62愛知県産業技術研究所 研究報告2009●───────────────────────────────────────────────

研 究 ノート

木質バイオマスを用いた遮音材料の開発
太田幸伸＊１、福田聡史＊１、柴田美代子＊１Development of Sound Insulation Materials Composed of Woody Biomass
Yukinobu OTA *1 , Satoshi FUKUTA *1 and Miyoko SHIBATA *1
Industrial Technology Division, AITEC * 1
オガコに接着剤として竹粉、蒸気処理竹粉、アルファ化澱粉およびポリ乳酸を添加し、高周波誘電加熱プレスを用いて軽量ボードの作製を試みた。成形性が比較的良好であった蒸気処理竹粉を使用して成形条件 を 検 討 し た 。 こ れ ら を 基 に 、 オ ガ コ 50wt％ 、 竹 粉 30wt％ 、 ア ル フ ァ 化 澱 粉 20wt％ を 混 合 し た 材 料 で 、厚 さ 30mm、密 度 500kg/m 3 の ボ ー ド を 約 450s の 加 熱 時 間 で 成 形 し た 。こ の 材 料 を 標 準 フ ラ ッ シ ュ ド ア の内部に組み込むことにより、標準フラッシュドアに比べて音響透過損失が大きくなり、遮音性能を向上することができた。

１．はじめに80wt％、接着材料 20wt％を混合し、これを含水率 15％

地球環境保護を推進するため、木質バイオマスを有効に調製した。原料と接着成分の組み合わせは、過去の成利用する技術の一つとして、当研究所では、蒸気処理し果 １） を基に遮音性能に優れる低密度のものを選定した。

た木質材料がもつ自己接着性を利用して、熱プレスによ

プレス条件は、高周波誘電加熱時の電極面での結露防り木質マットやボードの成形技術の開発を行ってきた。

止のため、加圧加熱工程に先立ち電極や金型を 150℃に

しかし、これまで実施してきた熱板加熱方式では、木質予熱した。加熱時間は、成形材料の中心温度が 200℃に材料の熱伝導率が低いため、厚ものを成形する場合には、達するまでの時間を昨年開発したソフト １）を使用して決長時間加熱を要するなどの問題があった １）。

定し、高周波誘電加熱成形を行い、供試材を得た。

密度を低く成形した成形体は、空隙が多く遮音性能が供試材の形状は、ドアの試作で利用可能な厚さ 30mm、期待される。本研究では、これまでの研究成果で得られ電極の大きさの幅 400mm×長さ 300mm とした。

た一連の製造技術を応用し、天然接着成分を添加したオ2.2 評価方法

ガコを高周波誘電加熱プレスで成形することにより環境成形したボードを JIS A1405 の音響管を利用した２に配慮した、軽量で、遮音機能を付加したボードを成形

マイクロホン法垂直入射吸音率測定と JIS A1441 の音する条件を検討した。また、成形したボードの音響特性

響インテンシティ法を利用した小型箱による音響透過損を測定し、遮音ドアに最適な材料を検討した。さらに、失測定で評価した。さらに、遮音ドアを試作し簡易型の実際に遮音ドアを試作し、開発した材料を内包したもの

音響透過損失測定装置を使用してドアの遮音性能を評価とそうでないものの音響特性を比較検討し、オガコなどした。の利用による音響性能の有効性を調べた。

３．実験結果および考察
２．実験方法
2.1 供試材およびプレス条件

3.1 成形体
各接着成分による成形の結果、所定の密度、厚さ、形原料は、厚み１～1.5mm のオガコ等を用いた。接着材状に成形することができた。これは、昨年開発した加熱料として蒸気処理竹粉（200℃、1200s の蒸気処理、粒時間計算ソフトが有効であったと考えられる。しかし、径約 10～300μm）、アルファ化澱粉（粒径約 2～30μm）、成形体の密度を下げるには 400kg/m３ までが限界であり、ポリ乳酸の粉体（粒径約 2～30μm）を用いた。なお、それ以下では成形できなかった。また、安定した形状をポリ乳酸の粉体は入手困難なため、エマルジョンタイプ得るには 500kg/m３ が必要であった。そのため、試作ドのポリ乳酸を常温で乾燥し粉砕したものを用いた。

アの作製は、成形体材料の密度を 500kg/m３ に設定した。

成形用材料の調製条件として、オガコ等の原料割合＊

１ 工業技術部

応用技術室

3.2 音響特性●63───────────────────────────────────────────────
作製した４種類の成形体について、音響管による２マ50

イクロホン法垂直入射吸音率の測定結果を図１に示す。

40

るとおり全周波数帯に亘って、密度の低い成形体の方が密度の高いものと比較して吸音率が高い値を示している。
また、同じ密度であれば、アルファー化デンプンを使用

音響透過損失（ｄB）

検討した４種類の成形体の吸音率は、一般に言われてい1/3オクターブ
1/1オクターブ換算値T-4T-3T-2

30T-1

20
100.300.2

図３63

500.1

蒸気処理竹粉(30wt%)、
3ポリ乳酸(20wt%)、密度(400kg/m )3ポリ乳酸(20wt%)、密度(400kg/m )アルファー化澱粉(20wt%)、
3密度(400kg/m )アルファー化澱粉(20wt%)、
3密度(500kg/m )

00600

1200

周波数(Hz)

図１

音響透過損失（ｄB）

垂直入射吸音率した成形体の吸音率が高い値を示している。

1800

各周波数における吸音率

接着材による優位差はあまり大きくなかった。しかし、

T-1

10063

図４ 試作ドアの音響透過損失（オガコ 80wt%、アルファー化澱粉 20wt%）
50

音響透過損失（ｄB）

遮音度(dB)40
蒸気処理竹粉(30wt%)、
3ポリ乳酸(20wt%)、密度(400kg/m )3ポリ乳酸(20wt%)、密度(400kg/m )

図２

4000

40

T-4T-330T-2T-1201003

アルファー化澱粉(20wt%)、密度(400kg/m )周波数(Hz)125 250 500 1000 2000 4000
中心周波数（Hz）

1/3オクターブ
1/1オクターブ換算値

503000T-220形体の方が多少優位性を示していた。

2000

T-4T-3

全測定周波数帯において蒸気処理竹粉を使用している成30

1/3オクターブ
1/1オクターブ換算値

30３の時のそれぞれの接着材による遮音度の変化であるが、標準フラッシュドアの音響透過損失

40

小型箱による音響透過損失を測定（音響インテンシティ法）した結果を図２に示す。図２は、密度 400kg/m

125 250 500 1000 2000 4000
中心周波数（Hz）

5000

各周波数における遮音度

これらの結果を基に、オガコ 80wt%、アルファー化澱
粉 20wt%の成形体と遮音性が良いが接着性能が良くな

63

125 250 500 1000 2000 4000
中心周波数（Hz）

図５ 試作ドアの音響透過損失（オガコ 50wt%、竹粉 30wt%、アルファー化澱粉 20wt%）が得られた。さらに、高周波域では竹粉を添加している成形体のドアが良い特性を得ることができた。

い蒸気処理竹粉を未処理の竹粉に変え、オガコ 50wt%、竹粉 30wt%、アルファー化澱粉 20wt%で調整して成形４．結びした成形体のドアを試作した。この時の成形の加熱時間

オガコ 50wt％、竹粉 30wt％、アルファ化澱粉 20wt％

は約 450s であった。この試作ドアを簡易型の音響透過を混合した材料から、厚さ 30mm、密度 500kg/m3 の遮損失測定装置を使用して音響透過損失を測定した。その音効果のある軽量ボード成形ができた。加熱時間は約結果を図３～５に示す。なお、図３は、遮音性のない標450s と短時間であった。また、これを使用した試作ドア

準のフラッシュドアについての結果を示す。図３のとおは JIS の遮音性等級Ｔ－２の性能を上回ることができた。

り JIS A 4702 ドアセットに規定されている遮音等級のうち一番低い遮音等級Ｔ－１すら満たさなかった。しか文献

し、試作ドアでは、２種類ともＴ－２等級を満たす性能

1）太田、福田、浅田：愛知県産業技術研究所研究報告，
7，34 (2008)