JPS621988B2

JPS621988B2 -

Info

Publication number: JPS621988B2
Application number: JP59155778A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Komatsu; Masao Nitsusei
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1984-07-26
Filing date: 1984-07-26
Publication date: 1987-01-17
Also published as: JPS6134086A

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］本発明は振動減衰材に関するものであり、さら
に詳しくは船舶のソナー室、バラストタンク、燃
料貯蔵タンクなどの振動発生源となる領域に貼着
して使用される振動減衰材に関するものである。［従来技術］振動減衰材は、振動エネルギーを熱エネルギー
に変換する事によつて振動板から発生する固体音を制御する。振動による材料の疲労、破壊を防止する。空気伝達音を遮音する。などの効果を奏するものである。このため船舶の
ソナー室、エンジンルームおよびその他振動発生
源となる領域又は、電算機、農業機械、空調機、
ホツパー、シユーター類の如き機器の固体音や振
動を減衰したい分野に広く利用されている。このような振動減衰材としては振動減衰特性は
もとより、耐水、耐油性、曲面に貼着ける時の施
工性および耐燃焼性などの特性が要求される。従来この種の振動減衰材を製造する公知技術と
しては、特公昭58−23426、23427号公報が提案さ
れている。これらはエポキシ樹脂を主剤とし、こ
れに樹脂の可〓性を付与するためのポリアミド樹
脂と、又振動減衰性能を持たせるための鉛粒子や
無機充填材を多量配合するものである。しかしながら、これらの技術は次に示すごとき
問題点を有している事が判明した。 1500Hz以下の低周波域での振動減衰特性が不
十分である。可〓性を付与するためポリアミド樹脂を配合
しているが、同時に充填材を多量に配合してい
るため硬度が硬くなり、施工性が悪くなる。組成物を混練する時、粘度が高くなり、混錬
後、成型器へ注入する時の作業性が悪く、か
つ、空気を抱き込み易くなり、成型硬化後の成
型品の気泡が多くなる。鉛粒子のごとき比重の大きい充填材を配合す
る事によつて、成型品の密度が大きくなる。［発明が解決しようとする問題点］本発明は、上記のごとき従来技術の問題点を解
決するために鋭意検討されたもので、その目的は
低周波から高周波までの広帯域での振動減衰特性
が優れ、かつ軽量で、曲面に貼着け可能な充分な
施工性を有し、更に混錬物の粘度を低くし、成型
器での加工性をも改善することのできる振動減衰
材を提供することにある。［問題点を解決するための手段］かかる本発明の問題点は次の構成により達成さ
れる。 (1) (A) 常温から100℃で流動性を有するエポキ
シ樹脂と、 (B)

【式】但し、Ｒ：CnH_2o+1又は

【式】（ｎ＝１〜22の整数） R₁：CnH_2o+1 （ｎ＝０〜22の整数）で示される化合物［Ｉ］と、 (C) 常温ないし100℃で流動性を有するポリア
ミド樹脂とから成る組成物と、 (D) 該組成物に、該組成物100重量部に対して
30〜120重量部配合された繊維長10〜1000μ
の炭素繊維及び／又はアスペクト比が３〜70
の黒鉛とから成り、かつ成型硬化されてなる
振動減衰材。本発明で使用するエポキシ樹脂は主剤となるも
ので、常温〜100℃で流動性を示し、25℃での粘
度が１〜300ポイズ、エポキシ当量が100〜500、
分子量が200〜1000のものが適している。このようなエポキシ樹脂としては、たとえば、
エピコート828，827，834，807（油化シエル化学
KK製）などがある。本発明に係る振動減衰材は、上述の式［Ｉ］で
示される化合物が配合されていることが重要であ
る。該化合物は可〓性および成型時の加工性向上
剤として作用するもので、R₁はどの位置に配位
しても良いが、通常第５，６位に配位するものが
用いられ、25℃における粘度が0.5〜50センチポ
イズ、エポキシ当量が80〜400、分子量が80〜400
のものが適している。このような化合物として
は、メチルグリシジルエーテル、ブチルグリシジ
ルエーテル、ヘキシルグリシジルエーテル、オク
チルグリシジルエーテル、デシルグリシジルエー
テル、ドデシルグリシジルエーテル、テトラデシ
ルグリシジルエーテル、ヘキサデシルグリシジル
エーテル、オクタデシルグリシジルエーテル、エ
イコシルグリシジルエーテル、フエニルグリシジ
ルエーテル又はｔ−ブチルフエニルグリシジルエ
ーテルなどがある。本発明で使用されるポリアミド樹脂は硬化剤お
よび可〓性付与剤として用いるもので、25℃にお
ける粘度が３〜2000ポイズ、アミン価が100〜800
程度のものが適している。このようなアミド樹脂
としては、たとえば、トーマイド＃225−Ｘ，
＃215−Ｘ，＃225（富士化成KK製）、バーサミ
ド930，115（General Mills KK製）、EPON−
V15（シエルKK製）などがある。エポキシ樹脂に対する化合物［Ｉ］の配合量
は、前者の100重量部に対し５〜45重量部、より
好ましくは10〜25重量部とするのがよい。化合物
［Ｉ］の配合量が５重量部未満の時は、成型品の
硬度が硬くなり過ぎ、かつ充填材を多量に配合し
た時の混合時の粘度が高くなり、加工性および作
業性が悪くなる。逆に45重量部を越える時は軟ら
かくなり過ぎて必要十分な力学特性が得られな
い。エポキシ樹脂に対するポリアミド樹脂の配合量
は、前者の100重量部に対して、100〜800重量
部、好ましくは200〜500重量部の範囲がよい。ポ
リアミド樹脂の配合量が100重量部未満の時は得
られる成型品の硬度が硬くなり過ぎ、逆に800重
量部を越える時は、軟らかくなり過ぎ、かつ必要
充分な力学特性が得られない。本発明におけるポリアミド樹脂は、エポキシ樹
脂の硬化剤として作用するが、なおかつ硬化時間
を短縮し、得られる成型品の硬化を充分に進行さ
せるためにエポキシ樹脂に対して、一般的に使用
される硬化剤を用いる事が出来る。このような硬化剤としてトリエチルテトラミ
ン、プロパノールアミン、アミノエチルエタノー
ルアミンのごとき脂肪族アミン、Ｐ−フエニレン
ジアミン、トリス（ジメチルアミノ）メチルフエ
ノール、ベンジルメチルアミンのごとき芳香族ア
ミン、又は無水フタル酸、無水マレイン酸のごと
きカルボン酸を使用しても良い。これらの添加量
は、要求特性によつて自由に変え得るが、第１
級、第２級アミンを用いる場合、次式により添加
量を決めるのがよい。 phr＝アミンの当量／エポキシ当量×100 アミンの当量＝アミンの分子量／活性水素の数（注）phr……エポキシ樹脂100重量部に対す
る配合量。一方、酸無水物の場合は、次式により添加量を
求める事が出来る。 phr＝酸無水物の当量／エポキシ当量×100 酸無水物の当量＝酸無水物の分子量／酸無水物基の数Ｃ：0.85（ほとんどの酸無水物） 0.6（塩素を含む酸無水物） 1.0（第３級アミンを促進剤として用いる
場合）さらに第３級アミンなど触媒として働くもの
は、計算によつて求められないので、種々の試験
から適量を求める。本発明に使用する黒鉛は次式で定義されるアス
ペクトル比が３〜70のものが適している。アスペクト比（AR）＝Ｄ／ｔＤ：フレークの直径ｔ：フレークの厚みアスペクトル比が70を越える場合、混合する樹
脂に対する濡れが悪く、そのため多量に配合する
事が困難となる。該黒鉛の配合量は、エポキシ樹
脂、化合物［Ｉ］およびポリアミド樹脂の総量
100重量部に対して、30〜120重量部、より好まし
くは40〜100重量部とするのがよい。黒鉛の配合
量が30重量部未満の時は、十分な振動減衰特性が
得られず、逆に120重量部を越える時は得られる
成型品の硬度が硬くなり、曲率の大きい面に貼着
ける時の施工性が悪くなる。本発明に使用する炭素繊維は10〜1000μの繊維
長のものが適しているが、より好ましくは30〜
500μのものがよい。このような短繊維状の炭素
繊維は、ギロチンカツターを用いて製造する事が
出来る。炭素繊維の配合量は、黒鉛の場合と同一
条件で良く、エポキシ樹脂、化合物［Ｉ］および
ポリアミド樹脂の総量100重量部に対して、30〜
120重量部、より好ましくは40〜100重量部が適当
である。炭素繊維の配合量が30重量部未満の時
は、充分な振動減衰特性が得られず、逆に120重
量部を越える時は得られる成型品の硬度が大きく
なり、曲率の大きい面に貼着ける時の施工性が悪
くなる。黒鉛および炭素繊維は単独使用、併用い
ずれでも良い。併用時の添加量の適用範囲は上記
の単独添加条件と同一で良い。本発明に係る振動減衰材は上述のごとく構成さ
れているため低周波から高周波まで全領域におい
て極めて優れた振動減衰特性を発揮することがで
きるうえ、20℃におけるアスカー硬度計（タイプ
Ｃ方式）による硬度40〜95のものを確実に得るこ
とができるので、施工性、作業性とも極めて良好
となすことができる。又本発明によれば密度を1.05〜1.65のものとな
すことができるので、頗る軽量で作業性に優れる
利点がある。なお本発明においては振動減衰材の特性を損わ
ない範囲で、水酸化アルミニウム、水酸化マグネ
シウム、三酸化アンチモン、塩化パラフイン、酸
化亜鉛、臭化アルミニウムのごとき難燃剤、マイ
カ、硅砂、フエライトのごとき無機質の充填材を
添加しても良い。本発明における振動減衰材は、上記成分を必要
に応じて、室温〜100℃の加温下で、必要な形状
が得られる成型器に注入し、硬化させる事によつ
て得られる。［実施例］以下、実施例によつて本発明を具体的に説明す
る。なお実施例中で振動減衰性は次の方法で測定し
たものをいう。 16m／ｍ厚の振動減衰材を厚さ8m／ｍ厚の鋼
板に２液型エポキシ接着剤により張り付けた後、
24HR放置し、接着剤を硬化させた後、米国軍規
格MIL−Ｐ−22581Bに準じ、振動減衰波形を測
定し、次式により振動減衰特性（Ｃ／Cc）を求
める。ａ減衰率（DECAY RATE） Do＝Ｆ／Ｎ20logＡ_１／Ａ_２……dB／sec ｂ有効減衰率（EFFECTIVE DEC AY RATE） De＝Do−Ｄ_B……dB／sec ｃ限界減衰率（PERCENT CRITI CAL DAMPING）Ｃ／Cc＝１８３×Ｄｅ／Ｆ……％ここでＦ：試料接着円板の固有振動数Ｎ：計算上取つた周期の数 A₁：Ｎ中の最大振巾 A₂：Ｎ中の最小振巾 Do：試験接着円板の減衰率Ｄ_B：オリジナル円板の減衰率実施例１、比較例１，２表−１に示す組成物を、高粘度用ミキサーを用
い、80℃加温度下で、出来るだけ気泡が混入しな
い様に穏やかに均一に混合する。次いで得られた
混合物を板状成型器に注入した後、硬化し、
16m／ｍ厚の振動減衰材を得た。この振動減衰材の硬度、成型器に移液する時の
流動性および成型品の表面の気泡存在状態を表−
１に示す。

【表】表−１から明らかなように、比較例２の如く硬
度を軟らかくするために、ポリアミド樹脂の比率
を大きくした場合は、硬度は目標レベルに到達す
るが、充填材を多量に配合出来ないため、第１図
に示すごとく振動減衰特性が劣るという欠点があ
る。又比較例２は混合後の粘度が高くなりすぎる
ため、成型器へ移液する時の作業性が悪く、かつ
気泡の抱き込みが多くなり成型後得られる板状振
動減衰材の表面の気泡が多いという欠点がある。
一方、比較例１は硬度が極めて硬いため施行性が
極めて悪いうえ、表面の気泡も多いという欠点が
ある。これに対して本発明を満足する実施例１は
振動減衰特性はもとより、硬度、流動性および気
泡等のいずれの特性においても極めて優れたもの
であることがわかる。実施例２，３、比較例３〜６表−２に示す組成物を使用し、実施例１と同一
の手順で16m／ｍ厚の板状振動減衰材を作つた。
実施例１と同様に振動減衰特性を測定し、第２図
に示した。又密度を表−２に示した。

【表】本発明を満足する実施例２，３は低周波から高
周波の全帯域で振動減衰性がほぼフラツトで良好
であり、かつ軽量である。これに対して比較例３
〜６は実施例２，３に比較して減衰特性が全体的
に低く、とりわけ、2000Hz以下の低周波域での振
動減衰特性が顕著に劣る。又、密度も大きい。実施例４〜７、比較例７，８表−３に示す各組成物を実施例１と同一手順で
実施し16m／ｍ厚の振動減衰材を得た。この振動
減衰材の硬さをアスカー硬度計（タイプＣ）で測
定し、又、100φ鋼製マンドレルを用いて、該振
動減衰材を巻付け柔軟性を評価し、巻付いたもの
を合格とした。評価結果を表−３に示す。

【表】ブチルグリシジルエーテル又はオクタデシルグ
リシジルエーテルが配合されていない比較例７，
８は硬度が98で極めて硬く、柔軟性不足のため施
行性が極めて悪いという欠点がある。これに対し
て本発明を満足する実施例４〜７は硬度が73〜75
で充分な柔軟性を有し、施工性が優れたものとな
すことができる。実施例８実施例２，３で得られた板状振動減衰材をそれ
ぞれ20〜25℃の蒸溜水および軽油に48時間浸漬し
た後、各試料について表−４に示す周波数ごとに
振動減衰特性を測定した。又処理前の試料につい
ても同様に測定した。表−４に結果を示す。

【表】

【表】表−４から明らかなように、本発明を満足する
振動減衰材は蒸溜水、軽油浸漬前後の振動減衰材
特性に差は認められなかつた。実施例９表−５に示す各組成物を実施例１と同一手順で
実施し16m／ｍ厚の振動減衰材を作つた。評価結
果を表−５に示す。表−５から明らかなごとく、
本発明を満足するNo.３〜No.７およびNo.11〜No.15は
優れた振動減衰特性を有するうえ、適度な硬度を
保持できるので施行性も極めて良好である。

【表】実施例 10 表−６に示す各組成物を実施例１と同一手順で
実施し16m／ｍ厚の振動減衰材を作つた。評価結
果を表−６に示す。表−６から明らかな如く、本
発明を満足するNo.２〜５、No.９〜12は優れた振動
減衰特性を有するうえ、適度な硬度を保持出来る
ので施工性も極めて良好である。

【表】［発明の効果］本発明は上述のごとく構成したので、低周波か
ら高周波までの広帯域での振動減衰特性が優れ、
かつ軽量で、曲面に貼着け可能な充分な施行性を
有し、更に混錬物の粘度を低くし、成型器での加
工性をも改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ実施例と比較例
の周波数と振動減衰特性との関係を説明する図で
ある。

Claims

【特許請求の範囲】１ (A) 常温から100℃で流動性を有するエポキ
シ樹脂と、 (B) 【式】但し、Ｒ：CnH_2o+1又は【式】（ｎ＝１〜22の整数） R₁：CnH_2o+1 （ｎ＝０〜22の整数）で示される化合物［Ｉ］と、 (C) 常温ないし100℃で流動性を有するポリアミ
ド樹脂とから成る組成物と、 (D) 該組成物に、該組成物100重量部に対して、
30〜120重量部配合された繊維長10〜1000μの
炭素繊維及び／又はアスペクト比が３〜70の黒
鉛とから成り、かつ成型硬化されてなる振動減
衰材。