JP2021021033A - 制振材 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]動的粘弾性測定により求められた損失正接tanδのピークを0℃以上40℃以下の温度範囲に1つ以上有するオレフィン系重合体(A)100質量部と、軟化材(B)5〜100質量部とを含む重合体組成物から形成され、厚さ0.1mm以上10mm以下の樹脂層(1)と、前記樹脂層(1)に積層された、厚さ0.06mm以上1mm以下の拘束層(2)とを備える制振材。
[2]前記オレフィン系重合体(A)が、4−メチル−1−ペンテンから導かれる構成単位(i)の含有割合が16〜95モル%であり、4−メチル−1−ペンテンを除く炭素数2〜20のα−オレフィンから導かれる構成単位(ii)の含有割合が5〜84モル%であり、非共役ポリエンから導かれる構成単位(iii)の含有割合が0〜10モル%(ただし、構成単位(i)、(ii)および(iii)の含有割合の合計を100モル%とする)である共重合体(A−1)である、前記[1]に記載の制振材。
[3]前記炭素数2〜20のα−オレフィンがプロピレンである、前記[2]に記載の制振材。
[4]前記拘束層(2)が、金属箔、金属メッシュ、樹脂層、繊維強化樹脂層、およびガラスクロスから選ばれる、前記[1]〜[3]のいずれかに記載の制振材。
[5]前記軟化材(B)がパラフィンオイルである、前記[1]〜[4]のいずれかに記載の制振材。
以下に説明するオレフィン系重合体(A)および軟化材(B)を含む重合体組成物から形成され、厚さ0.1mm以上10mm以下の樹脂層(1)と、
前記樹脂層(1)に積層された、厚さ0.06mm以上1mm以下の拘束層(2)と
を備える。
樹脂層(1)は、オレフィン系重合体(A)および軟化材(B)を含む重合体組成物から形成される。
樹脂層(1)の厚さは、0.1mm以上10mm以下であり、好ましくは0.1mm以上6.0mm以下、より好ましくは0.5mm以上5.5mm以下、さらに好ましくは1.5mm以上5.0mm以下である。樹脂層(1)の厚さがこのような範囲であると、得られる制振材の制振性の観点から好ましい。
オレフィン系重合体(A)は、動的粘弾性測定により求められた損失正接tanδのピークを0℃以上40℃以下の温度範囲に1つ以上有する。得られる制振材の制振性をより高める観点から、オレフィン系重合体(A)は、前記tanδのピークを10℃以上40℃の温度範囲に1つ以上有することが好ましい。
tanδのピークを前記温度範囲に1つ以上有するオレフィン系重合体(A)は、例えば、オレフィン系重合体(A)の後述する構成単位(i)〜(iii)の組成比の調整によって得ることができる。
直鎖状α−オレフィンの炭素数は、通常は2〜20、好ましくは2〜15、より好ましくは2〜10である。直鎖状α−オレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセン、1−エイコセンが挙げられ、好ましくはエチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテンである。
非共役ポリエンの炭素数は、通常は5〜20、好ましくは5〜10である。非共役ポリエンとしては、例えば、1,4−ペンタジエン、1,4−ヘキサジエン、1,5−ヘキサジエン、1,4−オクタジエン、1,5−オクタジエン、1,6−オクタジエン、1,7−オクタジエン、2−メチル−1,5−ヘキサジエン、6−メチル−1,5−ヘプタジエン、7−メチル−1,6−オクタジエン、4−エチリデン−8−メチル−1,7−ノナジエン、4,8−ジメチル−1,4,8−デカトリエン、ジシクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、ジシクロオクタジエン、メチレンノルボルネン、5−ビニルノルボルネン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、5−メチレン−2−ノルボルネン、5−ビニリデン−2−ノルボルネン、5−イソプロピリデン−2−ノルボルネン、2,3−ジイソプロピリデン−5−ノルボルネン、2−エチリデン−3−イソプロピリデン−5−ノルボルネン、2−プロペニル−2,2−ノルボルナジエンが挙げられる。
オレフィン系重合体(A)は、アウトガス発生量低減の観点から、4−メチル−1−ペンテンから導かれる構成単位(i)と、4−メチル−1−ペンテンを除く炭素数2〜20のα−オレフィンから導かれる構成単位(ii)とを有する共重合体(A−1)を含むことが好ましい。
オレフィン系重合体(A)は1種または2種以上用いることができる。
軟化材(B)としては、例えば、パラフィンオイル等のプロセスオイル、潤滑油、流動パラフィン、石油アスファルト、ワセリン等の石油系軟化材;コールタール、コールタールピッチ等のコールタール系軟化材;ヒマシ油、アマニ油、ナタネ油、大豆油、ヤシ油等の脂肪油系軟化材;蜜ロウ、カルナウバロウ、ラノリン等のロウ類;リシノール酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸亜鉛等の脂肪酸またはその塩;ナフテン酸、パイン油、ロジンまたはその誘導体;テルペン樹脂、石油樹脂、アタクチックポリプロピレン、クマロンインデン樹脂等の合成高分子物質;ジオクチルフタレート、ジオクチルアジペート、ジオクチルセバケート等のエステル系軟化材;その他、マイクロクリスタリンワックス、液状ポリブタジエン、変性液状ポリブタジエン、液状チオコール、炭化水素系合成潤滑油、トール油、サブ(ファクチス)が挙げられる。これらの中でも、石油系軟化材が好ましく、プロセスオイルがより好ましく、パラフィンオイルがさらに好ましい。
前記重合体組成物における軟化材(B)の含有量は、オレフィン系重合体(A)100質量部に対して、5〜100質量部であり、好ましくは10〜80質量部、より好ましくは15〜50質量部である。軟化材(B)の含有量を前記範囲とすることで、得られる制振材の制振性を向上させることができる。
前記重合体組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲でその他の成分をさらに含有することができる。その他の成分としては、例えば、補強材、充填材、加工助剤、オレフィン系重合体(A)以外の重合体、活性剤、架橋剤、架橋促進剤、架橋助剤、架橋遅延剤、吸湿剤、酸化防止剤、粘着付与剤、防カビ剤、潤滑剤、難燃剤、受酸剤、シランカップリング剤、帯電防止剤、発泡剤、磁性紛が挙げられる。
前記重合体組成物は、前記成分を混合することにより得ることができる。重合体組成物を調製する方法は特に限定されないが、バンバリーミキサ、インターミキサ、ニーダーなどの密閉式混練機、一軸押出機、二軸押出機などの押出機、オープンロールなどで混練することで調製できる。混練においては単独の装置を使用しても、複数種の装置を併用してもよい。
本発明の制振材における拘束層(2)は、樹脂層(1)を拘束し、樹脂層(1)に靭性を付与する。拘束層(2)は、制振材としての効果を高めるために、樹脂層(1)に積層されている。拘束層(2)は、例えば、シート状で、樹脂層(1)に密着一体化できる層である。
金属箔としては、例えば、アルミニウム箔、スチール箔、ステンレス箔、ニッケル箔、銅箔が挙げられる。
本発明の制振材は、樹脂層(1)および拘束層(2)の他に、樹脂層(1)における拘束層(2)が積層された面とは反対側の面上に、必要に応じて、公知の離型紙または離型フィルムを有してもよい。その場合は、離型紙または離型フィルムは、樹脂層(1)をシート化するときに、樹脂層(1)に積層することが好ましい。
本発明の制振材は、種々公知の製造方法、例えば、プレス機や押出機等の装置を用いて前記重合体組成物から所望の厚さを有するシート状樹脂層(1)を得た後、前記樹脂層(1)に拘束層(2)を圧着または熱圧着する方法、あるいは、拘束層(2)面に前記重合体組成物を押出機等の装置を用いて押出しラミネートして、拘束層(2)上に樹脂層(1)を形成する方法が挙げられる。
本発明の制振材は、制振対象となる部材(例えば部品または筐体)に貼付され、その部品または筐体を制振する。本発明の制振材は、上述した樹脂層(1)および拘束層(2)を備えることから、制振性および低汚染性に優れる。
以下の重合例、実施例および比較例において、測定および評価は以下の方法で行った。
<重合体の分析>
(組成)
オレフィン系重合体中の4−メチル−1−ペンテンおよびその他のα−オレフィンから導かれる構成単位の含有割合(モル%)は、13C−NMRによる測定値により求めた。測定値は、ECP500型核磁気共鳴装置(日本電子(株)製)を用いて、測定温度:120℃、測定溶媒:オルトジクロロベンゼン、積算回数:1万回以上にて、共重合体の13C−NMRのスペクトルを測定して得た。
オレフィン系重合体の極限粘度[η]は、測定装置としてウベローデ粘度計を用い、デカリン溶媒中、135℃で測定した。具体的には、約20mgの粉末状の重合体をデカリン25mLに溶解させた後、ウベローデ粘度計を用い、135℃のオイルバス中で比粘度ηSPを測定した。このデカリン溶液にデカリン5mLを加えて希釈した後、上記と同様にして比粘度ηSPを測定した。この希釈操作を2回繰り返し、重合体の濃度(C)を0に外挿したときのηSP/Cの値を極限粘度[η](単位:dL/g)として求めた(下記式1参照)。
[η]=lim(ηSP/C) (C→0) ・・・式1
オレフィン系重合体の重量平均分子量(Mw)、および重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比で表される分子量分布(Mw/Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用い、標準ポリスチレン換算法により算出した。測定条件は、下記の通りである。
測定装置 :GPC(ALC/GPC 150−C plus型、
示差屈折計検出器一体型、Waters製)
カラム :GMH6−HT2本、およびGMH−HTL2本を直列に接続
(いずれも東ソー(株)製)
溶離液 :o−ジクロロベンゼン
カラム温度:140℃
流量 :1.0mL/min
オレフィン系重合体を厚さ2mmのプレスシートに成型し、試験片有効サイズを、長さ20mm×幅10mm×厚さ2mmで測定するため短冊片を切り出した。粘弾性測定装置ARES(TA Instrumens JAPAN Inc.社製)を用いて、下記測定条件でオレフィン系重合体の動的粘弾性の温度依存性を測定した。当該測定で得られた、貯蔵弾性率(G’)と損失弾性率(G”)との比(G”/G’:損失正接)をtanδとし、tanδを温度に対してプロットすると、上に凸の曲線すなわちピークが得られ、そのピークの頂点の温度をガラス転移温度、すなわちtanδ−Tgとし、その温度における極大値を測定した。
((測定条件))
Frequency :1.0Hz
Temperature:−70〜100℃
Ramp Rate :4.0℃/分
Strain :0.1%
(アウトガス分析)
重合体組成物を試料とした。試料約100mgを加熱脱着GC/MSを用い、発生ガス分析を行った。発生ガス量はトルエン換算により定量した。発生ガス量が少ないほど汚染性が低い。詳細な測定条件は以下の通りである。
((加熱脱着GC/MS条件))
加熱脱着装置:TDSA/TDS3/CIS4(GERSTEL社製)
加熱温度:50℃
加熱時間:15min
加熱抽出流速:70mL/min
トラップ温度:−150℃
脱着温度:300℃(2min)
GC/MS装置:HP6890−HP5973(Agilent社製)
カラム:HP−5MS(60m x 0.25mmlD x 0.25μm)
スプリット比:50/1
昇温条件:40℃(3min)−10℃/min−320℃(9min)
イオン取込範囲:m/z 15−700
重合体組成物に含まれるハロゲン量(質量%)の定量は、蛍光X線分析により行った。測定値は、波長分散型蛍光X線分析装置(LAB CENTER XRF−1700:(株)島津製作所社製)を用い、FP法により解析をし、算出した。
(制振性評価)
幅100mm×長さ100mmに裁断した制振材を、幅100mm×長さ300mm×厚さ3mmのアルミニウム製の基材(被着体)の中心部分に圧着し、試験片とした。インパクトハンマー(PCB社製)で基材を加振し、加速度ピックアップ(PCB社製)で加速度を検出し、FFTアナライザ(OROS社製)で計測することで、基材の振動加速度レベルを測定した。得られた周波数応答関数(アクセレランス:A/F)の共振周波数において、1kHz付近の振動加速度レベルのピーク値を、基材のみの場合と比較し、低減した量を求めた。振動加速度レベルのピーク値の低減量が大きいほど制振性に優れる。
次の基準で1点〜3点で評価した。
0dB以上10dB未満減少 = 1点
10〜20dB減少 = 2点
20dBを超えて減少 = 3点
充分窒素置換した容量1.5リットルの攪拌翼付SUS製オートクレーブに、23℃でノルマルヘキサン300ml(乾燥窒素雰囲気、活性アルミナ上で乾燥したもの)、4−メチル−1−ペンテン450mlを装入した。このオートクレーブに、トリイソブチルアルミニウム(TIBAL)の1.0mmol/mlトルエン溶液を0.75ml装入し、攪拌機を回した。
4−メチル−1−ペンテン共重合体(A−1−1)100部、およびパラフィンオイル(商品名:ダイアナプロセオイルPW90、出光興産(株)製、動粘度(40℃):95.54mm2/s)30部をバッチ式混練機(商品名:ラボプラストミル、(株)東洋精機製作所製)を用い、150℃で混練し、重合体組成物を得た。前記重合体組成物を、加熱プレスを用い、190℃で5分加熱後、冷却プレスをし、厚さ2mmのシート状樹脂層を得た。
このシート状樹脂層の上部に拘束層として厚さ0.2mmのアルミニウム箔を圧着して貼り付け、樹脂層と拘束層の合計厚さが2.2mmの制振材を得た。
この制振材について、評価を行った。結果を表1に示す。
表1に記載したとおりに樹脂層またはアルミニウム箔の厚さを変更したこと以外は、実施例1と同様にして評価を実施した。結果を表1に示す。
拘束層としてアルミニウム箔を使用せず、厚さ2mmのシート状樹脂層のみを制振材として使用したこと以外は、実施例1と同様にして評価を行った。結果を表1に示す。
実施例1で用いた重合体組成物の代わりに、特開2006−125150号公報の実施例1に記載の塩素化ポリエチレンを含有する組成物を用い、樹脂層の厚さを1.7mmとしたこと以外は、実施例1と同様にして評価を行った。結果を表1に示す。
実施例4で用いた重合体組成物の代わりに、特開平09−136998号公報の実施例1に記載のブチルゴムを含有する組成物を用い、樹脂層の厚さを1.4mmとしたこと以外は、実施例4と同様にして評価を行った。結果を表1に示す。
従来技術として用いられる、塩素化ポリエチレンを用いた樹脂層と拘束層とからなる制振材は、汚染性が高い。従来技術として用いられる、ブチルゴムを用いた樹脂層と拘束層とからなる制振材も、汚染性が高い。これに対して、実施例の制振材は、制振性に優れ、しかも汚染性が低い。
Claims (5)
- 動的粘弾性測定により求められた損失正接tanδのピークを0℃以上40℃以下の温度範囲に1つ以上有するオレフィン系重合体(A)100質量部と、軟化材(B)5〜100質量部とを含む重合体組成物から形成され、厚さ0.1mm以上10mm以下の樹脂層(1)と、
前記樹脂層(1)に積層された、厚さ0.06mm以上1mm以下の拘束層(2)と
を備える制振材。 - 前記オレフィン系重合体(A)が、4−メチル−1−ペンテンから導かれる構成単位(i)の含有割合が16〜95モル%であり、4−メチル−1−ペンテンを除く炭素数2〜20のα−オレフィンから導かれる構成単位(ii)の含有割合が5〜84モル%であり、非共役ポリエンから導かれる構成単位(iii)の含有割合が0〜10モル%(ただし、構成単位(i)、(ii)および(iii)の含有割合の合計を100モル%とする)である共重合体(A−1)である、請求項1に記載の制振材。
- 前記炭素数2〜20のα−オレフィンがプロピレンである、請求項2に記載の制振材。
- 前記拘束層(2)が、金属箔、金属メッシュ、樹脂層、繊維強化樹脂層、およびガラスクロスから選ばれる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の制振材。
- 前記軟化材(B)がパラフィンオイルである、請求項1〜4のいずれか1項に記載の制振材。
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