JP4886739B2 - ポリアミド系樹脂とオレフィン系エラストマーの接合方法 - Google Patents
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Description
本発明はポリアミド系樹脂とオレフィン系エラストマーの接合方法に関する。
インパクトドライバ、ディスクグラインダ、インパクトレンチ、ドライバドリル等の電動工具や空圧工具のハウジングは、耐久性に優れたポリアミド樹脂やガラス繊維強化ポリアミド樹脂等の硬質材料により構成されている。また胴体部、ハンドル等の表面には、工具作動時に生じる振動が作業者の手に伝わるのを和らげたり、握り性を良くしたりする目的で熱可塑性エラストマー等の弾性材料からなるソフトグリップが設けられている（特許文献１〜５）。
熱可塑性エラストマー、特にオレフィン系エラストマーは、ポリアミド系樹脂等の他の樹脂との接着性が低く、接着剤を用いても両者を確実に接着することは困難であった。このため従来は、ポリアミド系樹脂とオレフィン系エラストマーとを接着するに際し、相互の接着面にプラズマ処理、フレーム処理、プライマー加工処理等の前処理を施し、更に接着剤を用いて接着する等、多くの工程が必要であり、接着作業が煩雑でコスト高となるという問題があった。本発明は上記の点に鑑みなされたもので、オレフィン系エラストマーと簡単かつ強固に接合することのできるポリアミド系樹脂とオレフィン系エラストマーの接合方法を提供することを目的とするものである。
即ち本発明は、メルトフローレイト２０〜４５ｇ／１０分の高流動性ポリプロピレン系樹脂５〜８０重量％、ポリアミド系樹脂５〜８０重量％、相溶化剤としてマレイン酸類でグラフトされたオレフィン系ポリマー１〜８０重量％（但し、高流動性ポリプロピレン系樹脂、ポリアミド樹脂、相溶化剤の合計は１００重量％）とからなるポリアミド系樹脂組成物の成形品表面に、ポリアミド系樹脂組成物に含まれる相溶化剤と同一の相溶化剤を含むオレフィン系エラストマーを熱融着により複合化することを特徴とするポリアミド系樹脂とオレフィン系エラストマーの接合方法を要旨とするものである。
本発明方法によれば、ポリアミド系樹脂組成物を用いて得た成形体の表面にプラズマ処理、フレーム処理、プライマー加工処理等の煩雑な前処理を施すことなく、オレフィン系エラストマーを熱融着によって強固に接合することができ、従来接合が困難とされていたポリアミド系樹脂にオレフィン系エラストマーを容易且つ低コストで強固に接合することができる効果を有する。
本発明において、ポリアミド系樹脂組成物に用いるメルトフローレイト２０〜４５ｇ／分の高流動性ポリプロピレン系樹脂は、ホモポリマーであってもコポリマーであっても良い。コポリマーの場合、コモノマー含有量２０重量％以下のものが好ましく、コモノマーとしては炭素原子数２から２０で炭素間に最低1つ以上の二重結合を含むコモノマー等が挙げられるがエチレンが好ましい。高流動性ポリオレフィン系樹脂のメルトフローレイトはＪＩＳ Ｋ７２１０で規定されている、２３０℃において荷重２．１６ｋｇにおいて測定される値である。
ポリアミド系樹脂としては、例えば、６−ナイロン、６，６−ナイロン、６−ナイロンと６，６−ナイロンの共重合体、６−ナイロンと６，６−ナイロンの混合物等が挙げられるが、なかでも６−ナイロンが好ましい。ポリアミド系樹脂はガラス繊維を配合したガラス繊維強化ポリアミド系樹脂、カオリン、炭酸カルシューム等の鉱物を配合した鉱物強化ポリアミド系樹脂、酸変性エチレン・プロピレン共重合体、酸変性ポリオレフィン、酸変性スチレン・ブタジエン共重合体を混入して耐衝撃性を強化した耐衝撃性強化ポリアミド系樹脂であっても良い。
相溶化剤としてのマレイン酸類でグラフト化されたオレフィン系ポリマーとしては、マレイン酸やマレイン酸無水物等のマレイン酸類でグラフト化されたポリプロピレン、ポリエチレン等やこれらとα−オレフィンとの共重合体、ジエンモノマーとの共重合体等が挙げられる。
本発明において用いるポリアミド系樹脂組成物は、上記メルトフローレイトが２０〜４５ｇ／１０分の高流動性ポリオレフィン系樹脂５〜８０重量％、ポリアミド系樹脂５〜８０重量％、相溶化剤１〜８０重量％（但し、高流動性ポリプロピレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、相溶化剤の合計は１００重量％）含有するが、高流動性ポリオレフィン系樹脂１０〜４０重量％、ポリアミド系樹脂６０〜８０重量％、相溶化剤1〜２０重量％（但し、高流動性ポリプロピレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、相溶化剤の合計は１００重量％）が好ましい。高流動性ポリオレフィン系樹脂の割合が５重量％未満であるとオレフィン系エラストマーとの接着性が不十分となり、８０重量％を超えるとポリアミド系樹脂組成物の耐熱性、剛性が悪くなり、ポリアミド系樹脂の割合が５重量％未満であると、ポリアミドの特徴である耐熱性、剛性などの特性が得られず、８０重量％を超えるとオレフィン系エラストマーとの接着が不十分となる。また相溶化剤の割合が１重量％未満であるとポリアミド系樹脂と高流動性ポリプロピレン系樹脂との良好な相溶性が得られずオレフィン系エラストマーとの接着力が低くなり、８０重量％を超えるとポリアミドの特徴である耐熱性、剛性などの特性が失われることとなる。
本発明において用いるポリアミド系樹脂組成物には、必要に応じて、酸化防止剤、耐候剤、紫外線吸収剤、難燃化剤、防菌剤、防カビ剤、軟化剤、充填剤、着色剤など、適宜、配合することができる。本発明方法は、オレフィン系エラストマーにもポリアミド系樹脂組成物に含まれる相溶化剤と同一のものを添加していることにより、ポリアミド系樹脂組成物とオレフィン系エラストマー間の接着力が向上する。これは接着する両組成物に同一の相溶化剤が入ることにより（ｉ）共材として接着が行われ、（ｉｉ）接着界面が溶融時にポリアミド系樹脂組成物とオレフィン系エラストマーの相溶化に寄与しているためと考えられる。
ポリアミド系樹脂とオレフィン系エラストマーとを複合化するには、ポリアミド系樹脂組成物を所定形状に成形した成形品を金型に挿入し、この金型内にオレフィン系エラストマーを射出してポリアミド系樹脂成形品表面にオレフィン系エラストマー層を設ける等の方法が挙げられる。
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
実施例１〜４、比較例１〜４
表１に示すポリアミド系樹脂組成物を２４０℃にて板状に射出成形した。この成形板を射出金型内に装着し、表面側にオレフィン系エラストマーを２３０℃で射出して多層成形板を得た。射出に用いたオレフィン系エラストマー組成物を表２に示す。この多層成形板を２４時間後に１インチ幅に切断し、ポリアミド系樹脂組成物の層と、オレフィン系エラストマーの層との界面に１８０度方向の引っ張り力を加えた際の剥離強度を東洋精器製引張り試験機にて測定した。結果を表３に示す。
実施例１〜４、比較例１〜４
表１に示すポリアミド系樹脂組成物を２４０℃にて板状に射出成形した。この成形板を射出金型内に装着し、表面側にオレフィン系エラストマーを２３０℃で射出して多層成形板を得た。射出に用いたオレフィン系エラストマー組成物を表２に示す。この多層成形板を２４時間後に１インチ幅に切断し、ポリアミド系樹脂組成物の層と、オレフィン系エラストマーの層との界面に１８０度方向の引っ張り力を加えた際の剥離強度を東洋精器製引張り試験機にて測定した。結果を表３に示す。
※１ 三菱化学株式会社製ポリアミド６：ノバミッド１０１５Ｊ
※２ プライムポリマー株式会社製：射出グレードポリオレフィンＪ７１５Ｍ
※３ プライムポリマー株式会社製：射出グレードポリオレフィンＪ８３０ＨＶ
※４ 住友化学株式会社製：タフセレンＴ４５３５−ＭＡ
※２ プライムポリマー株式会社製：射出グレードポリオレフィンＪ７１５Ｍ
※３ プライムポリマー株式会社製：射出グレードポリオレフィンＪ８３０ＨＶ
※４ 住友化学株式会社製：タフセレンＴ４５３５−ＭＡ
※５ エーイーエス・ジャパン株式会社製オレフィン系エラストマー：サントプレーン２０１−５５
実施例５〜８、比較例５〜８
表４に示すガラス繊維強化ポリアミド６を用いて調製したポリアミド系樹脂組成物を用い、実施例１〜４と同様にして射出成形して得た成形板を射出金型内に装着し、実施例１〜４と同様に表２に示すオレフィン系エラストマーを成形板の表面側に射出して多層成形板を得た。この多層成形体のポリアミド系樹脂組成物の層と、オレフィン系エラストマーの層との間の剥離強度を同様にして測定した。結果を表５に示す。
表４に示すガラス繊維強化ポリアミド６を用いて調製したポリアミド系樹脂組成物を用い、実施例１〜４と同様にして射出成形して得た成形板を射出金型内に装着し、実施例１〜４と同様に表２に示すオレフィン系エラストマーを成形板の表面側に射出して多層成形板を得た。この多層成形体のポリアミド系樹脂組成物の層と、オレフィン系エラストマーの層との間の剥離強度を同様にして測定した。結果を表５に示す。
※６ 三菱化学株式会社製３０％ガラス繊維強化ポリアミド６：ノバミッド１０１５Ｇ３０
表３、表５に示す結果より、本発明のポリアミド系樹脂組成物はオレフィン系エラストマーと高い熱融着性を有しているため、引張り試験によりポリアミド系樹脂組成物の層とオレフィン系エラストマーの層との界面で剥離せずに材料破壊が生じた。一方、比較例のポリアミド系樹脂組成物はオレフィン系エラストマーとの熱融着強度が低く、引張り試験によってポリアミド系樹脂組成物の層とオレフィン系エラストマーの層との界面で剥離が生じた。
Claims (1)
- メルトフローレイト２０〜４５ｇ／１０分の高流動性ポリプロピレン系樹脂５〜８０重量％、ポリアミド系樹脂５〜８０重量％、相溶化剤としてマレイン酸類でグラフトされたオレフィン系ポリマー１〜８０重量％（但し、高流動性ポリプロピレン系樹脂、ポリアミド樹脂、相溶化剤の合計は１００重量％）とからなるポリアミド系樹脂組成物の成形品表面に、ポリアミド系樹脂組成物に含まれる相溶化剤と同一の相溶化剤を含むオレフィン系エラストマーを熱融着により複合化することを特徴とするポリアミド系樹脂とオレフィン系エラストマーの接合方法。
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