JPH08146968A

JPH08146968A - 吸音材およびその施工方法

Info

Publication number: JPH08146968A
Application number: JP6290247A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Ando; 秀行安藤; Yuzo Okudaira; 有三奥平; Kenji Onishi; 謙司大西
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1994-11-25
Filing date: 1994-11-25
Publication date: 1996-06-07

Abstract

(57)【要約】【目的】少ない粉体の含有率であっても、低周波域に
おいて良好な吸音特性を示すとともに、粉体のこぼれに
よる性能劣化を起こしにくい吸音材およびその施工方法
の提供。【構成】粉体１を繊維２間の空隙３にバインダー４を
介して保持して成る吸音材において、粉体１の含有率を
表面から裏面に向けて減少させている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は吸音材およびその施工方
法に関し、特に粉体を繊維間の空隙にバインダーを介し
て保持してなる吸音材およびその施工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、発泡ウレタンまたはグラスウ
ールなどが吸音材として使用されている。

【０００３】このような吸音材は、リスニングルームま
たは楽器練習室などの内装材として用いられ、室内の残
響時間特性または反射特性などを整えている。また、遮
音のために壁または天井材を二重構造とする場合がある
が、この二重構造の隙間に保持して用いられ、遮音性能
を向上させている。その他、吸音ダクトの内貼り用、騒
音を発生する機器の防音カバーの内貼り用などにも使用
されている。

【０００４】ところで、上記の発泡ウレタンにあって
は、図６に示すように、連通して複雑に屈曲した孔１３
を有している。また、グラスウールにあっては、同様に
図７に示すように、連通して複雑に屈曲した空隙３を有
している。そして、これらの孔１３または空隙３に入射
した音波は、これらの孔１３または空隙３のような複雑
で長い連通路を通過する過程で、壁面との粘性摩擦によ
って次第にエネルギーが減少して吸収されるものであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例に示すような吸音材の吸音率は、周波数が高いほ
ど、また、吸音材の厚みが厚いほど大きくなるものであ
る。

【０００６】逆に、低周波域の吸音率が低くいため、厚
い吸音材を用いなければ低周波域の音波を十分に吸音す
ることができないものである。しかし、低周波域の吸音
率を向上させるために吸音材の厚みを増すことは、好ま
しいことではない。たとえば、部屋の内装に使用する場
合は部屋が狭くなり、また、ダクトの内貼りに用いた場
合は空気の通路が狭くなってしまうという問題がある。
したがって、リスニングルームの音響特性の改善、壁ま
たは天井の遮音、機械騒音の抑制などには、いずれの場
合にも問題点を有しているのである。

【０００７】以上の欠点を改善するために、発明者等は
粉体をシート状またはマット状の繊維間に保持させた吸
音材を提案し、低周波域の吸音率の向上に成功してい
る。そして、熱可塑性の樹脂バインダーを介在させ、繊
維と粉体と、または繊維どうしを接着させて、取扱時ま
たは施工後の振動などによって粉体がこぼれて、吸音特
性が劣化してしまうという問題の防止に、ある程度の成
功を納めている。しかしながら、このような対策を施し
ても粉体のこぼれが起こることがあり、吸音特性が劣化
する場合があった。また、より一層低音域の吸音特性を
向上させようとすると、粉体の含有率をさらに上げる必
要があり、その結果、また、粉体のこぼれが問題となる
という不都合がおこるのである。

【０００８】本発明は、以上のような問題点を解決する
ためになされたものであり、その目的は、少ない粉体の
含有率であっても、低周波域において良好な吸音特性を
示すとともに、粉体のこぼれによる性能劣化を起こしに
くい吸音材およびその施工方法の提供にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１記載の発明は、粉体１を繊維２間の空隙３にバイン
ダー４を介して保持して成る吸音材において、粉体１の
含有率を表面から裏面に向けて減少させて成ることを特
徴として構成している。

【００１０】請求項２記載の発明は、粉体１を繊維２間
の空隙３にバインダー４を介して保持して成る吸音材に
おいて、粉体１の含有率を表裏両面から中心に向けて減
少させて成ることを特徴として構成している。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の発明において、バインダー４を発泡性樹脂バイン
ダーとして成ることを特徴として構成している。

【００１２】請求項４記載の発明は、繊維２間の空隙３
にバインダー４を介して粉体１を保持し、この粉体１の
含有率を表面５から裏面６に向けて減少させるようにし
て吸音材を形成し、この吸音材の表面５を吸音する音波
７の入射側に配することを特徴として構成している。

【００１３】ここで繊維２として用いられるものを列挙
すれば、有機繊維としては、ポリエステル繊維、ナイロ
ン繊維、ポリアクリロニトリル繊維、ポリプロピレン繊
維、ポリエチレン繊維、ポリ塩化ビニル繊維などの合成
繊維あるいは、木質ファイバー、木綿、麻繊維、竹、リ
ンター（棉花の額) 、絹、羊毛等の天然繊維やレーヨン
等の再生セルロース繊維が挙げられる。

【００１４】また、無機繊維としては、ロックファイバ
ー、ガラス繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、さらに
はスチール繊維等の金属繊維なども挙げられる。

【００１５】以上の繊維２は、バラバラの状態のもので
あってもよく、また、シート状の形態でも良い。たとえ
ば、不織布、人造パルプ、ろ紙などの状態、または、粒
状綿などの状態のものであってもよい。

【００１６】また、粉体１として用いられるものを挙げ
れば、通常粒径が０. １〜１０００μｍ程度、かさ密度
が約０. １g/cm³前後から約１. ５g/cm³前後の範囲の
ものが用いられる。

【００１７】具体的に列挙すれば、シリカ、マイカ、タ
ルクまたはバーミュキュライトなどが挙げられる。

【００１８】また、バインダー４としては、ポリエチレ
ン樹脂、ポリスチレン樹脂、メタクリル樹脂、ポリウレ
タン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等の樹脂バイン
ダーや、或いは天然澱粉（米澱粉、コーンスターチ、
タピオカスターチ) 、加工澱粉からなる、澱粉糊等が挙
げられる。

【００１９】また、このバインダー４は、いろいろな方
法で繊維２と粉体１との間に介在させることができる。
たとえば、微粒状で混在させること、または、液状のバ
インダー４となる材料を繊維２または粉体１に塗布する
などして付着させて用いること、などができる。

【００２０】以上の繊維２、粉体１またはバインダー４
の混合比に関しては、各構成材料特有の物性にも大きく
影響を受けるため、特に限定しないが、おおよそ、繊維
２の重量比が２０〜８０％程度であることが望ましい。
またバインダー４の量は繊維２に対して５〜２０重量％
程度が望ましい。バインダー４の量がこれ以上である
と、粉体１の振動作用による吸音効果が小さくなり、低
周波数域での吸音性能が低下する原因となるので好まし
くないのである。

【００２１】また、これらのバインダー４に発泡性を付
与した発泡性樹脂バインダーとすることがさらに好まし
いものである。

【００２２】このような発泡性樹脂バインダーは、発泡
した状態でバインダー４として機能しているものであっ
て、加熱などによって反応して発泡するもの、または、
混合されている発泡剤が気化もしくは分解して発泡する
ものなどが用いられる。

【００２３】つまり、上記したバインダー４を発泡性樹
脂バインダーとするには、基本的に以下に示す二つの方
法が用いられる。

【００２４】(1) 反応生成ガスを利用する方法 (2) 発泡剤を使用する方法上記の(1) の方法は、液状の原料が樹脂化する際に放出
する生成物、たとえば炭酸ガス、ホルムアルデヒド、水
蒸気等を発泡剤とする方法であり、反応熱や加熱によっ
て発泡剤が気化して発泡性樹脂バインダーとなるもので
ある。

【００２５】また(2) の方法としては、さらに、揮発性
発泡剤を用いる方法と、分解性発泡剤を用いる方法とに
分けられる。揮発性発泡剤は、炭酸ガス、プロパン、ブ
タン、エーテル、アセトンもしくはベンゼンなどの気体
であって、このような揮発性液体をバインダー４となる
材料に含有させておき、気化させることによってバイン
ダー４を発泡させることができる。これに対して、分解
性発泡剤を利用する方法では、バインダー４となる樹脂
材料に発泡剤を分散あるいは溶解させた後、加熱により
バインダー４となる樹脂材料を発泡させるのである。

【００２６】この場合、用いる発泡剤としては、炭酸ア
ンモニウム、重炭酸ナトリウムなどの無機化合物、また
は、アゾ化合物、スルホニルヒドラジド化合物、ニトロ
ゾ化合物、アジド化合物などの有機化合物が用いられ、
使用条件またはバインダー４となる樹脂材料に応じて適
宜選択するとよいのである。

【００２７】

【作用】請求項１記載の発明では、バインダー４を介し
ているので、粉体１は確実に繊維２間の空隙に保持され
るとともに、粉体１が存在することによって、低周波域
の吸音率が向上している。そして、粉体１の含有率の高
い表面から入る音波が特に効果的に吸収される。

【００２８】請求項２記載の発明では、表裏両面の粉体
１の含有率が高いので、この表裏両面から入る音波が効
果的に吸収される。

【００２９】請求項３記載の発明では、バインダー４が
発泡した状態で繊維２間の隙間３の広い部分を占めてい
るので、繊維２と粉体１との間に介在しやすくなる。ま
た、バインダー４が発泡した状態なので、ヤング率が低
くなりやすく、このため、低音域の吸音率が向上する。

【００３０】請求項４記載の発明では、吸音材の粉体１
の含有率の高い表面を、吸音する音波７の入射側に配す
るので、特に効果的に吸音する。

【００３１】

【実施例】本発明の一実施例を以下に添付図を参照して
説明する。

【００３２】図１はこの実施例の吸音材の構造を断面に
ついて模式的に示した説明図であり、（Ａ）は断面全体
を示し、（Ｂ）は表面５側、（Ｃ）は裏面６側を拡大し
て示したものである。この図に示すように、この吸音材
は、粉体１を繊維２間の空隙３にバインダー４を介して
保持して成る吸音材において、粉体１の含有率を表面５
から裏面６に向けて減少させて成るものである。

【００３３】以上のように構成される吸音材では、粉体
１によって特に低音域の音を有効に吸音して広い周波数
帯域で良好な吸音特性を有しているものである。その
上、粉体１の含有率の高い表面５から入る音波７が特に
効果的に吸収され、吸音に対する寄与の少ない裏面６側
ほど粉体１の含有率が低く、全体として粉体１の含有量
を少なくして良好な吸音特性が得られているのである。

【００３４】つまり、少ない粉体１の含有率であって
も、低周波域において良好な吸音特性を示すとともに、
粉体１の使用量が全体として少ないので、粉体１のこぼ
れによる性能劣化を起こしにくい吸音材となっている。

【００３５】このような吸音材は、騒音発生源を囲うよ
うに配して騒音を遮断するような用途、つまり、吸音ダ
クトの内貼り用、騒音を発生する機器の防音カバーの内
貼り用など、または、床に用いて階下への衝撃音を低減
させるなどの用途に好適に用いることができる。特に低
音域の吸音率が改善されているので、リスニングルー
ム、楽器練習室などに用いると好ましいものである。

【００３６】図２は上記の実施例とは異なる吸音材の説
明図であって、断面を示している。この実施例において
は、粉体１の含有率を表面５および裏面６の両面から中
心に向けて減少させるようにしている。

【００３７】このように構成される吸音材においては、
表裏両面に粉体１の含有率が高いため、表裏両面から入
る音波７が効果的に吸収され、両方向に有効な吸音がな
される。したがって、このような吸音材は、たとえば、
隣り合う部屋の壁などに好適に用いることができる。特
に低音域の吸音率が改善されているので、リスニングル
ーム、楽器練習室の内装材、壁パネル等の遮音向上用充
填材、天井、二重床等の遮音材などに好適に用いること
ができるのである。

【００３８】また、上記のいずれの実施例においても、
バインダー４を発泡性樹脂バインダーとすると、さらに
好ましい吸音特性が得られるものである。

【００３９】この場合、バインダー４は発泡した状態で
繊維２間の隙間３の広い部分を占めるので、繊維２と粉
体１との間に介在しやすくなり、粉体１がより安定して
保持されるのである。また、発泡した状態なので、ヤン
グ率が低くなりやすく、したがって、低音域の吸音率が
向上するのである。このため、施工時または使用時に性
能劣化を起こさず、特に低周波数域における良好な吸音
率を安定して発揮できる吸音材を得ることができるもの
である。

【００４０】以下に、さらに具体的な実施例を詳述す
る。（実施例１）粉体１として粒径１８０〜２５０μｍのバ
ーミュキュライトを、繊維２として繊維径１０μｍのロ
ックファイバーを、バインダー４としてフェノール発泡
樹脂微粒体を用い、粉体１およびバインダー４を繊維２
間の隙間３に充填混合した。このとき、得られる吸音材
の密度が、表面５側を３００kg/m³とし、裏面６側が８
０kg/m³となるように、粉体１の含有率が表面５から裏
面６に向けて減少するように、粉体１の充填量を調整し
た。このように充填混合した材料を１３０℃で数分間加
熱することによって、バインダー４を発泡、硬化させて
吸音材を得た。なお、バインダー４の配合量は、繊維２
の１０重量％とし、各材料の混合比率は、粉体１を３４
重量％、繊維２を６０重量％、バインダー４を６重量％
とした。

【００４１】この吸音材の厚みは５０mm、平均密度は１
９０kg/m³であり、表面５側を吸音する音波７の入射側
に配して用いた。

【００４２】（比較例１）得られる吸音材の密度が、均
一に３００kg/m³となるように粉体１の配合量を調整し
た他は、実施例１と全く同様にして吸音材を作成した。

【００４３】この吸音材の粉体１の使用量としては、実
施例１のものに比較して、約二倍の重量を用いた。

【００４４】（比較例２）実施例１の吸音材を、裏面６
側を吸音する音波７の入射側に配して用いた。

【００４５】（比較例３）市販の密度８０kg/m³のロッ
クウールフェルトを吸音材とした。

【００４６】以上の実施例１および比較例１〜３の吸音
材について、吸音特性を比較評価した結果について、以
下に説明する。図３ないし図４は、実施例１と比較例１
〜３との吸音特性を比較したグラフであり、縦軸に吸音
率、横軸に吸音する音波７の周波数を示している。

【００４７】図３は、実施例１と比較例１とを比較した
グラフであり、Ａは実施例１、Ｂは比較例１の吸音特性
を示している。この図に示すように、比較例１は実施例
１よりも約二倍の粉体１を用いているにもかかわらず、
全周波数帯域で吸音特性が悪くなっている。なお、比較
例１のものは約２８０Hzで吸音特性の良好なピークが生
じているが、この周波数においても実施例１におよばな
いのである。また、この比較例１の粉体１の使用量を減
らすことによって、吸音特性の良好なピークは高音域側
に移動し吸音率も増加する傾向になるが、それでも実施
例１の吸音率を超えることはなく、また、高音域側に移
動することは低音域の吸音ができなくなるので好ましく
ないのである。

【００４８】図４は、実施例１と比較例２とを比較した
グラフであり、Ｃの比較例２のプロットに見られるよう
に、実施例１の吸音材の表面５と裏面６とを入れ換えた
場合は、全く吸音特性が劣るものになっている。

【００４９】図５は、実施例１と比較例３とを比較した
グラフであり、Ｄの比較例３のプロットに見られるよう
に、粉体１を用いないロックウールフェルトのみのもの
も、実施例１の吸音材より、全く吸音特性が劣るものに
なっている。

【００５０】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、粉体の含有率
の高い表面から入る音波が特に効果的に吸収され、吸音
に対する寄与の少ない裏面側ほど粉体の含有率が低く、
全体として粉体の含有量を少なくして良好な吸音特性が
得られている。つまり、少ない粉体の含有率であって
も、低周波域において良好な吸音特性を示すとともに、
粉体の使用量が全体として少ないので、粉体のこぼれに
よる性能劣化を起こしにくい吸音材となっている。

【００５１】このような吸音材は、騒音発生源を囲うよ
うに配して、騒音を遮断するような用途、または、床に
用いて階下への衝撃音を低減させるなどの用途に好適に
用いることができる。

【００５２】請求項２記載の発明では、表裏両面に粉体
の含有率が高いため、表裏両面から入る音波が効果的に
吸収され、両方向に有効な吸音がなされる。

【００５３】このような吸音材は、たとえば、隣り合う
部屋の壁などに好適に用いることができる。

【００５４】請求項３記載の発明では、バインダーを発
泡性樹脂バインダーとすることによって、繊維と粉体と
の間に発泡性樹脂バインダーが介在する確率が高く、し
たがって、粉体がより確実に保持されるので吸音特性が
さらに安定して維持される。その上、ヤング率が低くな
るので、低音域の吸音率がさらに向上する。

【００５５】請求項４記載の発明では、吸音したい方向
から入る音波を特に効果的に吸音することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における吸音材の内部構造を
断面について模式的に示した説明図であり、（Ａ）は断
面全体を示し、（Ｂ）は表面側、（Ｃ）は裏面側を拡大
して示したものである。

【図２】同上の別な吸音材の内部構造を断面について模
式的に示した説明図である。

【図３】実施例および比較例の吸音率の周波数依存性を
示すグラフである。

【図４】同上の別なグラフである。

【図５】同上のさらに別なグラフである。

【図６】従来の吸音材の内部構造を断面について模式的
に示した説明図である。

【図７】従来の別な吸音材の内部構造を断面について模
式的に示した説明図である。

【符号の説明】

１粉体２繊維３空隙４バインダー５表面６裏面７音波 13 孔

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【手続補正書】

【提出日】平成７年１月２６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】逆に、低周波域の吸音率が低いため、厚い
吸音材を用いなければ低周波域の音波を十分に吸音する
ことができないものである。しかし、低周波域の吸音率
を向上させるために吸音材の厚みを増すことは、好まし
いことではない。たとえば、部屋の内装に使用する場合
は部屋が狭くなり、また、ダクトの内貼りに用いた場合
は空気の通路が狭くなってしまうという問題がある。し
たがって、リスニングルームの音響特性の改善、壁また
は天井の遮音、機械騒音の抑制などには、いずれの場合
にも問題点を有しているのである。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】具体的に列挙すれば、シリカ、マイカ、タ
ルクまたはバーミキュライトなどが挙げられる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４６】以上の実施例１および比較例１〜３の吸音
材について、吸音特性を比較評価した結果について、以
下に説明する。図３ないし図５は、実施例１と比較例１
〜３との吸音特性を比較したグラフであり、縦軸に吸音
率、横軸に吸音する音波７の周波数を示している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ１０Ｋ 11/16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉体を繊維間の空隙にバインダーを介し
て保持して成る吸音材において、粉体の含有率を表面か
ら裏面に向けて減少させて成ることを特徴とする吸音
材。
【請求項２】粉体を繊維間の空隙にバインダーを介し
て保持して成る吸音材において、粉体の含有率を表裏両
面から中心に向けて減少させて成ることを特徴とする吸
音材。
【請求項３】バインダーを発泡性樹脂バインダーとし
て成ることを特徴とする請求項１または２記載の吸音
材。
【請求項４】繊維間の空隙にバインダーを介して粉体
を保持し、この粉体の含有率を表面から裏面に向けて減
少させるようにして吸音材を形成し、この吸音材の表面
を吸音する音波の入射側に配することを特徴とする吸音
材の施工方法。