JP2016050662A - 制振材 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の課題は、優れた制振性と難燃性を有する制振材を提供することにある。【解決手段】フッ素樹脂を含有する樹脂層2を備えたことを特徴とする、制振材1を提供する。特に、前記樹脂層2が多孔質構造であって、その気孔率が10%以上であることが好適である。【選択図】図1
Description
本発明は、制振材、詳しくは、各種産業製品に用いられる振動部材に貼着して用いられ、制振性のみならず難燃性に優れる制振材に関する。
に関する。
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、振動音を生じ易い。そのため、かかる振動音の発生を防止すべく、例えば、制振シートを部品(振動部材)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、ブチルゴムやシリコーンゴムを主成分とする制振シートが提案されている(例えば、特許文献1、2参照。)。
一方、近年、火災に対する高い安全性が求められており、制振シートにも難燃性が要求されている。しかしながら従来の制振シートでは、合成ゴム系の樹脂を用いたものが一般的であり、難燃性を有するものではなかった。
本発明の目的は、優れた制振性と難燃性を有する制振材を提供することにある。
本発明者らは、上記の目的を達成するため鋭意検討した結果、樹脂層としてフッ素樹脂を含有する樹脂層を用いることにより、前記目的を達成できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、フッ素樹脂を含有する樹脂層を備えたことを特徴とする、制振材を提供する。
特に、前記樹脂層が多孔質構造であって、その気孔率が10%以上であることが好適である。
また本発明の制振材においては、前記樹脂層に熱伝導フィラーを含むことが好適であり、さらに前記熱伝導フィラーが、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、アルミナ、窒化珪素、および酸化マグネシウムからなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好適である。
また本発明の制振材においては、前記樹脂層にオイルを含むことが好適であり、さらに前記オイルが、シリコーンオイル、およびフッ素オイルからなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好適である。
また本発明の制振材は、前記樹脂層に積層される拘束層を備えることが好適である。
本発明の制振材は、フッ素樹脂を含有する樹脂層を備えている。 そのため、本発明の制振材は、優れた制振性に加え、難燃性にも優れる。そのため、本発明の制振材は特に難燃性が要求される車載用モーター、家電用モーター、エレベーター等の建材向けモーター、電子機器部品等の制振部材として使用することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1Aに示されるように、本発明の制振材1は、樹脂層2を備えている。また図1Bに示されるように、本発明の制振材1は、樹脂層2と、樹脂層2に積層される拘束層3とを備えていてもよい。
樹脂層2は、少なくとも1種以上のフッ素樹脂を含むことを特徴とする。
本発明においてフッ素樹脂としては、完全フッ素化樹脂であるポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)を用いることが好ましいが、その他、ポリクロロトリフルオロエチレン樹脂(PCTFE)、ポリフッ化ビニリデン樹脂(PVDF)、ポリフッ化ビニル樹脂(PVF)等の部分フッ素化樹脂、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂(PFA)、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体(FEP)、エチレン・四フッ化エチレン共重合体(ETFE)、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)等のフッ素化樹脂共重合体、含フッ素アクリル樹脂、フッ素ゴムなどを用いることができる。ポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)は、フッ素樹脂の中で最も高い温度まで使用可能であり、難燃性に優れるという利点がある。本発明においては、これらのフッ素樹脂を1種または2種以上を混合して用いることができる。
フッ素樹脂としてポリテトラフルオロエチレン樹脂を用いる場合、モールディングパウダー、ファインパウダー、ディスパージョンからなる原材料のいずれであっても構わないが、制振材としての制振性の観点から、モールディングパウダーまたはファインパウダーを用いることが好ましく、特に後述する加工性の点でファインパウダーが好ましい。
本発明における樹脂層2は、フッ素樹脂のみから構成されていてもよいが、フッ素樹脂以外にも、本発明の効果を損なわない限り、他の樹脂成分を含む樹脂組成物からなる樹脂層であっても良い。フッ素樹脂以外の他の樹脂成分を含む樹脂層である場合、フッ素樹脂およびフッ素樹脂以外の他の樹脂成分の合計量に対するフッ素樹脂の含有割合は、50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることがさらに好ましく、80質量%以上であることが特に好ましい。
本発明における樹脂層2は、フッ素樹脂を含む樹脂成分のみから構成されていてもよいが、樹脂成分以外にも、本発明の効果を損なわない限り、他の成分を含む樹脂組成物からなる樹脂層であっても良い。他の成分としては、例えば、充填材、成形助剤、分散剤(界面活性剤)、顔料、溶媒等を挙げることができる。樹脂成分以外の他の成分を含む樹脂層である場合、樹脂組成物の全量に対する樹脂成分の含有割合は、4質量%以上であることが好ましく、8質量%以上であることがより好ましい。
充填材としては特に制限されるものではなく、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)、カーボンブラック(例えば、アセチレンブラック、ファーネスブラックなど)、シリカ、アルミナ、アルミニウムシリケート、酸化チタン、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(ガラスパウダ)、窒化ホウ素粉、金属水酸化物(例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなど)などが挙げられる。これら充填剤は、単独で使用してもよく、あるいは、併用することもできる。
特に充填材として熱伝導性に優れる充填材(熱伝導フィラー)を用いると、制振性に加え、放熱性を付与することができ好ましい。ここで、熱伝導フィラーとは、熱伝導率が1W/mK以上、好ましくは100W/mK以上のフィラーのことをいう。熱伝導フィラーとしては、例えば窒化ホウ素、窒化アルミニウム、アルミナ、窒化珪素、および酸化マグネシウムからなる群より選ばれる少なくとも1種の絶縁性フィラーが用いられる。
また例えば、制振材に高い導電性を付与したい場合には、体積抵抗率1×106Ω・cm以下の導電性フィラーを用いればよく、好適には、グラファイト、カーボンブラック、カーボン繊維、金属繊維(例、アルミ繊維、銅繊維等)、および金属粒子(例、金、銀、銅、パラジウム、白金等の粒子)からなる群より選ばれる少なくとも1種の導電性フィラーが用いられる。
充填材は、脱落することなく樹脂層に担持されればよいため、その粒径は特には限定されないが、例えば粒径0.2〜500μmのものが好ましく、0.2〜50μmのものがより好ましい。
充填材の含有量は、樹脂層の全質量に対し、50質量%〜95質量%の範囲にあることが好ましく、70質量%〜90質量%の範囲にあることがより好ましく、80質量%〜90質量%の範囲にあることがさらに好ましい。
成形助剤は、フッ素樹脂を後述するペースト押出して樹脂層を形成する際に使用される液状潤滑剤である。成形助剤には、例えばドデカンやデカン、ナフサなどの飽和炭化水素を使用できる。成形助剤は、樹脂組成物の全質量に対して20質量%〜55質量%となるよう添加すればよい。
また分散剤は、溶媒中にフッ素樹を分散させる際に配合するものであって、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキル第四級アンモニウム塩等のフッ素系界面活性剤、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アルコール変性シリコーンオイル等のシリコーン系界面活性剤が用いられる。具体的には、日本ユニカー社製のシリコーン系界面活性剤「L−77」、ロシュアプライドサイエンス社製の非イオン系界面活性剤「トライトンX−100」等の市販品を用いることができる。溶媒はフッ素樹脂を分散させる媒体であって、例えば、水、アルコール類、ジメチルアセトアミド(DMAC)やジメチルホルムアミド(DMF)等の極性溶媒を挙げることができる。
本発明の制振材に備えられる樹脂層2は、例えば(1)モールディングパウダーを圧縮成形してブロック状体とし、これを焼成した後、所定の厚さに切削して得る方法(圧縮成型法)、また(2)ファインパウダーにナフサのような成形助剤を混合し、このペースト状混合物を棒状に押出した後圧延してフィルム状とし、成形助剤を除去し、次いで加熱により焼成して得る方法(ペースト押出成型法)、を用いることができる。
本発明において圧縮成型法としては、ポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)のモールディングパウダーを金型内に充填し、約100kg/cm2〜1000kg/cm2の圧力で加圧してブロック状に成形した後金型から取出し、ブロック状体をPTFEの融点以上の温度に加熱して焼成し、次いでこれを冷却して旋盤等により所定厚さに切削してフィルムを得るものである。
本発明においてペースト押出成型法としては、PTFEファインパウダーに成形助剤を加えたペースト状の混和物を予備成形する。PTFEファンパウダーは、ペースト押出しの容易さから、PTFE原料として好適である。成形助剤は、PTFEファインパウダーの表面を濡らすことができ、抽出や加熱により除去できるものであれば特に制限されない。成形助剤の添加量は、PTFEファインパウダー100質量部に対して5質量部〜50質量部程度が適当である。上記予備成形は、液状潤滑剤が絞り出されない程度の圧力で行う。
次に、この予備成形体を、好ましくはペースト押出しして、成形体とする。成形体の形状は、圧延できる形状であれば特に制限されず、例えば、テープ、シートなどであってよい。成形体の寸法は、後述の圧延によって、樹脂層が所望の厚みとなるような寸法とするのがよい。また、成形体とした段階で、常法により適宜液状潤滑剤を除去するとよい。液状潤滑剤を除去することで空隙が生じ、多孔質構造となる。本発明においては、このようにして得られる多孔質構造のフッ素樹脂層を樹脂層として使用することができる。
強度の向上、寸法安定性の向上等を図りたい場合には、多孔質構造を有する樹脂層をフッ素樹脂の融点以上の温度(通常、330℃〜500℃)で、通常60秒以下加熱して、焼成を行うこともできる。本発明において、樹脂層は、焼成品であっても未焼成品であってもよい。
本発明における樹脂層は、多孔質構造を有することで、振動部材への貼り付け時に樹脂の変形を容易にし、十分な密着性が得られやすいという利点がある。多孔質構造を有する樹脂層の気孔率は特に限定されないが、通常は、10%以上であることが好ましく、10%〜90%であることがより好ましく、10%〜50%であることがさらに好ましい。気孔率が10%未満の場合、貼り付け時に変形しにくく、十分な密着力が得られにくい場合がある。また気孔率が90%を超えると、シートの強度が低く、取扱い時に破損すると場合がある。
なお樹脂層の気孔率は、{1−(重量[g]/(厚さ[cm]×面積[cm2]×フッ素樹脂の真密度[g/cm3]))}×100(%)の式から求めることができる。なおPTFE樹脂の真密度は、2.18[g/cm3]である。
本発明において樹脂層中に熱伝導フィラーを配合し、熱伝導性を付与した樹脂層を形成する場合、樹脂層の面内方向における熱伝導率が厚さ方向における熱伝導率よりも高くすること、すなわち熱伝導異方性を付与することができる。このような熱伝導異方性により、面内方向に熱がすばやく拡散して放熱面積が大きくなり、高い放熱性を実現でき好ましい。
このような熱伝導異方性を有する放熱性の高い樹脂層を形成する製造方法について説明する。放熱性の高い樹脂層は、フッ素樹脂、熱伝導フィラー、および成形助剤を含む複数のシート状成形体を重ね合わせて圧延して圧延積層シートを得る工程(1)、得られる圧延積層シートから前記成形助剤を除去して多孔質母材を得る工程(2)によって好適に製造される。
工程(1)で用いられるフッ素樹脂、熱伝導フィラー、および成形助剤を含む複数のシート状成形体は、フッ素樹脂、熱伝導フィラー、および成形助剤を混合して、ペースト状の混合物をまず作製し、これをシート状に成形することによって得ることができる。
フッ素樹脂、熱伝導フィラー、および成形助剤の混合は、フッ素樹脂の繊維化を極力抑制する条件で行うことが望ましい。具体的には、フッ素樹脂にせん断を加えないように混合装置の回転数を小さくし、混合時間を短くして、混錬せずに混合することが望ましい。材料を混合する段階でフッ素樹脂に繊維化がおこると、圧延する際に、既に形成したフッ素樹脂の繊維が切断されてフッ素樹脂の網目構造が破壊されてしまう可能性があり、シート形状を保つことが困難になる場合がある。
成形助剤には、前述の通りドデカンやデカンなどの飽和炭化水素を使用できる。成形助剤は、混合物の全質量に対して20質量%〜55質量%となるように添加すればよい。
これらの混合物を、押出成形、ロール成形等により成形することにより、シート状成形体を得ることができる。シート状成形体の厚みは、例えば0.5mm〜5mmである。このようなシート状成形体を複数枚準備する。
続いて、これら複数のシート状成形体を重ね合わせ(積層し)、圧延して圧延積層シートを得る。用いるシート状成形体の枚数は、2枚以上であれば特に限定はなく、例えば、2〜10枚程度とする。このように当該製造方法は、積層体の圧延を含むが、この積層および圧延によって、シート強度を向上させるとともに、熱伝導フィラーをフッ素樹脂マトリックスへ強固に固定することができ、熱伝導フィラーの配合率が高く、かつ可撓性のある樹脂層を作製することができる。
当該製造方法においては、当該工程(1)の後に、シート状成形体の圧延積層シートを複数重ね合わせて圧延する、または、シート状成形体の少なくとも1枚の圧延積層シートとフッ素樹脂、熱伝導フィラーおよび成形助剤を含む少なくとも1枚のシート状成形体を重ね合わせて圧延する工程(1’)をさらに行うことが好ましい。この工程は、繰り返し行うことが好ましい。圧延初期(含まれるシート状成形体の層数が少ない段階)は、シートの強度が低く高倍率の圧延に耐えることが困難であるが、積層および圧延を繰り返すにしたがって圧延倍率は上がり、シート強度がより高くなり、また、熱伝導フィラーがフッ素樹脂マトリックスへより強固に固定される。高い強度を実現するために、シート状成形体およびシート状成形体の圧延積層シートは、2枚ずつ圧延することが望ましい。
工程(1)および工程(1’)の実施形態の例を以下に説明する。まず、複数(例えば2〜10枚)のシート状成形体を準備する。次に、この複数のシート状成形体を積層し、この積層体を圧延して圧延積層シート(第1の圧延積層シート)を得る(工程(1))。このようにして得られる第1の圧延積層シートをさらに複数(例えば2〜10枚)準備して積層し、この積層体を圧延して、圧延積層シート(第2の圧延積層シート)を得る(工程(1’))。このようにして得られる第2の圧延積層シートをさらに複数(例えば2〜10枚)準備して積層し、この積層体を圧延して、圧延積層シート(第3の圧延積層シート)を得る(工程(1’)の繰り返し)。さらに、複数の第3の圧延積層シートを準備し、同様に積層および圧延を行い、目的とする多孔質母材となる圧延積層シートが含むシート状成形体の構成層数になるまで、工程(1’)を繰り返す。この実施態様では、シート状成形体の積層数が同じである圧延積層シート同士(第1の圧延積層シート同士、第2の圧延積層シート同士など)を重ね合わせて圧延している。別の実施態様では、工程(1’)で、シート状成形体の積層数が互いに異なる圧延積層シート同士を重ね合わせて圧延する。さらに別の実施態様では、工程(1’)で、圧延積層シートにシート状成形体を重ね合わせて圧延する。
工程(1’)を行う際には、圧延方向を変更することが好ましい。このとき、工程(1)の圧延方向と、工程(1’)の圧延方向が直交していることが好ましい。さらに、工程(1’)を繰り返す際にも、圧延方向を変更(特に90°変更)することが好ましい。このように方向を変えながら圧延することによって、フッ素樹脂のネットワークが縦横に伸び、シート強度のさらなる向上および熱伝導フィラーのフッ素樹脂マトリックスへのより強固な固定が可能となる。
樹脂層材となる最終的な圧延積層シートの構成層数を、当該圧延積層シートに含まれるシート状成形体の層数で表すとき、構成層数は、例えば2層〜5000層とすることができる。シート強度を向上させるためには、構成層数は200層以上が好ましい。一方、薄膜化(例えば1mm以下のシートとする)のためには、構成層数は1500層以下が好ましい。なお、構成層数を多くするほど、得られるシートの強度は高くなるが、界面剥離の可能性も高くなる。
以上のようにして、最終的に厚みが好ましくは0.05mm〜3mm程度の圧延積層シートを得る。
工程(2)は、使用する成形助剤に応じ、公知方法に従って実施することができる。例えば、圧延して得られるシートを加熱して、成形助剤を乾燥除去すればよい。これによって、熱伝導異方性を有する放熱性の高い樹脂層が得られる。
なお本発明の制振材は、制振性と難燃性に加え、放熱性が高いことが望まれる。このような用途で使用される場合、樹脂層の気孔内の空気をオイルで置換しておくことで、多孔質構造の樹脂層単体よりも高い放熱特性を得ることができ好ましい。
オイルは、空気よりも熱伝導率が高いものである限り特に制限なく用いることができ、使用環境のオイルと同種または類似のオイルを用いることが好ましい。例えば、車両用モーター用途においては、オイルは、潤滑オイルとして使用可能なものを好適に用いることができる。具体的には、ATF、エンジン油、ユニバーサル油、ギヤ油、油圧トランスミッション油、シリコーンオイル、およびフッ素オイルからなる群より選ばれる少なくとも1種が好適に用いられる。このようなオイルを含む通気部材を用いた場合には、車両用のモーター内で使用した場合に、通気部材に含まれるオイルによって、車両用のモーターの潤滑が阻害されることがないようにすることができる。また上記のうち、難燃性の優れるシリコーンオイル、およびフッ素オイルが特に好ましい。
オイルは、樹脂層の全質量に対し、1質量%以上含まれることが好ましく、より好ましくは1質量%〜80質量%、さらに好ましくは5質量%〜80質量%含まれる。
前記工程(2)までで得られた熱伝導異方性を有する放熱性の高い樹脂層に対し、オイルを含浸させる工程(3)は、例えば、多孔質構造を有する樹脂層をオイル中に浸漬することによって行うことができる。工程(3)は、樹脂層にオイルを短時間で高い含浸率で含浸させることが容易であることから、樹脂層の孔内の空気を除去した後、樹脂層をオイル中に浸漬し、オイルを加圧することによって行うことが好ましい。このような操作は、真空高圧含浸装置を用いて行うことができる。
すなわち真空高圧含浸装置を用いて含浸を行う場合、多孔質構造を有する樹脂層を減圧下におき、樹脂層の孔内の空気が除去される。続いて、その状態を保ったまま、樹脂層をオイル中に浸漬する。浸漬後、樹脂層に圧縮空気を送り込み、加圧する。これによりオイルが加圧されて、オイルの樹脂層への含浸が促進される。
工程(2)と工程(3)の間に、樹脂層を加圧成形する工程(4)をさらに実施してもよい。工程(2)を実施した後の樹脂層の気孔率は、通常、50%〜80%程度であるが、工程(4)を実施することにより、樹脂層の気孔率が40%以下にまで下がり、また、熱伝導フィラー同士がより密に存在するようになり、樹脂層の熱抵抗をさらに小さくすることができる。
加圧成形は、例えば、温度320℃〜400℃、圧力0.05MPa〜50MPaで1分間〜15分間、プレスすることにより行うことができる。
このようにして得られる樹脂層は、例えば、25cm2・K/W以下の熱抵抗値を達成することができ、熱伝導フィラーの種類および含有量を調節することによって、5cm2・K/W以下、さらには1cm2・K/W以下の熱抵抗値を達成することも可能である。
本発明の制振材においてフッ素樹脂を含有する樹脂層は、上記製造方法の他、フッ素樹脂の分散液より得ることも可能である。具体的には、フッ素樹脂を水やアルコールに分散させ、スプレー塗布や適宜な塗布方法により塗工し、必要に応じて加熱乾燥して樹脂層を形成する方法が挙げられる。フッ素樹脂の塗布、塗工により樹脂層を得る場合は、その強度を向上させるために、加熱処理、加圧処理を加えても良い。
また本発明において樹脂層は、フッ素樹脂の粉末(ファインパウダー)を溶媒に分散させることなく粉末のまま塗布し、加熱、加圧処理を行うことでも形成することができる。
本発明において樹脂層は、前記少なくとも1種以上のフッ素樹脂を含むフッ素樹脂層からなることを特徴とするが、単一のフッ素樹脂層のみからなるものであっても良く、あるいは複数のフッ素樹脂層が積層されたものであっても良い。さらに本発明の効果を損なわない限り、フッ素樹脂以外の樹脂からなる樹脂層を含んでいてもよい。
本発明において樹脂層の厚さは、好ましくは0.1mm〜6mmであり、より好ましくは0.2mm〜3mmあり、さらに好ましくは0.5mm〜2mmである。0.1mmより薄い場合には制振性が低い場合がある。また、樹脂層の厚さが、6mmを超える場合には、制振性は認められるものの、厚さを増やした効果がほとんど認められず、コストが増大するためあまり好ましくない。
本発明の制振材は、その形態がシート状、フィルム状、テープ状であって良く、あるいは任意の形状に打ち抜き加工、切断加工されていても良い。また特にテープ状に加工する場合、ロールとして巻回されていても良い。また本発明の制振材は、フッ素樹脂を含む樹脂組成物を塗布して形成したものであっても良い。
図1Bに戻り、拘束層3は、樹脂層2を拘束し、樹脂層2に靱性を付与して強度の向上を図るために、樹脂層2に積層されている。拘束層3は、シート状をなし、また、軽量および薄膜で、樹脂層2と密着一体化できる材料から形成され、例えば、ガラスクロス、樹脂含浸ガラスクロス、合成樹脂不織布、金属箔、カーボンファイバー、合成樹脂フィルムなどが挙げられる。
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。
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、それぞれ単独で使用してもよく、あるいは、併用することもできる。
合成樹脂不織布としては、例えば、ポリプロピレン樹脂不織布、ポリエチレン樹脂不織布、ポリエステル系樹脂不織布などが挙げられる。
金属箔としては、例えば、アルミニウム箔、スチール箔などが挙げられる。
カーボンファイバーは、炭素を主成分とする繊維を布にしたものであって、公知のものが挙げられる。
合成樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム、ポリブチレンテレフタレート(PBT)フィルムなどのポリエステルフィルムなどが挙げられる。好ましくは、PETフィルムが挙げられる。
これら拘束層3のなかでは、密着性、強度、コストの観点から、好ましくは、ガラスクロス、樹脂含浸ガラスクロス、アルミニウム泊が挙げられる。
また、拘束層3の厚さは、例えば、0.05mm以上、好ましくは、0.1mm以上であり、また、例えば、2.0mm以下、好ましくは、1.0mm以下である。
樹脂層2と拘束層3との合計の厚さ(つまり、制振材1の厚さ)は、例えば、0.15〜8.0mmである。
拘束層3を備えた制振材1を作製するには、樹脂層2と、拘束層3とを、例えば、圧着または熱圧着などにより貼着する。
なお、制振材1において、樹脂層2における拘束層3の積層側と反対側の表面に、必要により、公知の離型紙4を貼着することもできる。その場合には、離型紙4は、樹脂層2をシート化するときに、樹脂層2に積層される。
また、制振材1は、2000Hzにおける損失係数が、20℃において、例えば、0.05以上、好ましくは、0.10以上であり、例えば、1.00以下でもある。
制振材1の損失係数が上記した下限値以上である場合には、制振材1を振動部材5に対して貼着すれば、振動部材5を十分に制振することができる。
なお、損失係数は、制振材1を幅10mm、長さ250mmに切断してサンプルを作製し、サンプルを被着体である厚さ3.0mm×幅10mm×長さ250mmのアルミ板と厚さ0.5mm×幅10mm×長さ250mmのアルミ板で挟み込み、銅製の針金で両端から60mmで巻き付け固定して、損失係数測定装置を用いて、2次共振点の損失係数を中央加振法によって測定される。
また、制振材1は難燃性を有するものであり、UL94規格に準じ、UL94VTM−0(樹脂層2の厚さが0.25mm未満)、またはUL94V−0(樹脂層2の厚さが0.25mm以上)を満足するものである。
こうして得られた制振材1は、例えば、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に貼着して、その各種部品を制振する。
各種部品としては、例えば、難燃性を期待される部品、例えば、車載用モーター、家電用モーター、エレベーター等の建材向けモーター、電子機器部品等が挙げられる。
より具体的には、図2に示すように、制振材1を振動部材5と非振動部材6との間に挟持するように配置する。これにより、制振材1は、振動部材5を制振し、非振動部6への振動の伝達を防ぐことができる。
また別の具体例として、図3に示すように、その制振材1の樹脂層2の表面を、被着体である部品などの振動部材5に貼着する。これにより、制振材1は、振動部材5を制振する。
樹脂層2と、振動部材5とは、例えば、圧着または熱圧着(焼き付け)などにより、貼着することができる。
熱圧着の場合、加熱温度は、例えば、100℃以上、好ましくは、150℃以上であり、また、例えば、250℃以下、好ましくは、200℃以下である。加熱時間は、例えば、1分以上、好ましくは、5分以上であり、また、例えば、2時間以下、好ましくは、1時間以下である。
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(実施例1〜3)
PTFEのモールディングパウダー(商品名「ポリフロンM−12」、ダイキン工業社製)を円筒形金型内に充填し、圧力175kg/cm2で加圧して丸棒状に成形し、この成形体を金型から取り出して370℃の温度で15時間加熱して焼成し、次いで、旋盤によりに所定の厚さに切削して、厚さ0.2mm(実施例1)、1mm(実施例2)および1.5mm(実施例3)の気孔を含まない樹脂層を形成した。
PTFEのモールディングパウダー(商品名「ポリフロンM−12」、ダイキン工業社製)を円筒形金型内に充填し、圧力175kg/cm2で加圧して丸棒状に成形し、この成形体を金型から取り出して370℃の温度で15時間加熱して焼成し、次いで、旋盤によりに所定の厚さに切削して、厚さ0.2mm(実施例1)、1mm(実施例2)および1.5mm(実施例3)の気孔を含まない樹脂層を形成した。
(実施例4〜6)
PTFEファインパウダー(商品名「ポリフロンPTFE F−104」、ダイキン工業社製)100重量部に対し、成形助剤としてn−ドデカンを20重量部加えた樹脂組成物を用い、ペースト押出しによりPTFE未延伸シートを作製した。次に、得られたシート状の混合物を、一対の金属ロールを通して厚さ0.20mmに圧延し、さらに150℃の加熱により成形助剤を乾燥除去して、PTFEのシート成形体を得た。得られたPTFEシートの厚みは0.2mmであり、気孔率は30%であった(実施例4)。
上記の方法で圧延時の厚みを変更することで、厚さ1mm(実施例5)、1.5mm(実施例6)の樹脂層を得た。
PTFEファインパウダー(商品名「ポリフロンPTFE F−104」、ダイキン工業社製)100重量部に対し、成形助剤としてn−ドデカンを20重量部加えた樹脂組成物を用い、ペースト押出しによりPTFE未延伸シートを作製した。次に、得られたシート状の混合物を、一対の金属ロールを通して厚さ0.20mmに圧延し、さらに150℃の加熱により成形助剤を乾燥除去して、PTFEのシート成形体を得た。得られたPTFEシートの厚みは0.2mmであり、気孔率は30%であった(実施例4)。
上記の方法で圧延時の厚みを変更することで、厚さ1mm(実施例5)、1.5mm(実施例6)の樹脂層を得た。
(実施例7〜9)
熱伝導性無機粒子としての窒化ホウ素(BN)粒子(水島合金鉄株式会社製、品番「HP−40」)と、PTFE(ダイキン工業株式会社製、品番「F104U」)とを、90:10(重量比)の割合で混合した。すなわち、絶縁性熱伝導シートの状態でBN粒子の含有率が90重量%となるようにした。これに、成形助剤としてデカンを40重量%となるように添加し、PTFEの繊維化が極力起こらないような条件で混合した。混合条件は、V型ミキサーで、回転数10rpm、温度24℃、混合時間5分間とした。この混合物を一対の圧延ロール間に通して、厚さ3mm、幅50mm、長さ150mmの楕円状の母シート(シート状成形体)を得た。
熱伝導性無機粒子としての窒化ホウ素(BN)粒子(水島合金鉄株式会社製、品番「HP−40」)と、PTFE(ダイキン工業株式会社製、品番「F104U」)とを、90:10(重量比)の割合で混合した。すなわち、絶縁性熱伝導シートの状態でBN粒子の含有率が90重量%となるようにした。これに、成形助剤としてデカンを40重量%となるように添加し、PTFEの繊維化が極力起こらないような条件で混合した。混合条件は、V型ミキサーで、回転数10rpm、温度24℃、混合時間5分間とした。この混合物を一対の圧延ロール間に通して、厚さ3mm、幅50mm、長さ150mmの楕円状の母シート(シート状成形体)を得た。
まず、母シートを2枚積層し、この積層物を上記圧延ロール間に通して圧延し、積層シート(第1の積層シート)を作製した。次に、得られた第1の積層シートをシート状成形体として2枚準備した。これら2枚の第1の積層シートを重ね合わせて積層し、この積層物を圧延して、新たな積層シート(第2の積層シート)を作製した。次に、得られた第2の積層シートをシート状成形体として2枚準備した。これら2枚の第2の積層シートを重ね合わせて積層し、この積層物を、1回目の圧延方向から90度変更した方向に圧延して新たな積層シート(第3の積層シート)を作製した。このように、得られた積層シートをシート状成形体として用いて重ね合わせて圧延する工程を、圧延方向を90度ずつ変更しながら5回繰り返した後、上記圧延ロール間のギャップを0.5mmずつ狭めて複数回圧延し、最終的に厚さ約0.2mmのシート状物を得た。
次に、得られたシート状物を150℃で30分間加熱して、成形助剤を除去し、厚さ0.2mm、気孔率50%の樹脂層を形成した(実施例7)。
上記の方法で圧延時の厚みを変更することで、厚さ1mm(実施例8)、1.5mm(実施例9)の樹脂層を得た。
上記の方法で圧延時の厚みを変更することで、厚さ1mm(実施例8)、1.5mm(実施例9)の樹脂層を得た。
(実施例10〜12)
窒化ホウ素粉末(水島合金鉄株式会社製、品番「HP−40」)と、PTFE粉末(ダイキン工業社製、品番「F104U」)と、PFA粉末(三井・デュポンフロロケミカル株式会社製、品番「MP−10」)とを、質量比80:10:10の割合で混合した。この混合物100質量部に対してデカン60質量部をさらに加えて混練することによって、ペースト状の混合物を得た。材料の混合には、V型ミキサーを用い、回転数10rpm、温度約25℃の条件で1分間混合を行った。
窒化ホウ素粉末(水島合金鉄株式会社製、品番「HP−40」)と、PTFE粉末(ダイキン工業社製、品番「F104U」)と、PFA粉末(三井・デュポンフロロケミカル株式会社製、品番「MP−10」)とを、質量比80:10:10の割合で混合した。この混合物100質量部に対してデカン60質量部をさらに加えて混練することによって、ペースト状の混合物を得た。材料の混合には、V型ミキサーを用い、回転数10rpm、温度約25℃の条件で1分間混合を行った。
このようにして得られたペースト状の混合物を圧延ロールで圧延することによって、厚みが3mmのシート状成形体を2枚形成した。次に、2枚の当該シート状成形体を重ねて圧延することによって、積層数が2である第1の積層シートを形成した。次に、第1の積層シートを切断して2つに分け、それらを重ね合わせて圧延することによって、積層数が4である第2の積層シートを形成した。これらの切断、重ね合わせ、および圧延という一連の工程を、圧延方向を90°ずつ変更しながら5回繰り返した。その積層シートを複数回圧延することによって、厚みが約0.2mmの圧延積層シートとした。
次に、得られた圧延積層シートを150℃で20分間加熱して、成形助剤を除去し、気孔率35%のシート状多孔質母材を得た。
真空高圧含浸装置(ミカドテクノス株式会社製)の容器内にATF(トヨタ純正オートフルードWS 08886−02305)を加え、試料カゴに50mm角のシート状多孔質母材をセットした。真空高圧装置内を約0.0073MPaまで減圧し5分間保持した後、シート状多孔質母材をATFに浸漬した。真空高圧装置内に圧縮空気を送り込み、2.9MPaまで加圧し、5分間保持することによって、ATFをシート状多孔質母材に含浸させ、樹脂層を得た。樹脂層の厚みは0.2mm、オイルの含有量は、樹脂層の全質量に対し、42質量%であった(実施例10)。
上記の方法で圧延時の厚みを変更することで、厚さ1mm(実施例11)、1.5mm(実施例12)の樹脂層を得た。
上記の方法で圧延時の厚みを変更することで、厚さ1mm(実施例11)、1.5mm(実施例12)の樹脂層を得た。
(比較例1)
信越化学工業株式会社製のシリコーンゴムシート「TC20BG」(厚さ0.2mm)を樹脂層として用いた。
信越化学工業株式会社製のシリコーンゴムシート「TC20BG」(厚さ0.2mm)を樹脂層として用いた。
(比較例2)
ブチルゴム100質量部に対し、石油系樹脂70質量部、炭酸カルシウム150質量部、カーボンブラック50質量部、ポリブテン70質量部を配合し、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。
調製した樹脂組成物を、プレス成形により、シート状に成形し、厚さ2.0mmの樹脂層を作製した。
ブチルゴム100質量部に対し、石油系樹脂70質量部、炭酸カルシウム150質量部、カーボンブラック50質量部、ポリブテン70質量部を配合し、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。
調製した樹脂組成物を、プレス成形により、シート状に成形し、厚さ2.0mmの樹脂層を作製した。
なお、実施例等における評価項目は下記のようにして測定を行った。結果を表1に示す。
<気孔率>
PTFE多孔質膜の気孔率は、PTFE樹脂の真密度を2.18g/cm3として、{1−(重量[g]/(厚さ[cm]×面積[cm2]×真密度[2.18g/cm3]))}×100(%)の式から求めた。
PTFE多孔質膜の気孔率は、PTFE樹脂の真密度を2.18g/cm3として、{1−(重量[g]/(厚さ[cm]×面積[cm2]×真密度[2.18g/cm3]))}×100(%)の式から求めた。
<制振性(損失係数)>
各実施例および各比較例で製造した制振材の20℃における2次共振点の損失係数を、損失係数測定装置を用いて、中央加振法にて下記の測定条件で測定した。具体的には、制振材を幅10mm、長さ250mmに切断してサンプルを作製し、サンプルを被着体である厚さ3.0mm×幅10mm×長さ250mmのアルミ板と厚さ0.5mm×幅10mm×長さ250mmのアルミ板で挟み込み、銅製の針金で両端から60mmで巻き付け固定して、損失係数を測定した。
周波数:2000Hz(共振点より2000Hzを算出)
各実施例および各比較例で製造した制振材の20℃における2次共振点の損失係数を、損失係数測定装置を用いて、中央加振法にて下記の測定条件で測定した。具体的には、制振材を幅10mm、長さ250mmに切断してサンプルを作製し、サンプルを被着体である厚さ3.0mm×幅10mm×長さ250mmのアルミ板と厚さ0.5mm×幅10mm×長さ250mmのアルミ板で挟み込み、銅製の針金で両端から60mmで巻き付け固定して、損失係数を測定した。
周波数:2000Hz(共振点より2000Hzを算出)
<難燃性>
UL94燃焼性試験に準じ難燃性を評価した。
UL94燃焼性試験に準じ難燃性を評価した。
1 制振材
2 樹脂層
3 拘束層
2 樹脂層
3 拘束層
Claims (7)
- フッ素樹脂を含有する樹脂層を備えたことを特徴とする、制振材。
- 前記樹脂層が多孔質構造であって、その気孔率が10%以上であることを特徴とする、請求項1に記載の制振材。
- 前記樹脂層が熱伝導フィラーを含むことを特徴とする、請求項1または2に記載の制振材。
- 前記熱伝導フィラーが、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、アルミナ、窒化珪素、および酸化マグネシウムからなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする、請求項3に記載の制振材。
- 前記樹脂層がオイルを含むことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の制振材。
- 前記オイルが、シリコーンオイル、およびフッ素オイルからなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする、請求項5に記載の制振材。
- 前記樹脂層に積層される拘束層を備えることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の制振材。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014177944A JP2016050662A (ja) | 2014-09-02 | 2014-09-02 | 制振材 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115136399A (zh) * | 2020-10-12 | 2022-09-30 | 株式会社Lg新能源 | 电池模块、电池组和车辆 |
US11781002B2 (en) | 2017-11-02 | 2023-10-10 | Daikin Industries, Ltd. | Fluorine-containing elastomer composition for heat dissipation material and sheet thereof |
-
2014
- 2014-09-02 JP JP2014177944A patent/JP2016050662A/ja active Pending
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