JPWO2002053647A1 - 制振材 - Google Patents

Abstract

自動車、家電製品、精密機器、電子機器、ＯＡ機器、通信機器、建設機械、土木建築物、その他種々の機械、機器、構造物に適用される制振材に関し、粘弾性特性を有するポリマー材料中に重量平均アスペクト比が１０〜９０である鱗片状フィラーが１〜３ｇ／ｃｍ３の密度で含まれていることを特徴とし、優れた制振性能を有している。

Description

技術分野
本発明は、自動車、家電製品、精密機器、電子機器、ＯＡ機器、通信機器、建設機械、土木建築物、その他種々の機械、機器、構造物に適用される制振材に関する。
背景技術
近年、社会生活に欠かせない自動車から発生する振動、振動による騒音は、社会問題として大きくクローズアップされ、法的規制がますます強化される過程で、その発生防止対策が強く求められようになった。一方、ドライバーや乗客の側からは、車内における振動、振動による騒音の発生を防止して、自動車内における静粛性、快適性を求める声も多い。
また、工場や住宅、学校などの構造物についても、より快適な生活を指向するという思想の広がりにより、構造物外部からの振動や騒音による被害や、構造物内部から発生する振動や振動による騒音が外部へ拡散することによる被害が取り沙汰されるようになり、その対策が求められている。
また、振動の発生源となる産業機械、器具、あるいは振動による影響を受け易い電子機器や精密機器、家電製品、ＯＡ機器、通信機器についても、使用者の振動対策製品についてのニーズが高まっている。
従来、このような要求に応えるべく、自動車、家電製品、電子機器、精密機器、ＯＡ機器、通信機器、建設機械、土木建築物、その他種々の機械、機器、構造物には、その振動対策として、ゴム系、プラスチック系、アスファルト系といった粘弾性特性を有する材料（制振材）を前記機械、機器、構造物などの適用箇所の大きさや形状に合わせて切断したり折り曲げたりして加工し、これを適用箇所に貼り付けて、当該機械、機器、構造物などに伝播する、あるいは機械、機器、構造物などから発生する振動を吸収し減衰させていた。
ところが、従来の制振材にあっては、制振性能が低く十分な騒音対策がなされていないのが現状であった。そこで前述の粘弾性特性を有する材料にマイカや炭酸カルシウムなどのフィラーを充填して制振性能を高める試みもなされていた。
しかしながらこのような制振材にあっても、その制振性能は十分に満足できるものでは無かった。
発明の開示
本発明者らは、このような事情に鑑み、従来の制振材に充填されていた充填材に着目し、鋭意研究を重ねた結果、充填材、特には鱗片状充填材のアスペクト比と密度が制振性能と深く係わっており、特定範囲のアスペクト比を有する鱗片状充填材を所要量充填して特定範囲の密度とすることで、制振性能が飛躍的に向上することを見出した。
本発明は、この知見に基づいて完成されたものであり、従来の制振材に比べて優れた制振性能を有する制振材を提案することを目的とするものである。
上記目的を達成するため、本発明は、粘弾性特性を有するポリマー材料中に重量平均アスペクト比が１０〜９０である鱗片状充填材が１〜３ｇ／ｃｍ^３の密度で含まれていることを特徴とする制振材をその要旨とした。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の制振材について詳しく説明する。本発明の制振材は、粘弾性特性を有するポリマー材料中に鱗片状充填材が含まれているものである。
ポリマー材料としては粘弾性特性を有するものであれば特に限定されず、上述の用途や使用形態に応じて適宜決定すればよい。具体的にはポリ塩化ビニル、塩素化ポリエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポリビニルホルマール、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、シリコン樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド、アクリルゴム（ＡＣＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、シリコンゴム（ＳＲ）の中から選ばれた１種、若しくはこれらの共重合体を挙げることができる。
鱗片状充填材としては、これを充填することで良好な機械的物性（例えば引張強さ、曲げ弾性率、耐衝撃性など）を保ちながら、前記ポリマー材料の持つの制振性能をより向上させるという機能を持つものである。このような機能を持つ鱗片状充填材には、マイカフレーク、セリサイト、グラファイト、タルク、ガラスフレーク、アルミニウムフレークから選ばれる１種、若しくはこれらを２種以上を組み合わせたものを使用することができる。上記鱗片状充填材の中でもマイカフレークが好ましく、マイカフレークとしては、例えば白雲母（マスコバイト）、金雲母（フロゴバイト）、合成フロゴバイトなどを挙げることができ、それらのマイカフレークのうちの１種のみを使用してもまたは２種以上を使用してもよい。
当該制振材の制振性能および機械的性質をより良好なものとするためには、鱗片状充填材の重量平均アスペクト比（重量平均フレーク径／重量平均フレーク厚）は、１０〜９０の範囲とする必要がある。鱗片状充填材の重量平均アスペクト比が１０を下回る場合、ポリマー材料中に混合し易く、かつ分散性がよいという利点はあるものの、これを充填したことによる十分な制振性能の向上を期待することができない。一方、重量平均アスペクト比が９０を上回る場合には制振性能は向上するものの嵩高となるため、ポリマー材料への充填が難しく、かつ鱗片状充填材をポリマー材料全体に均一に分散できなくなり、制振材全体にわたって制振性能が均一に向上するという効果が得られないという不具合が生じることになるからである。
この鱗片状充填材の充填量としては特に限定されないが、充填後の密度が１〜３ｇ／ｃｍ^３の範囲とする必要がある。鱗片状充填材の充填密度が１ｇ／ｃｍ^３を下回ると、十分な制振性能の向上を期待することができない。一方、密度が３ｇ／ｃｍ^３を上回る場合には、引張強さ、曲げ弾性率、耐衝撃性など機械的性質が不良となり、さらには成形困難となるなどの弊害を招く恐れがあるからである。
本発明の制振材は、上記ポリマー材料に鱗片状充填材を所定割合で配合し、これをバンバリーミキサーやロール等を用いて混練し、さらにカレンダー法や押し出し法などにより、用途、目的に応じた形状に成形することで、自動車や自転車、ＯＡ機器などの振動、騒音対策用の制振材とすることができる。
実施例
重量平均アスペクト比が７０のマイカフレーク（クラライトマイカ　クラレ株式会社製）と、重量平均アスペクト比が２３のマイカフレーク（灰化マイカ）をそれぞれ充填密度が異なるように（各８種類となるように）調合し、１４０℃に設定した混練ロールに塩素化ポリエチレンとともに投入し２５分間混練した。
次いで、得られた混練物を１８０℃に加熱した金型間に挟んで１８０秒間加熱し、この後プレス機で８０ｋｇ・ｆ／ｃｍ^２の圧力で３０秒間加圧し、０．８ｍｍの厚さにシート化し、得られたシートを６７ｍｍ×９ｍｍの寸法に切断して、各８種類の試験片を得た。得られた試験片（制振シート）について、それぞれ充填密度（ｇ／ｃｍ^３）と損失係数（η）とを測定した。その結果を図１に示す。
尚、損失係数（η）は、中央加振法（Ｍｕｌｔｉ−Ｐｕｒｐｏｓｅ　ＦＦＴアナライザー、ＣＦ−５２２０、株式会社小野測器製）によって求めた。
図１から、重量平均アスペクト比が２３のマイカフレークを充填した試験片については、充填密度（ｇ／ｃｍ^３）が高くなるにつれて損失係数（η）も徐々にではあるが高くなることが確認された。
一方、重量平均アスペクト比が７０のマイカフレークを充填した試験片にあっては、充填密度（ｇ／ｃｍ^３）が高くなるにつれて上昇する損失係数（η）の上昇度合いが重量平均アスペクト比が２３のものに比べて大きく、重量平均アスペクト比が高く、なおかつ充填密度（ｇ／ｃｍ^３）が大きな試験片がより高い損失係数（η）、すなわち優れた制振性能を有することが解った。
発明の効果
本発明の制振材は、粘弾性特性を有するポリマー材料中に重量平均アスペクト比が１０〜９０である鱗片状充填材が１〜３ｇ／ｃｍ^３の密度で含まれているので、従来の制振材に比べて優れた制振性能を有する。
産業上の利用可能性
本発明の制振材は、自動車、家電製品、精密機器、電子機器、ＯＡ機器、通信機器、建設機械、土木建築物、その他種々の機械、機器、構造物に適用される。
【図面の簡単な説明】
図１は重量平均アスペクト比が異なる２種の制振材における損失係数と鱗片状充填材の密度との関係を示すグラフである。

Claims (2)

1. 粘弾性特性を有するポリマー材料中に重量平均アスペクト比が１０〜９０である鱗片状フィラーが１〜３ｇ／ｃｍ^３の密度で含まれていることを特徴とする制振材。
2. 鱗片状フィラーがマイカフレークであることを特徴とする請求項１記載の制振材。

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