JP3083045B2 - 自動車用部品 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、近年自動車業界におい
て燃費の向上のための軽量化、防錆化および遮音効果な
どの特性を活用するため、従来の金属部品を樹脂化する
技術に関する。すなわち、本発明はポリアミド樹脂のも
つ優れた耐熱性、耐油性、成形性、強靭性などの特徴を
利用して、自動車用部品を提供することを目的とする。

【０００２】自動車部品としてはエンジンルーム内の機
能部品、外装部品、内装部品、ブレーキ配管、燃料配管
などであり、具体的にはラジエータータンクおよびその
トップとベース、ブレーキオイルタンク、ウォッシャー
液タンク、リザーバータンク、バッテリーケース、バッ
テリートレー、シリンダーヘッドカバー、プラグキャッ
プ、パワーステアリングオイルリザーバー、ファンシュ
ラウド、ラジエーターファン、ベーパーキャニスー、オ
イルパン、エアークリーナーインレット、エアークリー
ナーハウジング、ヒューズボックス、フーエルフィラー
キャップ、フーエルフィラーリッド、シートフレーム、
ステアリングハウジングコラム、ワイパーモーターハウ
ジング、ヂュストリビューターハウジング、オルタネー
トエンドキャップ、インテークマニホールドおよびコネ
クター、ファスナークリップなどの電気部品。

【０００３】燃料パイプ、バキュームパイプ、油圧クラ
ッチホース、エアーブレーキライン、カークーラーホー
スなどの機能部品。

【０００４】バンパー、バンパーコーナー、バンパース
カートラジエーターグリル、フォグランプリフレクイタ
ー、フード、フェンダー、ドアパネル、サイドミラーハ
ウジング、センターピラー、エアーアウトレットルーバ
ー、ホイール、ホイールキャップ、エンブレム、外装用
トリム・モール、スライドルーフ、テールランプリムな
どの外装部品。

【０００５】インストルメントパネル、コンソールボッ
クス、ステアリングホイール、バックミラーハウジン
グ、ドアーインナーパネル、エアーダクトパネル、ウィ
ンドモールファスナー、スピードケーブルライナー、ベ
ルトロックイストライカー、サンバイザーブラケット、
ヘッドレストロッドホルダーなどの内装部品が挙げられ
る。

【０００６】

【従来の技術】これらの部品は既にポリアミドやＡＢＳ
樹脂、ポリプロピレンなどで樹脂化されたものまたは現
在金属から樹脂へ代替が検討されているものであるが、
特にこれらの自動車用部品は寸法精度を特に要求するも
ので、吸水による寸法変化が小さく、成形後のソリが小
さいことなどが要求されている。

【０００７】ポリアミド樹脂は自動車用部品に古くから
使用されてきたが、中でもナイロン６、ナイロン６６、
ナイロン１１、ナイロン１２は一般に耐熱性が高いなど
の理由からこれらの多くの自動車用部品に使用されてき
たが、ナイロン６やナイロン６６は吸水率が高いために
吸水による寸法変化が大きいという問題や無機フィラー
強化、特にガラス繊維などで強化すると成形体にソリが
発生するなどの問題を有していた。また、ナイロン１１
やナイロン１２は吸水による寸法変化は小さいが、耐熱
性がナイロン６やナイロン６６に比べて低いなどの問題
を有していた。

【０００８】また、近年自動車用部品の耐熱性の要求レ
ベルが高まり従来のナイロン６６やナイロン６のガラス
繊維などの無機フィラー強化では耐熱レベルが低いとい
う問題が起こっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】これらの問題を解決す
るために、ポリアミドの構成成分の中に芳香族セグメン
トを導入したナイロンが検討されている。特にヘキサメ
チレンジアミンとアジピン酸の等モル塩とヘキサメチレ
ンジアミンとテレフタル酸の二元結晶性共重合ポリアミ
ドは耐熱性が高く吸水率も低いことから自動車用部品材
料として注目されている。特にこの二元結晶性共重合ポ
リアミドはナイロン６６やナイロン６に比べて融点が高
いために無機フィラー強化した場合、荷重時のたわみ温
度が極めて高く、近年の自動車用部品の要求レベルに合
致することから、種々の自動車用部品への展開が検討さ
れている。

【００１０】しかしながら、この二元結晶性共重合ポリ
アミドは無機フィラーで強化すると、成形体のソリが大
きいという問題から、自動車用部品の寸法精度がでない
ため展開が遅れていた。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、特
に耐熱性が要求され、かつ寸法精度が要求される自動車
用部品について検討した結果、特定に脂肪族成分と芳香
族成分とからなる芳香族ポリアミドで、結晶性を有する
三元共重合体に無機フィラーを充填した材料を使用して
成形した自動車用部品が耐熱性を保持して、かつソリの
小さいことを見いだした。

【００１２】すなわち本発明は、（Ａ）ヘキサメチレン
ジアミンとアジピン酸との等モル塩、（Ｂ）ヘキサメチ
レンジアミンとテレフタル酸との等モル塩、および
（Ｃ）ナイロン１１またはナイロン１２形成性モノマー
からなる結晶性三元共重合ポリアミドに、（Ｄ）無機フ
ィラーおよび／または難燃化剤を添加することを特徴と
する自動車用射出成形部品に関するものである。

【００１３】本発明で使用される（Ａ）ヘキサメチレン
ジアミンとアジピン酸の等モル塩とは、塩の８０℃水溶
液でのｐＨが７．１に調整された合成塩を等モル塩とい
うが、この等モル塩の重合において、重合系内からの水
の留去中に同伴留去するジアミンを考慮して仕込み塩の
モル数に対して１モル％の過剰のヘキサメチレンジアミ
ンを添加してもよいし、また、重合されたポリマーの末
端基濃度を調整する目的でヘキサメチレンジアミンとア
ジピン酸のモル比に多少の巾をもたせることがむしろ好
ましいことである。

【００１４】また、（Ｂ）ヘキサメチレンジアミンとテ
レフタル酸との等モル塩とは、塩の８０℃水溶液でのｐ
Ｈが６．９に調整された合成塩を等モル塩というが、ヘ
キサメチレンジアミンとアジピン酸の塩の場合と同様に
ヘキサメチレンジアミンとテレフタル酸のモル比に、多
少の巾をもたせることがむしろ好ましい方法である。

【００１５】また、（Ｃ）ナイロン１１形成性モノマー
としてはω−ウンデカラクタムまたは１１−アミノウン
デカン酸が挙げられ、ナイロン１２形成性モノマーとし
てはω−ラウロラクタムまたは１２−アミノドデカン酸
が挙げられる。

【００１６】本発明の結晶性三元共重合体を構成する
（Ａ）ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸との等モル
塩、（Ｂ）ヘキサメチレンジアミンとテレフタル酸との
等モル塩、および（Ｃ）ナイロン１１またはナイロン１
２形成性モノマーの各成分の配合割合は、（Ａ）成分と
（Ｂ）成分の配合割合が（Ａ）成分２０〜８０重量％に
対して（Ｂ）成分８０〜２０重量％であり、この（Ａ）
成分と（Ｂ）成分の配合物１００重量部に対して（Ｃ）
成分を０．１〜３０重量部の割合が適当である。特に
（Ａ）成分と（Ｂ）成分の配合割合が（Ａ）成分２５〜
７５重量％に対して（Ｂ）成分７５〜２５重量％であ
り、この（Ａ）成分と（Ｂ）成分の配合物１００重量部
に対して（Ｃ）成分を０．５〜２０重量部の配合割合が
好ましい。

【００１７】ここで、（Ａ）成分が２０重量％以下の場
合、結晶性三元共重合ポリアミドの融点が高いため、成
形時に熱分解を起こすため好ましくない。また、（Ａ）
成分が８０重量％を超えると成形体の吸水による寸法変
化が大きくなるので好ましくない。一方、（Ｂ）成分が
８０重量％を超えると（Ａ）成分と同様に融点が高くな
り成形温度を高く設定する必要性から熱分解を起こすの
で好ましくない。また（Ｂ）成分が２０重量％以下の場
合も吸水による寸法変化が大きくなるので好ましくな
い。

【００１８】（Ｃ）成分が０．１重量部以下の場合には
成形体のソリが大きくなり三元共重合ポリアミドとして
の特性が損なわれ好ましくない。また（Ｃ）成分が３０
重量％を超えると成形体のソリに対する効果は認められ
るが、結晶性が低下するため成形性の低下が起こり好ま
しくない。また、融点の著しい低下が起こり耐熱性を要
求する自動車用部品には好ましくない。

【００１９】本発明に使用される結晶性三元共重合体の
製造条件は特に制限はなく、２００〜３５０℃の温度
で、常圧、加圧、減圧操作を適当に組み合わせることに
よりポリマーを得ることができる。具体例を挙げると、
原料モノマーを所定量、加圧攪拌式重合槽に仕込み、所
定の温度に昇温して分子量１５００から３０００の初期
重合体を重合したのち、押出機を用い初期重合体の融点
より約２０℃高めに設定した重合温度で後重合を行う方
法などがある。

【００２０】前記の結晶性三元共重合ポリアミドに添加
される（Ｄ）成分の無機質繊維として、ガラス繊維、ア
スベスト繊維、炭素繊維、炭酸カルシウム、タルク、酸
化マグネシウム、酸化アルミニウム、ワラストナイト、
雲母、チタン酸カリウムなどを挙げることができる。

【００２１】また無機質繊維の添加量は結晶性三元共重
合ポリアミド１００重量部に対して３〜７０重量部が適
当であり、特に５〜６０重量部が好ましい。３重量部以
下であると無機質繊維を添加した効果がなく、７０重量
部以上であると成形体の表面に無機質繊維が浮きだし著
しく外観を損なうため好ましくない。

【００２２】また、前記の結晶性三元共重合ポリアミド
に添加される（Ｄ）成分の難燃剤としてはハロゲン化化
合物、アンチモン系化合物を挙げることができる。具体
的にはハロゲン化化合物としては臭素化フェノキシ樹
脂、臭素化ポリスチレン、臭素化ポリカーボネート、塩
素化ポリスチレン、塩素化ポリエチレンなどを挙げるこ
とができる。

【００２３】また、アンチモン化合物としては三酸化ア
ンチモン、四酸化アンチモンなどを挙げることができ
る。

【００２４】ハロゲン化化合物の添加量としては結晶性
三元共重合ポリアミド１００重量部に対して１〜４０重
量部が適当であり、特に５〜３５重量部が好ましい。１
重量部以下であると難燃化の効果がなく好ましくない。
４０重量部以上であると成形体の物性が低下し好ましく
ない。

【００２５】アンチモン化合物の添加量としては結晶性
三元共重合ポリアミド１００重量部に対して１〜４０重
量部が適当であり、特に３〜３０重量部が好ましい。添
加量が１重量部以下であると難燃化に効果がなく好まし
くない。４０重量部以上であると成形体の物性が低下す
るため好ましくない。

【００２６】前記（Ｄ）成分の前記結晶性三元共重合ポ
リアミドへの添加方法としては、単軸、二軸、および多
軸の押出機によって混練混合することによって行うこと
ができるが、他のニーダ等を使用することもでき、特に
限定されるものではない。また、成形体の物性を損なわ
ない範囲において他の添加剤を添加することができる。
例えば、顔料、染料、耐熱剤、酸化防止剤、耐候剤、滑
剤、結晶核剤、帯電防止剤、可塑剤、その他の重合体を
挙げることができる。

【００２７】本発明の自動車用射出成形部品は、前記添
加物が配合された結晶性三元共重合ポリアミドを公知の
射出成形方法によって供することができるが、特に自動
車用機能部品、自動車用内装部品、自動車用外装部品な
どが有用である。なお、このようにして得られた成形部
品に塗装、蒸着、接着などの二次加工を施すこともでき
る。

【００２８】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳述す
る。なお、実施例および比較例に記載した試験片の物性
測定は次の方法に従って行った。 （１）相対粘度：ＪＩＳ Ｋ６８１０ （２）引張試験：ＡＳＴＭ Ｄ６３８ （３）曲げ試験：ＡＳＴＭ Ｄ７９０ （４）吸水率 ：ＡＳＴＭ Ｄ５７０ （５）ソリ量：厚さ２．０ｍｍ×幅３０．０ｍｍ×長さ
２１０．０ｍｍ×深さ４０．０ｍｍの箱形成形体を射出
成形し、成形後発生するソリ量をノギスで測定した。
（図１のＡ部のソリ量を測定） （６）結晶性：セイコー電子製ＤＳＣを用いて１０℃／
ｍｉｎの昇降温した場合に、明らかな融解吸熱ピーク
（融点）、および結晶化発熱ピーク（結晶化温度）の出
現をもって結晶性を評価した。

【００２９】実施例１、２ ヘキサメチレンジアミン／アジピン酸の等モル塩とヘキ
サメチレンジアミン／テレフタル酸の等モル塩の重量比
率が５／５の原料モノマー１００重量部に対して、１２
−アミノドデカン酸３重量部を加圧攪拌式重合槽で加熱
溶融予備重合した。この予備重合体を二軸押出機で後重
合しながらストランド状の後重合体を得た。これをペレ
タイザーでペレット化した。得られたポリマーの相対粘
度は２．５２、融点が２９０℃であった。結晶化温度は
２５４℃であった。このペレットを真空乾燥した後、二
軸押出機（日本製鋼所製、ＴＥＸ３０）を使用してペレ
ット１００重量部に対してガラス繊維（日本電気硝子
（株）製、商品名 ＥＣＳ０３Ｔ−２８９Ｈ）および／
または難燃化剤を表１に示す配合比で溶融混練し、スト
ランド状に押し出された樹脂組成物をペレタイザーでペ
レット状にカッティングし、乾燥した後、射出成形機で
前記の物性評価用テストピースを成形した。評価結果を
表２にまとめて示す。

【００３０】実施例３、４ ヘキサメチレンジアミン／アジピン酸の等モル塩とヘキ
サメチレンジアミン／テレフタル酸の等モル塩の重量比
率が５／５の原料モノマー１００重量部に対して、１２
−アミノドデカン酸１０重量部を加圧攪拌式重合槽で加
熱溶融予備重合した。この予備重合体を二軸押出機で後
重合しながらストランド状に後重合体を抜出し、これを
ペレタイザーでペレット化した。得られたポリマーの相
対粘度は２．４９、融点が２８３℃であった。結晶化温
度は２３４℃であった。このペレットを真空乾燥した
後、実施例１と同じ方法でガラス繊維および／または難
燃化剤を表１に示す配合比でコンパウンドし、成形、評
価した。物性評価結果を表２にまとめて示す。

【００３１】実施例５ ヘキサメチレンジアミン／アジピン酸の等モル塩とヘキ
サメチレンジアミン／テレフタル酸の等モル塩の重量比
率が６／４の原料モノマー１００重量部に対して、１２
−アミノドデカン酸５重量部を加圧攪拌式重合槽で加熱
溶融予備重合した。この予備重合体を二軸押出機で後重
合しながらストランド状に後重合体を抜出し、これをペ
レタイザーでペレット化した。得られたポリマーの相対
粘度は２．５５、融点が２７５℃であった。結晶化温度
は２４４℃であった。このペレットを真空乾燥した後、
実施例１と同様の方法でガラス繊維を表１に示す配合比
でコンパウンドし、成形、評価した。評価結果を表２に
まとめて示す。

【００３２】実施例６ ヘキサメチレンジアミン／アジピン酸の等モル塩とヘキ
サメチレンジアミン／テレフタル酸の等モル塩の重量比
率が５／５の原料モノマー１００重量部に対して、１１
−アミノドデカン酸３重量部を加圧攪拌式重合槽で加熱
溶融予備重合した。この予備重合体を二軸押出機で後重
合しながらストランド状に後重合体を抜出し、これをペ
レタイザーでペレット状にカッティングした。得られた
ポリマーの相対粘度は２．５２、融点が２９３℃であっ
た。結晶化温度は２５７℃であった。このペレットを乾
燥した後、実施例と同様の方法でガラス繊維を表１の配
合比でコンパウンドし、成形、評価した。結果を表２に
まとめて示す。

【００３３】比較例１、２ ヘキサメチレンジアミン／アジピン酸の等モル塩５０重
量％、ヘキサメチレンジアミン／テレフタル酸の等モル
塩５０重量％を加圧攪拌式重合槽で加熱溶融予備重合し
た。この予備重合体を二軸押出機で後重合しながらスト
ランド状に後重合体を抜出し、これをペレタイザーでペ
レット化した。得られたポリマーの相対粘度は２．５
０、融点が２９４℃、結晶化温度は２５５℃であった。
このペレットを真空乾燥した後、実施例１と同様の方法
でガラス繊維および／または難燃化剤を表１に示す配合
比でコンパウンドし、成形、評価した。評価結果を表２
にまとめて示す。

【００３４】比較例３ ヘキサメチレンジアミン／アジピン酸の等モル塩６０重
量％、ヘキサメチレンジアミン／テレフタル酸の等モル
塩４０重量％を加圧攪拌式重合槽で加熱溶融予備重合し
た。この予備重合体を二軸押出機で後重合しながらスト
ランド状に後重合体を抜出し、これをペレタイザーでペ
レット化した。得られたポリマーの相対粘度は２．５
１、融点が２８４℃、結晶化温度は２５０℃であった。
このペレットを真空乾燥した後、実施例１と同様の方法
でガラス繊維を表１に示す配合比でコンパウンドし、成
形、評価した。評価結果を表２にまとめて示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】

【発明の効果】本発明により得られる無機質フィラー、
難燃化剤を添加した結晶性三元共重合ポリアミドを成形
して自動車用部品として使用した場合、二元結晶性共重
合ポリアミドに比較して、成形収縮率が低下し、成形部
品にソリの発生および吸水による寸法変化が改良され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】箱型成形体をその開口部を下向きに定盤の上に
置き、一端に５００ｇのおもりを載せたソリの測定図を
示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29D 31/00 C08K 7/04 - 7/14 C08L 77/00 - 77/12 C08G 69/00 - 69/50 ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）ヘキサメチレンジアミンとアジピン
   酸との等モル塩、（Ｂ）ヘキサメチレンジアミンとテレ
   フタル酸との等モル塩、および（Ｃ）ナイロン１１また
   はナイロン１２形成性モノマーからなる結晶性三元共重
   合ポリアミドに、（Ｄ）無機フィラーおよび／または難
   燃化剤を添加することを特徴とする自動車用射出成形部
   品。