JPS6040143A - 制振材用樹脂組成物 - 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】 本発明は新規な制振材用樹脂組成物に関する。

さらに詳Ｌｌｔ、、スチレン−アクリル酸エステル共重
合体、酢酸ビニル系重合体およびポリアミドエポキシ化
合物全必須成分として含有する組成物であって、性能的
には低温度から高温度に至る広い温度領域にわたって優
れた制振性を有する割振材用樹脂組成物に関する。

従来から、車輛、船舶、自動車部品２機器、各種機械、
建築材料、音響材料等の構造部材の表面における振動お
よびこれに部なう騒音を防止するためＫ、部材自身を厚
くしたり、装置自体に改良を加えたりして防止する１１
かに、制振性材料を用いて防止することが行なわれてい
る。かかる制振性材料には、シート状、フィルム状ある
いは塗料状の材料を構造部材（基材）表面に適当な厚さ
で結句あるいは塗布し、該基材の曲げ振動で生じる伸縮
変形によって振動エネルギーの吸収を行なう非拘束型制
振材と、基材の片側に粘弾性層（中間Ｋ・１）を積ｈ′
りし、さらに該粘弾性Ｈ・１に弾性率の高い拘束層を積
層して多層構造とし、曲げ振動で生じる伸縮変形とせん
断変形によって振動エネルギーの吸収を行なう拘束型制
振材の二つがあることはよく知られている。従来、すで
に開示されている非拘束型割振材用組成物としては、ゴ
ム、アスファｌｖ１・、各種の合成樹脂エマルジョンお
よびラテックス等のポリマー単独よりなる組成物でポリ
マー自身のもつ粘弾性的％　性を利用したものや、ポリ
マーにグフファイト、マイカ、ヒル石、炭酸カルシウム
、タルク、クレー等の無機質粉体を充てんし、機械的な
ヒステリシス、内部摩擦を大きくしたもの等があり、ま
た拘束型制振材用組成物としては、例えば酢酸ビニルと
マレイン酸ジエステル、ビニルクロリドとエチルへキシ
ルアクリレート等の共重合体を主成分とするもの（特公
昭３９−１２４５’　１　号）　、多泡性ポリウレタン
又は多泡性ゴムと、酢酸ビニル、変性酢酸ビニル、瀝青
物質。

ブチルゴム、アクリル樹脂、クマロン、インデン。

クマロン−インデン及びスチレン−インチ゛ン樹脂から
なるもの（特公昭４５−３４９９１号）、ポリビニルホ
ルマー／Ｌ’を用いるもの（特公昭４６−５８３０号）
、ポリビニルホルマー）Ｖを用いるもの（特公昭４６−
１１９７５号）、エチレンと５〜２５ｗｔ％のカルボン
酸基を金属イオンで０〜５０％中和させたα・β−モノ
エチレン型不飽和カルボン酸との酸性共重合体を主成分
とするもの（特公昭５４−１３５４号）、アクリルニト
リルとスチレンの共重合体と可塑剤からなるもの（特公
昭５４−２２４７８号）等が開示されている。

しかしながら、これら従来品の多くは、例えば常温付近
で適用されるべく材料設計がなされており、常温付近で
は高い制振性能を有していても、適用可能温度付近を中
心とした狭い温度範囲であったり、また高温度の雰囲気
下では軟化したり、力学的特性が極端に低下し、耐熱性
が劣るという欠点があった。一方、比較的高い温度領域
で適用されるべく材料設計されたものは熱硬化性樹脂を
用いたものが多く、このため有機溶剤系となったり、主
剤と硬化剤とからなる二液タイプになるため、作″！＃
ｆＲ１境の安全性、取り扱い性に問題があった。

本発明者らは以上のような現状に鑑み、エマルジョン状
のスチレン−アクリル酸エステル共重合体、酢酸ビニル
系重合体および鱗片状無機質粉体を必須成分として含有
する維１戊物が低温から高温に至る広い温度領域にわた
って優れた割振性能を有する水分散性制振塗料であるこ
と全見出し、先に特願昭５７−２３９８１号として特許
出願を行ったが、その後、さらに優れた制振性能を有す
る制振利を開発すべく検討を重ねた結果、スチレン−ア
クリル酸エステル共重合体、酢酸ビニル系重合体および
ポリアミドエポキシ化合物からなる組成物が高温度領域
を含む広い温度範囲にわたって高い制振性能を示し、か
つ非拘束型、拘束型いずれの制振材にも使用可能である
ことを見出し１本発明に至った。

すなわち、本発明はスチレン−アクリル酸エステル共重
体（Ａ）、酢酸ビニル系重合体（均およびポリアミドエ
ポキシ化合物（ｑｆ！：必須成分とし、成分（Ａ）１０
０重量部に対して成分（至）が３０〜４００重量部、成
分０が２１〜４００重量部の割合で含有されてなる制振
材用樹脂組成物である。

制振性能の理論的解析は１例えばＥ、Ｅ、Ｕｎｇａｒ　
（、Ｉ。

Ａｃｏｕｓｔｉｃ　Ｓｏｃ、　Ａｍ、　ｖｏｌ、　３４
　＋　１０８２〜１０８９＋　１９６２）等によって報
告されておシ、その要点とするところは、構造体の制振
性能を決めるのは、非拘束型の場合は制振材用組成物の
ｔａｎδ（散逸率、損失正接）とＥ’（ヤング率、実数
部）であり、拘束型の場合は中間層を形成する組成物の
ｔａｎδとＧ′（せん断弾性率、実数部）である、また
、非拘束型においてはｊａｎδ　Ｅ／は大きい方が好塘
しく。

拘束型においてはｔａｎδは大きい方が好ましいが（］
′には最適な値があるというものである。

本発明の制振材用組成物の優れた効果は、これを明確に
説明することは困難であるが、恐らくスチレン−アクリ
ル酸エステル共重合体のｊａｎδが低温度から高温度領
域まで高いレベルを維持し、酢酸ビニル系重合体の１．
ａｎδが特に低温度領域で高いレベ／Ｉ／を示し、両者
の相乗効果が期待しうろコト、スチレン−アクリル酸エ
ステｉＶ　共重合体、酢酸ビニル系重合体及びポリアミ
ドエポキシ化合物が均一にバランスよく混合されていて
望ましいＥ／と０′を発現するとともに、基材、拘束層
との接着性に優れていること、ポリアミドエポキシ化合
物が架橋反応により組成物のマクロな流動を抑制し、高
温度の雰囲気下でも形態を安定に保持しうろこと等によ
るものと惟定される。

本発明において用いられるスチレン−アクリル酸エステ
ル共重合体ｉｊ：　、スチレンのほか、４−メトキシス
チレン、４−メチルスチレン、２−クロロスチレンなど
の低級アルキル、低級アルコキシまたはハロゲン銹導体
からなるスチレン成分と、通常、炭素数１〜１０程度の
アクＩＪ　）し酸メチル。

アクリル酸エステ、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブ
チル、アクリル酸２−エチルヘキシル等の７９１Ｊ　／
し酸アルキルエステル成分からなる共重合体である。共
重合体中における構成単量体の構成比はスチレン成分１
００重量部に対して、アクリｌし酸エステル成分として
５０〜４００（好ましくは、８０〜２００）重量部であ
ることが望ましく、この範囲をはずれると制振性能にお
よぼす効果が小さい。上述の共重合体においてはさらに
第三成分が少量共重合されていてもよい。例えば水酸基
、カルボキシル基等を有する単量体を共重合させてもよ
いし、アクリル酸、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、
アクリル酸２−ヒドロキシエチルヒ／ｌ／などの単ｆｆ
ｌ　体ｆスチレンーアクリル酸エステル成分１００重量
部に対し０．５〜１０重量部重量部組合させてもよい。

本発明に使用される酢酸ビニル系重合体としては、重合
体中における構成単量体の構成比が、酢酸ビニ／ｌ／１
００重量部に対して共重合用単量体が０〜４５重量部程
度からなる酢酸ビニルホモポリマー及び酢酸ビニ）ｖを
主とする共重合体を挙げることができる。ここで、共重
合用単量体としては、エチレン、アク！Ｊ／Ｉ’酸、　
アクリル酸アルキルエステル いることができ、共重合体中にはこれらを一種あるいは
それ以」二含有してもさしつかえない。

本発明に使用されるポリアミドエポキシ化合物と（−て
は、分子中に第二級のアミ７）＆を含むジアミン表ジカ
ルボン酸の脱水縮合生成物にエピクロルヒドリンｔ　（
＝Ｊ加せしめたエポキシ化ポリアミドポリアミンが好適
である。分子中に第ｆ―級のアミ７基ヲ含むジアミンと
してはジエチレントリアミン、Ｉ−リエチレンテトラミ
ン、テトフエチレンペンタミン等の脂肪族系が、又、ジ
カルボン酸としてはシュウ酸、マ１１ン酸、コハク酸、
グルりｌｖ酸、アジピン酸、ピメリン酸およびそれらの
アルキル誘導体などの脂肪族系、フタル酸、イソフタル
酸、テレフタル酸およびそれらのアルキル誘導体等があ
げられる。

本発明のスチレン−アクリル酸エステル共重合体ＩＡ）
、酢酸ビニル系重合体（Ｂ）及びポリアミドエポキシ化
合物（Ｑからなる制振材用樹脂組成物の混合割合は、成
分（Ａ）１００重風部に対して、成分（均が３０〜４０
０重量部、成分（Ｃｌが２１〜４００重量部（好ましく
は４０〜４００重量部）で実施される。この範囲をはず
れ、酢酸ビニル系重合体の混合割合が３０重量部より少
ないと、低温度領域における割振性能が低下し、逆に４
００重油部より多いと、高温度領域での割振性能が低下
し、スチレン−アクＩ））し酸エステル共重合体と酢酸
ビニル系重合体の制振性能に及ぼす相乗効果が期待でき
ない。また、ポリアミドエポキシ化合物の混合割合が２
１重量部より少ない場合は、ポリアミドエポキシ化合物
の架橋反応が進行し、放置したシ、また反応条件によっ
ては混合物溶液粘度があまシにも高くなシすぎて流動性
に乏しくなり、実用に耐えない場合が起シうる。また、
４００重量部よシ多いと制振性向上効果が現われに＜＜
、組成物を混合したあとでの製造条件によっては、組成
物が硬くなシすぎ、制振性に良好なＥ′とＧ′ヲ得るこ
とが困難である。

本発明に使用される樹脂組成物に、鱗片状無機質粉体を
含有せしめることは、該鱗片状無機質粉体が、樹脂組成
物のｔａｎδのピークレベルは若干低下させる場合があ
るものの、使用可能温度範囲金さらに広げることや、樹
脂組成物の耐熱性（高温１７　［／Ｊｌ気下での流動の
抑制、スポット溶接や溶断の際の分解ガスの発生の低減
）金さら釦改善する効果があるので有効である。本発明
に使用される鱗片状無機質粉体の７レーク径、アスペク
ト比は特に限定されるものではないが、通常フレーク径
け４０７ｚ＋ｎ〜２騎の範囲％重量平均アスペクト比は
１０以」二が好ましく、フレーク径がち１りにも大きい
＼と、塗料状としたときの組成物の流動性が悪ぐなシ、
吹付は時にノズルづ１シを起したり、均１６な刷毛塗り
や流延が困難となる。又、シート状あるいけフィルム状
に成形するのが困・’ｉ’ＩＶとなる。

またフレーク径があまりにも小さいと、塗料の場合は粘
度の増大をきたし、スムースな吹付けが９（ＩＦしくな
る。また、非拘束型の場合でも拘束型の場合でもＦｔＩ
ＩＪ振性能に及ぼす添加効果が小さくなる。

１だ、重環平均アスペクト比が１０より小さいと制振性
能に及ぼす添加効果が小さくなる。該鱗片状＋！！！！
機質粉体の混合割合は特に限定されるものでけないが、
あまシ多すぎても制振性能や耐熱性に及ぼす添加効果が
それ以上増大しないのみならず、組成物の粘度が増大し
すぎ、製造時の作業性が低下するので、通常、成分（Ａ
）１ｏｏ重量部に対して１５００重量部以下が好ましい
。また種々の鱗片状無機質粉体のなかでは、性能及びコ
ストの点からマイカが好ましい。

本発明に基づく制振材用樹脂組成物は、例えばエマルジ
ョン状の成分（Ａ）及び（１３）、水溶液状の成分（（
ａを混合し、攪拌混合を続けながら鱗片状無機質粉体を
徐々に添加していき、塗料状に製造することが可能であ
るが、例えば（５）、（ハ）、（Ｃつ成分を混合したの
ち、押出機からシート状に押し出し、ロール間を通して
所定の厚さに圧延したり、あるいは（Ａ）、σ（）、０
の必須成分を混合したのち、ドクターブレードを使用し
て、加熱ローラーの上に流延したのち乾燥し、ロール間
を通して所定の厚さに圧延することにより、シート状や
フィルム状に製造することも可能である。

さらＫ、本発明の樹脂組成物においては必要に応じて炭
酸カルシウム、ケイ砂、二水石膏、各種粘土鉱物などの
無機質充てん剤、硫酸バリウム。

酸化鉄、鉄粉、鉛粉などの高密度無機′Ｃ７充てん剤、
ロックウール、アスベスト、ガラスＲＫＭ　、　Ｍ　１
ｍ　１ｍｉ＋ａ　、ビ＝　ＩＪ　ｙ　／Ｉｒｊ、１Ｍｔ
　ｍ　、　ニスＴ　／’短Ｈｅ　ＩＪＵ　等ノ無機及び
有機質繊維、可塑剤、消泡剤、増粘剤、撥水剤、水／４
Ｆを添加してもよい。

本発明に、１：る制振材用樹脂組成物は、非拘束型制振
材としてこのます構造部４Ｊへ塗布使用もしくはシー］
−状あるいはフィルム状に成形したものを貼イ１１使用
してもよいが、別個の接着剤を必要としない程度に接着
性に優れ、また高温度雰囲気下で使用しても中間ｈ“・
ｉが流れ出てしまうことがないので、拘束型制振材とし
ても使用ｉ＋Ｊ能である。このように、本発明に基づく
制振材用樹脂組成物は、非拘束型制振材にも拘束型制振
材にも適用可能であるが、非拘束型とくに塗料として用
いる場合には、スプレーあるいは塗りつけ等によシ、構
造部材に塗布したのち乾燥することによってその性能を
発揮しうる。具体的には、スラリー状のかたちで車輛、
船舶、自動車部品１機））ｇ、各種機械等の４１り造部
材の表面にスフ゛レーあるいは６１９つけるか又は金属
板１合板２石膏ボード、セメントコンクリート板、セメ
ントモルタル板、スレート板等にスプレーあるいは塗り
つけるかあるいは前記ｔＭ構造部材は板等をスラリー中
に浸漬し１表面に付１＋’、ｆせしめ、のちに乾燥する
ことにより、スラリーのタレ等は全くなく、（１は１材
又は板等に完全に密着することができ、十分な割振性能
を発揮しうるっ特にスラリー状の形で、対象物にスプレ
ーあるいは塗りつけるか、浸晴する方法に従えば、対象
物の表面が曲面であるとか凹凸が著しいとか１１ハの部
位等が接続されているといったように、シート状制振材
では対象物に対１〜で十分に密着しにくい場合に非常に
有効である。

さらに、本発明に基づく制振材用樹脂組成物を拘束型制
振材として用いるｉｄ３合には、基材に該４１１成物か
らなるスラリーまたはシート状、フィルム状物を塗布ま
たは積層しく中間層）、該中間層に拘束層用材料を積層
して用いる。この基材、中間層および拘束ｌ−川用Ｊ料
全一体化したものにさらに、曲げ加工、フ゛レス加工、
しぼＤ　７Ｊ工等の二次加工を行なって目的の構造部材
を得ることもできる。

中間層としての組成物の厚さは特に限定されるものでは
なく、厚くするほど制振性には好ましいが、溶接や溶断
時に発生するガス量が多く、防災上不利になったり、二
次加工の際、構造部材（基材）や拘束層用材料が剥離し
たり、しわができ易くなる等の問題がでてくるので、構
造部材（基拐）と拘束層の厚さから考慮して最通の厚さ
を選択すべきである。

拘束層用材料としては、各種鋼板の能に、アルミニウム
板、銅板、Ｆ几Ｐ板２合板１石・１１ボード。

セメントコンクリート板、セメントモルタル板。

スレート板、プラスチック板及び各種箔等を例示するこ
とができる。本発明の制振材用樹脂組成物の主たる用途
としては具体的には、送風機ダクト管空％　ＦＪＩＪ　
和装置、ホッパー、コンベア、シュートなどの金属板、
車輛、船舶、自動車等のエンジン廻り及びフ１１ア部分
、冷蔵庫や暖冷房機Ｈ’ｔ’ｒの配管類及びコンブレツ
ザ一部分、事務用計算機のケーシング及び裏面、ステン
レス流し台、雨戸、屋根材、ドア裏１階段等の厨房具及
び建築材料、音響用振動板、スピーカーボックス等の音
響機ｇｇさらには工場騒音や交通騒音および振動を防止
するために広く使用される防音パネルの金属板管ヲアげ
ることができ、これらに貼りつけるかスプレーあるいは
塗９つけるか、あるいはさらに拘束層を設けて多層構造
とすることによシ、発生する固体振動音を防止すること
ができる。

以上のように本発明の制振材用組成物は種々の物品に適
用されて、振動を減衰し、それにもとづく騒音を減少さ
せることが可能である。

以下に本発明を実施例をもって具体的に説明するが、こ
れらの実施例によって本発明は何ら限定されるものでは
ない。

実施例１，２．５および比較例Ａ、　Ｂ本発明にもとづ
く組成物を実施例１，２．５として示し、本発明に基づ
かない組成物を比較例Ａ。

Ｂとして８ｇ１表に示した。本発明にもとづく組成物は
エマルジョンに水溶液状のポリアミドエｌζキシ化合物
、および必要ならば増粘剤を加え、さらにマイカを徐々
Ｋ　ｔ＆加し、混合することによシ１％られる。

第１表に示した組成物は、乾燥後の塗膜重量力；２　ｋ
Ｑ／７７／となるように、４００肩＊Ｘ４０’Ｏｍｍ（
厚さ０．８バ屑）の冷延鋼板の上にスプレーガンで塗布
し、常温で２日間乾燥したあと、１３０°Ｃの熱風乾燥
台ｇ　ｃ１３で１時間完全乾燥した。得られた試験片の
制ｕｉ性ｆｉ１２は衝撃加振時の振動加速度レベル（Ｖ
ＡＬ）を７１１１１定することによって評価した。すな
わち、試験片の二点を糸で吊９下げ、試験片の中央部に
鋼球を衡突させることによって振動を発生させ、この１
１存の振動の大きさを、試験片の下端ｔｖ固定したビ・
ンクアツプで検出し、振動レベル計を通して読み取った
。そして、基材として用いた冷延ｊ！′ｉ４反のみの振
動加速度レベルの値との差を△ＶＡＬ（ｄ、Ｂ）とし振
動低減効果の目安とした。すなわち 振動１１１Ｊｉｉ幼果△ｖＡＬ　（ｄＢ）　−ｔ７４板
（Ｄミ（１）　ＶＡＬ　（’ｄＢ）　−鋼板に組成物全
塗布した試験片のｖＡＬ（ｄＢ）であられされ、△ＶＡ
Ｌ（ｄＢ）ので直が大きいほど、制振性能が良好である
ことを示している。結果を第２表に示した。

以下余白 第２表 第２表に示したよう釦、本発明にもとづく組成物では、
１８ｄＢ以上の高いレベルの振動低減効果が期待でき、
しかも広い温度領域にわたって△ＶＡＬの低下が認めら
れない。一方、本発明にもとづかない組成物では、ある
温度領域ではかなり高い効果を示すにもかかわらず、低
温度域あるいは高温度域において効果が低減することが
わかる。

実施例４，５，６、比較例Ｃ，Ｄ 本発明に基づく組成物を実施例４，５．６として示シた
。エマルジョン状のスチレン−アクリル酸エステル共重
合体、酢酸ビニル系重合体、水溶液状のポリアミドエポ
キシ化合物を均一に混合したのち、ドクターブレードを
使用して離型紙上に流延し、１００　”Ｃの温度界囲気
下で乾燥し、０．２ＪＦＪｌ厚さのフィルムを製造した
。

本発明に基づかない組成物をＣ，ｌ）として示し、同様
の方法により０．２Ｍ厚さのフィルムを製造した。各配
合組成ｆ：第３表に示す。１該フィルムを０．２騎厚さ
の二枚の冷延鋼板の間にはさみ、１８０°Ｃの温度でホ
ットプレスして（ただし比做例Ｃ２１）は流動するので
１００℃で短時間性なった。）一体化し、拘束型制振１
１１１板を作成した。この拘束型側ｊｆＡ鋼板について
、振動リード法（片持梁、共振法）により損失係数の温
度値ＴＦ性について測定し、結果全第１１ン１に示した
。（＃＋！ｌ定周波数は５００１１ｚ換算） 以下余白 本発明に基づく組成物では低温から高温に至る広い温度
範囲にわたす、極めて大きな損失係数を示しているっ一
方本発明に基づかない組成物では、狭い温度範囲では高
い損失係数を示しているものの、これからはずれたとこ
ろでは損失係数が極端に低下し、第６表に示すように、
加工の１県中間層が軟化流動してしまい、剥離してしま
うなど、全く使用に１酎えなかった。

実施例７．８ 本発明ＫＩＩ！ｉづ〈実施例を７．８として第４表に示
した。前、＋＋３実施例と同じ方法により０．２１１Ｊ
Ｉ厚さのフィルムを製造し、同様に損失係数の温度依存
性を測定した。結果を第２図に示した。

第４表 注７）スチレン−アクリル酸２エチルヘキシル共ｉ　合
体（共重合比２：５）　注８）エチレン−酢酸ビニル共
重合体（エチレン１８重量％含有） 注９）　８ＵＺＯａＩＴＥ　ＭＩＣＡ　（ＭｆＲ平均フ
レーク径９０．１ｔｍ、重量平均アスペクト比５０　、
ｔｅａクラレ販売）第２図から、本発明に基づく樹脂組
成物に鱗片状無機質粉体としてマイカを含有せしめるこ
とにより、損失係数のピークレベ／Ｌ／は若干低下する
ものの、損失係数の曲線がブロード釦なり、よシ広い温
度範囲で使用可能であることが明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、振動リード法によ、！７１１＋！Ｉ定した実
施例４．５．６および比較例Ｃ，Ｄの損失係数の温度依
存性を示す図である。 第２図は、同じく振動リード法によシ測定した実施例７
，８の損失係数の温度依存性を示す図である。図中、番
号１〜７は各々実施例４，５，６、比較例Ｃ，］）、実
施例７，８の損失係数測定結果に対しへする。 特許出願人　株式会社　り　ラ　し 代理　人　弁理土木多　堅 第　１　図 分り度（’Ｃ） 第２　目 温度（°Ｃ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）スチレン−アクリル酸エステ／’　共重合体（〜
   、１１１：酸ビニル系ＩＦ合体（均およびポリアミドエ
   ポキシ化合物（Ｃ’ｌ　′ｆ：必須成分とし、成分（Ａ
   ）　１００重量部に対して成分（１３）が６０〜４００
   重量部、成分０が２１〜４００重最部の割合で含有され
   てなる割振材用樹脂組成物。 （７）　該スチレン−アクリル酸エステル共重合体がス
   チレン１００　重（１部ニアクリル酸エステ）ｖ５０〜
   ４００重ｆｆ＋：部から構成された共重合体である特許
   請求の範囲第（１）項に記載の制振材１１Ｊ樹脂組成物
   。 （′ｉ）該酢酸ビニル系重合体が酢酸ビニ／Ｌ’１００
   重量部：共重合性中、７体０〜４５重量部から構成され
   た重合体である特許請求の範囲第（１）項捷たは第（２
   ）項に記載の制振材用樹脂組成物。 （４）さらに鱗片状無機質粉体が加えられてなる特許請
   求の範囲第（１）項、＠（２）項または第（３）項に記
   載の制振材用樹脂組成物。 （５）該鱗片状無機質粉体がマイカである特許請求の範
   囲第（４）項に記載の割振材用樹脂組成物。