JPS63234044A - 制振金属板用粘弾性組成物 - 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】 産呈上坐且里圀団 本発明は、後加工性にすぐれた割振金属板に関するもの
であり、詳しくは二枚の金属板の間にはさみ込む中間層
の成分として、不飽和結合を有するゴム成分と、アクリ
ル酸金属塩もしくはメタクリル酸金属塩と、さらに重合
性単量体を主成分とする粘弾性組成物にすることにより
、これを中間層とした割振金属板の張出し、曲げ、深絞
り等の後加工をきわめて良好に行うことを可能にした制
振金属板に関するものであり、自動車、鉄道、航空機等
の乗物、事務機器、電気製品等の各種機器の０〜１００
℃の温度範囲、とくに常温附近での振動部材の騒音低減
を行なう、すぐれた制振性を有する割振金属板である。

狐米艮街 近年、自動車、鉄道、航空機等の乗物および事務機器、
電気製品等の普及にともない、それらの機器に対する騒
音対策が緊急の課題としてクローズアップされ、その対
応策として現在までに多くの制振金属板が提案され、あ
るいは市販されてきた。

しかし、市場の要望に対して従来の割振金属板を評価し
た場合、次のような種々の不備な点があげられ、その結
果適用範囲が非常に限定されているのが現状である。

そのもっとも大きな欠点の１つは、市販の制振金属板に
使用されている中間層物質は、そのほとんど大部分が熱
可塑性の自己粘着剤の一種であるため、後加工時におけ
る衝撃的応力により、中間層物質にワレが生じたり、縮
み変形時には座屈が生じてフランジしわを発生しやすい
。さらには金属との接着性がきわめて乏しいために、金
属板との剥離、ズレが発生する。したがって、張出し、
曲げ、絞り等の複合したプレス成形は非常に困難となる
。すなわち、もっとも需要が多く、かつ複雑なプレス成
形性が要求される自動車用部材、事務機器、金属加工機
械等には適用が困難となる。

また、非常に単純なプレス成形からなる部材も、塗料の
焼付工程あるいは乾燥工程で中間層物質が流れ出したり
、分解炭化を生じたり、さらには実際の使用温度におい
て静的応力下でクリープが発生したり、金属板との剥離
が生じたりして、実用上程々の問題点をかかえている。

見豆生旦血 本発明の目的は、従来の制振金属板が存する上記の如き
欠点を改良した振動減衰能力およびすぐれた後加工性を
兼ね備えた割振金属板を提供することにある。

すなわち、本発明者らは鋭意研究を進めた結果、分子中
に不飽和結合を肴する天然ゴム、もしくは合成ゴム１０
０重量部に対し、アクリル酸金属塩もしくはメタクリル
酸金属塩を１〜９０重量部、さらにアクリル酸金属塩、
メタクリル酸金属塩以外の重合性単量体を２５〜２００
重量部、更に粘着附与剤を５０〜２００重量部、触媒を
０．１〜１０重量部からなる粘弾性組成物を見出し、こ
れにより本発明を完成したものである。

１皿鬼盪底 本発明の要旨とするところは、 （Ａ）分子中に不飽和結合を有する天然ゴムあるいは合
成ゴムを単独ないし二種以上の混合物１００重量部に対
し、 （８）アクリル酸金属塩もしくはメタクリル酸金属塩を
１〜９０重量部と、 （Ｃ）重合性単量体で（Ｂ）成分以外の化合物を２５〜
２００重量部と、 （Ｄ）粘着附与剤を５０〜２００重量部と、（Ｅ）硬化
触媒を０．１〜１０重量部とを含む組成物を２枚の金属
板の間にはさみ込み、中間層を硬化一体化してなる後加
工性にすぐれた割振金属板に関するものである。

また上記組成物として硬化前状態で粘度が温度３０℃で
剪断速度１．０ＯＯｓｅｃ−’の時に１０．０００ボイ
ズ以下の粘稠な性状で且つ粘着性を有し、硬化後の中間
層の物性として１０〜１００℃の温度範囲において、貯
蔵弾性率（Ｅ′）が１０−７〜５ＸＩＱ”ｄｙｎｅ／ｃ
ｍ、損失角正接（ｔａｎδ）が０．１以上の粘弾性物性
であって、且つ２枚の金属板と中間層との接着性能が、
剥離力が５　ｋｇ／　２５　ｍｓ以上、剪断力が３０ｋ
ｇ／ａａ以上の接着力のすぐれた制振金属板用粘弾性組
成物に関するものである。

次に本発明の粘弾性組成物の各材料について詳しく述べ
る。

本発明におけるゴム状ポリマーとは、天然ゴム、ポリイ
ソブチレン、ポリブタジェン、ポリクロロプレン、スチ
レン−ブタジェン共重合体、アクリロニトリルーブタジ
エン共重合体、スチレン−ブタジェン−ビニルピリジン
共重合体、イソブチレン−イソプレン共重合体、アクリ
ル酸−ブタジェン共重合体、メタクリル酸−ブタジェン
共重合体、メチルアクリレート−ブタジェン共重合体、
メチルメタクリレート−ブタジェン共重合体、エチレン
−プロピレン−シクロペンタジェン共重合体、エチレン
−プロピレン−５−エチリデン−２−ノルホルネン共重
合体、エチレン−プロピレン−１゜４−ヘキサジエン共
重合体、共役ジエンブチルゴム、ジンジオクタチック１
．２−ポリブタジェン、ノルボルネンゴム、スチレン−
ブタジェン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イ
ソプレン−スチレンブロック共重合体など分子中に不飽
和結合を有する広汎な高分子エラストマーである。これ
ら高分子物質の分子量は何ら限定されるものではなく、
その使用目的あるいは使用条件により適宜選択して使用
されるが、原料高分子エラストマーの主として物理特性
を保持する目的から分子量約５００以上のものを用いる
のが好ましい、また、２種以上のポリマーを混用して用
いてもよい。

本発明に用いられるアクリル酸金属塩あるいはメタクリ
ル酸金属塩とは、亜鉛、アルミニウム、スズ、カルシウ
ム、ニッケル、コバルト、鉄、マグネシウム、鉛等の金
属酸化物とアクリル酸もしくはメタクリル酸との反応物
であって、アクリル酸亜鉛、アクリル酸アルミニウム、
アクリル酸コバルト、アクリル酸鉛、アクリル酸マグネ
シウム、アクリル酸スズ、アクリル酸カルシウム、メタ
クリル酸亜鉛、メタクリル酸アルミニウム、メタクリル
酸コバルト、メタクリル酸鉛、メタクリル酸マグネシウ
ム、メタクリル酸スズ、メタクリル酸鉄等の金属塩化合
物てあり、これらの化合物は金属面に対してずぐれ紅接
着性を付与する。

重合性単量体としてはスチレン、α−メチルスチレン、
β−メチルスチレン、ジビニルベンゼン等のスチレン誘
導体；アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、
メタクリル酸メチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリ
ル酸シクロヘキシル、メタクリル酸テトラヒドロフルフ
リル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸グリシジル
、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ス
テアリル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、ジメタ
クリル酸エチル、ジメタクリル酸１，３−ブチレングリ
コール、メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル、ジメタ
クリル酸エチレングリコール、トリメタクリル酸トリメ
チロールプロパン、トリアクリル酸トリーメチロールプ
ロパン等のアクリル酸誘導体およびメタクリル酸誘導体
；トリアリルイソシアヌレート、酢酸ビニル・アクリロ
ニトリル、ビニルピリジン等があげられるが、これらの
少なくとも１種以上が使用され、これにより振動減衰能
力や機械的物性等の幅広い範囲での設Ｖが可能となる。

本発明で使用される粘着附与剤としては、ロジン、水添
ロジングリセリンエステル、ポリテルペン樹脂、テルペ
ン・フェノール樹脂、Ｃ３系石油樹脂、Ｃ９系石油樹脂
、脂肪族系環状炭化水素樹脂、水素添加炭化水素樹脂等
の固体状準高分子樹脂；キシレン樹脂、エポキシ樹脂、
不飽和ポリエステル樹脂、ポリアクリル酸エステル等の
流動性準高分子樹脂；フタル酸エステル、芳香族多塩基
酸エステル、脂肪族二塩基酸エステル等の可塑剤および
ポリブテン、ポリイソブチレン等の高分子低重合物等が
あげられ、これらの少なくとも一種以上が使用され、こ
れによって振動減衰能力を発揮する温度範囲を自由に設
計することが可能となる。

更に本発明で使用される硬化触媒としては、メチルエチ
ルケトンパーオキサイド、シクロヘキサンパーオキサイ
ド、アセチルアセトンパーオキサイド等のケトンパーオ
キサイド；１．ｌ−ビス（第３級−ブチルパーオキサイ
ド）　−３，３，５−）リメチルシクロヘキサン、１．
１−ビス（第３級−ブチルパーオキサイド）−シクロヘ
キサン等のパーオキシケタール；第３級−ブチルハイド
ロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、２
．５−ジメチルヘキサン−２，５−ジヒドロパーオキサ
イド等のハイドロパーオキサイド；ジー第３級−ブチル
パーオキサイド、ジクミルパーオキサイド等のジアルキ
ルパーオキサイド；アセチルパーオキサイド、イソブチ
ルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド等のジア
シルパーオキサイド；ジイソプロピルパーオキシジカー
ボネート、シミリスチルパーオキシジカーボネート等の
パーオキシジカーボネート；第３級−ブチルパーオキシ
アセテート、第３級−ブチルパーオキシベンゾエート、
第３級−ブチルパーオキシマレイン酸、第３級−ブチル
パーオキシイソプロピルカーボネート等のパーオキシエ
ステルがあげられ、これらの硬化剤の少なくとも一種以
上のパーオキサイドが用いられる。

以上述べてきた各材料を混合、一体化し二枚の金属板の
間にはさみ込み、加熱硬化させ、一体化することにより
、本発明の目的は達成される。

、本発明の粘弾性組成物を使用した割振金属板は中間層
と２枚の金属板との接着性がきわめて良好であり、かつ
振動減衰性のすぐれたものであり、さらに熱的安定性、
耐熱老化性、耐衝撃性にすぐれているため、補強のため
のスポット溶接は不用であり、生産性に大きく寄与する
ものである。

しかし、本発明の割振金属板と他の金属部材とを組み合
せる場合においては、粘弾性組成物に導電性を階部する
必要があり、その場合においては鉄、アルミニウム、銅
、ステンレススチール等の金属粉あるいはカーボンブラ
ック、カーボン繊維等の導電性粒子、導電性短センイ等
を粘弾性組成物１００重量部に対し１〜５０重量部添加
することによってスポット溶接を良好に行わしめること
ができる。

また本発明に使用される粘弾性組成物には必要に応じて
重合禁止剤、硬化促進助剤、老化防止剤の添加が可能で
あり、その他充填材等を加えても何ら差支えない。

一方、本発明に用いられる２枚の金属板とは、鉄、銅、
アルミニウム、ジュラルミン、ステンレススチール等の
各種の合金あるいは亜鉛、クロメート、リン酸亜鉛等で
メッキされた鋼板であり、これらの同種又は異種金属の
組合せで用いられる。

またこの金属板の間にはさみ込まれる中間層の厚さは０
．０１〜１．０　ｍ、好ましくは０．０５〜０．５籠に
調整して用いられる。

１施■ 以下に実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に詳
述する。

大施■二上 ゴム状ポリマーとしてポリブタジェンゴム（日本合成ゴ
ム株式会社製ＢＲ−０１）を１００重量部と、重合性単
量体としてゴム状ポリマーと相溶性のよいアクリルエス
テルを８７．５重量部を同一容器に入れ一昼夜放置した
。アクリルエステルとしてはメタクリル酸メチル、メタ
クリル酸シクロヘキシル、ジメタクリル酸−１，３ブチ
レングリコールの３種類を用いた。それぞれの混合物に
さらにアクリル酸亜鉛塩を５０重量部、さらに粘着附与
剤として脂環族炭化水素樹脂（荒川化学工業株式会社製
アルコンＭ−１００）を１５０重量部、さらに硬化触媒
としてｔ−ブチルパーオキシマレイン酸を２．５重量部
を添加し、混練り機で混合して粘稠物の粘弾性組成物を
得た。配合内容は表１に示す通りであり、それらの硬化
前の組成物を粘度について測定し、また硬化後の組成物
については接着力および粘弾性特性、さらに振動減衰性
について測定した。

材料粘度はフローテスター装置により、温度３０℃で剪
断速度１０ｓｅｃ−’〜５　ｘ　ｌ　Ｏ’　５ｅｃ−’
にて粘度を測定した。また接着力測定はＱ、　８　ｍｍ
の冷延鋼板の間に組成物をはさみ込み、温度１５０℃で
１０分間加熱、加圧して試験片を作製した。

剪断接着力はＪＩＳ−に−６８５０、剥離接着力はＪＩ
Ｓ−に−６８５４に準じて測定した。

粘弾性特性は１５０℃で１０分間加熱硬化させたシート
状試験片をパイブロン試験機により一１００℃から１５
０℃の温度範囲において貯蔵弾性率（Ｅ’）、損失角正
接（ｔａｎ　δ）を測定した。周波数１００１１ｚのｔ
ａｎ　δの最大値とその温度でのＥ′を測定した。

さらに振動減衰性は厚さ０．８鶴、中２５１１、長さ３
００ｍの２枚の鋼板の間に粘弾性組成物の中間層の厚み
を０．１簡に調整し、１５０℃で１０分間、加熱、加圧
の条件下で硬化一体化させた試験片を、それぞれについ
てメカニカルインピーダンス法を用いて振動減衰能の尺
度である損失係数（η）の周波数５００Ｈｚでの温度依
存性を測定した。結果を表２及び第１図に示した。

ル較■二土及乏ｌ 比較のため従来のポリイソブチレンを主成分Ｊする割振
金属板及びエチレン−酢酸ビニルを主に分とする割振鋼
板をそれぞれ比較例１及び２としそれらについての接着
力および振動減衰性能を払定した。結果は、表２、第１
図に示す通りであ−た。

以上の結果より、比較例に比し実施例は振動減衰性能に
すぐれ且つ接着性能の良好な粘弾性組成物であった。比
較例１は振動減衰性能にはすぐれているけれども、接着
性能は劣っている。比較例２は振動減衰性能、接着性能
共に劣っている。

叉施■二１ ゴム状ポリマーとしてスチレン−ブタジェンゴム、アク
リロニトリル−ブタジェンゴム、イソプレンゴムの３種
類をそれぞれ１００重量部と、アクリルエステル８７．
５重量部を同一容器に入れ、−昼夜放置して膨潤させた
。

アクリルエステルとしてはジメタクリル酸１．３ブチレ
ンゲリコールを用いた。それぞれの混合物にさらにアク
リル酸亜鉛塩粘着附与剤１、硬化触媒を表３に示す内容
にて添加、混合し、粘稠状の組成物を得た。それらの組
成物について実施例−１に示す条件と同一の条件にて硬
化前材料の粘度、硬化後材料の接着性、粘弾性特性、振
動減衰性を測定し、結果を表４に示した。

ゴム状ポリマ一種を選択することにより割振性能の使用
温度を設計する事が出来る。

ス皇■ニエ 表５に示すごとくアクリル酸金属塩、メタクリル酸金属
塩の種類を変えた粘弾性組成物を調整し、実施例−１に
示した条件と同一の条件にて硬化前材料の粘度測定、硬
化後材料の接着性、粘弾性特性、振動減衰性を測定し、
結果を表６と第３図に示した。なお接着テストは冷延鋼
板および亜鉛メッキ鋼板の２種類を用いて実施した。

なお比較例にはアクリル酸金属塩を添加しない組成物を
比較例−３とし、同一試験条件にて性能評価を行った。

表６に示すごとく金属塩を添加しない系は振動減衰性能
は良好であるが、接着性能は劣っていた。

スｍ支 実施例−１、試験番号−３の粘弾性組成物１００重量部
に、さらに鉄粉（粒径７５μ以下）２０重量部を均一に
混合して″製造した材料を試験番号−１２とした。その
組成物を厚さ０．６鶴の２枚の冷延鋼板の間にはさみ込
んだ後、加熱硬化して製造した割振金属板のスポット溶
接を行った。

溶接装置は大阪電気■製のスポット溶接機を用いてクラ
スＡの溶接条件で１．２鰭厚鋼板同志の１点スポット溶
接で割振金属板同志の溶接である。

上記スポット溶接において形成されたナゲツト部には中
間層残渣は含まれておらず、またスポット溶接後の剪断
力は２５５ｋｇ／ａｊであり、制振金属板同志のスポッ
ト溶接は良好であった。

拭ｕＩＭ二土ｌ ポリブタジェンゴム　　　　　１００重量部ジメタクリ
ルＭｌ、３−ブチレンゲリコール　　８７．５　　　〃
アクリル酸亜鉛　　　　　　　　５０　〃脂環族石油系
樹脂　　　　　　１５０　〃ｔ−ブチルパーオキシマレ
イン酸２．５〃ｐ−ベンゾキノン　　　　　　０．０２
重量部鉄粉　　　　　　７８〃 剪断接着力 溶接前　　　　　　　１２８ｋｇ／ｃｍ溶接後　　　　
　　　２５５ｋｉｒ／ｄ叉施■ニエ ゴム状ポリマーとしてスチレン−ブタジェン−スチレン
ブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブ
ロック共重合体の２種類をそれぞれ１００重量部と、ア
クリルエステル１２０重量部をそれぞれ同一容器に入れ
、−昼夜放置して膨潤させた。アクリルエステルとして
はメタクリル酸メチル６０重量部、メタクリル酸シクロ
ヘキシル６０重量部を用いた。それぞれの混合物にアク
リル酸亜鉛、粘着付与剤、硬化触媒を表７に示す内容に
て添加、混合して粘稠状の組成物を得た。

それらの組成物について実施例−１に示す条件と同一の
条件にて硬化前材料の粘度、硬化後材料の接着性、粘弾
性特性、振動減衰性を測定し、結果を表８に示した。

表８の結果から明らかなように、ブロック共重合体のゴ
ム種、さらにスチレン／ゴム比を適宜選択することによ
り制振性能の使用温度を自由に設計することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

添附図面中、第１図、第２図及び第３図はそれぞれ本発
明による割振金属板用粘弾性組成物に関し、損失係数の
温度依存性を測定した結果を示すグラフである。 代理人　弁理士　　１）代　蒸　治 図面の浄書（内存に変型なし） 第１　図 り２演　ＣＣ） 温液　（°Ｃ） 第３図 湿［（’Ｃ） 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 特願昭８２−２８１８６０号 ２　発明の名称 制振金属板用粘弾性組成物 ３、補正をする者 事件上の関係　　　特許出願人 ５、補正命令の日付 昭和６３年１月１９日（発送日） ６、補正の対象 図　　　　面 ７、補正の内容 別紙のとおり（図　面　　　１通 図面の浄書、内容に変更なし）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）（Ａ）成分として分子中に不飽和結合を有する天
   然ゴムもしくは合成ゴムと、 （Ｂ）成分としてアクリル酸金属塩もしくはメタクリル
   酸金属塩と、 （Ｃ）成分として重合性単量体であって（Ｂ）成分以外
   の化合物と、 （Ｄ）成分として粘着附与剤と、 （Ｅ）成分として触媒と を含有する組成物を、２枚の金属板の間にはさみ込み、
   該組成物中間層を硬化一体化してなる制振金属板用粘弾
   性組成物。
2. （２）（Ａ）成分１００重量部に対し、（Ｂ）成分が１
   〜９０重量部、（Ｃ）成分が２５〜２００重量部、（Ｄ
   ）成分が５０〜２００重量部、（Ｅ）成分が０．１〜１
   ０重量部の範囲で配合された特許請求の範囲（１）記載
   の組成物。
3. （３）硬化前の組成物の粘度が３０℃の温度において、
   剪断速度１，０００ｓｅｃ＾−＾１の時に１０，０００
   ポイズ以下であり、且つ粘着性を有する事を特徴とした
   特許請求の範囲（１）記載の組成物。
4. （４）硬化後の組成物の特性として、０〜１００℃の温
   度範囲において、 ａ）貯蔵弾性率（Ｅ′）が１０＾７〜５×１０＾９ｄｙ
   ｎ／ｃｍ＾２、 ｄ）損失角正接（ｔａｎδ）が０．１以上、ｃ）金属材
   料との剥離密着力が５ｋｇ／２５ｍｍ以上で且つ剪断密
   着力が３０ｋｇ／ｃｍ＾２以上の物性値を有することを
   特徴とする特許請求の範囲（１）記載の組成物。