JPH11342554A

JPH11342554A - 複合積層体及び吸音パネル

Info

Publication number: JPH11342554A
Application number: JP10152870A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Asano; 一生浅野; Yoshiro Nakajima; 嘉郎中島; Tadanobu Maeda; 忠信前田
Original assignee: Mitsubishi Chemical Foam Plastic Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Foam Plastic Corp
Priority date: 1998-06-02
Filing date: 1998-06-02
Publication date: 1999-12-14

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量で強度にも優れ，断熱性，吸音特性に優
れた複合積層体及び吸音パネルを提供すること。【解決手段】外層が無機質材層１１からなり，内層が
連通気孔を有する多孔質材層２からなる。上記多孔質材
層は，発泡樹脂体，無機多孔質体又は繊維多孔体のいず
れかを用いることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は，軽量で，高強度，断熱性，吸音
性に優れた複合積層体に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来，建築物，エクステリア，土木等に用
いるパネルとしては，コンクリート，木材等を初めとし
て種々の複合材が用いられている。近年，これらは，パ
ネルの軽量化の目的等から複合積層体が種々検討されて
いる。複合積層体としては，工場で成形されたコンクリ
ート製品に，工事現場で発泡樹脂成形体等を張り合わせ
て複合板とする方法や，発泡樹脂成形体の表面にセメン
ト系無機質材を塗工又は塗布して複合化する方法が用い
られている。

【０００３】

【解決しようとする課題】しかしながら，無機質材の単
板を発泡樹脂成形体に対して後接着する方法において
は，接着剤を使用するため，作業工程が煩雑でコスト的
に高くなる。また，片面接着の場合は，収縮が起こり，
反りが発生しやすい問題点もあった。

【０００４】一方，発泡樹脂成形体の表面にセメント系
無機質材を塗工また塗布する方法においては，塗工作業
性を良くするためにセメント系無機質材中に水分を多く
いれ，柔らかくして塗工又は塗布する。そのため，塗工
後の乾燥性が悪く，表面の意匠性をあげるための模様付
けがし難い問題点があった。また，後塗りのため，セメ
ント系無機質材の中に気泡や水分が多く混在し，乾燥後
の強度，凍結融解性が悪くなる傾向があった。

【０００５】また，セメント系無機質系押出成形板やセ
メント系無機質系中空押出成形板等の単体においては，
防火性，強度においては十分であるが，比重が１．１〜
２．０と大きく，作業性，断熱性が悪いという問題点が
あった。更に，セメント系無機質系中空押出成形板にお
いては，中空部分を有する成形板により厚みを大きくし
高強度を発現できる。しかし，厚みを大きくするために
は，肉厚及びリブ部肉厚を厚くする必要がある。そのた
め重量が大きくなりすぎ，厚物を造ることができなかっ
た。

【０００６】また，作業性及び断熱性能が悪いという問
題点があった。更に，これらの複合積層体は吸音性能が
極めて低いという欠点がある。また，成形後，ロールプ
レス等で表面に凹凸模様を付与する場合，プレス圧を掛
けすぎると形状変形を発生することがあり，深い凹凸模
様を付けることが難しい。

【０００７】本発明はかかる従来の問題点に鑑み，軽量
で強度にも優れ，断熱性，吸音特性に優れた複合積層体
及び吸音パネルを提供しようとするものである。

【０００８】

【課題の解決手段】請求項１の発明は，外層が無機質材
層からなり，内層が連通気孔を有する多孔質材層からな
ることを特徴とする複合積層体にある。

【０００９】本発明の複合積層体においては，連通気孔
を有する多孔質材層を内層とし，その外層を無機質材層
により覆っている。そのため，内層が軽量で，外層は強
度が高い。それ故，軽量かつ高強度の複合積層体を得る
ことができる。また，内層は連通気孔を有する多孔質材
層であるために多くの空隙を有する。そのため，熱伝導
率が低く，断熱性に優れている。また，そのため，遮音
性も良く，吸音特性に優れている。

【００１０】上記多孔質材層は，それ自体が連通気孔を
有する構造，例えば空気が多孔質材層の内部を流通する
ことが可能な構造とされるものである。

【００１１】次に，外層を構成する無機質材層として
は，セメントを主成分とするセメント系無機材料が使用
できる。このものは，セメントに骨材，繊維，添加剤等
を，水と混練し，この混練物を押出機にかけることによ
り賦形する。また，上記無機質材層は，上記押出機の押
出しダイス内で上記多孔質材層と積層一体化することも
できる。

【００１２】上記セメントとしては，普通ポルトランド
セメント，高炉セメント，早強セメント，アルミナセメ
ント等を挙げることができる。骨材としては，砂，人工
骨材，軽量骨材，着色骨材，天然着色骨材の粉砕品等を
用いることができる。骨材の配合量は，例えば，セメン
ト１００重量部に対し１０〜５０重量％，更に好ましく
は２０〜４０重量％が良い。

【００１３】上記セメントには，補強材として繊維を混
入しても良い。かかる混入用の繊維としては，樹脂系繊
維，無機多孔質繊維を使用することができる。樹脂系繊
維としては，ポリエステル，ナイロン，ポリエチレン，
ポリプロピレン等を使用することができる。無機多孔質
体繊維としては，カーボン繊維，ガラス繊維，石綿，等
を使用することができる。該繊維は，好ましくは長さ６
〜３０ｍｍで，に対して，例えば１〜１０重量％混合す
る。なお，更に好ましくは３〜８重量％を混合する。

【００１４】上記セメントに添加する添加剤としては，
粘度調整剤，空気連行剤等任意のものが用いられる。粘
度調整剤としては，一般にメチルセルロース系の水溶性
の糊剤を使用し，０．１〜０．５ｗｔ％添加する。空気
連行剤は，表面活性剤で樹脂酸塩系，アルキルベンゼン
スルフォン酸塩系，アルキルスルフォン酸トリエタノー
ルアミン系などを使用することができる。

【００１５】次に，請求項２の発明のように，上記多孔
質材層は，発泡樹脂体，無機多孔質体又は繊維多孔体の
いずれかを用いることができる。内層が発泡樹脂体又は
繊維多孔体の場合には，特に断熱性，吸音特性に優れ，
かつ一層軽量となる。

【００１６】上記多孔質材層として用いる発泡樹脂体と
しては，熱可塑性樹脂の発泡体及び熱硬化性樹脂の発泡
体を使用することができる。上記熱可塑性樹脂として
は，ポリスチレン，ポリプロピレン，ポリエチレン，Ｐ
ＥＴ樹脂等がある。また，上記熱硬化性樹脂としては，
ポリウレタン，ポリフェノール，メラミン樹脂，ユリア
樹脂等を使用することができる。中でも熱可塑性樹脂発
泡体を用いるのが好ましい。また，成形性，コスト面か
らポリスチレン系発泡体が最も好ましい。

【００１７】また，上記の発泡樹脂は，ビーズ状，チッ
プ状等の粒状に成形し，接着剤で粒子間を接着したり，
熱により粒子間を結合し，粒子と粒子との間に空隙を形
成した多孔質材層とする。

【００１８】上記の発泡樹脂体は，例えば発泡倍率が３
〜８０倍，密度が３３３ｋｇ／ｍ^３から１２．５ｋｇ／
ｍ^３のものが使用できる。密度が３３３ｋｇ／ｍ^３を越
えるものを使用する場合には，樹脂重量が重すぎ，コス
ト高になること，及び成形性が悪化する。一方，１２．
５ｋｇ／ｍ^３未満の場合は，強度的に弱く，発泡体が変
形したり設計通りの寸法精度となり難い問題がある。

【００１９】なお，好ましくは発泡倍率５〜７０倍であ
る。また，密度は，好ましくは，２００ｋｇ／ｍ^３から
１５ｋｇ／ｍ^３である。多孔質材層における空隙の割
合，すなわち空隙率は，好ましくは２０〜８０％，更に
好ましくは３０〜５０％である。

【００２０】上記繊維多孔体としては，ガラス繊維，ロ
ックウール繊維，樹脂繊維等を接着剤等で空隙をもたせ
た成形体が代表的なものである。繊維多孔体は，密度が
低いと柔らかく変形しやすいため，密度が高く耐圧のあ
るものを使用するのが好ましい。具体的には密度が５０
ｋｇ／ｍ^３〜２００ｋｇ／ｍ^３のものが好ましい。５０
ｋｇ／ｍ^３未満では，無機質材層が変形するおそれがあ
る。一方，２００ｋｇ／ｍ^３を越えるとコスト高，及び
成形体の重量が重くなりすぎるおそれがある。なお，更
に好ましくは，６４ｋｇ／ｍ^３〜１２０ｋｇ／ｍ^３のも
のが用いられる。発泡樹脂体で枠を作り，その中に繊維
多孔体をはめ込んで変形しにくくした構造とすることも
できる。

【００２１】上記無機多孔質体としては，セメント系水
硬性無機質材を発泡させた軽量セメント板や，セラミッ
ク及び陶器用の粘土に有機系の骨材を混練し成形，焼成
した多孔質材層などが挙げられる。いずれの多孔質材層
も密度が６００ｋｇ／ｍ^３以下が望ましい。６００ｋｇ
／ｍ^３以上を越えると，製品密度が大きくなりすぎ，作
業性が悪くなるおそれがある。なお，多孔質材層は上記
のごとく構成されるが，いずれも粒子間，繊維間等に形
成される空隙が著しく吸音効果を高める。

【００２２】次に，請求項３の発明のように，上記外層
の無機質材層は，網状物で補強されていることが好まし
い。この場合には，外層の強度が一層向上する。上記の
網状物は，無機質材層の収縮防止や耐衝撃性をよくする
為に用いられ，一般建築用に用いれる金属性の平ラス，
メッシュ筋や，樹脂製のネット，メッシュを使用するこ
とができる。

【００２３】次に，請求項４の発明のように，上記外層
の無機質材層に水性分散樹脂，水可溶性樹脂又は再乳化
粉末樹脂のいずれか１種以上を含有させたことが好まし
い。この場合には，耐水性の向上，薄くて高強度の効果
を得ることができる。

【００２４】上記無機質材層と含有させる水性分散樹脂
としては，アクリル系エマルジョン，ＳＢＲ系エマルジ
ョン，酢酸ビニル系エマルジョン，ＥＶＡ系エマルジョ
ン，エポキシ系エマルジョン等を用いることができる。
使用量は，例えば，無機質材層１００重量部に対しエマ
ルジョン３から１５重量部程度である。３重量部未満で
は，強度，耐水性が向上しないおそれがある。また，エ
マルジョン量が１５重量部を越えると，芯体塗工後に表
面側の乾燥が早く，内部の乾燥が悪くなり，表面クラッ
クの発生するおそれがある。また，水可溶性樹脂として
は，水溶性アクリル樹脂，水溶性エポキシ樹脂がある。
これらは，無機質材層１００重量部に対して５〜１５重
量部用いることが好ましい。

【００２５】また，再乳化粉末樹脂としては，アクリル
系粉末樹脂，ＥＶＡ系粉末樹脂，ＳＢＲ系粉末樹脂等を
用いる事ができる。使用量は，例えば，無機質材層１０
０重量部に対して再乳化粉末樹脂５〜３０重量部であ
る。５重量部未満では，効果が発現しないこともある。
一方，３０重量部を越えると，添加量以上の効果発現が
小さい。またコスト高になる。

【００２６】次に，請求項５の発明のように，上記外層
の無機質材層の表面に凹凸模様を賦形したことが好まし
い。この場合には，より深い凹凸模様を付与できる効果
がある。また表面の意匠性を向上させることができる。

【００２７】次に，請求項６の発明のように，上記外層
の無機質材層と内層の多孔質材層とは，押出機ダイス内
で一体的に複合化されたものであることが好ましい。こ
の場合には，無機質系材層と多孔質材層とが強固に接合
した複合積層体を容易に得ることができる。

【００２８】上記の複合積層体を製造するには，例え
ば，無機質材層用材料として上記のセメント系等の無機
質結合材及び添加物等を予め混合機にて混合し，更に混
練機で混練したもの押出機に投入して押出機内で混練及
び真空脱法する。そして，この混練物をダイスへ送り出
し，ダイスの背面部側から挿入した上記多孔質材層の表
面上に上記無機質材層を被覆する方法がある。

【００２９】また，無機質材層を補強するために，網状
物を埋め込むこともできる。この場合，網状物は上記多
孔質材層の表裏及び小口面にステーブル等で止め，上記
のごとくダイス背面より挿入する。網状物の取付方法と
しては，ステーブル止め以外に熱溶着や接着剤がある。

【００３０】上記セメント系無機質材層の成形条件は，
例えば以下のようである。無機質材層の成形速度：０．１〜５ｍ／分，好ましくは
０．５〜３ｍ／分成形圧力：０〜１０ｋｇ／ｃｍ^２また，ダイスより送り出された複合積層体は，表面側の
無機質材層が固化する前に模様付けローラー等で凹凸模
様をロールプレスしても良い。また，ダイスより送り出
された後に，孔開け用の針を複数本取り付けた孔開けプ
レートをプレスしても良い。この面材孔を設けることに
より吸音パネルとしての性能が格段に向上する。

【００３１】その後，蒸気養生室に５〜６時間養生し，
脱型し常温養生する。なお多孔質材層の材質が無機質系
の場合には，例えばオートクレーブ１５０〜１６０℃の
温度で，６〜８時間養生する。なお，養生後，無機質材
層に０．３ｃｍ〜１ｃｍφの面材孔を，穴開けドリルを
用いて穿設する。

【００３２】次に，請求項７の発明のように，外層が無
機質材層，内層が連通気孔を有する多孔質材層からなる
複合積層体により構成され，外層の無機質材層には，該
無機質材層を貫通する多数の面材孔を有することを特徴
とする吸音パネルがある。この場合には，無機質材層が
多数の面材孔を有するので，一層大きい無機多孔質体を
有する吸音パネルを提供することができる。また，上記
複合積層体と同様に，軽量かつ高強度で，断熱性にも優
れた吸音パネルを得ることができる。上記の無機質材
層，多孔質材質は，上記複合積層体と同様のものを用い
る。

【００３３】次に，請求項８の発明のように，上記貫通
孔の大きさは，０．０７ｃｍ^２〜０．８ｃｍ^２であるこ
とが好ましい。この場合には，特に吸音特性に優れた吸
音パネルを得ることができる。面材孔の大きさが，０．
０７ｃｍ^２未満の場合には，吸音特性が低く，一方０．
８ｃｍ^２を越えると無機質材層の強度が低下し，割れ発
生のおそれがある。

【００３４】次に，請求項９の発明のように，上記無機
質材層における貫通孔の総面積は，貫通孔を設けた面の
面積の１％〜２０％であることが好ましい。この場合に
は，特に吸音特性に優れた吸音パネルを得ることができ
る。１％未満では，吸音特性が低く，一方２０％を越え
ると無機質材層の強度低下，割れ発生のおそれがある。

【００３５】上記の複合積層体及び発泡樹脂体は，建築
物，エクステリア関係，土木用等に用いることができ
る。

【００３６】

【発明の実施の形態】実施例１図１（ａ）に示すごとく，３００×５０×９００mmの複
合積層体を作成した。即ち，無機質結合材として普通ポ
ルトランドセメントを使用し，骨材として硅砂７号，硅
石粉，繊維として１６ｍｍ長さのポリエステル繊維，添
加剤としてメチルセルロースを用い，これらを水と混合
した。この混合物を，混練機に２回通して混練して無機
質材層用材料となし，このものを押出機ホッパーに投入
した。

【００３７】一方，ダイス背面より図１（ａ）に示すご
とき，断面長方形の板状の多孔質材層２を挿入し，ダイ
ス内において該多孔質材層２の周囲に上記無機質材層用
材料を被覆し，本発明にかかる複合積層体１０を作製し
た。該複合積層体１０は，同図に示すごとく，外層とし
ての無機質材層１１と，内層としての多孔質材層２とよ
りなる。また，無機質材層１１には，多数の面材孔１３
を有する。以下，その具体例につき説明する。

【００３８】無機質材層用材料の組成比（重量％）普通ポルトランドセメント：４０％硅砂７号：３０％硅石粉：２５％ポリエステル繊維：４％メチルセルロース：１％

【００３９】多孔質材層多孔質材層２は，発泡樹脂体を用いた。該発泡樹脂体
は，発泡ポリスチレン樹脂（三菱化学ＢＡＳＦ（株）製
スチロポールＪＰＥ−１５１）原料を６０倍発泡したも
のを，アスファルトエマルジョン（日本瀝青（株）），
及びアクリル系エマルジョン（三菱化学ＢＡＳＦ（株）
アクロナール）を用いて，したのもので，発泡粒子間に
連通空間が形成されている（商品名：スチロドレン三菱
化学（株））。また，この発泡樹脂体の大きさは，２９
０ｍｍ×４０ｍｍ×９００ｍｍである。また，該発泡樹
脂体の空隙率は３５〜４０％であった。

【００４０】上記の複合積層体１０の製造に当っては，
ダイス出口に受け取りローラーを設置し，その上にポリ
エチレンフイルムを敷いて，上記多孔質材層２の表面が
無機質材層用材料で被覆された状態で押し出されてくる
成形体（図１（ａ）参照）を受け取り，６０℃で６時間
蒸気養生し，その後１週間常温養生した。

【００４１】出来上がった複合積層体の無機多孔質体１
０にドリルを用いて，３ｍｍφ及び５ｍｍφの面材孔１
３を，１５ｍｍピッチ及び３０ｍｍピッチ間隔で開け，
各種の吸音パネル用複合積層体とした。各面材孔率は１．４％＝３ｍｍφ×３０ｍｍピッチ３．２％＝３ｍｍφ×１５ｍｍピッチ４．０％＝５ｍｍφ×３０ｍｍピッチ８．９％＝５ｍｍφ×１５ｍｍピッチとした。

【００４２】上記セメント系無機質材層の外層は，上記
発泡樹脂体の内層に強固に付着し，吸音効果のある軽く
て強いものであった。上記のごとくして得た複合積層体
１０について，ＪＩＳＡ１４０５管内法による，建築材
料の「垂直入射吸音率測定方法（Ａ管）」で各種周波数
（Ｈｚ）に対する吸音率を測定した。その結果を図２に
示した。

【００４３】実施例２図１（ｂ）に示すごとき，複合積層体１００を製造し
た。製造に当っては，下記の方法以外は実施例１と同様
に行った。上記多孔質材層２としては，発泡樹脂体（三
菱化学ＢＡＳＦ（株）ＪＦ２００，３０倍成形品）を断
面「山の字」状に加工した枠５を用い，その凹部２６１
の中に市販グラスウール２５（密度９６ｋｇ／ｍ^３厚み
２５ｍｍ）を充填し，その後上記枠５の上面に実施例１
で使用したスチロドレン（厚み１０ｍｍ）を張り合わせ
たものを使用した。

【００４４】また，実施例１の無機質結合材の配合に当
っては，のために再乳化粉末樹脂（ＢＡＳＦ社製アクリ
ル系粉末樹脂ＤＳ−６０３１）を使用した。無機質材層用材料の組成比（重量％）普通ポルトランドセメント：４０％珪砂７号：２８％珪石粉：２３％ポリエステル繊維：４％再乳化粉末樹脂：４％メチルセルロース：１％

【００４５】養生を行った後，無機質材層の表面側に実
施例１と同様の面材孔径，ピッチ間隔，面材孔率を開
け，実施例１と同様に吸音率の測定を行った。上記複合
積層体は，厚み５０ｍｍでコンクリートの約２５％の重
量という極めて軽く，また強いものであった。上記複合
積層体１００の吸音率を図３に示した。

【００４６】比較例吸音効果の比較をするため，多孔質材層用の発泡樹脂体
として発泡ポリスチレン（三菱化学（株）ＪＦ２００，
５０倍発泡成形品，粒子間の間隙は殆どないもの）を用
い，その他は実施例１と同様な製造方法で，複合積層体
を製造した。また，無機質材層の表面側にドリルで面材
孔を穿設し，実施例１と同様にして，吸音率を測定し
た。

【００４７】上記無機質材層における面材孔の面材孔径
と面材孔率は次のようである。また，発泡樹脂成形品単体（ＥＰＳ単位）で無機質材層
を用いないものも測定に供した。上記比較例の吸音率を
図４に示した。

【００４８】上記図２〜図４より知られるごとく，本発
明にかかる複合積層体（図２，図３）はいずれも優れた
吸音特性を有することが分かる。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば，軽量で強度にも優れ，
断熱性，吸音特性に優れた複合積層体及び吸音パネルを
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）実施例１，（ｂ）実施例２の複合積層体
の断面斜視図。

【図２】実施例１にかかる複合積層体の吸音率を示す線
図。

【図３】実施例２にかかる複合積層体の吸音率を示す線
図。

【図４】比較例にかかる複合積層体の吸音率を示す線
図。

【符号の説明】

１０，１００．．．複合積層体，１１．．．無機質材層，２．．．多孔質材層，１３．．．面材孔，２５．．．繊維多孔体，

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外層が無機質材層からなり，内層が連通
気孔を有する多孔質材層からなることを特徴とする複合
積層体。
【請求項２】請求項１において，上記多孔質材層は，
発泡樹脂体，無機多孔質体又は繊維多孔体のいずれかで
あることを特徴とする複合積層体。
【請求項３】請求項１又は２において，上記外層の無
機質材層は，網状物で補強されていることを特徴とする
複合積層体。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか一項において，
上記外層の無機質材層に水性分散樹脂，水可溶性樹脂又
は再乳化粉末樹脂のいずれか１種以上を含有させたこと
を特徴とする複合積層体。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか一項において，
上記外層の無機質材層の表面に凹凸模様を賦形したこと
を特徴とする複合積層体。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか一項において，
上記外層の無機質材層と内層の多孔質材層とは，押出機
ダイス内で一体的に複合化されたものであることを特徴
とする複合積層体。
【請求項７】外層が無機質材層，内層が連通気孔を有
する多孔質材層からなる複合積層体により構成され，外
層の無機質材層には，該無機質材層を貫通する多数の面
材孔を有することを特徴とする吸音パネル。
【請求項８】請求項７において，上記貫通孔の大きさ
は，０．０７ｃｍ^２〜０．８ｃｍ^２であることを特徴と
する吸音パネル。
【請求項９】請求項７又は８において，上記無機質材
層における貫通孔の総面積は，貫通孔を設けた面の面積
の１％〜２０％であることを特徴とする吸音パネル。