JPS622982B2 - - Google Patents

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
対して制振性能を具備する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してクロ
ーズアツプされ、その結果種々の騒音防止対策が
要求されるようになつて来た。 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つてゆく燃
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
合金やプラステイツ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つて自動車自体の
振動が激しくなり、騒音が増大する傾向にある。
従つ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、金属に制振材料を貼合せる
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（△）、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
れており、従来ηが0.05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が期待さ
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）の大にして、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つては(C)可塑剤より
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、使用温度によつて
ηが変わる性質を有し、かつηはある温度でピー
クに達する性質を有している。従つて使用目的温
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つて可塑剤や添加剤に
よつて損失係数（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
（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つて、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。 以下本発明について詳細に説明する。 本発明者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57
−228277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制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
ソフタレート・テレフタレート共重合樹脂の量を
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
脂は加熱によつて架橋しやすく溶融状態での取り
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り有益性が大きい。 本発明に用いられる高分子の(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を製造し、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、300〜5000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50〜85mol％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ル、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0.1〜５モル％、好ましくは0.2〜３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
せることによつて得られる。 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とイソフタル
酸ジメチル及びグリコール成分より例えば三酸化
アンチモンを触媒にして溶融重合によつて種々の
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５〜
40モル％が適当である。極限粘度としては特に限
定はないが0.5〜0.9dl／ｇ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、ポリエチレングリコール、プロピレングリコ
ール、ポリプロピレングリコール、プロパン−
１・３−ジオール、ブタン−１・４−ジオール、
ポリテトラメチレングリコール、１・４−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主
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脂とポリアルキレンイ
ソフタレート・テレフタレート共重合体との混合
組成比は10〜90重量％対90〜10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10重量％未満の場合はポリアルキレンイソ
フタレート・テレフタレート樹脂の制振性に支配
され逆に90％を越える場合はポリビニルアセター
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重量部に対し
て40重量部を越えないことが好ましい。40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、ブチルベンジルフタ
レート等のフタル酸エステルや、トリクレジルホ
スフエート等の燐酸エステル、ジブチルセバケー
ト、ジ−２−エチルヘキシルアジペート、ジブチ
ルサクシケート等の脂肪酸エステル、トリエチレ
ングリコールジブ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
する目的で無機フイ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
ツク、カーボングラフアイト、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100重量部に対して10〜100重量部、好ま
しくは20〜50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、亜鉛めつ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
つて表面処理した鋼板も使用目的によつて使用す
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
も場合によつて必要である。 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つて曲げ加工
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
ストレツチヤ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.I.）で1.5Kgｆ／mm²
以下の非時効性鋼板を使用すべきである。 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質層
の融点以上の温度に加熱しつつ加圧する所謂プレ
ス法、金属板を２枚、ロールに送り込みつつ押出
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
金属板を押圧積層す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、２枚の金属板の間に高分子物質層を介在させ
た３層構造の場合について述べれば金属板は0.01
mm以上の厚みで、高分子物質層は金属板の1/20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、用途によつては
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
材を恒温槽内にセツ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鋭度か
ら損失係数を求めることにより得た。 制振性の判断として第１にηの絶対値が0.1以
上を示す温度領域第２に0.3以上を示す温度領域
で判断した。 実施例 １ 0.6mm×250mm×250mm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０Kgｆ／mm²であつた。 次に重合度1050、ブチラール化度81％のポリブ
チラール樹脂55重量％、ジオクチルフタレート10
重量％、イソフタル酸含量12モル％で極限粘度
0.68のポリエチレンイソフタレート・テレフタレ
ート共重合体35重量％を良く混合し40mmφの単軸
押出機で230℃で溶融混練しペレツト化した。該
ペレツトを使用し100トンの熱プレスによつて300
mm×300mmで厚さ110μ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230℃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1.3mmの複合型制
振積層体を得た。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−１のイに示し
た。 実施例 ２ 実施例１と同一原料を使用してポリビニルブチ
ラール68重量％、ジオクチルフタレート12重量
％、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重量％を用い実施例１と同一手法に
てペレツト化後、複合型制振積層体を得た。ηの
温度依存性を図−１のロに示した。 比較例 １ 実施例１と同一原料であるポリビニルブチラー
ル85重量％、ジオクチルフタレート15重量％、を
使用し実施例１と同一手法でペレツト化後複合型
制振積層体を得た。ηの温度依存性を図−１のハ
に示した。 比較例 ２ 実施例１と同一原料であるポリエチレンイソフ
タレート・テレフタレート共重合体を用い実施例
１と同一手法でペレツト化後、複合型制振積層体
を得た。ηの温度依存性を図−１ニに示した。 図−１においてη0.1以上の温度領域及び0.3以
上の温度領域をまとめて表−２に示した。

【表】 実施例 ３ 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86％のポリビニル
ホルマールを使用し、可塑剤ジオクチルフタレー
トの代りにブチルベンジルフタレートを用いたほ
かは実施例−１と同様にして複合型制振積層体を
得た。損失係数の最大値（η_nax）は0.49であ
り、このときの温度は98℃であつた。

【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。 図中イ〜ニは夫々実施例１、２比較例１、２の
積層体の場合を示す。

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
   と金属層を有して成る複合型制振積層体におい
   て、 前記高分子物質が、 (A) ポリビニルアセタール樹脂10〜90重量％ (B) ポリアルキレンイソフタレート・テレフタレ
   ート共重合体樹脂90〜10重量％ よりなり場合によつてはさらに(C)、(A)成分と(B)成
   分の合計100重量部に対して40重量部以下の可塑
   剤よりなることを特徴とする制振積層体。 ２ 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・テレフタレ
   ート共重合体樹脂が極限粘度0.5〜0.9dl／ｇであ
   りイソフタール酸成分含量が５〜40モル％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。