JPH0257818B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は新規な制振材用樹脂組成物に関する。
さらに詳しくは、スチレン−アクリル酸エステル
共重合体、酢酸ビニル系重合体およびポリアミド
エポキシ化合物を必須成分として含有する組成物
であつて、性能的には低温度から高温度に至る広
い温度領域にわたつて優れた制振性を有する制振
材用樹脂組成物に関する。 従来から、車輛、船舶、自動車部品、機器、各
種機械、建築材料、音響材料等の構造部材の表面
における振動およびこれに伴なう騒音を防止する
ために、部材自身を厚くしたり、装置自体に改良
も加えたりして防止するほかに、制振性材料を用
いて防止することが行なわれている。かかる制振
性材料には、シート状、フイルム状あるいは塗料
状の材料を構造部材（基材）表面に適当な厚さで
貼付あるいは塗布し、該基材の曲げ振動で生じる
伸縮変形によつて振動エネルギーの吸収を行なう
非拘束型制振材と、基材の片側に粘弾性層（中間
層）を積層し、さらに該粘弾性層に弾性率の高い
拘束層を積層して多層構造とし、曲げ振動で生じ
る伸縮変形とせん断変形によつて振動エネルギー
の吸収を行なう拘束型制振材の二つがあることは
よく知られている。従来、すでに開示されている
非拘束型制振材用組成物としては、ゴム、アスフ
アルト、各種の合成樹脂エマルジヨンおよびラテ
ツクス等のポリマー単独よりなる組成物でポリマ
ー自身のもつ粘弾性的特性を利用したものや、ポ
リマーにグラフアイト、マイカ、ヒル石、炭酸カ
ルシウム、タルク、クレー等の無機質粉体を充て
んし、機械的なヒステリアス、内部摩擦を大きく
したもの等があり、また拘束型制振材用組成物と
しては、例えば酢酸ビニルとマレイン酸ジエステ
ル、ビニルクロリドとエチルヘキシルアクリレー
ト等の共重合体を主成分とするもの（特公昭39−
12451号）、多泡性ポリウレタン又は多泡性ゴム
と、酢酸ビニル、変性酢酸ビニル、瀝青物質、ブ
チルゴム、アクリル樹脂、クマロン、インデン、
クマロン−インデン及びスチレン−インデン樹脂
からなるもの（特公昭45−34991号）、ポリビニル
ブチラールを用いるもの（特公昭46−5830号）、
ポリビニルホルマールを用いるもの（特公昭46−
11975号）、エチレンと５〜25wt％のカルボン酸
基を金属イオンで０〜50％中和させたα・β−モ
ノエチレン型不飽和カルボン酸との酸性共重合体
を主成分とするもの（特公昭54−1354号）、アク
リルニトリルとスチレンの共重合体と可塑剤から
なるもの（特公昭54−22478号）等が開示されて
いる。 しかしながら、これら従来品の多くは、例えば
常温付近で適用されるべく材料設計がなされてお
り、常温付近では高い制振性能を有していても、
適用可能温度付近を中心とした狭い温度範囲であ
つたり、また高温度の雰囲気下では軟化したり、
力学的特性が極端に低下し、耐熱性が劣るという
欠点があつた。一方、比較的高い温度領域で適用
されるべく材料設計されたものは熱硬化性樹脂を
用いたものが多く、このため有機溶剤系となつた
り、主剤と硬化剤とからなる二液タイプになるた
め、作業環境の安全性、取り扱い性に問題があつ
た。 本発明者らは以上のような現状に鑑み、エマル
ジヨン状のスチレン−アクリル酸エステル共重合
体、酢酸ビニル系重合体および鱗片状無機質粉体
を必須成分として含有する組成物が低温から高温
に至る広い温度領域にわたつて優れた制振性能を
有する水分散性制振塗料であること見出し、先に
特願昭57−23981号として特許出願を行つたが、
その後、さらに優れた制振性能を有する制振材を
開発すべく検討を重ねた結果、スチレン−アクリ
ル酸エステル共重合体、酢酸ビニル系重合体およ
びポリアミドエポキシ化合物からなる組成物が高
温度領域を含む広い温度範囲にわたつて高い制振
性能を示し、かつ非拘束型、拘束型いずれの制振
材にも使用可能であることを見出し、本発明に至
つた。 すなわち、本発明は(A)スチレン成分100重量部
に対し、アクリル酸アルキルエステル成分50〜
400重量部含有してなるスチレン−アクリル酸ア
ルキルエステル共重合体、(B)酢酸ビニル系重合
体、(C)ポリアミドエポキシ化合物を必須成分と
し、成分(A)100重量部に対して成分(B)が30〜400重
量部、成分(C)が21〜400重量部の割合で含有され
てなる制振材用樹脂組成物である。 制振性能の理論的解析は、例えばE.E.Ungar
（J.Acoustic Soc.Am.，vol.34、1082〜1089，
1962）等によつて報告されており、その要点とす
るところは、構造体の制振性能を決めるのは、非
拘束型の場合は制振材用組成物のtanδ（散逸率、
損失正接）とE′（ヤング率、実数部）であり、拘
束型の場合は中間層を形成する組成物のtanδと
G′（せん断弾性率、実数部）である、また、非拘
束型においてはtanδ×E′は大きい方が好ましく、
拘束型においてはtanδは大きい方が好ましいが
G′には最適な値があるというものである。 本発明の制振材用組成物の優れた効果は、これ
を明確に説明することは困難であるが、恐らくス
チレン−アクリル酸エステル共重合体のtanδが低
温度から高温度領域まで高いレベルを維持し、酢
酸ビニル系重合体のtanδが特に低温度領域で高い
レベルを示し、両者の相乗効果が期待しうるこ
と、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、酢
酸ビニル系重合体及びポリアミドエポキシ化合物
が均一にバランスよく混合されていて望ましい
E′とG′を発現するとともに、基材、拘束層との接
着性に優れていること、ポリアミドエポキシ化合
物が架橋反応により組成物のマクロな流動を抑制
し、高温度の雰囲気下でも形態を安定に保持しう
ること等によるものと推定される。 本発明において用いられるスチレン−アクリル
酸アルキルエステル共重合体は、スチレンのほ
か、４−メトキシスチレン、４−メチルスチレ
ン、２−クロロスチレンなどの低級アルキル、低
級アルコキシまたはハロゲン誘導体からなるスチ
レン成分と、通常、炭素数１〜10程度のアクリル
酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピ
ル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘ
キシル等のアクリル酸アルキルエステル成分から
なる共重合体である。共重合体中における構成単
量体の構成比はスチレン成分100重量部に対して、
アクリル酸アルキルエステル成分として50〜400
（好ましくは、80〜200）重量部であり、この範囲
をはずれると制振性能におよぼす効果が小さい。
上述の共重合体においてはさらに第三成分が少量
共重合されていてもよい。例えば水酸基、カルボ
キシル基等を有する単量体を共重合させてもよい
し、アクリル酸、アクリル酸２−ヒドロキシエチ
ル、アクリル酸２−ヒドロキシプロピルなどの単
量体をスチレン−アクリル酸エステル成分100重
量部に対し0.5〜10重量部程度共重合させてもよ
い。 本発明に使用される酢酸ビニル系重合体として
は、重合体中における構成単量体の構成比が、酢
酸ビニル100重量部に対して共重合用単量体が０
〜45重量部程度からなる酢酸ビニルホモポリマー
及び酢酸ビニルを主とする共重合体を挙げること
ができる。ここで、共重合用単量体としては、エ
チレン、アクリル酸、アクリル酸アルキルエステ
ル、マレイン酸ジブチル、塩化ビニルなどを用い
ることができ、共重合体中にはこれらを一種ある
いはそれ以上含有してもさしつかえない。 本発明に使用されるポリアミドエポキシ化合物
としては、分子中に第二級のアミノ基を含むジア
ミンとジカルボン酸の脱水縮合生成物にエピクロ
ルヒドリンを付加せしめたエポキシ化ポリアミド
ポリアミンが好適である。分子中に第二級のアミ
ノ基を含むジアミンとしてはジエチレントリアミ
ン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペ
ンタミン等の脂肪族系が、又、ジカルボン酸とし
てはシユウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル
酸、アジピン酸、ピメリン酸およびそれらのアル
キル誘導体などの脂肪族系、フタル酸、イソフタ
ル酸、テレフタル酸およびそれらのアルキル誘導
体等があげられる。 本発明のスチレン−アクリル酸エステル共重合
体(A)、酢酸ビニル系重合体(B)及びポリアミドエポ
キシ化合物(C)からなる制振材用樹脂組成物の混合
割合は、成分(A)100重量部に対して、成分(B)が30
〜400重量部、成分(C)が21〜400重量部（好ましく
は40〜400重量部）で実施される。この範囲をは
ずれ、酢酸ビニル系重合体の混合割合が30重量部
より少ないと、低温度領域における制振性能が低
下し、逆に400重量部より多いと、高温度領域で
の制振性能が低下し、スチレン−アクリル酸エス
テル共重合体と酢酸ビニル系重合体の制振性能に
及ぼす相乗効果が期待できない。また、ポリアミ
ドエポキシ化合物の混合割合が21重量部より少な
い場合は、ポリアミドエポキシ化合物の架橋反応
が進行し、放置したり、また反応条件によつては
混合物溶液粘度があまりにも高くなりすぎて流動
性に乏しくなり、実用に耐えない場合が起りう
る。また、400重量部より多いと制振性向上効果
が現われにくく、組成物を混合したあとでの製造
条件によつては、組成物が硬くなりすぎ、制振性
に良好なE′とG′を得ることが困難である。 本発明に使用される樹脂組成物に、鱗片状無機
質粉体を含有せしめることは、該鱗片状無機質粉
体が、樹脂組成物のtanδのピークレベルは若干低
下させる場合があるものの、使用可能温度範囲を
さらに広げることや、樹脂組成物の耐熱性（高温
雰囲気下での流動の抑制、スポツト溶接や溶断の
際の分解ガスの発生の低域）をさらに改善する効
果があるので有効である。本発明に使用される鱗
片状無機質粉体のフレーク径、アスペクト比は特
に限定されるものではないが、通常フレーク径は
40μｍ〜２mmの範囲、重量平均アスペクト比は10
以上が好ましく、フレーク径があまりにも大きい
と、塗料状としたときの組成物の流動性が悪くな
り、吹付け時にノズルづまりを起したり、均質な
刷毛塗りや流延が困難となる。又、シート状ある
いはフイルム状に成形するのが困難となる。また
フレーク径があまりにも小さいと、塗料の場合は
粘度の増大をきたし、スムースな吹付けが難しく
なる。また、非拘束型の場合でも拘束型の場合で
も制振性能に及ぼす添加効果が小さくなる。ま
た、重量平均アスペクト比が10より小さいと制振
性能に及ぼす添加効果が小さくなる。該鱗片状無
機質粉体の混合割合は特に限定されるものではな
いが、あまり多すぎても制振性能や耐熱性に及ぼ
す添加効果がそれ以上増大しないのみならず、組
成物の粘度が増大しすぎ、製造時の作業性が低下
するので、通常、成分(A)100重量部に対して1500
重量部以下が好ましい。また種々の鱗片状無機質
粉体のなかでは、性能及びコストの点からマイカ
が好ましい。 本発明に基づく制振材用樹脂組成物は、例えば
エマルジヨン状の成分(A)及び(B)、水溶液状の成分
(C)を混合し、撹拌混合を続けながら鱗片状無機質
粉体を徐々に添加していき、塗料状に製造するこ
とが可能であるが、例えば(A)，(B)，(C)成分を混合
したのち、押出機からシート状に押し出し、ロー
ル間を通して所定の厚さに圧延したり、あるいは
(A)，(B)，(C)の必須成分を混合したのち、ドクター
ブレードを使用して、加熱ローラーの上に流延し
たのち乾燥し、ロール間を通して所定の厚さに圧
延することにより、シート状やフイルム状に製造
することも可能である。 さらに、本発明の樹脂組成物においては必要に
応じて炭酸カルシウム、ケイ砂、二水石膏、各種
粘土鉱物などの無機質充てん剤、硫酸バリウム、
酸化鉄、鉄粉、鉛粉などの高密度無機質充てん
剤、ロツクウール、アスベスト、ガラス繊維、金
属繊維、ビニロン短繊維、エステル短繊維等の無
機及び有機質繊維、可塑剤、消泡剤、増粘剤、撥
水剤、水等を添加してもよい。 本発明による制振材用樹脂組成物は、非拘束型
制振材としてこのまま構造部材へ塗布使用もしく
はシート状あるいはフイルム状に成形したものを
貼付使用してもよいが、別個の接着剤を必要とし
ない程度に接着性に優れ、また高温度雰囲気下で
使用しても中間層が流れ出てしまうことがないの
で、拘束型制振材としても使用可能である。この
ように、本発明に基づく制振材用樹脂組成物は、
非拘束型制振材にも拘束型制振材にも適用可能で
あるが、非拘束型とくに塗料として用いる場合に
は、スプレーあるいは塗りつけ等により、構造部
材に塗布したのち乾燥することによつてその性能
を発揮しうる。具体的には、スラリー状のかたち
で車輛、船舶、自動車部品、機器、各種機械等の
構造部材の表面にスプレーあるいは塗りつけるか
又は金属板、合板、石膏ボード、セメントコンク
リート板、セメントモルタル板、スレート板等に
スプレーあるいは塗りつけるかあるいは前記構造
部材又は板等をスラリー中に浸漬し、表面に付着
せしめ、のちに乾燥することにより、スラリーの
タレ等は全くなく、構造部材又は板等に完全に密
着することができ、十分な制振性能を発揮しう
る。特にスラリー状の形で、対象物にスプレーあ
るいは塗りつけるか、浸漬する方法に従えば、対
象物の表面が曲面であるとか凹凸が著しいとか他
の部位等が接続されているといつたように、シー
ト状制振材では対象物に対して十分に密着しにく
い場合に非常に有効である。 さらに、本発明に基づく制振材用樹脂組成物を
拘束型制振材として用いる場合には、基材に該組
成物からなるスラリーまたはシート状、フイルム
状物を塗布または積層し（中間層）、該中間層に
拘束層用材料を積層して用いる。この基材、中間
層および拘束層用材料を一体化したものにさら
に、曲げ加工、プレス加工、しぼり加工等の二次
加工を行なつて目的の構造部材を得ることもでき
る。中間層としての組成物の厚さは特に限定され
るものではなく、厚くするほど制振性には好まし
いが、溶接や溶断時に発生するガス量が多く、防
災上不利になつたり、二次加工の際、構造部材
（基材）や拘束層用材料が剥離したり、しわがで
き易くなる等の問題がでてくるので、構造部材
（基材）と拘束層の厚さから考慮して最適の厚さ
を選択すべきである。 拘束層用材料としては、各種鋼板の他に、アル
ミニウム板、銅板、FRP板、合板、石膏ボード、
セメントコンクリート板、セメントモルタル板、
スレート板、プラスチツク板及び各種箔等を例示
することができる。本発明の制振材用樹脂組成物
の主たる用途としては具体的には、送風機ダクト
等空気調和装置、ホツパー、コンベア、シユート
などの金属板、車輛、船舶、自動車等のエンジン
廻り及びフロア部分、冷蔵庫や暖冷房機器の配管
類及びコンプレツサー部分、事務用計算機のケー
シング及び裏面、ステンレス流し台、雨戸、屋根
材、ドア裏、階段等の厨房具及び建築材料、音響
用振動板、スピーカーボツクス等の音響機器さら
には工場騒音や交通騒音および振動を防止するた
めに広く使用される防音パネルの金属板等をあげ
ることができ、これらりに貼りつけるはスプレー
あるいは塗りつけるは、あるいはさらに拘束層を
設けて多層構造とすることにより、発生する固体
振動音を防止することができる。 以上のように本発明の制振材用組成物は種々の
物品に適用されて、振動を減衰し、それにもとづ
く騒音を減少させることが可能である。 以下に本発明を実施例をもつて具体的に説明す
るが、これらの実施例によつて本発明は何ら限定
されるものではない。 実施例１，２，３および比較例Ａ，Ｂ 本発明にもとづく組成物を実施例１，２，３と
して示し、本発明に基づかない組成物を比較例
Ａ，Ｂとして第１表に示した。本発明にもとづく
組成物はエマルジヨンに水溶液状のポリアミドエ
ポキシ化合物、および必要ならば増粘剤を加え、
さらにマイカを徐々に添加し、混合することによ
り得られる。 第１表に示した組成物は、乾燥後の塗膜重量が
２Kg／m²となるように、400mm×400mm（厚さ0.8
mm）の冷延鋼板の上にスプレーガンで塗布し、常
温で２日間乾燥したあと、130℃の熱風乾燥器中
で１時間完全乾燥した。得られた試験片の制振性
能は衝撃加振時の振動加速度レベル（VAL）を
測定することによつて評価した。すなわち、試験
片の二点を糸で吊り下げ、試験片の中央部に鋼球
を衝突させることによつて振動を発生させ、この
時の振動の大きさを、試験片の下端に固定したピ
ツクアツプで検出し、振動レベル計を通して読み
取つた。そして、基材として用いた冷延鋼板のみ
の振動加速度レベルの値との差を△VAL（dB）
とし振動低減効果の目安とした。すなわち 振動低減効果△VAL（dB） ＝鋼板のみのVAL（dB） −鋼板に組成物を塗布した試験片のVAL（dB） であらわされ、△VAL（dB）の値が大きいほど、
制振性能が良好であることを示している。結果を
第２表に示した。

【表】

【表】 第２表に示したように、本発明にもとづく組成
物では、18dB以上の高いレベルの振動低減効果
が期待でき、しかも広い温度領域にわたつて△
VALの低下が認められない。一方、本発明にも
とづかない組成物では、ある温度領域ではかなり
高い効果を示すにもかかわらず、低温度域あるい
は高温度域において効果が低減することがわか
る。 実施例４，５，６、比較例Ｃ，Ｄ 本発明に基づく組成物を実施例４，５，６とし
て示した。エマルジヨン状のスチレン−アクリル
酸エステル共重合体、酢酸ビニル系重合体、水溶
液状のポリアミドエポキシ化合物を均一に混合し
たのち、ドクターブレードを使用して離型紙上に
流延し、100℃の温度雰囲気下で乾燥し、0.2mm厚
さのフイルムを製造した。 本発明に基づかない組成物をＣ，Ｄとして示
し、同様の方法により0.2mm厚さのフイルムを製
造した。各配合組成を第３表に示す。上該フイル
ムを0.2mm厚さの二枚の冷延鋼板の間にはさみ、
180℃の温度でホツトプレスして（ただし比較例
Ｃ，Ｄは流動するので100℃で短時間行なつた。）
一体化し、拘束型制振鋼板を作成した。この拘束
型制振鋼板について、振動リード法（片持梁、共
振法）により損失係数の温度依存性について測定
し、結果を第１図に示した。（測定周波数は500Hz
換算）

【表】 態を観察する。
本発明に基づく組成物では低温から高温に至る
広い温度範囲にわたり、極めて大きな損失係数を
示している。一方本発明に基づかない組成物で
は、狭い温度範囲では高い損失係数を示している
ものの、これからはずれたところでは損失係数が
極端に低下し、第３表に示すように、加工の際中
間層が軟化流動してしまい、剥離してしまうな
ど、全く使用に耐えなかつた。 実施例 ７，８ 本発明に基づく実施例を７，８として第４表に
示した。前記実施例と同じ方法により0.2mm厚さ
のフイルムを製造し、同様に損失係数の温度依存
性を測定した。結果を第２図に示した。

【表】

【表】 第２図から、本発明に基づく樹脂組成物に鱗片
状無機質粉体としてマイカを含有せしめることに
より、損失係数のピークレベルは若干低下するも
のの、損失係数の曲線がブロードになり、より広
い温度範囲で使用可能であることが明らかであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、振動リード法により測定した実施例
４，５，６および比較例Ｃ，Ｄの損失係数の温度
依存性を示す図である。第２図は、同じく振動リ
ード法により測定した実施例７，８の損失係数の
温度依存性を示す図である。図中、番号１〜７は
各々実施例４，５，６、比較例Ｃ，Ｄ、実施例
７，８の損失係数測定結果に対応する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (A) スチレン成分100重量部に対し、アクリ
   ル酸アルキルエステル成分を50〜400重量部含
   有してなるスチレン−アクリル酸アルキルエス
   テル共重合体、 (B) 酢酸ビニル系重合体、 (C) ポリアミドエポキシ化合物 を必須成分とし、成分(A)100重量部に対して成分
   (B)が30〜400重量部、成分(C)が21〜400重量部の割
   合で含有されてなる制振材用樹脂組成物。 ２ さらに鱗片状無機質粉体が加えられてなる特
   許請求の範囲第１項に記載の制振材用樹脂組成
   物。 ３ 該鱗片状無機質粉体がマイカである特許請求
   の範囲第２項に記載の制振材用樹脂組成物。