JP2006111756A

JP2006111756A - 粘着性制振材料

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Publication number: JP2006111756A
Application number: JP2004301479A
Authority: JP
Inventors: Teruaki Sukeoka; 輝明祐岡; Kazuto Kobayashi; 和人小林
Original assignee: Kitagawa Industries Co Ltd
Current assignee: Kitagawa Industries Co Ltd
Priority date: 2004-10-15
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2024-10-15
Also published as: JP4546800B2

Abstract

【課題】粘着性及び制振性に優れると共に、リサイクル性に優れた粘着性制振材料を提供すること。
【解決手段】スチレン系エラストマーからなる基材樹脂と、軟化剤と、基材樹脂と相溶性を有する粘着付与樹脂とを含有する粘着性制振材料である。該粘着性制振材料は、基材樹脂１００重量部に対して、軟化剤を５０〜６００重量部、及び粘着付与樹脂を３０〜５００重量部含有する。また、粘着性制振材料は、ローリングボールタック試験法において、１００ｍｍ以内という粘着性を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、粘着性及び制振性に優れた粘着性制振材料に関する。

従来より、パソコンや携帯電話等の情報関連機器、スピーカー等の音響関連機器等の分野においては、作動時に各種部材が共振を起こす場合がある。このような共振が起こると、騒音が大きくなったり、また、各種機器自体へも悪影響を及ぼしたりするおそれがあった。
そのため、共振を防止する目的で共振を起こすおそれのある部位に、軟性の制振材料を配置することが行われてきた。

このような制振材料としては、優れた制振効果を有すると共に、粘着性にも優れていることが望まれている。優れた粘着性を有することにより、他部材との密着性が良くなるため、より一層優れた制振効果を発揮できるからである。また、近年の環境問題に対する高まりから、リサイクルが容易な材料からなるものが望まれている。

従来、このような制振材料としては、例えばポリウレタン樹脂からなるものが用いられていた（特許文献１〜３参照）。
また、スチレン系の熱可塑性エラストマーからなる制振材料も用いられていた（特許文献４及び５参照）。

しかしながら、従来の制振材料においては、その制振性が充分ではなかった。また、周波数によっては、大きな共振が発生するおそれがあった。
また、特にポリウレタン系樹脂からなる制振材料は、比較的リサイクルが困難であるという問題があった。

特開２００１−１４６５４９号公報特開２００１−３１６４４７号公報特開２００１−３１６４４８号公報特開平１１−２５７３９５号公報特開２０００−３０１６４０号公報

本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、粘着性及び制振性に優れると共に、リサイクル性に優れた粘着性制振材料を提供しようとするものである。

本発明は、スチレン系エラストマーからなる基材樹脂と、軟化剤と、上記基材樹脂と相溶性を有する粘着付与樹脂とを含有する粘着性制振材料であって、
該粘着性制振材料は、上記基材樹脂１００重量部に対して、上記軟化剤を５０〜６００重量部、及び上記粘着付与樹脂を３０〜５００重量部含有し、
上記粘着性制振材料は、ローリングボールタック試験法において、１００ｍｍ以内という粘着性を有することを特徴とする粘着性制振材料にある（請求項１）。

本発明の粘着性制振材料においては、上記基材樹脂と上記軟化剤と上記粘着付与樹脂とを、上記特定量含有している。また、上記ローリングボールタック試験法において、１００ｍｍ以内という粘着性を有する。
そのため、上記粘着性制振材料は、高い粘着性を発揮できると共に、優れた制振性を発揮することができる。それ故、上記粘着性制振材料は、他部材に対して密着性良く貼着させることが容易にでき、また、共振を抑制又は防止することができる。

また、上記粘着性制振材料においては、上記基材樹脂として熱可塑性のスチレン系エラストマーを含有している。
そのため、上記粘着性制振材料は、比較的容易にリサイクルを行うことができる。

このように、本発明によれば、粘着性及び制振性に優れると共に、リサイクル性に優れた粘着性制振材料を提供することができる。

次に、本発明の実施の形態について説明する。
本発明の粘着性制振材料は、上記ローリングボールタック試験法において、１００ｍｍ以内という粘着性を有する。
ローリングボールタック試験法における粘着性が１００ｍｍを超える場合には、粘着性が不充分となり、上記粘着性制振材料の他部材に対する密着性が低下するおそれがある。そのためこの場合には、上記粘着性制振材料の優れた制振性が充分に発揮できなくなるおそれがある。

また、上記粘着性制振材料の粘着性は、下記のローリングボールタック試験法により測定することができる。即ち、一定の傾斜角度及び高さを有する傾斜板を準備し、該傾斜板の下部に傾斜面と連続するように配置した粘着性制振材料に、傾斜板の頂点から剛球を滑らせたときに、粘着性新材料の上を剛球が移動する距離で表すことができる（ローリングボールタック試験法）。

具体的には、例えば図４に示すごとく、まず傾斜角度θ＝２１°３０’、傾斜高さ（頂点の高さ）ａ＝６５．１ｍｍの傾斜板９を準備する。また、試験片（粘着性制振材料）の面（粘着面）が傾斜板９の斜面と連続するように試験片１を傾斜面の下部に水平に配置する。次いで、直径１１．１ｍｍの鋼球９９を準備し、この鋼球９９を傾斜板９の頂点から転がし、水平に置かれた試験片１の粘着面の上を走らせる。このとき、試験片１上を移動した鋼球９９の距離ｌを測定し、この距離をもって粘着性とすることができる。

次に、上記粘着性制振材料は、上記基材樹脂１００重量部と、上記軟化剤５０重量部〜６００重量部と、上記粘着付与樹脂３０〜５００重量部とを含有する。
また、上記軟化剤の含有量が５０重量部未満の場合には、上記粘着性制振材料の柔軟性が低下し、被着体への密着性が低下するおそれがある。一方、６００重量部を超える場合には、軟化剤がブリードしたり、圧縮永久歪特性が大きくなってしまうおそれがある。好ましくは、上記軟化剤の含有量は、１００〜３００重量部がよい。
また、上記粘着付与材の含有量が３０重量部未満の場合には、上記粘着性制振材料の制振性が低下するおそれがある。一方、５００重量部を超える場合には、上記粘着性制振材料の制振性が低下すると共に、柔軟性や粘着性が低下するおそれがある。好ましくは、上記粘着付与樹脂の含有量は、４０〜４５０重量部がよく、より好ましくは、１００〜４００重量部がよく、さらにより好ましくは、２５０〜３５０重量部がよい。

次に、上記基材樹脂は、スチレン系エラストマーからなる。このようなスチレン系エラストマーとしては、例えばスチレンエチレンプロピレンスチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）、スチレンエチレンブチレンスチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレンエチレンエチレンプロピレンスチレンブロック共重合体（ＳＥＥＰＳ）、及びスチレンイソブチレンスチレン共重合体（ＳＩＢＳ）等から選ばれる１種以上を用いることができる。

また、上記軟化剤としては、例えばパラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、アロマ系プロセスオイル、ポリαオレフィン（ＰＡＯ）、液状ポリブテン、及び液状ポリイソブチレン等から選ばれる１種以上を用いることができる。
好ましくは、上記軟化剤は、温度４０℃における動粘度１００ｍｍ²／ｓ以上のパラフィン系プロセスオイルであることがよい（請求項２）。
この場合には、上記基材樹脂と上記軟化剤との相溶性が高くなり、オイルブリードの発生を抑制することができる。また、オイルブリードにより発生したオイルが上記粘着性制振材料の被着体に移行して被着体が汚染されてしまうことを抑制することができる。

上記軟化剤の動粘度が１００ｍｍ²／ｓ未満の場合には、軟化剤が揮発し易くなるため、高温時に上記粘着性制振材料の重量が減少したり、臭気が強くなるおそれがある。また、この場合には、圧縮永久歪が大きくなるおそれがある。
上記軟化剤の動粘度は、例えばＪＩＳＫ２２８３に規定された「原油及び石油製品−動粘度試験方法及び粘度指数算出方法」等により測定することができる。

また、上記粘着付与樹脂としては、例えばロジン樹脂、テルペン樹脂、石油樹脂、石炭樹脂、フェノール樹脂、及びキシレン樹脂等から選ばれる１種以上を用いることができる。
上記ロジン樹脂としては、例えばガムロジン、トール油ロジン、ウッドロジン、水素添加ロジン、不均化ロジン、重合ロジン、及び変性ロジン等がある。

テルペン樹脂としては、例えばα−ピネン系テルペン樹脂、β−ピネン系テルペン樹脂、ジペンテン系テルペン樹脂、芳香族変性テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、及び水素添加テルペン樹脂等を用いることができる。
石油樹脂としては、例えば脂肪族系（Ｃ５系）石油樹脂、芳香族系（Ｃ９系）石油樹脂、共重合系（Ｃ５／Ｃ９系）石油樹脂、脂環族系（水素添加系、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）系）石油樹脂、及びスチレン系（スチレン系、置換スチレン系）石油樹脂等を用いることができる。
石炭樹脂としては、例えばクマロン・インデン樹脂等を用いることができる。

また、上記粘着付与樹脂は、上記基材樹脂と相溶性を有する。
相溶性を支配する因子としては、例えば溶解度パラメータ（ＳＰ値）等がある。

一般的に、上記粘着付与樹脂は、そのＳＰ値が上記基材樹脂のＳＰ値に近く、低分子量、かつ狭分布である程、上記基材樹脂との相溶性が高い。
上記スチレン系エラストマーからなる基材樹脂のＳＰ値は、およそ８〜９である。したがって、上記粘着付与樹脂としては、ＳＰ値が７〜１０であるものを用いることが好ましい。より好ましくは、上記粘着付与樹脂と上記基材樹脂とのＳＰ値の差が１以下であることがよい。

ＳＰ値は、モル蒸発エネルギー（ΔＥ）及びモル体積（Ｖ）に基づいて、例えば以下の式（１）に基づいて算出できる。
δ＝（ΔＥ／Ｖ）^1/2 ・・・・（１）

また、上記粘着付与樹脂は、耐熱性に優れるものであることが好ましい。具体的には、上記粘着付与樹脂は、ＪＩＳＫ２２０７に規定の石油アスファルト軟化点試験法（環球法）による軟化点が１００℃以上であることが好ましい。環球法による軟化点が１００℃未満の場合には、上記粘着付与樹脂の耐熱性が低下するため、上記粘着性制振材料の使用環境温度の上限が低くなり過ぎてしまうおそれがある。

好ましくは、上記粘着付与樹脂は水添石油樹脂であることがよい（請求項３）。
この場合には、上記基材樹脂と上記粘着付与樹脂との相溶性をより向上させることができる。また、この場合には、上記粘着性制振材料の耐候性を向上させることができる。

また、上記粘着性制振材料は、上記基材樹脂、上記軟化剤、及び上記粘着付与樹脂の他に、流動性向上樹脂、フィラー、及び着色顔料等を含有することができる。
上記流動性向上樹脂は、上記基材樹脂１００重量部に対して、１〜５０重量部含有させることができる。
この場合には、上記粘着性制振材料の流動性を高め、上記粘着性制振材料の成形性を向上させることができる。
上記流動性向上樹脂の含有量が１重量部未満の場合には、上記粘着性制振材料の流動性の向上効果が充分に得られないおそれがある。一方、５０重量部を超える場合には、上記粘着性制振材料が硬くなり、柔軟性が低下するおそれがある。
また、上記流動性向上樹脂としては、例えばポリプロピレン、ポリスチレン、変性ポリオレフィン、ポリペンテン、及びフッ素系ポリマー等から選ばれる１種以上を用いることができる。好ましくはポリプロピレンがよい。

また、上記フィラーは、上記基材樹脂１００重量部に対して、１００重量部以下含有させることができる。
この場合には、上記粘着性制振材料が有する粘着性及び制振性を充分に維持しつつ、上記粘着性制振材料の製造コストを低下させることができる。
フィラーの含有量が１００重量部を超える場合には、上記粘着性制振材料の粘着性や制振性が充分に発揮されなくなるおそれがある。

また、上記着色顔料は、上記基材樹脂１００重量部に対して、０．１〜５０重量部含有させることができる。
この場合には、上記粘着性制振材料に所望の色を付与することができる。
上記着色顔料の含有量が０．１重量部未満の場合には、所望の着色を充分に付与することができないおそれがある。一方５０重量部を超える場合には、着色顔料が凝集して分散不良を起こし、被着体に色が移行してしまうおそれがある。

上記着色顔料としては、例えば天然無機顔料、合成無機顔料、天然有機顔料、合成有機顔料等がある。
天然無機顔料としては、例えばイエローオーカー、テールベルト、ローシェンナ、ローアンバー、カッセルアース、白亜、石膏等の土系顔料、バーントシェンナ、バーントアンバー等の焼成土、ラピスラズリ、アズライト、マラカイト、オーピメント、辰砂等の鉱物性顔料、珊瑚末、胡粉等がある。
合成無機顔料としては、例えばコバルトブルー、セルリアンブルー、コバルトバイオレット、コバルトグリーン、ジンクホワイト、チタニウムホワイト、ライトレッド、クロムオキサイドグリーン、マルスブラック等の酸化物顔料、ビリジャン、イエローオーカー、アルミナホワイト等の水酸化物顔料、カドミウムイエロー、カドミウムレッド、バーミリオン、リトポン等の硫化物顔料、ウルトラマリーン、タルク、ホワイトカーボン、クレー等の珪酸塩顔料、ミネラルバイオレット、ローズコバルトバイオレット等の燐酸塩顔料、シルバーホワイト、炭酸カルシウム等の炭酸塩顔料、金粉、ブロンズ粉、アルミニウム粉等の金属粉顔料、アイボリーブラック、ピーチブラック、ランプブラック、カーボンブラック等の炭素顔料、プルシャンブルー、オーレオリン、雲母チタン等がある。

天然有機顔料としては、例えばマダーレーキ、ピンクマダー、ガンボージ、龍の血等の植物性顔料、コチニール、ケルメスレーキ、チリアンパープル、セピア等の動物性顔料、ビチューメン等の鉱物性顔料等がある。
合成有機顔料としては、例えばアリザリンレーキ、ローダミンレーキ、キノリンイエローレーキ等の染付レーキ顔料、レーキレッドＣ、ブリリアントカーミン６Ｂ、パーマネントレッド２Ｂ等の溶性アゾ顔料、ファーストイエロー、ジスアゾイエロー、ナフトールレッド等の不溶性アゾ顔料、クロモフタルイエロー、クロモフタルレッド等の縮合アゾ顔料、ニッケルアゾイエロー、ベンズイミダゾロンイエロー等のアゾ錯塩顔料、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等のフタロシアニン顔料、チオインジゴ、ペリレンレッド、ジオキサジンバイオレット、キナクリドンレッド−アントラキノン、ペリノン、イソインドリノン、アゾメチン等の縮合多環顔料、蛍光顔料等がある。

また、上記粘着性制振材料は、上記基材樹脂、上記軟化剤、及び上記粘着付与樹脂をニーダーや押出機などを用いて加熱溶融・混練することにより作製することができる。また、必要に応じて上記流動性向上樹脂、フィラー、着色顔料等を加えることができる。
混練後、例えば射出成形、コンプレッション成形、Ｔダイ押出成形等により、シート状等の所望の形状に成形することができる。

上記粘着性制振材料は、例えば、パソコンのハードディスク、スピーカー、ＤＶＤドライブ、ＣＤドライブ、光学装置、精密機械等の振動を防止するための制振材料として用いることができる。また、車のビビリ音等のように振動によって生じる音を防止又は抑制するためにも用いることができる。さらに、上記粘着性制振材料は、地震等における家具、テレビ、金庫、花瓶、美術品等の転倒防止等の用途にも用いることができる。

（実施例１）
次に、本発明の実施例につき、図１〜図３を用いて説明する。
本例の粘着性制振材料は、スチレン系エラストマーからなる基材樹脂と、軟化剤と、上記基材樹脂と相溶性を有する粘着付与樹脂とを含有する。この粘着性制振材料は、基材樹脂１００重量部に対して、軟化剤を２００重量部、及び粘着付与樹脂を４０重量部含有する。基材樹脂としては、ＳＥＥＰＳを、軟化剤としては、パラフィン系プロセスオイルを、粘着付与材としては、水添石油樹脂を用いた。

また、本例の粘着性制振材料は、さらに、流動性向上樹脂１５重量部と、フィラー４５重量部と、着色顔料１０重量部とを含有する。
流動性向上樹脂としてはポリプロピレンを、フィラーとしては炭酸カルシウムを、着色顔料としてはカーボンブラックを用いた。

本例の粘着性制振材料の製造にあたっては、まず、原料として、ＳＥＥＰＳ（数平均分子量が２０万程度でスチレン含有量が３０ｗｔ％のもの）、パラフィン系プロセスオイル（温度４０℃における動粘度が４００ｍｍ²／ｓのもの）、水添石油樹脂（脂環族系水添石油樹脂で軟化点が１００℃のもの）、ランダムポリプロピレン（ＭＦＲが３３ｇ／１０ｍｉｎのもの）、重質炭酸カルシウム（平均粒子径が２．７μｍのもの）、及びカーボンブラック（粒子径が１６ｎｍで窒素吸着比表面積が２５０ｍ²／ｇのもの）を準備した。
次いで、これらの原料を、上述の配合割合でニーダーや押出機等を用いて加熱溶融・混練した。混練後、射出成形によりシート状に成形し、粘着性制振材料を得た。これを試料Ｅ１とする。

また、本例においては、上記粘着付与樹脂としての水添石油樹脂の含有量を変え、他は上記試料Ｅ１と同様にして２種類の粘着性制振材料を作製した。これらを試料Ｅ２及び試料Ｅ３とする。

即ち、試料Ｅ２は、基材樹脂１００重量部に対して、軟化剤を２００重量部、粘着付与樹脂を３００重量部、流動性向上樹脂を１５重量部、フィラー４５重量部、及び着色顔料を１０重量部含有する。
試料Ｅ３は、基材樹脂１００重量部に対して、軟化剤を２００重量部、粘着付与樹脂を５００重量部、流動性向上樹脂を１５重量部、フィラー４５重量部、及び着色顔料を１０重量部含有する。
試料Ｅ２及び試料Ｅ３においては、基材樹脂、軟化剤、粘着付与樹脂、流動性向上樹脂、フィラー、及び着色顔料の種類としては、上記試料Ｅ１と同様のものを用い、これらを原料として、上記試料Ｅ１と同様に加熱溶融・混練し、シート状に成形することにより作製した。

次に、上記試料Ｅ１〜試料Ｅ３について、その粘着性を、上記ローリングボールタック試験法により測定した。その結果を、各試料の組成と共に表１に示す。

表１より知られるごとく、試料Ｅ１〜試料Ｅ３は、いずれも１００ｍｍ以下という優れた粘着性を示した。とりわけ試料Ｅ１及び試料Ｅ２は、４０ｍｍ以下という非常に優れた粘着性を発揮し、特に試料Ｅ１は、０ｍｍという驚異的な粘着性を発揮することができた。

次に、各試料（試料Ｅ１〜試料Ｅ３）について、下記のようにして制振性の評価を行った（制振性試験）。

「制振性試験」
まず、各試料から、厚み３ｍｍ、縦５ｍｍ、横５ｍｍのサイズの試験片をそれぞれ４枚ずつ切り出した。次いで、図１に示すごとく加振装置２を準備した。この加振装置２は、所定の周波数の振動を発生して振台２５を振動させる装置である。また、４００ｇの荷重板３を準備した。
この振台２５に４枚の試験片（粘着性制振材料）１をそれぞれ配置し、振台２５と荷重板３とで試験片を挟み込むように試験片１の上から荷重板３を配置して固定した。このとき、各試験片１は、荷重板３を４点で支持するように振台２５の四隅にそれぞれ配置した。
次いで、加振装置２を加速度０．４Ｇで作動させて振台２５を振動させた。このとき、２．５ｍｉｎ／ｓｗｅｅｐという掃引条件下において、振動の周波数を１０００Ｈｚまで変化させた。そして、各試料の試験片１の上部に配置した荷重板３の振動を加速度ピックアップで検出し、共振曲線を作製した。その結果を図２に示す。なお、この制振性試験は、温度２３℃という条件で行った。また、図２においては、横軸を周波数（Ｈｚ）とし、縦軸を共振倍率（ｄＢ）とした。

また、上記制振性試験にて得られる各試料の共振周波数（Ｈｚ）、共振倍率（ｄＢ）、及び損失係数を後述の表２に示す。
ここで、共振周波数は、最も大きな共振が発生したときの周波数を示すものである。また、共振倍率は、最も大きな共振を示したときにおける、加振装置が発生した加速度に対する荷重板から得られた加速度の比をデシベルで換算したものである。

また、損失係数ｔａｎδは下記のようにして、共振曲線から求めることができる。例えば試料Ｅ１の損失係数の算出方法について、説明する。
まず、試料Ｅ１の共振曲線（図２における実線）において、共振倍率が極大となる部分を拡大した図を図３に示す。
損失係数ｔａｎδは、図３に示すごとく、共振曲線において、共振倍率が極大値（共振倍率のピーク値）を示したときの周波数ｆ₀と、共振倍率のピーク値から３ｄＢ低い共振倍率を示したときの周波数ｆ₁及びｆ₂（ｆ₁＜ｆ₀＜ｆ₂）とに基づいて、下記の数式（２）から算出した（半値幅法）。
ｔａｎδ＝Δｆ／ｆ₀＝（ｆ₂−ｆ₁）／ｆ₀・・・・（２）

図２及び表２より知られるごとく、試料Ｅ１においては、周波数約５５Ｈｚ未満の領域において、比較的高い共振倍率を示すものの、周波数約５５Ｈｚ以上においては、共振倍率がマイナスの値となっており、試料Ｅ１は、特に約５５Ｈｚ以上の周波数に対して高い制振性を発揮できることがわかる。

試料Ｅ２においては、共振点が存在せず、即ち、全く共振を起こさないという驚異的な結果が得られた。また、試料Ｅ２においては、周波数約７５Ｈｚ以上の領域で共振倍率がマイナスの値となっており、試料Ｅ２は、特に約７５Ｈｚ以上の周波数に対して高い制振性を発揮できることがわかる。
また、試料Ｅ３においては、周波数約１００Ｈｚ程度以下において、共振倍率がほぼ０付近の値を維持していた。そのため、試料Ｅ３は、約１００Ｈｚ以下において特に優れた制振性を発揮できることがわかる。

このように本例の粘着性制振材料（試料Ｅ１〜試料Ｅ３）は、高い粘着性を示すと共に、優れた制振性を発揮できることがわかる。また、試料Ｅ１〜試料Ｅ３は基材樹脂としてスチレン系エラストマーを用いており、リサイクル性にも優れていることがわかる。

実施例１にかかる、粘着性制振材料（試料Ｅ１〜試料Ｅ３）の共振倍率を測定する様子を示す説明図。実施例１にかかる、粘着性制振材料（試料Ｅ１〜試料Ｅ３）の共振曲線を示す線図。図２における試料Ｅ１の共振倍率の極大（共振倍率のピーク）部分の拡大図。ローリングボールタック試験法の概略を示す説明図。

符号の説明

１粘着性制振材料
２加振装置
２５振台
３荷重板

Claims

スチレン系エラストマーからなる基材樹脂と、軟化剤と、上記基材樹脂と相溶性を有する粘着付与樹脂とを含有する粘着性制振材料であって、
該粘着性制振材料は、上記基材樹脂１００重量部に対して、上記軟化剤を５０〜６００重量部、及び上記粘着付与樹脂を３０〜５００重量部含有し、
上記粘着性制振材料は、ローリングボールタック試験法において、１００ｍｍ以内という粘着性を有することを特徴とする粘着性制振材料。
請求項１において、上記軟化剤は、温度４０℃における動粘度１００ｍｍ²／ｓ以上のパラフィン系プロセスオイルであることを特徴とする粘着性制振材料。
請求項１又は２において、上記粘着付与樹脂は水添石油樹脂であることを特徴とする粘着性制振材料。