JPH0425561A - 制振性に優れた内燃機関用シリンダーヘッドカバー - 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〕 本発明はポリアミド樹脂と変性ポリオレフィン樹脂とか
らなる樹脂成分とガラス繊維及び雲母を含有した組成物
からなる低温域から高温域迄の広い温度範囲にわたって
制振性に優れ、寸法安定性、機械的強度、耐熱性等を兼
ね備えた内燃機関用シリンダーヘッドカバーに関する。

〔従来の技術〕

近年、自動車分野では、軽量化による燃費の向上や、コ
ストダウンのため金属部品を樹脂化する傾向が目立って
いる。

その中でも、ガラス繊維強化ポリアミド樹脂を用いた成
形品が、機械的強度や耐熱性などの性能に優れることか
らシリンダーヘッドカバー等のエンジンルーム内の金属
部品の代替えに用いられている。

しかしながら、ポリアミド樹脂にガラス繊維のみを配合
したガラス繊維強化ポリアミド樹脂を用いた成形品は、
機械的物性や耐熱変形性の改良はなされるものの、成形
時のガラス繊維の配向に起因する成形収縮差により、得
られた成形品に変形が発生するという欠点、すなわち、
成形品の寸法安定性に劣るという欠点を有している。

かかる寸法安定性を改良するため、シリンダーヘッドカ
バー等のエンジン周り部品用ポリアミド樹脂組成物とし
て特定のポリアミド樹脂にガラス繊維と無機充填剤を配
合してなるポリアミド樹脂組成物が提案されている（特
開昭６３−１６８４５４号公報、特開昭６３−１６８４
５６号公報）。しかしながら、かかるポリアミド樹脂組
成物は、成形時の変形による成形品の寸法安定性は改良
されるものの、成形品か吸水したときの該成形品の寸法
安定性や耐道路凍結防止剤性に劣るといった欠点を有し
ており、必ずしも満足すべきものではない。これらの欠
点か改良された自動車用シリンダーヘッドカバーーとし
て公知の通常のポリアミド樹脂と特定の高級ポリアミド
樹脂との混合物にガラス繊維と無機充填剤とを配合して
なる組成物を成形して得られる自動車用シリンダヘッド
カバーか提案されている（特開昭６３−２８９０６３号
公報）。

しかしなから、上述の自動車用シリンダーヘッドカバー
は高級ポリアミド樹脂を使用するため高価である。

また上述した従来より公知の組成物を用いたシリンダー
ヘッドカバー等のエンジン周り部品は、いずれも騒音防
止対策としての制振性については解決されないのか現状
である。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、内燃機関用シリンダーヘッドカバーと
して、低温域から高温域までの制振性に優れ、しかも変
形が実質的になく、吸水時の寸法変化や物性低下が大幅
に少ないシリンダーヘッドカバーを提供することである
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、前記の課題を解決するため鋭意検討した
結果、制振性は高分子材料においてはガラス転移点から
ゴム状態の転移域中の温度範囲で最高の性能が発揮され
る事に着目して、ガラス転移点が常温近辺にあるポリオ
レフィン樹脂とガラス転移点が８０℃付近にあるポリア
ミド樹脂とを特定の組成比でミクロ分散させたマトリッ
クス樹脂に雲母とガラス繊維を特定の組成比で配合した
組成物を用いることにより、前記の問題点を一挙に解決
できる内燃機関用シリンダーヘッドカバーが得られるこ
とを見いたし本発明に到達した。

すなわち本発明は、ポリアミド樹脂５０〜８０重量％と
不飽和酸もしくはその誘導体で変性した変性ポリオレフ
ィン樹脂５０〜２０重量％の合計１００重量％からなる
樹脂成分を組成物に対して７５〜３０重量％、ガラス繊
維を同じく１５〜３０重量％、雲母を同じく１０〜４０
重量％少なくとも配合した組成物を成形してなる割振性
に優れた内燃機関用シリンダーへラドカバーである。

本発明のシリンダーヘッドカバーは低温域から高温域迄
の広い温度範囲て制振性に優れ、反り変形かなく且つポ
リアミド樹脂の欠点である吸水時の寸法安定性と吸水に
よる物性低下を大幅に改善したものである。

本発明に使用される樹脂成分であるポリアミド樹脂と不
飽和酸もしくはその誘導体で変性した変性ポリオレフィ
ン樹脂との配合割合としては、ポリアミド樹脂は５０〜
８０重量％、好ましくは５５〜７０重量％である。５０
重量％未満ては耐熱性温度と１−での熱変形温度か著し
く低下し、８０重量％を越えると低温域の制振性か低下
し、且つ吸水時の寸法安定性、物性低下の改善効果か少
ない。

不飽和酸もしくはその誘導体で変性した変性ポリオレフ
ィン樹脂は５０〜２０重量％、好ましくは４５〜３０重
量％である。２０重量％未満では低温域の制振性が低下
し且つ吸水時の寸法安定性や吸水による物性低下の改善
効果が少なく、５０重量％をこえると熱変形温度の低下
が著しい。

本発明に使用されるポリアミド樹脂とはジアミノブタン
とアジピン酸との重縮合により製造されるナイロン４６
、メタキシレンシアミンとアンビン酸との重縮合により
製造されるナイロンＭＸＤ６、ナイロン６、ナイロン６
６等の脂肪族ポリアミドでありこれらの混合物であって
もよいか特にナイロン６、ナイロン６６が好ましい。

本発明に使用される不飽和酸もしくはその誘導体で変性
した変性ポリオレフィン樹脂とは、ポリオレフィン樹脂
と不飽和酸もしくはその誘導体とをラジカル発生剤の存
在下にて加熱状態下で処理して得られるポリオレフィン
樹脂のことである。

不飽和酸もしくはその誘導体としては、不飽和カルボン
酸又はその無水物、例えばアクリル酸、メタクリル酸、
マレイン酸、フタル酸、シトラコン酸、無水マレイン酸
、無水イタコン酸などが例示される。これらの中では特
に無水マレイン酸か好適である。

また不飽和酸もしくはその誘導体で変性した変性ポリオ
レフィン樹脂に用いられる原料のポリオレフィンとして
は、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリミー
ブチレン樹脂、ポリａ　イソブチレン樹脂、のようなａ
−オレフィン樹脂、該ａオレフィンの１種と他のａオレ
フィンやビニルモノマー例えばアクリル酸ニスデル、メ
タクリル酸エステル、メチルメタアクリレートとの共重
合体もし、くはこれらの２種以上の混合物等が挙げられ
るが特にポリプロピレン樹脂か好ましい。ポリオレフィ
ンと不飽和酸もしくはその誘導体とを加熱状態基にて処
理する方法は、公知の種々の方法を用いることか出来る
か、ポリオレフィン粉末に上述の不飽和酸もしくはその
誘導体及びラジカル発生剤としてのシーｔ−ブチルパー
オキサイ１−、ジクミルパーオキサイド、ヘンゾイルバ
ーオキザイドなとの有機過酸化物を加え、高速攪拌機な
とて攪拌混合したのち、押出機を用いて溶融混練温度１
５０〜３００℃、好ましくは１８０〜２５０℃で溶融混
練し押出す方法が簡便であり、好適に用いられる。

また本発明の変性ポリオレフィン樹脂成分にあっては、
変性ポリオレフィン樹脂に該変性ポリオレフィン樹脂の
同量以下の未変性のポリオレフィン樹脂を混合して用い
ることもてきる。

本発明に用いられるガラス繊維は、通常樹脂強化用とし
て、製造され、市販されているガラスチョツプドストラ
ンドであって、平均繊維径か５〜２０　μｍ、平均繊維
長は０．５ｍ＋１以１１０ｍｍ以丁が好ましい。

ガラス繊維の配合量は全組成中に１５〜３０重量％であ
る。１５重量％未満ては機械的強度や熱変形温度の改善
が充分てなく、３０重量％を越えると成形品の成形性か
悪化し商品価値が損なわれる。

本発明に用いられる雲母は、黒雲母、リシア雲母、白雲
母、金雲母なとから広く選択することができ、雲母結晶
板の平均直径と平均厚さの比すなわち平均アスペクト比
２５以上が好ましい。

雲母の配合量は全組成中に１０〜４０重量％である。１
０重１％未満ては制振性や成形品の反り防止効果が充分
てなく、４０重量％を越えると成形品の外観か悪化し商
品イ面値か損なわれる。

ガラス繊維と雲母の配合量の合計か７０重量　９゜を越
えると工業的な生産か困難となるばかりではなく成形性
か極めて悪化し商品価値か損なわれるためこれら無機充
填剤の配合量は７〔１重ＨＡ　９ｏ以１−′が望ま１．
い。

本発明の組成物は次の方法により製造する事か出来る。

即ぢ、例えば、］）ポリアミド樹脂、不飽和酸変性ポリ
オレフィン樹脂、ガラス繊維および雲母のそれぞれの所
定量を高速攪拌機に入れ、攪拌混合したのち、−軸また
は二軸の押出機を用いて２３０〜３００℃、好ましくは
２３０〜２８０℃で溶融混練する方法、２）通常の原料
供給口からポリアミド樹脂、不飽和酸変性ポリオレフィ
ン樹脂と雲母のそれぞれの所定量を攪拌混合させたもの
を供給し、該混合品か充分に溶融混練された後に他の原
料を供給できるような途中添加口を備えた押出機にあっ
ては、途中添加口より所定量のガラス繊維を供給し上述
の温度で溶融混練し押出す方法等である。

また本発明の組成物には種々の添加剤たとえば酸化防止
剤、銅害防止剤、離型剤、顔料結晶核剤などを併用する
事が出来る。

また、本発明の内燃機関用シリンダーヘッドカバーは、
上述の本発明の組成物を用いて、所定の形状に射出成形
法により成形することによって得られる。

〔実施例〕

以下実施例および比較例により本発明を具体的に説明す
るが本発明かこれによって限定されるものではない。

なお本発明の効果の測定は、制振性については厚さ３龍
、タテ、ヨコそれぞれ１５０關の平板を、１辺の全面を
フィルムゲートとしてシリンダー温度２８０℃、金型温
度８０℃条件で射出成形し第３図に示す位置から幅１２
．７ｍｍ、長さ６３．５ｍｍに切り出し試験片とし、該
試験片を用いＤｕＰｏｎｔ社製ＤＭＡ　（ＤＹＮＡＭＩ
ＣＭＥＣＨ＾旧ＣＡＬＡＮＡＬＹＳＩＳ）　９８３型を
用い、固定周波数方式（強制振動非共振法）周波数５Ｈ
ｚ、振幅０．４ｍｍ、昇温速度２℃／ｗｉｎ、測定温度
範囲０℃〜１４０℃の条件下で測定した損失弾性率と動
的弾性率との比すなわち損失正接の温度依存性によった
。

機械的強度の測定は、曲げ強度の測定（ＪＩＳ７２０３
に準拠）により、剛性は曲げ弾性率の測定（ＪＩＳ　　
７２０３に準拠）により、耐熱変形性は熱変形温度（荷
重１８．６ｋｇ／ｃ♂）の測定（Ｊ　Ｉ　ＳＫ　　７２
０７に準拠）により、吸水率の測定はＪＩＳ　　１号引
張試片を恒温恒湿器で５０℃、９５％ＲＨ条件下て１０
００時間放置後の重量増加率から、吸水時の寸法安定性
は吸水率測定と同一条件下で処理した同一試片と吸水処
理前の厚みとの変化率から、反り変形性は次に示す最大
反り変形量の測定により行った。

最大反り変形量；試験片は厚さ２ＩＩＩ１１１タテ、ヨ
コそれぞれ１５０ｍ１の平板を、１辺の全面をフィルム
ゲートとして射出成形して作成した。得られた該平板を
試験片として、該試験片を温度２３℃、ＲＨ５０％の条
件下で４８時間状態調節をおこなった。その後、該試験
片を水平な台の上に１辺の両端を固定し、他端の水平面
からのはなれた距離（反り）を測定し反り変形量とする
。しかし試験辺の固定する１辺の位置が変わることによ
り反り変形量か異なるので、固定する１辺の位置を色々
変えて多端の反り変形量を測定し、このうち最大の変形
量を最大反り変形量とし単位を關で表わした。

（実施例１） メルトフローレート（温度２３０℃における荷重２１６
０ｇを加えた場合の１ｏ分間の溶融樹脂の吐出量）４．
５のポリプロピレン単独重合体９８．６重量％、に無水
マレイン酸０．５重量％、２・６−ジー（−ブチルバラ
ゾール０．１重量％、カルシウムステアレート０．１重
量％、１・３ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル
）ベンゼン０．１重量％及び水酸化マグネシウム０．　
６重量％を高速攪拌機に入れ、３分間攪拌混合したのち
、口径４５龍、Ｌ／Ｄ　３０の複数個の原料供給口を有
する２軸押用機を用い、該混合物を通常の原料供給口よ
り供給して２ｏｏ℃で溶融混練し、押出しメルトフロー
レート１３０の変性ポリプロピレンペレットを得た。

該変性ポリプロピレンペレット２５重量％（樹脂成分中
４０重量％）とナイロン６（相対粘度２．６）３７．５
重量％（樹脂成分中６０重量％）とアスペクト比３０の
雲母粉末３７．５重量％とを高速攪拌機に入れ、１分間
攪拌混合し、上述の２軸押用機を用い、通常の原料供給
口より該混合物を供給し、ストランドの直径が１３μｍ
、長さ３龍のガラス繊維（チョツプドストランド）２０
重量％をシリンダ一部に設けられた別の供給口より計量
しながら供給し、溶融混練温度２５０℃で溶融混線押出
しペレタイスした。

ここで得られたペレットをエアーオーブン中で１００℃
、２時間乾燥し、射出成形機によりシリンダー温度２８
０℃、金型温度８０℃で所定の試験片を成形し各種評価
試験に供した。その結果は第１表に示す通りであった。

また制振性については第１図に示した。

（実施例２、比較例１〜５） 変性ポリプロピレン、ナイロン６、雲母、ガラス繊維の
組成比を第１表に示す如くに変えた他は実施例１と同一
原料を用い、同一条件下で溶融混練し、実施例１と同一
条件下で所定の試験片を成型し各種試験に供した。その
結果は第１表に示す通りであった。また制振性について
は第２図に示した。

第１表、第１図から明らかなように、本発明の樹脂成分
を用いた実施例１は、同一無機充填材を同一量用いた樹
脂成分ナイロン６の１００重量％の比較例１に比べ制振
性は低温域から高温域の広い範囲で大幅に優れ且つ吸水
率及び吸水時の寸法安定性も大幅に改善されている。

実施例１と同一の樹脂成分を用い雲母４５重量％とガラ
ス繊維５重量％を配合した比較例２ては、実施例１に比
べ熱変形温度や強度か大幅に低下し望ましくない。比較
例３は雲母５重量％とガラス繊維４５重量％を配合した
か、低温域と高温域においては制振性は比較例１に比べ
改善されているか成形時の反り変形が大幅に悪化し望ま
しくない。

実施例２は樹脂成分のナイロン６の割合を７０重量％と
増量したか比較例４にくらべ第２図に示す如く低温域か
ら高温域迄の制振性に優れ且つ吸水時の寸法安定性が大
幅に改善された。

比較例４は樹脂成分のナイロン６の割合を８５重量％と
増量したか第２図に示す如〈実施例１、実施例２に比べ
低温域から高温域迄の制振性か大幅に低下し且つ吸水時
の７１法安定性も大幅に悪化した。

比較例５は樹脂成分の変性ポリプロピレンを６５重量％
と増量した結果熱変形温度か大幅に悪化した。

〔発明の効果〕

本発明の組成物を用いて成形された内燃機関用シリンダ
ーヘッドカバーーは、低温域から高温域迄の広い範囲で
の制振性に優れ、成形時の反り変しがなく且つ吸水時の
寸法変化及び物性紙ドか大幅に改善された内燃機関用シ
リンダーヘット力！・である。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１、比較例］、比較例３の制振性（ｔａ
ｎδ）の温度変化を示すグラフであり、第２図は実施例
２、比較例４についての同様な制振性のグラフである。 第３図は制振性測定用試験片の切り出し部位を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポリアミド樹脂５０〜８０重量％と不飽和酸もしく
   はその誘導体で変性した変性ポリオレフィン樹脂５０〜
   ２０重量％の合計１００重量％からなる樹脂成分を組成
   物に対して７５〜３０重量％、ガラス繊維を同じく１５
   〜３０重量％、雲母を同じく１０〜４０重量％少なくと
   も配合した組成物を成形してなる制振性に優れた内燃機
   関用シリンダーヘッドカバー。 ２、変性ポリオレフィン樹脂がポリプロピレンを不飽和
   酸もしくはその誘導体で変性した変性ポリプロピレン樹
   脂である請求項１記載の制振性に優れた内燃機関用シリ
   ンダーヘッドカバー。 ３、ポリアミド樹脂がナイロン６もしくはナイロン６６
   である請求項１もしくは請求項２記載の制振性に優れた
   内燃機関用シリンダーヘッドカバー。