JP7250254B2 - 熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents
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Description
前記相容化剤が、無水マレイン酸変性エチレン-1-ブテン共重合体、無水マレイン酸変性プロピレン-1-ブテン共重合体及び無水マレイン酸変性エチレン-1-オクテン共重合体からなる群から選択される少なくとも1種であり、
前記フィラーが、平均長さが6mm以下の炭素繊維であり、
前記ポリアミド樹脂と前記ポリオレフィン樹脂と前記相容化剤との合計100質量%に対して、前記ポリアミド樹脂の含有量が35~75質量%であり、前記ポリオレフィン樹脂の含有量が15~55質量%であり、前記相容化剤の含有量が5~30質量%であり、温度230℃、荷重21.18Nの条件で測定される前記ポリオレフィン樹脂のメルトフローレートが23g/10min以上である、ことを特徴とするものである。
本発明に用いられるポリアミド樹脂は、アミド結合(-NH-CO-)を介して複数のモノマーが重合されてなる鎖状骨格を有する重合体である。前記モノマーとしては、アミノ酸、ラクタム、ジアミン及びジカルボン酸が挙げられる。前記アミノ酸としては、6‐アミノカプロン酸、11‐アミノウンデカン酸、12‐アミノドデカン酸、パラアミノメチル安息香酸等が挙げられ、前記ラクタムとしては、ε‐カプロラクタム、ウンデカンラクタム、ω-ラウリルラクタム等が挙げられる。また、前記ジアミンとしては、エチレンジアミン、1,3-ジアミノプロパン、1,4-ジアミノブタン、1,5-ジアミノペンタン、1,6-ジアミノヘキサン、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、1,13-ジアミノトリデカン、1,14-ジアミノテトラデカン、1,15-ジアミノぺンタデカン、1,16-ジアミノヘキサデカン、1,17-ジアミノヘプタデカン、1,18-ジアミノオクタデカン、1、19-ジアミノノナデカン、1,20-ジアミノエイコサン、2-メチル-1,5-ジアミノペンタン、2-メチル-1,8-ジアミノオクタン等の脂肪族ジアミン;シクロヘキサンジアミン、ビス-(4-アミノシクロヘキシル)メタン等の脂環式ジアミン;キシリレンジアミン、p-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン等の芳香族ジアミン等が挙げられる。さらに、前記ジカルボン酸としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、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、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、ブラシリン酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、オクタデカン二酸等の脂肪族ジカルボン酸;シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸;フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸等が挙げられる。これらのモノマーは1種を単独で使用しても2種以上を併用してもよい。
本発明に用いられるポリオレフィン樹脂は、温度230℃、荷重21.18Nの条件でJIS K7210に準拠して測定されるメルトフローレート(MFR)が23g/10min以上のものである。このようなMFRを有するポリオレフィン樹脂を用いることによって、高い剛性と延性とが両立した熱可塑性樹脂組成物を得ることができる。一方、MFRが前記下限未満になると、熱可塑性樹脂組成物の延性が向上しない。また、熱可塑性樹脂組成物の延性が向上するという観点から、前記MFRとしては30g/10min以上が好ましく、40g/10min以上がより好ましく、50g/10min以上が更に好ましい。
本発明に用いられる相容化剤としては、例えば、前記ポリアミド樹脂と反応し得る反応性基を有する変性エラストマーが挙げられる。このような変性エラストマーを相容化剤として用いることによって、高い剛性と延性とが両立し、耐衝撃性にも優れた熱可塑性樹脂組成物が得られる。一方、前記ポリアミド樹脂と反応し得る反応性基を有する変性エラストマーの代わりに前記ポリアミド樹脂と反応し得る反応性基を有するポリオレフィン樹脂(前記変性エラストマーを除く)を用いた場合には、熱可塑性樹脂組成物の耐衝撃性及び延性が低下する。
本発明に用いられるフィラーとしては特に制限はなく、無機繊維(ガラス繊維、アルミナ繊維、カーボン繊維(炭素繊維)、チタン酸カリウム繊維等);有機繊維(芳香族ポリエステル繊維、芳香族ポリアミド繊維、フッ素樹脂繊維、ポリイミド繊維、植物性繊維等);ガラス、シリカ、黒鉛、珪酸化合物(珪酸カルシウム、珪酸アルミニウム、カオリン、タルク、クレー等)、金属酸化物(酸化鉄、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アンチモン、アルミナ等)、金属炭酸塩又は硫酸塩(カルシウム、マグネシウム、亜鉛等の炭酸塩又は硫酸塩)などからなる粒子やフレークが挙げられる。このようなフィラーを配合することによって、剛性に優れた熱可塑性樹脂組成物が得られる。これらのフィラーは1種を単独で使用しても2種以上を併用してもよい。これらのフィラーの中でも、炭素繊維、ガラス繊維が好ましい。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、前記ポリアミド樹脂と前記ポリオレフィン樹脂と前記相容化剤と前記フィラーとを含有するものである。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、前記ポリアミド樹脂、前記ポリオレフィン樹脂、前記相容化剤、前記フィラー、及び必要に応じて他の成分を、所定の含有量となるように混合することによって得ることができる。このとき、各成分を一括して混合してもよいし、1種又は2種以上を複数回に分けて添加投入(多段配合)して混合してもよい。混合方法としては、例えば、混練装置を用いる混練方法が挙げられる。前記混練装置としては、例えば、押出機(一軸スクリュー押出機、二軸溶融混練押出機等)、ニーダ、ミキサ(高速流動式ミキサ、パドルミキサ、リボンミキサ等)が挙げられる。これらの混練装置は1種を単独で使用しても2種以上を併用してもよい。2種以上の混練装置を併用する場合には、連続的に運転してもよく、回分的に(バッチ式で)運転してもよい。
本発明の熱可塑性樹脂組成物はどのように成形してもよく、その方法は特に制限されない。また、得られる成形体の形状、大きさ及び厚さ等も特に制限されず、その用途も特に制限されない。例えば、前記成形体は、自動車、鉄道車両、船舶及び飛行機等の外装材、内装材及び構造材等として用いることができる。また、前記自動車用の材としては、自動車用外装材、自動車用内装材、自動車用構造材、自動車用衝撃エネルギー吸収材、自動車用歩行者保護材、自動車用乗員保護材及びエンジンルーム内部品等が挙げられる。具体的には、耐衝撃吸収部品、バンパー、スポイラー、カウリング、フロントグリル、ガーニッシュ、ボンネット、トランクリッド、フェンダーパネル、ドアパネル、ルーフパネル、インストルメントパネル、ドアトリム、クオータートリム、ルーフライニング、ピラーガーニッシュ、デッキトリム、トノボード、パッケージトレイ、ダッシュボード、コンソールボックス、キッキングプレート、スイッチベース、シートバックボード、シートフレーム、アームレスト、サンバイザ、インテークマニホールド、エンジンヘッドカバー、エンジンアンダーカバー、オイルフィルターハウジング、エアフィルターボックス、車載用電子部品(ECU、TVモニター等)のハウジングが挙げられる。
ポリアミド樹脂としてポリアミド6(PA6、東レ株式会社製「アミランCM1007」、数平均分子量:30,000、重量平均分子量:56,000)40質量部、相容化剤として無水マレイン酸変性エチレン-1-ブテン共重合体(変性EBR-1、三井化学株式会社製「タフマーMH7020」)10質量部、ポリオレフィン樹脂としてポリプロピレン(PP-1、日本ポリプロ株式会社製「ノバテックSA06GA」、MFR(温度230℃、荷重21.18NでJIS K7210に準拠して測定):60g/10min)20質量部、及びフィラーとして炭素繊維(CF、三菱ケミカル株式会社製「チョップドCFTR06NE B4J」、平均長さ:6mm、平均アスペクト比:1000)30質量部を、二軸溶融混練押出機(株式会社パーカーコーポレーション製「HK-25D」、スクリュー径:25mm、L/D=41)を用いて、温度230℃、押出速度10kg/h、スクリュー回転数400rpmの条件で溶融混練し、熱可塑性樹脂組成物を得た。この熱可塑性樹脂組成物を、射出成形機(日精樹脂工業株式会社製「FNX140」)を用いて、設定温度230℃、金型温度40℃の条件で射出成形して、JIS K7139に準拠したダンベル形引張試験片(多目的試験片)タイプA1を作製した。
ポリオレフィン樹脂としてポリプロピレン(PP-2、サンアロマー株式会社製「YS559」、MFR(温度230℃、荷重21.18NでJIS K7210に準拠して測定):60g/10min)20質量部を用いた以外は実施例1と同様にして、熱可塑性樹脂組成物を調製し、さらに、この熱可塑性樹脂組成物を用いてダンベル形引張試験片(多目的試験片)タイプA1を作製した。
ポリオレフィン樹脂としてポリプロピレン(PP-3、日本ポリプロ株式会社製「ノバテックHT40T」、MFR(温度230℃、荷重21.18NでJIS K7210に準拠して測定):24g/10min)20質量部を用いた以外は実施例1と同様にして、熱可塑性樹脂組成物を調製し、さらに、この熱可塑性樹脂組成物を用いてダンベル形引張試験片(多目的試験片)タイプA1を作製した。
相容化剤として無水マレイン酸変性エチレン-1-ブテン共重合体(変性EBR-2、三井化学株式会社製「タフマーMH5040」)10質量部を用いた以外は実施例1と同様にして、熱可塑性樹脂組成物を調製し、さらに、この熱可塑性樹脂組成物を用いてダンベル形引張試験片(多目的試験片)タイプA1を作製した。
ポリオレフィン樹脂としてポリプロピレン(PP-3、日本ポリプロ株式会社製「ノバテックHT40T」、MFR(温度230℃、荷重21.18NでJIS K7210に準拠して測定):24g/10min)20質量部を用いた以外は実施例4と同様にして、熱可塑性樹脂組成物を調製し、さらに、この熱可塑性樹脂組成物を用いてダンベル形引張試験片(多目的試験片)タイプA1を作製した。
ポリアミド樹脂の量を35質量部に、ポリオレフィン樹脂の量を25質量部に変更した以外は実施例3と同様にして、熱可塑性樹脂組成物を調製し、さらに、この熱可塑性樹脂組成物を用いてダンベル形引張試験片(多目的試験片)タイプA1を作製した。
ポリアミド樹脂の量を35質量部に、ポリオレフィン樹脂の量を25質量部に変更した以外は実施例4と同様にして、熱可塑性樹脂組成物を調製し、さらに、この熱可塑性樹脂組成物を用いてダンベル形引張試験片(多目的試験片)タイプA1を作製した。
ポリオレフィン樹脂としてポリプロピレン(PP-4、日本ポリプロ株式会社製「ノバテックMA1B」、MFR(温度230℃、荷重21.18NでJIS K7210に準拠して測定):20g/10min)20質量部を用いた以外は実施例1と同様にして、熱可塑性樹脂組成物を調製し、さらに、この熱可塑性樹脂組成物を用いてダンベル形引張試験片(多目的試験片)タイプA1を作製した。
ポリオレフィン樹脂としてポリプロピレン(PP-5、日本ポリプロ株式会社製「ノバテックMA3H」、MFR(温度230℃、荷重21.18NでJIS K7210に準拠して測定):10g/10min)20質量部を用いた以外は実施例1と同様にして、熱可塑性樹脂組成物を調製し、さらに、この熱可塑性樹脂組成物を用いてダンベル形引張試験片(多目的試験片)タイプA1を作製した。
ポリオレフィン樹脂としてポリプロピレン(PP-6、日本ポリプロ株式会社製「ノバテックF113G」、MFR(温度230℃、荷重21.18NでJIS K7210に準拠して測定):3g/10min)20質量部を用いた以外は実施例1と同様にして、熱可塑性樹脂組成物を調製し、さらに、この熱可塑性樹脂組成物を用いてダンベル形引張試験片(多目的試験片)タイプA1を作製した。
ポリオレフィン樹脂としてポリプロピレン(PP-6、日本ポリプロ株式会社製「ノバテックF113G」、MFR(温度230℃、荷重21.18NでJIS K7210に準拠して測定):3g/10min)20質量部を用いた以外は実施例4と同様にして、熱可塑性樹脂組成物を調製し、さらに、この熱可塑性樹脂組成物を用いてダンベル形引張試験片(多目的試験片)タイプA1を作製した。
前記無水マレイン酸変性エチレン-1-ブテン共重合体(変性EBR-1)の代わりに無水マレイン酸変性ポリプロピレン(変性PP、三洋化成工業株式会社製「UMEX1010」)10質量部を用いた以外は実施例1と同様にして、熱可塑性樹脂組成物を調製し、さらに、この熱可塑性樹脂組成物を用いてダンベル形引張試験片(多目的試験片)タイプA1を作製した。
ポリアミド樹脂の量を35質量部に、ポリオレフィン樹脂の量を25質量部に変更した以外は比較例1と同様にして、熱可塑性樹脂組成物を調製し、さらに、この熱可塑性樹脂組成物を用いてダンベル形引張試験片(多目的試験片)タイプA1を作製した。
ポリアミド樹脂の量を35質量部に、ポリオレフィン樹脂の量を25質量部に変更した以外は比較例2と同様にして、熱可塑性樹脂組成物を調製し、さらに、この熱可塑性樹脂組成物を用いてダンベル形引張試験片(多目的試験片)タイプA1を作製した。
ポリアミド樹脂の量を35質量部に、ポリオレフィン樹脂の量を25質量部に変更した以外は比較例3と同様にして、熱可塑性樹脂組成物を調製し、さらに、この熱可塑性樹脂組成物を用いてダンベル形引張試験片(多目的試験片)タイプA1を作製した。
ポリアミド樹脂の量を35質量部に、ポリオレフィン樹脂の量を25質量部に変更した以外は比較例4と同様にして、熱可塑性樹脂組成物を調製し、さらに、この熱可塑性樹脂組成物を用いてダンベル形引張試験片(多目的試験片)タイプA1を作製した。
実施例及び比較例で得られた各試験片について、JIS K7171に準拠して、支点間距離64mm、試験速度(支点間中央に配置した圧子(先端半径5mm)と支持台との間の相対移動速度)2mm/minの条件で曲げ弾性率を測定した。その結果を表1及び表2に示す。
実施例及び比較例で得られた各試験片について、JIS K7161に準拠して、つかみ具間距離115mm、試験速度(引張速度)5mm/minの条件で破断伸びを測定し、下記基準で評価した。その結果を表1及び表2に示す。
A:破断伸びが4%以上。
B:破断伸びが4%未満。
曲げ弾性率及び破断伸びに基づいて下記基準で評価した。その結果を表1及び表2に示す。
A:曲げ弾性率が8GPa以上かつ破断伸びが4%以上。
B:曲げ弾性率が8GPa未満又は破断伸びが4%未満。
Claims (4)
- ポリアミド樹脂とポリオレフィン樹脂と相容化剤とフィラーとを含有し、
前記相容化剤が、無水マレイン酸変性エチレン-1-ブテン共重合体、無水マレイン酸変性プロピレン-1-ブテン共重合体及び無水マレイン酸変性エチレン-1-オクテン共重合体からなる群から選択される少なくとも1種であり、
前記フィラーが、平均長さが6mm以下の炭素繊維であり、
前記ポリアミド樹脂と前記ポリオレフィン樹脂と前記相容化剤との合計100質量%に対して、
前記ポリアミド樹脂の含有量が35~75質量%であり、
前記ポリオレフィン樹脂の含有量が15~55質量%であり、
前記相容化剤の含有量が5~30質量%であり、
温度230℃、荷重21.18Nの条件で測定される前記ポリオレフィン樹脂のメルトフローレートが23g/10min以上である、
ことを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。 - 前記相容化剤が無水マレイン酸変性エチレン-1-ブテン共重合体であることを特徴とする請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 前記ポリオレフィン樹脂がポリプロピレンであることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 前記ポリアミド樹脂がポリアミド6、ポリアミド66及びポリアミド11からなる群から選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項1~3のうちのいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
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