JP2003232015A

JP2003232015A - 複合防音パネル

Info

Publication number: JP2003232015A
Application number: JP2002030686A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Ito; 俊弘伊藤
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2002-02-07
Filing date: 2002-02-07
Publication date: 2003-08-19

Abstract

(57)【要約】【課題】防火性、保温性、断熱性が優れるとともに、無
機質ボードの欠点である強度および衝撃の問題点を改善
した、軽くて取扱性に優れ、施工が容易な防音パネルを
提供する。【解決手段】本発明の防音パネル１は、表面に凹凸面ま
たはポーラス層２を有する無機質ボード３と、前記凹凸
面またはポーラス層を介して前記ボード３に接合された
繊維強化樹脂層４とを含む複合防音パネル１であって、
前記繊維強化樹脂層４のマトリックス樹脂が前記凹凸面
またはポーラス層２に入り込むことによって、前記ボー
ド３と実質的に一体化されてなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発生音源からの騒
音を遮断する防音パネルに関するもので、例えば鉄道用
の高欄や道路等の防音壁や、アパート、マンション等の
ベランダに好適な複合防音パネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、高架橋や高速道路に設置
される防音壁は、安価であるため、通常、コンクリート
壁や金属製パネル等で構成されている。また、アパート
のベランダ等は鉄骨を骨組みとする無機ボードで構成さ
れているか、もしくはコンクリート製ＡＬＣパネルやＰ
Ｃパネルで構成されものがほとんどである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、金属製
パネルの場合は、風圧に耐える必要があるため所定の厚
みとなり、その結果重量が増えて支柱の補強等が必要と
なり、パネルそのもの単価は安価であっても取り付け場
所への搬入に大型の重機が必要となり、必ずしも施工費
は安くならないという欠点がある。また、コンクリート
製ＡＬＣパネルやＰＣパネルも同様、これらの重量が相
当量あるため躯体自体の強度を増やす必要があるなど、
材料自体は安価で施工費全体としては必ずしも安価にな
るとは限らないという問題を有している。

【０００４】近年、このような軽量、施工性の観点か
ら、繊維強化樹脂製のパネル（壁）が、検討されている
が、露出している表面が繊維強化樹脂構造体であるた
め、それ自体の防火性能が劣るという問題がある。

【０００５】一方、建物の外壁に使われている無機ボー
ドは、防火性は勿論、形状形成性に優れるため、煉瓦、
石積、ブロック調等々、意匠性に富んだボードが市販さ
れている。最近では、タルクやガラスバルーン等を混入
した、保温性、断熱性、軽量性（施工性）の優れた無機
質ボードが市販されているが、そのボードは、しっかり
した下地骨組みに取付るため、強度はさほど必要としな
い。このように優れた性能を有するボードではあるが、
その材質が無機質のみで構成されている故、単体での強
度が小さく衝撃に弱いという欠点を有している。

【０００６】本発明は、防火性、保温性、断熱性に優れ
るとともに、しかも無機質ボードの欠点である強度およ
び衝撃の問題点を改善した、重機を必要としない軽くて
取扱性に優れた複合防音パネルを提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る複合防音パネルは、表面に凹凸面また
はポーラス層を有する無機質ボードと、前記凹凸面また
はポーラス層を介して前記ボードに接合された繊維強化
樹脂層とを含む複合防音パネルであって、前記繊維強化
樹脂層のマトリックス樹脂が前記凹凸面またはポーラス
層に入り込むことによって、前記ボードと実質的に一体
化されてなることを特徴とする。

【０００８】ここで、本発明で言う「防音」とは、「遮
音」をも含む概念のものである。

【０００９】本発明の複合防音パネルにおいては、無機
質ボードおよび繊維強化樹脂が無機質ボード表面の凹凸
面を介して繊維強化樹脂層と一体に形成されているの
で、基本的に錆の発生の問題がなく、耐食性にも優れて
おり、耐久性の大幅な向上が可能となり、耐用年数の大
幅な延長が可能である。また、軽量で取扱性に優れるた
め、運搬および取付時でも大型の重機が必要でない利点
がある。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の
形態を説明する。

【００１１】本発明に係る複合防音パネルは、上述した
ように、繊維強化樹脂層のマトリックス樹脂が、無機質
ボードの表面に形成された凹凸面またはポーラス層に浸
透して実質的に一体化された構造からなる。このような
構成により、凹凸面を有するボードに繊維強化樹脂層の
マトリックス樹脂が入り込むことによって、両者が堅固
に一体化され、強度および衝撃性能を大幅に向上するこ
とが可能となる。

【００１２】前記繊維強化樹脂層を構成するマトリック
ス樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂等の
熱硬化性樹脂を用いることができる。前記樹脂中に層状
化合物（例えは、マイカ、二硫化モリブデン、窒化硼素
など）や針状化合物（例えは、ゾノトライト、チタン酸
カリ、炭素繊維など）、粒状および板状化合物（例え
は、フェライト、タルク、クレーなど）を添加すること
によって、無機物結晶同士あるいは無機物とマトリック
ス樹脂との相互運動による摩擦熱への変換がなされ、上
記フィラーを充填することによって弾性率と密度が増大
し、振動に対する抵抗が増し、制振特性が向上する。よ
って、列車運航時の高架橋の振動や道路橋桁上での振動
による遮音（防音）パネル自体の共振を低減することが
できる。また、前記複合防音パネルの無機質ボード自体
は、例えば、繊維補強セメント、ケイ酸カルシウム、ス
ラブ石膏セメント板等の不燃材であるため防火性能に優
れているが、繊維強化樹脂層のマトリックス樹脂の防火
機能を向上させるため、難燃性（例えは、水酸化アルミ
ニウム、臭素、無機質粉等を混入）を付与したエポキシ
樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂等
の熱硬化性樹脂が好適であり、なかでもフェノール樹脂
はそれ自体で難燃性に優れており、かつ安価であるため
好ましく使用される。とくにフェノール樹脂を用いる
と、優れた耐火性が得られ好ましいまた、繊維強化樹脂
の補強繊維としては、用途、使用条件に応じて、適宜ガ
ラス、炭素繊維などからなる無機繊維や、アラミド、ナ
イロン、ポリエステル繊維などの有機繊維などを用いる
ことができる。これらの繊維の配合量は、マトリックス
樹脂の重量に対して、１０〜７０重量％の範囲が好まし
い。なお、軽量・高強度の繊維強化樹脂を得るために
は、炭素繊維が最も好ましいが、コストとのバランスを
取るため、ガラス繊維／炭素繊維のハイブリッドのもの
も好ましい。また用いられる繊維の形態としては、クロ
ス、マット、ストランドなどを好適に用いることができ
る。さらに用いる炭素繊維の種類は、炭素繊維の高い強
度・剛性を考えるとどんなものでもよいが、より低コス
トを考えると、いわゆるラージ・トウの形態を採る炭素
繊維を用いるのが最も好ましい。たとえば、炭素繊維糸
１本のフィラメント数が通常の１０，０００本未満のも
のではなく、１０，０００〜３００，０００本の範囲、
より好ましくは５０，０００〜１５０，０００本の範囲
にあるトウ状の炭素繊維フィラメント糸を使用する方
が、樹脂の含浸性、補強繊維基材としての取扱い性、さ
らには補強繊維基材の経済性において、より優れるた
め、好ましい。また、必要に応じて、あるいは要求され
る機械特性等に応じて、補強繊維の層を複数層に積層し
て補強繊維基材を形成し、その補強繊維基材に樹脂を含
浸する。積層する補強繊維層には、一方向に引き揃えた
繊維層や織物層を適宜積層でき、その繊維配向方向も、
要求される強度の方向に応じて適宜選択できる。

【００１３】

【実施例】次に、上記本発明の望ましい一実施例をその
図面を参照して、さらに詳しく説明する。

【００１４】図１〜図５は、本発明の防音パネルの一実
施例の図面であり、図１はパネルの厚み方向の断面図、
図２〜５は、図１のパネルとは異なる態様のパネルの断
面図である。図６は、一列状の防音パネル壁としたとき
の取付状態を示す部分斜視図である。

【００１５】図１において、防音パネル１は、無機質ボ
ード３と、繊維強化樹脂層４とで構成され、ボード３は
繊維強化樹脂層４側の表面が、微少なる凹凸面またはポ
ーラス層２を有する構造となっている。

【００１６】繊維強化樹脂層４は、強化繊維にマトリク
ス樹脂が含浸されたもので、そのマトリックス樹脂が、
無機質ボード３の凹凸面またはポーラス層２にまで介在
することにより、両部材３、４は実質的に一体化されて
いる。すなわち、この填り込む樹脂が両者の結合をより
堅固なものとするのである。この場合、無機質ボード３
表面を凹凸面またはポーラス層を有しない構成とするこ
ともできるが、両部材間の結合力は低下する。よって、
本発明の複合防音パネル１は、繊維強化樹脂層４が接す
る面または近傍は、凹凸面またはポーラス層２を設ける
構造となっている。凹凸面は、例えば網状ネット等によ
る転写面或いはまた、サンディングよって形成すること
が出来る。また、ポーラス層は、ボードに混入するパル
プフィラー等を薬品で除去することによって可能であ
り、その凹凸面またはポーラス層を形成する方法は特に
限定するものではない。つまり、無機質ボードの繊維強
化樹脂層との接合部分が、無機質ボートに設けた凹凸も
しくはポーラス層を有することが必要なのである。

【００１７】繊維強化樹脂層４は、その補強繊維量とし
ては、重量含有率で少なくとも１０％〜７０％の範囲に
ある。その理由は、この範囲内にあると、骨梁を必要と
せずに、複合防音パネル単体のみで必要な強度、耐衝撃
性、剛性を確保でき、２ｍ以上のスパンへ取付ることが
可能となるからである。好ましくは１０％〜６０％の範
囲にある。この範囲内にあると必要な剛性を確保しつ
つ、マトリックス樹脂の劣化をより防止できるからであ
る。繊維強化樹脂層４の厚みは、１〜１０ｍｍの範囲が
好ましい。その理由は内包する充填材として固体、低発
泡体等を用いる場合など、圧縮強度および剪断剛性が大
きい場合は厚みが薄くても構造体として、前記負荷に耐
えることができるが、反対に充填物が粉体、液体などの
場合、圧縮強度および剪断剛性が期待できないため、繊
維強化樹脂部分のみで前記負荷に耐える構造とする必要
があるためである。好ましくは３〜７ｍｍの範囲にある
と前記補強繊維の含有量と相まって、必要な機械特性が
確保され、パネルとしての軽量化がより促進される。ま
た、パネル１の全厚みは、１５〜１００ｍｍの範囲が好
ましい。この理由は、遮音（防音）特性が、質量則と密
接な関係にあり、パネル全体の密度が小さい場合、大き
な厚みを必要とし、前記充填材を入れたパネルの場合は
パネル自体が重くなり比較的薄いパネルで良い。高架橋
に用いられている１００ｍｍ厚さのブロック塀と同等ま
たはそれ以上の防音性能を有する本発明の実施例のパネ
ル１は、繊維強化樹脂層４の厚みが３ｍｍであり、１７
ｍｍ厚さの無機質ボード３と一体化された、全厚みが２
０ｍｍの複合構造体である。パネル重量および発生する
音の種類、周波数帯、音圧レベルによって、適正な厚
さ、充填物の種類および形態を適宜選択することが好ま
しい。

【００１８】図２は、複合防音パネル１が、繊維強化樹
脂層４を両側から無機質ボード３でサンドイッチした構
造となっている。かかる構成とすることによって、無機
質ボード単体での欠点である強度および耐衝撃性を向上
させることができる。

【００１９】図３は、無機質ボード３の外周が、繊維強
化樹脂層４で包囲された構造の複合防音パネル１を示し
ている。この構成においては更に強度および耐衝撃性を
向上させることができるばかりか、飛石等の外力に対し
て無機質ボードを保護し、ひび割れによる劣化を防止し
できる。図示のとおり無機質ボード３の凹凸面またはポ
ーラス層２が繊維強化樹脂層４面側にある。

【００２０】図４および５は、前記繊維強化樹脂層４の
別の実施態様として、スキン層５およびリブ６からなる
スキン−リブ構造のサンドイッチ構造体７としたもので
あり、このような構成にすると強度および剛性のみなら
ず防音性能が更に向上したものとなる。リブ６を適宜位
置に適当数配置すると、曲げ変形を防止することができ
る。リブ６の材質としては、金属、非金属、樹脂，繊維
強化樹脂製のいずれでもよいが、軽量性、成形一体化を
考慮すると、繊維強化樹脂製が好ましい。またリブ６の
形状は、板状であっても良く、中空のハット形状や山形
形状や、その中に軽量の芯材を充填した構造としてもよ
い。図には示していないが、前記サンドイッチ構造体７
で囲む構造としても良い。

【００２１】図６は、本発明に係る複合防音パネル１を
直線状に複数枚取付ける一実施例であり、一定間隔で直
線状に列べられた断面がＩ字状形鋼の「コ」の字状隙間
部分に、図２のパネルが嵌合されて所定長さの防音壁を
構成している。このように図６は金属製または繊維強化
樹脂製の支柱８に嵌合する態様のものを示していが、必
ずしも本実施態様のものによるものではなく、ボルト、
ナット等を用いた機械的結合の他、取り付ける状況およ
び場所によって、取付方法を適宜変更することが好まし
い。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の複合防音
パネルによれば、表面に凹凸面を有する無機質ボードを
その凹凸面が繊維強化樹脂層側となるように繊維強化樹
脂層と一体に組み合わせた構造としたので、無機質ボー
ドの防火性能を低下させることなく、繊維強化樹脂層に
より強度、耐衝撃性、剛性を向上させたものが得られ
る。また、比較的重量のある無機質ボード量を低減さ
せることができるので、軽量となり、それ故に施工費も
低減できる。さらに、無機質材料と繊維強化樹脂材料と
で構成されているため、発錆の心配もなく、耐久性に優
れたものを得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の複合防音パネルの一実施例の断面図で
ある。

【図２】図１とは異なる態様の本発明の複合防音パネル
の断面図である。

【図３】図１とは異なる態様の本発明の複合防音パネル
の断面図である。

【図４】図１とは異なる態様の本発明の複合防音パネル
の断面図である。

【図５】図１とは異なる態様の本発明の複合防音パネル
の断面図である。

【図６】本発明の複合防音パネルの取付状態を示す部分
斜視図である。

【符号の説明】

１：複合防音パネル２：凹凸面またはポーラス層３：無機質ボード４：繊維強化樹脂層５：スキン層６：リブ７：サンドイッチ構造体８：支柱

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に凹凸面またはポーラス層を有する
無機質ボードと、前記凹凸面またはポーラス層を介して
前記ボードに接合された繊維強化樹脂層とを含む複合防
音パネルであって、前記繊維強化樹脂層のマトリックス
樹脂が前記凹凸面またはポーラス層に入り込むことによ
って、前記ボードと実質的に一体化されてなることを特
徴とする複合防音パネル。
【請求項２】前記繊維強化樹脂層の補強繊維は、無機
繊維または有機繊維であって、その配合量は１０〜７０
重量％の範囲内であることを特徴とする請求項１記載の
複合防音パネル。
【請求項３】前記繊維強化樹脂層のマトリックス樹脂
は、難燃剤および制振剤の両方またはいずれか一方を含
む熱硬化性樹脂からなることを特徴とする請求項１また
は２に記載の複合防音パネル。
【請求項４】前記繊維強化樹脂層の厚みは、１〜１０
ｍｍの範囲であって、前記パネルの全厚みは１５〜１０
０ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜３のい
ずれかに記載の複合防音パネル。
【請求項５】前記繊維強化樹脂層が、前記無機質ボー
ドとサンドイッチ状に積層されてなることを特徴とする
請求項１〜４のいずれかに記載の複合防音パネル。
【請求項６】前記繊維強化樹脂層が、無機質ボードで
包囲されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれ
かに記載の複合防音パネル。
【請求項７】前記繊維強化樹脂層が、スキン層および
リブからなるスキン−リブ構造体であることを特徴とす
る請求項１〜６のいずれかに記載の複合防音パネル。
【請求項８】前記複合防音パネルが、所定の間隔で設
けた支柱に、嵌合もしくは機械的に接合されていること
を特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の複合防音
パネル。
【請求項９】鉄道用および道路用の防音壁であること
を特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の複合防音
パネル。