JP2002366157A - 吸音板材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課 題】 コジェネレーションシステムの騒音防止
に適した吸音率の大きい吸音板材を提供する。 【解決手段】 箱状基体の中空内部空間を、多数の空隙
部を有する多孔室柱構造体の中芯材で基体背面部まで充
填し、基体の少なくとも正面部にガラスクロスカバーを
施して成る吸音板材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は防音材料のうち、吸
音材料としての板材に関する。特に、コジェネレーショ
ン（熱併給発電）システムからの騒音を吸音するのに適
した吸音板材に関する。

【０００２】

【従来の技術】機械類から発生する騒音を低減、緩和す
るための防音材料は、遮音や吸音上有効で十分な強度の
みならず、耐水、耐火、耐候性も併せ持つことが要求さ
れている。

【０００３】コジェネレーションは一種類の一次エネル
ギー（例えば石油、ガスなど）から電気と熱を同時に供
給しエネルギーを有効利用するシステムであって、特に
分散型エネルギーシステムとして電気と熱を同時に利用
する中小容量のパッケージ型自家発電機の形で、ビル、
ホテル、旅館、工場など業務用に普及しつつある。その
発電効率は30〜40％程度と低いが、原動機からの排熱を
給湯や冷暖房に利用することができるので綜合効率とし
ては70〜80％程度まで高められている。従って、コジェ
ネレーションの将来展望としては、民生用即ち一般家庭
にまでも普及させることが期待されている。しかるに、
これらシステムは発電機のディーゼルエンジン、ガスタ
ービン、ガスエンジン、ボイラー等、音量の大きな回転
震動音、雑音、不快音、こもり音など要するに騒音の発
生源を多く含むので、騒音防止ないし緩和は一般家庭へ
の普及を目指すためにも大きな課題である。

【０００４】前記課題に対処するために、発生する機械
音自体をできるだけ小さくする方法が先ず考えられる
が、それには自ずと限界がある。そのため、通常はコジ
ェネレーションシステム全体を箱状の鋼板で覆って防音
壁を構成することにより、他空間との境界は騒音を吸音
或いは遮音するための防音材の構造壁、界壁或いは開閉
可能な界壁を隔てて分離されている。防音材は、機能
上、騒音という音波の入射に対して音波の伝達を抑制し
透過エネルギーを減少させる機能を有する遮音材と、音
波を吸収して一部熱エネルギーに変換させる吸音材とに
大別される。実際には勿論、いずれかの機能の要素が多
少は混じっているのが通常であり、両者を折衷したもの
も見られる。

【０００５】既存の遮音材としては、例えば鋼鈑からな
る外側表面材の内側にガラスウールを2層設け貼り合わ
せ、さらに最内側をガラスクロスで内張りしてなる構造
のものが知られており、本発明者は前にその改良発明と
しての遮音材を開発した。他方吸音材としては繊維質材
料中に吸収させるもの、板状材料と共振させるもの等が
従来一般的であるが、コジェネに利用しようとすると、
実用上満足すべき吸音材は見出されず、入手できないの
が実状である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明者は上記
遮音材の開発に続いて、同じ用途目的に使用するための
吸音材についても鋭意研究を行った結果、本発明に到達
した。従って本発明の課題は、コジェネレーション設備
の騒音防止のために実用化可能な吸音材を提供すること
にある。すなわち、JIS A1409-1967に規定する残響室法
吸音率が、１/３オクターブバンドごとの中心周波数100
〜5000Ｈｚの範囲において優れた吸音材、特にコジェネ
レーション設備に使用するのに適した板状の吸音材を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的に適合しうる本
発明は請求項１に記載する如く、音源側垂直正面部、上
下水平部ならびに左右側面部によって画成された所定厚
さの箱状基体の内部空間に中芯材が充填、配置されてな
る吸音板材であって、前記箱状基体の少なくとも垂直正
面部はその上にガラスクロスカバーを有すること、中芯
材が中空多孔室柱構造体からなり、箱状基体の背面部側
において、前記両水平部および両側面部の縁部とともに
板材背面部をなしていることを特徴とするコジェネレー
ション設備用の、吸音板材にある。

【０００８】また請求項２の発明は、請求項１におい
て、中芯材が多数の円筒セル集合体からなる構造体、ハ
ニカム構造体、コルゲート構造体から選ばれた中空構造
体単独もしくはその組合せまたは前記中空構造体のいず
れかと、いずれかの構造体中空部にフォームが充填され
た充実セル構造体との組合せであることを特徴とする。

【０００９】請求項３の発明は請求項１または２におい
て、中空多孔室柱構造体がその中空セル開口周縁部が前
記箱状基体の垂直正面部に面する方向に、従ってその柱
状隔壁部が水平方向に延在するように配置されているこ
とを特徴とする。

【００１０】さらに請求項４の発明は、請求項１〜３に
おいて、ガラスクロスカバーを構成するガラスクロスが
300〜1000g/m²、好ましくは900 g/m²以上の質量、0.3〜
2.0ｍｍ、好ましくは1.5ｍｍ以上の厚さを有することを
特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の構造を図面を参照
してより具体的に説明する。図１は本発明の吸音板材の
1例について、背面部側から見た概略斜視図であり、図
２は同じく図１の概略側面図である。図示されるよう
に、本発明の吸音板材の基本構造は、音源側の垂直正面
部１ａ、上下水平部１ｂ、左右側面部１ｃにより画成さ
れた箱状基体１、少なくとも前記正面部に被覆されたガ
ラスクロスカバー２および前記箱状基体空間内部を充填
する中芯材３から主に構成されている。図４は本発明の
吸音板材の組立分解図である。

【００１２】中芯材３は箱状基体１の内部空間に接着等
の手段により嵌合、固着されていて、吸音材としての役
割を果たすものであり、本発明において、ガラスクロス
カバー２と共同して吸音機能を増大させることができ
る。中芯材は空隙部３ｃを有するセルを単位とする多孔
室柱構造体からなり、例えば図１に示すような多数の円
筒集合体である円筒構造体の他に、図３Ａに示すハニカ
ム構造体、図３Ｂに示すようなコルゲート構造体、図３
Cに示す充実円筒構造体等が挙げられる。ハニカム構造
体は断面六角形だけでなく、その変形形状（例えば四角
形、ずれ六角形、複波形など）も含まれる。各セル単位
の柱状隔壁部３ｂは互いに隣接セルの隔壁部と共有しあ
って三次元に繋がっており、また各セル単位の開口周縁
部３ａは箱状基体正面部と反対側において、表面が円形
（図１）、六角形（図３Ａの場合）、正弦波状（図３Ｂ
の場合）等の二次元連続体をなしていて、箱状基体内部
に充填嵌合されて板材に完成されたとき、その背面部を
形成することになる。多孔室柱構造体中芯材の充填方向
としては、図ではセル柱状隔壁部３ｂが水平方向に延在
するように配列されているが、それとは反対に、セル柱
状隔壁部３ｂが垂直方向に（正面部１aと平行に）なる
ように設置することもできる。

【００１３】セルの径は通常10〜20ｍｍ、セル柱の高さ
は10〜100ｍｍのものが適している。このような中芯材
の材料は例えばクラフト紙、水酸化アルミ紙、樹脂含浸
紙等である。その他、前記セル中空部を例えばフェノー
ル樹脂フォームで充填して製造される充実構造の多孔室
柱構造体の中芯材を、必要に応じて前記中空構造体と組
合せて使用することもできる。

【００１４】箱状基体１は壁材として使用される材料な
らばいずれの材料から成っていてもよく、例えば木材、
石膏ボード、プラスチック等であり、吸音材の基体部分
である。正面部１ａ、両水平部１ｂ、両側面部１ｃのう
ち、正面部１ａは建材、特に壁材として施工されると
き、音源に面した表の貌の部分であり、その上に必ず吸
音材としてのガラスクロスカバー２で被覆されている。
両水平部１ｂと両側面部１ｃは吸音板材が壁材として壁
面いっぱいに施工されるときは既存の天井と床材、壁に
夫々施されることになるので、ガラスクロスを被覆する
必要のない場合が多い。しかしながら、正面部以外の面
を美観上覆うことが望ましいときは、ガラスクロスを使
用してもよく、或いは合成樹脂クロス、難燃性合成樹脂
クロスを使用してもよい。箱状基体１のサイズとして
は、深さ25〜100ｍｍの範囲が好ましいが、縦、横のサ
イズは施工壁面のサイズに応じて様々でありうる。

【００１５】ガラスクロスカバー２は箱状基体１に対し
てエポキシ樹脂接着剤等で接着、被覆される。そのよう
なガラスクロスとしては例えば質量300〜1000ｇ/m²、厚
さ0.3ｍｍ〜2.0ｍｍ程度の断熱クロスを使用することが
できる。より好ましいのは質量900ｇ/m²以上、厚さ1.5
ｍｍ以上のガラスクロスである。さらに防炎性、耐火
性、遮音性を有する高機能のコーテッドクロスを使用す
ることもできる。いずれの場合でもガラスクロスは例え
ば単繊維径11μｍの糸から平織、綾織、朱子織、からみ
織等に製織した含アルカリガラスクロスからなるものが
好ましい。

【００１６】このようにして得られた吸音板材は、正面
がガラスクロスカバー２であり、背面が中芯材３、特に
その円形開口周縁部３ａの二次元連続体であり、多数の
柱状隔壁部３ｂが水平方向に並列されて垂直方向に積み
重なって配列された構造となっている。また多数の空隙
部３ｃを備えており、ガラスクロスカバー２の言わば微
小多孔室構造体と中芯材３のマクロな多孔室構造体との
両方の空隙部が相俟って優れた吸音効果を発揮している
ものと考えられる。

【００１７】本発明の吸音板材の優れた吸音特性を明か
にするため、以下実施例により具体的に説明する。吸音
特性はＪＩＳ Ａ １４０９−１９６７（残響室法吸音
率の測定方法）による吸音率で評価した。残響室法吸音
率α_ｓとは残響室に試料を設置することによる等価吸音
面積の変化量を試料の面積で除した値である。

【００１８】実施例１ 中芯材３として、単位セルの径14mm、高さ50ｍｍの円筒
セルであって高空隙率を有する連続円筒構造体（北陽製
紙株式会社製ロールコアＳＦ−１４０）の５８ｃｍ×９
０ｃｍ×５ｃｍのサイズのもの２ケを縦長に使用して、
その寸法に見合ったサイズの、深さ約５ｃｍの箱状基体
１を作製し、その外側正面部1aに質量327g/m²、厚さ0.3
2ｍｍの綾織ガラスクロス（ユニチカグラスファイバー
株式会社社製Ａ３３０）をエポキシ樹脂接着剤で被覆し
てガラスクロスカバー２とした。次に予め、紙、木材用
接着剤たとえば酢酸ビニル接着剤で箱状基体１の内側表
面1a、1b、1b、1c、 1cの５面に塗布した後、中芯材３
をぴったり嵌合し接着させるため暫く放置した。完全接
着後、吸音板材を得た。このものの吸音率の測定結果を
下記表１に示す。

【００１９】実施例２〜４ 実施例１と同じ中芯材を使用して、実施例１のガラスク
ロスの代わりに、質量450 g/m²、厚さ0.45ｍｍの朱子織
ガラスクロス（ユニチカグラスファイバー社製Ｓ４３
０）を実施例２において、質量930g/m²、厚さ１.60ｍｍ
の平織ガラスクロス（ユニチカグラスファイバー社製１
０００Ｆ）を実施例３において、質量930g/m²、厚さ1.6
0ｍｍの平織ガラスクロス（ユニチカグラスファイバー
社製２０００Ｆ）を実施例４において夫々使用して、実
施例１と同様にして、吸音板材を作製した。各実施例の
吸音率測定結果は、同じく表１にまとめて掲げる。測定
周波数は100Hzから5000Hｚまでの各中心周波数の１/３
オクターブバンドで実施したものである。

【００２０】

【表１】

【００２１】以上の結果から、同じ中芯材を使用した場
合、ガラスクロスの質量と厚みの大きい方が概して吸音
率に優れていることが分かる。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、上述したように、垂直正面部
と上下水平部、左右側面部とから画成された直方体状の
箱状基体の内部空間を、中芯材として空隙率大の多孔室
柱構造体、例えば円筒セル連続構造体、六角柱構造体、
コルゲート構造体などで充填し、少なくとも箱状基体正
面部をガラスクロスカバーを施してなる吸音板材であっ
て、多孔室構造体とガラスクロスとの組合せにより、優
れた吸音効果が達成される。特に騒音源としてのコジェ
ネレーションシステムを他空間から隔てて騒音を吸収す
る防音壁用パネルとして有用であるので、振動騒音とい
うマイナス要因が解消されることからもコジェネ普及に
はずみをつける効果をも有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明吸音材の一例についての、背面側から見
た一部省略斜視図。

【図２】同吸音材の概略側面図。

【図３】中芯材の他の例を示す部分斜視図。

【図４】本発明吸音材の組立分解図である。

【符号の説明】

１ 箱状基体 １a 基体正面部 ２ ガラスクロスカバー ３ 中芯材 ３a セル開口周縁部 ３b セル柱状隔壁部 ３ｃ セル空隙部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音源側垂直正面部、上下水平部ならびに
   左右側面部によって画成された所定厚さの箱状基体の内
   部空間に中芯材が充填、配設されてなる吸音板材であっ
   て、前記箱状基体の少なくとも垂直正面部上にガラスク
   ロスカバーを有すること、中芯材が中空多孔室柱構造体
   からなり、箱状基体の背面部側において、前記両水平部
   および両側面部の縁部とともに板材背面部をなしている
   ことを特徴とするコジェネレーション設備用の、吸音板
   材。
2. 【請求項２】 中芯材は連続円筒セル構造体、ハニカム
   構造体、コルゲート構造体から選ばれた中空多孔室柱構
   造体単独もしくはその組合せまたは前記中空構造体のい
   ずれかと、前記構造体中空部にフォームが充填された充
   実セル構造体との組合せである請求項１記載の吸音板
   材。
3. 【請求項３】 中芯材としての中空多孔室柱構造体は、
   その中空セル開口周縁部が前記箱状基体の垂直正面部に
   面して配置されていることを特徴とする請求項１または
   ２記載の吸音板材。
4. 【請求項４】 ガラスクロスカバーのガラスクロスは30
   0〜1000g/m²の質量、0.3〜2.0ｍｍの厚さを有すること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の吸音板
   材。