JP2002309080A

JP2002309080A - ガラス繊維強化ポリアミド系樹脂組成物

Info

Publication number: JP2002309080A
Application number: JP2001116772A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Nakano; 靖浩仲野; Masanori Ikeda; 池田　　正紀
Original assignee: Asahi Kasei Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 2001-04-16
Filing date: 2001-04-16
Publication date: 2002-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】高い溶融流動性を有する、ガラス繊維強化ポ
リアミド系樹脂組成物を提供する。【解決手段】（Ａ）ポリアミド系樹脂と、（Ｂ）一般式
［ＲＳｉＯ_3/2］_nで表される籠状シルセスキオキサンお
よび／または一般式［ＲＳｉＯ_3/2］_n-m［Ｏ_1/2Ｈ］_2+m
で表される、籠状シルセスキオキサンの一部が開裂した
構造のケイ素化合物と、（Ｃ）ガラス繊維を含有するガ
ラス繊維強化ポリアミド系樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガラス繊維強化ポリ
アミド系樹脂組成物に関する。更に詳しくは、籠状シル
セスキオキサン化合物あるいはその部分開裂構造体が添
加された、溶融成形用のガラス繊維強化ポリアミド系樹
脂組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ガラス繊維強化ポリアミド系樹脂は、ポ
リアミド系樹脂が本来有する耐熱性、耐薬品性、耐油
性、耐磨耗性といった特徴に加え、ガラス繊維による補
強効果によって力学的物性（剛性、強度等）や熱的物性
（熱変形温度や熱寸法安定性等）が著しく向上するた
め、優れたエンジニアリングプラスチックとして自動車
部品、家電部品、ＯＡ機器部品を始めとする多岐の分野
で使用されている。

【０００３】ところが、一般にガラス繊維を加えるとポ
リアミド系樹脂組成物の溶融流動性は著しく低下するた
め、溶融成形によって大型または複雑な形状のガラス繊
維強化ポリアミド系樹脂成形体を得るためには溶融成形
温度を高くする等の工夫が必要となる。ところがポリア
ミド樹脂は熱分解や加水分解等の副反応を起こしやすい
アミド基よりなる高分子であるため、溶融成形時にはポ
リアミド樹脂の酸化劣化や加水分解による分子鎖切断
（分子量低下）や着色などの副反応を抑えるための細心
の注意が必要であり、成形性を良くするために単純に溶
融温度を高くするのは好ましい方法とは言えない。

【０００４】すなわち、できるだけ低い溶融温度で成形
を行うことがポリアミド系樹脂には好ましいのであり、
特にガラス繊維強化物をはじめとする溶融流動性の低い
ポリアミド系樹脂組成物に対しては、できるだけ低い温
度において高い溶融流動性を発現させる工夫が重要とな
る。そのような課題に対しては、従来よりポリアミド系
樹脂類に使用されている高級アルコール類、ヒドロキシ
安息香酸エステル類、芳香族スルホンアミド類、フェノ
ール類のような有機化合物系可塑剤を用いる方法が考え
られるが、そのような有機系可塑剤を用いた場合、効果
も十分でない上、製品からのブリードアウトや溶出によ
る環境や人体への悪影響が懸念されるため、昨今の状況
から判断すれば決して好ましいとは言えない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
現状を鑑み、従来の有機化合物系可塑剤を加えることな
く、極めて高い溶融流動性を発現することを特徴とする
ガラス繊維強化ポリアミド系樹脂組成物を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、一般式
［ＲＳｉＯ_3/2］_nで表される籠状シルセスキオキサンお
よび／または一般式［ＲＳｉＯ_3/2］_n-m［Ｏ_1/2Ｈ］_2+m
で表される、籠状シルセスキオキサンの部分開裂構造体
を含むガラス繊維強化ポリアミド系樹脂組成物の特性を
幅広く検討した結果、驚くべきことに籠状シルセスキオ
キサン又はその部分開裂構造体の添加により、当該ガラ
ス繊維強化樹脂組成物の溶融流動性が著しく向上し、溶
融流動性を必要とする成形において経済的に有利に、か
つ高品質の成形体の製造を可能にせしめた。さらにそれ
より得られる成形体は、曲げ弾性率や曲げ強度も改善さ
れていること見出し本発明に至った。

【０００７】即ち、本発明は、（１）（Ａ）ポリアミド系樹脂と、（Ｂ）一般式［ＲＳ
ｉＯ_3/2］_nで表される籠状シルセスキオキサンおよび／
または一般式［ＲＳｉＯ_3/2］_n-m［Ｏ_1/2Ｈ］₂ _+mで表さ
れる、籠状シルセスキオキサンの一部が開裂した構造の
ケイ素化合物と、（Ｃ）ガラス繊維を含有するガラス繊
維強化ポリアミド系樹脂組成物。（２）（１）に記載のガラス繊維強化ポリアミド系樹脂
組成物の（Ａ）ポリアミド系樹脂と、（Ｃ）ガラス繊維
の合計１００重量部における（Ａ）の配合量が５０〜９
０重量部、（Ｃ）の配合量が１０〜５０重量部であり、
（Ａ）と（Ｃ）の合計１００重量部に対する（Ｂ）一般
式［ＲＳｉＯ_3/2］_nで表される籠状シルセスキオキサン
および／または一般式［ＲＳｉＯ_3/2］_n-m［Ｏ_1/2Ｈ］
_2+mで表される、籠状シルセスキオキサンの一部が開裂
した構造のケイ素化合物との配合量が０．１〜５０重量
部であって、かつ、当該ポリアミド系樹脂を構成するポ
リアミド樹脂の融点の（融点＋５）℃〜（融点＋５０）
℃の温度範囲から選ばれる任意の温度で測定された下記
式（１）で表されるメルトインデックス上昇率（ＭＩ
Ｒ）の値が０＜ＭＩＲ＜１５．０の範囲であることを特
徴とする請求項１に記載のガラス繊維強化ポリアミド系
樹脂組成物。

【０００８】ＭＩＲ＝（ＭＩ−ＭＩ₀）／ＭＩ₀ （１）（一般式［ＲＳｉＯ_3/2］_n 、一般式［ＲＳｉＯ_3/2］
_n-m［Ｏ_1/2Ｈ］_2+m中のＲは水素原子、炭素数１〜２０
のアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アラ
アルキル基、アリール基、及びケイ素数１〜１０のケイ
素原子含有基のいずれか一種を表し、複数のＲは同一で
もそれぞれ異なってもよく、ｎは６〜１４の整数であ
り、ｍは０又は１である。また式（１）中のＭＩは、ガ
ラス繊維強化ポリアミド系樹脂組成物のメルトインデッ
クス値（ｇ／１０ｍｉｎ）であり、ＭＩ ₀は上記ガラス
繊維強化ポリアミド系樹脂組成物から（Ｂ）成分を除い
た組成物のメルトインデックス値である。）（３）上記（１）〜（２）のいずれかに記載のガラス
繊維強化ポリアミド系樹脂組成物を、溶融成形法により
成形体を製造することを特徴とするガラス繊維強化ポリ
アミド系樹脂成形体の製造方法。（４）上記（３）に記載の製造方法で得られることを
特徴とするガラス繊維強化ポリアミド系樹脂成形体。

【０００９】以下に本発明を詳細に説明することとし、
まず（Ａ）成分であるポリアミド系樹脂について説明す
る。本発明の（Ａ）成分であるポリアミド系樹脂とは、
ポリアミド樹脂またはポリアミドとその他の樹脂との混
合物からなる樹脂を意味する。本発明の、（Ａ）成分
（ポリアミド系樹脂）、（Ｂ）成分（籠状シルセスキオ
キサンおよび／またはその部分開裂構造体）、（Ｃ）成
分（ガラス繊維）を含有するガラス繊維強化ポリアミド
系樹脂組成物において、（Ａ）と（Ｃ）の合計１００重
量部における（Ａ）の配合量は、通常は５０〜９０重量
部である。さらに、好ましくは５５〜８５重量部の範
囲、より好ましくは６０〜８０重量部の範囲が使用され
る。５０重量部より樹脂の配合量が少ない場合は得られ
る成形体の機械的強度が逆に低下するため好ましくない
し、一方で配合量が９０重量部を越えるとガラス繊維に
よる強化効果が殆ど発現されなくなるため好ましくな
い。

【００１０】上記のポリアミド樹脂とは、分子鎖中に酸
アミド基（−ＣＯＮＨ−）を規則的に有する重合体の総
称であり、どのような方法で合成されたものでも構わな
いが、代表的には炭素数ｍのジアミン［ＮＨ₂（ＣＨ₂）
_mＮＨ₂］と炭素数ｎの二塩基酸［ＨＯＯＣ（ＣＨ₂）
_n-2ＣＯＯＨ］よりなる重縮合物であるナイロンｍｎ、
および炭素数ｎのω−アミノ酸［Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）_n-1Ｃ
ＯＯＨ］または環式化合物であるラクタム［ＮＨ（Ｃ
Ｈ₂）_n-1ＣＯ］の重縮合物または開環重合物であるナ
イロンｎが例示される。

【００１１】前者の代表例としてはｍ＝６のヘキサメチ
レンジアミンとｎ＝６のアジピン酸より合成されるナイ
ロン６６があり、その他にナイロン４６、ナイロン６１
０、ナイロン６１２、ナイロン６Ｔ（ポリヘキサメチレ
ンテレフタルアミド）、ナイロン６Ｉ（ポリヘキサメチ
レンイソフタルアミド）等が挙げられる。また、後者の
代表例としてはｎ＝６のε−カプロラクタムより合成さ
れるナイロン６があり、その他にナイロン１２、ナイロ
ン１１等が挙げられる。一方、これらポリアミドのブレ
ンド物ならびに共重合物も本発明に用いられるポリアミ
ド樹脂の範疇に含まれる。なお、上記ポリアミド樹脂の
中では、特にナイロン６、ナイロン６６、およびナイロ
ン６６と他のポリアミド（例えばナイロン６１０、ナイ
ロン６１２、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６
Ｔ／６６、ナイロン６Ｔ／６Ｉ等）とのブレンド物が特
に好ましい。

【００１２】本発明のポリアミド樹脂とは、９０重量％
のギ酸水溶液を溶媒として測定される相対粘度ＶＲ（
ＶＲ＝Ｔ１／Ｔ０であり、Ｔ１は２５℃における８．４
重量％のポリアミド樹脂溶液の粘度管における流下時
間、Ｔ０は同じく溶媒である９０重量％のギ酸水溶液の
流下時間である。）の値が、５〜１０００の範囲のもの
であり、好ましくは１０〜５００、さらに２０〜３００
であることが特に好ましい。

【００１３】ポリアミドのＶＲが５未満であると重合度
が低すぎて成形性が著しく悪く、ガラス繊維強化成形体
が得られたとしても極めて脆いものとなってしまうため
好ましくない。一方ＶＲが１０００を越えると、重合度
が大きすぎるため溶融流動性が著しく低く、本発明の方
法によっても成形体を得ることが困難になってしまうた
め好ましくない。本発明のポリアミド系樹脂とは、上記
ポリアミド樹脂とその他の樹脂とのブレンド物もしくは
アロイも包含するが、この場合ポリアミド樹脂の含有率
が高いほど本発明の効果が顕著になるので、一般にその
含有率は４０重量％以上であることが好ましい。

【００１４】なお、上記のその他の樹脂としては、特に
制限されるものではないが、例えば代表例としてポリプ
ロピレンやポリエチレンのようなポリオレフィン系樹
脂、エチレン／メタクリル酸共重合体系樹脂、ＥＰＤＭ
（エチレン／プロピレン／ジエン）系樹脂、ＡＢＳ（ア
クリロニトリル／ブタジエン／スチレン）系樹脂、環状
ポリオレフィン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂
などが挙げられ、それらは単独で加えても複数種の混合
物として加えても構わないし、他のモノマーが共重合さ
れたものや他の有機化合物によって分子鎖末端や主鎖
中、もしくは側鎖が変性されていてもよい。

【００１５】次に、本発明の（Ｂ）成分である籠状シル
セスキオキサン等について説明する。シリカが［ＳｉＯ
₂］_nの一般式で表されるのに対し、シルセスキオキサン
は［ＲＳｉＯ_3/2］_nで表される化合物である。シルセス
キオキサンは通常ＲＳｉＸ₃（Ｒ＝水素原子、アルキル
基、アルケニル基、アリール基、アラアルキル基等、Ｘ
＝ハロゲン原子、アルコキシ基等）型化合物の加水分解
−重縮合で合成されるポリシロキサンであり、分子配列
の形状として、代表的には無定形、ラダー状、籠状（完
全縮合ケージ状）や完全縮合ケージ状からケイ素原子が
一原子少ないタイプや一部ケイ素−酸素結合が切断され
たタイプが知られている。このうち、本発明に用いるの
はこれら分子配列形状のうち籠状のもの及びその部分開
裂構造体である。

【００１６】本発明で用いられる籠状シルセスキオキサ
ンとしては、一般式［ＲＳｉＯ_3/2］_nにおいてｎが６〜
１４のものである。中でも合成化学的側面から、化合物
の安定性、合成収率の高さ、それに起因するコスト等を
考慮すれば、特に［ＲＳｉＯ_3/2］₆の化学式で表される
タイプ（一般式（１））、［ＲＳｉＯ_3/2］₈の化学式で
表されるタイプ（一般式（２））、［ＲＳｉＯ_3/2］₁₀
の化学式で表されるタイプ（一般式（３））、［ＲＳｉ
Ｏ_3/2］₁₂の化学式で表されるタイプ（一般式
（４））、および［ＲＳｉＯ_3/2］₁₄の化学式で表され
るタイプ（下記一般式（５））あるいはそれらの混合物
が好ましく使用され、さらに好ましくは［ＲＳｉ
Ｏ_3/2］₈の化学式で表されるタイプ（一般式（２））ま
たはｎ＝８，１０，１２の混合物が使用される。

【００１７】

【化１】

【００１８】

【化２】

【００１９】

【化３】

【００２０】

【化４】

【００２１】

【化５】

【００２２】また、本発明では上記の籠状シルセスキオ
キサンの代わりに、籠状シルセスキオキサンの一部のケ
イ素−酸素結合が部分開裂してできた、一般式［ＲＳｉ
Ｏ_3/ ₂］_n-m（Ｏ_1/2Ｈ）_2+m（ｎは６〜１４の整数であ
り、ｍは０又は１である。）で表わされるケイ素化合物
を用いることができる。その中でも合成化学的側面か
ら、化合物の安定性、合成収率の高さ、それに起因する
コスト等を考慮すれば、特に一般式（１）の一部が開裂
したトリシラノール体、すなわち、［ＲＳｉＯ_3/2］
₇（Ｏ_1/2Ｈ）₃の化学式で表されるタイプ（下記一般式
（６））、［ＲＳｉＯ_3/2］₈（Ｏ_1/2Ｈ）₂の化学式で表
されるタイプ（下記一般式（７）および（８））が好ま
しく使用され、さらに好ましくは［ＲＳｉＯ_3/2］₇（Ｏ
_1/2Ｈ）₃の化学式で表されるトリシラノール体（一般式
（６））が使用される。なお、一般式（６）、（７）及
び（８）において、同一ケイ素原子に結合しているＲと
ＯＨは、お互いの位置を交換したものでもよい。

【００２３】

【化６】

【００２４】

【化７】

【００２５】

【化８】

【００２６】本発明に使用される籠状シルセスキオキサ
ン、あるいはその部分開裂構造体におけるＲの種類とし
ては、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基、シクロ
アルキル基、アルケニル基、アラアルキル基、アリール
基及び後述する一般式（９）で表わされるケイ素数１〜
１０のケイ素原子含有基が挙げられる。上記Ｒのうちア
ルキル基の例としては、メチル、エチル、プロピル、ｎ
−ブチル、ｉ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ｉ−ペ
ンチル、ネオペンチル、ｎ−ヘキシル、ｉ−ヘキシル、
ｎ−ヘプチル、ｉ−ヘプチル、ｎ−オクチル、ｉ−オク
チル、ｎ−ノニル、ｉ−ノニル、ｎ−デシル、ｉ−デシ
ル、ｎ−ウンデシル、ｉ−ウンデシル、ｎ−ドデシル、
ｉ−ドデシル基等が挙げられる。

【００２７】上記Ｒのうちシクロアルキル基の例として
は、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチ
ル、シクロオクチル、シクロノニル、メチルシクロペン
チル、メチルシクロヘキシル等が挙げられる。アルケニ
ル基の例としては、ビニル、プロペニル、ブテニル、ペ
ンテニル、ヘキセニル、ヘプテニル、オクテニル、ノネ
ニル、デセニル、ウンデセニル、ドデセニル、シクロヘ
キセニル、シクロヘキセニルエチル、ノルボルネニルエ
チル等が挙げられる。

【００２８】アラアルキル類の例としてはベンジル、フ
ェネチル、２−メチルベンジル、３−メチルベンジル、
４−メチルベンジル、２，６−ジメチルベンジル、２，
４−ジメチルベンジル、２，５−ジメチルベンジル、２
−エチルベンジル、３−エチルベンジル、４−エチルベ
ンジル、２−メチルフェネチル、３−メチルフェネチ
ル、４−メチルフェネチル、２−プロピルベンジル、３
−プロピルベンジル、４−プロピルベンジル、２−エチ
ル−６−メチルベンジル、２−エチル−５−メチルベン
ジル、２−エチル−４−メチルベンジル、６−エチル−
２−メチルベンジル、５−エチル−２−メチルベンジ
ル、４−エチル−２−メチルベンジル、２，６−ジメチ
ルフェネチル、２，５−ジメチルフェネチル、２，４−
ジメチルフェネチル、２−エチルフェネチル、３−エチ
ルフェネチル、４−エチルフェネチル、２，６−ジエチ
ルベンジル、２，５−ジエチルベンジル、２，４−ジエ
チルベンジル、２−エチル−６−メチルフェネチル、２
−エチル−５−メチルフェネチル、２−エチル−４−メ
チルフェネチル、６−エチル−２−メチルフェネチル、
５−エチル−２−メチルフェネチル、４−エチル−２−
メチルフェネチル、２，６−ジエチルフェネチル、２，
５−ジエチルフェネチル、２，４−ジエチルフェネチル
基等が挙げられる。

【００２９】上記Ｒのうちアリール基の例としては、フ
ェニル基、あるいは炭素数１〜１４、より好ましくは炭
素数１〜８のアルキル基で１置換あるいは複数置換され
たフェニル基等が挙げられる。これらの置換基Ｒの中で
も、特に炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数５〜２０
のシクロアルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基及
び炭素数７〜２０のアラアルキル基、フェニル基あるい
は炭素数１〜８のアルキル基で置換されたフェニル基の
場合には良好な成形時の溶融流動性が得られるが、成形
時の溶融流動性と籠状シルセスキオキサンのハンドリン
グ（Ｒの炭素数が大きくなると籠状シルセスキオキサン
化合物は粘ちょうな液体となり、ハンドリングや精製が
困難になる）のバランスを考慮すれば、アルキル基、シ
クロアルキル基、アルケニル基及びアラアルキル基の炭
素数は、１６以下が好ましく、さらに１２以下が特に好
ましい。

【００３０】そのような炭素数が１２以下の具体的に好
ましい置換基の例としては、メチル基、ｉ−ブチル
基、ｉ−オクチル基、シクロヘキシル基、フェネチル
基、フェニル基、トリル基が挙げられる。Ｒとして採用
されるケイ素原子数１〜１０のケイ素原子含有基として
は、広範な構造のものが採用されるが、例えば下記一般
式（９）、あるいは一般式（１０）の構造の基が挙げら
れる。当該ケイ素原子含有基中のケイ素原子数として
は、通常１〜１０の範囲であるが、好ましくは１〜６の
範囲、より好ましくは１〜３の範囲である。ケイ素原子
の数が大きくなりすぎると籠状シルセスキオキサン化合
物は粘ちょうな液体となり、ハンドリングや精製が困難
になるので好ましくない。

【００３１】

【化９】

【００３２】一般式（９）中のｎは、通常は１〜１０の
整数の範囲であるが、好ましくは１〜６の範囲の整数、
より好ましくは１〜３の範囲の整数である。また、一般
式（９）中の置換基Ｒ₅及びＲ₆は、水素原子又は炭素数
１〜１０、好ましくは炭素数１〜６の有機基である。当
該有機基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル
基、ブチル基、シクロヘキシル基等のアルキル基、ビニ
ル基、アリル基等の不飽和結合含有基、あるいはＣＦ₃
ＣＨ₂ＣＨ₂−等の含フッ素アルキルのような置換アルキ
ル基や、フェニル基、トルイル基等のアリール基、ベン
ジル基、フェネチル基等のアラアルキル基が挙げられ
る。

【００３３】一般式（９）中のＲ₇は、水素原子又は炭
素数１〜２０、好ましくは炭素数１〜１２、より好まし
くは炭素数１〜８の有機基である。当該有機基の例とし
ては、１）メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル
基、ペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シク
ロヘキシル基、２−シクロヘキシルエチル基、オクチル
基、ドデシル基等のアルキル基、２）ビニル基、アリル
基、２−シクロヘキセニルエチル基等のアルケニル基、
３）フェニル基、トルイル基、アルキル置換フェニル基
等のアリール基、４）ベンジル基、フェネチル基等のア
ラアルキル基、５）３，３，３−トリフルオロ−ｎ−プ
ロピル基等の含フッ素アルキル基やＣＦ₃ＣＦ₂ＣＦ₂Ｏ
ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−基のような含フッ素エーテル基等の
部分置換炭化水素基が挙げられる。

【００３４】なお、一般式（９）において、同一のケイ
素原子に２個以上の水素原子が同時に連結することはな
い。Ｒとして採用されるシロキシ基の具体的例として
は、例えばトリメチルシロキシ、ジメチルフェニルシロ
キシ、ジフェニルメチルシロキシ、ジメチル−ｎ−ヘキ
シルシロキシ、ジメチルシクロヘキシルシロキシ、ジメ
チルオクチルシロキシ、（ＣＨ₃）₃ＳｉＯ［Ｓｉ（ＣＨ
₃）₂Ｏ］_k−（ｋ＝１〜９）、２−フェニル−２，４，
４，４−テトラメチルシロキシ、４−フェニル−２，
２，４，４−テトラメチルシロキシ、４，４−ジフェニ
ル−２，２，４−トリメチルシロキシ、２，４−ジフェ
ニル−２，４，４−トリメチルシロキシ等が挙げられ
る。

【００３５】

【化１０】

【００３６】一般式（１０）において、Ｒａは炭素数１
〜１０の２価の炭化水素基であり、炭素数としては、好
ましくは２〜６の範囲であり、特に好ましくは２または
３である。Ｒａの具体例としては、例えば、−ＣＨ₂Ｃ
Ｈ₂−、−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−、−（ＣＨ₂）_m−（ｍ＝４
〜１０）等のアルキレン基があげられる。一般式（１
０）におけるＲ₅，Ｒ₆，Ｒ₇は、一般式（９）中のＲ₅，
Ｒ₆，Ｒ₇と同じである。また、Ｒ₈，Ｒ₉は、Ｒ₅，Ｒ₆と
同じである。ｎ' は、０または１〜９の範囲の整数であ
るが、好ましくは０または１〜５の範囲の整数、特に好
ましくは０、１または２である。

【００３７】上記一般式［ＲＳｉＯ_3/2］_n、一般式［Ｒ
ＳｉＯ_3/2］_n-m（Ｏ_1/2Ｈ）_2+m及び一般式（１）〜
（８）中のＲは１種類で籠状シルセスキオキサン化合物
あるいはその部分開裂構造体を構成してもよいし、２種
類以上の置換基で構成してもよい。籠状シルセスキオキ
サンの合成法としては、例えば、ＢｒｏｗｎらのＪ．Ａ
ｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１９６５，８７，４３１３
や、ＦｅｈｅｒらのＪ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１
９８９，１１１，１７４１、Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌ
ｉｃｓ１９９１，１０，２５２６等が報告されてい
る。

【００３８】これらの文献によると、例えば、シクロヘ
キシルトリエトキシシランを水／メチルイソブチルケト
ン中、触媒としてテトラメチルアンモニウムヒドロキサ
イドを加えて反応させることにより結晶として得られ
る。

【００３９】また、上記一般式（６）〜（８）で表され
るトリシラノール体及びジシラノール体は完全縮合型の
籠状シルセスキオキサン化合物を製造する際に同時に生
成するか、完全縮合型の籠状シルセスキオキサン化合物
からトリフルオロ酸やテトラエチルアンモニウムヒドロ
キサイドによって部分切断することにより合成できるこ
とがＦｅｈｅｒらのＣｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．１９９
８，１２７９によって報告されている。籠状シルセスキ
オキサンの構造解析としては、例えばＬａｒｓｓｏｎら
のＡｌｋｉｖＫｅｍｉ１６，２０９（１９６０）に
よってＸ線構造解析が行われ、構造の同定が行われてい
る。また、これらの籠状シルセスキオキサンは簡易的に
赤外吸収スペクトルやＮＭＲを用いて同定を行うことが
でき、例えばＶｏｇｔらのＩｎｎｏｒａｇ．Ｃｈｅｍ．
２，１８９（１９６３）によって示されている。

【００４０】本発明の（Ａ）成分（ポリアミド系樹
脂）、（Ｂ）成分（籠状シルセスキオキサンおよび／ま
たはその部分開裂構造体）、および（Ｃ）成分（ガラス
繊維）からなるポリアミド系樹脂組成物において、
（Ａ）成分と（Ｃ）成分の合計１００重量部に対する、
（Ｂ）成分の配合量は、通常は０．１〜５０重量部であ
る。さらに、好ましくは１〜３０重量部の範囲、より好
ましくは２〜２０重量部の範囲、特に好ましくは３〜１
５重量部が使用される。０．１重量部より配合量が少な
い場合は溶融流動性改善に対する効果が小さく好ましく
ない。一方、配合量が５０重量部を越えると得られる成
形体の機械的強度等が低下するうえ、コスト高になるだ
けであるので好ましくはない。

【００４１】本発明のガラス繊維強化ポリアミド系樹脂
組成物においては、（Ｂ）成分である籠状シルセスキオ
キサンあるいはその部分開裂構造体をそれぞれ単独で用
いてもよいし、２種類以上の混合物として用いてもよ
い。またこれらの籠状シルセスキオキサンおよび／また
はその部分開裂構造体のいずれかを、添加されるシルセ
スキオキサン化合物全体（無定形構造やラダ−構造のシ
ルセスキオキサンも含むもの）に対して５０重量％以
上、好ましくは７０重量％以上、より好ましくは９０％
以上含んでいれば、他のシルセスキオキサン化合物（無
定形構造やラダ−構造のシルセスキオキサン）を含んだ
化合物であっても、本発明の目的を達することができ
る。

【００４２】なお、本発明に使用される一般式（１）〜
（５）及び一般式（６）〜（８）で表される籠状シルセ
スキオキサン化合物あるいはその部分開裂構造体の代わ
りに、籠を形成していない無定形のシルセスキオキサン
をポリアミド系樹脂組成物の添加剤として用いた場合
は、成形時の溶融流動性向上効果は小さい。次に本発明
の（Ｃ）成分であるガラス繊維について説明する。本発
明で用いられるガラス繊維は、無アルカリガラス繊維で
あっても含アルカリガラス繊維であってもよい。また形
状としては長繊維と短繊維のいずれでも構わないが、押
出し時におけるフィーダーからの供給精度等の点から長
さ０．５ｍｍ〜１０ｍｍのチョップドストランドの短繊
維が好ましく、さらに１ｍｍ〜８ｍｍが好ましく、特に
１ｍｍ〜５ｍｍが好ましく用いられる。

【００４３】なお、これらガラス繊維の長さは、成形体
に要求される性能、混錬装置の形状、混錬条件などによ
って最適なものが選択され、例えば２軸押出し機のスク
リューデザイン、スクリュー回転数、吐出量などの運転
条件により最適なものが選ばれる。またガラス繊維の断
面形状も特に限定されないが、通常は円形のものが使用
され、その際の断面の平均直径は通常１〜３０μｍであ
り、さらには平均直径は３〜２０μｍが好ましく、特に
４〜１５μｍのものが好ましく用いられる。

【００４４】なお、上記のガラス繊維には、ガラスとポ
リアミド系樹脂との親和性を高めるために表面処理が施
されていても構わない。そのような目的で使用される表
面処理剤としては、従来公知のガラス表面処理剤を用い
ることができ、具体的な例として、種々のシランカップ
リング剤が挙げられ、これらはシランカップリング剤の
アルコキシ基とガラス表面のシラノール基との縮合反応
によってガラス表面に様々な化学的性質を付与すること
ができる。

【００４５】上記（Ｃ）成分であるガラス繊維の添加量
は、本発明のガラス繊維強化ポリアミド系樹脂組成物中
の（Ａ）成分と（Ｃ）成分の合計１００重量部におい
て、１０〜５０重量部であり、好ましくは１５〜４５重
量部であり、さらに好ましくは２０〜４０重量部であ
る。ガラス繊維の添加量が５０重量部より多いと本発明
の効果の範囲を越えて溶融流動性が著しく低下して成形
性が不良となったり、得られる成形体の力学強度も逆に
低下してしまうため好ましくない。逆に添加量が１０重
量部未満だと、ガラス繊維による補強効果が殆ど発現し
ないため好ましくない。

【００４６】また、本発明のガラス繊維強化ポリアミド
系樹脂組成物は、（融点＋５）℃〜（融点＋５０）℃の
温度範囲から選ばれる任意の温度で測定された下記式
（１）で表されるメルトインデックス上昇率（ＭＩＲ）
の値が０＜ＭＩＲ＜１５．０の範囲であることを特徴と
する。ＭＩＲ＝（ＭＩ−ＭＩ₀）／ＭＩ₀ （１）ここで、（式Ａ）中のＭＩは、本発明のガラス繊維強化
ポリアミド系樹脂組成物のメルトインデックス値（ｇ／
１０ｍｉｎ）であり、ＭＩ₀は、上記ガラス繊維強化ポ
リアミド系樹脂組成物から籠状シルセスキオキサンもし
くはその部分開裂構造体（（Ｂ）成分）を除いて同様に
得られる比較組成物のメルトインデックス値である。な
おメルトインデックスは、ＪＩＳＫ６７３０に従いメ
ルトインデクサーを用いて測定される値を使用すること
が好ましい。

【００４７】メルトインデックス上昇率（ＭＩＲ）の値
は０＜ＭＩＲ＜１５．０の範囲であるが、実用上好まし
い値は０．１＜ＭＩＲ＜１０．０の範囲であり、より好
ましくは０．５＜ＭＩＲ＜５の範囲である。ＭＩＲが０
以下であると溶融流動性改善効果が全く見られないこと
を意味するため好ましくないし、逆にＭＩＲが１５．０
以上であると溶融流動性が高すぎるため、溶融成形の
際、金型等からの樹脂漏れや樹脂垂れが起こりやすくな
り実用上好ましくない。

【００４８】なお、溶融粘度の測定温度範囲に示される
「融点」とは、ガラス繊維強化ポリアミド系樹脂組成物
を構成するポリアミド樹脂の融点を意味し、２種以上の
ポリアミド樹脂が使用されているブレンド物もしくはア
ロイの場合には含有量の最も多いポリアミド樹脂の融点
とする。例えばポリアミド系樹脂が、融点が２６５℃の
ナイロン６６から主になる場合には、溶融粘度もしくは
メルトインデックスの測定は２７０〜３１５℃の範囲内
で行われるし、ナイロン６（融点２２０℃）の場合には
２２５〜２７０℃の温度範囲である。

【００４９】本発明のガラス繊維強化ポリアミド系樹脂
組成物は、溶融した際の流動性に優れる。そのため、本
発明のガラス繊維強化ポリアミド系樹脂組成物は溶融流
動性を必要とする溶融押し出し成形、射出成形、圧縮成
形等の成形方法において、高い分子量のポリアミドを用
いる場合や、複雑な形状のガラス繊維強化成形体を製造
する場合に効果を発揮する。

【００５０】本発明のガラス繊維強化ポリアミド系樹脂
組成物には、本発明の特徴および効果を損なわない範囲
で必要に応じて他の公知の付加的添加物、例えば、酸化
防止剤（２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノー
ル、２，２’−ジオキシ−３，３’−ジ−ｔ−ブチル−
５，５’−ジメチルジフェニルメタン、フェニル−β−
ナフチルアミン等）、難燃剤（デクロランプラス、臭素
化ポリフェニレンオキシド、臭素化ポリスチレンのよう
な一般的なハロゲン系難燃剤、およびメラミン、シアヌ
ール酸、シアヌール酸メラミンなどのトリアジン化合物
等）、エラストマー（エチレン／プロピレン共重合体、
エチレン／１−ブテン共重合体、エチレン／プロピレン
／非共役ジエン共重合体、エチレン／アクリル酸エチル
共重合体、エチレン／メタクリル酸グリシジル共重合
体、エチレン／酢酸ビニル／メタクリル酸グリシジル共
重合体およびエチレン／プロピレン−ｇ−無水マレイン
酸共重合体、ＡＢＳなどのオレフィン系共重合体、ポリ
エステルポリエーテルエラストマー、ポリエステルポリ
エステルエラストマー、ビニル芳香族化合物−共役ジエ
ン化合物ブロック共重合体、ビニル芳香族化合物−共役
ジエン化合物ブロック共重合体の水素添加物等）、可塑
剤（ヘキシレングリコールやグリセリンのような高級ア
ルコール系化合物、ｐ−オキシ安息香酸オクチルやｐ−
オキシ安息香酸−２−エチルヘキシルのようなヒドロキ
シ安息香酸エステル系化合物、Ｎ−メチルベンゼンスル
ホンアミドやｐ−トルエンスルホンアミドのような芳香
族スルホンアミド系化合物、β−ナフトールやジベンジ
ルフェノールオクチルクレゾールのようなフェノール類
等）、耐候（光）性改良剤（カーボンブラック、銅化合
物系、リンオキシ酸マンガン塩系、ベンゾフェノン系、
トリアゾール系、イミダゾール系、オキサゾール系、お
よびヒンダードアミン系化合物等）、結晶核剤、各種着
色剤、離型剤等を添加してもかまわない。

【００５１】次に、本発明のガラス繊維強化ポリアミド
系樹脂組成物の製造方法について説明する。本発明のガ
ラス繊維強化ポリアミド系樹脂組成物の製造方法は、特
に規定されるものではないが、例えば上記のポリアミド
系樹脂（（Ａ）成分）、籠状シルセスキオキサンおよび
／またはその部分開裂構造体（（Ｂ）成分）、ガラス繊
維（（Ｃ）成分）、および場合によってはその他の添加
物を、単軸押出機、二軸押出機、プラストミル、加熱ロ
ール、ニーダー、バンバリーミキサー、ブラベンダープ
ラストグラフ等の加熱溶融混練機を用いて溶融混練する
方法、樹脂の溶媒（フェノール類や蟻酸類等）を用い溶
液ブレンドした後、溶媒を除去して得る方法、またはポ
リアミド樹脂の重合時において、予めポリアミドのモノ
マーに籠状シルセスキオキサン類、およびその他の添加
剤を加えて重合する方法などが挙げられる。

【００５２】その中でも単軸もしくは２軸押出機による
溶融混練が生産性の面で好ましく、その場合における各
成分の添加順序は特に制限されない。例えば、予め全成
分をプレミックスして同時に押出機に投入しても構わな
いし、いずれかの成分をサイドフィーダーで後添加して
も構わない。また市販されている、予めガラス繊維を含
んだポリアミド樹脂を原料として使用しても問題なく、
（Ｂ）成分や（Ｃ）成分の形態、ハンドリングの良し悪
しによって最適な方法を選択すれば良い。この際の溶融
混錬温度は特に限定されるものではないが、通常１５０
〜３５０℃の中から任意に選ぶことができる。

【００５３】本発明のガラス繊維強化ポリアミド系樹脂
組成物は、先記のごとく溶融流動性に優れているので、
溶融流動性を必要とする各種の溶融成形方法により、経
済的に有利に、かつ高品質の成形体を製造することが出
来る。例えば圧縮成形、トランスファー成形、射出成
形、押し出し成形、ブロー成形、中空成形、カレンダ成
形といった各種の溶融成形方法が使用される。中でも、
生産性に優れる射出成形と押し出し成形が好ましく、そ
の際の溶融温度は１５０〜３５０℃の中から任意に選ぶ
ことができる。また、そのガラス繊維強化ポリアミド系
樹脂成形体の形態も特に限定されず、フィルム状や繊維
状であっても構わない。

【００５４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を実施
例及び比較例に基づき詳細に説明する。ただし、本発明
はこれらによってなんら限定されるものではない。実施
例および比較例における組成物の重量部比、および溶融
流動性の測定結果、成形体の曲げ弾性率と曲げ強度の測
定結果は表１に示した。

【００５５】

【実施例１】（ガラス繊維強化ポリアミド系樹脂組成物
の製造および溶融粘度の測定）１００℃で５時間真空乾
燥した８０重量部のナイロン６（（Ａ）成分；宇部興産
製ＵＢＥ１０１３Ｂ）、６重量部のＩｓｏｂｕｔｙｌ
Ｔｒｉｓｉｌａｎｏｌ−Ｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ
（（Ｂ）成分；本文中の一般式（６）においてＲ＝Ｉ
ｓｏｂｕｔｙｌのもの）、および３４重量部のチョッ
プドストランドガラス短繊維（（Ｃ）成分；平均直径５
μｍ、長さ３ｍｍ）をプレミックスして、２６０℃に設
定したベントポート付き二軸押出機（ＫＺＷ１５−４５
ＭＧ；ＴＥＣＨＮＯＶＥＬ社製）に投入し、スクリュー
回転数３００ｒｐｍにて溶融混練押出しを行った。混錬
押出し物を直ちに水冷したのち、ペレタイザーにかけ
て、ポリアミド系樹脂組成物をペレットとして得た。

【００５６】得られたペレットの溶融流動性の評価は、
ＪＩＳＫ６７３０に従うメルトインデックス法によ
って行い、メルトインデクサー（東洋精機製Ａ−１１１
ｍ）を用いて測定した。測定温度２３０℃、２．１６ｋ
ｇ荷重における１０分間の吐出量は２３ｇであり、メル
トインデックス上昇率はＭＩＲ＝０．４４であった（比
較組成物は１６（ｇ／１０分）；比較例参照）。（ガラス繊維強化ポリアミド系樹脂成形体の製造）得ら
れたガラス繊維強化ポリアミド系樹脂組成物ペレット
を、シリンダー温度を２６０／２６０／２６０／２６０
℃に設定した射出成形機（ＦＡＮＵＣＦＡＳ−１５
Ａ）に投入し、金型温度を８０℃に設定して、射出速度
５０ｍｍ／秒で射出成形を行った。（曲げ弾性率および曲げ強度の測定）上記射出成形で得
られた、厚み２ｍｍ×長さ１２７ｍｍ×幅１２．７ｍｍ
のタンザク試験片（支点間距離５０．８ｍｍ）を用い、
クロスヘッドスピード５ｍｍ／分での曲げ弾性率および
曲げ強度の測定を行った（測定装置；ミネベア（株）製
ＡＬ−５ｋＮ）。成形体の曲げ弾性率は５７９７ＭＰ
ａ、曲げ強度は１６０ＭＰａであった。

【００５７】

【比較例】（実施例１の比較組成物、比較成形体の製
造）（Ｂ）成分（ＩｓｏｂｕｔｙｌＴｒｉｓｉｌａ
ｎｏｌ−Ｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ）を用いない
以外は、実施例１と同様にナイロン６とガラス繊維を混
錬して比較組成物（ペレット）を製造し、さらに実施例
と同条件・同金型で成形を行って比較成形体を得た。

【００５８】上記比較組成物のメルトインデックスは、
測定温度２３０℃、２．１６ｋｇ荷重において１６（ｇ
／１０分間）であった。また、上記比較成形体の曲げ弾
性率は５１８３ＭＰａ、曲げ強度は１３５ＭＰａであっ
た。以上、実施例と比較例から明らかであるように、本
発明の籠状シルセスキオキサンおよび／またはその部分
開裂構造体（（Ｂ）成分）を含むガラス繊維強化ポリア
ミド系樹脂組成物は、（Ｂ）成分の添加前と比較して溶
融流動性に極めて優れている上、それを用いて得られる
ガラス繊維強化ポリアミド系樹脂成形体は、曲げ弾性率
と曲げ強度も改善されていることが分かる。

【００５９】

【表１】

【００６０】

【発明の効果】本発明のガラス繊維強化ポリアミド系樹
脂組成物は、籠状シルセスキオキサンおよび／またはそ
の部分開裂構造体（Ｂ成分）を加えない比較組成物より
も高い溶融流動性を有するため、ガラス繊維を多量に用
いる場合において有効である。また、従来よりも高い分
子量のポリアミドを用いる場合や複雑な形状の成形体を
得る場合等の有用性も示唆され、組成物の溶融流動性を
必要とする各種の溶融成形法により経済的に有利に成形
体を得る事が出来る。しかも得られるガラス繊維強化ポ
リアミド系樹脂成形体は、曲げ弾性率や曲げ強度も改善
されるため、自動車部品、家電部品、ＯＡ機器部品、電
子部品等で好適に使用することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4F072 AA05 AB09 AD44 AD47 AF21 AG05 AH23 AK04 AK15 AK16 4J002 BB02X BB08X BB11X BB15X BB16X BN15X CH07X CL01W CL02W CL03W CL05W CP03Y DL006 EX037 FA11Y FD020 FD040 FD070 FD130 GN00 GQ00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）ポリアミド系樹脂と、（Ｂ）一般
式［ＲＳｉＯ_3/2］_nで表される籠状シルセスキオキサン
および／または一般式［ＲＳｉＯ_3/2］_n-m［Ｏ_1/2Ｈ］
_2+mで表される、籠状シルセスキオキサンの一部が開裂
した構造のケイ素化合物と、（Ｃ）ガラス繊維を含有す
るガラス繊維強化ポリアミド系樹脂組成物。
【請求項２】請求項１に記載のガラス繊維強化ポリア
ミド系樹脂組成物の（Ａ）ポリアミド系樹脂と、（Ｃ）
ガラス繊維の合計１００重量部における（Ａ）の配合量
が５０〜９０重量部、（Ｃ）の配合量が１０〜５０重量
部であり、（Ａ）と（Ｃ）の合計１００重量部に対する
（Ｂ）一般式［ＲＳｉＯ_3/2］_nで表される籠状シルセス
キオキサンおよび／または一般式［ＲＳｉＯ_3/2］
_n-m［Ｏ_1/2Ｈ］_2+mで表される、籠状シルセスキオキサ
ンの一部が開裂した構造のケイ素化合物との配合量が
０．１〜５０重量部であって、かつ、当該ポリアミド系
樹脂を構成するポリアミド樹脂の融点の（融点＋５）℃
〜（融点＋５０）℃の温度範囲から選ばれる任意の温度
で測定された下記式（１）で表されるメルトインデック
ス上昇率（ＭＩＲ）の値が０＜ＭＩＲ＜１５．０の範囲
であることを特徴とする請求項１に記載のガラス繊維強
化ポリアミド系樹脂組成物。ＭＩＲ＝（ＭＩ−ＭＩ₀）／ＭＩ₀ （１）（一般式［ＲＳｉＯ_3/2］_n 、一般式［ＲＳｉＯ_3/2］
_n-m［Ｏ_1/2Ｈ］_2+m中のＲは水素原子、炭素数１〜２０
のアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アラ
アルキル基、アリール基、及びケイ素数１〜１０のケイ
素原子含有基のいずれか一種を表し、複数のＲは同一で
もそれぞれ異なってもよく、ｎは６〜１４の整数であ
り、ｍは０又は１である。また式（１）中のＭＩは、ガ
ラス繊維強化ポリアミド系樹脂組成物のメルトインデッ
クス値（ｇ／１０ｍｉｎ）であり、ＭＩ ₀は上記ガラス
繊維強化ポリアミド系樹脂組成物から（Ｂ）成分を除い
た組成物のメルトインデックス値である。）
【請求項３】請求項１〜２のいずれかに記載のガラス
繊維強化ポリアミド系樹脂組成物を、溶融成形法により
成形体を製造することを特徴とするガラス繊維強化ポリ
アミド系樹脂成形体の製造方法。
【請求項４】請求項３に記載の製造方法で得られるこ
とを特徴とするガラス繊維強化ポリアミド系樹脂成形
体。