JP2003014040A

JP2003014040A - 防音・防振材料

Info

Publication number: JP2003014040A
Application number: JP2002062700A
Authority: JP
Inventors: Masao Umemoto; 雅夫梅本
Original assignee: NOBI SANGYO KK
Current assignee: NOBI SANGYO KK
Priority date: 2001-04-12
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2003-01-15

Abstract

(57)【要約】【目的】クッション材を使用しない防振・防音材を提
供する。【構成】弾性繊維混入ゲル状ポリマーを面に密着させ
るか、その上に、不織布をはりつけて防振・防音材とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は防音・防振材料に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】防音・防振の材料としては、ゴム、シリ
コーンゴム、エラストマー等が一般用途に用いられ、建
築物の床には、スポンジのようなクッション材及びバネ
等が用いられている。後者では、バネ、又はクッション
が最も効果があり、実用に供されているが、変形（荷重
をかけた場合のへこみ具合）が大のため、建物の床の感
触と安定感が悪くなる。なお、単純なゴムやエラストマ
ーを、建物の床板のように衝撃をうける面の裏側に付着
させて用いても、防音・防振効果はない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】建物の床の例のよう
に、衝撃を受ける面の裏側に付着させて用いた場合に、
防音・防振力をもち、かつ、クッション性でなくても効
果を発揮するものを提供する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】発明者は、ゴム弾性を利
用する従来の制振法ではなく、粘性による制振を利用し
た防音・防振材料を用いることにより上記課題を解決し
た。主として、粘性による制振作用を実現する形態とし
て、ゲル状ポリマー自身、及びその複合材料が有効であ
ることを見い出した。すなわち、ゲル状ポリマー単独又
はそれに繊維を混入させたものを目的物に塗布又は固着
してそのまま用いるか、さらに布（クッションが許され
る場合はクッション）を重層することからなるものであ
って、振動を有効に減衰し、音の透過も減少させること
ができる。

【０００５】本発明でいうゲル状ポリマーとは、（１）
シリコーンゲルのように低架橋の軟性シリコーンゴム、
（２）エラストマーのうち、低架橋度で軟性のもの、
（３）無機ポリマーゲルで軟性のもの、（４）ポリマー
に可塑剤を添加して得られるゲル、（５）液状ポリマー
や粘着剤に、粉体、粒体、短繊維等を混入して流動性を
なくしたゲル等がある。（１）〜（４）において軟性の
ものの限界とは、実施例１において、発泡スチロール重
量１に対し、可塑剤０．４以上を加えてできたゲル状ポ
リマーを基準とすることができる。このものは直径５ｍ
ｍの棒を手で引き伸ばすことができ、軟性と硬性の限界
点となり、これよりも軟性である程防音・防振力は増加
する。アクリルゴム、軟らかいゴム、軟らかいシリコー
ンゴムなどがゲル状ポリマーに含まれる。

【０００６】次に、（１）〜（５）のゲル状ポリマーの
中で、（４）及び（５）のように可塑剤や混合物を加え
てゲル状としたものは、それらの割合を変化させること
により、用途に合った最適のゲルを簡単に得ることがで
き、さらに、可塑剤を増すことにより、いくらでも軟性
のゲル状ポリマーを容易に得ることができるという利点
がある。

【０００７】スチロール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビ
ニル、ポリアクリル酸メチル等を溶媒で溶かしたり熱で
軟化させ、次に、可塑剤を適量添加して放置すれば上述
（４）のゲルが得られる。可塑剤としては、ジオクチル
フタレート（ＤＯＰ）、フタル酸ジブチル（ＤＢＰ）、
ＢＬＰ、リン酸トリクレシル（ＴＣＰ）、ジオクチルア
ジペート（ＤＯＡ）、ジオクチルセバケート（ＤＯ
Ｓ）、ブチルフタリルグリコール酸ブチル（ＢＰＢＧ）
等がある。また、可塑剤を大量に加えると（ポリマーに
よるが一般にポリマー重量の１００％以上）液状ポリマ
ーのように粘性流体となるが、この場合でも、粉体、粒
体、繊維等を適量混入すればゲルを得ることができる。
ただし、ここで述べた種類のポリマーや可塑剤に限定さ
れず、ゲル化又は粘性流体とさせることさえできれば何
でもよい。スチロール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニ
ル等に、可塑剤を加えて得られるゲルは、安価で、強度
も有しており、本発明の防音・防振材料として適してい
る。

【０００８】乳化重合によって得られるポリマー水分散
液に、可塑剤を加えてかき混ぜ、乾燥して得られるゲル
状ポリマーは、有機溶媒を用いず、あるいは軟化の必要
がなく、可塑剤との混和が容易で、しかも、繊維を混ぜ
れば繊維はよく分散するなどの特徴があり、本発明に最
適のゲル状ポリマー製法といえる。乳化重合によって分
散液が得られるポリマーで代表的なものに、合成ラテッ
クス、ポリアクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、ポリ酢
酸ビニル、ポリスチレン、各種コポリマーなどがある。
このうち、合成ラテックス、ポリアクリル酸メチル、ポ
リ酢酸ビニルの水分散液に可塑剤を加えたものはゴム弾
性と粘性を有し、特に優れた防音・防振力を発揮する。

【０００９】上述（５）のように、粘着剤や液状ポリマ
ーは粘性流体であるが、粉体、粒体、繊維（短い繊維が
好ましい）等を混入させることによってまとまりをもた
せ、ゲル状ポリマーとして本発明に用いることができ
る。本来粘着剤や液状ポリマーは厚く塗布した場合、圧
力を加えると型がくずれてしまうため、本発明ではゲル
状ポリマーに含めない。しかし上述のように、粉体、粒
体、繊維を混入させたり、あるいは、対象面を粘着層分
だけ掘り下げ、そこに粘着剤を流し込み、さらにその上
から、シート等で押さえるなどの工夫をし、圧力が加わ
って元の形状を維持できるようにすればゲル状ポリマー
に含めることができる。粘着剤や、液状ポリマーにはゴ
ム系、アクリル系、シリコーン系、ポリビニルエーテル
系などがあり、いずれも用いることができる。

【００１０】防音・防振効果は、ゲル状ポリマーに繊維
を混ぜることにより一層高まる。ここで、繊維を混入さ
せると表現したが、繊維があって、そこにゲル状ポリマ
ーをしみ込ませる場合も含まれる。例えば、不織布があ
って、そこに、流動性のあるゲルを流し込んで保持させ
たものも繊維混入したものに含まれる。繊維は、アクリ
ル繊維、アラミド繊維、ポリイミド繊維、ポリエステル
繊維、ナイロン繊維、ポリオレフィン繊維等の合成繊
維、炭素繊維、ガラスウール、石英ウール等の無機繊
維、アルミナ繊維、ボロン繊維、炭化ケイ素繊維、窒化
ホウ素繊維等のセラミック繊維、アルミニウム、スチー
ル等の金属繊維等を混入する。特に、炭素繊維、セラミ
ック繊維、弾性ガラスウール、石英ウール等の高弾性繊
維の混入により、防音・防振効果は大きくなる。炭素繊
維は、汎用型、高性能型、中強度型、高強度型、中間弾
性率型、高弾性率型等に分類されるが、いずれを用いて
もよいが特に弾性率の高いもの程好ましい。

【００１１】防音・防振力をさらに高めかつ、クッショ
ン性を抑えるには、ゲル状ポリマー層に布を当てるとよ
い。布は厚い程良いが、少なくともゲル厚の半分以上が
効果を高める上で好ましい。布の中でもに不織布を用い
ればさらに効果が高まる。これは、布が秩序構造をして
いるのに対し、不織布がランダム構造であるためと考え
られる。布はポリエチレン、ポリプロピレン、塩ビ、ビ
ニロン、ナイロン、ポリエステル等の合成繊維の他、ガ
ラス繊維、石英繊維等の無機繊維、セルロース、毛、
綿、羊毛等からなる天然繊維等、通気性を有したもので
あればなんでもよい。又、布が弾性繊維で、かつランダ
ム構造のものならなおよい。

【００１２】クッション性を有しても問題がない場合
は、布の代わりに、クッション材料をあてることによ
り、大きな効果が期待できる。例えば、ゲル状ポリマー
の表面にウレタン発泡体を塗布したものは、上述の布よ
りも防振・防音効果は大である。クッション材として
は、ポリエチレン及びポリプロピレンクッション、アク
リルクッション、ウレタンクッション、ゴムクッショ
ン、セルロースクッションなどがある。

【００１３】本発明の好ましい実施態様を述べると、ゲ
ル状ポリマーを用意し、それを装置、機械、床、台等の
面状部に塗布又は貼り付けて固定して用いる。（４）の
ゲル状ポリマーは、塩ビ樹脂、ポリスチレン等を溶剤に
より又は熱的に溶かし、そこに可塑剤を十分量（４０％
〜２００％）混入相溶させて得られる。ここで、可塑剤
を増す程防音・防振効果は大となる。発泡スチロールに
ついてはアセトンなどの軟化剤で軟化させ、可塑剤を加
えてゲルを得、乾燥後用いることができる。ゲルは面に
はりつけて固定する。繊維を混入させる場合は、長繊維
のまま混入させるよりも、数ｍｍ〜数ｃｍ長に切って混
入させる方がよい。これは混入が容易であることと、面
全体に均一に混入させるのが容易であるなどの理由によ
る。可塑剤を混入するときに繊維を混入するのがよい。
又、繊維を布やメッシュ状とし、そこに、ゲル状ポリマ
ーをしみ込ませてもよい。（１）〜（３）の軟性エラス
トマー、軟性ゴムなどのゲルも弾性繊維を混入させる方
が防音・防振効果は大となる。

【００１４】ポリマーが有機溶媒で軟化したり溶解する
ときは、溶解状態で可塑剤と繊維を混入後よく混合し、
次に溶媒を揮発させて繊維混入ゲルを得る。次に、面体
にゲルを粘着剤、テープ、接着剤等で密着固定し、その
上から建物の床では、不織布を、クッションを用いても
よい場合はクッションをかぶせる。このように布をゲル
の上にかぶせることにより防振・防音効果は倍増する。
よって、軟性エラストマー、シリコーンゲルの場合も弾
性繊維を混入させ、かつ不織布をかぶせたものは防振・
防音力は大である。

【００１５】

【作用】通常の硬いゴムよりも本発明でいうゲル状ポリ
マーの方が、制振効果は大である。これについては、ゴ
ムでは、ゴム弾性により振動エネルギーが熱エネルギー
に変換されるが、これは分子のエントロピーのみに依存
している。ゲル状ポリマーではエントロピーの他粘性に
より、振動エネルギーが摩擦エネルギーに変換される寄
与が大きく、制振力も大きくなると考えられる。次に、
ゲルのみよりは、繊維を混入させたゲルの方が防振効果
は大であった。これについては、まず、繊維の共振周波
数と、ゲルのそれとが大きく異なるため、ゲルの振動を
繊維が消滅させるメカニズムが考えられる。従って、繊
維の弾性率とゲルのそれとは大きく異なる必要があり、
弾性繊維と粘性のゲルとの組合せがよいことになる。従
って、架橋度の大きい、硬い弾性エラストマーやゴムに
弾性繊維を混ぜて防振に用いても、何ら防振効果は高く
はならないことになる。振動の吸収体は弾性のない粘性
体が理想であるが、完全な粘性流体では、形状を維持で
きないので用いられない。しかし、容器か袋に入れたも
のは実用に供することができる。

【００１６】実験では、面体に布をおきその上に繊維混
入ゲルをのせるよりも、面体に繊維混入ゲルを密着固定
し、ゲルの上に布を密着固定する方がより良い結果が得
られた。不織布を通過した振動と、直接振動とでは性質
が異なるためであって、直接振動の方が繊維混入ゲルに
よって制振される効率がよいためと考えられる。このよ
うに、組合せ材料を用いる場合は、順序を実験で確定す
る必要がある。又、ゲルと布を厚くすることにより、強
度の大きい音や、重低音に対する効果を増すことができ
る。

【００１７】

【発明の効果】市販の５ｍｍ厚ウレタンクッションはり
つけ従来床板と比較して、本発明のゲル層３ｍｍ厚、不
織布４ｍｍ厚のものは、弱音の透過率は、約１／３であ
り、強音は１／２であった。また、繊維混入ゲルとクッ
ションの組合せでは、従来クッション自体が相当の防振
力を持っていたうえに、ゲルによる制振を付加するので
あるから、防振効果は極めて大となる。なお、この場
合、クッションのみの従来床板では、弱音、高音の防音
力が劣っていたが、本発明のゲルとクッションの組合せ
では、すべての振動音に対し、効果が得られる。

【００１８】

【参考例１】発泡スチロール・軟化剤・カーボン繊維を
１０：８：７重量比の割合で実施例１に従って作成した
ものを用いて従来品（朝日ウッドテック株式会社製：居
住建物用床板ネタレスＬＬＢＶ−４５）と比較した結果
を表１に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【参考例２】実施例４で作製した床板（１４５×４５０
ｃｍ、この場合は布の厚みを４ｍｍとした）をスラブ厚
１５ｃｍコンクリート上に施行し、部屋はマンションル
ームの、直下階に音がもれないような試験室にて、直下
階への透過音の周波数特性を調べた。（イ）は、朝日ウ
ッドテック株式会社製従来市販品ネタレスＬＬＢＶ−４
５（クッション３ｍｍのもの）、（ロ）は、株式会社ノ
ダ製（防音フロア・スーパークラレス４０）で、従来品
よりさらに高性能の市販品（クッション６ｍｍのも
の）。（Ａ）は、（イ）の板に本発明品（３ｍｍ）に布
（４ｍｍ）を張り合わせたもの。（Ｂ）は、（イ）の板
に本発明品（６ｍｍ）に布（４ｍｍ）を張り合わせたも
の。（Ｅ）は、（ロ）の板に本発明品（３ｍｍ）に布
（４ｍｍ）を張り合わせたもの。その結果を表２に示
す。これから、２５０Ｈｚを除き、本発明品は大きな防
音効果を有することがわかる。特に、厚み６ｍｍのもの
の効果は大である。又、（イ）、（Ｂ）及び（Ｂ）にク
ッション４ｍｍを加えたものの３つを比較して図３（そ
れぞれ５、６、７）に示す。これからクッションをさら
に追加したものの効果は２５０、５００、１０００Ｈｚ
で特に大きい。

【００２１】

【表２】

【００２２】

【参考例３】ポリアクリル酸メチル合成ゴムの水分散液
（株式会社ユタカメイク製：大阪府岸和田市三田町１９
５）をシート状に塗布して乾燥して得られた軟性アクリ
ルゴムを厚み２ｍｍの紙に貼りつけたものと、水分散液
２０に対し、２〜４の割合でポリエチレングリコール
（分子量２００）又はアジピン酸エステル可塑剤を加え
てシート状に塗布後乾燥して得られたゲル状のアクリル
ゴムを厚み２ｍｍの紙に貼りつけたものとの制振力の比
較を行った。結果は、後者が優れていた。これから、よ
り可塑剤を加えて弾性力を弱めたゲル状アクリルゴムの
方が軟性のアクリルゴムよりも制振力があることがわか
る。なお、軟性のアクリルゴムと、それにカーボン繊維
（３ｍｍ長、水分散液の１／２０重量）を加えたアクリ
ルゴムとの比較では、明らかに後者のほうが制振力があ
った。

【００２３】

【実施例１】発泡スチロール８８ｇをアセトンに３００
ｍｌに入れて軟化させ、過剰のアセトンをデカンテーシ
ョンし、そこにセバシン酸ジオクチル６０ｇを加えてよ
くかきまぜ、それを１４．５×４５．５ｃｍの床板面上
に広げ、三日間放置してアセトンを揮発させ、スチロー
ルゲルを固着させた床板を得た。セバシン酸ジオクチル
のようなゲル化剤はスチロール１に対し、０．５〜１の
範囲内が好ましい。少なすぎると制振効果は小さく、多
すぎると、流動性が高く、形状維持が難しい。

【００２４】

【実施例２】実施例１において、セバシン酸ジオクチル
８０ｇを加えてよくまぜた後、アクリル繊維約５ｍｍ長
１７ｇを加えてよく混ぜ、同様にしてアクリル繊維混入
ゲル床板を得た。アクリル繊維のように、可塑剤となじ
みやすい繊維や粉体を加える場合は、スチロールに対し
ゲル化剤を増し、硬質化を防ぐ。

【００２５】

【実施例３】発泡スチロール５５ｇをアセトン３００ｍ
ｌにて軟化させた後、過剰アセトンを除き、次にセバシ
ン酸ジオクチル４４ｇとアクリル繊維５５ｇを加えてよ
くかきまぜてポリエチレンシート上に延ばして三日間乾
燥させて繊維混入ゲルを得た。又セバシン酸ジオクチル
の代りにフタル酸ジメチルを同量に加えても全く同じゲ
ルが得られた。

【００２６】

【実施例４】発泡スチロール５５ｇをアセトン３００ｍ
ｌに入れて軟化させ、過剰のアセトンを除き、次にセバ
シン酸ジオクチル２８ｇ又は４４ｇとアクリルニトリル
系カーボン繊維（５ｍｍまたは２ｃｍ長）２０ｇを加え
てよくかきまぜ、床板１４．５×４５．５ｃｍの面上に
広げ、三日間放置してアセトンを揮発させ、カーボン繊
維混入ゲル床板２種類を得た。次にゲルの上にさらにユ
ニチカ製ポリエチレン不織布シート（１４．５×４５．
５ｃｍ、厚み２ｍｍ）を粘着テープで固定し、布重層カ
ーボン繊維混入ゲル床板を得られた。セバシン酸ジオク
チル２８ｇのものと４４ｇのものを比較した結果、後者
の方が防音・防振効果は大であった。

【００２７】

【実施例５】実施例４において、カーボン繊維の代わり
にその半量の和光純薬工業製綿状ガラス繊維を長さ３ｃ
ｍ程度にハサミで切って混ぜ、同様にして、布重層ガラ
ス繊維混入ゲル床板を得た。

【００２８】

【実施例６】発泡スチロール１０ｇを塩化メチレン５０
ｍｌに溶解し、そこにセバシン酸ジオクチル５ｇを加え
てかき混ぜ、ポリエチレンシート上に広げて塩化メチレ
ンを揮発させ、ゲルを得た。

【００２９】

【実施例７】ポリ塩化ビニル樹脂２ｇを、塩化メチレン
３０ｍｌに溶解し、セバシン酸ジオクチル３．３ｇを加
えてかきまぜ、次にカーボン繊維０．５ｇを加えてかき
混ぜた後乾燥させてカーボン繊維混入ゲルを得た。

【００３０】

【実施例８】発泡スチロール２５ｇをアセトンで軟化さ
せ、セバシン酸ジオクチル３５ｇを加えてアセトンをと
ばし、粘性流体を得た。これにカーボン繊維１０ｇを混
合し、それを床板に貼り付けた。又、アセトンを揮発さ
せる前に砂２０ｇを加えてまぜ、アセトンを揮発させて
ゲルを得た。

【００３１】

【実施例９】市販軟性合成ゴムを床板に酢酸ビニル系接
着剤で固定し、その上から、ポリエチレン不織布シート
をはりつけ、布重層ゲル床板を得た。

【００３２】

【実施例１０】ポリアクリル酸メチルの水分散液２０ｇ
に対し、アジピン酸エステル可塑剤３ｇを加えてよく混
合し、シート状にして、乾燥させて、ゲル状アクリルゴ
ムを得た。又、同じように可塑剤を加えた後、カーボン
繊維１ｃｍ幅のもの１ｇを加えてよく混ぜてシート状に
伸ばし、カーボン繊維混入ゲル状アクリルゴムを得た。

【図面の簡単な説明】

【図１】防音・防振床板の例。

【図２】はさみこみ防音・防振床板の例。

【図３】周波数による市販防音床材と、本発明品の比較
図。

【符号の説明】１床板２繊維混入ゲルポリマー３不織布４繊維混入ゲルポリマー（厚み約３ｍｍ）５（イ）従来品クッション（３ｍｍ）６（イ）の板＋ゲルポリマー（６ｍｍ）＋布（４ｍｍ）７（イ）の板＋ゲルポリマー（６ｍｍ）＋ウレタンスポ
ンジ＋布（２ｍｍ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｅ０４Ｂ 1/82 Ｅ０４Ｂ 1/82 ＨＦターム(参考） 2E001 DF01 GA03 HD01 HD09 HD11 HE01 JA21 JA22 JA29 JD01 JD02 JD04 JD05 3J048 AA02 BA23 BD04 BD08 DA10 EA38 4F100 AH02H AK03 AK12A AK15A AK25A AK52A AL09A AN02A BA02 CA04A CA16A DG03A DG12B DG15B DJ01 GB07 JH01A JH02A JK08A JK11B JM01A

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ゲル状ポリマーからなる防音・防振材
料。
【請求項２】前記ゲル状ポリマーが高分子物質に可塑
剤又は添加剤を加えて得られるものである請求項１記載
の防音・防振材料。
【請求項３】前記高分子物質がポリスチレン、又はポ
リ塩化ビニルである請求項２記載の防音・防振材料。
【請求項４】前記ゲル状ポリマーが、粘着剤又は液状
ポリマーに粉体、粒体、繊維を加えて得られるものであ
る請求項１記載の防音・防振材料。
【請求項５】繊維を混合した請求項１ないし４記載の
防音・防振材料。
【請求項６】前記繊維が弾性繊維である請求項５記載
の防音・防振材料。
【請求項７】前記防音・防振材料に布をあてた請求項
１ないし６記載の防音・防振材料。
【請求項８】前記布が不織布である請求項７記載の防
音・防振材料。
【請求項９】前記布が弾性繊維の布である請求項７又
は８記載の防音・防振材料。
【請求項１０】前記防音・防振材料にクッションをあ
てた請求項１ないし６記載の防音・防振材料。
【請求項１１】面体に請求項１ないし１０記載の防音
・防振材料をあてる防音・防振法。
【請求項１２】前記面体が建物の壁である請求項１１
記載の防音・防振法。
【請求項１３】前記面体が建物の床である請求項１１
記載の防音・防振法。
【請求項１４】面体に請求項１ないし１０記載の防音
・防振材料をあてた防音・防振材。
【請求項１５】前記面体が建物の壁材である請求項１
４記載の防音・防振材。
【請求項１６】前記面体が建物の床である請求項１４
記載の防音・防振材。
【請求項１７】乳化重合によって得られた水分散液
に、可塑剤を加えてかきまぜ、水を乾燥させてゲル状ポ
リマーを得る方法。
【請求項１８】ポリマーの水分散液に可塑剤を加えた
ゲル状ポリマー原液。