JP4766741B2 - 不低反発弾性・制振性ポリマー組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低反発弾性・制振性ポリマー組成物に関し、詳しくはクッション性・耐衝撃性・制振性が要求される製品・部材などの成形品、塗料、接着剤などに好適なポリマー組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から多種のポリマーやポリマー組成物（以下、ポリマー等という）が、自動車関連、機器関連、住宅・建設・土木関連、エレクトロニクス関連、スポーツ・レジャー・日用品関連などあらゆる分野で汎用されている。これらの使用分野によっては、ポリマー等に大きな衝撃が加わる環境下や振動の激しい環境下で使用されることもあり、ポリマー等には特性として高度なクッション性、耐衝撃性あるいは制振性が要求されることがある。
【０００３】
従来よりクッション性のあるポリマー等としては、特に軟質ポリウレタンフォームが汎用されている。この種の軟質ポリウレタンは、４０〜８０％の高反発弾性を有するものが一般的で、特にシートなどの用途では硬い感触に起因し使用者が疲労感を覚えるというような不都合があった。そのため、ポリウレタンフォームを改良し、低反発弾性でクッション性のあるクッション材が提供されている（特開１１−１７０４６９号公報及び特開平１０−５２８６６号公報参照）。また、従来より制振性のあるポリマー等としては、ゴム材料が汎用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特開１１−１７０４６９号公報や特開１０−５２８６６号公報に記載のクッション材では、反発弾性が低いものの硬度が十分でないため、荷重が加わった場合の成形体の変形量が大きく、フォーム構造が破壊される虞があった。また、ゴム材料は一般のポリマーの中では最も減衰性に優れるものの、単独で制振材として使用するには減衰性が十分ではなく、例えば建造物や機器類の制振材としてはゴム材と鋼板とを積層したりして、複合形態で使用しなければならなかった。
【０００５】
そこで、本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、低反発弾性でありながら所定の硬度を維持するため荷重により成形体が変形しにくく、クッション性、耐衝撃性を有し、さらに優れた制振性を有するポリマー組成物を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、エポキシ樹脂を母材を構成するポリマーとし、前記ポリマーに該ポリマーの双極子モーメント量を増加させる活性成分としてエチル−２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリレートが５〜１５重量％の割合で配合されていることを特徴とする低反発弾性・制振性ポリマー組成物をその要旨とした。
【０００７】
（削除）
【０００８】
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【０００９】
（削除）
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の低反発弾性・制振性ポリマー組成物（以下、本ポリマー組成物という）は、母材となるポリマーにその双極子モーメント量を増加させる活性成分が配合され、低反発弾性を備えながら所定の硬度を維持するため、成形品の構造が破壊されにくく、また制振性に優れるため、クッション性、耐衝撃性、制振性が要求される製品・部材などの成形品、塗料、接着剤などに好適なポリマー組成物に関する。
【００１１】
本発明の母材を構成するポリマーには、エポキシ樹脂を用いる。
【００１２】
本ポリマー組成物は、上記のポリマーにその双極子モーメントを増加させる活性成分が配合される。ここで、双極子モーメント量と低反発弾性及び制振性との関係について説明する。図１には衝撃エネルギー及びまたは振動エネルギー（以下、単にエネルギーという）が伝達される前のポリマー１１内部における双極子１２の配置状態を示した。この双極子１２の配置状態は安定な状態にあると言える。ところが、エネルギーが伝達されることで、ポリマー１１内部の存在する双極子１２には変位が生じ、図２に示すように、ポリマー１１内部における各双極子１２は不安定な状態に置かれることになり、各双極子１２は、図１に示すような安定な状態に戻ろうとする。
【００１３】
このとき、エネルギーの消費が生じることになる。こうした、ポリマー１１内部における双極子の変位、双極子の復元作用によるエネルギー消費を通じて、エネルギーの吸収（低反発弾性及び制振性）が生じるものと考えられる。尚、双極子１２に変位が生じるとは、ポリマー１１内部における各双極子１２が回転したり、位相がズレたりすることをいう。
【００１４】
このような低反発弾性及び制振性の発生のメカニズムから、図１及び図２に示すようなポリマー１１内部における双極子モーメントの量が大きくなればなる程、そのポリマー１１の持つ低反発弾性及び制振性が高くなると考えられる。
【００１５】
本ポリマー組成物では、母材のポリマーに活性成分を配合することにより、ポリマーにおける双極子モーメント量を飛躍的に増加させている。この活性成分とは、ポリマーにおける双極子モーメントの量を飛躍的に増加させる成分であり、当該活性成分そのものが双極子モーメント量が大きいもの、あるいは活性成分そのものの双極子モーメント量は小さいが、当該活性成分を配合することで、ポリマーにおける双極子モーメント量を飛躍的に増加させることができる成分をいう。
【００１６】
例えば所定の温度条件、エネルギーの大きさとしたときの、ポリマー１１に生じる双極子モーメントの量が、これに活性成分を配合することで、図３に示すように、同じ条件の下で３倍とか、１０倍とかいった量に増加することになるのである。これに伴って、エネルギーが伝達されたときの双極子の復元作用によるエネルギー消費量も飛躍的に増大することになり、予測を遥かに超えた低反発弾性及び制振性が生じることになると考えられる。
【００１７】
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【００１８】
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【００１９】
このような機能を持つ活性成分として、エチル−２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリレートを用いる。
【００２０】
上記の活性成分の配合量は、本ポリマー組成物の総重量に対して５〜１５重量％とする。というのは、例えば活性成分の配合量が５重量％を下回る場合、双極子モーメント量を増加させるという活性成分を配合したことによる十分な効果が得られず、活性成分の配合量が１５重量％を上回る場合には、母材のポリマーと活性成分とが十分に相溶しなかったりすることがあるからである。さらに、活性成分の配合量を本ポリマー組成物の総重量に対して５〜１５重量％とすることで、反発弾性が大幅に低下するにも拘わらず高い硬度を維持できるからである。
【００２１】
以上のような本ポリマー組成物は、製品や部材などの非発泡成形体としても、あるいは発泡成形体としても用いることができ、また、塗料や接着剤などとしても用いることができ、特にクッション性、耐衝撃性、制振性が要求される分野において広範に用いることができる。なお、発泡成形体とする場合には、従来公知の気泡発生手段、すなわち熱分解型発泡剤を用いた気泡発生手段、揮発性溶剤を用いた気泡発生手段、あるいは高圧下で不活性ガスをポリマー中に吸収させ、常温で発泡させる気泡発生手段を用いて発泡成形させることができる。
【００２２】
また、本ポリマー組成物による成形物を積層した複合形態で用いることもできる。さらに本ポリマー組成物は、その特性たる低反発弾性と制振性を喪失しない範囲で、マイカ、ガラス、グラスファイバー、カーボンファイバーなどのフィラーを所要量添加することもできる。
【００２３】
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【００２４】
（削除）
【００２５】
【実施例】
次いで、本発明を実施例を挙げて説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００２６】
母材のエポキシ樹脂（ナガセケムテック株式会社製）に活性成分としてエチル−２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリレート（以下、ＥＣＤＰＡという）を配合して、シート体を成形し試験に供した。また実施例では、ＥＣＤＰＡの配合量を本発明のポリマー組成物の全重量に対して３％、５％、７％、１０％、１７％及び２５％とし、ＥＣＤＰＡを配合しないものを比較例とした。尚、前記％はいずれも重量％であり、以下についても同様とする。
【００２７】
試験は、上記実施例と比較例とについて、２５℃における動的弾性率ｔａｎδ、反発弾性及び硬度をそれぞれ測定した。動的弾性率ｔａｎδの測定は、レオバイロン、ＤＤＶ−２５ＦＰ、株式会社オリエンティック社製の測定装置を用いて行った。その結果を図４に示した。
【００２８】
図４から、比較例ではｔａｎδが０．０３であったが、ＥＣＤＰＡを３％配合した例では０．１３で、ｔａｎδは活性成分の配合により著しく増加することが分かった。
【００２９】
また、３％、５％、７％と、ＥＣＤＰＡの配合量が増加するにつれて、ｔａｎδが増加していき、特に配合量が１７％の例からは飛躍的に増加していることが確認された。
【００３０】
反発弾性の測定は、ＪＩＳ Ｋ ６３１０−１１に規定されているリュプケ式計器を用いて行った。これは長さ３５６ｍｍ、直径２．７ｍｍ、重量３５０ｇの鉄棒を目盛１００の位置に合わせ、この位置から自由落下させて、厚さ１２．７０±０．１３ｍｍ、直径２９．０ｍｍに調製された実施例と比較例のそれぞれのシート体に当て、反発したときの鉄棒の高さの目盛を読み取り、この数値を反発弾性（％）とした。その結果を図５に示した。
【００３１】
図５に示した試験結果から分かるように、反発弾性は比較例において５４％であったのが、ＥＣＤＰＡを３％配合した例では４１％で、さらにＥＣＤＰＡの配合量に依存して低下していった。特に、反発弾性はＥＣＤＰＡの配合量が５％の例からは飛躍的に低下した。このことより、本発明のポリマー組成物では、反発弾性が低下していることが確認できた。
【００３２】
硬度の測定は、実施例と比較例について、ＪＩＳ Ｋ−６３０１に準じて測定し、比較例の数値を１００％として相対比較した。その結果を図６に示した。
【００３３】
図６から、実施例における硬度は、ＥＣＤＰＡの配合量が１０％の実施例に至るまで、硬度の低下がほとんど少なく、本発明のポリマー組成物は上記反発弾性の結果と相俟って、低反発弾性を有しながら、しかも所定の硬度が維持されることが分かった。
【００３４】
【発明の効果】
本ポリマー組成物は、大きな衝撃が加わる環境下や激しい振動が伴う環境下など、高度なクッション性、耐衝撃性あるいは制振性が要求される分野で、製品・部材などの成型品、塗料、接着剤などとして用いることにより、優れたクッション性、耐衝撃性あるいは制振性を発揮できるのできわめて有用である。 また本ポリマー組成物は、反発弾性が低いにも拘わらず所定の硬度を維持できるので、加重が加わっても本発明により成形された製品や部材の構造が破壊されることがない。従って、本ポリマー組成物は、自動車分野、航空機分野、エレクトロニクス分野、住宅・建設・土木分野などはもちろんのこと、スポーツ・レジャー・日用品分野など広範に用いることができ有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】母材のポリマーにおける双極子を示した模式図である。
【図２】エネルギーが加わったときの母材のポリマーにおける双極子の状態を示した模式図である。
【図３】活性成分が配合されたときの低反発弾性・制振性ポリマー組成物における双極子の状態を示した模式図である。
【図４】母材のポリマーと本ポリマー組成物のｔａｎδを示すグラフである。
【図５】母材のポリマーと本ポリマー組成物の反発弾性を示すグラフである。
【図６】母材のポリマーと本ポリマー組成物の硬度を示すグラフである。
【符号の説明】
１１ ポリマー
１２ 双極子

Claims (1)

1. エポキシ樹脂を母材を構成するポリマーとし、前記ポリマーに該ポリマーの双極子モーメント量を増加させる活性成分としてエチル−２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリレートが５〜１５重量％の割合で配合されていることを特徴とする低反発弾性・制振性ポリマー組成物。

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