3つの背後空洞を持つ微細穿孔板は、最適化モデルで4 Hzから1595 Hzまで吸音率0.8以上を維持し、その幅は8.6オクターブバンドに及んだ。一般的な単層パネルがカバーするのは1-2オクターブである。 この差は、D.-Y. Maaが1975年に理論を発表して以来、微細穿孔吸音体(MPAまたはMPP)に起きたことのほとんどを説明している。穴は1ミリ未満のままで、工夫の中心はその背後の空洞に移った。厚さ47 mmの多室試作品は現在、397から1000 Hzで0.8を超える実測値を示し、透明アクリルMPPは教室の残響時間を約2 sから1.1 sに短縮した。研究の量も増え続けており、2025年には82件の音響学の論文が題名にこの用語を含んでいた。本稿では、MaaのJASA 1998年論文、Scientific Reports、AIP Advances、環境研究・公衆衛生国際誌(IJERPH)、Fraunhofer IBP、INTER-NOISEおよびNOISE-CONの論文集、そして研究インデックスOpenAlexのデータを集計した。設計された吸音材というより広い分野については、当社の音響メタマテリアル統計をご覧ください。
主なポイント
- 典型的なMPPは、厚さ1 mm未満、穴径1 mm未満、開口率1%未満である(Sakagami ほか、UCL Open Environment 2021)。
- Maaは最大3または4オクターブの帯域幅を見込み、約0.1-0.3 mmの穴径を示した(Maa、JASA 1998)。
- 一般的な単層MPPが吸音するのは1-2オクターブにとどまる(Liu ほか、INTER-NOISE 2006)。
- モデル化された3室MPPは、4から1595 Hz、つまり8.6オクターブバンドにわたってαを0.8以上に維持した(Wang・Liang・Mei、arXiv 2023)。
- 厚さ47 mmの多室MPPは、397から1000 Hzでαが0.8を超える実測値を示した。これは波長の1/18.2に相当する(Wang・Bennett、AIP Advances 2024)。
- 巻き込み型空洞により、400-1600 Hzの実測平均吸音率は0.79から0.91に上昇した(Min ほか、Scientific Reports 2025)。
- 透明アクリルMPPは、教室の平均残響時間を約2 sから1.1 sに短縮した(Fasllija・Yilmazer、IJERPH 2023)。
- 天然繊維MPP単体のピークは0.48だったが、多孔質背後層と組み合わせたシステムの平均は0.788だった(Nakhaeipour ほか、Scientific Reports 2026)。
- 新しい木質系MPPは、92%が天然素材でできている(Nocke、NOISE-CON 2025)。
- OpenAlexには、題名にこの用語を含む音響学の論文が2025年に82件、2015年に32件登録されている(OpenAlex 2026)。
1. Maaの設計則：穴径、穿孔率、パネル厚
Maaの発想は、穴そのものを吸音体にすることだった。直径が粘性境界層の厚さの数倍まで小さくなると、パネルは広帯域吸音体に必要な音響抵抗と小さな質量リアクタンスの両方を備えるため、繊維質の充填材は不要になる。1998年のJournal of the Acoustical Society of Americaの論文は、約0.1-0.3 mmの穴径を示し、それを大量に加工する方法はまだ解決すべき課題だと述べた。
約20年を経ても、発表されているパネルは同じ設計の考え方に従っている。UCL Open Environmentの2021年のケーススタディは、典型的なMPPを、厚さ1 mm未満、穴径1 mm未満、開口率1%未満と要約している。下の表の近年の実験用試作品は、穴径0.4-0.9 mm、穿孔率1.0-1.8%を用いており、Maaの範囲に近い。変わったのは製造方法で、レーザー加工や3Dプリントにより、1998年には製造上の難題だった穴が作れるようになった。
| 指標 | 値 | 出典 |
|---|---|---|
| 典型的なMPPの定義 | 厚さ1 mm未満のパネル、穴径1 mm未満、開口率1%未満 | Sakagami ほか、UCL Open Environment 2021 |
| Maaが製造技術の開発がなお必要と挙げた穴径 | 約0.1-0.3 mm | Maa、JASA 1998 |
| Maaの原典の穴インピーダンス近似の有効範囲 | 1 < s < 10(s = 穴径を粘性境界層の厚さで割った値) | CSIC、Acoustics (MDPI) 2021 |
| 実用的なMPPに必要な穿孔数 | 1平方メートルあたり数十万個 | CSIC、Acoustics (MDPI) 2021 |
| 3Dプリント製PA12多層MPPのパラメータ | 穴径0.9 mm、穿孔率1.0%、パネル厚1 mm | Yang ほか、Polymers 2020 |
| 巻き込み型空洞MPPのパラメータ | 穴径0.4 mm、パネル厚0.4 mm、穿孔率1.8% | Min ほか、Scientific Reports 2025 |
| 約800-850 Hzを超える帯域で吸音を高めるために推奨される細孔径 | 0.5 mm未満 | Deepak ほか、Heliyon 2024 |
背景：Maaの設計式は、穿孔定数k、相対抵抗r、ピーク周波数f0という3つの量を結び付けるため、目標とする吸音曲線は穴径、パネル厚、穿孔率に直接対応づけられる。これらの数値の大半は、部屋全体の試験ではなく垂直入射のインピーダンス管によるもので、この測定上の違いは当社の無響室試験統計で扱っている。CSICのパラメータ研究に関する入手可能な最新データ：Acoustics (MDPI)、2021年。
2. ピーク吸音率と単層の帯域幅の上限
MPPの古典的なトレードオフは、ある1つの周波数ではほぼすべての音を吸収できるが、その帯域は狭いという点にある。Liu ほかによるINTER-NOISE 2006のレビューによると、一般的な単層MPPがカバーする帯域幅は1-2オクターブにとどまる。同レビューは、ピーク吸音率と帯域をどこまで広げられるかを直接結び付けている。穴を小さくすることが、単層にとっての主要な手段である。同レビューは、直径が小さくなるにつれて3-4オクターブに達すると報告している。
現実の上限は理論上の上限より低い。Acoustics (MDPI)に掲載されたCSICのパラメータ研究は、単層が中高域で2オクターブを超えるのは、穴径が0.15 mm未満で穿孔率が20%を超える場合に限られると指摘している。従来型のMPPは、500 Hz未満では依然として苦戦する。高い単一のピークを作るのは容易だが、1枚のパネルから広い平坦な帯域を得るのは容易ではない。
| 指標 | 値 | 出典 |
|---|---|---|
| 一般的な単層MPPの帯域幅 | 1-2オクターブ | Liu ほか、INTER-NOISE 2006 |
| 微細な穴の直径が小さくなるにつれた帯域幅 | 3-4オクターブ | Liu ほか、INTER-NOISE 2006 |
| MaaがMPP吸音体について見込んだ帯域幅 | 最大3または4オクターブ | Maa、JASA 1998 |
| 1層で2オクターブを超えるために必要な形状 | 穴径0.15 mm未満、穿孔率20%超 | CSIC、Acoustics (MDPI) 2021、Qian ほかを引用 |
| 従来型MPPの低周波側の限界 | 500 Hz未満では吸音が限定的 | CSIC、Acoustics (MDPI) 2021 |
| 実測ピーク、厚さ6 mmのらせん状スリットパネル(スリット幅0.44 mm、穿孔率16%) | 1200 Hzでα = 0.88 | CSIC、Acoustics (MDPI) 2021 |
外れ値に関する注記：1-2オクターブと3-4オクターブという数値は、それぞれ2006年と1998年のものである。入手可能な最新データ：Liu ほか、INTER-NOISE 2006、およびMaa、JASA 1998。近年の論文が引用する基準値は、今もこれらである。
3. 二重層、多空洞、背後空洞の効果
穴が決まれば、調整の道具は空洞になる。深さの異なる室を1つ増やすごとに共振が1つ加わり、吸音のピークが合わさって平坦な帯域になる。最適化された3室モデルは、4から1595 Hz、つまり8.6オクターブバンドにわたってαを0.8以上に維持した。 最適化前は5.6オクターブだった(Wang・Liang・Mei、arXiv 2023)。これはプレプリントのモデル上の数値であり、実測した製品の値ではない。
実測された試作品はより控えめだが、それでも単層よりは明らかに優れている。Trinity College DublinのAIP Advancesにおける多室設計は厚さ47 mmで、これは最低動作周波数における波長の1/18.2にあたる。Scientific Reports(2025年)の巻き込み型空洞は、長さ最大135 mmの共鳴器を、65 mm未満に収まる吸音体へと折り畳んでいる。トレードオフはどの設計でも同じで、帯域の広さや低域への到達は、厚みという代償で支払われる。当社の低周波HVAC騒音統計で扱う低周波の問題が、薄いパネルでは解決しにくいのはそのためである。
| 指標 | 値 | 出典 |
|---|---|---|
| 3室MPP、αが0.8以上の帯域、最適化前 | 27-1304 Hz(5.6オクターブバンド) | Wang・Liang・Mei、arXiv 2023 |
| 3室MPP、αが0.8以上の帯域、最適化後 | 4-1595 Hz(8.6オクターブバンド) | Wang・Liang・Mei、arXiv 2023 |
| 多室MPP、αが0.8を超える実測帯域 | 397-1000 Hzおよび698-1895 Hz | Wang・Bennett、AIP Advances 2024 |
| 多室MPPの厚さ | 47 mm(最低動作周波数における波長の1/18.2) | Wang・Bennett、AIP Advances 2024 |
| 巻き込み型空洞MPP、400-1600 Hzの実測平均α | 最適化後0.91、最適化前0.79(ピーク0.98) | Min ほか、Scientific Reports 2025 |
| 厚さ20 mmの不等断面直列MPP | 1000-3450 Hzでαが0.5を超え、3つのピークが1に達した | Jv ほか、Materials 2024 |
| 2層の不等断面MPPと同じ厚さの従来型直列MPPの比較 | 第1ピークは0.82から0.95、谷は0.47から0.65 | Jv ほか、Materials 2024 |
| 従来型の広帯域MPPが通常必要とする背後空洞の深さ | 5 cm超 | Singh ほか、Scientific Reports 2022 |
背景：3Dプリント製PA12の研究では、最適化された3層設計の理論上の周波数カバー率(吸音曲線の下の面積)が311.9で、最良の単層の282.9を上回ることが分かった。これは約10%の増加である：(311.9 - 282.9) / 282.9 = 10.3%(Yang ほか、Polymers 2020)。この比較に関する入手可能な最新データ：2020年。
4. 建築における透明・ガラスMPP
MPPを研究室の珍しい技術から建築製品へと変えたのは、透明性である。ガラスやアクリルは、多孔質吸音材で覆うと透明性が失われるが、穿孔することはできる。Christian Nockeによる50年間のレビュー(NOISE-CON 2025論文集)は、透明シートの微細穿孔を2000年としており、その後に張り膜式の採光天井やガラスファサードが続いたとしている。Fraunhofer IBPは、125 Hz-1 kHzに調整され、産業パートナーにライセンス供与されている微細穿孔アクリルガラス吸音体を掲載している。
最も記録の充実した現場での結果は、教室からのものである。約25 m²の透明アクリルMPPにより、250-1000 Hzの平均残響時間が約2 sから1.1 sに短縮された(Fasllija・Yilmazer、IJERPH 2023)。それでも目標の0.8 sには届かなかったため、パネルだけでは仕上げられなかったが、音声伝送指数は0.48から0.55に向上した。同じ理屈は、会話が主な妨げとなるガラス張りのオフィスにも当てはまる(当社のオープンオフィスの集中阻害統計を参照)。
| 指標 | 値 | 出典 |
|---|---|---|
| 教室での施工 | 1200 x 2400 mmの透明アクリルMPPパネル9枚、側壁約25 m² | Fasllija・Yilmazer、IJERPH 2023 |
| 残響時間とSTI、施工前後 | 約2 sから1.1 s(250-1000 Hz平均)、250 m³未満の部屋の目標は0.8 s以下、受音点R1でSTIは0.48から0.55 | Fasllija・Yilmazer、IJERPH 2023 |
| 実測α、並列配置のアクリルMPP試作品 | 400 Hzで0.89、約300-1250 Hzで0.5超 | Fasllija・Yilmazer、IJERPH 2023 |
| 卓上アクリルMPPパーティション、単位面積あたりのピーク吸音率 | 1000 Hzで0.33(穿孔していないアクリルパネルは0.02以下) | Sakagami ほか、UCL Open Environment 2021 |
| 卓上パーティションの構成 | 厚さ2 mmのアクリルMPP、15 mmの空気層、合計約36 mm | Sakagami ほか、UCL Open Environment 2021 |
| Fraunhofer IBPの微細穿孔アクリルガラス吸音体の対象範囲 | 125 Hz-1 kHz | Fraunhofer IBP、Acoustic Elements 2026 |
| 透明シートに微細穿孔が適用された年 | 2000 | Nocke、NOISE-CON 2025 |
外れ値に関する注記：教室のパネルは0.7から2 mmの穴径を用いており、すべての穴がサブミリメートルの条件を満たしていたわけではない。部屋の広さは約10 m x 5.5 mだった。教室と卓上パーティションの事例に関する入手可能な最新データ：2023年と2021年。
5. MPPと多孔質吸音材：ハイブリッド、素材、製造
MPPはミネラルウールのクリーンな代替品として売り込まれてきたが、2026年の研究は、両者を組み合わせたときに最も効果を発揮することを示している。Scientific Reportsの研究では、最適化された多孔質背後層の上に天然繊維MPPを載せると、平均吸音率は0.788に達し、背後層単体より3.8%向上した。一方、パネル単体のピークは0.48にとどまっていた。MPPは多孔質層の対象範囲を低域側に広げ、多孔質層はMPPの狭い帯域の周りを埋める。平均での向上は控えめだが、ハイブリッドの吸音率は2オクターブ超にわたって0.90を上回る。
素材も変わりつつある。Nockeの2025年のレビューは、石油系シートに代わる、92%が天然素材でできた木質系MPPを紹介している。精度は依然として制約である。2025年のある試作では、0.4 mmの穴が設計寸法の約±10%の範囲に収まり、調整済みのピークをずらすには十分な誤差だった。
| 指標 | 値 | 出典 |
|---|---|---|
| 天然繊維MPPの仕様と単体性能 | 厚さ1.2 mmの亜麻・もみ殻パネル、穴径500 μm、穿孔率1.613%、単体でのピークは約780 Hzで0.48 | Nakhaeipour ほか、Scientific Reports 2026 |
| 最適化されたポリウレタン・フィブログラニュール背後層単体(40 mm) | 平均吸音率0.759(通常の40 mm複合材は約0.58-0.60) | Nakhaeipour ほか、Scientific Reports 2026 |
| MPPと多孔質背後層のハイブリッド | 平均吸音率0.788、480-2150 Hzでαが0.90超 | Nakhaeipour ほか、Scientific Reports 2026 |
| 木質系MPPの組成 | 天然素材92% | Nocke、NOISE-CON 2025 |
| 0.4 mmの穴の加工誤差 | 設計比で約±10% | Min ほか、Scientific Reports 2025 |
| 造形MPPの選択的レーザー焼結の設定 | 積層厚さ0.12 mm、レーザー出力40 W | Yang ほか、Polymers 2020 |
| マイクロメートル規模の穴を実用化した手法 | レーザー穴あけ、粉末冶金、溶接メッシュ、電解エッチング | Liu ほか、INTER-NOISE 2006 |
6. 研究の勢いと普及のシグナル
微細穿孔吸音体について、監査済みの市場規模の数値は公開されていないため、普及の度合いは研究や製品のシグナルから読み取るしかない。そのシグナルは明確である。OpenAlexは、題名に’micro-perforated’または’microperforated’を含む音響学の論文898件を収録しており、そのうち82件が2025年に登場した。 2015年の32件と比べて約2.6倍である(82 / 32 = 2.56)(OpenAlex、2026年の照会)。Maaの1998年の論文だけで1,296件の被引用がある(OpenAlexの論文レコード)。
研究はレビューという形でも成熟しつつある。Engineering Journalの2026年の系統的レビューは、MPPの構造的・幾何学的な改良に関する最近の研究61件を分析し、低周波には空洞に関する工夫が最も効果的で、調整にはパネルの改良が最も柔軟だと結論づけた。産業面では、Fraunhofer IBPの音響要素のページに掲載された16件の製品開発のうち4件が微細穿孔タイプである。
| 指標 | 値 | 出典 |
|---|---|---|
| Maaの1998年JASA論文の被引用数 | 1,296 | OpenAlex、2026 |
| 題名に’micro-perforated’または’microperforated’を含む音響学の論文、全期間 | 898 | OpenAlex、2026 |
| 2025年、2024年、2015年に発表された論文 | 82、76、32 | OpenAlex、2026 |
| MPPの改良に関する2026年の系統的レビューで分析された研究 | 61 | Gilok・Ooi、Engineering Journal 2026 |
| Fraunhofer IBPが掲載する音響製品開発のうち微細穿孔タイプ | 16件中4件(アクリルガラス、フィルム、車両用消音器、ガラス) | Fraunhofer IBP、Acoustic Elements 2026 |
| MaaがMPA理論を発表してからの年数 | 約50年(1975年) | Nocke、NOISE-CON 2025 |
背景：OpenAlexの件数は、音響学の概念で絞り込んだ題名の一致であるため、‘perforated panel’のような語を抄録にしか使わない論文は少なく数えられる。2026年の数値(照会時点で46件)は途中経過である。
数字で見る微細穿孔吸音体(まとめ)
| 指標 | 値 | 出典 |
|---|---|---|
| 典型的なMPPの定義 | 厚さ1 mm未満、穴径1 mm未満、開口率1%未満 | Sakagami ほか、UCL Open Environment 2021 |
| Maaが見込んだ帯域幅 | 最大3または4オクターブ | Maa、JASA 1998 |
| 一般的な単層MPPの帯域幅 | 1-2オクターブ | Liu ほか、INTER-NOISE 2006 |
| 単層で2オクターブを超えるための形状 | 穴径0.15 mm未満、穿孔率20%超 | CSIC、Acoustics (MDPI) 2021 |
| 最適化された3室モデル、αが0.8以上 | 4-1595 Hz(8.6オクターブバンド) | Wang・Liang・Mei、arXiv 2023 |
| 多室試作品、実測αが0.8超 | 厚さ47 mmで397-1000 Hz | Wang・Bennett、AIP Advances 2024 |
| 巻き込み型空洞MPPの平均α、400-1600 Hz | 0.91(最適化前は0.79) | Min ほか、Scientific Reports 2025 |
| 厚さ20 mmの直列MPP | 1000-3450 Hzでαが0.5超 | Jv ほか、Materials 2024 |
| 2層の不等断面MPP、従来型直列MPPと比べた第1ピーク | 0.82から0.95 | Jv ほか、Materials 2024 |
| 広帯域MPPの一般的な背後空洞 | 5 cm超 | Singh ほか、Scientific Reports 2022 |
| 約800-850 Hzを超える帯域で吸音を高める細孔径 | 0.5 mm未満 | Deepak ほか、Heliyon 2024 |
| 透明MPPを設置した教室の残響時間 | 約2 sから1.1 s | Fasllija・Yilmazer、IJERPH 2023 |
| Fraunhofer IBPのアクリルガラスMPPの対象範囲 | 125 Hz-1 kHz | Fraunhofer IBP、Acoustic Elements 2026 |
| MPPと多孔質背後層、平均吸音率 | 0.788(背後層単体比で+3.8%) | Nakhaeipour ほか、Scientific Reports 2026 |
| 木質系MPPの天然素材の割合 | 92% | Nocke、NOISE-CON 2025 |
| 2025年のMPP関連の音響学論文 | 82 | OpenAlex、2026 |
| MPPの改良に関する2026年の系統的レビューの研究数 | 61 | Gilok・Ooi、Engineering Journal 2026 |
方法論と出典
- Maa, D.-Y., Potential of microperforated panel absorber, Journal of the Acoustical Society of America 104(5), 1998: doi.org/10.1121/1.423870
- Liu, Tian, Jiao, Gu, Ball および Jiang, Advance in micro-perforated-panel sound absorbers, INTER-NOISE 2006: University of Huddersfieldのリポジトリ
- CSIC (ITEFI), Modelling of Microperforated Panel Absorbers with Circular and Slit Hole Geometries, Acoustics (MDPI) 2021: doi.org/10.3390/acoustics3040042
- Sakagami, Kusaka, Okuzono, Kido および Yamaguchi, Application of transparent microperforated panels to acrylic partitions for desktop use, UCL Open Environment 2021: doi.org/10.14324/111.444/ucloe.000021
- Fasllija および Yilmazer, Investigating the Potential of Transparent Parallel-Arranged Micro-Perforated Panels as Sound Absorbers in Classrooms, IJERPH 2023: doi.org/10.3390/ijerph20021445
- Wang, Liang および Mei, Optimization design of a micro-perforated panel absorber with 8.6 octave bands, arXiv 2023: arXiv 2305.18298
- Wang および Bennett, Ultra-broadband sound absorption in a compact multi-chamber micro-perforated panel absorber with varying depths, AIP Advances 2024: doi.org/10.1063/5.0187328
- Min, Lou および Zhao, Optimization of parallel coiled cavities of different depths in microperforated panel sound absorbers, Scientific Reports 2025: doi.org/10.1038/s41598-025-85171-3
- Jv, Wu, Mao, Li および Zhang, Light and thin broadband sound absorption structure based on unequal-cross-section microperforated plate series connection, Materials 2024: doi.org/10.3390/ma17246282
- Deepak, Pitchaimani, Nadimpalli および Mailan Chinnapandi, Exploring the acoustic potential of 3D printed micro-perforated panels, Heliyon 2024: doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e28612
- Yang ほか, 3D Printing of Polymeric Multi-Layer Micro-Perforated Panels for Tunable Wideband Sound Absorption, Polymers 2020: doi.org/10.3390/polym12020360
- Singh, Prakash および Bhattacharya, Hybrid fractal acoustic metamaterials based on cross mixed micro-perforated panels, Scientific Reports 2022: doi.org/10.1038/s41598-022-24621-8
- Nakhaeipour, Forouharmajd, Habibi, Soltani および Tehrani, Acoustic performance optimization of natural-fiber micro-perforated panels backed by an optimized polyurethane-fibrogranule composite, Scientific Reports 2026: doi.org/10.1038/s41598-026-35058-8
- Nocke, Review on 50 years micro-perforated sound absorbers, NOISE-CON 2025論文集: doi.org/10.3397/in_2025_1075009
- Gilok および Ooi, Structural and Geometric Enhancements of Microperforated Panel Absorbers: A Systematic Literature Review, Engineering Journal 2026: doi.org/10.4186/ej.2026.30.3.41
- Fraunhofer Institute for Building Physics IBP、製品開発ページAcoustic Elements、2026年10月にアクセス: ibp.fraunhofer.de
- OpenAlex研究インデックス、題名に’micro-perforated’または’microperforated’を含むものを音響学(Acoustics)の概念で絞り込み、年別に集計した検索結果と、Maa(1998)の論文レコード、2026年10月に照会: OpenAlexの照会
- データウォッチ：いくつかの基礎的な数値は3年以上前のものであり(Maa 1998、Liu ほか 2006、Yang ほか 2020、CSIC 2021、Sakagami ほか 2021、Singh ほか 2022、Fasllija・Yilmazer 2023)、入手可能な最新データとして明示している。8.6オクターブという結果は、arXivのプレプリントにおける最適化モデルの値であり、実測した製品の値ではない。一部の情報源は内部で矛盾している。Nakhaeipour ほかは、抄録では平均吸音率を0.82としているが、結果では0.788としている(本稿では0.788を採用)。Jv ほかは、抄録では3450 Hz、結論では3500 Hzとしている。Wang・Bennettは、抄録では1895 Hz、本文では2000 Hzとしている。ほとんどの値は垂直入射のインピーダンス管による測定で、ランダム入射の室内での結果とは通常異なる。方法論に裏付けられた、微細穿孔吸音体の公的な市場規模の推定値は確認できなかったため、引用していない。
最終更新日：2026年10月18日。当社はこのまとめを四半期ごとに更新しており、次回の更新は、INTER-NOISE 2026の論文集がインデックスされ、OpenAlexが2026年の発表件数を確定した時点を予定している。