【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
（産業上の利用分野）
本発明は道路、鉄道、工場等の防音壁等に使用
される広い周波数領域にわたつて優れた吸音特性
を示す無機質吸音材に関するものである。
（従来の技術）
従来から屋外の防音壁等には耐水性、耐候性、
機械的強度に優れた無機質吸音材が用いられてい
る（例えば、内田安三他編、「遮断材料総覧」、
（昭和53，11，15）、産業技術センター、P.653〜
654）が、従来のこの種の無機質吸音材のうち第
３図に示されるような無機質粒子５をバインダに
よつて結合したものは粒子間にした空〓ができず
空〓も小さいものであつたので、第２図に従来品
として示すとおり吸音率が特定周波数の部分で強
いピーク性を示し、広い周波数の騒音に対する吸
音特性としては必ずしも満足できないものであつ
た。またこのような吸音材の吸音特性を改善する
ため無機質粒子５の粒度や充填密度を変えること
によつて空〓率や空〓径を変える試みもなされて
いる。しかしこのタイプの吸音材は空〓率の上限
が50％程度であり、空〓率を上げるためには粒度
を揃えて粗充填する必要があるため空〓が大きく
なり、空〓形状の複雑性が損なわれ空気の流れ抵
抗が小さくなつて吸音特性が低下し、逆に空〓率
を小さくすると空気の流れ抵抗が大きくなつてや
はり吸音特性が低下するため、有効な解決策を得
ることはできなつた。更にまた、発泡ウレタン等
にセラミツク原料のスラリーを含浸させ、乾燥、
焼成して得られた第４図に示されるような空〓率
80〜90％の無機質吸音材もあるが、このものは空
〓率は大きいが空〓径も大きいうえに骨格部６が
連通細孔を持たないので、やはり空〓形状の複雑
性に乏しく吸音率の周波数特性は強いピーク性を
示すものであつた。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明はこのような従来の問題点を解決して、
幅広い周波数領域にわたり優れた吸音特性を備え
た無機質吸音材を目的として完成されたものであ
る。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、平均粒径が１〜３mmの無機質粒子に
空洞部形成用の粒状物と結合剤とを混合し、成
形、焼成してなる焼結体の内部に、該無機質粒子
の集合体により形成された空〓率が30〜50％の壁
体に囲まれた0.5〜５mmの直径を有する多数の空
洞部を形成して、全体としての空〓率を40〜70％
としたことを特徴とするものである。
本発明において用いられる無機質粒子として
は、アルミナ、シリカ、コージエライト等の陶磁
器、耐火物等の無機材料を粉砕したもの、あるい
は造粒したものを用いることができ、比重、組
成、熱膨張係数等は特に限定されるものではな
い。しかしその平均粒径が３mmを越えて大きくな
ると無機質粒子により形成された壁体の空〓径が
大きくなりすぎて吸音特性が低下し、また、平均
粒径が１mmよりも小さくなると空〓径が小さくな
りすぎて吸音特性が低下するので無機質粒子の平
均粒径は１〜３mmとする。これらの無機質粒子は
例えばその100容量部に対してガラス質結合剤の
ような適当な結合剤３〜40容量部とともに混合さ
れて、それ自体が30〜50％の空〓率を持つととも
にその内部に無機質粒子の壁体によつて囲まれた
平均径が0.5〜５mm程度の相互に連通する空洞部
を形成するように焼成される。壁体自体の空〓率
は30％未満となると緻密になりすぎて全体として
の空気の流れ抵抗が大きくなるため吸音特性が低
下し、50％を上まわると全体としての空気の流れ
抵抗が小さくなりすぎて吸音特性が低下するので
30〜50％の範囲が好ましい。このような空洞部を
形成するには、焼成時に焼失し得る合成樹脂、ゴ
ム、木材等の有機質の粒状物や、焼成時に収縮し
得る天然及び人口ガラス発泡粒子、軽量骨材等の
無機質の粒状物であつて、その粒径が0.5〜５mm
であるものを無機質粒子100容量部に対して10〜
300容量部混合したうえ焼成する方法を採ること
ができる。空洞部の径は0.5mm未満であつても、
５mmを越しても吸音率の低下を招く。なお、原料
混合の際に空洞部形成用の粒状物表面への無機質
粒子の接合を容易化するとともに混合物の生強度
を高めるために、水溶性の有機質の糊剤を３〜12
容量部加えておくことが好ましい。このような粒
状物の利用により本発明の無機質吸音材は40〜70
％の空〓率を持つものとされる。空〓率を40％未
満とすると、全体が緻密になりすぎて吸音率が低
下し、逆に70％を上まわると空気の流れ抵抗が小
さくなりすぎてやはり吸音率の低下が生ずるとと
もに機械的強度が低下することとなる。
なお、本発明の無機質吸音材には必要に応じて
結合剤への顔料添加、表面への着色釉薬掛け等の
方法で着色することができ、またその表面に凹凸
模様等を形成することもできる。更にまた、低膨
張率の材料の選択によつて、耐熱衝撃性の良いも
のや、円筒状、ハニカム状のものも製造すること
もできる。
（作用）
このように構成されたものは、第１図に示され
るように、平均粒径が１〜３mm以下の無機質粒子
１の焼結体であつて微細な多数の空〓２を備えて
いるうえ、その内部には無機質粒子１の集合体に
より形成された多孔室の壁体３に囲まれた上記空
〓２よりも大きい空洞部４を有して内部の空〓部
の寸法及び形状が変化に富んでいるので、空〓率
が大きいうえに適度な流れ抵抗を持たせることが
でき、後述する実施例のデータからも明らかなよ
うに広い周波数領域にわたつて優れた吸音特性を
発揮するものである。また全体が無機質粒子１の
焼結体からなるものであるから、耐水性、耐候
性、強度に優れたものであることは従来のものと
同様である。
（実施例）
磁器を粉砕して種々の粒度に分級した無機質粒
子100容量部に対して、結合剤として１mm以下に
粉砕した釉薬の乾燥粉末を３〜40容量部加え、糊
剤として澱粉の水溶液を３〜12容量部加え、３〜
５分間混合したうえ中空ガラス粒子又はプラスチ
ツク粒子等の空洞部形成用の粒状物を10〜300容
量部加えた。得られた混合物を500×500×50mmの
金型に充填し、均一にならしたうえで上型を乗せ
振動加圧成形機で成形した。成形品を50℃の乾燥
室で24時間乾燥した後1300℃で焼成し、第１表の
No.１〜No.14の無機質吸音材を得た。なおNo.15〜No.
17は数値限定の範囲を外れたもの、No.18〜No.19は
内部に空洞部を持たない第３図に示したような従
来品である。
このように本発明の無機質吸音材はJIS Ａ
1405「管内方による垂直入射吸音率測定方法」に
準拠し、背後空気層を100mmとして測定された250
〜2000Hzの平均吸音率が優れた値を示すものであ
り、例えばNo.５の無機質吸音剤の吸音率は第２図
に示すとおり広い周波数にわたり85％以上の値を
示す。なお、第２図中「従来品」はNo.19のサンプ
ルの測定値、「比較品」はNo.16のサンプルの測定
値である。
(Field of Industrial Application) The present invention relates to an inorganic sound-absorbing material that exhibits excellent sound-absorbing properties over a wide frequency range and is used for soundproof walls of roads, railways, factories, etc. (Conventional technology) Outdoor soundproof walls have traditionally had water resistance, weather resistance,
Inorganic sound-absorbing materials with excellent mechanical strength are used (for example, Yasuzo Uchida et al., ``Insulation Materials Overview'',
(Showa 53, 11, 15), Industrial Technology Center, P.653~
654) However, among the conventional inorganic sound absorbing materials of this type, those in which inorganic particles 5 are bound together with a binder as shown in Fig. 3 do not have voids between the particles and the voids are small. Therefore, as shown in FIG. 2 for the conventional product, the sound absorption coefficient showed a strong peak in a specific frequency range, and its sound absorption characteristics against noise over a wide range of frequencies were not necessarily satisfactory. In order to improve the sound absorption characteristics of such sound absorbing materials, attempts have also been made to change the void ratio and void diameter by changing the particle size and packing density of the inorganic particles 5. However, the upper limit of the void ratio for this type of sound absorbing material is approximately 50%, and in order to increase the void ratio, it is necessary to roughly fill the particles with uniform particle size, which increases the void size and increases the complexity of the void shape. If the void ratio is reduced, the air flow resistance increases and the sound absorption properties decrease, so it is not possible to obtain an effective solution. Summer. Furthermore, urethane foam, etc. is impregnated with a slurry of ceramic raw materials, dried,
The void ratio as shown in Figure 4 obtained by firing
There are also 80-90% inorganic sound-absorbing materials, but these have a large porosity but also a large pore diameter, and the skeleton part 6 does not have communicating pores, so the complexity of the pore shape is poor and the sound absorption is poor. The frequency characteristics of the ratio showed strong peaks. (Problems to be solved by the invention) The present invention solves these conventional problems,
It was developed with the aim of producing an inorganic sound absorbing material with excellent sound absorbing properties over a wide frequency range. (Means for Solving the Problems) The present invention provides a sintered body obtained by mixing inorganic particles having an average particle size of 1 to 3 mm with a granular material for forming a cavity and a binder, shaping and firing the mixture. Inside, a large number of cavities having a diameter of 0.5 to 5 mm are formed surrounded by walls with a porosity of 30 to 50% formed by the aggregate of the inorganic particles, thereby reducing the overall porosity. 40~70%
It is characterized by the following. The inorganic particles used in the present invention may be pulverized or granulated inorganic materials such as ceramics such as alumina, silica, and cordierite, and refractories, and the specific gravity, composition, coefficient of thermal expansion, etc. It is not particularly limited. However, if the average particle size exceeds 3 mm, the void diameter of the wall formed by the inorganic particles becomes too large and the sound absorption properties deteriorate, and if the average particle diameter becomes less than 1 mm, the void diameter becomes too large. The average particle size of the inorganic particles is set to 1 to 3 mm, since if the particle size becomes too small, the sound absorption properties will deteriorate. These inorganic particles are mixed with 3 to 40 parts by volume of a suitable binder such as a vitreous binder per 100 parts by volume, so that they themselves have a porosity of 30 to 50% and their internal It is then fired to form interconnecting cavities with an average diameter of about 0.5 to 5 mm surrounded by walls of inorganic particles. If the porosity of the wall itself is less than 30%, it will become too dense and the overall air flow resistance will increase, resulting in a decrease in sound absorption properties, and if it exceeds 50%, the overall air flow resistance will decrease. If it becomes too much, the sound absorption properties will deteriorate.
A range of 30-50% is preferred. To form such a cavity, it is necessary to use organic granules such as synthetic resin, rubber, and wood that can be burned away during firing, and inorganic granules such as natural and artificial glass foam particles and lightweight aggregates that can shrink during firing. A substance with a particle size of 0.5 to 5 mm
10 to 100 parts by volume of inorganic particles
A method can be adopted in which 300 parts by volume are mixed and then fired. Even if the diameter of the cavity is less than 0.5 mm,
Even if it exceeds 5 mm, the sound absorption coefficient will decrease. In addition, when mixing the raw materials, in order to facilitate the bonding of the inorganic particles to the surface of the granules for forming cavities and to increase the green strength of the mixture, 3 to 12% of water-soluble organic glue was added.
It is preferable to add a volume part. By using such granular materials, the inorganic sound absorbing material of the present invention has a density of 40 to 70
It is assumed that the vacancy rate is %. If the void ratio is less than 40%, the entire structure becomes too dense and the sound absorption coefficient decreases.On the other hand, if it exceeds 70%, the air flow resistance becomes too small, resulting in a decrease in the sound absorption coefficient and mechanical This results in a decrease in strength. In addition, the inorganic sound absorbing material of the present invention can be colored by adding a pigment to the binder, applying a colored glaze to the surface, etc., as necessary, and it is also possible to form an uneven pattern on the surface. . Furthermore, by selecting a material with a low coefficient of expansion, it is also possible to manufacture materials with good thermal shock resistance, cylindrical shapes, and honeycomb shapes. (Function) As shown in Fig. 1, this structure is a sintered body of inorganic particles 1 with an average particle size of 1 to 3 mm or less, and is provided with a large number of fine cavities 2. In addition, it has a cavity 4 larger than the cavity 2 surrounded by a wall 3 of a porous chamber formed by an aggregate of inorganic particles 1, and the size and shape of the interior cavity. Since the flow rate is varied, it is possible to have a large void ratio and appropriate flow resistance, and as is clear from the data in the examples described later, it exhibits excellent sound absorption characteristics over a wide frequency range. It is something to do. Furthermore, since the entire structure is made of a sintered body of inorganic particles 1, it has excellent water resistance, weather resistance, and strength, similar to the conventional structure. (Example) To 100 parts by volume of inorganic particles obtained by crushing porcelain and classifying them into various particle sizes, 3 to 40 parts by volume of dry glaze powder crushed to 1 mm or less was added as a binder, and an aqueous solution of starch was added as a sizing agent. Add 3 to 12 volume parts of
After mixing for 5 minutes, 10 to 300 parts by volume of particulates for forming cavities, such as hollow glass particles or plastic particles, were added. The obtained mixture was filled into a mold of 500 x 500 x 50 mm, leveled uniformly, and then an upper mold was placed on it and molded using a vibration pressure molding machine. The molded product was dried in a drying room at 50℃ for 24 hours and then fired at 1300℃.
Inorganic sound absorbing materials No. 1 to No. 14 were obtained. In addition, No.15~No.
No. 17 is outside the range of numerical limitations, and No. 18 to No. 19 are conventional products as shown in Fig. 3, which have no internal cavity. In this way, the inorganic sound absorbing material of the present invention is JIS A
250 measured in accordance with 1405 "Method for measuring normal incidence sound absorption coefficient from inside a pipe" with a back air layer of 100 mm.
The average sound absorption coefficient of ~2000 Hz shows an excellent value. For example, the sound absorption coefficient of No. 5 inorganic sound absorbing material shows a value of 85% or more over a wide range of frequencies, as shown in FIG. In FIG. 2, "conventional product" is the measured value of sample No. 19, and "comparative product" is the measured value of sample No. 16.
【表】
（発明の効果）
本発明は以上の説明からも明らかなように、平
均粒径が１〜３mmの無機質粒子の焼結体からなる
もので強度、耐候性、耐水性、耐熱性等に優れる
うえに、その内部に無機質粒子の集合体により形
成された0.5〜５mmの直径を有する微細な空〓を
有する壁体に囲まれた多数の空洞部を有し、複雑
な空〓部の形状を備えたものであるから、広い周
波数領域にわたつて優れた吸音率を有するもので
ある。よつて本発明は従来の無機質吸音材の問題
点を解消したものとして産業の発展に寄与すると
ころは極めて大である。[Table] (Effects of the Invention) As is clear from the above description, the present invention is made of a sintered body of inorganic particles with an average particle size of 1 to 3 mm, and has excellent strength, weather resistance, water resistance, heat resistance, etc. In addition, it has many cavities surrounded by walls that have fine cavities with a diameter of 0.5 to 5 mm formed by aggregates of inorganic particles. Because of its shape, it has excellent sound absorption coefficient over a wide frequency range. Therefore, the present invention greatly contributes to the development of industry by solving the problems of conventional inorganic sound absorbing materials.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第１図は本発明の無機質吸音材を示す断面図、
第２図は吸音率の周波数特性図、第３図及び第４
図は従来の無機質吸音材を示す断面図である。
１……無機質粒子、２……空〓、３……壁面、
４……空洞部。
FIG. 1 is a sectional view showing the inorganic sound absorbing material of the present invention,
Figure 2 is a frequency characteristic diagram of sound absorption coefficient, Figures 3 and 4
The figure is a sectional view showing a conventional inorganic sound absorbing material. 1...Inorganic particles, 2...Sky, 3...Wall surface,
4...Cavity part.