JPH05310993A - 制振性と熱伝導性を有するゴムおよび/またはプラスチック成型物 - Google Patents
制振性と熱伝導性を有するゴムおよび/またはプラスチック成型物Info
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Abstract
に優れるゴムおよび/またはプラスチック成型物を得る
ことを目的とする。 【構成】 ゴムおよび/またはプラスチックを主体とす
るポリマー2と、金属微粉末3と金属酸化物,金属窒化
物およびこれらのいずれかを含んでいる充填剤からなる
群より選択された少なくとも1種の充填剤と、結晶性シ
リカ,炭化硅素,酸化硅素およびこれらのいずれかを含
んでいる充填剤からなる群より選択された少なくとも1
種の充填剤からなる充填剤4とから構成された配合物成
型した成型物1を得る。 【効果】 損失弾性率が2×102 ηKg/cm2 以上
で、熱伝導率が0.4Kcal/m.h.℃以上の制振
性および熱伝導性を有し、振動発熱体の振動と発熱を防
止する効果を有する。
Description
レッサー,エアコンレシーバー,モーターリトラクター
等の振動体のカバーケースに内在して用いられる、特に
エアコン室外機に内蔵されるリトラクター,モーター等
発熱振動体をカバーケースに固定するに際して両者の間
隙に充填して用いられる、振動を制振できしかも熱伝導
性の優れるゴムおよび/またはプラスチック成型物に関
する。
アコンレシーバー,各種電機製品に付属するモーター等
の発熱振動体については、その発熱と振動が常に問題に
なっている。このため、従来技術では、振動を防ぐため
に例えばモーター等ではモーターケースを外からフェル
ト状の軟らかい材質で包み、さらにその上から鉛あるい
は比重の大きなゴムあるいはプラスチックのシートで包
む方法がとられている。
ケースを外からフェルト状の軟らかい材質で包み、さら
にその上から鉛あるいは比重の大きなシートで包む方法
については、施工時、次のごとき問題点を有している。
スに対して、確実に接着せねばならず、この接着作業が
困難であり、しかも作業性が良くない。
及び比重の大きなシートは、容量の大きな物となり、材
料的にも高価となる。
用されることも多く、風雨に曝され比較的短時間で、フ
ェルトや鉛あるいは比重の大きなシートは、老化して、
破損やハガレを生じ易く、従って防振性能が消失し、結
果として発熱振動体の振動を防ぐことができなくなり、
持ちが良くない。更に、上記の原因で、作業のやり直し
を行なう必要回数も多くなり、工事費用が増大する等の
経済的な問題点もネックとなっている。
て、ケースをフェルト状の軟らかい材質で包み、さらに
その上から鉛あるいは比重の大きなシートで包む方法
は、放熱効果がほとんど期待できず、むしろ保温する結
果となり、発熱振動体自体に耐熱性をもたすかモーター
などではブロワー容量を大きくしなければならない等の
必要性が生じ、発熱振動体自体が高価で容量の大きなも
のとなる結果となっている。
なされたもので、発熱振動体の放熱を妨げることなく振
動を防ぐことのできるゴムおよび/またはプラスチック
成型物を得ることを目的とする。
/またはプラスチックを主体としたポリマーに金属微粉
末と(a)金属酸化物,金属窒化物およびこれらのいず
れかを含む充填剤からなる群より選択された少なくとも
1種の充填剤と(b)結晶性シリカ,炭化硅素,酸化硅
素およびこれらのいずれかを含む充填剤からなる群より
選択された少なくとも1種の充填剤とを配合し、損失弾
性率が2×102 ηKg/cm2 以上で熱伝導率が0.
4Kcal/m.h.℃以上の組成物とするとともに所
望の形状に成型した成型物を得て、上記課題を解決した
ものである。
とそれに固定される発熱振動体との間隙に充填して用い
ることにより、振動体ケースからの必要な放熱を妨げる
ことなく、かつ振動体からの振動をも防止できる作用を
有する。
る。図1,図2は本発明の制振性と熱伝導性を有するゴ
ムおよび/またはプラスチック成型物をブロック形状
(図1)、シートまたはテープ形状(図2)に成型した
ときの形状を例示する斜視図であって、ゴムおよび/ま
たはプラスチックを主体とするポリマー2に、金属微粉
末3と、熱伝導率が0.5Kcal/m.h.℃以上
の、(a)金属酸化物,金属窒化物およびこれらのいず
れかを含む充填剤からなる群より選択された少なくとも
1種の充填剤と(b)結晶性シリカ,炭化硅素,酸化硅
素もしくはこれらのいずれかを含む充填剤からなる群よ
り選択された少なくとも1種の充填剤からそれぞれ選択
した充填剤4とを均一に混合分散し要すれば加硫剤を混
合して、未加硫,半加硫,または加硫状態で所望の制振
性能と熱伝導性を有するゴムおよび/またはプラスチッ
ク成型物1としたものである。
したこの発明の制振性と熱伝導性を有するゴムおよび/
またはプラスチック成型物(図2)の他例であって、使
用するに際し所望の幅、長さに裁断した2枚の成型物1
の間に金属帯5を内在せしめた積層成型物(図3)又は
1枚の成型物1の片面に配設した積層成型物(図4)の
断面図である。
成型物であって、図2〜図4の両面もしくは片面に粘着
剤層6を設けた場合の断面図である。
ー8を室外機底板7aに固定するに際し底板7aとリト
ラクター8間に充填した実施例を示す一部破断透視斜視
図である。尚、図中7bは底板7aに設けられた放熱孔
である。
成型物1(図2)を適宜裁断し、既存のモーターカバー
に取り付ける場合のカバー9とセットされた状態の実施
例を示す一部破断斜視図である。
例を示す斜視図である。
および/またはプラスチック成型物1に使用するポリマ
ー2としてのゴムは、例えば天然ゴム,イソプレンゴ
ム,ブタジエンゴム,ブチルゴム,ニトリルゴム,アク
リルゴム,クロロプレンゴム,エチレン−プロピレンゴ
ム,シリコーンゴム,ポリイソブチレン,ブタジエン−
スチレンゴム,ポリサルファイドゴム,ノルボーネンゴ
ム,ウレタンゴム,スチレン−ブタジエン−スチレンブ
ロックコポリマー,スチレン−イソプレン−スチレンブ
ロックコポリマー,塩素化ポリエチレン等が、またプラ
スチックとしては例えばポリエチレン樹脂,ポリスチレ
ン樹脂,ポリ塩化ビニル樹脂,ポリプロピレン樹脂,ポ
リエステル樹脂,ウレタン樹脂,ABS樹脂等があげら
れ、さらにゴムとプラスチックのブレンドとしては例え
ばニトリルゴム,ブチルゴム,クロロプレンゴム,エチ
レンプロピレンゴムとポリエチレン樹脂のブレンドもし
くはニトリルゴムとポリ塩化ビニルのブレンドが好適に
使用される。
導性を有する充填剤4における(a)金属酸化物,金属
窒化物およびこれらのいずれかを含んでいる充填剤から
なる群より選択される充填剤としては例えば酸化アルミ
ニウム,酸化亜鉛,酸化鉄,酸化鉛,酸化マグネシウ
ム,窒化アルミニウム,窒化ほう素,窒化マグネシウ
ム、また、(b)結晶性シリカ,炭化硅素,酸化硅素お
よびこれらのいずれかを含む充填剤からなる群から選択
される充填剤としては例えば結晶性シリカ,炭化硅素,
酸化硅素,炭酸カルシウム,クレー,タルク,炭酸マグ
ネシウム,ホワイトカーボン等があげられる。これら充
填剤はその熱伝導率が0.5Kcal/m.h.℃以上
の熱伝導性を有するものが好適である。また両者は、成
型物1が所望の熱伝導率を有するように配合比率が3:
7〜7:3の範囲で配合するのがよい。
の軟化剤,ロジン,石油樹脂等の粘着付与剤,顔料,加
硫促進剤,加硫剤,老化防止剤等,他の添加剤も適宜選
択されて使用される。
ーに混合分散されるべき金属微粉末3としては例えば
金,銀,銅,鉛,アルミニュウム,マンガン,ニッケ
ル,クロム,亜鉛又はこれらのケイ素合金が適当であ
る。
しめた又は片面に設けたシートまたはテープ形状を有す
る成型物の場合に用いる金属帯5としては、例えばアル
ミ,銅,鉄等の板、シート、フィルムよりなるものを用
いる。
成型物1に用いられる粘着剤層6の形成に用いる粘着剤
としては、ホットメルトタイプ,溶剤タイプ,水系タイ
プのいずれでもよい。またこの層6は、厚みとして10
μ〜100μの範囲、即ち成型物1の制振効果を妨げな
い程度の薄さとすることが必要である。尚、図5〜図1
1においてはシートまたはテープ状成型物(図2)につ
いて粘着剤層6を設ける場合についてのみ例示したが、
他の形状、例えばブロック状等の成型物においてもその
表面もしくは内面に部分的もしくは全面に粘着剤層6を
設けることができる。
を有する成型物1における充填剤4および金属微粉末3
について詳述する。即ち、ゴムおよび/またはプラスチ
ックの弾性ポリマー2に金属微粉末3を添加することに
よって、柔軟で比重の重い制振性を有するシートを得る
ことができることはこの発明者らによりすでに明らかに
されている(特公昭60−25232号公報、実開平3
−99247号公報)。しかしこの発明のゴムおよび/
またはプラスチック成型物1は、制振性に加えて熱伝導
性を有することが必要である。例えば熱伝導性について
は図12の実施例に示すごとく室外機7の底板7aとリ
トラクター(抵抗機)8の間に内在して、リトラクター
(抵抗機)等発熱体本体からの発熱を蓄熱することなく
室外機7の底板7aに付設した放熱孔7bからスムーズ
に熱を放出することが必要である。そしてこの効果は金
属微粉末3のみの添加では製品加工性、物性の保持等の
点から要求品質を充分に満たすこと困難である。
果、前記ベースポリマーに金属微粉末3と共に金属酸化
物もしくは金属酸化物を含む無機充填剤を配合すること
によりその熱伝導性を改善しうることを見いだした(実
開平3−99247号公報)。しかしその後の研究によ
り、発明者らは金属微粉末3と共に加える金属酸化物も
しくは金属酸化物を含む充填剤を金属窒化物あるいは結
晶性シリカ,酸化硅素,炭化硅素またはこれらを含む充
填剤に置き換えることにより、同等もしくは若干上回る
熱伝導性効果が得られることを見いだした。さらに発明
者らは、(a)金属酸化物,金属窒化物およびこれらの
いずれかを含む充填剤からなる群より選択された少なく
とも1種の充填剤と(b)結晶性シリカ,酸化硅素,炭
化硅素,およびこれらのいずれかを含んでいる充填剤か
らなる群より選択された少なくとも1種の充填剤とを併
用して金属微粉末3と共に加えることにより前二者より
一層良好な熱伝導性を得ることを見いだし本発明に到達
したのである。
を主体とするポリマー2に、熱伝導率が0.5Kcal
/m.h.℃以上の、(a)金属酸化物,金属窒化物お
よびこれらのいずれかを含んでいる充填剤からなる群よ
り選択された少なくとも1種の充填剤と、(b)結晶性
シリカ,炭化硅素,酸化硅素,およびこれらのいずれか
を含む充填剤からなる群より選択された少なくとも1種
の充填剤とからそれぞれ選択した充填剤4とをバンバリ
ー、ニーダー、オープンロール等を用いて、均一に混合
分散し、次いでまたは同時に制振性と熱伝導性を付与で
きる金属微粉末3を徐々に添加配合し、その後、押出機
またはカレンダーまたはプレス機等を用いて、得られた
配合物を所望の形状に成型し、要すれば裁断することに
より熱伝導率が0.4Kcal/m.h.℃以上、損失
弾性率が2×102 ηKg/cm2 以上の要求品質を満
足する成型物を得ることに成功しこの発明に到ったもの
である。
対して十分な制振性を得るためには、比重1.8以上の
高比重を持つ柔らかな成型物1であるのが特に好まし
い。又、熱伝導性を持つためにはまず使用するポリマー
の熱不良導体性を改質することが必要であり、このため
にはそれ自体が使用ポリマーに比し数倍の熱伝導度を持
ち、かつポリマーとの相溶性がよく、ポリマー中に均一
に分散できる配合剤を添加することが必要である。さら
に、量的にも、ポリマーの弾性性質をそこねるような大
量の添加をしなければ制振効果が得られないような配合
剤は好ましくない。
誤を繰り返した結果、ポリマーの熱不良導体性を改質で
きかつ制振性を付与でき、さらに加工上簡単に所望の形
状に成型できるできるためには、ポリマーの熱伝導性改
質剤として、熱伝導率が0.5Kcal/m.h.℃以
上の熱伝導率を有する、平均粒子径が0.01μ〜30
μの(a)金属酸化物,金属窒化物,およびこれらのい
ずれかを含む充填剤からなる群より選択された少なくと
も1種の充填剤と(b)結晶性シリカ,炭化硅素,酸化
硅素,およびこれらのいずれかを含む充填剤からなる群
より選択された少なくとも1種の充填剤との併用が好適
であり、さらにこの配合物に金属微粉末を添加すること
により柔軟性があって、比重1.8以上の高比重の所望
の熱伝導性と制振性を有する成型物1が得られることを
見いだしたのである。尚、充填剤の総添加量としてはゴ
ムおよび/またはプラスチック100重量部に対し、5
0〜200重量部の範囲が望ましく、両充填剤の配合比
率としては7:3〜3:7の範囲が適当である。これは
50重量部以下ではポリマーの熱不良導体性が改質でき
ず、200重量部以上では金属微粉末をさらに加える関
係上ポリマーの弾性性質を保持し得ないばかりか組成物
の成型時の加工性を困難にするからである。また、配合
比率が7:3〜3:7の範囲を超えるものについては両
充填剤の相乗効果を得ることが困難である。尚、平均粒
子径が0.01μより以下の充填剤は見かけ比重が軽す
ぎ、ポリマーに配合することが困難であり、30μより
以上の平均粒子径を持つ充填剤はポリマーの補強効果を
著しく損なうので好ましくない。
剤を50〜200重量部含む配合において、ゴムおよび
/またはプラスチック100重量部に対して100〜4
00重量部が好適である。これは100重量部以下では
得られる配合物の比重が軽すぎ、希望する制振性が得ら
れず、500重量部以上では高充填部数のため希望の物
性を保持し得なくなるからである。又粒径については1
00メッシュより以下では平均粒子径が大きくなりす
ぎ、ポリマーとの相溶性,分散が悪く不適であり、平均
粒子径が比較的小さく、配合物との相溶性,分散がよい
100メッシュ以上が適当である。一方、本用途の好適
な制振性及び熱伝導性としては、実験により制振性とし
て、損失弾性率が2×102 ηKg/cm2 以上、熱伝
導率が0.4Kcal/m.h.℃であることが認めら
れた。即ち、2×102 ηKg/cm2 以下の損失弾性
率をもつ成型物では制振性が用途的に不十分であり、
0.4Kcal/m.h.℃以下の熱伝導率では、例え
ば図12に示すような場合においては室外機7の底板7
aに設けた放熱孔7bからの速やかな熱の放出が実現で
きず、成型物1の保温効果により、室外機即ち発熱振動
体ケース7の内部温度が上昇する結果になってしまうか
ら不適である。
の他の1例であるシート状成型物は金属帯5を内在せし
めるかあるいは片面に有する構造をとるため、金属帯5
の良好な熱伝導性と相まって、シートまたはテープ状成
型物の熱伝導性の効果を一層高める。
性熱伝導性シート状成型物は、粘着剤層6がその片面又
は両面に塗布されているため、底板7aまたはリトラク
ター8またはその双方との密着性が良く、リトラクター
等振動体8からの振動によるケースの振動共鳴を防ぐの
により有効である。
粒子径10μmの結晶性シリカ30重量部と平均粒子径
10μmの酸化アルミニウム30重量部をバンバリーに
て均一に混合分散したベース配合物に100メッシュの
鉄粉350重量部をニーダーで徐々に加え均一に混合分
散してNBR配合物を得た。次いでこの配合物をオープ
ンローンで約5mmにシーティングし、得られたシート
を重ね合わせてプレスして厚さ15mm長さ75mm幅
50mmの図1に示すようなブロック状成型物(実験例
1)を得た。又同様にして得たNBR配合物を厚さ2.
0mmにカレンダーでシーティングしたシート状成型物
を長さ75mm幅50mmに裁断した後、これをアルミ
板(厚さ11mm長さ75mm幅50mm)の両面に貼
り合わせて図3に示すような積層成型物(実験例2)を
得た。さらに、実験例1のブロック状成型物の両面(表
裏)に溶剤タイプのアクリル粘着剤50μを塗布して図
5に示すような糊付成型物(実験例3)を得た。これら
の成型物について、熱伝導性を測定すると共に、これら
の成型物を2枚の鉄板(SPCC鋼板厚さ0.8mm)
にはさみ、損失弾性率を測定したところ表1の結果を得
た。尚、参考として金属酸化物と鉄粉結晶性シリカ
と鉄粉をそれぞれ実験例1と同部数配合し実験例3と同
様に作成した場合(参考1)(参考2)、純ゴム配合
(充填剤および鉄粉を含まないもの)の加硫シートを用
いた場合(参考3)、及び成型物をはさまないで単に
鉄板を重ねた場合の損失弾性率(参考4)の測定結果も
合わせて表1に示す。
物は優れた制振効果と良好な熱伝導率を有することが認
められた。
熱伝導性を有するゴムおよび/またはプラスチック成型
物は、ゴムおよび/またはプラスチックを主体とするポ
リマーに熱伝導性を有する充填剤と金属の微粉末を均一
に配合した成型物であり、制振性及び熱伝導性に優れて
いるため従来の振動発熱体のケース全体をフェルト状の
軟らかい材質で包み、さらにその上から鉛あるいは比重
の大きなシート等で包む方法に比較して以下の点で優れ
た効果を発揮する。 施工時、カバーケース内の振動発熱体を例えばケース
底板に固定するに際し底板と当該振動発熱体の間に成型
物を充填するだけの簡単な作業で作業が完了し、カバー
ケース全体を覆う従来方法に比較して飛躍的に作業性が
改善される。 又、カバーケース内において、成型物を使用するだけ
でよいため、カバーケースは容量的に小さなものとな
り、材料的にも節約できる他、設置に際し置き場所をと
らないという大きなメリットがある。 施工後、発熱振動体は屋外で使用されることも多い
が、風雨に曝されてもカバーケース内にこの発明成型物
が充填されているため、老化して亀裂やへたりを生じる
ことがなく発熱体本体からの発熱に対して蓄熱すること
なく放熱効果を持続できるので発熱振動体の寿命が伸び
る。 更に、前述の原因で、作業のやり直しを行なう必要は
なくなり、工事費用が極めて安くなり経済的にも改善さ
れる。 加えて、もう一つの問題点である、発熱体本体からの
発熱に対しては、従来方法ではほとんど放熱効果は期待
できず、むしろ保温する結果となっていたが、この発明
は熱伝導性のよい成型物であるため、放熱孔を通じてケ
ース外への速やかな放熱が実現できる。 尚、この発明の成型物はその付随的な効果として防音効
果も有する。
斜視図である。
状成型物の斜視図である。
面図である。
断面図である。
す断面図である。
す断面図である。
す断面図である。
す断面図である。
す断面図である。
示す断面図である。
のを示す断面図である。
例を示す図である。
モーターカバーに施工した状態を示す図である。
物の斜視図である。
物の斜視図である。
物の斜視図である。
視図である。
の斜視図である。
の斜視図である。
の斜視図である。
Claims (8)
- 【請求項1】ゴムおよび/またはプラスチックを主体と
するポリマーに金属微粉末と(a)金属酸化物,金属窒
化物およびこれらのいずれかを含んでいる充填剤からな
る群より選択された少なくとも1種の充填剤と(b)結
晶性シリカ,炭化硅素,酸化硅素およびこれらのいずれ
かを含んでいる充填剤からなる群より選択された少なく
とも1種の充填剤とを配合して成型された成型物であっ
て、損失弾性率が2×102ηKg/cm2以上で熱伝導
率が0.4Kcal/m.h.℃以上の制振性及び熱伝
導性を有することを特徴とする制振性と熱伝導性を有す
るゴムおよび/またはプラスチック成型物。 - 【請求項2】金属微粉末と共に配合されている充填剤が
熱伝導率0.5Kcal/m.h.℃以上の熱伝導性を
有する充填剤であることを特徴とする請求項1の制振性
と熱伝導性を有するゴムおよび/またはプラスチック成
型物。 - 【請求項3】金属微粉末と共に配合されている熱伝導性
を有する充填剤の量がゴムおよび/またはプラスチック
100重量部に対しその総量で50〜200重量部であ
ることを特徴とする請求項1または2の制振性と熱伝導
性を有するゴムおよび/またはプラスチック成型物。 - 【請求項4】(a)金属酸化物,金属窒化物,およびこ
れらのいずれかを含んでいる充填剤からなる群より選択
された少なくとも1種の充填剤と(b)結晶性シリカ,
炭化硅素,酸化硅素およびこれらのいずれかを含んでい
る充填剤からなる群より選択された少なくとも1種の充
填剤の配合比率が7:3〜3:7の範囲であることを特
徴とする請求項1〜3のいずれかの制振性と熱伝導性を
有するゴムおよび/またはプラスチック成型物。 - 【請求項5】熱伝導性を有する充填剤と共に配合される
金属微粉末が100メッシュ以上の粒径を有する金属微
粉末であって、その混合量がゴムおよび/またはプラス
チック100重量部に対して100〜400重量部であ
ることを特徴とする請求項1〜4のいずれかの制振性と
熱伝導性を有するゴムおよび/またはプラスチック成型
物。 - 【請求項6】比重が1.8以上であることを特徴とする
請求項1〜5のいずれかの制振性と熱伝導性を有するゴ
ムおよび/またはプラスチック成型物。 - 【請求項7】成型物の両面またはいずれか一面以上の面
に粘着剤層を設けたことを特徴とする請求項1〜6のい
ずれかの制振性と熱伝導性を有するゴムおよび/または
プラスチック成型物。 - 【請求項8】成型物がシート状またはテープ状成型物で
あって金属帯を内在せしめたもしくは片面に配設した積
層成型物であることを特徴とする請求項1〜6のいずれ
かの制振性と熱伝導性を有するゴムおよび/またはプラ
スチック成型物。
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