ガラス長繊維強化ポリアミド樹脂組成物および成形品
【課題】耐衝撃性、耐振動疲労性に優れ、さらに、当該組成物を用いた射出成形品における流動方向と直角方向の機械的特性と成形収縮率の異方性および反りが少ないガラス長繊維強化ポリアミド樹脂組成物および成形品を提供すること。
【解決手段】末端アミノ基濃度と末端カルボキシル基濃度の合計が１００ミリ当量／ｋｇ以上２００ミリ当量／ｋｇ以下でありかつ、末端アミノ基濃度が末端カルボキシル基濃度より高いポリアミド樹脂３０〜９０質量部、および繊維径１０〜２０μｍでかつ、重量平均繊維長さが１．８〜３０ｍｍのガラス繊維７０〜１０質量部からなるガラス長繊維強化ポリアミド樹脂組成物。
【解決手段】末端アミノ基濃度と末端カルボキシル基濃度の合計が１００ミリ当量／ｋｇ以上２００ミリ当量／ｋｇ以下でありかつ、末端アミノ基濃度が末端カルボキシル基濃度より高いポリアミド樹脂３０〜９０質量部、および繊維径１０〜２０μｍでかつ、重量平均繊維長さが１．８〜３０ｍｍのガラス繊維７０〜１０質量部からなるガラス長繊維強化ポリアミド樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械的特性、特に面衝撃性、耐振動疲労性に優れ、かつ射出成形によって得られた成形品において、機械的強度および成形収縮率が流動方向と該流動方向に直角な方向との異方性や反りが少ないガラス長繊維強化ポリアミド樹脂組成物およびそれからなる成形品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリアミド樹脂は、その優れた耐熱性や機械的特性を生かし、自動車、機械関連、建材および住宅設備部品などに広く利用されている。特に、ガラス繊維を配合した強化熱可塑性樹脂組成物は、その優れた機械的特性および成形加工性から、金属材料を代替し、部品の軽量化や部品点数の削減に有用である。さらに、例えば特許文献１、特許文献２に記載されている長繊維強化熱可塑性樹脂組成物は成形した時に繊維の損傷が少ないことから、特に機械的強度に優れた成形品を提供する成形材料として知られている。
【０００３】
一方、特許文献３には、末端アミノ基濃度が一定以上のときに耐加水分解性に優れるポリアミド膜が開示されている。また、特許文献４には、末端アミノ基濃度が一定以上のときに溶着強度に優れる、ガラス短繊維強化ポリアミド樹脂組成物が開示されている。さらに、特許文献５には、末端アミノ基濃度が末端カルボキシル基濃度より高い範囲においてガラスとポリアミドの界面の耐久性、特に耐不凍液性に優れたガラス短繊維強化ポリアミド樹脂組成物が開示されている。
【０００４】
しかしながら、上記技術においてもなお、例えば、自動車エンジンルーム内において、常に振動を受け、他の金属部品との密着性、気密性を要求される部品、例えば、エンジンヘッドカバー、オイルパン、チェーンガイド等に用いる場合には、十分な性能を発現できない場合があった。
【０００５】
【特許文献１】特公昭６３−３７６９４号公報
【特許文献２】特開平５−１６２１２４号公報
【特許文献３】特表平９−５０７４２６号公報
【特許文献４】特開２００２−３０２１５号公報
【特許文献５】特開平１０−３１６８４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、こうした実情のもとに耐衝撃性、耐振動疲労性に優れた樹脂組成物を提供することを目的とし、さらに、当該組成物を用いた射出成形品における流動方向と直角方向の機械的特性と成形収縮率の異方性、反りが少ない成形品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、鋭意検討した結果、ガラス長繊維ポリアミド樹脂組成物において、特定の末端基量を有するポリアミド樹脂と特定の形状のガラス繊維を用いることが有効であることを見出し本発明に至った。
すなわち、本発明は以下に記載する通りのガラス長繊維強化ポリアミド樹脂組成物及びその射出成形品である。
【０００８】
[１]末端アミノ基濃度と末端カルボキシル基濃度の合計が１００ミリ当量／ｋｇ以上２００ミリ当量／ｋｇ以下でありかつ、末端アミノ基濃度が末端カルボキシル基濃度より高いポリアミド樹脂３０〜９０質量部、および繊維径１０〜２０μｍでかつ、重量平均繊維長さが１．８〜３０ｍｍのガラス繊維７０〜１０質量部からなるガラス長繊維強化ポリアミド樹脂組成物。
[２]前記ポリアミド樹脂がポリアミド６６であることを特徴とする[１]記載のガラス長繊維強化ポリアミド樹脂組成物。
[３]前記ポリアミド樹脂が半芳香族ポリアミドであることを特徴とする[１]記載のガラス長繊維強化ポリアミド樹脂組成物。
[４][１]〜[３]のいずれかに記載のガラス長繊維強化ポリアミド樹脂組成物からなる射出成形品。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、高い強度・剛性を有し、耐衝撃性、耐振動疲労性等の実用特性に優れたガラス長繊維ポリアミド樹脂が得られるようになった。また、該組成物を射出成形してなる成形品により、流動方向と直角方向の機械的特性、成形収縮率の異方性、反りが少ない部品が得られるようになり、例えば、自動車エンジンルーム内で使用されるエンジンヘッドカバー、オイルパン、チェーンカバー等の金属部品を代替し軽量化できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明におけるポリアミド樹脂は、末端アミノ基濃度と末端カルボキシル基濃度の合計が、ガラス長繊維束への樹脂の含浸性の観点から１００ミリ当量／ｋｇ以上である必要がありかつ、機械的特性発現の観点から２００ミリ当量／ｋｇ以下である必要がある。より好ましい末端アミノ基濃度と末端カルボキシル基濃度の合計は、１１０〜１５０ミリ当量／ｋｇであり、特に好ましい範囲は１１５〜１４０ミリ当量／ｋｇである。また、本発明のポリアミド樹脂は耐振動疲労特性の観点から末端アミノ基濃度が末端カルボキシル基濃度より高い必要がある。
【００１１】
本発明に用いるポリアミド樹脂は、上記の末端基の要件を満たしていれば特に制限はないが、例えば、ε−カプロラクタム、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘキサメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、２−メチルペンタメチレンジアミン、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジアミン、２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジアミン、メタキシリレンジアミン、ビス（３ーメチルー４アミノシクロヘキシル）メタン等のポリアミド形成性モノマーを適宜組み合わせて得られるホモポリマー単独、共重合体単独、ホモポリマー同士の混合物、共重合体同士の混合物、共重合体とホモポリマーの混合物等を用いることができる。このようなポリアミドの具体例としては、例えば、ポリアミド６、ポリアミド６１０、ポリアミド６１２、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミドＭＸＤ６、ヘキサメチレンジアミンとイソフタル酸を重合してなるポリアミド（ポリアミド６Ｉ）、イソフタル酸とビス（３−メチル−４アミノシクロヘキシル）メタンを重合してなるポリアミド（ポリアミドＰＡＣＭＩ）などのホモポリマー、アジピン酸とイソフタル酸とへキサメチレンジアミンを重合してなるポリアミド（ポリアミド６６／６Ｉ共重合体）、アジピン酸とテレフタル酸とへキサメチレンジアミンを重合してなるポリアミド（ポリアミド６６／６Ｔ共重合体）、イソフタル酸とテレフタル酸とヘキサメチレンジアミンを重合してなるポリアミド（ポリアミド６Ｉ／６Ｔ共重合体）、アジピン酸とイソフタル酸とテレフタル酸とヘキサメチレンジアミンを重合してなるポリアミド（ポリアミド６６／６Ｉ／６Ｔ共重合体）、テレフタル酸と２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジアミンと２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジアミンを重合してなるポリアミド（ポリアミドＴＭＤＴ共重合体）、イソフタル酸とテレフタル酸とヘキサメチレンジアミンとビス（３−メチル−４アミノシクロヘキシル）メタンを重合してなる共重合ポリアミド、およびイソフタル酸とテレフタル酸とヘキサメチレンジアミンとビス（３−メチル−４アミノシクロヘキシル）メタンを重合してなる共重合ポリアミドとポリアミド６の混合物、ポリアミドＭＸＤ６とポリアミド６６の混合物等が挙げられる。なかでも、ポリアミド６６、ポリアミド６６／６Ｔ共重合体、ポリアミド６６／６Ｔ／６Ｉ共重合体などの半芳香族ポリアミドは、融点が高くより耐熱性の必要な部品、例えば自動車エンジンルーム内部品に好適である。また、ポリアミド６６／６Ｉ共重合体、ポリアミドＭＸＤ６などの半芳香族ポリアミドおよびそれら半芳香族ポリアミドと他の脂肪族ポリアミドとのブレンド物は、その共重合比、ブレンド比により結晶化温度を適宜制御することで成形品表面にガラス繊維が露出し難く、外観に優れた成形品を得られやすい。
【００１２】
本発明に用いるポリアミド樹脂の末端アミノ基濃度の制御方法としては、例えば重合時にジアミンとジカルボン酸の等モル塩等のポリアミド原料に更に、モノカルボン酸、ジカルボン酸、モノアミン、モノアミンを一種又は複数種を末端基調整剤として所定量添加（配合）するという方法が挙げられる。具体的な例としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、ウンデカン酸、トリデシル酸、ミリスチル酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ピバリン酸、イソブチル酸、シクロヘキサンカルボン酸、安息香酸、トルイル酸、α−ナフタレンカルボン酸、β−ナフタレンカルボン酸、メチルナフタレンカルボン酸、フェニル酢酸フェニル酢酸等のモノカルボン酸、マロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、２−メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、２，２−ジメチルグルタル酸、３，３−ジエチルコハク酸、アゼライン酸、セバシン酸、スベリン酸、ドデカン二酸、エイコジオン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、２−クロロテレフタル酸、２−メチルテレフタル酸、５−メチルイソフタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ジグリコール酸等のジカルボン酸、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ステアリルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、アニリン、トルイジン、ジフェニルアミン、ナフチルアミン等のモノアミン、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、デカメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、２−メチルペンタメチレンジアミン、ノナンメチレンジアミン、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジアミン、２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジアミン、５−メチルノナメチレンジアミン、２，４−ジメチルオクタメチレンジアミン、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、３，８−ビス（アミノメチル）トリシクロデカン、１−アミノ−３−アミノメチル−３，５，５，−トリメチルシクロヘキサン、ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン、ビス（３−メチル−４−アミノシクロヘキシル）メタン、２，２−ビス（４−アミノシクロヘキシル）プロパン、ビス（アミノプロピル）ピペラジン、アミノエチルピペラジン等のジアミンが挙げられる。酢酸、アジピン酸、ヘキシルアミン、ヘキサメチレンジアミン等でポリアミドの末端アミノ基濃度を制御するのが、製造効率的に簡便で好ましい。
【００１３】
本発明における末端アミノ基濃度（単位：ミリ当量／ｋｇ）及び末端カルボキシル基濃度（単位：ミリ当量／ｋｇ）の測定方法としては、末端アミノ基濃度に関しては、例えば、所定量の試料を９０％フェノール水溶液に溶解して、２５℃にて１／５０Ｎ塩酸で電位滴定し算出する方法が挙げられる。又末端カルボキシル基濃度に関しては、例えば、所定量の試料を１６０℃のベンジルアルコールに溶解して、１／１０ＮＮａＯＨのエチレングリコール溶液で、指示薬としてフェノールフタレインを使用して滴定し算出する方法が挙げられる。
【００１４】
本発明におけるポリアミドの水分は、特に限定しないが、なかでもコンパウンド原料のポリアミドのペレット水分率０．１〜０．５質量％に調整したものを用いて、コンパウンドするのが好ましい。
本発明のガラス繊維径は、樹脂の含浸性の観点から１０μｍ以上、機械的特性発現の観点から２０μｍ以下である。より好ましいガラス繊維平均径は、１０〜１７μｍ、特に好ましい範囲は１３〜１７μｍである。
【００１５】
本発明におけるガラス繊維の組成物および成形品中での重量平均繊維長は、１．８ｍｍ〜３０ｍｍの範囲である必要がある。
重量平均ガラス繊維長が、１．８ｍｍ以上であれば、補強効果が発揮され、特に高温時の剛性改善効果に優れる。また、例えば射出成形品における流動方向と、直角方向の機械的特性や、成形収縮率の異方性や反りが小さくなり、部品設計の上で大きな利点となる。重量平均ガラス繊維長が３０ｍｍ以下であれば、成形加工時に当該ガラス長繊維強化熱可塑性樹脂を供給する際、特別な装置等を用いなくても容易に供給可能である。より好ましい重量平均ガラス繊維長の範囲は２ｍｍ〜２０ｍｍ、特に好ましい範囲は２．５ｍｍ〜１５ｍｍである。また当該ガラス長繊維強化熱可塑性樹脂組成物からなる射出成形品は、重量平均ガラス繊維長は、１．８ｍｍ〜５ｍｍ程度となる。より好ましい範囲は２．５ｍｍ〜３ｍｍである。重量平均ガラス繊維長を本発明の範囲にするためには、例えば、連続したガラス繊維ロービングを用い公知のプルトルージョン法や、特開２００３−１７５５１２号公報に記載の方法によって工夫されたプルトルージョン法によって製造することができる。
【００１６】
本発明のガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物中のガラス繊維の配合割合はポリアミド樹脂３０〜９０質量部に対して、ガラス繊維７０〜１０質量部である。十分な機械的特性を得るためには、ガラス繊維が１０質量部以上である必要がある。また、ガラス長繊維束にポリアミド樹脂を十分に含浸させるためには、ガラス繊維が７０質量部以下である必要がある。より好ましくは、ポリアミド樹脂３５〜７５質量部に対して、ガラス繊維６５〜２５質量部であり、特に好ましいのは、ポリアミド樹脂６７〜４０質量部に対して、ガラス繊維６０〜３３質量部である。
【００１７】
本発明に用いるガラス繊維は、上記要件を満足していれば特に制限はなく、通常の強化熱可塑性樹脂に使用されているものを使うことができ、通常、ガラス繊維の表面には、カップリング剤、集束剤等を適宜付着させたものを用いる。カップリング剤としては、アミノ系、エポキシ系、クロル系、および、カチオン系シランカップリング剤、アミノシラン系カップリング剤等が例示できる。集束剤としては、無水マレイン酸系、ウレタン系、アクリル系、および、これらの共重合体や混合物を含有する集束剤等が例示できる。
【００１８】
本発明のガラス長繊維強化熱可塑性樹脂組成物には、必要に応じ本発明の目的を損なわない範囲に於いて通常の熱可塑性樹脂に添加される酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、光劣化防止剤、可塑剤、滑剤、離型剤、核剤、難燃剤、着色染・顔料等を添加することもできるし、他の熱可塑性樹脂をブレンドしても良い。
【実施例】
【００１９】
以下、実施例および比較例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。
【００２０】
［実施例１］
ポリアミド樹脂としてアミノ末端基濃度８３ミリ当量／ｋｇ カルボキシル末端基濃度４４ミリ当量／ｋｇ （蟻酸溶液粘度ＶＲ ４６）のポリアミド６６を、また、ガラス繊維として繊維径１３μｍのフィラメント状ガラス繊維約３８００本を集束した日本電気硝子株式会社製ロービング状ガラス繊維Ｔ−４２８を用いた。組成物を作成するために、Ｃｏｐｅｒｉｏｎ社製２軸押出機ZSK２５を用い、バレル温度３１０℃、スクリュー回転数３００ｒｐｍでポリアミド６６樹脂を３１０℃で溶融し、特開２００３−１７５５１２号公報に詳述される株式会社神戸製鋼所製の長繊維強化樹脂製造装置の樹脂含浸用ローラーを供えたクロスヘッドに供給した。
一方ガラス繊維は、ロービング台より２本のロービング（ガラス繊維束）を溶融ポリアミド樹脂が充満するクロスヘッドに導入した。
【００２１】
クロスヘッド内で溶融ポリアミドが含浸されたガラス長繊維強化ポリアミド樹脂をノズルより連続的に引き抜き1本のストランド上にし、水冷バス中で冷却固化したのちペレタイザーで長さ約１ｃｍの、直径約３ｍｍの円筒状ペレットを得た。このとき、ストランドが引き取られる際、ストランドの引き取り方向を軸にストランドを回転させ撚りを付与した。
また、組成物中にガラス繊維含有率が約５０質量部になるよう、ガラス繊維ロービングの引き取り速度および、ポリアミド６６樹脂の吐出量を制御した。
得られたペレットを以下の方法により、評価を行った。
【００２２】
（１）ガラス繊維含有率：得られたガラス長繊維強化樹脂組成物のペレットを、ＩＳＯ３４５１−４に準じて、燃焼法でガラス繊維含有率を求めた。
（２）重量平均ガラス繊維長：得られたガラス長繊維強化樹脂組成物のペレットを、電気炉にて８００℃で樹脂成分が実質上なくなるまで燃焼除去した。得られたガラス繊維をポリエチレングリコールを用いて、スライドグラス上に、破損がないよう静かにのばした。これを光学顕微鏡下で観察し、無作為に選んだ約５０本のガラス繊維の長さを旭化成株式会社製画像解析装置ＩＰ−１０００を用いて測定し、組成物ペレット中の重量平均ガラス繊維長を求めた。
【００２３】
また、ガラス長繊維強化樹脂組成物を東芝機械株式会社製ＩＳ８０ＥＰＮ射出成形機を用い、シリンダー温度を融点＋２５℃、充填時間が約１秒になるよう射出圧力、速度を適宜調整してＡＳＴＭ１号ダンベル状試験片を得た。尚、金型温度は、８０〜１２０℃の範囲で組成物のガラス転移温度に応じて適宜設定した。得られた試験片を用い、同様の方法で、ガラス繊維を沈降させ、無作為に選んだ３００−５００本のガラス繊維の長さを旭化成株式会社製画像解析装置ＩＰ−１０００を用いて測定し、成形品中の重量平均ガラス繊維長を求めた。
【００２４】
（３）シャルピー衝撃強度：前記（２）と同様の方法で１５０ｘ１５０ｘ４ｍｍ（ゲート：６ｘ４ｍｍで、正方形状試験片の一辺の中央に位置する。）の平板状試験片を得、射出成形時の流動方向及び該流動方向と直角方向にそれぞれ切り出しＩＳＯ１８０に準じてシャルピー衝撃強度を測定した。値が高いとともに、流動方向と直角方向の比が１に近い方が好適である。
【００２５】
（４）曲げ特性：前記（３）と同様の方法で試験片を得、射出成形時の流動方向及び該流動方向と直角方向にそれぞれ切り出し、ＩＳＯ１７８に準じて測定を行った。値が高いとともに、流動方向と直角方向の比が１に近い方が好適である。
【００２６】
（５）耐振動疲労性：前記（２）と同様の方法でＡＳＴＭ１号試験片を得、ＪＩＳ Ｋ７１１８に準じて株式会社鷺宮製作所製油圧サーボ疲労試験機ＥＨＦ−５０−１０−３を用い、１２０℃の雰囲気下、周波数２０Ｈｚの正弦波にて引張り荷重を負荷し、１，０００，０００回で破壊する応力を求めた。破壊応力が高い方が耐振動疲労性に優れる。
【００２７】
（６）成形収縮率：前記（３）と同様の方法で試験片を得、２３℃、５０％相対湿度下で２４時間静置した後、試験片の寸法を射出成形時の流動方向と該流動方向に対し直角方向のそれぞれをノギスで０．１ｍｍの精度で測定し、予め同様の方法で測定しておいた成形時の金型温度における金型基準寸法と比較し、試験片の寸法と金型基準寸法の差を金型基準寸法で除した値を１００分率で表した数値を成形収縮率とした。成形収縮率の値が低いとともに、流動方向と直角方向の収縮率の比が１に近い方が好適である。
【００２８】
（７）反り：前記（３）と同様の方法で試験片を得、２３℃、５０％相対湿度下で２４時間静置した後、定盤の上で成形品の４角のうち、１角を定盤に押し付け持ち上がった対角の下面と定盤との距離をノギスで０．１ｍｍの精度で測定した。４角のうち最も定盤との距離が大きいものを反りとした。反り値の小さいものが優れる。
【００２９】
（８）表面光沢性：前記（３）と同様の方法で試験片を得、試験片の中央部をＨＯＲＩＢＡ製ＩＧ３２０光沢計を用いてＪＩＳ−Ｋ７１５０に準じて６０度グロスを測定した。
グロス値の高いものが、ガラス繊維の表面への露出が少なく外観に優れることを示す。
【００３０】
［実施例２］
ガラス繊維の含有率を約３０質量部に調整した以外は、実施例１と同様の方法でペレットを得た。
［実施例３］
ガラス繊維の含有率を約６５質量部に調整した以外は、実施例１と同様の方法でペレットを得た。
【００３１】
［実施例４］
ポリアミド樹脂として、アミノ末端基濃度１２４ミリ当量／ｋｇ、カルボキシル末端基濃度４７ミリ当量／ｋｇ（蟻酸溶液粘度ＶＲ３０）のポリアミド６６／６Ｉ（８２／１８ｗｔ％）共重合体を用い、ガラス繊維として、繊維径１０μｍのフィラメント状ガラス繊維約３２００本を集束した日本電気硝子株式会社製ロービング状ガラス繊維Ｔ−４２８を用い、組成物作成時の押出機バレル温度を２９０℃にした以外は、実施例１と同様の方法でペレットを得た。
［実施例５］
ガラス繊維含有率を約３０質量部とした以外は、実施例４と同様の方法でペレットを得た。
【００３２】
［実施例６］
ポリアミド樹脂として、アミノ末端基濃度６７ミリ当量／ｋｇ、カルボキシル末端基濃度４５ミリ当量／ｋｇ（蟻酸溶液粘度ＶＲ５１）のポリアミド６６／６Ｔ（８０／２０ｗｔ％）共重合体を用い、ガラス繊維として、繊維径１７μｍのフィラメント状ガラス繊維約４２００本を集束した日本電気硝子株式会社製ロービング状ガラス繊維Ｔ−４２８を用い、組成物作成時の押出機バレル温度を３１０℃にし、ガラス繊維含有率を約３０質量部とした以外は、実施例４と同様の方法でペレットを得た。
［実施例７］
ガラス繊維含有率を約４０質量部とした以外は、実施例６と同様の方法でペレットを得た。
【００３３】
［比較例１］
ポリアミド樹脂としてアミノ末端基濃度４４ミリ当量／ｋｇ カルボキシル末端基濃度８１ミリ当量／ｋｇ （蟻酸溶液粘度ＶＲ ４５）のポリアミド６６を用いた以外は、実施例１と同様の方法でペレットを得た。
［比較例２］
ガラス繊維含有率を、約３０質量部に調整した以外は、比較例１と同様の方法でペレットを作成した。
［比較例３］
ガラス繊維含有率を、約６５質量部に調整した以外は、比較例１と同様の方法でペレットを作成した。
【００３４】
［比較例４］
ポリアミド樹脂としてアミノ末端基濃度８３ミリ当量／ｋｇ カルボキシル末端基濃度４４ミリ当量／ｋｇ （蟻酸溶液粘度ＶＲ ４６）のポリアミド６６、ガラス繊維として繊維径１３μｍのフィラメント状ガラス繊維約３８００本を集束した日本電気硝子株式会社製ロービング状ガラス繊維Ｔ−４２８を用いた。組成物を作成するために、Ｃｏｐｅｒｉｏｎ社製ＺＳＫ４０ＭＣ２軸押出機を用いた。この際、スクリュー回転数４８０ｒｐｍ、吐出量９０ｋｇ／ｈｒ、バレル設定温度２９５℃、ポリアミド樹脂投入量４５ｋｇ／ｈｒとし、ガラス繊維含有率を約５０質量部になるよう調整した。該押出機のバレルの樹脂溶融位置より下流側に直接ガラス繊維ロービングを導入し、直径５ｍｍのダイス出口から押出されたガラス長繊維強化ポリアミド樹脂ストランドを連続的に得、水冷固化させた後、ペレタイザーにて、長さ約１０ｍｍ、直径約３ｍｍのペレットを得た。
【００３５】
［比較例５］
ポリアミド樹脂として、アミノ末端基濃度４５ミリ当量／ｋｇ カルボキシル末端基濃度１２３ミリ当量／ｋｇ （蟻酸溶液粘度ＶＲ ３２）のポリアミド６６／６Ｉ（８２／１８ｗｔ％）共重合体を用い、実施例４と同様の方法でペレットを得た。
［比較例６］
ガラス繊維含有率を約３０質量部とした以外は、比較例５と同様の方法でペレットを得た。
【００３６】
［比較例７］
ポリアミド樹脂としてアミノ末端基濃度４５ミリ当量／ｋｇ、カルボキシル末端基濃度６８ミリ当量／ｋｇ（蟻酸溶液粘度ＶＲ５２）のポリアミド６６／６Ｔ（８０／２０ｗｔ％）共重合体を用いた以外は、実施例６と同様の方法でペレットを得た。
［比較例８］
ガラス繊維含有率を４０質量部とした以外は、比較例７と同様の方法でペレットを得た。
［比較例９］
ペレットのカット長を約４０ｍｍとした以外は、実施例１と同様の方法でペレットを得た。
【００３７】
［比較例１０］
ポリアミド樹脂としてアミノ末端基濃度４５ミリ当量／ｋｇ カルボキシル末端基濃度３５ミリ当量／ｋｇ （蟻酸溶液粘度ＶＲ ８０）のポリアミド６６を用いた以外は実施例１と同様の方法で試料作成を試みたが、溶融樹脂粘度が高すぎてストランドが引き取れなかった。
【００３８】
［比較例１１］
ポリアミド樹脂としてアミノ末端基濃度１３２ミリ当量／ｋｇ カルボキシル末端基濃度８８ミリ当量／ｋｇ （蟻酸溶液粘度ＶＲ ２３）のポリアミド６６を用いた以外は実施例１と同様の方法で試料作成を試みたが、溶融樹脂粘度が低すぎてストランドが引き取れなかった。
【００３９】
実施例１〜７の評価結果を表1および比較例１〜８の評価結果を表２に示す。
【００４０】
【表１】
【００４１】
【表２】
【００４２】
実施例１〜３と比較例１〜３をそれぞれ同一ガラス繊維含有率同士で比較すると、実施例１〜３の方が、シャルピー衝撃強度、耐振動疲労性、かつ曲げ強度、曲げ弾性率、成形収縮率の異方性、反りが少なく優れている。同様に、実施例４、５と比較例５，６を比較すると実施例４，５の方が、シャルピー衝撃強度、耐振動疲労性に優れる。実施例６、７と比較例７、８の比較においても、前記同様の効果が、シャルピー衝撃強度、耐振動疲労性、かつ曲げ強度、曲げ弾性率、成形収縮率の異方性、反りに認められる。さらに、実施例１と比較例４を比較すると、末端基濃度が本発明の要件を満足していても重量平均繊維長が本発明の範囲にないと性能が十分に発揮されない。実施例４、５に示す６０°グロスの値より、外観を重要視する部品においては、ポリアミド樹脂としてポリアミド６６／６I共重合体が好適であることを示す。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明により、自動車、機械関連、建材および住宅設備等の分野において金属材料を代替し、部品の軽量化や部品点数の削減が可能となった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械的特性、特に面衝撃性、耐振動疲労性に優れ、かつ射出成形によって得られた成形品において、機械的強度および成形収縮率が流動方向と該流動方向に直角な方向との異方性や反りが少ないガラス長繊維強化ポリアミド樹脂組成物およびそれからなる成形品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリアミド樹脂は、その優れた耐熱性や機械的特性を生かし、自動車、機械関連、建材および住宅設備部品などに広く利用されている。特に、ガラス繊維を配合した強化熱可塑性樹脂組成物は、その優れた機械的特性および成形加工性から、金属材料を代替し、部品の軽量化や部品点数の削減に有用である。さらに、例えば特許文献１、特許文献２に記載されている長繊維強化熱可塑性樹脂組成物は成形した時に繊維の損傷が少ないことから、特に機械的強度に優れた成形品を提供する成形材料として知られている。
【０００３】
一方、特許文献３には、末端アミノ基濃度が一定以上のときに耐加水分解性に優れるポリアミド膜が開示されている。また、特許文献４には、末端アミノ基濃度が一定以上のときに溶着強度に優れる、ガラス短繊維強化ポリアミド樹脂組成物が開示されている。さらに、特許文献５には、末端アミノ基濃度が末端カルボキシル基濃度より高い範囲においてガラスとポリアミドの界面の耐久性、特に耐不凍液性に優れたガラス短繊維強化ポリアミド樹脂組成物が開示されている。
【０００４】
しかしながら、上記技術においてもなお、例えば、自動車エンジンルーム内において、常に振動を受け、他の金属部品との密着性、気密性を要求される部品、例えば、エンジンヘッドカバー、オイルパン、チェーンガイド等に用いる場合には、十分な性能を発現できない場合があった。
【０００５】
【特許文献１】特公昭６３−３７６９４号公報
【特許文献２】特開平５−１６２１２４号公報
【特許文献３】特表平９−５０７４２６号公報
【特許文献４】特開２００２−３０２１５号公報
【特許文献５】特開平１０−３１６８４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、こうした実情のもとに耐衝撃性、耐振動疲労性に優れた樹脂組成物を提供することを目的とし、さらに、当該組成物を用いた射出成形品における流動方向と直角方向の機械的特性と成形収縮率の異方性、反りが少ない成形品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、鋭意検討した結果、ガラス長繊維ポリアミド樹脂組成物において、特定の末端基量を有するポリアミド樹脂と特定の形状のガラス繊維を用いることが有効であることを見出し本発明に至った。
すなわち、本発明は以下に記載する通りのガラス長繊維強化ポリアミド樹脂組成物及びその射出成形品である。
【０００８】
[１]末端アミノ基濃度と末端カルボキシル基濃度の合計が１００ミリ当量／ｋｇ以上２００ミリ当量／ｋｇ以下でありかつ、末端アミノ基濃度が末端カルボキシル基濃度より高いポリアミド樹脂３０〜９０質量部、および繊維径１０〜２０μｍでかつ、重量平均繊維長さが１．８〜３０ｍｍのガラス繊維７０〜１０質量部からなるガラス長繊維強化ポリアミド樹脂組成物。
[２]前記ポリアミド樹脂がポリアミド６６であることを特徴とする[１]記載のガラス長繊維強化ポリアミド樹脂組成物。
[３]前記ポリアミド樹脂が半芳香族ポリアミドであることを特徴とする[１]記載のガラス長繊維強化ポリアミド樹脂組成物。
[４][１]〜[３]のいずれかに記載のガラス長繊維強化ポリアミド樹脂組成物からなる射出成形品。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、高い強度・剛性を有し、耐衝撃性、耐振動疲労性等の実用特性に優れたガラス長繊維ポリアミド樹脂が得られるようになった。また、該組成物を射出成形してなる成形品により、流動方向と直角方向の機械的特性、成形収縮率の異方性、反りが少ない部品が得られるようになり、例えば、自動車エンジンルーム内で使用されるエンジンヘッドカバー、オイルパン、チェーンカバー等の金属部品を代替し軽量化できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明におけるポリアミド樹脂は、末端アミノ基濃度と末端カルボキシル基濃度の合計が、ガラス長繊維束への樹脂の含浸性の観点から１００ミリ当量／ｋｇ以上である必要がありかつ、機械的特性発現の観点から２００ミリ当量／ｋｇ以下である必要がある。より好ましい末端アミノ基濃度と末端カルボキシル基濃度の合計は、１１０〜１５０ミリ当量／ｋｇであり、特に好ましい範囲は１１５〜１４０ミリ当量／ｋｇである。また、本発明のポリアミド樹脂は耐振動疲労特性の観点から末端アミノ基濃度が末端カルボキシル基濃度より高い必要がある。
【００１１】
本発明に用いるポリアミド樹脂は、上記の末端基の要件を満たしていれば特に制限はないが、例えば、ε−カプロラクタム、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘキサメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、２−メチルペンタメチレンジアミン、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジアミン、２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジアミン、メタキシリレンジアミン、ビス（３ーメチルー４アミノシクロヘキシル）メタン等のポリアミド形成性モノマーを適宜組み合わせて得られるホモポリマー単独、共重合体単独、ホモポリマー同士の混合物、共重合体同士の混合物、共重合体とホモポリマーの混合物等を用いることができる。このようなポリアミドの具体例としては、例えば、ポリアミド６、ポリアミド６１０、ポリアミド６１２、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミドＭＸＤ６、ヘキサメチレンジアミンとイソフタル酸を重合してなるポリアミド（ポリアミド６Ｉ）、イソフタル酸とビス（３−メチル−４アミノシクロヘキシル）メタンを重合してなるポリアミド（ポリアミドＰＡＣＭＩ）などのホモポリマー、アジピン酸とイソフタル酸とへキサメチレンジアミンを重合してなるポリアミド（ポリアミド６６／６Ｉ共重合体）、アジピン酸とテレフタル酸とへキサメチレンジアミンを重合してなるポリアミド（ポリアミド６６／６Ｔ共重合体）、イソフタル酸とテレフタル酸とヘキサメチレンジアミンを重合してなるポリアミド（ポリアミド６Ｉ／６Ｔ共重合体）、アジピン酸とイソフタル酸とテレフタル酸とヘキサメチレンジアミンを重合してなるポリアミド（ポリアミド６６／６Ｉ／６Ｔ共重合体）、テレフタル酸と２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジアミンと２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジアミンを重合してなるポリアミド（ポリアミドＴＭＤＴ共重合体）、イソフタル酸とテレフタル酸とヘキサメチレンジアミンとビス（３−メチル−４アミノシクロヘキシル）メタンを重合してなる共重合ポリアミド、およびイソフタル酸とテレフタル酸とヘキサメチレンジアミンとビス（３−メチル−４アミノシクロヘキシル）メタンを重合してなる共重合ポリアミドとポリアミド６の混合物、ポリアミドＭＸＤ６とポリアミド６６の混合物等が挙げられる。なかでも、ポリアミド６６、ポリアミド６６／６Ｔ共重合体、ポリアミド６６／６Ｔ／６Ｉ共重合体などの半芳香族ポリアミドは、融点が高くより耐熱性の必要な部品、例えば自動車エンジンルーム内部品に好適である。また、ポリアミド６６／６Ｉ共重合体、ポリアミドＭＸＤ６などの半芳香族ポリアミドおよびそれら半芳香族ポリアミドと他の脂肪族ポリアミドとのブレンド物は、その共重合比、ブレンド比により結晶化温度を適宜制御することで成形品表面にガラス繊維が露出し難く、外観に優れた成形品を得られやすい。
【００１２】
本発明に用いるポリアミド樹脂の末端アミノ基濃度の制御方法としては、例えば重合時にジアミンとジカルボン酸の等モル塩等のポリアミド原料に更に、モノカルボン酸、ジカルボン酸、モノアミン、モノアミンを一種又は複数種を末端基調整剤として所定量添加（配合）するという方法が挙げられる。具体的な例としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、ウンデカン酸、トリデシル酸、ミリスチル酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ピバリン酸、イソブチル酸、シクロヘキサンカルボン酸、安息香酸、トルイル酸、α−ナフタレンカルボン酸、β−ナフタレンカルボン酸、メチルナフタレンカルボン酸、フェニル酢酸フェニル酢酸等のモノカルボン酸、マロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、２−メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、２，２−ジメチルグルタル酸、３，３−ジエチルコハク酸、アゼライン酸、セバシン酸、スベリン酸、ドデカン二酸、エイコジオン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、２−クロロテレフタル酸、２−メチルテレフタル酸、５−メチルイソフタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ジグリコール酸等のジカルボン酸、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ステアリルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、アニリン、トルイジン、ジフェニルアミン、ナフチルアミン等のモノアミン、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、デカメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、２−メチルペンタメチレンジアミン、ノナンメチレンジアミン、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジアミン、２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジアミン、５−メチルノナメチレンジアミン、２，４−ジメチルオクタメチレンジアミン、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、３，８−ビス（アミノメチル）トリシクロデカン、１−アミノ−３−アミノメチル−３，５，５，−トリメチルシクロヘキサン、ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン、ビス（３−メチル−４−アミノシクロヘキシル）メタン、２，２−ビス（４−アミノシクロヘキシル）プロパン、ビス（アミノプロピル）ピペラジン、アミノエチルピペラジン等のジアミンが挙げられる。酢酸、アジピン酸、ヘキシルアミン、ヘキサメチレンジアミン等でポリアミドの末端アミノ基濃度を制御するのが、製造効率的に簡便で好ましい。
【００１３】
本発明における末端アミノ基濃度（単位：ミリ当量／ｋｇ）及び末端カルボキシル基濃度（単位：ミリ当量／ｋｇ）の測定方法としては、末端アミノ基濃度に関しては、例えば、所定量の試料を９０％フェノール水溶液に溶解して、２５℃にて１／５０Ｎ塩酸で電位滴定し算出する方法が挙げられる。又末端カルボキシル基濃度に関しては、例えば、所定量の試料を１６０℃のベンジルアルコールに溶解して、１／１０ＮＮａＯＨのエチレングリコール溶液で、指示薬としてフェノールフタレインを使用して滴定し算出する方法が挙げられる。
【００１４】
本発明におけるポリアミドの水分は、特に限定しないが、なかでもコンパウンド原料のポリアミドのペレット水分率０．１〜０．５質量％に調整したものを用いて、コンパウンドするのが好ましい。
本発明のガラス繊維径は、樹脂の含浸性の観点から１０μｍ以上、機械的特性発現の観点から２０μｍ以下である。より好ましいガラス繊維平均径は、１０〜１７μｍ、特に好ましい範囲は１３〜１７μｍである。
【００１５】
本発明におけるガラス繊維の組成物および成形品中での重量平均繊維長は、１．８ｍｍ〜３０ｍｍの範囲である必要がある。
重量平均ガラス繊維長が、１．８ｍｍ以上であれば、補強効果が発揮され、特に高温時の剛性改善効果に優れる。また、例えば射出成形品における流動方向と、直角方向の機械的特性や、成形収縮率の異方性や反りが小さくなり、部品設計の上で大きな利点となる。重量平均ガラス繊維長が３０ｍｍ以下であれば、成形加工時に当該ガラス長繊維強化熱可塑性樹脂を供給する際、特別な装置等を用いなくても容易に供給可能である。より好ましい重量平均ガラス繊維長の範囲は２ｍｍ〜２０ｍｍ、特に好ましい範囲は２．５ｍｍ〜１５ｍｍである。また当該ガラス長繊維強化熱可塑性樹脂組成物からなる射出成形品は、重量平均ガラス繊維長は、１．８ｍｍ〜５ｍｍ程度となる。より好ましい範囲は２．５ｍｍ〜３ｍｍである。重量平均ガラス繊維長を本発明の範囲にするためには、例えば、連続したガラス繊維ロービングを用い公知のプルトルージョン法や、特開２００３−１７５５１２号公報に記載の方法によって工夫されたプルトルージョン法によって製造することができる。
【００１６】
本発明のガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物中のガラス繊維の配合割合はポリアミド樹脂３０〜９０質量部に対して、ガラス繊維７０〜１０質量部である。十分な機械的特性を得るためには、ガラス繊維が１０質量部以上である必要がある。また、ガラス長繊維束にポリアミド樹脂を十分に含浸させるためには、ガラス繊維が７０質量部以下である必要がある。より好ましくは、ポリアミド樹脂３５〜７５質量部に対して、ガラス繊維６５〜２５質量部であり、特に好ましいのは、ポリアミド樹脂６７〜４０質量部に対して、ガラス繊維６０〜３３質量部である。
【００１７】
本発明に用いるガラス繊維は、上記要件を満足していれば特に制限はなく、通常の強化熱可塑性樹脂に使用されているものを使うことができ、通常、ガラス繊維の表面には、カップリング剤、集束剤等を適宜付着させたものを用いる。カップリング剤としては、アミノ系、エポキシ系、クロル系、および、カチオン系シランカップリング剤、アミノシラン系カップリング剤等が例示できる。集束剤としては、無水マレイン酸系、ウレタン系、アクリル系、および、これらの共重合体や混合物を含有する集束剤等が例示できる。
【００１８】
本発明のガラス長繊維強化熱可塑性樹脂組成物には、必要に応じ本発明の目的を損なわない範囲に於いて通常の熱可塑性樹脂に添加される酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、光劣化防止剤、可塑剤、滑剤、離型剤、核剤、難燃剤、着色染・顔料等を添加することもできるし、他の熱可塑性樹脂をブレンドしても良い。
【実施例】
【００１９】
以下、実施例および比較例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。
【００２０】
［実施例１］
ポリアミド樹脂としてアミノ末端基濃度８３ミリ当量／ｋｇ カルボキシル末端基濃度４４ミリ当量／ｋｇ （蟻酸溶液粘度ＶＲ ４６）のポリアミド６６を、また、ガラス繊維として繊維径１３μｍのフィラメント状ガラス繊維約３８００本を集束した日本電気硝子株式会社製ロービング状ガラス繊維Ｔ−４２８を用いた。組成物を作成するために、Ｃｏｐｅｒｉｏｎ社製２軸押出機ZSK２５を用い、バレル温度３１０℃、スクリュー回転数３００ｒｐｍでポリアミド６６樹脂を３１０℃で溶融し、特開２００３−１７５５１２号公報に詳述される株式会社神戸製鋼所製の長繊維強化樹脂製造装置の樹脂含浸用ローラーを供えたクロスヘッドに供給した。
一方ガラス繊維は、ロービング台より２本のロービング（ガラス繊維束）を溶融ポリアミド樹脂が充満するクロスヘッドに導入した。
【００２１】
クロスヘッド内で溶融ポリアミドが含浸されたガラス長繊維強化ポリアミド樹脂をノズルより連続的に引き抜き1本のストランド上にし、水冷バス中で冷却固化したのちペレタイザーで長さ約１ｃｍの、直径約３ｍｍの円筒状ペレットを得た。このとき、ストランドが引き取られる際、ストランドの引き取り方向を軸にストランドを回転させ撚りを付与した。
また、組成物中にガラス繊維含有率が約５０質量部になるよう、ガラス繊維ロービングの引き取り速度および、ポリアミド６６樹脂の吐出量を制御した。
得られたペレットを以下の方法により、評価を行った。
【００２２】
（１）ガラス繊維含有率：得られたガラス長繊維強化樹脂組成物のペレットを、ＩＳＯ３４５１−４に準じて、燃焼法でガラス繊維含有率を求めた。
（２）重量平均ガラス繊維長：得られたガラス長繊維強化樹脂組成物のペレットを、電気炉にて８００℃で樹脂成分が実質上なくなるまで燃焼除去した。得られたガラス繊維をポリエチレングリコールを用いて、スライドグラス上に、破損がないよう静かにのばした。これを光学顕微鏡下で観察し、無作為に選んだ約５０本のガラス繊維の長さを旭化成株式会社製画像解析装置ＩＰ−１０００を用いて測定し、組成物ペレット中の重量平均ガラス繊維長を求めた。
【００２３】
また、ガラス長繊維強化樹脂組成物を東芝機械株式会社製ＩＳ８０ＥＰＮ射出成形機を用い、シリンダー温度を融点＋２５℃、充填時間が約１秒になるよう射出圧力、速度を適宜調整してＡＳＴＭ１号ダンベル状試験片を得た。尚、金型温度は、８０〜１２０℃の範囲で組成物のガラス転移温度に応じて適宜設定した。得られた試験片を用い、同様の方法で、ガラス繊維を沈降させ、無作為に選んだ３００−５００本のガラス繊維の長さを旭化成株式会社製画像解析装置ＩＰ−１０００を用いて測定し、成形品中の重量平均ガラス繊維長を求めた。
【００２４】
（３）シャルピー衝撃強度：前記（２）と同様の方法で１５０ｘ１５０ｘ４ｍｍ（ゲート：６ｘ４ｍｍで、正方形状試験片の一辺の中央に位置する。）の平板状試験片を得、射出成形時の流動方向及び該流動方向と直角方向にそれぞれ切り出しＩＳＯ１８０に準じてシャルピー衝撃強度を測定した。値が高いとともに、流動方向と直角方向の比が１に近い方が好適である。
【００２５】
（４）曲げ特性：前記（３）と同様の方法で試験片を得、射出成形時の流動方向及び該流動方向と直角方向にそれぞれ切り出し、ＩＳＯ１７８に準じて測定を行った。値が高いとともに、流動方向と直角方向の比が１に近い方が好適である。
【００２６】
（５）耐振動疲労性：前記（２）と同様の方法でＡＳＴＭ１号試験片を得、ＪＩＳ Ｋ７１１８に準じて株式会社鷺宮製作所製油圧サーボ疲労試験機ＥＨＦ−５０−１０−３を用い、１２０℃の雰囲気下、周波数２０Ｈｚの正弦波にて引張り荷重を負荷し、１，０００，０００回で破壊する応力を求めた。破壊応力が高い方が耐振動疲労性に優れる。
【００２７】
（６）成形収縮率：前記（３）と同様の方法で試験片を得、２３℃、５０％相対湿度下で２４時間静置した後、試験片の寸法を射出成形時の流動方向と該流動方向に対し直角方向のそれぞれをノギスで０．１ｍｍの精度で測定し、予め同様の方法で測定しておいた成形時の金型温度における金型基準寸法と比較し、試験片の寸法と金型基準寸法の差を金型基準寸法で除した値を１００分率で表した数値を成形収縮率とした。成形収縮率の値が低いとともに、流動方向と直角方向の収縮率の比が１に近い方が好適である。
【００２８】
（７）反り：前記（３）と同様の方法で試験片を得、２３℃、５０％相対湿度下で２４時間静置した後、定盤の上で成形品の４角のうち、１角を定盤に押し付け持ち上がった対角の下面と定盤との距離をノギスで０．１ｍｍの精度で測定した。４角のうち最も定盤との距離が大きいものを反りとした。反り値の小さいものが優れる。
【００２９】
（８）表面光沢性：前記（３）と同様の方法で試験片を得、試験片の中央部をＨＯＲＩＢＡ製ＩＧ３２０光沢計を用いてＪＩＳ−Ｋ７１５０に準じて６０度グロスを測定した。
グロス値の高いものが、ガラス繊維の表面への露出が少なく外観に優れることを示す。
【００３０】
［実施例２］
ガラス繊維の含有率を約３０質量部に調整した以外は、実施例１と同様の方法でペレットを得た。
［実施例３］
ガラス繊維の含有率を約６５質量部に調整した以外は、実施例１と同様の方法でペレットを得た。
【００３１】
［実施例４］
ポリアミド樹脂として、アミノ末端基濃度１２４ミリ当量／ｋｇ、カルボキシル末端基濃度４７ミリ当量／ｋｇ（蟻酸溶液粘度ＶＲ３０）のポリアミド６６／６Ｉ（８２／１８ｗｔ％）共重合体を用い、ガラス繊維として、繊維径１０μｍのフィラメント状ガラス繊維約３２００本を集束した日本電気硝子株式会社製ロービング状ガラス繊維Ｔ−４２８を用い、組成物作成時の押出機バレル温度を２９０℃にした以外は、実施例１と同様の方法でペレットを得た。
［実施例５］
ガラス繊維含有率を約３０質量部とした以外は、実施例４と同様の方法でペレットを得た。
【００３２】
［実施例６］
ポリアミド樹脂として、アミノ末端基濃度６７ミリ当量／ｋｇ、カルボキシル末端基濃度４５ミリ当量／ｋｇ（蟻酸溶液粘度ＶＲ５１）のポリアミド６６／６Ｔ（８０／２０ｗｔ％）共重合体を用い、ガラス繊維として、繊維径１７μｍのフィラメント状ガラス繊維約４２００本を集束した日本電気硝子株式会社製ロービング状ガラス繊維Ｔ−４２８を用い、組成物作成時の押出機バレル温度を３１０℃にし、ガラス繊維含有率を約３０質量部とした以外は、実施例４と同様の方法でペレットを得た。
［実施例７］
ガラス繊維含有率を約４０質量部とした以外は、実施例６と同様の方法でペレットを得た。
【００３３】
［比較例１］
ポリアミド樹脂としてアミノ末端基濃度４４ミリ当量／ｋｇ カルボキシル末端基濃度８１ミリ当量／ｋｇ （蟻酸溶液粘度ＶＲ ４５）のポリアミド６６を用いた以外は、実施例１と同様の方法でペレットを得た。
［比較例２］
ガラス繊維含有率を、約３０質量部に調整した以外は、比較例１と同様の方法でペレットを作成した。
［比較例３］
ガラス繊維含有率を、約６５質量部に調整した以外は、比較例１と同様の方法でペレットを作成した。
【００３４】
［比較例４］
ポリアミド樹脂としてアミノ末端基濃度８３ミリ当量／ｋｇ カルボキシル末端基濃度４４ミリ当量／ｋｇ （蟻酸溶液粘度ＶＲ ４６）のポリアミド６６、ガラス繊維として繊維径１３μｍのフィラメント状ガラス繊維約３８００本を集束した日本電気硝子株式会社製ロービング状ガラス繊維Ｔ−４２８を用いた。組成物を作成するために、Ｃｏｐｅｒｉｏｎ社製ＺＳＫ４０ＭＣ２軸押出機を用いた。この際、スクリュー回転数４８０ｒｐｍ、吐出量９０ｋｇ／ｈｒ、バレル設定温度２９５℃、ポリアミド樹脂投入量４５ｋｇ／ｈｒとし、ガラス繊維含有率を約５０質量部になるよう調整した。該押出機のバレルの樹脂溶融位置より下流側に直接ガラス繊維ロービングを導入し、直径５ｍｍのダイス出口から押出されたガラス長繊維強化ポリアミド樹脂ストランドを連続的に得、水冷固化させた後、ペレタイザーにて、長さ約１０ｍｍ、直径約３ｍｍのペレットを得た。
【００３５】
［比較例５］
ポリアミド樹脂として、アミノ末端基濃度４５ミリ当量／ｋｇ カルボキシル末端基濃度１２３ミリ当量／ｋｇ （蟻酸溶液粘度ＶＲ ３２）のポリアミド６６／６Ｉ（８２／１８ｗｔ％）共重合体を用い、実施例４と同様の方法でペレットを得た。
［比較例６］
ガラス繊維含有率を約３０質量部とした以外は、比較例５と同様の方法でペレットを得た。
【００３６】
［比較例７］
ポリアミド樹脂としてアミノ末端基濃度４５ミリ当量／ｋｇ、カルボキシル末端基濃度６８ミリ当量／ｋｇ（蟻酸溶液粘度ＶＲ５２）のポリアミド６６／６Ｔ（８０／２０ｗｔ％）共重合体を用いた以外は、実施例６と同様の方法でペレットを得た。
［比較例８］
ガラス繊維含有率を４０質量部とした以外は、比較例７と同様の方法でペレットを得た。
［比較例９］
ペレットのカット長を約４０ｍｍとした以外は、実施例１と同様の方法でペレットを得た。
【００３７】
［比較例１０］
ポリアミド樹脂としてアミノ末端基濃度４５ミリ当量／ｋｇ カルボキシル末端基濃度３５ミリ当量／ｋｇ （蟻酸溶液粘度ＶＲ ８０）のポリアミド６６を用いた以外は実施例１と同様の方法で試料作成を試みたが、溶融樹脂粘度が高すぎてストランドが引き取れなかった。
【００３８】
［比較例１１］
ポリアミド樹脂としてアミノ末端基濃度１３２ミリ当量／ｋｇ カルボキシル末端基濃度８８ミリ当量／ｋｇ （蟻酸溶液粘度ＶＲ ２３）のポリアミド６６を用いた以外は実施例１と同様の方法で試料作成を試みたが、溶融樹脂粘度が低すぎてストランドが引き取れなかった。
【００３９】
実施例１〜７の評価結果を表1および比較例１〜８の評価結果を表２に示す。
【００４０】
【表１】
【００４１】
【表２】
【００４２】
実施例１〜３と比較例１〜３をそれぞれ同一ガラス繊維含有率同士で比較すると、実施例１〜３の方が、シャルピー衝撃強度、耐振動疲労性、かつ曲げ強度、曲げ弾性率、成形収縮率の異方性、反りが少なく優れている。同様に、実施例４、５と比較例５，６を比較すると実施例４，５の方が、シャルピー衝撃強度、耐振動疲労性に優れる。実施例６、７と比較例７、８の比較においても、前記同様の効果が、シャルピー衝撃強度、耐振動疲労性、かつ曲げ強度、曲げ弾性率、成形収縮率の異方性、反りに認められる。さらに、実施例１と比較例４を比較すると、末端基濃度が本発明の要件を満足していても重量平均繊維長が本発明の範囲にないと性能が十分に発揮されない。実施例４、５に示す６０°グロスの値より、外観を重要視する部品においては、ポリアミド樹脂としてポリアミド６６／６I共重合体が好適であることを示す。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明により、自動車、機械関連、建材および住宅設備等の分野において金属材料を代替し、部品の軽量化や部品点数の削減が可能となった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
末端アミノ基濃度と末端カルボキシル基濃度の合計が１００ミリ当量／ｋｇ以上２００ミリ当量／ｋｇ以下でありかつ、末端アミノ基濃度が末端カルボキシル基濃度より高いポリアミド樹脂３０〜９０質量部、および繊維径１０〜２０μｍでかつ、重量平均繊維長さが１．８〜３０ｍｍのガラス繊維７０〜１０質量部からなるガラス長繊維強化ポリアミド樹脂組成物。
【請求項２】
前記ポリアミド樹脂がポリアミド６６であることを特徴とする請求項１記載のガラス長繊維強化ポリアミド樹脂組成物。
【請求項３】
前記ポリアミド樹脂が半芳香族ポリアミドであることを特徴とする請求項１記載のガラス長繊維強化ポリアミド樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のガラス長繊維強化ポリアミド樹脂組成物からなる射出成形品。
【請求項１】
末端アミノ基濃度と末端カルボキシル基濃度の合計が１００ミリ当量／ｋｇ以上２００ミリ当量／ｋｇ以下でありかつ、末端アミノ基濃度が末端カルボキシル基濃度より高いポリアミド樹脂３０〜９０質量部、および繊維径１０〜２０μｍでかつ、重量平均繊維長さが１．８〜３０ｍｍのガラス繊維７０〜１０質量部からなるガラス長繊維強化ポリアミド樹脂組成物。
【請求項２】
前記ポリアミド樹脂がポリアミド６６であることを特徴とする請求項１記載のガラス長繊維強化ポリアミド樹脂組成物。
【請求項３】
前記ポリアミド樹脂が半芳香族ポリアミドであることを特徴とする請求項１記載のガラス長繊維強化ポリアミド樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のガラス長繊維強化ポリアミド樹脂組成物からなる射出成形品。
【公開番号】特開２００７−２７７３９１（Ｐ２００７−２７７３９１Ａ）
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１０５１２７（Ｐ２００６−１０５１２７）
【出願日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【出願人】（３０３０４６３１４）旭化成ケミカルズ株式会社 (2,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【出願人】（３０３０４６３１４）旭化成ケミカルズ株式会社 (2,513)
【Ｆターム（参考）】
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