(57)【要約】【課題】  熱的に安定で、制振性・制音性に優れ、電気的特性及び長期寸法安定性が良好なリング状部品を提供するとともに、成形性よく、複雑な形状かつ自由な形状で、再現性よく、寸法精度に優れ、簡便かつ経済的に作業効率よく製造することができるリング状部品の製造方法を提供する。【解決手段】  リング状部品は、無機フィラー及び樹脂を含有し、樹脂の含有率が総容量に対し４０容量％以下で、該無機フィラーは、５〜５０μｍの平均粒径を有する無機粉体と、前記無機粉体の１０分の１以下の平均粒径を有する他の無機粉体とを有する混合粉体である。また本発明のリング状部品は、前記無機フィラー及び樹脂を均一に混合した後、所定の形状に成形すること、好適には、該成形は、射出成形により行うことにより得ることができる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機フィラー及び樹脂を含有し、該樹脂の含有率は総容量に対し４０容量％以下であり、また該無機フィラーは、５〜５０μｍの平均粒径を有する無機粉体と、前記無機粉体の１０分の１以下の平均粒径を有する他の無機粉体とを有する混合粉体であることを特徴とするリング状部品。
【請求項２】
請求項１記載のリング状部品において、該無機フィラーは水硬性粉体及び／又は非水硬性粉体を含有することを特徴とするリング状部品。
【請求項３】
請求項１又は２記載のリング状部品において、該樹脂は、熱可塑性樹脂及び／又は熱硬化性樹脂であることを特徴とするリング状部品。
【請求項４】
請求項３に記載のリング状部品において、該熱可塑性樹脂は、シラン変性樹脂であることを特徴とするリング状部品。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のリング状部品において、更に強化材を含有することを特徴とするリング状部品。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のリング状部品において、更に導電性材料を含有することを特徴とするリング状部品。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載のリング状部品を製造するに際し、無機フィラー及び樹脂を含む材料を均一に混合した後、所定のリング状部品形状に成形する工程を含むことを特徴とするリング状の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載のリング状部品の製造方法において、該成形は、射出成形により行うことを特徴とするリング状部品の製造方法。
【請求項９】
請求項７又は８に記載のリング状部品の製造方法において、該無機フィラーが水硬性粉体を含み、リング状部品形状の成形後に、該水硬性粉体を水和硬化させることを特徴とするリング状部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リング状部品及びその製造方法に関し、特に、熱的安定性、制振性や制音性に優れ、磁化せず、成形性が良好なリング状部品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、家電機器、ＯＡ機器、各種産業機械等の各種機器を製造する際や、各種の電気電子部品や機械部品を接合・組み立て固定する際に、リング状のワッシャ、スペーサ、インシュレータ等の部品が多く使用されているが、かかるリング状部品は、各種部品の特性や用途に応じて、接合・組み立て固定に係る機能以外の付加的な特性が求められるようになっている。
例えば、トランスやコンデンサなどの電気機器においては絶縁性が、携帯電話などの電磁波を利用する部品では非磁性が、機器使用時の振動を抑制し、さらに振動により発生する騒音を低下させる箇所では制振性や制音性が、各々求められている。
さらに、機械部品間を接合する際には、部品一部品間の間隙寸法が、確保目標寸法精度で例えば誤差１／１０００ｍｍレベルの場合があり、従って優れた成形性も所望されるようになっている。
【０００３】
リング状部品としては、鉄、ステンレスなどの金属材料を利用したものが一般的であるが、金属製のリング状部品は、比重が大きく、導電性を有し、錆びが発生し易く、しかも磁化し易い等の欠点を有する。従って、これらの特性により不具合を生じる部品・機器の接合・組み立て固定には、金属製リング状部品が利用できない。
また、工作機械基盤、半導体用シリコンウエハ研磨定盤、半導体用ボンディングマシン等の振動の抑制が必要な部位には、鋳鉄等の減衰能金属や制振合金等の金属系の制振材料が使用されているが、これらの金属系の制振材料は剛性に優れる一方、十分な制振性能や制音性能を有することは困難である。
【０００４】
また、セラミクス製のリング状部品も利用されているが、製造過程で、バインダの揮発と焼結による共有結合の形成との双方による寸法収縮が通常約１８〜２０％発生するため、製品の寸法精度が良好でなく、高い寸法精度を得るためには、得られた焼結体を加工しなければならない等、後研削工程の効率が悪く、作業効率に極めて劣る。
また、セラミクス製の場合には、高温で焼結するため、多くのエネルギーを必要とし、焼結時の変形、割れを防ぐためには、温度を徐々に上昇させる必要があり、焼結工程には長い時間を要する。
【０００５】
更に、軽量化や絶縁性が求められる部品には、樹脂製のリング状部品も利用されている。
しかしながら、樹脂製リング状部品は、熱線膨張係数が大きく、伸び易く、また、曲げ弾性係数が小さい。さらには、長期にわたり応力がかかると、応力緩和、即ちクリープ歪みが残存し、応力が解されても、変形は元には復元せず、クリープによる変形が大きく、長期的な寸法変化が起こり易いという欠点を有している。
従って、これらの特性により不具合を生じる部品、機器の接合、組み合わせ固定には、樹脂製のリング状部品は利用できない。
【０００６】
また、樹脂製の制振制部材を鋼等の基材の間に張り合わせたものが、各種機器類の制振部材として使用されている。かかる樹脂製の張り合わせ型制振鋼板は、その構造上、加工性、成形性に劣り、また約１００℃以上での使用が困難であることに加え、製造コストが高価なものとなってしまう等の理由により、用途は制限されているのが現状である。
例えば、特許第２９８７５６０号公報には、特定の製造方法で製造された繊維強化プラスチック製のスペーサ、インシュレータ等が開示されているが、高温では伸び易く、長期的な寸法安定性が十分ではない。
【０００７】
作業効率の点からは、機器の部品−部品間の間隙寸法を高精度で確保するためのスペーサ、即ち部品一部品間に３ｍｍ±０．００２ｍｍの隙間を確保するための高精度スペーサとして利用する場合に、当該リング状スペーサを金属で製造する際の一例を挙げると、鉄またはアルミ等非鉄金属のパイプ状引き抜き金属製品を、３．０〜３．１ｍｍ程度に直径方向に粗く切断し、さらに確保すべき空隙精度を高めるために研削加工等を行って製造するか、または、同様の寸法の高精度スペーサをセラミクスにより製造する場合には、プレスあるいはＣＩＭによって３．０〜３．３ｍｍ程度までの粗い製度の成形製品を作り、これを研削するか、または、金属製品同様に、押出成形によってパイプ状の製品を作り、これを切断・研削して製造している。
さらに、同様の寸法の高精度スペーサを樹脂により製造する場合には、主に射出成形によって３．０〜３．０５ｍｍ程度までの粗い精度の成形製品を調製し、これを研削して製造しており、従って高精度製品を製造するには、極めてその作業工程が複雑となり、作業効率が極めて悪くなる。
【特許文献１】特許第２９８７５６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上記の問題を解消し、熱的に安定で、制振性・制音性に優れ、及び長期寸法安定性が良好なリング状部品を提供することである。
また、本発明の目的は、更に、所望する電気的特性、例えば絶縁性が必要とされる箇所には優れた絶縁性を、導電性が必要な箇所には優れた導電性を付与することができ、特に、温度変化による比抵抗値の変動がなく、均一なムラのない比抵抗値を有し、更に比抵抗値のコントロールが容易な、リング状部品を提供することである。
また本発明の他の目的は、上記本発明のリング状部品を、成形性よく、複雑な形状かつ自由な形状に製造することができ、再現性よく、寸法精度に優れ、簡便かつ経済的に作業効率よく製造することができるリング状部品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】
【０００９】
本発明者らは、上記問題を達成すべく研究を重ねた結果、無機フィラーと樹脂とを含有し、特に導電性を有さない無機フィラーと樹脂とを含有する材料であって、特定の２種類の平均粒径を有する無機フィラーと、一定量以下の樹脂とを含有する材料を使用することで、リング状部品に必要とされる、機械的強度、寸法安定性、制振性や制音性、成形性、特に射出成形性に優れ、得られる成形体は、高強度である上、長期寸法安定性を向上することができ、さらに必要に応じて所望する電気特性が付与できることを見出した。
しかも水硬性粉体を含有する無機フィラーを用いた場合には、成形後に養生硬化させて得られる成形体が、より高強度となることを見出し、本発明に到達した。
【００１０】
本発明のリング状部品は、無機フィラー及び樹脂を含有し、該樹脂の含有率が、総容量に対し４０容量％以下であり、該無機フィラーは、５〜５０μｍの平均粒径を有する無機粉体と、該無機粉体の１０分の１以下の平均粒径を有する他の無機粉体とを有する混合粉体であることを特徴とする。
好適には、上記リング状部品において、該無機フィラーは水硬性粉体及び／又は非水硬性粉体を含有することを特徴とする。
【００１１】
また、好適には、上記リング状部品において、該樹脂は、熱可塑性樹脂及び／又は熱硬化性樹脂からなることを特徴とする。
さらに好適には、上記リング状部品において、該熱可塑性樹脂は、シラン変性樹脂であることを特徴とする。
【００１２】
より好適には、上記リング状部品において、更に強化材を含有することを特徴とする。
より好適には、上記リング状部品において、更に導電性材料を含有することを特徴とする。
【００１３】
本発明のリング状部品の製造方法は、無機フィラー及び樹脂を含む材料を均一に混合した後、所定の形状に成形する工程を含むことを特徴とする。
好適には、上記リング状部品の製造方法において、該成形は、射出成形により行うことを特徴とする。
【００１４】
より好適には、上記リング状部品の製造方法において、該無機フィラーが水硬性粉体を含み、リング状部品形状の成形後に、該水硬性粉体を水和硬化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のように、無機フィラーと樹脂とを含有するリング状部品によれば、機械的強度が高く、特に、熱的安定性、耐蝕性、非磁性、制振性や制音性、及び長期寸法安定性に優れた特性を有するリング状部品を得ることが可能となる。
また、本発明のリング状部品は、優れた電気的特性、例えば、絶縁性を有する箇所には優れた絶縁性を、導電性が必要な箇所には、導電性フィラーを添加することにより優れた導電性を有することができ、特に、温度変化による比抵抗値の変動がなく、均一なムラのない比抵抗値を有し、更に比抵抗値のコントロールが容易であるような、所望する電気的特性を容易に保持することができる。
また、本発明のリング状部品の製造方法によれば、複雑な形状かつ自由な形状で、再現性よく、寸法精度に優れたリング状部品を、簡便な方法で、作業効率良く、経済的に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のリング状部品は、無機フィラー及び樹脂を含有する材料から構成されるものである。
前記樹脂は、無機フィラー等と混合したときの全材料中の総容量含有率が４０容量％以下、好ましくは３５容量％以下であることが、得られるリング状部品が高い曲げ弾性率を発現するために望ましい。当該樹脂の含有率が上記規定値を超えると、曲げ弾性率が低下し、好ましくない。
【００１７】
また、本発明に用いる無機フィラーは、５〜５０μｍの平均粒径を有する無機粉体と、該無機粉体の１０分の１以下の平均粒径を有する他の無機粉体とを含有する混合粉体である。前記のように平均粒径が大きく異なる２種類の平均粒径を有する無機粉体を用いることで、前記樹脂との混合材料の成形に必要な流動性を付与し、当該材料を用いて得られた成形品には無機フィラーが十分に高密度に充填されているため、高い曲げ弾性率を発現することができる。
混合粉体でなく、単一の種類の無機フィラーを用いる場合、例えば樹脂の含有率が３３容量％となるように該樹脂と単一の種類の無機フィラーとを混合すると、樹脂と無機フィラーとの間の空隙を十分に充填できないため、均一な混合材料を得ることが困難となる。
【００１８】
上記２種類の平均粒径を有する上記無機粉体のうち、平均粒径が大きいほうの無機粉体は、５〜５０μｍの平均粒径であることが好ましい。平均粒径が５μｍ未満の無機粉体のみで構成されると、樹脂との混合材料の流動性が極端に悪くなる場合があり、成形上好ましくない。一方、無機フィラーの平均粒径が５０μｍを越える無機粉体が含まれると、成形時に当該無機フィラーが偏在しやすく、均一な成形品が得られないため、好ましくない。
２種類の平均粒径を有する無機粉体間の混合比率は特に制限されず、樹脂との混合材料の流動性と、成形時の成形性とから、適宜判断、選択することが可能である。
【００１９】
上記無機フィラーの種類は特に限定されないが、好適には、無機フィラーは非導電性のものが望ましく、例えば水硬性粉体及び／又は非水硬性粉体を含有することが好ましい。
ここで、水硬性粉体とは、水によって硬化する粉体を意味し、好ましくはポルトランドセメント、珪酸カルシウム、カルシウムアルミネート、カルシウムフルオロアルミネート、カルシウムサルフォアルミネート、カルシウムアルミノフェライト、リン酸カルシウム、半水又は無水石膏及び自硬性を有する生石灰の粉体からなる群より選ばれた少なくとも一種類の粉体が使用される。
【００２０】
前記水硬性粉体の粒径等は特に制限されないが、成形性ならびに得られる成形体の強度の点から、平均粒径が５〜５０μｍのものを含むことが好ましく、特に平均粒径１０〜４０μｍ程度のものが好ましく、得られるリング状成形体部品の強度に関する水硬性能の確保上、ブレーン比表面積が２５００ｃｍ２／ｇ以上であることが好ましい。
【００２１】
また、本発明のリング状部品に用いられる無機フィラーは、上記水硬性粉体のほかに、当該水硬性粉体とともに、または当該水硬性粉体を使用せずに、非水硬性粉体を使用することができる。
当該非水硬性粉体は、単体では水と接触しても硬化することがない粉体を意味するが、アルカリ性若しくは酸性状態、あるいは高圧蒸気雰囲気においてその成分が溶出し、他の既溶出成分と反応して生成物を形成する粉体も含む意である。
【００２２】
非水硬性粉体としては、水酸化カルシウム粉末、二水石膏粉末、炭酸カルシウム粉末、スラグ粉末、フライアッシュ粉末、珪石粉末、粘土粉末及びシリカヒューム粉末からなる群より選ばれた少なくとも一種類の粉体を好適に用いることができる。
【００２３】
また、これらの非水硬性粉体の粒径は、特に制限されないが、上記水硬性粉体の平均粒径より小さいことが好ましく、これは、平均粒子径の小さい非水硬性粉体は水硬性粉体の間隙を充填し、いわゆるポゾラン反応やマイクロフィラー効果により成形体の強度を高めるとともに、緻密化が図られるからである。
【００２４】
特に、成形体の精度が要求される制振性部品では、機械加工が必要となり、この場合非水硬性粉体を添加した成形体品であると切削・研削時の精度を高めることができる。
【００２５】
本発明のリング状部品に用いられる、無機フィラーと混合される材料を構成する樹脂は、特に限定されず、熱可塑性樹脂及び／又は熱硬化性樹脂を使用することができる。
本発明に用いることができる熱可塑性樹脂には、加熱により融解し、冷却すると固化する樹脂を意味し、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエステル、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリエステル、ＰＥＥＫ、ＰＥＮ、パラフィンワックス、モンタンワックス、カルナバワックス、脂肪酸エステル、グリセライト、変性ワックス及びシラン変性ポリオレフィン重合体等の、公知の熱可塑性樹脂を挙げられる。
【００２６】
また、上記樹脂の熱硬化性樹脂とは、熱可塑性樹脂とは逆に加熱により固化する樹脂を意味し、例えばフェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、シリコーン樹脂等の公知の熱硬化性樹脂が挙げられ、その分子量は１００００以上のものが好ましい。なお、その上限については、混練性に影響を与える恐れがあるので、混練性に影響を与えない範囲で分子量を適宜選択することが好ましい。
【００２７】
前記熱可塑性樹脂は、１種類でも、それ以上混合して用いてもかまわないが、好ましくは、分子量１００００以上のものが望ましい。なお、その上限については、分子量が高くなると混練性に影響を与える恐れがあるので、混練性に影響を与えない範囲で分子量を適宜選択することが好ましい。
【００２８】
上記に例示した熱可塑性樹脂のうち、特に、水または熱により架橋反応を示す熱可塑性樹脂が好適に用いられる。かかる樹脂の使用によって成形体の高強度化及び耐衝撃性を向上させることができる。
特に、本発明のリング状部品を製造する際に好適に使用される射出成形法では、リング状部品の成形工程においては、射出成形後の養生段階前までは水を使用することなく成形が可能であり、特に水との反応により架橋反応を示す樹脂の使用が成形時に好適に使用できる。
【００２９】
このような架橋高分子となる樹脂としては、シラン変性樹脂、例えばシラン変性ポリオレフィン重合体があり、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン共重合体及びプロピレン共重合体からなる群より選ばれるシラン変性ポリマーを使用することができる。
【００３０】
また、使用する樹脂がシラン変性樹脂重合体の場合であって、無機フィラーとして水硬性粉体を含む場合には、水硬性粉体の硬化段階において、水硬性粉体が水との接触により硬化が進行する際に、同時に樹脂が水と接触することにより架橋反応が進行して硬化することとなる。
この硬化した成形体中の樹脂は、架橋反応により３次元の網目構造を呈し、より高強度となると推測される。
【００３１】
上記無機フィラーと樹脂とが混合された混合材料は、射出成形、押出成形、加圧成形等の種々の成形に使用できるものであるが、特に射出成形に好適に使用することができる。射出成形の場合、金型は、ゲートは３点以上、エジェクトピンは３点以上またはリング状あるいは用いなくともよい仕様とすることが、成形品の真円度及び平面度の寸法精度を向上させるため、望ましい。
【００３２】
好ましくは、本発明のリング状部品に用いる無機フィラーと樹脂を含む混合材料の耐衝撃性、強度、特に引張強度を更に向上させるため、該混合材料に更に強化材を含有させることが望ましい。
当該強化材としては、例えばガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維等の繊維およびチタン酸カリウムウィスカー等の強化繊維が使用できる。
好適には強化繊維の長さは１〜２０ｍｍ、より好適には３〜１３ｍｍであり、また太さは５〜３０μｍであることが、混合材料の調製の容易さ及び、得られる混合材料の成形性の点から好ましい。
【００３３】
当該強化材の添加量については、前記樹脂１００容量部に対して、１〜１００容量部を添加することが好ましく、特に３〜５０容量部を添加することがより好ましい。１００容量部より多いと流動性への影響が大きく成形不良の原因となり、また、１容量部より少ないと強化材の効果が発揮されないからである。
【００３４】
本発明のリング状部品に用いる無機フィラーと樹脂との混合材料に添加するその他の添加物としては、シランカップリング剤等の公知のカップリング剤等がある。
例えばシランカップリング剤は、有機物とケイ素とから構成される化合物で、通常では結合し難い有機材料と無機材料を結ぶ仲介機能を有するため、適量添加することによって、本発明のリング状部品の機械的強度の強化等に更に寄与する。
シランカップリング剤としては、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、２−（３，４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ｐ−スチリルトリメトキシシランなどが使用できる。
【００３５】
また、離型剤は、必要に応じて、適量添加することにより、例えば射出成形の際に、金型からの剥離が良好とすることができる。
離型剤としては、ステアリン酸、ステアリルアルコール、エチレンビスステアオロアミド、グリセリントリエステル、グリセリンモノエステル等が使用できる。
【００３６】
さらに、導電性が必要な部位に、本発明のリング状部品を用いる場合には、上記材料のほかに、導電性材料を添加することにより、所望する導電性を付与することができる。
導電性材料は、材料中に均質分散し導電ネットワークを形成することにより絶縁体である無機フィラーと樹脂との混合材料に対して導電性を付与する作用を有する材料である。
【００３７】
かかる導電性材料は、特に限定されず、金属系導電性材料や非金属系導電性材料を使用することができ、より好ましくは、２種以上の導電性材料を同時に用いることが、体積固有抵抗値が安定となるため好ましい。
金属系導電性材料としては、例えば銅、アルミニウム、鉄、クロム、亜鉛、鉛、錫、プラチナ、ニッケル等の粉末が挙げられる。
また、非金属系導電性材料としては、例えばＺｎＯ、ＳｎＯ２／ＢａＳＯ４、ＳｎＯ２／ＴｉＯ２、ＴｉＮ、ＳｎＯ２／Ｋ２Ｏ／ｎＴｉＯ２、Ｃ／Ｋ２Ｏ／ｎＴｉＯ２、ＺｎＯ等の粉末があり、またオイルファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、天然黒鉛、人造黒鉛、ＰＡＮ系カーボン繊維、ピッチ系カーボン繊維等のカーボン系導電性材料も含まれる。
【００３８】
当該導電性材料の配合割合は、所望する比抵抗値が達成されるための量であれば特に限定されず任意に決定することができる。例えば、１０５〜１０９Ω・ｃｍの中程度の比抵抗値を所望する場合には、無機フィラーと樹脂との混合材料１００重量部に対して、導電性材料は７〜１４重量部、好ましくは、８〜１０重量部配合される。
また、使用する導電性材料の粉末抵抗値によっても、その添加量は変動する。
【００３９】
本発明のリング状部品は、上記混合材料を所定の形状に成形して製造される。
無機フィラーとして水硬性粉体を含有する場合には、成形後に、次いで養生硬化することによりリング状部品を製造することが、より高強度の成形品を得られる点から好ましい。
該混合材料を調製するには、上記樹脂と、上記無機フィラーと、更に必要に応じて添加される強化材やシランカップリング剤、導電性材料等とを、上記した割合で均一に混合する。混合方法については、特に限定はなく、これらの成分を均一に混合できればよい。
【００４０】
次いで、得られた混合材料を用いて、所定のリング状形状に成形してリング状部品の成形体を製造する。
具体的には、リング状部品を製造する成形方法としては、射出成形法、押出成形法、加圧成形法等を用いることができるが、これらに限定されるものではなく、公知の成形法を利用することができる。
特に射出成形では、三次元の任意の形状に精度よく成形することができるので、寸法精度の優れた良好なリング状部品を再現性よく製作することができる。また射出成形を用いることにより、予め途中に空洞を有するワッシャ、インシュレータ、スペーサ等の、複雑な形状や自由な形状のリング状部品も容易に製造することができる。
【００４１】
射出成形を用いる場合には、上記樹脂と、上記無機フィラーと、更に必要に応じて添加される強化材やシランカップリング剤、導電性材料等とを混合して、例えばペレット状に成形し、これを射出成形用の原料として用いることが好ましい。
【００４２】
特に樹脂として熱可塑性樹脂を用いる場合には、当該熱可塑性樹脂の軟化点以上の温度で、無機フィラーと樹脂と、更に必要に応じて添加される強化材やシランカップリング剤、導電性材料等との混合材料を溶融混練して、射出用ペレット状原料に成形する。
前記ペレット状原料は、射出成形機内部の加熱シリンダ内で再び溶融・混練されて、射出装置によって所望するリング状部品形状の金型内に充填され、本発明のリング状部品成形体を得る。
【００４３】
特に、得られた成形体が水硬性粉体を含む場合には、成形後に水分を供給して養生することが好ましい。
当該成形体に水分を供給する養生方法としては、特に限定されず、公知の方法を用いることができるが、養生は２０〜１８０℃で３時間以上行うことが好ましい。養生方法としては、例えば、常圧蒸気養生、高圧蒸気養生及び熱水養生からなる群より選ばれる少なくとも１種の養生方法を用いることができるが、好ましくは常圧蒸気養生、高圧蒸気養生または熱水養生等の養生法を単独で行うか、あるいは常圧蒸気養生と熱水養生との組合せ、あるいは高圧蒸気養生と熱水養生との組合せにより行うことができる。特に、本発明においては加圧条件下における熱水養生が好ましい。
かかる養生・硬化により、無機フィラーに水硬性粉体を含有するリング状部品においては、水硬性粉体の硬化を促進する機能をも有し、機械的強度をも増進させることができる。樹脂としてシラン変性樹脂を用いている場合も同様である。
【００４４】
このように、本発明のリング状部品の製造方法は、セラミクス製の部品を製造するのとは異なり、高温で焼結する焼結工程が不要であるため、多くのエネルギーと時間を必要とすることがない。
【００４５】
このようにして、得られた本発明のリング状部品は、金属製のものや、樹脂製のものと比較して、熱線膨張係数が小さく、ガラスの線膨張に近いため、ガラスとガラスとの間の間座として使用した場合であっても、温度に対する寸法変化が同等であり、寸法変化の違いに起因するガラスのひずみが起こらない。
また、損失係数が大きく、制振性に優れ、従って、振動に伴い発生する音に対しても、制音性に優れるものである。
さらに、残留ひずみや応力に対する変形は極めて小さく、成形体の収縮率が小さいため、加工工程を特に必要としなくても、高精度の成形品を得ることができる。
必要に応じて、後研削することもできるが、高精度の成形が可能であるゆえ、最終仕上加工が必要であっても、その工数を大幅に削減することができ、作業効率が良好である。
【００４６】
本発明のリング状部品をレーザーユニットのインシュレータとして用いる場合には、従来の金属製インシュレータ、例えばアルミニウム製インシュレータと比較して、制振性に優れ、振動並びに振動音を低減することができ、さらに元来黒色であるため、光学系部品として要する塗装等の黒色表面処理の必要がない。また、従来のインシュレータと比較して、成形精度が良好で、加工工程数を減じて製造することができる。
【００４７】
本発明のリング状部品を絶縁性スペーサとして用いる場合には、従来のセラミクス製スペーサ、例えば窒化ホウ素製スペーサと比較して、絶縁性はほぼ同等の性能を有することができる。また従来の窒化ホウ素製スペーサと比較して、製品の金型からの収縮率が小さいため、高精度での生産を可能とし、製造時に特別な加工工程を必要とせず、良好な生産効率で製造することができる。
【００４８】
また、従来の樹脂製スペーサ、例えばポリブチレンテレフタレート製スペーサと比較して、ほぼ同等の絶縁性を有する一方、熱線膨張係数が小さく、温度変化に対する寸法変化が小さくなるため、スペーサの変形を低減することができ、曲げクリープ歪みが小さいため、長期的な寸法安定性に優れる。従って、使用中にスペーサが緩むことがない。
また、無機フィラーを高充填しているために、難燃性に優れ、樹脂の難燃性を向上させるために使用するアンチモン等の、自主規制の動きが強まっている環境負荷物質を用いる必要がない。
【００４９】
更に、本発明のリング状部品を磁気ディスクのスペーサとして用いる場合には、従来の金属製スペーサ、例えばアルミニウム製スペーサと比較して、熱線膨張係数がディスクの材料であるガラスと同等であるため、熱膨張の違いに起因する磁気ディスクの歪みを減じ、情報の読み取り精度を上げることができる。また、従来のスペーサと比較して、成形精度が良好で、加工工数を減じて製造することができる。
【実施例】
【００５０】
本発明を、次の実施例、比較例及び試験例に基づき詳細に説明する。
〈レーザーユニットのインシュレータ〉
実施例１
表１に示す配合割合（容量部）に従って、無機フィラーとして、水硬性粉体であるポルトランドセメント（平均粒径２０μｍ、商品名  普通ポルトランドセメント、住友大阪セメント株式会社製）、非水硬性粉体としてフライアッシュ（平均粒径２０μｍ、球状粒子、商品名  中部フライアッシュ、株式会社中部テクノ製）及びシリカヒューム（平均粒径０．２μｍ、商品名  マイクロシリカ、ＳＫＷ株式会社製）、樹脂としてシラン変性ポリエチレン樹脂（商品名  モルデックス、住友ベークライト株式会社製）、更には強化材としてカーボン繊維（商品名  べスファイト、東邦テナックス株式会社製）を添加し、均一に混合して、混合材料を調製した。
【００５１】
次いで、当該混合材料を、ニーダー混練機（商品名；ラボブラストミル：東洋精機製作所株式会社製）にて２２０℃で４５分間混練して、ペレットを得た。
該ぺレットを使用して、リング形状に射出成形して未硬化成形体を得た。
得られた未硬化成形体について、熱水養生（１６０℃、１２時間）を行い、図１に示す形状（外形寸法：φ１０ｍｍ×長さ１０ｍｍ）を有する、本発明のリング状部品であるレーザーユニット用のインシュレータを得た。図１aは、本発明のリング状部品であるレーザーユニット用のインシュレータの上面の概略図、図１ｂは、図１aのレーザーユニット用のインシュレータの縦断面の概略図を示す。
【００５２】
比較例１
アルミニウム製のインシュレータ（材質；Ａ５０５２、総切削、艶消し黒色アルマイト塗装品）を、比較のために用いた。
試験例１
実施例１及び比較例１で得られたレーザーユニットのインシュレータを、レーザー顕微鏡に組み込み、以下の性能を評価して、その結果を表１に示す。
母材色；視覚により評価した。
振動音；聴覚により評価した。
【００５３】
【表１】
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【００５４】
実施例１の本発明のリング状のレーザーユニットのインシュレータは、比較例のものと比べて、表面に塗装を施さなくても、光学部品として、同等の性能を発揮することができる。また、成形精度に優れ、加工工数が少なく、制振性にも優れるものである。
【００５５】
〈絶縁性スペーサ〉
実施例２
強化材としてのカーボン繊維を用いない以外は実施例１と同様にして、表１に示す配合割合（容量部）で混合材料を調製して、リング形状に射出成形し、次いで熱水養生（１６０℃、１２時間）を行い、図２に示す形状（外形寸法：φ２０ｍｍ×厚さ１ｍｍ）を有する、本発明のリング状部品である絶縁性スペーサを得た。図２aは、本発明のリング状部品である絶縁性スペーサの上面の概略図、図２ｂは、図２aの絶縁性スペーサの縦断面の概略図を示す。
【００５６】
比較例２
窒化ホウ素製の絶縁性スペーサ（製品番号；ＢＮ１２１、三井金属鉱山株式会社製、ＢＮ純度７０％の焼結・切削加工品）を、比較のために用いた。
【００５７】
試験例２
実施例２及び比較例２で得られた絶縁性スペーサについて、以下の性能を評価して、その結果を表２に示す。
体積抵抗率；ＡＳＴＭ  Ｄ−２５７に準拠して行った。
収縮率；金型と得られた最終製品との寸法をマイクロメータ（株式会社ミツトヨ製）で測定した。
【００５８】
【表２】
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【００５９】
実施例２の本発明の絶縁性スペーサは、比較例のものと比べて、収縮率が小さいので、精度がよく、後工程で、切削加工を施す必要がないことがわかる。
【００６０】
実施例３
樹脂をポリプロピレン樹脂（商品名  スミコンＦＭ、住友ベークライト株式会社製）に代えた以外は実施例１と同様にして、表３に示す配合割合（容量部）で混合材料を調製し、これをリング形状に射出成形し、次いで熱水養生（１６０℃、１２時間）を行い、図３に示す形状（外形寸法：φ１０ｍｍ×厚さ３ｍｍ）を有する、本発明のリング状部品である絶縁性スペーサを得た。図３aは、本発明の他の例のリング状部品である絶縁性スペーサの上面の概略図、図３ｂは、図３aの絶縁性スペーサの縦断面の概略図を示す。
【００６１】
比較例３
ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ，製品名；ジュラネックス、ポリプラスチック株式会社製）を射出成形により、実施例３と同形状の絶縁性スペーサを製造して、比較のために用いた。
【００６２】
試験例３
実施例３及び比較例３で得られた絶縁性スペーサを、ワッシャとして用い、ボルトでナットに締め付ける際のスペーサとし、以下の性能を評価して、その結果を表３に示す。
体積抵抗率；ＡＳＴＭ  Ｄ−２５７に準拠して行った。
熱線膨張係数；ＡＳＴＭ  Ｄ−７９２に準拠して行った。
曲げクリープ歪み；ＡＳＴＭ  Ｄ−７９０に準拠して行った。
温冷繰り返し試験；−４０〜１００℃（各温度で３０分保持）を１０００サイクル行った。
【００６３】
【表３】
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【００６４】
実施例３の本発明の絶縁用スペーサは、比較例のものと比べて、体積抵抗率が小さいものの十分な絶縁性を有する。また、熱線膨張係数が小さいため、熱的寸法変化が小さく、形状寸法維持が安定している。さらに曲げクリープ歪みも小さいため、長期の応力下における寸法変化が小さいこともわかる。このほかにも、温冷繰り返しにより、緩みが発生することがないため、熱衝撃に対しても、寸法的に安定なことがわかる。
【００６５】
＜磁気ディスクスペーサ＞
実施例４
無機フィラーとしてフライアッシュ（平均粒径２０μｍ、球状粒子、商品名  中部フライアッシュ、株式会社中部テクノ製）及びシリカヒューム（平均粒径０．２μｍ、商品名  マイクロシリカ、ＳＫＷ株式会社製）、樹脂としてポリフェニレンサルファイド樹脂（商品名  フォートロン、ポリプラスチック株式会社製）を用い、更には強化材としてカーボン繊維（商品名  べスファイト、東邦テナックス株式会社製）を添加し、混練温度を２７０℃とした以外は実施例１と同様にして、表４に示す配合割合（容量部）で、混合材料を調製し、次いで次いで熱水養生（１６０℃、１２時間）を行い、図４に示す形状（外形寸法：φ２５ｍｍ×厚さ２ｍｍ）を有する、本発明のリング状部品である磁気ディスクのスペーサを得た。図４aは、本発明のリング状部品である磁気ディスクのスペーサの上面の概略図、図４ｂは、図４aの絶縁性スペーサの縦断面の概略図を示す。
【００６６】
比較例４
アルミニウム製のスペーサ（材質：Ａ６０６１、総切削品）を、比較のために用いた。
【００６７】
試験例４
実施例４及び比較例４で得られた磁気ディスクのスペーサについて、以下の性能を評価して、その結果を表４に示す。
比重；ＡＳＴＭ  Ｄ−７９２に準拠して行った。
熱線膨張係数；ＡＳＴＭ  Ｄ−６９６に準拠して行った。
【００６８】
【表４】
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【００６９】
実施例４の本発明の磁気ディスクのスペーサは、比較例のものと比べて、軽量であるとともに、線膨張係数がディスクの材料であるガラスと同等であるため、性能が良好となる。また、成形精度がよく、加工工程が少なくなるため、作業効率を上昇させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
工作機械、電気製品、精密機械、測定機器、あるいはそれらが装着する各種の制御ユニット、電子部品モジュール、回路部品等において、個々の部品と部品とを接合・組み立てる際に、その部品一部品間の間隙寸法を高精度で要求される箇所、あるいは部品一部品間の電気的絶縁や導電性の確保を要求される箇所、更には、部品一部品間を伝達する振動や音を減衰・吸収することを所望される箇所、ワッシャ、リング状スペーサ、インシュレータ等として、広く利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明のリング状部品であるレーザーユニット用のインシュレータの一例を示す概略図。
【図２】本発明のリング状部品である絶縁性スペーサの一例を示す概略図。
【図３】本発明のリング状部品である絶縁性スペーサの他の一例を示す概略図。
【図４】本発明のリング状部品である磁気ディスクのスペーサの一例を示す概略図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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