JPH06322264A - 自転車ホイール用樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大気平衡下の強度、剛性、耐衝撃性、ウエル
ド特性、外観性、成形性に優れた自転車ホイール用樹脂
組成物を提供すること。 【構成】 （Ａ）ポリアミド６、ポリアミド６６／６コ
ポリマ−、ポリアミド６６の中から選ばれる少なくとも
２種類のポリアミド樹脂をブレンドしたポリアミド樹脂
またはポリアミド６６／６コポリマ−、（Ｂ）オレフィ
ン系エラストマー、（Ｃ）変性オレフィン系エラストマ
ー、（Ｄ）ガラス繊維を包含し、（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）、（Ｄ）、の配合量をそれぞれａ、ｂ、ｃ、ｄ、
（重量部）とし、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１００重量部とする
とき、３０≦ａ≦８５、０≦ｂ≦２０、１≦ｃ≦２０、
１５≦ｄ≦６０となる様に配合することを特徴とし、か
つ樹脂組成物の結晶化温度が１７５℃以上２２０℃以下
である自転車ホイール用樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、強度、剛性、耐衝撃
性、ウェルド特性、および外観性に優れた自転車ホイー
ル用のポリアミド樹脂組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自転車ホイール部即ちスポ−ク
部、リブ部は、金属材料を用いていたが、近年のファッ
ション性を強く要望するユ−ザ−ニーズから、ホイ−ル
への着色化およびホイ−ルの自由なデザイン化が可能な
樹脂を用いたホイ−ルが、一部使われるようになってき
た。

【０００３】自転車ホイ−ルの要求性能は、人が乗っ
ても変形しないほどの大きな荷重強度・剛性、急激な
衝撃に対しても割れないほどの充分な耐衝撃性、泥な
どの付着の量を少なくするために必要なホイ−ルの表面
の高光沢性等が必要とされている。

【０００４】従来、自転車ホイール用樹脂材料には、ポ
リアミド６をベ−スにし、強度剛性を付与するためにガ
ラス繊維を配合し、また耐衝撃性を付与するためにエラ
ストマ−成分を配合したポリアミド樹脂組成物が知られ
ている。

【０００５】しかし、ポリアミド６ベ−スの樹脂組成物
を用いたホイ−ルは、ポリアミド６の吸水による強度剛
性の低下により温度の高い雰囲気下で使用した場合にホ
イ−ルの変形、割れ等といった問題が生じ、そのため実
際に使用される環境領域が限られていた。

【０００６】一般に、ポリアミド樹脂は吸水性であるた
め吸水率の増加にともない樹脂の強度、剛性は低下し、
その吸水率は使用される樹脂の雰囲気温度湿度に左右さ
れる。したがって、吸水による強度、剛性の低下の少な
い材料、即ちポリアミド６よりも吸水性の低いポリアミ
ド樹脂が自転車ホイール用材料として望まれる。ポリア
ミド６よりも吸水による強度剛性の低下の小さい樹脂と
してはポリアミド６６がある。しかし、ポリアミド６成
分の代わりにポリアミド６６成分だけを用いただけで
は、強度剛性の低下は抑えられるものの樹脂成形品表面
上のガラス繊維の浮き上がり（白化現象）が起こり、表
面肌が荒れ、外観性を損なってしまう。

【０００７】また、特開平４−１４９２３４号公報に開
示されているような芳香環を含有するポリアミド樹脂で
は、吸水性に伴う強度剛性の低下および樹脂成形品表面
上のガラス繊維の浮き上がり（白化現象）は抑制される
が、結晶性が低いために成形時の固化時間が長くなる。
特に、自転車ホイール成形品は大型なため、成形サイク
ルは樹脂の可塑化時間に支配されるよりもむしろ成形品
金型内での冷却時間に左右される。したがって、結晶性
の低い樹脂は、成形タイムサイクルが長くなるという問
題があった。

【０００８】特開平４−１４６９６２号公報では吸湿物
性を改良するために、ポリアミドにポリプロピレン系樹
脂とゴムとガラス樹脂を配合した自転車ホイール用樹脂
組成物が開示されている。しかし、その樹脂組成物はウ
エルド特性が不充分であり自転車ホイール部にできるウ
エルド部位で折れ割れなどを生じるという問題があっ
た。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した自
転車ホイール材料に必要な特性をすべて満足した材料を
提供すること、即ち、大気平衡下の強度、剛性、耐衝撃
性、ウエルド特性、外観性、成形性に優れた自転車ホイ
ール用樹脂組成物を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定の組成から
なるポリアミド樹脂と特定のエラストマ−成分およびガ
ラス繊維を特定量配合するポリアミド樹脂組成物とな
し、かつ樹脂組成物の結晶性を制御することによって上
記課題を解決することを見いだし本発明に到達した。

【００１１】即ち本発明は、（Ａ）ポリアミド６、ポリ
アミド６６／６コポリマ−、ポリアミド６６の中から選
ばれる少なくとも２種類のポリアミド樹脂をブレンドし
たポリアミド樹脂またはポリアミド６６／６コポリマ
−、（Ｂ）オレフィン系エラストマー、（Ｃ）変性オレ
フィン系エラストマー、（Ｄ）ガラス繊維を包含し、
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、の配合量をそれぞれ
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、（重量部）とし、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１
００重量部とするとき、３０≦ａ≦８５、０≦ｂ≦２
０、１≦ｃ≦２０、１５≦ｄ≦６０となる様に配合する
ことを特徴とし、かつ樹脂組成物の結晶化温度が１７５
℃以上２２０℃以下である自転車ホイール用樹脂組成物
を要旨とするものである。

【００１２】本発明でいうポリアミド樹脂は、ポリアミ
ド６６（以下Ｎ６６とする）、ポリアミド６６／６コポ
リマ−（以下Ｎ６６／６とする）、ポリアミド６（以下
Ｎ６とする）の中から選ばれる少なくとも２種類のポリ
アミド樹脂をブレンドしたポリアミド樹脂またはＮ６６
／６からなり、本発明でいうＮ６６、Ｎ６６／６、Ｎ６
は、ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸の塩、ε−カ
プロラクタム、α−アミノカプロン酸、およびそれらの
混合原料を出発原料として、通常の溶融重合および固相
重合して得られる樹脂である。

【００１３】本発明のＮ６６、Ｎ６６／６、Ｎ６のブレ
ンド比またはＮ６６／６のコポリマ−比は、組成物の結
晶化温度が１７５℃以上２２０℃以下になるように選択
することが必要である。ここでいう結晶化温度とは、Ｄ
ＳＣで樹脂組成物を窒素雰囲気下、２０℃／分で３００
℃まで昇温し、３分間３００℃に保持し、そこから２０
℃／分で降温した時の結晶化ピ−クの温度のことを言
う。好ましくは、１８０℃以上２１５℃以下である。１
７５℃より低いと結晶化が遅くなるため金型内での樹脂
の固化が遅くなり、肉厚部で気泡が発生しやすくなった
り、成形時のタイムサイクルが長くなる。２２０℃より
高くなると結晶化が速すぎて成形品表面上にガラス繊維
の浮き上がりが生じ外観性が悪くなる。

【００１４】好ましいポリアミド成分は、プレンドポリ
マ−の場合、Ｎ６６とＮ６６／６とＮ６とのブレンドで
あり、Ｎ６６成分として３０重量％以上９０ｗｔ％以下
含有しておれば良い。好ましいＮ６６／６のコポリマ−
比は、Ｎ６６成分として８０重量％以上９５重量％以下
含有しているコポリマーである。

【００１５】本発明において、ポリアミド樹脂は、樹脂
組成物１００重量部あたり３０〜８５重量部、好ましく
は３５〜８０重量部配合される。３０重量部より少ない
と充分な衝撃強度が得られず、また８５重量部より多い
と充分な強度剛性が得られない。

【００１６】本発明に用いるガラス繊維は、特に指定は
なく通常のガラス繊維強化ポリアミド樹脂に使用されて
いる平均径５〜２０μｍのガラス繊維であり、ガラス繊
維表面をシラン結合剤で処理したものである。ガラス繊
維の配合量は、樹脂組成物１００重量部あたり１５〜６
０重量部、好ましくは２０〜５０重量部である。１５重
量部より少ないと充分な強度剛性が得られなく、また、
６０重量部より多いと成形品表面上にガラス繊維の浮き
上がりが発生しやすくなり外観性の良い物が得られ難く
なる。

【００１７】本発明でいうオレフィン系エラストマーと
は、エチレンとプロピレンのコポリマ−（以下ＥＰラパ
−という）、プタジエンとスチレンのブロックコポリマ
−、ブタジエンとスチレンのブロックコポリマ−の水素
付加物（以下ＨＴＲラバ−という）等のポリマ−であ
る。この中で特に好ましいのは、ＥＰラバ−、ＨＴＲラ
バ−である。

【００１８】本発明でいう変性オレフィン系エラストマ
ーとは、上記オレフィン系エラストマーにジカルボン酸
の無水物が付加したポリマ−のことである。好ましくは
無水マレイン酸を付加させたオレフィン系エラストマー
がよく、ＥＰラバ−に無水マレイン酸を付加させたもの
（以下ＭＥＰラバ−とする）、ＨＴＲラバ−に無水マレ
イン酸を付加させたもの（以下ＭＨＴＲラバ−とする）
がよい。

【００１９】オレフィン系エラストマーと変性オレフィ
ン系エラストマーの配合量は、ポリアミド樹脂組成物１
００重量部に対しオレフィン系エラストマーが０〜２０
重量部であり、変性オレフィン系エラストマーが１〜２
０重量部である。オレフィン系エラストマーと変性オレ
フィン系エラストマーの合計量は、２０重量部以下であ
り好ましくは１５重量部以下である。２０重量部より多
いと充分な強度剛性が得られなくなる。耐衝撃性を十分
付与させるためには変性オレフィン系エラストマーまた
はオレフィン系エラストマーと変性オレフィン系エラス
トマーを最低５重量部添加する必要が有る。オレフィン
系エラストマーと変性オレフィン系エラストマーの配合
比率は、特に制限は無いが、オレフィン系エラストマー
を添加する際には必ず変性オレフィン系エラストマーを
最低５重量％添加したほうが良く、５重量％以下だと充
分なウエルド強度が得られない。

【００２０】それらの配合割合は組成物の結晶化温度が
１７５℃以上２２０℃以下になるようにすることが必要
である。好ましくは、１８０℃以上２１５℃以下であ
る。

【００２１】本発明の組成物は、必要に応じて通常の熱
可塑性樹脂に添加される酸化防止剤、熱安定剤、紫外線
吸収剤、可塑剤、滑剤、着色剤などの種々の添加剤を配
合しても良い。

【００２２】本発明の組成物は、上記配合成分を通常用
いられている方法により溶融混練することによって調整
することができる。混練機としては、エクストル−ダ
−、バンバリ−ミキサ−、ス−パ−ミキサ−などが用い
られるが、なかでもエクストル−ダ−を用い、樹脂温度
２２０〜３２０℃の範囲の温度において、溶融混練する
方法が好ましい。

【００２３】

【実施例】以下に実施例を挙げて更に詳しく説明する
が、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるも
のではない。

【００２４】なお、実施例および比較例に記した樹脂組
成物の特性評価は、次の方法により実施した。 （１）吸湿特性：引張強度を代用し、ＡＳＴＭ−Ｄ６３
８に準拠して実施し、評価に使用した試験片は、ＡＳＴ
Ｍ−Ｄ６３８Ｔｙｐｅ１試験片を８０℃水に８時間浸漬
した後、２３℃、５０％湿度の恒温室に３０日放置し、
状態を調節した。 （２）剛性特性：曲げ弾性率を代用し、ＡＳＴＭ−Ｄ７
９０に準拠して実施した。 （３）アイゾット衝撃強度：ＡＳＴＭ−Ｄ２５６（Ｖノ
ッチ付き）に準拠して実施した。 （４）外観性：評価は１３０ｍｍ×１３０ｍｍ×厚み３
ｍｍの平板成形品を東芝ＩＳ１５０Ｅ射出成形機、シリ
ンダ−温度２９０℃、金型温度９０℃、射出／冷却サイ
クル１０／２０秒の成形条件で成形し、得られた成形品
表面をＪＩＳ−Ｋ７１０５に従い測定した光沢度で行っ
た。 （５）ウエルド特性：ウエルド部での引張強度を代用
し、ＡＳＴＭ−Ｄ６３８に準拠して実施した。評価に使
用した試験片は、ＡＳＴＭ−Ｄ６３８Ｔｙｐｅ１試験片
の中央部にウエルド部を持つ成形品を用いた。

【００２５】（実施例１）Ｎ６（９８％硫酸溶液粘度
２．４の重合物）を３８重量部、Ｎ６６（旭化成社製商
品名、レオナ１２００）を２４．５重量部、ＥＰラバ−
（三井石油化学社製商品名、タフマ−ＰＯ１８０）３重
量部、ＭＥＰラバ−（エクソン社製商品名、エクゼロ−
ＶＡ１８０３）０．５重量部、ＨＴＲラバ−（旭化成社
製商品名、タブテックＨ１０５２）２重量部、ＭＨＴＲ
ラバ−（旭化成社製商品名、タフテックＭ１９５３）２
重量部、およびガラス繊維（旭ファイバ−ガラス社製商
品名、０３ＪＡ４１６）３０重量部を二軸押出機にて一
括混練し、ペレット状の試料を得た。

【００２６】当該試料について、前記評価方法に従い、
表１の判定基準に従い評価を行い、その結果を表２に示
す。

【００２７】（実施例２〜６および比較例１〜３）表２
に示す配合組成とし、試料の作成、評価は実施例１と同
様にし、その結果を表２に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】

【効果】自転車ホイール材料に要求されている大気平衡
下の強度、剛性、耐衝撃性、ウエルド特性、外観性、成
形性に優れた自転車ホイール用樹脂組成物を提供するこ
とができた。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 53/02 ＬＬＹ ＬＬＺ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）ポリアミド６、ポリアミド６６／
   ６コポリマー、ポリアミド６６の中から選ばれた少なく
   とも２種類のポリアミド樹脂をブレンドしたポリアミド
   樹脂またはポリアミド６６／６コポリマーからなるポリ
   アミド樹脂 （Ｂ）オレフィン系エラストマー （Ｃ）変成オレフィン系エラストマー （Ｄ）ガラス繊維 を包含し、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の配合量を
   それぞれａ、ｂ、ｃ、ｄ（重量部）とし、ａ＋ｂ＋ｃ＋
   ｄ＝１００重量部とするとき、３０重量部≦ａ≦８５重
   量部、０重量部≦ｂ≦２０重量部、１重量部≦ｃ≦２０
   重量部、１５重量部≦ｄ≦６０重量部なる様配合するこ
   とを特徴とし、かつ樹脂組成物の結晶化温度が１７５℃
   以上２２０℃以下である自転車ホイール用樹脂組成物。