(57)【要約】【課題】鉄道車輌の内装壁、腰キセ、天井などの内装材などに適用される複合板であって、制振性に一層優れた複合板を提供する。【解決手段】複合板は、接着剤（３）にてゴム粒子（２）を相互に結合して成るゴムシート（１）と、当該ゴムシートの少なくとも片面に接着された金属板（４）とから構成され、かつ、ゴムシート（１）におけるゴム粒子（２）の間の空隙率が５〜４５％に設定される。そして、伝播する振動をゴムシート（１）において吸収する。また、ゴム粒子（２）の粒径は、加工性や空隙の大きさを考慮し、０．５〜５ｍｍに設定される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接着剤にてゴム粒子を相互に結合して成るゴムシートと、当該ゴムシートの少なくとも片面に接着された金属板とから構成された複合板であって、前記ゴムシートにおけるゴム粒子間の空隙率が５〜４５％に設定されていることを特徴とする複合板。
【請求項２】
ゴム粒子の粒径が０．５〜５ｍｍである請求項１に記載の複合板。
【請求項３】
加硫ゴムを粉砕して得られたゴム粒子と接着剤とを混合し、型枠内に充填して常温成形、加熱成形または加熱加圧成形することによりゴムシートを作製し、当該ゴムシートの表面に金属板を接着して成る請求項１又は２に記載の複合板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複合板に関するものであり、詳しくは、鉄道車輌などの内装材として使用される複合板であって、制振性に一層優れた複合板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
振動や騒音を低減する制振技術は、建築、土木、車輌、機械などの種々の分野で検討されており、制振性を有する素材としての複合板も各種提案されている。斯かる複合板としては、例えば、芯材である硬質の樹脂板の両面に対し、接着性を有する粘弾性樹脂層（樹脂接着剤）により、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板などの金属板を接着して成る金属樹脂複合板が「制振性にすぐれた軽量ラミネート金属板」として開示されている。上記の金属樹脂複合板は、樹脂層による制振性の向上を企図したものであり、自動車材料、建材などとして使用される（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６０−２５３５３６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の様な金属樹脂複合板は、軽量で且つ加工性にも優れているが、例えば、鉄道車輌においては、昨今の高速化に伴い、室内における振動や騒音をより低減する必要があり、室内の腰キセ、天井などに使用する内装材として、制振性に一層優れた素材が要望されている。本発明の目的は、鉄道車輌の内装材などとして使用される複合板であって、制振性に一層優れた複合板を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ゴムシートに金属板を接着した複合板において、ゴム粒子の集合体から成るゴムシートを採用すると共に、ゴム粒子の間の空隙率を一定の範囲に設定することにより、伝播する振動を減衰させる様にした。
【０００６】
すなわち、本発明の要旨は、接着剤にてゴム粒子を相互に結合して成るゴムシートと、当該ゴムシートの少なくとも片面に接着された金属板とから構成された複合板であって、前記ゴムシートにおけるゴム粒子間の空隙率が５〜４５％に設定されていることを特徴とする複合板に存する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明に係る複合板の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る複合板の層構造を示す図であり、厚さ方向に沿って破断した断面の模式図である。
【０００８】
本発明の複合板は、各種の分野の内装材料、例えば鉄道車輌の内装壁、腰キセ、天井などの材料として使用される制振性を有する複合板であり、その平面形状は、通常、縦横が１８００〜２５００ｍｍ×９００〜１２００ｍｍの長方形に形成される。本発明の複合板は、図１に示す様に、接着剤（３）にてゴム粒子（２）を相互に結合して成るゴムシート（１）と、当該ゴムシートの少なくとも片面に接着された金属板（４）とから構成される。図に例示した複合板は、ゴムシート（１）の両面に金属板（４）が接着されている。
【０００９】
ゴムシート（１）は、接着剤（３）にてゴム粒子（２）を相互に結合し且つ後述する様に常温成形、加熱成形または加熱加圧成形することにより、１〜１５ｍｍの厚さに形成される。ゴムシート（１）の厚さは、軽量性、耐久性および制振・防音特性を考慮して上記の範囲に設定される。
【００１０】
ゴム粒子（２）は、天然ゴム、合成ゴムまたはこららの混合物にカーボン、炭酸カルシウム、クレー等の充填剤を配合して成る加硫ゴムを粉砕したものである。ゴム粒子（１）の構成材料としては、特に制限はないが、具体的には、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリルニトリル−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、アクリルゴム、エチレン−アクリルゴム、多硫化ゴム、エピクロルヒドリンゴム、ニトリルゴム−塩化ビニル樹脂ブレンド、ニトリルゴム／ＥＰＤＭブレンド等が挙げられる。
【００１１】
ゴム粒子（２）には、必要に応じ、従来公知のゴム製品に使用されている添加剤、例えば、老化防止剤、上記以外の充填剤、補強性充填剤、加工助剤、加硫剤、加硫促進剤などを配合してもよい。ゴム粒子（２）の原料としては、使用済のタイヤや工業製品などの廃ゴムを使用することが出来る。ゴム粒子（２）の形状には特に制限はないが、ゴム粒子（２）としては、シートに成形した後の加工性や後述する空隙の大きさを考慮し、粒径が０．５〜５ｍｍ、好ましくは１〜３ｍｍのものが使用される。
【００１２】
ゴム粒子（２）の粒径を上記の範囲に設定する理由は次の通りである。すなわち、ゴム粒子（２）の粒径が５ｍｍよりも大きい場合は、ゴムシート（１）におけるゴム粒子（２）の間の空隙が大きくなり、音が通過し易くなる。一方、ゴム粒子（２）の粒径が０．５ｍｍ未満の場合は、ゴムシート（１）に成形した際に空気の混入などにより製造欠陥が発生し易くなる。なお、本発明において、粒径が０．５〜５ｍｍのゴム粒子（２）とは、篩網によって選別した場合、略φ５ｍｍの篩目は通過するが、略φ０．５ｍｍの篩目は通過しない大きさのゴム粒子を言う。
【００１３】
ゴム粒子（２）の個々の密度（真密度）は、使用済タイヤの粉砕物の場合で約１．１５であるが、珪砂、硫酸バリウム等の比重の重い充填剤を混入することによって適宜に設定することが出来る。そして、上記の密度は、振動吸収性の観点から、金属板（４）の密度との関係によって決定される。
【００１４】
ゴム粒子（２）を結合する接着剤（３）としては、例えば、クロロプレン系、ＮＢＲ系、ＮＲ系、シリコン系などのゴム系接着剤、または、ウレタン系、フェノール系、エポキシ系、メラミン系などの樹脂系接着剤が挙げられる。接着強度、柔軟性、耐熱性などの観点からは、通常、ウレタン樹脂が好ましい。
【００１５】
ゴム粒子（２）に対する接着剤（３）の使用割合は、通常、１００：５〜３０（重量部）である。接着剤（２）の使用割合が上記の範囲よりも小さい場合には、ゴム粒子（１）同士の結合力が不足し、シート自体の強度が不足し、また、上記の範囲よりも大きい場合には、後述する空隙を形成し難くなる。
【００１６】
本発明の複合板は、制振効果および防音効果を高めるため、上記の粒径のゴム粒子（２）を結合させることにより、ゴムシート（１）におけるゴム粒子間の空隙率が５〜４５％、好ましくは１０〜３５％に設定される。すなわち、ゴムシート（１）の内部は、ゴム粒子（２）が不規則に配置され且つ接着剤（３）により不規則に連結されることにより、不定形の空隙がゴム粒子（２）の間に形成された構造を備えている。ゴムシート（１）の空隙率を上記の範囲に設定することにより、軽量化を図ることが出来、しかも、優れた制振効果および防音効果が得られる。
【００１７】
ゴムシート（１）の空隙率は、主として、使用するゴム粒子（２）の粒径や接着剤（３）の使用量によって調節することが出来る。なお、上記の空隙率は、ゴムシート（１）の体積に占める空隙部分の体積の比率を意味し、次の式で表すことが出来る。
【００１８】
【数１】
空隙率（％）＝｛（Ｖ−Ｗ／ρ）／Ｖ｝×１００
（上記の式中、Ｖはシートの体積（ｃｍ３）、Ｗはシートの重量（ｋｇ）、ρは接着剤を含むゴム粒子の真密度（ｋｇ／ｃｍ３）を表す。）
【００１９】
ゴムシート（１）の表面に接着される金属板（４）としては、炭素鋼、ステンレス、アルミニウム等の薄板が挙げられるが、軽量で且つ耐久性に優れていると言う観点からは、通常、アルミニウム合金を含むアルミニウムの薄板が使用される。金属板（４）の厚さは、アルミニウムの場合で０．５〜２ｍｍに設計される。金属板（４）の形状は、平面状に限らず、二次元加工または三次元加工された形状でもよい。上記の金属板（４）は、ゴムシート（１）の表面に対し、ウレタン系またはゴム系の接着剤（５）によって接着される。また、斯かる接着剤（５）としては、リサイクルを容易にするため、ウレタン、ＰＶＡ、ＡＣＭ等のホットメルト接着剤を使用することも出来る。
【００２０】
本発明の複合板は、通常、ゴム粒子（２）と接着剤（３）とから成るゲル状原料を型枠に流し込んでゴムシート（１）を作製した後、ゴムシート（１）の例えば両面に金属板（４）を接着して製造される。すなわち、本発明の複合板の製造においては、先ず、原料である加硫ゴムを粉砕処理してゴム粒子（２）を得る。原料としては、廃タイヤや一般工業用加硫ゴムが使用される。粉砕機としては、例えば、カッター式粉砕機や衝撃式粉砕機などを使用することが出来る。粉砕処理後は、前述の様に、例えば篩目がφ０．５ｍｍの篩装置および篩目がφ５ｍｍの篩装置を使用し、上記のゴム粒子を篩分処理して粒径が０．５〜５ｍｍのゴム粒子（１）を選別する。
【００２１】
次いで、ゴム粒子（２）と液状の接着剤（３）、例えば液状のウレタン樹脂とを１００：５〜３０（重量部）の割合で混合してゲル状原料を製造する。ゴム粒子（２）と接着剤（３）の混合操作においては、モルタルミキサー、ヘンシェルミキサー、バンバリーミキサー、インターミックスニーダー、オープンロール等のミキサーを使用することが出来る。
【００２２】
続いて、平面形状が長方形の型枠内に上記のゲル状原料を略シートの設定厚さに充填する。使用する型枠としては、内側底面が平滑表面に形成された上面開放型のインロー金型が使用される。型枠にゲル状原料を充填した後は、常温で硬化させて成形するか、または、加熱装置で加熱成形するか、もしくは、表面に平板状のプレス板を押し当て、そして、プレス装置で加熱加圧成形することにより、型枠内で接着剤（３）を硬化させ、次いで、脱型することによりゴムシート（１）を得る。
【００２３】
上記の様にゴムシート（１）を作製した後は、当該ゴムシートの表面、例えば両面に金属板（４）を接着する。その際、ゴムシート（１）の表面または金属板（４）の裏面に予め接着剤（５）を塗布する等して接着剤層を形成しておく。そして、金属板（４）の接着にあたっては、金属板（４）の表面から加圧することにより、接着剤（５）を介し、ゴムシート（１）と金属板（４）と接着する。そして、接着剤（５）を硬化させ、図示する様な複合板を得る。
【００２４】
本発明の複合板は、上記の様に、芯材であるゴムシート（１）が接着剤（３）にてゴム粒子（２）を相互に結合して成り、かつ、ゴム粒子（２）の間の空隙率が特定の範囲に設定されているため、伝播する振動を吸収して十分に減衰させることが出来る。換言すれば、本発明の複合板は、例えば車輌の内装材として使用した場合、台車および車体を通して室内に伝わる振動や騒音を十分に低減することが出来る。
【００２５】
また、本発明の複合板は、芯材であるゴムシート（１）が空隙を有し且つその空隙率が特定の範囲に設定されているため、ポリエチレン等の樹脂シートの両面に金属板を接着して成る一般的な金属樹脂複合板と比べても、十分に軽量であり、しかも、車輌用内装材などとして十分な難燃性を備えている。
【００２６】
因に、本発明の複合板と一般的な金属樹脂複合板の振動減衰量について、表１及び表２の条件下に振動透過モデルを使用して比較した。その場合、以下の式（Ｉ）に示すモデルにより波動伝達率を算出し、得られた波動伝達率および式（ＩＩ）により振動レベルの減衰量を求めた。その結果、表３に示す様に、本発明の複合板は、明らかに制振特性に優れていることが確認された。なお、算定条件の設定にあたり、本発明の複合板については、ゴムシート（１）の厚さを５ｍｍ、ゴム粒子（２）の平均粒径を２．５ｍｍ、空隙率を３０％、一方の金属板（４）を厚さ１ｍｍのアルミニウム、他方の金属板（４）を厚さ０．５ｍｍのアルミニウムとして計算し、金属樹脂複合板については、芯材の樹脂シートを厚さ５ｍｍのポリエチレンとし、両面の金属板（４）を各々厚さ０．５ｍｍのアルミニウムとして計算した。
【００２７】
【表１】
2005047040.tif 000003
【００２８】
【表２】
2005047040.tif 000004
【００２９】
【数２】
2005047040.tif 000005
【００３０】
【数３】
減衰量＝２０ｌｏｇτ１３      …（ＩＩ）
【００３１】
【表３】
2005047040.tif 000006
【００３２】
【発明の効果】
本発明の複合板は、芯材であるゴムシートが接着剤にてゴム粒子を相互に結合して成り、かつ、ゴム粒子の間の空隙率が特定の範囲に設定されているため、伝播する振動を吸収して十分に減衰させることが出来、車輌の内装材などとして使用した場合、室内に伝わる振動や騒音を十分に低減することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る複合板の層構造を示す図であり、厚さ方向に沿って破断した断面の模式図である。
【符号の説明】
１：ゴムシート
２：ゴム粒子
３：接着剤（硬化後の接着剤）
４：金属板
５：接着剤
【図１】
2005047040.tif 000007