JPH058209B2 - - Google Patents

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JPH058209B2
JPH058209B2 JP57208296A JP20829682A JPH058209B2 JP H058209 B2 JPH058209 B2 JP H058209B2 JP 57208296 A JP57208296 A JP 57208296A JP 20829682 A JP20829682 A JP 20829682A JP H058209 B2 JPH058209 B2 JP H058209B2
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JP
Japan
Prior art keywords
foam
vibration damping
weight
parts
polyol
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP57208296A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5998121A (en
Inventor
Yoshihide Fukahori
Shinichi Toyosawa
Ryota Fujio
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Publication date
Application filed by Bridgestone Corp filed Critical Bridgestone Corp
Priority to JP57208296A priority Critical patent/JPS5998121A/en
Publication of JPS5998121A publication Critical patent/JPS5998121A/en
Publication of JPH058209B2 publication Critical patent/JPH058209B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は優れた制振性能を有するフオーム状制
振材料に関し、更に詳しくは低、中周波領域で制
振性能が著しく改良されたフオーム状制振材料に
関するものであり、優れた制振性能のみならず優
れた吸音性能を備えると共に、従来のシート状制
振材料に比べはるかに軽量、かつコスト低減効果
の大きい極めて実用的な制振材料に関する。 従来、制振材料としては各種ゴム状物質、熱可
塑性樹脂、又は熱硬化性樹脂に、クラフアイト、
マイカ、カーボンを添加したブレンド物が用いら
れ、当然のことながら密度の大きい、即ち重量の
大きい材料となつている。このため、近年になつ
て乗物の騒音対策の必要性が増大した結果、軽量
制振材料の開発がクローズアツプされてきたにも
かかわらず制振性能は制振材料の厚さの2乗に比
例して大きくなる、即ち重量を1/2、1/3にすれば
制振性能は各々1/4、1/9になるという一般則が存
在するため〔日本音響材料協会編、騒音対策ハン
ドブツク 442p〕従来の制振材料の場合、これ
を軽量制振材料として使用することは非常に困難
であつた。 一方軽量材料の代表であるポリウレタンフオー
ムは、ダンピング性能が低いため制振材料として
はほとんど使用されていなかつた。これは本質的
には、ポリウレタン自体のダンピング性能が低い
事に起因し、更に発泡により著しく低密度状態に
なることを考えれば明らかである。事実本発明者
らが、本発明の研究を進めるに当つて、一般の市
販フオームの制振性能を評価した結果、 ポリウレタンフオームの制振性能は全体的に
低いレベルにあり、特に1000Hz以下の低、中
周波領域で著しく性能が低い 制振性能に大きな周波数依存性が現われる。
という重要な現象を見出した。 ところで周知の通り、騒音対策を必要とする多
くの装置、機器類の発振周波数は1000Hz以下で
あり〔騒音対策ハンドブツク、第1編第4章97p
〜171p〕、可能ならば500〜600Hz以下の低、中周
波域における騒音低減が強く要求されている。 このような要求事項に対し、前述の通り一般の
市販ポリウレタンフオームはほとんど役に立たな
いのは当然であり、したがつてポリウレタンフオ
ーム材料を基盤とする制振材料は、全体的な制振
性能の向上はもちろん、特に低、中周波域におけ
る制振性能の改良が不可欠である。本発明者らは
鋭意研究を進めた結果、フオーム状制振材料を形
成する軟質ポリウレタンフオームを製造する際の
整泡剤に、特定の組成の硬質ポリウレタンフオー
ム用シリコーン整泡剤を用いることが、上記の目
標達成に重要な役割を果すことを見出し、低、中
周波領域で優れた制振性能ひいては、全体的に優
れた制振性能を有するフオーム状制振材料を得
た。 更に、従来の制振材料は高温になるにつれ制振
性能が急激に低下するため実用温度範囲が非常に
狭かつたのに対し、本発明のフオーム状制振材料
は制振性能の温度依存性が小さく、従つて低温か
らかなりの高温までの広い温度範囲で優れた制振
効果を与える材料となつている。 本発明のフオーム状制振材料の今一つの長所
は、上記の優れた制振性能に加え、低、中周波域
で優れた吸音性能を有するという特性を兼備して
いる点にある。即ち従来一般のポリウレタンフオ
ームは高周波領域においては吸音効果があるもの
の、実用上最も重要な低、中周波域では吸音効果
が非常に小さいという欠点があつた。本発明のフ
オーム状制振材料はこの欠点をも大幅に改良され
たものであり実用的な制振吸音兼備材料として特
記されるべき長所である。 ところでよく知られている通り、騒音対策を総
合的かつ効果的に行なうには、多くの場合制振効
果と吸音効果の両方を発揮させることが不可欠で
あることはすでに定説になつている。このため、
市販のポリウレタンフオームを吸音材料として使
用する場合前述の通り低、中周波域で特に制振性
能が低いことを考えると、現実的解決法として
は、ポリウレタンフオームに固体状の制振材料
(シート)を貼り合せて複合化することにより、
制振性能と吸音性能を備えさせようとしている。 したがつて本発明のように、それ自体で優れた
制振性能と吸音性能を兼備するフオーム状制振材
料の場合、高価な制振シートが不要であると共
に、上記の複合化に伴う複雑な製造工程を省くこ
とが出来るため大幅なコストダウンが可能とな
り、産業上、学術上の大きな発展をもたらすもの
である。 本発明の制振材料は、ポリオール、ポリイソシ
アネート、発泡剤、触媒、整泡剤、充填剤等を反
応させて得られる硬質ポリウレタンフオームのの
内、シリコーン整泡剤に、プロピレンオキサイド
およびエチレンオキサイドを側鎖に持つポリジメ
チルシロキサンポリマーであつて、プロピレンオ
キサイドの含有量が5〜35モル%である硬質ウレ
タンフオーム用シリコーン整泡剤をポリオール
100重量部に対し0.5〜5重量部用いることによつ
て得られた軟質ポリウレタンフオームよりなるも
のである。 以下、本発明について詳しく説明する。 本発明において使用されるポリオールは、少な
くとも2個の活性水素を持つ分子量500〜10000の
ポリヒドロキシル化合物であつて、その未端にヒ
ドロキシル基を有するポリエーテルポリオール、
ポリエステルポリオールおよびエーテルとエステ
ルの共重合物であるポリエーテルエステルポリオ
ールといわれるものであり、目的とする軟質ポリ
ウレタンフオームの特性に適合するように任意に
選ぶことができる。本発明にあつては、なかでも
一般の軟質あるいは半硬質ポリウレタンフオーム
の製造に常用されている分子量800〜6000のグリ
セリンにプロピレンオキサイドを反応させて開環
付加させて得られるポリ(オキシプロビレン)ト
ルオールあるいはプロビレンオキサイドおよびエ
チレンオキサイドを反応させて開環付加させて得
られるポリ(オキシエチレン−オキシプロピレ
ン)トルオールなどの活性ポリオールが好ましく
用いられる。 また、ポリイソシアネートとしては、一般にト
リレンジイソシアネートが拳げられる。なかでも
イソシアネート基の2,4−および2,6−異性
体混合比が80/20あるいは65/35(重量比)のト
リレンジイソシアネートが低価格、有用性の点で
好ましい。そして、このポリイソシアネートの上
記ポリオールに対する配合量、すなわちイソシア
ネート指数(NCOインデツクス)は60〜130の範
囲であるが、得られる軟質ポリウレタンフオーム
の諸特性を考慮すれば70〜110の範囲が好ましい。 本発明において用いられる触媒としては、この
分野で通常使用されている既知の触媒、例えば第
3級アミン類や有機錫化合物などが挙げられる。 そして、本発明において使用されるシリコーン
整泡剤は、プロピレンオキサイドとプロピレンオ
キサイドを側鎖に持つポリジメチルシロキサンポ
リマーからなる硬質ポリウレタンフオーム用シリ
コーン整泡剤のうちプロピレンオキサイドの含有
量が5〜35モル%の範囲のものであり、通常はポ
リ(オキシプロピレンーオキシエチレン)シロキ
サン共重合体である。そして、プロピレンオキサ
イド含有量を10〜30モル%とすることにより、よ
り好ましい効果が得られる。すなわち、プロピレ
ンオキサイドの含有量が5モル%未満となると、
発泡が不安定となり、セル荒れが発生し、望まし
い発泡構造を有するフオーム体を得ることができ
ず、また35モル%を越えると1000Hz以下の中、
低周波数域での制振性能が著るしく低下し、本発
明の目的を達成し得ない。そして、これらのシリ
コーン整泡剤はポリオール100重量部に対し0.5〜
5重量部の範囲で添加される。0.5重量部未満で
は整泡剤本来の作用、均一な気泡を生成し、気泡
の大きさを調節する作用が得られず、また5重量
部を越えて添加してもそれ以上の効果が得られ
ず、コスト的に不利となる。 このように、本発明の制振材料は、特定の硬質
ポリウレタンフオーム用シリコーン整泡剤を軟質
ポリウレタンフオームに適用することにより、
1000Hz以下の中、低周波数領域での優れた制振
効果および吸音効果を得るようにしたものであ
り、この効果の理由は、得られたフオームのセル
構造に関し、(i)セルの骨格が後述のM25/dを最
適化するのに都合のよい特殊構造となつており、
また(ii)残存セル膜が多く通気性が低いことによる
ものと推定される。 さらに、本発明にあつては、各種の有機または
無機の粉体状充填剤を添加して得られるフオーム
体のセルの均一性を一層向上させることもでき
る。これに用いられる粉体状充填剤としては、ポ
リ塩化ビニル,ポリ塩化ビニルー酢酸ビニル共重
合体,酸化亜鉛,酸化アンチモン,硫酸バリウ
ム,炭酸カルシウム,雲母,アルミナ等があり、
これらを1種または2種以上組み合せて用いるこ
とができる。そして、この充填剤は、ポリオール
100重量部に対し5〜120重量部、より好ましくは
10〜100重量部用いることができ、5重量未満で
は上記効果を得ることができず、120重量部を越
えると、ポリオールを主とする混合液体の粘度が
増大して良好な発泡が難しくなる。なお、その際
フタル酸エステル類、含ハロゲン縮合リン酸エス
テル類などの可塑剤を適当量(例えばポリオール
100重量部に対し50重量部以下)添加することに
より、混合液の粘度増加を抑えることが可能であ
り、そうすることによつて粉体充填剤を更に添加
することができる。 また、本発明を実施するに当り使用し得る他の
添加剤としては、得られる軟質ポリウレタンフオ
ームの一般物性および密度を制御する効果を有す
る発泡剤としての水または低沸点の揮発性液体が
ある。発泡剤としての水の量は特に限定されるも
のではないが後述の通り、得られるフオームの25
%圧縮時の応力(M25)と比重(d)との比(M25
d)を最適の値とし、高い制振、吸音性を得るた
めには、ポリオール100重量部に対し1.0〜3.5重
量部用いることが望ましい。また、低沸点の揮発
性液体としては、例えばメチレンクロライド,ク
ロロホルム,モノフルオロトリクロロメタン,モ
ノクロロジフルオロメタン,ジクロロジフルオロ
メタン等であり、これらは単独あるいは混合して
使用することができる。 さらに、必要に応じて適当な着色材、難燃剤、
可塑剤等を適宣本発明の目的を逸脱しない範囲で
用いることができる。 そして、このような本発明の制振材料を得るに
は、通常実施されている硬質ポリウレタンフオー
ムを製造する操作方法によつて行われる。例え
ば、ポリオール,水,触媒,整泡剤,発泡助剤等
の混合液にポリイソシアネートを添加して反応発
泡させるワンシヨツト法や、ポリオールの一部あ
るいは全量をポリイソシアネート全量と予め反応
させ、生成したプレポリマーとその他の成分とを
混合し発泡させるプレポリマー法を用いて製造で
きる。 本発明の制振材料をなす軟質ポリウレタンフオ
ームは、以上のような配合的特徴を有するととも
に以下の物性を具えており、これによつて高い制
振、吸音効果を示す。すなわち、フオーム材を25
%圧縮した時の応力(M25)が1g/cm2以上、60
g/cm2以下で、かつ上記応力(M25)と比重
(d)との比(M25/d)が5g/cm2以上、1500
g/cm2以下であり、さらに20mm厚さにおけるフオ
ーム材の通気度が2〜130c.c./cm2・secであるフオ
ーム材はより一層すぐれた制振、吸音効果を有す
る。上記応力(M25)が1g/cm2未満であるとフ
オームの反撥弾性率が低すぎてフオームとしての
役を果さず、60g/cm2を越えると目的とする制振
性能が得られず、好ましくは40g/cm2以下、さら
に低周波域での制振性を向上させる場合には30
g/cm2以下であることが望ましい。また、フオー
ムの比重(d)は0.02以上、0.5以下が好ましく、
更に0.025以上、0.30以下が望ましい。フオーム
の比重が小さすぎると例えそのモジユラスが小さ
くとも制振性能の発現が小さく、一方比重が大き
すぎると応力が高くなりすぎる傾向がある。 したがつて応力(M25)と比重(d)の比
(M25/d)が低、中周波域で優れた制振性能を
得るための重要なパラメーターとなり、上記の
M25、dに関する制限範囲を考えるとM25/dの
値は2g/cm2より大きく、3000g/cm2より小さく
なるが、一般にはM25/dが5〜1500g/cm2、更
に好ましくは、5〜1000g/cm2の範囲がよい。ま
た特に低周波域に着目する場合、10〜600g/cm2
が適当である。応力、比重およびその両者の比
(M25/d)が上記の制限範囲内にある本発明の
フオーム状制振材料は制振性能および吸音性能に
おいて次のような特徴を有する。即ち制振性能に
関しては前述の通り、フオーム状制振材料は周波
数依存性を示し、制振性能の大きさの目安である
損失係数(η)を周波数に対してプロツトした場
合、η値の極大を与える周波数が1つ又はそれ以
上存在する。したがつてそれらの極大値のうち最
大値を与える周波数をmaxとすれば、maxは
1000Hz以下に、より好ましくは800Hz以下にあ
る。一方、吸音性能に関しては、低、中周波領域
において優れた吸音性能を有するためには、20mm
厚さにおける通気度が2〜130c.c./cm2・sec、好ま
しくは2〜80c.c./cm2・secの範囲になければなら
ない。 このように、上記のような物性上の条件をも満
すことによつて、本発明の制振材料は低、中周波
数域で優れた制振性能と吸音性能とを兼備したも
のとなる。 したがつて、本発明の制振材料は前述のような
優れた特性を有するが故に、例えば自動車,電
車,航空機,船舶など各種乗物の天井、床、側
壁、ボンネツトなどの制振、吸音材として、また
その他建築用機械、農業用機械、土木用機械など
各種産業機械、さらに金属加工機械、ダクト、ホ
ツパー、シユートなど工場における各種騒音源に
対し、さらにまた住居、オフイスにおける屋根
(特に鉄板屋根)、天井、床、壁などの騒音源に対
し、さらにまた電算機、プリンターなどの各種事
務機などに対し、さらに洗濯機、掃除機などの各
種家電機械に、およびステレオ、レコードプレヤ
ーなどの音響システムやピアノ、オルガンなどに
対し幅広く利用されるものである。 以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明
する。 実施例1、2、3、比較例1、2 第1表に示した配合組成によつて得られた軟質
ポリウレタンフオームの厚さ20mmのシート状試片
を厚さ1mmの鉄板に貼着して試験体とし、明石製
作所(株)の振動解析装置(メカニカルインピーダン
ス法)を用いて室温(30℃)における損失係数
(η)を測定した。その結果を第1図に示した。
損失係数(η)は、制振性能の目安となる物性値
であり、損失係数が大きい程制振性能が高い。制
振材料としては一般にηが0.05以上、好ましくは
0.1以上が望ましいとされている。
The present invention relates to a foam-shaped vibration damping material having excellent vibration damping performance, and more specifically to a foam-shaped vibration damping material with significantly improved vibration damping performance in the low and medium frequency range. The present invention relates to an extremely practical vibration damping material that has excellent sound absorption performance, is much lighter than conventional sheet-shaped vibration damping materials, and has a large cost reduction effect. Conventionally, vibration damping materials include various rubber-like substances, thermoplastic resins, thermosetting resins, kraftite,
A blend containing mica and carbon is used, and as a matter of course, the material has a high density, that is, a large weight. For this reason, as a result of the increased need for vehicle noise countermeasures in recent years, the development of lightweight vibration damping materials has been focused on, but damping performance is proportional to the square of the thickness of the damping material. There is a general rule that if the weight is reduced to 1/2 or 1/3, the damping performance becomes 1/4 or 1/9 respectively [edited by the Japan Acoustic Materials Association, Noise Countermeasures Handbook, p. 442] ] In the case of conventional damping materials, it has been extremely difficult to use them as lightweight damping materials. On the other hand, polyurethane foam, which is a typical lightweight material, has rarely been used as a vibration damping material due to its low damping performance. This is essentially due to the low damping performance of polyurethane itself, and it is clear considering that foaming results in a significantly lower density state. In fact, the present inventors evaluated the vibration damping performance of general commercially available foams while proceeding with the research of the present invention, and found that the vibration damping performance of polyurethane foam was generally at a low level, especially at low frequencies below 1000 Hz. , the performance is significantly poor in the medium frequency region.The damping performance shows a large frequency dependence.
We discovered this important phenomenon. By the way, as is well known, the oscillation frequency of many devices and equipment that require noise countermeasures is 1000Hz or less [Noise Countermeasures Handbook, Volume 1, Chapter 4, p. 97]
~171p], there is a strong demand for noise reduction in the low and medium frequency range below 500-600Hz, if possible. It is natural that general commercially available polyurethane foams are of little use in meeting these requirements, as mentioned above, and therefore vibration damping materials based on polyurethane foam materials do not improve the overall damping performance. Of course, it is essential to improve damping performance, especially in the low and medium frequency ranges. As a result of intensive research, the present inventors have found that it is possible to use a silicone foam stabilizer for rigid polyurethane foam with a specific composition as a foam stabilizer when manufacturing the soft polyurethane foam that forms the foam-shaped vibration damping material. We have discovered that this material plays an important role in achieving the above goals, and have obtained a foam-shaped damping material that has excellent damping performance in the low and medium frequency ranges, as well as excellent damping performance overall. Furthermore, the damping performance of conventional damping materials rapidly decreases as the temperature increases, so the practical temperature range is very narrow, whereas the foam-shaped damping material of the present invention has a temperature-dependent damping performance. is small, and therefore it is a material that provides excellent vibration damping effects over a wide temperature range from low temperatures to considerably high temperatures. Another advantage of the foam damping material of the present invention is that, in addition to the above-mentioned excellent damping performance, it also has the property of having excellent sound absorption performance in the low and medium frequency ranges. That is, conventional polyurethane foams have a sound absorption effect in the high frequency range, but have a drawback in that the sound absorption effect is very small in the low and medium frequency ranges, which are most important in practice. The foam-shaped vibration damping material of the present invention has greatly improved this drawback, and is an advantage that should be noted as a practical vibration damping/sound absorbing material. By the way, as is well known, it is already well-established that in order to carry out comprehensive and effective noise countermeasures, it is indispensable in many cases to exhibit both a vibration damping effect and a sound absorption effect. For this reason,
When commercially available polyurethane foam is used as a sound absorbing material, considering that its damping performance is particularly low in the low and medium frequency ranges as mentioned above, a practical solution is to use polyurethane foam with a solid damping material (sheet). By pasting and compounding,
We are trying to provide vibration damping and sound absorption performance. Therefore, in the case of a foam-shaped damping material that has both excellent damping performance and sound absorption performance by itself, as in the present invention, there is no need for an expensive damping sheet, and there is no need for the complicated Since manufacturing processes can be omitted, costs can be significantly reduced, leading to major industrial and academic developments. The vibration damping material of the present invention is a rigid polyurethane foam obtained by reacting a polyol, a polyisocyanate, a blowing agent, a catalyst, a foam stabilizer, a filler, etc., in which propylene oxide and ethylene oxide are added to a silicone foam stabilizer. A silicone foam stabilizer for rigid urethane foam, which is a polydimethylsiloxane polymer with a propylene oxide content of 5 to 35 mol% in the side chain, is used as a polyol.
It consists of a flexible polyurethane foam obtained by using 0.5 to 5 parts by weight per 100 parts by weight. The present invention will be explained in detail below. The polyol used in the present invention is a polyhydroxyl compound having a molecular weight of 500 to 10,000 and having at least two active hydrogens, and a polyether polyol having a hydroxyl group at its end;
These are called polyester polyols and polyether ester polyols, which are copolymers of ether and ester, and can be arbitrarily selected to suit the characteristics of the desired flexible polyurethane foam. In the present invention, poly(oxypropylene) obtained by reacting propylene oxide with glycerin having a molecular weight of 800 to 6,000 and ring-opening addition, which is commonly used in the production of general soft or semi-rigid polyurethane foams, is used in the present invention. Active polyols such as toluol or poly(oxyethylene-oxypropylene) toluol obtained by reacting propylene oxide and ethylene oxide to perform ring-opening addition are preferably used. Furthermore, as the polyisocyanate, tolylene diisocyanate is generally used. Among these, tolylene diisocyanate having a mixing ratio of 2,4- and 2,6-isomers of isocyanate groups of 80/20 or 65/35 (weight ratio) is preferred from the viewpoint of low cost and usefulness. The blending amount of this polyisocyanate with respect to the above polyol, that is, the isocyanate index (NCO index) is in the range of 60 to 130, but preferably in the range of 70 to 110 in consideration of the various properties of the resulting flexible polyurethane foam. The catalyst used in the present invention includes known catalysts commonly used in this field, such as tertiary amines and organotin compounds. The silicone foam stabilizer used in the present invention is a silicone foam stabilizer for rigid polyurethane foam made of propylene oxide and a polydimethylsiloxane polymer having propylene oxide in its side chain, and the content of propylene oxide is 5 to 35 moles. %, usually a poly(oxypropylene-oxyethylene)siloxane copolymer. Further, more preferable effects can be obtained by setting the propylene oxide content to 10 to 30 mol%. That is, when the content of propylene oxide is less than 5 mol%,
Foaming becomes unstable, cell roughness occurs, and a foam with a desired foam structure cannot be obtained.
The damping performance in the low frequency range is significantly reduced, making it impossible to achieve the object of the present invention. These silicone foam stabilizers are used in amounts of 0.5 to 100 parts by weight of polyol.
It is added in an amount of 5 parts by weight. If it is less than 0.5 parts by weight, the original function of the foam stabilizer, which is to generate uniform bubbles and adjust the size of the bubbles, cannot be obtained, and even if it is added in excess of 5 parts by weight, no further effect can be obtained. However, it is disadvantageous in terms of cost. As described above, the vibration damping material of the present invention can be produced by applying a specific silicone foam stabilizer for hard polyurethane foam to soft polyurethane foam.
It is designed to achieve excellent vibration damping and sound absorption effects in the low frequency range below 1000 Hz.The reason for this effect is due to the cell structure of the obtained foam. It has a special structure that is convenient for optimizing M25/d of
It is also presumed that this is due to (ii) a large amount of residual cell membrane and low air permeability. Furthermore, in the present invention, it is also possible to further improve the cell uniformity of the foam obtained by adding various organic or inorganic powder fillers. Powder fillers used for this include polyvinyl chloride, polyvinyl chloride-vinyl acetate copolymer, zinc oxide, antimony oxide, barium sulfate, calcium carbonate, mica, alumina, etc.
These can be used alone or in combination of two or more. And this filler is polyol
5 to 120 parts by weight per 100 parts by weight, more preferably
It can be used in an amount of 10 to 100 parts by weight; if it is less than 5 parts by weight, the above effects cannot be obtained, and if it exceeds 120 parts by weight, the viscosity of the mixed liquid mainly containing polyol increases, making it difficult to achieve good foaming. In addition, at this time, an appropriate amount of plasticizer such as phthalate esters and halogen-containing condensed phosphate esters (for example, polyol
By adding 50 parts by weight or less per 100 parts by weight, it is possible to suppress an increase in the viscosity of the liquid mixture, and by doing so, it is possible to further add the powder filler. Other additives that may be used in the practice of this invention include water or low boiling volatile liquids as blowing agents which have the effect of controlling the general physical properties and density of the resulting flexible polyurethane foam. The amount of water as a blowing agent is not particularly limited, but as described below, the amount of water used as a blowing agent is
% Ratio of stress at compression (M 25 ) to specific gravity (d) (M 25 /
In order to optimize d) and obtain high vibration damping and sound absorption properties, it is desirable to use 1.0 to 3.5 parts by weight per 100 parts by weight of the polyol. Furthermore, examples of low-boiling volatile liquids include methylene chloride, chloroform, monofluorotrichloromethane, monochlorodifluoromethane, and dichlorodifluoromethane, which can be used alone or in combination. In addition, appropriate colorants, flame retardants,
Plasticizers and the like may be used as appropriate without departing from the purpose of the present invention. The vibration damping material of the present invention can be obtained by a commonly used method for manufacturing rigid polyurethane foam. For example, there is a one-shot method in which polyisocyanate is added to a mixed solution of polyol, water, catalyst, foam stabilizer, foaming aid, etc. and foamed by reaction, or a one-shot method in which a part or all of the polyol is reacted with the entire amount of polyisocyanate in advance. It can be manufactured using a prepolymer method in which a prepolymer and other components are mixed and foamed. The soft polyurethane foam constituting the vibration damping material of the present invention has the above-mentioned formulation characteristics and the following physical properties, thereby exhibiting high vibration damping and sound absorption effects. That is, the foam material is 25
% stress (M 25 ) when compressed is 1 g/cm 2 or more, 60
g/cm 2 or less, and the ratio of the above stress (M 25 ) to specific gravity (d) (M 25 /d) is 5 g/cm 2 or more, 1500
A foam material having an air permeability of 2 to 130 c.c./cm 2 ·sec at a thickness of 20 mm has even better vibration damping and sound absorption effects. If the above stress (M 25 ) is less than 1 g/cm 2 , the rebound modulus of the foam is too low to function as a foam, and if it exceeds 60 g/cm 2 , the desired vibration damping performance cannot be obtained. , preferably 40 g/cm 2 or less, and further 30 g/cm 2 when improving vibration damping properties in the low frequency range.
It is desirable that it is less than g/cm 2 . Further, the specific gravity (d) of the foam is preferably 0.02 or more and 0.5 or less,
Furthermore, 0.025 or more and 0.30 or less are desirable. If the specific gravity of the foam is too small, even if the modulus is small, the vibration damping performance will be low, while if the specific gravity is too large, stress will tend to become too high. Therefore, the ratio of stress (M 25 ) to specific gravity (d) (M 25 /d) is an important parameter for obtaining excellent damping performance in the low and medium frequency range, and the above
Considering the limited range of M 25 and d, the value of M 25 /d is larger than 2 g/cm 2 and smaller than 3000 g/cm 2 , but generally M 25 /d is 5 to 1500 g/cm 2 , more preferably , preferably in the range of 5 to 1000 g/cm 2 . Also, when focusing on the low frequency range, 10 to 600 g/cm 2
is appropriate. The foam-shaped damping material of the present invention, whose stress, specific gravity, and the ratio thereof (M 25 /d) are within the above-mentioned limit ranges, has the following characteristics in terms of vibration damping performance and sound absorption performance. In other words, regarding damping performance, as mentioned above, foam damping materials exhibit frequency dependence, and when the loss coefficient (η), which is a measure of the magnitude of damping performance, is plotted against frequency, the maximum η value There are one or more frequencies that give . Therefore, if the frequency that gives the maximum value among those maximum values is max, then max is
It is below 1000Hz, more preferably below 800Hz. On the other hand, regarding sound absorption performance, in order to have excellent sound absorption performance in the low and medium frequency range, it is necessary to
The air permeability in thickness should be in the range of 2 to 130 c.c./cm 2 .sec, preferably 2 to 80 c.c./cm 2 .sec. In this way, by satisfying the physical property conditions as described above, the vibration damping material of the present invention has both excellent vibration damping performance and sound absorption performance in the low and medium frequency ranges. Therefore, since the vibration damping material of the present invention has the above-mentioned excellent properties, it can be used as a vibration damping and sound absorbing material for the ceilings, floors, side walls, bonnets, etc. of various vehicles such as automobiles, trains, aircraft, and ships. , and various other industrial machinery such as construction machinery, agricultural machinery, and civil engineering machinery, as well as various noise sources in factories such as metal processing machinery, ducts, hoppers, and shoots, and roofs of residences and offices (especially iron plate roofs). , for noise sources such as ceilings, floors, and walls, for various office machines such as computers and printers, for various home appliances such as washing machines and vacuum cleaners, and for sound systems such as stereos and record players. It is widely used for pianos, organs, etc. Hereinafter, the present invention will be specifically explained based on Examples. Examples 1, 2, 3, Comparative Examples 1, 2 A 20 mm thick sheet specimen of a soft polyurethane foam obtained from the formulation shown in Table 1 was attached to a 1 mm thick iron plate. The loss coefficient (η) was measured as a test specimen at room temperature (30°C) using a vibration analysis device (mechanical impedance method) manufactured by Akashi Seisakusho Co., Ltd. The results are shown in Figure 1.
The loss coefficient (η) is a physical property value that is a measure of vibration damping performance, and the larger the loss coefficient, the higher the vibration damping performance. As a damping material, η is generally 0.05 or more, preferably
A value of 0.1 or higher is considered desirable.

【表】 比較例1、2は、通常の市販軟質ポリウレタン
フオームであり、プロピレンオキサイドが48〜50
モル%の軟質ウレタンフオーム用シリコーン整泡
剤を用い、さらに水量も多いものである。このた
め、得られたフオームはM25/dが大きく、した
がつてfnaxがかなり高周波減にある。この結果、
全体的に損失係数の低い一般的なポリウレタンフ
オームとなつている。 これに比べ実施例1、2はプロピレンオキサイ
ドが20モル%の硬質ウレタンフオーム用シリコー
ン整泡剤を用い、若干量の充填剤を含み、さらに
水量をかなり低くした本発明に係るエーテル系ポ
リウレタンフオームである。このウレタンフオー
ムはM25が低く、M25/dもかなり低い。したが
つて、fnaxが低周波域に移り、防音対策上最も重
要な低、中周波域において非常に優れた制振効果
が得られることがわかる。一方、実施例3は、実
施例1、2と同じシリコーン整泡剤を用い、かつ
比較的低分子量のポリオールを用いるとともに
NCOインデツクスを低くし、かなりの充填剤を
添加することにより、優れた制振効果も有するも
のとなつている。 実施例4、比較例3 実施例1の配合組成の軟質ウレタンフオームの
300Hzにおける損失係数の温度依存性を実施例4
として、また市販のポリ塩化ビニル系シート状制
振材料のそれを比較例3として第2図に示す。 本発明のウレタンフオームの損失係数の温度依
存性の小さい点、特に高温における損失係数の大
きい点は特筆されるべきものである。また、実施
例1のフオームは、比較例3に用いたポリ塩化ビ
ニル系シート状制振材料に比べてその重量が約1/
4であり、軽量制振材料として極めてすぐれたも
のであることが理解される。 実施例 5 実施例1のフオーム状の制振材料(20mm厚)を
鉄板(1mm厚)に貼着して30℃で振動させたとき
の音圧レベルを測定し、鉄板だけの場合と比較し
た。結果を第3図に示す。第1図の損失係数の周
波数依存性に対応して音圧レベルが大きく低下し
ていることがわかり、優れた防音材料になりうる
ことがわかる。 実施例6、比較例4 実施例1および比較例1のフオームの20mm厚試
片を用い、30℃で垂直入射法により剛壁密着させ
て吸音率を測定した結果を各々実施例6、比較例
4として第4図に示した。実施例1のフオーム
は、比較例1のフオームに比べて低、中周波数域
の吸音率が著しく改良されていることがわかる。 このように、本発明のフオーム状の制振材料は
吸音性能も優れており、制振性能、吸音性能を兼
備する新しい防音材料であることがわかる。
[Table] Comparative Examples 1 and 2 are ordinary commercially available flexible polyurethane foams with propylene oxide content of 48 to 50%.
A silicone foam stabilizer for soft urethane foam is used in the amount of mol%, and the amount of water is also large. For this reason, the obtained foam has a large M 25 /d and therefore f nax is significantly reduced at high frequencies. As a result,
It is a general polyurethane foam with an overall low loss coefficient. In comparison, Examples 1 and 2 are ether-based polyurethane foams according to the present invention that use a silicone foam stabilizer for rigid urethane foam containing 20 mol% propylene oxide, contain a small amount of filler, and have a considerably lower water content. be. This urethane foam has a low M 25 and a fairly low M 25 /d. Therefore, it can be seen that f nax shifts to the low frequency range, and a very excellent vibration damping effect can be obtained in the low and medium frequency ranges, which are the most important for soundproofing. On the other hand, in Example 3, the same silicone foam stabilizer as in Examples 1 and 2 was used, and a relatively low molecular weight polyol was used.
By lowering the NCO index and adding a significant amount of filler, it also has an excellent vibration damping effect. Example 4, Comparative Example 3 Soft urethane foam with the formulation of Example 1
Example 4 shows the temperature dependence of the loss coefficient at 300Hz.
Comparative Example 3 is shown in FIG. 2 as Comparative Example 3, which is a commercially available polyvinyl chloride sheet vibration damping material. It should be noted that the urethane foam of the present invention has a small temperature dependence of the loss coefficient, particularly the large loss coefficient at high temperatures. In addition, the foam of Example 1 has a weight approximately 1/1 that of the polyvinyl chloride sheet vibration damping material used in Comparative Example 3.
4, and it is understood that it is an extremely excellent lightweight vibration damping material. Example 5 The sound pressure level was measured when the foam damping material (20 mm thick) of Example 1 was attached to a steel plate (1 mm thick) and vibrated at 30°C, and compared with the case of only the iron plate. . The results are shown in Figure 3. It can be seen that the sound pressure level is significantly reduced in accordance with the frequency dependence of the loss coefficient in FIG. 1, indicating that it can be an excellent soundproofing material. Example 6, Comparative Example 4 Using 20 mm thick specimens of the foams of Example 1 and Comparative Example 1, the sound absorption coefficient was measured by placing them in close contact with a rigid wall at 30°C by the normal incidence method.The results are shown in Example 6 and Comparative Example, respectively. 4 in Figure 4. It can be seen that the foam of Example 1 has significantly improved sound absorption coefficient in the low and medium frequency ranges compared to the foam of Comparative Example 1. Thus, it can be seen that the foam-shaped vibration damping material of the present invention has excellent sound absorption performance and is a new sound insulation material that has both vibration damping performance and sound absorption performance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、実施例および比較例の制振材料の損
失係数の周波数依存性を示すグラフ、第2図は、
実施例および比較例の制振材料の300Hzにおける
損失係数の温度依存性を示すグラフ、第3図は本
発明のフオーム状の制振材料を鉄板に貼着したも
のおよび鉄板のみの音圧レベルの周波数依存性を
示すグラフ、第4図は実施例1および比較例1の
フオームの垂直入射吸音率の周波数依存性を示す
グラフである。
FIG. 1 is a graph showing the frequency dependence of the loss coefficient of the damping materials of Examples and Comparative Examples, and FIG.
A graph showing the temperature dependence of the loss coefficient at 300 Hz for the damping materials of Examples and Comparative Examples. Figure 3 shows the sound pressure level of the foam-shaped damping material of the present invention attached to an iron plate and only the iron plate. Graph showing frequency dependence. FIG. 4 is a graph showing the frequency dependence of the normal incidence sound absorption coefficients of the foams of Example 1 and Comparative Example 1.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ポリオール、ポリイソシアネート、発泡剤、
触謀、整泡剤、充填剤等を反応させて得られた軟
質ポリウレタンフオームよりなる制振材料におい
て、上記整泡剤として、プロピレンオキサイドお
よびエチレンオキサイドを側鎖に持つポリジメチ
ルシロキサンポリマーであつて、プロピレンオキ
サイドの含有量が5〜35モル%である硬質ウレタ
ンフオーム用シリコーン整泡剤を上記ポリオール
100重量部当り0.〜5重量部用いて得られ、25%
圧縮時の応力(M25)が1〜60g/cm2であり、 上記応力と比重との比(M25/d)が5〜1000
g/cm2であり、 通気度が2〜130c.c./cm2・secである硬質ウレタ
ンフオームからなる制振材料。 2 充填剤として、無機または有機の粉末充填剤
をポリオール100重量部に対し5〜120重量部用い
たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
制振材料。 3 発泡剤として、水をポリオール100重量部に
対し1〜3.5重量部用いたことを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の制振材料。
[Claims] 1. Polyol, polyisocyanate, blowing agent,
In a vibration damping material made of a soft polyurethane foam obtained by reacting a foam stabilizer, a foam stabilizer, a filler, etc., the foam stabilizer is a polydimethylsiloxane polymer having propylene oxide and ethylene oxide in its side chains. , a silicone foam stabilizer for rigid urethane foam having a propylene oxide content of 5 to 35 mol % is added to the above polyol.
Obtained using 0. to 5 parts by weight per 100 parts by weight, 25%
The stress during compression ( M25 ) is 1 to 60 g/ cm2 , and the ratio of the above stress to specific gravity ( M25 /d) is 5 to 1000.
A vibration damping material made of hard urethane foam with an air permeability of 2 to 130 c.c./cm 2 · sec. 2. The vibration damping material according to claim 1, wherein 5 to 120 parts by weight of an inorganic or organic powder filler is used per 100 parts by weight of the polyol. 3. The vibration damping material according to claim 1, wherein 1 to 3.5 parts by weight of water is used as a foaming agent per 100 parts by weight of polyol.
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