JPS63308064A - 自動車用ラジエータのトップアンドベース - 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】 本発明は耐熱性、剛性、強靭性、耐道路凍結防止剤性な
どの特徴を兼備した樹脂製の自動車用ラジェータのトッ
プアンドベース部品に間するものである。

最近、自動車業界では燃費向上のための軽量化、防錆性
および遮音効果などを目的に従来の金属部品を樹脂化す
る傾向が目立っている。なかでもポリアミド樹脂は優れ
た耐熱性、耐油性、成形性、剛性、強靭性などの特徴を
有しているため自動車のアンダーフード部品、たとえば
クーリングファン、ラジェータータンクのトップおよび
ベース、シリンダーヘッドカバー、オイルパン、ギヤ、
バルブ、ブレーキ配管、燃料配管用チューブ、排ガス系
統部品など種々の機能部品への応用が注目されている。

ポリアミド樹脂の内でナイロン１１、ナイロン１２に代
表される高級ポリアミドは強靭性、寸法安定性、耐薬品
性などが良好で、しかも塩化カルシウム、塩化マグネシ
ウムなどの道路凍結防止剤に対する耐性が優れているの
で前記した自動車のアンダーフード部品用素材として大
きな関心が寄せられ、すでに一部の特殊な機能部品に使
用されているが、金属代替材料としては剛性が不足して
いることなどから用途拡大が制限されているのが実情で
ある。一方、ナイロン６やナイロン６６などの比較的ア
ミド基濃度の高いポリアミドは耐熱性、剛性が高く、か
つ安価なため自動車用アンダーフード部品用材料として
相当の使用実績があるが、吸湿量が大きく寸法安定性に
乏しいこと、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化
亜鉛などの路面凍結防止剤に侵されてひび割れを発生す
ることなどの欠点を有しているため必ずしも満足すべき
材料ではない。

したがって自動車のアンダーフード樹脂部品の需要拡大
を進めるにあたり耐熱性、剛性、強靭性、寸法安定性、
耐道路凍結防止剤性などを兼備したポリアミド系素材か
らなるアンダーフード部品の出現が待望されているのが
現状である。

そこで本発明者らは前記したような要求特性をほとんど
同時に満足するポリアミド系自動車用アンダーフード部
品について検討したところ、ナイロン６、ナイロン６６
などのポリアミドとナイロン１１、ナイロン１２に代表
される高級ポリアミドとの混合物およびこれにさらに無
機質強化材を添加した混合物からなる自動車用アンダー
フード部品が極めて優れたものであることを見出し本発
明に到達した。

すなわち、本発明は（Ａ）カプロアミドおよび／または
ヘキサメチレンアジパミド単位を主たる構成単位とする
ポリアミド：５〜９５重量％および（Ｂ）炭素数１１ま
たは１２の脂肪族アミノ酸、ラクタムおよび炭素数６〜
１２の脂肪族ジアミンと炭素数６〜１２の脂肪族ジカル
ボン酸との等モル塩（ただしヘキサメチレンジアンモニ
ウムアジペートを除く）から選ばれた少なくとも一種を
溶融重合して得たポリアミド５〜９５重量％の混合物１
００重量部に対し（Ｃ）無機質強化材０〜１００重量部
を含有せしめた配合物を成形してなる自動車用ラジェー
タのトップアンドベース部品を提供するものである。

本発明で用いられる（＾）成分としてのポリアミドとは
ポリカプロアミド（ナイロン６）ポリヘキサメチレンア
ジパミド（ナイロン６６）およびこれらを主成分とする
共重合ポリアミド、混合ポリアミドである０本発明では
特にナイロン６６の利用が好ましい、また本発明で用い
られる（Ｂ）成分としてのポリアミドの代表例を挙げる
と、１１−アミノウンデカン酸、１２−アミノドデカン
酸、ω−ラウロラクタムおよびヘキサメチレンジアミン
、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−／２゜４．４−トリメチルへキサメチレ
ンジアミンとアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、
ドデカンニ酸との等モル塩（ただしヘキサメチレンジア
ミンとアジピン酸との等モル塩を除く）などから選ばれ
た少くとも一種を溶融重合して得たポリアミド、たとえ
ばナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６・９、ナイ
ロン６・１０、ナイロン６・１２、ナイロン１１・６、
ナイロン１１・１２、ナイロン１２・６、ナイロン１２
・１０、ナイロン１２・１２あるいはこれらを主たる構
成成分とする共重合体などである。特に本発明では、ナ
イロン６・９、ナイロン６・１０、ナイロン６・１２が
好ましく利用される。

ここで用いられるポリアミドの重合度は特に制限なく、
通常相対粘度が２．０〜６．０の範囲内にあるポリアミ
ドを任意に選択できる。

本発明で用いられる無機質強化材としてはガラス繊維、
アスベスト繊維、炭素繊維、ワラステナイト、タルク、
炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、アルミナ、雲母、
球状ガラス、チタン酸カリウィスカーなどを挙げること
ができる。

本発明では、特にガラス繊維の利用が好ましい。

本発明の樹脂製自動車用ラジェータのトップアンドベー
スは（Ａ）成分ポリアミド５〜９５重量％、好ましくは
３０〜７０重量％と（Ｂ）成分ポリアミド５〜９５重量
％、好ましくは３０〜７０重量％の混合物１００重量部
に対し（Ｃ）無機質強化材を０〜１００重量部、好まし
くは３０〜７０重量部添加配合してなる素材から構成さ
れる、全ポリアミド中の（Ａ）成分ポリアミド、すなわ
ちナイロン６、ナイロン６６などの混合量が５重量％未
満では剛性の高いラジェータのトップアンドベースが得
ることができないので好ましくなく、一方（Ａ）成分ポ
リアミドの使用量が９５重量％を超えると得られたラジ
ェータのトップアンドベースの耐道路凍結防止剤性が目
立って悪化するので実用的でない、一方便用する無機質
強化材の量が全ポリアミド１００重量部に対し１００重
量部を超えるとむしろ強靭性が低下してもろくなり自動
車用ラジェータのトップアンドベースとしての機能が損
なわれるので好ましくない、　ポリアミドおよび無機質
強化材の混合方法は特に限定されず通常公知の方法を採
用することができる。すなわち少なくとも二種類のポリ
アミドのペレット、粉末、細片などと無機質強化材を高
速撹拌機で均一混合したのち、十分な混練能力のある押
出機で溶融混練する方法、トライブレンド射出または押
出成形する方法などいずれの方法も採ることができる。

もちろん無機質強化材を含む（Ａ）成分ポリアミドとＣ
Ｂ）成分ポリアミドとを混合するような方法およびこの
方法の種々の変態も採用可能である。

本発明の樹脂製自動車用ラジェータのトップアンドベー
スは射出成形、押出成形、ブロー成形、真空成形など一
般に熱可塑性樹脂の公知の成形方法により成形されるが
、特に射出成形が好ましい、なおこのようにして得られ
た成形部品は塗装、蒸着、接着などの二次加工を行うこ
ともできる。

また本発明の自動車用ラジェータのトップアンドベース
には、その成形性、物性を損なわない限りにおいて他の
成分、たとえば顔料、染料、耐熱剤、酸化防止剤、耐候
剤、滑剤、結晶核剤などを添加導入することができる。

本発明の自動車用ラジェータータンクのトップアンドベ
ースは特に高度な耐熱性、剛性、強靭性、耐薬品性を要
求され、具体的には、たとえば次の特性値が要求される
。

引　張　強　度　　　　１，４００ｋｇ／−以上曲　げ
　強　度　　　　２，３００ｍｇ／−以上曲げ弾性率　
　７５．０００に＋ｒ／−順／−イゾット衝撃強度　７
　ｋｇ−ａｍ／　ｃｍ　／　ｙチ以上熱変形温度　　　
１８０℃以上 耐道路凍結防止剤性　塩化カルシウム、サイクルテスト
でひび割れが発生 するまでのサイクル回数、 １０回以上 長期Ｎ１熱性　　　１３０℃、５００時間熱処理した時
にひび割れなど の異常が発生しない。

耐不凍液性　　５０％ＬＬＣ中で１３０℃、５００時間
浸漬した時 に異常が発生しない。

以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。

なお実施例および比較例に記したラジェータのトップア
ンドベースおよび対応する試験片の物性は次に述べる方
法で測定評価した。

（１）相対粘度　：　　ＪＩＳ　　Ｋ６８１０（２）吸
水率：　ＡＳＴＭ　Ｄ５７０ （３）引張特性　：　　ＡＳＴＭ　　Ｄ６３８（４）曲
げ特性　：　　ＡＳＴＭ　　Ｄ７９０（５）アイゾツト
衝撃強度：ＡＳＴＭ　　Ｄ２５６（６）熱変形温度　：
　　ＡＳＴＭ　　Ｄ６４８（７）耐道路凍結防止剤性：
射出成形品を８０℃で２４時間温水処理したのち、１０
０℃ギヤオープン中に放置あるいは回転させ、１時間ご
とに５０％塩化カルシウム水溶液を水滴状態で吹き付け
る処理を１サイクルとして評価を行い成形品にひび割れ
が発生するまでのサイクル数を測定した。

実施例１ 相対粘度２．８のナイロン６６　：　５０重量％に相対
粘度２．５のナイロン６・１２：５０重量％を添加し、
この１００重量部にさらにチョツプドストランドガラス
繊維を４５重量部加え高速撹拌機で均一に混合したもの
を６５而φロ径の押出機で溶融混練したのちベレット化
した。

ここで得られたベレットを真空乾燥したのち、射出成形
機によりシリンダ一温度２８０℃、金型温度８０℃の条
件でラジェータータンクのトップおよびＪＩＳＩ号ダン
ベル片を成形した。

得られた試験片の絶乾時物性測定結果は次のとおりであ
り、剛性、強靭性、耐熱性などバランスのとれた成形品
であることが判明した。

引張強度　　１，８００ｋｇ／ｃｄ 曲げ強度　　２，７００ｋｇ／ａａ 曲げ弾性率　　９１．ＯＯＯｂｇ／ｄ アイゾツト衝撃強度　１５　ｋ２−ａｍ　／　ｃｘａノ
ツチ熱変形温度　　　２２５℃ 吸　　水　　率　　　　　　　１．２％また成形したラ
ジェータータンクのトップについては前記した耐塩化カ
ルシウム性のサイクルテストを実施したところ、１０サ
イクルまで全くひび割れの発生はなく、極めて優れた耐
道路凍結防止剤性を有する自動車用部品であることが確
認できた。

比較例１ 実施例１で用いたナイロン６６とガラス繊維の混合物を
実施例１と同条件下で成形して得られたラジェータータ
ンクのトップ成形品の耐塩化カルシウム性を評価したと
ころ、わずか１サイクル目で成形品の全表面にひび割れ
が発生した。

比較例２ 実施例１で用いたナイロン６・１２とガラス繊維の混合
物を実施例１と同条件下で成形して得られた試験片の物
性は次のとおりであり、自動車のラジェータータンク用
金属代替材料としては強度、剛性の点で実用価値が認め
られながった。

引張強度　　１．３００ｈぎ／− 曲げ強度　　２．２００ｋｇ／ｃｄ 曲げ弾性率　７３．０００１ｑｒ／ａＪ実施例２ 相対粘度３．０のナイロン６６　：　４０重量％に相対
粘度２．７のナイロン６・１０　：　６０重量％を添加
し、この１００重量部にさらにガラス繊維を６０重量部
加え高速撹拌機で均一に混合したものを実施例１と同様
にして押出機で混練したのち４、射出成形によりラジェ
ータータンクのベースおよびダンベル試験片を成形した
。得られた試験片の絶乾時物性測定結果は次のとおりで
あり、剛性、強靭性、耐熱性などに優れた実用価値の高
い成形品であることが判明しな。

引張強度　　１，７００ｑｒ／ｃｄ 曲げ強度　　２，６００ｈぎ／ｉ 曲げ弾性率　　９１，０００贈／− アイゾツト衝撃強度　１３−・ｔｘ　／　ａｍノツチ熱
変形温度　　　２１５℃ 吸　　水　　率　　　　　　　０．９％また成形したラ
ジェータータンクのベースについては前記した耐塩化カ
ルシウム性のサイクルテストを実施したところ、１０サ
イクルまで全くひび割れの発生はなく、極めて優れた耐
道路凍結防止剤性を有する自動車用部品であること、が
確認できた。

実施例３ 実施例１のラジェータートップの成形品および実施例２
のラジェーターベースの成形品を用いて自動車のラジェ
ーター製品を組立てた。このラジェーター内部にエチレ
ングリコールが主成分である不凍液（Ｌｏｎｇ　Ｌｉｆ
ｅ　Ｃｏｏｌａｎｔ）　ノ５０％水溶液を充填したのち
、１３０℃で５００時間処理したときにひび割れ、変形
の有無、液もれなどのトラブルが発生するかを調べたが
、異常は全くなく、極めて優れた耐久性を発揮した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （Ａ）カプロアミドおよび／またはヘキサメチレンアジ
   パミド単位を主たる構成単位とするポリアミド：５〜９
   ５重量％および（Ｂ）炭素数１１または１２の脂肪族ア
   ミノ酸、ラクタムおよび炭素数６〜１２の脂肪族ジアミ
   ンと炭素数６〜１２の脂肪族ジカルボン酸との等モル塩
   （ただしヘキサメチレンジアンモニウムアジペートを除
   く）から選ばれた少なくとも一種を溶融重合して得たポ
   リアミド５〜９５重量％の混合物１００重量部に対し（
   Ｃ）無機質強化材０〜１００重量部を含有せしめた配合
   物を成形してなる自動車用ラジエータのトップアンドベ
   ース。