JP2011089546A

JP2011089546A - 制振シート、振動部材の制振方法および使用方法

Info

Publication number: JP2011089546A
Application number: JP2009241790A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Kawaguchi; 恭彦川口
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2009-10-20
Filing date: 2009-10-20
Publication date: 2011-05-06
Also published as: WO2011048899A1; EP2492537A1; CN102549298A; US20120208931A1

Abstract

【課題】４０℃を超える温度下、とりわけ、１４０℃以上１８０℃以下の温度下における制振性がより一層向上された制振シート、振動部材の制振方法および使用方法を提供すること。
【解決手段】ガラス転移温度が１４０℃を超過し、１８０℃以下の樹脂層２と、樹脂層２に積層される拘束層３とを備える制振シート１を、振動部材５に貼着し、かかる振動部材５を、１４０℃以上１８０℃以下で使用する。
【選択図】図１

Description

本発明は、制振シート、振動部材の制振方法および使用方法に関する。

従来より、自動車、鉄道車両、家庭電化機器、事務機器、住宅設備または工作機械などの分野に用いられる各種部品は、その運転時に、振動音を生じ易く、そのため、かかる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部品に貼着することにより、部品の制振性を向上させることが知られている。
例えば、４０℃程度の温度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

特許文献１では、常温（２０℃程度）下および４０℃程度の温度下における制振シートの制振性が評価されている。
一方、近年、より高温において使用される部品、例えば、高負荷で運転され、その停止直後における冷却部品などに対して制振性を向上させることが望まれている。
しかしながら、特許文献１の制振シートでは、４０℃を超える温度において、部品の制振性を十分に向上させることが困難な場合がある。

本発明の目的は、４０℃を超える温度下、とりわけ、１４０℃以上１８０℃以下の温度下における制振性がより一層向上された制振シート、振動部材の制振方法および使用方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の制振シートは、ガラス転移温度が１４０℃を超過し、１８０℃以下の樹脂層と、前記樹脂層に積層される拘束層とを備えることを特徴としている。
また、本発明の制振シートでは、前記樹脂層が、熱硬化性樹脂を含有していることが好適であり、また、前記樹脂層が、熱可塑性樹脂を含有していることが好適である。

また、本発明の制振部材の制振方法は、上記した制振シートを、振動部材に貼着することを特徴としている。
また、本発明の制振部材の使用方法は、上記した制振シートが貼着されている振動部材を、１４０℃以上１８０℃以下で使用することを特徴としている。

本発明の制振シートは、ガラス転移温度が１４０℃を超過し、１８０℃以下の樹脂層を備えるので、そのガラス転移温度付近の温度、例えば、１４０℃以上１８０℃以下の温度下における制振性が向上されている。
そのため、本発明の制振シートを振動部材に貼着する、本発明の振動部材の制振方法によれば、振動部材を、１４０℃以上１８０℃以下の温度下において使用しても、十分に制振することができる。

本発明の一実施形態である制振シートを、振動部材に貼着する方法を示す説明図であって、（ａ）は、制振シートを用意して、離型紙を剥がす工程、（ｂ）は、制振シートを振動部材に貼着する工程を示す。

本発明の制振シートは、樹脂層と、樹脂層に積層される拘束層とを備えている。
樹脂層は、熱硬化性樹脂および／または熱可塑性樹脂を主成分として含有する樹脂組成物から形成することができる。
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、フェノール樹脂、尿素樹脂などが挙げられる。好ましくは、作業性および保存性などの特性から、エポキシ樹脂が挙げられる。

なお、これら熱硬化性樹脂は、使用前、すなわち、制振材を形成し、振動部材への貼着後の加熱前は、硬化反応しておらず、一方、使用時の加熱によって、硬化して、所望のガラス転移温度を有する。
エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂（例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ダイマー酸変性ビスフェノール型エポキシ樹脂など）、ダイマー酸ジグリシジルエステル型エポキシ樹脂、ポリプロピレングリコールジグリシジル型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂（例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂など）、ナフタレン型エポキシ樹脂などの芳香族系エポキシ樹脂、例えば、トリエポキシプロピルイソシアヌレート（トリグリシジルイソシアヌレート）、ヒダントインエポキシ樹脂などの含窒素環エポキシ樹脂、例えば、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂などが用いられる。

エポキシ樹脂は、常温において、液状または固体状であり、エポキシ当量は、例えば、１００〜７５０ｇ／ｅｑ．、好ましくは、１５０〜５００ｇ／ｅｑ．である。
また、エポキシ樹脂には、硬化剤および硬化促進剤を配合することができる。
硬化剤としては、例えば、ジシアンジアミド（ＤＣＤＡ）などのアミド系化合物、例えば、ポリアミンなどのアミン系化合物、例えば、イソシアネート系化合物などが挙げられる。これら硬化剤は、単独または２種類以上することができる。好ましくは、アミド系化合物が挙げられる。

硬化剤の配合割合は、例えば、硬化剤の反応性基（例えば、アミノ基など）とエポキシ樹脂のエポキシ基とが等モルとなる割合であって、具体的には、エポキシ樹脂１００重量部に対して、例えば、１〜１５重量部、好ましくは、１．２〜７．０重量部である。硬化剤は、単独使用または併用することができる。
硬化促進剤は、硬化剤と併用され、例えば、尿素化合物（３−（３，４−ジクロロフェニル）−１，１−ジメチルウレア：ＤＣＭＵ）、イミダゾール化合物、３級アミン化合物、リン化合物などが挙げられる。好ましくは、尿素化合物が挙げられる。

硬化促進剤の配合割合は、エポキシ樹脂１００重量部に対して、例えば、０．５〜２重量部である。硬化促進剤は、単独使用または併用することができる。
ウレタン樹脂は、イソシアネートおよび水酸基含有化合物との反応により得られ、イソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）およびその誘導体などの芳香族ジイソシアネートが挙げられる。水酸基含有化合物としては、例えば、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコールなどのポリオールなどが挙げられる。

フェノール樹脂は、フェノールとホルムアルデヒドとの付加・縮合反応により得られ、具体的には、ノボラック型フェノール樹脂またはレゾール型フェノールなどが挙げられる。
尿素樹脂は、尿素とホルムアルデヒドとの縮合反応により得られる。
これら熱硬化性樹脂は、単独使用または２種以上併用することができる。好ましくは、エポキシ樹脂の単独使用が挙げられる。

なお、このような熱硬化性樹脂の硬化後のガラス転移温度は、例えば、１４０℃を超過し、１８０℃以下であり、好ましくは、１４５℃以上１７０℃以下、さらに好ましくは、１４５℃以上１６０℃以下である。
熱硬化性樹脂の配合割合は、樹脂組成物１００重量部に対して、例えば、１００重量部以下、好ましくは、９０重量部以下、さらに好ましくは、７０重量部以下であり、通常、５０重量部以上である。

熱可塑性樹脂は、例えば、単独のモノマーからなるホモポリマー（単独重合物）および／または複数のモノマーからなるコポリマー（共重合物）であり、具体的には、例えば、ポリカーボネートなどが挙げられる。また、これら熱可塑性樹脂のうち、好ましくは、非晶性のものが挙げられる。
熱可塑性樹脂は、同じ種類のポリカーボネートを単独使用することができ、あるいは、異なる種類のポリカーボネートを併用することもできる。

なお、熱可塑性樹脂のガラス転移温度は、例えば、１４０℃を超過し、１８０℃以下であり、好ましくは、１４５℃以上１７０℃以下、さらに好ましくは、１４５℃以上１６０℃以下である。
熱可塑性樹脂の配合割合は、樹脂組成物１００重量部に対して、例えば、１００重量部以下、好ましくは、９５重量部以下であり、通常、５０重量部以上である。

また、樹脂組成物として、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂をそれぞれ単独使用することができ、また、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂を併用することができる。好ましくは、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂をそれぞれ単独使用する。
また、樹脂組成物には、充填剤を配合することができる。
充填剤は、補強性および取扱性の観点から、必要により配合され、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、ガラス粉（パウダ）、窒化ホウ素、金属粉（アルミニウム粉を含む。）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。

充填剤は、好ましくは、樹脂組成物が熱硬化性樹脂を含有する場合に、樹脂組成物に配合される。
充填剤の配合割合は、熱硬化性樹脂および／または熱可塑性樹脂１００重量部に対して、例えば、１０〜１５０重量部、好ましくは、２５〜１００重量部である。
さらに、樹脂組成物には、上記した成分に加えて、必要に応じて、例えば、揺変剤、滑剤、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、粘着付与剤などの公知の添加剤を、適宜の割合で含有することもできる。

そして、本発明の樹脂層を形成するには、まず、熱硬化性樹脂および／または熱可塑性樹脂を主成分として含有する上記した各成分を上記した配合割合で、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、樹脂組成物を調製する。
続いて、調製した樹脂組成物を、所定の温度で、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、シート状に形成する。

樹脂組成物の成形温度は、例えば、樹脂組成物が熱硬化性樹脂を主成分として含有する場合には、熱硬化性樹脂が硬化しない温度、具体的には、例えば、室温（２５℃）〜１００℃、例えば、樹脂組成物が熱可塑性樹脂を主成分として含有する場合には、熱可塑性樹脂の融点付近の温度、具体的には、例えば、２５０℃以下、好ましくは、１５０〜２５０℃である。

これにより、樹脂層を形成することができる。
このようにして形成される樹脂層（熱硬化性樹脂を含有する場合には、後述する硬化後の樹脂層）は、ガラス転移温度が、１４０℃を超過し、１８０℃以下であり、好ましくは、１４５℃以上１７０℃以下、さらに好ましくは、１４５℃以上１６０℃以下である。
なお、ガラス転移温度は、ＪＩＳＫ７１２１−１９８７の熱流速示差走査熱量測定（熱流速ＤＳＣ）に準拠して測定する。

このようにして形成される樹脂層の厚みは、例えば、０．２〜５．０ｍｍ、好ましくは、０．５〜２．５ｍｍである。樹脂層の厚みは、拘束層の弾性率（引張り弾性率）が１０^７以上である場合には、好ましくは、０．２〜３．０ｍｍ、拘束層の弾性率（引張り弾性率）が１０^７未満である場合には、好ましくは、１．０〜５．０ｍｍである。
拘束層は、樹脂層を拘束し、かつ、制振性および作業性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、樹脂層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、布帛、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用いられる。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、熱硬化性樹脂または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、公知のものが用いられる。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、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素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、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリ塩化ビニル、ＥＶＡ・ポリ塩化ビニル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、アルミニウム箔またはスチール箔などの公知の金属箔が挙げられる。
布帛としては、合成樹脂繊維または天然繊維を布にした、織布または不織布などが挙げられる。
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、好ましくは、ガラスクロスが挙げられる。

このような拘束層の厚さは、例えば、０．０５〜２．０ｍｍ、好ましくは、０．１〜０．５ｍｍである。
これら拘束層の弾性率（引張り弾性率）は、例えば、１０^７Ｐａ以上（１０^７〜１０^１１Ｐａ以下）、あるいは、１０^７未満（１０^５Ｐａ以上１０^７Ｐａ未満）である。
そして、上記した樹脂層および拘束層を貼り合わせることにより、本発明の制振シートを得ることができる。

なお、得られた制振シートには、必要により、樹脂層の表面（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ができる。
次に、本発明の一実施形態である制振シートの制振方法について図１を参照して説明する。

図１（ａ）において、制振シート１は、上記したように、樹脂組成物がシート状に形成された樹脂層２と、樹脂層２の片面に積層される拘束層３とを備えている。また、樹脂層２の表面には、セパレータ６が貼着されている。
また、制振シート１は、制振対象となる制振部材５の大きさに対応して、適宜の大きさに切り出しておくこともできる。

その後、制振シート１を振動部材５に貼着して、振動部材５を制振する。
振動部材５としては、例えば、高負荷で運転されるエンジンのエンジンルームの近傍に配置される冷却部品、例えば、高負荷で運転されるモータ、コンデンサまたはトランスなどの近傍に配置される冷却部品であって、それらの運転の停止直後に、例えば、樹脂層のガラス転移温度とほぼ同様の温度、より具体的には、１４０℃以上１８０℃以下、また、１５０℃以上１７５℃以下、さらには、１６０℃以上１７０℃以下の温度となる。

制振シート１を振動部材５に貼着するには、図１（ａ）の仮想線で示すように、まず、樹脂層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、その樹脂層２の表面を、振動部材５の表面に配置する。
その後、樹脂層２が熱硬化性樹脂を含有する場合には、拘束層３との貼着後に、例えば、１５０〜２００℃、好ましくは、１６０〜１９０℃で、例えば、１〜９０分間、好ましくは、１０〜６０分間、加熱することにより、樹脂層２を硬化させる。

そして、この樹脂層２の硬化により、樹脂層２は、上記した所望のガラス転移温度を有し、これにより、制振部材５を制振することができる。
一方、樹脂層２が熱可塑性樹脂を含有する場合には、振動部材５への配置において、例えば、上記した熱可塑性樹脂の融点付近の温度で、樹脂層２を振動部材５に対して熱圧着させる。これにより、樹脂層２を振動部材５へ接着（熱融着）して、振動部材５を制振することができる。

そして、この制振シート１は、ガラス転移温度が１４０℃を超過し、１８０℃以下の樹脂層２を備えているので、そのガラス転移温度付近の上記した温度下における制振性が向上されている。
そのため、制振シート１を振動部材５に貼着する、振動部材５の制振方法によれば、振動部材５を、上記した温度下において使用しても、十分に制振することができる。

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、２、比較例１および２
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、樹脂組成物を調製した。

続いて、樹脂組成物をプレス成形することによって、シート状に形成して、厚み２ｍｍの樹脂層を作製した。なお、実施例１および比較例１については、１００℃で、実施例２および比較例２については、２５０℃で、それぞれプレス成形した。
そして、厚み０．２ｍｍのガラスクロス（引張り弾性率：１０^１０Ｐａ、ＪＩＳＲ３４２０の引張強度に基づいて測定した際に得られた強力−伸度曲線の初期勾配から算出した。）を樹脂層と貼り合わせ、その後、５０×１００ｍｍの大きさに切り出すことにより、制振シートを得た。

比較例３
ブチルゴム（ブチル２６８、ＪＳＲ社製）５０重量部、Ｃ５系石油樹脂（エスコレッツ１２０２Ｕ、ＪＳＲ社製）７５重量部、ブローンアスファルト７５重量部、および、炭酸カルシウム８００重量部を、加圧ニーダで混練して樹脂組成物を調製し、それを１００℃でプレス成形することによって、厚さ２ｍｍの樹脂層を形成した。

そして、厚み０．２ｍｍのガラスクロス（引張り弾性率：１０^１０Ｐａ、ＪＩＳＲ３４２０の引張強度に基づいて測定した際に得られた強力−伸度曲線の初期勾配から算出した。）を樹脂層と貼り合わせ、その後、５０×１００ｍｍの大きさに切り出すことにより、制振シートを得た。
（評価）
（１）ガラス転移温度
まず、実施例１および比較例１の制振シートについては、１８０℃で、３０分間加熱することにより、樹脂層を硬化させた。

次いで、実施例１、２および比較例１〜３の樹脂層のガラス転移温度を、ＪＩＳＫ７１２１−１９８７の熱流速示差走査熱量測定（熱流速ＤＳＣ）に準拠して測定した。
測定装置および測定条件の詳細を以下に記載する。
測定装置：ＴＡインスツルメントＤＳＣＱ−２０００
測定条件：昇温速度１０℃／分
（２）制振性
実施例１、２および比較例１〜３の制振シートを、厚み０．８ｍｍ、１００×２５０ｍｍの大きさの鋼板の中央部分に貼着した。

次いで、実施例１および比較例１については、制振シートが貼着された鋼板を、１８０℃で、３０分間加熱することにより、樹脂層を硬化させた。また、実施例２、比較例２および３については、２５０℃で熱圧着させることにより、樹脂層を鋼板へ接着（熱融着）した。
その後、実施例１、２および比較例１〜３の制振シートが貼着された鋼板を、表１に記載の所定温度の乾燥機に投入した。その後、３０分間経過した後、鋼板を乾燥機から取り出し、その直後に、鋼板をハンマーで叩いて、聴覚に基き、以下の基準により、制振性を評価した。

なお、制振シートが貼着されていない鋼板をハンマーで叩いて、上記した制振性の評価に参照として供した。
○：参照の鋼板に比べて、ハンマー音が大きく低減されたことを確認した。
△：参照の鋼板に比べて、ハンマー音がやや低減されたことを確認した。
×：参照の鋼板に比べて、ハンマー音が低減されることなく、参照の鋼板と同じ大

なお、表１中の成分またはその略号の詳細を以下に示す。
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂：商品名「ｊＥＲ８２８」、粘度（２５℃）１２〜１５Ｐａ・ｓ、エポキシ当量１８４〜１９４ｇ／ｅｑ．、ジャパンエポキシレジン社製
ダイマー酸変性エポキシ樹脂：商品名「ｊＥＲ８７１」、粘度（２５℃）０．４〜０．９Ｐａ・ｓ、エポキシ当量３９０〜４７０ｇ／ｅｑ．、ジャパンエポキシレジン社製
ＤＣＤＡ：ジシアンジアミド、ＣＶＣ社製
ＤＣＭＵ：商品名「ＤＣＭＵ９９」、３−（３，４−ジクロロフェニル）−１，１−ジメチルウレア、保土谷化学社製
ＰＣ：ポリカーボネート
ＡＢＳ：アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン重合体樹脂

１制振シート
２樹脂層
３拘束層
５振動部材

Claims

ガラス転移温度が１４０℃を超過し、１８０℃以下の樹脂層と、
前記樹脂層に積層される拘束層と
を備えることを特徴とする、制振シート。
前記樹脂層が、熱硬化性樹脂を含有していることを特徴とする、請求項１に記載の制振シート。
前記樹脂層が、熱可塑性樹脂を含有していることを特徴とする、請求項１に記載の制振シート。
請求項１〜３のいずれかに記載の制振シートを、振動部材に貼着することを特徴とする、振動部材の制振方法。
請求項１〜３のいずれかに記載の制振シートが貼着されている振動部材を、１４０℃以上１８０℃以下で使用することを特徴とする、振動部材の使用方法。