JPS62201944A - 複合材用フイラ−及び該フイラ−を用いた遮音性複合材 - 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】 童呈上至剋■立野 本発明は、遮音性を有する複合材に使用されるフィラー
（充填材）及び該フィラーの特性を利用した上記複合材
に関する。

皿米及専 従来、夕）部の騒音の侵入或は外部への音の発散を防止
するための遮音材又は音の反射を弱める吸音材が多種類
知られている。

これらの遮音材又は吸音材はシート状に加工して自動車
や鉄道車両、ビルの床面や壁面等に敷設したり、凹凸面
や曲面部に接着したり、史には鋼板、不織布又は板と張
り合わせた複合材として広く使用されている。そして、
これらの複合材の遮音効果を高めるためには上記遮音材
に高密度のフィラーを出来るだけ大けに充填することが
望しいとされている。

しかしながら、フィラーはそれを遮音材に用いる場合バ
インダーとの適切な組合わせを欠くと大量の充填ができ
ず、また、遮音材の柔軟性が得られず、更にはその成形
加工時にいわゆるプレートアウト現象を著しく発生する
等の製品の表面仕上げ性が低下する等の問題点がみられ
る。

囚に、最近、可塑剤を含む塩化ビニル系樹脂に製鉄工程
で副生ずる鉄酸化物を組合わせて配合した防音材が提案
されており（特開昭５７−３４０６４号）、その中で上
記鉄酸化物は塩化ビニルとの接着性に優れていることが
強調されている。しかし、上記防音材は成型加工時にロ
ール面からのヱリ離性が悪く、ゲル化時間も長いので、
シー　ト状にした場合の機械的性質も満足的なものとは
言えない。

溌」じ」む友旦メうとするＷ踵 本発明は、従来の遮音材にみられる」−述したような問
題点に鑑みなされたものであって、柔軟性及び加工性に
優れており、しかも面密度の大きい優れた遮音性を有す
る遮音材に利用するのに適した複合材用フィラーを提供
することを課題とするものである。

また、本発明は、さらに、上記フィラーを用いてバイン
ダーと混練成形加工して得られる、上記特性を有する遮
音接合材を提供ブーることも課題とするものである。

本発明者は、上記特性を有する遮音材について検討した
ところ、銅精錬工程で副生ずる鉄精鋼スラグ粒子が上記
Δ音材のフィラー・とじて極めて優れていることを見出
し、さらに上記スラグ粒子の組成を調べ、その結果に基
いて検討した結果、酸化鉄とシリカを主要成分として含
有し、かつ特定な組成から成る無機物が上記フィラーと
して有効に利用し得ることの知見を得て、上記課題の解
決に成功した。以下本発明の詳細な説明する。

光凱旦惺戊 本発明に係るフィラーの特徴は、酸化鉄５０〜９０重量
％とシリカ１０〜３０重里％を含有し、当該酸化鉄及び
シリカの大部分がケイ酸酸化鉄の形態で存在しており、
かつアルカリ金属酸化物又はアルカリ土類金属酸化物の
含有量が合計で１０重型筒以下である組成から成ること
にある。

また、本発明に係る複合材は、上記フィラーを、高分子
樹脂及び／又は石油アスファルトから成るバインダー１
００重量部に対して２００〜１０００重量部の配合割合
で混練成型加工されたものであることを特徴とする。

孝１玉ｈＡＪｊビシ幹Ｕ−艮 本発明に係るフィラー（充填材）は、その組成上の成分
割合が特に重要であって、酸化鉄５０〜９０重量％とシ
リカ１０〜３０重量％を含有し、一方アルカリ金属酸化
物又はアルカリ土類金属酸化物の含有量が合計で１０重
量％以下であることが必要である。なお、残部組成には
特に制）辰は無い、酸化鉄はＦｅｄ、、ＦｅｚＯ１、Ｆ
ｅｉｇｎ　、ＦｅＯ＋　ＦｅｚＯｔ、ｎＦｅＯ−ＳｉＯ
ｇ、ｎＦｅＯ　・Ｆｅ２０ｓ　・ＳｉＯ，（ｎは１〜３
の整数）の各種形態のものが包含される。これらの形態
のうちケイ酸酸化鉄の形態のものがバインダーとしての
樹脂類との接着性が特に優れており、またｎＦｅ。

・５ｉｆｔやｎＦｅＯ　・Ｆ（ｌｘＯｚ　ＨＳｉＯｚ（
ｎは上記同様）の形態として存在する酸化鉄は、ＦｓＯ
やＦｅ２Ｏ，の形態の酸化鉄粒子とＳｉＯ□の粒子が単
に物理的に混合したものに比べて粒子の上記樹脂への均
一分散性が良好であり、かつ、当該形態の酸化鉄を含む
フィラーを利用して得られる複合材のシートの表面仕上
りが良好である。

したがって、本発明のフィラーでは、酸化鉄及びシリカ
の大部分がケイ酸酸化鉄の形態で存在していることが必
要であって、酸化鉄の５０重吋％以上がｎＦｅＯ　・Ｓ
ｉＯ２並びにｎＦｅＯ　・ＦｅｚＯ３・ＳｉＯｚ（ｎは
１〜３の整数）であることが好ましい。

また、フィラー全体に対する酸化鉄の含有割合が５０重
世％より少くなると十分な遮音性が発揮できなくなるの
で留意すべきである。

なお、酸化鉄の含有量の上限は次に述べるシリカの含有
必要量により決められる。

本発明のフィラーの他の必須組成分であるシリカは、そ
れ自体の嵩密度が０．３〜１前後であって、酸化鉄の４
〜６に比べて小さいため複合材に用いた場合その面密度
の向上には役立ないものの、このシリカを存在させるこ
とにより酸化鉄の充填量を著しく高めることができ、か
つ製品の表面平滑性を向上させる効果を発揮する。この
ように、複合材への酸化鉄の充填量を増大させるために
フィラー中にシリカを少くとも１０重型組存在させるこ
とが重要である。しかし、シリカは上述したようにそれ
自体密度が小さいのでフィラー中に多量存在させること
は高密度の充填量を抑制することになるので好ましくな
く、３０重量％が１製界である。

ここで用いるシリカは、５ｘｏｚのほかに、ｎＦｅＯ・
ＳｉＯｚ、ｎＦｅＯ　・ＦｅｚＯＩ　ＨＳｉＯｚ（ｒｉ
は１〜３の整数）又はシリカアルミナ等の形態であって
もよいが、前述したように、ケイ酸酸化鉄の形態が好ま
しい。

したがって、本発明のフィラーにおいては、ケイ酸酸化
鉄の形態で存在する酸化鉄もしくはシリカは酸化鉄全体
或はシリカ全体の約５０〜１００重量％であることが好
ましいといえる。

更に、本発明のフィラーにおいては、アルカリ金属酸化
物又はアルカリ土類金属酸化物、例えばＮａ、０、Ｍｇ
Ｏ、ＣａＯ等の含有量は少ない方が好ましく、それらの
合計量が１０重塑％以下、好ましくは７重量％以下、特
に５重量％以下になるように制限する必要がある。これ
らの酸化物の存在は複合材の成型加工時にロール金属表
面にプレートアウト現象を起すとともにゲル化時間の遅
延をもたらす原因となり、その含有量の増加に伴ない上
記現象が激しくなるので、その含有量は上述のように少
ないほどが望しい。

本発明のフィラーは、上述した組成から成るものである
が、このような組成を満足するものの例として、銅精錬
工程の自溶炉から得られるマットを、転炉でＳｉＯｚと
酸素を添加してシリケート化と酸化を行い、生成するス
ラグを磁選し、得られたスラグを浮遊選鉱して銅精鉱を
回収した後の残物を脱水して得られる、いわゆる鉄精鉱
スラグを挙げることができる。

すなわち、この鉄精鉱スラグの主成分は、２ＦｅＯ・５
ｉ（ｈが約５０〜８０重量％（ＦｅＯとして４０〜５０
ｗｔ％、Ｓｉｎｇとして１５〜３０ｗｔ％）　、Ｆｅ１
Ｏ４が１０〜３０重量％、ＦｅｚＯ３が５重量％、及び
ＭｇＯが５型組％以下であって、ＣａＯは殆んど含有さ
れていない。しかも、このスラグは浮遊選鉱を経た粒径
約３０μの破砕粒子であって、嵩密度３〜４、真比重５
〜５．５を有するので、本発明のフィラーとして適した
ものであり、特に、ｎＦｅＯ　・ＳｉＯｚ　（ｎは１〜
２）やｎＦｅＯ　・ＦｅｚＯ＊　’ＳｉＯｚ（ｎは１〜
３）を主成分とする銅精錬工程で副生ずる鉄精鉱スラグ
はフィラーとして最も好ましい例である。

さて、この鉄精鉱スラグを本発明のフィラーとして用い
るには、その含有水分を２重量％以下、好ましくは１重
量％以下、特に０．５重量％以下に乾燥することに留意
すべきである。水分が多いとフィラーとして複合材に用
いた場合、その成形加工中に発泡の原因となるからであ
る。

囚に、前掲の特開昭５７−３４０６４号公報に記載され
る酸化鉄２５ｗ　ｔ％、シリカ１２何ｔ％及びＣａ０３
’ｈｔ％程度を含有する組成の転炉スラグ（製鉄工程で
発生する）は、上記鉄精鉱スラグとは組成を本質的に異
にするものであって、高分子樹脂との親和性及び成形加
工性の点でも後記実施例に示したように、著しく劣るも
のである。

次に、本発明に係るフィラーの特性を利用して得られる
遮音複合材について述べる。

本発明に係る複合材は、前述したフィラーと、バインダ
ーとしての高分子樹脂及び／又は石油アスファルトを混
練して成形加工することにより得られるものである。こ
こでフィラーは２００、好ましくは２５０メツシユアン
ダーの微粒子として上記ハイ：／　タ１００　ｍ　ｆｆ
ｉ　ｕ　ニ対し［２００〜１０００重１１［５の配合割
合で混合し、１００〜１５０℃程度の温度に加熱し、パ
ンバリミキサー、ミキシングロール等を用いて十分に混
練する。

また、ここでバインダーとして用いる高分子樹脂として
は、軟質ポリ塩化ビニル、塩化ビニルと酢酸ビニルとの
共重合体、エチレン−酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、
ウレタン樹脂、ポリプロピレン樹脂、天然ゴム、ブタジ
ェンゴム、スチレンゴム、スチレン−ブタジェンゴム、
廃タイヤ等を例示し得、使用時に可塑剤、安定剤等を適
宜配合する。また、石油アスファルトは上記樹脂と混合
して使用するのが好ましい。

上述のようにして混練したものは通常、カレンダー成型
機、もしくは押出し成型機等により、＋５Ｕさ０．２〜
５１１１１１程度の厚さのシー［・状に成形加工して遮
音複合材としてそのまま、または金属材や不織布、更に
は板材等に張り合わせて使用される。

叙上のよ・うに、本発明に係るフィラーは、バインダー
としての高分子樹脂との結着力が高く、かつ高比重であ
るため面密度の大きな遮音材用として有用である。

したがって、このフィラーを利用した複合材は従来捷案
されているものに比べ成形加工性が傍れ、しかも大量の
フィラーを充填しても優れた柔軟性を有するので遮音材
としての実用性が高い。

以下に実施例を示して本発明及びその効果を更に具体的
に説明する。

去里±点皿釆 実施例１ 塩化ビニル樹脂（平均重合度８００）　１００重量部、
可塑剤としてＤＯＰ６０重量部、錫系安定剤５重量部か
ら成るコンパウンド１６５重量部に対し、表１に記載の
組成の各フィラー６００重量部をそれぞれ混合して混練
した。得られた各混練物を８インチ×２０インチの２本
ロールで厚さ１．ｏｍ＋＋＋のシートをそれぞれ成形し
た。得られた各シートの加工性を調べて評価した。結果
は表２に示すとおりである。なお、比較例１として本発
明のフィラーとは異なるフィラーを上記と同様にして用
いてシートに成形したものについても、それらの加工性
を評価し、併せて表に示した。

表２にみられるとおり、ＣａＯのようなアルカリ土類金
属酸化物を多量に含有する比較例のＦ−２及びＦ−３の
フィラーを使用した場合、プレートアウト現象が著しく
、ゲル化時間も２倍近く要するようになる。また、本発
明は比較例に比べて曲げ強、度が高（、柔軟性に冨んで
いることが認められる。

実施例２ 実施例１で用いたフィラーＦ−１の配合量を変えるほか
は実施例１に記載したと同様の手順で厚さ２．０ｍｍの
シートを成形加工し、その加工性を同様にして評価した
。

なお、比較例２として比較例１で用いたフィラーＦ−２
の配合量を変えるほかは同様にしてシートを成形加工し
てその加工性を同様にして評価した。

結果は表３に示すとおりである。

表　　３

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化鉄５０〜９０重量％とシリカ１０〜３０重量
   ％を含有し、当該酸化鉄及びシリカの大部分がケイ酸酸
   化鉄の形態で存在しており、かつアルカリ金属酸化物又
   はアルカリ土類金属酸化物の含有量が合計で１０重量％
   以下である組成から成ることを特徴とする複合材用フィ
   ラー。
2. （２）酸化鉄の５０重量％以上がｎＦｅＯ・ＳｉＯ＿２
   （ｎは１〜３の整数）及び／又はｎＦｅＯ・Ｆｅ＿２Ｏ
   ＿３・ＳｉＯ＿２（ｎは１〜３の整数）の形態である特
   許請求の範囲第（１）項記載の複合材用フィラー。
3. （３）高分子樹脂及び／又は石油アスファルトをバイン
   ダーと、無機系粒子のフィラーを混練成形加工して成る
   遮音性を有する複合材において、（ａ）フィラーが酸化
   鉄５０〜９０重量％とシリカ１０〜３０重量％を含有し
   、当該酸化鉄及びシリカの大部分がケイ酸酸化鉄の形態
   で存在しており、かつアルカリ金属酸化物又はアルカリ
   土類金属酸化物の含有量が合計で１０重量％以下である
   組成から成る粒子であって、かつ （ｂ）該フィラーが上記バインダー１００重量部に対し
   ２００〜１０００重量部の配合割合で混練成型されてい
   ることを特徴とする遮音性を有する複合材。
4. （４）フィラー中のアルカリ金属酸化物又はアルカリ土
   類金属酸化物の含有量が合計で５重量％以下である特許
   請求の範囲第（３）項記載の複合材。