(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
前記ハニカムコア材は、クラフト紙からなり、軽量化と強度を合わせ持った効果を奏するが、ハニカムコア材を敷き詰めた面に張るボードは、アルミ箔、クラフト紙と塩化ビニルを積層したものであり、単に軽さと耐久性を追求した構造であり、音響的には何ら考慮されていない。
また、特殊フェルト板と遮音板の組み合わせによるパネルは、一面側で主に高音域の吸音効果を他面側で遮音効果を奏するものであり、オフィスのパーテーションには最適であるが、その他の音響効果は考慮されていなかった。また、この場合、有効な吸音効果を発揮するためには、特殊フェルト板と遮音板との間の空気層が必須であるが、空気層は隙間でればよく、空気層それ自体で吸音効果は無かった。
【課題を解決するための手段】
【0005】
そこでこの発明では、ペーパーコア材からなるペーパーコア層の一面に吸音層、他面に遮音層を設け、空気層内にペーパーコア材を配置することにより、各コアの間隙の空気層の効果に加えて、ペーパーコア層の各コアを囲む紙材の振動性能に着目して、総合的な吸音性能の向上を図った。また、ペーパーコア層に開口を形成して低音域吸収材を収容して音域を分けての吸音性能の向上を図ったので、前記問題点を解決した。
【0006】
すなわち、この発明は、以下のように構成したことを特徴とするペーパーコア材を使った吸音パネルである。
(1) 多数の「帯状の紙材」を積層してなるペーパーコア材を使用して厚さt
1のペーパーコア層を形成する。
(2) 前記ペーパーコア層の厚さt
1方向の一面に、繊維材料を圧縮して板状に形成した吸音層を、密着して重ねて又は間隙を介在させて重ねて、固定する。
(3) 前記ペーパーコア層の厚さt
1方向の他面に、遮音層を、密着して重ねて又は間隙を介在させて重ねて、固定する。
(4) 前記ペーパーコア層は、「前記吸音層に音源を向けた際に、前記吸音層を通過した音が前記ペーパーコア層のコア内の空気層を通過して、前記遮音層で反射して、再度前記ペーパーコア層のコア内の空気層を通過して、再度吸音層に吸収される」ように配置した。
(5) 前記ペーパーコア層と吸音層とを
「密着して重ねて又は間隙を介在させて重ねて、固定する」は、接着または前記吸音パネルの四周に設けた枠材で、少なくとも前記ペーパーコア層の外周側で互いに動かないように形成し
たことをいい、
前記接着による場合には、前記ペーパーコア層の板状の端面に接着剤を塗布して、かつ前記吸音層の表面を前記接着剤で覆わないようにして前記吸音層の両面での空気の通過を確保して、前記吸音層を固定した。
【0007】
また、他の発明は、以下のように構成したことを特徴とするペーパーコア材を使った吸音パネルである。
(1) 多数の「帯状の紙材」を積層してなるペーパーコア材を使用して厚さt
1のペーパーコア層を形成する。
(2) 前記ペーパーコア層の厚さt
1方向の一面に、繊維材料を圧縮して板状に形成した吸音層を、密着して重ねて又は間隙を介在させて重ねて、固定する。
(3) 前記ペーパーコア層の厚さt
1方向の他面に、遮音層を、密着して重ねて又は間隙を介在させて重ねて、固定する。
(4) 前記ペーパーコア層は、「前記吸音層に音源を向けた際に、前記吸音層を通過した音が前記ペーパーコア層のコア内の空気層を通過して、前記遮音層で反射して、再度前記ペーパーコア層のコア内の空気層を通過して、再度吸音層に吸収される」ように配置した。
(5) 前記ペーパーコア層と吸音層とを
「密着して重ねて又は間隙を介在させて重ねて、固定する」は、接着または前記吸音パネルの四周に設けた枠材で、少なくとも前記ペーパーコア層の外周側で互いに動かないように形成し
たことをいい、
前記接着による場合には、前記ペーパーコア層の板状の端面に接着剤を塗布して、かつ前記吸音層の表面を前記接着剤で覆わないようにして前記吸音層の両面での空気の通過を確保して、前記吸音層を固定した。
(6) 前記ペーパーコア層は、厚さt
1方向で一面と他面との間で、前記ペーパーコア材の一部を除去した部分に、機能開口を形成した。
(7) 前記機能開口内に、低音域吸収材料を収容した。
【0008】
また、以下のように構成したことを特徴とするペーパーコア材を使った吸音パネルである。
(1) 多数の「帯状の紙材」を積層してなるペーパーコア材を使用して厚さt
1のペーパーコア層を形成する。
(2) 前記ペーパーコア層の一面に、繊維材料を圧縮して板状に形成した吸音層を、密着して重ねて又は間隙を介在させて重ねて、固定する。
(3) 前記ペーパーコア層の他面に、遮音層を、密着して重ねて又は間隙を介在させて重ねて、固定する。
(4) 前記ペーパーコア層は、「前記吸音層に音源を向けた際に、前記吸音層を通過した音が前記ペーパーコア層のコア内の空気層を通過して、前記遮音層で反射して、再度前記ペーパーコア層のコア内の空気層を通過して、再度吸音層に吸収される」ように配置した。
(5) 前記ペーパーコア層と吸音層とを
「密着して重ねて又は間隙を介在させて重ねて、固定する」は、接着または前記吸音パネルの四周に設けた枠材で、少なくとも前記ペーパーコア層の外周側で互いに動かないように形成し
たことをいい、
前記接着による場合には、前記ペーパーコア層の板状の端面に接着剤を塗布して、かつ前記吸音層の表面を前記接着剤で覆わないようにして前記吸音層の両面での空気の通過を確保して、前記吸音層を固定した。
(6) 前記ペーパーコア層であって、ペーパーコア材の選択したコア内に、低音域吸収材料を収容した。
【0009】
前記における多数の「帯状の紙材」を積層してなるペーパーコア材とは、いわゆる6角形のコアのペーパーハニカム、平行四辺形のコアのバイアスコアなどを含む概念であり、コア形状に限定されない。
【0010】
また、前記における各層を固定しての積層とは、主に接着して積層する場合であるが、接着せずに、接着以外の何らかの手段で、ペーパーコア材の少なくとも外周側で各層が互いに動かないようにすることも含む。
【発明の効果】
【0011】
この発明は、ペーパーコア材からなるペーパーコア層、吸収層、遮音層を積層してパネルを構成したので、パネルを吸収すべき音源に吸収層の外面を向けて配置すれば、まず吸収層で高音域の音が吸収され、ペーパーコア材のコア内の空気層を通過して、遮音層の内面で反射した音が再度、ペーパーコア材のコア内の空気層を通過して、吸収層の内面側から再度吸収される。この際、吸収層を通過した音の成分は、ペーパーコア材のコアの紙材の表面で乱反射して、また一部は紙材に吸収されるので、吸音性能を高めることができる。
また、機能開口を設けた場合には機能開口内の低音吸収材により、設けない場合にはコア内の低音吸収材により、吸音層を通過した低音域を含む成分を吸収できる。
したがって、このパネルでは、音源の性質に応じて、あるいは、遮音層側で聞きたい又は聞きたくない音域の音に応じて、高音域、あるいは低音域及び高音域の成分を吸収して、最適な音響空間を構成できる。この場合、機能開口の位置を移動し、あるいはペーパーコア材のペーパーコア内の音響的な性質を容易に変更できる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
(1) 帯状のクラフト材2、2を重ねて、一部を接着して積層した基材3を構成し(
図2(a))、基材3の両端3a、3aを引けば、縦横比が1:2の長方形のコア5、5を斜めに配置してなるペーパーコア材(いわゆる、バイアスコア)4を形成する(
図2(b))。ペーパーコア材4を厚さt
1、横D
1、縦Hで形成して中央部でペーパーコア材4を切断除去して機能開口10を形成する(
図1(d))。
ここでは、機能開口10は機能開口は切断除去したので、厚さはt
1(=ペーパーコア材4の厚さ)となり、正面視長方形で、厚さt
1方向に面に直角な直方体状に形成する。また、機構開口10内に低音吸収材料12(例えば、グラスウールやポリエステル樹脂繊維を圧縮した材料)を充填して、ペーパーコア層1とする(
図1(d))。
【0015】
(2) 繊維材料を圧縮して吸音層20を構成する。
例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)樹脂繊維と塩化ビニル繊維とを含む材料を圧縮して、フェルト状の板として、この板から吸音層20を形成する。 吸音層20は、厚さt
2、横D
1、縦Hで形成する。
また、吸音層20は、例えば、以下のようにして製造した材料を使用することもできる。天然繊維と化学繊維とからなるリサイクル繊維原料を解繊し、バインダー樹脂として、これにPET樹脂繊維を混合して原反を作り、この原反を50℃〜150℃程度に加熱し冷熱ロールを使用して、面重量0.5〜1.0kg/m
2、空気流れ抵抗値1000〜4000N・s/m
3の繊維硬質板を形成して、この繊維硬質板から吸音層20を構成する。
図9は、この繊維硬質板(厚さ6mm)を単独で用いて、縦型ブラインドのスラットとしてレールに吊って使用した場合に、その音響性能を測定した。ここで、「ブラインド閉」はレールに対してスラットを略平行にした状態(スラットが面状に並べられて配置された状態)、「ブラインド開」はスラットをレールに対して略90度に配置した状態を表す。また、スラットと壁の間の背後空気層を100mmに設定したものである。また、「アルミ製横型ブラインド」とは、水平方向に配置したスラットを上下に多数並べたブラインドである。また、
図9(b)で「窓ガラス単体」はブラインドを使用しない窓ガラスのみの開口部で、「窓ガラス/吸音ブラインド閉」はその窓ガラスに
図9(a)の縦型のブラインドを閉状態で併用した開口部で、「窓ガラス/吸音ブラインド開」はその窓ガラスに
図9(a)の縦型のブラインドを開状態で併用して開口部である。
図9(a)の残響室法吸音率の測定、
図9(b)の透過損失のいずれも、ブラインド閉の場合、1000Hz以上での吸音性能が際だって良いことがわかる。
【0016】
(3) いわゆる石膏ボードから遮音層30を形成する。石膏ボードに替わって、遮音性能を有する他の材料を使用することもできる。
例えば、波形の中間材を表面材と裏面材で挟んで一体に成形しして構成することもできる(図示していない)。この場合、中間材、表面材、裏面材はいずれもポリプロピレン製樹脂などで構成する。
【0017】
(4) ペーパーコア層1の一面6に吸音層20を、他面6aに遮音層30をそれぞれ密着させて接着して、各層が積層された一体のパネル40を構成する(
図1(b)〜(d))。この場合、ペーパーコア層1、吸音層20、遮音層30で、各上縁8、23、33、下縁8a、23a、33a、両側縁7、22、32を揃えて積層する。
この場合、通常ペーパーコア層1の一面6及び他面6aの板状の端面の全面に接着剤を塗布して、それぞれ吸音層20の内面21、遮音層30の内面31をそれぞれ接着して積層する。なお、この場合、遮音層30の内面31の全面に接着剤を塗布して積層することもできるが、吸音層20の両面21、21aは空気を通す必要があるので、できるだけ接着剤で表面を覆わないようにする。
【0019】
(1) パネル40は、ペーパーコア層1の両面に板状の吸音層20、遮音層30を接着固定したので、単独でも自立して配置できるが、枠材42を設けることもできる。一般には、隣接するパネル40、40同士の接合、パネル40を壁や天井に取り付ける作業性を考慮して、金属製又は硬質樹脂製で、断面コ字状の枠材42(縦枠材42a、横枠材42b)を四周に設ける(
図1(a)(b))。
また、パネル40の吸音層20の外面21a、遮音層30の外面31aをそれぞれ装飾布44、44で覆い、装飾布44の四周を枠材42とパネル40(吸音層20、遮音層30)との間に挟み込んである(
図1(a)(b))。
この場合、装飾布44としては、例えば繊維を編んだ織物製で、繊維の表面と裏面との間で空気を通す透孔が形成されることが必要である。任意の模様を形成できるので、設置スペースの好みに応じて、適宜選択して使用することもできる。
【0020】
(2) 以上のように形成した「枠42と装飾布44を取り付けた」パネル40、または「枠材42や装飾布44を使用しない」単独のパネル40は、吸収すべき音源側に吸音層20の外面21aを向けて使用する。機能開口10の大きさと位置、使用する吸音材の性能などを選択して、例えば、オーディオ鑑賞ルームの壁面・天井面あるいは部屋空間の内側のある地点で、低音域を吸音して、効果的な音空間を構築したい場合には、所望する低音域吸音性能に応じて大きめの機能開口を形成して、低音吸収材料を充填してなるパネルを使用し、高音域の吸収を望む場合には、機能開口10を形成しないパネルを組み合わせて使用する。この場合、様々な吸音音域の異なるパネルをたくさん用意することなく、少ない枚数で所望の吸音性能のパネルを構成できる。
また、1枚のパネル40で、機能開口10、低音吸収材12を任意の大きさ及び位置並びに深さに形成できるので、1枚のパネルで、高音域の吸収領域、低音域の吸収領域を設定できる(図示していない)。
【0021】
(3) 同様に、間仕切りとして使用して、低音域の騒音、高音域の騒音を、発生源に合わせて機能開口10を構成すれば、隣接する場所での騒音を効率的に軽減できる。前記における低音域の騒音又は高音域の騒音は、「比較的高音域を多く含む騒音」又は「比較的低音域を多く含む騒音」という意味である。また、一般的には周波数1000Hz未満を低音域(特に500Hz以下)、周波数1000Hz以上を高音域(特に1500Hz以上)として考える。
【0022】
(4) この場合、機能開口10の位置・形状は、
・2つの四角形の機能開口10を上部及び下部にそれぞれ設ける(a)。
・2つの円形の機能開口を上部及び下部にそれぞれ設ける(b)。
・1つの横長帯状(横長長方形)の機能開口10を中央部に設ける(c)。
・2つの横長帯状(横長長方形)の機能開口10を上部及び下部に設ける(d)。
・1つの縦長帯状(縦長長方形)の機能開口10を中央部に設ける(e)。
・2つの縦長帯状(縦長長方形)の機能開口10を左右両端部に設ける(f)。
など、所望の設計条件により選択して構成する(
図6)。
【0023】
(5) また、前記実施例において、機能開口10はペーパーコア層4を貫いて構成したが(すなわち厚さはt
1で構成したが)、一面6側から設けた機構開口12が他面6a側に達していなくとも良く、また、他面6a側から設けた機構開口12が一面6側に達していなくとも良く、機能開口10の厚さは所望の性能に応じて任意に決めることができる(図示していない)。
【0024】
(6)前記において、パネル40の寸法(=ペーパーコア層の寸法)は例えば、
D
1=900〜1200mm程度
H=200mm〜天井高 程度
で形成する。ペーパーコア層1の厚さt
1は、一般にペーパーコア材4の規格によるが、ペーパーコア層1のコア5、5内が空気層と考えれば、
t
1=50mm〜300mm程度
が望ましい。
また、吸音層20の厚さt
2は、
t
2=3mm〜10mm
程度であり、求める高音域の吸収性能に応じて設定する。
また、遮音層30の厚さt
3は、石膏ボードの厚さによるが、
t
3=9mm〜15mm
程度である。なお、遮音層30を鋼板から構成すれば、
t
3=0.2mm〜0.6mm程度
でも可能である。
【0026】
(1) 前記実施形態において、断面コ字状の枠材42を使用したが、パネル40の四周に棒状の縦枠材46、横枠材46aを枠状に固定することもできる(
図3)。
【0027】
(2) また、前記実施態様において、予めペーパーコア層1の四周に厚さt1の内桟材48(縦内桟材48a、横内桟材48b)を固定することもできる(
図4)。ペーパーコア層1の四周を厚さt1の内桟材48(縦内桟材48a、横内桟材48b)の分だけ小さく形成して、予め縦内桟材48a、横内桟材48bをペーパーコア層1の外周(上下縁8、8a、側縁7、7)に固定して、内桟材48a、48bを固定したペーパーコア層1に吸音層20、遮音層30を積層固定する(
図4)。したがって、この場合には、吸音層20、遮音層30の四周は、縦内桟材48a、横内桟材48bに固定される。また、この場合で、取り付け用の内桟材48a、48bは、四周ではなく、少なくとも1つ設けてあれば良い(図示していない)。
【0028】
(3) また、前記実施態様において、ペーパーコア層1の内部に、補強用又は取付用の補強内桟材49を設けることもできる(
図5)。とりわけ、機能開口10の縁部分に設けると有効である。
例えば、ペーパーコア層の上下両端部に横内桟材48b、48bを設け、さらに機能開口10の上縁下縁にも補強内桟材49、49を設ける(
図5)。また、補強内桟材49を機能開口10を囲むように配置することもできる(図示していない)。
【0029】
(4) また、前記実施態様において、機能開口10を設けて低音域吸収材を充填したが、機能開口10を省略して、低音域の吸収が求められる位置で、ペーパーコア材のコア5、5の一部に低音域吸収材12を充填することもできる(図示していない)。
【0030】
(5) また、前記実施態様において、ペーパーコア層1の前面に接着剤を塗布して、吸音層20、遮音層30を積層したが、ペーパーコア層1の各コアの紙材(クラフト紙)の移動を自由とすれば、紙材の振動をより生かして騒音を吸収することもできるので、外周部のみを接着して、中心部側をフリーにすることもできる(図示していない)。
特に、枠材42を使用する場合には、枠材42にペーパーコア層1の外周、吸音層20の外周、遮音層30の外周をそれぞれ接着固定できるので、ペーパーコア層1と吸音層20、ペーパーコア層1と遮音層30は、それぞれ積層されていれば良く、接着されている必要は無い。
【0031】
(6) また、前記実施態様において、ペーパーコア層1の厚さt1と同じに深さt1の機構開口10を形成したが、他の構成とすることもできる(
図7)。
すなわち、ペーパーコア層1の一面6a側(吸音層20側)にのみ深さt5の機構開口10を形成することもできる(
図7(a))。この場合には、吸音層20側付近のペーパーコア層1には低音吸収材12は配置されない。
また、同様に、ペーパーコア層1の他面6側(遮音層30側)にのみ深さt5の機構開口10を形成することもできる(
図7(b))。この場合には、遮音層30側付近のペーパーコア層1には低音吸収材12は配置されない。
【0032】
(7) また、前記実施態様において、ペーパーコア層1の各コア5、5の周囲の紙材(クラフト紙)の振動をより生かして騒音を吸収する場合には、機能開口10を形成して低音吸収材料の充填することを省略し、あるいはコア内への低音吸収材料の充填することを省略することもできる。この場合には、ペーパーコア層1、吸音層20、遮音層30を単に積層して構成する(図示していない)。
【0033】
(8) また、前記実施態様において、ペーパーコア層1の一面6に吸音層20を、他面6aに遮音層30をそれぞれ密着させたが、密着させないこともできる(
図8)。なお、この場合、積層状態を維持するためには、枠材42(縦枠材及び/又は横枠材42b)あるいは他のスぺーサーを使用することが望ましい。
例えば、ペーパーコア層1の一面6に吸音層20を密着させ、ペーパーコア層1の他面に間隙14を空けて、遮音層30を配置することもできる(
図8(a)(d))。この場合、機能開口10を形成しない場合(
図8(a))、機構開口10を形成して低音吸収材12などを充填する場合がある(
図8(d))。また、この場合、間隙14を維持するためにスぺーサー51を設ける(
図8(a)鎖線図示51)。以下各例で間隙14、15を維持するために、同様にスぺーサー51、枠材42などを使用することもできる(図示していない)。
また、ペーパーコア層1の他面6aに遮音材層30を密着させ、ペーパーコア層1の一面6に間隙15を空けて、吸音層20を配置することもできる(
図8(b)(e))。この場合、機能開口10を形成しない場合(
図8(b))、機構開口10を形成して低音吸収材12などを充填する場合がある(
図8(e))。
また、ペーパーコア層1の一面6に間隙15を空けて吸音層20を配置し、さらに他面6aに間隙14を空けて遮音材層30を配置することもできる(
図8(c)(f))。この場合、機能開口10を形成しない場合(
図8(c))、機構開口10を形成して低音吸収材12などを充填する場合がある(
図8(f))。