吸音材およびこれを用いた構造体
【課題】難燃性を有し、２００Ｈｚ以下の低周波領域のみならず、２００Ｈｚを超える高周波領域の広帯域の騒音を効果的に吸収し、製品形態の自由度を向上させる。
【解決手段】本発明の吸音材１ａは、アクリル樹脂から成る樹脂膜１１と、樹脂膜１１の背面側に積層される多孔質体層（第1の多孔質体層）１２とを備えている。
樹脂膜１１は、難燃性を有し、燃焼時に有害ガスを発生しないもの、例えばアクリル樹脂で形成されている。
樹脂膜１１としては、第1に、酸素指数が２５以上のもの、第２に、単位体積当たりの燃焼発熱量が８ＭＪ／ｍ３以下のもの、第３に、燃焼発熱速度が[２００ｋＷ／ｍ２] ・１０ｓｅｃ以下のものを使用することが好ましい。
第1の多孔質体層１２は、難燃性を有する材料、例えばグラスウール、ロックウールの何れかまたはこれらの混合物から成るもので形成されている。
このような構成の吸音材１ａは、剛壁２に対して、第1の多孔質体層１２を剛壁２側に向けて、かつ剛壁２と平行に設置されることで、本発明の構造体３ａが形成される。
【解決手段】本発明の吸音材１ａは、アクリル樹脂から成る樹脂膜１１と、樹脂膜１１の背面側に積層される多孔質体層（第1の多孔質体層）１２とを備えている。
樹脂膜１１は、難燃性を有し、燃焼時に有害ガスを発生しないもの、例えばアクリル樹脂で形成されている。
樹脂膜１１としては、第1に、酸素指数が２５以上のもの、第２に、単位体積当たりの燃焼発熱量が８ＭＪ／ｍ３以下のもの、第３に、燃焼発熱速度が[２００ｋＷ／ｍ２] ・１０ｓｅｃ以下のものを使用することが好ましい。
第1の多孔質体層１２は、難燃性を有する材料、例えばグラスウール、ロックウールの何れかまたはこれらの混合物から成るもので形成されている。
このような構成の吸音材１ａは、剛壁２に対して、第1の多孔質体層１２を剛壁２側に向けて、かつ剛壁２と平行に設置されることで、本発明の構造体３ａが形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸音材およびこれを用いた構造体に係り、特に、２００Ｈｚ以下の低周波領域のみならず２００Ｈｚを超える高周波領域の騒音を効果的に吸収し、製品形態の自由度を向上させることができる吸音材およびこれを用いた構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、この種の吸音材として、（ａ）グラスウールやロックウール等から成る多孔質体層を使用するもの、（ｂ）音源側に空気層を設けたもの、（ｃ）吸音材の音源側に空気層を設けて成るもの、（ｄ）通気度が５〜１００倍程度異なる高密度と低密度の繊維集合体を少なくとも２層以上積層して成るものなどが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、（ａ）および（ｂ）の吸音材においては、周波数帯域が５００Ｈｚを超えるような騒音や５００Ｈｚ以下の騒音に対して、所要の吸音効果を発揮させるためには、多孔質体層の肉厚を厚くしなければならず、ひいては、全体的に吸音材の重量が重くなるという難点があった。また、（ｃ）の吸音材においては、吸音材の音源側に空気層が存在するため、吸音材の重量が重くなり、また、スペースを広くとらなければならないという難点があった。一方、（ｄ）の吸音材は、空気の粘性抵抗を利用し、音波のエネルギーを熱エネルギーに変換して吸音する多孔質吸音構造体に、さらに密度が異なる繊維集合体を積層することで、高密度部分が付加質量、低密度部分がバネの役割を担う、いわゆる動吸振機を構成させて特に低周波数帯域の吸音率を向上させるものであるが、このような構成の吸音材においては、特に１００Ｈｚ以下のいわゆる低周波帯域においては、十分な吸音効果が得られないという難点があった。また、低周波帯域の音や振動は空気伝搬音だけではなく、建物や窓のがたつきなども発生するため、固体伝搬音および振動防止に対する対策を同時に行う必要があり、従来の吸音材ではその対策が困難であった。
【０００４】
このため、本出願人は、先に、空気の粘性抵抗を利用し、音波のエネルギーを熱エネルギーに変換して吸音する多孔質吸音構造体に、さらに密度が異なる繊維集合体を積層した吸音材を開発し、出願している（特開２００３−３１６３６４号公報）。
【０００５】
この吸音材は、音源側に配置される発泡体層と、この発泡体層の剛壁側に積層される多孔質体層とを備えている。ここで、発泡体層は、分子量５００〜５０００の第１のジオール、分子量５００以下の第２のジオール、無機充填材、発泡剤としての水、およびイソシアネートの各成分を含有する発泡体で形成され、また、多孔質体層は、汎用のグラスウールで形成されている。
【０００６】
このような構成の吸音材によれば、高密度部分が付加質量、低密度部分がバネの役割を担う、いわゆる動吸振機を構成させて、特に低周波数帯域の吸音率を向上させることができる。
【０００７】
しかしながら、このような構成の吸音材においては、次のような難点があった。
【０００８】
第１に、吸音材自身に難燃性が付与されていないため、建築基準法における難燃の規格に適合しない。
【０００９】
第２に、多孔質体層を構成するグラスウールは、２００Ｈｚを超える高周波領域、若しくは２００Ｈｚ以下の低周波領域では吸音効果が弱くなる。
【００１０】
第３に、発泡体層と多孔質体層とが別体で構成されているため、現場における施工が煩雑になる。
【００１１】
【特許文献１】特開平８−１５２８９０号公報
【特許文献２】特開２００３−３１６３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、２００Ｈｚ以下の低周波領域のみならず２００Ｈｚを超える高周波領域の騒音を効果的に吸収し、製品形態の自由度を向上させることができる吸音材およびこれを用いた構造体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の態様である吸音材は、アクリル樹脂から成る樹脂膜と、樹脂膜の背面側に積層される多孔質体層とを備えるものである。
【００１４】
本発明の第２の態様である吸音材は、アクリル樹脂から成る樹脂膜と、樹脂膜の背面側に積層される多孔質体層と、樹脂膜の前面側に積層される他の多孔質体層とを備えるものである。
【００１５】
本発明の第３の態様は、第１の態様または第２の態様である吸音材において、樹脂膜の燃焼発熱量は、８ＭＪ／ｍ３以下とされているものである。
【００１６】
本発明の第４の態様は、第１の態様乃至第３の態様の何れかの態様である吸音材において、樹脂膜の燃焼発熱速度は、［２００ｋＷ／ｍ２］・１０ｓｅｃ以下とされているものである。
【００１７】
本発明の第５の態様は、第１の態様乃至第４の態様の何れかの態様である吸音材において、樹脂膜は、無機化合物および／または炭素繊維を含むものである。
【００１８】
本発明の第６の態様は、第５の態様である吸音材において、無機化合物は、Ｓｉ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｍｇの何れか１種を含む化合物または前記Ｓｉ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｍｇの何れか１種を含む化合物の混合物から成るものである。
【００１９】
本発明の第７の態様は、第５の態様である吸音材において、炭素繊維は、繊維径が１０〜３０μｍ、長さの平均値が０.３〜２ｍｍ、添加量が主剤のアクリル樹脂に対し０.５〜１０部であるものである。
【００２０】
本発明の第８の態様は、第１の態様乃至第７の態様の何れかの態様である吸音材において、多孔質体層は、難燃性を有する材料で形成されているものである。
【００２１】
本発明の第９の態様は、第１の態様乃至第７の態様の何れかの態様である吸音材において、多孔質体層は、グラスウール、ロックウールの何れかまたはこれらの混合物から成るものである。
【００２２】
本発明の第１０の態様は、第１の態様乃至第９の態様の何れかの態様である吸音材において、樹脂膜は多孔質体層と一体化しているものである。
【００２３】
本発明の第１１の態様は、第２の態様乃至第９の態様の何れかの態様である吸音材において、樹脂膜は、多孔質体層および他の多孔質体層のうち何れか一方と一体化しているものである。
【００２４】
本発明の第１２の態様は、第１０の態様または第１１の態様である吸音材において、樹脂膜は、接着により多孔質体層および／または他の多孔質体層と一体化しているものである。
【００２５】
本発明の第１３の態様は、第１０の態様または第１１の態様である吸音材において、樹脂膜は、熱融着により多孔質体層および／または他の多孔質体層と一体化しているものである。
【００２６】
本発明の第１４の態様は、第１０の態様または第１１の態様である吸音材において、樹脂膜は、樹脂膜の一部が多孔質体層および／または他の多孔質体層の孔部に入り込むことで多孔質体層および／または他の多孔質体層と一体化しているものである。
【００２７】
本発明の第１５の態様である構造体は、第１の態様１乃至第１４の態様の何れかの態様の吸音材と、剛壁とを備え、吸音材は、吸音材を構成する多孔質体層を剛壁側に向けて、剛壁と平行に設置されているものである。
【００２８】
本発明の第１６の態様である構造体は、第１の態様１乃至第１４の態様の何れかの態様の吸音材と、遮音板とを備え、吸音材は、吸音材を構成する他の多孔質体層を遮音板側に向けて、遮音板と平行に設置されているものである。
【００２９】
本発明の第１７の態様である構造体は、第１の態様１乃至第１４の態様の何れかの態様の吸音材と、剛壁とを備え、吸音材は、空気層を介して吸音材を構成する多孔質体層を剛壁側に向けて、剛壁と平行に設置されているものである。
【００３０】
本発明の第１８の態様である構造体は、第１の態様１乃至第１４の態様の何れかの態様の吸音材と、遮音板とを備え、吸音材は、空気層を介して前記吸音材を構成する他の多孔質体層を遮音板側に向けて、遮音板と平行に設置されているものである。
【００３１】
本発明の第１９の態様である構造体は、第１の態様１乃至第１４の態様の何れかの態様の吸音材の燃焼発熱量が８ＭＪ／ｍ３以下、燃焼発熱速度が［２００ｋＷ／ｍ２］・１０ｓｅｃ以下とされているものである。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の第１の態様乃至第１８の態様の吸音材およびこれを用いた構造体によれば、次のような効果がある。
【００３３】
第１に、吸音材自身に建築基準法における難燃の規格に適合する難燃性が付与されているので、当該吸音材を難燃性が必要とされる場所に配設することがでる。
【００３４】
第２に、難燃剤として、ハロゲン系難燃剤や鉛系化合物が使用されていないので、燃焼時に有毒ガスが発生する虞がなく、環境保全対策を施した吸音材を提供することができる。
【００３５】
第３に、樹脂膜の両面に多孔質体層を備えた吸音材構造体およびこれを用いた構造体によれば、２００Ｈｚ以下の低周波領域のみならず２００Ｈｚを超える高周波領域の騒音を効果的に吸収することができる。
【００３６】
第４に、樹脂膜が多孔質体層と一体化された吸音材構造体およびこれを用いた構造体によれば、製品形態の自由度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の吸音材を適用した実施の形態例について、図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明における吸音材およびこれを用いた構造体の第１の実施の形態を示す断面図である。
【００３８】
同図において、本発明の吸音材１ａは、アクリル樹脂から成る樹脂膜１１と、樹脂膜１１の背面側に積層される多孔質体層（以下「第1の多孔質体層」という。）１２とを備えている。ここで、アクリル樹脂から成る樹脂膜１１の背面側に、第1の多孔質体層１２を積層するのは、樹脂膜１１部分が付加質量、すなわち錘の役割として作用し、第1の多孔質体層１２の部分がバネ、すなわち空気バネの役割として作用し、膜振動による吸音を行わせるためである。
【００３９】
かかる吸音材１ａは、剛壁２に対して、第1の多孔質体層１２を剛壁２側に向けて、かつ剛壁２と平行に設置されることで、本発明の構造体３ａが形成されることになる。
【００４０】
樹脂膜１１は、難燃性を有し、かつ燃焼時に有害ガスを発生しない材料で形成されている。具体的には、後述するようにアクリル樹脂に硫酸バリウムを混入したもので形成されている。
【００４１】
次に、このような構成の樹脂膜１１に要求される諸性能について説明する。
【００４２】
第１に、樹脂膜１１としては単位体積当たりの燃焼発熱量が８ＭＪ／ｍ３以下のものを使用することが好ましい。樹脂膜１１の単位体積当たりの燃焼発熱量が８ＭＪ／ｍ３を越えると、本実施例による製品の適用法規である建築基準法第２条第９号に規定される不燃グレードに適合できないからである。なお、樹脂膜１１の燃焼発熱量は樹脂膜１１の原料用樹脂に配合させる無機フィラーの種類や配合量などにより調節することができる。
【００４３】
前述のアクリル樹脂から成る樹脂膜１１によれば、幅１００ｍｍ、長さ１００ｍｍ、厚さ３〜５０ｍｍの試験片において、ＩＳＯ５６６０で規定する燃焼発熱量試験において、単位体積当たりの燃焼発熱量を８ＭＪ／ｍ３以下にすることができる。
【００４４】
第２に、樹脂膜１１としては燃焼発熱速度が[２００ｋＷ／ｍ２] ・１０ｓｅｃ以下のもの使用することが好ましい。樹脂膜１１の燃焼発熱速度が[２００ｋＷ／ｍ２] ・１０ｓｅｃ３を越えると、建築基準法第２条第９号に規定の不燃グレードに適合しないからである。
【００４５】
前述のアクリル樹脂から成る樹脂膜１１によれば、幅１００ｍｍ、長さ１００ｍｍ、厚さ３〜５０ｍｍの試験片において、ＩＳＯ５６６０で規定する燃焼発熱速度試験において、燃焼発熱速度を[２００ｋＷ／ｍ２] ・１０ｓｅｃ以下にすることができる。
【００４６】
次に、第1の多孔質体層１２は、難燃性を有する材料で形成されている。具体的には、グラスウール、ロックウールの何れかまたはこれらの混合物から成るもので形成されている。
【００４７】
このような構成の樹脂膜１１は、製品形態の自由度を向上させ、現場における施工を簡単にするため、接着により第1の多孔質体層１２と一体化することが好ましい。
【００４８】
このような構成の吸音材１ａを用いた構造体３ａによれば、吸音材自身に建築基準法における難燃の規格に適合する難燃性が付与されているので、当該吸音材を難燃性が必要とされる場所に設置することができ、また、難燃剤としてハロゲン系難燃剤や鉛系化合物が使用されていないので、吸音材が燃焼しても燃焼時に有毒ガスを発生する虞がなく、さらに、樹脂膜１１が第1の多孔質体層１２と一体化されているので、現場における施工を簡単に行なうことができる。
【００４９】
ここで、前述の実施例では、樹脂膜１１をアクリル樹脂のみで形成した場合について述べているが、樹脂膜１１は、アクリル樹脂に２：１〜１：１の比で、Ｓｉ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｍｇの何れか１種を含む化合物またはＳｉ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｍｇの何れか１種を含む化合物の混合物から成る無機化合物、並びに次に示す炭素繊維を混入したもので形成してもよい。
【００５０】
このような構成の樹脂膜１１においては、アクリル樹脂に炭素繊維を添加することで、不燃性でかつ柔軟性がある上、所定の面密度を有する樹脂膜を形成することができる。ここで炭素繊維としては、繊維径が１０〜３０μｍ、長さの平均値が０.３〜２ｍｍ、添加量が主剤のアクリル樹脂に対し０.５〜１０部のものを使用することが好ましい。ここで、繊維径を１０〜３０μｍとしたのは、繊維径を１０μｍ未満にすると樹脂間の結合が低下するからであり、繊維径が３０μｍを超えると樹脂の柔軟性が低下するからである。また、長さの平均値が０.３〜２ｍｍとしたのは、長さの平均値を０.３ｍｍ未満にすると樹脂間の結合が低下するからであり、長さの平均値が２ｍｍを超えると樹脂の柔軟性が低下するからである。さらに、添加量が主剤のアクリル樹脂に対し０.５〜１０部としたのは、添加量が主剤のアクリル樹脂に対し０.５部未満では樹脂間の結合が低下するからであり、添加量が主剤のアクリル樹脂に対し１０部を超えると樹脂の柔軟性が低下するからである。
【００５１】
図２は、本発明の実施例における樹脂膜の吸音率、面密度、膜厚、発熱量、発熱速度を比較例とともに示した説明図である。
【００５２】
ここで、本実施例の樹脂膜は、アクリル樹脂に２：１の比でシリカ、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムを混入したもの形成されており、比較例としてウレタンから成る樹脂膜が使用されている。
【００５３】
なお、発熱量は建築基準法第２条第９号に規定する方法により、発熱速度はＩＳＯ５６６０に規定する方法により測定した。
【００５４】
同図より、本実施例における樹脂膜は、その膜厚を比較例の膜厚より略１／３程度薄くしても、比較例と同等の吸音率および面密度を得ることができる。また、建築基準法第２条第９号に規定する不燃グレードに適合させることができ、さらに、燃焼発熱速度を［２００ｋＷ／ｍ２］・１０ｓｅｃ未満にすることができる。
【００５５】
図３は、第１の実施の形態における吸音材１ａの吸音特性を示している。ここで、図中、点線Ｌ１は、多孔質体層（グラスウール）の厚さを１００ｍｍとした従来の吸音材の吸音特性、実線Ｌ２は、樹脂膜（アクリル樹脂膜）１１の厚さを０．５ｍｍ、第1の多孔質体層（グラスウール）１２の厚さを７５ｍｍとした第１の実施の形態における不燃性吸音材の吸音特性を示している。
【００５６】
同図より、従来の吸音材（Ｌ１）は、２００Ｈｚ程度を超える高周波領域では吸音率が高いものの、２００Ｈｚ程度以下の低周波領域では吸音率が低く、これに対して、第1の実施の形態における吸音材（Ｌ２）は、２００Ｈｚ以上の高周波領域では吸音率が低いものの、２００Ｈｚ以下の低周波領域では吸音率が高いことが分かる。従って、第１の実施の形態における吸音材を使用すれば、低周波領域に対応可能な吸音材を提供することができる。
［第２の実施の形態］
図４は、第１の実施の形態における吸音材１ａを使用した膜状吸音構造の構造体の断面図を示している。なお、同図において、図１と共通する部分に同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５７】
図４において、本発明の構造体３ｂは、剛壁２と、剛壁２の音源側に、第1の多孔質体層１２を剛壁２側に向けて、一対の支持部材４ａ、４ｂを介して剛壁２と平行に設置される膜状（厚さ：０．５ｍｍ程度）の吸音材１ａと、吸音材１ａと剛壁２により区画される背後空気層５とを備えている。
【００５８】
このような構成の膜状吸音構造の構造体３ｂにおいては、膜状の吸音材１ａの質量に対して背後空気層５がバネとして作用し、単一共振系を形成し、音波の周波数がこの単一共振系の共振周波数と一致したとき膜状の吸音材１ａが振動し内部摩擦により吸音されることになる。従って、第２の実施の形態における構造体３ｂによれば、前述と同様に、難燃性が必要とされる場所に設置することができ、また、難燃剤としてハロゲン系難燃剤や鉛系化合物が使用されていないので、吸音材が燃焼しても燃焼時に有毒ガスを発生する虞がなく、さらに、樹脂膜１１が第1の多孔質体層１２と一体化されているので、現場における施工を簡単に行なうことができる上、第１の実施の形態における構造体３ａよりもさらに吸音率を向上させることができる。
［第３の実施の形態］
図５は、第１の実施の形態における吸音材１ａを遮音壁に適用した構造体の断面図を示している。なお、同図において、図１と共通する部分に同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５９】
図５において、本発明の構造体３ｃは、例えば建物内部の床上に簡易間仕切りとして設けられた中空二重壁体６を備えている。
【００６０】
中空二重壁体６は、音源側に配設される第１の壁部材６ａと、受音側に第１の壁部材６ａから所定長離間した位置に第１の壁部材６ａと平行に配設される第２の壁部材６ｂとを備えており、これらの第１、第２の壁部材６ａ、６ｂ間に、前述の吸音材１ａが第１の壁部材６ａ（若しくは第２の壁部材６ｂ）と平行に配設されている。
【００６１】
このような構成の構造体によれば、第１、第２の壁部材６ａ、６ｂ間に吸音材自身に建築基準法における難燃の規格に適合する難燃性が付与された吸音材１ａが配設されているので、前述と同様に、難燃性が必要とされる場所に設置することができ、また、難燃剤としてハロゲン系難燃剤や鉛系化合物が使用されていないので、吸音材が燃焼しても燃焼時に有毒ガスを発生する虞がなく、さらに、樹脂膜１１が第1の多孔質体層１２と一体化されているので、現場における施工を簡単に行なうことができる。
【００６２】
［第４の実施の形態］
図６は、本発明における他の吸音材およびこれを用いた構造体の第４の実施の形態を示す断面図である。なお、同図において、図１と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６３】
図６において、本発明の他の吸音材１ｂは、アクリル樹脂から成る樹脂膜１１と、樹脂膜１１の背面側に積層される第1の多孔質体層１２と、樹脂膜１１の前面側に積層される多孔質体層（以下「第２の多孔質体層」という。）１３とを備えている。
【００６４】
ここで、樹脂膜１１の両面に、第1、第２の多孔質体層１２、１３を積層するのは、樹脂膜１１部分が付加質量、すなわち錘の役割として作用し、第1、第２の多孔質体層１２、１３がバネ、すなわち空気バネの役割として作用し、膜振動による吸音を行わせるためである。
【００６５】
なお、第２の多孔質体層１３は、前述の第1の多孔質体層１２と同様の材料で形成されている。また、樹脂膜１１は、第1、第２の多孔質体層１２、１３のうち少なくとも何れか一方と、前述と同様の手段により、一体化させることが好ましい。
【００６６】
このような構成の他の吸音材１ｂは、剛壁２に対して、第1の多孔質体層１２を剛壁２側に向けて、かつ剛壁２と平行に設置されることで本発明の構造体３ｄが形成されることになる。
【００６７】
図７は、第４の実施の形態における吸音材の吸音特性を示している。ここで、図中、点線Ｌ１は、図３に示すものと同様に、多孔質体層（グラスウール）の厚さを１００ｍｍとした従来の吸音材の吸音特性、実線Ｌ３は、樹脂膜（アクリル樹脂膜）１１の厚さを０．５ｍｍ、第1、第２の多孔質体層（グラスウール）１２、１３の厚さを７５ｍｍとした第４の実施の形態における吸音材の吸音特性を示している。
【００６８】
同図より、従来の吸音材（Ｌ１）は、前述と同様に、２００Ｈｚ程度を超える高周波領域では吸音率が高いものの、２００Ｈｚ程度以下の低周波領域では吸音率が低く、これに対して、第４の実施の形態における吸音材（Ｌ３）は、２００Ｈｚ程度以下の低周波領域のみならず、２００Ｈｚ程度以上の高周波領域にわたって、優れた吸音特性を示していることが分かる。従って、第４の実施の形態における吸音材を使用すれば、広帯域の周波数領域に対応可能な吸音材を提供することができる。
［第５の実施の形態］
図８は、第４の実施の形態における吸音材１ｂを使用した膜状吸音構造の構造体の断面図を示している。なお、同図において、図１、図４および図６と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６９】
図８において、本発明の構造体３ｅは、剛壁２と、剛壁２の音源側に、第1の多孔質体層１２を剛壁２側に向けて、一対の支持部材４ａ、４ｂを介して剛壁２と平行に設置される膜状（厚さ：０．５ｍｍ程度）の吸音材１ｂと、吸音材１ｂと剛壁２により区画される背後空気層５とを備えている。
【００７０】
このような構成の膜状吸音構造の構造体３ｅにおいては、前述と同様に、膜状の吸音材１ｂの質量に対して背後空気層５がバネとして作用し、単一共振系を形成し、音波の周波数がこの単一共振系の共振周波数と一致したとき膜状の吸音材１ｂが振動し内部摩擦により吸音されることになる。従って、第５の実施の形態における構造体３ｅによれば、前述と同様に、難燃性が必要とされる場所に設置することができ、また、難燃剤としてハロゲン系難燃剤や鉛系化合物が使用されていないので、吸音材が燃焼しても燃焼時に有毒ガスを発生する虞がなく、さらに、樹脂膜１１が第1の多孔質体層１２と一体化されているので、現場における施工を簡単に行なうことができる上、さらに、第４の実施の形態における構造体３ｂよりもさらに吸音率を向上させることができる。
［第６の実施の形態］
図９は、第４の実施の形態における吸音材１ｂを遮音壁に適用した構造体の断面図を示している。なお、同図において、図１、図５および図６と共通する部分に同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７１】
図９において、本発明の構造体３ｆは、前述と同様に、建物内部の床上に簡易間仕切りとして設けられた中空二重壁体６を備えている。
【００７２】
中空二重壁体６は、前述と同様に、音源側に配設される第１の壁部材６ａと、受音側に第１の壁部材６ａから所定長離間した位置に第１の壁部材６ａと平行に配設される第２の壁部材６ｂとを備えており、これらの第１、第２の壁部材６ａ、６ｂ間に、第４の実施の形態における吸音材１ｂが第１の壁部材６ａ（若しくは第２の壁部材６ｂ）と平行に配設されている。
【００７３】
このような構成の構造体によれば、第１、第２の壁部材６ａ、６ｂ間に、吸音材自身に建築基準法における難燃の規格に適合する難燃性が付与された吸音材１ｂが配設されているので、前述と同様に、難燃性が必要とされる場所に設置することができ、また、難燃剤としてハロゲン系難燃剤や鉛系化合物が使用されていないので、吸音材が燃焼しても燃焼時に有毒ガスを発生する虞がなく、さらに、樹脂膜１１が第1の多孔質体層１２と一体化されているので、現場における施工を簡単に行なうことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、特許請求の範囲内で、次のように、変更、修正を加えることができる。
【００７５】
第１に、前述の実施例においては、樹脂膜１１が接着等の手段により第1、第２の多孔質体層１２、１３のうち、すくなくとも何れか一方と一体化させる場合について述べているが、樹脂膜１１および／または第1、第２の多孔質体層１２、１３を加熱し、樹脂膜１１および／または第1、第２の多孔質体層１２、１３が軟化する温度（例えば、８０℃）になったときに、多少の圧力を付与することで両者を一体化させることができる。
【００７６】
第２に、前述の実施例（図５、図９）においては、第１、第２の壁部材２、３間に、第１、第４の実施の形態における吸音材１ａ、１ｂを配設した遮音壁について述べているが、第１、第２の壁部材２、３間に、第２の壁部材３の音源側に一対の支持部材５ａ、５ｂを介して第２の壁部材３と平行に第１、第４の実施の形態における吸音材１ａ、１ｂを配設してもよい。
【００７７】
第３に、前述の実施例においては、樹脂膜の燃焼発熱量および燃焼発熱速度について述べているが、吸音材自身の燃焼発熱量を８ＭＪ／ｍ３以下、燃焼発熱速度を［２００ｋＷ／ｍ２］・１０ｓｅｃ以下としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１の実施の形態における吸音材およびこれを用いた構造体の断面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態における樹脂膜の他の実施例を示す説明図。
【図３】本発明の第１の実施の形態における吸音材の吸音特性を示す説明図。
【図４】本発明の第１の実施の形態における吸音材を使用した膜状吸音構造の構造体の断面図。
【図５】本発明の第１の実施の形態における吸音材を遮音壁に適用した構造体の断面図。
【図６】本発明の第４の実施の形態における吸音材およびこれを用いた構造体の断面図。
【図７】本発明の第４の実施の形態における吸音材の吸音特性を示す説明図。
【図８】本発明の第４の実施の形態における吸音材を使用した膜状吸音構造の構造体の断面図。
【図９】本発明の第４の実施の形態における吸音材を遮音壁に適用した構造体の断面図。
【符号の説明】
【００７９】
１ａ、１ｂ・・・吸音材
１１・・・アクリル樹脂から成る樹脂膜
１２・・・多孔質体層（第1の多孔質体層）
１３・・・多孔質体層（第２の多孔質体層）
２・・・剛壁
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ・・・構造体
４ａ、４ｂ・・・支持部材
５・・・背後空気層
６・・・中空二重壁体
６ａ・・・第１の壁部材
６ａ・・・第２の壁部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸音材およびこれを用いた構造体に係り、特に、２００Ｈｚ以下の低周波領域のみならず２００Ｈｚを超える高周波領域の騒音を効果的に吸収し、製品形態の自由度を向上させることができる吸音材およびこれを用いた構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、この種の吸音材として、（ａ）グラスウールやロックウール等から成る多孔質体層を使用するもの、（ｂ）音源側に空気層を設けたもの、（ｃ）吸音材の音源側に空気層を設けて成るもの、（ｄ）通気度が５〜１００倍程度異なる高密度と低密度の繊維集合体を少なくとも２層以上積層して成るものなどが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、（ａ）および（ｂ）の吸音材においては、周波数帯域が５００Ｈｚを超えるような騒音や５００Ｈｚ以下の騒音に対して、所要の吸音効果を発揮させるためには、多孔質体層の肉厚を厚くしなければならず、ひいては、全体的に吸音材の重量が重くなるという難点があった。また、（ｃ）の吸音材においては、吸音材の音源側に空気層が存在するため、吸音材の重量が重くなり、また、スペースを広くとらなければならないという難点があった。一方、（ｄ）の吸音材は、空気の粘性抵抗を利用し、音波のエネルギーを熱エネルギーに変換して吸音する多孔質吸音構造体に、さらに密度が異なる繊維集合体を積層することで、高密度部分が付加質量、低密度部分がバネの役割を担う、いわゆる動吸振機を構成させて特に低周波数帯域の吸音率を向上させるものであるが、このような構成の吸音材においては、特に１００Ｈｚ以下のいわゆる低周波帯域においては、十分な吸音効果が得られないという難点があった。また、低周波帯域の音や振動は空気伝搬音だけではなく、建物や窓のがたつきなども発生するため、固体伝搬音および振動防止に対する対策を同時に行う必要があり、従来の吸音材ではその対策が困難であった。
【０００４】
このため、本出願人は、先に、空気の粘性抵抗を利用し、音波のエネルギーを熱エネルギーに変換して吸音する多孔質吸音構造体に、さらに密度が異なる繊維集合体を積層した吸音材を開発し、出願している（特開２００３−３１６３６４号公報）。
【０００５】
この吸音材は、音源側に配置される発泡体層と、この発泡体層の剛壁側に積層される多孔質体層とを備えている。ここで、発泡体層は、分子量５００〜５０００の第１のジオール、分子量５００以下の第２のジオール、無機充填材、発泡剤としての水、およびイソシアネートの各成分を含有する発泡体で形成され、また、多孔質体層は、汎用のグラスウールで形成されている。
【０００６】
このような構成の吸音材によれば、高密度部分が付加質量、低密度部分がバネの役割を担う、いわゆる動吸振機を構成させて、特に低周波数帯域の吸音率を向上させることができる。
【０００７】
しかしながら、このような構成の吸音材においては、次のような難点があった。
【０００８】
第１に、吸音材自身に難燃性が付与されていないため、建築基準法における難燃の規格に適合しない。
【０００９】
第２に、多孔質体層を構成するグラスウールは、２００Ｈｚを超える高周波領域、若しくは２００Ｈｚ以下の低周波領域では吸音効果が弱くなる。
【００１０】
第３に、発泡体層と多孔質体層とが別体で構成されているため、現場における施工が煩雑になる。
【００１１】
【特許文献１】特開平８−１５２８９０号公報
【特許文献２】特開２００３−３１６３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、２００Ｈｚ以下の低周波領域のみならず２００Ｈｚを超える高周波領域の騒音を効果的に吸収し、製品形態の自由度を向上させることができる吸音材およびこれを用いた構造体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の態様である吸音材は、アクリル樹脂から成る樹脂膜と、樹脂膜の背面側に積層される多孔質体層とを備えるものである。
【００１４】
本発明の第２の態様である吸音材は、アクリル樹脂から成る樹脂膜と、樹脂膜の背面側に積層される多孔質体層と、樹脂膜の前面側に積層される他の多孔質体層とを備えるものである。
【００１５】
本発明の第３の態様は、第１の態様または第２の態様である吸音材において、樹脂膜の燃焼発熱量は、８ＭＪ／ｍ３以下とされているものである。
【００１６】
本発明の第４の態様は、第１の態様乃至第３の態様の何れかの態様である吸音材において、樹脂膜の燃焼発熱速度は、［２００ｋＷ／ｍ２］・１０ｓｅｃ以下とされているものである。
【００１７】
本発明の第５の態様は、第１の態様乃至第４の態様の何れかの態様である吸音材において、樹脂膜は、無機化合物および／または炭素繊維を含むものである。
【００１８】
本発明の第６の態様は、第５の態様である吸音材において、無機化合物は、Ｓｉ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｍｇの何れか１種を含む化合物または前記Ｓｉ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｍｇの何れか１種を含む化合物の混合物から成るものである。
【００１９】
本発明の第７の態様は、第５の態様である吸音材において、炭素繊維は、繊維径が１０〜３０μｍ、長さの平均値が０.３〜２ｍｍ、添加量が主剤のアクリル樹脂に対し０.５〜１０部であるものである。
【００２０】
本発明の第８の態様は、第１の態様乃至第７の態様の何れかの態様である吸音材において、多孔質体層は、難燃性を有する材料で形成されているものである。
【００２１】
本発明の第９の態様は、第１の態様乃至第７の態様の何れかの態様である吸音材において、多孔質体層は、グラスウール、ロックウールの何れかまたはこれらの混合物から成るものである。
【００２２】
本発明の第１０の態様は、第１の態様乃至第９の態様の何れかの態様である吸音材において、樹脂膜は多孔質体層と一体化しているものである。
【００２３】
本発明の第１１の態様は、第２の態様乃至第９の態様の何れかの態様である吸音材において、樹脂膜は、多孔質体層および他の多孔質体層のうち何れか一方と一体化しているものである。
【００２４】
本発明の第１２の態様は、第１０の態様または第１１の態様である吸音材において、樹脂膜は、接着により多孔質体層および／または他の多孔質体層と一体化しているものである。
【００２５】
本発明の第１３の態様は、第１０の態様または第１１の態様である吸音材において、樹脂膜は、熱融着により多孔質体層および／または他の多孔質体層と一体化しているものである。
【００２６】
本発明の第１４の態様は、第１０の態様または第１１の態様である吸音材において、樹脂膜は、樹脂膜の一部が多孔質体層および／または他の多孔質体層の孔部に入り込むことで多孔質体層および／または他の多孔質体層と一体化しているものである。
【００２７】
本発明の第１５の態様である構造体は、第１の態様１乃至第１４の態様の何れかの態様の吸音材と、剛壁とを備え、吸音材は、吸音材を構成する多孔質体層を剛壁側に向けて、剛壁と平行に設置されているものである。
【００２８】
本発明の第１６の態様である構造体は、第１の態様１乃至第１４の態様の何れかの態様の吸音材と、遮音板とを備え、吸音材は、吸音材を構成する他の多孔質体層を遮音板側に向けて、遮音板と平行に設置されているものである。
【００２９】
本発明の第１７の態様である構造体は、第１の態様１乃至第１４の態様の何れかの態様の吸音材と、剛壁とを備え、吸音材は、空気層を介して吸音材を構成する多孔質体層を剛壁側に向けて、剛壁と平行に設置されているものである。
【００３０】
本発明の第１８の態様である構造体は、第１の態様１乃至第１４の態様の何れかの態様の吸音材と、遮音板とを備え、吸音材は、空気層を介して前記吸音材を構成する他の多孔質体層を遮音板側に向けて、遮音板と平行に設置されているものである。
【００３１】
本発明の第１９の態様である構造体は、第１の態様１乃至第１４の態様の何れかの態様の吸音材の燃焼発熱量が８ＭＪ／ｍ３以下、燃焼発熱速度が［２００ｋＷ／ｍ２］・１０ｓｅｃ以下とされているものである。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の第１の態様乃至第１８の態様の吸音材およびこれを用いた構造体によれば、次のような効果がある。
【００３３】
第１に、吸音材自身に建築基準法における難燃の規格に適合する難燃性が付与されているので、当該吸音材を難燃性が必要とされる場所に配設することがでる。
【００３４】
第２に、難燃剤として、ハロゲン系難燃剤や鉛系化合物が使用されていないので、燃焼時に有毒ガスが発生する虞がなく、環境保全対策を施した吸音材を提供することができる。
【００３５】
第３に、樹脂膜の両面に多孔質体層を備えた吸音材構造体およびこれを用いた構造体によれば、２００Ｈｚ以下の低周波領域のみならず２００Ｈｚを超える高周波領域の騒音を効果的に吸収することができる。
【００３６】
第４に、樹脂膜が多孔質体層と一体化された吸音材構造体およびこれを用いた構造体によれば、製品形態の自由度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の吸音材を適用した実施の形態例について、図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明における吸音材およびこれを用いた構造体の第１の実施の形態を示す断面図である。
【００３８】
同図において、本発明の吸音材１ａは、アクリル樹脂から成る樹脂膜１１と、樹脂膜１１の背面側に積層される多孔質体層（以下「第1の多孔質体層」という。）１２とを備えている。ここで、アクリル樹脂から成る樹脂膜１１の背面側に、第1の多孔質体層１２を積層するのは、樹脂膜１１部分が付加質量、すなわち錘の役割として作用し、第1の多孔質体層１２の部分がバネ、すなわち空気バネの役割として作用し、膜振動による吸音を行わせるためである。
【００３９】
かかる吸音材１ａは、剛壁２に対して、第1の多孔質体層１２を剛壁２側に向けて、かつ剛壁２と平行に設置されることで、本発明の構造体３ａが形成されることになる。
【００４０】
樹脂膜１１は、難燃性を有し、かつ燃焼時に有害ガスを発生しない材料で形成されている。具体的には、後述するようにアクリル樹脂に硫酸バリウムを混入したもので形成されている。
【００４１】
次に、このような構成の樹脂膜１１に要求される諸性能について説明する。
【００４２】
第１に、樹脂膜１１としては単位体積当たりの燃焼発熱量が８ＭＪ／ｍ３以下のものを使用することが好ましい。樹脂膜１１の単位体積当たりの燃焼発熱量が８ＭＪ／ｍ３を越えると、本実施例による製品の適用法規である建築基準法第２条第９号に規定される不燃グレードに適合できないからである。なお、樹脂膜１１の燃焼発熱量は樹脂膜１１の原料用樹脂に配合させる無機フィラーの種類や配合量などにより調節することができる。
【００４３】
前述のアクリル樹脂から成る樹脂膜１１によれば、幅１００ｍｍ、長さ１００ｍｍ、厚さ３〜５０ｍｍの試験片において、ＩＳＯ５６６０で規定する燃焼発熱量試験において、単位体積当たりの燃焼発熱量を８ＭＪ／ｍ３以下にすることができる。
【００４４】
第２に、樹脂膜１１としては燃焼発熱速度が[２００ｋＷ／ｍ２] ・１０ｓｅｃ以下のもの使用することが好ましい。樹脂膜１１の燃焼発熱速度が[２００ｋＷ／ｍ２] ・１０ｓｅｃ３を越えると、建築基準法第２条第９号に規定の不燃グレードに適合しないからである。
【００４５】
前述のアクリル樹脂から成る樹脂膜１１によれば、幅１００ｍｍ、長さ１００ｍｍ、厚さ３〜５０ｍｍの試験片において、ＩＳＯ５６６０で規定する燃焼発熱速度試験において、燃焼発熱速度を[２００ｋＷ／ｍ２] ・１０ｓｅｃ以下にすることができる。
【００４６】
次に、第1の多孔質体層１２は、難燃性を有する材料で形成されている。具体的には、グラスウール、ロックウールの何れかまたはこれらの混合物から成るもので形成されている。
【００４７】
このような構成の樹脂膜１１は、製品形態の自由度を向上させ、現場における施工を簡単にするため、接着により第1の多孔質体層１２と一体化することが好ましい。
【００４８】
このような構成の吸音材１ａを用いた構造体３ａによれば、吸音材自身に建築基準法における難燃の規格に適合する難燃性が付与されているので、当該吸音材を難燃性が必要とされる場所に設置することができ、また、難燃剤としてハロゲン系難燃剤や鉛系化合物が使用されていないので、吸音材が燃焼しても燃焼時に有毒ガスを発生する虞がなく、さらに、樹脂膜１１が第1の多孔質体層１２と一体化されているので、現場における施工を簡単に行なうことができる。
【００４９】
ここで、前述の実施例では、樹脂膜１１をアクリル樹脂のみで形成した場合について述べているが、樹脂膜１１は、アクリル樹脂に２：１〜１：１の比で、Ｓｉ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｍｇの何れか１種を含む化合物またはＳｉ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｍｇの何れか１種を含む化合物の混合物から成る無機化合物、並びに次に示す炭素繊維を混入したもので形成してもよい。
【００５０】
このような構成の樹脂膜１１においては、アクリル樹脂に炭素繊維を添加することで、不燃性でかつ柔軟性がある上、所定の面密度を有する樹脂膜を形成することができる。ここで炭素繊維としては、繊維径が１０〜３０μｍ、長さの平均値が０.３〜２ｍｍ、添加量が主剤のアクリル樹脂に対し０.５〜１０部のものを使用することが好ましい。ここで、繊維径を１０〜３０μｍとしたのは、繊維径を１０μｍ未満にすると樹脂間の結合が低下するからであり、繊維径が３０μｍを超えると樹脂の柔軟性が低下するからである。また、長さの平均値が０.３〜２ｍｍとしたのは、長さの平均値を０.３ｍｍ未満にすると樹脂間の結合が低下するからであり、長さの平均値が２ｍｍを超えると樹脂の柔軟性が低下するからである。さらに、添加量が主剤のアクリル樹脂に対し０.５〜１０部としたのは、添加量が主剤のアクリル樹脂に対し０.５部未満では樹脂間の結合が低下するからであり、添加量が主剤のアクリル樹脂に対し１０部を超えると樹脂の柔軟性が低下するからである。
【００５１】
図２は、本発明の実施例における樹脂膜の吸音率、面密度、膜厚、発熱量、発熱速度を比較例とともに示した説明図である。
【００５２】
ここで、本実施例の樹脂膜は、アクリル樹脂に２：１の比でシリカ、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムを混入したもの形成されており、比較例としてウレタンから成る樹脂膜が使用されている。
【００５３】
なお、発熱量は建築基準法第２条第９号に規定する方法により、発熱速度はＩＳＯ５６６０に規定する方法により測定した。
【００５４】
同図より、本実施例における樹脂膜は、その膜厚を比較例の膜厚より略１／３程度薄くしても、比較例と同等の吸音率および面密度を得ることができる。また、建築基準法第２条第９号に規定する不燃グレードに適合させることができ、さらに、燃焼発熱速度を［２００ｋＷ／ｍ２］・１０ｓｅｃ未満にすることができる。
【００５５】
図３は、第１の実施の形態における吸音材１ａの吸音特性を示している。ここで、図中、点線Ｌ１は、多孔質体層（グラスウール）の厚さを１００ｍｍとした従来の吸音材の吸音特性、実線Ｌ２は、樹脂膜（アクリル樹脂膜）１１の厚さを０．５ｍｍ、第1の多孔質体層（グラスウール）１２の厚さを７５ｍｍとした第１の実施の形態における不燃性吸音材の吸音特性を示している。
【００５６】
同図より、従来の吸音材（Ｌ１）は、２００Ｈｚ程度を超える高周波領域では吸音率が高いものの、２００Ｈｚ程度以下の低周波領域では吸音率が低く、これに対して、第1の実施の形態における吸音材（Ｌ２）は、２００Ｈｚ以上の高周波領域では吸音率が低いものの、２００Ｈｚ以下の低周波領域では吸音率が高いことが分かる。従って、第１の実施の形態における吸音材を使用すれば、低周波領域に対応可能な吸音材を提供することができる。
［第２の実施の形態］
図４は、第１の実施の形態における吸音材１ａを使用した膜状吸音構造の構造体の断面図を示している。なお、同図において、図１と共通する部分に同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５７】
図４において、本発明の構造体３ｂは、剛壁２と、剛壁２の音源側に、第1の多孔質体層１２を剛壁２側に向けて、一対の支持部材４ａ、４ｂを介して剛壁２と平行に設置される膜状（厚さ：０．５ｍｍ程度）の吸音材１ａと、吸音材１ａと剛壁２により区画される背後空気層５とを備えている。
【００５８】
このような構成の膜状吸音構造の構造体３ｂにおいては、膜状の吸音材１ａの質量に対して背後空気層５がバネとして作用し、単一共振系を形成し、音波の周波数がこの単一共振系の共振周波数と一致したとき膜状の吸音材１ａが振動し内部摩擦により吸音されることになる。従って、第２の実施の形態における構造体３ｂによれば、前述と同様に、難燃性が必要とされる場所に設置することができ、また、難燃剤としてハロゲン系難燃剤や鉛系化合物が使用されていないので、吸音材が燃焼しても燃焼時に有毒ガスを発生する虞がなく、さらに、樹脂膜１１が第1の多孔質体層１２と一体化されているので、現場における施工を簡単に行なうことができる上、第１の実施の形態における構造体３ａよりもさらに吸音率を向上させることができる。
［第３の実施の形態］
図５は、第１の実施の形態における吸音材１ａを遮音壁に適用した構造体の断面図を示している。なお、同図において、図１と共通する部分に同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５９】
図５において、本発明の構造体３ｃは、例えば建物内部の床上に簡易間仕切りとして設けられた中空二重壁体６を備えている。
【００６０】
中空二重壁体６は、音源側に配設される第１の壁部材６ａと、受音側に第１の壁部材６ａから所定長離間した位置に第１の壁部材６ａと平行に配設される第２の壁部材６ｂとを備えており、これらの第１、第２の壁部材６ａ、６ｂ間に、前述の吸音材１ａが第１の壁部材６ａ（若しくは第２の壁部材６ｂ）と平行に配設されている。
【００６１】
このような構成の構造体によれば、第１、第２の壁部材６ａ、６ｂ間に吸音材自身に建築基準法における難燃の規格に適合する難燃性が付与された吸音材１ａが配設されているので、前述と同様に、難燃性が必要とされる場所に設置することができ、また、難燃剤としてハロゲン系難燃剤や鉛系化合物が使用されていないので、吸音材が燃焼しても燃焼時に有毒ガスを発生する虞がなく、さらに、樹脂膜１１が第1の多孔質体層１２と一体化されているので、現場における施工を簡単に行なうことができる。
【００６２】
［第４の実施の形態］
図６は、本発明における他の吸音材およびこれを用いた構造体の第４の実施の形態を示す断面図である。なお、同図において、図１と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６３】
図６において、本発明の他の吸音材１ｂは、アクリル樹脂から成る樹脂膜１１と、樹脂膜１１の背面側に積層される第1の多孔質体層１２と、樹脂膜１１の前面側に積層される多孔質体層（以下「第２の多孔質体層」という。）１３とを備えている。
【００６４】
ここで、樹脂膜１１の両面に、第1、第２の多孔質体層１２、１３を積層するのは、樹脂膜１１部分が付加質量、すなわち錘の役割として作用し、第1、第２の多孔質体層１２、１３がバネ、すなわち空気バネの役割として作用し、膜振動による吸音を行わせるためである。
【００６５】
なお、第２の多孔質体層１３は、前述の第1の多孔質体層１２と同様の材料で形成されている。また、樹脂膜１１は、第1、第２の多孔質体層１２、１３のうち少なくとも何れか一方と、前述と同様の手段により、一体化させることが好ましい。
【００６６】
このような構成の他の吸音材１ｂは、剛壁２に対して、第1の多孔質体層１２を剛壁２側に向けて、かつ剛壁２と平行に設置されることで本発明の構造体３ｄが形成されることになる。
【００６７】
図７は、第４の実施の形態における吸音材の吸音特性を示している。ここで、図中、点線Ｌ１は、図３に示すものと同様に、多孔質体層（グラスウール）の厚さを１００ｍｍとした従来の吸音材の吸音特性、実線Ｌ３は、樹脂膜（アクリル樹脂膜）１１の厚さを０．５ｍｍ、第1、第２の多孔質体層（グラスウール）１２、１３の厚さを７５ｍｍとした第４の実施の形態における吸音材の吸音特性を示している。
【００６８】
同図より、従来の吸音材（Ｌ１）は、前述と同様に、２００Ｈｚ程度を超える高周波領域では吸音率が高いものの、２００Ｈｚ程度以下の低周波領域では吸音率が低く、これに対して、第４の実施の形態における吸音材（Ｌ３）は、２００Ｈｚ程度以下の低周波領域のみならず、２００Ｈｚ程度以上の高周波領域にわたって、優れた吸音特性を示していることが分かる。従って、第４の実施の形態における吸音材を使用すれば、広帯域の周波数領域に対応可能な吸音材を提供することができる。
［第５の実施の形態］
図８は、第４の実施の形態における吸音材１ｂを使用した膜状吸音構造の構造体の断面図を示している。なお、同図において、図１、図４および図６と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６９】
図８において、本発明の構造体３ｅは、剛壁２と、剛壁２の音源側に、第1の多孔質体層１２を剛壁２側に向けて、一対の支持部材４ａ、４ｂを介して剛壁２と平行に設置される膜状（厚さ：０．５ｍｍ程度）の吸音材１ｂと、吸音材１ｂと剛壁２により区画される背後空気層５とを備えている。
【００７０】
このような構成の膜状吸音構造の構造体３ｅにおいては、前述と同様に、膜状の吸音材１ｂの質量に対して背後空気層５がバネとして作用し、単一共振系を形成し、音波の周波数がこの単一共振系の共振周波数と一致したとき膜状の吸音材１ｂが振動し内部摩擦により吸音されることになる。従って、第５の実施の形態における構造体３ｅによれば、前述と同様に、難燃性が必要とされる場所に設置することができ、また、難燃剤としてハロゲン系難燃剤や鉛系化合物が使用されていないので、吸音材が燃焼しても燃焼時に有毒ガスを発生する虞がなく、さらに、樹脂膜１１が第1の多孔質体層１２と一体化されているので、現場における施工を簡単に行なうことができる上、さらに、第４の実施の形態における構造体３ｂよりもさらに吸音率を向上させることができる。
［第６の実施の形態］
図９は、第４の実施の形態における吸音材１ｂを遮音壁に適用した構造体の断面図を示している。なお、同図において、図１、図５および図６と共通する部分に同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７１】
図９において、本発明の構造体３ｆは、前述と同様に、建物内部の床上に簡易間仕切りとして設けられた中空二重壁体６を備えている。
【００７２】
中空二重壁体６は、前述と同様に、音源側に配設される第１の壁部材６ａと、受音側に第１の壁部材６ａから所定長離間した位置に第１の壁部材６ａと平行に配設される第２の壁部材６ｂとを備えており、これらの第１、第２の壁部材６ａ、６ｂ間に、第４の実施の形態における吸音材１ｂが第１の壁部材６ａ（若しくは第２の壁部材６ｂ）と平行に配設されている。
【００７３】
このような構成の構造体によれば、第１、第２の壁部材６ａ、６ｂ間に、吸音材自身に建築基準法における難燃の規格に適合する難燃性が付与された吸音材１ｂが配設されているので、前述と同様に、難燃性が必要とされる場所に設置することができ、また、難燃剤としてハロゲン系難燃剤や鉛系化合物が使用されていないので、吸音材が燃焼しても燃焼時に有毒ガスを発生する虞がなく、さらに、樹脂膜１１が第1の多孔質体層１２と一体化されているので、現場における施工を簡単に行なうことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、特許請求の範囲内で、次のように、変更、修正を加えることができる。
【００７５】
第１に、前述の実施例においては、樹脂膜１１が接着等の手段により第1、第２の多孔質体層１２、１３のうち、すくなくとも何れか一方と一体化させる場合について述べているが、樹脂膜１１および／または第1、第２の多孔質体層１２、１３を加熱し、樹脂膜１１および／または第1、第２の多孔質体層１２、１３が軟化する温度（例えば、８０℃）になったときに、多少の圧力を付与することで両者を一体化させることができる。
【００７６】
第２に、前述の実施例（図５、図９）においては、第１、第２の壁部材２、３間に、第１、第４の実施の形態における吸音材１ａ、１ｂを配設した遮音壁について述べているが、第１、第２の壁部材２、３間に、第２の壁部材３の音源側に一対の支持部材５ａ、５ｂを介して第２の壁部材３と平行に第１、第４の実施の形態における吸音材１ａ、１ｂを配設してもよい。
【００７７】
第３に、前述の実施例においては、樹脂膜の燃焼発熱量および燃焼発熱速度について述べているが、吸音材自身の燃焼発熱量を８ＭＪ／ｍ３以下、燃焼発熱速度を［２００ｋＷ／ｍ２］・１０ｓｅｃ以下としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１の実施の形態における吸音材およびこれを用いた構造体の断面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態における樹脂膜の他の実施例を示す説明図。
【図３】本発明の第１の実施の形態における吸音材の吸音特性を示す説明図。
【図４】本発明の第１の実施の形態における吸音材を使用した膜状吸音構造の構造体の断面図。
【図５】本発明の第１の実施の形態における吸音材を遮音壁に適用した構造体の断面図。
【図６】本発明の第４の実施の形態における吸音材およびこれを用いた構造体の断面図。
【図７】本発明の第４の実施の形態における吸音材の吸音特性を示す説明図。
【図８】本発明の第４の実施の形態における吸音材を使用した膜状吸音構造の構造体の断面図。
【図９】本発明の第４の実施の形態における吸音材を遮音壁に適用した構造体の断面図。
【符号の説明】
【００７９】
１ａ、１ｂ・・・吸音材
１１・・・アクリル樹脂から成る樹脂膜
１２・・・多孔質体層（第1の多孔質体層）
１３・・・多孔質体層（第２の多孔質体層）
２・・・剛壁
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ・・・構造体
４ａ、４ｂ・・・支持部材
５・・・背後空気層
６・・・中空二重壁体
６ａ・・・第１の壁部材
６ａ・・・第２の壁部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクリル樹脂から成る樹脂膜と、前記樹脂膜の背面側に積層される多孔質体層とを備えることを特徴とする吸音材。
【請求項２】
アクリル樹脂から成る樹脂膜と、前記樹脂膜の背面側に積層される多孔質体層と、前記樹脂膜の前面側に積層される他の多孔質体層とを備えることを特徴とする吸音材。
【請求項３】
前記樹脂膜の燃焼発熱量は、８ＭＪ／ｍ３以下であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の吸音材。
【請求項４】
前記樹脂膜の燃焼発熱速度は、［２００ｋＷ／ｍ２］・１０ｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の吸音材。
【請求項５】
前記樹脂膜は、無機化合物および／または炭素繊維を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の吸音材。
【請求項６】
前記無機化合物は、Ｓｉ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｍｇの何れか１種を含む化合物または前記Ｓｉ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｍｇの何れか１種を含む化合物の混合物から成ることを特徴とする請求項５記載の吸音材。
【請求項７】
前記炭素繊維は、繊維径が１０〜３０μｍ、長さの平均値が０.３〜２ｍｍ、添加量が主剤のアクリル樹脂に対し０.５〜１０部であることを特徴とする請求項５記載の吸音材。
【請求項８】
前記多孔質体層は、難燃性を有する材料で形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７何れか１項記載の吸音材。
【請求項９】
前記多孔質体層は、グラスウール、ロックウールの何れかまたはこれらの混合物から成ることを特徴とする請求項１乃至請求項７何れか１項記載の吸音材。
【請求項１０】
前記樹脂膜は前記多孔質体層と一体化していることを特徴とする請求項１乃至請求項９何れか１項記載の吸音材。
【請求項１１】
前記樹脂膜は、前記多孔質体層および前記他の多孔質体層のうち何れか一方と一体化していることを特徴とする請求項２乃至請求項９何れか１項記載の吸音材。
【請求項１２】
前記樹脂膜は、接着により前記多孔質体層および／または前記他の多孔質体層と一体化していることを特徴とする請求項１０または請求項１１記載の吸音材。
【請求項１３】
前記樹脂膜は、熱融着により前記多孔質体層および／または前記他の多孔質体層と一体化していることを特徴とする請求項１０または請求項１１記載の吸音材。
【請求項１４】
前記樹脂膜は、前記樹脂膜の一部が前記多孔質体層および／または前記他の多孔質体層の孔部に入り込むことで前記多孔質体層および／または前記他の多孔質体層と一体化していることを特徴とする請求項１０または請求項１１記載の吸音材。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項１４の何れか１項記載の吸音材と、剛壁とを備え、前記吸音材は、前記吸音材を構成する多孔質体層を前記剛壁側に向けて、前記剛壁と平行に設置されていることを特徴とする構造体。
【請求項１６】
請求項１乃至請求項１４の何れか１項記載の吸音材と、遮音板とを備え、前記吸音材は、前記吸音材を構成する他の多孔質体層を前記遮音板側に向けて、前記遮音板と平行に設置されていることを特徴とする構造体。
【請求項１７】
請求項１乃至請求項１４の何れか１項記載の吸音材と、剛壁とを備え、前記吸音材は、空気層を介して前記吸音材を構成する多孔質体層を剛壁側に向けて、前記剛壁と平行に設置されていることを特徴とする構造体。
【請求項１８】
請求項１乃至請求項１４の何れか１項記載の吸音材と、遮音板とを備え、前記吸音材は、空気層を介して前記前記吸音材を構成する他の多孔質体層を遮音板側に向けて、前記遮音板と平行に設置されていることを特徴とする構造体。
【請求項１９】
請求項１乃至請求項１４の何れか１項記載の吸音材の燃焼発熱量は、８ＭＪ／ｍ３以下、燃焼発熱速度が［２００ｋＷ／ｍ２］・１０ｓｅｃ以下であることを特徴とする構造体。
【請求項１】
アクリル樹脂から成る樹脂膜と、前記樹脂膜の背面側に積層される多孔質体層とを備えることを特徴とする吸音材。
【請求項２】
アクリル樹脂から成る樹脂膜と、前記樹脂膜の背面側に積層される多孔質体層と、前記樹脂膜の前面側に積層される他の多孔質体層とを備えることを特徴とする吸音材。
【請求項３】
前記樹脂膜の燃焼発熱量は、８ＭＪ／ｍ３以下であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の吸音材。
【請求項４】
前記樹脂膜の燃焼発熱速度は、［２００ｋＷ／ｍ２］・１０ｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の吸音材。
【請求項５】
前記樹脂膜は、無機化合物および／または炭素繊維を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の吸音材。
【請求項６】
前記無機化合物は、Ｓｉ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｍｇの何れか１種を含む化合物または前記Ｓｉ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｍｇの何れか１種を含む化合物の混合物から成ることを特徴とする請求項５記載の吸音材。
【請求項７】
前記炭素繊維は、繊維径が１０〜３０μｍ、長さの平均値が０.３〜２ｍｍ、添加量が主剤のアクリル樹脂に対し０.５〜１０部であることを特徴とする請求項５記載の吸音材。
【請求項８】
前記多孔質体層は、難燃性を有する材料で形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７何れか１項記載の吸音材。
【請求項９】
前記多孔質体層は、グラスウール、ロックウールの何れかまたはこれらの混合物から成ることを特徴とする請求項１乃至請求項７何れか１項記載の吸音材。
【請求項１０】
前記樹脂膜は前記多孔質体層と一体化していることを特徴とする請求項１乃至請求項９何れか１項記載の吸音材。
【請求項１１】
前記樹脂膜は、前記多孔質体層および前記他の多孔質体層のうち何れか一方と一体化していることを特徴とする請求項２乃至請求項９何れか１項記載の吸音材。
【請求項１２】
前記樹脂膜は、接着により前記多孔質体層および／または前記他の多孔質体層と一体化していることを特徴とする請求項１０または請求項１１記載の吸音材。
【請求項１３】
前記樹脂膜は、熱融着により前記多孔質体層および／または前記他の多孔質体層と一体化していることを特徴とする請求項１０または請求項１１記載の吸音材。
【請求項１４】
前記樹脂膜は、前記樹脂膜の一部が前記多孔質体層および／または前記他の多孔質体層の孔部に入り込むことで前記多孔質体層および／または前記他の多孔質体層と一体化していることを特徴とする請求項１０または請求項１１記載の吸音材。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項１４の何れか１項記載の吸音材と、剛壁とを備え、前記吸音材は、前記吸音材を構成する多孔質体層を前記剛壁側に向けて、前記剛壁と平行に設置されていることを特徴とする構造体。
【請求項１６】
請求項１乃至請求項１４の何れか１項記載の吸音材と、遮音板とを備え、前記吸音材は、前記吸音材を構成する他の多孔質体層を前記遮音板側に向けて、前記遮音板と平行に設置されていることを特徴とする構造体。
【請求項１７】
請求項１乃至請求項１４の何れか１項記載の吸音材と、剛壁とを備え、前記吸音材は、空気層を介して前記吸音材を構成する多孔質体層を剛壁側に向けて、前記剛壁と平行に設置されていることを特徴とする構造体。
【請求項１８】
請求項１乃至請求項１４の何れか１項記載の吸音材と、遮音板とを備え、前記吸音材は、空気層を介して前記前記吸音材を構成する他の多孔質体層を遮音板側に向けて、前記遮音板と平行に設置されていることを特徴とする構造体。
【請求項１９】
請求項１乃至請求項１４の何れか１項記載の吸音材の燃焼発熱量は、８ＭＪ／ｍ３以下、燃焼発熱速度が［２００ｋＷ／ｍ２］・１０ｓｅｃ以下であることを特徴とする構造体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−３８２７（Ｐ２００７−３８２７Ａ）
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１８３８７４（Ｐ２００５−１８３８７４）
【出願日】平成１７年６月２３日（２００５．６．２３）
【出願人】（３０６０１３１１９）昭和電線デバイステクノロジー株式会社 (118)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２３日（２００５．６．２３）
【出願人】（３０６０１３１１９）昭和電線デバイステクノロジー株式会社 (118)
【Ｆターム（参考）】
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