JP3339487B2 - ポリ塩化ビニル系樹脂組成物及びそれよりなる振動エネルギー吸収材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種輸送機器、精密
電子機器、音響機器などの分野において振動を制御する
ことにより、動作反応速度や測定制度を向上させたり、
音質を改良させる目的で使用される振動エネルギー吸収
性能の優れたポリ塩化ビニル系樹脂組成物に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、振動エネルギー吸収材としてはブ
チルゴムが最もよく使用されている。また、最近ではポ
リノルボルネンや特殊なウレタン系エラストマーなどが
より高性能であることが見い出され注目されている。

【０００３】これら振動エネルギー吸収材の１次評価は
その材料の粘弾性測定により求められる貯蔵弾性率
（Ｅ′）と損失係数（ｔａｎδ＝損失弾性率（Ｅ″）／
貯蔵弾性率（Ｅ′））でなされる。

【０００４】振動エネルギー吸収材として設計するため
には損失係数は大きければ大きいほど、また貯蔵弾性率
は使用される形態によって最適値が存在する。

【０００５】これら２つの因子は通常温度依存性が大き
い。すなわち貯蔵弾性率は温度が高くなるにつれて徐々
に低下し、通常ガラス転移点を超えた温度域から急激に
低下する。また、損失係数はガラス転移点を超えた温度
域で最も高い値を示すがその前後の温度域では低下する
傾向が一般的である。

【０００６】従って、従来よりこのような振動エネルギ
ー吸収材に求められる基準としては、まず材料が用いら
れる温度域で高い損失係数を有することであった。

【０００７】一方、貯蔵弾性率については無機、金属の
充填材や軟化剤あるいはゴム等を添加することによりか
なりの幅でその値を調整することができるため最適値に
合わせることが可能であった。それゆえ、ブチルゴムや
ポリノルボルネン，特殊ウレタン系エラストマー等は損
失係数の値がそれぞれ最大でｔａｎδ＝１．４，２．
８，１．３という優れた値を示している。ところがこれ
らの素材は加工性，成形性に難があり使用範囲が限られ
ていた。

【０００８】また、ポリ塩化ビニル樹脂は５大汎用樹脂
の一角として長い歴史があり経済性はもとよりほとんど
の成形加工法が確立している。しかも非晶性樹脂である
こと、無機・金属充填材や軟化剤との複合化が容易であ
ることなどの長所を有している。

【０００９】ポリ塩化ビニル単独の損失係数は９０℃前
後で約１．１のピーク値を有する。しかし、これに代表
的な可塑剤であるＤＯＰを樹脂１００重量部に対して１
００重量部加えると損失係数のピーク温度は約５℃とな
り、またピーク値も約０．７程度に低下してしまう。

【００１０】この値は前述のゴム・エラストマーと比較
して低すぎる。このため加工性・経済性が優れている熱
可塑性樹脂の損失係数を高めたものが望まれつつある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポリ塩化ビ
ニル樹脂の有する特徴を生かしながら、優れた振動エネ
ルギー吸収性能を有するポリ塩化ビニル系樹脂組成物を
提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記のような現状に鑑
み、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成
するに至った。

【００１３】すなわち、本発明はポリ塩化ビニル系樹脂
１００重量部に対して３個以上の環からなる縮合多環式
化合物及び／または３個以上の環系からなる環集合を５
〜１００重量部含んでなるポリ塩化ビニル系樹脂組成物
に関する。

【００１４】さらには、ポリ塩化ビニル系樹脂１００重
量部に対して３個以上の環からなる縮合多環式化合物及
び／または３個以上の環系からなる環集合を５〜１００
重量部、下記一般式（１）で示されるフタル酸エステル
を５〜２００重量部、下記一般式（２）で示されるリン
酸エステル５〜２００重量部をそれぞれポリ塩化ビニル
系樹脂１００重量部に対して含んでなるポリ塩化ビニル
系樹脂組成物及び該樹脂組成物であって、ポリ塩化ビニ
ル系樹脂１００重量部に対して石油樹脂を３〜２００重
量部含んでなるポリ塩化ビニル系樹脂組成物に関する。

【００１５】

【化２】

【００１６】

【化３】

【００１７】Ｒ₁，Ｒ₂：単環式炭化水素 Ｒ₃〜Ｒ₅：芳香族単環式炭化水素 さらには、これらの組成物からなる振動エネルギー吸収
材に関する。

【００１８】以下、その詳細について説明する。

【００１９】本発明で用いるポリ塩化ビニル系樹脂と
は、塩化ビニル単独重合樹脂、塩素化塩化ビニル樹脂、
塩化ビニル単量体と共重合し得るすべての単量体のうち
１つ以上とランダム共重合あるいはブロック共重合して
得られる塩化ビニル共重合樹脂（例えば酢酸ビニル−塩
化ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体等）
で、上記樹脂の単品あるいは２種類以上の混合物であ
る。

【００２０】また、本発明で用いる縮合多環式化合物と
は３個以上の環から構成された縮合多環式炭化水素、縮
合複素環式化合物である。３個以上の環であれば、どの
ような構成であっても問題はないが、特に環数が多いほ
うが好ましい。

【００２１】一方、本発明で用いる環集合とは、３個以
上の環系（単環または縮合環）が単結合または二重結合
で直接結合し、このような直接環結合の数が含まれてい
る環系の数より１だけ少ないものをいう。環系は環式炭
化水素系であってもよいし、複素環系であってもよい。
また、３個以上の環系であればどのような構成であって
も問題はないが、特に環系が多いほうが好ましい。

【００２２】これら縮合多環式化合物及び環集合（以
後、まとめて環状物という）はアルキル基のうち炭素数
が１〜４のもの，水酸基，オキソ基，カルボキシル基，
アミノ基，シアノ基，ニトロ基，ハロゲン基等の官能基
が環と結合していてもよい。

【００２３】また、環状物はポリ塩化ビニル系樹脂と複
合化させることから、十分な分散状態に至らしめる必要
がある。それ故、環状物の融点はポリ塩化ビニル系樹脂
の加工温度よりも低いほうが望ましい。例えば縮合多環
式化合物としてはアセナフチレン、アセナフテン、フェ
ナントレン、９−フェナントロール、フルオレン、アン
トロン、９−フルオレノン、パ−ヒドロフルオレン、ベ
ンゾフェナントレン、９−アントラセンメタノール、
９，１０−ジヒドロアントラセン、ピレン、１，２−ベ
ンゾピレン、ジベンゾフェナントレン、ジベンゾスベラ
ン、３環以上から成るテルペン類、ステロイド、アルカ
ロイド、ジベンゾフラン、キサンテン、９−キサンテノ
ール、キサントン、アクリジン、ジベンゾチオフェン、
フェナントリジン、１，４−ベンゾキノン、７，８−ベ
ンゾキノリン、１，１０−フェナントロリン、フェナン
ジン、フェノキサジン、チアントレン等が挙げられる。
環集合としては、１，２−ジフェニルベンゼン、１，３
−ジフェニルベンゼン、１，３，５−トリフェニルベン
ゼン、１，２，３，４−テトラフェニル−１，３−シク
ロペンタジエン、２，２：６′，２″−テルピリジン等
が挙げられる。

【００２４】こういった環状物のうち１種類、もしくは
２種類以上を混合したものがポリ塩化ビニル系樹脂と複
合化される。

【００２５】環状物の添加量は総量として、加工性・経
済性の点からポリ塩化ビニル系樹脂１００重量部に対し
て５重量部以上１００重量部以下、さらには１５重量部
を超えて５０重量部以下が望ましい。

【００２６】ポリ塩化ビニル単独の場合、周波数１０Ｈ
ｚで動的粘弾性を測定すると約９０℃でｔａｎδの最大
値は１．１を示すものが、この範囲の添加量に応じて温
度約２０℃〜８５℃の範囲でｔａｎδの最大値は１．２
〜２．５程度を示す。この現象は緩和現象論の教えると
ころでは材料内部の状態の均一化が進み、緩和時間の分
布が狭まったと理解されるが、なぜこのような特定の環
状物が特異的に優れているのかは不明である。

【００２７】一方、これらの環状物は一般的な可塑剤と
比較して非常に高価なため、可塑剤として使用するには
支障が生じる。さらに本発明は上述の樹脂組成物に一般
式（１）で示されるフタル酸エステル及び一般式（２）
で示されるリン酸エステルを加えること、またはこれら
フタル酸エステル及びリン酸エステルと共に石油樹脂を
添加してなるポリ塩化ビニル系樹脂組成物であるが、こ
のことにより樹脂組成物の振動吸収性能を低下させるこ
となく、任意の温度にガラス転移点を操作できる。

【００２８】一般式（１）の構造を有するフタル酸エス
テルとは、Ｒ₁，Ｒ₂がＣ₃〜Ｃ₆の単環式炭化水素からな
る化合物である。Ｒ₁，Ｒ₂は同一でも異なっていてもよ
く、環上の水素は他の置換基に置換されていてもよい。
具体的には、ジシクロヘキシルフタレート（ＤＣＨ
Ｐ）、ジメチルシクロヘキシルフタレート、ジフェニル
フタレート等が挙げられ、好ましくはジシクロヘキシル
フタレートが用いられる。添加量としては、加工性・経
済性の点からポリ塩化ビニル系樹脂１００重量部に対し
て５重量部以上２００重量部以下、さらには１０重量部
以上１００重量部以下が好ましい。

【００２９】一般式（２）の構造を有するリン酸エステ
ルは、Ｒ₃がＣ₆〜Ｃ₉の芳香族単環式炭化水素からなる
化合物である。Ｒ₃〜Ｒ₅は同一または異なっていてもよ
く、環上の水素は他の置換基に置換されていてもよい。
具体的にはトリクレジルホスフェート（ＴＣＰ）、トリ
クシレニルホスフェート（ＴＸＰ）などが挙げられ、好
ましくはトリキシレニルホスフェートが用いられる。添
加量としては、加工性・経済性の点からポリ塩化ビニル
系樹脂１００重量部に対して５重量部以上２００重量部
以下、さらには１０重量部以上１００重量部以下が好ま
しい。

【００３０】一般式（１）のフタル酸エステルを単独で
用いるとブリード現象が生じるが一般式（２）のリン酸
エステルを５重量部以上加えることでブリード現象を顕
著に抑制することができる。

【００３１】このような組成物において、フタル酸エス
テルとリン酸エステルの配合量を調整することでｔａｎ
δが最大値を示す温度を室温から８０℃程度まで広範囲
に設定することができ、その値も１．２以上を保持する
ことができるため、振動エネルギー吸収材として極めて
有用といえる。

【００３２】さらに、上記フタル酸エステル、リン酸エ
ステルに加えて石油樹脂を複合化することにより、さら
に損失係数を高めることが可能となる。

【００３３】本発明に用いられる石油樹脂とはＣ₅〜Ｃ₉
のオレフィンを混合状態のまま重合して得られるもので
ある。しかし、石油樹脂の添加により損失係数の最大値
は向上するが、その効果の度合いは組成と分子量によっ
てかなり異なる。すなわち、石油樹脂としてはＣ₉成分
のインデンとスチレンを５０重量％以上含有するものが
好ましく、さらにはインデンとスチレンとの比率はスチ
レンが半分以上を占めることが望ましい。また、その数
平均分子量が５００以上１５００以下である方が好まし
い。これらの範囲をはずれると損失係数の値は低下する
おそれがある。添加量としてはポリ塩化ビニル系樹脂１
００重量部に対して３重量部以上２００重量部以下、さ
らには１０重量部以上１００重量部以下が好ましい。３
重量部未満では損失係数はあまり向上せず、また２００
重量部を超えて添加すると加工性が極端に低下する。

【００３４】本発明によるポリ塩化ビニル系樹脂組成物
には、その性能を極端に低下させない程度にポリ塩化ビ
ニル樹脂に通常添加されるＤＯＰ、ジオクチルセバケー
ト（ＤＯＳ）等の可塑剤、炭酸カルシウム、タルク等に
代表される無機充填材、三酸化アンチモンやホウ酸亜鉛
に代表される難燃剤、マイカやグラファイトに代表され
る振動エネルギー吸収材によく用いられるフレーク状充
填材などを必要に応じて添加することができる。

【００３５】また必要に応じて通常ポリ塩化ビニル樹脂
の改質に用いられるＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジ
エンゴム）、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合
体）、アクリル樹脂等とブレンドすることもできる。さ
らに振動エネルギー吸収材によく使用されるクマロン樹
脂、キシレン樹脂等とブレンドすることもできる。

【００３６】本発明によるポリ塩化ビニル系樹脂組成物
は従来のポリ塩化ビニル樹脂の成形加工法であるカレン
ダー加工、押し出し加工、射出成形、発砲成形、圧縮成
形等の手法により自由に成形加工することができる。

【００３７】また本発明により得られた振動エネルギー
吸収材は精密電子機器・精密測定機器等のように振動に
よりその精度に影響が生じるような機器の支持部材、パ
ッキング・ガスケット等の固定部材、音響機器等の積層
部材やシャーシなどに使用できる。さらに自動車や産業
機器などの振動の激しい部位に直接貼り付けて振動を抑
制したり、精密機器の脚部に用いて床からの振動の伝ぱ
んを防止する目的で使用されるほか、ステンレス鋼板や
アルミ板等の金属材料を始めとする木材、無機材料等の
他材料と複合して用いることもできる。

【００３８】

【実施例】以下に本発明を実施例を用いて説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

【００３９】実施例１ エチレン−塩化ビニル共重合体（リューロンＥ−２８０
０，東ソー（株）製）１００重量部、縮合多環式化合物
としてフェナントレン２０重量部、安定剤としてＯＧ−
７５６（水沢化学（株）製）を５重量部、難燃剤として
三酸化アンチモン（ＡＴＯＸ−Ｓ，日本精工（株）製）
７重量部を混合し、温度１７０℃にて５分間ロール混練
し、目的の組成物を得た。

【００４０】実施例２ 実施例１においてフェナントレンのかわりにピレン２０
重量部を用いる以外は全く同一の系を混合し、温度１７
０℃にて５分間ロール混練し、目的の組成物を得た。

【００４１】実施例３ 実施例１においてフェナントレンのかわりにフルオレン
２０重量部を用いる以外は全く同一の系を混合し、温度
１７０℃にて５分間ロール混練し、目的の組成物を得
た。

【００４２】実施例４ 実施例１においてフェナントレンのかわりにアントロン
２０重量部を用いる以外は全く同一の系を混合し、温度
１７０℃にて５分間ロール混練し、目的の組成物を得
た。

【００４３】実施例５ 実施例１においてフェナントレンのかわりにジベンゾフ
ラン２０重量部を用いる以外は全く同一の系を混合し、
温度１６０℃にて５分間ロール混練し、目的の組成物を
得た。

【００４４】実施例６ 実施例１においてフェナントレンを８０重量部にした以
外は全く同一の系を混合し、温度１７０℃にて５分間ロ
ール混練し、目的の組成物を得た。

【００４５】比較例１ 実施例１においてフェナントレンのかわりに、２つの環
から成る縮合多環式化合物である２−メチルナフタリン
２０重量部を用いる以外は全く同一の系を混合し、温度
１６０℃にて５分間ロール混練し、目的の組成物を得
た。

【００４６】比較例２ 実施例１においてフェナントレンのかわりにデカリン２
０重量部を用いる以外は全く同一の系を混合し、温度１
６０℃にて５分間ロール混練し、目的の組成物を得た。

【００４７】実施例７ 実施例１においてフェナントレンのかわりに、環集合と
して１，２−ジフェニルベンゼン２０重量部を用いる以
外は全く同一の系を混合し、温度１７０℃にて５分間ロ
ール混練し、目的の組成物を得た。

【００４８】実施例８ 実施例１においてフェナントレンのかわりに１，３，５
−トリフェニルベンゼン２０重量部を用いる以外は全く
同一の系を混合し、温度１７０℃にて５分間ロール混練
し、目的の組成物を得た。

【００４９】実施例９ 実施例７において１，２−ジフェニルベンゼンを８０重
量部にした以外は全く同一の系を混合し、温度１７０℃
にて５分間ロール混練し、目的の組成物を得た。

【００５０】比較例３ 実施例１においてフェナントレンのかわりに２つの環か
ら成る環集合であるビフェニル２０重量部を用いる以外
は全く同一の系を混合し、温度１７０℃にて５分間ロー
ル混練し、目的の組成物を得た。

【００５１】比較例４ 実施例１においてフェナントレンのかわりにｐ−ヒドロ
キシビフェニル２０重量部を用いる以外は全く同一の系
を混合し、温度１７０℃にて５分間ロール混練し、目的
の組成物を得た。

【００５２】実施例１０ 実施例１において、さらにジシクロヘキシルフタレート
（ＤＣＨＰ，大阪有機化学（株）製）３５重量部、トリ
キシレニルホスフェート（ＴＸＰ，（株）大八化学工業
所製）４０重量部を加え温度１６０℃にて５分間ロール
混練し、目的の組成物を得た。

【００５３】実施例１１ 塩化ビニル−ウレタングラフト重合樹脂（ドミナスＫ−
８００Ｆ，東ソー（株）製）１００重量部、環集合とし
て１，３−ジフェニルベンゼン２０重量部、ジシクロヘ
キシルフタレート（ＤＣＨＰ，大阪有機化学（株）製）
２０重量部、トリキシレニルホスフェート（ＴＸＰ，
（株）大八化学工業所製）１０重量部、及び熱安定剤と
して液状のバリウムジンク系安定剤（６２２７，昭島化
学（株）製）１重量部、粒状のバリウムジンク系安定剤
（６２２６，昭島化学（株）製）２．６重量部、亜燐酸
エステル系安定剤（４３４２，昭島化学（株）製）０．
６重量部を混合し、温度１５０℃にて５分間ロール混練
し、目的の組成物を得た。

【００５４】比較例５ 実施例１０の組成のうち、トリキシレニルホスフェート
のかわりにジ−２−エチルヘキシルフタレート（ビニサ
イザー８０，（株）花王製）４０重量部を用いた以外は
全く同一の操作により目的の組成物を得た。

【００５５】実施例１２ ポリ塩化ビニル樹脂（リューロン ＴＨ−１０００，東
ソー（株）製）８７重量部、エチレン−塩化ビニル共重
合体（リューロンＥ−２８００，東ソー（株）製）１３
重量部、石油樹脂（ペトコール ＬＸ−Ｔ，東ソー
（株）製）３９重量部、縮合多環式化合物としてピレン
２０重量部、ジシクロヘキシルフタレート（ＤＣＨＰ，
大阪有機化学（株）製）４０重量部、ジ−２−エチルヘ
キシルフタレート（ビニサイザー８０，（株）花王製）
７．５重量部、トリキシレニルホスフェート（ＴＸＰ，
（株）大八化学工業所製）２７．５重量部、安定剤とし
てＯＧ−７５６（水澤化学（株）製）５重量部、難燃剤
として三酸化アンチモン（ＡＴＯＸ−Ｓ，日本精鉱
（株）製）７重量部、無機充填材として炭酸カルシウム
（ホワイトンＰ−３０，白石カルシウム（株）製）２０
０重量部、マイカ（スゾライトマイカ１５０−Ｓ，クラ
レ（株）製）４０重量部を混合し、温度１４０℃にて５
分間ロール混練し目的の組成物を得た。

【００５６】実施例１３ 実施例１１において、さらに石油樹脂（ペトコール Ｌ
Ｘ−Ｔ，東ソー（株）製）２０重量部、水添ロジンエス
テル（ＫＥ−３１１，荒川化学工業（株）製）１０重量
部を加えた以外は全く同一の操作により目的の組成物を
得た。

【００５７】比較例６ 実施例１２において、ジシクロヘキシルフタレート０重
量部、ジ−２−エチルヘキシルフタレート４７．５重量
部に変更した以外は全く同一の系を混合し、同一の操作
により目的の組成物を得た。

【００５８】［損失係数（ｔａｎδ）の評価］実施例・
比較例で得られた組成物を１８０℃でプレスし、０．２
ｍｍ厚みのシートを作製した。このシートを用いて非共
振型強制振動法に基づく測定装置である粘弾性アナライ
ザーＲＳＡＩＩ（レオメトリックス・ファーイースト社
製）により昇温速度２℃／ｍｉｎ、測定周波数１０Ｈｚ
により損失係数の測定を行った。この時の損失係数のピ
ーク値、及びその時の温度を表１に示す。

【００５９】

【表１】

【００６０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によればポリ塩化ビニル系樹脂と３個以上の環から成る
縮合多環式化合物、及び／または３個以上の環系から成
る環集合を特定の割合で複合化することによって高い損
失係数を有した振動エネルギー吸収材が得られる。

【００６１】さらには、特定のフタル酸エステル、リン
酸エステル、さらに石油樹脂を添加することにより任意
の温度域で高い損失係数を有した振動エネルギー吸収材
が得られる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08L 27/06 F16F 15/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリ塩化ビニル系樹脂１００重量部に対し
   て、３個以上の環からなる縮合多環式化合物及び／また
   は３個以上の環系からなる環集合を５〜１００重量部、
   下記一般式（１）で示されるフタル酸エステルを５〜２
   ００重量部、及び、トリキシレニルホスフェートを５〜
   ２００重量部含んでなるポリ塩化ビニル系樹脂組成物。 【化１】 Ｒ₁，Ｒ₂：単環式炭化水素
2. 【請求項２】請求項１に記載のポリ塩化ビニル系樹脂組
   成物であって、ポリ塩化ビニル系樹脂１００重量部に対
   して石油樹脂を３〜２００重量部含んでなるポリ塩化ビ
   ニル系樹脂組成物。
3. 【請求項３】請求項１又は２のいずれかに記載のポリ塩
   化ビニル系樹脂組成物からなる振動エネルギー吸収材。