(57)【要約】【課題】  減衰性能を容易に向上することができる減衰成形物の製造方法を提供する。【解決手段】  減衰成形物の製造方法は、原料調製工程、加熱工程及び冷却工程を備えている。原料調製工程では、母材に同母材の双極子モーメント量を増大させる活性成分を配合し、原料組成物を調製する。加熱工程では、原料組成物を活性成分の融点以上の温度まで加熱することにより活性成分を溶融する。冷却工程では、加熱工程完了後の原料組成物を冷却することにより溶融状態の活性成分を固化する。冷却工程における冷却開始から１０秒間の冷却速度は、１３℃／秒以上である。加熱工程は、原料組成物を加圧した状態で行われることが好ましい。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
母材に該母材の双極子モーメント量を増大させる活性成分を配合することにより原料組成物を調製する原料調製工程と、前記原料組成物を前記活性成分の融点以上の温度まで加熱することにより前記活性成分を溶融する加熱工程と、該加熱工程が完了した原料組成物を冷却することにより溶融状態の活性成分を固化する冷却工程とを備え、前記冷却工程における冷却開始から１０秒間の冷却速度が１３℃／秒以上であることを特徴とする減衰成形物の製造方法。
【請求項２】
前記原料組成物を加圧した状態で、前記加熱工程を行う請求項１に記載の減衰成形物の製造方法。
【請求項３】
前記活性成分は、ベンゾチアジル基を有する化合物、ベンゾトリアゾール基を有する化合物及びジフェニルアクリレート基を有する化合物から選ばれる少なくとも一種である請求項１又は請求項２に記載の減衰成形物の製造方法。
【請求項４】
前記原料調製工程において、母材が溶解される有機溶媒をさらに配合することにより原料組成物を調製し、該原料組成物を溶媒キャスト法にて成形する成形工程が完了した後に、前記加熱工程及び冷却工程を行う請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の減衰成形物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動エネルギー、衝撃エネルギー等のエネルギーを減衰する減衰性能を有する減衰成形物の製造方法に関するものである。さらに詳しくは、例えば制振成形物、衝撃吸収成形物として、自動車、内装材、建材、家電機器等に適用される減衰成形物の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の減衰成形物としては、母材にその双極子モーメント量を増大させる活性成分を配合したものが知られている（特許文献１参照）。この減衰成形物では、活性成分の配合によって、減衰成形物の損失正接（ｔａｎδ）の値が向上されている。この種の減衰成形物では、その損失正接の値が高いほど、振動エネルギー吸収性能、衝撃エネルギー吸収性能等の減衰性能が高まることが知られている。
【特許文献１】特許第３３１８５９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
最近では、減衰成形物が適用される適用物（家電製品、自動車等）においては、軽量化を図るため、減衰成形物に対しても軽量化が望まれている。そのため、一層高い減衰性能が発揮される減衰成形物が要求されている。
【０００４】
本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、減衰性能を容易に向上することができる減衰成形物の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明の減衰成形物の製造方法は、母材に該母材の双極子モーメント量を増大させる活性成分を配合することにより原料組成物を調製する原料調製工程と、前記原料組成物を前記活性成分の融点以上の温度まで加熱することにより前記活性成分を溶融する加熱工程と、該加熱工程が完了した原料組成物を冷却することにより溶融状態の活性成分を固化する冷却工程とを備え、前記冷却工程における冷却開始から１０秒間の冷却速度が１３℃／秒以上であることを要旨とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明の減衰成形物の製造方法は、請求項１に記載の発明において、前記原料組成物を加圧した状態で、前記加熱工程を行うことを要旨とする。
請求項３に記載の発明の減衰成形物の製造方法では、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記活性成分は、ベンゾチアジル基を有する化合物、ベンゾトリアゾール基を有する化合物及びジフェニルアクリレート基を有する化合物から選ばれる少なくとも一種であることを要旨とする。
【０００７】
請求項４に記載の発明の減衰成形物の製造方法では、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記原料調製工程において、母材が溶解される有機溶媒をさらに配合することにより原料組成物を調製し、該原料組成物を溶媒キャスト法にて成形する成形工程が完了した後に、前記加熱工程及び冷却工程を行うことを要旨とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の減衰成形物の製造方法によれば、減衰性能を容易に向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を具体化した実施形態を詳細に説明する。
本実施形態における減衰成形物の製造方法は、原料調製工程、加熱工程及び冷却工程を備えている。
【００１０】
原料調製工程では、母材に同母材の双極子モーメント量を増大させる活性成分を配合し、原料組成物を調製する。
母材としては、合成樹脂、熱可塑性エラストマー、ゴム類等が挙げられる。合成樹脂としては、ハロゲン化ポリオレフィン及びその他の合成樹脂が挙げられる。ハロゲン化ポリオレフィンとしては、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン等が挙げられる。その他の合成樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、エチレン／酢酸ビニル共重合体、ポリメタクリル酸メチル、ポリイソプレン、ポリスチレン、スチレン／ブタジエン／アクリロニトリル共重合体、スチレン／アクリロニトリル共重合体等が挙げられる。熱可塑性エラストマーとしては、ポリオレフィン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリ塩化ビニル系エラストマー、塩素化ポリエチレン系エラストマー等が挙げられる。ゴム類としては、アクリロニトリル／ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、スチレン／ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）等が挙げられる。
【００１１】
これらの母材は、単独で配合してもよく、二種以上を組み合わせて配合してもよい。これらの母材の中でも、減衰性能を向上する作用効果に優れることから、好ましくはハロゲン化ポリオレフィン、より好ましくはポリ塩化ビニルである。
【００１２】
活性成分は、母材の双極子モーメント量を増大させるために配合され、その活性成分の分子は母材中において双極子として存在する。ここで、製造される減衰成形物に外部から振動エネルギー、衝撃エネルギー等が伝播すると、双極子が回転したり、その位相がずれたりし、双極子に変位が生じる。変位が生じた双極子は、不安定な状態となるため、元の安定な状態に戻ろうとする。この双極子の復元作用によって振動エネルギー、衝撃エネルギー等のエネルギー消費が生じるため、減衰成形物の減衰性能が発揮されるようになっている。
【００１３】
活性成分としては、ベンゾチアジル基を有する化合物、ベンゾトリアゾール基を有する化合物及びジフェニルアクリレート基を有する化合物、ベンゾフェノン基を有する化合物等が挙げられる。ベンゾチアジル基を有する化合物としては、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシルベンゾチアジル−２−スルフェンアミド（ＤＣＨＢＳＡ）、２−メルカプトベンゾチアゾール（ＭＢＴ）、ジベンゾチアジルスルフィド（ＭＢＴＳ）、Ｎ−シクロヘキシルベンゾチアジル−２−スルフェンアミド（ＣＢＳ）、Ｎ−ｔ−ブチルベンゾチアジル−２−スルフェンアミド（ＢＢＳ）、Ｎ−オキシジエチレンベンゾチアジル−２−スルフェンアミド（ＯＢＳ）、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルベンゾチアジル−２−スルフェンアミド（ＤＰＢＳ）等が挙げられる。
【００１４】
ベンゾトリアゾール基を有する化合物としては、ベンゼン環にアゾール基が結合したベンゾトリアゾールを母核とし、これにフェニル基が結合したものであって、２−［２′−ハイドロキシ−３′−（３″，４″，５″，６″−テトラハイドロフタルイミドメチル）−５′−メチルフェニル］ベンゾトリアゾール（２ＨＰＭＭＢ）、２−（２′−ハイドロキシ−５′−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール（２ＨＭＰＢ）、２−（２′−ハイドロキシ−３′−ｔ−ブチル−５′−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール（２ＨＢＭＰＣＢ）、２−（２′−ハイドロキシ−３′，５′−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール（２ＨＤＢＰＣＢ）、２−（２′−ハイドロキシ−５′−ｔ−オクチルフェニル）ベンゾトリアゾール（２ＨＯＰＢ）等が挙げられる。
【００１５】
ジフェニルアクリレート基を有する化合物としては、エチル−２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリレート（ＥＣＤＰＡ）、オクチル−２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリレート（ＯＣＤＰＡ）等が挙げられる。ベンゾフェノン基を有する化合物としては、２−ハイドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン（ＨＭＢＰ）、２−ハイドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン−５−スルフォニックアシド（ＨＭＢＰＳ）等が挙げられる。
【００１６】
これらの活性成分の中でも、母材中の双極子モーメント量を増大させる作用に優れることから、好ましくはベンゾチアジル基を有する化合物、ベンゾトリアゾール基を有する化合物及びジフェニルアクリレート基を有する化合物から選ばれる少なくとも一種、より好ましくはベンゾチアジル基を有する化合物、さらに好ましくはＤＣＨＢＳＡである。
【００１７】
活性成分の配合量は、母材１００重量部に対して、好ましくは５〜１００重量部、より好ましくは１０〜９０重量部、さらに好ましくは２０〜８０重量部である。この配合量が５重量部未満であると、十分な減衰性能を発揮させることが困難となるおそれがある。一方、１００重量部を超えると、減衰成形物の成形性が悪化するおそれがある。
【００１８】
原料組成物には、その他の成分として、充填剤、難燃剤、腐食防止剤、着色剤、酸化防止剤、制電剤、安定剤、湿潤剤等を必要に応じて適宜配合することもできる。充填剤としては、炭酸塩、水酸化物、酸化物、ケイ酸塩やケイ酸、合成ケイ酸類、繊維状充填剤、バルン状充填剤、有機充填剤、再生ゴム、ゴム粉、エボナイト粉末、石油系軟化剤、サブ（ファクチス）、マイカ等が挙げられる。炭酸塩としては沈降性炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等、水酸化物としては水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等、酸化物としては酸化亜鉛、酸化マグネシウム等、ケイ酸塩としてはケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム等、合成ケイ酸類としては含水ケイ酸カルシウム（タルク）、含水ケイ酸アルミニウム、含水ケイ酸、無水ケイ酸等、繊維状充填剤としてはアスベスト、鉱物繊維、ゾノトライト、チタン酸カリ、エレスタダイト等、バルン状充填剤としてはガラスバルン、フライアッシュバルン等、有機充填剤としてはハイスチレン樹脂、クマロンインデン樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂、変性メラミン樹脂、石油樹脂、リグニン等が挙げられる。
【００１９】
原料調製工程における各成分の混合には、ディゾルバー、バンバリーミキサー、プラネタリーミキサー、グレンミル、ニーダー等の公知の混合機を使用することが可能である。
得られた原料組成物は、加熱工程によって加熱されることにより、原料組成物中の活性成分が溶融される。加熱工程における加熱温度は、配合する活性成分の融点以上である。この加熱温度は、母材と活性成分との相溶性が向上され、優れた減衰性能を発揮することができることから、好ましくは母材のガラス転移点＋５０℃以上、より好ましくは母材のガラス転移点＋７０℃以上である。一方、加熱温度の上限は、母材の安定性を維持することができることから、好ましくは母材のガラス転移点＋１２０℃以下、より好ましくはガラス転移点＋１１０℃以下、さらに好ましくはガラス転移点＋１００℃以下である。この加熱工程には、ホットプレート、ドライヤー、電気炉、恒温槽等を使用することが可能である。
【００２０】
加熱工程は、原料組成物の加熱を効率的に行うことができるとともに原料組成物の成形を同時に行うことができることから、原料組成物を加圧した状態で行うことが好ましい。原料組成物の加圧における圧力は、好ましくは４９０ｋＰａ以上である。この圧力が４９０ｋＰａ未満の場合、原料組成物の成形が困難となるおそれがある。一方、この圧力の上限は特に限定されないが、生産性を考慮すると、２００００ｋＰａ以下であることが好ましい。加熱工程における加圧には、加熱プレス機、加熱可能なニップロール等を使用することが可能である。
【００２１】
加熱工程が完了した原料組成物は、冷却工程によって冷却されることにより、原料組成物中の活性成分が固化される。冷却工程において、冷却開始から１０秒間の冷却速度は１３℃／秒以上である。冷却開始から１０秒間の冷却速度の上限は、製造の容易性を考慮すると、好ましくは２０℃／秒以下、より好ましくは１８℃／秒以下、さらに好ましくは１６℃／秒以下である。この冷却工程には、恒温槽、冷凍庫等を使用することが可能である。
【００２２】
冷却工程は、原料組成物の冷却を効率的に行うことができるとともに得られる減衰成形物の形状を所定の形状に成形することができることから、原料組成物を加圧した状態で行うことが好ましい。原料組成物の加圧における圧力は、好ましくは４９０ｋＰａ以上である。この圧力が４９０ｋＰａ未満の場合、冷却効率が十分に向上されないおそれがある。一方、この圧力の上限は特に限定されないが、生産性を考慮すると、２００００ｋＰａ以下であることが好ましい。冷却工程における加圧には、冷却プレス機、冷却可能なニップロール等を使用することが可能である。
【００２３】
この減衰成形物は、振動エネルギーを吸収する制振成形物として、例えば自動車、内装材、建材、家電機器等に適用され、モータ等の被制振箇所に適用することができる。この減衰成形物を制振成形物として利用する場合、原料組成物をシート状に成形することにより、非拘束型制振シートとして利用することができる。この非拘束型制振シートは、適用箇所に貼り合わせることによって、制振シートの一側面が拘束されていない状態で使用される。
【００２４】
また、この減衰成形物を制振成形物として利用する場合、原料組成物をシート状に成形することにより得られる制振シートを制振層とし、制振層の表面に制振層を拘束するための拘束層を貼り合わせることによって拘束型制振シートを得ることができる。拘束層としては、アルミニウム、鉛等の金属箔、ポリエチレン、ポリエステル等の合成樹脂から形成されるフィルム、不織布等が挙げられる。この拘束型制振シートは、制振層側を適用箇所に貼り合わせることによって制振層の両面が拘束されている状態で使用される。
【００２５】
この減衰成形物は、衝撃エネルギーを吸収する衝撃吸収成形物として、例えば靴、グローブ、各種防具、グリップ、ヘッドギア等のスポーツ用品、ギプス、マット、サポーター等の医療用品、壁材、床材、フェンス等の建材、各種緩衝材、各種内装材等に適用することができる。この減衰成形物を衝撃吸収成形物として利用する場合、シート状にすることにより、衝撃吸収シートとすることができる。この衝撃吸収シートは、適用箇所に貼り合わせる等して使用することができる。
【００２６】
さて、減衰成形物は原料調製工程、加熱工程及び冷却工程が順次行われることにより、製造される。加熱工程では活性成分が溶融され、溶融状態の活性成分は冷却工程において冷却される。このとき、冷却工程における冷却開始から１０秒間の冷却速度は、１３℃／秒以上である。このように、溶融状態の活性成分を急冷することにより、活性成分の結晶生長が抑制され、母材の分子鎖と活性成分との相溶性が向上されると推測される。その結果、母材と活性成分の分子鎖との摩擦によるエネルギー変換性能が向上されると考えられる。
【００２７】
本実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
・  この実施形態の減衰成形物の製造方法では、原料調製工程、加熱工程及び冷却工程を備え、その冷却工程において冷却開始から１０秒間の冷却速度は１３℃／秒以上である。この製造方法の場合、母材と活性成分との相溶性が向上すると推測され、活性成分を効率的に作用させることが可能となり、減衰性能を容易に向上することができる。また、高い減衰性能が発揮されることから、例えば減衰成形物をシート状に形成した場合、その厚さを薄く形成することが可能となり、適用物の軽量化を図ることができる。
【００２８】
・  この実施形態の減衰成形物の製造方法では、原料組成物を加圧した状態で加熱工程を行うことが好ましい。この製造方法の場合、加熱工程で原料組成物の成形を行うことができ、製造工程を簡略化することができる。
【００２９】
・  この実施形態の減衰成形物の製造方法では、活性成分はベンゾチアジル基を有する化合物、ベンゾトリアゾール基を有する化合物及びジフェニルアクリレート基を有する化合物から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。これらの成分は、双極子モーメント量を増大させる作用に優れているため、減衰性能をさらに容易に向上することができる。
【００３０】
なお、前記実施形態を次のように変更して構成することもできる。
・  前記原料調製工程において母材を溶解するための有機溶媒を配合し、母材が有機溶媒に溶解した原料組成物とし、その原料組成物を溶媒キャスト法にて成形する成形工程を加えてもよい。成形工程が完了した減衰成形物前駆体に加熱工程及び冷却工程が施されることにより、減衰成形物が得られる。配合される有機溶媒としては、母材が溶解するものであれば特に限定されず、テトラヒドロフラン、トルエン、酢酸エステル、ケトン等が挙げられる。母材としてポリ塩化ビニルを使用する場合、溶解性に優れることから、テトラヒドロフランを使用することが好ましい。この製造方法の場合、シート状の減衰成形物を容易に製造することができる。
【００３１】
・  前記原料調製工程によって得られた原料組成物を、押出機、Ｔ−ダイ、射出成形機等の成形機によって、シート状、ペレット状、ビーズ状、ブロック状等の各種形状に成形した後に、前記加熱工程及び冷却工程を行ってもよい。また、前記加熱工程において原料組成物を成形することにより、減衰成形物前駆体を製造し、その後冷却工程を行ってもよい。この製造方法によれば、減衰成形物の製造工程を簡略化することができ、生産効率を向上することができる。
【００３２】
次に、上記実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
（１）  前記加熱工程において原料組成物を母材のガラス転移点＋５０℃以上まで加熱する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の減衰成形物の製造方法。この製造方法によれば、減衰性能をさらに容易に向上することができる。
【００３３】
（２）  前記原料組成物を加圧した状態で、前記冷却工程を行う請求項１から請求項４、及び上記（１）のいずれか一項に記載の減衰成形物の製造方法。この製造方法によれば、冷却効率を向上することができ、生産効率を向上することができる。
【実施例】
【００３４】
次に、実施例及び比較例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明する。
（実施例１〜３）
母材としてポリ塩化ビニル（大洋塩ビ（株）製、ＴＨ−１０００、ガラス転移点８２℃）７重量部、ＤＣＨＢＳＡ（サンセラーＤＺ、三新化学工業（株）製、融点９０℃）３重量部、及びテトラヒドロフラン９０重量部を攪拌機で混合し、原料組成物を調製した。この原料組成物を溶媒キャスト法にてシート状に成形し、減衰成形物前駆体を得た。この溶媒キャスト法は、原料組成物をキャストした後、有機溶媒を約２５℃の減圧下で揮発させた。得られた減衰成形物前駆体を加熱プレス機にセットして、圧力７８４５ｋＰａ、温度１７０℃の条件で５分間加熱する加熱工程を行った。続いて、プレス機の金型の温度を表１に示す温度にすることにより冷却工程を行い、シート状の減衰成形物（厚さ１ｍｍ）を製造した。冷却工程における冷却開始から１０秒間の冷却速度を表１に示す。各実施例の減衰成形物を３５ｍｍ×５ｍｍの寸法に切断し、動的粘弾性測定用の試験片とした。
【００３５】
（比較例１、２）
実施例１〜３と同じ原料組成物を用いて、減衰成形物前駆体を得た。この減衰成形物前駆体を加熱プレス機にセットして、圧力７８４５ｋＰａ、温度１７０℃の条件で５分間加熱した後、プレス機の金型を表１に示す温度にすることにより通常の冷却を行った。冷却開始から１０秒間の冷却速度を表１に示す。実施例１〜３と同様にして、各比較例の減衰成形物を切断し、動的粘弾性測定用の試験片とした。
【００３６】
（動的粘弾性の測定）
動的粘弾性測定装置（ＲＳＡ−ＩＩ：レオメトリック社製）を用いて各例の試験片を加振しながら連続的に昇温した際の損失正接（ｔａｎδ）を測定した。測定条件は、加振の周波数１０Ｈｚ、測定温度範囲−６０℃〜＋６０℃、昇温速度５℃／分とした。各例の損失正接のピーク値を表１に示す。
【００３７】
【表１】
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表１の結果から明らかなように、各実施例の冷却工程における冷却開始から１０秒間の冷却速度は１３℃／秒以上であり、ｔａｎδのピーク値は２．４７以上である。一方、各比較例における冷却開始から１０秒間の冷却速度は、１２℃／秒以下であるため、ｔａｎδのピーク値は２．４３以下となっている。このように各実施例におけるｔａｎδのピーク値は、各比較例におけるｔａｎδのピーク値よりも高いことがわかる。よって、各実施例の冷却工程を行うことにより、ｔａｎδのピーク値が容易に向上され、得られる減衰成形物の減衰性能を容易に向上することができることがわかる。