JPS63178037A - 板状振動減衰材 - 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、振動減衰材に関するものでおり、さらに詳し
くは、船舶や自動車のエンジンルームおよびその他撮動
発生源となる領域に使用される板状゛振動減衰材に関す
る。

［従来の技術］ 振動減衰材は、振動エネルギーを熱エネルギーに変換す
ることによって ■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。

などの目的のために使用されるものである。したがって
、船舶や自動車のエンジンルームおよびその他振動発生
源となる領域、または電子計算機、農業機械、空調機、
ホッパー、シュータ−類のごとき機器の固体音や振動を
減衰したい分野に広く応用されている。このような振動
減衰材としては、特公昭５８−２３４２６号公報に示さ
れるような、振動減衰の対象となる基板の上に樹脂から
成る制娠材を貼付する非拘束型の制振材が提案されてい
る。これらは、エポキシ樹脂を主剤として、これに樹脂
の可どう性を付与するためのポリアミド樹脂と、振動減
衰性能を持たゼるための鉛粒子や無機充填剤を多聞配合
したものである。

一方、金属箔あるいは薄い拘束材の上に樹脂層としてブ
チルゴム系の重合体組成物を貼り付けた拘束型といわれ
る制振材が知られている。

しかしこれらの従来技術においては制振材として具備す
べき次の特性に欠けるという欠点があった。

■１５００Ｈｚ以下の低周波域における制振性が充分で
ない。

■制振材の施工時又は施工後、施工場所の近くで溶接作
業が実施される。この時、発生する溶接スパッタが施工
面の制振材に振りかかり部分的に溶融又は燃焼し制振材
を損傷する。

■制振材の施工厚みは、充分な制振効果を得るためには
、一般に基板の２〜３倍の厚さにする必要がある。基板
が厚いと、それに応じて、より厚い制振材を貼付するこ
とになる。このため制振材の全体積が大きくなり狭い空
間を有効に利用することがむつかしくなると共に、制振
材の総重母も大きくなる。したがって制振材はできるだ
け軽量でなければならない。

［本発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は上記した従来技術の欠陥を改善し鋭意検
討されたもので、耐火性に優れ、薄くて軽量で低周波か
ら高周波までの広帯域で振動特性が優れかつ、樹脂組成
物の混練物の粘度を低くし、成型時の加工性をも改善す
ることのできる板状撮動減衰材料を提供せんとするもの
である。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記の目的を達成するため、次の構成からなる
ものでおる。

すなわち、 （八）常温から１００℃で流動性を有するエポキシ樹脂 で示される化合物 （Ｃ）常温から１００’Ｃで流動性を有するアミド樹脂 （Ｄ）炭素ｌｌｉ維、黒鉛、フェライトおよびマイカか
らなる群の中から選ばれた少なくとも１種の充填剤 の（Ａ）　、（Ｂ）　、（Ｃ）　、および（０）とから
なる混合組成物を硬化してなる樹脂組成物と、金属材料
とを積層せしめたことを特徴とする板状撮動減衰材であ
る。

本発明を更に詳しく説明する。

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１〜３
００ポイズ、エポキシ当量が１００〜５００、分子化が
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（油化シェルエポキ
シＫＫ製）ＧＹ２５０．２６０．２５５．２５７（日本
チバガイギーＫＫ製）などがある。

上述の式［Ｉ］で示される化合物は、可撓性および成型
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°Ｃにおける粘度が０．５〜５０セン
チポイズ、エポキシ当■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、フェニルグ
リシジルエーテル又はｔ−ブチルフェニルグリシジルエ
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撓
性付与剤として用いるもので、２５°Ｃにおりる粘度が
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、＃２
２５　（富士化成ＫＫ製）、パーサミド１００，１２５
．１４０１１５０．１１５（ヘンケル白水ＫＫ製）、Ｅ
ＰＯＮ−Ｖ１５（シェル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手量部、より好ましくは１
０〜２５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、
かつ充頃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傾向があり、逆に４
５重倒部を越える時は軟らかくなり過ぎて必要十分な力
学特性が得られなくなる傾向がある。

エポキシ樹脂に対するポリアミド樹脂の配合ｍは、前者
の１００ｆｆｉｆｆｉ部に対して、１０〜８００重量部
、好ましくは５０〜５００重量部の範囲がよい。ポリア
ミド樹脂の配合口が１０ｆｆｉｆｆ１部未満の時は得ら
れる成型品の硬度が硬くなり過ぎる傾向がおり、逆に８
００重量部を越える時は、軟らかくなり過ぎ、かつ必要
十分な力学特性が得られな゛くなる可能性がある。

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のが好ましいが、
その場合には、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ことができる。

このような硬化剤としてトリエチルテトラミン、プロパ
ツールアミン、アミノエチルエタノールアミンの如き脂
肪族アミン、Ｐ−フェニレンジアミン、トリス（ジメヂ
ルアミノ）メチルフェノール、ベンジルメチルアミンの
如き芳香族アミン、又は無水フタル酸、無水マイレン酸
の如きカルボン酸を使用しても良い。これらの添加量は
、要求特性によっ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ｌ）　ｘ　１００アミン
の当量 ＝（アミンの分子量／活性水素の数） ここにｐｈｒはエボギシ樹脂１００重量部に対する配合
量である。

一方、酸無水物の場合は、次式により添加量を求めるこ
とができる。

ｐｈｒ ＝Ｃ・（酸無水物の当量／エポキシ当ｆｉ）ｘｌＯＯ酸
無水物の当量 ＝く酸無水物の分子量／酸無水物基の数）Ｃ：０．８５
（はとんどの酸無水物） 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） 更に第３級アミンなど触媒として動くものは、計算によ
って求められないので、種々の試験から適量を求める。

このような特定の樹脂組成物に対して、振動減衰゛特性
を付与するために、本発明では、炭素繊維、黒鉛、フェ
ライトおよびマイカの中から選択された特定の充填剤の
少なくとも一種を混合することが必須である。本発明で
いう充填剤の中でも黒鉛とフェライトとマイカが振動減
衰作用が大きく、これ等を主体として構成することが好
ましい。

炭素繊維は減衰作用も大きいが、特に補強作用が優れて
おり、黒鉛、フェライト、マイカに付加して用いるのが
好ましい。

本発明に使用する黒鉛は鱗片状のものが好ましく、粒子
の大きさは６０メツシユ（Ｔｙ　Ｉ　ｅｒ標準篩による
）の篩を通過する程度の粒径のものが適している。樹脂
に対する配合量を多くするために、アクリル、スチレン
系およびナフテン系オイル等の表面処理剤で処理し、樹
脂との親和性を高めたうえで使用することも可能である
。

粒子の大ぎざが６０メツシユ未満の場合には、黒鉛粉末
が嵩高になり、多量配合および、均一配合が困難となる
。このため十分な振動減衰特性が得られない。

本発明で使用されるフェライトは、Ｆｅ２Ｏ３を主成分
とする磁性材料で、Ｆｅ２Ｏ３の他に、ＭｎＯ，Ｃａｂ
、ＺｎＯ，Ｃｄ０１ＡＩ□０３などの金属酸化物を微量
に含む微粒子状又は薄膜状の粉体である。Ｆｅ２Ｏ３以
外の金属酸化物の含量によって比重は異なるが、通常２
．４５〜２゜７０の範囲のものが用いられる。該フェラ
イトは一般に高声録音用の磁気テープなどに用いられ、
軟磁性のものと、強磁性のものがあるが、いずれを用い
ても、本発明の目的は達成される。

フェライトの粒子の大きさは６０メツシユ（ＴＶｌｅｒ
標準篩による）の篩を通過する程度の粒径のものが適し
ている。このようなフェライトとしては、利根産業■製
ＨＰ−Ａ、ＫＨ−ＲおよびＫＨ−りなどがある。また樹
脂に対する配合量を多くするために、アクリル、スチレ
ン系およびナフテン系オイル等の表面処理剤で処理し、
樹脂との親和性を高めた上で使用することも可能である
。

フェライト粒子の大きざが６０メツシユ未満の場合には
、フェライト粉末が嵩高になり多量配合および、均一配
合が困難となる。そのため十分な振動減衰特性が得られ
ない。

本発明で使用するマイカは鱗片状のものが好ましく白マ
イカ、金マイカのいずれでもよく、粒子の大きさは６Ｑ
メツシユ（丁ｙｌｅｒ標準篩による〉の篩を通過する程
度の粒径のものが適している。

このようなマイカとしては米国マリエツタ社製４０−３
．　６０−３　、　１５０−３　、　２００−　トＩ　
Ｋなどがある。

また樹脂に対する配合量を多くするために、アクリル、
スチレン系およびナフテン系オイル等の表面処理剤で処
理し、樹脂との親和性を高めた上で使用することも可能
でおる。

マイカ粒子の大きさが６０メツシユ未満の場合には、マ
イカ粉末が嵩高になり多量配合および、均一配合が困難
となる。そのため十分な振動減衰特性が１ｑられない。

本発明に使用する炭素繊維は１０〜１０００μの繊維長
のものが好ましい。更に好ましくは３０〜５００μのも
のである。

上記した充填材は樹脂組成物１００重最部に対して少な
くとも３０重ｆｆｉ部、好ましくは４０重量部以上配合
する。３０重置部未満では振動減衰特性の低下が大きく
なり好ましくない。

振動減衰特性は充填材の種類によって多少異なり、例え
ば、黒鉛や炭素繊維の場合は４０徂聞部以上、フェライ
トの場合は５０重量部以上配合するのが好ましい。

充填材の配合量は多いほど減衰特性は改善されるもので
あり、最大限配合した場合で、黒鉛、炭素繊維およびマ
イカは３５０重量部、フェライトの場合４００重量部の
配合が可能である。しかし、成型品の硬度や加工性など
の点から前者の場合は２５０重量部、後者の場合は３０
０重量部程度の最大配合量が選択される。

前記したように、これらの充填材は単独でも、併用でも
よいが、本発明のベストモードとしては黒鉛、フェライ
トまたはマイカの単独使用もしくは併用とするのがよい
。

なお、本発明においては、振動減衰材の特性を損なわな
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、塩化パラフィン、酸化亜鉛、臭化ア
ルミニウムの如き難燃剤を添加することもできる。

本発明における樹脂組成物は、上記成分を必要に応じて
室温から１００’Ｃの加温下で、必要な形状が得られる
成型器に注入し、硬化させることによって容易に製造す
ることができる。

本発明において使用される接着剤は、特に限定されない
が、本発明の樹脂組成物と金属材料の親和性を考慮する
とエポキシ系接着剤が好ましい。

□このような接着剤としてチバガイギー製ＡＲＡＬ［）
ＩＴＥＡＶ１３Ｂ、１２１．１２９（以上主剤＞　、１
ＩＶ９９Ｂ、９９７、ｔｌＹ　９５６　（以上硬化剤）
がある。金属材料と硬化樹脂物の厚さは振動の媒体とな
る基板の厚さによって変える必要があるが、硬化樹脂物
の厚さが２〜３ｍｍの時、ひとつの目安として次式が適
用できる。

（Ａ−１−Ｂ）≠Ｃ／２ ここに　Ａ：金属材料の厚さ Ｂ：樹脂硬化物の厚さ Ｃ：基板の厚さ 金属材料の厚さが大き過ぎると、振動減衰材が重くなり
好ましくない。

本発明に使用する金属材料はヤング率が０．４Ｘ　１０
６に’ｊ／　ｃｒ７を以上のものが好ましく、この種の
金属として鋼、アルミニウム、ジュラルミン、銅、真鍮
を挙げることができる。

本発明の板状振動減衰材は、上記の組成物から成る樹脂
組成物と金属材料の二層から構成される。

本発明によって得られる板状振動減衰材は、撮動減衰の
対象となる場所に通常、接着剤により強固に固定される
が施工場所の表面状態によっては密着性をよくするため
に板状振動減衰材の大きざに応じて数本のボルト、ナツ
トで固定することが出来る。

本発明による樹脂組成物と金属材料を接合ざゼる方法と
しては、予め所定の厚さの樹脂組成物から成るシートを
作製した後、接着剤で金属板を接着する方法、または硬
化前の樹脂組成物を金属材料と一体化し成型する方法が
ある。製造工稈の省力化から、後者の方が好んで選択さ
れる。

以下、実施例によっ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て評価し
た。

１８００ｍ、横５０Ｍの短冊状の重合体組成物を厚ざ９
＃の基板となる鋼板に２液型工ポキシ接着剤により張り
付けた後、２４時間以上放置し、接着剤を硬化させた後
、米国軍規路ＭＩＬ−Ｐ−２２５８１Ｂに準じ、振動減
衰波形を測定し、次式により撮動減衰特性（Ｃ／Ｃｏ）
を求める。

ａ、減衰率　（ＤＥＣＡＹ　ＲＡＴＥ）Ｄｏ（ｄＢ／ｓ
ｅｃ　） ＝　（Ｆ／Ｎ）　２０１　ｏｇ（Ａ１　／Ａ２　）ｂ、
有効減衰率　（ＥＦＦＥＣＴＩＶＥ　ＤＥＣＡＹ　ＲＡ
ＴＥ）Ｄｏ（ｄＭｓｅｃ　）　＝Ｄｏ−ＤＢ Ｃ，限界減衰率　（ＰＥＲＣＥＮＴ　ＣＲＩＴＩＣＡＬ
　ＤＡＨＰＩＮＧ）Ｃ／Ｃｏ　（％）＝　（１８３ｘＤ
ｅ　＞／ＦここでＦ　：試料接着板の固有撮動数 Ｎ　二計算上取った周期の数 Ａ１　：Ｎ中の最大娠巾 Ａ２　：Ｎ中の最小娠巾 Ｄｏ：試験接着板の減衰率 Ｄ８：オリジナル基盤の減衰率 「実施例］ 実施例１ 第１表に示す組成物を高粘度用ミキサーを用い８０℃加
温下で、出来るだけ気泡が混入しないようにおだやか均
一に混合する。次いで得られた混合物を板状成型器に注
入したのち、硬化し、１６ｍｍ厚の振動減衰材を得た（
比較例−１，２）。

従来の拘束型制振材と比較するため、ブチルゴム（エッ
ソＫＫ製、ＡＩＤ＃１０）１００重量部にポリブテン（
日本石油化学ＫＫ製、ＨＶ−３００＞１５０重量部、石
油樹脂（安原油脂ＫＫ製、ＹＳレジン＞５０重量部、炭
酸カルシウム（水沢化学工業ＫＫ製＞２００重量部を加
え、５０’ＣＸ２０分間の条件下、バンバリーミキサ−
で混練し、高粘性ブチルゴム組成物を得た。この組成物
を離型性シートに挟みカレンダーロールを通し、２、Ｑ
ｍｍ厚のシート状物を得た。このシート状物を、１５０
℃Ｘ３０分の条件下で２．３ｍｍ厚の鋼板と熱接着させ
、板状振動減衰材を得た（比較例３）。

また、上記比較例−１，２と同一組成物を２．３ｍｍ厚
の鋼板上に移液した俊、樹脂層が２ｍｍ厚になるように
成型硬化した後、鋼板つきの板状振動減衰材を得た（水
準−１，２，３）。

第１図は実施例１において得られた各水準の板状振動減
衰材について振動減衰特性を測定した結果を示すグラフ
である。

第１図から樹脂層が同一の組成物に対して水準−１，２
に示される拘束型制振材の厚さが４．３ｍｍと薄いにも
かかわらず比較例−１，２の厚さが’１６ｍｍの制振材
よりも制振性がより優れていることがわかる。

また同じ拘束型制振材において本実施例の水準−１，２
に示される本発明の制振材は比較例−３に示される従来
の制振材よりも低周波域はもとより高周波域の広範囲で
制振性が優れている。

実施例２ 樹脂層、鋼板および基板の厚みを変え、実施例−１と同
一の組成および方法で、鋼板つき板状撮動減衰材を得た
。（水Ｑ−４〜１５） 各水準の詳細および振動減衰特性の測定結果を第２表に
示す。

制振性は、樹脂層、鋼材および基材の厚さに依存するこ
とが分かる。基材が厚い場合、鋼材の厚みを増す必要が
あることが理解できる。

実施例３ 実施例１と同一の方法で、金属板付き撮動減衰材を）ｑ
た（水準−１６〜２０＞。金属材質の種類を変えたとき
の撮動減衰特性の測定結果を第３表に示す。

第２図は本実施例で得られた板状振動減衰材の金属材料
のヤング率と１０００Ｈｚにおける副搬性をＣ／Ｃｃで
示した測定結果のグラフである。

第３表および第２図から鋼材の種類により撮動減衰特性
は変わり、ヤング率の高い方が、性能が優れていること
が分かる。

一般に制振材としての機能を発揮できるＣ／ＣＣの値は
２％以上である。この値を満足する金属材のヤング率は
０．４Ｘ　１０６Ｋｇ／ｃｒｉｔ以上であることが必要
である。

第３表 金属材料の厚さ　　　　：２．３＃ 基板（３３４１の鋼）の厚さ＝９ｍ ［発明の効果］ 本発明は上述の様に特定したエポキシ樹脂、ポリアミド
樹脂および化合物［Ｉ］を主体とした樹脂組成物に、振
動減衰剤となる無機充填剤を配合することにより、混練
時の粘性を低くし成型時の加工性を改善出来、更には金
属材料と貼着する積層構造にしたので低周波から高周波
までの広帯域で振動減衰特性が優れ、かつ金属材料によ
り制振材の表面を溶接スパッタのような火花および金属
物との衝突による損傷から保護することが出来る。

また撮動減衰特性が優れているため、制振材の厚みを薄
くでき、施工場所の空間を有効に活用することが出来る
。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１において得られた各水準の板状振動減
衰材について撮動減衰特性を測定した結果を示すグラフ
である。 第２図は本実施例で得られた板状振動減衰材の金属材料
のヤング率と１０００Ｈｚにおける制振性をＣ／ＣＣで
示した測定結果のグラフである。 特許出願人　　　　東し株式会社 第１図 θ、ダ　　　　　　Ｌ 周板数（ＩｔＨｉ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （Ａ）常温から１００℃で流動性を有するエポキシ樹脂 （Ｂ）式　▲数式、化学式、表等があります▼［ I ］ ただしＲ：Ｃ＿ｎＨ＿２＿ｎ＿＋＿１または▲数式、化
   学式、表等があります▼Ｒ１：Ｃ＿ｎＨ＿２＿ｎ＿＋＿
   １ （ｎは１〜２２の整数） で示される化合物 （Ｃ）常温から１００℃で流動性を有するアミド樹脂 （Ｄ）炭素繊維、黒鉛、フェライトおよびマイカからな
   る群の中から選ばれた少なくとも１ 種の充填剤 の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、および（Ｄ）とからなる混
   合組成物を硬化してなる樹脂組成物と、金属材料とを積
   層せしめたことを特徴とする板状振動減衰材。