JP5473839B2 - 制振シートおよび制振方法 - Google Patents
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Description
本発明は、制振シートおよび制振方法、詳しくは、各種産業製品の鋼板などに貼着して用いられる制振シート、および、その制振シートを用いて鋼板などを制振する制振方法に関する。
従来より、自動車の車体鋼板は、車体重量を軽減するために、一般的に０．６〜０．８ｍｍの薄板に加工されている。そのため、自動車の走行時に振動音が生じやすく、ドアの開閉時に騒音を生じる。これら振動音や騒音の発生を防止すべく、自動車の車体鋼板に制振補強シートを貼着することが知られている。
このような制振補強シートとしては、例えば、ブチルゴムと、アクリロニトリル・ブタジエンゴムと、エポキシ樹脂と、エポキシ樹脂硬化剤とを含む制振補強層と、その制振補強層の片面に積層される拘束層とを備える制振補強シートが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、このような鋼板は、制振補強シートが貼着された後に、電着塗装される。そのため、制振補強シートを貼着した部分の鋼板には、塗装がなされず、その結果、鋼板における制振補強シートの貼着部分に、水や酸素が浸入すると、鋼板が酸化され、錆などの腐食が生じるという不具合がある。
そこで、本発明は、長期間に亘り、金属被着体における制振シートの貼着部分が、酸化されることを低減することのできる制振シート、および、その制振シートを用いる制振方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の制振シートは、金属被着体に貼着される制振シートであって、樹脂層と、前記樹脂層に積層される拘束層とを備え、前記樹脂層が、粘着性樹脂と、前記金属被着体よりもイオン化傾向の大きい金属と、導電性カーボンとを含んでいることを特徴としている。
また、本発明の制振シートでは、前記樹脂層の体積抵抗率が、１×１０8Ωｃｍ以下であることが好適である。
また、本発明の制振シートでは、前記金属が、亜鉛であることが好適である。
また、本発明の制振シートでは、前記樹脂層のガラス転移温度（Ｔｇ）が、−４０℃以上２０℃以下であることが好適である。
また、本発明の制振シートでは、前記拘束層が、ガラスクロスからなることが好適である。
また、本発明の制振方法は、上記した制振シートを、金属被着体に貼着することを特徴としている。
また、本発明の制振方法は、前記金属が亜鉛である上記した制振シートを、鋼板または亜鉛メッキ鋼板に貼着することを特徴としている。
本発明の制振シートを金属被着体に貼着すれば、振動音や騒音の発生を有効に低減することができる。
そして、本発明の制振シートでは、樹脂層に、金属被着体よりもイオン化傾向の大きい金属と、導電性カーボンとが含まれている。そのため、金属被着体における制振シートの貼着部分では、局部電池の作用により、樹脂層に含まれる金属が酸化される一方で、金属被着体は、酸化されにくくなる。したがって、金属被着体を制振することができながら、金属被着体の酸化を低減して、錆などの腐食の発生を低減することができる。
本発明の制振シートは、金属被着体に貼着される制振シートであって、樹脂層と、樹脂層に積層される拘束層とを備えている。
本発明において、樹脂層は、拘束層と密着一体化して金属被着体の振動音などの発生を低減するものであって、粘着性組成物が、シート状に形成されている。
粘着性組成物は、少なくとも、粘着性樹脂と、金属被着体よりもイオン化傾向の大きい金属と、導電性カーボンとを含んでいる。
粘着性樹脂は、特に制限されないが、例えば、ブチルゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ニトリル・ブタジエンゴムなどが挙げられる。
これら粘着性樹脂は、単独で使用してもよく、あるいは、併用することもできる。
これら粘着性樹脂のなかでは、接着性、制振性を考慮すると、好ましくは、ブチルゴムが挙げられる。
ブチルゴムは、イソブテン（イソブチレン）とイソプレンとの共重合により得られる合成ゴムである。
ブチルゴムとしては、その不飽和度が、例えば、０．８〜２．２、好ましくは、１．０〜２．０であり、そのムーニー粘度（ＭＬ１＋８、ａｔ１２５℃）が、例えば、２５〜９０、好ましくは、３０〜６０である。
また、粘着性樹脂の配合割合は、粘着性組成物１００質量部に対して、例えば、５〜７０質量部、好ましくは、１０〜５０質量部である。
金属被着体よりもイオン化傾向の大きい金属は、金属被着体が、例えば、冷間圧延鋼板、熱間圧延鋼板、亜鉛メッキ鋼板、アルミ亜鉛メッキ鋼板、アルミメッキ鋼板、ステンレス鋼板などの場合には、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム、カルシウムなどが挙げられる。
また、金属被着体が、例えば、ニッケル亜鉛メッキ鋼板などの場合には、鉄、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム、カルシウムなどが挙げられ、ブリキなどの場合には、ニッケル、鉄、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム、カルシウムなどが挙げられる。
また、金属被着体が、例えば、鉛すずメッキ鋼板（ターンメッキ鋼板）などの場合には、すず、ニッケル、鉄、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム、カルシウムなどが挙げられ、銅メッキ鋼板などの場合には、鉛、すず、ニッケル、鉄、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム、カルシウムなどが挙げられる。
これら金属は、単独で使用してもよく、あるいは、併用することもできる。
これら金属のなかでは、安定性および安全性を考慮すると、好ましくは、亜鉛が挙げられる。
また、これら金属の平均粒子径は、特に制限されないが、例えば、１０μｍ〜１０００μｍ、好ましくは、２０μｍ〜５００μｍ、さらに好ましくは、３０μｍ〜２５０μｍである。
これら金属の配合割合は、粘着性樹脂１００質量部に対して、例えば、５〜１００質量部、好ましくは、１０〜８０質量部、さらに好ましくは、１５〜５０質量部である。
また、粘着性組成物は、導電性カーボンを含有する。導電性カーボンを含有させることにより、金属被着体と、金属被着体よりもイオン化傾向の大きい金属とが接触しなくとも、導電性カーボンを介して、金属被着体とその金属とが導電できる。そのため、金属被着体よりもイオン化傾向の大きい金属の使用量を低減することができ、制振シートの軽量化を図ることができる。
導電性カーボンは、特に制限されないが、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、カーボンナノチューブなどが挙げられる。
これら導電性カーボンは、単独で使用してもよく、あるいは、併用することもできる。
これら導電性カーボンのなかでは、導電性を考慮すると、好ましくは、アセチレンブラックが挙げられる。
導電性カーボンの配合割合は、粘着性樹脂１００質量部に対して、例えば、５〜１００質量部、好ましくは、１０〜８０質量部、さらに好ましくは、４０〜６０質量部である。
また、粘着性組成物には、上記成分に加えて、軟化剤、粘着付与剤、さらに、必要に応じて、例えば、架橋剤、架橋促進剤、充填剤、発泡剤、滑剤、老化防止剤、揺変剤（例えば、モンモリロナイトなど）、油脂類（例えば、動物性油脂、植物性油脂、鉱油など）、顔料、スコーチ防止剤、安定剤、可塑剤、紫外線吸収剤、防カビ剤、難燃剤などの公知の添加剤を適宜の割合で添加することもできる。
軟化剤としては、例えば、パラフィン系オイル、ナフテン系オイル、例えば、液状イソプレンゴム、液状ブタジエンゴム、ポリブテンなどの液状ゴム、例えば、フタル酸エステル、リン酸エステルなどエステル類などが挙げられる。
これら軟化剤は、単独で使用してもよく、あるいは、併用することもできる。
これら軟化剤のなかでは、好ましくは、ポリブテンが挙げられる。
ポリブテンでは、その４０℃における動粘度が、例えば、１０〜２０００００ｍｍ２／ｓ、好ましくは、１０００〜１０００００ｍｍ２／ｓであり、その１００℃における動粘度が、例えば、２．０〜４０００ｍｍ２／ｓ、好ましくは、５０〜２０００ｍｍ２／ｓである。
軟化剤の配合割合は、粘着性樹脂１００質量部に対して、例えば、１０〜１５０質量部、好ましくは、３０〜１２０質量部である。
粘着付与剤としては、特に制限されないが、例えば、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂（例えば、テルペン−芳香族系液状樹脂など）、クマロンインデン系樹脂、フェノール系樹脂、フェノールホルマリン系樹脂、キシレンホルマリン系樹脂、石油系樹脂（例えば、Ｃ５系石油樹脂、Ｃ９系石油樹脂、Ｃ５／Ｃ９系石油樹脂など）などが挙げられる。
これら粘着付与剤は、単独で使用してもよく、あるいは、併用することもできる。
これら粘着付与剤のなかでは、好ましくは、石油系樹脂が挙げられる。
粘着付与剤の配合割合は、粘着性樹脂１００質量部に対して、例えば、５〜１５０質量部、好ましくは、１０〜１００質量部である。
これら軟化剤および粘着付与剤を、粘着性組成物に適宜の割合で添加することで、粘着性組成物のガラス転移温度（Ｔｇ）を調整できる。
そして、粘着性組成物は、上記した各成分を、上記した配合割合において配合し、特に限定されないが、例えば、ミキシングロール、加圧式ニーダー、押出機などによって混練して、混練物として調製する。
その後、得られた混練物を、例えば、カレンダー成形、押出成形またはプレス成形などによって圧延することにより、離型紙の表面などに樹脂層を積層する。これによって、樹脂層を形成することができる。
樹脂層の厚みは、例えば、０．５〜６ｍｍ、好ましくは、０．５〜３ｍｍである。
また、樹脂層の体積抵抗率は、低いことが好ましく、例えば、１×１０8Ωｃｍ以下、好ましくは、５×１０7Ωｃｍ以下、さらに好ましくは、１×１０7Ωｃｍ以下である。体積抵抗率は、ＡＳＴＭ Ｄ９９１に記載の方法に準拠して測定することができる。
また、樹脂層は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が、例えば、−４０℃以上２０℃以下、好ましくは、−３５℃以上１５℃以下、さらに好ましくは、−３０℃以上１０℃以下である。
なお、ガラス転移温度（Ｔｇ）は、測定周波数を１Ｈｚとして、動的粘弾性測定の損失弾性率Ｇ″のピーク温度から測定する。
樹脂層のガラス転移温度（Ｔｇ）が、−４０℃以上２０℃以下の範囲内であれば、樹脂層は、特に優れた制振性を発現する。
次いで、その樹脂層における離型紙の積層側と反対側の表面に、拘束層を貼り合わせることにより、制振シートを得る。
拘束層は、樹脂層を拘束し、その樹脂層に靱性を付与して強度の向上を図るものである。拘束層は、シート状をなし、また、軽量および薄膜で、樹脂層と密着一体化できる材料から形成されることが好ましく、特に制限されないが、例えば、ガラスクロス、樹脂含浸ガラスクロス、合成樹脂不織布、カーボンファイバー、ポリエステルフィルムなどが挙げられる。
ガラスクロスは、ガラス繊維を布にしたものであって、公知のガラスクロスが挙げられる。
樹脂含浸ガラスクロスは、上記したガラスクロスに、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂などの合成樹脂が含浸処理されているものであって、公知のものが挙げられる。なお、熱硬化性樹脂としては、特に制限されないが、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。また、熱可塑性樹脂としては、特に制限されないが、例えば、酢酸ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、塩化ビニル樹脂、ＥＶＡ−塩化ビニル樹脂共重合体などが挙げられる。
また、上記した熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂は、それぞれ、単独で使用してもよく、あるいは、併用することもできる。
合成樹脂不織布としては、特に制限されないが、例えば、ポリプロピレン樹脂不織布、ポリエチレン樹脂不織布、エステル系樹脂不織布などが挙げられる。
カーボンファイバーは、炭素を主成分とする繊維を布にしたものであって、公知のものが挙げられる。
ポリエステルフィルムとしては、特に制限されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）フィルムなどが挙げられる。好ましくは、ＰＥＴフィルムが挙げられる。
これら拘束層のなかでは、密着性、強度およびコストを考慮すると、好ましくは、ガラスクロス、樹脂含浸ガラスクロスが挙げられる。
また、拘束層の厚みは、例えば、０．０５〜２．０ｍｍ、好ましくは、０．１〜１．０ｍｍである。
樹脂層と拘束層との合計の厚みは、実質的に、例えば、０．５５〜８．０ｍｍの範囲に設定される。
そして、樹脂層と、拘束層とは、例えば、圧着または加熱圧着などにより、貼り合わすことができる。
このようにして得られた制振シートは、金属被着体に貼着して、その金属被着体を制振する。金属被着体としては、例えば、輸送機械などの各種産業機械の鋼板が挙げられる。
鋼板は、特に制限されないが、例えば、冷間圧延鋼板、熱間圧延鋼板、亜鉛メッキ鋼板、ブリキ、鉛すずメッキ鋼板（ターンメッキ鋼板）、銅メッキ鋼板、アルミメッキ鋼板、ニッケル亜鉛メッキ鋼板、アルミ亜鉛メッキ鋼板、ステンレス鋼板などが挙げられる。
より具体的には、制振シートでは、図１（ａ）に示すように、拘束層１に樹脂層２が積層され、その樹脂層２の表面に必要により離型紙３が貼着されており、使用時には、仮想線で示すように、樹脂層２の表面から離型紙３を剥がして、図１（ｂ）に示すように、その樹脂層２の表面を、金属被着体としての鋼板４に貼着することにより、制振シートは、金属被着体としての鋼板４を制振する。
樹脂層２と、鋼板４とは、特に制限されないが、例えば、圧着または熱融着などにより、貼着することができる。
本発明の制振シートを自動車の車体鋼板などに貼着する場合には、鋼板は、制振シートが貼着された後に、電着塗装されるので、制振シートを貼着した部分の鋼板には、塗装がなされない。しかし、その鋼板における制振シートの貼着部分に、水や酸素が浸入しても、その貼着部分では、局部電池の作用により、樹脂層に含まれる金属が犠牲防食として酸化される一方で、金属被着体は、酸化されにくくなる。すなわち、樹脂層に含まれる鋼板よりもイオン化傾向の大きい金属が、鋼板の酸化よりも先に、犠牲的に酸化し、電子を放出する。一方、鋼板には、その電子が供給されることにより、鋼板の電子放出を妨げ、鋼板の酸化を低減することができる。
したがって、金属被着体としての鋼板を制振することができながら、鋼板の酸化を十分に低減して、錆などの腐食の発生を低減することができる。
以下に、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は、何らこれらに限定されるものではない。
実施例および比較例
表１に示す処方において、各成分を配合し、ミキシングロールで混練することにより混練物（粘着性組成物）を調製した。
表１に示す処方において、各成分を配合し、ミキシングロールで混練することにより混練物（粘着性組成物）を調製した。
次いで、得られた混練物を、プレス成形により、シート状に圧延して、離型紙の表面に積層し、厚み２．０ｍｍの樹脂層を形成した。
その後、樹脂層における離型紙の積層側に対して反対側の表面に、厚み０．２ｍｍのガラスクロスからなる拘束層を、ヒートプレスにて貼着し、樹脂層および拘束層の合計の厚みを２．２ｍｍとすることにより、制振シートを作製した。
（評価）
得られた各実施例および比較例の制振シートについて、ガラス転移温度（Ｔｇ）、体積抵抗率、制振性、錆試験を、次のように実施した。
（１）ガラス転移温度（Ｔｇ）
各実施例および比較例において、制振シートの樹脂層のガラス転移温度（Ｔｇ）を、測定周波数を１Ｈｚとして、動的粘弾性測定の損失弾性率Ｇ″のピーク温度から測定した。その結果を表１に示す。
（２）体積抵抗率
各実施例および比較例において、制振シートの樹脂層の体積抵抗率を、ＡＳＴＭ Ｄ９９１に準拠した測定方法にて、測定した。その結果を表１に示す。
（３）制振性（損失係数）
各実施例および比較例において、制振シートの２０℃における２次共振点の損失係数を、中央加振法にて、測定した。優れた制振性の目安は損失係数が０．０５以上である。その結果を表１に示す。
（４）錆試験
幅１００ｍｍ×長さ１００ｍｍ×厚み０．８ｍｍの冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ−ＳＤ、日本テストパネル社製）に、５質量％塩水を０．０５ｍＬ滴下し、その鋼板上に、幅５０ｍｍ×長さ５０ｍｍに切り出した各実施例および比較例の制振シートを貼着し、５時間放置した。その後、１８０℃で２０分間加熱することにより、樹脂層を熱融着させ、試験片を得た。
得られた各実施例および比較例の制振シートについて、ガラス転移温度（Ｔｇ）、体積抵抗率、制振性、錆試験を、次のように実施した。
（１）ガラス転移温度（Ｔｇ）
各実施例および比較例において、制振シートの樹脂層のガラス転移温度（Ｔｇ）を、測定周波数を１Ｈｚとして、動的粘弾性測定の損失弾性率Ｇ″のピーク温度から測定した。その結果を表１に示す。
（２）体積抵抗率
各実施例および比較例において、制振シートの樹脂層の体積抵抗率を、ＡＳＴＭ Ｄ９９１に準拠した測定方法にて、測定した。その結果を表１に示す。
（３）制振性（損失係数）
各実施例および比較例において、制振シートの２０℃における２次共振点の損失係数を、中央加振法にて、測定した。優れた制振性の目安は損失係数が０．０５以上である。その結果を表１に示す。
（４）錆試験
幅１００ｍｍ×長さ１００ｍｍ×厚み０．８ｍｍの冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ−ＳＤ、日本テストパネル社製）に、５質量％塩水を０．０５ｍＬ滴下し、その鋼板上に、幅５０ｍｍ×長さ５０ｍｍに切り出した各実施例および比較例の制振シートを貼着し、５時間放置した。その後、１８０℃で２０分間加熱することにより、樹脂層を熱融着させ、試験片を得た。
樹脂層の熱融着から一日後、各試験片から各実施例および比較例の制振シートを剥がし鋼板の状態を確認した。その結果を表１に示す。
なお、表１の略号などを以下に示す。
ブチルゴム：ＪＳＲブチル２６８、不飽和度１．６、ムーニー粘度５１（ＭＬ１＋８、ａｔ１２５℃）、ＪＳＲ社製
アセチレンブラック：デンカブラック粒状品、電気化学工業社製
ポリブテン：ポリブテンＨＶ３００、動粘度２６０００ｍｍ２／ｓ（ａｔ４０℃）、動粘度５９０ｍｍ２／ｓ（ａｔ１００℃）、新日本石油社製
カーボンブラック：旭＃５０、絶縁性カーボンブラック、旭カーボン社製
ＣａＣＯ３：炭酸カルシウム、丸尾カルシウム社製
石油系樹脂：エスコレッツ１２０２ｕ、エクソン社製
ブチルゴム：ＪＳＲブチル２６８、不飽和度１．６、ムーニー粘度５１（ＭＬ１＋８、ａｔ１２５℃）、ＪＳＲ社製
アセチレンブラック：デンカブラック粒状品、電気化学工業社製
ポリブテン：ポリブテンＨＶ３００、動粘度２６０００ｍｍ２／ｓ（ａｔ４０℃）、動粘度５９０ｍｍ２／ｓ（ａｔ１００℃）、新日本石油社製
カーボンブラック：旭＃５０、絶縁性カーボンブラック、旭カーボン社製
ＣａＣＯ３：炭酸カルシウム、丸尾カルシウム社製
石油系樹脂：エスコレッツ１２０２ｕ、エクソン社製
１ 拘束層
２ 樹脂層
４ 鋼板
２ 樹脂層
４ 鋼板
Claims (7)
- 金属被着体に貼着される制振シートであって、
樹脂層と、
前記樹脂層に積層される拘束層とを備え、
前記樹脂層が、粘着性樹脂と、前記金属被着体よりもイオン化傾向の大きい金属と、導電性カーボンとを含み、
前記金属の配合割合は、前記粘着性樹脂１００質量部に対して、５〜１００質量部であり、
前記導電性カーボンの配合割合は、前記粘着性樹脂１００質量部に対して、１０〜８０質量部であることを特徴とする、制振シート。 - 前記樹脂層の体積抵抗率が、１×１０８Ωｃｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の制振シート。
- 前記金属が、亜鉛であることを特徴とする、請求項１または２に記載の制振シート。
- 前記樹脂層のガラス転移温度（Ｔｇ）が、−４０℃以上２０℃以下であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の制振シート。
- 前記拘束層が、ガラスクロスからなることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の制振シート。
- 請求項１〜５のいずれか一項に記載の制振シートを、金属被着体に貼着することを特徴とする、制振方法。
- 請求項３〜５のいずれか一項に記載の制振シートを、鋼板または亜鉛メッキ鋼板に貼着することを特徴とする、制振方法。
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