【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、船舶に使用する防火及び制振構造材に関する。特に本願発明は、一次甲板床張り材において好適な防火及び制振構造材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
船舶においては、エンジン等から発生する騒音や振動を遮断することが強く求められている。このことから、従来から幾つかの遮音、制振材が開発されている。また、このような材料は、海上での火災による被害の拡大を防止するための断熱や防熱、さらには発火防止等の防火構造であることが必要となる。
【０００３】
特に海外船舶においては、ＳＯＬＡＳ条約に基づき、船舶における火災を防止する観点から、国際海事機関の「火災試験方法の適用に関する国際コード（海上安全委員会決議ＭＳＣ６１（６７）」に定めらた安全基準に適合するものでなければならない。このなかで、一次甲板床張り材に求められる試験として、「火災試験方法の適用に関する国際コード」のパート６（以下、「ＦＴＰ コード６」という）「一次甲板床張り材試験」が規定されている。
【０００４】
本発明は、船舶において使用するため、所望の遮音と制振特性とを有し、しかも上記ＦＴＰコード６の要求を満たした新たな構造材を提供するものである。
【０００５】
従来の一次甲板床張り材として、Ｓｗｅｄａｃ Ｄｅｃｋ ｃｏｖｅｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍが知られている。
【０００６】
このシステムは、図５に示すように、基盤となる鋼板１１上に制振層１２、プライマー層１４、そして下地層１３からなっている。制振層１２は、ＡＣＭ（アクリルゴム）の樹脂をコテ等で塗布して乾燥して固化させて得られた２ｍｍ厚の層である。プライマー層１４は、制振層１２が乾燥後に、ポルトランドセメントとＳＢＲ ＬＡＴＥＸを水で混合して２〜３ｍｍ位の厚さとなるようにコテ等によって塗布する。そして充分な固さとならない未乾燥の状態で、次ぎに下地層１４を施工する。下地層１３は、珪砂３号〜６号の砂と、セメント、ＳＢＲ系ＬＡＴＥＸ、そして水を混合して、プライマー１４を施工すると同様にコテ等で１５ｍｍ程度の厚さに施工する。
【０００７】
制振層１２で使用するＡＣＭは不揮発分が８０％と高いため、乾燥が著しく速く、塗布作業中の粘度上昇が大きく均一に塗布できない。しかも、ＡＣＭが非常に強い粘着性を有しており、塗布作業中の乾燥に伴い強いべとつき感が発現するために、ＡＣＭ塗布作業に支障がでることや、ＡＣＭ上に下地を塗る際の作業がしにくく感触も芳しくなくといった問題を有している。また、制振層１２が鋼板１１と下地層１３に挟み込まれていても、適正な遮音・制振性能を持たすために、それ相応の厚さを有していなければならない。しかも、制振層１２と下地層１３との接合性を良くするために、プライマー層１４の施工が実際上必要ともなっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明は、船舶において使用するため上記ＦＴＰコード６の要求を満たしながらも、上記問題を解決し、遮音・防振性能に優れた高い制振特性を有する新たな防火及び遮音、制振構造材を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、甲板等の鋼板上に施工される層構造材であって、少なくとも制振層と下地層とからなり、該制振層がアクリル樹脂系エマルジョンを含む配合物からなり、該下地が合成ゴムラテックスを含有するセメントであることを特徴とする。
【００１０】
さらに、当該制振層は、該アクリル樹脂系エマルジョンを含む配合物を塗布して得られ、不揮発分が所定範囲、好ましくは６５〜７５％の範囲となるように調整されていることを特徴とする。６５％以下では、塗布作業が良好であるものの、制振層の乾燥に長時間が必要となり、７５％以上では乾燥が速すぎることによる塗布作業中の粘度の上昇により作業性不良が発生する。しかも、かかるアクリル樹脂系エマルジョンを使用することで、その上層に施工されるセメントの厚さを従来の構造材の約半分の厚さとしても、防音・制振性能に優れ且つ船舶において要求される所定の規準をも適合する新たな構造材を提供することができる。
【００１１】
さらに、上記アクリル樹脂系エマルジョンの樹脂Ｔｇは所定範囲に調整され、好ましくは、Ｔｇ＝−３０℃〜＋１０℃の範囲のアクリル樹脂系エマルジョンを含む配合物であることを特徴とする。Ｔｇが−３０℃以下では、乾燥皮膜の粘着性が強いために作業性改善効果が低下する。Ｔｇが＋１０℃以上となると、アクリル系樹脂の低温成膜性が低下する。成膜助剤の添加による成膜性改善も可能であるが、Ｔｇが＋１０℃以上となると必要な成膜助剤添加量も増大し、表面への成膜助剤移行などの弊害も発生し、作業性・物性維持が困難となる。
【００１２】
尚、本発明に使用する樹脂Ｔｇ＝−３０℃〜＋１０℃の樹脂エマルジョンは、耐候性が優れている点でアクリル酸エステル類、メタクリル酸酸エステル類、アクリル酸やメタクリル酸等の一種または二種以上を用いて通常のエマルジョン重合反応して調整したアクリル樹脂系の使用が必須であるが、直接外部と接触する部分に使用される場合が少ないため、必要に応じて分子中に重合性ビニル基を含む化合物、例えば、酢酸ビニル、バーサチック酸ビニルなどの脂肪酸ビニルエステル類、クロロプレン、ブタジエン、イソプレン等のジエン系モノマー、塩化ビニル、塩化ビニリデン、スチレン等と共重合したアクリル系樹脂を使用しても構わない。また、金属面への接着性付与向上のためにロジン、重合ロジン、水添ロジン等のロジン・テルペン類、及びそのエステル類、フェノール樹脂などの粘着付与樹脂エマルジョンやスチレンブタジエンゴムラテックス、ウレタン樹脂エマルジョン、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョン等を混合使用しても構わない。
【００１３】
さらに不揮発分調整として、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、クレー、タルク、シリカ、ベントナイト、チタン白、ベンガラ、カーボン黒、ガラス粉、カオリンなどの無機充填剤、オレフィンビーズ、アクリルビーズ等の有機充填剤の一種または二種以上が使用できる。
【００１４】
さらに、耐水性を要する箇所等に使用される場合など必要に応じてイソシアネート系、オキサゾリン系、エポキシ系等の架橋剤を併用してよい。
【００１５】
ここで、上記制振層及び下地層の厚さは夫々２ｍｍ以上及び７．７ｍｍ以上とすることが好ましい。このようにアクリル樹脂系エマルジョンを含む配合物を塗布して得られた制振層を使用することで、従来と比較して略半分の厚さのモルタルの下地層を施工すれば良く、重量も大幅に低減され、限られた船舶内空間の有効利用も図ることが可能となる新たな構造体を提供することができる。
【００１６】
さらに、本発明は、船舶の鋼板上に層構造材を施工する方法であって、鋼板の上層にアクリル樹脂系エマルジョンを含む配合物を塗り拡げて固化させ、その後その上層にコンクリートを塗り拡げて固化させる工程を少なくとも含み、該固化された配合物の不揮発分が所定範囲となるように調整されたことを特徴とするものである。
【００１７】
好適には、該配合物の不揮発分は好ましくは６５〜７５％の範囲であり、また該配合物の樹脂Ｔｇが−３０℃〜＋１０℃の範囲である。
【００１８】
さらに本発明は、船舶における仕切りにおいて使用される制振材であって、該制振材がアクリル樹脂系エマルジョンを含む配合物からなり、樹脂Ｔｇが−３０℃〜＋１０℃の範囲であり、該配合物の不揮発分が６５〜７５％の範囲であることを特徴とする。
【００１９】
上記制振材を使用した構成により、遮音性はもちろんのこと、制振性能にも優れ、ＦＴＰコード６「一次甲板床張り材試験」及び、ＩＭＯ総会決議Ａ．６８７（１７）「一次甲板床張りの可燃性のための火災試験手順」の要求をも満足するものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本願発明の実施の形態を図を参照して説明する。
【００２１】
図１は、本発明による第１の例による構造材１０の側面図を示したものである。この構造材１０は、鋼又は鋼と同等の板状の基板１と下地３との間に制振材２を挟み込む構造となっている。
【００２２】
この制振材２は、施工前では通常液状のまま保管される。そして、刷毛、左官ゴテ、ローラ等によって、基板１上に液状の制振材２を薄く広がるように塗り、その後自然乾燥や強制乾燥により水分を除去して固化させる。さらに、その固化した制振材２の上部に下地３を流し込んで固める。
【００２３】
ここで使用する液状の制振材２は、アクリル樹脂系エマルジョンを含んだ配合物である。制振材２の配合物の不揮発分は、従来の８０％よりも低く略６５％〜７５％の間に管理される。これによって所望の防火及び遮音、制振性能を有しながらも、作業中の過乾燥が抑制され容易に均一に塗布することが可能となり作業性が改善される。また、樹脂Ｔｇも−３０℃〜＋１０℃となるように管理されることで、所望の防火及び遮音、制振性能を有しながも、塗り固めた後の表面のべとつき感が非常に軽減され、作業者にさらっとした感触を与えることができることが分かった。これによって作業者の作業に負担とならず、広い面に制振層２やモルタル等の下地層３を塗り固めていく作業効率が格段に高まることが明らかとなった。
【００２４】
尚、本発明に使用する樹脂Ｔｇ＝−３０℃〜＋１０℃の樹脂エマルジョンは、耐候性が優れている点でアクリル酸エステル類、メタクリル酸酸エステル類、アクリル酸やメタクリル酸等の一種または二種以上を用いて通常のエマルジョン重合反応して調整したアクリル樹脂系の使用が必須であるが、直接外部と接触する部分に使用される場合が少ないため、必要に応じて分子中に重合性ビニル基を含む化合物、例えば、酢酸ビニル、バーサチック酸ビニルなどの脂肪酸ビニルエステル類、クロロプレン、ブタジエン、イソプレン等のジエン系モノマー、塩化ビニル、塩化ビニリデン、スチレン等と共重合したアクリル系樹脂を使用しても構わない。また、金属面への接着性付与向上のためにロジン、重合ロジン、水添ロジン等のロジン・テルペン類、及びそのエステル類、フェノール樹脂などの粘着付与樹脂エマルジョンやスチレンブタジエンゴムラテックス、ウレタン樹脂エマルジョン、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョン等を混合使用しても構わない。
【００２５】
さらに不揮発分調整として、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、クレー、タルク、シリカ、ベントナイト、チタン白、ベンガラ、カーボン黒、ガラス粉、カオリンなどの無機充填剤、オレフィンビーズ、アクリルビーズ等の有機充填剤の一種または二種以上が使用できる。
【００２６】
さらに、耐水性を要する箇所等に使用される場合など必要に応じてイソシアネート系、オキサゾリン系、エポキシ系等の架橋剤を併用してよい。
【００２７】
下地３は、清水に、ポルトランドセメント、珪砂、そしてバインダーとして使用する合成ゴムラテックスを混入して攪拌混合した。
【００２８】
上記層材の組み合わせにより、遮音性と制振性能に優れ、さらに防火にも資する新たな構造材を得ることができた。
【００２９】
【実施例１】
「一次甲板床張り材試験」
船舶として使用する材料のうち特に一次甲板床張り材は、国際海事機関（ＩＭＯ）の「火災試験方法の適用に関する国際コード（海上安全委員会決議ＭＳＣ６１（６７）」のパート６「一次甲板床張り材試験」（以下、「ＦＴＰ パート６」という」に適合しなければならない。
【００３０】
そのために１５５ｍｍ（＋０／−５ｍｍ）ｘ８００ｍｍ（＋０／−５ｍｍ）のの試験体を３体用意した。各層の厚さは、基板１が３．２ｍｍ、制振層２が２．０ｍｍ、下地層３が７．７ｍｍとした。更に下地層３上に厚さ０．３ｍｍの表面材を表面仕上げのために設けた。
【００３１】
各層の材料の使用量、公称密度は、基板１が約２５．１ｋｇ／ｍ２、約７８５０ｋｇ／ｍ３、制振層２が約２．５ｋｇ／ｍ２、約８７８ｋｇ／ｍ３、下地層３が約１４．４ｋｇ／ｍ２、約１７０１ｋｇ／ｍ３、そして表面材が約０．５ｋｇ／ｍ２、約１８００ｋｇ／ｍ３であった。
【００３２】
制振層２の液状の原料組成は、不揮発分５５％、Ｔｇ＝−１０℃のアクリルスチレン共重合樹脂エマルジョンに炭酸カルシウム、水酸化アルミニウムを混合したもので、乾燥被膜密度が８７８ｋｇ／ｍ３、不揮発分が７２％であった。そして、その原料を基板１の上にコテ等で塗って自然乾燥させて固化させた。
【００３３】
次ぎにその上層にペースト状の下地３を表面がほぼ平らとなるように塗って自然乾燥させて固化させた。ここでのペースト状の下地３は、例えば、ポルトランドセメントが２２．３３％、そして２号珪砂が１５．５１％、４号珪砂が４８．３９％からなるパウダーと、合成ゴムラテックスが９．１８％、そして清水が４．５９％からなる溶液を攪拌混合して得たものである。本例では、制振層２の遮音・制振性能が優れているために多少硬くなるように下地３の成分を配合したがこれに限定されるものではない。
【００３４】
更に、固化した下地３上に表面仕上げとして液状のグラウトコート材を表面が平らとなるように塗布して自然乾燥させて固化させた。液状のグラウトコート材は、例えば、ポルトランドセメントが５３．３３％、８号珪砂が１３．３３％からなるパウダーと、合成ゴムラテックスが１６．６７％、そして清水が１６．６７％からなる溶液を攪拌混合して得たものである。尚下地層３と同様にこの成分比率は一例であってこれに限定されるものではない。
【００３５】
上記３体の試験体をそれぞれをＦＴＰ パート６に規定された試験を行った。その結果、一次甲板床張りの要求基準を満足していると判定された。
【００３６】
さらに、火災試験方法コードのＡｎｎｅｘ２ ２．２より、この試験体は火災試験方法コードのパート２「煙と毒性試験」を満たすものともみなされた。
【００３７】
（制振性）
評価指標となる音響透過損失係数の測定を行うことで制振性の評価を行った。損失係数は、振動系に対する減衰又は抵抗を示す値であり、この値が大きいほど制振性が優れている。
【００３８】
試験は、一次甲板床張り材試験で使用した試験体と同等の構造を有する試験体を２体使用して行った。横、縦のサイズは、５００ｍｍｘ５０ｍｍとした。この試験体を糸で吊して、基板（鋼材）の中央部を加振機で加振して、試験体の反対側にセットした加速度センサに受信される加速応答を測定した。これを周波数応答解析することで損失係数を求めた。この結果を図２のグラフに示す。これからも分かるように、ほぼ１００Ｈｚ〜５ＫＨｚの間で０．２以上の損失係数を示しており、従来と比較して優れた制振性を有することが明らかとなった。
【００３９】
（音響透過損失）
次ぎに、音響透過試験を行った。試験は、横、縦のサイズは、２ｍｍｘ２ｍｍの、一次甲板床張り材試験で使用した試験体と同等の構造を有する試験体を使用し、ＪＩＳ Ａ １４１６「実験室における音響透過損失測定方法」に準じて行った。また、比較対象として従来品も同様に音響透過試験を行った。
【００４０】
その結果を表１に示すとともに、その値をプロットしたグラフを図３に示す。
【００４１】
【表１】
この表１及び図３のグラフから従来品と遜色のない同程度の、あるいは周波数帯によってはそれ以上の遮音特性を有することが明らかとなった。
【００４２】
（床衝撃音レベル）
次ぎに、ＪＩＳ Ａ １４１８の「建築物の現場における床衝撃音レベルの測定方法」に順じて測定した軽量床衝撃音を等価吸音面積で補正した「規準化床衝撃音レベル」を算出した。
【００４３】
試験体は、一次甲板床張り材試験で使用した試験体と同等の構造であって縦横のサイズが２ｍｍｘ２ｍｍのものを使用した。
【００４４】
その結果を測定した従来品の規準化床衝撃音レベルとともに表２に示す。また、両値を比較するために値をプロットしたグラフを図４に示す。
【００４５】
【表２】
この測定でも、従来品と同程度の吸音特性を有することが明らかとなった。
【００４６】
以上の試験からも明らかなように、上記特徴的な制振材を使用することで、既存の構造材で使用する下地層３の厚さをほぼ半分としながらも、船舶に求められる所望の防火性能を満足しつつ従来と同等かそれ以上の防音・制振性能をも有し、しかも制振層２のべとつき感が少なく、作業者の作業に邪魔とならず、船内での甲板施工作業性を格段に向上させ、それによって作業品質も向上させることができる新たな船舶用仕切り構造材及び制振材を提供することができることとなった。
【００４７】
このように、制振層２及び下地層３の厚さが夫々２ｍｍ及び７．７ｍｍであっても所望の防音・制振性能を有していることが明らかとなったが、この厚さ以上はもちろんの事、上記試験結果からみて制振層２及び下地層３の厚さをさらに薄くできる可能性が充分残されていることから、必ずしも上記値に限定されるものではない。
【００４８】
（制振層２の特性比較）
次ぎに、上記実施例１で示した配合物による制振層の他、また、アクリル共重合樹脂エマルジョンの不揮発分と樹脂Ｔｇとを調整した３種類の配合物（以下に示す「実施例２〜４」）を用意し、その各配合物による制振層２の乾燥性、塗布作業性、低温成膜性、そして下地層３への仕上げ性に与える影響を調査した。
【００４９】
【実施例２】
不揮発分５５％、Ｔｇ＝−２９℃のアクリル共重合樹脂エマルジョンにクレー、カオリンを混合し、不揮発分７０％の配合物を得た。
【００５０】
【実施例３】
不揮発分５０％、Ｔｇ＝＋８℃のアクリル共重合樹脂エマルジョンに炭酸カルシウムを混合し、不揮発分６６％の配合物を得た。
【００５１】
【実施例４】
不揮発分５５％、Ｔｇ＝０℃のアクリル共重合樹脂エマルジョンに水酸化アルミニウムを混合し、不揮発分７４％の配合物を得た。
【００５２】
また、上記実施例１〜４の比較対象として、従来から使用されてきた制振層材料（「比較例１」）及び上記実施例の不揮発分及び樹脂Ｔｇをより大きく振るように調整された配合物（以下に示す「比較例２〜５」）を用意して同様に調査した。
【００５３】
【比較例２】
不揮発分５５％、Ｔｇ＝−４５℃のアクリル共重合樹脂エマルジョンに水酸化アルミニウムを混合し、不揮発分７３％の配合物を得た。
【００５４】
【比較例３】
不揮発分５０％、Ｔｇ＝−１０℃のアクリル共重合樹脂エマルジョンに水酸化アルミニウムを混合し、不揮発分７８％の配合物を得た。
【００５５】
【比較例４】
不揮発分４５％、Ｔｇ＝−１０℃のアクリル共重合樹脂エマルジョンに水酸化アルミニウムを混合し、不揮発分６２％の配合物を得た。
【００５６】
【比較例５】
不揮発分５５％、Ｔｇ＝＋１５℃のアクリル共重合樹脂エマルジョンに水酸化アルミニウムを混合し、不揮発分７１％の配合物を得た。
【００５７】
その結果、実施例１〜４及び比較例１〜５は、以下の表３に示すとおりであった。
【００５８】
【表３】
ここで、上記、各特性の評価基準は以下の通りである。
【００５９】
［乾燥性］
２０℃雰囲気下で制振層２となる配合物を基板１上に塗布し、１２時間後の表面状態を指触にて観察する。
【００６０】
○：乾燥しており、粘着性が少ない △：乾燥しているが、粘着性が強い ×：未乾燥
［塗布作業性］
２０℃雰囲気下で制振層２となる配合物を基板１に左官ゴテを使用して塗布した際の作業者の疲労度、仕上がりの均一性を観察する。
【００６１】
○：疲労が少なく、塗布面が均一 ×：作業中の増粘により作業者が疲労し、塗布面も不均一
［低温成膜性］
５℃雰囲気下で制振層２となる配合物を基板１に塗布し、２４時間後の表面状態を目視にて観察する。
【００６２】
○：配合物の成膜性良好 ×：配合物の成膜不良があり、白化現象が発生している
［下地３の仕上げ性］
２０℃雰囲気下で乾燥させた制振層２上に下地３を塗布する際の作業性を観察した。
【００６３】
○：制振層２上を支障無く歩行、下地３の塗布が可能 ×：制振層２の粘着性が強く、歩行・下地３の塗布に支障が出る。
【００６４】
以上のことから、制振層の作業性及び品質の指標とした「乾燥性」、「塗布作業性」、「低温成膜性」、そして「下地３への仕上げ性」の全てを満足するには、樹脂Ｔｇが−３０℃〜＋１０℃の範囲であり、配合物の不揮発分がおよそ６５％〜７５％が好ましいことが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の例による構造材の側面図である。
【図２】本発明の実施例による構造材の振動減衰試験結果をグラフである。
【図３】本発明の実施例による構造材及び従来品の音響透過損失である。
【図４】本発明の実施例による構造材及び従来品の規準化床衝撃音レベルである。
【図５】従来の構造材の側面図である。
【符号の説明】
１…基板（鋼板）
２…制振材（制振層）
３…モルタル材（下地層）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fire prevention and vibration damping structural material used for a ship. Particularly, the present invention relates to a fire prevention and vibration damping structural material suitable for a primary deck flooring material.
[0002]
[Prior art]
There is a strong demand for ships to block noise and vibration generated from engines and the like. For this reason, some sound insulation and vibration damping materials have been conventionally developed. In addition, such a material needs to have a fireproof structure such as heat insulation and heat prevention for preventing the spread of damage caused by fire at sea, and furthermore, fire prevention and the like.
[0003]
Particularly for overseas ships, based on the SOLAS Convention, from the viewpoint of preventing fires on ships, the safety standards set forth by the International Maritime Organization's “International Code on the Application of Fire Test Methods (Marine Safety Commission Resolution MSC61 (67)”) Among these, the tests required for the primary deck flooring include Part 6 of the “International Code on the Application of Fire Test Methods” (hereinafter referred to as “FTP Code 6”), “Primary Deck”. Flooring material test "is specified.
[0004]
The present invention provides a new structural material which has desired sound insulation and vibration damping characteristics for use in a ship, and which satisfies the requirements of the above-mentioned FTP code 6.
[0005]
Swedac Deck covering system is known as a conventional primary deck flooring material.
[0006]
As shown in FIG. 5, this system includes a damping layer 12, a primer layer 14, and a base layer 13 on a steel sheet 11 serving as a base. The vibration damping layer 12 is a layer having a thickness of 2 mm obtained by applying an ACM (acrylic rubber) resin with an iron or the like, drying and solidifying the resin. After drying the damping layer 12, the primer layer 14 is applied with a trowel or the like so that Portland cement and SBR LATEX are mixed with water to have a thickness of about 2 to 3 mm. Then, the base layer 14 is applied in an undried state that does not become sufficiently hard. The underlayer 13 is formed by mixing sand of silica sand Nos. 3 to 6, cement, SBR-LATEX, and water, and applying a primer 14 in the same manner as a primer 14 to a thickness of about 15 mm.
[0007]
Since the ACM used in the vibration damping layer 12 has a high non-volatile content of 80%, drying is remarkably fast, and the viscosity rise during the coating operation is large, so that the coating cannot be performed uniformly. Moreover, since the ACM has a very strong tackiness and a strong sticky feeling is developed with the drying during the coating operation, the ACM coating operation is hindered, and the work for coating the base on the ACM is performed. It has the problem that it is difficult to remove and the feel is not good. Even if the damping layer 12 is sandwiched between the steel plate 11 and the base layer 13, the damping layer 12 must have an appropriate thickness in order to have proper sound insulation and damping performance. In addition, in order to improve the bonding between the damping layer 12 and the underlayer 13, it is actually necessary to apply the primer layer 14.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention solves the above-mentioned problems while satisfying the requirements of the above-mentioned FTP code 6 for use in ships, and provides a new fire- and sound-insulation and vibration-damping structural material having high damping properties with excellent sound and vibration damping performance. The purpose is to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a layered structure material to be constructed on a steel plate such as a deck, comprising at least a damping layer and a base layer, wherein the damping layer is formed of a composition containing an acrylic resin emulsion, and the base is It is a cement containing a synthetic rubber latex.
[0010]
Further, the vibration damping layer is obtained by applying a composition containing the acrylic resin-based emulsion, and the non-volatile content is adjusted to be in a predetermined range, preferably in a range of 65 to 75%. I do. If it is 65% or less, the coating operation is good, but it takes a long time to dry the vibration damping layer. If it is 75% or more, workability is poor due to an increase in viscosity during the coating operation due to too fast drying. Moreover, by using such an acrylic resin-based emulsion, even if the thickness of the cement applied to the upper layer is about half the thickness of the conventional structural material, it is excellent in soundproofing / damping performance and required for ships. It is possible to provide a new structural material that also satisfies predetermined criteria.
[0011]
Further, the resin Tg of the acrylic resin-based emulsion is adjusted to a predetermined range, and is preferably a compound containing an acrylic resin-based emulsion in a range of Tg = −30 ° C. to + 10 ° C. When Tg is -30 ° C or lower, the effect of improving workability is reduced due to strong adhesion of the dried film. When Tg is equal to or higher than + 10 ° C., the low-temperature film forming property of the acrylic resin is reduced. It is possible to improve the film forming property by adding the film forming aid, but when the Tg becomes + 10 ° C. or more, the required amount of the film forming aid increases, and adverse effects such as transfer of the film forming aid to the surface occur. It is difficult to maintain workability and physical properties.
[0012]
The resin emulsion having a resin Tg of -30 ° C. to + 10 ° C. used in the present invention is one or more of acrylic acid esters, methacrylic acid esters, acrylic acid and methacrylic acid, etc. in terms of excellent weather resistance. It is essential to use an acrylic resin system prepared by ordinary emulsion polymerization reaction using more than one kind, but it is rarely used in the part that directly contacts the outside, so if necessary, polymerizable vinyl Compounds containing groups, for example, vinyl acetate, fatty acid vinyl esters such as vinyl versatate, chloroprene, butadiene, diene monomers such as isoprene, vinyl chloride, vinylidene chloride, using acrylic resin copolymerized with styrene and the like No problem. Rosins, polymerized rosins, rosins and terpenes such as hydrogenated rosins, and esters thereof, and tackifier resin emulsions such as phenolic resins, styrene butadiene rubber latex, and urethane resin emulsions for improving adhesion to metal surfaces Alternatively, an ethylene-vinyl acetate copolymer resin emulsion or the like may be mixed and used.
[0013]
Furthermore, as a non-volatile content adjustment, inorganic fillers such as calcium carbonate, aluminum hydroxide, clay, talc, silica, bentonite, titanium white, red iron black, carbon black, glass powder, kaolin, and organic fillers such as olefin beads and acrylic beads. One or more can be used.
[0014]
Further, a cross-linking agent such as an isocyanate-based, oxazoline-based, or epoxy-based compound may be used as needed, for example, when used in places requiring water resistance.
[0015]
Here, it is preferable that the thickness of the damping layer and the thickness of the underlayer be 2 mm or more and 7.7 mm or more, respectively. By using the vibration-damping layer obtained by applying the composition containing the acrylic resin-based emulsion in this way, it is sufficient to construct a mortar base layer having a thickness approximately half that of the conventional one, and the weight is also reduced. It is possible to provide a new structure that is greatly reduced and can also effectively utilize a limited space in a ship.
[0016]
Further, the present invention is a method of constructing a layered structure material on a steel plate of a ship, in which a composition containing an acrylic resin-based emulsion is spread and solidified on the upper layer of the steel sheet, and then concrete is spread on the upper layer. The method includes at least a step of solidifying, wherein the non-volatile content of the solidified compound is adjusted to be within a predetermined range.
[0017]
Suitably, the non-volatile content of the formulation is preferably in the range of 65-75% and the resin Tg of the formulation is in the range of -30C to + 10C.
[0018]
Further, the present invention relates to a damping material used in a partition in a ship, wherein the damping material is made of a composition containing an acrylic resin emulsion, and the resin Tg is in a range of -30 ° C to + 10 ° C. The non-volatile content of the formulation is in the range of 65-75%.
[0019]
Due to the configuration using the above-mentioned vibration damping material, not only the sound insulation performance but also the vibration damping performance is excellent, and the FTP code 6 “Primary deck flooring material test” and the IMO General Assembly Resolution A. 687 (17) "Fire test procedure for flammability of primary deck flooring".
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
FIG. 1 shows a side view of a structural material 10 according to a first example of the present invention. The structural material 10 has a structure in which a vibration damping material 2 is sandwiched between a substrate 1 of steel or a plate-like material equivalent to steel and a foundation 3.
[0022]
This damping material 2 is usually stored in a liquid state before construction. Then, the liquid vibration damping material 2 is applied to the substrate 1 so as to spread thinly by a brush, a plastering iron, a roller, or the like, and then solidified by removing moisture by natural drying or forced drying. Further, the foundation 3 is poured into the upper part of the solidified vibration damping material 2 and solidified.
[0023]
The liquid damping material 2 used here is a compound containing an acrylic resin emulsion. The non-volatile content of the compound of the vibration damping material 2 is controlled to be lower than 80% of the related art and between about 65% to 75%. Thereby, while having desired fire prevention, sound insulation, and vibration damping performance, overdrying during operation is suppressed, and it is possible to easily and uniformly apply, thereby improving workability. Also, by controlling the resin Tg to be -30 ° C. to + 10 ° C., it has the desired fire protection, sound insulation and vibration damping properties, but the stickiness of the surface after application is greatly reduced. It was found that it was possible to give the worker a smooth feel. As a result, it has been clarified that the work efficiency of forming the vibration damping layer 2 and the base layer 3 such as mortar on a wide surface is not significantly increased, and the work efficiency is not significantly increased.
[0024]
The resin emulsion having a resin Tg of -30 ° C. to + 10 ° C. used in the present invention is one or more of acrylic acid esters, methacrylic acid esters, acrylic acid and methacrylic acid, etc. in terms of excellent weather resistance. It is essential to use an acrylic resin system prepared by ordinary emulsion polymerization reaction using more than one kind, but it is rarely used in the part that directly contacts the outside, so if necessary, polymerizable vinyl Compounds containing groups, for example, vinyl acetate, fatty acid vinyl esters such as vinyl versatate, chloroprene, butadiene, diene monomers such as isoprene, vinyl chloride, vinylidene chloride, using acrylic resin copolymerized with styrene and the like No problem. Rosins, polymerized rosins, rosins and terpenes such as hydrogenated rosins, and esters thereof, and tackifier resin emulsions such as phenolic resins, styrene butadiene rubber latex, and urethane resin emulsions for improving adhesion to metal surfaces Alternatively, an ethylene-vinyl acetate copolymer resin emulsion or the like may be mixed and used.
[0025]
Furthermore, as a non-volatile content adjustment, inorganic fillers such as calcium carbonate, aluminum hydroxide, clay, talc, silica, bentonite, titanium white, red iron black, carbon black, glass powder, kaolin, and organic fillers such as olefin beads and acrylic beads. One or more can be used.
[0026]
Further, a cross-linking agent such as an isocyanate-based, oxazoline-based, or epoxy-based compound may be used as needed, for example, when used in places requiring water resistance.
[0027]
The groundwork 3 was mixed with fresh water mixed with Portland cement, silica sand, and synthetic rubber latex used as a binder.
[0028]
By the combination of the above layer materials, a new structural material excellent in sound insulation and vibration damping performance and also contributing to fire prevention could be obtained.
[0029]
Embodiment 1
`` Primary deck flooring test ''
Among the materials used for ships, the primary decking material is the International Maritime Organization's (IMO) International Code on the Application of Fire Test Methods (Marine Safety Commission Resolution MSC61 (67), Part 6, "Primary decking." Material Test ”(hereinafter referred to as“ FTP Part 6 ”).
[0030]
For this purpose, three specimens of 155 mm (+ 0 / -5 mm) × 800 mm (+ 0 / -5 mm) were prepared. The thickness of each layer was 3.2 mm for the substrate 1, 2.0 mm for the damping layer 2, and 7.7 mm for the underlayer 3. Further, a surface material having a thickness of 0.3 mm was provided on the underlayer 3 for surface finishing.
[0031]
The amount of each layer of material, nominal density, the substrate 1 is about 25.1 kg / m 2, about 7850kg / m 3, the damping layer 2 is about 2.5 kg / m 2, about 878kg / m 3, the underlayer 3 Was about 14.4 kg / m 2 and about 1701 kg / m 3 , and the surface material was about 0.5 kg / m 2 and about 1800 kg / m 3 .
[0032]
The liquid raw material composition of the vibration damping layer 2 is a mixture of an acrylic styrene copolymer resin emulsion having a nonvolatile content of 55% and Tg = −10 ° C. and calcium carbonate and aluminum hydroxide. The dry film density is 878 kg / m 3 , The nonvolatile content was 72%. Then, the raw material was applied on the substrate 1 with an iron or the like, and was naturally dried and solidified.
[0033]
Next, a paste-like base 3 was applied on the upper layer so that the surface was almost flat, and was naturally dried and solidified. The paste-like base material 3 is, for example, a powder composed of 22.33% of Portland cement, 15.51% of No. 2 silica sand, and 48.39% of No. 4 silica sand, and 9.18 of synthetic rubber latex. %, And a solution consisting of 4.59% of clear water was obtained by stirring and mixing. In the present embodiment, the components of the base 3 are blended so as to be slightly hard because the sound insulating and damping performance of the damping layer 2 is excellent. However, the present invention is not limited to this.
[0034]
Further, as a surface finish, a liquid grout coat material was applied on the solidified base 3 so that the surface became flat, and was naturally dried and solidified. The liquid grout coating material is, for example, a powder consisting of 53.33% of Portland cement, 13.33% of No. 8 silica sand, a solution of 16.67% of synthetic rubber latex and 16.67% of fresh water. It was obtained by stirring and mixing. Note that, as in the case of the underlayer 3, this component ratio is an example and is not limited to this.
[0035]
Each of the above three specimens was subjected to the test specified in FTP Part 6. As a result, it was determined that the requirements for the primary deck flooring were satisfied.
[0036]
Further, from Annex 2 2.2 of the Fire Test Method Code, this specimen was also regarded as meeting Part 2 “Smoke and Toxicity Test” of the Fire Test Method Code.
[0037]
(Damping)
The damping performance was evaluated by measuring the sound transmission loss coefficient as an evaluation index. The loss coefficient is a value indicating damping or resistance to the vibration system, and the larger the value, the better the vibration damping property.
[0038]
The test was performed using two test specimens having the same structure as the test specimen used in the primary deck flooring test. The horizontal and vertical sizes were 500 mm x 50 mm. The test body was suspended with a thread, and the central part of the substrate (steel material) was vibrated by a vibrator, and the acceleration response received by the acceleration sensor set on the opposite side of the test body was measured. This was subjected to frequency response analysis to obtain a loss coefficient. The results are shown in the graph of FIG. As can be seen from the graph, the loss coefficient is about 0.2 or more in the range of approximately 100 Hz to 5 KHz, and it is clear that the device has excellent vibration damping properties as compared with the related art.
[0039]
(Sound transmission loss)
Next, a sound transmission test was performed. The test uses a test specimen with a horizontal and vertical size of 2 mm x 2 mm and the same structure as the test specimen used in the primary deck flooring test, and complies with JIS A 1416 "Method of measuring sound transmission loss in laboratory". I went according to it. In addition, a sound transmission test was similarly performed on a conventional product as a comparative object.
[0040]
The results are shown in Table 1 and a graph plotting the values is shown in FIG.
[0041]
[Table 1]
From the graphs in Table 1 and FIG. 3, it has been clarified that sound insulation properties are comparable to those of the conventional product, or even better in some frequency bands.
[0042]
(Floor impact sound level)
Next, a "normalized floor impact sound level" was calculated by correcting the lightweight floor impact sound measured according to JIS A 1418 "Method of measuring floor impact sound level at building site" with an equivalent sound absorbing area.
[0043]
The test body used had a structure equivalent to that of the test body used in the primary deck flooring test, and had a length and width of 2 mm × 2 mm.
[0044]
The results are shown in Table 2 together with the measured standardized floor impact sound level of the conventional product. FIG. 4 shows a graph in which the values are plotted in order to compare both values.
[0045]
[Table 2]
This measurement also revealed that it had the same sound absorption characteristics as the conventional product.
[0046]
As is clear from the above test, the use of the characteristic damping material described above makes it possible to reduce the thickness of the underlayer 3 used in the existing structural material to approximately half while maintaining the desired fire protection required for the ship. Satisfies the performance and has the same or better soundproofing and vibration-damping performance than before, and the sticky feeling of the vibration-damping layer 2 is small, so that it does not hinder the work of the operator, and the workability of the deck construction in the ship And a new marine partition structure material and a new vibration damping material that can improve the work quality.
[0047]
Thus, it was found that the desired soundproofing / damping performance was obtained even when the thickness of the damping layer 2 and the thickness of the underlayer 3 were 2 mm and 7.7 mm, respectively. Needless to say, from the above test results, there is a sufficient possibility that the thicknesses of the vibration damping layer 2 and the underlayer 3 can be further reduced. Therefore, the thickness is not necessarily limited to the above value.
[0048]
(Comparison of characteristics of damping layer 2)
Next, in addition to the vibration damping layer of the composition shown in Example 1 above, three kinds of compositions in which the non-volatile content of the acrylic copolymer resin emulsion and the resin Tg were adjusted ("Examples 2 to 5 shown below"). 4 ") were prepared, and the effects of the respective components on the drying property, coating workability, low-temperature film-forming property, and finish property of the underlayer 3 were investigated.
[0049]
Embodiment 2
Clay and kaolin were mixed with an acrylic copolymer resin emulsion having a nonvolatile content of 55% and Tg = -29 ° C to obtain a blend having a nonvolatile content of 70%.
[0050]
Embodiment 3
Calcium carbonate was mixed with an acrylic copolymer resin emulsion having a nonvolatile content of 50% and Tg = + 8 ° C. to obtain a formulation having a nonvolatile content of 66%.
[0051]
Embodiment 4
Aluminum hydroxide was mixed with an acrylic copolymer resin emulsion having a nonvolatile content of 55% and Tg = 0 ° C. to obtain a compound having a nonvolatile content of 74%.
[0052]
In addition, as a comparative object of the above Examples 1 to 4, the conventionally used vibration damping layer material ("Comparative Example 1") and the composition adjusted so as to shake the non-volatile component and the resin Tg of the above Example more greatly. Products ("Comparative Examples 2 to 5" shown below) were prepared and similarly examined.
[0053]
[Comparative Example 2]
Aluminum hydroxide was mixed with an acrylic copolymer resin emulsion having a nonvolatile content of 55% and Tg = -45 ° C to obtain a blend having a nonvolatile content of 73%.
[0054]
[Comparative Example 3]
Aluminum hydroxide was mixed with the acrylic copolymer resin emulsion having a nonvolatile content of 50% and Tg = -10 ° C to obtain a blend having a nonvolatile content of 78%.
[0055]
[Comparative Example 4]
Aluminum hydroxide was mixed with an acrylic copolymer resin emulsion having a nonvolatile content of 45% and Tg = -10 ° C to obtain a blend having a nonvolatile content of 62%.
[0056]
[Comparative Example 5]
Aluminum hydroxide was mixed with the acrylic copolymer resin emulsion having a nonvolatile content of 55% and Tg = + 15 ° C. to obtain a blend having a nonvolatile content of 71%.
[0057]
As a result, Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5 were as shown in Table 3 below.
[0058]
[Table 3]
Here, the evaluation criteria of each characteristic are as follows.
[0059]
[Dryability]
The composition that becomes the vibration damping layer 2 is applied on the substrate 1 in an atmosphere at 20 ° C., and the surface state after 12 hours is observed by finger touch.
[0060]
：: Dry, low adhesiveness Δ: Dry, but strong adhesive ×: Undried [coating workability]
Observe the worker's fatigue and finish uniformity when applying the composition to be the vibration damping layer 2 to the substrate 1 using a plastering iron in a 20 ° C. atmosphere.
[0061]
：: Less fatigue, uniform coating surface ×: Thickening during work caused operator fatigue and uneven coating surface [low-temperature film-forming property]
The composition that becomes the vibration damping layer 2 is applied to the substrate 1 in a 5 ° C. atmosphere, and the surface state after 24 hours is visually observed.
[0062]
：: good film forming property of the compound ×: poor film forming of the compound and whitening phenomenon occurred [finishability of base 3]
Workability when applying the base 3 on the vibration damping layer 2 dried in an atmosphere of 20 ° C. was observed.
[0063]
：: Walking on the damping layer 2 is possible and application of the groundwork 3 is possible. ×: Viscosity of the damping layer 2 is strong, and walking / application of the groundwork 3 is hindered.
[0064]
From the above, it is necessary to satisfy all of "drying property", "coating workability", "low-temperature film forming property", and "finishability to base 3" as indexes of workability and quality of the damping layer. Has a resin Tg in the range of −30 ° C. to + 10 ° C., and it is clear that the nonvolatile content of the blend is preferably about 65% to 75%.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a structural material according to an example of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing a result of a vibration damping test of a structural material according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows sound transmission loss of a structural material according to an embodiment of the present invention and a conventional product.
FIG. 4 is a standardized floor impact sound level of a structural material according to an embodiment of the present invention and a conventional product.
FIG. 5 is a side view of a conventional structural material.
[Explanation of symbols]
1 ... substrate (steel plate)
2. Damping material (damping layer)
3. Mortar material (underlayer)
