JPS59126454A - 軽量制振体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、軽量で剛性に富む制振体に関するものである
。

ＬＳＩ・半導体製造装置あるいはホログラフィ−など振
動をきらう大型精密機器類は床からの微小振動から保護
する必要があり、従来より機器類を設置する基盤として
大型で重量のある鋼鉄製定盤やコンクリートブロック等
が使用されている。これらは材料自身の振動の減衰率は
それほど大きくないもののその質量が大きいために床の
微小振動に盤全体が追随せず、したがって振動に対して
盤内体の変位が小さく、かつ材料自体の剛性が高い為に
盤の歪も少ないことから結果的にある程度の除振機能を
得ることができる。

しかし、鋼鉄やコンクリートなどの質量の大きい材質を
用いるときには基盤がある程度以上の大きさになると重
量が過大となシ、運搬、据え付けなどの際にクレーンそ
の他の作業機械を必要とし、取υ扱い上極めて不便であ
る。まだ最近の大型精密機器類は、それ自身モータなど
の振動源を持つ場合が多く、鋼鉄やコンクリートは、材
料自身の振動減衰率が小さいため、その成型体を機器類
の基盤として用いたときには、例え外来の振動を除振で
きたとしても盤上で生−する振動に対しては割振効果を
期待できない。

一方、材料自身の振動減衰率の大きい素材として最近フ
ェライト、マグネタイトなどの鉄酸化物粒子に着目され
、この鉄酸化物粒子をコンクリートや樹脂の組織中に混
入して固形化した成型体を定盤などに用いる試みも一部
行なわれるようになってきた。この成型体によれば剛性
を有し、制振機能を改善できるものの、その密度は２．
５〜３．５に飼と可成シ大きいため、重量の点で改善の
余地が残されていた。

本発明は、鉄酸化物粒子が従来の制振材料に比べ削性制
振機能両面で高い特性を示すと言う利点を生かしつつ成
型体の軽量化を図り、実際の使用ノ 上の問題点を改善したものである。制振盤として用いる
成型体を軽量化することによυ床の微小振動に盤が追随
しやすくなる傾向となるが、材料自体の有する高い制振
機能により実際上盤上の装置類へ伝わる振動の影響を減
少させることが可能となる。また、剛性を保ちつつその
密度が小さくなることで固有振動は高くなり、実際上床
面の振動として寄与の大きい５０Ｈｚ以下の低周波との
共振も小さくすることができる。

軽量化をはかるには密度の軽い樹脂を使用する方法、成
型体の中に大きな空洞を作るなど巨視的な構造を持たせ
る方法、微視的な構造を持たせる方法などがある。

しかし、樹脂の密度はそれが主に炭化水素類で構成され
ているために１．０９／ｃｒｆｉ　から大きく逸脱する
ことはなく、この方法による軽量化には限界がある。

巨視的な構造を持たせる方法によれば、空洞の形成によ
り大巾な軽量化は可能であるが、成型体各部の均質度に
偏シが生じ、たとえば定盤として用いた場合には床から
の振動伝達特性がその構造のためにムラが生じたり機械
的強度が小さくなるなどの副次的欠点をさけることがで
きない。

本発明では軽量化の方法として微視的構造を持たせる方
法を用いたものである。すなわち、樹脂を発泡させ、そ
の発泡組織中に鉄酸化物粒子を分散させることによって
割振機能に優れた固型成型体を得るものである。発泡体
は低密度のため気泡を含まない充実体に比して重量が小
さく、したがってそれ自体では振動吸収能が低下するが
、フェライト、マグネタイトその他の鉄酸化物を組織中
に混入することによシ重量低下に伴なう振動吸収能が補
償され、その制振効果は充実体を用いた場合に匹敵し、
したがって本発明によれば制振効果を低下させずに軽量
化に著しい効果を得ることができる。

本発明の目的を達成するためには発泡原液中に微粒子で
ある鉄酸化物粒子を配合し、少なくとも流動性のある液
体状を保持することが成型体を製造する１で重要な点で
ある。

した旨って、樹脂成分は常温で１５　、０ＯＯＣＰ／２
５℃以下の粘度の液体であることが好ましい。又、鉄酸
化物は酸性触媒を利用するフェノール樹脂発泡体やエリ
ア樹脂発泡体に対しては硬化疎外を起こすため、適用不
可能であシ、又加熱発泡によるときには大型成型体の製
造に不向きであるため、常温硬化性の樹脂が適している
。

更に割振体は、その機能上振動吸収性は勿論であるが寸
法精度及び剛性が要求される。

以上のような要求特性を満足する樹脂組成としてはウレ
タン反応による発泡体がある・本発明に使用されるポリ
オールはフェノール樹脂ポリオールが好ましい。フェノ
ール樹脂ポリオールは、その粘度特性は１５　、０ＯＯ
ＣＰ／２５℃以下で自由に選定でき、鉄酸化物の混合に
ょシ流動性を保持できること、又フェノール樹脂ポリオ
ールの性質が発泡硬化後の剛性に優れるために割振体に
要求される諸機能を満足させるものである。併せてポリ
イソシアネートとの反応に対しても鉄酸化物は何等硬化
を疎外するものではなく、むしろインシアネート基の反
応性を誘起させる様な触媒作用が見られるため、硬化に
際して均質な反応が完結することは驚くべきことである
。

更にポリイソシアネート自体も低粘度性であって、常温
に於いて鉄酸化物を配合するに適した性質を具備してい
る。フェノール樹脂ポリオールはレゾール型フェノール
樹脂、ベンジルエーテル型フェノール樹脂、ノボラック
型フェノール樹脂及びそれらのフェノール性水酸基をア
ルコール性水酸基に変性したもの等を単独又は混合して
使用する。

しかし、フェノール樹脂ポリオールを主成分として他の
ポリオール成分で変性すること又は混合使用すること等
は、本発明の効果をいちじるしく低下させるものではな
い。また、樹脂ポリオールの好ましい使い方は無溶媒系
であるが、粘性低下の目的で溶媒を併用する事も可能で
ある。

ポリイソシアネート成分は末端にイソシアネート基を有
するジイソシアネート類が使用され、例エバ４・４′−
ジフェニルメタンジイソシアネート。

２・４−トルエンジインシアネート、パラフェニレンジ
イソシアネート等であるが、好ましくは４・４′−ジフ
ェニルメタンジイソシアネート（通常Ｍ−Ｄ・工）であ
る。

本発明において、ポリオール成分とポリイソシアネート
との配合基準は反応基である水酸基価及びインシアネー
ト基との比率を自由に選択できるが、好ましい比率は水
酸基価／イソシアネート基０．５〜２の範囲で硬化速度
に併せて調整される。

実施機能では発泡させるために必要な発泡剤、整泡剤に
硬化促進剤を併用することがある。発泡剤としては、低
沸点発泡剤として一般に市販されているフロン１１．フ
ロン１１３．塩化メチレン、１・１・１−トリクロロエ
タン等のハロゲン化炭化水素類、ヘキサン、プロパン、
ペンタン、ブタン等の脂肪族炭化水素類が使用され、添
加配合蓋は樹脂に対して５０重量−以下の範囲で発泡倍
率に応じて調整する。また、ポリイソシアネートと反応
して炭酸ガスを発生させるごとき、例えば水を発泡剤と
することも可能である。整泡剤は、ポリオキシエチレン
ンルビタン脂肪酸エステル、ヒマシ油−エチレンオキシ
ド付加物等の非イオン型界面活性剤、ノニルフェノール
、ドデシルフェノールなどのアルキルフェノール及びポ
リシロキサンポリオキシアルキレンコポリマー等を使用
し、樹脂系に対し０．１〜ｌＯ重ｉ％添加する。

硬化触媒はかならずしも不可欠ではないが、硬化を促進
させるため第３級゛アミン類、アルカリ土類金属の酸化
物類や有機弱酸塩類等を単独又は併用して用いる。その
配合量は樹脂成分に対して５重量％以下が好ましい。

本発明に使用する鉄酸化物は粒子径０．１〜１００踊の
フェライト、マグネタイトその地鉄酸化物粒子が好まし
く、特に組成は限定されるものではない。鉄酸化物粒子
の粒径が１００μｍ以上では←粒子当りの質量が大きく
なりすぎ均一な混合が困難となる。又０．１μ毎未満の
粒子については現在均一な粒子を大量に得る事が現実的
に困難なためである。

上記発泡原液と鉄酸化物との配合組成は、樹脂と鉄酸化
物の総重量に対する鉄酸化物の比率で表わした場合にそ
の比率が２０〜８０％の割合が望ましい。鉄酸化物の重
量組成比が８０チ以上では常温において組成物の粘性が
高くなシすぎ、均一な混合がむつかしくそのため均一な
発泡固型化が困難となる。又、２０チ未満では制振機能
の十分な向上が認められない。

本発明の発泡固型体を得るための製造方法は、特に限定
されるものではないが、均一な混合組成物を得る目的で
ミキサー、ニーダ等の装置を使用する事が好ましい、し
かし、均一混合については得られた発泡固型体の制振物
性に影響をおよばずため、特に留意しなければならない
。発泡体の密度は軽量化による剛性に問題のない範囲で
低密度が好ましい。具体的には０．０５〜１１１／ｃｒ
Ａ、さらに好ましくは０．８〜０．１９７ａｄである。

密度が１９７ａｄ以上になると、特に大型の制振体の総
重量が重くなりすぎて軽量化の意図に反する。

又、密度がｏ、ｏ５ｇＡ−１１未満の場合クツオーム自
身の強度が弱くなり、制振体の上に重量物をおいた場合
に７オームの破損等の問題が生ずる。又、鉄酸化物の密
度が粗となシ充分な制振機能を有しなくなる。

本発明は以上のようにフェノール樹脂ポリオール成分と
ポリインシアネート成分とを構成成分とする発泡性樹脂
原液中に鉄酸化物粒子を総重量に対し２０〜８０チの割
合で混入し、樹脂の発泡によって形成された発泡組織中
に鉄酸化物粒子を均一に分散させて所定の固型成型体に
加工するため、発泡組織と鉄酸化物粒子との有する特性
を生かして軽量でしかも制振機能に優れた制振体を得る
ことができ、さらに発泡樹脂に常温硬化性樹脂を使用す
ることによって大型の成型体であっても容易に製造する
ことができる。特に本発明では樹脂成分としてフェノー
ルポリオールとポリイソシアネートとを選定したので均
一な発泡組織が得られ、又発泡硬化後の剛性に優れ、こ
の発泡組織中に鉄酸化物粒子を分散させるため、鉄酸化
物の有する高い制振機能をもつとも有効に生かすことが
でき、軽量化に伴う外来振動の防振能力低下を補償し、
内外の振動に対して優れた防振機能を発揮できる。

したがって本発明制振体を精密機器類、特に大型の機器
類を設置する基盤、定盤などに適用すれば、重量が過大
とならず、運搬、据え付けなどの取シ扱いを容易に行な
うことができる効果を有するものである。以下に本発明
の詳細な説明する。

（実施例１） フェノール２００ｇと４７チホルマリン２０４　ｇとを
１１の反応釜に仕込み、ナフテン酸鉛１．４ｇを添加し
て昇温し１００〜１０３℃で４時間反応させた後、未反
応フェノール、縮合水等を減圧脱水下で温度１３０℃に
なるまで脱水濃縮をおこないフェノール１１　ＵＮポリ
オールを得た。このポリオールに整泡剤としてＬ−５４
２０（日本ユニカ製）１％重量部添加し発泡用ポリオー
ルとした。得られた樹脂は、粘度９，０００　ＣＰ／２
０℃　ＯＨ価５６０であった。

一方、４・４−ジフェニルメタンジインシアネート４５
ｇに粒径１〜１０μｍ程度の鉄酸化物粒子１３０　ｇ全
１００１ヘンシエルミキサーで均一に混合し、上記で得
られたフェノール樹脂ポリオール４０ｇ、Ｆ−１１を２
に９、トリエタノールアミン０．５　ｇを一度に添加し
、高速で６０秒攪拌後ただちに２００Ｘ１００　Ｘ　２
０の型の中に投入発泡させ、所定の軽量市ＩＪ振体を＋
ＳたＯ 但し、型の上下板としてステンレス鋼板（４，５ｔ）を
使用し、発泡圧に耐えうるだけの圧力をプＶスによって
保持させた。得られた軽量制振体の密度は０　、５４９
１ｃｔ＆であった。この方法を用いてＭＤＩ　、　フェ
ノール樹脂ポリオールの組成比を変えずに鉄酸化物の添
加量を３０チ、５０チ、６０チ（重量Ｓ）に変化させて
それぞれ発泡成型体を得た。その三種類の成型体につい
て測定した振動伝達率の測定結果を第１図に示す。第１
図に明らかなとおり、鉄酸化物の添加量が多くなるにし
たがって振動伝達率が小さくなることがわかる。

次に、ＭＤＩ　、フェノール樹脂ポリオール、鉄酸化物
の組成を一定に保ち、発泡程度のみを変イヒさせてそれ
ぞれ密度０．２０Ｍ−ＩＩ、　ｏ、ａｓＶｃｒｆｌ、　
０．５４＆／ｆｆｌの発泡成型体を得た。その三種類の
成型体について測定した振動伝達率の測定結果を第２図
に示す。

第２図に明らかなとおり、発泡程度が大きくなるにした
がって振動伝達率が小さくなることがわかる。

（実施例２） 実施例１で得られたフェノール樹脂ポリオール１００ｇ
とエチレンカーボネート４２Ｉとを反応釜に仕込み、さ
らにに２ＣＯ３０，１９を反応釜中に添加して１１０’
Ｃで４０分間反応させた。反応の進行とともに発生した
炭酸ガスを系外に除去しつつ反応終了後減圧下でモノマ
ーを除去してアルコール変性フェノール樹脂ポリオール
を得た。このポリオールに整泡剤としてＬ−５４２０を
２チ重量部添加し、発泡用ポリオールとした。

得られたアルコール変性フェノール樹脂ポリオールの粘
度は２，５００ＣＰ／２０℃　ＯＨ価は４０５であった
。

このポリオールを使用し、実施例１と同様な方法で軽量
制振体を得た。

得られた軽量制振体の密度は同じ＜　ｏ、５４ｇＡ−Ｉ
ｌであ。

つた。この制振体の振動の対数減衰率は０．１２であっ
た。この値はスチールなどの減衰率の実に１０３倍であ
る。

（実施例３） フェノール２００ｇと４７％ホルマリン２００ｇを１ノ
の反応釜に仕込み、ＫＯＨを５ｇ添加し１００℃で６０
分反応させた後未反応フェノール縮合水等を減圧脱水下
で温度８０℃になるまで脱水濃縮を行ない、フェノール
樹脂ポリオールを得た。コノホリオールに整泡剤として
Ｌ−５４２０を０．５％重量部添加し発泡用ポリオール
とした。

得られたレゾール型フェノール樹脂ポリオールの粘度は
８，０００ＣＰ／２０℃、ＯＨ価は７１０で水分は１０
％であった。

（社）Ｉ５０．＠、鉄酸化物１３０　ｇ、　フェノール
樹脂ポリオール４０ｇを実施例１と同様な混合発泡を行
ない発泡制振体を得た。この場合発泡剤は使用せず、水
とＭＤＩとの反応から発生する炭酸ガスを発泡剤とした
。

得られた発泡制振体の密度は０．６１ｖｃＩｉ１、その
振動の対数減衰率は０．０９であった。

【図面の簡単な説明】

図は本発明制振体の振動伝達率の測定結果を示すもので
、第１図は鉄酸化物の混入量を変化させた場合、第２図
は密度を変化させた場合のグラフを示す図である。 特許出願人　　日本電気株式会社 同　上　　　　旭有機材工業株式会社 第１図 杖支　動　景ダ　（目Ｚ） 第２図 振動数（ｔｌｚ） ＋００　　　　　２００　　　　　３（ト）　　　　　
ｇ町　”１／ｌ”＋　　−・　　　 動　　　ゝ’ｊ　　５　　　　”Ｔ’　　・−一〜１．
−″−゛伝　　　　　　　　　　６ 達 牽 手続補正書（自発） １．事件の表示　　　昭和５８年　　特許願第　９０１
号２、発明の名称　　戦意割振体 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　　　出　願　人東京都港区芝五
丁目３３番１号 （４２３）　　　日本電気株式会社 代表者　関本忠弘 ４、代理人 〒１０８　　東京都港区芝五丁目３７番８号　住友三田
ビル１１本電気株式会社内 （６５９１）　　弁理士　内　原　　　晋電話　東京（
０３）４５６−３１１１（大代表）（連絡先　口本電気
株式会社特許部） ５、補正の対象 明細書の特許請求のｆｔｑ）、囲の欄 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 １）明細書の特許請求の範囲の記載を別紙の通り補正す
る。 ２）明細書第７頁第１５行目に「整泡剤に硬化促進剤」
とあるのを「整泡剤及び硬化促進剤」と補正する。 ３）明細書第１２頁第３行目から４行目に［Ｆ−１１を
２　Ｋｙ　Ｊとあるのを［フロン−１１を２，９Ｊと補
正する。 ４）明細書第１２頁第１９行目から２００行目「鉄酸化
物の組成を一定に保ち」とあるのを［鉄酸化物の添加量
を６０％に保ち」と補正する。 ５）明細書第１０頁第１８行目に「フェノールポリオー
ル」とあるのを「フェノール樹脂ポリオール」と補正す
る。 代理人　弁理士　　内　原　　晋 特、ｒ＝！１：　ｓｉ″１求のイ１０．囲フェノール４
υ１脂ポリオール成分とポリイソシアネート成分とを構
成成分とする合成樹脂発泡成型体の組織中に、２０〜８
０重量係の鉄酸化物粒子を分散させたことを特徴とする
軽量割振体。 代理人　ブ１゛理士　　内　原　　晋

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）フェノール樹脂ポリオール成分とポリオール成分
   とを構成成分とする合成樹脂発泡成型体の組織中に、２
   ０〜８０重量−の鉄酸化物粒子を分散させたことを特徴
   とする軽量制振体。