JPS61258743A - 床衝撃音のしや断性能に優れた制振用床板 - 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〕 この発明はコンクリートなどで構成される床板の制振用
床板構造に係シ、特に重量衝撃源による床衝撃音のしゃ
断性能すなわち界床のしや音性能に優れた制振用床板に
関するものである。

〔従来の技術及び問題点〕

近年、住宅における量から質への転換に伴ない断熱、換
気、しや音などの居住性能が重要視されてきたが、技術
的困難さもあって特に集合住宅の床衝撃音のしゃ断性能
向上対策がクローズアップされてきている。

床衝撃音とは上階でのとびおシ音や走りまわる音が下階
に伝わり不快を感する種類の騒音であり、上・下階住戸
の固体音の伝搬〈より発生する騒音のため、床板構造が
大きな影−を与えることが知られている。床衝撃音のし
ゃ音性能を評価する衝撃源として、「建物の現場におけ
る床衝撃音レベルの測定方法ＪＩ８Ａ−１４１８Ｊで、
ハイヒール靴の歩行やナイフの落下を対象と考える力積
の小さい軽量衝撃源ととびおり音や走りまわり音を対象
と考える力積の大きい重量衝撃源とが規定されている。

軽量衝撃源によるしゃ音性能は上階での畳床。

じゅうたん等床仕上材の使用、または下階に天井を付け
ることにより比較的容易に改善しうるが、重量衝撃源に
よるしゃ音性能は周波数が低い（２４Ｈｚ一定）ことも
あって、通常鉄筋入りコンクリート床板の場合、その板
厚を標準厚（例えば、１２０ｍｍ厚とか１５０ｍｍ厚）
より厚くする（例えば２１０ｍｍ厚）方法がとられてい
る。

コンクリート床板の場合、板厚増加は剛性強化をもたら
し、重量衝撃源に対するじゃ音性能は向上するものの、
コンクリ−ト床板重量の増加、これを支える柱・はシ等
駆体の強化、床下スペースの減少や中・高層住宅の軒高
増加を来たし、コストを含めてのデメリットも大きくな
ってしまう（例えば、モジュール４　ｍ　Ｘ　Ｓ　ｍ室
でモルタル６０ｒ＋ｙ’ｍ厚増打はＺ７６）ン増になる
）。しかも、この方法は柱・はシ等駆体の強化が必要と
なるため、既設住戸のしゃ音性向上には適用しえないこ
とは勿論である。

床板厚の増加による剛性向上とは別に、床板に高い制振
性能を付与し、床板内での振動エネルギー損失を増加さ
せれば床衝撃音のしゃ断性能も向上する筈である。しか
しながら、コンクリート床板の場合２４Ｈｚせいぜい６
３Ｈｚ以下の低周波域で効果を発揮しなければならない
こと、重量増を柱・はシ等の厘体強化を必要としない範
囲に抑えること、或いは新設住戸の現場のほか既設住戸
にも適用し得ること等の諸条件を考慮すると技術条件は
きわめてむずかしくなる。

即ち、他の制振材を併用することによりこのような構造
部材に制振効果を向上させる手段として、塗料やシート
状の非拘束タイプ制振材を構造部材に塗布或いは接着さ
せることが、例えば日本音響材料協会編「騒音・振動対
策ハンドブック」、技報堂出版、昭和５７年１月３０日
発行、３５８頁　　　〜３５９頁に開示されている。し
かしながら、これらはいずれも塗布厚を基板厚の２〜３
倍以上にしないと制振効果が小さくなる上、塗布厚を十
分に厚くすると末板厚増および原材料費増にもなる。

しかも、鉄筋を入れて剛性が高くかつある程度制振性能
を有する１２０ｍｍ厚、１５０ｍｍ厚のコンクリート床
板の場合、このような手段で新たに制振機能を付加する
ことはほとんど不可能である。

一方、構造部材自身に高い制振性能を付与する手段とし
て、鋼板の間に粘弾性物質をはさんだ拘束タイプの制振
鋼板がきわめて高い制振性能を有することが広く知られ
ている。

粘弾性物質としては、たとえば特公昭３９−１２４５１
号公報或いは特公昭４９−３４７０３号公報などに見ら
れる如き酢酸ビニル、塩化ビニル、アクリルなどの樹脂
と可塑剤、顔料などからなるプラスチック系の粘弾性物
質やポリイソブチレン、ボリブデン、顔料などからなる
ゴム系の粘弾性物質などが公知であるが、これらの粘弾
性物質は熱溶融で鋼板などに粘着させるホットメルトタ
イプのため、建設現場あるいは工場生産でもたとえばコ
ンクリート床板の如く熱容量が犬でかつ大型又は長尺品
等には不向きである。

本発明は、以上述べた如き従来からの要望や技術的困難
を解決するため詳細な多くの実験の結果なされたもので
、特殊な粘弾性物質層を床板上に設け、その上に金属板
を敷設、接着させた拘束タイプの三層構造により、板厚
増および重量増が少ないにも拘わらず制振性能に優れ、
しかも床衝撃音のしゃ断性能に優れたものが得られると
いう知見に基いてなされたものである。

〔問題点を解決するだめの手段、作用〕本発明は、床板
上に、水酸基末端液状ポリマーとイソシアネート系硬化
剤を必須成分としかつ架橋反応物が１００℃未満の温度
で静置した場合に流動しない粘弾性物質層を設け、その
上に金属板を敷設・接着せしめて拘束タイプの三層構造
としたことを特徴とする床衝撃音のしゃ断性能に優れた
制振用床板である。

以下本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明制振用床板の一態様を示す断面口であり
、ｌは床板、２は金属板であり、床板１および金属板２
との間に両者と接着性を有する粘弾性物質層３が設けら
れている。

この場合、対象とする床板としては現場打ちされる鉄筋
入シの普通コンクリート床板をはじめとして、工場生産
のＰＣ板、軽量コンクリート板、発泡コンクリート板或
いは木製床板など、要は上・下階の界床として用いられ
る床板で、従来以上に床衝撃音のしゃ断性能を向上させ
たい床板すべてを対象とする。

また、拘束タイプ構造を構成する金属板２は普通コンク
リート床板などの床板に比しヤング率が大きくて取扱い
容易な材料であればよく、たとえば鉄板、Ｏｕ板等の金
属板を使用する。ヤング率の大きい材料程、所要板厚は
薄くてよく、具体例として、例えば床材として鉄筋入シ
普通コンクＩＪ　−ト床板１２０ｍｃｎ厚又は１５０ｍ
ｍ厚のものを用いる場合、これに対して鉄板使用の場合
板厚が１〜５ｍｍ厚でよく、重量増も少なく、柱拳はシ
等の履体強化をしなくてもよい。

また、床板１と金属板２の間に設ける粘弾性物質層３を
構成する一材料として具備すべき特性は、床板上におい
て液状での塗布が可能であシながら、Ｏ℃〜１００℃の
範囲望ましくは常温で架橋反応により硬化し、かつ架橋
反応の進行に伴って床板と金属板の両者に接着し、その
上常温、低周波域での力学的損失率が大であることが要
望される。

ここで、力学的損失率ηとは減衰振動における対数減衰
率δからη＝δ／πで定義される値であって、力学的損
失率ηが太きければ振動減衰が早く、或いは共振曲線の
山がゆるくなシ、η＝２では原理的に振動しなくなる筈
のものである。従って、床板上面を打撃した場合に、床
板下面では変位はあっても振動を生ぜず、振動に基づく
騒音は発生しないことになる。

上記の如き要求特性を満足し得る粘弾性物質は、水酸基
末端液状ポリマーとイソシアネート系硬化剤を必須成分
とし、１００℃未満で静置して流動しない物質である。

さらに詳細に述べると、水酸基末端液状ポリマーには主
鎖をポリブタジェン、水素添加ポリブタジェン、ポリブ
タジエン一二トリル、ポリブタジェン−スチレン、クロ
ロプレン、イソプレン等とする液状ヒム系ポリオール、
ポリエーテルポリオール、ポリエステル系ポリオール、
ウレタンアクリルポリオール、アニリン誘導体ポリオー
ル等があるが、これらを単独若しくは併用して用いるこ
とが出来る。

又、インシアート硬化剤と、しては、トルイレンジイソ
シアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキ
サメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネ
ート、末端イソシアネート基を有するプレポリマーおよ
びそれらのブロック品を単独若しくは併用して使用する
。なお、硬化剤は配合比率および粘度調節等の問題で可
塑剤と混合して使用することも出来るが、その場合使用
される可塑剤は脱水処理をしたものであることと、イソ
シアネート硬化剤と反応しないものであることとが必要
である。

次にこれら硬化剤の添加量は、反応モル比によシ硬化反
応後の粘弾性物質の全ての物性に大きな影響を与えるが
、本発明の目的を達成する為には、水酸基末端液状ポリ
マーの水酸基とイソシアネート系硬化剤のイソシアネー
ト基とのＮｅｏ　１０Ｈ反応モル比を０．５〜１．５と
する必要がある。なお、ＮＯＯ／　ＯＨ反応モル比とは
下記に示すように水酸基末端液状ポリマー中の水酸基の
重量百分率を示す水酸基含有率とイソシアネート系硬化
剤のイソシアネート基の重量百分率を示すイソシアネー
ト含有率によって決まる値である。

ＯＨ分子量 ？：、、　こでＮＯ■トＦ１１０Ｈ分子量＝４２グラム
／１７グラＡ＝Ｚ４７即ち、Ｎｅｏ　／　ＯＨ反応モル
比が０．５未満の場合は、イソシアネート系硬化剤が不
充分で硬化反応が不完全となる為、未反応の水酸基末端
液状ポリマーを生じ、使用温度内高温域での流動現象の
発生や、逆に低温度域でゴム弾性に不足を生じ、振動吸
収性能が低下してしまう。又、熱老化を受は易く耐久性
が悪くなるばかりでなく、硬化反応不完全な硬化不良部
分が発生する危険性も高まる為に好ましくない。

一方、ＮＣｏ１０Ｈ反応モル比がＬ５超の場合はイソシ
アネート系硬化剤が過剰となり、ゴム弾性が不足し、振
動吸収性能が低下するばかシでなく、余剰硬化剤が水酸
基末端液状ポリマー中に微量含まれる水分等との反応に
より発泡現象が発生し易くなシ、振動吸収性能の低下ば
かりでなく耐久性にも悪影響を及ぼすので好ましくない
。

本発明に適用される粘弾性物質は、常温時に液体状であ
る水酸基末端液状ポリマーと硬化剤とを混合攪拌後、常
温又は低温加熱の架橋反応により硬化させるものである
が、この架橋反応速度は温度と時間によって大きな影響
を受け、非流動固体化に至る迄の架橋硬化時間は低温に
なるに従い長くなる。

なお、本発明に適用される粘弾性物質の架橋反応は理論
的には０℃未満の低温から１００℃超の高温迄の広範囲
温度域で可能であるが、０℃未満の場合は架橋反応時間
に長時間を要し、逆に１００℃超では架橋反応時間が短
かすぎるため作業性上不適当であるほか、熱伝導のよい
金属板側の粘弾性物質層は急冷されることにより接着性
が悪くなったりする。よって、０℃〜１００℃範囲で架
橋反応を行なわせる事が望ましく、本発明における粘弾
性物質の非流動固体化に要する時間は０℃で１２０分以
内％　２０℃で５０分以内、５０℃で２０分以内、７０
℃で１０分以内、１００℃で５分以内であり、塗布面積
および塗布量、製造環境条件および製造効率等を考慮し
て常温または低温加熱の条件を選択すればよい。

また、架橋反応後の粘弾性物質層は１００℃未満で静置
して流動しないことに限定した理由は、夏期の建築物部
材は７０〜８０℃の温度に達する場合もあシ、安全を見
込んで１００℃未満とし、かつ粘弾性物質層が流動し得
る状態になるとその上にある金属板が自重により滑シ出
すことによる　　　□ものである。

本発明における粘弾性物質は、上述の水酸基末端液状ポ
リマーとイソシアネート系硬化剤との架橋反応によシ容
易に得る事が出来るが、建築業界においては作業性向上
、さらには原材料費の低減も必要条件と考えられる１、
従って、粘弾性物質の特性以外に粘弾性物質の原材料費
低減のために瀝青物および充填剤と、粘弾性物質の液状
粘度調節のための可塑剤或いは粘着付与剤の添加も必要
に応じて行われる。

瀝青物としては、ストレートアスファルト、ブロンアス
ファルト、タール等があ夛、所望の粘弾性物質を得る為
にあらかじめ粘着付与剤、可塑剤等で改質して使用する
事が出来る。なお、水酸基末端液状ポリマーはアスファ
ルトとの相容性が優れていることから大量のアスファル
ト添加が可能であり、原材料費低減効果が大であるほか
、本発明の粘弾性物質のガラス転移点を低温から室温に
上昇させる要因もある。

又、充填剤は振動吸収性能、難燃性に影響を与え、硬化
剤添加比率の調節、粘度調節及び原材料費低減をはかる
目的で使用するものであり、ザム及び塗料関係で使用さ
れるものが使用出来る。

その具体例として、マイカ、グラファイト、ヒル石、メ
ルク、クレー等の鱗片状無機粉体、フェライト、金属粉
、硫酸ツリウム、リトポン等の高比重充填剤、炭酸カル
シウム、微粉シリカ、カーゼン、炭酸マグネシウム、ア
スベスト等の汎用充填剤等を単独又は併用して使用する
ことが出来る。

又、難燃化を目的とする場合には水酸化アルミニウム、
酸化アンチモンも使用出来る。

さらに、可塑剤とは粘弾性物質の液状粘度その他の物性
を調節して作業性の調整を行うこと、難燃性を付与する
こと等を目的として配合する液状物を言い、ゴム及び塗
料関係で使用する石油系軟化剤、動植物油系軟化剤、合
成可塑剤を用いることが出来る。

それ等の具体例としてナフテン系オイル、パラフィン系
オイル、アロマチック系オイル、ひまし油、綿実油、パ
インオイル、フタル酸誘導体、イソフタル酸誘導体、ア
ジピン酸誘導体、マレイン酸誘導体、液状ゴムの官能基
を含まない物等があり、単独又は併用で使える。また、
難燃性を要する場合はハロゲン化合物系、リン化合物系
可塑剤を単独又は併用して使用する。

粘着付与剤としては天然樹脂（松やに）、変性ロジン或
いは変性ロジンの誘導体、ポリテルペン系樹脂、テルペ
ン変性体、脂肪族系炭化水素樹脂、シクロペンタジェン
系樹脂、芳香族系石油樹脂、フェノール樹脂、アルキル
フェノール−アセチレン系樹脂、キシレン樹脂、クマロ
ン−インデン樹脂、ビニルトルエン−αメチルスチレン
共重合体等を単独若しくは併用して使用する。

以上が粘弾性物質の必須成分及び主な添加剤であるが、
これ以外に、その他の添加剤として各種老化防止剤、硬
化促進剤、顔料、界面活性剤、カップリング剤等を必要
に応じてさらに配合することも可能である。

又、塗布作業時の液状粘度は、塗布面へのポンプ圧送や
均一な塗布面を得るため２０万ｃｐｓ以下の低粘度が望
ましい。粘度は液状温度の上昇に伴って低下するほか、
可塑剤、アスファルト、或いは充填剤の添加によって作
業上望ましい粘度にコントロールすることが可能である
。

さらに、粘弾性物質層の架橋反応後の厚みは０、５　ｍ
ｍ〜１０．０　ｍｍ範囲であることが望ましい。

０．５皿未満の場合は、床板の凹凸などの影響を受けて
床板と金属板が直接接触し、床衝撃音のしゃ断性能を十
分に発揮出来ない部分を生じ易いし、逆に１０．０ｍｍ
超の場合は、金属板特に薄い金属板を使用すると衝撃力
によシ局部的凹みを生じたり、或いは甚だしい場合には
亀裂を生じ易くなり、本発明の制振用床板の効果を発揮
することが出来なくなる。

上述の構造を有する制振用床板によシ室全体、たとえば
４　ｍ　Ｘ　５　ｍのモジュール室であれば４ｍＸ５ｍ
＝２０ｍ２ｔ−全面的に制振用床板にすることが望まれ
るが、粘弾性物質層と金属板、特に金属板による重量増
を抑止するため、室内床の振動モ　　　１−ドを考慮し
てたとえば室中央部など振動変位または振動速度の大き
い部分のみを制振用床板、他の部分は床板のまま、また
は高低差をなくすため軽量の発泡ウレタン等の発泡材、
ガラスウール、杉板、ラワン合板などを接着或いは充填
したものとしてもよい。

次に、本発明の制振用床板を製造するに当っては、その
−態様として次に示す手頭によって製造することが出来
る。

即ち、先ず攪拌容器中に水酸基末端液状ポリマーを装入
し、次に必要に応じてあらかじめ加熱溶融したアスファ
ルト、さらに可塑１ｋ１１および粘着附与樹脂を添加し
、十分攪拌して均一な溶液とした後、必要に応じて充填
剤および老化防止剤等を加えて十分攪拌する。次に、こ
れに対しＮＣＯ／　ＯＨ反応モル比が０．５〜１．５に
なるようイソシアネート系硬化剤を添加し、十分混合攪
拌した後床板面に塗布し、その上に金属板を貼シ付けて
架橋反応を行なわせ、本発明の制振用床板を得る。

この場合、床板を準備して、これに上記の手段で制振用
床板を構成させてもよいが、あらかじめ工場内等にて金
属板に粘弾性物質を塗布し、架橋反応を行わせた後、床
板面に接着剤を用いて貼付け、制振用床板としても良い
。

次に、実施例によυ本発明の効果をさらに具体的に述べ
る。

〔実施例〕

本発明に用いる粘弾性物質の配合例を第１表に示す。°
表中数字は重量部を示す。

配合例１は必須成分のみによる配合例である。

配合例２は架橋反応による非流動固体化に至る時間を長
くして、現場作業に適するよう混合攪拌操作および樹脂
塗布作業に優れた配合例である。

配合例３は、特に粘弾性物質の原材料費低減を狙いとし
、安価なアスファルトおよび充填剤を多量に配合した例
である。

本配合例は高粘度であるため樹脂塗布作業に際して６０
℃〜１００℃範囲に加温して粘度を低下させる必要があ
る。又、加温によシ架橋反応速度を早めることになるの
で、制振床板の工場生産に適する配合例である。

次に、第１表に示す配合例による粘弾性物質層を第２表
に示す床板上に設け、その上に金属板として鉄板を敷設
・接着せしめて本発明の制振用床板を構成せしめ、床板
上面での衝撃力が床板下面にどう伝達するかの試験を行
った。

第２表に、（１）従来からある鉄筋入シ普通コンクリー
ト床板、（２）これにさらにモルタル６０ｍｍ’ｉ増訂
した場合、及び（３）〜（６）本発明の構成を有する制
振床板の（１）〜（６）について、それぞれ打撃力を与
え固有振動（１次共振）状態でのイナータンス（Ｓ動加
速度／打撃力〕の計測結果を示す。各試験体とも全長の
２２．４チ位置（端面より１０１ｃ→に節線を設は下方
支持した上、床板上面中央部（試験体Ａ２ではモルタル
増打面、試験体Ａ３−厘６では鉄板面〕を重量衝撃源に
類似した打撃力測定器付衝撃ハンマー（ハンマー重量３
１ｂ、打撃力感度１　ｍＶ　／　ｆｂ　）で打撃し、各
試験体下面中央部に設置した圧電素子型加速計（重量３
０ｇｒ、電荷感度４５　ｐｃ／Ｇ　）から振動加速度を
計測し、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）方式振動解析装置
により解析・コンピュータ計算を行い、共振周波数とイ
ナータンスを算出したものである。イナータンス、即ち
床板上面での打撃力に対する床板下面での振動加速度が
小さければ床板下面の振動も減少し、これによる発生騒
音も低減する筈である。

第２表において、試験体躯２１および＆２は比較例であ
るが、特にモルタル増訂の煮２はＡ１に比しイナータン
スが顕著に減少しておシ、改善効果が大きいことを示し
ている。ただし、重量増が３８チに達しておυ、一つの
問題点と考えられる。

これに対して、試験体Ａ３−扁６は本発明の制振用床板
の試験体で、ム２に比しさらにイナータンスが減少し、
しかもＡ１に比しての重量増はム３〜＆５で７−弱、鉄
板厚を厚くしさらにイナータンスを減少させたムロでも
重量増は１２チ弱にとどまっている。又、構成から見て
当然であるが、板厚増はムＩＫ比しム３〜屋５で３．７
チ、扁６でも５チである。

〔発明の効果〕

以上の実施例からも明らかなる如く、本発明によれば床
板上面の衝撃力または打撃力に対し床板下面の振動を減
少させ、騒音も低減させることが出来る。従って、床衝
撃音のしゃ断性能に優れ、かつ板厚増と重量増が少ない
制振用床板を提供することが可能であり、産業上の効果
は極めて顕著なものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明制振用床板の構成を模式的に示す断面図
である。 １・・・床板、２・・・金属板、３・・・粘弾性物質層
代理人　弁理士　秋　沢　政　光 他２名 ７１′１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）床板上に、水酸基末端液状ポリマーとイソシアネ
   ート系硬化剤を必須成分としかつ架橋反応物が１００℃
   未満の温度で静置した場合に流動しない粘弾性物質層を
   設け、その上に金属板を敷設・接着せしめて拘束タイプ
   の三層構造としたことを特徴とする床衝撃音のしや断性
   能に優れた制振用床板。
2. （２）粘弾性物質層の必須成分である水酸基末端液状ポ
   リマーとイソシアネート系硬化剤以外の残部が瀝青物、
   充填剤、可塑剤等であり、かつ架橋反応が０℃〜１００
   ℃の範囲で可能である特許請求の範囲第１項記載の床衝
   撃音のしや断性能に優れた制振用床板。
3. （３）粘弾性物質層の厚みが０．５〜１０．０ｍｍであ
   る特許請求の範囲第１項または第２項記載の床衝撃音の
   しや断性能に優れた制振用床板。