(57)【要約】【課題】優れた制振性を有し、軽量化が可能であり、さらに、鉄に対して溶接での取付を可能とする拘束型制振材を提供する。【解決手段】拘束層および制振樹脂層からなる拘束型制振材であって、前記制振樹脂層は複数のプリプレグが積層されて形成されており、前記拘束層に前記制振樹脂層が積層され一体化されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
拘束層および制振樹脂層からなる拘束型制振材であって、
前記制振樹脂層は複数のプリプレグが積層されて形成されており、
前記拘束層に前記制振樹脂層が積層され一体化されていることを特徴とする拘束型制振材。
【請求項２】
前記プリプレグは、熱硬化性制振樹脂が、繊維基材に含浸または塗布されて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の拘束型制振材。
【請求項３】
前記熱硬化性制振樹脂はゴム変性エポキシ樹脂を含むことを特徴とする請求項２に記載の拘束型制振材。
【請求項４】
前記拘束層は、軽金属、ガラスクロス、カーボンクロス、または繊維強化プラスチックからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の拘束型制振材。
【請求項５】
鉄からなる溶接部が、前記拘束層または前記制振樹脂層に設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の拘束型制振材。
【請求項６】
拘束層および制振樹脂層からなる拘束型制振材の製造方法であって、
複数のプリプレグを積層して、前記制振樹脂層を形成し、
前記拘束層と前記制振樹脂層とを積層し、加熱プレスによって一体成形することを特徴とする拘束型制振材の製造方法。
【請求項７】
熱硬化性制振樹脂を、繊維基材に含浸または塗布して、前記プリプレグを形成することを特徴とする請求項６に記載の拘束型制振材の製造方法。
【請求項８】
前記熱硬化性制振樹脂はゴム変性エポキシ樹脂を含むことを特徴とする請求項７に記載の拘束型制振材の製造方法。
【請求項９】
前記拘束層は、軽金属、ガラスクロス、カーボンクロス、または繊維強化プラスチックからなることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の拘束型制振材の製造方法。
【請求項１０】
鉄からなる溶接部を、前記拘束層または前記制振樹脂層に設けることを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の拘束型制振材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両、船舶、建築・土木構造物などにおいて発生する振動および騒音を低減するために使用される拘束型制振材および拘束型制振材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車および鉄道などの車両、船舶、住宅およびビルなどの建築構造物、土木構造物などにおいて振動の防止、あるいは、固体伝搬音低減の目的で従来から用いられている制振材の１つとして、拘束型制振材がある。
【０００３】
拘束型制振材は、金属などからなる拘束層、および、粘弾性を有する制振層から構成され、拘束層と制振層の剛性の差により、加振された時に制振層にせん断力が加わることで、振動のエネルギーを熱に変換し振動を減衰させるものであり、金属からなる拘束層に、アスファルトを含む粘弾性組成物が接着された拘束型制振材（特許文献１参照）、金属からなる拘束層に、制振樹脂組成物からなる制振樹脂層および樹脂組成物からなる粘着樹脂層を設けた拘束型制振材（特許文献２参照）などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１２６２０６号公報
【特許文献２】特開２００６−１２６７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、自動車などの輸送機は燃費向上の観点から軽量化が図られているが、従来の拘束型制振材は、拘束層に鋼板を用いた場合、制振性は高いが重量が重くなるという問題があり、特許文献１，２には、拘束層にアルミニウム板を用いることも記載されているが、アルミニウム板を用いると重量を軽くすることはできるが、鉄を用いた場合と比べると制振性が低下するという問題がある。
【０００６】
また、船舶などでは、拘束型制振材は溶接で取り付けられることが多いことから、拘束層には溶接できる鋼板が用いられることが多く、軽量化は困難であった。
【０００７】
そこで、本発明は、高い制振性を有し、軽量化が可能であり、さらに、鉄からなる部材などに対して溶接での取付を可能とする拘束型制振材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の拘束型制振材は、拘束層および制振樹脂層からなる拘束型制振材であって、前記制振樹脂層は複数のプリプレグが積層されて形成されており、前記拘束層に前記制振樹脂層が積層され一体化されていることを特徴とする。
【０００９】
前記プリプレグは、熱硬化性制振樹脂が、繊維基材に含浸または塗布されて形成されており、前記熱硬化性制振樹脂はゴム変性エポキシ樹脂を含む。
【００１０】
前記拘束層は、軽金属、ガラスクロス、カーボンクロス、または繊維強化プラスチックからなる。
【００１１】
さらに、鉄からなる溶接部が、前記拘束層または前記制振樹脂層に設けられている。
【００１２】
本発明の拘束型制振材の製造方法は、拘束層および制振樹脂層からなる拘束型制振材の製造方法であって、複数のプリプレグを積層して、前記制振樹脂層を形成し、前記拘束層と前記制振樹脂層とを積層し、加熱プレスによって一体成形することを特徴とする。
【００１３】
熱硬化性制振樹脂を、繊維基材に含浸または塗布して、前記プリプレグを形成し、前記熱硬化性制振樹脂はゴム変性エポキシ樹脂を含む。
【００１４】
前記拘束層は、軽金属、ガラスクロス、カーボンクロス、または繊維強化プラスチックからなる。
【００１５】
さらに、鉄からなる溶接部を、前記拘束層または前記制振樹脂層に設ける。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の拘束型制振材は、拘束層および制振樹脂層からなる拘束型制振材であって、前記制振樹脂層は複数のプリプレグが積層されて形成されており、前記拘束層に前記制振樹脂層が積層され一体化されていることにより、拘束層の材質に関係なく、優れた制振性能を有することができる。
【００１７】
前記プリプレグは、熱硬化性制振樹脂が、繊維基材に含浸または塗布されて形成されており、前記熱硬化性制振樹脂はゴム変性エポキシ樹脂を含むことにより、より優れた制振機能を有することができる。
【００１８】
前記拘束層は、軽金属または繊維強化プラスチックからなることにより、拘束型制振材を軽量化することができる。
【００１９】
拘束型制振材には、鉄からなる溶接部が設けられていることにより、前記拘束層の材質に関係なく、前記拘束型制振材を溶接して取り付けることができる。
【００２０】
本発明の拘束型制振材の製造方法は、拘束層および制振樹脂層からなる拘束型制振材の製造方法であって、複数のプリプレグを積層して、前記制振樹脂層を形成し、前記拘束層と前記制振樹脂層とを積層し、加熱プレスによって一体成形することにより、軽量で制振性に優れた拘束型制振材を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の拘束型制振材の斜視図である。
【図２】拘束層に溶接部を設けた拘束型制振材の斜視図である。
【図３】制振樹脂層に溶接部を設けた拘束型制振材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の拘束型制振材１および拘束型制振材１の製造方法について、図を用いて詳しく説明する。図１に示すのは、本発明の拘束型制振材１の斜視図である。まず初めに、本発明の拘束型制振材１について説明する。
【００２３】
本発明の拘束型制振材１は、図１に示すように、拘束層２および制振樹脂層３からなり、前記拘束層２および前記制振樹脂層３が互いに積層されて一体成形されている。前記制振樹脂層３は複数のプリプレグが積層されて形成されており、前記拘束型制振材１は、複数のプリプレグからなる前記制振樹脂層３が前記拘束層２と共に、加熱プレスによって一体成形されたものである。
【００２４】
前記拘束層２は、アルミニウム、チタンなどの軽金属およびその合金、または、ガラスクロス、カーボンファイバークロス、または、ガラスクロス、カーボンファイバークロスに樹脂を含浸させた繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）からなる板材であり、ＦＲＰは積層して用いることも可能である。前記拘束層２の厚みは、特に限定するものではないが、０．５〜２．０ｍｍとすることが好ましい。
【００２５】
前記制振樹脂層３は、複数のプリプレグが積層されて構成されているが、前記プリプレグは、熱硬化性制振樹脂が繊維基材に含浸または塗布されて形成されている。前記プリプレグの繊維基材としては、炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維などの無機繊維、および、アラミド繊維、ポリアミド繊維などの有機繊維を用いることができる。
【００２６】
前記プリプレグの熱硬化性制振樹脂は、熱硬化性樹脂としてゴム変性エポキシ樹脂を含むことが好ましい。さらに、前記熱硬化性制振樹脂は、熱硬化性樹脂としてエポキシ当量２００〜５００ｇ／ｅｑのゴム変性エポキシ樹脂１００重量部、硬化剤として酸無水物硬化剤１５〜３０重量部、および、硬化促進剤としてイミダゾール０．４〜０．７重量部を含む樹脂組成物を用いることが好ましい。また、前記樹脂組成物には、難燃剤を添加することも可能であり、難燃剤としては、リン系、窒素系、膨張黒鉛などを用いることができ、特に、制振性への影響が少ないという観点から、膨張黒鉛を用いることが好ましい。さらに、難燃剤と併せて、前記樹脂組成物に分散剤、沈殿防止剤を添加することも可能である。
【００２７】
次に、本発明の拘束型制振材の製造方法について、前記拘束型制振材１を用いて説明する。まず初めに、熱硬化性樹脂であるゴム変性エポキシ樹脂、硬化剤、および、硬化促進剤を所定の割合で混合し、熱硬化性制振樹脂を作成する。この際に、適宜、難燃剤、沈殿防止剤などを添加して混合する。そして、得られた前記熱硬化性制振樹脂を繊維基材に含浸または塗布し、その後、乾燥温度：１４０〜１８０℃、乾燥時間：２〜４分の条件で乾燥させて、複数のプリプレグを作成する。そして、得られたプリプレグを複数積層して制振樹脂層３とする。この際、前記プリプレグは、積層数を３枚以上とし、厚みは１．６ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００２８】
予め用意しておいた拘束層２を、複数のプリプレグが積層された状態の前記制振樹脂層３と積層し、温度：１２０〜１８０℃、圧力：３０〜６０ｋｇ／ｃｍ２、時間：６０分以上の条件で加熱プレスを行うことにより、前記拘束層２および前記制振樹脂層３を一体成形すると、本発明の拘束型制振材１が完成する。
【００２９】
このように、本発明の拘束型制振材１は、前記拘束層２に直接、熱硬化性制振樹脂のみによって制振樹脂層が形成されているのではなく、熱硬化性制振樹脂を繊維基材に含浸または塗布してプリプレグを作成し、前記プリプレグによって制振樹脂層３を形成し、前記拘束層２と複数のプリプレグからなる前記制振樹脂層３とを加熱プレスすることによって一体成形されている。これにより、本発明の拘束型制振材１は、前記拘束層２に重量増の原因となる鉄などを用いることなく、十分な制振性を有することができるようになり、そして、拘束型制振材１の軽量化を実現することができる。
【００３０】
本発明の拘束型制振材１は、拘束型制振材１を船舶などに使用する際に溶接で取り付けることができるように、鉄からなる溶接部４，５を設けることができる。図２に示すのは、拘束層２に４つの溶接部４を設けた拘束型制振材１であり、図３に示すのは、制振樹脂層３に４つの溶接部５を設けた拘束型制振材１である。
【００３１】
前記拘束型制振材１を対象物に取り付ける際、制振樹脂層３を対象物と接触させることから、前記溶接部４は、前記拘束層２から対象物に向かって湾曲する形状を有している。そして、前記溶接部５は、前記制振樹脂層３の周囲から水平方向に突出する大きさに形成されている。前記溶接部４，５は、対象物に対して溶接し易くするために、様々な形状を用いることができる。
【００３２】
前記溶接部４，５は、図２，３に示すように、前記拘束層２および前記制振樹脂層３のどちらに設けても良く、その数および形状についても特に限定するものではなく、前記拘束型制振材１の大きさ、用途などに応じて適宜設定することができる。また、前記溶接部４，５を固定する方法については、リベット、接着剤、摩擦攪拌接合、および、これらの組み合わせなど様々な方法を用いることができる。
【００３３】
このように、鉄からなる溶接部４，５を前記拘束型制振材１に設けることにより、前記拘束型制振材１を溶接で簡単にそして確実に鉄からなる対象物に取り付けることができるようになる。
【００３４】
前記拘束型制振材１を対象物に取り付ける手段として、前記溶接部４，５以外に、前記制振樹脂層３の表面に粘着層を設けることができる。前記粘着層としては、従来の拘束型制振材に用いられているものを使用することが可能であり、例えば、粘着または接着フィルム及びテープ、粘着樹脂、接着樹脂の塗工などを用いることができる。粘着樹脂としては、例えば、アクリル、ウレタン、シリコーン系などを用いる。接着樹脂としては、例えば、アクリル、エポキシ、シリコーン、フェノール、ゴム系などを用いる。前記粘着層は、用途などに応じて、前記溶接部４，５と併用、あるいは、単体で前記拘束型制振材１に設けることができる。
【００３５】
本発明の拘束型制振材１について実施例および比較例１，２を用いてさらに説明する。
【実施例】
【００３６】
ゴム変成エポキシ樹脂（アデカ製  ＥＰＲ−１４１５−１）１００重量部、酸無水物硬化剤（日立化成製  ＨＮ−５５００）９．５重量部、イミダゾール（四国化成製  ２Ｅ４ＭＺ）０．６重量部、膨張黒鉛（伊藤黒鉛製  ９５１００１５０）６重量部、および、沈殿防止剤（共栄社化学製  ターレン７２００−２０）２．７重量部を均一に混合し、得られた混合物を、ガラスクロスに含浸し、乾燥させて５枚のプリプレグを作成する。５枚のプリプレグを積層して制振樹脂層３を形成し、厚さ１．０ｍｍのアルミニウム板である拘束層２と共に加熱プレスして一体成形し、実施例の拘束型制振材１を作成した。得られた前記拘束型制振材１の厚みは、２．０ｍｍであった。
【００３７】
比較例１として、実施例のアルミニウム板を冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）に、その他は全て同じ条件で作成した制振材を用意した。比較例２として、実施例１と同様に、ゴム変成エポキシ樹脂、酸無水物硬化剤、イミダゾール、膨張黒鉛、および、沈殿防止剤を均一に混合し、得られた混合物を、直接、厚さ１．０ｍｍのアルミニウム板に塗布して乾燥させることにより、樹脂だけで制振樹脂層を設けて制振材を形成した。
【００３８】
このようにして用意した実施例の拘束型制振材１および比較例１，２の制振材について、それぞれ、損失係数測定装置を用いて片持ち梁法によって２０℃における損失係数ηを測定し、以下の表１に記載した。損失係数ηは、半値幅法で算出し、周波数５００Ｈｚの結果を記載した。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
表１に示すように、実施例の拘束型制振材１は、比較例１，２よりも損失係数が大きくなっており、制振性に優れていることがわかる。特に、プリプレグを用いないで樹脂だけで制振樹脂層を形成した比較例２に対して実施例の損失係数は２倍以上となっており、プリプレグを用いることによって本発明の拘束型制振材１の制振性が大きく向上することを示している。
【００４１】
本発明の拘束型制振材は、プリプレグおよび軽量な材質からなる拘束層を用いることにより、優れた制振性と軽量化を実現することができ、また、溶接部を設けることによって、従来と同様に、溶接によって簡単に取り付けることもできるという優れた効果を奏する。
【符号の説明】
【００４２】
１      拘束型制振材
２      拘束層
３      制振樹脂層
４，５  溶接部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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