JPH02182448A - 張り剛性および耐デント性に優れた制振鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、防音処理を必要とせずに防音効果ををし、し
かも張り剛性および耐デント性に優れ、さらには安価な
割振鋼板に関する。

（従来の技術） 近年、建造物のフロ７−材として、不燃性であり強度が
高く、さらには安価であることから鋼板が使用されるよ
うになってきている。特に最近の急速なオフィスの情報
機能化に呼応して電話、〇へ機器、大型コンピューター
の端末機等の複雑な配線管理を容易にしたフロア−パネ
ルが開発されるに伴い、−層フロアー材として鋼板が多
用されるようになってきた。

ところでこのように鋼板がフロア−材として使用される
際には、歩行音等の雑音を防止する必要がある。とりわ
け上記のような機能性の貰いオフィスにおいては遮音性
にも充分配慮して快適な環境作りがなされており、フロ
ア−材として用いられる鋼板の遮音性を向上させること
は極めて重要な問題である。

そこで近年になってフロア−材として使用される鋼板の
遮音性を向上させるための手段が種々実施されている。

たとえばフロア−材として使用される鋼板の表面に、空
調音、歩行音または雑音の発生を防止することを目的と
して、 （ｉ）鋼板の表面に硬質ゴムまたはプラスチノク板を接
着する方法 （ｉ１）繊維状または粒子状の消音物質をコーティング
する消音処理を行う方法 等が知られている。

なお建造物用としてのみならず自動車用として、２枚の
鋼板の間に薄い樹脂層を挟着してなるサンドイッチ型の
制振鋼板が開発され、その優れた制振性により建造物用
または自動車用として広く用いられている。これは従来
から自動車、建築、家電等の産業界では鋼板に対して制
振性の向上へのニーズが常に存在したためであり、これ
らの製品を対象にして割振鋼板の開発が積極的に進めら
れてきたからである。

さらに自動車の内板または外板に代表されるパネル成形
品の加工性、張り剛性および耐デント性等の研究が特開
昭６２−２５９８３９号公報に開示されているように種
々行われている。

（発明が解決しようとする課題） しかしこれらの公知の手段を用いたのでは、建造物のフ
ロア−材として充分な性能を有する綱板を提供すること
はできない。

すなわち（ｉ）の方法または（ｉｉ）の方法では、鋼板
表面に硬質ゴムまたはプラスチック板を接着するか、ま
たは繊維状または粒子状の消音物質をコーティングする
必要があり、いずれの方法によっても極めてコスト高と
なるため現実には実施をすることができない。

またサンドイッチ型の制振鋼板を用いる方法は、主とし
て自動車用鋼板への適用を考慮したものであるため、建
造物のフロア−材としては適当でない。建造物のフロア
−材が具備すべき重要な特性である張り剛性（たわみ抵
抗性）や耐デント性（へこみ抵抗性）が著しく不足して
いるからである。すなわち前述の割振鋼板に関する提案
は主として自動車用パネルの用途に適合させているため
、片側の鋼板の板厚は０．６ｍｍ以下と極めて薄い。さ
らにその耐デント性の測定もかまぼこ型に成形された曲
面パネルによるものであり、建造物のフロア−材として
使用できる程度の厚物材であって、しかも平面パネルの
剛性に関する研究・報告は行われていないのが現状であ
る。

すなわち鋼板の張り剛性には板厚の効果が極めて大きく
、それは板厚ｔの３乗４３に比例することが一般的に広
く知られている。つまり２枚の鋼板を貼り合わせた制振
鋼板では同厚の単鋼板に比較すると板厚効果が略（ｔ／
２）’ｘ２となるため、張り剛性が極めて低くなってし
まう、具体的にたとえば２．３ｔの単ｍ仮と張り剛性で
等価な制振鋼板を製造する場合を考えると、剛性の板厚
指数ｔｊで試算すると （単鋼板）２．、ｌＴ’慢１．８３３Ｘ　２　　（割振
鋼板）となり、厚さが約３．７ｔの制振鋼板が必要にな
り、大幅なコストアップを招来することになる。

このように板厚が増加することに起因するコストの増加
を考えると、単鋼板に消音処理を施す、従来の方法に比
較して必ずしも経済的な方法であるとはいえないばかり
か、建造物のフロア−材として使用する際にも、鋼板の
重量増加に見合った補強を設計的に付加する必要や現地
での施工について種々の制約が発生することとなり、現
実的な解決策とはいえない。

すなわちこれらの公知手段では、建造物のフロア−材と
して通した鋼板を提供することはできなかったのである
。

ここに本発明の目的は、防音処理を必要とせずに防音効
果を有し、しかも張り剛性および耐デント性に優れ、さ
らには安価な制振鋼板を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは上記の課題を解決するため種々検討を重ね
た結果、 （ａ）２枚の鋼板の間に樹脂層を挟着してなる制振鋼板
の張り剛性は、片側の鋼板の板厚が２枚の鋼板の板厚の
合計に対して、ある特定の範囲にあり、かつそのその片
側の鋼板の板厚がある特定の値より小さい場合に、著し
く大きくなること、および （ｂ）２枚の鋼板の間に樹脂層を挟着してなる割振鋼板
の耐デント性は、（片側の鋼板の板厚）１×（その鋼板
の耐力）の値と著しい相関関係にあり、前記値がある特
定の値以上である場合に、著しく優れること という新事実を知見し、本発明を完成した。

ここに本発明の要旨とするところは、２枚の鋼板の間に
樹脂層を挟着してなるサンドイッチ型の割振鋼板であっ
て、片側の鋼板は、 （ｉ）その厚さが２枚の鋼板の合計厚さの６５％以上８
５％以下であり、 （ｉ１）その厚さが３■置未満であって、さらに（ｉｉ
ｉ）　　（板厚）ｔ×耐力が１２０　ｋｇｆであること
を特徴とする、張り剛性および耐デント性に優れた制振
鋼板である。

本発明において、「張り剛性」とは、いわゆるたわみ抵
抗性をいい、具体的には鋼板のある特定の部位に荷重を
与え、この荷重によって生じるたわみ量の大小で評価す
る。

また本発明において、「耐デント性」とは、いわゆるへ
こみ抵抗性をいい、具体的には鋼板のある特定の部位に
荷重を与え、この荷重を除去した後に鋼板に残存するへ
こみ量の大小で評価する。

（作用） 以下本発明を作用効果とともに詳述する。

本発明は前述したように、２枚の鋼板およびこれらの鋼
板の間に存在する樹脂層からなるサンドイッチ型の制振
鋼板であって、片側の鋼板の板厚をある範囲に制限する
とともに、　（片側の鋼板の板厚）２×　（その鋼板の
耐力）の値をある特定の範囲に制限することにより得ら
れる、張り剛性および耐デント性に優れた鋼板である。

まず鋼板の板厚を制限する理由について説明する。

建造物のフロア−材が具備すべき重要な特性の一つとし
て、載荷重に対するたわみ剛性すなわち張り剛性がある
。この張り剛性は、一般的には鋼板の中央部に集中荷重
を与えた際に得られる、荷重−たわみ曲線（剛性線図）
によって評価している。しかし、既存の制振鋼板におい
てはこの載荷重に対する剛性が不足すると考えられる。

そこで本発明者らは、この割振鋼板の載荷重に対する抵
抗性を改善・向上させるために、ビル、オフィス等のフ
ロア−材として近年普及の著しいフロア−パネル（ｉ，
２を以上の平面板）を用いて、第２図に示す方法により
種々の実験を行った。

第２図は、鋼板の張り剛性を測定するための実験装置の
略式説明図であり、図中、支持台９の上に設置した試験
片である鋼板６に変位計８を設置しておき、鋼板６の中
央部に半径５０ｕの球である圧子７を油圧シリンダー１
０で押しつけて、鋼板６に荷重を与え、このとき鋼板に
発生するたわみ量を測定する。

この実験により得た剛性線図を第１図に示す。

以下第１図に示した実験結果について詳述する。

第１図において、縦軸の値は０．２＋ｕ＋のたわみを発
生した時の！３！荷重を示す、線ｌは板厚を０．８〜３
．０ｍｍに変化させた単鋼板の剛性線図である。板厚指
数はＬ”（ｔ：単鋼板の板厚）である、また線２は制振
鋼板の剛性線図であり、板厚指数はｔ、！・４（ｔｓ：
１枚の鋼板の板厚）である、さらに線３は２枚の鋼板の
間に接着材を用いずに単に２枚の鋼板を合わせた場合の
材料の剛性線図である。この場合の剛性荷重は単鋼板の
１／４であるが、板厚指数は単鋼板の場合と同様にｔ３
である。

この実験で得た第１図の、各材料毎の剛性線図の関係か
ら、制振鋼板の剛性は制振鋼板の剛性線２が単鋼板の剛
性線ｌに接する点４、すなわち板厚１．２謄ｍ（板厚０
．６　ｖ＋＋の鋼板を２枚用いた場合）で最高の剛性値
を示し、制振鋼板の剛性線２が２枚の鋼板を重ねた場合
の剛性線３に接する点５、すなわち板厚６ｍｍ（板厚３
．Ｏｎ＋ｍの鋼板を２枚用いた場合）で最低の剛性値を
示すことが分かる。

したがって、まず本発明においてフロア−材である鋼板
の片側の板厚を３龍未満と制限したのである。

次に本発明にかかる制振鋼板において、片側の鋼板の板
厚を、２枚の鋼板の合計板厚の６５％以上８５％以下に
制限した理由について説明する。

一般的にサンドイッチ鋼板の剛性は２枚の鋼板の板厚構
成により影をを受け、２枚の鋼板の板厚の合計が一定で
ある場合には２枚の鋼板の板厚をそれぞれ同じｊ７さで
構成したときに最も剛性が低下し、片側の鋼板の板厚を
他方の鋼板の板厚より大きくすればするほど、すなわち
差厚型の制振鋼板の差厚比が大きいほど、割振鋼板の剛
性は向上することが知られている。

一方制振鋼板の制振効果は、２枚の鋼板が同厚の場合に
最も大きく、差厚の程度が増大するほど劣化することも
知られており、制振特性を確保するために従来の制Ｆｉ
鋼板においてはこの限界差厚率を８０％以下としている
。

本発明において、この差厚率の上限を８５％と従来の制
振鋼板の差厚率より大きくしているのは、本発明にがか
る制振鋼板の使用態様である建造物のフロア−材では、
何ら加工を行わず平面状態で使用されるために加工硬化
による割振性の劣化がほとんど発生しないためであり、
鋼板の剛性アンプを行って制振性をある程度犠牲にして
も実用上何ら差し支えないことを知見したためである。

このように、差厚率の上限を太き（設定することにより
、剛性の高い制振鋼板を従来品より安価に製造すること
ができる。

また差厚率の下限を６５％と制限しているのは、この値
より小さい場合にはフロア−材としての張り剛性確保に
全厚を著しく厚くする必要があり、又、高耐力材を必要
とするため大幅なコストの上昇を招くためである。

さらに本発明にかかるサンドイッチ鋼板において、一方
の鋼板の、（板ｒ￥）２×耐力を１２０ｋｇｆ／ｍｉ”
以上と制限した理由について説明する。

建造物のフロア−材としての鋼板の剛性評価は、一般に
前述した第２図の装置を用いてたわみ抵抗性を評価する
ことにより行っている。この場合、載荷重が極端に大き
いときには試料である鋼板に弾性域を超える過大なたわ
みを与えることになり、！！倚重を除去した後にも部分
的にデント　（へこみ）が残り、鋼板の美観を著しく１
員なうことになる。

そこで建造物のフロア−材としての鋼板においては、こ
のデントの発生を防止することも重要である。

そこで本発明者らは、建造物のフロア−材として用いる
鋼板の耐デント性に影響を与える因子について検討した
。従来より鋼板の耐デント性には鋼板の降伏点すなわち
耐力の影響が著しいことが広く知られているが、前述し
たように本発明者らは単に鋼板の耐力ではなく、Ｉ板の
（板厚）８×耐力が建造物のフロア−材として用いるｗ
４板の耐デント性には大きく影響すること、具体的には
（板厚）１×耐力が１２０　ｋｇＦ以上である鋼板は耐
デント性に優れることを知見したのである。

すなわち、建造物のフロア−材として用いる鋼板は、例
えば０．８鰭程度の自動車用鋼板に比較して、著しく板
厚が大きいために、その耐デント性に及ぼす板厚の影響
を無視することができなくなるのである。

（板ｒ￥−）１×耐力が１２０ｋｇｆ未満であると、鋼
板の耐デント性は低下し、建造物のフロア−材として適
当でない。

なお、この本発明にがかる制振鋼板の２枚の鋼板の間の
樹脂は、公知の制振鋼板に用いられるものであればよく
、何ら制限を必要としない。具体的には、ポリイソブチ
レン、ポリエチレン、ポリプロピレン等が例示される。

また、樹脂層の厚さも特に制限はなく、サンドイッチ鋼
板に求める機械的特性（制振性）やコストの観点から適
宜設定すればよい。建造物のフロア−材としては、上記
観点からおよそ５０〜１５〇−程度が例示される。

さらに２枚の鋼板との剪断接着強変も特に制限を必要と
しないが、フロア−材としての張り剛性の低下を防ぐと
いう観点からは９０ｋｇｆ／ｃｄ以上であることが望ま
しい。

ちなみに本発明にがかる制振鋼板の製造に際しては、説
明してきた要件を満足する２枚の鋼板を適宜選定し、公
知の割振鋼板の製造法により製造すればよいことは言う
までもない。

以上詳述してきた本発明により、防音処理を必要とせず
に防音効果を有し、しかも張り剛性および耐デント性に
優れ、さらには安価な割振鋼板を提供することができる
。

以下本発明を実施例とともに詳述するが、これは本発明
の例示でありこれにより本発明が不当に制限をされるも
のではない。

実施例 厚さが２．３　ｎであるフロア−材である単鋼板を比較
材（試料陽６）とし、これと同等の張り剛性を有する、
本発明にがかる制振ｍ板を本発明例としく試料Ｎｎｌ、
試料Ｎ１１Ｌ２および試料隘３）、さらに、片側の鋼板
の厚さが２枚の鋼板の合計厚さの６５％未満である制振
鋼板、および片側の鋼板の厚さが２枚の鋼板の合計厚さ
の８５％超である割振鋼板をそれぞれ試料階４および試
料隘５とし、これらを試料として、前述した第２図に示
す実験装置を用いて、０．５　ａｍのひずみを生じた際
のたわみ荷重および０．３　ｍ＋＋＊のへこみを生じた
際のデント荷重、さらには割振性をそれぞれ測定した。

なお比較材の単鋼板と同等の張り剛性を有する、本発明
にかかる割振鋼板の厚さは下式から算出した。

ｔ＝（ｔｏ’°’　／２．５（ｋ”　’　＋　（ｉ−ｋ
）　”・４））　ｏ、＊＋’ｙただし １　　：　　１．＋１゜ ｔに　　片側鋼板厚さ ｔ、：　　他方鋼板厚さ ｋ　：　差厚率−ｔ、、’ｔ ｔｏ：　　試料ｔｌ＆１６の鋼板の厚さまた試料隘１、
試料患２および試料黒３に示す本発明にかかる割振鋼板
は、片側の鋼板の厚さを２枚の鋼板の厚さの合計の、そ
れぞれ６５％、７５％および８５％の３水準とし、それ
ぞれ（板厚）２×耐力を１２０ｋｇｆ以上とした。

また本発明にかかる制振鋼板（試料１１＆ＬＬ試料階２
および試料阻３）において用いた樹脂はポリエチレン系
樹脂であり、厚さは５０ｐｍであって、さらに鋼板との
剪断接着強度は１００　ｋｇｆ／ａｊであった。

さらに割振性の判定は鋼球落下の打撃音により行った。

実験条件および結果を第１表に示す。

第１表から明らかなように、本発明にかかる制振鋼板は
、たわみ荷重、デント荷重および制振性に優れ、建造物
のフロア−用材として極めて優れていることがわかる。

これに対して試料患４〜階６は比較例の試料である。試
料階４は片側の板厚の、２枚の鋼板の合計厚さに対する
比が６０％と本発明の範囲より低い値であるため、全厚
を著しく厚くする必要があり、大幅なコストアンプとな
って、建造物のフロア−材として適当でないことがわか
る。

また試料磁５は、片側の鋼板の２枚の鋼板の合計厚さに
対する比が９０％と本発明の範囲よりも高い値であるた
め、制振性が劣化しやはり建造物のフロア−材として適
当でないことがわかる。

さらに試料−６は従来法にかかる単調板であるが、たわ
み荷重、デント荷重とも本発明にかかる試料より著しく
小さく、さらに制振性も不足していることがわかる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明により高い張り剛性および
耐デント性を存する、建造物のフロア−材として好適な
割振鋼板を、公知の制振鋼板よりもはるかに薄い板厚で
提供できることとなった。

したがって、コストを低減するとともに、現地での施工
性を損なうこともない。

かかる効果を有する本発明の実用上の意義は極めて著し
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、各材料の剛性線を表わすグラフ；および 第２図は、張り剛性測定装置の略式説明図である。 単調板の張り剛性線 制振鋼板の張り剛性線 ２枚合わせ鋼板の張り剛性線 剛性線１と２の交点 剛性線２と３の交点 試験片 圧子 ８：変位計 ９：支持台 １０：油圧シリンダー 秦１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　２枚の鋼板の間に樹脂層を挟着してなるサンドイッチ
   型の制振鋼板であって、片側の鋼板は、（ｉ）その厚さ
   が２枚の鋼板の合計厚さの６５％以上８５％以下であり
   、 （ｉｉ）その厚さが３ｍｍ未満であって、さらに（ｉｉ
   ｉ）（板厚）＾２×耐力が１２０ｋｇｆ以上であること
   を特徴とする、張り剛性および耐デント性に優れた制振
   鋼板。