(57)【要約】【課題】  従来の無機基材配合フェノール樹脂成形材料の持つ寸法精度、寸法安定性、機械的強度を維持しつつ、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】  成形材料全体に対して、フェノール樹脂２０〜６０重量％、ガラス繊維１０〜５５重量％、層状又は板状無機充填材３〜３５重量％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であり、好ましくは、さらにエラストマーの含有量が２〜２０重量％である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形材料全体に対して、フェノール樹脂を２０〜６０重量％、ガラス繊維を１０〜５５重量％、層状又は板状無機充填材を３〜３５重量％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】
さらに前記成形材料全体に対して、エラストマーを２〜２０重量％含有するものである請求項１に記載の制振材用フェノール樹脂成形材料。
【請求項３】
前記層状又は板状無機充填材がマイカ及びタルクから選ばれた１種以上のものである請求項１または２に記載の制振材用フェノール樹脂成形材料。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか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ことを特徴とする制振材。
【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ーを貼り付けたり、金属部品を樹脂部品に置き換えたりする方法が一般的であった。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、ゴムやエラストマーを貼り付ける方法も、加工工数や部品点数が増えるためコストアップの要因となる。
【０００３】
一方、制振性が必要な部品を金属部品から樹脂製部品に置き換えると、金属部品に比べ大幅に制振効果が向上することが知られており、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂或いはＰＰＳなどの熱可塑性樹脂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、より一層の制振性或いは防音性を付与するためには、樹脂製部品にゴムやエラストマーを貼り付けた設計をせざるを得ないのが現状である。
【０００４】
樹脂製部品の制振性に関しては、弾性率が低いほど制振効果が高い。このため、有機基材を配合した成形材料の成形品は優れた制振効果を有するが、耐熱性や機械的強度、寸法安定性、寸法精度の面で無機基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のが現状である。そのため、このような樹脂製部品には耐熱性、機械的強度、寸法精度、寸法安定性に優れる無機基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ために、エラストマーやゴムを配合させることが開示されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、更なる改良が望まれていた。      
【特許文献１】特許第３０３４８８６号公報
【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、耐熱性、機械的強度、寸法精度及び寸法安定が良好であり、且つ制振性、防音性に優れた制振材用フェノール樹脂成形材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、以下の本発明（１）〜（４）により達成される。
（１）成形材料全体に対して、フェノール樹脂２０〜６０重量％、ガラス繊維１０〜５５重量％、層状又は板状無機充填材３〜３５重量％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）さらに前記成形材料全体に対して、エラストマーを２〜２０重量％含有するものである（１）に記載の制振材用フェノール樹脂成形材料。
（３）前記層状又は板状無機充填材がマイカ及びタルクから選ばれた１種以上のものである（１）または（２）に記載の制振材用フェノール樹脂成形材料。
（４）（１）ないし（３）のいずれか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ことを特徴とする制振材。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の制振材用フェノール樹脂成形材料及びそれによって成形された制振材は、寸法精度及び寸法安定性、機械的強度が良好で且つ制振性、防音性に優れており、自動車用、汎用機械用、家庭電化製品用及びその周辺機器用等に適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明で用いるフェノール樹脂は、特に限定されないが、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ノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂が挙げられるが、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。
また通常、ノボラック型フェノール樹脂を用いた場合は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特に限定されないが、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。
【０００９】
本発明で用いるフェノール樹脂の含有量は、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、成形材料全体に対して、２０〜６０重量％である。好ましくは、３０〜５０重量％である。フェノール樹脂が上記下限値未満では、成形材料の生産が困難となるばかりか、材料の流動性が低下するため成形が困難になるといった問題が生じることがある。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、所定の成形品寸法を維持することが難しい場合がある。
【００１０】
本発明においては、制振性を付与するために層状又は板状無機基材を用いる。これらの効果としては、基材の層間相互のずり摩擦によるエネルギーの吸収や、層状又は板状基材を用いることによる樹脂−基材界面領域の増加に伴う、界面領域の摩擦エネルギーの吸収によるものと考えられる。
層状又は板状無機基材としては、特に限定されないが、例えば、マイカ、タルク、ガラスフレーク、合成ハイドロタルサイト、黒鉛、二硫化モリブデン、窒化ホウ素などが挙げられ、これらを単独或いは２種類上配合して用いることが出来る。さらに、機械的強度、寸法安定性、コストの面からマイカ又はタルクが好ましい。
【００１１】
本発明においては、層状又は板状無機充填材を、成形材料全体に対して、３〜３５重量％配合する。好ましくは、７〜２０重量％である。前記下限値未満では、制振効果が乏しくなることがある。前記上限値を超えると、機械的強度が低下することがある。
【００１２】
また本発明においては、さらに制振性を付与するためにエラストマーを用いることができる。エラストマーを用いることによる制振効果は、剛性の高いフェノール樹脂にエラストマーを添加することにより粘性効果が加わり、制振性が付与されるものと考えられる。
エラストマーとしては特に限定されないが、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。さらに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、ＮＢＲと略す）、酢酸ビニル、ポリビニルブチラールが好ましい。
【００１３】
使用されるエラストマーは成形材料全体に対し２〜２０重量％であることが好ましい。さらに好ましくは、５〜１５重量％である。前記下限値未満では十分な制振効果が得られないことがある。また前記上限値を超えると、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、特に熱時における機械的強度が低下し、耐熱性が損なわれることがある。さらにそれ自身の持つ収縮の影響から寸法精度、寸法変化が低下することがある。
【００１４】
本発明の成形材料には、ガラス繊維を用いる。これにより、成形品に機械的強度を付与することができる。
本発明の成形材料に用いるガラス繊維は、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好ましい。
また、ガラス繊維の含有量は、成形材料全体に対して１０〜５５重量％である。さらに好ましくは２０〜５０重量％である。ガラス繊維の含有量が前記下限値未満では機械的強度向上への効果が小さくなることがあり、前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すことにより成形品としての弾性率が増加し、制振効果が不十分となることがある。
【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。すなわち、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、冷却後シート状にしたものを顆粒状に粉砕して得ることができる。
【００１６】
本発明の制振材は、これまで説明したフェノール樹脂成形材料を、圧縮成形、トランスファー成形、射出成形などの通常の成形方法により成形して得られ、寸法精度及び寸法安定性、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ことから、自動車用、汎用機械用、家庭電化製品用及びその周辺機器用等の部品として好適である。
【実施例】
【００１７】
以下、実施例および比較例により本発明を説明する。
【００１８】
（実施例１）ノボラック型フェノール樹脂を４０重量％、ヘキサメチレンテトラミンを７重量％、ガラス繊維を４０重量％、マイカを１０重量％、硬化触媒を１重量％、着色剤を１重量％、離型剤を１重量％配合した原料混合物を９０℃の加熱ロールで３分間溶融混練し、シート状に冷却したものを粉砕して顆粒状の成形材料を得た。
【００１９】
(実施例２) ノボラック型フェノール樹脂を３６重量％に減量、ヘキサメチレンテトラミンを６重量％に減量、ガラス繊維を４５重量％に増量、マイカの代わりにタルクを配合した以外は実施例１と同様にして、成形材料を得た。
【００２０】
（実施例３）ノボラック型フェノール樹脂を３６重量％に減量、ヘキサメチレンテトラミンを６重量％に減量、ＮＢＲを５重量％追加配合した以外は実施例１と同様にして、成形材料を得た。
【００２１】
（実施例４）ノボラック型フェノール樹脂を４５重量％に増量、ガラス繊維を３０重量％に減量、マイカ１０重量％の代わりにタルク５重量％を配合し、酢酸ビニル１０重量％を追加配合した以外は実施例１と同様にして、成形材料を得た。
【００２２】
（実施例５）ノボラック型フェノール樹脂を３６重量％に減量、ヘキサメチレンテトラミンを６重量％に減量、ガラス繊維を２５重量％に減量、マイカを２５重量％に増量、ＮＢＲを５重量％追加配合した以外は実施例１と同様にして、成形材料を得た。
【００２３】
（比較例１）マイカを用いず、ノボラック型フェノール樹脂を４０重量％、ヘキサメチレンテトラミンを７重量％、ガラス繊維を５０重量％、硬化触媒を１重量％、着色剤を１重量％、離型剤を１重量％配合した混合物を９０℃の加熱ロールで３分間溶融混練し、シート状に冷却したものを粉砕して顆粒状の成形材料を得た。
【００２４】
（比較例２）マイカの代わりに炭酸カルシウムを１０重量％配合した以外は、実施例１と同様にして、成形材料を得た。
【００２５】
（比較例３）ガラス繊維を４８重量％に増量し、マイカを２重量％に減量した以外は、実施例１と同様にして、成形材料を得た。
【００２６】
（比較例４）ガラス繊維を１０重量％に減量し、マイカを用いず、タルクを４０重量％配合した以外は、実施例１と同様にして、成形材料を得た。
【００２７】
（比較例５）ノボラック型フェノール樹脂を２３重量％に減量、ヘキサメチレンテトラミンを４重量％に減量、ガラス繊維を３０重量％に減量、マイカを１５重量％に増量、ＮＢＲを２５重量％追加配合した以外は、実施例１と同様にして、成形材料を得た。
【００２８】
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。
（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）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）
（５）炭酸カルシウム：日東粉化社製ＳＳ８０
（６）タルク：富士タルク工業社製  タルクＤＳ−３４
（７）マイカ：クラレ社製  マイカ２００ＨＫ
（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
【００２９】
【表１】
2005281365.tif 000002
【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ー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の特性は、以下の方法にて測定した。
（１）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。
（２）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。
（３）寸法変化は、直径５０ｍｍ、厚さ３ｍｍの円盤の直径方向の変化率（１０００時間後）を測定した。
（４）振動減衰特性は、成形した成形体（１０×１２５×１ｍｍ）に、重さ０．４５ｇの鉄球を高さ６５ｍｍから落下させ、この時の振幅の半減値（ｍｓ）を測定した。
【００３１】
実施例１および実施例２は、マイカ及びタルクを所定量配合しており、比較例１あるいは比較例２に比べて振動減衰特性が良好な成形材料である。
実施例３〜実施例５は、マイカ又はタルク以外にエラストマーを配合しており、さらに振動減衰特性が良好になっている。但し、エラストマーの添加により機械的強度、寸法変化率は若干低い結果となっている。
比較例３はマイカの含有量が少ないため振動減衰特性が不十分である。
比較例４はタルクの含有量が過剰であるため、機械的強度が不十分である。
比較例５は、エラストマーの添加量が多く配合されており、振動減衰特性は良好であるが機械的強度、寸法変化率において不十分である。
実施例１〜実施例５は、振動減衰特性、機械的強度、寸法変化においてバランスの良好な材料である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の制振材用フェノール樹脂成形材料は、従来の無機基材配合フェノール樹脂成形材料に比べ寸法精度、寸法安定性、機械的強度が同等で、制振性、防音性に優れた効果を発揮する。このため、この制振材用フェノール樹脂成形材料を用いて得られた制振材は、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部分へ好適に適用されるものである。