JP2009541620A - 防音床下敷システム - Google Patents

Abstract

下張り床１２の上に配置された減音マットである第１層、該第１層の上に置かれそして繊維状材料のシートまたは高い内部減衰係数を備えた高密度の柔らかいかさ高の材料のウエブのいずれかである第２層２８、該第２層の上に置かれそして繊維状材料のシートまたは高い内部減衰係数を備えた高密度の柔らかいかさ高の材料のウエブのいずれかで第２層とは異なる第３層３０からなる防音材であり、下張り床１２と注入下敷１４を備えた仕上げ床１６との間に配置される。

Description

本発明は、空気伝送音および衝撃音の伝達を低下させるようにデザインされた床システムに関し、そしてさらに特にスペースを比較的節約できる断面を有し現存する建築物のデザインのパラメーターと極めて適合する、防音性を改良した改善された床システムに関する。

従来の床システムは、注入コンクリートまたは合板の下張り床を含む。下張り床と仕上げ床（典型的な例としてセラミックタイル、ビニルタイルまたは硬木）との間に配置される種々の下敷は、音の伝達を低下させるのに使用されてきた。

防音定格床システムまたは振動吸収懸架した床システムは、歩行者の足音、スポーツの活動、おもちゃの落下または家具の移動により生ずる擦れる音のような、その上の衝撃により生ずる床の下の部屋を防音するために、当業者に良く知られている。衝撃音の発生は、一般に厚いカーペットを敷くことにより減らすことができるが、コンクリート、セラミックタイル、ビニルシートまたは硬木の仕上げを使用しようとするとき、音に考慮をはらった床が特に望まれる。下の域への衝撃音の伝達は、典型的に音を下の域へ伝達する床の基礎構造から離れて床を弾力的に支持することによって低下できる。もし衝撃を受ける床の表面が基礎構造から離れているならば、衝撃音の伝達は、極めて低下するだろう。同様に、もし下の天井が基礎構造から離れているならば、衝撃音の下の域への移動は制限されるだろう。

防音定格床は、典型的な例としてＡＳＴＭ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｎｏ．４９２により評価され、そして衝撃絶縁クラス（ＩＩＣ）として等級を付けられる。ＩＩＣの等級が大きければ大きいほど、下の域へ伝達される衝撃音はより小さくなるだろう。床は、またＡＳＴＭ Ｅ９０によりＳｏｕｎｄ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｌａｓｓ（ＳＴＣ）として評価される。ＳＴＣの等級が大きければ大きいほど、空気で運ばれて下の域へ伝達される音は、より小さくなるだろう。防音定格床は、典型的な例として、５０以上のＩＩＣ規格および５０以上のＳＴＣ規格を有するものと規定されている。５０のＩＩＣ規格が多くの建築物の規約に合致しているとしても、豪華なコンドミニアムの現実では、衝撃音がなお多少聞こえるという理由で、５６−５７のＩＩＣを有する床−天井のシステムでも許容できないということが実験で示されてきている。

適切なＳＴＣおよびＩＩＣの規格を有することに加えて、許容できる防音定格床は、また、比較的低い断面を有しなければならない。低い断面は、仕上げ防音定格床と隣接する域例えばカーペットを敷いた床（防音定格建設作業を通常要しない）との間の高さの差を最低に維持するのに重要である。低い断面は、また、ドアの閾および天井の高さの寸法を維持し、建築費を抑制しそして他の建築上のパラメーターを維持するのに重要である。
また、防音定格床は、クラッキング、きしみおよび仕上げカバーの反りを減らすために十分な垂直方向の硬さを示さねばならない。同時に、防音定格床は、下の保護されるべき域から衝撃音を切り離すのに十分な弾力性をもつべきである。そのため、防音床のデザイナーは、床の振動の減衰と構造上の完全さとの間に妥協点を見いださねばならない。

現在使用されそしてまた防音定格タイル床に関してＣｅｒａｍｉｃ Ｔｉｌｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅにより承認されている２つの防音材は、（ｉ）Ｅｎｋａ，Ｎｏｒｔｈ ＣａｒｏｌｉｎａのＣｏｌｂｏｎｄ Ｉｎｃ．により製造される０.４インチ（約１ｃｍ）のＥＮＫＡＳＯＮＩＣ（商標）ブランドのマット（ナイロンおよびカーボンブラックの紡糸口金押し出し、６３０ｇ／ｍ^２）および（ｉｉ）Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭｉｃｈｉｇａｎのＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．により製造される０.２５インチ（約０.６４ｃｍ）のＤｏｗ ＥＴＨＡＦＯＡＭ（商標）（ポリエチレン発泡体、２.７ｐｃｆ（約４３.２５ｋｇ／ｃｍ^３）である。これらのシステムの両者は、静置しているときには比較的柔らかくそして衝撃の遮音性について多少の弾力性をもたらし、０.２５インチ（約０.６４ｃｍ）および０.４０インチ（約１ｃｍ）の厚さの材における空気剛性の追加の効果は、システムが静置していないときに、システムを非常に剛くしそして衝撃の遮音性の量を制限する。システムは静置しているときには柔らかいため、仕上げ床を十分に支持することができず、そして比較的厚い（７／１６インチ（約１.１１ｃｍ））のガラスメッシュのモルタルボード例えばＷｏｎｄｅｒｂｏａｒｄと呼ばれる製品が材の頂部に使用されて、グラウト、タイルおよび他の仕上げ床がクラッキングすることを防ぐための剛性をもたらす。別の方法として、比較的厚い（１１／４インチ（約７ｃｍ））補強したモルタルベッドが弾性のあるマットの頂部に設置されねばならない。

他の周知の遮音性システムは、下張り床の上にパッドまたは台板を置き、次に木製の横梁を遮音性のパッドまたは台板上に置き、そして合板のデッキを横梁に固定して二次的な下張り床を形成する。しばしば、遮音性ガラス繊維が、横梁の間に画成される凹みに置かれる。注入またはシートタイプの下敷材料が、次に二次的の下張り床に置かれる。このシステムは、音の伝達を減らすため音響的に有効であるが、床の厚さを約６インチ（約１５ｃｍ）厚くする。この厚さは、ほとんどの商業用および複数のファミリータイプの居住者用建築物では望ましいものではない。

他の防音性床材料は、Ｃｈｉｃａｇｏ，ＩｌｌｉｎｏｉｓのＵｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ Ｇｙｐｓｕｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（ＵＳＧ）により名称ＬＥＶＥＬＲＯＣＫ（商標）の下で販売されている注入硬化下敷を含む。ＬＥＶＥＬＲＯＣＫ下敷は、焼き石膏、ボートランドセメントおよび結晶性シリカの混合物である。ＬＥＶＥＬＲＯＣＫ下敷は、下敷と下張り床との間に配置される減音マット（ＳＲＭ）により使用されてきている。このようなマットは、ポリマー性材料から作られ、そして典型的な例として、薄いメッシュにより一緒に保持されている中空の円筒体状の形状のマトリックス状物である。音の伝達を減衰するのに使用される他の材料は、同じく名称ＬＥＶＥＬＲＯＣＫ（商標）の下のＣｈｉｃａｇｏ，ＩｌｌｉｎｏｉｓのＵＳＧによって販売されているＳｏｕｎｄ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ Ｂｏａｒｄ（ＳＲＢ）である。ＳＲＢは、人工のガラス質繊維およびミネラルの混合物であり、スラグウール繊維、膨張したＰｅｒｌｉｔｅ、澱粉、セルロース、カオリンおよび結晶性シリカを含む。

しかし、周知の防音床システムは、５０より高くそして５５−６０の望ましい範囲内のＩＩＣ値を常に達成することができなかった。従って、上記のデザインのパラメーターに適合する改善された減音床が望まれている。

上記の目的は、本発明の遮音性床下敷システムにより達することができ、その特徴は、拡大した減音性、許容できる床構造の完全さの維持にあり、そして比較的低い断面を維持できる。これらの目的が達成される方法の１つは、材料の複数の層の複合下敷を用意することであり、それぞれの層は、層の間そして基本的には床を通る音のエネルギーの伝達の量を減らす不連続な音の性質を有する。さらに、材料の配置および選択は、衝撃の負荷を、比較的弾力性の材料の圧縮をなくすように分布させる。

さらに詳細には、本発明は、下張り床と注入下敷を備えた仕上げ床との間に配置されるように形成された防音材を提供し、下張り床上に配置された減音マットである第１層、該第１層の上に置かれそして繊維状材料のシートおよび高い内部減衰係数を備えた高密度の柔らかいかさ高の材料のウエブの１つである第２層、該第２層の上に置かれそして繊維状材料のシートおよび高い内部減衰係数を備えた高密度の柔らかいかさ高の材料のウエブのなかで第２層とは異なる第３層を含む。

他の態様では、防音床下敷システムは、下張り床と仕上げ床との間に配置されるように形成され、そして下張り床の上に配置された減音マットである第１層を含む。第２層は、第１層の上に置かれ、第１層とは不連続な材料から作られ、均一であり、そしてクッション性および音吸収性をもたらす。第３層は、第２層の上に置かれ、第２層とは不連続な材料から作られ、そして均一であり、圧縮抵抗性である。

本発明の防音下敷システムの好ましい態様を含む床の欠切斜視平面図である。 図１の下敷システムの概略縦断面である。 図１の下敷システムの別の態様の概略縦断面である。 図１の下敷システムの第二の別の態様の概略縦断面である。 図１の下敷システムの第三の別の態様の概略縦断面である。

図１および図２について、本発明の床システムは、１０と広く名付けられ、そして当業者に知られているように典型的な例として注入コンクリートまたは合板の少なくとも１層として概略的に示されている下張り床１２を有する建築物で使用される。上記では、２つの例のみが開示されているに過ぎないが、従来用いられている下張り床の任意の材料が、本発明の床システム１０に好適に使用できる。当業者にとり周知のように、下張り床は、典型的な例として木材、鋼またはコンクリートから製造される梁（図示せず）により支持される。

本発明の床システム１０は、下張り床１２と仕上げ床１６（典型的な例としてセラミックタイル、ビニルタイル、硬木またはカーペット以外の他の硬い材料である）との間に配置される、１４と広く名付けられた防音床下敷を含む。接着層１７例えばモルタル、マスチックまたは化学接着剤は、仕上げ床１６を下敷１４へ確保する。

下張り床１２の上に配置された第１層１８は、ポリマー性材料から製造され、そして下張り床１２に面している下方の複数の末端２２を有する間隔の開いた好ましくは平行な複数の列の配列に配置された、複数の開口を有する中空円筒体２０として形成される減音マット（ＳＲＭ）である。円筒体２０は、ポリマー性格子２６により相対する末端２４で合わされて保持される。３つの機能がＳＲＭ層１８によりもたらされる。それは、水または蒸気のバリヤーを提供し、円筒体２０は床システムの騒音または衝撃を和らげ衝撃力を吸収し、そしてそれは材料の不連続性の１つのレベルをもたらし実質的に接触面積を減少させる（後者は床システム１０を経る音の伝達を低下させるのに重要なファクターである）。

好ましいＳＲＭは、ＬＥＶＥＬＲＯＣＫ（商標）ＳＲＭ−２５減音マットの下でＵＳＧから販売されており、円筒体２２を形成するポリエチレンの芯と、格子２６を形成するポリエチレン布帛とを有する。格子２６は、また好ましくは、図１で断片状に示されているテクスチャーのついた上面２７を有する。上記の構成が好ましいものと考えられるが、騒音や衝撃を和らげる蒸気バリヤーおよび不連続な材料を提供する他の材料も使用できる。より望ましくない防音性を提供する例の１つは、上記で別の水不透過性のマットとして使用される、上記のナイロン不織布または被覆されたワイヤーマット例えばＣｏｌｄｂｏｎｄ，Ｉｎｃ．Ｅｎｋａ，Ｎ．Ｃ．により製造されるＥＮＫＡＳＯＮＩＣ Ｎｏ．９１１０マットである。

防音下敷１４の第２層は、２８と広く名付けられ、そして好ましくは均一な厚さおよび構成の繊維状材料のシートである。本発明では、「均一」は、実質的に均一な高さまたは厚さを有しそしてその断面において実質的に均一であって、全体を通して一定したショックおよび音の吸収を行うシートをいう。好ましくは、第２層２８は、約１／４インチ（約０.６４ｃｍ）の高さまたは厚さおよび１立方フィートあたり約３ポンド（約４８.０６ｋｇ／ｍ^３）の密度を有するガラス繊維のシートである。第２層２８は、好ましくは接着剤または他の固定材なしに、ＳＲＭ１８の上に緩く配置される。第２層２８の他の重要な特徴は、それがＳＲＭ１８と不連続であるということである。そのため、床システム１０を通って伝達される音のエネルギーは、それが層１８，２８を通って進むにつれて減衰および／または消失する。

防音下敷１４の第３層は、３０と広く名付けられ、そして好ましくは、高い内部減衰係数を有する高密度の柔らかいかさ高の材料である。本発明では、「高密度」は、２２−７２ｐｃｆ（約３５２−１１５３ｋｇ／ｃｍ^３）の好ましい範囲の密度をいうが、１０ｐｃｆ（約１６０ｋｇ／ｃｍ^３）で始まりそして７２ｐｃｆ（約１１５３ｋｇ／ｃｍ^３）を越える密度を好適と考える。本発明の目的のために、「高い内部減衰係数」は、１０００Ｈｚで０.０１以上の係数をいう。このような材料は、第２層と不連続である。さらに、層３０で使用される材料は、繊維状の第２層２８の圧縮を防ぐ。

好ましくは、第３層は、少なくとも３０重量％のスラグウール繊維、４０重量％以下の膨張したＰｅｒｌｉｔｅ，１５重量％より少ない澱粉、少なくとも５重量％のセルロースおよび１０重量％より少ないカオリンおよび５重量％より少ない結晶性シリカの組成を有するＳｏｕｎｄ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ Ｂｏａｒｄのシートとして提供される。成分は、混合され、スラリーに形成され、シートに形成され、そして乾燥される。このようなＳＲＢの好適なタイプは、ＬＥＶＥＬＲＯＣＫ（商標）ＳＲＢブランドの下でＵＳＧにより販売されているが、ＳＲＢの同等なタイプも市販されている。ＳＲＢ３０は、好ましくは、接着剤または固定材なしで第２層２８の上に置かれる。

図３について、別の減音下敷が１４ａと広く名付けられ、そして下敷１４と同じコンポーネントでは、同じ参照番号が名付けられる。下敷１４では、繊維状の層２８はＳＲＢ層３０の下にあることが好ましいが、下敷１４ａでは、これらの層の配置は逆であり、ＳＲＢはＳＲＭ１８の上に直接置かれる。

図４について、減音下敷１４の別の態様が１４ｂと広く名付けられ、下敷１４，１４ａと同じコンポーネントは、同じ参照番号により名付けられる。下敷１４ｂでは、３０′と名付けられる第３層におけるＳＲＢと代わる材料は、セメント質またはセメントのボード、例えばＵＳＧにより製造されるＤＵＲＯＣＫ（商標）ブランドのセメント下敷ボードである。このボードは、参考として引用される米国特許４９１６００４の方法に従って製造される。要約すると、凝集したポートランドセメントのスラリーは、ポリマー被覆ガラス繊維と組み合わされ前面、背面および縁を取り囲まれる。

ＳＲＢボードの場合と同じく、ＤＵＲＯＣＫ（商標）ブランドのセメント質のボードは、好ましくは、繊維質の層２８の上に配置されるが、繊維質の層が第３層３０′の上に置かれることも含まれる。ＤＵＲＯＣＫ（商標）ブランドセメント質ボードは、第３層３０′として使用されるとき、ＳＲＢと同様に、繊維質層２８およびＳＲＭ層１８と音響的に不連続であることも理解されるだろう。ＤＵＲＯＣＫ（商標）ブランドセメントボードが適していない場合には、第３層３０、３０′が、高い内部減衰係数を有する注入される硬化可能な高密度の柔らかいかさ高の材料、例えばＵＳＧにより供給されるＤＵＲＯＣＫ（商標）ブランド処方物の形で用意されることも含む。ＤＵＲＯＣＫ（商標）材料に代わる材料は、ＵＳＧにより製造されるＦＩＢＥＲＯＣＫ（商標）ブランド耐水性繊維補強下地パネルである。

上記の低い断面の問題を解決するために、層１８、２８および３０または３０′（図２）の組み合わせた高さまたは厚さ「Ｔ」が、１インチ（約２.５４ｃｍ）以下であることが好ましい。より詳細には、ＳＲＭ１８は好ましくは１／４インチ（約０.６４ｃｍ）であり、繊維質層２８は好ましくは１／４インチ（約０.６４ｃｍ）であり、ＳＲＢ３０は好ましくは３／８インチ（約０.９５ｃｍ）であり、そしてＤＵＲＯＣＫ（商標）ブランドボード３０′は好ましくは１／２インチ（約１.２７ｃｍ）である。これらは、これらの材料について通常利用できる厚さであるが、他の寸法も、用途に応じて特定の層について好適でありしかも「Ｔ」厚さの全部が１インチ（約２．５４ｃｍ）を越えない限り、含まれる。

一度防音下敷１４が下張り床１２の上に組み立てられると、好ましい態様では、硬化可能な下敷の注入層３２が、第３層の上面３４に適用される。好ましい態様では、注入された下敷３２は、少なくとも８５重量％の焼き石膏（ＣａＳＯ_４１／２Ｈ_２Ｏ）、１０重量％より少ないポートランドセメントおよび５重量％より少ない結晶性シリカの組成を有するＵＳＧ ＬＥＶＥＬＲＯＣＫ（商標）床下敷２５００である。下敷３２の硬化後、仕上げ床１６を、当業者に周知のように、適用する。実際には、繊維質層２８中へ移動する硬化可能な下敷の傾向によって、下敷１４は、下敷１４ａのそれへの多くの適用において好ましいものと考えられる。

本発明の好ましい用途では、下敷１４に関して、ＩＩＣ値は、ＡＳＴＭ Ｅ４９７によるフルスケールテストを使用して測定され、そして５５−６０ ＩＩＣの決められている要求値に合致するかまたはそれを越えることが分かった。

何れの処方においても、剛い高密度の下敷の下に非常に減衰性の柔らかいかさ高の材料を設けることは、最初の音響の振動を減衰させ、従って床システムの全体の性能を改善することになる。

図５について、本発明の床システムの他の態様は、４０と広く名付けられる。上記の態様と同じコンポーネントは、同じ参照番号で名付けられる。繊維質の材料例えば層２８に関して上述されたガラス繊維または他の不織材料の層４２は、下張り床１２の上に配置される。層２８の場合と同じく、繊維質の材料は均一であり、そして高さまたは厚さが約１／４インチ（約０.６４ｃｍ）である。次に、層４２は、注入される硬化可能な下敷３２、例えば上記のＬＥＶＥＬＲＯＣＫ（商標）下敷によりカバーされる。仕上げ床１６は、次に上記のようにＬＶＥＬＲＯＣＫ（商標）下敷３２の上に置かれる。

本発明の防音下敷システムが上記の要求を解決し、そして床間の音のエネルギーを吸収するために不連続の材料のいくつかの薄い層を特徴とする低い断面のシステムを提供することが分かるだろう。また、床の構造上の完全さは維持され、一方ショックを吸収する特性ももたらされる。

本発明の防音床下敷システムの特定の態様が記述されてきたが、変化および改変が、そのより広い局面および請求の範囲に定められた本発明から離れることなく、なされうることは、当業者により理解されるだろう。

１０ 床システム
１２ 下張り床
１４ 下敷
１４ａ 下敷
１４ｂ 下敷
１６ 仕上げ床
１７ 接着層
１８ ＳＲＭ層
２０ 円筒体
２２ ２０の末端
２４ ２０の末端
２６ ポリマー性格子
２７ ２６の上面
２８ 第２層
３０ 第３層
３０′ 第３層
３２ 下敷
３４ ３０の上面
４０ 床システム
４２ 繊維質材料の層

Claims (16)

1. 下張り床の上に配置された減音マットである第１層、
   該第１層の上に置かれそして繊維状材料のシートおよび高い内部減衰係数を有する高密度の柔らかいかさ高の材料のウエブのなかの何れかである第２層、および
   該第２層の上に置かれそして繊維状材料のシートおよび高い内部減衰係数を有する高密度の柔らかいかさ高の材料のウエブの何れかで第２層とは異なる第３層からなることを特徴とする下張り床と注入下敷を備えた仕上げ床との間に配置されるために形成された防音材。
2. 該減音マットが、ポリマー性ウエブにより一端で一緒に結合している複数の中空の円筒体からなる請求項１の防音材。
3. 該複数の中空の円筒体が、複数の円筒体の複数の末端が下張り床に面するように、該ポリマー性ウエブにより一緒に保持されるほぼ平行な複数の列のマトリックス状に配置されている請求項２の防音材。
4. 該繊維状材料のシートがガラス繊維である請求項１の防音材。
5. 該ガラス繊維シートが均一である請求項４の防音材。
6. 繊維状材料の該シートが、高さ約１／４インチ（約０.６４ｃｍ）でありそして３ｐｃｆ（約４８.０６ｋｇ／ｃｍ^３）の密度を有する請求項１の防音材。
7. 該高い内部減衰係数を有する高密度の柔軟な塊の材料が、減音ボードおよびセメント質ボードから本質的になる群から選ばれる請求項１の防音材。
8. 組み合わされた該３つの層が、１インチ（約２．５４ｃｍ）以下の高さを有する請求項１の防音材。
9. 該第１層、第２層および第３層のそれぞれが、隣接する層から音響的に不連続な材料から製造される請求項１の防音材。
10. 該防音材の上に注入される該下敷の設置により、少なくとも５５−６０の範囲のＩＩＣを有する複合床下敷が形成される請求項１の防音材。
11. 下張り床の上に配置された減音マットである第１層、
    該第１層の上に配置されそして該第１層から不連続の材料から製造されそして均一でありそしてクッション性および音吸収性をもたらす第２層、および
    該第２層の上に配置されそして該第２層から不連続である材料から製造されそして均一でありそして圧縮抵抗性である第３層からなることを特徴とする下張り床と仕上げ床との間に配置されるように形成された防音床下敷システム。
12. 該第１層、第２層および第３層が１インチ（約２.５４ｃｍ）以下の合計の高さを有する請求項１１の防音床システム。
13. 該第３層の上に配置された注入されかつ硬化可能な材料の層をさらに含む請求項１１の防音床システム。
14. 該第２層および該第３層が、それぞれ、均一性ガラス繊維のシート、減音ボードおよびセメント質ボードの異なる１つである請求項１１の防音床システム。
15. 下張り床の上に配置される繊維状材料の均一なシート、および
    該繊維状材料の上に直接配置された硬化可能な材料の注入した下敷からなることを特徴とする下張り床の上でしかも仕上げ床の下で使用される防音床システム。
16. 該繊維状材料が３ｐｃｆ（約４８.０６ｋｇ／ｃｍ^３）の密度のガラス繊維である請求項１５の防音床システム。

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