WO1999014526A1 - Element tubulaire d'insonorisation - Google Patents

Description

明糸田書 防音管部材 技術分野 本発明は、 建築物の給排水装置や空調装置などの配管等に適用される防音 管部材に関する。 詳細には現場での防音層の取付作業を省くことができる防 音管部材に関する。 背景技術 近年、 ますます室内環境、 居住空間の快適性が求められる中で、 騷音対策 についても大きくクローズアップされており、 配管等の給排水騒音の合理的 かつ確実な防止対策は業界間でも開発が進められつつある。 このような要望に応えるべく提案されたものとして、 アスファルト系シ一 トからなる遮音層に、 エア一クッションシート、 グラスウール、 フェルトな どからなる吸音層を積層して一体化した防音部材を、 現場で粘着剤などを用 いて管の周りに取り付けるようにしたものがある。 ところが、 上述の防音部材を現場で管の周りに取り付けるようにしたもの にあっては、 建築物の給排水装置や空調装置などの配管自体、 太さや長さが 様々である上、 直管や L管などその形状も様々に異なる配管場所に対応でき る様に多種多様であることから、 現場でこれらの管の周りに防音部材を隙間 なく、 しかも確実に取り付ける作業は大変に煩雑であった。 また、 一旦取り付けた後も、 経時とともに或いは取り扱い時に、 防音部材 が剥がれてしまうことがあり、 防音効果が損なわれていた。 本発明は、 このような事情に鑑みなされたものであり、 現場での防音層の 取付作業を省くことができる防音管部材を提供することを目的とするもので ある。 発明の開示 本発明は、 建築物の給排水装置や空調装置などの配管として適用される防 音管部材に関するものであって、 当該防音管部材を構成する硬質樹脂管の周 りに、 未発泡若しくは低発泡の外皮部分を有する連続した発泡樹脂層を一体 に成形したことを特徴としている。 このため、 この防音管部材にあっては、 現場での防音層の取付作業を省くことができる。 また、 この防音管部材にあ つては、 硬質樹脂管周りの発泡樹脂層が吸音性と遮音性とを兼備しており、 従来の防音管のように、 吸音層と遮音層とを別々に設けるという手間を省く ことができる。 前記発泡樹脂層の発泡倍率としては 2〜5 0が好ましく、 この発泡樹脂層 における外皮部分としては 0 . 1〜 5 m mの厚みを有することが望ましい。 また、 発泡樹脂層中には、 同発泡樹脂層における双極子モーメ ント量を増 加させる活性成分を配合することもできる。 発泡樹脂層中に配合される活性 成分としては、 N、 N—ジシクロへキシルベンゾチアジル一 2—スルフェン アミ ド、 2 _メルカプトべンゾチアゾ一ル、 ジベンゾチアジルスルフィ ドな どのメルカプトべンゾチアジル基を含む化合物、 2— { 2 ' 一ハイ ドロキシ — 3 ' — （ 3〃 ， 4 " , 5 " , 6 " テトラハイ ドロフタリ ミデメチル） 一 5 ' —メチルフエ二ル} —ベンゾトリアゾ一ル、 2— { 2 ' —ハイ ド口キシ一 5 ' —メチルフエ二ル} ベンゾトリアゾ一ル、 2— { 2 ' 一ハイ ド口キシ一 3 ' _ tーブチノレ一 5 ' —メチルフヱ二ル} 一 5—クロ口べンゾ卜リアゾー ル、 2— { 2 ' 一ハイ ドロキシ一 3 ' , 5 ' —ジー t 一ブチルフエ二ル} ― 5—クロ口べンゾトリアゾールなどのべンゾトリァゾール基を持つ化合物、 あるいはェチルー 2 —シァノ— 3， 3ージーフエ二ルァクリレー卜などのジ フエ二ルァクリレート基を持つ化合物の中から選ばれた 1種若しくは 2種以 上が好ましい。 また、 前記活性成分の配合量としては、 発泡樹脂層を構成する高分子 1 0 0重量部に対して 1 0〜 2 0 0重量部の割合がよい。 本発明の防音管部材は、 例えば前記硬質樹脂管が直管であって、 その周り に前記発泡樹脂層が他の防音管部材に嵌め込まれる両端部を残して設けられ ていて、 これをスライ ド可能とすることもできる。 図面の簡単な説明 図 1は、 吸音材 （発泡樹脂層） 中の双極子の状態を示した模式図である。 図 2は、 吸音材 （発泡樹脂層） に音エネルギーが加わったときの双極子の 状態を示した模式図である。 図 3は、 誘電率 （£ ' ) と誘電損率 （ε〃 ） との関係を示したグラフであ る。 図 4は、 硬質樹脂管 （直管） の L管に嵌まり込む両端部分を残して発泡樹 脂層を形成し、 これをスライ ド可能とした防音管部材を示した斜視図である。 図 5は、 本発明の防音管部材の別例を示した要部拡大断面図である。 発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明の防音管部材を図面に示した実施の形態に従って詳細に説明 する。 本発明の防音管部材は、 建築物の給排水装置や空調装置などの配管と して適用されるものであり、 当該防音管部材を構成する硬質樹脂管の周りに- 連続した発泡樹脂層を一体に成形したことを特徴とするものである。 前記硬質樹脂管は、 従来より用いられているポリ塩化ビニルゃポリェチレ ンを素材とするものであり、 これを直管や L管などの形状に成形したもので ある。 尚、 硬質樹脂管の形状、 太さ、 長さなどは、 用途や使用状態、 使用箇 所に応じて適宜決定される。 本発明の防音管部材における発泡樹脂層は、 発泡構造をなす層内部が吸音 層として機能し、 未発泡若しくは低発泡の外皮部分が遮音層として機能する ようになつており、 これら層内部と外皮部分とによって、 前記硬質樹脂管内 を流体が流れる際に生じる騒音が当該防音管部材外部の環境へ漏れ出るのを 防止している。 この発泡樹脂層は、 ウレタン、 クロ口プレン、 スチレンブタジエン共重合 体、 ポリエチレン、 ポリプロピレン、 エチレン酢酸ビニル、 スチレンなどの 従来より発泡成形用の高分子材料として用いられている樹脂をべ一スとし、 これに発泡剤、 触媒などを加えて発泡成形したものである。 この発泡樹脂層の厚みとしては 3〜 2 0 m mの範囲が好ましい。 というの は厚さが 3 m mを下回ると、 十分な吸音効果が得られなくなり、 厚みが 2 0 m mを上回る場合には嵩高となってしまい、 結果として、 当該防音管部材を 施工場所のスペース内に配管できないという事態を招く恐れがあるからであ る また発泡樹脂層の発泡倍率としては、 良好な吸音性を確保するという点か らは 2〜 5 0倍が好ましい。 またこの発泡樹脂層において遮音層として機能する外皮部分は、 0 . 1〜 5 mmの厚みを有していて、 良好な遮音性が確保されている。 外皮部分の厚 みが 0 . 1 m mを下回る場合には十分な遮音性とが得られなくなる。 一方、 外皮部分の厚さが 5 m mを上回るようにした場合、 発泡樹脂層全体として十 分な発泡成形が行われていないことになり、 吸音層としての発泡部分におけ る吸音性が低くなる。 尚、 外皮部分における遮音性を高めるため、 発泡樹脂層中にフイラーを充 填することもできる。 もちろんこの場合、 フイラ一は外皮部分だけではなく、 発泡部分にも充填されることになり、 発泡樹脂層全体が遮音層として機能す るようになる。 この発泡樹脂層中に充填されるフイラ一としては、 炭酸カル シゥム、 タルク、 酸化マグネシウム、 アルミナ、 酸化チタン、 バライ 卜、 酸 化鉄、 酸化亜鉛、 グラフアイ トなどを挙げることができる。 尚、 フイラ一の 充填量としては、 十分な遮音性を確保しながらも、 該発泡樹脂層の機械的強 度が低下することがないよう、 5 0〜 9 5重量％とするのが望ましい。 また発泡樹脂層には、 発泡樹脂層における双極子モーメン卜量を増加させ る活性成分を配合することもできる。 活性成分とは、 該発泡樹脂層における 双極子モーメン卜の量を飛躍的に増加させる成分であり、 当該活性成分その ものの双極子モ一メント量が大きいもの、 あるいは活性成分そのものの双極 子モーメ ント量は小さいが、 当該活性成分が含まれることで、 発泡樹脂層に おける双極子モーメント量が飛躍的に増加するような成分をいう。 ここで、 防音管部材の発泡樹脂層における吸音性と双極子モ一メ ント量と の間の関係について説明する。 一般に発泡構造を持つ吸音材に音のエネルギ 一が加わったとき、 音は気泡内を衝突しながら通り抜け、 この際に摩擦熱と して消費されて、 その減衰が計られることは知られている。 本発明者らは、 上述の音エネルギーの減衰メ力二ズムとは別の減衰メカ二 ズムがあり、 これらが共働して音エネルギーを減衰しているという理論を提 唱している。 すなわち、 吸音材 （発泡樹脂層） に音が衝突すると振動が発生 する。 このとき、 図 2に示すように吸音材 （発泡樹脂層） 1 1内部に存在す る双極子 1 2に変位が生じる。 双極子 1 2に変位が生じるとは、 吸音材 （発 泡樹脂層） 1 1内部における各双極子 1 2が回転したり、 位相がズレれたり することをいう。 図 1に示すような音のエネルギーが加わる前の吸音材 （発泡樹脂層） 1 1 内部における双極子 1 2の配置状態は安定な状態にあると言える。 ところが、 図 2に示すように、 吸音材 （発泡樹脂層） 1 1に音エネルギーが加わること で、 吸音材 （発泡樹脂層） 1 1内部に存在する双極子 1 2に変位が生じ、 吸 音材 （発泡樹脂層） 1 1内部における各双極子 1 2は不安定な状態に置かれ ることになり、 各双極子 1 2は、 図 1に示す安定な状態に戻ろうとする。 このとき、 エネルギーの消費が生じるのである。 こうした、 吸音材 （発泡 樹脂層） 表面における摩擦熱の発生と、 吸音材 （発泡樹脂層） 内部における 双極子の変位、 双極子の復元作用によるエネルギー消費とを通じて、 吸音効 果が生じるものと考えられるのである。 上述の吸音効果が生じるメ力ニズムから、 図 1及び図 2に示すような吸音 材 （発泡樹脂層） 1 1内部における双極子モ一メン卜の量が大きくなればな る程、 その吸音材 （発泡樹脂層） 1 1の持つ吸音性能も高くなると考えられ る。 このことから、 前述の活性成分を配合することで、 発泡樹脂層における双 極子モーメントの量は、 同じ条件の下で 3倍とか、 1 0倍とかいった量に増 加することになり、 これに伴って、 エネルギーが伝達されたときの双極子の 復元作用によるエネルギー消費量も飛躍的に増大し、 予測を遥かに超えた吸 音性能が生じることになると考えられる。 このような作用効果を導く活性成分としては、 例えば N、 N—ジシクロへ キシルベンゾチアジルー 2—スルフェンアミ ド、 2—メルカプトべンゾチア ゾ一ル、 ジベンゾチアジルスルフィ ドなどのメルカプトべンゾチアジル基を 含む化合物、 2— { 2' —ハイ ド口キシ— 3' — （3" ， 4" , 5" , 6" テトラハイ ドロフタリ ミデメチル） ― 5 ' —メチルフヱ二ル} —ベンゾトリ ァゾ一ル、 2— { 2' —ハイ ド口キシー 5' —メチルフエ二ル} ベンゾトリ ァゾール、 2— { 2' —ハイ ド口キシ— 3' — t—ブチル— 5' —メチルフ ェニル } — 5—クロ口べンゾトリァゾ一ル、 2— { 2' —ハイ ド口キシ一 3 ' , 5' —ジ— t —ブチルフヱニル} 一 5—クロ口べンゾトリアゾ一ルなど のべンゾ卜リァゾ一ル基を持つ化合物、 あるいはェチルー 2—シァノ— 3， 3—ジーフヱニルァクリ レートなどのジフヱニルァクリ レート基を持つ化合 物の中から選ばれた 1種若しくは 2種以上を挙げることができる。 前記活性成分の配合量としては、 発泡樹脂層を構成する高分子 1 0 0重量 部に対して 1 0〜2 0 0重量部の割合が好ましい。 というのは、 活性成分の 配合量が前記範囲外の場合には、 活性成分を配合したことによる吸音性の飛 躍的な向上が見られないことになるからである。 上記の如く、 活性成分が配合された発泡樹脂層は、 双極子モーメントの量 が飛躍的に増加し、 もって優れた音エネルギーを吸収する性能 （吸音性） を 発揮するに至るのであるが、 この発泡樹脂層における双極子モ一メン卜の量 は、 図 3に示す 2— 50間における誘電率 （ ε' ) の差として表される。 す なわち図 3に示す 2— 5 0間における誘電率 （ε ' ) の差が大きければ大き いほど、 双極子モ一メン卜の量が大きいということになる。 さて、 図 3は誘電率 （ ε ' ) と誘電損率 （ ε〃 ） との関係を示したグラフ である。 このグラフに示すように、 誘電率 （£ ' ) と誘電損率 （£〃 ) との 間には、 誘電損率 （ε〃 ） =誘電率 （ε ' ) X誘電正接 （ t 2 η (5 ) といつ た関係が成り立つている。 本発明者は、 吸音材料についての研究を通して、 ここでいう誘電損率 （ ε 〃 ) が高ければ高いほど、 エネルギー吸収性能 （吸音性） も高いということ を見い出したのである。 この知見に基づいて、 上述の発泡樹脂層における誘電損率 （ε〃 ） を調べ たところ、 周波数 1 1 0 Η ζにおける誘電損率が 5 0以上であるとき、 当該 発泡樹脂層は優れたエネルギー吸収性能 （吸音性） を有していることが解つ た。 上述の如き優れた吸音性と遮音性とを兼備した発泡樹脂層が前記硬質樹脂 管の周りに連続した層として一体に成形されているのである。 つまり本発明 の防音管部材は、 防音層を粘着層を介して硬質樹脂管に取り付けた従来の防 音管とは異なり、 発泡樹脂層が硬質樹脂管と一体なるように、 硬質樹脂管周 . りに連続した層として成形されているので、 現場での取付作業は全く不要な のである。 本発明の防音管部材の具体的な成形方法としては種々の方法が考えられる。 例えば硬質樹脂管をコアとし、 これを金型内に装填して前記硬質樹脂管周り に樹脂層を形成する。 そして、 これを発泡成形することで硬質樹脂管の周り に未発泡若しくは低発泡の外皮部分を有する発泡樹脂層を設けるという方法 がある。 また、 別の方法としては、 硬質樹脂管の周面に樹脂を吹き付けて樹脂層を 形成し、 これを予定する防音管部材の内径を有する金属パイプ内に入れ、 次 いで硬質樹脂管側から加熱し、 前記樹脂層を発泡させて発泡樹脂層を形成す るといった方法が考えられる。 さらに別の方法としては、 硬質樹脂管とその周面に設ける発泡樹脂層とを 同時に押し出し成形した後に、 前記硬質樹脂管側から加熱して前記樹脂層を 発泡させて発泡樹脂層を形成するといつた方法が考えられる。 また、 図 4に示す防音管部材のように、 硬質樹脂管が直管の場合には、 そ の周りに発泡樹脂層が他の防音管部材に嵌め込まれる両端部を残して設け、 発泡樹脂層が硬質樹脂管周面をスライ ド可能とすることもできる。 すなわち 図 4に示す形態は、 硬質樹脂管 2 0 (直管） の L管に嵌まり込む両端部分を 残して発泡樹脂層 2 1を形成し、 これをスライ ド可能としたものである。 こ の場合、 当該防音管部材を施工場所の状況に応じて現場で適宜長さに切断す る必要が生じたときに、 発泡樹脂層 2 1を硬質樹脂管 2 0の一側方にスライ ドさせておき、 同硬質樹脂管 2 0の他方端のみを切断すればよく、 硬質樹脂 管 2 0の長さ調節をより効率的に行うことができる。 尚、 本発明の防音管部材は、 上記遮音性と吸音性とを兼備した発泡樹脂層 の外側及びまたは内側に制振層や防振層など、 給排水騒音をより効果的に低 減化できるようなものであれば自由に追加して用いることができる。 尚、 こ の場合、 追加使用する制振層や防振層も、 発泡樹脂層と同じく硬質樹脂管周 りに連続して一体に成形することはいうまでもない。 具体的には発泡樹脂層 と制振層と防振層とからなるもの、 発泡樹脂層と制振層とからなるもの、 発 泡樹脂層と防振層とからなるものといった形態を採ることができる。 また、 図 5に示すように、 遮音性と吸音性とを兼備した発泡樹脂層 2 1を硬質樹脂 管 2 0周りに連続して一体に成形するとともに、 さらにその発泡樹脂層 2 1 の外周りに遮音層 2 2を設けて遮音性能の向上を計ることもできる。 このように、 当該防音部材の用途や使用状態に応じて、 上記各層の種類や 積層順、 各層の厚さや層の数など適宜決定し用いることにより、 その用途や 使用状態に最適な防音管部材を造り出すことができる。 上記制振層としては、 例えば上記塩化ビニル系樹脂にゴムを配合したもの を挙げることができる。 この場合においてゴムとしては、 ァクリロ二トリノレ 一ブタジエンゴム （ N 5 0 R ) 、 スチレン一ブタジエンゴム （ S 5 0 R ) 、 ブタジエンゴム （ 5 0 R ) 、 天然ゴム （ N R ) 、 イソプレンゴム （ I R ) な どがある。 ゴムの配合は、 常温で良好な粘弾性特性を得るためであり、 その 配合量は 1 0〜8 0重量％が好ましい。 この範囲よりも配合量が多かったり 少なかったり した場合には、 常温での十分な粘弾性特性が得られなくなる。 この制振層にはフィラ一を充填して制振性の改善を計ることができる。 フ ィラーとしては、 発泡樹脂層の説明箇所で例示したものと同じものを用いる ことができる。 また防振層としては、 例えばアクリロニトリル一ブタジエンゴム （N 5 0 R ) 、 スチレン一ブタジエンゴム （S 5 0 R ) 、 ブタジエンゴム （5 0 R ) 、 天然ゴム （N R ) 、 イソプレンゴム （ I R ) などのゴム系材料を主体とする もの、 これらゴム系材料に樹脂をプレンドしたものなどを用いることができ る。 また防振層には、 これに必要に応じて （硬度調整のため） 、 カーボンブ ラックゃ炭酸カルシウムなどのフィラ一を充填することもできる。 遮音層としては、 例えば塩化ビニル単独で重合した樹脂のほか、 塩化ビニ ル単量体と共重合し得る単量体のうちの少なく とも 1種以上とランダム共重 合またはプロック共重合して得られる、 酢酸ビニルー塩化ビニル共重合体、 エチレン一塩化ビニル共重合体、 塩化ビニリデンー塩化ビニル共重合体など の塩化ビニル共重合樹脂、 、 あるいは塩化ビニル単量体とグラフ 卜共重合し 得る樹脂とグラフ 卜共重合して得られる、 エチレン—酢酸ビニルー塩化ビニ ルグラフ 卜共重合体、 ポリウレタン—塩化ビニルグラフ 卜共重合体などの塩 化ビニルグラフ ト共重合樹脂などの塩化ビニル系樹脂に、 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、 ノくライ ト、 酸化鉄、 酸 化亜鉛、 グラフアイ トなどのフィラーを充填したもの挙げることができる。 この場合フィラーは、 前述の発泡樹脂層の場合と同じように、 5 0〜9 5重 量％の充填量がよい。 尚、 本発明の範囲は、 「請求の範囲」 に定義されており、 その範囲に含ま れる全ての変更、 形態を採ることができる。

Claims

言青求の範囲

1. 建築物の給排水装置や空調装置などの配管として適用される防音管 部材であって、 当該防音管部材を構成する硬質樹脂管の周りに、 未発泡若し くは低発泡の外皮部分を有する連続した発泡樹脂層を一体に成形したことを 特徴とする防音管部材。

2. 前記発泡樹脂層の発泡倍率が 2〜 50であることを特徴とする請求 項 1記載の防音管部材。

3. 前記外皮部分が 0. l〜5mmの厚みを有することを特徴とする請 求項 1または 2記載の防音管部材。

4. 前記発泡樹脂層中に、 同発泡樹脂層における双極子モーメ ン ト量を 増加させる活性成分が配合されていることを特徴とする請求項 1〜 3のいず れかに記載の防音管部材。

5. 前記発泡樹脂層中に配合されている活性成分が、 N、 N—ジシクロ へキシルベンゾチアジル一 2—スルフェンアミ ド、 2—メルカプトべンゾチ ァゾ一ル、 ジベンゾチアジルスルフィ ドなどのメルカプトべンゾチアジル基 を含む化合物、 2— { 2' —ハイ ド口キシ— 3' — （3" ， 4 ， 5" , 6 " テトラハイ ドロフタリ ミデメチル） 一 5 ' 一メチルフヱニル} —ベンゾト リアゾール、 2— { 2' 一ハイド口キシ— 5' —メチルフエ二ル} ベンゾ卜 リアゾール、 2— { 2' —ハイドロキシ— 3' — t—ブチル— 5' —メチル フエ二ル} — 5—クロ口べンゾトリァゾール、 2— { 2' —ハイ ド口キシ一 3' , 5 ' —ジ— t一ブチルフエ二ル} — 5—クロ口べンゾ卜リアゾ一ルな どのべンゾトリアゾール基を持つ化合物、 あるいはェチル— 2—シァノ— 3， 3 -ジ—フヱニルァクリレートなどのジフヱ二ルァクリレート基を持つ化合 物の中から選ばれた 1種若しくは 2種以上であることを特徴とする請求項 4 記載の防音管部材。

6 . 前記活性成分が発泡樹脂層を構成する高分子 1 0 0重量部に対して 1 0〜 2 0 0重量部の割合で配合されていることを特徴とする請求項 4また は 5記載の防音管部材。

7 . 前記硬質樹脂管が直管であって、 その周りに発泡樹脂層が他の防音 管部材に嵌め込まれる両端部を残して設けられていて、 スライ ド可能である ことを特徴とする請求項 1〜 6のいずれかに記載の防音管部材。