(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質の吸音板と密実質の遮音板とを空気層を介して複合一体化させてなる吸遮音パネルにおいて、前記吸音板が黒曜石、真珠石、抗化石、シラス等の天然石、ガラスまたはセラミックの発泡粒状物と必要により加えられる繊維質の充填材とをバインダーで硬化させたものであり、前記遮音板が石炭灰を粒状化した石炭灰粒状物と石炭灰とからなる中芯層を、石炭灰と必要により加えられる繊維質の充填材とからなる表層により両側から挟んだ状態でバインダーで硬化させたものであることを特徴とする吸遮音パネル。
【請求項２】
前記空気層に繊維質の中間材を配装したことを特徴とする請求項１記載の吸遮音パネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石炭灰を主原料とする遮音板を用いた吸遮音パネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、吸音材については種々のものが開発されており、例えば、実公平６−３０８２０号公報には、石炭灰の微粉を所望径に造粒した骨材を無機質バインダーで結合し、内部に連続した空隙を有する板体として焼結成形した吸音材が開示されている。
また、特開平６−１１８９６５公報によれば、粒子径０．８〜３．０ｍｍの無機質粗粒と、粒子径０．１〜０．８ｍｍの無機質細粒とを、所定の割合で配合し、イソシアネート、ポリオール等の樹脂を混合して加熱硬化成型した吸音材も公知であり、ここで、無機質細粒および粗粒には、天然石、砂、セラミック粒子、金属粉が用いられる。
【０００３】
さらに、複数の層から構成される吸音材についても、従来より種々のものが知られており、例えば、特開平６−１０８５５２号公報には、第１吸音材、層間空気層、第２吸音材、および背後空気層の複数層からなり、層間空気層の層厚を全ての層の合計層厚の３０〜４０％としたことを特徴とする吸音材が開示されている。
【０００４】
一方、本発明者等は、先に、実用的で遮音性能に優れた吸遮音パネルの研究開発を行い、石炭灰を粒状化した石炭灰粒状物と無機繊維等の必要により加えられる充填材とバインダーとを成形、硬化させてなる多泡質の吸音パネルと、石炭灰と無機繊維等の必要により加えられる充填材とバインダーとを成形、硬化させてなる密実質の遮音パネルとからなる複合化吸遮音パネルに関する発明について特許出願を行った（特願平７−１４５２１８号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、軽量で低廉な石炭灰を主原料とする遮音板を用いることにより、遮音性能に優れた吸遮音パネルを提供し、併せて、火力発電所等で副生する石炭灰の有効利用を図ることを発明の解決課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、多孔質の吸音板と密実質の遮音板とを空気層を介して複合一体化させてなる吸遮音パネルにおいて、前記吸音板を、無機粒状物と必要により加えられる繊維質の充填材とをバインダーで硬化させたものとし、前記遮音板を、石炭灰を粒状化した石炭灰粒状物と石炭灰とからなる中芯層を、石炭灰と必要により加えられる繊維質の充填材とからなる表層により両側から挟んだ状態でバインダーで硬化させたものとすることを特徴とするものである。
【０００７】
前記空気層には繊維質の中間材を配装することが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。
【０００９】
先ず、本発明の吸遮音パネルを構成する吸音板について説明する。吸音板に用いられる吸音材としては、従来より、多孔質の材料が用いられており、本発明においても内部に空隙が連続して形成された材料を用いることにより音が吸収され易い構造となっている。本発明では吸音材の主原料として無機粒状物を使用する。無機粒状物としては、黒曜石、真珠石、抗化石、シラス等の天然石の発泡粒状物または、ガラスや各種セラミックの発泡粒状物が好ましく、これらを単独であるいは組み合わせて用いる。また、該無機粒状物の粒径は０．１〜２ｍｍ程度のものが好ましい。
【００１０】
本発明では吸音板の強度を高めるために、吸音材中に充填材を混合して吸音板の強度を補強することが望ましい。充填材としては、チョップドストランド状、マット状、またはネット状の繊維質のものが好ましく、ガラス繊維、ロックウール、カーボン繊維等の無機繊維質のものや、ビニロンやポリエステルなどの有機合成繊維質のものを用いることができる。また、繊維質にフェノール樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸し、半硬化させることによりプリプレグ化したものも好適に用いることができる。なお、充填材で補強する部分は吸音板の表面近傍および内部のいずれの位置であってもよいし、単層、２層以上のいずれの構造であってもよい。
【００１１】
本発明の吸音板は、前記無機粒状物と必要により加えられる繊維質の充填材とをバインダーにより成形、硬化させたものである。
バインダーとしては、有機系および無機系のバインダーのいずれもが使用可能であるが、前記無機粒状物を点着状に接着して吸音材を製造する上では、硬化温度が８０〜２００℃の範囲にある熱硬化性樹脂系のバインダーを用いることが好ましい。このような合成樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、リグニン樹脂などを挙げることができるが、特に、フェノール樹脂が好ましい。フェノール樹脂の場合、無機粒状物に対する混合割合は、１．５〜２５重量％、特に、５．０〜１５重量％が好ましい。１．５重量％未満では、粒状物同士や粒状物と充填材を強固に結合できず吸音材の強度が低くなる。他方、２５重量％を越えると、粒状物同士の空隙が充填され、吸音材に適した多孔質構造を形成することができない。
【００１２】
吸音板を製造するには、無機粒状物、充填材およびバインダーを単純に混合してもよいし、あるいは、予め無機粒状物の表面をバインダーで被覆した後、充填材と必要により追加するバインダーを混合してもよい。次に、これらの混合物または粒状物を金型などに入れ、所望により滑材を混合して、加熱および加圧して乾式製法により成形する。勿論、湿式製法によって製造してもよい。
【００１３】
このようにして得られた吸音材の空隙率は５〜７５％、好ましくは１０〜５０％程度となるが、当該空隙率は無機粒状物、充填材およびバインダーの種類および配合割合、または、プレス圧・温度条件等の製造方法を適宜選定することにより調整することができる。
【００１４】
次に、遮音板について説明する。前記したように、遮音板は石炭灰を主原料として構成され、中芯層は石炭灰と石炭灰を粒状化した石炭灰粒状物とからなる。
【００１５】
本発明において石炭灰とは、フライアッシュ、クリンカアッシュ、シンダーアッシュを含み、更にコークス灰も含む。しかしながら、これら石炭灰のなかでは、石炭火力発電所の煙道に設けられた集塵機によって排ガス中の微粒子状の灰分を集めたものであるフライアッシュが、最も利用し易く好ましい。フライアッシュは、現在のところコンクリート用混和材のほか、路盤材、土壌改良材、軽量骨材などへの利用が図られているものの、灰捨地や埋立地に投棄される量も相当量に昇る。
本発明で使用するフライアッシュの化学組成や比表面積には格別の制限はなく、ＪＩＳで規格化されたものも、それ以外のものも使用可能である。
【００１６】
本発明において石炭灰粒状物とは、石炭灰とセメントを混合して造粒したものをいう。石炭灰粒状物におけるセメントの含有率は、５〜５０重量％、好ましくは１０〜４０重量％である。５重量％未満では、粒状物の強度が低く成形圧力により破壊され易く、他方、５０重量％を越えると、フライアッシュの利用率が低下する。また、上記範囲外では均一な粒子に造粒しにくいという問題点もある。石炭灰粒状物の粒径は可及的に均一の方がよいが、絶対的な条件ではない。例えば、９０％以上の粒子の粒径が０．２〜４．０ｍｍの範囲に入ることが好ましい。石炭灰粒状物としては、市販品を使用してもよいし、石炭灰とセメントとを直接混合して製造してもよい。
【００１７】
上記中芯層をサンドイッチ構造で挟む表層は、石炭灰と必要により加えられる繊維質の充填材とからなるが、石炭灰および繊維質の充填材は共に、前述したものを使用することができる。
【００１８】
本発明の遮音板は、中芯層を表層により両側から挟んだ状態でバインダーで硬化させて製造される。
【００１９】
バインダーとしては吸音板の製造方法で説明したものを使用することができ、例えば、フェノール樹脂を用いた場合、石炭灰に対する混合割合は、１．５〜５０重量％、特に、５．０〜２０重量％が好ましい。１．５重量％未満では、十分な強度が得られにくく、５０重量％を越えると、安価な石炭灰の比率が低下し、経済性が悪くなる。
【００２０】
本発明の遮音板は、中芯層に石炭灰粒状物を使用しているので、遮音板が高密度化し、遮音性能が改善されると共に、バインダーとしての熱硬化性樹脂の使用量を低減することができ、この結果、不燃性の高い遮音板を得ることができる。
【００２１】
本発明の遮音板はバインダーを使用して前記吸音板と同様にして製造することができる。なお、石炭灰を主原料とした成形体である遮音板の内部には、連続した空隙は形成されず、音が反射され易い密実質の構造となる。
【００２２】
本発明の吸遮音パネルは、吸音板と遮音板とを空気層を介して複合一体化したものである。
図１は、本発明の好ましい実施形態である吸遮音パネルの部分断面図であり、吸音板１と遮音板３とが空気層２を介して複合一体化されている。符号４は繊維質の充填材であり、この実施形態では、吸音板１と遮音板３の双方の表層近傍に繊維質の充填材４が設けられている。
【００２３】
本発明では、吸音特性を改善するために、空気層２に繊維質の中間材５を配装してもよい。このような繊維質としては、ガラス繊維、ロックウール、その他各種合成繊維を挙げることができる。また、中間材５としては、発泡樹脂材料、塩化ビニルフォーム、ポリエチレンフォーム、軟質ウレタンフォームなどの柔軟材料も使用可能である。
【００２４】
【実施例】
以下に本発明の好ましい実施例を示す。
【００２５】
実施例１
（吸音板の製作）
９０％以上が粒径０．３〜１．２ｍｍの範囲に入るガラス粉体焼成発泡造粒物（Ｇ−ライト、サンライト製）に、フェノール樹脂（ＳＰ−１１５ＰＤ、旭有機材工業製）７重量％をコーティングしたもの（以下、ＲＣＧと略称する。）、９０％以上が粒径０．３〜１．２ｍｍの範囲に入る珪砂粒子に前記フェノール樹脂４重量％をコーティングしたもの（以下、ＲＣＳと略称する。）、および、フェノール樹脂４０％が含浸されている８０ｇ目付の平織りガラスクロスプリプレグ（松浦製）（以下、ＧＣＰＰと略称する。）を準備する。
【００２６】
次に、離型用あて板上に、ＧＣＰＰ、ＲＣＳ３６００ｇ／ｍ２  、ＲＣＧ２４００ｇ／ｍ２  、ＲＣＳ３６００ｇ／ｍ２  、ＧＣＰＰ、ＲＣＧ１２００ｇ／ｍ２  の順に散布積層し、この積層体を熱プレスに入れて、加熱温度１６０℃、圧力１０ｋｇ／ｃｍ２  、時間１０分の条件で熱硬化し、厚さ１０ｍｍ、密度１．０４ｇ／ｃｍ３  、曲げ強さ１４３ｋｇｆ／ｃｍ２  の吸音板を製作した。
【００２７】
（遮音板の製作）
プレーン値２１２０ｃｍ２  ／ｇの石炭灰（中部電力碧南火力製）７５重量部とノボラック型フェノール樹脂（ＮＫ−７００１、新日鐵化学製）１０重量部からなる混合物（以下、表層用組成物と略称する。）と、前記石炭灰４５重量部、前記フェノール樹脂３重量部、および９０％以上の粒子が粒径０．３〜１．６６ｍｍの範囲に入る石炭灰セメント造粒物（ファイヤービーズ、東北電力製）５４重量部からなる混合物（以下、中芯層用組成物と略称する。）と、および、３８ｍｍの長さに切断したガラスストランド（ＲＥＲ２４０−ＳＭ３０、日本板硝子製）を準備する。
【００２８】
次に、離型用のあて板上に表層用組成物５６０ｇ／ｍ２  、ガラスストランド３３０ｇ／ｃｍ２  、表層用組成物９３０ｇ／ｃｍ２  、コア層用組成物３００００ｇ／ｍ２  、表層用組成物４２０ｇ／ｍ２  、ガラスストランド３３０ｇ／ｃｍ２  、表層用組成物１６６０ｇ／ｃｍ２  の順に散布積層し、この積層体を熱プレスに入れて、加熱温度１６０℃、圧力２０ｋｇ／ｃｍ２  、時間２５分の条件で熱硬化し、厚さ約２５ｍｍ、密度１．３０ｇ／ｃｍ３  、曲げ強さ１１４ｋｇｆ／ｃｍ２  の遮音板を製作した。
【００２９】
（吸遮音一体パネルの製作）
次に、上記吸音板および遮音板をそれぞれ幅５００ｍｍ、長さ３０００ｍｍに切断し、この両板の両長手端部に厚さ２５ｍｍの角パイプを配してビス留め固定し、２５ｍｍの空気層を有する一方の面が吸音板、他方の面が遮音板からなる吸遮音一体パネル（Ｐ１）を製作した。
【００３０】
実施例２
実施例１で製作した吸遮音一体パネル（Ｐ１）の空気層中に２５ｍｍ厚み、密度４０ｋｇ／ｍ３  のロックウールフェルト（フェルトＫ、新日鐵化学製）を挿入した吸遮音一体パネル（Ｐ２）を製作した。
【００３１】
実施例３
吸音板の構成が以下に示すように異なる他は実施例２と同様の条件で吸遮音一体パネル（Ｐ３）を製作した。
【００３２】
（吸音板の製作）
実施例１において（吸音板の製作）の項に記載したＲＣＧ、ＲＣＳおよびＧＣＰＰを準備する。次に、離型用あて板上に、ＧＣＰＰ、ＲＣＳ３６００ｇ／ｍ２  、ＲＣＧ３６００ｇ／ｍ２  、ＧＣＰＰ、ＲＣＳ３６００ｇ／ｍ２  の順に散布積層し、この積層体を熱プレスに入れて、実施例１（吸音板）と同じ条件で熱硬化し、厚さ１０ｍｍ、密度１．０４ｇ／ｃｍ３  、曲げ強さ１００ｋｇｆ／ｃｍ２  の吸音板を製作した。
【００３３】
比較例１
（吸音板の製作）
９０％以上が粒径０．３〜１．６６ｍｍの範囲に入る石炭灰セメント造粒物（ファイヤービーズ、東北発電工業製）にフェノール樹脂（ＳＰ−６９０５、旭有機材工業製）５重量％をコーティングしたもの（以下、ＲＣＦと略称する。）、９０％以上が粒径０．２〜４．０ｍｍの範囲に入る前記石炭灰セメント造粒物１００重量部に対して１０重量部のノボラック型フェノール樹脂（ＮＫ−７００１、新日鐵化学製）を混合したもの（以下、ＭＦＢと略称する。）、および、３８ｍｍの長さに切断したガラスストランド（ＲＥＲ２４０−ＳＭ３０、日本板硝子製）を準備する。
【００３４】
次に、離型用あて板上に、ＲＣＦ１２５０ｇ／ｍ２  、ガラスストランド２１０ｇ／ｍ２  、ＭＦＢ４８５０ｇ／ｍ２  、ガラスストランド２１０ｇ／ｍ２  、ＭＦＢ４２００ｇ／ｍ２  の順に散布積層し、この積層体を熱プレスに入れて、加熱温度１６０℃、圧力１０ｋｇ／ｃｍ２  、時間１０分の条件で熱硬化し、厚さ１０ｍｍ、密度１．１ｇ／ｃｍ３  、曲げ強さ６５ｋｇｆ／ｃｍ２  の吸音板を製作した。
【００３５】
（遮音板の製作）
プレーン値２１２０ｃｍ２  ／ｇの石炭灰（中部電力碧南火力製）９００重量部とノボラック型フェノール樹脂（ＮＫ−７００１、新日鐵化学製）１２５重量部からなる混合物（以下、ＭＦと略称する。）と、３８ｍｍの長さに切断したガラスストランド（ＲＥＲ２４０−ＳＭ３０、日本板硝子製）を準備する。
【００３６】
次に、離型用のあて板上にＭＦ４５０ｇ／ｍ２  、ガラスストランド１９５ｇ／ｃｍ２  、ＭＦ２３３７０ｇ／ｃｍ２  、ガラスストランド１９５ｇ／ｃｍ２  、ＭＦ１３４０ｇ／ｃｍ２  の順に散布積層し、この積層体を熱プレスに入れて、加熱温度１６０℃、圧力２０ｋｇ／ｃｍ２  、時間２５分の条件で熱硬化し、厚さ約２５ｍｍ、密度１．１０ｇ／ｃｍ３  、曲げ強さ１０８ｋｇｆ／ｃｍ２  の遮音板を製作した。
【００３７】
（吸遮音一体パネルの製作）
次に、上記吸音板および遮音板をそれぞれ幅８２０ｍｍ、長さ２３５０ｍｍに切断し、この両板の両長手端部に厚さ２５ｍｍの角パイプを配してビス留め固定するとともに、両板間に厚さ２５ｍｍ、密度４０ｋｇ／ｍ３  のロックウールフェルト（フェルトＫ、新日鐵化学製）を挿入して、一方の面が吸音材、他方の面が遮音材からなる吸遮音一体パネル（Ｐ０）を製作した。
【００３８】
実施例４
（吸遮音一体パネルの遮音性能試験）
前記各吸遮音一体パネルの吸音板を音源側として、ＪＩＳ  Ａ−１４１６の方法により実験室における音響透過損失を測定し、その結果を表１と図２に示した。また、パネルを残響室中で吸音板を上向きに置いて、残響室法吸音率を測定し、その結果を表２と図３に示した。なお、図２と図３において、記号▲はＰ２、■はＰ３、×はＰ０を、それぞれ示す。
【００３９】
図２に表わされたグラフから、実施例２、実施例３の吸遮音パネルＰ２、Ｐ３は、比較例１の吸遮音パネルＰ０よりも、音響透過損失が周波数全体にわたって大きな値を示していることが分かる。
また、図３に表わされたグラフから、実施例２、実施例３の吸遮音パネルＰ２、Ｐ３は、中間空気層に繊維質材を配装したことと相俟って、中高音域の広い周波数で、高い吸音率を示していることが分かる。
【００４０】
【表１】
0003583251.tif 000002
【００４１】
【表２】
0003583251.tif 000003
【００４２】
【発明の効果】
本発明の吸遮音パネルは、安価な材料と経済的な製造方法により製作できる上に、優れた遮音性能を有している。即ち、遮音板の中芯層に石炭灰粒状物を使用しているので、遮音板の密度が高く、遮音性能が改善されている。
また、石炭灰粒状物を使用したことに伴い、バインダーとしての熱硬化性樹脂の使用量を低減することができ、この結果、不燃性の高い遮音板を得ることができる。
【００４３】
而して、本発明の吸遮音パネルは、各種工場の防音壁や遮音壁、火力発電所等におけるボイラー周辺の防音壁、道路防音壁、集合住宅や事務所等の建築物の遮音壁や間仕切り壁等に幅広く適用することができるという優れた効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の吸遮音パネルの部分断面図である。
【図２】各吸遮音パネルについて、音響透過損失の周波数特性を表したグラフである。
【図３】各吸遮音パネルについて、残響室法吸音率の周波数特性を表したグラフである。
【符号の説明】
１  吸音板
２  空気層
３  遮音板
４  繊維質の充填材
５  繊維質の中間材
【図１】
0003583251.tif 000004
【図２】
0003583251.tif 000005
【図３】
0003583251.tif 000006