JPH10264324A - 床用断熱・緩衝・制振材および断熱・防音・制振床体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反発弾性が低く、制振性、衝撃吸収性、防音
性に優れた床用断熱・緩衝・制振材および断熱・防音・
制振床体を提供する。 【解決手段】 ポリエチレン系樹脂と、鎖状構造の両端
がスチレンでイソプレンなどの共役ジエンとの共重合体
との混合物からなる、架橋度が１５〜５０％、発泡倍率
が５〜４０倍、厚さが０．５〜３０ｍｍ、反発弾性率が
１０〜５０％の架橋発泡体の少なくとも片面に補強層を
設けてなることを特徴とする床用断熱・緩衝・制振材お
よびそれに木質板を積層した断熱・防音・制振床体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、架橋発泡体を用い
た床用断熱・緩衝・制振材および断熱・防音・制振床体
に関し、とくに、反発弾性が低く、衝撃吸収性や制振性
能に優れた床用断熱・緩衝・制振材および断熱・防音・
制振床体に関する。

【０００２】

【従来の技術】軽量鉄骨構造からなるいわゆるプレハブ
住宅や中高層住宅の床材は、カーペット類敷物から木質
床材を直接貼り付ける工法が主流となってきたが、本工
法では防音性に劣り、また、振動に対しては振動を増幅
させるなど、緩衝性も含めカーペット類に比べ防音、制
振性に劣るという欠点があった。

【０００３】遮音効果および緩衝効果を高めるために、
発泡体と不織布とを積層し、それに木質板を積層した床
材が特開平５−１１８１２２号公報に開示されている
が、この床材は、単に発泡体と不織布を積層したもの
で、この発泡体の役目は遮音性と緩衝性のみであり、緩
衝材に制振性、緩衝吸収性など機能をもたせることにつ
いては言及しておらず、また、目的としていないので、
以下に説明する本発明とは異質なものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、遮音
性や緩衝性はもちろんのこと、特定の架橋発泡体を用い
ることにより、反発弾性が低く、衝撃吸収性や制振性能
に優れた、理想的な性能を有する床用断熱・緩衝・制振
材を提供することにある。

【０００５】また、本発明のもう一つの課題は、上記の
ような床用断熱・緩衝・制振材を用いた、表面が木質の
断熱・防音・制振床体を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の床用断熱・緩衝・制振材は、ポリエチレン
系樹脂と、鎖状構造の両端がスチレンでイソプレンなど
の共役ジエンとの共重合体との混合物からなる、架橋度
が１５〜５０％、発泡倍率が５〜４０倍、厚さが０．５
〜３０ｍｍ、反発弾性率が１０〜５０％の架橋発泡体の
少なくとも片面に補強層を設けてなることを特徴とする
ものからなる。

【０００７】また、本発明の断熱・防音・制振床体は、
上記のような床用断熱・緩衝・制振材の補強層上に木質
板が積層されていることを特徴とするものからなる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明における架橋発泡体は、ポ
リエチレン系樹脂と、鎖状構造の両端がスチレンでイソ
プレンなどの共役ジエンとの共重合体との混合物を架橋
発泡させたものである。ポリエチレン系樹脂成分は５０
〜９０重量％、鎖状構造の両端がスチレンでイソプレン
などの共役ジエンとの共重合体成分は１０〜５０重量％
からなることが好ましく、このような配合により、従来
の単なるポリエチレン系樹脂の発泡体に比べ、適度のク
ッション性を維持しつつ、反発弾性が低く、かつ、優れ
た制振性、衝撃吸収性が得られる。

【０００９】本発明に用いるポリエチレン系樹脂として
は、エチレンを基本骨格とする樹脂からなるものであれ
ばとくに制限されるものではなく、具体的には高圧法低
密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチ
レン樹脂（ＬＬＤＰＥ）、エチレン−プロピレンゴム
（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレンゴム−ジエンゴム
（ＥＰＤＭ）、高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレ
ン−（メタ）アルキルアクリレート共重合体あるいはこ
れらのエチレンとの共重合体に第三成分として無水マレ
イン酸を共重合した３元共重合体等が例示されるが、こ
れらは要求される特性によって適宜混合されたものであ
ってもよい。また、硫黄架橋を有するゴム系ポリマーを
少量混合したり、マイカ、タルクなどの無機充填剤を適
宜添加してもよい。

【００１０】上記ポリエチレン系樹脂に混合される共役
ジエンとの共重合体は、炭素の二重結合を有する共役ジ
エンの鎖状構造の両端にスチレンを有するものであれば
よい。両端がスチレンであることにより、とくにこの成
分を混合した架橋発泡体とすることによって、低反発弾
性と、優れた制振性および衝撃吸収性をともに確保する
ことが可能となる。

【００１１】上記ポリエチレン系樹脂と共役ジエンとの
共重合体との混合物が、架橋発泡される。発泡倍率は、
５〜４０倍の範囲とされる。発泡倍率が５倍未満では、
反発弾性が高すぎ、発泡倍率が４０倍を越えると、制振
性、成形性に劣る。

【００１２】架橋方法は何ら限定されるものではなく、
電子線架橋法や化学架橋法などを採用できる。これらの
方法では、架橋主鎖が炭素−炭素結合よりなる架橋が主
に形成される。なお、本発明で目標とする特性を損なわ
ない範囲であるならば、場合により、これらに加えて、
少数の硫黄架橋を形成したり、硫黄架橋を有するゴム系
ポリマーが少量混合等してもよい。

【００１３】架橋度は１５〜５０％とされ、好ましくは
２０〜４０％である。架橋度が１５％未満であると発泡
体の製造時、発泡ガスの保持力が弱いため表面より発泡
ガスが逸散し所定の密度にならなかったり、表面形態の
悪化を招くので好ましくない。一方、５０％を越えると
架橋が密になり発泡性や表面の平滑性の点では好ましい
が、架橋が密になり過ぎ発泡ガスの保持力が過度になっ
て低すぎる密度になると、部分的に気泡の破壊が生じ、
ボイドとなるので好ましくない。

【００１４】このような架橋発泡体の厚さは、０．５ｍ
ｍ以上３０ｍｍ以下とされる。０．５ｍｍ未満である
と、とくに床用断熱・緩衝・制振材に用いたときに、所
望の制振性、衝撃吸収性を得るのが困難となり、かつ、
良好なクッション性も得られない。また、厚さが３０ｍ
ｍを越えると、床用断熱・緩衝・制振材としては厚くな
りすぎ、敷設に際しての寸法制限上の問題を生じるおそ
れがある。

【００１５】本発明に係る架橋発泡体の反発弾性率は１
０〜５０％とされ、好ましくは１５〜３５％である。反
発弾性率が１０％未満であると、衝撃吸収性の点では好
ましいが発泡体の腰がなくなり、成形品などに加工後、
自己形状を保持することが困難となるので好ましくな
く、一方、５０％を越えると加工後の自己形状保持力の
点では好ましいが、衝撃に対し反発する力が増大し衝撃
吸収力が低下するので好ましくない。

【００１６】本発明に係る架橋発泡体の制振性（Ｃ／Ｃ
ｃ：後述）は、好ましくは０．１％以上である。制振性
が０．１％未満であると、複合品（つまりカーペットと
の複合品）としたとき複合する広範囲の材料に対し、良
好な制振性を与えることができなくなるので好ましくな
い。この場合、制振性は前記衝撃吸収性と同様に発泡体
の自己形状保持力の点から１．５％程度が上限である。

【００１７】その他、必要に応じて熱安定剤、耐候剤、
難燃剤、難燃助剤、分散剤、顔料、充填剤を添加しても
よい。特に熱安定剤としてはヒンダードフェノール系と
チオ系安定剤が好ましい。また、最近の環境問題に鑑み
た素材のオレフィン化の進展に伴い使用部位によっては
難燃剤、あるいは難燃助剤を添加する必要があるが、架
橋発泡体には融点が１８０〜２４０℃の難燃剤、中でも
リン・ハロゲン系の難燃剤を用いることが望ましい。

【００１８】本発明における発泡には、たとえば分解型
発泡剤を使用できる。分解型発泡剤としては有機、無機
系の各種があるが、有機系としてはアゾジカルボンアミ
ド、Ｎ，Ｎ′−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、
Ｐ，Ｐ′−オキシベンゼンスルフォニルヒドラジド等、
無機系としては炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、重
炭酸アンモニウム、カルシュウムアジド等を用いること
ができる。

【００１９】上記のように構成された架橋発泡体の少な
くとも片面に、床用断熱・緩衝・制振材を構成するため
に補強層が設けられる。この補強層には、プラスチック
フイルム、プラスチックシート、不織布、織布等が用い
られ、上記架橋発泡体との積層、たとえば熱融着による
積層により、床用断熱・緩衝・制振材として必要な形態
を保持する。

【００２０】この補強層は、凹凸を有する層であっても
よく、その場合には、凹凸面を床側の面とすることが好
ましい。また、前記架橋発泡体に、たとえば孔径が１０
ｍｍ以下の貫通孔を多数設けておき、該架橋発泡体を補
強層と積層してもよい。このようにすれば、床用断熱・
緩衝・制振材として適度のクッション性を確保しつつ、
目標とする低反発弾性、制振性、衝撃吸収性を得ること
が可能となる。

【００２１】上記のように構成された床用断熱・緩衝・
制振材の補強層上に木質板を積層することにより、優れ
た制振性、衝撃吸収性とともに、優れた防音性を備えた
断熱・防音・制振床体が得られる。

【００２２】次に本発明による床用断熱・緩衝・制振材
の製造方法の一態様について説明する。高圧法低密度ポ
リエチレン（融点：１１２℃、ＭＦＲ：４．８ｇ／１
０）５０ｋｇ、スチレン含有量１０％のスチレン−イソ
プレン−スチレンブロック共重合水添樹脂３０ｋｇ、熱
安定剤として“Ｉｒｇａｎｏｘ”１０１０を０．３ｋ
ｇ、分解型発泡剤としてアゾジカルボンアミド６．５ｋ
ｇを内容積４５０ｌのヘンシェルミキサーに投入し、第
一次混合し、組成物を得た。この混合原料を発泡剤の分
解しない温度、具体的には１３０〜１５０℃に加熱した
ベント付き押出機に導入して、セットされている口径３
ｍｍの口金より水冷槽に押し出し、ストランドガットと
して水冷槽から引き出し、圧力空気を吹き付け、水切り
しながらペレタイザーに導入して、直径２ｍｍ、長さ３
ｍｍのペレットにして、発泡用シート原料を得た。この
原料を１３０〜１５０℃に加熱した押出機に導入してセ
ットされている口金より押し出し、ロール温度が６５℃
のポリシングタイプのシート成形機にかけ、空気巻込み
による気泡のない厚さが３．０ｍｍ、幅が５００ｍｍの
連続シート状にして巻き取った。

【００２３】このシートに電子線を照射し、発泡に適し
た架橋、すなわち発泡体としたときに架橋度が１５〜５
０％となるように電子線を照射して架橋を付与した。こ
のシートを発泡剤の分解温度より３０〜１００℃高い温
度に加熱した熱媒浴上に連続的に供給して発泡させた。

【００２４】このようにして得られた発泡体は厚みが
６．１ｍｍ、幅１３００ｍｍ、発泡倍率が２５倍の表面
の平滑な発泡体であった。この架橋発泡体の少なくとも
片面に補強層が積層され、本発明に係る床用断熱・緩衝
・制振材が作製される。

【００２５】本発明では上述したように、ポリエチレン
系樹脂に特定の共役ジエン系重合体を配合して架橋発泡
体としたことにより、ポリエチレン系樹脂の結晶性に起
因する反発弾性を軽減し、最適な範囲の架橋度でポリエ
チレン系樹脂としての優れた特性を保持しつつ、反発弾
性、衝撃吸収性、制振性に優れたものとなった。

【００２６】本発明の効果の得られることについては定
かではないが、本発明者らの経験ではポリエチレン系樹
脂にゴム系樹脂を混合する場合、ゴム系樹脂の特性を発
揮させるにはゴム系樹脂の配合量がポリエチレン系樹脂
と等量以上配合する必要があり、したがってポリエチレ
ン系樹脂の特性を保持することは極めて困難であり、一
方、ゴム系成分を共重合したポリエチレン系樹脂、例え
ばＥＶＡ（エチルビニルアルコール）樹脂は少量の成分
でさらに結晶性を低下させ、柔軟性を付与できるが衝撃
吸収性、振動吸収性を満足することはできない。本発明
では特定の共役ジエン系重合体樹脂、ポリエチレン系樹
脂を配合して架橋発泡体としたことにより樹脂相互間に
架橋が発生し、一見共役ジエン系重合体樹脂とポリエチ
レン系樹脂が共重合したごとき状態となるため共役ジエ
ン系重合体樹脂の配合量が少なくてすみ、したがって、
ポリエチレン系樹脂の基本特性の低下をまねくことなく
衝撃吸収性、振動吸収性が付与できるものと考える。

【００２７】［物性値の測定法、評価基準］本発明にお
ける物性値の測定法、評価基準は次の通りである。 （１）架橋度 発泡体を細断し、０．２ｇ精秤する。このものを１３０
℃のテトラリンに浸漬し、攪拌しながら３時間加熱し溶
解部分を溶解せしめ、不溶部分を取り出しアセトンで洗
浄してテトラリンを除去後、純水で洗浄しアセトンを除
去して１２０℃の熱風乾燥機にて水分を除去して室温に
なるまで自然冷却する。このものの重量（Ｗ₁ ）ｇを測
定し、次式で架橋度を求めた。 架橋度＝［（０．２−Ｗ₁ ）／０．２］×１００（％）

【００２８】（２）発泡倍率 発泡用シートから１０×１０ｃｍを切り出し、厚みｔ₁
（ｃｍ）と重量Ｗ₁ （ｇ）を測定し、次式でシート密度
を算出する。 シート密度（Ｓρ１）＝Ｗ₁ ／（１０×１０×ｔ₁ ）
（ｇ／ｃｍ³ ） さらに発泡体から１０×１０ｃｍを切り出し、厚みｔ₂
（ｃｍ）と重量Ｗ₂ （ｇ）を測定し、次式で本発明の発
泡体の密度を算出する。 発泡体密度（Ｆρ１）＝Ｗ₂ ／（１０×１０×ｔ₂ ）
（ｇ／ｃｍ³ ） 上記のシート密度、発泡体密度から次式で発泡倍率を算
出する。 発泡倍率＝Ｓρ１／Ｆρ１（倍）

【００２９】（３）融点 示差走査熱量計（パーキンエルマ社製ＤＳＣＩＩ）で測
定した溶融吸熱カーブの最も大きなピークを融点とし
た。

【００３０】（４）ＭＦＲ（Ｍｅｌｔ Ｆｌｏｗ Ｒａ
ｔｅ） ポリエチレン系樹脂はＪＩＳ−Ｋ−６７６０に準じた。

【００３１】（５）衝撃吸収性 “リュプケ”の反発弾性測定装置（測定温度２５℃）で
測定した値を用いた。

【００３２】（６）制振性 複素弾性係数測定装置を用い、鋼板（１ｍｍ厚さ、１５
ｍｍ×２５０ｍｍ）だけでの臨界粘性減衰係数Ｃｃと粘
性減衰係数Ｃとの比すなわち減衰係数比Ｃ／Ｃｃを測定
した後、同サイズの試料を鋼板に貼付け、固定圧縮率７
５％（鋼板の厚さを含む全試料厚さに対する圧縮固定）
で片持ちばりしＣ／Ｃｃを測定し、試料を鋼板に貼付け
たときの値から鋼板だけでの値を差し引いた値を制振性
とした。

【００３３】（７）床衝撃音レベル ＪＩＳ−Ａ１４１８「建築物現場における床衝撃音レベ
ルの測定法（Ｌ_L 値）」に準じて測定した。

【００３４】

【実施例】次に実施例に基づいて本発明の実施態様を説
明する。 実施例１ 高圧法低密度ポリエチレン（融点：１１３℃、ＭＦＲ：
４．３ｇ／１０分）の粉体５０ｋｇ、スチレン含有量１
０％のスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合
水添樹脂２５ｋｇ、熱安定剤として“Ｍａｒｋ”ＡＯ３
０を０．５ｋｇ、ＤＳＴＤＰ１．０ｋｇ、分解型発泡剤
としてアゾジカルボンアミド８ｋｇを内容積４５０ｌの
ヘンシェルミキサーに投入し、第一次混合した。このも
のを発泡剤の分解しない温度、具体的には１３０〜１４
０℃に加熱したベント付き押出機に導入して、セットさ
れているＴダイから押し出し、空気巻込みによる気泡の
ない厚さが２．０ｍｍ、幅が４５０ｍｍの連続シート状
にして巻き取った。

【００３５】このシートに３．５Ｍｒａｄの電子線を照
射し、架橋せしめた。このシートを２０５℃、２１５
℃、２２０℃の順に加熱したシリコーン薬液法の発泡装
置に導入し発泡し連続シート状発泡体として巻き取っ
た。

【００３６】この発泡体は架橋度が２３％、発泡倍率が
２５倍で厚みが４．２ｍｍ、幅１２５０ｍｍの製品とし
た。

【００３７】次に本発明の発泡体の両面にクロロプレン
ゴム系接着剤を塗布し、その上に厚さ４ｍｍの合板を貼
り合わせて、その反対面に厚さ２ｍｍのフェルトからな
るクッション層を貼り合わせて床材を作成した。ＪＩＳ
−Ａ１４１８「建築物現場における床衝撃音レベルの測
定法（Ｌ_L 値）」に準じて測定した結果、６３〜４００
０Ｈｚの周波数域で衝撃音レベルが低下したことが確認
され、とくに低周波数域での低下が確認され、極めて良
好な床材であることがわかる。結果を表１、表２に示し
た。

【００３８】比較例１ 実施例１における高圧法低密度ポリエチレン樹脂のみを
用いた以外は実施例１と同様の製品とし、実施例１と同
様の評価を行い、結果を表１、表２に示した。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【表２】

【００４１】

【発明の効果】本発明の床用断熱・緩衝・制振材および
断熱・防音・制振床体によれば、用いる架橋発泡体の反
発弾性が通常のポリエチレン発泡体などより低いため、
衝撃に対する吸収度が高く、跳ね返りが小さくなるため
効率よく振動を防止でき、また、不織布などの補強材と
積層したため防音性に優れ、発泡体としての断熱性と緩
衝性、制振性、衝撃吸収性にさらに防音性を兼ね備えた
優れた材料を得ることができる。また、この積層体の補
強層に木質板を積層することにより、緩衝性、制振性、
衝撃吸収性、防音性を備えた、従来にない優れた性能の
断熱・防音・制振床体を得ることができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエチレン系樹脂と、鎖状構造の両端
   がスチレンでイソプレンなどの共役ジエンとの共重合体
   との混合物からなる、架橋度が１５〜５０％、発泡倍率
   が５〜４０倍、厚さが０．５〜３０ｍｍ、反発弾性率が
   １０〜５０％の架橋発泡体の少なくとも片面に補強層を
   設けてなることを特徴とする床用断熱・緩衝・制振材。
2. 【請求項２】 前記架橋発泡体は、前記ポリエチレン系
   樹脂成分が５０〜９０重量％、前記両端がスチレンでイ
   ソプレンなどの共役ジエンとの共重合体成分が１０〜５
   ０重量％からなる、請求項１記載の床用断熱・緩衝・制
   振材。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の床用断熱・緩
   衝・制振材の補強層上に木質板が積層されていることを
   特徴とする断熱・防音・制振床体。