説明

樹脂組成物

【課題】 自動車の外板部材用途に好適な成形体が得られる樹脂組成物の提供。
【解決手段】 (A)ポリアミド系樹脂を含む樹脂、(B)マレイミド系単量体単位を有する重合体及び(C)強化繊維を含有し、(C)成分の強化繊維が長さ方向に束ねられ、少なくとも(A)及び(B)成分により一体化されている強化繊維束を含む樹脂組成物であり、(B)成分のマレイミド系単量体単位を有する重合体中のマレイミド系単量体単位の含有量が40質量%以上である、樹脂組成物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自動車の外板部材用途に好適な成形体が得られる樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
熱可塑性樹脂成形体の機械的強度を高める目的で、熱可塑性樹脂と繊維状充填剤(強化繊維)を混合したものを用いた成形体が知られている。
【0003】
特許文献1の発明には、ポリプロピレン、ナイロン等の結晶性熱可塑性樹脂、ポリスチレン、ABS樹脂等の非晶性熱可塑性樹脂、繊維状強化材を含む繊維強化熱可塑性樹脂成形体が記載されている。しかし、この成形体は、結晶性熱可塑性樹脂と非晶性熱可塑性樹脂の相溶化剤を用いることは全く記載されていない。
【0004】
特許文献2の発明には、熱可塑性ポリウレタン、スチレン系樹脂、強化繊維を含む自動車外板部材用の長繊維強化熱可塑性樹脂組成物が記載されており、ポリアミド樹脂は任意成分として記載されている。しかし、この発明では、強化繊維は熱可塑性ポリウレタンと一体化されたものとして使用されている。
【0005】
特許文献3の発明には、実施例において、ポリアミド、ABS樹脂、ステンレス繊維とを用いて樹脂含浸繊維束を製造したことが記載されているが、相溶化剤を用いることについての記載はない。
【0006】
特許文献4の発明には、マレイミド系共重合体、ポリアミド、変性ポリオレフィン系重合体、ABS樹脂等の他の樹脂からなる熱可塑性樹脂が記載されているが、ガラス繊維等は任意成分として記載されており、実施例では使用されていない。
【特許文献1】特許第3665660号公報
【特許文献2】特開2008−13693号公報
【特許文献3】特開2004−14990号公報
【特許文献4】特許第2820956号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、機械的強度及び耐熱性が高く、樹脂の吸水による寸法変化の小さい、自動車の外板部材用途に好適な成形体を得ることができる樹脂組成物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、課題の解決手段として、下記の各発明を提供する。
(1)(A)ポリアミド系樹脂を含む樹脂、(B)マレイミド系単量体単位を有する重合体及び(C)強化繊維を含有し、(C)成分の強化繊維が長さ方向に束ねられ、少なくとも(A)及び(B)成分により一体化されている強化繊維束を含む樹脂組成物であり、
(B)成分のマレイミド系単量体単位を有する重合体中のマレイミド系単量体単位の含有量が40質量%以上である、樹脂組成物。
(2)(A)成分のポリアミド系樹脂を含む樹脂が、(A-1)ポリアミド樹脂と(A-2)スチレン系樹脂を含むものである、請求項1記載の樹脂組成物。
(3)(B)成分のマレイミド系単量体単位を有する重合体が、マレイミド、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−プロピルマレイミド、N−イソプロピルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−トルイルマレイミド、N−キシリールマレイミド、N−ナフチルマレイミド、N−t−ブチルマレイミド、N−オルトクロルフェニルマレイミド、N−オルトメトキシフェニルマレイミドから選ばれる単量体単位を有しているものである、請求項1記載の樹脂組成物。
(4)(C)成分の強化繊維が、ガラス繊維、カーボン繊維、ステンレス繊維、アラミド繊維から選ばれるものである、請求項1〜3のいずれか1項記載の樹脂組成物。
(5)(C)成分の強化繊維が、エポキシシラン系カップリング剤で表面処理されたガラス繊維である、請求項1〜4のいずれか1項記載の樹脂組成物。
(6)強化繊維束に加えて、更に熱可塑性樹脂を含有する、請求項1〜5のいずれか1項記載の樹脂組成物。
(7)自動車の外板部材用途である、請求項1〜6のいずれか1項記載の樹脂組成物。
【発明の効果】
【0009】
本発明の樹脂組成物から得られる成形体は、機械的強度及び耐熱性が高く、吸湿による寸法変化も小さく、特に自動車の外板部材用途に好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
<樹脂組成物>
本発明の樹脂組成物は、(C)成分の強化繊維が長さ方向に束ねられ、少なくとも(A)及び(B)成分により一体化されている強化繊維束からなるもののほか、前記強化繊維束と、熱可塑性樹脂、各種樹脂用添加剤等からなるものにすることができる。
【0011】
<(A)成分>
(A)成分は、ポリアミド系樹脂単独のほか、ポリアミド系樹脂と他の熱可塑性樹脂を組み合わせて用いることができる。前記組み合わせとしては、(A-1)ポリアミド樹脂と(A-2)スチレン系樹脂の組み合わせが好ましい。
【0012】
〔(A-1)ポリアミド系樹脂〕
(A-1)成分のポリアミド系樹脂としては、ジアミンとジカルボン酸とから形成されるポリアミド樹脂及びそれらの共重合体、具体的にはナイロン66、ポリヘキサメチレンセバカミド(ナイロン6・10)、ポリヘキサメチレンドデカナミド(ナイロン6・12)、ポリドデカメチレンドデカナミド(ナイロン1212)、ポリメタキシリレンアジパミド(ナイロンMXD6)、ポリテトラメチレンアジパミド(ナイロン46)及びこれらの混合物や共重合体;ナイロン6/66、6T成分が50モル%以下であるナイロン66/6T(6T:ポリヘキサメチレンテレフタラミド)、6I成分が50モル%以下であるナイロン66/6I(6I:ポリヘキサメチレンイソフタラミド)、ナイロン6T/6I/66、ナイロン6T/6I/610等の共重合体;ポリヘキサメチレンテレフタルアミド(ナイロン6T)、ポリヘキサメチレンイソフタルアミド(ナイロン6I)、ポリ(2−メチルペンタメチレン)テレフタルアミド(ナイロンM5T)、ポリ(2−メチルペンタメチレン)イソフタルアミド(ナイロンM5I)、ナイロン6T/6I、ナイロン6T/M5T等の共重合体が挙げられ、そのほかアモルファスナイロンのような共重合ナイロンでもよく、アモルファスナイロンとしてはテレフタル酸とトリメチルヘキサメチレンジアミンの重縮合物等を挙げることができる。
【0013】
更に、環状ラクタムの開環重合物、アミノカルボン酸の重縮合物及びこれらの成分からなる共重合体、具体的には、ナイロン6、ポリ−ω−ウンデカナミド(ナイロン11)、ポリ−ω−ドデカナミド(ナイロン12)等の脂肪族ポリアミド樹脂及びこれらの共重合体、ジアミン、ジカルボン酸とからなるポリアミドとの共重合体、具体的にはナイロン6T/6、ナイロン6T/11、ナイロン6T/12、ナイロン6T/6I/12、ナイロン6T/6I/610/12等及びこれらの混合物を挙げることができる。
【0014】
〔(A-2)スチレン系樹脂〕
(A-2)成分のスチレン系樹脂としては、スチレン及びα置換、核置換スチレン等のスチレン誘導体の重合体を挙げることができる。また、これら単量体を主として、これらとアクリロニトリル、アクリル酸並びにメタクリル酸のようなビニル化合物及び/又はブタジエン、イソプレンのような共役ジエン化合物の単量体から構成される共重合体も含まれる。例えばポリスチレン、耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)、スチレン−メタクリレート共重合体(MS樹脂)、スチレン−ブタジエン共重合体(SBS樹脂)等を挙げることができる。
【0015】
〔(B)マレイミド系単量体単位を有する重合体〕
(B)成分のマレイミド系単量体単位を有する重合体としては、マレイミド、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−プロピルマレイミド、N−イソプロピルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−トルイルマレイミド、N−キシリールマレイミド、N−ナフチルマレイミド、N−t−ブチルマレイミド、N−オルトクロルフェニルマレイミド、N−オルトメトキシフェニルマレイミドから選ばれるマレイミド系単量体に由来する単位と、必要に応じて前記単量体と共重合できる他の単量体由来の単位を含有しているものを挙げることができる。
【0016】
マレイミド系単量体と共重合できる他の単量体としては、スチレン、無水マレイン酸等を挙げることができる。
【0017】
(B)成分の重合体中、マレイミド系単量体単位の含有量は、40質量%以上であり、好ましくは45質量%以上、より好ましくは50質量%以上である。
【0018】
〔(C)強化繊維〕
(C)成分の強化繊維は、E−ガラス、D−ガラスからなるガラス繊維;ポリアクリロニトリル系、ピッチ系、レーヨン系等からなるカーボン繊維;ボロン繊維、鉱物繊維等の無機繊維;ステンレス、黄銅等からなる金属繊維;超高分子ポリエチレン繊維、ポリオキシメチレン繊維、ポリビニルアルコール繊維、液晶性芳香族ポリエステル繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、アラミド繊維(ポリ−p−フェニレンテレフタルアミド、ポリ−m−フェニレンイソフタルアミド等)、綿、ジュート等のセルロース繊維等を挙げることができる。これらの中でも、ガラス繊維、カーボン繊維、ステンレス繊維、アラミド繊維から選ばれるものが好ましい。
【0019】
強化繊維は、直径が0.1〜50μmのものが好ましく、より好ましくは5〜30μm、更に好ましくは6〜20μmである。
【0020】
〔(A)〜(C)成分の含有割合〕
(A)成分のポリアミド系樹脂を含む樹脂の(A)及び(B)成分合計量中の含有割合は、60〜99質量%が好ましく、70〜98質量%がより好ましく、80〜97質量%が更に好ましい。
【0021】
(A)成分として、(A-1)成分と(A-2)成分を併用するときには、(A-1)成分のポリアミド系樹脂の方が、(A-2)成分のスチレン系樹脂の含有量よりも多いことが望ましいが、これに限定されるものではなく、
(A-1)成分と(A-2)成分の合計量中、(A-1)成分の含有割合は50〜95質量%が好ましく、50〜80質量%がより好ましく、50〜75質量%が更に好ましく、
(A-1)成分と(A-2)成分の合計量中、(A-2)成分の含有割合は50〜5質量%が好ましく、50〜20質量%がより好ましく、50〜25質量%が更に好ましい。
【0022】
(B)成分のマレイミド系単量体単位を有する重合体の(A)及び(B)成分合計量中の含有割合は、1〜40質量%が好ましく、2〜30質量%がより好ましく、3〜20質量%が更に好ましい。
【0023】
(C)成分である強化繊維の組成物中の含有割合は、(A)及び(B)成分の合計100質量部に対して、8〜220質量部が好ましく、20〜150質量部がより好ましく、25〜120質量部が更に好ましい。
【0024】
〔強化繊維束の製造方法〕
本発明の組成物に含まれている強化繊維束は、少なくとも(A)及び(B)成分により一体化されているものであり、例えば、特許第3665660号公報の段落0008に記載された引き抜き成形法(特に好ましくはクロスヘッドダイを用いた引き抜き成形法)、特開2004−14990号公報の段落番号0047の実施例1〜7(図1)に記載されたクロスヘッドダイを用いた引き抜き成形法を適用して製造することができる。
【0025】
強化繊維束は、1束中の強化繊維の本数は100〜30,000本が好ましく、より好ましくは1000〜25,000本、更に好ましくは2000〜12,000本である。
【0026】
〔樹脂組成物〕
本発明の樹脂組成物は、強化繊維束のみからなるものでもよいし、強化繊維束、熱可塑性樹脂、各種樹脂用添加剤等からなるものでもよい。
【0027】
前記熱可塑性樹脂は特に制限されるものではなく、(A-1)成分と同じポリアミド系樹脂、(A-2)成分と同じスチレン系樹脂のほか、それらと相溶性のあるものが好ましく、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ビニル系樹脂、ポリフェニレンオキシド系樹脂、熱可塑性エラストマーから選択される熱可塑性樹脂を用いることができる。
【0028】
強化繊維束と熱可塑性樹脂を併用する場合には、熱可塑性樹脂の量は特に制限されないが、強化繊維束に含まれている樹脂量との合計量(樹脂合計量)として決定することが望ましい。例えば、前記樹脂合計量100質量部に対する(C)成分の強化繊維量が8〜220質量部であることが好ましく、25〜150質量部であることがより好ましく、30〜100質量部であることが更に好ましい。
【0029】
各種樹脂用添加剤としては、酸化防止剤、耐熱安定剤、光安定剤、耐候安定剤、加水分解抑制剤、可塑剤、着色剤、難燃化剤、発泡剤、造核剤、タルク、シリカ及び顔料等の粉末状の無機充填材、滑剤、展着剤等を挙げることができる。
【0030】
本発明の樹脂組成物は、自動車の外板部材用途、例えば、バンパー、ボンネット、ルーフ、フード、フロントパネル、キャノピー、トランクリッド、ドアパネル、ピラー、スポイラー、リアガーニッシュ、ラジエーターグリル、サイドパネル、バックドアインナーパネル、バックドアアウターパネル、それらに類似の外板部材として適している。
【実施例】
【0031】
実施例1〜5、比較例1〜4
表1に示す(C)成分の強化繊維からなる繊維束(約4000本の繊維の束)を、予備加熱装置による150℃の加熱を経て、クロスヘッドダイに通した。そのとき、クロスヘッドダイには、2軸押出機,シリンダー温度290℃)から溶融状態の表1に示す樹脂を供給し、繊維束に樹脂を含浸させた。その後、クロスヘッドダイ出口の賦形ノズルで賦形し、整形ロールで形を整えた後、ペレタイザーにより所定長さに切断し、ペレット状(円柱状)の強化繊維束を得た。このようにして得た強化繊維束(本発明の樹脂組成物)は、各繊維が長さ方向にほぼ平行になり、それらが樹脂で一体化されていた。
【0032】
なお、強化繊維束の製造において、次の基準にて、組成物(強化繊維)生産性を評価した。変色の発生は、樹脂分の焼けによるものである。
○:製造開始から4時間経過時に得られた強化繊維束の切断面に変色がない場合。
×:製造開始から1時間以内に得られた強化繊維束の切断面に変色がある場合。
【0033】
なお、比較例1のみは、表1に示す各成分をタンブラーブレンダーで混合後、250℃に設定した押出機にて溶融混練して押出し、切断して、ペレットを得た。
【0034】
次に、各繊維束を用い、ISO多目的試験片作成方法及び150角平板作成方法に従って、射出成形機(J150EII,日本製鋼所製,スクリュー:長繊維専用スクリュー)により、射出成形して得た成形体について、下記の各測定を行った。結果を表1に示す。
【0035】
ISO多目的試験片作成方法
金型:ISO多目的試験片(t=4)
成形温度:260℃ 金型温度:100℃(設定)
150角平板作成方法
金型:150角平板(t=3)
成形温度:260℃
金型温度:120℃(設定)
引張り試験:ISO527−1に準拠
曲げ試験:ISO178に準拠
シャルピー衝撃強度:ISO179/1eA(エッジワイズ)に準拠
荷重たわみ温度:ISO75−1(1.80MPa:フラットワイズ)に準拠
上記測定試験項目については、絶乾状態の試験片で測定した。
【0036】
吸水による寸法変化率(絶乾状態の平板寸法から吸湿状態の平板寸法に変化した寸法変化率):上記条件で射出成形した平板を用いて、図1に示す箇所の吸水による寸法変化率を求めた。吸水条件は、23℃/50%RH雰囲気下での飽和吸水状態で行った。
【0037】
【表1】

【0038】
PA6:UBEナイロン1013B
ABS1:サンタックAT-05(日本A&L(株)製)
ABS2:サンタックST-55(日本A&L(株)製)
マレイミドポリマー:スチレン-Nフェニルマレイミド−無水マレイン酸共重合体(スチレン47質量%、Nフェニルマレイミド51質量%、無水マレイン酸2質量%,重量平均分子量145,000)
無水マレイン酸変性ABS:無水マレイン酸4質量%、スチレン43質量%、アクリロニトリル15質量%、ゴム38質量%)
GF1:ガラス繊維ロービング1(繊維径17μm、エポキシシラン系カップリング剤で表面処理したもの)
GF2:ガラス繊維ロービング2(繊維径17μm、アミノシラン系カップリング剤で表面処理したもの)
GF3:ガラス繊維チョップドストランド(繊維径13μm、長さ3mm、エポキシシラン系カップリング剤で表面処理したもの)
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】吸水による寸法変化率の測定方法の説明図。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)ポリアミド系樹脂を含む樹脂、(B)マレイミド系単量体単位を有する重合体及び(C)強化繊維を含有し、(C)成分の強化繊維が長さ方向に束ねられ、少なくとも(A)及び(B)成分により一体化されている強化繊維束を含む樹脂組成物であり、
(B)成分のマレイミド系単量体単位を有する重合体中のマレイミド系単量体単位の含有量が40質量%以上である、樹脂組成物。
【請求項2】
(A)成分のポリアミド系樹脂を含む樹脂が、(A-1)ポリアミド樹脂と(A-2)スチレン系樹脂を含むものである、請求項1記載の樹脂組成物。
【請求項3】
(B)成分のマレイミド系単量体単位を有する重合体が、マレイミド、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−プロピルマレイミド、N−イソプロピルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−トルイルマレイミド、N−キシリールマレイミド、N−ナフチルマレイミド、N−t−ブチルマレイミド、N−オルトクロルフェニルマレイミド、N−オルトメトキシフェニルマレイミドから選ばれる単量体単位を有しているものである、請求項1記載の樹脂組成物。
【請求項4】
(C)成分の強化繊維が、ガラス繊維、カーボン繊維、ステンレス繊維、アラミド繊維から選ばれるものである、請求項1〜3のいずれか1項記載の樹脂組成物。
【請求項5】
(C)成分の強化繊維が、エポキシシラン系カップリング剤で表面処理されたガラス繊維である、請求項1〜4のいずれか1項記載の樹脂組成物。
【請求項6】
強化繊維束に加えて、更に熱可塑性樹脂を含有する、請求項1〜5のいずれか1項記載の樹脂組成物。
【請求項7】
自動車の外板部材用途である、請求項1〜6のいずれか1項記載の樹脂組成物。

【図1】
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【公開番号】特開2010−43204(P2010−43204A)
【公開日】平成22年2月25日(2010.2.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−208829(P2008−208829)
【出願日】平成20年8月14日(2008.8.14)
【出願人】(501041528)ダイセルポリマー株式会社 (144)
【Fターム(参考)】