(57)【要約】      （修正有）【課題】製造工程の簡略化と製造コストの低減を図ると共に容易に所望の音響特性を得ることができる発泡ガラス吸音材と発泡ガラス吸音材の製造方法を提供する。【解決手段】ガラス発泡体３をバインダを使用することなく焼成して多孔質状に構成したものであり、それによって、吸音特性に優れた発泡ガラス吸音材１を得ることができ、又、バインダを使用しない分製造工程の簡略化を図ることができると共に、製造コストの低減を図ることができる。【選択図】図１
2011032116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス発泡体をバインダを使用することなく焼成して多孔質状に構成したことを特徴とする発泡ガラス吸音材。
【請求項２】
請求項１記載の発泡ガラス吸音材において、
焼成時間を可変することにより空気の流れ抵抗を調整し、それによって、所定の吸音周波数特性を得るようにしたことを特徴とする発泡ガラス吸音材。
【請求項３】
請求項１記載の発泡ガラス吸音材において、
上記ガラス発泡体の粒径を可変することにより空気の流れ抵抗を調整し、それによって、所定の吸音周波数特性を得るようにしたことを特徴とする発泡ガラス吸音材。
【請求項４】
ガラス発泡体をバインダを使用することなく焼成して多孔質状に構成するようにしたことを特徴とする発泡ガラス吸音材の製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の発泡ガラス吸音材の製造方法において、
焼成時間を可変することにより空気の流れ抵抗を調整し、それによって、所定の吸音周波数特性に設定するようにしたことを特徴とする発泡ガラス吸音材の製造方法。
【請求項６】
請求項４記載の発泡ガラス吸音材の製造方法において、
上記ガラス発泡体の粒径を可変することにより空気の流れ抵抗を調整し、それによって、所定の吸音周波数特性を得るようにしたことを特徴とする発泡ガラス吸音材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡ガラス吸音材と発泡ガラス吸音材の製造方法に係り、特に、ガラス発泡体のみを使用してバインダを使用することなく構成したものであって、同一嵩密度・同一厚さであるにもかかわらず吸音周波数特性を制御可能にしたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス発泡体を使用した吸音材の構成を開示するものとして、例えば、特許文献１、特許文献２等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１１４９１７号公報
【０００４】
【特許文献２】特開２００１−４８５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の構成によると次のような問題があった。
まず、特許文献１に開示されている吸音パネルは、セメント系バインダを使用して成型されており、つまり、材料であるガラス発泡体とは別にバインダを使用する構成になっており、その分製造工程が複雑化してしまうと共に製造コストが上昇してしまうという問題があった。
又、特許文献２に開示されている吸音板は、ロックウール又はセラミックファイバーをバインダとして使用する構成になっており、上記特許文献１に規定されている発明の場合と同様に、その分製造工程が複雑化してしまうと共に製造コストが上昇してしまうという問題があった。
又、特許文献１、特許文献２の何れの場合もそうであるが、所望の吸音周波数特性を得るためには、吸音材の厚さと背後の空気層の組み合わせを変える必要があり、面倒であった。
【０００６】
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、製造工程の簡略化と製造コストの低減を図ると共に容易に所望の吸音周波数特性を得ることができる発泡ガラス吸音材と発泡ガラス吸音材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するべく本願発明の請求項１による発泡ガラス吸音材は、ガラス発泡体をバインダを使用することなく焼成して多孔質状に構成したことを特徴とするものである。
又、請求項２による発泡ガラス吸音材は、請求項１記載の発泡ガラス吸音材において、焼成時間を可変することにより空気の流れ抵抗を調整し、それによって、所定の吸音周波数特性を得るようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項３による発泡ガラス吸音材は、請求項１記載の発泡ガラス吸音材において、上記ガラス発泡体の粒径を可変することにより空気の流れ抵抗を調整し、それによって、所定の吸音周波数特性を得るようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項４による発泡ガラス吸音材の製造方法は、ガラス発泡体をバインダを使用することなく焼成して多孔質状に構成するようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項５による発泡ガラス吸音材の製造方法は、請求項４記載の発泡ガラス吸音材の製造方法において、焼成時間を可変することにより空気の流れ抵抗を調整し、それによって、所定の吸音周波数特性に設定するようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項６による発泡ガラス吸音材の製造方法は、請求項４記載の発泡ガラス吸音材の製造方法において、上記ガラス発泡体の粒径を可変することにより空気の流れ抵抗を調整し、それによって、所定の吸音周波数特性を得るようにしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
以上述べたように本願発明の請求項１による発泡ガラス吸音材は、ガラス発泡体をバインダを使用することなく焼成して多孔質状に構成したものであり、それによって、吸音特性に優れた発泡ガラス吸音材を得ることができる。又、バインダを使用しない分製造工程の簡略化を図ることができると共に、製造コストの低減を図ることができる。
又、請求項２による発泡ガラス吸音材は、請求項１記載の発泡ガラス吸音材において、焼成時間を可変することにより空気の流れ抵抗を調整し、それによって、所定の吸音周波数特性を得るようにしたので、単に、焼成時間を可変するだけで、同一嵩密度・同一厚さであるにもかかわらず吸音周波数特性を制御することができる。
又、請求項３による発泡ガラス吸音材は、請求項１記載の発泡ガラス吸音材において、上記ガラス発泡体の粒径を可変することにより空気の流れ抵抗を調整し、それによって、所定の吸音周波数特性を得るようにしたので、単に、ガラス発泡体の粒径を可変するだけで、同一嵩密度・同一厚さであるにもかかわらず吸音周波数特性を制御することができる。
又、請求項４による発泡ガラス吸音材の製造方法は、ガラス発泡体をバインダを使用することなく焼成して多孔質状に構成するようにしたものであり、吸音特性に優れた発泡ガラス吸音材を得ることができる。又、バインダを使用しない分製造工程の簡略化を図ることができると共に、製造コストの低減を図ることができる。
又、請求項５による発泡ガラス吸音材の製造方法は、請求項４記載の発泡ガラス吸音材の製造方法において、焼成時間を可変することにより空気の流れ抵抗を調整し、それによって、所定の吸音周波数特性に設定するようにしたものであり、単に、焼成時間を可変するだけで、同一嵩密度・同一厚さであるにもかかわらず吸音周波数特性を制御することができる。
又、請求項６による発泡ガラス吸音材の製造方法は、請求項４記載の発泡ガラス吸音材の製造方法において、上記ガラス発泡体の粒径を可変することにより空気の流れ抵抗を調整し、それによって、所定の吸音周波数特性を得るようにしたので、単に、ガラス発泡体の粒径を可変するだけで、同一嵩密度・同一厚さであるにもかかわらず吸音周波数特性を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本願発明の一実施の形態を示す図で、吸音材の表面を拡大して示す平面図である。
【図２】本願発明の一実施の形態を示す図で、吸音材の材料である発泡ガラス体の製造工程を示す図である。
【図３】本願発明の一実施の形態を示す図で、吸音材の使用例を示す斜視図である。
【図４】本願発明の一実施の形態を示す図で、物性値（空気の流れ抵抗）と焼成時間との関係を示す特性図である。
【図５】本願発明の一実施の形態を示す図で、吸音周波数特性と焼成時間との関係を示す特性図である。
【図６】本発明の一実施の形態を示す図で、物性値（空気の流れ抵抗）と焼成時間との関係を示す特性図である。
【図７】本発明の一実施の形態を示す図で、物性値（空気の流れ抵抗）と粒径との関係を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図１乃至図７を参照して本発明の一実施の形態を説明する。図１は本実施の形態による発泡ガラス吸音材１の構成を示す図であり、多数の粒子状のガラス発泡体３が焼成により多孔質状に焼き固められている。上記焼成に際してはバインダは使用していないものである。
【００１１】
上記ガラス発泡体３であるが、図２に示すような方法により製造されたものである。まず、原材料としては、廃ガラス瓶が使用されており、これら廃ガラス瓶を原材料投入ホッパ１１内に投入する。この原材料投入ホッパ１１内に投入された廃ガラス瓶は搬送機構１３を介して粗粉砕機１５に搬送されて投入される。
【００１２】
上記粗粉砕機１５に投入された廃ガラス瓶は破砕されて粗い粉砕粒となる。この粗い粉砕粒は隣接・配置された微粉砕機１７に投入される。この微粉砕機１７によって粉状になるまで粉砕される。粉砕された微細粉は搬送機構１９を介して粒子選別装置２１に投入される。
【００１３】
上記粒子選別装置２１によって選別された微細粉は搬送機構２３を介して混合装置２５に投入される。この混合装置２５内では添加剤が混合される。次に、微細粉に添加剤を混合させたものを搬送機構２７を介して焼成炉２９内に搬送され、そこでの焼成によりガラス発泡体が得られるものである。
尚、本実施の形態では、そのガラス発泡体をさらに砕いてより細かなガラス発泡体３としているものである。
【００１４】
次に、焼成時の条件であるが、例えば、６００℃〜１０００℃、好ましくは、７００℃〜９００℃の範囲内で任意に設定された温度で焼成が実行される。又、上記ガラス発泡体３の粒径としては、例えば、２ｍｍ〜６ｍｍの範囲内に収まる程度のものである。
尚、焼成時間については、所期の周波数特性の関係で任意に設定されることになる。
【００１５】
又、本実施の形態の場合には、上記ガラス発泡体３をバインダを使用することなく焼成することにより、多孔質状の発泡ガラス吸音材１を得るようにしたものである。つまり、焼成によって多数のガラス発泡体３が、隣接する別のガラス発泡体３に対して複数の点接触のような状態で溶融・結合され、その間に空隙が形成されることになる。それが発泡ガラス吸音材１の全体で生じており、結局、複雑、且つ、細かな迷路のような空隙路が無数に屈曲・形成されたような状態になる。それら無数に屈曲・形成された迷路のような空隙路によって音を減衰させて吸音するものである。
【００１６】
本実施の形態による発泡ガラス吸音材１は、例えば、図３に示すように、高速道路３１のトンネル内の防音壁３３の材料として使用されるものである。
【００１７】
又、本実施の形態の場合には、焼成時の焼成時間を調整することにより、吸音特性を調整するように構成されている。その際、発泡ガラス吸音材１の嵩密度、厚さは一定であり、単に、焼成時の焼成時間を調整することによって吸音特性を調整するようにしているものである。
すなわち、本実施の形態における発泡ガラス吸音材１の場合には、既に説明したように、内部に細かな迷路のような空隙路が無数に屈曲・形成されたような状態になっている。例えば、焼成時間が短い場合には、隣接・配置されているガラス発泡体３同士が少ない点で溶融・結合されているために、上記細かな迷路のような空隙路は、長さが比較的短く、且つ、太いものとなっている。したがって、空気の流れ抵抗も比較的小さいものとなっている。これに対して、焼成時間が長い場合には、隣接・配置されているガラス発泡体３同士が多くの点で溶融・結合されることになり、上記細かな迷路のような空隙路は、長さが比較的長く、且つ、細いものとなっている。したがって、空気の流れ抵抗も比較的大きなものなっている。このような違いによって異なる周波数特性がえられるものである。
【００１８】
以下、具体的に向説明する。図４は縦軸に流れ抵抗値（Ｐａ・Ｓ・ｍ−２）をとり、横軸に焼成時間（分）をとり、両者の関係を示した特性図である。上記流れ抵抗値の測定は、「ＩＳＯ９０５３規格」により規定された方法で計測したものであり、具体的には、発泡ガラス吸音材１の一方の面側から空気を流し、両側で圧力差を計測することにより、流れ抵抗値を算出するものである。
尚、発泡ガラス吸音材１の厚みは、例えば、１５ｍｍに設定されており、又、焼成温度は、例えば、７００℃〜９００℃の範囲で任意に設定されている。
【００１９】
図４に示した結果を表に示したものが表１である。材料の厚さは、すべて１５ｍｍである。図４及び表１に示すように、焼成時間を調整することにより、流れ抵抗を調整することができることが確認されたものである。
かさ密度の食い違いは、４つの材料のかさ密度の平均値を算出し、その平均値と各材料のかさ密度の差を各材料のかさ密度で除算して算出されたものである。かさ密度の食い違い３％以下となっており、かさ密度に変化がないことが分る。つまり、同一嵩密度・同一厚さであるにもかかわらず流れ抵抗を調整することができたことが分る。
【００２０】
【表１】
2011032116.tif 000003
【００２１】
次に、表１に示した４種類のサンプル、すなわち、焼成時間が３０分、４０分、５０分、７０分の４種類の発泡ガラス吸音材１に関して、周波数と垂直入射吸音率との関係を測定した。上記垂直入射吸音率の測定は、「ＩＳＯ１０５３４−２規格」により規定された方法で計測したものであり、その結果を図５に示す。図５に示すように、それぞれ垂直入射吸音率のピークに対応する周波数が異なっており、つまり、焼成時間を可変させることにより、異なる吸音周波数特性を得ることができるものである。
【００２２】
次に、上記ガラス発泡体３の粒径が２〜４ｍｍに設定した場合について、焼成時間が５０分、７０分の２種類の発泡ガラス吸音材１に関して、周波数と垂直入射吸音率との関係を測定した結果を図６に示す。既に説明した図５の場合には、上記ガラス発泡体３の粒径を２〜６ｍｍとした場合を示したが、この図７の場合には、上記ガラス発泡体３の粒径が２〜４ｍｍに設定した場合を示すものである。この場合にも、それぞれ垂直入射吸音率のピークに対応する周波数が異なっており、つまり、焼成時間を可変させることにより、異なる吸音周波数特性を得ることができるものである。
【００２３】
又、上記ガラス発泡体３の粒径を適宜変更することによっても異なる吸音周波数特性を得ることができるものである。それを図７を参照して説明する。図７は上記ガラス発泡体３の粒径を２〜６ｍｍとした場合、２〜４ｍｍとした場合について、同じ焼成時間（７０分）とした場合の垂直入射吸音率のピークに対応する周波数を示した図である。図７に示すように、それぞれ異なる吸音周波数特性を得ることができるものである。つまり、上記ガラス発泡体３の粒径を適宜変更することによっても異なる吸音周波数特性を得ることができるものである。
【００２４】
以上、本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、吸音特性に優れた発泡ガラス吸音材１を得ることができる。又、バインダを使用しない分製造工程の簡略化を図ることができると共に、製造コストの低減を図ることができる。
又、焼成時間を可変することにより空気の流れ抵抗を調整し、それによって、所定の吸音周波数特性を得るようにしたので、簡単な方法により、同一嵩密度・同一厚さであるにもかかわらず吸音周波数特性を制御することができる。
又、ガラス発泡体３の粒径を適宜変更することにより空気の流れ抵抗を調整し、それによって、所定の吸音周波数特性を得るようにしたので、簡単な方法により、同一嵩密度・同一厚さであるにもかかわらず吸音周波数特性を制御することができる。
又、焼成時間を可変すると共にガラス発泡体３の粒径を適宜変更することにより空気の流れ抵抗を調整し、それによって、所定の吸音周波数特性を得るようにすることも可能であり、それによって、同一嵩密度・同一厚さであるにもかかわらず吸音周波数特性をさらに様々に制御することができる。  
【００２５】
尚、本発明は前記一実施の形態に限定されるものではない。
まず、発泡ガラス吸音材１の用途としては、高速道路の防音材に限らず、各種建築物の内外装材、その他の壁材、等としても使用される。
焼成時間、粒径、かさ密度、材料の厚さは例示であり、示したものに限定されるものではない。
又、複数の材料を積層することも可能である。
その他、図示した構成はあくまで一例である。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、発泡ガラス吸音材と発泡ガラス吸音材の製造方法に係り、特に、ガラス発泡体のみを使用してバインダを使用することなく構成したものであって、同一嵩密度・同一厚さであるにもかかわらず吸音周波数特性を制御可能にしたものに関し、例えば、各種建築物の内外装材として、或いは、高速道路の防音壁として好適である。
【符号の説明】
【００２７】
１  発泡ガラス吸音材
３  ガラス発泡体
【図１】
2011032116.tif 000004
【図２】
2011032116.tif 000005
【図３】
2011032116.tif 000006
【図４】
2011032116.tif 000007
【図５】
2011032116.tif 000008
【図６】
2011032116.tif 000009
【図７】
2011032116.tif 000010