(57)【要約】【課題】  従来の鉱物繊維系吸音材あるいは無機系吸音材に比べて、安価で吸音性に優れ、しかも長期間の使用による吸音性能の低下を、水洗、高圧空気等による洗浄により容易に回復できるとともに、水産系産業廃棄物の有効利用に寄与できる吸音材及びその製造方法を提供する。【解決手段】  本発明の吸音材は、粒度０．１〜３０ｍｍの貝殻粉砕物粒子を２５〜９５重量％含有し、該貝殻粉砕物粒子を７５〜５重量％の有機バインダーおよび／または無機バインダーで結合させた成形体から構成されている。上記貝殻粉砕物としては、主として二枚貝綱ウグイスガイ目に属する貝、特にはホタテ貝を粉砕したものが好ましい。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒度０．１〜３０ｍｍの貝殻粉砕物粒子を２５〜９５重量％含有し、該貝殻粉砕物粒子を７５〜５重量％の有機バインダーおよび／または無機バインダーで結合させた成形体からなることを特徴とする吸音材。
【請求項２】
前記貝殻粉砕物粒子が、主として二枚貝綱ウグイスガイ目に属する貝を粉砕したものである請求項１に記載の吸音材。
【請求項３】
前記貝殻粉砕物粒子が、ホタテ貝を粉砕したものである請求項１又は２に記載の吸音材。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の吸音材を成形するに際し、得ようとする吸音特性に合わせて、貝殻粉砕物粒子の粒度構成を調整することを特徴とする吸音材の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載の吸音材を成形するに際し、得ようとする吸音特性に合わせて、該吸音材の厚さを調整することを特徴とする吸音材の製造方法。
【請求項６】
得ようとする吸音材の吸音特性に合わせて、貝殻粉砕物粒子の粒度構成及び吸音材の厚さを調整する請求項４又は５に記載の吸音材の製造方法。
【請求項７】
該吸音材の背後に設ける空気層の厚さを、得ようとする吸音特性に合わせて０〜２００mmの範囲内で調整する請求項４乃至６のいずれかに記載の吸音材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貝殻粉砕物を利用した吸音材、特には、ホタテ貝等の二枚貝綱ウグイスガイ目貝殻粉砕物を利用する吸音材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、吸音材には、一般に、グラスウールやロックウール等の鉱物繊維系のものや、焼成した磁器を粉砕してバインダーで結合したもの、軽量コンクリートに連続気泡を設けたもの、さらに石膏ボードに貫通孔あるいは非貫通孔を形成した無機系の吸音材が知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記鉱物繊維系吸音材は、耐水性が低く、含水することにより吸音性能が極端に低下するという問題があるため、主として屋内用の吸音材として使用されている。これに対し、前記無機系吸音材は、耐久性に優れているため、屋外用として多用されている。
しかしながら、無機系吸音材は、従来の鉱物繊維系吸音材に比べて、高価であり、また、粉塵などにより目詰まりを生じて吸音効果を低下させ、その回復が容易でない。
【０００４】
本発明は、前記の点に鑑みなされたもので、従来の鉱物繊維系吸音材あるいは無機系吸音材に比べて、安価で吸音性に優れ、しかも長期使用により低下した吸音性能を、水洗、高圧空気等による簡易洗浄により容易に回復できるとともに、水産系廃棄物を原料とすることで、資源の有効利用に寄与できる吸音材およびその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の吸音材は、粒度０．１〜３０ｍｍの貝殻粉砕物粒子を２５〜９５重量％含有し、該貝殻粉砕物粒子を７５〜５重量％の有機バインダーおよび／または無機バインダーで結合させた成形体から構成されている。上記貝殻粉砕物としては、主として二枚貝綱ウグイスガイ目に属する貝、特にはホタテ貝を粉砕したものが好ましい。
【０００６】
また、本発明の吸音材の製造方法は、上記吸音材を成形するに際し、得ようとする吸音特性に合わせて、貝殻粉砕物の粒度構成を０．１〜３０ｍｍの範囲内で調整したり、吸音材の厚さを調整することを特徴としている。なお、吸音材の背後に設ける空気層の厚さを、得ようとする吸音特性に合わせて０〜２００mmの範囲内で調整することもできる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の吸音材は、貝殻粉砕物粒子を後述のバインダーで結合させて成形した多孔質成形体からなり、この主構成材である貝殻粉砕物粒子は、貝殻の形状に由来する曲率を有する板状粒子であり、これによって多孔質成形体中に特異な空隙が作り出され、音波（ノイズ）を効率よく吸収もしくは反射し、優れた吸音・遮蔽効果を発揮する。
【０００８】
本発明の吸音材は、水産系の産業廃棄物である貝殻粉砕物を主構成材とするため、耐水性、耐久性に優れ、かつ安価である上に高い吸音性能を有し、目詰まりにより低下した吸音性能を、水洗、高圧空気等による簡易洗浄により容易に回復できる。また、水産系廃棄物の有効利用が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
前記多孔質成形体の成形に際し、吸音性能を充分に発揮させるためには、多孔質成形体に適度な空隙が必要であり、この空隙を得るためには、上記貝殻粉砕物の粒度およびその量と、バインダーの配合技術が重要となる。
本発明の吸音材に使用される貝は、ホタテ貝などの二枚貝綱ウグイスガイ目が特に好ましく、これには、同一種類の貝に限らず異種、例えば大きさ、色などが異なるものであっても良い。
【００１０】
また、本発明の吸音材は、前述したように、貝殻粉砕物粒子を利用した多孔質成形体であるが、この貝殻粉砕物粒子は、貝殻の形状に由来する曲率を有する板状粒子であり、この粒度が０．１〜３０ｍｍ、好ましくは０．１〜５．０ｍｍ、特に好ましくは１〜３ｍｍの範囲のものを使用した場合に、吸音性が最も良好な吸音材が得られる。粒度が０．１ｍｍより小さいと、粒子間の接着に必要なバインダー量が多くなり、粒子間の間隙の多くがバインダーによって埋められ、吸音性能が低下する。他方、粒度が３０ｍｍを超えると、高周波領域の吸音性能が低下する。
【００１１】
貝殻粉砕物粒子の粒度構成を、篩等を用いて調整することにより、吸音する周波数帯を自在に制御することができる。
なお、篩を用いた場合の粒度構成の調整は、篩の目開きが目標とする粒径を挟む、上下２種の篩を用いて貝殻粉砕物を篩い分け、この篩い分けられた貝殻粉砕物粒子は、その平均粒径で粒度を代表させている。
【００１２】
吸音材の成形に際して、貝殻粉砕物粒子の結合に使用されるバインダーとしては、セメント（固化剤としての水を含む）、水ガラス、粘土鉱物などの無機バインダー、あるいは不飽和ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂などの有機バインダーが挙げられる。これらのバインダーは、いずれを用いることもでき、また幾つかを併用してもよい。
【００１３】
本発明者等は、吸音性能に優れ、必要な強度を有する吸音材を得るために、前記貝殻粉砕物粒子とバインダーの配合条件について種々検討したところ、前記粒度０．１〜３０ｍｍの貝殻粉砕物粒子を２５〜９５重量％、有機および／または無機バインダーを７５〜５重量％配合する必要があることを究明した。
【００１４】
すなわち、前記粒度の貝殻粉砕物粒子が２５重量％未満ではバインダー量が多すぎて、吸音に必要な空隙が得られず、貝殻粉砕物粒子が９５重量％を超えると吸音材として十分な強度が得られない。
なお、上記バインダーの配合量において、水を必要とするバインダーを使用する場合には、水を含めたバインダー量とする。
【００１５】
前記貝殻粉砕物粒子の粒度が０．１〜３０ｍｍ、特に好ましい０．１〜５ｍｍの範囲内において、粒度の大きな貝殻粉砕物粒子を使用する場合は、嵩密度が大きく、粒子間をつなぐバインダーの量は少ない。このような比較的粒度の大きな貝殻粉砕物粒子を使用すると、低周波数側の吸音率が高くなる傾向がある。
【００１６】
反対に粒度の小さな粉砕物を使用する場合には、嵩密度が小さくなり、バインダーの量は増加する。このような比較的粒度の小さな貝殻粉砕物粒子を使用すると、高周波数側の吸音率が高くなる傾向がある。
それ故、前記貝殻粉砕物粒子の粒度およびその量と、バインダー量の配合割合は、吸音材の用途、吸音特性に応じて適宜決定される。
さらに、吸音材の寸法は、吸音材が用いられる場所、吸音材が取り付けられる基材（図示せず）等により適宜決定される。
【００１７】
さらに、吸音材の厚さや、吸音材の背後に設ける空気層の厚さによっても吸音する周波数帯を制御することができる。吸音材の厚さは、得ようとする吸音特性に合わせて、適宜調整するとよく、例えば、厚さ１０〜４０mmに成形した吸音材を、1枚であるいは複数枚重ねて施工してもよい。
空気層の厚さは、０〜２００mm、好ましくは０〜５０mmの範囲内で調整するのが望ましく、２００mmを超えても、吸音特性は、もはやさほど改善されず、不要なスペースが大きくなるだけで施工上好ましくない。
【００１８】
図１，２を用いてさらに詳細に説明する。
図１は、吸音材の厚さと吸音性能との関係を示し、横軸は周波数（Ｈz）、縦軸は吸音率である。
測定に供した試料は、ホタテ貝を粉砕し篩にかけて、８〜１６メッシュの粒度範囲に調整し、平均粒度１．７mmの貝殻粉砕物粒子とし、この貝殻粉砕物粒子１０４０ｋｇに、セメント３２５ｋｇ、アクリル酸エステル共重合樹脂５９ｋｇ、水７８ｋｇを加えて混合し、これを圧力１MPaで加圧成形し、３日間放置したものである。
なお、いずれもこのようにして作製した吸音材の背後に１０mmの空気層を設けて吸音率を測定した。
図１からは、厚さが増すとともに曲線が左方に移動し、次第に低周波数の吸音率が高くなっていくのが認められる。
【００１９】
図２は、空気層の厚さと吸音性能との関係（吸音材の厚さ１０mm）を示し、測定に供した試料は、図１で使用したものと同様にして作製したものである。
図２からは、空気層の厚さが増すとともに曲線が左方に移動し、次第に低周波数の吸音率が高くなっていくのが認められる。
このように、吸音率を高めたい騒音の種類によって、吸音材や空気層の厚さを適宜設定することができる。
【実施例１】
【００２０】
まず、ホタテ貝を粉砕機にかけて粉砕した後、篩を用いて８メッシュ（篩目開き２．３８ｍｍ）通過、１６メッシュ（篩目開き１．００ｍｍ）不通過のものを選別して、平均粒度がほぼ１．７mmの貝殻粉砕物粒子を得た。
次いで、この貝殻粉砕物粒子１０４０kgに、セメント３２５kg、アクリル酸エステル共重合樹脂５９kg、水７８kgを加えて混合し、この混合物を縦、横、３００mm×３００mmの型に充填し、１MPaの圧力をかけて圧縮成形し、３種類（各3枚）の厚さの異なる多孔質成形体（吸音材）を得た。
これらの成形体を、セメント、樹脂の固化反応が終了するまで、３日間放置して厚さの異なる９枚の多孔質成形体（吸音材）を得た。
【００２１】
得られた吸音材について、ＪＩＳ  Ａ  １４０５に基づく垂直入射吸音率測定法に準じて吸音率を測定した。なお、測定に供した吸音材の厚さは、３５ｍｍである。その測定結果を図３にグラフで示した。
この吸音材は、道路などに設置する場合に特に重要となる５００〜１０００Hz付近の吸音性に特に優れていた。
また、作製した吸音材の３点曲げ強度を測定した。その結果を表１に示すが、いずれも高い曲げ強度を有していた。
【００２２】
【表１】
2005091603.tif 000002
【００２３】
［比較例１］
次に、砕石をセメントで成形した市販の多孔質軽量コンクリート（３００mm×３００mm）について、同様に、ＪＩＳ  Ａ  １４０５に基づく垂直入射吸音率測定法に準じて吸音率を測定した。測定に供した多孔質軽量コンクリートの厚さは３５ｍｍである。その測定結果を図４にグラフで示した。
砕石成形体であるこの吸音材は、図４から明らかなように、吸音率が低く、実施例１で得た本発明の吸音材に比べてその６〜７割程度の吸音率であった。
【００２４】
本発明の実施例１の吸音材と比較例１で示した従来の吸音材を使用し、それぞれの吸音材に、粉塵物を吹き付けて目詰まり状態にした後、高圧水で洗浄した後、吸音率を測定して比較したところ、本発明の吸音材は、従来品に比べて、洗浄による吸音回復が良好であり、その効果は、貝殻粉砕物の粒度構成が大きくなるに従い、向上した。
【００２５】
本発明の吸音材の主構成材である貝殻粉砕物粒子は、粉砕後も貝殻に由来する曲率を有する板状粒子であり、このような粒子を結合させて成形した多孔質成形体は、特異な曲率を有する粒子形状により、無数の空隙を作り出して高い吸音性能を発揮する。
また、貝殻固有の曲率を有する板状の粉砕物粒子の粒度を調整することにより、吸音対象となる周波数帯を自在に制御できるので、使用目的に応じた吸音材が作製できる。
【００２６】
さらに、本発明の吸音材の主構成材は、貝殻固有の曲率を有する板状の粉砕物粒子で構成されているため、屋外での長期使用によって目詰まりを起こし、吸音性能が低下しても、水洗、高圧空気等の簡易洗浄にて容易に回復できる。
また、本発明の吸音材の原料となる貝殻は、水産系廃棄物として、その処理が問題となっていたが、吸音材として再生できれば廃棄物の有効利用が図れるうえに、安価な吸音材を提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明によれば、屋内外を問わず、用途や吸音する周波数帯に応じた各種吸音材を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による吸音材の、厚さと吸音率との関係を示すグラフである。
【図２】本発明による吸音材の、空気層の厚さと吸音率との関係を示すグラフである。
【図３】本発明の吸音材を測定して得た吸音率を示すグラフである。
【図４】従来品の吸音材を測定して得た吸音率を示すグラフである。
【図１】
2005091603.tif 000003
【図２】
2005091603.tif 000004
【図３】
2005091603.tif 000005
【図４】
2005091603.tif 000006