(57)【要約】  広い周波数帯域で高い防音性能を発現し、また、貫通孔が視認されるのを抑制できる防音構造体、ならびに、これを利用する吸音パネルおよび調音パネル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シート部材と、シート部材の一方の主面に接して配置される吸音体とを有し、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Φ（μｍ）とし、平均開口率をσとしたときに、Ａ＝σ×Φ2で表されるパラメータＡが９２以下である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有するシート部材と、
前記シート部材の一方の主面に接して配置される吸音体とを有し、
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Φ（μｍ）とし、平均開口率をσとしたときに、Ａ＝σ×Φ2で表されるパラメータＡが９２以下である防音構造体。
【請求項２】
前記シート部材が、複数の貫通孔を有する板状の部材である請求項１に記載の防音構造体。
【請求項３】
前記シート部材が、繊維状の部材である請求項１に記載の防音構造体。
【請求項４】
前記パラメータＡが３．２以上９２以下である請求項１〜３のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項５】
前記吸音体の前記シート部材とは反対側に壁部材を有し、
前記吸音体と前記壁部材が少なくとも一部は接した状態で配置されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項６】
壁部材を有し、
前記シート部材と前記壁部材との距離が３５ｃｍ未満である請求項１〜４のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項７】
前記吸音体が、前記シート部材と前記壁部材との間に配置される請求項６に記載の防音構造体。
【請求項８】
壁部材を有し、
防音対象とする音の周波数の波長をλとすると、前記壁部材からλ／４離間した位置に、前記シート部材および前記吸音体の少なくとも一方が存在する請求項１〜７のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項９】
防音対象とする音の周波数の波長をλとすると、前記壁部材からλ／４離間した位置に、前記シート部材が存在する請求項５〜８のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項１０】
前記シート部材と前記吸音体と前記壁部材とが一体化したセル構造として形成されている請求項５〜９のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項１１】
前記吸音体の表面のうち、前記壁部材に接していない表面の中の少なくとも一面は前記シート部材と接している請求項１０に記載の防音構造体。
【請求項１２】
最表面のうち一面が前記シート部材からなり、前記シート部材側の面と対向する面が前記壁部材からなる請求項１０または１１に記載の防音構造体。
【請求項１３】
防音対象の騒音源に対して、吸音体が最表面に配置される請求項１〜１２のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項１４】
２以上の前記シート部材を有し、
前記吸音体の２面以上に前記シート部材が配置されている請求項１〜１３のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項１５】
前記シート部材と前記吸音体が交互に積層されている請求項１〜１４のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項１６】
複数の前記貫通孔がランダムに配列されている請求項１〜１５のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項１７】
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１〜１６のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項１８】
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１〜１７のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項１９】
前記シート部材の形成材料が金属材料である請求項１〜１８のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項２０】
前記シート部材がオゾンに対して耐久性を有する材料からなる請求項１〜１９のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項２１】
前記シート部材がアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる請求項１、２、４〜２０のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項２２】
前記シート部材と前記吸音体の間に、通気性を有する中間部材が配置されている請求項１〜２１のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項２３】
前記中間部材が、メッシュ状部材、もしくは不織布部材である請求項２２に記載の防音構造体。
【請求項２４】
前記シート部材と前記中間部材がともに、難燃性の素材で形成されている請求項２２または２３に記載の防音構造体。
【請求項２５】
前記シート部材と前記中間部材がともに、前記吸音体と比較して、難燃性、耐熱性、遮熱性、光に対する耐久性、オゾン耐久性、耐水性、および、耐湿性の中の一つ以上の特性において優れている請求項２２〜２４のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項２６】
前記中間部材を介して、前記シート部材と前記吸音体が固定されている請求項２２〜２５のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項２７】
請求項１〜２６のいずれか一項に記載の防音構造体を有する吸音パネル。
【請求項２８】
請求項１〜２６のいずれか一項に記載の防音構造体を有する調音パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防音構造体、ならびに、これを利用する吸音パネルおよび調音パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
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体が求められている。【０００３】
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、吸収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。【０００４】
これに対して、特許文献１には、面体から音場側に離隔して配置された非通気性の気密面状体と、気密面状体よりも音場側に配置された流れ抵抗を有する通気性の通気抵抗体と、通気抵抗体よりも音場側に配置された複数の微細穿孔を有する微細穿孔面状体とを備えた吸音構造が記載されており、通気性の多孔質吸音材と気密膜と微細穿孔シートとを組み合わせることで、周波数の広い帯域で吸収率の高い吸音構造とすることができると記載されている。【０００５】
また、特許文献２には、平面状に画成された吸音基材の側面に化粧材を貼着してなる吸音化粧板において、化粧材に多数の微細孔を形成した吸音化粧板が記載されている。また、これにより、一定の吸音性能を安定的に確保することができ、また、多種多様な質感、外観を表出することができると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１７−０４４７９６号公報
【特許文献２】特開平０７−３２４４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、本発明者らの検討によれば、単に多数の貫通孔が形成されたシート部材と、吸音材とを組み合わせるのみでは広帯域で高い防音性能を得るには十分ではないことがわかった。
また、シート部材に形成される貫通孔の開口径が大きいと、貫通孔が見えてしまう。そのため、実際に壁上、車両天井および床などに使用すると貫通孔が見えてしまい、デザイン性および質感を大きく妨げるという問題があった。【０００８】
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、また、貫通孔が視認されるのを抑制できる防音構造体、ならびに、これを利用する吸音パネルおよび調音パネルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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シート部材と、シート部材の一方の主面に接して配置される吸音体とを有し、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Φ（μｍ）とし、平均開口率をσとしたときに、Ａ＝σ×Φ2で表されるパラメータＡが９２以下であることにより、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。【００１０】
［１］  厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有するシート部材と、
シート部材の一方の主面に接して配置される吸音体とを有し、
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Φ（μｍ）とし、平均開口率をσとしたときに、Ａ＝σ×Φ2で表されるパラメータＡが９２以下である防音構造体。
［２］  シート部材が、複数の貫通孔を有する板状の部材である［１］に記載の防音構造体。
［３］  シート部材が、繊維状の部材である［１］に記載の防音構造体。
［４］  パラメータＡが３．２以上９２以下である［１］〜［３］のいずれかに記載の防音構造体。
［５］  吸音体のシート部材とは反対側に壁部材を有し、
吸音体と壁部材が少なくとも一部は接した状態で配置されている［１］〜［４］のいずれかに記載の防音構造体。
［６］  壁部材を有し、
シート部材と壁部材との距離が３５ｃｍ未満である［１］〜［４］のいずれかに記載の防音構造体。
［７］  吸音体が、シート部材と壁部材との間に配置される［６］に記載の防音構造体。
［８］  壁部材を有し、
防音対象とする音の周波数の波長をλとすると、壁部材からλ／４離間した位置に、シート部材および吸音体の少なくとも一方が存在する［１］〜［７］のいずれかに記載の防音構造体。
［９］  防音対象とする音の周波数の波長をλとすると、壁部材からλ／４離間した位置に、シート部材が存在する［５］〜［８］のいずれかに記載の防音構造体。
［１０］  シート部材と吸音体と壁部材とが一体化したセル構造として形成されている［５］〜［９］のいずれかに記載の防音構造体。
［１１］  吸音体の表面のうち、壁部材に接していない表面の中の少なくとも一面はシート部材と接している［１０］に記載の防音構造体。
［１２］  主面のうち一面がシート部材からなり、シート部材側の面と対向する面が壁部材からなる［１０］または［１１］に記載の防音構造体。
［１３］  防音対象の騒音源に対して、吸音体が最表面に配置される［１］〜［１２］のいずれかに記載の防音構造体。
［１４］  ２以上のシート部材を有し、
吸音体の２面以上にシート部材が配置されている［１］〜［１３］のいずれかに記載の防音構造体。
［１５］  シート部材と吸音体が交互に積層されている［１］〜［１４］のいずれかに記載の防音構造体。
［１６］  複数の貫通孔がランダムに配列されている［１］〜［１５］のいずれかに記載の防音構造体。
［１７］  貫通孔の平均開口径が０．１μｍ以上５０μｍ以下である［１］〜［１６］のいずれかに記載の防音構造体。
［１８］  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］〜［１７］のいずれかに記載の防音構造体。
［１９］  シート部材の形成材料が金属材料である［１］〜［１８］のいずれかに記載の防音構造体。
［２０］  シート部材がオゾンに対して耐久性を有する材料からなる［１］〜［１９］のいずれかに記載の防音構造体。
［２１］  シート部材がアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる［１］、［２］、［４］〜［２０］のいずれかに記載の防音構造体。
［２２］  シート部材と吸音体の間に、通気性を有する中間部材が配置されている［１］〜［２１］のいずれかに記載の防音構造体。
［２３］  中間部材が、メッシュ状部材、もしくは不織布部材である［２２］に記載の防音構造体。
［２４］  シート部材が複数の貫通孔を有する板状の部材であり、中間部材も配置されている［２２］または［２３］に記載の防音構造体。
［２５］  シート部材と中間部材がともに、難燃性の素材で形成されている［２２］〜［２４］のいずれかに記載の防音構造体。
［２６］  シート部材と中間部材がともに、吸音体と比較して、難燃性、耐熱性、遮熱性、光に対する耐久性、オゾン耐久性、耐水性、および、耐湿性の中の一つ以上の特性において優れている［２２］〜［２５］のいずれかに記載の防音構造体。
［２７］  中間部材を介して、シート部材と吸音体が接している［２２］〜［２６］のいずれかに記載の防音構造体。
［２８］  ［１］〜［２７］のいずれかに記載の防音構造体を有する吸音パネル。
［２９］  ［１］〜［２７］のいずれかに記載の防音構造体を有する調音パネル。
【発明の効果】
【００１１】
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、また、貫通孔が視認されるのを抑制できる防音構造体、ならびに、これを利用する吸音パネルおよび調音パネルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の防音構造体の一例を概念的に示す断面図である。
【図２】図１に示す防音構造体のシート部材の正面図である。
【図３】図２の断面図である。
【図４】距離と目の分解能との関係を表すグラフである。
【図５】平均開口径と最適な空間周波数との関係を表すグラフである。
【図６】平均開口径とＶＴＦとの関係を表すグラフである。
【図７】空間周波数とＶＴＦとの関係を表すグラフである。
【図８】本発明の防音構造体の他の一例を概念的に示す断面図である。
【図９】本発明の防音構造体の他の一例を概念的に示す断面図である。
【図１０】本発明の防音構造体の他の一例を概念的に示す断面図である。
【図１１】本発明の防音構造体の他の一例を概念的に示す断面図である。
【図１２】本発明の防音構造体の他の一例を概念的に示す断面図である。
【図１３】本発明の防音構造体の他の一例を概念的に示す断面図である。
【図１４】本発明の防音構造体の他の一例を概念的に示す断面図である。
【図１５】本発明の防音構造体の他の一例を概念的に示す断面図である。
【図１６】本発明の防音構造体の他の一例を概念的に示す断面図である。
【図１７】シート部材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。
【図１８】シート部材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。
【図１９】シート部材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。
【図２０】シート部材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。
【図２１】シート部材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。
【図２２】平均開口率と吸収率との関係を表すグラフである。
【図２３】平均開口径と最大吸収率との関係を表すグラフである。
【図２４】平均開口径と最適開口率との関係を表すグラフである。
【図２５】周波数と粘性層厚みとの関係を表すグラフである。
【図２６】平均開口径と最適開口率との関係を表すグラフである。
【図２７】平均開口径と最適開口率との関係を表すグラフである。
【図２８】平均開口径と最適開口率との関係を表すグラフである。
【図２９】平均開口径と下限開口率との関係を表すグラフである。
【図３０】平均開口径と下限開口率との関係を表すグラフである。
【図３１】平均開口径と下限開口率との関係を表すグラフである。
【図３２】平均開口率と吸収率との関係を表すグラフである。
【図３３】平均開口径と上限開口率との関係を表すグラフである。
【図３４】周波数と吸収率との関係を表すグラフである。
【図３５】計測条件を説明するための図である。
【図３６】周波数と吸収率との関係を表すグラフである。
【図３７】周波数と吸収率との関係を表すグラフである。
【図３８】周波数と吸収率との関係を表すグラフである。
【図３９】周波数と吸音率との関係を表すグラフである。
【図４０】周波数と吸音率との関係を表すグラフである。
【図４１】周波数と吸音率との関係を表すグラフである。
【図４２】周波数と吸収率との関係を表すグラフである。
【図４３】周波数と吸収率との関係を表すグラフである。
【図４４】周波数と吸音率との関係を表すグラフである。
【図４５】周波数と吸音率との関係を表すグラフである。
【図４６】周波数と吸音率との関係を表すグラフである。
【図４７】周波数と吸音率との関係を表すグラフである。
【図４８】周波数と吸音率との関係を表すグラフである。
【図４９】周波数と吸音率との関係を表すグラフである。
【図５０】周波数と吸音率との関係を表すグラフである。
【図５１】周波数と吸音率との関係を表すグラフである。
【図５２】周波数と吸音率との関係を表すグラフである。
【図５３】周波数と吸音率との関係を表すグラフである。
【図５４】視認性の測定方法を説明するための模式図である。
【図５５】視認性を測定した結果を撮影した図である。
【図５６】視認性を測定した結果を撮影した図である。
【図５７】吸収率を表すグラフである。
【図５８】シミュレーションを行なった防音構造体のモデルの模式図である。
【図５９】吸音率を表すグラフである。
【図６０】シミュレーションを行なった防音構造体のモデルの模式図である。
【図６１】周波数と吸音率との関係を表すグラフである。
【図６２】吸収率を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
［防音構造体］
本発明の防音構造体は、
厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有するシート部材と、
シート部材の一方の主面に接して配置される吸音体とを有し、
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Φ（μｍ）とし、平均開口率をσとしたときに、Ａ＝σ×Φ2で表されるパラメータＡが９２以下である防音構造体である。
本発明の防音構造体の構成について、図面を用いて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の防音構造体の好適な実施態様の一例を示す模式的な正面図である。また、図２は、防音構造体に用いられるシート部材の模式的な正面図であり、図３は、図２の断面図である。
図１〜図３に示すように、防音構造体１０は、厚さ方向に貫通する貫通孔１４を複数、有するシート部材１２と、シート部材１２の一方の主面（最大面）に接して配置される吸音体２０とを有する。
【００１６】
このような防音構造体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。
【００１７】
図１〜図３に示すシート部材１２は、板状の部材であって、厚み方向に貫通する複数の貫通孔が形成されたものである。
シート部材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。
なお、本発明において、シート部材は、複数の貫通孔を有する板状の部材に限定はされず、織布、不織布等の繊維状の部材であってもよい。繊維状の部材の場合には、繊維間の空間を貫通孔と見なすことができる。この点は後に詳述する。
【００１８】
ここで、本発明において、防音構造体１０は、貫通孔の平均開口径をΦ（μｍ）とし、平均開口率をσとしたときに、Ａ＝σ×Φ2で表されるパラメータＡが９２以下である。
本発明の防音構造体は、平均開口径が０．１μｍ以上１００μｍ未満の微細な貫通孔を、上記パラメータＡを満たす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る吸音効果と、吸音体による吸音効果とにより、広い周波数帯域で高い防音性能を発現することができ、また、貫通孔が視認されるのを抑制できる。
【００１９】
前述のとおり、多数の貫通孔が形成されたシート部材と、吸音体とを組み合わせる防音構造体が提案されているが、単に、組み合わせるのみでは広帯域で高い防音性能を得るには十分ではないことがわかった。
また、シート部材に形成される貫通孔の開口径が大きいと、貫通孔が見えてしまう。そのため、実際に壁上、車両天井および床などに使用すると貫通孔が見えてしまい、デザインや質感を大きく妨げるという問題があった。
【００２０】
貫通孔による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される。具体的には、貫通孔部分を通過する際に、シート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。
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。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。
【００２１】
一方、吸音体による吸音のメカニズムは、多孔質の吸音体中の細孔を音が伝搬する際に、粘性減衰や熱伝導によって音のエネルギーが減衰されるものである。この減衰抵抗は音の粒子速度に比例する。
【００２２】
ここで、本発明者らの検討によれば、貫通孔を有するシート部材と吸音体とを組み合わせると、貫通孔を通過する際に局所速度が極めて大きくなるため、この効果により、吸音体を通過する音の速度も一部で大きくなる。これにより、シート部材と組み合わせることで、吸音体による吸音の効果が向上することがわかった。
その際、貫通孔の平均開口径を０．１μｍ以上１００μｍ未満とし、平均開口径Φ（μｍ）と、平均開口率σのパラメータＡ＝σ×Φ2を９２以下とすることで、貫通孔による吸音効果と吸音材による吸音効果とを適切に発揮することができ、広い周波数帯域で防音性能を向上できることを見出した。
【００２３】
また、貫通孔の平均開口径を１００μｍ未満とし、平均開口率σをパラメータＡが９２以下を満たす開口率とすることで、貫通孔が視認されるのを抑制して、デザイン性および質感を向上することができる。
貫通孔の視認性については後に詳述する。
【００２４】
また、本発明の防音構造体は、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、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。
【００２５】
また、シート部材が微細な貫通孔を有するので、シート部材側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、シート部材は薄い板状（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。
【００２６】
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以下がさらに好ましく、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く、５μｍ以上が最も好ましい。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。
【００２７】
また、Ａ＝σ×Φ2で表されるパラメータＡの下限値は、より高周波側の吸音性能を向上できる観点から、３．２以上が好ましく、４．３以上がより好ましく、５．０以上がさらに好ましく、１０以上が特に好ましく、１５以上が最も好ましい。
また、パラメータＡの上限値は、９２以下であり、４９以下がより好ましい。
なお、貫通孔の平均開口率σは、０＜σ＜１の範囲である。
【００２８】
なお、貫通孔の平均開口径は、シート部材の一方の面から、高分解能走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いてシート部材の表面を倍率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。
【００２９】
また、平均開口率は、高分解能走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いてシート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。
【００３０】
ここで、本発明の防音構造体において、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音の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。
【００３１】
また、配列に起因する貫通孔の視認性の観点からも、貫通孔はランダムに配置されているのが好ましい。貫通孔が規則的に配列されていると、その貫通孔の配列の周期に従って光の回折現象が生じ光が虹色に拡がって見えるおそれがある。
特に、貫通孔の平均開口径を１００μｍ未満と小さい開口径とした場合には、吸音性能の観点から平均開口率はある程度高くする必要がある。そのため、隣接する貫通孔間の距離（貫通孔間最小距離）が小さくなるため、規則的な配列による光の回折現象が発生しやすくなる。
これに対して、貫通孔をランダムに配置することで、貫通孔の平均開口径を１００μｍ未満と小さい開口径とし、高い吸音性能を有する構成とした場合でも、貫通孔間最小距離による光の回折現象は生じにくくすることができる。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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開口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貫通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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。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。
【００３７】
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する。
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。
【００３８】
ここで、後述するシミュレーション結果において、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。
【００３９】
ここで、貫通孔の大きさに起因する視認性の観点からは、シート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。
本発明の防音構造体に用いられる、微細な貫通孔を有するシート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。
【００４０】
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４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が視認されにくく有利となる。防音構造体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。
【００４１】
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。
【００４２】
さらに、本発明の防音構造体は微細な貫通孔が複数存在する系であるため、一つ一つの貫通孔の見えやすさに加えて、貫通孔の配置による空間周波数も視認性に強く関連する。配列による見えやすさを示したものが視覚伝達関数（visual transfer function（ＶＴＦ）、国際公開WO2014/141867 A1参照、視覚伝達関数自体は「R.P.Dooley, R.Shaw: Noise Perception in Electrophotography, J.Appl.Photogr.Eng., 5, 4 (1979), pp.190-196.」により提唱されている）である。視覚伝達関数とは、空間周波数（周期構造、ピッチ、および、粒子配列などの並び方）ごとに、どの程度人間の視覚により検知されやすいかを示した関数であり、数値が大きいほど検知されやすいことを示す。
視覚伝達関数によると、人間は数ｍｍ-1の空間周波数を最も強く認識できることが分かっている。
【００４３】
視覚伝達関数についての検討結果を以下に示す。
まず、吸音体の上に配置された微細な貫通孔が複数形成されたシート部材に関して、貫通孔の平均開口径が２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、および、５０μｍのそれぞれ場合について、最も吸収率が高くなる平均開口率を求め、その際の貫通孔間の平均ピッチから空間周波数を計算した。結果を図５に示す。このとき、それぞれの貫通孔は二次元正方配置で周期的に並んでいるとした。
【００４４】
次に、各平均開口径について、上記で求めた空間周波数の場合の視認性を視覚伝達関数（ＶＴＦ）を用いて評価した。結果を図６に示す。また、図７に平均開口径が２０μｍの空間周波数と視覚伝達関数との関係を求めたグラフを示す。
図６に示すとおり、平均開口径が５０μｍの場合は、ＶＴＦが０．７７と大きいのに対して、平均開口径が２０μｍの場合は、ＶＴＦが０．００９と１／８５０程度小さくなる。すなわち、吸音特性を持たせた場合に平均開口径が２０μｍの構成は、平均開口径５０μｍの構成と比較して１／８５０倍視認されにくい構造とすることができる。
後述する実施例の平均開口径２０μｍのシート部材と平均開口径５０μｍのシート部材とを目視で比べると、平均開口径５０μｍのシート部材のほうが貫通孔が目立つことを確認した。
【００４５】
なお、上記議論は完全に周期性を持つ場合について行ったが、擬周期性を有する場合でも同様の議論ができる。貫通孔や粒子配列における擬周期性について以下に示す。一つ一つの単位（今回は一つ一つの貫通孔）は大きさを持たない理想的な点ではなく大きさ(今回は一つ一つの開口径)を有する。特に密度が大きい場合や単位間反発が大きい場合には、それぞれの単位がその大きさによってお互いを反発したり排除し合って配列する。このとき、特徴的な単位間長さを有し、ランダムなプロセスであっても擬周期性を持つことがある。
【００４６】
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。
【００４７】
また、シート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。また、厚すぎると、厚い貫通孔を通過する際に音の局所速度が低下してしまい、吸音体を通過する音の速度が小さくなってしまうため、吸音体による吸音効果が低くなってしまうおそれがある。
吸音性能、小型化、通気性および光の透過性の観点から、シート部材の厚みは、５μｍ〜５００μｍが好ましく、７μｍ〜３００μｍがより好ましく、１０μｍ〜１００μｍがより好ましく、１５μｍ〜５０μｍが特に好ましい。
【００４８】
以下、シート部材が板状の部材である場合について説明する。
シート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、ステンレス、および、イリジウム等の各種金属；それら金属による合金材料；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、ＡＢＳ樹脂(アクリロニトリル(Acrylonitrile)、ブタジエン(Butadiene)、スチレン (Styrene)共重合合成樹脂)、ＰＬＡ樹脂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：ＣａｒｂｏｎＦｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、および、ＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック：Ｇｌａｓｓ ＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄ 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、コストおよび入手容易性の観点から、銅、ニッケル、ステンレス、チタンおよびアルミニウムが好ましい。特に、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及びアルミニウム合金を用いるのが好ましい。
【００４９】
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。
【００５０】
また、シート部材の材料として、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、シート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、シート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、シート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。
【００５１】
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、シート部材の材料として金属材料（導電性材料）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、シート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シート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、シート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。
【００５２】
一方で、防音構造体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体とすることができる。
【００５３】
また、シート部材は、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、シート部材の耐久性を向上することができる。例えば、シート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。
【００５４】
また、シート部材に対して、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、シート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、シート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、デザイン性の高いシート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。
【００５５】
次に、シート部材が、繊維状の部材である場合について説明する。
前述のとおり、シート部材は、織布、不織布、編物等の繊維状の部材であってもよい。繊維状の部材の場合には、繊維間の空間を貫通孔と見なすことができる。
織布の場合には、縦糸と横糸とが規則的に織られる。従って、繊維径と繊維の間隔で貫通孔の平均開口径と平均開口率とを制御することができる。編物も同様に開口部を規定することができる。
また、不織布の場合には、繊維は不規則に織られるため、繊維同士は平行または直交ではないが、繊維に囲まれた空間に貫通孔が形成される。従って、繊維径と密度とによって貫通孔の平均開口径と平均開口率とが決まる。
【００５６】
シート部材が、繊維状の部材である場合の厚みは、５００μｍ以下が好ましく、３００μm以下がより好ましく、１００μｍ以下がさらに好ましい。
織布、不織布の繊維径は、通常数１０μｍ程度である。従って、厚みを１００μｍ以下とすることで、織布の場合、繊維が多く絡み合わず、縦一本横一本に近いような構成となる。また、不織布の場合も、この厚み範囲では多くの糸が積層されるわけではない。そのため、繊維に囲まれた空間をほぼ貫通孔のようにみなすことができる。このことにより、繊維状の部材であっても貫通孔を有する板状の部材と同様にして吸音特性を取り扱うことができる。
【００５７】
繊維状の部材の厚みが１０ｍｍ超程度に厚い場合には、このような貫通孔とみなせる領域を持つ層が何十層以上の多層に重なりあった構成となる。そのため、連通部分をまっすぐ通る音の効果が現れずに、迷路のようにつながった空気の流路を音が通るモデルとなるために、貫通孔を有する板状の部材とは音響特性が異なる。
吸音特性を求める物理モデルとしては、Johnson-Champoux-Allardモデル(JCAモデル)が厚みのあるときも含めた多孔質材料・積層ファイバー材料のモデル化によく用いられる。その基本パラメータに迷路度(tortuosity)があり、空気伝搬音の通り道がどの程度迷路のように曲がっているかを示す指標である。ファイバー層が厚く、多層に積層することで空気の流路が複雑になる。このとき、迷路度の値が大きくなり、単純な貫通孔と異なる値となる。この値の変化が音響特性を決定するパラメータである有効密度と有効弾性率に影響するため、同じファイバー材料や布であっても、厚みが薄くほぼ貫通孔とみなせる場合と、厚みが厚く流路が迷路のようになるときで異なる音響の特徴となる。
このように、繊維状の部材は厚みによって音に対する特性が本質的に異なる。その中で、厚みが薄いときには、厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有する板状の部材としてみなすことができることを発見した。すなわち、微細な貫通孔を有する板状の部材と同様の取り扱いで吸音効果を取り扱える。
織布、不織布等の繊維状の部材をシート部材として吸音体に接して配置することで吸収が増大する効果を見出し、微細な貫通孔を有する板状の部材と同様にして、Ａ＝σ×Φ2で表されるパラメータＡが９２以下の場合にその増大効果が効果的であることを見出した。
【００５８】
繊維状の部材としては、アラミド繊維、ガラス繊維、セルロース繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリオレフィン繊維、レーヨン繊維、低密度ポリエチレン樹脂繊維、エチレン酢酸ビニル樹脂繊維、合成ゴム繊維、共重合ポリアミド樹脂繊維、共重合ポリエステル樹脂繊維、等の樹脂材料からなる繊維；紙（ティッシュペーパー、和紙など)；ＳＵＳ繊維（株式会社巴川製紙所製ステンレス繊維シート「トミーファイレックSS」など)等の金属材料からなる繊維；麻、綿、絹、羊毛などの天然繊維；カーボン材料の繊維、カーボン含有材料の繊維などを挙げることができる。また、これらの素材を複数用いた繊維状部材であってもよい。
本発明における吸収の特性は貫通孔を音が通過することで生じるため、繊維状の部材の材質が変化しても音響特性にはほとんど変化はない。よって、素材は自由に選択することができる。また、音響特性以外の特性に合わせて選択することもできる。例えば、耐熱性が必要な場合には金属材料を選択することができ、軽量化が必要な場合にはプラスチック材料を選択することができる。
【００５９】
吸音体２０は、多孔質材料からなり、シート部材の一方の主面に接して配置されるものである。
吸音体としては、特に限定はなく、従来公知の吸音材が適宜利用可能である。例えば、発泡ウレタン、軟質ウレタンフォーム、木材、セラミックス粒子焼結材、フェノールフォーム等の発泡材料および微小な空気を含む材料；グラスウール、ロックウール、マイクロファイバー（３Ｍ社製シンサレートなど）、フロアマット、絨毯、メルトブローン不織布、金属不織布、ポリエステル不織布、金属ウール、フェルト、インシュレーションボードおよびガラス不織布等のファイバーおよび不織布類材料；木毛セメント板；シリカナノファイバーなどのナノファイバー系材料；石膏ボード；またこれらの積層材料や複合材料；種々の公知の吸音材が利用可能である。
【００６０】
吸音体２０の厚みには限定はない。吸音性能等の観点から、吸音体２０の厚みは３ｍｍ〜１００ｍｍが好ましく、５ｍｍ〜５０ｍｍがより好ましく、１０ｍｍ〜３０ｍｍがさらに好ましい。
【００６１】
吸音体２０をシート部材１２に接触させて配置することで、貫通孔を有するシート部材が破損することを防ぐ効果がある。
また、発泡ウレタンやグラスウールなどの吸音体は、中に空気を多く含む構造上、経時で埃を出しやすいものも多い。本発明のようにシート部材を吸音体上に配置することで、吸音体からの埃の量を抑制できる効果も有する。
【００６２】
シート部材１２と吸音体２０との配置方法には特に限定はなく、シート部材１２を吸音体２０上に載置するのみでもよいし、シート部材１２を吸音体２０に固定してもよい。シート部材１２と吸音体２０との固定方法としては、有機系及び無機系など各種接着剤が使用でき、接着剤をダイ方式、ロール方式、グラビア方式、バーコート方式でドット状、ストライプ状若しくは薄層に塗布する、また、エアスプレー、エアレススプレー、静電スプレー、ディスペンサーによりドット状に塗布することで孔に埋めないよう接着層を形成して貼り合せる、メッシュ材での熱融着により貼り合せる、一部を両面テープなどの粘着剤でくっつける、ホッチキスのように機械的に止めるなど多数の方法が可能である。
この際に、シート部材と吸音体の間で全面がついている必要はなく、一部が接していればよい。また、不織布系（ガラスクロスなどのクロス材などが特に好ましい、また通気する紙素材などを用いることもできる）、織布系（メッシュ系、特にメタルメッシュやガラス繊維メッシュなど耐久性の高い素材で形成されたメッシュが特に好ましい、またカーボンや金属、ガラスを用いて作られた織物などを用いることもできる）、枠体（プラスチックや金属製で格子状に開口が設けられた構造、また主には円形状の貫通孔を多数パンチングやレーザー等で形成された紙、金属、プラスチックなどを用いることもできる）、通気膜など音を通す部材（以下、中間部材）を介して吸音体とシート部材が接していても良い。より好ましくは、中間部材の通気抵抗が低いことで音をそのまま通すことが望ましい。具体的には、中間部材の通気抵抗が１００（Ｎ・ｓ／ｍ3）以下であることが望ましく、５０（Ｎ・ｓ／ｍ3）以下であることがより望ましく、１０（Ｎ・ｓ／ｍ3）以下であることがさらに望ましく、５（Ｎ・ｓ／ｍ3）以下であることが最も望ましい。
ここで定義する通気抵抗（もしくは流れ抵抗ともいう）は中間部材の厚みにも依存する量であり、単位厚さ流れ抵抗（流れ抵抗率）との関係は、
通気抵抗（Ｎ・ｓ／ｍ3）＝単位厚さ流れ抵抗（Ｎ・ｓ／ｍ4）×部材厚さ（ｍ）
で定義される量である。例えば、通気抵抗１００（Ｎ・ｓ／ｍ3）、部材厚み１００（μｍ）の場合、単位厚さ流れ抵抗は1000000（Ｎ・ｓ／ｍ4）である。
この場合、例えば枠体の場合は開口のサイズをシート部材の開口サイズより大きく、１ｍｍ以上とすることでシート部材の吸音への影響を少ないままに中間部材として用いることができる。
もしくは、通気抵抗の高い中間部材を用いる場合は、シート部材の特性と合わせて設計することもできる。シート部材の効果である粒子速度の大きな変化の影響が吸音体に及ぶ範囲であれば、離れている部分も吸音特性の変化を生じさせることができる。
中間部材の効果としては、シート部材の音響効果を保ったままにシート部材のハンドリング性や破れにくさ、曲げ性の向上を行うこともできる。特にシート部材の厚みが小さく貫通孔の開口率が大きい場合は、シート部材単体だと破れやすいことが多いため、中間部材をつけることによって破れにくくすることができる。すなわち、シート部材が音響特性を主に持ち、中間部材がハンドリング性を主に持つ構成とすることができる。
また、シート部材も多孔質吸音体も開口率や空隙層が大きく、通常の接着剤や粘着剤がはがれやすい場合がある。このときに、接着剤や粘着剤がつきやすい中間部材を用いることや、もしくは中間部材に熱融着性を持たせてシート部材と多孔質吸音体の双方に融着するなど、中間部材に接着の工夫を行うことではがれにくく耐久性の大きな防音構造体を作成することもできる。
また、後述する難燃特性や不燃特性を持たせる場合に、シート部材と中間部材をともに難燃性や不燃性を持つ部材とすることで、難燃特性をさらに向上させることができる。これは、耐熱性や光耐久性、UV耐久性、オゾン耐久性、耐水性、耐湿性などでも同様である。
特に、例えば熱源の位置が分かっている場合では、熱源方向にシート部材と中間部材が上に向き、背面に多孔質吸音体が配置されるような向きで配置することで、多孔質吸音体を熱から保護することができる。これはＵＶ光源の位置、オゾンの発生源、水の位置などが分かっている場合にも同様に対処することができる。
また、後述する壁部材を有する構成においては、例えば、壁部材に吸音体を設置し、その吸音体表面にシート部材を接するようにたてかける、もしくは載せて置くだけでも良い。
【００６３】
ここで、防音対象の騒音源に対する、防音構造体１０の向きには特に限定はなく、シート部材１２側を騒音源側としてもよいし、図８に示す例のように、吸音体２０側を騒音源側としてもよい。図８中の矢印は音の入射方向であり、図中上側に騒音源が位置する。
【００６４】
なお、騒音源の方向に関して、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。
【００６５】
ここで、図１に示す例では、１つのシート部材１２と１つの吸音体２０とを有する構成としたが、シート部材１２及び／又は吸音体２０を２つ以上有する構成としてもよい。
例えば、図９に示す例のように、吸音体２０とシート部材１２とが交互に２以上積層される構成としてもよい。また、図１０に示す例のように、吸音体２０の両面それぞれにシート部材１２を配置する構成としてもよい。あるいは、シート部材１２の両面それぞれに吸音体２０を配置する構成としてもよい。
シート部材を吸音体で挟むことで、シート部材が破れたり傷ついたりすることを避けることができる点で好ましい。
【００６６】
また、本発明の防音構造体は、吸音体の、シート部材とは反対側の面側に壁部材を有していてもよい。
図１１に示す例では、防音構造体１０は、シート部材１２、吸音体２０および壁部材３０をこの順で有する。また、吸音体２０と壁部材３０とは接して配置されている。
また、図１２に示す例では、防音構造体１０は、シート部材１２、吸音体２０および壁部材３０をこの順で有する。また、吸音体２０と壁部材３０とは所定距離離間して配置されている。
【００６７】
壁部材３０は、実質的に剛体とみなすことができる板状の部材である。
壁部材３０としては限定はないが、建物の壁、床、天井、車等の輸送機械の板金あるいは床、机等の一般家具類の板、防音壁、道路、パーティション等の板、家電類の表面、オフィス機器の表面もしくは内部ダクト、工業機械類表面、金属板等を挙げることができる。空気の音響インピーダンスと固体の音響インピーダンスはほとんどの素材で大きく異なるため、金属、プラスチック、木など素材に依らずにその表面反射は極めて大きくなる。従って、これらの材質からなる壁部材は実質的に剛体とみなすことができる。
【００６８】
このように壁部材３０を有する構成とすることで、シート部材１２および吸音体２０を透過した音が、壁部材３０で全て反射されて、再度、吸音体２０およびシート部材１２に入射するため、吸音性能をより高くすることができる。
なお、吸音性能の点から、吸音体２０と壁部材３０とが接しているのが好ましい。すなわち、シート部材１２と壁部材３０との間の空間には吸音体２０が充填されているのが好ましい。また、吸音体２０と壁部材３０とは一部が接する状態であってもよい。
【００６９】
また、壁部材３０を有する構成の場合には、シート部材１２と壁部材３０との間の距離は３５ｃｍ未満とするのが好ましい。
壁部材３０を有する構成とした場合には、壁部材の位置で音圧が最大となる。そのため、そこから半波長λ／２分離れた位置で、粒子速度が最小、音圧が最大となる。前述のとおり、シート部材は形成された貫通孔を通過する音のエネルギーを摩擦熱に代えて吸音する。そのため、シート部材が配置された位置で粒子速度が小さくなる周波数の音の吸収は小さくなる。すなわち、シート部材と壁部材との間隔がλ／２＋ｎ×λ／２（ｎは０以上の整数）となる周波数の音の吸収が小さくなる。例えば、シート部材と壁部材との間隔が３４．３ｃｍだと、５００Ｈｚ、１０００Ｈｚ、１５００Ｈｚ、２０００Ｈｚ・・・の周波数の音の波長に対して、λ／２＋ｎ×λ／２と一致するため、これらの周波数の音の吸収が小さくなる。従って、シート部材と壁部材との間隔を３５ｃｍ未満とすることで、５００Ｈｚよりも小さい周波数の音の吸収が小さくなることを抑制できる。
可聴域の音の吸収を大きくする観点から、シート部材と壁部材との間隔は、小さいほど好ましく、１７．１ｃｍ（１０００Ｈｚに対応）以下が好ましく、８．５ｃｍ（２０００Ｈｚに対応）以下がより好ましく、６．９ｃｍ（２５００Ｈｚに対応）以下がさらに好ましく、１．７ｃｍ（１００００Ｈｚに対応）以下が特に好ましく、０．８５ｃｍ（２００００Ｈｚに対応）以下が最も好ましい。
【００７０】
また、壁部材３０を有する構成とした場合には、壁部材３０の位置から１／４波長（λ／４）分離れた位置で、粒子速度が最大となる。粒子速度が最大となる位置にシート部材１２あるいは吸音体２０が存在すると、この波長に対応する周波数の音の吸収が大きくなる。この点から、図１３に示すように、防音対象とする音の周波数の波長λに対して、壁部材３０の位置から１／４波長（λ／４）分離れた位置に、シート部材１２および吸音体２０の少なくとも一方が存在することが好ましい。
特に、壁部材３０の位置から１／４波長（λ／４）分離れた位置に、シート部材１２が存在することが好ましい。これにより、この波長に対応する周波数の音に対して、シート部材１２の貫通孔による吸収の効果を大きくすることができる。
また、壁部材３０が離間して配置される場合にも、壁部材３０の位置から１／４波長（λ／４）分離れた位置に、シート部材１２および吸音体２０の少なくとも一方が存在することが好ましい。
【００７１】
また、壁部材３０を有する構成においては、シート部材１２、吸音体２０および壁部材３０が一体化したセル構造として形成されていてもよい。
すなわち、壁部材３０、吸音体２０およびシート部材１２がそれぞれ接している構造ごと移動できる形状とすることで、可搬性のある吸音ボードや吸音セルとして用いることができる。具体的には、プラスチックあるいは金属の板（壁部材）に吸音体を貼りつけて、その吸音体の表面に微細な貫通孔を有するシート部材が取り付けてある構造で、プラスチックや金属の板を薄くすることで持ち運びもできる重さのセルとすることができる。そのセルを複数個並べて壁等に取り付けることで吸音パネルあるいは調音パネルとして機能する。なお、吸音パネルとは音の吸音を目的とし、例えば、会議室や店などに用いられて声を明瞭化するために雑音を除去することなどに用いられる。また、調音パネルとは音の吸音や拡散を調整することで音を整える目的に用いられる。例えば、コンサートホールの音の響きの調整などに用いられる。
また、より小さい数ｃｍのサイズのプラスチックや金属の板に吸音体と微細な貫通孔を有するシート部材を取り付けたセルとすることで、各種機器のダクトあるいは給気部等に配置して防音性能を発揮する防音セルとすることもできる。このように、壁部材も一体化したセル構造とすることで、設置時に吸音体と壁部材との距離を気にすることなく防音性能を発揮することができる。
【００７２】
その際、吸音体の表面のうち、壁部材に接していない表面の中の少なくとも一面はシート部材と接しているのが好ましい。すなわち、シート部材が吸音体と接して、かつ、最表面に配置される構成となるのが好ましい。
また、図１４に示すように、最表面のうち一面がシート部材１２からなり、シート部材１２側の面と対向する面が壁部材３０からなる構成とするのが好ましい。
【００７３】
また、図１５に示す例のように、最表面の全ての面が、シート部材１２および壁部材３０のいずれかからなる構成としてもよい。図１５に示す例は、最表面の一面がシート部材１２からなり、他の最表面が壁部材３０からなる構成である。
【００７４】
また、図１６に示すように、シート部材１２、吸音体２０および壁部材３０をセル構造とした場合にも、シート部材１２と壁部材との間の距離は、防音対象とする音の周波数の１／４波長であるのが好ましい。
【００７５】
［シート部材の製造方法］
次に、シート部材の製造方法について、板状の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シート部材の製造方法は、
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。
【００７６】
＜アルミニウム基材＞
シート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。
【００７７】
次に、シート部材の製造方法の各工程を図１８〜図２２を用いて説明した後に、各工程について詳述する。
【００７８】
図１７〜図２１は、アルミニウム基材を用いた防音構造体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。
防音構造体の製造方法は、図１７〜図２１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１７および図１８）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１８および図１９）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を有するシート部材１２からなる防音構造体を作製する皮膜除去工程（図１９および図２０）と、を有する製造方法である。
また、防音構造体の製造方法は、皮膜除去工程の後に、貫通孔１４を有するシート部材１２に電気化学的粗面化処理を施し、シート部材１２の表面を粗面化する粗面化処理工程（図２０および図２１）を有しているのが好ましい。
【００７９】
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。
【００８０】
〔皮膜形成工程〕
本発明において、シート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。
【００８１】
＜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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
〔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。
【００８６】
＜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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
（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。
【００９２】
（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。
【００９３】
〔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。
【００９４】
＜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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
＜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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
〔粗面化処理工程〕
本発明において、シート部材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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
〔金属被覆工程〕
本発明において、シート部材の製造方法は、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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
＜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。
【０１０９】
＜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。
【０１１０】
（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。
【０１１１】
（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ＷＲ  １．５〜５．０ｍＬ／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／ｄｍ2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。
【０１１２】
〔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。
【０１１３】
このようなシート部材の製造は、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。
【０１１４】
また、貫通孔の形成方法は、上述した方法に限定はされず、シート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、板状のシート部材として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を用いることができる。シート部材が薄く加工可能な場合はパンチング、針加工、エンボス加工などの物理的接触による機械加工あるいはサンドブラスト加工などの方法で貫通孔を形成することができる。また、表面にレジスト材料を塗布したのちに、レジスト材料にリソグラフィーを行った後にエッチング加工を行うことでも、貫通孔を形成することができる。
【０１１５】
以下に、本発明の防音構造体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・不燃性・耐火性］
建材や機器内防音材・輸送機器用防音材として本発明の防音構造体を持つ防音部材を使用する場合、難燃性あるいは不燃性であることが求められる。
そのため、シート部材は、難燃性あるいは不燃性のものが好ましい。シート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、繊維系においてもたとえばＰＥＩ繊維やメタ系アラミド繊などの難燃繊維を用いることで難燃性を付与することができる。
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もしくは不燃性を付与することができる。
特に、本発明の防音構造体が壁に設置されて用いられる場合には、最表面がこのシート部材になる。よって、下部の多孔質吸音層が難燃性・不燃性を有していない場合でも、シート部材が難燃性・不燃性を有していることで全体の燃焼を防ぐことができる。
また、中間層部材も難燃性・不燃性を有する接着手法を選択することで、より燃焼に対して高い耐久性をもたせることができる。
これらを測定する手法としてはＪＩＳ Ｋ ７２０１に定められた酸素指数を測定する方法、もしくはＵＬ９４規格による燃焼試験の方法などがある。
これによって、不燃性、難燃性、自己消火性などの耐火性のグレードを決定することができる。
【０１１６】
［耐熱性］
環境温度変化にともなう、本発明の防音構造体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。
シート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。
【０１１７】
［耐候・耐光性］
屋外や光が差す場所に本発明の防音構造体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、シート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シート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シート部材を選択するのが好ましい。
【０１１８】
［ゴミ］
長期間の使用においては、シート部材表面にゴミが付着し、本発明の防音構造体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シート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、シート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シート部材自体が導電性を持つシート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、シート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シート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。
【０１１９】
上述したような特殊な材料を使用する以外に、シート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、シート部材上に所定の距離離間して膜を覆うようにカバーを配置することによって、シート部材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、シート部材に貼り付けずに距離を空けることによって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、シート部材に音を放射し、シート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。
【０１２０】
［風圧］
強い風がシート部材に当たることによって、シート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、シート部材上に、不織布、ウレタン、ファイバー材料、メッシュ材料及び／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。
【０１２１】
本発明の防音構造体は、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、本発明の防音構造体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。
【０１２２】
また、本発明の防音構造体は、吸音体の種類や厚みを適宜選択する、たとえば密度の小さいグラスウール等を用いることで、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。適宜素材を選択した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。放熱のためには非金属素材を選択することで放射が高まる。
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。
【０１２３】
本発明の防音構造体は、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、本発明の防音構造体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。
輸送機器用の防音部材：自動車、および、電車等の乗り物の車内に設置される防音部材
吸音パネル：オフィス、会議室、住宅、音楽用の部屋などの壁に取り付けて、雑音を除去し、声など必要な音を明瞭化するために用いる防音部材。
調音パネル：音楽用の部屋、コンサートホールなどの壁に取り付けて吸音や拡散を調整することで部屋の音響性能を変化させるために用いる防音部材。
【０１２４】
［シミュレーション１］
次に、シミュレーションを行ない検討した結果を示す。
貫通孔を有するシート部材はＭａａの式に従ってモデル化を行った。Ｍａａの式とは、「Potential of microperforated panel absorber. Dah-You Maa. The Journal of the Acoustical Society of America 104, 2861 (1998)」などDY Maaによって示されている、シート部材の厚み、開口径、および、開口率よりシート部材の複素音響インピーダンスを求める式である。これによって、多数の貫通孔があいたシート部材を数学的にモデル化して取り扱うことができる。
一方で、吸音体としては、グラスウールはDelany-Bazley式（ＤＢ式）より、ウレタンはBiotモデルによりモデル化を行った。ナノファイバーは透過流体モデルのLimp frameモデルを用いてモデル化を行った。主には、グラスウール系などのファイバー系を検討し、ＤＢ式で単位厚さ流れ抵抗を２００００［Pa・s/m2］として計算した。
これらを、有限要素法計算ソフトCOMSOL ver5.2a（ＣＯＭＳＯＬ社）の音響モジュール上に実装し、設計と最適化を行った。
上記の吸音体の片面にシート部材が接している状態で検討し、シート部材の効果的な条件を見出す検討を行った。音響管内に上記構造が配置されたモデルで、透過率と反射率をそれぞれ求めた。吸収率は入射音圧を１［Ｐａ］としたときに、１−透過率−反射率として求めた。
【０１２５】
まず、周波数２０００Ｈｚの音に対して、いくつかの平均開口径に対して、平均開口率ごとの吸収率を計算した。なお、吸音体はグラスウール、厚み１０ｍｍとし、シート部材はアルミニウム、厚み２０μｍとした。図２２に平均開口径２０μｍ、１００μｍ、２００μｍおよび３００μｍの場合の結果を示す。なお、図２２において、吸音体のグラスウールで厚み１０ｍｍのものを「ＧＷ１０」と表し、シート部材のアルミニウムで平均開口径２０μｍのものを「ｐＡｌ０．０２」と表し、平均開口径１００μｍのものを「ｐＡｌ０．１０」、２００μｍのものを「ｐＡｌ０．２０」、３００μｍのものを「ｐＡｌ０．３０」と表した。
図２２に示すとおり、各平均開口径において、吸収率が最大となる平均開口率が存在する。以下、各平均開口径において吸収率が最大となる平均開口率を最適開口率ともいう。また、最適開口率における吸収率を最大吸収率ともいう。
【０１２６】
このような計算を周波数２０００Ｈｚで各平均開口径に対して行ない、最適開口率および最大吸収率を求めた。また、パラメータＡを算出した。
結果を表１および表２に示す。また、図２３には、平均開口径と最大吸収率との関係をグラフに示し、図２４には、平均開口径と最適開口率との関係をグラフに示す。
【０１２７】
【表１】
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【０１２８】
表１、図２３および図２４から、最大吸収率は、平均開口径５μｍ〜５０μｍではほぼ変化せず、５０μｍより大きい径では小さくなることがわかる。また、最適開口率は、平均開口径１００μｍ程度以上では、径が大きくなるほど大きくなるのに対して、平均開口径が１００μｍより小さい領域では径が小さくなるほど大きくなることがわかる。
【０１２９】
上述のように、平均開口径ごとに最適開口率を求める設計を行ったところ、平均開口径を大きくすると最適開口率が大きくなる領域と、平均開口径を小さくすると最適開口率が大きくなる領域が存在することが分かった。シート部材の貫通孔による吸音特性は、微細な貫通孔を通る音が空気の粘性摩擦や熱摩擦によって吸音されることに依る。本発明のように主な平均開口径が数１０μｍの領域においては、貫通孔内で空気の粘性摩擦により発生する粘性層厚みと貫通孔径がほぼ同一になっている。よって、平均開口径を変化させていくと、「粘性層厚み＜平均開口径／２」の領域と「粘性層厚み＞平均開口径／２」の領域があり、この領域の違いによって平均開口径に対する最適開口率の変化の領域が分かれていることが明らかになった。
【０１３０】
平均開口径が大きい場合は、音が摩擦の影響をほぼ受けずに抜ける部分があるのに対して、平均開口径が小さい場合は貫通孔内全体で粘性摩擦が支配的となり、より摩擦吸音に適している領域である。よって、「粘性層厚み＞平均開口径／２」となる領域に吸音の優位性がある。この領域を「粘性抵抗領域」と呼ぶことにする。
ここで、粘性層厚みは、周波数をｆとすると、０．２２（ｍｍ）×√（１００（Ｈｚ）／ｆ（Ｈｚ））の式によって求めることができる（図２５）。
図２５から周波数２０００Ｈｚの場合の粘性層厚みは約０．０５ｍｍであることがわかる。また、図２４から、周波数２０００Ｈｚの場合における、最適開口率の変化の領域が分かれる平均開口径は約１００μｍである。
また、図２６には、周波数１０００Ｈｚの場合について同様に平均開口径と最適開口率との関係を求めた結果を示す。図２５から周波数１０００Ｈｚの場合に粘性層厚みは約０．０７ｍｍであることがわかる。また、図２６から周波数１０００Ｈｚの場合における最適開口率の変化の領域が分かれる平均開口径は約１４０μｍである。
このように、最適開口率に対する振る舞いが変わる領域が分かれる平均開口径が、「粘性層厚み＝平均開口径／２」を満たすことをシミュレーションでも明らかにした。
【０１３１】
なお、粘性層厚みの求め方については「David T. Blackstock, “fundamentals of physical acoustics”, John Wiley & Sons, 2000」のAppendix Cに従って解析的に計算することができる。
人間にとって聴感に大きく聞こえる２０００Ｈｚにおいて、粘性層厚みが４９μｍであり、対応する平均開口径は９８μｍとなる。よって、この周波数において粘性抵抗領域による大きな吸収を得るために、平均開口径は１００μｍ未満とする必要がある。
より高周波まで粘性抵抗領域とするためには、４０００Ｈｚにおける粘性層厚み３５μｍに対応する平均開口径７０μｍ以下が好ましく、８０００Ｈｚにおける粘性層厚み２４．５μｍに対応する平均開口径５０μｍ以下がより好ましく、１２０００Ｈｚにおける粘性層厚み２０μｍに対応する平均開口径４０μｍ以下がさらに好ましく、１６０００Ｈｚにおける粘性層厚み１７μｍに対応する平均開口径３５μｍ以下が最も好ましい。
【０１３２】
次に、平均開口率について検討を行った。
上記のとおり、周波数１０００Ｈｚおよび２０００Ｈｚにおいて、平均開口径が５０μｍより大きい領域では、最適開口率は１％程度となり、最適開口率が小さいことがわかる。
【０１３３】
一方、平均開口径５０μｍ以下の領域について、より詳細に検討を行った。図２７には、周波数２０００Ｈｚの場合の平均開口径と最適開口率との関係を示し、図２８には、周波数１０００Ｈｚの場合の平均開口径と最適開口率との関係を示す。
最適開口率をσb、平均開口径をΦ（μｍ）としたときに、どちらの周波数においてもほぼ、
σb＝２０×Φ-2
の関係で表わされることを発見した。つまり、最適開口率は平均開口径のマイナス２乗に比例すること、すなわち最適開口率は貫通孔の開口面積に反比例することが明らかになった。また、その時の係数が約２０であることも明らかにした。
【０１３４】
この関係を、貫通孔の個数Ｎと開口径の関係で解釈する。ある面積Ｓ0のシート部材に開口面積Ｓ1の貫通孔がＮ個、合計面積Ｓ2で開いているとすると、最適な開口率であるとき、定義により、
σb＝Ｓ2／Ｓ0、Ｓ2＝Ｎ×Ｓ1
である。よって、
σb＝Ｎ×Ｓ1／Ｓ0
である。一方、上述の関係式より
σb∝Φ-2∝１／Ｓ1
である。これらの関係から、
Ｎ×Ｓ1∝１／Ｓ1
よって、
Ｎ∝Ｓ1-2
となる関係である。つまり、貫通孔の個数が貫通孔の開口面積のマイナス２乗（開口径Φの−４乗）に比例して数が増減する関係がある。
このように、σb＝２０×Φ-2で表わされる平均開口率と平均開口径になっているときが、本発明の構成で最も吸収が大きくなる構成である。すなわち、パラメータＡが２０のときが最も吸収が大きくなる。
【０１３５】
次に、平均開口率の下限についてシミュレーションにより検討を行った。
本発明では吸音体を用いて、吸音体と貫通孔を有するシート部材を組み合わせて吸収を増大させることが目的である。そのため、組み合わせた結果が元の吸音体単体よりも吸収が小さくなる場合にはその周波数で目的を達成できないことになる。一般に、吸音体は低周波側の吸収が小さく高周波側は十分に吸収を持つことが多い。本発明では低周波側の吸収を大きくする効果が大きいが、一方で高周波側では、元の吸音特性をできるだけ残す設計を行いたい。
このような観点から、周波数２０００Ｈｚ、１０００Ｈｚおよび５００Ｈｚの３水準について、いくつかの平均開口径に対して、吸収率が吸音体単体の吸収率と略一致する開口率を平均開口率の下限（以下、下限開口率ともいう）として求めた。
結果を図２９（周波数２０００Ｈｚ）、図３０（周波数１０００Ｈｚ）、および、図３１（周波数５００Ｈｚ）に示す。
【０１３６】
図２９から、２０００Ｈｚにおいては、平均開口径Φと下限開口率σsは、
σs＝５．０×Φ-2
で表され、図３０から、１０００Ｈｚにおいては、
σs＝４．３×Φ-2
で表され、図３１から、５００Ｈｚにおいては、
σs＝３．２×Φ-2
で表されることがわかった。すなわち、この開口率よりも小さい開口率の場合に、吸音体単体の吸収率を下回ることが分かった。
【０１３７】
よって、平均開口率σ＝Ａ×Φ-2としたときに、パラメータＡは３．２以上であるのが好ましく、４．３以上であることがより好ましく、５．０以上であることがさらに好ましい。同様に、パラメータＡは１０以上あるいは１５以上であることで、より高周波側まで吸音体単体の吸収率を上回ることができるため好ましい。
【０１３８】
次に、平均開口率の上限についてシミュレーションにより検討を行った。
平均開口率を大きくすると、シート部材の貫通孔をそのまま通過し吸音体に当たる音の割合が大きくなる。よって、平均開口率が大きくなった極限での吸収率は、吸音体単体の吸収率に漸近していく。すなわち、平均開口率を最適開口率より大きくすると徐々に吸収率が小さくなっていき、平均開口率が大きい極限では吸音体単体の吸収率となる。
そこで、いくつかの平均開口径に対して、吸音体の吸収率を基準として、その１．１倍、１．２倍、１．３倍に吸収率を持つときの平均開口率をそれぞれ求めた。周波数は２０００Ｈｚで検討した。
【０１３９】
図３２は、平均開口径１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍおよび５０μｍのそれぞれに対して、平均開口率ごとの吸収率を計算した結果である。また、図３２には吸音体単体の吸収率およびこの吸収率の１．２倍の吸収率を示した。
図３２から、平均開口率を最適開口率より大きくすると徐々に吸収率が小さくなっていき、平均開口率が大きい極限では吸音体単体の吸収率に漸近することがわかる。
また、各平均開口径に対して、吸収率が吸音体単体の吸収率の１．２倍となる平均開口率が存在することがわかる。
【０１４０】
各平均開口径に対して、吸収率が吸音体単体の吸収率の１．１倍となる平均開口率、１．２倍となる平均開口率、および、１．３倍となる平均開口率を平均開口率の上限（以下、上限開口率ともいう）として求めた。
結果を図３３に示す。
【０１４１】
図３３から、上限開口率もσ＝Ａ×Φ-2の形に従うことがわかった。具体的には、吸音体単体の吸収率の１．１倍を基準とした場合には、平均開口径Φと上限開口率σtは、
σt＝２１３×Φ-2
で表され、１．２倍を基準とした場合には、
σt＝９２×Φ-2
で表され、１．３倍を基準とした場合には、
σt＝４９×Φ-2
で表されることがわかった。すなわち、この上限開口率よりも小さい平均開口率の場合に、吸収率が吸音体単体の吸収率の１．１倍（１．２倍あるいは１．３倍）を上回ることがわかった。
【０１４２】
以上をまとめると、まず平均開口径に関して、周波数２０００Ｈｚまで粘性抵抗領域に入るために１００μｍ未満であることが必要であり、より高周波のために７０μｍ以下、５０μｍ以下、４０μｍ以下、あるいはさらに、３５μｍ以下となることが好ましい。
また、平均開口率についてσ＝Ａ×Φ-2の形で範囲指定を行うことができる。ベストはＡ＝２０である。また、Ａの下限は、３．２以上であり、４．３以上、５．０以上、１０以上、１５以上であるのが好ましく、上限は９２以下であり、４９以下であるのが好ましい。
【０１４３】
一例として、平均開口径５０μｍで、平均開口率１％（パラメータＡが２５）の場合と、平均開口率５％（パラメータＡが１２５）の場合について、周波数と吸収率との関係を求めた。結果を図３４に示す。
図３４から、本発明の範囲内である平均開口率１％（パラメータＡが２５）の場合は、本発明の範囲外である平均開口率５％（パラメータＡが１２５）の場合に対して、広い周波数域で吸収率が高いことがわかる。
【０１４４】
次に、図３５に示す構成のような、防音構造体が、シート部材１２、吸音体２０および壁部材３０をこの順で有し、吸音体２０と壁部材３０とが所定距離離間して配置される構造についてシミュレーションにより検討を行った。
具体的には、シート部材１２の表面と壁部材３０の間の距離ｈ1を種々変更して周波数と吸収率との関係を計算した。
図３６に、距離ｈ1が３４．３ｃｍ、１７．１ｃｍ、８．５ｃｍ、および、６．９ｃｍそれぞれの場合の結果を示す。
【０１４５】
図３６に示すとおり、距離ｈ1が３４．３ｃｍの場合には、５００Ｈｚ、１０００Ｈｚ、１５００Ｈｚ、２０００Ｈｚ、２５００Ｈｚ、３０００Ｈｚで吸収率が極小となっている。これらの周波数における波長λは、ｈ1＝λ／２＋ｎ×λ／２を満たす波長に対応する周波数である。
同様に、距離ｈ1が１７．１ｃｍ、８．５ｃｍ、および、６．９ｃｍそれぞれの場合においても、ｈ1＝λ／２＋ｎ×λ／２を満たす波長に対応する周波数で吸収率が極小となっている。
以上から、シート部材と壁部材との間隔は、小さいほど好ましく、３５ｃｍ未満が好ましく、１７．１ｃｍ以下がより好ましく、８．５ｃｍ以下がさらに好ましく、６．９ｃｍ以下が特に好ましいことがわかる。
【実施例】
【０１４６】
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。【０１４７】
［実施例１］
＜シート部材の作製＞
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、直径２０μｍ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７４μｍ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、すなわち、電気化学反応を用いて、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シート部材を作製した。大きさはＡ４サイズとした。
作製した膜をＳＥＭおよび光学顕微鏡を用いて評価したところ、平均開口径２０μｍ、平均開口率５．７％、厚み２０μｍであった。また、貫通孔がシート部材を厚み方向に完全に貫通していることも確認した。パラメータＡは、２２．８となる。【０１４８】
＜防音構造体の作製＞
吸音体としてグラスウール、厚み１０ｍｍ（旭ファイバーグラス株式会社製）を用いた。このグラスウールの単位厚さ流れ抵抗は２００００［Pa・s/m2］である。流れ抵抗の測定方法は「ISO 9053」に従う。
吸音体の上にシート部材を配置して防音構造体を作製した。【０１４９】
［比較例１］
シート部材を有さない以外は実施例１と同様とした。すなわち、吸音体単体の構成とした。【０１５０】
［実施例２〜４、および、比較例２〜３］
それぞれ、シート部材に形成される貫通孔の平均開口径および平均開口率を変更した以外は実施例１と同様の構成の防音構造体を作製した。
実施例２は、平均開口径１０μｍ、平均開口率２２．５％とした。パラメータＡは、２２．５である。
実施例３は、平均開口径５０μｍ、平均開口率１．０％とした。パラメータＡは、２５である。
実施例４は、平均開口径７０μｍ、平均開口率０．６％とした。パラメータＡは、２９．４である。
比較例２は、平均開口径１００μｍ、平均開口率０．５％とした。パラメータＡは、５０である。
比較例３は、平均開口径２００μｍ、平均開口率１．２％とした。パラメータＡは、４８０である。
なお、これらの平均開口率は、上述したシミュレーションで求めた各平均開口径に対する最適開口率である。【０１５１】
［評価］
＜音響特性＞
作製した防音構造体の音響特性を、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。
この音響管のサイズに合わせて、シート部材とグラスウールをそれぞれ直径４０ｍｍの円形上に切取加工を行って音響管内に配置した。また、音響管内において、防音構造体はシート部材側を音源側に向けて配置した。
図３７に、各実施例および比較例について周波数と吸収率との関係を測定した結果を示す。なお、図３７に示すグラフにおいては、凡例をそれぞれの平均開口径と平均開口率とで示した。例えば、「１０ｕｍ＿０．２２５」の凡例は、平均開口径１０μｍ、平均開口率０．２２５（２２．５％）の例（実施例２）である。【０１５２】
図３７から、実施例１および２である、平均開口径１０μｍおよび２０μｍの場合の吸収率が最大であり、実施例３の平均開口径５０μｍの場合は、ごく僅かに小さい吸収率となる。また、実施例４の平均開口径７０μｍの場合はそれらより吸収率が小さい。
一方、比較例２の平均開口径１００μｍの場合、広い周波数帯で吸収率が低く、また、周波数４０００Ｈｚまでの吸収率の傾きが実施例とは異なっている。また、比較例３の平均開口径２００μｍの場合は吸収率がさらに小さくなる。
上述のとおり、シート部材に形成された微細な貫通孔の平均開口径と平均開口率は最適な組み合わせが存在する。図３７から、その最適条件同士を比較すると平均開口径が小さい場合の方が広帯域の吸収を有することが分かる。【０１５３】
［実施例５〜７］
次に、シート部材と音源方向の配置と、設置枚数に関して検討した。測定に用いる音響管の太さを直径１５ｍｍとすることで、より高周波側（〜１２０００Ｈｚ）まで測定可能とした。
実施例１のシート部材と吸音体を用いて、シート部材が音源側にある場合を実施例５（透過配置＿表）、音源と反対側にある場合を実施例６（透過配置＿裏）とした。  また、シート部材が吸音体の両面に設置されている場合を実施例７（透過配置＿両面）とした。
それぞれの測定結果を図３８に示す。
実施例５〜７を比較すると、シート部材が音源と反対側にある場合と、両面にある場合が、シート部材が音源側にある場合よりも吸収率が大きくなる。
シート部材を音源とは反対側に配置することで、微細な貫通孔による吸収が生じるとともに、そのシート部材部分において反射が生じる。その反射波が入射波と干渉することで吸音体内部での音響の干渉効果による音圧の強めあいを生じて、吸音体における吸収量を大きくした効果も生じていると考えられる。つまり、シート部材が吸収体として機能するとともに、弱い反射壁としても機能していると考えられる。【０１５４】
［シミュレーション２］
次に、壁部材を有する構成について、シミュレーションにて検討を行った。
壁部材は剛体壁としてモデル化した以外は、シミュレーション１と同様にしてモデル化を行った。また、吸音体の厚みは２０ｍｍとし、壁部材と吸音体は接しているものとした。
この場合、剛体壁により透過音は全て反射されるため、反射率より吸収率＝１−反射率で定義される吸収率を求めた。【０１５５】
ここで、吸音体単体よりも、壁部材につけた吸音体の方が、壁からの反射による干渉効果を用いることができるため、高周波側の吸音は高くなりやすい。従って、低周波側の吸音を求められる。さらに、シミュレーション１と比べて倍の厚みの吸音体を検討しているため、対象とする周波数１０００Ｈｚとして、その吸収率が最大化する最適開口率を求めて、パラメータＡを算出した。
結果を表２に示す。【０１５６】
【表２】
2018181139.tif 000004
【０１５７】
［実施例８〜１２および比較例４〜６］
上記シミュレーション２で求めた最適開口率より、それぞれの最適条件の平均開口径と平均開口率を満たす貫通孔を有するニッケル膜（シート部材）を作製した。ニッケル膜の厚みは２０μｍである。作製したニッケル膜を厚み２０ｍｍのグラスウール（吸音体）上に配置し、グラスウールの反対側の面には、厚み１０ｃｍのアルミニウム板（壁部材）を配置して防音構造体を作製した。
なお、実施例８は、平均開口径１０μｍ、平均開口率１７．３％とした。パラメータＡは１７．３である。
実施例９は、平均開口径１５μｍ、平均開口率７．７％とした。パラメータＡは１７．３である。
実施例１０は、平均開口径２０μｍ、平均開口率４．５％とした。パラメータＡは１８である。
実施例１１は、平均開口径３０μｍ、平均開口率１．９％とした。パラメータＡは１７．１である。
実施例１２は、平均開口径５０μｍ、平均開口率０．７％とした。パラメータＡは１７．５である。
比較例４はシート部材なしとした。
比較例５は、平均開口径１００μｍ、平均開口率０．２％とした。パラメータＡは、２０である。
比較例６は、平均開口径２００μｍ、平均開口率０．２％とした。パラメータＡは、８０である。【０１５８】
作製した防音構造体について、音響管を用いたマイク二端子伝達関数法による吸音率測定法で吸音率の測定を行った。この手法はISO 10534-2に従う。音響管内径は測定する周波数によって適宜選択することができ、４０００Ｈｚまで測定する場合には内径４０ｍｍ、１２０００Ｈｚまで測定する場合には内径１５ｍｍの音響管を用いた。音響管の片方の端にはスピーカーが配置され、もう一方の端部は上記の厚み１０ｃｍのアルミニウム板が完全反射端として配置されている。そのアルミニウム板と接する形で、音響管内部に吸音体が配置され、その吸音体に接する形でシート部材が配置される。すなわち、スピーカーから発信された音は、シート部材−吸音体−壁の順で配置された測定対象に入射し、その反射率を二本マイクによって取得する。この手法によって、「１−反射率」として吸音率を測定することができる。
周波数と吸収率の関係を測定した結果を図３９および図４０に示す。なお、図３９および図４０において凡例は平均開口径で示す。例えば、「φ１０ｕｍ」の凡例は平均開口径１０μｍの例（実施例８）である。【０１５９】
図３９および図４０から、平均開口径が大きいほど、狙いの周波数での吸音率が大きくなっているが、その他の周波数での吸音率が著しく低下することが分かる。特に、１２０００Ｈｚまでの高周波まで測定した場合、平均開口径１００μｍ（比較例５）および２００μｍ（比較例６）の場合がともに１０％未満の吸音率となっており、元々の吸音体（比較例４）が有していた高周波側での広帯域な吸音特性が失われていることが分かる。
一方で、平均開口径１０μｍ（実施例８）、１５μｍ（実施例９）、２０μｍ（実施例１０）、３０μｍ（実施例１１）および５０μｍ（実施例１２）の場合は、元々の吸音体の吸音率と比較して、低周波側の吸音率を向上させながら、高周波側での吸音率も保つことができることがわかる。特に、平均開口径２０μｍ以下の場合は高周波側で周波数に対してほぼフラットな吸音特性となる。【０１６０】
平均開口径が１００μｍ、２００μｍと大きい場合には、最適開口率は極めて小さい値となる。従って、個々の貫通孔の開口径が大きいことと開口率が小さいことにより、貫通孔同士が離れて配置されることになる。このとき、個々の貫通孔に対して大きな背面体積が存在することになる。そのため、貫通孔の性質よりも、いわゆるヘルムホルツ共鳴によるピーク吸音の特性が現れていると考えられる。ヘルムホルツ共鳴は各貫通孔とその各貫通孔に対応する背面体積によるＬＣ共鳴であるため、各貫通孔同士の距離が大きく、対応する背面体積も大きくなる場合に生じやすい。このとき、狙いの周波数は共鳴の性質により強く吸収するが、共鳴外の周波数である他の周波数は反射してしまうために、その背後にある吸音体の効果が小さくなったと考えられる。
特定の音を特異的に吸収するためには、ヘルムホルツ共鳴体や膜型共鳴体、気柱共鳴を用いる選択肢がある。一方、本発明のように吸音体の広帯域な吸音特性を活かしつつ吸収を増強したい場合、微細な貫通孔を有するシート部材を配置することで低周波側に吸収を広げた上で、吸音体による高周波側の吸音特性も残す必要がある。よって、大きな平均開口径である１００μｍ以上ではその目的に適さず、１００μｍ未満の平均開口径を用いる必要があることが分かる。【０１６１】
［実施例１３〜１４］
シート部材を吸音体のどの位置に配置するかで吸音特性がどのように変化するかを検討した。
シート部材としては、実施例１０のシート部材（平均開口径２０μｍ、平均開口率４．５％）を用いた。
厚み２０ｍｍの吸音体に対して、シート部材を最表面に配置した構成（実施例１０と同じ）、壁部材から１０ｍｍ（中央部）の位置（実施例１３）、最表面と中央部の両方に入れた場合（実施例１４）をそれぞれ作製し、周波数と吸音率との関係を測定した。結果を図４１に示す。
図４１から最表面に配置した場合は低周波側の吸収率が大きくなるが、中間層のみに入れた場合は、低周波側に広げるとともに高周波側の吸収率もほとんど低下しない。したがって、防音目標に応じて、配置を適宜選択することができる。【０１６２】
［実施例１５〜１７］
シート部材の厚みをそれぞれ１０μｍ（実施例１５）、３０μｍ（実施例１６）および４０μｍ（実施例１７）とした以外は実施例１０（シート部材厚み２０μｍ、図４２中では「Φ２０μｍ」）のシート部材と同様のシート部材を作製し、防音構造体を作製した。
シート部材の厚みはニッケル電鋳法を行う時間を変更することで調整することができる。
作製した各防音構造体について、周波数と吸音率との関係を測定した。結果を図４２に示す。
図４２から、いずれの実施例も吸音体単体の吸音率に対して低周波側で吸音率を増加させた。シート部材の厚みが小さいときは高周波側で吸音率が大きく保つ一方で、シート部材の厚みが大きいときの方がより低周波側の吸音率が高くなる。【０１６３】
［実施例１８〜２０］
次に、より大面積のシート部材に微細な貫通孔を形成するために、またランダムパターン配列の貫通孔を大面積に形成するために、アルミニウムの表面特性を活かして酸化アルミニウムと水酸化アルミニウムを形成したのちにエッチングを行うプロセスにより、微細な貫通孔を有するシート部材を大面積に形成した。このような貫通孔を有するアルミニウム箔は、国際公開ＷＯ２０１６／０６００３７号、および、国際公開ＷＯ２０１６／０１７３８０号に記載の作製方法を参考にして作製することができる。【０１６４】
アルミニウム箔２０μｍ厚みに対して、平均開口径２０μｍで平均開口率５．７％の貫通孔が形成されたシート部材を作製した。サンプルサイズは幅４２０ｍｍの長さ１００ｍのロールをロール・トゥー・ロールプロセスで作製した。
このような作製手法で形成された貫通孔の配置は完全に周期性は持たずに、ランダムな配置で形成される。
作製したシート部材を適宜、適切なサイズに切り取って防音構造体を作製し、測定を行った。【０１６５】
まず、実施例１８〜２０として、シート部材を上記アルミニウム箔に微細な貫通孔があいた部材に変更した以外は実施例５〜７と同様の防音構造体を作製し、周波数と吸収率との関係を測定した。測定の結果を図４３に示す。図４３に示すように、実施例５〜７と同様の結果が得られた。これは、音の吸収が微細な貫通孔内の空気部分の粘性摩擦によって生じるため、シート部材の振動が無視できる程度である限りシート部材の材質にあまり依存しないためであると考えられる。
また、音の波長は大きいために、貫通孔の配列が実施例５〜７のように周期的なパターンであっても、実施例１８〜２０のようにランダムなパターンであっても音響特性への影響はほとんどなかった。よって、周期的配列パターンの貫通孔を有するシート部材の計測で得られた音響特性は、ランダムなパターン配列の貫通孔を有するシート部材を用いた場合でも同様の音響特性を得られる。【０１６６】
［実施例２１および比較例７］
シート部材として実施例１８で作製したシート部材（平均開口径２０μｍ、平均開口率５．７％、ランダム配置、材質：アルミニウム）を用いる以外は、実施例１０と同様の構成として防音構造体を作製した（実施例２１）。
また、比較例７はシート部材なしとした。すなわち、吸音体である厚み２０ｍｍのグラスウール単体が剛壁に設置された場合での測定である。
なお、音響測定に用いる音響管の直径を４０ｍｍとし、それに合わせて適宜サンプルサイズを調整した。
作製した防音構造体について、周波数と吸音率の関係を測定した。結果を図４４に示す。【０１６７】
［実施例２２および比較例８］
グラスウールの厚みを１５ｍｍとした以外は、実施例２１および比較例７と同様にして防音構造体を作製し、周波数と吸音率の関係を測定した。結果を図４５に示す。【０１６８】
［実施例２３および比較例９］
グラスウールの厚みを１０ｍｍとした以外は、実施例２１および比較例７と同様にして防音構造体を作製し、周波数と吸音率の関係を測定した。結果を図４６に示す。【０１６９】
［実施例２４および比較例１０］
グラスウールとして、単位厚さ流れ抵抗が１００００［Pa・s/m2］で厚み２０ｍｍのグラスウールを用いた以外は実施例２１および比較例７と同様にして防音構造体を作製し、周波数と吸音率の関係を測定した。結果を図４７に示す。【０１７０】
図４４〜図４７に示すように、実施例２１〜２４と比較例７〜１０との対比から、いずれの場合も、低周波側を中心としてグラスウール単体と比較して吸収率を向上させる効果がみられた。すなわち、貫通孔の配置がランダムになっているアルミニウム箔であっても、吸音効果の向上は同様に確認することができた。【０１７１】
［実施例２５］
次に、上記文献に従って作製条件を変更することで、下記表３に示すような平均開口径と平均開口率の貫通孔を有するアルミニウム膜（厚み２０μｍ）を作製した。それらをそれぞれ実施例２３と同様にして、グラスウール１０ｍｍ（単位厚さ流れ抵抗は２００００［Pa・s/m2］）の上に配置し、吸音率の測定を行った。表３には、パラメータＡと、１０００Ｈｚ、２０００Ｈｚおよび３０００Ｈｚでの吸音率を示した。比較例９はシート部材のない場合の測定である。【０１７２】
【表３】
2018181139.tif 000005
【０１７３】
表３に示す結果から、様々な水準において特に低周波側の吸音率の向上効果を得ることができることがわかる。特に、図４８に示したように、平均開口径が小さく平均開口率も小さいときは低周波側の吸収率の増大効果が大きいことが分かった。（図４８中の「φ２０」が実施例２３、「φ１６」が実施例２３−２に対応する）ただし、平均開口径が小さく平均開口率も小さいときは高周波側の吸音率は小さくなるため、目的に応じて適宜選択する必要がある。【０１７４】
［実施例２６、参考例１および比較例１０］
実施例２６として、シート部材は実施例１８と同じもの(平均開口径２０μｍ、平均開口率５．７％、ランダム配置、材質：アルミニウム)、吸音体としてグラスウールに代えてウレタン（株式会社光製  低反発ウレタンシート KTHU−1010）を用いて、実施例１と同様の防音構造体を作製した。ウレタンの厚みは１０ｍｍである。
参考例１は、シート部材単体とした。
比較例１０は、ウレタン単体とした。
測定は、実施例１と同様に、4本のマイクを用いた伝達関数法によって吸収率を測定した。
作製した防音構造体について、周波数と吸収率の関係を測定した。結果を図４９に示す。なお、図４９おいて凡例の「ＵＴ＋ｐＡｌ」はウレタンとシート部材とを組み合わせた実施例２６を示し、「ｐＡｌ」はシート部材単体の参考例１を示し、「ＵＴ」はウレタン単体の比較例１０を示す。
図４９から、吸音体としてウレタンを用いた場合も、微細な貫通孔を有するシート部材を載せることで吸音率を増加させることができることがわかる。【０１７５】
次に、実施例２６、参考例１および比較例１０の防音構造体をオゾン暴露試験にかけて、オゾン耐久性を調べた。オゾン暴露試験はオゾン濃度１０ｐｐｍ、暴露時間４８時間、温度４０度、湿度６０%の条件で行った。これは、屋内環境で５年間のオゾン暴露に対応する。
それぞれ、暴露試験後のサンプルの吸音率を測定し、試験前と比較を行った。図５０に参考例１(シート部材単体)の結果を示す、図５１に比較例１０（ウレタン単体）の結果を示し、図５２に実施例２６（ウレタンの上にシート部材）の結果を示す。
図５１に示したとおり、ウレタン単体の比較例１０ではオゾン暴露試験後に大きく吸収率が低減した。一方で、ウレタンの上にシート部材を配置した防音構造体である実施例２６では、試験前後で吸収率の変化が大幅に抑えられた。すなわち、シート部材の効果で吸音率が上がるとともに、吸音体をオゾンから遮蔽する効果も発揮するため耐久性も大幅に向上することがわかる。
同様の実験を紫外線暴露でも行い、同様の紫外線遮蔽効果による耐久性向上の結果を得た。【０１７６】
［実施例２７、比較例１１および１２］
実施例２７は、吸音体としてグラスウールに代えてウレタン（富士ゴム産業株式会社 U0016）を用いた以外は、実施例２１と同様の壁部材を有する防音構造体（シート部材は実施例２１と同じもの（平均開口径２０μｍ、平均開口率５．７％、ランダム配置、材質：アルミニウム））を作製した。ウレタンの厚みは２０ｍｍとした。
比較例１１は、ウレタン単体とした。
比較例１２は、シート部材として、パンチング法で形成した、平均開口径３５０μｍ、開口率１７％の貫通孔を有する、厚み２０μｍのアルミニウム膜を用いた以外は実施例２７と同様の構造とした。
測定は実施例２１と同様に、マイク二端子による伝達関数法を用いて、吸音率を測定した。
作製した防音構造体について、周波数と吸音率の関係を測定した。結果を図５３に示す。なお、図５３おいて凡例の「ＵＴ＋ｐＡｌ＿２０ｕｍ」はウレタンと平均開口径２０μｍの貫通孔を有するシート部材とを組み合わせた実施例２７を示し、「ＵＴ」はウレタン単体の比較例１１を示し、「ＵＴ＋ｐＡｌ＿３５０ｕｍ」は平均開口径３５０μｍの貫通孔を有するシート部材とウレタンとを組み合わせた比較例１２を示す。【０１７７】
図５３に示す結果から、実施例２７は、ウレタン単体の比較例１１に対して吸音率が大きく向上していることがわかる。一方、平均開口径３５０μｍの貫通孔を有するシート部材をウレタンに配置した比較例１２の場合は、ほとんど吸音率の向上が見られないことがわかる。【０１７８】
［評価２］
＜視認性＞
次に、実施例１で作製したニッケル膜（貫通孔は周期構造配列）と、実施例１８で作製したアルミニウム膜（貫通孔はランダム配列）について貫通孔の視認性の評価を行った。
具体的には、図５４に示すように、シート部材１２を厚み５ｍｍの透明アクリル板Ｔ上に載置し、透明アクリル板Ｔの主面からシート部材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、シート部材１２の主面から垂直に３０ｃｍ離間した位置にカメラＣ（ｉＰｈｏｎｅ５ｓ（登録商標  Ａｐｐｌｅ社製））を配置した。【０１７９】
点光源を点灯し、シート部材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５５には、ニッケル膜の撮影結果を示し、図５６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１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５５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１８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５６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。【０１８０】
［実施例２８］
下記のシート部材を用いた以外は実施例１と同様にして防音構造体を作製して吸音特性を測定した。
シート部材として、メッシュの開口部の大きさが２０μｍ×２０μｍで、開口率が５．７％の織布を作製した。素材はＰＥＴを用いた。厚みは２０μｍとなった。同様の開口部や厚みを制御した織布は、例えばMarian社のSEFAR Acoustic HFシリーズより選ぶことができる。
吸音特性を測定した結果、実施例１と同様に吸収率の増大効果が得られた。【０１８１】
［実施例２９］
下記のシート部材を用いた以外は実施例１０と同様にして防音構造体を作製して吸音特性を測定した。
シート部材として、メッシュの開口部の大きさが２０μｍ×２０μｍで、開口率が５．７％で、厚みが２０μｍの織布を作製した。素材はＰＥＴを用いた。
吸音特性を測定した結果、実施例１０と同様に吸収率の増大効果が得られた。【０１８２】
［実施例３０］
下記の吸音体を用いた以外は実施例１０と同様にして防音構造体を作製して吸音特性を測定した。
吸音体として、吸音フェルト「ドリックス株式会社フェルメノン」を厚み方向に潰して流れ抵抗値を調整した、厚み２０ｍｍ、単位厚さ流れ抵抗値２００００［Ｐａ・ｓ／ｍ2］のフェルトを用いた。フェルトもグラスウールと同じくファイバー系であり、Delany-Bazley式に従った吸音モデル化が可能である。また、上記条件のフェルト単体を測定したところ、同じ厚み・流れ抵抗のグラスウールと同様の吸音特性を得た。
吸音特性を測定した結果、実施例１０と同様に、低周波側の吸音率を増大させる吸音特性を得ることができた。【０１８３】
［シミュレーション３］
中間部材の効果を確かめるため、COMSOLを用いた有限要素法シミュレーションを行った。
まず、背面が閉じられていない配置で検討を行った。シミュレーション１と同様にして、Maaモデルに従う貫通孔モデルと、DB式に従う多孔質吸音体モデルを用いた。
最表面が貫通孔径２０（μｍ）、開口率５．７％、厚み２０μｍ（μｍ）の貫通孔を有するシート部材とした。最背面はグラスウール等の多孔質吸音体として、単位厚さ流れ抵抗２００００（Pa・s/m2）、厚み１０（ｍｍ）とした。その中間に中間部材として厚み１００μｍの流れ抵抗部材を配置した系を検討し、この流れ抵抗を変化させた。【０１８４】
流れ抵抗を１（Pa・s/m）から５００（Pa・s/m）まで変化させた。すなわち、中間部材の単位厚さ流れ抵抗を１００００（Pa・s/m2）から５００００００（Pa・s/m2）まで変化させたことに等しい。これらを、多孔質吸音体単体の場合と、シート部材と多孔質吸音体を重ねたのみの系と比較を行った。【０１８５】
計算結果から４ｋＨｚにおける吸収率（１−反射率−透過率）を図５７に示す。図５８にシミュレーションを行なったモデルの模式図を示す。図５８において、符号２２が中間部材である。【０１８６】
図５７から、中間部材の流れ抵抗が５００（Pa・s/m）と大きい場合は、吸収率が小さくなることがわかる。これは中間部材の流れ抵抗が大きくなりすぎることで音が通りにくくなり、反射が大きくなったためである。中間部剤の流れ抵抗が２００（Pa・s/m）以下で吸収が大きくなり、１００（Pa・s/m）以下で吸収がさらに大きくなり、１０（Pa・s/m）以下で吸収がさらに大きくなり、５（Pa・s/m）以下で吸収がシート部材と多孔質吸音体を重ねたのみの系とほぼ変わらなくなる。
このように、中間部材を挿入した場合でもシート部材と多孔質吸音体を重ねた効果と同様の効果を得ることができることがわかる。【０１８７】
［シミュレーション４］
次に、中間部剤を有し、かつ、背面が閉じた配置で検討を行った。シミュレーション３と同じ多層構成で、最背面の多孔質吸音体の背面が剛体で閉じられた構成をモデル化し計算を行った。
計算結果から４ｋＨｚにおける吸音率（１−反射率）を図５９に示す。図６０にシミュレーションを行なったモデルの模式図を示す。【０１８８】
図５９から、背面が閉じた配置での吸音率もシミュレーション３と同様の振舞いを示すことがわかる。すなわち、中間部材の流れ抵抗が２００（Pa・s/m）以下で吸収が大きくなり、１００（Pa・s/m）以下で吸収がさらに大きくなり、１０（Pa・s/m）以下で吸収がさらに大きくなり、５（Pa・s/m）以下で吸収がシート部材と多孔質吸音体を重ねたのみの系とほぼ変わらなくなる。
このように、背面が閉じ切られた場合に中間部材を挿入した場合でもシート部材と多孔質吸音体を重ねた効果と同様の効果を得ることができる。【０１８９】
図６１に、シミュレーション４で計算した吸音率の周波数スペクトルを示した。図６１から、中間部材が存在しても、吸音率の広帯域特性もほとんど変えずに、多孔質吸音体のみの場合と比べて大きな吸音率が得られていることが分かる。【０１９０】
［シミュレーション５］
次に、吸音体の厚みを２０ｍｍとした以外は、シミュレーション４と同様に計算を行なった。すなわち、シミュレーション５では、中間部剤を有し、かつ、背面が閉じた配置で吸音体の厚みが２０ｍｍのモデルで計算を行なった。
計算結果から２ｋＨｚにおける吸音率（１−反射率）を図６２に示す。【０１９１】
図６２から、吸音体の厚みが厚い場合の、吸音率と中間部材の流れ抵抗との関係も、シミュレーション３および４と同様であった。
以上のとおり、シート部材と吸音体との間に流れ抵抗部材（中間部材）が存在しても表面のシート部材による吸音効果を保つことができることがわかる。
以上より本発明の効果は明らかである。
【符号の説明】
【０１９２】
１０  防音構造体
１１  アルミニウム基材
１２  シート部材
１３  水酸化アルミニウム皮膜
１４  貫通孔
２０  吸音体
２２  中間部材
３０  壁部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【国際調査報告】
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