JP4122267B2

JP4122267B2 - 防音材及びその製造方法

Info

Publication number: JP4122267B2
Application number: JP2003271412A
Authority: JP
Inventors: 暁渡辺; 憲竹内
Original assignee: 株式会社渡辺商事
Priority date: 2003-07-07
Filing date: 2003-07-07
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2023-07-07
Also published as: JP2005031463A

Description

本発明は、アルミニウム金属片又はアルミニウム合金の金属片を堆積させて板状に圧縮成形して金属片を互いに交絡させてなる多孔質状の防音材及びその製造方法に関する。

従来から、アルミニウム材料を所望形状に切断するにあたっては回転鋸が汎用されてきた。そして、この回転鋸を用いてアルミニウム材料を切削する際に切削屑（切り粉）が多量に発生する。

そして、この多量の切削屑の処理が問題となっており、このような切削屑の処理方法として、特許文献１には、アルミニウム切削屑を非酸化性雰囲気中、所定温度及び所定圧力を加えながらホットプレスするアルミニウム切削屑の処理方法が提案されているが、上述のように、アルミニウム切削屑を所定温度及び所定圧力でホットプレスする必要があり、簡単にアルミニウム切削屑を再利用することができないかといった要望があった。

又、従来から防音のための防音パネルが広く用いられ、このような防音パネルとして、コンクリート板や金属板を利用したものが多数、提供されているものの、コンクリート板や金属板を利用した防音パネルは重量が重く、一般家屋には用いることができないと共に運搬にもコストが掛かるといった問題点を有した。

特開平１０−８１９２１号公報

本発明は、所定形態を有するアルミニウム金属片又はアルミニウム合金の金属片を圧縮成形して金属片を互いに交絡させてなる軽量性に優れた多孔質状の防音材及びその製造方法を提供する。

請求項１に記載の多孔質状の防音材は、アルミニウム成形体又はアルミニウム合金の成形体を回転鋸によって切削加工した時に発生する切削屑からなり、且つ、幅２〜３ｍｍ、長さ３〜２０ｍｍ、厚み０．０５〜０．１６ｍｍのアルミニウム金属片又はアルミニウム合金の金属片を堆積させて板状に圧縮成形して金属片を互いに交絡させてなる多孔質状の防音材であって、上記金属片は、軸の周りを円運動しながら軸方向に移動する点の描く空間曲線状に形成された金属片を６０重量％以上含有していることを特徴とする。

又、請求項２に記載の多孔質状の防音材の製造方法は、アルミニウム成形体又はアルミニウム合金の成形体を回転鋸によって切削加工した時に発生する切削屑であって且つ幅２〜３ｍｍ、長さ３〜２０ｍｍ、厚み０．０５〜０．１６ｍｍであると共に、軸の周りを円運動しながら軸方向に移動する点の描く空間曲線状に形成された金属片を６０重量％以上含有するアルミニウム金属片又はアルミニウム合金の金属片を成形枠内に堆積させた後、上記金属片を上下方向から圧縮して上記金属片を変形させつつ互いに交絡一体化させて板状に成形することを特徴とする。

請求項１に記載の多孔質状の防音材は、アルミニウム成形体又はアルミニウム合金の成形体を回転鋸によって切削加工した時に発生する切削屑からなり、且つ、幅２〜３ｍｍ、長さ３〜２０ｍｍ、厚み０．０５〜０．１６ｍｍのアルミニウム金属片又はアルミニウム合金の金属片を堆積させて板状に圧縮成形して金属片を互いに交絡させてなる多孔質状の防音材であって、上記金属片は、軸の周りを円運動しながら軸方向に移動する点の描く空間曲線状に形成された金属片を６０重量％以上含有していることを特徴とするので、音の振動エネルギーを防音材の金属片の振動によって熱エネルギーに変換して吸音することができ優れた防音性能を発揮する。そして、この防音材は、多孔質状の防音材であると共に、他の金属に比較して比重の比較的軽いアルミニウム又はアルミニウム合金から形成されていることから軽量性に優れており、従来のコンクリート製の防音材と異なって建築物の所望箇所に好適に用いることができる。

更に、防音材は、アルミニウム又はアルミニウム合金から形成されていることから、耐蝕性に優れており、優れた防音性を長期間に亘って継続して発揮することができる。

又、アルミニウム金属片又はアルミニウム合金の金属片は、アルミニウム成形体又はアルミニウム合金の成形体を回転鋸によって切削加工した時に発生する切削屑であるので、切削屑を有効利用することができアルミニウム又はアルミニウム合金の再利用を図って地球環境の保全に供することができる。

本発明の多硬質状の防音材の一例を図面を参照しつつ説明する。多孔質状の防音材Ａは、図１に示したように、幅２〜３ｍｍ、長さ３〜２０ｍｍ、厚み０．０５〜０．１６ｍｍのアルミニウム金属片又はアルミニウム合金の金属片を堆積させて板状に圧縮成形して金属片を互いに交絡させてなる。

上記金属片１はアルミニウム又はアルミニウム合金からなる。この金属片１を構成するアルミニウムとしては、ＪＩＳＡ１０５０が好ましく用いられる。又、上記金属片１を構成するアルミニウム合金としては、特に限定されず、例えば、ＪＩＳＡ５０５２、Ａ５０８３、Ａ２０１７、Ａ７０７５系のアルミニウム合金が挙げられ、耐圧縮成形性及び耐蝕性の点から、ＪＩＳＡ５０５２系のアルミニウム合金が好ましい。

そして、上記金属片１の形態としては、金属片１を堆積させて板状に圧縮成形した際に金属片１同士が互いに交絡して一体化することができれば、特に限定されず、例えば、直線状、螺線状（図２及び図３）の他に、不規則な方向に屈曲しているもの（図４）あってもよいが、金属片１同士が強固に交絡することができる点で、螺線状が好ましい。なお、螺線状とは、(1) 図２のように、軸の周りを円運動しながら軸方向に移動する点の描く空間曲線状の他に、(2) 図３のように、渦巻き状にぐるぐるまわった平面曲線状も含むが、上記防音材Ａに用いられる金属片１の形態としては、図２のように、軸の周りを円運動しながら軸方向に移動する点の描く空間曲線状が好ましい。

更に、上記金属片１として、螺線状の金属片の他に、直線状の金属片や不規則な方向に屈曲してなる金属片を混合して用いる場合には、螺線状の金属片が金属片中、６０重量％以上含有され、８０重量％以上含有されていることが好ましい。

これは、金属片中における螺線状の金属片の含有量が少ないと、金属片同士を圧縮成形によって所定形状を維持できる程度に交絡一体化させることができないことがあるからである。

具体的には、上記金属片１の幅は、狭いと、金属片同士を圧縮成形によって所定形状に維持できる程度に交絡一体化させることができない一方、広いと、多孔質状の防音材の空隙率が低くなり過ぎて防音材の防音性が低下するので、２〜３ｍｍに限定され、２．５〜２．８ｍｍがより好ましい。ここで、金属片１の幅が一定幅でない場合には、金属片１における最大幅と最小幅の相加平均をいう。

又、上記金属片１の長さは、長いと、多孔質状の防音材の空隙率が低くなり過ぎて防音材の防音性が低下する一方、短いと、金属片同士を圧縮成形によって所定形状に維持できる程度に交絡一体化させることができないので、３〜２０ｍｍに限定され、５〜１２ｍｍがより好ましい。

更に、上記金属片１の厚みは、薄いと、金属片が圧縮成形の過程で破断してしまって、金属片同士を所定形状に維持できる程度に交絡一体化させることができない一方、厚いと、金属片を変形させることができず、金属片同士を圧縮成形によって所定形状に維持できる程度に交絡一体化させることができないので、０．０５〜０．１６ｍｍに限定され、０．０７〜０．１５ｍｍが好ましい。なお、金属片の厚みとは、金属片における最も厚い部分の厚さと最も薄い部分の厚さの相加平均をいう。

なお、金属片１の長さとは、金属片１における幅方向の両端縁のうちの長い方の端縁の全長をいい、金属片１の幅とは、金属片１における幅方向の両端縁のうちの長い方の端縁に対して直交する方向の長さをいい、金属片１の厚みとは、金属片１の表面に対して直交する方向をいう。

又、上記金属片１には、上記幅（２〜３ｍｍ）、長さ（３〜２０ｍｍ）及び厚み（０．０５〜０．１６ｍｍ）範囲を外れる寸法を有する金属片が混入していてもよいが、上記幅、長さ及び厚み範囲を外れる寸法を有する金属片は金属片中、４０重量％以下となるように調整することが好ましく、３０重量％以下となるように調整することがより好ましく、２０重量％以下となるように調整するのが特に好ましい。

そして、上記多孔質状の防音材Ａの空隙率は、低いと、防音材の防音性が低下することがある一方、高いと、防音材Ａの機械的強度が低下することがあるので、７０〜９５％が好ましく、７５〜９０％がより好ましい。

ここで、防音材Ａの空隙率は下記の要領で測定されたものをいう。即ち、防音材Ａの見掛け体積を測定し、この見掛け体積に防音材を形成している金属片の比重Ｇを乗じたものをＷ₀とする。

なお、金属片が複数種類のアルミニウム又はアルミニウム合金の金属片の混合物であったり或いは別の種類の金属からなる金属片が混入している場合には、金属片の比重Ｇとしては、各金属片を構成している金属の比重Ｇｎにこの金属からなる金属片の防音材Ａ中における総含有率Ｃｎを乗じたものの和をいう（式１参照）。
金属片の比重Ｇ＝Ｇ₁×Ｃ₁＋Ｇ₂×Ｃ₂＋・・・＋Ｇｎ×Ｃｎ・・・式１

次に、防音材Ａの総重量Ｗ₁を測定して下記式２に基づいて防音材Ａの空隙率を算出する。
防音材Ａの空隙率（％）＝１００×（１−Ｗ₁／Ｗ₀）・・・式２

但し、所定金属からなる金属片の防音材Ａ中における総含有率は下記式３に基づいて算出されたものをいう。なお、Ｗ₂は、防音材Ａ中における所定金属からなる金属片の総重量をいう。
所定金属からなる金属片の防音材Ａ中における含有率Ｃｎ＝Ｗ₂／Ｗ₁・・・式３

例えば、防音材Ａがアルミニウム合金の金属片（比重：２．６８、総含有率：０．８）とアルミニウム合金の金属片（比重：２．６６、総含有率：０．２）とからなる場合には、金属片の比重Ｇは下記要領で算出される。
金属片の比重Ｇ＝２．６８×０．８＋２．６６×０．２
＝２．６７６

又、防音材Ａの厚みは、薄いと、防音材Ａの防音性が低下することがある一方、厚くても、防音材Ａの防音性がそれ程向上しないと共に防音材Ａの軽量性が低下することから、１０〜１５ｍｍが好ましく、１２〜１４ｍｍがより好ましい。

続いて、上記防音材Ａの製造方法について説明する。この防音材Ａを構成している金属片としては上述の幅、長さ、厚みを有するアルミニウム金属片又はアルミニウム合金の金属片であれば、特に限定されるものではないが、リサイクル性の観点から、図５に示したように、アルミニウム成形体又はアルミニウム合金の成形体Ｂ、例えば、アルミニウム或いはアルミニウム合金からなる板状体或いは棒状体Ｂを、回転鋸Ｄによって切削加工した時に発生する、上記所定幅、長さ、厚みを有する切削屑（切り粉）を金属片として利用するのが好ましい。

上述した所定幅、長さ、厚みを有する金属片１を得る具体的な要領の一つとしては、山本機械産業株式会社から市販されている回転鋸（商品名「ＹＴＲ−７６０ＡＮ」）を用いてアルミニウム成形体又はアルミニウム合金の成形体Ｂを回転鋸の回転速度を１４００〜１５００ｒｐｍ、６０〜１００ｍｍ／分の速度で成形体Ｂに接近させつつ切削加工した際に生じる切削屑（切り粉）を金属片１として利用することができる。

そして、図６に示したように、アルミニム成形体又はアルミニウム合金の成形体Ｂを回転鋸Ｄによって切削加工した時に発生する多量の切削屑（金属片１）を、上端が全面的に開口21してなる成形枠２内に堆積させた後、上記成形枠２の上端開口部21の平面形状に合致した平面大きさ及び平面形状を有する押圧部材３を用いて成形枠２内の堆積状態の多数の金属片１を上下方向から圧縮して金属片１を変形させつつ互いに交絡一体化させて板状に成形して多孔質状の防音材Ａを製造することができる。なお、上記押圧部材３は、製造しようとする防音材Ａの厚み未満に金属片１を上下方向に圧縮しないように規制されている。

この成形枠２内に堆積させた金属片１を上下方向に圧縮する際の押圧力、即ち、金属片を圧縮成形させる際における成形圧力は、小さいと、多数の金属片を変形させつつ互いに交絡一体化させることができないことがある一方、高いと、金属片が破断したり或いは得られる防音材の空隙率が低下して防音材の防音性が低下することがあるので、７．８×１０⁹〜１０．８×１０⁹Ｐａが好ましく、８．８×１０⁹〜９．８×１０⁹Ｐａがより好ましい。

又、成形枠２内に堆積させた金属片１に上下方向に圧縮力を加える時間、即ち、金属片１の圧縮成形時間は、短いと、金属片を変形させつつ互いに充分に交絡一体化させることができないことがある一方、長いと、金属片が破断したり或いは防音材の空隙率が低下して防音材の防音性が低下することがあるので、１〜５秒が好ましく、１〜２秒がより好ましい。

このようにして得られた防音材Ａは、多数の金属片１、１・・・が互いに不規則に交絡一体化して形成されており、金属片１、１間には空隙が多数、形成されて多孔質状とされていると共に、各金属片１は振動することによって音の振動エネルギーを熱エネルギーに変換して音を円滑に吸収することができる。

しかも、上記防音材Ａは、多孔質状に形成されていると共に、アルミニウム又はアルミニウム合金から形成されていることから、軽量性に優れており、各種建築物に幅広く用いることができる。

そして、上記防音材Ａは、保形性の観点から、収納部材４に充填、収納された上で用いられる。具体的には、上記収納部材４は、図８に示したように、側面矩形状の両側部材41、42とこの両側部材41、42の対向する四方周縁部同士を連結する四角枠状の周壁部材43とから直方体状に形成されてなり、両側部材41、42と周壁部材43とで囲まれた部分には直方体状の防音材収納空間部40が形成されている。

なお、上記収納部材４の両側部材41、42及び周壁部材43は、所定厚みを有する矩形状の板材或いはこれら板材を組み合わせて形成されるが、このような板材としては、特に限定されず、例えば、木板、鉄板、ステンレス板、石板、銅板などが挙げられ、取り扱い性及び軽量性の観点から木板が好ましい。

このように形成された収納部材４の防音材収納空間部40内に一個或いは複数個の防音材Ａを隙間なく充填して防音材収納空間部40を閉止した上で、図９に示したように、建築物Ｅ、例えば、防音室Ｅの内外壁間に形成された空間部内に、防音材Ａを収納した複数個の収納部材４、４・・・を互いに隣接する収納部材４、４間に隙間が生じないように密接させた状態で隙間なく配設されて用いられる。

そして、防音室Ｅ内の音源から発生した音は振動エネルギーとなって防音室Ｅの内壁を通じて収納部材４内の防音材Ａ内に入射するが、この防音材Ａ内に入射した振動エネルギーは、防音材Ａを構成する金属片１が振動することによって熱エネルギーに変換されて円滑に吸収され、音は防音室Ｅ外には殆ど漏れることはない。

本発明の防音材を示した斜視図である。金属片の一例を示した斜視図である。金属片の一例を示した斜視図である。金属片の一例を示した斜視図である。アルミニウム成形体又はアルミニウム合金の成形体を回転鋸を用いて切削加工している状態を示した模式図である。金属片を圧縮成形する要領を示した模式図である。金属片を圧縮成形する要領を示した模式図である。防音材を収納部材内に収納した状態を示した縦断面図である。防音材が収納された収納部材を用いて構築された防音室を示した斜視図である。

符号の説明

１金属片
Ａ防音材
Ｂアルミニウム成形体又はアルミニウム合金の成形体
Ｄ回転鋸

Claims

アルミニウム成形体又はアルミニウム合金の成形体を回転鋸によって切削加工した時に発生する切削屑からなり、且つ、幅２〜３ｍｍ、長さ３〜２０ｍｍ、厚み０．０５〜０．１６ｍｍのアルミニウム金属片又はアルミニウム合金の金属片を堆積させて板状に圧縮成形して金属片を互いに交絡させてなる多孔質状の防音材であって、上記金属片は、軸の周りを円運動しながら軸方向に移動する点の描く空間曲線状に形成された金属片を６０重量％以上含有していることを特徴とする防音材。
アルミニウム成形体又はアルミニウム合金の成形体を回転鋸によって切削加工した時に発生する切削屑であって且つ幅２〜３ｍｍ、長さ３〜２０ｍｍ、厚み０．０５〜０．１６ｍｍであると共に、軸の周りを円運動しながら軸方向に移動する点の描く空間曲線状に形成された金属片を６０重量％以上含有するアルミニウム金属片又はアルミニウム合金の金属片を成形枠内に堆積させた後、上記金属片を上下方向から圧縮して上記金属片を変形させつつ互いに交絡一体化させて板状に成形することを特徴とする防音材の製造方法。