JPS63202613A - 制振材料用粘弾性樹脂の製造法 - 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】 本発明は割振材料用粘弾性樹脂に関し、更に詳しくは機
械、建築物、乗物等の各攬構造物の構造部材、又はその
一部として使用される複層構造の割振材料にその中間層
として用いられる割振材料用粘弾性樹脂に関する。

〔従来の技術〕

近年、交通機関の発達や住居の工場等への接近に伴って
騒音や振動の問題が公害として社会問題化するようにな
シ、また、職場においても作業環境の改善を目的として
騒音や振動を規制する傾向にある。このような傾向に対
応して、騒音源や振動源である金属材料に対して割振性
能、すなわち騒音を発生する部材自体のｔＲ勧エネルギ
ーを吸収して熱エネルギーに変換し、振動速度あるいは
撮動振幅を減衰させて音響放射を少なくする機能を付与
し、さらにその機能の向上を図ることが要請されている
。

このような要請に基づいて、かかる性能を発揮する割振
材料の１つとして、従来より金属層間に粘弾性を有する
中間層を挾み込んだ複層構造の複合型制振材料が提案さ
れている。そして、この複合型制振材料は、自動車のオ
イルパン、エンジンカバー、ホッパーのシュート部、搬
送設備のストッパー、家電機器、その他金属加工機械の
振動低減部材や振動防止が望まれる精密４誠の構造部材
等において検討され、採用されている。

一般に、このような複合型制振材料の割振性能は、その
中間ノーを構成する粘弾性中間層の性能に依存している
。この制振性能を損失係数（外部からの振動エネルギー
が内部摩擦によシ熱エネルギーに変換する尺度を示し、
振動による力学的ヒステリシス損失に関する量）で表わ
すと、この制振性能はある一定温度でピーク時性を示し
、このピーク特性温度の近傍で使用するのが最も効果的
であることが知られている。

従来、このような複合型制振材料の粘弾性中間層を構成
する粘弾性組成物としては、ポリエステル単体（籍開開
５０−１４３８８０号公報）あるいはポリエステルに可
塑剤を添加したもの（％開開５１−９３７７０寸公報）
、ポリウレタンフォーム単体（％開開５１−９１９８１
号公報）、ポリアミド単体（特開昭５６−１５９１６０
号公報）、エチレン−酢酸ビニル共重合体単体（特開昭
５７−３４９４１号公報）、ポリビニルブチラールある
いはポリビニルブチラールとポリ酢酸ビニルとの組成物
に可塑剤、粘着付与物質を配合したもの（特公昭５５−
２７９７５号公報）、インシアネートプレポリマーとビ
ニルモノマーの共重合体（特公昭５２−２６５５４９公
報）、または特公昭３９−１２４５１号公報、特公昭４
５−３４７０３−ｊｔ公報に示される共重合体等が知ら
れている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、複合型制振材料は、先ず第１に上記損失係数
の値が高いことと、粘弾性組成物で構成される粘弾性中
間層と金属層との間の接着強匿が高いことが要求される
が、上記従来の粘弾性組成物で製造される複合型制振材
料においてはそのいずれの性能についても問題があシ、
充分満足し得るものではなかった。時に、常温付近で高
い割振性能を発揮するためには、ガラス転移温度を室温
以下に設定する必要がちυ、従来の公知の樹脂ではガラ
ス転移温度を下げると接着強匿が大巾に低下し、従って
高い接着性が要求される用途では使用できないでいた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は、こうした問題に鑑み、特に常温附近で高
い割振性能を有し、なおかつ高い接着力を有する制振材
料用中間層について鋭意検討を重ねた結果、本発明に到
達した。

即ち本発明は、 ジカルボン酸成分の６０モルチ以上が炭素数４〜２０の
脂肪族ジカルボン酸および／または脂環族ジカルボン酸
であシ、グリコール成分の５０モルチ以上が側鎖にアル
キル基を有する炭素数３〜６の脂肪族グリコールおよび
／またはその誘導体である分子量６００〜６０００のポ
リエステルジオール（Ａ）、分子ｔ４００以下の鎖延長
剤（Ｂ）、ジインシフネート化合物；０とを重量比で囚
：の）：（Ｃ）＝１００：１〜２０：１０〜１００の割
合、および囚十の）の活性水素基１当量に対して（Ｃ）
のインシアネート基０．８５〜１．１５当量の割合で反
応させて得られる数平均分子量８０００〜１０００００
．ガラス転移温度−５０℃〜３０℃の特性を有するポリ
ウレタン樹脂を主・体とすることを特徴とする割振材料
用粘弾性樹脂である。

本発明のポリウレタン樹脂に使用されるポリエステルジ
オール囚はジカルボン酸成分の６０モルチ以上が炭素数
４〜２０の脂肪族ジカルボン酸および／または脂環族ジ
カルボン酸より成るが炭素数４〜２０の脂肪族ジカルボ
ン酸としては、コハク酸、アジピン酸、アゼフィン酸、
セバシン醒、デカメチレンジカルボン酸、ドデカンジカ
ルボン酸、テトラデカンジカルボン酸等を挙げることが
でき、脂環族ジカルボン酸としては１，４シクロヘキサ
ンジカルボンｆｉ、１．３−シクロヘキサンジカルボン
酸、１，２−シクロヘキサンジカルボン酸等を挙げるこ
とができる。

また４０モルチ未満の範囲で使用できるジカルボン酸成
分としては、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタ
ル酸、１．５−す７タレンジカルボン酸、２，６−ナフ
タレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、あるいは
ダイマー酸のように長鎖の脂肪族ジカルボン酸、あるい
はｐ−オキシ安息香酸、ｐ−（２−ヒドロキシエトキシ
）安息香酸等のヒドロキシ安息香酸等を挙げることがで
きる。

マタ、ポリエステルジオール囚のグリコール成分は側鎖
にアルキル基を有する炭素数３〜６の脂肪族グリコール
および／またはその鋳導体を全グリコール中の５０モル
チ以上含有する必要があるが炭素数３〜６の側鎖にアル
キル基を有する脂肪族グリコールとしては、１，２−プ
ロピレンクリコール、１，３−ブタンジオール、ネオペ
ンチルクリコール、３−メチルベンタンジオール、２−
メチル、２−エチル、１，３プロパンジオール等を挙げ
ることができ、誘導体化合物としてはネオペンチルグリ
コールヒドロキシヒハレートを挙げることができる。こ
れら側鎖アルキル基含有グリコールと併用して使用でき
るグリコールとしては、エチレングリコール、１．３フ
ロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１．６−ヘ
キサンジオール、１，５−ベンタンジオール、１，９−
ノナンジオール等の脂肪族グリコール、１，４−シクロ
ヘキサンジメタツール等の脂環族グリコール、ビスフェ
ノールＡのアルキレンオキサイド付加物等の芳香環含有
グリコール、あるいはε−カプロラクトン、３−メチル
バレロラクトン等の環状エステル化合物も使用すること
ができる。

本発明におけるポリエステルジオール囚は、２官能性で
あることが望ましいが時性を阻害しない範囲内で３官能
以上のポリカルボン酸、あるいはポリオールを全ジカル
ボン酸成分あるいは全ジオール成分に対して５モルチ以
内で使用することも可能である。

本発明のポリウレタン樹脂に使用され、る分子！４００
以下の鎖延長剤ａ３）としては、エチレングリコール、
１．２−７’ロパンジオール、１．４ブタンジオール、
１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等
の脂肪族グリコール、１．４−シクロヘキサンジメタツ
ール等の脂環族グリコール、ビスフェノールＡのアルキ
レンオキサイド付加物、キシリレングリコール等の芳香
環含有グリコール、エチレンジアミン、テトラメチレン
ジアミン、ヘキサメチレンジアミン、２、．２−ジメチ
ル−１，３−プロパンジアミン、２−メチル−４，４ジ
メチル１，６−ヘキサンジアミン等の脂肪族ジアミン、
エタノールアミン、Ｎ−メチル七ノエタノールアミン等
のヒドロキシル基含有アミノ化合物、ｐ−７エニレンジ
アミン、ｍ−７二二レンジアミン、０−７エニレンジア
ミン、４．４’−ジアミノジフェニルメタン、３．３’
−ジアミノジフェニルメタン、４．４’−ジアミノ３、
　３’、　　５．５’−テトラメチルジフェニルメタン
、４．４′−ジアミノジフェニルエーテル、４．４’−
ジアミノジフェニルスルホン等の芳香族ジアミン等を挙
げることができる。

次に、ジインシアネート化合物（Ｃ）としては、２．４
−トリレンジイソシアネート、２．６−トリレンジイソ
シアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、ジフェ
ニルメタンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシ
アネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメ
チレンジイソシアネート、３．３′−ジメトキシ−４，
４′−ビフェニレンジイソシアネート、２，４−ナフタ
レンジイソシアネート、３゜３′−ジメチル−４，４′
−ビフェニレンジイソシアネート、４，４′−ジフェニ
レンジイソシアネート、４．４’−ジイソシアネート−
ジフェニルエーテル、１，５−ナフタレンジインシアネ
ート、ｐ−キシリレンジイソシアネート、ｍ−キシリレ
ンジイソシアネート、１．３−ジインシアネートメチル
シクロヘキサン、１，４−ジイソシアネートメチルシク
ロヘキサン、４．４’−ジイソシアネートジシクロヘキ
サン、４．４′−ジインシアネ＋　ｋ　Ｓ）　；ツカ門
ヘル・ソルシｉソ　スリ七ｉ・ノ、−）ノソシアネート
等が挙げられるが、必要により２゜４，４′−トリイソ
シアネート−ジフェニル、ベンゼントリインツアネート
等を少量使用することもできる。

本発明のポリウレタン樹脂に使用されるポリエステルジ
オール囚はジカルボン酸成分の６０モルチ以上、望まし
くは７０モルチ以上が炭素数４〜２０の脂肪族ジカルボ
ン酸および／または脂環族ジカルボン酸よ構成るが、６
０モルチ未満では常温附近で優れた制振性能が発揮され
ない。またポリエステルジオール囚のグリコール成分は
、側鎖にアルキル基を有する炭素数３〜６のグリコール
および／またはその誘導体が全グリコール中５０モルチ
以上、望ましくは７０モルチ以上必要であるが５０モル
チ未満では高い制振性能を発揮することが困難である。

本発明のポリウレタン樹脂に使用される分子量４００以
下の鎖延長剤はポリエステルポリオール（Ａ）１００部
に対して１〜２０部、望ましくは１．５〜１２ｍ使用さ
れるが１部以下では接着強度が乏しく、逆に２０部を越
えると常温附近での割振性能が低下し、また樹脂の伸度
が乏しくなシ絞シ加工性等の性能も悪くなってくる。

本発明のポリウレタン樹脂は（Ａ）　：　０３）　：　
ｆｃ）　＝１００：１〜２０：１０〜１００（重量比）
で（Ａ）＋（Ｂ）の活性水素基１当量に対して（Ｃ）の
イソシアネート基０．８５〜１．１５当量、望ましくは
０．９０〜１．１０当量の割合で反応させることにより
得られるが、イソシアネート化合物が１゜部未満あるい
は０．８５当量未満でも逆に１ｏ。

部を越え、あるいは１．１５当量を越えてもポリウレタ
ン樹脂の分子量は低くなシ高い接着強度が期待できない
。

本発明のポリウレタン樹脂に使用されるポリエステルジ
オール囚は、必要によシ２種類以上使用することができ
、更に性能を阻害しない範囲内で本発明のポリエステル
ジオール囚１００部に対し、本発明に含まれないポリエ
ステルジオール、あるいはポリエーテルジオール、ポリ
カーボネートジオールを３０部以下、望ましくは２０部
以下の範囲で使用することも可能である。

本発明のポリウレタン樹脂の数平均分子量は８０００〜
１０００００望ましくは２００００〜６００００であり
、ガラス転移温度は一５０℃〜３０℃、望ましくは一４
０℃〜１０℃である。

数平均分子量が８０００未満では高い接着力を期待でき
ないし、逆に１０００００を越えると粘度が高くなりす
ぎて塗布作業性が困難となシ実用性がなくなる。またガ
ラス転移温度が一５０℃未満では常温以上の温度での割
振性能が大巾に低下し、また樹脂の凝集力が低下し、高
い接着力を得ることが困難となる。逆に３０℃を越える
と常温以下での割振性能が大巾に低下する。

本発明のポリウレタン樹脂は単独で使用しても浸れた制
振性、接着性を有しているが、必要により他の相溶する
樹脂、例えばポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、石油樹
脂、アクリル系共重合体等と混合して使用することがで
き、又、必要によシボリインシアネート化合物等のよう
にポリウレタン樹脂と反応する化合物を混合して使用す
ることもできる。

なお、本発明の樹脂を制振材料の中間層として用いる場
合には、上記樹脂をそのまま使用できることは勿論であ
るが、この他樹脂強度を高める目的でガラス繊維、ポリ
エステル繊維、炭素繊維等の各種繊維、又、炭酸カルシ
ウム、炭酸マグネシウム等の各橋粒子、又、点接触溶接
性を付与する目的でステンレス粉、アルミニウム粉等の
各糧金属粉および金属繊維、又はカーポンプ２ツク、グ
ラファイト等の導電性粒子、その他、混入無機物と樹脂
との接着性を高める目的で各攬カップリング剤、又塗布
性を上げる目的で各種のレベリング剤等の１種以上を適
宜選択して使用し得ることはいうまでもない。

このように構成された本発明の粘弾性樹脂は、従来の割
振材料用粘弾性物質と較べて格段の効果を発揮するもの
である。即ち、従来の制振材料用粘弾性物質では良好な
制振性能と良好な接着力とをともに満足させるのは困難
であるが、本発明の制振材料用粘弾性樹脂を使用するこ
とによシ制振性能を向上させ、なおかつ高い接着強度を
得ることができる。

〔実施例〕

以下、実施例によシ具体的に説明するが、実施例中単に
部とあるのは重量部を示す。

なお、第３表における振動吸収性能の測定は、損失係数
ηで示され、０．８ｍ厚のボンデ処理鋼板（５ＰＣＥ材
）２枚の間に０．０５　ｗｍ厚の粘弾性樹脂層をはさみ
込んで成る割振鋼板について、撮動の周波数が５００　
Ｈｚにおける温度と損失係数との関係を求めたものであ
る。

第３表の比較例に示されるようにポリエステルジオール
囚の分子量が６００よシ小さい場合や、イソシアネート
化合物（Ｃ）が１００部より多い場合、あるいはポリエ
ステルジオール囚＋鎖延長剤の）の活性水素基１当量に
対してジイソシアネート化合物（Ｃ）のインシアネート
基が１．１５当量より多いと高い制振性能を得られない
。

又、ポリエステルジオール囚の分子量が６０００より大
きい場合やインシアネート化合物（Ｃ）が１０部未満あ
るいはポリエステルジオール囚＋鎖延長剤の）の活性水
素基１当量に対してジイソシアネート化合物（０のイン
シアネート基が０．８５当量未満の場合、高い剪断接着
力が得られない。

ポリエステルジオールの製造例 温度計、攪拌機、濡出用コンデンサーを具備した反応器
中にアジピン酸２９２部、ネオペンチルクリコール２５
０４．３−メチルペンタンジオ−ルア０部、テトラブチ
ルアタネー）０．１４部を仕込み、２００〜２３０℃で
３時間エステル化反応を実施し、次いで反応系を３０分
かけて％　２０　ｔｘｍ　ＨＷまで減圧していく。ネオ
ペンチルグリコールの濡出によるコンデンサー内部の詰
まシが生じないよう注意しながら、さらに１〜２０鴫１
１ｆ、２５０℃、４５分間重縮合反応を行ないポリエス
テルジオール（ａ−１）を得た。

ポリエステルジオール（ａ−１）の分子量は２５００ヒ
ドロキシル価４４　（ＫＯＨ■／７）を有しておｐ、Ｎ
ＭＲの分析からもジカルボン酸成分アジピン酸１００モ
ルア、グリコール成分ネオペンチルクリコール７７モル
％　、３−　）ｔ　ｆ　Ａ／ヘンタンジオール２３モル
チであることを確認した。

同様の製造法によシ第１表記載のポリエステルジオール
（ａ−２）〜（ａ−１１）を得た。

ポリウレタン樹脂の製造例 温度計、攪拌機、還流式冷却器を具備した反応容器中に
、トルエン５０部、メチルエチルケトン５０部を仕込み
、次いで第１表のポリエステルジオール（ａ−１）を１
００部加えて溶解する。次にイソホロンジイソシアネー
ト１６．４部、ジブチル錫ジラウレート０．０２部を卯
え、７０〜８０℃で３時間反応させた後、４．４’ジア
ミノジフ工ニルメタン７部を加え、７０〜８０℃で更に
４時間反応させた。この間、粘度上昇に合わせてトルエ
ン９４部、メチルエチルケトン９４部を加え、最終固形
分濃度を３０重量％とした。

得られたポリウレタン樹脂（Ｄ−１）は数平均分子量３
８０００、ガラス転移温度−２５℃を有していた。

同様の方法により第２表に示したポリウレタン樹脂（Ｄ
−２）〜（Ｄ−１５）を得た。

第３表 〔発明の効果〕 以上の実施例からも明らかな如く、本発明の粘弾性樹脂
は２枚の金属板にはさみ込まれることにより高度な制振
性能と優れた接着性を発揮し、かつ非常に優れたプレス
成形を可能とするため、複合型制振材料用粘弾性樹脂と
して極めて有用である。

本　多　小　平し−１− ：、−，，−，−１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ジカルボン酸成分の６０モル％以上が炭素数４〜２０の
   脂肪族ジカルボン酸および／または脂環族ジカルボン酸
   であり、グリコール成分の５０モル％以上が側鎖にアル
   キル基を有する炭素数３〜６の脂肪族グリコールおよび
   ／またはその誘導体である分子量６００〜６０００のポ
   リエステルジオール（Ａ）、分子量４００以下の鎖延長
   剤（Ｂ）、ジイソシラネート化合物（Ｃ）とを重量比で
   （Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）＝１００：１〜２０：１０〜１
   ００の割合、および（Ａ）＋（Ｂ）の活性水素基１当量
   に対して（Ｃ）のイソシアネート基０．８５〜１．１５
   当量の割合で反応させて得られる数平均分子量８０００
   〜１０００００、ガラス転移温度−５０℃〜３０℃の特
   性を有するポリウレタン樹脂を主体とすることを特徴と
   する制振材料用粘弾性樹脂。