(57)【要約】【課題】製造コストが低く、美観性及び吸音特性に優れた吸音材及びその製造方法並びにその吸音材を備えた吸音パネルを提供する。【解決手段】金属製の板状部材２からなり、板状部材２にはその板厚方向に沿って直径２００μｍ以下の複数の貫通孔が設けられていることを特徴とする吸音材を採用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の板状部材からなり、前記板状部材にはその板厚方向に沿って直径２００μｍ以下の複数の貫通孔が設けられていることを特徴とする吸音材。
【請求項２】
金属粉末と貫通孔形成剤の粉末とが混合され、次いで、前記金属粉末と前記貫通孔形成剤の粉末とがそれぞれ繊維状に一方向に延伸されながら固化成形されてバルク体が形成され、次いで、前記バルク体が延伸方向の垂直方向に沿ってスライスされることにより板状部材が形成され、次いで、前記板状部材から前記貫通孔形成剤が除去されて直径２００μｍ以下の複数の貫通孔が形成されてなることを特徴とする吸音材。
【請求項３】
前記貫通孔の開口率が１０％以上８０％以下の範囲とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の吸音材。
【請求項４】
金属粉末と貫通孔形成剤の粉末とを混合し、次いで、前記金属粉末と前記貫通孔形成剤の粉末とをそれぞれ繊維状に一方向に延伸させながら固化成形してバルク体を形成し、次いで、前記バルク体を延伸方向の垂直方向に沿ってスライスすることにより板状部材を形成し、次いで、前記板状部材から前記貫通孔形成剤を除去することにより直径２００μｍ以下の複数の貫通孔を設けることを特徴とする吸音材の製造方法。
【請求項５】
前記金属粉末と前記貫通孔形成剤の粉末との混合物を熱間押出法で押し出すことにより、前記バルク体を形成することを特徴とする請求項４に記載の吸音材の製造方法。
【請求項６】
前記金属粉末がＡｌ、Ｍｇ、Ｓｎ、Ｃｕのいずれか１種の金属粉末、又はそれらの１つを主とする合金粉末、又は前記金属粉末と前記合金粉末の混合粉であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の吸音材の製造方法。
【請求項７】
前記貫通孔形成剤が水溶性の塩からなることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の吸音材の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の２以上の吸音材が所定の間隔を空けて相対配置され、各吸音材同士の間に空気層が設けられてなることを特徴とする吸音パネル。
【請求項９】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の吸音材と剛体とが所定の間隔を空けて相対配置され、前記吸音材と前記剛体との間に空気層が設けられてなることを特徴とする吸音パネル。
【請求項１０】
前記空気層に多孔質吸音材が配置されていることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の吸音パネル。
【請求項１１】
前記吸音材の空気層側の面に補強部材が取り付けられてなることを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載の吸音パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸音材及び吸音材の製造方法並びに吸音パネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から吸音材として、グラスウール、ロックウール等の多孔質吸音材が知られている。しかし、グラスウール、ロックウール等は、繊維や粉塵などを発生させて周囲の環境を損なったり、埃や湿気、薬品、脂などの影響で吸音特性が劣化したり、見た目がつや消しで美観性の自由度が低いといった問題がある。
また、グラスウール、ロックウール等を単独で使用することは通常行われず、外観を良くするためまたは耐久性のために布や網など通気性の大きい材料と組み合わせて使用する必要があり、それにより美観性が制限されるという問題がある。
【０００３】
また、金属、木材、プラスチック等からなる板状部材に貫通孔を設け、貫通孔の音源と反対側に背後空気層を持たせた吸音パネルが知られている。しかし、これら吸音パネルにおいては、貫通孔の直径が比較的大きく肉眼で視認可能であるため、美観性が損なわれるという問題がある。また、グラスウール、ロックウール等の場合と同様に、布や網など通気性の大きい材料と組み合わせて使用する必要があり、それにより美観性が制限されるという問題がある。
また、貫通孔の直径が数百マイクロメートルの吸音パネルも知られている（例えば特許文献１）が、この吸音材における貫通孔はドリルで穿孔したりフォトリソグラフィ技術を利用して設けたりするので、製造コストが大きいという問題がある。また、板厚が大きくなるに従って貫通孔のアスペクト比が大きくなるため、板厚の大きな吸音パネルの製造が困難になるという問題がある。
【０００４】
更に、金属粉末同士を緩く結合させる公知の焼結法や、溶融金属中にガスを吹き込んで発泡させる公知の発泡法によって形成された金属製の多孔質板を吸音材に適用することも検討されている。
しかし、上記の多孔質板においては、その内部に多数の空孔が存在するものの、空孔の向きが板の厚み方向に沿って揃わず、また、空孔の一端または両端が閉じられて貫通孔になりにくいため、またスライスの際にバリの発生や変形のために空孔の閉塞が起き易く、スライスした場合に空隙率が開口率と一致せず、開口率の制御が困難となり、吸音特性が製品毎に不安定になるという問題がある。
【０００５】
更に、金属粉末と粉末状の塩を混合し、金属粉末のみを加熱溶融させ、その後、冷却して塩のみを除去することによって、多孔質金属体を得る方法も知られている。しかし、この方法で製造された多孔質金属体には、３次元的な網目構造を有する空孔が形成されるため、空孔の向きが板の厚み方向に沿って揃わず、またスライスした場合に空隙率が開口率と一致せず、開口率の制御が困難となり、吸音特性が製品毎に不安定になるという問題がある。
【特許文献１】特開２００５−１７３３９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、製造コストが低く、美観性及び吸音特性に優れた吸音材及びその製造方法並びにその吸音材を備えた吸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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の吸音材は、金属製の板状部材からなり、前記板状部材にはその板厚方向に沿って直径２００μｍ以下の複数の貫通孔が設けられていることを特徴とする。
また本発明の吸音材は、金属粉末と貫通孔形成剤の粉末とが混合され、次いで、前記金属粉末と前記貫通孔形成剤の粉末とがそれぞれ繊維状に一方向に延伸されながら固化成形されてバルク体が形成され、次いで、前記バルク体が延伸方向の垂直方向に沿ってスライスされることにより板状部材が形成され、次いで、前記板状部材から前記貫通孔形成剤が除去されて直径２００μｍ以下の複数の貫通孔が形成されてなることを特徴とする。
また、本発明の吸音材においては、前記貫通孔の開口率が１０％以上８０％以下の範囲とされていることが好ましい。
【０００８】
次に、本発明の吸音材の製造方法は、金属粉末と貫通孔形成剤の粉末とを混合し、次いで、前記金属粉末と前記貫通孔形成剤の粉末とをそれぞれ繊維状に一方向に延伸させながら固化成形してバルク体を形成し、次いで、前記バルク体を延伸方向の垂直方向に沿ってスライスすることにより板状部材を形成し、次いで、前記板状部材から前記貫通孔形成剤を除去することにより直径２００μｍ以下の複数の貫通孔を設けることを特徴とする。
また本発明の吸音材の製造方法においては、前記金属粉末と前記貫通孔形成剤の粉末との混合物を熱間押出法で押し出すことにより、前記バルク体を形成することが好ましい。熱間押出法は、金属粉末及び貫通孔形成剤の粉末が溶融する温度未満で行うことが好ましい。
更に本発明の吸音材の製造方法においては、前記金属粉末がＡｌ、Ｍｇ、Ｓｎ、Ｃｕのいずれか１種の金属粉末、又はそれらの１つを主とする合金粉末、又は前記金属粉末と前記合金粉末の混合粉であることが好ましく、特にＡｌが好ましい。
また本発明の吸音材の製造方法においては、前記貫通孔形成剤が水溶性の塩からなることが好ましく、前記貫通孔形成剤がＮａＣｌまたはＫＣｌであることがより好ましく、ＮａＣｌが特に好ましい。
【０００９】
次に本発明の吸音パネルは、先のいずれかに記載の２以上の吸音材が所定の間隔を空けて相対配置され、各吸音材同士の間に空気層が設けられてなることを特徴とする。
また本発明の吸音パネルは、先のいずれかに記載の吸音材と剛体とが所定の間隔を空けて相対配置され、前記吸音材と前記剛体との間に空気層が設けられてなることを特徴とする。
また本発明の吸音パネルにおいては、前記空気層に多孔質吸音材が配置されていることが好ましい。多孔質吸音材としては、例えばグラスウール、ロックウール等の多孔質吸音材を用いることができる。
また本発明の吸音パネルは、前記吸音材の空気層側の面に補強部材が取り付けられてなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の吸音材によれば、板状部材の板厚方向に沿って２００μｍ以下の複数の貫通孔が設けられているので、吸音特性を向上できる。また、貫通孔の直径を２００μｍ以下にすることで、貫通孔が目立たず、美観性を損ねることがない。
また、本発明の吸音材によれば、金属粉末と貫通孔形成剤粉末とが繊維状に一方向に延伸されながら固化成形されてバルク体が形成され、このバルク体が延伸方向の垂直方向に沿って板状にスライスされた後に貫通孔形成剤を除去することにより貫通孔が形成されるので、貫通孔の一端または両端が閉じられる可能性が少ない。これにより、アスペクト比の大きな貫通孔が板厚方向に沿って延在するように設けられてなる吸音材を構成できる。このような吸音材は、吸音特性に優れたものとなる。
更に、本発明の吸音材によれば、貫通孔の開口率が１０％以上８０％以下の範囲とされているので、製造上の不安定性やパネルとしての強度低下を回避することができる。
【００１１】
また本発明の吸音材の製造方法によれば、金属粉末と貫通孔形成剤の粉末とを繊維状に一方向に延伸させながら固化成形してバルク体を形成し、このバルク体を延伸方向の垂直方向に沿って板状にスライスした後に貫通孔形成剤を除去することにより貫通孔を形成するので、貫通孔の一端または両端が閉じられる可能性が少なく、板厚方向に沿って延在し、かつアスペクト比が大きな貫通孔を備えた吸音材を低コストで製造できる。また、吸音材の板厚（貫通孔の長さ）を大きくすることもできる。このような吸音材は、吸音特性に優れたものとなる。
【００１２】
更に本発明の吸音パネルによれば、吸音材同士または吸音材と剛体を対向配置し、吸音材同士または吸音材と剛体との間に空気層を設けるので、吸音材の貫通孔と空気層とによって所謂ヘルムホルツ共鳴器を構成することができ、吸音特性を大幅に向上できる。また、吸音材自体が美観性に優れるため、吸音パネル自体の美観性も高めることができる。
また、本発明の吸音パネルによれば、吸音材と剛体との間の空気層に多孔質吸音材を配置するので、吸音特性をより高めることができる。
更にまた、本発明の吸音パネルによれば、吸音材の空気層側の面に補強部材が取り付けられているので、吸音材自体の強度を高めることができ、これにより吸音パネルのパネル面を大型にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。尚、以下の説明において参照する図は、吸音材、吸音パネル及び吸音材の製造方法を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の吸音材等の寸法関係とは異なる場合がある。
【００１４】
「吸音材」
以下、本実施形態の吸音材について図１及び図２を参照して説明する。図１は本実施形態の吸音材を示す斜視図であり、図２は図１の吸音材の一部を拡大した断面模式図である。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態の吸音材１は、金属製の板状部材２からなるものであって、後述する製造方法によって製造されてなるものである。この板状部材２は、板状部材の外面となる各面のなかで最も大きな面積を有する一面２ａ及び他面２ｂを有している。一面２ａ及び他面２ｂは、板状部材２の厚み方向に沿って相互に対向している。この一面２ａ及び他面２ｂには、図２に示すように複数の貫通孔３…が設けられている。一方、一面２ａ及び他面２ｂにおいて貫通孔３…が設けられていない領域は金属面２ｃとなっている。
【００１６】
板状部材２の材質は、金属であることが好ましく、Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｎ、Ｃｕのいずれか１種、又はそれらの１つを主とする合金、又は前記金属と前記合金の混合体であることがより好ましく、特にＡｌが好ましい。
【００１７】
また、板状部材２の厚みｔは、０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲が好ましく、１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲がより好ましい。尚、板状部材２の厚みｔは貫通孔３の板厚方向の長さに相当する。板状部材２の厚みｔ（貫通孔の長さ）が０．５ｍｍ以上であれば、板状部材２自体の強度が低下することなく、また吸音特性が低下することもなく好適である。また、板状部材２の厚み（貫通孔の長さ）が１０ｍｍ以下であれば、貫通孔３の一端または両端が塞がるおそれがなく、また吸音特性が低下することもない。
【００１８】
貫通孔３は、図２に示すように、板状部材２の厚み方向に沿って延在し、板状部材２を貫通している。貫通孔３の平面視形状は、円形であることが好ましいが、楕円形でも良く、四角形でも良く、角が曲面となる多角形でも良い。また、隣接する貫通孔３…同士が相互に繋がることによって、その平面視形状が不定形状になった貫通孔が一部に存在しても良い。
貫通孔３の直径ｄ（孔の断面の面積の等価円直径）は２００μｍ以下の範囲が好ましく、５０μｍ以上２００μｍ以下の範囲がより好ましい。５０μｍより小さいと、貫通孔形成剤の除去が困難になる。また、貫通孔３の直径ｄは、均一でも良く、各貫通孔毎に異なっていても良い。
貫通孔３の直径が２００μｍを超えると、貫通孔３が肉眼で視認されやすくなり、吸音材１の美観性が損なわれるので好ましくない。
【００１９】
また、貫通孔３の平面視形状及び大きさは、板状部材２の厚み方向に沿って一定であることが好ましいが、板状部材２の厚み方向に沿って大きさが徐々に変化してもよい。即ち、図２に示す貫通孔３は、いずれもその平面視形状及び大きさが板状部材２の厚み方向に沿って一定であり、貫通孔３の壁面３ａが一面２ａ及び他面２ｂに対して直交する関係にあるが、貫通孔３の壁面がテーパー面であっても良い。
【００２０】
また、貫通孔３…の開口率σは１０％以上８０％以下の範囲とされていることが好ましく、２０％以上６０％以下の範囲とされていることがより好ましい。ここで貫通孔３…の開口率σとは、一面２ａまたは他面２ｂの面積に対する貫通孔３…の開口面積の割合である。開口率σが１０％以上であれば、貫通孔３…が不足して吸音特性が低下するおそれがなく、また後述する製造工程における貫通孔形成剤の除去が容易になる。また、開口率σが８０％以下であれば、貫通孔３…同士が繋がってしまうおそれがなく、吸音材１の強度も十分になる。
【００２１】
上記の吸音材１は、音源位置に対して一面２ａまたは他面２ｂが対向するように配置することが望ましい。吸音材１の音源位置と反対側の面は空気層に接しており、この空気層と吸音材１の貫通孔３…とが連通して所謂ヘルムホルツ共鳴器が構成され、これにより吸音性能が得られる。
ヘルムホルツ共鳴器の吸音性能は、板状部材２の厚みｔ（貫通孔の長さ）、貫通孔３の直径ｄ、貫通孔３…同士の間隔及び貫通孔３…の開口率等により決定されるので、吸音しようとする音の周波数等の音響特性に合わせて最大の吸音率が得られるように、上述した最適範囲の中で適宜設定すればよい。
【００２２】
具体的には、文献（Dah-You Maa,"Potential of microperforated panel absorber",J.Acoust.Soc.Am.,Vol.104,No.5,November,1998）に開示されている下記の式（１）で示される最大吸音率α０が大きくなるように、板状部材２の厚みｔ（貫通孔の長さ）、貫通孔３の直径ｄ及び貫通孔３…の開口率σを設定すればよい。尚、式（１）におけるｒは式（２）により算出され、式（２）におけるｋｒは式（３）により算出され、式（３）におけるｋは式（４）により算出される関係にある。また、式（１）〜（４）において、ｔは板状部材２の厚みであり、ｄは貫通孔３の直径であり、σは貫通孔３の開口率であり、ηは空気の粘度であり、ρ０は空気の密度であり、ｃは空気中での音速であり、ωは角周波数である。
【００２３】
α０＝４ｒ／（１＋ｒ）２…（１）
【００２４】
ｒ＝（３２ηｔ／σρ０ｃｄ２）ｋｒ…（２）
【００２５】
ｋｒ＝（１＋ｋ２／３２）１／２＋（２１／２ｄ／３２ｔ）ｋ…（３）
【００２６】
ｋ＝ｄ（ωρ０／４η）１／２…（４）
【００２７】
以上説明したように、本実施形態の吸音材１によれば、板状部材２の板厚方向に沿って２００μｍ以下の複数の貫通孔３…が設けられているので、吸音特性を向上できる。また、貫通孔の直径を２００μｍ以下にすることで、貫通孔３…が目立たず、美観性を損なうことがない。
更に、上記の吸音材１によれば、貫通孔３…の開口率が１０％以上８０％以下の範囲とされているので、より優れた吸音特性を発現させることができる。
【００２８】
「吸音パネル」
次に、上記の吸音材を備えた吸音パネルについて、図３〜図６を参照して説明する。
図３には、吸音パネルの一例を断面模式図で示す。
図３に示す吸音パネル１０は、２枚の上記吸音材１Ａ（１）、１Ｂ（１）を所定の間隔を空けて相互に対向配置させて構成されてなるものである。吸音材１Ａ、１Ｂを離間して配置させることによって、吸音材１Ａ、１Ｂの間に空気層１１が形成される。吸音材１Ａ、１Ｂの間に空気層１１が設けられることで吸音材１Ａ、１Ｂの貫通孔３…と空気層１１とが連通され、これにより所謂ヘルムホルツ共鳴器が構成される。これにより、吸音特性を大幅に向上できる。
【００２９】
吸音材１Ａ、１Ｂの間隔ｍ１は、換言すると空気層１１の厚みは、５ｍｍ以上１０００ｍｍ以下の範囲が好ましく、５０ｍｍ以上５００ｍｍ以下の範囲がより好ましい。空気層１１の厚みがこの範囲から外れると、良好な吸音特性が得られない。
【００３０】
また、図３に示す吸音パネル１０においては、同じ構成の吸音材１Ａ、１Ｂを備えているので、どちらの吸音材１Ａ、１Ｂを音源に向けて配置しても良い。これにより、施工の際には吸音パネル１０の向きを音源の位置に関わりなく自由に設置することができ、設置の自由度が高まる。
【００３１】
次に図４には、吸音パネル２０の別の例を断面模式図で示す。
図４に示す吸音パネルは、上記の吸音材１Ａと、板状の剛体２１を、所定の間隔を空けて相互に対向配置させて構成されてなるものである。吸音材１Ａと剛体２１を離間して配置させることによって、図３の場合と同様に、吸音材１Ａと剛体２１の間に空気層２２が形成される。吸音材１Ａと剛体２１の間に空気層２２が設けられることにより、吸音材１Ａの貫通孔３…と空気層２２とが連通されて所謂ヘルムホルツ共鳴器が構成される。これにより、吸音特性を大幅に向上できる。
【００３２】
吸音材１Ａと剛体２１の間隔ｍ２は、換言すると空気層２２の厚みは、５ｍｍ以上１０００ｍｍ以下の範囲が好ましく、５０ｍｍ以上５００ｍｍ以下の範囲がより好ましい。空気層２２の厚みがこの範囲から外れると、良好な吸音特性が得られない。
【００３３】
また、図４に示す吸音パネル２０においては、吸音材１Ａを音源側に向けて配置することが好ましい。これにより、音波が吸音材１Ａの貫通孔３に効率良く入射されて良好な吸音特性が得られる。
【００３４】
次に図５には、吸音パネルの他の例を断面模式図で示す。
図５に示す吸音パネル３０は、上記吸音材１Ａと板状の剛体２１とを所定の間隔を空けて相互に対向配置させ、更に吸音材１Ａと剛体２１との間（空気層２２）に多孔質吸音材３１を配置させて構成されてなるものである。吸音材１Ａと剛体２１を離間して配置させることによって、図３及び図４の場合と同様に、吸音材１Ａと剛体２１の間に空気層２２が形成される。吸音材１Ａと剛体２１の間に空気層２２が設けられることにより、吸音材１Ａの貫通孔３…と空気層２２とが連通されて所謂ヘルムホルツ共鳴器が構成される。これにより、吸音特性を大幅に向上できる。
また、空気層２２に多孔質吸音材３１を配置することで、吸音パネル３０の吸音特性を更に向上できる。多孔質吸音材３１には、例えばグラスウール、ロックウール等を用いることができる。
【００３５】
この吸音パネル３０における吸音材１Ａと剛体２１の間隔ｍ３は、換言すると空気層２２の厚みは、５ｍｍ以上１０００ｍｍ以下の範囲が好ましく、５０ｍｍ以上５００ｍｍ以下の範囲がより好ましい。空気層２２の厚みがこの範囲から外れると、良好な吸音特性が得られない。
【００３６】
また、図５に示す吸音パネル３０においては、図４に示す吸音パネル２０の場合と同様に、吸音材１Ａを音源側に向けて配置することが好ましい。これにより、音波が吸音材１Ａの貫通孔３に効率良く入射されて良好な吸音特性が得られる。
【００３７】
次に図６には、吸音パネルのその他の例を断面模式図で示す。
図６に示す吸音パネル４０は、上記吸音材１Ａと板状の剛体２１とを所定の間隔を空けて相互に対向配置させ、更に吸音材１Ａの剛体側の面１ａ（空気層２２側の面）に補強部材４１を接合させて構成されてなるものである。補強部材４１と剛体２１とは離間されていても良く、接合されていても良い。また、補強部材４１は、吸音材１Ａの剛体側の面１ａ、または、剛体側の面と反対側の面１ｂのどちらに取り付けても良いが、吸音パネル４０の美観性を高める観点から、吸音材１Ａの剛体２１側の面１ａに取り付けるのが良い。
【００３８】
補強部材４１には、例えば、アルミニウム等の金属製のハニカムパネル、井桁状のパネル、リブ等といった空隙を有する部材を用いることができる。これにより、補強部材４１によって貫通孔３と空気層２２とが遮断されるおそれがない。
【００３９】
吸音材１Ａと剛体２１を離間して配置することによって、図３〜図５の場合と同様に、吸音材１Ａと剛体２１の間に空気層２２が形成される。尚、図６に示す吸音パネル４０では、補強部材４１の空隙と空気層２２とが連通されており、補強部材４１の空隙が空気層２２の一部に含まれる。
吸音材１Ａと剛体２１の間に空気層２２を設けることにより、吸音材１Ａの貫通孔３…と空気層２２とによって所謂ヘルムホルツ共鳴器が構成される。これにより、吸音特性を大幅に向上できる。
また、吸音材１Ａに補強部材４１を取り付けることで、吸音材１Ａ自体の強度を向上させることができる。
【００４０】
この吸音パネル４０における吸音材１Ａと剛体２１の間隔ｍ４は、換言すると空気層２２の厚みは、５ｍｍ以上１０００ｍｍ以下の範囲が好ましく、５０ｍｍ以上５００ｍｍ以下の範囲がより好ましい。空気層２２の厚みがこの範囲から外れると、良好な吸音特性が得られない。
【００４１】
また、図６に示す吸音パネル４０においては、図４及び図５に示す吸音パネル２０、３０の場合と同様に、吸音材１Ａを音源側に向けて配置することが好ましい。これにより、音波が吸音材１Ａの貫通孔３に効率良く入射されて良好な吸音特性が得られる。
【００４２】
尚、補強部材４１は、図６に示す吸音パネル４０のみならず、図３〜図５に示す吸音パネル１０、２０、３０の各吸音材１Ａ…に取り付けても良い。
【００４３】
また、多孔質吸音材３１は、図５に示す吸音パネル３０のみならず、図３、図４及び図６に示す吸音パネル１０、２０、４０に取り付けても良い。
【００４４】
上記の各吸音パネル１０〜４０によれば、吸音材１Ａ、１Ｂ同士または吸音材１Ａと剛体２１を対向配置し、吸音材１Ａ、１Ｂ同士または吸音材１Ａと剛体２１との間に空気層１１、２２を設けるので、吸音材の貫通孔３…と空気層１１、２２とによって所謂ヘルムホルツ共鳴器が構成され、吸音特性を大幅に向上できる。また、吸音材１Ａ、１Ｂ自体が美観性に優れるため、吸音パネル１０〜４０自体の美観性も高めることができる。
【００４５】
「吸音材の製造方法」
次に、本実施形態の吸音材１の製造方法について説明する。
図７に吸音材１の製造方法のフローチャートを示す。図７に示すように、本実施形態の吸音材１の製造方法は、金属粉末と貫通孔形成剤の粉末とを混合する混合工程Ｓ１と、金属粉末と貫通孔形成剤の粉末とを繊維状に一方向に延伸させながら固化成形してバルク体を形成する熱間押出工程Ｓ２と、バルク体を延伸方向の垂直方向に沿って板状にスライスするスライス工程Ｓ３と、貫通孔形成剤を除去して貫通孔を設ける貫通孔形成剤除去工程Ｓ４とから構成される。
以下、各工程について詳細に説明する。
【００４６】
（混合工程Ｓ１）
混合工程Ｓ１では、金属粉末と貫通孔形成剤の粉末とを混合して混合粉を調製する。混合手段としては公知の混合手段を用いればよい。
金属粉末としては、Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｎ、Ｃｕのいずれか１種の金属粉末、又はそれらの１つを主とする合金粉末、又は前記金属粉末と前記合金粉末の混合粉を用いることができるが、軽量性、耐食性、加工の容易性、材料コスト等の観点から特にＡｌが好ましい。また、金属粉は、後述する熱間押出工程Ｓ２において金属粉末を繊維状に加工する観点から、平均粒径が３０μｍ乃至１０００μｍの範囲の粉末を用いることが好ましい。また、金属粉末の粒度範囲は１０μｍ乃至２０００μｍの範囲が好ましい。
【００４７】
次に、貫通孔形成剤としては、水溶性の塩からなることが好ましく、ＮａＣｌまたはＫＣｌであることがより好ましく、ＮａＣｌが特に好ましい。これら貫通孔形成剤は高い融点を有しており、後述する熱間押出工程Ｓ２において金属粉末と反応することなく繊維状に加工される。また、これら貫通孔形成剤はいずれも水溶性であり、後述する貫通孔形成剤除去工程において容易に除去することが可能である。尚、貫通孔形成剤の材質は上記に列挙したものに限られるものではなく、熱間押出等の加工によって一方向に延伸された繊維を形成し、その後に容易に除去できるものであれば、どのようなものでも良い。
また、貫通孔形成剤の粉末は、平均粒径が５０μｍ乃至１０００μｍの範囲の粉末を用いることが好ましい。また、貫通孔形成剤の粉末の粒度範囲は３０μｍ乃至２０００μｍの範囲が好ましい。粉末の粒径がこの範囲の下限より小さい場合は、押し出し後に、貫通孔形成剤が細くすなわち孔径が小さくなり過ぎ、貫通孔形成剤の除去が困難になる。また、粉末の粒径がこの範囲の上限より大きい場合は、押出工程における押出比を大きくせねばならず、押出圧力も高くなり、金型の強化、装置の大型化が必要となる（コストがかかる）。
尚、金属粉末及び貫通孔形成剤粉末の平均粒径及び粒度範囲は上記が好ましいが特にこれに限定されるものではなく、加工条件、特に押出比との組合せによって貫通孔の直径が２００μｍ以下となる範囲であればどのような値でも良い。
【００４８】
金属粉末と貫通孔形成剤の粉末との混合比は、体積比で金属粉末：貫通孔形成剤＝９０：１０乃至２０：８０の範囲が好ましく、８０：２０乃至４０：６０の範囲が特に好ましい。金属粉末と貫通孔形成剤との混合比を前記の範囲で調整することによって、吸音材の貫通孔の開口率を制御することが可能になる。貫通孔形成剤の混合比が低下すると、十分な貫通孔が形成されず、開口率が低下する虞がある。また、貫通孔形成剤の混合比が増大すると、貫通孔の直径が増大して直径を２００μｍ以下に抑えることが困難になり、また開口率が増大してしまうおそれがある。
【００４９】
（熱間押出工程Ｓ２）
次に、熱間押出工程Ｓ２では、上記の混合粉に対して熱間押出加工を施し、これにより金属粉末と貫通孔形成剤の粉末とをそれぞれ繊維状に一方向に延伸させながら固化成形してバルク体を形成する。熱間押出加工の条件については、押出比を３〜５００の範囲とすることが好ましく、金属粉末としてＡｌを用いる場合には押出温度を３００℃〜６００℃の範囲とすることが好ましい。この条件から外れると、バルク体の形成が困難になる。
尚、押出しは熱間で処理される必要はなく、金属粉末と貫通孔形成剤粉末とが共に繊維状に延伸してバルク体が形成される条件であれば冷間押出しでもよい。
【００５０】
この熱間押出加工によって金属粉末は、圧力及び温度の影響でその金属粒子同士が相互に結合し、結合した金属が押出方向に沿って繊維状に延伸される。また、貫通孔形成剤の粉末については、圧力及び温度の影響でその粒子同士が相互に一体化して押出方向に沿って繊維状に延伸されるか、あるいは粒子自体が押出方向に沿って繊維状に延伸される。そして、繊維状に延伸された金属及び貫通孔形成剤が相互に一体化して全体として固化成形されてバルク体が形成される。バルク体の押出方向に直交する断面においては、繊維状に延伸された金属及び貫通孔形成剤がモザイク状に分布された状態になる。尚、熱間押出加工によって形成されたバルク体における繊維の延伸方向は押出方向に一致することになる。
【００５１】
（スライス工程Ｓ３）
次にスライス工程Ｓ３では、上記のバルク体を、延伸方向（押出方向）の垂直方向に沿って板状にスライスする。図８に、スライス工程の概略図を示す。
図８Ａはバルク体５０の断面模式図である。図８（Ａ）において、バルク体５０の断面に描いた複数の平行線は、繊維状に延ばされた貫通孔形成剤５１である。この貫通孔形成剤５１は、押出方向と同じ方向に繊維状に延ばされている。
次に、図８（Ｂ）において、バルク体５０を押出方向の垂直方向に沿って板状にスライスする。図８（Ｂ）における一点鎖線はスライス面を示す線である。本実施形態においては押出方向とスライス面（スライス方向）とが相互に垂直に直交していることが好ましい。スライスすることによって貫通孔形成剤５１がスライス面上に露出され、図８（Ｃ）に示すような板状部材２ｄが得られる。
【００５２】
（貫通孔形成剤除去工程Ｓ４）
次に、貫通孔形成剤除去工程Ｓ４では、板状部材２ｄから貫通孔形成剤５１を除去して貫通孔を形成する。除去手段としては、貫通孔形成剤を溶出または揮発させる手段を用いることができる。特に、貫通孔形成剤として水溶性の塩を用いた場合には溶出法を用いることが好ましい。具体的には、バルク体を水中に浸漬して１時間〜２４時間放置することにより、貫通孔形成剤５１を板状部材２ｄから溶出させればよい。
このようにして本実施形態の吸音材１が得られる。
【００５３】
ところで上記のスライス工程によれば、板状部材２ｄのスライス面が、吸音材１を構成する板状部材２の一面２ａ及び他面２ｂとなる。従って、吸音材１の一面２ａ及び他面２ｂは、押出方向に対して垂直に直交する関係になる。一方、スライス工程及び貫通孔形成剤除去工程を経て貫通孔３…が形成されるが、この貫通孔３は貫通孔形成剤５１が除去されて形成されたものであるため、押出方向と同じ方向に沿って延在している。以上のことから、吸音材１に設けられた貫通孔３…は、一面２ａ及び他面２ｂと垂直に直交する関係になる。このため、製造された吸音材１を設置する際に、吸音材１の一面２ａまたは他面２ｂの面方向を音源に向けて設置することで、貫通孔３の延在方向に音源が位置する関係となり、これにより吸音材１の吸音特性を最大限に有効に発揮させることが可能になる。
【００５４】
上記の吸音材１の製造方法によれば、金属粉末と貫通孔形成剤の粉末とを繊維状に一方向に延伸させながら固化成形してバルク体を形成し、このバルク体を延伸方向の垂直方向に沿って板状にスライスした後に貫通孔形成剤除去を施すことによって貫通孔３…を形成するので、貫通孔３…の一端または両端が閉じられる可能性が少なく、板厚方向に沿って延在し、かつアスペクト比が大きな貫通孔３…を備えた吸音材１を低コストで製造できる。また、吸音材１の板厚を大きくすることもできる。このような吸音材１は、吸音特性に優れたものとなる。
【００５５】
また、上記の製造方法によって製造された吸音材１においては、バルク体が延伸方向の垂直方向に沿って板状にスライスされることで貫通孔３…が形成されるので、貫通孔３…の一端または両端が閉じられる可能性が少なく、板厚方向に沿って延在し、かつアスペクト比が大きな貫通孔３…を備えた吸音材１となる。このような吸音材１は、吸音特性に優れたものとなる。
【実施例】
【００５６】
（実施例１）
平均粒径が４２０μｍのＮａＣｌ粉末（貫通孔形成剤）と、平均粒径が２００μｍのＡｌ粉末（金属粉末）とを、体積比で金属粉末：貫通孔形成剤＝５５：４５の割合で混合して混合粉末を調製した。
次に、得られた混合粉末を押出比６．９、押出温度４５０℃の条件で熱間押出加工を行い、円柱状のバルク体を形成した。得られたバルク体を、押出方向に対して直交する方向にスライスすることにより、厚さ１ｍｍの板状部材を得た。そして、この板状部材を水中に６時間浸漬してＮａＣｌを溶出させることにより、実施例１の吸音材を製造した。
【００５７】
実施例１の吸音材について、走査型電子顕微鏡で観察したところ、平均直径が１００μｍ程度の貫通孔が多数観察された。また、貫通孔形成剤と金属粉末との混合比から貫通孔の開口率を算出したところでは４５％であった。
【００５８】
次に、実施例１の吸音材の垂直吸音特性を伝送関数法（ＩＳＯ１０５３４−２準拠）により測定した。具体的には、実施例１の吸音材を、長さ４００ｍｍ、内径４０ｍｍの中空円筒状の音響管の一端部に配置し、背後空気層を１５０ｍｍとした。尚、背後空気層の吸音材とは反対側の面は剛体とした。また、音響管の他端にはスピーカーを配置した。更に、音響管の一端と他端との間には、２本のマイクロホンを所定の間隔を空けて設置した。スピーカーとマイクロホンはそれぞれ、計測用の演算装置に接続した。このようにして、伝送関数法（ＩＳＯ１０５３４−２準拠）による垂直入射吸音特性の測定装置を構成した。
そして、スピーカーからある帯域をもった音を音響管内に放射し、管内に備えられた２つのマイクロホン間の伝送関数を測定し、この伝送関数を元に垂直入射吸音特性率を算出した。
結果を図９に示す。尚、図９には、上記式（１）で算出した垂直入射吸音率の計算値も併せて示す。
【００５９】
図９に示すように、計算値に対して実測値が良く一致しており、優れた吸音特性が得られていることがわかる。
【００６０】
また、実施例１の吸音材の垂直吸音特性を伝送関数法（ＩＳＯ１０５３４−２準拠）によって測定するにあたり、実施例１の吸音材と剛体の間の１５０ｍｍ厚の背後空気層にグラスウールを充填したこと以外は上記と同様にして、実施例１の吸音材の垂直吸音特性を測定した。結果を図１０に示す。尚、図１０には、図９における吸音パネルの実測値も併せて示す。
【００６１】
図１０に示すように、背後空気層にグラスウールを充填した場合には、グラスウールを充填しなかった場合と比べて、０．８以上の吸音率を示す周波数帯域が拡大しており、吸音特性が更に改善されていることがわかる。この周波数帯域の拡大は、グラスウールを空気層に充填したことによるものと考えられる。
【００６２】
（比較例１）
厚さ１ｍｍのアルミニウム板に、２００μｍのピッチで、直径２００μｍの複数の貫通孔をドリルで穿孔することによって、比較例１の吸音材を製造した。なお、各貫通孔は格子状に配置した。
この比較例１の吸音材を用いたこと以外は実施例１と同様にして、垂直入射吸音率を測定したところ、実施例１の場合とほぼ同等の吸音特性が得られた。
しかし、比較例１の吸音材を製造するにあたっては、貫通孔をドリルで穿孔して形成したため、吸音材の製造に多大な時間を要した。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１は本発明の実施形態である吸音材を示す斜視図である。
【図２】図２は図１の吸音材の部分断面模式図である。
【図３】図３は本発明の実施形態である吸音パネルの一例を示す断面模式図である。
【図４】図４は本発明の実施形態である吸音パネルの別の例を示す断面模式図である。
【図５】図５は本発明の実施形態である吸音パネルの他の例を示す断面模式図である。
【図６】図６は本発明の実施形態である吸音パネルのその他の例を示す断面模式図である。
【図７】図７は本発明の実施形態である吸音材の製造方法を説明するためのフローチャート図である。
【図８】図８は本発明の実施形態である吸音材の製造方法における一工程を説明するための模式図である。
【図９】図９は実施例１の吸音パネルの吸音特性を示す図であって、吸音率の周波数依存性を示すグラフである。
【図１０】図１０は実施例１の吸音パネルの吸音特性を示す図であって、背後空気層にグラスウールを充填した場合の吸音率の周波数依存性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６４】
１、１Ａ、１Ｂ…吸音材、２、２ｄ…板状部材、２ａ…一面（板状部材の貫通孔が設けられた面）、２ｂ…他面（板状部材の貫通孔が設けられた面）、２ｃ…金属面、３…貫通孔、１０、２０、３０、４０…吸音パネル、５０…バルク体、５１…貫通孔形成剤
【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】
2007256750.tif 000009
【図８】
2007256750.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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