JP2000061983A - ポリアミド樹脂製一体成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械的強度、耐熱性、耐薬品性等に優れ、且
つ溶着強度に優れたポリアミド樹脂製一体成形品を提供
する。 【解決手段】 一次成形材料からなる単数または複数の
一次成形品の表面に、二次成形材料を射出成形し、一次
成形品と二次成形材料からなる成形品部分とが溶着して
なるポリアミド樹脂製一体成形品であって、一次成形材
料および二次成形材料が、それぞれ、ポリアミド樹脂１
００重量部に対してガラス繊維０〜１００重量部および
ニグロシンまたはニグロシン誘導体０．０５〜１０重量
部を配合してなるポリアミド樹脂組成物であるポリアミ
ド樹脂製一体成形品。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリアミド樹脂製
一体成形品に関し、詳しくは、射出溶着法により一体化
されたポリアミド樹脂製一体成形品に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリアミド樹脂は、機械的特性、耐熱
性、耐薬品性、耐摩耗性などに優れており、鉄、亜鉛、
アルミニウムなどの金属に替わる材料として用いられて
おり、射出成形方法により樹脂製品が作られていること
が多い。しかし、製品の形状が例えば中空成形品である
場合、一つの通常の金型では成形できない。

【０００３】近年、ポリアミド樹脂の用途として、例え
ば自動車エンジンのインテークマニホールド、吸気レゾ
ネータ、リザーバタンクなどの中空形状部品への使用が
試みられている。こうした製品の製造方法としては、例
えば、中空成形品を二分割した分割体をそれぞれ成形
し、その分割体を振動溶着等により接合する方法等が挙
げられるが、例えば振動溶着法により溶着するためには
分割体の形状に制約があり、複雑な形状の樹脂製品を得
ることは困難である。

【０００４】一方、一次成形により成形した分割体をそ
れぞれ金型キャビティ内に装着し、突き合わせ面の周縁
に樹脂を射出成形し、金型内で分割体を溶着させる射出
溶着法においては、分割体形状についての制約が少な
く、複雑な形状の製品を作ることが比較的容易である。
しかし、射出溶着法により得られる製品の接合強度は、
振動溶着法に比べて、一般に低く、例えば、インテーク
マニホールドのようにエンジンのバックファイアなどに
よって内圧が増大する可能性のある中空管においては、
十分な信頼性のある製品を得ることが困難である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、機械
的強度、耐熱性、耐薬品性等に優れ、且つ溶着強度に優
れたポリアミド樹脂製一体成形品を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の問題を
解決するためになされたものであり、その要旨は、一次
成形材料からなる単数または複数の一次成形品の表面
に、二次成形材料を射出成形し、一次成形品と二次成形
材料からなる成形品部分とが溶着してなるポリアミド樹
脂製一体成形品であって、一次成形材料および二次成形
材料が、それぞれ、ポリアミド樹脂１００重量部に対し
てガラス繊維０〜１００重量部およびニグロシンまたは
ニグロシン誘導体０．０５〜１０重量部を配合してなる
ポリアミド樹脂組成物であることを特徴とするポリアミ
ド樹脂製一体成形品に存する。

【０００７】以下、本発明につき詳細に説明する。本発
明のポリアミド樹脂製一体成形品は、金型内の、一次成
形材料であるポリアミド樹脂組成物からなる一次成形品
の表面に、二次成形材料であるポリアミド樹脂組成物を
射出成形し、一次成形品と二次成形材料からなる成形品
部分とが溶着してなるポリアミド樹脂製一体成形品であ
る。一次成形品の数としては単数または複数である。一
次成形材料および二次成形材料としては、それぞれ、ポ
リアミド樹脂１００重量部に対してガラス繊維０〜１０
０重量部およびニグロシンまたはニグロシン誘導体０．
０５〜１０重量部を含有するポリアミド樹脂組成物であ
る。二次成形材料であるポリアミド樹脂組成物は、一次
成形材料であるポリアミド樹脂組成物と同じであって
も、異なっていてもよく、好ましくは同じである。

【０００８】本発明におけるポリアミド樹脂としては、
重合可能なω−アミノ酸類もしくはそのラクタム類、好
ましくは３員環以上のラクタム、または二塩基酸類とジ
アミン類などを原料とし、これらの重縮合によって得ら
れるポリアミド樹脂である。ω−アミノ酸類としては、
ε−アミノカプロン酸、７−アミノヘプタン酸、９−ア
ミノノナン酸、１１−アミノウンデカン酸、１２−アミ
ノドデカン酸が挙げられる。ラクタム類としては、ε−
カプロラクタム、エナントラクタム、カプリルラクタ
ム、ラウリルラクタム、α−ピロリドン、α−ピペリド
ンが挙げられる。

【０００９】二塩基酸類としては、アジピン酸、グルタ
ル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシ
ン酸、ダイマー酸、ウンデカンジオン酸、ドデカジオン
酸、ヘキサデカジオン酸、ヘキサデセンジオン酸、エイ
コサンジオン酸、エイコサジエンジオン酸、ジグリコー
ル酸、２，２，４−トリメチルアジピン酸、キシリレン
ジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、
テレフタル酸、イソフタル酸が挙げられる。ジアミン類
としては、ヘキサメチレンジアミン、テトラメチレンジ
アミン、ノナメチレンジアミン、ウンデカメチレンジア
ミン、ドデカメチレンジアミン、２，２，４（または
２，４，４）−トリメチルヘキサメチレンジアミン、ビ
ス−（４，４’−アミノシクロヘキシル）メタン、メタ
キシリレンジアミンが挙げられる。

【００１０】ポリアミド樹脂の具体例としては、ポリア
ミド６、ポリアミド６６、ポリアミド６／６６共重合
体、これらの混合物などが挙げられ、好ましくは、ポリ
アミド６、ポリアミド６とポリアミド６／６６共重合体
との混合物などが挙げられる。ポリアミド６／６６共重
合体におけるポリアミド６６成分の割合は、好ましくは
２〜２５重量％である。ポリアミド６６成分の割合が多
すぎると溶着強度が低下しやすい。ポリアミド６とポリ
アミド６／６６共重合体との混合物における混合割合
は、好ましくはポリアミド６が１００〜２０重量％であ
りポリアミド６／６６共重合体が０〜８０重量％であ
る。ポリアミド６／６６共重合体の割合が多すぎると耐
熱性が低下しやすい。

【００１１】ポリアミド樹脂の相対粘度は、ＪＩＳ Ｋ
６８１０に従って９８％硫酸中濃度１％、温度２５℃で
測定した値で、好ましくは２．０〜４．０である。相対
粘度が低すぎると得られる成形品が脆くなり、高すぎる
と流動性を損なう。ポリアミド樹脂の相対粘度は、より
好ましくは２．２〜３．７である。使用されるポリアミ
ド樹脂が複数の場合は、それら混合物の相対粘度が上記
の範囲内であることが好ましい。

【００１２】本発明におけるガラス繊維としては、通
常、熱可塑性樹脂に使用されるものでよく、Ｅガラス
（無アルカリガラス）から作られるチョップドストラン
ドが好ましい。繊維径は好ましくは１〜２０μｍであ
り、より好ましくは５〜１５μｍである。また、ガラス
繊維はポリアミド樹脂との接着向上のためシランカップ
リング剤などで表面処理されていることが好ましい。ガ
ラス繊維の配合量は、ポリアミド樹脂１００重量部に対
して０〜１００重量部である。ガラス繊維の含有量が多
すぎると表面平滑性が損なわれる。ガラス繊維の配合量
はポリアミド樹脂１００重量部に対して、より好ましく
は２０〜８０重量部である。

【００１３】本発明におけるニグロシンまたはニグロシ
ン誘導体としては、ニトロベンゼン、アニリン、アニリ
ン塩酸塩の混合物を鉄または銅の存在化で加熱縮合して
得られる黒色系の染料が挙げられる。これらには、アル
カリ化してベース化したものやスルホン化などにより水
溶性化したものがある。ニグロシンまたはニグロシン誘
導体は反応条件、反応物の相対比などにより生成物を異
にするが、トリフェナジンオキサジンやフェナジナジン
などのアジン系化合物の混合物である。

【００１４】ニグロシンまたはニグロシン誘導体の具体
例としては、ＮＩＧＲＯＳＩＮＥＢＡＳＥ ＥＸＢＰ、
ＮＵＢＩＡＮ ＣＯＭＰＬＥＸ ＢＬＡＣＫ Ｇ−０
２、ＮＵＢＩＡＮ ＢＬＡＣＫ ＰＡ−０８００、ＮＵ
ＢＩＡＮ ＢＬＡＣＫ ＰＡ−０８０１、ＮＵＢＩＡＮ
ＢＬＡＣＫ ＥＰ−３、ＮＩＧＲＯＳＩＮＥ ＢＡＳ
Ｅ ＥＥ、ＮＩＧＲＯＳＩＮＥ ＢＡＳＥ ＥＸ、ＳＰ
ＥＣＩＡＬ ＢＬＡＣＫ ＥＢ、ＮＩＧＲＯＳＩＮＥ
ＢＡＳＥ ＳＡ、ＮＩＧＲＯＳＩＮＥ ＢＡＳＥ ＳＡ
Ｐ及びＮＩＧＲＯＳＩＮＥ ＢＡＳＥ ＮＢ（いずれも
オリエント化学工業株式会社製）等が挙げられる。ニグ
ロシンまたはニグロシン誘導体の配合量は、ポリアミド
樹脂１００重量部に対して０．０５〜１０重量部であ
る。配合量が少なすぎると溶着強度が低下しやすい。ニ
グロシンまたはニグロシン誘導体の配合量はポリアミド
樹脂１００重量部に対して、好ましくは０．１〜５重量
部である。

【００１５】本発明における樹脂組成物中には、本発明
の効果を損なわない範囲において、ガラス繊維以外の無
機充填材、例えばガラスフレーク、ガラスビーズ、マイ
カ、タルク、カオリン、ウォラストナイト、チタン酸カ
リウムウィスカー等を配合してもよく、また、銅化合物
などの熱安定剤、離型剤、カーボンブラックなどの着色
剤等の公知の添加剤を配合してもよい。また、ヨウ化カ
リウムなどのヨウ化アルカリ金属塩やヨウ化アルカリ土
類金属塩を配合することも溶着強度を改良する上で好ま
しい。これらの配合は、樹脂の重合から成形までの任意
の段階で実施されるが、押出機を用いて溶融混練するの
が好ましい。

【００１６】本発明のポリアミド樹脂製一体成形品は、
少なくとも１個、好ましくは分割された複数個の一次成
形品、二次成形部分および溶着部分から構成されている
とも言える。溶着部分は、一次成形品の一部と二次成形
材料からなり、一次成形品と二次成形材料からなる成形
部分は溶着部分の境界で一体化されている。即ち、一次
成形品は二次成形材料により溶着部分で被覆されてお
り、こうした溶着部分は一次成形品と二次成形部分の境
界として目視できる。従って、本発明のポリアミド樹脂
製一体成形品は、一次成形材料からなる単数または複数
の一次成形品の表面に、二次成形材料を射出成形し、一
次成形品と二次成形材料からなる成形品部分とが溶着し
てなる一体成形品であって、一次成形品および二次成形
材料からなる成形品部分からなり、且つ溶着部分を有す
る一体成形品とも言える。

【００１７】他方、振動溶着・スピン溶着・熱板溶着・
超音波溶着などの方法で製造される溶着品は分割された
複数個の成形品と溶着された部分から構成され、二次成
形部分は存在しない。また、本発明のポリアミド樹脂製
一体成形品は、一次成形材料と二次成形材料とが同じで
ある場合であっても、一体成形品は溶着部分を有するの
で、一度に成形した成形品とは明らかに異なり、複数の
一次成形品に二次成形材料を射出溶着することで中空形
状のような比較的複雑な成形品が得られる。

【００１８】本発明のポリアミド樹脂製一体成形品を得
るには、例えば、一次成形材料としてポリアミド樹脂組
成物を成形し、単数または複数の一次成形品を得、得ら
れた一次成形品の表面に、二次成形材料であるポリアミ
ド樹脂組成物を射出成形し、一次成形品と二次成形材料
からなる成形品部分とが溶着する方法が挙げられ、より
具体的には、一次成形材料としてポリアミド樹脂組成物
を成形し、単数または複数の一次成形品を製造し、二次
成形のための金型内の一次成形品の表面に二次成形材料
であるポリアミド樹脂組成物を射出成形し、一次成形品
と二次成形材料からなる成形品部分とを溶着し、一次成
形品と二次成形材料からなる成形品部分からなるポリア
ミド樹脂製一体成形品を金型から取り出す方法が挙げら
れる。一体成形品が、例えば中空体である場合において
は、まず中空体を二分割した分割体を射出成形により成
形し一次成形品とし、各分割体を二次成形の金型キャビ
ティ内に装着後二次成形材料を射出成形し、分割体と二
次成形材料とが溶着し、中空体である射出溶着成形品を
得ることができる。

【００１９】本発明におけるポリアミド樹脂組成物を用
いて中空成形品を得る場合、一次成形と二次成形にはそ
れぞれ別個の金型を用い、一次成形品を二次成形の金型
に移して行なうこともできるし、例えば、特開平６２−
８７３１５号公報に記載されているように、金型にスラ
イド機構を設け、一次成形を行い型開き後、二分割成形
された一次成形品の一方を金型内で移動して他方の分割
体と突き合わせてから二次成形を行なうこともできる。
ただし、後者の方法においては、一次成形材料と二次成
形材料の種類が異なる場合は２本のシリンダーを有する
成形機を使用する必要がある。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施
例に限定されるものではない。使用した原材料は下記の
通りである。 （１）ポリアミド６樹脂：三菱エンジニアリングプラス
チックス（株）製、相対粘度２．８。 （２）ポリアミド６／６６共重合体：三菱エンジニアリ
ングプラスチックス（株）製、ポリアミド６成分８５重
量％、ポリアミド６６成分１５重量％、相対粘度２．
８。 （３）ガラス繊維：日本電気ガラス社製、ＥＣＳ０３Ｔ
２４９ＧＨ、繊維径１０μｍ。

【００２１】（４）ニグロシン又はニグロシン誘導体−
１：オリエント化学工業社製、ＮＵＢＩＡＮ ＢＬＡＣ
Ｋ ＥＰ−３。 （５）ニグロシン又はニグロシン誘導体−２：オリエン
ト化学工業社製、ＮＵＢＩＡＮ ＢＬＡＣＫ ＰＡ−０
８０１。 （６）カーボンブラック：三菱化学株式会社製、カーボ
ンブラックＨ−９５０。

【００２２】（７）ポリアミドの相対粘度の測定：ＪＩ
ＳのＫ６８１０に従って９８％硫酸中濃度１％、温度２
５℃で測定した。 （８）溶着強度の測定：一体成形品（図−１に示す試験
片Ｂ）を、引張速度５ｍｍ／ｍｉｎ、チャック間距離１
１５ｍｍの条件で引っ張り、破断時の荷重を測定し、そ
の大きさをｋｇｆで表しこれを溶着強度とした。

【００２３】〔実施例１〜３〕ポリアミド６樹脂、ポリ
アミド６／６６共重合体、ガラス繊維およびニグロシン
又はニグロシン誘導体を表−１に示す配合量で配合し、
二軸押出機で溶融混練しポリアミド樹脂組成物を得た。
得られたポリアミド樹脂組成物（一次成形材料）を用い
て、射出成形機（ファナック株式会社製ＡＵＴＯＳＨＯ
Ｔ ５０Ｂ型）により、表−２に示す成形条件で、図−
１に示す試験片Ａ（一次成形品）を成形し、熱風オーブ
ン（１２０℃）中で３０分間保持して取り出した後、直
ちに二次成形金型内に装着し、上記の得られたポリアミ
ド樹脂組成物（二次成形材料）を用いて試験片Ｂを射出
成形し、試験片Ａと二次成形材料からなる成形品部分と
を金型内で溶着させ射出溶着一体成形品を得た。得られ
た射出溶着一体成形品について射出溶着強度を測定し
た。

【００２４】〔比較例１〕ポリアミド６樹脂、ポリアミ
ド６／６６共重合体およびガラス繊維を表−１に示す配
合量で配合し、二軸押出機で溶融混練しポリアミド樹脂
組成物を得た。得られたポリアミド樹脂組成物を用い
て、実施例１と同様にして射出溶着一体成形品を得、実
施例１と同様にして射出溶着強度を測定した。 〔比較例２〕ポリアミド６樹脂およびガラス繊維を表−
１に示す配合量で配合し、二軸押出機で溶融混練しポリ
アミド樹脂組成物を得た。得られたポリアミド樹脂組成
物を用いて、実施例１と同様にして射出溶着一体成形品
を得、実施例１と同様にして射出溶着強度を測定した。 〔比較例３〕ポリアミド６樹脂、ポリアミド６／６６共
重合体、ガラス繊維、およびニグロシン又はニグロシン
誘導体を表−１に示す配合量で配合し、二軸押出機で溶
融混練しポリアミド樹脂組成物を得た。得られたポリア
ミド樹脂組成物を用いて、実施例１と同様にして射出溶
着一体成形品を得、実施例１と同様にして射出溶着強度
を測定した。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】

【００２７】

【発明の効果】本発明のポリアミド樹脂製一体成形品
は、機械的強度、耐熱性、耐薬品性等に優れ、且つ溶着
強度に優れている。本発明のポリアミド樹脂製一体成形
品は中空成形品である場合でも溶着強度に優れ、自動車
のインテークマニホールド、吸気レゾネータ、リザーバ
タンク等の部品として好適である。。

【図面の簡単な説明】

【図１】一次成形品（試験片Ａ）と二次成形材料との溶
着強度を測定するためのポリアミド樹脂製一体成形品試
料（試験片Ｂ）の形状説明図。

【符号の説明】

１ 試験片Ｂにおける試験片Ａの部分 ２ 試験片Ｂにおける二次成形材料からなる成形品部分 ３ ２１８ｍｍ ４ １２．８２ｍｍ ５ ２５ｍｍ ６ １２１．５ｍｍ ７ ２８ｍｍ ８ ３．０ｍｍ ９ ３．０ｍｍ １０ ４５度

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｋ 5:3465 7:14） Ｂ２９Ｋ 77:00 (72)発明者 大山 一 神奈川県平塚市東八幡５丁目６番２号 三 菱エンジニアリングプラスチックス株式会 社技術センター内 (72)発明者 人見 達也 神奈川県平塚市東八幡５丁目６番２号 三 菱エンジニアリングプラスチックス株式会 社技術センター内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一次成形材料からなる単数または複数の
   一次成形品の表面に、二次成形材料を射出成形し、一次
   成形品と二次成形材料からなる成形品部分とが溶着して
   なるポリアミド樹脂製一体成形品であって、一次成形材
   料および二次成形材料が、それぞれ、ポリアミド樹脂１
   ００重量部に対してガラス繊維０〜１００重量部および
   ニグロシンまたはニグロシン誘導体０．０５〜１０重量
   部を配合してなるポリアミド樹脂組成物であることを特
   徴とするポリアミド樹脂製一体成形品。
2. 【請求項２】 ポリアミド樹脂が、ポリアミド６、ポリ
   アミド６／６６共重合体またはポリアミド６とポリアミ
   ド６／６６共重合体との混合物であることを特徴とする
   請求項１に記載のポリアミド樹脂製一体成形品。
3. 【請求項３】 ポリアミド樹脂の相対粘度が、９８％硫
   酸中濃度１％、温度２５℃での測定で、２．０〜４．０
   であることを特徴とする請求項１または２に記載のポリ
   アミド樹脂製一体成形品。
4. 【請求項４】 ガラス繊維の配合量が１０〜１００重量
   部であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
   に記載のポリアミド樹脂製一体成形品。