JP2644436B2 - 吸音材 - Google Patents

吸音材

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JP2644436B2
JP2644436B2 JP35104493A JP35104493A JP2644436B2 JP 2644436 B2 JP2644436 B2 JP 2644436B2 JP 35104493 A JP35104493 A JP 35104493A JP 35104493 A JP35104493 A JP 35104493A JP 2644436 B2 JP2644436 B2 JP 2644436B2
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美明 三井
敏明 住田
篤 末吉
薫 池田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性があり、屋外で
も使用可能で軽量な吸音材に関する。
【0002】
【従来の技術】吸音材としては、グラスウール、ロック
ウール、スラグウールなどのファイバーのままのものが
一般に用いられている。これらファイバーのままの材料
は自己支持性がなく、ケーシング支持材を別途に必要と
する。自己支持性を与えるには密度を大きくするか、厚
みを大きくする方法があるが、コストを増大させ、施工
に時間がかかる等の問題がある。
【0003】他に吸音材として金属に貫通孔を多数空け
たものや、セラミックス質のものでは、石膏ボードに貫
通孔を多数空けたものがあるが、特定の周波数の音の吸
音特性しか持たない。このため、吸音特性を良くするた
めには、背後に空気層を設けたり、グラスウール等の裏
打ち材を取り付けたりする必要があり、素材自体も重い
ため、施工に時間がかかる問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、耐熱性があ
り、軽量で、施工が簡単にでき、吸音壁の厚さを薄くで
き、500〜5000Hzの周波数の音の吸音率が0.
6以上である吸音材を提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、通気率が5〜
20cm3・cm/cm2・sec・cmH2O、かさ比
重が0.2〜0.5、厚さ40〜100mmのセラミック
スファイバーブロックの厚さ方向に直角な一面に、穴径
3〜24mmの一端が開口した穴が、穴径よりも3〜8
mm大きい6〜32mmの縦横間隔が等しい碁盤目状の
各交点に穴の中心を位置され、厚さ方向に厚さの70〜
90%の深さで、穴の全開口面積が穴の開口する面の面
積の4〜20%の範囲となるように設けられている、5
00〜5000Hzの範囲の周波数の音の吸音率が0.
6以上である吸音材を課題解決の手段とする。
【0006】本発明に用いるセラミックスファイバーブ
ロックとは、グラスウール、ロックウール、スラグウー
ル、シリカファイバー、アルミナシリカファイバー、ア
ルミナファイバーなどの酸化物繊維を、無機バインダー
で固めたものをいう。これらファイバーの径は4〜8μ
m程度のものが好ましい。無機バインダーとしては、コ
ロイダルシリカ、ベントナイト等が用いられる。
【0007】本発明で吸音率はJIS A1405管内
法による建築材料の垂直入射吸音率測定方法で測定した
ものをいう。この方法で測定した吸音率が0.6以上で
あれば、実用上の条件に近い状態で測定できるJIS
A1409残響法吸音率の測定方法で測定した吸音率で
0.7以上となり、実用上有効に使用しうるからであ
る。JIS A1409残響法吸音率の測定方法では、
超大なサンプルが必要で、高価な設備を必要とするた
め、多数のサンプルの測定には適用しがたいので、本発
明ではJIS A1405管内法による建築材料の垂直
入射吸音率測定方法で測定したものである。
【0008】
【作用】セラミックスファイバーブロックの吸音特性を
調べたところ、この中で通気率が5〜20cm3・cm
/cm2・sec・cmH2Oを有すると同時に、かさ比
重が0.2〜0.5のセラミックスファイバーブロックの
500〜5000Hzの範囲の周波数の音の吸音率が
0.4〜0.6の間にあることが分かった。かさ比重が
0.2〜0.5の間にあっても、通気率が20cm3・c
m/cm2・sec・cmH2Oを超えると、1250H
z付近では吸音率が0.6に近いが、その前後で吸音率
が急激に低下し、通気率が5cm3・cm/cm2・se
c・cmH2O未満では、500〜5000Hzの範囲
の周波数の音の吸音率が0.4近くになり、形状を種々
加工しても500〜5000Hzの範囲の周波数の音の
吸音率を0.6以上とすることは極めて困難であること
が分かった。
【0009】通気率が5〜20cm3・cm/cm2・s
ec・cmH2Oであっても、かさ比重が0.2未満で
は、約1600Hz以下の周波数の音の吸音率が0.4
未満となり、又、強度が不足して欠け易いので除外し、
かさ比重が0.5を超えると、どの周波数の音の吸音率
も0.4未満となり、形状による改善の余地がないから
である。
【0010】セラミックスファイバーブロックの厚さを
40〜100mmとするのは、上記の本発明範囲の通気
率、かさ比重のもので、厚さが40mm未満では125
0Hz以下で吸音率が0.4以下に低下し、好ましくは
60mm以上なら低音域から高音域まで吸音率が0.4
以上となるからである。又、厚さが100mmを超えて
も吸音率は全域で0.4を超えるが、施工の効率上から
セラミックスファイバーブロックの厚さに制限があり、
又、重量が大きくなり、施工時に作業性が悪くなるの
で、厚さを100mmまでとする。
【0011】本発明は上記の材料に底を有する穴を特定
条件の範囲で設けることで、500〜5000Hzの周
波数の音の吸音率が0.6以上となることを見いだした
ことにある。この穴の径が3mm未満では約1250H
z以下の音の吸音率が0.6以上とならず、穴径が24
mmを超えると、630Hz付近で吸音率が0.6を超
える吸音ピークを形成するが、その前後の周波数の音の
吸音率が0.6より低下してしまうためである。
【0012】前記の穴径の穴を、穴径よりも3〜8mm
大きい6〜32mm間隔の縦横間隔が等しい碁盤目状の
各交点に穴の中心を位置させて設けるのは、穴と穴との
間の壁の厚さが3mm未満又は8mmを超えると、50
0〜5000Hzの周波数の範囲の総ての音の吸音率が
0.6以下となるからである。この縦横間隔を以下穴間
隔と呼ぶ。
【0013】穴深さをセラミックスファイバーブロック
の厚さの70〜90%とするのは、70%未満及び90
%を超えると、500〜5000Hzの周波数の音の内
の一部では吸音率が0.6を超える部分はあるが、その
他の部分では吸音率が0.6以下となるからである。
【0014】穴の開口面積が、前記のセラミックスファ
イバーブロックの穴が開口する面の面積の4〜20%の
範囲となるようにするのは、この範囲外では500〜5
000Hzの周波数の音の内の一部では吸音率が0.6
を超える部分はあるが、全範囲で0.6を超すようには
ならないからである。以下穴の全開口面積がセラミック
スファイバーブロックの穴が開口する面の面積に対する
割合を開口率という。
【0015】以下の実施例、比較例で吸音材の形状を総
て直径90mmとしたのは、前記のJIS A1405
管内法による建築材料の垂直入射吸音率測定方法で測定
するための都合上からである。実用上では一般に縦横6
00×600mm程度の板状に形成したものが用いられ
る。
【0016】
【実施例】
実施例1 平均繊維径5μmのロックウール100重量部に、水5
000重量部を加えて混合し、有機バインダーとして澱
粉4重量部を添加し、次いで無機バインダーとしてコロ
イダルシリカを固形分として5重量部添加してフロック
を生成せしめ、これを湿式吸引成形を行い、成形体を乾
燥後焼成して600×600×60mm、かさ比重0.
3、通気率10cm3・cm/cm2・sec・cmH2
Oのセラミックスファイバーブロックを得た。これを切
削により直径90mm、厚さ60mmに成形し、片側の
円形面に、穴径10mm、深さが厚さの83%(50m
m)の穴を穴間隔20mm(開口率13%)で設けた。
この吸音材の穴の開口面の各周波数の音に対する吸音率
の分布を図1に示した。
【0017】実施例2 かさ比重が0.2である以外は、実施例1と同じ吸音材
の穴の開口面の各周波数の音に対する吸音率の分布を図
2に示した。
【0018】実施例3 かさ比重が0.5である以外は、実施例1と同じ吸音材
の穴の開口面の各周波数の音に対する吸音率の分布を図
3に示した。
【0019】実施例4 厚さを40mmとした以外は、実施例1と同じ吸音材の
穴の開口面の各周波数の音に対する吸音率の分布を図4
に示した。
【0020】実施例5 厚さを100mmとした以外は、実施例1と同じ吸音材
の穴の開口面の各周波数の音に対する吸音率の分布を図
5に示した。
【0021】実施例6 穴径を3mmとし、穴間隔16mm(開口率18%)と
した以外は、実施例1と同じ吸音材の穴の開口面の各周
波数の音に対する吸音率の分布を図6に示した。
【0022】実施例7 穴径を24mmとし、穴間隔を32mm(開口率20
%)とした以外は、実施例1と同じ吸音材の穴の開口面
の各周波数の音に対する吸音率の分布を図7に示した。
【0023】実施例8 穴径を11mmとし、穴間隔を32mm(開口率4%)
とした以外は、実施例1と同じ吸音材の穴の開口面の各
周波数の音に対する吸音率の分布を図8に示した。
【0024】実施例9 穴深さを厚さの70%(42mm)とした以外は、実施
例1と同じ吸音材の穴の開口面の各周波数の音に対する
吸音率の分布を図9に示した。
【0025】実施例10 穴深さを厚さの90%(54mm)とした以外は、実施
例1と同じ吸音材の穴の開口面の各周波数の音に対する
吸音率の分布を図10に示した。
【0026】実施例11 通気率5cm3・cm/cm2・sec・cmH2Oとし
た以外は、実施例1と同じ吸音材の穴の開口面の各周波
数の音に対する吸音率の分布を図11に示した。
【0027】実施例12 通気率20cm3・cm/cm2・sec・cmH2Oと
した以外は、実施例1と同じ吸音材の穴の開口面の各周
波数の音に対する吸音率の分布を図12に示した。
【0028】以上、実施例1〜12ではすべて500〜
5000Hzの周波数の音に対する吸音率は0.6以上
であった。
【0029】比較例1 かさ比重を0.6とした以外は、実施例3と同じ吸音材
の穴の開口面の各周波数の音に対する吸音率の分布を図
13に示した。
【0030】比較例2 かさ比重を0.1とした以外は、実施例1と同じ吸音材
を作った。しかし、強度が不足し取り扱い中に割れたり
欠けたりするので、かさ比重0.2未満のものを除外し
た。
【0031】比較例3 厚さを30mmとした以外は、実施例1と同じ吸音材の
穴の開口面の各周波数の音に対する吸音率の分布を図1
4に示した。
【0032】比較例4 厚さを110mmとした以外は、実施例1と同じ吸音材
では重くなり施工が困難となるので除外した。
【0033】比較例5 穴径を2mmとし、穴間隔を8mm(開口率4%)とし
た以外は、実施例1と同じ吸音材の穴の開口面の各周波
数の音に対する吸音率の分布を図15に示した。
【0034】比較例6 穴径を26mmとし、穴間隔を32mm(開口率20
%)とした以外は、実施例1と同じ吸音材の穴の開口面
の各周波数の音に対する吸音率の分布を図16に示し
た。
【0035】比較例7 穴径を24mmとし、穴間隔を34mm(開口率17
%)とした以外は、実施例1と同じ吸音材の穴の開口面
の各周波数の音に対する吸音率の分布を図17に示し
た。
【0036】比較例8 穴間隔を5mmとした場合、開口率の条件(4〜20
%)となる穴径は約2mmとなり、穴径の条件3〜24
mmを満足しないので除外する。
【0037】比較例9 穴径を3mmとし、穴間隔を11mm(開口率3%)と
した以外は、実施例1と同じ吸音材の穴の開口面の各周
波数の音に対する吸音率の分布を図18に示した。
【0038】比較例10 穴径を21mmとし、穴間隔を28mm(開口率21
%)とした以外は、実施例1と同じ吸音材の穴の開口面
の各周波数の音に対する吸音率の分布を図19に示し
た。
【0039】比較例11 穴深さを厚さの67%(40mm)とした以外は、実施
例1と同じ吸音材の穴の開口面の各周波数の音に対する
吸音率の分布を図20に示した。
【0040】比較例12 穴深さを厚さの95%(57mm)とした以外は、実施
例1と同じ吸音材の穴の開口面の各周波数の音に対する
吸音率の分布を図21に示した。
【0041】比較例13 通気率4cm3・cm/cm2・sec・cmH2Oとし
た以外は、実施例1と同じ吸音材の穴の開口面の各周波
数の音に対する吸音率の分布を図22に示した。
【0042】比較例14 通気率23cm3・cm/cm2・sec・cmH2Oと
した以外は、実施例1と同じ吸音材の穴の開口面の各周
波数の音に対する吸音率の分布を図23に示した。
【0043】本発明を外れた比較例では、周波数500
〜5000Hzの音に対する吸音率が総て0.6以上に
はならなかった。
【0044】
【発明の効果】本発明によれば、軽量なため施工が簡単
で、吸音壁の厚さを薄くでき、500〜5000Hzの
範囲の周波数の音の吸音率が0.6である吸音材を提供
することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の各吸音材の穴の開口面の各周波数の
音に対する吸音率の分布を示した図である。
【図2】実施例2の各吸音材の穴の開口面の各周波数の
音に対する吸音率の分布を示した図である。
【図3】実施例3の各吸音材の穴の開口面の各周波数の
音に対する吸音率の分布を示した図である。
【図4】実施例4の各吸音材の穴の開口面の各周波数の
音に対する吸音率の分布を示した図である。
【図5】実施例5の各吸音材の穴の開口面の各周波数の
音に対する吸音率の分布を示した図である。
【図6】実施例6の各吸音材の穴の開口面の各周波数の
音に対する吸音率の分布を示した図である。
【図7】実施例7の各吸音材の穴の開口面の各周波数の
音に対する吸音率の分布を示した図である。
【図8】実施例8の各吸音材の穴の開口面の各周波数の
音に対する吸音率の分布を示した図である。
【図9】実施例9の各吸音材の穴の開口面の各周波数の
音に対する吸音率の分布を示した図である。
【図10】実施例10の各吸音材の穴の開口面の各周波
数の音に対する吸音率の分布を示した図である。
【図11】実施例11の各吸音材の穴の開口面の各周波
数の音に対する吸音率の分布を示した図である。
【図12】実施例12の各吸音材の穴の開口面の各周波
数の音に対する吸音率の分布を示した図である。
【図13】比較例1の各吸音材の穴の開口面の各周波数
の音に対する吸音率の分布を示した図である。
【図14】比較例3の各吸音材の穴の開口面の各周波数
の音に対する吸音率の分布を示した図である。
【図15】比較例5の各吸音材の穴の開口面の各周波数
の音に対する吸音率の分布を示した図である。
【図16】比較例6の各吸音材の穴の開口面の各周波数
の音に対する吸音率の分布を示した図である。
【図17】比較例7の各吸音材の穴の開口面の各周波数
の音に対する吸音率の分布を示した図である。
【図18】比較例9の各吸音材の穴の開口面の各周波数
の音に対する吸音率の分布を示した図である。
【図19】比較例10の各吸音材の穴の開口面の各周波
数の音に対する吸音率の分布を示した図である。
【図20】比較例11の各吸音材の穴の開口面の各周波
数の音に対する吸音率の分布を示した図である。
【図21】比較例12の各吸音材の穴の開口面の各周波
数の音に対する吸音率の分布を示した図である。
【図22】比較例13の各吸音材の穴の開口面の各周波
数の音に対する吸音率の分布を示した図である。
【図23】比較例14の各吸音材の穴の開口面の各周波
数の音に対する吸音率の分布を示した図である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 通気率が5〜20cm3・cm/cm2
    sec・cmH2O、かさ比重が0.2〜0.5、厚さ4
    0〜100mmのセラミックスファイバーブロックの厚
    さ方向に直角な一面に、穴径3〜24mmの一端が開口
    した穴が、穴径よりも3〜8mm大きい6〜32mmの
    縦横間隔が等しい碁盤目状の各交点に穴の中心を位置さ
    れ、厚さ方向に厚さの70〜90%の深さで、穴の全開
    口面積が穴の開口する面の面積の4〜20%の範囲とな
    るように設けられている、500〜5000Hzの範囲
    の周波数の音の吸音率が0.6以上である吸音材。
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