JPH1036664A - ポリアミド樹脂製振動溶着中空体成形品 - Google Patents

ポリアミド樹脂製振動溶着中空体成形品

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JPH1036664A
JPH1036664A JP21592196A JP21592196A JPH1036664A JP H1036664 A JPH1036664 A JP H1036664A JP 21592196 A JP21592196 A JP 21592196A JP 21592196 A JP21592196 A JP 21592196A JP H1036664 A JPH1036664 A JP H1036664A
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JP
Japan
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polyamide resin
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vibration
weight
molded article
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JP21592196A
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Hiroshi Urabe
宏 浦部
Hajime Oyama
一 大山
Tatsuya Hitomi
達也 人見
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Mitsubishi Engineering Plastics Corp
Original Assignee
Mitsubishi Engineering Plastics Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】耐圧強度の優れたポリアミド樹脂製の振動溶着
中空体成形品を提供する。 【解決手段】（ａ）ポリアミド樹脂４０〜９０重量％、
（ｂ）ガラス繊維１０〜６０重量％及び（ｃ）下記一般
式(1)又は(2)で表される化合物０．０３〜１０重量％か
らなり、且つ（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）が１００重量％以
下であるポリアミド樹脂組成物を用いて一次成形した複
数の中空体部品を振動溶着してなるポリアミド樹脂製振
動溶着中空体成形品。 【化１】 【化２】 （式中、Ｒ1、Ｒ4は−ＣＨ2−、−ＣＨ2−ＣＨ2−又は
−ＣＨ(ＣＨ3)−ＣＨ2−を、Ｒ2はアルキル、アルケニ
ル、アルキルカルボニル、アルケニルカルボニル又はフ
ェニル基を、Ｒ3、Ｒ5は水素原子、アルキル、アルケニ
ル又はフェニル基を、Ｒ6はアルキル、アルケニル又は
フェニル基を表す。但し、Ｒ2とＲ3は同時にフェニル基
を表さない。ｍ，ｎは１〜２００の自然数を表す。）

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一次成形で複数の
中空体部品を成形し、振動溶着により接合したポリアミ
ド樹脂製中空体成形品に関するものである。詳しくは、
流動性が損なわれず、耐圧強度に優れたポリアミド樹脂
製振動溶着中空体成形品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、プラスチックの用途が拡大され、
その特性を生かし、例えば自動車エンジンのインテーク
マニホールドなども振動溶着により樹脂化が試みられて
いる。その為の材料としては、ガラス繊維強化６６ナイ
ロンまたはガラス繊維強化６ナイロンなどが用いられて
いる。しかしながら、自動車エンジンのインテークマニ
ホールドの場合、その耐圧強度が弱いとエンジンのバッ
クファイアなどによって内圧が増大したときに破裂する
危険性がある。十分な耐圧強度を得る手段として、素材
ポリアミド樹脂の相対粘度の増大や溶着面積の増大が一
般に知られているが、前者は流動性を低下させ、後者は
設計変更が必要であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そのため、流動性を維
持しながら、溶着面積増大の設計変更をすることなく、
耐圧強度の優れたポリアミド樹脂製の振動溶着中空体成
形品を得ることのできる解決策が望まれていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
の結果、ポリアミド樹脂に一般式(1)及び一般式(2)で表
される特定の化合物を配合した組成物を使用することに
よって、耐圧強度の優れた振動溶着中空体成形品が得ら
れることを見出し本発明に到達した。
【０００５】すなわち、本発明の要旨は、 （ａ）ポリアミド樹脂４０〜９０重量％ （ｂ）ガラス繊維１０〜６０重量％ （ｃ）下記一般式(1)又は一般式(2)で表される化合物
０．０３〜１０重量％ からなり、且つ（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）が１００重量％
以下であるポリアミド樹脂組成物を用いて一次成形した
複数の中空体部品を振動溶着してなるポリアミド樹脂製
振動溶着中空体成形品に存する。
【０００６】
【化１】
【０００７】（式中、Ｒ1は−ＣＨ2−、−ＣＨ2−ＣＨ2
−又は−ＣＨ(ＣＨ3)−ＣＨ2−を表し、Ｒ2はアルキル
基、アルケニル基、アルキルカルボニル基、アルケニル
カルボニル基又はフェニル基を表し、Ｒ3は水素原子、
アルキル基、アルケニル基又はフェニル基を表す。但
し、Ｒ2とＲ3は同時にフェニル基を表さない。ｎは１〜
２００の自然数を表す。）
【０００８】
【化２】
【０００９】（式中、Ｒ4は−ＣＨ2−、−ＣＨ2−ＣＨ2
−又は−ＣＨ(ＣＨ3)−ＣＨ2−を表し、Ｒ5はそれぞれ
独立して水素原子、アルキル基、アルケニル基又はフェ
ニル基を表し、Ｒ6はアルキル基、アルケニル基又はフ
ェニル基を表す。ｍは１〜２００の自然数を表す。）
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明に使用されるポリアミド樹
脂は、重合可能なω−アミノ酸類もしくはそのラクタム
類、好ましくは３員環以上のラクタム類、または二塩基
酸類とジアミン類などを原料とし、これらの原料単量体
を重縮合することによって得られるポリアミド樹脂であ
る。具体的には、原料のω−アミノ酸類としては、ε−
アミノカプロン酸、７−アミノヘプタン酸、９−アミノ
ノナン酸、１１−アミノウンデカン酸、１２−アミノド
デカン酸が挙げられる。ラクタム類としては、ε−カプ
ロラクタム、エナントラクタム、カプリルラクタム、ラ
ウリルラクタム、α−ピロリドン、α−ピペリドンが挙
げられる。
【００１１】二塩基酸類としては、アジピン酸、グルタ
ル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシ
ン酸、ウンデカンジオン酸、ドデカジオン酸、ヘキサデ
カジオン酸、ヘキサデセンジオン酸、エイコサンジオン
酸、エイコサジエンジオン酸、ジグリコール酸、２，
２，４−トリメチルアジピン酸、キシリレンジカルボン
酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル
酸、イソフタル酸が挙げられる。また、ジアミン類とし
ては、ヘキサメチレンジアミン、テトラメチレンジアミ
ン、ノナメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミ
ン、ドデカメチレンジアミン、２，２，４（または２，
４，４）−トリメチルヘキサメチレンジアミン、ビス−
（４，４’−アミノシクロヘキシル）メタン、メタキシ
リレンジアミンが挙げられる。
【００１２】これらのポリアミド樹脂のうち、本発明で
使用されるポリアミド樹脂としては、６ナイロン、６６
ナイロン、６６／６共重合ナイロンが好ましい。また、
上記のポリアミド樹脂の複数種を使用しても差し支えな
い。
【００１３】本発明で使用されるポリアミド樹脂は、あ
る範囲内の重合度、すなわち相対粘度を有するものが好
ましい。好ましい相対粘度は、２．０〜４．０、特に好
ましくは２．５〜３．７の範囲である。相対粘度が低い
と、耐圧強度が小さくなり、逆に高すぎると、流動性を
損ない表面平滑性不良となるので好ましくない。なお、
本願明細書において、相対粘度はＪＩＳ Ｋ６８１０に
従って９８％硫酸中濃度１％、温度２５℃で測定した値
である。
【００１４】ポリアミド樹脂の配合量は、樹脂の種類、
所望中空体成形品によっても異なるが４０〜９０重量
％、好ましくは５０〜８０重量％、さらに好ましくは６
０〜７０重量％である。
【００１５】本発明で使用されるガラス繊維は、通常熱
可塑性樹脂に使用されるものでよいが、Ｅガラス（無ア
ルカリガラス）から作られるチョップドストランドが好
ましい。繊維径は１〜２０μｍ、好ましくは５〜１５μ
ｍである。また、ガラス繊維はポリアミドとの接着向上
のためにシランカップリング剤などで表面処理されてい
ることが好ましい。ガラス繊維の配合量は、１０〜６０
重量％、好ましくは２０〜５０重量％、さらに好ましく
は３０〜４０重量％である。配合量が少なすぎると溶着
強度が低下し、多すぎると表面平滑性が損なわれるので
好ましくない。
【００１６】本発明で添加剤として使用される化合物
は、下記一般式(1)及び一般式(2)で表される。
【００１７】
【化３】
【００１８】上記式中、Ｒ1は−ＣＨ2−、−ＣＨ2−Ｃ
Ｈ2−又は−ＣＨ(ＣＨ3)−ＣＨ2−を表わすが、−ＣＨ2
−ＣＨ2−が好ましい。Ｒ2はアルキル基、アルケニル
基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基又
はフェニル基を表し、Ｒ3は水素原子、アルキル基、ア
ルケニル基又はフェニル基を表すが、Ｒ2とＲ3は同時に
フェニル基を表さない。アルキル基及びアルケニル基の
炭素数は、通常１〜６０、好ましくは５〜３０である。
又アルキルカルボニル基及びアルケニルカルボニル基の
炭素数は、通常２〜６０、好ましくは５〜３０である。
ｎは１〜２００の自然数を表し、好ましくは、１〜１０
０である。これらの中、特に式中Ｒ1 が−ＣＨ2−ＣＨ2
−であり、Ｒ2が炭素数２〜６０のアルキルカルボニル
基又はアルケニルカルボニル基であり、Ｒ3が水素原子
であるポリオキシエチレンモノ脂肪酸エステルが好まし
い。
【００１９】
【化４】
【００２０】上記式中、Ｒ4は−ＣＨ2−、−ＣＨ2−Ｃ
Ｈ2−又は−ＣＨ(ＣＨ3)−ＣＨ2−を表わすが、−ＣＨ2
−ＣＨ2−が好ましい。Ｒ5はそれぞれ独立して水素原
子、アルキル基、アルケニル基又はフェニル基を表し、
Ｒ6はアルキル基、アルケニル基又はフェニル基を表
す。アルキル基及びアルケニル基の炭素数は、通常１〜
６０、好ましくは５〜３０である。ｍは１〜２００の自
然数を表し、好ましくは、１〜１００である。式中特
に、Ｒ4が−ＣＨ2−ＣＨ2−、Ｒ5が水素原子又はアルキ
ル基、Ｒ6がアルキル基又はアルケニル基であるソルビ
タンのポリオキシエチレンモノ脂肪酸エステル又はポリ
オキシエチレンアルキルエーテルモノ脂肪酸エステルが
好ましい。
【００２１】上記一般式(1)で表される化合物として
は、具体的にポリオキシエチレンモノラウレート、ポリ
オキシエチレンモノセチレート、ポリオキシエチレンモ
ノステアレート、ポリオキシエチレンモノオレエート等
のポリオキシエチレンモノ脂肪酸エステル、ポリオキシ
エチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレントリデ
シルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポ
リオキシエチレンステアリルエーテル等のポリオキシエ
チレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンオレイル
エーテル等のポリオキシエチレンアルキレンエーテル、
ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキ
シエチレンオクチルフェニルエーテル等のポリオキシエ
チレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン
オレイルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアル
キレンフェニルエーテル等が挙げられる。
【００２２】これらの化合物のうち、本発明で使用され
る化合物としてはポリオキシエチレンモノラウレート、
ポリオキシエチレンモノセチレート、ポリオキシエチレ
ンモノステアレート、ポリオキシエチレンモノオレエー
トが好ましく、ポリオキシエチレンモノラウレートが特
に好ましい。
【００２３】上記一般式(2)で表される化合物として
は、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポ
リオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオ
キシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシ
エチレンソルビタンモノオレエート等のポリオキシエチ
レンソルビタンモノ脂肪酸エステルが挙げられる。
【００２４】これらの化合物のうち、本発明で使用され
る化合物としてはポリオキシエチレンソルビタンモノラ
ウレートが好ましい。
【００２５】本発明に使用する樹脂組成物に添加される
これらの化合物の配合量は、０．０３〜１０重量％、好
ましくは０．１〜５重量％、さらに好ましくは０．５〜
３重量％である。配合量が少なすぎると耐圧強度の向上
が小さく、多すぎるとコンパウンド時、成形時にガスの
発生が多くなり好ましくない。
【００２６】本発明の樹脂組成物中には、本発明の効果
を損なわない範囲において、ガラス繊維以外の無機充填
材、例えばガラスフレーク、ガラスビーズ、マイカ、タ
ルク、カオリン、ウォラストナイト、チタン酸カリウム
ウィスカー等を配合しても良い。また、銅化合物などの
熱安定剤、離型剤、カーボンブラックなどの着色剤等の
公知の添加剤を配合しても良い。これら充填材等の配合
は、ポリアミド樹脂の重合から成形までの任意の段階で
実施されるが、押出機を用いて溶融混練するのが好まし
い。
【００２７】本発明においては、上記の樹脂組成物を用
いて一次成形された複数の半中空体部品を振動溶着によ
り接合し、目的とする中空体部品を得る。振動溶着にお
いて、振動の周波数は１００〜３００Ｈｚ、振幅は０．
５〜２．０ｍｍ、好ましくは０．８〜１．６ｍｍ、溶着
圧力は、５〜１００kg/cm2、好ましくは１０〜６０kg/cm
2の範囲が選ばれる。溶着圧力は、大きすぎても小さす
ぎても、溶着強度が低下する。所定の圧力下にあるべき
溶着時間は、目的とする溶け代が得られるように適宜設
定し、圧力を解放した後の保持時間は、溶着部が十分固
化するように設定する。このような溶着圧力あるいは溶
け代の調節は、市販の制御装置を使用して容易に行うこ
とができる。
【００２８】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて更に説明す
るが、本発明はこれら実施例により制限されるものでは
ない。
【００２９】実施例１ ポリアミド樹脂として６ナイロン（三菱エンジニアリン
グプラスチックス株式会社製 商品名NOVAMID 1015J；
相対粘度３．０）を使用し、この樹脂に35重量％のガラ
ス繊維（日本電気硝子株式会社製、商品名T249GH）及び
０．５重量％のポリオキシエチレンモノラウレート（日
本油脂株式会社製、商品名ノニオンＬ４；平均分子量約
４００）を配合することによりポリアミド樹脂組成物を
得た。配合には、東芝機械株式会社製のＴＥＭ−３５Ｂ
型二軸混練機を用い、設定温度は280℃とした。
【００３０】このようにして混練されたポリアミド樹脂
組成物を、日精樹脂工業株式会社製のFS160S型射出成形
機を用いて一次成形し、図１−（ａ）、（ｂ）に示す一
次成形品を得た。設定シリンダー温度は270℃、設定金
型温度は90℃とした。
【００３１】次に、この一次成形品の一対を、日本エマ
ソン株式会社製の振動溶着機（製品名：VIBRATION WELD
ER Model 2800 ）を使用して、周波数240Hz、振幅1.5m
m、溶け代1.5mm、溶着圧力：15kg/cm2、保持圧力：15kg
/cm2、保持時間5.0secで溶着して、図２に示す中空体成
形品を得た。この時、溶け代をコントロールするのに日
本エマソン株式会社製のCX132型非接触WDC溶着寸法制御
装置を使用した。
【００３２】得られた中空体成形品を、株式会社東洋精
機製作所製の耐圧試験機を使用し、上部開口部（１）、
（１’）の２カ所をめくらにし、下部開口部（２）より
加圧傾斜速度980kPa/minで水圧により加圧し、中空体破
裂時の圧力（耐圧強度）を測定した結果、１７２０ｋｐ
ａであった。
【００３３】上記のポリアミド樹脂組成物を、東芝機械
株式会社製のＩＳ８０ＥＰＮ型射出成形機を用いてスパ
イラル成形品を得た。成形品厚みは3.0mm、設定シリン
ダー温度は260℃、設定金型温度は80℃とした。得られ
たスパイラル成形品の流動長を測定した結果、３５２ｍ
ｍであった。
【００３４】実施例２〜３及び比較例１〜２ 実施例１と同様にして、６ナイロンにガラス繊維、表−
１に記載のポリオキシエチレン化合物を配合した。な
お、ポリオキシエチレン化合物であるノニオンＬＴ２２
１（商品名；日本油脂株式会社製）は、下記式で示され
るポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートであ
る。得られた各ポリアミド樹脂組成物を用いて実施例１
と同様にして一次成形し、振動溶着により得た中空体成
形品の耐圧強度を測定した。また、スパイラル成形品の
流動長も測定した。それぞれの測定結果を表−１に記載
した。
【００３５】
【化５】
【００３６】（上記式中、（m1＋m2＋m3）の平均値は約
２１である。）
【００３７】
【表１】
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、ポリアミド樹脂組成物
の流動性を向上し、さらに得られた振動溶着中空体成形
品の耐圧強度の向上を可能にするので、様々な分野の用
途に効果を発揮するが、特に高い安全性を要求される自
動車用インテークマニホールド用途に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）、（ｂ）は一対の一次成形中空体部品を
示す平面図。
【図２】振動溶着中空体成形品の一例を示す概念図。
【符号の説明】
１、１’：上部開口部 ２ ：下部開口部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 71/02 ＬＱＥ Ｃ０８Ｌ 71/02 ＬＱＥ // Ｂ２９Ｋ 77:00 105:06 Ｂ２９Ｌ 22:00 23:00 (72)発明者 人見 達也 神奈川県茅ヶ崎市円蔵370番地 三菱エン ジニアリングプラスチックス株式会社技術 センター茅ヶ崎内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（ａ）ポリアミド樹脂４０〜９０重量％ （ｂ）ガラス繊維１０〜６０重量％ （ｃ）下記一般式(1)又は一般式(2)で表される化合物
    ０．０３〜１０重量％ からなり、且つ（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）が１００重量％
    以下であるポリアミド樹脂組成物を用いて一次成形した
    複数の中空体部品を振動溶着してなるポリアミド樹脂製
    振動溶着中空体成形品。 【化１】 （式中、Ｒ1は−ＣＨ2−、−ＣＨ2−ＣＨ2−又は−ＣＨ
    (ＣＨ3)−ＣＨ2−を表し、Ｒ2はアルキル基、アルケニ
    ル基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基
    又はフェニル基を表し、Ｒ3は水素原子、アルキル基、
    アルケニル基又はフェニル基を表す。但し、Ｒ2とＲ3は
    同時にフェニル基を表さない。ｎは１〜２００の自然数
    を表す。） 【化２】 （式中、Ｒ4は−ＣＨ2−、−ＣＨ2−ＣＨ2−又は−ＣＨ
    (ＣＨ3)−ＣＨ2−を表し、Ｒ5はそれぞれ独立して水素
    原子、アルキル基、アルケニル基又はフェニル基を表
    し、Ｒ6はアルキル基、アルケニル基又はフェニル基を
    表す。ｍは１〜２００の自然数を表す。）
  2. 【請求項２】ポリアミド樹脂が６ナイロンであることを
    特徴とする請求項１記載のポリアミド樹脂製振動溶着中
    空体成形品。
  3. 【請求項３】一般式(1)で表される化合物が、式中Ｒ1
    が−ＣＨ2−ＣＨ2−であり、Ｒ2が炭素数２〜６０のア
    ルキルカルボニル基又はアルケニルカルボニル基であ
    り、Ｒ3が水素原子であるポリオキシエチレンモノ脂肪
    酸エステルであることを特徴とする請求項１及び２のい
    ずれかに記載のポリアミド樹脂製振動溶着中空体成形
    品。
  4. 【請求項４】一般式(2)で表される化合物が、式中Ｒ4
    が−ＣＨ2−ＣＨ2−であり、Ｒ6が炭素数１〜６０のア
    ルキル基又はアルケニル基であり、Ｒ5が水素原子又は
    炭素数１〜６０のアルキル基であるソルビタンのポリオ
    キシエチレンアルキルエーテルモノ脂肪酸エステルであ
    ることを特徴とする請求項１及び２のいずれかに記載の
    ポリアミド樹脂製振動溶着中空体成形品。
  5. 【請求項５】中空体成形品が自動車エンジンのインテー
    クマニホールドであることを特徴とする請求項１乃至４
    のいずれかに記載のポリアミド樹脂製振動溶着中空体成
    形品。
JP21592196A 1996-07-30 1996-07-30 ポリアミド樹脂製振動溶着中空体成形品 Pending JPH1036664A (ja)

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