(57)【要約】【課題】  本発明は、ポリアミド樹脂特に繊維強化されたポリアミド樹脂の機械的強度を改善し、金属に代わりうる樹脂を提供することにある。【解決手段】  本発明は、ポリアミド樹脂（Ａ）５０〜９０重量％と変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）１０〜５０重量％を含むマトリックス樹脂（Ｃ）において、ポリアミド樹脂（Ａ）が偏差率±１０％以内で均一に分散したマトリックス樹脂（Ｃ）４０〜９０重量部と長さ方向に略平行に配列した３〜５０ｍｍの繊維状強化材６０〜１０重量部を含む長繊維強化ポリマーアロイ樹脂構造体（本文中、偏差率はマトリックス樹脂（Ｃ）におけるポリアミド樹脂の組成分布の均一性を示すもので、ポリアミド樹脂の含有量（測定値）の最大値及び最小値と平均値との差を平均値で除した百分率を示す。）及びその成形品を提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリアミド樹脂（Ａ）５０〜９０重量％と変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）１０〜５０重量％を含むマトリックス樹脂（Ｃ）において、ポリアミド樹脂（Ａ）が偏差率±１０％以内で均一に分散したマトリックス樹脂（Ｃ）４０〜９０重量部と長さ方向に略平行に配列した３〜５０ｍｍの繊維状強化材６０〜１０重量部を含む長繊維強化ポリマーアロイ樹脂構造体。（本文中、偏差率はマトリックス樹脂（Ｃ）におけるポリアミド樹脂の組成分布の均一性を示すもので、ポリアミド樹脂の含有量（測定値）の最大値及び最小値と平均値との差を平均値で除した百分率を示す。）
【請求項２】
マトリックス樹脂（Ｃ）が、ポリアミド樹脂（Ａ）５０〜９０重量％と変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）１０〜５０重量％を含む樹脂を機械的に混合した後に溶融混合したマトリックス樹脂であることを特徴とした、請求項１記載の長繊維強化ポリマーアロイ樹脂構造体。
【請求項３】
変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）が、不飽和カルボン酸またはその無水物で変性されたポリオレフィン樹脂であることを特徴とした請求項１記載の長繊維強化ポリマーアロイ樹脂構造体。
【請求項４】
ポリアミド樹脂（Ａ）と変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）の粒度が、その粒子の平均重量において、互いに５倍以上異ならないことを特徴とした請求項１記載の長繊維強化ポリマーアロイ樹脂構造体。
【請求項５】
変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）のポリオレフィンがポリエチレン、ポリプロピレン、またはポリエチレンと炭素数３〜６のポリα−オレフィンとのブロック共重合体であることを特徴とした請求項１記載の長繊維強化ポリマーアロイ樹脂構造体。
【請求項６】
マトリックス樹脂（Ｃ）と繊維状強化材を含む長繊維強化ポリマーアロイ樹脂構造体が、連続した繊維のロービングを引き抜きながら、溶融したマトリックス樹脂（Ｃ）を開繊された繊維へ含浸後、３〜５０ｍｍに切断することを特徴とした請求項１記載の長繊維強化ポリマーアロイ樹脂構造体。
【請求項７】
ポリアミド樹脂（Ａ）５０〜９０重量％と変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）１０〜５０重量％を含むマトリックス樹脂（Ｃ）において、ポリアミド樹脂（Ａ）が偏差率±１０％以内で均一に分散したマトリックス樹脂（Ｃ）４０〜９０重量部と長さ方向に略平行に配列した３〜５０ｍｍの繊維状強化材６０〜１０重量部を含む長繊維強化ポリマーアロイ樹脂構造体から成形された成形品であって、含有される繊維の重量平均繊維長が１ｍｍ以上であることを特徴とした長繊維強化ポリマーアロイ樹脂成形品。（本文中、偏差率はマトリックス樹脂（Ｃ）におけるポリアミド樹脂の組成分布の均一性を示すもので、ポリアミド樹脂の含有量（測定値）の最大値及び最小値と平均値との差を平均値で除した百分率を示す。）
【請求項８】
ポリアミド樹脂（Ａ）５０〜９０重量％と変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）１０〜５０重量％を含むマトリックス樹脂（Ｃ）において、ポリアミド樹脂（Ａ）が偏差率±１０％以内で均一に分散したマトリックス樹脂（Ｃ）４０〜９０重量部と長さ方向に略平行に配列した３〜５０ｍｍの繊維状強化材６０〜１０重量部を含む長繊維強化ポリマーアロイ樹脂構造体と、更にマトリックス樹脂（Ｃ）を添加した組成物から成形することを特徴とした請求項７記載の長繊維強化ポリマーアロイ樹脂成形品。
【請求項９】
マトリックス樹脂（Ｃ）が、ポリアミド樹脂（Ａ）５０〜９０重量％と変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）１０〜５０重量％を含む樹脂を機械的に混合した後に溶融混合されたマトリックス樹脂であることを特徴とした、請求項７または８記載の長繊維強化ポリマーアロイ樹脂成形品。
【請求項１０】
変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）が、不飽和ジカルボン酸またはその無水物で変性されたポリオレフィンであることを特徴とした請求項７または８記載の長繊維強化ポリマーアロイ樹脂成形品。
【請求項１１】
ポリアミド樹脂（Ａ）と変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）の粒度が、その粒子の平均重量において、互いに５倍以上異ならないことを特徴とした請求項７または８記載の長繊維強化ポリマーアロイ樹脂成形品。
【請求項１２】
変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）のポリオレフィンがポリエチレン、ポリプロピレン、またはポリエチレンと炭素数３〜６のポリα−オレフィンとのブロック共重合体であることを特徴とした請求項７または８記載の長繊維強化ポリマーアロイ樹脂成形品。
【請求項１３】
マトリックス樹脂（Ｃ）と繊維状強化材を含む長繊維強化ポリマーアロイ樹脂構造体が、連続した繊維のロービングを引き抜きながら、溶融したマトリックス樹脂（Ｃ）を開繊された繊維に含浸後、３〜５０ｍｍに切断することを特徴とした請求項７または８記載の長繊維強化ポリマーアロイ樹脂成形品。
【請求項１４】
成形方法が射出成形であることを特徴とした請求項７〜１３記載の長繊維強化ポリマーアロイ樹脂成形品。
【請求項１５】
成形方法である射出成形が、繊維の無駄な破損を防止できる方法であることを特徴とした請求項１４記載の長繊維強化ポリマーアロイ樹脂成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリアミド樹脂と変性ポリオレフィン樹脂からなるポリマーアロイをマトリックス樹脂とし、長繊維で強化された衝撃強度に優れる長繊維強化ポリマーアロイ樹脂構造体及び成形品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリアミド樹脂はその良好な機械的強度から、種々のエンジニアリングプラスチックとしての用途を持ち、更に自動車や車両向けに大量に使用されている。また、金属に代わる軽量化材料として繊維で強化された繊維強化樹脂としても古くから研究されている。中でも長繊維で強化することによりその強度は飛躍的に改善されている。しかし、ポリアミドの持つ欠点として、耐水性が劣ることが知られている。その対策として、変性ポリオレフィンとの混合使用が提案されている。変性ポリオレフィンはポリアミドと容易に反応し、ポリアミドの持つ欠点をカバーすることも知られている。このようなポリマーアロイをマトリックス樹脂とした長繊維強化技術は過去において種々提案されている。例として、特開平７−３３０９１８号や特開２００２−２３４９９８号が知られており、更に第３成分による機能改善をはかった例えば特開平５−３２０５０４号、特開６−２０７０６４号等が知られている。
【０００３】
近年になり、自動車や車両の軽量化の検討に拍車がかかる中で、その材料である樹脂に関しても更に機械的特性の向上が求められている。
【特許文献１】特開平７−３３０９１８号公報
【特許文献２】特開２００２−２３４９９８号公報
【特許文献３】特開５−３２０５０４号公報
【特許文献４】特開６−２０７０６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、ポリアミド樹脂特に繊維強化されたポリアミド樹脂の機械的強度を改善し、金属に代わりうる樹脂を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、上記問題を解決すべく鋭意検討した結果、ポリアミド樹脂と変性ポリオレフィン樹脂を特定の条件にてポリマーアロイとして、それをマトリックス樹脂とした機械的特性において超越した長繊維強化材料を見出すことにより本発明を完成した。
【０００６】
すなわち、本発明は、ポリアミド樹脂（Ａ）５０〜９０重量％と変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）１０〜５０重量％を含むマトリックス樹脂（Ｃ）において、ポリアミド樹脂（Ａ）が偏差率±１０％以内で均一に分散したマトリックス樹脂（Ｃ）４０〜９０重量部と長さ方向に略平行に配列した３〜５０ｍｍの繊維状強化材６０〜１０重量部を含む長繊維強化ポリマーアロイ樹脂構造体（本文中、偏差率はマトリックス樹脂（Ｃ）におけるポリアミド樹脂の組成分布の均一性を示すもので、ポリアミド樹脂の含有量（測定値）の最大値及び最小値と平均値との差を平均値で除した百分率を示す。）を提供する。
【０００７】
本発明はまた、マトリックス樹脂（Ｃ）が、ポリアミド樹脂（Ａ）５０〜９０重量％と変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）１０〜５０重量％を含む樹脂を機械的に混合した後に溶融混合したマトリックス樹脂であることを特徴とした、前記記載の長繊維強化ポリマーアロイ樹脂構造体を提供する。
【０００８】
本発明はさらに、変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）が、不飽和カルボン酸またはその無水物で変性されたポリオレフィン樹脂であることを特徴とした前記記載の長繊維強化ポリマーアロイ樹脂構造体を提供する。
【０００９】
本発明はまた、ポリアミド樹脂（Ａ）と変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）の粒度が、その粒子の平均重量において、互いに５倍以上異ならないことを特徴とした前記記載の長繊維強化ポリマーアロイ樹脂構造体を提供する。
【００１０】
本発明はまた、変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）のポリオレフィンがポリエチレン、ポリプロピレン、またはポリエチレンと炭素数３〜６のポリα−オレフィンとのブロック共重合体であることを特徴とした前記記載の長繊維強化ポリマーアロイ樹脂構造体を提供する。
【００１１】
本発明はさらに、マトリックス樹脂（Ｃ）と繊維状強化材を含む長繊維強化ポリマーアロイ樹脂構造体が、連続した繊維のロービングを引き抜きながら、溶融したマトリックス樹脂（Ｃ）を開繊された繊維へ含浸後、３〜５０ｍｍに切断することを特徴とした前記記載の長繊維強化ポリマーアロイ樹脂構造体を提供する。
【００１２】
本発明はさらに、ポリアミド樹脂（Ａ）５０〜９０重量％と変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）１０〜５０重量％を含むマトリックス樹脂（Ｃ）において、ポリアミド樹脂（Ａ）が偏差率±１０％以内で均一に分散したマトリックス樹脂（Ｃ）４０〜９０重量部と長さ方向に略平行に配列した３〜５０ｍｍの繊維状強化材６０〜１０重量部を含む長繊維強化ポリマーアロイ樹脂構造体から成形された成形品であって、含有される繊維の重量平均繊維長が１ｍｍ以上であることを特徴とした長繊維強化ポリマーアロイ樹脂成形品（本文中、偏差率はマトリックス樹脂（Ｃ）におけるポリアミド樹脂の組成分布の均一性を示すもので、ポリアミド樹脂の含有量（測定値）の最大値及び最小値と平均値との差を平均値で除した百分率を示す。）を提供する。
【００１３】
本発明はさらにまた、ポリアミド樹脂（Ａ）５０〜９０重量％と変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）１０〜５０重量％を含むマトリックス樹脂（Ｃ）において、ポリアミド樹脂（Ａ）が偏差率±１０％以内で均一に分散したマトリックス樹脂（Ｃ）４０〜９０重量部と長さ方向に略平行に配列した３〜５０ｍｍの繊維状強化材６０〜１０重量部を含む長繊維強化ポリマーアロイ樹脂構造体と、更にマトリックス樹脂（Ｃ）を添加した組成物から成形することを特徴とした前記記載の長繊維強化ポリマーアロイ樹脂成形品を提供する。
【００１４】
本発明はまた、マトリックス樹脂（Ｃ）が、ポリアミド樹脂（Ａ）５０〜９０重量％と変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）１０〜５０重量％を含む樹脂を機械的に混合した後に溶融混合されたマトリックス樹脂であることを特徴とした、前記記載の長繊維強化ポリマーアロイ樹脂成形品を提供する。
【００１５】
本発明はまた、変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）が、不飽和ジカルボン酸またはその無水物で変性されたポリオレフィンであることを特徴とした前記記載の長繊維強化ポリマーアロイ樹脂成形品を提供する。
【００１６】
本発明はさらにまた、ポリアミド樹脂（Ａ）と変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）の粒度が、その粒子の平均重量において、互いに５倍以上異ならないことを特徴とした前記記載の長繊維強化ポリマーアロイ樹脂成形品を提供する。
【００１７】
本発明はまた、変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）のポリオレフィンがポリエチレン、ポリプロピレン、またはポリエチレンと炭素数３〜６のポリα−オレフィンとのブロック共重合体であることを特徴とした前記記載の長繊維強化ポリマーアロイ樹脂成形品を提供する。
【００１８】
本発明はさらにまた、マトリックス樹脂（Ｃ）と繊維状強化材を含む長繊維強化ポリマーアロイ樹脂構造体が、連続した繊維のロービングを引き抜きながら、溶融したマトリックス樹脂（Ｃ）を開繊された繊維に含浸後、３〜５０ｍｍに切断することを特徴とした前記記載の長繊維強化ポリマーアロイ樹脂成形品を提供する。
【００１９】
本発明はまた、成形方法が射出成形であることを特徴とした前記記載の長繊維強化ポリマーアロイ樹脂成形品を提供する。
【００２０】
本発明はさらにまた、成形方法である射出成形が、繊維の無駄な破損を防止できる方法であることを特徴とした前記記載の長繊維強化ポリマーアロイ樹脂成形品を提供する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明による長繊維強化ポリマーアロイ樹脂構造体及び成形品は、ポリアミド樹脂と変性ポリオレフィン樹脂とを機械的に混合均一化した後に溶融混合し、マトリックス樹脂中のポリアミドを均一分散させることにより衝撃硬度を向上させ、自動車等の金属に代わる軽量化材料としての可能性を拡大した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明で使用されるポリアミド樹脂（Ａ）は特に限られるものではないが、例示すると、ナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン４，６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６，１０、ナイロン６，１２等の脂肪族ポリアミド樹脂、更に芳香族、脂環族あるいは側鎖置換脂肪族のモノマーを応用したナイロンも有用である。例えば、テレフタル酸ヘキサメチレンアミド、イソフタル酸ヘキサメチレンアミド、アジピン酸トリメチルヘキサメチレンアミド、メタキシレンアジパミド等が挙げられる。好ましくは、脂肪族ポリアミド樹脂であり、特に好ましくはナイロン６、ナイロン６，６が挙げられる。
【００２３】
ポリアミド樹脂に添加する変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）のベースになるポリオレフィンとしては、特に限定されるものではないが、例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン等のポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン−１、ポリメチルペンテン−１、またエチレンと炭素数３〜６のα−オレフィンとの共重合体(エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン−１共重合体等)、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体、エチレンとビニル化合物との共重合体（エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸（エステル）−α、β−不飽和カルボン酸（誘導体）三元共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体など）あるいはこれらの混合物があげられる。
【００２４】
これらのベースポリオレフィンの変性方法としては、変性剤をベースポリオレフィンへグラフト重合する方法が好ましい。その変性剤としては不飽和カルボン酸、またはその無水物が用いられる。不飽和カルボン酸、またはその無水物としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、シトラコン酸、クロトン酸等の不飽和カルボン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸等の無水物が挙げられる。好ましくは、無水マレイン酸、無水イタコン酸等の無水物である。ベースポリオレフィンへの変性剤の添加量は通常は０．０１〜５．０重量％であり、好ましくは０．０５〜３．０重量％である。添加量が０．０１重量％未満では、ポリアミド樹脂と変性ポリオレフィン樹脂の反応する量が減少し、強度が低下する。また、５．０重量％を超えると、添加したポリオレフィンの耐水性や耐薬品性が損なわれる。
【００２５】
ポリオレフィンの変性方法は特に限定されるものではない。ベースとなるポリオレフィンと変性剤及び有機過酸化物を押出機で溶融混合してグラフト重合することができる。押出機に仕込む前に混合機などで、３種類の材料を均一に混合することも好ましい。本発明に使用される有機過酸物としては特に制限されるものではなく、１分半減期を有し、該半減期を得るための分解温度が、原料結晶性ポリプロピレンの融点以上で２５０℃以下のものであればよい。必要な分解温度が２５０℃を超えると、グラフト変性時のラジカル発生量が減少するため、グラフト反応が効率的に行なわれない場合がある。このような有機過酸化物としては、ヒドロペルオキシド、ジアルキルペルオキシド、ペルオキシエステル等であり、例えばｔ−ブチルペルオキシド、シクロヘキサンノンペルオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ジ(ベンゾイルペルオキシ)ヘキサン、ｔ−ブチルペルオキシアセテート、メチルエチルケトンペルオキシド、ジクミルペルオキシド、２，５−ジメチル２，５−ジ(ｔ−ブチルペルオキシ)へキサン等が挙げられる。
【００２６】
本発明のマトリックス樹脂であるポリアミド樹脂（Ａ）と変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）との混合比率は、ポリアミド樹脂（Ａ）５０〜９０重量％と変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）１０〜５０重量％である。好ましくは、ポリアミド樹脂（Ａ）５５〜８５重量％と変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）１５〜４５重量％である。変性ポリオレフィンが１０重量％未満では、変性ポリオレフィンを添加した効果がなく、強度はポリアミド樹脂１００％と同程度である。また、変性ポリオレフィンが５０重量％を超えると、ポリアミド樹脂の特徴である機械的強度が維持できない。
【００２７】
マトリックス樹脂調整のための、ポリアミド樹脂（Ａ）と変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）との混合方法は、固体物質の混合が可能な方法であれば、特に限定されるものではない。固体物質の混合機には、容器回転式、機械攪拌式、気流混合式及びそれらを組み合わせたもの等がある。本発明では、樹脂としてペレットを使用することが通常であり、容器回転式が好ましい。例えば混合機タンブラー等は好ましいものである。混合する場合、ポリアミド樹脂（Ａ）と変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）の粒度が、その粒子の平均重量において、それぞれに対して通常５倍以上異ならないものが使用される。さらに、３倍以上異ならないことが好ましく、２倍以上異ならないことが特に好ましい。均一に混合するために、それぞれの粒子の平均重量は類似していることが好ましいことを意味する。また、ペレットではなく、粉体で混合することも可能である。粒度の平均値の測定方法は種々あるが、本発明においては、各材料樹脂から５ｇをサンプリングし、その粒子の数を数え、樹脂重量をその粒子数で除し、１粒子あたりの重量で示した。
【００２８】
混合され、調整されたマトリックス樹脂（Ｃ）におけるポリアミド樹脂（Ａ）と変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）との均一性を評価する方法として、元素分析が適切である。ポリアミド樹脂（Ａ）は窒素原子を含むが、変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）は窒素原子を一切含んでいない。したがって、元素分析により求められた窒素含有量が、その試料（マトリックス樹脂）中のポリアミド樹脂（Ａ）の含有率を示すものである。例えば、ナイロン６の純粋品（１００％がナイロン６であるもの）の窒素含有量はおよそ１２．４％であり、７割がポリアミド樹脂（Ａ）で、３割が変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）である混合物は、理論的には、窒素含有量は１２．４％の７割である８．６８％になる。後記する表１には窒素含有量の測定値が記載され、さらにその測定値から表２には平均値と測定された１０回のうちの最大値との差、及び最小値との差、その差を平均値で除し、さらに１００倍して％表示にしたものを偏差率として表現した。最大値に対する偏差率は最大偏差率とし、最小値に対する偏差率は最小偏差率とした。完全に混合されたものは、偏差率０％となるし、均一性が悪くなるほどこの数値はおおきくなる。また、最小値差及び最小偏差率は最小値から平均値を差し引くためマイナス表示としている。ポリアミド樹脂（Ａ）と変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）から調整されたマトリックス樹脂（Ｃ）における偏差率に関しては、±１０％以内である事が好ましい。特に好ましくは±８％以内である。
【００２９】
長繊維強化ポリマーアロイ樹脂構造体を製造する方法は、連続した繊維のロービングを引き抜きながら、溶融したマトリックス樹脂（Ｃ）を開繊した繊維へ含浸後３〜５０ｍｍに切断することを特徴としたものである。更に詳細には、概ね第１図の如き構成からなる装置を使用し、繊維束のロービングを連続的に引きながら加熱した後、繊維を開繊し、ポリアミド樹脂（Ａ）と変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）から調整したマトリックス樹脂（Ｃ）の溶融物を含浸させ、賦形ダイ（クロスヘッドダイの出口ダイ）を通してストランドとして引取り３〜５０ｍｍに裁断するものである。上記で製造された長繊維強化ポリマーアロイ樹脂構造体は長さが３〜５０ｍｍに裁断され、繊維がペレットの長さ方向に略平行に配列しており、その長さ（繊維長）が３ｍｍ未満では、その後成形品にした段階で、繊維は更に短くなるため、繊維の機械的強度としての効果が薄らぐ。また、５０ｍｍを超えると、ペレットとしての取扱いがし難くなることと、更に必要以上に長いと成形時に樹脂流路での閉塞という問題を起こす可能性がある。
【００３０】
本発明に使用される長繊維強化ポリマーアロイ樹脂構造体の強化繊維としては、使用するマトリックス樹脂よりも弾性率が高い繊維であれば、下記に挙げた繊維に限定されるものではなく、周知のいずれの繊維も強化繊維として使用可能である。例えば、Ｅ−ガラス、Ｄ−ガラス等のガラス繊維；ポリアクリロニトリル系、ピッチ系、レーヨン系等の炭素繊維；ボロン繊維、鉱物繊維等の無機繊維；ステンレス、黄銅等の金属繊維；超高分子量ポリエチレン繊維、ポリオキシメチレン繊維、ポリビニルアルコール繊維、液晶性芳香族ポリエステル繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミド繊維、ポリ−ｍ−フェニレンイソフタルアミド繊維等のアラミド繊維、ポリアクリロニトリル繊維、綿、ジュート等のセルロース繊維等の有機繊維などが挙げられる。特に本発明の適用が好ましい繊維は、ガラス繊維または炭素繊維である。
【００３１】
本発明の長繊維強化ポリマーアロイ樹脂構造体は機械的特性に優れているため、各種成形品の材料として有用である。成形方法は特に限定されるものではないが、例えば、押出成形、射出成形、ブロー成形、押出ブロー成形、射出ブロー成形、インフレーション成形、スタンピングモールド成形、圧縮成形、ビーズ成形等が挙げられる。押出成形、射出成形等が好ましい方法と言える。また、成形時に使用する押出機は一軸押出機、二軸押出機が有用である。混合性のよい二軸押出機が好ましいものといえる。また、成形材料である長繊維強化ポリマーアロイ樹脂構造体は長繊維を含んでおり、成形のための溶融混合時に繊維の無駄な破損を防止できる方法を選択することは有用なことである。繊維の無駄な破損を防止できる方法としては、押出機のスクリュウの溝の深さが全長にわたり５ｍｍ以上であり、少なくともフィード部においてはスクリュウの溝の深さが７ｍｍ以上であることが好ましい。また、そのスクリュウの長さ／径の比が７〜３０であることも好ましい。更に、スクリュウの圧縮比が１．８より小さいことも、好ましいものである。また、特に背圧０〜５０ｋｇ／ｃｍ2の条件での射出成形は特に好ましい方法と言える。
【００３２】
さらに、成形する時に、長繊維強化ポリマーアロイ樹脂構造体だけで成形することも好ましいが、他の樹脂を添加して成形することも可能である。他の樹脂としては、例えば、ナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン４，６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６，１０、ナイロン６，１２等の脂肪族ポリアミド樹脂、更に芳香族、脂環族あるいは側鎖置換脂肪族のモノマーを応用したナイロンも有用である。例えば、テレフタル酸ヘキサメチレンアミド、イソフタル酸ヘキサメチレンアミド、アジピン酸トリメチルヘキサメチレンアミド、メタキシレンアジパミド等が挙げられる。また、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン等のポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン−１、ポリメチルペンテン−１、またエチレンと炭素数３〜６のα−オレフィンとの共重合体(エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン−１共重合体等)、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体、エチレンとビニル化合物との共重合体（エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸（エステル）−α、β−不飽和カルボン酸（誘導体）三元共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体など）等のポリオレフィン類も挙げられる。さらに、これらの混合物も使用することができる。
【００３３】
また、その他樹脂として、本発明の長繊維強化ポリマーアロイ樹脂構造体を製造するための材料であるマトリックス樹脂（Ｃ）、つまり、ポリアミド樹脂（Ａ）５０〜９０重量％と変性ポリオレフィン樹脂（Ｂ）１０〜５０重量％からなる樹脂を機械的に混合した後に溶融混合し、その溶融混合されたマトリックス樹脂（Ｃ）を添加することは特に好ましいものである。
【００３４】
異なる２種以上の樹脂材料を混合して成形する時は、材料樹脂の粒度に関してはその粒度の平均値が比較的近いものが、混合性を考慮した場合、好ましいものである。成形に用いられたそれぞれの樹脂材料における粒度の平均値が、それぞれに対して通常５倍以上異ならないものが使用されるが、３倍以上異ならないことが好ましく、２倍以上異ならないことが特に好ましい。３種類以上の樹脂材料が使用された場合は、平均重量が最も重い材料と、最も軽い材料で比較することが合理的である。平均粒度の測定方法に関しては、前述した方法による。
【００３５】
また、成形時に目的に応じて所望の特性を付与するため、一般に熱可塑性樹脂に添加される公知の物質、例えば酸化防止剤、耐熱安定剤、紫外線吸収剤等の安定剤、帯電防止剤、難燃剤、難燃助剤、染料や顔料等の着色剤、潤滑剤、可塑剤、結晶化促進剤、結晶核剤等を配合することも可能である。また、ガラスフレーク、マイカ、ガラス粉、ガラスビーズ、タルク、クレー、アルミナ、カーボンブラック、ウォラストナイト等の板状、粉粒状の無機化合物、ウィスカー等を併用しても良い。
【００３６】
以下に実施例に基づいて本発明を詳細に説明するが、本発明は実施例により限定されるものではない。本発明で樹脂の組成比を決定するために用いた元素分析は、「ヤナコ分析工業製ＭＴ−５型」によって測定した。また、成形品の強度測定はＪＩＳ  Ｋ７１１０によるＩＺＯＴ衝撃強度によった。
【００３７】
合成例１
変性ポリプロピレン樹脂の合成
メルトフローインデックスが１．５ｇ／１０ｍｉｎのポリプロピレン樹脂１０ｋｇ、無水マレイン酸６０ｇ、ラジカル発生剤として有機過酸化物であるジクミルパーオキサイド８ｇを、混合機タンブラーを用いて十分に混合した後、スクリュウ径３０ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝３０の二軸押出機を用いて、２００℃で溶融混合し、スクリュウ回転数１００ｒｐｍにて、直径２ｍｍのストランドを押し出して空冷し、ペレタイザーにより長さ３ｍｍのペレットに切断し、ペレット状の酸変性ポリプロピレン樹脂を得た。
【００３８】
合成例２
変性ポリオレフィン樹脂の合成
メルトフローインデックスが０．７ｇ／１０ｍｉｎのポリエチレン−ポリプロピレンのブロック共重合樹脂１０ｋｇ、無水マレイン酸６０ｇ、ラジカル発生剤として有機過酸化物であるジクミルパーオキサイド８ｇを、混合機タンブラーを用いて十分に混合した後、スクリュウ径３０ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝３０の二軸押出機を用いて、２００℃で溶融混合し、スクリュウ回転数１００ｒｐｍにて、直径２ｍｍのストランドを押し出して空冷し、ペレタイザーにより長さ３ｍｍのペレットに切断し、ペレット状の酸変性ポリオレフィン樹脂を得た。
【００３９】
その他、長繊維強化樹脂成形体を作成するための材料として、ポリアミドはナイロン６（東洋紡株式会社製）（直径２ｍｍのストランドを長さ２ｍｍにカットしたもの）、ポリプロピレン樹脂（三井住友ポリオレフィン株式会社製、三井住友ポリプロピレン）、ポリエチレン−ポリプロピレンのブロック共重合樹脂（三井化学株式会社製、商品名三井ノーブレンＢＪＳ−Ｇ）のそれぞれを使用した。
【実施例１】
【００４０】
直径２ｍｍのストランドを長さ２ｍｍにカットされたナイロン６樹脂７ｋｇと合成例１で合成した変性ポリプロピレン樹脂３ｋｇを混合機タンブラーで１５分混合した。混合された樹脂はニ軸押出機の樹脂供給口に供給され、混練を行なった。用いたニ軸押出機は、シリンダー径が４７ｍｍ、Ｌ／Ｄが３１．５であった。シリンダー温度は２４０℃とし、スクリュウの回転数は２００ｒｐｍに設定した。押し出されたストランドは直径２ｍｍで、ペレタイザーにより長さおよそ１２ｍｍにカットされ、ナイロン６樹脂と変性ポリプロピレン樹脂からなるマトリックス樹脂を得た。得られたペレットの中からランダムに１０箇所からペレットをサンプリングし、元素分析に供した。次ぎに繊維に含浸させる工程を以下に示した。
【００４１】
概ね第１図の如き構成からなる装置を使用し、ガラス繊維束のロービングを連続的に引きながら加熱した後、繊維を開繊し、上記で合成したマトリックス樹脂の溶融物を含浸させ、賦形ダイ（クロスヘッドダイの出口ダイ）を通してストランドとして引取り裁断し、ガラス繊維含有量４０％（組成物中）で長さ１２ｍｍのペレット（直径およそ２ｍｍ）を得た。
【００４２】
得られた長繊維強化樹脂のペレットをフィード部の溝深さ１０．５ｍｍ、その他の溝深さ７．７ｍｍ、スクリュウの長さ（Ｌ）／径（Ｄ）の比が２１である押出機を備えた射出成形機により射出成形した。このとき射出速度は０．５ｍで背圧は０ｋｇ／ｃｍ3であった。成形されたサンプルを強度測定と繊維長分析に供した。
比較例１
【００４３】
ナイロン６樹脂と合成例１で合成した変性ポリプロピレン樹脂を混合機タンブラーでの混合をしなかった以外は実施例１と同様の操作を実施した。
【実施例２】
【００４４】
合成例１で合成した変性ポリプロピレン樹脂３ｋｇに代えて、合成例２で合成した変性ポリオレフィン樹脂３ｋｇを使用した以外は、実施例１と同様な操作を実施した。
比較例２
【００４５】
ナイロン６樹脂と合成例２で合成した変性ポリオレフィン樹脂を混合機タンブラーでの混合をしなかった以外は実施例２と同様の操作を実施した。
【実施例３】
【００４６】
直径２ｍｍのストランドを長さ２ｍｍにカットされたナイロン６樹脂７ｋｇと合成例１で合成した変性ポリプロピレン樹脂３ｋｇを混合機タンブラーで１５分混合した。混合された樹脂はニ軸押出機の樹脂供給口に供給され、混練を行なった。用いたニ軸押出機は、シリンダー径が４７ｍｍ、Ｌ／Ｄが３１．５であった。シリンダー温度は２４０℃とし、スクリュウの回転数は２００ｒｐｍに設定した。押し出されたストランドは直径２ｍｍで、ペレタイザーにより長さおよそ１２ｍｍにカットされ、ナイロン６樹脂と変性ポリプロピレン樹脂からなるマトリックス樹脂を得た。得られたペレットの中からランダムに１０箇所からペレットをサンプリングし、元素分析に供した。次ぎに繊維に含浸させる工程を以下に示した。
【００４７】
概ね第１図の如き構成からなる装置を使用し、ガラス繊維束のロービングを連続的に引きながら加熱した後、繊維を開繊し、上記で合成したマトリックス樹脂の溶融物を含浸させ、賦形ダイ（クロスヘッドダイの出口ダイ）を通してストランドとして引取り裁断し、ガラス繊維含有量４０％（組成物中）で長さ１２ｍｍのペレット（直径およそ２ｍｍ）を得た。
【００４８】
得られた長繊維強化樹脂のペレット１００重量部と繊維への含浸に使用したマトリックス樹脂３００重量部を混合機タンブラーで混合したものを使用して、フィード部の溝深さ１０．５ｍｍ、その他の溝深さ７．７ｍｍ、スクリュウの長さ（Ｌ）／径（Ｄ）の比が２１である押出機を備えた射出成形機により射出成形した。このとき射出速度は１ｍ／ｍｉｎで背圧は０ｋｇ／ｃｍ3であった。成形されたサンプルを強度測定と繊維長分析に供した。
比較例３
【００４９】
ナイロン６樹脂と合成例１で合成した変性ポリプロピレン樹脂を混合機タンブラーでの混合をしなかった以外は実施例３と同様の操作を実施した。
以上の実施例、比較例で得られた成形品の強度、含有される繊維長、及びマトリックス樹脂の元素分析の値及び成形品の衝撃強度、含有される繊維の重量平均繊維長とその含量を表１に示した。また、窒素含有量から誘導される偏差率を表２に示した。混合機タンブラーでポリアミド樹脂と変性ポリオレフィン樹脂の混合を実施した実施例に対して、混合を実施していない比較例は衝撃強度も悪く、また窒素の偏差率も大きかった。
【００５０】
【表１】
2005060547.tif 000002
【００５１】
【表２】
2005060547.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００５２】
衝撃強度等の機械的物性を改善することにより、自動車などの軽量化を目指した金属材料の代替としての利用に期待がかかる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の長繊維強化ポリマーアロイ樹脂構造体を製造するフローを説明するための概念図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  連続繊維
２  加熱装置
３  クロスヘッドダイ
４  押出し機
５  引取りロール
６  ペレタイザー
７  加熱ロール
８  保温カバー
【図１】
2005060547.tif 000004