JP2001512763A - 振動減衰用複合材料 - Google Patents

振動減衰用複合材料

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Abstract

(57)【要約】 機械的振動を減衰する優れた能力を有する新規な複合減衰材料が提供される。本減衰材料の高い減衰性能は、多孔質材料（例えば、延伸膨張ポリマー、フェルト、フォーム、布帛、金属等）の気孔内に、高度に粘性のある減衰用流体を含ませることによって得られる。多孔質足場内に流体を捕獲することは、流出を防ぎ、有用な物品に成形できる安定な複合材料を提供する。このような構造は、殆どの現実的用途に対して（一般に、固体で安定な材料を必要とする）、単独の形態では過度に流動性のある流体の高性能減衰特性を利用することを可能にする。固体の安定性を兼備し、特定の流体に匹敵する減衰性能を有する本複合材料は、機械的システムの振動を減衰する必要のある多くの用途に使用可能である。これらの用途には、限定されるものではないが、航空機、自動車、宇宙船、機械工具、スポーツ用具、ディスクドライブの構成成分やアセンブリ、電気・電子構成成分の例えば変換器、電気ケーブル等の、ノイズを発生されたり性能を低下させる振動を減衰させる用途が挙げられる。また、本複合材料は、システムの各種の機械的応答を変化又は同調させ、所望の衝撃・振動応答を提供するのに使用可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 −発明の分野− 本発明は、(1) 機械的安定性を提供する多孔質骨格、及び (2)常温流れに対し
て機械的に不安定ではあるが、高い粘度損失特性を提供する材料、の２種類の材
料を含んでなる振動減衰物品に関する。
【０００２】 −発明の背景− 振動減衰は、普通の揺れによって不都合な共振が励起されることがある多くの
機械的システムに、広範囲なニーズがある。自動車の緩衝装置は、例えば、適切
に減衰しなければ、道路の凸凹に影響されて極めて不快な振動を呈する。一般的
な緩衝装置は、衝撃が生じたときにコンプライアンスを与える、シャーシとアク
セルの間に連結された、大きなスプリングからなる。これは、シャーシ材料が衝
撃に応答してゆっくり加速することを可能にする。スプリングの圧縮と伸びの速
度の逆の力を生じさせる衝撃吸収材が、適当な減衰を与えて振動を抑制するため
に使用される。
【０００３】 自動車の緩衝装置の共振周波数とサイズは、衝撃吸収材の構成を可能にするが
、割合に複雑な機械的装置であることが多い（流体、動的シール等を備える）。
ここで、多くの装置は、振動運動の減衰を特有に提供する材料の応用を受け入れ
るに適当である。とりわけ、低い振幅及び／又は高周波数の振動が生じた場合、
良好な減衰特性を有する材料と振動成分を直接連結することが望ましい。
【０００４】 振動減衰に使用される材料は、変位に応じて大きい粘性損失を示すべきである
。これらの損失は、一般に、動的ヤング率又は動的剪断率によって定量される。
いずれの場合も、定義による動的ヤング率は、正弦歪みに応答する歪みの振幅に
比例する（剪断モジュラス又はヤング率のいずれがそれぞれ望ましいかに応じて
、歪みは剪断又は伸びであることができる。）。同様に、損失モジュラスは、定
義によると、正弦波歪み速度の適用に応答する応力の振幅に比例する。特定の振
動周波数における、動的剪断損失モジュラス／動的剪断貯蔵モジュラスの比、又
は動的ヤング損失モジュラス／動的ヤング貯蔵モジュラスの比は、一般に、損失
正接と称される。材料の損失モジュラスの大きさは、変形に対するその粘性的抵
抗を定量し、一方、損失正接（タンデルタ）は、弾性的応答に対するこの抵抗の
相対的大きさを定量する（文献「McCrum et al., Anelastic and Dielectric in
Polymeric Materials, John Wiley and Sons 1967」参照) 。
【０００５】 減衰性能は、引張／圧縮モジュラスと剪断モジュラスの双方によって特徴づけ
られるが、これらの２つのモジュラスの組み合わせは、相互に適切に定義される
関係を有する。とりわけ、動的剪断モジュラスは、やはり周波数に依存するポア
ソン比によって決まる関係によって動的ヤング率に関係する。特定の周波数にお
けるヤング率と剪断モジュラスの関係は、割合に狭い範囲の中に限定されるため
、２つの組み合わせのモジュラスは、殆ど常に単調な仕方で互いを追従する。し
たがって、動的剪断又はヤング率のいずれかで減衰性能を定量することが実用的
である。明確にするため、動的ヤング率を、以降の説明、分析、評価に用いる。
また、本願における用語「損失正接」は、所定の周波数における、動的ヤング損
失モジュラス／動的ヤング貯蔵モジュラスの比と定義し、また、動的損失と貯蔵
モジュラスについての言及は、ヤングモジュラスを指称する。
【０００６】 減衰材料が有しなければならない特定の性質は、典型的な用途の制約に規定さ
れる。減衰材料は、そのユニークな機械的特性のため、構造材料としては一般に
使用されないが、比較的硬質の構造用成分と組み合わせて装置の中に組み込まれ
る。このため、減衰成分のコスト、体積、質量が最少限になるように、所与の装
置の中で減衰材料の使用量が出来るだけ少ないことが望ましい。このことは、宇
宙、航空、又は自動車の用途（質量が重要な制約）や、減衰成分の添加が、不都
合に質量が作用するシステムの応答／性能を付け足す状況（ディスクドライブの
書き込み／読み取りヘッドの振動の減衰は、ヘッドのモーメントに悪影響しない
低質量成分を必要とする）、に特にあてはまる。このため、本発明の目的は、装
置を構成する他の材料の貯蔵モジュラスに対して出来るだけ高い損失モジュラス
を有する材料を提供することを目的とする。
【０００７】 また、動的損失モジュラス／動的貯蔵モジュラスの比の損失正接にも制約が存
在する。極めて硬質の材料は、大きい動的損失モジュラスを有していても、弾性
作用に支配され、スプリングのように挙動する。大きい動的損失モジュラスは、
したがって、特定の周波数において良好な減衰特性を保証するのに十分ではない
。また、動的損失／動的貯蔵モジュラスの比は出来るだけ高く、したがって、単
なる弾性挙動に比較して十分な損失を保証することが必要である。
【０００８】 減衰用途に十分な材料特性を得るため、多くのアプローチがなされてきた。特
殊な用途に減衰を示す特別処方の架橋性ポリマーが開発されている。米国特許第
５２７０８８８号に記載のように、磁気記録ヘッドの振動を減衰するために、ま
た、米国特許第４４８８２８２号に記載のように、高密度情報ディスクの製造に
使用されるカッターヘッドアセンブリの振動を減衰するために、エポキシ配合物
が開発されている。減衰用のアクリル系コポリマーが市販されており、米国特許
第３８１７３５６号に記載のように、シート状で、フレキシブル磁性材料を用い
てスチール板にサンドイッチされる。米国特許第５４３４２１４号に記載のよう
に、シリコーン化合物が、羽根の減衰用に開発されている。また、米国特許第５
３３１０６２号に記載のように、ポリウレタン−エポキシ配合物の網状構造が、
音の減衰用に応用されている。０．１〜１０5 Ｈｚの周波数帯で２０℃において
１×１０9 ダイン／ｃｍ2 に近い動的損失モジュラスと、一般的な減衰用途で妥
当な性能を提供する損失正接を有する架橋ポリマーの配合物が得られている。ま
た、これらの配合物は、上記に概説した例への適用を可能にすべく、常温流れに
十分に抵抗するように設計されている。
【０００９】 しかしながら、改良された減衰特性は、通常、その他の所望な特性を犠牲にし
て得られる。具体的には、内部損失を改良するための分子量、架橋度等の操作は
、一般に、これらの系における内部損失が常温流れと強く関係するため、不都合
なクリープ抵抗をもたらす。既知の化学物質における所与の点を超えて減衰特性
が増加するため、重力の影響下であっても材料が形状を維持できないことが多い
。こうした特性は、特定の用途においては極めて不都合であるため、実際の形態
において改良された減衰特性を得る上で、重大な基本的制約を招く。このため、
上述に掲げた従来技術はいずれも、良好な機械的安定性を備えた物品において、
達成できる減衰性能に基本的制約が存在する。
【００１０】 したがって、当該技術を顕著に進歩させるには、機械的安定性を兼備した高度
な減衰性能を提供する何らかのメカニズムが必要とされている。本発明の目的は
、極めて高度な減衰性能と比類ない常温流れ抵抗を備えた材料の独特の手段を提
供することである。下記に詳細に説明するように、こうした安定化と減衰は、本
発明の複合材料によって得られる。
【００１１】 減衰用複合材料の一般的分野における従来技術の１つの例は、米国特許第４３
７４１７２号(Teroson GmbH)に開示のフォーム構造であり、この特許では、所与
の系にわたって減衰性能を調整する目的で、空間的に種々の濃度で材料をフォー
ムの中に含める。ここで、Teroson は、常温流れを呈する材料の安定性について
は、何ら言及していない。事実、フォーム中に減衰材料を普通に結合させること
は、機械的安定性を保証せず、必然的に、高い減衰性能の複合材料を提供し得な
い。例えば、フォームが過度に柔軟な又は十分に充填できない場合、性能が制限
されるため、材料の選択には重要な配慮がなされなければならない。このような
教示は、Teroson 特許には全くなされていない。
【００１２】 別な関連技術として、減衰材料の中に繊維を含ませる、又は高強度材料の層の
間にこのような材料をラミネートする技術がある。米国特許第４３０４６９４号
に開示のように、高い引張強度の繊維が、特別処方の減衰用樹脂の中に含められ
、妥当な減衰特性を有する高強度のフレキシブル材用の材料を生産している。ま
た、米国特許第５３６８９１６号に開示のように、減衰材料が、高強度ポリマー
フィルムの間にサンドイッチされ、米国特許第５４８７９２８号に開示のように
、極めて高強度の繊維強化材料の間にサンドイッチされ、より高強度の減衰用複
合材料を得ることが検討されている。
【００１３】 繊維複合材料とラミネートのサンドイッチ構造は、機械的に安定な減衰材料の
引張強度を改良することができるが、その複合材料の常温流れを有意に改良する
能力においては、依然として明らかに不足する。ベース材料がクリープを呈する
状態では、複合材料中の未結合繊維の相対運動は可能である。同様に、より強い
構成成分の層間の不安定な材料の層状組織は、これらの層の相対運動とそれによ
る不安定性を許容する。したがって、こうした構造は、ベース材料が経時的に流
れるならば、それ自体で不安定である。この不安定性は、ベースにしている減衰
材料とほぼ同じ制約をこれらの複合材料に与える。このため、米国特許第４３０
４６９４号、同５３６８９１６号、同５４８７９２８号は、高い損失、機械的不
安定、減衰材料の真の安定化を教示していない。ここで、構造体内の不安定な減
衰材料を固定するメカニズムと併せて、これらの構造体の高強度成分の間の結合
性を提供するメカニズムが見出されたならば、極めて望ましいことであろう。こ
のような技術は、明確に新規であり、従来は機械的に安定な形態では全く得られ
ていなかった減衰性能を有する材料を生み出す可能性がある。
【００１４】 また、全体的な減衰性能を最適化する形状を、既存の減衰材料に適用すること
に、かなりの検討がなされている（文献「Sun et at., Vibration Damping of S
tructural Elements, Prentice Hall, 1995 」参照) 。周知のように、所与の減
衰材料の有効な性能は、振動発生時に減衰材料に剪断変形を引き起こす束縛層を
適用することによって顕著に向上させることができる。しかしながら、採用され
る減衰材料の基本的な動的損失によって減衰上の制約が依然として課される。例
えば、固定された束縛層の形状が与えられると、性能の改良は、より大きい損失
を有する減衰材料の使用によってのみ得られる。
【００１５】 束縛層の適用又はその他の形状による性能向上は、既存の減衰特性による制約
を有するため、特定の用途にとって重要な種々の周波数帯の全体にわたって改良
された動的損失モジュラスと十分な損失正接(tanδ）を有する材料が必要とされ
ている。また、特定の用途に存在する共振に対する応答を調整するのに十分な融
通性のある材料が必要とされている。さらに、所望の減衰特性は、その他の重要
な物理的特性を不都合に損なうことなく得られなければならない。
【００１６】 上述の先行技術においては、使用される粘弾性的減衰材料は、とりわけ、常温
流れに対して良好な抵抗を有するように調整されている。このため、減衰性能の
獲得、即ち、波又は振動の振幅の低下は、従来、常温流れに対する機械的安定性
と交換に制限されていた。明らかに、極めて高い損失特性を有するが本質的に不
都合な常温流れを呈する減衰材まで、これらの技術を適用することができる媒体
は、ユニークな有用性と価値を提供するはずである。
【００１７】 −発明の概要− 本発明は、減衰材料を恒久的に結合して常温流れを防ぐため、多孔質構造体の
中に機械的に不安定な材料を含ませることによって安定化を獲得する複合減衰材
料である。また、本発明は、構造体の中に粘弾性減衰成分を含ませる仕方で、顕
著な減衰性能を提供する構造を提案する。この技術的思想は、新規であり、極め
て高度な損失特性を有する新規な部類の減衰複合材料を製造するメカニズムを提
供する。
【００１８】 本発明の１つの目的は、常温流れに対して機械的に不安定な高減衰性能の材料
を、常温流れに対して本質的に安定な複合構造体の中に含ませることである。高
性能減衰材料の複合安定化は、改良された振動減衰性能、経時的な寸法安定性と
強度安定性を有する材料を必要とする用途に有用である。本発明は、耐常温流れ
性を兼備した損失特性のために処方されたポリマーからなる既存の材料よりも、
極めて高い全体的減衰性能を有する複合材料を提供する。また、本発明は、温度
安定性、いろいろな周波数帯にわたる高い損失、及び特定の用途に調整された化
学的特性のような広範囲な特性を有する各種の多様な減衰材料の安定化を可能に
する。また、物理的特性をさらに調整するため、足場材料又は粘弾性成分の中に
、限定されるものではないが、カーボンブラック、金属粉末、又は無機粉末のよ
うなフィラーを混入することもできる。また、特定の用途にユニークな有用性（
即ち、ガス発生、伝導性等）をそれぞれが有する極めて多数の種々の多孔質基材
によって、種々の減衰材料の安定化を得ることもできる。また、ある範囲の種々
の減衰成分と多孔質基材を含む安定化された材料は、限定されるものではないが
、フィルム、シート、チューブの形状で製造することができる。
【００１９】 本発明のもう１つの目的は、性能向上を与える束縛層又は他の形状の用途に首
尾よく適合する形態の、機械的に安定化された減衰材料を提供することである。
本発明は、フィルム、シート、チューブ、又はその他の形態で、束縛層のような
構造体の中にラミネート、加圧接合、接着接合、超音波溶接、又は他の機械的接
合され、最大限の減衰性能を発揮する材料を提供する。また、本発明は、十分な
機械的強度と完全性を有する材料を製造し、減衰が機械的完全性を兼備すること
が必要なラミネートその他の構造体の中で、構造的完全性等の良好な性能特性を
提供する。
【００２０】 この目的は、多孔質ポリマー、セラミック、ガラス、又は金属基材の気孔の中
に充填された高い動的損失粘弾性材料からなるフィルム、シート、チューブの複
合材料である本発明の生産品によって達成される。多孔質ポリマー基材には、限
定されるものではないが、フッ素化有機ポリマーの多孔質微細多孔質延伸膨張ポ
リテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）又はＰＶＤＦ、ポリアミドの例えばＮＯ
ＭＥＸ、ポリオレフィン、ポリウレタンのような合成繊維のフェルト又は布帛、
又は限定されるものではないが、ポリエチレンのようなポリオレフィン、ＰＶＣ
、又はセルロースアセテートのようなポリマーの独立又は連続気孔のフォームが
挙げられる。多孔質セラミックには、限定されるものではないが、多孔質焼結シ
リカ、炭化物、アルミナ等が挙げられる。多孔質金属基材には、限定されるもの
ではないが、焼結された多孔質アルミニウムやステンレス鋼が挙げられる。
【００２１】 粘弾性成分は、限定されるものではないが、未硬化エポキシ樹脂のようなポリ
マー樹脂、オリゴマーのペルフルオロカーボンや低分子量フルオロカーボンのよ
うなフルオロカーボン、ポリウレタン、アクリル、シリコーン、ポリイソブチレ
ン、ワックスなどの材料からなることができ、これらは、好ましくは、第３試験
法で規定する機械的ドループ時間として１０4 秒未満、最も好ましくは、５００
秒未満の機械的ドループ時間を有する。
【００２２】 複合材料の一部を形成する極めて硬い基材（多孔質の金属、セラミック、ガラ
ス等）は、第２試験法と第１分析法で規定する評価において、好ましくは、０．
１〜１０5 Ｈｚの周波数帯の中の少なくとも１点で１．０×１０9 ダイン／ｃｍ 2 を上回る動的損失モジュラスマスター曲線値を有し、最も好ましくは、同じ周
波数帯の中の少なくとも１点で１．５×１０9 ダイン／ｃｍ2 を上回る動的損失
モジュラスマスター曲線値を有する。
【００２３】 複合材料の一部を形成する比較的フレキシブルな基材（多孔質のポリマー、フ
ェルト等）は、第２試験法と第１分析法で規定する評価において、好ましくは、
０．１〜１０5 Ｈｚの周波数帯の中で０．１を上回る損失正接マスター曲線と１
．０×１０9 ダイン／ｃｍ2 を上回る動的損失モジュラスマスター曲線値を有し
、最も好ましくは、同じ周波数帯の中で０．１を上回る損失正接マスター曲線と
１．５×１０9 ダイン／ｃｍ2 を上回る動的損失モジュラスマスター曲線値を有
する。
【００２４】 これらの複合材料の各々は、硬質又はフレキシブルであって十分な機械的安定
性を有し、好ましくは、第４試験法で規定する評価において、好ましくは１．０
ｍｍを下回るドループ変位、最も好ましくは０．５ｍｍを下回るドループ変位を
呈する。
【００２５】 −発明の詳細な説明− 理解を容易にするため、本願における用語「常温流れ」について機械的に不安
定な材料の意味を定義する必要がある。実際的な面から、安定性の１つの尺度は
、材料がその形状を保持することができ、重力の作用下で経時的に流れないこと
で規定することができる。このような挙動は、全ての材料についてある程度は見
られるため（人的時間スケールでは検出できないほど遅いこともあるが）、不安
定性の定義は、ある程度恣意的な分析的基準であっても、具体的に確立する必要
がある。その明示的検討において、圧縮力の作用下で材料の標準的パックが、特
定の時間間隔で所定の歪みまでクリープすると、その材料は不安定と定めてよい
はずである。具体的には、所定の応力の作用下で、その材料が、１０4 秒間未満
のドループ時間内に（下記の第３試験法で評価される）３ｍｍ変位するものとす
る。このような定義は、かなり狭義であり、形態の安定性を必要とする用途で完
全に不安定な材料に限定される。
【００２６】 同様にして、所与の複合材料の安定性を定義する必要がある。以降の説明のた
め、複合材料に負荷を３×１０4 秒間与えてドループ変位が１．０ｍｍ未満であ
れば（第４試験法に規定）、その複合材料は機械的に安定であると定義する。同
様に、この安定性の定義は狭義であり、規定の標準的条件下でこれよりも低い変
形レベルを呈する材料は、極めて安定であり、重力の作用下で形状を保持するこ
とができる（少なくとも人的時間スケールで）。
【００２７】 本発明の目的は、不安定な（第３試験法による不安定性の定義に基づいて）粘
弾性減衰材料（１種以上の別な化学成分からなることができる）を、機械的に安
定な多孔質材料のマトリックスの中に含めることによって達成される。この多孔
質材料は、限定されるものではないが、連続気孔又は独立気孔の布帛、フェルト
、微細多孔質構造体、又は焼結粉末の形態のポリマー材料、金属、又はガラス等
の物質からなることができる。ハイレベルの複合材料性能を確保するため、粘弾
性減衰材料（又は複数の材料）の選択は、問題の特定周波数帯の中の最適性能を
与えるように調整される。この粘弾性材料は、ポリマーマトリックスの気孔内に
、部分的又は全体的に充填される。マトリックスの変形は、良好な減衰性能を与
える減衰材料の変形をもたらし、一方で、下地の多孔質足場は、機械的完全性を
与え、減衰成分の移動を制限する。したがって、この複合物品は、生の粘弾性材
料に匹敵する減衰能力を有する一方で、良好な機械的安定性を有することもでき
る。こうした複合材料の局面は、極めて興味深く、常温流れのために実用的に不
安定な減衰材料が多孔質骨格を用いて最初に安定化されたという点で、新規であ
る。
【００２８】 本発明の１つの態様において、機械的に不安定な粘弾性材料（第３試験法の不
安定の定義による）が、多孔質材料の独立気孔の中に捕獲される。図１は、こう
した独立気孔構造の概略図である。ここで、粘弾性減衰材料(1) が、独立気孔基
材(2) の個々の気孔の中に完全に囲まれる。気孔壁を通る減衰成分の拡散が無視
することができ、多孔質骨格が安定であれば、減衰成分は複合材料の中に完全に
捕獲され、常温流れが防止される。また、独立気孔構造が十分に硬質な材料から
なれば、複合構造の変形は、減衰成分の変形と複合材料の望ましい減衰応答をを
もたらす。
【００２９】 本発明の第２の態様において、機械的に不安定な粘弾性材料（第３試験法の不
安定の定義による）が、連続気孔の多孔質材料の構造の中に拘束される。この複
合材料は、多孔質マトリックスの機械的完全性のおかげで常温流れに関して安定
であり、この複合材料は、第４試験法で規定するように、３×１０4 秒間にわた
って負荷を与えた後にも１．０未満のドループ変位を示す。また、この複合材料
は、構造体内に拘束された減衰成分の存在のおかげで、優れた減衰特性を呈し、
０．１〜１０5 Ｈｚの周波数帯の中の少なくとも１点で、それぞれ１×１０9 ダ
イン／ｃｍ2 と０．１を上回る動的損失モジュラスと損失正接を有する。
【００３０】 これらの各態様は、種々のプロセスによって実施できる。独立気孔の材料は、
限定されるものではないが、高温の粘弾性成分を最終的マトリックス材料の溶融
体に混入する（バッチ又は押出技術によって行うことができる）、以降で硬化又
は架橋させてマトリックスにする材料に粘弾性成分を混入する、粘弾性成分を適
当に混合したマトリックス材料粉末を焼結する等によって作成可能である。連続
気孔材料において、粘弾性材料が特定の連続気孔マトリックスを濡らすならば、
これらの材料の複合材料は、溶融温度以上の粘弾性材料に多孔質材料を接触させ
る任意の技術によって作成可能である。また、真空注入、グラビア印刷等がプロ
セス促進に有用なことがある。所望の粘弾性成分が、足場に非湿潤性である場合
、湿潤性の溶媒の中にその粘弾性成分を溶解させ、その材料を足場に吸い込ませ
、次いで乾燥させて減衰成分を中に残存させることができる。また、限定される
ものではないが、濡れを起こさせる足場の真空注入、グラビア印刷、コーティン
グ等が、非湿潤性粘弾性材料を所与の足場の中に吸収させるために使用可能であ
る。
【００３１】 本発明によって与えられる複合材料の安定性は、多孔質基材マトリックスの中
に粘弾性減衰材料を捕獲することに関係する。多孔質基材の役割は、全体的な機
械的安定性（常温流れ抵抗、強度等）と粘弾性減衰材料を気孔構造の中に固定す
ることの双方である。多孔質マトリックスの結合作用は、独立気孔の多孔質構造
体においては、完全に独立した気孔の中に粘弾性材料を捕獲するによって生じる
。連続気孔の多孔質基材においては、結合はいろいろな手段によって達成される
。
【００３２】 連続気孔の基材に結合させる１つのメカニズムは、減衰材料と気孔壁の間の接
触角に由来する。接触角は、その材料を気孔内に捕獲する毛管力（表面張力によ
る）をもたらす。このような力は多孔質媒体においてはよく知られており（文献
「J.Bear, "Dynamic of Fluids in Porous Media", Dover, 1972」参照）、流体
が自然発生的に濡らし、それ自身を特定の構造体の中に吸引させることが起こり
得る。非湿潤性の流体であっても、一旦吸収されると、流体を構造体の中に吸収
させまいとするのと同様な力が、特定の場合に、材料の中に流体を安定化させよ
うとする。このような場合の例としては、多孔質材料の曲がりくねったマトリッ
クスの中の流体の自由表面が、移動するにはより小さい間隙に入り込まなければ
ならない状態が挙げられる。図２は、このような系の例を示し、ここでは、流体
の小滴(3) が、曲がりくねった経路によって足場(4) の大気孔の中に拘束される
。これらの経路は、気孔中に連続していても、滴の表面が破壊され、解放される
ためには正の圧力を必要とする。また、小毛管であっても、非湿潤性流体は、そ
れを移動させようとする何らかの圧力に応答した保持力を受ける。図３に示した
ように、これは、流体前面(6) が表面上を移動するときの前進接触角(5) は、後
退接触角(7) よりも殆ど常に小さいことの結果である。したがって、動的湿潤作
用のため、毛管又はその他のより曲がりくねった構造体には、復元力もまた存在
する。
【００３３】 毛管力の他に、ある連続気孔の多孔質構造体の極めて曲がりくねった性質、又
は構造体の中の微細な隙間により、流体が構造体の中に一旦吸収されると、大き
な粘性抵抗を伴って始めて材料から流れ出ることができるといったように、粘弾
性材料を捕獲することができる。抵抗力は、多孔質マトリックスの曲がりくねっ
た隙間の中の粘弾性材料の運動の結果として生じる。こうした圧力は、拘束され
た形状の中の流れから生じる変形の結果である。減衰材料の粘弾性は、変形に対
する高い粘性抵抗を呈することを必要とするため、高度に拘束された形状の中に
位置することは、流れに対する大きい抵抗を生じる。特に、非常に小さい隙間を
有する系においては、流れに対する抵抗はかなりのものであることができる。し
たがって、表面張力による圧力と組み合わさって、拘束された形状の中の粘性力
による変形抵抗は、多孔質構造体の中の粘弾性減衰材料の付加的な安定性を与え
る。
【００３４】 結合を得るため、これらのメカニズムの任意の組み合わせが存在し、特定の構
造体の中で相乗的に作用することができる。これらの結合作用の種類を問わず、
粘弾性減衰材料は、多孔質基材材料の中に結合を維持し、好ましくは、その分布
が実質的に均一である。
【００３５】 本発明の材料は、多くの様々な用途に使用可能である。これらの改良された減
衰材料が極めて価値があるはずの１つの工業分野はハードディスク工業である（
磁気ドライブと光ドライブの双方）。コンピューターに通常使用される磁気ドラ
イブの中では、性能上の問題又は音響上の問題を生じさせる振動を減衰させるた
め、多数の位置にダンパーが使用されることが多い。ドライブから発生するノイ
ズの減少に役立たせる、本発明の材料が、バードディスクドライブのカバーの束
縛層の設計に適用されることができる。これは、広くは図４に、より明確には図
５示されており、各面に接着剤(11)を用い、減衰材料(8) が、カバー(9) と束縛
層(10)に接着される。一般的に改良された減衰性能を凌駕して、本発明の材料は
、特定のディスクドライブの音の共鳴に対して調整できるため、現状で入手可能
な材料を超えるさらなる有用性を提供する。このような共鳴モードは、スピンド
ルモーターのアセンブリ、ヘッド作動等の選択によるいろいろなドライブ設計に
よって異なるため、ダンパーのピーク性能を調整できることは、音の出力を大き
く減らすことができる。示した接着剤層の選択は多岐にわたることができ、限定
されるものではないが、製造上の問題、カバーの選択、及び束縛層の材料等の各
境界のニーズによって定められる。即ち、減衰材料を束縛層に接着するのに使用
される接着剤層は、減衰材料をカバーに接着するのに使用されるものと異なるこ
とがある。
【００３６】 振動が音の問題が生じさせることが多いもう１つの箇所は、ボイスコイルモー
ター（ＶＣＭ）である。図４に示すＶＣＭアセンブリ(12)は、ヘッドスタックア
センブリを駆動するのに使用され、この磁気作動の耳障りな階段状の運動が、共
鳴を励起することが多い。接着剤(14)を用いてＶＣＭプレート(16)の上に減衰材
料(13)の層を適用することにより、ＶＣＭの共鳴振動を減衰させることができ、
それによってノイズを減らすことができる。改良された周波数の特有の減衰性能
といった価値の他に、ドライブ構成部分を損傷させ又は性能を低下させることが
ある化合物のガス発生が、本減衰材料では特に低く調整できるため、本発明の材
料は、この用途に別な有用性を提供することができる。当然ながら、束縛層(15)
は、別な接着剤層(14)を用い、減衰材料(13)の反対面にも接着することができる
。さらに、束縛層に使用される材料は、適用ニーズに応じて異なることができ、
同じことが接着剤にもあてはまる。
【００３７】 騒音に関係する振動減衰の他に、ディスクドライブの読み取り／書き込み性能
を改良するため、より頑丈な設計を提供するため、さらには構成部分の性能に影
響する振動を減衰することによるドライブの信頼性を高めるために、適切な減衰
材料を使用することもできる。このようなダンパーの位置には、限定されるもの
ではないが、アーム／サスペンジョン(17)、スピンドルモーター(18)、フレキシ
ブル回路(19)が挙げられる。これらの例はいずれも、材料をクリーンに調整可能
なことが価値あることになる。同様に、改良された減衰性能は、各用途において
有用性を付加することができる。例えば、本減衰材料は、ヘッドアクチュエータ
やスピンドルシステムの機械的共鳴の影響を抑えるように、最適化することがで
きる。これらの共鳴は、コントロールループの安定性を損ない、それによって、
ヘッドやスピンドルシステムの作動バンド幅を低下させることが知られている。
このため、共鳴作用の低下は、ドライブのサブシステムの応答時間を改良するこ
とができる。また、高い減衰性能／単位体積のため、本材料の非常に僅かな量が
、共鳴周波数の付近の性能改良を得るのに必要とされるに過ぎない。したがって
、ダンパーによる付加的な質量が、機械的アセンブリ自体の質量に比較して小さ
い。このことは、高速度の閉ループシステムの設計において重要な長所である。
従来の例のように、本減衰材料は、振動する構成部分に取り付けられることがで
き、また、使用するならば、１種以上の接着剤を用いて束縛層に取り付けられる
ことができる。
【００３８】 これらの高い減衰特性と小さい質量は、ディスクドライブ以外の他の閉ループ
システムにも有益である。自動化された組立操作に使用されるようなロボットア
センブリの応答時間を短縮するため、移動アームアセンブリは、最少限の回転慣
性を有するように設計される。より高い慣性負荷は、システムの利得が応答時間
を改良するために高められるため、コントロールの欠陥をもたらすことがある。
アセンブリの慣性の低下は、機械的剛性に悪影響を及ぼすことがあり、ひいては
コントロールシステムの動作バンド幅における不都合な共鳴をもたらすことがあ
る。より低い剛性は、ドライブモーターの機械的負荷と位置及び／又は速度セン
サーの間の乏しい連結を自ずと明らかにし、ひいてはコントロールの不安定及び
／又は不正確をもたらす。本発明の減衰材料を付加することは、システムの慣性
を有意に変えることなく、このコントロールを改良することができる。
【００３９】 また、本発明の材料は、その他の敏感なエレクトロニクス装置に付加的な価値
を与えることができる。調整された振動減衰は、精密光学装置、ＣＤ−ＲＯＭ、
レーザー、ビデオカメラ、試験装置、コンピューター、ステレオ装置、ＣＤプレ
イヤー、スピーカー等のような物品の応答、精度、性能の改良を助長することが
できる。例えば、図６は、プリント回路ボードの図を示す。減衰材料(20)を、接
着剤層(22)を用いて回路ボード(21)に取り付けることができる（また、所望によ
り、接着剤を使用して束縛層(23)を減衰材料に取り付けることもできる）。この
特定の系の共鳴に対して減衰材料を調整する以外に、本発明の減衰材料は、絶縁
耐力、熱伝導等のような付加的な有用性を提供するべく設計されたフィラー(24)
を含めることができる。もう１つの例を図７に示しており、この図は、カセット
プリイヤーやビデオカメラのような物品に使用可能な代表的なモーターシススム
を示している。減衰材料(25)は、接着剤層(28)を使用してドライブモーター(26)
とカバー(27)の間に取り付けられ、構造的振動を抑えて静かな動作を提供するこ
とができる。やはり、接着剤の選択は、各境界で同じでなくてもよい。
【００４０】 さらにもう１つの例において、本発明による材料を、精密光学装置の中に採用
することができる。寸法を精密に測定するために設計された光学装置には、干渉
計、ホログラフィー検出装置等がある。これらの装置の分解能は、一般に、使用
する光の波長の大きさのオーダーであるため、僅かな振動が、装置の精度をかな
り妨害することがある。振動によって生じるノイズを減らすように最適化された
減衰装置が、その設計に取り入れられることができる。本発明の新規な減衰材料
は、極めてクリーンに構成できるため、精密光学部品を備えた用途に特に首尾よ
く適する。
【００４１】 また、本発明によって得られる材料は、陸上輸送に使用される車両の振動や騒
音を抑えるのに利用価値を与える。車両（自動車、トラック、バン、軍用車等）
は、多数の箇所で振動を抑える減衰材料を使用する必要がある。このような用途
には、限定されるものではないが、ドアパネル、ボディパネル、バルブカバー、
ブラケット、パン、排気装置、エンジンマウント等が挙げられる。これらの機械
的・構造的構成部分の各々は、固有の共鳴シグネチュアを有し、これらの振動の
組み合わせ作用が、かなりの騒音と構造的振動を引き起こすことが多い。改良さ
れた減衰材料が、これらの設計に革命的な変化を与えることができる。図８は、
接着剤層(32)を用いてボディパネル(30)に取り付けられた減衰材料(29)、束縛層
(31)を示す。図９は、ブラケットやパンのような物品に使用するラミネート金属
構造を示し、接着剤層(35)を用いて金属層(33)が減衰材料(34)に取付けられてい
る（この場合も、接着剤の選択は、種々の金属等を結合できるように異なってよ
い）。減衰性能以外に、１つには化学的適合性と耐熱性を調整することに由来し
て、本発明の材料から付加的な有用性が得られる。同様に、この材料の単位体積
あたりの高い減衰性能は、この材料を少量のみ使用することを必要とし、したが
って、より少ない質量のシステムを形成することができ、燃料消費を下げるとい
った効果による価値を付加することができる。
【００４２】 また、航空機産業には、改良された減衰材料に対してかなりのニーズがある。
商業的な航空機では、振動を抑えるために減衰材料が胴体に採用されることが多
く、これは、構造的金属疲労と同時に内部ノイズをもたらす。図１０は、接着剤
層(39)を用いて航空機(37)の内面に結合された本発明の減衰材料(38)と束縛層(3
8)を示す。いずれの用途においても、選択される接着剤系は、接合される金属に
最も適するように、かつ使用温度等のようなその他のニーズに適合するように調
整することができる。同様に、束縛層と減衰材料の選択は、特定の航空機の設計
に特定の性能ニーズに見合うように調整することができる。また、本発明の減衰
材料は、ランチ、ブースターロケット等の振動の影響を最少限にするため、人工
衛星その他の宇宙船に使用することができる。また、これらの改良された減衰材
料は、すべての航空機関に存在する敏感なコントロール装置をさらに保護するの
に役立つことができる。これらの各々の材料において、本発明の材料は、比類な
い減衰性能と同時に、軽い質量、伝熱能力等のその他の性能上の利益を提供する
ことができる。
【００４３】 また、本発明の材料は、スポーツ用具の性能を改良するために利用することが
できる。テニスラケット、バット、ゴルフクラブのような用具は、それらのデザ
インの中に「スイートスポット」を有する。このような用具を用いてプレイする
とき、インパクトがこの領域の外であれば、プレイヤーに煩わしく悩ましい振動
を生じさせる。このような用途に本発明の振動減衰材料を使用すると、人体に伝
達される物理的応力を減らすことができる。同様な仕方で、スキー板の振動は、
性能を損なわせたり、スキーヤーを悩ませることがある。改良された減衰材料は
、使用する用具から優れた性能を引き出そうとする者に価値がある。図１１は、
一般的なラケットに本発明の材料が使用される例を示し、接着剤層(43)を用いて
ラケットフレーム(41)の内側に取付けられた本減衰材料(40)と束縛層(42)を示す
。ラケット中の減衰系の配置、例えば、内部にあるか上にあるか、スポーツ用具
のその他の構成成分は、特定の物品のデザインやそのデザインの共鳴モードに固
有のものである。接着剤層と束縛層の選択は、制約条件に見合うように行い、本
発明の材料は、現状で利用可能な技術を超えて減衰性能を最適化するように調整
することができる。
【００４４】 本改良された減衰材料のもう１つの重要な用途は、ミルや旋盤加工のような機
械加工操作の際に起きる機械的振動の抑制である。具体的には、切削力や振動（
通称チャッター）の作用下で被加工物又は切削ジグがかなりの変形を受けるよう
な用途である。軽度なチャッターは、劣った表面仕上をもたらしたり切削工具の
寿命を短くする一方で、より激しい振動は、工具、加工物、ジグの早期の破損を
もたらすことがある。ジグ、工具ホルダー、加工物、又はその他の機械加工シス
テムの構成部分に取り付けられた減衰材料は、これらの振動とその作用を抑える
ために使用することができる。とりわけ、本発明の材料は、テープのような種々
の物理的形態で、チャッターの抑制のために機械加工構成要素に取り付けて使用
することができる。図１２は、ドリルロッドの処理を減衰するための、束縛層の
１つの態様を示す。ドリルロッド(44)に、接着剤層(47)を用いて減衰材料(45)と
中央のチューブ状束縛層(47)が取り付けられる。
【００４５】 また、本発明の減衰材料は、電気ワイヤーやケーブルの中に生じて音響的又は
電気的ノイズを生じさせる機械的振動を減衰させるのに使用可能である。例えば
、海底音系アレーに使用されるケーブルは、電流がケーブルを流れるときに機械
的振動（通称ストラム）を呈する。これらの振動は、アレー水中聴音器によって
ノイズとして検出され、地震アレーや監視アレーにおいて得られる信号を攪乱す
る。したがって、本発明によって得られる遮蔽を備えたケーブルは、このような
システムの感度を高めるのに有用である。例えば、減衰シースが（誘電体として
も有用である）、音響アレーのストラムを抑制するために使用可能である。極め
て低い電気ノイズが必要なその他のケーブル用途として、ケーブルの機械的運動
や振動から生じる摩擦電気ノイズが、重大な信号ノイズの問題としてある。した
がって、このようなシステムの機械的振動を抑えるために本減衰材料を使用する
ことは、このようなノイズを抑えるのに有用性を与えることができる。同軸ケー
ブル又はフラットケーブルの系において、減衰材料は、摩擦電気ノイズを抑える
ために、絶縁性誘電体層又は付加的な層として取り入れられる。さらに、変換器
ワイヤーその他の電力搬送ワイヤー／ケーブルシステムは、一般に、交流電流に
よって生じる振動を呈する。このような振動はノイズをもたらす（電力変換器に
伴うハム等）。本発明の減衰材料は、ワイヤーシース又はセパレーターとして、
このようなノイズを抑制するために使用可能である。
【００４６】 性能向上のために本発明の改良された減衰材料が使用可能なその他の分野には
、各種の付属機器がある。洗濯機のような装置において、振動はかなりの構造媒
介ノイズを生じる。上述の用途のように、本発明の減衰材料の付加は、従来技術
で利用可能なよりも顕著に超えた減衰を提供することができる。
【００４７】 −試験法と分析法− 種々の減衰用複合材料の相対的価値を判断するため、動的機械的分析（ＤＭＡ
）に基づいて、２通りの特定の試験法を開発・採用した。これらの方法は、特定
の材料の減衰性能の直接的測定と、特定材料の他の系に対する粘性損失の分析的
比較を可能にする。また、これらの方法によって得られるデータからの高周波数
減衰性能の結果を求めるために使用する特定の理論的分析も、詳細に規定した。
また、常温流れを示す材料の相対的性向の定量を可能にする２通りの付加的な試
験法もまた規定した。以下の議論の中で詳しく説明するこれらの方法は、例に示
した材料の相対的減衰性能と機械的安定性を評価するのに使用した。また、これ
らの方法は、請求の範囲と発明の詳細な説明に示した複合材料特性を求めるため
に使用した。
【００４８】 −第１試験法．３点曲げにおけるスチール片の減衰性能− この試験法は、試験される材料の標準的な長方形小片をスチール板材に接合し
、動的機械的分析を用いてある範囲の周波数にわたって複合材料系の有効損失モ
ジュラスと損失正接を測定することを含む。厚さ０．０５１ｃｍ×幅１．２７ｃ
ｍで１．８×１０12ダイン／ｃｍ2 の測定ヤング率を有する標準的なスチール板
材を使用する。非常に薄い接着剤層を用い、材料をその板材に接合する。使用す
る特定の接着剤は、結果に影響を及ぼすことがあるため、サンプル中に存在する
粘弾性減衰材料の非常に薄い層をこの目的で使用する。比較のための試験を別な
材料について行った場合、スリーエム社から商標ＩＳＤ１１２として市販の標準
用接着剤を使用した。この材料小片は、厚さ０．１６５ｃｍ×長さ１．９１ｃｍ
でスチール片と正確に同じ幅の標準的寸法を有するスチール片に接合した。この
小片(48)は、図１３に示したように、適当な接着剤(50)を用い、スチール片材(4
9)の長さの中央に接合した。次いで、この複合材料系の有効動的損失と貯蔵モジ
ュラスを、ＤＭＡを用いて測定し、さらに有効損失正接を計算するために用いる
。
【００４９】 複合材料系の有効動的損失と貯蔵モジュラスを測定するのに使用した特定のＤ
ＭＡ試験法は、標準的な３点曲げ形状を使用することを含む。スチール片(49)は
、図１４に示すように、ＤＭＡ装置の４．８ｃｍの距離で離れた２つの支点(51)
の間に単に支持する。ＤＭＡ圧力変換器に取り付けられた第３支点(52)は、やは
り図１４に示すように、スチール片の中央に接触させて減衰材料小片(48)の中心
上に直接配置する。１５０ｇｆ〜２００ｇｆの静的荷重を真ん中の支点に加え、
動的試験の際の一定の接触を確保する。この力は、試験操作の間にわたって±５
％の公差にコントロールする。所望の公差範囲の静的荷重を加えた後、上側と下
側の支点間の相対距離を変化させることにより、振動歪みをこの片系に与える。
この片の上面に垂直な方向で、上側支点と下側支点の間の相対距離δを、正弦波
となるようにコントロールする。
【００５０】
【数１】 ここで、Ａは運動の振幅、ｆは測定を行おうとする周波数、ｔは振動歪みの開始
からの時間、Δo はスチール片厚さと静的力によって決まる定数である。運動の
振幅Ａは、レオメーターのソフトウェアによって定まる歪み振幅が０．００５％
となるように７．８４×１０-3ｃｍに標準化する。 ＤＭＡ装置を用い、往復歪みをその系に与え、結果としての動的力を運動の２
πサイクルの３回にわたって測定する。得られる動的力Ｆは、その系の中で生じ
る減衰損失のため、加えられる歪みは位相が完全には一致しない。動的力は次式
で表される。
【００５１】
【数２】 ここで、Ｆamp は動的力の全振幅、δは減衰損失によって生じる位相ずれ、Ｆo は静的力の値である。周知のように、この式は、２つの異なる動的力の合計とし
て容易に書き換えることができ、１つは最初の歪みの位相から純粋になるもの（
ゴム弾性項）、もう１つは最初の歪みから９０°ずれた位相のものである（純粋
に粘性又は減衰に関係する項）。動的力の表現は次のようになる。
【００５２】
【数３】 この式に表したとき、Ｆamp cos(δ）は、歪みの位相と同じ動的力の成分を表し
（純粋にゴム弾性又は貯蔵成分）、一方でＦamp sin(δ）は歪みの位相から９０
°ずれた動的力の成分を表す（純粋に粘性又は損失に関係する項）。一般的な記
載として、これらの位相に一致又は外れる力は、次のように表される。
【００５３】
【数４】 これらの力は、系の有効動的損失と貯蔵モジュラス、及び有効損失正接を計算
するために使用できる。 有効動的損失とそれに基づく貯蔵モジュラスの意味を理解するためには、スチ
ール片と減衰材料の系の有効な複合モジュラスを表すべきものを理解することが
重要である。これは、３点曲げにおける板材のモジュラスを測定するのに一般に
使用される方法を考察するのが理解に最も容易である。
【００５４】 基本的弾性理論からよく知られているように、簡単に支持されて中央に負荷が
与えられた板材の変位と静的荷重の関係は、次式によっ与えられる。
【００５５】
【数５】 ここで、Ｅは板材を含む材料のヤング率、ｌは下側支持間の距離、Δは板材の中
心点の変位、Ｉは次式によって与えられる横断面モーメントである。
【００５６】
【数６】 ここで、Ｗは板材の幅、Ｔは板材の厚さである。これらの式から、材料のヤング
率について他のパラメーターを用いて表すと、次式が得られる。
【００５７】
【数７】 一般に、特定の周波数における板材の動的貯蔵モジュラスＥ’は、同じ表現の
動的項を用いて、同様にして計算することができる。
【００５８】
【数８】 同様に、材料の動的損失モジュラスは、力の損失成分を同じ式に導入して計算
することにより、次式を得ることができる。
【００５９】
【数９】 このように、動的損失と貯蔵モジュラスの計算は、試験される系が簡単な板材
形状を有する場合、かなり簡単である。しかしながら、板材と接合小片からなる
複合系が複合系として試験される場合はそうではない。このような系は、板材と
小片の双方の歪みの複雑な解析なしには、系の２つの特定成分についての動的モ
ジュラスを正確に求めることができない。
【００６０】 板材と小片の系を試験することによって減衰材料の動的モジュラスを求めるの
は複雑であるが、このような系の応答は、減衰材料性能の相対的尺度である。こ
の理由により、このような系の有効モジュラスと有効損失正接を求めることが望
ましく、これらは、系の構成成分の真の定量を表示するものではないが、測定さ
れるべき種々の小片の評価を可能にする。この目的で、複合系の有効動的モジュ
ラスを次のように定義する。
【００６１】
【数１０】 ここで、Ｉ、ｗ、Ｔは、それぞれスチール板材の長さ、幅、厚さである。同様に
、有効損失正接を次のように定義する。
【００６２】
【数１１】 これらの量は、板材の材料のみが試験されたとして、減衰小片と組み合わされ
たスチール片と正確に同じ力の応答が生じたときに得られる値を表す。 いろいろな減衰材料からなる小片についての有効動的損失モジュラスと有効損
失正接の比較は、実際の系におけるこれらの材料の相対的価値を識別する手段を
提供する。優れた減衰性能を有する材料は、他の材料と比較して、より高い動的
損失モジュラスと損失正接を示すはずである。ある系の有効損失正接は、極めて
硬質の金属成分の減衰が必要な実際の系における構成成分として、所与の材料が
機能する仕方について、付加的な洞察を与える。また、このような試験は、実際
の接合用途における現実の機能を直接的例証を可能にする。
【００６３】 表示すべき試験はいずれも、品名 Rheometrics Solids Analyzer II (RSA II)
の Rheometric Scientific社製の動的機械的分析器を用いて行った。この Rheom
etricsソフトウェア（名称Rhios version 4.0.1)に使用される特定の試験法は、
省略動的歪み試験である。この方法におけるパラメーターは、１ラジアン／秒か
ら１００ラジアン／秒まで対数的に周波数を掃引するように設定される。この方
法でイップットされる歪みは０．００５％である。支点の標準間隔（４．８ｃｍ
）に設定した長さ、スチール片の標準幅（１．２７ｃｍ）に設定した幅、スチー
ル片の厚さ（０．０５１ｃｍ）に設定した厚さの３点曲げ形状をこの試験法に採
用した。
【００６４】 −第２試験法．繊維−膜形状の動的モジュラスの直接測定− ３点曲げにおけるスチール片の減衰性能の測定から、減衰性能の相対比較も可
能であるが、減衰複合材料の損失モジュラスと貯蔵モジュラスを直接測定するこ
とが望ましい。これらの基本的材料の特性値の直接把握は、様々な用途における
性能を予測する上で明らかな価値があるが、但し、このような試験は、結合系に
おける直接測定からより一層かけ離れている。
【００６５】 複合材料の動的損失モジュラスと貯蔵モジュラスを測定するのに採用された特
定のＤＭＡ試験法は、材料を幅０．６３５ｃｍ×長さ３．０ｃｍのストリップに
切断することを必要とする。次いで、そのサンプル(53)は、図１５に示すように
、ＤＭＡ試験ジグ(54)の掴み具の間に固定される。使用した標準的な掴み具の面
は幅１．２５ｃｍ×厚さ０．３８ｃｍを有する。この試験で使用した標準的ゲー
ジ長さ（掴み具の間の距離）は２．３ｃｍである。次いで、このサンプルを、動
的試験の際のサンプルの皺を防ぐのに十分な静的力の下に置き、この力を、操作
の全体にわたって５％の範囲内にコントロールする。この静的力が所望の公差内
になったとき、上側掴み具と下側掴み具の間の距離Ｄを、正弦波を踏襲するよう
にコントロールする。
【００６６】
【数１２】 ここで、Ａは運動の振幅、ｆは振動周波数、Ｄo は最初に装着したサンプルの長
さと静的力によって定まるサンプルの定数である。運動の振幅は、試験の特定条
件下で適当な信号を発生することで定められる（線型粘弾性が維持されると仮定
する）。 ＤＭＡ装置を使用して、これらの振動歪みを系に適用し、得られる動的力を運
動の全２πサイクルの３回にわたって測定する。次いで、３点曲げ試験と全く同
じようにして、得られる動的力Ｆを、歪みの位相の項（ゴム弾性成分）と歪みか
ら位相が９０°ずれた項（純粋な粘性又は減衰の項）の合計として表す。動的力
の表現は次のようになる。
【００６７】
【数１３】 この形に表すとき、Ｆamp cos(δ）は、歪みの位相と同じ動的力の成分を表し
（純粋にゴム弾性又は貯蔵成分）、一方でＦamp sin(δ）は歪みの位相から９０
°ずれた動的力の成分を表す（純粋に粘性又は損失に関係する項）。一般的な記
載として、これらの位相に一致又は外れる力は、次のように表される。
【００６８】
【数１４】 これの力は、材料の動的損失モジュラスと貯蔵モジュラス、及び損失正接を計
算するのに使用することができる。 一般的な定義によると、動的モジュラスと貯蔵モジュラスは次のように定義さ
れる。
【００６９】
【数１５】 ここで、Ｔはサンプルの測定厚さ、ｗは標準サンプル幅、Ｌはサンプルのゲージ
長さである。損失正接は、一般的な定義を用いて計算される。
【００７０】
【数１６】 これらの特性値は、所与の周波数と歪みにおける内部弾性と粘性応力を代表する
基本的材料特性を表す。 表示すべき試験はいずれも、品名 Rheometrics Solids Analyzer II (RSA II)
の Rheometric Scientific社製の動的機械的分析器を用いて行った。この Rheom
etricsソフトウェア（名称Rhios version 4.0.1)に使用される特定の試験法は、
省略動的歪み試験である。この方法におけるパラメーターは、１ラジアン／秒か
ら１００ラジアン／秒まで対数的に周波数を掃引するように設定される。この方
法は繊維フィルム形状を用いて行う。長さは２．３ｃｍの標準ゲージ長さに設定
し、幅は測定サンプル幅に設定し、厚さはサンプルの測定厚さに設定する。
【００７１】 −第３試験法．機械的ドループ時間の測定− 常温流れに対する粘弾性減衰材料の不安定を定量する目的で、加えた力に対す
る材料の変形応答を測定する試験法を開発した。この試験法は、図１６に示すよ
うに、材料の標準的なパック(55)をＤＭＡ装置内の２つの円形圧盤の間に配置し
、系に一定の圧縮荷重を加えることを含む。結果としての一定の負荷の作用下で
、材料はクリープ応答を示し、圧盤の相対運動をもたらす。この動きを測定し、
外的応力の作用下で材料が常温流れを呈する程度を定量するのに使用する。
【００７２】 異なる材料間の体系的比較を行うため、滑り境界条件がこれらの境界で生じて
パックと圧盤表面の間の接触が潤滑されるのを保証するように注意を払う。この
ことは、材料のほぼ純粋な絞り流れの形成を可能にし、剪断変形を防ぎ、より複
雑な応答をもたらすであろう（例えば、文献「Birt et al., Dynamics of Polym
er Liquids, Vol.1, Wiley, 1987」、「Middleman, The Flow of High Polymers
, John Wiley and Sons, 1968 」を参照されたい）。図１６に示すように、デュ
ポン社より品名Krytox GPL-226として市販のフッ化物グリースからなる薄い潤滑
層(57)が、良好な滑り条件を確保するために表面に施される。この潤滑剤は、問
題の材料とは有意に相互作用せず、パック等の溶媒和なしに良好な潤滑層を提供
する。
【００７３】 ほぼ外界の温度条件下での比較が望ましいため、この試験法は、２０°のコン
トロールされた温度で行う。パックの寸法は、妥当な試験時間にわたって良好な
変形信号を与えるように調節される。標準的なパックサイズは、図１６に示すよ
うに、直径１．６ｃｍ×厚さ０．８３ｃｍである。 パックとジグの系を２０℃に慣らした後、ＤＭＡを使用し、この系に３５ｇｆ
の圧縮力を加える。次いで、圧盤の圧縮変位を、時間の関数としてこの装置によ
って測定する。ドループ時間は、適用負荷の作用下で圧盤が３．００ｍｍ圧縮す
るのに必要な時間と定義する（この時間は、極めて安定又は弾性材料については
無限である）。発明の詳細な説明、本発明の実施例に示したデータ、請求の範囲
に用いた特定事項の全体を通して、このドループ時間が１０4 秒間を下回れば、
その材料は常温流れについて不安定と定義する。
【００７４】 実施例に示した試験を行うための使用した特定のＤＭＡ装置は、Rheometrics
RSA IIである。この試験を行うために使用したソフトウェアはRheometrics RHIO
S version 4.0.1 である。使用した試験法は、３５ｇｆの一定負荷に維持するよ
うに設定された応力を用いる一定負荷の省略試験である。この試験に用いた形状
は、直径１．６ｃｍ×長さ０．８３に設定した円筒形である。適当なコントロー
ルを得るための試験法によって用いた推定粘度パラメーターは、許容できる応力
公差を生じるように、３．０×１０5 Ｐの値に設定する。
【００７５】 −第４試験法．機械的ドループ変位の測定− 複合材料又は他の安定な材料の相対的安定性を定量するため、長期間の負荷を
与えても事実上殆ど又は全くクリープを示さない材料の分析比較をする必要があ
る。このような比較のため、第３試験法で使用したそのままの手順を、材料の標
準パックに与える。安定な材料は殆ど又は全く常温流れを呈しないため、ここで
、３×１０4 秒間にわたって負荷を与え、その結果としての歪みを測定する。負
荷を与えた後のこの長期間の歪みを、本願の説明と分析において、材料のドルー
プ変位と定義する。 完全な塑性的材料であっても、負荷の適用によって生じる弾性変位のみによる
ある程度の変位を呈することを認識することが重要である。一般に、最も高度に
安定なエラストマーとプラスチックは、上記の手順を用いると０．５ｍｍ未満の
変位を示す。このため、機械的ドループ変位が１．０ｍｍ未満であることが分か
ると、その材料は常温流れについて機械的に安定であると定義する。このような
定義は、安定性の極めて狭義の定義であり、というのは、この範囲を満たす材料
が、一般的な減衰用途に見られる負荷の作用下で形状を維持するのに必要な安定
性の限界を超えることがあるからである。
【００７６】 −第１分析法．時間温度重ね合わせ− 聴覚範囲にまで十分に及ぶ非常に広範囲な周波数にわかって種々の材料の減衰
性能の比較を行うことが望ましいが、こうした周波数における動的機械的試験は
、困難でコストがかかる。一般的な市販のＤＭＡ測定で得られる周波数範囲は、
１Ｈｚ（試験を行うのに必要な時間以外は特段の技術的困難性はない）から約３
０Ｈｚの範囲である。この範囲は、非常に低い周波数用途に現れる性能を分析す
るには十分であるが、典型的な用途は、２２ｋＨｚに及ぶことがある周波数の減
衰性能の知見を必要とする。多くのポリマー評価法に一般的なように、高周波数
性能の理解は、いろいろな温度範囲にわたって得られる低周波数データの分析に
よって得ることができる。このような分析に使用される技術は、一般に、時間温
度重ね合わせと称される。
【００７７】 時間温度重ね合わせ技術はよく知られており、文献にも記載されている。ここ
で、あいまいさを防ぐため、本願の分析に使用される特定の方法を詳しく説明す
る。この方法は、ポリマー材料の周波数依存性機械特性は、特定の仕方で温度と
関係することに基づく。とりわけ、材料の動的特性を引き出す緩和プロセスは、
温度が低下するとかなり遅くなる。したがって、所与の周波数における外的歪み
の作用下で、特定の基準温度における動的プロセスは、より低い温度の若干高い
周波数で生じるものと特定の関係を有する。温度変化から生じるスケールの適当
な理解が与えられると、所与の温度における材料の動的特性の高周波数依存性に
関する情報が、低温において測定した低周波数動的特性から得られる。 下記の説明のため、問題のポリマー系の動的モジュラスは、温度の関数として
次のスケール法則にしたがうと考えられる。
【００７８】
【数１７】 ここで、α（Ｔref , Ｔnew ) は、温度の関数として内部緩和時間の変化を補償
する実験的時間スケール因子であり、Ｔref は基準測定を行う絶対温度であり、
Ｔnew は別な測定を行う絶対温度である。特定の基準温度におけるいわゆる「時
間温度マスター曲線」を求めるため、所与のＤＭＡ装置で実際に得られる最も広
い周波数範囲にわたって、いろいろな温度で一連の測定を行う。一旦適切に対応
づけられたスケール化された動的モジュラスの中で重ね合わせ（又はほぼ重なる
）が生じるように、互いに十分接近した温度を選択する。このことは、適当な連
続（又はほぼ連続）した曲線が得られるまで調節することによって、スケール定
数（Ｔref , Ｔnew ) の決定を可能にする。特定の基準温度における得られたマ
スター曲線は、特定の基準温度における非常に広範囲な周波数にわたる予想動的
モジュラスを提示する。
【００７９】 提示される時間温度重ね合わせ曲線は、いろいろな温度における周波数掃引か
らなる温度スケール化生データの直接的調節から作成される。スケール定数αは
、いろいろな温度における温度をスケール化したデータ間に重なりが得られるま
で調節される。 そのままの手順が、３点曲げデータと繊維フィルムデータの双方から提示され
るＥ”マスター曲線を作成するのに踏襲される。 この分析を繊維−フィルムデータに適用するのは厳密に正しいことが明らかで
あろうが、この方法を複合系の３点曲げデータに適用可能なことは必ずしも明ら
かではない。しかしながら、表面に接合された減衰用複合材料小片を備えたスチ
ール片についての３点曲げの場合、これらの技術は、有効Ｅ”についての正確な
時間−温度マスター曲線をやはり提供することが証明される。
【００８０】 スチール複合系に対する時間温度重ね合わせ法の普遍性は、スチールの動的損
失モジュラスが重要でないことの結果である。このため、系の有効Ｅ”と何らか
の関連する時間温度重ね合わせは、小片の特性によって引き出される。ここで、
このような重ね合わせは、スチール片／複合材料小片系の貯蔵モジュラスについ
ては適用できないことに留意すべきであり、本願でも示していない。Ｅ”の時間
温度重ね合わせのみを、３点曲げデータについて行うものとする。系のＥ’に関
し、小片特性は、この値に有意な影響を及ぼすことがあるが、損失正接について
正確な時間温度重ね合わせを厳密に規定することは難しい。ここで、適切な相対
的比較を提供するため、有効損失正接を次のように定義する。
【００８１】
【数１８】
【００８２】 ここで、Ｅ' eff （ｆscaled）は、特定のスケール化周波数における系の温度ス
ケールしていない有効貯蔵モジュラスであり、Ｅ”master（ｆ，Ｔref ）は、特
定周波数において導き出された動的損失モジュラスマスター曲線の値である。 また、時間温度重ね合わせが一般に適用可能と認識されている温度範囲につい
てのみ、この方法を適用する全ての時間温度重ね合わせマスター曲線を作成する
ように、注意した。とりわけ、マスター曲線特性に不連続変化をもたらす位相ず
れは、マスター曲線の作成においては意図的に入れなかった。また、時間−温度
の分析の妥当性が維持されるように、材料の応答が構造体の減衰成分のみによっ
て支配されることに注意した。
【００８３】 −例１− ２つの独立した成分から複合材料を作成した。第１成分は、デュポン社からＰ
ＴＦＥ溶媒（品名TE-5039A）として市販の粘弾性減衰材料である。化学的には、
この減衰材料は、その製造と精製に使用される製造・分離プロセスによって殆ど
決まる、オリゴマーの分子量分布を有するオリゴマーペルフルオロカーボン化合
物である。この例で使用した特定のロット（ロット番号 59420-2）の材料は、約
２．３℃のガラス転移点を有した（デュポン社のＤＭＡ分析によって測定）。室
温では、このオリゴマーは、任意の容器に数時間入れられていると、ゆっくり流
れてその容器を満たすことができる。高温（約５０℃のオーダー）では、この物
質はかなり流動的になり、容易に注ぐことができる。また、この流体は、９０°
未満のＰＴＦＥ接触角を有し、連続気孔の多孔質ＰＴＦＥ材料を自然発生的に濡
らすことができる。この材料は、高い弾性損失特性を有し、減衰目的には理想的
に適するが、常温流れに関して機械的に不安定であり、４７．３秒の平均測定ド
ループ時間を有する（第３試験法にしたがって行った７点の平均、このデータ組
の標準偏差は３．２７秒）。そのようなものとして、この材料は、最も現実的な
減衰用途の使用には適さず、通常用途のためには安定化される必要がある。
【００８４】 仕上げられた複合材料を構成する第２成分は、米国特許第３９５３５６６号の
教示にしたがって製造された延伸膨張多孔質ＰＴＦＥテープである。この多孔質
テープは、大きい連続気孔率を有する。このテープの嵩密度は０．２６５ｇ／ｃ
ｃと測定された（６点の平均、標準偏差０．００５ｇ／ｃｃ）。テープの厚さは
１．４５５ｍｍと測定され（６点の平均、標準偏差０．０２３ｍｍ）、３．８３
×１０-2ｇ／ｃｍ2 の平均単位質量となる。テープの長手方向のマトリックス引
張強度は、ＡＳＴＭ試験法Ｄ−６３８−９５にしたがって測定して２５．５ｋｐ
ｓｉであり（５点の平均、標準偏差１．１６ｋｐｓｉ）、一方で横方向のマトリ
ックス引張強度（ＭＴＳ）は３．８１ｋｐｓｉであった（５点の平均、標準偏差
４００ｐｓｉ）。図１７は、この材料の内部多孔質構造の走査型電子顕微鏡写真
であり、複雑な微細多孔質内部の結節とフィブリルの構造を示している。
【００８５】 これらの２つの成分の複合材料を、多孔質ＰＴＦＥテープを１５０℃の温度の
フルオロオリゴマーで濡らすことによって作成した。先ず、高温での収縮を防ぐ
ため、ＰＴＦＥテープをそのエッジでフレームに固定した。次いで、オリゴマー
を満たした容器を、そのオリゴマーが注入可能となるまで１５０℃のオーブン中
で加熱した。次いで、そのオリゴマーをＰＴＦＥテープの表面上に直接注ぎ、そ
の材料の気孔中にしみ込ませた。次いで、その固定した材料を１５０℃の温度ま
で加熱し、ＰＴＦＥテープの多孔質構造の中にオリゴマーを完全に吸収させた。
次いで、この複合材料を室温まで放冷し、作成プロセスを終えた。この複合材料
の最終的な嵩密度は２．０６９ｇ／ｃｃと測定された（６点の平均、標準偏差０
．０３９ｇ／ｃｃ）。最終的な複合材料の厚さは１．４５ｍｍと測定され（６点
の平均、標準偏差０．０２５８ｍｍ）、０．３１９ｇ／ｃｍ2 の単位質量（単位
面積あたりの質量）となった。
【００８６】 この材料の安定性を、外界温度と高温で、長期間にわたって評価した。数カ月
の外界温度下で、複合材料から減衰成分が分離や流出することなく、オリゴマー
は複合材料の中で安定であることが観察された。また、１時間の７０℃を超える
温度下で、複合材料の減衰成分の流出がないことが観察された。したがって、こ
の複合材料は、常温流れに関して極めて安定であることが定性的に観察された。
【００８７】 また、この複合材料の安定性を、第４試験法による機械的ドループ変位の測定
によって評価した。この複合材料の平均ドループ変位は０．２８５ｍｍと測定さ
れ（３点の平均、標準偏差０．０８５ｍｍ）、高水準の常温流れ抵抗を示した。
【００８８】 この複合材料の小片を、スチール片に接合した次の第１試験法を用いる３点曲
げ試験のために、切断した。ごく少量のフルオロオリゴマーを液状まで加熱し、
スチール片の表面上に非常に薄い層をコーティングし、冷たい小片を温かいオリ
ゴマー層の上に敷くことにより、小片を適切なスチール片に接合させた。冷却す
ると、小片と金属表面の間に良好な仮接合が得られた。この仕方で３つのスチー
ル片サンプルを作成し、−１０、０、１０、２０、３０、４０℃の温度で第１試
験法にしたがって試験した。次いで、第１分析法を用い、時間温度重ね合わせ分
析を行い、２０℃の基準温度における有効Ｅ”についての３点繰り返しマスター
曲線を得た。比較として、スリーエム社から品名ＩＳＤ１１０として市販の減衰
材料について、同様な一連の測定を行った。このスリーエム社の材料は、よく知
られる優れた減衰特性を呈した。この材料について３点の繰り返しを、−１０、
０、１０、２０、３０、４０℃の温度で行った。また、第１分析法を用い、２０
℃の基準温度で、この材料の３点繰り返し時間温度重ね合わせマスター曲線を作
成した。これらの時間温度マスター曲線を図１８に示しており、線58a 、58b 、
58c は実施例で作成した減衰用小片の有効Ｅ”を、線59a 、59b 、59c はスリー
エム社のものの有効Ｅ”を示す。
【００８９】 ＰＴＦＥ／フルオロオリゴマー複合材料の有効動的損失モジュラスのマスター
曲線は、１〜１０4 Ｈｚの周波数帯の全体でスリーエム社のものよりもかなり優
れることが分かる。この周波数帯の全体の有効動的損失モジュラスは１．０×１
０11ダイン／ｃｍ2 を上回ることが分かる。このことは、２０℃の１〜１０4 Ｈ
ｚの周波数帯の全体にわたる優れた減衰性能を示す。また、有効損失正接マスタ
ー曲線を図１９に示しており、ここで、線60a 、60b 、60c は実施例で作成した
減衰用小片の有効損失正接を、線61a 、61b 、61c はスリーエム社のものの有効
損失正接を示す。ＰＴＦＥ／フルオロオリゴマー複合材料は、１〜１０4 Ｈｚの
周波数帯で０．０３を上回る有効損失正接を示す。また、この減衰性能は、常温
流れに対して実証された機械的安定性を有する複合材料について得られる。
【００９０】 また、第２試験法にしたがい、正確に同じ温度で、ＰＴＦＥ／フルオロオリゴ
マー複合材料とスリーエム社減衰材料について繊維フィルム試験を行った。次い
で、これらのスリーエム社材料とオリゴマー複合材料の双方について、第１分析
法にしたがって、２０℃の基準温度で３点繰り返しのＥ”時間温度重ね合わせマ
スター曲線を作成した。図２０は、得られたマスター曲線の比較を示し、線62a
、62b 、62c は実施例で作成した減衰用小片のＥ”を、線63a 、63b 、63c はス
リーエム社材料のＥ”を示す。予想されるように、これらの傾向は、３点曲げ分
析を用いて得られたものとほぼ同じである。やはり、本発明の複合材料は、機械
的に安定を形態において、１〜１０4 Ｈｚで１．０×１０9 ダイン／ｃｍ2 を上
回る損失モジュラスを有する優れた減衰性能を呈した。図２１は、対応する損失
正接値を示し、線64a 、64b 、64c に示した実施例の減衰材料について約０．１
〜１０4 Ｈｚの値を実証している（スリーエム社の材料についての損失正接は線
65a 、65b 、65c で示している）。
【００９１】 −例２− 粘弾性成分の変更によって複合材料特性を調整可能なことを例証するため、例
１と同じ延伸膨張ＰＴＦＥテープを用いたが、減衰成分としては異なる分子量の
フルオロオリゴマーを使用して、第２の複合材料を作成した。ここでも、使用し
たオリゴマーはデュポン社の品名ＴＥ−５０３９Ａであるが、異なるロット（ロ
ット番号５９４５０）を、その明らかな高分子量のために選択した。デュポン社
による測定のこの材料のガラス転移点は９．１℃であり、例１で用いたオリゴマ
ーのそれよりもかなり高かった。予想されるように、ガラス転移点が高いことは
、常温流れに関してはるかに高い機械的安定性を示唆する。ここで、純粋な形態
の材料は、一般的な減衰操作の用途において、依然として過度に不安定であり、
数日間以内で流れて、収められた任意の容器の形になる（室温で）。定量的には
、この種類のオリゴマーは、第３試験法によると、５０７０秒のドループ時間を
有する（５点の平均、標準偏差３２７秒）。このことは、例１で使用したオリゴ
マーよりも常温流れを有意に受け難いにしても、その材料が単独で用途に使える
には過度に不安定であることを示唆する。
【００９２】 また、高めのガラス転移点から予想されるように、この種類のオリゴマーは、
例１で使用したオリゴマーとは異なる減衰特性を有する。とりわけ、この高めの
分子量の材料は、所与の温度においてかなり長い緩和時間を有し、低めの周波数
で良好な減衰性能に対応することになる。提示のデータが実証してるように、こ
の材料の使用は、減衰性能がかなり低い値で観察されるピーク（ピークＥ”）の
周波数を大きく変化させる。このことは、減衰成分の特性を選択することによっ
て複合材料特性を調整可能なことを実証する。
【００９３】 例１で使用したオリゴマーとは注入性が若干異なるが、高めの分子量の材料は
、例１の実施に使用したのと全く同じ手順を用い、延伸膨張ＰＴＦＥ構造の中に
吸収させることができた。この実施例において、例１で使用したのと同じテープ
ロールから切断した延伸膨張ＰＴＦＥに、例１の手順に変化を加えずに吸収させ
た。したがって、オリゴマーのロットとそれに対応する特性以外の全ての点で、
この例の実施は例１のそれと同じである。最終的な複合材料の厚さは１．６２ｍ
ｍと測定され（６点の平均、標準偏差０．０２１ｍｍ）、０．３３７ｇ／ｃｍ2 の単位質量（単位面積あたりの質量）となった。
【００９４】 得られた複合材料の安定性を、外界温度と高温で、長期間にわたって評価した
。数カ月の外界温度下で、複合材料から減衰成分が分離や流出することなく、オ
リゴマーは複合材料の中で安定であることが観察された。また、１時間の７０℃
を超える温度下で、複合材料の減衰成分の流出がないことが観察された。したが
って、この複合材料は、常温流れに関して極めて安定であることが定性的に観察
された。
【００９５】 分析的に、この複合材料の安定性を、第４試験法による機械的ドループ変位の
測定によって評価した。この複合材料の平均ドループ変位は０．５８ｍｍと測定
され（２点の平均、標準偏差０．１７ｍｍ）、高水準の常温流れ抵抗を示した。
【００９６】 この複合材料について、例１の評価に用いたのと同じ一連のレオロジー試験と
分析を行った。ここでも、本例と例１の違いは、複合材料そのものに、及び３点
曲げ試験のためにサンプルをスチール片に接合させるのに、高めの分子量のオリ
ゴマーを使用したことのみある。その他の全ての面で（温度、手順等）、試験と
分析は同じである。図２２の線66a 、66b 、66c は、第１試験法と第１分析法を
用いて測定した本例の材料について得られた３点繰り返し有効Ｅ”マスター曲線
を示す。また、先に示したスリーエム社ＩＳＤ１１０材料についての３点繰り返
しマスター曲線59a 、59b 、59c を示す。この複合材料は、低周波数でＩＳＤ１
１０を上回る良好な減衰を呈することが分かる。０．０１Ｈｚから約１００Ｈｚ
までの全周波数帯で、有効Ｅ”は１×１０11ダイン／ｃｍ2 を上回り、約０．１
Ｈｚでピーク性能を有する。図２３の線67a 、67b 、67c は、ＩＳＤ１１０の結
果の線61a 、61b 、61c に比較した、本例の対応する有効損失正接マスター曲線
値を示し、０．０１〜１００Ｈｚで０．０３上回る値を実証している。第２試験
法と第１分析法を用いて得られた繊維フィルムの結果を図２４と図２５に示して
いる。図２４は、本例の材料についての損失モジュラスマスター曲線である線68
a 、68b 、68c と先に示したスリーエム社材料の線63a 、63b 、63c を示す。図
２５は、本例の材料についての損失正接マスター曲線である線69a 、69b 、69c
と先に示したスリーエム社材料の線65a 、65b 、65c を示す。これらの結果は、
一般に、５×１０8 を超えるＥ”で３点曲げで得られたものと、０．０１〜１０
０Ｈｚにおいて０．０２を超える損失正接について得られたものを踏襲する。
【００９７】 これらの結果は、本複合材料が０．０１〜１００Ｈｚの割合に低い周波数帯の
全体で優れた減衰性能を呈することを示している。これらの周波数は、一般的な
用途のものよりも若干低いが、高めの分子量のオリゴマーを取り入れた本複合材
料の性能は、減衰成分の変更によって減衰性能を調整できることを例証している
。具体的には、オリゴマーの分子量を単に調節することにより、ピークの減衰性
能が得られる周波数を３桁以上の大きさで変えることができる。当業者が認識す
るように、これらの結果は、オリゴマー成分の単なる混合によってこの周波数全
体で連続的にピーク性能を変化可能なことを究極的に例証している。同じ原理と
して、ピーク性能を、減衰されるべき系の固有共鳴周波数にマッチするように調
節することもできる。
【００９８】 また、上記に説明した減衰性能は、各種用途における使用に適合する安定で密
着性のある機械的形態で達成することができる。本複合材料の減衰成分は、常温
流れに関して固有に不安定であるが、多孔質足場内のこの材料の安定化が、実際
の用途に可能にするように達成されている。
【００９９】 −例３− 多孔質足場内に捕獲することにより、いろいろな化学的・物理的特性を有する
各種材料を安定化可能なことを例証するため、２つの別個な成分から第３の複合
材料を作成した。第１成分は、ダウケミカル社から販売の原料未硬化エポキシ樹
脂（品名DEN438）である粘弾性減衰材料とした。第２成分は、例１で使用したも
のと同じｅＰＴＦＥテープとした。化学的には、この減衰材料は未硬化ノボラッ
クエポキシである。この例で使用した材料の銘柄ロットは No.KA0501M101であっ
た。この材料は、外界温度と高温で本質的に粘性流体である。室温で、この材料
はゆっくり流れ、それが収められた任意の容器を数時間で満たすことができる。
高温で（１００℃のオーダー）、この材料はより流動性になり、容易に注ぐこと
ができる。この流体は、高温でも９０°を超えるＰＴＦＥとの接触角を示し、多
孔質ＰＴＦＥ材料の自然発生的な濡れを妨げる。外界温度におけるこの材料の高
い動的損失モジュラスと損失正接は、常温流れのために実際の用途には採用が困
難であっても、優れた減衰性能を与える。分析的には、第３試験法によって測定
した平均の機械的ドループ時間は１２４秒であった（８点の平均、標準偏差６．
２９秒）。このことは、このエポキシが常温流れに対して極めて不安定であり、
実際の用途には、最も減衰する仕方で安定化する必要があることを示している。
【０１００】 エポキシ材料は、多孔質ＰＴＦＥ構造に非湿潤性であるため、例１の実施で使
用した湿潤法によっては、複合材料を作成することができない。この場合、ｅＰ
ＴＦＥを湿潤する溶媒を使用し、エポキシを溶かし、その混合物をｅＰＴＦＥテ
ープの気孔構造の中に浸透させた。次いで、溶媒を高温で乾燥除去し、ｅＰＴＦ
Ｅ構造体の中にエポキシを残存させた。次いで、多孔質ｅＰＴＦＥテープの中に
所望のエポキシ充填が得られるまで、この手順を繰り返した。テープ内にエポキ
シを吸収させるために使用した溶媒はアセトンとした。先ず、アセトン中の２０
重量％エポキシの混合物を、簡単な攪拌によって外界温度で混合した。乾燥時の
ＰＴＦＥテープの収縮を防ぐため、この材料の小片をフレームに固定した。次い
で、この溶液を真空容器の中に入れ、ＰＴＦＥテープをその流体の中に入れた。
テープの多孔質構造の中に捕獲された空気を除去するため、この系を真空に引い
た（水柱約約７４０ｍｍの真空）。テープをＤＥＮ４３８とアセトンの溶液に浸
しながら、真空下に約３０秒間保持し、その材料を取り出して通風乾燥した。こ
の手順を合計で７回繰り返した。全ての残存アセトンを逃散させるため、この材
料を１５０℃に３０分間加熱した。次いで、この複合材料を外界温度まで放冷し
、作成プロセスを終えた。この複合材料の最終的な嵩密度は１．０７９ｇ／ｃｃ
と測定された（１２点の平均、標準偏差０．０２３４ｇ／ｃｃ）。最終的な複合
材料の厚さは１．５１ｍｍと測定され（１２点の平均、標準偏差０．００９６２
ｍｍ）、０．１６３ｇ／ｃｍ2 の単位質量（単位面積あたりの質量）となった。
【０１０１】 得られたエポキシとＰＴＦＥの複合材料の安定性を、外界温度（約２２℃）で
長期間にわたって評価した。エポキシは非湿潤性で、この温度では流れることが
できるが、エポキシの分離や構造体からの流出は全く観察されなかった。また、
この材料の１３０℃にも及ぶ高温での安定性を評価した。また、この材料は、こ
の温度で約１時間までは安定であることが分かった。したがって、この複合材料
は、連続気孔構造体と非湿潤性流体状フィラーからなるが、恒久的に安定であり
、常温流れの作用に耐える。定量的に、第４試験法で測定した平均ドループ変位
は０．２５３ｍｍと測定された（２点の平均、標準偏差０．０７９９ｍｍ）。こ
の値は、本複合材料が、常温流れに対して極めて安定であり、殆どの用途に適す
ることのさらなる証明を与える。
【０１０２】 この複合材料の小片を、スチール片に接合した次の第１試験法を用いる３点曲
げ試験のために、切断した。スチール片の表面上に、ごく少量のＤＥＮ４３８材
料をコーティングし、小片をその層の上に載置することにより、小片を適当なス
チール片に接合した。次いで、このスチール片を約５０℃まで数分間にわたって
軽度に加熱し、適切な接合を形成した。冷却すると、小片と金属表面の間に良好
な仮接合が得られた。この仕方で３つのスチール片サンプルを作成し、−１０、
０、１０、２０、３０、４０℃の温度で第１試験法にしたがって試験した。次い
で、第１分析法を用い、時間温度重ね合わせ分析を行い、２０℃の基準温度にお
ける有効Ｅ”についてのマスター曲線を得た。得られたマスター曲線を、同じ基
準温度でスリーエム社材料から得たものと比較し、図２６に示す（線70a と70b
は本例の材料についての有効Ｅ”を示す）。対応する有効損失正接マスター曲線
が、図２７に示されており、線70a 、70b 、70c は本例の材料を示す。
【０１０３】 エポキシ／ＰＴＦＥ複合材料の有効動的損失モジュラスのマスター曲線は、聴
覚帯の周波数の中でスリーエム社材料よりもかなり良好であることが分かる（１
００〜１０4 Ｈｚで２．０×１０11を上回る）。また、有効損失正接はこの同じ
周波数帯の全体で０．０５を上回る。このことは、２０℃におけるこの広範囲な
周波数帯の全体で優れた減衰性能を示すことが分かる。また、この減衰性能は、
高温であっても常温流れに対して実証された機械的安定性を有する複合材料にお
いて得られている。
【０１０４】 また、繊維フィルム試験を、第２試験法にしたがって全く同じ温度でエポキシ
／ＰＴＦＥ複合材料について行った。次いで、第１分析法にしたがって、２０℃
の基準温度におけるＥ”時間温度重ね合わせマスター曲線を作成した。図２８は
、このマスター曲線（線72a 、72b 、72c ）とスリーエム社材料から得たもの（
線63a 、63b 、63c ）との比較を示す。図２９は、対応する損失正接マスター曲
線を示し、一方、線73a と73b は、本例の材料を示し、線65a 、65b 、65c はス
リーエム社材料を示す。本複合材料は１００〜１０4 Ｈｚで１．０×１０9 ダイ
ン／ｃｍ2 を上回る損失モジュラスと、同じ周波数帯の全体で０．１を上回る損
失正接を示す。全体的考察から、このデータは、常温流れに関して本質的に不安
定な形態において、極めて高い減衰性能を呈することを示している。
【０１０５】 −例４− 微細多孔質ｅＰＴＦＥを用いて構成した複合材料中の各種の不安定な減衰材料
を安定化できることを例証したのに続き、このような複合材料が、別な多孔質ポ
リマー足場を用いて作成可能なことを示す。このため、デュポン社より商標ＮＯ
ＭＥＸとして販売の厚手の不織フェルトを選択した。芳香族ポリアミド繊維から
なるこのフェルトは、微細多孔質ではないが、湿潤性流体の保持に首尾よく適す
る複雑な多孔質構造を有する。図３０は、ＮＯＭＥＸの複雑な多孔質構造の走査
型電子顕微鏡写真を示す。本例の足場として用いたＮＯＭＥＸフェルトは、平均
嵩密度０．３０９ｇ／ｃｃ（６点平均、標準偏差０．００７０８ｇ／ｃｃ）、平
均厚さ１．７１２ｍｍ（６点平均、標準偏差０．００７５３ｍｍ）、及び５．２
９×１０-2ｇ／ｃｍ2 の平均単位質量を有すると測定された。
【０１０６】 この足場の性能を、例１のｅＰＴＦＥ足場と直接比較するため、例１の実施に
使用したのと同じロットのフルオロオリゴマーを吸収させた。このオリゴマーは
ＮＯＭＥＸ布帛を容易に濡らすため、例１と同じ手順を使用して複合材料を作成
した。最終的な複合材料は平均嵩密度１．７６９ｇ／ｃｃ（６点平均、標準偏差
０．０４５０８ｇ／ｃｃ）、平均厚さ２．１８ｍｍ（６点平均、標準偏差０．０
３９ｍｍ）、及び０．３８５ｇ／ｃｍ2 の平均単位質量を有すると測定された。
【０１０７】 この材料の安定性を外界温度（約２２℃）で長期間にわたって観察した。数カ
月にわたり、オリゴマーの分離や流出は全く観察されなかった。また、高温下（
７０℃）の材料の安定性を１時間観察した。分離その他の機械的不安定性は全く
観察されなかった。分析的に、第４試験法による測定で、平均の機械的ドループ
変位は０．４８ｍｍであった（２点の平均、標準偏差０．０９５ｍｍ）。したが
って、本複合材料は、極めて機械的安定性であり、常温流れに抵抗性である。
【０１０８】 第１試験法と第２試験法の３点曲げ法と繊維フィルム技術の双方を用い、例１
の評価に使用したのと全く同じ温度で、この材料を試験した。図３１〜３４は、
第１分析法を用いてこのデータから作成した時間温度マスター曲線を、スリーエ
ム社ＩＳＤ１１０材料の結果と比較して示す。図３１の線74a 、74b 、74c は、
本例の材料の有効Ｅ”を、図３２の線75a 、75b 、75c は、同じ材料の有効損失
正接を、図３３の線76a 、76b 、76c は、この材料のＥ”を、図３４の線77a 、
77b 、77c は、本例の材料の損失正接を示す。０．１〜１００００Ｈｚの周波数
の全体的な性能傾向は、例１のそれらとほぼ同じことが分かるが、但し、本例は
、有効Ｅ”がほぼ２倍で、特定の周波数でほぼ同じＥ”を示す。例１に対してか
なり改良された有効Ｅ”の理由は、試験した繊維フィルムの絶対量、オリゴマー
の相対充填量が同じに見えるため、不明である。いずれの場合も、本例は、３点
曲げのスチール片と繊維フィルムに適用したとき、優れた減衰性能を示す。本複
合材料は、スリーエム社ＩＳＤ１１０材料よりも、聴覚範囲における性能が優れ
、即ち、１〜１０4 Ｈｚにおいて、有効動的損失モジュラスが２．０×１０11ダ
イン／ｃｍ2 上回り、同じ周波数帯で有効損失正接が０．０６上回る。繊維フィ
ルムは、同じ周波数にわたって、１．０×１０9 ダイン／ｃｍ2 を超える動的損
失モジュラスと、０．１を超える損失正接を示す。このように、優れた機械的安
定性を有する高減衰性能の複合材料が実証されている。
【０１０９】 −例５− いろいろな足場と減衰性能を用いて種々の減衰処方を安定化できることをさら
に例証するため、先の例で使用したのと同じＮＯＭＥＸ足場を用い、５番目の複
合材料を作成した。ここでは、例３で使用した粘弾性減衰材料（ダウケミカル社
ＤＥＮ４３８エポキシ樹脂）をマトリックス内で安定化させた。これは、同じ材
料をＮＯＭＥＸで安定化する例を示し、ｅＰＴＦＥを足場として使用した例３と
対比される。この例で使用したＮＯＭＥＸフェルトは、先の例で使用したものと
同じである。
【０１１０】 ＤＥＮ４３８エポキシ樹脂は、高温でＮＯＭＥＸ構造体を濡らすが、マトリッ
クス中への吸収は概して劣り、フルオロオリゴマーで用いた簡単な方法では、高
度に均一な充填を得ることは難しい。このため、良好な濡れを促進するため、低
い表面張力のコーティングを先にＮＯＭＥＸ繊維表面に適用した。この極めて薄
いコーティングは、機械的観点からは殆ど意味がないが、はるかに改良された濡
れ特性を与え、コーティングされたＮＯＭＥＸが、例４のオリゴマーで用いたの
と全く同じ手順で、ＤＥＭ４３８で濡れるのを可能にする。エポキシを濡らす前
にＮＯＭＥＸに施した特定のコーティングは、親水性ポリマーのテトラフルオロ
エチレンビニルアルコールコポリマーである。この材料は、米国特許第５１３０
０２４号に記載のように、ｅＰＴＦＥ膜上の親水性コーティングとなる。ダウケ
ミカル社ＤＥＮ４３８で濡らした最終的な複合材料は、平均嵩密度１．１５ｇ／
ｃｃ（６点平均、標準偏差７．９８×１０-3ｇ／ｃｃ）、平均厚さ１．９０ｍｍ
（６点平均、標準偏差０．０２５６ｍｍ）、及び０．２１８ｇ／ｃｍ2 の平均単
位質量を有すると測定された。
【０１１１】 この複合材料の安定性を外界温度（約２２℃）で長期間にわたって観察した。
数カ月にわたり、オリゴマーの分離や流出は全く観察されなかった。また、高温
下（１５０℃）の材料の安定性を１時間観察した。分離その他の機械的不安定性
は全く観察されなかった。分析的に、第４試験法による測定で、平均の機械的ド
ループ変位は０．３９ｍｍであった（２点の平均、標準偏差７．７８×１０-2ｍ
ｍ）。これらの結果は、本複合材料が、常温流れに対して極めて機械的安定性で
あることを示す。
【０１１２】 第１試験法と第２試験法の３点曲げ法と繊維フィルム技術の双方を用い、例１
の評価に使用したのと全く同じ温度で、この複合材料を試験した。図３５と図３
６は、第１分析法を用いてこのデータから作成した時間温度マスター曲線を、ス
リーエム社ＩＳＤ１１０材料の結果と比較して示す（図３５の線78a 、78b 、78
c と、図３２の線75a 、75b 、75c に示す）。図３７の線80a 、80b 、80c と図
３８の線81a 、81b 、81c は、対応する繊維フィルムの結果を示す。一般に、こ
れらの結果は、充填量の違いによる予想される割合に僅かな相違とスチール片に
対する結合性の他は、例３で得られたものと非常に似ている。特に、有効損失モ
ジュラスは、１００〜１０4 Ｈｚの全体で２．０×１０11ダイン／ｃｍ2 上回り
、同じ周波数帯で有効損失正接が０．０３２上回る。繊維フィルムについて測定
した損失モジュラスは、同じ周波数帯で１．０×１０9 ダイン／ｃｍ2 を超え、
対応する損失正接は０．３を超える。このように、優れた機械的安定性を有する
高減衰性能の複合材料が実証されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、足場の中で不安定な粘弾性材料を固定する独立気孔構造体の概略図で
ある。粘弾性材料は、独立セルの相対的不浸透性によって常温流れが防止される
。
【図２】 図２は、連続気孔の多孔質構造体の中に捕獲された非湿潤性流体の滴の大要の
例を示す。滴の表面は、気孔の中で自由であるために、足場構造の構成部分によ
って貫通される必要がある。このため、表面張力が、滴を気孔の中に捕獲する。
【図３】 図３は、毛管の中を動く液滴についての前進と後退の接触角度を示す。前進側
の滴の接触角は、後退側のそれよりも大きい。このことは、表面張力に打ち勝っ
て滴を所定の速度で移動させるには、正の圧力が必要なことを示している。
【図４】 図４は、２つの領域に位置する本発明の減衰材料を備えたハードディスクドラ
イブの分解図を示す。
【図５】 図５は、図３０のデバイスに示された、本発明の減衰材料の詳しい横断面図で
ある。
【図６】 図６は、本発明の減衰材料を備えたプリント回路ボードを示す。
【図７】 図７は、本発明の材料を採用したモーターシステムを示す。
【図８】 図８は、本発明の材料を採用した車両のボディパネルを示す。
【図９】 図９は、ブラケットやパンのような物に使用するための、本発明の材料を備え
たラミネート金属構造体を示す。
【図１０】 図１０は、航空機に使用されるような輸送機関パネルに結合された本発明の材
料を示す。
【図１１】 図１１は、本発明の材料を備えたテニスラケットフレームの破断図を示す。
【図１２】 図１２は、本発明の材料を備えたドリルロッドを示す。
【図１３】 図１３は、系の動的機械的分析の用意として、スチール片に固定された減衰材
料の四角形小片を示す。この系は、実際の適用を例示するに過ぎず、この系の減
衰測定は、現実の実施には必ずしも対応しない。また、その小片は、系の応答に
対してある影響を有する接着剤を用いて取り付けられる。
【図１４】 図１４は、減衰材料を取り付けたスチール片について動的機械的分析を行うた
めに使用される３点曲げ装置を示す。このＤＭＡ（動的機械的分析）装置は、簡
単に支持されたスチール片の中心に撓みを与え、その結果としての応力を測定す
る。
【図１５】 図１５は、動的機械的分析によるモジュラスの正確な測定に使用される繊維フ
ィルム固定装置を示す。このＤＭＡは、対象材料に直接の変形を与え、正確な材
料の応力を測定する。サンプルの横断面積について標準化することにより、モジ
ュラスが計算される。
【図１６】 図１６は、動的機械的分析装置において動的ドループを試験するための、材料
パックに一定の応力を与えるのに使用される円柱状圧盤装置を示す。圧縮力が装
置に加えられ、一定の圧縮応力を提供する。得られる圧盤の変位が時間の関数と
して測定される。
【図１７】 図１７は、例１〜３で使用した延伸膨張ＰＴＦＥテープの微細多孔質構造を示
す走査型電子顕微鏡写真である。フィブリルによって相互に接続された結節の複
合構造を示す。また、この構造のおよその寸法は１０μｍのオーダーである。
【図１８】 図１８は、第１試験法を用いて測定し、スチール片結合系についての有効動的
損失のために第１分析法を用いて作成した、基準温度２０℃における時間−温度
のマスター曲線を示す。例１の複合材料（ｅＰＴＦＥと低分子量成分のフルオロ
オリゴマーからなる）についての３点繰り返しマスター曲線と、例１に示した市
販のアクリル系コポリマー材料についての３点繰り返しのマスター曲線を示す。
【図１９】 図１９は、第１試験法を用いて測定し、スチール片結合系についての有効損失
正接（タンデルタ）のために第１分析法を用いて作成した、基準温度２０℃にお
ける時間−温度のマスター曲線を示す。例１の複合材料（ｅＰＴＦＥと低分子量
成分のフルオロオリゴマーからなる）についての３点繰り返しマスター曲線と、
例１に示した市販のアクリル系コポリマー材料についての３点繰り返しのマスタ
ー曲線を示す。
【図２０】 図２０は、第２試験法を用いて測定し、繊維フィルム形状の動的損失モジュラ
スのために第１分析法を用いて作成した、基準温度２０℃における時間−温度の
マスター曲線を示す。ｅＰＴＦＥと低分子量成分のフルオロオリゴマーからなる
複合材料についての３点繰り返しマスター曲線と、市販のアクリル系コポリマー
材料についての３点繰り返しのマスター曲線を示す。
【図２１】 図２１は、第２試験法を用いて測定し、繊維フィルム形状の損失正接のために
第１分析法を用いて作成した、基準温度２０℃における時間−温度のマスター曲
線を示す。ｅＰＴＦＥと低分子量成分のフルオロオリゴマーからなる複合材料に
ついての３点繰り返しマスター曲線と、市販のアクリル系コポリマー材料につい
ての３点繰り返しのマスター曲線を示す。
【図２２】 図２２は、第１試験法を用いて測定し、スチール片結合系の有効動的損失モジ
ュラスのために第１分析法を用いて作成した、基準温度２０℃における時間−温
度のマスター曲線を示す。ｅＰＴＦＥと高分子量成分のフルオロオリゴマーから
なる複合材料についての３点繰り返しマスター曲線と、市販のアクリル系コポリ
マー材料についての３点繰り返しのマスター曲線を示す。
【図２３】 図２３は、第１試験法を用いて測定し、スチール片結合系の有効損失正接のた
めに第１分析法を用いて作成した、基準温度２０℃における時間−温度のマスタ
ー曲線を示す。ｅＰＴＦＥと高分子量成分のフルオロオリゴマーからなる複合材
料についての３点繰り返しマスター曲線と、市販のアクリル系コポリマー材料に
ついての３点繰り返しのマスター曲線を示す。
【図２４】 図２４は、第２試験法を用いて測定し、繊維フィルム形状の動的損失モジュラ
スのために第１分析法を用いて作成した、基準温度２０℃における時間−温度の
マスター曲線を示す。ｅＰＴＦＥと高分子量成分のフルオロオリゴマーからなる
複合材料についての３点繰り返しマスター曲線と、市販のアクリル系コポリマー
材料についての３点繰り返しのマスター曲線を示す。
【図２５】 図２５は、第２試験法を用いて測定し、繊維フィルム形状の損失正接のために
第１分析法を用いて作成した、基準温度２０℃における時間−温度のマスター曲
線を示す。ｅＰＴＦＥと高分子量成分のフルオロオリゴマーからなる複合材料に
ついての３点繰り返しマスター曲線と、市販のアクリル系コポリマー材料につい
ての３点繰り返しのマスター曲線を示す。
【図２６】 図２６は、例３に関係し、第１試験法を用いて測定し、スチール片結合系の有
効動的損失モジュラスのために第１分析法を用いて作成した、基準温度２０℃に
おける時間−温度のマスター曲線を示す。ｅＰＴＦＥとエポキシ樹脂からなる複
合材料についての３点繰り返しマスター曲線と、市販のアクリル系コポリマー材
料についての３点繰り返しのマスター曲線を示す。
【図２７】 図２７は、第１試験法を用いて測定し、スチール片結合系の有効損失正接のた
めに第１分析法を用いて作成した、基準温度２０℃における時間−温度のマスタ
ー曲線を示す。ｅＰＴＦＥとエポキシ樹脂からなる複合材料についての３点繰り
返しマスター曲線と、市販のアクリル系コポリマー材料についての３点繰り返し
のマスター曲線を示す。
【図２８】 図２８は、第２試験法を用いて測定し、繊維フィルム形状の動的損失モジュラ
スのために第１分析法を用いて作成した、基準温度２０℃における時間−温度の
マスター曲線を示す。ｅＰＴＦＥとエポキシ樹脂からなる複合材料についての３
点繰り返しマスター曲線と、市販のアクリル系コポリマー材料についての３点繰
り返しのマスター曲線を示す。
【図２９】 図２９は、第２試験法を用いて測定し、繊維フィルム形状の損失正接のために
第１分析法を用いて作成した、基準温度２０℃における時間−温度のマスター曲
線を示す。ｅＰＴＦＥとエポキシ樹脂からなる複合材料についての３点繰り返し
マスター曲線と、市販のアクリル系コポリマー材料についての３点繰り返しのマ
スター曲線を示す。
【図３０】 図３０は、例４〜５の複合材料の作成に使用したＮＯＭＥＸ不織フェルトの構
造を示す走査型電子顕微鏡写真である。この構造は、曲がりくねった内部網状構
造を形成する相互に接続されたポリマー繊維からなる。
【図３１】 図３１は、第１試験法を用いて測定し、スチール片結合系の有効動的損失モジ
ュラスのために第１分析法を用いて作成した、基準温度２０℃における時間−温
度のマスター曲線を示す。ＮＯＭＥＸフェルトと低分子量成分のフルオロオリゴ
マーからなる複合材料についての３点繰り返しマスター曲線と、市販のアクリル
系コポリマー材料についての３点繰り返しのマスター曲線を示す。
【図３２】 図３２は、第２試験法を用いて測定し、繊維フィルム形状の動的損失モジュラ
スのために第１分析法を用いて作成した、基準温度２０℃における時間−温度の
マスター曲線を示す。ＮＯＭＥＸフェルトと低分子量成分のフルオロオリゴマー
からなる複合材料についての３点繰り返しマスター曲線と、市販のアクリル系コ
ポリマー材料についての３点繰り返しのマスター曲線を示す。
【図３３】 図３３は、第２試験法を用いて測定し、繊維フィルム形状の動的損失モジュラ
スのために第１分析法を用いて作成した、基準温度２０℃における時間−温度の
マスター曲線を示す。ＮＯＭＥＸフェルトと低分子量成分のフルオロオリゴマー
からなる複合材料についての３点繰り返しマスター曲線と、市販のアクリル系コ
ポリマー材料についての３点繰り返しのマスター曲線を示す。
【図３４】 図３４は、第２試験法を用いて測定し、繊維フィルム形状の損失正接のために
第１分析法を用いて作成した、基準温度２０℃における時間−温度のマスター曲
線を示す。ＮＯＭＥＸフェルトと低分子量成分のフルオロオリゴマーからなる複
合材料についての３点繰り返しマスター曲線と、市販のアクリル系コポリマー材
料についての３点繰り返しのマスター曲線を示す。
【図３５】 図３５は、例５に記載したものであり、第１試験法を用いて測定し、スチール
片結合系の有効動的損失モジュラスのために第１分析法を用いて作成した、基準
温度２０℃における時間−温度のマスター曲線を示す。ＮＯＭＥＸフェルトとエ
ポキシ樹脂からなる複合材料についての３点繰り返しマスター曲線と、市販のア
クリル系コポリマー材料についての３点繰り返しのマスター曲線を示す。
【図３６】 図３６は、第１試験法を用いて測定し、スチール片結合系の有効損失正接のた
めに第１分析法を用いて作成した、基準温度２０℃における時間−温度のマスタ
ー曲線を示す。ＮＯＭＥＸフェルトとエポキシ樹脂からなる複合材料についての
３点繰り返しマスター曲線と、市販のアクリル系コポリマー材料についての３点
繰り返しのマスター曲線を示す。
【図３７】 図３７は、第２試験法を用いて測定し、繊維フィルム形状の動的損失モジュラ
スのために第１分析法を用いて作成した、基準温度２０℃における時間−温度の
マスター曲線を示す。ＮＯＭＥＸフェルトとエポキシ樹脂からなる複合材料につ
いての３点繰り返しマスター曲線と、市販のアクリル系コポリマー材料について
の３点繰り返しのマスター曲線を示す。
【図３８】 図３８は、第２試験法を用いて測定し、繊維フィルム形状の損失正接のために
第１分析法を用いて作成した、基準温度２０℃における時間−温度のマスター曲
線を示す。ＮＯＭＥＸフェルトとエポキシ樹脂からなる複合材料についての３点
繰り返しマスター曲線と、市販のアクリル系コポリマー材料についての３点繰り
返しのマスター曲線を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｃ０８Ｊ 5/00 Ｃ０８Ｊ 5/00 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＬ，ＡＭ，Ａ Ｔ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ， ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ， ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，Ｓ Ｅ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 プリンシペ，フランク アメリカ合衆国，ペンシルベニア 19350, ランデンバーグ，セント デイビッズ コ ート ９ (72)発明者 ジェンティル，ミッシェル エム. アメリカ合衆国，デラウエア 19711，ニ ューアーク，チャッド ロード 124 Ｆターム(参考） 3J048 BD04 EA07 EA36 3J059 AB20 BC04 BC19 GA01 GA31 GA50 4F071 AA09 AA14 AA21 AA23 AA26 AA27 AA31 AA42 AA53 AA54 AA67 AA79 AB28 AB29 AD03 AF13 AF20 AH07 AH12 AH14 AH17 AH19 BA02 BA09 BB02 BC02 BC10 4F074 AA02 AA16 AA36 AA38 AA39 AA48 AA64 AA71 AA78 AA90 AD02 CC10Z CD20 DA24 DA33 DA40 DA47 4J002 AB02W BB00W BB18X BD02W BD12W BD12X BD14W BD15W BG00X CD00X CD06X CK02X CL00W CP03X DA036 DA066 FA09W FD016 GC00 GM00 GN00 GQ00 GS00 【要約の続き】 同調させ、所望の衝撃・振動応答を提供するのに使用可 能である。

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ａ）多孔質材料、及びｂ）その多孔質材料の気孔の中に存在
    して１０4 秒未満の機械的ドループ時間を有する少なくとも１種の第２材料、 を含んでなる複合減衰材料であって、 １ｍｍ未満の機械的ドループ変位を有し、かつ０．１〜１０5 Ｈｚの周波数帯
    の中の少なくとも１点で１×１０9 ダイン／ｃｍ2 を上回る動的損失モジュラス
    マスター曲線値を有する、 複合減衰材料。
  2. 【請求項２】 動的損失モジュラスマスター曲線値が、０．１〜１０5 Ｈｚ
    の周波数帯の中の少なくとも１点で１．５×１０9 ダイン／ｃｍ2 を上回る請求
    項１に記載の複合減衰材料。
  3. 【請求項３】 ０．１〜１０5 Ｈｚの周波数帯の中の少なくとも１点で０．
    １を上回る損失正接マスター曲線値をさらに有する請求項１に記載の複合減衰材
    料。
  4. 【請求項４】 動的損失モジュラスマスター曲線値が、０．１〜１０5 Ｈｚ
    の周波数帯の中の少なくとも１点で１．５×１０9 ダイン／ｃｍ2 を上回る請求
    項３に記載の複合減衰材料。
  5. 【請求項５】 第２材料が５００秒未満の機械的ドループ時間を有し、１．
    ０ｍｍ以下の機械的ドループ変位と、０．１〜１０5 Ｈｚの周波数帯の中の少な
    くとも１点で１．５×１０9 ダイン／ｃｍ2 を上回る動的損失モジュラスマスタ
    ー曲線値を有する請求項１に記載の複合減衰材料。
  6. 【請求項６】 ０．１〜１０5 Ｈｚの周波数帯の中の少なくとも１点で０．
    １を上回る損失正接マスター曲線値をさらに有する請求項５に記載の複合減衰材
    料。
  7. 【請求項７】 多孔質材料がポリマーである請求項１、２、３、４、５又は
    ６に記載の複合減衰材料。
  8. 【請求項８】 ポリマーが、フッ素化ポリマー、ポリアミド、ポリオレフィ
    ン、塩素化ポリマー又はセルロースアセテートから選択された請求項７に記載の
    複合減衰材料。
  9. 【請求項９】 ポリマーがフッ素化ポリマーである請求項８に記載の複合減
    衰材料。
  10. 【請求項１０】 フッ素化ポリマーがポリテトラフルオロエチレンである請
    求項９に記載の複合減衰材料。
  11. 【請求項１１】 多孔質ポリテトラフルオロエチレンが微細多孔質である請
    求項１０に記載の複合減衰材料。
  12. 【請求項１２】 多孔質材料がセラミック、ガラス又は金属から選択された
    請求項１、２、３、４、５又は６に記載の複合減衰材料。
  13. 【請求項１３】 第２材料が、エポキシ、フルオロカーボン、ポリウレタン
    、アクリル系ポリマー、シリコーン、及びポリイソブチレンからなる部類より選
    択された請求項１、２、３、４、５又は６に記載の複合減衰材料。
  14. 【請求項１４】 第２材料がオリゴマーのペルフルオロカーボンである請求
    項１３に記載の複合減衰材料。
  15. 【請求項１５】 第２材料が未硬化のノボラックエポキシ樹脂である請求項
    １３に記載の複合減衰材料。
  16. 【請求項１６】 第２材料がオリゴマーのペルフルオロカーボン又は未硬化
    のノボラックエポキシ樹脂である請求項７に記載の複合減衰材料。
  17. 【請求項１７】 第２材料がオリゴマーのペルフルオロカーボン又は未硬化
    のノボラックエポキシ樹脂である請求項９に記載の複合減衰材料。
  18. 【請求項１８】 第２材料がオリゴマーのペルフルオロカーボン又は未硬化
    のノボラックエポキシ樹脂である請求項１１に記載の複合減衰材料。
  19. 【請求項１９】 第２材料がオリゴマーのペルフルオロカーボン又は未硬化
    のノボラックエポキシ樹脂である請求項１２に記載の複合減衰材料。
  20. 【請求項２０】 多孔質材料と第２材料の一方又は双方がフィラー材料を含
    む請求項１、２、３、４、５又は６に記載の複合減衰材料。
  21. 【請求項２１】 多孔質材料が微細多孔質ポリテトラフルオロエチレンであ
    り、第２材料がオリゴマーのフルオロカーボン又は未硬化のノボラックエポキシ
    樹脂である請求項１に記載の複合減衰材料。
  22. 【請求項２２】 請求項１、２、３、４、５、６又は２１の複合減衰材料に
    結合した受振面を有する構造。
  23. 【請求項２３】 表面がディスクドライブアセンブリの一部である請求項２
    ２に記載の構造。
  24. 【請求項２４】 表面が車両又は航空機の一部である請求項２２に記載の構
    造。
  25. 【請求項２５】 表面がスポーツ器具の一部である請求項２２に記載の構造
    。
  26. 【請求項２６】 表面が電気又は電子ケーブルの一部である請求項２２に記
    載の構造。
  27. 【請求項２７】 表面が機械加工装置の一部である請求項２２に記載の構造
    。
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