JPS6270038A - シ−ト状複層拘束型制振材 - 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〕 本発明は金属板等の制振用として使用するシート状複層
拘束型制振材に関し、更に詳しくは自動車、建材、船舶
用鋼板に施し、塗装ラインで加熱することにより被着体
の形状に追従し、優れた割振効果を得ることが出来るシ
ート状複層拘束型制振材に関する。

〔従来の技術〕

従来より車輌、機械、建築材料等の構造部材の振動や騒
音を防止するために種々の割振材が使用されている。こ
れ等の割振材を大別すると、粘弾性層のみからなる一層
型制振材と、この粘弾性層にこれよりも高弾性の高分子
組成物層または金属板等を貼付した二層型（拘束型）割
振材の２つに分類出来る。

これ等制振材の振動吸収機構は一層型割振材では粘弾性
層の伸び変形による力学的エネルギーが熱エネルギーに
変換することによって振動吸収が行われ、また二層型即
ち拘束型割振材では粘弾性層の剪断変形による力学的エ
ネルギーの熱エネルギーへの変換により行われると説明
されている。

そして通常この種の割振材に於いては、その制振効果を
力学的エネルギーの熱エネルギーへの変換度を示す損失
係数を用いて表示している。而して上記従来の一層型割
振材では、損失係数の温度依存度が大きく、高温域通常
４０℃以上では割振効果が急激に低下するという難点が
ある。この難点を解消するために開発されたのが一層型
制振材の上部に金属系拘束層を設けた拘束型制振材であ
る。

この型の割振材は、割振効果の温度依存性が小さく、広
い温度域にわたり高い割振効果を維持出来るという特徴
がある。しかしながらこの金属系拘束型割振材ば被着体
への密着性が特に優れているとは言い難く、特に起伏の
ある被着体の場合、予め被着体の形状にそうように加工
しなければ被着体の形状に追従し難いという作業上に大
きな問題があり、また追従し難いことから密着性が優れ
ず被割振材と割振材との間に空隙部を生ずる場合が多々
あり、制振効果の向上も充分に図り難いという難点があ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明が解決しようとする問題点は上記従来の割振材の
難点特に全屈拘束型割振材の難点を解消することであり
、更に詳しくは、密着性に優れ、たとえ被着体に起伏が
あっても容易にその形状になじみ、予め被着体に合せて
加工する必要の無い優れた作業性を有する拘束型制振材
を開発することである。

ｃ問題点を解決するための手段〕 上記問題点は、１４０〜１８０℃、５〜３０分好ましく
は５〜１０分で軟化すると共に被着体に密着する粘弾性
物質層の片面に、拘束層として１４０〜１８０℃、１０
〜６０分好まし゛くは１０〜３０分で硬化する熱硬化性
樹脂組成物層を設けることによって達成される。即ち本
発明は、粘弾性物質層と熱硬化性樹脂組成物層を積層し
てなるシート状複層拘束型制振材に於いて、上記粘弾性
物質層が１４０〜１８０℃、５〜３０分で軟化すると共
に被着体に密着する材料であり、上記熱硬化性樹脂組成
物層が１４０〜１８０℃、１０〜６０分で硬化する材料
であることを特徴とするシート状複層拘束型制振材に係
るものである。

〔発明の構成並びに作用〕

本発明の割振材は基本的には加熱の初期段階でシート状
複層拘束型制振材を被着体の形状になじませ、なじんだ
後に拘束層である熱硬化性樹脂組成物層が硬化し、同時
に粘弾性物質層の被着体への密着が行われるものである
。なおこの密着とは粘着、接着乃至融着を含む広い概念
で使用される。

本発明のシート状複層拘束型制振材は、第１図に示す様
に粘弾性物質１ｉｉ　（Ｌ）の片面に拘束層たる熱硬化
性４１脂組成物層（２）を設けたものである。

本発明割振材に於ける粘弾性物質層は１４０〜１８０℃
、５〜３０分で軟化すると共に被着体に密着するような
材料であり、好ましくは剛性率が０〜８０℃に於いて１
０７〜ｌＯ９（ｄｙｎｅ／ｃＩ１）２）である材料が使
用出来る。剛性率１０　’　　（ｄｙｎｅ／Ｃ１）２）
以下では柔らかすぎて振動吸収は行われ難く、剛性率１
０９（ｄｙｎｅ／ａ１）’　）以上では拘束層の弾性率
との差が小さくなり拘束型の特徴が出現し難い。これ等
の特性を充たす材料の代表的なものとして熱可塑性樹脂
、熱硬化性樹脂、瀝青質物質、各種ゴムを例示出来、こ
れ等は１種または２種以上を混合して使用される。

更に具体的に説明すると熱可塑性樹脂として酢酸ビニル
−エチレン共重合体、ポリエステル、ポリビニルブチラ
ール、ポリアミド、ポリケトン等を、熱硬化性樹脂とし
ては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂等
の通常の熱硬化性樹脂をまたゴム類としては天然ゴムを
はじめ各種の合成ゴムも使用出来、ブチルゴム、スチレ
ンブタジェンゴム等を例示出来る。本発明に於いては特
に上記特性を有し且つ被着体への遺従密着性の優れた瀝
青質物質が好ましく用いられる。このような瀝青質物質
としてはアスファルトを主成分としてこれに無機及び有
機先議剤を適宜に配合したものであり、無機質充填剤と
しては、たとえば炭酸カルシウム、マイカ、タルク、石
綿、パーライト、シラスバルーン等を、また有機質充填
剤としては、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル
等の合成樹脂又は繊維、石油樹脂、合成ゴム、天然ゴム
、木粉、モミガラ、麻、毛等を具体例として例示出来る
。これ等の使用量はアスファルト４０〜５０重量部に対
して無機質充填剤１０〜３０重量部、有機質充填剤１０
〜２０重量部程度である。

本発明に於いては、上記粘弾性物質層（１）には、各種
のその他の成分を適宜に配合することが出来る。たとえ
ばたれ防止、粘度調節、コスト低下を図るため、タルク
、クレー、シリカ、アルミナ、硫酸バリウム、鉄、鉛、
亜鉛、アルミニウム等の金属粉末、ガラスピーズ、パー
ライト、シラスバルーン、ガラス短繊維等の充填剤を配
合することが出来、或いは酸化チタン、カーボンブラッ
ク、フタロシアニンブルー、マビコイエロー、ウオンチ
アンレソド等の顔料や染料、各種老化防止剤、安定剤等
を配合しても良い。

これ等の配合量は粘弾性物質１００重量部に対して５〜
５００重量部程度とすれば良い。

本発明に於いて拘束層として使用する熱硬化性樹脂組成
物（２）としては、１４０〜１８０℃、１０〜６０分で
硬化するものであるかぎり広く各種のものが使用される
。また硬化後の弾性率が１０ＩＯ（ｄｙｎｅ／ｃｍ２）
以上、好ましくは１０１）（ｄｙｎｅ／ｃｍ２）以上で
あり且つガラス転移温度が１００℃以上好ましくは１５
０℃以上であるものが特に望ましい。弾性率が１０”　
　（ｄｙｎｅ／ｃｍ２）に達しないと粘弾性物質層の剛
性に近づき拘束型の特徴が出現し難くなる場合がある。

ガラス転移温度１００℃に達しないと制振通用部位が高
温になると拘束層の弾性率が低下し、拘束型の特徴が出
現しない恐れがある。これ等組成物に用いられる代表的
な熱硬化性樹脂としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂
、フェノール樹脂等の通常の熱硬化　゛性樹脂が挙げら
れるが、本発明に於いては特にエポキシ樹脂が好ましく
用いられる。このようなエポキシ樹脂の例としては、通
常のビスフェノール型、エーテルエステル型、ノボラン
クエポキシ型、エステル型、環状脂肪族型および窒素を
含むグリシジルエーテル型環各種タイプのものがあり、
組成物層の物性に応してその１種を単独であるいは２ｉ
以上を組み合せて使用出来る。

本発明拘束型制振材の加熱時に於ける挙動を以下に詳し
く説明する。本発明に於いて粘弾性物質層が１４０〜１
８０℃、５〜３０分で軟化すると同時に被着体に密着す
る材料であり、熱硬化性樹脂組成物層が１４０〜１８０
℃、１０〜６０分で硬化する材料を使用することを必須
としているが、この限定理由は、粘弾性物質層の場合１
４０℃、５分以下であると軟化が十分行われず密着性が
低下し、制振材と被割振材との間に空隙を生じ、制振性
が低下する。また１８０℃、３０分以上では軟化が進み
粘弾性物質に流れが生じ拘束型制振材としての形状が保
たれない、更に具体的には粘弾性物質が拘束層の外側に
流れ出し拘束型としての特徴が減少してしまう恐れがあ
る。また熱硬化性樹脂組成物層の場合１４０℃、１０分
以下では硬化が十分行われず弾性率が低い状態のままで
あって粘弾性層の弾性率との差が大きくならず拘束型と
しての特徴が出現しない、逆に１８０℃、６０分収上で
は硬化が進むと共に樹脂の劣化が生じてしまい、割振材
そのものがもろくなってしまう恐れがある。

加熱時の本発明割振材の挙動を具体的に示すと、先ず、
加熱初期の段階で粘弾性物質層及び拘束層の軟化が生じ
被割振材の形状になじんで行き、次に拘束層の硬化が始
まると共に、粘弾性層の被割振材への密着が行われ、最
後に完全に拘束層の硬化が完了する。従って上記加熱条
件に於いては、上記挙動がうまく現出するように粘弾性
物質と拘束層物質を選定するのが好ましい。

また硬化剤としては、室温で安定で８０〜２００℃の温
度範囲で活性を示すものが好ましくたとえばジシアンジ
アミド、４．４′−ジアミノジフェニルスルホン、’１
−ｎ−ヘプタデシルイミダゾールのようなイミダゾール
誘導体、イソフタル酸ジヒドラジド、Ｎ、Ｎ−ジアルキ
ル尿素誘導体、Ｎ。

Ｎ−ジアルキルチオ尿素誘導体などが用いられる。

これ等の硬化剤の使用量は、特に限定されないが、特に
好ましくは被割振材の塗装ラインの焼付は工程に於いて
、まず最初に制振材が熱軟化し被割振材の形状に追従し
、その後硬化が起こり形状に沿って固定されると共に完
全に硬化するように焼き付けの条件に応じて適宜設定す
ることであり、通常エポキシ樹脂１００重量部に対し１
〜２０重量部の割合で良い。

本発明実施に際しては作業性の面から、粘弾性物質層の
片面に予め拘束層としての熱硬化性樹脂組成物層を形成
せしめ、この制振材を被制振材たる金属板の所定の個所
に粘弾性物質層が被制振材たる金属板側に来るように載
置し、その後加熱する。加熱は、粘弾性物質層を被割振
材たる金属板上に密着せしめると共に熱硬化性樹脂組成
物層を硬化せしめる作用を有する。特に自動車、建材、
船舶用の鋼板の如く塗装されるものでは、その塗装ライ
ンでの焼＋＝ｆ時の加熱を利用することが出来る。

本発明の被割振材たる金属板としては、各種の金属板が
あるが、鋼材が好ましく、特に好ましいものとして自動
車々体の鋼板がある。この自動車々体の鋼板を例にとっ
て本発明の割振材の適用方法を更に具体的に下記に説明
する。

本発明の制振材の適用方法では、たとえば、まず自動車
々体を組み立てた後、塗装ラインの前工程に於いて車体
鋼板の所要の箇所に載置する０割振効果の必要な箇所全
てに通用可能であるが、本発明による割振材を用いる場
合にはダッシュパネル、プロペラシャフト、トンネル部
等走行中高温になったり、複雑な形状に用いた場合に優
れた効果が得られる０次に塗料の焼き付は炉によって、
ます制振材が熱により軟化し車体形状に追従する。

その後熱硬化性樹脂組成物層が硬化し、充分に密着して
形状通りに固定される。加熱条件は焼き付は炉の条件又
は制振材を車体に載置する時期によって異なるが、通常
１４０〜１８０℃で１０〜６０分の間で塗装ライン中で
完全に硬化、密着が行われる。

本発明に於いては、主に粘弾性物質層に熱硬化性樹脂組
成物層を設けるものを基本とするが、更に上記熱硬化性
樹脂組成物層の外側に樹脂製シート等の如き保護層を付
加することが出来る。この保護層を付加することにより
、熱硬化性樹脂組成物層の未硬化状態でのベタ付きを゛
未然に防ぎ、シート状制振材を重ねて保管することが出
来るようになる。また施工作業者に対しても汚染が防止
出来、作業性に優れ、加えて硬化後でも硬化膜の表面保
護に役立つものである。而してこの保護層材としては、
通常の樹脂フィルムたとえばポリエステル、塩化ビニル
、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン等を用いる
ことが出来るが、割振材の追従性を損なわず、加熱時の
収縮が少なく、硬化後エポキシ樹脂等と良好に接着する
利点をもつ接着性ポリオレフィンが良く、特にＥＶＡ　
（エチレン−酢酸ビニル共重合体）が望ましい。この際
のフィルムの厚さとしては通常０．０１〜０．８１程度
のものが好ましい。

施工の際、本発明割振材に含まれる水分、油分、或いは
鋼板と制振材間に介在する空気等が加熱融着の際ガス発
生し制振材表面にふくれを生じる心配があり、熱硬化性
樹脂組成物層を用いるため硬化した樹脂によりふくれが
固定され外観不良、密着不良、ひいては割振特性の低下
を招く場合があるが、本発明に於いては好ましくは制振
材に貫通孔を設けることにより、上記心配を未然に防ぐ
ことが出来、制振性の良い制振材を与えることが出来る
。

本発明の制振材には、必要に応じ貫通して孔をほぼ全面
に設けることが出来る。

この際の貫通孔の大きさは特に限定されずガス等が揮散
する大きさであれば良い。

〔実施例〕

以下に実施例を示して本発明を具体的に説明する。

実施例１ 粘弾性物質層として瀝青質シー）（３，０ｍ−厚）を用
い、熱硬化性樹脂組成物層としてエポキシ樹脂組成物シ
ー）（０，３ｍｓ厚）を用いた拘束型制振材を作成した
。それぞれの組成、配合を下記に示す。但し％は重量％
を示す。

ｆｆｌ之二上 ０ストレートアスフアルト・・・・・・・・・・・・・
・５０％０タルク及び炭酸カルシウム・・・・・・・・
・・・・３０％０ナイロン繊維・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・　５％０石油樹脂・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１
０％０アスベスト・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・　５％エヱ土之皿皿ノ二上 ０ビスフエノール系半固形伏 エポキシ樹脂（当量２００）・・・・・・・・・・４０
％０タルク及び炭酸カルシウム・・・・・・・・・・・
・５０％０鉄粉・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・　６％０ジシアンジアミ
ド系硬化剤 及び硬化促進剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・　４％上上記層制撮材を鋼板（０，８ａｍ厚）
に載置し、１５０℃で２０分加熱して瀝青質シートを鋼
板に融着せしめると共に、エポキシ樹脂組成物層を硬化
した。このものの制振効果を振動リード法にて損失係数
の値で求めた。この結果を第２図に実線で示す、但し第
２図の点線は瀝青質シートだけで同じ鋼板を制振したも
のである。

第２図から明らかな通り、本発明の拘束型割振材の場合
は２０℃から６０℃にわたる広い範囲で、はぼ一定の割
振効果が得られるが、瀝青質シート単独の場合温度上昇
に伴い急激に割振効果が低下している。

〔実施例〕

上記実施例１と同じ拘束型制振材、及び拘束層に鉄板（
０，５ｍｍ厚）を使用した拘束型制振材の被割振材への
追従性を実験により確かめた。被割振材として第３図に
示すような起伏のある鋼板（０、８１）１ｍ厚）を使用
した。被割振材の上に、本発明の拘束型制振材を載置し
た試験片と、上記鉄板拘束型割振材を載置した試験片と
を用意し、両者を１６０℃で３０分加熱した。本発明の
拘束型制振材を使用した場合第４図に示すように加熱に
より被割振材に追従、密着すると同時に熱硬化性樹脂層
の硬化が行われた。但し第４図に於いては（３）は被制
振材、（４）は瀝青質シート、（５）はエポキシ樹脂組
成物シートを示す。また同図（イ）は、加熱前の状態を
、同図（ロ）は加熱後の状態を示し、矢印は加熱後の状
態を示す矢印である。

上記鉄板拘束割振材を使用した場合第５図に示すように
加熱を行っても被制振材に追従密着せず、被割振材と割
振材との間に空隙を生してしまった。

尚第５図中の（３）及び（４）は第４図と同じものを、
（６）は鉄板を示す。

この実験により、本発明の拘束型割振材は鉄板拘束型制
振材と比較して被制振材への追従性及び密着性が著しく
優れていることが明らかとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の拘束型割振材の一例を示し、第２図は
実施例１の割振材の損失係数の温度特性を示す、但し実
線は本発明の拘束型割振材を使用し′た場合を、点線は
瀝青質シートのみを使用した場合を示す。また第３図は
起伏のある被割振材を、第４図は実施例で示した本発明
の拘束型割振材を使用した場合の加熱時の状態であり、
第５図は実験例で示した鉄板拘束型制振材を使用した場
合の加熱時の状態を示す。 １・・・・・・粘弾性物質層 ２・・・・・・熱硬化性樹脂組成物層 ３・・・・・・被制振材 ４・・・・・・瀝青質シート ５・・・・・・エポキシ樹脂シート ６・・・・・・鉄板 〔発明の効果〕 本発明の制振材は、特定の粘弾性物質層上に特定の熱硬
化性樹脂組成物層を形成することにより、拘束型割振材
の利点たる広い温度範囲に亘る優れた制振効果をそのま
つ具有し、且つ従来の金属板を使用した拘束型割振材の
難点たる追従性、密着性の不充分、作業性の悪さという
問題点を解消したものである。従って従来の金属板を使
用した拘束型割振材に比し、被着体えの追従性、密着性
が著しく向上し、被割振材上の所望の個所に載置して通
用することが出来、その作業性も著しく優れている。 （以上） 竿１９　　　　　　竿已１コ ′Ｘ４２　図 ２０　　　４０　　　　Ｇ。 う１危Ｃ’Ｃ）゛ ヰ十口 算テ図

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）粘弾性物質層と熱硬化性樹脂組成物層を積層して
   なるシート状複層拘束型制振材に於いて、上記粘弾性物
   質層が１４０〜１８０℃、５〜３０分で軟化すると共に
   被着体に密着する材料であり、上記熱硬化性樹脂組成物
   層が１４０〜１８０℃、１０〜６０分で硬化する材料で
   あることを特徴とするシート状複層拘束型制振材。
2. （２）上記粘弾性物質の剛性率が１０＾７〜１０＾９（
   ｄｙｎｅ／ｃｍ＾２）である特許請求の範囲第１項記載
   のシート状複層拘束型制振材。
3. （３）上記熱硬化性樹脂組成物の硬化後の弾性率が１０
   ＾１＾０（ｄｙｎｅ／ｃｍ＾２）以上でありガラス転移
   温度が１００℃以上である特許請求の範囲第１項または
   第２項記載のシート状複層拘束型制振材。
4. （４）上記粘弾性物質層が瀝青質である特許請求の範囲
   第１乃至第３項のいずれかに記載のシート状複層拘束型
   制振材。
5. （５）上記熱硬化性樹脂組成物がエポキシ樹脂組成物で
   ある特許請求の範囲第１乃至第４項のいずれかに記載の
   シート状複層拘束型制振材。
6. （６）熱硬化性樹脂層の上面に更に保護層を設けたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１乃至第５項のいずれか
   に記載のシート状複層拘束型制振材。
7. （７）上記粘弾性物質層並びに熱硬化性樹脂組成物層、
   及び必要に応じ設けられた保護層に、貫通して孔をほぼ
   全面に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１乃至
   第６項のいずれかに記載のシート状複層拘束型制振材。
8. （８）被着体が自動車、建材、船舶用鋼板であって、且
   つ上記加熱をこれ等の塗装ラインで行うことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１乃至第７項のいずれかに記載のシ
   ート状複層拘束型制振材。