JP3440189B2 - ダッシュパネル用防音材料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はダッシュパネル用防
音材料に関し、更に詳しくは、その加熱発泡体は低温域
においても高温域においても良好な制振性能を発揮し、
また曲げ剛性も優れており、更にはダッシュパネルとの
間の密着力も大きい新規なダッシュパネル用防音材料に
関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のエンジンルームと車室の間はダ
ッシュパネルで画分されている。このダッシュパネル
は、エンジンルームからの熱や騒音を遮断し、またエン
ジンルームの車室内への振動伝搬を抑制するために設け
られる。上記した要求内容を充足させるために、例え
ば、図１で示したような２重ダッシュパネル構造が広く
採用されている。

【０００３】すなわち、ダッシュパネル１のエンジンル
ーム側の表面１ａにリーンフォース２を配置し、このリ
ーンフォース２とダッシュパネル１の表面１ａとが形成
する空間に、防音材料３を充填した構造のものである。
エンジンルームからの騒音などは上記防音材料３で吸収
されることにより車室内への伝搬は抑制される。上記防
音材料としては、従来から各種のものが用いられている
が、そのなかに、例えば、アスファルトを主成分とし、
これに合成ゴムや、発泡剤を配合し、更に架橋剤や可塑
剤や充填剤（増量剤）を配合して成る発泡性の材料があ
る。

【０００４】この材料は、上記した各成分を混練したの
ちその混練物をシート成形し、得られたシートを図１で
示したリーンフォース２とダッシュパネル１の間に挟み
込み、ついで、全体を所定温度に加熱して使用される。
加熱の過程で、この材料は発泡剤の発泡によって発泡体
となり、同時に架橋剤の働きで合成ゴムやアスファルト
の架橋が進んで、全体が架橋発泡体になってリーンフォ
ース２とダッシュパネル１との各表面に密着し、両者が
形成する空間の中に充填され、遮熱，防音効果を発揮す
る。

【０００５】しかしながら、この材料の主成分であるア
スファルトは、剪断応力に対する減衰特性に温度依存性
があり、その特性は低温域で低下する。したがって、こ
の材料を防音材料にして２重ダッシュパネル構造を組み
立てた場合、低温域における制振性能が低下して、ダッ
シュパネルとしての制振性能は悪くなる。そのため、図
１で示したように、ダッシュパネル１の車室側の表面１
ｂに制振材４を一体的に張り合わせることが必要になっ
てくる。

【０００６】このような対策は、２重ダッシュパネル構
造のコスト上昇を招くとともに、重量増を引き起こすの
で、工業的には改善されることが必要である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、アスファル
トを主成分とし、架橋発泡体として防音・制振性能を発
揮する防音材料における上記した問題を解決し、低温域
および高温域のいずれにおいても良好な制振性能を発揮
し、また曲げ剛性も良好であるので薄肉化して使用する
ことができ、更には、リーンフォースやダッシュパネル
との密着性も優れている新規組成のダッシュパネル用防
音材料の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、アスファルト：１０〜４０
重量％，熱可塑性エラストマー：５〜１５重量％，合成
ゴム：３〜５重量％，架橋剤：4.５〜６重量％，発泡
剤：３〜４重量％，粘着付与剤：３〜６重量％，可塑
剤：１０〜２５重量％，および充填剤：２０〜４０重量
％とからなり、前記アスファルトはその融解点が４０℃
〜１００℃であって、前記熱可塑性エラストマーはその
ガラス転移温度が−２０℃〜０℃のスチレン系ブロック
コポリマーであることを特徴とするダッシュパネル用防
音材料が提供される。

【０００９】本発明の防音材料は、次のような材料設計
思想を基礎にして開発されたものである。まず、主成分
であり融解点が４０℃〜１００℃であるアスファルトに
対し、ガラス転移温度が−２０℃〜０℃の温度域にある
熱可塑性エラストマーを配合することにより、低温域に
おいてもアスファルトの粘弾性を保持して、当該アスフ
ァルトの低温域における制振性能の低下を抑制したこと
である。

【００１０】また、架橋剤を配合することにより、加熱
・発泡時における材料全体の感温性をブロードにし、加
熱に際して、採用する加熱温度の選択幅を広げるととも
に、得られた架橋発泡体の剛性を高めたことである。更
に、粘着付与剤を配合することにより、加熱・発砲後の
架橋発泡体が、リーンフォースとダッシュパネルとに強
固に密着するようにしたことである。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の防音材料における主成分
はアスファルトである。アスファルトとしては、格別限
定されるものではなく、従来から用いられているもので
あれば何であってもよい。具体的には、各種の天然アス
ファルト；ストレートアスファルト，ブローンアスファ
ルト，カットバックアスファルトのような石油アスファ
ルトをあげることができる。

【００１２】用いるアスファルトとしては、後述する防
音材料の調製時に適用される温度で溶融した場合に、そ
の粘度が比較的高くなるように成分調整がなされている
ものが好ましい。すなわち、軟化点が高く、粘弾性に富
むものが好ましい。そのようなアスファルトを主成分と
して調製された防音材料は、その架橋発泡体の高温域に
おける制振性能が低下しないからである。

【００１３】具体的には、融解点が５０〜１００℃であ
り、温度１８０℃における粘度が１００〜５００cStに
なるものが好ましい。このアスファルトの配合量は、１
０〜４０重量％に設定される。１０重量％より少ない場
合は、調製した防音材料の加熱時における粘弾性が不足
して例えばシート成形性が悪くなり、また４０重量％よ
り多くすると、逆に流動性が増して同じくシート成形性
の悪化を招くと同時に、得られた架橋発泡体の低温域に
おける制振性能が低下するようになるからである。

【００１４】熱可塑性エラストマーは、主成分であるア
スファルトを変成してその剪断応力を小さくし、もって
アスファルトの低温域における制振性能を高めるために
配合される必須成分である。熱可塑性エラストマーは、
ゴム弾性を示す柔軟性成分（ソフトセグメント）と加硫
ゴムの架橋点に相当する分子拘束成分（ハードセグメン
ト）とから成るポリマーであり、前記ハードセグメント
は加熱により流動し、冷却すると再硬質化する。

【００１５】熱可塑性エラストマーとしては、上記した
ハードセグメントとソフトセグメントの組み合わせによ
って、例えば、スチレン系（ＳＢＣ），オレフィン系
（ＴＰＯ），塩ビ系（ＴＰＶＣ），ウレタン系（ＴＰ
Ｖ），エステル系（ＴＰＥＥ），アミド系（ＴＰＡＥ）
など、各種のものが開発されている。本発明の防音材料
に配合する熱可塑性エラストマーとしては、そのガラス
転移温度が−２０℃〜０℃であることが好ましく、そし
て、上に列記した熱可塑性エラストマーのうち、スチレ
ン系のものが好適である。

【００１６】具体的には、ハードセグメントがポリスチ
レンから成り、ソフトセグメントが、ポリイソプレン，
ポリブタジエン，ポリエチレン，ポリプロピレンなどで
構成されているブロックコポリマーをあげることができ
る。例えば、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック
コポリマー（ＳＢＳ），スチレン−イソプレン−スチレ
ンブロックコポリマー（ＳＩＳ），スチレン−エチレン
−ブチレン−スチレンブロックコポリマー（ＳＥＢ
Ｓ），スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロ
ックコポリマー（ＳＥＰＳ）などをあげることができ
る。

【００１７】熱可塑性エラストマーの配合量割合は５〜
１５重量％に設定される。５重量％より少ない場合は、
主成分であるアスファルトの変成効果が充分に発揮され
ず、そのため、得られた防音材料の架橋発泡体の低温域
における制振性能はあまり向上せず、また１５重量％よ
り多くなると、架橋発泡体の低温域における制振性能は
向上するものの、逆に高温域における制振性能は低下す
るようになってしまう。好ましい配合割合は７〜１０重
量％である。

【００１８】合成ゴムは、防音材料の溶融混練時に、そ
の混練物の粘性を調製して均一混練を実現し、また混練
物のシート成形性を確保するために配合する。同時に、
得られた防音材料を加熱発泡させたときに、後述する発
泡剤からの分解ガスを散逸させることなく有効に発泡セ
ルとして確保するとともに、自らは後述する架橋剤の作
用を受けて架橋して全体の形状を保持し、もって剛性が
優れ、また発泡倍率も大きい架橋発泡体を形成するため
に配合される。

【００１９】このような合成ゴムとしては、上記したよ
うに架橋剤による架橋反応が可能で、また、防音材料の
加熱発泡時に分解ガスを確保できるような粘度になるよ
うなものが選定される。具体的には、ニトリルゴム（Ｎ
Ｒ），スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ），イソプレン
ゴム（ＩＲ），ブタジエンゴム（ＢＲ），クロロプレン
ゴム（ＣＲ），ニトリルゴム（ＮＢＲ），エチレンプロ
ピレンゴム（ＥＰＲ）などをあげることができ、これら
のうち、数平均分子量が２０万〜２００万のものを好適
例としてあげることができる。

【００２０】この合成ゴムの配合割合は３〜５重量％に
設定される。３重量％より少ない場合は、防音材料の加
熱発泡時における架橋は十分に進まず、また発泡剤の分
解ガスを充分に確保できず、得られた架橋発泡体の剛性
低下と発泡倍率の低下を招くようになり、５重量％より
多くなると、得られた架橋発泡体は、低温域と高温域の
いずれにおいてもその制振性能が低下するようになる。

【００２１】架橋剤は、上記した合成ゴムを架橋のため
に配合されると成分であるが、同時に、加熱発泡しつつ
ある防音材料の感温性をブロードにし、得られた架橋発
泡体の制振性能の温度依存性を抑制する働きをする成分
である。とくに、防音材料の感温性をブロードにする作
用効果は、この防音材料をリーンフォースとダッシュパ
ネルの間に挟んで製造ラインに送って加熱発泡させると
きに、製造ラインにおける加熱温度の選択幅を広めるこ
とができるという工業的な利点を与える。

【００２２】この架橋剤としては、上記した合成ゴムを
架橋させるものであれば何であってもよく、具体的に
は、イオウ；ジチオジモルホリン，チウラムジスルフィ
ドのようなジスルフィド化合物；パーオキサイド，キノ
ンジオキシム；などをあげることができる。この架橋剤
の配合割合は4.５〜６重量％に設定される。4.５重量％
より少ない場合は、合成ゴムの架橋は不充分で、前記し
た作用効果は充分に発揮されず、また６重量％より多く
しても、前記した作用効果は飽和に達するだけではな
く、逆に、得られた架橋発泡体の剛性が高くなりすぎ
て、低温域と高温域のいずれにおいても制振性能の低下
が引き起こされる。

【００２３】なお、架橋剤は、ベンゾチアゾールジスル
フィドのようなのようなチアゾール系の架橋促進剤とと
もに配合することが好ましい。合成ゴムの架橋反応を確
実に生起せしめ、架橋に伴う前記した作用効果を確実に
実現することができるからである。その場合、架橋促進
剤の配合割合は1.５〜2.５重量％の範囲に規制すること
が好ましい。

【００２４】発泡剤は、調製された防音材料を発泡体に
し、同時に形成させた架橋発泡体を発泡時のガス圧でリ
ーンフォースとダッシュパネルに密着させる働きをする
ための成分である。すなわち、防音材料を加熱すると、
発泡剤は熱分解して炭酸ガスや窒素ガスを発生し、その
ガス圧で防音材料の中に発泡セルを形成し、当該防音材
料を発泡体に転化させるとともに、その発泡体をガス圧
でリーンフォースとダッシュパネルに密着させる。

【００２５】この発泡剤としては、本発明の防音材料の
調製時に実施する各成分の溶融混練時には熱分解して発
泡せず、しかし、調製した防音材料をリーンフォースと
ダッシュパネルの間に挟んで加熱発泡させるときには熱
分解して発泡するような熱分解温度を備えたものが使用
される。具体的には、熱分解温度が１６０〜２００℃の
範囲内にあるものが好適である。

【００２６】このような発泡剤としては、アゾジカルボ
ンアミド，アゾビスイソブチロニトリルのようなアゾ化
合物；ジニトロソペンタメチレンテトラミン，４，４’
−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド，ｐ−トル
エンスルホニルヒドラジド；などをあげることができ
る。とりわけ、貯蔵安定性が良好であるという点でアゾ
ジカルボンアミドは好適な発泡剤である。

【００２７】この発泡剤の配合割合は３〜４重量％に設
定される。３重量％より少ない場合は、発泡は充分に進
まず、得られた架橋発泡体の発泡倍率は小さくなるとと
もに、リーンフォースとダッシュパネルとの密着性も悪
くなり、また４重量％より多くすると、前記した作用効
果は飽和に達するだけである。粘着付与剤は、防音材料
の架橋発泡体をリーンフォースとダッシュパネルに強固
に密着させ、２重ダッシュパネル構造の耐久性を高める
ために配合される成分である。

【００２８】この粘着付与剤としては、分子末端に官能
基を有する低分子量の液状ゴムが用いられる。具体的に
は、末端官能基が−ＯＨや−ＣＯＯＨであり、骨格構造
はポリブタジエン，ニトリルゴム，イソプレンゴムのよ
うな液状ゴムである。とりわけ、数平均分子量が１００
０〜１万程度であり、末端官能基が−ＯＨであるポリブ
タジエンは好適である。

【００２９】この粘着付与剤の配合割合は３〜６重量％
に設定される。３重量％より少ない場合は、上記した密
着効果が充分に発揮されず、また６重量％より多くなる
と、形成された架橋発泡体は軟らかすぎて剛性低下が顕
著となり、また調製した防音材料の貯蔵安定性が悪くな
って調製してから実使用する間に変質しやすくなる。可
塑剤は、合成ゴム分子間を潤滑して分子の動きを自由に
し、内部摩擦を減少して防音材料の調製時における溶融
混練を円滑に進める働きとともに、得られた架橋発泡体
の低温域における制振性能を高める働きをする。

【００３０】このような可塑剤としては、従来からゴム
加工にプロセスオイルとして用いられているものをあげ
ることができる。例えば、ナフテン系オイル，芳香族系
炭化水素を好適例とする。とくに、高粘度のものが好ま
しい。低粘度のものを用いると、得られる架橋発泡体の
制振性能の温度依存性を大きくしてしまい、また、発泡
剤の分解ガスによる発泡セルが充分に形成されなくなる
からである。

【００３１】可塑剤の配合割合は１０〜２５重量％に設
定される。１０重量％より少ない場合は、上記した作用
効果が充分に発揮されず、また２５重量％より多くなる
と、防音材料を成形して得られたシートの形状保持性が
悪化すると同時に、形成された架橋発泡体の制振性能が
全体的に低下する。充填剤は増量剤として配合され、ま
た同時に、防音材料、更には形成される架橋発泡体の耐
熱性を高める成分として配合される。

【００３２】用いる充填剤としては、無機充填剤が好適
であり、具体的には、炭酸カルシウム，マイカ，タル
ク，各種の無機質ウィスカやファイバなどをあげること
ができる。これらのうち、マイカやタルクのように鱗片
形状をしたものは、得られる架橋発泡体の制振性能を全
体的に向上させるので好適である。充填剤の配合割合は
２０〜４０重量％に設定される。２０重量％より少ない
場合は、形成される架橋発泡体の耐熱性向上効果は不充
分であり、また４０重量％より多くすると、発泡セルが
均一に分散する発泡体の形成が困難になり、かつ、全体
としての発泡倍率は小さくなる。

【００３３】本発明の防音材料の調製に際しては、上記
した各成分の所定量を例えばニーダーなどで溶融混練す
る。このときの温度は、配合した発泡剤，粘着付与剤，
可塑剤，架橋剤などの分解温度未満の温度で、しかも例
えばアスファルトの融解点以上の温度に設定される。つ
いで、得られた混練物は所定の成形機で例えばシート形
状に成形される。そして、そのシートをリーンフォース
に載せ、その上からダッシュパネルを重ねてサンドウィ
ッチ構造としたのち、全体を所定温度に加熱することに
より、本発明の防音材料から成るシートを架橋発泡体に
して２重ダッシュパネル構造にする。

【００３４】このときの加熱温度は、配合されている発
泡剤の分解温度以上に設定されることはいうまでもな
い。

【００３５】

【実施例】実施例１〜３，比較例１〜３ 下記の材料を用意した。 アスファルト：ストレートアスファルト４０−６０（三
菱石油（株）製、融解点４０〜６０℃のストレートアス
ファルト）。

【００３６】熱可塑性エラストマー：クレイトンＤ−１
１０１ＣＭ（商品名、ＪＳＲシェルエラストマ（株）
製、ガラス転移温度−２０℃のＳＢＳブロックコポリマ
ー）。 合成ゴム：Ｎｉｐｏｌ１５０７（商品名、日本ゼオン
（株）製のＳＢＲ、数平均分子量２０万）。

【００３７】架橋剤：鶴見化学（株）製の微粉イオウ。 架橋促進剤：ノクセラーＤＭ（商品名、大内新興化学
（株）製のベンゾチアゾールジスフィルド）。 発泡剤：ビニホールＡＣ（商品名、永和化成（株）製の
アゾジカルボンアミド、分解温度２００℃）。

【００３８】粘着付与剤：Ｐｏｌｙ ｂｄ（商品名、
出光石油化学（株）製の、末端官能基が−ＯＨである液
状ポリブタジエンゴム、数平均分子量２８００）。 クイントンＲ−１００（商品名、日本ゼオン（株）製
の石油樹脂。

【００３９】可塑剤：アロマックス（商品名、冨士興産
（株）製の芳香族系プロセスオイル）。 充填剤：マイカＳ−２００ＨＧ（商品名、レプコ（株）
製のマイカ）とニューライトＬＬ（商品名、日東粉化工
業（株）製の炭酸カルシウム）とを重量比で１：５に混
合したもの。

【００４０】以上の各成分を表１で示した割合（重量
％）で混合したのち、温度９０℃のニーダーで溶融混練
し、得られた混練物を押出し成形して、厚み２mm、縦２
５mm、幅２５mmのシートにした。得られた各シートにつ
き、下記の仕様で接着強さ、制振性能、曲げ強さをそれ
ぞれ測定した。

【００４１】接着強さ：各成形シートを、厚み1.０mm，
幅２５mm，長さ１００mmのＳＰＣＣ鋼板で挟んで保持
し、温度１６０℃で１０分間加熱して発泡させた。得ら
れた処理品を室温にまで冷却し、両方の鋼板を引張速度
５０mm/minの引張試験機で剥離し、鋼板と架橋発泡体と
の接着強さ（kg/cm²）を求めた。

【００４２】その結果を表１に示した。 制振性能：発砲後の厚みが６mmとなるように、各成形シ
ートを厚み0.８mmのＳＰＣＣ鋼板で挟んで保持してサン
ドウィッチ構造にし、全体を温度１６０℃で１０分間加
熱した。得られた処理品につき、２本吊り法により、周
波数２００Hzで温度２０〜８０℃における共振曲線を測
定し、その共振曲線から各処理品における架橋発泡体の
損失係数を算出した。

【００４３】この値が大きいものほど制振性能が優れて
いることを表す。結果を表２に示した。

【００４４】

【表１】

【００４５】

【表２】

【００４６】曲げ強さ：発砲後の厚みが６mmとなるよう
に、各成形シートを、厚み0.８ｍのＳＰＣＣ鋼板と厚み
1.６mmのＳＰＣＣ鋼板で挟んで保持してサンドウィッチ
構造にし、全体を温度１６０℃で１０分間加熱した。得
られた処理品につき、曲げ速度１０mm/minの試験機で曲
げ試験を行い、変形量と荷重との関係を調べた。その結
果を表３に示した。

【００４７】

【表３】

【００４８】表１〜表３から以下のことが明らかであ
る。 １）実施例１〜３の材料は、低温域，常温域，高温域の
いずれにおいても制振性能は優れていて温度依存性は小
さい。しかも、接着強さ、曲げ強さも良好な値を示して
おり、全体としてバランスのとれた性能を発揮してい
る。一方、比較例１，２の材料は、接着強さと曲げ強さ
は良好であるものの、低温域における制振性能は悪い。
このことは、アスファルト成分量が多く、また熱可塑性
エラストマー配合がなされていないことに基づく結果で
ある。

【００４９】このように、各実施例と比較例１，２との
対比から明らかなように、アスファルトに熱可塑性エラ
ストマーを配合して変成すると、アスファルト成分によ
って引き起こされていた低温域における制振性能の低下
という問題を解消することができる。 ２）また、比較例３と実施例１を対比して明らかなよう
に、液状ゴムを含まない比較例３の材料は、その接着強
さが極端に小さい。このことは、液状ゴム配合が接着強
さを高めるために有効であることを示している。

【００５０】

【００５１】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
防音材料は、それを加熱発泡させると、得られた発泡体
は剛性の大きい架橋発泡体になる。そして、その架橋発
泡体は低温域および高温域のいずれにおいても良好な制
振性能を発揮し、制振性能の温度依存性は小さい。

【００５２】また、防音材料に配合されている粘着付与
剤の働きにより、得られた架橋発泡体は、リーンフォー
スとダッシュパネルに強固に密着して耐久性に優れた２
重ダッシュパネル構造を形成することができる。そし
て、架橋発泡体の低温域における制振性能が優れている
ので、上記した２重ダッシュパネル構造の場合、従来の
ようにダッシュパネルに制振材を付設することが不要に
なり、軽量化，低コスト化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の２重ダッシュパネル構造例を示す部分断
面図である。

【符号の説明】

１ ダッシュパネル １ａ，１ｂ ダッシュパネル１の表面 ２ リーンフォース ３ 防音材料 ４ 制振材

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｋ 5/23 Ｃ０８Ｋ 5/23 Ｃ０８Ｌ 53/02 Ｃ０８Ｌ 53/02 95/00 95/00 (72)発明者 大橋 昌彦 愛知県稲沢市北麻積町沼１番５号 イイ ダ産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−38446（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−122931（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−28436（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−141731（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−25359（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−49063（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−79065（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−139253（ＪＰ，Ａ) 特表 昭62−502854（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60K 37/00 B60R 13/08 C08J 9/00 - 9/42 C08K 3/00 - 13/08 C08L 1/00 - 101/16

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アスファルト：１０〜４０重量％，熱可
   塑性エラストマー：５〜１５重量％，合成ゴム：３〜５
   重量％，架橋剤：4.５〜６重量％，発泡剤：３〜４重量
   ％，粘着付与剤：３〜６重量％，可塑剤：１０〜２５重
   量％，および充填剤：２０〜４０重量％とから成り、 前記アスファルトはその融解点が４０℃〜１００℃であ
   って、前記熱可塑性エラストマーはそのガラス転移温度
   が−２０℃〜０℃のスチレン系ブロックコポリマーであ
   ることを特徴とするダッシュパネル用防音材料。
2. 【請求項２】 前記架橋剤はイオウであり、前記発泡剤
   はアゾジカルボンアミドであり、前記粘着付与剤は分子
   末端にヒドロキシル基を有する液状ゴムであり、前記可
   塑剤はプロセスオイルであり、かつ前記充填剤は炭酸カ
   ルシウムである請求項１のダッシュパネル用防音材料。