JP2019089949A - ポリアミド樹脂組成物及び成形体 - Google Patents

Abstract

【課題】炭素繊維による優れた機械強度を維持しつつ、耐衝撃性に優れたポリアミド樹脂組成物を提供する。【解決手段】ポリアミド樹脂と、酸変性スチレン系エラストマーと、エポキシ変性スチレン系化合物と、炭素繊維とを含有する、ポリアミド樹脂組成物。【選択図】なし

Description

本発明は、ポリアミド樹脂組成物及び該ポリアミド樹脂組成物を用いた成形体に関する。

ポリアミド樹脂は、軽量で成形加工が容易であることから各種の用途に使用されている。更に、強度や弾性率、耐熱性といった特性を付与して有用性を高める研究が盛んに進められている。その手法として、ガラス繊維、炭素繊維、繊維状無機化合物などの繊維状充填剤を使用する方法が用いられている。そのなかでも強度が強く軽量である炭素繊維を配合したポリアミド樹脂組成物が注目されている。しかし、炭素繊維を使用すると組成物の強度や弾性率などは大きく向上するも、材料自体が脆くなり、衝撃強度が大きく低下する欠点がある。衝撃強度を改良する方法としては、各種エラストマー（ゴム成分）をブレンドする方法が知られている。例えば、特許文献１および特許文献２においては、酸変性エラストマーを配合することが開示されている。

特開２０１３−６０４９５号公報 特開２０１６−４７９３６号公報

特許文献１及び特許文献２の方法では、衝撃強度の改善効果は十分ではなく、実用に耐えられる衝撃強度を得るためには過剰のエラストマーを配合する必要があり、曲げ強度等の機械強度が低下するという問題がある。

本発明の目的は、炭素繊維による優れた機械強度を維持しつつ、耐衝撃性に優れたポリアミド樹脂組成物を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。即ち、本発明の要旨は以下の通りである。

項１ ポリアミド樹脂と、酸変性スチレン系エラストマーと、エポキシ変性スチレン系化合物と、炭素繊維とを含有する、ポリアミド樹脂組成物。

項２ 前記酸変性スチレン系エラストマーの酸価が、１ｍｇＣＨ_３Ｎａ／ｇ〜２０ｍｇＣＨ_３Ｎａ／ｇである、項１に記載のポリアミド樹脂組成物。

項３ 前記酸変性スチレン系エラストマーのスチレン含有量が、前記酸変性スチレン系エラストマー全量１００質量％中において１０質量％〜４０質量％である、項１または項２に記載のポリアミド樹脂組成物。

項４ 前記エポキシ変性スチレン系化合物のエポキシ当量が、３００ｇ／ｅｑ〜３５００ｇ／ｅｑである、項１〜項３のいずれか一項に記載のポリアミド樹脂組成物。

項５ 前記エポキシ変性スチレン系化合物のスチレン含有量が、前記エポキシ変性スチレン系化合物全量１００質量％中において２０質量％〜６０質量％である、項１〜項４のいずれか一項に記載のポリアミド樹脂組成物。

項６ 前記酸変性スチレン系エラストマーが、酸変性スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体である、項１〜項５のいずれか一項に記載のポリアミド樹脂組成物。

項７ 前記エポキシ変性スチレン系化合物が、エポキシ変性スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体である、項１〜項６のいずれか一項に記載のポリアミド樹脂組成物。

項８ 前記酸変性スチレン系エラストマーの含有量が、前記ポリアミド樹脂組成物全量１００質量％中において１質量％〜２０質量％である、項１〜項７のいずれか一項に記載のポリアミド樹脂組成物。

項９ 前記エポキシ変性スチレン系化合物の含有量が、前記ポリアミド樹脂組成物全量１００質量％中において０．１質量％〜１０質量％である、項１〜項８のいずれか一項に記載のポリアミド樹脂組成物。

項１０ 前記炭素繊維の含有量が、前記ポリアミド樹脂組成物全量１００質量％中において１０質量％〜５０質量％である、項１〜項９のいずれか一項に記載のポリアミド樹脂組成物。

項１１ 項１〜項１０のいずれか一項に記載のポリアミド樹脂組成物を成形してなる、成形体。

本発明によれば、炭素繊維による優れた機械強度を維持しつつ、耐衝撃性に優れたポリアミド樹脂組成物を提供することができる。

実施例１，２及び比較例１〜５で得られたサンプルのＩＺＯＤ衝撃値と曲げ強度の関係を示す図である。

以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。ただし、以下の実施形態は単なる例示である。本発明は、以下の実施形態に何ら限定されない。

＜ポリアミド樹脂組成物＞
本発明のポリアミド樹脂組成物は、ポリアミド樹脂と、酸変性スチレン系エラストマーと、エポキシ変性スチレン系化合物と、炭素繊維とを含有し、必要に応じてその他の添加剤をさらに含有することができる。

従来のポリアミド樹脂に酸変性エラストマーを配合する方法は、ポリアミド樹脂とエラストマーとの界面からの破壊を抑えることはできる。しかし、ポリアミド樹脂と炭素繊維との界面からの破壊を抑制することは難しく、衝撃強度が十分に向上しない。しかし、本発明のポリアミド樹脂組成物は、酸変性スチレン系エラストマーとエポキシ変性スチレン系化合物の両者のスチレンブロックが相溶し、酸変性スチレン系エラストマーの酸性基がポリアミド樹脂の末端基と、エポキシ変性スチレン系化合物のエポキシ基が炭素繊維の表面官能基と反応することで、ポリアミド樹脂と炭素繊維との界面からの破壊も抑制され、衝撃強度が向上するものと考えられる。

本発明のポリアミド樹脂組成物の各構成要素等を以下に説明する。

（ポリアミド樹脂）
本発明で用いるポリアミド樹脂は、主鎖中にアミド結合（−ＮＨ−Ｃ（＝Ｏ）−）を有する重合体であり、後述のアミノカルボン酸、ジアミン、ジカルボン酸等のモノマー成分に由来する構成単位を含む重合体である。ポリアミド樹脂は、１種類の構成単位からなるもの（アミノカルボン酸の重合体）でも、複数種の構成単位からなるもの（ジアミンとジカルボン酸との共重合体、ジアミンとジカルボン酸とアミノカルボン酸との共重合体等）であってもよい。複数種の構成単位からなる共重合体の場合には、共重合比率、共重合形態（ランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共重合体等）等は、任意に選択することができる。

アミノカルボン酸としては、６−アミノカプロン酸、７−アミノヘプタン酸、８−アミノオクタン酸、９−アミノノナン酸、１０−アミノデカン酸、１１−アミノウンデカン酸、１２−アミノドデカン酸等の炭素数５〜２０の脂肪族ω−アミノカルボン酸；ｐ−アミノ安息香酸、ｐ−アミノメチル安息香酸等の芳香族ジアミン；等を挙げることができる。また、脂肪族ω−アミノカルボン酸に対応する環状のラクタムを用いてもよい。これらは単独で使用することができ、又は２種以上を併用することができる。

ジアミンとしては、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、１，７−ジアミノヘプタン、１，８−ジアミノオクタン、１，９−ジアミノノナン、１，１０−ジアミノデカン、１，１１−ジアミノウンデカン、１，１２−ジアミノドデカン、２−メチル−１，５−ジアミノペンタン、３−メチル−１，５−ジアミノペンタン、２−エチルテトラメチレンジアミン等の脂肪族ジアミン；１，２−ジアミノシクロヘキサン、１，３−ジアミノシクロヘキサン、１，４−ジアミノシクロヘキサン、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、イソホロンジアミン、ピペラジン等の脂環族ジアミン；ｐ−フェニレンジアミン、ｏ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−キシレンジアミン、ｏ−キシレンジアミン、ｍ−キシレンジアミン等の芳香族ジアミン；等を挙げることができる。これらは単独で使用することができ、又は２種以上を併用することができる。

ジカルボン酸としては、コハク酸、グルタール酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、１，９−ノナンジカルボン酸、１，１０−デカンジカルボン酸、１，１１−ウンデカンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸；１，２−シクロヘキサンジカルボン酸、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸；テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、２−メチルテレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸；等を挙げることができる。これらは単独で使用することができ、又は２種以上を併用することができる。

ポリアミド樹脂の具体例として、例えば、ポリアミド６（６−アミノカプロン酸の重合体）、ポリアミド６６（ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸との共重合体）、ポリアミド１１（１１−アミノウンデカン酸の重合体）、ポリアミド１２（１２−アミノドデカン酸の重合体）、ポリアミド４６（テトラメチレンジアミンとアジピン酸との共重合体）、ポリアミド６／６６共重合体（６−アミノカプロン酸とヘキサメチレンジアミンとアジピン酸との共重合体）、ポリアミド６／１２共重合体（６−アミノカプロン酸と１２−アミノドデカン酸との共重合体）の脂肪族ポリアミド樹脂；ポリアミドＭＸＤ６（ｍ−キシレンジアミンとアジピン酸との共重合体）、ポリアミド６Ｔ（ヘキサメチレンジアミンとテレフタル酸との共重合体）、ポリアミド９Ｔ（１，９−ジアミノノナンとテレフタル酸との共重合体）、ポリアミド１０Ｔ（１，１０−ジアミノデカンとテレフタル酸との共重合体）、ポリアミド６Ｔ／６６共重合体（ヘキサメチレンジアミンとテレフタル酸とアジピン酸との共重合体）等の半芳香族ポリアミド樹脂；等が挙げられる。これらは単独で使用することができ、又は２種以上を併用することができる。

本発明において、半芳香族ポリアミド樹脂とは、ポリアミド樹脂の構成単位として、脂肪族モノマーに由来する構成単位と芳香族モノマーに由来する構成単位とを含むポリアミド樹脂を意味する。脂肪族モノマーとしては、上述のモノマー成分のなかで脂肪族ジカルボン酸、脂肪族ジアミン、脂環族ジアミン、脂肪族ω−アミノカルボン酸、脂環族ジカルボン酸等が挙げられる。芳香族モノマーとしては、上述のモノマー成分のなかで芳香族ジアミン、芳香族ジカルボン酸、芳香族アミノカルボン酸等が挙げられる。

本発明で使用するポリアミド樹脂は、変形、変色等を抑制するため、融点が１５０℃以上であることが好ましい。また、押出、成形等の溶融加工でのポリアミド樹脂の熱分解を抑制するため、融点が３５０℃以下であることが好ましく、さらには３３０℃以下であることがより好ましい。融点は、ＪＩＳ−Ｋ７１２１に準じて測定することができる。

上記ポリアミド樹脂の形状は、溶融混練が可能であれば特に制限はなく、粉末状、顆粒状、ペレット状のいずれも使用することができる。

本発明のポリアミド樹脂組成物におけるポリアミド樹脂の含有量は、ポリアミド樹脂組成物の合計量１００質量％中に２０質量％〜８８質量％であることが好ましく、３３質量％〜７４質量％であることがより好ましく、４０質量％〜６４質量％であることが更に好ましい。

（酸変性スチレン系エラストマー）
本発明で用いる酸変性スチレン系エラストマーは、常温ではゴム状弾性を持つ固体であるが、加熱することで粘度が低下し、ポリアミド樹脂のような熱可塑性樹脂と溶融混合可能な性質を有する高分子化合物であればよく、例えば、水添のスチレン・ブタジエン共重合体、または水添のスチレン・イソプレン共重合体が用いることができ、それらはランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体などのいずれであってもよく、その重合体の一部にカルボキシ基又は無水カルボキシ基を有する重合性モノマーを導入したものである。

ここで用いられる官能基を有する重合性モノマーとしては、アクリル酸、メタアクリル酸、マレイン酸、イタコン酸等の脂肪族カルボン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等の脂肪族無水カルボン酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸等の芳香族無水カルボン酸が挙げられ、好ましくは脂肪族無水カルボン酸であり、より好ましくは無水マレイン酸である。これらの２種以上を併用しても構わない。一部にこれら重合性モノマーと反応しないものを含んでも何ら問題ない。

上記酸変性スチレン系エラストマーの中でも、酸変性スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）が好適に用いられる。水添していない場合、スチレン系エラストマーがポリアミド樹脂と架橋反応する可能性があり、架橋反応をすると樹脂の流動性が悪くなる場合があり、薄肉では樹脂が充填されにくくなるので好ましくない。

酸変性スチレン系エラストマーは、酸変性の度合いとして、滴定法で測定した酸価が１ｍｇＣＨ_３Ｎａ／ｇ〜２０ｍｇＣＨ_３Ｎａ／ｇのものを用いることが好ましく、酸価が５ｍｇＣＨ_３Ｎａ／ｇ〜１５ｍｇＣＨ_３Ｎａ／ｇのものを用いることがより好ましい。酸価を上記範囲とすることでポリアミド樹脂との相溶性がより一層良好となる。

酸変性スチレン系エラストマーはポリアミド樹脂との相溶性をより一層向上させるためには、２３０℃、荷重２．１６ｋｇの条件下で測定したメルトフローレート（以下、「ＭＦＲ」という）値は、３ｇ／１０ｍｉｎ〜１０ｇ／１０ｍｉｎであることが好ましく、４ｇ／１０ｍｉｎ〜９ｇ／１０ｍｉｎであることがより好ましい。ＭＦＲ値が３ｇ／１０ｍｉｎ未満であると溶融時の流動性が悪いため、ポリアミド樹脂と均一に分散しない場合があり、ＭＦＲ値が１０ｇ／１０ｍｉｎを越えると溶融時の流動性が良すぎるために、ポリアミド樹脂と均一に分散しない場合がある。また、分子量と溶融粘度は相関することから、上述のＭＦＲ値は、酸変性スチレン系エラストマーの分子量の指標とすることができ、ＭＦＲ値が３ｇ／１０ｍｉｎ〜１０ｇ／１０ｍｉｎの数平均分子量は、概ね１万〜２０万である。酸変性スチレン系エラストマーのＭＦＲ値は、ＪＩＳ Ｋ７２１０に準拠して測定することができる。

酸変性スチレン系エラストマーは、エポキシ変性スチレン系化合物との相溶性をより一層向上させるため、スチレン含有量が酸変性スチレン系エラストマー全量１００質量％において１０質量％〜４０質量％であることが好ましく、１５質量％〜３５質量％がより好ましく、１５質量％〜２５質量％であることが更に好ましい。スチレン含有量が１０質量％未満であるとエポキシ変性スチレン系化合物との相溶性が悪くなる場合があり、スチレン含有量が４０質量％を超えると組成物の衝撃強度を上げる効果がより一層小さくなる。

上記酸変性スチレン系エラストマーの形状は、溶融混練が可能であれば特に制限はなく、粉末状、顆粒状、ペレット状のいずれも使用することができる。

本発明の樹脂組成物における酸変性スチレン系エラストマーの含有量は、樹脂組成物の合計量１００質量％中に１質量％〜２０質量％であることが好ましく、５質量％〜２０質量％であることがより好ましく、１０質量％〜２０質量％であることが更に好ましい。酸変性スチレン系エラストマーの含有量を上記範囲とすることで、より一層優れた耐衝撃性を得ることができる。

（エポキシ変性スチレン系化合物）
本発明で用いるエポキシ変性スチレン系化合物は、上記ポリアミド樹脂のような熱可塑性樹脂と溶融混合可能な性質を有する化合物であればよく、好ましくは常温ではゴム状弾性を持つ固体であるが、加熱することで粘度が低下し、上記ポリアミド樹脂のような熱可塑性樹脂と溶融混合可能な性質を有する高分子化合物（エポキシ変性スチレン系エラストマー）であることが好ましい。

本発明で用いるエポキシ変性スチレン系化合物としては、水添のスチレン・ブタジエン共重合体、または水添のスチレン・イソプレン共重合体が用いることができ、それらはランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体などのいずれであってもよく、その重合体の一部にエポキシ基を有する重合性モノマーを導入したものである。なお、エポキシ基には、主鎖をエポキシ化したものやグリジルエステルを含むものとする。

ここで用いられる官能基を有する重合性モノマーとしては、グリシジル（メタ）アクリレートなどのエポキシ基含有モノマーを挙げることができる。一部にこれら重合性モノマーと反応しないものを含んでも何ら問題ない。

上記エポキシ変性スチレン系化合物の中でも、エポキシ変性スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）が好適に用いられる。水添していない場合、スチレン系化合物がポリアミド樹脂と架橋反応する可能性があり、架橋反応をすると樹脂の流動性が悪くなることがあり、薄肉では樹脂が充填されにくくなるので好ましくない。

エポキシ変性スチレン系化合物のエポキシ当量は、３００ｇ／ｅｑ〜３５００ｇ／ｅｑが好ましく、７００ｇ／ｅｑ〜２５００ｇ／ｅｑであることがより好ましい。エポキシ当量を上記範囲とすることで炭素繊維との濡れがより一層良好となる。

エポキシ変性スチレン系化合物は、ポリアミド樹脂との相溶性をより一層向上させるためには１９０℃、荷重２．１６ｋｇの条件下で測定したＭＦＲ値は、３ｇ／１０ｍｉｎ〜１５ｇ／１０ｍｉｎであることが好ましく、５ｇ／１０ｍｉｎ〜９ｇ／１０ｍｉｎであることが更に好ましい。ＭＦＲ値が３ｇ／１０ｍｉｎ未満であると溶融時の流動性が悪いため、ポリアミド樹脂と均一に分散しない場合があり、ＭＦＲ値が１５ｇ／１０ｍｉｎを越えると溶融時の流動性が良すぎるために、ポリアミド樹脂と均一に分散しない場合がある。また、分子量と溶融粘度は相関することから、上述のＭＦＲ値は、エポキシ変性スチレン系化合物の分子量の指標とすることができる。エポキシ変性スチレン系化合物のＭＦＲ値は、ＪＩＳ Ｋ７２１０に準拠して測定することができる。

エポキシ変性スチレン系化合物は、酸変性スチレン系エラストマーとの相溶性をより一層向上させるため、スチレン含有量がエポキシ変性スチレン系化合物全量１００質量％において２０質量％〜６０質量％であることが好ましく、２５質量％〜５５質量％がより好ましく、３５質量％〜５０質量％であることが更に好ましい。スチレン含有量が２０質量％未満であると酸変性スチレン系エラストマーとの相溶性が悪くなる場合があり、スチレン含有量が６０質量％を超えると組成物の衝撃強度を上げる効果がより一層小さくなる。

上記エポキシ変性スチレン系化合物の形状は、溶融混練が可能であれば特に制限はなく、粉末状、顆粒状、ペレット状のいずれも使用することができる。

本発明の樹脂組成物におけるエポキシ変性スチレン系化合物の含有量は、樹脂組成物の合計量１００質量％中に０．１質量％〜１０質量％であることが好ましく、０．５質量％〜７質量％であることがより好ましく、１質量％〜５質量％であることが更に好ましい。エポキシ変性スチレン系化合物の含有量を上記範囲とすることで、炭素繊維強化材料の優れた機械強度を維持しつつ、耐衝撃性をより一層高めることができる。

（炭素繊維）
本発明で用いる炭素繊維は、例えば、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系、ピッチ系、セルロース系、炭化水素による気層成長系炭素繊維、黒鉛繊維などを用いることができ、これらを２種以上併用してもよい。これらのなかでもＰＡＮ系炭素繊維が好ましい。

本発明で用いる炭素繊維の平均繊維長は、好ましくは０．１ｍｍ〜１０ｍｍであり、より好ましくは１ｍｍ〜８ｍｍであり、さらに好ましくは４ｍｍ〜７ｍｍである。炭素繊維は収束剤等で凝集した繊維状補強材の束となっているものも用いることができるが、平均繊維径は、好ましくは０．５μｍ〜３０μｍであり、より好ましくは１μｍ〜２０μｍであり、さらに好ましくは３μｍ〜１５μｍである。平均アスペクト比（平均繊維長／平均繊維径）は好ましくは５以上であり、より好ましくは１０以上であり、さらに好ましくは２０以上であり、特に好ましくは５０以上である。このような短繊維（チョップドファイバー）を用いることにより、成形性と機械特性のバランスがより一層とれた樹脂組成物とすることができる。

本発明の樹脂組成物における炭素繊維の含有量は、樹脂組成物の合計量１００質量％中に１０質量％〜５０質量％であることが好ましく、２０質量％〜４０質量％であることがより好ましく、２５質量％〜３５質量％であることが更に好ましい。

（その他の添加剤）
本発明のポリアミド樹脂組成物には、その好ましい物性を損なわない範囲で、通常ポリアミド樹脂組成物に配合される各種添加剤を配合することができる。その他の添加剤として、例えば、板状充填材（雲母、マイカ、セリサイト、イライト、タルク、カオリナイト、モンモリナイト、ベーマイト、スメクタイト、バーミキュライト、二酸化チタン、チタン酸カリウム、チタン酸ナトリウム、チタン酸マグネシウムカリウム、チタン酸リチウムカリウム、ベーマイト等）、上記炭素繊維以外の繊維状補強材（ガラス繊維、ガラスミルド繊維、ワラストナイト繊維、チタン酸カリウム繊維、アラミド繊維等）、固体潤滑剤（ポリテトラフルオロエチレン樹脂、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン等のポリオレフィン樹脂、グラファイト、二硫化モリブテン、二硫化タングステン、窒化ホウ素等）、離型剤（飽和脂肪酸エステル、不飽和脂肪酸エステル、ポリオレフィン系ワックス等）、着色剤（カーボンブラック、酸化チタン等の顔料、及び染料等）、難燃剤（臭素系難燃剤、リン系難燃剤、シリコーン系難燃剤等）、紫外線吸収剤（ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、ヒドロキシフェニルトリアジン系化合物、環状イミノエステル系化合物、シアノアクリレート系化合物等）、熱安定剤（フェノール系酸化防止剤、ホスファイト系酸化防止剤、カルボジイミド化合物系加水分解防止剤等）、熱伝導剤（黒鉛粉末、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等）、帯電防止剤（ポリエーテルエステルアミド、グリセリンモノステアレート等）等が挙げられる。これらは、１種又は２種以上を配合してもよい。

本発明のポリアミド樹脂組成物が上記その他の添加剤を含む場合、その配合量は、本発明のポリアミド樹脂組成物の好ましい物性を損なわない範囲であれば特に制限はない。ポリアミド樹脂組成物の合計量１００質量％中に、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは５質量％以下である。

＜ポリアミド樹脂組成物の製造方法及び用途＞
本発明のポリアミド樹脂組成物は、ポリアミド樹脂と、酸変性スチレン系エラストマーと、エポキシ変性スチレン系化合物と、炭素繊維と、必要に応じてその他の添加剤の成分とを、混合及び加熱（特に、溶融混練）することによって製造できる。

溶融混練には、例えば、二軸押出機等の公知の溶融混練装置を使用することができる。具体的には、（１）混合機（タンブラー、ヘンシェルミキサー等）で各成分を予備混合して、溶融混練装置で溶融混練し、ペレット化手段（ペレタイザー等）でペレット化する方法；（２）所望する成分のマスターバッチを調整し、必要により他の成分を混合して溶融混練装置で溶融混練してペレット化する方法；（３）各成分を溶融混練装置に供給してペレット化する方法等により製造することができる。

溶融混練における加工温度は、ポリアミド樹脂が溶融し得る温度であれば特に限定はない。通常、溶融混練に用いる溶融混練装置のシリンダ温度をこの範囲に調整する。

かくして、所望の効果を発揮する本発明のポリアミド樹脂組成物が製造される。

本発明のポリアミド樹脂組成物は、目的とする成形体の種類、用途、形状等に応じて、射出成形、インサート成形、圧縮成形、ブロー成形、インフレーション成形等の公知の樹脂成形方法により、各種成形体とすることができる。また、上記の成形方法を組み合わせた成形方法を採用することができる。

本発明の樹脂組成物は、炭素繊維強化材料の優れた強度を維持しつつ、優れた耐衝撃性を有することから、自動車部品、電気電子部品等に好適に用いることができる。自動車部品用途としては、電動パーキングブレーキ用ギア等で好適に用いることできる。電気電子部品用途では、洗濯機、電気自動車等の減速機用ギア、掃除機、ロボットなどの筐体等で好適に用いることできる。

以下に実施例および比較例に基づいて具体的に説明するが、本発明は何らこれに限定されるものではない。なお、本実施例及び比較例で使用した原材料は具体的には以下の通りである。

ポリアミド６Ｔ（ＰＡ６Ｔ）：ＤｕＰｏｎｔ社製、商品名「ザイテルＨＴＮ５０１」
ポリアミドＭＸＤ６（ＰＡ−ＭＸＤ６）：東洋紡社製、商品名「グラマイドＴ−６００」
炭素繊維：ＺＯＬＴＥＫ社製、商品名「Ｐａｎｅｘ３５−８３」、平均繊維長６ｍｍ、平均繊維径７μｍ
酸変性ＳＥＢＳ−１：旭化成社製、商品名「タフテックＭ１９４３」（酸価：１０ｍｇＣＨ_３Ｎａ／ｇ、スチレン含有量：２０質量％、ＭＦＲ値：８．０ｇ／１０ｍｉｎ）
酸変性ＳＥＢＳ−２：旭化成社製、商品名「タフテックＭ１９１３」（酸価：１０ｍｇＣＨ_３Ｎａ／ｇ、スチレン含有量：３０質量％、ＭＦＲ値：５．０ｇ／１０ｍｉｎ）
ＳＥＢＳ：旭化成社製、商品名「タフテックＭＨ０４１」（スチレン含有量：３０質量％）
ＭＢＳ：メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン共重合体、カネカ社製、商品名「カネエースＭ７１１」
エポキシ変性ＳＥＢＳ：ダイセル社製、商品名「エポフレンドＡＴ５０１」（エポキシ当量：１０００ｇ／ｅｑ、スチレン含有量：４０質量％、ＭＦＲ値：７．０ｇ／１０ｍｉｎ）

酸変性ＳＥＢＳのＭＦＲ値は、ＪＩＳ Ｋ７２１０に準じ、２３０℃、５分滞留、荷重２．１６ｋｇの条件下で測定した。エポキシ変性ＳＥＢＳのＭＦＲ値は、ＪＩＳ Ｋ７２１０に準じ、１９０℃、５分滞留、荷重２．１６ｋｇの条件下で測定した。

＜実施例１〜実施例３および比較例１〜比較例７＞
表１に示す配合割合で、二軸押出機を用いて溶融混練し、それぞれペレットを製造した。なお、実施例１、実施例２および比較例１〜比較例５における二軸押出機のシリンダ温度は３３０℃、実施例３、比較例６および比較例７における二軸押出機のシリンダ温度は２８０℃であった。

得られたペレットを、射出成形機にて、ＪＩＳ試験片を成形し、評価サンプルとした。なお、実施例１、実施例２および比較例１〜比較例５における射出成形機のシリンダ温度は３４０℃、金型温度は１７０℃、実施例３、比較例６および比較例７における射出成形機のシリンダ温度は２８０℃、金型温度は１３０℃であった。

＜評価方法＞
（曲げ強度及び曲げ弾性率）
ＪＩＳ Ｋ７２７１に準じ、オートグラフＡＧ−５０００（島津製作所社製）にて支点間距離６０ｍｍの３点曲げ試験により曲げ強度及び曲げ弾性率を測定した。

（ノッチ付きアイゾット（ＩＺＯＤ）衝撃値）
ＪＩＳ Ｋ７１１０に準じ、１号試験片で測定した。

これらの結果を下記の表１及び図１に示した。

表１及び図１より、実施例１〜３では、炭素繊維による優れた機械強度（曲げ強度、曲げ弾性率）を維持しつつ、耐衝撃性が高められることが確認できた。

Claims (11)

1. ポリアミド樹脂と、酸変性スチレン系エラストマーと、エポキシ変性スチレン系化合物と、炭素繊維とを含有する、ポリアミド樹脂組成物。
2. 前記酸変性スチレン系エラストマーの酸価が、１ｍｇＣＨ_３Ｎａ／ｇ〜２０ｍｇＣＨ_３Ｎａ／ｇである、請求項１に記載のポリアミド樹脂組成物。
3. 前記酸変性スチレン系エラストマーのスチレン含有量が、前記酸変性スチレン系エラストマー全量１００質量％中において１０質量％〜４０質量％である、請求項１または請求項２に記載のポリアミド樹脂組成物。
4. 前記エポキシ変性スチレン系化合物のエポキシ当量が、３００ｇ／ｅｑ〜３５００ｇ／ｅｑである、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のポリアミド樹脂組成物。
5. 前記エポキシ変性スチレン系化合物のスチレン含有量が、前記エポキシ変性スチレン系化合物全量１００質量％中において２０質量％〜６０質量％である、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のポリアミド樹脂組成物。
6. 前記酸変性スチレン系エラストマーが、酸変性スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体である、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のポリアミド樹脂組成物。
7. 前記エポキシ変性スチレン系化合物が、エポキシ変性スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体である、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のポリアミド樹脂組成物。
8. 前記酸変性スチレン系エラストマーの含有量が、前記ポリアミド樹脂組成物全量１００質量％中において１質量％〜２０質量％である、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のポリアミド樹脂組成物。
9. 前記エポキシ変性スチレン系化合物の含有量が、前記ポリアミド樹脂組成物全量１００質量％中において０．１質量％〜１０質量％である、請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載のポリアミド樹脂組成物。
10. 前記炭素繊維の含有量が、前記ポリアミド樹脂組成物全量１００質量％中において１０質量％〜５０質量％である、請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載のポリアミド樹脂組成物。
11. 請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載のポリアミド樹脂組成物を成形してなる、成形体。

Images