JPH0726082A - ポリプロピレン系樹脂組成物及びこれを用いた振動エネルギー吸収材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 室温付近や、さらには幅広い温度域において
損失係数を高めるポリプロピレン系樹脂組成物及び振動
エネルギー吸収材を提供する。 【構成】 ポリプロピレン系樹脂１００重量部に対して
（１）脂環族飽和炭化水素樹脂１０〜５０重量部及び
（２）非晶性ポリ−α−オレフィン５〜４０重量部を含
んでなるポリプロピレン系樹脂組成物であり、かつ損失
係数（ｔａｎδ）のピーク値が０．１以上であり、ピー
ク温度でのヤング率が５×１０⁸Ｐａ以上であるポリプ
ロピレン系樹脂組成物及び振動エネルギー吸収材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は各種輸送機器、精密電子
機器、音響機器などの分野において振動を制御すること
により、動作反応速度や測定制度を向上させたり、音質
を改良させる目的で使用される振動エネルギ−吸収性能
の優れたポリプロピレン系樹脂組成物及びこれを用いた
振動エネルギー吸収材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、振動エネルギ−吸収材としてはブ
チルゴムが最もよく使用されている。また、最近ではポ
リノルボルネンや特殊なウレタン系エラストマ−などが
より高性能であることが見い出され注目されている。

【０００３】これら振動エネルギ−吸収材の１次評価は
その材料の粘弾性測定により求められる貯蔵弾性率
（Ｅ′）と損失係数（ｔａｎδ＝損失弾性率（Ｅ″）／
貯蔵弾性率（Ｅ′））でなされる。振動エネルギ−吸収
材として設計するためには損失係数は大きければ大きい
ほど、また貯蔵弾性率は使用される形態によって最適値
が存在する。

【０００４】これら２つの因子は通常温度依存性が大き
い。すなわち貯蔵弾性率は温度が高くなるにつれて徐々
に低下し、通常ガラス転移点を超えた温度域から急激に
低下する。また、損失係数はガラス転移点を超えた温度
域で最も高い値を示すがその前後の温度域では低下する
傾向が一般的である。

【０００５】従って、従来よりこのような振動エネルギ
−吸収材に求められる基準としては、まず材料が用いら
れる温度域で高い損失係数を有することであった。

【０００６】この点、ポリオレフィン系樹脂は結晶性樹
脂であることから、ガラス転移領域における非晶部のミ
クロブラウン運動の寄与が少なく、ポリプロピレンを例
に挙げても、１０℃付近で約０．０６と非常に低い損失
係数のピーク値を有する。

【０００７】一方、ポリオレフィン系樹脂はその優れた
性能／価格比，成形性から産業の様々な分野でフィルム
・シート・モールド等幅広い対応が可能である。特にポ
リプロピレンを始めとする結晶性に富んだポリオレフィ
ン系樹脂は高い剛性を有していることから、各種工業部
品、自動車、家電、ＯＡ／ＦＡ関係に使用されることが
多い。これらの分野では質感、信頼性、応答速度等の向
上の要請から振動の抑制に関しては強い要望があるにも
かかわらず、前述のように現状では低い損失係数のもの
しか得られていないために、やむをえず使用されてい
る。

【０００８】また、ポリオレフィン系樹脂にマイカ・グ
ラファイトに代表される各種充填材を添加することによ
り振動エネルギー吸収性能を付与する試みが多数行われ
ている。しかし、その改善効果は小さい。また、多価カ
ルボン酸エステルに代表される可塑剤を加えた組成物も
多数検討されているが、そういった性能付与は見出され
ておらず、また逆に弾性率の低下により高剛性という特
徴を損なうことになる。さらに、ポリプロピレン系樹脂
に粘着付与剤樹脂やスチレン系，オレフィン系エラスト
マーを添加することによりポリプロピレン系樹脂の力学
的性質を低下させることなく振動エネルギー吸収性能を
付与する試みも行われているが、その性能を発現する温
度が高く、一般に最も使用機会の多いであろう室温付近
での性能向上にはつながっていない。さらには、温度変
化の激しい環境では性能の変化が大きく問題視される。

【０００９】よって、高剛性といった特徴を維持させな
がらポリプロピレン系樹脂に振動エネルギー吸収性能を
付与すること、ひいては使用温度域，特に室温付近や、
さらには幅広い温度域において損失係数を高めることが
望まれている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポリプロピ
レン系樹脂の有する高剛性という特徴を生かしながら、
優れた振動エネルギ−吸収性能を有するポリプロピレン
系樹脂組成物及びこれを用いた振動エネルギー吸収材を
提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記のような現状に鑑
み、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成
するに至った。すなわち、本発明はポリプロピレン系樹
脂１００重量部に対して（１）脂環族飽和炭化水素樹脂
１０〜５０重量部及び（２）非晶性ポリ−α−オレフィ
ン５〜４０重量部を含んでなるポリプロピレン系樹脂組
成物であり、かつ損失係数（ｔａｎδ）のピーク値が
０．１以上であり、ピーク温度でのヤング率が５×１０
⁸Ｐａ以上であることを特徴とするポリプロピレン系樹
脂組成物、この組成物にさらに無機充填材５〜３００重
量部を含んでなるポリプロピレン系樹脂組成物、及びこ
れらの組成物からなる振動エネルギー吸収材である。

【００１２】以下、その詳細について説明する。

【００１３】本発明で用いられるポリプロピレン系樹脂
としては、例えば、ポリプロピレンホモポリマー、エチ
レン−プロピレンランダムコポリマーまたはエチレン−
プロピレンコポリマーなどが挙げられる。特に、そのヤ
ング率は高いものを用いることが好ましく、ガラス転移
領域にて１×１０⁹Ｐａ以上を有するポリプロピレン系
樹脂が特に好ましく用いられる。

【００１４】一方、本発明で用いる脂環族飽和炭化水素
樹脂はポリプロピレン系樹脂の有する特徴を低下させず
に振動エネルギー吸収性能を付与する目的で加えられる
ものである。ここでいう脂環族飽和炭化水素樹脂とは、
例えば、Ｃ９アルキルベンゼン，ビニルトルエン，イン
デンを主成分とした芳香族系炭化水素樹脂を水素添加し
た脂環族系水添石油樹脂、ジシクロペンタジエン系熱重
合物を水素添加したもの、α−ピネン，β−ピネンを主
成分としたテルペン樹脂を水素添加した水添テルペン樹
脂などが挙げられる。好ましくは水素添加率９５％以上
の脂環族系水添石油樹脂または水添テルペン樹脂であ
り、このような樹脂を用いることにより本発明のポリプ
ロピレン系樹脂組成物の耐候性・耐熱性が向上する。そ
して、一般に使用されるクマロン・インデン樹脂やフェ
ノール樹脂に代表される芳香族系粘着付与剤樹脂の使用
は好ましくない。また、脂環族飽和炭化水素樹脂の軟化
点・添加量により高損失係数を示す温度は異なるが、１
０〜１００℃付近に高損失係数を発現させるために軟化
点は低いものを用いることが好ましい。特に１４０℃以
下の軟化点のものが好ましく、より好ましくは４０℃以
上１００℃以下である。この脂環族飽和炭化水素樹脂の
添加量はポリプロピレン系樹脂１００重量部に対して１
０〜５０重量部、より好ましくは１０〜４０重量部であ
る。１０重量部未満の場合、損失係数を向上させる効果
は低く、５０重量部を超えると粘着性が著しくなり、加
工作業性や後工程作業性が損なわれて好ましくない。

【００１５】また、本発明で用いる非晶性ポリ−α−オ
レフィンは前述の脂環族飽和炭化水素樹脂を用いて得ら
れる高損失係数の発現する温度域を低下させる、つまり
可塑化する役割を有する。ここでいう非晶性ポリ−α−
オレフィンとはエチレン、プロピレン、１−ブテン、１
−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、３−メチル−
１−ペンテン、３−メチル−１−ブテンなどのα−オレ
フィンをＺｉｅｇｌｅｒ−Ｎａｔｔａ触媒に代表される
触媒の存在下、低圧にて共重合したもので、分子量１千
〜１０万程度の非晶性ポリマーである。たとえば、ポリ
プロピレンの製造にて副生するアタクチックポリプロピ
レンや、プロピレンとエチレンの共重合体、プロピレン
とブテン−１との共重合体、プロピレンとエチレンとブ
テン−１の３元共重合体などがある。特に本目的にはブ
テン−１を含む系が好ましく、より好ましくは組成比で
ブテン−１を２０％以上含む系である。また、溶融粘度
は５００ｐｏｉｓｅ（１９０℃）以下、さらには２００
ｐｏｉｓｅ（１９０℃）以下の非晶性ポリ−α−オレフ
ィンが好ましい。５００ｐｏｉｓｅを超えた溶融粘度を
有する場合、室温付近での損失係数を高める効果を発揮
できないことがある。また、室温での硬度と同様の意味
を有する針入度は溶融粘度と同様の理由より１０（１／
１０ｍｍ）以上、さらには１２（１／１０ｍｍ）以上の
非晶性ポリ−α−オレフィンが好ましい。この非晶性ポ
リ−α−オレフィンの添加量はポリプロピレン系樹脂１
００重量部に対して５〜４０重量部、好ましくは１０〜
３０重量部である。５重量部未満の場合、室温付近での
損失係数を高めることがむずかしくなり、４０重量部を
越えると粘着性が著しくなり、加工作業性や後工程作業
性が損なわれたり、組成物の剛性が著しく低下して好ま
しくない。振動エネルギー吸収材の設計上最も重要なこ
とは使用される温度域において最も高い損失係数が発現
することである。特に適用範囲の広さからまず室温付近
で損失係数が最大値を示すことが望ましい。その上で、
本発明の樹脂組成物では損失係数のピーク値が０．１以
上であり、そのピーク値を示す温度でのヤング率が５×
１０⁸Ｐａ以上であることが必要である。使用温度での
損失係数が０．１未満の場合、その効果は低く、ヤング
率が５×１０⁸Ｐａ未満の場合、高剛性とは言い難い。

【００１６】本系における脂環族飽和炭化水素樹脂の場
合、４０〜１００℃の軟化点を有するものがプロピレン
系樹脂の損失係数を向上させる効果が高いが、最大値を
示す温度も高くなってしまい、４０℃を超えてしまう場
合が多い。一方、非晶性ポリ−α−オレフィンは可塑剤
として作用するため、損失係数そのものは向上するが、
その最大値は０℃以下に低下してしまい、さらに剛性も
低下することが多い。

【００１７】そこで脂環族飽和炭化水素樹脂を加えた上
に非晶性ポリ−α−オレフィンを加えることにより損失
係数の最大値を示す温度を室温付近を含めた任意の温度
に設計することが可能となる。しかも損失係数値・ヤン
グ率を損なわない。

【００１８】ポリプロピレン系樹脂に非晶性ポリ−α−
オレフィンを複合化することにより耐衝撃性・ヒートシ
ール性を向上させたり、可塑化する効果は見出されてい
る。また、非晶性ポリ−α−オレフィンそのものにフィ
ラーを非常に多く充填することができる特徴を利用した
高密度遮音材としての効果は見出されている。しかし、
本発明で示したような振動エネルギー吸収性能を向上さ
せる効果は見出されていない。

【００１９】さらに本発明の上記の樹脂組成物に無機充
填材をポリプロピレン系樹脂１００重量部に対し５〜３
００重量部、さらに好ましくは１０〜１００重量部添加
することにより樹脂組成物の高損失係数の温度域をより
広げることができる。ここで用いられる無機充填材と
は、従来ポリプロピレン系樹脂に使用されている炭酸カ
ルシウム、タルク、クレー、ガラス繊維、マイカ、カー
ボンブラック、フェライトなどが挙げられる。またその
形状は薄板状が好ましく、すなわちタルク、マイカなど
が特に好ましい。一方、無機充填材の添加量がポリプロ
ピレン系樹脂１００重量部に対して３００重量部を超え
る場合、組成物加工性を著しく低下し、成形品の表面状
態を荒らすおそれがある。このように所定の範囲の無機
充填材を加えることにより組成物のヤング率が向上し、
振動を抑制する目的に好ましい状態が得られることにな
る。さらに、ポリプロピレン系樹脂，脂環族飽和炭化水
素樹脂，非晶性ポリ−α−オレフィンからなる組成物で
は、その損失係数のピークは室温付近で０．１を上回る
が、無機充填材を加えることにより損失係数のピークを
ほとんど低下させることなく、その周辺の損失係数を向
上させる効果を有する。

【００２０】本発明のポリプロピレン系樹脂組成物には
酸化防止剤、難燃剤、滑剤等を性能を極端に低下させな
い程度に添加してもよい。

【００２１】本発明によるポリプロピレン系樹脂組成物
を調整する際のブレンド方法においては、通常のオレフ
ィン系樹脂ブレンド装置である２軸押し出し機、単軸押
し出し機、ニーダー、バンバリーミキサー、ブラベンダ
ーミキサー等が用いられる。この際、使用するポリプロ
ピレン系樹脂、脂環族飽和炭化水素樹脂、非晶性ポリ−
α−オレフィンの軟化温度または融点以上に加熱可能な
ブレンド装置を用いる。たとえば、ポリプロピレン系樹
脂に脂環族飽和炭化水素樹脂と非晶性ポリ−α−オレフ
ィンをドライブレンドしたものをそのまま２軸押し出し
機で混練押し出してもよいし、ポリプロピレン系樹脂に
高濃度の脂環族飽和炭化水素樹脂と非晶性ポリ−α−オ
レフィンを加えてニーダーで混練して得られるマスター
バッチをポリプロピレン樹脂にブレンドして２軸押し出
し機でさらに混練押し出してもよい。

【００２２】これらの方法にて得られる本発明のポリプ
ロピレン系樹脂組成物は、従来のポリオレフィン系樹脂
の成形加工法であるインフレーション加工法、Ｔ−ダイ
加工法、押出ラミネーション加工法等の押出成形法、射
出成形法、吹込成形法、真空成形法等の手法により自由
に成型加工できる。

【００２３】本発明により得られた振動エネルギ−吸収
材は精密電子機器・精密測定機器等のように振動により
その精度に影響が生じるような機器の支持部材、パッキ
ング・ガスケット等の固定部材、音響機器等の積層部材
やシャ−シなどに使用できるほか、フライホイールやギ
ヤー類にも使用できる。さらに自動車や産業機器などの
振動の激しい部位に直接貼り付けて振動を抑制したり、
精密機器の脚部に用いて床からの振動の伝達を防止する
目的で使用されるほか、ステンレス鋼板やアルミ板等の
金属材料を始めとする木材、無機材料等の他材料と複合
して用いることもできる。

【００２４】

【実施例】以下に本発明を実施例を用いて説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

【００２５】実施例１ ポリプロピレン（東ソーポリプロＪ５０４０Ｂ，東ソー
（株）製）１００重量部、軟化点７０℃の脂環族飽和炭
化水素樹脂（アルコンＰ−７０，荒川化学工業（株）
製）３０重量部、エチレン−プロピレン−ブテン３元共
重合体である非晶性ポリ−α−オレフィン（ＶＥＳＴＯ
ＰＬＡＳＴ６０８，溶融粘度８０ｐｏｉｓｅ（１９０
℃），針入度１８（１／１０ｍｍ），ヒュルス製）３０
重量部、酸化防止剤（イルガノックス１０１０，チバガ
イギー製）０．１重量部を２軸混練機（ラボプラストミ
ル，東洋精機（株）製）を用いて１９０℃にて５分間混
練して目的のポリプロピレン系樹脂組成物を得た。

【００２６】実施例２ エチレン−プロピレン−ブテン３元共重合体である非晶
性ポリ−α−オレフィン（ＶＥＳＴＯＰＬＡＳＴ（商
標）５２０，溶融粘度２００ｐｏｉｓｅ（１９０℃），
針入度１５（１／１０ｍｍ），ヒュルス製）を２０重量
部用いた以外は実施例１と同様の操作により目的のポリ
プロピレン系樹脂組成物を得た。

【００２７】実施例３ 実施例２において、非晶性ポリ−α−オレフィンを１０
重量部にした以外は同様の操作により目的のポリプロピ
レン系樹脂組成物を得た。

【００２８】実施例４ 脂環族飽和炭化水素樹脂を２５重量部、プロピレン−ブ
テン共重合体である非晶性ポリ−α−オレフィン（ＡＰ
ＡＯ−ＲＴ（商標）２７８０，溶融粘度１００ｐｏｉｓ
ｅ（１９０℃），針入度３０（１／１０ｍｍ），ＲＥＸ
ＥＮＥ ＣＯＲＰ．製）を２０重量部用いた以外は実施
例２と同様の操作により目的のポリプロピレン系樹脂組
成物を得た。

【００２９】実施例５ 軟化点８５℃の脂環族飽和炭化水素樹脂（水添テルペン
樹脂、クリアロン（商標）Ｐ−８５，ヤスハラケミカル
（株）製）を２０重量部、非晶性ポリ−α−オレフィン
を１５重量部にした以外は実施例２と同様の操作により
目的のポリプロピレン系樹脂組成物を得た。

【００３０】実施例６ 実施例５において非晶性ポリ−α−オレフィンを１０重
量部にした以外は同様の操作により目的のポリプロピレ
ン系樹脂組成物を得た。

【００３１】実施例７ 脂環族飽和炭化水素樹脂を１５重量部、非晶性ポリ−α
−オレフィン（ＶＥＳＴＯＰＬＡＳＴ（商標）６０８，
ヒュルス製）を１５重量部にした以外は実施例５と同様
の操作により目的のポリプロピレン系樹脂組成物を得
た。

【００３２】実施例８ 実施例５において脂環族飽和炭化水素樹脂を１０重量
部、非晶性ポリ−α−オレフィンを１０重量部にした以
外は同様の操作により目的のポリプロピレン系樹脂組成
物を得た。

【００３３】実施例９ 実施例８において非晶性ポリ−α−オレフィンを２０重
量部にした以外は同様の操作により目的のポリプロピレ
ン系樹脂組成物を得た。

【００３４】実施例１０ 実施例１にさらに無機充填材であるマイカ（マスコバイ
トマイカ（商標）４−Ｋ，白石工業（株）製）を３０重
量部加えた以外は同様の操作により目的のポリプロピレ
ン系樹脂組成物を得た。

【００３５】実施例１１ 脂環族飽和炭化水素樹脂を２０重量部、非晶性ポリ−α
−オレフィンを２０重量部、無機充填材であるタルク
（クラウンタルク（商標）ＰＰ，松村産業（株）製）を
４０重量部用いた以外は実施例５と同様の操作により目
的のポリプロピレン系樹脂組成物を得た。

【００３６】実施例１２ 脂環族飽和炭化水素樹脂を１５重量部にし、無機充填材
をマイカ（マスコバイトマイカ（商標）Ｃ−４０００，
白石工業（株）製）３０重量部に変更した以外は実施例
１１と同様の操作により目的のポリプロピレン系樹脂組
成物を得た。

【００３７】実施例１３ 実施例１２において、マイカの種類を変更（クラライト
・マイカ（商標）３０−Ｃ，（株）クラレ製）した以外
は同様の操作により目的のポリプロピレン系樹脂組成物
を得た。

【００３８】実施例１４ 実施例１２において、マイカの種類を変更（マスコバイ
トマイカ（商標）１３００，白石工業（株）製）にした
以外は同様の操作により目的のポリプロピレン系樹脂組
成物を得た。

【００３９】実施例１５ 実施例１２において、マイカの代わりにタルク（ハイ・
フィラー（商標）＃１２，松村産業（株）製）を用いた
以外は同様の操作により目的のポリプロピレン系樹脂組
成物を得た。

【００４０】実施例１６ 実施例１２において、水添テルペン樹脂の代わりに脂環
族飽和炭化水素樹脂（アルコン（商標）Ｐ−７０，荒川
化学工業（株）製）を使用した以外は同様の操作により
目的のポリプロピレン系樹脂組成物を得た。

【００４１】実施例１７ 実施例１２において、水添テルペン樹脂を１０重量部に
変更した以外は同様の操作により目的のポリプロピレン
系樹脂組成物を得た。

【００４２】実施例１８ 水添テルペン樹脂を３０重量部、非晶性ポリ−α−オレ
フィンを２０重量部に変更した以外は実施例１２と同様
の操作により目的のポリプロピレン系樹脂組成物を得
た。

【００４３】実施例１９ マイカの配合量を１００重量部に変更した以外は実施例
１２と同様の操作により目的のポリプロピレン樹脂組成
物を得た。

【００４４】比較例１ 実施例１で用いたポリプロピレンのみを実施例１と全く
同様の操作により混練した。

【００４５】比較例２ 実施例５で用いたポリプロピレン１００重量部と脂環族
飽和炭化水素樹脂３０重量部のみを実施例１と同様の操
作により混練した。

【００４６】比較例３ 実施例２で用いたポリプロピレン１００重量部と非晶性
ポリ−α−オレフィン３０重量部のみを実施例１と同様
の操作により混練した。

【００４７】比較例４ 実施例１で用いたポリプロピレン１００重量部と実施例
１０で用いた無機充填材３０重量部のみを実施例１と同
様の操作により混練した。

【００４８】比較例５ 実施例１において、脂環族飽和炭化水素樹脂の代わりに
石油樹脂（ペトコール（商標）ＬＸ，東ソー（株）製）
を用いた以外は全く同様の操作により混練した。

【００４９】比較例６ 比較例５において、非晶性ポリ−α−オレフィンの代わ
りにスチレン系エラストマー（セプトン（商標）２００
３，（株）クラレ製）を用いた以外は同様の操作により
混練した。

【００５０】＜損失係数（ｔａｎδ）の評価＞実施例・
比較例で得られた混練物を１９０℃でプレスし、厚さ１
ｍｍのシートを作製した。このシートを用いて非共振型
強制振動法に基づく測定装置である粘弾性アナライザ−
ＲＳＡＩＩ（レオメトリックス・ファ−イ−スト社製）
により昇温速度２℃／ｍｉｎ、測定周波数１０Ｈｚによ
り損失係数の測定を行った。この時の損失係数のピ−ク
値、及びその時の温度，ヤング率，さらに損失係数が
０．１を上回る温度域を表１に示す。比較例２，３にお
いて、損失係数のピーク値は０．１を上回ったものの、
その温度域は室温付近を外れるものであった。

【００５１】

【表１】

【００５２】＜耐熱性の評価＞実施例・比較例で得られ
た混練物を１９０℃でプレスし、厚さ１ｍｍのシートを
作製した。このシートを８０℃の恒温槽に５００時間静
置し、外観の変化を評価した。その結果を表２に示す。
比較例５，６において、振動エネレギー吸収性能は優れ
るものの、耐熱性がポリプロピレン樹脂を大きく下回る
ものであった。

【００５３】

【表２】

【００５４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によればポリプロピレン樹脂に脂環族飽和炭化水素樹脂
及び非晶性ポリ−α−オレフィンを複合化することによ
り室温付近で高い損失係数を有するポリプロピレン系樹
脂組成物及び振動エネルギ−吸収材が得られる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリプロピレン系樹脂１００重量部に対
   して（１）脂環族飽和炭化水素樹脂１０〜５０重量部及
   び（２）非晶性ポリ−α−オレフィン５〜４０重量部を
   含んでなるポリプロピレン系樹脂組成物であり、かつ損
   失係数（ｔａｎδ）のピーク値が０．１以上であり、ピ
   ーク温度でのヤング率が５×１０⁸Ｐａ以上であること
   を特徴とするポリプロピレン系樹脂組成物。
2. 【請求項２】 ポリプロピレン１００重量部に対し、無
   機充填材５〜３００重量部を含んでなることを特徴とす
   る請求項１に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載のポリプロ
   ピレン系樹脂組成物からなることを特徴とする振動エネ
   ルギー吸収材。