JPH0830956B2

JPH0830956B2 - 磁性複合型制振材

Info

Publication number: JPH0830956B2
Application number: JP2309449A
Authority: JP
Inventors: 幸男福浦; 泰大森村; 逸夫田沼; 寿男本田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1990-11-15
Filing date: 1990-11-15
Publication date: 1996-03-27
Anticipated expiration: 2011-03-27
Also published as: JPH03175022A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は振動発生源への取付け作業性、装着性や振動
減衰性等に優れた制振材、より詳しくは磁性・粘弾材層
と拘束材層を積層した制振材であって、振動発生源に直
接取付けを可能とした磁性複合型制振材に関するもの
で、自動車、鉄道、航空機等の乗物、事務機器、電気製
品、建材等の振動部材に対し、０〜100℃の温度範囲、
特に常温付近で優れた制振性、ひいては騒音低減性を有
する磁性複合型制振材を提供するものである。

（従来の技術）近年、自動車、鉄道や航空機等の乗物、建物の床、屋
根、階段、壁や柱等、事務機器、電気製品等の振動やこ
れによる騒音等の対策が緊急課題としてクローズアップ
されている。そしてその対策として現在までに多くの制
振材料が提案され上市されている。また、その施工手段
も数多く提案されている。

それらを大別すると２つの方法があり、その１つの方
法は、振動発生体自体を粘弾性組成物を２枚の鋼板の間
に挟み込んだ制振鋼板で作製して、発生振動自体を抑制
する方法であり、もう１つの方法は制振材料を振動騒音
発生源に後加工で取付けて発生する振動を減衰させる方
法である。

本発明は、後者の後加工で騒音発生源に制振材を取付
ける方法に属するものである。

（発明が解決しようとする問題点）従来の後加工による制振方法は、アスファルト或いは
塩化ビニル樹脂等とマイカ等の充填材の配合組成物をシ
ート状に成形した制振材を、振動騒音発生源に粘着剤や
接着剤等で接合したり、ボルト等で機械的に接合する等
の方法がとられている。

しかるに、この従来技術の問題点としては次のような
欠点があった。

（１）制振材の制振性能は制振材重量と密接な関係にあ
り、この方法で高性能を発現させるには制振材の重量を
増やす必要があり、そのため構造体全体の重量が増加し
てしまう。

（２）後加工で取付ける方法は、粘着剤や接着剤を用い
るため取付けの位置合せが難しいばかりでなく周囲を汚
染しやすい。

（３）接合させる振動発生源に油や埃等が付着している
場合は取付けが極めて困難になる。

（問題を解決するための手段）本発明の目的はこの従来の制振材の欠点を改良し、軽
量で且つ取付け作業が簡便な振動減衰能力に優れた制振
材を提供することにある。

本発明者らは鋭意研究検討を進めた結果、磁性・粘弾
性を有する材料層と拘束材層との積層した複合型制振材
が、この解決に極めて有効であることを見出し、本発明
に到達したものである。

即ち、本発明は磁性・粘弾材層（Ａ）と拘束材層
（Ｂ）の積層構造の磁性複合型制振材であって、前記磁
性・粘弾材層（Ａ）が天然ゴムまたは合成ゴムに可塑
剤、軟化剤、粘着付与剤及び磁性粉体とを混合してなる
ゴム組成物であり、−10〜40℃の温度範囲でその剪断密
着力が、10g/cm²以上であって、更に、磁束密度が、10
〜1000ガウス、−10〜40℃の温度範囲で動的弾性率
（Ｅ′）が５×10⁸〜５×10¹⁰dyne/cm²、且つ損失正接
（Tanδ）が0.2以上の特性値を有することを特徴とする
ものである。

このように、磁性・粘弾材層（Ａ）にはゴム磁石によ
る磁性磁石が使用され、ゴム弾性材料をベースにしてそ
れらの中に磁性粉体を混練りし、シート状に成形後、着
磁することにより形成される。

第１図に本発明の磁性複合型制振材の断面図を示す。
図中は磁性・粘弾材層（Ａ）であり、は拘束材層
（Ｂ）である。

（作用）以下、更にその詳細について説明する。

磁性・粘弾材層（Ａ）のベースポリマーとなるゴム成
分としては、天然ゴム及び合成ゴムが用いられる。この
合成ゴムの例としては、ポリブタジエンゴム、ポリクロ
ロプレンゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、ブタ
ジエン−アクリロニトリル共重合ゴム、ポリイソプレン
ゴム、イソブチレン−イソプレン共重合ゴム、ハロゲン
化−イソブチレン−イソプレン共重合ゴム、アクリルゴ
ム、シリコンゴム、エチレン−プロピレン−ジオレフィ
ン三元共重合ゴムやポリノルボルネンゴム等があげられ
る。また、ウレタン樹脂やブタジエン−アクリロニトリ
ル−スチレン共重合樹脂等のようなゴム様の熱可塑性樹
脂が含まれる。

また、ゴムに軟化剤や粘着付与材等を混合したゴム系
粘着材や、アクリルエステルの重合体であるアクリル系
粘着材等もベース材料として有効である。

なお、上記の各材料は未架橋のものであってもよく、
また架橋剤により架橋してもよい。

次にベースポリマーに混合される磁性材としては、磁
性酸化物であるフェライトが使用される。その具体例と
してはFe₂O₃を主成分として、Mn、Ba、Zn、Sr、CoやNi
等の元素を含む化合物のフェライトがあげられる。中で
もBa−フェライト、Co−フェライトやSr−フェライト等
のハードフェライトと呼ばれている磁性材がより好まし
い。

以上の磁性材の中でも、天然ゴムおよび合成ゴムに可
塑剤、軟化剤或いは粘着付与材を混合したゴム組成物と
フェライトを混合した磁性材が、振動発生体への取付け
性および密着性ともに優れておりより好適に用いること
ができる。即ち、磁性材を粘弾性材層としているため、
磁力と粘着力の両機能を保有しており、そのどちらかの
機能によって振動発生源に取り付けることとなる。従っ
て、前記磁性材層（Ａ）の−10〜40℃の温度範囲におけ
る剪断密着力が、10g/cm²以下では密着強度が低過ぎ実
用に供することができないこととなる。

以上の組成で構成された磁性材料をシート状に成形
後、着磁装置により磁束密度10〜1000ガウス、より好ま
しくは50〜400ガウスの範囲の磁力特性を有するように
着磁した磁性材が好適であり、10ガウス以下では鉄に対
し磁石効果が余りなく、一方、1000ガウス以上では磁性
粉体を多量に使用しなくてはならず、本発明の制振材の
軽量化の目的に合わない。

またこの材料の特性としては、動的弾性率（Ｅ′）
が、−10〜40℃の温度範囲で５×10⁸〜５×10¹⁰dyne/cm
²、且つ損失正接（Tanδ）が0.2以上の範囲である。５
×10⁸dyne/cm²以下では柔らかくなり過ぎてしまって形
状が維持しにくく、かつ磁束密度が10ガウス以上になら
なくなる。また、５×10¹⁰dyne/cm²以上では硬くなり過
ぎ、粘着性が期待できなくなる。なお、損失正接（Tan
δ）は制振効果とほゞ同じメジャーであるが、0.2以下
では制振効果が期待できない。またその厚みは0.1〜1.0
mmの範囲が好ましく、これが0.1mm以下では制振効果が
余り期待できず、一方、1.0mm以上では重量が大きくな
り好ましいものではなくなる。

この磁性・粘弾材は特定の粘弾性特性を有しているた
め、単体を振動発生体に取付けても制振性は発現するこ
とは出来る。しかし、このような非拘束型の制振材は重
量が大きくなり、軽量化指向にある現今にあっては大き
な問題点であり、その課題を解決するには拘束材と組合
わせることによって軽量且つ性能の優れた制振材が得ら
れることになったものである。

次に拘束材層（Ｂ）としては、−30〜100℃の温度範
囲で動的弾性率（Ｅ′）が５×10⁸〜５×10¹²dyne/cm²
の範囲の金属、プラスチックまたは紙等が好ましい。拘
束型制振材として、かかる拘束材層（Ｂ）の弾性率が磁
性・粘弾材層（Ａ）の弾性率と大きく異なっていること
が要求され、鉄製以外にアルミ、プラスチック、紙等が
使用可能であるところから上記数値範囲となったもので
ある。

その具体例としては、金属の場合には鉄、アルミニウ
ム、ステンレススチール、銅及び黄銅等、プラスチック
の場合にはポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネー
トや塩化ビニル等及び紙材料としては厚紙やダンボール
等があげられ、構造的には厚みが0.05〜1.0mmの範囲の
箔やフィルムが好適に使用できる。この厚みにあって
は、0.05mm以下では弾性率の高い鉄箔等であっても拘束
部分が薄く、制振効果は余り期待できず、一方、1.0mm
以上ではアルミや樹脂等を用いても軽量化が図られない
ため好ましくない。

本発明の磁性複合型制振材は以上の２種類の各シート
状材料を接着剤や粘着剤を用い、更にラミネート装置等
により積層・結合することや、直接にカレンダー装置を
用いて拘束材層に積層することにより製造することがで
きる。

なお、本発明の狙いは、軽量で取付け作業が容易で、
且つ振動減衰特性の優れた複合型制振材を提供すること
であり、拘束材層をできるだけ薄く且つ密度の小さい材
料とし、更に磁性・粘弾材層もより薄くすることにより
実用化上も特徴のある制振材を提供することができたも
のである。

（実施例）以下実施例により、本発明を更に具体的に説明する。

最初に制振材の性能評価のために用いた試験方に就い
て簡単に説明する。

試供材料を油面鋼板（又は脱脂鋼板）である厚み0.8m
mの冷延鋼板に載置貼合せて、振動発生源への取付け作
業性、密着性及び振動減衰性を測定した。その載置貼り
合わせた状態を第２図に示す。

（ア）密着力試験法（ａ）剪断密着力は引張速度5mm/分で測定した。

（ｂ）剥離密着力は引張速度50mm/分で測定した。

（イ）振動減衰性メカニカルインピーダンス法を用いて振動減衰能力の尺
度である損失係数（η）を測定した。

（実施例１〜２、比較例１）磁性・粘弾材層は、第１表に示すゴム系磁性材（No
1）及び粘着材系磁性材（No2）の２種類配合材料を、0.
4mmの厚みにシート成形し、着磁装置にて150〜200ガウ
スの磁束密度になるように着磁調製した。拘束材層とし
ては厚み0.1mmのアルミニウム箔を使用し、これ等をラ
ミネート成形し複合型制振材を調製した。

なお、0.8mmの冷延鋼板を比較例として用いた。

テストした制振材の構成を第２表の上段に、その性能
評価を第２表の下段と第３図に示す。

この結果より本発明の制振材は次の特徴があることが
判明した。

（１）本発明の複合型制振材は、比較例に対して振動減
衰性能を示す損失係数が極めて大きく制振効果は優れて
いる。

（２）磁性・粘弾材層（Ａ）の磁力により、脱脂鋼板は
勿論のこと油面鋼板ともよく接合する。

（３）本発明による制振材は、広範囲の振動周波数に対
して優れた振動減衰性を示す。

（実施例３〜４）拘束材層として、アルミニウム、ステンレススチール
を用い、磁性・粘弾材層として第１表の配合No.1の粘着
材系磁性材を用いた制振材の性能を第３表と第４図に示
す。

この結果より、供試の制振材は、性能が全て優れてお
り、供試の２者共に拘束材層用として良好な材質である
ことが分かる。

（発明の効果）本発明の完成により次のような優れた性能を持つ制振
材が得られ、その利用価値は極めて高い。

（１）振動減衰性の優れた制振材の製造が可能となっ
た。

（２）この制振材は広範囲の振動周波数に対して優れた
振動減衰性を有する。

（３）加えて、この制振材は軽量で且つ振動発生源への
取付け性も簡便であり、装着性も優れている。

（４）粘着面に油等が付着汚染していても接合性は良好
である。

（５）そのため、多分野での振動発生源に対する制振
材、ひいては防音材としての利用展開が期待される。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の磁性複合型制振材の断面図、第２図は
本発明の磁性複合型制振材の性能評価のため、油面鋼板
（又は脱脂鋼板）に載置貼着したときの状態断面図、第
３図は実施例１〜２及び比較例１における振動周波数対
比の振動減衰性（損失係数）を示すグラフ、第４図は実
施例３〜４における振動周波数対比の振動減衰性（損失
係数）を示すグラフである。符号の説明；磁性・粘弾材層（Ａ）；拘束材層（Ｂ）；油面鋼板（又は脱脂鋼板）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性・粘弾材層（Ａ）と拘束材層（Ｂ）の
積層構造の磁性複合型制振材であって、前記磁性・粘弾
材層（Ａ）が天然ゴムまたは合成ゴムに可塑剤、軟化
剤、粘着付与剤及び磁性粉体とを混合してなるゴム組成
物であり、−10〜40℃の温度範囲でその剪断密着力が、
10g/cm²以上であって、更に、磁束密度が、10〜1000ガ
ウス、−10〜40℃の温度範囲で動的弾性率（Ｅ′）が５
×10⁸〜５×10¹⁰dyne/cm²、且つ損失正接（Tanδ）が0.
2以上の特性値を有することを特徴とする磁性複合型制
振材。
【請求項２】拘束材層（Ｂ）の動的弾性率（Ｅ′）が、
−30〜100℃の温度範囲で５×10¹⁰〜５×10¹²dyne/cm²
の特性値を有する金属、プラスチックスまたは紙等の材
質からなり、その厚みが0.05〜1.00mmの範囲にあること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁性複合型制
振材。