JP2007309082A - 吸音パネル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】道路周辺やトンネルの防音壁体に施工される吸音パネル及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明による吸音パネルは、ハニカムコア部材に複数の発泡樹脂パネルが所定間隔に配されるように圧入されてマットリックス構造を成す結合体と、その結合体が内蔵され一面に多数の吸音用通孔が形成された四角ボックス型外装ケース及び吸音用通孔を介して入射される騷音を減衰させるように外装ケースの内面に内蔵される多孔性吸音材を含んで構成される。このような構成によれば、多数の中空形単位セルと発泡樹脂パネルによる騷音減衰作用によって優れた吸音效果を得ることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、道路周辺やトンネル、特に高架道路の裏面防音壁施工材として利用される吸音パネルに係り、より詳細には、ハニカムコア部材と複数の発泡樹脂パネルとで成す結合体を内蔵させて吸音性能、不燃性及び防水性が向上するように改良された吸音パネル及びその製造方法に関する。

一般的に、高速道路や高架道路の裏面またはトンネルの防音壁体として施工される吸音パネルは、通常多数のホールが加工された一対の鉄板の間におおよそ５〜１０ｃｍ厚さのガラスファイバを挿入した構造や発泡樹脂またはウレタン樹脂が充填された構造を有する。

したがって、前述したような従来の吸音パネルは、重量があり運搬、取り扱い及び施工が難しいという問題点を有しており、特に湿気によってガラスファイバが濡れると、吸音性能が低下するという問題点がある。

そして、前記の従来の吸音パネルは、施工の時、ガラスファイバの飛散による環境汚染の恐れと施工費用を上昇させる問題点も有している。

また、前記の従来の吸音パネルは、平均傾斜入射吸音率（吸音係数；ＮＲＣ；Ｎｏｉｓｅ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）が高速道路では０．６以下の値が測定され、トンネル天井やトンネル壁では０．７以下の値が測定されるので、吸音效果を得るのに限界を有しているとの問題もある。

したがって、本発明は、前述したような従来の吸音パネルが有する問題点を勘案して、これを改善しようとして創出されたものであって、本発明の目的は、吸音性能と不燃性（難燃性）及び防水性が向上するように改良された吸音パネル及びその製造方法を提供することにある。

そして、本発明の他の目的は、軽量化による施工の容易性と施工費の節減及び親環境性を保有した吸音パネル及びその製造方法を提供することにある。

前記の目的を達成するための本発明による吸音パネルは、複数の発泡樹脂パネルが所定の配置間隔を維持するようにハニカムコア部材に圧入されてマットリックス構造を成す結合体と、前記発泡樹脂パネルとハニカムコア部材とで成す結合体が内蔵され、一面に多数の通孔が形成されたボックス型外装ケース、及び前記外装ケースの通孔が形成された内面と前記ハニカムコア部材の先端部の間に内蔵された多孔性吸音材と、を含むことを特徴とする。

本発明による吸音パネルの一形態によれば、前記外装ケースは相補的な結合が可能になるように片面がオープンされた上部ケースと下部ケースとからなり、前記下部ケースの一面に多数の吸音用通孔が形成され、その吸音用通孔をカーテン形態で閉塞して騷音を減衰させるように内側面に多孔性吸音材が内蔵され、前記上部ケースと下部ケースとの接触部の間には接着剤層が形成されて成された気密用シーリング部材が介在されることが望ましい。

そして、前記多孔性吸音材は、ガラスクロスシートとメラミンスポンジシートとが積層されて成ることが望ましく、前記外装ケースとハニカムコア部材及び発泡樹脂パネルとは接着剤によって相互接着されるように結合されることが望ましい。

前記の目的を達成するため、本発明による吸音パネルの製造方法は、複数の発泡樹脂パネルをハニカムコア部材に順次圧入して一定の間隔が維持されるように結合させる段階と、一面に多数の通孔が形成された四角ボックス型外装ケースの内面に密着されるように多孔性吸音材を内蔵させる段階と、及び前記発泡樹脂パネルとハニカムコア部材とから成る結合体を前記多孔性吸音材上に置かれるように前記外装ケースに内蔵させる段階と、を含むことを特徴とする。

本発明による吸音パネル製造方法の一形態によれば、前記外装ケースは相補的な結合が可能になるように片面がオープンされた上部ケースと下部ケースとから成り、前記多孔性吸音材及び前記発泡樹脂パネルとハニカムコア部材とから成る結合体を各々前記下部ケースに順次内蔵させる段階と、前記下部ケースに上部ケースを結合して密閉させる段階と、をさらに含んで構成されたことが望ましい。

本発明による吸音パネルは、ハニカムコア部材に圧入された複数の発泡樹脂パネルと外装ケースとの間に各々多数の六角中空形単位セルが形成されるので、吸音用通孔を介して吸入される騷音が多数の中空形単位セルで漸次的に減衰されることによって吸音效率を極大化させうる。

すなわち、本発明による吸音パネルによれば、前述したような吸音性能向上の效果はもとより、ハニカムコア部材と発泡樹脂パネルとをコア体として利用することによって軽量化による施工の容易性と施工費の節減及び環境親和的な施工を図ることができる。

また、本発明による吸音パネルによれば、結合構造の変形や歪曲または破損を效果的に防止できるので、不燃性と防水性及び耐久性の向上による長寿命化を図ることができる。

以下、添付された図面を参照して、本発明の望ましい実施形態による吸音パネル及びその製造方法を詳しく説明する。

図１ないし図３に示すように、本発明による吸音パネル１００は、四角ボックス型外装ケース１１０及びその外装ケース１１０に内蔵されるハニカムコア部材１２０と発泡樹脂パネル１３１、１３２とで成す結合体Ａ及び多孔性吸音材１４０とを含む。

前記外装ケース１１０は、図示されているように、相補的に結合されるように片面がオープンされた上部ケース１１１と下部ケース１１２とから成る。前記上部ケース１１１と下部ケース１１２は、適切な強度を有する補強材としての機能を発揮できるように、例えば、板紙や合板または樹脂板、金属板などの多様な材質で成形製作できる。

前記下部ケース１１２の底面には、多数の吸音用通孔１１２ａが形成されている。前記吸音用通孔１１２ａは、例えば、円形や角形などのように特定の形状構造に限定されず、多様な形態の形状構造で形成できる。

前記吸音用通孔１１２ａは、内径サイズを多様な寸法規格で形成することができ、必要によって相異なる内径を有することが混合配置された状態で形成することもできる。

本発明の一形態によれば、前記吸音用通孔１１２ａは、下部ケース１１２の底面積によって３０ないし４０％の開口率を形成するように内径サイズや個数を調節して形成することが望ましい。このような開口率の形成は、本発明による吸音パネル１００の施工環境による試験結果を基づいて最適の吸音效果を得ることができる設計基準で提供することにある。

前記ハニカムコア部材１２０と発泡樹脂パネル１３１、１３２は、圧入によって相互結合されたマトリックス構造の結合体Ａを成している。

前記ハニカムコア部材１２０は、図示されているように六角中空柱形コア１２１によって六角中空部に形成された単位セル１２２が連続的に形成された蜂の巣状の構造体であって、面全体が均一な大きさの小型密室で構成されている。このようなハニカムコア部材１２０は、四方均一な圧縮強度を得ることができて撓みや捻れ現象を予防するだけではなく、小型密室の単位セル１２２による騷音遮断機能によって優れた防音效果が得られることが知られている。

したがって、ハニカムコア部材１２０は、各種包装物の緩衝材や家具または事務室ドアや仕切りなどに多く利用されているものであって、板紙や合板または樹脂板、金属板などの多様な材質で成形製作できるが、特に本発明においては、耐久性などを考慮してアルミニウムのような金属板材で成形製作されたものを採用することが望ましい。

一方、本発明による吸音パネル１００は、単位ハニカムコア部材１２０に少なくとも２枚以上の発泡樹脂パネル１３１、１３２が圧入された結合体Ａを備えることが望ましい。

図１ないし図３に図示した実施形態では、２枚の発泡樹脂パネル１３１、１３２が圧入された結合体Ａを例示しているが、ハニカムコア部材１２０と発泡樹脂パネル１３１、１３２との厚さなどの規格によって３枚またはそれ以上の発泡樹脂パネルが互いに均等な間隔を成すように圧入配置された結合体が利用され得ることは勿論である。

したがって、複数の発泡樹脂パネル１３１、１３２は、例えば、プレスなどを利用した圧入過程を通じてハニカムコア部材１２０に順次圧入されて相互に一定の間隔が維持されるように配されることによって、各々の対面部の間には複数の単位セル１２２が各々独立した空間部を多数形成し、そのような多数の空間部が騷音を連続的に遮断する役割を担う。

すなわち、本発明による吸音パネル１００は、ハニカムコア部材１２０と複数の発泡樹脂パネル１３１、１３２との結合体Ａが外装ケース１１０に内蔵されて密閉されるコア体を成す。

そして、本発明によれば、前記発泡樹脂パネル１３１、１３２は、例えば、ウレタン発泡やスタイロフォームのような閉鎖セル（ｃｌｏｓｅｄ ｃｅｌｌ）よりは開放セル（ｏｐｅｎ ｃｅｌｌ）を有することが望ましく、不燃性（難燃性）を高めるために、例えば、発泡フェノール樹脂を採用することもできる。

一方、前記下部ケース１１２の底面には、シート型（ｓｈｅｅｔ ｔｙｐｅ）の多孔性吸音材１４０が多数の吸音用通孔１１２ａをカーテン形態で閉塞するように内蔵される。このように内蔵された多孔性吸音材１４０は、吸音用通孔１１２ａを介して入射される騷音を１次的に吸音減衰させるための騷音フィルター機能を担う。

本発明の一実施形態によれば、前記多孔性吸音材１４０は、例えば、抜穂処理されたガラスクロスシート（Ｇｌａｓｓ Ｃｌｏｔｈ Ｓｈｅｅｔ）１４１とメラミンスポンジシート（Ｍｅｌａｍｉｎｅ Ｓｐｏｎｇｅ Ｓｈｅｅｔ）１４２との積層構造が適用され得るが、このような材質と積層構造に限定されず、騷音減衰と防水及び絶縁機能を保有した公知の多様な吸音材が選択的に採用され得ることは勿論である。

本発明の別の形態によれば、上部ケース１１１と下部ケース１１２との接触面の間には気密用シーリング部材Ｓが介在されることが望ましい。このような気密用シーリング部材Ｓの介在は、密閉性を高めて防水性を高めるためである。

本発明の一実施形態によれば、上部ケース１１１と下部ケース１１２との接触面に接着剤を塗布し、熱融着硬化によって所定厚さの接着剤層（Ｓ′）を形成することにより気密用シーリング部材として機能できるようになる。

例えば、前記接着剤層（Ｓ′）は、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂接着剤、ポリエチレン樹脂接着剤、エチレンアクリル酸エチル共重合樹脂接着剤、ポリ酢酸ビニル接着剤及びポリビニルブチラル樹脂接着剤、エポキシ樹脂接着剤、ポリウレタン樹脂接着剤の中から選択された何れか一つが望ましく利用され得る。

図１ないし図３の未説明の図面符号Ｔは、上部ケース１１１と下部ケース１１２との間に形成される隙間を密閉させるための接着テープを示したものである。このようなテーピング作業は密閉性を高めて防水性を高めるために行う。

本発明の他の形態によれば、上部ケース１１１と下部ケース１１２は、例えば、リベットやボルト／ナットなどのような公知でよく利用されている締結部材によって相互結合されることもできる。

そして、前記上部ケース１１１と下部ケース１１２及びハニカムコア部材１２０と発泡樹脂パネル１３１、１３２は、接着剤によって相互接着されるように結合されることが望ましい。このような接着剤による結合構造は、前記した結合体Ａの形成のための準備過程でハニカムコア部材１２０を接着剤にディッピング（ｄｉｐｐｉｎｇ）して表面に接着剤が塗布された状態で発泡樹脂パネル１３１、１３２に圧入させることによって、ハニカムコア部材１２０と発泡樹脂パネル１３１、１３２及び外装ケース１１０は、接着剤によって互いに堅固に接着結合された構造体を形成する。

したがって、本発明による吸音パネル１００は、例えば、高速道路周辺やトンネルなどの防音壁体に施工される場合において、自動車走行による震動などによる外部衝撃が持続的に伝達されても外装ケース１１０に定型化された状態で内蔵されたハニカムコア部材１２０と発泡樹脂パネル１３１、１３２との結合構造が変形や歪曲または破損を效果的に防止できるので、耐久性の改善によって長寿命化を図ることができる。

本発明によれば、前記接着剤は、例えば、エチレンビニルアセテート樹脂（ＥＶＡ）が有效に採択されることができるが、これに限定されるものではなく、多様な形態の公知の接着剤を使うこともできる。

以下では、添付された図面を参照して、前述したような構成を有する本発明による吸音パネルの製造方法について詳しく説明する。

本発明による吸音パネルの製造方法は、図４に図示するように、Ｓ−１０ないしＳ−５０の段階を含んでいる。

まず、Ｓ−１０の段階では、ハニカムコア部材１２０と複数の発泡樹脂パネル１３１、１３２との結合体Ａを形成する。このような結合体Ａの形成過程は、図５に図示するように、平板型フレームＦに平らな状態に支持された１枚の発泡樹脂パネル１３１または１３２にハニカムコア部材１２０を対面した状態に搭載させてプレス（図示せず）などを用いて加圧する。これによって、ハニカムコア部材１２０の六角中空柱形コア１２１が発泡樹脂パネル１３１または１３２に対して直交する状態に圧入されて先端部に結合された状態を形成する。

引き続き、図６に図示するレベリング装置１０を用いてハニカムコア部材１２０に対する発泡樹脂パネル１３１または１３２の圧入レベルを調節して位置決定させる。

前記レベリング装置１０は、図示するように、ベースフレーム１１に多数のレベルピン１２が設けられている。前記各レベルピン１２は、ハニカムコア部材１２０の圧入状態によって各単位セル１２２の中空部に出入り可能に対応する位置に配列されるように設けられる。このような配列構造は、六角中空柱形コア１２１の隔壁体がレベルピン１２と対面して加圧できない状態を排除するためのものである。

前記各レベルピン１２は、上部に圧入される発泡樹脂パネル１３１と下部に圧入される発泡樹脂パネル１３２との圧入レベルに各々対応される長さを有する相異なる長さのレベルピンがセッティングされるようにベースフレーム１１に着脱可能な状態で設けられる。そして、前記レベルピン１２は、ハニカムコア部材１２０の中空部の内径寸法によって各々対応する位置に自由に変更して設置できるようになっている。

したがって、ハニカムコア部材１２０の先端に１次的に圧入された発泡樹脂パネル１３１または１３２をレベリング装置１０のレベルピン１２上に搭載されるようにセッティングし、プレス（図示せず）を用いて加圧すれば、図７に図示されたように、各レベルピン１２によって浮き上がった状態で支持される発泡樹脂パネル１３１をハニカムコア部材１２０の六角中空柱形コア１２１が貫通して圧入される。このとき、前記レベルピン１２の長さによって発泡樹脂パネル１３１の圧入レベルが決定される。

引き続き、より下部に位置するように圧入される他の発泡樹脂パネル１３２の圧入位置を決定させるために対応する長さを有する他のレベルピン１２ａを交換して設け、前述したような過程を通じて複数の発泡樹脂パネルを圧入して結合体Ａを形成する。

本発明によれば、前記したハニカムコア部材１２０と発泡樹脂パネル１３１、１３２との結合体Ａは、図６及び図７に例示したレベリング装置１０によってのみ形成されるものではなく、多様な形態のプレッシング装置によって行われうるということは勿論である。

次いで、下部ケース１１２の底面に吸音用通孔１１２ａを閉塞するようにシート型多孔性吸音材１４０を密着させて内蔵させる（Ｓ−２０）。

引き続き、ハニカムコア部材１１０と発泡樹脂パネル１３１、１３２との結合体Ａを多孔性吸音材１４０上に置かれるように下部ケース１１２に挿入する（Ｓ−３０）。

次に、下部ケース１１２と上部ケース１１１との接触部に各々接着剤を塗布して（Ｓ−４０）、下部ケース１１２を上部ケース１１１で覆って相補的に結合させた状態で接着テープなどの結合部材を用いて完全密閉させる過程（Ｓ−５０）を経ることによって、本発明による吸音パネル１００が完成する。

前述したような過程を経て製造された本発明による吸音パネル１００の構成によれば、多数の吸音用通孔１１２ａを介して周辺の騷音が簡単に吸収される。そして、吸収された騷音は、ガラスクロスシート１４１とメラミン樹脂スポンジ１４２との積層構造からなる多孔性吸音材１４０を経ながら１次的に吸音減衰される。

前記のように減衰された騷音は、外装ケース１１０に内蔵されたハニカムコア部材１２０と発泡樹脂パネル１３１、１３２との結合体Ａによって形成される多数の小型中空セル１２２に至り２次的に分散してさらに減衰される。

引き続き、前記したような過程を経て分散減衰された騷音は、複数の発泡樹脂板１３１、１３２を順次経ながらさらに分散減衰され、最後方の中空セルの空間部では残余騷音が完全に分散されてほとんど消滅されるので、吸音效果を大幅に向上させるように機能する。

下記表１とグラフ１は、本発明による吸音パネルの吸音係数（ＮＲＣ）変化を測定した結果を表わしたものである。

そして、下記の＜表２＞と＜グラフ２＞は、本発明による吸音パネルと吸音率とを比べるための比較例の吸音パネルであって、ハニカムコア部材に発泡樹脂パネルの間隔を置かず、１００％充填させて吸音係数（ＮＲＣ）変化を測定した結果を表わしたものである。

前記表１とグラフ１及び表２とグラフ２に示した結果を比べれば、本発明による吸音パネル１００の吸音係数（ＮＲＣ）が０．９前後であって、より優れた吸音效果が得られるということが分かる。

下記グラフ３は、本発明による吸音パネルの平均傾斜入射吸音率（１／３オクターブ周波数帯域で測定した吸音係数（ＮＲＣ；Ｎｏｉｓｅ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を表わしたものであって、０．９前後に至る吸音效果が得られるということが分かる。

本発明は、前述した特定の望ましい実施形態に限定されず、請求範囲の本発明の要旨を外れずに当業者ならば多様な変形実施が可能であることは勿論であり、そのような変更は特許請求の範囲内にある。

本発明は、吸音パネル及びその製造方法に関連する分野に適用され得る。

本発明による吸音パネルを概略的に図示した分解斜視図 図１に図示された本発明による吸音パネル組立体の一部を破断して図示した部分破断斜視図 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って図示した断面図 本発明による吸音パネルの製造方法を説明するための製造工程図 本発明による吸音パネルに内蔵されるハニカムコア結合体の形成過程と装置とを説明するための概路図 本発明による吸音パネルに内蔵されるハニカムコア結合体の形成過程と装置とを説明するための概路図 本発明による吸音パネルに内蔵されるハニカムコア結合体の形成過程と装置とを説明するための概路図

符号の説明

１００ 吸音パネル
１１０ 外装ケース
１１１ 上部ケース
１１２ 下部ケース
１１２ａ 吸音用通孔
１２０ ハニカムコア部材
１２１ 六角中空柱形コア
１２２ 単位セル
１３１、１３２ 発泡樹脂パネル
１４０ 多孔性吸音材
１４１ ガラスクロスシート
１４２ メラミンスポンジシート

Claims (6)

1. 複数の発泡樹脂パネルが所定の配置間隔を維持するようにハニカムコア部材に圧入されてマットリックス構造を成す結合体と、
   前記発泡樹脂パネルとハニカムコア部材とが成す結合体が内蔵され、一面に多数の通孔が形成されたボックス型外装ケースと、
   前記外装ケースの通孔が形成された内面と前記ハニカムコア部材の先端部との間に内蔵された多孔性吸音材と、を含むことを特徴とする吸音パネル。
2. 前記外装ケースは、相補的な結合が可能になるように片面がオープンされた上部ケースと下部ケースとから成り、
   前記下部ケースの一面に多数の通孔が形成され、その通孔を閉塞するように内側面に多孔性吸音材が内蔵され、
   前記上部ケースと下部ケースとの接触部の間には気密用シーリング部材が介在されることを特徴とする請求項１に記載の吸音パネル。
3. 前記多孔性吸音材は、ガラスクロスシートとメラミンスポンジシートが積層されて成ることを特徴とする請求項１に記載の吸音パネル。
4. 前記外装ケースとハニカムコア部材及び発泡樹脂パネルは、接着剤によって相互接着されるように結合されることを特徴とする請求項１に記載の吸音パネル。
5. 複数の発泡樹脂パネルをハニカムコア部材に順次圧入して一定の間隔が維持されるように結合させる段階と、
   一面に多数の通孔が形成された四角ボックス型外装ケースの内面に密着されるように多孔性吸音材を内蔵させる段階と、
   前記発泡樹脂パネルとハニカムコア部材とから成る結合体を前記多孔性吸音材上に置かれるように前記外装ケースに内蔵させる段階と、を含むことを特徴とする吸音パネルの製造方法。
6. 前記外装ケースは、相補的な結合が可能になるように片面がオープンされた上部ケースと下部ケースとから成り、
   前記多孔性吸音材及び前記発泡樹脂パネルとハニカムコア部材とから成る結合体を各々前記下部ケースに順次内蔵させる段階と、
   前記下部ケースに上部ケースを結合して密閉させる段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の吸音パネルの製造方法。

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