では、騒音源側に実施例７の防音構造を配置する構成とし、実施例２４では、騒音源側に実施例１の防音構造を配置する構成とした。
　実施例２１～２４の防音構造について、実施例１と同様にして吸収率を測定した。
　各実施例の３０００Ｈｚの周波数における吸収率の測定結果を表３に示す。また、図１２に、各実施例における周波数と吸音率との測定結果のグラフを示す。
　表３および図１２から、複数の防音構造を厚さ方向に配列することによって防音構造１枚の場合よりもより吸音率が高くなることがわかる。また、実施例２３と実施例２４との対比から、防音構造の位置を入れ替えても大きな差が無いことがわかった。また、実施例２１～２３の対比から、２つの防音構造の間の距離が１０ｍｍの場合に吸音率がより高くなることがわかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　ここで、２つの防音構造を厚さ方向に配列した構成の効果を見積もるために簡易的な計算を行った。（計算吸収率）＝（実施例７の吸収率）＋（実施例７の透過率）×（実施例１の吸収率）として、２枚の防音構造があった場合の吸収率を計算した。背景として、今回測定した周波数帯域では音波の波長が１００ｍｍ程度以上はあり、この実施例の範囲の２つの防音構造の間の距離は十分に小さいため、上記の計算により２つの防音構造を厚さ方向に配列した構成の効果を見積もることができる。
　図１３に、計算結果と実施例２３とを比較したグラフを示す。
　図１３に示すように、計算結果と実験結果とが良く一致していることがわかる。すなわち、２つの防音構造の間の距離を１０ｍｍあけることによって、二枚目の防音構造が一枚目の防音構造に阻害されることなく、ほぼ防音構造２枚分の吸収率を得られることがわかる。
　本発明の防音構造の吸音原理は、音波（空気）が微細な貫通孔を通過する際の摩擦によると考えられる。そのため、吸音のためには、貫通孔位置での十分な局所速度が必要である。２枚の防音構造の間の距離が短すぎる場合には、一枚目の防音構造の貫通孔で摩擦を受けて減速した影響が二枚目の防音構造に到達した時点でも残ってしまい、十分な局所速度が得られないため、二枚目の防音構造の吸収率が低くなり、全体としての吸収率も低くなると考えられる。
　これに対して、２枚の防音構造の間の距離を１０ｍｍとすることによって、二枚目の防音構造の貫通孔位置での局所速度も十分な速度が得られて、ほぼ防音構造２枚分の吸収率を得られたと考えられる。
［実施例２５］
　より高周波域まで測定するために、実施例１で音響特性の測定に用いた内径４０ｍｍの音響管に代えて、内径２０ｍｍの音響管を用いて測定を行った。この場合、１１０００Ｈｚ程度まで測定することができる。
　平均開口径２０μｍ、平均開口率４．２％、厚み２０μｍの防音構造をこの音響管を用いて測定した。結果を図１４に示す。
　図１４から、貫通孔による吸収率は１００００Ｈｚ以上までフラットな特性を示し、高周波まで４０％～５０％程度を吸収することがわかる。
　このように微細な貫通孔による吸収は、特定の周波数で吸収ピークを持たずに高周波まで広帯域に渡って吸収することを示した。
［実施例２６～３０］
　アルミニウム以外の素材として、透明であり樹脂フィルムでは比較的ヤング率の高いＰＥＴフィルムを用いて、同様に貫通孔による吸収測定を行った。ＰＥＴフィルムは東レ製ルミラーを用いた。
　実施例２６として、厚さ２０μｍのＰＥＴフィルムに紫外短パルスレーザーを用いて、出力を調整して孔あけを行った。実施例１に合わせるために、平均開口径が２４μｍになる条件を見出し、フィルムを動かすことによって連続的に孔あけを行い、平均開口率が５．３％となる個数孔あけを行い、防音構造を作製した。
　実施例２７～３０として、それぞれ厚さが５０μｍ、１００μｍ、１８０μｍ、２５０μｍのＰＥＴフィルムを用いて同様にして条件を見出し、平均開口径２４μｍ、平均開口率５．３％となるように調整して孔あけを行い、防音構造を作製した。
　貫通孔の平均開口率と平均開口径孔は、ＳＥＭを用いて測定を行った。
　作製した各防音構造について、実施例１と同様にして吸収率を測定した。
　各実施例の厚さ、平均開口径および平均開口率、ならびに、２０００Ｈｚ～４０００Ｈｚの範囲で平均した吸収率および反射率の測定結果を表４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表１および表４から、実施例１と実施例２６～３０を比較すると、板状部材の材料がアルミニウムの場合の吸収率が、ＰＥＴフィルムの場合の吸収を上回っている。これは、アルミニウムの方がＰＥＴフィルムよりもヤング率が大きいために膜振動による透過音が小さく抑えられて貫通孔の効果がより強く出た結果と考えられる。
　また、実施例２６～３０の対比から、ＰＥＴフィルムの厚さが５０μｍのときに吸収が大きくなり、さらに厚くなると吸収が小さくなっていることがわかる。ＰＥＴフィルムが厚くなればなるほど、ＰＥＴフィルムを透過する音が減り、ＰＥＴフィルム表面で反射する音が増えることがわかる。よって、厚くなることによって貫通孔を通過して摩擦熱に変化する前に反射で戻ってしまう音が増加し、吸収率が下がる現象と考えられる。
　このように、透過率と反射率によって吸収が極大値を持つ振る舞いは、貫通孔の平均開口率の変化の場合でも、後述のシミュレーション結果に示されている。
　また、実施例２６～３０の結果から、微細な貫通孔による広帯域吸収の効果はアルミニウム基材を用いた防音構造に限定されるものではなく、幅広い材料に適用することができることがわかる。
［実施例３１］
　実施例３１として、板状部材の材料をニッケルとし、平均開口径１９．５μｍ、平均開口率６．２％の貫通孔を有する板状部材とした以外は、実施例３１と同様にして防音構造を作製した。
　なお、板状部材の材料としてニッケルを用いる場合の微細な貫通孔の形成方法は以下のとおりである。
　まず、シリコン基板に対してフォトリソグラフィーによるエッチング法を用いて、シリコン基板の表面に直径１９．５μｍの円柱形状の凸部を複数、所定の配列パターンで形成した。隣接する凸部間の中心間距離は７０μｍとし、配列パターンは、正方格子配列とした。このとき、凸部の占める面積割合は約６％となる。
　次に、ニッケル電鋳法を用いて、凸部を形成したシリコン基板を原型としてニッケルをシリコン基板に電着させて厚み２０μｍのニッケル膜を形成した。その後、ニッケル膜をシリコン基板から剥離して、表面研磨を行った。これにより複数の貫通孔が正方格子配列で形成されたニッケル製の板状部材を作製した。
　作製した膜をＳＥＭを用いて評価したところ、平均開口径１９．５μｍ、平均開口率６．２μｍ、厚み２０μｍであった。また、貫通孔が板状部材を厚み方向に完全に貫通していることも確認した。
　作製した防音構造について実施例１と同様にして吸収率を測定した。測定結果を図３０に示す。
　図３０に示す結果から、１０００Ｈｚ～９０００Ｈｚの広い帯域に渡って約４０％以上の吸収率を有することがわかる。例えば、３０００Ｈｚで４６．５％、７０００Ｈｚで４７．３％の吸収率を有する。
　また、後述するCOMSOLver5.1の音響モジュールを用いて対応するシミュレーションを行った結果を図３０に示す。シミュレーションの結果と実測の結果とはよく一致しており、シミュレーションの結果からも広帯域に吸収することがわかる。
　このように板状部材の材料としてニッケルを用いた場合でも、微細な貫通孔による広帯域吸収の効果が発現されることがわかる。
［評価２］
　＜視認性＞
　次に、実施例１で作製したアルミニウム膜と、実施例３１で作製したニッケル膜について貫通孔の視認性の評価を行った。
　具体的には、図３１に示すように、板状部材１２を厚み５ｍｍのアクリル板Ｔ上に載置し、アクリル板Ｔの主面から板状部材１２とは反対方向に垂直に５０ｃｍ離間した位置に点光源Ｌ（Ｎｅｘｕｓ５（ＬＧエレクトロニクス社製）の白色ライト）を配置した。また、板状部材１２の主面から垂直に３０ｃｍ離間した位置にカメラＣ（ｉＰｈｏｎｅ５ｓ（Ａｐｐｌｅ社製））を配置した。
　点光源を点灯し、板状部材１２の貫通孔を透過する光を、カメラの位置から目視で評価した。
　次に、カメラで透過光を撮影した。撮影された結果は目視の場合と同様のものであることを確認した。
　図３２には、ニッケル膜の撮影結果を示し、図３３には、アルミニウム膜の撮影結果を示す。
　前述のとおり、実施例３１で作製したニッケル膜においては、貫通孔が規則的に配列されている。そのため、図３２に示すように、光の回折により虹色に広がりが見えてしまう。一方、実施例１で作製したアルミニウム膜においては、貫通孔がランダムに配列されている。そのため、図３３に示すように、光の回折がなく白色光源がそのまま見える。
［シミュレーション１］
　仮説の検証と、より広範囲の吸音特性の振る舞いを知るために、シミュレーションを行った。本発明の防音構造の系は膜振動と空気中の音波の相互作用系であり、さらに貫通孔による摩擦が重要であるため、音響と振動との連成解析において熱音響による摩擦吸音も加えて解析を行った。
　具体的には、有限要素法の解析ソフトウェアであるCOMSOLver5.1（ＣＯＭＳＯＬ社）の音響モジュールを用いて設計を行った。音響モジュール内での熱音響モデルを用いることによって、流体中(空気も含む)を透過する音波と壁の摩擦による吸音を計算することができる。また、今回は薄膜の膜振動も、実際の材料の物性値を入力することによって計算に取り入れた。エッジ部を周期構造とすることによって、水平方向に無限に大きい薄膜に貫通孔が平均開口径および平均開口率に従ってあいているモデルを構築した。エッジ部の支持はローラ固定とし、膜の垂線方向には自由に動ける拘束とすることによって、自由に動ける薄膜をモデル化した。
　まず、実施例１に対応する材質、厚み、平均開口径および平均開口率を設定し、実験とシミュレーションでの吸収率の比較を行った。結果を図１５に示す。実験とシミュレーションによる吸収率は全体的によく一致し、特に高周波側ではかなり良く一致することが分かる。
　この結果、本発明の防音構造の吸音メカニズムとして微細貫通孔を通る音の摩擦による吸音が主要因であること、ならびに、実験では音響管に緩く固定するという手法で測定を行ったが、この手法で無限に大きい膜への垂直入射音響特性としての測定ができていることを明らかにした。
［シミュレーション２］
　シミュレーション１で実験とよく一致したことを踏まえて、シミュレーションで平均開口径と平均開口率の最適値を求めた。
　まず、アルミニウム基材（板状部材）の厚みを２０μｍに固定し、板状部材の膜振動を無視して微小な貫通孔の摩擦による吸収率のみを求めるようにした。平均開口径と平均開口率を種々変更して、周波数３０００Ｈｚにおける吸収率を求めた。結果を図１６に示す。また、幾つかの実施例について、その平均開口径と平均開口径をグラフ上にプロットした。また、図１６において、吸収率が４５％の境界を二点鎖線で示し、３０％の境界を一点鎖線で示し、１０％の境界を破線で示した。
　吸収率が最大となる条件に関して、平均開口径と平均開口率は反比例のような関係にある。実施例と比較すると、実施例１や実施例７は吸収率が最大となる平均開口径および平均開口率の組合せにあり、実際の実験でも吸収が大きくなっている。実施例２は実施例７に近い平均開口率ではあるが、平均開口径と平均開口率の組合せとして実施例７よりも吸収率が低い領域となり実際に実験でも吸収率が小さくなっている。このように実験とシミュレーションでの吸収率がよく相関していることが分かった。
　これを踏まえて、より広い平均開口径の領域で同じ設定の計算を行った。結果を図１７および図１８に示す。平均開口径が大きな領域で最適な平均開口率は１％以下の領域となるため、計算のレンジを二種類に分けている。また、図１７および図１８において、吸収率が４５％の境界を二点鎖線で示し、３０％の境界を一点鎖線で示し、１０％の境界を破線で示した。
　特徴的なこととして、平均開口径７０μｍ程度より大きくなると、どの平均開口率であっても吸収率の最大値がより小さい平均開口径の場合に比較して小さくなる。すなわち、微小な貫通孔の吸収の効果を十分に得るためには、７０μｍ程度以下に貫通孔自体を小さくすることがより好ましいことがわかる。
　図１９に、吸収率が極大値となる平均開口率と、平均開口径との関係を表すグラフを示し、図２０に、吸収率の極大値と平均開口径との関係を表すグラフを示す。図２０に示すように、７０μｍ程度以上の平均開口径では、平均開口径に対してほぼ線形的に吸収率の極大値が小さくなっていくことがわかる。
　板状部材の厚みを５０μｍに変更して上記と同様のシミュレーションを行った。図２１に、吸収率の極大値と平均開口径との関係を表すグラフを示す。
　板状部材の厚みが５０μｍの場合にも、厚み２０μｍの場合と同様に、７０μｍより大きい平均開口径では吸収率の極大値が小さくなっていくことがわかる。最大吸収率はほとんど板状部材の厚みによらずに貫通孔の平均開口径によって決定されることが分かった。平均開口径が５０μｍ以下と小さい場合は最大吸収率が５０％となるが、それより平均開口径が大きい場合は吸収率が小さくなることがわかる。平均開口径１００μｍで４５％、平均開口径２００μｍでは３０％まで吸収率が小さくなる。よって、平均開口径は小さい方が望ましいことが明らかになった。
　また、この結果から、吸収率の極大値は、板状部材の厚みにはほぼ依存せず、平均開口径により決まるロバストなものと考えられる。
［シミュレーション３］
　板状部材の厚みを２０μｍ、貫通孔の平均開口径を２０μｍに固定し、平均開口率を変えて透過率、反射率、吸収率のシミュレーションを行った。結果を図２２に示す。
　また、厚み５０μｍ、平均開口径２０μｍに固定して平均開口率を変えて同様のシミュレーションを行った。結果を図２３に示す。
　図２２および図２３から、平均開口率が大きくなるほどに、反射が小さくなり透過が大きくなる。その中で吸収は透過と反射がほぼ等しくなった条件において最大化することが明らかになった。これは、実施例２６～３０でみた、厚みの変化に対する吸収率の極大の場合と同じ振る舞いである。
　よって、微細な貫通孔の吸収が極大化する場合には、透過率と反射率が等しくなることを明らかにした。
［シミュレーション４］
　ここまでの結果より、平均開口率は小さいほど吸収が大きくなるというものではなく、板状部材の厚みと貫通孔の平均開口径により最適な平均開口率が存在することが明らかになった。
　また、吸収の大きな領域は最適な平均開口率を中心にしてなだらかに広がっていることが分かる。
　最適な平均開口率を決定するために、板状部材の厚みを１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、５０μｍおよび７０μｍのそれぞれで、貫通孔の平均開口径を２０μｍ～１４０μｍの範囲で変化させて、それぞれの条件での吸収率が最大化する平均開口率とその時の吸収率を計算してまとめた。結果を図２４に示す。
　貫通孔の平均開口径が小さいときは、最適な平均開口率は板状部材の厚みによって異なるが、貫通孔の平均開口径が１００μｍ程度以上では０．５％～１．０％という、非常に小さい平均開口率が最適値となる。
　すなわち、平均開口径１００μｍ以上の貫通孔で大きな吸収率を得るためには平均開口率を低くする必要があり、高い開口率でかつ大きい吸収率を得るという構造は難しい。
　一方で、本発明の防音構造が有する１００μｍ未満の平均開口径の貫通孔においては、最適な平均開口率が平均開口径の関数となるため、高い開口率構造が実現できる条件がある。また、上述したように最大吸収率も４５％以上の大きな値となるため、高開口率かつ高吸音が実現できる。
　さらに図２１より、平均開口径は、最大吸収率が４８％以上となる８０μｍ以下が望ましく、４９％以上となる７０μｍ以下がより望ましく、ほぼ50%の最大値に達する５０μｍ以下が最も望ましい。
［シミュレーション５］
　上記、貫通孔の平均開口径に対する最適な平均開口率で、平均開口径が１００μｍ以下の場合の計算を詳細に行った。厚み１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、５０μｍ、７０μｍのそれぞれに関して、貫通孔の平均開口径ごとの最適な平均開口率を示した結果を図２５に両対数グラフで示した。図２５のグラフより、最適な平均開口率は貫通孔の平均開口径に対して、ほぼ－１．６乗で変化することを発見した。
　より具体的には、最適な平均開口率をrho_center、貫通孔の平均開口径をphi（μｍ）、板状部材の厚みをt（μｍ）としたとき、図２５の両対数グラフを累乗関数で近似することによって、最適な平均開口率rho_centerは、
　　rho_center=a×phi-1.6
　　a=2+0.25×tで決定されることを、明らかにした。
　このようにして、特に貫通孔の平均開口径が小さい場合には、平均開口率が小さいほど吸収率が大きくなるのではなく、最適な平均開口率は板状部材の厚さと貫通孔の平均開口径によって決定されることを明らかにした。最適な平均開口率は、板状部材の厚みが厚いほどに大きくなり、また平均開口径が大きいほどに小さくなる。
　上述したように、吸収率が大きくなる範囲は最適な平均開口率を中心としてなだらかに広がっている。この詳細な分析のために、板状部材の厚み５０μｍのシミュレーションにおいて平均開口率を変化させた結果を図２６に示す。貫通孔の平均開口径は１０μｍ、１５μｍ、２０μｍ、３０μｍおよび４０μｍとし、平均開口率は０．５％から９９％まで変化させた。
　どの平均開口径においても、吸収率が大きくなる平均開口率の範囲は最適な平均開口率の周辺に広がっている。特徴として、貫通孔の平均開口径が小さい方が吸収率が大きくなる平均開口率の範囲が広い範囲に渡っている。また、最適な平均開口率よりも高い平均開口率側の方が、吸収率が大きくなる範囲が広い。
　吸収率の最大値は、０．１μｍ以上１００μｍ未満の平均開口径の範囲においては、どの平均開口径でもほぼ５０％であるため、吸収率が３０％、４０％、４５％となる下限の開口率と上限の開口率をそれぞれ表５に示す。また、最適な平均開口率からの各吸収率の範囲を表６に示す。
　例えば、貫通孔の平均開口径２０μｍのとき、最適な平均開口率は１１％で、吸収率が４０％以上となる平均開口率は下限が４．５％、上限が２８％となる。このとき、最適な平均開口率を基準とした吸収率４０％となる平均開口率の範囲は、(4.5%-11.0％)=-6.5%～(28.0%-11.0%)=17.0%となるため、表６には-6.5%～17.0%として示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　表６より、貫通孔の平均開口径ごとの吸収率の幅を比較したところ、貫通孔の平均開口径をphi（μｍ）としたときに、ほぼ100×phi-2の比率で吸収率の幅が変化する。よって、吸収率３０％、４０％、４５％それぞれについて、平均開口径ごとに適切な範囲を決めることができる。
　すなわち、吸収率３０％の範囲は、上述の最適な平均開口率rho_centerを用いて、基準として貫通孔の平均開口径２０μｍのときの範囲を用いて、
　　rho_center-0.085×(phi/20)-2
が下限の平均開口率であり、
　　rho_center+0.35×(phi/20)-2
が上限の平均開口率である範囲に入ることが必要である。ただし、平均開口率は０より大きく１（１００％）より小さい範囲に制限される。
　望ましくは吸収率４０％の範囲であり、
　　rho_center-0.24×(phi/10)-2
が下限の平均開口率であり、
　　rho_center+0.57×(phi/10)-2
が上限の平均開口率となる範囲であることが望ましい。ここで、できるだけ誤差を小さくするために、平均開口径の基準を１０μｍとした。
　さらに望ましくは吸収率４５％の範囲であり、
　　rho_center-0.185×(phi/10)-2
が下限の平均開口率であり、
　　rho_center+0.34×(phi/10)-2
が上限の平均開口率となる範囲であることがさらに望ましい。
　さらに、より小さい吸収率の場合の最適な平均開口率の範囲を決定するために、平均開口率が小さい範囲で細かく計算した。代表的な例として、板状部材の厚み５０μｍ、貫通孔の平均開口径３０μｍの場合の結果を図２７に示す。
　吸収率１０％、１５％および２０％のそれぞれについて、この吸収率となる平均開口率の範囲と、近似式とを、それぞれ表７および表８に示す。なお、表８においては、「rho_center」を「rc」と表記する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　表７および表８から、吸収率１０％の範囲は、上述の最適な平均開口率rho_centerを用いて、基準として貫通孔の平均開口径３０μｍのときの範囲を用いて、
　　rho_center-0.052×(phi/30)-2
が下限の平均開口率であり、
　　rho_center+0.795×(phi/30)-2
が上限の平均開口率である範囲に入ることが必要である。ただし、平均開口率は０より大きく１（１００％）より小さい範囲に制限される。
　望ましくは吸収率が１５％以上となることであり、その範囲は、
　　rho_center-0.050×(phi/30)-2
が下限の平均開口率であり、
　　rho_center+0.505×(phi/30)-2
が上限の平均開口率である範囲となる。
　より望ましくは、吸収率が２０％以上となることであり、その範囲は、
　　rho_center-0.048×(phi/30)-2
が下限の平均開口率であり、
　　rho_center+0.345×(phi/30)-2
が上限の平均開口率である範囲となる。
　さらに望ましくは、上述の吸収率が３０％以上、４０％以上あるいは４５％以上となる平均開口率の範囲に収まることであり、より吸収率の大きくすることができる。
　以上のように、シミュレーションを用いて、貫通孔内の摩擦による吸音現象の特徴を明らかにした。また、板状部材の厚みと貫通孔の平均開口径と平均開口率によって吸収率の大きさが決定され、その最適値範囲を決定した。
　以上より本発明の効果は明らかである。
　１０、２０　防音構造
　１１　アルミニウム基材
　１２　板状部材
　１３　水酸化アルミニウム皮膜
　１４　貫通孔
　３０　防音部材
　３２　カバー
　５０　配管
　５２　騒音源

Claims (14)

  1. 　厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有する板状部材を備える防音構造であって、
    　前記貫通孔の平均開口径が０．１μｍ以上１００μｍ未満であり、
    　前記貫通孔の平均開口径をphi（μｍ）、前記板状部材の厚みをt（μｍ）としたときに、前記貫通孔の平均開口率rhoは、０より大きく１より小さい範囲であって、rho_center=(2+0.25×t)×phi-1.6を中心として、rho_center-(0.052×(phi/30)-2)を下限として、rho_center+(0.795×(phi/30)-2)を上限とする範囲にあることを特徴とする防音構造。
  2. 　前記複数の貫通孔の平均開口率が２％以上である請求項１に記載の防音構造。
  3. 　複数の前記板状部材が厚さ方向に配列されている請求項１または２に記載の防音構造。
  4. 　前記貫通孔の内壁面の表面粗さＲａが０．１μｍ～１０．０μｍである請求項１～３のいずれか一項に記載の防音構造。
  5. 　前記貫通孔の内壁面が複数の粒子状形状で形成され、前記内壁面に形成された凸部の平均粒径が０．１μｍ～１０．０μｍである請求項１～４のいずれか一項に記載の防音構造。
  6. 　前記板状部材の形成材料が金属である請求項１～５のいずれか一項に記載の防音構造。
  7. 　前記板状部材の形成材料がアルミニウムである請求項１～６のいずれか一項に記載の防音構造。
  8. 　前記複数の貫通孔がランダムに配列されている請求項１～７のいずれか一項に記載の防音構造。
  9. 　前記複数の貫通孔は、２種以上の異なる開口径の貫通孔からなる請求項１～８のいずれか一項に記載の防音構造。
  10. 　前記貫通孔の平均開口径が０．１μｍ以上５０μｍ以下である請求項１～９のいずれか一項に記載の防音構造。
  11. 　少なくとも一部の前記貫通孔の形状が、前記貫通孔の内部で最大径となる形状である請求項１～１０のいずれか一項に記載の防音構造。
  12. 　請求項１～１１のいずれか一項に記載の防音構造を有する仕切り構造。
  13. 　請求項１～１１のいずれか一項に記載の防音構造を有する窓部材。
  14. 　請求項１～１１のいずれか一項に記載の防音構造を有するケージ。
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