JP2011094306A - 遮音シートおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の樹脂系材料からなる遮音シートと同程度の遮音性能を有するものであり、人体の健康への影響が無い材料からなり、１６０℃程度までの耐熱性を有する遮音シートを提供することにある。
【解決手段】無機繊維クロスからなる基材１１と、前記基材１１の両面１１ａ，１１ｂ上に、接着層を介して設けられた砂鉄からなる砂鉄層１２，１３と、砂鉄層１２，１３上に、接着層を介して設けられた金属箔１４，１５とを有するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、遮音シートおよびその製造方法に関する。

遮音シートの材料として、樹脂系材料が広く使用されている。例えば、下記特許文献１には、ゴムと樹脂と無機充填材とからなるゴム組成物をシート状に押出成形して作製されたシート状制振遮音材が開示されている。

ところで、発電所や石油プラント等において、機器や配管等の設備からも騒音が発生している。このような設備においては、熱を発生する場合が多く、前記設備を断熱材で被覆している状態にあっても、断熱材の外周面の温度が１００℃〜１６０℃になる場合がある。そのため、このような設備で利用する遮音シートにあっては、耐熱性にも優れていることが要求される。ところが、上述した樹脂系材料からなる遮音シートは耐熱性に劣っており、これを上述した設備で利用することができなかった。そのため、遮音シートの材料として耐熱性に優れた鉛が利用されていた。

特開２００１−３０３６９１号公報（例えば、段落［００２６］，［００３５］など参照）

前述した鉛製の遮音シートは樹脂系材料からなる遮音シートと同程度の遮音性能を有すると共に、耐熱性に優れるものの、鉛自体が人体への影響が指摘される物質であるため、遮音シートにもできるだけ使用しないことが望ましく、鉛に代わる代替材料が求められている。

以上のことから、本発明は上述のような課題を解決するために為されたものであって、従来の樹脂系材料からなる遮音シートと同程度の遮音性能を有するものであり、人体への影響が無い材料からなり、１６０℃程度までの耐熱性を有する遮音シートおよびその製造方法を提供することを目的としている。

上述した課題を解決する第１の発明に係る遮音シートは、
無機繊維クロスからなる基材と、
前記基材の片面または両面上に、接着層を介して設けられた砂鉄からなる砂鉄層と、
前記砂鉄層上に、接着層を介して設けられた金属箔とを有する
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第２の発明に係る遮音シートは、
第１の発明に係る遮音シートであって、
前記無機繊維クロスは、ガラスクロスである
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第３の発明に係る遮音シートは、
第２の発明に係る遮音シートであって、
前記無機繊維クロスの厚さが０．４５ｍｍ以上３ｍｍ以下である
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第４の発明に係る遮音シートは、
第２または第３の発明に係る遮音シートであって、
前記無機繊維クロスの単位面積当たりの質量が、３００ｇ／ｍ²以上１０００ｇ／ｍ²以下である
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第５の発明に係る遮音シートは、
第１乃至第４の発明の何れか一つに係る遮音シートであって、
前記砂鉄の平均粒径は、１５０μｍ以上４５０μｍ以下である
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第６の発明に係る遮音シートは、
第１乃至第５の発明の何れか一つに係る遮音シートであって、
前記金属箔は、アルミニウム箔または銅箔からなる
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第７の発明に係る遮音シートは、
第６の発明に係る遮音シートであって、
前記金属箔の厚さが、２５μｍ以上１００μｍ以下である
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第８の発明に係る遮音シートは、
第１乃至第７の発明の何れか一つに係る遮音シートであって、
前記基材と前記砂鉄層との間の接着層は、接着用シートと接着剤とで構成される
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第９の発明に係る遮音シートは、
第１乃至第８の発明の何れか一つに係る遮音シートであって、
前記砂鉄層と前記金属箔との間の接着層は、接着シートで構成される
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第１０の発明に係る遮音シートは、
第８または第９の発明に係る遮音シートであって、
前記接着シートは、オレフィン系樹脂シートである
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第１１の発明に係る遮音シートは、
第１０の発明に係る遮音シートであって、
前記接着シートの厚さは、３０μｍ以上１５０μｍ以下である
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第１２の発明に係る遮音シートは、
第８の発明に係る遮音シートであって、
前記接着剤は、クロロブチレン変性樹脂系接着剤である
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第１３の発明に係る遮音シートは、
第１２の発明に係る遮音シートであって、
前記クロロブチレン変性樹脂系接着剤は、３０〜３５質量部のクロロブチレン変性樹脂と、１６〜１８質量部のノルマルへキサンおよび６０〜６５質量部トルエンの溶剤とからなる
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第１４の発明に係る遮音シートは、
第１３の発明に係る遮音シートであって、
前記接着剤の塗布量は、１２０ｇ／ｍ²以上１５０ｇ／ｍ²以下である
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第１５の発明に係る遮音シートの製造方法は、
第１乃至第１４の何れか一つの発明に係る遮音シートを製造する方法であって、
前記基材の片面または両面上に、接着用シートを積層し、熱プレスにより基材上に接着用シートを融着し、
仮融着した接着用シート上に、接着剤を塗布した後、砂鉄を散布し、
余分な砂鉄を除去した後、砂鉄上に、金属箔に接着用シートを積層したシート状物を積層し、熱プレスして得た
ことを特徴とする。

本発明に係る遮音シートによれば、従来の樹脂系材料からなる遮音シートと同程度の遮音性能を有するものであり、健康への影響が無い材料からなり、１６０℃程度までの耐熱性を有するものとなる。

本発明に係る遮音シートの製造方法によれば、健康への影響が無い材料からなり、１６０℃程度までの耐熱性を有する遮音シートを製造することができる。

本発明に係る遮音シートの一実施形態の斜視図である。 本発明に係る遮音シートの他実施形態の斜視図である。

本発明に係る遮音シートおよびその製造方法の実施形態について、図１および図２を参照して詳細に説明する。

本実施形態に係る遮音シート１０は、図１に示すように、無機繊維クロスからなるシート状の基材１１と、基材１１の表面１１ａおよび裏面１１ｂの両面上に、接着層（図示せず）を介して設けられた砂鉄からなる砂鉄層１２、１３と、砂鉄層１２，１３上のそれぞれに、接着層（図示せず）を介して設けられた金属箔１４，１５とを具備する。

無機繊維クロスとしては、ガラスクロスが挙げられ、これを単独で利用することができる。無機繊維クロスは、その厚さが０．４５ｍｍ以上３ｍｍ以下であると好ましい。上記クロスの厚さが０．４５ｍｍ未満であると、遮音性能が不十分となってしまう一方、上記クロスの厚さが３ｍｍを上回ると、遮音シートとして巻き取ることができなくなり、取り扱い性を低下させてしまうからである。なお、ガラスクロスの最適厚さは０．８ｍｍであった。

ガラスクロスの単位面積当たりの質量は、３００ｇ／ｍ²以上１０００ｇ／ｍ²以下であることが望ましい。上記クロスの単位面積当たりの質量が３００ｇ／ｍ²未満であると遮音性能が不十分となってしまう一方、上記クロスの単位面積当たりの質量が１０００ｇ／ｍ²を上回ると、遮音シートとして巻き取ることができなくなってしまうからである。

上述した基材１１と砂鉄層１２，１３との間の接着層としては、接着用シートと接着剤とを併用して利用することができる。上述した砂鉄層１２，１３と金属箔１４，１５との間の接着層として、接着シートを利用することができる。

接着シートとしては、オレフィン系樹脂シートが挙げられ、これを単独で利用することができる。接着シートは、その厚さが３０μｍ以上１５０μｍ以下であり、４０μｍ以上６０μｍ以下であると好ましい。なお、オレフィン系樹脂とは、エチレンやプロピレン等のような分子中に二重結合を有するオレフィンを原料として重合させて得られる鎖状炭化水素からなるものである。この系の樹脂としては、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂などがある。

接着剤として、クロロブチレン変性樹脂系接着剤を利用することが好ましい。この接着剤は、１６０℃程度であっても熱による変性及び化学変化をしない優れた耐熱性と、長期耐久性とをあわせ持つからである。クロロブチレン変性樹脂系接着剤の組成は、クロロブチレン変性樹脂が３０〜３５重量部であり、ｎ−へキサン（ノルマルへキサン：溶剤）が１６〜１８質量部であり、トルエン（溶剤）６０〜６５質量部である。接着剤の塗布量は、１２０ｇ／ｍ²以上１５０ｇ／ｍ²以下であると好ましい。

砂鉄層１２，１３は、基材１１上に塗布された接着剤上に、一粒ずつ隙間無く散布された状態になるように形成される。砂鉄層１２，１３に使用する砂鉄の平均粒径は１５０μｍ以上４５０μｍ以下であることが好ましい。砂鉄の平均粒径が１５０μｍ未満であると、砂鉄層の厚さが薄くなり、遮音性能が不十分となってしまう一方、砂鉄の平均粒径が４５０μｍを上回ると、砂鉄層１２，１３内における砂鉄粒子同士の非接触容積が大きくなり、遮音性能が不十分となってしまうからである。

金属箔１４，１５の材質としては、アルミニウム箔や銅箔など（製造コスト面から好ましくはアルミニウム箔）が挙げられ、これらを単独又は併用して利用することができる。金属箔１４，１５を設けたことにより、砂鉄層１２，１３の露出を防ぎ、砂鉄層１２，１３を保護することができる。金属箔１４，１５は、その厚さが２５μｍ以上１００μｍ以下であり、４０μｍ以上６０μｍ以下であると好ましい。

ここで、上述した構成の遮音シートを製造する方法について説明する。
まず、基材１１である無機繊維クロス（ガラスクロス）の一方の面上に、接着用シートを積層し、約２００℃で熱プレスすることにより、基材１１上に接着用シートを仮融着する（接着用シート仮融着工程）。

続いて、仮融着した接着用シート上に、接着剤を１２０ｇ／ｍ₂以上１５０ｇ／ｍ₂以下となるように塗布する（接着剤塗布工程）。

続いて、接着剤が塗布されたシート状物の上方から砂鉄を散布する（砂鉄散布工程）。

接着剤と接触しなかった砂鉄（余分な砂鉄）を除去し砂鉄層１２，１３を形成する（余分砂鉄除去工程）。余分な砂鉄の除去方法としては、シート状物における、砂鉄が散布された面を下側に向ける方法などが挙げられる。

続いて、基材の他方の面側にも、接着シート仮融着工程、接着剤塗布工程、砂鉄散布工程、余分砂鉄除去工程が順番に行われる。これにより、基材の他方の面側にも砂鉄層が形成される。

続いて、金属箔に接着用シートを積層し、約２００℃で熱プレスすることにより、接着用シートを仮融融した金属箔を、前記接着用シートと砂鉄層１２，１３とが当接するように積層する。これにより、砂鉄層１２の表面に金属箔１４が積層され、砂鉄層１３の表面に金属箔１５が積層される。

続いて、積層した状態で、約２００℃で熱プレスすることにより、基材１１、砂鉄層１２，１３および金属箔１４，１５を一体化する。
以上により、製造された遮音シート１０を所定の寸法に切断し、巻き取って、施工現場へ輸送する。

このようにして製造された遮音シートによれば、従来の樹脂系材料からなる遮音シートと同程度の遮音性能を有するものであり、材料に鉛を含有しないことから人体の健康への影響が無く、また、１６０℃程度までの耐熱性を有するものであるから、配管などを被覆することができる。

なお、上記では、基材１１の両面に砂鉄層１２，１３をそれぞれ設け、砂鉄層１２，１３の表面に金属箔１４，１５を設けた遮音シート１０を用いて説明したが、図２に示すように、基材１１の片面に砂鉄層１２を設け、砂鉄層１２の表面に金属箔１４を設けた遮音シート２０とすることも可能である。このような遮音シート２０であっても、上述した遮音シート１０と同様な作用効果を奏する。また、基材１１を構成するガラスクロスの最適厚さは１．６ｍｍであった。

本発明に係る遮音シート及びその製造方法の効果を確認するため、以下のような確認試験を行った。

［確認試験Ａ］
＜試験体の作製＞
ガラスクロスに接着フィルムを仮融着しその上に接着剤を塗布し平均粒径２３０μｍの砂鉄を散布し接着し、余分な砂鉄を除去し、接着フィルムを用いて厚さ５０μｍのアルミニウム箔を融着して、試験体Ａ１〜Ａ３を作製した。ここで、試験体Ａ１は、ガラスクロスの厚さを１．６ｍｍとし、ガラスクロスの両面に砂鉄層を設けたものであり、その単位面積当たりの質量を２．６３ｋｇ／ｍ²としたものである。試験体Ａ２は、ガラスクロスの厚さを０．８ｍｍとし、ガラスクロスの両面に砂鉄層を設けたものであり、その単位面積当たりの質量を２．１７ｋｇ／ｍ²としたものである。試験体Ａ３は、ガラスクロスの厚さを１．６ｍｍとし、ガラスクロスの片面に砂鉄層を設けたものであり、その単位面積当たりの質量を１．８１ｋｇ／ｍ²としたものである。なお、比較のため、比較体Ｂ１，Ｂ２も併せて作製した。比較体Ｂ１は、厚さ１．５５ｍｍの塩化ビニルで作製したものであり、その単位面積当たりの質量を２．５５ｋｇ／ｍ²としたものである。比較体Ｂ２は、厚さ０．３ｍｍの鉛で作製したものであり、その単位面積当たりの質量を３．４０ｋｇ／ｍ²としたものである。

＜試験内容及び結果＞
作製した前記試験体Ａ１〜Ａ３及び前記比較体Ｂ１，Ｂ２に対して、簡易的な測定装置にてそれぞれの空気音遮断性能を測定した。

具体的には、５５０ｍｍ角の音源室（容積；０．１６６ｍ³）と５５０ｍｍ角の受音室（容積；０．１６６ｍ³）とを繋ぐ開口部に試験体Ａ１〜Ａ３および比較体Ｂ１，Ｂ２をそれぞれ挟んで空気音遮断性能を測定した。その測定結果を下記の表１に示す。音源室として、厚さ３．２ｍｍの鉄板と、厚さ５０ｍｍのロックウールと、厚さ３．２ｍｍの鉄板とからなる箱を用いた。受音室として、厚さ３．２ｍｍの鉄板と厚さ５０ｍｍのウレタンとからなる箱を用いた。音源室には、雑音発生器に接続したスピーカを配置した。受音室には、精密騒音計のマイクロホンを配置した。

上記表１からわかるように、試験体Ａ１は、比較体Ｂ１に対して、オクターブバンド中心周波数１２５Ｈｚ，２５０Ｈｚ，５００Ｈｚ，１０００Ｈｚ，２０００Ｈｚ，４０００Ｈｚの周波数帯域における音響透過損失（ｄＢ）を同程度にすることができ、試験体Ａ２は、試験体Ａ１に対して、オクターブバンド中心周波数１２５Ｈｚ，２５０Ｈｚ，５００Ｈｚ，１０００Ｈｚの周波数帯域における音響透過損失（ｄＢ）を同程度にすることができると共に、オクターブバンド中心周波数２０００Ｈｚ，４０００Ｈｚの周波数帯域にて２ｄＢ〜３ｄＢ音響透過損失が低下し、試験体Ａ３は、試験体Ａ１に対して、オクターブバンド中心周波数１２５Ｈｚ〜４０００Ｈｚの周波数帯域にて２ｄＢ〜３ｄＢ音響透過損失が低下した。つまり、試験体Ａ２，Ａ３は、試験体Ａ１と比べて周波数帯域によっては音響透過損失が低下するものであるが、遮音シートとして十分に有効に機能する範囲での遮音性能の低下であり、従来の遮音シートと同程度の遮音性能を発現するものであることを確認した。

よって、本発明に係る遮音シートによれば、材料に鉛を含有しないことから人体の健康への影響が無いものであり、従来の樹脂系材料からなる遮音シートと同程度の遮音性能を発現することができる。

［確認試験Ｂ］
＜試験内容及び結果＞
前記確認試験Ａで作製した試験体Ａ１，Ａ２，Ａ３をそれぞれ８０ｍｍ×８０ｍｍの試験片とし、電気炉に入れ炉内温度を２００℃，１９０℃，１８０℃，１７０℃，１６０℃，１５０℃に維持しつつ各試験片の状態を１５分毎に観察したところ、各試験片の状態は以下に示すようになった。

炉内温度を２００℃にした場合、試験体Ａ１，Ａ２，Ａ３何れも、１５分後に僅かに臭気があり、３０分後に層間の色が変化し始め、９０分後に臭気が強く感じられ、２時間後に試験片の角に層間の開きが見られた。

炉内温度を１９０℃にした場合、試験体Ａ１，Ａ２，Ａ３何れも、１５分後に僅かに臭気があり、３０分後に試験片の角に層間の開きが見られ、４５分後に層間の色が変化し始め、６０分後に臭気が少し強く感じられ、２時間後まで経過時間に伴って臭気が強まった。

炉内温度を１８０℃にした場合、試験体Ａ１，Ａ２，Ａ３何れも、１５分後に僅かに臭気があり、３０分後に試験片の角に層間の開きが見られ、４５分後に層間の色が変化し始め、６０分後に臭気が少し強く感じられ、１０５分後には臭気が弱まった。

炉内温度を１７０℃にした場合、試験体Ａ１，Ａ２，Ａ３何れも、３０分後に僅かに臭気があり、７５分後に臭気が弱まった。

炉内温度を１６０℃にした場合、試験体Ａ１，Ａ２，Ａ３何れも、１５分後に試験片の角に層間の開きが見られ、２時間後まで変化が無かった。

炉内温度を１５０℃にした場合、試験体Ａ１，Ａ２，Ａ３何れも、１５分後に試験片の角に層間の開きが見られ、２時間後まで変化が無かった。

上述した加熱試験では、１８０℃以上で層間の色が灰色から褐色系の色へ変化し、１７０℃以上でバインダの反応に伴うと思われる臭気が感じられた。
層間の剥離については加熱の初期に層間の開きが見られたものの、剥離の進行はなく、又、層間の開きについても角にのみ僅かなものであった。

よって、本発明に係る遮音シートによれば、１６０℃以下の温度であればシートの原型を保持できるものであり、発電所や石油プラント等において、機器や配管等の設備などを被覆するシートとして利用できることが分かった。

本発明に係る遮音シートおよびその製造方法によれば、従来の樹脂系材料からなる遮音シートと同程度の遮音性能を有するものであり、人体の健康への影響が無い材料からなり、１６０℃程度までの耐熱性を有するため、発電所や石油プラントなどの設備において、配管などの設備から発生する騒音を遮音する機器として利用することができる。

１０，２０ 遮音シート
１１ 無機繊維クロス
１２，１３ 砂鉄層
１４，１５ 金属箔

Claims (15)

1. 無機繊維クロスからなる基材と、
   前記基材の片面または両面上に、接着層を介して設けられた砂鉄からなる砂鉄層と、
   前記砂鉄層上に、接着層を介して設けられた金属箔とを有する
   ことを特徴とする遮音シート。
2. 請求項１に記載の遮音シートであって、
   前記無機繊維クロスは、ガラスクロスである
   ことを特徴とする遮音シート。
3. 請求項２に記載の遮音シートであって、
   前記無機繊維クロスの厚さが０．４５ｍｍ以上３ｍｍ以下である
   ことを特徴とする遮音シート。
4. 請求項２または請求項３に記載の遮音シートであって、
   前記無機繊維クロスの単位面積当たりの質量が、３００ｇ／ｍ²以上１０００ｇ／ｍ²以下である
   ことを特徴とする遮音シート。
5. 請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の遮音シートであって、
   前記砂鉄の平均粒径は、１５０μｍ以上４５０μｍ以下である
   ことを特徴とする遮音シート。
6. 請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の遮音シートであって、
   前記金属箔は、アルミニウム箔または銅箔からなる
   ことを特徴とする遮音シート。
7. 請求項６に記載の遮音シートであって、
   前記金属箔の厚さが、２５μｍ以上１００μｍ以下である
   ことを特徴とする遮音シート。
8. 請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の遮音シートであって、
   前記基材と前記砂鉄層との間の接着層は、接着用シートと接着剤とで構成される
   ことを特徴とする遮音シート。
9. 請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の遮音シートであって、
   前記砂鉄層と前記金属箔との間の接着層は、接着シートで構成される
   ことを特徴とする遮音シート。
10. 請求項８または請求項９に記載の遮音シートであって、
    前記接着シートは、オレフィン系樹脂シートである
    ことを特徴とする遮音シート。
11. 請求項１０に記載の遮音シートであって、
    前記接着シートの厚さは、３０μｍ以上１５０μｍ以下である
    ことを特徴とする遮音シート。
12. 請求項８に記載の遮音シートであって、
    前記接着剤は、クロロブチレン変性樹脂系接着剤である
    ことを特徴とする遮音シート。
13. 請求項１２に記載の遮音シートであって、
    前記クロロブチレン変性樹脂系接着剤は、３０〜３５質量部のクロロブチレン変性樹脂と、１６〜１８質量部のノルマルへキサンおよび６０〜６５質量部のトルエンの溶剤とからなる
    ことを特徴とする遮音シート。
14. 請求項１３に記載の遮音シートであって、
    前記接着剤の塗布量は、１２０ｇ／ｍ²以上１５０ｇ／ｍ²以下である
    ことを特徴とする遮音シート。
15. 請求項１乃至請求項１４の何れか一項に記載の遮音シートの製造方法であって、
    前記基材の片面または両面上に、接着用シートを積層し、熱プレスにより基材上に接着用シートを融着し、
    仮融着した接着用シート上に、接着剤を塗布した後、砂鉄を散布し、
    余分な砂鉄を除去した後、砂鉄上に、金属箔に接着用シートを積層したシート状物を積層し、熱プレスして得た
    ことを特徴とする遮音シートの製造方法。

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