JP5595147B2 - 防音管体 - Google Patents

Description

本発明は、吸音層及び遮音層を有する防音管体に関する。

従来より、管体の外周から順に吸音層及び遮音層を配置した防音管体が知られている。こうした防音管体では、吸音層及び遮音層が積層された防音構造により、管体内を流通する流体により発生する音の防音効果が得られるようになる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２６５１３１号公報

ところで、管体の外周に配置して用いられる防音材では、遮音層の面密度を高めることで、防音効果を高めることができるものの、防音材の重量増を招くことになる。こうした重量増は、例えば防音材を管体に装着する際の作業性を低下させることになる。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、重量増を抑制しつつも防音効果を高めることの容易な防音管体を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明の防音管体は、連続気泡体からなる吸音層と、比重が１．５以上の遮音層とが積層された構造を有する管体用防音材が、管体の外周に配置されてなる防音管体であって、前記遮音層は、第１の遮音層と第２の遮音層とからなり、これら第１の遮音層及び第２の遮音層により前記吸音層が挟み込まれてなり、前記第１の遮音層の面密度と前記第２の遮音層の面密度の合計が１．５〜２５ｋｇ／ｍ ^２ の範囲であり、かつ、前記第２の遮音層の面密度が、前記第１の遮音層の面密度の１．０倍を超えるとともに前記第１の遮音層の７．０倍未満の範囲であり、前記第１の遮音層を前記管体側に配置したことを要旨とする。

この発明では、第１及び第２の遮音層により吸音層が挟み込まれる構成により、第１及び第２の遮音層の合計重量と同程度の重量の遮音層を吸音層の一方の面に積層した場合よりも防音効果が高まるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の防音管体において、前記第２の遮音層の面密度が、前記第１の遮音層の面密度の１．７倍以上、かつ３．０倍以下の範囲であることを要旨とする。

この構成によれば、上記防音効果を更に高めることができるようになる。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の防音管体において、前記吸音層は、発泡性樹脂材料から形成されるとともに、前記第１の遮音層及び前記第２の遮音層は、エラストマー又はゴムを含有することを要旨とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の防音管体において、前記第１の遮音層よりも前記第２の遮音層の厚みを厚くしたことを要旨とする。

この構成によれば、第１の遮音層及び第２の遮音層の各層を構成する材料を大幅に変更することなく第１の遮音層及び第２の遮音層の面密度を上記の範囲とすることができるようになる。

本発明によれば、重量増を抑制しつつも防音効果を高めることが容易となる。

実施形態における防音管体を示す斜視図。 管体用防音材を示す断面図。 騒音レベル測定装置を示す概略図。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１に示されるように、防音管体１１は、管体１２と、その外周に配置されることで管体１２内を流動する流体から発生する音が外部に漏れ出すことを抑制する管体用防音材１３とを有して構成されている。

管体１２は、各種硬質材料や軟質材料から形成されるとともに、その内部を流体が流通する筒状をなしている。管体１２を形成する材料としては、特に限定されず、例えばポリ塩化ビニル、ポリエチレン等の樹脂材料が挙げられる。なお、管体１２は、曲部を有していてもよいし、部分的に屈曲自在に構成されていてもよい。

管体用防音材１３は、連続気泡体からなる吸音層と、比重が１．５以上の遮音層とが積層された構造を有している。遮音層は、第１の遮音層と第２の遮音層とから構成されている。

図２に示されるように、吸音層１４は、第１の遮音層１５と第２の遮音層１６とにより挟み込まれている。この構成により、第１の遮音層１５及び第２の遮音層１６の合計重量と同程度の重量の遮音層を吸音層１４の一方の面に積層した場合よりも防音効果が高まるようになる。第２の遮音層１６の面密度は、第１の遮音層１５の面密度の１．０倍以上、かつ７．０倍以下の範囲であることが好ましい。また、第２の遮音層１６の面密度は、第１の遮音層１５の面密度の１．０倍を超えるとともに第１の遮音層１５の７．０倍未満の範囲であることがより好ましい。このように第２の遮音層１６の面密度を第１の遮音層１５の面密度を所定の範囲とすることで、防音効果を更に高めることができるようになる。

ここで、第２の遮音層１６の面密度を第１の遮音層１５の面密度よりも高めた管体用防音材１３を管体１２の外周に配置して用いるに際しては、第１の遮音層１５を管体１２側に配置する。すなわち、第１の遮音層１５を内層とするとともに第２の遮音層１６を外層として管体１２の外周に配置する。このように管体１２に管体用防音材１３を装着することで、防音効果を高めた防音管体１１が得られる。

第２の遮音層１６の面密度を第１の遮音層１５の面密度よりも高める構成としては、以下の（ａ）及び（ｂ）に記載する各構成が挙げられる。
＜構成（ａ）＞
構成（ａ）においては、第２の遮音層１６中の充填材の含有量を第１の遮音層１５中の充填材の含有量よりも増大させる。この場合、第１の遮音層１５及び第２の遮音層１６の各層の厚みは、同じであってもよいし、第２の遮音層１６の面密度を第１の遮音層１５の面密度よりも高める範囲内で適宜変更してもよい。

＜構成（ｂ）＞
構成（ｂ）においては、第２の遮音層１６の厚みを第１の遮音層１５の厚みよりも厚く形成する。この場合、第１の遮音層１５及び第２の遮音層１６の各層の材料は、同じであってもよいし、第２の遮音層１６の面密度を第１の遮音層１５の面密度よりも高める範囲内で適宜変更してもよい。

以上の構成（ａ）及び構成（ｂ）のうち、面密度の設定が容易であるという観点から、構成（ｂ）であることが好ましい。ここで、第１の遮音層１５及び第２の遮音層１６の各層を構成する材料を大幅に変更することは、原材料の管理や材料の調製が煩雑となるおそれがある。この点、第２の遮音層１６の厚みを第１の遮音層１５の厚みよりも厚く形成することで、各層を構成する材料を大幅に変更することなく第２の遮音層１６の面密度が第１の遮音層１５の面密度の１．０倍を超える管体用防音材１３を得ることができるようになる。こうした観点から、第１の遮音層１５及び第２の遮音層１６の各層を同じ材料から形成することが最も好ましい。

第１の遮音層１５の面密度及び第２の遮音層１６の面密度の合計は、１．５〜２５ｋｇ／ｍ^２の範囲であることが好ましい。この面密度の合計が１．５ｋｇ／ｍ^２以上であることで、優れた防音効果が得られやすくなる。一方、面密度の合計が２５ｋｇ／ｍ^２以下であることで、管体用防音材１３を管体１２に装着する際の作業性が確保されやすくなる。

第１の遮音層１５及び第２の遮音層１６の各層を構成する材料としては、各層の比重が１．５以上となるものを適宜選択することができる。第１の遮音層１５及び第２の遮音層１６の各層を構成する材料としては、高分子材料に充填材を含有させた材料が好適である。高分子材料としては、例えば合成樹脂、エラストマー、及びゴムから選ばれる少なくとも一種が挙げられる。合成樹脂としては、例えばオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂等が挙げられる。エラストマーとしては、例えばオレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー等が挙げられる。ゴムとしては、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム等が挙げられる。高分子材料の中でも、第１の遮音層１５及び第２の遮音層１６の各層に可撓性が付与されることで、管体１２に沿った形状にすることが容易であるという観点から、各層を構成する材料には、少なくともエラストマー又はゴムを含有させることが好ましい。充填材としては、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、タルク、酸化マグネシウム、アルミナ、酸化チタン、バライト、鉄粉、酸化亜鉛、グラファイト等が挙げられる。こうした材料には、例えば可塑剤、酸化防止剤、粘着剤等の添加剤を含有させることもできる。

吸音層１４は、連続気泡体から構成されることで、吸音効果を発揮する。こうした吸音層１４は、遮音層よりも低比重となっている。なお、吸音層１４の比重は、例えば０．０３〜０．１５の範囲であることが好ましく、０．０４〜０．１０の範囲であることがより好ましい。吸音層１４を構成する材料としては、発泡樹脂材料、繊維系材料、これらの複合材料が挙げられる。発泡樹脂材料としては、例えばウレタン系発泡体、ポリオレフィン系発泡体等が挙げられる。繊維系材料としては、例えば各種不織布、グラスウール、ロックウール等が挙げられる。吸音層１４としては、加工が容易であるという観点から、発泡樹脂材料から形成されることが好ましい。発泡性材料は、吸音性能及び形状安定性を高めるという観点から、１０〜５０倍の発泡倍率であることが好ましい。

なお、吸音層１４、第１の遮音層１５及び第２の遮音層１６は可撓性を有するように構成することで、管体用防音材１３を例えばシート状に形成した後に、管体１２の外周に沿った形状に変形して管体１２に取着することが容易となる。

第１の遮音層１５と吸音層１４との間、及び吸音層１４と第２の遮音層１６との間の少なくとも一方には、層の相対移動を規制することで積層された状態に維持する移動規制層を設けることが好ましい。こうした移動規制層としては、例えば溶着層、接着層、粘着層が挙げられる。移動規制層を設けた管体用防音材１３では、例えば管体１２への装着作業が容易となる。

次に、管体１２に管体用防音材１３を取着する方法について説明する。管体用防音材１３は、例えば第１の遮音層１５と管体１２との間において接着層又は粘着層を設けることで管体１２に保持させることができる。また例えば、管体１２の外周に沿った形状となるように、管体用防音材１３を維持する維持部材を管体用防音材１３の外周に設けることで、管体用防音材１３を管体１２に保持させることもできる。こうした維持部材としては、管体用防音材１３を管体１２に巻き付けた後に第２の遮音層１６の外面に設けられる粘着テープ、第２の遮音層１６の外周に設けられるシュリンクフィルム等が挙げられる。なお、維持部材を設ける構成によれば、管体用防音材１３において上記の移動規制層を省略することも可能である。例えば管体１２として直管を用いる場合では、移動規制層を省略するとともに維持部材を設けることで、その直管に対して管体用防音材１３をスライド可能に設けることができるようになる。これにより、防音管体１１を接続して配管を敷設する施工に際して、管体用防音材１３をスライドさせて接続作業を行うことができるため、その作業が容易となる。また、このようにスライド可能に管体用防音材１３を設けることで、管体１２として直管の外周面と管体用防音材１３との間に空気層が形成されるため、防音効果を高めることが可能である。

管体用防音材１３を管体１２に取着した防音管体１１は、例えば液体、気体等の流体を輸送する配管として用いられる。ここで、住宅の排水を輸送する排水管においては、その排水に伴う音により住宅の静寂性が著しく阻害されるおそれがある。この点、本実施形態の防音管体１１、及び管体用防音材１３は、そうした住宅の排水に伴う音漏れを抑制する住宅用として好適に用いることができる。

本実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
（１）本実施形態の管体用防音材１３では、第１の遮音層１５及び第２の遮音層１６により吸音層１４が挟み込まれる構成により、第１及び第２の遮音層１６の合計重量と同程度の重量の遮音層を吸音層１４の一方の面に積層した場合よりも防音効果が高まるようになる。従って、重量増を抑制しつつも防音効果を高めることの容易な管体用防音材１３、及び防音管体１１を提供することができる。

（２）第２の遮音層１６の面密度が、第１の遮音層１５の面密度の１．０倍以上、かつ７．０倍以下の範囲であることにより、防音効果を更に高めることができるようになる。従って、重量増を抑制しつつも防音効果を高めることが更に容易となる。

（３）上記（２）の面密度について、第２の遮音層１６の面密度が、第１の遮音層１５の面密度の１．０倍を超えるとともに第１の遮音層１５の７．０倍未満の範囲であることにより、防音効果を更に向上させることが容易となる。

（４）上記（３）の構成では、第１の遮音層１５よりも第２の遮音層１６の厚みを厚くすることで、各層を構成する材料を大幅に変更することなく各層の面密度を上記（３）に記載した範囲とすることができるようになる。これにより、各層の原材料の管理や材料の調製が容易となる結果、管体用防音材１３の生産性を高めることができるようになる。

（５）上記（３）又は（４）の構成を有する管体用防音材１３を管体１２に配置させるに際しては、第１の遮音層１５を管体１２側に配置することで、その管体用防音材１３の構成に基づく作用効果を発揮する防音管体１１が得られるようになる。

なお、前記実施形態を次のように変更して構成することもできる。
・前記第１の遮音層１５は、複数の遮音層を積層することで構成されていてもよい。第２の遮音層１６についても複数の遮音層を積層することで構成されていてもよい。例えば第２の遮音層１６の厚みを第１の遮音層１５の厚みよりも厚く形成する場合には、第２の遮音層１６を複数層から構成するとともに、第１の遮音層１５を単層から構成してもよい。但し、管体用防音材１３の構成を簡素化するという観点から、第１の遮音層１５及び第２の遮音層１６の各層は、単層から構成されることが好ましい。

・前記第１の遮音層１５又は第２の遮音層１６を複数層から構成する場合には、各層を異種材料から構成してもよい。
・前記吸音層１４は、単層から構成してもよいし、複数層から構成してもよい。吸音層１４を複数層から構成する場合には、例えば発泡樹脂材料及び繊維系材料といった異種材料を組み合わせてもよい。

次に、実施例及び比較例を挙げて前記実施形態を具体的に説明する。
（実施例２，３、参考例１，４，５）
表１に示されるように、第１の遮音層、吸音層、及び第２の遮音層を順に積層した管体用防音材を製造した。第１の遮音層及び第２の遮音層は、オレフィン系エラストマーに硫酸バリウムを配合した材料から形成したものであって、それら遮音層の比重は２．３である。吸音層は、ウレタン系発泡体から形成したものであって、発泡倍率は約２０倍であるとともに比重は約０．０５である。

（比較例１）
比較例１は、表１に示されるように第１の遮音層を設けずに第２の遮音層の面密度を高めた管体用防音材である。

（騒音レベルの試験）
図３には、防音効果の評価を行うための騒音レベル測定装置の概略図を示している。この騒音レベル測定装置は、遮音ボックス３１と、その内部に設置されるスピーカー３２と、遮音ボックス３１の上方に設置される騒音計３３とを備えている。遮音ボックス３１の上面には、遮音ボックス３１の内外を連通する開口部３１ａが形成されている。

遮音ボックス３１の上面には、厚さ３ｍｍの塩化ビニル樹脂板３４が載置されることで、開口部３１ａは塞がれた状態とされている。塩化ビニル樹脂板３４の上面には、管体用防音材が測定用サンプルＳとして載置される。測定用サンプルＳは、塩化ビニル樹脂板３４と略同じ外形とされるとともに、開口部３１ａの全体を覆うように載置される。ここで、塩化ビニル樹脂板３４は、塩化ビニル樹脂製の管体における壁構造に相当するため、塩化ビニル樹脂板３４に測定用サンプルＳを載置した構成は、塩化ビニル樹脂製の管体の外周に管体用防音材１３をスライド可能に設けた場合に相当している。このとき、測定用サンプルＳは、第１の遮音層が開口部３１ａ側（図３において下側）となるように配置される。これにより、第１の遮音層が管体側に配置された場合に相当する騒音レベルが測定されることになる。

各測定用サンプルＳについて、管体内を流体が流通したとき騒音に相当する音をスピーカー３２から発したときの騒音レベルを騒音計３３によって測定した。本試験ではトイレの排水音に相当する音をスピーカー３２により再現している。こうして測定した騒音レベルの結果を表１に示している。また、比較例１の騒音レベルを基準値として、その基準値と各実施例の騒音レベルとの差を表１の“防音効果”欄に示している。

表１に示されるように、各例の管体用防音材は、各層全体の面密度は同じに設定されているものの、各実施例の騒音レベルは、比較例１の騒音レベルよりも低くなっている。こうした結果から、第１の遮音層及び第２の遮音層により吸音層が挟み込まれる構成は、重量増を抑制しつつも防音効果を高める点で有効であることが分かる。

１１…防音管体、１２…管体、１３…管体用防音材、１４…吸音層、１５…第１の遮音層、１６…第２の遮音層。

Claims (4)

1. 連続気泡体からなる吸音層と、比重が１．５以上の遮音層とが積層された構造を有する管体用防音材が、管体の外周に配置されてなる防音管体であって、
   前記遮音層は、第１の遮音層と第２の遮音層とからなり、これら第１の遮音層及び第２の遮音層により前記吸音層が挟み込まれてなり、
   前記第１の遮音層の面密度と前記第２の遮音層の面密度の合計が１．５〜２５ｋｇ／ｍ ^２ の範囲であり、かつ、
   前記第２の遮音層の面密度が、前記第１の遮音層の面密度の１．０倍を超えるとともに前記第１の遮音層の７．０倍未満の範囲であり、
   前記第１の遮音層を前記管体側に配置したことを特徴とする防音管体。
2. 前記第２の遮音層の面密度が、前記第１の遮音層の面密度の１．７倍以上、かつ３．０倍以下の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の防音管体。
3. 前記吸音層は、発泡性樹脂材料から形成されるとともに、前記第１の遮音層及び前記第２の遮音層は、エラストマー又はゴムを含有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の防音管体。
4. 前記第１の遮音層よりも前記第２の遮音層の厚みを厚くしたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の防音管体。