JP4928096B2

JP4928096B2 - 制振材

Info

Publication number: JP4928096B2
Application number: JP2005200582A
Authority: JP
Inventors: 穣二山田; 智弘井上; 浩一足立
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2005-07-08
Filing date: 2005-07-08
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2025-07-08
Also published as: JP2007016170A

Description

本発明は、優れた制振性及び軽量性を有する制振材に関する。

従来から、電化製品ではモーターなどの駆動装置の振動を低減させるために制振材が用いられており、その他に、建築用途では、折板屋根などにおける雨音の低減のために制振材が、自動車用途では、走行中に発生する振動によって屋根や扉などが微振動することに起因する振動音やエンジンなどの駆動系の振動を低減するために制振材が用いられている。

このような制振材としては、特許文献１に、ゴム又は熱可塑性エラストマー、熱可塑性樹脂及び無機粉体からなる制振性シート基材の一面にポリエチレンテレフタレート樹脂層が積層されてなる折板屋根用制振シートが提案されている。

この制振シートは、その内部に無機粉体を含有させることによって振動エネルギーを熱的損失に変換するものであることから、比重が１ｇ／ｃｍ^３以上であり軽量性に欠けるといった問題点があった。

又、上述の制振シートの他に、比重の大きな制振シートを、振動する物体（以下「振動体」という）に貼着させることによって振動体の振動を緩和させることも行なわれているが、制振シートの軽量性に欠けるという点では同様であった。

特開平１０−１８３８８３号公報

本発明は、優れた制振性及び軽量性を備えた制振材、特に、軽量性の要求される自動車や鉄道などの車両用途に好適に用いることができる制振材を提供する。

本発明の制振材は、ヤング率が１００〜１０００００ＭＰａである非金属シートの一面に、アクリル系粘着剤を含有する発泡粘着剤層が積層一体化されてなり、
上記発泡粘着剤層は、上記発泡粘着剤層を構成する樹脂成分１００重量部に対して１〜４重量部の架橋剤を含有させて架橋されてなることを特徴とする。

そして、上記制振材において、非金属シートが非発泡シートであることを特徴とする。

又、上記制振材において、非金属シートが有機材料から形成されていることを特徴とする。

更に、上記制振材において、非金属シートが合成樹脂シートであることを特徴とする。

そして、上記制振材において、合成樹脂シートを構成する合成樹脂の融解温度が１５０℃以上であることを特徴とする。

本発明の制振材は、ヤング率が１００〜１０００００ＭＰａである非金属シートの一面に発泡粘着剤層が積層一体化されてなることを特徴とするので、軽量である上に制振性に優れており、自動車、鉄道などの車両用途に好適に用いることができると共に、軽量であるので施工性にも優れている。

そして、本発明の制振材は、金属材料や無機充填材を含有させる必要がなく、廃棄時における分別が容易であると共に、焼却時の発生灰分量が少なく焼却処分によって容易に処理することもできる。

そして、上記制振材は、柔軟性に優れており、振動体の表面に沿って正確に貼着することができ、振動体の制振を効果的に行うことができる。

本発明の制振材Ａを図面を参照しつつ説明する。本発明の制振材Ａは、図１に示したように、ヤング率が１００〜１０００００ＭＰａである非金属シートＢの一面に発泡粘着剤層Ｃが積層一体化されてなる。

上記制振材Ａを構成する非金属シートＢとしては、ヤング率が１００〜１０００００ＭＰａであればよく、非発泡シートであることが好ましい。このような非金属シートの材料としては、例えば、ポリエチレン系樹脂やポリプロピレン系樹脂などのポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、石油樹脂などの合成樹脂、木材、無機材料などが挙げられ、合成樹脂や木材などの有機材料が好ましく、合成樹脂がより好ましく、融解温度が１５０℃以上の合成樹脂が特に好ましい。非発泡シートの材料は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。又、上記合成樹脂の融解温度とは、ＪＩＳＫ６９２１−２：２００５（「プラスチック−ポリプロピレン（ＰＰ）成型用及び押出用材料−第２部：試験片の作り方及び性質の求め方」）に準拠して測定されたものをいう。

なお、上記ポリエチレン系樹脂としては、例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンなどが挙げられる。又、上記ポリプロピレン系樹脂としては、例えば、プロピレン単独重合体、プロピレンと他のオレフィンとの共重合体などが挙げられる。

そして、上記非金属シートＢのヤング率は、小さいと、制振材の制振性が低下する一方、大きいと、制振材の柔軟性が低下して振動体の表面に沿って安定的に貼着することができないことがあるので、１００〜１０００００ＭＰａに限定され、５００〜１００００ＭＰａが好ましい。

なお、非金属シートＢのヤング率は下記の要領で測定されたものをいう。即ち、非金属シートをＪＩＳＫ６２５１の４．４（試験片の打ち抜き刃型）に規定された打ち抜き型を用いてＪＩＳＫ６２５１の４．１（試験片の形状および寸法）に規定されたダンベル状１号形に打ち抜いて試験片を得る。なお、試験片の上下面は互いに平行になるように調整する。次に、試験片における長さ方向の中央で且つ幅方向の中央の厚みｔ（ｍ）を測定すると共に、試験片における長さ方向の中央での幅方向の長さＷ（ｍ）を測定する。

続いて、上記試験片を引張試験機の一対のつかみ具に取り付ける。一対のつかみ具を、試験片における長さ方向の両端縁の夫々から長さ方向に２０ｍｍだけ内側に入った部分に取り付け、つかみ具間の間隔を８０ｍｍとする。

しかる後、引張試験機のつかみ具を互いに離間させることによって、試験片をその長さ方向に１０００ｍｍ／分の引張速度で０．５ｍｍだけ伸長させた直後に、速度１０００ｍｍ／分の速度でつかみ具を互いに近接させることによって試験片を元の状態に復元させる。この試験片の伸長及び復元動作を１サイクルとして３サイクル行い、３サイクル中における試験片に加わる最大荷重Ｆ（Ｎ）を測定し、下記式に基づいて非金属シートのヤング率Ｙ（Ｐａ）を算出する。なお、下記式中、（０．５／６０）は試験片の伸長歪みを表している。
Ｙ（Ｐａ）＝Ｆ／｛（Ｗ×ｔ）×（０．５／６０）｝

又、上記非金属シートＢの厚みは、薄いと、制振材の制振性能が低下することがある一方、厚いと、制振材の軽量性が低下することがあるので、０．０４〜２ｍｍが好ましい。

更に、制振材Ａの軽量性を向上させるために、上記非金属シートには無機充填剤を含有していないことが好ましい。このような無機充填剤としては、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸塩（カオリン、タルクなど）、ケイ酸（珪藻土、軽質無水ケイ酸、ホワイトカーボンなど）、酸化亜鉛（亜鉛華）、酸化チタン、硫酸バリウム、硫酸カルシウムなどが挙げられる。

そして、上記非金属シートＢの一面には発泡粘着剤層Ｃが積層一体化されている。この発泡粘着剤層Ｃを構成する粘着剤としては、特に限定されず、例えば、ウレタン系粘着剤、アクリル系粘着剤などが挙げられ、アクリル系粘着剤を含有していることが好ましい。

上記粘着剤を用いて発泡粘着剤層を製造する方法としては、汎用されている方法を用いることができ、例えば、粘着剤のエマルジョンに空気を混合させて発泡させた後、この発泡粘着剤エマルジョンを任意の面に所定厚みで塗布して乾燥させる方法が挙げられる。

更に、発泡粘着剤層Ｃ中に架橋剤を含有させて発泡粘着剤層Ｃを架橋させることによって、発泡粘着剤層Ｃの粘弾性による制振作用を維持しつつ発泡粘着剤層Ｃの厚み精度を向上させることができる。このような架橋剤としては、発泡粘着剤層Ｃを架橋させることができれば、特に限定されず、例えば、エポキシ系架橋剤、アミン系架橋剤、シラン系架橋剤などが挙げられる。

又、発泡粘着剤層Ｃ中における架橋剤の含有量としては、多いと、発泡粘着剤層の架橋密度が高くなり過ぎて、発泡粘着剤層の粘弾性による制振作用が却って低下することがあるので、発泡粘着剤層Ｃを構成する樹脂成分１００重量部に対して６重量部以下が好ましく、１〜４重量部がより好ましい。

そして、発泡粘着剤層Ｃの密度は、低いと、発泡粘着剤層の粘弾性による制振作用が低下することがある一方、高いと、制振材の軽量性が低下することがあるので、０．０５〜１ｇ／ｃｍ^３が好ましく、０．１〜１ｇ／ｃｍ^３がより好ましく、０．１５〜１ｇ／ｃｍ^３が特に好ましい。

更に、発泡粘着剤層Ｃの厚みは、薄いと、制振材の制振性が低下することがある一方、厚いと、制振材の軽量性が低下することがあるので、０．５〜５ｍｍが好ましく、１〜３ｍｍがより好ましい。

又、制振材Ａの軽量性を向上させるために発泡粘着剤層Ｃには無機充填剤が含有されていないことが好ましい。このような無機充填剤としては、例えば、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸塩（カオリン、タルクなど）、ケイ酸（珪藻土、軽質無水ケイ酸、ホワイトカーボンなど）、酸化亜鉛（亜鉛華）、酸化チタン、硫酸バリウム、硫酸カルシウムなどが挙げられる。

次に、上記非金属シートＢの一面に発泡粘着剤層Ｃを積層一体化して制振材Ａを製造する方法としては、特に限定されず、例えば、非金属シートＢの一面に両面粘着テープを介して発泡粘着剤層Ｃを積層一体化して制振材を製造する方法、非金属シートＢの一面に粘着剤を介して発泡粘着剤層Ｃを積層一体化して制振材Ａを製造する方法、非金属シートＢの一面に上記発泡粘着剤エマルジョンを直接塗布した後、発泡粘着剤エマルジョンを乾燥させて、非金属シートＢの一面に発泡粘着剤層Ｃを積層一体化して制振材Ａを製造する方法などが挙げられる。

又、上記制振材Ａの厚みは、薄いと、制振材の制振性が低下したり或いは機械的強度が低下することがある一方、厚いと、制振材の軽量性が低下することがあるので、１〜６ｍｍが好ましい。

又、非金属シートＢと発泡粘着剤層Ｃとの間に熱可塑性樹脂発泡シートを介在させてもよい。この熱可塑性樹脂発泡シートは公知の方法で製造されたものが用いられる。そして、上記熱可塑性樹脂発泡シートを構成する熱可塑性樹脂としては、特に限定されず、例えば、ポリエチレン系樹脂やポリプロピレン系樹脂などのポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、石油樹脂などが挙げられ、ポリオレフィン系樹脂が好ましく、ポリプロピレン系樹脂を含有していることがより好ましく、ポリプロピレン系樹脂とポリエチレン系樹脂とを併用することが特に好ましい。なお、熱可塑性樹脂は単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。

なお、上記ポリエチレン系樹脂としては、例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンなどが挙げられる。上記ポリプロピレン系樹脂としては、例えば、ホモポリプロピレン、プロピレンと他のオレフィンとの共重合体などが挙げられる。

プロピレンと共重合されるオレフィンとしては、例えば、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセン等のα−オレフィンなどが挙げられる。

上記制振材Ａとして、非金属シートＢの一面に発泡粘着剤層Ｃが積層一体化された場合を説明したが、複数個の制振材Ａ，Ａ・・・を厚み方向に積層一体化させてもよい。この場合、非金属シートＢと発泡粘着剤層Ｃとが互いに交互になるように、複数個の制振材ＡＡ・・・を積層する必要がある。

そして、上記制振材Ａは、その発泡粘着剤層Ｃが振動体側となるようにして振動体の表面に固着されて用いられる。上記制振材は、振動体の振動エネルギーを熱エネルギーに変換することによって、振動体の振動を減衰させて振動体の振動を低減させ或いは停止させる。

（比較例１）
水−アクリル系粘着剤エマルジョン（大日本インキ化学社製商品名「ボンコート３５０」、アクリル系粘着剤成分（樹脂成分）：５０重量％）９０重量部、水−ウレタン系粘着剤エマルジョン（大日本インキ化学社製商品名「ハイドランＨＷ−９３０」、ウレタン系粘着剤成分（樹脂成分）：５０重量％）１０重量部、塩化アンモニウム系気泡剤（大日本インキ化学社製商品名「Ｆ−１」）５重量部、シリコーン系整泡剤（大日本インキ化学社製商品名「ボンコートＮＢＡ−１」）０．５重量部及びカルボキシメチルセルロース水溶液（ダイセル化学工業社製、４重量％）６重量部を均一に混合後に濾過して粘着剤エマルジョンを作製し、この粘着剤エマルジョンに泡立て器を用いて空気を混合して発泡させ、発泡粘着剤エマルジョンを作製した。

次に、一面が離型処理面とされたポリエチレンテレフタレートフィルムを用意し、このポリエチレンテレフタレートフィルムの離型処理面に上記発泡粘着剤エマルジョンを均一な厚みとなるように塗布した後、発泡粘着剤エマルジョンの水分を蒸発、除去して、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に厚み１．１ｍｍの発泡粘着剤層（密度：０．２３ｇ／ｃｍ^３）を積層してなる発泡粘着シートを作製した。

そして、厚みが０．０５ｍｍのポリエステルシート（東レ社製商品名「ルミラーＴ６０＃５０」、ヤング率：３２７０ＭＰａ、ポリエステルの融解温度：１０５℃）の一面に両面粘着テープ（積水化学工業社製商品名「セキスイテープＮｏ．５７６１」）を介して発泡粘着シートをその発泡粘着剤層がポリエステルシート側となるように重ね合わせ、ポリエステルシートの一面に発泡粘着剤層を積層一体化させて制振材を得た。なお、ポリエチレンテレフタレートフィルムは、発泡粘着剤層から剥離、除去した。

（比較例２）
発泡粘着シートの発泡粘着剤層（密度：０．２３ｇ／ｃｍ^３）の厚みが１．０ｍｍとなるように調整したこと、ポリエステルシートとして、厚みが０．０５ｍｍのポリエステルシート（三菱化学ポリエステルフィルム社製商品名「ダイアホイル」、ヤング率：３１６０ＭＰａ、ポリエステルの融解温度：１０５℃）を用いたこと以外は比較例１と同様にして制振材を得た。

（比較例３）
ポリエステルシートの代わりに、厚みが０．０８ｍｍのポリイミドシート（東レ・デュポン社製商品名「カプトン」、ヤング率：４３１０ＭＰａ、ポリイミドの融解温度：２２０℃）を用いたこと以外は比較例１と同様にして制振材を得た。

（比較例４）
エポキシ系架橋剤（大日本インキ化学社製商品名「ＣＲ−５Ｌ」）３重量部を更に添加して粘着剤エマルジョンを作製したこと、発泡粘着シートの発泡粘着剤層（密度：０．２０ｇ／ｃｍ^３）の厚みが１．９ｍｍとなるように調整したこと以外は比較例１と同様にして制振材を得た。なお、発泡粘着剤層中にはこの発泡粘着剤層を構成する樹脂成分１００重量部に対してエポキシ系架橋剤６重量部が含有されていた。

（実施例１）
エポキシ系架橋剤（大日本インキ化学社製商品名「ＣＲ−５Ｌ」）１．２重量部を更に添加して粘着剤エマルジョンを作製したこと、発泡粘着シートの発泡粘着剤層（密度：０．１９ｇ／ｃｍ^３）の厚みが１．９ｍｍとなるように調整したこと以外は比較例１と同様にして制振材を得た。なお、発泡粘着剤層中にはこの発泡粘着剤層を構成する樹脂成分１００重量部に対してエポキシ系架橋剤２．４重量部が含有されていた。

（実施例２）
エポキシ系架橋剤（大日本インキ化学社製商品名「ＣＲ−５Ｌ」）０．５重量部を更に添加して粘着剤エマルジョンを作製したこと、発泡粘着シートの発泡粘着剤層（密度：０．１９ｇ／ｃｍ^３）の厚みが１．９ｍｍとなるように調整したこと以外は比較例１と同様にして制振材を得た。なお、発泡粘着剤層中にはこの発泡粘着剤層を構成する樹脂成分１００重量部に対してエポキシ系架橋剤１重量部が含有されていた。

（比較例５）
ポリエステルシートの代わりに、厚みが４．１６ｍｍの熱可塑性樹脂発泡シート（積水化学工業社製商品名「ソフトロン」、ヤング率：１．７８ＭＰａ）を用いたこと以外は比較例１と同様にして制振材を得た。

（比較例６）
ポリエステルシートの代わりに、厚みが６．００ｍｍのポリウレタン発泡シート（イノアックコーポレーション社製、ヤング率：０．０５ＭＰａ）を用いたこと以外は比較例１と同様にして制振材を得た。

（比較例７）
ポリエステルシートの代わりに、厚みが０．１２ｍｍのポリエチレンシート（川田化成社製、ヤング率：９２ＭＰａ）を用いたこと以外は比較例１と同様にして制振材を得た。

得られた制振材の損失係数を下記に示した要領で測定し、その結果を表１，２及び図２に示した。

（制振性）
ＪＩＳＧ０６０２に規定する中央支持定常加振法に準拠して２７０〜４６００Ｈｚにおける損失係数を測定した。具体的には、制振材から縦１５ｍｍ×横２５０ｍｍの平面長方形状の試験片を切り出し、この試験片をＪＩＳＧ３１４１に規定されているＳＰＣＣ鋼板（平面長方形状（縦１５ｍｍ、横２５０ｍｍ）、厚さ０．８ｍｍ）上に両面粘着テープ（積水化学工業社製商品名「セキスイテープＮｏ．５７６１」）を介して貼着して２７０〜４６００Ｈｚにおける損失係数を測定した。なお、試験片を鋼板上に貼着させるにあたっては、試験片の発泡粘着剤層が鋼板側となるようにした。

本発明の制振材を示した縦断面図である。実施例において測定した損失係数を示したグラフである。

符号の説明

Ａ制振材
Ｂ非金属シート
Ｃ発泡粘着剤層

Claims

ヤング率が１００〜１０００００ＭＰａである非金属シートの一面に、アクリル系粘着剤を含有する発泡粘着剤層が積層一体化されてなり、
上記発泡粘着剤層は、上記発泡粘着剤層を構成する樹脂成分１００重量部に対して１〜４重量部の架橋剤を含有させて架橋されてなることを特徴とする制振材。
非金属シートが非発泡シートであることを特徴とする請求項１に記載の制振材。
非金属シートが有機材料から形成されていることを特徴とする請求項２に記載の制振材。
非金属シートが合成樹脂シートであることを特徴とする請求項２に記載の制振材。
合成樹脂シートを構成する合成樹脂の融解温度が１５０℃以上であることを特徴とする請求項４に記載の制振材。
非金属シートが、無機充填剤を含有しないことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の制振材。
発泡粘着剤層が、無機充填剤を含有しないことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の制振材。