JPH0555296B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この発明はコンクリートなどで構成される床板
の制振用床板構造に係り、特に重量衝撃源による
床衝撃音のしや断性能すなわち界床のしや音性能
に優れた制振用床板に関するものである。 〔従来の技術及び問題点〕 近年、住宅における量から質への転換に伴ない
断熱、換気、しや音などの居住性能が重要視され
てきたが、技術的困難さもあつて特に集合住宅の
床衝撃音のしや断性能向上対策がクローズアツプ
されてきている。 床衝撃音とは上階でのとびおり音や走りまわる
音が下階に伝わり不快を感ずる種類の騒音であ
り、上・下階住戸の固体音の伝搬により発生する
騒音のため、床板構造が大きな影響を与えること
が知られている。床衝撃音のしや音性能を評価す
る衝撃源として、「建物の現場における床衝撃音
レベルの測定方法JISA−1418」で、ハイヒール
靴の歩行やナイフの落下を対象と考える力積の小
さい軽量衝撃源ととびおり音や走りまわり音を対
象と考える力積の大きい重量衝撃源とが規定され
ている。 軽量衝撃源によるしや音性能は上階での畳床、
じゆうたん等床仕上材の使用、または下階に天井
を付けることにより比較的容易に改善しうるが、
重量衝撃源によるしや音性能は周波数が低い（24
Hz一定）こともあつて、通常鉄筋入りコンクリー
ト床板の場合、その板厚を標準厚（例えば、120
mm厚とか150mm厚）より厚くする（例えば210mm
厚）方法がとられている。 コンクリート床板の、板厚増加は剛性強化をも
たらし、重量衝撃源に対するしや音性能は向上す
るものの、コンクリート床板重量の増加、これを
支える柱・はり等駆体の強化、床下スペースの減
少や中・高層住宅の軒高増加を来たし、コストを
含めてのデメリツトも大きくなつてしまう（例え
ば、モジユール4m×5m室でモルタル60m／ｍ厚
増打は276トン増になる）。しかも、この方法は
柱・はり等駆体の強化が必要となるため、既設住
戸のしや音性向上には適用しえないことは勿論で
ある。 床板厚の増加による剛性向上とは別に、床板に
高い制振性能を付与し、床板内での振動エネルギ
ー損失を増加させれば床衝撃音のしや断性能も向
上する筈である。しかしながら、コンクリート床
板の場合24Hzせいぜい63Hz以下の低周波域で効果
を発揮しなければならないこと、重量増を柱・は
り等の駆体強化を必要としない範囲に抑えるこ
と、或いは新設住戸の現場のほか既設住戸にも適
用し得ること等の諸条件を考慮すると技術条件は
きわめてむずかしくなる。 即ち、他の制振材を併用することによりこのよ
うな構造部材に制振効果を向上させる手段とし
て、塗料やシート状の非拘束タイプ制振材を構造
部材に塗布或いは接着させることが、例えば日本
音響材料協会編「騒音・振動対策ハンドブツク」、
技報堂出版、昭和57年１月30日発行、358頁〜359
頁に開示されている。しかしながら、これらはい
ずれも塗布厚を基板厚の２〜３倍以上にしないと
制振硬化が小さくなる上、塗布厚を十分に厚くす
ると床板厚増および原材料費増にもなる。しか
も、鉄筋をいれて剛性が高くかつある程度制振性
能を有する120mm厚、150mm厚のコンクリート床板
の場合、このような手段で新たに制振機能を付加
することはほとんど不可能である。 一方、構造部材自身に高い制振性能を付与する
手段として、鋼板の間に粘弾性物質をはさんだ拘
束タイプの制振鋼板がきわめて高い制振性能を有
することが広く知られている。 粘弾性物質としては、たとえば特公昭39−
12451号公報或いは特公昭49−34703号公報などに
見られる如き酢酸ビニル、塩化ビニル、アクリル
などの樹脂と可塑剤、顔料などからなるプラスチ
ツク系の粘弾性物質やポリイソブチレン、ポリブ
デン、顔料などからなるゴム系の粘弾性物質など
が公知であるが、これらの粘弾性物質は熱溶融で
鋼板などに粘着させるホツトメルトタイプのた
め、建設現場あるいは工場生産でもたとえばコン
クリート床板の如く熱容量が大でかつ大型又は長
尺品等には不向きである。 本発明は、以上述べた如き従来からの要望や技
術的困難を解決するため詳細な多くの実験の結果
なされたもので、特殊な粘弾性物質を床板上に設
け、その上に金属板を敷設、接着させた拘束タイ
プの三層構造により、板厚増および重量増が少な
いにも拘わらず制振性能に優れ、しかも床衝撃音
のしや断性能に優れたものが得られるという知見
に基いてなされたものである。 〔問題点を解決するための手段、作用〕 本発明は、床板上に、水酸基末端液状ポリマー
とイソシアネート系硬化剤を必須成分としかつ架
橋反応物が100℃未満の温度で静置した場合に流
動しない粘弾性物質層を設け、その上に金属板を
敷設・接着せしめて拘束タイプの三層構造とした
ことを特徴とする床衝撃音のしや断性能に優れた
制振用床板である。 以下本発明を詳細に説明する。 第１図は本発明制振用床板の一態様を示す断面
図であり、１は床板、２は金属板であり、床板１
および金属板２との間に両者と接着性を有する粘
弾性物質層３が設けられている。 この場合、対象とする床板としては現場打ちさ
れる鉄筋入りの普通コンクリート床板をはじめと
して、工場生産のPC板、軽量コンクリート板、
発泡コンクリート板或いは木製床板など、要は
上・下階の界床として用いられる床板で、従来以
上に床衝撃音のしや断性能を向上させたい床板す
べてを対象とする。 また、拘束タイプ構造を構成する金属板２は普
通コンクリート床板などの床板に比しヤング率が
大きくて取扱い容易な材料であればよく、たとえ
ば鉄板、Cu板等の金属板を使用する。ヤング率
の大きい材料程、所要板厚は薄くてよく、具体例
として、例えば床材として鉄筋入り普通コンクリ
ート床板120mm厚又は150mm厚のものを用いる場
合、これに対して鉄板使用の場合板厚が１〜５mm
厚でよく、重量増も少なく、柱・はり等の駆体強
化をしなくてもよい。 また、床板１と金属板２の間に設ける粘弾性物
質層３を構成する材料として具備すべき特性は、
床板上において液状での塗布が可能でありなが
ら、０℃〜100℃の範囲望ましくは常温で架橋反
応により硬化し、かつ架橋反応の進行に伴つて床
板と金属板の両者に接着し、その上常温、低周波
域での力学的損失率が大であることが要望され
る。ここで、力学的損失率ηとは減衰振動におけ
る対数減衰率δからη＝δ／πで定義される値で
あつて、力学的損失率ηが大きければ振動減衰が
早く、或いは共振曲線の山がゆるくなり、η＝２
では原理的に振動しなくなる筈のものである。従
つて、床板上面を打撃した場合に、床板下面では
変位はあつても振動を生ぜず、振動に基づく騒音
は発生しないことになる。 上記の如き要求特性を満足し得る粘弾性物質
は、水酸基末端液状ポリマーとイソシアネート系
硬化剤を必須成分とし、100℃未満で静置して流
動しない物質である。 さらに詳細に述べると、水酸基末端液状ポリマ
ーには主鎖をポリブタジエン、水素添加ポリブタ
ジエン、ポリブタジエン−ニトリル、ポリブタジ
エン−スチレン、クロロプレン、イソプレン等と
する液状ゴム系ポリオール、ポリエーテルポリオ
ール、ポリエステル系ポリオール、ウレタンアク
リルポリオール、アニリン誘導体ポリオール等が
あるが、これらを単独若しくは併用して用いるこ
とが出来る。 又、イソシネート系硬化剤としては、トルイレ
ンジイソシアネート、ジフエニルメタンジイソシ
アネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イ
ソホロンジイソシアネート、末端イソシアネート
基を有するプレポリマーおよびそれらのブロツク
品を単独若しくは併用して使用する。なお、硬化
剤は配合比率および粘度調節等の問題で可塑剤と
混合して使用することも出来るが、その場合使用
される可塑剤は脱水処理をしたものであること
と、イソシアネート硬化剤と反応しないものであ
ることとが必要である。 次にこれら硬化剤の添加量は、反応モル比によ
り硬化反応後の粘弾性物質の全ての物性に大きな
影響を与えるが、本発明の目的を達成する為に
は、水酸基末端液状ポリマーの水酸基とイソシア
ネート系硬化剤のイソシアネート基とのNCO／
OH反応モル比を0.5〜1.5とする必要がある。な
お、NCO／OH反応モル比とは下記に示すように
水酸基末端液状ポリマー中の水酸基の重量百分率
を示す水酸基含有率とイソシアネート系硬化剤の
イソシアネート基も重量百分率を示すイソシアネ
ート含有率によつて決まる値である。 反応モル比＝水酸基末端液状ポリマーの重量×水酸基
含有率（wt％）／イソシアネート系硬化剤の重量×イソ
シアネート基含有率（wt％）×NCO分子量／OH分子量 ここでNCO分子量／OH分子量＝42グラム／17
グラム＝2.47 即ち、NCO／OH反応モル比が0.5未満の場合
は、イソシアネート系硬化剤が不充分で硬化反応
が不完全となる為、未反応の水酸基末端液状ポリ
マーを生じ、使用温度内高温域での流動現象の発
生や、逆に低温度域でゴム弾性に不足を生じ、振
動吸収性能が低下してしまう。又、熱老化を受け
易く耐久性が悪くなるばかりでなく、硬化反応不
完全な硬化不良部分が発生する危険性も高まる為
に好ましくない。 一方、NCO／OH反応モル比が1.5超の場合は
イソシアネート系硬化剤が過剰となり、ゴム弾性
が不足し、振動吸収性能が低下するばかりでな
く、余剰硬化剤が水酸基末端液状ポリマー中に微
量含まれる水分等との反応により発泡現象が発生
し易くなり、振動吸収性能の低下ばかりでなく耐
久性にも悪影響を及ぼすので好ましくない。 本発明に適用される粘弾性物質は、常温時に液
体状である水酸基末端液状ポリマーと硬化剤とを
混合攪拌後、常温又は低温加熱の架橋反応により
硬化させるものであるが、この架橋反応速度は温
度と時間によつて大きな影響を受け、非流動固体
化に至る迄の架橋硬化時間は低温になるに従い長
くなる。 なお、本発明に適用される粘弾性物質の架橋反
応は理論的には０℃未満の低温から100℃超の高
温迄の広範囲温度域で可能であるが、０℃未満の
場合は架橋反応時間に長時間を要し、逆に100℃
超では架橋反応時間が短すぎるため作業性上不適
当であるほか、熱伝導のよい金属板側の粘弾性物
質層は急冷されることにより接着性が悪くなつた
りする。よつて、０℃〜100℃範囲で架橋反応を
行なわせる事が望ましく、本発明における粘弾性
物質の非流動固体化に要する時間は０℃で120分
以内、20℃で50分以内、50℃で20分以内、70℃で
10分以内、100℃で５分以内であり、塗布面積お
よび塗布量、製造環境条件および製造効率等を考
慮して常温または低温加熱の条件を選択すればよ
い。 また、架橋反応後の粘弾性物質層は100℃未満
で静置して流動しないことに限定した理由は、夏
期の建築物部材は70〜80℃の温度に達する場合も
あり、安全を見込んで100℃未満とし、かつ粘弾
性物質層が流動し得る状態になるとその上にある
金属板が自重により滑り出すことによるものであ
る。 本発明における粘弾性物質は、上述の水酸基末
端液状ポリマーとイソシアネート系硬化剤との架
橋反応により容易に得る事が出来るが、建築業界
においては作業性向上、さらには原材料費の低減
も必要条件と考えられる。従つて、粘弾性物質の
特性以外に粘弾性物質の原材料費低減のために瀝
青物および充填剤と、粘弾性物質の液状粘度調節
のための可塑剤或いは粘着付与剤の添加も必要に
応じて行われる。 瀝青物としては、ストレートアスフアルト、ブ
ロンアスフアルト、タール等があり、所望の粘弾
性物質を得る為にあらかじめ粘着付与剤、可塑剤
等で改質して使用する事が出来る。なお、水酸基
末端液状ポリマーはアスフアルトとの相容性が優
れていることから大量のアスフアルト添加が可能
であり、原材料費低減効果が大であるほか、本発
明の粘弾性物質のガラス転移点を低温から室温に
上昇させる要因もある。 又、充填剤は振動吸収性能、難燃性に影響を与
え、硬化剤添加比率の調節、粘度調節及び原材料
費低減をはかる目的で使用するものであり、ゴム
及び塗料関係で使用されるものが使用出来る。 その具体例として、マイカ、グラフアイト、ヒ
ル石、タルク、クレー等の鱗片状無機粉体、フエ
ライト、金属粉、硫酸バリウム、リトポン等の高
比重充填剤、炭酸カルシウム、微粉シリカ、カー
ボン、炭酸マグネシウム、アスベスト等の汎用充
填剤等を単独又は併用して使用することが出来
る。又、難燃化を目的とする場合には水酸化アル
ミニウム、酸化アンチモンも使用出来る。 さらに、可塑剤とは粘弾性物質の液状粘度その
他の物性を調節して作業性の調整を行うこと、難
燃性を付与すること等を目的として配合する液状
物を言い、ゴム及び塗料関係で使用する石油系軟
化剤、動植物油系軟化剤、合成可塑剤を用いるこ
とが出来る。 それ等の具体例としてナフテン系オイル、パラ
フイン系オイル、アロマチツク系オイル、ひまし
油、綿実油、パインオイル、フタル酸誘導体、イ
ンフタル酸誘導体、アジピン酸誘導体、マレイン
酸誘導体、液状ゴムの官能基を含まない物等があ
り、単独又は併用で使える。また、難燃性を要す
る場合はハロゲン化合物系、リン化合物系可塑剤
を単独又は併用して使用する。 粘着付与剤としては天然樹脂（松やに）、変性
ロジン或いは変性ロジンの誘導体、ポリテルペン
系樹脂、テルペン変性体、脂肪族系炭化水素樹
脂、シクロペンタジエン系樹脂、芳香族系石油樹
脂、フエノール樹脂、アルキルフエノール−アセ
チレン系樹脂、キシレン樹脂、クマロン−インデ
ン樹脂、ビニルトルエン−αメチルスチレン共重
合体等を単独若しくは併用して使用する。 以上が粘弾性物質の必須成分及び主な添加剤で
あるが、これ以外に、その他の添加剤として各種
老化防止剤、硬化促進剤、顔料、界面活性剤、カ
ツプリング剤等を必要に応じてさらに配合するこ
とも可能である。 又、塗布作業時の液状粘度は、塗布面へのポン
プ圧送や均一な塗布面を得るため20万cps以下の
低粘度が望ましい。粘度は液状温度の上昇に伴つ
て低下するほか、可塑剤、アスフアルト、或いは
充填剤の添加によつて作業上望ましい粘度にコン
トロールすることが可能である。 さらに、粘弾性物質層の架橋反応後の厚みは
0.5mm〜10.0mm範囲であることが望ましい。0.5mm
未満の場合は、床板の凹凸などの影響を受けて床
板と金属板が直接接触し、床衝撃音のしや断性能
を十分に発揮出来ない部分を生じ易いし、逆に
10.0mm超の場合は、金属板特に薄い金属板を使用
すると衝撃力により局部適凹みを生じたり、或い
は甚だしい場合には亀裂を生じ易くなり、本発明
の制振用床板の効果を発揮することが出来なくな
る。 上述の構造を有する制振用床板により室全体、
たとえば4m×5mのモジユール室であれば4m×
5m＝20m²を全面的に制振用床板にすることが望
まれるが、粘弾性物質層と金属板、特に金属板に
よる重量増を抑止するため、室内床の振動モード
を考慮してたとえば室中央部など振動変位または
振動速度の大きい部分のみを制振用床板、他の部
分は床板のまま、または高低差をなくすため軽量
の発泡ウレタン等の発泡材、ガラスウール、杉
板、ラワン合板などを接触或いは充填したものと
してもよい。 次に、本発明の制振用床板を製造するに当つて
は、その一態様として次に示す手順によつて製造
することが出来る。 即ち、先ず攪拌容器中に水酸基末端液状ポリマ
ーを装入し、次に必要に応じてあらかじめ加熱溶
融したアスフアルト、さらに可塑剤及び粘着附与
樹脂を添加し、十分攪拌して均一な溶液とした
後、必要に応じて充填剤および老化防止剤等を加
えて十分攪拌する。次に、これに対しNCO／OH
反応モル比が0.5〜1.5になるようイソシアネート
系硬化剤を添加し、十分混合攪拌した後床板面に
塗布し、その上に金属板を貼り付けて架橋反応を
行なわせ、本発明の制振用床板を得る。 この場合、床板を準備して、これに上記の手段
で制振用床板を構成させてもよいが、あらかじめ
工場内等にて金属板に粘弾性物質を塗布し、架橋
反応を行わせた後、床板面に接触剤を用いて貼付
け、制振用床板としても良い。 次に、実施例により本発明の効果をさらに具体
的に述べる。 〔実施例〕 本発明に用いる粘弾性物質の配合例を第１表に
示す。表中数字は重量部を示す。 配合例１は必須成分のみによる配合例である。 配合例２は架橋反応による非流動固体化に至る
時間を長くして、現場作業に適するよう混合攪拌
操作および樹脂塗布作業に優れた配合例である。 配合例３は、特に粘弾性物質の原材料費低減を
狙いとし、安価なアスフアルトおよび充填剤を多
量に配合した例である。 本配合例は高粘度であるため樹脂塗布作業に際
して60℃〜100℃範囲に加温して粘度を低下させ
る必要がある。又、加温により架橋反応速度を早
めることになるので、制振床板の工場生産に適す
る配合例である。 次に、第１表に示す配合例による粘弾性物質層
を第２表に示す床板上に設け、その上に金属板と
して鉄板を敷設・接着せしめて本発明の制振用床
板を構成せしめ、床板上面での衝撃力が床板下面
にどう伝達するかの試験を行つた。 第２表に、(1)従来からある鉄筋入り普通コンク
リート床板、(2)これにさらにモルタル60mmを増打
した場合、及び(3)〜(6)本発明の構成を有する制振
床板の(1)〜(6)について、それぞれ打撃力を与え固
有振動（１次共振）状態でのイナータンス（振動
加速度／打撃力）の計測結果を示す。各試験体と
も全長の22.4％位置（端面より101cm）に節線を
設けて下方支持した上、床板上面中央部（試験体
No.２ではモルタル増打面、試験体No.３〜No.６では
鉄板面）を重量衝撃源に類似した打撃力測定器付
衝撃ハンマー（ハンマー重量３ｂ、打撃力感度
1mV／ｂ）で打撃し、各試験体下面中央部に
設置した圧電素子型加速計（重量30gr、電荷感度
45pc／Ｇ）から振動加速度を計測し、高速フー
リエ変換（FFT）方式振動解析装置により解
析・コンピユータ計算を行い、共振周波数とイナ
ータンスを算出したものである。イナータンス、
即ち床板上面での打撃力に対する床板下面での振
動加速度が小さければ床板下面の振動も減少し、
これによる発生騒音も低減する筈である。 第２表において、試験体No.１およびNo.２は比較
例であるが、特にモルタル増打のNo.２はNo.１に比
しイナータンスが顕著に減少しており、改善効果
が大きいことを示している。ただし、重量増が38
％に達しており、一つの問題点と考えられる。 これに対して、試験体No.３〜No.６は本発明の制
振用床板の試験体で、No.２に比しさらにイナータ
ンスが減少し、しかもNo.１に比しての重量増はNo.
３〜No.５で７％弱、鉄板厚を厚くしさらにイナー
タンスを減少させたNo.６でも重量増は12％弱にと
どまつている。又、構成から見て当然であるが、
板厚増はNo.１に比しNo.３〜No.５で3.7％、No.６で
も５％である。

【表】

〔発明の効果〕

以上の実施例からも明らかなる如く、本発明に
よれば床板上面の衝撃力または打撃力に対し床板
下面の振動を減少させ、騒音も低減させることが
出来る。従つて、床衝撃音のしや断性能に優れ、
かつ板厚増と重量増が少ない制振用床板を提供す
ることが可能であり、産業上の効果は極めて顕著
なものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明制振用床板の構成を模式的に示
す断面図である。 １……床板、２……金属板、３……粘弾性物質
層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 床板上に、水酸基末端液状ポリマーとイソシ
   アネート系硬化剤を必須成分としかつ架橋反応物
   が100℃未満の温度で静置した場合に流動しない
   粘弾性物質層を設け、その上に金属板を敷設・接
   着せしめて拘束タイプの三層構造としたことを特
   徴とする床衝撃音のしや断性能に優れた制振用床
   板。 ２ 粘弾性物質層の必須成分である水酸基末端液
   状ポリマーとイソシアネート系硬化剤以外の残部
   が瀝青物、充填剤、可塑剤等であり、かつ架橋反
   応が０℃〜100℃の範囲で可能である特許請求の
   範囲第１項記載の床衝撃音のしや断性能に優れた
   制振用床板。 ３ 粘弾性物質層の厚みが0.5〜10.0mmである特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の床衝撃音
   のしや断性能に優れた制振用床板。