JPH09221850A - 吸遮音性ａｌｃパネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＡＬＣパネル特有の軽量性や断熱性の特徴を持
ちつつ、遮音性においてもコインシデンス効果が解消さ
れるばかりでなく、それよりもさらに遮音性が向上し、
また同時に吸音性も持った吸遮音性ＡＬＣパネルを提供
する。 【解決手段】垂直入射吸音率が周波数３１５〜８００Ｈ
ｚの範囲においてすべて０．５５以上有りかつその範囲
の間に０．６５以上のピークを有しており、さらに連続
気泡を有するとともに密度が０．２５〜０．４０である
無機系多孔質吸音材とＡＬＣパネルとが接合されて成る
吸遮音性ＡＬＣパネル。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

【０００２】

【従来の技術】軽量気泡コンクリート系パネル（以下、
ＡＬＣパネルという）は、他のコンクリート系パネルに
比較して軽量性、断熱性などにおいてかなり優れている
反面、遮音性において劣るという大きな問題点がある。
そのため、ＡＬＣパネルを使用した壁で遮音性を必要と
する場合には高い遮音性を示す他の遮音性建材と組み合
わせて用いている。また、その際遮音性をより高めるた
めに、組み合わせるものとして鉄板、鉛板、モルタルな
どの遮音材を用いることも多い。

【０００３】また、ＡＬＣパネル単独の遮音性（音響透
過損失）は、他の多くの建材と同様に重量が増すほど大
きくなるという質量則が成り立つ領域と、パネルの曲げ
波と音速とが一致するために起こり質量則が成立せずに
遮音性能が大きく低下するコインシデンス効果領域とが
存在する。ＡＬＣパネル単独のコインシデンス効果領域
は一般的に周波数約４００〜６３０Ｈｚの範囲で起こ
り、また、この周波数帯域は人間の話し声の周波数領域
に相当するため重要な領域とされている。

【０００４】そこで、近年、ＡＬＣパネルの遮音性をＡ
ＬＣパネルと同系の材質から成る吸音性パネルとを直接
接合させることにより、ＡＬＣパネルの特徴を損なわず
にそのコインシデンス効果を解消または減少させること
が実用化されている。このようにＡＬＣパネルにそれと
同系のパネルとを接合すると、周波数約４００〜６３０
Ｈｚの領域の音響透過損失が低下しなくなり、ＡＬＣパ
ネルのコインシデンス効果が解消または減少するととも
に、それよりもさらに高周波数帯域では単純に質量則に
従って単純な質量則より遮音性がやや向上することが知
られている。

【０００５】

【本発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上
のようなＡＬＣパネルにそれと同系素材の吸音性パネル
を接合させた従来の吸遮音性ＡＬＣパネルは、コインシ
デンス効果が解消または減少する程度であり、またその
場合の遮音性は一方の遮音材の遮音性能がＡＬＣパネル
の遮音性能に質量則に一致してそのまま単純に付加され
るものである。従って、ＡＬＣパネルの遮音性はもとも
とかなり低いため、このような従来の吸遮音性ＡＬＣパ
ネルのみでは、特に遮音性においてまだ不十分であり、
用途も限定されるという問題点があった。

【０００６】また、ＡＬＣパネルの遮音性を向上させる
ために、鉄板、鉛板、モルタルなどの遮音材と組み合わ
せた複合板においては、質量則に従って遮音性は向上す
るものの、かなり重くなって取り扱いにくくかつ一般に
高価なものになり易いという問題点があった。さらに、
ＡＬＣパネルの素材と同系素材（珪酸カルシウム系水和
物）からなる多孔体吸音材と鉄板や鉛板などの遮音材と
を組み合わせた吸遮音性パネル等も提案され実用化され
ているが、やはり遮音性は質量則に従って向上するのみ
であるとともに、やはり重く高価になり易い。

【０００７】そこで、本発明の目的はＡＬＣパネル特有
の軽量性や断熱性の特徴を持ちつつ、遮音性においても
コインシデンス効果が解消されるばかりでなく、それよ
りもさらに遮音性が向上し、また同時に吸音性も持った
吸遮音性ＡＬＣパネルを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
垂直入射吸音率が中心周波数（Ｈｚ）３１５〜８００の
範囲においてすべて０．５５以上で有り、かつその周波
数範囲の間に前記垂直入射吸音率が０．６５以上のピー
クを有しており、さらに連続気泡を有するとともに密度
が０．２５〜０．４０である無機系多孔質吸音材とＡＬ
Ｃパネルとが接合されて成る吸遮音性ＡＬＣパネルによ
って達成される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て述べる。本発明の吸遮音性ＡＬＣパネルは、ＡＬＣパ
ネルと特定の無機系多孔質吸音材とが接合されてなる複
合パネルであり、両者は樹脂モルタルや他の接着剤等で
接合することにより容易に得られる。また、ＡＬＣパネ
ルと無機系多孔質吸音材とは直接接合されていてもよ
く、中間に空気層や他の素材が介在されていてもよい。
直接接合されているものは、取扱い易さ，コスト面など
で優れており、一方、中間に空気層等を介在させたもの
は遮音性の面でより優れたものとなる。

【００１０】ＡＬＣパネルに接合させる無機系多孔質吸
音材の表面積はＡＬＣパネルに対して５０〜９０％であ
れば良く、同じ面積の１００％である必要はない。また
ＡＬＣパネルの厚みや無機系多孔質吸音材の厚みは、壁
厚みが許容される範囲で厚い程好ましい。さらに、本発
明の吸遮音性ＡＬＣパネルは、工場などで予めＡＬＣパ
ネルと無機系多孔質吸音材とを接合させた既成品の複合
パネルの場合が多いが、施工現場でそれらを接合しなが
ら吸遮音性ＡＬＣパネルを構築してもよい。

【００１１】本発明に適用されるＡＬＣパネルとは、セ
メント、石灰、硅砂等を主原料とし、高温高圧蒸気養生
された後述する多孔質のコンクリートパネルをいう。ま
た、本発明に適用される無機系多孔質吸音材の素材とし
ては、後に詳述するケイ酸カルシウム系水和物を基材と
して構成されたものが主であるが、他の無機系素材によ
るものでも良い。

【００１２】本発明においては、この無機系多孔質吸音
材の垂直入射吸音率は中心周波数３１５〜８００Ｈｚの
範囲においてすべて０．５５以上で有りかつその周波数
範囲の間にその吸音率が０．６５以上のピークを有して
いる必要がある。すなわち、周波数曲線がほぼ山形曲線
を示すような吸音率である。その吸音率がこの特定範囲
の周波数（Ｈｚ）において０．５５より小さく、また吸
音率曲線が上記特定周波数範囲で０．６５以上のピーク
を持たないような場合は、コインシデンス効果の解消以
上の優れた遮音性が得られない。また、吸音率は周波数
３１５〜８００Ｈｚ以外においても０．５５以上あるこ
とが遮音性向上のために望ましく、さらに、吸音率のピ
ークは前記の範囲のみでなく周波数８００Ｈｚ以上にお
いても存在していても良い。なお、本発明における垂直
入射吸音率は、ＪＩＳ Ａ １４０５に準じて測定す
る。

【００１３】さらに無機系多孔質吸音材は、より優れた
遮音性を有するＡＬＣパネルを得るためには連続気泡を
有しかつ密度が０．２５〜０．４０である必要がある。
無機系多孔質吸音材であっても連続気泡が実質的に存在
しない場合は、遮音性の面が劣るようになり、また密度
が０．２５より低いと連続気泡が存在していてもやはり
十分な遮音性を有する吸遮音性ＡＬＣパネルは得られな
い。これは、以上のような無機系多孔質吸音材は吸音性
が劣り、その結果本発明のような優れた遮音性が得られ
ないものと考えられる。なお、本発明においては連続気
泡の比率は、７０％以上であることが好ましい。

【００１４】次に、本発明に適用する無機系多孔質吸音
材の製造方法について詳述する。その製造方法は、大別
して次の３つの工程からなる。第１工程は、ケイ酸質原
料、石灰質原料を水で混合して、吸音材製造の主原料と
する水スラリーを得る工程である。ケイ酸質原料として
は石英、クリストバライト、珪砂、フライアッシュ、ス
ラグ等が使用される。また、石灰質原料としては、生石
灰、消石灰、各種のポルトランドセメント等が使用され
るが、次の工程の半可塑物製造工程において反応系内で
発生する気泡の安定性や前記水スラリーが半可塑化して
硬化するまでの硬化時間の短縮等を考慮すると、ポルト
ランドセメント、特に、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
が好適である。

【００１５】第２工程は、第１工程で得られた水スラリ
ーに発泡剤を添加混合して、型枠に流し込み、発泡と硬
化によって、半可塑化した硬化物を得る工程である。こ
の際、増粘剤及び界面活性剤の存在下で発泡および硬化
させることがより望ましい。この工程における発泡剤と
しては、種々の発泡剤が適用されるが、アルミニウムの
金属粉を使用すると、連続気孔が特定の方向を向くよう
に形成され、それが吸音性をより向上させ優れた無機系
多孔質吸音材となる。

【００１６】また、この工程では一般に反応系内で気泡
同士が接触した場合、気泡の殻の表面張力が大きいと気
泡は合体して一つの大きな気泡になろうとするので、そ
れを阻止する必要がある。そこで、前記半可塑物製造工
程においては前記水スラリーに界面活性剤が添加される
ことが望ましい。この界面活性剤は、水スラリーを機械
的作用、例えば、攪拌により起泡させるために使用する
のではなく、反応系内におけるアルミニウムの化学反応
で発生する気泡と水スラリーとの界面を活性させる目的
で使用される。その界面活性剤としては高級アルコール
の硫酸エステルが好適である。さらに、気泡が連続して
水平方向に並ぶように反応系にメチルセルロースのよう
な増粘剤を添加することが望ましい。

【００１７】第３工程では、第２工程の沈られた半可塑
物をオートクレーブに入れて、温度１５０〜２００℃、
圧力８〜２０気圧の飽和水蒸気雰囲気下で２〜８時間養
生すると、その半可塑物は、トバモライトに代表される
ケイ酸カルシウム水和物に変わり本発明に係る吸音材に
なる。なお、実際に使用される寸法に加工する工程は、
オートクレーブ養生前の半可塑状態で、ピアノ線等で切
断加工してもよいし、オートクレーブ養生後に切断加工
してもよい。

【００１８】また、本発明に適用するＡＬＣパネルの製
造方法について述べる。珪石、セメント、生石灰に気泡
剤（例えばアルミニウム粉末）と気泡安定剤を添加し、
これに水を加える。それらをミキサーで混合してできた
スラリーを防錆した補強鉄筋がセットされた型枠に注入
する。スラリーが型枠の中で次第に発泡し、凝固してケ
ーキ状になり、次第に所定の硬さになったところでケー
キをピアノ線で所定の寸法に切断する。しかる後に高温
高圧にてオートクレーブ養生し、後加工して仕上げる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例について
詳述する。先ず、次のようにして無機系多孔質吸音材を
得た。珪石４８重量部、セメント４８重量部の割合から
なる原料と石膏４重量部を混合して、その混合物の合計
量と同じ重量割合の水と増粘剤としてその混合物の合計
量の１重量部のメチルセルロースを添加して水スラリー
を調整した。この水スラリーにアルミニウム粉と硫酸エ
ステル系の界面活性剤を所定量混合し攪拌した後、これ
を型枠に打設した。そして所定時間放置し前記水スラリ
ーを反応・硬化させ、半硬化生成物を得た。この半硬化
生成物をオートクレーブに入れて１０気圧および１８０
℃の水蒸気雰囲気下で４時間オートクレーブ処理をし、
多孔質ケイ酸カルシウム系吸音材を得た。これをピアノ
線で５００ｍｍ×５００ｍｍ、厚さ５０ｍｍの寸法に切
断した。

【００２０】この多孔質ケイ酸カルシウム系吸音材の垂
直入射吸音率は、図２に示すように周波数３１５〜８０
０Ｈｚの範囲においてすべて０．５５以上であり、約％
５００Ｈｚの位置で０．７５のピークを示した。次に、
本発明に適用するＡＬＣパネルを次のようにして製造し
た。固形分１００重量部に対して珪石６０重量部、セメ
ント２５重量部、生石灰１５重量部でそれに気泡剤とし
てのアルミニウム粉末０．０５重量部に水を加えた。そ
れらをミキサーで混合してできたスラリーを防錆した補
強鉄筋がセットされた型枠に注入した。スラリーが型枠
の中で次第に発泡し、凝固してケーキ状になり、次第に
所定の硬さになったところでケーキをピアノ線で幅６０
０ｍｍ、長さ１２００ｍｍ、厚み１００ｍｍの寸法に切
断した。この後、１０気圧および１８０℃でオートクレ
ーブ養生してＡＬＣパネルを得た。

【００２１】以上のようにして得た多孔質ケイ酸カルシ
ウム系吸音材とＡＬＣパネルとを樹脂モルタルで貼り付
けた。この吸遮音性ＡＬＣパネルを残響室Ａ、Ｂ室の間
に建込み、ＪＩＳ Ａ １４１９に準じて両室Ａ、Ｂの
音圧レベル差を測定し、透過損失を算出した。また、同
時に比較のために上記ＡＬＣパネル単独の透過損失も同
様に測定した。その結果を図１に示す。

【００２２】図１から明らかなように、本発明の吸遮音
性ＡＬＣパネルの透過損失は、ＡＬＣパネルのコインシ
デンス効果が解消するばかりでなく、それ以上の優れた
透過損失となり、遮音等級がＤ４０をクリアしている。
またコインシデンス効果を示す周波数以外においてもさ
らに優れた透過損失を示すことがわかる。

【００２３】

【比較例】先ず、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウ
ム塩やノニルフェニールテトラエチレンオキサイドエー
テル硫酸エステル等の起泡材を空気及び水と攪拌して微
細な気泡を含有するエマルジョンを得た。次に、そのエ
マルジョンを珪石、セメントおよび石膏等から成る吸音
材製造用原料と混合して、気泡を含有したケイ酸カルシ
ウム系吸音材原料の水スラリーを得、その水スラリーを
型枠に注型して成型した。

【００２４】次に、その工程で得られたケイ酸カルシウ
ム多孔体を１０気圧および１８０℃の水蒸気雰囲気下で
４時間オートクレーブ養生してケイ酸カルシウム系吸音
材とした。この吸音材は、密度が０．３０であり、直径
０．１ｍｍから１ｍｍ程度の小さな気孔が全体の８５％
以上を占め、しかもそれが相互に連通しているものであ
る。この無機系多孔質吸音材の吸音率は、図２に示すよ
うに周波数３１５〜８００Ｈｚの範囲においてほとんど
０．５５以下または一部０．５５程度であり、またその
範囲には周波数のピークは認められず、その周波数曲線
は山形曲線を示すものではなかった。さらに、この吸音
材を実施例とまったく同じ条件でＡＬＣパネルに張り付
け、ＪＩＳ Ａ １４１６に準じて遮音率を測定した結
果、図１に示すごとく、ＡＬＣパネルのコインシデンス
効果の周波数領域ではその効果が消滅する程度であっ
た。また、遮音等級がＤ３５程度であった。

【００２５】なお、本発明における吸遮音性ＡＬＣパネ
ルが優れた遮音性を有するようになる原因は明確ではな
いが、本発明に適用される無機系多孔質吸音材が特にＡ
ＬＣパネルのコインシデンス効果の周波数帯域において
優れた吸音性を有するため、音がＡＬＣパネルに到達し
たときにはかなり小さくなっていることと、この種の素
材としては密度が比較的大であることとが相俟って、本
発明の効果を奏するものと考えられる。

【００２６】

【発明の効果】本発明に係る吸遮音性ＡＬＣパネルは、
ＡＬＣパネルの特徴の軽量性や断熱性を持ちつつ、遮音
性においてＡＬＣパネルのコインシデンス効果が解消さ
れるばかりでなく、その水準よりもさらに遮音性が向上
し、また同時に優れた吸音性も持つようになる。従っ
て、その用途も従来品よりもさらに拡大可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る吸遮音性ＡＬＣパネルとＡＬＣパ
ネル単独および従来の吸遮音性ＡＬＣパネルの遮音性を
比較した特性図。

【図２】本発明に適用する吸音材と従来の吸音材との垂
直入射吸音率を比較した特性図。

フロントページの続き (72)発明者 平林 晋 愛知県尾張旭市下井町下井2035番地 小野 田エー・エル・シー株式会社材料研究所内 (72)発明者 松尾 憲樹 愛知県尾張旭市下井町下井2035番地 小野 田エー・エル・シー株式会社材料研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】垂直入射吸音率が中心周波数（Ｈｚ）３１
   ５〜８００の範囲においてすべて０．５５以上有し、か
   つその周波数範囲の間に前記垂直入射吸音率が０．６５
   以上のピークを有しており、さらに連続気泡を有すると
   ともに密度が０．２５〜０．４０である無機系多孔質吸
   音材とＡＬＣパネルとが接合されて成る吸遮音性ＡＬＣ
   パネル。