JP2011074234A - 制振組成物、制振基材および制振シート - Google Patents

Abstract

【課題】高温下における制振性がより一層向上された制振組成物、制振基材および制振シートを提供すること。
【解決手段】ミラブル型シリコーンゴムを含有し、厚み２．０ｍｍのシート状に成形されたときの破断伸びが、２００％以下である制振組成物がシート状に成形された制振基材２およびその片面に積層される拘束層３を備える制振シート１を、薄板５に貼着する。
【選択図】図１

Description

本発明は、制振組成物、制振基材および制振シート、詳しくは、高温下において好適に用いられる制振組成物、制振基材および制振シートに関する。

従来より、自動車や家電製品には、部品の一部として薄板が使用されており、自動車や家電製品の運転時には、薄板の振動音を生じる。そのため、この振動音の発生を防止すべく、例えば、樹脂層を備える制振シートを薄板に貼着することにより、薄板の制振性を向上させることが知られている。
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。

例えば、４０℃以上の高温下において良好な振動減衰特性を得るべく、ブチルゴムおよびＣ５系石油樹脂を含有する高温用制振材料からなる制振シートが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平９−１３６９９８号公報

しかるに、特許文献１に記載される制振シートにおいて、常温（２０℃程度）下および高温（４０℃程度）下における制振性の向上が認められる。
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制振組成物、制振基材および制振シートを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の制振組成物は、ミラブル型シリコーンゴムを含有し、厚み２．０ｍｍのシート状に成形されたときの破断伸びが、２００％以下であることを特徴としている。
また、本発明の制振組成物では、前記ミラブル型シリコーンゴムが、未架橋であることが好適である。

また、本発明の制振組成物では、充填剤をさらに含有していることが好適である。
また、本発明の制振組成物では、粘着付与剤をさらに含有していることが好適である。
また、本発明の制振基材は、上記した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、本発明の制振シートは、上記した制振基材と、前記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。

本発明の制振組成物は、高温下における制振性がより一層向上されている。
そのため、本発明の制振組成物をシート状に成形した本発明の制振基材およびそれを備える制振シートを薄板に貼着すれば、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。

本発明の制振シートの一実施形態を、薄板に配置して、薄板を制振する方法の説明図であって、（ａ）は、制振シートを用意して、離型紙を剥がす工程、（ｂ）は、制振シートを薄板に貼着する工程を示す。

本発明の制振組成物は、ミラブル型シリコーンゴムを主成分として含有している。
ミラブル型シリコーンゴムは、重合度３０００〜１００００の線状ポリマーを含有し、シリカ系補強性充填剤などの公知の添加剤が添加されている。
線状ポリマーは、ジメチルシリコーン、ジフェニルシリコーン、それらの共重合体
さらには、それらとビニルシリコーンとの共重合体などが挙げられる。これら線状ポリマーは、単独使用または２種以上併用することができる。

シリカ系補強性充填剤としては、例えば、沈降性シリカ、ヒュームドシリカ、コロイダルシリカなどが挙げられる。
このようなミラブル型シリコーンゴムの可塑度は、例えば、１４０〜６３０、好ましくは、１５０〜４３０である。なお、ミラブル型シリコーンゴムの可塑度は、ＪＩＳ Ｋ６２４９により算出される。

このようなミラブル型シリコーンゴムは、市販品を用いることができ、例えば、シリコーンゴムＫＥ９５１Ｕ（信越化学社製）、ＫＥ５５１Ｕ（信越化学社製）などが用いられる。
また、本発明では、ミラブル型シリコーンゴムは、好ましくは、上記した線状ポリマーを架橋（加硫）させずに、つまり、未架橋（未加硫）で用いられる。つまり、ミラブル型シリコーンゴムは、好ましくは、架橋剤（加硫剤）を含まない未架橋（加硫）ゴム、あるいは、架橋剤（加硫剤）を含むが、加熱（例えば、１６０℃以上の加熱）により架橋（加硫）されていない未架橋ゴムとして用いられる。さらに好ましくは、ミラブル型シリコーンゴムは、架橋剤を含まない未架橋ゴムである。

また、制振組成物は、必要により、充填剤および／または粘着付与剤を含有している。
充填剤は、制振性および加工性の向上のために配合され、例えば、炭酸カルシウム（例えば、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、白艶華など）、タルク、マイカ、クレー、雲母粉、ベントナイト（オルガナイトを含む。）、シリカ、アルミナ、アルミニウムシリケート、酸化チタン、カーボンブラック、アセチレンブラック、金属粉（例えば、アルミニウム粉、鉄粉など）、樹脂粉（例えば、アクリル樹脂粉、スチレン樹脂粉などのプラスチックビーズ）、ガラス粉（パウダ）、窒化ホウ素粉などが挙げられる。

これら充填剤は、単独使用あるいは併用することができる。
充填剤としては、好ましくは、炭酸カルシウムおよびカーボンブラックが併用される。 また、制振組成物に、制振性とともに熱伝導性が要求される場合には、充填剤として、好ましくは、金属粉、窒化ホウ素粉などの熱伝導性充填剤が挙げられる。
また、制振組成物に、制振性とともに電気伝導性が要求される場合には、充填剤として、好ましくは、カーボンブラック、アセチレンブラックなどの電気伝導性充填剤が挙げられる。

充填剤の配合割合は、ミラブル型シリコーンゴム１００重量部に対して、例えば、１５０重量部以下、補強性、重量（軽量化）、経済性の観点から、好ましくは、１００重量部以下である。
粘着付与剤は、制振性および接着性の向上のために配合され、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。粘着付与剤の配合割合は、ミラブル型シリコーンゴム１００重量部に対して、例えば、１００重量部以下、溶解性、粘着(接着)性の観点から、好ましくは、５０重量部以下である。
また、制振組成物には、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、制振性組成物を調製するには、上記した各成分を上記した配合割合で配合して、これらを均一に混合する。制振性組成物は、上記した成分を、例えば、ミキシングロール、加圧式ニーダ、押出機などによって混練することにより、調製することができる。
各成分の混練条件は、温度が、ミラブル型シリコーンゴムの加硫（架橋）温度未満であり、具体的には、例えば、５０〜１５０℃、好ましくは、８０〜１３０℃である。

そして、得られた制振組成物（混練物）を、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、シート状に成形する。
シートの成形条件は、温度が、ミラブル型シリコーンゴムの加硫（架橋）温度未満であり、具体的には、例えば、５０〜１５０℃、好ましくは、８０〜１３０℃である。
これにより、制振組成物からなるシート状の制振基材を得ることができる。

制振基材の厚みは、例えば、０．２〜３．０ｍｍ、好ましくは、０．５〜２．５ｍｍである。
そして、この制振基材は、厚み２．０ｍｍのときの破断伸びが、２００％以下、好ましくは、１８０％以下、さらに好ましくは、１３０％以下であり、通常、１０％以上である。

破断伸びが上記した範囲を超える場合には、制振性が低下して、制振作用を発現できない。
破断伸びは、ＪＩＳ Ｋ６２５１の試験方法に準拠して、ダンベル１号型を用いて測定する。
次に、上記した制振基材を備える制振シートについて説明する。

制振シートは、上記した制振基材と、制振基材の片面に積層される拘束層とを備えている。
拘束層は、制振基材を拘束して保形し、かつ、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、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。

ガラスクロスは、ガラス繊維を布にしたものであって、公知のガラスクロスが挙げられる。また、ガラスクロスには、樹脂含浸ガラスクロスが含まれる。樹脂含浸ガラスクロスは、上記したガラスクロスに、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂などの合成樹脂が含浸処理されているものであって、公知のものが挙げられる。なお、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。また、熱可塑性樹脂としては、例えば、酢酸ビニル樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、塩化ビニル樹脂、ＥＶＡ・塩化ビニル樹脂共重合体などが挙げられる。また、上記した熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂は、それぞれ、単独使用または併用することができ、また、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂と（例えば、メラミン樹脂と酢酸ビニル樹脂と）を混合することもできる。

金属箔としては、例えば、アルミニウム箔やスチール箔などの公知の金属箔が挙げられる。
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、好ましくは、ガラスクロスが挙げられる。
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、好ましくは、１００μｍ以下である。

そして、制振シートは、上記した制振基材と拘束層とを、貼り合わせることにより、得ることができる。制振基材と拘束層との厚さの合計は、例えば、０．３〜５ｍｍ、好ましくは、０．６〜３．５ｍｍである。
なお、得られた制振シートには、必要により、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。

そして、この制振シートは、薄板の制振に用いられる。
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（例えば、アルミニウム、鉄など）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。

図１は、本発明の制振シートを、薄板に貼着することにより制振する、制振基材および制振シートの使用方法の説明図を示す。
次に、図１を参照して、制振シートを、薄板に貼着してすることにより制振する、制振基材および制振シートの使用方法について説明する。
まず、この方法では、図１（ａ）に示すように、制振シート１を用意する。

制振シート１は、上記したように、制振基材２と拘束層３とが貼り合わされ、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、図１（ｂ）に示すように、制振シート１を薄板５に配置する。
薄板５は、上記した各種産業製品に用いられるものであって、例えば、外観に現れる外面と、内部に向き、外観に現れない内面とを備えている。

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、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、その制振基材２の表面を、薄板５の内面に貼着する。
制振基材２の薄板５への貼着では、必要により、熱圧着（熱プレス）することもできる。

熱圧着における加熱温度は、例えば、ミラブル型シリコーンゴムの加硫（架橋）温度未満であり、具体的には、５０〜１５０℃、好ましくは、８０〜１３０℃であり、圧力は、例えば、０．１５〜１０ＭＰａである。
そして、上記した制振シート１を薄板５に貼着することにより、薄板５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。

すなわち、薄板５の、３０〜１３０℃、好ましくは、４０〜１００℃の温度範囲における制振性を向上させることができる。
具体的には、後述する実施例の評価において測定される損失係数が、４０〜１００℃で、例えば、０．０４０以上、好ましくは、０．０５０以上、通常、０．５００以下である。

なお、上記した説明では、制振基材２を拘束層３に貼り合わせて、制振シート１を形成しているが、例えば、図５（ｂ）の仮想線で示すように、薄板５が、筐体７内に配置されており、薄板５の外面と、筐体７の内面との間隔が（隙間）が狭い場合には、拘束層３を用意することなく、制振基材２を、そのまま、薄板５の外面および筐体７の内面間の隙間に挿入して、薄板５および筐体７間に介在させることもできる。

この場合には、筐体７が拘束層として供され、その材料としては、好ましくは、アルミニウム、スチールなどの金属、好ましくは、ＦＲＰが挙げられる。

以下に、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は、何ら実施例および比較例に限定されない。
実施例１
ミラブル型シリコーンゴム（商品名「シリコーンゴムＫＥ９５１Ｕ」、可塑度２４０、信越化学社製）１００ｇに、炭酸カルシウム２０ｇ、カーボンブラック５ｇおよび粘着付与剤（石油系樹脂）１５ｇを配合して、それらを１２０℃のミキシングロールで混練することにより、制振組成物を調製した。

次いで、制振組成物を、８０℃でプレス成形して、厚み１．８ｍｍのシート状に成形することにより、制振基材を作製した。
その後、作製した制振基材と、厚み０．２ｍｍガラスクロスとを貼り合わせることにより、制振シートを得た。
別途、制振組成物のプレス成形において、厚み２．０ｍｍの制振基材を作製し、これを後述する破断伸びの測定に供した。

実施例２
粘着付与剤を配合しなかった以外は、実施例１と同様にして、各成分を混練して制振組成物を調製し、次いで、制振基材を作製し、続いて、制振シートを得た。
実施例３
粘着付与剤の配合量を３０ｇに変更した以外は、実施例１と同様にして、各成分を混練して制振組成物を調製し、次いで、制振基材を作製し、続いて、制振シートを得た。

実施例４
炭酸カルシウムおよびカーボンブラックを配合しなかった以外は、実施例１と同様にして、各成分を混練して制振組成物を調製し、次いで、制振基材を作製し、続いて、制振シートを得た。
実施例５
炭酸カルシウム、カーボンブラックおよび粘着付与剤を配合しなかった以外は、実施例１と同様にして、各成分を混練して制振組成物を調製し、次いで、制振基材を作製し、続いて、制振シートを得た。

比較例１
調製した制振組成物に、過酸化物系架橋剤２ｇをさらに配合した以外は、実施例１と同様にして、各成分を混練し、次いで、制振基材を作製し、続いて、制振シートを得た。
すなわち、実施例１と同様にして、ミラブル型シリコーンゴム１００ｇに、炭酸カルシウム２０ｇ、カーボンブラック５ｇおよび粘着付与剤（石油系樹脂）１５ｇを配合して、それらを１２０℃のミキシングで混練することにより、制振組成物を調製し、その後、制振組成物を６０℃に冷却して、過酸化物系架橋剤（２，５−ジメチル−２，５−ビス（ターシャリーブチルパーオキシ）ヘキサンを８０％含有するペースト品）ヘキサン２ｇを加えた。

次いで、制振組成物を、８０℃でプレス成形して、厚み１．８ｍｍのシート状に成形することにより、制振基材を作製した。
その後、作製した制振基材と、厚み０．２ｍｍガラスクロスとを貼り合わせ、次いで、１６５℃に加熱することにより、制振基材を加硫して、制振シートを得た。
別途、制振組成物のプレス成形において、厚み２．０ｍｍの制振基材を作製し、これを上記と同様に１６５℃の加熱で加硫して、破断伸びの測定に供した。

各実施例および比較例における制振組成物の各成分の配合量を表１に記載する。
（評価）
（１） 破断伸び
各実施例および比較例の、厚み２．０ｍｍの制振基材について、ＪＩＳ Ｋ６２５１の試験方法に準拠して、ダンベル１号型を用いて、破断伸びを測定した。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貼着することにより、試験片を得た。

その後、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。その結果を、表１に示す。

１ 制振シート
２ 制振基材
３ 拘束層
７ 筐体

Claims (6)

1. ミラブル型シリコーンゴムを含有し、
   厚み２．０ｍｍのシート状に成形されたときの破断伸びが、２００％以下であることを特徴とする、制振組成物。
2. 前記ミラブル型シリコーンゴムが、未架橋であることを特徴とする、請求項１に記載の制振組成物。
3. 充填剤をさらに含有していることを特徴とする、請求項１または２に記載の制振組成物。
4. 粘着付与剤をさらに含有していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の制振組成物。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の制振組成物がシート状に成形されたことを特徴とする、制振基材。
6. 請求項５に記載の制振基材と、
   前記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、制振シート。

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