JPS62152750A - 制振材料用粘弾性組成物 - Google Patents

制振材料用粘弾性組成物

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JPS62152750A
JPS62152750A JP29284085A JP29284085A JPS62152750A JP S62152750 A JPS62152750 A JP S62152750A JP 29284085 A JP29284085 A JP 29284085A JP 29284085 A JP29284085 A JP 29284085A JP S62152750 A JPS62152750 A JP S62152750A
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JP
Japan
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viscoelastic composition
damping material
vibration
inorganic filler
terpolymer
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JP29284085A
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English (en)
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正裕 関根
遠藤 紘
座間 芳正
伸生 門脇
英雄 竹中
大北 哲
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Nippon Steel Corp
Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Nippon Steel Chemical Co Ltd
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Publication date
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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、制振材料用粘弾性組成物に係り、更に詳しく
は、機械、建築物、乗物等の各種構造物の構造部材又は
その一部として使用される三層構造の制振材料にその中
間層として用いられる制振材料用粘弾性組成物に関する
〔従来の技術〕
近年、交通機関の発達や住居の工場等への接近に伴って
騒音や振動の問題が公害として社会問題化するようにな
り、また、職場においても作業環境の改善を目的として
jSl音や振動を規制する傾向にある。このような動向
に対応して、騒音源や振動源である金属材料に対して制
振性能、すなわち騒音を発生する部材自体の振動エネル
ギーを吸収して熱エネルギーに変換し、振動速度あるい
は振動振幅を減衰させて音響放射を少なくする機能、を
付与することとその向上を図ることが要請されている。
このような要請に基づいて、かかる制振性能を発揮する
制振材料の1つとして、従来より2つの金属層の中間に
粘弾性を有する中間層を挟み込んだ三層構造の複合型制
振材料が提案されている。
そして、この複合型制振材料は、自動車のオイルパン、
エンジンカバー、ホッパーのシュート部、搬送設備のス
トッパー、家電機器、その他金属加工機械の振動低減部
材や振動防止が望まれる精密機械の構造部材等において
検討され、採用されている。
一般に、このような複合型制振材料の制振性能は、その
中間層を構成する粘弾性中間層の性能に依存している。
この制振性能を損失係数(外部からの撮動エネルギーが
内部摩擦により熱エネルギーに変換する尺度を示し、振
動による力学的ヒステリシス損失に関するm)で表わす
と、この制振性能はある一定温度でピーク特性を示し、
このピーク特性温度の近傍で使用するのが最も効果的で
あることが知られている。
従来、このような複合型制振材料の粘弾性中間層を構成
する粘弾性組成物としては、ポリアミド(特開昭56−
159.160号公報)、エチレン−酢酸ビニル共重合
体(特開昭57−34.949号公報)、ポリビニルブ
チラールあるいはポリビニルブチラールとポリ酢酸ビニ
ルとの組成物に可塑剤、粘着付与物質を配合したもの(
特公昭55−27.975号公報)、イソシアネートプ
レポリマーとビニルモノマーの共重合体(特公昭52−
26.554号公報)等が知られている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、複合型制振材料に要求される特性としては、
先ず第1に上記損失係数の値が高いことと、粘弾性組成
物で構成される粘弾性中間層と金属層との間の接着強度
が高いことが要求されるが、上記従来の粘弾性組成物で
製造される複合型制振材料においては、そのいずれの性
能についても問題があり、充分満足し得るものではなか
った。
〔問題を解決するための手段〕
本発明は、かかる観点に鑑みて創案されたもので、金属
材料に対して良好な接着性を示すと同時に、粘弾性中間
層として使用されて優れた制振性能を付与し得る粘弾性
組成物を提供するものである。
すなわち、本発明は、エチレン、不飽和カルボン酸及び
不飽和酸のエステル又はビニルエステルとの三元共重合
体100重量部に対して20〜300重聞部の無機充填
剤を配合してなる制振材料用粘弾性組成物である。
本発明において、制振材料とは、2つの金属層の中間に
これらの金属層を互いに接合する粘弾性中間層が挟み込
まれた、いわゆる三層構造を有する複合型制振材料であ
り、2つの金属層を形成する金属材料としては互いに相
対面し、中間に粘弾性組成物を挟み込んで制振材料を構
成するものであればよく、例えば、2枚の金属板、2本
の同心金属管、2本の型鋼、互いに重ね合せることがで
きる2枚の成形体、金属成形体と当板、その他の二層構
造を有するものを挙げることができる。そして、ここに
言う金属としては、鉄、銅、アルミニウム等を挙げるこ
とができ、一般的に広く用いられるものとして鉄鋼材料
及びアルミニウムとその合金を挙げることができる。ま
た、これらの金属材料はメッキ鋼板のように表面処理を
施したものであってもよい。
上記金属材料が形成する2つの金属層の中間に挟み込ま
れる粘弾性中間層は、特定の樹脂と無機充填剤とからな
る粘弾性組成物で構成される。
この粘弾性組成物を構成する樹脂は、エチレン、不飽和
カルボン酸及び不飽和酸のエステル又はビニルエステル
の三元共重合体である。ここで、不飽和カルボン酸は架
橋点単量体であり、例えば、アクリル酸、メタクリル酸
等のほか、マレイン酸、フマル酸等のモノアルキルエス
テル等がある。また、不飽和酸のエステルとしては、ア
クリル酸及びメタクリル酸のアルキルエステルを挙げる
ことができ、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、ア
クリル酸イソブチル、メタクリル酸エチル等が典型的な
もので、一般的にはアクリル酸メチルが好適なものであ
る。さらに、ビニルエステルとしては代表的には酢酸ビ
ニルがある。本発明の粘弾性組成物に好適な三元共重合
体の具体例としては、例えば、デ・ボン社製商品名ベー
マック■がある。
上記エチレン、不飽和カルボン酸、不飽和酸のエステル
又はビニルエステルの三元共重合体は、アミン加硫が可
能であり、必要に応じてヘキサメチレンジアミン、4.
4−メチレンジアニリン等のジアミン加硫剤や、ジフェ
ニルグアニジン、ジオルソトリルグアニジン等のグアニ
ジン系促進剤を使用して加硫を行う。この加硫は、損失
係数のピーク特性温度を僅かに高温側に移行させるが、
石火係数の値にはほとんど影響を与えない。
上記三元共重合体は、その加硫の有無にかかわらず、金
属材料に対して充分な接着性を示すことがない。しかし
、この三元共重合体に無機充填剤を配合することにより
、金属材料に対して充分な接着性を示すようになる。こ
のような無機充填剤としては、例えば、炭酸カルシウム
、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、アルミナ、シリカ
、酸化鉄、酸化チタン、タルク、クレー、マイカ、スラ
グ、ガラスファイバー、ホワイトカーボン、補強性カー
ボンブラック、石N等を挙げることができる。これらの
無機充填剤は、単独で使用してもよく、また、2種以上
を適宜組合せて混合物として使用してもよい。また、中
間層を構成する粘弾性組成物と金属材料との間の接着性
を向上する上で特に好ましいのはクレーであり、無機充
填剤の一成分としてこのクレーを使用することが好まし
い。
また、上記三元共重合体に充填剤として導電性固体物質
を配合することにより導電性を付与し、得られる制振材
料をスポット溶接可能な材料とすることもできる。この
ような目的で使用される導電性固体物質としては、例え
ば、SUS、銅、黄銅、ニッケル等の金属を粉末状、フ
レーク状、ファイバー状、ワイヤー状等に加工した金属
物質や、銅メツキガラスのフレークやファイバーあるい
はニッケルメッキガラスのフレーク等の金属メッキ処理
を施したものや、l電性カーボンブラック、グラファイ
ト、カーボンファイバー等の導電性炭素質物質等を挙げ
ることができる。
上記三元共重合体と無機充填剤との配合割合については
、通常、三元共重合体100重1部に対して無機充填剤
20〜300重量部であり、好ましくは20〜240重
司部である。無機充填剤の配合割合が三元共重合体に対
して20重量部より少ないとこの無機充填剤を配合した
効果が充分でなく、反対に、300重団部より多くなる
と生成した中間層が硬くなりすぎて金属材料との間の接
着性が低下する。三元共重合体中に無機充填剤を配合し
た場合、配合割合が多くなるにつれて損失係数のピーク
特性温度が高温側に移行する場合もあるが、無機充填剤
の配合量は粘弾性組成物が構成する中間層と金属材料と
の間の接着性と制振材料に要求されるピーク特性温度の
双方を考慮して決定される。
上記粘弾性組成物中には、必要に応じて粘着付与剤、可
塑剤、酸化防止剤、加工助剤等の第三の添加剤を添加す
ることができる。
粘着付与剤は、粘弾性組成物の粘着性を向上させ、制振
材料における損失係数のピーク特性温度を高温側に移行
させる効果がある。この粘着付与剤としては、例えば、
アルキルフェノール樹脂、テルペンフェノール樹脂、ロ
ジン、ロジンエステル、水添ロジンエステル、クマロン
−インデン樹脂、フェノール変性クマロン樹脂、石油樹
脂等を挙げることができ、中でも接着性を向上させる上
で好ましいのは、クマロン−インデン樹脂、フェノール
変性クマロン樹脂等のクマロン樹脂である。
これらの粘着付与剤は、必要に応じて1種又は2種以上
の混合物を使用する。この粘着付与剤の使用旦について
は、要求される損失係数のピーク特性温度等により適宜
決定されるものであるが、上記三元共重合体100重山
部に対して、通常O〜150重全部、好ましくはO〜1
20重間部で重心部この粘着付与剤を三元共重合体10
0重量部に対して150重母部以上使用すると、粘弾性
組成物が構成する中間層が硬くなりすぎ、接着性が低下
する。
また、可塑剤は、三元共重合体と無機充填剤との配合を
容易にしたり、低温特性を向上させたり、あるいは、損
失係数のピーク特性温度を低温側に移行させる目的で使
用され、例えば、ポリエステル系可塑剤や、ポリエーテ
ルエステル系可塑剤や、ジオクチルアゼレート、セバシ
ン酸ジオクチル等のジエステル系可塑剤等がある。さら
に、酸化防止剤としては、燐エステル系酸化防止剤や、
ヒンダードフェノール系酸化防止剤や、トフェニルーN
’−CD−トルエンスルホニル)−p−フェニレンジア
ミン、N、N’−ジ(叶ナフチル)−p−フェニレンジ
アミン、4,4゛−ビス(α、α−ジメチル)−p−フ
ェニレンジアミン、4,4゛−ビス(α、α−ジメチル
ベンジル)ジフェニルアミン等のアミン系酸化防止剤等
があり、好ましくはアミン系酸化防止剤である。
さらに、加工助剤は、三元共重合体と無機充填剤の混線
操作を行う際にその作業性を改善するために、あるいは
、粘弾性組成物を塗布型にして使用する際にそのゲル化
を防止するために使用されるもので、例えば、ステアリ
ン酸、ステアリルアミン等があり、これらは必要に応じ
て単独であるいは2種以上を組合せて使用される。
〔実施例〕
以下、実施例及び比較例に基いて、本発明の粘弾性組成
物を説明する。
実施例1〜4及び比較例1〜3 エチレン、不飽和カルボン酸及び不飽和酸のエステル又
はビニルエステルからなる三元共重合体として、エチレ
ン、アクリル酸メチル及び不飽和有機酸からなる三元共
重合体(デュポン社製商品名:ベーマツク■)を使用し
、また、無機充填剤として炭酸カルシウム又はクレーを
使用し、さらに、粘着付与剤としてクマロン樹脂を、架
橋剤としてジフェニルグアニジン+4,4°−メチレン
ジアニリンを、酸化防止剤として4,4°−ビス(α、
α−−ジメチルベンジル)ジフェニルアミンを及び加工
助剤としてステアリルアミンをそれぞれ第1表に示す割
合で使用した。上記三元共重合体をキシレンに溶解し、
これに上記無機充填剤および各種添加剤とを混合してサ
ンドミルで分散させ、粘弾性組成物を調製した。
得られた粘弾性組成物を厚さ0.8#の2枚の鋼板の間
に挟み込み、これら2枚の鋼板を接着して得られた複合
型制振材料を試験片とした。この試験片における粘弾性
組成物の中間層の厚さは80μmとした。
得られた各試験片について、引張り試験機によりT形剥
離強度と引張り剪断強度とを求め、また、制振性能につ
いては機械インピーダンス法によりピーク特性温度と損
失係数を求めて評価した。結果を第1表に示す。
また、上記三元共重合体を使用し、無機充填剤を配合し
なかった場合を比較例1〜3に示した。
損失係数の最大値は無機充填剤の有無に大きな影響を受
けないが、接着強度は無機充填剤の影響を大きく受け、
粘着付与剤、架橋剤の使用いかんにかかわらずその値は
小さい。
結果を第1表に示す。
〔発明の効果〕
本発明の粘弾性組成物は、2枚の金属板の間に挟み込ま
れて優れた接着性と制振性能とを発揮する中間層を形成
するので、複合型制振材料を製造するための粘弾性組成
物として極めて有用である。
特許出願人    新日鐵化学株式会社同   上  
  新日本製鐵株式会社代  理  人      弁
理士  成  瀬   勝  夫(外2名)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)エチレン、不飽和カルボン酸及び不飽和酸のエス
    テル又はビニルエステルとの三元共重合体100重量部
    に対して20〜300重量部の無機充填剤を配合してな
    る制振材料用粘弾性組成物。
  2. (2)無機充填剤の一成分がクレーである特許請求の範
    囲第1項記載の制振材料用粘弾性組成物。
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