JP2011157438A

JP2011157438A - 制振性組成物

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Publication number: JP2011157438A
Application number: JP2010018477A
Authority: JP
Inventors: Kenji Harada; 健司原田; Takeo Hayashi; 武夫林; Satoshi Yoshinaka; 聰芳仲; Kazuaki Mukasa; 和明武笠; Takuya Minezaki; 琢也峯崎; Akifumi Chiba; 彬史千葉
Original assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Current assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2011-08-18

Abstract

【課題】制振性に優れ、簡便に製造可能な制振材料用途に適した制振性組成物を提供する。
【解決手段】樹脂成分（Ａ）と無機充填材成分（Ｂ）とを合計で８０質量％以上含有し、樹脂成分（Ａ）に対する無機充填材成分（Ｂ）の質量割合が１．０〜５．０であり、樹脂成分（Ａ）中の樹脂（α）の割合が５０質量％以上であり、樹脂（α）がメタキシレンとホルムアルデヒドとを酸触媒下で反応させることで得られる樹脂であることを特徴とする制振性組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、優れた制振性能を有する制振性組成物に関し、車輌、鉄道、航空機、家電・ＯＡ機器、精密機器、建築機械、土木建築物、靴、スポーツ用品などに適用される防振材、制振材、吸遮音材に好適なものである。

従来、上記の車輌、鉄道、航空機、家電・ＯＡ機器、精密機器、建築機械、土木建築物、靴、スポーツ用品などの振動の発生する箇所には、その振動エネルギーを吸収する材料として制振材が一般に使用されてきた。

制振材のような振動エネルギーを吸収する材料として、塩化ビニル系樹脂に可塑剤を添加した軟質の塩化ビニル系樹脂が知られている。この軟質塩化ビニル系樹脂は、振動エネルギーを樹脂内部において摩擦熱として消費することで、その減衰が計られるようになっていたが、十分な振動の吸収、減衰ができなかった。

また制振材料としては、加工性、機械的強度、材料コストの面から優れるブチルゴムやＮＢＲなどのゴム材料が多く用いられている。ところがこれらのゴム材料は、一般の高分子材料の中では最も減衰性（振動エネルギーの伝達絶縁性能、あるいは伝達緩和性能）に優れてはいるものの、ゴム材料単独で制振材料として使用するには制振性能が低く、例えば建造物や機器類の防振構造には、ゴム材料と鋼板とを積層した積層体、あるいはこれに塑性変形して振動エネルギーを吸収する鉛コアやオイルダンパーを組み合わせた制振構造体という複合形態で使用されていた。

従来の制振材料としてのゴム材料は、上記の如く単独では使用できず、複合化を余儀なくされていたので、必然的にその防振構造も複雑なものとなってしまうことから、制振材料自身、ゴム材料自身の高制振性化が求められていた。

また、制振材料として、主鎖のエステル結合間の炭素数が奇数である部分を持つポリエステル樹脂組成物が開示されている（特許文献１、特許文献２）。このポリエステル樹脂組成物は室温付近での制振性能に優れており、制振材料として有望な材料である。しかしこれらの制振材料はより高い制振性能を要求されるケースもあり、そのような場合には制振性能が不十分となる欠点があった。そのため、使用する制振材料の厚みを厚くすることで要求に対応する必要がありコストの上昇につながっていた。

特開２００６−０５２３７７号公報国際公開第０８／０１８４４４号

本発明の目的は、制振性に優れ、簡便に製造可能な制振材料用途に適した制振性組成物を提供することにある。

本発明者らは、上記目的を達成する為に鋭意検討した結果、特定の樹脂（α）を５０質量％以上の割合で構成する樹脂成分（Ａ）に無機充填材を分散させた制振性組成物が、制振性の高い材料であることを見出し、本発明に至ったものである。
すなわち本発明は、樹脂成分（Ａ）と無機充填材成分（Ｂ）とを合計で８０質量％以上含有し、樹脂成分（Ａ）に対する無機充填材成分（Ｂ）の質量割合が１．０〜５．０であり、樹脂成分（Ａ）中の樹脂（α）の割合が５０質量％以上であり、樹脂（α）がメタキシレンとホルムアルデヒドとを酸触媒下で反応させることで得られる樹脂であることを特徴とする制振性組成物に関する。

本発明の制振性組成物によれば、制振性に優れ、簡便に製造可能な制振材料用途に適した制振性組成物を提供することが可能となり、本発明の工業的意義は大きい。

以下に本発明を詳細に説明する。
本発明の制振性組成物は、主原料としてメタキシレンとホルムアルデヒドを酸触媒の存在下で反応させることで得られる樹脂（α）を用いている。
樹脂成分（Ａ）と無機充填材成分（Ｂ）とを合計で８０質量％以上含有し、樹脂成分（Ａ）に対する無機充填材成分（Ｂ）の質量割合が１．０〜５．０であり、樹脂成分（Ａ）中の樹脂（α）の割合が５０質量％以上であり、樹脂（α）がメタキシレンとホルムアルデヒドとを酸触媒下で反応させることで得られる樹脂である時に、優れた制振性能を有する制振材料となる。樹脂成分（Ａ）と無機充填材成分（Ｂ）の合計が８０質量％未満では十分な制振性能が得られない。また、樹脂成分（Ａ）中の樹脂（α）の割合が５０質量％未満では十分な制振性能が得られない。

樹脂（α）はメタキシレンとホルムアルデヒドとを酸触媒下で反応させることで得られる数平均分子量（Ｍｎ）＝約１５０〜２２００、重量平均分子量（Ｍｗ）＝約２００〜８０００の樹脂である。本発明で使用される樹脂（α）はＭｎ＝５００〜１２００、Ｍｗ＝７００〜５０００であることが好ましい。樹脂（α）は、上記メタキシレンとホルムアルデヒドとを酸触媒下で反応させることで得られる樹脂をフェノール（ノボラック、レゾール）やポリオール・エチレンオキサイドなどで変性をした変性タイプの樹脂であってもよく、これらの１種類を単独で、あるいは２種類以上を組み合わせて使用することができる。また樹脂（α）以外の樹脂（その他樹脂）も、本発明の効果を損なわない程度に充填することができる。その他樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ABS樹脂、ポリ酢酸ビニル、エチレン‐酢酸ビニル共重合樹脂、フェノール樹脂、変性フェノール樹脂、テルペン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、オレフィン系エラストマーなどが挙げられるが、これらに限定されない。

本発明の制振性組成物には、上記樹脂成分（A）に振動エネルギー吸収を向上させる目的で無機充填材成分（B）を充填させることが必要である。本発明で使用される無機充填材成分（B）には鱗片状無機充填材が７０質量％以上含まれることが好ましく、例えばマイカ鱗片、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が例示できる。これらの中でも、鱗片状無機充填材としてマイカ鱗片を使用した場合に、より高い制振性能が得られるため好ましく、更に振動エネルギーの吸収効率が高い鱗片状のマイカである白マイカが好ましい。また、その他形状の異なるフィラーも、本発明の効果を損なわない程度に充填することができる。鱗片状以外の形状を有するフィラーとしては、例えばガラスファイバー、カーボンファイバー、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、二酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、二酸化ケイ素、チタン酸ストロンチウム、バライト、ウイスカー、沈降硫酸バリウム、マグネシウムスリケート、アルミニウムシリケート、フェライト、クレー、ヒル石、モンモリロナイト、ステンレスフレーク、ニッケルフレーク、シリカ、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、ＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、気相成長黒鉛、硼砂、キルン灰、セメント、ドロマイト、銀粉、鉄粉、鉛粉、銅粉、ニッケル粉などが挙げられるが、これらに限定されない。

無機充填材成分（B）は樹脂成分（A）に対して質量割合が１．０〜５．０であり、１．２〜４．５であることが好ましい。質量割合が1未満では該無機充填材を配合した場合の制振性能の向上効果が現れず、質量割合が５を超えると組成物中における該無機充填材の含有量が多いわりに制振性能があまり向上せず且つ成形性に乏しくなってしまう。

本発明の制振性組成物は、８０質量％以上、好ましくは８５質量％以上が上記樹脂成分（A）と無機充填材成分（B）からなるものであるが、樹脂成分（A）と無機充填材成分（B）との組合せからなるものには限定されない。必要に応じて、１種以上の添加剤、例えば、難燃剤、可塑剤、分散剤、相溶化剤、界面活性剤、帯電防止剤、架橋剤、酸化防止剤、老化防止剤、耐候剤、耐熱剤、加工助剤、光沢剤、着色剤（顔料、染料）、発泡剤、発泡助剤などを本発明の効果を阻害しない範囲で添加することができる。また、他の樹脂とのブレンドまたは成形後の表面処理なども、本発明の効果を阻害しない範囲で行うことができる。

本発明の制振性組成物は、上記樹脂成分（A）と無機充填材成分（B）とを混合することで得られるが、混合方法は既知の方法を用いることができる。例えば、熱ロール、ニーダー、バンバリーミキサー、インターミキサー、二軸混練機、押出機などの装置を用いて溶融混合する方法が挙げられる。溶融混合する方法の中でも、バッチ式の混合装置を用いるのが好ましい。特に、ニーダー、バンバリーミキサー、インターミキサーのいずれかの装置で混合すると混練時間を自由に調整でき、制振性組成物の分散状態が良好となるため好ましい。

本発明の制振性組成物からなる制振材料は、射出成形品、シート、フィルム、繊維、容器、発泡体、接着剤、塗料、拘束型制振シート、非拘束型制振シートなどに成形または加工され、車輌、鉄道、航空機、家電・ＯＡ機器、精密機器、建築機械、土木建築物、靴、スポーツ用品などに適応される防振材、制振材、吸遮音材として好適に利用することができる。

以下に実施例を示すが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
樹脂及び制振性組成物の評価方法は以下の方法によった。
（１）樹脂の分子量測定：
ゲルパーミエーションクロマトグラム法により下記条件で測定。
分子量は標準ポリスチレンにより換算した。
測定機種：昭和電工（株）製「Shodex GPC101」
カラム：LF804 3本
溶出溶媒：テトラヒドロフラン流量 1ｍL/min
カラム温度：40℃

（２）損失係数：
樹脂成分（A）に無機充填材成分（B）などを分散させた試料を熱プレスにより１００℃で成形し、厚み約２ｍｍのシートとした。得られたシートを１０ｍｍ×１５０ｍｍに切り出して試験片とし、厚さ１ｍｍの基板（アルミニウム合金５０５２材）上に熱プレスにより５０℃で熱圧着あるいは二液硬化型エポキシ系接着剤（セメダイン株式会社製、商品名：セメダインＳＧ−ＥＰＯ、ＥＰ００８）にて接着させて非拘束型制振材を作製した。得られた非拘束型制振材を損失係数測定装置（株式会社小野測器製）を用いて、測定温度範囲が０〜８０℃の条件で中央加振法により５００Ｈｚ反共振点での損失係数を測定した。上記の測定温度範囲において得られた損失係数の最大値を比較することで制振性能を評価した。なお、損失係数が大きいほど制振性能が高い。

＜樹脂製造例１＞
温度計、還流冷却器及び撹拌器を備えた内容積２リットルのセパラブルフラスコに５０％ホルマリン（三菱ガス化学（株）製）６００g、９８％工業用硫酸（三菱マテリアル（株）製）２００g及びメタキシレン（三菱ガス化学（株）製）４２４gを仕込み９５℃〜１００℃で４時間反応させた。反応終了後、メタキシレン４００gを添加し静置して樹脂相と硫酸水相とを分離した後、樹脂相を３回水洗し２０〜３０ｍｍHg／１４０〜１５０℃の条件でメタキシレンを留出させ、樹脂（ａ）（Ｍｎ＝７６５、Ｍｗ＝１２０５）５７０gを得た。

＜樹脂製造例２＞
温度計、リービッヒコンデンサー、撹拌器、窒素導入管を備えた2リットルセパラブルフラスコに樹脂製造例1で得られた樹脂（ａ）５００g、マレイン酸（三菱ガス化学（株）製）１．２g、パラターシャリーブチルフェノール（三菱化学（株）製）２３０g、パラトルエンスルホン酸（和光純薬工業（株）製）０．０３gを仕込み窒素気流下１６０℃まで加熱して４時間反応させた後、中和剤としてKOH（和光純薬工業（株）製）０．０２gを添加し３００ｍｍHg/１６０℃の条件で水蒸気蒸留をおこない未反応パラターシャリーブチルフェノールを留出させフェノール変性をした樹脂（ｂ）（Ｍｎ＝６９７、Ｍｗ＝１０６６）６１０gを得た。

＜実施例１＞
樹脂製造例１で得られた樹脂（ａ）４０質量％に対して鱗片状の無機充填材としてマイカ鱗片（山口雲母株式会社製、商品名：ＣＳ−０６０ＤＣ）６０質量％を６０ｃｃニーダーに一括して仕込み、２０℃で１５分間混練した。得られた制振性組成物の評価結果を表１に示す。

＜実施例２＞
樹脂製造例１で得られた樹脂（ａ）２５質量％に対して、鱗片状の無機充填材としてマイカ鱗片（山口雲母株式会社製、商品名：ＣＳ−０６０ＤＣ）６０質量％、二酸化チタン（石原産業株式会社製、商品名：タイペークＣＲ−８０）１５質量％を６０ｃｃニーダーに一括して仕込み、２０℃で１５分間混練した。得られた制振性組成物の評価結果を表１に示す。

＜実施例３＞
樹脂製造例２で得られた樹脂（ｂ）４０質量％に対して鱗片状の無機充填材としてマイカ鱗片（山口雲母株式会社製、商品名：ＣＳ−０６０ＤＣ）６０質量％を６０ｃｃニーダーに一括して仕込み、２０℃で１５分間混練した。得られた制振性組成物の評価結果を表１に示す。

＜実施例４＞
樹脂製造例２で得られた樹脂（ｂ）２５質量％に対して、鱗片状の無機充填材としてマイカ鱗片（山口雲母株式会社製、商品名：ＣＳ−０６０ＤＣ）６０質量％、二酸化チタン（石原産業株式会社製、商品名：タイペークＣＲ−８０）１５質量％を６０ｃｃニーダーに一括して仕込み、２０℃で１５分間混練した。得られた制振性組成物の評価結果を表１に示す。

＜比較例１＞
マイカ鱗片に「山口雲母株式会社製、商品名：Ｂ−８２」に変えて「山口雲母株式会社製、商品名：ＣＳ−０６０ＤＣ」を使用した以外は特許文献１実施例２１の記載にしたがい高制振性樹脂組成物を作製した。この高制振性樹脂組成物は、ポリエステル樹脂４０質量％およびマイカ鱗片６０質量％からなり、ポリエステル樹脂のジオール構成成分は２−メチル−１，３−プロパンジオール１００モル％であり、ジカルボン酸構成成分はイソフタル酸６７モル％およびアゼライン酸３３モル％である。得られた制振性組成物の評価結果を表１に示す。

表１に示すように、本願発明のメタキシレンとホルムアルデヒドとを酸触媒下で反応させることで得られる樹脂を用いた制振性組成物は、比較例のポリエステル樹脂を用いた制振性組成物と比べ損失係数が高い。すなわち、制振性能が高い成形材料が得られる。

Claims

樹脂成分（Ａ）と無機充填材成分（Ｂ）とを合計で８０質量％以上含有し、樹脂成分（Ａ）に対する無機充填材成分（Ｂ）の質量割合が１．０〜５．０であり、樹脂成分（Ａ）中の樹脂（α）の割合が５０質量％以上であり、樹脂（α）がメタキシレンとホルムアルデヒドとを酸触媒下で反応させることで得られる樹脂であることを特徴とする制振性組成物。
無機充填材成分（Ｂ）中の鱗片状無機充填材の割合が７０質量％以上である請求項１に記載の制振性組成物。
鱗片状無機充填材がマイカ鱗片である請求項２に記載の制振性組成物。