JP2008539108A - アクリルレート系減音材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、自動車産業に使用されるような、１つ以上の高剛性層（１２，１４）を有する減音積層体（１０）中に使用される減音材（１６）に関する。その減音材（１６）は、振動または音響エネルギーが前記積層体（１０）を通じて広がるのを和らげるかまたは妨げ、そして、前記高剛性層（１２，１４）をまとめて一体化する接着剤として機能する粘弾性物質であるのが好ましい。前記減音材（１６）は、硬化された形態で、アクリレート系ポリマーマトリックス（２０）と、沈殿相（２２）、粘性相（２４）、及び補助成分（２６）からなる軍から選ばれる１つ以上の成分と、を有するのが好ましい。前記アクリレート系ポリマー（２０）は、少なくとも１つのアクリレート系モノマー、たとえば、イソボルニルアクリレートの反応生成物である。

Description

本発明は、２００５年４月２６日に出願された米国仮出願第６０／６７４，８１７号の優先権の利益を享受する。

本発明は、一般的に減音材（ｓｏｕｎｄ ｄａｍｐｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ）、より詳細には、自動車産業に使用されるような積層体中に用いられ得るアクリルレート系粘弾性減音材に関する。

減音材は自動車産業を含めて様々な産業分野で使用されてきた。騒音の減衰が必要とされる物品には、自動車オイルペンのような振動性物品に用いられる粘弾性部材が含まれている。そのような粘弾性物質は、振動にかかる機械的エネルギーを、減音材層中に分散される熱エネルギーに転換させることで、物品に発生した振動エネルギーを吸収し、それを放散する。それにより、前記振動に伴い生じた騒音が少なくなる。自由層構造物（ｆｒｅｅ−ｌａｙｅｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）、固定層構造物（ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ−ｌａｙｅｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）、積層体を含めて減音材として一般的に使用されているいくつかの異なる構造物が存在する。

自由層構造物は、粘弾性の減音材が単独で振動性物品の表面に適用されている構造物である。そのような構造物において、物品のある面上に存在する振動原または騒音原により発生された振動エネルギーまたは音響エネルギーは、隣接した粘弾性層中に放散され、それによりその振動エネルギーまたは音響エネルギーが前記構造物における他の面にまで広がることはない。固定層構造物の場合、前記粘弾性の減音材は、接着剤として機能して、振動性物品と更なる剛性の固定層との間に挟まれている。減音というのは一般的に、粘弾性物質中で剪断運動を引き起こす、振動性物品と剛性の固定層との間の相対的な運動に起因する。剪断運動は、振動エネルギーを熱エネルギーへ転換させるが、その熱エネルギーは後で固定層を通じて放散されることとなる。減音積層体は一般的に前記固定層と同様に作動するが、振動性物品は１対の薄い固定層と粘弾性物質とを含む。

これらの振動減衰特性に加えて、前述したような減音構造物はまた、そのほかに数多くの望ましい性能を有することもできる。例えば、減音構造物は、様々な用途に適した特定の構造的特性及び耐熱特性を有することが既に知られている。

［発明の概要］
本発明の第一の特徴によれば、少なくとも１つの高剛性層を有する減音構造物中に積層するに適した減音材が提供される。その減音材は、減音積層構造物中の高剛性層に付着するアクリレート系ポリマーマトリックス（１つ以上のアクリレート系モノマーの反応性生物である）と、アクリレート系ポリマーマトリックス中に分散されている１つ以上の硬化剤と、沈殿相及び粘性相からなる群から選ばれる１つ以上の物質と、を含む。ここで、前記沈殿相は、減音材に弾性を与える、少なくとも部分的に非晶質のゴム状の物質で、前記アクリレート系ポリマーマトリックス（２０）中に分散されており、そして、前記粘性相は、減音材に粘性を与える、 少なくとも部分的に非晶質の流体または半流体物質で、アクリレート系ポリマーマトリックス中に分散されている。

本発明の第二の特徴として、減音構造物の１つ以上の高剛性層に適用するための減音材の製造方法が提供される。

本発明の第三の特徴として、減音積層体の製造方法が提供される。

本発明に係るこれらの目的、その他の目的、特徴、及び、効果は次の発明の詳細な説明、特許請求の範囲、および、添付した図面から明確になる。

［発明の詳細な説明］
図1には、２つの高剛性層１２，１４と、それらの間に挟まれている減音層１６と、を含む金属減音積層体１０に係る１つの実施例の断面図が示されている。金属減音積層体１０は、多くの異なる用途に使用され得る減音構造物であるが、それは特にオイルペン、デッシパネル、ボディパネル、ドアーパネル、フロアペン、屋根などの自動車用部品に、そして、振動または音響エネルギーを減らす必要がある任意の（自動車以外の）構造要素に適している。そのような用途において、前記金属減音積層体１０は、スタンプで押されるか、巻き付けられるか、引き伸ばされるか、押圧されるか、穴あけられるか、切断されるか、溶接されるか、或いは、処理されて、構造要素を形成する。以下の説明は減音積層体に関するものではあるが、減音材層１６は、それ自体が単独に振動性物品に適用される自由層構造物においても、振動性物品と更なる剛性の固定層との間に挟まれている固定層構造物においても、または、内部の振動を最小化するために設計されたその他の任意の減音構造物においても容易に使用され得る。

高剛性層１２，１４は、巻き付けられた標準品の鋼材（ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｏｌｄ ｒｏｌｌｅｄ ｓｔｅｅｌ）からなるのが好ましいが、その他の任意の適切な金属材または非金属材から構成されてもよい。たとえば、ステンレス鋼、アルミニウム、硬質プラスチック、複合体、セラミックス、ガラス、または、天然材が用いられ得る。さらに、高剛性層１２，１４は同一または異なる材料からなってもよく、そして、同一または異なる厚さを有してもよく、表面処理されていてもされていなくてもよく、そして、２つ以上の高剛性層を有してもよい。前述したのは一部の可能性に過ぎない。好ましい実施例によれば、高剛性層１２，１４はそれぞれ０．０１５”〜０．０４０”の厚さを有し、そして、減音材層１６は０．０００５”〜０．００２”の厚さを有する。それにより、金属減音積層体１０の全体の厚さは約０．０３０”〜０．０８０”である。

減音材層１６は、前記積層体１０を通じて、振動または音響ネルギーが伝達される（即ち、広がる）ことを和らげるかまたは阻害し、高剛性層１２，１４を互いに結合させる接着剤として機能するのが好ましい。硬化した状態で、減音材層１６は、沈殿相２２、粘性相２４、補助成分２６の中から選ばれる１つ以上と、ポリマーマトリックス２０と、を含むのが好ましい。別の実施例によれば、減音材１６はそれらの成分の中から1つか、或いは、それらの組み合わせを含む。

ポリマーマトリックス２０は、アクリレート系粘弾性物質で、少なくとも部分的に架橋されていて、減音材層１６に主な接着結合強度を提供するのが好ましい。このポリマーマトリックスは、例えば、少なくとも１つのアクリレート系モノマーと、少なくとも１つの更なるアクリレート系オリゴマーとの反応生成物で、減音材層１６を１０〜９５重量パーセント含む。これは、１つ以上のアクリレート系モノマーと、非アクリレート系オリゴマーとの反応性生物も、１つ以上のアクリレート系モノマーと１つ以上のアクリレート系オリゴマーとの反応性生物も含むものである。モノマー、オリゴマーは、ポリマーマトリックス相２０が重合される際に、その中に少なくとも一部が架橋されるのが好ましい。

用語"アクリレート系モノマー"というのは、ジ−、トリ−、テトラ−アクリレート又はメタクリレートを含めて全てのアクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルと、そのほかに、反応部位にアクリル及び／またはメタクリル官能基（Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ）を有する任意の成分を含むものである。当該アクリレート系モノマーが、減音材層１６のほかの成分に対して有効な溶媒として機能するのが好ましい。したがって、低分子量の物質ほど溶質をより良く解けることから、１００〜４００（Ｍｗ）の分子量を有するアクリレート系モノマーを使用するのが好ましい。アクリレート系モノマーの例は表１に示されているが、これらは一部の例に過ぎない。表１に記載された物質のメタクリレートアナログ（ａｎａｌｏｇ）、及び、当業者に知られている他のアクリレート系モノマーも本発明に係るアクリレート系モノマーとして使用することができる。特に好ましいアクリレート系モノマーとして、サルトマーカンパニー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．）から入手可能なイソボルニルアクリレートＳＲ５０６のようなイソボルニル系アクリレートがある。

［表１］
１，３−ブチレングリコールジアクリレート
１，４−ブタンジオールジアクリレート
１，６ヘキサンジオールジアクリレート
１，６ヘキサンジオルアクリレート
２（２−エトキシエトキシ）エチルアクリレート
２−フェノキシエチルアクリレート
アルコキシ化（ａｌｋｏｘｙｌａｔｅｄ）ヘキサンジオールジアクリレート
アリルアクリレート
サイクリックトリメチロールプロパンフォーマルアクリレート
ジエチレングリコールジアクリレート
エトキシトリグリコールアクリレート
エチレングリコールジアクリレート
イソボルニルアクリレート
イソデシルアクリレート
イソオクチルアクリレート
ラウリルアクリレート
ポリエチレングリコールジアクリレート
ステアリルアクリレート
テトラエチレングリコールジアクリレート
テトラエチレングリコールアクリレート
テトラヒドロフルフリルアクリレート
トリデシルアクリレート
トリエチレングリコールジアクリレート
トリメチロールプロパントリアクリレート

同様に、用語"アクリレート系オリゴマー"というのは、少なくとも１つのアクリレート系モノマー、及び、少なくとも１つの更なるアクリレート系または非アクリルレート系モノマーからなる全てのオリゴマーを意味する。アクリレート系オリゴマーが２つ以上のアクリル官能部を有し、そして、ウレタンのような非アクリレート系モノマーを含むのが好ましい。テストの結果は、アクリレート系オリゴマーが、減音材層１６の作業性または適用に役立つ５００〜５０，０００ｃＰｓの室温における粘性率、作動温度範囲内で減音材層の減音能を改善させる−４４〜１８５℃のガラス転移温度（Ｔｇ）、及び、１，０００〜５，０００の分子量（Ｍｗ）を有するのが好ましいということを示している。下記の表２には、アクリレート系オリゴマーの例が列挙されている。表２に列挙されているもののメタクリレート−アナログを含めて当業者に知られているその他のアクリレート系オリゴマーを使用してもよい。特に有効であると証明されたアクリレート系オリゴマー類として、サルトマーカンパニーから入手可能な芳香族ポリエステル系ウレタンジアクリレートオリゴマー、商品名ＣＮ９７３Ｊ７５のようなウレタン系アクリレートがある。この物質は６０℃で６，５６０ｃＰｓの粘度及び−３１℃のガラス転移温度を有する。

［表２］
アクリルオリゴマー
脂肪族アリルオリゴマー
脂肪族ウレタンアクリレート／ジアクリレートオリゴマー
アミンにより改質された（ａｍｉｎｅ−ｍｏｄｉｆｉｅｄ）エポキシアクリレートオリゴマー
芳香族ウレタンアクリレートオリゴマー
エポキシ化（Ｅｐｏｘｉｄｉｚｅｄ）大豆由アクリレートオリゴマー
エポキシアクリレートオリゴマー
エポキシノボラック（ｎｏｖｏｌａｋ）アクリレートオリゴマー
脂肪酸により改質された（ｆａｔｔｙ ａｃｉｄ−ｍｏｄｉｆｉｅｄ）エポキシアクリレートオリゴマー
グリコールジアクリレートオリゴマー
ハロゲン化ポリエステルアクリレートオリゴマー
ハロゲン化ウレタンアクリレートオリゴマー
６官能性（ｈｅｘａｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ）ウレタンアクリレートオリゴマー
ポリエステルアクリレートオリゴマー
３官能性ウレタンアクリレートオリゴマー
ウレタンアクリレートオリゴマー

沈殿相２２は、ポリマーマトリックス２０内に分散されたゴム類の物質であり、そして、減音材層１６に特定量の弾性を提供するように設けられているのが好ましい。沈殿相は、少なくとも部分的に非晶質（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ）であり、減音材層１６の１つ以上の他の成分と少なくとも部分的に架橋することができるものである。沈殿相２２は減音物質層１６の全ての実施例に存在するものではないが、これが存在する場合は、減音材層１６の１〜１６重量パーセントを占めるのが好ましい。好ましい実施例によれば、沈殿相２２は、ポリマーマトリックス２０内で沈殿物の溶解を補助するが、減音材層１６の接着特性に悪影響を及ぼさないように、比較的低分子量、即ち、４，０００〜１０，０００（Ｍｗ）を有する。この沈殿相２２が弾性ゴムのような物質であるのが好ましいが、そのほかに、表３に列挙されている物質であっても、また当業者に知られている別の物質であっても良い。テストの結果、この沈殿相として特に適した物質として、クラトンポリマーズ（Ｋｒａｔｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）社から入手可能なＦＧ１９０１Ｘのようなゴム製品がある。沈殿相物質は、温度にかかる減音特性に基づいて選択された場合がある。従って、自動車用オイルペンのように高温に適用される場合、上昇された温度環境でもよく働く沈殿相２２成分が必要とされるが、一方で周井温度に適用される場合には、それと異なる要件を有する。

［表３］
塩化エチレン酸（ｃｈｌｏｒｉｎａｔｅｄ ｅｔｈｙｌｅｎｅ ａｃｉｄ）コポリマー
クロロスルホン化ポリエチレン
エチレンコポリマー
エチレンプロピレンジメタクリレート
エチレン／メチルアクリルコポリマー
エチレン−ビニルアセテートターポリマー（ｔｅｒｐｏｌｙｍｅｒ）
スチレン−エチレン／ブタレン−スチレンマレイン酸塩ブロックコポリマー（ｍａｌｅａｔｅｄ ｓｔｙｒｅｎｅ−ｅｔｈｙｌｅｎｅ／ｂｕｔｙｌｅｎｅ−ｓｔｙｒｅｎｅ ｂｌｏｃｋ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）
ネオプレン
ニトリルゴム
ポリブタジエン
ポリイソプレン
ポリウレタン
塩化ポリビニル
スチレンブロックコポリマー

粘性相２４（図１にダイヤグラムとして示されている）は、一般的に流体または半流体物質で、ポリマーマトリックス２０中に分散されており、減音材層１６の粘度に影響を及ぼす。この粘性相は、結晶質領域が加圧下で物質の移動を妨げるまたは阻害する傾向があることから、少なくとも部分的に非晶質（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ）であり、好ましくは、ポリマーマトリックス２０中に溶解できる程度の混和性を有する。振動エネルギーを放散することに加えて、粘性相２４はまた、減音材層１６の結合強度を増加させる。粘性相は減音材の全ての実施例に存在するものではないが、存在する場合、それは減音材の全重量の約５〜６０パーセントを占める。例えば、適切な粘性相物質としては、オイル、グリース、ロジン、テルピン、タール、アスファルト材のような物質、表４に列挙されている物質が含まれる。また、それらの物質は一例に過ぎず、その他の物質もそれらの代わりに使用することができる。実験結果によれば、粘性相２４は１，０００〜１，０００，０００ｃＰｓの室温における粘性率を有する際に最も優れた性能を発揮できる。最も好ましい粘性相として、シニーモアヘッド（Ｓｃｈｎｅｅ−Ｍｏｒｅｈｅａｄ）社から入手可能なＳＭ７５０のようなアクリルコポリマーである。

［表４］
アクリルポリマー／コポリマー／ターポリマー
アルファルト樹脂
エチルアクリレート２−エチルヘキシルアクリレート
脂肪酸
ゼラチン樹脂
グリコール樹脂
炭化水素樹脂
イソブチレン
メタクリルポリマー／コポリマー／ターポリマー
パラフィン樹脂
石油樹脂
ポリアミド樹脂
ポリブタジエン樹脂（非硬化）
ポリブテン
ポリイソシアン酸塩誘導体
ポリオレフィン樹脂
ポリウレタン樹脂
シメチコン
トール油（ｔａｌｌ ｏｉｌ）
テルペン樹脂

前述した様々な相及び成分の他に、減音材１６にかかる前駆物質は、フィラー、硬化剤、導電粒子などの種々の補助成分を含むことができる。例えば、高剛性層１２，１４との間における導電性、及び、減音材層１６を通じての導電性を改善するために、金属、カーボン・ブラック、黒鉛、カーボン・ナノチューブ、ニッケル、ニッケル合金、及び／またはニッケルに被覆されたカーボン粒子のような種々の導電粒子を減音材に加えることが可能である。これは、金属減音積層体１０が抵抗溶接（ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｗｅｌｄｉｎｇ）のようなプロセスで使用される際に特に有利である。さらに、様々なサイズと形態とを有する安価のフィラー材だけでなく、熱硬化、嫌気性硬化、化学的硬化、触媒硬化、及び／またはＵＶ硬化に適した硬化剤をも減音材層１６に加えることができる。適切な硬化剤の例が表５に列挙されているが、これらの他にも様々な物質が使用され得る。

［表５］
１，１，ジ−（タート−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン
１，２−ジヒドロ−２−ケトベンズイソスルフォナゾール （１，２−ｄｉｈｙｄｒｏ−２−ｋｅｔｏｂｅｎｚｉｓｏｓｕｌｆｏｎａｚｏｌｅ）
１，１，４−チアジアゾール
２，４，６，トリ（ジメチルアミノメチル）フェノール
２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチル−ペーオキシ）ヘキサン
２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−１−プロパン
２−メルカプトベンゾチアゾール
アミン硬化剤
ビスマスジメチルジチオカルバメート
カドミウムジエチルジチオカルバメート
クミル（ｃｕｍｙｌ）ヒドロペーオキシド
ジベンゾイルペーオキシド
ジラウリルペーオキシド
ジミリスチルペーオキシジカルボネート
ジフェニルメタンジイソシアネート
ジチオカルバメート
ヘキサメチレンジアミンカルバメート
ヒドロペーオキシド硬化剤
酸化マグネシウム
ｍ−フェニレンジマレイミド
ｎ，ｎ，ジエチル−ｐ−トルイジン
ｎ，ｎ，ジメチル−ｐ−トルイジン
ｎ，ｎ'−ジ−オルト−トリルグアニジン
ｎ，ｎ'−ジフェニルグアニジン
ｎ，ｎ，ｍフェニレンジマルイミド（ｎ，ｎ，ｍ ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｄｉｍａｌｉｍｉｄｅ）
吉草酸ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔ−ブチルペーオキシ）
ペーオキシド硬化剤
テトライソブチルチウラム（ｔｈｉｕｒａｍ）ジスルフィド
トリメチルチオウレア
酸化亜鉛

本明細書に記載された減音材は以下の実施例からより明確に理解できるだろう。減音材は、それを成す構成成分とその構成成分の重量を調整することにより、ある特性を制御することができる。例えば、実施例１〜４は周囲温度、一般的に０〜６０℃で、特に、物質の付着（接着）強度を測定するための引きはがし強さにおいて、上手く作動することが判った。したがって、これらは、温度が周囲温度に維持される用途、例えば、ダッシュパネル、ボディパネル、ドアーパネル、フロアーパネル、屋根などに適している。一方で、実施例５，６，７は、自動車のオイルペンがさらされるような高温条件（一般的に、約５０〜１１０℃）下で上手く作動する。これらの温度範囲における減音能は通常ＳＡＥＪ１６３７及び／またはＡＳＴＭ Ｅ７５６に記載されているような複合損失因子（Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｌｏｓｓ Ｆａｃｔｏｒ， ＣＬＦ）として測定される。減音積層体１０が１００〜１，０００Ｈｚの周波数範囲で０．１ＣＬＦ以上音（騒音を含む）を減衰できるのが好ましい。

［実施例１］
−アクリレート系ポリマーマトリックス
イソボルニルアクリレートエステル １０〜４０重量パーセント
（第１アクリレート系モノマー）
ポリエチレンゴリコールジメタクリレート １０〜２０重量パーセント
（第２アクリレート系モノマー）
芳香族ウレタンアクリレート ２５〜４０重量パーセント
（アクリレート系オリゴマー）
−沈殿相
クロロスルホン化ポリエチレン ５〜２５重量パーセント
−固体粒子
セラミック微粒子 １〜５重量パーセント
−粘性相
なし
−硬化剤、安定化剤など
ジラウリルペーオキシド ０．２〜２重量パーセント
１，１−ジ（タート−ブチルペーオキシ）−３，５，５，トリメチル−シクロヘキサン ０．２〜２重量パーセント
Ｎ，Ｎ，ジメチル−ｐ−トルイジン ０．１〜１．０重量パーセント

［実施例２］
−アクリレート系ポリマーマトリックス
イソボルニルアクリレートエステル １〜２５重量パーセント
（第１アクリレート系モノマー）
２（２−エトキシエトキシ）エチルアクリレート １〜１０重量パーセント
（第２アクリレート系モノマー）
ウレタンアクリレート ７０〜９５重量パーセント
（アクリレート系オリゴマー）
−沈殿相
なし
−粘性相
アクリルターポリマー １〜１０重量パーセント
−硬化剤、安定化剤など
ジラウリルペーオキシド ０．１〜２重量パーセント
１，１−ジ（タート−ブチルペーオキシ）−３，５，５，トリメチル−シクロヘキサン ０．１〜２重量パーセント
ジミリスチルペーオキシジカルボネート ０．１〜５重量パーセント
混合物（モノクロロベンゼン、ジフェニルメタンジイソシアネート、及びフェニルイソシアネート） ０．１〜５重量パーセント
ニッケルまたはニッケル合金粒子 ０．１〜５重量パーセント

［実施例３］
−アクリレート系ポリマーマトリックス
イソボルニルアクリレートエステル １〜２５重量パーセント
（第１アクリレート系モノマー）
ウレタンアクリレート ７０〜９５重量パーセント
（アクリレート系オリゴマー）
−沈殿相
なし
−粘性相
アクリルターポリマー １〜１０重量パーセント
−硬化剤、安定化剤など
ジラウリルペーオキシド ０．１〜２重量パーセント
１，１−ジ（タート−ブチルペーオキシ）−３，５，５，トリメチル−シクロヘキサン ０．１〜２重量パーセント
ジミリスチルペーオキシジカルボネート ０．１〜５重量パーセント
混合物（モノクロロベンゼン、ジフェニルメタンジイソシアネート、及びフェニルイソシアネート） ０．１〜５重量パーセント
ニッケルまたはニッケル合金粒子 ０．１〜５重量パーセント

［実施例４］
−アクリレート系ポリマーマトリックス
イソボルニルアクリレートエステル ５〜３０重量パーセント
（第１アクリレート系モノマー）
３官能性酸エステル １〜１０重量パーセント
（第２アクリレート系モノマー）
ウレタンアクリレート ７０〜９０重量パーセント
（アクリレート系オリゴマー）
−沈殿相
なし
−粘性相
アクリルターポリマー １〜１０重量パーセント
−硬化剤、安定化剤など
ジラウリルペーオキシド ０．１〜２重量パーセント
１，１−ジ（タート−ブチルペーオキシ）−３，５，５，トリメチル−シクロヘキサン ０．１〜２重量パーセント
ジミリスチルペーオキシジカルボネート ０．１〜５重量パーセント
混合物（モノクロロベンゼン、ジフェニルメタンジイソシアネート、及びフェニルイソシアネート） ０．１〜５重量パーセント
ニッケルまたはニッケル合金粒子 ０．１〜１５重量パーセント

［実施例５］
−アクリレート系ポリマーマトリックス
イソボルニルアクリレートエステル ２０〜６０重量パーセント
（アクリレート系モノマー）
−沈殿相
クロロスルホン化ポリエチレン ５〜２５重量パーセント
−固体粒子
セラミック微粒子 １〜５重量パーセント
−粘性相
アクリルコポリマー ５〜６０重量パーセント
−硬化剤、安定化剤など
ｎ，ｎ，ｍフェニレンジマルイミド ０．２〜２重量パーセント
１，１−ジ（タート−ブチルペーオキシ）−３，５，５，トリメチル−シクロヘキサン ０．２〜４重量パーセント
ｎ，ｎジメチル−ｐ−トルイジン ０．１〜１．０重量パーセント

［実施例６］
−アクリレート系ポリマーマトリックス
イソボルニルアクリレートエステル ２０〜６０重量パーセント
（第１アクリレート系モノマー）
２（２−エトキシエトキシ）エチルアクリレート ５〜２５重量パーセント
（第２アクリレート系モノマー）
３官能性酸エステル ０〜２重量パーセント
（第３アクリレート系モノマー）
−沈殿相
クロロスルホン化ポリエチレン ５〜２５重量パーセント
−粘性相
なし
−硬化剤、安定化剤など
ジラウリルペーオキシド ０．１〜２重量パーセント
１，１−ジ（タート−ブチルペーオキシ）−３，５，５，トリメチル−シクロヘキサン ０．２〜４重量パーセント
ジミリスチルペーオキシジカルボネート ０．１〜５重量パーセント
混合物（モノクロロベンゼン、ジフェニルメタンジイソシアネート、及びフェニルイソシアネート） ０．１〜５重量パーセント

［実施例７］
−アクリレート系ポリマーマトリックス
イソボルニルアクリレートエステル ４０〜７０重量パーセント
（第１アクリレート系モノマー）
２（２−エトキシエトキシ）エチルアクリレート １０〜２５重量パーセント
（第２アクリレート系モノマー）
−沈殿相
スチレンエチレン／ブチレンコポリマー ５〜２５重量パーセント
−粘性相
なし
−硬化剤、安定化剤など
ジラウリルペーオキシド ０．１〜２重量パーセント
１，１−ジ（タート−ブチルペーオキシ）−３，５，５，トリメチル−シクロヘキサン ０．１〜２重量パーセント
ジミリスチルペーオキシジカルボネート ０．１〜５重量パーセント
混合物（モノクロロベンゼン、ジフェニルメタンジイソシアネート、及びフェニルイソシアネート） ０．１〜５重量パーセント
Ｎ，Ｎ，Ｍフェニレンジマルイミド ０．１〜２．５重量パーセント
ニッケルまたはニッケル合金粒子 ０〜５重量パーセント

テストの結果、実施例２〜４（アクリレート系モノマーとしてイソボルニルアクリレートを１〜３０重量パーセント、アクリレート系オリゴマーとしてウレタンアクリレートを７０〜９５重量パーセント、及び、粘性相としてアクリルターポリマーを１〜１０重量パーセント含有する）は、０〜６０℃の温度で１００〜１，０００Ｈｚの周波数範囲の騒音を０．１ＣＬＦ以上減衰することができた。一方で、実施例５〜７（アクリレート系モノマーとしてイソボルニルアクリレートを２０〜７０重量パーセント、沈殿相としてクロロスルホン化ポリエチレンまたはスチレンエチレン／ブチレンコポリマーを５〜２５重量パーセント含有する）は、５０〜１１０℃の温度で１００〜１，０００Ｈｚの周波数範囲の騒音を０．１ＣＬＦ以上減衰することができた。

図２は、金属減音積層体１０を製造するための積層プロセスの一例を示すダイヤグラムである。一般的に、減音材層１６は製造方法に従って最初に製造され、その後、図２に示されたような積層プロセスに従って金属減音積層体１０の１つ以上の高剛性層１２，１４に適用される。

減音材層１６の製造方法によれば、アクリレート系ポリマーマトリックス２０は、１つ以上の適切なアクリレート系モノマー及び／またはアクリレート系オリゴマーを、流体または半流体溶液が得られるように混合することで得られる。その後、前記溶液に粘性相２４及び沈殿相２２を加えて、それらを前記溶液中に溶かす。相２２，２４は、形成される溶液の安定性に基づいて、混合ステップの初期、中期、または末期に加えることができる。硬化剤及び安定化剤は、物質の混和性（ｍｉｓｃｉｂｉｌｉｔｙ）および相溶性（ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）、様々な混合ステップにおける時間、温度プロフィルに基づいて、前記混合ステップの中期または末期に加えることができる。固体粒子、導電粒子などのようなその他の任意の成分は混合ステップの末期に加えることができる。

図２に示されている金属減音積層体の積層方法によれば、減音材層１６を下部高剛性層１４の上に適用し、２つの高剛性層１２，１４とそれらの間に挟まれている減音材層とを一体化し、減音材を硬化させ、金属減音積層体１０を得る。必ずしも必要ではないが、高剛性層またはスチール層１２，１４がその組成、耐力強度（ｙｉｅｌｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ）、厚さなど機械的な特性において類似しているのが望ましい。スチール粉砕機（ｓｔｅｅｌ ｍｉｌｌ）から得られる金属ロールは時々物理的特性が変わるので、上部高剛性層及び下部高剛性層として使用される同じタイプの２つのスチールコイルを単に選ぶのは必ずしも満足できるものではない。したがって、１枚のスチールを選び、その長さに沿って、または、その幅を横切ってそれをスプリットするスリッティング作業を行い、それにより新たに得られた２枚（即ち、半分ずつ）をそれぞれ上部及び下部スチール層１２，１４として使用することができる。前記方法はスチール層間の均一性を保証する。前述したように、互いに異なる金属から形成された高剛性層、互いに異なる厚さを有する高剛性層、または、互いに異なる金属から形成され、さらには、互いに異なる厚さを有する高剛性層を用いるのが有利な場合もある。上部スチール層および下部スチール層１２，１４を前述したようにスリットした後、余分なオイル及び汚染物質を除去するためにそれらのスチール層を洗浄し、再び巻きつけ、アンコイラー５０及び５２上に負荷する。

最初の段階で、アンコイラー５０，５２は、それぞれスチール層１２，１４を形成する板金のロールをほどく。次いで、それらのスチール層は、それらから任意の汚染物質を除去する洗浄及び／または余熱ステーション５４を通過する。ここで、それらのスチール層は減音材層１６を適用するにより適した温度にさらされるのが好ましい。この温度は、一般的に周囲温度以上、減音材の硬化温度以下である。温度を周囲温度以上に上げることは、より一定のスチール層の温度を保証することでプロセスの変化を少なくし（周囲温度は夏から冬まで変わるものである）、温度が高くなるほど粘度が低くなることから、スチール層の表面における減音材層１６のウェット−アウト（ｗｅｔ−ｏｕｔ）を改善し、そして、いったん積層されてからポリマーが完全に反応するにかかる時間及び熱の投入量を減らす、といった、いつくかの長点を有する。しかしながら、これらの長点にもかかわらず、前記余熱ステーションはあくまでも選択的で（即ち、任意の段階にあたる）、省略してもよいようなものである。

次いで、加熱されたスチール層１２，１４は配置−配列ループピット（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ−ａｌｉｇｎｉｎｇ ｌｏｏｐｉｎｇ ｐｉｔ）を通過する。ここで、余分な減音材がそのループピット内に存在する場合には、上部層１２と下部層１４との間のミスアラインメントを考慮することができる。その他の積層方法にかかる実施例によれば、減音材層１６は溶媒性（ｓｏｌｖｅｎｔ−ｂｏｒｎ）物質、水性物質、または１００％反応性物質であっても良く、そして、液体だけでなく、固体フィルムの形態であっても良い。減音材層１６を上部層１２及び下部層１４に適用する際に、固定式または横行式（Ｔｔｒａｖｅｒｓｉｎｇ）のスプレーノズル、ドロウダウンロッド（ｄｒａｗ ｄｏｗｎ ｒｏｄ）などを使用しても良く、また、当業者に知られているその他の適用技術を利用しても良い。被覆ステップにおいて特に必要とされるのは、均一性である。したがって、中に空気か入らないように減音材層１６を適用し、前記減音材層の厚さを均一に保持するのが好ましい。

減音材層１６を１つ以上のスチール層１２，１４の対向する表面（ｍａｔｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ）に適用すると、それらのスチール層が、積層ロール６０により加えられた圧力により互いに結合する（即ち、一体化される）。加熱または非加熱積層ロールにより、減音材層１６を２つのスチール層１２，１４上に完全にウエットアウト（ｗｅｔ ｏｕｔ）する。エンドストップ（ｅｎｄ ｓｔｏｐ）装置６２は、各々のロールの最初の部分で２つのスチール層１２，１４の末端を一列に並べ、それを溶接させる。したがって、エンドストップ装置６２は、コイル毎に１回のみ使用されることとなる。このように最初のパス（ｐａｓｓ）の際に、積層ロール６０は左側がオープンされ、２つのスチール層１２，１４はそれを通過し、その末端を一列に並べる前記エンドストップ装置６２により中断される。その後、ライン上の残りの部分を通過する間に、幾つかのスッポト溶接部が、それらの２つのスチール層を互いに結合させるためにその末端に加えられる。その後、積層ロール６０はクローズされ、その積層体がライン上の残りの部分を通過する際に減音材層１６が適用される。有用な積層体は、減音材層１６が適用された時点から製造され、それにより、スタートアップ（ｓｔａｒｔ−ｕｐ）上のスクラップを最小化する。

硬化ステップを通じて減音積層体１０の縁部（ｅｄｇｅ）がその付着状態を保持できるように、選択的に、例えばＵＶエッジ硬化システム６４を使用してもよい。そのような実施例によれば、紫外線（ＵＶ）が積層体１０の縁部に向いており、それにより、スチール層の縁部で積層体内部へ約１．５”までに（勿論、紫外線の硬化透過深さはその周波数及び強度の影響を受ける）減音材層１６における架橋反応が起こる。このような選択的な硬化反応は、積層プロセスが終わるまでこの縁部が剥がされないように十分な強度を提供する。次のステップにおいて、積層体には均一な圧力が加えられるが、それにより、スチール層１２，１４にも均一な圧力が加わることになり、それらのスチール層１２，１４は架橋反応が起こるまで密接に接触された状態を保持することができる。その後、金属減音積層体１０は、相変わらず圧力がかかった状態で、硬化オーブン６６を通過する。正確な硬化時間は、一般的に減音材層１６を成すポリマーの接着特性（ａｄｈｅｓｉｖｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ）により決められる。減音材層１６の完全な架橋反応は、熱により、嫌気的に、またはそれらの組み合わせにより起こり得る。硬化ステップか完了してから、金属減音積層体１０を冷却し、給油ステーション６８でオイルを塗り、その後、貯蔵または出荷のためにコイル７０に再び巻き付ける。必要に応じては、前記積層体を一定の長さに切断するために、そして、コイルのヘッドまたはテールにある積層されていないスクラップ材を切り取ったりして形を整えるために、クロップアンドシヤー（ｃｒｏｐ ａｎｄ ｓｈｅａｒ）ステーション７２を設けるのも可能である。必ずしも完全な硬化プロセスが積層ラインにおいて行なわれるべきではない。なぜならば、いったん最終産物が巻き付けられたら、その後更なる硬化も起こり得るからである。

前述した発明の詳細な説明は本発明にかかる望ましいいくつかの実施例に関する説明に過ぎないと理解すべきである。本発明は、そのような特定の実施例に関する説明により制限されるわけではなく、もっぱら特許請求の範囲により定められる。また、発明の詳細な説明に含まれた内容は、あくまでも特定の実施例に関するものであり、本発明の範囲または特許請求の範囲に記載された用語の定義において、その用語などが明確に定義されていない限り、その解釈においていかなる制限も課されることはない。記載されている実施例の他に様々な別の実施例が可能であり、記載された実施例を変更して実施することは当業者にとって明らかなことである。そのほかの実施例、記載された実施例における変更などは全て本発明の特許請求の範囲に含まれる。

この明細書と特許請求の範囲とにおいて、"例えば"、"のような"、"含む"、"含有する"、"有する"などの表現は、その他の更なる成分または要素を排除する意味として解釈されてはいけない。また、そのほかの用語についても、それらが明確に異なる意味で使われた場合を除いて、それらの有する最も広く、合理的な意味として解釈されるべきである。

図1は、２つの高剛性層と、減音材層と、を含む金属減音積層体に係る１つの実施例の断面図（ダイヤグラム）である。 図２は、図１に示した金属減音積層体を製造するための積層プロセスにかかる１つの実施例を示すダイヤグラムである。

Claims (17)

1. 少なくとも１つの高剛性層（１２，１４）を有する減音積層体（１０）中に積層される減音材（１６）であって、
   （ａ）前記減音積層体（１０）中の前記高剛性層（１２，１４）に付着するアクリレート系ポリマーマトリックス（２０）と、（ｂ）前記アクリレート系ポリマーマトリックス（２０）中に分散されている１つ以上の硬化剤（２６）と、（ｃ）沈殿相（２２）及び粘性相（２４）からなる群から選ばれる１つ以上の物質と、を含む減音材において、
   （イ）前記アクリレート系ポリマーマトリックス（２０）が、分子量約１００乃至４００（Ｍｗ）を有する少なくとも１つのアクリレート系モノマーの反応性生物で、少なくとも部分的に架橋されており、
   （ロ）前記沈殿相（２２）が、前記減音材（１６）に弾性を与える少なくとも部分的に非晶質のゴム状の物質で構成されていて、前記アクリレート系ポリマーマトリックス（２０）中に分散されており、そして、
   （ハ）前記粘性相（２４）が、前記減音材（１６）に粘性を与える 少なくとも部分的に非晶質の流体または半流体物質で構成されていて、前記アクリレート系ポリマーマトリックス（２０）中に分散されている
   ことを特徴とする減音材。
2. 前記アクリレート系モノマーの含有量が、前記減音材（１６）の全重量の約１０乃至９５％であることを特徴とする請求項１に記載の減音材。
3. 前記アクリレート系モノマーが、イソボルニルアクリレートであることを特徴とする請求項１に記載の減音材。
4. 前記アクリレート系ポリマーマトリックス（２０）が、少なくとも１つのアクリレート系モノマーと、少なくとも１つのアクリレートオリゴマーとの反応性生物であることを特徴とする請求項１に記載の減音材。
5. 前記アクリレート系オリゴマーが、１，０００乃至５，０００（Ｍｗ）の分子量、約５００乃至５０，０００ｃＰｓの室温における粘性率、及び、約−４４〜１８５℃のガラス転移温度を有することを特徴とする請求項４に記載の減音材。
6. 前記アクリレート系オリゴマーが、ウレタンアクリレートであることを特徴とする請求項４に記載の減音材。
7. 前記沈殿相（２２）が、約４，０００乃至１０，０００（Ｍｗ）の分子量を有し、そして、前記減音材（１６）に弾性を与えるものであることを特徴とする請求項１に記載の減音材。
8. 前記沈殿相（２２）の含有量が、前記減音材（１６）の全重量の約１乃至４０％であることを特徴とする請求項１に記載の減音材。
9. 前記粘性相（２４）が、約１，０００乃至１，０００，０００ｃＰｓの室温における粘性率を有することを特徴とする請求項１に記載の減音材。
10. 前記粘性相（２４）の含有量が、前記減音材（１６）の全重量の約５乃至６０％であることを特徴とする請求項１に記載の減音材。
11. 前記減音材（１６）が、 前記減音材（１６）の導電性を高める複数の導電粒子（２６）を含むことを特徴とする請求項１に記載の減音材。
12. 前記減音材（１６）が、０乃至６０℃の温度で周波数範囲１００Ｈｚ乃至１，０００Ｈｚの音を０．１ＣＬＦ以上減衰させ、そして、前記減音材（１６）が、前記減音材（１６）の全重量に対して、前記アクリレート系モノマーとしてイソボルニルアクリレートを１乃至３０％、前記アクリレート系オリゴマーとしてウレタンアクリレートを７０乃至９５％、前記粘性相としてアクリルターポリマーを１乃至１０％含有する前駆物質を含むことを特徴とする請求項１に記載の減音材。
13. 前記減音材（１６）が、５０℃乃至１１０℃の温度で周波数範囲１００Ｈｚ乃至１，０００Ｈｚの音を０．１ＣＬＦ以上減衰させ、そして、前記減音材（１６）が、前記減音材（１６）の全重量に対して、前記アクリレート系モノマーとしてイソボルニルアクリレートを２０乃至７０％、沈殿相として、クロロスルホン化ポリエチレン及び（スチレン／エチレン／ブチレン）コポリマーからなる群から選ばれる少なくとも１つの物質を５乃至２５％含有する前駆物質を含むことを特徴とする請求項１に記載の減音材。
14. 前記減音材（１６）が、２つの金属層（１２，１４）の間に挟まれて、厚さ約０．０３０”乃至０．０８０”の減音積層体（１０）を形成していることを特徴とする請求項１に記載の減音材。
15. 前記減音積層体（１０）が、自動車用構造パネルに使用されるものであることを特徴とする請求項１４に記載の減音材。
16. 減音積層体（１０）中の１つ以上の高剛性層（１２，１４）に適用するための減音材（１６）の製造方法であって、
    （ａ）分子量約１００乃至４００（Ｍｗ）を有する少なくとも１つのアクリレート系モノマーの溶液を製造するステップと、
    （ｂ）前記ステップ（ａ）から得られる溶液に、沈殿相（２２）及び粘性相（２４）からなる群から選ばれる少なくとも１つの物質を加えるステップと、
    （ｃ）前記ステップ（ｂ）から得られる溶液に、１つ以上の硬化剤（２６）を加えるステップと、
    （ｄ）前記ステップ（ｃ）から得られる溶液を重合反応させ、少なくとも部分的に架橋されたポリマーマトリックス（２０）を得るステップと、
    を含む減音材の製造方法において、
    （イ）前記沈殿相（２２）が、少なくとも部分的に非晶質で、前記減音材（１６）に弾性を与える混和性のゴム状の物質で構成されていて、そして、
    （ロ）前記粘性相（２４）が、少なくとも部分的に非晶質で、前記減音材（１６）に粘性を与える混和性の流体または半流体物質で構成されている
    ことを特徴とする減音材の製造方法。
17. 減音積層体（１０）の製造方法であって、
    （ａ）第１コイル（５０）及び第２コイル（５２）から、厚さ約０．０１５”乃至０．０４０”の第１金属薄層（１２）と厚さ約０．０１５”乃至０．０４０”の第２金属薄層（１４）とをそれぞれほどくステップと、
    （ｂ）アクリレート系ポリマーマトリックス（２０）と、1つ以上の硬化剤と、沈殿相（２２）及び粘性相（２４）からなる群から選ばれる1つ以上の物質と、を含有する前駆物質を含む減音材（１６）を、前記第１金属薄層（１２）と前記第２金属薄層（１４）との一方または両方に適用するステップと、
    （ｃ）前記減音材（１６）が前記第１金属薄層（１２）と前記第２金属薄層（１４）との間に挟まれるように、前記第１金属薄層（１２）と前記第２金属薄層（１４）とに圧力を加えるステップと、
    （ｄ）前記減音材（１６）が少なくとも部分的に架橋されて、前記第１金属薄層（１２）と前記第２金属薄層（１４）とに付着するように、加熱するステップと、
    を含む減音積層体の製造方法において、
    （イ）前記沈殿相（２２）が、少なくとも部分的に非晶質で、前記減音材（１６）に弾性を与えるゴム状の物質で構成されていて、そして、
    （ロ）前記粘性相（２４）が、少なくとも部分的に非晶質で、前記減音材（１６）に粘性を与える流体または半流体物質で構成されている
    ことを特徴とする減音積層体の製造方法。

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