JP3623655B2

JP3623655B2 - 壁パネル

Info

Publication number: JP3623655B2
Application number: JP12914598A
Authority: JP
Inventors: 大平杉田
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1998-05-12
Filing date: 1998-05-12
Publication date: 2005-02-23
Anticipated expiration: 2018-05-12
Also published as: JPH11324163A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低周波数域の遮音性能を向上させる壁パネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
建築物等に使用される壁パネルとしては、図７に示すように、前壁と後壁の間に共通間柱を介在させることにより中空部をつくり直接的な音の伝播を遮断することにより、遮音性能を向上させることを目的とするものが従来使用されてきた。しかし、共通間柱を通過する固体伝搬音は依然問題で、この固体伝搬音（振動）を抑制（制振又は防振）する必要があった。
【０００３】
このような欠点を改良すべく、図８に示すような壁パネルが提案された。これは、間柱をそれぞれの壁にのみ接する独立間柱とすることによって、固体伝搬音の通過を防止するものであった。しかし、遮音性は改善されるものの、壁パネルの強度（面剛性）を確保するためには、壁自体を厚くしたり、独立の間柱を強度の高いものにしなければならず、それによって、壁パネル自体の厚みが大きいものとなり部屋の空間が小さくなる等の問題が生じていた。
【０００４】
特開平３−１０７０４５号公報には、共通間柱を改良することにより遮音性を更に高くすることを目的として、制振鋼板からなる間柱を前壁と後壁の間に介在することが開示されている。これは、制振鋼板によって、この間柱を通過する固体伝搬音を抑制しようとするものであった。しかし、このような制振鋼板の形状は複雑であり、それに伴う加工性の悪さに加え、依然、低周波数域（１００〜２５０Ｈｚ付近）の遮音性が改善されていないという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記欠点に鑑み、加工性の良好な、低周波数域の遮音性能が向上された壁パネルを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、２枚の壁材の間に間柱が介在され、中空部が形成されている壁パネルであって、上記間柱は、上記壁材と垂直に、柱Ａ、制振材Ｂ及び柱Ａ′が積層されてなるものであり、上記柱Ａ及び上記柱Ａ′は、同じ材料からなるものであり、上記柱Ａ及び上記柱Ａ′の材料のヤング率は、１．０×１０^９Ｎ／ｍ^２以上であり、上記柱Ａ及び上記柱Ａ′の曲げ剛性は、
０．１×（柱Ａの曲げ剛性）≦（柱Ａ′の曲げ剛性）≦１０×（柱Ａの曲げ剛性）
の関係を満たすものであり、上記制振材Ｂは、アクリル系ポリマーからなるものであり、上記制振材Ｂは、２０℃、１００Ｈｚで測定した剪断弾性率が０．５〜４０ＭＰａであり、２０℃における１０〜１０００Ｈｚの損失正接が０．２〜２．０であるものである壁パネルである。
【０００７】
以下に本発明を詳述する。
本発明の壁パネルは、２枚の壁材の間に間柱が介在され、中空部が形成されているものである。
上記間柱は、図１及び図２に示すように、壁材と垂直に、柱Ａ、制振材Ｂ及び柱Ａ′が積層されてなるものである。上記壁材と垂直に柱Ａ、制振材Ｂ及び柱Ａ′を積層するとは、２枚の壁材のうち一方の壁材から他方の壁材に向かって、柱Ａ、制振材Ｂ、柱Ａ′の順になるように上記間柱を構成するすることを意味する。
本発明において、上記間柱は、従来共通間柱として単一構成されてきたものを、上記制振材Ｂをサンドイッチ構造としたものを使用することによって、制振性を確保し、遮音性を向上させるものである。
【０００８】
上記柱Ａ及び上記柱Ａ′は、同じ材料からなるものである。上記柱Ａ及び上記柱Ａ′の材料としては特に限定されず、例えば、杉、ヒノキ等の木材；鉄、アルミ等の金属等が挙げられる。
上記柱Ａ及び上記柱Ａ′の材料のヤング率は、１．０×１０^９Ｎ／ｍ^２以上である。１．０×１０^９Ｎ／ｍ^２未満であると、壁パネルとしての強度を確保することができないので上記範囲に限定される。
【０００９】
上記柱Ａ及び上記柱Ａ′は、
０．１×（柱Ａの曲げ剛性）≦（柱Ａ′の曲げ剛性）≦１０×（柱Ａの曲げ剛性）
の関係を満たすものである。柱Ａ′の曲げ剛性が柱Ａの曲げ剛性の０．１倍未満であるか、又は、１０倍を超えると、制振性能が極端に低下するので、上記範囲に限定される。上記柱Ａ及び上記柱Ａ′は、一方を柱Ａとした場合に他方を柱Ａ′とするものであり、制振材Ｂに対する位置を限定するものではない。
【００１０】
本明細書において、曲げ剛性とは、断面形状から算出される断面２次モーメントと材料のヤング率の積によって求められるものであり、曲げにくさに対する指標をいう。上記断面２次モーメントは、下記のように定義されるものであり、曲げ剛性は、この断面形状及び材料のヤング率が決まると一義的に決定されるものである。
【００１１】
上記断面２次モーメントについては、図３に示すような任意の断面形にｘ、ｙ座標を仮定したとき、断面内の面積要素をｄＡ（座標ｘ，ｙ）とすると、ｘ軸、ｙ軸に対する断面２次モーメントＩ_ｘ、Ｉ_ｙは次式で表すことができる。
Ｉ_ｘ＝ΣｄＡ・ｙ^２、Ｉ_ｙ＝ΣｄＡ・ｘ^２
上記式は、微少面積ｄＡに軸までの距離の２乗を乗じた値を全断面について加え合わせたものである。例えば、図４のような断面を想定したとき、ｘ軸に対する断面２次モーメントは、Ｉ_ｘ＝ａ・ｂ^３／１２として算出できる。
【００１２】
上記柱Ａ及び上記柱Ａ′としては、曲げ材であって、直線又は直線に近いものが使用できる。上記曲げ材とは、外力や外モーメントにより材の応力として曲げモーメントが生じる部材を意味するものとする。上記柱Ａ及び上記柱Ａ′の断面形状としては、一般に木製の場合、施工性等の観点より断面が四辺形の角材等が使用できる。上記柱Ａ及び上記柱Ａ′が金属製の場合、強度の観点から四角柱のものが好ましいが、重量が大きくなり施工性が悪くなる等の問題点があり、中空のものも使用できる。上記中空の柱としては、その断面２次モーメントを向上させるために、図５に示すようなウェブを付けたものがより好ましい。
【００１３】
上記柱Ａ及び上記柱Ａ′の高さとしては、一般的に部屋の間仕切（壁）の高さと同じである。これは、この柱が壁の強度の主たる部分を与えるため、床と天井の間とほぼ同じ距離の長さとなり、即ち、壁の高さと同じとなる。一般には、２〜３ｍである。
上記柱Ａ及び上記柱Ａ′の幅としては、あまり狭すぎると強度が低くなり、あまり広すぎると柱が重く施工しにくくなる。この観点から、２０〜１００ｍｍであることが好ましい。
【００１４】
上記制振材Ｂは、２０℃、１００Ｈｚで測定した剪断弾性率が０．５〜４０ＭＰａである。０．５ＭＰａ未満であるか、又は、４０ＭＰａを超えると、曲げ材、即ち、上記柱Ａ及び上記柱Ａ′との剛性のバランスが崩れてくるために、制振性が著しく低下するので、上記範囲に限定される。
【００１５】
上記制振材Ｂは、また、２０℃における１０〜１０００Ｈｚの損失正接が０．２〜２．０である。０．２未満であるか、又は、２．０を超えると、剪断弾性率が曲げ材とのバランス良好の範囲であっても制振性を向上させることはできないので、上記範囲に限定される。
【００１６】
上記剪断弾性率及び損失正接は、動的粘弾性測定装置（レオメトリックス社製、ＲＤＡ）を用いて、剪断モードにより、２０℃における周波数分散マスターカーブを作成してその動的粘弾性剰スペクトルデータよりそれぞれの値を読みとることにより求められる。
上記制振材Ｂの厚みとしては特に限定されないが、一般的な壁パネルの厚みから、０．２〜１０ｍｍ程度が好ましい。
【００１７】
上記制振材Ｂは、アクリル系ポリマーからなるものである。
上記アクリル系ポリマーとしては、炭素数１〜１４のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレート７０〜９０重量部、上記アルキル（メタ）アクリレートと共重合可能なビニル系モノマー１０〜３０重量部、及び、光ラジカル開始剤０．０３〜３重量部からなる組成物を光重合してなるものであることが好ましい。
【００１８】
上記アルキル（メタ）アクリレートとしては、炭素数１〜１４のアルキル基を有するものであれば特に限定されず、例えば、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、イソノニル（メタ）アクリレート、イソミリスチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。好ましくは、炭素数４〜１２のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートであり、より好ましくは、制振性を向上させる観点から、ブチルアクリレート及び２−エチルヘキシルアクリレートである。
上記のアルキル（メタ）アクリレートは単独で用いられてもよく、また２種以上を併用してもよい。
【００１９】
上記ビニル系モノマーとしては、上記アルキル（メタ）アクリレートと共重合可能なものであれば特に限定されず、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、ビニルピロリドン、メタクリルアマイド、カルボキシエチルアクリレート、アクリロニトリル、メタクリルニトリル、アクリルアミド、イソボルニル（メタ）アクリレート、アクリロイルモルフィリン、アルコキシアルキルアクリレート等が挙げられる。より好ましくは、制振性の観点から、アクリル酸、メタクリル酸、ビニルピロリドン及びメタクリルアマイドである。
【００２０】
上記光ラジカル開始剤としては特に限定されず、単官能光ラジカル重合開始剤等が挙げられ、例えば、４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン（ダロキュア−２９５９：メルク社製）；α−ヒドロキシ−α，α′−ジメチル−アセトフェノン（ダロキュア−１１７３：メルク社製）；メトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトン（イルガキュア６５１：チバガイギー社製）；２−ヒドロキシ−２−シクロヘキシルアセトフェノン（イルガキュア１８４：チバガイギー社製）等のアセトフェノン系；ベンジルジメチルケタール等のケタール系；ハロゲン化ケトン、アシルフォスフィノキシド、アシルホスフォナート等が挙げられる。
【００２１】
上記アルキル（メタ）アクリレート、上記ビニル系モノマー及び上記光ラジカル開始剤の配合量としては、上記アルキル（メタ）アクリレート７０〜９０重量部に対して、上記ビニル系モノマーを１０〜３０重量部、及び、上記光ラジカル開始剤を０．０３〜３重量部使用することが好ましい。上記ビニル系モノマーが１０重量部未満であるか、又は、３０重量部を超えると、制振性が著しく損なわれることがある。上記光ラジカル開始剤の配合量が０．０３重量部未満であると、光重合が充分に進行せず、３重量部を超えると、得られるアクリル系ポリマーが柔らかすぎ、どちらの場合も制振性が著しく損なわれることがある。
【００２２】
上記組成物には、通常の光重合の場合と同様に、多官能ビニル化合物を架僑剤として含有させることもできる。上記多官能ビニル化合物としては、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、アリル（メタ）アクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート等が挙げられる。
【００２３】
上記組成物には、本発明の目的を阻害しない範囲で、更に、粘着付与樹脂、増粘剤、増量剤、充填材、チキソトロープ剤等の通常用いられる添加剤が配合できる。
【００２４】
上記粘着付与樹脂としては、ロジン系樹脂、変成ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、テルペンフェノール系樹脂、芳香族変成テルペン等が挙げられる。水添石油樹脂は、光重合時の重合阻害等を引き起こさず好ましい。
【００２５】
上記増粘剤としては、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム等が挙げられる。
上記増量剤としては、炭酸カルシウム、酸化チタン、クレー等が挙げられる。
【００２６】
上記充填材としては、ガラスバルーン、アルミナバルーン、セラミックバルーン、マイカ、シラスバルーン等の中空無機充填材；ナイロンビーズ、アクリルビーズ、シリコンビーズ、ポリエチレンビーズ等の有機球状充填材；塩化ビニリデンバルーン、アクリルバルーン等の有機中空充填材；ポリエステル、レーヨン、ナイロン等の単繊維等が挙げられる。
上記添加剤の配合量としては、アクリル系ポリマーの物性を損なわない範囲ならば特に限定されないが、５重量部以下であることが好ましい。
【００２７】
上記アクリル系ポリマーは、上記組成物を光照射により光重合させることによって得ることができる。
上記光照射に用いられるランプ類としては、光波長４００ｎｍ以下に発光分布を有するものが用いられ、例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯、メタルハライドランプ等が挙げられる。なかでも、ケミカルランプは、光ラジカル開始剤の活性波長領域の光を効率よく発光するとともに、光ラジカル開始剤以外の組成物の光吸収が少ないために、内部まで光が透過し、高厚膜の製品を製造できるので好ましい。
【００２８】
上記ランプによる上記組成物への光照射強度は、得られるポリマーの重合度を左右する因子であり、目的製品の性能毎に適宜制御される。例えば、通常のアセトフェノン基を有する開裂型の光ラジカル開始剤を配合した場合、光ラジカル開始剤の光分解に有効な波長領域（通常、３６５ｎｍ〜４２０ｎｍ）の光強度は、０．１〜１００ｍＷ／ｃｍ^２が好ましい。
【００２９】
上記光重合は、空気中の酸素及び上記組成物に溶解している酸素によって反応が阻害されるので、上記光照射は、酸素の阻害を消去しうるプロセス的手法により実施することが好ましい。上記プロセス的手法としては、上記組成物を表面離型処理したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やテフロン等のフィルムにより覆い、光はこのフィルムを介して上記組成物に照射する方法；窒素ガスや炭酸ガス等の不活性ガスにより酸素を置換した光透過性の窓を有するイナートゾーンの中で反応させる方法等が挙げられる。後者の方法において、上記組成物の重合転化率が９９．７％以上になる程度まで充分に反応を完結させるために、この照射雰囲気の酸素濃度は５０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、３００ｐｐｍである。
【００３０】
上記塗工された離型処理フィルムやカバー用フィルムは、急速に反応させた場合、重合熱により加熱伸縮することがあり、得られるシートに縦縞等が発生する場合がある。上記の場合、光カットフィルターによりランプからの輻射熱を抑制したり、照射と反対側のシート背面を冷却板に通過接触させて冷却すること等によって解決できる。
【００３１】
本発明の壁パネルは、上述のような間柱が２枚の壁材の間に介在され、中空部が形成されているものである。上記２枚の壁材と上記間柱は、必ず接合されている。上記接合方法としては、ビス止め、接着剤、両面テープ等による方法が挙げられる。
上記間柱は、遮音性能を発揮するだけでなく、壁パネルの壁としての強度の確保のためにも使用されるので、壁材に対して縦方向に平行に同じ高さ分だけ設置することもできるが、これに水平に部材が加えられ格子に組むこともできる。
【００３２】
上記壁材としては特に限定されず、例えば、通常使用される石膏ボード等が挙げられる。
本発明の壁パネルは、建築物等において、隣接する部屋、又は、屋内と屋外とを区切るため等に使用できる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
【００３４】
実施例１、２、比較例１〜５
表１に示した所定量の２−エチルヘキシルアクリレート、アクリル酸及び光重合開始剤（商品名「イルガキュア−６５１」、チバガイギー社製）を均一分散するまでセパラブルフラスコ中で攪拌混合した後、窒素ガスパージすることにより溶存酸素を除去した。次いで、この組成物にブラックライトランプで紫外線照射したところ、組成物の温度が上昇すると同時に粘度が高くなった。組成物の温度が５℃上昇したところで、光照射を止めた。その結果、得られた部分光重合増粘組成物の転化率は３．８％、粘度は２３００ｃｐｓであった。更に、ヘキサンジオールジアクリレート０．０５重量部配合した後、離型処理した３８μｍ厚みのＰＥＴフィルム上に、重合終了時の厚みが２．０±０．１ｍｍとなるように塗工し、更に、その塗工面を、同じＰＥＴフィルムで離型処理面が該塗工面に接するようにカバーした。カバーしたＰＥＴフィルム上に、ケミカルランプを用いて、照射強度が１ｍｗ／ｃｍ^２となるようにランプ高さを調整して８分間照射し、アクリル系ポリマーシートを得た。
【００３５】
得られたアクリル系ポリマーシートは、動的粘弾性測定装置（レオメトリックス社製、ＲＤＡ）を用いて、剪断モードにより、２０℃における周波数分散マスターカーブを作成してその動的粘弾性剰スペクトルデータよりそれぞれの値を読みとることにより、剪断弾性率及び損失正接を求めた。
【００３６】
得られたアクリル系ポリマーシートを、表１に示した形状の柱Ａ及びＡ′（材料：ヒノキ、ヤング率：６．０×１０^９Ｎ／ｍ^２）の間にサンドイッチし、１０ｋｇの荷重をかけて圧着して間柱を作成した。なお、柱Ａ及びＡ′に関しては、その断面形状より断面二次モーメントを求め、上記ヤング率と断面二次モーメントとの積からそれらの曲げ剛性の値を計算した。
得られた間柱について、下記評価方法に従って制振性の評価を行った。結果を表１に示した。
【００３７】
（制振性評価方法）
図６に示すように、作成した試験体の両端を固定し、端部を不動のものとして評価を行った。２３℃、５５％ＲＨの雰囲気下において、測定片をインパルスハンマー法（ＪＩＳＡ６３２２）により加振し、共振周波数及び半値幅から損失係数を求めた。制振目的周波数としては１２５Ｈｚ帯をとりあげ実行した。
制振性の評価に関しては、試験体の損失係数が０．１以上必要であり、０．１未満の場合、充分な振動の低減が得られず、目的とする低周波数域の遮音性能が充分に改善されない。
【００３８】
【表１】

【００３９】
【発明の効果】
本発明の壁パネルは、上述の構成よりなるので、加工性が良好であり、低周波数域の遮音性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の壁パネルの断面図である。
【図２】本発明の壁パネルにおける間柱を説明するための概略図である。
【図３】柱Ａ及び柱Ａ′の断面２次モーメントを算出するための仮想の断面図である。
【図４】柱Ａ及び柱Ａ′の断面２次モーメントを算出するための例示の断面図である。
【図５】ウェブを付けた中空の柱Ａ及び柱Ａ′の断面図である。
【図６】実施例及び比較例で作成した間柱について制振性の評価方法を説明するための断面図である。
【図７】共通間柱を用いた壁パネルの断面図である。
【図８】千鳥間柱を用いた壁パネルの断面図である。

Claims

２枚の壁材の間に間柱が介在され、中空部が形成されている壁パネルであって、
前記間柱は、前記壁材と垂直に、柱Ａ、制振材Ｂ及び柱Ａ′が積層されてなるものであり、
前記柱Ａ及び前記柱Ａ′は、同じ材料からなるものであり、
前記柱Ａ及び前記柱Ａ′の材料のヤング率は、１．０×１０^９Ｎ／ｍ^２以上であり、
前記柱Ａ及び前記柱Ａ′の曲げ剛性は、
０．１×（柱Ａの曲げ剛性）≦（柱Ａ′の曲げ剛性）≦１０×（柱Ａの曲げ剛性）
の関係を満たすものであり、
前記制振材Ｂは、アクリル系ポリマーからなるものであり、
前記制振材Ｂは、２０℃、１００Ｈｚで測定した剪断弾性率が０．５〜４０ＭＰａであり、２０℃における１０〜１０００Ｈｚの損失正接が０．２〜２．０であるものである
ことを特徴とする壁パネル。
アクリル系ポリマーは、炭素数１〜１４のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレート７０〜９０重量部、前記アルキル（メタ）アクリレートと共重合可能なビニル系モノマー１０〜３０重量部、及び、光ラジカル開始剤０．０３〜３重量部からなる組成物を光重合してなるものである請求項１記載の壁パネル。