JPH0639145B2 - 制振材 - Google Patents

制振材

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JPH0639145B2
JPH0639145B2 JP2126242A JP12624290A JPH0639145B2 JP H0639145 B2 JPH0639145 B2 JP H0639145B2 JP 2126242 A JP2126242 A JP 2126242A JP 12624290 A JP12624290 A JP 12624290A JP H0639145 B2 JPH0639145 B2 JP H0639145B2
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JP
Japan
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segment
polymer chain
damping material
copolymer
aromatic
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伸行 柏原
信也 安藤
博 西本
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Sanyo Chemical Industries Ltd
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Sanyo Chemical Industries Ltd
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  • Vibration Prevention Devices (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は制振材に関する。さらに詳しくは金属層間に中
間層としての制振材を挟み込んだ拘束型制振部材に適し
た制振材およびこの制振材を用いた拘束型制振部材に関
する。
[従来の技術] 近年、振動に伴う騒音問題や建築、構造物の地震対策、
自動車の乗り心地、コンピューター、精密機器の精度保
持のための防振対策の一環として、制振制を有する部材
(以下制振部材という)の開発が進められている。
制振部材は振動エネルギーを熱エネルギーに変えて吸収
し、振動を抑える機能を持った材料であり、その一つと
して、従来より金属層間に粘弾性樹脂(制振材)の層を
中間層として設けた積層構造の拘束型制振部材がある。
その制振性能は、中間層に用いる樹脂(制振材)の性能
に依存しており、ガラス転位温度近傍において最も効果
的であることが知られている。
従来、このような拘束型制振部材の中間層を構成する樹
脂(制振材)としては、アクリロニトリル−ブタジエン
共重合体ゴム/エポキシ樹脂(たとえば特開昭60−2
45550号公報)エチレン−酢酸ビニル共重合体(た
とえば特開昭57−34949号公報)など多くのもの
が提案されている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、従来の制振材では、損失係数の値、制振
性を示す温度幅いずれの性能も十分満足し得るものでは
なかった。
[問題点を解決するための手段] 本発明者は高い制振性を広い温度幅で示す制振材につい
て鋭意検討した結果、本発明に到達した。
即ち本発明は、下記セグメント(a)と、下記セグメン
ト(b)とから構成される共重合体からなる制振材であ
り、該共重合体中の(a)と(b)との容積比が40:60
〜70:30、重量比が20:80〜80:20であり、かつ
(a)、(b)の分子量がそれぞれ1,000以上である制
振材;並びに、金属層間に中間層を挟み込んだ拘束型制
振部材において、中間層が上記制振材である拘束型制振
部材である。
セグメント(a):凝集エネルギー密度が80cal/cm3
下の重合体鎖のセグメントであり、かつポリシロキサ
ン、ジエン系重合体、ポリオレフィンおよびフッ素化ポ
リオレフィンからなる群より選ばれる重合体の鎖を含む
重合体鎖のセグメント。
セグメント(b):凝集エネルギー密度が150cal/cm3
上の重合体鎖のセグメントであり、かつポリアクリロニ
トリル系重合体、芳香族ポリアミド、芳香族ポリエステ
ル、芳香族系ポリウレタン、芳香族系ポリウレアおよび
エポキシ樹脂からなる群より選ばれる重合体の鎖を含む
重合体鎖のセグメント。
本発明において、凝集エネルギー密度およびセグメント
の容積はファドース(Fadors)法[アール・エフ・ファ
ドース、ポリマー・エンジニアリング・アンド・サイエ
ンス(R.F.Fedors、Polymer Engineering and Scienc
e)、vol.14、No.2、(1974)]による計算値であり、下記
式により求めることが出来る。
CED=Σ(NiΔei)/Σ(Nivi) V=Σ(Nivi)/M (ここで、CED:凝集エネルギー密度、V:容積、Δe
i:各原子団の蒸発エネルギー(cal/mol)、vi:各原子
団のモル容積(cm3/mol)、Ni:ポリマーまたはセグメ
ント1モルを構成する各原子団のモル数、M:ポリマー
あるいはセグメントの分子量である。) 本発明においてセグメント(a)としては、ポリシロキ
サン、ジエン系重合体、ポリオレフィン、およびフッ素
化ポリオレフィンからなる群より選ばれる重合体の鎖を
含むものとして例示されるが、上記の各重合体の具体例
を挙げると、ポリシロキサンとしてはポリジメチルシロ
キサン、ポリジエチルシロキサン、ポリメチルエチルシ
ロキサンなど;ジエン系重合体としてはポリイソプレ
ン、ポリ(1、4)ブタジエン、ポリ(1、2)ブタジ
エンなど;ポリオレフィンとしてはポリエチレン、ポリ
プロピレンなど;フッ素化ポリオレフィンとしてはポリ
テトラフルオロエチレンなどが挙げられる。
セグメント(b)は、ポリアクリロニトリル系重合体、
芳香族ポリアミド、芳香族ポリエステル、芳香族系ポリ
ウレタン,芳香族系ポリウレアおよびエポキシ樹脂から
なる群より選ばれる重合体の鎖を含む重合体鎖のセグメ
ントであるが、上記の各重合体の具体例を挙げると、ポ
リアクリロニトリル系重合体としてはポリアクリロニト
リル、ポリ(アクリロニトリル−メチルメタクリレー
ト)、ポリ(アクリロニトリル−塩化ビニル)など;芳
香族ポリアミドとしてはテレフタル酸、イソフタル酸、
オルトフタル酸などのジカルボン酸と、フェニレンジア
ミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど
のジアミン類との重縮合物など;芳香族ポリエステルと
してはポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンテ
レフタレートなど;芳香族系ポリウレタンとしてはトル
エンジイソシアネートとグリコールの重付加物など;芳
香族系ポリウレアとしてはトルエンジイソシアネートと
ジアミンの重付加物など;エポキシ樹脂としてはビスフ
ェノールA型エポキシ樹脂などが挙げられる。
セグメント(a)、セグメント(b)は各々単一重合体
鎖の必要はなく、場合により2種以上の重合体の鎖から
なっていてもよい。
セグメント(a)とセグメント(b)の分子量は通常
1、000以上、好ましくは5、000〜50、000
である。分子量が1、000未満では、そのセグメント
の分子運動性などの特徴を発揮することが出来ず、十分
な制振性能が得られない。
セグメント(a)の凝集エネルギー密度は80cal/cm3
以下、好ましくは75cal/cm3以下であり、かつセグメ
ント(b)の凝集エネルギー密度は150cal/cm3
上、好ましくは200cal/cm3以上である。セグメント
(a)の凝集エネルギー密度が80cal/cm3より大き
く、またはセグメント(b)の凝集エネルギー密度が1
50cal/cm3より小さい場合にはセグメント(a)とセ
グメント(b)の凝集エネルギー密度差が小さく、制振
性能が劣る。
これらセグメント(a)およびセグメント(b)からな
る共重合体の種類としては、ブロック共重合体、グラフ
ト共重合体、くし形重合体などいずれでもよい。
共重合体中のセグメント容積比はセグメント(a):セ
グメント(b)=40:60〜70:30、好ましくは
セグメント(a):セグメント(b)=50:50〜6
0:40である。この範囲から外れると、セグメント
(a)またはセグメント(b)いずれかが過剰に存在す
るために、効率的なセグメント間の摩擦が行われない。
共重合体中(a)と(b)の重量比は(a):(b)=
20:80〜80:20、好ましくは30:70〜7
0:30である。
セグメント(a)とセグメント(b)から構成される共
重合体の例としてはジメチルシロキサン−アクリロニト
リル系グラフト共重合体、イソプレン−アクリロニトリ
ルブロック共重合体、ポリジメチルシロキサン−芳香族
ポリアミドブロック体、ポリブタジエン−芳香族系ポリ
ウレタンブロック体などを挙げることができる。
これら共重合体の合成方法として、セグメント(a)と
セグメント(b)を反応させて得る方法のほかに、セグ
メント(a)とセグメント(b)を架橋剤でカップリン
グして合成することもできる。具体的にはセグメント
(a)またはセグメント(b)中の官能基(OH,N
H,COOH,エポキシなど)と第3成分としてジイソ
シアネート化合物(トルエンジイソシアネート、ジフェ
ニルメタンジイソシアネートなど)、ジカルボン酸(テ
レフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸など)などと反
応させることにより合成することが出来る。
本発明の制振材は、該共重合体の他、必要により各種
の、繊維、導電性フィラー等を含有していても良い。即
ち本発明の制振材は、金属層間に中間層を挟み込んだ拘
束型制振部材の中間層として有用なものであるが、この
中間層とする際、該重合体そのままでも利用できること
はもちろんであるが、樹脂強度を改善する目的でガラス
繊維などの各種繊維を含有させたり、スポット溶接に対
応するために各種導電性フィラー等を含有させたものを
用いることができる。
本発明の制振部材は、例えば0.8mm厚のボンデ処理鋼板
2枚の間に本発明の制振材を挟んだ後、150℃、10
分間加熱プレスして作製することができる。
[実施例] 以下本発明を実施例で具体的に示すが本発明はこれに限
定されるものではない。なお、以下単に部とあるのは重
量部を示す。
実施例1 セグメント(a)としてポリジメチルシロキサンからな
るセグメント、セグメント(b)としてポリアクリロニ
トリルからなるセグメントより構成される共重合体を以
下のようにして得た。
片末端メタクロイル変性ポリジメチルシロキサン(分子
量約10、000)100部とアクリロニトリル92
部、AIBN2.0部をトルエン中75℃で8時間、9
0℃で2時間反応させた。得られた共重合体中のセグメ
ントの重量比は(a):(b)=52:48である。
0.8mm厚のボンデ処理鋼板2枚の間に該共重合体を厚
さ0.1mmになるように挟んだ後、150℃、10分間
加熱プレスを行って、拘束型制振部材を作成した。制振
性能の測定は、機械インピーダンス法により周波数50
0Hzの時の損失係数η−温度特性を求めることによって
行った。凝集エネルギー密度、容積比の計算結果並びに
制振性能の測定結果を表1に示す。
実施例2 セグメント(a)として、ポリブタジエンからなるセグ
メント、セグメント(b)としてポリアクリロニトリル
を主成分とするセグメントより構成される共重合体を下
記方法により得た。
両末端水酸基変性ポリブタジエン(分子量約5、60
0)56部とポリ(アクリロニトリル−ヒドロキシエチ
ルメタクリレート(HEMA))(HEMA含量約0.001モル%、
分子量10、000)60部とジフェニルメタンジイソ
シアネート(MDI)4部を3%塩化リチウムを溶解し
たDMF中で、重縮合反応を行った。得られた共重合体
のセグメントの重量比は(a):(b)=47:53で
ある。実施例1と同様にして行なった測定結果を表1に
示す。
実施例3 セグメント(a)として、ポリジメチルシロキサンから
なるセグメント、セグメント(b)として芳香族ポリア
ミドを主成分とするセグメントより構成される共重合体
を下記方法により得た。
両末端アミノ変性ポリジメチルシロキサン(分子量約
5、000)50部、テレフタル酸とエチレンジアミン
からなるポリアミドジアミン(分子量7、500)60
部およびMDI4.5部をDMF中60〜80℃で、8
時間反応させた。得られた共重合体のセグメントの重量
比は(a):(b)=40:60である。実施例1と同
様にして行なった測定結果を表1に示す。
比較例1 ポリエチレンテレフタレートジオール(分子量約200
0)とMDIからなるポリウレタン119部と、両末端
水酸基変性ポリジメチルシロキサン(分子量1,80
0)とMDIからなるポリウレタン109部を配合して
なる組成物を実施例1と同様の方法により評価した結果
を表1に示す。
この配合物はセグメント(a)とセグメント(b)が共
重合で結合されておらず、光学顕微鏡の観察によると相
分離を起こしており、そのために十分な制振性能を発揮
できないものと考えられる。
比較例2 アクリロニトリル−ブタジエン共重合物(アクリロニト
リル含量40重量%)の水素化物を用いて拘束型制振部
材を作成した。実施例1と同様にして行なった測定結果
を表1に示す。損失係数最大値は比較的良好であるもの
の各セグメント分子量が小さいために十分な制振性能を
示す温度範囲は狭くなっている。
[発明の効果] 本発明の制振材及び、それを中間層として使用した本発
明の拘束型制振部材は、従来にない高い損失係数を有
し、かつそれを非常に広い温度範囲にわたって発揮する
ことが可能で、自動車の乗り心地、コンピューターなど
精密機器の精度保持などのための制振材として極めて有
用なものである。
【図面の簡単な説明】
図1はこの発明の実施例品の構造を説明する断面図であ
る。 1…鋼板、2…本発明の共重合体

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記セグメント(a)と、下記セグメント
    (b)とから構成される共重合体からなる制振材であ
    り、該共重合体中の(a)と(b)との容積比が40:60
    〜70:30、重量比が20:80〜80:20であり、かつ
    (a)、(b)の分子量がそれぞれ1,000以上である制
    振材。 セグメント(a):凝集エネルギー密度が80cal/cm3
    下の重合体鎖のセグメントであり、かつポリシロキサ
    ン、ジエン系重合体、ポリオレフィンおよびフッ素化ポ
    リオレフィンからなる群より選ばれる重合体の鎖を含む
    重合体鎖のセグメント。 セグメント(b):凝集エネルギー密度が150cal/cm3
    上の重合体鎖のセグメントであり、かつポリアクリロニ
    トリル系重合体、芳香族ポリアミド、芳香族ポリエステ
    ル、芳香族系ポリウレタン、芳香族系ポリウレアおよび
    エポキシ樹脂からなる群より選ばれる重合体の鎖を含む
    重合体鎖のセグメント。
  2. 【請求項2】金属層間に中間層を挟み込んだ拘束型制振
    部材において、中間層が請求項1記載の制振材である拘
    束型制振部材。
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