【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
発明の関連する技術分野
この発明は、たとえば自動車、鉄道車両等の輸
送機器、機械類などの防振処理（ダンビング処
理）に用いられる振動吸収用組成物に関するもの
で、特に常温から40℃近辺の温度条件下で著しく
優れた防振性のピークを示し、且つ広い温度域で
安定した防振効果を顕現でき、耐寒性、耐熱性、
接着性、遮音性および取り扱い作業性の点でも改
善された、防振複合鋼板のようなサンドイツチダ
ンビング材用の中間層を形成するのに適する振動
吸収用組成物に関するものである。
従来技術
従来、前記輸送機器、機械類などの防振方法の
一つとしてサンドイツチタイプの防振方法が適用
されており、この方法は、例えば金属板の如き基
体表面に粘弾性を有する共重合体樹脂の薄層を設
け、該層上に拘束層、例えば金属板を重ねて接合
一体化させて、金属板／粘弾性共重合体樹脂の薄
層／金属板の構造から成る防振複合鋼板を用いる
方法であるが、かかる複合鋼板については、振動
吸収用の粘弾性中間層として使用される樹脂成分
について、主に複合鋼板と成した後のプレス加工
性に主眼をおいて種々の工夫が試みられ、特公昭
39−12451号、特公昭45−34703号、特公昭45−
35662号、特公昭46−31457号、特公昭46−87898
号、特公昭46−37902号公報等に数多く提案され
ている。しかしながら、これらの樹脂薄層から成
る中間層は防振複合鋼板と成した後の加工性にお
いてその優劣が問われるものであり、中間層の厚
みとしてはせいぜい１mm以下で、防振効果および
遮音性にも自から限界があつた。また特に自動車
を例にとれば安価な歴青系防振シートと較べ経済
性の上からも実用には供し得ないものであつた。
一方、歴青質物、変性剤および充填材から成る
加熱融着型の歴青系防振シートおよび該防振シー
トが自動車の床面に単独で加熱融着されて用いら
れることはよく知られている。これに関連して本
出願人は先に第１パネルと第２パネルとの間に加
熱融着する未発泡性の防振遮音材を介挿するとと
もに加熱して第１パネルと第２パネルに加熱溶着
した車体の防振遮音構造を提案した（特開昭58−
22765号）。該提案においてはパネル間に介挿する
防振遮音材としてアスフアルト、石綿、コールタ
ール等を原材料としたメルシート等が用いられて
いるが、かかる従来公知の歴青系の防振材より成
るシートを用いた場合80〜100℃近辺に防振効果
のピークが認められ、40℃近辺に於ける防振効果
という点で満足し得るものではなかつた。
発明の開示
かかる現状に鑑み発明者らは各種素材を鋭意研
究の結果、特定の軟化点と針入度を有する変性歴
青物に、充填材を配合してなる組成物により、常
温から40℃近辺という常用の温度条件下で極めて
優れた防振性のピークを顕現でき且つ遮音性能を
大幅に向上し得ること、更に取扱い作業性の面で
も改善されたサンドイツチダンビング材用の中間
層を形成し得ることを見出しこの発明を達成する
に至つた。
即ちこの発明は歴青質物をエチレン−酢酸ビニ
ル共重合体で変性して成る軟化点が60℃〜120℃、
針入度が90〜200の変性歴青質物100重量部に対し
て、50〜200重量部の充填剤を配合して成る振動
吸収用組成物に関するものである。
この発明の振動吸収用組成物は、従来公知の歴
青系防振シートを構成する防振材では歴青質物と
してストレートアスフアルト、ブロンアスフアル
ト等の単独あるいは混合物が使用されているが、
これらのアスフアルト類はJIS規格によれば、例
えばブロンアスフアルトを例に取ると、針入度が
０〜５のものの軟化点は130℃以上、５〜10のも
のは110℃以上、10〜20のものは90℃以上、20〜
30のものは80℃以上、30〜40のものは65℃以上の
如く、針入度と軟化点が反比例の関係にある凡用
アスフアルトが使用されているのに対して、主成
分のバインダーとしての変形歴青物の軟化点を60
〜120℃、針入度を90〜200と今まで全く試みられ
たことのない、JIS規格とは全く逆の特定範囲に
設定したもので、このように設定することによ
り、40℃近辺に於て著しく優れた防振性のピーク
を顕現し、且つ取り扱い作業性の改善された防振
シートを得ることを可能にしたものである。
即ちこの発明の組成物は軟化点が60℃〜120℃、
針入度が90〜200をほとんど同時に満足する変性
歴青質物を使用することを必須としており、変性
剤混合後のバインダーとしての変性歴青質物の軟
化点が60℃未満であると、シート状に成形する際
の生産性および車輌等に載置する際の取り扱い作
業性が劣悪で実用には供し得ず、120℃を超える
と防振性のピークが80℃〜100℃の高温度域から
40℃近辺に移行し得ない不具合があり、一方針入
度が90未満であると防振性のピークが80〜100℃
の高温度域から40℃近辺に移行し得ない不具合が
あり、200を超えると10℃以下の低温度域に移行
し過ぎるので好ましくない。即ち、軟化点または
針入度の一方のみが上記範囲にあつてもこの発明
が目的とする効果は顕現できず、軟化点および針
入度の両方が同時に上記範囲内にあることにより
初めて、常温から40℃付近で防振性のピークを示
すと共に、広い温度域で安定した防振効果を示
し、更に耐寒性、耐熱性、接着性、遮音性および
取り扱い作業性に優れたサンドイツチダンビング
材を構成し得るものである。
言い換えれば、JISで規定した凡用の従来公知
のアスフアルトであつては、この発明の組成物に
よるような効果は全く期待できない。これは、例
えばストレートアスフアルトにおいては、針入度
が90〜200のものがあるものの軟化点が約35〜50
℃であり、シート状に成形する際の生産性および
車輌等に載置する際の取扱い作業性が劣悪になる
欠点に加え、積層貯蔵時にブロツキングを起こし
好ましくなく、ブロンアスフアルトに於ては、軟
化点が70〜120℃のものは、針入度は40以下であ
り、防振性のピークが80〜100℃の高温度域に移
行してしまうからである。
この発明において用いる軟化点および針入度と
はJISK2207（1980）5.4および5.3に規定する方法
にて測定した結果のものである。
次にこの発明で歴青質物の変性剤として用いる
熱可塑性物質としては、エチレン−酢酸ビニル共
重合体から成る熱可塑性合成樹脂を用いることが
できる。
更に、可塑剤等の添加剤を加えることは差し支
えないが、添加する場合には上記変性歴青質物
100重量部に対し５重量部未満が好ましい。
歴青質物および変性用熱可塑性物質の配合割合
は歴青質物100重量部に対して変性用熱可塑性物
質２〜20重量部の範囲が好ましく、２重量部未満
では軟化点が低く、組成物から形成した防振シー
トの取扱い作業性、防振シート貯蔵時のブロツキ
ングの面等で不具合があり、20重量部を超えると
加熱融着時に大きな収縮が伴い鋼板の凹凸部に対
する馴じみが悪い不具合を有する。
この発明において、前記変性歴青質物は、歴青
質物と変性用熱可塑性物質を、160〜200℃で１〜
３時間溶融混合してつくるのが好ましい。
このようにして得られた変性歴青質物に混合す
る充填材としては無機質充填材および有機質充填
材を用いることができ、無機質充填材としては、
タルク、クレー、炭酸カルシウム等の粉末状、ア
スベスト、スラツグウール等の繊維状、マイカ、
雲母等の鱗片状、シリカバルーン等の中空球状等
の任意の通常無機充填材として用いられるものの
単独、もしくは２種以上の混合物であつても良
く、また有機質充填材としては合成樹脂粉末、合
成繊維屑等を用いることができる。
上記充填材の配合量は、歴青質物と変性用熱可
塑性物質よりなるバインダーとしての変性歴青質
物100重量部に対して50〜200重量部が好ましい。
配合量が50重量部未満では、シートとして貯蔵す
る場合にブロツキングが起こり、又車両フロアー
等への載置時の作業性が悪く、200重量部を超え
ると、歴青質物が粘結剤としての役割を果たし得
なく粘弾性が減じ、ひいては防振性が低下して好
ましくない。
このように変性歴青質物に充填材を配合して成
る振動吸収用組成物は、常温から約40℃の温度条
件下で著しく優れた防振性のピークを示し、且つ
広い温度域で安定した振動吸収による防振効果を
示すもので、シート状とし、特にサンドイツチ状
の防振構造の中間層として好ましく用いられる。
かかるシート状の中間層を用いサンドイツチ状
の防振構造とする為には、例えば車両等のボデイ
面に中間層を積層し、次いで硬質の拘束層、例え
ば0.2〜0.8mmの鋼板を積層した後、通常の中塗ま
たは上塗の焼き付け炉により熱軟化融着させ三者
を一体化する方法、またはあらかじめ硬質の拘束
層、例えば鋼板に中間層を貼着させたものをボデ
イ面に積層した後、同様の焼き付けにより、熱軟
化融着させ、一体化する方法等による。
この際車両のボデイ面と、拘束層としての鋼板
とは、点溶接または周縁部でのシームレス溶接等
を施すことなく、拘束層は接着性の優れた中間層
を介してボデイ面に積層後、焼き付け等により熱
軟化融着一体化することが肝要で、ボデイと拘束
層が直接部分的に結合している場合、防振性は激
減する。尚熱軟化融着一体化に際しては、100℃
以上で30分程度の焼き付けによればよく、現行自
動車ラインの中塗り又は上塗り焼付炉の利用が経
済的である。
次に拘束層として鋼板を用いる場合のボデイ面
と拘束層の厚さの比率は１：0.1〜２が適当であ
り、鋼板の厚さが薄過ぎると防振性および遮音効
果が著しく低下し、厚過ぎると車両重量軽量化に
反し、不適当である。
また中間層の厚さは１〜８mmが好ましく、この
範囲内であれば満足なる制振効果が得られると共
に、車両重量の著しい増加が生ずることがない。
発明の実施例
実施例
軟化点38℃、針入度180であるアスフアルト100
重量部を加熱溶融し、エチレン−酢酸ビニル共重
合体樹脂４重量部および石油樹脂（日石ネオポリ
マー、日本石油化学社製、商品名）４重量部を添
加し、180℃で約１時間混合攪拌した。得られた
変性歴青質物の軟化点は105℃で、針入度は110で
あつた。
上記加熱溶融状態の変性歴青質物65重量部に炭
酸カルシウム30重量部およびアスベスト５重量部
を添加し、混練後、得られた組成物をカレンダー
ロールにて圧延し、厚さ３mmの防振シートを得
た。
比較例
軟化点112℃、針入度７のブロンアスフアルト
60重量部を加熱溶融し、これに炭酸カルシウム35
重量部、アスベスト５重量部を混合混練した後、
カレンダーロールにて圧延し、厚さ３mmの従来公
知の防振シートを得た。
試験例
実施例および比較例で得た防振シートを夫々
180×20mmの大きさに切断し、試料とした。これ
等の試料を夫々200×20×８mmの鋼板に載置し、
更に180×20mm×0.4mmの鋼板を積層し、150℃で
30分間加熱し、一体化し、車両の防振構造体と
し、防振性能試験を行い、得た結果を下表に示
す。
尚測定はオーベスト法（日本音響材料協会出
版「騒音対策ハンドブツク」438頁参照）により
損失係数ηを求めた。ηの値が大きい程防振効果
は高く、0.05以上であれば防振効果があるとされ
ている。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a vibration-absorbing composition used for vibration-proofing treatment (damping treatment) of transportation equipment such as automobiles and railway vehicles, machinery, etc., and particularly relates to a vibration-absorbing composition used for vibration-proofing treatment (damping treatment) of transportation equipment such as automobiles and railway vehicles, and machinery, and in particular, It exhibits excellent vibration-proofing properties under temperature conditions, and can exhibit stable vibration-proofing effects over a wide temperature range, and has excellent cold resistance, heat resistance,
The present invention relates to a vibration-absorbing composition suitable for forming an intermediate layer for a sandwich damping material such as a vibration-proof composite steel plate, which is also improved in terms of adhesion, sound insulation, and handling workability. PRIOR TECHNOLOGY Conventionally, a Sanderch-type vibration isolation method has been applied as one of the vibration isolation methods for transportation equipment, machinery, etc. A vibration-damping composite consisting of a metal plate/thin layer of viscoelastic copolymer resin/metal plate structure is obtained by providing a thin layer of polymer resin, overlapping a constraining layer, such as a metal plate, and bonding it together. This method uses a steel plate, but for such a composite steel plate, various innovations have been made regarding the resin component used as a viscoelastic intermediate layer for vibration absorption, mainly focusing on press workability after forming the composite steel plate. was attempted, and
No. 39-12451, Special Publication No. 34703, Special Publication No. 1977-
No. 35662, Special Publication No. 1972-31457, Special Publication No. 1977-87898
Many proposals have been made in Japanese Patent Publication No. 46-37902, etc. However, the quality of the intermediate layer made of these thin resin layers is questioned in terms of workability after it is made into a vibration-proof composite steel sheet, and the thickness of the intermediate layer should be at most 1 mm or less, and the vibration-proofing effect and sound insulation properties are not enough. However, I had my own limits. Moreover, especially in the case of automobiles, it cannot be put to practical use due to economical considerations compared to inexpensive bituminous anti-vibration sheets. On the other hand, it is well known that a heat-fused bituminous anti-vibration sheet made of a bituminous material, a modifier, and a filler, and that the anti-vibration sheet is used by being heat-fused alone to the floor surface of an automobile. There is. In connection with this, the present applicant first inserts a non-foamed vibration and sound insulating material that is heat-fused between the first panel and the second panel, and heats it to bond the first panel and the second panel. We proposed a heat-welded vibration and sound insulating structure for the car body (Japanese Patent Application Laid-Open No. 1983-
22765). In this proposal, Melsheet, which is made from asphalt, asbestos, coal tar, etc., is used as a vibration-proof and sound-insulating material to be inserted between panels. When used, the peak of the vibration-proofing effect was observed around 80 to 100°C, and the vibration-proofing effect at around 40°C was not satisfactory. DISCLOSURE OF THE INVENTION In view of the current situation, the inventors have conducted intensive research on various materials, and have developed a composition consisting of modified bituminous material having a specific softening point and penetration degree, mixed with a filler. We have created an intermediate layer for sand German damping material that can achieve the peak of extremely excellent vibration damping properties and greatly improve sound insulation performance under the commonly used temperature conditions, and also has improved handling workability. The present inventors have discovered that it is possible to form a structure, and have achieved this invention. That is, this invention is made by modifying a bituminous material with an ethylene-vinyl acetate copolymer, and has a softening point of 60°C to 120°C.
This invention relates to a vibration absorbing composition comprising 50 to 200 parts by weight of a filler to 100 parts by weight of a modified bituminous material having a penetration degree of 90 to 200. The vibration-absorbing composition of the present invention uses straight asphalt, blown asphalt, etc. alone or as a mixture as bituminous materials in conventional vibration-proofing materials constituting bituminous vibration-proofing sheets.
According to the JIS standards, these asphalts have a softening point of 130℃ or higher for those with a penetration of 0 to 5, 110℃ or higher for those with a penetration of 5 to 10, and 10 to 20 for example. For items above 90℃, 20~
30 is above 80℃, 30-40 is above 65℃, and while general-purpose asphalt is used, whose penetration and softening point are inversely proportional, asphalt as the main component is The softening point of deformed bituminous material is 60
~120℃, and the penetration is set to 90 to 200, a specific range that has never been attempted before and is completely opposite to the JIS standard. This makes it possible to obtain an anti-vibration sheet that exhibits an extremely excellent peak of anti-vibration properties and has improved handling workability. That is, the composition of this invention has a softening point of 60°C to 120°C,
It is essential to use a modified bituminous material that satisfies the penetration degree of 90 to 200 at the same time. It cannot be put to practical use due to the poor productivity when molding it and the handling workability when placing it on a vehicle, etc., and when the temperature exceeds 120℃, the peak of vibration-proofing properties is from the high temperature range of 80℃ to 100℃.
There is a problem that it cannot move to around 40℃, and if the penetration is less than 90, the peak of vibration isolation will be 80 to 100℃.
There is a problem that the temperature cannot shift from the high temperature range of 200°C to around 40°C, and if it exceeds 200, the temperature range will shift too much to the low temperature range of 10°C or less, which is not preferable. In other words, even if only either the softening point or the penetration is within the above range, the effect aimed at by the present invention cannot be achieved; only when both the softening point and the penetration are within the above range at the same time can the Sand German damping peaks at around 40°C, exhibits stable vibration-proofing effects over a wide temperature range, and has excellent cold resistance, heat resistance, adhesion, sound insulation, and ease of handling. It can constitute a material. In other words, conventionally known asphalt for general use as specified by JIS cannot be expected to produce the same effects as the composition of the present invention. For example, straight asphalt has a penetration of 90 to 200, but a softening point of about 35 to 50.
℃, which has the disadvantage of poor productivity when forming into a sheet and poor handling when placed on a vehicle, etc., as well as causing undesirable blocking during stacked storage, and softening of blown asphalt. This is because if the point is 70 to 120°C, the penetration is 40 or less, and the peak of vibration damping properties shifts to the high temperature range of 80 to 100°C. The softening point and penetration used in this invention are the results measured by the method specified in JISK2207 (1980) 5.4 and 5.3. Next, as the thermoplastic substance used as a modifier for bituminous substances in this invention, a thermoplastic synthetic resin consisting of an ethylene-vinyl acetate copolymer can be used. Furthermore, additives such as plasticizers may be added, but if added, the modified bituminous substances mentioned above may be added.
Less than 5 parts by weight per 100 parts by weight is preferred. The blending ratio of the bituminous material and the thermoplastic material for modification is preferably 2 to 20 parts by weight of the thermoplastic material for modification per 100 parts by weight of the bituminous material; if it is less than 2 parts by weight, the softening point is low and the composition is There are problems with handling workability of the formed anti-vibration sheet and blocking during storage of the anti-vibration sheet, and if the amount exceeds 20 parts by weight, there will be large shrinkage during heat fusion and the problem will be that it does not conform to the uneven parts of the steel plate. have In this invention, the modified bituminous material is prepared by combining a bituminous material and a thermoplastic material for modification at 160 to 200°C.
Preferably, it is prepared by melt-mixing for 3 hours. Inorganic fillers and organic fillers can be used as fillers to be mixed with the modified bituminous material obtained in this way, and as inorganic fillers,
Powdered materials such as talc, clay, and calcium carbonate, fibrous materials such as asbestos and slag wool, mica,
It may be any of the usual inorganic fillers such as scales such as mica, hollow spheres such as silica balloons, etc., or a mixture of two or more thereof, and organic fillers such as synthetic resin powder and synthetic fibers. Scraps etc. can be used. The blending amount of the filler is preferably 50 to 200 parts by weight based on 100 parts by weight of the modified bituminous material as a binder consisting of a bituminous material and a thermoplastic material for modification.
If the amount is less than 50 parts by weight, blocking will occur when stored as a sheet, and workability will be poor when placed on a vehicle floor, etc. If the amount exceeds 200 parts by weight, bituminous substances will act as a binder. It is not preferable because it cannot play its role and the viscoelasticity is reduced, which in turn reduces the vibration damping properties. In this way, the vibration-absorbing composition made of a modified bituminous material mixed with a filler exhibits an extremely excellent vibration-damping peak under temperature conditions from room temperature to approximately 40°C, and is stable over a wide temperature range. It exhibits an anti-vibration effect by absorbing vibrations, and is preferably used in sheet form, especially as an intermediate layer in a sandwich-like anti-vibration structure. In order to create a sandwich-like vibration isolation structure using such a sheet-like intermediate layer, for example, the intermediate layer is laminated on the body surface of a vehicle, etc., and then a hard restraint layer, for example, a 0.2 to 0.8 mm steel plate, is laminated. , a method in which the three parts are integrated by heat softening and fusing in a baking furnace for a normal intermediate coat or top coat, or a method in which a hard constraining layer, such as an intermediate layer pasted to a steel plate, is laminated on the body surface in advance, and then the same method is applied. By baking, heat softening and fusing are performed to integrate the parts. At this time, the vehicle body surface and the steel plate serving as the restraining layer are bonded together without spot welding or seamless welding at the periphery, and the restraining layer is laminated on the body surface via an intermediate layer with excellent adhesiveness. It is important to integrate them by heat softening and fusing by baking, etc. If the body and constraint layer are directly partially bonded, the vibration damping properties will be drastically reduced. In addition, when integrating heat softening and fusion, the temperature is 100℃.
Baking for about 30 minutes is all that is required, and it is economical to use the intermediate coating or top coating baking ovens currently used for automobiles. Next, when using a steel plate as the restraining layer, the appropriate ratio of the thickness of the body surface to the restraining layer is 1:0.1 to 2; if the thickness of the steel plate is too thin, the vibration-proofing and sound-insulating effects will be significantly reduced; If it is too thick, it goes against the weight reduction of the vehicle and is inappropriate. Further, the thickness of the intermediate layer is preferably 1 to 8 mm; within this range, a satisfactory vibration damping effect can be obtained and the weight of the vehicle will not increase significantly. Embodiments of the invention Asphalt 100 with a softening point of 38°C and a penetration of 180
Part by weight was heated and melted, 4 parts by weight of ethylene-vinyl acetate copolymer resin and 4 parts by weight of petroleum resin (Nisseki Neopolymer, manufactured by Nippon Petrochemicals, trade name) were added and mixed at 180°C for about 1 hour. Stirred. The obtained modified bituminous material had a softening point of 105°C and a penetration degree of 110. 30 parts by weight of calcium carbonate and 5 parts by weight of asbestos were added to 65 parts by weight of the modified bituminous material in the heat-molten state, and after kneading, the resulting composition was rolled with a calendar roll to form a vibration-proof sheet with a thickness of 3 mm. I got it. Comparative example Bronze asphalt with a softening point of 112℃ and a penetration level of 7
Heat and melt 60 parts by weight, and add 35 parts by weight of calcium carbonate to this.
After mixing and kneading 5 parts by weight of asbestos,
It was rolled using a calendar roll to obtain a conventionally known anti-vibration sheet having a thickness of 3 mm. Test example The vibration-proof sheets obtained in the example and comparative example were
It was cut into a size of 180 x 20 mm and used as a sample. These samples were each placed on a 200 x 20 x 8 mm steel plate,
Furthermore, 180 x 20 mm x 0.4 mm steel plates were laminated and heated at 150℃.
They were heated for 30 minutes, integrated, and used as a vibration-proof structure for a vehicle.A vibration-proofing performance test was conducted, and the results are shown in the table below. The loss coefficient η was determined by the Obest method (see page 438 of "Noise Countermeasures Handbook" published by the Acoustical Materials Association of Japan). The larger the value of η, the higher the vibration-proofing effect, and it is said that if it is 0.05 or more, there is a vibration-proofing effect.
【表】
発明の効果
以上説明してきたように、この発明の振動吸収
用組成物は、歴青質物を熱可塑性物質であるエチ
レン−酢酸ビニル共重合体で変性した、軟化点が
60℃〜120℃、針入度が90〜200である変性歴青質
物に充填剤を配合した構成としたことにより、常
温から40℃近辺という常用の温度条件下で極めて
優れた防振性のピークを示し、前記表の結果から
明らかなように40℃近辺において最も優れた制振
性を示すと共に、広い温度域に亘り良好な制振性
を示し、接着性、耐熱性、耐寒性等の物性面にお
いても優れた性能を示すもので、防振材として極
めて有用なものである。[Table] Effects of the Invention As explained above, the vibration absorbing composition of the present invention is made by modifying a bituminous material with a thermoplastic material, ethylene-vinyl acetate copolymer.
By combining a filler with a modified bituminous material with a temperature of 60°C to 120°C and a penetration degree of 90 to 200, it has extremely excellent vibration damping properties under normal temperature conditions from room temperature to around 40°C. As is clear from the results in the table above, it exhibits the best vibration damping properties near 40℃, and also exhibits good vibration damping properties over a wide temperature range, and has excellent properties such as adhesion, heat resistance, and cold resistance. It shows excellent performance in terms of physical properties and is extremely useful as a vibration isolating material.