(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
床構造の吸音特性を向上する床構成材であって、
所定の表面積を有する下地材と、
この下地材と同じ表面積を有するように切断されて前記下地材上に載置固定され、凹部が設けられこの凹部によって前記所定の表面積の15ないし65％のみが前記下地材に接する底面、平坦かつ滑らかな上面、および側縁部を具備して弾性素材で形成された吸音基板の下敷と、
この下敷上に載置固定される上面材とを具備し、
前記基板の底面に設けられた凹部は、断面Ｕ字状または断面Ｖ字状で前記基板の側縁部に対しある角度をなして互いに平行に配列された複数の溝を有し、
前記弾性素材は、再生ゴムから形成され、
前記下敷は、前記下地材と前記上地材との間に固定される
ことを特徴とする床構成材。
【請求項２】
前記基板の底面における前記下地材との接触面は、前記所定の表面積の20ないし50％である
ことを特徴とする請求項１記載の床構成材。
【請求項３】
前記溝の長手方向のなす角度は、45度である
ことを特徴とする請求項１または２記載の床構成材。
【請求項４】
前記溝は、それぞれ中心軸を有し、隣接し合う２つの溝の中心軸同士の間隔はすべて7.94mm（16分の５インチ）である
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の床構成材。
【請求項５】
前記再生ゴムは、粒度2.5mm以下の使用済みタイヤの粒子を有する
ことを特徴とする請求項４記載の床構成材。
【請求項６】
前記基板の厚みは、76.2mm（３インチ）以下である
ことを特徴とする請求項１ないし５いずれか記載の床構成材。
【請求項７】
前記基板の厚みは、9.52mm（８分の３インチ）ないし25.4mm（１インチ）である
ことを特徴とする請求項６記載の床構成材。
【請求項８】
床構造の吸音特性を向上する床構成材であって、
所定の表面積を有する下地材と、
この下地材と同じ表面積を有するように切断されて前記下地材上に載置固定され、凹部が設けられこの凹部によって前記所定の表面積の20ないし50％のみが下地材に接する底面、平坦かつ滑らかな上面、および側縁部を具備して弾性素材で形成された吸音基板の下敷と、
この下敷上に載置固定され木床あるいはタイルを有する上面材とを具備し、
前記弾性素材は、粒度2.5mm以下の使用済みタイヤの粒子から形成された再生ゴムのみで構成され、
前記基板の厚みは76.2mm（３インチ）以下で、
前記基板の底面に設けられた凹部は、断面Ｕ字状または断面Ｖ字状で前記基板の側縁部に対しある角度をなして互いに平行に配列された複数の溝を有し、
前記下敷は、前記下地材と前記上地材との間に固定される
ことを特徴とする床構成材。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
本発明は、商業用、居住用または産業用建築物の床構成材における下敷としての吸音基板の利用に関する。
【従来の技術】
通常、建物や住宅の床は、仕上げ加工をしていない木材やコンクリートなどの下地材あるいは基礎と、上面を仕上げ加工した上面材とを具備し、この上面材の加工された上面が外側から見えるようになっている。この上面材は、例えば単層もしくは複数層の木材、弾性タイルまたはシート、セラミックタイル、カーペット、リノリウムなどで形成されている。
また、中間層（下敷とも呼ばれる）を下地材と上面材との間に挿入してこれらに弾性と音の吸収性を付与する場合もあることは、周知である。通常、このような中間層は、下地材上に設置固定可能な基板として製造される。この点において、発泡材もしくはゴムの均一な層で形成された下敷を開示した下記の文書がある（例えば、特許文献１ないし６参照）。
また、前記ゴムは使用済みタイヤを再生利用して製造してもよいと示唆されている（例えば、特許文献７および８参照）。
また、弾性のある材質で形成された下敷を設けた床構成材が記載されている（例えば、特許文献９参照）。この下敷の底面には、互いに離間された複数の断面略Ｕ字状の溝が設けられている。これらの溝は互いに離間され、通気システムとして使用される。これらの溝が形成されていることにより、下敷の底面は一部のみが下地材に接触している。ただし、この接触部分は底面全体の75％以上を占めている。
【特許文献１】
米国特許第2811906号明細書
【特許文献２】
米国特許第3579941号明細書
【特許文献３】
米国特許第4112176号明細書
【特許文献４】
米国特許第5016413号明細書
【特許文献５】
独国特許出願公開第3020706号明細書
【特許文献６】
独国特許出願公開第4212757号明細書
【特許文献７】
米国特許第4109041号明細書
【特許文献８】
米国防衛公告第T931006号明細書
【特許文献９】
米国特許第4759164号明細書（図４−６参照）
【発明が解決しようとする課題】
この床構成材の下敷として使用される基板は優れた吸音特性を発揮し、かつ、所定のコストで製造可能であることが望ましいことは言うまでもない。
また、このような基板の厚みを最小に抑えつつ優れた遮音特性を持たせることも望ましい。
さらに、これらの基板は、商業的に容認できるものとするために下記の厳しい諸条件のすべてを満たすことが望ましい。すなわち、
−安定性があり、吸音特性を少なくとも30年以上保つこと。
−上面および全体において、上面にかかる物理的な圧迫力および衝撃を支えるのに十分な剛性と強度（デュロメータ硬度において、上面が95度以上、全体で50〜70度）があること。
−床の上面材を直接載置し、（望ましくは接着剤により）固定できる上面を有すること。
−火および炎に対して耐性があること。
−空中音に対する音透過率（STC）50以上の吸音性があり、衝撃遮蔽等級（IIC）70以上であること。
本発明は、弾性があり、前記産業上の要求を満たす吸音基板にて形成された下敷を具備する床構成材に関する。
【課題を解決するための手段】
本発明は、床構造の吸音特性を向上する床構成材であって、所定の表面積を有する下地材と、この下地材と同じ表面積を有するように切断されて前記下地材上に載置固定され、凹部が設けられこの凹部によって前記所定の表面積の15ないし65％のみが前記下地材に接する底面、平坦かつ滑らかな上面、および側縁部を具備して弾性素材で形成された吸音基板の下敷と、この下敷上に載置固定される上面材とを具備し、前記基板の底面に設けられた凹部は、断面Ｕ字状または断面Ｖ字状で前記基板の側縁部に対しある角度をなして互いに平行に配列された複数の溝を有し、前記弾性素材は、再生ゴムから形成され、前記下敷は、前記下地材と前記上地材との間に固定されることを特徴とする床構成材を提供するものである。
【発明の実施の形態】
添付図面に示す本発明の望ましい一実施の形態による床構成材１は、下地材３と、上面材５と、優れた吸音性能を示す弾性素材で形成された基板10を有する下敷とを具備している。この基板10は、床構成材１の下地材３の表面の所定の領域を覆う寸法の底面12を有している。また、基板10には、平坦な上面14および一組の側縁部が設けられている。これらの側縁部は、基板10が平面正方形あるいは長方形になるように互いに垂直であることが望ましい。ただし、基板10は別の形状でもよく、また、下地材の任意の形状、寸法に合わせて切断することもできる。
底面12には、溝16を有する凹部が設けられている。これらの溝16は直線状で互いに平行であることが望ましい。これらの溝により、基板10が設置された際に、底面12はその一部のみが下地材と接触する。本発明の重要な特徴として、この底面12の下地材との接触面の割合は、この底面12に覆われた下地材の所定の表面領域の面積の15〜65％、望ましくは20〜50％、より望ましくは15〜43％の範囲にある。図面で明らかなように、これらの溝16は、断面Ｕ字状もしくは断面Ｖ字状であって、この結果、底面12上に平坦面である帯状部18が各溝16間に残されていることが望ましい。
上記のように構成した床構成材１の断面図が図２に図示されている。この断面図は、基板10のＶ字状の溝16に垂直な面を表したものである。下敷として使用された基板10は下地材３上に載置固定されている。この下敷は下地材３と同一の表面積を有している。この上に上面材５が載置され、望ましくは接着により基板10に固定されている。
上述のように、基板10は製造・設置が容易な長方形または正方形のマットに形成することが好ましい。この場合、溝16および帯状部18は基板10の側縁部のひとつと平行でないことが特に望ましく、図示のように、溝16の長手方向が基板10の側縁部のひとつに対し約45度の角度をなすことが好ましい。床は通常長方形で、基板10も最も長い壁面に平行に配置されるのが普通なので、上記のように溝16を配置することにより、底面12のすべての側縁部は基板10のどこで切っても同じ断面になる。これは、側縁部のどれかに平行な溝では不可能である。この種の溝では、溝の内部あるいは付近の切り口が脆弱になり、圧縮力に対し弱くなって明らかに望ましくない。長手方向に約45度の角度をなして並列させた溝16は長方形の床に特に適しているが、別の特定の形状の床に合わせて溝16のデザインを変えてもよい。他のデザインとしては、対象形、非対象形、円弧や同心円などの平行または非平行な線、楕円、放射状または星形の線などが挙げられる。また、各溝16の深さも可変で、厚みも均一でも不均一でもよい。
この基板10の製造に適した弾性素材は住居あるいはビルに望ましい特性を有するものがよく、また不燃性あるいは難燃性があり、さらに防水性、抗菌性、防虫性などの特性が要求される。
この基板10の製造に特に適する材料として例えば再生ゴムがある。このようなゴムは使用済みタイヤを再生利用した加硫粒子から作ることができる。この粒子の粒度は2.5mm以下が望ましい。また、これら粒子は熱圧着成形（加熱および加圧成形の後、硬化されて本発明の単層基板10の形状に形成される。
使用済みタイヤの粒子またはその他の再生利用されたゴムから上記のように得られる材料は通常、炭化水素ゴムに加えて大量のカーボンブラックを含んでいる。また、ゴムの原材料により、アセトン、灰分、水分、遊離鉄、遊離繊維およびその他の添加物をも含む場合もある。
タイヤの再生利用品などの再生ゴムは手に入れやすく、弾性にも吸音性にも優れているため、これらを初期材料として基板10の製造に使用するのは特に有効である。さらに、この種の素材で製造された基板は炭素含有率が高い。素材中に炭素が含まれると熱伝導率が向上し、放射性が備わるため、床の暖房にも有効である。これに関連して、一般的で周知の技術を用いて基板10に金属ワイヤ網を、両者の厚みの方向が等しくなるよう設けることもできる。
上記の素材で形成した基板10の試験を行った。これら基板10の表面積割合は約37％、図中「ｄ」で示す厚みは８分の７インチ（22.2mm）であった。また、隣接し合う２つの溝16の中心軸同士の間隔はほぼ16分の５インチ（79.4mm）であった。これらの基板10は特に優れた吸音性を示し、さらに、衝撃音吸収特性はとりわけ優れ、カナダおよび合衆国のすべての基準を満たしていた。従って、本発明による基板10は、厚みが３分の１ないし半分強の厚さ寸法でも、同様の素材で形成され、接触面がその表面全体の75％を超える従来の基板より有効で、これにとって代ることができる。
また、一種類あるいは複数の種類の粒子または繊維の集合体や複合材料を有効に使用することにより、基板の音響特性、機械的特性や温度特性を向上させることができる。これらの有機物あるいは無機物の粒子や繊維は、プラスチックのような合成物でもよいし、セルロースなどの自然物でもよい。また、基板10の組成物に炭素などの元素を加えても良い。本発明の基板10の製造にあたり、これらの粒子や繊維を熱圧着してもよいし、結合材に埋設してもよい。
さらに、適当な接着剤でポリエチレン、綿またはセルロースなどの繊維で形成した表面層を弾性基材に固定して基板の上面を形成することもできる。
上述のように、基板10は床構成材における中間層、すなわち下敷として使用されるものである。基板10の底面12は、通常コンクリートまたは木材で形成された下地材３に接している。基板10は所望の寸法に切断されて、例えば適当な接着剤などで下地材３に固定可能となっている。これは当業者には周知であり、さらに説明する必要はない。上面材５を望ましくは接着により容易に永久固定できるように、基板10の上面は平坦かつ滑らかになっている。この上面材５は木床やタイルでもよい。また、上面材５の固定を容易にするために、前記基板10の上面をわずかに波打つように形成してもよい。
添付図面を参照して本発明の望ましい実施の形態の一例を詳細に説明したが、本発明はこの実施の形態に厳密に限定されるものではなく、本発明の範囲や精神を逸脱することなく様々の変更や修正が可能である。特に、本発明の基板の表面積の割合および基板の厚みや、その製造に使用する原材料の性状は、下地材の製造や性質、建物の構造、床の寸法などにより、請求の範囲内で変化し得る。
【発明の効果】
本発明によれば、床構造の吸音特性を向上する床構成材が、所定の表面積を有する下地材と、この下地材と同じ表面積を有するように切断されて下地材上に載置固定され、凹部が設けられこの凹部によって所定の表面積の15ないし65％のみが下地材に接する底面、平坦かつ滑らかな上面、および側縁部を具備して弾性素材で形成された吸音基板の下敷と、この下敷上に載置固定される上面材とを具備し、基板の底面に設けられた凹部が断面Ｕ字状または断面Ｖ字状で前記基板の側縁部に対しある角度をなして互いに平行に配列された複数の溝を有し、弾性素材が再生ゴムのみから形成され、下敷を下地材と上地材との間に固定させた構成としたことにより、産業上の要求、すなわち優れた吸音特性を発揮し、かつ、所定のコストで製造可能であるとともに、安定性があり、吸音特性を少なくとも30年以上保ち、上面および全体において、上面にかかる物理的な圧迫力および衝撃を支えるのに十分な剛性と強度（デュロメータ硬度において、上面が95度以上、全体で50〜70度）があり、床の上面材を直接載置し、（望ましくは接着剤により）固定できる上面を有し、火および炎に対して耐性があり、空中音に対する音透過率（STC）50以上の吸音性があり、衝撃遮蔽等級（IIC）70以上であることのすべてを満たす。
さらに、平坦すなわちスリットや中空部を形成しない（これは床の上面材を接着剤で固定するために必要な条件である）上面と、下地材と接触している底面の部分が下地材の表面積の15〜65％となるような寸法のＵ字状またはＶ字状の複数の溝を設けた底面を有する基板を有する下敷を利用することにより、前記産業上の要求をすべて満たすことが分かった。
前記溝をＵ字状またはＶ字状に形成することは、上述の要件のうち、（１）十分な強度および（２）STCが少なくとも50であることを満足するために重要である。実際、各溝の底部が平坦で床の上面材および下地材に対して平行であると、垂直方向の圧迫力に対する機械的抵抗力が減少し、定常音波の伝播は「除去」されなくなる。
前記基板の底面の下地材と接触している部分の表面積の割合が15〜65％、望ましくは20〜50％の範囲にあることも不可欠の条件である。実際、下地材との接触面を減らすと、音が床に当たった際に床構成材により伝達されるエネルギが部分的に減少、吸収されることもあることが判明している。その結果、床構成材の反対側に発生する音もこれに対応して低減される。
本発明の望ましい一実施の形態によれば、前記基板を形成する再生ゴムは使用済みタイヤの粒子である。
さらに、前記基板の厚みは、64分の11インチ（4.4mm）〜３インチ（76.2mm）が好ましく、８分の３インチ（9.52mm）〜１インチ（25.4mm）であるとさらに好ましい。
本発明の他の目的、特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行ったその望ましい一実施の形態の説明を読めば、さらに明らかになるであろう。なお、下記の一実施の形態は、本発明の内容を拘束するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基板の一実施の形態の一部断面斜視図で、上下逆さにした状態を示している。
【図２】溝がＵ字型の代りにＶ字型である以外は図１に示したものと同様の基板を内蔵した床構成材の断面図である。
【符号の説明】
１    床構成材
３    下地材
５    上面材
10    下敷としての基板
12    底面
14    上面
16    凹部としての溝
【図１】
0003559821.tif 000002
【図２】
0003559821.tif 000003