(57)【要約】　　　（修正有）【課題】ハニカム構造を主体とした．吸音・音反射性能を持つサンドイッチパネル構造体を提供する。【解決手段】音吸収芯層材は軽くて強度のあるハニカム材を使用しハニカム材の鋭いセルを工具のように用い強度が弱く脆い品質のフェノールフォームをハニカム材セルに充填し包まれた状態に製造することを特徴とし、空気空間層はハニカム材より厚さの薄いフェノールフォームを充填することで形成し、音の吸収手段はハニカム材セル及びセルに形成する空気空間層と粒子構造に特異な吸音特性をもつハニカム材セルに充填されたフェノールフォーム芯材層の複合化層とした．吸音材・吸音芯材層・音反射材の３層が接着で一体化され吸音性能を向上させたサンドイッチパネル構造体。【選択図】図２
2004027788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦横が同一寸法形状の材質がアルミ・ペーパー・セラミックス等の中から選んだハニカム材と硬質で密度３０ｋｇ／ｍ３以下の連通気泡のフェノールフォームでハニカム材よりハニカム材セルに充填する連通気泡フェノールフォーム厚みが１０〜５０ｍｍ薄い材料を用い、この２枚の材料を重ね加圧プレスにより荷重をかけハニカム材の鋭い端面を工具のように使用し連通気泡フェノールフォームを切断しながらハニカム材セル空間に充填しハニカム材セルの厚さ方向に１０〜５０ｍｍの空間を持たせたことを特徴としたハニカム材セルの一方の面に空間層を持ち連通気泡フェノールフォームが充填された吸音芯層材を用い、音入射側の面材に金属・紙・木・繊維・セラミック質等の通気性表面材料を選択し、この表面材と空間層面でない芯層材面を表面材の通気性を妨げないように点又は線状或いは升目状に接着剤を塗布することで音入射側面材と接着させ、音入射の反対側となる反射面の反射材料には通気性のない材料を使用し、芯層材との接着面はハニカム材側に１０〜５０ｍｍの空間層のある吸音芯層材面でその面に接着剤が塗布された反射面材を合せ強固に接着することを手段とした吸音材・吸音芯材層・音反射材の三層が接着で一体化され音入射反対面に空間層を持つことで吸音性能を向上させたサンドイッチパネル構造体。
【請求項２】
縦横が同一寸法形状の材質がアルミ・ペーパー・セラミックス等の中から選んだハニカム材と硬質で密度３０ｋｇ／ｍ３以下の連通気泡のフェノールフォームでハニカム材よりハニカム材セルに充填する連通気泡フェノールフォーム厚みが１０〜５０ｍｍ薄い材料を用い、この２枚の材料を重ね加圧プレスにより荷重をかけハニカム材の鋭い端面を工具のように使用し連通気泡フェノールフォームを切断しながらハニカム材セル空間に充填しハニカム材セルの厚さ方向に１０〜５０ｍｍの空間を持たせたことを特徴としたハニカム材セルの一方の面に空間層を持ち連通気泡フェノールフォームが充填された吸音芯層材を用い、音入射側の面材に金属・紙・木・繊維・セラミック質等の通気性表面材料を選択し、この表面材と空間層面の芯層材を表面材の通気性を妨げないように点又は線状或いは升目状に接着剤を塗布することで面材と接着させ音入射側の反対側となる遮音面の反射材料には通気性のない材料を使用し芯層材との接着は連通気泡フェノールフォームが均一に充填された面でその面に接着剤が塗布された反射材を合せ強固に接着することを手段とした吸音材・吸音芯材層・音反射材の三層が接着で一体化され音入射側に空間層を持つことでの吸音性能を向上させたサンドイッチパネル構造体。
【請求項３】
縦横が同一寸法形状で材質がアルミ・ペーパー・セラミックス等から選んだ厚さが５０〜１００ｍｍのハニカム材を使用し充填する厚み２０〜４０ｍｍの硬質で密度３０ｋｇ／ｍ３以下の連通気泡フェノールフォームをハニカム材を中心として両面に重ね合せ加圧プレスにより荷重をかけハニカム材の鋭い端面を工具のように使用し連通気泡フェノールフォームを切断しハニカム材セル空間に両面から充填されたハニカム材の中心に１０〜６０ｍｍの空気層ができたサンドイッチパネルの芯層材を使用することを特徴とし音入射側の面材は金属・紙・木・繊維・セラミック質等から通気性のある表面材料を選択し、面材との接着は材料の通気性を妨げないよう点又は線状或いは升目状に接着剤を塗布することで面材と接着させ、音入射反対側の遮音面の反射材料には通気性のない材料を使用しその面に接着剤を塗布して強固に接着することを手段とした吸音材面・吸音芯材層・音反射面材の三層が接着で一体化され吸音芯材層のハニカム材と連通気泡フェノールフォームで構成された中心部分に空間層を持つことで吸音性能を向上させるサンドイッチパネル構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
住環境及び労働環境において騒音対策は避けて通れない問題として地球規模で取上げられている。住環境においては戸建住宅の隣接室、マンションの隣接室及び隣問題、そして道路・鉄道・飛行場・航空機・工場隣接から発生してくる騒音、又労働環境においては仕事場だからといって従来は我慢が当然とされていたが１９９２年の労働省通達ＩＳＯ基準に元ずく改善及び規制が開始されている。水質・空気・省エネ対策等に比較し騒音対策は遅れ、我慢で逃避されていた分野であり技術面からは未開拓な技術領域がある。
【０００２】
【従来の技術】
遮音対策で遮音層に空気空間を作り音の吸収を行う技術は既に公知の部分である。しかしながらこの製法はすべて専門家の設計による現場施工であり手間がかかり又吸音材層に加え空気層をプラスさせるため吸音層を含めた仕切り層は厚さの厚い層となってしまう。吸音領域も低周波から高周波まで吸音が行え、吸音層が軽くて厚さの薄い設計は開発されていない。限られた建物では強度・断熱・吸音層は可能な限り薄くて効果のある材料が望ましく又施工の簡単な材料が要求される。本発明は施工が簡単で軽くて強度・断熱・吸音性能が証明されたサンドイッチパネルの開発であり市場にない製品となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はセルが空間である一般的なハニカム材を芯層材として音入射側に通気性のある吸音材、反対面の反射材にアルミ板を使用し三層を接着で一体化させたサンドイッチパネルを垂直入射吸音率測定法により音吸収率を測定したところハニカム材の材質及びセルサイズに関係なく低周波領域は１２５〜１６０Ｈｚに高周波は１２５０〜２５００Ｈｚに吸収率ピークがあることが発明を前提とする実験の中で発見した。この空気空間の効果を活用しハニカム材に粒子構造に特異な吸音性能を持つ発泡体を充填することにより、技術的に未開の課題となっていた低周波から高周波までの幅広い領域に高いレベルで吸音できる遮音サンドイッチパネルができる可能性があると目論み発明課題とした。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は硬質で連通気泡を有する密度３０ｋｇ／ｍ３以下のフェノールフォーム発泡体をアルミ・ペーパー・セラミツクス材質の中から市場の要求により選択したハニカム材を使用しハニカム材セル空間にフェノールフォームを充填することを特徴とし芯層部に空間を形成する手段はハニカム材の厚さより薄いフェノールフォーの厚さを選びハニカム材セルにハニカム材の片方又は両面からフェノールフォームを充填することで空気空間を設ける。セルが空間の場合低周波と高周波の狭い領域に吸音性を示す性能がある。この特徴に粒子構造内に音を導き運動のエネルギーとして音を吸収する性質をもつ硬質で連通気泡フェノールフォームを使用することで吸音層は複合化されて低周波から高周波までの音を高い率で吸収できる。ハニカム材セルにフェノールフォームを充填する加工技術はアルミ・ペーパー・セラミックス等のハニカム材の中から選んだハニカム材と硬質で密度３０ｋｇ／ｍ３以下のフェノールフォームを重ね機械加圧プレスにより荷重をかけハニカム材セルの鋭い端面を工具のように使用しフェノールフォームを切断しハニカム材セルに充填する技術である。空気空間層の設け方は一方の面材層裏側に設ける場合はハニカム材より厚さの薄いフェノールフォームを重ね荷重をかけ充填することで片側に空気空間層を形成し、ハニカム材層の中間部分に空気空間層を設ける場合はハニカム材の両面にハニカム材の厚さより薄い２枚のフェノールフォームを重ね充填することによりハニカム材セルの厚さ方向の中間部分に空気空間層を形成することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
パネル片側面に２０ｍｍの空気空間層を作る場合は芯層部材にセルサイズ１２ｍｍ厚さ５０ｍｍの樹脂含浸のペーパーハニカム材を選択しハニカム材セルに充填する発泡体に硬質で連通気泡を有する密度２３ｋｇ／ｍ３セルサイズ１００ミクロン以下の厚さ３０ｍｍのフェノールフォームを使用する。縦横が同一寸法形状である２枚を重ね機械加圧プレスで荷重をかけハニカム材セルの鋭い端面を工具のように使用して切断しながらハニカム材セルに充填することで空気空間が形成されることを特徴とする。このハニカム材セルの片側に２０ｍｍの空気空間が作られた芯層部材の空気空間部分に合せて音入射側に通気性をもつ面材１．６ｍｍのアルミエキスパンドメタル板を、音入射反対側面には通気性のない面材である１．０ｍｍのアルミ板反射板の三層を接着で一体化させることを手段として空気空間層が形成されたサンドイッチパネル構造体である。芯層材の空気空間層の使い方は高周波領域の吸音率を上げる場合は音入射面側に使用し低周波領域の吸音率を上げるためには音入射反射面の反射板側に形成させる。パネル中間部分に１０ｍｍの空気空間層を作る場合はセルサイズ１２ｍｍ厚さ５０ｍｍの樹脂含浸のペーパーハニカム材を選択しハニカム材セルに充填する発泡体に硬質で連通気泡を有する密度２３ｋｇ／ｍ３セルサイズ１００ミクロン以下の厚さ２０ｍｍで縦横が同一寸法形状のフェノールフォーム２枚を使用する。厚さ５０ｍｍのハニカム材を中心に両面から挟み重ね機械加圧プレスで荷重をかけハニカム材セルの鋭い端面を工具のように使用して切断しながらハニカム材セルに充填することを特徴としてハニカム材セルの中間部分に１０ｍｍの空気空間層を持つ芯材層を作り音入射側に通気性を持つ面材１．６ｍｍアルミエキスパンドメタル板を、音入射反対面に通気性のない面材である１．０ｍｍアルミ板反射板の三層を接着で一体化させることを手段として空気空間層が芯層部の中間部分に形成されたサンドイッチパネル構造体として使う。中間部に空気空間層を形成させると低周波から高周波領域までの音が高い率で吸音できる傾向を示す。
【０００６】
【実施例】
実施例１：音入射側反対面に２０ｍｍの空気空間層を形成したパネル
芯材層に厚さ５０ｍｍセルサイズ１２ｍｍの樹脂含浸ペーパーハニカム材を使用しハニカム材セルに厚さ３０ｍｍ密度２３ｋｇ／ｍ３の硬質連通気泡フェノールフォームをハニカム材の片面から充填し音入射反対面の面材側に２０ｍｍの空気空間層を持った吸音芯層材として使用し、音入射側面に通気性のあるアルミエキスパンドメタル板を選択して使用し板の通気性を妨げないように３０ｍｍ間隔の線状に一液性で空気中の水分と反応し硬化するシリコン系の接着剤を塗布し芯層材の空気層のない面に接着させ、音入射反対面の音反射材には１．０ｍｍのアルミ板を使用し芯層材の空気空間のある面と接着させるため二液性のエポキシ系接着剤を接着面の全面に塗布し入射面材・吸音芯材層・音反射材の三層を接着で強固に一体化させた音入射反対面に空気空間層を持ったパネル構造体として使用する。
実施例２：音入射側に２０ｍｍの空気空間層を形成したパネル
芯層材に厚さ５０ｍｍセルサイズ１２ｍｍの樹脂含浸ペーパーハニカム材を使用しハニカム材セルに厚さ３０ｍｍ密度２３ｋｇ／ｍ３の硬質連通気泡フェノールフォームをハニカム材の片面から充填し音入射側の面材側に２０ｍｍの空気空間層をもった吸音芯材層として使用し、音入射側面に通気性のあるアルミエキスパンドメタル板を選択して使用し板の通気性を妨げないように３０ｍｍ間隔の線状に一液性で空気中の水分と反応し硬化するシリコン系の接着剤を塗布し芯層材の空気空間のある面と接着させ、音入射反対面の音反射材には１．０ｍｍのアルミ板を使用し芯層材の空気空間のない面と接着させるため二液性のエポキシ系接着剤を接着面の全面に塗布し入射面材・吸音芯材層・音反射材の三層を接着で強固に一体化させた音入射側に空気空間層を形成したパネル構造体として使用する。
実施例３：パネル芯層材中間部分に１０ｍｍの空気空間層を形成したパネル
芯材層に厚さ５０ｍｍセルサイズ１２ｍｍの樹脂含浸ペーパーハニカム材を使用しハニカム材セルに厚さ２０ｍｍ密度２３ｋｇ／ｍ３の硬質連通気泡フェノールフォームをハニカム材の両面から充填しハニカム材中間部に１０ｍｍの空気空間層をもった吸音芯材層として使用し、音入射側面に通気性のあるアルミエキスパンドメタル板を選択して使用し板の通気性を妨げないように３０ｍｍ間隔の線状に一液性で空気中の水分と反応し硬化するシリコン系の接着剤を塗布し芯層材と接着させ、音入射反対面の音反射材には１．０ｍｍのアルミ板を使用し芯層材との接着は二液性のエポキシ系接着剤を芯層材接着面の全面に塗布し入射面材・吸音芯材層・音反射材の三層を接着で強固に一体化させた芯層材の中間部分に空気空間層を形成したパネル構造体として使用する。
【０００７】
【発明の効果】
効果−１：音入射反対面に２０ｍｍの空気空間層を形成したパネル構造体の吸音効果
厚さ５０ｍｍセルサイズ１２ｍｍのハニカム材セルが空間のハニカム材を使用した時の吸音性は周波数が１２５〜１６０、１２５０〜２５００Ｈｚの所に吸音のピークがでるがその他の範囲は吸音率は低い。ハニカム材に厚さ３０ｍｍ密度２３ｋｇ／ｍ３の硬質連通気泡フェノールフォームをハニカム材セルに充填し音入射反対面の音反射材として使用した１．０ｍｍアルミ板側に２０ｍｍの空気空間層を形成する条件を加えるとハニカム空間層の吸音効果を維持した上に充填したフェノールフォームの吸音層効果が加わり低周波の１６０〜１０００Ｈｚ領域から高周波領域まで吸音率はピークを維持しながら右方上がりで安定を示した。
垂直入射　　　　　ハニカム材セル　　　ハニカム材セル
吸音率Ｈｚ　　　　　　空間　　　　　音入射反対面に２０ｍｍ空間層
１２５　　　　　　０．４　　　　　　　　０．５
１６０　　　　　　０．３８　　　　　　　０．５３
３００　　　　　　０．２８　　　　　　　０．６
５００　　　　　　０．３　　　　　　　　０．８
１０００　　　　　　０．６５　　　　　　　０．８
２０００　　　　　　０．９５　　　　　　　０．８
３０００　　　　　　０．８　　　　　　　　０．８
効果−２：音入射側に２０ｍｍの空気空間層を形成したバネル構造体の吸音効果
ハニカム材セルが空間の場合は高周波領域の吸音率ピークは狭い範囲であったが硬質連通気泡フェノールフォームを充填し音入射側のハニカム材セルに２０ｍｍの空気空間層を形成すると右方上がりの吸音率があり特に低周波領域から高い吸音率を示し、高周波の周波数領域では顕著な高い吸音効果が確認された。
垂直入射　　　　　ハニカム材セル　　　ハニカム材セル
吸音率Ｈｚ　　　　　　空間　　　　　音入射側に２０ｍｍ空間層
１２５　　　　　　０．４　　　　　　　　０．３５
１６０　　　　　　０．３８　　　　　　　０．３８
３００　　　　　　０．２８　　　　　　　０．６
５００　　　　　　０．３　　　　　　　　０．８
１０００　　　　　　０．６５　　　　　　　０．９５
２０００　　　　　　０．９５　　　　　　　０．９５
３０００　　　　　　０．８　　　　　　　　０．８
効果−３：芯材層の中間部分に１０ｍｍの空気空間層を形成したパネル構造体の吸音効果
芯層材とするハニカム材に硬質連通気泡フェノールフォームを充填し芯層材の中間部分に空気空間層を形成したパネルの吸音率効果は低周波領域ではハニカム材セルの空間条件の吸音率ピーク効果はでてくるが高周波領域の吸音率ピークはでない。しかし低周波から高周波まで吸音率の高い範囲でまとまった効果が確認された。
垂直入射　　　　　ハニカム材セル　　　ハニカム材セル
吸音率Ｈｚ　　　　　　空間　　　　　中間部に１０ｍｍの空気空間層
１２５　　　　　　０．４　　　　　　　　０．５
１６０　　　　　　０．３８　　　　　　　０．５
３００　　　　　　０．２８　　　　　　　０．６
５００　　　　　　０．３　　　　　　　　０．７
１０００　　　　　　０．６５　　　　　　　０．８
２０００　　　　　　０．９５　　　　　　　０．８
３０００　　　　　　０．８　　　　　　　　０．８
【図面の簡単な説明】
【図１】音入射面に使用する通気性のある１．６ｍｍのアルミエキスパンドメタル板で芯層材と接着する面に通気性を妨げないように通気空間を保つため３０ｍｍ間隔の線状に接着剤が塗布された断面図である。
【図２】芯層材に厚さ５０ｍｍ・セルサイズ１２ｍｍの樹脂含浸のペーパーハニカム材を使用し、ハニカム材セルに３０ｍｍの硬質連通気泡フェノールフォームが充填され、音入射反対面に２０ｍｍの空気空間が形成された面を用い、音入射側に図１が接着され入射反対面の空気空間を持った芯層材面に１．０ｍｍアルミ板である音反射材が強固に接着され三層が一体化されたサンドイッチ構造体を示した断面図である。
【図３】芯層材に厚さ５０ｍｍ・セルサイズ１２ｍｍの樹脂含浸のペーパーハニカム材を使用し、ハニカム材セルに３０ｍｍの硬質連通気泡フェノールフォームが充填され、音入射側に２０ｍｍの空気空間層が形成された面を用い、音入射側に図１が接着され入射反対面に１．０ｍｍアルミ板である音反射材が強固に接着され三層が一体化されたサンドイッチ構造体を示した断面図である。
【図４】芯層材に厚さ５０ｍｍ・セルサイズ１２ｍｍの樹脂含浸のペーパーハニカム材を使用し、ハニカム材セルに２０ｍｍの硬質連通気泡フェノールフォームをハニカム材の両面から充填しハニカム材の中間部分に１０ｍｍの空気空間層をもった芯層材を用い、音入射側に図１を接着させ、入射反対面に１．０ｍｍアルミ板である音反射材が強固に接着され三層が一体化されたサンドイッチ構造体を示した断面図である。
【符号の説明】
１　音入射側に使用する通気性のある厚さ１．６ｍｍのアルミエキスパンドメタル板
２　音入射側に使用する接着剤で通気性を妨げないように空気空間を保つため３０ｍｍ間隔の線状に芯層材と接着する面材の面に塗布した接着剤
３　吸音層の厚さ５０ｍｍ・セルサイズ１２ｍｍの樹脂含浸ペーパーハニカム材４　ハニカム材セルに充填された吸音層の硬質連通気泡フェノールフォーム
５　吸音層の空気空間
６　音入射反対面の反射板の全面に塗布した接着剤
７　音入射反対面の反射板に使用した厚さ１．０ｍｍのアルミ板
【図１】
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【図２】
2004027788.tif 000004
【図３】
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【図４】
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