JP3651840B2 - 吸音板およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物や、道路、鉄道軌道、トンネル等の防音壁に適用することができる吸音板とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
近年、住環境への関心が高まっており、近隣家庭、工場等からの騒音、あるいは自動車、鉄道車両等から発生する騒音の抑制が望まれている。そこで、これらの騒音を低減する吸音板が各種提案されている。例えば、特公昭６０−２６１４９号公報では、ガラス質発泡骨材と樹脂とを成形、硬化する吸音板が提案されている。また、特開平５−２０４３８５号公報では、ムライト等のセラミックス粒子を用いて加圧成形した吸音板が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの吸音板を得るためには、加圧成形機による大掛かりな生産設備を必要とし、コストアップや作業工程が煩雑になる点で大きな負担となっている。また、これらの吸音板の吸音性能は十分とは言えず、特に自動車や鉄道車両騒音防止のためには、実用的な周波数帯域である低周波数側の吸音性能を高める必要がある。このような低周波数側の吸音性能を高めるためには、一般的に吸音板の背後に設ける空気層の厚みを大きくしなければならない。その結果、吸音板全体の厚みが大きくなってしまい、吸音板の取り付け時における作業性や運搬性に劣るという欠点もある。
【０００４】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、生産が簡便かつ安価であり、また吸音性能ならびに強度が高く、取り付け時の作業性や運搬性に優れた吸音板を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
即ち、本発明は、以下に列挙される各手段を含むものである。
１．（１）粒子径５．０ｍｍ以下の無機質粒状物１００重量部に対して、平均粒子径５．０ｍｍ以下の多孔質炭化物を１〜３０重量部、結合剤を固形分換算で５〜３０重量部含有する粒子凝集型多孔体層、（２）複数の貫通孔を有するボードを基本構成とし、粒子凝集型多孔体層の片面または両面にボードが積層されていることを特徴とする吸音板。
２．無機質粒状物が、発泡粒状物、軽量粒状物から選択される１種以上であることを特徴とする１．記載の吸音板。
３．ボードが、押出セメント成形板、スレート板、珪酸カルシウム板、窯業系サイディングボード、木質系サイディングボードなどの無機質ボード、アルミニウム板、ステンレス板、亜鉛鋼板などの金属あるいは非鉄金属ボード、ＦＲＰ、アクリル板、ポリカーボネート板などのプラスチックボードから選択される１種以上であることを特徴とする１．または２．に記載の吸音板。
４．粒子凝集型多孔体層に、平均繊維長０．１〜１０ｍｍの繊維が１〜３０重量部含まれていることを特徴とする１．から３．の何れかに記載の吸音板。
５．複数の貫通孔を有するボードの片面に、粒子径５．０ｍｍ以下の無機質粒状物１００重量部に対して、平均粒子径５．０ｍｍ以下の多孔質炭化物を１〜３０重量部、結合剤を固形分換算で５〜３０重量部含有する組成物を塗付し、乾燥硬化させて、粒子凝集型多孔体層を形成することを特徴とする吸音板の製造方法。
６．複数の貫通孔を有するボードの片面に、粒子径５．０ｍｍ以下の無機質粒状物１００重量部に対して、平均粒子径５．０ｍｍ以下の多孔質炭化物を１〜３０重量部、結合剤を固形分換算で５〜３０重量部含有する組成物を塗付し、未乾燥の内に、複数の貫通孔を有する別のボードを該組成物表面に積層し、その後に乾燥硬化させて、両ボードの中間に粒子凝集型多孔体層を形成することを特徴とする吸音板の製造方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態とともに詳細に説明する。
【０００８】
無機質粒状物は、本発明の吸音板の吸音性能と強度との均衡を保持するための成分である。無機質粒状物としては、各種天然石、珪砂、ガラス、各種セラミックスの他に、黒曜石、真珠石、抗化石、シラス等の天然石の発泡粒状物、ガラス、各種セラミックスの発泡粒状物、パーライト、軽石、中空バルーン等の軽量粒状物を使用することができる。
このうち特に、発泡粒状物が好ましく用いられる。
無機質粒状物の粒子径は、５．０ｍｍ以下であるが、好ましくは０．３ｍｍ〜１．２ｍｍのものを使用することができる。粒子径がこのような範囲の場合に、特に低周波数部分での吸音率が向上する傾向となる。
無機質粒状物のかさ比重は特に限定されるものではないが、吸音板全体の軽量化を考慮すると０．０５〜１ｇ／ｃｍ３のものを使用することが好ましい。
【０００９】
結合剤は、多孔質炭化物及び無機質粒状物を結合させるもので、有機系、無機系の各種結合剤を使用することができる。有機系結合剤としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂等があげられる。また、これらの有機系結合剤には、難燃性を付与するために金属水和物、金属酸化物、りん系、ハロゲン系などの公知の難燃助剤を使用できる。無機系結合剤としては、例えば、ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、水ガラス等があげられる。本発明では、特に、加工性、接着性の点からエポキシ樹脂の使用が好ましい。
【００１０】
本発明吸音板における上記各成分の構成比率は、無機質粒状物１００重量部に対して、結合剤を固形分換算で５〜３０重量部である。結合剤が５重量部より少ない場合は、粒状物が脱離するおそれがあり、３０重量部より多い場合は、吸音性が低下することとなる。
【００１１】
本発明に使用されるボードは、吸音板の吸音性能と強度向上のために用いられるもので、ボードとしては、例えば、押出セメント成形板、スレート板、珪酸カルシウム板、窯業系サイディングボード、木質系サイディングボードなどの無機質ボード、アルミニウム板、ステンレス板、亜鉛鋼板などの金属あるいは非鉄金属ボード、ＦＲＰ、アクリル板、ポリカーボネート板などのプラスチックボードが使用できる。
ボードの板厚は、特に限定されるものではないが、吸音板全体の強度や衝撃による破損を考慮すると1〜３０ｍｍ、好ましくは５〜１５ｍｍの範囲のものを使用することが望ましい。特に３０ｍｍ以上となるとボード自体の重量が大きくなり、吸音板の搬送が困難となり、また取り付け施工時の作業性が低下する場合がある。
また、ボードに設ける貫通孔は、ボード表面から裏面に貫通している孔であり、その孔径は、目安としては３〜２０ｍｍ、好ましくは６〜１３ｍｍの範囲とし、孔の開口する面積は、ボード表面に対し、５〜７０％、好ましくは１０〜３０％の範囲になるように設けることが好ましい。孔径が３ｍｍ以下および開口する面積が５％以下となると吸音性が低下し、孔径が２０ｍｍ以上および開口する面積が７０％以上になるとボードの強度が低下し好ましくない。
【００１２】
多孔質炭化物ならびに繊維は、本発明吸音板の吸音性能をより向上させる成分である。多孔質炭化物としては、例えば、木炭、竹炭の他、鋸屑、パルプ廃液、やし殻、石炭、コークス、石油ピッチ等の炭化物があげられる。
多孔質炭化物の粒子径は、５．０ｍｍ以下、好ましくは０．３〜１．２ｍｍの範囲のものを使用した場合に特に吸音性能の向上を得ることができる。
多孔質炭化物のかさ比重は０．１〜０．８ｇ／ｃｍ３のものを使用することが好ましい。０．１ｇ／ｃｍ３より小さい場合は粒子強度が不十分となり、０．８ｇ／ｃｍ３より大きい場合は吸音板の軽量化に対し不利となるからである。
多孔質炭化物の混合比率は、特に限定されないが、吸音性能の向上をより効果的にするには、無機質粒状物１００重量部に対し、１〜３０重量部混合することが好ましい。
【００１３】
多孔質炭化物として、本発明では特に竹炭粒状物を好ましく使用することができる。竹炭は、モウソウチク、マダケ、ハチク、ネマガリダケ等の各品種の竹を、通常３００〜１０００℃で炭化し、消火・冷却することにより得られるものである。竹炭は、通常、２００〜３００ｍ２／ｇ程度の比表面積を有する多孔質体であり、その孔が連通状であること、孔の断面がハニカム管状であること、孔の大きさがオングストロームオーダーからミクロンオーダーにわたり、様々な大きさの孔を有すること、というような特徴を有している。このような竹炭粒状物を使用することにより、一段と優れた吸音特性を得ることができ、吸音板の薄型化にも極めて有効となる。
【００１４】
繊維は、有機系、無機系の各種繊維を使用することができる。有機系繊維としては、例えば、ポリアミド系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリプロピレン系繊維、ポリエチレン系繊維、ポリウレタン系繊維、ポリ塩化ビニリデン系繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維、カーボン系繊維、パルプ繊維、等があげられる。無機系繊維としては、例えば、ガラス繊維、スラグ繊維、ロックウール、シリカ−アルミナ繊維、アルミニウム繊維、ステンレス繊維等があげられる。本発明では、特に、不燃性の点から無機系繊維が好ましく、特にガラス繊維の使用が好ましい。
また、繊維の長さは、平均繊維長で０．１〜１０ｍｍ、好ましくは０．５〜５ｍｍの範囲のものが使用できる。平均繊維長が０．１ｍｍ以下となると吸音性が低下し、１０ｍｍ以上になると無機質粒状物との均一な混合が困難となり好ましくない。
繊維の混合比率は、特に限定されないが、吸音性能の向上をより効果的にするには、無機質粒状物１００重量部に対し、１〜３０重量部混合することが好ましい。
【００１５】
本発明吸音板の製造方法は特に限定されず、公知の製造方法を採用することができる。例えば、複数の貫通孔を有するボードに無機質粒状物と結合剤、場合により多孔質炭化物または平均繊維長５．０ｍｍ以下の繊維を混合した組成物をスプレーガンなどの塗装機を用いて塗付し、乾燥させることにより粒子凝集型多孔体層を形成することで、大掛りな製造設備の必要な加圧成形等の手順を経ずして、塗付、乾燥という簡便な手順にて製造することができる。また、複数の貫通孔を有するボードに無機質粒状物と結合剤、場合により多孔質炭化物または平均繊維長５．０ｍｍ以下の繊維を混合した組成物をスプレーガンなどの塗装機を用いて塗付し、未乾燥の内に、複数の貫通孔を有する別のボードを該組成物表面に積層し、その後に乾燥硬化させて、両ボードの中間に粒子凝集型多孔体層を形成することで加圧成形等の手順を経ずして、簡便に製造することができる。
【００１６】
吸音板の厚みは、所望の吸音特性が得られるように粒子凝集型多孔体層とボードの厚みをそれぞれ適宜決定することができるが、通常それらを積層させた厚みは５〜５０ｍｍ程度であることが好ましい。
【００１７】
本発明吸音板には、シート状、マット状、ネット状の繊維層、無機粒状物等を主成分とする補強層、あるいは金属線、鉄筋、等を積層することも可能である。このような層を積層することにより吸音板の強度をより高めることができる。
【００１８】
本発明吸音板にアルコキシシラン等を主成分とする撥水剤を塗付することは、水や湿気による吸音性能の低下を抑制する手段として好ましいものである。また、予め無機質粒状物や多孔質炭化物および繊維を撥水剤で処理することによっても、同様の効果を得ることができ好ましい。
また、ボード表面に塗料を塗り付け、ボードの耐久性向上や意匠性付与を行うこともできる。
【００１９】
本発明吸音板を設置する際には、コンクリート、木材等の剛体に直接密着する方法、剛体との間に空気層を設けて設置する方法、複数枚の吸音板を空気層を介して設置する方法等種々の方法を採用することができる。特に本発明では、空気層を設ける場合、粒子凝集型多孔体層に多孔質炭化物あるいは繊維を混合することにより、従来の吸音板に比べ、空気層の厚みが薄くても同等の吸音特性を得ることができる。
【００２０】
本発明吸音板は、無機質粒状物からなる粒子凝集型多孔体層を複数の貫通孔を有するボードに積層させる点が大きな特徴であり、これにより高強度で優れた吸音特性を有する吸音板を簡便に得ることが可能となる。さらに多孔質炭化物あるいは繊維を粒子凝集型多孔体層に混合することにより吸音特性は向上し、低周波領域の吸音効果を得るために設ける背後空気層を薄型化できるという効果がある。特に、多孔質炭化物として竹炭粒状物を用いた場合は、一段と優れた性能を発揮することができる。これは竹炭の孔が連通状であること、その孔の断面がハニカム管状であること、さらには孔の大きさがオングストロームオーダーからミクロンオーダーにわたり、様々な大きさの孔を有すること、というような特徴が、有利にはたらくものと推測される。
【００２１】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特徴をより明確にする。
【００２２】
（実施例1）
粒径０．３〜１．２ｍｍのパーライト、エポキシ樹脂を、それぞれ９０重量部、１０重量部で混合したものを、孔径９ｍｍ、開口面積２０％、板厚１５ｍｍの押出成形板上にスプレーガンを用いて５ｍｍの厚さとなるように積層し、８０℃下で３０分乾燥することによって吸音板Ａを作製した。
【００２３】
（実施例２）
粒径０．３〜１．２ｍｍの発泡ガラスビーズ、エポキシ樹脂を、それぞれ９０重量部、１０重量部で混合したものを、孔径９ｍｍ、開口面積２０％、板厚１５ｍｍの押出成形板上にスプレーガンを用いて５ｍｍの厚さとなるように積層し、８０℃下で３０分乾燥することによって吸音板Ｂを作製した。
【００２４】
（実施例３）
粒径０．３〜１．２ｍｍの発泡ガラスビーズ、粒径０．１〜１．２ｍｍの竹炭粒状物、及びエポキシ樹脂を、それぞれ８０重量部、１０重量部、１０重量部で混合したものを、孔径９ｍｍ、開口面積２０％、板厚１５ｍｍの押出成形板上にスプレーガンを用いて５ｍｍの厚さとなるように積層し、８０℃下で３０分乾燥することによって吸音板Ｃを作製した。
【００２５】
（実施例４）
粒径０．３〜１．２ｍｍの発泡ガラスビーズ、繊維長３ｍｍのポリエステル繊維、及びエポキシ樹脂を、それぞれ８５重量部、５重量部、１０重量部で混合したものを、孔径６ｍｍ、開口面積３０％、板厚５ｍｍのスレート板上にスプレーガンを用いて５ｍｍの厚さとなるように積層し、８０℃下で３０分乾燥することによって吸音板Ｄを作製した。
【００２６】
（比較例１）
粒径０．３〜１．２ｍｍの発泡ガラスビーズ、及び粉末フェノール樹脂を、それぞれ９０重量部、１０重量部で混合したものを、圧力８８０ｋＰａで１０秒間加圧した後、１６０℃下で３０分乾燥することによって１０ｍｍ厚の吸音板Ｅを作製した。
【００２７】
（試験方法）
ＡＳＴＭ Ｅ１０５０の２マイクロホン法に準じ、１００〜４０００Ｈｚの周波数範囲で垂直入射吸音率を測定した。試験装置としては、２マイクロホンインピーダンス測定管４２０６型（ビュルエル・ケアー社製）を使用した。それぞれの吸音板について、２０ｍｍの背後空気層を設けた場合と、４０ｍｍの背後空気層を設けた場合の吸音率を測定した。
【００２８】
（結果）
図１〜図５に測定結果を示す。
粒子凝集型多孔体層を複数の貫通孔を有するボードと積層した本発明吸音板Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤでは、２０ｍｍの背後空気層を設けた場合、４０ｍｍの背後空気層を設けた場合のいずれにおいても、吸音板Ｅに比べて特に低周波数領域において高い吸音性能を示した。とりわけ、竹炭粒状物を粒子凝集型多孔体層中にさらに複合したＣは、より低周波数領域において高い吸音性能を示した。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、吸音性能が高く、吸音板自体の厚み、さらには背後空気層の厚みを小さくしても十分な吸音性能を有する吸音板を得ることができる。また、本発明吸音板は、ボードに特定の粒状物を積層化していることにより十分な強度をもった成形板を簡便な方法で得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例１の垂直入射吸音率の結果を示すグラフである。
【図２】本発明実施例２の垂直入射吸音率の結果を示すグラフである。
【図３】本発明実施例３の垂直入射吸音率の結果を示すグラフである。
【図４】本発明実施例４の垂直入射吸音率の結果を示すグラフである。
【図５】本発明比較例１の垂直入射吸音率の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
ａ 吸音板Ａにおいて２０ｍｍの背後空気層を設けた場合
ａ’ 吸音板Ａにおいて４０ｍｍの背後空気層を設けた場合
ｂ 吸音板Ｂにおいて２０ｍｍの背後空気層を設けた場合
ｂ’ 吸音板Ｂにおいて４０ｍｍの背後空気層を設けた場合
ｃ 吸音板Ｃにおいて２０ｍｍの背後空気層を設けた場合
ｃ’ 吸音板Ｃにおいて４０ｍｍの背後空気層を設けた場合
ｄ 吸音板Ｄにおいて２０ｍｍの背後空気層を設けた場合
ｄ’ 吸音板Ｄにおいて４０ｍｍの背後空気層を設けた場合
ｅ 吸音板Ｅにおいて２０ｍｍの背後空気層を設けた場合
ｅ’ 吸音板Ｅにおいて４０ｍｍの背後空気層を設けた場合
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物や、道路、鉄道軌道、トンネル等の防音壁に適用することができる吸音板とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
近年、住環境への関心が高まっており、近隣家庭、工場等からの騒音、あるいは自動車、鉄道車両等から発生する騒音の抑制が望まれている。そこで、これらの騒音を低減する吸音板が各種提案されている。例えば、特公昭６０−２６１４９号公報では、ガラス質発泡骨材と樹脂とを成形、硬化する吸音板が提案されている。また、特開平５−２０４３８５号公報では、ムライト等のセラミックス粒子を用いて加圧成形した吸音板が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの吸音板を得るためには、加圧成形機による大掛かりな生産設備を必要とし、コストアップや作業工程が煩雑になる点で大きな負担となっている。また、これらの吸音板の吸音性能は十分とは言えず、特に自動車や鉄道車両騒音防止のためには、実用的な周波数帯域である低周波数側の吸音性能を高める必要がある。このような低周波数側の吸音性能を高めるためには、一般的に吸音板の背後に設ける空気層の厚みを大きくしなければならない。その結果、吸音板全体の厚みが大きくなってしまい、吸音板の取り付け時における作業性や運搬性に劣るという欠点もある。
【０００４】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、生産が簡便かつ安価であり、また吸音性能ならびに強度が高く、取り付け時の作業性や運搬性に優れた吸音板を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
即ち、本発明は、以下に列挙される各手段を含むものである。
１．（１）粒子径５．０ｍｍ以下の無機質粒状物１００重量部に対して、平均粒子径５．０ｍｍ以下の多孔質炭化物を１〜３０重量部、結合剤を固形分換算で５〜３０重量部含有する粒子凝集型多孔体層、（２）複数の貫通孔を有するボードを基本構成とし、粒子凝集型多孔体層の片面または両面にボードが積層されていることを特徴とする吸音板。
２．無機質粒状物が、発泡粒状物、軽量粒状物から選択される１種以上であることを特徴とする１．記載の吸音板。
３．ボードが、押出セメント成形板、スレート板、珪酸カルシウム板、窯業系サイディングボード、木質系サイディングボードなどの無機質ボード、アルミニウム板、ステンレス板、亜鉛鋼板などの金属あるいは非鉄金属ボード、ＦＲＰ、アクリル板、ポリカーボネート板などのプラスチックボードから選択される１種以上であることを特徴とする１．または２．に記載の吸音板。
４．粒子凝集型多孔体層に、平均繊維長０．１〜１０ｍｍの繊維が１〜３０重量部含まれていることを特徴とする１．から３．の何れかに記載の吸音板。
５．複数の貫通孔を有するボードの片面に、粒子径５．０ｍｍ以下の無機質粒状物１００重量部に対して、平均粒子径５．０ｍｍ以下の多孔質炭化物を１〜３０重量部、結合剤を固形分換算で５〜３０重量部含有する組成物を塗付し、乾燥硬化させて、粒子凝集型多孔体層を形成することを特徴とする吸音板の製造方法。
６．複数の貫通孔を有するボードの片面に、粒子径５．０ｍｍ以下の無機質粒状物１００重量部に対して、平均粒子径５．０ｍｍ以下の多孔質炭化物を１〜３０重量部、結合剤を固形分換算で５〜３０重量部含有する組成物を塗付し、未乾燥の内に、複数の貫通孔を有する別のボードを該組成物表面に積層し、その後に乾燥硬化させて、両ボードの中間に粒子凝集型多孔体層を形成することを特徴とする吸音板の製造方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態とともに詳細に説明する。
【０００８】
無機質粒状物は、本発明の吸音板の吸音性能と強度との均衡を保持するための成分である。無機質粒状物としては、各種天然石、珪砂、ガラス、各種セラミックスの他に、黒曜石、真珠石、抗化石、シラス等の天然石の発泡粒状物、ガラス、各種セラミックスの発泡粒状物、パーライト、軽石、中空バルーン等の軽量粒状物を使用することができる。
このうち特に、発泡粒状物が好ましく用いられる。
無機質粒状物の粒子径は、５．０ｍｍ以下であるが、好ましくは０．３ｍｍ〜１．２ｍｍのものを使用することができる。粒子径がこのような範囲の場合に、特に低周波数部分での吸音率が向上する傾向となる。
無機質粒状物のかさ比重は特に限定されるものではないが、吸音板全体の軽量化を考慮すると０．０５〜１ｇ／ｃｍ３のものを使用することが好ましい。
【０００９】
結合剤は、多孔質炭化物及び無機質粒状物を結合させるもので、有機系、無機系の各種結合剤を使用することができる。有機系結合剤としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂等があげられる。また、これらの有機系結合剤には、難燃性を付与するために金属水和物、金属酸化物、りん系、ハロゲン系などの公知の難燃助剤を使用できる。無機系結合剤としては、例えば、ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、水ガラス等があげられる。本発明では、特に、加工性、接着性の点からエポキシ樹脂の使用が好ましい。
【００１０】
本発明吸音板における上記各成分の構成比率は、無機質粒状物１００重量部に対して、結合剤を固形分換算で５〜３０重量部である。結合剤が５重量部より少ない場合は、粒状物が脱離するおそれがあり、３０重量部より多い場合は、吸音性が低下することとなる。
【００１１】
本発明に使用されるボードは、吸音板の吸音性能と強度向上のために用いられるもので、ボードとしては、例えば、押出セメント成形板、スレート板、珪酸カルシウム板、窯業系サイディングボード、木質系サイディングボードなどの無機質ボード、アルミニウム板、ステンレス板、亜鉛鋼板などの金属あるいは非鉄金属ボード、ＦＲＰ、アクリル板、ポリカーボネート板などのプラスチックボードが使用できる。
ボードの板厚は、特に限定されるものではないが、吸音板全体の強度や衝撃による破損を考慮すると1〜３０ｍｍ、好ましくは５〜１５ｍｍの範囲のものを使用することが望ましい。特に３０ｍｍ以上となるとボード自体の重量が大きくなり、吸音板の搬送が困難となり、また取り付け施工時の作業性が低下する場合がある。
また、ボードに設ける貫通孔は、ボード表面から裏面に貫通している孔であり、その孔径は、目安としては３〜２０ｍｍ、好ましくは６〜１３ｍｍの範囲とし、孔の開口する面積は、ボード表面に対し、５〜７０％、好ましくは１０〜３０％の範囲になるように設けることが好ましい。孔径が３ｍｍ以下および開口する面積が５％以下となると吸音性が低下し、孔径が２０ｍｍ以上および開口する面積が７０％以上になるとボードの強度が低下し好ましくない。
【００１２】
多孔質炭化物ならびに繊維は、本発明吸音板の吸音性能をより向上させる成分である。多孔質炭化物としては、例えば、木炭、竹炭の他、鋸屑、パルプ廃液、やし殻、石炭、コークス、石油ピッチ等の炭化物があげられる。
多孔質炭化物の粒子径は、５．０ｍｍ以下、好ましくは０．３〜１．２ｍｍの範囲のものを使用した場合に特に吸音性能の向上を得ることができる。
多孔質炭化物のかさ比重は０．１〜０．８ｇ／ｃｍ３のものを使用することが好ましい。０．１ｇ／ｃｍ３より小さい場合は粒子強度が不十分となり、０．８ｇ／ｃｍ３より大きい場合は吸音板の軽量化に対し不利となるからである。
多孔質炭化物の混合比率は、特に限定されないが、吸音性能の向上をより効果的にするには、無機質粒状物１００重量部に対し、１〜３０重量部混合することが好ましい。
【００１３】
多孔質炭化物として、本発明では特に竹炭粒状物を好ましく使用することができる。竹炭は、モウソウチク、マダケ、ハチク、ネマガリダケ等の各品種の竹を、通常３００〜１０００℃で炭化し、消火・冷却することにより得られるものである。竹炭は、通常、２００〜３００ｍ２／ｇ程度の比表面積を有する多孔質体であり、その孔が連通状であること、孔の断面がハニカム管状であること、孔の大きさがオングストロームオーダーからミクロンオーダーにわたり、様々な大きさの孔を有すること、というような特徴を有している。このような竹炭粒状物を使用することにより、一段と優れた吸音特性を得ることができ、吸音板の薄型化にも極めて有効となる。
【００１４】
繊維は、有機系、無機系の各種繊維を使用することができる。有機系繊維としては、例えば、ポリアミド系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリプロピレン系繊維、ポリエチレン系繊維、ポリウレタン系繊維、ポリ塩化ビニリデン系繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維、カーボン系繊維、パルプ繊維、等があげられる。無機系繊維としては、例えば、ガラス繊維、スラグ繊維、ロックウール、シリカ−アルミナ繊維、アルミニウム繊維、ステンレス繊維等があげられる。本発明では、特に、不燃性の点から無機系繊維が好ましく、特にガラス繊維の使用が好ましい。
また、繊維の長さは、平均繊維長で０．１〜１０ｍｍ、好ましくは０．５〜５ｍｍの範囲のものが使用できる。平均繊維長が０．１ｍｍ以下となると吸音性が低下し、１０ｍｍ以上になると無機質粒状物との均一な混合が困難となり好ましくない。
繊維の混合比率は、特に限定されないが、吸音性能の向上をより効果的にするには、無機質粒状物１００重量部に対し、１〜３０重量部混合することが好ましい。
【００１５】
本発明吸音板の製造方法は特に限定されず、公知の製造方法を採用することができる。例えば、複数の貫通孔を有するボードに無機質粒状物と結合剤、場合により多孔質炭化物または平均繊維長５．０ｍｍ以下の繊維を混合した組成物をスプレーガンなどの塗装機を用いて塗付し、乾燥させることにより粒子凝集型多孔体層を形成することで、大掛りな製造設備の必要な加圧成形等の手順を経ずして、塗付、乾燥という簡便な手順にて製造することができる。また、複数の貫通孔を有するボードに無機質粒状物と結合剤、場合により多孔質炭化物または平均繊維長５．０ｍｍ以下の繊維を混合した組成物をスプレーガンなどの塗装機を用いて塗付し、未乾燥の内に、複数の貫通孔を有する別のボードを該組成物表面に積層し、その後に乾燥硬化させて、両ボードの中間に粒子凝集型多孔体層を形成することで加圧成形等の手順を経ずして、簡便に製造することができる。
【００１６】
吸音板の厚みは、所望の吸音特性が得られるように粒子凝集型多孔体層とボードの厚みをそれぞれ適宜決定することができるが、通常それらを積層させた厚みは５〜５０ｍｍ程度であることが好ましい。
【００１７】
本発明吸音板には、シート状、マット状、ネット状の繊維層、無機粒状物等を主成分とする補強層、あるいは金属線、鉄筋、等を積層することも可能である。このような層を積層することにより吸音板の強度をより高めることができる。
【００１８】
本発明吸音板にアルコキシシラン等を主成分とする撥水剤を塗付することは、水や湿気による吸音性能の低下を抑制する手段として好ましいものである。また、予め無機質粒状物や多孔質炭化物および繊維を撥水剤で処理することによっても、同様の効果を得ることができ好ましい。
また、ボード表面に塗料を塗り付け、ボードの耐久性向上や意匠性付与を行うこともできる。
【００１９】
本発明吸音板を設置する際には、コンクリート、木材等の剛体に直接密着する方法、剛体との間に空気層を設けて設置する方法、複数枚の吸音板を空気層を介して設置する方法等種々の方法を採用することができる。特に本発明では、空気層を設ける場合、粒子凝集型多孔体層に多孔質炭化物あるいは繊維を混合することにより、従来の吸音板に比べ、空気層の厚みが薄くても同等の吸音特性を得ることができる。
【００２０】
本発明吸音板は、無機質粒状物からなる粒子凝集型多孔体層を複数の貫通孔を有するボードに積層させる点が大きな特徴であり、これにより高強度で優れた吸音特性を有する吸音板を簡便に得ることが可能となる。さらに多孔質炭化物あるいは繊維を粒子凝集型多孔体層に混合することにより吸音特性は向上し、低周波領域の吸音効果を得るために設ける背後空気層を薄型化できるという効果がある。特に、多孔質炭化物として竹炭粒状物を用いた場合は、一段と優れた性能を発揮することができる。これは竹炭の孔が連通状であること、その孔の断面がハニカム管状であること、さらには孔の大きさがオングストロームオーダーからミクロンオーダーにわたり、様々な大きさの孔を有すること、というような特徴が、有利にはたらくものと推測される。
【００２１】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特徴をより明確にする。
【００２２】
（実施例1）
粒径０．３〜１．２ｍｍのパーライト、エポキシ樹脂を、それぞれ９０重量部、１０重量部で混合したものを、孔径９ｍｍ、開口面積２０％、板厚１５ｍｍの押出成形板上にスプレーガンを用いて５ｍｍの厚さとなるように積層し、８０℃下で３０分乾燥することによって吸音板Ａを作製した。
【００２３】
（実施例２）
粒径０．３〜１．２ｍｍの発泡ガラスビーズ、エポキシ樹脂を、それぞれ９０重量部、１０重量部で混合したものを、孔径９ｍｍ、開口面積２０％、板厚１５ｍｍの押出成形板上にスプレーガンを用いて５ｍｍの厚さとなるように積層し、８０℃下で３０分乾燥することによって吸音板Ｂを作製した。
【００２４】
（実施例３）
粒径０．３〜１．２ｍｍの発泡ガラスビーズ、粒径０．１〜１．２ｍｍの竹炭粒状物、及びエポキシ樹脂を、それぞれ８０重量部、１０重量部、１０重量部で混合したものを、孔径９ｍｍ、開口面積２０％、板厚１５ｍｍの押出成形板上にスプレーガンを用いて５ｍｍの厚さとなるように積層し、８０℃下で３０分乾燥することによって吸音板Ｃを作製した。
【００２５】
（実施例４）
粒径０．３〜１．２ｍｍの発泡ガラスビーズ、繊維長３ｍｍのポリエステル繊維、及びエポキシ樹脂を、それぞれ８５重量部、５重量部、１０重量部で混合したものを、孔径６ｍｍ、開口面積３０％、板厚５ｍｍのスレート板上にスプレーガンを用いて５ｍｍの厚さとなるように積層し、８０℃下で３０分乾燥することによって吸音板Ｄを作製した。
【００２６】
（比較例１）
粒径０．３〜１．２ｍｍの発泡ガラスビーズ、及び粉末フェノール樹脂を、それぞれ９０重量部、１０重量部で混合したものを、圧力８８０ｋＰａで１０秒間加圧した後、１６０℃下で３０分乾燥することによって１０ｍｍ厚の吸音板Ｅを作製した。
【００２７】
（試験方法）
ＡＳＴＭ Ｅ１０５０の２マイクロホン法に準じ、１００〜４０００Ｈｚの周波数範囲で垂直入射吸音率を測定した。試験装置としては、２マイクロホンインピーダンス測定管４２０６型（ビュルエル・ケアー社製）を使用した。それぞれの吸音板について、２０ｍｍの背後空気層を設けた場合と、４０ｍｍの背後空気層を設けた場合の吸音率を測定した。
【００２８】
（結果）
図１〜図５に測定結果を示す。
粒子凝集型多孔体層を複数の貫通孔を有するボードと積層した本発明吸音板Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤでは、２０ｍｍの背後空気層を設けた場合、４０ｍｍの背後空気層を設けた場合のいずれにおいても、吸音板Ｅに比べて特に低周波数領域において高い吸音性能を示した。とりわけ、竹炭粒状物を粒子凝集型多孔体層中にさらに複合したＣは、より低周波数領域において高い吸音性能を示した。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、吸音性能が高く、吸音板自体の厚み、さらには背後空気層の厚みを小さくしても十分な吸音性能を有する吸音板を得ることができる。また、本発明吸音板は、ボードに特定の粒状物を積層化していることにより十分な強度をもった成形板を簡便な方法で得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例１の垂直入射吸音率の結果を示すグラフである。
【図２】本発明実施例２の垂直入射吸音率の結果を示すグラフである。
【図３】本発明実施例３の垂直入射吸音率の結果を示すグラフである。
【図４】本発明実施例４の垂直入射吸音率の結果を示すグラフである。
【図５】本発明比較例１の垂直入射吸音率の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
ａ 吸音板Ａにおいて２０ｍｍの背後空気層を設けた場合
ａ’ 吸音板Ａにおいて４０ｍｍの背後空気層を設けた場合
ｂ 吸音板Ｂにおいて２０ｍｍの背後空気層を設けた場合
ｂ’ 吸音板Ｂにおいて４０ｍｍの背後空気層を設けた場合
ｃ 吸音板Ｃにおいて２０ｍｍの背後空気層を設けた場合
ｃ’ 吸音板Ｃにおいて４０ｍｍの背後空気層を設けた場合
ｄ 吸音板Ｄにおいて２０ｍｍの背後空気層を設けた場合
ｄ’ 吸音板Ｄにおいて４０ｍｍの背後空気層を設けた場合
ｅ 吸音板Ｅにおいて２０ｍｍの背後空気層を設けた場合
ｅ’ 吸音板Ｅにおいて４０ｍｍの背後空気層を設けた場合
Claims (6)
- （１）粒子径５．０ｍｍ以下の無機質粒状物１００重量部に対して、平均粒子径５．０ｍｍ以下の多孔質炭化物を１〜３０重量部、結合剤を固形分換算で５〜３０重量部含有する粒子凝集型多孔体層、（２）複数の貫通孔を有するボードを基本構成とし、粒子凝集型多孔体層の片面または両面にボードが積層されていることを特徴とする吸音板。
- 無機質粒状物が、発泡粒状物、軽量粒状物から選択される１種以上であることを特徴とする請求項１記載の吸音板。
- ボードが、押出セメント成形板、スレート板、珪酸カルシウム板、窯業系サイディングボード、木質系サイディングボードなどの無機質ボード、アルミニウム板、ステンレス板、亜鉛鋼板などの金属あるいは非鉄金属ボード、ＦＲＰ、アクリル板、ポリカーボネート板などのプラスチックボードから選択される１種以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の吸音板。
- 粒子凝集型多孔体層に、平均繊維長０．１〜１０ｍｍの繊維が１〜３０重量部含まれていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の吸音板。
- 複数の貫通孔を有するボードの片面に、粒子径５．０ｍｍ以下の無機質粒状物１００重量部に対して、平均粒子径５．０ｍｍ以下の多孔質炭化物を１〜３０重量部、結合剤を固形分換算で５〜３０重量部含有する組成物を塗付し、乾燥硬化させて、粒子凝集型多孔体層を形成することを特徴とする吸音板の製造方法。
- 複数の貫通孔を有するボードの片面に、粒子径５．０ｍｍ以下の無機質粒状物１００重量部に対して、平均粒子径５．０ｍｍ以下の多孔質炭化物を１〜３０重量部、結合剤を固形分換算で５〜３０重量部含有する組成物を塗付し、未乾燥の内に、複数の貫通孔を有する別のボードを該組成物表面に積層し、その後に乾燥硬化させて、両ボードの中間に粒子凝集型多孔体層を形成することを特徴とする吸音板の製造方法。
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