JPS6038150A - 複合型制振積層体 - 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
振性能を具備する粘弾性高分子物質層と金属層より成る
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じてクローメアツプされ
、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、割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（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環として、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
金属と金属の間に粘弾性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割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（Δ〕、共振
鋭度（Ｑ）等が用いられており、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【おり、従来ηがｏ、ｏｒ以上あ
れば制振効果が大きいと言われていたが、最近における
騒音規制の強化から更にηの大なる制振材料の開発か期
待されている。

本発明の目的は上記時代の動向より更に損失係数（η）
の犬にして、かつ加工性にすぐれた制振材料を提供する
にある。

本発明の要旨とするところは次の如（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、
高分子物質としてＣＡ）ポリビニルアセタール樹脂、（
Ｂ）ポリオレフィン樹脂。

場合によっては（Ｃ）可塑剤よりなる樹脂組成物である
ことを特徴とする複合型制振材料体である。

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
を有し、かっ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。しかし
割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。

一般に複合型制振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（ｔａｎＪ）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。これは鋼板等の金属に制振性能のす
ぐれた高分子物質を貼合わせてフリーレイヤーとして存
在せしめた積層体であって、一般に高分子物質の複素弾
性系（Ｅ＃）の高いものが良いとされている。最近では
樹脂が少くて制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。

高い粘弾性高分子物質について鋭意検討した結果光にポ
リとニルアセタール樹脂が有効であることケ見い出し出
願した。この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った。本発明者等はこの
欠点を改良すべ（鋭意検討を続けた結果本発明に到達し
た。

即ちポリビニルアセタール樹脂にポリオレフィン樹脂を
加えることでηのピークの低下がな（かつピークがブロ
ード化し工業的に非常に価値のある手法令・見い出し本
発明に到達した。またポリビニルアセタール樹脂は加酩
によって架橋しやすく取り扱いか困難であるがボ１Ｊオ
レフィン樹脂成分な加えることで架橋性が低減され。

工業的取り扱いが容易になることは予想もつかないこと
であり工業的有意性か大きい。

本発明に用いられる粘弾性高分子の（Ａ）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ｔｆＡ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
製造される。すなわち、ポリビニルアセタール樹脂成分
は、ビニルアセタールグループ、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り
、この樹脂のホルムアルデヒドによる反応物はホルマー
ル樹脂と称せられ、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−ｇ、０００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ｊ；Ｑ、ｆｌｆｍｏ１％程度が好ましい。

ポリビニルアセタール樹脂としてはポリビニルブチラー
ル、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセトアセター
／ｌ／、ポリビニルプロピ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。更にポリビニルアセタ
ール樹脂にカルボキシル基を含有せしめたものも好適に
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．／
〜Ｓモルチ、好ましくはＯ９λ〜３モル％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の共重合体
より、常法によってポリビニルアセタール樹脂を製造す
る方法、若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体の（Ａ）成分としてはポリ
ビニルアセタール樹脂、および／又はカルボキシル基含
有ポリビニルアセタール樹脂が使用される。

（Ｂ）成分であるポリオレフィン樹脂はａ［０，９１０
〜０．９７　ｏ　Ｉ／ａＡの高密度、中密度、低密度の
ポリエチレン及びボリグロビレン（ホモポリマー、ラン
ダムコポリマー、ブロックコポリマー）及びエチレンと
炭素数３〜ＩＯのα−オレフィンとの共重合体で密度ｏ
、ｇｇｏ〜０、　？　ｔ　Ｏｌ／ｃｒＡの樹脂及びこれ
等の混合物等である。又該樹脂にα、β−不飽和カルボ
ン酸又はその無水物を伺加した変性ポリオレフィン及び
該変性ポリオレフィンと未変性ポリオレフィンの混合物
も好ましく使用される。（Ａ）成分とＣＢ）成分の組合
せは前記の如くηのピークがブロード化即ち高いηを示
す温度域が広いこと及び（Ａ）成分の成形加工性不良を
改＠することでありＣＢ）Ｍ、分は上記の通りではある
が損失正接（ｔａｎδ）がＯ℃以上ｉｏｏ℃以下の範囲
で高いもの１例えば動的粘弾性測定装置東洋ボールドウ
ィン製レオパイブロンでの測定結果でｔａｎδとしてそ
の最大値か０．１以上のものが好ましく使用される。好
ましい例としては密度ｏ−ｑｉ。

〜１１７．ｑｔＳ体の中密度、低密度ポリエチレン、密
度ｏ、ｇｇｏ〜０．９１Ｏ９ｉ−のエチレンと炭素数３
〜ｌθのα−オレフィンとの共重合体の変性ポリオレフ
ィン及び／又は未変性ポリオレフイ／及びこれ等の混合
物が挙げられる。ポリビニルアセタール樹脂とポリオレ
フィン樹脂の組成比はｊ−９ｆ対タタ〜２重量％であり
好ましくは４０−ｑざ対ｌθ〜コ重貴チであり更には７
０〜９Ｓ対３０−．５−重置゛チが好ましく使用される
。

上記範囲においてｌの最大値を示すピークがブロード化
しかつ成形加工性が良化し本発明目杼を充分に達成し得
る。

上記範囲外では例えばＣＡ）成分がＳ重ｊｄ％未満では
ηの絶対値が低（なること、また９ｇ重量％を超える場
合はηのピークのブロード化達成や成形加工性の面で本
発明の目的を達するのがむずかしい。

またＣＢ）成分に関しポリオレフィン樹脂として変性ポ
リオレフィンと未変性ポリオレフィンが使用できる。未
変性ポリオレフィンのみを使用する場合には適宜接着剤
を使用すれば良いが、ＣＢ）成分として変性ポリオレフ
ィンを使用すれば、制振性と同時に自己接着性を付与す
ることができる。変性ポリオレフィンの使用量はＣＢ）
成分中１００−１０重量係の範囲が好ましい。

変性ポリオレフィンの製法は不飽和カルボ７ｉ又はその
無水物を添加し公知の方法に従ってグラフト反応を生起
させることにより製造しうる。

グラフト反応は溶液法又はスラリー法であってモ良いが
コスト的には溶融混線法であることが好ましい。該手法
の場合ポリオレフィン樹脂に０００３２を量係〜／重量
％の不飽和カルボン酸又はその酸無水物及び０．／重号
カ以下、好ましくは０．００　／−０，０！ｒ重量多の
有機過酸化物乞配合し、／２Ｑ〜３θＯ’ＣＫて溶融混
線する手法はグラフト効率が高く色相が良（かつゲル状
物が少く有利である。不飽和カルボン酸又はその酸無水
物としてはマレイン酸、アク！Ｊ＃ｉ、及びその酸無水
物等を挙げることが出来るが中でも無水マレイン酸が好
ましい。不飽和カルボン酸又はその酸無水物はポリオレ
フィン中に３０θ〜／　ｏ、ｏ　ｏ　ｏ　ｐｐｍ好まし
くは！；００〜７０００ｐｐｍ程度含有されているのが
望ましく、変性ポリオレフィンと未変性ポリオレフィン
を配合する場合もこれと同量含有されているのが良い。

またηの最大値が得られる温度域を調整するために可塑
剤を加える手法が有効である。添加量は（Ａ）成分とＣ
Ｂ）成分の合計７００重量部に対してｙｏ重量部を越え
ないことが好ましい。

ｌＯＮ量部を越える場合は金属面への接着力の低下を招
（と共にηの絶対値の低下を招き好ましくない。

添加使用される可塑剤としては、例えはジブチルフタレ
ート、ジオクチル７タレート、ブチルベンジルフタレー
ト等の７タル酸エステルや、トリクレジルホスフェート
等の燐酸エステル。

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テ／ｌ／％　
トリエチレングリコールジプチレート等のグリコール誘
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、
本発明においても、これらの中より任意に選択すること
ができる。可塑剤の役割は上記のとおりであるが、一般
的には可塑剤の添加量を増加すると損失係数（η］の最
大値は低温域に移行する。

また上記した組成物の弾性率を改善するために無機フィ
ラーを添加することも出来る。好ましいフィラーとして
は鱗状黒鉛、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成分及びＢ　ａ分の合計量１０θ重量部
に対し７０〜１００重量部、好ましくは一□〜！ｒｏ重
量部程度である。

次に本発明圧よる積層体圧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
使用する高分子物質との接着性、強度、価格等より鋼板
が最も好適であるが、その他の金属板例えば銅板、アル
ミ板等にも使用可能である。

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
異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。これらの鋼板は上記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７ＪＯＭされるため１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
れている光面歪模様が発生し外観を損ねるので、加工後
の外観ビ重視する場合には時効指数（Ａ、工、）で／−
ｊ　ｌＱ？ｆ／ｉｆ以下の非時効性鋼板を使用すること
が好ましい。

このような制振積層体を製造するには、例えば金属板と
高分子物質層を積層状態で高分子物斥 質層の融点以上の温度に加熱しつつ加熱する新教 謂プレス法、金属板’ａ’コ夕、ロールに送り込みつつ
押出様から溶融状態でシート状に押出された高分子物質
を金属板の間に送り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質を溶融状態とし、次いで
この高分子物質層上に更に曾属板を押圧積層する塗布積
層性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、板はｏ、ｏｉｘｘ
以上の厚みで、高分子物質層は金属板の７７２０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。

同割振積層体の損失係数ηの各種温度での測定は、伊試
材を恒温槽内にセットして各種温度に設定し、周波数を
変えて機械インピーダンスの共振点絞度から損失係数を
めた。制振性の目標として第１にηの絶対値ｏ、ｉ以上
の温度領域、第一にＯ，コ以上の温度領域で判断した。

以下に実施例により本発明の積層体につき更に詳細に説
明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施
例に限定されろものではない。

実施例−７ ０，１，ｍ、ｘ２ｋＯ朋×２！Ｏ韻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柩増体用金属
基材とした。

同本鋼板の時効指数はＯｋｇｆ／ｘｉであった。

次に重合度１０！；０．ブチラール化度ｇｉ％のポリブ
チラール樹脂ざ０重量部、可塑剤としてジーコーエチル
へキシルアジペート７Ｊ［ｊ被部、及び高圧法低密度ポ
リエチレン１００重景部に対して、無水マレインｇｏ、
Ｊｔ部、α−αビスターシャリーブチルパーオキシーパ
ラジイソグロビルベンゼンＯ１θコＯ部を配合し口径３
ｏ♂＄Ｌ／Ｄ＝２４４の押出様を用いてｓｉｏ℃で溶融
混練した後ベレット化した、無水マレイン酸をθ−３４
ｔＭ量チグラフト重合した密度０．９ｌｇ９／ｃｒ＆　
、メルトインデックス２．１ｇ７１０分の変性した高圧
法低密度ポリエチレン７３重量部を良（混合し、グθｚ
Ｏの単釉押出し機を用いコθ０℃で混練溶融しペレット
化した。同ペレットを用いｉｏｏトンの熱プレスによっ
て３ｏｏ１１Ｌ１１Ｌ×３００Ｂ、厚さ／１０μのシー
トを得た。

この樹脂シー）Ｙ上記の２枚の鋼板間に挾み、加熱プレ
ス機？使用して／？（７℃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／−Ｊ１ｍの複合型
制振積層体ｙａ−得た。かくして得た複合型割振積層体
の損失係数ηの温度依存を図−１ｌの（匂に示した。

実施例−２〜７．比較例−７ 実施例−７で得たシートと同一原料で組成比を表−１に
示す如く変更し実施例１と同一手法で実施した。伺表−
７中のＩ　ＭＡＸと温度は最大ηの値とηＭＡＸ　’！
’示す温度を示した・実施例Ｓ 実施例１で用いた変性ポリエチレンに替え。

エチレン−ヘキセン共重合体ＩＯθ重片部に対して無水
マレイン酸ｏ、ｒｉ部、α−αビスターシャリープチル
パーオキシーバラジイノブロビルベンゼンＯ０Ｏコ５部
を配合して口径３０％グＬ７／Ｄ　＝　２１の押出機を
用いて２００℃で溶融混練した後ベレット化したものを
用い、組成比を表−／ｖ−示す如（したほかは実施例１
と同一手法で複合型制振積層体を得た。ηｎａｘ及びη
ｎａＸを示す温度７表−ｌに示した。

表−７ 更に割振性を示すために実施例−ｌ、実施例−６、比較
例−／ｙ］ｌ−図一ノの（匂、０口）、（ノリに各々示
した。これに関し割振性の尺度としてη’：２０．　／
　、η〉Ｏ，コを示す温度域を表−２に示した。

表−一 実施例−２ 実施例−７と同一ポリビニルブチラールｇ。

重量部、ジオクチルフタレート６重量部、メルトインデ
ックス３．コア７／１０分、密度Ｏ，デ２３１１／ｃｄ
のエチレンとブテン−ｌの共重合体ｉｏ重量被部更に実
施例−１で使用した変性ポリエチレンダ重量部を用いて
実施例−ｌと同様にベレット化後、樹脂シートを作成し
複合型制振積層体を得た。結果を表−ダに示す。

実施例−１０ 実施例−７と同一ポリビニルブチラール７０重量部、ジ
オクチルフタレート１２重量部、メルトインデックスコ
ー０ｇ１ｔｏ分の亮圧法低密度ポリエチレン／Ｊｆｉｔ
部、メルトインデックス／、７ｆｉ／１０分、密度ｏ、
　ｔｒ　ｒ　ｏ　ｊｉ／ａｉのエチレンとヘキセン−ｌ
の共重合体で無水マレイン酸ｏ、１Ｉｔｒ重Ｊｌチグラ
７ト反応させた変性ポリオレフィン３重量部を使用し実
施例−１と同一手法で積層体を得た。結果を表−グに示
した。

表　−ダ 実施例／／ 実施例１においてポリビニルブチラールの代りに重合度
９３０．ホルマール化度ｇ６％のポリビニルホルマール
樹脂を使用し、可塑剤ジーーーエチルへキシルアジペー
トの代りにプチルベンジルフタレー１？用いたほかは実
施例１と同様にして複合型制振積層体′１２を得た。得
られたｒＲ層増体ηＭＡＩはｏ、ｚｉであり、このとき
の温度は１１３℃であった。

【図面の簡単な説明】

図−１は複合型制振積層体の損失係数ηの温度依存性を
示すグラフである。図中（匂、（ロ）、（ハ）は夫々実
施例１、実施例６．比較例１の積層体の場合を示す。 出願人　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） 第１頁の続き ０発　明　者　鈴　木　征　利　横浜市緑区鴨志田町Ｉ
Ｃ研究所内 ０発　明　者　松　本　義　裕　千葉市川崎町１番地＠
発　明　者　篠　崎　正　利　千葉市川崎町１番地＠発
　明　者　西　１）　稔　千葉市川崎町１番地：０幡地
　三菱化成工業株式会社総合 川崎製鉄株式会社技術研究所内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）金属に対して割振性能を具備する高分子物質層と
   金属層とを有して成る複合型制振積層体ニおいて、高分
   子物質がＣＡ）ポリビニルアセタール樹脂およびＣＢ）
   ポリオレフィン樹脂。 場合によってはさらに、（Ｃ）可塑剤よりなる樹脂組成
   物であること乞特徴とする複合型制振積層体。 （２）樹脂組成物（ｐ−）成分とＣＢ）成分の比が５〜
   ９ｇ重量％対９Ｓ−コ京ｆｆｔ％よりなる特許請求の範
   囲第１項記載の積層体。 （３）樹脂組成物中の可塑剤のＨ（が下記式の関係であ
   る特許請求の範囲第／項記載の積層体。 （０）ｇ分／（Ａ成分十Ｂ城分）　≦Ｏ，ダ（４）　ポ
   リビニルアセタール樹脂がポリビニルブチラール樹脂又
   はポリビニルホルマール４ｍ　脂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。 （５）　ポリオレフィン樹脂がエチレン又はプロピレン
   の単独重合体又はこれ等と炭素数ｉｏ以下の他のα−オ
   レフィンとの共重合体もしくはこれ等の混合物で密度ｏ
   、ｔ　ｔ　Ｏ−０，９７。 ｇ／ｃｄである特許請求の範囲第１項乃至第弘項のいず
   れかに記載の積層体。 （６）　ポリオレフィン樹脂がα、β不飽和カルボン酸
   又はその酸無水物によって変性された変性ポリオレフィ
   ンかまたは該変性ポリオレフィンと未変性ポリオレフィ
   ンとの混合物である特許請求の範囲第１項乃至第４項の
   いずれかに記載の積層体。 （７）金属が鋼板である特許請求の範囲第１項乃至第６
   項のいずれかに記載の積層体。