JPH11327564A - サンドイッチ構造を有する吸音板及びその製造方法 - Google Patents
サンドイッチ構造を有する吸音板及びその製造方法Info
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- JPH11327564A JPH11327564A JP10133547A JP13354798A JPH11327564A JP H11327564 A JPH11327564 A JP H11327564A JP 10133547 A JP10133547 A JP 10133547A JP 13354798 A JP13354798 A JP 13354798A JP H11327564 A JPH11327564 A JP H11327564A
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Abstract
のため、軽量骨材からなる内層の両面を重量骨材からな
る高強度高硬度の外層でサンドイッチした構造を有し、
高い吸音性能を有すると共に軽量大判で高強度の吸音板
及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 かさ密度が０．１〜１／ｃｍ3 の無機質
軽量骨材粒子の表面にバインダーを被覆し粒子同士を点
状に結着してなる空隙率が５〜５０体積％の内層と、該
内層の両面に位置し、かさ密度が１〜２ｇ／ｃｍ3 の無
機質重量骨材粒子の表面にバインダーを被覆し粒子同士
を点状に結着してなる空隙率が５〜５０体積％の外層と
を積層一体化してなるサンドイッチ構造を有する吸音
板。バインダーを表面に被覆したかさ密度が１〜２ｇ／
ｃｍ3 の無機質重量骨材粒子を散布し、次いでバインダ
ーを表面に被覆したかさ密度が０．１〜１ｇ／ｃｍ 3 の
無機質軽量骨材粒子を散布し、更に上記無機質重量骨材
粒子を散布し、得られた積層物を同時に熱圧一体成形す
るサンドイッチ構造を有する吸音板の製造方法。
Description
を有する吸音板及びその製造方法に関し、さらに詳しく
は住宅、音楽室、ホール、劇場、屋内プール、各種ビ
ル、各種工場、機械廻り、鉄道、あるいは道路、トンネ
ルなどに設置され、調音や騒音の低減を目的とする耐水
性、耐候性に優れ、軽量かつ比強度の高い大判の吸音板
及びその製造方法に関するものである。
繊維系、セラミック焼結体系、金属焼結体系などがあ
る。繊維系吸音板は、グラスウール、ロックウール等の
無機繊維をフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂バインダー
で結合したものであるが、手で押すと簡単に凹んだり、
耐水性、耐久性や耐気流性に劣る。また、セラミック焼
結体系、金属焼結体系吸音板は、連続空隙を有するセラ
ミック粒子や金属粒子を５００〜１０００℃以上の高温
で焼結固着して板状に形成したものであり、静圧強度は
高いが衝撃にはもろく、製造工程の制約から大判を製造
しにくい。そして、原材料費及び製造費が高価であるう
えに焼結時のエネルギー消費が大きく、環境負担の大き
い製品である。
のとして軽量骨材をバインダーで固めた軽量板や、高密
度不定形粒子と軽量骨材を均一に混合してバインダーで
結合した軽量吸音板（特公平９−３０６７４号公報）が
提案されているが、いずれも強度が低く、実用的ではな
かった。
音板は、単一層のもので機械的強度を確保するためには
板厚を厚くしたり、あるいは特開平５−２７３９８４号
公報には後工程で補強層を接着したものが提案されてい
る。しかしながら、板厚を厚くするとコストアップと重
量増を招き、補強材の後接着は板の反り暴れや工程の煩
雑化などの問題が生じる。
目的は、一つの吸音板において軽量化及び切削性向上の
ため、軽量骨材からなる内層の両面を重量骨材からなる
高強度高硬度の外層でサンドイッチした構造を有し、高
い吸音性能を有すると共に軽量大判で高強度の吸音板及
びその製造方法を提供することにある。
さ密度が０．１〜１／ｃｍ3 の無機質軽量骨材粒子の表
面にバインダーを被覆し粒子同士を点状に結着してなる
空隙率が５〜５０体積％の内層と、該内層の両面に位置
し、かさ密度が１〜２ｇ／ｃｍ3 の無機質重量骨材粒子
の表面にバインダーを被覆し粒子同士を点状に結着して
なる空隙率が５〜５０体積％の外層を積層一体化してな
るサンドイッチ構造を有する吸音板である。この吸音板
において、内層の厚さ１００に対し外層の厚さが１０〜
１００であることがよく、また軽量骨材の粒子径が０．
３〜３ｍｍのものが８０重量％以上、重量骨材の粒子径
が０．３〜３ｍｍのものが８０重量％以上であることが
よい。
したかさ密度が１〜２ｇ／ｃｍ3 の無機質重量骨材粒子
を散布し、次いでバインダーを表面に被覆したかさ密度
が０．１〜１ｇ／ｃｍ3 の無機質軽量骨材粒子を散布
し、更に上記無機質重量骨材粒子を散布し、得られた積
層物を同時に熱圧一体成形することを特徴とするサンド
イッチ構造を有する吸音板の製造方法である。
模式的に示す断面図である。図１において、サンドイッ
チ構造を有する吸音板Ａは、軽量のバインダー被覆無機
質軽量骨材層（内層）１の両面に、高密度、高強度のバ
インダー被覆無機質重量骨材層（外層）２を積層一体化
して構成したものである。
１ｇ／ｃｍ3 、好ましくは０．１５〜０．８ｇ／ｃｍ3
の無機質軽量骨材粒子（軽量骨材ともいう）を用いる。
軽量骨材のかさ密度が０．１ｇ／ｃｍ3 より小さいと成
形する際に骨材が圧壊して強度が得られず、逆に１ｇ／
ｃｍ3 を超えると軽量性が損なわれる。また、この軽量
骨材は、粒子径が０．３〜３ｍｍ、好ましくは０．５〜
２ｍｍのものを８０重量％以上含むものであることがよ
い。粒子径０．３ｍｍ未満の細粒分が多くなると内層１
が緻密化して吸音効果が低下する傾向があり、粒子径の
粗粒分が多くなると空気流れ抵抗の減少により吸音性が
低下すると共に成形板としての強度が低いものになる。
このような軽量骨材としては、例えば黒曜石、真珠石、
抗火石、シラス、頁岩、ガラス、セラミック等の各種発
泡体などが挙げられる。これらの軽量骨材は単独で用い
てもよいし、２種類以上を併用してもよい。
／ｃｍ3 、好ましくは１〜１．８ｇ／ｃｍ3 の無機質重
量骨材粒子（重量骨材ともいう）を用いる。重量骨材の
かさ密度が１ｇ／ｃｍ3 より小さいと所定の強度が得ら
れず、逆に２ｇ／ｃｍ3 を超えると吸音板としての軽量
性が損なわれる。また、この重量骨材は、軽量骨材と同
様に、粒子径が０．３〜３ｍｍのものを８０重量％以上
含むものであることがよく、好ましくは０．５〜２ｍｍ
のものが８０重量％以上であることがよい。これは、軽
量骨材と同様な理由によるものである。このような重量
骨材としては、例えば天然石、けい砂、セラミック粒
子、陶磁器の破砕物、ガラス粒子などが挙げられる。こ
れらの重量骨材は単独で用いてもよいし、２種類以上を
併用してもよい。
子表面をバインダーで被覆したものを用いる。骨材粒子
を被覆するのに用いるバインダーとしては、例えばフェ
ノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリ
エステル樹脂、熱硬化型アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂
や、例えばケイ酸ソーダ、ポリリン酸等の無機系バイン
ダーなどの１種又は２種以上が挙げられる。これらのバ
インダーの内、熱硬化性樹脂が好ましく、特にフェノー
ル樹脂が好適である。このバインダーは未硬化であるこ
とが好ましく、最終的に積層物を熱圧一体成形する工程
において、バインダーを加熱硬化させ各粒子間及び各層
間を結着させることがよい。バインダー被覆骨材は、骨
材粒子とバインダーをミキサー等の混合機で攪拌、混合
することで製造することができる。このように、予めバ
インダーで骨材粒子を被覆することによって、バインダ
ー量を減らして製造コストを低減できるのみならず、骨
材の各粒子同士を点結着状態で強固に結合させて吸音板
の強度が向上し、また空隙率を上げて吸音性能を向上さ
せることができる。
度が得られかつ粒子間空隙をバインダーで埋めて吸音性
能を阻害しないことを条件として決められるが、軽量骨
材として例えばかさ密度０．５ｇ／ｃｍ3 のガラス焼成
発泡体を用いた場合は、ガラス焼成発泡体粒子１００重
量部に対しバインダーを３〜７重量部とすることがよ
い。また、重量骨材として例えばかさ密度１．６ｇ／ｃ
ｍ3 の珪砂を用いた場合は、珪砂１００重量部に対しバ
インダーを１〜５重量部とすることがよい。
１及び外層２の空隙率は、それぞれ５〜５０体積％であ
ることが必要である。この空隙率が５体積％を下回ると
吸音板が緻密化し、吸音効果が低下する傾向にある。ま
た、５０体積％を超えると空気流れ抵抗の減少により吸
音性が低下するとともに成形板としての強度が低下す
る。
らなる内層１の厚さが１００に対して重量骨材からなる
各外層２の合計厚さが１０〜１００であることがよい。
また、各外層２は対称形に近いことが好ましく、例えば
フェノール樹脂被覆ガラス焼成発泡体を用いた場合の内
層１の厚さが７ｍｍに対して、フェノール樹脂被覆珪砂
からなる各外層２がそれぞれ１．５ｍｍずつの対称形と
し、その外層厚さの合計は３ｍｍであることがよい。各
外層２の合計厚さが内層１の１００に対して１０を下回
ると外層の形成が不十分となり、補強効果が得られな
い。また、１００を超えると吸音板全体の重量が重くな
り、軽量性が損なわれるとともに外層の引っ張り力によ
って内層との層間での剥離を生じるおそれがある。さら
に、各外層の厚さが極端にアンバランスであると厚い層
の引っ張り力が優り、板に反りを生じるおそれがある。
示す断面図である。この吸音板Ｂが先の例の吸音板Ａと
異なるところは、繊維補強材にバインダーを含浸し、半
硬化させることによりプリプレグ化した補強層材料を吸
音板の上面付近及び下面に配し、これらを熱圧一体成形
して繊維補強層３、３’を設けた点である。
３’の上にバインダー被覆重量骨材からなる高密度層
２''を設け、この上にバインダー被覆軽量骨材からなる
内層１を形成し、さらにバインダー含浸補強繊維層３を
配し、最上部となる面にバインダー被覆重量骨材からな
る高密度層２’を設けたものである。これらの層は、そ
れぞれの層のバインダーにより接着され一体化されて吸
音板Ｂを形成している。なお、補強層の数及び配置は、
上記説明に限定されるものではなく、例えば内層１の中
央部あるいは最下層の高密度層だけに単一補強層を設け
てもよい。
繊維、炭素繊維、セラミック繊維等の無機質繊維や、例
えばポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリアクリル
繊維、ビニロン、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊
維等の合成繊維や、例えば木綿、麻、羊毛等の天然繊維
などが挙げられるが、耐熱性と強度の観点から無機質繊
維が好ましい。この繊維は、チョップドストランド、一
方向配列繊維シート、織布、不織布など任意の形状のも
のを用いることができる。
の骨材粒子を被覆するのに用いたバインダーと同じもの
を用いることがよい。バインダーの含浸量は、繊維同士
を浸潤し、繊維表面にわずかに染み出す程度であればよ
く、ガラス繊維織物を用いた場合、バインダー量は繊維
１００重量部に対し２０〜１００重量部がよい。
重量％の珪砂（かさ密度１．６ｇ／ｃｍ3 ）、ガラス粉
造粒発泡体（（株）サンライト製、商品名Ｇライト、か
さ密度０．４５ｇ／ｃｍ3 ）をそれぞれ未硬化ノボラッ
ク型フェノール樹脂と攪拌混合し、樹脂量が２重量％の
フェノール樹脂被覆珪砂及び樹脂量が５重量％のフェノ
ール樹脂被覆ガラス粉造粒発泡体を用いた。まず、成形
用金属板の表面に離型剤を塗布し、フェノール樹脂被覆
珪砂を１０００ｍｍ×１０００ｍｍの面積に２．５Ｋｇ
を散布した。次に、この上にフェノール樹脂被覆ガラス
粉体造粒発泡体を３．６Ｋｇを散布し積層した。さら
に、この積層物にフェノール樹脂被覆珪砂を２．５Ｋｇ
を散布し三層構造の積層マットを得た。このマットに離
型剤を塗布した成形用金属板を被せ、ホットプレスに入
れて１６０℃、２ＭＰａ、１０分間の条件で熱圧成形し
た。このようにして作製した高密度外層−軽量内層−高
密度外層のサンドイッチ構造の吸音板は、１０００ｍｍ
×１０００ｍｍ、厚さ１０ｍｍであり、その空隙率は外
層で２７．５体積％、内層で約３６体積％であり、吸音
板全体の平均空隙率は約３３．５体積％であった。
板の上下層にガラスクロスプリプレグを一体成形し、板
材の強度及び剛性を高めた。このガラスクロスプリプレ
グは、開口率２３面積％のガラスクロス（安全基材
（株）製、商品名ＥＭ−９０、１４０ｇ／ｍ2 ）に半硬
化のフェノール樹脂を含浸したものである。まず、離型
剤を塗布した成形用金属板に、１０００×１０００ｍｍ
に予めカットしたガラスクロスプリプレグを敷き、この
上にフェノール樹脂被覆珪砂を２．５Ｋｇ散布した。次
に、この上にフェノール樹脂被覆ガラス粉体造粒発泡体
を３．６Ｋｇを散布積層した。さらに、この積層物にガ
ラスクロスプリプレグを載せ、最後にフェノール樹脂で
被覆された珪砂を２．５Ｋｇを散布して三層構造の積層
マットを得た。このマットに離型剤を塗布した成形用金
属板を被せ、ホットプレスに入れて１６０℃、２ＭＰ
ａ、１０分間の条件で熱圧成形した。このようにして作
製した補強層−高密度層−軽量内層−補強層−高密度外
層の複層サンドイッチ構造の吸音板は厚さ１０ｍｍであ
り、その全体の平均空隙率は３３．５体積％であった。
ノール樹脂被覆ガラス粉体造粒発泡体を３．６Ｋｇをド
ラムブレンダーで１０分間混ぜ、この混合物を離型剤を
塗布した成形用金属板上に１０００ｍｍ×１０００ｍｍ
の面積に散布した。得られた混合マットに離型剤を塗布
した成形用金属板を被せ、ホットプレスに入れて１６０
℃、２ＭＰａ、１０分間の条件で熱圧成形した。このよ
うにして作製した吸音板は厚さ９ｍｍであり、その全体
の平均空隙率は３０体積％であった。ただし、原料の比
重差により不均一で吸音板内では比重の高い珪砂が下部
に偏析し、下側凹の反りを生じた。
型剤を塗布した成形用金属板上に１０００ｍｍ×１００
０ｍｍの面積に散布した。得られたマットに成形用金属
板を被せ、ホットプレスに入れて１６０℃、２ＭＰａ、
１０分間の条件で熱圧成形した。このようにして作製し
た吸音板は厚さ１０ｍｍであり、その全体の平均空隙率
は２６体積％であった。
体を５．４Ｋｇを離型剤を塗布した成形用金属板上に１
０００ｍｍ×１０００ｍｍの面積に散布した。得られた
マットに成形用金属板を被せ、ホットプレスに入れて１
６０℃、２ＭＰａ、１０分間の条件で熱圧成形した。こ
のようにして作製した吸音板は厚さ１０ｍｍであり、そ
の全体の平均空隙率は３３体積％であった。
られたそれぞれ吸音板１〜５について、それぞれ厚さ、
かさ比重、平面度、３点曲げ強度、弾性率、耐衝撃性及
び垂直入射吸音率を測定した。なお、かさ比重はＪＩＳ
Ａ５９０８に準拠して行い、平面度は１０００×１０
００ｍｍの吸音板の下側中央凹部の深さを測定し、３点
曲げ試験及び弾性率はＪＩＳＡ １４０８に準拠して行
った。試験体寸法は３０×２００ｍｍとし、試験体の金
型面すなわち積層順の下面側を下にしてスパン１８０ｍ
ｍの条件で行った。耐衝撃性はＪＩＳＡ １４０８に準
拠して行った。試験体寸法は５００×５００ｍｍとし、
試験体を砂の上に支持し、中央部に５００ｇのなす型錘
を所定の高さから自由落下させ衝撃を加えて、状態を観
察した。吸音率はＪＩＳＡ１４０５に準拠して管内法に
よる垂直入射吸音率（背後空気層５０ｍｍ）を測定し
た。試験結果を表１に、垂直入射吸音率を図２に示す。
吸音板１及び２は、かさ比重に対する強度（比強度）が
単独層吸音板３〜５に比べて高いことが認められた。す
なわち、軽量性と強度のバランスがとれた板状吸音体が
得られた。特に、無機質繊維で補強した吸音板２は耐衝
撃性を含め優れた吸音特性を示した。また、板の形状も
吸音板１及び２はほぼフラットな面であるのに対して珪
砂とガラス粉造粒発泡体の混合単独層吸音板３は均一層
が形成できずに高比重の珪砂が下側に偏析して下に大き
な反りが生じ、実用不向きな板であった。また、吸音板
４は重量平方メートルあたり１７Ｋｇとサンドイッチ型
の約２倍と重く、吸音板５は軽量ではあるものの強度が
低く、実用的ではなかった。
板は、軽量で高い吸音性能を有し、形状の安性に優れ、
曲げ強度が高く、しかもその製造コストが低廉でかつ大
判の吸音板を効率的に製造することが可能となった。
成の一例を模式的に示す断面図である。
成の別例を模式的に示す断面図である。
示すグラフである。
Claims (4)
- 【請求項１】 かさ密度が０．１〜１／ｃｍ3 の無機質
軽量骨材粒子の表面にバインダーを被覆し粒子同士を点
状に結着してなる空隙率が５〜５０体積％の内層と、該
内層の両面に位置し、かさ密度が１〜２ｇ／ｃｍ3 の無
機質重量骨材粒子の表面にバインダーを被覆し粒子同士
を点状に結着してなる空隙率が５〜５０体積％の外層と
を積層一体化してなるサンドイッチ構造を有する吸音
板。 - 【請求項２】 内層の厚さ１００に対し外層の合計厚さ
が１０〜１００である請求項１記載のサンドイッチ構造
を有する吸音板。 - 【請求項３】 無機質軽量骨材粒子の粒子径が０．３〜
３ｍｍのものが８０重量％以上であり、かつ無機質重量
骨材粒子の粒子径が０．３〜３ｍｍのものが８０重量％
以上である請求項１又は２記載のサンドイッチ構造を有
する吸音板。 - 【請求項４】 バインダーを表面に被覆したかさ密度が
１〜２ｇ／ｃｍ3 の無機質重量骨材粒子を散布し、次い
でバインダーを表面に被覆したかさ密度が０．１〜１ｇ
／ｃｍ3 の無機質軽量骨材粒子を散布し、更に上記無機
質重量骨材粒子を散布し、得られた積層物を同時に熱圧
一体成形することを特徴とするサンドイッチ構造を有す
る吸音板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13354798A JP3813020B2 (ja) | 1998-05-15 | 1998-05-15 | サンドイッチ構造を有する吸音板及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13354798A JP3813020B2 (ja) | 1998-05-15 | 1998-05-15 | サンドイッチ構造を有する吸音板及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11327564A true JPH11327564A (ja) | 1999-11-26 |
| JP3813020B2 JP3813020B2 (ja) | 2006-08-23 |
Family
ID=15107372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13354798A Expired - Fee Related JP3813020B2 (ja) | 1998-05-15 | 1998-05-15 | サンドイッチ構造を有する吸音板及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3813020B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004043873A1 (en) * | 2002-11-13 | 2004-05-27 | The University Of Southern Queensland | Polymer concrete |
| JP2009071752A (ja) * | 2007-09-18 | 2009-04-02 | Audio Technica Corp | ダイナミックマイクロホン |
| JP2010248888A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-11-04 | Railway Technical Res Inst | 防音材とその製造方法及びレールの防音構造 |
| CN104264596A (zh) * | 2014-09-30 | 2015-01-07 | 四川正升声学科技有限公司 | 微粒声屏障及其吸隔声屏板 |
| PL443458A1 (pl) * | 2023-01-11 | 2024-07-15 | Skibiński Tytus Labtest | Panel dźwiękochłonny |
-
1998
- 1998-05-15 JP JP13354798A patent/JP3813020B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| PL443458A1 (pl) * | 2023-01-11 | 2024-07-15 | Skibiński Tytus Labtest | Panel dźwiękochłonny |
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|---|---|
| JP3813020B2 (ja) | 2006-08-23 |
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