JP2015117550A

JP2015117550A - 内装材

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Publication number: JP2015117550A
Application number: JP2013263112A
Authority: JP
Inventors: 勝夫柳沼; Katsuo Yaginuma; 康一稲留; Koichi Inatome; 勝行中野; Katsuyuki Nakano; 周太川又; Shuta Kawamata; 哲也菅田; Tetsuya Sugata
Original assignee: Fukuvi Chemical Industry Co Ltd; Kaneka Corp; Okumura Corp
Current assignee: Fukuvi Chemical Industry Co Ltd; Kaneka Corp; Okumura Corp
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2015-06-25

Abstract

【課題】安定的かつ確実な遮音性能を達成することが可能であると共に、熟練を要することなく簡便に施工することが可能で、どのような立地条件でも均質的に遮音効果を発現させることができる内装材を提供する。【解決手段】室間を仕切る戸境壁２の各室内に面する当該壁の表面に取り付けられる内装材４であって、板状断熱材５と板状仕上げ材６の間に板状挿入材７を挟んで積層し、挿入材と断熱材が向かい合う面同士及び挿入材と仕上げ材が向かい合う面同士を接着剤により一体に接着することにより構成され、挿入材の振動に対する損失係数は、断熱材及び仕上げ材よりも大きい。【選択図】図２

Description

本発明は、安定的かつ確実な遮音性能を達成することが可能であると共に、熟練を要することなく簡便に施工することが可能で、どのような立地条件でも均質的に遮音効果を発現させることができる内装材に関する。

図１に示す鉄筋コンクリート造の共同住宅などでは、外周壁１を断熱する際に、床や、室間を仕切る戸境壁２が外周壁１と接する部位で熱橋となる。断熱性能によっては、熱橋対策として、戸境壁２には所定長さ以上で断熱３が施される。

建物の断熱工法には図５に示すように、戸境壁２の所要部分に、断熱材（例えば、発泡プラスチック系断熱材）ａと仕上げ材（例えば、石こうボード）ｂを一体化した成形板ｃを貼り付ける方法がある。すなわち、断熱材ａと仕上げ材ｂで構成した断熱複合板（成形板）ｃを接着剤で戸境壁２に貼り付ける方法である。

しかし、断熱複合板ｃを貼り付けた場合、貼り付け前の戸境壁２単体（コンクリート壁単体）に比べ、遮音性能が低下することがある。共同住宅等の遮音性能は、プライバシー確保や外部騒音の侵入を防止する観点から、目標値を定めて建築計画されることが多いが、断熱複合板ｃを施工することによって、目標とする遮音性能を得ることができないといった問題が生じるおそれがあった。

具体的に説明すると、現在流通している発泡プラスチック系断熱材ａと石こうボードｂを組み合わせた断熱複合板ｃをコンクリート壁２（戸境壁相当）に施工した場合、図６に示すように、５００Ｈｚ帯域〜２０００Ｈｚ帯域において、コンクリート壁２単体の遮音性能よりも、性能が低下、すなわち遮音欠損してしまう。これは、特定の周波数で、断熱複合板ｃの共振によって振動が増幅し、これに伴って放射音も増幅するためである。

図６は、住戸間の遮音性能測定例である。コンクリート壁２単体ではJIS A 1419-1に規定されている室間音圧レベル差の単一評価量はDr-50 （日本建築学会遮音性能基準：１級）であるが、当該コンクリート壁２に断熱複合板ｃを施工した場合では、Dr-45 （日本建築学会遮音性能基準：２級）となり、１ランクの性能低下を生じている。このため、戸境壁２などの遮音上重要な部位に適用することは、目標値を達成する意味で採用できないという問題があった。

遮音欠損が生じる（特定の周波数で遮音性能が低下する）原因は、図７の内装材の振動モデルに示すように、断熱複合板ｃが、断熱材ａをバネ、仕上げ材ｂを質量とした振動系を構成することによる共振現象である。断熱材ａと仕上げ材ｂの組み合わせにより、特定の周波数で共振現象を生じ、振動が増幅する。振動が増幅する周波数は、式（１）により推定することができる。また、振動が伝達される板材（隣室の断熱複合板ｃ）からの音響放射は、式（２）で求めることができる。

コンクリート壁２で隔てられる隣室がまったく同一の空間（放射面積と室内の吸音状態、容積が同じ）である場合、音響放射を考えると、放射音圧レベルは振動加速度レベルの当該板材ｃの放射係数によって決定される。振動が増加することは、放射音圧レベルを増加させることにつながる。共振現象により特定の周波数の振動が増加することに伴い、受音室側の放射音圧レベルも増加することになるので、遮音性能が低下することになる。

図７に示した振動系に新たな振動系を付加することで、共振ピークの発現を抑制することを目的に、接着剤の塗布をＺ型等にする技術が特許文献１に示されている。特許文献１の「内装ボードの直貼り構造」は、直貼り構造の有する施工の容易性を極力損なうことなく、中音域での遮音欠損を改善でき、かつ、場合によっては、高音域での遮音欠損をも同時に改善できて、遮音効果に優れた内装ボードの直貼り構造を提供することを課題とし、室内用の内装ボードが、躯体壁の内面に対して内装ボードの厚み方向に間隔を置いた状態で接着剤により直接貼着されている内装ボードの直貼り構造において、接着剤による接着部は、内装ボードの接着面に沿って長さを有する連続線分形状に接着剤を配置した線分接着部の複数からなり、隣り合う線分接着部どうしは、非平行状態に配置してある構成である。

特開２００２−１２１８７９号公報

背景技術では、接着剤の塗布の仕方によって効果が異なることは容易に推察され、安定した遮音性能を得るためには、十分な施工管理が必要であり、言い換えれば、当該工法に精通した作業者によって施工する必要があると考えられる。

また、接着構造で性能を担保するやり方では、戸境壁２に貼り付けられる断熱複合板ｃの大きさが物件の立地条件により変わることを考慮すると、必要な遮音性能を確保するにあたり、不確定要素が多いと言え、根本的な課題解決手段とはなっていない。

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、安定的かつ確実な遮音性能を達成することが可能であると共に、熟練を要することなく簡便に施工することが可能で、どのような立地条件でも均質的に遮音効果を発現させることができる内装材を提供することを目的とする。

本発明にかかる内装材は、室間を仕切る壁の各室内に面する該壁の表面に取り付けられる内装材であって、板状断熱材と板状仕上げ材の間に板状挿入材を挟んで積層し、該挿入材と該断熱材が向かい合う面同士及び該挿入材と該仕上げ材が向かい合う面同士を接着剤により一体に接着することにより構成され、上記挿入材の振動に対する損失係数は、上記断熱材及び上記仕上げ材よりも大きいことを特徴とする。

前記挿入材のヤング係数は、前記断熱材及び前記仕上げ材よりも小さいことを特徴とする。

前記断熱材は、発泡プラスチック系材料で形成され、前記挿入材は、軟質塩化ビニル系発泡材で形成されることを特徴とする。

前記断熱材の全面が前記壁の表面に接着されることを特徴とする。

本発明にかかる内装材にあっては、安定的かつ確実に優れた遮音性能を達成することができると共に、熟練を要することなく簡便に施工することができ、どのような立地条件でも均質的に遮音効果を発現させることができる。

内装材の一般的施工例を示す概略平面図である。本発明に係る内装材の好適な一実施形態を示す側断面図である。内装材の振動伝達率レベルの算出例を示すグラフ図である。図２に示した本実施形態に係る内装材の各種実施例に対する音響透過損失測定結果を示すグラフ図である。従来の内装材（断熱複合板）の側断面図である。図５に示した内装材の一例に関する遮音性能測定結果を示すグラフ図である。従来周知の内装板の振動モデルを示す図である。

以下に、本発明にかかる内装材の好適な実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。図２は、本実施形態に係る内装材の側断面図、図３は、内装材の振動伝達率レベルの算出例を示すグラフ図、図４は、図２に示した本実施形態に係る内装材の各種実施例に対する音響透過損失測定結果を示すグラフ図である。

本実施形態に係る内装材４は基本的には、室間を仕切る壁、例えば戸境壁２の各室内に面する壁２の表面２ａに取り付けられる内装材４（図１参照）であって、板状断熱材５と板状仕上げ材６の間に板状挿入材７を挟んで積層し、挿入材７と断熱材５が向かい合う面同士及び挿入材７と仕上げ材６が向かい合う面同士を接着剤により一体に接着することにより構成され、挿入材７の振動に対する損失係数は、断熱材５及び仕上げ材６よりも大きいものである。

挿入材７のヤング係数は、断熱材５及び仕上げ材６よりも小さいことが好ましい。断熱材５は、例えば発泡プラスチック系材料で形成され、挿入材７は、例えば軟質塩化ビニル系発泡材で形成される。断熱材５の全面が壁２の表面２ａに接着され、これにより内装材４は壁２に取り付けられる。

断熱材５は、必要とされる断熱性能によって種類と厚さが決定される。性能面やコスト面から、発泡プラスチック系断熱材が採用されることが多い。仕上げ材６は、採用される部位によって異なるが、一般的な居室には、石こうボードが採用される。

挿入材７には例えば、ゴム材や発泡ポリエチレン、軟質塩化ビニル、軟質塩化ビニル発泡材、熱可塑性エラストマー及びその発泡材等を用いることができる。挿入材７には後述するように、振動に対する損失係数が大きく、ヤング係数が小さく、そしてまた施工性の観点から、軽量かつ加工しやすいことが求められるためである。

断熱材５と挿入材７の向かい合う面同士は、それらの全面が接着剤で貼り合わされる。同様に、仕上げ材６と挿入材７の向かい合う面同士も、それらの全面が接着剤で貼り合わされる。これにより、断熱材５、挿入材７及び仕上げ材６が一体化された内装材４が構成される。接着剤の塗布については、従来通りの方法で行えばよい。

断熱材５の厚さは、一定とされる。挿入材７及び仕上げ材６の板厚もそれぞれ、一定とされる。これら断熱材５、挿入材７及び仕上げ材６のうち、断熱材５の板厚が最も厚く、挿入材７及び仕上げ材６の板厚については、挿入材７が発現する損失係数を考慮して、どちらを厚くしてもよい。後述する実施例で例示するように、挿入材７の厚さは、厚ければ厚いほど、内装材４の損失係数が大きくなり、効果的に遮音性能を向上することができる。

図２に示すように、本実施形態に係る内装材４は、音響放射部位である仕上げ材６の裏側に、仕上げ材６及び断熱材５よりも、振動に対する損失係数が大きい材質の挿入材７が設けられる。そしてこの挿入材７により、共振現象に対する振動増幅を抑制する、従って振動増幅による放射音の増大を抑制することができるように構成されている。

遮音欠損の原因は、内装材４自身における共振現象にあるため、内装材４の振動系（図７参照）の減衰を大きくする（損失係数を大きくする）ことで、共振による振動増幅を抑制し、遮音欠損を改善することができる。

詳細には、被振動面は仕上げ材６となるため、挟み込む挿入材７は仕上げ材６と密着することが望ましい。また、挿入材７が仕上げ材６の振動を減衰するためには、仕上げ材６と接着した面の反対側を、挿入材７よりも硬質な材料に密着させることが望ましい。

すなわち、挿入材７はその両面が仕上げ材６及び断熱材５に対し、接着剤によって密着固定されることが望ましく、かつ、仕上げ材６及び断熱材５よりもヤング係数が小さい（硬質でない）材料であることが必要である。本実施形態に係る内装材４の振動伝達率は、式（３）により求めることができる。

式（３）を用いて、損失係数の違いによる振動伝達率レベル（＝２０log₁₀（Ｔ））を求めた例を図３に示す。図３中、縦軸は振動伝達率レベル（ｄＢ）、横軸は[ （周波数ｆ）／（共振周波数ｆｎ）] である。

図３より、損失係数を大きくすることで、共振周波数における振動増幅を抑制できることがわかる。これより、内装材４に、仕上げ材６や断熱材５と比較して損失係数の大きい挿入材７を組み込んで、内装材４全体の損失係数を大きくし、振動増幅量を抑制することが遮音欠損に対して効果的であることが理解される。被振動面は、仕上げ材６となるので、追加する挿入材７は仕上げ材６と密着させる。

挿入材７に求められる特長は次の通りである。
（１）仕上げ材６や断熱材５と比較して、損失係数が大きい材料であること
（２）被振動面が仕上げ材６となることから、挿入材７が仕上げ材６と密着することが重要であり、従って、断熱材５、特に仕上げ材６との接着性がよいこと
（３）施工効率を低下させないために、カッターナイフなどの汎用の工具で容易に切断可能な材料であること
以上の特長を満たす挿入材７であれば、従来と遜色がなく、遮音性能に優れた内装材４としての断熱複合板を構成することができる。

断熱材５と挿入材７の関係については、実施例で詳述するが、断熱材５のヤング係数と挿入材７のヤング係数の比（断熱材５／挿入材７）が小さいと、挿入材７による損失を十分に得ることができない。言い換えると、ヤング係数が断熱材５よりも挿入材７の方が小さく、そして当該比を大きくすることにより、内装材４自体としての損失係数を増加させることができる。

図７に示した振動モデルで質量として扱う仕上げ材６との関係でも、ヤング係数が仕上げ材６よりも小さい挿入材７を用いることで、損失係数を増加させることができる。

以上のことから、挿入材７と仕上げ材６及び断熱材５とは、それらの損失係数やヤング係数の差が大きいほど遮音性能が向上する。但し、挿入材７のヤング係数は、仕上げ材６を支持できる程度以上の大きさが必要である。

《実施例》
図２に示すように、断熱材５は、発泡プラスチック系断熱材であるＡ種押出法ポリスチレンフォーム保温板３種ｂ（厚さ２０ｍｍ）であり、仕上げ材６は、石こうボード（厚さ９．５ｍｍ）であり、挿入材７は、軟質塩化ビニル系発泡材[発泡倍率６倍]（厚さ９ｍｍ）である。

挿入材７に採用した軟質塩化ビニル系発泡材は、共同住宅等の共用廊下や屋内階段などにおける歩行音対策のために、床ビニルシートの下地材として用いられているものである。断熱材５及び仕上げ材６との接着性が良く、カッターナイフ等の汎用の工具で切断可能な材料である。断熱材５及び仕上げ材６は、従来の断熱複合板に使用されている材料である。表１には、各材料単体の振動に対する損失係数・ヤング係数等が示されている。

表１に示した各材料を一体化した本実施例に係る内装材４の減衰性能である損失係数（実測値）が表２に示されている。挿入材は、３ｍｍ（ケース２）、６ｍｍ（ケース３）、９ｍｍ（ケース４）の場合を示している。また、挿入材なし（ケース１）は、従来品である。

表２から、挿入材７を組み合わせることにより、内装材４の損失係数を、従来品よりも大きくできることが分かる。挿入材７の厚さが増すほど、損失係数は増加する。ケース２では、従来品の約２倍、ケース４では、従来品の約６倍となっている。

ケース１からケース４について、コンクリート壁２（厚さ１８０ｍｍ）に片面施工（内装材４を全面接着）し、JIS A-1416:2000 「実験室における建築部材の空気音遮断性能の測定方法」により音響透過損失試験を実施した。その結果を図４に示す。縦軸は音響透過損失（ｄＢ）であり、横軸は１／３オクターブバンド中心周波数（Ｈｚ）である。

従来品（ケース１）に比べ、挿入材７を組み合わせたケース２，ケース３，ケース４はいずれも、コンクリート壁２単体の場合と比較して、遮音性能の低下量が少なくなっており、すなわち従来品よりも音響透過損失が大きくなっており、遮音性能を向上することができている。因みに、挿入材７の厚さが９ｍｍであるケース４は、コンクリート壁２単体と同等であることが分かる。

断熱材５と挿入材７の関係について、以下に説明する。表３に示す断熱材５と挿入材７の組み合わせによる損失係数の変化を、表４及び表５に示す。表４は、断熱材５がＡ種押出法ポリスチレンフォーム保温板３種ｂの場合であり、表５は、断熱材５がビーズ法発泡ポリプロピレンの場合である。比較のために用いる挿入材７は、軟質塩化ビニル系発泡材[発泡倍率４倍]と、軟質塩化ビニル系発泡材[発泡倍率６倍]である。

断熱材５をＡ種押出法ポリスチレンフォーム保温板３種ｂとした場合には、断熱材５と挿入材７のヤング係数の比が７倍（発泡倍率４倍）や４８倍（発泡倍率６倍）となり、挿入材７により内装材４の損失係数が大きく増加する。

これに対し、断熱材５をビーズ法発泡ポリプロピレンとした場合は、断熱材５と挿入材７のヤング係数の比が０．２倍（発泡倍率４倍）や１．４倍（発泡倍率６倍）程度であり、発泡倍率４倍であると断熱材５よりもヤング係数が小さく、このため、表５の「挿入材なし」と「軟質塩化ビニル系発泡材[発泡倍率４倍]」を比較して理解できるように、挿入材７を組み合わせても内装材４の損失係数が増加しない場合もあって、効果的ではない。

この結果から、挿入材７の組み合わせにより内装材４の損失係数の増加を図るためには、断熱材５と挿入材７のヤング係数の比が最低でも１．４倍は必要であり、比が大きいほど効果的であることが分かる。もちろん、仕上げ材６よりも挿入材７のヤング係数は小さい。

挿入材７の厚さについて、表６を用いて説明する。表６には、各種厚さの軟質塩化ビニル系発泡材[発泡倍率６倍]を内装材４に組み込んだ場合における各内装材４の損失係数を示している。表６には、併せて、図４に示した音響透過損失の測定結果をJIS A 1419-1:2000 「建築物及び建築部材の遮音性能の評価方法−第１部：空気音遮断性能」に規定されている評価曲線で評価した結果（Ｒｒ数）も示されている。

各周波数帯域の値それぞれで評価曲線の値以上であれば、評価曲線の性能（Rr-50 等のＲ値）を満たすとしている。また、Ｒｒ値は、５ｄＢピッチで評価するが、１ｄＢピッチで評価した性能をＲｒ数としている。

表６から理解されるように、挿入材７の厚さが厚いほど、損失係数が大きくなり、Ｒ数も大きくなっていて、優れた遮音性能を確保することができる。

以上説明したように本実施形態に係る内装材４にあっては、板状断熱材５と板状仕上げ材６の間に板状挿入材７を挟んで積層し、挿入材７と断熱材５が向かい合う面同士及び挿入材７と仕上げ材６が向かい合う面同士を接着剤により一体に接着することにより構成され、挿入材７の振動に対する損失係数が断熱材５及び仕上げ材６よりも大きいので、特殊な接着構造を採用する背景技術とは異なり、そしてまた挿入材７を備えない断熱複合板に比して、安定的かつ確実な遮音性能を達成することができる。

また、戸境壁等のコンクリート壁２への接着についても、特殊な接着構造によることなく、従来通りの方法を適用して、熟練を要することなく簡便に施工することができる。そして、どのような立地条件でも均質的に遮音効果を発現させることができる。

挿入材７のヤング係数が、断熱材５及び仕上げ材６よりも小さいので、内装材４の損失係数を増加させることができて、遮音性能をさらに向上することができる。

断熱材５は、発泡プラスチック系材料で形成され、挿入材７は、軟質塩化ビニル系発泡材で形成されるので、内装材４を低コストかつ施工性良好に構成することができる。

断熱材５の全面を壁２の表面２ａに接着するようにしたので、内装材４が発現できる高い遮音性能を均質的に、確実かつ十分に発揮させることができる。

さらに、挿入材７と仕上げ材６及び断熱材５とを高い接着力で接着するために、挿入材７の表面に不織布を設けるようにしてもよい。遮音性能は、挿入材７によって確保されるので、断熱材５を用いることなく、当該挿入材７を戸境壁（コンクリート壁）２に直接接着するようにしても良い。

内装材４は戸境壁２の表面２ａに取り付けられるが、当該戸境壁２の仕上げを平坦にするために、戸境壁２に内装材４が納まる窪みを形成するようにしてもよい。さらに、本実施形態に係る内装材４は、壁２の両面の一方のみに貼り付けて設けるようにしても良いことはもちろんである。

２戸境壁（コンクリート壁）
２ａ壁の表面
４内装材
５板状断熱材
６板状仕上げ材
７板状挿入材

Claims

室間を仕切る壁の各室内に面する該壁の表面に取り付けられる内装材であって、板状断熱材と板状仕上げ材の間に板状挿入材を挟んで積層し、該挿入材と該断熱材が向かい合う面同士及び該挿入材と該仕上げ材が向かい合う面同士を接着剤により一体に接着することにより構成され、上記挿入材の振動に対する損失係数は、上記断熱材及び上記仕上げ材よりも大きいことを特徴とする内装材。
前記挿入材のヤング係数は、前記断熱材及び前記仕上げ材よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の内装材。
前記断熱材は、発泡プラスチック系材料で形成され、前記挿入材は、軟質塩化ビニル系発泡材で形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の内装材。
前記断熱材の全面が前記壁の表面に接着されることを特徴とする請求項１〜３いずれかの項に記載の内装材。