JP2013044118A - 遮音板 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量で強度の高い遮音板を提供する。
【解決手段】基材層１０上にガラス繊維樹脂層１１が積層された積層体であり、基材層１０は、骨材と樹脂とを混練した樹脂板からなり、上記ガラス繊維樹脂層１１は、一枚又は複数枚のガラス繊維製布６と、不織布又はガラスマット（５）とが順に積層し、それらに含浸させた未硬化樹脂７が硬化することで一体化したものであり、上記の不織布又はガラスマット（５）の外表面は、未硬化樹脂７が固まった樹脂膜で覆われたものとする。
【選択図】図１

Description

この発明は、防音壁に用いられる遮音板に関する。

高速道路や新幹線などの沿線や工事現場で市街地が近いと、発生する騒音を抑制するために、周囲に防音壁が設けられている。かつては金属製やコンクリート製の防音壁が多く用いられていたが、いずれも重量がかさむために取り付け工事の際の負担が大きく、また、錆やひび割れが発生するおそれもあった。

このため近年では軽量で破損しにくい樹脂製の防音壁が多く用いられるようになってきている。例えば特許文献１には、硬質ウレタン発泡体からなる心材の両面に、不飽和ポリエステル樹脂をマトリックス樹脂とする繊維強化プラスチックからなるスキン材を設けた防音壁用パネルが記載されている。

特許第３６２８２７６号公報

しかしながら、硬質ウレタン発泡体を心材に用いて遮音板の軽量化を図ろうとすると、厚みを確保することが難しく、十分な強度を得られないという問題があった。これは心材にスキン材を設けても解決できず、そのため、特許文献１に記載のパネルでは、心材とスキン材との間に補強のためのリブを設けてこれを解決している。

だが、補強のためにリブを設けるには、パネル自体の製造工程が煩雑になってしまい、現場の設置負担を軽減させることができても、製造段階での負荷が大きかった。

そこでこの発明は、軽量で耐久性が高い防音壁に用いるための、製造工程が単純で済む
遮音板を提供することを目的とする。

この発明は、第一の解決手段として、基材層上にガラス繊維樹脂層が積層された積層体であり、上記基材層は、骨材と未硬化樹脂との混練物を硬化させた板からなり、上記ガラス繊維樹脂層は、一枚又は複数枚のガラス繊維製布と、不織布又はガラスマットとが順に積層し、それらに含浸させた未硬化樹脂が硬化することで一体化したものであり、上記の不織布又はガラスマットの外表面は、上記の未硬化樹脂が固まった樹脂膜で覆われている遮音板により、上記の課題を解決したのである。

基材層として骨材を樹脂で固めた樹脂板を用いることで、樹脂フィルムを基材とする従来の補修用シートに比べて材料全体の強度が十分に高まり、軽度の衝突であれば容易には壊れずに持ちこたえうるものとなった。一方で、薄い樹脂膜を介して不織布又はガラスマットが表面近傍にあるので、塗料が表面に乗りやすく、用途に応じた塗料を選択して塗ることができる。

上記ガラス繊維樹脂層は基材層の一方の面にのみ形成させてもよいし、両面に形成させてもよい。両面に形成させると、基材層の両面が覆われるため破損しにくく、耐久性が向上する。また、両面に同じ層を形成させることにより、材料全体が反ることを防止できる。

上記の基材層を固める樹脂と、上記ガラス繊維樹脂層に含浸させる樹脂とが同一であると、層間の接合性が高くなるので好ましい。

また、第二の解決手段として、アクリル繊維やアラミド繊維などの繊維を強化材として含有したセメント板を遮音板として用いることでも上記の課題を解決できる。上記の解決手段と同様に、繊維材により強度の向上が見込めるため、従来のコンクリートより薄くしても、耐久性がある程度確保できる。ただし、総合的な薄さ、軽さ、強度の達成の点からは第一の解決手段の方が優れたものとなる。

特に、この発明の第一の解決手段にかかる多目的板材を製造する方法としては、基材層となる上記混練物（レジンコンクリート）と、ガラス繊維製布及び不織布又はガラスマットとを積層し、未硬化樹脂を硬化させることで一体化させるとよい。ただし、表面は不織布又はガラスマットが剥き出しではなく、未硬化樹脂が硬化した樹脂膜に覆われていることが必要である。また、上記ガラス繊維樹脂層が基材層の両面に形成されている、すなわち、ガラス繊維樹脂層により基材層を挟んだ構造の場合、加熱可能な矩形の金型内に不織布又はガラスマット、少なくとも一枚は未硬化樹脂を含浸させたガラス繊維製布を順に敷き詰めた後、硬化前のレジンコンクリートを枠内に注ぎ込み、その上に、少なくとも一枚は未硬化樹脂を含浸させたガラス繊維製布と、不織布又はガラスマットを順に乗せ、その後で上方から加熱するとともにプレスして全体の樹脂を硬化させる方法が挙げられる。不織布又はガラスマットの表面は、上下ともに、浸透した未硬化樹脂が硬化した樹脂膜に覆われることになる。

なお、複数枚のガラス繊維製布を用いる場合で、一部に未硬化樹脂を含浸していないガラス繊維製布（未含浸ガラス繊維製布）があっても、その両面に、未硬化樹脂を含浸させたガラス繊維製布を配すれば、十分に未硬化樹脂を未含浸ガラス繊維製布に浸透させることができる。一方で、不織布又はガラスマットと接するガラス繊維製布は積層前に樹脂を予め含浸させたガラス繊維製布であると、不織布又はガラスマットへの浸透が迅速に進むため好ましい。

この発明にかかる遮音板を用いることにより、従来の硬質ウレタン発泡体を心材に用いた遮音板よりも高い耐久性のある遮音板を実現できる。もしくは、同程度の耐久性及び遮音性で、より軽い遮音板とすることができる。このため、取り付け現場での設置工事が容易になり、工事の安全性も向上させることができる。

（ａ）枠の底に不織布とガラス繊維製布を敷き詰める際の概念図、（ｂ）骨材入りの樹脂コンクリートを導入する際の概念図、（ｃ）樹脂コンクリート上にガラス繊維製布と不織布を乗せる際の概念図、（ｄ）プレス直前の概念図 （ａ）樹脂を加熱硬化させる際の断面図、（ｂ）硬化後に枠から取り出した多目的板材の構成図 この発明にかかる遮音板の取り付け形態例を示す図

以下、この発明を実施した実施形態として、ガラス繊維樹脂層１１により基材層１０が挟まれた遮音板を挙げて詳細に説明する。この積層手順を図１及び２に示す。

図１（ａ）は加熱用の金型１に下層側のガラス繊維樹脂層１１の材料を敷き詰める際の概念図である。ガラス繊維樹脂層１１は、ガラス繊維製布６と不織布又はガラスマット（５）とに未硬化樹脂７を含浸させ、その未硬化樹脂を硬化させることで一体化させるものである。この実施形態における構成は、まず金型１の底に不織布又はガラスマット（５）を敷き、次に、未硬化樹脂７を含浸させたガラス繊維製布６（まとめて、「樹脂含浸ガラス繊維製布６ａ」という。）２枚を、順に敷き詰めている。

このうち、不織布としてはビニロン、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、アラミド、アクリル、ポリエステルなどからなるものが挙げられる。この中でも特に、ポリエステルの長繊維製のものを用いると、短繊維のものに比べて結合力が増し、引張強度が向上して破れにくくなるため好ましい。また、ガラスマットとは、ガラス繊維のストランドを積み重ねて結合剤によりマット状に成型したものであり、この発明では一般的なガラスマットを使用できる。

これらの不織布又はガラスマット（５）は、後述するように未硬化樹脂７を浸透させて表面を覆わせるため、厚さが１ｍｍ以下であると好ましく、０．３ｍｍ以下であるとより好ましい。厚すぎると浸透に時間がかかりすぎてしまう。一方で、厚みは０．０１ｍｍ以上であるとよい。それよりも薄いと設けることによる強度向上効果がほとんど見込めなくなってしまう。

一方、ガラス繊維製布６としては、ガラス繊維のロービングクロスや、上記のガラスマットなどを用いることができる。この中でも特に、ガラス繊維のロービングクロスを用いると、樹脂が含浸させやすく、基材層１０と一体化させやすいので好ましい。

このガラス繊維製布６は、一枚でもよいが、複数枚重ねると強度と耐久性、耐候性の点からより好ましい。

この実施形態では、ガラス繊維製布６を乗せる際に、上記の通り、硬化させる前の未硬化樹脂７を含浸させている。この形態に限らず、少なくとも一方のガラス繊維樹脂層１１を構成するガラス繊維製布６のうちの一枚には、未硬化樹脂７を含浸させておくことが望ましい。一枚でも未硬化樹脂７を含浸させておけば、隣接するガラス繊維製布６や不織布又はガラスマット（５）に未硬化樹脂７を浸透させることができるからである。含浸させる方法としては、硬化させる前の未硬化樹脂７中にガラス繊維製布６を浸漬させた後、ローラで加圧して余分な未硬化樹脂７を落として適切な量の未硬化樹脂７を含浸した状態で乗せるとよい。

上記未硬化樹脂７とは、その後硬化させることができる樹脂であり、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂を用いると、後述する基材層１０に用いる樹脂と共通で一体化させることができるので好ましい。

こうして形成される樹脂含浸ガラス繊維製布６ａからなる層の厚さは０．１ｍｍ以上であると好ましい。それより薄いとその層を設けることによる強度向上効果及び遮音効果がほとんど望めないためである。一方で、１ｍｍ以下であることが好ましい。それより厚くすると、重量増加が無視できなくなってしまう。さらに、この樹脂含浸ガラス繊維製布６ａからなる層が２層以上重なっていると、強度向上の点から望ましい。

一方、下から一層目の不織布又はガラスマット（５）には、下から二番目の樹脂含浸ガラス繊維製布６ａが含有している未硬化樹脂７がゆっくりと浸透していく。これにより、不織布又はガラスマット（５）の下側表面にまで薄く樹脂の膜ができるようになる（図示せず）。

上記の通り不織布又はガラスマット（５）と二枚のガラス繊維製布６を積層させた後、図１（ｂ）に記載のように、骨材９と未硬化樹脂８との混練物である樹脂コンクリート８ａを金型１内に投下する。未硬化樹脂８は、上記のガラス繊維製布に含浸させる未硬化樹脂７と同じ樹脂であることが望ましい。また、骨材９としては例えば珪砂を用いることができる。骨材９と未硬化樹脂８との混合比は、骨材９の含有量が６０質量％以上９０質量％以下であるとよい。また、樹脂コンクリート８ａの投下量は、最終的に形成させようとする心材の厚みにより決定される。この心材の厚みは６ｍｍ以上であることが好ましい。６ｍｍ未満では強度不十分でこの発明の効果を十分に達成できない場合が起こりうる。一方で、１９ｍｍ以下であると好ましく、１７ｍｍ以下であるとより好ましい。あまり厚すぎると重量がかさむため、この発明を用いることによるメリットがほとんどなくなってしまう。

必要量の樹脂コンクリート８ａを投下した後、上側のガラス繊維樹脂層１１を構成するガラス繊維製布６と不織布又はガラスマット（５）とを順に乗せていく。この状態を図１（ｃ）に示す。下から一層目及び二層目に、樹脂含浸ガラス繊維製布６ａを配し、下から三層目、つまり最上層に不織布又はガラスマット（５）を乗せる。すなわちこの構成は、下側のガラス繊維樹脂層１１と乗せる順序が逆なだけで、基材層１０を挟んで線対称の構造である。作業時間に余裕があるのであれば、不織布又はガラスマット（５）には、隣接する樹脂含浸ガラス繊維製布６ａから未硬化樹脂７が浸透するまで静置させる。これにより、最上層である不織布又はガラスマット（５）の表面も未硬化樹脂７の薄い膜で覆われることになる。この状態を図１（ｄ）に示す。なお、未硬化樹脂７が表面まで到達するまで待たなくても、後述するプレスの際に押されて表面まで浸透するので、作業時間を短縮したい場合には上記の静置を行わなくてもよい。

このように材料を積層した後、金型１へ、プレス板２を挿入してプレスするとともに、全体の未硬化樹脂７、８を硬化させて一体化させる。この状態を図２（ａ）に示す。投下された樹脂コンクリート８ａが全体を覆っていなくても、このプレスの際に全体に満遍なく広がり、基材層１０を形成する。

これにより、樹脂コンクリート８ａが基材層１０となり、不織布又はガラスマット（５）とガラス繊維製布６が未硬化樹脂７で一体化してガラス繊維樹脂層１１となる。このガラス繊維樹脂層１１の表面は、不織布又はガラスマット（５）を浸透した未硬化樹脂７による樹脂膜１５で覆われており、高い平滑性を有する。

また、別の製造方法として、ガラス繊維製布６だけでなく、不織布又はガラスマット（５）についても、積層させる際に予め未硬化樹脂７に含浸させておいてもよい。不織布又はガラスマット（５）が未硬化樹脂７を浸透させにくい際には、予め未硬化樹脂７と同じ樹脂を表面に塗工しておいた方が速やかに作製できる。

さらに、別の製造方法として、未硬化樹脂７を含浸させていないガラス繊維製布６を、樹脂含浸ガラス繊維製布６ａに隣接、又は挟んで介在させてもよい。プレスの際に未硬化樹脂７が浸透することで、その未含浸であったガラス繊維製布６も樹脂含浸ガラス繊維製布６ａに近い状態に変化するためである。

基材層１０の両面に上記ガラス繊維樹脂層１１を形成させる場合は、一方の面について未硬化樹脂７を硬化させた後に、他方の面について未硬化樹脂７を硬化させてもよいし、両面をまとめて硬化させてもよいが、作業効率上も、基材層１０との一体性からも、両面をまとめて硬化する方が望ましい。

このような加熱成形した遮音板は、不織布又はガラスマット（５）の表面を覆った樹脂の上から塗料を塗布してもよい。また、所定の塗料を塗布することで、遮音効果を高めてもよい。

この発明では、ガラス繊維樹脂層１１と基材層１０との組合せにより、上記の厚みの範疇で高い強度と遮音効果とを得ることができる。遮音板としての利用形態は特に限定されず、鉄道沿線や高速道路に沿って外壁として取り付けたり、工事現場を囲む外壁として取り付けることができる。例えば、一般に高速道路に沿って取り付ける遮音板に要求される遮音性能は、４００Ｈｚにおいて音響透過損失が２５ｄＢ以上、１０００Ｈｚにおいて３０ｄＢ以上であるが、この発明にかかる遮音板は上記の厚みの範囲でこれを達成することができる。取り付けの際にはリブなどを別途取り付けたりする必要はなく、遮音板２１を単独でコンクリートなどの基盤２２にボルト２３止めするだけで、十分な強度を有する。この取り付け形態の例を図３に示す。

なお、上記の実施形態では平板状であるが、作製時に枠の底の形状を曲面にしたりすることで曲面状の遮音板としてもよい。特に鉄道沿線や高速道路に沿って取り付ける場合、凹面側を騒音発生側に向けることで騒音の封じ込めができ、より高い遮音効果を発揮させることができる。

以下、実施例を挙げてこの発明をより具体的に説明する。基本的には図１に沿った上記の実施形態の通りに遮音板を製造した。ガラス繊維製布６としてＥガラス繊維製ガラスクロス（厚さ０．５ｍｍ）を使用し、不織布としてポリエステル長繊維（厚さ０．１ｍｍ）を使用し、樹脂コンクリートとしてポリエステルコンクリートを用いて、基材層１０の厚みが６ｍｍとなる量を投下した。未硬化樹脂には不飽和ポリエステル樹脂を使用した。これにより、平均厚みが約８ｍｍの試験体遮音板が得られた。

この遮音板について、ＪＩＳ Ａ １４４１−１「音響−音響インテンシティ法による建築物及び建築部材の空気音遮断性能の測定方法−第1部：実験室における測定」に則り実験を行い、一般的な高速道路で求められるインテンシティ音響透過損失（４００Ｈｚで２５ｄＢ以上、１０００Ｈｚで３０ｄＢ以上）をクリアした。

１ 金型
２ プレス板
５ 不織布又はガラスマット
６ ガラス繊維製布
６ａ 樹脂含浸ガラス繊維製布
７ 未硬化樹脂
８ 未硬化樹脂
８ａ 樹脂コンクリート
９ 骨材
１０ 基材層
１１ ガラス繊維樹脂層
１５ 樹脂膜
２１ 遮音板
２２ 基盤
２３ ボルト

Claims (5)

1. 基材層上にガラス繊維樹脂層が積層された積層体であり、
   上記基材層は、骨材と未硬化樹脂との混練物を硬化させた板からなり、
   上記ガラス繊維樹脂層は、一枚又は複数枚のガラス繊維製布と、不織布又はガラスマットとが順に積層し、それらに含浸させた未硬化樹脂が硬化することで一体化したものであり、
   上記の不織布又はガラスマットの外表面は、上記の未硬化樹脂が固まった樹脂膜で覆われている、遮音板。
2. 上記ガラス繊維樹脂層が、上記基材層の両面に形成された請求項１に記載の遮音板。
3. 上記未硬化樹脂と、上記板を構成する樹脂が同一である請求項１又は２に記載の遮音板。
4. アクリル繊維、アラミド繊維、又はその両方からなる繊維を含有させた繊維強化セメント板からなる遮音板。
5. 不織布又はガラスマット上に、少なくとも一枚はガラス繊維製布に未硬化樹脂を含浸させた樹脂含浸ガラス繊維製布である一枚又は複数枚のガラス繊維製布を乗せ、その上に骨材と未硬化樹脂との混練物を乗せ、その上に、少なくとも一枚はガラス繊維製布に未硬化樹脂を含浸させた樹脂含浸ガラス繊維製布である一枚又は複数枚のガラス繊維製布を乗せ、その上に不織布又はガラスマットを乗せ、
   全体をプレスして上記未硬化樹脂を硬化させることで、上記混練物を板状の基材層として固め、上記ガラス繊維製布と上記の不織布又はガラスマットとを一体のガラス繊維樹脂層として固め、それぞれの不織布又はガラスマットの表面まで浸透した上記未硬化樹脂が硬化した樹脂膜で上記ガラス繊維樹脂層の表面を覆った、遮音板の製造方法。

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