JPS61175335A - 制振材 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、常温ないしはその近傍の温度から高温まで
の広い温度範囲において優れた割振作用を発揮する制振
材に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に制振材、特に割振鋼板は、２枚の鋼板の間に粘弾
性物質層を介在させ、全体を一体化して構成されており
、鋼板に加えられる定常振動ないし衝撃にもとづく振動
エネルギーを上記粘弾性物質層で吸収し、内部摩擦によ
る熱エネルギーに変換して騒音を減殺する（割振作用）
ものである。

この種の割振鋼板は、車両等のオイルパン、シリンダへ
ラドカバー、遮蔽板、モードルケース等に広く使用され
ている０割振鋼板の割振作用は、上記のように、２枚の
鋼板の間に介在している粘弾性物質層自体の割振作用に
基づ（ものであって、その割振作用の尺度として一般に
損失係数（η）が用いられており、その損失係数ηΦ値
で割振作用が評価される。損失係数ηは大きく、かつ常
温ないしその近傍の温度から高温までの広い範囲にわた
って変わらないことが好ましい、すなわち、上記制振鋼
板は、常温ないしその近傍の温度から高温迄の広い温度
範囲において使用されるものであり、特に発熱を伴う機
械騒音源の付近に設置されることが多いことから、かな
りの高温においても優れた割振作用を発揮することが求
められる。

このように、制振鋼板の性能は、粘弾性物質層自体の損
失係数ηによって大きく左右されるものであり、従来か
ら、上記粘弾性物質として、合成樹脂またはゴムが使用
されている。合成樹脂は、特有の粘弾性的特徴、すなわ
ち弾性率、損失係数Ｉの温度依存性が大であるという特
徴をもち、このような合成樹脂を粘弾性物質層として構
成した割振鋼板は、損失係数ηの温度依存性が大であっ
て、ガラス転移温度（通常、常温もしくはそれ以上の温
度域にある）付近でシャープなピークを有するとともに
、割振効果を発揮する温度領域が狭いという欠点を有し
ている。これは、主に合成樹脂の弾性率が急激に低下す
ることに起因する。しかも、合成樹脂は、その品温が上
昇してガラス転移温度を超えると溶融状態になり、かか
る合成樹脂を粘弾性物質層として構成された割振鋼板は
、損失係数ηの急激な低下を招り、シたがって、広い温
度範囲において優れた割振作用を発揮することができず
、ガラス転移温度近傍の温度においてのみ優れた割振作
用を発揮するにすぎない。特に、ガラス転移温度を超え
ると上記ηが急激に低下するため、高温では使用出来な
いのである。他方、ゴムを粘弾性物質層とした割振鋼板
も、その損失係数ηが、ガラス転移温度付近で最大にな
るが、ゴムのガラス転移温度は一般に零度よりも低いと
ころにあるため、割振鋼板として実際に使用される常温
ないしは常温以上の高い温度領域においては、優れた割
振作用を発揮しえない、しかし、ゴムは三次元的に架橋
されているため、品温が上昇しガラス転移温度を超えて
も、溶融状態にならず、合成樹脂のように急激に損失係
数ηが低下することはない、このゴムの損失係数η一温
度曲線および合成樹脂の損失係数η一温度曲線を第１図
に示す０図において、曲ｖＡＡ”が合成樹脂のそれであ
り、曲線Ｂ゛がゴムのそれである。第１図から明らかな
ように、合成樹脂は、常温ないしそれ以上の温度領域内
におけるガラス転移温度付近で優れた割振作用を発揮す
るものの、損失係数ηの温度依存性が高いためそれを外
れた温度領域では制振作用が急激に低下する。これに対
して、ゴムはその損失係数ηの温度依存性が低いため、
温度変化による割振作用の変動は比較的少ないものの、
常温ないしそれ以上の温度領域では損失係数ηが小さく
なるため、この温度領域においては充分な割振作用が得
られない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、合成樹脂およびゴムは上記のような損失係
数η一温度特性を有しているため、それを粘弾性物質と
して用いた従来の割振鋼板は、常温ないしその近傍の温
度から高温までの広い温度範囲の割振をなしえず、比較
的狭い温度範囲での割振をなしえるにすぎなかった。

この発明は、常温ないしその近傍の温度から高温までの
広い温度範囲において優れた割振作用を発揮する制振材
を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、この発明の制振材は、剛性
をもつ基板と、この基板の基板面に密着形成された粘弾
性物質層とを備えた制振材においで、上記粘弾性物質層
が、分子中にニトリルゴムから誘導される反覆単位（ａ
）を有する下記の（Ａ）成分と、下記の（Ｂ）成分との
配合物であって、（Ｂ）成分が、（Ａ）成分中のニトリ
ルゴムから誘導される反覆単位（ａ）に対して２０〜８
０重量％の割合で配合されている配合物を主体として構
成されているという構成をとるものである。

（Ａ）アクリロニトリルから誘導される反覆単位を１５
〜６０重量％含むニトリル系ゴムと下記の一般式（１）
または（２）で表されるアクリル酸系化合物との粘弾性
反応生成物であって、ニトリル系ゴムから誘導される反
覆単位（ａ）とアクリル酸系化合物から誘導される反覆
単位（ｂ）とが重量基準で（ａ）：　　（ｂ）＝１００
：２０〜８０の割合になっている粘弾性反応生成物。

ＣＨ２ ■ Ｃ００Ｉｊ　　　　　　　　　　Ｃ０ＯＲ〔式（１）、
　（２１において、Ｒは一価のを機基である。〕 （Ｂ）非熱硬化型フェノール樹脂。

すなわち、上記制振材における粘弾性物質層は、上記の
ニトリル系ゴムと上記一般式（１１，（２）で表される
アクリル酸系化合物（モノマー）との粘弾性反応生成物
ならびに非熱硬化型フェノール樹脂を主体として構成さ
れているのである。この粘弾性反応生成物は、その生成
反応中における上記アクリル酸系化合物（モノマー）の
重合、鎖状化ならびにその生成鎖状体の、ニトリル系ゴ
ム分子鎖中の二重結合部分に対する結合の結果、グラフ
ト重合体となっており、この分子構造と、この分子構造
中において上記反覆単位（ａ）と（ｂ）とが特定比率に
なっていることとにより、常温ないし常温近傍の温度か
ら高温まで高い損失係数ηを示す、そして、この粘弾性
反応生成物に対して、これと相溶性のよい上記非熱硬化
型フェノール樹脂を上記特定の比率で配合することによ
り、上記各温度における損失係数ηの絶対値が向上する
とともに、損失係数ηのピーク温度が高温側ヘシフトし
、同時に損失係数ηの高温における温度依存性が低下し
高温領域におけるηの値の一定化効果が得られるように
なるのである。したがって、それを用いた制振材は、上
記温度範囲の全体、とりわけ高温領域において、強力な
割振作用を発揮するようになるのである。

上記粘弾性反応生成物の合成に使用するニトリル系ゴム
は、アクリロニトリル共重合体（ＮＢＲ）、アクリロニ
トリル−イソプレン共重合体（ＮＩＲ）もしくはアクリ
ロニトリル−ブタジェン−イソプレン三元共重合体（Ｎ
ＢＩＲ）またはこれらを適宜に組み合わせたものであり
、アクリロニトリルから誘導される反覆単位を１５〜６
０重量％含むものであることが必要である。すなわち、
アクリロニトリルから誘導される反覆単位が１５〜６０
重量％、残部がブタジェン、イソプレンから誘導される
反覆単位であるニトリル系ゴムを使用することにより初
めて、そのニトリル系ゴム中の二重結合（ブタジェン、
イソプレンから誘導される反覆単位中に存在する）の数
が適正になり、そこにアクリル酸系化合物鎖状体が結合
して所定のグラフト重合体が得られるようになるからで
ある。

上記ニトリル系ゴムと反応させるアクリル酸系化合物（
モノマー）としては、下記の一般式（１）または（２）
で表されるものが使用される。

ＣＨ２ 〔式（１）、　（２）において、Ｐは一価の有機基であ
る。〕 上記−価の有機基Ｒの具体例としては、メチル基、エチ
ル基、ブチル基等のアルキル基のほか、シクロアルキル
基、２−ヒドロキシアルキル基。

テトラヒドロフルフリル基、アリル基、グリシジル基、
ジメチルアミノ基があげられる。また、ジエチレングリ
コール、テトラエチレングリコール等の多価アルコール
の残基もあげられる。

上記アクリル酸系化合物（モノマー）の重合開始剤とし
ては、ジアルキルパーオキサイド、ハイドロパーオキサ
イド、パーオキシエステル、パーオキシケタール等、通
常広く使用されている有機過酸化物からなる熱重合開始
剤が用いられる。

上記粘弾性反応生成物と配合する非熱硬化型フェノール
樹脂は、ノボラック型フェノール樹脂ないしその変性樹
脂である。この種の樹脂は、上記粘弾性反応生成物との
相溶性が良好なことに加え、熱硬化型フェノール樹脂（
レゾール型フェノール樹脂）を用いると、加熱により硬
化が促進され、粘弾性体が硬くなりすぎ、目的とする制
振効果が得られないのに対し、粘弾性反応生成物に対し
て上記のような割合で配合することにより弾性率を適度
に高めるとともに、損失係数ηのピーク温度を高温側に
シフトさせ、同時に上記損失係数ηの高温における温度
依存性を低下させるのである。

このような効果の発現は、各種ノボラック型フェノール
樹脂ないしその変性樹脂のなかでも、特にカシュー変性
ノボラック型フェノール樹脂が顕著であり、これを使用
することが好ましい。

また、上記粘弾性物質層の形成対象となる、剛性をもつ
基板としては、通常使用されている鋼板があげられるが
、それ以外に、ＦＲＰ等の剛性をもつプラスチック板等
も用いられる。

この発明の制振材は、上記のような原材料を用い、例え
ば、つぎのようにして製造される。すなわち、上記のニ
トリル系ゴムとアクリル酸系化合物（モノマー）とを、
前者１００重量部（以下「部」と略す）に対して後者が
２０〜８０部になるように配合するとともに、上記非熱
硬化型フェノール樹脂を、ニトリル系ゴム１００部に対
して２０〜８０部の割合になるように配合する。

ニトリル系ゴムとアクリル酸系化合物の相互の割合を上
記のように設定することにより、両者の反応によって得
られる粘弾性反応生成物中において、ニトリル系ゴムか
ら誘導される反覆単位（ａ）とアクリル酸系化合物から
誘導される反覆単位（ｂ）とが重量基準で、（ａ）：　
　（ｂ）〜１００：２０〜８０の割合になる。反覆単位
（ｂ）が、上記範囲を下まわると、粘弾性反応生成物が
ゴム性を強め、その損失係数ηが高温域で低くなって高
温域における割振作用が小さくなる。逆に上記範囲を上
まわると、粘弾性反応生成物が樹脂性を強め、その損失
係数ηが常温近傍で低くなって常温近傍における割振作
用が小さくなる。したがって、反覆単位（ａ）と（ｂ）
の比率を、上記のように（ａ）：　（ｂ）〜１００　：
　２０〜８０の割合に設定することが重要であり、その
ためには、ニトリル系ゴムとアクリル酸系化合物とを上
記のような割合で配合する必要がある。また、非熱硬化
型フェノール樹脂を上記の割合で配合することにより、
上記粘弾性反応生成物の分子鎖の、ニトリル系ゴムから
誘導される反覆単位に対して、非熱硬化型フェノール樹
脂が、２０〜８０重量％（以下「％」と略す）になるの
である。

上記のようにしてニトリル系ゴム、アクリル酸系化合物
および非熱硬化型フェノール樹脂を配合する場合、同時
に上記アクリル酸系化合物（モノマー）の熱重合開始剤
となる有機過酸化物や補強充填剤、老化防止剤、軟化剤
を適当量配合する。

つぎに、上記配合物を、ロールに掛けて薄いシート状に
形成し、粘弾性物質層との被着面に加硫接着剤が塗布さ
れている２枚の鋼板の間に挟み、加硫（加熱プレス）す
る。この加硫加熱により、熱重合開始剤が作用してアク
リル酸系化合物（モノマー）が熱重合し鎖状化すると同
時に、ニトリル系ゴム分子中の二重結合部分に結合して
ニトリル系ゴムとグラフト重合体を形成し、非熱硬化型
フェノール樹脂とともに粘弾性物質層を形成する。

その結果、目的とする割振鋼板が得られる。

また、上記ニトリル系ゴム、アクリル酸系化合物、非熱
硬化型フェノール樹脂等の配合物を、公知の溶媒で溶解
してペースト状化し、被着面に加硫接着剤が塗布されて
いる２枚の鋼板のうちの１枚の被着面に塗布して乾燥し
たのち、その上に残る鋼板を重ね、その状態で加硫（加
熱プレス）し圧着するようにしてもよい、このようにす
る場合には、極めて薄い粘弾性物質層をもつ制振鋼板が
得られる。

なお、粘弾性物質層は上記のように２枚の鋼板の間に形
成するだけでなく、１枚の鋼板上に形成するようにして
もよい。この場合にも、粘弾性物質層の作用により、優
れた制振゛効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明は、割振作用を発揮させるため
の粘弾性物質層を、ニトリル系ゴムから誘導される反覆
単位（ａ）およびアクリル酸系化合物から誘導される反
覆単位（ｂ）を前記の比率で含むグラフト構造の粘弾性
反応生成物と、非熱硬化型フェノール樹脂との所定比率
の配合物で構成しており、上記粘弾性反応生成物が常温
ないし常温近傍の温度から高温まで高い損失係数ηを示
し、かつ非熱硬化型フェノール樹脂が、上記損失係数η
の各温度における絶対値の向上および損失係数ηのピー
ク温度の高温側へのシフトならびにηの高温における温
度依存性の低下作用を発揮するため、上記損失係数ηの
値が全体に高くなり、かつ高温側の広い温度領域におい
てピークを保ち続けるようになる。したがって、上記配
合物を用いた制振材は、上記温度範囲内のいずれの温度
であっても強力的な制振作用を発揮する。特に、上記配
合物の損失係数ηは、高温側の広い温度領域において均
一的にピーク値ないしその近傍の値を示すため、高温域
において強力な制振作用が最大限に発揮され、これは制
振材が自動車エンジンルーム等の１２０℃程度の温度に
なる個所に多用されることを考慮すると、掻めて重要な
効果といいうるのである。そのうえ、上記配合物には、
耐油性に富んだニトリル系ゴムが含まれているため耐油
性にも冨んでおり、したがって、この発明の制振材は実
用性に極めて富んでいる。また、上記配合物は、機械強
度等も優れているため、この発明の制振材は剪断等の機
械加工にも充分耐え得るのである。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。

〔実施例、比較例〕

下記の第１表に示す原料を同表に示すような割合で配合
し、その配合物を、バンバリーミキサ−を用いて混練し
形成ロールに掛けて厚み０．４　ｍｍのシートに形成し
た。これを、粘弾性物質被着面に加硫接着剤が塗布され
ている２枚の鋼板（厚み０゜７鶴）の間に挟み、１５０
℃、１０分間加熱ブレス（加硫）し割振鋼板を得た。得
られた割振鋼板の構造を第２図に示す。図において、１
は鋼板、２は粘弾性物質層である。

（以下余白） 上記のようにして得られた割振鋼板を幅３０ｖｓ、長さ
３００ｆｌに切断し、メカニカルインピーダンス法によ
って各温度での損失係数η（周波数５００Ｈｚ）を測定
し、その損失係数η一温度曲線を第３図に示した。図に
おいて、曲線Ａ−Ｅは実施例１〜５に対応し、曲ｆｉＦ
は比較例１２曲綿Ｇは比較例２９曲線Ｈは粘弾性物質層
としてエチレン−酢と共重合樹脂を用いた市販制振鋼板
のそれである。曲線Ａ−Ｅと曲線Ｆ−Ｈとの対比より、
実施例の割振鋼板は、いずれも、比較例のものとは異な
り、常温（２０℃程度）から高温（１５０℃）までの広
い温度範囲において高い値の損失係数ηを呈し、かつそ
の損失係数ηが、特に高温域において均一的でピークな
いしその近傍の値を示しており、その温度領域内におい
て特に強力な制振作用を発揮しうろことがわかる。なお
、上記損失係数ηは０．０３以上あれば実用に供しうる
とされているのであり、実施測高は、いずれの温度域に
おいてもそれをはるかに凌駕しているのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はゴムと樹脂の損失係数η一温度曲線図、第２図
はこの発明の実施測高の構造を説明する断面図、第３図
はその損失係数η一温度曲線を説明する説明図である。 １−・綱板　２−・−粘弾性物質層 特許出願人　　東海ゴム工業株式会社 代理人　　弁理士　　西　藤　征　彦 ０　　　　５０　　　　１００（’Ｃ）第１図 第２図 ａｘ（’ｃ） 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）剛性をもつ基板と、この基板の基板面に密着形成
   された粘弾性物質層とを備えた制振材において、上記粘
   弾性物質層が、分子中にニトリルゴムから誘導される反
   覆単位（ａ）を有する下記の（Ａ）成分と、下記の（Ｂ
   ）成分との配合物であって、（Ｂ）成分が、（Ａ）成分
   中のニトリルゴムから誘導される反覆単位（ａ）に対し
   て２０〜８０重量％の割合で配合されている配合物を主
   体として構成されていることを特徴とする制振材。 （Ａ）アクリロニトリルから誘導される反覆単位を１５
   〜６０重量％含むニトリル系ゴ ムと下記の一般式（１）または（２）で表されるアクリ
   ル酸系化合物との粘弾性反応生成 物であって、ニトリル系ゴムから誘導さ れる反覆単位（ａ）とアクリル酸系化合 物から誘導される反覆単位（ｂ）とが重 量基準で（ａ）：（ｂ）＝１００：２０ 〜８０の割合になっている粘弾性反応生 成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・・・・
   （１）▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・
   ・・・（２）〔式（１）、（２）において、Ｒは一価の
   有機基である。〕 （Ｂ）非熱硬化型フェノール樹脂。
2. （２）剛性をもつ基板が鋼板である特許請求の範囲第１
   項記載の制振材。
3. （３）非熱硬化型フェノール樹脂がカシュー変性ノボラ
   ック型フェノール樹脂である特許請求の範囲第１項また
   は第２項記載の制振材。