(57)【要約】      【課題】防音性能を向上させる。      【解決手段】  熱可塑性樹脂を溶融押し出して連続線条を形成させ、この溶融状態の線条にカール又はループを形成させ、隣接する線条相互を接触絡合させたランダムなカール又はループからなる大きな空隙を備える３次元スプリング構造としたクッション構造体の少なくとも一部を、水和水硬性の結合材を含み発泡硬化された充填材中に埋設固化した防音材である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂を溶融押し出して連続線条を形成させ、この溶融状態の線条にカール又はループを形成させ、隣接する線条相互を接触絡合させたランダムなカール又はループからなる大きな空隙を備える３次元スプリング構造としたクッション構造体の少なくとも一部を、水和水硬性の結合材を含み発泡硬化された充填材中に埋設固化した防音材。
【請求項２】
前記クッション構造体の嵩比重が0.003〜0.3g/cm3である請求項１記載の防音材。
【請求項３】
前記クッション構造体の線径が0.1〜3mmである請求項１又は２記載の防音材。
【請求項４】
前記防音材の比重が0.2〜1.3である請求項１〜３いずれか１項記載の防音材。
【請求項５】
嵩比重又は線径の異なる数種のクッション構造体の組合せから成る請求項１記載の防音材。
【請求項６】
前記クッション構造体は、所定の厚みに形成された複数のクッション構造体を厚み方向に平行に重畳して形成されてなる請求項１〜５のいずれか１項記載の防音材。
【請求項７】
前記クッション構造体は、所定の厚みに形成されたクッション構造体を一端より巻き取って所定の太さに形成されてなる請求項１〜５のいずれか１項記載の防音材。
【請求項８】
熱可塑性樹脂を溶融押し出して連続線条を形成し、ついでこの溶融状態の線条にカール又はループを形成させ、隣接する線条相互を接触絡合させたランダムなカール又はループからなる大きな空隙を備える３次元スプリング構造としたクッション構造体を外包内に配置し、水和水硬性の結合材を含む発泡性の充填材を注入後養生してなることを特徴とする防音材の製造方法。
【請求項９】
隣接する線条相互を接触絡合させたランダムなカール又はループからなる大きな空隙を備える３次元スプリング構造としたクッション構造体の前記空隙を充填して、前記クッション構造体と共に防音材を構成する充填材であって、前記充填材は、水和水硬性の結合材4.0〜33.3wt％、炭酸カルシウム2.7〜46.7wt％、骨材2.7〜53.3wt％、水13.3〜53.3wt％、発泡剤0.1〜0.4wt％、発泡剤の希釈水1.3〜9.6wt％を混練して形成されて成ることを特徴とする防音材用の充填材。
【請求項１０】
前記水和水硬性の結合材が、石灰ばん土類、石灰けい酸類を化合成分に含むことを特徴とする請求項８又は９記載の防音材用の充填材。
【請求項１１】
前記結合材は、石灰ばん土類として3CaOAl2O3、石灰けい酸類として3CaOSiO2及び2CaOSiO2を含み、それぞれの化合割合が15〜18％の3CaOAl2O3、55〜60％の3CaOSiO2、10〜20％の2CaOSiO2である請求項１０記載の防音材用の充填材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防音材及びその製造方法に関し、より詳しくは、熱可塑性樹脂又はゴムとエンジニアリングプラスチックの両方の特性を有する高分子材料から成るポリエステル系、ナイロン系、ウレタン系、オレフィン系のエラストマー、例えばポリエステル系熱可塑性エラストマーを溶融押し出して連続線条を形成し、ついでこの溶融状態の線条にカール又はループを形成させ、例えば隣接する線条相互を絡合又は接触絡合させたランダムなループからなり空隙を備える３次元スプリング構造としたクッション構造体を発泡固化した充填材中に埋設した防音材およびその製造方法、並びに前記防音材に使用するに適した充填材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建築の施工に使用される防音材として床材、壁材等に種々のものが提案されている。
【０００３】
床材としては特許文献１〜３に示す通り、木質系、コンクリート系、緩衝ネットを備えたもの等が一般的である。
【０００４】
パネル材としては特許文献４、５に示す通り、ＡＬＣ系、発泡樹脂パネルが一般的である。
【０００５】
【特許文献１】特許第２５３６１７８号公報
【特許文献２】特開平１１−５０５８３号公報
【特許文献３】特開平１０−２６６５４４号公報
【特許文献４】特開昭５３−６９２１８号公報
【特許文献５】特開平１０−３０５４９１号公報
【０００６】
しかしながら、従来のものでは、防音効果の点で未だ不十分であるという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は上記従来技術の欠点を解消するためになされたものであり、防音材として優れた性質を有し、強度の向上、用途に応じた形状ないし製造も容易である防音材及びその製造方法、並びに、前記防音材用の充填材を提供することを目的とする。  
【０００８】
また、本発明の別の目的は、必要な重量、難燃性、耐候性、耐久性等の条件を備えつつ、所定レベル以上の吸音性を備えた防音材用の充填材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記課題を解決するもので、本発明の防音材は、熱可塑性樹脂を溶融押し出して連続線条を形成させ、ついでこの溶融状態の線条にカール又はループを形成させ、隣接する線条相互を接触絡合させたランダムなカール又はループからなる大きな空隙を備える３次元スプリング構造としたクッション構造体(以下、単に「クッション構造体」という。)の少なくとも一部を、水和水硬性の結合材を含み発泡硬化された充填材中に埋設固化した防音材である。クッション構造体の有する高いクッション性、耐ヘタリ性を利用し、例えば一定の厚みを有するクッション構造体を、厚み方向に平行に重畳したり、または一辺を中心として折り曲げる等、種々の太さに形成してクッション材とするなどしたものである。また、前記クッション構造体を、例えば一部を露出させる、完全に埋めるなどして、水和水硬性の結合材を含み発泡硬化された充填材中に埋設したものである。気硬性、熱硬化性いずれも含む。
【００１０】
前記クッション構造体の嵩比重が0.003〜0.3g/cm3であることが好ましく、上記数値以下では防音性が低下し、該数値以上では水及び発泡剤と混合された結合材のクッション構造体中への侵入量が不足し、強度に欠ける。  
【００１１】
また、前記クッション構造体の線径は、熱可塑性樹脂の種類及び嵩密度にもよるが、0.1mm〜3mmが好ましく、また、防音材の比重は、防音性の面で0.2〜1.3が好ましい。前記クッション構造体は、嵩比重又は線径の異なる数種のクッション構造体を厚み方向で重畳して構成することができる。また、前記クッション構造体は、所定の厚みに形成された複数のクッション構造体を厚み方向に平行に重畳して形成されてもよい。前記クッション構造体は、所定の厚みに形成されたクッション構造体を一端より巻き取って所定の太さに形成されてもよい。
【００１２】
また、本発明の防音材の製造方法は、熱可塑性樹脂を溶融押し出して連続線条を形成し、ついでこの溶融状態の線条にカール又はループを形成させ、隣接する線条相互を接触絡合させたランダムなカール又はループからなる大きな空隙を備える３次元スプリング構造としたクッション構造体を外包内に配置し、水和水硬性の結合材を含む発泡性の充填材を注入後養生してなることを特徴とする。外包は、それ自体防音材の外側面又は外壁を成すプラスチックフィルム又はシートよりなる容器、その他プラスチック成外包容器を利用することができる。
【００１３】
このような防音材の強度を実現するための本発明の防音材用の充填材は、水和水硬性の結合材4.0〜33.3wt％、炭酸カルシウム（石粉）2.7〜46.7wt％、骨材（砂）2.7〜53.3wt％、水13.3〜53.3wt％、発泡剤（希釈水含む）1.4〜10.0wt％を混練して形成することが好ましい。また防音材用の充填材は、エアモルタル（発泡モルタル）、発泡コンクリートも含む。
【００１４】
また本発明の防音材用の充填材は、隣接する線条相互を接触絡合させたランダムなカール又はループからなる大きな空隙を備える３次元スプリング構造としたクッション構造体の前記空隙を充填して、前記クッション構造体と共に防音材を構成する充填材であって、前記充填材は、水和水硬性の結合材4.0〜33.3wt％、炭酸カルシウム2.7〜46.7wt％、骨材2.7〜53.3wt％、水13.3〜53.3wt％、発泡剤0.1〜0.4wt％、発泡剤の希釈水1.3〜9.6wt％を混練して形成されて成ることを特徴とする。
【００１５】
さらに、前記充填材に含まれる前記水和水硬性の結合材は、石灰ばん土類、石灰けい酸類を化合成分に含み、石灰けい酸類として3CaOAl2O3、石灰けい酸類として3CaOSiO2及び2CaOSiO2を、それぞれの１５〜１８％の3CaOAl2O3、５５〜６０％の3CaOSiO2、１０〜２０％の2CaOSiO2化合割合で含むものとすることもできる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本願発明によれば、極めて優れた防音性能を発揮すると共に、用途に応じた成形ないし製造も容易であり、各種の広範な用途に対応することができる防音材及び防音材用の充填材を提供することができた。
【００１７】
また、このような防音材に使用する充填材として、必要な重量、難燃性、耐候性、耐久性等の条件を備えつつ、所定レベル以上の防音性を備えた充填材を得ることができる。その充填材の脆さをクッション構造体で補強することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の防音材は、カールまたはループから成る大きな空隙を備える３次元スプリング構造としたクッション構造体と、このクッション構造体の少なくとも一部を埋設する充填材より成る。
【００１９】
〔クッション構造体〕
使用できる熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、ポリエチレン、ポリエステル、ナイロン、アクリルなどのほか、ポリ塩化ビニール、ポリプロピレン、ポリエステルエラストマーがあり、特にペットボトルの回収により得られたポリエステルモノフィラメントの圧縮成形により得られたクッション構造体を用いて防音材とする。
【００２０】
上記樹脂を溶融押し出して連続線条を形成し、ついで溶融状態の直径約0.1 〜3mm程度の線条にループを形成させ、連続線条とした隣接する線条相互を絡合あるいは少なくとも部分的に接触絡合させたランダムなループからなる３次元クッション構造体を準備する。このクッション構造体は、圧縮成形などで予め所定の形状に成形されているものでも良い。あるいは、綿状凝集しているポリエステル単繊維のクッション構造体を一旦、解綿し、任意形状としたものでも良い。  
【００２１】
ここでは、熱可塑性エラストマーとしてポリエステル系熱可塑性エラストマーを溶融押し出して連続線条を形成し、ついで溶融状態の直径約3mm程度の線条にループを形成させ、隣接する線条相互を接触絡合させたランダムなループからなる３次元スプリング構造としたW:D:H 30×30×10cm、嵩密度0.08g/cm3のクッション構造体を準備する。
【００２２】
このクッション構造体は、例えば、特許第2548477 号に開示されるように、非弾性ポリエステル系捲縮短繊維クッション構造体をマトリックスとし、密度が0.005 〜0.310g/cm3、厚さが5mm 以上であるクッション構造体において、該短繊維クッション構造体中には、短繊維を構成するポリエステルポリマーの融点より40℃以上低い融点を有する熱可塑性エラストマーと、非弾性ポリエステルとからなり、前者が少なくとも繊維表面に露出した弾性複合繊維が分散・混入され、その際、該クッション構造体中には、(A) 該弾性複合繊維同士が交叉した状態で互いに熱融着により形成されたアメーバー状全方位的可携性熱固着点、および(B) 該弾性複合繊維と該非弾性ポリエステル系短繊維とが交叉した状態で熱融着により形成された準全方位的可撓性熱固着点とが散在し、かつ隣り合う可撓性熱固着点の間((A)−(A) 間、(A)−(B) 間および(B)−(B) 間) に存在する複合繊維群にあって、一部の複合繊維には長手方向に沿って少なくとも１個の紡錘状の節部が存在するクッション構造体から成る。このクッション構造体をW:D:H 30×30×10cm等所望断面形状に切断し、３枚重ねW:D:H 30×30×30cmとして、W:D:H   35×35×35cmの外包もしくは前記容積の外包を兼用するプラスチックフィルム、シートあるいは金属又は樹脂製容器内にそれぞれ外包内壁に対して5cmの間隔をおいて配置する。または、本発明者が発明した国際公開番号WO０１／６８９６７A1公報等に記載した立体網状構造体でもよい。
【００２３】
〔充填材〕
つぎに、前記外包内に水和水硬性の結合材を含む発泡性の充填材を注入する。この水和水硬作用を有する結合材とは、例えば石灰ばん土類、石灰けい酸類のように水で練り合わすとその水の一部がこれと化学的に結合する性質（水和性）を有すると共に、水との結合により硬化する性質（水硬性）を有する結合材であり、本実施形態にあっては化合成分中に石灰けい酸類と石灰ばん土類を含む結合材を使用している。一例として、石灰ばん土類として１５〜１８％の 3CaOAl2O3、石灰けい酸類として５５〜６０％の3CaOSiO2、１０〜２０％の 2CaOSiO2より成る結合材を使用している。
【００２４】
前記化合成分中、石灰ばん土類（3CaOAl2O3）は水和作用がもっとも早く、早期（約１週間以内）の強さを発生し、次いで3CaOSiO2の水和作用が早く、１週間後から４〜１３週の強さ、そして2CaOSiO2が最も水和作用が遅く、１ケ月以降の長期の強さ発生の主因となるものであることから、充填材の固化を早めて生産性の向上を図ると共に、長期的に強度の増加が現れることを防止して防音材としての性能の低下を防止し得る充填材を得るためには、2CaOSiO2の化合量を比較的少なくする。
【００２５】
また、前記結合材は、石灰質原料及び粘土質原料を所定の割合で混合後・焼成して塊状となったものを破砕して形成することもでき、速硬性成分であるカルシウムアルミネードを11CaO7Al2O3CaF2として、前記焼成された塊中でアリット（アルミン酸三カルシウム：3CaOAl2O3）と共存させ、これにII型無水せっこうと少量の添加物を混合して速硬性を発揮させることもできる。
【００２６】
前述の充填材は、結合材を水及び発泡剤と共に混練して発泡させることで、所望の脆性を備えた充填材とすることもできるが、より好ましくは、骨材（砂）及び炭酸カルシウム（石粉）を結合材よりも多量に混入し結合力を弱め、衝撃を受けたとき容易に破壊される脆弱さに形成する。  
【００２７】
前記結合材に混合される発泡剤は、主成分を硫酸エステル塩系アニオン海面活性剤となす化学混和剤0.1 〜0.4wt%に水〔13.3-(0.1〜0.4)〕〜〔53.3-(0.1〜0.4)〕wt% を混合又は混合攪拌したものをプランジャーで加圧し、且つ、好ましくは圧縮空気によりノズルへ圧送して例えば粒径9μ〜10mmの泡沫状としたものを用いる。
【００２８】
前記化学混和剤と混合する水は、前記〔13.3-(0.1 〜0.4)〕wt% 以下でも発泡率が良く、製品の破壊強度が得られ、衝撃吸収に勝る。〔53.3-(0.1 〜0.4)〕wt%以上でも製品の強度に対応することができる。
【００２９】
なお、上記発泡剤としては、前述の界面活性剤、または動物性蛋白質に界面活性剤を添加したものの他、動物性蛋白質のみからなる発泡剤を使用することもできる。
【００３０】
以上の通りである充填材の原料は、既知のミキサにて混練、混合されて前記外包内に注入される。この混練は、充填材が結合材を水と発泡剤と共に混練したものであるときには、まず結合材及び水をミキサ内に投入して撹拌すると共に、この混合体４０〜９０wt％に前記発泡剤を噴射して混練し、前記外包内に注入する。また、砂、炭酸カルシウム（石粉）を含む場合には、ミキサ内で混練された結合材、水、砂、炭酸カルシウム８０〜９８wt％に対して前述の発泡剤を噴射して混練し、外包枠内に注入する。  
【００３１】
充填剤の注入時、外包に対して振動を加え、前記クッション構造体の空間へ均一な密度となるよう充填材を注入する。その後、２８日程養生し、乾燥、固化する。  
【００３２】
なお、前記結合材中の化合成分の配合が調整されて、本実施形態の充填材は、１〜２日程度の短期間で乾燥、固化するものとしているが、前述の成分中の２CaOSiO2 等が強さを発生するに比較的長期間を要することから、特に後述の防音材のテストピースにあっては、２８日間乾燥・固化させた後、防音材として試験に供している。  
【００３３】
なお、本発明の防音材にあっては、水と混練された結合材に発泡剤を添加して形成された充填材を使用しても好適な防音性能を発揮するものであるが、防音時に粒子状に崩れて飛散して好適に衝撃を吸収し得る充填剤とするためには、より好ましくは水、結合材、発泡剤に加え、骨材として多量の砂、炭酸カルシウム（石粉）を添加している。
【００３４】
なお、前記充填材の配合は、一例として結合材4.0〜33.3wt％、炭酸カルシウム（石粉）2.7〜46.7wt％、骨材2.7〜53.3wt％、水13.3〜53.3wt％、発泡剤0.1〜0.4wt％、発泡剤の希釈水1.3〜9.6wt％である。
【００３５】
本実施形態において使用する炭酸カルシウム（石粉）は、その組成をCaO：53.94％、SiO2：1.88％、MgO：0.51％、Al2O3＋Fe2O3：0.09％、lg.loss：42.85％となし、比表面積：5,000（cm2/g）、比重（密度）：2.70、粒度分布300μm〜3μm、平均粒径9.8μmの白色粉体であり、この炭酸カルシウムを前記充填材中に添加することで、水和水硬性の結合材の粉体量の一部として置き換えることができる。  
【００３６】
この炭酸カルシウムは、充填材の強度向上には寄与しないことから、前述のように結合材に置き換えて炭酸カルシウムを添加することにより、本発明の充填材を所定の脆性とすることができるとともに、この炭酸カルシウムは比表面積が大きく、形成された充填材の材料分離抵抗性が向上するために、脆く形成された本発明の充填材の保形性の向上に寄与する。  
【００３７】
【表１】
2005241888.tif 000002
【００３８】
【表２】
2005241888.tif 000003
【００３９】
【表３】
2005241888.tif 000004
【００４０】
【表４】
2005241888.tif 000005
【００４１】
充填材の製造実施例次に、本発明の防音材に使用する充填材の製造実施例を表５に示す。
【００４２】
前述の表１に示す実施例にあっては、充填材は結合材に水、発泡剤を加えたのみの構成であったが、本実施例にあっては骨材として結合材の２．５倍の砂と、結合材の１．５倍の炭酸カルシウム（石粉）を含み、結合材の強度を低下させるとともに、炭酸カルシウムの添加により、前述のように結合材の材料分離抵抗性を向上させて、硬化後の充填材の保形性が向上されている。
【００４３】
【表５】
2005241888.tif 000006
【００４４】
表５に示す配合により得られる充填材は、質量が60〜120kg/m3と、例えば一般の建築物等の構造体に使用されるコンクリートの200〜400kg/m3という質量に比較して軽量である。この充填材は空気量を40％以上含み、また、それぞれの破壊強度は2kgf/cm2、4kgf/cm2と、比較的弱い圧力で破壊される。また、破壊強度を超える衝撃を受けると、砂等の骨材間の結合が破壊され、充填材は骨材の周りに結合材及び炭酸カルシウムが付着した粒子状に崩れ得る状態となっている。
【００４５】
なお、前述のフロー値（150以上）は、クッション構造体に形成された空隙内に隙間なく充填するために必要な値である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、建築用の床材、壁材、天井材等の防音材に適用される。