JPH04146959A - 表面平滑性繊維強化樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、繊維強化され、表面平滑性に優れたポリフェ
ニレンエーテル樹脂／ポリアミド樹脂をベースとする熱
可塑性樹脂組成物に係り、種々の機械的性質、耐薬品性
、耐熱性、特に表面平滑性に優れ、塗装後の鮮映性が要
求される自動車外装部材に好適なものである。

〔従来の技術および課題〕

ポリフェニレンエーテル樹脂は、熱的性質、機械的性質
、電気的性質等の緒特性に優れているが、溶融加工温度
が高く、かつ流動性が低いために成形加工性に劣る欠点
がある。又、酸、アルカリ等の無機系薬品に対しては強
い抵抗力を有するが、ある種の有機溶剤に対しては溶解
、膨潤等がおこり、耐溶剤性、耐油性の改善が強く求め
られている。

この成形加工性と耐油性を共に改良する試みがいくつか
なされている。例えば、ポリフェニレンエーテルにポリ
アミドを２０％以下の量配合する方法（特公昭４５−９
９７号公報）、ポリフェニレンエーテルにポリアミドを
３０〜９５％の範囲で配合する方法（特公昭５９−４１
６６３号公報）などがある。このポリフェニレンエーテ
ル樹脂（以下、適宜ＰＰＥと略称する）とポリアミド樹
脂（以下、適宜ＰＡと略称する）の相溶性を高める方法
がいくつか提案されている。　例えば、マレイン酸やマ
レイミド等の分子内に炭素−炭素二重結合とカルボン酸
基、酸無水物基、酸アミド基、イミド基等の官能基を有
する化合物を第三成分として配合する方法（特開昭５６
−２６９１３号公報）、スチレン系化合物とα、β−不
飽和ジカルボン酸との共重合体を配合する方法（特公昭
５６−３３６１４号公報）などがある。

又、ＰＰＥに酸無水物構造を有する１、２−置換オレフ
ィン化合物を無触媒下、熱的に反応させた変性ポリフェ
ニレンエーテル樹脂（以下、変性ＰＰＥと略称する）に
ＰＡを配合すると、未変性のＰＰＥとＰＡの配合の場合
と異なり、広い組成範囲において靭性のある樹脂組成物
が得られることが知られている（特開昭６２−１３２９
２４号公報）。　また、アイゾツト衝撃強度の改良を目
的として種々のエラストマーを添加することが試みられ
ている。さらに、ＰＰＥを特定のエラストマーの共存下
に、酸無水物構造を有する１、２−置換オレフィン化合
物と溶融状態で反応させた変性ＰＰＥとＰＡを混合する
ことにより、耐衝撃性が著しく改良されることも提案さ
れている（特願昭６３−１０３７６７号公報）。

又、耐熱性の向上、ヒケの防止、線膨張係数の低減、強
度・剛性の向上を目的としてガラス繊維、カーボン繊維
、その他の各種無機充填材あるいは強化剤を添加するこ
とも試みられている。上述のように、ポリフェニレンエ
ーテル樹脂、ポリアミド樹脂、相溶化剤、熱可塑性弾性
重合体及び強化材からなる組成物は、耐溶剤性、耐衝撃
性、強度・剛性に優れ、線膨張係数が小さいことから、
ドアハンドル、サイドモール、ホイルカバー、フェンダ
−パネル、ガーニッシュ等の自動車外装部品に広く使用
されている。

自動車外装部品の中で、特に外板、モール、バンパー等
に用いる場合には、他の部材、特に金属材料との取り付
は上の問題から、線膨張係数を低くすることが要求され
る。すなわち、通常のポリフェニレンエーテル樹脂とポ
リアミド樹脂組成物の線膨張係数は、８〜９　Ｘｌ０−
’ｃｍ／ｃｍ／を程度であるが、外板、モール等に使用
する場合には、これを５ｘ　１０−５ｃｍ／ｃｍ／ｌ：
以下としなければならない。

熱可塑性樹脂の線膨張係数を低下させるには、繊維状の
充填剤を配合し、線膨張を低下させる方向に繊維状充填
剤を配向させることが有効であることは知られていた。

しかしながら、これらの組成物は、表面外観、特に表面
平滑性が充分ではなく、塗装後の鮮映性に劣るという課
題があった。特に強度・剛性を向上させ、線膨張係数を
低下させるためには、ガラス繊維やカーボン繊維のよう
な繊維状の強化材が有効である。なかでも、ガラス繊維
は、低価格であり、補強材として広く使用されているが
、従来のガラス繊維（繊維径６〜１３μ、繊維長７０μ
〜３ｍｍ）を配合すると、線膨張は低下するものの表面
外観も低下する。特に、表面にガラス繊維による凹凸が
生じ、塗装した場合に鮮映性が低下するという、外装部
品として致命的な欠陥を生じることになる。表面外観に
優れ、かつ低線膨張係数を有する、ポリフェニレンエー
テル樹脂とポリアミド樹脂との組成物は従来の技術では
得られなかった。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明者らは、耐溶剤性、機械的強度、熱安定性に優れ
、線膨張係数が小さく、かつ、表面外観、特に表面平滑
性に優れ、塗装後の鮮映性に優れた、自動車外装材用樹
脂組成物を得るべく鋭意検討した結果、本発明に到達し
た。

すなわち本発明は、 一般式 （式中、Ｒ３は炭素数１〜３の低級アルキル基、Ｒ２、
Ｒ３は水素原子または炭素数１〜３の低級アルキル基で
ある）で表される構造単位を主鎖に持つポリフェニレン
エーテル樹脂とポリアミド樹脂とを重量比１０／９０〜
９０／１０で含む組成物（ａ）　１００重量部に対して
熱可塑性弾性重合体（ｂ）　０〜４０重量部と相溶化剤
（ｃ）０．１〜５重量部、平均繊維径が２μｍ以下のガ
ラス繊維（ｄ）５〜１００重量部を配合してなる表面平
滑性繊維強化樹脂組成物である。

本発明で用いられるポリフェニレンエーテル樹脂は、一
般式 （式中、Ｒ３は炭素数１〜３の低級アルキル基、Ｒ２、
Ｒ３は水素原子または炭素数１〜３の低級アルキル基で
ある）で表わされる構造単位を主鎖に持つ重合体であっ
て、ホモポリマーであってもコポリマーであってもよい
。具体的には、例えば、ポリ（２，６−シメチルー１．
４−フェニレン）エーテル、ポリ（２，６−ダニチル−
１，４−フエニレン）エーテル、ポリ（２，６−シプロ
ピルー１．４−）ユニしン）エーテル、ポリ（２−メチ
ル−６−ブロビルー１．４−）ユニしン）エーテル等が
あげられるが、特にポＩＪ（２，６−シメチルー１，４
−フェニレン）エーテル、２，６−シメチルエーテル／
２．３．６−　）リメチルフェノール共重合体が好まし
い。

本発明で用いられるポリアミド樹脂は、主鎖にＣ０ＮＨ
−結合を有する重合体であって、例えば４−ナイロン、
６−ナイロン、６．６−ナイロン、１２−ナイロン、１
１−ナイロン、６．１０−　ナイ０７、ＭＸＤ−＋　イ
Ｄンなどがあげられる。

さらに本発明では、必要に応じ耐衝撃性等を改良する目
的で、熱可塑性弾性重合体ら）を配合することが好まし
い。このような熱可塑性弾性重合体は、常温でゴム弾性
を示す樹脂であり、ポリフェニレンエーテル樹脂などの
耐衝撃性改良剤などとして公知のものが使用可能である
。　本発明では、■水素添加Ａ−Ｂ−Ａ型ブロック共重
合弾性体（ここでは、Ａはビニル芳香族炭化水素の重合
ブロックを、Ｂは共役ジエン系炭化水素化合物の重合体
ブロックを意味する）、■オレフィン系重合体、■ポリ
エステル系エラストマー、■ポリウレタン系エラストマ
ー、■ポリアミド系エラストマー、■スチレン／ジエン
ブロック共重合体、■ＭＢＳ　、■ＭＡＳ　、及び■ア
クリル酸エステル系コアーシェルグラフト共重合体から
なる群から選ばれた１種又は２種以上の混合物があげら
れる。

又、本発明で用いる相溶化剤（ｃ）は、酸無水物構造を
有する１、２−置換オレフィン化合物、例えば、無水マ
レイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等があげ
られ、特に無水マレイン酸が好ましい。

本発明において用いる平均繊維径が２μｍ以下のガラス
繊維（ｄ）は、長繊維紡糸法では通常、製造することが
困難なものであり、通常、短繊維火炎法、すなわちガラ
ス溶融炉により溶融したガラスを多孔プレートから所望
の均一径のフィラメントとして引き畠し、高温・高速バ
ーナー火炎中に誘導し、繊維化することにより綿状の極
細ガラス繊維を得る方法により製造され、その平均の繊
維径は２μｍ以下と極めて細かく、かつ、比表面積が大
きく他に類のない、ガラス繊維とされたものである。　
このガラス繊維用のガラスとしては、Ｅ−ガラスなどの
無アルカリガラスが好ましい。これはＣ−ガラスなどを
使用した場合、ガラス繊維によるアルカリ加水分解の促
進により樹脂の劣化分解が促進され、物性低下が生じる
ためである。　本発明のガラス繊維の具体例としては、
日本無機■製のＥ−ＦＭＷ−８００（平均繊維径０，８
．ｃｚｍ）、Ｂ−ＰＭＷ−１７００（平均繊維径０．６
μｍ）が例示される。

これらのガラス繊維は樹脂との密着性を改良するために
表面処理を施すことが好ましい。このような表面処理剤
としては、シランカップリング剤が好ましく、具体的に
はγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−
（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキ
シシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニル−トリス
（２−メトキシエトキシ）シラン、Ｔ−メタクリロキシ
プロピルトリメトキシシラン、Ｔ−アミノプロピルトリ
メトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミ
ノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチ
ル）〜Ｔ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ
−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロ
プロピルトリメトキシシランなどがあげられる。表面処
理法の例としては、上記の如きシランカップリング剤の
０．０１〜１重量％の水溶液或いは水分散液中にガラス
繊維を浸漬した後、温度１４０〜１６０℃で１〜２時間
の熱処理をする方法があげられる。

さらに、極細ガラス繊維は、組成物の製造に際して、抄
造シートとした後、裁断して用いるのが好ましい。

抄造シートの製法は、ガラス繊維を通常の長網法や円網
法により抄造すればよく、また酸性抄造でなく、中性抄
造の方が好ましく、特に抄造シートの外観にこだわる必
要がないので、抄造は極めて容易である。ただ、抄造の
際、ガラス繊維が折れたりして繊維長さが極端に短くな
らないように注意する必要はある。

抄造シートの単位面積あたりの重量は、押出機へ投入さ
れる前に解繊され流動性が阻害されることなく所定量を
均一に混合されるようにする点から５０〜５００ｇ／ｍ
”程度が好ましく、０．５〜３．０ｍｍ程度の厚さが好
ましい。

製造された抄造シートを本発明では、一辺１〜３０ｍｍ
の略角型などとして用いるのが好ましい。大きさが１ｍ
ｍ未満では、シートを構成するガラス繊維が均一分散さ
れる前に個々のフィラメントに離散してしまい、かえっ
て均一混合が不可能となる。

逆に、３０ｍｍより大きいと樹脂と混合した際、大きす
ぎて均一に分散されなかったり、押出機へ供給する際に
分級したりする不都合が生じる。　一辺１〜３０ｍｍの
略角型の抄造ガラス繊維シートは、通常、抄造シートを
例えば角切りペレタイザーなどを使用して裁断する方法
で調製する。この裁断の際、縦・横の寸法比率は、流動
性、作業性の点から、通常、１：３〜１：１の範囲、好
ましくは略１：１とする。

本発明において、熱可塑性樹脂組成物（ａ）中における
ポリフェニレンエーテル樹脂とポリアミド樹脂の配合比
は重量で、ポリフェニレンエーテル樹脂／ポリアミド樹
脂＝　１０／９０〜９０／１０の範囲、好ましくは３０
／７０〜７０／３０の範囲から適宜選択される。又、こ
の熱可塑性樹脂組成物（ａ）　１００重量部に対して、
必要に応じ熱可塑性弾性重合体う）４０重量部以下、好
ましくは２〜２０重量部；相溶化剤（ｃ）０．１〜５重
量部、好ましくは０．２〜３重量部、及び平均繊維径が
２μＩ１１以下のガラス繊維（ｄ）５〜１００重量部、
好ましくは１０〜７０重量部を配合する。

熱可塑性樹脂組成物（ａ）中のポリフェニレンエーテル
樹脂成分が１０重量％未濃では、耐熱性が劣り、寸法安
定性なども不良になり、逆に９０重量％を越えると成形
加工性と耐溶剤性の改良が不十分となる。熱可塑性樹脂
組成物（ａ）　１００重量部に配合するガラス繊維（ｄ
）が、５重量部未満では、強度、剛性および線膨張係数
の改良効果が不十分であり、逆に１００重量部を越える
と流動性が低下し、表面外観も悪化してくる。　また、
熱可塑性弾性重合体（ｂ）を配合する場合、この配合量
が２重量部未満では耐衝撃性の改良効果がほとんどなく
、逆に４０重量部を越えると強度、剛性および耐熱性が
低下してくるので好ましくない。

また相溶化剤（ｃ）が、０．１重量部未満では、ボリフ
ェニレンエーテル樹脂とポリアミド樹脂との相溶性の改
良効果が小さく、靭性のある組成物が得離い。５重量部
より多いと、ポリフェニレンエーテル樹脂粒子の分散径
が大きくなる等の不具合があり、さらに耐熱性の低下や
外観不良等、好ましからざる現象が生じる。

本発明の表面平滑性繊維強化樹脂組成物には所望に応じ
て、従来、ポリフェニレンエーテル樹脂とポリアミド樹
脂との組成物に公知の種々の添加剤類が配合可能であり
、これらとしては補強材、充填材、安定剤、紫外線吸収
剤、帯電防止剤、滑剤、離型剤、染料、顔料、その他の
難燃剤等があげられる。又、ガラス粉、ガラスピーズ、
合成雲母、あるいはフッ素化雲母、酸化亜鉛、酸化亜鉛
ウィスカー、炭素繊維、ステンレス繊維、ケブラ繊維等
の有機あるいは無機の充填剤や補強材等が例示される。

更にポリスチレン、ＡＢＳ　、ポリエステル、ポリカー
ボネート等の樹脂類も当然に目的に応じて適宜好適に用
いることができる。

本発明の熱可塑性樹脂組成物の成形方法は特に限定しな
いが、ガラス繊維を添加して成形品の線膨張係数を小さ
くし、かつ塗装後の鮮映性を改良するという本発明の目
的からすると、繊維の配向を利用して成形することによ
って、線膨張係数を効率良く低減し、ガラス繊維の添加
量をできるだけ少なくして鮮映性を上げることが好まし
い。繊維の配向を利用して成形する方法としては、例え
ばフィルムゲートを利用して成形する方法があげられ、
自動車の外板、モール等に特に好適に用いられる。

〔実施例〕

以下、実施例及び比較例によって本発明を具体的に説明
する。

〔実施例〕

以下、実施例、比較例をあげて説明する。

実施例１〜３、及び比較例１〜２ ２５℃、クロロホルム中で測定した固有粘度が、０．０
５ｄｆｆｌ／ｇであるポリ（２，６−シメチルー１，４
−フェニレン）エーテル粉末５ｋｇに対して無水マレイ
ン酸２５ｇをスーパーミキサーにて３分間混合した後、
二軸押出機（池貝鉄工製ＰＣＭ−３０）を用いて２９０
℃にて溶融混練し、押出を行って変性ＰＰＥのベレット
を得た。得られた変性ＰＰＰとナイロン−６（東し製、
ＣＭ１０１７）　、アミノシラン処理した平均繊維径０
．８μｍ、平均繊維長５〜５０ｍｍのＥガラス繊維（日
本無機■製Ｅ−ＦＭＷ−８００）を抄造した重さ２４０
ｇ／ｍ２、厚さ２ｍｍのシートを角切りペレタイザーで
裁断して形成した３Ｘ３ｍｍ角のチップ（以下ＧＦ−Ａ
という）、アミノシラン処理した平均繊維径１０μｍ、
平均長さ３ｍｍのＥガラス繊維（旭ファイバーグラス製
、ＪＡＦＴ−２Ａ　、以下ＧＦ−Ｂと記す）、並びに熱
可塑性弾性重合体として水素添加Ａ−Ｂ−Ａ型ブロック
共重合弾性体（シェル化学製クレイトンＧ１６５１、以
下５ＥＢＳと記す）を第１表に記載の如く配合し、押出
機で押し出しベレット化した。

得られたベレットを１１０℃の熱風乾燥機で５時間以上
乾燥し、射出成形により試験片を作成し、物性試験を行
った。

この結果を第１表に示した。

尚、第１表中の物性値は下記によった。

σア　：引張強度　単位ｋｇ／ｃｍ２ σ、　：曲げ強度　単位ｋｇ／ｃｍ２ Ｙ、：曲げ弾性率　単位　Ｘ　１０’ｋｇ／ｃｍ２試験
片厚み　１／８” １、Ｚ、　　：アイゾット衝撃値　単位ｋｇ　−ｃｍ／
ｃｍ試験片厚み　１７８” ＨＤＴ　　：熱変形温度　荷重　１８．６ｋｇ／ｃｍ２
し　　：流れ方向線膨張係数 単位　Ｘ　１０−５ｃｍ／ｃｍ／ｌ： 表面平滑性　（単位μｍ） Ｒ２：十点平均粗さ。

鮮映性　：塗装後の表面外観を目視により判定。

鮮映性に最も優れるものを５、劣るも のを１とし、５段階で相対評価した。

第 １表−１ 第 １表 〔発明の効果〕 本発明の表面平滑繊維強化樹脂組成物から得られる成形
品は、機械的強度、耐有機溶剤性に優れ、線膨張係数が
小さく、且つ表面平滑性と塗装後の鮮映性に優れている
ので、ドアハンドル、サイドモール、 ホイルカバー、 フェンダ−パネル、 ガ ニッシュ、 バンパー等の自動車外装部品に好適 に用いられる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒ＿１は炭素数１〜３の低級アルキル基、Ｒ＿
   ２、Ｒ＿３は水素原子または炭素数１〜３の低級アルキ
   ル基である）で表される構造単位を主鎖に持つポリフェ
   ニレンエーテル樹脂とポリアミド樹脂とを重量比１０／
   ９０〜９０／１０で含む組成物（ａ）１００重量部に対
   して熱可塑性弾性重合体（ｂ）０〜４０重量部と相溶化
   剤（ｃ）０．１〜５重量部、平均繊維径が２μｍ以下の
   ガラス繊維（ｄ）５〜１００重量部を配合してなる表面
   平滑性繊維強化樹脂組成物 ２、熱可塑性弾性重合体（ｂ）が、（１）水素添加Ａ−
   Ｂ−Ａ型ブロック共重合弾性体（ここでは、Ａはビニル
   芳香族炭化水素の重合ブロックを、Ｂは共役ジエン系炭
   化水素化合物の重合体ブロックを意味する）、（２）オ
   レフィン系共重合体、（３）ポリエステル系エラストマ
   ー、（４）ポリウレタン系エラストマー、（５）ポリア
   ミド系エラストマー、（６）スチレン／ジエンブロック
   共重合体、（７）ＭＢＳ、（８）ＭＡＳ、及び（９）ア
   クリル酸エステル系コアーシェルグラフト共重合体から
   なる群から選ばれた一種又は二種以上の混合物である請
   求項１記載の表面平滑性繊維強化樹脂組成物 ３、相溶化剤（ｃ）が、１，２−置換オレフィン化合物
   である請求項１記載の表面平滑性繊維強化樹脂組成物 ４、該ガラス繊維（ｄ）が、Ｅガラス製である請求項１
   記載の表面平滑性繊維強化樹脂組成物 ５、該ガラス繊維（ｄ）が、シランカップリング剤で表
   面処理してなるものである請求項１記載の表面平滑性繊
   維強化樹脂組成物 ６、該ガラス繊維（ｄ）が、シート状に抄造し、一辺が
   １〜３０ｍｍの略角型に切断したものである請求項１記
   載の表面平滑性繊維強化樹脂組成物