(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質成型体とその両面に接着一体化された金属板を備え、金属板の少なくとも一方が有孔金属板からなる金属サンドイッチパネル吸音板において、有孔金属板の孔径が１〜５ｍｍ、開孔率が２５〜３５％であると共に、前記有孔金属板と多孔質成型体との間に厚さ０．３〜１ｍｍの繊維層を設けてなることを特徴とする吸音板。
【請求項２】
繊維層がガラス繊維不織布であり、有孔金属板と多孔質成型体とを接着一体化するために高分子系接着剤を使用し、その接着剤の塗布量が２００〜３５０ｇ／ｍ２である請求項１記載の吸音板。
【請求項３】
接着剤を含浸させた厚さ０．３〜１ｍｍの繊維層の片面に、孔径が１〜５ｍｍ、開孔率が２５〜３５％である有孔金属板を重ね、反対側の面に多孔質成型体を重ね、多孔質成型体の反対側の面に接着剤を介して無孔金属板を重ねて積層体を形成し、この積層体を加熱加圧成型することを特徴とする金属サンドイッチパネル吸音板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、床板、天井、壁材等の屋内建築用資材として使用される吸音性に優れた金属サンドイッチパネル吸音板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の木材、コンクリート等の建築用資材に代えて、プラスチック製合成木材や、チップを圧縮成形した合成木材や、繊維質原料をバインダー等で固化・成形したものなど各種の素材が使用され始めている。なかでも、ガラスウール、ロックウール、セラミックファイバー等の無機質繊維は、軽量でかつ不燃性であることから、有望な不燃建築用資材として期待されている。例えば、特公昭５２−２５６４４号公報には、ガラスウール、ロックウール等の無機質繊維を一対のカバーシート間に挟み込んだサンドイッチ状の絶縁パネルが紹介されている。このカバーシートとしては、金属シート、プラスターポード、ファイバーボード、ベニヤ板、壁紙などが使用されている。
【０００３】
この絶縁パネルにおいて、カバーシートの間に挟み込まれた繊維質マットは、パネルを軽量化すると共にパネル間に耐火・防火層と吸音空隙を形成することを狙ったものである。しかしながら、カバーシートとして金属板を繊維質マットの両面に貼り合わせた絶縁パネルは、金属板の表面で反射される振動波が生じ、繊維質マットが本来有している振動吸収特性が損なわれる。そのため、金属は、火災時の高温火炎輻射の遮蔽やパネルの補強としては有効であるが、吸音性の面では改善の余地がある。
【０００４】
このような問題に対し、特開平６−８１４０７号公報には、圧縮成形した繊維質マットの片面又は両面にパンチングメタル（有孔金属板）を貼り合わせることにより、強度等の機械的特性を高め、繊維層本来の吸音性を活かした金属サンドイッチパネルが開示されている。しかしながら、この金属サンドイッチパネルは、金属板と繊維質マットを高分子系接着剤で接着する工程において、有孔金属板のパンチ孔から接着剤が流れ出し、有孔金属板の表面に付着して商品価値を著しく損なうという問題があった。また、接着剤の使用量を減らしてその流出を防止すると得られるパネルの強度が低下するという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、圧縮成形した繊維質マット等の多孔質成型体の表面に有孔金属板を貼り合わせてなる金属サンドイッチパネルにおいて、パネル強度が高く、かつパネル表面に接着剤が付着していない吸音板及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、多孔質成型体とその両面に接着一体化された金属板を備え、金属板の少なくとも一方が有孔金属板からなる金属サンドイッチパネル吸音板において、有孔金属板の孔径が１〜５ｍｍ、開孔率が２５〜３５％であると共に、前記有孔金属板と多孔質成型体との間に厚さ０．３〜１ｍｍの繊維層を設けてなることを特徴とする吸音板である。
【０００７】
また、本発明は、接着剤を含浸させた厚さ０．３〜１ｍｍの繊維層の片面に、孔径が１〜５ｍｍ、開孔率が２５〜３５％である有孔金属板を重ね、反対側の面に多孔質成型体を重ね、多孔質成型体の反対側の面に接着剤を介して無孔金属板を重ねて積層体を形成し、この積層体を加熱加圧成型することを特徴とする金属サンドイッチパネル吸音板の製造方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の金属サンドイッチパネル吸音板の一例を示す断面図であり、多孔質成型体１を芯材とし、その片面に有孔金属板２と反対側の面に無孔金属板３を接着剤５、５’により接着一体化してなる金属サンドイッチパネルにおいて、多孔質成型体１と有孔金属板２との間に繊維層４を設けたものである。この繊維層４によって、接着剤５がパンチ孔２ａから有孔金属板２の表面に流れ出るのを防止し、もってパネルの強度を損なうことなく、表面に接着剤が付着しない金属サンドイッチパネル吸音板としたものである。
【０００９】
本発明の金属サンドイッチパネル吸音板に用いられる多孔質成型体１としては、芯材として要求される強度を有し、かつ吸音板として要求される振動吸収特性を有するものであれば任意の多孔質成型体を用いることができる。このような多孔質成型体としては、例えば有機質繊維マット、無機質繊維マット等の繊維質マットや、発泡ウレタン、発泡フェノール等の発泡プラスチックや、木片、木粉等を高分子系バインダーで圧縮成型した木質系吸音板や、気泡コンクリート、気泡ガラス等の無機質吸音板などが挙げられる。これらの多孔質成型体のうち、ロックウール、ガラスウール、セラミックファイバー等の無機質繊維を圧縮成形した繊維質マットは、芯材として優れた強度と吸音材として優れた振動吸収特性を有するだけでなく、不燃建材として要求される不燃性を有するので好ましい。
【００１０】
特に好ましい多孔質成型体は、高炉スラグ、電気炉スラグ等の各種冶金スラグや、玄武岩、輝緑岩等の天然岩石を原料とするロックウールから製造されたロックウール成型マットである。このロックウール成型マットは、ロックウールの薄層を複数枚積層するかあるいはロックウール繊維のフロックを集積したものを、フェノール樹脂等の高分子系バインダーにより圧縮成形したものである。ロックウール成型マットは、断熱性、遮音性、軽量性、強度、耐圧縮性等を勘案して密度８０〜２５０ｋｇ／ｍ3 となるように圧縮成形したものが好ましい。密度が８０ｋｇ／ｍ3 より低いと強度、耐圧縮性が低下する。逆に、２５０ｋｇ／ｍ3 を超える密度では、繊維質マットの長所である軽量性が低下するだけでなく、多量のロックウール繊維が必要となることから経済性が損なわれる。
【００１１】
ロックウールマットの積層方法としては、例えば薄層のロックウールマットをベルトコンベア上で積層するとき、薄層のロックウールマットをベルトコンベアの走行方向と直角方向に揺動させながら連続的に折り畳む方法、薄層のロックウールマットをベルトコンベアの走行方向に連続的に折り畳む方法、薄層のロックウールマットをベルトコンベアの走行方向に連続的に積み重ねる方法、製品の出来上り寸法に切断した薄層のロックウールシートを複数層積み重ねてベルトコンベア上に載せ断続的に走行させる方法などがある。このようにして得られた積層体を上下方向から加圧しながら、加熱することによって圧縮成形したものが採用されるが、薄層のロックウールマットをベルトコンベアの走行方向と直角方向に揺動させながら連続的に折り畳んで得られた積層体を圧縮成形したものが、他の方法で得られたものよりも強度があることから好ましい。
【００１２】
ロックウールを圧縮成形するに先立って、高分子系バインダーをロックウールに混合することもできる。混合された高分子系バインダーは、ロックウールの各繊維を繊維相互の交叉点で結束し、繊維質マットの強度を向上させる。ロックウール繊維結束用の高分子系バインダーとしては、例えばフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂などが挙げられる。なかでも、比較的耐熱性が良好なこと及び低廉な価格であるフェノール樹脂系バインダーが好ましい。バインダーの配合量としては、ロックウール成型マットの耐火性、強度、耐熱性、耐圧縮性等を勘案して、固形分として０．５〜３重量％になるようにしたものが好ましい。バインダーの配合量が０．５重量％より少ないと強度、耐圧縮性等が低下し、３重量％を超えると火災時にバインダーの燃焼に起因してパネルの耐火・防火性が損なわれるおそれがある。
【００１３】
多孔質成型体１の両面に接着一体化される有孔金属板２及び無孔金属板３としては、火災時等の火炎輻射温度である９００〜１１００℃の高温でも溶融せず、火炎輻射を遮断することができる高融点金属の板状体であれば任意の金属板が使用できるが、安価な亜鉛鉄板、化粧鋼板等の鉄板を使用することが好ましい。なお、図１では多孔質成型体１の片面のみに有孔金属板２を用いる例を示したが、必要に応じて両面とも有孔金属板とすることもできる。これら金属板２、３の厚さについては、軽量化、加工性及びコストなどの観点から、０．２〜１．２ｍｍ程度が好ましい。
【００１４】
有孔金属板２としては、例えば丸孔や、三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形の孔、星型孔など任意の形状の孔を千鳥や並列に孔抜きした金属板、いわゆるパンチングメタルを用いることができる。パンチングメタルの具体例としては、丸孔６０°千鳥抜板、丸孔４５°千鳥抜板、丸孔９０°並列抜板、角孔千鳥抜板、角孔並列抜板、長孔千鳥抜板、長孔並列抜板などが挙げられる。この有孔金属板２の開孔率は２５〜３５％程度が好ましい。開孔率が２５％より低いと吸音性能が著しく損なわれ、３５％を超えるとパネルの強度が低下するのみならず、耐火・防火性能が低下したり、接着剤がにじみ出す傾向がある。そして、丸孔パンチングメタルでは、その孔径は１〜５ｍｍである。孔径が５ｍｍを超えると接着剤がにじみ出しやすくなり、１ｍｍより小さいとパンチング作業に手間がかかり、コスト高となる。また、開孔率が同じであっても、小さな孔が密に設けられたものは、大きな孔が疎らに設けられたものより吸音性能の面で優れている。
【００１５】
多孔質成型体１と有孔金属板２又は無孔金属板３を接着する接着剤５、５’としては、例えば酢酸ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、スチレン−ブタジエンゴム等の高分子系接着剤や、珪酸ソーダ等の無機接着剤などが挙げられる。これらの接着剤は単独でもよいが、必要に応じて２種類以上を併用してもよい。
【００１６】
本発明の金属サンドイッチパネル吸音板には、多孔質成型体１と有孔金属板２との間に繊維層４を設ける。このように繊維層４を設けると多孔質成型体１と有孔金属板２とが強固に接着されると共に、接着剤５が有孔金属板２のパンチ孔２ａから流れ出ることがない。したがって、接着剤が有孔金属板２の表面に付着して商品価値を損なうことがなく、製品の歩留を高めることができる。この繊維層４は、多孔質成型体１と有孔金属板２とを接着する際、不織布、織布等の繊維布に接着剤が含浸した状態で用いることにより容易に形成することができる。
【００１７】
繊維層４を形成する不織布としては、例えばガラス繊維不織布、セラミックファイバー不織布等の無機質繊維不織布や、例えばポリエステル繊維不織布、ポリプロピレン繊維不織布等の有機質繊維不織布などを用いることができる。耐火・防火性の観点から、多孔質成型体１としてロックウール成型マット等の無機質繊維マットを用いる場合は、不織布として無機質繊維不織布を用いるのがよく、より好ましくは吸音性と経済性の面からガラス繊維不織布である。場合によっては、不織布の代わりに織布を用いることもできる。
【００１８】
この繊維層４の厚さは０．３〜１ｍｍである。繊維層の厚みが０．３ｍｍより薄いと接着剤を保留できず、パネル表面に接着剤が流れ出るおそれがあり、１ｍｍを超えると接着不良となったり、多量の接着剤を必要とし、経済性が損なわれる。このため、繊維布はほぼ同様の厚さで、目付量が３０〜１００ｇ／ｍ２程度のものがよい。また、繊維布は、接着剤とのなじみを改善するため、樹脂系サイジング剤でサイジングしたものやシランカップリング剤等で処理したものが好ましい。

【００１９】
また、高分子系接着剤を用いた場合、繊維布への接着剤の塗布量は、パネルの強度の面から２００〜３５０ｇ／ｍ2 程度が好ましい。塗布量が２００ｇ／ｍ2 より少ないとパネル強度が低下し、３５０ｇ／ｍ2 を超えると火災時にあっては接着剤の燃焼に起因して有毒ガスが発生したり、パネルの不燃性、耐火・防火性及び吸音性が損なわれるおそれがある。接着剤の塗布は、例えばロールコーター、カーテンコーター、スプレーコーター等の塗工機を用いて行うことでよい。
【００２０】
本発明の金属サンドイッチパネルは、例えば、有孔金属板２の表面に繊維布４を重ね、その表面に接着剤５を塗布し、次いでその上に多孔質成型体１を重ね、その表面に接着剤５’を塗布し、更にその上に無孔金属板３を重ねて積層体を形成し、この積層体をホットプレス等の加熱加圧成型機を用いて成形することにより製造することができる。また、予め多孔質成型体１と無孔金属板３とを仮接着したものに、有孔金属板２を繊維布４を介して積層し、接着してもよい。なお、接着剤５を塗布する代わりに、予め接着剤５を繊維布４に含浸させたものを用いてもよい。
【００２１】
【実施例】
実施例１
高炉スラグを主材とした原料をキュポラで溶融し、遠心力を利用してロックウールを製綿すると同時に、バインダーとしてフェノール樹脂水溶液を噴射して付着させた後、薄層のロックウールマットをベルトコンベアの走行方向と直角方向に揺動させながら連続的に折り畳んだ。この積層体を上下方向から加圧しながら２５０℃の雰囲気に保持してフェノール樹脂を硬化させ、ロックウール成型マットを製造した。得られたロックウール成型マットは、厚さ１００ｍｍ、バインダー量２．４重量％、密度１０８ｋｇ／ｍ3 であった。
【００２２】
このロックウール成型マットを５０ｍｍ幅に切断し、９０度回転して並べて縦９１０ｍｍ、横６０５ｍｍのロックウール芯材１を製作した。室内側となる金属板２には、縦９１０ｍｍ、横６０５ｍｍ、厚さ１．０ｍｍの鋼板に孔径３．０ｍｍの丸パンチ孔２ａをピッチ５．０ｍｍで千鳥状に多数穿設した鋼製パンチングメタル（開孔率３２．５８％）、建物外壁面側となる金属板３には、縦９１０ｍｍ、横６０５ｍｍ、厚さ０．６ｍｍの塗装鋼板（無孔板）をそれぞれ使用した。また、接着剤５、５’には変性ウレタン樹脂、繊維布４には厚さ０．５ｍｍ、目付量５０ｇ／ｍ2 、サイジング処理されたガラス繊維不織布（日本バイリーン製）を使用した。
【００２３】
鋼製パンチングメタル２にガラス繊維不織布４を重ね、その上からウレタン系接着剤３００ｇ／ｍ2 を塗布したものと、予め塗装鋼板３に同じ接着剤３００ｇ／ｍ2 を塗布しロックウール芯材１を仮接着したものとを重ねて積層体を形成した。この積層体をホットプレスで６０℃に１５分間保持し、厚さが５０ｍｍの鋼板サンドイッチパネルを製造した。得られた鋼板サンドイッチパネルは、パンチングメタル２のパンチ孔２ａの近傍には接着剤が付着しておらず、その引っ張り強度は、無孔鋼板に同様なロックウール成形マットを接着剤量２５０ｇ／ｍ2 で一体化したパネルの引っ張り強度に略相当し、十分実用に耐えるものであった。
【００２４】
この鋼板サンドイッチパネルの残響室法吸音率をＪｌＳＡ１４０９に準じて測定したところ、表２に示す結果が得られた。表２における数値は、ロックウール成型板（厚さ５０ｍｍ、密度１００ｋｇ／ｍ3 ）の各周波数における吸音率を１としたときの比率で示されている。なお、試験条件は、温度２８℃及び湿度８２％に設定した。
【００２５】
また、この鋼板サンドイッチパネルを用いて壁耐火１時間の耐火試験を実施した。耐火試験は、塗装鋼板３側を炉内側に配置して、ＪｌＳＡ１３０４に準じて行った。鋼製パンチングメタル２側の表面温度を測定した結果、いずれの測定点の温度も２６０℃を超えることがなく、壁耐火１時間の耐火性能を有していた。
【００２６】
実施例２
ガラス繊維不織布側の接着剤５の塗布量（１５０、２５０、３５０ｇ／ｍ2 ）を変えた以外は、実施例１と同様にして、厚さ５０ｍｍの鋼板サンドイッチパネルを製造した。得られた鋼板サンドイッチパネルにはいずれもパンチ孔２ａの近傍に接着剤が付着していなかった。接着剤５の塗布量とパネルの引っ張り強度比の関係を表１に示す。なお、引っ張り強度比は実施例１（実験番号３）の強度を１としたときのものである。表１から明らかなように、接着剤５の塗布量が１５０ｇ／ｍ2 と少ないものは、引っ張り強度が低く、輸送や施工時にパンチングメタルが剥がれるおそれがある。
【００２７】
【表１】
0004105784.tif 000002
【００２８】
得られた鋼板サンドイッチパネル（実験番号３及び４）の残響室法吸音率を実施例１と同様にして測定したところ、表２に示す結果が得られた。接着剤量が３５０ｇ／ｍ2 になると特に高音域の吸音特性が低下することが認められた。
【００２９】
実施例３
開孔率２０％の鋼製パンチングメタルを用いた以外は、実施例１と同様にして、厚さが５０ｍｍの鋼板サンドイッチパネルを製造した。得られた鋼板サンドイッチパネルにはパンチ孔２ａの近傍に接着剤が付着していなかった。この鋼板サンドイッチパネルの残響室法吸音率を実施例１と同様にして測定したところ、表２に示す結果が得られた。開孔率が２０％の鋼製パンチングメタルでは、高音域の吸音特性が低下する傾向が認められた。
【００３０】
【表２】
0004105784.tif 000003
【００３１】
比較例
実施例１と同様な鋼板サンドイッチパネルの製造において、ガラス繊維不織布を使用せず繊維層４を設けなかった以外は、実施例１と同様にして、厚さが５０ｍｍの鋼板サンドイッチパネルを製造した。得られた鋼板サンドイッチパネルのパンチ孔２ａの近傍には接着剤が付着した箇所がかなりあることが観察された。よって、製品としての価値のないものであった。
【００３２】
【発明の効果】
多孔質成型体１と有孔金属板２との間に繊維層４を設けてなる本発明の金属サンドイッチパネル吸音板は、多孔質成型体１と有孔金属板２とを接着する際、接着剤５を不織布等の繊維布に含浸した状態で用いることにより、多孔質成型体１と有孔金属板２とが強固に接着されると共に、接着剤５が有孔金属板２のパンチ孔２ａから流れ出ることがない。したがって、パネル表面に接着剤に起因する汚れが着くことがなく、商品価値を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の金属サンドイッチパネルの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１      ：  多孔質成型体
２      ：  有孔金属板
２ａ    ：  パンチ孔
３      ：  無孔金属板
４      ：  繊維層
５、５’：  接着剤
【図１】
0004105784.tif 000004