(57)【要約】  高い防音性能を得られ、形成材料の特性を好適に維持できる防音構造体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微細穿孔シートを備える防音構造体であって、微細穿孔シートの主面における、貫通孔の平均開口径が０．１μｍ以上１００μｍ未満であり、複数の貫通孔の少なくとも一部は、内部で最大孔径となる形状の貫通孔Ａであり、貫通孔Ａにおいて、最小孔径をφ1、最大孔径をφ2とすると、１＜φ2／φ1≦５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微細穿孔シートを備える防音構造体であって、
前記微細穿孔シートの主面における、前記貫通孔の平均開口径が０．１μｍ以上１００μｍ未満であり、
前記複数の貫通孔の少なくとも一部は、内部で最大孔径となる形状の貫通孔Ａであり、
前記貫通孔Ａにおいて、最小孔径をφ1、最大孔径をφ2とすると、１＜φ2／φ1≦５である防音構造体。
【請求項２】
前記貫通孔Ａの最小孔径φ1（μｍ）と最大孔径φ2（μｍ）とが、２≦φ2／φ1≦５の範囲にある場合に、
前記貫通孔の平均開口率をρcとし、前記貫通孔が直管形状で孔径が前記最小孔径φ1である場合の最適開口率をρsとし、Ｃを０．２０から０．７０の間の正の定数とすると、
前記最適開口率ρsは、ρs＝１８．７×φ1-2.04であり、
ρc／ρs＝０．３０×ｌｎ（φ1）−Ｃ
を満たす請求項１に記載の防音構造体。
【請求項３】
前記貫通孔Ａの最小孔径φ1（μｍ）と最大孔径φ2（μｍ）とが、１＜φ2／φ1＜２の範囲にある場合に、
前記貫通孔の平均開口率をρcとし、前記貫通孔が直管形状で孔径が前記最小孔径φ1である場合の最適開口率をρsとし、Ｃを０．２０から０．７０の間の正の定数とすると、
前記最適開口率ρsは、ρs＝１８．７×φ1-2.04であり、
ρs×（０．３０×ｌｎ（φ1）−Ｃ）＜ρc＜ρs
を満たす請求項１に記載の防音構造体。
【請求項４】
複数の前記貫通孔Ａのうち、前記微細穿孔シートの両主面で最小孔径φ1となる形状の貫通孔が最も多く、
前記定数Ｃが、０．２０以上０．４８以下である請求項２または３に記載の防音構造体。
【請求項５】
複数の前記貫通孔Ａのうち、前記微細穿孔シートの一方の主面で最小孔径φ1となり、他方の主面での孔径φ3がφ1＜φ3＜φ2となる形状の貫通孔が最も多く、
前記定数Ｃが、０．４６以上０．７０以下である請求項２または３に記載の防音構造体。
【請求項６】
全貫通孔に対する、前記貫通孔Ａの割合が３０％以上である請求項１〜５のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項７】
前記貫通孔Ａは、少なくとも一方の主面で最小孔径となる請求項１〜６のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項８】
前記微細穿孔シートは、２枚の微細構造シートを積層した構成であり、
前記微細構造シートは、一方の面側で最大径となり他方の面側で最小径となるテーパ孔を複数有し、
２枚の前記微細構造シートは、前記テーパ孔が最大径となる側の面同士を対面させて積層されてなり、
面方向における２枚の前記微細構造シートそれぞれの前記テーパ孔の位置が一致して、前記貫通孔Ａを形成している請求項１〜７のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項９】
前記微細穿孔シートの材料が金属である請求項１〜８のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項１０】
前記複数の貫通孔がランダムに配列されている請求項１〜９のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項１１】
前記微細穿孔シートの一方の主面に接して配置される多孔質吸音体を有する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項１２】
前記多孔質吸音体の前記微細穿孔シートとは反対側に壁部材を有し、
前記多孔質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１１に記載の防音構造体。
【請求項１３】
前記微細穿孔シートと離間して配置される壁部材を有する請求項１〜１１のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項１４】
前記微細穿孔シートの一方の主面に接して配置される枠体を有する請求項１〜１３のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項１５】
前記微細穿孔シートを壁の一部、または、隙間塞ぎ部材として用いられる請求項１〜１４のいずれか一項に記載の防音構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防音構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細な貫通孔を有する微細穿孔板（微細穿孔シート、ＭＰＰ：Microperforated Panel）は、薄膜で広帯域にかつ効率的に音を吸音できる構造であり、軽量小型で、多孔質吸音体と比較して耐久性が高い、埃が出にくいなどの利点がある。【０００３】
例えば、特許文献１には、板形状または壁形状の閉塞部材との間に空気層が形成されるように配置される、多数の貫通孔を有する多孔板であって、貫通孔は、多孔板の一方の面に形成される最大孔径部と、多孔板の他方の面に形成される最小孔径部と、を有し、多孔板の板厚方向の断面視において、最大孔径部と最小孔径部とを結ぶ直線よりも外側へ膨らんでいる多孔板が記載されている。【０００４】
また、特許文献２には、厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有するアルミニウム板であって、貫通孔の平均開口径が０．１μｍ以上１００μｍ未満であり、内部で最大径Ｒａとなる形状であり、最大径Ｒａと最小径Ｒｂとが１＞Ｒｂ／Ｒａ≧０．１を満たす形状の貫通孔Ａを有するアルミニウム板が記載されている。このアルミニウム板は、吸音材として利用可能であることが記載されている（段落［００４１］）。【０００５】
微細穿孔シートによる吸音の原理は、音波（空気）が微細な貫通孔を通過する際の摩擦によると考えられる。従って、微細穿孔シートの形成材料は限定されず幅広い材料を用いることができる。そのため、微細穿孔シートの設置位置に応じて要求される様々な特性に合わせて、微細穿孔シートの形成材料を選択することができる。
例えば、微細穿孔シートに金属光沢を付与したい場合、光の反射率を高くしたい場合、金属の手ざわり感を付与したい場合などには、金属材料を用いることで、微細穿孔シートにこれらの特性を付与することができる。あるいは、透明性を付与したい場合、樹脂の手ざわり感を付与したい場合などには、樹脂材料を用いることで、微細穿孔シートにこれらの特性を付与することができる。また、微細穿孔シートの吸音効果は微細な貫通孔内の熱粘性抵抗によるものなので、素材を他にも選ぶことができる。例えば、布の手触り感を重視する場合は、素材として布地あるいはフェルト等を選択して、布地あるいはフェルトに微細な貫通孔をあけて微細穿孔シートとすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２１８１９７号公報
【特許文献２】国際公開第２０１６／０６００３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
微細穿孔シートの形成材料の持つ見た目やさわり心地等の特性を生かすためには、微細穿孔シートに形成される貫通孔の開口径を小さくする必要がある。例えば、開口径が大きいと、貫通孔が視認されやすくなったり、同じ開口率でも大きな貫通孔の場合には個数が少数となるためムラとして見えやすくなり、見た目が元の材料とは異なってしまう。
しかしながら、吸音特性の観点からは、貫通孔の開口径が小さい場合には開口率を高くする必要がある。そのため、貫通孔の開口径が小さい場合でも、貫通孔の数が多くなりすぎて、形成材料の見た目やさわり心地等の特性をそのまま維持することは難しい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、高い防音性能を得られ、形成材料の特性を好適に維持できる防音構造体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決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微細穿孔シートを備える防音構造体であって、微細穿孔シートの主面における、貫通孔の平均開口径が０．１μｍ以上１００μｍ未満であり、複数の貫通孔の少なくとも一部は、内部で最大孔径となる形状の貫通孔Ａであり、貫通孔Ａにおいて、最小孔径をφ1、最大孔径をφ2とすると、１＜φ2／φ1≦５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課題を解決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微細穿孔シートを備える防音構造体であって、
微細穿孔シートの主面における、貫通孔の平均開口径が０．１μｍ以上１００μｍ未満であり、
複数の貫通孔の少なくとも一部は、内部で最大孔径となる形状の貫通孔Ａであり、
貫通孔Ａにおいて、最小孔径をφ1、最大孔径をφ2とすると、１＜φ2／φ1≦５である防音構造体。
［２］  貫通孔Ａの最小孔径φ1（μｍ）と最大孔径φ2（μｍ）とが、２≦φ2／φ1≦５の範囲にある場合に、
貫通孔の平均開口率をρcとし、貫通孔が直管形状で孔径が最小孔径φ1である場合の最適開口率をρsとし、Ｃを０．２０から０．７０の間の正の定数とすると、
最適開口率ρsは、ρs＝１８．７×φ1-2.04であり、
ρc／ρs＝０．３０×ｌｎ（φ1）−Ｃ
を満たす［１］に記載の防音構造体。
［３］  貫通孔Ａの最小孔径φ1（μｍ）と最大孔径φ2（μｍ）とが、１＜φ2／φ1＜２の範囲にある場合に、
貫通孔の平均開口率をρcとし、貫通孔が直管形状で孔径が最小孔径φ1である場合の最適開口率をρsとし、Ｃを０．２０から０．７０の間の正の定数とすると、
最適開口率ρsは、ρs＝１８．７×φ1-2.04であり、
ρs×（０．３０×ｌｎ（φ1）−Ｃ）＜ρc＜ρs
を満たす［１］に記載の防音構造体。
［４］  複数の貫通孔Ａのうち、微細穿孔シートの両主面で最小孔径φ1となる形状の貫通孔が最も多く、
定数Ｃが、０．２０以上０．４８以下である［２］または［３］に記載の防音構造体。
［５］  複数の貫通孔Ａのうち、微細穿孔シートの一方の主面で最小孔径φ1となり、他方の主面での孔径φ3がφ1＜φ3＜φ2となる形状の貫通孔が最も多く、
定数Ｃが、０．４６以上０．７０以下である［２］または［３］に記載の防音構造体。
［６］  全貫通孔に対する、貫通孔Ａの割合が３０％以上である［１］〜［５］のいずれかに記載の防音構造体。
［７］  貫通孔Ａは、少なくとも一方の主面で最小孔径となる［１］〜［６］のいずれかに記載の防音構造体。
［８］  微細穿孔シートは、２枚の微細構造シートを積層した構成であり、
微細構造シートは、一方の面側で最大径となり他方の面側で最小径となるテーパ孔を複数有し、
２枚の微細構造シートは、テーパ孔が最大径となる側の面同士を対面させて積層されてなり、
面方向における２枚の微細構造シートそれぞれのテーパ孔の位置が一致して、貫通孔Ａを形成している［１］〜［７］のいずれかに記載の防音構造体。
［９］  微細穿孔シートの材料が金属である［１］〜［８］のいずれかに記載の防音構造体。
［１０］  複数の貫通孔がランダムに配列されている［１］〜［９］のいずれかに記載の防音構造体。
［１１］  微細穿孔シートの一方の主面に接して配置される多孔質吸音体を有する［１］〜［１０］のいずれかに記載の防音構造体。
［１２］  多孔質吸音体の微細穿孔シートとは反対側に壁部材を有し、
多孔質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［１１］に記載の防音構造体。
［１３］  微細穿孔シートと離間して配置される壁部材を有する［１］〜［１１］のいずれかに記載の防音構造体。
［１４］  微細穿孔シートの一方の主面に接して配置される枠体を有する［１］〜［１３］のいずれかに記載の防音構造体。
［１５］  微細穿孔シートを壁の一部、または、隙間塞ぎ部材として用いられる［１］〜［１４］のいずれかに記載の防音構造体。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高い防音性能を得られ、形成材料の特性を好適に維持できる防音構造体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平面図である。
【図２】図１に示す防音構造体のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】貫通孔Ａの一例を模式的に示す断面図である。
【図４】貫通孔Ａの他の一例を模式的に示す断面図である。
【図５】開口径と最適開口率との関係を表すグラフである。
【図６】開口径と最大吸収率との関係を表すグラフである。
【図７】倍率と最適開口率比との関係を表すグラフである。
【図８】最小孔径と最適開口率比との関係を表すグラフである。
【図９】最小孔径と最適開口率比との関係を表すグラフである。
【図１０】倍率と最適開口率比との関係を表すグラフである。
【図１１】距離と目の分解能との関係を表すグラフである。
【図１２】微細穿孔シートの一例を模式的に表す断面図である。
【図１３】微細穿孔シートの他の一例を模式的に表す断面図である。
【図１４】本発明の防音構造体の他の一例を模式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模式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模式的に示す断面図である。
【図１７】本発明の防音構造体の他の一例を模式的に示す断面図である。
【図１８】本発明の防音構造体の他の一例を模式的に示す断面図である。
【図１９】本発明の防音構造体の他の一例を模式的に示す断面図である。
【図２０】本発明の防音構造体の他の一例を模式的に示す断面図である。
【図２１】本発明の防音構造体の他の一例を模式的に示す断面図である。
【図２２】本発明の防音構造体の他の一例を模式的に示す断面図である。
【図２３】本発明の防音構造体の他の一例を模式的に示す断面図である。
【図２４】本発明の防音構造体の他の一例を模式的に示す断面図である。
【図２５】図２４の防音構造体の正面図である。
【図２６】本発明の防音構造体の他の一例を模式的に示す断面図である。
【図２７】周波数と吸収率との関係を表すグラフである。
【図２８】周波数と吸収率との関係を表すグラフである。
【図２９】周波数と吸収率との関係を表すグラフである。
【図３０】周波数と吸収率との関係を表すグラフである。
【図３１】最小孔径と開口率と吸収率との関係を表すグラフである。
【図３２】最大孔径と開口率との関係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ことがあるが、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。
また、本明細書において、「直交」および「平行」とは、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、「直交」および「平行」とは、厳密な直交あるいは平行に対して±１０°未満の範囲内であることなどを意味し、厳密な直交あるいは平行に対しての誤差は、５°以下であることが好ましく、３°以下であることがより好ましい。
本明細書において、「同一」、「同じ」は、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。また、本明細書において、「全部」、「いずれも」または「全面」などというとき、１００％である場合のほか、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含み、例えば９９％以上、９５％以上、または９０％以上である場合を含むものとする。
【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微細穿孔シートを備える防音構造体であって、
微細穿孔シートの主面における、貫通孔の平均開口径が０．１μｍ以上１００μｍ未満であり、
複数の貫通孔の少なくとも一部は、内部で最大孔径となる形状の貫通孔Ａであり、
貫通孔Ａにおいて、最小孔径をφ1、最大孔径をφ2とすると、１＜φ2／φ1≦５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１および図２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り、図２は、図１のＢ−Ｂ線断面図である。
図１および図２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を複数有する微細穿孔シート１２を有する。
【００１６】
微細穿孔シート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未満であり、内部で最大孔径φ2となる形状であり、最大孔径φ2と最小孔径φ1とが１＜φ2／φ1≦５を満たす形状の貫通孔Ａを有する。
【００１７】
以下、図３および図４を用いて、貫通孔１４の形状について説明する。
図３は、図１に示す微細穿孔シート１２の貫通孔１４の一例を拡大して示す断面図である。
図３に示すように、貫通孔１４は、貫通孔１４の軸方向に平行な断面において、微細穿孔シート１２の一方の主面（図３においては下側の主面）において、最小孔径φ1であり、一方の主面から貫通孔１４の内部に向かうにしたがって、漸次、孔径が大きくなり、貫通孔１４の内部で最大孔径φ2となり、他方の主面（図３においては上側の主面）に向かうにしたがって、漸次、孔径が小さくなり、他方の主面で、最小孔径φ1より大きく、最大孔径φ2より小さい孔径φ3となる形状を有する。
なお、微細穿孔シート１２の主面とは、仮に貫通孔が形成されていないと見なした際に面積が最大となる面であり、微細穿孔シート１２は、２つの主面を有する。
【００１８】
図４は、図１に示す微細穿孔シート１２の貫通孔１４の他の一例を拡大して示す断面図である。
図４に示すように、貫通孔１４は、貫通孔１４の軸方向に平行な断面において、微細穿孔シート１２の一方の主面（図４においては下側の主面）において、最小孔径φ1であり、一方の主面から貫通孔１４の内部に向かうにしたがって、漸次、孔径が大きくなり、貫通孔１４の内部で最大孔径φ2となり、他方の主面（図４においては上側の主面）に向かうにしたがって、漸次、孔径が小さくなり、他方の主面で、最小孔径φ1となる形状を有する。
【００１９】
図３および図４に示す貫通孔１４は、本発明における貫通孔Ａである。貫通孔Ａは、直管形状やテーパー状ではなく、内部で孔径が膨らんでいるつぼ状の形状をしている。なお、以下の説明において、図３に示すように一方の主面で最小孔径φ1となる形状の貫通孔Ａを異孔径型形状の貫通孔といい、図４に示すように、両方の主面で最小孔径φ1となる形状の貫通孔Ａを同孔径型形状の貫通孔という。
貫通孔Ａとして、同孔径型形状の貫通孔のみを有していてもよく、異孔径型形状の貫通孔のみを有していてもよく、同孔径型形状、および、異孔径型形状の貫通孔を両方有していてもよい。
本発明において、１つの貫通孔Ａにおける最大孔径φ2と最小孔径φ1との比率φ2／φ1は、１＜φ2／φ1≦５を満たす。
【００２０】
本発明の防音構造体が備える微細穿孔シートは、平均開口径が０．１μｍ以上１００μｍ未満の微細な貫通孔を有することで、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り吸音するものである。
【００２１】
前述のとおり、微細穿孔シートの形成材料の持つ見た目やさわり心地等の特性を生かすためには、微細穿孔シートに形成される貫通孔の平均開口径および平均開口率を小さくする必要がある。しかしながら、吸音特性の観点からは、貫通孔の平均開口径が小さい場合には平均開口率を高くする必要があり、また、貫通孔の平均開口率が低い場合には貫通孔の平均開口径を大きくする必要がある。そのため、微細穿孔シートの吸音特性を高くして、かつ、貫通孔の平均開口径および平均開口率を小さくして、形成材料の見た目やさわり心地等の特性をそのまま維持することは難しいという問題があった。
【００２２】
これに対して、本発明の防音構造体においては、微細穿孔シートに形成される貫通孔Ａが、内部で最大孔径φ2となる形状であり、最大孔径φ2と最小孔径φ1とが１＜φ2／φ1≦５を満たす形状である。
本発者らの検討によれば、貫通孔の形状を内部で最大孔径となる形状とすることで、微細穿孔シートの表面における開口径および開口率を小さくしても、直管形状の貫通孔の場合と比較して高い吸音特性が得られることがわかった。従って、広帯域で高い吸音特性が得られ、かつ、表面における貫通孔の影響を小さくして、見た目やさわり心地などの、形成材料の特性を維持できる構成とすることができる。
【００２３】
以下、最大孔径φ2と最小孔径φ1と吸音特性との関係について、シミュレーションを行なった結果を用いて説明する。
貫通孔を有する微細穿孔シートは直管形状の貫通孔の場合は、Ｍａａの式に従ってモデル化することができるが、本発明のような複雑な形状をした微細貫通孔については解析的に取り扱うことができない。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、微細穿孔シートの厚み、開口径、および、開口率より微細穿孔シートの複素音響インピーダンスを求める式である。
そこで、本発明者らは、有限要素法計算ソフトCOMSOL ver5.3（ＣＯＭＳＯＬ社）の音響モジュールを用いた。孔形状をＣＡＤモデル化し、COMSOLに入れて、微細孔形状と透過率、反射率、吸収率の関係を直接計算した。モデルは二次元軸対称モデル上に実装した。貫通孔部分とその周辺は熱粘性音響フィジクスを設定し、膜から遠い部分は音響フィジクスを設定して、連成して計算を行った。熱粘性も含めた計算することにより、貫通孔による摩擦現象とそれに伴う音の吸収も含めた計算を可能にした。また、貫通孔部分の面積と膜部分の面積の比率を変えることで開口率の違いを計算した。
以上により、貫通孔形状が直管形状でないときにおいてもシミュレーションによる吸収計算が可能となった。
吸収率は、平面入射音を微細穿孔シートの正面から入射し、透過率と反射率をそれぞれ評価することで空気粘性によって吸収された割合を評価した。
【００２４】
まず、貫通孔の形状が直管形状の場合について、いくつかの開口径に対して、開口率を種々変更して吸収率を計算し、吸収率が最大となる開口率を最適開口率として求めた。表１および図５に開口径と最適開口率との関係を示す。また、図６に開口径と、最適開口率のときの吸収率（最大吸収率）との関係を示す。この場合は前述したＭａａモデルを用いた計算と一致することも確認した。
なお、微細穿孔シートの厚みは２０μｍとし、吸音対象の音の周波数は３０００Ｈｚとしてシミュレーションを行った。また、開口率は、０．００１（０．１％）ごとに計算を行なった。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
表１、図５および図６から、最大吸収率は、開口径が１０μｍ〜３０μｍでは約５０％でほぼ変化せず、３０μｍ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、開口径が小さくなるほど大きくなることがわかる。また、最適開口率をρsとし、開口径をφ1とすると、図５から、最適開口率ρsと、開口径φ1との関係の近似式を求めると、最適開口率ρsは、ρs＝１８．７×φ1-2.04となる。
【００２７】
次に、貫通孔の形状が、図４に示すような同孔径型形状の場合について、最小孔径φ1が１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍそれぞれの場合に対して、最大孔径φ2の値を種々変更して吸収率を計算し、吸収率が最大となる開口率（最適開口率）ρc1を求めた。最小孔径φ1に対する最大孔径φ2の比率φ2／φ1（倍率φ2／φ1ともいう）と、直管形状の場合の最適開口率ρsに対する最適開口率ρc1の比ρc1／ρsとの関係を図７に示す。
なお、貫通孔は、微細穿孔シートの厚み方向の中央位置で最大孔径φ2となるものとし、表面の最小孔径φ1と内部の最大孔径φ2とをｓｉｎ曲線で結んだ形状とした。
【００２８】
図７から、倍率φ2／φ1が小さい範囲（１＜φ2／φ1＜２の範囲）では、倍率φ2／φ1が大きくなるほど、直管形状の場合の最適開口率ρsに対する最適開口率ρc1の比ρc1／ρsが小さくなることがわかる。すなわち、倍率φ2／φ1が大きくなるほど、直管形状の場合の最適開口率ρsよりも同孔径型形状の場合の最適開口率ρc1が小さくなることがわかる。
また、倍率φ2／φ1が大きい範囲（２≦φ2／φ1≦５の範囲）では、各最小孔径φ1で、比ρc1／ρsはほぼ一定になることがわかる。すなわち、倍率φ2／φ1が２倍以上の大きい範囲では、同孔径型形状の場合の最適開口率ρc1は一定の値に収束することがわかる。
【００２９】
次に、倍率φ2／φ1を５倍として、最小孔径φ1を種々変更してシミュレーションを行い、最適開口率の比ρc1／ρsを求めた。
結果を図８および表２に示す。
【００３０】
【表２】
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【００３１】
図８および表２から、最小孔径φ1が小さいほど、直管形状の場合の最適開口率ρsに対する同孔径型形状の場合の最適開口率ρc1を小さくすることができることがわかる。開口率が大きくなってしまう小さい孔径の場合に、同孔径型形状にすることによって開口率を下げることができる効果が得られやすい。
図８から、最適開口率の比ρc1／ρsと、最小孔径φ1との関係の近似式を求めると、ρc1／ρs＝０．３０×ｌｎ（φ1）−０．３４となる。
【００３２】
以上から、貫通孔の形状が同孔径型形状の場合には、貫通孔Ａの最小孔径φ1（μｍ）と最大孔径φ2（μｍ）とが、２≦φ2／φ1≦５の範囲にある場合には、貫通孔の平均開口率をρcとし、最小孔径φ1で直管形状の場合の最適開口率をρsとすると、最適開口率ρsは、ρs＝１８．７×φ1-2.04であり、貫通孔の平均開口率ρcは、ρc／ρs＝０．３０×ｌｎ（φ1）−Ｃ、２．０≦Ｃ≦０．４８を満たすのが好ましい。
【００３３】
次に、貫通孔の形状が、図３に示すような異孔径型形状の場合について、倍率φ2／φ1を５倍とし、いくつかの他方の主面の孔径φ3に対して、最小孔径φ1を種々変更してシミュレーションを行なった。
他方の主面の孔径φ3は、φ3＝（（φ2／φ1−１）×ｈ＋１）×φ1で決定し、ｈ＝０．１、０．２、０．４、０．８の場合についてそれぞれシミュレーションを行ない、最適開口率の比ρc1／ρsを求めた。
結果を図９に示す。
【００３４】
また、他方の主面の孔径φ3をｈ＝０．２の場合とし、最小孔径φ1が１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍそれぞれの場合に対して、最大孔径φ2の値を種々変更して吸収率を計算し、吸収率が最大となる最適開口率ρc1を求めた。最小孔径φ1に対する最大孔径φ2の比率φ2／φ1と、直管形状の場合の最適開口率ρsに対する最適開口率ρc1の比ρc1／ρsとの関係を図１０に示す。
【００３５】
図９から、貫通孔の形状が異孔径型形状の場合は、同孔径型形状の場合と比較して、最適開口率ρc1をより小さくすることができることがわかる。これは同孔径型形状と比較してより大きな直管形状の貫通孔に形状が近づくためと考えられる。
また、図９から、最大孔径φ2が大きい（倍率５倍）場合には、最適開口率ρc1は、孔径φ3の値にほとんど影響しないことがわかった。つまり、異孔径型形状一般に対して、孔径φ3の値によらず最適開口率ρc1を決定できることがわかった。
【００３６】
従って、図１０から、異孔径型形状の場合も、倍率φ2／φ1が小さい範囲（１＜φ2／φ1＜２の範囲）では、倍率φ2／φ1が大きくなるほど、直管形状の場合の最適開口率ρsに対する最適開口率ρc1の比ρc1／ρsが小さくなることがわかる。すなわち、倍率φ2／φ1が大きくなるほど、直管形状の場合の最適開口率ρsよりも異孔径型形状の場合の最適開口率ρc1が小さくなることがわかる。
また、倍率φ2／φ1が大きい範囲（２≦φ2／φ1≦５の範囲）では、各最小孔径φ1で、比ρc1／ρsはほぼ一定になることがわかる。すなわち、倍率φ2／φ1が２倍以上の大きい範囲では、異孔径型形状の場合の最適開口率ρc1は一定の値に収束することがわかる。
図９から、最適開口率の比ρc1／ρsと、最小孔径φ1との関係の近似式を求めると、ρc1／ρs＝０．３０×ｌｎ（φ1）−０．５８となる。
【００３７】
以上から、貫通孔の形状が異孔径型形状の場合には、貫通孔Ａの最小孔径φ1（μｍ）と最大孔径φ2（μｍ）とが、２≦φ2／φ1≦５の範囲にある場合には、貫通孔の開口率をρcとし、最小孔径φ1で直管形状の場合の最適開口率をρsとすると、最適開口率ρsは、ρs＝１８．７×φ1-2.04であり、貫通孔の平均開口率ρcは、ρc／ρs＝０．３０×ｌｎ（φ1）−Ｃ、０．４６≦Ｃ≦０．７０を満たすのが好ましい。
【００３８】
ここで、貫通孔Ａとしては、同孔径型形状および異孔径型形状の両方を含んでいてもよい。従って、貫通孔Ａの最小孔径φ1（μｍ）と最大孔径φ2（μｍ）とが、２≦φ2／φ1≦５の範囲にある場合には、貫通孔の平均開口率をρcとし、最小孔径φ1で直管形状の場合の最適開口率をρsとすると、最適開口率ρsは、ρs＝１８．７×φ1-2.04であり、貫通孔の平均開口率ρcは、ρc／ρs＝０．３０×ｌｎ（φ1）−Ｃ、０．２０≦Ｃ≦０．７０を満たすのが好ましい。また、定数Ｃは、０．２５≦Ｃ≦０．６５を満たすのがより好ましく、０．３０≦Ｃ≦０．６０を満たすのがさらに好ましい。
また、貫通孔Ａとして、同孔径型形状が異孔径型形状よりも多い場合には、０．２０≦Ｃ≦０．４８を満たすのが好ましく、異孔径型形状が同孔径型形状よりも多い場合には、０．４６≦Ｃ≦０．７０を満たすのが好ましい。
【００３９】
また、図７および図１０から、貫通孔Ａが同孔径型形状および異孔径型形状いずれの場合においても、最小孔径φ1と最大孔径φ2との倍率φ2／φ1が、１＜φ2／φ1＜２の範囲にある場合には、平均開口率ρcは、最小孔径φ1で直管形状の場合の最適開口率ρsよりも小さく、２≦φ2／φ1≦５の場合の開口率ρc＝ρs×（０．３０×ｌｎ（φ1）−Ｃ）よりも大きい範囲にあるのが好ましいことがわかる。すなわち、ρs×（０．３０×ｌｎ（φ1）−Ｃ）＜ρc＜ρsを満たすのが好ましい。
【００４０】
最小孔径φ1と最大孔径φ2との倍率φ2／φ1は、最適開口率を小さく保ち、表面を元の素材のまま残す観点からは大きいのが好ましいが、微細穿孔シートの内部の強度の観点からは、小さいほうが好ましい。従って、倍率φ2／φ1は、１．１倍以上３倍以下が好ましく、１．３倍以上２倍以下がより好ましい。
【００４１】
なお、貫通孔の平均開口径は、微細穿孔シートが不透明シート（金属シートを含む）の場合は、微細穿孔シートの一方の面から白色光を投影し、もう片方の面側から光学顕微鏡（浜松ホトニクス製）を用いて観察する。その観察写真において、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枚の写真内に貫通孔が２０個未満の場合は、周辺の別の位置で写真を撮影し、合計個数が２０個になるまでカウントする。この手法で計測することで、光が透過する面積が貫通孔の最小孔径部に対応するため、それぞれの貫通孔径の最小孔径を測定することができる。本発明においては、開口率や表面の観察における平均開口径は最小孔径を基準としている。
一方、微細穿孔シートが透明シートの場合は、２０個の孔を決めて、上記手法においてそれぞれについて孔の縁の大きさによって最小孔径を計測することができる。それより平均開口径（最小孔径）を求める。
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(円相当径)を用いて評価する。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する。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。
【００４２】
また、貫通孔の形状は、上記の開口径を測定する際に最大値として測定した方向の断面で見た際の形状であり、最大孔径φ2、最小孔径φ1、および、他方の面での孔径φ3は、貫通孔をミクロトームで切断して断面を形成し、この断面を高分解能走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて倍率８００倍で撮影し、内部で最大孔径となる形状の貫通孔Ａを１０個抽出して、最大孔径φ2、最小孔径φ1、および、他方の面での孔径φ3を測定すればよい。
【００４３】
また、平均開口率ρcは、上記の光学顕微鏡を用いた透過光の観察写真によって、最小孔径部を基準とした開口率を求める。得られた視野（３０ｍｍ×３０ｍｍ）（５か所）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）との比率（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ρcとして算出する。
【００４４】
また、全貫通孔に対する上記形状の貫通孔Ａの数の割合には特に限定はないが、吸音特性、見た目、さわり心地等の観点から、３０％以上であるのが好ましく、５０％以上がより好ましく、７０％以上がさらに好ましい。
なお、貫通孔Ａの割合は、５ｍｍ×５ｍｍの範囲、１０箇所における全貫通孔について、上記平均開口径の測定、および、上記貫通孔の形状の測定と同じ測定を行い、貫通孔Ａの数の割合を算出する。
【００４５】
微細穿孔シート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、および、通気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、通気性および生産性等の観点から、微細穿孔シートの厚みは、５μｍ〜５００μｍが好ましく、７μｍ〜３００μｍがより好ましく、１０μｍ〜１００μｍがさらに好ましく、１５μｍ〜５０μｍが特に好ましい。
【００４６】
微細穿孔シートの材料には限定はなく、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、および、イリジウム等の各種金属；こ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、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)、および、ＰＬＡ（ポリ乳酸（polylactic acid））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：Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック：Ｇｌａｓｓ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ 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、厚みが薄くても膜振動が起きにくく、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。
【００４７】
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。
【００４８】
また、微細穿孔シートの材料として、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、微細穿孔シート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、微細穿孔シート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、微細穿孔シート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。
【００４９】
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、微細穿孔シート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、微細穿孔シートには複数の貫通孔が形成されているが、貫通孔の最小孔径が小さいため微細穿孔シート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、微細穿孔シートに形成される貫通孔の平均開口径は２０μｍ以下が好ましい。
【００５０】
一方で、微細穿孔シート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微細穿孔シートとすることができる。
【００５１】
また、微細穿孔シートは、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、微細穿孔シートの耐久性を向上することができる。例えば、微細穿孔シート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。
【００５２】
また、微細穿孔シートに対して、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、微細穿孔シート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、微細穿孔シート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、デザイン性の高い微細穿孔シート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。
【００５３】
ここで、本発明の防音構造体において、微細穿孔シートの複数の貫通孔は、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、複数の貫通孔を有する微細穿孔シートを作製する際に、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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
ここで、シミュレーションにおいて、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。
【００６１】
ここで、貫通孔の大きさに起因する視認性の観点からは、微細穿孔シート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微細穿孔シート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。
【００６２】
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１１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。
【００６３】
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。
【００６４】
さらに、本発明の防音構造体の微細穿孔シート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。
【００６５】
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。
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。
【００６６】
本発明において、微細穿孔シートの貫通孔は、内部で最大孔径となる形状を有するため、貫通孔の主面における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、貫通孔の主面における直径の部分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。
【００６７】
微細穿孔シートの作製方法としては、微細穿孔シートの形成材料等に応じて、公知の方法で行えばよい。
例えば、微細穿孔シートとしてアルミニウム箔等の金属箔を用いる場合には、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い、その後、エッチング加工を行うことで、貫通孔を形成することができる。あるいは、シリコン等の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、円柱形状の凸部を複数形成し、次に、ニッケル電鋳法等の電気化学反応を用いて、凸部を形成した基板を原型として金属を基板に電着させて金属箔を形成し、この金属箔を基板から剥離することで、貫通孔を有する微細穿孔シートを形成することができる。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。
また、微細穿孔シートとして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、もしくはパンチング、針加工などの物理的接触による機械加工方法で貫通孔を形成することができる。例えば、レーザー加工の場合には、集光した高強度レーザーの角度によってレーザー形状を反映して貫通孔をテーパー状に加工することができる。
【００６８】
ここで、微細穿孔シートは、1枚のシート状の部材に、内部で最大孔径となる形状の貫通孔Ａが形成されている構成に限定はされない。図１２および図１３に示す例のように、微細穿孔シートは、２枚のシート状の部材を貼り合せて構成してもよい。
【００６９】
図１２に示す微細穿孔シート１２は、２枚の微細構造シート１３を積層した構成である。なお、図１２においては説明のため、２枚の微細構造シート１３を離間した状態で図示する。この点は図１３も同様である。
微細構造シート１３は、一方の面側で最大径となり、他方の面側で最小径となるテーパ孔１５を複数有する。
２枚の微細構造シート１３は、テーパ孔１５が最大径となる側の面同士を対面させて積層されている。面方向における２枚の微細構造シート１３それぞれのテーパ孔１５の位置が一致することで、内部で最大孔径となる同孔径型形状の貫通孔Ａが形成される。すなわち、微細構造シート１３に形成されるテーパ孔１５の最大径が貫通孔Ａの最大孔径φ2であり、テーパ孔１５の最小径が貫通孔Ａの最小孔径φ1となる。
【００７０】
図１２に示す例においては、２枚の微細構造シート１３それぞれに形成されるテーパ孔１５が同じ形状としたがこれに限定はされない。
図１３に示す微細穿孔シート１２は、微細構造シート１３ａと微細構造シート１３ｂとを積層した構成である。
微細構造シート１３ａおよび微細構造シート１３ｂはそれぞれ、一方の面で最大径となり、他方の面で最小径となるテーパ孔１５ａ、１５ｂを有する。テーパ孔１５ｂの最大径と、テーパ孔１５ａの最大径とは略同じである。テーパ孔１５ｂの最小径は、テーパ孔１５ａの最小径よりも小さい。
微細構造シート１３ａおよび微細構造シート１３ｂは、テーパ孔１５ａおよびテーパ孔１５ｂがそれぞれ最大径となる側の面同士を対面させて積層されている。面方向におけるテーパ孔１５ａおよびテーパ孔１５ｂの位置が一致することで、内部で最大孔径となる異孔径型形状の貫通孔Ａが形成される。すなわち、微細構造シート１３ａおよび微細構造シート１３ｂに形成されるテーパ孔１５ａおよびテーパ孔１５ｂの最大径が貫通孔Ａの最大孔径φ2であり、テーパ孔１５ｂの最小径が貫通孔Ａの最小孔径φ1であり、テーパ孔１５ａの最小径が貫通孔Ａの孔径φ3である。
【００７１】
なお、積層する２枚の微細構造シートの厚み、テーパ孔の形状、個数、配列等は同じであっても異なっていてもよい。
また、２枚の微細構造シートを積層した際に、他方の微細構造シートのテーパ孔と面方向の位置が一致しないテーパ孔を有していてもよい。すなわち、貫通孔Ａを構成しないテーパ孔を有していてもよい。
２枚の微細構造シートのテーパ孔の位置合わせが容易になる点から、２枚の微細構造シートのテーパ孔は規則的に形成されているのが好ましい。
【００７２】
テーパ孔を有する微細構造シートは、上述した微細穿孔シートと同様の方法で作製することができる。
２枚の微細構造シートは、接着剤、熱融着、水分等を用いた表面張力、端部をテープ等で固定する、磁石で抑える等の方法で貼り合わせればよい。また、磁力を帯びた微細構造シートを用いれば、膜同士をつけることもできる。
【００７３】
ここで、本発明の防音構造体は、微細穿孔シートに加えて、多孔質吸音体を有していてもよい。
図１４に本発明の防音構造体の他の一例を模式的に表す断面図を示す。
図１４に示す防音構造体１０は、微細穿孔シート１２と、微細穿孔シートの一方の主面に接して配置される多孔質吸音体２０を有する。
なお、図１４〜図２６においては、簡単のため、微細穿孔シートに形成される貫通孔の形状を直管形状で表すが、内部で最大孔径となる貫通孔Ａを含む。
【００７４】
多孔質吸音体２０としては、特に限定はなく、従来公知の多孔質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；種々の公知の吸音材が利用可能である。
【００７５】
多孔質吸音体２０の厚みには限定はない。吸音性能等の観点から、多孔質吸音体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。
【００７６】
多孔質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。
【００７７】
ここで、本発明者らの検討によれば、貫通孔を有する微細穿孔シートと多孔質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、多孔質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、微細穿孔シートと組み合わせることで、多孔質吸音体による吸音の効果が向上することがわかった。
【００７８】
また、多孔質吸音体２０を微細穿孔シート１２に接触させて配置することで、貫通孔を有する微細穿孔シート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多孔質吸音体は、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。図１４に示す例のように微細穿孔シートを多孔質吸音体上に配置することで、多孔質吸音体からの埃の量を抑制できる効果も有する。
【００７９】
微細穿孔シート１２と多孔質吸音体２０との配置方法には特に限定はなく、微細穿孔シート１２を多孔質吸音体２０上に載置するのみでもよいし、微細穿孔シート１２を多孔質吸音体２０に固定してもよい。微細穿孔シート１２と多孔質吸音体２０との固定方法としては、接着剤(３Ｍ社製スプレーのりなど)で貼り合わせる、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、微細穿孔シートと多孔質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、メッシュ（メタルメッシュやプラスチックメッシュなど）、枠体、通気膜など音を通す部材を介して多孔質吸音体と微細穿孔シートが接していても良い。微細穿孔シートの効果である粒子速度の大きな変化の影響が多孔質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。
また、後述する壁部材を有する構成においては、例えば、壁部材に多孔質吸音体を設置し、その多孔質吸音体表面に微細穿孔シート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。
【００８０】
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、微細穿孔シート１２側を騒音源側としてもよいし、図１５に示す例のように、多孔質吸音体２０側を騒音源側としてもよい。図１５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。
【００８１】
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。
【００８２】
ここで、図１４に示す例では、１つの微細穿孔シート１２と１つの多孔質吸音体２０とを有する構成としたが、微細穿孔シート１２及び／又は多孔質吸音体２０を２つ以上有する構成としてもよい。
例えば、図１６に示す例のように、多孔質吸音体２０と微細穿孔シート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１７に示す例のように、多孔質吸音体２０の両面それぞれに微細穿孔シート１２を配置する構成としてもよい。あるいは、微細穿孔シート１２の両面それぞれに多孔質吸音体２０を配置する構成としてもよい。
微細穿孔シートを吸音体で挟むことで、微細穿孔シート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。
【００８３】
また、本発明の防音構造体は、多孔質吸音体の、微細穿孔シートとは反対側の面側に壁部材を有していてもよい。
図１８に示す例では、防音構造体１０は、微細穿孔シート１２、多孔質吸音体２０および壁部材３０をこの順で有する。また、多孔質吸音体２０と壁部材３０とは接して配置されている。
また、図１９に示す例では、防音構造体１０は、微細穿孔シート１２、多孔質吸音体２０および壁部材３０をこの順で有する。また、多孔質吸音体２０と壁部材３０とは所定距離離間して配置されている。
【００８４】
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。
【００８５】
このように壁部材３０を有する構成とすることで、微細穿孔シート１２および多孔質吸音体２０を透過した音が、壁部材３０で全て反射されて、再度、多孔質吸音体２０および微細穿孔シート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、多孔質吸音体２０と壁部材３０とが接しているのが好ましい。すなわち、微細穿孔シート１２と壁部材３０との間の空間には多孔質吸音体２０が充填されているのが好ましい。また、多孔質吸音体２０と壁部材３０とは一部が接する状態であってもよい。
【００８６】
また、壁部材３０を有する構成の場合には、微細穿孔シート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、微細穿孔シート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、微細穿孔シート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、微細穿孔シート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、微細穿孔シート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、微細穿孔シート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、微細穿孔シート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。
【００８７】
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微細穿孔シート１２あるいは多孔質吸音体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２０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、微細穿孔シート１２および多孔質吸音体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、微細穿孔シート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、微細穿孔シート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、微細穿孔シート１２および多孔質吸音体２０の少なくとも一方が存在することが好ましい。
【００８８】
また、壁部材３０を有する構成においては、微細穿孔シート１２、多孔質吸音体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、多孔質吸音体２０および微細穿孔シート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）に多孔質吸音体を貼りつけて、その多孔質吸音体の表面に微細な貫通孔を有する微細穿孔シート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多孔質吸音体と微細な貫通孔を有する微細穿孔シート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、設置時に多孔質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。
【００８９】
その際、多孔質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微細穿孔シートと接しているのが好ましい。すなわち、微細穿孔シートが多孔質吸音体と接して、かつ、防音構造体の表面に配置される構成となるのが好ましい。
また、図２１に示すように、防音構造体の表面のうち一面が微細穿孔シート１２からなり、微細穿孔シート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。
【００９０】
また、図２２に示す例のように、防音構造体の表面の全ての面が、微細穿孔シート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２２に示す例は、防音構造体の表面の一面が微細穿孔シート１２からなり、他の表面が壁部材３０からなる構成である。
【００９１】
また、図２３に示すように、微細穿孔シート１２、多孔質吸音体２０および壁部材３０をセル構造とした場合にも、微細穿孔シート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。
【００９２】
また、本発明の防音構造体は、微細穿孔シートに加えて、枠体を有する構成としてもよい。
図２４は、本発明の防音構造体の他の一例を模式的に示す断面図であり、図２５は、図２の正面図である。
【００９３】
図２４および図２５に示す防音構造体１０は、微細穿孔シート１２と、微細穿孔シートの一方の主面に接して配置される枠体１６とを有する。
枠体１６は、複数の孔部１７を有し、微細穿孔シート１２の一方の面に接して配置されて微細穿孔シート１２を支持する部材である。
【００９４】
枠体の孔部の開口径は、微細穿孔シートの貫通孔の開口径よりも大きい。また、枠体の孔部の開口率は微細穿孔シートの貫通孔の開口率よりも大きい。
これにより、薄い微細穿孔シートを適正に支持しつつ、微細穿孔シートの微細な貫通孔による吸音効果を阻害することを防止できる。
【００９５】
また、枠体に接する微細穿孔シートの共鳴振動周波数が可聴域より大きいことが好ましい。
薄い微細穿孔シートは、音波に対して微細穿孔シートが共鳴振動を起こしやすくなる。そのため、共鳴振動周波数周辺の周波数帯域で吸音特性が低下してしまうという問題が生じる。
これに対して、微細穿孔シートに、大きな開口径の孔部を複数有する枠体を接して配置することによって、枠体で微細穿孔シートの剛性を高める。その際、枠体の孔部の開口径を、微細穿孔シートの共鳴振動周波数が可聴域よりも高くなるような開口径とすることによって、微細穿孔シートの共鳴振動周波数を可聴域よりも高くする。これにより、可聴域において、共鳴振動による吸収率低下を抑制することができる。
【００９６】
本発明者らの検討によれば、微細穿孔シートと貫通孔が存在するため、音はこの二種のいずれかを通過して透過すると考えられる。微細穿孔シートを透過するパス(経路)は、微細穿孔シートの膜振動に一度変換された固体振動が音波として再放射されるパスであり、貫通孔を透過するパスは、貫通孔の中を気体伝搬音として直接通過するパスである。そして、貫通孔を通過するパスが、今回の吸収メカニズムとして支配的であると考えられるが、微細穿孔シートの共鳴振動周波数（第一固有振動周波数）付近の周波数帯の音は主に、微細穿孔シートの膜振動により再放射されるパスを通過すると考えられる。
これに対して、微細穿孔シートに枠体を接して配置することによって微細穿孔シートの見かけの剛性を高くして、共鳴振動周波数を可聴域よりも高くすることができる。そのため、可聴域の音は、微細穿孔シートの膜振動により再放射されるパスよりも、貫通孔を通過するパスを主に通過するので、貫通孔を通過する際の摩擦で吸音される。
【００９７】
なお、枠体に接して配置された微細穿孔シートの第一固有振動周波数は、共鳴現象により音波が膜振動を最も揺らすところで、音波はその周波数で大きく透過する固有振動モードの周波数である。本発明においては、第一固有振動周波数は、枠体および微細穿孔シートからなる構造によって決まるので、微細穿孔シートに穿孔される貫通孔の有無にかかわらず、略同一の値となることが本発明者らによって見出されている。
また、第一固有振動周波数近傍の周波数では、膜振動が大きくなるため、微細な貫通孔との摩擦による吸音効果は小さくなる。
【００９８】
また、本発明において可聴域とは、１００Ｈｚ〜２００００Ｈｚである。
【００９９】
ここで、枠体は、微細穿孔シートの一方の面に配置される構成であってもよく、両面それぞれに配置される構成としてもよい。
微細穿孔シートの両面それぞれに枠体を配置することによって、微細穿孔シートの剛性をより高くすることができ、共鳴振動周波数をより高くすることができる。従って、微細穿孔シートの共鳴振動周波数を容易に可聴域よりも高くすることができる。
【０１００】
また、枠体の一方の面に微細穿孔シートを配置する構成であってもよく、枠体の両面に微細穿孔シートを配置する構成であってもよい。あるいは、枠体の一方の面に微細穿孔シートを配置し、枠体の他方の面に壁部材を配置する構成であってもよい。
【０１０１】
なお、枠体の孔部の開口断面の形状は特に制限的ではなく、例えば、長方形、ひし形および平行四辺形等の他の四角形、正三角形、２等辺三角形および直角三角形等の三角形、正五角形および正六角形等の正多角形を含む多角形、円形、ならびに、楕円形等のいずれの形状であっても良いし、不定形であっても良い。中でも、孔部の開口断面の形状は正六角形であるのが好ましく、枠体は、断面形状が正六角形の複数の孔部を最密に並べた、いわゆる、ハニカム構造を有するのが好ましい。枠体がハニカム構造を有する構成とすることによって、微細穿孔シート１２の見かけの剛性をより高くすることができ、容易に共鳴振動周波数を可聴域よりも高くすることができる。
【０１０２】
孔部の開口径は微細穿孔シートの剛性を好適に高める点、微細穿孔シートの貫通孔よりも大きい開口径である点、貫通孔を通過するパスへの影響を小さくする点、取り扱い上、指などが直接、微細穿孔シートに触れないようにする点等の観点から、枠体の孔部の開口径は、２２ｍｍ以下であるのが好ましく、０．１ｍｍより大きく１５ｍｍ以下であるのがより好ましく、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であるのが特に好ましい。
なお、孔部の開口径は、孔部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)とした。
【０１０３】
なお、微細穿孔シートの両面それぞれに配置される２つの枠体は、同じ構成であってもよいし、異なるものであってもよい。例えば、２つの枠体は、孔部の開口径、開口率および材質等が、同じであっても、互いに異なっていてもよい。
【０１０４】
また、微細穿孔シートと枠体とは接して配置されていればよいが、接着固定されるのが好ましい。
微細穿孔シートと枠体とを接着固定することによって、微細穿孔シートの剛性をより高くすることができ、共鳴振動周波数をより高くすることができる。従って、微細穿孔シートの共鳴振動周波数を容易に可聴域よりも高くすることができる。
【０１０５】
微細穿孔シートと枠体とを接着固定する場合に用いる接着剤は、微細穿孔シートの材質および枠体の材質等に応じて選択すればよい。接着剤としては、例えば、エポキシ系接着剤（アラルダイト（登録商標）（ニチバン株式会社製）等）、シアノアクリレート系接着剤（アロンアルフア（登録商標）（東亜合成株式会社製）など）、および、アクリル系接着剤等を挙げることができる。
【０１０６】
また、防音構造体はさらに、１以上の開口部を有する第２の枠体を有し、微細穿孔シートと枠体との積層体が第２の枠体の開口部を覆って配置される構成としてもよい。
第２の枠体の開口部の開口径は、枠体の孔部の開口径よりも大きく、また、第２の枠体の開口部の開口率は、枠体の孔部の開口率よりも大きい。
このように、さらに第２の枠体を有する構成とすることによって、微細穿孔シートの剛性をより高くすることができ、共鳴振動周波数をより高くすることができる。従って、微細穿孔シートの共鳴振動周波数を容易に可聴域よりも高くすることができる。
【０１０７】
また、図１に示す例では、複数の貫通孔１４が形成された１つの微細穿孔シート１２を防音構造体１０としたが、これに限定はされず、複数の貫通孔が形成された２以上の微細穿孔シートを厚さ方向に配列した構成としてもよい。すなわち、本発明の防音構造体１０を２枚以上、厚さ方向に配列して防音構造体としてもよい。
例えば、図２６に示す防音構造体１０は、複数の貫通孔１４が形成された微細穿孔シート１２を厚さ方向に３枚配列したものである。
【０１０８】
２以上の微細穿孔シート１２を厚さ方向に配列する場合には、微細穿孔シート１２同士は接していてもよいし、離間していてもよい。
微細穿孔シート１２同士を離間して配置する場合には、微細穿孔シート１２間の、音の通過を阻害しない位置にスペーサを配置してもよい。
ここで、前述のとおり、本発明における吸音のメカニズムは、音が貫通孔を通過する際の摩擦による熱エネルギーへの変換である。そのため、貫通孔を通過する際の空気の局所速度が大きいほど吸音性能が高くなる。そのため、２以上の微細穿孔シート１２を配列した構成の場合には、微細穿孔シート１２同士は離間して配置されるのが好ましい。微細穿孔シート１２同士は離間して配置されることで、音の通過方向の前段に配置される微細穿孔シート１２の影響で、後段に配置される微細穿孔シート１２の貫通孔１４を通過する際の局所速度が低下するのを抑制でき、より好適に吸音できる。
ここで、微細穿孔シート間の距離を大きくすると、サイズが大きくなるのみならず、微細穿孔シート間の距離が波長程度となることで音の干渉が現れてフラットな吸音特性ではなくなっていく。よって、典型的な波長として３４００Ｈｚの音の波長の長さ１００ｍｍより小さいことが望ましく、１００００Ｈｚの音の波長の長さ３４ｍｍより小さいことがより望ましい。
一方で、微細穿孔シート間の距離が近づくと、前段の微細穿孔シートの貫通孔での摩擦により低減した局所速度の影響が後段の微細穿孔シートでの吸音に影響する。よって、適宜離した方が効率は向上する。
後段の微細穿孔シート１２の貫通孔１４を通過する際の局所速度が低下するのを好適に抑制する観点から、微細穿孔シート１２同士の間の距離は、５ｍｍ以上１００ｍｍ以下が好ましく、１０ｍｍ〜３４ｍｍがより好ましい。
【０１０９】
また、本発明の防音構造体は、微細穿孔シート１２の一方の面側に微細穿孔シートと対面し所定距離離間して配置される壁部材３０を有する構成としてもよい。
壁部材３０を有する構成とすることで、微細穿孔シート１２を透過した音が、壁部材３０で全て反射されて、再度、微細穿孔シート材１２に入射するため、防音性能をより高くすることができる。
なお、防音性能及び小型化の点から、微細穿孔シート１２と壁部材３０との間の距離は１ｍｍ以上３０ｍｍ以下とするのが好ましく、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下とするのがより好ましい。
【０１１０】
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］
建材や機器内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、難燃性であることが求められる。
そのため、微細穿孔シートは、難燃性のものが好ましい。微細穿孔シート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、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を付与することができる。
【０１１１】
［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。
微細穿孔シート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箔を用いることも好ましい。
【０１１２】
［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、微細穿孔シート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微細穿孔シート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微細穿孔シートを選択するのが好ましい。
【０１１３】
［ゴミ］
長期間の使用においては、微細穿孔シート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微細穿孔シート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、微細穿孔シート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微細穿孔シート自体が導電性を持つ微細穿孔シート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、微細穿孔シート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微細穿孔シート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。
【０１１４】
上述したような特殊な材料を使用する以外に、微細穿孔シート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。
また、カバーとして特に薄い膜材料などを用いる場合は、貫通孔の効果を阻害しないために、微細穿孔シート１２に貼り付けずに距離を空けることが好ましい。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、微細穿孔シートに音を放射し、微細穿孔シート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。
【０１１５】
［風圧］
強い風が微細穿孔シートに当たることによって、微細穿孔シート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、微細穿孔シート上に、不織布、ウレタン、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。
【０１１６】
本発明の防音構造体は、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（パーソナルコンピュータ）、掃除機、空気清浄機、換気扇等の一般家庭用機器等に用いることができる。防音構造体は、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。
【０１１７】
また、本発明の防音構造体は、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。
【０１１８】
また、本発明の防音構造体は、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。本部材によって騒音源を囲むことで、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。
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で、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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
あるいは、本発明の防音構造体は、窓部材や網戸部材として、壁などに生じる隙間を塞ぐ部材として用いることができる。
【実施例】
【０１２１】
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。【０１２２】
［実施例１］
＜微細穿孔シートの作製＞
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、下底の直径３０μｍ、上底の直径２０μｍ、高さ１０μｍの円錐台形状の凸部を複数、所定の配列パターンで形成した。フッ酸と硝酸を混ぜたフッ硝酸を希釈した液を用いてウェットエッチングを行うと、シリコン基板を等方性エッチングを行うために自然にテーパー形状の加工ができる。このとき、フッ酸比率を大きくするととがった形状、小さくすると丸みを帯びた形状となり形状も調整できる。なお、シリコン基板にプラズマエッチングを行う場合にも、フッ素ラジカルを用いたエッチングを行うことで等方性エッチングが可能である。本実施例ではウェットエッチング条件を調整して作製を行った。隣接する凸部間の中心間距離は１１９μｍ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、上底部分では約２．２％となる。【０１２３】
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１０μｍ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。これにより複数のテーパ孔が正方格子配列で形成されたニッケル製の微細構造シートを作製した。
作製した微細構造シートをＳＥＭを用いて評価したところ、平均開口径は一方の表面で３０μｍ、他方の表面で２０μｍであった。また、平均開口率は２．２％、厚み１０μｍ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。
平均開口率は最小孔径を基準とした開口率である。従って、ＳＥＭを用いなくても光学顕微鏡を使って、光の透過配置で評価することもできる。実際に評価を行い、光学評価でも２．２％と解析することができた。【０１２４】
以上のようにして作製した微細構造シートを２枚準備し、テーパ孔の直径が大きい（３０μｍ）側の面同士を対面させて重ね合わせた。２枚の微細構造シートは同じ間隔でテーパ孔が形成されているため、下から透過光を当てながら２枚の微細構造シートの相対位置を適宜ずらすと、重なったテーパ孔を光が透過する配置がある。この透過光量が最大になるように重ね合わせることで、テーパ孔が重ね合わさって、内部で最大孔径となる同孔径型形状の貫通孔Ａが形成される。２枚の微細構造シートは間の空気を抜くことでほぼずれなくなる。２枚の微細構造シートの相対位置を調整し、間の空気を抜いた後に、端部をテープで固定し、ずれない処置を行って微細穿孔シートを作製した。
すなわち、微細穿孔シートの貫通孔Ａの最小孔径φ1は２０μｍで、最大孔径φ2は３０μｍとなる。また、平均開口率は２．２％、厚みは２０μｍである。また、全ての貫通孔が貫通孔Ａである。サンプルサイズは３０ｃｍ×３０ｃｍとした。
また、最小孔径φ1＝２０μｍで直管形状の場合の最適開口率ρsは、ρs＝１８．７×φ1-2.04≒４．１％である。ρc／ρs＝０．３０×ｌｎ（φ1）−Ｃから、Ｃ＝０．３８である。【０１２５】
［実施例２〜４］
実施例２〜４として、開口率をそれぞれ３．０％、４．１％、６．０％とした以外は実施例１と同様の微細穿孔シートを作製した。
開口率は、シリコン基板に形成する凸部の中心間距離を変更することで調整することができる。【０１２６】
[比較例１]
倍率φ2／φ1が１０倍となる例を検討した。その場合、開口率が２．２％の場合、内部の最大孔径φ2部分の面積率が２２０％となり、作製することができない。【０１２７】
[比較例２]
倍率φ2／φ1が６倍の例を検討した。開口率が２．２％の場合、内部の最大孔径φ2部分の面積率が７９％となる。これを作製したところ、内部で孔と孔がつながってしまい高い吸音特性が得られなかった。【０１２８】
[比較例３]
最小孔径φ1が２００μｍ、倍率φ2／φ1が１．５倍（最大孔径φ2が３００μｍ）とした以外は実施例１と同様にして微細穿孔シートを作製した。【０１２９】
[参考例１]
直管形状の貫通孔を有する微細穿孔シートを実施例１と同様のニッケル電鋳法を用いて作製した。開口径は２０μｍ、開口率は２．２％とした。【０１３０】
［評価］
＜音響特性＞
作製した微細穿孔シートを防音構造体として、微細穿孔シートの音響特性を、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。音響管としては例えば日本音響エンジニアリング株式会社製のWinZac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することで、サンプルの吸収率も正確に測定した。音響管の内径は２０ｍｍとした。
測定した結果を図２７に示す。【０１３１】
＜見た目＞
微細穿孔シートの背面側から光が当たる配置においては、貫通孔の個数と最小孔径に応じて、すなわち、開口率に応じて光が透過する。光の透過率は単純に開口率に比例する。開口率が大きいほど光を透過してしまうため、元の素材の見た目と差異が大きくなってしまう。従って、開口率を評価することで、元の素材の見た目に近いか否かを評価することができる。
さわり心地についても、開口率が小さいほど元の素材に近くなるため、開口率を評価することで、さわり心地を評価することができる。【０１３２】
評価の結果、図２７から、開口率が２．２％（実施例１）、３．０％（実施例２）付近で吸音率が最大となることがわかる。これより、貫通孔が直管形状の場合の最適開口率（４．１％）よりも低い開口率で吸音率が最大となることがわかる。
実施例１および２は、測定を行なった全周波数帯域において、４９．５％以上となることがわかる。４端子法配置での一層膜の吸収率の上限が５０％であるため、大きな吸収率を示すことがわかる。【０１３３】
また、上述のとおり、実施例の微細穿孔シートは、最小孔径φ1と同じ孔径の直管形状の貫通孔を有する微細穿孔シートよりも吸収率が最大となる最適開口率が小さくなるため光の透過量が小さくなる。従って、実施例は、直管形状の貫通孔を有する微細穿孔シートに比べて見た目およびさわり心地が元の素材に近くなることがわかる。
一方、参考例１のように、貫通孔が直管形状で開口率が実施例１と同じ２．２％の場合の吸収率を測定したところ、４４．７％となった。このように、元の素材の見た目や質感を残すために開口率を小さくした場合には、直管形状の貫通孔を有する微細穿孔シートでは、実施例と比較して吸収率が小さくなることがわかる。
また、最小孔径φ1が２００μｍの比較例３の吸収率は、５％未満であった。【０１３４】
［実施例５〜９］
最小孔径φ1が１０μｍ、最大孔径φ2が１５μｍとし、開口率をそれぞれ、６％、８％、１０％、１７％、２０％とした以外は実施例１と同様にして微細穿孔シートを作製し、評価を行った。
最小孔径φ1＝１０μｍで直管形状の場合の最適開口率ρsは、ρs＝１８．７×φ1-2.04≒１７％である。【０１３５】
[参考例２]
直管形状の貫通孔を有する微細穿孔シートを実施例６と同様のニッケル電鋳法を用いて作製した。開口径は１０μｍ、開口率は８％とした。
音響特性の測定結果を図２８に示す。【０１３６】
図２８から、開口率が８％（実施例６）、１０％（実施例７）付近で吸音率が最大となることがわかる。これより、貫通孔が直管形状の場合の最適開口率（１７％）よりも低い開口率で吸音率が最大となることがわかる。
また、実施例の微細穿孔シートは、最小孔径φ1と同じ孔径の直管形状の貫通孔を有する微細穿孔シートよりも吸収率が最大となる最適開口率が小さくなる。従って、実施例は、直管形状の貫通孔を有する微細穿孔シートに比べて見た目およびさわり心地が元の素材に近くなることがわかる。
一方、参考例２のように、貫通孔が直管形状で開口率が実施例５と同じ８％の場合の吸収率を測定したところ、４３％となった。このように、元の素材の見た目や質感を残すために開口率を小さくした場合には、直管形状の貫通孔を有する微細穿孔シートでは、実施例と比較して吸収率が小さくなることがわかる。【０１３７】
［実施例５−２］
次に、最小孔径φ1が１０μｍ、最大孔径φ2が１５μｍ（倍率φ2／φ1が１．５倍）で、開口率を６％〜２０％の範囲で変えた微細穿孔シートを作製し、また、最小孔径φ1が１０μｍ、最大孔径φ2が３０μｍ（倍率φ2／φ1が３．０倍）で、開口率を６％〜２０％の範囲で変えた微細穿孔シートを作製して、それぞれの微細穿孔シートの音響特性を測定した。
表３に、３０００Ｈｚにおける吸収率の測定結果を示す。【０１３８】
【表３】
2019059046.tif 000005
【０１３９】
表３から、倍率φ2／φ1が３．０倍のほうが１．５倍の場合よりも小さい開口率で最適開口率となることがわかる。【０１４０】
［実施例１０］
貫通孔の形状を、一方の面で最小孔径φ1＝１０μｍとなり、他方の孔径で最小孔径φ1より大きい孔径φ3＝１５μｍとなり、内部で最大孔径φ2＝２０μｍとなる異孔径型形状とし、開口率を３．０％とした以外は実施例１と同様にして微細穿孔シートを作製し、評価を行った。
すなわち、異なる形状のテーパ孔を有する２枚の微細構造シートを重ね合わせて微細穿孔シートを作製した。一方の微細構造シートのテーパ孔は、一方の表面での開口径が１０μｍ、他方の表面での開口径が２０μｍであり、他方の微細構造シートのテーパ孔は、一方の表面での開口径が１５μｍ、他方の表面での開口径が２０μｍである。【０１４１】
［実施例１１〜１４］
実施例１１〜１４として、開口率をそれぞれ４．０％、５．０％、１６．６％、２０．０％とした以外は実施例６と同様の微細穿孔シートを作製し、評価を行った。
開口率は、シリコン基板に形成する凸部の中心間距離を変更することで調整した。【０１４２】
[参考例３]
直管形状の貫通孔を有する微細穿孔シートを実施例１１と同様のニッケル電鋳法を用いて作製した。開口径は１０μｍ、開口率は４％とした。
音響特性の測定結果を図２９に示す。【０１４３】
図２９から、開口率が４％（実施例１１）、５％（実施例１２）付近で吸音率が最大となることがわかる。これより、貫通孔が直管形状の場合の最適開口率（１７％）よりも低い開口率で吸音率が最大となることがわかる。
また、実施例の微細穿孔シートは、最小孔径φ1と同じ孔径の直管形状の貫通孔を有する微細穿孔シートよりも吸収率が最大となる最適開口率が小さくなる。従って、実施例は、直管形状の貫通孔を有する微細穿孔シートに比べて見た目およびさわり心地が元の素材に近くなることがわかる。
一方、参考例３のように、貫通孔が直管形状で開口率が実施例１１と同じ４％の場合の吸収率を測定したところ、３０％となった。このように、元の素材の見た目や質感を残すために開口率を小さくした場合には、直管形状の貫通孔を有する微細穿孔シートでは、実施例と比較して吸収率が小さくなることがわかる。特に、異孔径型の貫通孔を有する微細穿孔シートの場合は、直管形状の貫通孔を有する微細穿孔シートの場合との最適開口率の差が大きいために、吸収率に大きな差が現れる。【０１４４】
［実施例１１−２］
次に、最小孔径φ1が１０μｍ、最大孔径φ2が１５μｍ（倍率φ2／φ1が１．５倍）、他方の面の孔径φ3が１２．５μｍで、開口率を１％〜２０％の範囲で変えた微細穿孔シートを作製し、また、最小孔径φ1が１０μｍ、最大孔径φ2が４０μｍ（倍率φ2／φ1が４．０倍）、他方の面の孔径φ3が２５μｍで、開口率を１％〜２０％の範囲で変えた微細穿孔シートを作製して、それぞれの微細穿孔シートの音響特性を測定した。
表４に、３０００Ｈｚにおける吸収率の測定結果を示す。【０１４５】
【表４】
2019059046.tif 000006
【０１４６】
表４から、倍率φ2／φ1が４．０倍のほうが１．５倍の場合よりも小さい開口率で最適開口率となることがわかる。【０１４７】
［実施例１５〜１８］
実施例１５〜１８として、貫通孔の形状を、一方の面で最小孔径φ1＝２０μｍとなり、他方の孔径で最小孔径φ1より大きい孔径φ3＝２５μｍとなり、内部で最大孔径φ2＝３０μｍとなる異孔径型形状とし、開口率をそれぞれ、１．０％、２．０％、４．５％、６．０％とした以外は実施例６と同様にして微細穿孔シートを作製し、評価を行った。【０１４８】
[参考例４]
直管形状の貫通孔を有する微細穿孔シートを実施例１６と同様のニッケル電鋳法を用いて作製した。開口径は２０μｍ、開口率は２％とした。
音響特性の測定結果を図３０に示す。【０１４９】
図３０から、開口率が２％（実施例１６）付近で吸音率が最大となることがわかる。これより、貫通孔が直管形状の場合の最適開口率（４．１％）よりも低い開口率で吸音率が最大となることがわかる。
また、実施例の微細穿孔シートは、最小孔径φ1と同じ孔径の直管形状の貫通孔を有する微細穿孔シートよりも吸収率が最大となる最適開口率が小さくなる。従って、実施例は、直管形状の貫通孔を有する微細穿孔シートに比べて見た目およびさわり心地が元の素材に近くなることがわかる。
一方、参考例４のように、貫通孔が直管形状で開口率が実施例１６と同じ２％の場合の吸収率を測定したところ、３１％となった。このように、元の素材の見た目や質感を残すために開口率を小さくした場合には、直管形状の貫通孔を有する微細穿孔シートでは、実施例と比較して吸収率が小さくなることがわかる。特に、異孔径型の貫通孔を有する微細穿孔シートの場合は、直管形状の貫通孔を有する微細穿孔シートの場合との最適開口率の差が大きいために、吸収率に大きな差が現れる。【０１５０】
［実施例１５−２］
次に、最小孔径φ1が２０μｍ、最大孔径φ2が３０μｍ（倍率φ2／φ1が１．５倍）、他方の面の孔径φ3が２５μｍで、開口率を１％〜６％の範囲で変えた微細穿孔シートを作製して、それぞれの微細穿孔シートの音響特性を測定した。
表５に、３０００Ｈｚにおける吸収率の測定結果を示す。【０１５１】
【表５】
2019059046.tif 000007
【０１５２】
表５からも、実施例は、直管形状の場合の最適開口率よりも低い開口率で高い吸音率が得られることがわかる。【０１５３】
［シミュレーション］
次に、異孔径型形状の貫通孔の場合について、最小孔径φ1が１０μｍ〜３０μｍの範囲、開口率が０〜２０％の範囲で変更して、上述した有限要素法計算ソフトCOMSOL ver5.3（ＣＯＭＳＯＬ社）を用いたシミュレーションを行ない、吸収率を評価した。
最大孔径φ2はφ2＝１．５×φ1とし、孔径φ3はφ3＝（（φ2／φ1−１）×０．５＋１）×φ1とした。
結果を図３１に示す。また、図３１には、直管形状の場合の最適開口率の値を結んだ線を破線で示す。【０１５４】
図３１から、いずれの最小孔径φ1の場合も直管形状の場合の最適開口率ρsよりも低い開口率で吸収率が最大化されることがわかる。また、最小孔径φ1が小さいほど、吸収率が最大となる最適開口率ρc1と、直管形状の場合の最適開口率ρsとの差が大きくなることがわかる。
以上より本発明の効果は明らかである。
【符号の説明】
【０１５５】
１０  防音構造体
１２  微細穿孔シート
１３  微細構造シート
１４  貫通孔
１５  テーパ孔
１６  枠体
１７  孔部
２０  多孔質吸音体
３０  壁部材
【図１】
2019059046.tif 000008
【図２】
2019059046.tif 000009
【図３】
2019059046.tif 000010
【図４】
2019059046.tif 000011
【図５】
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【図６】
2019059046.tif 000013
【図７】
2019059046.tif 000014
【図８】
2019059046.tif 000015
【図９】
2019059046.tif 000016
【図１０】
2019059046.tif 000017
【図１１】
2019059046.tif 000018
【図１２】
2019059046.tif 000019
【図１３】
2019059046.tif 000020
【図１４】
2019059046.tif 000021
【図１５】
2019059046.tif 000022
【図１６】
2019059046.tif 000023
【図１７】
2019059046.tif 000024
【図１８】
2019059046.tif 000025
【図１９】
2019059046.tif 000026
【図２０】
2019059046.tif 000027
【図２１】
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【図２２】
2019059046.tif 000029
【図２３】
2019059046.tif 000030
【図２４】
2019059046.tif 000031
【図２５】
2019059046.tif 000032
【図２６】
2019059046.tif 000033
【図２７】
2019059046.tif 000034
【図２８】
2019059046.tif 000035
【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【国際調査報告】
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