JPS6153959A - 防振防音床構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は防振防音床構造、特に、高層集合住宅の階を分
割する躯体のコンクリートスラブ上に防振防音床材を敷
設してなる階上の振動や騒音を階下に伝えない防振防音
床構造に関する。

〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕近年、
住宅環境における振動や騒音は住民に不快感を与え、場
合によっては耐えがたい障害となって現われ、特に集合
住宅においては他への影響が多大であり、防振防音性を
改善する事は重要な課題とされている。

かかる振動や騒音の伝搬を防止するためには、基本的に
、空気伝搬音の遮音効果と吸音効果、そして固体伝搬音
の防振効果と割振効果を、同時に゛　満足させることが
重要であるとされるａ遮音作用２は音波エネルギーを吸
収することであるから、比重の大きい材料の利用が適正
とされる。理想的には鉛や鋼板等が利用されるほか、通
常は躯体のコンクリートの厚みを一定以上の厚みに保つ
様にされる。吸音作用は音の反射を防ぐものであるから
、表面が粗の物、多孔を有する物、内部に微細な空隙を
多く有する物が有効である。使用される材料としては、
プラスチック発泡体、フェルト、ロックウール、ガラス
ウール、無機質の吹き付は材等がある。更に、防振制振
作用は振動している物体の振動を吸収するものでなけれ
ばならないから、内部摩擦による自己緩衝能力の大きい
材料が好ましく、ゴム弾性体等が利用される。

以上の如く性質の異なる機能あるいは相互に矛盾する性
質を同時に満足するものは単体では得がたく、従って、
従来から振動、騒音防止のために各種材質の複合材料化
や異種材料の積層による２次構造性の付与等が、研究開
発され、商品化されている。

従来、防振防音床材として利用されている代表的なもの
として、ゴム層とゴム層の間に鉛繊維不織布を埋め込ん
だもの、ウレタンスポンジに鉛箔を張り合せたもの、遮
音鋼板の間にロックウールやガラスウール等を入れたも
の等の２次構造を付与したもの、ウレタン発泡体、スチ
レン発泡体、コンクリート発泡体等を単体で使用するも
の、合板やボードを浮床としてその支柱にプラスチ７ク
、防振ゴムを使用する乾式二重構造のものなどかある。

しかしながら、異種材料を組み合わせて２次構造にする
場合には、施工が非常に煩雑であり、コスト的にも不利
であるばかりでなく、重量的にも重くなり、実用的では
ないという問題があった。

又、上記発泡体の使用は軽量であり、施工が比較的筒車
である反面、吸音作用だけしか期待出来ず、防振制振効
果が満足すべきレベルになく、特に低周波領域の振動、
騒音に対する防振防音効果が低く、コンクリートスラブ
の持つ遮音性以上の効果を発揮しえないものであった０
通常、発泡体を床材に使用する場合、接着剤やモルタル
を使用　　　　゛してコンクリートスラブに敷設されて
いるが、この場合、床のレベル出しに熟練を要する上、
施工状態が悪いと遮音効果が著しく劣ってしまう恐れが
あった。

乾式二重構造は施工が簡単であり、コスト的にも安価で
あるという利点はあるが、防振防音効果はその支社のみ
でおこなわれ、不完全なものであり、コンクリートスラ
ブの持つ防振防音効果より悪くなるのが通例とされてい
た。

以上述べたごと〈従来の各種防振防音床材はそれぞれに
欠点を有しているため、実施工においてはコンクリート
スラブを出来る限り厚くする工法がとられているが、そ
れでもコスト、建築物全体の重量から限度があるとされ
ている。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、遮音、吸音の
効果および防振、制振の効果を同時に兼ね備え、しかも
軽量かつ施工容易で安価であり、更に断熱性、耐火性に
優れた防振防音床構造を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するための本発明による手段は、建築
物の躯体構造のコンクリートスラブ上に防振防音床材を
敷設してなる防振防音床構造において、 防振防音床材を、 ベンジルエーテル基を有するポリオール成分と少なくと
も１分子中に２個以上のイソシアネート基を有するポリ
イソシアネート基を有するポリイソシアネート成分とか
らなるポリウレタンマトリックス中に鉄酸化物粒子成分
を含有させて発泡させてなる、該鉄酸化物粒子成分の含
有材が前記三成分の総合計を基準にして２０〜８０重世
％で１．かつ密度が５０〜８００ｋｇ／　ｇの発泡体を
表面材と裏面材で挟持したサンドイッチ構造体で構成し
、かつ、 防振防音床構造を、コンクリートスラブおよび上記防振
防音床材ならびに両者の間に支柱を介在させて形成した
空気層からなる三層構造にすることからなる。

本発明に使用されるベンジルエーテル基を存するポリオ
ール成分（以下、成分（Ｉ））は、フェノール頬１モル
に対してホルムアルデヒドＶ４１〜３モルの範囲の割合
で、両者を触媒の存在下で反応せしめて得られるフェノ
ールホルムアルデヒド樹脂であり、フェノール類核体１
個当り、平均として、ヘンシルエーテル基０．１〜２個
、メチロール基０．５〜３個を有する液状樹脂である。

１例を構造式で示すと次の如（である。

この液状樹脂は無溶媒系でも、溶媒系でも使用できるが
、液体の粘度を常温において２０．０００ｃｐ以下にす
ると、鉄酸化物粒子成分の配合が容易になるので好まし
い。また、フェノールホルムアルデヒド樹脂には、フェ
ノール性水酸基の一部がアルコール性水酸基に変換され
たもの、あるいは樹脂の水酸基当■、反応性および伸縮
性を調整するためれたものも含まれるものである。

本発明に使用される少なくとも１分子中に２個以上のイ
ンシアネート基を有するポリイソシアネート成分（以下
、成分（■））の代表的なものとしては、４．４′−ジ
フェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）　、２．４
−トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、バラフェニレ
ンジイソシアネート等のほか、このようなジイソシアネ
ートを予めポリオール成分とプレポリマー化したもので
あって反応性イソシアネート＆が残存するものがある。

また、本発明で使用される鉄酸化物粒子成分（以下、成
分（■））は、一般的に粒子径０．１〜１００μｍ１好
ましくは０．５〜５０μｍのフェライト、マグネタイト
、ヘマタイト、リモネイト、砂鉄等の鉄酸化物粒子であ
る。その組成は特に限定されず、ベンガラ、四三酸化鉄
を主成分とする鍛造物から発生するミルスケール等も使
用できる。

鉄酸化物の粒子径が１００μｍより大きいと一粒子当り
の重量が大きくなりすぎて均質な混合分散ができなくな
り、粒子径が０．１μｍ未満は現実的に得がたい大きさ
である。

本発明において成分（１）と成分（ＩＩ）との配合基準
は反応基である水酸基価及びイソシアネートｉとの比率
を自由に選択できるが、好ましい比率は水酸基価／イソ
シアネート基０．５〜２の範囲で硬化速度に併せてｉＪ
Ｉ！する。

また、発泡成形体中の成分（ＩＩＩ）の割合は重量比で
（Ｉ［Ｉ）　／　（Ｉ　＋　ｎ　＋Ｉ［［）が０．２〜
０．８、好ましくは０．４〜０．７である。０．２未満
では軽量化された成形体では音や振動の吸収効果が小さ
くなり、０．８より大きいと樹脂成分の粘度を大幅に上
昇させ、流体としての取扱いが困難となり、作業性を著
しく悪くする。

本発明に使用される発泡成形体の密度は５０〜８００ｋ
ｇ／ｒ＋？、好ましくは７０〜６００ｋｇ／　ｒｃｒで
ある。５０ｋｇ／ｉ未満では、圧縮強度が２　ｋＢ／　
ＣＩｌ＋以下になり、成形体としての十分な強度が得ら
れないと共に、特に質量が必要である騒音の遮蔽効果が
十分てはない。８００ｋｇ／　ｎ？より大きいと内部空
隙率が低下して吸音効果を悪くする。こうした密度の調
整方法には、特に限定はないが、最も好ましい方法は、
予め成分（１）およびまたは成分（Ｉ（）中に成分（Ｉ
ＩＩ）をプレミフクスしておき、更に必要に応じて、低
沸点のハロゲン化炭化水素類等のような発泡剤を混合し
、あるいはイソシアネートと反応して炭酸ガスのごとき
ガスを発生するような溶媒を配合しておき、最後にお互
いを混合して硬化させるものである。このとき、必要に
応じて、硬化促進剤や発泡抑制剤を併用してもよい。密
度のコントロールは発泡剤の量と温度およびモールドの
容積を変化させることによって行い得る。

本発明における防振防音床材に使用される表面材として
は、下地材や床仕上げ材等があげられ、床仕上げ材は下
地材との併用か単独で使用される。

下地材としては、コンクリートパネル、ベニヤ合板、石
膏ボード、石綿セメント板、ケイ酸カルシウム板、等が
あり、床仕上げ材としては、木質系積層フローリング材
、ビニールタイル等がある。

一方、裏面材としては、合板、コンクリートパネル、ハ
ードボード等の木質系ボード、あるいは石膏ボード、ア
スベストボード等の無機質系ボードが好適に使用される
が、安価で強度補強効果のあるものであればいずれでも
良（、特に限定されるものではない。

つぎに、サンドイッチ構造を有する防振防音床材の製造
方法について説明する。好適には、ポリウレタン樹脂の
自己接着性を利用する方法がとられる。すなわら、前記
発泡組成物をモールド発泡させる際に、金型の上下面に
表面材および裏面材をあらかじめセットした後、該組成
物を流し込み、発泡と面材との接着を同時に行なわせ、
サンドイッチされた該床材を得る方法である。しかしな
がら、何もこの方法に限定されるものではなく、発泡成
形体をはじめに成形しておき、これに接着剤を使用して
表面材、裏面材を接着させる方法でもよい。ただし、こ
の方法ではコストや施工面でやや問題点がある。

本発明において、コンクリートスラブと防振防音床材と
の間に介在させて、両者間に空気層を形成させるために
使用される支柱は、その他に高さを調整する機能を有し
ている。支柱の材質としては、プラスチック、金属、木
材、ゴム等の単独あるいは組合せがあるが特に限定され
るものではない。

空気層の厚みは、基本的に該床材のたわみ性（例えば１
００ｋｇの静荷重で０．１〜ＩＩ程度）を妨げない程度
であれば良いが、該床材の平坦性あるいは施行環境（例
えば床配管、カマチの高さ等）により自由に決定される
。

〔作　用〕

防振防音床材に使用されるポリウレタン樹脂は成分（Ｉ
）の水酸基と成分（ｎ）のイソシアネート基が反応した
もので、強固で剛性に冨んだ弾力性のある硬化物を与え
る。その上、成分（１）中のベンジルエーテル基の結合
間隔の長さが適度の弾力性を与え、硬化物が伸縮自在の
構造を取り、その結果、振動に対する自己緩衝能力を有
し、振２動吸収性を良くしている。また硬化物はフェノ
ールホルムアルデヒド樹脂にもとづ（もので、耐熱性が
高く、耐火性や耐熱性を向上させている。

上記ポリウレタン樹脂及び鉄酸化物粒子からなる発泡成
形体は、その内部に無数の微細な空隙を有し、それによ
り音の反射を防止している。すなわち吸音作用をしてい
る。それに加えて、鉄酸化物粒子は比重が比較的大きく
、音波のエネルギーを吸収するのに充分な質量を有して
いるために吸音作用はさらに高められる。

防振防音床材に使用される表、裏面材は、発泡成形体の
強度を補強するとともに、特に裏面材は、コンクリート
スラブと該床材との間に支柱を介在させ、両者間に空気
層を形成することを可能にしている。すなわち、支柱に
より発泡体が破壊されることを防止している。また表面
材は、従来行われている床上げを不要にしている。

コンクリ−１−スラブと防振防音床材との間に介在させ
て設けられた支柱は、該両者間に空気層を形成する作用
をしているとともに、該床材の高さを調整する機能とレ
ベル（平行度）出しを容易にすることを可能にしている
。

また、コンクリートスラブと防振防音床材との間に設け
られた空気層は、振動に対する該床材の粘弾性にもとづ
（瞬時的かつ微少なたわみ現象に起因する自己緩衝力を
発現せしめて、その固有振動を低減させると共に、上述
の現象の生起時に該床材中のフェライト等鉄酸化物粒子
による音波エネルギーの熱エネルギーへの変換作用によ
り吸音効果を増大させ、さらに振動が直接コンクリート
スラブに伝搬することを防ぐ作用をしている。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例に基づいて更に詳しく説明する。

樹脂製造例１ フェノール２００ｋｇと４７％ホルマリン２０４ｋｇを
１０００１の反応釜に仕込み、触媒としてナフテン酸鉛
１．４ｋｇを添加して昇温し、１００〜１０３℃で４時
間縮合反応させた。次に、長さＬ＝２３ｍ、直径Ｄ　＝
　０．０２３ｍ　（Ｌ　／　Ｄ　＝１０００）である外
套つき加熱管に入口１．５ｋｇ／ｃｎｌ、中間３．５　
ｋｇ　／　ａ＋！、出口３、０　ｋｇ　／　ｃｏｔの加
熱蒸気を通し、縮合物を圧力０．８”ｇ／ｃｎｌ、流ｆ
ｆｌ　５０　ｋｇ　／　ｈｒで注入した。この時の出口
における蒸発管は６０關ｎｇ〜１１００ＩＩＩｌｔ１で
１２５℃に設定して、減圧連続濃縮を行った。濃縮され
たベンジルエーテル型フェノール樹脂は下記の通りの特
性であった。（以下樹脂Ａとする。）粘度　　　　　９
０００ｃｐ／２０℃ 濃度　　　　　８５％ 水分　　　　　０．９％ フリーフェノール　　　　　　４．３％フリーポルマリ
ン　　　　　　０．２％ＯＨ価　　　　　　　　　　５
６０ ×チロール基／エーテル基　　１／１ 樹脂製造例２ 樹脂Ａ　１００ｋｇとエチレンカーボネート４２ｋｇと
を反応釜に仕込み、さらにに２ＣＯ３０，１ｋｇを添加
して、１１０°Ｃで４０分間反応させた。反応の進行と
共に発生した炭酸ガスを系外に除去しつつ、反応終了後
、減圧下でモノマーを除去してアルコール変性ヘンシル
エーテル型フェノール樹脂を得た。

樹脂特性は下記の通りであった。（以下樹脂Ｂとする。

） 粘度　　　　　２５００ｃｐ／２０”Ｃ濃度　　　　　
８５％ 水分　　　　　０．９％ フリーフェノール　　　　　　４．３％フリーホルマリ
ン　　　　　　０．２％ＯＨ価　　　　　　　　　　４
０３ ×チロール基／エーテル基　　１／２ 大ｊｆＨ生Ｌ １０Ｉ２ヘンシエルミキサーに４，４′−ジフェニルメ
タンジイソシアネー）　（Ｍ　Ｄ　Ｉ　）　２．２５ｋ
ｇと粒径１〜１０μｍ程度の鉄酸化物粒子７．１５ｋｇ
を投入し、３〜５分、３００ｒｐｍで均一に混合した。

次いで、整泡剤としてシリコーンＬ−５４２０（日本ユ
ニカ製）　０．０２ｋｇ、発泡剤としてフルオロカーボ
ン系フロン１１　（旭ガラス製）を０．２ｋｇ、硬化促
進剤としてトリエタノールアミン０．０３ｋｇ、発泡抑
制剤として、ｐ−）ルエンスルホン酸を０．０１ｋｇ添
加して、更に１〜２分均一に混合を行なった。混合終了
後、樹脂Ａを２ｋｇ投入し、３００ｒｐｍで１分間攪拌
後直ちに表裏面材がセットされた９００ｘ　１，８００
ｘ６０の金型の中に投入し、発泡させ、密度１００に５
７ｄの表、裏面材サンドイッチフオーム床材を得た。

使用した面材は表裏面とも１２１１Ｉｌコンクリートパ
ネルであり、発泡体の自己接着力により強固に接着され
たものであった。

得られたサンドイッチフオーム床材の裏面にプラスチッ
ク性のボルトネジを６個所とりつけ、床面積２０ｎ？室
内の１５（ｈ＋ｍコンクリートスラブ上に５０鴫の空気
層をもうける様に敷設した。床仕上げは表面材をそのま
ま使用するので不用であった。

防振防音効果は、ＪＩＳ−Ａ−１４１８ｒ現場における
床衝撃音レベルの測定方法」に従い、施工された床上に
バングマシンを使って試験体を打撃し、下階にて１／１
オクターブバンド別の音圧レベルを測定した。その結果
、建築学会基準による重量床衝撃音の遮音等級はＬ−４
４で適用等級が特級の良好なものであった。データを表
■に示す。

尚、床材はＪＩＳ−に−７２０１で規定される酸素指数
で２８であり難燃２級に合格するものであった。又、熱
伝導率は０．０１９ｋｃａｌ／ｍ、ｂｒ、℃で、断熱効
果が優れた防振防音床構造゛であった。

実施±又二土 実施例１に準じて発泡体の密度が５００ｋｇ／　ｒｒ？
、２００ｋｇ／イ、７０ｋｇ／ｎ？の防振防音床材を得
た。

実施例１と同様な試験を行なった結果それぞれ遮音等級
はＬ−４４からし−４５で適用等級が特級であった。デ
ータは表Ｉに示す。尚、床材は難燃２級に合格するもの
であり、熱伝導率は０．０１９ｋｃａｌ／ｍ、ｈｒ、℃
と断熱効果の優れた防振防音床材であった。

天１劃Ｌレユエ 実施例１の鉄酸化物の量を１．１５ｋｇ　、　３．１５
ｋｇ　。

１１．１ｋｇと変えた以外は同様な処決で防振防音床材
を製造した。得られた該床材の密度は１００に８／　ｎ
ｉであった・ 実施例１と同様な試験を行なった結果、それぞれ適用等
級が特級であった。データを表■に示す。

尚、得られた床材は全て難燃２級に合格した熱伝導率０
．０１９ｋｃａｌ／ｍ、　ｈｒ、　”Ｃの防振防音床材
であった。

実施例８〜１０ 使用面材を変更する以外は実施例１に準じて試験をおこ
なった。

結果はそれぞれ適用等級が特級であった。データを表■
に示す。

実施例１１ 使用する支柱をクッションゴムに変更する以外は実施例
１に準じて試験をおこなった。結果は適用等級が特級で
あった。データを表Ｉに示す。

失旅■１主 実施例１で製造された防振防音床材を床面積２０Ｍ室内
の１２０朋コンクリートスラブ上に敷設し、た所、遮音
等級Ｌ−５０で適用等級が１級であった。データを表Ｉ
に示す。

止致■上 床面積２０ｎ？室内の１５０ｍｍコンクリートスラブ直
仕上でＪＩＳ−Ａ−１４１８に準じて試験を行なった結
果、遮音等級でＬ−５５で適用等級が２級であった。

データを表■に示す。

北較１．ニュ 実施例１に準じて密度４０　ｋｇ／　ｎ？　、　　９０
０ｋｇ／　ｒｄの発泡成形体を使用した防振防音床材を
製造し施工した。

実施例１と同様な試験を行なった結果、密度４０ｋｇ／
　ｎ？の物は圧縮強度が０．９ｋｇ／−と低く、パン′
グマシンでの試験中にクランクが発生し、床材としては
使用出来ないものであった。又、密度１０００ｋｇ／　
ｒｒｒの物は遮音等級Ｌ−５３で適用等級が２級であり
、コンクリート直仕上げとほぼ同等であった。データを
表Ｉに示す。

北笠■工 実施例１の鉄酸化物を使用しない以外は同様な製造法で
床材を得、施工した。

実施例１と同様な試験を行なった結果、遮音等級Ｌ−５
６で適用等級が２級であったが、コンクリート直仕上げ
より悪いものであった。データを表■に示す。

比較例５〜６ 実施例１で得られた防振防音床材をエポキシ系接着剤を
使用し床面積２０ｒｒｒ室内の１５（ｈａコンクリート
スラブに直接接着して床仕上げを行なった。

ＪＩＳ−Ａ−１４１８に準じて試験を行なった結果、遮
音等級Ｌ−５０で適用等級が１級と良好であった。

しかし、実施例１２で使用された１２０龍コンクリート
スラブでの試験結果は、遮音等級Ｌ−５７で適用等級が
２級であり、コンクリートスラブの厚みを軽減出来るほ
どの効果を見出されなかった。

比較例７ 床面積２０ｍ′室内の１２０ｍ＋ａコンクリートスラブ
上に１２１コンクリートパネルを２枚合わせたものをプ
ラスチック製のボルトネジで敷設し、５０鰭の空気層を
設けた乾式二重構造を構成し、ＪＩＳ−＾−１４１８に
従って試験を行なった結果、遮音等級Ｌ−６５で適用等
級は等外であった。データを表■に示す。

止笠五ｌ 床面積２０ｒｒｆの１２０＋ｕコンクリートスラブ直仕
上げでＪＩＳ−Ａ−１４１８に準じて試験を行なった結
果、遮音等級Ｌ−６０で適用等級が３級であった。デー
タを表■に示す。

２庭■土主 樹脂Ａのかわりに樹脂Ｂを使用し難燃剤としてトリス−
β−クロロエチルフォスフェート０．６ｋｇを使用した
以外は実施例１と同様な製造法でサンドイッチフオーム
法則を作り、実施例１と同様な施工試験をおこなった結
果、遮音等級Ｌ−４４で適用等級が特級であった。尚、
この法則は酸素指数３０であり、難燃２級に合格するも
のであった。

熱伝専率は０．０１９ｋｃａｌ／ｍ、ｈｒ、　”Ｃで断
熱効果の優れた防振防音床構造であった。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明は、コンクリー
トスラブ、空気層および防振防音床材の三層構造にした
ことにより、各構成の相乗効果により、空気伝搬音を遮
音および吸音する効果と、固体伝搬音による振動を防振
及び制振する効果の両者を同時に満足する防振防音床構
造になっている。特に従来なし得なかった６３Ｈｚの低
周波領域の防振防音性を、従来より１０ｄＢ以上低下さ
せるという極度に高めた効果が得られた１表１参照）。

また、接床構造は、発泡成形体を使用した防振防音床材
の軽量性によって、特に集合住宅における、階を隔てる
躯体構造の全重量を低減できるばかりでなく、防振防音
効果が大きいため、従来のコンクリートスラブの厚みを
低減させることができ、さらに、防振防音床材に表裏面
材を使用することから、床仕上げ工程が省略でき、床レ
ベル出しが容易になる等の理由から、構築費用を大巾に
減少できることは驚くべき効果である。

その他に、接床構造は、１ｔｌｉ熱性に優れていること
から、コンクリートの冷感をやわらげ、快適な住宅空間
を提供すると共に、耐熱性、耐火性の点でも優れた効果
を有している。

尚、本発明の該床構造は、高層集合住宅の他に、一般の
住宅その他の床構造にも十分利用することができること
はいうまでもない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、建築物の躯体構造のコンクリートスラブ上に防振防
   音床材を敷設してなる防振防音床構造において、 （ｉ）前記防振防音床材が、 ベンジルエーテル基を有するポリオール成分と少なくと
   も１分子中に２個以上のイソシアネート基を有するポリ
   イソシアネート基を有するポリイソシアネート成分とか
   らなるポリウレタンマトリックス中に鉄酸化物粒子成分
   を含有させて発泡させてなる、該鉄酸化物粒子成分の含
   有料が前記三成分の総合計を基準にして２０〜８０重量
   ％で、かつ密度が５０〜８００ｋｇ／ｍ＾３の発泡体 を表面材と裏面材の間に挟持したサンドイッチ構造体で
   あり、かつ、 （ｉｉ）前記防振防音床構造が、前記コンクリートスラ
   ブ、前記防振防音床材、および、これら両者の間に支柱
   を介在して形成した空気層からなる三層構造である ことを特徴とする防振防音床構造。