吸音構造体
【課題】人間の耳の感度が高い中周波数域〜高周波数域で吸音性能が優れた、薄型で軽量の吸音構造体を提供する。
【解決手段】複数の開口部を持つ板状体と板状体上に配置される薄膜とを有し、音源側に配置される複合膜吸音材と、複合膜吸音材に隣接配置される多孔質吸音材とを有する吸音構造体であって、その薄膜は、厚みが２〜５０μｍであり、弾性率が１×１０6〜５×１０9Ｐａである、吸音構造体が提供される。
【解決手段】複数の開口部を持つ板状体と板状体上に配置される薄膜とを有し、音源側に配置される複合膜吸音材と、複合膜吸音材に隣接配置される多孔質吸音材とを有する吸音構造体であって、その薄膜は、厚みが２〜５０μｍであり、弾性率が１×１０6〜５×１０9Ｐａである、吸音構造体が提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、吸音構造体に関し、より詳細には、シート状の複合膜吸音材と多孔質吸音材とを組み合わせた吸音構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸音構造体に使用される吸音材として、一般に、孔開き板などの板状吸音材、あるいはフォーム材又は繊維材を用いた多孔質吸音材が使用されている。孔開き板などの板状吸音材は、共鳴現象による吸音機構を利用するため、例えばその孔の大きさ、形状、壁からの距離（背後空気層）などを適宜設計することによって、目的とする用途に好適な共鳴周波数域を選択することが可能であるが、吸音可能な周波数域は狭い。一方、多孔質吸音材は、材料表面における空気の粘性抵抗を利用するものであって、一般に高周波数域での吸音性に優れる。
【０００３】
一般に、人間の聴き取ることのできる音の周波数と音圧レベル（可聴範囲）は、それぞれ２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ、約０ｄＢ〜１２０ｄＢに及ぶが、人間にとって音の感覚的な大きさは周波数に依存する。国際規格ＩＳＯ２２６：２００３では、等感曲線（等ラウドネス曲線）が規格化されている。これによれば、人間の耳の感度は３０００〜４０００Ｈｚでピークとなり、その前後２０００〜６０００Ｈｚの範囲の音の感受性が他の周波数域の音よりも高い。このことは、人間の耳には、弱いエネルギー（音圧）であってもこの周波数域の音が聞こえることを意味する。従って、このような広い周波数域（２０００〜６０００Ｈｚ）の音を効果的に吸音できる材料の産業上の意義は大きい。
【０００４】
これまでに、吸音構造体の吸収可能な周波数域を広げる試みがいくつか成されている。
【０００５】
特許文献１には、「少なくとも一枚の多数の開口を有する板状体と少なくも一枚の薄膜とを積層してなる膜振動吸音材を音源側に配設、この膜振動吸音材の背後に軟質繊維系多孔質吸音材もしくは連続気泡型弾性フォーム吸音材を配設、さらに反音源側に遮音板を配設して構成され、振動する空気粒子による膜振動に基づく吸音作用と、振動する空気粒子が細孔内を通過する摩擦抵抗に基づく吸音作用、および、前記軟質繊維系多孔質吸音材もしくは連続気泡型弾性フォーム吸音材がバネとして作用することにより膜振動吸音材に及ぼす吸音作用の相乗効果により、周波数４００Ｈｚ以上の中高周波数帯域のみならず、１００Ｈｚから３００Ｈｚの低周波数帯域の吸音を目的とすることを特徴とする、吸音構造体」が記載されている。
【０００６】
特許文献２には、「音波を透過する網目構造体Ａと網目構造体Ｂの間に、膜状或いは薄板状材料Ｃを挟み、これらを部分的に相互に固定Ｄして複層構造体を得、更に、当該複合構造体の網目構造体Ｂと多孔質吸音材Ｅとを密着複合化したことを特徴とする複合吸音構造体」が記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２５０５６１号公報
【特許文献２】特開２００６−１５３９２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述したような広い周波数域にわたって高い吸音性能を達成することは非常に困難である。例えば、多孔質吸音材の吸音特性は高周波数域（約４０００Ｈｚ以上）に適合しているため、中周波数域以下の吸音性能を上げるには、吸音材の厚みを増す必要がある。しかしながら、そのように厚みを増やすと吸音材の嵩が大きくなるかあるいは重量が増加して、そのような吸音材を使用する吸音構造体の設置に制約が生じる。また、多孔質吸音材に他の膜材料や吸音材を組み合わせる方法は、多孔質吸音材の吸音プロファイルを変更して中周波数域の吸音性能を向上させるのに効果的であるが、それに伴って本来優れていた高周波数域の吸音性能が低下するという問題を生じることが多い。
【０００９】
以上のことから、本開示は、人間の耳の感度が高い中周波数域〜高周波数域で吸音性能が優れた、薄型で軽量の吸音構造体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示によれば、複数の開口部を持つ板状体と板状体上に配置される薄膜とを有し、音源側に配置される複合膜吸音材と、複合膜吸音材に隣接配置される多孔質吸音材とを有する吸音構造体であって、薄膜は、厚みが２〜５０μｍであり、弾性率が１×１０6〜５×１０9Ｐａである、吸音構造体が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本開示によれば、２０００〜６０００Ｈｚの中周波数域〜高周波数域で優れた吸音特性を発揮する、薄型で軽量の吸音構造体を得ることができる。
【００１２】
なお、上述の記載は、本開示の全ての実施態様及び本開示に関する全ての利点を開示したものとみなしてはならない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本開示の代表的な実施態様を例示する目的でより詳細に説明するが、本開示はこれらの実施態様に限定されない。
【００１４】
本開示の一実施態様の吸音構造体を、図１及び図２にそれぞれ横断面図及び上面図で示す。本開示の吸音構造体１０は、複数の開口部２３を持つ板状体２１とその板状体２１に配置される薄膜２２とを有する複合膜吸音材２０と、その複合膜吸音材２０に隣接して配置された多孔質吸音材３０とを有する。このように複合膜吸音材と多孔質吸音材を組み合わせることにより、本開示の吸音構造体は、薄型、軽量でありながら、中周波数域から高周波数域までの広い周波数域で優れた吸音性能を発揮する。
【００１５】
本開示に使用される複合膜吸音材は、シート状又はフィルム状の吸音材であって、複数の開口部を持つ板状体と薄膜とを複合させた構造体である。板状体は、有効吸音領域について、少なくとも部分的に、好ましくは実質的に全体で、薄膜と接触している。板状体と薄膜を、例えば熱、接着剤などを利用して積層してもよく、それらの周縁部などを部分的にリベット、縫合などによって固定してもよい。代わりに、薄膜が比較的柔軟で、それ自体がある程度の粘着性を示す場合、板状体を薄膜に対して単に圧着するだけでもよい。また、薄膜と板状体が同じ材質の場合、例えばある厚みの樹脂フィルムをエンボス加工することによって、一体成形された複合膜吸音材を作製してもよい。
【００１６】
また、複数の開口部を持つ２つの板状体で薄膜を挟持してもよく、１つの板状体の両面を２枚の薄膜で覆ってもよい。さらに、複数の板状体と複数の薄膜を交互に配置して重ねてもよい。さらに、複数枚の板状体を用いる場合には、開口部の大きさ（単位面積当たりの開口率）が同じものを用いてもよく、互いに異なるものを用いてもよい。目的とする吸音周波数域、組み合わせる多孔質吸音材の種類などによっては、単位面積当たりの開口率が異なる複数の板状体を用いると、より良好な吸音特性を得られる場合がある。
【００１７】
このように、複数の開口部を持つ板状体と薄膜を組み合わせた複合膜吸音材の吸音特性は、薄膜単体の吸音特性と比べて広域化する。薄膜による吸音作用は、振動する空気粒子が膜を振動させて、音のエネルギーが膜振動に変換されることによる。従って、薄膜単体では、その寸法（面積及び厚み）、質量、材質などによって共鳴周波数すなわち吸音周波数が限定される。いかなる理論に拘束される訳ではないが、板状体自体の有する吸音作用、板状体と薄膜の接触部分における薄膜から板状体への振動の伝播などによって、本開示の複合膜吸音材は広域化した吸音特性を示すと考えられている。
【００１８】
また、薄膜の張力を弱めて、すなわち薄膜を弛ませて、複数の開口部を持つ板状体に薄膜を取り付けてもよい。このことは、共鳴周波数の多様化による吸音特性の広域化、又は吸音特性の周波数シフトに有効な場合がある。
【００１９】
本開示においては、複数の開口部を持つ板状体として、例えば樹脂製又は金属製の、メッシュ、ネット、孔開き板など、任意の材質、形状のものが使用可能である。例えば、複雑な形状面に設置する場合などの吸音構造体に柔軟性が要求される用途、あるいは軽量な吸音構造体が望まれる用途などでは、樹脂製のメッシュ又はネットを使用することが好ましい。
【００２０】
板状体の開口部の開口率は、４０％以上、又は６０％以上であることが望ましく、一方で、９０％以下、又は８０％以下であることが望ましい。開口率は、有効吸音領域について、板状体の面積を、板状体に設けられた開口部の面積で割った百分率で表す。開口率を上述の範囲とすることにより、薄膜の本来有する吸音性能を損なわずに、吸音特性の広域化を効果的に実現できる。
【００２１】
板状体の開口部の形状は、正方形、長方形、六角形、円形など、任意の形状であってよい。複数の開口部が格子状すなわちグリッド状に配置されてもよい。開口部が六角形の場合はいわゆるハニカム状に配置されてもよい。また、個々の開口部の大きさは同じでも互いに異なっていてもよく、例えば、有効吸音領域の中心付近を大きな格子にし、周縁部に向かって格子の大きさを小さくすることによって、共鳴周波数を多様化してもよい。グリッド状の開口部について、単位グリッドの一辺の長さは１ｍｍ以上、又は２ｍｍ以上であることが望ましく、一方で、５ｍｍ以下、又は４ｍｍ以下であることが望ましい。単位グリッドの一辺の長さを上述の範囲とすることにより、複合膜吸音材を多孔質吸音材と組み合わせて吸音構造体としたときに、目的とする吸音周波数域に吸音構造体の吸音特性を適合させることができる。グリッド状の開口部を有する好適な板状体の一例として、以下に限られないが、単位グリッドの一辺の長さが１ｍｍ〜２ｍｍの直交格子を備えた樹脂製又は金属製のネット又はメッシュが挙げられる。
【００２２】
複数の開口部を持つ板状体の厚みは、１０μｍ以上、又は１００μｍ以上であることが望ましく、一方で、１ｍｍ以下、又は０．７５ｍｍ以下であることが望ましい。１０μｍ以上であれば、実用上十分な強度と耐久性を確保できるとともに、吸音周波数の広域化を実現するのに十分であり、１ｍｍ以下であれば、吸音構造体に加わる厚みを最小限に留めることができる。
【００２３】
本開示において使用可能な薄膜は、室温における弾性率が約１×１０6Ｐａ以上、約５×１０9Ｐａ以下、好ましくは約５×１０6Ｐａ以上、約５×１０8Ｐａ以下のシート又はフィルムである。上述の弾性率を有する薄膜として、高分子樹脂フィルムを使用することが望ましい。高分子樹脂フィルムの中でも、比較的柔軟な材料である、ウレタン系エラストマー、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、アクリル系エラストマー、アミド系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、及びシリコーン系エラストマーのフィルム、並びにこれらフィルムの積層体が好ましい。このような材料を薄膜として使用した複合膜吸音材を多孔質吸音材と組み合わせると、中周波数域（約１０００Ｈｚ〜約４０００Ｈｚ）の吸音特性が多孔質吸音材単体と比べて大幅に改善され、さらには、高周波数域（約４０００Ｈｚ〜約６０００Ｈｚ）においても吸音特性の低下を最小限に留めることができるか、あるいはそのような高周波数域の吸音特性を維持さらには改善できる。いかなる理論に拘束される訳ではないが、上述の材料を選択して薄膜として使用すると、単一の共振周波数だけではなく、より広い周波数域で材料の屈曲変形が生じるために、上述した膜振動に基づく吸音作用に関して吸音周波数が広域化すると考えられている。
【００２４】
複合膜吸音材に使用される薄膜の厚みは、２μｍ以上、又は５μｍ以上であることが望ましく、一方で、５０μｍ以下、又は２５μｍ以下であることが望ましい。薄膜の厚みを２μｍ以上とすれば、実用上十分な強度と耐久性を確保でき、薄膜の厚みを５０μｍ以下とすれば、薄膜による音波の反射を抑制して、吸音構造体全体で効果的な吸音を達成することができる。一般に、薄膜が厚くなって重量が増すと、膜の共鳴振動による吸音より音の反射の方が支配的になる。その場合、音波が吸音構造体に含まれる多孔質吸音材に到達する前に複合膜吸音材の表面で反射してしまうため、多孔質吸音材が吸音材として機能しなくなる。また、薄膜の厚みが薄いほど、薄膜の剛性が下がって、より広い周波数域で材料の屈曲変形が生じ易くなる。これらの観点から、強度が十分に確保できる限り、薄膜の厚みは薄い方が好ましい。
【００２５】
本開示に使用される多孔質吸音材は、材料内部に連続した細孔又は空隙を有する材料である。多孔質吸音材の吸音作用は、音波すなわち振動する空気粒子が細孔又は空隙を通過する際に摩擦抵抗又は粘性抵抗を受けることによる。一般に、多孔質吸音材の吸音特性は高周波数域（約４０００Ｈｚ以上）で優れている。
【００２６】
本開示で使用可能な多孔質吸音材として、例えば、ガラスウール、ロックウール、ポリエステルなどの繊維から作られる織布、ニット布もしくは不織布、又は発泡ポリウレタンなどの連続気泡フォーム材が挙げられる。
【００２７】
そのような多孔質吸音材の中でも、単位体積又は単位質量当たりの表面積が大きいために、同じ厚みの他の多孔質吸音材より軽量であってかつ優れた吸音性を示す、マイクロファイバーと短繊維とから構成される不織布が好ましい。このような不織布は、複合膜吸音材、特に柔軟な高分子樹脂フィルムを含む複合膜吸音材と組み合わせたときに、高周波数域（５０００Ｈｚ〜６０００Ｈｚ）の吸音特性を維持する、あるいはさらには改善するのに、特に効果的な場合がある。そのような不織布の密度は、５ｍｇ／ｃｍ3以上、又は１０ｍｇ／ｃｍ3以上であることが望ましく、一方で、２００ｍｇ／ｃｍ3以下、又は１００ｍｇ／ｃｍ3以下であることが望ましい。密度が５ｍｇ／ｃｍ3未満であると、多孔質吸音材の性能を十分に引き出すことが難しく、また、密度が２００ｍｇ／ｃｍ3を超えると、薄型で軽量の吸音構造体という本来の趣旨から外れてくる。また、使用する不織布の厚みは、約１ｍｍ以上、約２０ｍｍ以下であることが望ましい。このような範囲とすることにより、吸音構造体の厚み又は嵩高さを非常に小さくしつつ、中周波数域〜高周波数域について十分な吸音性能を得ることができる。実際に吸音構造体に組み入れて使用するときの不織布の厚みは様々であってよい。一般に、多孔質吸音材の吸音特性はその厚みが減るほど低下する傾向があるが、必要とする吸音特性の水準、設置スペースの制約などを考慮した上で、必要に応じてさらに圧縮し薄くして使用してもよい。
【００２８】
このようなマイクロファイバーと短繊維とから構成される不織布を構成する材料は、加工性、原材料の入手容易性、環境特性などの観点から、ポリオレフィン、アクリル系樹脂（例えばモダクリル）、ポリエステル及びそれらの混合物からなる群から選択されることが望ましい。軽量性と嵩高さを両立させるために、マイクロファイバーの繊維径は、約０．１μｍ以上、約１０μｍ以下、また、短繊維の繊維径は、約１０μｍ以上、約５０μｍ以下であることが望ましい。上述したような、マイクロファイバーと短繊維とから構成される不織布の一例として、以下に限られないが、メルトブローン法によって作られる商品名Ｔｈｉｎｓｕｌａｔｅ（登録商標）不織布（スリーエム製）の品番 ＴＡＩ−２０４７、ＴＡＩ−１０４７などが挙げられ、これらの不織布に含まれるマイクロファイバーの繊維径は約１〜４μｍであり、短繊維の繊維径は約２０〜３０μｍである。
【００２９】
上述した複合膜吸音材が音源側に配置されるように、複合膜吸音材を多孔質吸音材に隣接させて配置することによって、本開示の吸音構造体が形成される。薄膜の片面に板状体が付与された複合膜吸音材を用いる場合、多孔質吸音材は板状体の設けられた面と隣接してもよく、設けられていない面と隣接してもよい。また、２枚の複合膜吸音材を用いて多孔質吸音材を挟むことも可能である。複合膜吸音材及び多孔質吸音材は、固定手段を使用せずに単に接触しているだけでもよく、それらの周縁部などが部分的にリベット、縫合などによって固定されていてもよく、あるいは、他の部材、例えば枠やケースなどに、有効吸音領域を露出させた状態で、それら部材の中で互いに接触するように封入されてもよい。
【００３０】
本開示の吸音構造体においては、複合膜吸音材の薄膜及び／又は板状体が、多孔質吸音材を構成する材料、例えば不織布の繊維と少なくとも部分的に物理的に接触するように、複合膜吸音材と多孔質吸音材とが互いに隣接して配置される。いかなる理論に拘束される訳ではないが、そのような吸音構造体においては、音波を吸収した複合膜吸音材の振動が接触部分を介して多孔質吸音材に伝播し、その結果、多孔質吸音材が変形して、吸収した音のエネルギーが散逸されることに起因する、複合膜吸音材単独あるいは多孔質吸音材単独で得られる吸音作用とは別の吸音作用が生じていると考えられている。
【００３１】
このようにして得られる本開示の吸音構造体は、人間が敏感に知覚する約２０００〜６０００Ｈｚといった広い周波数域で優れた吸音性能を発揮しつつ、複合膜吸音材及び多孔質吸音材を従来と比べて非常に薄型化できるため、吸音構造体の設置スペースが制約される用途、例えばラップトップコンピュータなどの電子機器や、音響機器、精密機械などの防音／吸音用途に特に有用である。
【実施例】
【００３２】
以下、代表的な実施例を詳述するが、本願の特許請求の範囲の範囲内で、以下の実施態様の変形及び変更が可能であることは当業者にとって明らかである。
【００３３】
複数の開口部を有する板状体として、以下の３種類を使用した。
グリッドＡ アクリル樹脂をＵＶ硬化して作製した格子状ネット
グリッドＢ 市販のポリプロピレン樹脂製格子状ネット（ピッチ１．３ｍｍ×１．３ｍｍ、ネット線幅２５０μｍ、開口率６５％、厚み４００μｍ）
グリッドＣ 市販のステンレス製格子状金属メッシュ（ピッチ１．６ｍｍ×１．６ｍｍ、メッシュ線幅２００μｍ、開口率７７％、厚み４００μｍ）
【００３４】
グリッドＡの作製
グリッドＡは以下のように作製した。日本合成化学工業（株）製の紫光（登録商標）ＵＶ−１７００Ｂ １０部、ヒドロキシエチルアクリレート ５部、チバ・ジャパンのＤａｒｏｃｕｒ１１７３ ０．２部の混合液を調製した。この光硬化性樹脂の混合液を、シリコーン離型処理した２枚のＰＥＴフィルムの離型処理面の間に挟み、ナイフコーターで厚みを５００μｍにした。この上に、ピッチが１．７ｍｍ×１．７ｍｍの格子状開口部から光が透過するマスクを被せた。格子状開口部の線幅は３５０μｍであった。この状態で、Ｆｕｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製の高圧水銀ランプ（Ｈ型バルブ、１２０Ｗ／ｃｍ）を用いて、速度３０ｍ／分のコンベアに載せて紫外線照射を行い、樹脂を硬化した。このときのＥＩＴ社製光量計ＵＶ ＰＯＷＥＲ ＰＵＣＫ（登録商標）ＩＩで測定したＵＶＡの光量は、９０ｍＪ／ｃｍ2であった。次に、この硬化物をメチルエチルケトンで洗浄して、未硬化部分を除去した後、乾燥して、ピッチが１．７ｍｍ×１．７ｍｍ、線幅が３５０μｍ、開口率が６３％、厚みが４５０μｍのグリッドＡを得た。
【００３５】
本実施例の薄膜として、以下のポリウレタンフィルム、ＰＥＴフィルム、ＳＩＳフィルムを使用し、比較例の薄膜としてアルミニウムホイルを使用した。
ポリウレタンフィルム（厚み１０μｍ、弾性率４．５×１０7Ｐａ）
ＰＥＴフィルム（厚み５、９、１６μｍの３種類、弾性率４．１×１０9Ｐａ）
ＳＩＳフィルム（厚み１２μｍ、弾性率２．８×１０7Ｐａ）
アルミニウムホイル（厚み１２μｍ、弾性率６．８×１０10Ｐａ）
【００３６】
上記のグリッドと薄膜を組み合わせて複合膜吸音材を作製した。薄膜がポリウレタンフィルム及びＳＩＳフィルムの場合は、そのまま薄膜にグリッドを圧着して貼り付けた。薄膜がＰＥＴフィルム及びＡｌホイルの場合は、グリッドに少量のスプレー式粘着剤を適用して薄膜に貼り付けた。
【００３７】
多孔質吸音材は、以下の３種類を使用した。
Ｔｈｉｎｓｕｌａｔｅ（登録商標）（スリーエム製、品番 ＴＡＩ−２０４７、厚みを１０ｍｍとして測定したときの密度は２０ｍｇ／ｃｍ3）
Ｔｈｉｎｓｕｌａｔｅ（登録商標）（スリーエム製、品番 ＴＡＩ−１０４７、厚みを１０ｍｍとして測定したときの密度は１０ｍｇ／ｃｍ3）
ポリウレタンフォーム（ストライダー社製、品番 Ｆ−２（２５ｍｇ/ｍ3）、厚み１０ｍｍ）
【００３８】
吸音率の測定
吸音率は、垂直入射吸音率測定法（２マイクロホン法）（ＡＳＴＭ Ｅ １０５０）に従って測定した。
【００３９】
例１〜１１
表１に示す複合膜吸音材及び多孔質吸音材を２９ｍｍφに打ち抜き、複合膜吸音材のグリッドが外側に向くように重ねて、吸音率測定用の吸音構造体の試料を形成した。複合膜吸音材が音源側に、多孔質吸音材が剛壁側になるように、インピーダンス管の内部に試料を配置した。測定時の厚みが表１に示す値となるように調整して、５００〜６４００Ｈｚの周波数域で吸音率を測定した。
【００４０】
比較例１〜４
複合膜吸音材を使用せずに多孔質吸音材のみを用いたことを除き、例１〜１１と同様の方法で吸音率を測定した。
【００４１】
比較例５
ポリウレタンフィルムのみをＴＡＩ−２０４７に重ねたことを除き、例１〜１１と同様の方法で吸音率を測定した。
【００４２】
比較例６
薄膜としてＡｌホイルを使用した複合膜吸音材をポリウレタンフォームと組み合わせたことを除き、例１〜１１と同様の方法で吸音率を測定した。
【００４３】
【表１】
【００４４】
図３に、例１（グリッド＋薄膜）、比較例１（複合膜吸音材なし）及び比較例５（薄膜のみ）の測定結果をグラフで示す。
【００４５】
図４に、例２（多孔質吸音材の厚みを例１の半分（５ｍｍ）に圧縮）、比較例１（複合膜吸音材なし、多孔質吸音材の厚み１０ｍｍ）及び比較例２（複合膜吸音材なし、多孔質吸音材の厚みを５ｍｍに圧縮）の測定結果をグラフで示す。
【００４６】
図５に、例３（多孔質吸音材の密度が例１の半分、厚み５ｍｍ）及び比較例３（例３と同じ多孔質吸音材を使用、複合膜吸音材なし）の測定結果をグラフで示す。
【００４７】
図６に、例４〜６（グリッドＡ〜Ｃ）及び比較例１（複合膜吸音材なし）の測定結果をグラフで示す。
【００４８】
図７に、多孔質吸音材としてＴＡＩ−２０４７を使用した、例７〜９（厚みの異なるＰＥＴを薄膜として使用）、例１０（ＳＩＳを薄膜として使用）に加えて、比較例１（複合膜吸音材なし）の測定結果をグラフで示す。
【００４９】
図８に、多孔質吸音材としてウレタンフォームを使用した、例１１（ＳＩＳを薄膜として使用）及び比較例６（Ａｌホイルを薄膜として使用）に加えて、比較例４（複合膜吸音材なし）の測定結果をグラフで示す。
【００５０】
図９に、多孔質吸音材の種類によって吸音特性が異なることを示す目的で、例１０、例１１、比較例１及び比較例４のプロットを抜粋して示す。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本開示の一実施態様による吸音構造体の断面図である。
【図２】本開示の一実施態様による吸音構造体の上面図である。
【図３】例１、比較例１及び比較例５の測定結果を示すグラフである。
【図４】例２、比較例１及び比較例２の測定結果を示すグラフである。
【図５】例３及び比較例３の測定結果を示すグラフである。
【図６】例４〜６及び比較例１の測定結果を示すグラフである。
【図７】例７〜９、例１０及び比較例１の測定結果を示すグラフである。
【図８】例１１、比較例４及び比較例６の測定結果を示すグラフである。
【図９】多孔質吸音材の種類によって吸音特性が異なることを示すグラフである。
【符号の説明】
【００５２】
１０ 吸音構造体
２０ 複合膜吸音材
２１ 板状体
２２ 薄膜
２３ 開口部
３０ 多孔質吸音材
【技術分野】
【０００１】
本開示は、吸音構造体に関し、より詳細には、シート状の複合膜吸音材と多孔質吸音材とを組み合わせた吸音構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸音構造体に使用される吸音材として、一般に、孔開き板などの板状吸音材、あるいはフォーム材又は繊維材を用いた多孔質吸音材が使用されている。孔開き板などの板状吸音材は、共鳴現象による吸音機構を利用するため、例えばその孔の大きさ、形状、壁からの距離（背後空気層）などを適宜設計することによって、目的とする用途に好適な共鳴周波数域を選択することが可能であるが、吸音可能な周波数域は狭い。一方、多孔質吸音材は、材料表面における空気の粘性抵抗を利用するものであって、一般に高周波数域での吸音性に優れる。
【０００３】
一般に、人間の聴き取ることのできる音の周波数と音圧レベル（可聴範囲）は、それぞれ２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ、約０ｄＢ〜１２０ｄＢに及ぶが、人間にとって音の感覚的な大きさは周波数に依存する。国際規格ＩＳＯ２２６：２００３では、等感曲線（等ラウドネス曲線）が規格化されている。これによれば、人間の耳の感度は３０００〜４０００Ｈｚでピークとなり、その前後２０００〜６０００Ｈｚの範囲の音の感受性が他の周波数域の音よりも高い。このことは、人間の耳には、弱いエネルギー（音圧）であってもこの周波数域の音が聞こえることを意味する。従って、このような広い周波数域（２０００〜６０００Ｈｚ）の音を効果的に吸音できる材料の産業上の意義は大きい。
【０００４】
これまでに、吸音構造体の吸収可能な周波数域を広げる試みがいくつか成されている。
【０００５】
特許文献１には、「少なくとも一枚の多数の開口を有する板状体と少なくも一枚の薄膜とを積層してなる膜振動吸音材を音源側に配設、この膜振動吸音材の背後に軟質繊維系多孔質吸音材もしくは連続気泡型弾性フォーム吸音材を配設、さらに反音源側に遮音板を配設して構成され、振動する空気粒子による膜振動に基づく吸音作用と、振動する空気粒子が細孔内を通過する摩擦抵抗に基づく吸音作用、および、前記軟質繊維系多孔質吸音材もしくは連続気泡型弾性フォーム吸音材がバネとして作用することにより膜振動吸音材に及ぼす吸音作用の相乗効果により、周波数４００Ｈｚ以上の中高周波数帯域のみならず、１００Ｈｚから３００Ｈｚの低周波数帯域の吸音を目的とすることを特徴とする、吸音構造体」が記載されている。
【０００６】
特許文献２には、「音波を透過する網目構造体Ａと網目構造体Ｂの間に、膜状或いは薄板状材料Ｃを挟み、これらを部分的に相互に固定Ｄして複層構造体を得、更に、当該複合構造体の網目構造体Ｂと多孔質吸音材Ｅとを密着複合化したことを特徴とする複合吸音構造体」が記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２５０５６１号公報
【特許文献２】特開２００６−１５３９２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述したような広い周波数域にわたって高い吸音性能を達成することは非常に困難である。例えば、多孔質吸音材の吸音特性は高周波数域（約４０００Ｈｚ以上）に適合しているため、中周波数域以下の吸音性能を上げるには、吸音材の厚みを増す必要がある。しかしながら、そのように厚みを増やすと吸音材の嵩が大きくなるかあるいは重量が増加して、そのような吸音材を使用する吸音構造体の設置に制約が生じる。また、多孔質吸音材に他の膜材料や吸音材を組み合わせる方法は、多孔質吸音材の吸音プロファイルを変更して中周波数域の吸音性能を向上させるのに効果的であるが、それに伴って本来優れていた高周波数域の吸音性能が低下するという問題を生じることが多い。
【０００９】
以上のことから、本開示は、人間の耳の感度が高い中周波数域〜高周波数域で吸音性能が優れた、薄型で軽量の吸音構造体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示によれば、複数の開口部を持つ板状体と板状体上に配置される薄膜とを有し、音源側に配置される複合膜吸音材と、複合膜吸音材に隣接配置される多孔質吸音材とを有する吸音構造体であって、薄膜は、厚みが２〜５０μｍであり、弾性率が１×１０6〜５×１０9Ｐａである、吸音構造体が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本開示によれば、２０００〜６０００Ｈｚの中周波数域〜高周波数域で優れた吸音特性を発揮する、薄型で軽量の吸音構造体を得ることができる。
【００１２】
なお、上述の記載は、本開示の全ての実施態様及び本開示に関する全ての利点を開示したものとみなしてはならない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本開示の代表的な実施態様を例示する目的でより詳細に説明するが、本開示はこれらの実施態様に限定されない。
【００１４】
本開示の一実施態様の吸音構造体を、図１及び図２にそれぞれ横断面図及び上面図で示す。本開示の吸音構造体１０は、複数の開口部２３を持つ板状体２１とその板状体２１に配置される薄膜２２とを有する複合膜吸音材２０と、その複合膜吸音材２０に隣接して配置された多孔質吸音材３０とを有する。このように複合膜吸音材と多孔質吸音材を組み合わせることにより、本開示の吸音構造体は、薄型、軽量でありながら、中周波数域から高周波数域までの広い周波数域で優れた吸音性能を発揮する。
【００１５】
本開示に使用される複合膜吸音材は、シート状又はフィルム状の吸音材であって、複数の開口部を持つ板状体と薄膜とを複合させた構造体である。板状体は、有効吸音領域について、少なくとも部分的に、好ましくは実質的に全体で、薄膜と接触している。板状体と薄膜を、例えば熱、接着剤などを利用して積層してもよく、それらの周縁部などを部分的にリベット、縫合などによって固定してもよい。代わりに、薄膜が比較的柔軟で、それ自体がある程度の粘着性を示す場合、板状体を薄膜に対して単に圧着するだけでもよい。また、薄膜と板状体が同じ材質の場合、例えばある厚みの樹脂フィルムをエンボス加工することによって、一体成形された複合膜吸音材を作製してもよい。
【００１６】
また、複数の開口部を持つ２つの板状体で薄膜を挟持してもよく、１つの板状体の両面を２枚の薄膜で覆ってもよい。さらに、複数の板状体と複数の薄膜を交互に配置して重ねてもよい。さらに、複数枚の板状体を用いる場合には、開口部の大きさ（単位面積当たりの開口率）が同じものを用いてもよく、互いに異なるものを用いてもよい。目的とする吸音周波数域、組み合わせる多孔質吸音材の種類などによっては、単位面積当たりの開口率が異なる複数の板状体を用いると、より良好な吸音特性を得られる場合がある。
【００１７】
このように、複数の開口部を持つ板状体と薄膜を組み合わせた複合膜吸音材の吸音特性は、薄膜単体の吸音特性と比べて広域化する。薄膜による吸音作用は、振動する空気粒子が膜を振動させて、音のエネルギーが膜振動に変換されることによる。従って、薄膜単体では、その寸法（面積及び厚み）、質量、材質などによって共鳴周波数すなわち吸音周波数が限定される。いかなる理論に拘束される訳ではないが、板状体自体の有する吸音作用、板状体と薄膜の接触部分における薄膜から板状体への振動の伝播などによって、本開示の複合膜吸音材は広域化した吸音特性を示すと考えられている。
【００１８】
また、薄膜の張力を弱めて、すなわち薄膜を弛ませて、複数の開口部を持つ板状体に薄膜を取り付けてもよい。このことは、共鳴周波数の多様化による吸音特性の広域化、又は吸音特性の周波数シフトに有効な場合がある。
【００１９】
本開示においては、複数の開口部を持つ板状体として、例えば樹脂製又は金属製の、メッシュ、ネット、孔開き板など、任意の材質、形状のものが使用可能である。例えば、複雑な形状面に設置する場合などの吸音構造体に柔軟性が要求される用途、あるいは軽量な吸音構造体が望まれる用途などでは、樹脂製のメッシュ又はネットを使用することが好ましい。
【００２０】
板状体の開口部の開口率は、４０％以上、又は６０％以上であることが望ましく、一方で、９０％以下、又は８０％以下であることが望ましい。開口率は、有効吸音領域について、板状体の面積を、板状体に設けられた開口部の面積で割った百分率で表す。開口率を上述の範囲とすることにより、薄膜の本来有する吸音性能を損なわずに、吸音特性の広域化を効果的に実現できる。
【００２１】
板状体の開口部の形状は、正方形、長方形、六角形、円形など、任意の形状であってよい。複数の開口部が格子状すなわちグリッド状に配置されてもよい。開口部が六角形の場合はいわゆるハニカム状に配置されてもよい。また、個々の開口部の大きさは同じでも互いに異なっていてもよく、例えば、有効吸音領域の中心付近を大きな格子にし、周縁部に向かって格子の大きさを小さくすることによって、共鳴周波数を多様化してもよい。グリッド状の開口部について、単位グリッドの一辺の長さは１ｍｍ以上、又は２ｍｍ以上であることが望ましく、一方で、５ｍｍ以下、又は４ｍｍ以下であることが望ましい。単位グリッドの一辺の長さを上述の範囲とすることにより、複合膜吸音材を多孔質吸音材と組み合わせて吸音構造体としたときに、目的とする吸音周波数域に吸音構造体の吸音特性を適合させることができる。グリッド状の開口部を有する好適な板状体の一例として、以下に限られないが、単位グリッドの一辺の長さが１ｍｍ〜２ｍｍの直交格子を備えた樹脂製又は金属製のネット又はメッシュが挙げられる。
【００２２】
複数の開口部を持つ板状体の厚みは、１０μｍ以上、又は１００μｍ以上であることが望ましく、一方で、１ｍｍ以下、又は０．７５ｍｍ以下であることが望ましい。１０μｍ以上であれば、実用上十分な強度と耐久性を確保できるとともに、吸音周波数の広域化を実現するのに十分であり、１ｍｍ以下であれば、吸音構造体に加わる厚みを最小限に留めることができる。
【００２３】
本開示において使用可能な薄膜は、室温における弾性率が約１×１０6Ｐａ以上、約５×１０9Ｐａ以下、好ましくは約５×１０6Ｐａ以上、約５×１０8Ｐａ以下のシート又はフィルムである。上述の弾性率を有する薄膜として、高分子樹脂フィルムを使用することが望ましい。高分子樹脂フィルムの中でも、比較的柔軟な材料である、ウレタン系エラストマー、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、アクリル系エラストマー、アミド系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、及びシリコーン系エラストマーのフィルム、並びにこれらフィルムの積層体が好ましい。このような材料を薄膜として使用した複合膜吸音材を多孔質吸音材と組み合わせると、中周波数域（約１０００Ｈｚ〜約４０００Ｈｚ）の吸音特性が多孔質吸音材単体と比べて大幅に改善され、さらには、高周波数域（約４０００Ｈｚ〜約６０００Ｈｚ）においても吸音特性の低下を最小限に留めることができるか、あるいはそのような高周波数域の吸音特性を維持さらには改善できる。いかなる理論に拘束される訳ではないが、上述の材料を選択して薄膜として使用すると、単一の共振周波数だけではなく、より広い周波数域で材料の屈曲変形が生じるために、上述した膜振動に基づく吸音作用に関して吸音周波数が広域化すると考えられている。
【００２４】
複合膜吸音材に使用される薄膜の厚みは、２μｍ以上、又は５μｍ以上であることが望ましく、一方で、５０μｍ以下、又は２５μｍ以下であることが望ましい。薄膜の厚みを２μｍ以上とすれば、実用上十分な強度と耐久性を確保でき、薄膜の厚みを５０μｍ以下とすれば、薄膜による音波の反射を抑制して、吸音構造体全体で効果的な吸音を達成することができる。一般に、薄膜が厚くなって重量が増すと、膜の共鳴振動による吸音より音の反射の方が支配的になる。その場合、音波が吸音構造体に含まれる多孔質吸音材に到達する前に複合膜吸音材の表面で反射してしまうため、多孔質吸音材が吸音材として機能しなくなる。また、薄膜の厚みが薄いほど、薄膜の剛性が下がって、より広い周波数域で材料の屈曲変形が生じ易くなる。これらの観点から、強度が十分に確保できる限り、薄膜の厚みは薄い方が好ましい。
【００２５】
本開示に使用される多孔質吸音材は、材料内部に連続した細孔又は空隙を有する材料である。多孔質吸音材の吸音作用は、音波すなわち振動する空気粒子が細孔又は空隙を通過する際に摩擦抵抗又は粘性抵抗を受けることによる。一般に、多孔質吸音材の吸音特性は高周波数域（約４０００Ｈｚ以上）で優れている。
【００２６】
本開示で使用可能な多孔質吸音材として、例えば、ガラスウール、ロックウール、ポリエステルなどの繊維から作られる織布、ニット布もしくは不織布、又は発泡ポリウレタンなどの連続気泡フォーム材が挙げられる。
【００２７】
そのような多孔質吸音材の中でも、単位体積又は単位質量当たりの表面積が大きいために、同じ厚みの他の多孔質吸音材より軽量であってかつ優れた吸音性を示す、マイクロファイバーと短繊維とから構成される不織布が好ましい。このような不織布は、複合膜吸音材、特に柔軟な高分子樹脂フィルムを含む複合膜吸音材と組み合わせたときに、高周波数域（５０００Ｈｚ〜６０００Ｈｚ）の吸音特性を維持する、あるいはさらには改善するのに、特に効果的な場合がある。そのような不織布の密度は、５ｍｇ／ｃｍ3以上、又は１０ｍｇ／ｃｍ3以上であることが望ましく、一方で、２００ｍｇ／ｃｍ3以下、又は１００ｍｇ／ｃｍ3以下であることが望ましい。密度が５ｍｇ／ｃｍ3未満であると、多孔質吸音材の性能を十分に引き出すことが難しく、また、密度が２００ｍｇ／ｃｍ3を超えると、薄型で軽量の吸音構造体という本来の趣旨から外れてくる。また、使用する不織布の厚みは、約１ｍｍ以上、約２０ｍｍ以下であることが望ましい。このような範囲とすることにより、吸音構造体の厚み又は嵩高さを非常に小さくしつつ、中周波数域〜高周波数域について十分な吸音性能を得ることができる。実際に吸音構造体に組み入れて使用するときの不織布の厚みは様々であってよい。一般に、多孔質吸音材の吸音特性はその厚みが減るほど低下する傾向があるが、必要とする吸音特性の水準、設置スペースの制約などを考慮した上で、必要に応じてさらに圧縮し薄くして使用してもよい。
【００２８】
このようなマイクロファイバーと短繊維とから構成される不織布を構成する材料は、加工性、原材料の入手容易性、環境特性などの観点から、ポリオレフィン、アクリル系樹脂（例えばモダクリル）、ポリエステル及びそれらの混合物からなる群から選択されることが望ましい。軽量性と嵩高さを両立させるために、マイクロファイバーの繊維径は、約０．１μｍ以上、約１０μｍ以下、また、短繊維の繊維径は、約１０μｍ以上、約５０μｍ以下であることが望ましい。上述したような、マイクロファイバーと短繊維とから構成される不織布の一例として、以下に限られないが、メルトブローン法によって作られる商品名Ｔｈｉｎｓｕｌａｔｅ（登録商標）不織布（スリーエム製）の品番 ＴＡＩ−２０４７、ＴＡＩ−１０４７などが挙げられ、これらの不織布に含まれるマイクロファイバーの繊維径は約１〜４μｍであり、短繊維の繊維径は約２０〜３０μｍである。
【００２９】
上述した複合膜吸音材が音源側に配置されるように、複合膜吸音材を多孔質吸音材に隣接させて配置することによって、本開示の吸音構造体が形成される。薄膜の片面に板状体が付与された複合膜吸音材を用いる場合、多孔質吸音材は板状体の設けられた面と隣接してもよく、設けられていない面と隣接してもよい。また、２枚の複合膜吸音材を用いて多孔質吸音材を挟むことも可能である。複合膜吸音材及び多孔質吸音材は、固定手段を使用せずに単に接触しているだけでもよく、それらの周縁部などが部分的にリベット、縫合などによって固定されていてもよく、あるいは、他の部材、例えば枠やケースなどに、有効吸音領域を露出させた状態で、それら部材の中で互いに接触するように封入されてもよい。
【００３０】
本開示の吸音構造体においては、複合膜吸音材の薄膜及び／又は板状体が、多孔質吸音材を構成する材料、例えば不織布の繊維と少なくとも部分的に物理的に接触するように、複合膜吸音材と多孔質吸音材とが互いに隣接して配置される。いかなる理論に拘束される訳ではないが、そのような吸音構造体においては、音波を吸収した複合膜吸音材の振動が接触部分を介して多孔質吸音材に伝播し、その結果、多孔質吸音材が変形して、吸収した音のエネルギーが散逸されることに起因する、複合膜吸音材単独あるいは多孔質吸音材単独で得られる吸音作用とは別の吸音作用が生じていると考えられている。
【００３１】
このようにして得られる本開示の吸音構造体は、人間が敏感に知覚する約２０００〜６０００Ｈｚといった広い周波数域で優れた吸音性能を発揮しつつ、複合膜吸音材及び多孔質吸音材を従来と比べて非常に薄型化できるため、吸音構造体の設置スペースが制約される用途、例えばラップトップコンピュータなどの電子機器や、音響機器、精密機械などの防音／吸音用途に特に有用である。
【実施例】
【００３２】
以下、代表的な実施例を詳述するが、本願の特許請求の範囲の範囲内で、以下の実施態様の変形及び変更が可能であることは当業者にとって明らかである。
【００３３】
複数の開口部を有する板状体として、以下の３種類を使用した。
グリッドＡ アクリル樹脂をＵＶ硬化して作製した格子状ネット
グリッドＢ 市販のポリプロピレン樹脂製格子状ネット（ピッチ１．３ｍｍ×１．３ｍｍ、ネット線幅２５０μｍ、開口率６５％、厚み４００μｍ）
グリッドＣ 市販のステンレス製格子状金属メッシュ（ピッチ１．６ｍｍ×１．６ｍｍ、メッシュ線幅２００μｍ、開口率７７％、厚み４００μｍ）
【００３４】
グリッドＡの作製
グリッドＡは以下のように作製した。日本合成化学工業（株）製の紫光（登録商標）ＵＶ−１７００Ｂ １０部、ヒドロキシエチルアクリレート ５部、チバ・ジャパンのＤａｒｏｃｕｒ１１７３ ０．２部の混合液を調製した。この光硬化性樹脂の混合液を、シリコーン離型処理した２枚のＰＥＴフィルムの離型処理面の間に挟み、ナイフコーターで厚みを５００μｍにした。この上に、ピッチが１．７ｍｍ×１．７ｍｍの格子状開口部から光が透過するマスクを被せた。格子状開口部の線幅は３５０μｍであった。この状態で、Ｆｕｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製の高圧水銀ランプ（Ｈ型バルブ、１２０Ｗ／ｃｍ）を用いて、速度３０ｍ／分のコンベアに載せて紫外線照射を行い、樹脂を硬化した。このときのＥＩＴ社製光量計ＵＶ ＰＯＷＥＲ ＰＵＣＫ（登録商標）ＩＩで測定したＵＶＡの光量は、９０ｍＪ／ｃｍ2であった。次に、この硬化物をメチルエチルケトンで洗浄して、未硬化部分を除去した後、乾燥して、ピッチが１．７ｍｍ×１．７ｍｍ、線幅が３５０μｍ、開口率が６３％、厚みが４５０μｍのグリッドＡを得た。
【００３５】
本実施例の薄膜として、以下のポリウレタンフィルム、ＰＥＴフィルム、ＳＩＳフィルムを使用し、比較例の薄膜としてアルミニウムホイルを使用した。
ポリウレタンフィルム（厚み１０μｍ、弾性率４．５×１０7Ｐａ）
ＰＥＴフィルム（厚み５、９、１６μｍの３種類、弾性率４．１×１０9Ｐａ）
ＳＩＳフィルム（厚み１２μｍ、弾性率２．８×１０7Ｐａ）
アルミニウムホイル（厚み１２μｍ、弾性率６．８×１０10Ｐａ）
【００３６】
上記のグリッドと薄膜を組み合わせて複合膜吸音材を作製した。薄膜がポリウレタンフィルム及びＳＩＳフィルムの場合は、そのまま薄膜にグリッドを圧着して貼り付けた。薄膜がＰＥＴフィルム及びＡｌホイルの場合は、グリッドに少量のスプレー式粘着剤を適用して薄膜に貼り付けた。
【００３７】
多孔質吸音材は、以下の３種類を使用した。
Ｔｈｉｎｓｕｌａｔｅ（登録商標）（スリーエム製、品番 ＴＡＩ−２０４７、厚みを１０ｍｍとして測定したときの密度は２０ｍｇ／ｃｍ3）
Ｔｈｉｎｓｕｌａｔｅ（登録商標）（スリーエム製、品番 ＴＡＩ−１０４７、厚みを１０ｍｍとして測定したときの密度は１０ｍｇ／ｃｍ3）
ポリウレタンフォーム（ストライダー社製、品番 Ｆ−２（２５ｍｇ/ｍ3）、厚み１０ｍｍ）
【００３８】
吸音率の測定
吸音率は、垂直入射吸音率測定法（２マイクロホン法）（ＡＳＴＭ Ｅ １０５０）に従って測定した。
【００３９】
例１〜１１
表１に示す複合膜吸音材及び多孔質吸音材を２９ｍｍφに打ち抜き、複合膜吸音材のグリッドが外側に向くように重ねて、吸音率測定用の吸音構造体の試料を形成した。複合膜吸音材が音源側に、多孔質吸音材が剛壁側になるように、インピーダンス管の内部に試料を配置した。測定時の厚みが表１に示す値となるように調整して、５００〜６４００Ｈｚの周波数域で吸音率を測定した。
【００４０】
比較例１〜４
複合膜吸音材を使用せずに多孔質吸音材のみを用いたことを除き、例１〜１１と同様の方法で吸音率を測定した。
【００４１】
比較例５
ポリウレタンフィルムのみをＴＡＩ−２０４７に重ねたことを除き、例１〜１１と同様の方法で吸音率を測定した。
【００４２】
比較例６
薄膜としてＡｌホイルを使用した複合膜吸音材をポリウレタンフォームと組み合わせたことを除き、例１〜１１と同様の方法で吸音率を測定した。
【００４３】
【表１】
【００４４】
図３に、例１（グリッド＋薄膜）、比較例１（複合膜吸音材なし）及び比較例５（薄膜のみ）の測定結果をグラフで示す。
【００４５】
図４に、例２（多孔質吸音材の厚みを例１の半分（５ｍｍ）に圧縮）、比較例１（複合膜吸音材なし、多孔質吸音材の厚み１０ｍｍ）及び比較例２（複合膜吸音材なし、多孔質吸音材の厚みを５ｍｍに圧縮）の測定結果をグラフで示す。
【００４６】
図５に、例３（多孔質吸音材の密度が例１の半分、厚み５ｍｍ）及び比較例３（例３と同じ多孔質吸音材を使用、複合膜吸音材なし）の測定結果をグラフで示す。
【００４７】
図６に、例４〜６（グリッドＡ〜Ｃ）及び比較例１（複合膜吸音材なし）の測定結果をグラフで示す。
【００４８】
図７に、多孔質吸音材としてＴＡＩ−２０４７を使用した、例７〜９（厚みの異なるＰＥＴを薄膜として使用）、例１０（ＳＩＳを薄膜として使用）に加えて、比較例１（複合膜吸音材なし）の測定結果をグラフで示す。
【００４９】
図８に、多孔質吸音材としてウレタンフォームを使用した、例１１（ＳＩＳを薄膜として使用）及び比較例６（Ａｌホイルを薄膜として使用）に加えて、比較例４（複合膜吸音材なし）の測定結果をグラフで示す。
【００５０】
図９に、多孔質吸音材の種類によって吸音特性が異なることを示す目的で、例１０、例１１、比較例１及び比較例４のプロットを抜粋して示す。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本開示の一実施態様による吸音構造体の断面図である。
【図２】本開示の一実施態様による吸音構造体の上面図である。
【図３】例１、比較例１及び比較例５の測定結果を示すグラフである。
【図４】例２、比較例１及び比較例２の測定結果を示すグラフである。
【図５】例３及び比較例３の測定結果を示すグラフである。
【図６】例４〜６及び比較例１の測定結果を示すグラフである。
【図７】例７〜９、例１０及び比較例１の測定結果を示すグラフである。
【図８】例１１、比較例４及び比較例６の測定結果を示すグラフである。
【図９】多孔質吸音材の種類によって吸音特性が異なることを示すグラフである。
【符号の説明】
【００５２】
１０ 吸音構造体
２０ 複合膜吸音材
２１ 板状体
２２ 薄膜
２３ 開口部
３０ 多孔質吸音材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の開口部を持つ板状体と前記板状体上に配置される薄膜とを有し、音源側に配置される複合膜吸音材と、
前記複合膜吸音材に隣接配置される多孔質吸音材と
を有する吸音構造体であって、
前記薄膜は、厚みが２〜５０μｍであり、弾性率が１×１０6〜５×１０9Ｐａである、吸音構造体。
【請求項２】
前記複合膜吸音材の板状体の開口率が４０％〜９０％である、請求項１に記載の吸音構造体。
【請求項３】
前記複合膜吸音材の板状体がグリッド状の開口部を有し、前記板状体の厚みが１０μｍ〜１ｍｍであって、前記板状体の単位グリッドの一辺の長さが１ｍｍ〜５ｍｍである、請求項１又は２のいずれかに記載の吸音構造体。
【請求項４】
前記薄膜が、高分子樹脂フィルムである、請求項１〜３のいずれか１つに記載の吸音構造体。
【請求項５】
前記高分子樹脂フィルムが、ウレタン系エラストマー、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、アクリル系エラストマー、アミド系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、及びシリコーン系エラストマーのフィルム、並びにこれらフィルムの積層体からなる群から選択される、請求項４に記載の吸音構造体。
【請求項６】
前記多孔質吸音材が、マイクロファイバーと短繊維とから構成される不織布であって、前記不織布の厚みが１〜２０ｍｍ、密度が５ｍｇ／ｃｍ3〜２００ｍｇ／ｃｍ3である、請求項１〜５のいずれか１つに記載の吸音構造体。
【請求項７】
前記不織布を構成する材料が、ポリオレフィン、アクリル系樹脂、ポリエステル及びそれらの混合物からなる群から選択され、マイクロファイバーの繊維径が０．１〜１０μｍであり、短繊維の繊維径が１０〜５０μｍである、請求項６に記載の吸音構造体。
【請求項１】
複数の開口部を持つ板状体と前記板状体上に配置される薄膜とを有し、音源側に配置される複合膜吸音材と、
前記複合膜吸音材に隣接配置される多孔質吸音材と
を有する吸音構造体であって、
前記薄膜は、厚みが２〜５０μｍであり、弾性率が１×１０6〜５×１０9Ｐａである、吸音構造体。
【請求項２】
前記複合膜吸音材の板状体の開口率が４０％〜９０％である、請求項１に記載の吸音構造体。
【請求項３】
前記複合膜吸音材の板状体がグリッド状の開口部を有し、前記板状体の厚みが１０μｍ〜１ｍｍであって、前記板状体の単位グリッドの一辺の長さが１ｍｍ〜５ｍｍである、請求項１又は２のいずれかに記載の吸音構造体。
【請求項４】
前記薄膜が、高分子樹脂フィルムである、請求項１〜３のいずれか１つに記載の吸音構造体。
【請求項５】
前記高分子樹脂フィルムが、ウレタン系エラストマー、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、アクリル系エラストマー、アミド系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、及びシリコーン系エラストマーのフィルム、並びにこれらフィルムの積層体からなる群から選択される、請求項４に記載の吸音構造体。
【請求項６】
前記多孔質吸音材が、マイクロファイバーと短繊維とから構成される不織布であって、前記不織布の厚みが１〜２０ｍｍ、密度が５ｍｇ／ｃｍ3〜２００ｍｇ／ｃｍ3である、請求項１〜５のいずれか１つに記載の吸音構造体。
【請求項７】
前記不織布を構成する材料が、ポリオレフィン、アクリル系樹脂、ポリエステル及びそれらの混合物からなる群から選択され、マイクロファイバーの繊維径が０．１〜１０μｍであり、短繊維の繊維径が１０〜５０μｍである、請求項６に記載の吸音構造体。
【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２０１０−１４８８８（Ｐ２０１０−１４８８８Ａ）
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７３５８２（Ｐ２００８−１７３５８２）
【出願日】平成２０年７月２日（２００８．７．２）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２日（２００８．７．２）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
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