JPH0650434B2

JPH0650434B2 - 遮音材とその製造方法

Info

Publication number: JPH0650434B2
Application number: JP3044408A
Authority: JP
Inventors: 三郎窪田; 徳光早苗; 庫三嶋田
Original assignee: Toyama Prefecture
Current assignee: Toyama Prefecture
Priority date: 1991-02-15
Filing date: 1991-02-15
Publication date: 1994-06-29
Anticipated expiration: 2009-06-29
Also published as: JPH04261599A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、防音性を必要とする
住宅や工場、その他防音が必要な電気製品等に用いられ
て、外部または内部の音や振動を遮蔽する遮音材とその
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の遮音シートは、ベース樹脂に軟質
塩化ビニールを代表とする汎用樹脂や、エポキシ樹脂等
の熱硬化性樹脂を用いて、これに金属粉末を添加した
り、金属板を積層したりして遮音性を高めるようにして
いる。また、これらの遮音材に吸音材を重ね合わせて用
い、遮音と吸音効果を持たせるようにした防音壁もあ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に、遮音材は空気
伝播音を物体により遮蔽するために用いられ、その遮蔽
性能は、主として遮音材の質量および密度に比例し、剛
性に反比例するような関係にあり、特に密度が大きく影
響する。従って、素材の厚さを増すことにより面密度を
上げることができ遮音性能は上がるが、寸法的な制限が
あり遮音性能を本質的に向上げたものではない。また、
上記従来の技術のように、金属粉末を合成樹脂に添加し
て密度を上げた遮音シートの場合、上記樹脂に対する鉄
粉等の金属粉末の相溶性が悪く、大量に金属粉末を添加
できないものであった。従って、面密度が２g/cm² 程度
であり、高密度に形成することができず、５００ヘルツ
の周波数の音の透過損失は１０〜１５デシベルとあまり
大きくはなく、遮音性能は良くないものであった。しか
も、相溶性が悪いので、粗い鉄粉を用いて混合可能な鉄
粉の重量を多くしようとしているため、成形性が悪く、
表面の平滑性も悪いうえ、切断加工等において加工装置
の損傷も早い。また、高面密度にするために、金属板を
積層したものの場合、比較的面密度は高くなるが、中高
音域で共鳴による透過（コインシデンス効果）が大き
く、しかも、防音材が剛直になり施工が難しい上、使用
途中での剥離や、表面の膨れ等の問題がある。

【０００４】また、従来の技術の吸音材としては、ロッ
クウールやグラスウール等の断熱性を主眼としたものを
壁中に設けるため、吸音性が十分とは言えないものであ
る。さらに、遮音性能と吸音性能の両方を効果的に有し
た遮音シートはなく、施工段階で各種の材料を組み合わ
せて防音効果を出させているので、施行工数がかかり、
工期やコストがかかるという問題もある。

【０００５】この発明は、上記従来の技術の問題点に鑑
みて成されたもので、効果的な遮音性能を有し取扱性も
良好な遮音材と、その遮音材の製造方法を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するため鋭意研究を進めた結果、母材として、ポリ
ノルボルネンを用い、このポリノルボルネンに、伸展油
とともに所定量の金属および金属酸化物の中から選択さ
れる金属系粉末を混合し、加硫剤を添加してポリノルボ
ルネンを架橋させてプレスした遮音材である。このベー
ス樹脂のポリノルボルネンは、次に示す構造式を基本と
する高分子化合物である。

【０００７】

【化１】

【０００８】ポリノルボルネンは、巨大分子量（３００
万以上）であり、伸展油の包含性、相溶性が大きく、ポ
リノルボルネン１００重量部に対して数百重量部まで伸
展油を添加することができる。そして、大量の伸展油
は、添加する金属系粉末（後に詳述する）に対して滑剤
的な作用をし、ポリノルボルネン１００重量部に対して
金属系粉末を５０００重量部まで添加することができ
る。さらに、後述するように、添加する金属系粉末の表
面処理を行なうことにより最大１００００重量部の添加
も可能である。

【０００９】ポリノルボルネンに対して相溶性の良い伸
展油としては、ナフテン、パラフィン、アロマ系のオイ
ルが上げられる。このうち、アロマ系オイルは、ポリノ
ルボルネン１００重量部に対して、最大５００重量部ま
で混合することができ、その粘性も大きいことから、衝
撃吸収性も良いものである。

【００１０】また、金属粉系末としては、高密度の遮音
材にするために、鉛粉末、鉄粉末、並びにそれらの酸化
物（Ｐｂ₂Ｏ，ＰｂＯ，ＰｂＯ₂, Ｐｂ₃Ｏ_4,ＦｅＯ，Ｆ
ｅ₂Ｏ₃ 等）が用いられ、特に、密度の高い鉛粉末が最
も効果的にこの発明の遮音材の高密度化を可能にするも
のである。また、金属系粉末の粒径は、１０〜１００μ
ｍで、ほぼほぼ球形が好ましい。

【００１１】さらに、上記ポリノルボルネンに加硫剤を
添加して架橋反応を起こさせ、硬化させるものである。
ここで、上記金属系粉末とポリノルボルネン他との混練
温度は、加硫剤のイオウが架橋反応を起こさない温度で
混練し、各添加剤等が均一に分散した後、所定の形状に
形成する際は、イオウの開環によるラジカル発生温度で
成形する。これによって、イオウによる架橋が十分に行
なわれ各添加剤が確実にポリノルボルネン中に保持され
る。

【００１２】さらに、上記金属系粉末は、ポリノルボル
ネン１００重量部に対してほぼ５０００部以下の量まで
は、伸展油の作用により金属粉系末の表面処理は不要で
あるが、金属系粉末を５０００重量部以上混合する場
合、その粒子表面をトリメチルシラン等のシラン化合物
（アルロキシ系）による含浸熱処理により表面を改質し
て、最大約１００００重量部まで混合させることができ
る。さらに、この遮音材の機械的強度や硬さを上げるた
めに、適量のカーボンブラック（ＨＡＦ）を添加しても
よい。

【００１３】また、上記遮音材に、音の表面反射を低減
させる機能を持たせるため、吸音材をこの発明の遮音剤
シートに積層することもでき、この吸音材としては、ウ
レタン樹脂を発泡化させた吸音材が有効である。さら
に、吸音材としては、上記従来技術にあるロックウール
や、グラスウールを用いても良く、その他、多層構造編
地を積層しても良い。これら吸音材は、表面積が大き
く、かさ密度の小さいものが良く、発泡条件や、編目構
成を変えることにより所望の吸音性を持たせるものであ
る。これらの吸音材の積層は、ゴム系の接着剤により容
易に積層できる。

【００１４】この発明の遮音材の製造方法は、ポリノル
ボルネンに、金属系粉末を混合し、さらに伸展油、加硫
材を入れて、イオウの開環によるラジカルが発生しない
温度で十分にミキシングし、この後、イオウラジカル発
生温度以上の温度で、プレス成形し架橋反応を十分に起
こさせて形成するものである。ここで、混合する金属系
粉末がほぼ５０００部以上の場合、その粒子の表面をト
リメチルシラン等のシラン化合物で表面処理し改質した
後にポリノルボルネン等と混合する。

【００１５】

【作用】この発明の遮音材に用いられているポリノルボ
ルネンは、ガラス転移点が常温域である３５度Ｃであ
り、伸展油との相溶性がよいことから、伸展油を多量に
包含することができ流出もしないので、金属系粉末を大
量に混入させることができる。そして、遮音材の遮音性
は、透過損失として評価され、一般に高質量高密度なも
の程大きいことから、金属系粉末を大量に包含できる程
その遮音性能は良くなる。添加する金属系粉末は、密度
の点から考えると金属鉛粉末が最も好ましいいが、性能
や価格等を考慮し、また、その用途に応じて酸化鉛や鉄
およびその酸化物等種々の材料を利用することができ、
これらの混合物でも良い。

【００１６】また、伸展油の大量添加は、金属系粉末の
大量添加を可能にするとともに、剛性を小さくするの
で、前述のコインシデンス効果による中高音の透過を防
止するものである。特に高粘性であるアロマ系オイルを
伸展油に用いることにより、金属系粉末を大量に混入さ
せても、振動や衝撃エネルギーを熱に変換する割合（損
失係数＝ｔａｎδの値が１．８〜２．２）が大きく、振
動防止効果も高くなる。

【００１７】さらに、ポリノルボルネンにアロマ系オイ
ルを混合した場合、上述のシラン化合物による表面処理
を施した鉛粉末を約１００００重量部まで混合させるこ
とができ、この場合の密度は約８．０ｇ/cm³と鉄以上に
なり、その遮音性はきわめて大きい。

【００１８】また、この発明の遮音材は、吸音材をその
表面に積層しているので、中高音域の音に対しての吸収
がよく、残響感を著しく小さくすることができ、特にウ
レタン発泡体を積層することにより吸音効果を大きくす
ることができる。

【００１９】

【実施例】以下この発明の実施例について説明する。こ
の実施例の遮音材は、母材の樹脂にポリノルボルネンを
用いており、この実施例ではCdF Chimie社の商品名ノー
ソレックスを利用している。伸展油に、アロマティック
オイルを用い、ファーネス系カーボンブラックを力学的
強度を上げるために混合する。さらに、加硫剤としてイ
オウを添加し、加硫促進剤、老化防止剤、フィラーとし
て酸化亜鉛を添加する。各材料の重量比率は、ポリノル
ボルネン１００重量部、伸展油は下記の表１のＮｏ１，
２は２００重量部、Ｎｏ３，４は３５０重量部、カーボ
ンブラック５０重量部、加硫剤２重量部、加硫促進剤５
重量部、老化防止剤２重量部、酸化亜鉛１０重量部、鉛
粉末１０００重量部〜９０００重量部で下表１の通り混
合比を変えて遮音材を形成し、その遮音性能の測定の実
験を行なった。

【００２０】この実施例の遮音材の製造工程は、先ず、
鉛粉末を、ポリノルボルネンに混合するが、鉛粉末が９
０００重量部の場合は、トリメチルシランにより粒子表
面の改質処理を施す。そして、伸展油としてアロマティ
ックオイルを混ぜ、加硫材および加硫促進材、老化防止
剤、酸化亜鉛を添加し、カーボンブラックを加えて混練
する。混練温度は、加硫剤のイオウが架橋反応を起こさ
ない温度である、１００〜１３０度Ｃの温度で約２０分
間混練する。そして、各添加剤等が均一に分散した後、
所定の形状に形成するため、ホットプレスで、イオウの
開環によるラジカル発生温度の約１７０度Ｃで１０分間
程度プレス成形する。これによって、イオウによる架橋
が十分に行なわれ、添加した鉛粉末が確実にポリノルボ
ルネン樹脂中に保持される。

【００２１】また、上記遮音材に積層される吸音材は、
原料のウレタンのエマルジョンに、気泡剤触媒、架橋剤
を添加し、圧縮空気を吹き込んでローターにより高速攪
拌し、発泡状液体にする。そして、これを型内に流し込
んで加温することにより、独立気泡と連続気泡とが入り
交じった複雑な多孔質状物質の吸音材が形成される。こ
の吸音材の厚さは、ローターの回転数、成形温度により
適宜調整するが、気泡の大きさを一定にするために硬化
時間は短くする。そして、上述の遮音材にこの吸音材を
接着剤で貼り付ける。

【００２２】以上の製造方法により形成した遮音材は、
図１の模式図に示すように、ポリノルボルネン分子鎖２
および、イオウによる架橋４によって、鉛粉末６および
カーボンブラック８が保持され、さらにこれらの隙間に
充填されたアロマティックオイルもポリノルボルネン分
子鎖２や架橋４によって確実に保持されている。また、
この遮音材に積層されるウレタン発泡体の吸音材１０
は、図２、図３の模式図に示すように、独立気泡と連続
気泡が混在した断面形状になっている。この実施例の遮
音材の評価測定データを表１、および図４、図５に示
す。下記の表１において、Ｎｏ４の鉛粉末のみ上述のシ
ラン化合物による表面処理が施されている。また、表１
の番号の各試料が図４の各折れ線データの番号に対応す
る。

【００２３】

【表１】

【００２４】上記表１および図４に示すグラフからわか
るように、各周波数に対して、鉛添加量が多くなるに従
って音の透過損失が大きくなっており、遮音性能が向上
していることがわかる。

【００２５】また、図５に示すように、吸音材１０の吸
音性能は高音域で効果が高いことがわかる。

【００２６】なお、この発明の遮音材は、上記実施例の
他、鉛粉末やその他の添加物の添加量は適宜設定できる
ものであり、積層される吸音材も、ウレタン吸音材、遮
音材、多層構造編地の３層構造であってもよい。

【００２７】

【発明の効果】この発明の遮音材は、母剤のポリノルボ
ルネンに伸展油を混ぜ、これに大量の金属系粉末を混合
し混練したので、配合できる金属系粉末がきわめて多
く、遮音性能を左右する面密度をきわめて大きくするこ
とができる。しかも、大量の金属系粉末は、イオウによ
るポリノルボルネンの架橋によって安定に保持される。
特に、この発明のポリノルボルネンとアロマ系オイルの
混練物自体が、衝撃吸収性が良く、振動や衝撃を効率よ
く熱エネルギーに変換し吸収するので、これに金属系粉
末を混合したこの発明の遮音材は防振効果も高いもので
ある。さらに、吸音材を積層することにより、遮音材表
面での音の反射か゛少なくなり防音効果も高いものにす
ることができる。さらに、この発明の遮音材は非常に柔
軟性があり、加工もしやすく、施工がきわめて容易であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の遮音材の一実施例の内部構造を拡大
した模式図である。

【図２】この発明の一実施例のウレタン発泡体の吸音材
の内部構造を拡大した模式図である。

【図３】この発明の吸音材を積層した遮音材の一実施例
の内部構造を拡大した模式図である。

【図４】この発明の実施例の表１に示す各遮音材の遮音
性能を測定したグラフである。

【図５】この発明の一実施例に用いられた吸音材の音の
吸収性能を測定したグラフである。

【符号の説明】

２ポリノルボルネン分子鎖４架橋６鉛粉末８カーボンブラック１０吸音材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリノルボルネンに、金属および金属酸
化物の中から選択された金属系粉末を伸展油とともに混
合し、加硫剤を添加して上記ポリノルボルネンを架橋さ
せて成ることを特徴とする遮音材。
【請求項２】ポリノルボルネンに、金属および金属酸
化物の中から選択された金属系粉末を伸展油とともに混
合し、加硫剤を添加して上記ポリノルボルネンを架橋さ
せて形成したシート材に、吸音材を積層して成ることを
特徴とする遮音材。
【請求項３】ポリノルボルネンに、金属および金属酸
化物の中から選択された金属系粉末を伸展油とともに混
合し、さらにカーボンブラックを混入し、加硫剤を添加
して上記ポリノルボルネンを架橋させて成ることを特徴
とする遮音材。
【請求項４】上記伸展油はアロマ系オイルであり、上
記金属系粉末は鉛粉末であることを特徴とする請求項
１，２または３記載の遮音材。
【請求項５】ポリノルボルネンに、金属および金属酸
化物の中から選択される金属系粉末を伸展油とともに混
合し、さらに加硫剤を添加して、イオウの開環によるイ
オウラジカルが発生しない温度で十分に混練し、この
後、イオウラジカル発生温度でプレス成形し、加硫剤に
よるポリノルボルネンの架橋反応を十分に起こさせるこ
とを特徴とする遮音材の製造方法。
【請求項６】上記伸展油は、アロマ系オイルであり、
上記金属系粉末は鉛粉末であることを特徴とする請求項
５記載の遮音材の製造方法。
【請求項７】上記金属系粉末をシラン系化合物に浸漬
し、その粒子表面を改質した後、上記ポリノルボルネン
と混合することを特徴とする請求項５または６記載の遮
音材の製造方法。