JPH0623904A - 制振材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属と貼合せるゴム物質で振動をよく吸収で
きる材料の開発 【構成】 ポリカーボネート樹脂８０〜６０重量部とポ
リエステルエラストマー２０〜４０重量部からなる組成
であって、損失正接（ｔａｎδ）の極大値が８０〜１６
０℃の温度域で０．５以上を示すものであること、ｔａ
ｎδが０．１となる温度と極大値を呈する温度との差が
少くとも２５℃であることを特徴とする制振材料。金属
板と貼合せて振動を吸収するもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は優れた粘弾性を有する熱
可塑性の樹脂組成物を１枚又は複数枚の金属板の少なく
とも一面に接合せしめた複合型制振材料に関する。更に
詳しくは、自動車、産業機械または構造物等の構成部
材、またはその一部として使用され、その機械や構造物
の振動を減少させ、騒音を低減することが可能である振
動減衰性に優れた複合型制振材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、交通機関の発達や住居の工場への
接近に従って騒音や振動の問題が公害として社会問題化
されるようになり、また生活空間においても騒音や振動
を抑制し快適な生活環境になるように改善を求める傾向
にある。このような社会的要求に対応して騒音源や振動
源である金属材料に対する制振性能を付与することや、
その振動性能の向上を図ることが要請されている。

【０００３】そこで、従来より制振性能を発揮する材料
の一つとして２層の金属板の中間に粘弾性を有する樹脂
からなる粘弾性中間層を挟み込んだ３層構造を有する複
合型制振材料が提案されており、例えば自動車のオイル
パン、エンジンカバーまたはロッカーカバー、ホッパー
のシュート部、家電製品の外装パネル、モーターカバ
ー、その他加工機械の振動低減部や振動防止が望まれる
精密機械の構造部材等において検討されまた採用されて
いる。

【０００４】２つの金属層を構成する金属材料として
は、中間に樹脂を挟み込んで複合型制振材料を構成し得
るものであればよく、形状及び材質については特に限定
されるものではない。通常ここでいう金属層は、鉄、ア
ルミニウム、銅、鉛、あるいはこれらを少なくとも１成
分とするステンレス鋼のような合金類、さらには亜鉛、
錫、クロム等でメッキされた金属材料あるいはエポキシ
樹脂、メラミン樹脂等で表面処理されたものであっても
よく、形状は金属板、金属管、金属成形体等を交互に重
ね合わせることが可能であり、３層以上の構造とするこ
とも可能である。

【０００５】そして、このような複合型制振材料の制振
性能は、一般にその粘弾性中間層の性能、即ち粘弾性物
質の損失正接（ｔａｎδ）又は損失係数（η）に依存し
ている。この損失正接（ｔａｎδ）又は損失係数（η）
は、個々の樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）付近で極大値
を示し、この極大ピーク温度近傍でもっとも制振性能が
発揮されることが知られている。しかし損失正接（ｔａ
ｎδ）の極大ピーク温度領域、即ち大きな損失係数を示
す温度領域は通常の樹脂では狭い。このような理由から
高温にて且つ一定温度範囲で使用できる制振材料は使用
温度幅の制約により実用化に至っていない。

【０００６】ところで複合型制振材料の粘弾性中間層を
構成する樹脂としては、ポリエステル単体（特開昭５０
―１４３８８０号公報）、ポリアミド単体（特開昭５６
―１５９１６０号公報）、エチレン―酢酸ビニル共重合
体（特開昭５７―３４９４９号公報）、イソシアネート
プレポリマーとビニルモノマーの共重合体（特公昭５２
―２６５５４公報）、エポキシ樹脂単体（特開昭６１―
４０１５０公報）、ポリウレタン単体（特開昭６３―２
０２６１３公報）等が知られている。

【０００７】また、ポリカーボネートとポリエステルエ
ラストマーとよりなる樹脂組成物は特公昭５７―２６５
３８等で既に知られているところである。しかし、組成
物が高温の広い温度域において高い損失正接を示すこと
を認識し、その特徴を利用して制振材料の構成物とする
ことまでは知られていない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】複合型制振材料に要求
される特性としては、第一に制振性能の代用特性である
損失正接（ｔａｎδ）または損失係数（η）が大きく、
第二に制振性能を発揮する温度領域が広いことである。
さらに複合型制振材料用途においては２００℃程度まで
過熱される焼き付け塗装工程を経る場合があるため、上
記温度付近で粘弾性中間層が分解、流出しないことも要
求される。

【０００９】従来の樹脂組成物で製造される制振材料に
おいては、上記のいづれかの性能に問題があり、十分満
足し得るものではなかった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者は鋭意検討を重
ねた結果、特に高温域にガラス転移温度を有し且つガラ
ス転移温度領域を拡大することによって広範囲の温度領
域にて高い制振性能を発揮する熱可塑性樹脂組成物を金
属板に接合することにより優れた制振性を有する複合型
制振材料が得られることを見出し、本発明に到達した。

【００１１】本発明は、損失正接（ｔａｎδ）の極大値
が８０〜１６０℃にて０．５以上であり、極大値を示す
温度±２５℃の範囲においてｔａｎδの値が０．１以上
である樹脂組成物を金属板に接合せしめた複合制振材料
である。

【００１２】すなわち、本発明は、下記（Ａ）及び
（Ｂ）の２成分を含有することを特徴とする熱可塑性樹
脂組成物を金属板に接合せしめた複合型制振材料であ
る。 （Ａ）ポリカーボネート樹脂 （Ｂ）熱可塑性ポリエステルエラストマー

【００１３】本発明に使用されるポリカーボネート樹脂
（Ａ）は、公知のポリカーボネート樹脂が適用でき、特
に限定したものではない。このようなポリカーボネート
樹脂は一般に、２価フェノールとホスゲンのようなカー
ボネート前駆体との反応あるいは２価フェノールとジフ
ェニルカーボネートのようなカーボネート前駆体とのエ
ステル交換反応等によって製造することができる。ここ
で２価フェノールとしては、例えば、２，２―ビス（４
―ヒドロキシフェニル）プロパン［通称ビスフェノール
Ａ］、２，２―ビス（３―メチル―４―ヒドロキシフェ
ニル）プロパン、２，２―ビス（３，５―ジメチル―４
―ヒドロキシフェニル）プロパン、１，２―ビス（４―
ヒドロキシフェニル）エタン、３，３―ビス（４―ヒド
ロキシフェニル）ペンタン、１，１―ビス（４―ヒドロ
キシフェニル）シクロヘキサン、４，４′―ジヒドロキ
シジフェニル、ビス（４―ヒドロキシフェニル）スルフ
ィド、ビス（４―ヒドロキシフェニル）スルホン、ビス
（４―ヒドロキシフェニル）スルホキシド、ビス（４―
ヒドロキシフェニル）エーテル、１，４′―ジヒドロキ
シベンゾフェノン等、あるいは２，２―（３，５―ジブ
ロモ―４―ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２―
（３，５―ジクロロ―４―ヒドロキシフェニル）プロパ
ン、２，２―ビス（３―クロロ―４―ヒドロキシフェニ
ル）プロパン、２，２―ビス（３―ブロモ―４―ヒドロ
キシフェニル）プロパンのようなハロゲン化ビスフェノ
ール類等を挙げることができる。これらの２価フェノー
ルの中で特にビスフェノールＡが好適である。またこれ
らの２価フェノールはそれぞれ単独で用いてもよいし、
２種類以上を組み合わせて用いてもよい。さらに本発明
で用いるポリカーボネート樹脂は、多官能性芳香族化合
物を２価フェノール及びカーボネート前駆体と反応させ
ていなる熱可塑性ランダム分岐ポリカーボネートであっ
てもよいし、２種以上のポリカーボネート樹脂のブレン
ド物であってもよい。

【００１４】また、本発明で使用される熱可塑性ポリエ
ステルエラストマー（Ｂ）を製造する方法には特に制限
はなく、公知のポリエステルエラストマー製造法を応用
することができる。このようなポリエステルエラストマ
ーは、一般に芳香族ジカルボン酸成分（ｉ）、炭素数３
以上の低分子量グリコール成分（ii）及びポリオキシア
ルキレングリコール成分（iii ）から構成されるが、耐
熱性の面から７０ｍｏｌ％以上が主となる１種のジカル
ボン酸成分で構成されることが好ましい。

【００１５】前記（ｉ）成分としては、テレフタル酸、
イソフタル酸、２，６―ナフタレンジカルボン酸、２，
７―ナフタレンジカルボン酸、１，５―ナフタレンジカ
ルボン酸、４，４′―ジフェニルエーテルジカルボン
酸、４，４′―ジフェニルスルホンジカルボン酸、４，
４′―ジフェノキシエタンジカルボン酸等が挙げられる
が、好ましくは、テレフタル酸及び２，６―ナフタレン
ジカルボン酸である。上述のジカルボン酸は１種のみを
用いても２種以上を併用してもよい。

【００１６】前記（ii）成分としては、テトラメチレン
グリコール、ヘキサメチレングリコール等の炭素数３以
上の脂肪族グリコールが好ましく用いられるが、ビスヒ
ドロキシエトキシビスフェノールＡまたは４，４′―ビ
スヒドロキシエトキシジフェニルスルホン等の芳香族基
を有するグリコールやシクロヘキサンジメタノール等の
脂環族基を有するグリコールも用いられる。

【００１７】前記（iii ）成分としてはポリオキシプロ
ピレングリコール、ポリ―１，２―ブチレンエーテルグ
リコール、ポリオキシテトラメチレングリコール、ポリ
オキシペンタメチレングリコール、ポリオキシヘキサメ
チレングリコール、ポリオキシヘプタメチレングリコー
ル、ポリオキシオクタメチレングリコール、ポリオキシ
ノナメチレングリコール等が挙げられる。これらの中で
ポリオキシテトラメチレングリコールが好ましい。ポリ
オキシアルキレングリコールとして共重合されたもの
は、もちろんランダム及びブロック共重合されたものも
用いることができる。

【００１８】前記熱可塑性ポリエステルエラストマーは
ポリカーボネート樹脂１００重量部に対し１０〜１００
重量部配合するのがよく、好ましくは２５〜６５重量部
である。ポリエステルエラストマーが１０重量部より低
い場合は、ｔａｎδ極大の温度領域の拡大効果が小さく
なり、また１００重量部より高い場合は制振性が低下す
る。

【００１９】また上記組成物に、制振性能及び耐熱性を
損ねることのない範囲で公知の添加剤、例えば着色剤、
無機充填剤、繊維状強化剤、導電性付与剤、安定剤、離
型剤及び可塑剤等を添加することが出来る。

【００２０】例えば可塑剤については、燐酸エステルで
あるトリフェニルホスヘートトリス（２，４―ジ―ｔ―
ブチルフェニル）ホスファイト等またはカプロラクトン
及びその誘導体のモノマーまたはポリマー等が例として
挙げられる。

【００２１】また本発明に用いる組成物に添加剤として
導電性固体物質を配合することにより導電性を付与する
ことができる。このような目的で使用される導電性物資
としては、例えば鉄、ステンレス、亜鉛、錫、ニッケル
等の金属を粉末状、フレーク状、ファイバー状に加工し
た金属物質や導電性金属メッキを施した無機物質、カー
ボンブラック、グラファイト、カーボンファイバー等の
導電性炭素物質等を挙げることができる。また上記の導
電性固体物質をシランカップリング剤等で表面処理する
ことにより樹脂との混練性を向上させることも可能であ
る。また金属鋼板接着性を付与する目的で非晶性共重合
ポリエステル樹脂、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、石
油樹脂等を配合することも可能である。

【００２２】本発明に用いる樹脂組成物をシート化する
方法については、一般に用いられる公知の設備と方法、
例えば押出機に本発明の組成物又はその成分を供給し、
スリット状のダイスを通して押出し、キャスティングド
ラム上にて冷却固化せしめてシート化することによって
得られる。本発明の組成物又はその成分を押出機に供給
する方法としては、例えば（イ）各成分を混合した後、
押出機により溶融混練押出してペレットを調整し、しか
る後このペレットをスリット状ダイスを装着した押出機
に供給してシートを作成する方法、（ロ）一旦組成の異
なるペレットを調製し、そのペレットを所定量混合して
シート作成の押出機に供給してシートを得る方法、
（ハ）シート作成の押出機に各成分の１または２以上を
直接仕込む方法等いずれの方法も用いることも出来る。
またその他に、一旦作成したシートおよび／またはシー
ト屑を粉砕してフレーク状にしたものを（イ）〜（ハ）
のシート化の際の材料または成分の１つとして使用する
ことが出来る。尚、ペレットや成分は押出機に供給する
に先立って乾燥しておくことが好ましい。

【００２３】本発明のペレットやフレークスを乾燥する
方法としては、例えば１００℃以上で樹脂の融点より３
０℃低い範囲内の温度、より好ましくは１２０℃〜１３
０℃に加熱した空気または窒素ガスを、必要に応じて除
湿して用いて乾燥する方法や電磁波を用いて乾燥する方
法等が適用される。

【００２４】またキャスティングの際に、シートに静電
気を付加させ、冷却ドラムに密着せしめると平面性の優
れたシートを得ることが出来る。本発明に用いるシート
の厚みは、０．０１〜３mm程度あるが、０．１〜１mmが
好ましい。

【００２５】本発明の熱可塑性樹脂組成物を複合化する
方法については、特に制限するものではなく、切板を使
用するバッチ法、コイルを使用する連続法等の任意の方
法を採用することができる。また例えば鋼板に熱可塑性
樹脂組成物よりなる層を中間層として形成する方法とし
ては、樹脂組成物の溶融物をシート状に成形し鋼板に挟
み圧着加熱し自己融着させる方法、または樹脂組成物の
シート表面に接着剤等を塗布し鋼板に接着積層する方法
等任意の方法を採用することができる。

【００２６】

【実施例】以下、実施例及び比較例に基づいて、本発明
の制振材料について説明する。制振材料用樹脂の制振性
能を評価するため、熱風乾燥機を用いて１３０℃で５時
間乾燥した後、二軸押出機を用いてシリンダー温度２８
０℃において溶融混練し、ダイスから吐出するスレッド
を冷却切断して成形用ペレットを得た。ついでこのペレ
ットを用いて射出成形機において厚さ３mm、幅１０mm、
長さ４０mmの成形品を成形した。この成形品を用いてデ
ュポン社製動的粘弾性測定装置（ＤＭＡ９８２）で粘弾
性を測定し、デュポン社製熱分析装置（ＴＡ２０００）
で解析し、以下の条件下でｔａｎδを求めた。

【００２７】測定温度範囲：４０℃〜２２０℃ 昇温条件 ：１０℃／ｍｉｎ 測定モード ：共鳴モード（２〜２０Ｈｚで共鳴） ポリカーボネート樹脂：帝人化成（株）パンライトＫ ―１２８５ＱＡ 分子量（Ｍｎ）＝２８，５００ ポリエステルエラストマー：帝人（株）ＢＢ―ＥＬ ポリカプロラクトン：Ｕ．Ｃ．Ｃ．社トーンＰ―７６７ 分子量（Ｍｎ）＝４０，０００ ホスフェート化合物：アデカ・アーガス社 ＭＡＲＫ―ＰＥＰ３６（可塑剤）

【００２８】なお、以下の明細書中に記載されているΔ
Ｔとは図１に示すようにｔａｎδ値が極大となる温度
（Ｔｐ）と、ｔａｎδ曲線の極大値より低温側でｔａｎ
δ＝０．１となる温度（Ｔ₁ ）との差であり、一般に極
大値より高温側では低温側より高いｔａｎδを示すため
この値は、制電性能を発揮する温度幅を表す指標として
用いることができる。

【００２９】また制振材料の制振性能を測定するため
に、熱可塑性樹脂組成物よりなる厚さ０．１mmのシート
を冷間圧延鋼板（厚み０．５mm、幅２５mm、長さ１００
mm）で両面からはさみ、加熱圧着することにより積層
し、複合型制振材料を得た。この制振材料の一方の端部
をスランプにはさみ固定した後、もう一方の末端に質量
１４ｇ、直径１５mmの球状の鋼球を高さ３０cmから落下
させ発生する音圧を測定した。音圧の測定には、落下点
から３０cmの離れた所にマイクを設置し行った。

【００３０】結果を表１及び図２及び図３に示した。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【発明の効果】本発明の熱可塑性樹脂組成物、この組成
物よりなるシート並びにこの組成物を貼合せた複合型制
振材料は、従来困難であった高温域において幅広い温度
範囲での制振性能性を発揮できる。また組成物は熱可塑
性であるため各種加工性に優れていることから、この組
成物を用いた複合型制振材料は、騒音を発生する自動
車、電気電子機器、ＯＡ機器、機械工具などを構成する
部材として有効に利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】温度差ΔＴを示すグラフである。

【図２】本発明の実施例を示すグラフである。

【図３】比較例を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 67:02）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリカーボネート８０〜６０重量部及び
   ポリエステルエラストマー２０〜４０重量部からなる樹
   脂組成物であって、損失正接（ｔａｎδ）の極大値が８
   ０〜１６０℃の範囲において０．５以上であり、しかも
   極大値を示す温度（Ｔｐ）と該極大値より低温側で損失
   正接が０．１となる温度（Ｔ₁ ）との温度差（ΔＴ）が
   少なくもと２５℃である該樹脂組成物を、金属板の少な
   くとも一面に接合してなる制振材料。
2. 【請求項２】 シート状に成形された請求項１に記載の
   樹脂組成物を、１枚の金属板の片面にまたは２枚の金属
   板の間に、接合してなる制振材料。