JPH03182551A - 防振樹脂組成物及びこの防振樹脂組成物を用いた防振支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、振動吸収性能に優れた防振樹脂組成物及びこ
の防振樹脂組成物を用いた防振支持装置に関する。

（従来の技術） 従来、この種の防振材料としては、防振金属。

セラミック、ゴム、樹脂などが用いられていた。

特に、ゴム、樹脂には、機械的強度の向上のためにガラ
ス繊維、炭素繊維、チタン酸カリウムなどの針状無機物
が、また振動吸収性能の尺度である損失係数の向上のた
めにマイカなどの鱗片状無機物が、単独または複数種混
合されていた。

また、特に樹脂としては、耐摩耗性を有し、かつそれ自
体が比較的振動吸収性能に優れ、振動部分の固定脚とし
て適したポリアミド系ナイロン樹脂が広く用いられてい
た。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の従来の防振材料のうち、防振金属
、あるいはセラミックは、防振効果は優れているものの
、その構成や製造方法が複雑なため、極めて高価なもの
であり、防振支持装置として、業務用オーディオ機器の
固定脚などのごく限られた用途に用いられているに過ぎ
ない。

一方、ゴム、あるいは樹脂に前記針状無機物を添加する
と機械的強度が向上し、特に重量物に防振支持装置とし
ては適するが、損失係数が減少し十分な振動吸収効果が
得られなくなるという問題があった。またマイカなどの
鱗片状無機物を用いると、損失係数は向上するものの、
機械的強度、特にウェルド部での強度が著しく低下し、
防振支持装置用の材料としては適さない。

また概して上記のゴム、樹脂に無機物を添加した材料系
では、比重が比較的小さいため低周波の振動に対しては
十分な振動吸収効果を示さないという問題があった。

本発明の目的は、上記の状況に鑑み、重量物にも耐えう
る機械的強度を有し、かつ大型モーター及びエンジンな
どから発する低い周波数の振動から、ビデオテープレコ
ーダーやコンパクトディスクプレーヤーなどに内蔵され
る小型モーターや各種機構部品から発する比較的高い周
波数の振動までに対し良好な振動吸収効果を示す防振樹
脂組成物及びこの防振樹脂組成物を用いた防振支持装置
を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記の課題を解決するため、本発明は、防振樹脂組成物
として、ナイロン樹脂と、酸化亜鉛ウィスカーと、ガラ
ス繊維と、前記酸化亜鉛ウィスカーとガラス繊維以外の
無機充填剤とからなることを特徴とし、また防振支持装
置として、上記の防振樹脂組成物を機器を支持する支持
部分に設けたことを特徴とする。

（作　用） 上記の手段を採用したため、酸化亜鉛ウィスカーの有す
る形状特殊性及びその高い比重の作用と、ガラス繊維の
もたらす優れた機械的強度と、マイカのもたらす高周波
領域における大きな損失係数と、金属粉末、金属酸化物
粉末のもたらす低周波領域における大きな損失係数との
相乗効果によって、広い周波数範囲における優れた振動
吸収効果と、重量物にも絶え得る大きな機械的強度を備
えた防振樹脂組成物となり、またこの防振樹脂組成物を
機器の支持部分に設けることにより、各種の機器の支持
部分の防振が広範囲で、かつ良好になされる。

（実施例） 以下１本発明の詳細な説明する。

一般に高分子粘弾性物の振動吸収機構は以下の如く説明
される。すなわち、高分子粘弾性物に振動という形で外
部応力が加えられると１分子の直鎖と側鎖あるいは直鎖
同士の絡み合いが引き伸ばされ、その後、応力が取り除
かれると、分子かもとの位置に戻るまでの分子間の摩擦
により、振動エネルギーは熱エネルギーとして外部に放
出される。その際、放出効率は高分子粘弾性物の物性値
、特に弾性率に依存することが知られている。

針状無機物や鱗片状無機物は、概してその大きなアスペ
クト比から樹脂の流れに対して配向し、その結果、樹脂
成形物中のマクロ的物性値に異方性を生じることとなる
。したがって、上述した説明のごとく分子間の摩擦の起
こる頻度にも異方性が生じ、効率的なエネルギー放出の
妨げとなる。

そこで本実施例では、核部とこの核部から異なる複数方
向に伸びた針状結晶部とを有するテトラポット状構造を
有する酸化亜鉛ウィスカーを用いた。その形状から容易
に想像できるようにマトリックス樹脂であるナイロン樹
脂中の物性値の３次元的等方性を保障し、効率的なエネ
ルギー放出を可能とする。第１図は本実施例で用いる酸
化亜鉛ウィスカーの結晶の構造を示すものであり、その
形状の特異性が容易に確認できる。

本実施例で用いる酸化亜鉛ウィスカーは、その比重が５
．７８（ｇ　／　ｃｄ）と他の無機化合物（たとえばガ
ラス繊維）の約２倍あり、ウィスカーとしての補強効果
と同時に容易に高比重樹脂組成物を提供することができ
る。さらにより高比重が必要な場合は、適宜に金属粉末
、金属酸化物粉末などを添加すればよい。

また本実施例で用いる酸化亜鉛ウィスカーは、金属亜鉛
粒子を加熱処理して得られ、それ自体きわめて量産的で
あり、バンバリーミキサ−、スクリュー押し出し機、ロ
ールミルなどの通常の樹脂混線法により容易に分散され
、特別な構成や工法を追加する必要はない。

また本実施例で用いる酸化亜鉛ウィスカーは、ナイロン
樹脂との結合力を向上させるため、シラン系化合物で表
面処理することが望ましい。その方法としては、シラン
系化合物から成る表面処理剤の溶液に浸した後、乾燥す
るとよい。

さらに本実施例で用いる酸化亜鉛ウィスカーは、針状結
晶部の基部から先端までの長さが３Ｉ１ｍ以上であるこ
とが望ましい。これは３沖以下の酸化亜鉛ウィスカーは
、ナイロン樹脂中で単なる球状粒子としてしか作用せず
、上述した酸化亜鉛ウィスカー独自の効果が得られない
からである。

上記の酸化亜鉛ウィスカーは、ガラス繊維との複合によ
りガラス繊維の有する機械的強度の向上効果を補いつつ
、効果的に比重を高めるとともに損失係数の低下を最小
限に止める作用をもたらす。

これはガラス繊維を単体で用いた場合には得られない作
用である。

また無機充填剤であるマイカとの複合によりマイカの有
する高い損失係数、特に比較的高い周波数領域における
高い損失係数を補いつつ、効果的に機械的強度を高める
作用をもたらす。これはマイカを単体で用いた場合には
得られない作用である。また他の無機充填剤である金属
粉末、金属酸化物粉末などの高比重物質との複合により
、さらにより一層の高比重が得られるのみならず、効果
的に機械的強度を高める作用をもたらす、これは、金属
粉末、金属酸化物粉末などを単体で用いた場合には得ら
れない作用である。

さらに、前記マイカ、金属粉末、金属酸化物粉末などの
無機充填剤の２種類以上の複合により、各無機充填剤の
有する作用が相乗効果として現われる。

またナイロン樹脂中に針条の酸化亜鉛ウィスカーが存在
することがある。これは複数方向に伸びた針状結晶部が
折損した物であり、針状繊維として作用する。

酸化亜鉛ウィスカーと、ガラス繊維と、酸化亜鉛ウィス
カーとガラス繊維以外の無機充填剤の添加量は、本発明
者らの検討の結果、以下の理由により実験的に見いださ
れたものである。すなわち。

１）各添加物ともナイロン樹脂に対する重量比が５％未
満ではほとんど効果が得られない。

２〉酸化亜鉛ウィスカーの添加量は、ナイロン樹脂に対
する重量比が６０％を超えると酸化亜鉛ウィスカー同士
の絡み合う度合いが大きくなり、ナイロン樹脂中で凝集
状態となり応力が集中して。

機械的強度の著しい低下を招くことが確かめられた。

３）ガラス繊維の添加量は、ナイロン樹脂に対する重量
比が５０％を超えると損失係数が著しく低下した。

４）酸化亜鉛ウィスカーとガラス繊維以外の無機充填剤
の添加量は、ナイロン樹脂に対する重量化が１４０％を
超えると、均一な混線、成形が著しく困難となった。特
にマイカを用いた場合、均一な混練に多大な時間を要し
、さらに凝集体が多く見られた。

以下、本発明の実施例について具体的に説明する。結果
は比較例と共に表１にまとめて示した。

なお、本実施例、比較例に用いて試料、試験装置。

試験方法は以下の通りである。

・酸化亜鉛ウイスカー二針状結晶部の基部から先端まで
の長さが３μ以上 のものが９５％以上含まれ るもの。

アミノシラン化合物によ り表面処理が施されたも の。

・ナイロン６：東しく株）製　東しナイロンＣＭ　１０
１７ ・ガラス繊維：日本電気硝子（株）製 Ｅ　ＣＳ　１０５　　Ｔ３２１　　表面処理品・マイカ
：クラレ（株）製　スジライトマイカ０Ｏ−ＫＩ ・酸化鉛粉末：リサージ ・ステンレスビーズ：５ＵＳ３０４ ・曲げ強度：ＡＳＴＭ−Ｄ７４７ ・引張破断強度：ＡＳＴＭ−Ｄ６３ｇ ・損失係数：振動リード法 ・試料作成ニスクリユー押出機（温度２５０℃、スクリ
ュー４４ａｍ’、　２軸） 射出成形機（温度２６０℃、圧力９１０ｋｇ／ｄ、トー
タルサイクル６０秒） 比較例１〜３ ナイロン樹脂（ナイロン６）に酸化亜鉛ウィスカーをナ
イロン６に対する重量比８　、２０．３５％となるよう
に添加し、各種特性を測定したものである。

また比較例５〜ｌＯに順にナイロン６単体、ガラス繊維
のみをナイロン６に対する重量比で２０．３５％添加し
たもの、同じくマイカのみを２０％添加したもの、同じ
く酸化鉛粉末を２０％添加したもの、同じくステンレス
ビーズを２０％添加したものの各種特性を測定して示し
た。

酸化亜鉛ウィスカーの特異な結晶構造及びその高い比重
の効果により、機械的強度と、損失係数が向上するとい
う効果が得られている。

また比較例５〜７よりガラス繊維の添加は機械的強度を
向上させるが、損失係数を低下させることが理解できる
。

さらに、比較例８〜１０よりマイカの添加は損失係数、
特に高周波領域での損失係数を効果的に向上させるが１
機械的強度はガラス繊維、酸化亜鉛ウィスカーに及ばな
いことがわかる。また酸化鉛。

ステンレスビーズの添加は比重を著しく上昇させ、特に
低周波領域での損失係数を効果的に向上させていること
が理解できる。

比較例４ 酸化亜鉛ウィスカーとガラス繊維を共にナイロン６に対
する重量比で２０％ずつ添加したものである。

機械的強度は酸化亜鉛ウィスカーとガラス繊維添加の相
乗効果により比較例２、比較例６と比べて向上しており
ガラス繊維を入れることによる損失係数の低下が酸化亜
鉛ウィスカーの存在により補償されている。

実施例１ 比較例４の構成にマイカ２０重Ｉｉ１％を添加したもの
である。比較例８での作用と同様の作用により、比較例
４と比べ、特に高周波領域での損失係数が向上している
効果が理解される。

実施例２ 実施例工の構成に酸化亜鉛ウィスカーを追加添加し、３
５重量％とじたものである。比較例１〜３での作用と同
様の作用により、実施例１と比べ機械的強度、損失係数
とも向上している効果が理解される。

実施例３ 実施例２の構成にマイカを追加添加し５０重量％とじ、
さらに酸化鉛粉末を２０重量％添加したものである。比
較例８，９での作用と同様の作用により、高周波と低周
波の面領域で損失係数が向上している理解される。

また、比較例１１に酸化鉛粉末の変わりにステンレスビ
ーズを用いたものの結果を示すが、比重を高める効果に
より低周波領域での損失係数を向上させるという定性的
効果については変わりない。

比較例１２ 実施例３と同じ構成で、酸化亜鉛ウィスカーに表面処理
をしないで用いたものである。ナイロン６との結合が弱
まるため、機械的強度が実施例３を下回っていることが
理解される。

比較例１３ 実施例３と同じ構成で、酸化亜鉛ウィスカーの針状結晶
部の基部から先端までの長さが３Ｉｌａ以下のものが９
０％以上含まれるものを用いたものである。酸化亜鉛ウ
ィスカーが単に球状粒子としてしか作用していないため
、実施例３と比べ機械的強度、損失係数とも劣っている
ことがわかる。

次に、実施例３で得られた防振樹脂組成物を用いて固定
脚を作成し特性を確認した実施例について説明する。

すなわち、実施例３で得られた防振樹脂組成物を用いて
電気洗濯機固定脚（直径７０ｍｅ厚さ２０■）を作威し
、その振動吸収効果について調べた。具体的には、洗濯
機の側面部のほぼ中央部に振動レベル計を取りつけ、通
常運転時の振動の大きさ（振動加速度レベル）を測定し
た。比較として比較例５で得られた組成物を用いたもの
を同様の方法で評価した。その結果、実施例３の組成物
を用いた固定脚は、比較例５の組成物を用いたものに比
べ低周波領域での損失係数が大きいために、約２５％の
振動レベルの低減効果が得られた。

また実施例３で得られた防振樹脂組成物を用いてビデオ
テープレコーダー用固定脚（直径５８■。

厚さ１０−）を作成し、その振動吸収効果について調べ
た。測定の基本構成、測定方法は上述の測定方法と同様
である。比較として比較例５で得られた組成物を用いた
ものを同様の方法で評価した。

その結果、実施例３の組成物を用いた固定脚は、高周波
領域での損失係数も大きいために、約３２％の振動レベ
ルの低減効果が得られた。

なお、本実施例では一般的な各種の酸化防止剤。

紫外線吸収剤などの安定剤及び一般的な顔料、エチレン
−オレフィンゴム重合体などの添加は任意になし得る。

このようにすることにより、各種の防振支持装置に適し
た防振樹脂組成物の改質が容易になし得る。

また本実施例では金属化合物として酸化鉛を用いたが、
これに限定されるものではなく、例えばフェライト、窒
化鉄のような複合化合物でもよい。

これは、酸化鉛の毒性を回避したい場合に特に有効であ
る。

また本実施例では金属粉末としてステンレスビーズを用
いたが、これに限定されるものでなく、例えば鉛粉末、
鉄粉末などを用いてもよい、この場合、より一層比重を
高める作用をもたらすこととなる。

さらに本実施例では、防振支持装置を固定脚として説明
したが、これは支持装置であれば５例えばキャスター、
車輪状の可動式支持脚であってもよい。この場合、ナイ
ロン６の耐摩耗性がよく効果的に作用することとなる。

また本実施例の防振支持装置を、洗濯機、ビデオテープ
レコーダーに用いて評価したが、これらは低周波及び高
周波振動を発する機器の代表として示したにすぎず５例
えば、モーター、冷蔵庫。

自動車のエンジン、テレビ、ラジオ、コンパクトディス
クプレイヤー、カセットテープレコーダーなどの各種機
器における防振支持装置として用いることができる。

また本実施例における固定脚の評価として実施例３の防
振樹脂組成物を用いたが、これに限定されるものではな
く１例えば、より高周波領域における損失係数を向上さ
せたい場合、酸化亜鉛ウィスカー、マイカの添加量をさ
らに増加させた組成を用いることなど、本実施例及び比
較例の結果より、特許請求の範囲内において適宜に選択
なし得る。

（発明の効果） 本発明によれば、酸化亜鉛ウィスカーとガラス繊維と無
機充填剤との複合効果により、機械的強度が優れ、かつ
広い周波数範囲において優れた振動吸収特性を有する防
振樹脂組成物及びこの防振樹脂組成物を用いた防振支持
装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の防振樹脂組成物に用いられる酸化亜鉛
ウィスカーの結晶の構造を示すものである。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）ナイロン樹脂と、酸化亜鉛ウィスカーと、ガラス
   繊維と、前記酸化亜鉛ウィスカーとガラス繊維以外の無
   機充填剤とからなる防振樹脂組成物。
2. （２）前記ナイロン樹脂に対する酸化亜鉛ウィスカーの
   重量化が５〜６０％、ナイロン樹脂に対するガラス繊維
   の重量比が５〜５０％、ナイロン樹脂に対する無機充填
   剤の重量比が５〜１４０％であることを特徴とする請求
   項（１）記載の防振樹脂組成物。
3. （３）前記酸化亜鉛ウィスカーが、核部と、この核部か
   ら異なる複数方向に伸びた針状結晶部とを有し、かつ針
   状結晶部の基部から先端までの長さが３μｍ以上である
   ことを特徴とする請求項（１）記載の防振樹脂組成物。
4. （４）前記酸化亜鉛ウィスカーが、シラン系化合物で表
   面処理を施したものであることを特徴とする請求項（１
   ）記載の防振樹脂組成物。
5. （５）前記無機充填剤が、マイカ、金属粉末、金属化合
   物粉末の少なくとも１種類以上からなることを特徴とす
   る請求項（１）記載の防振樹脂組成物。
6. （６）請求項（１）記載の防振樹脂組成物を、機器を支
   持する支持部分に設けたことを特徴とする防振支持装置
   。