JP3351466B2

JP3351466B2 - 吹付型吸音材用の液体素材を使用した吸音材吹付工法

Info

Publication number: JP3351466B2
Application number: JP30408798A
Authority: JP
Inventors: 斉田中; 恵之瀬田; 重太郎小林; 正純塩田; 直文板野; 秀夫藤井; 勝行西嶋
Original assignee: Nihon Tokushu Toryo Co Ltd; Tobishima Corp
Current assignee: Nihon Tokushu Toryo Co Ltd; Tobishima Corp
Priority date: 1998-10-26
Filing date: 1998-10-26
Publication date: 2002-11-25
Anticipated expiration: 2018-10-26
Also published as: JP2000129814A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、屋内・屋外を問わ
ず施工が可能であり高い耐久性と優れた吸音性、不燃性
及びさらにはＮＯ_Ｘ吸収作用を有する吹付型吸音材用の
液体素材を使用した吸音材吹付工法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、交通騒音や生活騒音等各種騒
音の低減を図るための騒音低減材としては大重量を有す
る大きな壁体や厚さの大きなガラス板やセメント板、鋼
板等の主として大重量物により音の透過を防止するタイ
プの部材が使用されてきた。これらは音の透過を遮断す
るという効果を有するため遮音材と呼ばれている。

【０００３】また、一方では繊維材料や合成樹脂フォー
ム材については、これらの部材内を透過する音を吸収し
てしまう性質が知られており、一般にこれらの部材で構
成された騒音低減材は吸音材と呼ばれている。

【０００４】一方、高速道路や鉄道などから発生する騒
音を遮音するために、道路脇や線路脇には防音壁が設け
られることが多く、こうした防音壁は野外に設置される
ことから耐水性、耐候性に優れ、かつ防音性が高いこと
が要求される。そこで、本発明者の一部より提案された
成型吸音材（特開平８−３３３８１９号）では、特定の
粒度分布を有する無機発泡粒の表面につき磁器質のスキ
ン層で覆った高強度無機発泡粒を無機質バインダーと共
に成型した吸音材が提案されている。該吸音材は耐水
性、耐候性に優れ、また特に中、高周波数の音に対して
高い吸音効果が認められることが明らかになっている。

【０００５】しかしながら板状若しくは任意の形状に成
形した吸音材は、これを施工するための枠組みが必要で
ある、また作業者のための足場が必要である、さらには
施工箇所が平面である必要がある等の施工上の制約条件
がある。

【０００６】さらに、道路のトンネル内、切り通しなど
では自動車から発生される排気ガスが滞留しやすく、排
気ガスに含まれるＮＯ_Ｘ（窒素酸化物）は人体の健康に
悪影響を及ぼすものと考えられている。そこで、上記の
様な成形吸音材の施工が不可能であったり、可能ではあ
るが施工条件が厳しいために多くの施工時間を費やす場
合が多く、このような場所においても施工が容易な吸音
材、また、吸音と同時にＮＯ_Ｘを吸収する作用を有する
吹付型吸音材用の液体素材を使用した吸音材吹付工法が
求められているのが現状である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明では、従
来の成形吸音材では施工が不可能であったり、施工条件
の厳しい場所であっても容易に施工が出来、しかも高い
吸音性能と耐久性・耐候性・不燃性を有する吸音材、さ
らには自動車の排気ガス等に含まれるＮＯ_Ｘを吸収する
作用を有する吹付型吸音材用の液体素材を使用した吸音
材吹付工法の開発を課題とした。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる課題の解決を目的
として、本発明者らは鋭意研究の結果、軽量骨材とアナ
ターゼ型結晶構造を有する二酸化チタンを含有するセメ
ント系組成物を吹付型にすることにより、施工箇所を選
ばず、しかも同時にＮＯ_Ｘ吸収作用をも有する吸音材を
得られることを見出したものであり、本発明の要旨は、
以下に存するものである。

【０００９】すなわち、本願の第一発明は、セメント、
軽量骨材、水、及び各種混和剤を含んで形成される吹付
型吸音材用の液体素材を使用する吸音材吹付工法であ
り、前記吹付型吸音材用の液体素材は、セメント５０〜
３００重量部、軽量骨材１００〜５００重量部、水５０
〜１３０重量部、アナターゼ型結晶構造を有する二酸化
チタン２〜１００重量部の割合からなり、吹付施工後の
吸音材中の空隙率が１０〜５０％となるよう吹付施工前
に前記吹付型吸音材用の液体素材内にあらかじめ発泡装
置で生成した気泡を混合してあるいは吹付施工後の吸音
材中の空隙率が１０〜５０％となるよう起泡剤を前記液
体素材内に直接添加して練り混ぜて生成した気泡を混合
して、吹付施工前の吹付型吸音材用液体素材中の気泡容
積率を２０〜８０％とし、該気泡を混合した吹付型吸音
材用の液体素材を屋内、屋外の所定施工場所に吹付施工
して吸音層を形成したことを特徴とする。

【００１０】また、本願の第二発明は、セメント、軽量
骨材、水、及び各種混和剤を含んで形成される吹付型吸
音材用の液体素材を使用する吸音材吹付工法であり、前
記吹付型吸音材用の液体素材は、セメント５０〜３００
重量部、軽量骨材１００〜５００重量部、水５０〜１３
０重量部、アナターゼ型結晶構造を有する二酸化チタン
２〜１００重量部の割合からなり、吹付施工後の吸音材
中の空隙率が１０〜５０％となるよう吹付施工前に前記
吹付型吸音材用の液体素材内にあらかじめ発泡装置で生
成した気泡を混合してあるいは吹付施工後の吸音材中の
空隙率が１０〜５０％となるよう起泡剤を前記液体素材
内に直接添加して練り混ぜて生成した気泡を混合して、
吹付施工前の吹付型吸音材用液体素材中の気泡容積率を
２０〜８０％とし、該気泡を混合した吹付型吸音材用の
液体素材を屋内、屋外の所定施工場所に急結剤を空中混
合させて吹付施工して吸音層を形成したことを特徴とす
る。

【００１１】以下にさらに詳細に説明する。

【００１２】本発明に使用する軽量骨材としては、パー
ライト、炭素中空球、プラスチックバルーン、ガラスバ
ルーン、シリカバルーン、シラスバルーン等の、有機、
無機を問わず従来公知の天然、人工の軽量骨材が使用で
きる。これらの軽量骨材の中でも、特に比重が１．０未
満であること、水を透過させない表面層を持っているこ
と、吹付施工に必要な強度を有していること等の条件を
満足する軽量骨材であることが好ましい。配合量は１０
０〜５００重量部を必須とするものであり、１００重量
部未満であると所望の吸音効果が得られない虞があり、
５００重量部を超えると吹付作業性が悪化する、吹付に
より得られる塗膜が脆くなるなどの不具合が発生する。

【００１３】本発明による吹付型吸音材の必須構成成分
である軽量骨材に関して、上記の様な特性を有する軽量
骨材として、高強度無機発泡粒を例示する。当該本無機
発泡粒に関しては本発明者の一部が既に特許出願（特開
平８−３３３８１９号）した明細書に詳しく記載されて
いる。表面を磁器質のスキン層で覆った、軽量にして高
強度の軽量骨材であり、高い吸音性能を示している。

【００１４】また、セメントについては、特に種類を限
定するものではなく、従来公知の普通ポルトランドセメ
ント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランド
セメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、白色ポルト
ランドセメント、混合ポルトランドセメント等が使用で
きる。セメントの配合量は５０〜３００重量部を必須と
するものであり、５０重量部未満であると吸音材に十分
な強度を付与できない虞があり、３００重量部を超えて
配合すると吸音効果が低下する虞がある。

【００１５】水は水和反応によりセメントを凝結・硬化
させるために必須である。その配合量は５０〜１３０重
量部を必須とする。５０重量部未満であると、セメント
の硬化が不十分となる虞がある。１３０重量部を超えて
配合すると、硬化に時間がかかるばかりでなく吹付作業
後の塗膜に流動性が生じて、均一に硬化しない虞が生じ
る。

【００１６】吹付型吸音材には混和剤の一部として有機
混和剤を用いることも可能である。有機混和剤として
は、オールアクリル樹脂、アクリル−スチレン共重合体
樹脂、スチレン-ブタジエン共重合体樹脂、などの樹脂
エマルジョンが例示できる。特に好ましくは、末端にカ
ルボキシル基等の極性基を持つアクリル系樹脂エマルジ
ョンが推奨される。

【００１７】その他必要に応じて配合する混和剤として
は、凝結を制御するのに好適な石膏類、吸音材を補強す
るための各種のフィラー、例えばポリエステル、ポリエ
チレン、ビニロン、レーヨン、ナイロン等の化学繊維・
ガラス繊維、ロックウール等の無機繊維、各種の硅砂、
硫酸バリウム、炭酸カルシウム、クレー等の顔料類、マ
イカ等のリン片状充填材が例示できる。

【００１８】また、吹付型吸音材の施工性および硬化後
の性能確保・向上のための減水剤、増粘剤等の各種の添
加剤も必要に応じて配合することができる。これらの配
合量は適宜決められる。

【００１９】更に、吹付作業を容易にし、また吸音性能
を向上させる目的で、起泡剤を添加する事がある。起泡
剤は一般に従来公知の陰イオン界面活性剤、動物性蛋白
質等から適宜選択して使用できる。Ｎ−アシルアミノ酸
およびその塩、アルキルエーテルカルボン酸、アシル化
ペプチド等のカルボン酸塩、アルキルベンゼンスルホン
酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩等のスルホン酸
塩、硫酸エステル塩、リン酸エステル塩、にかわ等が例
示できる。起泡剤の添加方法は（１）起泡剤を適当な濃
度に稀釈して吹付型吸音材の練り混ぜ時に直接添加する
方法、（２）起泡剤を発泡装置に通して気泡を生成し、
この気泡を練り混ぜ後の吹付型吸音材に混合する方法が
例示できる。いずれの方法によっても、吹付施工前の吸
音材における気泡の容積率が２０〜８０％となるように
調整する。気泡が２０％未満であると吸音効果の向上が
得られず、８０％を超えると吸音材の強度が低下して耐
久性が落ちる虞がある。また、吹付施工後にセメントの
硬化に伴なって気泡が消滅するが、消滅後に吸音材中に
は空隙が残る。この吸音材中の空隙率が１０〜５０％と
なることが好ましい。１０％未満であると吸音効果の向
上が得られず、５０％を超えると吸音材の強度が低下し
て耐久性が落ちる虞があるからである。

【００２０】吹付型吸音材を施工する際に、施工箇所が
トンネル内面などの様に上面に吹付施工を行う場合に
は、吹付施工後にその自重により、垂れ落ちやリバウン
ド等の不具合が発生する虞があり、また施工場所の環境
・施工条件から短時間の凝結、いわゆる急結を必要とす
る場合がある。こうした場合、従来公知の急結剤を吹付
工法に併用することが可能である。急結剤としては従来
公知の、塩化カルシウム、水酸化アルミニウム、炭酸ナ
トリウム、水酸化ナトリウム等のアルミン酸カルシウム
類、仮焼明ばん石、水ガラス等の無機質物を例示するこ
とができる。また、トリエタノールアミン、グリセリン
等の一部の有機物にも急結剤として使用できるものがあ
る。急結剤は吸音材を吹付ノズルから噴射した直後の状
態に、同様のノズルから略同一方向に噴射を行い、ノズ
ルから吸音材施工面に到達する迄の時間に空中混合させ
ることが好ましい。吸音材噴射ノズルと急結剤噴射ノズ
ルとの２つを有する、２頭式のノズルも例示できる。

【００２１】以上の配合物は、吹付型吸音材を実現する
ために必要な構成成分であるが、ＮＯ_Ｘ（窒素酸化物）
を吸収する作用を付加するためには、アナターゼ型結晶
構造を有する二酸化チタンを含有することが必須であ
る。二酸化チタンは、その結晶構造により、アナターゼ
型とルチル型がある。ルチル型は安定であり、白色の着
色顔料として使用されているのは、一般にルチル型であ
る。一方アナターゼ型は、加熱されるとルチル型に移行
してしまう不安定な結晶構造であるが、光触媒作用を有
することが近年の研究で明らかにされている。アナター
ゼ型二酸化チタンは、光を受ける事によって表面に活性
酸素を生じ、これが空気中のＮＯ_Ｘ（窒素酸化物）と化
合吸収して、大気浄化作用を現わすものと考えられる。
アナターゼ型二酸化チタンは２〜１００重量部含むこと
を必要とする。２重量部未満であるとＮＯ_Ｘ（窒素酸化
物）吸収作用が十分ではなく、１００重量部を超えて配
合しても、配合量に比例した大気浄化作用が得られずコ
スト的にはむしろ不利となる。

【００２２】以上説明した吸音材配合物を施工するに
は、水及び一部の混和材料を除いた各配合物を従来公知
のオムニミキサー等の混合分散機にて十分に混合した
後、吸音材施工直前に上記混合物に所定量の水及び一部
の混和材料を加えてホバート型ミキサー等の混合分散機
によりさらに十分に混合し、スクイーズ（絞り出し）ポ
ンプ、スネーク式ポンプ、ダイヤフラム式ポンプ等によ
り加圧圧送し、吹付ノズル部分で圧縮空気と混合して所
望の施工箇所へ吹付施工する。必要に応じて急結剤を混
合することができる２頭式ノズルを使用することもでき
る。事前に必要に応じてマスキング作業により養生を行
う場合もある。本発明による吸音材は、施工条件にもよ
るが、吹付施工完了後、約２０〜３０時間で凝結・硬化
する。急結剤を併用した場合には数分〜十数分で急結す
る。急結剤を併用して得られる吸音層は、多孔質構造が
良好に維持されるため、併用しない場合に比較して良好
な吸音効果を得られる。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の理解に供するため、以下
に実施例を記載する。しかし、本発明は以下の実施例に
何ら限定されるものではない。

【００２４】

【実施例１】普通ポルトランドセメント２００重量部、
表面を磁器質のスキン層で覆った高強度無機発泡粒から
なる軽量骨材５００重量部、有機繊維２重量部、減水剤
５重量部、アクリル−スチレン樹脂エマルジョン７０重
量部、アナターゼ型二酸化チタン２重量部をオムニミキ
サーにより混合攪拌し、水１００重量部を加えてホバー
ト型ミキサーで混合し、スネークポンプにより厚さ１０
ｍｍ、縦１００ｍｍ、横２００ｍｍの枠に吹き付け、２
０時間後に硬化したものを取り出し、吸音材１を得た。

【００２５】

【実施例２】実施例１と同様の配合になる吸音材に、水
を混合すると同時に起泡剤を予め発泡装置に通してフォ
ーミングさせたものを混合し、実施例１と同様にスネー
クポンプにより実施例１と同じ大きさの枠に吹き付け、
２０時間後に硬化したものを取り出し、吸音材中に容積
率４０％の気泡を有する吸音材２を得た。

【００２６】

【実施例３】実施例１と同様の配合になる吸音材に、水
を混合すると同時に起泡剤を予め発泡装置に通してフォ
ーミングさせたものを混合し、実施例１と同様にスネー
クポンプにより圧送し、２つの吹付ノズルにより実施例
１と同じ大きさの枠に吹き付けを行った。ノズルの片方
からは塩化カルシウムによる急結剤を噴射して空中で混
合し、１０分後に急結硬化したものを取り出し吸音材中
に容積率４０％の気泡を有する吸音材３を得た。

【００２７】

【比較例】普通ポルトランドセメント２００重量部、表
面を磁器質のスキン層で覆った高強度無機発泡粒からな
る軽量骨材５００重量部、有機繊維２重量部、減水剤５
重量部、アクリル−スチレン樹脂エマルジョン７０重量
部をオムニミキサーにより混合攪拌し、水１００重量部
を加えてホバート型ミキサーで混合し、スネークポンプ
により厚さ１０ｍｍ、縦１００ｍｍ、横２００ｍｍの枠
に吹き付け、２０時間後に硬化したものを取り出し、吸
音材４を得た。

【００２８】

【試験方法】吸音材１〜４をパイレックスガラス製反応
容器に入れ、低濃度の窒素酸化物（ＮＯ）を含む模擬汚
染空気を供給すると同時に、ブラックライトで紫外線を
照射した。反応容器出口からの空気を採取してＮＯ及び
ＮＯ_Ｘ（ＮＯ＋ＮＯ_２）の濃度を測定し、供給ＮＯ濃度
に対する除去率を算出した。なお、試験条件は以下の通
りである。

【００２９】模擬汚染空気流量：１．５リットル／ｍｉｎ模擬汚染空気の相対湿度：５％実験温度：２０℃

【結果】試験結果は以下の通りであった。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【発明の効果】本発明よりなる吹付型吸音材用の液体素
材を使用した吸音材吹付工法は、大気汚染物質の一つで
ある窒素酸化物を吸収する能力に優れ、かつ、従来の成
形吸音材・吸音パネル・防音壁などは施工が困難、若し
くは不可能な曲面などの場所にも施工が可能であり、ま
た、吹付施工された吸音材は不燃性であるため、これま
では防音工事ができなかった場所や施工条件を選ばず騒
音低減に寄与できるばかりでなく、窒素酸化物を吸収す
ることにより、交通量の多い道路の沿道における大気浄
化作用が大きく期待出来るものとなる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＣ０４Ｂ 32/00 Ｃ０４Ｂ 38/00 ３０１Ｚ 35/66 38/02 Ｂ 38/00 ３０１Ｅ０１Ｆ 8/00 38/02 Ｂ０１Ｄ 53/36 １０２ＤＥ０１Ｆ 8/00 ＺＡＢＪ (72)発明者瀬田恵之東京都千代田区三番町２番地飛島建設株式会社内 (72)発明者小林重太郎東京都千代田区三番町２番地飛島建設株式会社内 (72)発明者塩田正純東京都千代田区三番町２番地飛島建設株式会社内 (72)発明者板野直文東京都北区豊島８丁目16番15号日本特殊塗料株式会社内 (72)発明者藤井秀夫東京都北区豊島８丁目16番15号日本特殊塗料株式会社内 (72)発明者西嶋勝行東京都北区豊島８丁目16番15号日本特殊塗料株式会社内 (56)参考文献特開平10−252176（ＪＰ，Ａ) 特開平10−266387（ＪＰ，Ａ) 特開平９−296532（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−11615（ＪＰ，Ａ) 特開平８−30275（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−132214（ＪＰ，Ａ) 特開平10−230133（ＪＰ，Ａ) 特開平10−291276（ＪＰ，Ａ) 特開平８−246192（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】セメント、軽量骨材、水、及び各種混和
剤を含んで形成される吹付型吸音材用の液体素材を使用
する吸音材吹付工法であり、前記吹付型吸音材用の液体素材は、セメント５０〜３０
０重量部、軽量骨材１００〜５００重量部、水５０〜１
３０重量部、アナターゼ型結晶構造を有する二酸化チタ
ン２〜１００重量部の割合からなり、吹付施工後の吸音材中の空隙率が１０〜５０％となるよ
う吹付施工前に前記吹付型吸音材用の液体素材内にあら
かじめ発泡装置で生成した気泡を混合してあるいは吹付
施工後の吸音材中の空隙率が１０〜５０％となるよう起
泡剤を前記液体素材内に直接添加して練り混ぜて生成し
た気泡を混合して、吹付施工前の吹付型吸音材用液体素
材中の気泡容積率を２０〜８０％とし、該気泡を混合した吹付型吸音材用の液体素材を屋内、屋
外の所定施工場所に吹付施工して吸音層を形成したこと
を特徴とする吸音材吹付工法。
【請求項２】セメント、軽量骨材、水、及び各種混和
剤を含んで形成される吹付型吸音材用の液体素材を使用
する吸音材吹付工法であり、前記吹付型吸音材用の液体素材は、セメント５０〜３０
０重量部、軽量骨材１００〜５００重量部、水５０〜１
３０重量部、アナターゼ型結晶構造を有する二酸化チタ
ン２〜１００重量部の割合からなり、吹付施工後の吸音材中の空隙率が１０〜５０％となるよ
う吹付施工前に前記吹付型吸音材用の液体素材内にあら
かじめ発泡装置で生成した気泡を混合してあるいは吹付
施工後の吸音材中の空隙率が１０〜５０％となるよう起
泡剤を前記液体素材内に直接添加して練り混ぜて生成し
た気泡を混合して、吹付施工前の吹付型吸音材用液体素
材中の気泡容積率を２０〜８０％とし、該気泡を混合した吹付型吸音材用の液体素材を屋内、屋
外の所定施工場所に急結剤を空中混合させて吹付施工し
て吸音層を形成したことを特徴とする吸音材吹付工法。