(57)【要約】【課題】フェノール樹脂成形材料の持つ本来の要求特性、特に、機械的強度を実用レベルに維持しつつ、制振性に優れた制振材用フェノール樹脂成形材料およびこれを用いてなる制振材を提供する。【解決手段】  ノボラック型フェノール樹脂、炭酸カルシウム、ガラス繊維、及びエラストマを含有し、好ましくは、成形材料全体に対して、ノボラック型フェノール樹脂２０〜５０重量％、炭酸カルシウム５〜４０重量％、ガラス繊維１０〜４０重量％、及び、エラストマ３〜２０重量％を含有する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノボラック型フェノール樹脂、炭酸カルシウム、ガラス繊維、及び、エラストマを含有することを特徴とする、制振材用フェノール樹脂成形材料。
【請求項２】
成形材料全体に対して、ノボラック型フェノール樹脂２０〜５０重量％、炭酸カルシウム５〜４０重量％、ガラス繊維１０〜４０重量％、及び、エラストマ３〜２０重量％を含有する請求項１に記載の制振材用フェノール樹脂成形材料。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の制振材用フェノール樹脂成形材料を成形してなる制振材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制振材用フェノール樹脂成形材料、およびこれを成形してなる制振材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車や産業機械或いは家電製品などに使用されるモーター部品や、それらの周辺部品において振動や騒音を低減或いは防止するために、制振性や防音性を付与する方法として制振鋼板を用いたり、或いはゴムやエラストマを貼り付けたり、金属部品を樹脂部品に置き換えたりする方法が主であった。制振鋼板を用いる場合、それ自身コストが高く、また加工性の面からも微細な部分への適用などは難しく、適用できる範囲が限定されてしまうという欠点があった。また、ゴムやエラストマを貼り付ける方法では、加工工数や部品点数が増えるためやはりコスト増加の要因となる。樹脂部品に置き換えると、金属に比べ大幅に制振効果が増すことが知られている。実際にフェノール樹脂製或いはＰＰＳなどの熱可塑エンプラ製のギヤケースやブラシホルダー、エンドブラケットが使用されている。しかしながら、こうした樹脂製部品でもより一層の制振性或いは防音性を付与するためには、樹脂製部品に更にゴムやエラストマを貼り付けた設計をせざるを得ないのが実状である。
【０００３】
樹脂成形材料自身の制振性に関しては、弾性率の低い材料ほど制振効果があることが知られている。このため、有機充填材を配合した成形材料は優れた制振効果を有するが、耐熱性や機械強度、寸法安定性、寸法制度の面で無機粉末やガラス繊維などの無機充填材を配合した成形材料に比べ、大幅に劣ることから実際にはモーター部品やその周辺部品への適用は難しい。現状では、このような樹脂製の部品には本来の要求特性、すなわち、耐熱性、機械的強度、寸法精度、寸法安定性に優れる無機粉末とガラス繊維等を組み合せた無機充填材配合の成形材料が使用されている。このような材料を低弾性率化させるには、エラストマやゴムを配合させることにより弾性率を下げることができる（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、このような材料でもまだ十分な制振効果が得られず、成形物にエラストマを貼り付ける必要があり、成形材料自身の制振性の向上が期待されている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３０３４８８６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、本来の要求特性、特に機械的強度を実用レベルに維持しつつ、制振性、防音性に優れた制振材用フェノール樹脂成形材料、及びこれを成形してなる制振材を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記（１）〜（３）記載の本発明により達成される。
（１）ノボラック型フェノール樹脂、炭酸カルシウム、ガラス繊維、及び、エラストマを含有することを特徴とする、制振材用フェノール樹脂成形材料。
（２）成形材料全体に対して、ノボラック型フェノール樹脂２０〜５０重量％、炭酸カルシウム５〜４０重量％、ガラス繊維１０〜４０重量％、及び、エラストマ３〜２０重量％を含有する（１）に記載の制振材用フェノール樹脂成形材料。
（３）（１）又は（２）に記載の制振材用フェノール樹脂成形材料を成形してなる制振材。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、機械的強度を実用レベルに維持しつつ、優れた制振性、防音性を有する制振材を成形できる制振材用フェノール樹脂成形材料を得ることができる。
本発明によれば、上記制振材用フェノール樹脂成形材料を成形してなり、優れた制振性を有する制振材を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の制振材用フェノール樹脂（以下、単に「成形材料」ということがある）について詳細を説明する。
本発明の成形材料は、ノボラック型フェノール樹脂、炭酸カルシウム、ガラス繊維、及びエラストマを含有することを特徴とする。これらを共に配合することにより、機械的強度を実用レベルに維持しつつ、優れた制振性、防音性を有する制振材を得ることができる。
更に、成形材料全体に対して、ノボラック型フェノール樹脂２０〜５０重量％、炭酸カルシウム５〜４０重量％、ガラス繊維１０〜４０重量％及び、エラストマ３〜２０重量％含有することが好ましい。
これらの配合物は、従来のフェノール樹脂成形材料に使用されているものであるが、制振性と機械的強度を実用レベルまで向上させた例はなく、本発明では炭酸カルシウム、ガラス繊維、エラストマを適宜配合することで、上記両特性を満足する成形材料を得ることができるものである。
【０００９】
本発明の成形材料は、ノボラック型フェノール樹脂を用いる。  
上記ノボラック型フェノール樹脂は、特に限定されるものではないが、例えばフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂等が挙げられるが、フェノールノボラック樹脂が成形性,コスト面で好ましい。通常硬化剤としてヘキサメチレンテトラミンを使用する。ヘキサメチレンテトラミンの含有量は、ノボラック型フェノール樹脂１００重量部に対し、１０〜２０重量部が好ましい。
上記ノボラック型フェノール樹脂の含有量（ヘキサメチレンテトラミンを用いる場合はそれも含めて）は、成形材料全体に対して、２０〜５０重量％であることが好ましい。更に好ましくは、３０〜４５重量％である。ノボラック型フェノール樹脂が上記下限値未満であると、成形材料の生産が困難となるばかりか、エラストマの添加により、材料の流動性が低下するため、成形が困難になることがある。上記上限値を越えると成形収縮や後収縮による寸法変化が大きくなるため、所定の寸法精度が得られない場合がある。
【００１０】
本発明の成形材料は、無機粉末基材として炭酸カルシウムを用いることを特徴とする。これにより制振性を付与することができる。このメカニズムの詳細は明らかではないが、炭酸カルシムは他の無機粉末基材と比べて吸油量が少ないことと、またそれ自身の剛性も低いことから、材料中に含有されてもマトリックスであるフェノール樹脂の高分子材料としての特性である粘性効果を失い難いものと考えられる。粘性効果が高いと振動が時間と共に減衰していく効果が高く、すなわち制振効果を向上させることができるものと考えられる。
【００１１】
本発明の成形材料においては、上記炭酸カルシウムを、成形材料全体に対して、５〜４０重量％配合することが好ましい。更に好ましくは、１０〜３０重量％である。上記下限値を下回ると制振効果が乏しくなる場合がある。上記上限値を上回ると機械的強度、特に剛性が低下する場合がある。
【００１２】
また、本発明の成形材料は、上記炭酸カルシウムに加えて、エラストマを併用することを特徴とする。
剛性の高い炭酸カルシウムにエラストマを添加することにより粘性効果が加わり、更に優れた制振性を付与することができる。
エラストマとしては特に制限されるものでないが、例えばジエン系ゴム、ポリビニルアセタール、酢酸ビニル、ニトリルゴム、クロロピレンゴム、エチレンプロピレンゴム等が挙げられ、これらを単独或いは２種類以上配合して用いることが出来る。この中でも、フェノール樹脂との相溶性の点から、アクリロニトリルブタジエンゴム（以下、単に「ＮＢＲ」ということがある）、酢酸ビニル、ポリビニルブチラールが好ましい。
【００１３】
上記エラストマの含有量は、成形材料全体に対し３〜２０重量％であることが好ましい。更に好ましくは、５〜１０重量％である。上記下限値を下回ると、十分な制振効果が得られないことがある。また上記上限値を超えた場合、成形品の剛性が十分でなく変形を生じることがある。また、機械的強度、特に熱時の機械的強度が低下し、耐熱性が損なわれることがあり、更に、それ自身の持つ収縮の影響から寸法精度が低下し、寸法変化が大きくなることがある。
【００１４】
更に、本発明の成形材料は、ガラス繊維を、成形材料全体に対して、１０〜４０重量％配合する。上記ガラス繊維を用いることで、成形品に機械的強度を付与することができる。特に、エラストマの配合による強度低下、剛性低下を補うことができるため、実用的な機械的強度を維持することができる。上記ガラス繊維は、特に限定されないが、繊維径が１０〜１５μｍ、繊維長が１〜３ｍｍのものを使用することが望ましい。
また、上記ガラス繊維の含有量は、成形材料全体に対して１０〜４０重量％であることが好ましい。更に好ましくは、２０〜３５重量％である。上記上限値を超えると、成形材料全体に占めるガラス繊維量が増し、それにより成形品としての弾性率が向上することで制振効果が不十分となることがある。上記下限値を下回ると、成形品としての機械的強度が不足し、実用的レベルを維持できない場合がある。
【００１５】
本発明の成形材料を製造する方法は、通常の方法が採用される。例えば、上記配合物を所定の配合割合で混合し、更に着色剤、硬化触媒等を加え加熱ロールにより溶融混練し、シート状にしたものを顆粒状に粉砕して得られる。
【００１６】
次に、本発明の制振材について説明する。
本発明の制振材は、上記成形材料を、圧縮成形、トランスファ成形、射出成形などの通常の成形方法により得られ、機械的強度が良好で、且つ優れた制振性、防音性を有している。制振材の成形条件としては特に限定されないが、射出成形法で成形する場合は、例えば金型温度を１７０〜１８０℃、硬化時間４０〜８０秒、シリンダー温度９０℃／５０℃の条件にて通常の射出成形機を用いて成形できる。ただし、エラストマ成分が多い場合は、材料粘度が高くなることからシリンダー温度をやや高めにするのが好ましい。
【実施例】
【００１７】
以下、実施例により本発明を説明する。
【００１８】
実施例１
成形材料全体に対して、ノボラック型フェノール樹脂３６重量％、ヘキサメチレンテトラミン６重量％、ガラス繊維２５重量％、炭酸カルシウム２５重量％、ＮＢＲ５重量％、硬化触媒、着色剤、離型剤各１重量％を配合した混合物を、９０℃の加熱ロールにより３分間溶融混練した後取り出し、顆粒状に粉砕して成形材料を得た。
【００１９】
実施例２
ノボラック型フェノール樹脂を３２重量％に減量、ヘキサメチレンテトラミンを５重量％に減量、ＮＢＲを１０重量％に増量した以外は、実施例１と同様にして成形材料を得た。
【００２０】
実施例３
ノボラック樹脂を２８重量％に減量、ヘキサメチレンテトラミンを４重量％に減量、ＮＢＲを１５重量％に増量した以外は、実施例１と同様にして成形材料を得た。
【００２１】
実施例４
ノボラック樹脂を３４重量％に減量、ガラス繊維を３５重量％に増量、炭酸カルシウムを１５重量％に減量、ＮＢＲを７重量％に増量した以外は、実施例１と同様にして成形材料を得た。
【００２２】
実施例５
ＮＢＲの代わりに酢酸ビニルを用いた以外は、実施例４と同様にして成形材料を得た。
【００２３】
比較例１
成形材料全体に対して、ノボラック樹脂４０重量％、ヘキサメチレンテトラミン７重量％、ガラス繊維５０重量％、硬化触媒、着色剤、離型剤各１重量％を配合した原料混合物を、９０℃の加熱ロールにより３分間溶融混練した後取り出し、顆粒状に粉砕して成形材料を得た。
【００２４】
比較例２
ガラス繊維を２５重量％に減量、炭酸カルシウムを２５重量％追加配合した以外は、比較例１と同様にして成形材料を得た。
【００２５】
比較例３
ノボラック樹脂を３２重量％に減量、ヘキサメチレンテトラミンを５重量％に減量、炭酸カルシウムの代わりにクレーを配合し、ＮＢＲを１０重量％追加配合した以外は、比較例２と同様にしてフェノール樹脂成形材料を得た。
【００２６】
比較例４
ガラス繊維の代わりに炭酸カルシウムを配合した以外は、比較例３と同様にしてフェノール樹脂成形材料を得た。
【００２７】
実施例および比較例に用いた各配合成分は以下のとおりである。また、表１に各配合成分の配合量を示す。配合量は全て重量％を示す。
【００２８】
【表１】
2006257265.tif 000002
【００２９】
（１）ノボラック型フェノール樹脂：住友ベークライト社製  ＰＲ−５０７１６
（２）ヘキサメチレンテトラミン：住友精化社製  ウロトロピン
（３）ＮＢＲ：ＪＳＲ社製  ＰＮＣ−３８
（４）酢酸ビニル：電気化学工業社製ＰＶ‐５００
（５）ガラス繊維：日本板硝子社製  チョップドストランドＲＥＳ（繊維長１〜３ｍｍ、繊維径１０〜１３μｍ）
（６）炭酸カルシウム：日東粉化社製  ＳＳ８０
（７）クレー：水澤化学社製  インシュライト
（８）着色剤：カーボンブラック
（９）硬化触媒：酸化マグネシウム
（１０）離型剤：ステアリン酸カルシウム
【００３０】
表１の特性を測定するための試験片は、得られた成形材料を用いてトランスファ成形により作製した。成形条件は、金型温度１７５℃、硬化時間３分間とした。表１における各成形材料から得られた成形品の特性は、以下の方法によって測定した。
【００３１】
・  曲げ強さは、ＪＩＳ Ｋ ６９１１「熱硬化性プラスチック一般試験方法」に準拠して測定した。
【００３２】
・  シャルピー衝撃強さは、ＪＩＳ Ｋ ６９１１「熱硬化性プラスチック一般試験方法」に準拠して測定した。
【００３３】
・  制振特性は、中央加振法により測定された機械インピーダンスの１００〜２００Ｈｚ帯に生じる反共振点の振幅から半値幅法を利用し、損失係数を算出して評価した。数字が大きいほど制振特性が高い。
【００３４】
実施例１〜５は、ノボラック型フェノール樹脂、炭酸カルシウム、ガラス繊維、及びエラストマを共に含有した本発明の成形材料から得られたものであり、この３成分者を同時に用いていない比較例１〜４に比べて、機械的強度は実用レベルを維持しつつ、優れた制振特性を示すものとなった。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の成形材料は、本来の要求特性、特に機械的強度を実用レベルに維持しつつ、制振性、防音性に優れた効果を発揮するため、これから得られた制振材は、自動車用部品、汎用機械用部品、家庭電化製品用部品等のモーター周辺分野に好適に適用されるものである。