JPH0635573B2 - 制振特性および遮音特性に優れたシート状パネル制振材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は優れた制振特性を有し、被制振パネルに適用
するための作業性および被制振パネルに対する密着性が
良好であり、かつ遮音特性にも優れたパネル制振材に関
するものである。

（従来の技術） 従来、自動車、鉄道車両等の車体、エンジン、モーター
等の原動機、電気装置のハウジング、流体輸送用ダクト
などのパネル構造体においては、振動低減を目的として
パネル表面に制振材を密着させている。

このようなパネル制振材は、被制振パネルとの複合系で
評価される複合系損失係数(η)〔騒音対策ハンドブツ
ク、日本音響材料協会編第２１頁〕の大きいことが要望
されている。複合系損失係数(η)の大きいパネル制振材
を得るには、材料が制振材として優れた材料であると共
に、被制振パネルに容易に密着できる必要がある。例え
ば被制振パネルが自動車のフロアパネルの場合、ビー
ド、エンボス、曲面等の付加によつて、複雑な表面形状
をとつている。このように表面が複雑になると、制振材
の形状追従性が悪く、被制振パネルとの密着が不充分に
なり、パネルと制振材の間にすき間が形成されたり、容
易に、剥離する場合は、制振特性の低下が生ずるため好
ましくない。また被制振パネルの表面に、制振材を一様
に密着させるのに著しく手間のかかるものは、作業上問
題がある。

さらに、このような制振材は、パネルの表面を被覆する
ように用いられるため、制振と合わせて、遮音の機能が
期待される場合が少なくない。遮音特性は材料に入射し
た音のエネルギーに対する材料を透過した音のエネルギ
ー比である透過率または透過損失によつて表わされ、こ
の特性は、遮音に関する質量則に従い、面重量の重い壁
体材料であるほど優れた遮音特性を示すことはよく知ら
れている事実である。すなわち比重の大きい材料を厚く
適用すればよい。しかし、被覆材料を厚くすることはス
ペースの関係もあり、好ましくなく、極力比重の大きい
材料で薄く適用できる遮音材が要望される。

かかる状況下で、従来から、例えば自動車のフロアパネ
ル用制振材としては、アスフアルトに代表される熱可塑
性樹脂を成分とするもの（例えば日本特殊塗料(株)製、
商品名「メルシート」）また、エポキシ樹脂等の熱硬化
性樹脂を成分とするもの（例えば特願昭６０−２１０５
５号）等、それぞれの材料により、制振効果を発揮する
温度範囲の異なるものの数多くの制振材が提案されてい
る。このような自動車用制振材は、自動車製造工程にお
いて、車体塗装に熱硬化性塗料を用いている関係上、塗
膜の硬化のため、車体は１４０℃以上の温度で、３０分
以上の加熱を受ける。これらの制振材は、この熱を利用
して、車体パネルに密着させるものであり、作業者が制
振材シートを車体パネル上に仮置きするだけで、熱によ
りシートが溶融し、自重だけで複雑な被制振パネルの形
状に追従し、融着または接着、硬化するため、制振性の
みならず、密着性、作業性の面でも優れた制振材であ
る。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来の制振材は被制振パネルに対する形
状追従性を満たすため、その制振材が被制振パネル上に
仮置きされた後に受ける加熱温度（自動車の場合１４０
℃程度）において、材料が充分な流動性を有する必要が
あり、一般に充填剤の混合量が増加するに伴つて制振材
の形状追従性が悪化するため、おのずと樹脂と共に混合
できる充填剤の総量に限界があつた。

非拘束型制振材の場合、制振材の損失係数(tanδ)が大
きいだけでなく、弾性率も大きい方が良好な制振特性が
得られるということは、よく知られた事実である〔騒音
対策ハンドブツク、日本音響材料協会編、第４４３
頁〕。充填剤の混合効果として材料の弾性率の上昇、さ
らに比重の増大が期待できることから制振特性、遮音特
性の向上を図るために、制振材に含まれる従来からの充
填剤を増量配合すれば、形状追従性の低下、場合によつ
ては、融着力、接着力の低下を招き、結果的に制振特性
を損うという問題点があつた。

（問題点を解決するための手段） この発明は制振材の樹脂として用いることのできる１種
または２種以上の樹脂に対して粒径の異なる２種以上の
無機充填剤を配合することにより、被制振パネルに対す
る形状追従性、すなわち密着性を損うことなく、制振特
性のみならず、遮音特性にも優れたパネル制振材を提供
するものである。

この発明に用いる樹脂は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂
またはこれらを２種類以上組合せて用いることができ
る。制振材として樹脂ち期待される効果としてはその粘
弾性特性を利用した振動減衰機能、また被制振パネルを
被覆するため、剛性の向上、質量の増加が少なからず生
じることによる振動振幅の減少機能がある。この機能と
樹脂の粘弾性物性領域とは、密接に関連していることは
公知の通りであり、例えば振動減衰機能が大きい樹脂領
域は、ガラス状領域とゴム状領域の間にあたるガラス転
移領域、または、ゴム状領域より高温部にあたる流動領
域であり、剛性向上による振幅減少機能は、樹脂の弾性
率が高い領域、すなわちガラス状領域が最も適している
ことになる。質量増加による効果は、当然領域に関係な
く発揮される。樹脂の選択にあたつては、制振効果を期
待する温度範囲で、必要な機能を発揮できる粘弾性領域
を有する樹脂を選ぶものであり、樹脂の種類に左右され
るものではない。また例えば可塑剤等を添加し、樹脂を
粘弾性特性を変性したものもこれに該当する。

この発明の制振材は、被制振パネルが受ける加熱履歴を
利用して複雑な形状にも追従し、密着するためには、該
制振材が受ける最高温度において、樹脂は流動性を示す
必要がある。すなわちこの発明で用いる樹脂は、制振材
が受ける最高温度以下に軟化温度（理化学辞典、(株)岩
波書店）を有する必要があり、熱硬化性樹脂では硬化前
の軟化温度である。そしてこの発明においては、１種ま
たは２種以上の樹脂の軟化温度が１４０℃以下であるの
が好ましい。

またこの発明の制振材は、シート状に成形され、被制振
パネルに融着または接着させるものであるため、該制振
材に用いる樹脂は、自着性のあるものが好ましいが、自
着性の乏しい樹脂を用いる場合は、シート状に成形され
た制振材の表面、または被制振材パネル表面に、公知の
粘着剤、ホツトメルト接着剤等を塗布する方法、もしく
は使用樹脂に、ロジン系樹脂、石油樹脂などの粘着付与
剤を添加してもよい。これらの樹脂の代表的なものとし
ては、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、フエノール樹脂、
アスフアルト、ポリ塩化ビニル、エチレン酢酸ビニル共
重合体、ポリアミド、ポリエステルなどがあげられる。

この発明において、無機充填剤としては炭酸カルシウ
ム、タルク、クレー、ケイ砂の鉱物系の他、鉛、鉛酸化
物の金属系も含めた、粒状および粉状のいずれのものも
用いることができるが、２００メツシユ通過９０％以上
の粉状充填剤と、２００メツシユ通過１０％以下の粒状
充填剤の２種類を用いる必要がある。粉状充填剤および
粒状充填剤は、それぞれ単独あるいは複数の混合物で用
いられ、また粉状と粒状の充填剤は、同一品種であつて
もさしつかえない。

次に上記無機充填剤の配合量は、樹脂１００重量部に対
して粒状、粉状充填剤の総和量で３０重量部以上であ
り、かつ粒状および粉状充填剤は、無機充填剤の総和量
のうち、少なくとも１０重量％以上含まれるものとす
る。

上記無機充填剤の総和が３０重量部未満の場合、制振材
の弾性率を高めるという充填効果が殆んど得られないた
め不適当である。また無機充填剤の総量の最大配合量
は、充填剤の種類によつて定まる吸油量から計算できる
物理的に混合可能な最大量までの配合ができる。ただし
無機充填剤の総量が増すに従つて、被制振パネルの形状
に対する形状追従性が悪化する傾向にあるため、制振材
を適用する被制振パネル形状の複雑度に応じた上限を設
定するのが好ましい。例えば、自動車のフロアパネルに
適用する場合は、５００重量部程度を上限とすることが
好ましい。また無機充填剤の総和量に対して、粉状充填
剤が１０重量％未満の場合には、制振特性の低下が生
じ、一方粒状充填剤が１０重量％未満の場合は、形状追
従性、すなわち密着性が低下するため不適当である。

この発明のパネル制振材は、通常組成物を押し出し機ま
たはシーテイングロール等で所望の厚さに成形されたシ
ート（熱硬化性樹脂を用いた場合は未硬化状態のシー
ト）として用いられ、被制振パネル上に仮置きするだけ
で、例えば塗装塗膜の乾燥、硬化等を目的にパネル構造
体に加えられる熱を利用してシートが溶融し、自重によ
り複雑な表面形状を有する被制振パネルでも、その形状
に追従し、その後、融着または接着、硬化するため、被
制振パネルに対する取り付け作業性および密着性に優れ
たパネル制振材である。

（作 用） この発明のパネル制振材は、樹脂に配合された粉状充填
剤と粒状充填剤の相乗効果により、優れた制振特性およ
び形状追従性を示すものである。樹脂に対して粉状充填
剤のみを配合した制振材は、ある程度の制振特性の向上
が図れるものの、充填剤の増量により、形状追従性が急
激に悪化する。また粒状充填剤のみを配合した制振材は
形状追従性をさほど悪化させることはないが、制振特性
が思わしくない。これに対して、この発明のパネル制振
材は粉状および粒状充填剤が複雑な充填形態を形成し、
制振材の実用温度付近の樹脂弾性率の高い領域では充填
剤と充填剤、および充填剤と樹脂の間の摩擦抵抗が増大
することによる制振特性の向上が図れ、樹脂の軟化温度
以上の流動領域では、粒状充填剤の一部配合により、樹
脂と充填剤との摩擦抵抗が急激に減少し、形状追従性の
向上が図れるものと思われる。さらに多量の充填剤配合
においても、形状追従性を損うことなく、混合材料と比
重を高めることができるため、遮音特性の向上が図れ
る。

（実施例） この発明を次の実施例および比較例により説明する。

例中のパネル制振材の制振特性、被制振パネルに対する
形状追従性についての評価方法は次の通りである。

評価法１〔制振特性〕 長さ２５０mm、幅１０mm、厚さ 0.8mmの一般自動車外板
用鋼板の片面に、長さ、幅が同じで、厚さ４mmのパネル
制振材を置き、その後、１４０℃で３０分間の加熱を行
い、融着または接着、硬化した制振特性評価用テストピ
ースを得る。このテストピースを、片持梁共振法によ
り、曲げ振動２次共振点の複合係損失係数(η)を２５℃
に空調された室内にて測定した。

評価法２〔形状追従性〕 第１図に示すように、平行間隔１₁＝３０mmで２枚の鋼
板２を支持台３上に水平に固定し、その上に、長さ
（l₂）１００mm、幅(Ｗ)３０mm、厚さ(ｔ)４mmのパネル
制振材１を置き、１４０℃で３０分間の加熱を行う。室
温まで放冷後、第２図に示すように、パネル制振材４の
たれ下がり量(ｄ)を測定した。自動車フロアパネルの形
状に追従し、充分に密着するためのたれ下がり量(ｄ)は
２．５mm以上であつた。

実施例１ エポキシ樹脂（油化シエルエポキシ(株)製、商品名「エ
ピコート１００１」）３５重量部、エポキシ樹脂（油化
シエルエポキシ(株)製、商品名「エピコート８７１」）
６５重量部を１５０℃に加熱したバンバリーミキサーで
３０分間混合し、充分に相溶させた。なお、この混合樹
脂の軟化温度は４５℃以下であつた。これを６０℃まで
放冷した後、硬化剤として、ジシアンジアミド８重量
部、３−（ｐ−クロロフエニル）−１，１−ジメチルユ
レア４重量部と、粉状充填剤としてタルク（クニミネ工
業(株)製、商品名「ＴＡ」、２００メツシユ通過９９％
以上）１５０重量部、粒状充填剤として、ケイ砂（川鉄
鉱業(株)製、商品名「日光６号」、２００メツシユ通過
３％以下）１５０重量部を加え、６０℃の温度で１時間
混練した。次にカレンダーロールで厚さ４mmのシート状
に成形した。このシートについて、評価法１および２に
従つて評価した結果を第１表に示す。

実施例２ 実施例１に示した配合のうち、粉状充填剤タルク（「Ｔ
Ａ」）を２７０重量部に、粒状充填剤ケイ砂（「日光６
号」）を３０重量部に変更し、実施例１と同様の方法に
て厚さ４mmのシートを得た。評価法１および２による評
価の結果を第１表に示す。

比較例１ 実施例１に示した配合のうち、粒状充填剤を配合せず、
粉状充填剤タルク（（ＴＡ」）を３００重量部に変更
し、実施例１と同様の方法にて厚さ４mmのシートを得
た。評価法１および２による評価の結果を第１表に示
す。

実施例３ キシレン樹脂（三菱瓦斯化学(株)製、商品名「ニカノー
ルＨＨ」）７０重量部、エポキシ樹脂（油化シエルエポ
キシ(株)製、商品名「エピコート１００４」）３０重量
部を、１５０℃に加熱したバンバリーミキサーで４５分
間混合し、充分に相溶させた。なお、この混合樹脂の軟
化温度は５０℃以下であつた。これを６０℃まで放冷
後、実施例１と同じ硬化剤を同じ重量部加え、さらに粉
状充填剤として、酸化鉛粉末（２００メツシユ通過９５
％以上）２５０重量部、粒状充填剤として、ケイ砂（川
鉄鉱業(株)製、商品名「日光５号」、２００メツシユ通
過２％以下）１５０重量部を加え、６０℃の温度で１時
間混練した。次にカレンダーロールにて、厚さ４mmのシ
ートを得た。評価法１および２による評価の結果を第１
表に示す。

実施例４ 実施例３に示した配合のうち、粉状充填剤をタルク（ク
エミネ工業(株)製、商品名「ＧＴＡ」、２００メツシユ
通過９９％以上）２５０重量部に、粒状充填剤ケイ砂
（「日光５号」）を２５０重量部に変更し、実施例３と
同様の方法にて厚さ４mmのシートを得た。評価法および
２による評価の結果を第１表に示す。

比較例２ 実施例３に示した配合のうち、粒状充填剤を配合しない
以外はすべて同じもので、実施例３と同様の方法にて、
厚さ４mmのシートを得た。評価法１および２による評価
の結果を第１表に示す。

実施例５ 実施例３に示した配合のうち、粉状充填剤を炭酸カルシ
ウム（日東粉化工業(株)製、商品名「ＮＳ≠４００」、
２００メツシユ通過９９％以上）１５重量部に、粒状充
填剤を金属鉛粒子（２００メツシユ通過５％以下）１５
重量部に変更し、実施例３と同様の方法にて厚さ４mmの
シートを得た。評価法１および２による評価の結果を第
１表に示す。

比較例３ 実施例３に示した配合のうち、粉状充填剤炭酸カルシウ
ム（「ＮＳ≠４００」）を５重量部に、実施例５に用い
たものと同じ金属鉛粒子を５重量部に変更し、実施例３
と同様の方法にて、厚さ４mmのシートを得た。評価法１
および２による評価の結果を第１表に示す。

実施例６ ストレートアスフアルト（日本石油(株)製、商品名「６
０−８０ストレートアスフアルト」）６０重量部、スト
レートアスフアルト（日本石油(株)製、商品名「０−２
０ＮＹアスフアルト」）１０重量部、ブローンアスフア
ルト（日本石油(株)製、商品名「３０−４０ＳＰブロー
ンアスフアルト」）３０重量部を１５０℃に加熱したバ
ンバリーミキサーで３０分間混合した。なお、この混合
アスフアルトの軟化温度は６５℃以下であつた。その
後、１５０℃のまま、粉状充填剤タルク（「ＧＴＡ」）
８０重量部、粒状充填剤ケイ砂（「日光６号」）１００
重量部を加え、１時間混練した。次にカレンダーロール
にて厚さ４mmのシートを得た。評価法１および２による
評価の結果を第１表に示す。

実施例７ 実施例６に示した配合のうち、粉状充填剤タルク（「Ｇ
ＴＡ」）を１０重量部に、粒状充填剤ケイ砂（「日光６
号」）を９０重量部に変更し、実施例６と同様の方法に
て厚さ４mmのシートを得た。評価法１および２による評
価の結果を第１表に示す。

比較例４ 実施例６に示した配合のうち、粉状充填剤を配合せず、
粒状充填剤ケイ砂（「日光６号」）を１００重量部に変
更し、実施例６と同様の方法にて厚さ４mmのシートを得
た。評価法１および２による評価の結果を第１表に示
す。

実施例８ ポリ塩化ビニル（日本ゼオン(株)製、商品名「ゼオン１
２１」）５０重量部に、可塑剤ジオクチルフタレート５
０重量部および少量の安定剤を加え、１０５℃で１時
間、バンバリーミキサーにて混合した。なお、この混合
樹脂の軟化温度は６０℃以下であつた。これに、粉状充
填剤クレー（クニミネ工業(株)製、商品名「クニミネク
レー」、２００メツシユ通過９９％以上）５．０重量
部、粒状充填剤ケイ砂（「日光５号」）５０重量部を加
え、１５０℃に加熱した押出し機で混練し、ペレツト化
した。さらに、熱ロールにて厚さ４mmのシートを得た。
評価法１および２による評価の結果を第１表に示す。

比較例５ 実施例８に示した配合のうち、粉状充填剤を配合しない
以外はすべて同じもので、実施例８と同様の方法にて厚
さ４mmのシートを得た。評価法１および２による評価の
結果を第１表に示す。

実施例９ エチレン酢酸ビニル共重合体（三菱油化(株)製、商品名
「ユカロンエバＥＶＡ５０Ｍ」）１００重量部に、粉状
充填剤タルク（「ＧＴＡ」）１００重量部、粒状充填剤
ケイ砂（「日光６号」）１００重量部を加え、１３０℃
に加熱した押出し機で混練し、ペレツト化した。この樹
脂の軟化温度は５０℃以下であつた。さらに、熱ロール
にて厚さ４mmのシートを得た。評価法１および２の評価
の結果を第１表に示す。

次に、実施例３と比較例２のシートについて残響室法に
よつて透過損失を測定したところ、実施例３のシートは
比較例２のシートに比べ、５００Hzの周波数において
２．６ｄＢ優れたしや音特性を示した。

（発明の効果） この発明のパネル制振材は、無機充填材として、粉状充
填材と粒状充填材の適量混合を用いているため、粉状ま
たは粒状充填剤を単独で配合した制振材に較べ制振特性
の向上、形状追従性の向上が図れ、被制振パネルに対す
る取付け作業が容易な、高い制振特性を有し、さらに、
多量の充填剤配合においても、形状追従性を損うことが
ないため、比重の大きい制振材であり、しや音特性も著
しく向上するという利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、評価法２における加熱前のパネル制振材の状
態を示す斜視図、 第２図は、評価法２における加熱後のパネル制振材の状
態を示す断面図である。 １……パネル制振材（加熱前） ２……鋼板、３……支持台 ４……パネル制振材（加熱後）

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｆ 15/02 Ｑ 9138−3Ｊ Ｇ１０Ｋ 11/16 Ａ 7406−5Ｈ // Ｂ６０Ｒ 13/08

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１〜３種の樹脂と、該樹脂１００重量部に
   対して３０重量部以上の無機充填剤として炭酸カルシウ
   ム、タルク、クレー、ケイ砂、鉛、鉛酸化物から選ばれ
   た２種以上を混合してなり、上記無機充填剤が２００メ
   ッシュ通過９０％以上の粉状充填剤と、２００メッシュ
   通過１０％以下の粒状充填剤の２種類からなり、上記粉
   状充填剤と上記粒状充填剤の配合割合（重量比）が１
   ０：９０〜９０：１０である組成物をシート状に成形し
   て成ることを特徴とする制振特性および遮音特性に優れ
   たシート状パネル制振材。