JP2007120098A

JP2007120098A - 振動吸収材、その製造方法及びその施工方法

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Publication number: JP2007120098A
Application number: JP2005312198A
Authority: JP
Inventors: Shoji Uwano; 庄二宇和野; Yoshiharu Ito; 義治伊藤; Tsutomu Nagasawa; 勤長沢; Tetsuya Akiyama; 哲也秋山
Original assignee: SAITAMA RUBBER KOGYO KK
Current assignee: SAITAMA RUBBER KOGYO KK
Priority date: 2005-10-27
Filing date: 2005-10-27
Publication date: 2007-05-17

Abstract

【解決課題】シンプルでローコストであり、軽量で施工が簡単であり、壁面を伝播する特に低周波域の振動エネルギーや音の伝播を十分に抑制することができる振動吸収材を提供する。
【解決手段】建造物の間仕切り壁面及び／又は界壁を構成する一対の壁面パネル間に配される振動吸収材を提供する。振動吸収材は、ＪＩＳＫ６２５５に規定される反発弾性率が、Ｈｓ硬度４５°〜８５°において０％〜３０％である振動吸収部と、壁面パネルに固着される固定部とを具備する。
【選択図】図1

Description

本発明は、主に枠組み工法に代表されるパネル工法建築物において、主として隣室からの空気伝播音などの振動エネルギー、音響エネルギーを抑制する振動吸収材に関する。

一般的に２×４工法に代表されるようなパネル工法では、柱又はスタッドに内装用石膏ボード、耐力パネルが締結されているため、主として隣室の振動源又は騒音源からの振動エネルギーがパネル及び柱を伝播して各パネルを強制的に振動させることによる音の伝播、特に２５０Ｈｚ以下の低周波域における振動エネルギーがパネルと共振を起こすことによる音の伝播を助長させる問題があった。

こうした音の伝播を低減させるために、パネルに制振材あるいは遮音材を貼付する方法が一般的に用いられており、例えば制振材又は遮音材を積層する方法が特開平5-118092号公報（特許文献１）により提案されている。

しかし、かかる提案の方法では、パネル全面に制振材あるいは遮音材を貼着させることが必要なため、パネル自体の製造費用の上昇や、パネルの重量が重くなりことによる施工性の悪化などの問題があり、このような方法を建築物に標準的に用いるとした場合には費用対効果が著しく悪化するという問題があった。

また、そもそも従来提案されている制振材や遮音材では、低周波域の振動エネルギーや音の伝播を十分に抑制できないという問題がある。
特開平５−１１８０９２号公報

従って本発明の目的は、シート類を貼る等の従来の方法に比較して簡便であり、軽量で施工が簡単であり、壁面を伝播する振動エネルギー、空気伝播エネルギー、特に低周波域の振動エネルギーや音の伝播を十分に抑制することができ、特に２５０Ｈｚ以下の低周波域の音響エネルギーの伝播を低減させることができる振動吸収材を提供することにある。

本発明者らは、鋭意検討した結果、特定の反発弾性率を有する材料を用いた振動吸収材が上記目的を達成しうることを知見した。
本発明は上記知見に基づいてなされたものであり、具体的には、建造物の間仕切り壁面及び／又は界壁を構成する一対の壁面パネル間に配される振動吸収材であって、ＪＩＳＫ６２５５に規定される反発弾性率が、Ｈｓ硬度４５°〜８５°において０％〜３０％である振動吸収部を具備することを特徴とする振動吸収材を提供するものである。

以下、本発明についてさらに説明する。
本発明の振動吸収材は、振動吸収部と壁面パネルに固着される一対の固定部とからなる。固定部は、それぞれ振動吸収部と同じ材料で形成されていても、また、別の材料で形成されていてもよい。

振動吸収部は、ＪＩＳＫ６２５５に規定される反発弾性率が、Ｈｓ硬度４５°〜８５°において０％〜３０％であり、好ましくは０％〜１０％である。反発弾性率は低ければ低いほど、振動エネルギー吸収効果が高くなるので０％が好ましい。反発弾性率が３０％を超えると、振動エネルギーの吸収効果低下により、振動吸収材のサイズを大きくしなければならないなどの問題が発生してしまう。

また、振動吸収部の硬度は、ＪＩＳＫ６２５３（タイプＡ）に規定される試験方法に基づいて硬度Ｈｓ４５°以上８５°以下であるのが好ましく、６０°以上８０以下°であるのがより好ましい。硬度が、Ｈｓ４５°未満であるとパネル面からの振動吸収による減衰効果が小さくなる場合があり、８５°を超えると施工時にパネルへの密着、追従性が低下し、結果としてパネル面からの振動吸収による減衰効果が小さくなる場合がある。

次に、振動吸収部の形成材料について説明する。
振動吸収部は、数平均分子量が１００〜３００００であり且つ損失正接（ｔａｎδ）のピーク値が１．５以上である、ゴム、ポリマー又は熱可塑性エラストマーの少なくとも１種（以下、これらの成分を総称して「主成分」という場合がある）を含む振動吸収性組成物を用いて形成されていることが好ましい。

ゴムとしては、例えば、ブタジエンースチレン系ゴム、スチレンブタジエンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、アクリルニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、シリコンゴム及びこれらの水添物などを好ましく挙げることができ、スチレンブタジエンゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンゴムおよびブチルゴムが特に好ましい。

ポリマーとしては、例えば、ポリエチレン(ＰＥ)、エチレンビニルアクリレート(ＥＶＡ)、アタクチックポリプロピレン（ＡＰＰ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド、ポリカーボネート、メタクリル樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂（ＡＢＳ）、アクリロニトリルスチレン樹脂(ＡＳ)、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニルなどを好ましく挙げることができ、ポリエチレン、エチレンビニルアクリレート、アタクチックポリプロピレン及びポリプロピレンが特に好ましい。

熱可塑性エラストマーとしては、例えばスチレンブタジエンスチレン（ＳＢＳ）、スチレンイソプレンスチレン（ＳＩＳ）、１，２−ポリブタジエン、塩化ポリエチレンなどを好ましく挙げることができる。

振動吸収性組成物における主成分の配合割合は、組成物全体中５〜５０重量％とするのが好ましく、１０〜２０重量％とするのがより好ましい。また、ゴム、ポリマー及び熱可塑性エラストマーの組み合わせは何ら制限されるものではなく、上述の反発弾性率の範囲を満足するように任意の配合割合で組み合わせてもよい。

振動吸収性組成物は、主成分の他に、充填剤、粘着付与剤、架橋剤、可塑剤などの添加剤を含んでいてもよい。これら添加剤の配合割合は、振動吸収性組成物中５０〜９０重量％とするのが好ましく、６０〜８０重量％とするのがより好ましい。

充填剤としては、炭酸カルシウム、カーボン、硫酸バリウム、水酸化カルシウム、マイカ、タルク、ケイ酸、酸化チタンなどの顔料類、カーボン繊維、コットンブロックなどの繊維状充填剤などを挙げることができる。

粘着付与剤としては、ロジン樹脂、テルペン樹脂、クマロンインデン樹脂、脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂などを挙げることができる。
架橋剤としては、硫黄、有機過酸化物、ポリアミン、セレニウムなどを挙げることができる。

可塑剤としては、プロセスオイル（パラフィン系、ナフテン系、芳香族）などの鉱物油系軟化剤やサブ（ファクチス）及び脂肪酸、脂肪酸塩、瀝青物などを挙げることができる。

次に、振動吸収材の固定部の形成材料について説明する。固定部は、振動吸収部と同一材料で一体に成形されてもよいし、異なる材料で形成した別個の部材を振動吸収部に固着させたものでもよい。固定部を振動吸収材と異なる材料で形成する場合、固定部の形成材料は特に制限されないが、壁面パネルへの固着の容易さを考慮して、木材、各種金属材、樹脂板などを用いることが好ましい。

本発明の振動吸収材によれば、シート類を貼る等の従来の防音方法と比較して簡便であり、軽量で施工が簡単であり、壁面を伝播する振動エネルギー、空気伝播エネルギー、特に低周波域の振動エネルギーや音の伝播を十分に抑制することができる。

以下、本発明について図面を参照してさらに詳細に説明する。
ここで、図１は、本発明の振動吸収材の１実施形態を示す斜視図であり、図２は、図１のII-II断面図である。また、図３は、図１に示す振動吸収材の施工例を示す該略図であり、図３(a)は、施工した部屋の全体を示す側面図であり、図３(b)は、振動吸収材の壁面パネルへの設置状態を示す内部透視図である。

図１及び図２に示す形態の振動吸収材は、略円柱状の振動吸収部10と、その両端に設けられた円盤状の一対の固定部20とからなる。
振動吸収部10は、図１及び図２に示すように、コア12とその周縁部分14と両端部とからなり、周縁部分はコアの軸方向全域に亘って延在し、周縁部分不存在部分がコアの周方向にほぼ等間隔に形成されるように配されており、本実施形態においては断面形状が略十字状である。

本実施形態の振動吸収材は、壁面パネルに固着させる両端部の面積が直径５０ｍｍで長さ９０ｍｍの略円柱状であるが、寸法や形状はこれに制限されない。本発明の振動吸収材は、振動吸収材を固着させる壁面パネルの面積の０．１〜５％となる各端部面積と、一対の壁面パネルの間隔に応じた任意の長さを有する寸法であることが好ましい。

さらに、本実施形態においては、振動吸収部の外端部に貼付された別異の材料、本実施形態においては木材からなる固定部を含む。
このように構成された本実施形態の振動吸収材は、以下のようにして製造することができる。
（１）振動吸収部の形成材料を加圧ニーダーに導入して加圧混練し、得られた配合物をカレンダーロールに掛けて厚さ5〜10mm程度のシートにする。
（２）シートを常温まで冷却した後、これをミキシングロールに掛け、架橋剤を導入して混練を行ない、同じく厚さ5〜10mm程度のシートにする。
（３）得られたシートを加硫成形用金型に充填し、１５０〜１８０℃の温度範囲で５〜２０分間かけて加硫させることにより振動吸収部を成形する。

尚、上記（３）加硫成形工程において、加硫成形用金型に最初に固定部を位置づけ、固定部の上にシート状振動吸収材配合物を充填し、最後に固定部を位置づけて、加硫させることにより、固定部を振動吸収部と一体化することができる。

また、本実施形態の振動吸収材は、図３、４及び６に示すように、室１と室２とを区切る間仕切り壁面を構成する一対の壁面パネル間に配して使用する。本発明の振動吸収材は、壁面パネルの間柱で仕切られた面の重心位置に固着することにより、壁面パネルと低周波域の振動エネルギーとの共振を防止することができ、本発明の所望の効果を最大限に発揮することができる。

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明は、これらに制限されるものではない。
〔実施例１〕

上記材料1〜6を加圧ニーダーに導入して加圧混練し、得られた配合物をカレンダーロールに掛けて厚さ5〜10mmm程度のシートにする。シートを常温まで冷却した後、これをミキシングロールに掛け、材料7を導入して混練を行ない、同じく厚さ5〜10mm程度のシート状にする。ついで、加硫成形用金型の両端に固定部形成用木材を位置づけ、固定部形成用木材の間に得られたシートを充填して、160℃×15分間の加硫工程を行い、図１及び２に示す形状の振動吸収部を成形した後、金型から取り出し、異種材料の固定部が接着された振動吸収材を得た。

得られた振動吸収材の振動吸収部は、ＪＩＳＫ６２５５に規定される反発弾性率が、Ｈｓ硬度４５°〜８５°において４であった。また、振動吸収部の硬度は、ＪＩＳＫ６２５３（タイプＡ）に規定される試験方法に基づいて測定した硬度がＨｓ８０°であった。
〔施工例〕
図４(a)及び(b)に示すJIS-A-1416に規定される残響室（タイプII）を用いて、実施例１で得た振動吸収材を壁面パネル間に設置して、音響透過損失を測定した。

各壁面パネルは、図４(a)に示すように、３本の２×４材（長さ1820ｍｍ）を455mm間隔で配置し（全幅910ｍｍ）、その間に、厚み12.5ｍｍ、幅910ｍｍ、長さ1820ｍｍの石膏ボード（GBR規格）１枚を設置する一般の木造枠組み工法で作成した。

振動吸収材は、図４(b)に示すように、455ｍｍ幅×1820ｍｍ長さの２×４材で区切られた1／２枚の石膏ボードの対角線中央位置に１個の割合で設置した。よって、910ｍｍ幅×1820ｍｍ長さの石膏ボード１枚について振動吸収材２個を設置した。振動吸収材の石膏ボードへの固定は、1枚の石膏ボードに振動吸収材の一方の固定部をビス止めした後、別の石膏ボードを間隔89ｍｍで配し、振動吸収材の他方の固定部をビス止めすることにより行った。（図４(C)）
隣接室間の音伝播測定は、JIS-A-1416「実験室における建築部材の空気音遮断性能の測定方法」に従って行ない、音響透過損失で評価した。
〔実施例２〜４、比較例１〜３〕
実施例１と同様にして、下記組成(1)〜(3)の振動吸収材（実施例２〜４）及び下記組成(4)〜(6)の一般的な加硫ゴム材（比較例１〜３）について上述の施工例と同様に施工した場合並びに振動吸収材を施工しない場合（比較例４）の隣接室間の音伝播を測定した。音響透過損失の測定データを図５(a)及び(b)に示す。図５(a)は、実施例２〜４及び比較例４についての音響透過損失曲線を示し、図５(b)は、比較例１〜４についての音響透過損失曲線を示す。

(1)振動吸収材；反発弾性率４％、硬度45Hs
組成は下記の通り；

(2)振動吸収材；反発弾性率４％、硬度60Hs
組成は下記の通り；

(3)振動吸収材；反発弾性率４％、硬度80Hs
組成は下記の通り；

(4)一般的な加硫ゴム；反発弾性率６０％、硬度45Hs
組成は下記の通り；

(5)一般的な加硫ゴム；反発弾性率７０％、硬度60Hs
組成は下記の通り；

(6)一般的な加硫ゴム；反発弾性率６５％、硬度80Hs
組成は下記の通り；

図５(a)及び(b)から、(4)〜(6)の一般的な加硫ゴムでは、ブランクに対して音響性能の改善が確認できなかったが、本発明の振動吸収材(1)〜(3)を用いた場合には、ブランクに対して100Hz〜250Hzの低周波域での音伝播が減少したことがわかる。具体的には、(1)では対ブランクで１〜２ｄB、(2)では対ブランクで１〜４ｄB、(3)では対ブランクで２〜５ｄBの改善が確認された。
〔施工例２〕
上記施工例１で検証した結果、最も効果が高かった振動吸収材(3)を実際の住宅の間仕切壁に設置し、JIS-A-1417 建築物の空気音遮断性能の測定方法に従い、室間音圧レベル差により、振動吸収材を設置した場合と設置しなかった場合との比較評価を行った。

各壁面パネルは、図６(a)に示すように、10本の２×４材（長さ24200ｍｍ）を455mm間隔で配置し（全幅3640ｍｍ）、その間に厚み12.5ｍｍ、幅910ｍｍ、長さ2420ｍｍの石膏ボード（GBR規格）４枚を設置する一般の木造枠組み工法で作成した。

振動吸収材は、図６(b)に示すように、455ｍｍ幅×2420ｍｍ長さの２×４材で区切られた１／２枚の石膏ボードの長方形部分の対角線中央位置に１個の割合で設置した。よって、910ｍｍ幅×2420ｍｍ長さの１枚の石膏ボードについて振動吸収材を２個設置し、壁面パネル全体では８個の振動吸収材を設置した。施工例１と同様に、振動吸収材を間に挟むように壁面パネルを固着させて、間仕切り壁とした。この間仕切り壁7枚で各6畳の隣接2室を構成し、一方を音響源室とし、他方を受音室とした。振動吸収材を設置しない場合（ブランク）についても空気音遮断性能を測定した。結果を図７に示す。

図７から、振動吸収材を用いない場合（ブランク）の空気音遮断性能はD-40であったのに対し、本発明の振動吸収材を用いた場合にはブランクの欠点であった125及び250Hｚ帯域の遮蔽性能が向上し、間仕切り壁の空気音遮断性能はD-45へ向上したことがわかる。なお、D値は空気音遮断性能を表す指標であり、一般的に数値が５上がる（D-40からD-45など）ごとに１ランクの性能向上と表現され、１ランクでも上がれば明確な性能向上があるものと判断される。空気音遮断性能が高いほど、空間音圧レベル差が大きいといえ、隣室間での音の遮断が低減したといえる。

図１は、本発明の振動吸収材の１実施形態を示す斜視図である。図２は、図１のII-II断面図である。図３は、図１に示す振動吸収材を壁面パネルに取り付けた場合の概略説明図である。図４は、図１に示す振動吸収剤の施工例１を示す該略図であり、(a)は、施工した部屋の全体を示す側面図であり、(b)は、振動吸収材の壁面パネルへの設置状態を示す内部透視図であり、(c)は固定方法例を示す断面図である。図５ａは、実施例１〜４及び比較例４についての音響透過損失の測定結果を示すグラフである。図５ｂは、比較例１〜４についての音響透過損失の測定結果を示すグラフである。図６は、施工例２を示す該略図である。図７は、施工例２における間仕切り壁の空気遮断性能の測定結果を示すグラフである。

Claims

建造物の間仕切り壁面及び／又は界壁を構成する一対の壁面パネル間に配される振動吸収材であって、
ＪＩＳＫ６２５５に規定される反発弾性率が、Ｈｓ硬度４５°〜８５°において
０％〜３０％である振動吸収部を具備することを特徴とする振動吸収材。
前記振動吸収部は、コアとその周縁部分と両端部とからなり、
該周縁部分はコアの軸方向全域に亘って延在し、周縁部分不存在部分がコアの周方向にほぼ等間隔に形成されるように配されており、
該両端部の各端部の面積は、施工する壁面パネルの大きさの０．１〜５％であることを特徴とする請求項１に記載の振動吸収材。
請求項１又は２に記載の振動吸収材を、建造物の間仕切り壁面及び／又は界壁を構成する壁面パネルの間柱で仕切られた面の重心位置に固着させることを特徴とする振動吸収材の施工方法。