JP2005068681A - 建物開口部用部材 - Google Patents

Abstract

【課題】 枠体自身の共振を含めた部材全体の振動が簡便な方法で抑制され、高い防音性能の発現が可能な、枠体構造を有する建物開口部用部材を提供する。
【解決手段】 枠体構造を有する建物開口部用部材の枠体（好ましくは、中空構造である）に、損失正弦（ｔａｎδ）のピーク値が１．５以上である有機高分子材料からなる制振シートの片面が貼り合わせられ、該制振シートの他面に、縦弾性係数が１ＧＰａ以上である拘束部材が貼り合わせられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、建物開口部用部材に関し、良好な防音性能を有する建物開口部用部材に関する。

近年、建物の防音性能についての要望が高まっている。特に、床材、壁材、天井材などの防音対策と異なり、開口部の固定又は可動閉鎖用部材である建物開口部用部材については、高い防音性能を得ることが難しく、特に窓やドアのようにガラスや合板など板状体の外側に枠体構造を有する建物開口部用部材について、その防音性能の更なる改善が求められている。

上記に関し、例えば特許文献１には、ガラスを支持する枠体に、ガラスのコインシデンス効果を示す限界周波数とほぼ等しい固有振動数を有する共振体を固定するとともに、この共振体の近傍に共振体を覆う吸音体を設けた窓の防音構造が開示されている。

しかしながら、上記の防音構造は、用いるガラスの仕様に合わせた共振体の設計が必要とされる点や、また、ガラスを支持する枠体自身の共振の抑制が困難であるという問題があった。

特公平６−３０９７号公報

本発明の目的は、上記従来の問題点に鑑み、枠体自身の共振を含めた部材全体の振動が簡便な方法で抑制され、高い防音性能の発現が可能な、枠体構造を有する建物開口部用部材を提供することにある。

請求項１記載の防音性を有する建物開口部用部材は、枠体構造を有する建物開口部用部材の枠体に、損失正弦（ｔａｎδ）のピーク値が１．５以上である有機高分子材料からなる制振シートの片面が貼り合わせられ、該制振シートの他面に、縦弾性係数が１ＧＰａ以上である拘束部材が貼り合わせられていることを特徴とする。

請求項２記載の防音性を有する建物開口部用部材は、請求項１記載の防音性を有する建物開口部用部材であって、枠体が中空構造であることを特徴とする。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明における、有機高分子材料からなる制振シートは、損失正弦（ｔａｎδ）のピーク値が１．５以上であれば、特に限定されないが、極性基を有する高分子材料が好ましい。このような高分子材料の例として、クロロプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、フッ素系ゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、クロロスルフォン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、塩化ビニル系樹脂、塩素化塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、フッ素系ポリマー、臭素系ポリマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。

有機高分子材料のハロゲン含有量は、少なすぎると制振性が低下し、多すぎると制振シートが硬くなりすぎて成形が難しくなるので、好ましくは２０〜７０重量％である。

上記有機高分子材料が、塩素含有量２０〜７０重量％の塩素系高分子材料と、炭素数１０〜５０で且つ塩素含有量３０〜７０重量％の少なくとも１種の塩素化パラフィンとからなる樹脂組成物であると、更に制振性が向上する点で好ましい。

上記塩素系高分子材料としては、例えば、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩素化ポリエチレン系樹脂、塩素化塩化ビニル系樹脂等が挙げられる。

上記塩素化パラフィンとしては、炭素数が１０〜５０で、塩素含有量が３０〜７０重量％であるものであれば、限定されず、液状のものでも固体のものでもよい。塩素化パラフィンは、単一物質からなるものでも、２以上の物質の混合物でもよい。

塩素化パラフィンの炭素数は、小さすぎると塩素化パラフィンがブリードアウトしてしまい、大きすぎると十分な制振性が発現しないため、好ましくは１２〜５０であり、塩素化パラフィンが１種類で使用される場合、好ましくは１２〜２０、より好ましくは１２〜１６である。

上記塩素系高分子材料に対する塩素化パラフィンの量は、少なすぎると十分な制振性が得られず、多すぎると強度が小さくなって樹脂組成物が形態を保持しにくくなるため、塩素系高分子材料１００重量部に対して１００〜４００重量部であることが好ましい。

上記において、有機高分子材料が、塩素含有量２０〜７０重量％の塩素系高分子材料と、炭素数１２〜１６で且つ塩素含有量３０〜７０重量％の第１塩素化パラフィンおよび炭素数２０〜５０で且つ塩素含有量３０〜７０重量％の第２塩素化パラフィンの混合物（ただし第１塩素化パラフィンの割合が全塩素パラフィン中４０重量％以上である）とからなる樹脂組成物であると、更に制振性が向上する点で好ましい。

上記において、塩素化パラフィンは、炭素数１２〜１６で且つ塩素含有量３０〜７０重量％の第１塩素化パラフィンおよび炭素数２０〜５０で且つ塩素含有量３０〜７０重量％の第２塩素化パラフィンの混合物である。このように炭素数が互いに異なる２種の塩素化パラフィンを用いることにより、損失正弦（ｔａｎδ）のピーク値をより上昇させ、すぐれた制振性を得ることができる。

この場合、第１塩素化パラフィンの割合を全塩素パラフィン中４０重量％以上にすると、損失正弦（ｔａｎδ）のピーク値をより上昇させるとともに長期に亘って維持することができ、且つ、塩素化パラフィンの制振シートからのブリードアウトを抑制させることができるので好ましい。

有機高分子材料には必要に応じて可塑剤が添加されてもよい。特に有機高分子材料が硬過ぎる場合、可塑剤を添加するのが好ましい。可塑剤としては、通常、塩化ビニル系樹脂に使用されるものが使用でき、例えば、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジイソノニル、テトラブロモフタル酸ジ−２−エチルヘキシル等のフタル酸系可塑剤；トリクレジンホスフェート、トリス（１，３−ジシクロ−２−プロピル）ホスフェート等のリン酸エステル系可塑剤；トリ−２−エチルヘキシルトリメリテート等のトリメリット酸エステル系可塑剤；エポキシ系可塑剤；ポリエステル系可塑剤などが挙げられる。植物油系の可塑剤も好ましい。塩素化パラフィンのブリードアウトを抑制するには、フタル酸系可塑剤が好ましい。これらは単独で用いても、２種類以上組み合わせ用いてもよい。フタル酸系可塑剤以外の可塑剤を用いる場合には、これにフタル酸系可塑剤と併用するのが好ましい。

可塑剤の配合量は、有機高分子材料１００重量部に対し５０〜２００重量部、好ましくは６０〜１８０重量部、より好ましくは１００重量部以下である。この範囲でブリードアウトが抑制でき、制振効果も発現できる。

有機高分子材料には必要に応じて充填材が添加されてもよい。特に、樹脂組成物にある程度の硬さを付与したいときは、充填材を添加するのがよい。充填材としては、鉄粉、アルミニウム粉、銅粉等の金属粉；マイカ、カオリン、モンモリロナイト、シリカ、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、リン酸マグネシウム、結晶性炭素（グラファイト等）、バーミキュライト等の無機質充填材などが例示される。これらは、単独で用いられても、２種類以上併用されてもいい。充填材の量は、多すぎると樹脂組成物の制振性が低下するので、有機高分子材料１００重量部に対して、好ましくは３００重量部以下である。

有機高分子材料からなる制振シートの作製方法は、特に限定されず、例えば押出成形法、カレンダー成形法、溶剤キャスト法等の一般的なシート成形方法であってよい。得られたシートを所要サイズにカットして、枠体構造を有する建物開口部用部材の枠体に、片面が貼り合わされる。

上記制振シートの他面に貼り合わされる拘束部材としては、縦弾性係数が１ＧＰａ以上であるものであれば特に限定されないが、制振シート用の有機高分子材料より縦弾性係数が大きい材料がよく、十分な制振効果を奏するためには、１０ＧＰａ以上であることが好ましい。

このような拘束部材の例として、鉛、鉄、鋼材（ステンレス鋼を含む）、アルミニウム（アルミニウム合金を含む）等の金属材料；コンクリート、石膏ボード、大理石、スレート板、砂板、ガラス等の無機材料；ポリカーボネート、ポリサルフォン等のビスフエノールＡ変性樹脂；ポリ（メタ）アクリレートなどのアクリル樹脂；塩化ビニル系樹脂、塩素化塩化ビニル系樹脂等の塩素系樹脂；アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン系ゴム等のゴム系材料；ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等の飽和ポリエステル；スチレン系樹脂；ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂；ナイロン６、ナイロン６６、アラミド（芳香族ポリアミド）等のポリアミド系樹脂；メラミン系樹脂；ポリイミド系樹脂；ウレタン系樹脂；ジシクロペンタジエン、ベークライト等の熱硬化性樹脂；木、紙等のセルロース系材料；キチン、キトサンなどからなる板材またはシートが挙げられる。

これらは単独で用いても、２以上の組み合わせで用いてもよい。拘束部材はガラス繊維、カーボン繊維、液晶などで補強されていてもよく、互いに異なる材料からなる複合板であってもよく、さらに、これらの材料からなる発泡体であってもよい。

拘束部材の形状は、好ましくはシート状である。金属製の拘束部材の場合には、メッキや塗装等の防錆処理を施すのが好ましい。平滑な金属板からなる拘束部材は反射率が大きくなる傾向を有するので、表面に凹凸を設ける、孔を開ける、拘束部材を無機材にする、などにより反射率を低減させるのが好ましい。孔径は、孔が汚れなどで塞がれないようにまた孔内に水が浸透しないように、直径３〜２０ｍｍ程度にするのがよい。拘束部材が振動していても、拘束部材の縦弾性係数があまり低下しなければ、表面の凹凸や孔開けなどで防音効果は増す傾向にある。

本発明において、制振シートおよび拘束部材の厚みは任意であってよいが、薄すぎると制振性能が劣ることがあり、厚すぎると枠体に貼り付けた際の外観が悪くなることがあるので、制振シートの厚みは好ましくは０．１〜５．０ｍｍである。また、拘束部材の厚みは好ましくは０．０５〜５．０ｍｍであり、縦弾性係数が１０ＧＰａ以上の硬い拘束部材の場合は、厚みは好ましくは０．０５〜２．０ｍｍである。

本発明における建物開口部用部材としては、例えば、窓やドアのように板状体の外側に枠体構造を有する建物開口部用部材であれば特に限定されない。

上記板状体としては、例えば、ガラス、合板、金属板、プラスチック板などが挙げられ、枠体としては、例えば、窓に多用されるアルミサッシ、ドアに多用される木質枠体（框ともいう）などが挙げられる。また、これらの枠体は内部が中空となされた中空構造であってもよい。

一般に、アルミサッシなどのように内部に中空部を有する枠体の防音方法として、中空部に遮音性や吸音性を有する防音材を詰め込んで非中空構造とし、防音性能を向上させる方法が多用されるが、本発明によれば、上記枠体が中空構造（内部に詰め物をしていない構造）であってもよく、枠体が中空構造の場合においては、通常、固有振動の透過損失が４００〜２０００Ｈｚの可聴領域で極小値をもつため、本発明の構成を採ることにより著しい効果を奏する。

（作用）
本発明の建物開口部用部材は、枠体に特定の損失正弦値を有する有機高分子材料からなる制振シートの片面が貼り合わせられ、該制振シートの他面に、特定の縦弾性係数を有する拘束部材が貼り合わせられていることにより、極めて広範囲の周波数に対する透過抑制性能が発揮される。これは、例えば、図２に例示するように、枠体自体の共振周波数のみならず、ガラスのコインシデンスなど板状体特有の周波数の透過を抑制する働きが生じ、高い防音性能を発揮し得るものと考えられる。

本発明によれば、枠体構造を有する建物開口部用部材の枠体に、損失正弦（ｔａｎδ）のピーク値が１．５以上である有機高分子材料からなる制振シートの片面が貼り合わせられ、該制振シートの他面に、縦弾性係数が１ＧＰａ以上である拘束部材が貼り合わせられていることを特徴とするので、ガラスなどの板状体特有の振動とともに、枠体自身の共振を含めた部材全体の振動が、枠体に貼り付けるという簡便な方法により抑制され、高い防音性能の発現が可能な、枠体構造を有する建物開口部用部材を提供することができる。

また、本発明における上記枠体が中空構造である場合にも、上記効果は確実に発揮することができる。

以下に実施例および比較例を示すことにより、本発明を具体的に説明する。
尚、本発明は下記実施例のみに限定されるものではない。
（実施例１）
塩素化ポリエチレン（昭和電工社製、商品名「エラスレン４０２ＮＡ」、塩素含有量４０重量％）１００重量部と、塩素化パラフィン（旭電化社製、品番「Ｅ５００」、塩素含有量５０重量％、平均炭素数１４、炭素数１２〜１６＝９９重量％）２００重量部と、塩素化パラフィン（味の素ファインテクノ社製、商品名「エンパラ７０」、塩素含有量７０重量％、平均炭素数２６、炭素数２０〜５０＝９９重量％）２００重量部とをロール練り機で混練し、得られた樹脂混練物を１２０℃でプレスして、厚み０．５ｍｍの制振シートを得た。樹脂混練物の損失正弦（ｔａｎδ）のピーク値は３．５であった。

上記により得られた制振シートに、シート状拘束部材として厚み１０ｍｍの鋼板（中村商事社製、縦弾性係数２５０ＧＰａ）を、制振シートの粘着性を利用して貼り合わせ、遮音部材を作製した。

図１に示すように、ガラス製の板状体１（厚み５ｍｍ）の周囲に取り付けられた中空構造のアルミサッシ［矩形断面の寸法：幅９０ｍｍ（室外側面）×奥行き３０ｍｍ、アルミ厚２．０ｍｍ］製の枠体２における室外側面に、上記遮音部材４の拘束部材が貼り合わされていない面が接するように、制振シートの粘着性を利用して貼り合わせ、防音性を有する建物開口部用部材３（高さ９００ｍｍ、幅１５００ｍｍ）を作製した。遮音部材４の貼り合わせ面積は、枠体２の室外側面の面積に対して１００％（全面）とした。

（実施例２）
貼り合わせ面積を５０％としたこと以外は実施例１と同様にして、防音性を有する建物開口部用部材３を作製した。

（比較例１）
遮音部材４を用いなかったこと以外は実施例１と同様にして、建物用開口部材を作製した。

実施例及び比較例について、１／３オクターブバンド中心周波数に対する透過損失を測定し防音性能を評価した。評価結果は図２に示した。

図２より明らかなように、本発明の実施例においては、ガラスのコインシデンス及び枠体部の固有振動に対応する周波数において、透過損失の大幅な向上が確認され、高い防音効果を発揮することが判明した。

本発明にかかる建物開口部用部材の一例を示す模式斜視図である。 １／３オクターブバンド中心周波数に対する透過損失を示すグラフである。

符号の説明

１ 板状体（ガラス）
２ 枠体
３ 建物開口部用部材
４ 遮音部材

Claims (2)

1. 枠体構造を有する建物開口部用部材の枠体に、損失正弦（ｔａｎδ）のピーク値が１．５以上である有機高分子材料からなる制振シートの片面が貼り合わせられ、該制振シートの他面に、縦弾性係数が１ＧＰａ以上である拘束部材が貼り合わせられていることを特徴とする防音性を有する建物開口部用部材。
2. 枠体が中空構造であることを特徴とする請求項１記載の防音性を有する建物開口部用部材。
   

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