JPH05279567A - 樹脂組成物及びそれからなる自動車用アンダーフード部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐熱性、剛性、表面特性に優れているうえ
に、反りや耐変形性が良好なポリアミド樹脂組成物とこ
の組成物から得られる自動車用アンダーフード部品の提
供。 【構成】 （イ）ナイロン４６樹脂５５〜９０ｗｔ％、
（ロ）ナイロン４６以外の脂肪族ポリアミド０〜２５ｗ
ｔ％及び（ハ）キシリレンジアミンとα，ω―直鎖脂肪
族二塩基酸とから得られるポリアミド組成物４５〜１０
ｗｔ％の前記合計量１００重量部に対し、ガラス繊維１
５〜１２５重量部と、非繊維状の無機充填材（ガラスフ
レーク、マイカ、その他）合計量１５〜１２５重量部と
を配合してなる樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は優れた耐熱性、剛性、表
面性を有すると共に、反りが小さく耐変形性に優れ、し
かも離型性、成形サイクルを中心とする成形性に優れた
ポリアミド樹脂組成物及びそれからなる自動車用アンダ
ーフート部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、省エネルギー、環境汚染防止の立
場から自動車の軽量化の必要性が増大し、これを実現す
る手段として各種部品の樹脂化が検討され、その使用範
囲が着実に拡大してきている。中でもアンダーフード部
品は樹脂化の可能性が精力的に検討されている分野であ
り、すでに樹脂化されているキャニスター、フューエル
ストレーナ、ラジエータタンク等に加えて、近年ロッカ
ーカバー、インテークマニホールド等の大型部品が検討
対象となっている。しかし、これら部品の樹脂化には優
れた耐熱性、剛性、表面性に加えて、反りが小さく耐変
形性に優れることが必須要件である。なぜなら、これら
の部品は組み立て時、広面積の平面部分を介して金属部
分と密着しシール性を確保する構造となっているが、成
形品が反った場合にはシール性が損なわれて内容物が洩
れだし、機能を果たし得ないためである。

【０００３】従来これらの用途向けには、ポリヘキサメ
チレンアジパミド（ナイロン６６）のガラス繊維強化
品、あるいは特開昭６２―５７４５８号、特開平３―７
２５６４号に開示されているような、酸成分としてテレ
フタル酸を主成分とする芳香族ポリアミド、脂肪族ポリ
アミド及び無機繊維からなる組成物が検討されている。
しかし、ナイロン６６組成物は耐熱性、低反り性が充分
でなく、一般にテレフタル酸を主たる酸成分とする芳香
族ポリアミドからなる組成物は、耐熱性は高いものの、
低反り性が充分とは言えない。またこれらの芳香族ポリ
アミドは結晶性が不良であるため、成形金型からの離型
が困難であり、ひずみを残さず型から取り出すには成形
時の冷却時間をナイロン６６組成物の１．５倍以上に長
くする必要がある。それでも連続成形が困難であり、著
しく成形性に劣るものであった。

【０００４】

【発明の目的】本発明は上述の事情を背景としてなされ
たものであり、その目的は優れた耐熱性、剛性、表面性
を有すると共に、反りが小さく耐変形性に優れ、しかも
離型性、成形サイクルを中心とする成形性に優れたポリ
アミド樹脂組成物及びそれからなる自動車用アンダーフ
ード部品を提供することにある。

【０００５】

【発明の構成】本発明者らはナイロン４６樹脂に固有の
優れた耐熱性、成形性を保持したまま、高い剛性、良好
な表面性及び低反り性を付与するため鋭意研究した結
果、本発明に到達した。

【０００６】即ち本発明は、（イ）ナイロン４６樹脂５
５〜９０重量％、（ロ）ナイロン４６以外の脂肪族ポリ
アミド樹脂０〜２５重量％、（ハ）キシリレンジアミン
とα，ω―直鎖脂肪族二塩基酸とから得られるポリアミ
ド樹脂４５〜１０重量％からなるポリアミド樹脂組成物
（Ａ）１００重量部に対し、（ニ）ガラス繊維１５〜１
２５重量部（Ｂ）、更に（ホ）ガラスフレーク０〜１０
０重量％、（ヘ）マイカ１００〜０重量％、（ト）前記
（ホ）、（ヘ）以外の無機質充填材０〜４０重量％より
なる［（ホ）〜（ト）成分１００重量％］無機質充填材
（Ｃ）１５〜１２５重量部を配合してなるポリアミド樹
脂組成物、及びその樹脂組成物よりなる自動車用アンダ
ーフード部品である。

【０００７】以下本発明を詳述する。

【０００８】本発明の自動車用アンダーフード部品と
は、自動車のエンジンルーム内に設置される部品全てを
対象とする。これらの具体的な例としてはキャニスタ
ー、フューエルストレーナ、エアクリーナ、ラジエータ
タンク、ラジエータのウォーターポンプインペラ、イン
テークマニホールド、ロッカーカバー等が挙げられる
が、なかでもロッカーカバーやインテークマニホールド
等の高耐熱性、低反り性を必要とする部品に適用した場
合、本組成物の特徴が最も効果的に発現する。

【０００９】本発明に用いられる（イ）成分のナイロン
４６樹脂とは、酸成分としてアジピン酸又はその機能誘
導体を用い、アミン成分としてテトラメチレンジアミン
又はその機能誘導体を用いて縮合反応により得られるポ
リアミドを主たる対象とするが、そのアジピン酸成分又
はテトラメチレンジアミン成分の一部を他の共重合成分
で置き換えたものでもよい。

【００１０】ナイロン４６樹脂の好ましい態様は特開昭
５６―１４９４３０号公報及び特開昭５６―１４９４３
１号公報に記載されている。

【００１１】本発明で用いられるナイロン４６樹脂は、
ｍ―クレゾールを用い３５℃で測定したときの極限粘度
が０．８０〜１．９０、更には０．９０〜１．５０の範
囲にあることが望ましい。

【００１２】１．９０を超える極限粘度のナイロン４６
樹脂を用いた場合には成形の際における流動性が悪く、
得られる成形品の外観の光沢が失われるのみならず、そ
の機械特性、熱特性のバラツキが大きくなるため好まし
くない。一方、０．８０よりも低い極限粘度では、成形
品の機械的強度が小さくなる欠点を生ずる。

【００１３】本発明に用いられる（ロ）成分のナイロン
４６以外の脂肪族ポリアミド樹脂とは、一般式―（ＣＨ
₂ ）_ａ―ＣＯＮＨ―（ＣＨ₂ ）_ｂ―ＮＨＣＯ―又は―
（ＣＨ ₂ ）_ｃ―ＣＯＮＨ―で表わされるポリアミド及び
これらの共重合体のうち、ナイロン４６以外のものであ
り、主鎖中に一部脂環式の成分を含有するものを含む。
具体的には、ポリヘキサメチレンアジパミド、ポリヘキ
サメチレンセバカミド、ヘキサメチレンジアミンと１，
１０―デカンジカルボン酸とのポリアミド、ポリカプラ
ミド、ポリウンデカンアミド、ポリドデカンアミド及び
これらの共重合体などが挙げられる。これらのポリアミ
ドの中では、ポリカプラミド、ポリヘキサメチレンアジ
パミドが好ましく用いられる。これらのポリアミドはナ
イロン４６より結晶性が低く、表面性を改良する効果が
ある。

【００１４】本発明に用いられる（ハ）成分のキシリレ
ンジアミンとα，ω―直鎖脂肪族二塩基酸とから得られ
るポリアミド樹脂とは、ｍ―キシリレンジアミン単独、
又はｍ―キシリレンジアミン６０重量％以上とｐ―キシ
リレンジアミン４０重量％以下とからなるキシリレンジ
アミン混合物と、α，ω―直鎖脂肪族二塩基酸との重縮
合反応により得られるポリアミド樹脂であり、α，ω―
直鎖脂肪族二塩基酸としては、炭素数６〜１２のもの、
例えばアジピン酸、セバシン酸、スベリン酸、ウンデカ
ン酸、ドデカン酸等が適当である。なかでもｍ―キシリ
レンジアミンとアジピン酸よりなるポリアミドが、本発
明の効果を発現するには最も好ましい。これらのポリア
ミドはナイロン４６より結晶性が低く、表面性を改良す
る効果がある上に、剛性の向上効果及び低反り化効果が
顕著であり、しかも成形性を損なうことがない。

【００１５】本発明における（イ），（ロ）及び（ハ）
成分の割合は、重量％比で５５〜９０：０〜２５：４５
〜１０である。（ハ）成分はナイロン４６の優れた耐熱
性、成形性を保持したまま、高剛性、良表面性、低反り
性を付与するための必須成分であり、その割合が１０重
量％未満の場合には成形外観及び反りの改良効果は小さ
く、一方４５重量％を超える場合には成形外観及び反り
は改善されるものの荷重たわみ温度で表わされる耐熱性
が低下してしまうので好ましくなく、さらにナイロン４
６と融点の異なる成分が多量に含まれるため押出が困難
となる。また（ロ）成分の添加も表面性を改善するが、
その効果は（ハ）成分には及ばない。しかも剛性、反り
の改善効果はないので有効に使用できる場合は限定され
る。そしてその割合が２５重量％を超える場合には表面
性は改良されるものの耐熱性が著しく低下し好ましくな
い。

【００１６】本発明に用いる（Ｂ）成分のガラス繊維
は、一般に樹脂の強化用に用いられるものでよく特に限
定はない。短繊維状のチョップドストランドがその例で
ある。またガラス繊維は集束剤（例えばポリ酢酸ビニル
系、ポリウレタン系集束剤等）、カップリング剤（例え
ばシラン化合物、ボラン化合物等）、その他の表面処理
剤で被覆されていてもよい。かかるガラス繊維の配合量
は、ナイロン４６樹脂、ナイロン４６以外の脂肪族ポリ
アミド樹脂及びキシリレンジアミンとα，ω―直鎖脂肪
族二塩基酸とから得られるポリアミド樹脂からなるポリ
アミド樹脂組成物（Ａ）１００重量部に対し１５〜１２
５重量部である。配合量が１５重量部未満の場合には成
形品が必要とする剛性が得られず、また１２５重量部を
超える場合には、剛性は高くなるものの反りが大きくな
り、また表面性が悪くなる。

【００１７】本発明に用いられる（Ｃ）成分の無機質充
填材は（ホ）ガラスフレーク、（ヘ）マイカ及び（ト）
ガラスフレーク、マイカ以外の無機質充填材よりなり、
（ホ），（ヘ），（ト）成分の割合は重量％比で０〜１
００：１００〜０：０〜４０である。（ホ）成分のガラ
スフレークは厚さ数ミクロンの鱗片状のガラスで、一般
に樹脂の充填材として用いられるものでよく特に限定は
ない。平均厚さ２〜３μｍ、粒度１０〜３３０メッシュ
のものが好適に用いられる。またガラスフレークはアミ
ノシラン、エポキシシランのようなカップリング剤やそ
の他の表面処理剤で処理されていてもよい。また（ヘ）
成分のマイカはマスコバイト、フロゴパイト、バイオタ
イト等の天然マイカ及びフルオロフロゴパイト等の合成
マイカから選ばれたものであり、特にマスコバイト、フ
ロゴパイトが好適である。これらの重量平均フレーク径
は２０〜２７０μｍ、重量平均アスペクト比は２０〜９
０のものが望ましい。またマイカはアミノシラン、エポ
キシシランのようなカップリング剤やその他の表面処理
剤で処理されていてもよい。なお（ト）成分のガラスフ
レーク、マイカ以外の無機充填材としては一般に樹脂の
充填材として用いられるものでよく、特に限定はないが
カオリン、クレー、ウォラストナイト、タルク、炭酸カ
ルシウム、硫酸バリウム、チタン酸カリウィスカーなど
が例示できる。さらにこれらの無機質充填材はアミノシ
ランのようなシラン化合物を中心とするカップリング剤
で表面処理されていてもよい。なお（ト）成分が４０重
量％を超える場合には、反り防止効果が不充分となり好
ましくない。かかる（Ｃ）成分の配合量は、ポリアミド
樹脂組成物（Ａ）１００重量部に対し、１５〜１２５重
量部である。配合量が１５重量部未満の場合には反り防
止効果が不充分となり、１２５重量部を超える場合には
反りは改良されるものも表面性が悪くなり、また押出時
にスレッドが脆くなった引取りが著しく困難となる。

【００１８】本発明のポリアミド樹脂組成物には、必要
に応じて顔料その他の配合剤をその発現量添加してもよ
い。このような配合量としては、熱安定剤、着色剤、酸
化防止剤、滑剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤な
どが挙げられる。

【００１９】本発明のポリアミド樹脂組成物は、各構成
成分を熔融状態に維持しながら充填材を配合するなどの
方法により調製することができる。この際、押出機、ニ
ーダーなどを用いることができる。またこのようにして
造られた成形用組成物は、充分乾燥された状態に保っ
て、通常の熔融成形法例えば射出成形法、押出成型法な
どにより成形に供される。

【００２０】

【実施例】以下実施例により本発明を詳述する。

【００２１】なお実施例中の各種特性の測定は以下の方
法によった。 （１）静的強度 ：引張試験―ＡＳＴＭ Ｄ―６３８
に準拠 曲げ試験―ＡＳＴＭ Ｄ―７９０に準拠 （２）荷重撓み温度：ＡＳＴＭ Ｄ―６４８により荷重
２６４Ｐｓｉ，試験片厚み１／４インチにて測定（ＨＤ
Ｔと略記する） （３）反り ：成形した円板（直径１００mm，厚
み１／１６インチ）を平面状に置いた場合の平面からの
最大解離距離を測定 （４）成形外観 ：成形した円板（直径１００mm，厚
み１／１６インチ）の表面状態を以下の評価基準により
目視評価した。評価基準 ○：均一で光沢がある △：わずかにガラス繊維の浮きの認められる部分があ
り、光沢が劣る ×：ガラス繊維の浮きが顕著 （５）極限粘度 ：ｍ―クレゾール溶液中３５℃にて
測定

【００２２】

【実施例１〜１０及び比較例１〜１０】極限粘度１．２
０のナイロン４６樹脂（ＳＴＡＮＹＬ、オランダ国ＤＳ
Ｍ社製）、極限粘度１．３４のナイロン６樹脂（テイジ
ンナイロンＮＨ８１０１、帝中（株）製）、極限粘度
１．２５のナイロン６６樹脂（レオナ１３００Ｓ、旭化
成（株）製）、極限粘度１．３０のナイロンＭＸＤ６
（ｍ―キシリレンジアミンとアジピン酸の塩よりオート
クレーブを用いて通常の方法により重合したもの）、長
さ３mmのチョップドストランドカットグラス繊維（日本
電気硝子（株）製）、ガラスフレーク（ＲＥＦＧ―１０
１、日本硝子繊維（株）製）、マイカ（スゾライトマイ
カ１５０Ｓ、米国マリエッタ社製）及びカオリン（トラ
ンスリンク４４５、米国エンゲルハルト社製）を表１、
表２の配合塑性でベント付き二軸押出機（日本製鋼所
製、ＴＥＸ４４）にて３１０℃で押出し、ペレットを得
た。なおこの際、ガラス繊維及び無機充填材はサイドフ
ィードとした。またポリアミドはいずれも配合に先立ち
１１０℃、１０Ｔｏｒｒの減圧下で８時間以上乾燥し、
水分を０．１％以下とした。さらにこのペレットを射出
成形機（東芝機械、ＩＳ７５Ｅ）を用いてシリンダー温
度２８０〜３１０℃、射出圧力１０００kg／cm² 、保圧
６００kg／cm² 、金型温度１２０℃の条件で特性測定用
のテストピース及び円板を成形した。このテストピース
を使用して、静的強度、荷重撓み温度、反りを測定し、
外観を観察した。これらの結果は併せて表１、表２に示
した。なお、この成形に当たり、冷却時間１５秒、全サ
イクル時間３０秒で問題なく成形でき、離型性も良く、
優れた成形性を示した。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】表２から明らかな如く、ナイロンＭＸＤ６
がない場合（比較例１，３）は表面性が著しく不良であ
り、反りも大きい。一方多すぎる場合（比較例４）はス
レッドの引取りができず、押出性が著しく悪い。またナ
イロン６が多すぎる場合（比較例５）も同様の欠点が現
われる。無機質充填材のガラスフレークやマイカがない
か又は配合量が少ない場合（比較例２，８）は反りが大
きい。一方多すぎる場合（比較例９）は押出性が不良と
なる。なおガラスフレークやマイカ以外の無機質充填材
を入れすぎたとき（比較例１０）は反りが大きくなり好
ましくない。またガラス繊維が少なすぎるとき（比較例
６）は高いＨＤＴが得られず、一方多すぎる場合（比較
例７）は反りが大きくなり、表面性が悪化する。

【００２６】これに対し、表１に記載した配合の場合
は、剛性を中心とした優れた機械特性と高いＨＤＴを有
しながら、反りが小さく、しかも優れた外観を示す成形
品を得ることができた。

【００２７】

【実施例１１】実施例８の配合組成のペレットを使用
し、射出成形機（東芝機械製、ＩＳ６５０Ｅ）を用い
て、シリンダー温度２８０〜３１０℃、射出圧力１００
０kg／cm²、保圧６００kg／cm² 、金型温度１２０℃の
条件でロッカーカバーを成形した。離型性は問題なく、
全サイクル６０秒で支障なく成形でき良好な成形性を示
した。また、成形品のシール面の反りは最大で０．６mm
であり、極めて優れた低反り性を示し、さらに塗装なし
で使用可能な優れた表面性を示した。

【００２８】

【実施例１２】実施例２の配合組成のペレットを使用
し、射出成形機（日本製鋼所製、Ｊ８５０Ｅ―Ｃ５）を
用いて、シリンダー温度２８０〜３１０℃、射出圧力１
０００kg／cm² 、保圧６００kg／cm² 、金型温度１２０
℃の条件で、２つ割りにした形状のインテークマニホー
ルドを成形した。この際離型性は問題なく、全サイクル
８０秒で支障なく成形でき良好な成形性を示した。つい
で振動溶着機（ＢＲＡＮＳＯＮ社、モデル２８００）を
用いて２４０Ｈｚの振動周波数で２つ割り形状の成形品
を振動溶着し、インテークマニホールドを得た。この製
品のシール面の反りは最大で０．５８mmであり、極めて
優れた低反り性を示した。また吸気効率に影響を及ぼす
内面の平滑度も満足できる水準であった。

【００２９】

【発明の効果】本発明のポリアミド樹脂組成物は、ナイ
ロン４６に特定種類、特定量のポリアミド、ガラス繊維
及び無機充填材を配合することにより、ナイロン４６樹
脂特有の優れた耐熱性、成形性を維持しつつ、高い剛
性、低反り性及び良好な表面性を合わせ持つことに成功
したものであり、ロッカーカバーやインテークマニホー
ルドを中心とするアンダーフード部品用に極めて有用な
ものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｋ 7/20 ＫＬＣ 7242−4Ｊ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （イ）ナイロン４６樹脂５５〜９０重量
   ％、（ロ）ナイロン４６以外の脂肪族ポリアミド樹脂０
   〜２５重量％及び（ハ）キシリレンジアミンとα，ω−
   直鎖脂肪族二塩基酸とから得られるポリアミド樹脂４５
   〜１０重量％よりなるポリアミド樹脂組成物（Ａ）１０
   ０重量部に対し、（Ｂ）ガラス繊維１５〜１２５重量部
   と、（Ｃ）ガラスフレーク、マイカ及び／又は他の非繊
   維状無機充填材の合計量１５〜１２５重量部とを配合し
   てなる樹脂組成物。
2. 【請求項２】 （ハ）成分がｍ−キシリレンジアミンと
   アジピン酸とから得られるポリアミド樹脂である請求項
   １に記載の樹脂組成物。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の樹脂組成物から
   なる自動車用アンダーフード部品。