JP4112495B2

JP4112495B2 - Damping composition and damping structure

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Publication number: JP4112495B2
Application number: JP2003542534A
Authority: JP
Inventors: 克洋恵土; 玲二河合
Original assignee: Shishiai KK
Current assignee: Shishiai KK
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2021-12-27
Also published as: WO2003060005A1; JPWO2003060005A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車、内装材、建材、家電機器等に適用され、モーター等の振動発生源の振動エネルギーを吸収する制振組成物及び制振構造体に関する。詳しくは、フレキシビリティを維持しつつ、振動エネルギーを吸収する制振組成物及び制振構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、振動エネルギーを吸収する物質、すなわち、制振組成物として、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。国際公開ＷＯ９７／４２８４４号に開示される「エネルギー変換組成物」では、双極子を増大させる活性成分を制振組成物に含有させることにより、軟質塩化ビニル系樹脂の振動エネルギーの吸収性能を向上させている。振動エネルギーの吸収性能に加えて、フレキシビリティ及び粘着性を有するために、制振組成物の母材としてブチル系ゴムが使用される。
【０００３】
上記の制振組成物が自動車、内装材、建材、家電機器等に使用される場合、制振組成物はシート状に形成される。シートの厚みを厚く形成すれば、振動エネルギーの吸収性能を増大させることができる。しかしながら、市場では、重量を低減すべく、シートを薄く形成することが要求される。そのためには、制振組成物自体の振動エネルギーの吸収性能を向上させる必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ブチル系ゴムに活性成分を加えて振動エネルギーの吸収性能を向上させようとすると、ブチル系ゴムのフレキシビリティが低下する。
【０００５】
本発明は、上記のような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。本発明の目的は、フレキシビリティを維持しつつ、振動エネルギーの吸収性能を向上させることができる制振組成物及び制振構造体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために請求項１に記載の発明の制振組成物では、ブチル系ゴムからなる母材と、ベンゾチアジル基を有する化合物の中から選ばれた少なくとも一種からなる成分（ａ）と、テルペン樹脂からなる成分（ｂ）とを含む制振組成物であって、前記成分（ｂ）に対する前記成分（ａ）の重量比（ａ／ｂ）が３／７〜４／１であり、かつ前記成分（ａ）及び前記成分（ｂ）の合計に対する前記母材の重量比（母材／（ａ＋ｂ））が１／６〜１／２であり、前記ブチル系ゴムは、イソブチレン／イソプレン共重合体及びポリブテンの混合物であるものである。
【０００７】
請求項２に記載の発明の制振組成物では、請求項１に記載の発明において、前記成分（ｂ）に対する前記成分（ａ）の重量比（ａ／ｂ）が３／２〜４／１であり、かつ前記成分（ａ）及び前記成分（ｂ）の合計に対する前記母材の重量比（母材／（ａ＋ｂ））が１／６〜１／２であるものである。
【０００８】
請求項３に記載の発明の制振組成物では、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記成分（ｂ）に対する前記成分（ａ）の重量比（ａ／ｂ）が３／２〜４／１であり、かつ前記成分（ａ）及び前記成分（ｂ）の合計に対する前記母材の重量比（母材／（ａ＋ｂ））が１／６〜１／４であるものである。
【０００９】
請求項４に記載の発明の制振組成物では、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記ベンゾチアジル基を有する化合物の中から選ばれた少なくとも一種からなる成分（ａ）がＮ、Ｎ−ジシクロヘキシルベンゾチアジル−２−スルフェンアミド（ＤＣＨＢＳＡ）であるものである。
【００１０】
請求項５に記載の発明の制振組成物では、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、損失正接（ｔａｎδ）の値が３．０以上であるものである。
【００１１】
請求項６に記載の発明の制振構造体では、ブチル系ゴムからなる母材と、ベンゾチアジル基を有する化合物の中から選ばれた少なくとも一種からなる成分（ａ）と、テルペン樹脂からなる成分（ｂ）とを含む制振組成物であって、前記成分（ｂ）に対する前記成分（ａ）の第１の重量比（ａ／ｂ）が３／７〜４／１、かつ前記成分（ａ）及び前記成分（ｂ）の合計に対する前記母材の第２の重量比（母材／（ａ＋ｂ））が１／６〜１／２であり、前記ブチル系ゴムは、イソブチレン／イソプレン共重合体及びポリブテンの混合物である制振組成物を層状に形成してなる制振層と、前記制振層の表面に設けられ、かつシート状をなす拘束層とを含むものである。
【００１２】
請求項７に記載の発明の制振構造体では、請求項６に記載の制振構造体において、前記拘束層の弾性率は前記制振層の弾性率よりも高いものである。
請求項８に記載の発明の制振構造体では、請求項６に記載の制振構造体において、前記制振層の厚さが２．５ｍｍ以下であるものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態における制振組成物１５及び制振構造体について図１〜図５に基づいて説明する。
【００１４】
図１及び図２に示すように、制振構造体としての制振シート１１は、制振組成物１５によって層状に形成された制振層１３と、シート状をなす拘束層１２とを含む。拘束層１２は、例えばアルミニウム板からなる。制振層１３の表面に拘束層１２が設けられる。本実施形態の制振シート１１は、拘束型制振シートとして、例えば自動車、内装材、建材及び家庭電気機器などにおいて、それらの振動発生個所に用いられる。なお、拘束層を有する制振シートを拘束型制振シートと呼び、拘束層を備えていない制振シートを非拘束型制振シートと呼ぶ。
【００１５】
ＪＩＳＫ７１１３に準ずるプラスチックの引張試験方法により測定された拘束層１２の弾性率は、制振層１３のそれよりも高い。弾性率は引張応力−ひずみ曲線を用いて求められる。なお、測定温度は２３±２℃、相対湿度は５０±５％の条件の下で引張試験が行われた。
【００１６】
拘束層１２は制振層１３の伸縮変形を拘束する。拘束層１２の材料としては、アルミニウム、ステンレス鋼などのスチール、合成樹脂、ガラス繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）等、特に限定されない。拘束層１２の厚さは０．３ｍｍ以下が好ましい。厚さが０．３ｍｍを超えると、フレキシビリティが損なわれるとともに、制振シート１１の重量が増大し、軽量化が要求されるものに制振シート１１が使用される場合、その優位性が損なわれるおそれがある。
【００１７】
制振層１３は、その粘着性によって拘束層１２に密着される。制振層１３の厚さは２．５ｍｍ以下が好ましい。制振層１３の厚さが２．５ｍｍを超えると、制振シート１１の重量が増大し、軽量化が要求されるものに制振シート１１が使用される場合、その優位性が損なわれるおそれがある。このため、拘束層１２及び制振層１３を含む制振シート１１の厚さは２．８ｍｍ以下が好ましい。
【００１８】
図３に示すように、制振シート１１は、自動車、内装材、建材、家電機器等において、それらの振動発生箇所である振動部１４の表面に張り合わせられる。
図４及び図５に示すように、制振組成物１５はシート状に形成される。制振組成物１５は、ブチル系ゴムからなる母材と、ベンゾチアゾル基を有する化合物の中から選ばれた少なくとも一種からなる成分（ａ）と、テルペン樹脂からなる成分（ｂ）とを含む。
【００１９】
成分（ｂ）に対する成分（ａ）の重量比（ａ／ｂ）は３／７〜４／１であり、かつ成分（ａ）及び成分（ｂ）の合計に対する前記母材の重量比（母材／（ａ＋ｂ））は、１／６〜１／２に設定される。成分（ｂ）に対する成分（ａ）の重量比（ａ／ｂ）は３／２〜４／１であり、かつ成分（ａ）及び成分（ｂ）の合計に対する前記母材の重量比（母材／（ａ＋ｂ））は、１／６〜１／２であることが好ましい。さらに、成分（ｂ）に対する成分（ａ）の重量比（ａ／ｂ）は、３／２〜４／１であり、かつ成分（ａ）及び成分（ｂ）の合計に対する前記母材の重量比（母材／（ａ＋ｂ））は、１／６〜１／４であることがより好ましい。成分（ｂ）に対する成分（ａ）の重量比（ａ／ｂ）が３／７未満の場合、制振組成物１５が硬くなり、フレキシビリティが得られない。一方、重量比（ａ／ｂ）が４／１を超えると、成分（ｂ）に対する成分（ａ）の相溶性が低下し、十分な制振性能が得られない。
【００２０】
また、成分（ａ）及び成分（ｂ）の合計に対する前記母材の重量比（母材／（ａ＋ｂ））が１／６未満の場合、制振組成物が硬くなり、フレキシビリティが得られない。一方、重量比（母材／（ａ＋ｂ））が１／２を超えると、双極子モーメントの量を増加させる作用が得られない。
【００２１】
母材のブチル系ゴムは、イソブチレン／イソプレン共重合体（ブチルゴム）、ハロゲン化ブチルゴム（例えば、臭素化ブチルゴム、塩素化ブチルゴム）、部分架橋ブチルゴム、ポリブテン、ポリイソプレン、ポリイソブチレン及びこれらの再生品のうち、少なくとも一種に相当する。これらの中でも、フレキシビリティ及び粘着性に優れることから、イソブチレン／イソプレン共重合体及びポリブテンの混合物が好ましい。イソブチレン／イソプレン共重合体には、例えば、ＰＢ４０２（バイエル株式会社製）等が使用される。ポリブテンには、例えば、ＨＶ−１００（日本石油化学株式会社製）等が使用される。
【００２２】
イソブチレン／イソプレン共重合体及びポリブテンの重量比（ブチルゴム／ポリブテン）は、２／３〜４／１が好ましい。ブチルゴム／ポリブテンの重量比が２／３未満であると、保形性が十分に得られない。一方、ブチルゴム／ポリブテンの重量比が４／１を超えると、フレキシビリティ及び粘着性が十分に得られない。
【００２３】
前記成分（ａ）は母材に十分な制振性能を与えるために配合される。成分（ａ）のベンゾチアジル基を有する化合物としては、例えば、Ｎ、Ｎ−ジシクロヘキシルベンゾチアジル−２−スルフェンアミド（ＤＣＨＢＳＡ）、Ｎ−シクロヘキシルベンゾチアジル−２−スルフェンアミド（ＣＢＳ）、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルベンゾチアジル−２−スルフェンアミド（ＢＢＳ）、ジベンゾチアジルスルフィド（ＭＢＴＳ）、Ｎ、Ｎ−ジイソプロピルベンゾチアジル−２−スルフェンアミド（ＤＰＢＳ）等が好ましい。これらの中でも、ブチル系ゴムとの相性が良いことからＤＣＨＢＳＡが特に好ましい。
【００２４】
前記成分（ｂ）は母材に粘着性を付与するとともに、成分（ａ）のベンゾチアジル基を有する化合物の母材に対する相溶性を向上させるために配合される。成分（ｂ）のテルペン樹脂としては、α−ピネン、β−ピネン及びリモネン（ジペンテン）を主単量体とし触媒による重合によって得られるものが知られている。テルペン樹脂には、例えば、ポリテルペン樹脂、芳香族変性テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、これらの水素添加樹脂等が使用される。これらのテルペン樹脂の種類は特に限定されないが、特に母材の溶解度パラメーター（ＳＰ値）に近いものを選択するのが好ましい。
【００２５】
母材にはその他の成分として、フィラー、前記成分（ａ）及び成分（ｂ）以外の合成樹脂、腐食防止剤、染料、酸化防止剤、制電剤、安定剤、湿潤剤等を必要に応じて適宜加えることができる。
フィラーは振動エネルギーの吸収性能の向上、補強剤、耐熱剤及び増量剤として母材に配合される。フィラーには、例えば、カーボンブラック、シリカ、マイカ鱗片、ガラス片、グラスファイバー、カーボンファイバー、炭酸カルシウム、バライト、沈降硫酸バリウム等が使用される。
【００２６】
成分（ａ）及び成分（ｂ）以外の合成樹脂は、昇温時の流動を抑制するために配合される。合成樹脂には、例えば、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリメタクリル酸メチル、ポリフッ化ビニリデン、ポリスチレン等が使用される。
【００２７】
振動エネルギーの吸収性能に相当する制振組成物１５の損失正接（ｔａｎδ）の値は３．０以上が好ましい。損失正接（ｔａｎδ）の値が３．０未満であると、適用対象物によっては十分な振動エネルギーの吸収性能が得られない。
【００２８】
制振組成物１５を製造する場合、図示しないニーダー等の混練装置内に上記各成分からなる材料が投入される。各材料を混練することによって、制振組成物１５が製造される。制振組成物１５にはブチル系ゴムからなる母材と、成分（ａ）と成分（ｂ）が配合される。なお、成分（ｂ）に対する成分（ａ）の重量比（ａ／ｂ）が３／７〜４／１の範囲であり、かつ成分（ａ）及び成分（ｂ）の合計に対する前記母材の重量比（母材／（ａ＋ｂ））が１／６〜１／２の範囲に設定されている。成分（ｂ）により母材に対する成分（ａ）の相溶性を増大することができる。
【００２９】
図４に示すように、成分（ａ）は制振組成物１５中において複数の双極子１６として存在する。各双極子１６は母材に対する双極子モーメントの量を増加させる。このため、母材を構成する分子の分子間に束縛力が働く。これにより、制振組成物１５の損失正接（ｔａｎδ）を増大させることができる。
【００３０】
次に、制振シート１１を製造する場合、制振組成物１５を図示しないプレス機、押出機等の成形装置でシート状に成形し、制振層１３を形成する。制振層１３の一方の表面に拘束層１２を張り合わせられて、拘束型の制振シート１１が形成される。制振層１３の他方の表面が振動部１４の表面に張り合わされる。
【００３１】
振動部１４から振動が発生していない場合、図４に示すように、隣接する双極子１６のプラス及びマイナスの電荷が引き合うことにより、制振シート１１は安定した状態を保つ。一方、振動部１４から振動が発生した場合、制振組成物１５に外力として振動エネルギーが加わる。制振層１３は拘束層１２と振動部１４との間に把持されているため、制振層１３にせん断変形が生じる。さらに、図５に示すように、振動エネルギーによって制振組成物１５内部の各双極子１６には、変位が生じる。双極子１６に生じる変位とは、制振組成物１５内部における各双極子１６が回転したり、位相がずれたりすることに相当する。双極子１６に変位が生じた場合、各双極子１６は不安定な状態になる。この状態から、各双極子１６は図４に示す安定な状態に戻ろうとする。このとき、振動エネルギーの消費が生じ、制振組成物１５は振動エネルギーを吸収することができる。
【００３２】
【実施例】
次に、実施例及び比較例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明する。
（実施例１）
母材としてイソブチレン／イソプレン共重合体（ＰＢ４０２、バイエル株式会社製）１０重量部、及びポリブテン（ＨＶ−１００、日本石油化学株式会社製）５重量部と、成分（ａ）としてＤＣＨＢＳＡ（サンセラーＤＺ、三新化学工業株式会社製）６８重量部と、成分（ｂ）としてテルペン樹脂（ＳＹＬＶＡＲＥＳＴＲＢ１１５、アリゾナケミカル株式会社製）１７重量部とをニーダー（容量１０００ｃｍ３、ＤＳ１−３ＧＨＨ−Ｅ型、株式会社森山製作所製）内で混練し、制振組成物を得た。混練は、一次混練として常温で５分、二次混練として１１０℃で３０分の条件で行った。
【００３３】
（実施例２）
母材のイソブチレン／イソプレン共重合体１３重量部、ポリブテン７重量部、成分（ａ）のＤＣＨＢＳＡ４８重量部、成分（ｂ）のテルペン樹脂３２重量部を上記実施例１と同様に混練し、制振組成物を得た。
【００３４】
（実施例３）
母材のイソブチレン／インプレン共重合体２１重量部、ポリブテン１２重量部、成分（ａ）のＤＣＨＢＳＡ２１重量部、成分（ｂ）のテルペン樹脂４６重量部を上記実施例１と同様に混練し、制振組成物を得た。
【００３５】
（比較例１）
イソブチレン／イソプレン共重合体６５重量部、ポリブテン３５重量部を上記実施例１と同様に混練し、制振組成物を得た。
【００３６】
（比較例２）
イソブチレン／イソプレン共重合体９重量部、ポリブテン５重量部、テルペン樹脂８６重量部を上記実施例１と同様に混練し、制振組成物を得た。
【００３７】
（比較例３）
イソブチレン／イソプレン共重合体３３重量部、ポリブテン１８重量部、ＤＣＨＢＳＡ５０重量部を上記実施例１と同様に混練し、制振組成物を得た。
【００３８】
次に、実施例１〜実施例３及び比較例１〜比較例３の制振組成物を図示しないプレス機（ＴＢＤＭ−３０−２型、東邦マシナリー株式会社製）によって１００℃で１５秒プレスした後、３０℃で３分プレスし、厚み１．３ｍｍのシート状に成形した。
【００３９】
これらの制振組成物の成形物について、図示しない粘弾性測定装置（ＲＳＡＩＩ、レオメトリック社製）によって、成形物の損失正接（ｔａｎδ）を測定した。この場合、成形物の温度を連続的に増大させ、成形物を加振させた状態で損失正接（ｔａｎδ）が測定される。加振の周波数は、１０Ｈｚまたは１１０Ｈｚが一般的である。本実施形態では加振の周波数を１０Ｈｚとして、−３０〜８０℃の温度範囲で、損失正接（ｔａｎδ）の最大値を求めた。これらの成形物を折り曲げて、比較例１の制振組成物から得られた成形物と比較した。比較例１と同等のフレキシビリティがある場合に○、硬い又は折れる場合×とし、評価を行った。
【００４０】
さらに、これらの成形物の一方の面に厚さ０．１ｍｍのアルミニウム板を張り合わせ、成形物の他方の面に厚さ１．０ｍｍの鉄板（例えば、ＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板）製）を張り合わせて試験片を作成した。ＪＩＳＧ０６０２に準じる中央支持定常加振法に基づき、試料片を加振させたときの最初の共振周波数のピーク、すなわち、共振周波数の一次モードにおける損失係数（η）を算出した。中央支持定常加振法とは、機械インピーダンス測定装置を利用して、試験片中央の加振点におけるインピーダンスを測定して損失係数（η）を求める方法である。
【００４１】
実施例１〜３及び比較例１〜３の評価結果を表１に示す。
【００４２】
【表１】

【００４３】
表１から明らかなように、実施例１〜実施例３では比較例１に対し、損失正接（ｔａｎδ）及び損失係数（η）が向上し、優れた振動エネルギーの吸収性能を有するとともに、フレキシビリティが維持されている。
【００４４】
これに対し、成分（ａ）のＤＣＨＢＳＡが配合されていない比較例２では、損失正接（ｔａｎδ）及び損失係数（η）は向上しているが、フレキシビリティが維持されていない。このため、振動部１４の表面に比較例２の成形物を張り合わせて使用するのが困難である。比較例３では、フレキシビリティは維持されるものの、損失正接（ｔａｎδ）及び損失係数（η）がほとんど向上していない。
【００４５】
本実施形態は、以下の効果を有する。
制振組成物１５において、成分（ｂ）に対する成分（ａ）の重量比（ａ／ｂ）が３／７〜４／１、かつ前記母材と成分（ａ）及び成分（ｂ）の合計の重量比（母材／（ａ＋ｂ））が１／６〜１／２に設定されている。従って、制振組成物１５に含まれる成分（ｂ）により母材に対する成分（ａ）の相溶性を高めることができる。さらに、成分（ａ）及び成分（ｂ）が相乗的に作用し、母材のフレキシビリティを維持することができる。また、成分（ａ）は双極子１６として制振組成物１５中に存在し、かつ、母材に対する双極子モーメントの量を増加させる。このため、母材を構成する分子の分子間に束縛力が働き、制振組成物１５の損失正接（ｔａｎδ）を高めることができる。従って、振動エネルギーの吸収性能を向上させることができる。
【００４６】
制振シート１１はシート状をなすために、容易に振動部１４の表面に張り合わせることができる。
制振層１３の厚さが２．５ｍｍ以下に形成されている。このため、制振シート１１の軽量化を図ることができる。
【００４７】
なお、前記実施形態は次のように変更してもよい。
・制振組成物１５を繊維状、又は、ブロック状に形成してもよい。
・制振シート１１の拘束層１２に、ポリエチレン等の合成樹脂から形成された不織布、フィルム等を使用してもよい。この構成によると、制振シート１１のフレキシビリティをより向上させることができる。さらに、軽量化をより図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化した一実施形態における制振シートを示す斜視図である。
【図２】図１の制振シートを示す拡大断面図である。
【図３】図１の制振シートを振動部に張り合わせた状態を示す拡大断面図である。
【図４】図１の制振シートに含まれる制振組成物中の双極子の状態を示す模式図である。
【図５】図４の制振組成物に振動エネルギーが加わったときの双極子の状態を示す模式図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vibration damping composition and a vibration damping structure that are applied to automobiles, interior materials, building materials, home appliances, and the like and absorb vibration energy of vibration sources such as motors. Specifically, the present invention relates to a vibration damping composition and a vibration damping structure that absorb vibration energy while maintaining flexibility.
[0002]
[Prior art]
In general, a soft vinyl chloride resin in which a plasticizer is added to a vinyl chloride resin is known as a material that absorbs vibration energy, that is, a damping composition. In the “energy conversion composition” disclosed in International Publication No. WO 97/42844, the vibration damping composition of the soft vinyl chloride resin is improved by including an active component that increases dipoles in the vibration damping composition. ing. In order to have flexibility and adhesiveness in addition to vibration energy absorption performance, butyl rubber is used as a base material of the vibration damping composition.
[0003]
When the above vibration damping composition is used in automobiles, interior materials, building materials, home appliances, etc., the vibration damping composition is formed into a sheet shape. If the sheet is formed thick, vibration energy absorption performance can be increased. However, in the market, in order to reduce the weight, it is required to form a thin sheet. For this purpose, it is necessary to improve the vibration energy absorption performance of the damping composition itself.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when an active ingredient is added to butyl rubber to improve the vibration energy absorption performance, the flexibility of the butyl rubber decreases.
[0005]
The present invention has been made paying attention to the problems existing in the prior art as described above. An object of the present invention is to provide a vibration damping composition and a vibration damping structure capable of improving vibration energy absorption performance while maintaining flexibility.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the vibration damping composition of the invention according to claim 1, the component (a) comprising at least one selected from a base material composed of a butyl rubber and a compound having a benzothiazyl group And a component (b) comprising a terpene resin, wherein the weight ratio (a / b) of the component (a) to the component (b) is 3/7 to 4/1 And the weight ratio of the base material to the total of the component (a) and the component (b) (base material / (a + b)) is 1/6 to 1/2, and the butyl rubber is isobutylene / isoprene. It is a mixture of a copolymer and polybutene.
[0007]
In the vibration damping composition of the invention according to claim 2, in the invention according to claim 1, the weight ratio (a / b) of the component (a) to the component (b) is 3/2 to 4/1. And the weight ratio of the base material to the total of the component (a) and the component (b) (base material / (a + b)) is 1/6 to 1/2.
[0008]
In the damping composition of the invention according to claim 3, in the invention according to claim 1 or 2, the weight ratio (a / b) of the component (a) to the component (b) is 3/2. And the weight ratio of the base material to the total of the component (a) and the component (b) (base material / (a + b)) is 1/6 to 1/4.
[0009]
In the vibration-damping composition of the invention according to claim 4, in the invention according to any one of claims 1 to 3, the component comprising at least one selected from the compounds having the benzothiazyl group ( a) is N, N-dicyclohexylbenzothiazyl-2-sulfenamide (DCHBSA).
[0010]
In the vibration damping composition of the invention according to claim 5, in the invention according to any one of claims 1 to 4, the value of loss tangent (tan δ) is 3.0 or more.
[0011]
In the vibration damping structure of the invention according to claim 6, a base material made of butyl rubber, a component (a) made of at least one selected from compounds having a benzothiazyl group, and a component made of a terpene resin ( b), wherein the first weight ratio (a / b) of the component (a) to the component (b) is 3/7 to 4/1, and the component (a) And the second weight ratio of the base material (base material / (a + b)) to the sum of the components (b) is 1/6 to 1/2, and the butyl rubber is an isobutylene / isoprene copolymer and It includes a damping layer formed by layering a damping composition that is a mixture of polybutenes, and a constraining layer provided on the surface of the damping layer and in the form of a sheet.
[0012]
In the vibration damping structure of the invention according to claim 7, in the vibration damping structure according to claim 6, the elastic modulus of the constraining layer is higher than the elastic modulus of the vibration damping layer.
According to an eighth aspect of the present invention, in the vibration damping structure according to the sixth aspect, the thickness of the damping layer is 2.5 mm or less.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a damping composition 15 and a damping structure in an embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS.
[0014]
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, a vibration damping sheet 11 as a vibration damping structure includes a vibration damping layer 13 formed in a layer shape by a vibration damping composition 15 and a constraining layer 12 having a sheet shape. The constraining layer 12 is made of, for example, an aluminum plate. A constraining layer 12 is provided on the surface of the damping layer 13. The vibration damping sheet 11 according to the present embodiment is used as a restraint type vibration damping sheet, for example, in an automobile, an interior material, a building material, a household electric device, or the like in a place where the vibration is generated. A vibration damping sheet having a constraining layer is referred to as a constraining vibration damping sheet, and a vibration damping sheet that does not include a constraining layer is referred to as a non-restraining vibration damping sheet.
[0015]
The elastic modulus of the constraining layer 12 measured by a plastic tensile test method according to JIS K 7113 is higher than that of the damping layer 13. The elastic modulus is obtained using a tensile stress-strain curve. The tensile test was performed under the conditions of a measurement temperature of 23 ± 2 ° C. and a relative humidity of 50 ± 5%.
[0016]
The constraining layer 12 constrains the elastic deformation of the damping layer 13. The material of the constraining layer 12 is not particularly limited, such as steel such as aluminum and stainless steel, synthetic resin, glass fiber reinforced plastic (FRP), and the like. The thickness of the constraining layer 12 is preferably 0.3 mm or less. When the thickness exceeds 0.3 mm, flexibility is impaired, and the weight of the vibration damping sheet 11 is increased. When the vibration damping sheet 11 is used for a material that requires weight reduction, the superiority is impaired. There is a risk of being.
[0017]
The damping layer 13 is in close contact with the constraining layer 12 due to its adhesiveness. The thickness of the damping layer 13 is preferably 2.5 mm or less. If the thickness of the vibration damping layer 13 exceeds 2.5 mm, the weight of the vibration damping sheet 11 increases, and when the vibration damping sheet 11 is used for a material that requires weight reduction, the superiority of the vibration damping sheet 11 may be impaired. There is. For this reason, the thickness of the vibration damping sheet 11 including the constraining layer 12 and the vibration damping layer 13 is preferably 2.8 mm or less.
[0018]
As shown in FIG. 3, the vibration damping sheet 11 is attached to the surface of the vibration part 14, which is a vibration generation location, in automobiles, interior materials, building materials, home appliances, and the like.
As shown in FIGS. 4 and 5, the vibration damping composition 15 is formed in a sheet shape. The vibration damping composition 15 includes a base material made of butyl rubber, at least one component (a) selected from compounds having a benzothiazole group, and a component (b) made of a terpene resin.
[0019]
The weight ratio (a / b) of component (a) to component (b) is 3/7 to 4/1, and the weight ratio of the base material to the sum of component (a) and component (b) (base material) / (A + b)) is set to 1/6 to 1/2. The weight ratio (a / b) of component (a) to component (b) is 3/2 to 4/1, and the weight ratio of the base material to the total of component (a) and component (b) (base material) / (A + b)) is preferably 1/6 to 1/2. Furthermore, the weight ratio (a / b) of the component (a) to the component (b) is 3/2 to 4/1, and the weight ratio of the base material to the sum of the components (a) and (b) (Base material / (a + b)) is more preferably 1/6 to 1/4. When the weight ratio (a / b) of the component (a) to the component (b) is less than 3/7, the vibration damping composition 15 becomes hard and flexibility cannot be obtained. On the other hand, when the weight ratio (a / b) exceeds 4/1, the compatibility of the component (a) with respect to the component (b) decreases, and sufficient vibration damping performance cannot be obtained.
[0020]
Further, when the weight ratio of the base material to the total of the component (a) and the component (b) (base material / (a + b)) is less than 1/6, the vibration damping composition becomes hard and flexibility cannot be obtained. . On the other hand, when the weight ratio (base material / (a + b)) exceeds 1/2, the effect of increasing the amount of dipole moment cannot be obtained.
[0021]
The base material butyl rubber includes isobutylene / isoprene copolymer (butyl rubber), halogenated butyl rubber (for example, brominated butyl rubber, chlorinated butyl rubber), partially crosslinked butyl rubber, polybutene, polyisoprene, polyisobutylene, and recycled products thereof. Of these, it corresponds to at least one type. Among these, a mixture of isobutylene / isoprene copolymer and polybutene is preferable because of its excellent flexibility and adhesiveness. For the isobutylene / isoprene copolymer, for example, PB402 (manufactured by Bayer Co., Ltd.) or the like is used. For example, HV-100 (manufactured by Nippon Petrochemical Co., Ltd.) or the like is used as the polybutene.
[0022]
The weight ratio of isobutylene / isoprene copolymer and polybutene (butyl rubber / polybutene) is preferably 2/3 to 4/1. If the weight ratio of butyl rubber / polybutene is less than 2/3, sufficient shape retention cannot be obtained. On the other hand, if the weight ratio of butyl rubber / polybutene exceeds 4/1, sufficient flexibility and tackiness cannot be obtained.
[0023]
The said component (a) is mix | blended in order to give sufficient damping performance to a base material. Examples of the component (a) compound having a benzothiazyl group include N, N-dicyclohexylbenzothiazyl-2-sulfenamide (DCHBSA), N-cyclohexylbenzothiazyl-2-sulfenamide (CBS), N -Tert-Butylbenzothiazyl-2-sulfenamide (BBS), dibenzothiazyl sulfide (MBTS), N, N-diisopropylbenzothiazyl-2-sulfenamide (DPBS) and the like are preferable. Among these, DCHBSA is particularly preferable because of its good compatibility with butyl rubber.
[0024]
The component (b) is blended to impart adhesiveness to the base material and to improve the compatibility of the compound having a benzothiazyl group of the component (a) with the base material. As the terpene resin of component (b), those obtained by polymerization using a catalyst with α-pinene, β-pinene and limonene (dipentene) as main monomers are known. Examples of the terpene resin include polyterpene resins, aromatic modified terpene resins, terpene phenol resins, and hydrogenated resins thereof. The type of these terpene resins is not particularly limited, but it is particularly preferable to select one that is close to the solubility parameter (SP value) of the base material.
[0025]
As necessary, the base material contains other components such as fillers, synthetic resins other than the components (a) and (b), corrosion inhibitors, dyes, antioxidants, antistatic agents, stabilizers, wetting agents, etc. Can be added as appropriate.
The filler is blended into the base material as an improvement in vibration energy absorption performance, as a reinforcing agent, a heat-resistant agent, and a bulking agent. As the filler, for example, carbon black, silica, mica scale pieces, glass pieces, glass fibers, carbon fibers, calcium carbonate, barite, precipitated barium sulfate and the like are used.
[0026]
Synthetic resins other than the component (a) and the component (b) are blended in order to suppress flow during temperature rise. Examples of the synthetic resin include polyethylene, polyvinyl chloride, polypropylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, polymethyl methacrylate, polyvinylidene fluoride, and polystyrene.
[0027]
The value of the loss tangent (tan δ) of the damping composition 15 corresponding to the vibration energy absorption performance is preferably 3.0 or more. If the value of the loss tangent (tan δ) is less than 3.0, sufficient vibration energy absorption performance cannot be obtained depending on the application object.
[0028]
When the vibration damping composition 15 is manufactured, the material composed of the above components is put into a kneader such as a kneader (not shown). The damping composition 15 is manufactured by kneading each material. The damping composition 15 is blended with a base material made of butyl rubber, and components (a) and (b). In addition, the weight ratio (a / b) of the component (a) to the component (b) is in the range of 3/7 to 4/1, and the weight of the base material with respect to the sum of the component (a) and the component (b) The ratio (base material / (a + b)) is set in the range of 1/6 to 1/2. The compatibility of component (a) with the base material can be increased by component (b).
[0029]
As shown in FIG. 4, the component (a) exists as a plurality of dipoles 16 in the vibration damping composition 15. Each dipole 16 increases the amount of dipole moment relative to the matrix. For this reason, a binding force acts between molecules of the molecules constituting the base material. Thereby, the loss tangent (tan δ) of the vibration damping composition 15 can be increased.
[0030]
Next, when the vibration damping sheet 11 is manufactured, the vibration damping composition 15 is formed into a sheet shape by a molding device such as a press or an extruder (not shown) to form the vibration damping layer 13. The constraining type damping sheet 11 is formed by bonding the constraining layer 12 to one surface of the vibration damping layer 13. The other surface of the damping layer 13 is bonded to the surface of the vibration portion 14.
[0031]
When vibration is not generated from the vibration unit 14, the vibration damping sheet 11 maintains a stable state by attracting the positive and negative charges of the adjacent dipoles 16 as shown in FIG. On the other hand, when vibration is generated from the vibration portion 14, vibration energy is applied to the vibration damping composition 15 as an external force. Since the damping layer 13 is held between the constraining layer 12 and the vibrating portion 14, shear deformation occurs in the damping layer 13. Furthermore, as shown in FIG. 5, displacement occurs in each dipole 16 inside the vibration damping composition 15 due to vibration energy. The displacement generated in the dipole 16 corresponds to the rotation or phase shift of each dipole 16 inside the damping composition 15. When the dipole 16 is displaced, each dipole 16 becomes unstable. From this state, each dipole 16 tries to return to the stable state shown in FIG. At this time, vibration energy is consumed, and the vibration damping composition 15 can absorb vibration energy.
[0032]
【Example】
Next, the embodiment will be described more specifically with reference to examples and comparative examples.
(Example 1)
10 parts by weight of isobutylene / isoprene copolymer (PB402, manufactured by Bayer Co., Ltd.) as a base material, 5 parts by weight of polybutene (HV-100, manufactured by Nippon Petrochemical Co., Ltd.), and DCHBSA (Sunceller DZ, 68 parts by weight of Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.) and 17 parts by weight of terpene resin (SYLVARESTR B115, Arizona Chemical Co., Ltd.) as component (b) kneader (capacity 1000 cm3, DS1-3GHH-E type, Moriyama Co., Ltd.) Kneaded in a factory) to obtain a vibration damping composition. The kneading was performed under conditions of 5 minutes at room temperature as primary kneading and 30 minutes at 110 ° C. as secondary kneading.
[0033]
(Example 2)
The base material, isobutylene / isoprene copolymer (13 parts by weight), polybutene (7 parts by weight), component (a) DCHBSA (48 parts by weight) and component (b) terpene resin (32 parts by weight) were kneaded in the same manner as in Example 1 to dampen the vibration. A composition was obtained.
[0034]
(Example 3)
In the same manner as in Example 1, 21 parts by weight of the base material isobutylene / imprene copolymer, 12 parts by weight of polybutene, 21 parts by weight of DCHBSA of component (a), and 46 parts by weight of terpene resin of component (b) were kneaded in the same manner as in Example 1 above. A composition was obtained.
[0035]
(Comparative Example 1)
65 parts by weight of an isobutylene / isoprene copolymer and 35 parts by weight of polybutene were kneaded in the same manner as in Example 1 to obtain a vibration damping composition.
[0036]
(Comparative Example 2)
9 parts by weight of an isobutylene / isoprene copolymer, 5 parts by weight of polybutene, and 86 parts by weight of a terpene resin were kneaded in the same manner as in Example 1 to obtain a vibration damping composition.
[0037]
(Comparative Example 3)
33 parts by weight of isobutylene / isoprene copolymer, 18 parts by weight of polybutene, and 50 parts by weight of DCHBSA were kneaded in the same manner as in Example 1 to obtain a vibration damping composition.
[0038]
Next, the damping compositions of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 were pressed at 100 ° C. for 15 seconds with a press machine (TBDM-30-2 type, manufactured by Toho Machinery Co., Ltd.) not shown. Then, it pressed at 30 degreeC for 3 minutes, and shape | molded in the sheet form of thickness 1.3mm.
[0039]
For the molded products of these vibration damping compositions, the loss tangent (tan δ) of the molded product was measured by a viscoelasticity measuring device (RSAII, manufactured by Rheometric Co., Ltd.) not shown. In this case, the loss tangent (tan δ) is measured in a state where the temperature of the molded product is continuously increased and the molded product is vibrated. The frequency of excitation is generally 10 Hz or 110 Hz. In the present embodiment, the maximum value of the loss tangent (tan δ) is obtained in the temperature range of −30 to 80 ° C. with the frequency of excitation being 10 Hz. These moldings were folded and compared with the molding obtained from the vibration damping composition of Comparative Example 1. When there was flexibility equivalent to that of Comparative Example 1, it was evaluated as ○, when it was hard or broken, and evaluated.
[0040]
Furthermore, an aluminum plate having a thickness of 0.1 mm is bonded to one surface of these molded products, and an iron plate (for example, made of SPCC (cold rolled steel plate)) is bonded to the other surface of the molded product. A test piece was prepared. Based on the central support steady excitation method according to JIS G 0602, the peak of the first resonance frequency when the sample piece was vibrated, that is, the loss coefficient (η) in the primary mode of the resonance frequency was calculated. The center support steady excitation method is a method for obtaining a loss coefficient (η) by measuring the impedance at the excitation point at the center of the test piece using a mechanical impedance measuring device.
[0041]
The evaluation results of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 are shown in Table 1.
[0042]
[Table 1]

[0043]
As is apparent from Table 1, the loss tangent (tan δ) and the loss coefficient (η) are improved in Examples 1 to 3 as compared with Comparative Example 1, and the vibration absorption performance is excellent and the flexibility is high. Is maintained.
[0044]
On the other hand, in Comparative Example 2 in which the component (a) DCHBSA is not blended, the loss tangent (tan δ) and the loss coefficient (η) are improved, but the flexibility is not maintained. For this reason, it is difficult to use the molded article of Comparative Example 2 on the surface of the vibration part 14 by bonding. In Comparative Example 3, although the flexibility is maintained, the loss tangent (tan δ) and the loss coefficient (η) are hardly improved.
[0045]
The present embodiment has the following effects.
In the vibration damping composition 15, the weight ratio (a / b) of the component (a) to the component (b) is 3/7 to 4/1, and the total of the base material, the component (a), and the component (b) The weight ratio (base material / (a + b)) is set to 1/6 to 1/2. Therefore, the compatibility of the component (a) with the base material can be increased by the component (b) contained in the vibration damping composition 15. Furthermore, the component (a) and the component (b) act synergistically, and the flexibility of the base material can be maintained. In addition, component (a) is present in the damping composition 15 as a dipole 16 and increases the amount of dipole moment with respect to the base material. For this reason, a binding force acts between molecules of the molecules constituting the base material, and the loss tangent (tan δ) of the vibration damping composition 15 can be increased. Therefore, vibration energy absorption performance can be improved.
[0046]
Since the vibration damping sheet 11 has a sheet shape, it can be easily attached to the surface of the vibration part 14.
The damping layer 13 is formed with a thickness of 2.5 mm or less. For this reason, weight reduction of the damping sheet 11 can be achieved.
[0047]
In addition, you may change the said embodiment as follows.
The vibration damping composition 15 may be formed in a fiber shape or a block shape.
-You may use the nonwoven fabric, film, etc. which were formed from synthetic resins, such as polyethylene, for the constrained layer 12 of the damping sheet 11. According to this configuration, the flexibility of the vibration damping sheet 11 can be further improved. Furthermore, the weight can be further reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a vibration damping sheet in an embodiment embodying the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the vibration damping sheet of FIG.
3 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which the vibration damping sheet of FIG. 1 is bonded to a vibration part.
4 is a schematic diagram showing a state of a dipole in a vibration damping composition included in the vibration damping sheet of FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a dipole state when vibration energy is applied to the vibration damping composition of FIG. 4;

Claims

A vibration-damping composition comprising a base material composed of a butyl rubber, a component (a) composed of at least one selected from compounds having a benzothiazyl group, and a component (b) composed of a terpene resin, The weight ratio (a / b) of the component (a) to the component (b) is 3/7 to 4/1, and the weight ratio of the base material to the sum of the component (a) and the component (b) (base material / (a + b)) is 1 / 6-1 / 2 der is, the butyl-based rubber, damping composition which is a mixture of isobutylene / isoprene copolymer and polybutene.

The weight ratio (a / b) of the component (a) to the component (b) is 3/2 to 4/1, and the weight of the base material with respect to the sum of the component (a) and the component (b) The vibration damping composition according to claim 1, wherein the ratio (base material / (a + b)) is 1/6 to 1/2.

The weight ratio (a / b) of the component (a) to the component (b) is 3/2 to 4/1, and the weight of the base material with respect to the sum of the component (a) and the component (b) The vibration damping composition according to claim 1 or 2, wherein the ratio (base material / (a + b)) is 1/6 to 1/4.

The component (a) composed of at least one selected from the compounds having the benzothiazyl group is N, N-dicyclohexylbenzothiazyl-2-sulfenamide (DCHBSA) . The vibration damping composition according to one item.

The damping composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the loss tangent (tan δ) value is 3.0 or more .

A vibration-damping composition comprising a base material composed of a butyl rubber, a component (a) composed of at least one selected from compounds having a benzothiazyl group, and a component (b) composed of a terpene resin, The first weight ratio (a / b) of the component (a) to the component (b) is 3/7 to 4/1, and the first weight ratio of the base material to the sum of the component (a) and the component (b) The weight ratio of 2 (base material / (a + b)) is 1/6 to 1/2, and the butyl rubber is formed by laminating a vibration damping composition that is a mixture of isobutylene / isoprene copolymer and polybutene in a layered manner. A damping layer formed on the surface of the damping layer, and a constraining layer in the form of a sheet.
Damping structure including

The damping structure according to claim 6, wherein the elastic modulus of the constraining layer is higher than the elastic modulus of the damping layer .

The damping structure according to claim 6 , wherein the damping layer has a thickness of 2.5 mm or less .