JPH02255829A

JPH02255829A - 振動減衰材の製造方法

Info

Publication number: JPH02255829A
Application number: JP1234018A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Komatsu; 小松　泰雄; Masao Nissei; 日聖　昌夫
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1984-07-26
Filing date: 1989-09-08
Publication date: 1990-10-16
Anticipated expiration: 2009-01-26
Also published as: JPH066623B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コ本発明は、振動発生源となる船舶のソナー室、バラスト
タンク、燃料貯蔵タンクなどの領域に使用される振動減
衰材の製造方法に関する。

［従来の技術］振動減衰材は、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 ■　振動板から発生する固体音を制御する。

■　振動による材料の疲労、破壊を防止する。

■　空気伝達音を遮音する。

などの効果を奏するものである。このため船舶のソナー
室、エンジンルームおよびその他振動発生源となる領域
又は、電算機、農業機械、空調機、ホッパー、シュータ
−類の如き危機の固体音や振動を減衰したい分野に広く
利用されている。

このような振動減衰材と１．では、振動減衰特性はもと
より、耐水、耐油性、曲面に貼着けるときの施工性およ
び耐燃焼性などの特性が要求される。

従来、この種の振動減衰材を製造する公知技術としては
、特公昭５８−２３４２６号公報や特公昭５８−２３４
２７号公報で紹介されているものが知られている。

これらの公報には、エポキシ樹脂を主剤とし、これに樹
脂の可撓性を付与するためのポリアミド樹脂と、又振動
減衰性能を持たせるための鉛粒子や無機充填材を多量配
合する方法が開示されている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、これらの公知技術は、次に示すごとき問
題点を有していることが判明した。

■　１５００Ｈｚ以下の低周波域での振動減衰特性が不
十分である。

■　可撓性を付与するためポリアミド樹脂を配合してい
るが、同時に充填材を多量に配合しているため硬度が硬
くなり、施工性が悪くなる。

そしてこのように施工性が悪いことは、上述のような分
野では曲面も多いことから使用箇所や新たな展開分野も
制限を受けるという大きな問題を惹起するものである。

■　組成物を混練するとき、粘度が高くなり、混練後、
成型器へ注入するときの作業性が悪く、かつ、空気を抱
き込み易くなり、成型硬化後の成型品の気泡が多くなる
。

■　鉛粒子のごとき比重の大きい充填材を配合すること
によって、成型品の密度が大きくなる。

本発明の目的は、低周波から高周波までの広帯域での振
動減衰特性に優れ、かつ軽量で、曲面にも貼着けること
が可能な優れた施工性を有し、さらに成型器での加工性
にも優れた振動減衰材を製造する方法を提供せんとする
ものである。

［課題を解決するための手段］本発明は、上記課題を次の手段により解決するものであ
る。

すなわち、本発明の振動減衰材の製造方法は、（＾）常
温から１００℃で流動性を有するエポキシ樹脂と、（Ｂ）Ｒ−ＯＣＨ２−ＣＨ−ＣＨ２（ｎ：１〜２２の整数、Ｒ，：　Ｃ，Ｒ２，、。

くｎ：０〜２２の整数〉）で示される化合物［Ｉ］を、前記エポキシ樹脂１００重
量部に対し、５〜４．５重量部と、（Ｃ）常温ないし１００℃で流動性を有するポリアミド
樹脂と、（Ｄ）上記（Ａ）〜（Ｃ）からなる組成物１００重量部
に対して、３０〜１２０重量部の、繊維長１０〜１００
０μの炭素繊維及び／又はアスペクト比が３〜７０の黒
鉛を、混合した後、２０℃におけるアスカ−硬度計による硬度
が４０〜９５に、室温〜１００℃の加温下で、成型硬化
することを特徴とするものである。

［作用コ本発明で使用するエポキシ樹脂は、主剤となるもので常
温〜１００℃で流動性を示し、２５℃での粘度が１〜３
００ポイズ、エポキシ当量が１．００〜５００、分子量
が２００〜１ｏｏｏのものが適している。

このようなエポキシ樹脂としては、たとえば、エピコー
ト８２８．８２７．８３４．８ｏ７（油化シェル化学■
製）などがある。

本発明に係る振動減衰材は、上述の式ＵＩＩで示される
モノグリシジルエーテルが配合されていることが重要で
ある。該化合物は可撓性および成型時の加工性向上剤と
してして作用するもので、Ｒ１はどの位置に配位しても
よいが、通常５．６位に配位したものが用いられ、好ま
しくは２５℃における粘度が０．５〜５０センチボイズ
、エポキシ当量８０〜５００、好ましくは２５０〜５゜
Ｏ１分子量８０〜５００のものがよい。具体的には、メ
チルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、
ヘキシルグリシジルエーテル、オクチルグリシジルエー
テル、デシルグリシジルエ−チル、ドデシルグリシジル
エ・−チル、テトラデシルグリシジルエーテル、ヘキサ
デシルグリシジルエーテル、オクタデシルグリシジルエ
ーテル、エイコシルグリシジルエーテル、フェニルグリ
シジルエーテル又はｔ−ブチルフェニルグリシジルエー
テルなどがある。これらのなかでも後述の実施例でも説
明しているように、Ｒが炭素数１−０以上のアルキル基
であるグリシジルエーテルが毒性がなく安全で好ましい
。これよりも低級のアルキル基やフェニル基を有する化
合物は、もちろん使用されてもよいが、皮膚に触れると
かぶれや炎症を起こすことがあるので取扱いに十分な注
意をし、て用いるべきである。

本発明で使用されるポリアミド樹脂は、硬化剤および可
撓性付与剤として用いるもので、２５℃における粘度が
３〜２０００ボイズ、アミン価が１００−８００程度の
ものが適している。このようなアミド樹脂としては、た
とえば、トーマイド＃２２５−Ｘ、＃２１５−Ｘ、＃２
２５　（富士化成（横裂）、パーサミド９３０．１１５
（ゼネラル・ミルズ社製）、ＥＰＯＮ−ｖ１５（シェル
社製）などがある。

エポキシ樹脂に対する化合物［Ｉ］の配合量は、前者の
１００重量部に対し５．５〜４５重量部とすることが重
要であり、好ましくは１０〜２５重量部の範囲とするこ
とである。化合物［１］の配合量が５重量部未満のとき
は、樹脂粘度が高いので、混合時の粘度も高く、加工性
、施工性および作業性が悪くなる上に、充填材を多量に
配合することが難しくなり、さらに成型品の硬度を高く
し過ぎる傾向にある。逆に、４５重量部を越える場合は
成型品の硬度を軟らかくし過ぎるために、十分な力学特
性を有する成型品が得にくい傾向にある。

また、かかる化合物［Ｉ］が全く配合されていないもの
を用いる場合には、本発明者らの知見によれば、硬くて
、可撓性ならびに柔軟性に欠けたものとなり、し２かも
充填材の充填量も制限があり、気泡の多発による製品面
の悪さなどの欠点を有するものであり、かかる成型品は
極めて施工性が悪く、曲面の多い使用箇所には到底使い
難く、新たな展開分野も制限を受けるものであり、広く
一般的に使用できる性質のものではない。

エポキシ樹脂に対するポリアミド樹脂の配合量は、前者
の１−００重量部に対Ｉ７て、好ましくは１００〜８０
０重量部、より好ましくは２００〜５００重量部の範囲
がよい。ポリアミド樹脂の配合量が、１．００重量部未
満の場合は、成型品の硬度を高くし過ぎるし、逆に８０
０重量部を越える場合は、柔らかくし過ぎ、充分な力学
特性を有する成型品が得にくくなる傾向がある。

上述のポリアミド樹脂は、エポキシ樹脂の硬化剤として
作用するが、さらに硬化時間を短縮したり、硬化反応を
充分に進行させるために、エポキシ樹脂に対して一般的
に使用される硬化剤を用いることができる。

このような硬化剤として、トリエチルテトラミン、プロ
パツールアミン、アミノエチルエタノールアミンのごと
き脂肪族アミン、Ｐ−フェニレンジアミン、トリス（ジ
メチルアミノ）メチルフェノール、ベンジルメチルアミ
ンのごとき芳香族アミン、又は無水フタル酸、無水マイ
ｌノン酸のごときカルボン酸を使用することができる。

これらの硬化剤の添加量は、要求特性によって自由に変
えることができる。

まず、第１−級アミンならびに第２級アミンを用いる場
合、次式により添加量を決めるのがよい。

（注）ｐｈｒ：エボキシ樹脂１−００重量部に対する配
合量。

一方、酸無水物の場合は、次式により添加量を求めるこ
とができる。

Ｃ：０．８５（はとんどの酸無水物）０．６（塩素を含む酸無水物）１．０（第３級アミンを促進剤として用いる場合）さらに、第３級アミンなど触媒として働くものは、計算
によって求められないので、種々の試験から適量を求め
る。

本発明に使用する黒鉛は、次式で定義されるアスペクト
比が３〜７０のものが適している。

アスペクト比（ＡＲ）＝’ Ｄ＝フレークの直径ｔ：フレークの厚みアスペクト比が７０を越える場合は、混合する樹脂に対
する濡れ性が悪く、そのため量的に黒鉛を多く配合する
ことが難かしくなる。該黒鉛の配合量は、エポキシ樹脂
、化合物［Ｉ］およびポリアミド樹脂の総量１００重量
部に対して、３０〜１２０重量部、好ましくは４０〜１
００重量部とするのがよい。黒鉛の配合量が３０重量部
未満の場合は、十分な振動減衰特性が得られず、逆に１
２０重量部を越えて配合すると、成型品の硬度を高くし
過ぎるために、曲率省人きい面に貼り着けるときの施工
性が悪くなる。

本発明に使用する炭素繊維は、１０〜１０００μ、さら
に好ましくは３０〜５００μの繊維長のものが適してい
る。このような短繊維状の炭素繊維は、たとえばギロチ
ンカッターを用いて製造することができる。炭素繊維の
配合量は、黒鉛の場合と同一条件でよく、エポキシ樹脂
、化合物［Ｉ］およびポリアミド樹脂の総量１，００重
量部に対して、３０〜１２０重量部、さらに好ましくは
４０〜１００重量部がよい。炭素繊維の配合量が３０重
量部未満の場合は、充分な振動減衰特性が得られず、逆
に１２０重量部を越える場合は成型品の硬度を高くし、
曲率の大きい面に貼り着けるときの施工性が悪くなる。

黒鉛および炭素繊維は単独使用、併用いずれでもよい。

併用時の添加量の適用範囲は、上記の単独添加条件と同
一でよい。

なお、本発明においては振動減衰材の特性を損なわない
範囲で、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、三
酸化アンチモン、塩化パラフィン、酸化亜鉛、臭化アル
ミニウムのごとき難燃剤、マイカ、珪砂、フェライトの
ごとき無機質の充填材を添加しても良い。

本発明は、上記のように（＾）〜（Ｄ）の成分を高粘度
用ミキサーなどを用いて混合する。混合順序は（Ａ）か
ら順に混合してもよいが、必要に応じてエポキシ樹脂と
モノグシジルエーテルの混合系と、ポリアミド樹脂と硬
化剤の混合系とを別々に混合しておき、これらの混合系
のいずれかまたは双方に黒鉛や炭素繊維をさらに混合し
た後、硬化反応させる前に両方の混合系をさらに混合す
るなど如何なる方法でもよい。

本発明は、かかる混合樹脂組成物に、室温〜１００℃の
温度をかけて硬化反応を惹起せしめ、２０℃におけるア
スカ−硬度計（タイプＣ方式）による硬度４０〜９５の
成型品を製造するものである。成型品は、必要な形状の
成型器に注入したり、塗布したり、各種の成型手法を用
いた形状にした後、加温硬化させることによって製造さ
れる。

本発明に係る振動減衰材は、低周波から高周波まで全領
域において極めて優れた振動減衰特性を発揮させること
ができ、さらに軽くて柔軟であるので、施工性、作業性
とも極めて良好である。

また、本発明の方法によって得られる成型品は、後述す
る実施例のように密度が１．０５〜１−１２０という極
めて軽量で作業性に優れる利点がある。

「実施例」以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。

なお、実施例中で振動減衰性は次の方法で測定したもの
をいう。

１．６ｍｍ厚の振動減衰材を厚さ３ｍｍ厚の銅板に２液
型工ポキシ接着剤により張り付けた後、２４時間放置し
、接着剤を硬化させた後、米国下規格Ｍ　Ｉ　Ｔ、　−
Ｐ−２２５８１Ｂに準じ、振動減衰波形を測定し、次式
により振動減衰特性（Ｃ／Ｃｃ）を求める。

ａ、減衰率ｂ、有効減衰率Ｄｅ＝Ｄｏ−Ｄ　　−−−−−−ｄＢ／５ｅｃＣ１限界
減衰率Ｃ／　ＣＣ−１８３Ｘ　Ｄ　ｅ　、、、　、、、　％ｅ＊　ここでＦ：試料接着円板の固有振動数Ｎ二計算上取
った周期の数Ａ＋：Ｎ中の最大振巾Ａ２：Ｎ中の最小振巾Ｄｏ＝試験接着円板の減衰率Ｄ　：オリジナル円板の減衰率実施例１５、比較例１．２表１に示す組成物を、高粘度用ミキサーを用い、８０℃
加温度下で、出来るだけ気泡が混入しないように穏やか
に均一に混合して混合物を得た。

このときの混合の仕方は、エピコート＃８２８（エポキ
シ樹脂）とオクタデシルグリシジルエーテル（モノグリ
シジルエーテル）を混合し、この混合物に黒鉛（無機充
填材）の半分量を添加混合し、この混合物にトーマイド
＃２２５−Ｘ　　（ポリアミド樹脂）とトリス（ジメチ
ルアミノ）メチルフェノール（硬化剤）を添加混合し、
次いで残りの黒鉛を添加混合する方法を採用した。

こうして得られた混合物を板状成型器に注入した後、室
温にて２４時間かけて硬化し、１６ｍｍ厚の振動減衰材
を得た。

この振動減衰材の硬度、成型器に移液するときの流動性
および成型品の表面の気泡存在状態を表１に示す。

表１から明らかなように、比較例１は硬度が極めて硬い
ため施工性が悪く、表面の気泡も多いという欠点があっ
た。これに対して実施例１は、第１図に示す如く振動減
衰特性が安定して優れている上に、硬度、流動性および
気泡等のいずれの特性においても極めて優れたものであ
ることが確認された。

、一方、比較例２の如（硬度を軟らかくするために、ポ
リアミド樹脂の比率を大きくした場合は、硬度は目標レ
ベルに到達するものの、充填材を多量に配合することが
できないため、振動減衰特性が劣り、さらに、比較例２
のものは混合後の粘度が高くなりすぎて、成型器へ移液
するときの作業性が悪く、かつ気泡の抱き込みが多くな
り、得られる板状振動減衰材の表面は、多くの気泡が確
認された。

実施例２．３、比較例３〜５表２に示す組成物を使用し、実施例１と同一手順により
１６ｍｍ厚の板状振動減衰材を作った。

それらの振動減衰材について、実施例１と同様に振動減
衰特性を測定し第２図に示（７た。また、密度を測定し
て表２に示した。

表２ならびに第２図から明らかなように、実施例２．３
は、１１５〜１１０００Ｈｚ）全帯域において振動減衰
特性が、はぼフラットで良好であり、しかも密度が１．
１４．１．１８と低く軽量であるが、比較例３〜５のも
のは、振動減衰特性も全体的に低く、周波数にって変動
が大きく、密度も１．４２以上で高く重いものであった
。これらの比較例のものは、特に２０００Ｈｚ以下の低
周波域での振動減衰特性が顕著に劣ることが確認された
。

実施例４〜８、比較例６〜８表３に示す各組成物を実施例１の手順のうち、硬化条件
を室温×２４時間にかえて、８０℃×４時間に変更する
以外は実施例１と同一手順により１６ｍｍ厚の板状振動
減衰材を作った。

それらの振動減衰材について、実施例１と同様に硬度お
よび振動減衰特性を測定して表３に示した。

表３から明らかなように、実施例４〜８、特に実施例５
．６は、硬度も振動減衰特性もともに優れているが、比
較例６．７は硬度が高すぎ、比較例８は硬度が低すぎる
し、振動減衰特性も極めて劣るものであることが確認さ
れた。

実施例９オクタデシルグリシジルエーテルの代りにフェニルグリ
シジルエーテルを使用する以外は、実施例６と同一組成
、同一手順で１６ｍｍの板状振動減衰材を作った。

この振動減衰材の硬度は７３で、２５０ＨｚでのＣ／　
Ｃｃは６．６であり、実施例６とほぼ同じレベルのもの
であった。

［発明の効果］本発明の方法によれば、低周波から高周波までの広帯域
での振動減衰特性が優れ、かつ軽量で、曲面に貼着は可
能な充分な施工性を有する振動減衰材を安定して提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１−図および第２図は、それぞれ実施例と比較例で得
られた周波数と振動減衰特性との関係例を示したグラフ
である。特許出願人　東　し　株　式　会　社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）（Ａ）常温から１００℃で流動性を有するエポキ
シ樹脂と、（Ｂ）▲数式、化学式、表等があります▼ 但し、Ｒ：Ｃ＿ｎＨ＿２＿ｎ＿＋＿１又は▲数式、化学
式、表等があります▼（ｎ：１〜２２の整数、Ｒ＿１：Ｃ＿ｎＨ＿２＿ｎ＿＋＿１〈ｎ：０〜２２の整数〉）で示される化合物［ I ］を、前記エポキシ樹脂１００
重量部に対し、５〜４５重量部と、（Ｃ）常温ないし１
００℃で流動性を有するポリアミド樹脂と、（Ｄ）上記（Ａ）〜（Ｃ）からなる組成物１００重量部
に対して、３０〜１２０重量部の、繊維長１０〜１００
０μの炭素繊維及び／又はアスペクト比が３〜７０の黒
鉛を、混合した後、２０℃におけるアスカー硬度計による硬度
が４０〜９５に、室温〜１００℃の加温下で、成型硬化
せしめることを特徴とする振動減衰材の製造方法。