JPH04193776A - 無機質吸音材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、無機多孔質の遮音層と吸音層よりなる無機
質吸音材及びその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来から吸音材として、多孔質の黒曜石、真珠岩などの
発泡粒を、水ガラスに炭酸塩又はペタライトを混合した
バインダーにより成形して硬化させたり、有機、無機質
の接着剤を用いて固めたりした吸音板や、ガラスウール
及びロックウール等の繊維質の吸音板が使用されている
。そして、発泡粒からなる吸音板では、表面が露出して
いる場合は水分や塵埃などの侵入によりその気孔が閉塞
されると密度の増大により吸音性が低下する。そのため
使用にあたっては適当な表面被覆を行うなど種々の工夫
が行われている。また、後者の繊維質のものは保型性、
構造強度を有しないので、−定形状の容器に納めて使用
している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、これらの吸音材は、連通気孔の吸音板であり、
緻密な気泡の遮音層を必要とするが一体化されておらす
、吸音複合板であっても金属板又はセメント系の板等の
他の素材の遮音板と複合化して用いねばならず、吸音効
果をよくするだめの作業性が悪かった。

また、黒曜石、真珠岩よりなる発泡粒の製造において、
黒曜石を、横型回転炉で発泡させているが、炉は内燃式
回転炉であり、炉内の温度曲線もバーナの前付迦は高温
に維持されるが、出口に向かって温度は順次降下してし
まい、発泡はするが軽量硬質の発泡粒を安定して求める
のは至難であった。また、真珠岩のような結晶水の放出
しやすい原石は、落下式で急激な加熱により一瞬に加熱
発泡され、発泡粒は軽量であるが粒が弱く、バインダー
との混合で破砕され多くの微粉を発律するという問題点
があった。

とごろで、吸音層を構成する発泡粒にとって大切なのは
、第１に、できるだけ硬質軽量であること、次に、粒子
の大きさが適当なことである。粒子の大きさは篩によっ
て選択できるが、重さ、硬さは発泡］−程で決まり、し
かも安定して量ができなＧノれば吸音性能に影啓を及ば
ずのである。しかし前記のような内燃式の回転炉による
焼成方法では、硬度の大きい発泡粒を安定して求めるこ
とができないという問題点があった。

本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためなされ
たものであり、吸音性に優れた−・体化した軽量な積層
吸音材を提供することを目的とし′Ｃいる。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明による無機質吸音材は、無機質の独立気孔で形成
した発泡遮音層と、無機発泡十Ａを発泡させた発泡粒か
ら形成した連続気孔の吸音層とを積層一体化してなるこ
とを特徴とする。

また、本発明の無機質吸音材の製造方法は、無機発泡材
を横型外熱式回転炉により発泡さ・口て発泡粒をつくり
、該発泡粒の表面にガラス質融着材をコーティングして
連続気孔形成用の多孔性発泡粒をつくり、該多孔性発泡
粒を、遮音層形成用の発泡性原料粉を造粒してなる発泡
性粒子層の上に積層し、焼成融着して一体化することを
特徴とする。

発泡遮音層の形成は、アルミナ、ノリカ系粘土鉱物に、
熔融助剤、発泡剤を混合して発泡性原料粉え、ｌを調整
し、この原れｌを造粒乾燥して篩分りし、１〜数ｍｍの
適宜の粒径の発泡性粒子をつくり、この発泡性粒子を適
宜の厚さに積層し、焼成することにより発泡性造粒原料
を独立気孔よりなる軽量発泡体に融着一体化させる。

また、補強＋Ａで補強した独立気孔の遮音層の形成は、
金属網、スチール繊維等に熱膨張係数、Ｐｌｌを調整し
たガラス原料をコーティングしたもの、及び前記発泡性
粒子を積層し、焼成して独立気孔に発泡させて形成する
。

発泡遮音層を形成する発泡性１口粒原料のアルミナ、シ
リカ系の粘土鉱物としては、酸性白土、真珠岩、抗火石
、ノラス等を用い、発泡剤としては加熱によりカスを放
出するドロマイト、５ｉＣ１硝酸ソーダ等を用い、熔融
助剤としては、ソーダ灰、硝酸ソーダ、フリット、ガラ
ス粉等を用いる。

この配合の粉砕原料から造粒して得た発泡１ｆ１粒子は
９００°Ｃ以下の温度でガラス化するごとが好ましい。

また、金属製の補強材を用いる際に、補強十Ａに：１−
ティングするコーティング祠としては、ガラス１ｆノ配
合原料であって金属補強土Ａの表面を常にアルカリ性に
保ち腐食を防ぎ、金属の熱膨張と発泡遮音層を構成する
素材の熱膨張係数の中間となるように配合したものを用
いる。例えば、９００°Ｃ以下の焼成温度でガラス化す
るｌ）　Ｈが８〜１０で熱膨張係数が９〜１２Ｘ］０−
’のものが好ましい。

発泡粒を用いた連続気孔からなる吸音層の形成は、無機
発泡材から得た発泡粒にガラス質融着材をコーティング
し、乾燥して得たものを数ｃｍの適宜の厚さに積層し、
粒界の連通空気孔を保持しなから各粒を融着一体化して
連続気孔を形成する。

この層は粒径を変えるごとにより空隙率の異な−。

た２層を構成し、吸音性能をよくするのが好ましい。

本発明で用いる無機発泡材としては、黒曜石、真珠岩、
松脂石等の加熱発泡粒が挙げられ、これらは１種又は数
種混合して用いる。

無機発泡材から発泡粒を得るには、発泡祠を均一に加熱
して発泡させるごとが好ましい。例えば、外熱式回転炉
の回転する金属製のしトルト内に原料を転送しながら、
レトルトの外周より複数のバーナで加熱して発泡させる
。発泡粒はやや重くなるが、粒の強度は増大し、硬質の
発泡粒を得ることができる。

ガラス質融着材としては、ガラス粉、酸性白土、フリッ
ト、真珠岩、長石、少量の粘土にソーダ灰を混合したも
のを用いる。このガラス質融着材は９００°Ｃ以下の焼
成温度でガラス化するものが好ましい。

独立気孔の発泡遮音層と連続気孔の吸音層の一体化は、
独立気孔に発泡する発泡性粒子を焼成炉の金属メツシュ
ヘルド上に積層し、その上に粗い発泡粒にガラス質融着
材をコーティングして得た多孔性発泡材を任意の厚さに
積層し、さらにその上に細かい発泡粒にガラス質融着材
をコーティングして得た多孔性発泡材を任意の厚さに積
層し、この積層したものを８００〜１０００°Ｃで焼成
して行う。この焼成により発泡遮音層を構成する発泡性
粒子は熔融発泡して独立気孔の発泡体となり、又吸音層
を構成する発泡粒のコーティング層は融けて各校は融着
一体化し、粒界を構成する空気孔はそのまま残り連続気
孔が形成されるので、独立気孔の遮音層と連続気孔の吸
音層が融合一体化した軽量な多孔質の吸音材となる。

発泡粒は、無機発泡材を粒径１〜５ｍｍに粒度調整し、
これを炉内温度を８００〜１００　［１’Ｃに加熱した
外熱式回転炉に供給し、焼成発泡させてつくる。

発泡粒へのガラス質融着材のコーティングは、発泡粒の
表面を水溶液で濡らし、粉砕した粉末のガラス質融着材
を加え、パン型造粒機等で混合して付着させて行う。

〔作用〕

本発明による無機質吸音材は、無機質の独立気孔で形成
した発泡遮音層と、無機発泡材を発泡させた発泡粒から
形成した連続気孔の吸音層とを積層一体化した異なる特
性の層からなるので、吸音性にすぐれた軽量な複合吸音
材である。

本発明による無機質吸音材の製造方法は、外熱式回転炉
で回転する金属製のし１−ルト内に無機発泡材を転送し
ながら、外周より複数のバーナで加熱して発泡させて発
泡粒をつくると、レトルト内の一木のバーナにより焼成
する内熱式回転炉とは異なり、温度コントロールは自由
に設定できるので、加熱温度もやや低温で、加熱温度曲
線は台形に設定することにより、粒はやや重くなるが、
その強度が増大した硬質の軽量発泡粒を得ることができ
る。そして、この発泡粒にガラス質融着材をコーティン
グし、これを発泡性粒子層の上に積層し、焼成して一体
化している。

発泡粒から形成した吸音層は、発泡粒表面にガラス質融
着材を適量コーティングし、これを積層して焼成し、融
着させると、粒界に連続気孔を有する軽量な無機多孔質
の吸音層を形成する。

また、アルミナ、シリカ系粘土鉱物と、熔融助剤と、発
泡剤とからなる配合粉砕原料を造粒した発泡性粒子を焼
成発泡させると、独立気孔の軽量な無機多孔質の遮音層
を形成する。

前記の遮音層原料の発泡性粒子と吸音層原料の多孔性発
泡粒とを積層し、これを焼成することにより発泡性造粒
原料からなる発泡性粒子は軟化発泡して独立気孔で構成
された軽量な遮音層となり、上に積層された吸音層の各
多孔性発泡粒もコーティングされた融着材の熔融により
その発泡粒しＪ融着し、両層は一体化する。この吸音層
を異なる粒度の２層構造にすることもできる。即し表層
は細粒、中間層は粗粒で形成し、空気層を多くとること
もできる。このように、発生している音の波長に適した
吸音構造に、粒径、厚さ、空気層を調整できることは、
この発明の大きな特徴である。

本発明による吸音材は、吸音層が連続気孔を有し、遮音
層が独立気孔を有するというように、性質を異にする吸
音層と遮音層とを複合一体化しているので、広い周波数
域の吸音性にすくれた軽量な複合吸音材である。また、
発泡性粒子から形成した緻密な遮音層が吸音層と一体化
しているので、特別に緻密な層を設けなくてもよくなり
、吸音］二車の作業性がよくなる。

また、遮音層の発泡性原料粉、又は吸音層の発泡粒のガ
ラス質融着材に無機顔料を添加ずれば好みの色を得るこ
とができ、設置された吸音材の色調は環境になじみ違和
感のない吸音壁となる。

また、設置された吸音材の安全性、運搬等を考慮して吸
音材内に金網又は金属繊維等の補強材を埋設するのが、
吸音材を大型化しても運搬の際自重で折れるのを防くこ
とができ、施行後壁面へ異物が衝突して衝撃により破壊
しても、吸音材内に埋設した金属繊維又は金網等により
破片の飛散を防止できるので好ましい。

（実施例〕 以下、実施例を示す。

（１）遮音層用発泡性粒子の調整 １）原料の配合、粉砕 酸性白土　　　　　　　　　８２重量％ソーダ灰　　　
　　　　　　　１２重量％硝酸ソーダ　　　　　　　　
　６重量％ＭＡ−１４５　（日向産業■　顔料）０．８
重量％直径１０ｍｍのスチールボールと共にボールミル
に入れ、７時間乾式粉砕した。得られた粒体の粒度は３
２５メツシブ、以１９６％であった。

２）造粒 一上記粉末をパン型造粒機を用い転動させ、糖蜜の１０
％液を噴霧しながら造粒し、粒径１〜２．５ｍｍの造粒
物を得た。この顆をバイブリフト乾燥機で含水率２．０
％以下になるように乾燥させた。

（２）金属繊維、網等で補強した遮音層原料の調整１）
金属コーテイング材の配合、粉砕 酸性白土　　　　　　　　　７０重量％ソーダ灰　　　
　　　　　　２０重量％ツルコンフラワー　　　　　１
０重量％水ガラス３号　　　　　　　０．４重量％水　
　　　　　　　　　　　　　　　　５０重量％」二記配
合原料をボンドミルに入れ、直径１０ｍｍのスチールボ
ールと共に３時間湿式粉砕する。この原料の焼成物は、
熱膨張係数が１０〜ｌｌＸｌ０−６、ｐＨは９であった
。

２）補強材へのコーティング 塩化マグ不シウ１、の１０％溶液に金網を浸し、乾燥後
に上記配合原料泥漿の中へ浸漬すると泥漿は金網に付着
するが、長時間浸漬すると付着量が多くなるので１回通
ず程度がよい。泥漿の付着した不ノ１−は温風乾燥機内
に吊るして乾燥する。

（３）発泡粒から吸音層用の多孔性発泡材の調整１）発
泡粒の製造 真珠岩をタラノシャーで組枠し、１．０〜５．０ｍｍの
粒度に調整する。第４図に示すように直径１５ｃｍ、長
さ１７０ｃｍ、加熱帯長さ９０ｃｍの耐熱鋼製し］・列
用・２が架設されている外熱式Ｉコータリーキルン１を
用い、傾斜角度６°、回転３回／分にセントしてバーナ
３°を調節して内温９５０°Ｃに保ち、ネ■砕真珠岩を
投入口４から投入し、焼成発泡さＵた。発泡倍率は２．
５倍であった。発泡粒はＦ記の様に篩分りした。

Ｎ０１；粒径］、、０　−２．３５（ｍｍ）　　嵩比重
０４２Ｎ０．２　；粒径２．３５〜４．０　（ｍｍｌ）
　　嵩比重０．４１ＮＯ，３；粒径４．０　−５．０　
（ｍｍ）　　嵩比重０．４０いずれの発泡粒も硬く、真
珠岩の発泡粒と思えない。

２）ガラス質融着材の発泡粒へのコーティング■配合、
粉砕 ガラス粉（■インテルハーツ）　６５重重量［−２７リ
ツ］・（等用釉薬Ｑ＠＞２２重量％ジルコニット（日向
産業Ｇｆｆ３）　　　　　８重量％水簸粘土（オクムラ
セラム■）　　３重量％ヘントナイト（王立鉱業■）　
　　２重量％ＺＢ−２０００（顔料）（日向産業０狼）
０．８重里％直径１０ｍｍのスチールボールと共にボー
ルミルに入れ７時間乾式粉砕する。得られたわ休の粒度
（コ３２５メツツブー以１”９６％であった。

■発泡粒へのコーティング 前記１）の発泡真珠岩ＮＯ，ｌの２でに、ＣＭＣ１，０
％液を２５Ｆｌｃｃ入れ、よく攪拌して粒の表面をよく
濡らし、その中へ」１記配合の融着材の粉体を１００ｃ
ｃ入れて、パン型造粒機で転勤さ−ｕながら粒表面に粉
体をコーティングした。次に前記１）の発泡真珠岩Ｎ０
９３の２ｐ、に、ＣＭＣ１，０％液を２００ｃｃ入れ“
ζ撹拌した後、上記配合の融着材の粉体１０００Ｐ、を
入れて、パン型造粒機で転動させながらコーティングし
た。これらの粒をパイプリフト乾燥機で含水率２．０％
以七に乾燥し７多孔性発泡材とした。

（４）積層 シャンドルキルンの台車上に耐火材で棚組みし、その上
に１００Ｘ　１００ｃｍの耐熱メツシュヘルドを設置し
て、メンシュヘルド上面に離型材のアルミナ泥漿を塗布
し乾燥させる。乾燥したメソシコーヘルトの上に一辺が
９０ｃｍ、高さ７ｃｍの１．型ステンレス板２本で角型
に枠を組み、内面にアルミナ離型泥漿を塗って乾燥させ
た。その中へ遮音層用の前記１）２）の発泡性粒子を厚
さ１ｃｍに均一になるよう積層し、その上に前記１）２
）のコーティングされた金網をのせて更に１．０ｃｍ厚
に前記の遮音層用の発泡性粒子を積層する。

続いてＮ００３の発泡粒にガラス質融着材をコーティン
グして得た多孔性発泡材を厚さ３ｃｍに均一に積層し、
更にその上にＮ０８１の発泡粒にガラス質融着材をコー
ティングして得た多孔性発泡材を２ｃｍ積層し表面を平
らに揃える。

（５）焼成 台車を炉内に納めて８時間かりて８９０°Ｃに昇温しで
焼成を終え、１２時間の冷却後炉内温度１２０°Ｃで製
品を炉外に引き出し、枠を取り、不ントから製品を取り
出す。

得られた吸音材の表面はベールイエローのセラミックで
各校はそれぞれ融着し、吸音層の粒間は連通気孔を残し
て一体化し、打音はセラミ・ンクの清音を放つ。遮音層
は光沢はないがベールオリーブの軟らかい色調を呈して
いた。側面を切断すると遮音層は細い独立気孔よりなり
、はぼ中央にしっかりと金網は抱かれて密着していた。

その」二の粗粒子も遮音層に融着して強固な吸音材を得
ることができた。

表面層は細い連通気孔で中間は大きな空間が連続した層
よりなり、下部の遮音層は独立した細孔よりなる。この
ように、一つの＋反がそれぞれ異なった機能を持つた三
層構造のセラミックより成りたっている。

さらに、以上のような製法で、独立気孔の遮音層を前記
と同様に２ｃｍとし、吸音層をＮ０９３の発泡粒を用い
た層を２ｃｍ、　ＮＯ，１の発泡粒を用いた層を３ｃｍ
としたものと、Ｎ０１１の発泡粒を用いた層を５ｃｍと
した２種のものについて、積層構造体を造った（第１図
）。

それぞれの吸音材について、周波数に対する吸音率の測
定を行い、その結果を第２図及び第３図に示した。第３
図の結果からは、遮音層の背後に空気層を持つことによ
って吸音率が高まることがわかる。

〔発明の効果〕

本発明により得られる吸音材は、無機多孔質の独立気孔
の遮音層と連続気孔の吸音層が積層し、融着一体化され
てなる。またこれらの無機質原料に金属酸化物やピグメ
ントの添加により自然環境になしんだ色調、デザインの
吸音構築物となり、しかも安全で吸音性能に優れた吸音
材となる。各層を構成する各層の厚さ・粒径を変えるこ
とにより、各音域の音をより効率よく吸音することがで
きる。遮音層の間に空気層を持つことによって吸音率が
高まるので、この遮音層の背後空間を多くすると低音域
の吸音性能がよくなる。

また、本発明に係る吸音材の製造方法によれば、吸音性
能に影響する発泡粒を安定して得ることができ、さらに
作業性のよい吸音性に優れた軽量な吸音材を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による無機質吸音材の断面図で、第１図
（ａ）及び第１図（ｂ）は３つの層より構成したものを
示し、第１図（ｃ）は２つの層で構成したものを示す断
面図、第２図は第１図の無機質吸音材の吸音率を示すグ
ラフ、第３図は背後空間の厚さを変えた垂直入射音の吸
音率を示すグラフ、第４図は本発明による無機質吸音材
の製造方法の実施に使用する一部の装置の断面図である
。 １−ロータリーキルン　２−　レトルト３−バーナ　　
　　　　４−投入口 特許出願人　株式会社インテルハーツ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）無機質の独立気孔で形成した発泡遮音層と、無機
   発泡材を発泡させた発泡粒から形成した連続気孔の吸音
   層とを積層一体化してなることを特徴とする無機質吸音
   材。
2. （２）無機発泡材を横型外熱式回転炉により発泡させて
   発泡粒をつくり、該発泡粒の表面にガラス質融着材をコ
   ーティングして連続気孔を形成する多孔性発泡粉をつく
   り、該多孔性発泡粉を、発泡性原料粉を造粒してなる発
   泡性粒子層の上に積層し、焼成融着して一体化すること
   を特徴とする請求項１記載の無機質吸音材の製造方法。