JP4607000B2 - 減衰性付与剤 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂材料に減衰性を付与する減衰性付与剤に関するものである。

従来、樹脂材料に制振性等の減衰性を付与する減衰性付与成分としては、ベンゾトリアゾール基を有する化合物等が知られている（特許文献１参照）。この種の減衰性付与成分は、溶融状態の樹脂材料と混合して使用される。この減衰性付与成分は、樹脂材料に対して、例えば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、振動エネルギーを減衰する性能、すなわち減衰性を付与する成分である。
国際公開第９７／４２８４４号パンフレット

上記背景技術に記載の減衰性付与成分は、樹脂材料の溶融温度や混練時における摩擦熱によっては、熱分解することがある。このように減衰性付与成分が熱分解することにより、例えば減衰性材料から得られた成形品では、減衰性付与成分の配合量に応じた減衰性が発揮されにくくなるといった不具合が生じることになる。

本発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐熱性を有することで、減衰性能を十分に発揮させることのできる減衰性付与剤を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明の減衰性付与剤は、樹脂材料と混合して使用されることによって、前記樹脂材料に減衰性を付与する減衰性付与剤であって、Ｎ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンを有効成分として含有することを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の減衰性付与剤において、前記樹脂材料がポリアミド及びポリエステルの少なくとも一方であることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の減衰性付与剤において、前記樹脂材料及び前記有効成分の合計質量に対して、前記有効成分が１〜５０質量％の質量割合となるように、前記樹脂材料に混合されることを要旨とする。

本発明の減衰性付与剤によれば、耐熱性を有することで、減衰性能を十分に発揮させることができる。

以下、本発明を具体化した実施形態を詳細に説明する。
減衰性付与剤は樹脂材料と混合して使用され、その樹脂材料に減衰性を付与するものである。この減衰性付与剤は樹脂材料中において、振動エネルギー、衝撃エネルギー、音のエネルギー等のエネルギー（但し、光エネルギー及び電気エネルギーを除く）を熱エネルギーに変換する機能を発現する。すなわち、この減衰性付与剤によって、樹脂材料には外部から伝播したエネルギーを減衰する減衰性が付与される。

この減衰性付与剤は、Ｎ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンを有効成分として含有している。このＮ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンとしては、例えば市販品であるノクラックＷｈｉｔｅ（商品名）等を使用することができる。

この減衰性付与剤には、有効成分以外の成分として充填剤、難燃剤、腐食防止剤、着色剤、制電剤、湿潤剤等を必要に応じて含有させることもできる。
減衰性付与剤中における有効成分の含有量は、特に限定されないが、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上、さらに好ましくは７０質量％以上、最も好ましくは全量を有効成分とした減衰性付与剤である。この有効成分の含有量が５０質量％以上の場合、樹脂材料に対する減衰性付与剤の配合量を削減することができるため、減衰性付与剤の取り扱い性が良好になる。

樹脂材料に対する減衰性付与剤の配合量は、樹脂材料及び有効成分の合計質量に対する有効成分の質量割合で、好ましくは１〜５０質量％、より好ましくは３〜５５質量％、さらに好ましくは４〜４０質量％である。この質量割合が１質量％未満であると、優れた減衰性能が得られにくくなる。一方、５０質量％を超えると、成形性が十分に得られないおそれがある。

この減衰性付与剤が配合される樹脂材料は、一般に汎用プラスチック及びエンジニアリングプラスチックに分類される。汎用プラスチックとしては、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリメタクリル酸メチル、エチレン／酢酸ビニル共重合体、エチレン／アクリル酸共重合体、エチレン／アクリル酸エステル共重合体、エチレン／メタクリル酸共重合体、エチレン／メタクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル／スチレン共重合体、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン樹脂共重合体等が挙げられる。エチレン／アクリル酸エステル共重合体としては、エチレン／アクリル酸メチル共重合体、エチレン／アクリル酸エチル共重合体等が挙げられる。エチレン／メタクリル酸エステル共重合体としては、エチレン／メタクリル酸メチル共重合体、エチレン／メタクリル酸エチル共重合体等が挙げられる。エンジニアリングプラスチックとしては、ポリアミド、ポリエステル、ポリアセタール、ポリエステルエラストマー、各種液晶ポリマー等が挙げられる。樹脂材料は、単独種を使用してもよいし、複数種をブレンドして使用してもよい。これらの樹脂材料の中でも、一般的に汎用樹脂よりも溶融温度が高いエンジニアリングプラスチックを採用した場合において上記減衰性付与剤の効果が十分に得られる。特に、この減衰性付与剤は、ポリアミド及びポリエステルの少なくとも一方に混合して使用されることで、減衰性付与剤の効果が顕著に得られる。ポリアミドとしては、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド４６、ポリアミドエラストマー等が挙げられる。ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエステルエラストマー等が挙げられる。これらのポリアミド及びポリエステルの少なくとも一方は、単独で使用してもよいし、複数種を組み合わせて使用してもよい。

減衰性材料は、母材となる樹脂材料と、その樹脂材料に減衰性を付与する減衰性付与成分とを含有する。この減衰性付与成分は、Ｎ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンである。樹脂材料としては、上記の樹脂材料が使用される。

この減衰性材料には、減衰性付与成分以外の成分として充填剤、難燃剤、腐食防止剤、着色剤、制電剤、湿潤剤等を必要に応じて含有させることもできる。
この減衰性材料の減衰性能は、動的粘弾性測定による損失正接（ｔａｎδ）のよって確認される。すなわち、損失正接の値が高ければ高いほど、より優れた減衰性能が発揮される。なお、この損失正接の値は温度に依存し、損失正接には所定の温度（ピーク温度）におけるピーク値が存在する。

この減衰性材料は、樹脂材料が熱可塑性樹脂の場合、溶融状態の樹脂材料に減衰性付与剤（減衰性付与成分）を混合することによって得られる。また、この減衰性材料は、樹脂材料が熱硬化性樹脂の場合、硬化前の樹脂材料に減衰性付与剤（減衰性付与成分）を混合することによって得られる。樹脂材料と減衰性付与剤（減衰性付与成分）との混合には、ディゾルバー、バンバリーミキサー、プラネタリーミキサー、グレンミル、ニーダー等の公知の混合機を使用することが可能である。この減衰性材料に外部から、例えば振動エネルギーが伝播すると、樹脂材料の分子鎖と、Ｎ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンの分子との摩擦によって、その振動エネルギーは熱エネルギーに変換されると推測される。このようにして、減衰性材料中においてエネルギーが変換されることにより、減衰性材料は減衰性を発揮する。

この減衰性材料は、減衰性を発揮する成形品として、例えば自動車、内装材、建材、家電製品、電子機器、産業機械部品等の分野において使用することができる。また、この減衰性材料は、衝撃エネルギーを吸収する成形品として、例えば靴、グローブ、各種防具、グリップ、ヘッドギア等のスポーツ用品、ギプス、マット、サポーター等の医療用品、壁材、床材、フェンス等の建材、各種緩衝材、各種内装材等に適用することができる。

この減衰性材料を制振材料として利用する場合、減衰性材料をシート状に成形することにより、非拘束型制振シートとして利用することができる。この非拘束型制振シートは、適用箇所に貼り合わせることによって、制振シートの一側面が拘束されていない状態で使用される。また、この減衰性材料を制振材料として利用する場合、減衰性材料をシート状に成形することにより得られる制振シートを制振層とし、同制振層の表面に制振層を拘束するための拘束層を貼り合わせることによって拘束型制振シートを得ることができる。拘束層としては、アルミニウム、鉛等の金属箔、ポリエチレン、ポリエステル等の合成樹脂から形成されるフィルム、不織布等が挙げられる。この拘束型制振シートは、適用箇所に貼り合わせることによって、制振層の両面が拘束されている状態で使用される。

本実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
（１） 減衰性付与剤は、Ｎ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンを有効成分として含有している。この有効成分は、樹脂材料中において振動エネルギー等のエネルギーを熱エネルギーに変換する機能を十分に発現する。従って、この減衰性付与剤は、樹脂材料に対して減衰性を付与することができる。例えば、樹脂材料として熱可塑性樹脂を採用した場合には、減衰性付与剤が配合された樹脂材料を溶融混練した後に成形すれば、減衰性の付与された成形品が得られることになる。また例えば、樹脂材料として熱硬化性樹脂を採用した場合、硬化前の樹脂材料に減衰性付与剤を混合した後に、その樹脂材料を硬化することにより、減衰性の付与された成形品が得られることになる。

さらに、この減衰性付与剤の有効成分は耐熱性に優れているため、樹脂材料と減衰性付与剤とを混合したり、減衰性付与剤が配合された樹脂材料を成形したりするに際して、有効成分の熱分解が抑制されることになる。すなわち、減衰性付与剤の配合量に応じた減衰性が発揮され易くなる結果、減衰性能を十分に発揮させることができる。

（２） この減衰性付与剤は、ポリアミド及びポリエステルの少なくとも一方に混合されることが好適である。すなわち、ポリアミド及びポリエステルの少なくとも一方は、減衰性付与剤を混合したり、減衰性付与剤が配合された樹脂材料を成形したりするに際して、過酷な温度条件になり易い。このような樹脂材料に対して混合される減衰性付与剤であって、上記有効成分が含有されていることで、その有効成分の耐熱性が十分に発揮される。このため、この減衰性付与剤は、ポリアミド及びポリエステルの少なくとも一方に混合されることにより、一層有効に使用することができる。

（３） 減衰性付与剤は、樹脂材料及び有効成分の合計質量に対して、有効成分が１〜５０質量％の質量割合となるように、樹脂材料に混合されることが好ましい。この場合、得られる減衰性材料の成形性を維持しつつ、優れた減衰性能を得ることができる。

（４） 減衰性材料は、母材となる樹脂材料と、減衰性付与成分としてのＮ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンとを含有している。この減衰性付与成分は、樹脂材料中において振動エネルギー等のエネルギーを熱エネルギーに変換する機能を十分に発現する結果、この減衰性材料では減衰性が発揮される。

さらに、この減衰性付与成分は耐熱性に優れているため、樹脂材料と減衰性付与成分とを混合したり、減衰性付与剤が配合された樹脂材料を成形したりするに際して、有効成分の熱分解が抑制されることになる。すなわち、減衰性付与剤の配合量に応じた減衰性が発揮され易くなる結果、減衰性能を十分に発揮することができる。

（５） 減衰性材料は、樹脂材料及び減衰性付与成分の合計質量に対して、減衰性付与成分が１〜５０質量％の質量割合となるように、樹脂材料に混合されることが好ましい。この場合、得られる減衰性材料の成形性を維持しつつ、優れた減衰性能を得ることができる。

なお、前記実施形態を次のように変更して構成することもできる。
・ 減衰性材料を製造するに際して、樹脂材料に減衰性付与剤（減衰性付与成分）を配合したマスターバッチを製造した後に、そのマスターバッチをさらに樹脂材料で希釈してもよい。

次に、実施例及び比較例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明する。
（実施例１）
表１に示すように、樹脂材料としてのポリアミド６６（ＰＡ６６、Ｚｙｔｅｌ（商品名）１０１ＮＣ０１０、デュポン（株）製）９０質量部に対し、有効成分（減衰性付与成分）のみからなる減衰性付与剤を１０質量部配合することにより、減衰性材料を調製した。ＰＡ６６と減衰性付与剤との混合は、ＭＳ加圧型ニーダー（ＤＳ１−３型、（株）森山製作所製）を用いて、加熱温度２９０℃、２０分の条件でＰＡ６６を溶融混練することによって行った。

（実施例２）
表１に示すように、樹脂材料としてのポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ、Ｃｒａｓｔｉｎ（商品名）Ｓ６００Ｆ１０ＮＣ０１０／ＢＫ８５１／ＢＫ８５１Ｊ、デュポン（株）製）９０質量部に対し、有効成分（減衰性付与成分）のみからなる減衰性付与剤を１０質量部配合することにより、減衰性材料を調製した。ＰＢＴと減衰性付与剤との混合は、ＭＳ加圧型ニーダー（ＤＳ１−３型、（株）森山製作所製）を用いて、加熱温度２４０℃、２０分の条件でＰＢＴを溶融混練することによって行った。

（比較例１、２）
減衰性付与剤を配合しないポリアミド６６を実施例１対する比較例１とした。同様に、減衰性付与剤を配合しないＰＢＴを実施例２に対する比較例２とした。

＜動的粘弾性の測定＞
各例で得られた減衰性材料をシート状に成形することによって、厚さ１ｍｍのシート材を得た。各シート材を３５ｍｍ×５ｍｍの寸法に切断し、動的粘弾性測定用の試験片とした。動的粘弾性測定装置（ＲＳＡ−ＩＩ：レオメトリック社製）を用いて各試験片を加振しながら連続的に昇温した際の損失正接（ｔａｎδ）を測定した。測定条件は、加振の周波数１０Ｈｚ、測定温度範囲−２０℃〜＋１６０℃、昇温速度５℃／分とした。この測定によって得られた結果を図１及び図２に示すとともに、損失正接のピーク値及びピーク温度を表１に併記する。また、各実施例における損失正接の向上率を、それぞれ各比較例を基準として算出した。これらの向上率の結果を表１に併記する。

各実施例では、樹脂材料の溶融混練時において、減衰性付与成分の熱分解による異臭や白煙が発生することなく、樹脂材料に減衰性付与剤を混合することができた。さらに、各実施例における損失正接のピーク値は、各比較例における損失正接のピーク値よりも、表１に示す向上率で高まっていることから、各実施例では減衰性が付与されていることがわかる。

実施例１及び比較例１における温度と損失正接の関係を示すグラフ。 実施例２及び比較例２における温度と損失正接の関係を示すグラフ。

Claims (3)

1. 樹脂材料と混合して使用されることによって、前記樹脂材料に減衰性を付与する減衰性付与剤であって、
   Ｎ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンを有効成分として含有することを特徴とする減衰性付与剤。
2. 前記樹脂材料がポリアミド及びポリエステルの少なくとも一方である請求項１に記載の減衰性付与剤。
3. 前記樹脂材料及び前記有効成分の合計質量に対して、前記有効成分が１〜５０質量％の質量割合となるように、前記樹脂材料に混合される請求項１又は請求項２に記載の減衰性付与剤。

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