多孔板吸音体の製造方法
【課題】特別な部材や装置を必要とせず、直径数百マイクロメートルの微細な貫通孔を容易にしかも短時間で形成することが可能な多孔板吸音体の製造方法を提供する。
【解決手段】薄板２の表面２ａに、埋め込み粒子４を分散させつつ付着する分散付着工程Ａと、埋め込み粒子４を薄板２に埋め込む埋込み工程Ｂと、埋め込み粒子４を膨潤または溶解して除去する溶解工程Ｃとを順次行い、薄板２に平均孔径が１００μｍ以上２００μｍ以下の複数の貫通孔３を設けることを特徴とする多孔質薄板１の製造方法を採用する。
【解決手段】薄板２の表面２ａに、埋め込み粒子４を分散させつつ付着する分散付着工程Ａと、埋め込み粒子４を薄板２に埋め込む埋込み工程Ｂと、埋め込み粒子４を膨潤または溶解して除去する溶解工程Ｃとを順次行い、薄板２に平均孔径が１００μｍ以上２００μｍ以下の複数の貫通孔３を設けることを特徴とする多孔質薄板１の製造方法を採用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔板吸音体の製造方法に関するものであり、特に、多孔板吸音体を製造するに際してフォトリソグラフィー技術等の複雑な工程を必要としない製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、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。特に、直径が数百マイクロメートルの貫通孔を有する吸音パネルは、貫通孔を肉眼で視認できないため、美観性に優れるという特徴がある。
【０００３】
板状部材に数百マイクロメートルの貫通孔を形成する手段としては、例えば、針状の金型を板材に押し当てて貫通孔を形成するプレス加工法（特許文献１）や、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術を組み合わせて貫通孔を形成するエッチング加工法（特許文献２）や、ドリルを用いて貫通孔を形成するドリル加工法や、レーザーによって貫通孔を形成するレザー加工法（特許文献３）などが知られている。
【特許文献１】特表２００２−５２１７２２号公報
【特許文献２】特開平９−２０９１７５号公報
【特許文献３】特許第３１６００８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のプレス加工法によって直径数百マイクロメートルの貫通孔を形成するためには、金型となる針を極細にする必要があり、針が折れて金型が破損しやすいという問題があった。また、吸音特性に応じて貫通孔のピッチや直径等を変更したい場合には、別途金型を用意する必要があり、吸音特性に応じた吸音パネルの仕様の変更が困難になる場合があった。更に、金型やプレス機が高価であるという問題もあった。
また、上記のエッチング加工法では、フォトリソグラフィー技術に供されるマスク、レジスト、現像液、剥離液等がいずれも高価であり、また、露光装置等も高価で、コスト増になるおそれがあった。
更に、ドリル加工法では、貫通孔のピッチ等にもよるが、吸音パネル１平方メートル当たり数十万個程度の貫通孔を逐一形成する必要があり、貫通孔の形成に要する時間が膨大になるという問題があった。
更にまた、レーザー加工法では、ドリル加工法と同様に、吸音パネル１平方メートル当たり数十万個程度の貫通孔を逐一形成する必要があり、貫通孔の形成に要する時間が膨大になるという問題があった。また、レーザー加工装置が高価でコスト増になるおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、特別な部材や装置を必要とせず、直径数百マイクロメートルの微細な貫通孔を容易にしかも短時間で形成することが可能な多孔板吸音体の製造方法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】
【０００６】
上記課題を解決すべく本発明者らが鋭意研究を行った結果、平均孔径が数百マイクロメートル程度の微細な貫通孔を有する多孔板吸音体においては、貫通孔の平均孔径及び開口率が所定の範囲内にあれば、貫通孔の開口形状、孔径または貫通孔同士のピッチ等が多少ばらついて、これらの分布が比較的広くなっている場合でも、所望の吸音特性が得られることを見出すに至り、本発明を完成させた。すなわち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。
【０００７】
本発明の多孔板吸音体の製造方法は、薄板の表面に、貫通孔形成用の埋め込み粒子を分散させつつ付着する分散付着工程と、前記埋め込み粒子を前記薄板に埋め込む埋込み工程と、前記埋め込み粒子を膨潤または溶解して除去する溶解工程とを順次行い、前記薄板に平均孔径が１００μｍ以上２００μｍ以下の複数の貫通孔を設けることを特徴とする。
また、本発明の多孔板吸音体の製造方法においては、前記分散付着工程において、前記埋め込み粒子を分散液に分散してスラリーとし、前記スラリーを前記薄板の表面に噴霧することにより、前記埋め込み粒子を前記薄板表面に分散させることが好ましい。
また、本発明の多孔板吸音体の製造方法においては、前記薄板の厚みが５０〜２００μｍの範囲であることが好ましい。
更に、本発明の多孔板吸音体の製造方法においては、前記薄板が金属薄板であり、前記埋め込み粒子が樹脂からなる粒子であり、前記埋め込み粒子を溶解する溶解液が前記樹脂を膨潤または溶解可能な有機溶剤を含む溶解液であることが好ましい。
更にまた、本発明の多孔板吸音体の製造方法においては、前記薄板が樹脂薄板であり、前記埋め込み粒子が金属からなる粒子であり、前記埋め込み粒子を溶解する溶解液が前記金属を溶解可能な酸または金属塩を含む溶解液であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の多孔板吸音体の製造方法によれば、分散付着工程、埋込み工程及び溶解工程を順次行うことにより多孔板吸音体を製造するので、平均孔径が１００〜２００μｍの微細な貫通孔を容易にしかも短時間で形成することができる。
また、本発明の多孔板吸音体の製造方法によれば、分散付着工程において、埋め込み粒子を含むスラリーを噴霧することにより埋め込み粒子を薄板表面に分散させるので、貫通孔同士のピッチが比較的均一な多孔板吸音体を製造できる。
更に、本発明の多孔板吸音体の製造方法によれば、金属薄板を用いる場合には、金属薄板に樹脂粒子を埋め込んでから樹脂粒子を膨潤または溶解させて除去することで、多孔板吸音体を容易に製造できる。
更にまた、本発明の多孔板吸音体の製造方法によれば、樹脂薄板を用いる場合には、樹脂薄板に金属粒子を埋め込んでから金属粒子を溶解させて除去することで、多孔板吸音体を容易に製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態である多孔板吸音体及びその製造方法について、図面を参照して説明する。以下の説明で参照する図は、吸音パネル等の構成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、実際の吸音パネル等の寸法関係と異なる場合がある。
【００１０】
図１は、本実施形態の多孔板吸音体の製造方法によって製造された多孔板吸音体の一例を示す斜視図であり、図２は、図１に示す多孔板吸音体の断面模式図である。
図１及び図２に示すように、本実施形態の多孔板吸音体１は、厚みが５０μｍ〜２００μｍの薄板２を主体として構成され、この薄板２には、一面２ａから他面２ｂの間をその厚み方向に貫通する複数の貫通孔３が設けられている。複数の貫通孔３を薄板２に設けることによって、音や空気が多孔板吸音体１を通過可能になっている。また、貫通孔３は単に音や空気を通過するのみならず、音を吸音する機能も備わっている。
【００１１】
薄板２の厚みが５０μｍ以上であれば、薄板２自体の強度が低下することなく取り扱いが容易になり、また吸音特性が低下することもなく好適である。また、薄板２の厚み２００μｍ以下であれば、後述するように貫通孔３を良好に形成できる。
【００１２】
また、薄板２を金属薄板で構成した場合の材質は、比較的軟らかいものが好ましく、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅または銅合金を用いることが好ましい。また、薄板２を樹脂薄板で構成した場合は、金属の場合と同様に比較的軟らかいものが好ましく、例えばポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、合成ゴム、シリコーンゴム等を用いることが好ましい。
【００１３】
また、薄板２の一面２ａまたは他面２ｂには、多孔板吸音体１の外観の美観性を向上させるために絵、模様等のデザインが施されていても良く、また各面２ａ、２ｂを鏡面仕上げにしても良い。
【００１４】
貫通孔３は後述するように、薄板に貫通孔形成用の埋め込み粒子を埋め込み、その後、埋め込み粒子を除去することにより形成される。従って貫通孔３の平面視形状は、真円形状、楕円形状、矩形状、不定形状等の様々な形状をなす。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。
これら貫通孔３の平均孔径は、１００〜２００μｍの範囲が好ましい。平均孔径が１００μｍ以上であれば、十分な吸音特性を確保することができる。また、平均孔径が２００μｍ以下であれば、貫通孔３を肉眼では視認することが困難になり、多孔板吸音体の美観性が向上して化粧板として用いることが可能になる。なお、平均孔径とは、複数の貫通孔３の孔径の平均である。また、貫通孔３の孔径は、例えば、貫通孔３の平面視形状が真円状の場合はその直径が孔径になり、楕円形状の場合はその長径が孔径となり、矩形状の場合はその長辺長が孔径になる。また、貫通孔３が不定形状の場合はその最長の長さが孔径になる。
【００１５】
また、貫通孔３の平面視形状は、図２に示すように薄板３の厚み方向に沿って一定であってもよいが、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、いずれも模式的に示したものであるため、その平面視形状が薄板２の厚み方向に沿って一定であり、貫通孔３の内壁面３ａが薄板の厚み方向に沿うように形成されているが、本実施形態ではこれに限らず、貫通孔３の内壁面３ａがテーパー面でもよく、球面でもよい。また、内壁面３ａは平滑面でもよいし粗面でもよい。貫通孔３は、薄板に埋め込んだ埋め込み粒子を除去することにより形成されるため、貫通孔３の内壁面３ａは埋め込み粒子の表面形状をある程度反映した形状になるので、このような様々な形態の面に形成される。
【００１６】
また、貫通孔３の開口率は、０．２％〜１５％の範囲が好ましく、０．５％〜１０％の範囲がより好ましい。ここで貫通孔３の開口率とは、薄板２の一面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。開口率が０．２％以上であれば、良好な吸音特性を得ることができ、開口率が１５％以下であれば、貫通孔３が目立たず、多孔板吸音体１の外観の美観性が損なわれる虞がない。
【００１７】
更に、貫通孔３同士のピッチは、薄板に埋め込み粒子を分散させた際の粒子の分布によって決まるので、貫通孔３同士のピッチは完全に揃っていなくともよく、ある程度均一であればよい。
【００１８】
上記の多孔板吸音体１は、図３に示すように、多孔板吸音体１の音源側の面とは反対側の面に離間して配置された背面板１１（剛体）と組み合わされることによって、吸音パネル１２を構成する。多孔板吸音体１と背面板１１との間には、多孔板吸音体１の各貫通孔３と連通する背後空気層１３が備えられる。また、背後空気層１３には、グラスウールに代表される多孔質吸音基材が配置されてもよい。多孔質吸音基材としては、例えば、ガラス粒子、鉱物粒子、セラミックス粒子、樹脂粒子等が焼結若しくは結着されてなる粒状の多孔質材料でも良く、ガラス繊維、鉱物繊維、樹脂繊維、金属繊維、綿等の天然繊維等が絡まりあってなる繊維状の多孔質材料でも良い。また、繊維状の多孔質材料の場合には、繊維同士の間に、ガラス粒子、鉱物粒子、セラミックス粒子、樹脂粒子等を充填してもよい。
【００１９】
次に、本実施形態の多孔板吸音体の製造方法について説明する。この製造方法は、図４に示すように、薄板２の一面２ａ（表面）に貫通孔形成用の埋め込み粒子４を分散して付着させる分散付着工程Ａと、埋め込み粒子４を薄板に埋め込む埋込み工程Ｂと、埋め込み粒子４を溶解して除去する溶解工程Ｃとから概略構成される。以下、各工程について図４を参照して説明する。
【００２０】
（分散付着工程Ａ）
分散付着工程Ａでは、図４に示すように、一方向に連続的に移動する薄板２の一面２ａ上に、貫通孔形成用の埋め込み粒子４を順次分散させて付着する。具体的には例えば、埋め込み粒子４を水またはアルコールなどの分散液に分散してスラリーとし、このスラリーを移動中の薄板２の一面２ａに連続的に噴霧することにより、埋め込み粒子４を薄板２上に分散させて付着する手段を例示できる。
【００２１】
ここで、薄板２としては、上述したように、金属または樹脂の薄板２を用いることができる。薄板２として金属薄板を用いる場合には、埋め込み粒子４として、樹脂からなる粒子を用いることができる。より具体的には、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２等のポリアミド樹脂といった、比較的硬質の樹脂からなる粒子を用いることができる。一方、薄板２として樹脂薄板を用いる場合には、埋め込み粒子４として、金属からなる粒子を用いることができる。より具体的には、Ｃｕ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉ、ＮｉＦｅ合金等からなる粒子を用いることができる。
【００２２】
埋め込み粒子４の形状は、どのような形状でもよく、例えば、球状、楕円球状、柱状、針状、平板状、不定形状等の形状でもよい。
【００２３】
埋め込み粒子４の平均粒径は、薄板２の厚みにもよるが、５００μｍ以下が好ましく、３００μｍ以下がより好ましく、５０μｍ以上２００μｍ以下の範囲が最も好ましく、これらの範囲で薄板２の厚みよりも大きな平均粒径がよい。埋め込み粒子４の平均粒径が薄板２の厚みを大幅に超えて例えば５００μｍを超えると、次工程の埋め込み工程において埋め込み粒子４が粉砕されるかあるいは変形されてしまい、良好な貫通孔３が形成されなくなる場合があるので好ましくない。また、粒子の粉砕や変形がなくても、５００μｍ超の粒子を用いた場合は貫通孔３の径が過大になり、多孔板吸音体１の美観性を損ねる場合があるので好ましくない。
また、埋め込み粒子４の平均粒径が薄板２の厚みより大幅に小さく例えば５０μｍ未満になると、埋め込み粒子４が薄板２に完全に埋め込まれてしまい、貫通孔３の形成に寄与できなくなる場合があるので好ましくない。
更に、埋め込み粒子４の平均粒径が薄板の厚みよりも小さいと、薄板２の厚みより小さな粒径の粒子の割合が増加し、良好な貫通孔３が形成されなくなる場合があるので好ましくない。
【００２４】
また、埋め込み粒子４の粒度分布は、比較的狭い分布幅を持つものが好ましい。埋め込み粒子４の粒度分布の分布幅が過剰に広がると、薄板２の厚みより大きな粒径の粒子や、薄板２の厚みより小さな粒径の粒子の割合が増加し、良好な貫通孔３が形成されなくなる場合があるので好ましくない。
【００２５】
（埋め込み工程Ｂ）
次に、埋め込み工程Ｂでは、一面２ａ上に分散して付着された埋め込み粒子４を薄板２に押し込んで、埋め込み粒子４を薄板２に埋め込む。具体的には例えば、図４に示すように、双ロール５の間に薄板２を連続的に通して、ロール圧力によって埋め込み粒子４を薄板２に順次埋め込む。このときのロール５同士の間隔は、例えば、薄板２の厚みとほぼ同じ寸法に調整すればよい。また、ロール５により薄板２に与える線圧は、薄板２及び埋め込み粒子４の材質や埋め込み粒子の粒径によって異なるので適宜変更すればよい。更に、ロール５は、埋め込み粒子４が潰されず、かつ粒子を露出させるようにロール材質が復元可能なゴム様なものとし、かつロールによる加圧力を適宜調整するとよい。このようにして、埋め込み粒子４が薄板２に埋め込まれる。
【００２６】
なお、図４では、連続して供給される薄板を双ロール５の間を通すことで埋め込み粒子４を薄板２に埋め込む例を示したが、薄板を連続的に平板プレスすることで埋め込み粒子４を薄板２に埋め込んでもよい。
【００２７】
（溶解工程Ｃ）
次に溶解工程Ｃでは、溶解液によって埋め込み粒子を膨潤または溶解して薄板２から除去することにより、薄板２に貫通孔３を形成する。具体的には、例えば図４に示すように、連続的に移動する薄板２に対して、埋め込み粒子４を膨潤または溶解させる溶解液Ｌをシャワーノズル等で噴射させてもよく、溶解液を満たした溶解槽を用意し、この溶解槽に薄板を連続的に浸漬させてもよい。溶解液に触れた埋め込み粒子４は、溶解または膨潤して薄板２から除去される。
【００２８】
ここで溶解液としては、金属または樹脂からなる埋め込み粒子を溶解または膨潤させるものがよい。埋め込み粒子４が金属からなる場合は、金属の種類にもよるが例えば、塩酸水溶液、硫酸水溶液、硝酸水溶液、塩化第２鉄水溶液等を用いればよい。また、埋め込み粒子４が樹脂からなる場合は、樹脂の種類にもよるが例えば、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、アセトン等を用いればよい。
【００２９】
図５及び図６には、埋め込み工程後及び溶解工程後の薄板の拡大断面図を示す。図５（ａ）及び図６（ａ）はそれぞれ、埋め込み工程後の薄板の拡大断面模式図であり、図５（ｂ）及び図６（ｂ）はそれぞれ、溶解工程後の薄板の拡大断面模式図である。
図５について説明すると、図５（ａ）は、様々な粒径の球状の埋め込み粒子が薄板に埋め込まれた状態を示している。図５（ａ）に示す埋め込み粒子４ａは、その粒径が薄板２の厚みよりも若干大きいため、その一部が薄板２の一面２ａ及び他面２ｂから僅かに露出している。また、図５（ａ）に同時に示す埋め込み粒子４ｂ〜４ｄは、その粒径が薄板２の厚みより若干小さいため、薄板中に完全に埋め込まれたり（４ｂ）、一部が薄板２の一面２ａまたは他面２ｂから僅かに露出した状態になっている（４ｃ、４ｄ）。
このような状態の薄板に対して溶解工程を行ったのが図５（ｂ）に示される薄板であり、図５（ｂ）においては、埋め込み粒子４ａに対応する貫通孔３ｂが形成される一方、埋め込み粒子４ｂは溶解されずに薄板２内に残存し、埋め込み粒子４ｃについては一面２ａ側に開口する穴３ｃを形成し、更に埋め込み粒子４ｄについては他面２ｂ側に開口する穴３ｄを形成する。このうち、吸音特性を発現するのは貫通孔３ｂであり、残存した埋め込み粒子４ｂ及び穴３ｃ、３ｄは吸音特性に何ら関与しない。
このように、本実施形態の多孔質製造方法によれば、一部に吸音特性に関与しない穴が形成されたり、埋め込み粒子が残存する場合もあるが、埋め込み粒子４の一部を一面２ａ及び他面２ｂから露出させてから溶解除去することで、概ね、平均孔径１００〜２００μｍの貫通孔３が薄板２を貫通するように形成される。
【００３０】
また、図６について説明すると、図６（ａ）は、様々な形状の埋め込み粒子が薄板に埋め込まれた状態を示している。図６（ａ）に示す球状または楕円球状の埋め込み粒子４ｅ、４ｆは、図５に示す埋め込み粒子４ａと同様に、その粒径が薄板２の厚みよりも若干大きいため、その一部が薄板２の一面２ａ及び他面２ｂから僅かに露出している。また、図６（ａ）に示す柱状の埋め込み粒子４ｇは、アスペクト比が１に近いため、薄板２に対してその長手方向が直交する方向に沿って埋め込まれている。更に、図６（ａ）に示す柱状の埋め込み粒子４ｈは、アスペクト比が１より大きいため、薄板２に対してその長手方向が平行になって埋め込まれている。
このような状態の薄板に対して溶解工程を行ったのが図６（ｂ）に示される薄板であり、図６（ｂ）においては、埋め込み粒子４ｅ〜４ｈに対応する貫通孔３ｅ〜３ｈが形成されている。図６に示すように、各貫通孔３ｅ〜３ｈは、埋め込み粒子４ｅ〜４ｈの形状に対応した異なる孔径を有している。
このように、本実施形態の多孔質製造方法によれば、異なる孔径の貫通孔が形成される場合もあるが、概ね、平均孔径１００〜２００μｍの貫通孔が薄板２を貫通して形成される。
【００３１】
上記の多孔板吸音体の製造方法によれば、分散付着工程、埋込み工程及び溶解工程を順次行うことにより多孔板吸音体１を製造するので、平均孔径が１００〜２００μｍの微細な貫通孔を容易にしかも短時間で形成することができる。
また、分散付着工程において、埋め込み粒子４を含むスラリーを噴霧することにより、埋め込み粒子４を薄板表面２ａに分散させるので、貫通孔３同士のピッチが比較的均一な多孔板吸音体１を製造できる。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
「実施例１」
ポリエチレンテレフタレート樹脂（以下、ＰＥＴという）からなる厚み０．１ｍｍの樹脂薄板と、平均粒径１７０μｍで最大粒径が３００μｍの球状のＣｕからなる埋め込み粒子を用意した。この埋め込み粒子を水に分散させてスラリーを形成し、このスラリーを樹脂薄板に噴霧して樹脂薄板上に埋め込み粒子を分散させて付着させた。
次に、埋め込み粒子が付着した状態の樹脂薄板を、双ロールの間に通して薄板に埋め込み粒子を埋め込ませた。ロールによって薄板に印加する線圧は１００ＭＰａに調整した。
次に、埋め込み粒子が埋め込まれた樹脂薄板を、濃度３０重量％の塩化第２鉄水溶液中に浸漬させ、液温を最高４０℃程度に調整することにより、Ｃｕからなる埋め込み粒子を溶解させて除去した。このようにして貫通孔を形成した。その後、樹脂薄板を水洗して乾燥することにより、実施例１の多孔板吸音体を製造した。
【００３３】
「実施例２」
Ｃｕからなる厚み０．１ｍｍの金属薄板と、平均粒径１７０μｍで最大粒径が３００μｍの球状のポリメチルメタクリレート樹脂（以下、ＰＭＭＡという）からなる埋め込み粒子を用意した。この埋め込み粒子を水に分散させてスラリーを形成し、このスラリーを樹脂薄板に噴霧して金属薄板上に埋め込み粒子を分散させて付着させた。
次に、埋め込み粒子が付着した状態の金属薄板を、双ロールの間に通して薄板に埋め込み粒子を埋め込ませた。ロールによって薄板に印加する線圧は１００ＭＰａに調整した。
次に、埋め込み粒子が埋め込まれた金属薄板を、Ｎ−メチルピロリドン中に浸漬させ、液温を８０℃程度に調整しつつ超音波振動を印加することにより、ＰＭＭＡからなる埋め込み粒子を溶解させて除去した。このようにして貫通孔を形成した。その後、金属薄板を水洗して乾燥することにより、実施例２の多孔板吸音体を製造した。
【００３４】
「比較例１」
Ｃｕからなる厚み０．１ｍｍの金属薄板を用意した。この金属薄板上にフォトレジスト層を形成し、フォトレジスト層上にマスクを載置し、露光及び現像処理を行ってフォトレジスト層をパターニングした。その後、ウエットエッチング法により金属薄板をエッチングすることにより、貫通孔を形成した。その後、フォトレジスト層を除去することにより、比較例１の多孔板吸音体を製造した。
【００３５】
「比較例２」
ＰＥＴからなる厚み０．１ｍｍの樹脂薄板を用意した。この樹脂薄板上に針状の金型を配置し、プレス機によって金型を樹脂薄板に押し当てることにより貫通孔を形成した。その後、プレスの際に付着した油分を取り除くことにより、比較例２の多孔板吸音体を製造した。
【００３６】
「比較例３」
Ａｌからなる厚み０．１ｍｍの金属薄板を用意した。この金属薄板に対して、レーザー加工機によるレーザー加工を行うことにより貫通孔を形成した。このようにして、比較例３の多孔板吸音体を製造した。
【００３７】
実施例１〜２及び比較例１〜３の多孔板吸音体について、貫通孔の平均孔径、最大孔径、最小孔径、平均ピッチ及び開口率を計測した。また、実施例１〜２及び比較例１〜３の直径１００ｍｍの多孔板吸音体について、背後空気層の厚みを５０ｍｍとした場合の垂直入射吸音特性を測定した。
これらの結果を表１及び図７〜図９に示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】
表１に示すように、実施例１及び２の多孔板吸音体は、貫通孔の最大孔径と最小孔径との差が２００μｍもあり、一方、比較例１〜３では最大孔径と最小孔径との差が１０〜４０μｍ程度であり、実施例１及び２の貫通孔は孔径のバラツキが大きいことが判る。それにもかかわらず、実施例１及び２については比較例１〜３とほぼ同等の吸音特性を示していることが判る。
【００４０】
すなわち、表１に示すように、実施例１及び２と比較例１〜３の１ｋＨｚにおける吸音率は、いずれも９１〜９２％程度である。また、図７〜図９に示すように、実施例１及び２並びに比較例２における吸音率の周波数依存性は、ほぼ同等である。以上のことから、実施例１及び２と比較例１〜３とは、ほぼ同等の吸音特性を有していることが判る。
【００４１】
また、実施例１及び２においては、薄板、埋め込み粒子及び溶解液を準備する他は、特に特別な材料を用いることなく、また、双ロールプレス機等の汎用的な設備を用意する他は特別な装置を用意することもなく、比較例１〜３の多孔板吸音体と同等の吸音特性を有する多孔板吸音体が得られている。
【００４２】
これに対して、比較例１では、露光装置、エッチング装置等の高価な設備が必要であり、比較例２では高価な金型が必要であった。また、比較例１では製造工程が複雑であった。
また、比較例３では、レーザー光の照射によって貫通孔を１つずつ形成する必要があり、多孔板吸音体の製造に膨大な時間を要した。
このように比較例１〜３では、実施例１及び２に比べて、製造に要する時間が長く、コストも極めて高いものとなった。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、本発明の実施形態である多孔板吸音体の一例を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１の多孔板吸音体の部分断面模式図である。
【図３】図３は、図１の多孔板吸音体を備えた吸音パネル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多孔板吸音体の製造方法の全工程を説明する工程図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態である多孔板吸音体の製造方法を説明する工程図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態である多孔板吸音体の製造方法を説明する工程図である。
【図７】図７は、実施例１の多孔板吸音体の垂直入射吸音率を周波数との関係を示すグラフである。
【図８】図８は、実施例２の多孔板吸音体の垂直入射吸音率を周波数との関係を示すグラフである。
【図９】図９は、比較例２の多孔板吸音体の垂直入射吸音率を周波数との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４４】
１…多孔板吸音体、２…薄板、２ａ…一面（表面）、３…貫通孔、４…埋め込み粒子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔板吸音体の製造方法に関するものであり、特に、多孔板吸音体を製造するに際してフォトリソグラフィー技術等の複雑な工程を必要としない製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、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。特に、直径が数百マイクロメートルの貫通孔を有する吸音パネルは、貫通孔を肉眼で視認できないため、美観性に優れるという特徴がある。
【０００３】
板状部材に数百マイクロメートルの貫通孔を形成する手段としては、例えば、針状の金型を板材に押し当てて貫通孔を形成するプレス加工法（特許文献１）や、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術を組み合わせて貫通孔を形成するエッチング加工法（特許文献２）や、ドリルを用いて貫通孔を形成するドリル加工法や、レーザーによって貫通孔を形成するレザー加工法（特許文献３）などが知られている。
【特許文献１】特表２００２−５２１７２２号公報
【特許文献２】特開平９−２０９１７５号公報
【特許文献３】特許第３１６００８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のプレス加工法によって直径数百マイクロメートルの貫通孔を形成するためには、金型となる針を極細にする必要があり、針が折れて金型が破損しやすいという問題があった。また、吸音特性に応じて貫通孔のピッチや直径等を変更したい場合には、別途金型を用意する必要があり、吸音特性に応じた吸音パネルの仕様の変更が困難になる場合があった。更に、金型やプレス機が高価であるという問題もあった。
また、上記のエッチング加工法では、フォトリソグラフィー技術に供されるマスク、レジスト、現像液、剥離液等がいずれも高価であり、また、露光装置等も高価で、コスト増になるおそれがあった。
更に、ドリル加工法では、貫通孔のピッチ等にもよるが、吸音パネル１平方メートル当たり数十万個程度の貫通孔を逐一形成する必要があり、貫通孔の形成に要する時間が膨大になるという問題があった。
更にまた、レーザー加工法では、ドリル加工法と同様に、吸音パネル１平方メートル当たり数十万個程度の貫通孔を逐一形成する必要があり、貫通孔の形成に要する時間が膨大になるという問題があった。また、レーザー加工装置が高価でコスト増になるおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、特別な部材や装置を必要とせず、直径数百マイクロメートルの微細な貫通孔を容易にしかも短時間で形成することが可能な多孔板吸音体の製造方法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】
【０００６】
上記課題を解決すべく本発明者らが鋭意研究を行った結果、平均孔径が数百マイクロメートル程度の微細な貫通孔を有する多孔板吸音体においては、貫通孔の平均孔径及び開口率が所定の範囲内にあれば、貫通孔の開口形状、孔径または貫通孔同士のピッチ等が多少ばらついて、これらの分布が比較的広くなっている場合でも、所望の吸音特性が得られることを見出すに至り、本発明を完成させた。すなわち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。
【０００７】
本発明の多孔板吸音体の製造方法は、薄板の表面に、貫通孔形成用の埋め込み粒子を分散させつつ付着する分散付着工程と、前記埋め込み粒子を前記薄板に埋め込む埋込み工程と、前記埋め込み粒子を膨潤または溶解して除去する溶解工程とを順次行い、前記薄板に平均孔径が１００μｍ以上２００μｍ以下の複数の貫通孔を設けることを特徴とする。
また、本発明の多孔板吸音体の製造方法においては、前記分散付着工程において、前記埋め込み粒子を分散液に分散してスラリーとし、前記スラリーを前記薄板の表面に噴霧することにより、前記埋め込み粒子を前記薄板表面に分散させることが好ましい。
また、本発明の多孔板吸音体の製造方法においては、前記薄板の厚みが５０〜２００μｍの範囲であることが好ましい。
更に、本発明の多孔板吸音体の製造方法においては、前記薄板が金属薄板であり、前記埋め込み粒子が樹脂からなる粒子であり、前記埋め込み粒子を溶解する溶解液が前記樹脂を膨潤または溶解可能な有機溶剤を含む溶解液であることが好ましい。
更にまた、本発明の多孔板吸音体の製造方法においては、前記薄板が樹脂薄板であり、前記埋め込み粒子が金属からなる粒子であり、前記埋め込み粒子を溶解する溶解液が前記金属を溶解可能な酸または金属塩を含む溶解液であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の多孔板吸音体の製造方法によれば、分散付着工程、埋込み工程及び溶解工程を順次行うことにより多孔板吸音体を製造するので、平均孔径が１００〜２００μｍの微細な貫通孔を容易にしかも短時間で形成することができる。
また、本発明の多孔板吸音体の製造方法によれば、分散付着工程において、埋め込み粒子を含むスラリーを噴霧することにより埋め込み粒子を薄板表面に分散させるので、貫通孔同士のピッチが比較的均一な多孔板吸音体を製造できる。
更に、本発明の多孔板吸音体の製造方法によれば、金属薄板を用いる場合には、金属薄板に樹脂粒子を埋め込んでから樹脂粒子を膨潤または溶解させて除去することで、多孔板吸音体を容易に製造できる。
更にまた、本発明の多孔板吸音体の製造方法によれば、樹脂薄板を用いる場合には、樹脂薄板に金属粒子を埋め込んでから金属粒子を溶解させて除去することで、多孔板吸音体を容易に製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態である多孔板吸音体及びその製造方法について、図面を参照して説明する。以下の説明で参照する図は、吸音パネル等の構成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、実際の吸音パネル等の寸法関係と異なる場合がある。
【００１０】
図１は、本実施形態の多孔板吸音体の製造方法によって製造された多孔板吸音体の一例を示す斜視図であり、図２は、図１に示す多孔板吸音体の断面模式図である。
図１及び図２に示すように、本実施形態の多孔板吸音体１は、厚みが５０μｍ〜２００μｍの薄板２を主体として構成され、この薄板２には、一面２ａから他面２ｂの間をその厚み方向に貫通する複数の貫通孔３が設けられている。複数の貫通孔３を薄板２に設けることによって、音や空気が多孔板吸音体１を通過可能になっている。また、貫通孔３は単に音や空気を通過するのみならず、音を吸音する機能も備わっている。
【００１１】
薄板２の厚みが５０μｍ以上であれば、薄板２自体の強度が低下することなく取り扱いが容易になり、また吸音特性が低下することもなく好適である。また、薄板２の厚み２００μｍ以下であれば、後述するように貫通孔３を良好に形成できる。
【００１２】
また、薄板２を金属薄板で構成した場合の材質は、比較的軟らかいものが好ましく、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅または銅合金を用いることが好ましい。また、薄板２を樹脂薄板で構成した場合は、金属の場合と同様に比較的軟らかいものが好ましく、例えばポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、合成ゴム、シリコーンゴム等を用いることが好ましい。
【００１３】
また、薄板２の一面２ａまたは他面２ｂには、多孔板吸音体１の外観の美観性を向上させるために絵、模様等のデザインが施されていても良く、また各面２ａ、２ｂを鏡面仕上げにしても良い。
【００１４】
貫通孔３は後述するように、薄板に貫通孔形成用の埋め込み粒子を埋め込み、その後、埋め込み粒子を除去することにより形成される。従って貫通孔３の平面視形状は、真円形状、楕円形状、矩形状、不定形状等の様々な形状をなす。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。
これら貫通孔３の平均孔径は、１００〜２００μｍの範囲が好ましい。平均孔径が１００μｍ以上であれば、十分な吸音特性を確保することができる。また、平均孔径が２００μｍ以下であれば、貫通孔３を肉眼では視認することが困難になり、多孔板吸音体の美観性が向上して化粧板として用いることが可能になる。なお、平均孔径とは、複数の貫通孔３の孔径の平均である。また、貫通孔３の孔径は、例えば、貫通孔３の平面視形状が真円状の場合はその直径が孔径になり、楕円形状の場合はその長径が孔径となり、矩形状の場合はその長辺長が孔径になる。また、貫通孔３が不定形状の場合はその最長の長さが孔径になる。
【００１５】
また、貫通孔３の平面視形状は、図２に示すように薄板３の厚み方向に沿って一定であってもよいが、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、いずれも模式的に示したものであるため、その平面視形状が薄板２の厚み方向に沿って一定であり、貫通孔３の内壁面３ａが薄板の厚み方向に沿うように形成されているが、本実施形態ではこれに限らず、貫通孔３の内壁面３ａがテーパー面でもよく、球面でもよい。また、内壁面３ａは平滑面でもよいし粗面でもよい。貫通孔３は、薄板に埋め込んだ埋め込み粒子を除去することにより形成されるため、貫通孔３の内壁面３ａは埋め込み粒子の表面形状をある程度反映した形状になるので、このような様々な形態の面に形成される。
【００１６】
また、貫通孔３の開口率は、０．２％〜１５％の範囲が好ましく、０．５％〜１０％の範囲がより好ましい。ここで貫通孔３の開口率とは、薄板２の一面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。開口率が０．２％以上であれば、良好な吸音特性を得ることができ、開口率が１５％以下であれば、貫通孔３が目立たず、多孔板吸音体１の外観の美観性が損なわれる虞がない。
【００１７】
更に、貫通孔３同士のピッチは、薄板に埋め込み粒子を分散させた際の粒子の分布によって決まるので、貫通孔３同士のピッチは完全に揃っていなくともよく、ある程度均一であればよい。
【００１８】
上記の多孔板吸音体１は、図３に示すように、多孔板吸音体１の音源側の面とは反対側の面に離間して配置された背面板１１（剛体）と組み合わされることによって、吸音パネル１２を構成する。多孔板吸音体１と背面板１１との間には、多孔板吸音体１の各貫通孔３と連通する背後空気層１３が備えられる。また、背後空気層１３には、グラスウールに代表される多孔質吸音基材が配置されてもよい。多孔質吸音基材としては、例えば、ガラス粒子、鉱物粒子、セラミックス粒子、樹脂粒子等が焼結若しくは結着されてなる粒状の多孔質材料でも良く、ガラス繊維、鉱物繊維、樹脂繊維、金属繊維、綿等の天然繊維等が絡まりあってなる繊維状の多孔質材料でも良い。また、繊維状の多孔質材料の場合には、繊維同士の間に、ガラス粒子、鉱物粒子、セラミックス粒子、樹脂粒子等を充填してもよい。
【００１９】
次に、本実施形態の多孔板吸音体の製造方法について説明する。この製造方法は、図４に示すように、薄板２の一面２ａ（表面）に貫通孔形成用の埋め込み粒子４を分散して付着させる分散付着工程Ａと、埋め込み粒子４を薄板に埋め込む埋込み工程Ｂと、埋め込み粒子４を溶解して除去する溶解工程Ｃとから概略構成される。以下、各工程について図４を参照して説明する。
【００２０】
（分散付着工程Ａ）
分散付着工程Ａでは、図４に示すように、一方向に連続的に移動する薄板２の一面２ａ上に、貫通孔形成用の埋め込み粒子４を順次分散させて付着する。具体的には例えば、埋め込み粒子４を水またはアルコールなどの分散液に分散してスラリーとし、このスラリーを移動中の薄板２の一面２ａに連続的に噴霧することにより、埋め込み粒子４を薄板２上に分散させて付着する手段を例示できる。
【００２１】
ここで、薄板２としては、上述したように、金属または樹脂の薄板２を用いることができる。薄板２として金属薄板を用いる場合には、埋め込み粒子４として、樹脂からなる粒子を用いることができる。より具体的には、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２等のポリアミド樹脂といった、比較的硬質の樹脂からなる粒子を用いることができる。一方、薄板２として樹脂薄板を用いる場合には、埋め込み粒子４として、金属からなる粒子を用いることができる。より具体的には、Ｃｕ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉ、ＮｉＦｅ合金等からなる粒子を用いることができる。
【００２２】
埋め込み粒子４の形状は、どのような形状でもよく、例えば、球状、楕円球状、柱状、針状、平板状、不定形状等の形状でもよい。
【００２３】
埋め込み粒子４の平均粒径は、薄板２の厚みにもよるが、５００μｍ以下が好ましく、３００μｍ以下がより好ましく、５０μｍ以上２００μｍ以下の範囲が最も好ましく、これらの範囲で薄板２の厚みよりも大きな平均粒径がよい。埋め込み粒子４の平均粒径が薄板２の厚みを大幅に超えて例えば５００μｍを超えると、次工程の埋め込み工程において埋め込み粒子４が粉砕されるかあるいは変形されてしまい、良好な貫通孔３が形成されなくなる場合があるので好ましくない。また、粒子の粉砕や変形がなくても、５００μｍ超の粒子を用いた場合は貫通孔３の径が過大になり、多孔板吸音体１の美観性を損ねる場合があるので好ましくない。
また、埋め込み粒子４の平均粒径が薄板２の厚みより大幅に小さく例えば５０μｍ未満になると、埋め込み粒子４が薄板２に完全に埋め込まれてしまい、貫通孔３の形成に寄与できなくなる場合があるので好ましくない。
更に、埋め込み粒子４の平均粒径が薄板の厚みよりも小さいと、薄板２の厚みより小さな粒径の粒子の割合が増加し、良好な貫通孔３が形成されなくなる場合があるので好ましくない。
【００２４】
また、埋め込み粒子４の粒度分布は、比較的狭い分布幅を持つものが好ましい。埋め込み粒子４の粒度分布の分布幅が過剰に広がると、薄板２の厚みより大きな粒径の粒子や、薄板２の厚みより小さな粒径の粒子の割合が増加し、良好な貫通孔３が形成されなくなる場合があるので好ましくない。
【００２５】
（埋め込み工程Ｂ）
次に、埋め込み工程Ｂでは、一面２ａ上に分散して付着された埋め込み粒子４を薄板２に押し込んで、埋め込み粒子４を薄板２に埋め込む。具体的には例えば、図４に示すように、双ロール５の間に薄板２を連続的に通して、ロール圧力によって埋め込み粒子４を薄板２に順次埋め込む。このときのロール５同士の間隔は、例えば、薄板２の厚みとほぼ同じ寸法に調整すればよい。また、ロール５により薄板２に与える線圧は、薄板２及び埋め込み粒子４の材質や埋め込み粒子の粒径によって異なるので適宜変更すればよい。更に、ロール５は、埋め込み粒子４が潰されず、かつ粒子を露出させるようにロール材質が復元可能なゴム様なものとし、かつロールによる加圧力を適宜調整するとよい。このようにして、埋め込み粒子４が薄板２に埋め込まれる。
【００２６】
なお、図４では、連続して供給される薄板を双ロール５の間を通すことで埋め込み粒子４を薄板２に埋め込む例を示したが、薄板を連続的に平板プレスすることで埋め込み粒子４を薄板２に埋め込んでもよい。
【００２７】
（溶解工程Ｃ）
次に溶解工程Ｃでは、溶解液によって埋め込み粒子を膨潤または溶解して薄板２から除去することにより、薄板２に貫通孔３を形成する。具体的には、例えば図４に示すように、連続的に移動する薄板２に対して、埋め込み粒子４を膨潤または溶解させる溶解液Ｌをシャワーノズル等で噴射させてもよく、溶解液を満たした溶解槽を用意し、この溶解槽に薄板を連続的に浸漬させてもよい。溶解液に触れた埋め込み粒子４は、溶解または膨潤して薄板２から除去される。
【００２８】
ここで溶解液としては、金属または樹脂からなる埋め込み粒子を溶解または膨潤させるものがよい。埋め込み粒子４が金属からなる場合は、金属の種類にもよるが例えば、塩酸水溶液、硫酸水溶液、硝酸水溶液、塩化第２鉄水溶液等を用いればよい。また、埋め込み粒子４が樹脂からなる場合は、樹脂の種類にもよるが例えば、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、アセトン等を用いればよい。
【００２９】
図５及び図６には、埋め込み工程後及び溶解工程後の薄板の拡大断面図を示す。図５（ａ）及び図６（ａ）はそれぞれ、埋め込み工程後の薄板の拡大断面模式図であり、図５（ｂ）及び図６（ｂ）はそれぞれ、溶解工程後の薄板の拡大断面模式図である。
図５について説明すると、図５（ａ）は、様々な粒径の球状の埋め込み粒子が薄板に埋め込まれた状態を示している。図５（ａ）に示す埋め込み粒子４ａは、その粒径が薄板２の厚みよりも若干大きいため、その一部が薄板２の一面２ａ及び他面２ｂから僅かに露出している。また、図５（ａ）に同時に示す埋め込み粒子４ｂ〜４ｄは、その粒径が薄板２の厚みより若干小さいため、薄板中に完全に埋め込まれたり（４ｂ）、一部が薄板２の一面２ａまたは他面２ｂから僅かに露出した状態になっている（４ｃ、４ｄ）。
このような状態の薄板に対して溶解工程を行ったのが図５（ｂ）に示される薄板であり、図５（ｂ）においては、埋め込み粒子４ａに対応する貫通孔３ｂが形成される一方、埋め込み粒子４ｂは溶解されずに薄板２内に残存し、埋め込み粒子４ｃについては一面２ａ側に開口する穴３ｃを形成し、更に埋め込み粒子４ｄについては他面２ｂ側に開口する穴３ｄを形成する。このうち、吸音特性を発現するのは貫通孔３ｂであり、残存した埋め込み粒子４ｂ及び穴３ｃ、３ｄは吸音特性に何ら関与しない。
このように、本実施形態の多孔質製造方法によれば、一部に吸音特性に関与しない穴が形成されたり、埋め込み粒子が残存する場合もあるが、埋め込み粒子４の一部を一面２ａ及び他面２ｂから露出させてから溶解除去することで、概ね、平均孔径１００〜２００μｍの貫通孔３が薄板２を貫通するように形成される。
【００３０】
また、図６について説明すると、図６（ａ）は、様々な形状の埋め込み粒子が薄板に埋め込まれた状態を示している。図６（ａ）に示す球状または楕円球状の埋め込み粒子４ｅ、４ｆは、図５に示す埋め込み粒子４ａと同様に、その粒径が薄板２の厚みよりも若干大きいため、その一部が薄板２の一面２ａ及び他面２ｂから僅かに露出している。また、図６（ａ）に示す柱状の埋め込み粒子４ｇは、アスペクト比が１に近いため、薄板２に対してその長手方向が直交する方向に沿って埋め込まれている。更に、図６（ａ）に示す柱状の埋め込み粒子４ｈは、アスペクト比が１より大きいため、薄板２に対してその長手方向が平行になって埋め込まれている。
このような状態の薄板に対して溶解工程を行ったのが図６（ｂ）に示される薄板であり、図６（ｂ）においては、埋め込み粒子４ｅ〜４ｈに対応する貫通孔３ｅ〜３ｈが形成されている。図６に示すように、各貫通孔３ｅ〜３ｈは、埋め込み粒子４ｅ〜４ｈの形状に対応した異なる孔径を有している。
このように、本実施形態の多孔質製造方法によれば、異なる孔径の貫通孔が形成される場合もあるが、概ね、平均孔径１００〜２００μｍの貫通孔が薄板２を貫通して形成される。
【００３１】
上記の多孔板吸音体の製造方法によれば、分散付着工程、埋込み工程及び溶解工程を順次行うことにより多孔板吸音体１を製造するので、平均孔径が１００〜２００μｍの微細な貫通孔を容易にしかも短時間で形成することができる。
また、分散付着工程において、埋め込み粒子４を含むスラリーを噴霧することにより、埋め込み粒子４を薄板表面２ａに分散させるので、貫通孔３同士のピッチが比較的均一な多孔板吸音体１を製造できる。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
「実施例１」
ポリエチレンテレフタレート樹脂（以下、ＰＥＴという）からなる厚み０．１ｍｍの樹脂薄板と、平均粒径１７０μｍで最大粒径が３００μｍの球状のＣｕからなる埋め込み粒子を用意した。この埋め込み粒子を水に分散させてスラリーを形成し、このスラリーを樹脂薄板に噴霧して樹脂薄板上に埋め込み粒子を分散させて付着させた。
次に、埋め込み粒子が付着した状態の樹脂薄板を、双ロールの間に通して薄板に埋め込み粒子を埋め込ませた。ロールによって薄板に印加する線圧は１００ＭＰａに調整した。
次に、埋め込み粒子が埋め込まれた樹脂薄板を、濃度３０重量％の塩化第２鉄水溶液中に浸漬させ、液温を最高４０℃程度に調整することにより、Ｃｕからなる埋め込み粒子を溶解させて除去した。このようにして貫通孔を形成した。その後、樹脂薄板を水洗して乾燥することにより、実施例１の多孔板吸音体を製造した。
【００３３】
「実施例２」
Ｃｕからなる厚み０．１ｍｍの金属薄板と、平均粒径１７０μｍで最大粒径が３００μｍの球状のポリメチルメタクリレート樹脂（以下、ＰＭＭＡという）からなる埋め込み粒子を用意した。この埋め込み粒子を水に分散させてスラリーを形成し、このスラリーを樹脂薄板に噴霧して金属薄板上に埋め込み粒子を分散させて付着させた。
次に、埋め込み粒子が付着した状態の金属薄板を、双ロールの間に通して薄板に埋め込み粒子を埋め込ませた。ロールによって薄板に印加する線圧は１００ＭＰａに調整した。
次に、埋め込み粒子が埋め込まれた金属薄板を、Ｎ−メチルピロリドン中に浸漬させ、液温を８０℃程度に調整しつつ超音波振動を印加することにより、ＰＭＭＡからなる埋め込み粒子を溶解させて除去した。このようにして貫通孔を形成した。その後、金属薄板を水洗して乾燥することにより、実施例２の多孔板吸音体を製造した。
【００３４】
「比較例１」
Ｃｕからなる厚み０．１ｍｍの金属薄板を用意した。この金属薄板上にフォトレジスト層を形成し、フォトレジスト層上にマスクを載置し、露光及び現像処理を行ってフォトレジスト層をパターニングした。その後、ウエットエッチング法により金属薄板をエッチングすることにより、貫通孔を形成した。その後、フォトレジスト層を除去することにより、比較例１の多孔板吸音体を製造した。
【００３５】
「比較例２」
ＰＥＴからなる厚み０．１ｍｍの樹脂薄板を用意した。この樹脂薄板上に針状の金型を配置し、プレス機によって金型を樹脂薄板に押し当てることにより貫通孔を形成した。その後、プレスの際に付着した油分を取り除くことにより、比較例２の多孔板吸音体を製造した。
【００３６】
「比較例３」
Ａｌからなる厚み０．１ｍｍの金属薄板を用意した。この金属薄板に対して、レーザー加工機によるレーザー加工を行うことにより貫通孔を形成した。このようにして、比較例３の多孔板吸音体を製造した。
【００３７】
実施例１〜２及び比較例１〜３の多孔板吸音体について、貫通孔の平均孔径、最大孔径、最小孔径、平均ピッチ及び開口率を計測した。また、実施例１〜２及び比較例１〜３の直径１００ｍｍの多孔板吸音体について、背後空気層の厚みを５０ｍｍとした場合の垂直入射吸音特性を測定した。
これらの結果を表１及び図７〜図９に示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】
表１に示すように、実施例１及び２の多孔板吸音体は、貫通孔の最大孔径と最小孔径との差が２００μｍもあり、一方、比較例１〜３では最大孔径と最小孔径との差が１０〜４０μｍ程度であり、実施例１及び２の貫通孔は孔径のバラツキが大きいことが判る。それにもかかわらず、実施例１及び２については比較例１〜３とほぼ同等の吸音特性を示していることが判る。
【００４０】
すなわち、表１に示すように、実施例１及び２と比較例１〜３の１ｋＨｚにおける吸音率は、いずれも９１〜９２％程度である。また、図７〜図９に示すように、実施例１及び２並びに比較例２における吸音率の周波数依存性は、ほぼ同等である。以上のことから、実施例１及び２と比較例１〜３とは、ほぼ同等の吸音特性を有していることが判る。
【００４１】
また、実施例１及び２においては、薄板、埋め込み粒子及び溶解液を準備する他は、特に特別な材料を用いることなく、また、双ロールプレス機等の汎用的な設備を用意する他は特別な装置を用意することもなく、比較例１〜３の多孔板吸音体と同等の吸音特性を有する多孔板吸音体が得られている。
【００４２】
これに対して、比較例１では、露光装置、エッチング装置等の高価な設備が必要であり、比較例２では高価な金型が必要であった。また、比較例１では製造工程が複雑であった。
また、比較例３では、レーザー光の照射によって貫通孔を１つずつ形成する必要があり、多孔板吸音体の製造に膨大な時間を要した。
このように比較例１〜３では、実施例１及び２に比べて、製造に要する時間が長く、コストも極めて高いものとなった。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、本発明の実施形態である多孔板吸音体の一例を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１の多孔板吸音体の部分断面模式図である。
【図３】図３は、図１の多孔板吸音体を備えた吸音パネル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多孔板吸音体の製造方法の全工程を説明する工程図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態である多孔板吸音体の製造方法を説明する工程図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態である多孔板吸音体の製造方法を説明する工程図である。
【図７】図７は、実施例１の多孔板吸音体の垂直入射吸音率を周波数との関係を示すグラフである。
【図８】図８は、実施例２の多孔板吸音体の垂直入射吸音率を周波数との関係を示すグラフである。
【図９】図９は、比較例２の多孔板吸音体の垂直入射吸音率を周波数との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４４】
１…多孔板吸音体、２…薄板、２ａ…一面（表面）、３…貫通孔、４…埋め込み粒子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板の表面に、貫通孔形成用の埋め込み粒子を分散させつつ付着する分散付着工程と、前記埋め込み粒子を前記薄板に埋め込む埋込み工程と、前記埋め込み粒子を膨潤または溶解して除去する溶解工程とを順次行い、前記薄板に平均孔径が１００μｍ以上２００μｍ以下の複数の貫通孔を設けることを特徴とする多孔板吸音体の製造方法。
【請求項２】
前記分散付着工程において、前記埋め込み粒子を分散液に分散してスラリーとし、前記スラリーを前記薄板の表面に噴霧することにより、前記埋め込み粒子を前記薄板表面に分散させることを特徴とする請求項１に記載の多孔板吸音体の製造方法。
【請求項３】
前記薄板の厚みが５０〜２００μｍの範囲であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の多孔板吸音体の製造方法。
【請求項４】
前記薄板が金属薄板であり、前記埋め込み粒子が樹脂からなる粒子であり、前記埋め込み粒子を溶解する溶解液が前記樹脂を膨潤または溶解可能な有機溶剤を含む溶解液であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の多孔板吸音体の製造方法。
【請求項５】
前記薄板が樹脂薄板であり、前記埋め込み粒子が金属からなる粒子であり、前記埋め込み粒子を溶解する溶解液が前記金属を溶解可能な酸または金属塩を含む溶解液であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の多孔板吸音体の製造方法。
【請求項１】
薄板の表面に、貫通孔形成用の埋め込み粒子を分散させつつ付着する分散付着工程と、前記埋め込み粒子を前記薄板に埋め込む埋込み工程と、前記埋め込み粒子を膨潤または溶解して除去する溶解工程とを順次行い、前記薄板に平均孔径が１００μｍ以上２００μｍ以下の複数の貫通孔を設けることを特徴とする多孔板吸音体の製造方法。
【請求項２】
前記分散付着工程において、前記埋め込み粒子を分散液に分散してスラリーとし、前記スラリーを前記薄板の表面に噴霧することにより、前記埋め込み粒子を前記薄板表面に分散させることを特徴とする請求項１に記載の多孔板吸音体の製造方法。
【請求項３】
前記薄板の厚みが５０〜２００μｍの範囲であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の多孔板吸音体の製造方法。
【請求項４】
前記薄板が金属薄板であり、前記埋め込み粒子が樹脂からなる粒子であり、前記埋め込み粒子を溶解する溶解液が前記樹脂を膨潤または溶解可能な有機溶剤を含む溶解液であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の多孔板吸音体の製造方法。
【請求項５】
前記薄板が樹脂薄板であり、前記埋め込み粒子が金属からなる粒子であり、前記埋め込み粒子を溶解する溶解液が前記金属を溶解可能な酸または金属塩を含む溶解液であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の多孔板吸音体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−２３３７９４（Ｐ２００８−２３３７９４Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−７７０４５（Ｐ２００７−７７０４５）
【出願日】平成１９年３月２３日（２００７．３．２３）
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２３日（２００７．３．２３）
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【Ｆターム（参考）】
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