(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒径７〜２０ｍｍの多孔質材料である無機物粒子、および該無機物粒子１００質量部に対して６〜４０質量部の樹脂を含有し、連続孔を有する構造体の製造方法であって、
平均粒径７〜２０ｍｍの無機物粒子、および該無機物粒子１００質量部に対して６〜４０質量部の樹脂組成物を混合し、加圧せずに成形することを特徴とする構造体の製造方法。
【請求項２】
かさ比重が０．９以下である請求項１に記載の構造体の製造方法。
【請求項３】
前記無機物粒子に対し粒子径６〜２０ｍｍの無機物粒子が７０質量％以上含まれる請求項１または２のいずれかに記載の構造体の製造方法。
【請求項４】
前記無機物粒子が、シラス、軽石、スコリアからなる群から選ばれる１種または２種以上である請求項１〜３のいずれか一項に記載の構造体の製造方法。
【請求項５】
前記樹脂が、粘度０．０８〜２Ｐａ・ｓの熱硬化性樹脂、硬化剤、および硬化促進剤を含有する樹脂組成物を硬化したものである請求項１〜４のいずれか一項に記載の構造体の製造方法。
【請求項６】
前記熱硬化性樹脂が、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、ユリア樹脂（尿素樹脂）、メラミン樹脂、およびエポキシ樹脂からなる群から選ばれる１種または２種以上である請求項５に記載の構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生産が簡便かつ安価であり、吸音性能に優れ、建築物や、道路、鉄道軌道、トンネル等の防音壁に適用することができる構造体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、住環境への関心が高まっており、近隣家庭、工場等からの騒音、あるいは自動車、鉄道車両等から発生する騒音の抑制が望まれている。無機物の繊維、発泡体、多孔体などを吸音材として用いることができるが、これらの材料は紛体であり、壁などに施工する際に手間がかかり、さらに施工後に吸音材が散逸する問題がある。したがって、無機物粒子を樹脂などで板状に成形した吸音板が各種提案されている。例えば、特許文献１では、ムライト等のセラミックス粒子を用いて加圧成形した吸音材が提案されている。また、特許文献２では、粒子径０．５〜２ｍｍに分布されるものの割合が全体の７０重量％以上である無機物粒子群を接着剤を介して板状体に加圧成形された吸音板が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２０４３８５号公報
【特許文献２】特開平１０−３３１２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これらの吸音板は、加圧装置を有する場所で製造することを想定しており、成形後に製造所から施工場所まで運搬する必要がある。そこで、運搬中の振動や衝撃に耐えうる高い機械的強度が必要とされ、微細な粒子を用いて加圧するため、空壁率が小さく、重量が大きくなる問題がある。結果として、施工性が低下するのを免れない。
【０００５】
本発明は、生産が簡便かつ安価であり、吸音性能に優れ、建築物や、道路、鉄道軌道、トンネル等の防音壁に適用することができる構造体の製造方法に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、本発明は以下の（１）〜（６）を要旨とする。
（１）平均粒径７〜２０ｍｍの多孔質材料である無機物粒子、および該無機物粒子１００質量部に対して６〜４０質量部の樹脂を含有し、連続孔を有する構造体の製造方法であって、平均粒径７〜２０ｍｍの無機物粒子、および該無機物粒子１００質量部に対して６〜４０質量部の樹脂組成物を混合し、加圧せずに成形することを特徴とする構造体の製造方法。
（２）かさ比重が０．９以下である（１）に記載の構造体の製造方法。
（３）前記無機物粒子の平均粒径が６〜２０ｍｍであり、かつ前記無機物粒子に対し粒子径６〜２０ｍｍの無機物粒子が７０質量％以上含まれる（１）または（２）のいずれかに記載の構造体の製造方法。
（４）前記無機物粒子が、シラス、軽石、スコリアからなる群から選ばれる１種または２種以上である（１）〜（３）のいずれかに記載の構造体の製造方法。
（５）前記樹脂が、粘度０．０８〜２Ｐａ・ｓの熱硬化性樹脂、硬化剤、および硬化促進剤を含有する樹脂組成物を硬化したものである（１）〜（４）のいずれかに記載の構造体の製造方法。
（６）前記熱硬化性樹脂が、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、ユリア樹脂（尿素樹脂）、メラミン樹脂、およびエポキシ樹脂からなる群から選ばれる１種または２種以上である（５）に記載の構造体の製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、吸音性に優れ、軽量で、かつ簡便な工程によって製造できる構造体の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の構造体、該構造体からなる吸音材、およびその製造方法について詳細に説明する。なお、本発明の範囲は、以下に説明する具体的な実施形態に何ら限定されない。
本発明の構造体は、平均粒径６〜５０ｍｍの無機物粒子、および該無機物粒子１００質量部に対して６〜４０質量部の樹脂を含有する。
【００１０】
［無機物粒子］
本発明に用いる無機物粒子の材質としては、各種天然石、ケイ砂、黒曜石、真珠石、抗火石、シラス、頁岩、ガラス、ゼオライト、各種セラミックおよびこれらの焼成発泡体、パーライト、軽石、スコリア、中空バルーン、および軽量骨材等が挙げられる。これらのなかでも、シラス、各種セラミックの焼成発泡体、パーライト、軽石、スコリア、中空バルーン、および軽量骨材等の材質が構造体の軽量化の為に好ましく、シラス、軽石、およびスコリア等の多孔質材料が吸音性の観点からより好ましく、軽石が入手容易性と軽量性の観点からさらに好ましい。これらの無機物粒子は単独で用いても良く、２種以上を混合して用いても良い。
【００１１】
前記無機物粒子は、平均粒子径が６〜５０ｍｍである。この範囲内であることにより、本発明の吸音材に含まれる無機物粒子間に十分な空隙を有することができるので、優れた吸音性能を発揮する。また、平均粒子径が６〜３０ｍｍのものが構造体の成形性の観点からより好ましく、平均粒子径７〜２０ｍｍのものが構造体の強度の観点からさらに好ましい。無機物粒子の平均粒子径は、ランダムに選択した３０個の無機物粒子の最短部をノギスで測定し、その平均値を示す。
【００１２】
前記無機物粒子の粒子径範囲としては、３〜６０ｍｍが好ましく、５〜５０ｍｍがより好ましく、５〜３０ｍｍがさらに好ましい。構造体の成形性の観点からは、粒子径６ｍｍ以上のものが７０質量％以上含まれるものが好ましく、粒子径６〜５０ｍｍのものが７０質量％以上含まれるものがより好ましく、粒子径６〜２０ｍｍのものが７０質量％以上含まれるものがさらに好ましい。
【００１３】
［樹脂］
本発明に用いる樹脂に含まれる樹脂の種類としては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、ユリア樹脂（尿素樹脂）、メラミン樹脂、およびエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が好ましい。これらのなかでも不飽和ポリエステル樹脂、ポリエステル樹脂、およびビニルエステル樹脂が硬化性に優れているためより好ましく、不飽和ポリエステル樹脂が機械的強度に優れているためさらに好ましい。これらの樹脂は単独で用いられても良く、２種以上が混合されて用いられても良い。上記樹脂以外に重合性の有機成分が含まれていても良い。樹脂の粘度としては、０．０５〜５Ｐａ・ｓが好ましく、０．０７〜３Ｐａ・ｓがより好ましく、０．０８〜２Ｐａ・ｓが特に好ましい。粘度が前記範囲であることにより、構造体成形の際に無機物粒子表面が適度にコーティングされて、無機物粒子同士の接点が樹脂組成物の硬化により十分な強度で固定化されるとともに、樹脂が流れて偏ることもないので、構造体内部に充分な空隙を確保して吸音性能を高めることができる。
【００１４】
なお、本発明に用いる樹脂の粘度は、例えば以下の条件で測定した値である。
装置：ＴＶＢ−１０Ｍ（ＢＭ型粘度計、東輝産業製）
測定温度：２５℃
ローター：Ｎｏ．２
回転数：６０ｒｐｍ
【００１５】
本発明に用いる樹脂には用途および性能に応じて、各種添加剤を添加し樹脂組成物として使用しても良い。例えば、硬化剤、硬化促進剤、離型剤、紫外線吸収剤、顔料、減粘剤、可塑剤、難燃剤、補強材、光硬化剤等を使用しても良い。これらの成分は樹脂組成物の成分としてあらかじめ混合されていても良く、また無機物粒子と樹脂との混合直前に添加されても良い。
【００１６】
硬化剤は過酸化物を用いることが好ましい。例えばジアシルパーオキサイド系、パーオキシエステル系、ジアリルパーオキサイド系、ケトンパーオキサイド系、パーオキシケタール系、アルキルパーエステル系、およびパーオキシカーボネート系等のものが使用され、２種類以上を併用しても良い。
【００１７】
硬化促進剤としては例えば、ナフテン酸コバルト、オクテン酸コバルト、ナフテン酸銅、バナジルアセチルアセテート、鉄アセチルアセテート、Ｎ、Ｎ−ジメチルアニリン等が挙げられる。
【００１８】
また、樹脂組成物の硬化方法は加熱が不必要で常温で硬化する方法、例えば促進剤が含まれた樹脂組成物に硬化剤を成形直前に混合するなどの方法が好ましい。
【００１９】
［構造体］
本発明の構造体は、前記無機物粒子１００質量部に対して６〜５０質量部の前記樹脂を含有する。さらに、構造体に充分な空隙率の連続孔を確保する観点から、前記無機物粒子１００質量部に対して１０〜４０質量部の樹脂を含有することが好ましい。
【００２０】
また、構造体に充分な空隙率の連続孔を確保する観点からは、前記無機物粒子の平均粒径に合わせて、前記無機物粒子と前記樹脂の混合比を好適に調整することが好ましい。すなわち、平均粒径が６〜１５ｍｍの無機物粒子１００質量部に対しての樹脂の添加量は８〜４０質量部であることが好ましく、１０〜３５質量部であることがより好ましい。また、平均粒径が１５〜５０ｍｍの無機物粒子１００質量部に対しての樹脂の添加量は６〜２５質量部であることが好ましく、６〜２０質量部であることがより好ましい。なお、かさ比重は実施例の項に記載した方法によって決定する。
【００２１】
本発明における構造体のかさ比重としては０．９以下であることが好ましく、軽量性の観点から０．７５以下であることがより好ましく、施工性の観点から０．５以下であることがさらに好ましい。また、構造体の強度の観点からは、かさ比重が０．０５以上であることが好ましい。
【００２２】
本発明の構造体は、軽量且つ吸音性に優れることから、吸音材として好適に使用することができる。
【００２３】
［構造体の製造方法］
本発明における構造体の製造方法としては、無機物粒子と樹脂または樹脂組成物とをミキサーもしくは手動により混合し、型に流し込むか、直接壁面や路面に塗布して成形する簡便な方法が好ましい。本発明における構造体は、特別な加圧成形装置等を用いることなく成形することができるため、現場での即時施工が可能である。
【００２４】
本発明における構造体の形状については特に制限はない。すなわち、形状は平板状でも良く、また凹凸や曲面を持つ形状でも良い。前記構造体の厚さは特に制限はないが、前記無機物粒子の粒径以上であることが好ましい。
【００２５】
なお、本発明における構造体は、機械的強度を高めるために、必要に応じて金属線、鉄筋および／または繊維補強樹脂材料を構造体の上下表層面に補強層として設けることが好ましい。また、前記構造体は単独で用いられても良く、他の構造材もしくは吸音構造部材と組み合わせて用いられても良い。例えば、吸音構造部材の裏板として用いることにより吸音構造部材の吸音性をさらに高めることもできる。
【実施例】
【００２６】
以下に実施例および比較例を示し、本発明を更に詳細に説明するが、本発明は下記の例に何ら限定されるものではない。
【００２７】
樹脂組成物に用いる樹脂ついては、不飽和ポリエステル樹脂としてジシクロペンタジエンと無水マレイン酸とプロピレングリコールの縮合体（粘度０．１５Ｐａ・ｓ）を用い、ビニルエステル樹脂として、エポキシメタクリル酸エステル（粘度０．１６Ｐａ・ｓ）を用いた。樹脂組成物として、それぞれの前記樹脂１００質量部に対してナフテン酸コバルトを０．５質量部添加し、均一になるまで混合した後、メチルエチルケトンパーオキサイド５５％溶液（パーメックＮ、日油製）２質量部を加えて混合した。
【００２８】
無機物粒子は軽石Ａ（平均粒径８ｍｍ、粒径範囲６〜１５ｍｍ、かさ比重０．３５）、軽石Ｂ（平均粒径３ｍｍ、粒径範囲２〜５ｍｍ、嵩比重０．４８）、またはスコリア（平均粒径７ｍｍ、粒径範囲６〜１２ｍｍ、かさ比重０．７２）を用いた。
【００２９】
（実施例１〜５、比較例１〜３）
樹脂組成物と無機物粒子を表１に示す各配合割合で混合し、該混合物を５０ｃｍ×５０ｃｍ×高さ２０ｃｍの木枠に流し入れ、表面を平らにならして厚みが２ｃｍになるように混合物の量を調整し、常温で圧力をかけずに静置して成形した。約１０分後には無機物粒子は樹脂組成物により固定化され、比較例３以外については板状になったので脱型し、２４時間２５℃で静置して完全に硬化させることで構造体を得た。なお比較例３については、軽石表面を樹脂で十分に覆うことができず、軽石同士が十分に接着されなかったため、板状に成形することができなかった。実施例１〜５及び比較例１〜２で得られた構造体について、以下の方法で評価を行い、各評価結果を表１に記載した。
【００３０】
（連続孔の有無の評価）
得られた構造体を水平に配置し、構造体の上面から水を注ぎ、反対面（下面）から水が漏れるか否かで、連続孔の有無を判断した。
【００３１】
（構造体のかさ比重の算出）
得られた構造体の質量と外形寸法を測定し、質量を体積で割ることで計算した。
【００３２】
（吸音率の評価）
得られた構造体について、残響室法吸音率をＪＩＳ  Ａ  １４０９に基づいて以下の条件で測定した。
床に構造体４枚を２ｃｍの厚さで１ｍ×１ｍの範囲に敷き詰めた。ノイズはピンクノイズを用い、容積が３１７．４立方メートルの残響室において測定した。
【００３３】
【表１】
0006539850.tif 000002
【００３４】
上記の結果によると、実施例１〜５の構造体は連続孔を有し、広範囲の周波数にわたって高い吸音性能を持つ。一方で、比較例１に示した構造体は無機物粒子の平均粒径が小さいため、無機物粒子間の空隙が樹脂組成物で埋まってしまい、連続孔が得られず、吸音性に乏しい。また、比較例２に示した構造体は樹脂組成物の量が多いため、無機物粒子間の空隙が樹脂組成物で埋まってしまい、連続孔が得られず、吸音性に乏しい。また、比較例３に示した構造体については樹脂量が足りず、前述のとおり、板状に成形できなかった。
【００３５】
以上説明したように、本発明によれば、吸音性に優れ、軽量で、かつ簡便な工程によって製造できる構造体を提供することができる。本発明の構造体は、施工現場における即時施工が可能であり、外壁などへの取り付けが容易であることから、各種工場、鉄道、道路、トンネル、橋脚、あるいは道路に面したビル外壁または植栽桝等に吸音材として広く利用することによって、各種騒音の低減を図ることができる。