JPS6038149A - 制振積層体 - 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】 本発明は複合型制振積層体に係り、特に金属に対して割
振性能を具備する高分子物質層と金属層よシ成る複合型
制振積層体に関する。

近年、産業機械や構造物、更には社会生活に欠かせない
自動車等の騒音が社会的問題としてクローズアップされ
、その結果種々の騒音防止対策が要求されるようになっ
て来た。

従来の具体的な騒音防止対策としては、遮音、吸音、防
振、制振材料の如き異なる機能を有する材料を組合わせ
て使用する方法が多くとられて来た。

一方自動車産業においては、騒音防止対策とは別に時代
の動向からますます厳しくなってゆく燃費規制とエネル
ギー供給問題に対処すべく軽量化が進められている。例
えばパネル用鋼板等の薄肉化、もしくは鉄鋼材料の代替
としてアルミニウム合金やプラスティック材料等の導入
である。しかしその反面自動車の軽量化に伴って自動車
自体の振動が激しくなり、騒音が増大する傾向にある。

従って如何にして振動を減少させるかが今後の重要な課
題である。

この振動防止対策の一項として、最近では防振合金を使
用する方法、金属に割振材料を貼合せる方法、あるいは
金属と金属の間に高分子物質を挾み込んだ複合型制振材
料を使用する方法が開発され広範囲の分野で採用され始
めている。

一般に制振鋼板等の制振材料における振動減衰効果の尺
度としては、損失係数（η）、対数減衰率（ハ）、共振
鋭度（財）等が用いられておシ、これらは相互に関連の
ある物性値である。これらの物性値のうち損失係数（η
）が最も多く使用されており、従来ｌが０００３以上あ
れば制振効果が大きいと言われでいたが、最近における
騒音規制の強化から更にηの犬なる制振材料の開発が期
待されている。

本発明の目的は上記時代の動向よシ更に損失係数（η）
の大にして、かつ加工性にすぐれた割振材料を提供する
にある。

本発明の要旨とするところは次の如くである。

すなわち、金属に対して制振性能を具備する高分子物質
層と金属層とを有して成る複合型制振積層体において、
前記高分子物質は（Ａ）ポリビニルアセタール樹脂と（
Ｂ）ポリアルキレンイソフタレート・テレフタレート及
び場合によっては（Ｃ）町ｌ！〃剤よりなる成分を含む
物質であることを特徴とする複合型制振積層体である。

一般に複合型制振材料は鋼板等の金属間に高分子物質を
挾み込んでいるため、使用温度によってηが変わる性質
を肩し、かつηはある温度でピークに達する性質を有し
ている。従って使用目的温度に適合した高分子物質を選
択する必要があるが、本発明者らの研究によって可塑剤
や添加剤によって損失係数（η）値を最大とする温度を
変化させることは可能であることが確認された。しかじ
制振材料としてはかかる温度依存性が小さくηが高いも
のほどよいことは勿論である。

一般に復台型制搗積層鋼板の如き積層体の制振性向上の
ために使用される高分子物質は損失正接（ｔａｎδ）が
高いもの程良いとされている。

また複合型制振積層体の他の一つの態様として非拘束型
制振積層体がある。これは山板等の金属に割振性能のす
ぐれた高分子′＄ＩＪ’Ａを貼合わせてフリーレイヤー
としてイノ。在せしめた積層体であって、一般に高分子
物質の複素弾性率（Ｅ’）の高いものが良いとされてい
る。最近では樹脂が少くて割振性にすぐれている拘束型
制振積層体が注目されている。

以下本発明について詳細に説明する。

本発明者等は金属との積層体において制振性の高い高分
子物質について鋭意検討した結果特願昭ｊクー２２１１
コ７り号において示したポリビニールアセタール樹脂が
有効であることを見い出した。該出願発明における樹脂
はすぐれた割振性を有するが損失係数ηの温度依存性に
やや難点があり有効な制振性を示す温度範囲が狭い。

本発明者等はこの欠点を改良すべく鋭意検討した結果本
発明に到達した。即ち本発明の要旨は（Ａ）ポリビニー
ルアセタール樹脂に（Ｂ）ポリアルキレンイソフタレー
ト・テレフタレートを加えることでηの低下が少くかつ
ηの温度に対する依存性が少い即ちブロード化したピー
クを有し工業的に非常に価値のある手法を見い出し本発
明に到達した。またポリアルキレンインフタレート・テ
レフタレート共重合樹脂のｉを制御することでηのピー
クを任意に制御することも可能である。またピーク温度
（最大の損失係数を示す温度）を下げる目的で（Ｃ）可
塑剤を加えることも可能である。またポリビニールアセ
タール樹脂は加熱によって架橋しやすく溶融状態での取
シ扱いが困難であるがポリアルキレンイソフタレート・
テレフタレート共重合体を加えることで架橋性が緩和さ
れ、工業上取り扱いが容易になることは予想もつかない
ことであシ有益性が大きい。

本発明に用いられる高分子の（４）成分であるポリビニ
ルアセタール樹脂は、酢酸ビニル、アルデヒド等から製
造され、一般的には酢酸ビニルモノマーを重合し、ポリ
酢酸ビニル樹脂′ｆｃｆＡ造し、次に鹸化により得られ
たポリビニルアルコールとアルデヒドとの反応によりｓ
造される。

すなわち、ポリビニルアセタール樹脂成分は、ビニルア
セタールブルーフ、ビニルアルコールグループ、酢酸ビ
ニルグループを有する共重合体樹脂であシ、この樹脂の
ホルムアルデヒドによる反応物はホルマール樹力旨と称
せられ、ブチルアルデヒドとの反応物はブチラール樹脂
と称されている。

本発明に使用されるポリビニルアセタール樹脂の平均重
合度は、３００−ｊ、θθθの範囲が好適であり、特に
重合度の高いものほど好適である。またアセタール化度
は！；　ＯＡ−ｇ　！ｒ　ｍｏ１％程度が好ましい。

またポリビニルアセタール樹脂としてはポリビニルフチ
２−ル、ポリビニルホルマール、ポリヒニルアセトアセ
タール、ポリビニルグロビルアセタール等が挙げられ、
中でもポリビニルブチラール樹脂又はポリビニルホルマ
ール樹脂が好ましく使用される。更にポリとニルアセタ
ール樹脂にカルボキシル基を含有したものも好ましく使
用される。カルボキシル基はポリビニルアセタール樹脂
中に０．７〜５モル条、好ましくはθ０．２〜３モルチ
程度含有されているのが好ましい。

カルボキシル基を含んだポリビニルアセタール樹脂とし
ては、例えば酢酸ビニルと不飽和カルボン酸とを共重合
した共重合体を使用し、常法によりポリビニルアセター
ル樹脂を製造する方法、もしくはポリビニルアルコール
をアセタール化する際にカルボキシル基を含んだアルデ
ヒドと反応させることによって得られる。

本発明の目的とする高分子の（Ｂ）成分であるポリアル
キレンイソフタレート・テレフタレート共重合体は例え
ばテレフタル酸ジメチルトイン７タル酸ジメチル及びグ
リコール成分よ）例えば三酸化アンチモンを触媒にして
溶融重合によって種々の組成の共重合体を製造すること
が出来る。イソフタール酸成分の含量としては全酸成分
に対し！−りＯモル係が適肖である。＆限粘度としては
特に限定はないがｏ、ｓ　−ｏ、’ｙ　ｄｔ７ｙの範囲
であれば構わない。グリコール成分としてはエチレング
リコール、ホリエテレンクリコール、プロピレングリコ
ール、ポリプロピレンクリコール、プロパン−／、３−
ジオール、ブタン−７、弘−ジオール、ポリテトラメチ
レングリコール、／、クーヒドロキシメチルシクロヘキ
サンネオペンチルグリコール等が用いられる。特にエチ
レングリコールを生体とするものが好ましく、またエチ
レングリコールとネオペンチルグリコール等の他のグリ
コール成分とを組合せても良いことは勿論である。

ポリビニルアセタール樹Ｉ財とポリアルキレン混合組成
比は１ｏ−ｔｏ重量％対９０〜ＩＯ重量−の範囲であれ
ば良い。組成比が例えばポリビニルアセタール樹脂が７
０重量％未満の場合はポリアルキレンイソフタレート令
テレフタレート樹脂の割振性に支配され逆にデθチを越
える場合はポリビニルアセクール樹脂に支配され両者を
混合した効果はない。またηの最大値が得られる温度域
を調整するために（Ｃ）成分として可塑剤を加える手法
が有効である。添加量は（Ａ）成分と（Ｂ）　成分の合
計１００重景部に対して４ｔＯ重量部を越えないことが
好ましい。ｌＩｏ重量部を越える場合は金属面への接着
力の低下を招くと共にηの絶対値の低下を招き好ましく
ない。

添加出来る可塑剤としては、例えばジブチルフタレート
、ジオクチルフタレート、ブチルベンジル７タレート等
のフタル酸エステルや、トリクレジルホスンエート等の
燐ばエステル、ジブチルセバケート、ジーコーエチルへ
キシルアジペート、ジブチルサクシケート等の脂肪酸エ
スのグリコール誘導体もしくは大豆油、あまに油、ひま
し油等の植物油及びこれらのエポキシ化物等が一般的に
用いられており１本発明においても、これらの中より任
意に選択することかで°きる。可塑剤の役割は上記のと
おシであるが、一般的には可塑剤の添加量を増加すると
損失係数（り）の最大値は低温域に移行する。

また高分子体組成物の弾性率、接着性等を改善する目的
で無機フィラーを添加することも出来る。例えば鱗状黒
鉛、雲母、電導性カーボンブラック、カーボングラファ
イト、タルク、炭酸マグネシウム等があげられる。添加
量は（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計１００Ｍｔｉｘ部に
対してｉｏ〜１０ＯＴＬ黛部、好ましくは一〇〜５０重
量部程度である。

次に本発明による積層体に使用する金属について説明す
る。本発明に使用する金属板としては相互介在体として
使用する＾分子物質との接着性、強度、価格等よシ鋼板
が最も好適であるが、その他の金属板、例えは銅板、ア
ルミニウム板等も使用可能である。

鋼板としては、軟鋼板、高張力鋼板、ステンレス鋼板、
亜鉛めっき鋼板等の表面処理鋼板、もしくはこれらに燐
酸塩又はクロム酸塩処理の如き金属表面の予備処理に一
般的に用いられる方法によって表面処理した鋼板も使用
目的によって使用することが可能である。これらの鋼板
は粘弾性高分子物質との最良の接着を得るために表面は
清浄にすべきであり、そのためにサンドブラスト処理等
も場合によって必要である。

これらの鋼板は平板のまま使用されることもあるが、目
的とする積層体の形状によって曲げ加工や絞り加工を受
けることもある。また制振積層体として使用される鋼板
は製造過°程で加熱されるため、時効が進行し易い鋼板
を用いると、加工時にストレッチャストレーンと称され
ている表面歪模様が発生し外観を損ねるので、加工後の
外観を重視する場合には時効指数（Ａ、１．）で八、ｔ
Ｋｆｆ／−以下の非時効性鋼板を使用すべきである。

このような割振積層体を製造するには、例え謂プレス法
、金属板を２枚、ロールに送り込みっつ押出機から溶融
状態でシート状に押出された高分子物質を金属板の間に
送シ込み積層する押出積層法、高分子物質を溶媒に溶か
し、これを金属板に塗布した後、加熱して溶媒を飛ばし
つつ高分子物’］を溶融状態とし、次いでこの高分子物
質層上に更に金属板ｆ、押押圧面層る塗布積層法等任意
の方法が用い得る。

なお、金属板の形状、厚み等は目的とする製品により種
々のものが用いられるが、一般的に例えば、一枚の金属
板の間に高分子物質１４を介在させたＪＮｉ構造の場合
について述べれば金属板はθ、θ／ｌａｎ以上の厚みで
、市分子物質層は金属板の７７４０以上の厚さを有して
いれば良い。

金属板の厚さは両面同じであるのが普通であるが、用途
によっては異ならせても良いし、３層以上の積層体とす
ることも用途により可能である。

尚制振積層体の損失係数ηの温度依存性は供試材を恒温
槽内にセットして各檜温度に設定し、周波数を変えて機
械インピーダンスの共振点鋭度から損失係数をめること
によシ得た。

制振性の判断として第７にηの絶対値が０，１以上を示
す温度領域第コに０，３以上を示す温度領域で判断した
。

実施例−１ ０，６羽×２５θ節×コ５θ間の通常の冷延鋼板をトリ
クレンで脱脂し、これを本発明による積層体用金属基材
とした。

尚該鋼板の時効指数はθＫｇｆ／ｍｍであった。

次に重合度ｉｏｚθ、ブチ２−ル化度ざ１％のポリブチ
ラール樹脂Ｓ５重Ｍ％、ジオクチル７タレート／θ重：
ｌ！：％、イソフタル叡含量ｌコモル饅で極限粘度ｏ３
　ｇのポリエチレンインフタレート・テレフタレート共
重合体３ｓｎｘ％を良く混合しダθ鵡φの単軸押出し機
でコ３０Ｃで溶融混練しベレット化した。該ペレットを
使用しノθＯトンの熱プレスによってＪＯθ■Ｘ３００
ｔｒｒｍで厚さ／１０μのシートを得た。該シートを上
記の２　枚の鋼板間に挾み、加熱プレス機を使用してλ
ＪＯＣの温度で３分間予熱脱泡し、更に３分間加熱加圧
下で圧着し板厚／、Ｊ　ｍの複合型制振ａ増体を得た。

かくして得た複合型制振積層体の損失係数ηの温度依存
性を図−ｌの（イ）に示した。

実施例−一 実施例−／と同一原料を使用してポリビニルブチ２−ル
６ｇ重量％、ジオクチル７タレート／コ重酋チ、ポリエ
チレンイソフタレート・テレフタレート共重合体、２０
重ｉ％を用い実施例−／と同一手法にてペレット化後、
捨金型制振積層体を得た。ηの温度依存性を図−７の（
ロ）に示した。

比較例−／ 実施例−１と同一原料であるポリビニルブチラールＳ３
重蓋チ、ジオクチルフタレート／ｊ重ｔ％、を使用し実
施例−／と同一手法でペレット化後複合型制振積層体を
得た。ηの温度依存性を図＝ｌの（ハ）に示した。

比較例−コ 実施例−７と同一原料であるポリエチレンインフタレー
ト・テレフタレート共重合体を用い実施例−ｌと同一手
法でペレット化後、複合型制振積層体を得た。ηの温度
依存性を図−ｌに）に示した。

図−／において４０．７以上の温度領域及び０．３以上
の温度領域をまとめて表−λに示した。

表−コ 実施例−３ 実施例−ｌにおいてポリビニルブチラールの代りに重合
度り３θ、ホルマール化度ｔ６％のポリビニルホルマー
ルを使用し、可塑剤ジオクチルツクレートの代りにブチ
ルベンジル７りＶ−トを用いたほかは実施例−ｌと同様
にして複合型制振積増体を得た。損失係数の最大値（η
＋ｎａｘ　）は０．’Ｉ　９であり、このときの温度は
９ざＣであった。

【図面の簡単な説明】

図−７は複合型制振ｆｆｔ層体層体失係数ηの湿田　願
　人　川崎製鉄株式会社 三菱化成工業株式会社 代　理　人　弁理士　長径用　− （ほか１名） 図−１ 旭 □温度（０Ｃ） 第１頁の続き ＠発明者鈴木　征利 ＠発明者松本　義裕 ［相］発明者篠崎　正利 ０発　明　者　西　１）　稔

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　金属に対し制振性能を具備する高分子物質層と
   金属層を有しＣ成る複合型制振積層体において、 前記高分子物質が、 （４）ポリビニルアセクール樹脂ｌθ〜り０重量％ （Ｂ）　ポリアルキレンインフタレート・テレフタレー
   ト共重合体樹脂９０〜ＩＱ重量−よりなり場合によって
   はさらに（Ｃ）　（Ａ）成分と０）成分の合計１００重
   量部に対して弘０重量部以下の可塑剤よシなることを特
   徴とする割振積層体。 （２）　ポリビニルアセタール４ｔ（Ｊｊ旨がポリビニ
   ルフ。 チラール樹脂又はポリビニルホルマール樹脂である特許
   請求の範囲第１項に記載の積層体。 （３）ポリアルキレンイソフタレートΦテレフタレート
   共重合体樹脂が極限粘度０．３〜０．９ｄｔ／ｆであり
   インフタール酸成分含量が３〜４ｔｏモルチである特許
   請求の範囲第１項又は第２項に記載の積層体。 （４）金属が鋼板である特許請求の範囲第１項乃至第３
   項のいずれかに記載の積層体。