JP2016217088A - 吸音建材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】吸音建材Ａとして、ロックウールからなる基材１の表面に不織布が積層されていても、吸音率ＮＲＣで０．７以上の高い吸音性能が得られるようにする。
【解決手段】吸音建材Ａは、ロックウールからなる基材１の表面に穴径ｄが２．０〜３．０ｍｍの多数の有底状ピン穴２，２，…が一定のピッチｐで形成され、その基材１の表面に不織布からなる不織布シート５が積層され、不織布シート５の表面が通気性塗料によって塗装されて塗膜８が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸音建材及びその製造方法に関する。

この種の吸音建材として、従来、吸音穴の目立たない化粧板とするために、例えば特許文献１や特許文献２に示されるものが知られている。特許文献１に示される吸音建材は、ＭＤＦ、パーティクルボード、石膏板、珪酸カルシウム板等からなる基板の裏面に大径孔を、また基板の表面にその大径孔に連通する細径孔をそれぞれ形成し、基板の表面にピンホールを有する樹脂製フィルムを積層して、そのピンホールが基板の細径孔を介して大径孔に連通するようにしたものである。このピンホールの孔径は１ｍｍ程度であり、１ｍｍ以下が推奨されている。

また、特許文献２には、ロックウール板の表裏面の少なくとも一方に通気性を有するガラス繊維製の不織布を積層することが提案されている。

特開２０１３−１１１５６号公報 特開平６−２９７６４３号公報

しかし、上記特許文献１のものでは、吸音性能が不十分であり、基板として吸音性を有するロックウール板を用いた場合には、吸音率がＮＲＣ（Noise Reduction Coefficient）で０．６程度レベルしか得ることができない。

また、特許文献２のものにおいては、ロックウール板の表面に積層された不織布によって吸音性能が阻害されるのは避けられない。そのため、例えば吸音率ＮＲＣで０．７程度の吸音性を得ることが困難であった。

本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもので、その目的は、吸音建材の構造を改良することにより、基材の表面に不織布が積層されていても、例えば吸音率ＮＲＣで０．７以上の高い吸音性能が得られるようにすることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、ロックウール板の表面に形成されるピン穴の穴径を通常の１ｍｍ程度よりも大きくし、その表面に不織布製のシートを積層するようにした。

具体的には、第１の発明の吸音建材は、ロックウールからなる基材の表面に穴径２．０〜３．０ｍｍの多数の有底状ピン穴が一定のピッチで形成され、この基材の表面に不織布からなるシートが積層されていることを特徴とする。上記ピン穴は、例えば基材の表面にピンを突き刺して穴開けすることによって形成される。

この第１の発明では、ロックウールからなる基材の表面に形成された多数のピン穴の穴径が２．０〜３．０ｍｍであって通常の１ｍｍ程度よりも大きいので、基材表面に不織布シートが積層されているにも拘わらず、吸音率ＮＲＣで０．７以上の高い吸音性能が得られる。また、基材表面に不織布シートが積層されているので、ピン穴の見えないデザインが得られるとともに、吸音建材の強度を高くすることができる。

各ピン穴の穴径は、２．０ｍｍ未満であると、ＮＲＣ０．７以上の吸音性能が得られない一方、３．０ｍｍを超えると、多数のピンにより基材の表面にピン穴を形成するときに各ピンが基材のピン穴から抜け出る際等にピン穴周縁の基材に割れが生じることから、２．０〜３．０ｍｍとされている。

第２の発明は、第１の発明において、多数のピン穴のピッチは５〜１０ｍｍであることを特徴とする。

この第２の発明では、基材の表面に多数の大径のピン穴を望ましいピッチで形成して、吸音性能を高めることができる。このピッチは、５ｍｍ未満であると、基材表面でのピン穴間の間隔が狭くなり過ぎて基材に割れが生じる一方、１０ｍｍを超えると、基材表面でのピン穴の数が少なくなり過ぎて意図する吸音性能が得られないので、５〜１０ｍｍとされている。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、多数のピン穴が千鳥配列に形成されていることを特徴とする吸音建材。

第３の発明では、基材の表面に多数のピン穴を格子配列に比べてより密な配列で形成して吸音性能を高めることができる。

第４の発明の吸音建材は、多数のピンがロックウールからなる基材の表面に押し付けられることにより、該基材の表面に穴径２．０〜３．０ｍｍの多数の有底状ピン穴が一定のピッチで形成されており、上記基材の表面に不織布からなるシートが積層されていることを特徴とする。

この第４の発明では、多数のピンがロックウールからなる基材の表面に押し付けられて、基材の表面に穴径２．０〜３．０ｍｍの多数の有底状ピン穴が一定のピッチで形成され、この基材の表面に不織布からなるシートが積層されて吸音建材が得られる。この発明でも、第１の発明と同様の作用効果が得られる。

第５の発明は、第１〜第４の発明のいずれか１つにおいて、シートの表面が通気性塗料によって塗装されていることを特徴とする。

この第５の発明では、不織布からなるシートの表面が通気性塗料によって塗装されているので、仮にシートのみのときには基材のピン穴がシートを通して外部から見えるようになっていたとしても、そのピン穴は通気性塗料による隠蔽効果により確実に隠蔽されるようになり、ピン穴が外部から見えずに意匠性を高めることができる。また、塗料は通気性を有するので、塗料によって吸音性能が大きく影響を受けることはない。

第６の発明の吸音建材の製造方法は、押付面に多数のピンが一定のピッチで突設されたピン穴加工装置のピンをロックウールからなる基材の表面に押し付けることにより、該基材の表面に穴径２．０〜３．０ｍｍの多数の有底状ピン穴を一定のピッチで形成し、上記基材の表面に不織布からなるシートを積層し、このシートの表面を通気性塗料によって塗装することを特徴とする。

この第６の発明では、ピン穴加工装置のピンが基材の表面に押し付けられて、その基材の表面に穴径２．０〜３．０ｍｍの多数の有底状ピン穴が一定のピッチで形成される。この基材の表面に不織布からなるシートが積層され、このシートの表面に通気性塗料によって塗装が施される。このことにより、不織布によって補強されて強度が高く、ピン穴が隠蔽されて見映えが良く、かつ吸音率ＮＲＣで０．７以上の高い吸音性能を有する吸音建材が容易に得られる。

以上説明したように、本発明によると、ロックウールからなる基材の表面に穴径２．０〜３．０ｍｍの多数の有底状ピン穴を一定ピッチで形成し、基材の表面に不織布からなるシートを積層したことにより、基材の表面に不織布が積層されていながら、例えば吸音率ＮＲＣで０．７以上の高い吸音性を有する吸音建材を得ることができる。

図１は、本発明の実施形態に係る吸音建材を一部破断して示す斜視図である。 図２は、基材の表面を拡大して示す平面図である。 図３は、図２のIII−III線断面図である。 図４は、ピン穴の配列の変形例を示す図２相当図である。 図５は、吸音建材の製造方法の製造工程を装置と共に示す図である。 図６は、ピン穴加工装置のピンが基材の表面にピン穴を加工している状態を拡大して示す正面図である。 図７は、実験１の結果を示す図である。 図８は、実験２の結果を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。

図１は本発明の実施形態に係る吸音建材Ａを示し、この吸音建材Ａは、例えば建物の天井部に吸音天井材として、或いは壁部（特に上部）に吸音壁材としてそれぞれ施工される。尚、吸音建材Ａは、建物において天井部や壁部を除くその他の部分に施工されてもよいのは勿論である。

吸音建材Ａは板状の基材１を有する。この基材１は、高吸音性を得るためには比較的軽量の基材が好ましく、例えば比重０．１９〜０．２６程度のロックウール板からなり、その厚さｔについては、特に限定することなく一般に用いられているものから選ぶことができる。

基材１の表面には、多数の有底状ピン穴２，２，…が一定のピッチｐで形成されている。このピン穴２は、基材１の表面にピン１４，１４，…（図６参照）を突き刺すことによって形成されるものであり、このピン１４は、後述するように、例えばピン穴加工装置１２（図６参照）の押付面に突設されている。多数のピン穴２，２，…は、図２に示すように、互いに直交する縦方向及び横方向に並ぶように格子配列に形成されている。この他、図４に示すように、多数のピン穴２，２，…は、縦方向（又は横方向）に沿って並んで列を形成しているが、互いに隣接する列同士では各列の両ピン穴２，２が横方向（又は縦方向）に沿って並ばずに縦方向（又は横方向）にずれるように配置される千鳥配列に形成されていてもよい。

図３にも示すように、上記各ピン穴２は有底円筒状のもので、その穴径ｄはｄ＝２．０〜３．０ｍｍとされている。この各ピン穴２の穴径ｄは、２．０ｍｍ未満であると、ＮＲＣ０．７以上の吸音性能が得られない一方、３．０ｍｍを超えると、後述するように、ピン穴加工装置１２のピン１４を基材１の表面に押し付けてピン穴２を形成するときに、各ピン１４が基材１のピン穴２から抜け出る際等にピン穴２周縁の基材１に割れが生じることから、２．０〜３．０ｍｍとされている。ＮＲＣ（Noise Reduction Coefficient）とは、各周波数の吸音率の算術平均値である。

また、多数のピン穴２，２，…のピッチｐは５〜１０ｍｍが好ましい。このピッチｐが５ｍｍ未満であると、基材１表面でのピン穴２，２間の間隔が狭くなり過ぎて基材１に割れが生じる一方、１０ｍｍを超えると、基材１表面でのピン穴２の数が少なくなり過ぎて意図する吸音性能が得られないからである。

さらに、各ピン穴２の深さＤは、基材１の裏面まで貫通しない深さであればよい。例えば基材１の厚さｔを９〜２５ｍｍとしたとき、ピン穴２の深さＤは各基材１の厚さに合わせて非貫通のものが形成される。

このような多数のピン穴２，２，…の基材１表面に対する開口率は３〜４０％であることが望ましい。このピン穴２，２，…の開口率は、３％未満であると、基材１表面でのピン穴２の数が少なくなり過ぎて意図する吸音性能が得られない一方、４０％を超えると、基材１表面でのピン穴２の数が多くなり、ピン穴２のピッチｐが狭くなり過ぎるために基材１に割れが生じるので、３〜４０％とすることが望ましい。

上記基材１の表面には、不織布からなる不織布シート５が多数のピン穴２，２，…の上から接着により積層一体化されている。この不織布シート５は、例えばガラス繊維不織布（ガラス不織布）等からなり、その秤量は例えば７０ｇ／ｍ^２程度である。この不織布シート５を接着する接着剤としては、酢酸ビニルやアクリル等、一般的に使用できるものであればどのようなものでもよい。

また、上記不織布シート５の表面には、通気性塗料によって塗装が施されて塗膜８が形成されている。この通気性塗料は、樹脂に対し多量の顔料が入っているものであり、この顔料間に隙間が形成されて通気性を有する。通気性塗料は、例えば以下のような主成分を有する組成の塗料が用いられる。
・樹脂（酢酸ビニル、アクリル、ＰＶＡ等）：１５〜２５重量％
・顔料（炭酸カルシウム、酸化チタン、クレー等の無機粉体、パーライト等多孔質の無機粉体）：７５〜８５重量％

次に、上記吸音建材Ａの製造方法について説明する。図５はこの製造方法の工程を装置と共に示しており、製造工程は、ピン穴加工工程、接着剤塗布工程、不織布シートラミネート工程、第１乾燥工程、塗装工程及び第２乾燥工程を備えている。図５において、１０は基材１の搬送方向に沿って設置された複数の搬送ローラであり、複数の基材１，１，…は、所望の寸法に切断されて、各々の表面を上側に向けた状態で搬送ローラ１０，１０，…上に載置されて図５の左側から右側に向かって順次搬送される。

上記ピン穴加工工程は、ピン穴加工装置１２によって基材１の表面に多数のピン穴２，２，…を形成するものである。ピン穴加工装置１２は、搬送ローラ１０，１０，…上の基材１に対して昇降可能に設けられた加工平板１３を有する。図６に示すように、この加工平板１３の下面は平面からなる押付面とされ、この押付面には円柱状の多数のピン１４，１４，…が一定のピッチｐ１で突設されている。このピン１４，１４，…の配列は、上記吸音建材Ａの基材１表面に形成されるピン穴２，２，…と同じ格子配列（又は千鳥配列）であり、ピン１４，１４，…のピッチｐ１は基材１表面のピン穴２，２，…のピッチｐと同じとされている。また、ピン１４の外径ｄ１はピン穴２の穴径ｄと、またピン１４の突出高さｈはピン穴２の深さＤとそれぞれ略同じとされている。そして、搬送ローラ１０，１０，…上に載置されているロックウールからなる各基材１に対し加工平板１３を下降移動させて、その押付面の多数のピン１４，１４，…を基材１の表面に押し付け、これを基材１を搬送方向にずらしながら複数回繰り返すことにより、基材１の表面全体に穴径ｄが２．０〜３．０ｍｍの多数の有底状ピン穴２，２，…を一定のピッチｐで形成する。

接着剤塗布工程は、上記ピン穴２が形成された基材１の表面に接着剤塗布装置１６によって接着剤１７を塗布するものである。接着剤塗布装置１６は、搬送面が搬送ローラ１０，１０，…と同じ高さで水平方向の回転軸心を有する受けロール１８と、この受けロール１８の上側に基材１の厚さよりも少し大きい間隔をあけて配置され、受けロール１８と略同径で水平方向の回転軸心を有する塗布ロール１９とを備えている。塗布ロール１９の側方上側には、例えば塗布ロール１９よりも小径で水平方向の回転軸心を有する補助ロール２０が配置され、この補助ロール２０の外周面と塗布ロール１９の外周面とは当接していて両ロール１９，２０間に、接着剤１７を収容する接着剤溜まり２１が形成されている。そして、受けロール１８及び補助ロール２０を図で時計回り方向に、また塗布ロール１９を図で反時計回り方向にそれぞれ回転させながら受けロール１８と塗布ロール１９との間に基材１を通過させ、この基材１の表面に接着剤溜まり２１の接着剤１７を塗布ロール１９の外周面に載せて導いて塗布する。

不織布シートラミネート工程は、ラミネート装置２３により基材１の表面に不織布製のシート５を接着してラミネートするものである。ラミネート装置２３は、搬送ローラ１０，１０，…の上側に基材１の厚さよりも少し大きい間隔をあけて配置された水平方向の回転軸心を有する押圧ロール２４を備えている。押圧ロール２４の上側には、長尺の不織布シート５を巻いた供給ロール２５が配置されており、この供給ロール２５から送り出された不織布シート５を押圧ロール２４に引き寄せて押圧ロール２４と基材１表面との間に挟み込み、押圧ロール２４によって不織布シート５を基材１の表面に押圧して、両者を基材１表面の接着剤１７によって接着し、基材１表面に不織布シート５を接着により積層一体化する。尚、この不織布シート５は基材１表面に接着された後に図外の切断装置によって基材１の大きさに切断される。

第１乾燥工程は、上記のようにして表面に不織布シート５が積層された基材１を不織布シート５と共にドライヤー２７によって乾燥し、その接着剤１７を固化させる。

塗装工程は、上記不織布シート５の表面を例えばスプレー式の塗装装置２９によって塗装するものであり、塗装装置２９は、第１乾燥工程を経て搬送された不織布シート５の表面に通気性塗料を噴霧して、そのシート５表面を通気性塗料によって塗装する。

第２乾燥工程は、上記のようにして不織布シート５の表面に塗布された通気性塗料をドライヤー２７によって乾燥して固化させる。

以上の工程を経由することで、表面に多数の有底状ピン穴２，２，…が一定のピッチｐで形成された基材１の表面に不織布製のシート５が積層され、その不織布シート５の表面が塗装された吸音建材Ａが製造される。このことにより、不織布シート５によって補強されて強度が高く、ピン穴２，２，…が塗膜８によって隠蔽されて見映えが良く、かつ吸音率ＮＲＣで０．７以上の高い吸音性能を有する吸音建材Ａが容易に得られる。

すなわち、この吸音建材Ａは、ピン穴加工装置１２の多数のピン１４，１４，…がロックウールからなる基材１の表面に押し付けられることにより、基材１の表面に穴径ｄが２．０〜３．０ｍｍの多数の有底状ピン穴２，２，…が一定のピッチｐで形成され、その基材１の表面に不織布からなる不織布シート５が積層されているものとなる。

したがって、上記実施形態においては、ロックウールからなる基材１の表面に多数のピン穴２，２，…が形成され、その各ピン穴２の穴径ｄが２．０〜３．０ｍｍであって通常の１ｍｍ程度よりも大きいので、基材１表面に不織布シート５が積層されているにも拘わらず、吸音率ＮＲＣで０．７以上の高い吸音性能が得られる。また、基材１表面に不織布シート５が積層されているので、ピン穴２の見えないデザインが得られるとともに、吸音建材Ａの強度を高くすることができる。

また、基材１表面に形成される多数のピン穴２，２，…のピッチｐは５〜１０ｍｍであるので、ピン穴２が２．０〜３．０ｍｍと大径であっても、その大径のピン穴２を多数基材１表面に望ましいピッチで形成して、吸音性能を高めることができる。

また、基材１表面に対するピン穴２，２，…の開口率は３〜４０％であるので、基材１の表面に多数の大径のピン穴２，２，…を望ましい開口率で形成して、吸音性能を高めることができる。

また、多数のピン穴２，２，…が格子配列又は千鳥配列に形成されていると、基材１の表面に多数のピン穴２，２，…を望ましい配列で形成して吸音性能を高めることができる。特に、千鳥配列にしたものは、隣同士のピン穴２，２のピッチｐをそのままに、対角線方向のみの距離を少し縮めてピン穴２，２，…の配置ができ、ピン穴２の数を増やすことができる利点がある。

さらに、不織布製のシート５の表面が通気性塗料によって塗装されているので、仮にシート５のみのときには基材１のピン穴２がシート５を通して外部から見えるようになっていたとしても、そのピン穴２は通気性塗料の塗膜８による隠蔽効果により確実に隠蔽されるようになり、ピン穴２が外部から見えずに意匠性を高めることができる。また、塗料は通気性を有するので、塗膜８によって吸音性能が大きく影響を受けることはない。

そして、吸音建材Ａを建物の天井に施工して吸音天井材とするか、或いは建物の壁に施工して吸音壁材とすることにより、吸音率ＮＲＣで０．７以上の高い吸音性能を有する吸音天井材又は吸音壁材が容易に得られる。

（その他の実施形態）
尚、上記実施形態では、ピン穴加工装置１２は、下面の押付面に多数のピン１４，１４，…が突設された加工平板１３を有する平板タイプのものとしているが、外周面に多数のピンが一定のピッチで突設されたピン穴加工ロールを用いてもよく、このピン穴加工ロールを回転させながら、ピン穴加工ロールに基材１を通過させることにより、基材１の表面に穴径ｄが２．０〜３．０ｍｍの多数の有底状ピン穴２，２，…を一定のピッチｐで形成すればよい。

次に、具体的に実施した実施例について説明する。

（実験１）
比重がρ＝０．２６０、ρ＝０．２０５、ρ＝０．１８８の３種類のロックウールからなる基材を用い、これら基材の表面に平板で穴径が１．６ｍｍの１種類のピン穴を加工し、又は人手によって穴径が１．６ｍｍ及び１．２ｍｍの２種類のピン穴を加工した。その後、ピン穴が形成された基材の表面に不織布シートを接着し、さらにそのシート上に塗装を施した。

そして、ピン穴が形成されていない状態の基材自体、ピン穴が形成された基材、不織布シート及び塗装が施されたものを例１〜例１０とし、各例についての吸音率ＮＲＣを測定した。その結果を図７に示す。尚、図中の○印は該当部分、又は該当処理を行ったことを示している。また、剛壁ＮＲＣとは、残響室の床上に試験体を直置きして測定したもので、裏側に空気層がない構造での吸音率であり、Ｅ４００ＮＲＣとは、床上に試験体の表面から床まで４００ｍｍになるようにして裏側に空気層を設けた構造での吸音率である。

この図７の結果を見ると、例１と例２又は例３との比較、例６と例７との比較、及び例８と例９との比較により、ロックウールからなる基材の表面に穴径１．６ｍｍ又は１．２ｍｍのピン穴を形成することで、その吸音率は基材自体の吸音率よりも高くなっている。しかし、例４、例５及び例１０に示すように、このような穴径のピン穴が形成された基材の表面に不織布製のシートを積層し、その上に塗装を施すことにより、吸音率が低下していることが判る。

（実験２）
実験１とは異なり、比重０．１９のロックウールからなる基材を用い、この基材の表面に平板で穴径が２．０ｍｍで深さが１８ｍｍの多数のピン穴を加工し、その上に不織布製シートを接着した後、不織布シートの表面に塗装を施した。これを実施例１の試料とした。試料の面積は６．４８ｍ^２である。

また、同様に、同じ比重０．１９のロックウールからなる基材の表面に平板で穴径が２．４ｍｍで深さが１７ｍｍの多数のピン穴を加工し、その上に不織布シートを接着した後、不織布シートの表面に塗装を施した。これを実施例２の試料とした。試料の面積は６．４８ｍ^２である。

これらの実施例に対して周波数１００〜５ＫＨｚのうちの１８の周波数毎の吸音率を測定し、それらの平均値としてＮＲＣを求めた。その結果は図８に示すとおりである。

この図８の結果から、本発明のように基材表面に穴径２．０ｍｍ以上のピン穴を形成することで、その基材表面に不織布シートを積層して塗装を施したとしても、ＮＲＣが０．７以上となることが判る。

本発明は、基材の表面に不織布が積層されていながら、吸音率ＮＲＣで０．７以上の高い吸音性を有する吸音建材を得ることができるので、極めて有用であり、産業上の利用可能性が高い。

Ａ 吸音建材
１ 基材
ｔ 厚さ
２ ピン穴
ｄ 穴径
ｐ ピッチ
Ｄ 深さ
５ 不織布シート
８ 塗膜
１２ ピン穴加工装置
１４ ピン
ｄ１ 外径
ｐ１ ピッチ
ｈ 突出高さ
１６ 接着剤塗布装置
２３ ラミネート装置
２９ 塗装装置

Claims (6)

1. ロックウールからなる基材の表面に穴径２．０〜３．０ｍｍの多数の有底状ピン穴が一定のピッチで形成され、
   上記基材の表面に不織布からなるシートが積層されていることを特徴とする吸音建材。
2. 請求項１において、
   多数のピン穴のピッチは５〜１０ｍｍであることを特徴とする吸音建材。
3. 請求項１又は２において、
   多数のピン穴が千鳥配列に形成されていることを特徴とする吸音建材。
4. 多数のピンがロックウールからなる基材の表面に押し付けられることにより、該基材の表面に穴径２．０〜３．０ｍｍの多数の有底状ピン穴が一定のピッチで形成されており、
   上記基材の表面に不織布からなるシートが積層されていることを特徴とする吸音建材。
5. 請求項１〜４のいずれか１つにおいて、
   シートの表面が通気性塗料によって塗装されていることを特徴とする吸音建材。
6. 押付面に多数のピンが一定のピッチで突設されたピン穴加工装置のピンをロックウールからなる基材の表面に押し付けることにより、該基材の表面に穴径２．０〜３．０ｍｍの多数の有底状ピン穴を一定のピッチで形成し、
   上記基材の表面に不織布からなるシートを接着により積層し、
   上記シートの表面を通気性塗料によって塗装することを特徴とする吸音建材の製造方法。

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