JPWO2012124061A1 - 防振装置 - Google Patents
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Abstract
全体の強度に優れた防振装置の提供を目的とする。防振機能を持つゴム弾性体3と、上記ゴム弾性体3を支持した状態で基体に固定する樹脂ブラケット2とが一体化されてなる防振装置である。上記樹脂ブラケット2はコア層2aがスキン層2bによって挟持されてなるサンドイッチ成形体からなり、下記の(I)〜(III)を同時に満足する。(I)スキン層2bを構成するポリアミド樹脂組成物(A)がポリアミド樹脂(a)とガラス繊維(x)を含有し、その混合比率(a/x)が質量比で40/60〜75/25である。(II)コア層2aを構成するポリアミド樹脂組成物(B)がポリアミド樹脂(b)とガラス繊維(y)を含有し、その混合比率(b/y)が質量比で35/65〜60/40である。(III)ポリアミド樹脂組成物(A)の融点+30℃、せん断速度1000s-1で測定される溶融粘度ηaと、ポリアミド樹脂組成物(B)の融点+30℃、せん断速度1000s-1で測定される溶融粘度ηbが、1<(logηa/logηb)<1.4である。
Description
本発明は、防振装置に関するものであり、詳しくは、自動車のエンジンマウント等として用いられる自動車用の防振装置に関するものである。
従来から、自動車や鉄道車両等においては、剛性部品への振動・衝撃の伝達防止を目的とした各種形態の防振装置が用いられている。そのような防振装置としては、金属材料からなる支持部材にゴムを加硫接着した金属材料・ゴム複合体よりなるものが数多く研究、開発され、実際に採用されている。しかし、最近では、特にエンジンマウント等の自動車用防振装置において、その軽量化および製造コストの低減等を目的とし、これまでの金属製支持部材(金属ブラケット等)に代えて、樹脂材料よりなる軽量の樹脂製支持部材(樹脂ブラケット等)を用いた、樹脂・ゴム複合体よりなる防振装置(エンジンマウント等)が多く採用されている。
上記樹脂・ゴム複合体よりなる防振装置において、軽量の樹脂製支持部材(樹脂ブラケット等)を構成する樹脂としては、各種の樹脂材料の中でも、特に耐熱性、耐久性等の優れているものが選択され、用いられることとなるが、現在では、ガラス繊維による補強性、加工時の射出成形性および耐薬品性に優れており、さらに生産コストを低く抑えることができる等の点から、ポリアミド樹脂の採用が有効とされている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、自動車のエンジンマウントでは、エンジンの高出力化や大型化に伴って、高温および高荷重に対応できるものが要請されている。このため、熱による劣化を見越して、また強度向上のため、樹脂ブラケットは厚肉に設計されている。しかしながら、樹脂ブラケットを厚肉化すると、樹脂の結晶化や大きな成形収縮(ひけ)等によりボイドやクラック等の内部欠陥が生じ易く、また高い残留応力が発生したりすることもあり、防振装置全体の強度が低下するという難点がある。
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、全体の強度に優れた防振装置の提供をその目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明の防振装置は、防振機能を持つ加硫ゴム成形体と、上記加硫ゴム成形体を支持した状態で基体に固定する樹脂成形体とが一体化されてなる防振装置であって、上記樹脂成形体は、コア層の表面にスキン層が形成された構造を有し、かつコア層がスキン層によって挟持されてなるサンドイッチ成形体からなり、下記の(I)〜(III)を同時に満足するという構成をとる。
(I)スキン層を構成するポリアミド樹脂組成物(A)が、ポリアミド樹脂(a)およびガラス繊維(x)を含有し、その混合比率(a/x)が、質量比で40/60〜75/25である。
(II)コア層を構成するポリアミド樹脂組成物(B)が、ポリアミド樹脂(b)およびガラス繊維(y)を含有し、その混合比率(b/y)が、質量比で35/65〜60/40である。
(III)ポリアミド樹脂組成物(A)の融点+30℃、せん断速度1000s-1で測定される溶融粘度ηaと、ポリアミド樹脂組成物(B)の融点+30℃、せん断速度1000s-1で測定される溶融粘度ηbが、
1<(logηa/logηb)<1.4である。
(I)スキン層を構成するポリアミド樹脂組成物(A)が、ポリアミド樹脂(a)およびガラス繊維(x)を含有し、その混合比率(a/x)が、質量比で40/60〜75/25である。
(II)コア層を構成するポリアミド樹脂組成物(B)が、ポリアミド樹脂(b)およびガラス繊維(y)を含有し、その混合比率(b/y)が、質量比で35/65〜60/40である。
(III)ポリアミド樹脂組成物(A)の融点+30℃、せん断速度1000s-1で測定される溶融粘度ηaと、ポリアミド樹脂組成物(B)の融点+30℃、せん断速度1000s-1で測定される溶融粘度ηbが、
1<(logηa/logηb)<1.4である。
すなわち、本発明者は、このような課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定のポリアミド樹脂組成物(B)からなるコア層が、特定のポリアミド樹脂組成物(A)からなるスキン層によって挟持されたサンドイッチ成形体からなる樹脂成形体(樹脂ブラケット)を使用することにより、防振装置全体の強度が向上することを見出し、本発明に到達した。
本発明の防振装置は、特定のポリアミド樹脂組成物(B)からなるコア層が、特定のポリアミド樹脂組成物(A)からなるスキン層によって挟持されたサンドイッチ成形体からなる樹脂成形体(樹脂ブラケット)を使用しているため、防振装置全体の強度が向上するという効果を得ることができる。また、本発明の防振装置は、耐熱性にも優れている。
そして、上記ポリアミド樹脂組成物(A)に含有するガラス繊維(x)の含有率Xと、ポリアミド樹脂組成物(B)に含有するガラス繊維(y)の含有率Yとの間に特定の関係がある場合には、防振装置全体の強度がさらに向上する。
また、スキン層の体積比率がサンドイッチ成形体(樹脂成形体)全体の40〜70%であると、防振装置全体の強度が特に向上する。
つぎに、本発明の実施の形態について詳しく説明する。ただし、本発明は、この実施の形態に限られるものではない。
図1および図2は、本発明の防振装置の一実施の形態を示すが、本発明の防振装置はこの実施の形態に何ら限定されるものではない。この防振装置は、防振機能を持つゴム弾性体(加硫ゴム成形体)3が、樹脂ブラケット(樹脂成形体)2で支持されたエンジンマウントである。すなわち、このエンジンマウントは、円筒状金具4の外周面に密着接合した略円筒状のゴム弾性体3と、このゴム弾性体3の外周面に密着接合しゴム弾性体3の外周面を被覆する樹脂ブラケット2とを備えており、この樹脂ブラケット2を利用して車体等の基体に取着される。
本発明においては、上記樹脂ブラケット2が、図3〔図2において丸で囲ったA部を矢符α(図1参照)方向に切断した部分断面図〕に示すように、コア層2aがスキン層2bによって挟持されてなるサンドイッチ成形体からなる。この樹脂ブラケット2は、いずれの個所も、図2において、その表面側(外周側)Xから内周面側Yにかけての断面形状が、図3に示すような、コア層2aを両側からスキン層2bで挟んだ断面サンドイッチ構造に形成されている。
より詳しく述べると、この実施の形態では、図1および図2に示すように、上記樹脂ブラケット2の左右両側の斜面部には、厚肉化による内部欠陥の防止のために、凹部1が設けられ、この部分の厚肉化が防がれている。また、上記樹脂ブラケット2の底部(図2では、下部)の4隅部には、ナット5が埋設されている。また、上記ゴム弾性体3は、円筒状金具4に密着接合する内側筒部3aと,樹脂ブラケット2に密着接合する外側筒部3bと,これらを2ヶ所で連結する連結部3cとからなっており、それらで囲まれている部分は、中空部3dとなっている。
上記エンジンマウントは、車体(図示せず)とエンジン(振動体、図示せず)との間に介装される。すなわち、上記樹脂ブラケット2の一部(図2では、樹脂ブラケット2の底部)が車体(基体)に固定〔樹脂ブラケット2に埋設されたナット5にボルト(図示せず)を螺合させることにより固定〕され、上記円筒状金具4がエンジン側ブラケット(図示せず)に固定され介装される。そして、エンジンの振動が、上記円筒状金具4に密着接合したゴム弾性体3により減衰され、車体に伝達されにくくなるという防振機能が発揮される。
本発明の防振装置は、下記の(I)〜(III)を同時に満足することが最大の特徴である。なお、詳細については後述する。
(I)スキン層2bを構成するポリアミド樹脂組成物(A)が、ポリアミド樹脂(a)およびガラス繊維(x)を含有し、その混合比率(a/x)が、質量比で40/60〜75/25である。
(II)コア層2aを構成するポリアミド樹脂組成物(B)が、ポリアミド樹脂(b)およびガラス繊維(y)を含有し、その混合比率(b/y)が、質量比で35/65〜60/40である。
(III)ポリアミド樹脂組成物(A)の融点+30℃、せん断速度1000s-1で測定される溶融粘度ηaと、ポリアミド樹脂組成物(B)の融点+30℃、せん断速度1000s-1で測定される溶融粘度ηbが、
1<(logηa/logηb)<1.4である。
(I)スキン層2bを構成するポリアミド樹脂組成物(A)が、ポリアミド樹脂(a)およびガラス繊維(x)を含有し、その混合比率(a/x)が、質量比で40/60〜75/25である。
(II)コア層2aを構成するポリアミド樹脂組成物(B)が、ポリアミド樹脂(b)およびガラス繊維(y)を含有し、その混合比率(b/y)が、質量比で35/65〜60/40である。
(III)ポリアミド樹脂組成物(A)の融点+30℃、せん断速度1000s-1で測定される溶融粘度ηaと、ポリアミド樹脂組成物(B)の融点+30℃、せん断速度1000s-1で測定される溶融粘度ηbが、
1<(logηa/logηb)<1.4である。
つぎに、上記エンジンマウントの形成材料等について説明する。
まず、上記樹脂ブラケット2(サンドイッチ成形体)の形成材料について説明する。
まず、上記樹脂ブラケット2(サンドイッチ成形体)の形成材料について説明する。
上記樹脂ブラケット2のスキン層2bの形成材料としては、ポリアミド樹脂(a)およびガラス繊維(x)を含有するポリアミド樹脂組成物(A)が用いられる。
一方、上記樹脂ブラケット2のコア層2aの形成材料としては、ポリアミド樹脂(b)およびガラス繊維(y)を含有するポリアミド樹脂組成物(B)が用いられる。
上記ポリアミド樹脂(a)および(b)としては、主鎖中にアミド結合を有するポリアミドが使用され、例えば、ポリアミド6、ポリアミド46、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリアミド612、ポリアミド116、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド92、ポリアミド99、ポリアミド912、ポリアミド1010、ポリアミド6I、ポリアミド6T、ポリアミド9T、ポリアミドMXD6、ポリアミド6T/6I、ポリアミド6/6T、ポリアミド6/6I、ポリアミド66/6T、ポリアミド66/6I、およびこれらのポリアミド樹脂を構成するポリアミド成分(モノマー)のうち少なくとも2種類の構造が異なったポリアミド成分を含むポリアミド共重合体、ならびにこれらの混合物等があげられる。中でも、強度、成形性、経済性の観点からポリアミド6またはポリアミド66を単独でまたは組み合わせて用いることが特に好ましい。
また、上記ガラス繊維(x)および(y)としては、例えば、Eガラス(Electrical glass)、Cガラス(Chemical glass)、Aガラス(Alkali glass)、Sガラス(High strength glass)、耐アルカリガラス等のガラス材料から構成されるガラス繊維があげられる。
上記ガラス繊維(x)および(y)は、公知のガラス繊維の製造方法により製造され、例えば、上記Eガラス等のガラス材料を溶融紡糸して得ることができる。上記ガラス繊維(x)および(y)は、必要に応じて、集束剤により集束され、集束されたガラス繊維ストランドを集めて一定の長さに切断した、いわゆるチョップドストランドの形態で使用されることが好ましい。
集束剤としては、マトリックス樹脂との密着性、均一分散性の観点から、カップリング剤を用いることができる。カップリング剤としては、例えば、シランカップリング剤、チタン系カップリング剤、ジルコニア系カップリング剤等があげられる。なかでも、シランカップリング剤を用いることが好ましく、特にアミノシランカップリング剤、グリシジルシランカップリング剤を用いることが好ましい。
集束剤としては、マトリックス樹脂との密着性、均一分散性の観点から、カップリング剤を用いることができる。カップリング剤としては、例えば、シランカップリング剤、チタン系カップリング剤、ジルコニア系カップリング剤等があげられる。なかでも、シランカップリング剤を用いることが好ましく、特にアミノシランカップリング剤、グリシジルシランカップリング剤を用いることが好ましい。
上記ガラス繊維(x)および(y)の平均繊維長は、0.1〜5mmが好ましく、特に好ましくは0.2〜4mmである。平均繊維長が短すぎると、ガラス繊維(x)による補強効果が低下し、得られる成形体の、常温および高温環境下での曲げ強さが低下する傾向がみられ、平均繊維長が長すぎると、破壊歪が小さくなる傾向がみられる。
なお、ガラス繊維の平均繊維長は、成形体とした際の、コア層2a、スキン層2bにおけるガラス繊維の平均繊維長である。
なお、ガラス繊維の平均繊維長は、成形体とした際の、コア層2a、スキン層2bにおけるガラス繊維の平均繊維長である。
また、上記ガラス繊維(x)および(y)の繊維径としては、4〜13μmが好ましく、特に好ましくは7〜11μmである。繊維径が細すぎると、溶融混練する際に定量供給が困難であるばかりか、分散が不充分で機械的強度が低下する傾向がみられ、繊維径が太すぎると、補強効果が小さくなり、機械的強度が低下する傾向がみられる。
なお、繊維径とは、ガラスフィラメント(単繊維)1本あたりのガラス繊維径を示す。
なお、繊維径とは、ガラスフィラメント(単繊維)1本あたりのガラス繊維径を示す。
本発明の防振装置は、先に述べたように、下記の(I)〜(III)を同時に満足することが必要である。
(I)スキン層2bを構成するポリアミド樹脂組成物(A)が、ポリアミド樹脂(a)およびガラス繊維(x)を含有し、その混合比率(a/x)が、質量比で40/60〜75/25である。
(II)コア層2aを構成するポリアミド樹脂組成物(B)が、ポリアミド樹脂(b)およびガラス繊維(y)を含有し、その混合比率(b/y)が、質量比で35/65〜60/40である。
(III)ポリアミド樹脂組成物(A)の融点+30℃、せん断速度1000s-1で測定される溶融粘度ηaと、ポリアミド樹脂組成物(B)の融点+30℃、せん断速度1000s-1で測定される溶融粘度ηbが、
1<(logηa/logηb)<1.4である。
(I)スキン層2bを構成するポリアミド樹脂組成物(A)が、ポリアミド樹脂(a)およびガラス繊維(x)を含有し、その混合比率(a/x)が、質量比で40/60〜75/25である。
(II)コア層2aを構成するポリアミド樹脂組成物(B)が、ポリアミド樹脂(b)およびガラス繊維(y)を含有し、その混合比率(b/y)が、質量比で35/65〜60/40である。
(III)ポリアミド樹脂組成物(A)の融点+30℃、せん断速度1000s-1で測定される溶融粘度ηaと、ポリアミド樹脂組成物(B)の融点+30℃、せん断速度1000s-1で測定される溶融粘度ηbが、
1<(logηa/logηb)<1.4である。
〈要件(I)について〉
上記スキン層2bを構成するポリアミド樹脂組成物(A)における、ポリアミド樹脂(a)とガラス繊維(x)との混合比率(a/x)は、質量比で40/60〜75/25であり、好ましくは(a/x)=45/55〜75/25である。ガラス繊維(x)の含有率が低すぎると、高温環境下でのサンドイッチ成形体の機械的強度が低下し、ガラス繊維(x)の含有率が高すぎると、ポリアミド樹脂組成物(A)の破壊歪みが小さくなるため、特に常温でのサンドイッチ成形体の機械的強度が低下する。
上記スキン層2bを構成するポリアミド樹脂組成物(A)における、ポリアミド樹脂(a)とガラス繊維(x)との混合比率(a/x)は、質量比で40/60〜75/25であり、好ましくは(a/x)=45/55〜75/25である。ガラス繊維(x)の含有率が低すぎると、高温環境下でのサンドイッチ成形体の機械的強度が低下し、ガラス繊維(x)の含有率が高すぎると、ポリアミド樹脂組成物(A)の破壊歪みが小さくなるため、特に常温でのサンドイッチ成形体の機械的強度が低下する。
〈要件(II)について〉
上記コア層2aを形成するポリアミド樹脂組成物(B)における、ポリアミド樹脂(b)とガラス繊維(y)との混合比率(b/y)は、質量比で35/65〜60/40であり、好ましくは(b/y)=40/60〜55/45である。ガラス繊維(y)の含有率が低すぎると、得られるポリアミド樹脂組成物(B)の強度が低いため、常温および高温環境下でのサンドイッチ成形体の機械的強度が低下し、ガラス繊維(y)の含有率が高すぎると、ガラス繊維(y)のポリアミド樹脂(b)へ分散性が低下し、ポリアミド樹脂組成物(B)の破壊歪みが小さくなるため、サンドイッチ成形体の機械的強度が低下する。
上記コア層2aを形成するポリアミド樹脂組成物(B)における、ポリアミド樹脂(b)とガラス繊維(y)との混合比率(b/y)は、質量比で35/65〜60/40であり、好ましくは(b/y)=40/60〜55/45である。ガラス繊維(y)の含有率が低すぎると、得られるポリアミド樹脂組成物(B)の強度が低いため、常温および高温環境下でのサンドイッチ成形体の機械的強度が低下し、ガラス繊維(y)の含有率が高すぎると、ガラス繊維(y)のポリアミド樹脂(b)へ分散性が低下し、ポリアミド樹脂組成物(B)の破壊歪みが小さくなるため、サンドイッチ成形体の機械的強度が低下する。
〈要件(III)について〉
本発明においては、後述するようにスキン層2bを構成するポリアミド樹脂組成物(A)、コア層2aを構成するポリアミド樹脂組成物(B)を加熱溶融した後、ポリアミド樹脂組成物(A)とポリアミド樹脂組成物(B)とを同時に流動させ、もしくはポリアミド樹脂組成物(A)を流動させた後、ポリアミド樹脂組成物(B)を流動させ、ついで冷却、固化することにより、サンドイッチ成形体を得ることができる。この際、スキン層2bが極端に薄くなったり、スキン層2bの一部が破れて、内部のコア層2aがはみ出さないようにすることが必要である。このようなサンドイッチ成形体を得るためには、上記ポリアミド樹脂組成物(A)の溶融粘度ηaと、ポリアミド樹脂組成物(B)の溶融粘度ηbとの間には、1<(logηa/logηb)<1.4の関係があることが必要であり、1.05<(logηa/logηb)<1.3の関係があることがより好ましい。
(logηa/logηb)の値が大きすぎると、コア層2aを形成するポリアミド樹脂組成物(B)の溶融粘度が低く流動が乱れることから、コア層2aの形成が不均一になりサンドイッチ成形体全体の機械的強度が低下する。一方、(logηa/logηb)の値が小さすぎると、溶融粘度の高いコア層2aを形成するポリアミド樹脂組成物(B)の流動に押されて、スキン層2bの厚みが薄くなり、特に常温での機械的強度が低下する。
本発明においては、後述するようにスキン層2bを構成するポリアミド樹脂組成物(A)、コア層2aを構成するポリアミド樹脂組成物(B)を加熱溶融した後、ポリアミド樹脂組成物(A)とポリアミド樹脂組成物(B)とを同時に流動させ、もしくはポリアミド樹脂組成物(A)を流動させた後、ポリアミド樹脂組成物(B)を流動させ、ついで冷却、固化することにより、サンドイッチ成形体を得ることができる。この際、スキン層2bが極端に薄くなったり、スキン層2bの一部が破れて、内部のコア層2aがはみ出さないようにすることが必要である。このようなサンドイッチ成形体を得るためには、上記ポリアミド樹脂組成物(A)の溶融粘度ηaと、ポリアミド樹脂組成物(B)の溶融粘度ηbとの間には、1<(logηa/logηb)<1.4の関係があることが必要であり、1.05<(logηa/logηb)<1.3の関係があることがより好ましい。
(logηa/logηb)の値が大きすぎると、コア層2aを形成するポリアミド樹脂組成物(B)の溶融粘度が低く流動が乱れることから、コア層2aの形成が不均一になりサンドイッチ成形体全体の機械的強度が低下する。一方、(logηa/logηb)の値が小さすぎると、溶融粘度の高いコア層2aを形成するポリアミド樹脂組成物(B)の流動に押されて、スキン層2bの厚みが薄くなり、特に常温での機械的強度が低下する。
なお、要件(III)を満たしやすくなることから、ポリアミド樹脂組成物(A)と、ポリアミド樹脂組成物(B)との融点の差は、なるべく小さくすることが好ましく、具体的には10℃以下であることが特に好ましい。
本発明において、ポリアミド樹脂組成物(A)の溶融粘度ηaは、300〜2000Pa・sが好ましく、特に好ましくは300〜1600Pa・sである。また、ポリアミド樹脂組成物(B)の溶融粘度ηbは、200〜800Pa・sが好ましく、特に好ましくは200〜600Pa・sである。
なお、本発明において、ポリアミド樹脂組成物の溶融粘度は、ポリアミド樹脂の融点+30℃およびせん断速度1000s-1の条件で測定された値である。より詳しくは、JIS K7199に従って測定された値である。なお、融点は、JIS K7121に従い、示差走査熱量計(DSC)により測定された値であり、融点が異なる2種類以上のポリアミド樹脂を用いる場合は、高いほうのポリアミド樹脂の融点を採用するものとする。
上記(I)〜(III)の要件を同時に満足させることで、サンドイッチ成形体のスキン層2bおよびコア層2aのガラス繊維が配向し(成形加工時の溶融樹脂流れ方向とガラス繊維の繊維軸方向が一致している状態)、ガラス繊維の配向領域が広く、かつ、配向度合いを高めることで、外力に対するサンドイッチ成形体の歪み耐性を大きくすることができ、得られる防振装置の機械的強度を効果的に高めることが可能となる。
また、本発明の防振装置は、上記(I)〜(III)の要件に加えて、さらに下記の(IV)の要件を同時に満足することが、充分な機械的強度を確保する点から好ましい。
(IV)ポリアミド樹脂組成物(A)に含有するガラス繊維(x)の含有率Xと、ポリアミド樹脂組成物(B)に含有するガラス繊維(y)の含有率Yが、
X≦Y+5である。
(IV)ポリアミド樹脂組成物(A)に含有するガラス繊維(x)の含有率Xと、ポリアミド樹脂組成物(B)に含有するガラス繊維(y)の含有率Yが、
X≦Y+5である。
〈要件(IV)について〉
上記ガラス繊維(x)の含有率Xと、ガラス繊維(y)の含有率Yとの関係が、X>Y+5であると、外力が負荷されたときにスキン層2bが歪みにくく応力が大きく発生するため破壊しやすくなり、サンドイッチ成形体としての充分な機械的強度を確保することが困難となる傾向がみられる。
上記ガラス繊維(x)の含有率Xと、ガラス繊維(y)の含有率Yとの関係が、X>Y+5であると、外力が負荷されたときにスキン層2bが歪みにくく応力が大きく発生するため破壊しやすくなり、サンドイッチ成形体としての充分な機械的強度を確保することが困難となる傾向がみられる。
また、本発明においては、スキン層2bの体積比率が樹脂ブラケット2(サンドイッチ成形体)全体の40〜70%であることが好ましく、特に好ましくは45〜65%である。スキン層2bの体積比率が低すぎると、機械的強度が低下する傾向がみられ、スキン層2bの体積比率が高すぎると、特に100℃以上の高温環境下での機械的強度が大きく低下する傾向がみられる。上記のように、スキン層2bの体積比率を40〜70%とすることにより、樹脂ブラケット2を構成するスキン層2b、コア層2aを好ましい厚みや均一の厚みにすることができるようになる。
本発明において、スキン層2bを構成するポリアミド樹脂組成物(A)は、さらにカーボンブラック(c)を含有することが好ましい。カーボンブラックを含有することで、得られるポリアミド樹脂組成物の結晶性が向上し、サンドイッチ成形体の特に高温環境下における機械的強度を高めることができる。また、耐候性を付与できるという効果も有する。
なお、カーボンブラックはポリアミド樹脂組成物(A)だけでなく、ポリアミド樹脂組成物(B)に対しても含有することができるが、ポリアミド樹脂組成物(A)にのみカーボンブラックを含有することで、サンドイッチ成形体のスキン層2bとコア層2aの界面が明確に判断でき、スキン層2bとコア層2aの均一性を確認しやすいという効果もある。
なお、カーボンブラックはポリアミド樹脂組成物(A)だけでなく、ポリアミド樹脂組成物(B)に対しても含有することができるが、ポリアミド樹脂組成物(A)にのみカーボンブラックを含有することで、サンドイッチ成形体のスキン層2bとコア層2aの界面が明確に判断でき、スキン層2bとコア層2aの均一性を確認しやすいという効果もある。
上記カーボンブラック(c)は、pH8以上であることが好ましく、特に好ましくはpH9以上である。pHが8未満であると、ポリアミド樹脂の劣化が促進され強度低下することがある。
なお、カーボンブラックのpHはカーボンブラック1gを蒸留水20mlに分散せしめた水性懸濁液のpHである。
なお、カーボンブラックのpHはカーボンブラック1gを蒸留水20mlに分散せしめた水性懸濁液のpHである。
また、カーボンブラック(c)の含酸素基濃度は0.5質量%未満であることが好ましく、特に好ましくは0.4質量%未満である。含酸素基濃度が高すぎると、ポリアミド樹脂の劣化、ポリアミド樹脂とガラス繊維の密着性を阻害し強度低下につながることがある。
なお、含酸素基濃度はカーボンブラックを950℃で7分間加熱した時の減量により算出することができる。
なお、含酸素基濃度はカーボンブラックを950℃で7分間加熱した時の減量により算出することができる。
上記カーボンブラック(c)のDBP吸収量は、40〜200cm3/100gであることが好ましく、特に好ましくは60〜170cm3/100gである。また、上記カーボンブラック(c)の一次粒子径は、10〜40nmであることが好ましく、特に好ましくは15〜30nmである。DBP吸収量や一次粒子径が前述の範囲から外れると、分散が悪くなりサンドイッチ成形体の機械的強度が低下したり、耐候性が満足しないことがある。
なお、DBP吸収量はJISK6217に基づき測定でき、一次粒子径は電子顕微鏡により算術平均径として求めることができる。
なお、DBP吸収量はJISK6217に基づき測定でき、一次粒子径は電子顕微鏡により算術平均径として求めることができる。
ポリアミド樹脂組成物(A)におけるカーボンブラック(c)の含有量は、ポリアミド樹脂(a)とガラス繊維(x)の合計100質量部に対して0.1〜3質量部であることが好ましく、特に好ましくは0、2〜2質量部である。
上記カーボンブラック(c)の含有量が少なすぎると、ポリアミド樹脂組成物の結晶性の向上が不充分となり、含有量が多すぎると、ポリアミド樹脂組成物とガラス繊維の親和性を阻害する傾向があり、ポリアミド樹脂組成物の破壊歪みが低下し、サンドイッチ成形体の機械的強度が低下することがある。
上記カーボンブラック(c)の含有量が少なすぎると、ポリアミド樹脂組成物の結晶性の向上が不充分となり、含有量が多すぎると、ポリアミド樹脂組成物とガラス繊維の親和性を阻害する傾向があり、ポリアミド樹脂組成物の破壊歪みが低下し、サンドイッチ成形体の機械的強度が低下することがある。
また、本発明において、コア層2aを構成するポリアミド樹脂組成物(B)は、さらに高級脂肪酸金属塩(d)を含有することが好ましい。高級脂肪酸金属塩を含有することで、ポリアミド樹脂とガラス繊維の分散が向上し、また、サンドイッチ成形体のスキン層2b近傍でコア層含有のガラス繊維が流れ方向に配向しやすくなるため、サンドイッチ成形体の機械的強度を高めることができる。
上記高級脂肪酸金属塩(d)としては、アラキン酸(炭素数20)、ベヘン酸(炭素数22)、リグノセリン酸(炭素数24)、モンタン酸(炭素数28)の金属塩が好ましく、これらの混合物であっても差し支えない。特にベヘン酸の金属塩が好ましい。
また、金属としては、例えば、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、リチウム、アルミニウム、亜鉛、カリウム、バリウム等があげられ、この中でもナトリウム、カルシウム、マグネシウムは汎用性が高く好ましく用いられる。
また、金属としては、例えば、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、リチウム、アルミニウム、亜鉛、カリウム、バリウム等があげられ、この中でもナトリウム、カルシウム、マグネシウムは汎用性が高く好ましく用いられる。
上記ポリアミド樹脂組成物(B)における高級脂肪酸金属塩(d)の含有量は、ポリアミド樹脂(b)とガラス繊維(y)の合計100質量部に対して0.03〜3質量部であることが好ましく、特に好ましくは0.1〜2質量部である。
上記高級脂肪酸金属塩(d)の含有量が少なすぎると、ガラス繊維の分散向上と流れ方向への配向向上の効果が乏しく、サンドイッチ成形体の機械的強度を充分に高めることができないことがある。逆に、上記高級脂肪酸金属塩(d)の含有量が多すぎると、ポリアミド樹脂組成物(B)の成形加工時に、分解ガスが多く発生し、成形体中のボイドの要因となるため、サンドイッチ成形体の機械的強度が低下することがある。
なお、ポリアミド樹脂組成物(A)に対し高級脂肪酸金属塩を含有することは好ましくない。ポリアミド樹脂組成物(A)に対し高級脂肪酸金属塩を配合した場合、ポリアミド樹脂組成物(A)の成形加工時の溶融粘度が大きく低下し、金型界面近傍でのせん断速度が低下し、ガラス繊維の配向が弱くなり、サンドイッチ成形体の機械的強度が低下することがある。
上記高級脂肪酸金属塩(d)の含有量が少なすぎると、ガラス繊維の分散向上と流れ方向への配向向上の効果が乏しく、サンドイッチ成形体の機械的強度を充分に高めることができないことがある。逆に、上記高級脂肪酸金属塩(d)の含有量が多すぎると、ポリアミド樹脂組成物(B)の成形加工時に、分解ガスが多く発生し、成形体中のボイドの要因となるため、サンドイッチ成形体の機械的強度が低下することがある。
なお、ポリアミド樹脂組成物(A)に対し高級脂肪酸金属塩を含有することは好ましくない。ポリアミド樹脂組成物(A)に対し高級脂肪酸金属塩を配合した場合、ポリアミド樹脂組成物(A)の成形加工時の溶融粘度が大きく低下し、金型界面近傍でのせん断速度が低下し、ガラス繊維の配向が弱くなり、サンドイッチ成形体の機械的強度が低下することがある。
なお、本発明においては、スキン層2bを構成するポリアミド樹脂組成物(A)、コア層2aを構成するポリアミド樹脂組成物(B)には、例えば、熱安定剤、酸化防止剤、結晶核剤、顔料、着色防止剤、耐候剤、可塑剤等の添加剤を必要に応じて含有しても差し支えない。これらの添加剤はそれぞれ独立して、スキン層形成用ペレットに含有させてもよいし、コア層形成用ペレットに含有させてもよいし、または成形加工時にそれらペレットと混合して用いても良い。
上記熱安定剤や酸化防上剤としては、例えばヒンダードフェノール類、リン化合物、ヒンダードアミン類、イオウ化合物、銅化合物、アルカリ金属のハロゲン化物あるいはこれらの混合物等があげられる。また、上記結晶核材としては、例えば、クルク等があげられる。
スキン層2bを構成するポリアミド樹脂組成物(A)に上記添加剤を含有させる揚合、添加剤の合計含有量は、ポリアミド樹脂の機械的強度を損ねない観点から、ポリアミド樹脂組成物(A)全量に対して5質量%以下であることが好ましい。
また、コア層2aを構成するポリアミド樹脂組成物(B)に上記添加剤を含有させる揚合、添加剤の合計含有量は、ポリアミド樹脂の機械的強度を損ねない観点から、ポリアミド樹脂組成物(B)全量に対して5質量%以下であることが好ましい。
また、スキン層2bを構成するポリアミド樹脂組成物(A)、コア層2aを構成するポリアミド樹脂組成物(B)には、ガラス繊維以外の強化材、難燃剤等の添加剤を必要に応じて含有されても差し支えない。これらの添加剤はそれぞれ独立して、スキン層形成用ペレットに含有させてもよいし、コア層形成用ペレットに含有させてもよいし、または成形加工時にそれらペレットと混合して用いても良い。
上記ガラス繊維以外の強化材としては、例えば、タルク、マイカ、ワラストナイト等があげられる。また、上記難燃剤としては、例えば、ハロゲン系難燃剤、リン系、水酸化物マグネシウム、水酸化アルミニウム等の非ハロゲン系難燃剤があげられる。
スキン層2bを構成するポリアミド樹脂組成物(A)に上記ガラス繊維以外の強化材等の添加剤を含有させる揚合、添加剤の合計含有量は、強化材または難燃剤としての機能を発揮させる観点から、ポリアミド樹脂組成物(A)全量に対して10〜30質量%であることが好ましい。
また、コア層2aを構成するポリアミド樹脂組成物(B)に上記ガラス繊維以外の強化材等の添加剤を含有させる揚合、添加剤の合計含有量は、強化材または難燃剤としての機能を発揮させる観点から、ポリアミド樹脂組成物(B)全量に対して10〜30質量%であることが好ましい。
さらに、スキン層2bを構成するポリアミド樹脂組成物(A)、コア層2aを構成するポリアミド樹脂組成物(B)には、ポリアミド樹脂(a),(b)以外の他の熱可塑性樹脂(以下、他の熱可塑性樹脂と称する)を含有させても差し支えない。
他の熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリブタジエン、ブタジエン/スチレン共重合体、アクリルゴム、エチレン/プロピレン共重合体、エチレン/プロピレン/ブタジエン共重合体、天然ゴム、塩素化ブチルゴム、塩素化ポリエチレン等のエラストマーまたはこれらの無水マレイン酸等による変性物、スチレン/無水マレイン酸共重合体、スチレン/フェニルマレイミド共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、シンジオタクチックポリスチレン、ブタジエン/アクリロニトリル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタール、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、フェノキシ樹脂、ポリフェニレンエーテル、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアリレート等があげられる。
他の熱可塑性樹脂は、スキン層形成用ペレットに含有させてもよいし、コア層形成用ペレットに含有させてもよいし、または成形時において、それらのペレットと混合して用いても良い。
他の熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリブタジエン、ブタジエン/スチレン共重合体、アクリルゴム、エチレン/プロピレン共重合体、エチレン/プロピレン/ブタジエン共重合体、天然ゴム、塩素化ブチルゴム、塩素化ポリエチレン等のエラストマーまたはこれらの無水マレイン酸等による変性物、スチレン/無水マレイン酸共重合体、スチレン/フェニルマレイミド共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、シンジオタクチックポリスチレン、ブタジエン/アクリロニトリル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタール、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、フェノキシ樹脂、ポリフェニレンエーテル、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアリレート等があげられる。
他の熱可塑性樹脂は、スキン層形成用ペレットに含有させてもよいし、コア層形成用ペレットに含有させてもよいし、または成形時において、それらのペレットと混合して用いても良い。
スキン層2bを構成するポリアミド樹脂組成物(A)に他の熱可塑性樹脂を含有させる揚合、その含有量は、ポリアミド樹脂の機械的特性を損ねない観点から、ポリアミド樹脂組成物(A)全量に対して10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることが特に好ましい。
また、コア層2aを構成するポリアミド樹脂組成物(B)に他の熱可塑性樹脂を含有させる揚合、その含有量は、ポリアミド樹脂の機械的特性を損ねない観点から、ポリアミド樹脂組成物(B)全量に対して10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることが特に好ましい。
本発明において、樹脂ブラケット2等のサンドイッチ成形体は、スキン層形成用ペレットおよびコア層形成用ペレットをそれぞれ、いわゆるサンドイッチ成形法における一次材および二次材として供給することによって製造することができる。
スキン層形成用ペレットまたはコア層形成用ペレットを製造する方法は、例えば、二軸押出混練機を用いて混練する方法が好適に用いられる。詳しくは、シリンダーの上流からポリアミド樹脂(a),(b)を供給し、シリンダーの中間部でガラス繊維(x),(y)をサイドフィードする。その後、ダイスから樹脂組成物をストランド状に引き取り、冷却固化し、ペレタイザーでカッティングしてペレットを得ることができる。このような方法が経済的に好適である。また、上述の添加剤を添加する場合、添加剤は、予め、それぞれ独立して、スキン層形成用ペレットに含有させてもよいし、コア層形成用ペレットに含有させてもよいし、または成形時においてそれらのペレットと混合して用いても良い。
上記サンドイッチ成形法としては、例えば、射出成形法によるサンドイッチ成形法等があげられる。
射出成形法によるサンドイッチ成形法において、スキン層形成用ペレットを一次材として用い、コア層形成用ペレットを二次材として用いる場合について具体的に説明する。すなわち、まず、溶融させた一次材を金型内に射出する。ついで、時間差をおいて溶融させた二次材を当該金型内に射出する。このとき、一次材の射出は停止してもよいし、停止されずに二次材とともに射出されていてもよい。ついで、二次材を停止し、一次材を再び射出し、一次材でゲートを閉じる。このようにすることで、当該金型内で溶融している一次材の中を二次材が流動し、一次材が押し広げられスキン層2bを形成し、ゲートも一次材で閉じられているので、すべての表面に一次材が形成される。最後に、金型内の材料を充分に冷却/固化して、サンドイッチ成形体を得ることができる。このようにして得られたサンドイッチ成形体は、二次材(コア層2a)が一次材(スキン層2b)に挟み込まれた、または包み込まれたサンドイッチ構造を有する。
射出成形法によるサンドイッチ成形法において、スキン層形成用ペレットを一次材として用い、コア層形成用ペレットを二次材として用いる場合について具体的に説明する。すなわち、まず、溶融させた一次材を金型内に射出する。ついで、時間差をおいて溶融させた二次材を当該金型内に射出する。このとき、一次材の射出は停止してもよいし、停止されずに二次材とともに射出されていてもよい。ついで、二次材を停止し、一次材を再び射出し、一次材でゲートを閉じる。このようにすることで、当該金型内で溶融している一次材の中を二次材が流動し、一次材が押し広げられスキン層2bを形成し、ゲートも一次材で閉じられているので、すべての表面に一次材が形成される。最後に、金型内の材料を充分に冷却/固化して、サンドイッチ成形体を得ることができる。このようにして得られたサンドイッチ成形体は、二次材(コア層2a)が一次材(スキン層2b)に挟み込まれた、または包み込まれたサンドイッチ構造を有する。
つぎに、本発明の防振装置における、上記ゴム弾性体3の形成材料について説明する。
上記ゴム弾性体3を形成するためのゴム弾性体用材料(ゴム組成物)としては、防振機能に優れたものが好ましく、例えば、天然ゴム(NR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、イソプレンゴム(IR)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、カルボキシル変性NBR、クロロプレンゴム(CR)、エチレンプロピレンゴム(EPM、EPDM)、マレイン酸変性EPM、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化IIR、クロロスルホン化ポリエチレン(CSM)、フッ素ゴム(FKM)、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム等が用いられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。
上記ゴム弾性体3を形成するためのゴム弾性体用材料(ゴム組成物)としては、防振機能に優れたものが好ましく、例えば、天然ゴム(NR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、イソプレンゴム(IR)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、カルボキシル変性NBR、クロロプレンゴム(CR)、エチレンプロピレンゴム(EPM、EPDM)、マレイン酸変性EPM、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化IIR、クロロスルホン化ポリエチレン(CSM)、フッ素ゴム(FKM)、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム等が用いられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。
なお、上記ゴム組成物には、必要に応じて、カーボンブラック等の補強剤、加硫剤、加硫促進剤、滑剤、助剤、可塑剤、老化防止剤等を適宜に配合しても差し支えない。
つぎに、前記図1〜図3に示した防振装置(エンジンマウント)の製法について説明する。すなわち、まず、円筒状金具4を準備し、その外周面(ゴム弾性体3と密着する部分に対応する部分)に接着剤等を塗布した後、その円筒状金具4をゴム弾性体3用の成形金型内の所定位置にセットする。そして、その成形金型内にゴム弾性体用材料を注入した後、所定の条件(例えば、150℃×30分間)で加硫することにより、円筒状金具4が一体化したゴム弾性体3を得ることができる。
ついで、図4の構成図に示すように、樹脂ブラケット2成形用の成形機(サンドイッチ成形用射出成形機)17を準備する。この成形機17は、コア層用ノズル11の外側に、スキン層用ノズル12が同心円状に配置された二重構造のノズルを備えている。そして、図2における、上記ゴム弾性体3の外周部分(樹脂ブラケット2と密着する部分に対応する部分)に接着剤等を塗布した後、ナット5とともにこれらを図4の成形金型15,16内の所定位置にそれぞれセットする。なお、図において、15は固定金型、16は可動金型を示す。つぎに、スキン層用材料である樹脂組成物(A)のペレットを用い、スキン層用シリンダー14からスキン層用ノズル12を介して成形金型15,16のキャビティ(成形空間)内に射出する。それによって、成形金型15,16のキャビティを構成する内壁面およびゴム弾性体3の外周部分にスキン層2bが形成される。その後直ちに、コア層用材料である樹脂組成物(B)のペレットを用い、コア層用シリンダー13からコア層用ノズル11を介して金型15,16のキャビティ内に射出し、コア層2aを形成すると同時に、両層を一体化させて成形を完了する。ついで、固定金型15から可動金型16を脱型する。このようにして、図2に示すようなエンジンマウントが得られる。このエンジンマウントの樹脂ブラケット2は、図3に示すように、コア層2aの外周がスキン層2bで被覆されてなる断面サンドイッチ構造になっている。
なお、上記製造工程において、各部材の作製順序は上記の製造例に限定されるものではなく、例えば、樹脂ブラケット2を成形した後、接着剤を塗布してから、ゴム弾性体3を加硫成形してもよい。
本発明の防振装置において、上記樹脂ブラケット2に係るコア層2aの厚みは、通常、2〜20mmであり、好ましくは2.5〜12mmであり、上記スキン層2bの厚みは、通常、0.5〜8mmであり、好ましくは1〜6mmである。
本発明の防振装置について、上記実施の形態では、エンジンマウントについて説明したが、本発明の防振装置は、それ以外の用途で用いてもよく、例えば、自動車等の車両用のミッションマウント、ボディマウント、キャブマウント、メンバーマウント、デフマウント、コンロッド、トルクロッド、ストラットバークッション、センタベアリングサポート、トーショナルダンパー、ステアリングラバーカップリング、テンションロッドブッシュ、ブッシュ、バウンドストッパー、FFエンジンロールストッパー、マフラーハンガー、スタビライザーリンクロッド、ラジエータサポート、コントロールアーム、サスペンションアーム等に用いてもよい。また、自動車等の車両以外のものにおける防振装置として用いても差し支えない。そして、それに伴って、防振装置の形状も、適宜変更しても差し支えない。
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
まず、実施例および比較例に先立ち、樹脂ブラケット用のスキン層用材料、コア層用材料として、下記に示す材料を準備した。
まず、実施例および比較例に先立ち、樹脂ブラケット用のスキン層用材料、コア層用材料として、下記に示す材料を準備した。
〔ポリアミド樹脂(a),(b)〕
〈PA−1〉
PA6(ユニチカ社製、A1015)、融点220℃、溶融粘度40Pa・s
〈PA−2〉
PA66(ユニチカ社製、E2001R)、融点260℃、溶融粘度40Pa・s
〈PA−3〉
PA66(ユニチカ社製、A125)、融点260℃、溶融粘度80Pa・s
〈PA−4〉
PA66(ユニチカ社製、A142)、融点260℃、溶融粘度600Pa・s
なお、上記溶融粘度は、融点+30℃、せん断速度1000s-1における値である。
〈PA−1〉
PA6(ユニチカ社製、A1015)、融点220℃、溶融粘度40Pa・s
〈PA−2〉
PA66(ユニチカ社製、E2001R)、融点260℃、溶融粘度40Pa・s
〈PA−3〉
PA66(ユニチカ社製、A125)、融点260℃、溶融粘度80Pa・s
〈PA−4〉
PA66(ユニチカ社製、A142)、融点260℃、溶融粘度600Pa・s
なお、上記溶融粘度は、融点+30℃、せん断速度1000s-1における値である。
〔ガラス繊維(x),(y)〕
日東紡社製、CS3H459(ガラス繊維径10μm、繊維長3mm)
日東紡社製、CS3H459(ガラス繊維径10μm、繊維長3mm)
〔カーボンブラック(c)〕
三菱化学社製、♯4000B(pH10、含酸素基濃度0.3質量%、DBP吸収量102cmm3/100g、一次粒子径24nm)
三菱化学社製、♯4000B(pH10、含酸素基濃度0.3質量%、DBP吸収量102cmm3/100g、一次粒子径24nm)
〔高級脂肪酸金属塩(d)〕
べヘン酸ナトリウム(日東化成工業社製、NS−7)
べヘン酸ナトリウム(日東化成工業社製、NS−7)
つぎに、上記材料を用いて、スキン層用材料のペレット(PS)およびコア層用材料のペレット(PC)をそれぞれ作製した。
〔製造例1〕
ペレットの作製には、同方向二軸押出機(東芝機械社製、TEM37BS)を用いた。この同方向二軸押出機には、上流部に主原料投入用の主ホッパーおよび主ホッパーに主原料を定量供給する連続定量供給装置(クボタ社製)が設けられ、中間部に副原料投入用のサイドフィーダーを設け、下流部に冷却水槽およびペレタイザーが設けられている。
同方向二軸押出機の押出温度を270〜300℃に設定し、同方向二軸押出機の上流部の位置より、連続定量供給装置により主ホッパーから同方向二軸押出機へ、主原料としてポリアミド樹脂(PA66)PA−3を45質量部、ポリアミド樹脂(PA66)PA−4を10質量部、カーボンブラック(c)を0.5質量部となるように供給し、―方で、同方向二軸押出機の中間部の位置より、サイドフィーダーにより、ガラス繊維(x)を45質量部となるように供給し、PA66とガラス繊維をスクリュー回転数300rpmにて溶融混練した。PA66とガラス繊維の配合比率は、連続定量供給装置による主原料のフィード速度とサイドフィーダーによる副原料のサイドフィード速度の比率で調整した。その後、PA66とガラス繊維を含有する樹脂組成物をダイスから吐出量35kg/hにてストランド状に引き取り、冷却水槽を通して冷却固化し、ペレタイザーでカッティングしてペレット長3mmのペレットPS−1を得た。
ダイスから出た樹脂組成物の樹脂温度は290℃であった。このPS−1の溶融粘度を290℃、1000s-1で測定したところ、700Pa・sであった。その結果を下記の表1に示した。
〔製造例1〕
ペレットの作製には、同方向二軸押出機(東芝機械社製、TEM37BS)を用いた。この同方向二軸押出機には、上流部に主原料投入用の主ホッパーおよび主ホッパーに主原料を定量供給する連続定量供給装置(クボタ社製)が設けられ、中間部に副原料投入用のサイドフィーダーを設け、下流部に冷却水槽およびペレタイザーが設けられている。
同方向二軸押出機の押出温度を270〜300℃に設定し、同方向二軸押出機の上流部の位置より、連続定量供給装置により主ホッパーから同方向二軸押出機へ、主原料としてポリアミド樹脂(PA66)PA−3を45質量部、ポリアミド樹脂(PA66)PA−4を10質量部、カーボンブラック(c)を0.5質量部となるように供給し、―方で、同方向二軸押出機の中間部の位置より、サイドフィーダーにより、ガラス繊維(x)を45質量部となるように供給し、PA66とガラス繊維をスクリュー回転数300rpmにて溶融混練した。PA66とガラス繊維の配合比率は、連続定量供給装置による主原料のフィード速度とサイドフィーダーによる副原料のサイドフィード速度の比率で調整した。その後、PA66とガラス繊維を含有する樹脂組成物をダイスから吐出量35kg/hにてストランド状に引き取り、冷却水槽を通して冷却固化し、ペレタイザーでカッティングしてペレット長3mmのペレットPS−1を得た。
ダイスから出た樹脂組成物の樹脂温度は290℃であった。このPS−1の溶融粘度を290℃、1000s-1で測定したところ、700Pa・sであった。その結果を下記の表1に示した。
〔製造例2〜20〕
下記の表1および表2に示す各成分を同表に示す割合で配合する以外は、製造例1に準じてペレットを作製した。
下記の表1および表2に示す各成分を同表に示す割合で配合する以外は、製造例1に準じてペレットを作製した。
このようにして得られた製造例のペレットを用いて、下記の基準に従い、ポリアミド樹脂組成物の溶融粘度を測定した。この結果を、上記の表1および表2に併せて示した。
〔ポリアミド樹脂組成物の溶融粘度〕
JIS K7199準拠した測定方法にて評価した。オリフィス径は1mm、ポリアミド樹脂の融点+30℃に加熱したシリンダーに樹脂ペレットを入れ、3分間予熱した後、せん断速度1000s-1で測定を行った。
なお、ポリアミド樹脂組成物の融点はJIS K7121に準じ示差走査熱量計(DSC)により測定され、異なる複数の融点が検出された場合は高い方の融点を採用するものとする。
JIS K7199準拠した測定方法にて評価した。オリフィス径は1mm、ポリアミド樹脂の融点+30℃に加熱したシリンダーに樹脂ペレットを入れ、3分間予熱した後、せん断速度1000s-1で測定を行った。
なお、ポリアミド樹脂組成物の融点はJIS K7121に準じ示差走査熱量計(DSC)により測定され、異なる複数の融点が検出された場合は高い方の融点を採用するものとする。
つぎに、上記樹脂ブラケット形成用の材料となる、スキン層用材料のペレット(PS)およびコア層用材料のペレット(PC)を用い、以下のようにして、ゴム弾性体(加硫ゴム成形体)と樹脂ブラケット(樹脂成形体)とが一体化されてなる防振装置(エンジンマウント)を作製した。
〔実施例1〕
(ゴム弾性体用材料の調製)
天然ゴム100質量部に対して、HAFカーボンブラック(東海カーボン社製、シースト3)35質量部、酸化亜鉛(堺化学工業社製、酸化亜鉛1種)5質量部、ステアリン酸(花王社製、ルーナックS−30)2質量部、加硫促進剤(住友化学社製、ソクシノールCZ)0.7質量部、および硫黄(鶴見化学工業社製、サルファックス200S)2質量部を配合し、ニーダーおよび練りロール機を用いて混練することにより、ゴム弾性体用材料(ゴム組成物)を調製した。
(ゴム弾性体用材料の調製)
天然ゴム100質量部に対して、HAFカーボンブラック(東海カーボン社製、シースト3)35質量部、酸化亜鉛(堺化学工業社製、酸化亜鉛1種)5質量部、ステアリン酸(花王社製、ルーナックS−30)2質量部、加硫促進剤(住友化学社製、ソクシノールCZ)0.7質量部、および硫黄(鶴見化学工業社製、サルファックス200S)2質量部を配合し、ニーダーおよび練りロール機を用いて混練することにより、ゴム弾性体用材料(ゴム組成物)を調製した。
(防振装置の作製)
前記図1〜図3に示した防振装置(エンジンマウント)を作製するに際し、円筒状金具として外径24mm,内径12mm,長さ60mmの鉄製のものを準備した。この円筒状金具の外周面(ゴム弾性体と密着する部分に対応する部分)に接着剤を塗布した後、その円筒状金具をゴム弾性体用の成形金型内の所定位置にセットした。そして、その成形金型内にゴム弾性体用材料を注入した後、150℃×30分間加硫することにより、円筒状金具が一体化したゴム弾性体を得た。つぎに、前記図4に示した樹脂ブラケット成形用の成形機(サンドイッチ成形用射出成形機)(JSW社製、J180AD−2M)を準備し、上記ゴム弾性体の外周面(樹脂ブラケットと密着する部分に対応する部分)に接着剤を塗布した後、ナットとともにこれらを上記成形金型内の所定位置にそれぞれセットした。つぎに、スキン層用材料(ペレット)であるPS−1を、スキン層用シリンダーからスキン層用ノズルを介して金型のキャビティ内に射出した。続いて、コア層用材料(ペレット)であるPC−1を、コア層用シリンダーからコア層用ノズルを介して金型のキャビティ内に射出して成形した(シリンダー温度:290℃,金型温度:80℃)。このようにして、ゴム弾性体(加硫ゴム成形体)と樹脂ブラケット(樹脂成形体)とが一体化された防振装置(エンジンマウント)を作製した。
この防振装置(エンジンマウント)の樹脂ブラケット(縦50mm×横120mm×高さ100mm)は、前記図3に示したように、コア層(厚み4mm)の外周がスキン層(厚み3mm)で被覆されてなる断面サンドイッチ構造になっている。
前記図1〜図3に示した防振装置(エンジンマウント)を作製するに際し、円筒状金具として外径24mm,内径12mm,長さ60mmの鉄製のものを準備した。この円筒状金具の外周面(ゴム弾性体と密着する部分に対応する部分)に接着剤を塗布した後、その円筒状金具をゴム弾性体用の成形金型内の所定位置にセットした。そして、その成形金型内にゴム弾性体用材料を注入した後、150℃×30分間加硫することにより、円筒状金具が一体化したゴム弾性体を得た。つぎに、前記図4に示した樹脂ブラケット成形用の成形機(サンドイッチ成形用射出成形機)(JSW社製、J180AD−2M)を準備し、上記ゴム弾性体の外周面(樹脂ブラケットと密着する部分に対応する部分)に接着剤を塗布した後、ナットとともにこれらを上記成形金型内の所定位置にそれぞれセットした。つぎに、スキン層用材料(ペレット)であるPS−1を、スキン層用シリンダーからスキン層用ノズルを介して金型のキャビティ内に射出した。続いて、コア層用材料(ペレット)であるPC−1を、コア層用シリンダーからコア層用ノズルを介して金型のキャビティ内に射出して成形した(シリンダー温度:290℃,金型温度:80℃)。このようにして、ゴム弾性体(加硫ゴム成形体)と樹脂ブラケット(樹脂成形体)とが一体化された防振装置(エンジンマウント)を作製した。
この防振装置(エンジンマウント)の樹脂ブラケット(縦50mm×横120mm×高さ100mm)は、前記図3に示したように、コア層(厚み4mm)の外周がスキン層(厚み3mm)で被覆されてなる断面サンドイッチ構造になっている。
〔実施例2〜16、比較例1〜8〕
(ゴム弾性体用材料の調製)
実施例1と同様にして、ゴム弾性体用材料(ゴム組成物)を調製した。
(ゴム弾性体用材料の調製)
実施例1と同様にして、ゴム弾性体用材料(ゴム組成物)を調製した。
(防振装置の作製)
下記の表3〜表5に示す、スキン層用材料のペレット(PS)、コア層用材料のペレット(PC)の組み合わせに変更する以外は、実施例1に準じて、防振装置を作製した。
この防振装置(エンジンマウント)の樹脂ブラケット(縦50mm×横120mm×高さ100mm)は、コア層(厚み4mm)の外周がスキン層(厚み3mm)で被覆されてなる断面サンドイッチ構造になっている。
下記の表3〜表5に示す、スキン層用材料のペレット(PS)、コア層用材料のペレット(PC)の組み合わせに変更する以外は、実施例1に準じて、防振装置を作製した。
この防振装置(エンジンマウント)の樹脂ブラケット(縦50mm×横120mm×高さ100mm)は、コア層(厚み4mm)の外周がスキン層(厚み3mm)で被覆されてなる断面サンドイッチ構造になっている。
このようにして得られた実施例および比較例の防振装置を用いて、下記の基準に従い、各特性の評価を行った。これらの結果を、上記表3〜表5に併せて示した。
〔破壊強度〕
防振装置を治具に固定し、防振装置の円筒状金具内に金属の丸棒を挿入した状態で、丸棒を、図2において上方向に、防振装置が破壊するまで20mm/minの速度で引っ張った。そして、常温(20℃)の環境下にて、引張試験装置(島津製作所社製、オートグラフAG−IS)を使用して破壊時の荷重を測定した。
防振装置を治具に固定し、防振装置の円筒状金具内に金属の丸棒を挿入した状態で、丸棒を、図2において上方向に、防振装置が破壊するまで20mm/minの速度で引っ張った。そして、常温(20℃)の環境下にて、引張試験装置(島津製作所社製、オートグラフAG−IS)を使用して破壊時の荷重を測定した。
〔スキン層の体積比率〕
射出成形機によりサンドイッチ成形体のスキン層(一次材)の射出体積およびコア層(二次材)の射出体積を計測した。スキン層(一次材)の体積比率は、射出成形機により計測された一次材の射出体積と二次材の射出体積を加算し、この加算した総体積に対する一次材の射出体積の比率により求めた。
なお、一次材の射出体積および二次材の射出体積はそれぞれ、(射出成形時のスクリュー移動距離)と(シリンダー断面積)との積により算出した。また、射出成形時のスクリュー移動距離は、(計量完了時のスクリュー位置)と(射出完了時のスクリュー位置)との差により算出した。スキン層の体積比率は、サンドイッチ成形体全体の40〜70%であることが好ましい。
射出成形機によりサンドイッチ成形体のスキン層(一次材)の射出体積およびコア層(二次材)の射出体積を計測した。スキン層(一次材)の体積比率は、射出成形機により計測された一次材の射出体積と二次材の射出体積を加算し、この加算した総体積に対する一次材の射出体積の比率により求めた。
なお、一次材の射出体積および二次材の射出体積はそれぞれ、(射出成形時のスクリュー移動距離)と(シリンダー断面積)との積により算出した。また、射出成形時のスクリュー移動距離は、(計量完了時のスクリュー位置)と(射出完了時のスクリュー位置)との差により算出した。スキン層の体積比率は、サンドイッチ成形体全体の40〜70%であることが好ましい。
上記表3〜表5の結果から、実施例は、特定のポリアミド樹脂組成物(B)からなるコア層が、特定のポリアミド樹脂組成物(A)からなるスキン層によって挟持されたサンドイッチ成形体からなる樹脂ブラケットを用いているため、いずれも破壊強度が優れていた。
これに対して、比較例1は、スキン層におけるポリアミド樹脂組成物(A)のガラス繊維(x)が過多である材料を使用したため、破壊強度が劣っていた。
比較例2は、スキン層におけるポリアミド樹脂組成物(A)のガラス繊維(x)が過少である材料を使用したため、破壊強度が劣っていた。
比較例3は、コア層におけるポリアミド樹脂組成物(B)のガラス繊維(y)が過多である材料を使用したため、破壊強度が劣っていた。
比較例4は、コア層におけるポリアミド樹脂組成物(B)のガラス繊維(y)が過少である材料を使用したため、破壊強度が劣っていた。
比較例5は、(logηa/logηb)の値が小さすぎるため、破壊強度が劣っていた。
比較例6は、(logηa/logηb)の値が大きすぎるため、破壊強度が劣っていた。
比較例7は、樹脂ブラケットが、スキン層形成用のペレットのみで構成されたものであるため、破壊強度が劣っていた。
比較例8は、樹脂ブラケットが、コア層形成用のペレットのみで構成されたものであるため、破壊強度が劣っていた。
比較例2は、スキン層におけるポリアミド樹脂組成物(A)のガラス繊維(x)が過少である材料を使用したため、破壊強度が劣っていた。
比較例3は、コア層におけるポリアミド樹脂組成物(B)のガラス繊維(y)が過多である材料を使用したため、破壊強度が劣っていた。
比較例4は、コア層におけるポリアミド樹脂組成物(B)のガラス繊維(y)が過少である材料を使用したため、破壊強度が劣っていた。
比較例5は、(logηa/logηb)の値が小さすぎるため、破壊強度が劣っていた。
比較例6は、(logηa/logηb)の値が大きすぎるため、破壊強度が劣っていた。
比較例7は、樹脂ブラケットが、スキン層形成用のペレットのみで構成されたものであるため、破壊強度が劣っていた。
比較例8は、樹脂ブラケットが、コア層形成用のペレットのみで構成されたものであるため、破壊強度が劣っていた。
なお、上記実施例においては、本発明における具体的な形態について示したが、上記実施例は単なる例示にすぎず、限定的に解釈されるものではない。また、請求の範囲の均等範囲に属する変更は、全て本発明の範囲内である。
本発明の防振装置は、自動車等の車両に使用されるエンジンマウント、ミッションマウント、ボディマウント、キャブマウント、メンバーマウント、デフマウント、コンロッド、トルクロッド、ストラットバークッション、センタベアリングサポート、トーショナルダンパー、ステアリングラバーカップリング、テンションロッドブッシュ、ブッシュ、バウンドストッパー、FFエンジンロールストッパー、マフラーハンガー、スタビライザーリンクロッド、ラジエータサポート、コントロールアーム、サスペンションアーム等の自動車等の車両用防振装置として好適に使用されるが、自動車等の車両以外のものにおける防振装置として用いても差し支えない。
2 樹脂ブラケット
2a コア層
2b スキン層
3 ゴム弾性体
2a コア層
2b スキン層
3 ゴム弾性体
Claims (3)
- 防振機能を持つ加硫ゴム成形体と、上記加硫ゴム成形体を支持した状態で基体に固定する樹脂成形体とが一体化されてなる防振装置であって、上記樹脂成形体は、コア層の表面にスキン層が形成された構造を有し、かつコア層がスキン層によって挟持されてなるサンドイッチ成形体からなり、下記の(I)〜(III)を同時に満足することを特徴とする防振装置。
(I)スキン層を構成するポリアミド樹脂組成物(A)が、ポリアミド樹脂(a)およびガラス繊維(x)を含有し、その混合比率(a/x)が、質量比で40/60〜75/25である。
(II)コア層を構成するポリアミド樹脂組成物(B)が、ポリアミド樹脂(b)およびガラス繊維(y)を含有し、その混合比率(b/y)が、質量比で35/65〜60/40である。
(III)ポリアミド樹脂組成物(A)の融点+30℃、せん断速度1000s-1で測定される溶融粘度ηaと、ポリアミド樹脂組成物(B)の融点+30℃、せん断速度1000s-1で測定される溶融粘度ηbが、
1<(logηa/logηb)<1.4である。 - 上記(I)〜(III)に加えて、さらに下記の(IV)を同時に満足する請求項1記載の防振装置。
(IV)ポリアミド樹脂組成物(A)に含有するガラス繊維(x)の含有率Xと、ポリアミド樹脂組成物(B)に含有するガラス繊維(y)の含有率Yが、
X≦Y+5である。 - スキン層の体積比率がサンドイッチ成形体全体の40〜70%である請求項1または2記載の防振装置。
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