(57)【要約】本発明は、常温（５〜３０℃）付近で優れた制振性能が発揮されると共に、焼却時に有害ガスが発生せず、環境に悪影響を与えにくい制振材料に関し、この制振材料は、ベース樹脂としてエチレンメタクリル酸系ポリマーを用いると共に、このエチレンメタクリル酸系ポリマー１００重量部に対し、１０〜３００重量部の割合で前記エチレンメタクリル酸系ポリマーにおける双極子モーメント量を増加させる活性成分を配合したことを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース樹脂としてエチレンメタクリル酸系ポリマーを用いると共に、このエチレンメタクリル酸系ポリマー１００重量部に対し、１０〜３００重量部の割合で前記エチレンメタクリル酸系ポリマーにおける双極子モーメント量を増加させる活性成分を配合したことを特徴とする制振材料。
【請求項２】
活性成分が、ベンゾチアジル基を含む化合物の中から選ばれた１種若しくは２種以上であることを特徴とする請求項１記載の制振材料。
【請求項３】
前記活性成分が、ベンゾトリアゾール基を持つ化合物の中から選ばれた１種若しくは２種以上であることを特徴とする請求項１記載の制振材料。
【請求項４】
前記活性成分が、ジフェニルアクリレート基を持つ化合物の中から選ばれた１種若しくは２種以上であることを特徴とする請求項１記載の制振材料。
【請求項５】
前記活性成分が、ベンゾフェノン基を持つ化合物の中から選ばれた１種若しくは２種以上であることを特徴とする請求項１記載の制振材料。
【請求項６】
制振材料における周波数１１０Ｈｚにおける誘電損率が７以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の制振材料。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、自動車、家電製品、精密機器、建設機械、土木建築物、その他種々の機械、機器、建築構造物などに適用されて前記機械、機器、構造物などに伝播する、あるいは機械、機器、構造物などから発生する振動を吸収し減衰させることができる制振材料に関する。
背景技術
近年、社会生活に欠かせない自動車から発生する振動、振動による騒音は、社会問題として大きくクローズアップされ、法的規制がますます強化される過程で、その発生防止対策が強く求められようになった。一方、ドライバーや乗客の側からは、車内における振動、振動による騒音の発生を防止して、自動車内における静粛性、快適性を求める声も多い。
また、工場や住宅、学校などの建築構造物についても、より快適な生活を指向するという思想の広がりにより、構造物外部からの振動や騒音による被害や、構造物内部から発生する振動や振動による騒音が外部へ拡散することによる被害が取り沙汰されるようになり、その対策が求められている。
また、振動の発生源となる産業機械、器具、あるいは振動による影響を受け易い電子機器や精密機器、家電製品についても、使用者の振動対策製品についてのニーズが高まっている。
従来、このような要求に応えるべく、自動車、家電製品、精密機器、建設機械、土木建築物、その他種々の機械、機器、建築構造物などには、その振動対策として、アスファルトや塩化ビニル樹脂などの粘弾性特性を有する材料（制振材料）を前記機械、機器、構造物などの適用箇所に接着して、当該機械、機器、構造物などに伝播する、あるいは機械、機器、構造物などから発生する振動を吸収し減衰させていた。
ところが、従来のアスファルトや塩化ビニル樹脂を用いた制振材料にあっては、焼却時にイオウ酸化物、窒素酸化物、あるいは塩素といった有害ガスを発生し、環境に多大な悪影響を与えていた。
またこれらの制振材料にあっては、自動車、家電製品、精密機器、建設機械、土木建築物、その他種々の機械、機器、建築構造物などの用途では常温（５〜３０℃）付近で使用されるのに対し、アスファルトや塩化ビニル樹脂のガラス転移点は何れもそれよりも低いので、使用温度領域で十分な性能が発揮されないという不具合もあった。
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、常温（５〜３０℃）付近で優れた制振性能が発揮されると共に、焼却時に有害ガスが発生せず、環境に悪影響を与えにくい制振材料を提供することを目的とするものである。
発明の開示
すなわち本発明の制振材料は、ベース樹脂としてエチレンメタクリル酸系ポリマーを用いると共に、このエチレンメタクリル酸系ポリマー１００重量部に対し、１０〜３００重量部の割合で前記エチレンメタクリル酸系ポリマーにおける双極子モーメント量を増加させる活性成分を配合したことを特徴とするものである。
この制振材料は、ベース樹脂としてエチレンメタクリル酸系ポリマーを用いている。エチレンメタクリル酸系ポリマーとしては、例えばエチレンと、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸クロライド、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸Ｎ−ブチル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸−２−ヒドロキシエチルとの共重合体を挙げることができる。
上記ポリマーのうち、いずれのポリマーを当該制振材料のベース樹脂として用いるかは、自動車、家電製品、精密機器、建設機械、土木建築物、その他種々の機械、機器、構造物など、用途や使用状態を考慮して適宜決定するとよい。
次に、前記双極子モーメント量と制振性能との関係について説明する。図１には振動エネルギーが伝達される前のポリマー１１内部における双極子１２の配置状態を示した。この双極子１２の配置状態は安定な状態にあると言える。ところが、振動エネルギーが伝達されることで、ポリマー１１内部の存在する双極子１２には変位が生じ、図２に示すように、ポリマー１１内部における各双極子１２は不安定な状態に置かれることになり、各双極子１２は、図１に示すような安定な状態に戻ろうとする。
このとき、エネルギーの消費が生じることになる。こうした、ポリマー１１内部における双極子の変位、双極子の復元作用によるエネルギー消費を通じて、振動エネルギーの吸収が生じるものと考えられる。尚、双極子１２に変位が生じるとは、ポリマー１１内部における各双極子１２が回転したり、位相がズレたりすることをいう。
このような振動減衰のメカニズムから、図１及び図２に示すようなポリマー１１内部における双極子モーメントの量が大きくなればなる程、そのポリマー１１の持つ減衰性も高くなると考えられる。
またこの制振材料は、自動車、内装材、建材、家電機器などの広い分野で適用されるので、その振動の発生箇所における使用時の温度（以下使用温度域という。具体的には常温（５〜３０℃）において、振動吸収性能（エネルギーの減衰性）が最も発揮されるようにすることは、当該制振材料を適用する上で重要な要素の一つと言える。本発明の制振材料では、エチレンメタクリル酸系ポリマーをベース樹脂として用いたので、使用温度域において振動吸収性能が最も発揮されるようになっている。
尚、ポリマーの選択に際しては、前述の適用分野や使用状態、ポリマー内部における双極子モーメント量や使用温度域の他に、取り扱い性、入手容易性、温度性能（耐熱性や耐寒性）、耐候性、価格なども考慮するのが望ましい。
次に、活性成分について説明する。活性成分とは、ポリマーにおける双極子モーメントの量を飛躍的に増加させる成分であり、当該活性成分そのものが双極子モーメント量が大きいもの、あるいは活性成分そのものの双極子モーメント量は小さいが、当該活性成分を配合することで、ポリマーにおける双極子モーメント量を飛躍的に増加させることができる成分をいう。
例えば所定の温度条件、振動エネルギーの大きさとしたときの、ポリマー１１に生じる双極子モーメントの量が、これに活性成分を配合することで、図３に示すように、同じ条件の下で３倍とか、１０倍とかいった量に増加することになるのである。これに伴って、振動エネルギーが伝達されたときの双極子の復元作用によるエネルギー消費量も飛躍的に増大することになり、予測を遥かに超えた振動吸収性能が生じることになると考えられる。
このような作用効果を導く活性成分としては、例えば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−ｔｅｒｔ−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）などのベンゾチアジル基を含む化合物、
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２−｛２′−ハイドロキシ−３′−（３″，４″，５″，６″テトラハイドロフタリミデメチル）−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）などのベンゾトリアゾール基を持つ化合物、
エチル−２−シアノ−３，３−ジ−フェニルアクリレートなどのジフェニルアクリレート基を含む化合物、
あるいは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）などのベンゾフェノン基を持つ化合物の中から選ばれた１種若しくは２種以上を挙げることができる。
上述の活性成分の配合量としては、ポリマー１００重量部に対して１０〜３００重量部の割合、好ましくは５０〜２５０重量部、最適には１００〜１５０重量部である。例えば活性成分の配合量が１０重量部を下回る場合、双極子モーメントの量を増大させるという活性成分を配合したことによる十分な効果が得られず、活性成分の配合量が３００重量部を上回る場合には、活性成分がポリマー中に十分に相溶しなかったりすることがある。尚、前記ポリマーに配合する活性成分を決定するに当たり、活性成分とポリマーとの相溶し易さ、すなわちＳＰ値を考慮し、その値の近いものを選択すると良い。
尚、双極子モーメントの量は、前述のポリマーや活性成分の種類により様々に異なっている。また、同じポリマーや活性成分を用いたとしても、振動エネルギーが伝達されたときの温度により、その双極子モーメントの量は変わる。また、伝達される振動エネルギーの大小によっても、双極子モーメントの量は変わる。このため、当該制振材料を適用するときの温度や振動エネルギーの大きさなどを考慮して、そのとき最も大きな双極子モーメント量となるように、ポリマーや活性成分を選択して用いるのが望ましい。
上記活性成分は１種に限らず、２種以上配合することもできる。またこの場合、ガラス転移点の異なる少なくとも２種以上の活性成分を前記ポリマー中に配合して、振動吸収性能の発揮される温度領域を最適な使用温度領域に移動させることも可能である。
また、上記ポリマー中には活性成分の他に、振動吸収性能をさらに向上させる目的で、マイカ鱗片、ガラス片、グラスファイバー、カーボンファイバー、炭酸カルシウム、バライト、沈降硫酸バリウム等のフィラーが充填される。フィラーの充填量としては、１０〜８０重量％が好ましい。例えばフィラーの充填量が１０重量％を下回る場合には、フィラーを充填しても十分な振動吸収性能の向上がみられず、反対にフィラーの充填量を８０重量％を上回る量としても、現実に充填できなかったり、当該制振材料の接着強度が低下したりするといった弊害を招くことになる。
本発明の制振材料は、上記ポリマー及び活性成分、並びにフィラーを配合することで得られるが、その際には熱ロール、バンバリーミキサー、二軸混練機、押し出し機などの従来公知の溶融混合する装置を用いることができる。
上記の如く、ポリマーに活性成分が配合された制振材料は、ポリマーにおける双極子モーメントの量が飛躍的に増加し、これによって優れた振動吸収性能が発揮されるに至るのであるが、この制振材料における双極子モーメントの量は、図４に示すＡ−Ｂ間における誘電率（ε′）の差として表される。すなわち図４に示すＡ−Ｂ間における誘電率（ε′）の差が大きければ大きいほど、双極子モーメントの量が大きいということになる。
さて、図４は誘電率（ε′）と誘電損率（ε″）との関係を示したグラフであるが、このグラフに示す誘電率（ε′）と誘電損率（ε″）との間には、誘電損率（ε″）＝誘電率（ε′）×誘電正接（ｔａｎδ）といった関係が成り立っている。
本発明者は、この制振材料についての研究を通して、ここでいう誘電損率（ε″）が高ければ高いほど損失係数（η）も高いということを見い出したのである。すなわち、ポリマーの電子物性を表す誘電損率（ε″）と力学的性質を示す損失係数（η）との間には相関関係があるということである。
この知見に基づいて、上述の制振材料における誘電損率（ε″）を調べたところ、周波数１１０Ｈｚにおける誘電損率が７以上の制振材料は、損失係数（η）の値が高く、優れた振動吸収性能を有していることが解った。
実施例
エチレンメタクリル酸系ポリマー（ニュクレル  ＡＮ４２１３Ｃ、三井・デュポンポリケミカル株式会社製）をベース樹脂とし、これに活性成分としてのＤＣＨＢＳＡ（サンセラーＤＺ、三新化学工業株式会社製）と、マイカ鱗片（クラライトマイカ、株式会社クラレ製）と、難燃剤とを下記表１に示す如く配合し、混練し、厚さ１ｍｍのシート状に成形した。
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得られた各例について損失係数（η）、及びそのピーク温度を測定し、その結果を図５に示した。尚、各制振シートについての損失係数（η）の測定は、小野測器株式会社製の中央加振法損失係数測定装置（ＣＦ５２００タイプ）を用いて各々行った。
図５から、エチレンメタクリル酸系ポリマーをベース樹脂として用いた実施例１〜５、並びに比較例の損失係数（η）のピークはいずれも５〜３０℃の常温付近に位置していた。
また図５によれば、比較例の損失係数（η）が約０．１５をやや上回る程度であるのに対し、ＤＣＨＢＳＡの配合量が多くなるにつれて実施例３、実施例５、実施例２、実施例４および実施例１と高くなり、実施例１では損失係数（η）が０．２５となった。
【図面の簡単な説明】
図１は、ポリマーにおける双極子を示した模式図である。
図２は、振動エネルギーが加わったときのポリマーにおける双極子の状態を示した模式図。
図３は、活性成分が配合されたときのポリマーにおける双極子の状態を示した模式図。
図４は、樹脂マトリックスにおける誘電率（ε′）と誘電損率（ε″）との関係を示したグラフ。
図５は、ポリマー中にＤＣＨＢＳＡを配合した制振材料（実施例１〜５）と未配合の制振材料（比較例）の温度と損失係数との関係を示したグラフ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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