(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィラメント状のガラス繊維からなるロービングに、溶融したプロピレン樹脂を含浸させた後に引抜成形し、ペレット状に切断することによって得られるガラス繊維含有樹脂成形体とプロピレン樹脂とが、プロピレン樹脂７０〜９０重量％とガラス繊維１０〜３０重量％の割合となるように混合されたガラス繊維含有樹脂混合物１００重量部に対し、分子量１０００以上のヒンダードアミン系光安定剤が０．３〜２．０重量部および一次凝集時のストラクチャー長６０ｎｍ以下のカーボンブラックが１〜２重量部添加されたガラス繊維強化プロピレン樹脂組成物を射出成形することにより得られる成型品であり、成型品内のガラス繊維が平均繊維長０．５〜６．０ｍｍである長繊維ガラス強化プロピレン樹脂製アウタードアハンドル成型品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長繊維ガラス強化プロピレン樹脂製アウタードアハンドル成型品に関する。詳しくは、長繊維ガラスが含有している射出成形品であって、軽量で機械的強度が高く、長期耐候性に優れる長繊維ガラス強化プロピレン樹脂製アウタードアハンドル成型品に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来の自動車用アウタードアハンドルには、機械的強度の高いポリアセタール樹脂やポリアセタール樹脂にガラス繊維を添加し、さらに機械的強度を向上させたガラス繊維強化ポリアセタール樹脂組成物などが好んで使用されている。
しかし、ポリアセタール樹脂は、比重が比較的高い樹脂であり、該樹脂にガラス繊維を添加すると比重がさらに高くなるため、軽量化できないという欠点を有している。また、添加したガラス繊維が成型品から飛び出したり、該成型品を使用しているうちに、ガラス繊維の露出が除々に激しくなり、成型品の外観性を悪化させたり、該繊維の露出によりクラックが発生し易くなって、耐候性を悪化させる原因ともなる。
【０００３】
近年、上記問題を解消する目的で、ポリアセタール樹脂に代わるオレフィン樹脂、特にプロピレン樹脂に対して、ガラス繊維を添加したガラス繊維強化オレフィン樹脂組成物の検討が行われている。
しかし、該樹脂にガラス繊維を添加しても、造粒工程や成型工程等の際にかかる剪断作用によって、ガラス繊維が短く切断されてしまうため、機械的強度が向上し難い。添加するガラス繊維を長いものに変更する方法もあるが、やはり該剪断作用によりほとんどのガラス繊維は短くなり、機械的強度の向上はあまり望めなく、返って切断されなかった少量の長繊維ガラスは、成型品から露出し易いため、成型品外観や耐候性の悪化に拍車をかける原因となる。
【０００４】
また通常、成型品を黒く着色するのにカーボンブラックを用いるが、このカーボンブラックが配合されていると、該剪断作用が強まってしまうので、添加されているガラス繊維が極端に短くなり、ガラス繊維を添加しても得られる成型品の機械的強度はほとんど向上しなくなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、前記問題点に鑑み鋭意検討した結果、特定配合のガラス繊維強化プロピレン樹脂組成物を用いると効果的であることを見出し、この知見に基づき本発明を完成するに至った。
以上の記述から明らかなように、本発明の目的は、軽量で機械的強度が高く、耐候性に優れる長繊維ガラス強化プロピレン樹脂製アウタードアハンドル成型品を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決する為の手段】
本発明の成型品は、フィラメント状のガラス繊維からなるロービングに、溶融したプロピレン樹脂を含浸させた後に引抜成形し、ペレット状に切断することによって得られるガラス繊維含有樹脂成形体とプロピレン樹脂とが、プロピレン樹脂７０〜９０重量％とガラス繊維１０〜３０重量％の割合となるように混合されたガラス繊維含有樹脂混合物１００重量部に対し、分子量１０００以上のヒンダードアミン系光安定剤が０．３〜２．０重量部および一次凝集時のストラクチャー長６０ｎｍ以下のカーボンブラックが１〜２重量部添加されたガラス繊維強化プロピレン樹脂組成物を射出成形することにより容易に得ることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明につき詳細に説明する。
本発明に用いるプロピレン樹脂には、結晶性プロピレン単独重合体、結晶性プロピレン−α−オレフィン共重合体及びこれらの単独重合体もしくは共重合体を不飽和カルボン酸もしくはその酸無水物で変性したものを挙げることができる。ガラス繊維含有樹脂成形体を得る時に使用するプロピレン樹脂としては、ガラス繊維との相溶性および融着性を考慮して、α−オレフィン含有量８〜１０重量％の結晶性プロピレン−α−オレフィン共重合体に対して、不飽和カルボン酸もしくはその酸無水物を０．１〜１重量％変性させたものが好ましい。
一方、ガラス繊維含有樹脂成形体と混合するプロピレン樹脂は、剛性を考慮して結晶性プロピレン単独重合体が好ましい。
【０００８】
本発明に用いるガラス繊維には、Ｅガラス（Electrical  glass）、Ｃガラス（Chemical  glass）、Ａガラス（Alkali  glass）、Ｓガラス（High  strength  glass）および耐アルカリガラス等のガラスを溶融紡糸してフィラメント状の繊維にしたものを挙げることができる。
ガラス繊維としては、繊維径が６〜２０μｍのものを用いることが好ましい。該繊維径のものを用いると成型品外観の良好なものを得ることができる。
【０００９】
本発明に用いるガラス繊維含有樹脂成形体は、数千本からなる前記ガラス繊維のロービングを含浸ダイスに導き、フィラメント間に溶融したプロピレン樹脂を均一に含浸させた後に引抜成形し、必要な長さ（４〜２０ｍｍ）に切断することにより容易に得ることができるが、製造方法に関しては特に限定するものではない。
該成形体を使用すると、成型品内部に長繊維ガラスを比較的長い状態で保持することができ、成型品から長繊維ガラスの露出が起こり難いため、長繊維ガラスとプロピレン樹脂とを単純に配合しただけの従来の長繊維ガラス強化プロピレン樹脂組成物より得られる成型品と異なり、成型品外観や耐候性を悪化させ難くなる。
【００１０】
本発明に用いるガラス繊維含有樹脂混合物は、ガラス繊維含有樹脂成形体とプロピレン樹脂との混合物であり、プロピレン樹脂７０〜９０重量％、ガラス繊維１０〜３０重量％の合計１００重量％で構成されているものである。使用するガラス繊維含有樹脂成形体がこの範囲のものである場合は、プロピレン樹脂を配合せずガラス繊維含有樹脂成形体のみをガラス繊維含有樹脂混合物として使用しても差し支えない。
本発明に用いるガラス繊維含有樹脂混合物におけるプロピレン樹脂の配合割合が７０重量％未満であると成型品の外観が悪くなり、９０重量％を越えると機械的強度が充分に向上しなくなる。
【００１１】
本発明に用いるヒンダードアミン系光安定剤は、分子量が１０００以上のものである。分子量が１０００未満では、ヒンダードアミン系光安定剤が成型品中からブリードしやすい。分子量が１０００〜１００００の範囲のものが好ましい。該ヒンダードアミン系光安定剤として、具体的には、コハク酸ジメチル・１−（２−ヒドロキシエチル）−４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン重縮合物、ポリ［｛６−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）アミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジイル｝｛（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝ヘキサメチレン｛（２，２，６，６，−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝］、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−アミノプロピル）エチレンジアミン・２，４−ビス［Ｎ−ブチル−Ｎ−（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）アミノ］−６−クロロ−１，３，５トリアジン縮合物等が挙げられるが、中でもポリ［（６−モルホリノ−ｓ−トリアゾ−２，４−ジイル）｛２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝−ヘキサメチレン｛（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝］が好ましい。市販のヒンダードアミン系光安定化剤では、商品名“サイアソーブ  ＵＶ３３４６”（サイテック製、分子量１６００）が有効である。
該ヒンダードアミン系光安定剤の添加量は、ガラス繊維含有樹脂混合物１００重量部に対して、０．３〜２．０重量部である。０．３重量部未満では充分な耐候性能が得られず、２．０重量部を越えるとブリードが多くなり成型品外観を悪化させる。
【００１２】
本発明に用いるカーボンブラックは、一次凝集時のストラクチャー長が６０ｎｍ以下のものであれば特に限定はない。一次凝集時のストラクチャー長が６０ｎｍを越えるカーボンブラックでは、ガラス繊維の切断作用が強くなり、ガラス繊維を極端に短くしてしまうため、充分な機械的強度が得にくくなる。
該カーボンブラックは、カーボン基本粒子が単一粒子として存在しているのではなく、ストラクチャーを形成しているものである。ここでのストラクチャーとは、カーボン基本粒子が融着した一次凝集体（アグリゲート）を言い、この一次凝集体がファンデルワールス力で凝集した二次凝集体（アグロメレート）とは区別されるものである。
該カーボンブラックの添加量は、ガラス繊維含有樹脂混合物１００重量部に対して、１〜２重量部である。
【００１３】
本発明に用いるガラス繊維強化プロピレン樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、各種の添加剤、例えば酸化防止剤、帯電防止剤、銅害防止剤、中和剤、顔料、分散剤、老化防止剤、滑剤、鉱物油、シランカプリング剤、チタネート系カップリング剤等の添加剤を適宜配合することができる。
【００１４】
また、本発明に用いるガラス繊維強化プロピレン樹脂組成物を得る方法の一例としては、次の方法が有効である。
まず、プロピレン樹脂とヒンダードアミン系光安定剤とを所定の配合割合にて混合したマスターバッチ（Ｈ）を、一般的なプロピレン樹脂用造粒機によってペレット状に成形した成形体（Ｈ）を得る。同様に、プロピレン樹脂とカーボンブラックからなる成形体（Ｂ）を得る。
次に、タンブラー内で、これらの成形体（Ｈ）と成形体（Ｂ）に、ガラス繊維含有樹脂成形体、配合組成調整用のプロピレン樹脂および必要に応じて各種添加剤を混合して、ガラス繊維強化プロピレン樹脂組成物を得る。
【００１５】
本発明の長繊維ガラス強化プロピレン樹脂製アウタードアハンドル成型品は、上記のガラス繊維強化プロピレン樹脂組成物を一般的なプロピレン樹脂用の射出成形機により容易に成型することができる。この際、該成型品に含有されているガラス繊維が平均繊維長０．５〜６ｍｍになる様に調整しながら成型する。該成型品中のガラス繊維の平均繊維長が０．５ｍｍ未満であると、該成型品の機械的強度及び衝撃強度が充分に発現せず、該成型品中のガラス繊維の平均繊維長が６ｍｍを越えると、成形性が悪化する。成型品中の平均繊維長を変動させる要因としては、成形機の仕様、成形条件、ゲート径、繊維含有量及び溶融樹脂粘度等が挙げられる。中でも成形機の仕様条件、特に使用するスクリューが大きな要因となる。ただし、本発明で用いるガラス繊維強化プロピレン樹脂組成物は、一般的な熱可塑性樹脂用成形機を用いる限りにおいて、成型品中の繊維の平均繊維長が０．５ｍｍを大幅に下回ることはない。
【００１６】
【実施例】
以下、実施例および比較各例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらにより限定されるべきものではない。
【００１７】
実施例１
繊維径１７μｍのフィラメント状のガラス繊維を数千本にロービングしたガラス繊維（Ｇ１）を含浸ダイスに導き、フィラメント間に溶融したメルトフローレートが１２０ｇ／１０ｍｉｎ（温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇｆ）であり、無水マレイン酸０．５重量部で変性されたエチレン含有量９重量％の結晶性プロピレン−エチレン共重合体（Ｐ１）を含浸させた後に引抜成形し、長さ６ｍｍに切断して、ガラス繊維を５０重量％含有したガラス繊維含有樹脂成形体（Ｘ１）を得た。
また、ポリ［（６−モルホリノ−ｓ−トリアゾ−２，４−ジイル）｛２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝−ヘキサメチレン｛（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝］（商品名“サイアソーブＵＶ３３４６”（サイテック社製））１０重量％と、メルトフローレートが２４ｇ／１０ｍｉｎ（温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇｆ）のプロピレン樹脂９０重量％とからなる混合物を、押出機により溶融混練してペレット状の成形体（Ｈ１）を得た。
前記成形体（Ｈ１）と同様の製造方法にて、一次凝集時のストラクチャー長４４ｎｍであるカーボンブラック（銘柄＃９００）２５重量％とメルトフローレートが２４ｇ／１０ｍｉｎ（温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇｆ）のプロピレン樹脂７５重量％とからなるペレット状の成形体（Ｂ１）を得た。
次に、成形体（Ｘ１）４０重量％と成形体（Ｈ１）８重量部、成形体（Ｂ１）６重量部及び結晶融点１６５℃、メルトフローレート７５ｇ／１０ｍｉｎ（温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇｆ）のプロピレン樹脂（Ｐ２）４６重量％をタンブラーミキサーに投入した後混合してガラス繊維強化プロピレン樹脂組成物を得た。
得られたガラス繊維強化プロピレン樹脂組成物を、射出成形機によってアウタードアハンドルの部品となる取っ手パーツと外枠パーツをそれぞれ成形した。
【００１８】
比較例１
市販の耐候グレードであるガラス繊維２０％強化ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ−Ｇ）を、射出成形機によってアウタードアハンドルの部品となる取っ手パーツと外枠パーツをそれぞれ成形した。
【００１９】
比較例２
実施例１で用いた成形体（Ｈ１）の代わりに、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート（商品名“ＴＩＮＵＶＩＮ  ７７０”（チバ・ガイギー社製）、分子量４８０．７）１０重量％とメルトフローレートが２４ｇ／１０ｍｉｎ（温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇｆ）のプロピレン樹脂９０重量％とからなる混合物を、押出機により溶融混練して得たペレット状の成形体（Ｈ２）を用いた以外は、実施例１に準拠して、アウタードアハンドルの部品となる取っ手パーツと外枠パーツをそれぞれ成形した。
【００２０】
比較例３
実施例１で用いた成形体（Ｂ１）の代わりに、一次凝集時のストラクチャー長２４８ｎｍであるカーボンブラック（銘柄＃１０）２５重量％とメルトフローレートが２４ｇ／１０ｍｉｎ（温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇｆ）のプロピレン樹脂７５重量％とからなるペレット状の成形体（Ｂ２）を用いた以外は、実施例１に準拠して、アウタードアハンドルの部品となる取っ手パーツと外枠パーツをそれぞれ成形した。
【００２１】
比較例４
実施例１で用いた成形体（Ｘ１）およびプロピレン樹脂（Ｐ２）の代わりに、繊維径１３μｍで繊維長３ｍｍのチョップドストランドガラス繊維（Ｇ２）２０重量％およびメルトフローレートが５ｇ／１０ｍｉｎ（温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇｆ）であり、無水マレイン酸０．５重量部で変性されたプロピレン樹脂（Ｐ３）６６重量％を用いた以外は、実施例１に準拠して、アウタードアハンドルの部品となる取っ手パーツと外枠パーツをそれぞれ成形した。
【００２２】
比較例５
実施例１で用いた成形体（Ｘ１）、プロピレン樹脂（Ｐ２）および成形体（Ｂ１）の代わりに、ガラス繊維（Ｇ２）２０重量％、プロピレン樹脂（Ｐ３）６６重量％および成形体（Ｂ２）を用いた以外は、実施例１に準拠して、アウタードアハンドルの部品となる取っ手パーツと外枠パーツをそれぞれ成形した。
【００２３】
実施例１および比較例１〜５で得られた成型品を、下記の試験方法（製品の破壊強度、製品中の残存繊維長、製品重量、製品外観での適否、アウタードアハンドルの物性面での適否、耐候性評価、アウタードアハンドルとして総合的判断）に準じて測定した。結果は表１の通りである。
【００２４】
【表１】
0003812074.tif 000002
【００２５】
（製品の破壊強度）
実施例１および比較例１〜５で得られた成型品である取っ手パーツと外枠パーツをヒンジとスプリングによって一体化しアウタードアハンドル成型品とし、該成型品を固定した後、取っ手部に付加を加えながら引っ張り、取っ手部が破壊される強度を測定した。この数値が高い程、成型品の機械的強度が高いことを意味する。
【００２６】
（製品中の残存繊維長）
実施例１および比較例１〜５で得られた取っ手パーツの一部（約５ｇ）を６００℃に設定した電気炉内に５時間放置し、炭化させた後、炭化物を水中で撹拌し、ガラスシャーレに移し乾燥させて繊維部分のみ取り出し、取り出した繊維長を測定した。これらの繊維の平均長が、成型品内の平均繊維長を示す。
【００２７】
（製品重量）
実施例１および比較例１〜５で得られた成型品である取っ手パーツと外枠パーツの重量を測定した。この数値が小さい程、軽量であることを意味する。
【００２８】
（製品外観）
前記（製品の破壊強度）測定において得られたアウタードアハンドル成型品が、実用に適する外観を有してかどうかを目視により判定した。判定が否の場合は、製品として使用できない状態であることを意味する。
【００２９】
（アウタードアハンドルの物性面での適否）
前記評価試験の（製品の破壊強度）、（製品中の残存繊維長）、（製品重量）および（製品外観での適否）の結果から、実施例１および比較例１〜５で得られた成型品がアウタードアハンドルとして適しているかどうかを判定した。
【００３０】
（耐候性評価）
実施例１および比較例１〜５で得られた成型品を、下記の条件に設定したメタルウェザー試験機（ダイプラスウィンテス製）に放置し、定期的に成型品の外観を５０倍顕微鏡で観察し、成型品に発生しているクラックを調べ、そのクラック発生割合が７０％程度を占めた時点を耐候時間とした。
波    長：２９５〜７８０ｎｍ
ライトサイクル  ：温度８０℃、湿度５０ＲＨ％、照射強度８０ｍＷ／ｃｍ2、サイクル            時間１０Ｈｒ
ダークサイクル：温度３０℃、湿度９８ＲＨ％、結露あり、サイクル時間４Ｈｒ
シャワー：１０ｓｅｃ
サイクル：ライトサイクル→シャワー→ダークサイクル→シャワー→ライトサイクル
【００３１】
（アウタードアハンドルとしての総合的判断）
前記評価試験の（アウタードアハンドルの物性面での適否）及び（耐候性評価）の結果から総合的にアウタードアハンドルとしての適否を判定した。
【００３２】
表１の結果より、本発明の成型品である実施例１のサンプルは、従来の成型品に相当するガラス繊維強化ポリアセタール樹脂を用いた成型品である比較例１のサンプルと比べ、軽量で機械的強度が高く、耐候性に優れていることが判る。また、実施例１のサンプルは、本発明の組成とは異なる配合処方により得られた比較例２〜５のサンプルと比べ、成型品内のガラス繊維を長い状態で保持することができ、かつ耐候性に優れてるため、機械的強度が高く長期使用が可能であることが判る。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、特殊なガラス繊維強化プロピレン樹脂を用いて成型されたもので、軽量で機械的強度が高く、耐候性に優れているため、自動車用アウタードアハンドルとして極めて有用なものである。