JP2010121688A - 制振材 - Google Patents

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Junichi Kuroki
潤一 黒木
Takayuki Ueki
貴之 植木
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泉 八木
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Abstract

【課題】
軽量で、制振性が高く、製造にあたっては押し出成形法で容易に成膜でき、使用にあたっては粘着や熱接着によって容易に貼り付け加工ができる制振材10を提供する。
【解決手段】
少なくとも制振層11及び接着層13とからなる制振材において、前記制振層11が(A)ジカルボン酸成分構成単位とジオール成分構成単位からなるポリエステル樹脂20〜50質量部、(B)マイカ鱗片50〜80質量部、(C)導電性カーボン粉末0.1〜20質量部、及び(D)スチレン系熱可塑性エラストマーを含有し、含有割合が質量基準で(A)+(B)+(C):(D)が100:50〜900質量部であり、かつ、前記制振材10の厚みが2mm以下であることを特徴とする。
【選択図】 図1

Description

本発明は、制振材に関し、さらに詳しくは、家電、自動車、家具、建築資材等に利用する各種鋼板やプラスチック板に対して容易に接着でき、優れた制振性を発揮する制振材に関するものである。
本明細書において、配合を示す「比」、「部」、「%」などは特に断わらない限り質量基準であり、「/」印は一体的に積層されていることを示す。また、「LDPE」は「低密度ポリエチレン」の略語、機能的表現、通称、又は業界用語である。
(主なる用途)本発明の制振材の主なる用途としては、電子計算機、農業や食品などの各種の製造機器、機械、空調機、ホッパー、シュータ−などの産業用機器、船舶や自動車のエンジンルーム、及びその他振動発生源で、その振動を減衰させるものである。しかしながら、振動を減衰を必要とする用途であれば、特に限定されるものではない。
(背景技術) 従来、従来、車輌、船舶、自動車部品、機器、機械、建築材料などの構造部材の振動を防止し、騒音を低減するためは、部材自体を厚くしたり、装置自体から発生しにくくしたり、部材にシート状の制振材を貼り付けたり、塗布したり、していた。制振材は、振動エネルギーを熱エネルギーや他のエネルギーに変えることで、振動を低減していた。従来の多くの制振材としては、制振性を良くするために厚くなったり、重くなったり、また、制振材の製造でも煩雑で時間がかかったり、して製造性が低く、さらに、使用にあたっても、溶接や接着剤での接着作業で、制振材を損傷したり、して容易性に欠けるという欠点があった。
従って、制振材は、軽量で、制振性が高く、製造にあたっては押し出成形法で容易に成膜でき、使用にあたっては粘着や熱接着によって容易に貼り付け加工ができることが求められている。
(先行技術)
従来、制振材は、軟質の塩化ビニル樹脂系のものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。しかしながら、ポリ塩化ビニル系制振材で、制振性の高いものは使用温度範囲が狭く、また、使用温度範囲が広いものは逆に制振性が低い。
また、塩化ビニル樹脂に可塑剤を添加した軟質塩ビ樹脂が知られているが、振動エネルギーを吸収する材料として、これは、振動エネルギーを樹脂内部で摩擦熱として消費するが、制振材としては不十分であるという問題点がある。
また、ポリ塩化ビニル系樹脂、可塑剤、フレーク状無機質充填剤を含有する組成物を、発泡させた軟質ポリ塩化ヒニール系の割振材が知られている(例えば、特許文献2参照。)。しかしながら、使用温度範囲が狭く、制振性も低いという欠点がある。
さらに、高分子材料と圧電粉末材料を主成分とした組成物が開示されている(例えば、特許文献3〜4参照。)。しかしながら、振動エネルギーを圧電粉末材料により電気エネルギーに変換して振動を吸収するものである。これら組成物は、圧電粉末材料を50質量%以上含有するように配合しないと、十分な効果が得られないが、そのような配合では混練や成型が困難な欠点があった。また、これらの制振材は、圧電粉末材料としてジルコン酸チタン酸鉛やチタン酸バリウム等のセラミックスを用いており、軽量性に乏しいという欠点がある。
さらにまた、炭素繊維、黒鉛、フェライト及びマイカから選ばれた充填剤、特定のエポキシ樹脂、特定のアミド樹脂とからなる混合組成物を硬化してなる樹脂組成物と、金属材料とを積層せしめた板状振動減衰材が知られている(例えば、特許文献5参照。)。
さらにまた、特許文献2〜5のいずれも、その製造において、面倒で時間のかかる混錬作業を要し、膜(板)状化では、本願のような押出し成形ができず、カレンダー製膜や加熱重合などの生産性の低い製造法で、効率が悪く、コストも高いという問題点がある。
特開昭47−6019号公報 特開昭59−137998号公報 特開昭60−51750号公報 特開平3−188165号公報 特開昭63−178037号公報
そこで、本発明では、水添ジエン系共重合体、ジカルボン酸成分構成単位とジオール成分構成単位からなるポリエステル樹脂、マイカ鱗片、および導電性カーボンよりなる樹脂組成物からなる制振層に、粘着層を積層することにより、軽量で、制振性が高く、製造にあたっては押し出成形法で容易に成膜でき、使用にあたっては粘着や熱接着によって容易に貼り付け加工ができる制振材を完成すべく、本発明者らは鋭意研究を進め本発明に至ったものである。
上記の課題を解決するために、請求項1の発明に係わる制振材は、少なくとも制振層及び接着層とからなる制振材において、前記制振層が(A)ジカルボン酸成分構成単位とジオール成分構成単位からなるポリエステル樹脂20〜50質量部、(B)マイカ鱗片50〜80質量部、(C)導電性カーボン粉末0.1〜20質量部、及び(D)スチレン系熱可塑性エラストマーを含有し、含有割合が質量基準で(A)+(B)+(C):(D)が100:50〜900質量部であり、かつ、前記制振材の厚みが2mm以下であるように、したものである。
請求項2の発明に係わる制振材は、上記ポリエステル樹脂のジカルボン酸成分構成単位がイソフタル酸及び/又はアゼライン酸に由来し、上記ポリエステル樹脂のジオール成分構成単位が1,3−プロパンジオール、1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,3プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、及びネオペンチルグリコールから選ばれる1種または2種以上であるように、したものである。
請求項3の発明に係わる制振材は、上記接着層は熱可塑性架橋樹脂を50%以上含有するように、したものである。
請求項4の発明に係わる制振材は、上記接着層はスチレン系熱可塑性エラストマーを50%以上含有するように、したものである。
請求項1〜2の本発明によれば、軽量で、制振性が高く、製造にあたっては押し出成形法で容易に成膜でき、使用にあたっては粘着や熱接着によって容易に貼り付け加工ができる制振材が提供される。
請求項3の本発明によれば、使用にあたって、被着体へ貼り付ける際に、平滑な表面の被着体でも熱接着法で、強力に貼り付けられる制振材が提供される。
請求項4の本発明によれば、使用にあたって、被着体へ貼り付ける際に、熱接着は不要で、平滑な表面にも粘着力で貼り付けられる制振材が提供される。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら、詳細に説明する。
図1は、本願発明の1実施例を示す制振材の断面図である。
図2は、本願発明の1実施例を示す制振材の断面図である。
(制振材)本願発明の制振材10は、図1に示すように、少なくとも制振層11及び接着層13とからなる。制振層11は(A)ジカルボン酸成分構成単位とジオール成分構成単位からなるポリエステル樹脂20〜50質量部、(B)マイカ鱗片50〜80質量部、(C)導電性カーボン粉末0.1〜20質量部、及び(D)スチレン系熱可塑性エラストマーを含有させる。その含有割合は質量基準で(A)+(B)+(C):(D)が100:50〜900質量部とし、、制振材10の総厚みを2mm以下とする。
(ポリエステル樹脂)本願発明における制振層11に用いるポリエステル樹脂(A)としては、ジカルボン酸成分構成単位が、イソフタル酸および/またはアゼライン酸に由来し、ジオール成分構成単位が1,3−プロパンジオール、1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,3プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、およびネオペンチルグリコールから選ばれる1種または2種以上のものを用いることができる。本発明における(A)(B)(C)からなる組成物として、三菱瓦斯化学社よりネオフェードが上梓されており、グレードを適宜選択して用いることができる。
(制振層)制振層11は、上記のポリエステル樹脂(A)にマイカ鱗片(B)と導電性カーボン粉末(C)を分散させて使用する。ただし、本発明の効果を損なわない程度に、可塑剤、顔料、難燃剤や滑剤などの他の構成単位を含ませてもよい。本発明における制振層11には、振動エネルギー吸収を目的にマイカ鱗片(B)を含有させる。また、マイカ鱗片だけでなく、ガラス片、セリサイト、グラファイト、タルク、アルミニウムフレーク、窒化硼素、二硫化モリブデン、黒鉛、などの鱗片状充填材の併用も可能である。
マイカ鱗片の含有量は、(A)(B)(C)の合計を100質量部とした場合に50〜80質量部の範囲であり、制振層11全体においては5〜40質量%の範囲である。ここで、制振層11全体におけるマイカ鱗片の割合が5質量%未満では制振効果に乏しく、また40質量%を超えると成形性が低下するため好ましくない。
(導電性カーボン粉末)制振効果を高めるため、制振層11には導電性成分として、カーボンブラックやカーボンナノチューブなどの導電性カーボン粉末(C)を添加する。ただし、他の導電性材料として銀、鉄、鉛、銅、銅合金、ニッケル、低融点合金などの金属粉末や金属繊維、貴金属を被覆した銅や銀の微粒子、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウムなどの金属酸化物の微粒子、炭素繊維、界面活性剤型帯電防止剤、高分子系帯電防止剤、ポリピロール、ポリアニリンなどの導電性ポリマー、金属を被覆したポリマー微粒子なども併用可能である。
導電性カーボン粉末の含有量は、(A)(B)(C)の合計を100質量部とした場合に0.1〜20質量部の範囲であり、制振層全体においては0.01〜10質量%の範囲である。制振層11全体における導電性カーボン粉末の割合が0.01質量%未満の場合、導電性カーボン粉末による制振性の向上効果が期待できず、また10質量%を超えると成形性に乏しくなり、好ましくない。
(スチレン系熱可塑性エラストマー)本発明においては、これらの(A)(B)(C)からなる組成物に対して、スチレン系熱可塑性エラストマー(D)を添加して制振層11とする。スチレン系熱可塑性エラストマー(D)は、制振効果の高い熱可塑性樹脂であり、添加により(A)(B)(C)からなる組成物の成形性が向上して多層押出が可能となる。添加量としては、(A)(B)(C)の合計100質量部に対して、50〜900質量部である。ここで、添加量が50質量部未満であると成形性の向上効果が低く、制振層/接着層の共押出成型が困難となるだけでなく、制振層11と接着層間13の層間強度が低くなり好ましくない。スチレン系熱可塑性エラストマーの添加量が900質量部を超えると、(A)(B)(C)に由来する制振効果が低くなるため好ましくない。
本発明におけるスチレン系熱可塑性エラストマーとしては、例えばSEBS(スチレン・エチレン・ブテン・スチレンブロック共重合体)や、SEPS(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)、SEEPS(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)、SIBS(スチレン・イソブチレン・スチレンブロック共重合体)等をあげることができる。市販品として、例えばJSR社のダイナロン、クラレ社のセプトン、クレイトンポリマー社のクレイトン、鐘淵化学工業社のシブスター等を挙げることができる。
(接着層)本発明における接着層13としては、例えば熱可塑性架橋樹脂を50%以上含有する樹脂組成物を使用することができる。ここで、熱可塑性架橋樹脂とは、イオン結合などを利用して擬似的な架橋がなされる熱可塑性のポリマーであり、擬似架橋により150℃程度の温度においても自己形状保持機能を有するものである。このような熱可塑性架橋樹脂としては、日本ポリエチレンから上梓されているレクスパールRCが該当する。このような熱可塑性架橋樹脂を含有する接着層13を制振層11に積層することで、得られる制振材10は、被着体に対して強固に熱接着できるようになる。
また、本発明における接着層13として、前述のスチレン系熱可塑性エラストマーを50%以上含有する樹脂組成物を使用することもできる。この場合、熱接着は不要で、平滑な表面に制振材10を加圧することで、粘着力で貼り付けることができる。
本発明においては、上記のような組成で得られる制振層11と接着層13とを積層し、一体化されたシート形状の制振材10とすることができる。接着層13を積層する方法としては、制振層11と接着層13とを同時に押し出す多層共押出による製造が好ましい。
また、制振材10を巻き取りとした場合に、制振層13と接着層13とが隣接して密着しやすいので、層間の剥離を良くし、巻きほぐし易くするため、例えば、図2に示すように、剥離層15/制振層11/接着層13のような3層構成としてもよい。
以下、実施例及び比較例により、本発明を更に詳細に説明するが、これに限定されるものではない。なお、溶媒を除き、各層の各組成物は固形分換算の質量部である。
(実施例1)下記構成で多層Tダイ法により総厚み1mmの制振材10を得た。
・制振層900μm(90mmφ押出機)
三菱瓦斯化学 ネオフェード4117(制振性ポリエステル) 50部
JSR ダイナロン1320P(SEBS) 50部
・接着層100μm(65mmφ押出機)
日本ポリエチレン レクスパールES030Y(熱可塑性架橋樹脂)100部
(実施例2)下記構成で多層Tダイ法により総厚み500μmの制振材10を得た。
・制振層450μm(90mmφ押出機)
三菱瓦斯化学 ネオフェード4117 50部
JSR ダイナロン1320P 50部
・接着層50μm(65mmφ押出機)
日本ポリエチレン レクスパールES030Y 100部
(実施例3)下記構成で多層Tダイ法により総厚み500μmの制振材10を得た。
・剥離層50μm(65mmφ押出機)
日本ポリエチレン LC522(LDPE) 100部
・制振層400μm(90mmφ押出機)
三菱瓦斯化学 ネオフェード4117 50部
JSR ダイナロン1320P 50部
・接着層50μm(65mmφ押出機)
日本ポリエチレン レクスパールES030Y 100部
(実施例4)下記構成で多層Tダイ法により総厚み500μmの制振材10を得た。
・剥離層50μm(65mmφ押出機)
日本ポリエチレン LC522(LDPE) 100部
・制振層400μm(90mmφ押出機)
三菱瓦斯化学 ネオフェード4117 50部
鐘淵化学工業 シブスター072T(SIBS) 100部
・接着層50μm(65mmφ押出機)
鐘淵化学工業 シブスター072T(SIBS) 100部
(比較例1)下記構成でTダイ法により総厚み2mmの制振材10を得た。1mm厚みの制振材シートは、延展性に乏しく、Tダイ法では成膜できなかった。
・制振層2mm(90mmφ押出機)
三菱瓦斯化学 ネオフェード4117 100部
(比較例2)下記構成で多層Tダイ法により総厚み500μmの制振材10を得た。
・制振層450μm(90mmφ押出機)
JSR ダイナロン1320P 100部
・接着層50μm(65mmφ押出機)
日本ポリエチレン レクスパールES030Y 100部
(評価方法)制振性、接着性、加工性で評価した。
(制振性)実施例1〜4および比較例1,2の制振材10を10mm×150mmにカットして試験片とし、厚み1mmのアルミニウム板(5052合金)に貼り付けて非拘束型制振材を作成した。ここでアルミニウム板への制振材10の貼り付け方法は、実施例1〜3および比較例2では熱プレス法で、温度170℃、圧力200kPaで2秒間圧着した。実施例4では常温で圧力200kPaで2秒間圧着した。比較例1では2液硬化型エポキシ系接着剤を塗布し圧力200kPaで10秒間圧着した後に1日間放置した。得られた非拘束型制振材について、損失係数測定装置を用いて、温度20℃にて中央加振法により500Hz反共振点での損失係数を測定した。損失係数が大きいほど、制振性が高い。結果を表1に示す。
(接着性)制振性の評価用に作成した各試験片について、アルミニウム板と制振材10の接着強度を引っ張り速度300mm/分で、180°剥離して測定した。結果を表1に示す。
(加工性)加工性は、実施例1〜4および比較例1,2での制振材10をTダイ法又は多層Tダイ法で成膜する際に成膜状況を観察し、問題ない場合は○印、問題ありを×印とした。結果を表1に示す。
Figure 2010121688
(評価結果)実施例1〜4では加工性、制振性及び接着性(貼り付け適性)のすべてが良好であった。比較例1では加工性と接着性(貼り付け適性)が劣っていた。比較例2では制振性が劣っていた。
この結果から明らかなように、本発明の制振材10は、製造にあたっては押し出成形法で容易に成膜できるので加工が容易であり、少なくとも2層構成で薄肉化が可能であり、使用にあたっても、鋼板やプラスチック板に対して粘着や熱接着によって容易に貼り付け加工ができ、制振効果も高く、産業上寄与すること大である。
本願発明の1実施例を示す制振材の断面図である。 本願発明の1実施例を示す制振材の断面図である。
符号の説明
10:制振材
11:制振層
13:接着層
15:剥離層
21:ポリエステル樹脂
23:マイカ鱗片
25:導電性カーボン粉末

Claims (4)

  1. 少なくとも制振層及び接着層とからなる制振材において、前記制振層が(A)ジカルボン酸成分構成単位とジオール成分構成単位からなるポリエステル樹脂20〜50質量部、(B)マイカ鱗片50〜80質量部、(C)導電性カーボン粉末0.1〜20質量部、及び(D)スチレン系熱可塑性エラストマーを含有し、含有割合が質量基準で(A)+(B)+(C):(D)が100:50〜900質量部であり、かつ、前記制振材の厚みが2mm以下であることを特徴とする制振材。
  2. 上記ポリエステル樹脂のジカルボン酸成分構成単位がイソフタル酸及び/又はアゼライン酸に由来し、上記ポリエステル樹脂のジオール成分構成単位が1,3−プロパンジオール、1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,3プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、及びネオペンチルグリコールから選ばれる1種または2種以上であることを特徴とする請求項1記載の制振材。
  3. 上記接着層は熱可塑性架橋樹脂を50%以上含有することを特徴とする請求項1〜2のいずれかに記載の制振材。
  4. 上記接着層はスチレン系熱可塑性エラストマーを50%以上含有することを特徴とする請求項1〜2のいずれかに記載の制振材。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011046937A (ja) * 2009-07-28 2011-03-10 Kitagawa Ind Co Ltd 制振用組成物

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