JP2011001471A - 高温用制振組成物、高温用制振基材、その使用方法、高温用制振シートおよびその使用方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】融点が常温以上である第1重合体と、粘着付与剤と、充填剤とを含有する熱融着性樹脂からなり、熱融着性樹脂が、その融点付近の温度で制振性を有する高温用制振組成物がシート状に成形された高温用制振基材2およびその片面に積層される拘束層3を備える高温用制振シート1を、熱融着性樹脂の融点以上に加熱して、薄板5に接着する。
【選択図】図1
Description
また、自動車のエンジンルームや家電製品のモータの近傍に配置される薄板は、高温になり易く、そのため、高温下においても制振効果を発現できる制振シートが望まれている。
しかしながら、このような制振シートでは、常温下における制振性の向上が認められる一方、高温下における制振性のさらなる向上が望まれる。
本発明の目的は、高温下における制振性がより一層向上された高温用制振組成物、高温用制振基材、その使用方法、高温用制振シートおよびその使用方法を提供することにある。
また、本発明の高温用制振組成物では、前記第1重合体は、ポリエチレンおよび/またはエチレン共重合体であることが好適である。
また、本発明の高温用制振組成物では、前記熱融着性樹脂は、前記第1重合体の融点以下のガラス転移温度を有する第2重合体をさらに含有し、前記熱融着性樹脂は、前記第1重合体の融点と前記第2重合体のガラス転移温度との間の温度範囲内で制振性を有することが好適である。
また、本発明の高温用制振基材は、高温用制振組成物がシート状に成形されたことを特徴としている。
また、本発明の高温用制振シートは、上記した高温用制振基材と、前記高温用制振基材の片面に積層される拘束層とを備えていることを特徴としている。
また、本発明の高温用制振シートの使用方法は、高温用制振シートを、前記熱融着性樹脂の融点以上に加熱して、薄板に接着することを特徴としている。
そのため、本発明の高温用制振組成物をシート状に成形した本発明の高温用制振基材およびそれを備える高温用制振シートを薄板に接着する、本発明の高温用制振基材の使用方法および本発明の高温用制振シートの使用方法によれば、薄板を、高温下において用いても、十分に制振することができる。
第1重合体は、融点が常温(20〜40℃)以上であり、具体的には、ポリエチレン、エチレン共重合体である。
ポリエチレンとしては、例えば、低密度ポリエチレン(例えば、比重0.91〜0.93)、中密度ポリエチレン(例えば、比重0.93〜0.94)、高密度ポリエチレン(例えば、比重0.94〜0.96)が挙げられる。好ましくは、接着性や加工性の観点から、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレンである。
エチレン・酢酸ビニル共重合体は、例えば、エチレンと酢酸ビニルとの、ランダムまたはブロック共重合体、好ましくは、ランダム共重合体である。
また、(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、メタクリル酸アルキルエステルおよび/またはアクリル酸アルキルエステルであって、より具体的には、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸sec−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ネオペンチル、(メタ)アクリル酸イソペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸へプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルへキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸ペンタデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸ヘプタデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシルなどの(メタ)アクリル酸アルキル(アルキル部分が炭素数1〜18の直鎖または分岐アルキルである)エステルなどが挙げられる。これら(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、単独使用または併用することができる。
エチレン・アクリル酸エチル共重合体は、そのアクリル酸エチルの含有量(EA含有量、MDP法)が、例えば、9〜35質量%、好ましくは、9〜30質量%であり、MFRが、例えば、0.5〜25g/10min、好ましくは、0.5〜20g/10minであり、硬度(ショアA、JIS K7215(1986))が、例えば、60〜100度、好ましくは、70〜100度であり、軟化温度(ビカット、JIS K7206(1999))が、例えば、35〜70℃、好ましくは、35〜60℃であり、ガラス転移温度(DVE法)が、例えば、−40℃〜−20℃である。
第1重合体として、好ましくは、EVAである。
第1重合体の融点、具体的には、JIS K7121、または、ISO 3146に準拠した測定方法により求められる融点は、例えば、45〜100℃、好ましくは、60〜95℃である。
粘着付与剤は、熱融着性樹脂の接着性の調整のため配合され、例えば、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂(例えば、テルペン−芳香族系液状樹脂など)、クマロンインデン系樹脂(クマロン系樹脂)、石油系樹脂(例えば、C5系石油樹脂、C9系石油樹脂、C5/C9系石油樹脂、C5/C6系石油樹脂など)、フェノール系樹脂などが挙げられる。これら粘着付与剤は、単独使用あるいは2種以上併用することができる。
第1重合体の融点と粘着付与剤の軟化温度との温度差が上記範囲を超える場合には、所望の温度での熱接着ができない場合がある。
粘着付与剤の配合割合は、第1重合体100重量部、または、第1重合体および第2重合体(後述)の総量100重量部に対して、例えば、1〜200重量部、好ましくは、補強性および熱融着性(接着性)の観点から、5〜100重量部である。
さらに、本発明の高温用制振組成物には、制振性を発現させる温度範囲を調整するために、第2重合体をさらに含有させることもできる。
第2重合体は、第1重合体の融点以下のガラス転移温度を有しており、例えば、3,4−ポリイソプレン、3,4−ポリイソプレンおよびスチレンの共重合体、ブチルゴム、ポリイソブチレン(PIB)、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、ニトリルゴム(NBR)などが挙げられる。
3,4−ポリイソプレンおよびスチレンの共重合体は、3,4−ポリイソプレンおよびスチレンのランダムまたはブロック共重合体であり、そのうち、3,4−ポリイソプレンは、イソプレンの重合体であって、分子中にイソプロペニルエチレンを繰り返し単位とする重合体である。
ブチルゴムは、イソブテン(イソブチレン)とイソプレンとのランダムまたはブロック共重合により得られる合成ゴムである。
スチレン・ブタジエンゴム(SBR)は、スチレンおよびブタジエンのランダムまたはブロック共重合により得られる合成ゴムである。
また、第2重合体のガラス転移温度は、第1重合体の融点との温度差が、例えば、30℃以上となる温度である。詳しくは、第2重合体のガラス転移温度は、例えば、第1重合体の融点より低く、例えば、30℃以上低い。
第1重合体の融点と第2重合体のガラス転移温度との温度差が上記範囲に満たない場合には、第2重合体の配合による損失係数のピークのシフト効果(後述)を発現できない場合がある。
第2重合体を併用する場合において、少なくとも一方の第2重合体のガラス転移温度と第1重合体の融点との温度差が30℃以上であれば、他方の第2重合体のガラス転移温度と第1重合体の融点との温度差を30℃未満の温度にすることもできる。少なくとも一方の第2重合体のガラス転移温度と第1重合体の融点との温度差を30℃以上にすれば、広い温度範囲における高温用制振組成物の制振性を得ることができる。
第2重合体の配合割合が上記範囲に満たない場合には、広い温度範囲で高温用制振組成物に制振性を十分に向上させることができない場合がある。第2重合体の配合割合が上記範囲を超える場合には、高温での高温用制振組成物の制振性を十分に向上させることができない場合がある。
また、熱融着性樹脂には、上記成分に加えて、必要に応じて、例えば、揺変剤(例えば、モンモリロナイトなど)、滑剤(例えば、ステアリン酸など)、顔料、スコーチ防止剤、安定剤、軟化剤、可塑剤、老化防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、防カビ剤、難燃剤などの公知の添加剤、さらには、過酸化物などの架橋剤などを、適宜の割合で含有することもできる。
そして、熱融着性樹脂は、上記した第1重合体の融点付近の温度、具体的には、第1重合体の融点とそれより30℃高い温度との間の温度範囲内、好ましくは、第1重合体の融点とそれより20℃高い温度との間の温度範囲内で、最大の制振性を有する。
より具体的には、熱融着性樹脂は、例えば、30〜130℃、好ましくは、40〜120℃、さらに好ましくは、50〜100℃の温度範囲内で制振性を有する。
なお、上記した説明における熱融着性樹脂が「制振性を有する」とは、熱融着性樹脂の後述する実施例において評価される上記温度範囲(例えば、30〜130℃)における制振性における損失係数が、例えば、0.05以上、好ましくは、0.08以上、さらに好ましくは、0.10以上、通常、0.5以下であると定義される。熱融着性樹脂の損失係数が上記範囲に満たない場合には、制振効果を十分に発現できない場合がある。
つまり、熱融着性樹脂の損失係数のピークが、高温側の融点付近に存在する一方、常温付近における損失係数は、高温側のピークの裾に相当するような温度依存性になっていてもよい。
そして、この高温用制振組成物は、軽量化が図られながら、高温(例えば、30〜130℃)下における制振性がより一層向上されている。
次に、本発明の高温用制振組成物をシート状に成形した高温用制振基材およびそれを備える高温用制振シートについて説明する。
高温用制振基材を形成するには、例えば、50〜150℃で、例えば、カレンダー成形、押出成形あるいはプレス成形などの成形方法によって、高温用制振組成物をシート状に形成する。
拘束層は、加熱により熱融着する高温用制振基材を拘束して加熱後における高温用制振基材を保形し、かつ高温用制振基材に靭性を付与して強度の向上を図るものである。また、拘束層は、シート状をなし、軽量および薄膜で、高温用制振基材と密着一体化できる材料から形成されている。そのような材料として、例えば、ガラスクロス、金属箔、合成樹脂不織布、カーボンファイバーなどが挙げられる。
これら拘束層のうち、重量、密着性、強度およびコストを考慮すると、ガラスクロスが、好ましく用いられる。
また、拘束層の厚さは、例えば、50μm〜2mmである。とりわけ、拘束層としてガラスクロスが用いられる場合には、厚みが、好ましくは、300μm以下であり、拘束層として金属箔が用いられる場合には、取扱いの観点から、厚みが100μm以下である。
なお、得られた高温用制振シートには、必要により、高温用制振基材の表面(拘束層が貼着されている裏面に対して反対側の表面)に、実際に使用するまでの間、セパレータ(離型紙)を貼着しておくこともできる。
薄板としては、制振が必要な薄板であれば、特に限定されず、例えば、各種産業製品に用いられる薄板が挙げられる。このような薄板を形成する材料は、特に限定されず、例えば、金属または樹脂(FRPや合成樹脂を含む。)などである。このような薄板としては、具体的には、自動車の鋼板や外板などが挙げられる。また、薄板としては、例えば、電気機器や家電製品などの鋼板、より具体的には、コンピュータ、コンピュータディスプレイ、テレビ、ゲーム機器、冷蔵庫、掃除機の筐体内部の鋼板などが挙げられる。
次に、図1を参照して、本発明の高温用制振シートを、薄板に接着してすることにより制振する、本発明の高温用制振基材および高温用制振シートの使用方法の一実施形態について説明する。
高温用制振シート1は、上記したように、高温用制振基材2と拘束層3とが貼り合わされ、高温用制振基材2の表面(拘束層3が貼着されている裏面に対して反対側の表面)に必要により離型紙6が貼着されている。
次いで、この方法では、高温用制振シート1を薄板5に配置する。
高温用制振シート1を薄板5に配置するには、図1(a)の仮想線で示すように、まず、高温用制振基材2の表面から離型紙6を剥がして、次いで、図1(b)に示すように、その高温用制振基材2の表面を、薄板5の内面に貼着(仮止め、もしくは、仮固定)する。
また、この加熱と同時または加熱後に、高温用制振シート1を、例えば、熱融着性樹脂が貼着位置から流れ出ない程度の圧力で、具体的には、プレスを用いて、例えば、0.15〜10MPaの圧力で、加圧することもできる。
そして、高温用制振シート1が接着された薄板5では、熱融着性樹脂の融点付近の温度(高温)に加熱されたときには、高温用制振基材2は、その熱融着性樹脂が相転移(溶解)することにより、薄板5における振動のエネルギーを効率よく吸収することができる。そのため、高温における薄板5の制振性をより一層向上させることができる。
実施例1〜4および比較例1
(高温用制振組成物の調製)
表1に示す配合処方において、各成分を重量部基準で配合し、これをミキシングロールで混練することにより、熱融着性樹脂からなる高温用制振組成物を調製した。
EVA−a:エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA):酢酸ビニルの含有量28量%、MFR15g/10min、硬度79、軟化温度39℃、融点71℃
EVA−b:エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)、酢酸ビニルの含有量19重量%、MFR2.5g/10min、硬度90、軟化温度58℃、融点84℃
テルペン樹脂:テルペン樹脂(テルペン-芳香族系液状樹脂)、軟化温度115℃
石油系樹脂:C5/C9系石油樹脂、軟化温度100℃
3,4−イソプレンおよびスチレンの共重合体:スチレン含有量20重量%、MFR5g/10min、ガラス転移温度8℃
ブチルゴム:不飽和度1.7、ムーニー粘度50(ML1+8、at125℃)、ガラス転移温度−50℃
スチレン・ブタジエンゴム:スチレン含有量65重量%、ムーニー粘度60(ML5+4、at100℃)、ガラス転移温度50℃
ポリブテン:数平均分子量1400
(高温用制振基材の作製)
次いで、調製した高温用制振組成物を、プレス温度110℃、プレス圧力2MPaのプレス成形により、シート状に成形することにより、厚み1.8mmの高温用制振基材を作製した。
作製した高温用制振基材に、拘束層として、厚さ0.2mmのガラスクロスを貼り合わせることにより、厚さ2.0mmの高温用制振シートを作製した(図1(a)参照)。
(評価)
1) 熱融着性樹脂の比重
各実施例および比較例の熱融着性樹脂の20℃における比重を水中置換法により測定した。その結果を表1に示す。
2) 制振性(損失係数)
各実施例および比較例で得られた高温用制振シートを、10×250mmの大きさに切り出し、これを、0.8×10×250mmの大きさの冷間圧延鋼板の片面に配置し、これらを、110℃で20分間それぞれ加熱することにより、高温用制振シートにおける高温用制振基材を薄板に貼着して、試験片を得た。
また、実施例3の試験片については、0℃、20℃、40℃、60℃、80℃および100℃のそれぞれの温度における2次共振点の損失係数を、中央加振法にて測定した。また、実施例4の試験片については、20℃、40℃、60℃、80℃および100℃のそれぞれの温度における2次共振点の損失係数を、中央加振法にて測定した。またさらに、比較例1の試験片については、0℃、20℃、40℃、60℃および80℃のそれぞれの温度における2次共振点の損失係数を、中央加振法にて測定した。
2 高温用制振基材
3 拘束層
5 薄板
Claims (9)
- 融点が常温以上である第1重合体と、粘着付与剤と、充填剤とを含有する熱融着性樹脂からなり、
前記熱融着性樹脂は、その融点付近の温度で制振性を有することを特徴とする、高温用制振組成物。 - 前記第1重合体は、ポリエチレンおよび/またはエチレン共重合体であることを特徴とする、請求項1に記載の高温用制振組成物。
- 前記第1重合体の融点と前記粘着付与剤の軟化温度との温度差が100℃以下であることを特徴とする、請求項1または2に記載の高温用制振組成物。
- 前記熱融着性樹脂は、前記第1重合体の融点以下のガラス転移温度を有する第2重合体をさらに含有し、
前記熱融着性樹脂は、前記第1重合体の融点と前記第2重合体のガラス転移温度との間の温度範囲内で制振性を有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の高温用制振組成物。 - 前記第1重合体の融点と前記第2重合体とのガラス転移温度との温度差が30℃以上であることを特徴とする、請求項4に記載の高温用制振組成物。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の高温用制振組成物がシート状に成形されたことを特徴とする、高温用制振基材。
- 請求項6に記載の高温用制振基材と、
前記高温用制振基材の片面に積層される拘束層と
を備えていることを特徴とする、高温用制振シート。 - 請求項6に記載の高温用制振基材を、前記熱融着性樹脂の融点以上に加熱して、薄板に接着することを特徴とする、高温用制振基材の使用方法。
- 請求項7に記載の高温用制振シートを、前記熱融着性樹脂の融点以上に加熱して、薄板に接着することを特徴とする、高温用制振シートの使用方法。
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