(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維状材料を備える吸音素子（１）であって、前記繊維状材料は以下の特性、すなわち
・５２７〜１５５２［Pa・s/m］の固有通気抵抗、及び
・６６％〜７９％の質量多孔率
を有し、
前記繊維状材料は人造の織物からなり、
前記固有通気抵抗は次式のように定義され、
【数１】
0006759204.tif 000013
ここにおいて、ΔＰ［Pa］は、大気圧と比べた材料の両側における２つのサイド間の差圧であり、ｑｖ［m３/s］は、材料を通過する空気の流量（流速）であり、またＡ［m２］は、空気フローの方向に直交する材料の断面積であり、また、
前記質量多孔率は次式により決定され、
【数２】
0006759204.tif 000014
ここで、ρは材料の見掛けの密度であり、ρrifは基準材料の密度である、吸音素子。
【請求項２】
請求項１記載の吸音素子（１）において、前記繊維状材料は、７２３〜１２１３［Pa・s/m］の固有通気抵抗、及び７４％〜７７％の質量多孔率を有する、吸音素子。
【請求項３】
請求項１または２記載の吸音素子（１）において、前記織物の縦糸は、センチメートル当たりのヤーン数が５〜４０の範囲内である、吸音素子。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか一項記載の吸音素子（１）において、前記織物の横糸は、センチメートル当たりのヤーン数が５〜４０の範囲内である、吸音素子。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか一項記載の吸音素子（１）において、１層以上の前記織物を備える、吸音素子。
【請求項６】
請求項１〜５のうちいずれか一項記載の吸音素子（１）を備え、さらに、前記吸音素子（１）に連係動作する表面（２）を備える、吸音システム。
【請求項７】
請求項６記載の吸音システムにおいて、さらに、前記表面（２）は、前記吸音素子（１）の少なくとも一部から所定の距離（Ｄ；Ｄ１、Ｄ２）離れた位置にある、吸音システム。
【請求項８】
請求項７記載の吸音システムにおいて、前記距離（Ｄ；Ｄ１、Ｄ２）は、約１ｃｍ〜約３０ｃｍの間における距離である、吸音システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は吸音素子及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
閉じられた部屋内で発せられた音波が表面にぶつかるとき、その音響エネルギーの一部は表面を通過し、一部は表面との衝突によって吸収され、また一部は部屋内に反射することが知られている。
【０００３】
部屋内で反射する表面の量が多い場合、部屋は音響的に極めてかき乱されることがあり、これはすなわち、部屋内で発生する音波がエコーと同様な効果で増幅されるからである。
【０００４】
構造的変更なしに部屋内の音響を改善するためには、部屋に吸音材料を、とくに、部屋を仕切る表面（例えば、壁及び／又は天井）に隣接して用いることが知られている。従来吸音材料は、既知のように、音響エネルギーの少なくとも一部を吸収し、また反射したエネルギー部分を減少する特性を有する。
【０００５】
本願人による特許文献１（国際公開第２０１３／１１３８００号）は、熱接着合成ファイバを含み、第１厚さを有する詰め物層を備える吸音パネルについて記載している。このパネルの少なくとも一部分において、外側層領域では密度が高く、内側層では密度が低い可変密度を有する。
【０００６】
特許文献２（欧州特許第２，４７２，０１８号）は、微細孔を設けた少なくとも２つの支持体及び微細孔のない他の支持体を有する壁素子と理解されている吸音システムを記載している。微細孔のない支持体は微細孔付き支持体によって包囲されない。
【０００７】
特許文献２に記載のシステムは不利にも製造が複雑かつコストがかかることに本願人は気付いている。このシステムにおいて、実際少なくとも2つの支持体は微細孔付きであり、また微細孔は支持体の表面に規則的に配列する。さらに、各微細孔のサイズ及び1個の微細孔と隣接する微細孔と間の距離は、精密に制御しなければならない。特許文献２の吸音システムの性能は、実際このような幾何学的パラメータに厳密的に依存する。特許文献２のシステムの製造は、したがって、厳密かつ複雑であり、支持体の機械加工に比較的多くのコストがかかる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１１３８００号パンフレット
【特許文献２】欧州特許第２，４７２，０１８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、したがって、特許文献２によるシステムに比べて生産が複雑でなくかつコストがかからない吸音素子を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明者は、様々な材料に対して試験を行い、また特許文献２によるシステムよりも簡単かつコストがかからない吸音素子を、繊維状材料を用いてしかも単一層にして製造できるという驚くべきことを発見した。
【００１１】
より具体的には、本願発明者は、特許文献２によるシステムよりも簡単かつコストがかからない吸音素子を、以下に詳細に説明するように固有通気抵抗Ｒs及び質量多孔率（mass porosity）に関する所定特性を有する天然又は人造の織物を使用して形成することができるということを発見した。
【００１２】
本願発明者は、有利なことに、４１４［Pa・s/m］より低い、又は２３６８［Pa・s/m］より高い固有通気抵抗（単にＲsとして示すこともある）及び６０％未満又は８１％を超える質量多孔率（単にＰＭとして示すこともある）を有する繊維状材料は、吸音に関して低い性能を有し、５２７［Pa・s/m］〜５５２［Pa・s/m］の間における固有通気抵抗、及び６６％〜７９％の間における質量多孔率ＰＭを有する繊維状材料は、吸音に関して良い性能を有し、また７２３［Pa・s/m］〜１２１３［Pa・s/m］の間における固有通気抵抗Ｒs、及び７４％〜７７％の間における質量多孔率ＰＭを有する繊維状材料は、吸音に関して最適な性能を有する。
【００１３】
これら特性に基づいて、有利にも、本発明による吸音素子に適した材料を同定することができる。本発明は、有利にも、製造が簡単かつ安価であり、また最適な吸音特性を有する吸音素子及び吸音システムを提供する。
【００１４】
本発明の第１態様によれば、繊維状材料を備える吸音素子であって、以下の特性、すなわち
・５２７〜１５５２［Pa・s/m］の固有通気抵抗、及び
・６６％〜７９％の質量多孔率
を有する、吸音素子を提供する。
【００１５】
好適には、前記繊維状材料は、７２３〜１２１３［Pa・s/m］の固有通気抵抗、及び７４％〜７７％の質量多孔率を有する。
【００１６】
好適には、前記繊維状材料は織物を有する。
【００１７】
より好適には、前記織物は人造織物である。
【００１８】
好適には、前記織物の縦糸は、センチメートル当たりのヤーン数が５〜７０の範囲内である。
【００１９】
より好適には、前記織物の縦糸は、センチメートル当たりのヤーン数が５〜４０の範囲内である。
【００２０】
さらにより好適には、前記織物の縦糸は、センチメートル当たりのヤーン数が１５〜４０の範囲内である。
【００２１】
好適には、前記織物の横糸は、センチメートル当たりのヤーン数が５〜７０の範囲内である。
【００２２】
より好適には、前記織物の横糸は、センチメートル当たりのヤーン数が５〜４０の範囲内である。
【００２３】
さらにより好適には、前記織物の横糸は、センチメートル当たりのヤーン数が１２〜２２の範囲内である。
【００２４】
本発明の幾つかの実施形態によれば、吸音素子は、１層以上の前記織物を備える。
【００２５】
第１態様によれば、本発明は、上述した吸音素子と、及び前記吸音素子に連係動作する表面と、を備える、吸音システムを提供する。
【００２６】
好適には、前記表面は、前記吸音素子の少なくとも一部から所定の距離離れた位置にある。
【００２７】
好適には、前記距離は、約１ｃｍ〜約３０ｃｍの間における距離である。
【００２８】
本発明は、添付図面につき非限定的な例として提示した以下のより詳細な説明を読むことにより、一層明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】表面と連係動作する本発明の実施形態による繊維状材料の単一層を有する吸音素子を示す。
【図２】図１の吸音素子及び表面を側方から見た図である。
【図３ａ】本発明による単一層吸音素子及びシステムの他の実施形態を示す。
【図３ｂ】本発明による単一層吸音素子及びシステムの他の実施形態を示す。
【図３ｃ】本発明による単一層吸音素子及びシステムの他の実施形態を示す。
【図４】試験中に考慮される材料セットの吸収特性を表す吸収パラメータの値を示すヒストグラムである。
【図５】検定証明機関で考慮される幾つかの材料に関して測定した拡散入射吸収係数値を示すグラフである。
【図６】試験した材料の固有通気抵抗値Ｒを示すヒストグラムである。
【図７】固有通気抵抗の関数として吸収パラメータの値を示すグラフである。
【図８】試験した材料に関する質量多孔率値を示すヒストグラムである。
【図９】固有通気抵抗の関数として、また吸収パラメータの値に相関する質量多孔率値を示すグラフである。
【図１０】表面と連係動作する本発明の実施形態による２層の繊維状材料層を有する吸音素子を示す。
【図１１ａ】本発明による２層吸音素子及び吸音システムの他の実施形態を示す。
【図１１ｂ】本発明による２層吸音素子及び吸音システムの他の実施形態を示す。
【図１１ｃ】本発明による２層吸音素子及び吸音システムの他の実施形態を示す。
【図１１ｄ】本発明による２層吸音素子及び吸音システムの他の実施形態を示す。
【図１１ｅ】本発明による２層吸音素子及び吸音システムの他の実施形態を示す。
【図１２】検定証明機関で考慮される材料に関して、単一層及び２層の吸音素子において測定した拡散入射吸収係数値を示すグラフである。
【図１３ａ】本発明による３層吸音素子及び吸音システムの他の実施形態を示す。
【図１３ｂ】本発明による３層吸音素子及び吸音システムの他の実施形態を示す。
【図１３ｃ】本発明による３層吸音素子及び吸音システムの他の実施形態を示す。
【図１３ｄ】本発明による３層吸音素子及び吸音システムの他の実施形態を示す。
【図１３ｅ】本発明による３層吸音素子及び吸音システムの他の実施形態を示す。
【図１４ａ】本発明による吸音システムのさらに他の実施形態を示す。
【図１４ｂ】本発明による吸音システムのさらに他の実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明及び特許請求の範囲に関して、他に明示する場合を除いて、値、量、パーセンテージ等を表現するすべての数字は、各場合において、用語「約」が前置されたものとして解釈しなければならないと理解されたい。さらに、すべての範囲は、示された範囲の限界値のすべての組合せを含み、また本発明で特別に記載されないこともあり得るすべてのサブインターバルを含むものとする。
【００３１】
本発明は、空隙によって表面と連係動作して、環境内で発生した音波のエネルギーの少なくとも一部を吸収するよう設計した繊維状材料を有する吸音素子に関する。本発明による「吸音システム」は、吸音素子及びこの吸音素子が連係動作する表面を備える。
【００３２】
動詞「連係動作する（cooperate）」は、音波が吸音素子１に当たるとき、表面２が、吸音素子１に当たる音波に関連するエネルギーの一部を受け取り、また少なくとも一部を反射する（吸音素子に向けて）ことを意味するものとして理解される。
【００３３】
より詳細には、音波が吸音素子１に達するとき、そのエネルギーの一部が反射し、また一部が透過する。透過したエネルギーは、吸音素子１の材料の特性に起因して減衰する（とくに、吸音素子１が織物である場合、この織物は、透過する音波を固有通気抵抗Ｒ及びその多孔率に起因して減衰する）。吸音素子１を透過する音波は表面２に当たり、またこの表面２によって反射する。したがって、吸音素子１に当たる音波のエネルギー吸収は、吸音素子１の材料に起因する音波エネルギーの減衰の結果として、また透過及び反射した音波が素子１と表面２との間における空隙に突き当たる結果として生ずる。とくに、吸収はいかなる周波数に対しても生ずるが、表面２が完全に剛性であって反射を行う場合、ほぼ空隙の厚さに基づく幾つかの（等しく離間する）周波数で吸収は強まる。表面２における音波の垂直入射の場合、第１最大吸収周波数は、その周波数に対して空隙の厚さが音波の波長長さの１／４となる周波数である。
【００３４】
図１，２及び３ａ〜３ｃにつき説明すると、本発明の第１実施形態は繊維状材料の単一層を備える吸音素子１に関連する。
【００３５】
とくに、図１及び２に例として示す実施形態おいて、吸音素子１はフラットなパネルの形態である。この実施形態は単に例として提示する。本発明による吸音素子１は、実際上任意の形態をとることができる。
【００３６】
図１及び２に示す吸音素子１は、表面２と連係動作する。実施形態（図１及び２に示す）によれば、表面２はほぼフラットな表面である。他の実施形態において、表面はフラットでなく、波状、レリーフ状、角度付き壁等とすることができる。好適には、吸音素子１は、表面２から距離Ｄに位置付ける。素子１と表面２との間における距離は均一でないものとすることもできる。一実施形態によれば、素子１は表面２に取り付けることができる。
【００３７】
したがって、吸音素子１を表面２から距離Ｄに位置付けるという表現は、素子の少なくとも一部分を表面２から距離Ｄ離して位置付けることを意味する（Ｄは一定又は可変である）。
【００３８】
表面２は、例えば、吸音素子１を位置決めする部屋の壁又は天井、剛性パネル又は透過性材料とすることができる。距離Ｄは、最小の数センチメートル（例えば、１〜５ｃｍ）から最大の２０ｃｍ又はそれ以上（３０センチより大きい場合もあり得る）にわたり変動し得る。
【００３９】
図３ａ及び３ｂは、例として、素子１と表面２との間の距離が均一でない単一層吸音素子１のあり得る他の２つの実施形態における２つの隣接した図（左側に不等角投影図及び右側に側面図）を示す。とくに、図3ａにおいて、素子１は表面２に対して傾斜しており、また図３ｂにおいて、素子１は螺旋形状である。図３ｃは、素子１が部屋の水平表面２に、例えば天井に連係動作する吸音素子１の他の実施形態の側面図である。
【００４０】
以下に、本願発明者が行った試験であって、この結果認識した本発明による吸音素子１の繊維状材料の特性に関する、該試験結果を説明する。
【００４１】
本願発明者は、先ず上述の試験用に異なる繊維状材料のセットを選択した。このセットは、３１個に等しい材料数を有し、以下に参照符号Ｍ(1)、Ｍ(2)、…Ｍ (31)、又はＭ(i)、i = 1,…,31によって示す。これら材料は、ポリエステルであるTrevira CS（登録商標）で形成し、また以下の特性、すなわち、厚さ、多孔率、織り方、横糸の数、縦糸の数、ヤーン（織り糸）の処理、フィラメントの数のうち１つ以上に関して互いに異なる化学繊維織物である。
【００４２】
表１〜３は、考慮した幾つかの材料における幾つかの特性を示す。表１は織り方のタイプを示し、表２は経糸の特性を示し、また表３は考慮した材料の横糸の特性を示す。
【００４３】
表から分かるように、考慮した材料それぞれは、単一タイプのヤーン（以下yarn 1、「yrn 1」としても示す）、又は２タイプのヤーン（yarn 1及びyarn 2、「yrn 2」としても示す）から成るものとすることができ、双方ともに横糸及びヤーンを伴う。ヤーンは、スレッド（撚り糸）を形成する互いに接合したフィラメントのセットから成る。表２及び３における「yarn 1」及び「yarn 2」の列において、カッコ内数値はそれぞれのヤーンのスレッドの数を示す。
【００４４】
表２及び３において、略記「Dtex」はヤーンの線形密度の測定単位であって、ヤーン１０kmのグラム単位の重量を示す「デシテックス（decitex）」を意味する。
【００４５】
用語「テクスチャ（質感）付けした（texturized）」は、ヤーンがテクスチャ付け処理を受けたことを示し、このテクスチャ付け処理は、既知のようにファイバが紡糸押出し成形された後にファイバの収縮を安定化させる熱機械的処理によってヤーンを加工することを含むプロセスである。
【００４６】
用語「タスラン加工した（taslanized）」は、知られているように、高速エアジェットを用いる処理プロセスであるタスラン加工手順を受けたことを示す。
【００４７】
用語「撚り入れした（twisted）」は、対として互いに結合かつ撚り合わされたスレッド（撚り糸）によってヤーンが形成されることを示す。
【００４８】
「カチオン（cationic）」ヤーンは（代表的にはポリエステル）、知られているように、カチオン染料又は塩基性染料を用いる沸点温度で染色することができる変性ポリエステルのスレッドから成るヤーンである。
【００４９】
【表１】
0006759204.tif 000002
【００５０】
【表２】
0006759204.tif 000003
【００５１】
【表３】
0006759204.tif 000004
【００５２】
本願発明者は、さらに、考慮した材料の吸音性能を示す吸収パラメータを定義した。このパラメータを以下に記載するように定義した。
【００５３】
考慮した材料それぞれは、空隙によって離間したフラット表面にほぼ平行に垂直状態に配列した（図1に示すように）後に、試験行為を受けた。
【００５４】
考慮した材料は、とくに、２０の材料からなる部分集合、当該ケースにおいては材料Ｍ(i)、ｉ∈Ｉ＝｛１〜１３, ２１, ２４〜２９｝からなる部分集合を、約２０ｍ３の容積の試験ルーム内で試験し、測定は、２００３年１２月１日付けＵＮＩ標準EN ISO 354:2003の「残響室内の吸音における音響・測定（Acoustics - Measurement of the sound absorption in a reverberation chamber）」に従って、試験ルームの容積及び特性を維持して実施した。各材料に対して、拡散入射吸収係数を、３つの異なる空隙（Ｄ＝５０ｍｍ、１００ｍｍ、２００ｍｍ）を考慮して測定した。各材料及び各空隙に対して、拡散入射吸収係数を試験ルームの６つの固定ポイントで測定し、また次いでこのようにして得られた測定値を平均化した。拡散入射吸収係数の測定は、２５０Ｈｚ〜６３００Ｈｚの周波数範囲内における１オクターブの１／３の帯域で実施した。
【００５５】
各材料及び各空隙に対して、考慮した周波数範囲内で、本願発明者はＮ＝１５の数値の拡散入射吸収係数値を得た（とくに、上述したように、これら値それぞれは、６つの測定値の平均から得られた）。例えば、材料Ｍ(i)、ｉ∈Ｉ＝｛１〜１３, ２１, ２４〜２９｝に対するこのようにして得られた拡散入射吸収係数値は、表記法Ｃ(i, j, k)によって示され、ここで指標ｊ＝１,…,Ｎは、所定周波数における拡散入射吸収係数の値を示し、また指標ｋは、各測定用に考慮した空隙の厚さ値を示す（例えば、ｋ＝１はＤ＝５０ｍｍを示し、ｋ＝２はＤ＝１００ｍｍを示し、ｋ＝３はＤ＝２０００ｍｍを示す）。
【００５６】
この後、各材料に対し、また空隙の各厚さ値に対し、考慮した周波数範囲における平均Ｃｍ(i, k)、ｉ∈Ｉ、拡散入射吸収係数値Ｃ（ｉ,ｊ,ｋ）のｋ＝１,２,３、ｉ∈Ｉ、ｊ＝１,…,Ｎ、ｋ＝１,２,３を、以下の式を用いて計算した。
【数１】
0006759204.tif 000005
【００５７】
このようにして、拡散入射吸収係数の平均値Ｃｍ（ｉ,ｋ）は、各空隙の厚さに対して各材料Ｍ(i)、ｉ∈Ｉに関連付けした。
【００５８】
最後に、各材料Ｍ(i)、ｉ∈Ｉに対して、各材料の「平均」吸収特性を示すパラメータを得るため、考慮した３つの空隙厚さに関連する拡散入射吸収係数の平均値Ｃｍ（ｉ,ｋ）を一層平均化した。このパラメータは、以下に「吸収パラメータ」としてまた表記法ＣＭ(i)を用いて簡単に表すことができる。各材料Ｍ(i)に対して対応する吸収パラメータＣＭ(i)は、次式を用いて計算される。
【数２】
0006759204.tif 000006
【００５９】
図４は、吸収パラメータを評価するために、本願発明者が考慮した２０個の材料Ｍ(i)、ｉ∈Ｉに対する吸収パラメータＣＭ(i)値を示すヒストグラムである。図４から分かるように、材料Ｍ(3)、Ｍ(6)、Ｍ(10)、Ｍ(24)及びＭ(25)は、最も高い吸収パラメータ値（０.６よりも高い）を有する。他方、材料Ｍ(4)、Ｍ(7)、及びＭ(12)は、最も低い吸収パラメータ値（０.５よりも低い）を有する。
【００６０】
上述の結果を確認するため、ガッテオ（イタリア国ＦＣ(フォルリ＝チェゼーナ県)）にある検定証明協会「Istituto Giordano」で上述したＵＮＩ標準EN ISO 354:2003に従って残響室内で多数の試験を行った。とくに、本願発明者は、材料Ｍ(4)、Ｍ(11)、Ｍ(12)、Ｍ(20)及びＭ(25)を考慮して多数の試験を行った。
【００６１】
ＵＮＩ標準EN ISO 354:2003に従って実施したこれら試験の結果を図５に示す。とくに、図５は、織物とフラット表面（残響室の壁）との間における約１００ｍｍの空隙を考慮し、周波数（ｘ軸に沿う）の関数とする織物Ｍ(4)、Ｍ(11)、Ｍ(12)、Ｍ(20)及びＭ(25)の拡散入射吸収係数（ｙ軸に沿う）のグラフを示す。周波数はＨｚで表現する。結果は、試験ルーム内で得られ、また上述した測定値の良い信頼性を示しており、図４に示すヒストグラムはこれらの測定値に基づいている。さらに、結果は、織物Ｍ(12)（吸収パラメータＣＭ(12)＝０.４４）及びＭ(4)（吸収パラメータＣＭ(4)＝０.４１）は、事実上Ｍ(25)（吸収パラメータＣＭ(25)＝０.６３）及びＭ(20)よりも低い吸音性を有することを示すとともに、織物Ｍ(11)（吸収パラメータＣＭ(11)＝０.５６）は、他の織物Ｍ(12)、Ｍ(4)、Ｍ(20)及びＭ(25)に比べると中間的結果であることを確証している。
【００６２】
得られた結果に基づいて、以下の説明及び特許請求の範囲の請求項において、材料の吸音特性に関連する表現「低い性能（poor performance）」は、その材料が０.５未満の吸収パラメータを有することを意味するものとして理解され、材料の吸音特性に関連する表現「良い性能（good performance）」は、その材料が０.５と０.６との間における吸収パラメータを有することを意味するものとして理解され、材料の吸音特性に関連する表現「最適な性能（optimum performance）」は、その材料が０.６を超える吸収パラメータを有することを意味するものとして理解される。
【００６３】
既知のように（ＵＮＩ標準EN 29053-1994の「Acoustics. Materials for acoustic applications. Determination of the airflow resistance」参照）、材料の固有通気抵抗Ｒｓは、材料内での音響エネルギーの散逸特性を定量化し、また次式のように定義される。
【数３】
0006759204.tif 000007
ここにおいて、ΔＰ[Pa] は、大気圧と比べた材料の両側における２つのサイド間の差圧であり、ｑｖ[m３/s] は、材料を通過する空気の流量（流速）であり、またＡ[m２] は、空気フローの方向に直交する材料の断面積である。
【００６４】
試験した各特定材料Ｍ(i)、i = 1,…,31に関して、固有通気抵抗Ｒｓ(i) は以下の手順、すなわち、
a)   材料Ｍ(i) の層を、４５ｍｍの外径を有するプラスチック材料（ポリカーボネート）のリングに接着し、また２個のマイクロフォンを有するクント（Kundt’s）管（いわゆる、フラットウェーブ管又はインピーダンス管）の内部でチューブの端部から約１００ｍｍの距離に位置決めするステップと、
b)  １００Ｈｚ〜４２００Ｈｚの周波数範囲における垂直入射の見掛けの吸音係数を、ＵＮＩ標準ISO 10534:2001の「Acoustics - Determination of the sound absorption coefficient and the acoustic impedance in impedance tube - Transfer function method」に従って決定するステップであって、この係数は表記法Ｃ’（ｉ,ｊ）で以下のように示され、ここで、考慮される周波数範囲において垂直入射吸収係数のＭ値（例えば、約１０Ｈｚのインターバルで周波数区間において等間隔離れる）が得られると仮定して、指標ｊ＝１,…,Ｍは或る周波数における吸収係数の値を示すものとる、該ステップと、
c)  測定した垂直入射の各見掛け吸音係数Ｃ’（ｉ,ｊ）に対する、対応の理論的係数Ｃth’（ｉ,ｊ）を次式のように得られることで決定するステップであって、すなわち、
【数４】
0006759204.tif 000008
ここで、ζｓは次式で表され、すなわち、
【数５】
0006759204.tif 000009
ここで、表記Ｒｅ{・} は複素数値の実数部を示し、表記|・| は複素数値のモジュールを示し、Ｒs(i)は材料Ｍ(i)の固有通気抵抗であり、Ｍs(i)[kg/m2] は材料の音響質量であり、ω[rad/s] は角振動数であり、ρ０[rad/s] は空気密度であり、ｃ０[m/s] は空気中の音速であり、ｄ[m] は材料Ｍ(i)と管端部との間の空隙の厚さである、該ステップと、
d)  所定材料Ｍ(i)それぞれに対する材料Ｍ(i)の固有通気抵抗Ｒs(i)を決定し、これらが次式を最小化するステップであって、すなわち、
【数６】
0006759204.tif 000010
ここで、上述したようにＣ’（ｉ,ｊ）は測定した垂直入射の見掛けの吸音係数であり、Ｃth’（ｉ,ｊ）は対応する理論的係数であり、Ｍは考慮された周波数範囲における垂直入射に関する吸収係数値の個数である、該ステップと、
e)  このようにして決定した固有抵抗値を、約１.１５に等しい補正係数で割り算するステップであって、この補正係数は、上述のステップa) 中に実施されるクント管内での垂直入射に関する見掛けの吸音係数の測定中に使用されるプラスチック材料のリングの存在を考慮するものである、該ステップと、
よりなる該手順を用いて推定した。
【００６５】
ステップe) の終了時に、考慮した材料Ｍ(i)それぞれの固有通気抵抗Ｒs(i)が決定される。
【００６６】
測定システムは、直径４５ｍｍのクント管と、PCBピエゾエレクトロニクス社製モデル３７８Ｃ１０である２個の公称直径１／４″音圧マイクロフォンと、ナショナル・インスツルメンツ（登録商標）社製ＵＳＢ４４３１ボードと、及びＢ.Ｉ.Ｇ社（サンマリノ）によって市販されているモデルNGS 1Aの電力増幅器とを備える。
【００６７】
図６は、考慮した材料に対する固有通気抵抗値Ｒs(i)、i = 1,…,31 を示すグラフである。図６に示すグラフから分かるように、本願発明者は、材料試験したＭ(i)が、３０１Pa・s/m〜２３６８Pa・s/mにおける固有通気抵抗値Ｒs(i) を有することを発見した。
【００６８】
図４に示す吸収パラメータ値ＣＭ(i)及び図６に示す固有通気抵抗値Ｒs(i)に基づいて、本願発明者は、考慮した材料に関する固有通気抵抗値の関数として吸収パラメータの傾向を決定した。図７は、固有通気抵抗値の関数として（ｘ軸に沿う）の吸収パラメータ値（ｙ軸に沿う）のグラフを示す。固有通気抵抗Ｒs(i)の測定単位はPa・s/mである。図７に示すグラフから分かるように、本願発明者は、より大きい値の吸収パラメータが７００Pa・s/m〜１４００Pa・s/mの間における固有通気抵抗値に対して得られることを発見した。
【００６９】
既知のように、材料の質量多孔率ＰＭは、或る明確な容積内で相互に接続される空気のパーセンテージを定義する。質量多孔率ＰＭは次式により決定され、すなわち、
【数７】
0006759204.tif 000011
ここで、ρは材料の見掛けの密度であり、ρrifは基準材料、すなわちその材料の構造を形成する材料の密度である。例えば、基準材料が市販の材料Trevira（登録商標）である場合、その密度ρrifは約１.３８ｇ／ｃｍ３に等しい。
【００７０】
本願発明者は、各材料Ｍ(i)、i = 1,…,31の見掛けの密度ρ(i)を、材料の表面質量、すなわち材料の１ｍ２の質量と対応する厚さとの間の比を計算して決定した。これら双方のパラメータは試験中に測定した。
【００７１】
各材料Ｍ(i)の表面質量を測定するために、本願発明者は材料Ｍ(i)のサンプルを考慮し、その面積を記録し、また精密秤を用いてその重量を測定した。約１.３８g/cm3の密度を有する上述の基準材料に関連するデータに基づいて適当な変換を行って、本願発明者は材料の表面質量を得た。本明細書に記載した計算及び変換は、材料Trevira（登録商標）の約１.３８ｇ／ｃｍ３に等しい密度の理論的データに基づくものであり、また添加物又は異なる材料を使用する場合には、この値は異なるものになり得る点に留意されたい。この場合、計算は新しい値に基づいてパラメータ化すべきである。
【００７２】
さらに、材料Ｍ(i)の厚さを測定するために、本願発明者は、ＵＮＩ標準EN ISO 5084に記載された手順を採用して、ビエラ（イタリア国）のソラコ社によって市販されている厚さゲージＤ-2000-Ｔをポイント8.1、8.2、8.3及び8.4の下で用いた。とくに、１.０kPaの圧力を有する２０ｃｍ２プレス機を使用し、また２０〜２２℃の間における温度、製造業者が宣言しているポリエステルの許容最小水分吸収（最大約１.５％）を考慮した４５〜５０％の空気湿度で記録した、５つの測定値の算術平均を計算した。
【００７３】
以下の表４は、考慮した材料Ｍ(i)の表面質量、厚さ及び見掛けの密度ρ(i)に対して測定した値を示す。
【表４】
0006759204.tif 000012
【００７４】
図８は、それに代わり、上述した式［７］を用いて計算した材料Ｍ(i)の質量多孔率値ＰＭ(i)、i = 1,…,31 を示す。
【００７５】
図６に示す固有通気抵抗Ｒs(i) の値及び図８に示す質量多孔率ＰＭ(i) の値に基づいて本願発明者は、考慮した材料の固有通気抵抗値の関数とした質量多孔率の傾向を決定した。図９は、固有通気抵抗Ｒs(i)の関数として（ｘ軸に沿う）の質量多孔率ＰＭ(i)（ｙ軸に沿う）のグラフを示す。固有通気抵抗Ｒs(i)の測定単位はPa・s/mである。
【００７６】
本願発明者は、対応する吸収パラメータＣＭ(i)の値に基づいて、試験した材料Ｍ(i)、i = 1,…,31 に対する質量多孔率ＰＭ(i)及び固有通気抵抗Ｒs(i)の値をグループ分けした。とくに、固有通気抵抗Ｒs(i)の関数としての質量多孔率ＰＭ(i)を示す図９において、各値は、材料Ｍ(i)に関連し、また対応のグラフマーカーによって示される。材料Ｍ(i)に関連するグラフマーカーの形状は、材料Ｍ(i)の吸収パラメータＣＭ(i)の値を示す。円形グラフマーカーは、吸収パラメータＣＭ(i)の値（この値は、上述したように、試験した３１個の材料のうち２０個のサブグループにおける材料に対して得られたものである）を利用できない材料を示す。
【００７７】
本願発明者は、以下のこと、すなわち、
・材料の吸収パラメータが図９の方形マーカーによって示される０.５よりも低く、ひいては悪い吸音特性を有する材料は、４１４Pa・s/mよりも低い又は２３６８Pa・s/mよりも高い固有通気抵抗、及び６０％未満又は８１％を超える質量多孔率を有する、
・材料の吸収パラメータが図９の三角形マーカーによって示される０.５〜０.６の範囲内にある、ひいては良い吸音特性を有する材料は、３２７Pa・s/m〜１５５２Pa・s/mの間にある固有通気抵抗、及び６６％〜７９％の間にある質量多孔率を有する、
・材料の吸収パラメータが図９の星形マーカーによって示される０.６より高く、ひいては優秀な吸音特性を有する材料は、７２３Pa・s/m〜１２１３Pa・s/mの間にある固有通気抵抗、及び７４％〜７７％の間にある質量多孔率を有する
ことを発見した。
【００７８】
したがって、結論としては、本願発明者は、材料の質量多孔率ＰＭ及び固有通気抵抗Ｒsに基づいて、吸音特性に関してその材料の性能を予測できることを発見した。例えば、材料が約９００Pa・s/mの固有通気抵抗及び約７５％の質量多孔率を有する場合、この材料は吸音特性に関して優秀な性能を有することを予測できる。
【００７９】
本発明の他の実施形態によれば、吸音素子１は、さらに、互いに若干の（一定又は可変）距離離して配置した繊維状材料の異なる層を有することができ、この表現は、表面２に向かって伝播される音波が数個の材料層に順次ぶつかることを意味するものとして理解される。
【００８０】
図１０及び１１ａ〜１１ｅは、幾つかの例として２層の繊維状材料１１，１２を有する吸音素子１の実施形態を示す。図１３ａ〜１３ｅは、幾つかの例として３層の繊維状材料を有する吸音素子１の実施形態を示す。図１４ａ及び１４ｂは他の実施例を示し、これら実施例を以下に説明する。これら図面に示す吸音素子は、本発明の非限定的実施例として提示する。
【００８１】
本発明の異なる実施形態によれば、繊維状材料の層は、図１０、１１ａ（左側に不等角投影図、右側に側面図）及び図１３（左側に不等角投影図、右側に側面図）に示すように、物理的に互いに分離し、また互いに平行に並置された層とすることができる。とくに、図１０に示す実施形態によれば、吸音素子１は、互いに平行なフラットパネルの形態とした２つの互いに分離した平行層の繊維状材料を有することができる（以下にこの吸音素子は「２層吸音素子」として示す）。とくに、図１０による吸音素子１は、表面２から距離Ｄ１に位置付けた第１パネル１１と、表面２から距離Ｄ２に位置付けた第２パネル１２を有する。この場合、第１パネル１１（第２パネル１２）を表面２から距離Ｄ１（Ｄ２）に位置付けるという表現は、第１パネル１１（第２パネル１２）の少なくとも一部を表面２から距離Ｄ１（Ｄ２）に位置付けるということを意味する。
【００８２】
本願発明者は、図１０に示すタイプの吸音素子における拡散入射吸収係数を測定するため多数の試験を、パネル１１及び１２に使用される繊維状材料を変化させて行った。とくに、本願発明者は、ガッテオ（イタリア国ＦＣ(フォルリ＝チェゼーナ県)）にある検定証明協会「Istituto Giordano」で多数の試験を行い、材料Ｍ(25)の２つのパネルを有する吸音素子の拡散吸収係数を測定した。これら試験の結果を図１２に示す。Ｈｚ単位の周波数をｘ軸に沿って示す。図１２において、方形グラフマーカーは、材料Ｍ(25)で形成し、１００ｍｍの空隙を有する単一層吸音素子（図１に示すような）の拡散入射吸収係数を示し、三角形グラフマーカーは、材料Ｍ(25)で形成し、２００ｍｍの空隙を有する単一層吸音素子（図１に示すような）の拡散入射吸収係数を示し、楕円形グラフマーカーは、材料Ｍ(25)で形成し、第１パネル１１と表面２との間に５０ｍｍの空隙を有し、また第２パネルと表面２との間に１００ｍｍの空隙を有する２層吸音素子（図１０に示すような）の拡散入射吸収係数を示し、十字形グラフマーカーは、材料Ｍ(25)で形成し、第１パネル１１と第２パネル１２との間に１００ｍｍの空隙を有し、また第２パネルと表面２との間に２００ｍｍの空隙を有する２層吸音素子（図１０に示すような）の拡散入射吸収係数を示す。
【００８３】
図１２のグラフから分かるように、繊維状材料Ｍ(25)のダブルパネルの存在により、吸音素子１が材料Ｍ(25)の単一パネルを有する場合に比べて吸音の観点で吸音素子１の性能が向上する。改善した性能は、とくに約６００Ｈｚよりも高い周波数で気付くことができる。この性能は、さらに、６００Ｈｚよりも低い周波数に対しても、材料Ｍ(25)で形成した第１パネル１１と表面２との間における空隙、及び第２パネル１２と第１パネル１１との間における空隙の厚さが増加する場合に向上する。
【００８４】
図１１ｂ〜１１ｄは、２層の繊維状材料を有する形態にした吸音素子１の幾つかの実施形態を示す。これら図面それぞれは、左側に吸音素子１の不等角投影図並びに右側に吸音素子１及び表面２の側面図を示す。図面に示すように、一方の層と隣接層との間の距離は均一ではない（例えば、図１１ｂに示すように、一方の層は隣接層に対して傾斜することができる）。さらに、代案として、図１１ｂ及び１１ｃに示すように、層を互いに付着することができる、又は図１１ｄに示すように、繊維状材料を順次の折れ線から得ることができる。図１１ｅは、２層吸音素子１の他の実施形態の側面図であり、この場合、素子１は、部屋の水平表面（例えば、天井）と連係動作する。
【００８５】
図１３ｂ〜１３ｅは繊維状材料を３層にする形態における吸音素子１の幾つかの実施形態を示す。これら実施形態は、上述の図１１ｂ〜１１ｅに示す実施形態に対応し、これ以上説明しない。
【００８６】
図１４ａ及び１４ｂは、本発明による他の２つの実施形態における側面図を示し、この場合、吸音素子１の１つ以上の繊維状材料層が剛性パネルである表面２の両サイドに位置決めされる。このパネル２は、固定のパネル、又はホイール若しくは等価の手段によって可動のパネルとすることができる。繊維状パネルは、図１４aに示すように、剛性パネルから物理的に分離し、かつ平行に位置決めする、又は図１４ｂに示すように、パネルの一方若しくは両サイドでパネル２に付着することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１  吸音素子
２  表面
【図１】
0006759204.tif 000015
【図２】
0006759204.tif 000016
【図３ａ】
0006759204.tif 000017
【図３ｂ】
0006759204.tif 000018
【図３ｃ】
0006759204.tif 000019
【図４】
0006759204.tif 000020
【図５】
0006759204.tif 000021
【図６】
0006759204.tif 000022
【図７】
0006759204.tif 000023
【図８】
0006759204.tif 000024
【図９】
0006759204.tif 000025
【図１０】
0006759204.tif 000026
【図１１ａ】
0006759204.tif 000027
【図１１ｂ】
0006759204.tif 000028
【図１１ｃ】
0006759204.tif 000029
【図１１ｄ】
0006759204.tif 000030
【図１１ｅ】
0006759204.tif 000031
【図１２】
0006759204.tif 000032
【図１３ａ】
0006759204.tif 000033
【図１３ｂ】
0006759204.tif 000034
【図１３ｃ】
0006759204.tif 000035
【図１３ｄ】
0006759204.tif 000036
【図１３ｅ】
0006759204.tif 000037
【図１４ａ】
0006759204.tif 000038
【図１４ｂ】
0006759204.tif 000039