JPH0559234A

JPH0559234A - 制振性樹脂

Info

Publication number: JPH0559234A
Application number: JP3246856A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Tsutsumi; 大輔堤; Toru Yoshida; 徹吉田; Koji Sasaki; 鴻治佐々木; Junzo Ukai; 順三鵜飼
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 1991-08-30
Filing date: 1991-08-30
Publication date: 1993-03-09

Abstract

(57)【要約】【目的】低温から高温に至るまでの広い温度範囲で，
優れた制振性能を発揮し，機械的強度，耐熱性にも優れ
た制振性樹脂を提供すること。【構成】ポリプロピレン樹脂５０〜９０％（重量比，
以下同じ）と熱可塑性エラストマー５〜５０％とを混合
してなる樹脂成分１００重量部に対して，無機充填剤１
０〜１５０重量部を配合した組成物。上記エラストマー
としては，ビニル構造のポリイソプレンブロックを有す
るスチレン−イソプレン−スチレン構造のブロックポリ
マーを主体とするものを用いる。自動車用空調機器のハ
ウジング，ダクト等に利用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，優れた制振性能を有す
る制振性樹脂，及びこれを用いた空調機器に関する。

【０００２】

【従来技術】近年，自動車に関しては，燃費向上，軽量
化という社会的要請に応えて，その構成部品の一部が金
属からプラスチックに変換されつつあり，その実用化も
進んでいる。プラスチック材料のうちポリプロピレン樹
脂は，各種の物性バランスがとれた材料であり，かつ比
較的安価であるため自動車の内装用，外装用の部品に大
量に使用されている。そして，特にタルク，ガラス繊
維，炭酸カルシウム等の無機充填剤及びこれらの混合物
を，ポリプロピレン樹脂に充填した強化ポリプロピレン
樹脂は，強度，耐熱性に優れているため，タイミングベ
ルトカバー，ギヤカバー，ブロワーケース，クーラーハ
ウジング，ダクト等の自動車部品に使用されている。

【０００３】一方，最近では自動車に対して，軽量化の
他に，車室内の快適環境化を図るため，騒音の低減が求
められており，その中でも特に車室内へ冷暖房用の空気
を送風する空調機器については，その騒音の低減が強く
望まれている。騒音の対策法としては制振，遮音，防
振，吸音等があり，空調機器の騒音が固体伝搬音の寄与
が大きいか，或いは空気透過音の寄与が大きいかによっ
て対策法が異なる。空調機器においては，その大きさ，
構成部品によっても異なるが，一般的に固体伝搬音の寄
与に基づく騒音が主であることが多い。そこで，材料置
換によって騒音低減を図るためには材料の制振性能を向
上させることが必要である。また，自動車部品の他，工
場やビルの各種設備についても，振動騒音低減のため，
制振性樹脂の開発が行われている。従来，制振性能を向
上させたポリプロピレン樹脂組成物としては，特開昭６
２−４３４４３号公報に記載された発明がある。

【０００４】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記ポリプロ
ピレン樹脂組成物は，例えば常温〜１００℃という比較
的広い温度範囲において使用される空調機器部品に適用
する際には，その機械的強度，耐熱性及び制振性能は未
だ不十分である。また，機械的強度，耐熱性を高めるた
めに，ポリプロピレン樹脂にタルク等の無機充填剤を添
加すると，後述するごとく，ポリプロピレン樹脂の制振
性能（損失係数）が低下する。本発明は，上記問題点に
鑑み鋭意研究を重ねた結果なされたもので，低温から高
温に至るまでの広い温度範囲で優れた制振性能を有し，
かつ機械的強度，耐熱性にも優れた制振性樹脂，及び該
制振性樹脂を用いた空調機器を提供しようとするもので
ある。

【０００５】

【課題の解決手段】第１請求項にかかる発明（第１発
明）は，ポリプロピレン樹脂５０〜９５重量％と熱可塑
性エラストマー５〜５０重量％とを混合してなる樹脂成
分１００重量部に対して，無機充填剤１０〜１５０重量
部を配合したポリプロピレン樹脂組成物であって，かつ
上記熱可塑性エラストマーは，ビニル構造のポリイソプ
レンブロックを有するスチレン−イソプレン−スチレン
構造のブロックポリマーを主体とするものであることを
特徴とする制振性樹脂にある。本発明において最も注目
すべきことは，ポリプロピレン樹脂と上記特定のポリイ
ソプレンブロックを有する熱可塑性エラストマーとを上
記割合に混合した樹脂成分を用い，更に該樹脂成分と無
機充填剤とを上記割合に混合した組成物により，制振性
樹脂を構成したことである。

【０００６】上記ポリプロピレン樹脂としては，ホモポ
リプロピレンの他にプロピレン−エチレンランダム共重
合体（エチレン含量２０重量％以下），プロピレン−エ
チレンブロック共重合体（エチレン含量２０重量％以
下）及びこれらの混合物がある。また，変性ポリプロピ
レン樹脂，即ちポリプロピレン樹脂を不飽和カルボン酸
またはその誘導体，及び有機過酸化物の存在下で変性し
たものを，一部ブレンドして用いることもできる。

【０００７】また，上記ポリプロピレン樹脂と変性ポリ
プロピレン樹脂とを混合して用いることが好ましい。こ
の際，変性ポリプロピレン樹脂は，樹脂成分中に１〜２
０％（重量比以下同じ）含まれることが好ましい。ま
た，ポリプロピレン樹脂のメルトフローインデックスは
５〜５０が好ましく，これらが５未満の場合には成形加
工性及び成形品の外観が悪くなり，５０を越える場合は
耐衝撃性の低下が著しくなる。

【０００８】また，上記ポリプロピレン樹脂と共に樹脂
成分を構成する熱可塑性エラストマーは，上記のごと
く，ビニル構造のポリイソプレンブロックを有するスチ
レン−イソプレン−スチレン構造（ＳＩＳ）のブロック
ポリマーを主体とするものである。該ブロックポリマー
は，下記の一般式で示され，ポリイソプレンブロック
が，１，２ビニル結合のもの（化１式）又は３，４ビニ
ル結合のもの（化２式）がある。

【０００９】

【化１】

【００１０】

【化２】

【００１１】そして，上記「主体」とは，上記ブロック
ポリマーが熱可塑性エラストマー中に６０％以上含有さ
れていることをいう。また，上記熱可塑性エラストマー
は，熱可塑性を有すると共にゴム弾性を有し，各種プラ
スチックとの相容性を有する。なお，上記のビニル構造
のＳＩＳは，後述する比較例６に示したＣｉｓ又はＴｒ
ａｎｓ−１，４結合のＳＩＳ（化３式，化４式）とは異
なるものである。上記ポリプロピレン樹脂は，樹脂成分
中に５０〜９５％含有させる。５０％未満では機械的強
度，耐熱性が低下し，一方９５％を越えると制振性能が
低下する。また，上記熱可塑性エラストマーは，樹脂成
分中に５〜５０％含有させる。５％未満では，制振性能
が低く，一方５０％を越えると耐熱性及び機械的強度が
低下するおそれがある。

【００１２】次に，上記樹脂成分１００重量部に対して
無機充填剤１０〜１５０重量部を添加，混合して組成物
を作る。上記無機充填剤としては，タルク，ガラス繊
維，マイカ，ワラストナイト，硫酸バリウム，クレー，
炭酸カルシウム，炭系繊維，炭化ケイ素繊維，チタン酸
カリウイスカー，硫酸カルシウムウイスカー等を用い
る。また，上記無機充填剤が樹脂成分１００重量部に対
して１０重量部未満の場合には，特に常温付近における
制振性能が低く，また機械的強度も低下する一方，１５
０重量部を越えると，機械的強度は向上するが，制振性
能が低下するおそれがある。

【００１３】また，上記無機充填剤のうち，タルク，マ
イカ，炭酸カルシウムが，より優れた制振性能を発揮す
る。特に，タルクは，機械的強度，耐熱性，及び加工性
の点から平均粒径が１〜２０μｍのものを用いることが
好ましい。２０μｍを越えるとタルクの分散性が不充分
となり，十分な補強効果が得られず，一方１μｍ未満で
はかさ高となり，結晶ポリプロピレン樹脂との混合性が
低下する。また，好ましくは１〜１５μｍのものを用い
る。更に，特に高強度，高剛性が要求される場合は１．
５〜５μｍのものを用いることが好ましい。

【００１４】次に，上記ポリプロピレン樹脂組成物は，
一軸押出機，二軸押出機，ニーダー，ブラベンダー，バ
ンバリーミキサー等の通常の混練機を用いて製造するこ
とができる。通常は，各配合成分を所定の割合にてタン
ブラー式ブレンダー，ヘンシェルミキサー，リボンミキ
サー等により混合し，その後押出機等で混練してペレッ
ト状のコンパウンドとなし，その後タイミングベルトカ
バー，エアブロワーケース，ヒータハウジング等の所望
する成形体の形状に加工する。

【００１５】また，上記混練に当たっては，タルク等の
無機充填剤の一部または全量を，押出機のシリンダーの
中間において途中供給してもよい。また，本発明の制振
性樹脂においては，前記成分以外に酸化防止剤，紫外線
吸収剤，滑剤，帯電防止剤，核剤，顔料，難燃剤，増量
剤，加工助剤等の添加剤を混合しても良い。

【００１６】また，第２請求項にかかる発明（第２発
明）は，上記制振性樹脂を用いたもので，空気の流入口
と流出口と両者の間に配設した本体とからなる空調機器
において，該空調機器は，ポリプロピレン樹脂５０〜９
５重量％と熱可塑性エラストマー５〜５０重量％とを混
合してなる樹脂成分１００重量部に対して，無機充填剤
１０〜１５０重量部を配合したポリプロピレン樹脂組成
物により作製されており，かつ上記熱可塑性エラストマ
ーは，ビニル構造のポリイソプレンブロックを有するス
チレン−イソプレン−スチレン構造のブロックポリマー
を主体とするものであることを特徴とする制振性能に優
れた空調機器にある。また，第２発明における制振性樹
脂の組成，製法，成形法等は前記第１発明と同様であ
る。上記空調機器としては，ブロワーケース，クーラー
ハウジング，ヒータハウジング，ダクト，空気流入口，
空気流出口，更にはこれらの付属取付品などがある。

【００１７】

【作用及び効果】第１発明にかかる制振性樹脂は，前記
組成物により構成されている。そのため，該制振性樹脂
は，従来問題とされていた常温〜１００℃における制振
性能に関して，優れた性能（例えば，損失係数が０．０
４〜０．１８）を有する。また，上記制振性能は特に常
温付近において優れている。また，該制振性樹脂は実施
例にも示すごとく，優れた機械的強度，耐熱性を有す
る。

【００１８】また，本発明では前記特定の熱可塑性エラ
ストマーを用いているので，機械的強度向上のために無
機充填剤の量を増大しても制振性能の低下を生じない
（例えば実施例１〜４と比較例３〜５を参照）。また，
第２発明にかかる空調機器は，上記制振性樹脂を用いて
作製してあるので，優れた制振性能，機械的強度，耐熱
性を有する。以上のごとく，本発明によれば，低温から
高温に至るまでの広い温度範囲において優れた制振性能
を発揮し，また機械的強度，耐熱性にも優れた制振性樹
脂，及び該制振性樹脂を用いた空調機器を提供すること
ができる。

【００１９】

【実施例】以下，本発明にかかる実施例及び比較例につ
き説明する。制振性樹脂に関する諸物性の測定は，以下
の方法により行った。また，各例における成分の配合割
合，試験片の測定結果は各表に示した。上記配合割合
は，ポリプロピレン樹脂と熱可塑性エラストマーとから
なる樹脂成分に関しては重量％で示す。また，樹脂成分
と無機充填剤との割合に関しては，樹脂成分１００重量
部に対する無機充填剤の重量部で示す。

【００２０】（ａ）曲げ弾性率（ｋｇｆ／ｃｍ²）ＡＳＴＭＤ７９０により行った。（ｂ）アイゾット衝撃値（ｋｇｆｃｍ／ｃｍ）ＡＳＴＭＤ２５６により行った。（ｃ）熱変形温度（℃）ＡＳＴＭＤ６４８に従い，１８．６ｋｇ／ｃｍ²荷重
により行った。

【００２１】（ｄ）損失係数縦，横がともに１５０ｍｍ，厚さ３ｍｍの正方形の平板
を射出成形にて作製し，室温から１００℃まで昇温可能
な恒温槽中で平板の中心部を０．１Ｇで加振させ，伝達
関数を測定した。そして，１次共振点から半値幅法にて
損失係数を計算した。また，実施例，比較例に掲げる試
験片の作製は，所定割合に混合した組成物を長さＬ／直
径Ｄ＝２７ｍｍ，３０ｍｍの異方向回転２軸押出機で溶
融混練しペレットとした。次いで，このペレットを８０
℃，３時間乾燥した後，５ｏｚ射出成形機にて成形し，
試験片を作製した。

【００２２】次に，各実施例，比較例につき，表１〜３
を用いて説明する。なお，下記において，ＰＰはポリプ
ロピレン樹脂を，ＶＳは前記熱可塑性エラストマーを示
す。ポリプロピレン樹脂としては，三井石油化学（株）
のＪ８００を用いた。上記熱可塑性エラストマーとして
は，クラレ（株）のＶＳ−１を用いた。また，無機充填
剤の種類は表中に示した。

【００２３】実施例１〜４，比較例１本例は，ＰＰが７０％とＶＳが３０％とからなる樹脂成
分を用い，該樹脂成分１００重量部に対してタルクを種
々の重量部で混合したものである。該タルクは，平均粒
径１．６〜２．０μｍのものを用いた。

【００２４】表１より知られるごとく，無機充填剤とし
てのタルクを添加すると，タルクを添加していない比較
例１に比して，特に常温付近である２３℃における損失
係数が大きくなり，制振性能が向上することが分かる。
そして，タルク量の増加と共に高温側の制振性能が更に
向上していくことが分かる。また，タルク量の増加と共
に曲げ弾性率が高くなり，一方アイゾット衝撃値が低下
している。また，前記テストによる耐熱性は約５５℃付
近である。

【００２５】

【表１】

【００２６】実施例５〜７，比較例２本例は，ＰＰが８０％とＶＳが２０％とからなる樹脂成
分を用い，該樹脂成分１００重量部に対してタルクを種
々の割合で混合したものである。表２より知られるごと
く，樹脂成分とタルクとの混合比による物性変化の傾向
は，上記表１と同様である。一方，本例では前例（表
１）の場合に比して，樹脂成分中のＶＳ量が少ないた
め，前例に比して損失係数が低いことが分かる。また，
耐熱性は前例より若干向上している。

【００２７】

【表２】

【００２８】実施例８〜１１，比較例３〜６実施例８〜１１は，前記実施例２において，タルクに代
えてマイカ，炭酸カルシウム，或いはマイカとタルク，
ガラス繊維（ＧＦ）とタルクの混合物を用いたものであ
る。また，比較例３はＰＰのみ，比較例４，５はＶＳを
加えていない例である。

【００２９】また，比較例６は，ＶＳに変えてＳＳを用
いた例である。ここに，ＳＳは，本発明に用いる，前記
特定の「ビニル構造のポリイソプレンブロックを有する
スチレン−イソプレン−スチレン構造のブロックポリマ
ーを主体とする熱可塑性エラストマー」と異なる熱可塑
性エラストマーである。即ち，上記ＳＳは，下記のごと
く，Ｃｉｓ−１，４結合（化３式）又はＴｒａｎｓ−
１，４結合（化４式）のポリイソプレンブロックを有す
るスチレン−イソプレン−スチレン構造のブロックポリ
マーを主体とする熱可塑性エラストマーである。また，
該ＳＳは，日本合成ゴム（株）の「ＳＩＳ５０００」を
用いた。

【００３０】

【化３】

【００３１】

【化４】

【００３２】表３及び表４より知られるごとく，本発明
にかかる実施例８〜１１は，いずれも高い損失係数を示
していることが分かる。一方，ＶＳを添加していない比
較例３〜６は，いずれも損失係数が低いことが分かる。
そして，比較例３〜５（表４）のごとく，ＶＳの添加が
ない場合には，無機充填剤としてのタルク量が増加する
と損失係数が低下する傾向にあることが分かる。この点
に関して，本発明においては，前記比較例１及び実施例
１〜４，前記比較例２及び実施例５〜７より知られるご
とく，ＶＳを添加しているので，タルク量が増大して
も，損失係数は低下しないことが分かる。また，タルク
量の増加と共に機械的強度が高くなることが分かる。

【００３３】また，表３の比較例６より知られるごと
く，Ｃｉｓ又はＴｒａｎｓ−１，４結合を有する上記Ｓ
Ｓ熱可塑性エラストマーをＰＰと共に用いた場合には，
ＶＳ熱可塑性エラストマーとＰＰとを用いた場合（例え
ば実施例８〜１１）に比して損失係数がかなり低いこと
が分かる。このことは，本発明にかかる，ビニル構造を
有する前記熱可塑性エラストマーは，上記１，４結合の
熱可塑性エラストマーに比して，制振性能の向上に大き
く貢献することを示している。

【００３４】

【表３】

【００３５】

【表４】

【００３６】実施例１２次に，本発明にかかる制振性樹脂を用いて成形したブロ
ワーケースにつき述べる。上記ブロワーケースは，図１
に示すごとく，本体１３と，該本体１３の下方側面に開
口させた空気流入口１１と，本体１３の上方に開口させ
た空気流出口１２とよりなる。また，上方側面には空気
分配用のフラップ１５を有する。上記ブロワーケース１
は，空調機器における送風機に用いるケースである。本
例においては，上記ブロワーケースは，実施例２に示し
たポリプロピレン樹脂組成物を用いて，シリンダ温度約
２２０℃，金型温度約４０℃にて，射出成形したもので
ある。また，その大きさは直径約２０ｃｍ，高さ約２０
ｃｍで，厚さは約０．１５ｃｍである。

【００３７】上記ブロワーケース１を，送風機に組付け
て騒音テストを行い，ブロワーケース１から１ｍ離れた
位置にマイクを設置して音圧レベルを測定した。また，
比較のため，上記ＶＳを添加していない前記比較例４の
材料を用いて同様の測定を行った。その結果，実施例２
の制振性樹脂により作製したブロワーケースは，比較例
４のそれに対して，約１ｄＢ（デシベル）の騒音低減効
果を示した。

【００３８】実施例１３また，上記と同様にして，空調機器としてのダクトにつ
いても制振性能を測定した。制振性樹脂は，実施例２に
示したものを用いた。また，上記ダクト２は，図２に示
すごとく，長方形筒状の本体２１と空気流入口２２と，
分岐された２つの空気流出口２３とよりなる。その結
果，上記ブロワーケースと同様に優れた制振性能を示し
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１２にかかるブロワーケースの斜視図。

【図２】実施例１３にかかる空調機器としてのダクトの
斜視図。

【符号の説明】

１．．．ブロワーケース，２．．．ダクト，

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉田徹愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１番地豊田合成株式会社内 (72)発明者佐々木鴻治愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１番地豊田合成株式会社内 (72)発明者鵜飼順三愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリプロピレン樹脂５０〜９５重量％と
熱可塑性エラストマー５〜５０重量％とを混合してなる
樹脂成分１００重量部に対して，無機充填剤１０〜１５
０重量部を配合したポリプロピレン樹脂組成物であっ
て，かつ上記熱可塑性エラストマーは，ビニル構造のポ
リイソプレンブロックを有するスチレン−イソプレン−
スチレン構造のブロックポリマーを主体とするものであ
ることを特徴とする制振性樹脂。
【請求項２】空気の流入口と流出口と両者の間に配設
した本体とからなる空調機器において，該空調機器は，
ポリプロピレン樹脂５０〜９５重量％と熱可塑性エラス
トマー５〜５０重量％とを混合してなる樹脂成分１００
重量部に対して無機充填剤１０〜１５０重量部を配合し
たポリプロピレン樹脂組成物により作製されており，か
つ上記熱可塑性エラストマーは，ビニル構造のポリイソ
プレンブロックを有するスチレン−イソプレン−スチレ
ン構造のブロックポリマーを主体とするものであること
を特徴とする制振性能に優れた空調機器。