CN108884304A - 风扇 - Google Patents
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Abstract
一种风扇,其包含聚酯树脂组合物,所述聚酯树脂组合物含有:由二羧酸成分和二醇成分构成的例如聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂等热塑性聚酯树脂(A);选自增塑剂和弹性体中的1种或2种以上(B);以及无机填充剂(C)。本发明的风扇作为结构部件尽管弯曲弹性模量高,但振动时间短,因此,即使在产生振动、声音的制品机器、装置、结构物中配置在振动、声音的发生源周围,也会抑制所产生的振动,作为其结果,起到降低与制品/装置性能有关的多余的振动、或者令人不快的振动或振动音、噪音/杂音的优异效果。
Description
技术领域
本发明涉及风扇。更详细而言,涉及在音响设备、电气制品、交通工具、建筑物、产业用设备等中使用的风扇。
背景技术
近年来,逐渐要求应对各种机器的振动的措施,尤其在汽车、家电制品、精密仪器等领域中需要该措施。一般来说,作为减振性高的材料,可列举出使金属板与橡胶、沥青等振动吸收原材料贴合而成的材料;或者用金属板夹持振动吸收原材料而成的减振钢板之类的复合型材料。这些减振材料利用高刚性的金属板来保持形状,并利用振动吸收原材料来吸收振动。还可列举出:仅借助金属,利用双晶、强磁性使动能转化成热能从而吸收振动的合金型材料。其中,复合型材料由于使不同的原材料进行贴合而在成形加工性方面存在限制,且由于使用了金属钢板而存在制品自身变重的问题。此外,合金型材料也因仅使用金属而变重,进而减振性能不充分。
此外,作为在各种制品的结构部件中使用的零部件,有风扇。以往使用的风扇叶片即使实现了可耐受使用的高强度、高弹性模量,也主要在其安静化方面存在明显的课题。近年来,在送风冷却风扇的使用中,由于与装置处理能力的高性能化相伴的电路放热量的增大、与小型化相伴的高速旋转而逐渐要求安静性。但是,这些材料自身并未充分具备抑制风扇叶片所发出的振动噪音的功能,因此进行了降低风扇振动噪音的尝试。
截止至今,进行了改变风扇形状、降低振动音的风扇的发明(参照专利文献1)。该发明中,难以在抑制风扇产生的振动的同时,实现高送风效率。
此外,还报告了通过检测出风扇所产生的疏密波的相位并另行生成将其抵消的信号的主动控制而实现的相位控制电路的发明(参照专利文献2)。该方法中,需要除了风扇之外的相位控制装置,因此,从成本方面以及需要主动控制电路的电源方面等出发而残留课题。
因此,为了抑制风扇的噪音/振动,针对风扇所附带的减振材料进行了研究。例如,公开了使具有减振性的片粘接于风扇表面的方法(参照专利文献3、专利文献4)。然而,减振片因风扇旋转时的冲击而从风扇上剥落等在长期使用时的稳定性存在问题。此外,还报告了将具有减振效果的涂料涂布于风扇表面,从而形成减振性膜的方法(参照专利文献5)。此时,为了实现高减振效果而必须将具有减振效果的涂料涂布得较厚,但存在涂料越厚则越容易从风扇表面剥离等的问题点。
与此相对,作为使风扇自身的构成材料具备减振性来降低振动音的方法,专利文献6中记载了由减振性树脂组合物形成的静音风扇的发明,所述减振性树脂组合物是向聚酰胺系聚合物合金中配合使偶极距增大的活性成分而成的。此时,由于其是树脂与橡胶的混合物,因此流动性变高、弹性模量变低。反之,想要将弹性模量提高至可耐受风扇叶片用途的程度时,存在减振性能降低的缺点。即使是专利文献6中记载的静音风扇,其确保了作为风扇叶片所需的弹性模量,结果其减振效果不充分,在实施例可观察的最佳结果中,噪音水平的降低为-0.9dB(A),以声压计也停留在观察到小于10%的减振效果。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平9-184497号公报
专利文献2:日本特开平11-119781号公报
专利文献3:日本特开昭63-236633号公报
专利文献4:日本特开昭59-124843号公报
专利文献5:日本特开昭56-159158号公报
专利文献6:日本特开2002-212417号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明涉及尽管弯曲弹性模量高但仍然具有优异的振动衰减特性的风扇。
用于解决问题的方法
本发明涉及下述的〔1〕~〔2〕。
〔1〕一种风扇,其包含聚酯树脂组合物,所述聚酯树脂组合物含有:由二羧酸成分和二醇成分构成的热塑性聚酯树脂(A);选自增塑剂和弹性体中的1种或2种以上(B);以及无机填充剂(C)。
〔2〕一种降低振动音的方法,其特征在于,使用上述〔1〕所述的风扇。
发明的效果
本发明的风扇作为结构部件尽管弯曲弹性模量高但振动时间短,因此,即使在产生振动、声音的制品机器、装置、结构物中配置在振动、声音的发生源周围,也会抑制所产生的振动,作为其结果,起到降低与制品/装置性能有关的多余的振动、或者令人不快的振动或振动音、噪音/杂音的优异效果。
此外,抑制对风扇自身施加振动时产生的振动,通过该效果,能够降低风扇旋转时的多余或令人不快的振动音、杂音。
进而,在风扇旋转时,在由转速、风扇叶片的片数算出的频率方面,旋转振动音、干扰噪音等旋转噪音变大。可以认为:该频率与成形体的共振频率重叠时,振动音、杂音进一步变大,但通过使用本发明的风扇,能够降低振动、噪音/杂音。
附图说明
图1是损失系数的测定中使用的夹具的示意图。
图2是风扇的噪音测定中使用的夹具的示意图。
图3是风扇的振动试验与噪音试验的结果的示意图。
图4是构成风扇的树脂组合物的损失系数温度依赖性试验的结果的示意图。
图5是风扇的噪音测定中使用的夹具的示意图。
图6是风扇的频率与噪音的关系的示意图。
图7是风扇的噪音测定中使用的夹具的示意图。
具体实施方式
本发明的风扇由聚酯树脂组合物构成,所述聚酯树脂组合物含有:由二羧酸成分和二醇成分构成的热塑性聚酯树脂(A);选自增塑剂和弹性体中的1种或2种以上(B);以及无机填充剂(C)。本说明书中,有时也将由所述树脂组合物构成的风扇记作本发明的风扇。
一般来说,如果向树脂中添加无机填充剂,则树脂组合物整体的弹性模量提高,但损失系数降低。该损失系数的降低的原因在于,通过添加填充剂,树脂组合物中的树脂比例减少,因此树脂部分的能量损失量减少。因而,本发明中发现:通过向所述体系中添加增塑剂和/或弹性体,能够赋予柔软性而容易发生能量损失,在提高树脂组合物的弹性模量的同时,抑制损失系数的降低。进而可推测:在本发明的风扇中,在树脂或者增塑剂和/或弹性体与无机填充剂之间的界面处产生摩擦而发生能量损失,从而抑制损失系数的进一步降低。
以下,针对构成本发明的风扇的聚酯树脂组合物进行说明。
〔聚酯树脂组合物〕
[热塑性聚酯树脂(A)]
本发明中的热塑性聚酯树脂(A)由二羧酸成分和二醇成分构成,可通过二羧酸成分与二醇成分的缩聚的组合来获得。需要说明的是,本说明书中,二羧酸成分包括二羧酸及其低级酯衍生物,将它们统称为二羧酸成分。
作为构成热塑性聚酯树脂(A)的二羧酸成分,可以使用脂肪族二羧酸、脂环式二羧酸、芳香族二羧酸、具有呋喃环的二羧酸。具体而言,作为脂肪族二羧酸,优选总碳数为2~26的脂肪族二羧酸,可列举出例如丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、癸二酸、十二烷二酸、二聚酸、二十烷二酸、庚二酸、壬二酸、甲基丙二酸、乙基丙二酸。作为脂环式二羧酸,优选总碳数为5~26的脂环式二羧酸,可列举出例如金刚烷二甲酸、降冰片烯二甲酸、环己烷二甲酸、十氢萘二甲酸。作为芳香族二羧酸,优选总碳数为8~26的芳香族二羧酸,可列举出例如对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、1,4-萘二甲酸、1,5-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸、1,8-萘二甲酸、4,4’-二苯基二甲酸、4,4’-二苯基醚二甲酸、5-磺酸钠间苯二甲酸、苯基茚烷二甲酸、蒽二甲酸、菲二甲酸、9,9’-双(4-羧基苯基)芴酸。作为具有呋喃环的二羧酸,优选总碳数为6~26的具有呋喃环的二羧酸,可列举出例如2,5-呋喃二甲酸。它们可以单独使用或者组合使用两种以上。其中,从提高热塑性聚酯树脂(A)的Tg、提高刚性的观点出发,优选为选自琥珀酸、戊二酸、己二酸、环己烷二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、1,4-萘二甲酸、1,5-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸、1,8-萘二甲酸和2,5-呋喃二甲酸中的1种或2种以上,更优选为选自琥珀酸、环己烷二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、2,6-萘二甲酸和2,5-呋喃二甲酸中的1种或2种以上,进一步优选为选自对苯二甲酸和2,5-呋喃二甲酸中的1种或2种。
作为构成热塑性聚酯树脂(A)的二醇成分,可以使用脂肪族二醇、脂环式二醇、芳香族二醇、具有呋喃环的二醇。具体而言,作为脂肪族二醇,优选总碳数为2~26的脂肪族二醇和聚亚烷基二醇,可列举出例如乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇。作为脂环式二醇,优选总碳数为3~26的脂环式二醇,可列举出例如环己烷二甲醇、氢化双酚A、螺环二醇、异山梨醇(ISOSORBIDE)。作为芳香族二醇,优选总碳数为6~26的芳香族二醇,可列举出例如双酚A、双酚A环氧烷烃加成物、1,3-苯二甲醇、1,4-苯二甲醇、9,9’-双(4-羟基苯基)芴、2,2’双(4’-β-羟基乙氧基苯基)丙烷。作为具有呋喃环的二醇,优选总碳数为4~26的具有呋喃环的二醇,可列举出例如2,5-二羟基呋喃。它们可以单独使用或者组合使用两种以上。其中,从提高减振性的观点出发,优选为选自乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、环己烷二甲醇、氢化双酚A、异山梨醇(ISOSORBIDE)、双酚A、双酚A环氧烷烃加成物、1,3-苯二甲醇、1,4-苯二甲醇和2,5-二羟基呋喃中的1种或2种以上,更优选为选自乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、环己烷二甲醇、氢化双酚A和2,5-二羟基呋喃中的1种或2种以上。
此外,作为二羧酸成分与二醇成分的组合,从提高热塑性聚酯树脂(A)的Tg、提高刚性的观点出发,优选二羧酸或二醇中的任一者或两者包含芳香族环、脂环、呋喃环。具体而言,二羧酸成分为选自芳香族二羧酸、脂环式二羧酸和具有呋喃环的二羧酸中的1种或2种以上时,优选为其与选自脂肪族二醇、芳香族二醇、脂环式二醇和具有呋喃环的二醇中的1种或2种以上的组合,更优选为其与选自脂肪族二醇和芳香族二醇中的1种或2种以上的组合。二羧酸成分为脂肪族二羧酸时,优选为其与选自芳香族二醇、脂环式二醇和具有呋喃环的二醇中的1种或2种以上的组合,更优选为其与1种或2种以上的芳香族二醇的组合。
上述二羧酸成分与上述二醇成分的缩聚没有特别限定,可以按照公知的方法来进行。
从赋予可自行支承形状的刚性、提高成形加工性的观点、以及提高耐热性的观点出发,所得的热塑性聚酯树脂(A)的玻璃化转变温度(Tg)优选为20℃以上、更优选为25℃以上、进一步优选为30℃以上、更进一步优选为35℃以上。此外,从提高减振性的观点出发,优选为160℃以下、更优选为150℃以下、进一步优选为140℃以下、更进一步优选为130℃以下。为了使玻璃化转变温度达到上述温度,控制聚酯树脂的骨架结构是有效的。例如,将芳香族二羧酸成分、脂环式二醇成分等刚直成分用作原料来制备热塑性聚酯树脂时,能够提高玻璃化转变温度。需要说明的是,在本说明书中,树脂和弹性体的玻璃化转变温度可按照后述实施例中记载的方法进行测定。
此外,本发明中的热塑性聚酯树脂(A)优选具有结晶性。一般来说,树脂的结晶部与非晶部在弹性模量方面存在差异,因此,仅由非晶部或结晶部构成的树脂基质是均匀结构,因此,相对于振动不会产生大的应变,能量损失小。另一方面,结晶部与非晶部混合存在的树脂基质会形成弹性模量不同的不均匀的连续表面波度,被施加振动时,在弹性模量低的非晶部局部地产生较大的应变,其结果,产生基于应变的剪切摩擦,能量损失提高。因而,热塑性聚酯树脂通常是非晶部的比例多的树脂,但可以认为:本发明通过使其具备结晶性,能够进一步提高树脂基质的能量损失。此外可推测:本发明由于分散有增塑剂和/或弹性体(B),因此,非晶部因柔软化或上述成分(B)而被赋予柔软性,弹性模量进一步降低,上述效果增加,因此损失系数进一步变大,能够得到减振性和振动音防止性更优异的风扇。作为制备具有结晶性的热塑性聚酯树脂的方法,可列举出二羧酸成分和二醇成分使用高纯度物的方法、使用侧链少的二羧酸成分和二醇成分的方法。需要说明的是,本说明书中,具有结晶性是指:按照JIS K7122(1999),以20℃/分钟的升温速度将树脂从25℃加热至300℃为止,在该状态下保持5分钟后,接下来,以-20℃/分钟冷却至达到25℃以下时,观察到与结晶化相伴的放热峰的树脂。更详细而言,是指由放热峰的面积求出的结晶化焓ΔHmc达到1J/g以上的树脂。构成本发明的热塑性聚酯树脂(A)可以使用结晶化焓ΔHmc优选为5J/g以上、更优选为10J/g以上、进一步优选为15J/g以上、进一步优选为30J/g以上的树脂。
作为热塑性聚酯树脂(A)的具体例,从刚性、耐热性、减振性的观点出发,优选为由对苯二甲酸和乙二醇构成的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET树脂、Tg:70℃)、由对苯二甲酸和1,3-丙二醇构成的聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT树脂、Tg:50℃)、由对苯二甲酸和1,4-丁二醇构成的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT树脂、Tg:50℃)、由对苯二甲酸和1,4-环己烷二甲醇构成的对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯(PCT树脂、Tg:95℃)、由2,6-萘二甲酸和乙二醇构成的聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN树脂、Tg:121℃)、由2,6-萘二甲酸和1,4-丁二醇构成的聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN树脂、Tg:78℃)、由2,5-呋喃二甲酸和乙二醇构成的聚呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF树脂、Tg:87℃)、由2,5-呋喃二甲酸和1,4-丁二醇构成的聚呋喃二甲酸丁二醇酯(PBF树脂、Tg:35℃),更优选为由对苯二甲酸和乙二醇构成的聚对苯二甲酸乙二醇酯、由对苯二甲酸和1,3-丙二醇构成的聚对苯二甲酸丙二醇酯、由对苯二甲酸和1,4-丁二醇构成的聚对苯二甲酸丁二醇酯、由2,6-萘二甲酸和乙二醇构成的聚萘二甲酸乙二醇酯、由2,5-呋喃二甲酸和乙二醇构成的聚呋喃二甲酸乙二醇酯。它们可以单独使用或者组合使用两种以上。
从提高损失系数的观点出发,在构成风扇的聚酯树脂组合物中,热塑性聚酯树脂(A)的含量优选为50质量%以上,更优选为55质量%以上,进一步优选为60质量%以上。此外,从提高弹性模量的观点出发,优选为90质量%以下,更优选为80质量%以下,进一步优选为75质量%以下,进一步优选为70质量%以下。
[增塑剂和/或弹性体(B)]
作为本发明中的成分(B),使用选自增塑剂和弹性体中的1种或2种以上。需要说明的是,本说明书中,有时也将选自增塑剂和弹性体中的1种或2种以上统称为成分(B)。
(增塑剂)
作为本发明中的增塑剂,优选包含选自聚酯系增塑剂、多元醇酯系增塑剂、多元羧酸酯系增塑剂、以及下述通式(I)所示的化合物中的1种或2种以上。
[化学式1]
(式中,A1和A2各自独立地表示碳数4以上且18以下的烷基、碳数7以上且18以下的芳烷基、或者它们与(聚)氧亚烷基加成物形成的单醚或二醚;n为0或1;X表示-SO2-、-O-、-CR1R2-、-S-中的任一者;此处,R1和R2各自独立地为H或碳数4以下的烷基;R3和R4各自独立地表示-O-、-CO-、-CH2-中的任一者)
作为聚酯系增塑剂的具体例,可列举出:优选为碳数2~12、更优选为碳数2~6的二羧酸与优选为碳数2~12、更优选为碳数2~6的二醇或其(聚)氧亚烷基加成物形成的聚酯等。作为二羧酸,可列举出琥珀酸、己二酸、癸二酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸等,作为二醇,可列举出丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇等。此外,可以将聚酯末端的羟基、羧基用单羧酸、单醇制成酯而进行封链。
作为多元醇酯系增塑剂的具体例,可列举出:多元醇或其(聚)氧亚烷基加成物与优选为碳数1~12、更优选为碳数1~6、进一步优选为碳数1~4的单羧酸形成的单酯、二酯或三酯等。作为多元醇,可列举出聚乙二醇、聚丙二醇、甘油、上述二醇等。作为单羧酸,可列举出乙酸、丙酸等。
作为多元羧酸酯系增塑剂,可列举出多元羧酸与优选为碳数1~12、更优选为碳数1~6、进一步优选为碳数1~4的单醇或其(聚)氧亚烷基加成物形成的单酯、二酯或三酯等。作为多元羧酸,可列举出偏苯三甲酸、上述二羧酸等。作为单醇,可列举出甲醇、乙醇、1-丙醇、1-丁醇和2-乙基己醇等。
通式(I)中的A1和A2各自独立地表示碳数4以上且18以下的烷基、碳数7以上且18以下的芳烷基、或者它们与(聚)氧亚烷基加成物形成的单醚或二醚。
碳数4以上且18以下的烷基可以为直链,也可以为支链。烷基的碳数为4以上且18以下,从提高结晶化速度的观点出发,优选为6以上,从耐渗出性的观点出发,优选为15以下、更优选为12以下、进一步优选为10以下。具体而言,可例示出丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十六烷基、十八烷基等。
从提高结晶化速度的观点出发,碳数7以上且18以下的芳烷基的碳数优选为8以上,此外,从耐渗出性的观点出发,优选为15以下、更优选为12以下、进一步优选为10以下。具体而言,可例示出苄基、苯乙基、苯基丙基、苯基戊基、苯基己基、苯基庚基、苯基辛基等。
此外,上述烷基或芳烷基与(聚)氧亚烷基加成物形成的单醚或二醚可列举出其与具有碳数优选为2~10、碳数更优选为2~6、进一步优选为2~4的亚烷基的(聚)氧亚烷基形成的醚。此外,(聚)氧亚烷基是指氧亚烷基或聚氧亚烷基。
通式(I)中的n为0或1。
通式(I)中的X表示-SO2-、-O-、-CR1R2-、-S-中的任一者,优选为-SO2-、-O-。此处,R1和R2各自独立地为H或碳数4以下的烷基。作为碳数4以下的烷基,可以为直链,也可以为支链,可例示出例如甲基、乙基、丙基、丁基。
通式(I)中的R3和R4各自独立地表示-O-、-CO-、-CH2-中的任一者。
作为通式(I)所示的化合物的具体例,可列举出例如以下的化合物。
[化学式2]
这些聚酯系增塑剂、多元醇酯系增塑剂、多元羧酸酯系增塑剂、以及上述通式(I)所示的化合物可按照公知的方法来制备。此外,可以使用市售品。
此外,作为增塑剂,从提高损失系数的观点出发,优选包含选自具有(聚)氧亚烷基或碳数2~10的亚烷基的、聚酯系增塑剂、多元醇酯系增塑剂、多元羧酸酯系增塑剂、以及通式(I)所示的化合物中的1种或2种以上,更优选包含选自具有(聚)氧亚烷基的、聚酯系增塑剂、多元醇酯系增塑剂、多元羧酸酯系增塑剂、以及通式(I)所示的化合物中的1种或2种以上。此处,作为氧亚烷基,具有碳数优选为2~10、碳数更优选为2~6、进一步优选为2~4的亚烷基,进一步优选为氧亚乙基、氧亚丙基或氧亚丁基,更进一步优选为氧亚乙基或氧亚丙基。
进而,作为增塑剂,从提高损失系数的观点出发,优选包含选自以下的化合物组(A)~(C)中的1种或2种以上,此外,更优选包含选自以下的化合物组(A)和(B)中的1种或2种以上。组合使用2种以上时,可以彼此是相同的化合物组,也可以彼此是不同的化合物组。
化合物组(A):分子中具有2个以上的酯基的酯化合物,构成该酯化合物的醇成分中的至少1种是每1个羟基平均加成有0.5~5摩尔的碳数2~3的环氧烷的醇
化合物组(B):式(II)所示的化合物
R5O-CO-R6-CO-〔(OR7)mO-CO-R6-CO-〕nOR5 (II)
(式中,R5是碳数为1~4的烷基;R6是碳数为2~4的亚烷基;R7是碳数为2~6的亚烷基;m表示1~6的数;n表示1~12的数;其中,所有R6任选相同或不同,所有R7任选相同或不同)
化合物组(C):分子中具有2个以上的酯基的酯化合物,构成该酯化合物的醇成分为单醇
化合物组(A)
作为化合物组(A)中包含的酯化合物,优选为分子中具有2个以上的酯基的多元醇酯或多元羧酸醚酯,构成该酯化合物的醇成分中的至少1种是每1个羟基平均加成有平均0.5~5摩尔的碳数2~3的环氧烷的醇。
作为具体化合物,优选为乙酸与甘油的环氧乙烷平均3~6摩尔加成物(每1个羟基加成有1~2摩尔的环氧乙烷)形成的酯、乙酸与环氧乙烷的平均加成摩尔数为4~6的聚乙二醇形成的酯、琥珀酸与环氧乙烷的平均加成摩尔数为2~3的聚乙二醇单甲基醚(每1个羟基加成有2~3摩尔的环氧乙烷)形成的酯、己二酸与二乙二醇单甲基醚形成的酯、对苯二甲酸与环氧乙烷的平均加成摩尔数为2~3的聚乙二醇单甲基醚(每1个羟基加成有2~3摩尔的环氧乙烷)形成的酯、1,3,6-己烷三甲酸与二乙二醇单甲基醚形成的酯。
化合物组(B)
式(II)中的R5表示碳数为1~4的烷基,在1分子中存在2个,并存在于分子的两末端。如果R5的碳数为1~4,则可以为直链,也可以为支链。作为烷基的碳数,从表现出耐着色性和增塑化效果的观点出发,优选为1~4,更优选为1~2。具体而言,可列举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、异丁基,其中,从提高损失系数的观点出发,优选为甲基和乙基,更优选为甲基。
式(II)中的R6表示碳数为2~4的亚烷基,作为适合例可列举出直链的亚烷基。具体而言,可列举出亚乙基、1,3-亚丙基、1,4-亚丁基,从提高损失系数的观点出发,优选为亚乙基、1,3-亚丙基、1,4-亚丁基,更优选为亚乙基。其中,所有R6任选相同或不同。
式(II)中的R7表示碳数为2~6的亚烷基,OR7以氧亚烷基的形式存在于重复单元中。如果R7的碳数为2~6,则可以为直链,也可以为支链。作为亚烷基的碳数,从提高损失系数的观点出发,优选为2~6,更优选为2~3。具体而言,可列举出亚乙基、1,2-亚丙基、1,3-亚丙基、1,2-亚丁基、1,3-亚丁基、1,4-亚丁基、2-甲基-1,3-亚丙基、1,2-亚戊基、1,4-亚戊基、1,5-亚戊基、2,2-二甲基-1,3-亚丙基、1,2-亚己基、1,5-亚己基、1,6-亚己基、2,5-亚己基、3-甲基-1,5-亚戊基,其中,优选为亚乙基、1,2-亚丙基、1,3-亚丙基。其中,所有R7任选相同或不同。
m表示氧亚烷基的平均重复数,从耐热性的观点出发,优选为1~6的数,更优选为1~4的数,进一步优选为1~3的数。
n表示重复单元的平均重复数(平均聚合度),为1~12的数。作为减振材料,从提高损失系数的观点出发,优选为1~12的数,更优选为1~6的数,进一步优选为1~5的数。平均聚合度可通过NMR等分析来求出,也可按照后述实施例中记载的方法来算出。
作为式(II)所示的化合物的具体例,优选R5均为甲基、R6为亚乙基或1,4-亚丁基、R7为亚乙基或1,3-亚丙基、m为1~4的数、n为1~6的数的化合物,更优选R5均为甲基、R6为亚乙基或1,4-亚丁基、R7为亚乙基或1,3-亚丙基、m为1~3的数、n为1~5的数的化合物。
式(II)所示的化合物只要具有上述结构,就没有特别限定,优选使下述(1)~(3)的原料发生反应来获得。此外,(1)与(2)或者(2)与(3)可以形成酯化合物。(2)可以为酸酐、酰卤。
(1)具有碳数为1~4的烷基的一元醇
(2)具有碳数为2~4的亚烷基的二羧酸
(3)具有碳数为2~6的亚烷基的二元醇
(1)具有碳数为1~4的烷基的一元醇
作为具有碳数为1~4的烷基的一元醇,是包含上述R5的醇,具体而言,可列举出甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1-丙醇、叔丁醇。其中,从提高损失系数的观点出发,优选为甲醇、乙醇、1-丙醇、1-丁醇,更优选为甲醇、乙醇,进一步优选为甲醇。
(2)具有碳数为2~4的亚烷基的二羧酸
作为具有碳数为2~4的亚烷基的二羧酸,是包含上述R6的二羧酸,具体而言,可列举出琥珀酸、戊二酸、己二酸和它们的衍生物、例如琥珀酸酐、戊二酸酐、琥珀酸二甲酯、琥珀酸二丁酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯等。其中,从提高损失系数的观点出发,优选为琥珀酸、己二酸和它们的衍生物、例如琥珀酸酐、琥珀酸二甲酯、琥珀酸二丁酯、己二酸二甲酯,更优选为琥珀酸及其衍生物、例如琥珀酸酐、琥珀酸二甲酯、琥珀酸二丁酯。
(3)具有碳数为2~6的亚烷基的二元醇
作为具有碳数为2~6的亚烷基的二元醇,是包含上述R7的二元醇,具体而言,可列举出乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,2-戊二醇、1,4-戊二醇、1,5-戊二醇、2,5-己二醇、1,6-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇。其中,从提高损失系数的观点出发,优选为二乙二醇、三乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、四乙二醇、1,4-丁二醇,更优选为二乙二醇、三乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇,进一步优选为二乙二醇、三乙二醇、1,3-丙二醇。
因而,作为上述(1)~(3),
优选的是:(1)一元醇为选自甲醇、乙醇、1-丙醇和1-丁醇中的1种或2种以上;(2)二羧酸为选自琥珀酸、己二酸、戊二酸和它们的衍生物中的1种或2种以上;(3)二元醇为选自二乙二醇、三乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、四乙二醇和1,4-丁二醇中的1种或2种以上;
更优选的是:(1)一元醇为选自甲醇和乙醇中的1种或2种;(2)二羧酸为选自琥珀酸、己二酸和它们的衍生物中的1种或2种以上;(3)二元醇为选自二乙二醇、三乙二醇、1,2-丙二醇和1,3-丙二醇中的1种或2种以上;
进一步优选的是:(1)一元醇为甲醇,(2)二羧酸为选自琥珀酸及其衍生物中的1种或2种以上;(3)二元醇为选自二乙二醇、三乙二醇和1,3-丙二醇中的1种或2种以上。
作为使上述(1)~(3)发生反应而得到式(II)所示的酯化合物的方法,没有特别限定,可列举出例如以下的方式1和方式2的方法。
方式1:包括进行(2)二羧酸与(1)一元醇的酯化反应来合成二羧酸酯的工序、以及使所得的二羧酸酯与(3)二元醇发生酯化反应的工序的方法
方式2:包括使(1)一元醇、(2)二羧酸和(3)二元醇一并发生反应的工序的方法
这些之中,从调整平均聚合度的观点出发,优选为方式1的方法。需要说明的是,上述各工序的反应可按照公知的方法来进行。
关于式(II)所示的化合物,从提高损失系数的观点出发,酸值优选为1.50mgKOH/g以下、更优选为1.00mgKOH/g以下,从提高损失系数的观点出发,羟值优选为10.0mgKOH/g以下、更优选为5.0mgKOH/g以下、进一步优选为3.0mgKOH/g以下。需要说明的是,本说明书中,增塑剂的酸值和羟值可按照后述实施例中记载的方法进行测定。
此外,从提高损失系数的观点出发,从耐着色性的观点出发,式(II)所示化合物的数均分子量优选为300~1500、更优选为300~1000。需要说明的是,本说明书中,增塑剂的数均分子量可按照后述实施例中记载的方法进行计算。
从提高损失系数的观点出发,式(II)所示的化合物的皂化值优选为500~800mgKOH/g,更优选为550~750mgKOH/g。需要说明的是,本说明书中,增塑剂的皂化值可按照后述实施例中记载的方法进行测定。
关于式(II)所示的化合物,从提高损失系数的观点出发,相对于2个分子末端的烷基酯化率(末端烷基酯化率)优选为95%以上、更优选为98%以上。需要说明的是,本说明书中,增塑剂的末端烷基酯化率可按照后述实施例中记载的方法进行计算。
从缩短振动时间的观点出发,式(II)所示化合物的醚值优选为0~8mmol/g,更优选为0~6mmol/g。需要说明的是,本说明书中,增塑剂的醚值可按照后述实施例中记载的方法进行计算。
化合物组(C)
作为化合物组(C)中包含的酯化合物,具体而言,优选为己二酸与2-乙基己醇形成的酯(实施例:DOA)、邻苯二甲酸与2-乙基己醇形成的酯(实施例:DOP)。
从提高损失系数的观点出发,在增塑剂中,选自聚酯系增塑剂、多元醇酯系增塑剂、多元羧酸酯系增塑剂、以及通式(I)所示的化合物中的1种或2种以上的含量、优选选自具有(聚)氧亚烷基或碳数2~10的亚烷基的、聚酯系增塑剂、多元醇酯系增塑剂、多元羧酸酯系增塑剂、以及通式(I)所示的化合物中的1种或2种以上的含量、更优选选自具有(聚)氧亚烷基的、聚酯系增塑剂、多元醇酯系增塑剂、多元羧酸酯系增塑剂、以及通式(I)所示的化合物中的1种或2种以上的含量、以及选自上述化合物组(A)~(C)中的1种或2种以上的化合物的含量优选为50质量%以上、更优选为80质量%以上、进一步优选为90质量%以上、进一步优选为95质量%以上、进一步优选实质上为100质量%,进一步优选为100质量%。此处,实质上为100质量%是指不可避免地包含微量杂质等的状态。需要说明的是,本说明书中,上述增塑剂的含量在含有两种以上的化合物的情况下是指总含量。
通过添加增塑剂,不仅能够提高室温区域的损失系数,还能够在低温区域、高温区域等广泛的温度区域中同时提高损失系数。从在广泛的温度区域内提高损失系数的观点出发,相对于热塑性聚酯树脂(A)100质量份,增塑剂的含量优选为1质量份以上、更优选为3质量份以上、进一步优选为5质量份以上、进一步优选为10质量份以上、进一步优选为15质量份以上、进一步优选为18质量份以上,从抑制弯曲弹性模量的降低的观点出发,优选为50质量份以下、更优选为40质量份以下、进一步优选为30质量份以下、进一步优选为25质量份以下。
此外,根据高分子的温度-频率的换算,在广泛的温度区域内表现出高损失系数同样可以说在广泛的频率区域内也表现出高损失系数,因此,从在广泛的频率区域内实现高损失系数的观点出发,也优选在上述范围内添加增塑剂。进而,通过添加增塑剂,树脂的柔软性提高、冲击强度提高,因此,在高损失系数、高弹性模量的基础上还保持高冲击强度,从这一观点出发也是优选的。
进而,通过添加增塑剂,还起到流动性提高、注射成型时的成形性提高的效果。
此外,在构成风扇的聚酯树脂组合物中,从提高损失系数的观点出发,增塑剂的含量优选为1质量%以上、更优选为3质量%以上、进一步优选为5质量%以上、进一步优选为8质量%以上、更进一步优选为10质量%以上,从抑制弯曲弹性模量降低的观点出发,优选为25质量%以下、更优选为20质量%以下、进一步优选为15质量%以下。
作为本发明中的弹性体,优选为热塑性弹性体。
(热塑性弹性体)
本发明中的热塑性弹性体优选为选自苯乙烯系热塑性弹性体、烯烃系热塑性弹性体、聚酯系热塑性弹性体、聚酰胺系热塑性弹性体、氨基甲酸酯系热塑性弹性体、腈系热塑性弹性体、氟系热塑性弹性体、聚丁二烯系热塑性弹性体和硅酮系热塑性弹性体中的至少1种,作为苯乙烯系热塑性弹性体,可列举出聚苯乙烯-乙烯基-聚异戊二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯与丁二烯的共聚物及其加氢物,例如有可乐丽塑料公司制造的“HYBRAR”、旭化成公司制造的“Tuftec”“S.O.E”(注册商标)、可乐丽公司制造的“Septon”(注册商标)、三菱化学公司制造的“Rabalon”(注册商标)等。作为烯烃系热塑性弹性体,可列举出在烯烃系树脂(聚乙烯、聚丙烯等)的基质中微分散有烯烃系橡胶(EPR、EPDM)的弹性体,例如有三菱化学公司制造的“THERMORUN”(注册商标)、住友化学公司制造的“ESPOLEX”(注册商标)等。作为聚酯系热塑性弹性体,可列举出聚对苯二甲酸丁二醇酯与聚醚的共聚物等,例如有东丽杜邦公司制造的“Hytrel”(注册商标)等。作为聚酰胺系热塑性弹性体,可列举出尼龙与聚酯或多元醇的嵌段共聚物、以内酰胺、二羧酸聚醚二醇作为原料进行酯交换和缩聚合反应而成的弹性体。作为氨基甲酸酯系热塑性弹性体,可列举出例如日本聚氨酯工业公司制造的“TPU”。作为腈系热塑性弹性体,可列举出将丙烯腈与丁二烯进行乳液聚合而成的弹性体等。作为氟系热塑性弹性体,可列举出偏二氟乙烯与六氟丙烯的共聚物、偏二氟乙烯与六氟丙烯与四氟乙烯的共聚物等,例如有昭和高分子公司制造的“エラフトール”(注册商标)、杜邦公司制造的“Viton”(注册商标)系列等。作为聚丁二烯系和硅酮系热塑性弹性体,可列举出以硅氧烷键作为骨架,且其硅原子上直接键合有有机基团等的有机硅高分子键合物等,例如有信越硅酮公司制造的KBM系列等。
(苯乙烯系弹性体)
本发明中的苯乙烯系热塑性弹性体(以下记作苯乙烯系弹性体)包含将构成硬链段的苯乙烯系化合物聚合而成的嵌段A、以及将构成软链段的共轭二烯聚合而成的嵌段B。作为聚合物嵌段A中使用的苯乙烯系化合物,可列举出例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、1,3-二甲基苯乙烯等苯乙烯化合物;乙烯基萘、乙烯基蒽等具有乙烯基的多环芳香族化合物等,这些之中,优选为苯乙烯化合物的聚合物,更优选为苯乙烯的聚合物。作为聚合物嵌段B中使用的共轭二烯,可列举出例如丁二烯、异戊二烯、丁烯、乙烯、1,3-戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯等,可优选地列举出聚异戊二烯、聚丁二烯、以及异戊二烯与丁二烯的共聚物,其是将选自这些共轭二烯单体中的1种或2种以上聚合而成的嵌段共聚物。此外,嵌段B可以共聚有上述聚合物嵌段A所使用的苯乙烯系化合物。在各种共聚物的情况下,作为其形态,也可以选择无规共聚物、嵌段共聚物和锥形共聚物中的任意形态。此外,可以是经加氢的结构。
若例示出这样的苯乙烯系弹性体的具体例,则可列举出聚苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物(SIS)、聚苯乙烯-聚丁二烯共聚物(SEBS)、聚苯乙烯-加氢聚丁二烯共聚物(SEBS)、聚苯乙烯-加氢聚异戊二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)、聚苯乙烯-乙烯基-聚异戊二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SHIVS)、聚苯乙烯-加氢聚丁二烯-加氢聚异戊二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物、聚苯乙烯-加氢聚丁二烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物等。它们可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。本发明中,优选使用其中的聚苯乙烯-乙烯基-聚异戊二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物,作为这种嵌段共聚物的市售品,可列举出可乐丽塑料公司制造的“HYBRAR”系列。
从提高高温区域和低温区域内的减振性的观点出发,苯乙烯系弹性体中的苯乙烯含量优选为10质量%以上、更优选为15质量%以上,且优选为30质量%以下、更优选为25质量%以下。需要说明的是,本说明书中,高温区域是指35~80℃,低温区域是指-20~10℃,共聚物中的苯乙烯含量可按照后述实施例中记载的方法进行测定。
[苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物]
进而,构成本发明的风扇的聚酯树脂组合物中,作为弹性体,可以含有苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物。通过含有所述成分,可期待低温下的高减振效果。苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物可以是经加氢的结构。苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物可以与苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物组合使用,也可以代替苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物来使用。从提高低温区域内的损失系数的观点出发,相对于热塑性聚酯树脂(A)100质量份,苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的含量优选为3质量份以上,更优选为5质量份以上,进一步优选为8质量份以上,进一步优选为10质量份以上,进一步优选为15质量份以上。此外,从抑制弯曲弹性模量降低的观点出发,优选为50质量份以下,更优选为40质量份以下,进一步优选为30质量份以下。此外,从提高低温区域内的损失系数的观点出发,在构成风扇的聚酯树脂组合物中,苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的含量优选为3质量%以上、更优选为5质量%以上、进一步优选为8质量%以上,从抑制弯曲弹性模量降低的观点出发,优选为30质量%以下、更优选为25质量%以下、进一步优选为20质量%以下。
此外,从提高高温区域和低温区域内的减振性的观点出发,弹性体的玻璃化转变温度Tg优选为-40℃以上,且优选为20℃以下。
从提高低温区域内的损失系数的观点出发,相对于热塑性聚酯树脂(A)100质量份,弹性体的含量优选为10质量份以上,更优选为15质量份以上,进一步优选为18质量份以上,进一步优选为20质量份以上,进一步优选为25质量份以上。此外,从抑制弯曲弹性模量降低的观点出发,优选为50质量份以下,更优选为40质量份以下,进一步优选为35质量份以下。
此外,构成风扇的聚酯树脂组合物中,从提高损失系数的观点出发,弹性体的含量优选为5质量%以上、更优选为10质量%以上、进一步优选为15质量%以上,从抑制弯曲弹性模量降低的观点出发,优选为30质量%以下、更优选为25质量%以下、进一步优选为20质量%以下。
本发明中,作为成分(B),可以并用增塑剂和弹性体,可以将单独或2种以上的增塑剂与单独或2种以上的弹性体组合使用,优选为增塑剂单独、2种以上的增塑剂、增塑剂与苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物、增塑剂与苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、增塑剂、苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物和苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的组合。通过并用增塑剂和苯乙烯系弹性体,室温区域的损失系数进一步提高,此外,在低温区域、高温区域等广泛的温度区域内的损失系数也提高,故而优选。
从提高损失系数的观点出发,并用时的增塑剂和弹性体的总含量相对于热塑性聚酯树脂(A)100质量份优选为15质量份以上,更优选为20质量份以上,进一步优选为25质量份以上。此外,从抑制弹性模量降低的观点出发,优选为60质量份以下,更优选为50质量份以下,进一步优选为40质量份以下。
此外,从抑制弹性模量降低的观点出发,并用时的增塑剂和弹性体的质量比(增塑剂/弹性体)优选为30/70~70/30,更优选为40/60~60/40。
[无机填充剂(C)]
从提高弯曲弹性模量的观点出发,构成本发明的风扇的聚酯树脂组合物中含有无机填充剂(C)。作为本发明中的无机填充剂(C),只要是公知的无机填充剂就没有特别限定,是通常热塑性树脂的强化所使用的无机填充剂,具体而言,可以使用选自板状填充剂、粒状填充剂、针状填充剂和纤维状填充剂中的1种或2种以上。
板状填充剂是指长宽比(板状体的最大面中的最长边的长度/该面的厚度)为20以上且150以下的填充剂。从获得在构成风扇的聚酯树脂组合物中的良好分散性、提高弯曲弹性模量和/或提高损失系数的观点出发,板状填充剂的长度(最大面中的最长边的长度)优选为1.0μm以上、更优选为5μm以上、进一步优选为10μm以上、进一步优选为20μm以上,且优选为150μm以下、更优选为100μm以下、进一步优选为50μm以下、进一步优选为40μm以下、进一步优选为30μm以下。厚度没有特别限定,从相同的观点出发,优选为0.01μm以上、更优选为0.05μm以上、进一步优选为0.1μm以上、进一步优选为0.2μm以上,且优选为5μm以下、更优选为3μm以下、进一步优选为2μm以下、进一步优选为1μm以下、进一步优选为0.5μm以下。此外,作为板状填充剂的长宽比,从相同的观点出发,优选为30以上、更优选为40以上、进一步优选为50以上,此外,优选为120以下、更优选为100以下、进一步优选为90以下、进一步优选为80以下。作为板状填充剂的具体例,可列举出例如玻璃薄片、非溶胀性云母、溶胀性云母、石墨、金属箔、滑石、粘土、云母、绢云母、沸石、皂土、有机改性皂土、蒙脱石、有机改性蒙脱石、白云石、绿石、水滑石、板状氧化铁、板状碳酸钙、板状氢氧化镁、板状硫酸钡等。这些之中,从提高弯曲弹性模量、抑制损失系数降低的观点出发,优选为滑石、云母、板状硫酸钡,更优选为滑石、云母。需要说明的是,板状填充剂的边长和厚度可通过利用光学显微镜对随机选择的100根填充剂进行观察,并算出其数均来求出。
粒状填充剂不仅包括呈现真球状形态的填充剂,还包括某种程度的截面椭圆状、大致长圆状的填充剂,长宽比(粒状体的最长直径/粒状体的最短直径)为1以上且小于2,适合近似于1。从获得在构成风扇的聚酯树脂组合物中的良好分散性、提高弯曲弹性模量和/或提高损失系数的观点出发,粒状填充剂的平均粒径优选为1.0μm以上、更优选为5μm以上、进一步优选为10μm以上、进一步优选为20μm以上,且优选为50μm以下、更优选为40μm以下、进一步优选为30μm以下。具体而言,可列举出高岭土、微粉硅酸、长石粉、粒状碳酸钙、粒状氢氧化镁、粒状硫酸钡、氢氧化铝、碳酸镁、氧化钙、氧化铝、氧化镁、氧化钛、硅酸铝、各种空心球、各种珠、氧化硅、石膏、均密石英岩、片钠铝石和白土等。这些之中,从提高弯曲弹性模量和提高损失系数的观点出发,优选为粒状硫酸钡、氢氧化铝和粒状碳酸钙,更优选为粒状碳酸钙、粒状硫酸钡。需要说明的是,粒状填充剂的直径可通过将随机选择的100根填充剂切断,并利用光学显微镜观察截面,算出其数均来求出。
针状填充剂是指长宽比(粒子长度/粒径)为2以上且小于20这一范围的填充剂。从获得在构成风扇的聚酯树脂组合物中的良好分散性、提高弯曲弹性模量和/或提高损失系数的观点出发,针状填充剂的长度(粒子长度)优选为1.0μm以上、更优选为5μm以上、进一步优选为10μm以上、进一步优选为20μm以上、进一步优选为30μm以上,且优选为150μm以下、更优选为100μm以下、进一步优选为80μm以下、进一步优选为60μm以下。粒径没有特别限定,从相同的观点出发,优选为0.01μm以上、更优选为0.1μm以上、进一步优选为0.5μm以上,且优选为20μm以下、更优选为15μm以下、进一步优选为10μm以下。此外,作为针状填充剂的长宽比,从相同的观点出发,优选为5以上,此外,优选为10以下。作为针状填充剂的具体例,可列举出例如钛酸钾晶须、硼酸铝晶须、镁系晶须、硅系晶须、硅灰石、海泡石、石棉、蛭石、磷酸酯纤维、硅磷灰石、矿渣纤维、石膏纤维、二氧化硅纤维、二氧化硅-氧化铝纤维、氧化锆纤维、氮化硼纤维、氮化硅素纤维和硼纤维等。这些之中,优选为钛酸钾晶须、硅灰石。需要说明的是,针状填充剂的粒子长度和粒径可通过利用光学显微镜对随机选择的100根填充剂进行观察,并算出其数均来求出。粒径存在短径和长径时,使用长径来计算。
纤维状填充剂是指长宽比(平均纤维长度/平均纤维直径)超过150的填充剂。作为纤维状填充剂的长度(平均纤维长度),从提高弯曲弹性模量、提高损失系数的观点出发,优选为0.15mm以上、更优选为0.2mm以上、进一步优选为0.5mm以上、进一步优选为1mm以上,且优选为30mm以下、更优选为10mm以下、进一步优选为5mm以下。平均纤维直径没有特别限定,从相同的观点出发,优选为1μm以上、更优选为3μm以上,且优选为30μm以下、更优选为20μm以下、进一步优选为10μm以下。此外,作为长宽比,从相同的观点出发,优选为200以上、更优选为250以上、进一步优选为500以上,此外,优选为10000以下、更优选为5000以下、进一步优选为1000以下、进一步优选为800以下。作为纤维状填充剂的具体例,可列举出例如玻璃纤维、碳纤维、石墨纤维、金属纤维、纤维素纤维等。这些之中,从相同的观点出发,优选为碳纤维、玻璃纤维,更优选为玻璃纤维。需要说明的是,纤维状填充剂的纤维长度和纤维直径可通过利用光学显微镜对随机选择的100根填充剂进行观察,并算出其数均来求出。纤维直径存在短径和长径时,使用长径来计算。此外,纤维直径不仅可以使用长径与短径相等的圆形,也可以使用长径与短径不同的长圆形(例如长径/短径=4)、眉型(例如长径/短径=2)。另一方面,为了使用双螺杆挤出机等混炼机来制作树脂组合物而将树脂与纤维状填充剂进行熔融混炼时,纤维状填充剂因混炼部的剪切力而被切断,平均纤维长度变短,但从弯曲弹性模量的观点出发,树脂中的纤维状填充剂的平均纤维长度优选为100~800μm,更优选为200~700μm,进一步优选为300~600μm。
上述的粒状、板状或针状填充剂可以用乙烯/乙酸乙烯酯共聚物等热塑性树脂、环氧树脂等热固性树脂进行了覆盖或集束处理,也可以用氨基硅烷、环氧硅烷等偶联剂等进行了处理。
这些填充剂可以单独使用或者组合使用2种以上,也可以将形状不同的填充剂加以组合。其中,从提高弯曲弹性模量、抑制损失系数降低的观点出发,优选为选自板状填充剂、针状填充剂和纤维状填充剂中的1种或2种以上,更优选为选自板状填充剂和针状填充剂中的1种或2种以上,进一步优选为板状填充剂中的1种或2种以上。具体而言,优选使用云母、滑石、玻璃纤维,更优选使用云母、滑石,进一步优选使用云母。板状填充剂在注射成形体等中沿着流动方向而进行取向,因此,与其它填充剂相比,在取向方向上的拉伸弹性模量、与取向方向垂直的方向上的弯曲弹性模量显著提高,此外,对成形体发生振动时产生的摩擦造成影响的界面大量存在,因此可推测:损失系数的降低进一步受到抑制。从抑制损失系数降低的观点出发,无机填充剂中的板状填充剂的含量优选为60质量%以上,更优选为80质量%以上,进一步优选为90质量%以上。
从提高弯曲弹性模量的观点出发,相对于热塑性聚酯树脂(A)100质量份,无机填充剂(C)的含量优选为10质量份以上,更优选为15质量份以上,进一步优选为20质量份以上,进一步优选为30质量份以上,进一步优选为35质量份以上。此外,从抑制损失系数降低的观点出发,优选为80质量份以下,更优选为70质量份以下,进一步优选为60质量份以下,进一步优选为50质量份以下,进一步优选为45质量份以下。需要说明的是,无机填充剂的含量是指所用的无机填充剂的总质量,包含两种以上的化合物时,是指总含量。
此外,从提高弯曲弹性模量的观点出发,在构成风扇的聚酯树脂组合物中,无机填充剂的含量优选为5质量%以上、更优选为10质量%以上、进一步优选为15质量%以上、进一步优选为20质量%以上、进一步优选为23质量%以上,从抑制损失系数降低的观点出发,优选为40质量%以下、更优选为35质量%以下、进一步优选为30质量%以下。
本发明中,从提高弹性模量和提高损失系数的观点出发,成分(B)与无机填充剂(C)的质量比(成分(B)/无机填充剂(C))优选为10/90~60/40,更优选为25/75~50/50,进一步优选为40/60~45/55。
[有机结晶成核剂(D)]
此外,从提高聚酯树脂的结晶化速度、提高聚酯树脂的结晶性、提高弯曲弹性模量的观点出发,构成本发明的风扇的聚酯树脂组合物中可以含有有机结晶成核剂。
作为有机结晶成核剂,可以使用公知的有机系结晶成核剂,可以使用有机羧酸金属盐、有机磺酸盐、羧酸酰胺、磷化合物金属盐、松香类的金属盐、烷氧基金属盐和有机含氮化合物等。具体而言,例如,作为有机羧酸金属盐,可列举出苯甲酸钠、苯甲酸钾、苯甲酸锂、苯甲酸钙、苯甲酸镁、苯甲酸钡、对苯二甲酸锂、对苯二甲酸钠、对苯二甲酸钾、草酸钙、月桂酸钠、月桂酸钾、肉豆蔻酸钠、肉豆蔻酸钾、肉豆蔻酸钙、二十八烷酸钠、二十八烷酸钙、硬脂酸钠、硬脂酸钾、硬脂酸锂、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸钡、褐煤酸钠、褐煤酸钙、甲苯甲酸钠、水杨酸钠、水杨酸钾、水杨酸锌、二苯甲酸铝、二苯甲酸钾、二苯甲酸锂、β-萘二甲酸钠、环己烷羧酸钠。作为有机磺酸盐,可列举出对甲苯磺酸钠、间苯二甲酸磺酸钠。作为羧酸酰胺,可列举出硬脂酰胺、亚乙基双月桂酰胺、棕榈酰胺、羟基硬脂酰胺、芥酸酰胺、均苯三酸三(叔丁基酰胺)。作为磷化合物金属盐,可列举出2,2’-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸钠。作为松香类的金属盐,可列举出脱氢松香酸钠、二氢松香酸钠。作为烷氧基金属盐,可列举出2,2-甲基双(4,6-二叔丁基苯基)钠。作为有机含氮化合物,可列举出ADEKA公司制造的“ADEKASTAB NA-05”(商品名)。作为其它的有机结晶成核剂,可列举出与苯甲叉基山梨糖醇及其衍生物。
从提高弯曲弹性模量和损失系数的观点出发,相对于热塑性聚酯树脂(A)100质量份,有机结晶成核剂(D)的含量优选为0.01质量份以上、更优选为0.1质量份以上、进一步优选为0.2质量份以上,从提高弯曲弹性模量和损失系数的观点出发,优选为20质量份以下、更优选为10质量份以下、进一步优选为5质量份以下、进一步优选为3质量份以下、进一步优选为1质量份以下。需要说明的是,本说明书中,有机结晶成核剂的含量是指:构成风扇的聚酯树脂组合物中含有的全部有机结晶成核剂的总含量。
构成本发明的风扇的聚酯树脂组合物中,作为除了上述之外的其它成分,可以在不损害本发明效果的范围内含有润滑剂、无机结晶成核剂、水解抑制剂、阻燃剂、抗氧化剂、烃系蜡类、属于阴离子型表面活性剂的润滑剂、紫外线吸收剂、抗静电剂、防雾剂、光稳定剂、颜料、防霉剂、抗菌剂、发泡剂等。此外,同样地,也可以在不损害本发明效果的范围内含有其它高分子材料、其它树脂组合物。
构成本发明的风扇的聚酯树脂组合物只要含有热塑性聚酯树脂(A)、选自增塑剂和弹性体中的1种或2种以上(B)、无机填充剂(C),即可没有特别限定地制备。例如,可以使用密闭式捏合机、单螺杆或双螺杆的挤出机、开炼辊型混炼机等公知的混炼机,将含有热塑性聚酯树脂、选自增塑剂和弹性体中的1种或2种以上、以及无机填充剂、进一步根据需要的各种添加剂的原料进行熔融混炼来制备。在熔融混炼后,可以按照公知的方法,使熔融混炼物进行干燥或冷却。此外,原料也可以在预先使用亨舍尔混合器、超级混合器等进行均匀混合后,再供于熔融混炼。需要说明的是,进行熔融混炼时,为了促进聚酯树脂的增塑性,也可以存在超临界气体来进行熔融混合。
熔融混炼温度无法根据所用的热塑性聚酯树脂的种类来一概设定,从提高风扇成形性和抗劣化的观点出发,优选为220℃以上、更优选为225℃以上、进一步优选为230℃以上,且优选为300℃以下、更优选为290℃以下、进一步优选为280℃以下、进一步优选为260℃以下、进一步优选为250℃以下、进一步优选为240℃以下。熔融混炼时间无法根据熔融混炼温度、混炼机的种类来一概确定,优选为15~900秒钟。
由此得到的熔融混炼物尽管弯曲弹性模量高,但仍然具有优异的振动衰减特性,因此,通过使用注射成形、挤出成形、热成形等各种成形加工方法,可适合地用于音响设备、电气制品、建筑物、产业用设备等制品或它们的部件所使用的风扇。此外,本发明的风扇即使是单一材料其弯曲弹性模量也高,因此无需使用金属钢板等高刚性原材料,具有可利用单一原材料来充分保持形状的优异减振性能,且可优选地用于汽车、铁道、飞机等要求轻量化的制品或它们的部件。即,本发明也可以将含有热塑性聚酯树脂(A)、选自增塑剂和弹性体中的1种或2种以上(B)以及无机填充剂(C)的聚酯树脂组合物用作风扇的一种材料。需要说明的是,本发明的风扇中,除了含有上述聚酯树脂组合物之外,也可以含有可应用于风扇的公知材料,其含量、应用部位、应用方法可按照该技术领域的常规方法进行适当设定。
进而,在风扇旋转时,在由转速、风扇叶片的片数算出的频率方面,旋转振动音、干扰噪音等旋转噪音变大。并且,在由发动机的旋转、振动导出的频率(作为其例子,可列举出齿槽频率等)方面,旋转噪音、结构部件的振动音等所有噪音变大。可以认为这种旋转噪音的频率、结构部件的振动音的频率与风扇成形体、结构部件和结构整体的共振频率重合时,振动音、杂音进一步变大,但通过使用本发明的风扇,能够降低振动、噪音/杂音。需要说明的是,本说明书中,针对固有振动数,有时也称为共振频率。
例如,将风扇的转速记作N、将风扇叶片的片数记作Z时,在频率F=NZ/60的整数倍(F=NZk/60、k为1、2、3、…的整数)下的旋转噪音峰处,噪音有时增大,但通过使用本发明的风扇,会显著地表现出降低噪音的效果。
本发明的风扇的概念是:不仅包括风扇叶片的部分,还包括风扇附近的结构部件、例如风扇外罩、风扇外壳、发动机外罩、沟道、导风板、喇叭口、排风罩等。因此,风扇叶片的材料为以往的塑料、例如风扇外壳的材料为本发明中的聚酯组合物的方式也符合本发明的风扇,发挥出优异的振动衰减特性效果。
本发明的风扇在音响设备、电气制品、交通工具、建筑物、产业用设备等制品或它们的部件中的应用可根据该部件、框体、装置和机器的制造方法、应用部位和期望目的来适当设定,可按照该技术领域的常规方法来使用。
例如,通过注射成形来制造本发明的风扇时,通过将构成上述风扇的聚酯树脂组合物的粒料填充至注射成形机中,注入至模具内进行成型来获得。
作为注射成形,可以使用公知的注射成形机。可列举出例如具有料筒和贯穿其内部的螺杆作为主要构成要素的注射成形机〔J75E-D、J110AD-180H(日本制钢所制)等〕。需要说明的是,构成上述风扇的聚酯树脂组合物的原料可以供给至料筒并直接进行熔融混炼,优选将预先进行了熔融混炼得到的产物填充至注射成形机中。
料筒的设定温度优选为220℃以上,更优选为230℃以上。此外,优选为290℃以下,更优选为280℃以下,进一步优选为270℃以下,进一步优选为260℃以下。使用熔融混炼机时,是指熔融混炼时的混炼机的料筒的设定温度。需要说明的是,料筒具备加热器,借此进行温度调整。加热器的个数因机种而异,无法一概而论,调整至上述设定温度的加热器优选至少存在于熔融混炼物排出口侧(喷嘴前端侧)。
作为模具温度,从提高构成风扇的聚酯树脂组合物的结晶化速度和提高作业性的观点出发,优选为150℃以下,更优选为140℃以下,进一步优选为130℃以下。此外,优选为20℃以上,更优选为30℃以上,进一步优选为40℃以上。在模具内的保持时间无法根据模具温度而一概确定,从提高成形体生产率的观点出发,优选为5~100秒。
由此得到的本发明的风扇可应用于例如微波炉、冰箱等附带压缩机的家电机器;电子照相机、图像录像播放装置、个人计算机、投影仪等电子设备的框体等内设置的冷却风扇装置;换热器、汽车用空调装置的冷凝器等散热的冷却风扇装置或者换气扇、电风扇、空调机等的冷却风扇或送风用风扇装置;电气制品用发动机外罩;扬声器、电视机、录音机、耳机、组合音响等音响设备;隔音墙、配管沟道等建筑用材料之类的具有各种风扇的制品。
此外,构成本发明的风扇的聚酯树脂组合物除了用于风扇之外,还可作为音响设备框体用材料而用于扬声器、电视机、录音机、耳机、组合音响、麦克风、音频播放器、压缩盘、FLOPPY(注册商标)、显影机器等;进而,作为附带电动发动机的电气制品的部件和框体用材料而用于电钻、电动改锥等电动工具类、个人计算机、投影仪、服务器、POS系统等附带冷却风扇的电气制品、洗衣机、服装烘干机、空调室内机、缝纫机、餐具清洗机、扇形加热器、多功能一体机、打印机、扫描仪、硬盘驱动、录像机、加湿器、空气净化器、手机、干燥器等;作为附带加振源的电气制品的部件和框体用材料而用于电动牙刷、电动刮胡刀、按摩仪等;作为附带原动机的电气制品的部件和框体用材料而用于发电机、气体发电机等;作为附带压缩机的电气制品的部件和框体用材料而用于冰箱、自动售货机、空调室外机、除湿机、家庭用发电机;作为汽车部件用材料而用于挡泥板、仪表盘、底盘、车门、车顶等的内装件用材料、油盘、前挡风外罩、操纵杆外罩等发动机周边用材料、汽车导航、车门内饰、齿轮箱、挡板消音垫、模块载体等;作为道路用材料而用于隔音板、道路照明机器、ETC设备部件等;作为铁道部件用材料而用于地板、墙壁、侧板、天棚、门、椅子、桌子等内装材料、发动机周边的框体、部件、齿轮箱、缩放仪外罩、各种保护外罩等;作为飞行器部件用材料而用于地板、墙壁、侧板、天棚、椅子、桌子等内装材料、发动机周边的框体、部件等;作为船舶部件用材料而用于发动机室用的框体、壁材、测量室用的框体、壁材;作为建筑用材料而用于墙壁、天棚、地板、隔板、隔音墙、百叶窗、串联导轨、配管沟道、台阶、门、窗框等;作为产业用设备部件用材料而用于斜槽(chute)、电梯、升降机、自动扶梯、传送带、拖拉机、推土机、铲草机等;作为医疗用机器的部件和框体用材料而用于呼吸器相关机器、耳鼻喉机器相关、牙科用机器、外科用机器等。
若针对本申请实施方式的风扇进行说明,则作为风扇的种类,可列举出西罗科风扇、涡轮风扇等离心风扇;交叉流风扇等横流风扇、斜流风扇;螺旋桨风扇等轴流风扇;借助利用直流电或交流电来驱动的电动机进行旋转驱动的风扇等。
风扇叶片的形状因种类、用途而异,可例示出圆弧状、S字状等单纯截面形状的风扇;信天翁翅膀、蝴蝶翅膀那样的具有“缩颈”、“波纹”的风扇;蜻蜓翅膀那样的摩擦阻力小的风扇等具有复杂形状的自然翅膀之类的风扇。
风扇的大小因种类、用途而异,可列举出例如外形Φ为10mm~10000mm为止的风扇。叶片的大小为长度10mm~10000mm,宽度10mm~10000mm。
可显著观察到减振效果的频率因风扇的大小而异。例如,对于300mm以上的大风扇而言,由于中心面大或者叶片自身大,表面变大,因此发出更大的噪音。可以认为:在发出更大噪音的情况下,使用减振材料时的效果也变得更大。此外,在中心面大或者叶片的长度、宽度相对于厚度大的情况下,可预测风扇的共振频率存在于低频率侧,因此产生低频率的噪音,因而可预测:作为使用减振材料时的效果,能够降低低频率噪音。另一方面,对于例如小于300mm的小风扇而言,可预测风扇的共振频率存在于高频率侧,因此产生高频率的噪音,因而可预测:作为使用减振材料时的效果,能够降低高频率噪音。
风扇的叶片数因种类、用途而异,为螺旋桨风扇等的2片~4片等较少的片数至西罗科风扇等的1000片为止。
在叶片的片数(Z)少的情况下,例如在10片以下的情况下,可预测源自F=NZk/60的旋转噪音频率存在于低频率侧,因此产生低频率噪音,因而可预测:作为使用减振材料时的效果,主要能够降低低频率噪音。
在叶片的片数(Z)多的情况下,例如在超过20片的情况下,可预测源自F=NZk/60的旋转噪音频率存在于高频率侧,因此产生高频率噪音,因而可预测:作为使用减振材料时的效果,主要能够降低高频率噪音。
使用风扇的转速条件因用途而异,为20rpm的小转速~50000rpm的大转速。
在转速(N)小的情况下,例如在500rpm以下的情况下,可预测源自F=NZk/60的旋转噪音频率存在于低频率侧,因此产生低频率噪音,因而可预测:作为使用减振材料时的效果,主要能够降低低频率噪音。
在转速(N)大的情况下,例如在超过1000rpm的情况下,可预测源自F=NZk/60的旋转噪音频率存在于高频率侧,因此产生高频率噪音,因而可预测:作为使用减振材料时的效果,主要能够降低高频率噪音。
此外,一般来说,噪音增大的频率可列举出源自F=NZk/60的旋转噪音峰的频率、由发动机的旋转或振动导出的频率、风扇的共振频率、结构部件的共振频率等。
此外,显著表现出噪音降低的频率可列举出源自F=NZk/60的旋转噪音峰的频率、由发动机的旋转或振动导出的频率、风扇的共振频率、结构部件的共振频率等。
进而,上述源自F=NZk/60的旋转噪音峰的频率、由发动机的旋转或振动导出的频率与风扇的共振频率、结构部件的共振频率分别重合时,噪音明显增大,并且,使用本发明的风扇时,出现噪音的降低。
此外,作为风扇,弹性模量、强度等刚性高时,能够增大风扇旋转时的风量。此外,作为风扇,重量小时,能够降低风扇旋转时的耗电量。
对于风扇结构体整体而言,自不用说风扇没有外罩的情况,还存在用外罩覆盖的情况、发动机等振动源被覆盖的情况、未被覆盖的情况等各种情况。可以认为:在被覆盖的情况下,振动音因结构整体的共振频率而增大,因此由本发明实现的效果大。
为了实现风扇噪音的降低,实现抑制风扇的叶片自身的振动、抑制风扇附近的结构部件、例如风扇外罩、风扇外壳、发动机外罩、沟道、导风板、喇叭口、排风罩等的振动、抑制来自使风扇旋转的发动机的振动、以及抑制来自发动机框体的振动等中的至少一者即可。
本发明还提供含有本发明的风扇的制品、或者其部件或框体的制造方法。
作为制造方法,只要是包括将构成本发明的风扇的聚酯树脂组合物进行注射成形而得到风扇的工序的方法,就没有特别限定,可根据所得成形品的种类来适当追加工序。
具体而言,可列举出包括下述工序的方式。
工序(1):将含有热塑性聚酯树脂(A)、选自增塑剂和弹性体中的1种或2种以上(B)、以及无机填充剂(C)的聚酯树脂组合物进行熔融混炼,从而制备聚酯树脂组合物的熔融混炼物的工序
工序(2):将通过工序(1)得到的聚酯树脂组合物的熔融混炼物在模具内进行注射成形的工序
工序(1)是制备聚酯树脂组合物的熔融混炼物的工序。具体而言,通过将含有热塑性聚酯树脂(A)、选自增塑剂和弹性体中的1种或2种以上(B)、以及无机填充剂(C)、根据需要的各种添加剂的原料在优选为220℃以上、更优选为225℃以上、进一步优选为230℃以上且优选为300℃以下、更优选为290℃以下、进一步优选为280℃以下、进一步优选为260℃以下、进一步优选为250℃以下、进一步优选为240℃以下进行熔融混炼,从而可以进行制备。
工序(2)是将聚酯树脂组合物的熔融混炼物进行注射成形的工序。具体而言,将通过工序(1)得到的熔融混炼物填充至装有加热至优选为220℃以上、更优选为230℃以上且优选为290℃以下、更优选为280℃以下、进一步优选为270℃以下、进一步优选为260℃以下的料筒的注射成形机中,注射至优选为150℃以下、更优选为140℃以下、进一步优选为130℃以下且优选为20℃以上、更优选为30℃以上、进一步优选为40℃以上的模具内,并进行成形。模具优选具有风扇的叶片形状。
由此得到的本发明的风扇可适合地用于减振材料和具有振动音防止性的制品、或者其部件或框体。
此外,关于上述实施方式,本发明还公开了以下的风扇、使用风扇来防止振动音的方法、以及风扇的用途。
<1>一种风扇,其包含聚酯树脂组合物,所述聚酯树脂组合物含有:由二羧酸成分和二醇成分构成的热塑性聚酯树脂(A);选自增塑剂和弹性体中的1种或2种以上(B);以及无机填充剂(C)。
<2>根据上述<1>所述的风扇,其中,构成热塑性聚酯树脂(A)的二羧酸成分为选自脂肪族二羧酸、脂环式二羧酸、芳香族二羧酸和具有呋喃结构的二羧酸中的1种或2种以上。
<3>根据上述<1>或<2>所述的风扇,其中,构成热塑性聚酯树脂(A)的二醇成分为选自脂肪族二醇、脂环式二醇、芳香族二醇和具有呋喃环的二醇中的1种或2种以上。
<4>根据上述<1>~<3>中任一项所述的风扇,其中,构成热塑性聚酯树脂(A)的二羧酸成分为选自芳香族二羧酸、脂环式二羧酸和具有呋喃的二羧酸中的1种或2种以上时,优选为其与选自脂肪族二醇、芳香族二醇、脂环式二醇和具有呋喃环的二醇中的1种或2种以上的组合,更优选为其与选自脂肪族二醇和芳香族二醇中的1种或2种以上的组合。
<5>根据上述<1>~<3>中任一项所述的风扇,其中,构成热塑性聚酯树脂(A)的二羧酸成分为脂肪族二羧酸时,优选为其与选自芳香族二醇、脂环式二醇和具有呋喃环的二醇中的1种或2种以上的组合,更优选为其与1种或2种以上的芳香族二醇的组合。
<6>根据上述<1>~<5>中任一项所述的风扇,其中,作为构成热塑性聚酯树脂(A)的二羧酸成分,优选为选自琥珀酸、戊二酸、己二酸、环己烷二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、1,4-萘二甲酸、1,5-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸、1,8-萘二甲酸和2,5-呋喃二甲酸中的1种或2种以上,更优选为选自琥珀酸、环己烷二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、2,6-萘二甲酸和2,5-呋喃二甲酸中的1种或2种以上,进一步优选为选自对苯二甲酸和2,5-呋喃二甲酸中的1种或2种。
<7>根据上述<1>~<6>中任一项所述的风扇,其中,作为构成热塑性聚酯树脂(A)的二醇成分,优选为选自乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、环己烷二甲醇、氢化双酚A、异山梨醇(ISOSORBIDE)、双酚A、双酚A环氧烷烃加成物、1,3-苯二甲醇、1,4-苯二甲醇和2,5-二羟基呋喃中的1种或2种以上,更优选为选自乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、环己烷二甲醇、氢化双酚A和2,5-二羟基呋喃中的1种或2种以上。
<8>根据上述<1>~<7>中任一项所述的风扇,其中,热塑性聚酯树脂(A)的玻璃化转变温度(Tg)优选为20℃以上、更优选为25℃以上、进一步优选为30℃以上、更进一步优选为35℃以上,且优选为160℃以下、更优选为150℃以下、进一步优选为140℃以下、更进一步优选为130℃以下。
<9>根据上述<1>~<8>中任一项所述的风扇,其中,热塑性聚酯树脂(A)的结晶化焓ΔHmc优选为5J/g以上、更优选为10J/g以上、进一步优选为15J/g以上、进一步优选为30J/g以上,所述结晶化焓ΔHmc如下求出:以20℃/分钟的升温速度从25℃加热至300℃,在该状态下保持5分钟后,接下来,以-20℃/分钟冷却至达到25℃以下,由此时与结晶化相伴的放热峰的面积来求出。
<10>根据上述<1>~<9>中任一项所述的风扇,其中,热塑性聚酯树脂(A)优选为由对苯二甲酸和乙二醇构成的聚对苯二甲酸乙二醇酯、由对苯二甲酸和1,3-丙二醇构成的聚对苯二甲酸丙二醇酯、由对苯二甲酸和1,4-丁二醇构成的聚对苯二甲酸丁二醇酯、由对苯二甲酸和1,4-环己烷二甲醇构成的1,4-对苯二甲酸环己烷二甲醇酯、由2,6-萘二甲酸和乙二醇构成的聚萘二甲酸乙二醇酯、由2,6-萘二甲酸和1,4-丁二醇构成的聚萘二甲酸丁二醇酯、由2,5-呋喃二甲酸和乙二醇构成的聚呋喃二甲酸乙二醇酯、由2,5-呋喃二甲酸和1,4-丁二醇构成的聚呋喃二甲酸丁二醇酯,更优选为由对苯二甲酸和乙二醇构成的聚对苯二甲酸乙二醇酯、由对苯二甲酸和1,3-丙二醇构成的聚对苯二甲酸丙二醇酯、由对苯二甲酸和1,4-丁二醇构成的聚对苯二甲酸丁二醇酯、由2,6-萘二甲酸和乙二醇构成的聚萘二甲酸乙二醇酯、由2,5-呋喃二甲酸和乙二醇构成的聚呋喃二甲酸乙二醇酯。
<11>根据上述<1>~<10>中任一项所述的风扇,其中,在构成风扇的聚酯树脂组合物中,热塑性聚酯树脂(A)的含量优选为50质量%以上、更优选为55质量%以上、进一步优选为60质量%以上,此外,优选为90质量%以下、更优选为80质量%以下、进一步优选为75质量%以下、进一步优选为70质量%以下。
<12>根据上述<1>~<11>中任一项所述的风扇,其中,作为增塑剂,优选包含选自聚酯系增塑剂、多元醇酯系增塑剂、多元羧酸酯系增塑剂、以及通式(I)所示的化合物中的1种或2种以上。
<13>根据上述<1>~<12>中任一项所述的风扇,其中,作为增塑剂,优选包含选自具有(聚)氧亚烷基或碳数2~10的亚烷基的、聚酯系增塑剂、多元醇酯系增塑剂、多元羧酸酯系增塑剂、以及通式(I)所示的化合物中的1种或2种以上,更优选包含选自具有(聚)氧亚烷基的、聚酯系增塑剂、多元醇酯系增塑剂、多元羧酸酯系增塑剂、以及通式(I)所示的化合物中的1种或2种以上。
<14>根据上述<1>~<13>中任一项所述的风扇,其中,作为增塑剂,优选包含选自以下的化合物组(A)~(C)中的1种或2种以上,更优选包含选自以下的化合物组(A)和(B)中的1种或2种以上。
化合物组(A):分子中具有2个以上的酯基的酯化合物,构成该酯化合物的醇成分中的至少1种是每1个羟基平均加成有0.5~5摩尔的碳数2~3的环氧烷的醇;
化合物组(B):式(II)所示的化合物
R5O-CO-R6-CO-〔(OR7)mO-CO-R6-CO-〕nOR5 (II)
(式中,R5是碳数为1~4的烷基;R6是碳数为2~4的亚烷基;R7是碳数为2~6的亚烷基;m表示1~6的数;n表示1~12的数;其中,所有R6任选相同或不同,所有R7任选相同或不同)
化合物组(C):分子中具有2个以上的酯基的酯化合物,构成该酯化合物的醇成分为单醇。
<15>根据上述<12>~<14>中任一项所述的风扇,其中,在增塑剂中,选自聚酯系增塑剂、多元醇酯系增塑剂、多元羧酸酯系增塑剂、以及通式(I)所示的化合物中的1种或2种以上的含量、优选为选自具有(聚)氧亚烷基或碳数2~10的亚烷基的、聚酯系增塑剂、多元醇酯系增塑剂、多元羧酸酯系增塑剂、以及通式(I)所示的化合物中的1种或2种以上的含量、更优选为选自具有(聚)氧亚烷基的、聚酯系增塑剂、多元醇酯系增塑剂、多元羧酸酯系增塑剂、以及通式(I)所示的化合物中的1种或2种以上的含量、以及选自上述化合物组(A)~(C)中的1种或2种以上的化合物的含量优选为50质量%以上、更优选为80质量%以上、进一步优选为90质量%以上、进一步优选为95质量%以上、进一步优选实质上为100质量%、进一步优选为100质量%。
<16>根据上述<1>~<15>中任一项所述的风扇,其中,相对于热塑性聚酯树脂(A)100质量份,增塑剂的含量优选为1质量份以上、更优选为3质量份以上、进一步优选为5质量份以上、进一步优选为10质量份以上、进一步优选为15质量份以上、进一步优选为18质量份以上,且优选为50质量份以下、更优选为40质量份以下、进一步优选为30质量份以下、进一步优选为25质量份以下。
<17>根据上述<1>~<16>中任一项所述的风扇,其中,构成风扇的聚酯树脂组合物中,增塑剂的含量优选为1质量%以上、更优选为3质量%以上、进一步优选为5质量%以上、更进一步优选为10质量%以上,且优选为25质量%以下、更优选为20质量%以下、进一步优选为15质量%以下。
<18>根据上述<1>~<17>中任一项所述的风扇,其中,弹性体是两末端具有聚苯乙烯嵌段,且其间具有聚异戊二烯嵌段或乙烯基-聚异戊二烯嵌段中的至少一种嵌段的嵌段共聚物。
<19>根据上述<1>~<18>中任一项所述的风扇,其中,作为弹性体,优选为聚苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚丁二烯共聚物、聚苯乙烯-加氢聚丁二烯共聚物、聚苯乙烯-加氢聚异戊二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物、聚苯乙烯-乙烯基-聚异戊二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物、聚苯乙烯-加氢聚丁二烯-加氢聚异戊二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物、聚苯乙烯-加氢聚丁二烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物,更优选为聚苯乙烯-乙烯基-聚异戊二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物。
<20>根据上述<1>~<19>中任一项所述的风扇,其中,弹性体中的苯乙烯含量优选为10质量%以上、更优选为15质量%以上,且优选为30质量%以下、更优选为25质量%以下。
<21>根据上述<1>~<20>中任一项所述的风扇,其中,弹性体的玻璃化转变温度Tg优选为-40℃以上,且优选为20℃以下。
<22>根据上述<1>~<21>中任一项所述的风扇,其中,相对于热塑性聚酯树脂(A)100质量份,弹性体的含量优选为10质量份以上、更优选为15质量份以上、进一步优选为18质量份以上、进一步优选为20质量份以上、进一步优选为25质量份以上,此外,优选为50质量份以下、更优选为40质量份以下、进一步优选为35质量份以下。
<23>根据上述<1>~<22>中任一项所述的风扇,其中,在构成风扇的聚酯树脂组合物中,弹性体的含量优选为5质量%以上、更优选为10质量%以上、进一步优选为15质量%以上,且优选为30质量%以下、更优选为25质量%以下、进一步优选为20质量%以下。
<24>根据上述<1>~<23>中任一项所述的风扇,其中,可以并用增塑剂和弹性体,也可以将单独或2种以上的增塑剂与单独或2种以上的弹性体组合使用。
<25>根据上述<1>~<23>中任一项所述的风扇,其中,可以将单独或2种以上的增塑剂与单独或2种以上的苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物组合使用。
<26>根据上述<1>~<23>中任一项所述的风扇,其中,可以将单独或2种以上的增塑剂与单独或2种以上的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物组合使用。
<27>根据上述<1>~<23>中任一项所述的风扇,其中,可以将单独或2种以上的增塑剂、单独或2种以上的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、以及单独或2种以上的苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物组合使用。
<28>根据上述<24>所述的风扇,其中,相对于热塑性聚酯树脂(A)100质量份,增塑剂和弹性体的总含量优选为15质量份以上、更优选为20质量份以上、进一步优选为25质量份以上,此外,优选为60质量份以下、更优选为50质量份以下、进一步优选为40质量份以下。
<29>根据上述<24>或<28>所述的风扇,其中,增塑剂和弹性体的质量比(增塑剂/弹性体)优选为30/70~70/30、更优选为40/60~60/40。
<30>根据上述<1>~<29>中任一项所述的风扇,其中,作为无机填充剂(C),优选包含选自板状填充剂、粒状填充剂、针状填充剂和纤维状填充剂中的1种或2种以上。
<31>根据上述<30>所述的风扇,其中,作为板状填充剂,长宽比(板状体的最大面中的最长边的长度/该面的厚度)为20以上且150以下,优选为玻璃薄片、非溶胀性云母、溶胀性云母、石墨、金属箔、滑石、粘土、云母、绢云母、沸石、皂土、有机改性皂土、蒙脱石、有机改性蒙脱石、白云石、绿石、水滑石、板状氧化铁、板状碳酸钙、板状氢氧化镁和板状硫酸钡,更优选为滑石、云母、板状硫酸钡,进一步优选为滑石、云母。
<32>根据上述<30>所述的风扇,其中,作为粒状填充剂,长宽比(粒状体的最长直径/粒状体的最短直径)为1以上且小于2,优选近似于1,优选为高岭土、微粉硅酸、长石粉、粒状碳酸钙、粒状氢氧化镁、粒状硫酸钡、氢氧化铝、碳酸镁、氧化钙、氧化铝、氧化镁、氧化钛、硅酸铝、各种空心球、各种珠、氧化硅、石膏、均密石英岩、片钠铝石和白土,更优选为粒状硫酸钡、氢氧化铝和粒状碳酸钙,进一步优选为粒状碳酸钙、粒状硫酸钡。
<33>根据上述<30>所述的风扇,其中,作为针状填充剂,长宽比(粒子长度/粒径)为2以上且小于20的范围,优选为钛酸钾晶须、硼酸铝晶须、镁系晶须、硅系晶须、硅灰石、海泡石、石棉、蛭石、磷酸酯纤维、硅磷灰石、矿渣纤维、石膏纤维、二氧化硅纤维、二氧化硅-氧化铝纤维、氧化锆纤维、氮化硼纤维、氮化硅素纤维和硼纤维,更优选为钛酸钾晶须、硅灰石。
<34>根据上述<30>所述的风扇,其中,作为纤维状填充剂,长宽比(平均纤维长度/平均纤维直径)超过150,优选为玻璃纤维、碳纤维、石墨纤维、金属纤维、纤维素纤维,更优选为碳纤维、玻璃纤维,进一步优选为玻璃纤维。
<35>根据上述<30>~<33>中任一项所述的风扇,其中,粒状、板状或针状填充剂可以利用乙烯/乙酸乙烯酯共聚物等热塑性树脂、环氧树脂等热固性树脂进行了覆盖或集束处理,也可以利用氨基硅烷、环氧硅烷等偶联剂等进行了处理。
<36>根据上述<1>~<35>中任一项所述的风扇,其中,作为无机填充剂(C),优选为选自板状填充剂、针状填充剂和纤维状填充剂中的1种或2种以上,更优选为选自板状填充剂和针状填充剂中的1种或2种以上,进一步优选为1种或2种以上的板状填充剂。
<37>根据上述<1>~<36>中任一项所述的风扇,其中,优选使用云母、滑石、玻璃纤维,更优选使用云母、滑石,进一步优选使用云母。
<38>根据上述<30>~<37>中任一项所述的风扇,其中,无机填充剂(C)中的板状填充剂的含量优选为60质量%以上、更优选为80质量%以上、进一步优选为90质量%以上。
<39>根据上述<1>~<38>中任一项所述的风扇,其中,相对于热塑性聚酯树脂(A)100质量份,无机填充剂(C)的含量优选为10质量份以上、更优选为15质量份以上、进一步优选为20质量份以上、进一步优选为30质量份以上、进一步优选为35质量份以上,此外,优选为80质量份以下、更优选为70质量份以下、进一步优选为60质量份以下、进一步优选为50质量份以下、进一步优选为45质量份以下。
<40>根据上述<1>~<39>中任一项所述的风扇,其中,构成风扇的聚酯树脂组合物中,无机填充剂的含量优选为5质量%以上、更优选为10质量%以上、进一步优选为15质量%以上、进一步优选为20质量%以上、进一步优选为23质量%以上,且优选为40质量%以下、更优选为35质量%以下、进一步优选为30质量%以下。
<41>根据上述<1>~<40>中任一项所述的风扇,其中,成分(B)与无机填充剂(C)的质量比(成分(B)/无机填充剂(C))优选为10/90~60/40、更优选为25/75~50/50、进一步优选为40/60~45/55。
<42>根据上述<1>~<41>中任一项所述的风扇,其还含有有机结晶成核剂(D)。
<43>根据上述<42>所述的风扇,其中,相对于热塑性聚酯树脂(A)100质量份,有机结晶成核剂(D)的含量优选为0.01质量份以上、更优选为0.1质量份以上、进一步优选为0.2质量份以上,且优选为20质量份以下、更优选为10质量份以下、进一步优选为5质量份以下、进一步优选为3质量份以下、进一步优选为1质量份以下。
<44>根据上述<1>~<43>中任一项所述的风扇,其中,构成风扇的聚酯树脂组合物是将含有热塑性聚酯树脂(A)、选自增塑剂和弹性体中的1种或2种以上(B)、无机填充剂(C)的原料进行熔融混炼而制备的。
<45>根据上述<44>所述的风扇,其中,熔融混炼温度优选为220℃以上、更优选为225℃以上、进一步优选为230℃以上,且优选为300℃以下、更优选为290℃以下、进一步优选为280℃以下、进一步优选为260℃以下、进一步优选为250℃以下、进一步优选为240℃以下。
<46>上述<1>~<45>中任一项所述的风扇的作为减振材料的用途。
<47>一种音响设备、电气制品、交通工具、建筑物、工业用机器等制品、或者它们的部件或框体,其通过包括如下工序的制造方法来获得:将构成上述<1>~<45>中任一项所述的风扇的聚酯树脂组合物填充至注射成形机中,注入至模具内并进行成型的工序。
<48>一种电气制品用发动机外罩,其包含上述<1>~<45>中任一者所使用的聚酯树脂组合物。
<49>一种空调机,其包含上述<1>~<45>中任一者所使用的聚酯树脂组合物。
<50>一种扬声器,其包含上述<1>~<45>中任一者所使用的聚酯树脂组合物。
<51>一种投影仪,其包含上述<1>~<45>中任一者所使用的聚酯树脂组合物。
<52>一种附带压缩机的电气制品,其包含上述<1>~<45>中任一者所使用的聚酯树脂组合物。
<53>一种配管,其包含上述<1>~<45>中任一者所使用的聚酯树脂组合物。
<54>一种降低由电气制品用发动机外罩产生的振动音的方法,其特征在于,使用上述<1>~<45>中任一者规定的聚酯树脂组合物。
<55>一种降低由空调机产生的振动音的方法,其特征在于,使用上述<1>~<45>中任一者规定的聚酯树脂组合物。
<56>一种降低由扬声器产生的振动音的方法,其特征在于,使用上述<1>~<45>中任一者规定的聚酯树脂组合物。
<57>一种降低由投影仪产生的振动音的方法,其特征在于,使用上述<1>~<45>中任一者规定的聚酯树脂组合物。
<58>一种降低由附带压缩机的电气制品产生的振动音的方法,其特征在于,使用上述<1>~<45>中任一者规定的聚酯树脂组合物。
<59>一种降低由配管产生的振动音的方法,其特征在于,使用上述<1>~<45>中任一者规定的聚酯树脂组合物。
<60>一种具有风扇的部件或框体的制造方法,其包括以下的工序。
工序(1):将含有热塑性聚酯树脂(A)、选自增塑剂和弹性体中的1种或2种以上(B)、以及无机填充剂(C)的聚酯树脂组合物进行熔融混炼,从而制备聚酯树脂组合物的熔融混炼物的工序
工序(2):将通过工序(1)而得到的聚酯树脂组合物的熔融混炼物在模具内进行注射成形的工序
<61>根据上述<1>~<45>中任一项所述的风扇,其还含有苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物。
<62>根据上述<1>~<45>中任一项所述的风扇,其中,风扇为风扇的叶片、风扇外罩、风扇外壳、发动机外罩、沟道、导风板、喇叭口、排风罩中的任一者。
实施例
以下,示出实施例来具体说明本发明。需要说明的是,该实施例是单纯的本发明的例示,并不是指任何限定。例中的份在没有特别记载的情况下是质量份。需要说明的是,“常压”表示101.3kPa,“常温”表示25℃。
〔热塑性聚酯树脂和弹性体的玻璃化转变温度〕
使用与后述同样制备的样品的平板试验片(40mm×5mm×0.4mm),使用DMA装置(SII公司制、EXSTAR6000),将测定频率设为1Hz,以2℃/分钟的升温速度从-50℃升温至250℃,作为玻璃化转变温度而求出所得损失弹性模量的峰温度。
〔热塑性聚酯树脂的结晶化焓〕
称量热塑性聚酯树脂试样约7mg,使用DSC装置(Perkin-Elmer公司制、DSC8500),按照JIS K7122(1999),以20℃/分钟的升温速度将树脂从25℃加热至300℃,在该状态下保持5分钟后,接着,以-20℃/分钟冷却至达到25℃以下,由此时与结晶化相伴的放热峰来算出结晶化焓。
〔弹性体的苯乙烯含量〕
将弹性体溶解于氘代氯仿,以15ppm的观测幅度来测定该试样溶液的H-NMR光谱。此外,预先由三种浓度的聚苯乙烯/氘代氯仿溶液的H-NMR光谱的苯乙烯的峰面积和浓度来求出标准曲线,使用该标准曲线,由试样溶液的苯乙烯的峰面积来算出苯乙烯的含量。
〔增塑剂的酸值、羟值和皂化值〕
酸值:作为滴定溶剂而使用甲苯/乙醇=2/1(体积比),除此之外,按照JIS K 0070的试验方法进行分析。
羟值:作为乙酰基化试剂而使用乙酸酐/吡啶=1/4(体积比),将添加量设为3mL,除此之外,按照JIS K 0070的试验方法进行分析。
皂化值:将水浴温度设为95℃,将加热时间设为1小时,除此之外,按照JIS K 0070的试验方法进行分析。
〔增塑剂的(B)酯化合物的分子量、末端烷基酯化率和醚值〕
分子量:在本说明书中,(B)酯化合物的分子量是指数均分子量,通过下式由酸值、羟值和皂化值来算出。
平均分子量M=(M1+M2-M3×2)×n+M1-(M3-17.01)×2+(M3-17.01)×p+(M2-17.01)×q+1.01×(2-p-q)
q=羟值×M÷56110
2-p-q=酸值×M÷56110
平均聚合度n=皂化值×M÷(2×56110)-1
末端烷基酯化率:分子末端的烷基酯化率(末端烷基酯化率)可通过下述式子来算出,分子末端的烷基酯化率的数值大则表示游离的羧基、羟基少,分子末端被充分烷基酯化。
末端烷基酯化率(%)=(p÷2)×100
其中,M1:作为原料使用的二羧酸与作为原料使用的一元醇形成的二酯的分子量
M2:作为原料而使用的二元醇的分子量
M3:作为原料而使用的一元醇的分子量
p:一分子中的末端烷基酯基的个数
q:一分子中的末端羟基的个数
醚值:通过以下的式子,算出1g羧酸酯中的醚基的毫摩尔(mmol)数、即醚值。
醚值(mmol/g)=(m-1)×n×1000÷M
其中,m:氧亚烷基的平均重复数(m-1表示一分子二元醇中的醚基的个数)
此外,使用两种以上的二羧酸、一元醇、二元醇时,分子量使用数均值的分子量。
增塑剂的制造例1(琥珀酸与三乙二醇单甲基醚形成的二酯)
向具备搅拌机、温度计、脱水管的3L烧瓶中投入琥珀酸酐500g、三乙二醇单甲基醚2463g、对甲苯磺酸一水合物9.5g,一边向空间部吹入氮气(500mL/分钟),一边在减压下(4~10.7kPa)以110℃使其反应15小时。反应液的酸值为1.6(mgKOH/g)。向反应液中添加吸附剂Kyoward 500SH(协和化学工业公司制)27g,以80℃、2.7kPa搅拌45分钟并过滤后,在液温115~200℃、压力0.03kPa下蒸馏去除三乙二醇单甲基醚,冷却至80℃后,对残液进行减压过滤,作为滤液,得到琥珀酸与三乙二醇单甲基醚形成的二酯。所得二酯的酸值为0.2(mgKOH/g)、皂化值为276(mgKOH/g)、羟值为1以下(mgKOH/g)、色相为APHA200。
增塑剂的制造例2(琥珀酸与1,3-丙二醇和甲醇形成的二酯、原料(摩尔比):琥珀酸二甲酯/1,3-丙二醇(1.5/1))
向四口烧瓶(附带搅拌机、温度计、滴液漏斗、蒸馏管、氮气吹入管)中投入1,3-丙二醇521g(6.84摩尔)和作为催化剂的28质量%的含甲醇钠的甲醇溶液5.9g(甲醇钠为0.031摩尔),以常压、120℃一边搅拌0.5小时,一边蒸馏去除甲醇。其后,耗费1小时滴加琥珀酸二甲酯(和光纯药工业公司制)1500g(10.26摩尔),以常压、120℃蒸馏去除通过反应而生成的甲醇。接着,冷却至60℃,投入28质量%的含甲醇钠的甲醇溶液5.6g(甲醇钠为0.029摩尔),耗费2小时升温至120℃后,耗费1小时将压力从常压缓慢地下降至3.7kPa,蒸馏去除甲醇。其后,冷却至80℃并添加Kyoward 600S(协和化学工业公司制)18g,以压力4.0kPa、80℃搅拌1小时后,进行减压过滤。耗费2.5小时以0.1kPa的压力将滤液的温度从85℃提升至194℃,蒸馏去除残留的琥珀酸二甲酯,得到常温黄色的液体。需要说明的是,催化剂的用量相对于二羧酸酯100摩尔为0.58摩尔。(式(II)中的R5:甲基、R6:亚乙基、R7:1,3-亚丙基、m=1、n=4.4;酸值为0.64mgKOH/g;羟值为1.3mgKOH/g;皂化值为719.5mgKOH/g;数均分子量为850;末端烷基酯化率为98.5%;醚值为0mmol/g)。
增塑剂的制造例3(对苯二甲酸与三乙二醇单甲基醚形成的二酯)
向四口烧瓶(附带搅拌机、温度计、蒸馏管、氮气吹入管)中投入对苯二甲酸二甲酯400g、三乙二醇单甲基醚1015g、辛酸锡(II)0.86g,一边向空间部吹入氮气(200mL/分钟),一边以常压、200℃搅拌14小时,一边蒸馏去除因反应而生成的甲醇。接着,冷却至常温,投入85质量%的含磷酸的三乙二醇单甲基醚溶液30g,一边向空间部吹入氮气(500mL/分钟),一边以常压、60℃搅拌1.5小时,一边使辛酸锡(II)催化剂失活。其后,向反应液中添加吸附剂Kyoward 500SH(协和化学工业公司制)45g,以60℃、6.7kPa搅拌1小时并过滤后,以液温120~150℃、压力0.02kPa蒸馏去除三乙二醇单甲基醚。冷却至60℃后,对残液进行减压过滤,作为滤液,得到黄色、略显粘性的液体形式的对苯二甲酸与三乙二醇单甲基醚形成的二酯。
实施例1~29、实施例33和比较例1~9
使用同向啮合型双螺杆挤出机(日本制钢所制TEX-28V),将构成表1~9所示风扇的聚酯树脂组合物的原料以240℃进行熔融混炼,并进行线料切割,从而得到树脂组合物的粒料。需要说明的是,所得粒料以110℃进行3小时的除湿干燥,水分量设为500ppm以下。
使用注射成形机(日本制钢所制J110AD-180H、料筒温度设定6处),对所得粒料进行注射成形。关于料筒温度,自喷嘴前端侧起至第五单元为止设定为240℃,剩余的1个单元设定为170℃,料斗下设定为45℃。模具温度设定为80℃,成形为角柱试验片(125mm×12mm×6mm、63mm×13mm×6.4mm)、平板试验片(127mm×12.7mm×1.2mm、127mm×12.7mm×1.6mm),得到树脂组合物的成形体。此外,关于实施例3、13、14,使用注射成形机(住友重机械工业公司制SE180D),使用螺旋桨型的模具,同样地进行注射成形,从而得到螺旋桨风扇。
实施例30~32和比较例10
使用同向啮合型双螺杆挤出机(日本制钢所制TEX-28V),将构成表4或6所示风扇的聚酯树脂组合物的原料以280℃进行熔融混炼,并进行线料切割,从而得到聚酯树脂组合物的粒料。需要说明的是,所得粒料以110℃进行3小时的除湿干燥,水分量设为500ppm以下。
使用注射成形机(日本制钢所制J110AD-180H、料筒温度设定6处),对所得粒料进行注射成形。关于料筒温度,自喷嘴前端侧起至第五单元为止设定为270℃,剩余的1个单元设定为230℃,料斗下设定为45℃。模具温度设定为130℃,成形为角柱试验片(125mm×12mm×6mm)、平板试验片(127mm×12.7mm×1.2mm),得到树脂组合物的成形体。
比较例11
使用注射成形机,将构成表7所示风扇的原料进行注射成形。关于料筒温度,自喷嘴前端侧起至第五单元为止设定为220℃,剩余的1个单元设定为170℃,料斗下设定为45℃。使用注射成形机(住友重机械工业公司制SE180D),模具温度设定为40℃,使用螺旋桨型的模具进行注射成型,从而得到螺旋桨风扇。
需要说明的是,表1~9中的原料如下所示。
〔热塑性聚酯树脂〕
PBT:聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、NOVADURAN 5010R5(三菱工程塑料公司制、非强化、玻璃化转变温度:50℃、结晶化焓ΔHmc:44J/g)
PTT:聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂、Sorona(注册商标)bright(杜邦公司制、非强化、玻璃化转变温度:50℃、结晶化焓ΔHmc:52J/g)
PET:聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、RT-553C(日本UNIPET公司制、非强化、玻璃化转变温度:70℃、结晶化焓ΔHmc:42J/g)
〔热塑性通用树脂〕
ABS:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚树脂、Toyolac 700-314(东丽公司制、非强化)
〔增塑剂〕
DAIFATTY-101:己二酸与二乙二醇单甲基醚/苄醇=1/1形成的混合二酯(大八化学工业公司制)
(MeEO3)2SA:上述增塑剂的制造例1中制造的琥珀酸与三乙二醇单甲基醚形成的二酯
MeSA-1,3PD:上述增塑剂的制造例2中制造的琥珀酸与1,3-丙二醇和甲醇形成的二酯
(MeEO3)2TPA:上述增塑剂的制造例3中制造的对苯二甲酸与三乙二醇单甲基醚形成的二酯
DOP:邻苯二甲酸双(2-乙基己基)酯、DOP(大八化学工业公司制)
DOA:己二酸双(2-乙基己基)酯、DOA(大八化学工业公司制)
KP-L115:双酚S二辛基醚(花王公司制)
〔弹性体〕
苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物:HYBRAR5127(可乐丽塑料公司制、玻璃化转变温度:8℃、苯乙烯含量:20质量%)
聚酯弹性体:Pelprene P-150M(东洋纺公司制、玻璃化转变温度:-25℃)
苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(氢化):S.O.E.L609(旭化成化学公司制、玻璃化转变温度:10℃、苯乙烯含量:67质量%)
〔无机填充剂〕
云母:A-21S(山口云母公司制、最大面中的最长边的长度:23μm、最大面的厚度:0.33μm、长宽比:70)
云母(氨基硅烷处理):MICAKET21P5(山口云母公司制、最大面中的最长边的长度:23μm、最大面的厚度:0.33μm、长宽比:70)
滑石:MICROACE P-6(日本滑石公司制、最大面中的最长边的长度:4μm、最大面的厚度:0.13μm、长宽比:31)
滑石(环氧树脂处理):P-4表面处理品(日本滑石公司制、最大面中的最长边的长度:4.5μm、最大面的厚度:0.13μm、长宽比:35)
玻璃纤维:CSF 3PE-941(日东纺公司制、平均纤维长度:3mm、平均纤维直径:13μm、长宽比:231)
玻璃纤维(扁平截面):3PA-820(日东纺公司制、平均纤维长度:3mm、平均纤维直径:4μm、长宽比:750)
〔结晶成核剂〕
苯甲酸Na:苯甲酸钠(和光纯药工业公司制)
NA-05:有机含氮化合物(ADEKA公司制)
按照下述试验例1~6的方法,对所得成形体的特性进行评价。将结果示于表1~9。
试验例1〔弯曲弹性模量〕
针对角柱试验片(125mm×12mm×6mm),基于JIS K7203,使用Tensilon(Orientec公司制、Tensilon万能试验机RTC-1210A),将十字头速度设定为3mm/分钟,进行弯曲试验,求出弯曲弹性模量。在弯曲弹性模量为1.6GPa以上的情况下,可判断弯曲弹性模量高、振动的初期振幅小,其数值越高则可判断其效果越高。
试验例2〔损失系数〕
针对平板试验片(127mm×12.7mm×1.2mm),基于JIS G0602,将试验片固定于图1所示的夹具,由基于单侧固定打击施振法的弯曲振动的衰减自由振动波形来求出损失系数。响应位移的极大值Xn利用CCD激光位移计(基恩士公司制、LK-GD5000)进行检测,并利用FFT分析仪(AR Brown公司制、Photon II)进行时间分析。响应位移的计算区间去除了初期冲击时的响应位移,设为3.0mm~0.5mm。损失系数优选为0.05以上、更优选为0.06以上,可判断为损失系数高、振动的衰减快,其数值越高则可判断其效果越高。
试验例3〔风扇振动试验〕
使用了通过注射成形而成形的直径150mm的螺旋桨风扇(FANTEC公司制、PF150-5P-R、Φ3.18)。使用由发振器Type 3160、增幅器Type 2718、加振器Type 4810、加速度传感器Type 8001构成的系统(均为B&K公司制),各机器的控制使用了个人计算机。将风扇成形体的中央部分安装于接触片,并固定于加速度传感器后,施加无规加振,在20Hz~12000Hz的范围内,由利用加速度传感器检测的振动速度来算出振动dB。测定环境用恒温槽(ESPEC公司制、PU-3J)控制为23℃、0℃或40℃,求出300Hz~500Hz的共振频率下的振动dB。如果数值小,则可判断为进一步降低了振动。
试验例4〔风扇噪音试验〕
使用了与上述相同的螺旋桨风扇成形体。将风扇成形体安装于发动机(MabuchiMotor公司制、RS-540SH)的旋转轴,如图2那样地进行固定,周围用贴合有7mm厚的吸音材料的毛毡的氯乙烯制外罩进行覆盖,以各转速使其旋转。针对以转速N使其旋转时产生的噪音(噪音水平A dB)和以转速N使其旋转时的相当于F=NZ/60(Z=5)的频率进行标绘。噪音水平用配置在距离风扇为30cm的位置处的集音计(Custom公司制、SL-1370)进行测定。噪音测定在安静的空间(环境噪音为48dB)中进行,求出5秒钟的平均值。如果数值小,则可判断为进一步降低了噪音。
试验例5〔损失系数温度依赖性试验〕
针对平板试验片(127mm×12.7mm×1.6mm),基于JIS K7391,根据通过中央加振法而计测的频率响应函数的二次共振的峰,利用半值宽度法来算出损失系数。使用由发振器Type 3160、增幅器Type 2718、加振器Type 4810、加速度传感器Type 8001构成的系统(均为B&K公司制),使用了损失系数计测软件MS18143。测定环境用恒温槽(ESPEC公司制、PU-3J)进行控制,在0℃~80℃的温度范围内进行测定。损失系数如果优选在各温度下为0.05以上,则可判断为损失系数高、减振性高。
试验例6〔Izod耐冲击〕
针对角柱试验片(63mm×13mm×6.4mm),基于JIS K7110,安装13mm的缺口,使用Izod冲击试验机(安田精机制作所制),进行冲击试验。数值越大,则可判断为冲击强度高。
试验例7〔风扇噪音试验2〕
使用了与上述相同的螺旋桨风扇成形体。将风扇成形体安装于发动机(草津电机公司制、AC发动机)的旋转轴,如图5那样地固定,以各转速使其旋转。关于此时产生的噪音,在距离风扇为横向100mm、下方200mm的位置处,利用噪音计(4189-A-029B&K公司制)进行声音收集,并进行FFT分析。计测时间为60秒、1频率下的平均次数为358点,频率加权特性用A特性进行分析。噪音测定在安静的空间(环境噪音为40dB)中进行。在各转速下的风扇噪音的FFT分析之中,测定相当于F=2NZ/60的旋转噪音峰的频率和噪音水平。需要说明的是,螺旋桨风扇成形体的材料是实施例13、14的聚酯树脂组合物。将结果示于表10和图6。
试验例8〔风扇结构部件噪音试验〕
使用与上述相同的螺旋桨风扇(其中,材料为ABS),将其安装于发动机(草津电机公司制、AC发动机)的旋转轴,如图7那样地固定。作为结构部件,使用上述实施例14、实施例33和比较例11的材料,将横向180mm、纵向100mm、高度80mm、厚度20mm的板作为风扇的结构部件而进行固定,并分别使用。关于以各转速使其旋转时产生的噪音(噪音水平A dB),利用配置在距离风扇为横向200mm、下方200mm的位置处的集音计(CUSTOM公司制、SL-1370)进行测定。噪音测定在安静的空间(环境噪音为48dB)中进行,求出5秒钟的平均值。测定各转速下的风扇噪音水平。将结果示于表11。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
表5
*原料的用量表示质量份。
[表6]
表6
*原料的用量表示质量份。
[表7]
表7(室温下的风扇的振动、振动音)
[表8]
表8(低温、高温下的风扇的振动)
[表9]
表9(低温、高温下的损失系数)
*1利用试验例2的方法进行测定。
*2利用试验例5的方法进行测定。
[表10]
[表11]
其结果,如表1~6所示,与比较例1~10相比,实施例1~32具有弯曲弹性模量、损失系数均高的效果。由此可知:通过向各种热塑性聚酯树脂中配合增塑剂和/或弹性体以及无机填充剂,能够提高刚性和减振性,制作具有振动音防止效果的风扇,启示出在各种用途中的应用。此外可知:通过并用增塑剂和弹性体,能够维持高的弯曲弹性模量,同时进一步提高损失系数(实施例14、15)。通过实施例3与21~14的对比可知:在无机填充剂之中,通过使用板状填充剂,弯曲弹性模量和损失系数均变高,其中优选为云母。
此外可知:如表7~8和图3所示,与比较例11相比,实施例13、14即使是相同的频率,其振动、噪音也小,不仅在室温区域,即使在低温区域、高温区域也起到充分的减振作用。此外,如表9、图4所示,本发明的风扇不仅在室温区域,即使在低温区域、高温区域,损失系数也高。进而,如表9所示,通过使用苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(氢化),低温下的损失系数变高(实施例33)。由此,通过采用使用所述组合物而制造的风扇,可期待低温下的高减振效果。
由表10和图6(基于表10的频率与噪音的关系的总结图)可知:在表7中的通过振动试验而得到的共振频率与相当于F=2NZ/60的旋转噪音峰的频率重合的条件下,具体而言,在实施例14中的共振频率334Hz下,利用本发明的风扇降低了噪音。
由表11可知:通过将风扇的结构部件的材质(而不是风扇叶片的材质)设为本发明中的聚酯树脂组合物,在400~550的转速条件下计测的噪音水平也会降低。
产业上的可利用性
本发明的风扇可适合地用于例如扬声器、电视机、录音机、耳机、组合音响或麦克等音响设备、电气制品、交通工具、建筑物、产业用设备等制品或它们的部件。
Claims (7)
1.一种风扇,其包含聚酯树脂组合物,所述聚酯树脂组合物含有:
由二羧酸成分和二醇成分构成的热塑性聚酯树脂(A);
增塑剂和/或弹性体(B);以及
无机填充剂(C)。
2.根据权利要求1所述的风扇,其中,热塑性聚酯树脂(A)中的二羧酸成分包含选自脂肪族二羧酸、脂环式二羧酸、芳香族二羧酸和具有呋喃结构的二羧酸中的1种或2种以上。
3.根据权利要求1或2所述的风扇,其中,热塑性聚酯树脂(A)中的二醇成分包含选自脂肪族二醇、脂环式二醇、芳香族二醇和具有呋喃结构的二醇中的1种或2种以上。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的风扇,其中,无机填充剂(C)为板状填充剂。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的风扇,其中,无机填充剂(C)为云母。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的风扇,其中,(B)成分包含1种或2种以上的增塑剂以及1种或2种以上的弹性体。
7.一种降低振动音的方法,其特征在于,使用权利要求1~6中任一项所述的风扇。
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