JPH0274444A - 強化ポリアミド樹脂組成物よりなるワイパーアーム - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は自動車用ワイパーアームに関する。

［従来の技術］ 自動車用ワイパーアームには、剛性、耐熱性、繰返し耐
疲労性が要求され、特に低温下での繰返し耐疲労性が要
求されているため、従来はとんど金属が用いられてきた
。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら金属を用いた場合は錆の発生による耐久性
の低下の問題があり、特に路面の凍結防止剤（塩化カル
シウム）や海に近い地域での潮風に起因する錆の発生、
及び重量が大きい事が問題であった。

本発明者等は剛性、耐熱性があり、低温時の繰返し耐疲
労性に優れ、かつ錆のない、軽量なワイパーアームにつ
いて鋭意検討を重ねた結果、本発明に到達した。

［課題を解決するための手段］ すなわち本発明は、 ポリアミド樹脂と芳香族ポリエーテル樹脂とエラストマ
ーからなる樹脂組成物１００重全部に対し、強化充填剤
１０〜１００重量部を含有する組成物であって、ポリア
ミド樹脂が一連続相をなし、該ポリアミド樹脂中に分散
した芳香族ポリエーテル樹脂の分散相の直径が０．６μ
以下であることを特徴とする強化ポリアミド樹脂よりな
る自動車用ワイパアームを提供するものである。

本発明で用いる樹脂組成物であるが、まず、ポリアミド
樹脂は機械的強度、耐油性、耐摩耗性、耐熱性などに優
れ、代表的なエンジニアプラスチックの一つとして用い
られているが、寸法安定性、吸湿性などに問題がある。

一方、芳香族ポリエーテル樹脂は、機械的性質、電気的
性質、耐熱性などが優れており、しかも寸法安定性がよ
い等の性質を備えているために広範囲の用途に用いられ
ているが、成形加工性、耐衝撃性、耐油性が劣ることが
大きな欠点である。

近年、上記の両者の特徴を生かし、両者の欠点を相補う
ことを目的として、両樹脂をブレンドすることが試みら
れ、これまでにも多くの技術が開示されている。

例えば、特公昭４５−９９７号公報、特公昭５９−４１
６６３号公報などには、芳香族ポリエーテル樹脂にポリ
アミド樹脂を単純に溶融混合した技術が開示されている
が、芳香族ポリエーテル樹脂とポリアミド樹脂は、本来
相溶しにくく、このような単純なブレンドでは機械的強
度に優れた成形品を得ることはできない。

ポリアミド樹脂と芳香族ポリエーテル樹脂の相溶性を改
良する技術としては、例えば特公昭５９４１６６３号公
報、特公昭５９−３３６１４号公報、特開昭５９−６６
４５２号公報、特開昭６０−５８４６３号公報、特開昭
６２−１３８５５３号公報、特開昭６２−２７０６５４
号公報、特開昭６２−５００４５６号公報、特開昭６３
−２２８５５号公報などの技術が開示されている。さら
にこれらの耐衝撃性を改良するために、エラストマーを
配合する技術も多数開示されている。例えば特開昭６１
−２０４２６１号公報、特開昭６１−２０４２６２号公
報、特開昭８２−６８８５０号公報、特開昭６３−１０
６５８号公報などが挙げられる。

一方、近年プラスチックの用途拡大に伴い、上記の諸特
性に加えて、より高い耐熱性、剛性などの要求がある。

これに対し、−船内には種々の手法、例えば無機強化充
填剤の配合という手法が考えられるが、この場合には、
成形品が極めて脆くなり、耐衝撃性に劣るため、その用
途が限定されるのが通例である。

高い耐熱性および剛性と高い耐衝撃性を兼ね備えること
は、極めて困難であり、このことは、ポリアミド樹脂と
芳香族ポリエーテル樹脂の組成物においても例外ではな
い。

而して、本発明で用いる樹脂組成物はポリアミド樹脂、
芳香族ポリエーテル樹脂および強化充填剤よりなり、高
い耐熱性および剛性を保ちかつ高いレベルの耐衝撃性を
有する強化ポリアミド樹脂組成物である。

本発明において用いられるポリアミド樹脂とは、主鎖中
に−ＣＯＮＨ−結合を有する重合体であり、加熱溶融で
きるものである。その代表的なものとしては、４−ナイ
ロン、６−ナイロン、６．６−ナイロン、４．６−ナイ
ロン、１２−ナイロン、６．１０−ナイロン、テレフタ
ル酸および／またはイソフタル酸とへキサメチレンジア
ミンからのポリアミド、テレフタル酸とトリメチルへキ
サメチレンジアミンからのポリアミド、アジピン酸とメ
タキシリレンジアミンからのポリアミド、テレフタル酸
と４．４′　　−ジアミノジシクロヘキシルメタンから
のポリアミドなどが挙げられる。これらの中で、特に６
−ナイロン、６，６−ナイロンが好適である。

本発明に於て用いられる芳香族ポリエーテル樹脂とは、 次の一般式 （式中Ｒｔ　、Ｒ２、Ｒ３，Ｒ４、Ｒ５，Ｒｅは、同一
のまたは異なるｔｅｒｔ−ブチル基を除（炭素数１〜４
のアルキル基、アリール基、水素、／％口ゲンなどの一
価の残基であり、Ｒ，Ｒ６は同時に水素ではない。） を繰り返し単位とし、構成単位が（Ｉ）または（１）お
よび（ＩＩ）からなる単独重合体あるいは共重合体、お
よび該重合体にスチレンなどをグラフト重合させたグラ
フト共重合体などである。

その具体例としては、ポリ（２，６−シメチルフエニレ
ンー１．４−エーテル）、ポリ（２，６−ダニチルフェ
ニレン−１，４−エーテル）、ポリ（２，６−シクロル
フエニレンー１，４−エーテル）、ポリ（２，６−ジプ
ロムフエニレンー１，４−エーテル）、ポリ（２−メチ
ル−６−エチルフェニレン−１，４エーテル）、ポリ（
２−クロル−６−メチルフェニレン−１，４−エーテル
）、ポリ（２−メチル−６−イソプロピルフェニレン−
１，４−エーテル）、ポリ（２，６−ジーｎ−プロピル
フェニレン−１，４エーテル）、ポリ（２−クロル−６
−プロムフエニレンー１，４−エーテル）、ポリ（２−
クロル−６−エチルフェニレン−１，４−エーテル）、
ポリ（２−メチルフェニレン−１，４−エーテル）、ポ
リ（２−クロルフェニレン−１，４−エーテル）、ポリ
（２−フェニルフェニレン＝１，４−エーテル）、ポリ
（２−ブロム−６−フェニルフェニレン−１，４−エー
テル）など、それらの共重合体及びそれらのスチレン系
化合物グラフト共重合体である。

本発明においては、樹脂成分の（Ｃ）成分としてエラス
トマーを用いてもよい。

本発明で用いられるエラストマーは、耐衝撃性を向上さ
せるためのものであり、０℃以下のガラス転移点を有す
る、室温でゴム状の物質である。

例えば、ポリブタジェン、スチレン−ブタジェン共重合
体、スチレン−イソプレン共重合体、アクリロニトリル
−スチレン−ブタジェン共重合体、エチレン−α−オレ
フィン共重合体、エチレン−α−オレフィン−ポリエン
共重合体、アクリルゴム、ポリイソプレンなどのゴム質
重合体、さらにスチレン−ブタジェンブロック共重合体
、スチレン−イソプレンブロック共重合体、水素化スチ
レン−ブタジェンブロック共重合体、スチレングラフト
エチレン−プロピレンエラストマーエチレン系アイオノ
マー樹脂などの熱可塑性エラストマーがあり、またこれ
らの重合体を、カルボキシル基、酸無水物基、エポキシ
基、ヒドロキシル基、アミノ基などで変性したものでも
よい。

好ましいエラストマーとしては、スチレン−ブタジェン
共重合体、エチレン−α−オレフィン共重合体、スチレ
ン−ブタジェンブロック共重合体、水素化スチレン−ブ
タジェン共重合体などが挙げられ、これらをカルボキシ
ル基、酸無水物基、エポキシ基などで変性したものが、
より好ましい。

スチレン−ブタジェンブロック共重合体、スチレン−イ
ソプレンブロック共重合体およびその水素化物には、Ａ
Ｂ型、ＡＢＡ型、ＡＢＡテーパー型、ラジアルテレブロ
ック型の構造を有するものなどが含まれる。

本発明で用いられる強化充填剤は、耐熱性、寸法安定性
、および剛性を向上させるためのものであり、例えばガ
ラス繊維、炭素繊維、金属繊維、アスベストなどの繊維
状補強剤、クレー、シリカ、タルク、炭酸カルシウム、
ウオラストナイトなどのフレーク状または粉末状無機充
填剤などを用いることができる。これらは単独で用いて
もよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。

本発明の樹脂組成物においては、ポリアミド樹脂、芳香
族ポリエーテル樹脂およびエラストマーからなる樹脂組
成物１００重量部に対し、強化充填剤１０〜１００重量
部を含有する組成物であって、ポリアミド樹脂が連続相
をなし、該ポリアミド樹脂中に分散した芳香族ポリエー
テル樹脂の分散相の直径が０．６μ以下であれば、樹脂
成分の組成比は限定されることはない。

好ましい樹脂成分の組成比は、ポリアミド樹脂の配合量
が、４０〜９０ｗｔ％、より好ましくは５０〜８５ｖｔ
％の範囲である。４０ｗｔ％未満では、ポリアミド樹脂
が連続相を形成しにくくなり、耐油性の低下をもたらす
ことがあるので好ましくない。９０ｖｔ％をこえると、
吸湿性が増加するので好ましくない。

芳香族ポリエーテル樹脂の配合量は、好ましくは５〜５
０ｖｔ％、より好ましくは５〜４０ｖｔ％の範囲である
。５ｗｔ％未満および４０ｗｔ％をこえると、成形加工
性が低下するので好ましくない。

エラストマーの配合量は、５〜３０ｗｔ％、好ましくは
５〜２５ｗｔ％の範囲である。２５ｗｔ％をこえると、
剛性が低下するので好ましくない。

本発明において、強化充填剤の配合量は、ポリアミド樹
脂、芳香族ポリエーテル樹脂および好ましくはエラスト
マーからなる樹脂組成物１００重量部に対し、１０〜１
００重量部、好ましくは２０〜８０重量部である。１０
重量部未満では、補強効果が不十分であり、１００重量
部をこえると、成形加工性が低下する。

本発明の樹脂組成物の分散構造は、四酸化オスミウムお
よび／または四酸化ルテニウムによる染色固定法で調製
された超薄切片を透過型電子顕微鏡で観察できる。本発
明の分散構造はポリアミド樹脂が連続相であり、芳香族
ポリエーテル樹脂が分散相を形成するものである。

本発明の樹脂組成物における芳香族ポリエーテル樹脂分
散相の直径は、芳香族ポリエーテル樹脂分散相の大部分
が０．６μ以下である。０．６μを越える粒子が数多く
なると、耐衝撃性が低下する。

芳香族ポリエーテル樹脂分散相の測定は、写真倍率１０
０００倍で実施し、楕円形のときはその長径および長径
の中央に垂線をたて、楕円体との交点間の距離を短径と
して測定し、 式　　　Ｄ−（長径＋短径）／２ から求めたＤを分散相の直径とする。

本発明の樹脂組成物の製造法としては、芳香族ポリエー
テル樹脂に、カルボン酸およびその誘導体基またはエポ
キシ基を結合させた変性芳香族ポリエーテル樹脂と、ポ
リアミド樹脂および強化充填剤を溶融混練する方法が好
ましい。

本発明において、好ましく用いられる変性芳香族ポリエ
ーテル樹脂は、例えば、芳香族ポリエーテル樹脂にラジ
カル発生剤の存在下、カルボン酸およびその誘導体基ま
たはエポキシ基を有する１、２−置換オレフィン化合物
を反応させることにより得られる。

芳香族ポリエーテル樹脂と反応させるカルボン酸基、酸
無水物基またはエポキシ基を有する１、２−置換オレフ
ィン化合物の具体例としては、無水マレイン酸、マレイ
ン酸、無水イタコン酸、フマル酸、無水メチルナジック
酸、無水ジクロロマレイン酸、アクリル酸、メタクリル
酸、グリシジルメタクリレート等が挙げられる。

ラジカル発生剤は、公知の有機過酸化物、ジアゾ化合物
類を表し、具体例としては、ベンゾイルパーオキサイド
、ジクミルパーオキサイド、ｔ−プチルパーオキサイド
、クメンハイドロパーオキサイド、アゾビスイソブチロ
ニトリルなどが挙げられる。これらラジカル発生剤は二
種以上組み合わせて使用することもできる。

本発明に用いられる変性芳香族ポリエーテル樹脂の製造
法は、本発明を実施する上で制限されるものではなく、
例えば次の方法を用いることができる。

ｌ）特公昭５２−３０９９１号公報、特公昭５２−１９
８６４号公報に開示されるように、芳香族ポリエーテル
樹脂を含む溶液にラジカル発生剤の共存下でカルボン酸
基、酸無水物基またはエポキシ基を有する１、２−置換
オレフィン化合物を加え、５０〜２００℃の温度で数十
分〜数時間撹拌する方法。

２）特公昭５９−１１１３０５号公報に開示されるよう
に、実質的に溶媒を含まない系または少量の溶媒を含む
系で、溶融混線下に各成分を接触させる方法。

本発明の樹脂組成物の製造において好ましいエラストマ
ーは、カルボキシル基、酸無水物基、エポキシ基などで
変性された耐衝撃性補強剤であり、例えば特開昭５８−
７４４３号公報に記載の方法など公知の方法により製造
できるものである。

本発明の樹脂組成物には、その成形性、物性を損なわな
い範囲に於て、他の成分、例えば顔料、染料、熱安定剤
、酸化防止剤、耐候剤、核剤、滑剤、可塑剤、帯電防止
剤、他の重合体等を任意の製造・成形過程において添加
することができる。

本発明の樹脂組成物は、一般の高分子物質の混合に用い
られる各種混合装置により、溶融状態で混合することに
より調整できる。それらの混合装置として好適なものは
、例えば−軸または多軸のスクリュー型押出機、ミキシ
ングロール、バンバリーミキサ−、ニーダ−、ブラベン
ダー等の混合装置が挙げられる。

本発明の樹脂組成物は、従来公知の任意の成形加工方法
、例えば射出成形法、押出成形法などによってワイパー
アームに容易に加工できる。

［発明の効果］ 本発明の自動車用ワイパーアームは、耐熱性、剛性に優
れており、低温時の繰返し耐疲労性、耐衝撃性が良好と
いう優れた効果を有している。

［実　施　例〕 以下に、本発明を実施例を挙げて説明するが、本発明は
これらに限定されるものではない。的中「部」は１重量
部」を示す。

尚、実施例中の樹脂組成物の物性測定はつぎの方法で行
った。

１）耐衝撃性 １／８′厚みのノツチ付き試験片を用い、２３℃、絶乾
状態にて、ＡＳＴＭ　Ｄ−２５６により、アイゾツト衝
撃強度を測定した。

２）耐熱性 １／８′厚みの射出成形片を用い、ＡＳＴＭＤ−６４８
により、１８．６ｋｇ／ｃＪにおける熱変形温度を測定
した。

３）剛　性 １７８′厚みの射出成形片を用い、ＡＳＴＭＤ−７９０
−８０により曲げ弾性率を測定した。

参考例　１ 変性芳香族ポリエーテル樹脂Ａの製造 数平均重合度１４０のポリ（２，６−シメチルフエニレ
ンー１．４−エーテル）（以下ＰＰＥと称する）１００
部に対し、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド１部および無
水マレイン酸３部を、室温下でトライブレンドした後、
口径３０ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝３０の異方向回転式のベント
付き二軸押出機を用い、シリンダー温度３００℃、スク
リュー回転数７５ｒｐｍで溶融し、滞留時間１分で押し
出し、水冷した後、ペレット化し、無水マレイン酸変性
ポリ（２，６−シメチルフエニレンー１，４−エーテル
）（以下、変性芳香族ポリエーテル樹脂Ａと称する。）
を得た。

得られた変性芳香族ポリエーテル樹脂Ａのペレットをク
ロロホルムに溶解した後、約１ｏ　＠　最のアセトン中
に再沈して精製した。この精製した変性芳香族ポリエー
テル樹脂Ａを乾燥した後、５０ｍｇを採取し、クロロホ
ルムに溶解して厚さ約５０μのキャストフィルムを作成
した。次いで、このフィルムを乾燥し、赤外分光測定用
試料とした。この試料中の無水マレイン酸との反応に由
来する（ＧＯ）２０−構造の存在を赤外吸収スペクトル
のＲ８０Ｃｍ−１付近の吸収ピークにより確認した。

１７８０ｃｍ−１と９６０−’　（Ｐ　Ｐ　Ｅの吸光度
）比は０，１４であった。

参考例　２ エラストマー△の製造 水添スチレン−ブタジェンブロック共重合体（シェル・
ケミカル・カンパニー製、ＫｒａｔＯｎＧ１６５２、ス
チレン含量２９％、５ＥＢＳ型、ここでＳはスチレン、
ＥＢはエチレンブチレンを表す。）１００重量部に対し
て１．２重量部の無水マレイン酸、０．３重量部のバー
へキサ２５Ｂ（日本油脂製）を均一に混合した後、二軸
押出機（スクリュー径４５＃；Ｌ／Ｄ＝３３、ベント付
き）に供給し、ベントロから吸引して未反応の無水マレ
イン酸を除去しながらシリンダー温度２６０℃でマレイ
ン酸付加反応を行った。この変性エラストマーを加熱減
圧乾燥後、分析したところ無水マレイン酸の付加量は、
０．６重間％であった。尚、無水マレイン酸の付加量は
、ナトリウムメチラートによる滴定により求めた。

実施例　１ ナイロン６．６（旭化成工業■製、レオナ１３００Ｓ　
）７０部、参考例１で得た変性芳香族ポリエーテル樹脂
３０部、参考例２で得たエラストマー１０部をトライブ
レンドした後、シリンダーｉ［２８０℃に設定した同方
向回転二軸押出機（池貝鉄工■製、口径４５ｒｖｍφ、
Ｌ／Ｄ＝３３）を用いて溶融混練し、冷却した後ペレッ
ト化して、ペレット状の樹脂組成物を１ｑだ。

この樹脂組成物を、８０℃で８時間乾燥した後、樹脂組
成物１００部に対し、ガラス繊維（旭ファイバーグラス
社（ｌｌ製、ＭＡ　−４１６）３５部をドライブレンド
した後、シリンダー温度２８０′Ｇに設定した同方向回
転二軸押出機（池貝鉄工■製、口径４５ｍ１φ、Ｌ／Ｄ
＝　３３　）を用いて溶融混練し、冷却した後ペレッ１
〜化して、ベレット状の強化樹脂組成物を得た。

この強化樹脂組成物を、８０℃で８時間乾燥した後、シ
リンダー温度・２９０°Ｃで割出成形して物性測定用試
験片を作成し、評価を行った。

アイゾツト衝撃強度は、１６．ＯＫｙ・ｃｍ　／　ｃｍ
　、曲げ弾性率は７００００Ｋｇ／　ｃｒＡ　１熱変形
温度は２３５℃であり、耐熱性、剛性に優れ、かつ耐衝
撃性も良好であった。この組成物の分散相の芳香族ポリ
エーテル樹脂の粒径は、大部分０．６μ以下であり、０
．６μを越える粒子は３個であった。

この樹脂組成物を用いて１ワられたワイパーアームは、
同形状の金属製ワイパーアームの約１／２の重量であり
、十分満足すべき性能であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のワイパーアームの断面図である（斜線
部が本発明の強化ポリアミド樹脂を示す）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポリアミド樹脂と芳香族ポリエーテル樹脂とエラス
   トマーからなる樹脂組成物１００重量部に対し、強化充
   填剤１０〜１００重量部を含有する組成物であって、ポ
   リアミド樹脂が連続相をなし、該ポリアミド樹脂中に分
   散した芳香族ポリエーテル樹脂の分散相の直径が０．６
   μ以下であることを特徴とする強化ポリアミド樹脂より
   なる自動車用ワイパーアーム。 ２、樹脂組成物がポリアミド樹脂４０〜９０重量％、芳
   香族ポリエーテル樹脂５〜５０重量％、エラストマー５
   〜３０重量％（合計１００重量％）である、請求項１記
   載の自動車用ワイパーアーム。