JPH10510337A - 振動減衰性積層材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、振動減衰性壁材料または壁被覆材料に関するものである。この材料は積層体で構成され、該積層体は２枚の薄い余属シートと、これらの間に挟まれた中実のゴム層とを含む。該ゴム層は、0.08-0.30mmの範囲の厚みもち、キャリヤーカレンダリング法により製造され、かつ該金属シート各々に対して加硫される、ゴムホイルまたはゴムフィルムの形状にある。該金属シートは、0.2-0.7mmの範囲の厚みをもつことが適している。該ゴム層は、有利には導電性のゴム混合物から生成される。この壁材料を、高水準の衛生性が要求される部屋または同様な場所を画成する構造で使用される場合、該金属シートはステンレススチール製であり得る。

Description

【発明の詳細な説明】 振動減衰性積層材料 本発明は、振動減衰性積層材料に関連し、より詳しくは金属表面をもち、２枚 の薄い金属シートまたはプレートと、その間にサンドイッチ状に挟まれた１枚の ゴム層を含む積層体形状にある、加工性の壁材料または壁被覆材料に関するもの である。 以下の記載において、用語「壁(wall)」とは、一般的に、壁構造に加えて、部 屋、または天井および床構造等の構造を画成する任意の空間、並びに容器壁およ び管体壁等のケーシング、ダクト系統等を画成する空間の種々の形状を示すのに 使用する。従って、本発明は間仕切り壁に制限されず、より広義の意味をもつ。 但し、以下の説明においては、例として間仕切り壁を議論する。「振動減衰(vibr ation damping)」なる用語は、該当する材料が、金属材料単独、即ち単なる金属 板によって与えられる振動減衰効果と比較して、効果的に振動を減衰する能力を もつことを意味し、ここでは高い振動数および低い振動数をもつ振動両者が減衰 され、また可聴範囲の振動をも包含する。換言すれば、該振動減衰材料は音、ノ イズおよびフラッター、即ち揺動等をも減衰する。 本発明の振動減衰材料は、高水準の衛生性が要求される部屋の壁の被覆に関連 する諸問題を解決することを意図しているが、以下の説明から明らかとされるよ うに、本発明の材料はこの用途に制限されないことが理解されよう。例えば、本 発明の材料は、その驚くほどに効果的な振動減衰特性のために、高水準の衛生性 が要求される部屋または空間における以外の幾つかの領域に於ける用途が見出さ れている。しかしながら、以下において本発明は、中心的論点として、衛生学ま たは衛生事業の分野で遭遇する問題点について議論する。 権限のある当局が、しばしば衛生上の理由から、壁を容易に清掃できるものと することを、また該壁を感染の拡大を阻止するために周期的に清掃すべきことを 要求している、部屋または同様な場所が存在する。このような部屋または同様な 場所は、食品工業においては極普通のことであり、該業種では、食物への感染の 拡大の危険性を、可能な最大限度まで回避する必要がある。同一の問題は、同様 な高水準の衛生性が要求される、工業用調理場についても見られる。特に高水準 の衛生性が要求される部屋または同様な場所は、また病院および同様な看護設備 においても見出される。高水準の衛生性を必要とするこれら部屋の多くは、多く の人々が働く場所であり、従って上記要件と共に、作業環境に関連するかかる部 屋の要件も付加される。重要な要件の一つは、作業場において推奨されるノイズ レベルを越えてはならないことである。 ステンレス金属シートが、衛生面から最良の壁表面を与えるものと、一般的に 考えられており、従ってこのような材料が、現時点では、高水準の衛生性が必要 とされる部屋または同様な場所における壁材料として、広範に使用されている。 種々の型の発泡剤を使用して、該ステンレス金属シートの内側壁を絶縁すること により、ノイズを所定のレベルまで減衰する。この絶縁は、ノイズを所定のレベ ルに減ずる上で効果的であるが、不幸にも、衛生特性上の他の問題を持込む。と いうのは、このような発泡材料が、バクテリアおよびその増殖に対して良好な中 心を与えることが分かっているからである。 かくして、高水準の衛生性が必要とされる部屋または同様な場所、および消音 設備を必要とする作業所としても使用され、またその壁材料が、新たなバクテリ アの増殖中心を形成する恐れをもつ等の、以前から知られている副作用をもたら すことなく、ノイズ減衰および衛生面に係わる要件を満足するであろう、部屋ま たは同様な場所の壁を覆うための壁材料に対する需要がある。 導入された積層壁材料は、DE-A-2249507に提案されている。この壁材料は、ブ チルゴムを、例えば塩化メチレン等の溶媒に分散することにより得られる、濃厚 かつ粘稠な素材としての、0.4mmを越える厚みのゴム被覆を適用することにより 製造される。このゴム層または被膜は室温にて高い粘度をもち、ある種の金属シ ート接着作用によって、効果的な結合の達成を可能とする。次いで、この積層体 を、室温にて、10トンの圧力下で15時間に渡り圧縮する。このようにして製造し たこの積層体は、単なるシート材料よりも消音効果の点でより効果的である。 しかしながら、この効果は、テストしたシート毎に大幅に、即ち５〜25倍の改 善された減衰率で変動する。この公知の積層体は工業的には成功していない。と いうのは、恐らくその用途が限られておりかつ変動する減衰特性によるものと考 えられる。 本発明の目的は、上記の諸問題点を実質的に解決する、壁材料または壁被覆材 料を提供すること、および高い有用性と低温状態での加工性とが組み合わされ、 かつ驚く程に高い振動、ノイズおよび音を減衰する能力をもつ材料を提供するこ とにある。 かくして、本発明の一般的な目的は、種々の型の音波を減衰できる等の、振動 減衰材料が主として要望されている、装置、容器、ダクト系統、チャンネル、チ ューブ等の製造におけるシート状金属の代わりに使用することのできる、加工性 の構造材料を提供することにある。 本発明は、この点に関連して、以下の請求の範囲に記載する特徴を有する。 かくして、本発明の壁材料または壁被覆材料は、２枚の薄い金属シートまたは プレートと、これらの間に挟まれたゴム層で構成され、該ゴム層は厚み0.08-0.3 0mmをもつ中実ゴムホイルまたはフィルムであり、また所謂キャリヤーカレンダ リング(carrier calendaring)により製造される。また、該壁材料は各金属シー トと共に加硫される。ここで、「中実(solid)」なる用語は、該当する材料が、発 泡材料の場合におけるような、多孔質ではないことを意味する。ゴムおよびゴム 溶剤を含有する溶液を適用し、その後熱を適用して該溶剤を蒸発させることによ り、該基板上に直接形成されるゴム被膜も、比較的高い有孔性をもち、結果とし て該ゴム中に、孔として気化した溶剤が残留することを阻止することは不可能で ある。この点に関しては、上で説明した、以前に提案された壁材料(DE-A-224950 7)を参照のこと。 以前から知られていた振動減衰材料から明らかな如く、本発明の積層壁材料の 該ゴム層は、この製造技術により達成できる最小の多孔度を有する。従って、該 ゴム層が、またキャリヤーカレンダリング処理されたゴムフィルムの呈する、上 記の特定の特性およびその固有の構造を持つことが重要である。これにより、特 に物理的諸特性および寸法に関して均一性および同等性が得られる。例えば、該 ゴム層は、可能な限り最大の程度に孔をもたないものであるべきであり、これは 溶液またはペーストの状態で適用されたゴム層および直接金属シート上にまたは 金属シート間に、ローリングされもしくは圧接されたゴム層によっては達成でき ない特性である。このようなゴム層は、常にペースト−形成残留物または溶剤残 留物を含み、これらは孔および他の不均一体の生成をもたらし、結果として脆弱 領域を与え、また粘着性層の存在をもたらす。該ゴムフィルムを、該カレンダリ ング工程で使用した担体を使用して該金属シートに適用することも重要であり、 この担体は、支持表面に不規則性を形成する傾向のない金属シート表面との、著 しく効果的な主要な平坦支持を保証する。これら条件は、またゴム−金属シート 結合の強度との関連で、該金属シートに付着した該ゴム層の加硫を容易に実施す ることを可能とする。該金属薄板は、好ましくは0.2-0.7mmの範囲の厚みを有す るであろう。 カレンダリングにより製造した、孔をもたないゴムホイルまたはフィルムを含 む本発明の積層壁材料の該ゴム層は、例えば当分野において公知であるように、 該カレンダリング工程の前に、該混合物に有効量のカーボンブラックを添加する ことによって、導電性とすることが好ましいであろう。導電性ゴム層の使用は、 接合を包含する簡単かつ効果的な取付けのために、該材料を、例えばスポット− 溶接等で溶接可能なものとすることができる。 上記のように、高水準の衛生性が必要とされる部屋または同様な空間で、該材 料を使用する場合、該金属シートはステンレススチールシートであることが好ま しい。しかし、その他の用途においては、該シート状金属材料は、関連する特定 の用途に適していると考えられる事項に関連して選択され、その主な基準は、該 金属シートが加硫によって、該ゴム層と結合し得ることである。 この壁材料は、我々の以前の特許された方法に従って有利に製造でき、該方法 はカレンダリング処理およびその後のベルト加硫装置内での加硫による、ゴムホ イルまたはゴムフィルムの製造における、使い捨て担体の使用を含む。この方法 は、例えばスウェーデン特許明細書SE-B-465763号および対応する国際特許公開W O 91/13758号（これら両者を本発明の参考文献とする）により詳細に記載されて いる。該ゴム層を、そのキャリヤーカレンダリングを含む我々の以前の特許され た方法に従って製造する場合、かくして製造される該ゴムホイルまたはフィルム は、前に述べた如く、物理的特性および寸法両者において均一性および同等性を もたらし、例えば極めて低い有孔度を有する。このゴム層は担体を使用して、 該第一の金属シートに適用されるので、極めて効果的かつ主要な平坦支持は、該 支持表面における不規則性をもつ傾向を示さない該金属シート表面によって保証 される。このゴムで被覆した第一のシートは、次いで容易に該第二の金属シート に適用できる。というのは、該第一の金属シートが、この製造段階における安定 な担体として機能するからである。これら条件の下で、該ゴムホイルまたはゴム フィルムは、該ゴム−金属シート接合の機械的強度に関連する問題を生ずること なしに、容易にこれら２枚のプレートに対して加硫することができる。該２段階 のベルト加硫法は、我々の以前のスウェーデン特許明細書SE-B-500230号および 対応する国際特許公開WO 93/13329号（これら両者を本発明の参考文献とする） に記載されている。 本発明の材料は、原理的にはあたかも金属板であるかの如く取扱いかつ処理で き、少なくとも低温条件下で、該材料を曲げ、折り曲げ、圧伸し、伸長し、もし くはプレスして、あるいは該材料の振動減衰特性を失わしめることなく、該材料 を同様な処理にかけることにより、成形し、かつ加工することができる。という のは、上記のような処理において、該材料が積層体ではなく、均一な製品として 挙動するからである。その理由は、該ゴム層が中実であり、かつキャリヤーカレ ンダリングによって製造できることであり、また該層が、該材料を成形し、もし くは加工する際に、脆弱な領域を生成するであろう、如何なるバインダーをも使 用せずに、該金属材料上で直接加硫されることにある。かくして、該材料は、加 工中に変形された場合においてさえ、該ゴム−金属境界面間の接合部における亀 裂も不均一性も示さない。これが、何故、該材料について実施したテストにおい て、該材料が良好な特性を示すことが見出された理由である。該金属シートに対 する中実ゴムフィルムの加硫による結合は、均一な構造および該ゴム層と該金属 シートとの間の全接触表面を横切る強固な結合を与え、結果として均一な振動減 衰特性をもたらす。DE-A-2249507に記載された以前から公知の場合においては、 該ゴム中に溶媒を使用して、幾つかの形式での該金属表面との接着を達成してい る。これは明らかに、該材料を機械的に加工する場合、例えば該材料を強く伸長 した場合に、幾つかの問題を生ずる。というのは、該ゴムと金属表面とが、単に 該溶解されたゴムの接着性または粘着性によって結合されているからである。 以下、本発明を幾つかの実施例を参照して説明する。これら実施例は、本発明 の材料について実施したテストを説明するものである。 実施例１ テストパネルを、本発明に従って製造した２種の異なる金属−ゴム−金属積層 体から作成した。パネルＡと呼ぶ第一のパネルは、350mm×250mmの寸法をもちか つ0.4mmのステンレススチール層−0.12mmのゴム層−0.4mmのステンレススチール 層から構成される積層体であり、一方パネルＢと呼ぶ第二のパネルは、寸法600m m×290mmであり、また0.2mmのステンレススチール層−0.08mmのゴム層−0.2mmの ステンレススチール層から構成した。 種々の振動数における振動減衰に関連する、室温条件下でのロスファクタは、 サポート担持音減衰のための、減衰特性として実際に興味のある有効多重モード (multi-modal)ロスファクタを測定するのに利用されている、所謂パワーインジ ェクション(power injection)法を使用して測定した。 50-100Hz程度の振動数において、該ロスファクタは、パネルＡについては13% およびパネルＢについては7.5%であった。また、1000-2000Hzなる振動数におい て、該ロスファクタは、パネルＡについては6-8%およびパネルＢについては6-30 %であった。 実施例２ 同様なサンプルを実施例１のパネルから作成し、ビーム曲げ試験にかけた。こ れらのサンプルは、以下の説明においてビームＡおよびビームＢと呼ぶ。 個々のビーム曲げモードに関する該ロスファクタは、自然振動に対するLMS CA DA-Xモード解析プログラム、およびモード減衰測定を利用して、室温にて測定し た。 これらサンプルを、約50Hzから、約700Hzまでの振動数にてテストした。ロス ファクタ約11乃至約20までの値がサンプルビームＡについて観測され、ここで最 低値は、100Hz〜30Hzの範囲の振動数にて測定され、また最大値は600Hz以上の振 動数において測定された。サンプルビームＢの場合には、そのロスファクタは振 動数と共に徐々に増大した。即ち、振動数43Hzにおける4.8から振動数775Hzにお ける19まで増大した。 実施例３ 振動減衰のロスファクタを、ISO 10112に従って実施したテストにより測定し た。一部には、本発明に従って作成した、複数のステンレススチールシートと、 その間に挟み込んだゴム層とを含む積層材料から作成したサンプルについてテス トし、また一部には、該積層材料と同一の厚みをもつ「均質」なステンレス金属 シートから作成したサンプルについてテストを実施した。該積層材料に関する該 ロスファクタは０℃にて約0.06であり、20℃まで本質的に直線的に上昇し、該温 度にて該ロスファクタは約0.20であることが分かった。このロスファクタの値は 温度約25℃まで不変に保たれ、該温度にて該ファクタは僅かに減少し始め、また 40℃にて約0.15であることが分かった。該均質プレートについての対応するファ クタは、全温度範囲に渡り、約0.001であった。 従って、本発明の材料は、同一の厚みの均質なステンレス金属シートの振動減 衰作用よりも、一般的に100-200倍大きな振動減衰作用をもつことが理解されよ う。これは、以前DE-A-2249507において提案された材料によって達成できたと言 われている、3-25倍の改善と比較することができる。該公知の材料は、恐らく本 発明の材料によって達成される音波−減衰作用の多くとも1/3程度の音波−減衰 作用を示すに過ぎないものと予想される。公知の材料の厚みの下限を構成する、 0.4mm未満の薄い層から該積層体を構築できることも、特に低温加工の観点から および特に、該音波−減衰作用は、0.30mmを越えるゴムの厚みでは、大幅な改善 は望めないので、著しく有利である。

【手続補正書】 【提出日】１９９８年２月４日 【補正内容】 請求の範囲 １．金属表面をもち、かつ２枚の薄い金属シートと、その間に挟まれた１枚のゴ ム層を含む積層体形状にある、振動減衰性の、加工性壁材料または壁被覆材料で あって、該ゴム層が、0.08-0.30mmの範囲の厚みをもち、キャリーカレンダリン グ法により製造され、かつ該金属シート各々と共に加硫される、中実ゴムホイル またはゴムフィルムであることを特徴とする、上記振動減衰性、加工性壁材料ま たは壁被覆材料。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．金属表面をもち、かつ２枚の薄い金属シートと、その間に挟まれた１枚のゴ ム層を含む積層体形状にある、振動減衰性の、加工性壁材料または壁被覆材料で あって、該ゴム層が、0.08-0.30mmの範囲の厚みもち、キャリヤーカレンダリン グ法により製造され、かつ該金属シート各々と共に加硫される、中実ゴムホイル またはゴムフィルムであることを特徴とする、上記振動減衰性、加工性壁材料ま たは壁被覆材料。 ２．該各金属シートが、0.2-0.7mmの範囲の厚みをもつ請求項１記載の壁材料ま たは壁被覆材料。 ３．該ゴム層が、導電性のゴム混合物から生成される請求項１又は請求項２に記 載の壁材料または壁被覆材料。 ４．該金属シートがステンレススチールシートである請求項１乃至請求項３の何 れか１項に記載の壁材料または壁被覆材料。