JP6259142B2 - ファン - Google Patents
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Description
〔1〕 ポリアミド樹脂に、該ポリアミド樹脂100質量部に対して、可塑剤を7質量部以上35質量部以下、並びに板状充填剤及び針状充填剤からなる群より選ばれる1種又は2種以上の成分を15質量部以上80質量部以下含有してなる、ポリアミド樹脂組成物を含んでなるファン。
〔2〕 前記〔1〕記載のファンを用いることを特徴とする、振動音の低減方法。
〔3〕 前記〔1〕記載のファンの制振材料としての使用。
〔4〕 以下の工程を含む、ファンを有する部品又は筐体の製造方法。
工程(1):ポリアミド樹脂に、該ポリアミド樹脂100質量部に対して、可塑剤を7質量部以上35質量部以下、並びに、板状充填剤及び針状充填剤からなる群より選ばれる1種又は2種以上の成分を15質量部以上80質量部以下含有するポリアミド樹脂組成物を溶融混練して、ポリアミド樹脂組成物の溶融混練物を調製する工程
工程(2):工程(1)で得られたポリアミド樹脂組成物の溶融混練物を金型内に射出成形する工程
[ポリアミド樹脂]
本発明におけるポリアミド樹脂は、公知のポリアミド樹脂であれば特に限定はないが、以下の(1)〜(3)に記載のものが好ましい。
(1) ジアミンとジカルボン酸を重縮合してなる共重合体
(2) ラクタム又はアミノカルボン酸を重縮合してなる重合体
(3) (1)及び(2)からなる群から選ばれる2種以上を含む重合体
本発明のファンを構成するポリアミド樹脂組成物は、ファンの損失係数を向上させる観点から、可塑剤を含有する。可塑剤を添加することで室温領域の損失係数を向上させるだけでなく、低温領域や高温領域などの広い温度領域において同時に損失係数を向上させることができる。なお、本明細書において、高温領域とは35〜80℃程度の温度雰囲気下のことであり、低温領域とは−20〜10℃程度の温度雰囲気下のことである。
さらに、可塑剤を添加することで、流動性が向上し、射出成形時の成形性が向上するという効果も奏される。
本発明のファンを構成するポリアミド樹脂組成物は、損失係数を向上させる観点から、充填剤を含有する。本発明における充填剤としては、好ましくは熱可塑性樹脂の強化に用いられる板状充填剤及び針状充填剤からなる群より選ばれる1種又は2種以上を用いる。
断面長短比=長手方向に延びる軸に対して略垂直の断面の最長径/同断面の最短径
また、本発明のファンを構成するポリアミド樹脂組成物は、ポリアミド樹脂の結晶化速度を向上させ、ポリアミド樹脂の結晶性を向上させ、耐衝撃性、曲げ弾性率及び損失係数を向上させる観点から、有機結晶核剤を含有することができる。
本発明のファンを構成するポリアミド樹脂組成物は、前記以外の他の成分として、例えばエラストマーを本発明の効果を損なわない範囲で含有することができる。エラストマーは1種又は2種以上を用いることができる。本発明におけるエラストマーとしては、熱可塑性エラストマーが好ましい。
本発明のファンを構成するポリアミド樹脂組成物が熱可塑性エラストマーを含有することで、熱可塑性エラストマーの樹脂部分でエネルギー損失を発現することとなって、さらにポリアミド樹脂組成物の制振性が向上する効果が奏される。さらに可塑剤と併用することにより、さらに高温域及び低温域での広い温度領域で制振性を向上させることができる。
本発明におけるスチレン系熱可塑性エラストマー(以下、スチレン系エラストマーと称する場合がある。)は、ハードセグメントを構成するスチレン系化合物が重合してなるブロックA、及びソフトセグメントを構成する共役ジエンが重合してなるブロックBからなるものである。重合体ブロックAに用いるスチレン系化合物としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、1,3−ジメチルスチレン等のスチレン化合物;ビニルナフタレン、ビニルアントラセン等のビニル基を有する多環芳香族化合物等が挙げられ、これらのうちスチレン化合物の重合体が好ましく、スチレンの重合体がより好ましい。重合体ブロックBに用いる共役ジエンとしては、例えばブタジエン、イソプレン、ブチレン、エチレン、1,3−ペンタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン等が挙げられ、好ましくはポリイソプレン、ポリブタジエン、およびイソプレンとブタジエンの共重合体が挙げられ、これらの共役ジエン単量体から選ばれる1種又2種以上を重合したブロック共重合体である。またブロックBには前記重合体ブロックAに用いるスチレン系化合物が共重合されていても良い。各々の共重合体の場合には、その形態としてはランダム共重合体、ブロック共重合体、およびテーパード共重合体のいずれの形態も選択することができる。また、水素添加された構造でもよい。
さらに、本発明のファンを構成するポリエステル樹脂組成物は、エラストマーとして、スチレン・ブタジエンブロック共重合体を含有してもよい。かかる成分を含有させることで、低温での高い制振効果が期待できる。スチレン・ブタジエンブロック共重合体は水素添加された構造でもよい。スチレン・ブタジエンブロック共重合体は、スチレン・イソプレンブロック共重合体と併用してもよく、後述のスチレン・イソプレンブロック共重合体に代えて使用してもよい。
本発明のファンを構成するポリアミド樹脂組成物において、スチレン・イソプレンブロック共重合体を含有することで、スチレン・イソプレンブロック共重合体の樹脂部分でエネルギー損失を発現することとなって、さらにポリアミド樹脂組成物の制振性が向上する効果が奏される。さらに可塑剤と併用することにより、さらに高温域及び低温域での広い温度領域で制振性を向上させることができる。
さらに本発明のファンは上記ポリアミド樹脂組成物を含んでなるものであるから、耐候性、耐摩耗性、耐疲労特性、耐熱劣化性、耐薬品性、耐油性および表面外観に優れるという特長を有する。
羽根の枚数(Z)が少ない場合、例えば10枚以下の場合、F=NZk/60に由来する回転騒音周波数は低周波数側に存在することが予想され、そのため低周波数騒音が発生するため、制振材を用いた時の効果として主に低周波数騒音が低減できることが予想される。
羽根の枚数(Z)が多い場合、例えば20枚を超える場合、F=NZk/60に由来する回転騒音周波数は高周波数側に存在することが予想され、そのため高周波数騒音が発生するため、制振材を用いた時の効果として主に高周波数騒音が低減できることが予想される。
回転数(N)が小さい場合、例えば500rpm以下の場合、F=NZk/60に由来する回転騒音周波数は低周波数側に存在することが予想され、そのため低周波数騒音が発生するため、制振材を用いた時の効果として主に低周波数騒音が低減できることが予想される。
回転数(N)が大きい場合、例えば1000rpmを超える場合、F=NZk/60に由来する回転騒音周波数は高周波数側に存在することが予想され、そのため高周波数騒音が発生するため、制振材を用いた時の効果として主に高周波数騒音が低減できることが予想される。
工程(1):ポリアミド樹脂に、該ポリアミド樹脂100質量部に対して、可塑剤を7質量部以上35質量部以下、板状充填剤及び針状充填剤から選ばれる1種又は2種以上の成分を15質量部以上80質量部以下含有するポリアミド樹脂組成物を溶融混練して、ポリアミド樹脂組成物の溶融混練物を調製する工程
工程(2):工程(1)で得られたポリアミド樹脂組成物の溶融混練物を金型内に射出成形する工程
(1) ジアミンとジカルボン酸を重縮合してなる共重合体
(2) ラクタム又はアミノカルボン酸を重縮合してなる重合体
(3) (1)及び(2)からなる群より選ばれる2種以上を含む重合体
<3> ジアミンとしては、脂肪族ジアミン、芳香族ジアミン、環状構造を有するジアミンを用いることが好ましく、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、メタキシリレンジアミンがより好ましく、ヘキサメチレンジアミンが更に好ましい、前記<2>記載のファン。
<4> ジカルボン酸としては、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、環状構造を有するジカルボン酸が好ましく、アジピン酸、ヘプタンジカルボン酸、オクタンジカルボン酸、ノナンジカルボン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸がより好ましく、アジピン酸が更に好ましい、前記<2>記載のファン。
<5> ラクタムとしては、炭素数6〜12のラクタムが好ましく、ε−カプロラクタム、エナントラクタム、ウンデカンラクタム、ドデカンラクタム、α−ピロリドン、α−ピペリドンがより好ましく、ε−カプロラクタム、ウンデカンラクタム、ドデカンラクタムが更に好ましい、前記<2>記載のファン。
<6> アミノカルボン酸としては、炭素数6〜12のアミノカルボン酸が好ましく、6−アミノカプロン酸、7−アミノヘプタン酸、9−アミノノナン酸、11−アミノウンデカン酸、12−アミノドデカン酸がより好ましく、6−アミノカプロン酸、11−アミノウンデカン酸、12−アミノドデカン酸が更に好ましい、前記<2>記載のファン。
<7> ポリアミド樹脂は、ガラス転移温度(Tg)が、好ましくは20℃以上、より好ましくは25℃以上、更に好ましくは30℃以上、より更に好ましくは35℃以上であり、好ましくは160℃以下、より好ましくは150℃以下、更に好ましくは140℃以下、より更に好ましくは130℃以下である、前記<1>〜<6>いずれか記載のファン。
<8> ポリアミド樹脂は、昇温速度20℃/minで25℃から300℃まで加熱し、その状態で5分間保持後、次いで25℃以下となるよう−20℃/minで冷却したとき、結晶化に伴う発熱ピークの面積から求められる結晶化エンタルピーΔHmcが、好ましくは5J/g以上、より好ましくは10J/g以上、更に好ましくは15J/g以上、更に好ましくは30J/g以上である、前記<1>〜<7>いずれか記載のファン。
<9> ポリアミド樹脂としては、ポリカプロアミド(ポリアミド6)、ポリヘキサメチレンアジパミド(ポリアミド66)、ポリカプロアミド/ポリヘキサメチレンアジパミドコポリマー(ポリアミド6/66)、ポリテトラメチレンアジパミド(ポリアミド46)、ポリヘキサメチレンセバカミド(ポリアミド610)、ポリヘキサメチレンドデカミド(ポリアミド612)、ポリウンデカミド(ポリアミド11)、ポリドデカミド(ポリアミド12)、ポリヘキサメチレンアジパミド/ポリヘキサメチレンテレフタルアミドコポリマー(ポリアミド66/6T)、ポリヘキサメチレンアジパミド/ポリヘキサメチレンテレフタルアミド/ポリヘキサメチレンイソフタルアミドコポリマー(ポリアミド66/6T/6I)、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド/ポリヘキサメチレンイソフタルアミドコポリマー(ポリアミド6T/6I)、ポリヘキサメチレンアジパミド/ポリヘキサメチレンイソフタルアミドコポリマー(ポリアミド66/6I)、ポリヘキサメチレンアジパミド/ポリヘキサメチレンイソフタルアミド/ポリカプロアミドコポリマー(ポリアミド66/6I/6)、ポリキシリレンアジパミド(ポリアミドXD6)、及びこれらの混合物ないし共重合体が好ましく、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド610、ポリアミド612、ポリアミド6/66コポリマー、ポリアミド66/6Iコポリマー、ポリアミド66/6I/6コポリマーがより好ましく、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド610、ポリアミド612、ポリアミド6/66が更に好ましく、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド11、ポリアミド12が更に好ましい、前記<1>〜<8>いずれか記載のファン。
<10> ポリアミド樹脂の含有量は、ポリアミド樹脂組成物中、40質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましく、55質量%以上が更に好ましく、60質量%以上が更に好ましく、また、90質量%以下が好ましく、80質量%以下がより好ましく、75質量%以下が更に好ましく、70質量%以下が更に好ましい、前記<1>〜<9>いずれか記載のファン。
<11> 可塑剤としては、アミド系可塑剤、エステル系可塑剤、及びアミドエステル系可塑剤からなる群より選ばれる1種又は2種以上が好ましい、前記<1>〜<10>いずれか記載のファン。
<12> アミド系可塑剤としては、カルボン酸アミド系可塑剤及びスルホンアミド系可塑剤からなる群より選ばれる1種又は2種以上が好ましい、前記<11>記載のファン。
<13> エステル系可塑剤としては、モノエステル系可塑剤、ジエステル系可塑剤、トリエステル系可塑剤、及びポリエステル系可塑剤からなる群より選ばれる1種又は2種以上が好ましい、前記<11>記載のファン。
<14> アミドエステル系可塑剤としては、フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸及びこれらの無水物からなる群から選ばれる1種又は2種以上の酸と、アルキル基の炭素数が2〜8のジアルキルアミンと、炭素数6〜20の脂肪族アルコール又は該脂肪族アルコールの炭素数2〜4のアルキレンオキサイド付加物(アルキレンオキシド付加モル数10モル以下)からなる化合物からなる群より選ばれる1種又は2種以上が好ましい、前記<11>記載のファン。
<15> 可塑剤中、アミド系可塑剤、エステル系可塑剤、及びアミドエステル系可塑剤からなる群より選ばれる1種又は2種以上の成分の含有量は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは80質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上、更に好ましくは実質的に100質量%、更に好ましくは100質量%である、前記<11>〜<14>いずれか記載のファン。
<16> 可塑剤の含有量は、ポリアミド樹脂100質量部に対して、好ましくは10質量部以上、より好ましくは15質量部以上であり、好ましくは30質量部以下、より好ましくは25質量部以下、更に好ましくは20質量部以下、更に好ましくは18質量部以下である、前記<1>〜<15>いずれか記載のファン。
<17> ポリアミド樹脂組成物中、可塑剤の含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは8質量%以上、更に好ましくは9質量%以上であり、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、更に好ましくは15質量%以下である、前記<1>〜<16>いずれか記載のファン。
<18> 板状の充填剤は、アスペクト比(板状体の最大面における最長辺の長さ/該面の厚み)が2以上150以下のものであり、かつ、式:断面長短比=長手方向に延びる軸に対して略垂直の断面の最長径/同断面の最短径により求められる長手方向に延びる軸に対して略垂直の断面における長径と短径の比(断面長短比)が2以上150未満であり、ガラスフレーク、非膨潤性雲母、膨潤性雲母、グラファイト、金属箔、タルク、クレー、マイカ、セリサイト、ゼオライト、ベントナイト、有機変性ベントナイト、モンモリロナイト、有機変性モンモリロナイト、ドロマイト、スメクタイト、ハイドロタルサイト、板状酸化鉄、板状炭酸カルシウム、板状水酸化マグネシウム、板状硫酸バリウムが好ましく、タルク、マイカ、板状硫酸バリウムがより好ましく、タルク、マイカが更に好ましく、タルクが更に好ましい、前記<1>〜<17>いずれか記載のファン。
<19> 針状の充填剤は、アスペクト比(粒子長さ/粒子径)が2以上150以下の範囲のものであり、かつ、前記式により求められる断面における長径と短径の比(断面長短比)が1以上2未満であり、チタン酸カリウムウイスカー、ホウ酸アルミニウムウイスカー、マグネシウム系ウイスカー、珪素系ウイスカー、ワラステナイト、セピオライト、アスベスト、ゾノライト、ホスフェートファイバー、エレスタダイト、スラグ繊維、石膏繊維、シリカ繊維、シリカ・アルミナ繊維、ジルコニア繊維、窒化硼素繊維、窒化硅素繊維及び硼素繊維が好ましく、チタン酸カリウムウイスカー、ワラステナイトがより好ましい、前記<1>〜<18>いずれか記載のファン。
<20> 板状充填剤及び針状充填剤からなる群より選ばれる1種又は2種以上の成分の含有量は、ポリアミド樹脂100質量部に対して、好ましくは20質量部以上、より好ましくは25質量部以上、更に好ましくは30質量部以上であり、好ましくは60質量部以下、より好ましくは50質量部以下、更に好ましくは40質量部以下である、前記<1>〜<19>いずれか記載のファン。
<21> 本発明で用いられる充填剤中、板状充填剤及び針状充填剤からなる群より選ばれる1種又は2種以上の成分の含有量は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは80質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上、更に好ましくは実質的に100質量%、更に好ましくは100質量%である、前記<1>〜<20>いずれか記載のファン。
<22> 更に、繊維状充填剤及び粒状充填剤からなる群より選ばれる1種又は2種以上を含有することが好ましく、繊維状充填剤の1種又は2種以上を含有することがより好ましい、前記<1>〜<21>いずれか記載のファン。
<23> 繊維状の充填剤は、アスペクト比(平均繊維長/平均繊維径)が150を超えるものであり、ガラス繊維、炭素繊維、グラファイト繊維、金属繊維、セルロース繊維が好ましく、炭素繊維、ガラス繊維がより好ましく、ガラス繊維が更に好ましい、前記<22>記載のファン。
<24> 繊維状充填剤の含有量は、ポリアミド樹脂100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上であり、好ましくは20質量部以下、より好ましくは10質量部以下、更に好ましくは7質量部以下である、前記<22>又は<23>記載のファン。
<25> 本発明で用いられる充填剤中、繊維状充填剤の含有量は、好ましくは3質量%以上、より好ましくは5質量%以上、更に好ましくは10質量%以上であり、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、更に好ましくは15質量%以下である、前記<22>〜<24>いずれか記載のファン。
<26> 板状充填剤及び針状充填剤からなる群より選ばれる1種又は2種以上の充填剤と繊維状充填剤の質量比〔(板状+針状)/繊維状〕は、70/30〜95/5が好ましく、80/20〜90/10がより好ましく、85/15〜90/10が更に好ましい、前記<22>〜<25>いずれか記載のファン。
<27> 粒状の充填剤は、アスペクト比(粒状体の最長の直径/粒状体の最短の直径)が1以上2未満のものであり、1に近いものが好適であり、カオリン、微粉ケイ酸、長石粉、粒状炭酸カルシウム、粒状水酸化マグネシウム、粒状硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、ケイ酸アルミニウム、各種バルーン、各種ビーズ、酸化ケイ素、石膏、ノバキュライト、ドーソナイト、及び白土が好ましく、粒状硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、及び粒状炭酸カルシウムがより好ましく、粒状炭酸カルシウム、粒状硫酸バリウムが更に好ましい、前記<22>記載のファン。
<28> 粒状充填剤の含有量は、ポリアミド樹脂100質量部に対して、好ましくは3質量部以上、より好ましくは4質量部以上であり、好ましくは50質量部以下、より好ましくは30質量部以下、更に好ましくは15質量部以下、更に好ましくは10質量部以下、更に好ましくは6質量部以下である、前記<22>又は<27>記載のファン。
<29> 板状、粒状、又は針状充填剤は、エチレン/酢酸ビニル共重合体などの熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂で被覆又は集束処理されていてもよく、アミノシランやエポキシシランなどのカップリング剤などで処理されていても良い、前記<1>〜<28>いずれか記載のファン。
<30> 板状充填剤及び針状充填剤からなる群より選ばれる1種又は2種以上と、粒状充填剤及び繊維状充填剤からなる群より選ばれる1種又は2種以上とを併用することが好ましく、板状充填剤及び針状充填剤からなる群より選ばれる1種又は2種以上と繊維状充填剤の1種又は2種以上とを併用することがより好ましい、前記<22>〜<29>いずれか記載のファン。
<31> 用いられる充填剤の合計含有量としては、ポリアミド樹脂100質量部に対して、好ましくは20質量部以上、より好ましくは25質量部以上、更に好ましくは30質量部以上、更に好ましくは35質量部以上であり、好ましくは55質量部以下、より好ましくは50質量部以下である、前記<1>〜<30>いずれか記載のファン。
<32> ポリアミド樹脂組成物中、用いられる充填剤の合計含有量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは15質量%以上、更に好ましくは20質量%以上であり、好ましくは45質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは35質量%以下、更に好ましくは30質量%以下である、前記<1>〜<31>いずれか記載のファン。
<33> 可塑剤と板状充填剤及び針状充填剤からなる群より選ばれる1種又は2種以上の充填剤との質量比〔可塑剤/(板状充填剤+針状充填剤)〕は、0.15〜0.8が好ましく、0.25〜0.6がより好ましく、0.3〜0.4が更に好ましい、前記<1>〜<32>いずれか記載のファン。
<34> 更に、有機結晶核剤を含有してなる、前記<1>〜<33>いずれか記載のファン。
<35> 有機結晶核剤の含有量は、ポリアミド樹脂100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.1質量部以上、更に好ましくは0.5質量部以上であり、好ましくは30質量部以下、より好ましくは20質量部以下、更に好ましくは10質量部以下、更に好ましくは5質量部以下、更に好ましくは3質量部以下である、前記<34>記載のファン。
<36> 更に、エラストマー、好ましくは熱可塑性エラストマー、より好ましくはスチレン系熱可塑性エラストマー、更に好ましくはスチレン・イソプレンブロック共重合体及び/又はスチレン・ブタジエンブロック共重合体を含有してなる、前記<1>〜<35>いずれか記載のファン。
<37> エラストマー、好ましくは熱可塑性エラストマーの含有量は、ポリアミド樹脂100質量部に対して、好ましくは3質量部以上、より好ましくは5質量部以上、更に好ましくは10質量部以上、更に好ましくは13質量部以上であり、好ましくは40質量部以下、より好ましくは30質量部以下、更に好ましくは20質量部以下である、前記<36>記載のファン。
<38> ポリアミド樹脂に、該ポリアミド樹脂100質量部に対して、可塑剤を7質量部以上35質量部以下、板状充填剤及び針状充填剤から選ばれる1種又は2種以上の成分を15質量部以上80質量部以下、更に必要により各種添加剤を含有する原料を溶融混練して調製する、前記<1>〜<37>いずれか記載のファン。
<39> 溶融混練温度は、好ましくは220℃以上、より好ましくは225℃以上、更に好ましくは230℃以上であり、好ましくは300℃以下、より好ましくは290℃以下、更に好ましくは280℃以下、更に好ましくは260℃以下、更に好ましくは250℃以下、更に好ましくは240℃以下である、前記<38>記載のファン。
<40> 前記<1>〜<39>いずれか記載のファンの制振材料としての使用。
<41> 前記<1>〜<39>いずれか記載のファンを構成するポリアミド樹脂組成物を射出成形機に充填して、金型内に注入して成形する工程を含む製造方法により得られる、音響機器、電気製品、乗物、建築物、産業用機器等の製品又はそれらの部品あるいは筐体。
<42> 前記<1>〜<39>いずれかで用いられるポリアミド樹脂組成物を含む電気製品用モーターカバー。
<43> 前記<1>〜<39>いずれかで用いられるポリアミド樹脂組成物を含む空調機。
<44> 前記<1>〜<39>いずれかで用いられるポリアミド樹脂組成物を含むスピーカー。
<45> 前記<1>〜<39>いずれかで用いられるポリアミド樹脂組成物を含むプロジェクター。
<46> 前記<1>〜<39>いずれかで用いられるポリアミド樹脂組成物を含むコンプレッサー付電気製品。
<47> 前記<1>〜<39>いずれかで用いられるポリアミド樹脂組成物を含む配管。
<48> 前記<1>〜<39>いずれかで用いられるポリアミド樹脂組成物を用いることを特徴とする、電気製品用モーターカバーにより発生する振動音の低減方法。
<49> 前記<1>〜<39>いずれかで用いられるポリアミド樹脂組成物を用いることを特徴とする、空調機により発生する振動音の低減方法。
<50> 前記<1>〜<39>いずれかで用いられるポリアミド樹脂組成物を用いることを特徴とする、スピーカーにより発生する振動音の低減方法。
<51> 前記<1>〜<39>いずれかで用いられるポリアミド樹脂組成物を用いることを特徴とする、プロジェクターにより発生する振動音の低減方法。
<52> 前記<1>〜<39>いずれかで用いられるポリアミド樹脂組成物物を用いることを特徴とする、コンプレッサー付電気製品により発生する振動音の低減方法。
<53> 前記<1>〜<39>いずれかで用いられるポリアミド樹脂組成物を用いることを特徴とする、配管により発生する振動音の低減方法。
<54> 以下の工程を含む、ファンを有する部品又は筐体の製造方法。
工程(1):ポリアミド樹脂に、該ポリアミド樹脂100質量部に対して、可塑剤を7質量部以上35質量部以下、並びに、板状充填剤及び針状充填剤からなる群より選ばれる1種又は2種以上の成分を15質量部以上80質量部以下含有するポリアミド樹脂組成物を溶融混練して、ポリアミド樹脂組成物の溶融混練物を調製する工程
工程(2):工程(1)で得られたポリアミド樹脂組成物の溶融混練物を金型内に射出成形する工程
<55> ファンが、ファンの羽、ファンカバー、ファンケーシング、モーターカバー、ダクト、導風板、ベルマウス、フードのいずれかである、前記<1>〜<39>いずれか記載のファン。
後述と同様にして調製したサンプルの平板試験片(40mm×5mm×0.4mm)を用いて、DMA装置(SII社製、EXSTAR6000)を用い、測定周波数を1Hzとして、昇温速度2℃/分で−20℃から250℃まで昇温し、得られた損失弾性率のピーク温度をガラス転移点として求める。
ポリアミド樹脂試料約7.5mgを計量し、DSC装置(パーキンエルマー社製、DSC8500)を用い、JIS K7122(1999)に準じて、昇温速度20℃/minで樹脂を25℃から300℃まで加熱し、その状態で5分間保持後、次いで25℃以下となるよう−20℃/minで冷却したとき、結晶化に伴う発熱ピークから結晶化エンタルピーを算出する。
表1〜4に示すファンを構成するポリアミド樹脂組成物の原料を、同方向噛み合型二軸押出機(日本製鋼所社製 TEX−28V)を用いて240℃で溶融混練し、ストランドカットを行い、ポリアミド樹脂組成物のペレットを得た。なお、得られたペレットは、110℃で3時間除湿乾燥し、水分量を500ppm以下とした。
表5に示すファンを構成するポリアミド樹脂組成物の原料を、同方向噛み合型二軸押出機(日本製鋼所社製 TEX−28V)を用いて280℃で溶融混練し、ストランドカットを行い、ポリアミド樹脂組成物のペレットを得た。なお、得られたペレットは、110℃で3時間除湿乾燥し、水分量を500ppm以下とした。
表6に示すファンを構成する原料を、射出成形機を用いて射出成形した。シリンダー温度をノズル先端側から5ユニット目までを220℃、残りの1ユニットを170℃、ホッパー下を45℃に設定した。射出成形機(住友重機械工業社製 SE180D)を用い、金型温度は40℃に設定し、プロペラ型の金型を用いて射出成形を行って、プロペラファンを得た。
〔ポリアミド樹脂〕
6ナイロン:ポリカプロアミド、アミランCM1017(東レ社製、ガラス転移温度50℃、結晶化エンタルピーΔHmc:57J/g)
66ナイロン:ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸の共重合体、アミランCM3001−N(東レ社製、ガラス転移温度55℃、結晶化エンタルピーΔHmc:59J/g)
〔熱可塑性汎用樹脂〕
ABS:アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂、トヨラック700−314(東レ社製、非強化)
〔可塑剤〕
初期縮合物:ε−カプロラクタム、UBEカプロラクタム(宇部興産社製)
BBSA:N−ブチルベンゼンスルホンアミド、BM−4(大八化学工業社製)
POBO:2−エチルヘキシルp−オキシベンゾエート(東京化成工業社製)
HDPB:2−ヘキシルデシルp−オキシベンゾエート、エキセパールHDPB(花王社製)
亜鉛華:F−1(ハクスイテック社製、平均粒径:0.1μm、アスペクト比:1.2)
硫酸バリウム(粒):B−1(堺化学工業社製、平均粒径:0.8μm、アスペクト比:1.6)
炭酸カルシウム:NCC−A(日東粉化工業社製、平均粒径:2.2μm、アスペクト比:1.3)
水酸化アルミニウム:B703(日本軽金属社製、平均粒径:3.5μm、アスペクト比:1.5)
タルク:MICROACE P−6(日本タルク社製、最大面における最長辺の長さ:4μm、最大面の厚み:0.13μm、アスペクト比:31、断面長短比:5.6)
マイカ:A−21S(ヤマグチマイカ社製、最大面における最長辺の長さ:23μm、最大面の厚み:0.33μm、アスペクト比:70、断面長短比:13)
硫酸バリウム(板):B−54(堺化学工業社製、最大面における最長辺の長さ:1μm、最大面の厚み:0.17μm、アスペクト比:6、断面長短比:4.1)
ワラステナイト:NYAD 325(NYCO社製、粒子長さ:50μm、粒子径:10μm、アスペクト比:5、断面長短比:1.7)
ガラス繊維:CSF 3PE−941(日東紡社製、平均繊維長:3mm、平均繊維径:13μm、アスペクト比:231)
〔有機結晶核剤〕
ステアリン酸ナトリウム:和光純薬社製、平均粒径7μm
〔スチレン・イソプレンブロック共重合体〕
ハイブラー5127(クラレプラスチック社製、ガラス転移温度:8℃、スチレン含有量:20質量%)
〔スチレン・イソプレンブロック共重合体(水添)〕
S.O.E. L609(旭化成ケミカルズ社製、ガラス転移温度:10℃、スチレン含有量:67質量%)
角柱試験片(63mm×13mm×6.4mm)について、JIS K7110に基づいて、13mmのノッチを付け、Izod衝撃試験機(安田精機製作所社製)を用いて、衝撃試験を行った。Izod耐衝撃が40J/m以上の場合に耐衝撃性が高いと判断することができ、その数値が高いほどその効果は高いと判断できる。
角柱試験片(125mm×12mm×6mm)について、JIS K7203に基づいて、テンシロン(オリエンテック社製、テンシロン万能試験機 RTC−1210A)を用いて、クロスヘッド速度を3mm/minに設定して曲げ試験を行い、曲げ弾性率を求めた。曲げ弾性率が1.7GPa以上の場合に曲げ弾性率が高く、振動の初期振幅が小さいと判断することができ、その数値が高いほどその効果は高いと判断できる。
平板試験片(127mm×12.7mm×1.2mm)について、JIS G0602に基づいて、図1に示す治具に試験片を固定し、片端固定打撃加振法による曲げ振動の減衰自由振動波形から損失係数(23℃)を求めた。応答変位の極大値XnはCCDレーザー変位計(キーエンス社製、LK−GD5000)で検出し、FFTアナライザ(エア・ブラウン社製、フォトンII)で時間解析を行った。応答変位の算出区間は初期インパクト時の応答変位を除いて3.0mm〜0.5mmとした。損失係数(23℃)が好ましくは0.04以上、より好ましくは0.06以上で損失係数が高く、振動の減衰が速いと判断することができ、その数値が高いほどその効果が高いと判断できる。
射出成形によって成形した直径150mmのプロペラファン(ファンテック社製、PF150−5P−R、Φ3.18)を用いた。発振器はType 3160、増幅器はType 2718、加振器はType 4810、加速度センサはType 8001で構成されるシステムを用い(いずれもB&K社製)、各機器の制御はパーソナルコンピューターを用いた。ファン成形体の中央部分をコンタクトチップに取り付け、加速度センサに固定した後、ランダム加振を与え、20Hz〜12000Hzの範囲で加速度センサで検出した振動速度から振動dBを算出した。測定環境は恒温槽(エスペック社製、PU−3J)で23℃、0℃、又は40℃に制御し、300Hzから500Hzの共振周波数での振動dBを求めた。数値が小さいと振動をより低減していると判断できる。
上記と同じプロペラファン成形体を用いた。ファン成形体をモーター(マブチモーター製、RS−540SH)の回転軸に取り付け、図2のように固定し、周囲を厚さ7mmの吸音材のフェルトを張り付けた塩ビ製のカバーで覆い、各回転数で回転させた。回転数Nで回転させたときに生じる騒音(騒音レベルA dB)と回転数Nで回転させた時のF=NZ/60(Z=5)に相当する周波数をプロットした。騒音レベルをファンから30cm離れた位置に配置した集音計(カスタム社製、SL−1370)で測定した。騒音測定は静寂な空間(環境騒音48dB)で行い、5秒間での平均値を求めた。数値が小さいと騒音をより低減していると判断できる。
平板試験片(127mm×12.7mm×1.6mm)について、JIS K7391に基づいて、中央加振法により計測した周波数応答関数の2次共振のピークから、半値幅法により損失係数を算出した。発振器はType 3160、増幅器はType 2718、加振器はType 4810、加速度センサはType 8001で構成されるシステムを用い(いずれもB&K社製)、損失係数計測ソフトウェアMS18143を用いた。測定環境は恒温槽(エスペック社製、PU−3J)で制御し、0℃から80℃までの温度範囲で測定した。損失係数が好ましくは各温度(0℃、40℃)で好ましくは0.04以上であれば損失係数が高く、制振性が高いと判断できる。
上記と同じプロペラファン成形体を用いた。ファン成形体をモーター(草津電機製ACモーター)の回転軸に取り付け、図5のように固定し、各回転数で回転させた。そのときに生じる騒音を、ファンから横100mm、下200mmの位置で騒音計で(4189−A−029 B&K社製)で集音し、FFT解析を行った。計測時間は60秒、1周波数での平均回数は358点、周波数重み付け特性はA特性で解析した。騒音測定は静寂な空間(環境騒音40dB)で行った。各回転数でのファン騒音のFFT解析のなかで、F=2NZ/60に相当する回転騒音ピークの周波数と騒音レベルを測定した。なお、プロペラファン成形体の材料は、実施例5のポリアミド樹脂組成物又は比較例18の樹脂組成物であった。結果を表9と図6に示す
上記と同じプロペラファン(ただし、材料はABS)を用いて、モーター(草津電機製ACモーター)の回転軸に取り付け、図7のように固定した。構造部材として、上記実施例5および比較例18の材料を用いて、横180mm、縦100mm、高さ80mm、厚み20mmの板をファンの構造部材として固定しそれぞれ使用した。各回転数で回転させたときに生じる騒音(騒音レベルA dB)をファンから横200mm、下200mmの位置で配置した集音計(カスタム社製、SL−1370)で測定した。騒音測定は静寂な空間(環境騒音48dB)で行い、5秒間での平均値を求めた。各回転数でのファン騒音レベルを測定した。結果を表10と図8に示す。
Claims (15)
- ポリアミド樹脂に、該ポリアミド樹脂100質量部に対して、可塑剤を7質量部以上35質量部以下、並びに板状充填剤及び針状充填剤からなる群より選ばれる1種又は2種以上の成分を15質量部以上80質量部以下含有してなる、ポリアミド樹脂組成物を含んでなるファン。
- ポリアミド樹脂が以下の(1)〜(3)に記載のものからなる群より選ばれる1種又は2種以上である、請求項1記載のファン。
(1) ジアミンとジカルボン酸を重縮合してなる共重合体
(2) ラクタム又はアミノカルボン酸を重縮合してなる重合体
(3) (1)及び(2)からなる群より選ばれる2種以上を含む重合体 - 可塑剤が、アミド系可塑剤、エステル系可塑剤、及びアミドエステル系可塑剤からなる群より選ばれる1種又は2種以上である、請求項1又は2に記載のファン。
- さらに、繊維状充填剤を含有してなる請求項1〜3のいずれか記載のファン。
- さらに、有機結晶核剤を含有してなる請求項1〜4のいずれか記載のファン。
- 板状充填剤及び針状充填剤からなる群より選ばれる1種又は2種以上の成分の含有量が15質量部以上40質量部以下である請求項1〜5のいずれか記載のファン。
- 板状充填剤及び針状充填剤からなる群より選ばれる1種又は2種以上の成分がタルク及びマイカから選ばれる請求項1〜6のいずれか記載のファン。
- 用いられる充填剤中、板状充填剤及び針状充填剤からなる群より選ばれる1種又は2種以上の成分の含有量が、50質量%以上である、請求項1〜7のいずれか記載のファン。
- 用いられる充填剤中、繊維状充填剤の含有量が、3質量%以上30質量%以下である、請求項4〜8のいずれか記載のファン。
- 板状充填剤及び針状充填剤からなる群より選ばれる1種又は2種以上の充填剤と繊維状充填剤の質量比〔(板状+針状)/繊維状〕が、70/30〜95/5である、請求項4〜9のいずれか記載のファン。
- 可塑剤と板状充填剤及び針状充填剤からなる群より選ばれる1種又は2種以上の充填剤との質量比〔可塑剤/(板状充填剤+針状充填剤)〕が、0.15〜0.8である、請求項1〜10のいずれか記載のファン。
- 有機結晶核剤の含有量が、ポリアミド樹脂100質量部に対して、0.01質量部以上30質量部以下である、請求項5〜11のいずれか記載のファン。
- 請求項1〜12いずれか記載のファンを用いることを特徴とする、振動音の低減方法。
- 請求項1〜12いずれか記載のファンの制振材料としての使用。
- 以下の工程を含む、ファンを有する部品又は筐体の製造方法。
工程(1):ポリアミド樹脂に、該ポリアミド樹脂100質量部に対して、可塑剤を7質量部以上35質量部以下、並びに、板状充填剤及び針状充填剤からなる群より選ばれる1種又は2種以上の成分を15質量部以上80質量部以下含有するポリアミド樹脂組成物を溶融混練して、ポリアミド樹脂組成物の溶融混練物を調製する工程
工程(2):工程(1)で得られたポリアミド樹脂組成物の溶融混練物を金型内に射出成形する工程
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