特許 7658726 熱可塑性樹脂組成物及び部材、並びに熱可塑性樹脂組成物からなる部材の製造方法及び機械強度の向上方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-03-31

(45)【発行日】2025-04-08

(54)【発明の名称】熱可塑性樹脂組成物及び部材、並びに熱可塑性樹脂組成物からなる部材の製造方法及び機械強度の向上方法

(51)【国際特許分類】

   C08L 87/00 20060101AFI20250401BHJP

   C08L 101/00 20060101ALI20250401BHJP

   C08K 3/04 20060101ALI20250401BHJP

   C08K 7/00 20060101ALI20250401BHJP

   C08J 3/20 20060101ALI20250401BHJP

   C08J 5/04 20060101ALI20250401BHJP

【ＦＩ】

C08L87/00

C08L101/00

C08K3/04

C08K7/00

C08J3/20 CEZ

C08J5/04 CEZ

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020119063

(22)【出願日】2020-07-10

(65)【公開番号】P2022015904

(43)【公開日】2022-01-21

【審査請求日】2023-05-01

(73)【特許権者】

【識別番号】390006323

【氏名又は名称】ポリプラスチックス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】神田 裕基

(72)【発明者】

【氏名】出井 秀和

【審査官】三宅 澄也

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－１１９６４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１４０４８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１３２３７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第７５１０５０４（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２００７－１１２８８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２２１２３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表平０８－５０８５３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５０４４７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０８Ｌ

Ｃ０８Ｋ

Ｃ０８Ｊ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱可塑性樹脂１００質量部に対して、少なくとも、カーボンナノストラクチャー０．１～０．５質量部を溶融混練して得られ、
前記熱可塑性樹脂が、ポリアセタール樹脂、ポリアリーレンサルファイド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、及びポリアミド樹脂からなる群より選択される一種であり、
溶融混練後のカーボンナノストラクチャーは、複数のカーボンナノチューブが結合した状態で含む構造体であり、前記カーボンナノチューブは分岐結合又は架橋構造で他のカーボンナノチューブと結合している、熱可塑性樹脂組成物（但し、前記架橋構造が粒状部であるものを除く。）。

【請求項2】

請求項１に記載の熱可塑性樹脂組成物を成形してなる部材。

【請求項3】

熱可塑性樹脂１００質量部に対して、少なくとも、カーボンナノストラクチャー０．１～０．５質量部を溶融混練して得られる熱可塑性樹脂組成物を準備する工程、及び
前記熱可塑性樹脂組成物を所定の形状に成形する工程、を含み、
前記熱可塑性樹脂が、ポリアセタール樹脂、ポリアリーレンサルファイド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、及びポリアミド樹脂からなる群より選択される一種であり、
溶融混練後のカーボンナノストラクチャーは、複数のカーボンナノチューブが結合した状態で含む構造体であり、前記カーボンナノチューブは分岐結合又は架橋構造で他のカーボンナノチューブと結合している、部材の製造方法（但し、前記架橋構造が粒状部であるものを除く。）。

【請求項4】

熱可塑性樹脂１００質量部に対して、カーボンナノストラクチャー０．１～０．５質量部を溶融混練して得られ、溶融混練後のカーボンナノストラクチャーは、複数のカーボンナノチューブが結合した状態で含む構造体であり、前記カーボンナノチューブは分岐結合又は架橋構造で他のカーボンナノチューブと結合している樹脂組成物を用いる、熱可塑性樹脂組成物からなる部材の機械強度の向上方法（但し、前記架橋構造が粒状部であるものを除く。）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱可塑性樹脂組成物及びそれを成形してなる部材、並びに熱可塑性樹脂組成物からなる部材の製造方法及び機械強度の向上方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ポリアセタール樹脂、ポリアリーレンサルファイド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、及びポリアミド樹脂等の熱可塑性樹脂は、種々の物理的・機械特性、耐薬品性等に優れることからエンジニアリングプラスチックとして多方面で利用されている。熱可塑性樹脂においては、一般に、機械的特性等の性能の向上を目的として種々の添加剤が添加される（特許文献１参照）。そのような添加剤としては、例えば、ガラス繊維等の繊維状充填剤や、ガラスフレークやタルク等の板状充填剤、ガラスビーズ等の球状充填剤等の各種充填剤が挙げられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－１４４００２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記のような充填剤を添加して機械強度や弾性率を向上させる場合、熱可塑性樹脂に対して一定量以上の充填剤を添加することが必要であり、そのようにすると引張破断伸びや耐衝撃性が低下する。

【0005】

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その課題は、引張破断伸びや耐衝撃性を大きく損なうことなく機械的特性の向上を図ることができる熱可塑性樹脂組成物及び部材、並びに熱可塑性樹脂組成物からなる部材の製造方法及び機械強度の向上方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、熱可塑性樹脂にカーボンナノストラクチャーを微量添加することのみで、引張破断伸びや耐衝撃性を大きく損なうことなく機械強度の向上を図ることが可能であることを見出してなされたものである。
前記課題を解決する本発明の一態様は以下の通りである。
（１）熱可塑性樹脂１００質量部に対して、少なくとも、カーボンナノストラクチャーを０．１～０．５質量部を溶融混練して得られる、熱可塑性樹脂組成物。

【0007】

（２）前記熱可塑性樹脂が、ポリアセタール樹脂、ポリアリーレンサルファイド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、及びポリアミド樹脂からなる群より選択される一種である、前記（１）に記載の熱可塑性樹脂組成物。

【0008】

（３）前記（１）又は（２）に記載の熱可塑性樹脂組成物を成形してなる部材。

【0009】

（４）熱可塑性樹脂１００質量部に対して、少なくとも、カーボンナノストラクチャー０．１～０．５質量部を溶融混練して得られる熱可塑性樹脂組成物を準備する工程、及び
前記熱可塑性樹脂組成物を所定の形状に成形する工程、を含む、部材の製造方法。

【0010】

（５）熱可塑性樹脂１００質量部に対して、カーボンナノストラクチャー０．１～０．５質量部を溶融混練して得られる溶融混練して得られる樹脂組成物を用いる、熱可塑性樹脂組成物からなる部材の機械強度の向上方法。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、引張破断伸びや耐衝撃性を大きく損なうことなく機械的特性の向上を図ることができる熱可塑性樹脂組成物及び部材、並びに熱可塑性樹脂組成物からなる部材の製造方法及び機械強度の向上方法を提供することができる。

【発明を実施するための形態】

【0012】

＜熱可塑性樹脂組成物＞
本実施形態の熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、少なくとも、カーボンナノストラクチャー（以下、「ＣＮＳ」とも呼ぶ。）を０．１～０．５質量部を溶融混練して得られることを特徴としている。
以下、本実施形態の熱可塑性樹脂組成物の各成分について説明する。

【0013】

［熱可塑性樹脂］
本実施形態において、熱可塑性樹脂としては結晶性熱可塑性樹脂、例えば、ポリアセタール樹脂（以下、「ＰＯＭ樹脂」とも呼ぶ。）、ポリアリーレンサルファイド樹脂（以下、「ＰＡＳ樹脂」とも呼ぶ。）、ポリブチレンテレフタレート樹脂（以下、「ＰＢＴ樹脂」とも呼ぶ。）、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリアミド樹脂、等が挙げられる。中でも、熱可塑性樹脂としては、ポリアセタール樹脂、ポリアリーレンサルファイド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、及びポリアミド樹脂からなる群より選択される一種であることが好ましい。以下に、熱可塑性樹脂として、ＰＯＭ樹脂、ＰＡＳ樹脂、及びＰＢＴ樹脂を挙げて説明するが、本実施形態においてはそれに限定されるものではない。

【0014】

（ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ樹脂））
ＰＯＭ樹脂は、オキシメチレン基（－ＣＨ_２Ｏ－）を主たる構成単位とする高分子化合物であり、ポリアセタールホモポリマー、ポリアセタールコポリマーがあり、これらのいずれでもよい。ポリアセタールコポリマーはオキシメチレン基を主たる繰り返し単位とし、これ以外に他の構成単位、例えばエチレンオキサイド、１，３－ジオキソラン、１，４－ブタンジオールホルマール等のコモノマー単位を少量含有する。また、これ以外のポリマーとしてターポリマー、ブロックポリマーも存在するが、これらのいずれでもよい。また、ＰＯＭ樹脂は、分子が線状のみならず分岐、架橋構造を有するものであってもよく、他の有機基を導入した公知の変性ポリアセタール樹脂であってもよい。また、ＰＯＭ樹脂は、その重合度に関しても特に制限はなく、溶融成形加工性を有するもの（例えば、ＩＳＯ１１３３に準拠し、１９０℃、荷重２１６０ｇで測定したメルトフローレート（ＭＦＲ）が１．０ｇ／１０ｍｉｎ以上１００ｇ／１０ｍｉｎ以下）であればよい。
ＰＯＭ樹脂は公知の製造方法によって製造される。

【0015】

（ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ樹脂））
ＰＢＴ樹脂は、少なくともテレフタル酸又はそのエステル形成性誘導体（Ｃ１－６のアルキルエステルや酸ハロゲン化物等）を含むジカルボン酸成分と、少なくとも炭素原子数４のアルキレングリコール（１，４－ブタンジオール）又はそのエステル形成性誘導体（アセチル化物等）を含むグリコール成分とを重縮合して得られる樹脂である。ＰＢＴ樹脂は、ホモポリブチレンテレフタレートに限らず、ブチレンテレフタレート単位を６０モル％以上（特に７５モル％以上９５モル％以下）含有する共重合体であってもよい。

【0016】

ＰＢＴ樹脂の末端カルボキシル基量は、本実施形態の熱可塑性樹脂の効果を阻害しない限り特に限定されない。ＰＢＴ樹脂の末端カルボキシル基量は、３０ｍｅｑ／ｋｇ以下が好ましく、２５ｍｅｑ／ｋｇ以下がより好ましい。

【0017】

ＰＢＴ樹脂の固有粘度（ＩＶ）は、０．６５～１．２０ｄＬ／ｇであることが好ましい。かかる範囲の固有粘度のＰＢＴ樹脂を用いる場合には、得られる樹脂組成物が特に機械特性と流動性に優れたものとなる。逆に固有粘度０．６５ｄＬ／ｇ未満では優れた機械特性が得られず、１．２０ｄＬ／ｇを超えると優れた流動性が得られないことがある。
また、固有粘度が上記範囲のＰＢＴ樹脂は、異なる固有粘度を有するＰＢＴ樹脂をブレンドして、固有粘度を調整することもできる。例えば、固有粘度０．９ｄＬ／ｇのＰＢＴ樹脂と固有粘度０．７ｄＬ／ｇのＰＢＴ樹脂とをブレンドすることにより、固有粘度０．８ｄＬ／ｇのＰＢＴ樹脂を調製することができる。ＰＢＴ樹脂の固有粘度（ＩＶ）は、例えば、ｏ－クロロフェノール中で温度３５℃の条件で測定することができる。

【0018】

ＰＢＴ樹脂において、テレフタル酸及びそのエステル形成性誘導体以外のジカルボン酸成分（コモノマー成分）としては、例えば、イソフタル酸、フタル酸、２，６－ナフタレンジカルボン酸、４，４’－ジカルボキシジフェニルエーテル等のＣ８－１４の芳香族ジカルボン酸；コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸等のＣ４－１６のアルカンジカルボン酸；シクロヘキサンジカルボン酸等のＣ５－１０のシクロアルカンジカルボン酸；これらのジカルボン酸成分のエステル形成性誘導体（Ｃ１－６のアルキルエステル誘導体や酸ハロゲン化物等）が挙げられる。これらのジカルボン酸成分は、単独で又は２種以上を組み合わせて使用できる。

【0019】

これらのジカルボン酸成分の中では、イソフタル酸等のＣ８－１２の芳香族ジカルボン酸、及び、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸等のＣ６－１２のアルカンジカルボン酸がより好ましい。

【0020】

ＰＢＴ樹脂において、１，４－ブタンジオール以外のグリコール成分（コモノマー成分）としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、１，３－ブチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，３－オクタンジオール等のＣ２－１０のアルキレングリコール；ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール等のポリオキシアルキレングリコール；シクロヘキサンジメタノール、水素化ビスフェノールＡ等の脂環式ジオール；ビスフェノールＡ、４，４’－ジヒドロキシビフェニル等の芳香族ジオール；ビスフェノールＡのエチレンオキサイド２モル付加体、ビスフェノールＡのプロピレンオキサイド３モル付加体等の、ビスフェノールＡのＣ２－４のアルキレンオキサイド付加体；又はこれらのグリコールのエステル形成性誘導体（アセチル化物等）が挙げられる。これらのグリコール成分は、単独で又は２種以上を組み合わせて使用できる。

【0021】

これらのグリコール成分の中では、エチレングリコール、トリメチレングリコール等のＣ２－６のアルキレングリコール、ジエチレングリコール等のポリオキシアルキレングリコール、又は、シクロヘキサンジメタノール等の脂環式ジオール等がより好ましい。

【0022】

ジカルボン酸成分及びグリコール成分の他に使用できるコモノマー成分としては、例えば、４－ヒドロキシ安息香酸、３－ヒドロキシ安息香酸、６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸、４－カルボキシ－４’－ヒドロキシビフェニル等の芳香族ヒドロキシカルボン酸；グリコール酸、ヒドロキシカプロン酸等の脂肪族ヒドロキシカルボン酸；プロピオラクトン、ブチロラクトン、バレロラクトン、カプロラクトン（ε－カプロラクトン等）等のＣ３－１２ラクトン；これらのコモノマー成分のエステル形成性誘導体（Ｃ１－６のアルキルエステル誘導体、酸ハロゲン化物、アセチル化物等）が挙げられる。

【0023】

（ポリアリーレンサルファイド樹脂（ＰＡＳ樹脂））
ＰＡＳ樹脂は、機械的性質、電気的性質、耐熱性その他物理的・化学的特性に優れ、且つ加工性が良好であるという特徴を有する。
ＰＡＳ樹脂は、主として、繰返し単位として－（Ａｒ－Ｓ）－（但しＡｒはアリーレン基）で構成された高分子化合物であり、本実施形態では一般的に知られている分子構造のＰＡＳ樹脂を使用することができる。

【0024】

上記アリーレン基としては、例えば、ｐ－フェニレン基、ｍ－フェニレン基、ｏ－フェニレン基、置換フェニレン基、ｐ，ｐ’－ジフェニレンスルフォン基、ｐ，ｐ’－ビフェニレン基、ｐ，ｐ’－ジフェニレンエーテル基、ｐ，ｐ’－ジフェニレンカルボニル基、ナフタレン基等が挙げられる。ＰＡＳ樹脂は、上記繰返し単位のみからなるホモポリマーでもよいし、下記の異種繰返し単位を含んだコポリマーが加工性等の点から好ましい場合もある。

【0025】

ホモポリマーとしては、アリーレン基としてｐ－フェニレン基を用いた、ｐ－フェニレンサルファイド基を繰返し単位とするポリフェニレンサルファイド樹脂（以下、「ＰＰＳ樹脂」とも呼ぶ。 ）が好ましく用いられる。また、コポリマーとしては、前記のアリーレン基からなるアリーレンサルファイド基の中で、相異なる２種以上の組み合わせが使用できるが、中でもｐ－フェニレンサルファイド基とｍ－フェニレンサルファイド基を含む組み合わせが特に好ましく用いられる。この中で、ｐ－フェニレンサルファイド基を７０モル％以上、好ましくは８０モル％以上含むものが、耐熱性、成形性、機械特性等の物性上の点から適当である。また、これらのＰＡＳ樹脂の中で、２官能性ハロゲン芳香族化合物を主体とするモノマーから縮重合によって得られる実質的に直鎖状構造の高分子量ポリマーが、特に好ましく使用できる。尚、本実施形態に用いるＰＡＳ樹脂は、異なる２種類以上の分子量のＰＡＳ樹脂を混合して用いてもよい。

【0026】

尚、直鎖状構造のＰＡＳ樹脂以外にも、縮重合させるときに、３個以上のハロゲン置換基を有するポリハロ芳香族化合物等のモノマーを少量用いて、部分的に分岐構造または架橋構造を形成させたポリマーや、低分子量の直鎖状構造ポリマーを酸素等の存在下、高温で加熱して酸化架橋または熱架橋により溶融粘度を上昇させ、成形加工性を改良したポリマーも挙げられる。

【0027】

本実施形態に使用する基体樹脂としてのＰＡＳ樹脂の溶融粘度（３１０℃・せん断速度１２００ｓｅｃ^－１）は、上記混合系の場合も含め５～５００Ｐａ・ｓのものを用いることが好ましい。

【0028】

［カーボンナノストラクチャー（ＣＮＳ）」
本実施形態の熱可塑性樹脂組成物においては、熱可塑性樹脂に対して所定量のＣＮＳを添加し、当該ＣＮＳの核剤効果により機械的特性の向上を図っている。より具体的には、熱可塑性樹脂に対して所定量のＣＮＳを添加することで、ＣＮＳが核剤として機能し、その核剤効果により機械的特性の向上を図ることができると考えられる。しかも、微量のＣＮＳで核剤効果を発揮するため、上記のような微量のＣＮＳにより機械強度の向上を図ることができる。なお、本実施形態において、「核剤」は、「結晶核剤」、「造核剤」等と同義である。

【0029】

本実施形態で使用するＣＮＳは、複数のカーボンナノチューブが結合した状態で含む構造体であり、カーボンナノチューブは分岐結合や架橋構造で他のカーボンナノチューブと結合している。このようなＣＮＳの詳細は、米国特許出願公開第２０１３－００７１５６５号明細書、米国特許第９，１１３，０３１号明細書、同第９，４４７，２５９号明細書、同第９，１１１，６５８号明細書に記載されている。

【0030】

本実施形態において使用するＣＮＳは市販品としてもよい。例えば、ＣＡＢＯＴ社製のＡＴＨＬＯＳ ２００、ＡＴＨＬＯＳ １００等を使用することができる。

【0031】

本実施形態の熱可塑性樹脂組成物において、熱可塑性樹脂にＣＮＳを添加する方法としては特に限定はなく従来公知の方法によって行うことができる。

【0032】

本実施形態の熱可塑性樹脂組成物において、ＣＮＳは熱可塑性樹脂１００質量部に対して０．１～０．５質量部含有する。当該ＣＮＳの含有量が０．１質量部未満であると機械強度に劣り、０．５質量部を超えると引張破断伸びが大きく低下する。当該ＣＮＳの含有量は、０．１～０．４質量部が好ましく、０．１～０．３質量部がより好ましい。

【0033】

本実施形態においては、その効果を阻害しない限り、核剤を併用してもよい。核剤としては、カーボンブラック、炭酸カルシウム、マイカ、タルク、カオリン、酸化チタン、アルミナ、ケイ酸カルシウム、窒化ホウ素、塩化アンモニウム等が挙げられる。

【0034】

［他の成分］
本実施形態の熱可塑性樹脂組成物には、必要に応じて選択される各種安定剤を配合してもよい。ここで用いられる安定剤としては、ヒンダードフェノール系化合物、窒素含有化合物、アルカリ又はアルカリ土類金属の水酸化物、無機塩、カルボン酸塩等のいずれか１種又は２種以上を挙げることができる。更に、上述の効果を阻害しない限り、必要に応じて、熱可塑性樹脂に対する一般的な添加剤、例えば、染料、顔料等の着色剤、滑剤、離型剤、帯電防止剤、界面活性剤、難燃剤、又は、有機高分子材料、無機若しくは有機の繊維状、粉体状、板状の充填剤等を１種又は２種以上添加することができる。

【0035】

本実施形態の熱可塑性樹脂組成物を用いて成形品を作製する方法としては特に限定はなく、公知の方法を採用することができる。例えば、本実施形態の熱可塑性樹脂組成物を押出機に投入して溶融混練してペレット化し、このペレットを所定の金型を装備した射出成形機に投入し、射出成形することで作製することができる。

【0036】

＜部材＞
本実施形態の部材は、上述の本実施形態の熱可塑性樹脂組成物を成形してなる。従って、本実施形態の部材は、本実施形態の熱可塑性樹脂組成物と同様に高い機械強度を有する。

【0037】

本実施形態の部材は、熱可塑性樹脂組成物が使用される用途に対して広く適用することができる。例えば、燃料配管部品等の自動車部品やプリンター部品等の電気電子部品に好適に使用することができるが、あくまでも一例でありそれらに限定されることはない。

【0038】

＜部材の製造方法＞
本実施形態の部材の製造方法は、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、少なくとも、カーボンナノストラクチャー０．１～０．５質量部を溶融混練して得られる熱可塑性樹脂組成物を準備する工程（以下、「工程Ａ」と呼ぶ。）、及び熱可塑性樹脂組成物を所定の形状に成形する工程（以下、「工程Ｂ」と呼ぶ。）、を含むことを特徴としている。
以下に、各工程について説明する。

【0039】

［工程Ａ］
工程Ａにおいては、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、少なくとも、カーボンナノストラクチャー０．１～０．５質量部を溶融混練して得られる熱可塑性樹脂組成物を準備する。当該熱可塑性樹脂組成物中の各成分の好ましいものと、その好ましい含有量、及び他の成分は上述の通りである。当該熱可塑性樹脂組成物は、定法に従い、上記各成分と、必要に応じて他の成分とを溶融混練することにより得られる。例えば、本実施形態の熱可塑性樹脂組成物を押出機に投入して溶融混練してペレット化することにより得ることができる。ＣＮＳは予めマスターバッチとしておき、ＣＮＳを添加する場合、このマスターバッチを用いてもよい。なお、マスターバッチとは、事前に作製しておく、ＣＮＳを高濃度で含む熱可塑性樹脂組成物のことをいう。

【0040】

［工程Ｂ］
工程Ｂにおいては、熱可塑性樹脂組成物を所定の形状に成形する。例えば、上記のようにして得たペレットを所定の金型を装備した射出成形機に投入して射出成形する。

【0041】

以上の本実施形態の製造方法により、上述の通り、十分な機械強度を有する部材を製造することができる。

【0042】

＜熱可塑性樹脂組成物からなる部材の機械強度の向上方法＞
本実施形態の熱可塑性樹脂組成物からなる部材の機械強度の向上方法は、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、カーボンナノストラクチャー０．１～０．５質量部を溶融混練して得られる樹脂組成物を用いることを特徴としている。
上述の通り、本実施形態の熱可塑性樹脂組成物は、ＣＮＳを所定量添加することで、核剤効果が発現し、機械強度の向上を図ることができる。つまり、本実施形態の熱可塑性樹脂組成物を部材として用いることにより、当該部材の機械強度の向上を図ることができる。本実施形態の熱可塑性樹脂組成物からなる部材の機械強度の向上方法において、熱可塑性樹脂、ＣＮＳの好ましい含有量、及び他の成分は上述の本実施形態の熱可塑性樹脂組成物で説明した通りである。

【実施例】

【0043】

以下に、実施例により本実施形態をさらに具体的に説明するが、本実施形態は以下の実施例に限定されるものではない。

【0044】

［実施例１～５、比較例１～８］
各実施例・比較例において、表１及び表２に示す各原料成分（ガラス繊維を除く）をドライブレンドした後、二軸押出機に投入して（ガラス繊維はサイドフィードにて添加）、溶融混練し、ペレット化した。なお、二軸押出機のシリンダー温度は、ＰＯＭ樹脂は２００℃、ＰＰＳ樹脂は３２０℃、ＰＢＴ樹脂は２６０℃とした。また、表１、表２において、各成分の数値は質量部を示す。
また、使用した各原料成分の詳細を以下に示す。
（１）熱可塑性樹脂
・ポリアセタール樹脂
ポリアセタール樹脂；トリオキサン９６．７質量％と１，３－ジオキソラン３．３質量％とを共重合させてなるポリアセタール共重合体（メルトフローレート（ＭＦＲ）（ＩＳＯ１１３３に準拠し、１９０℃、荷重２１６０ｇで測定）：９．０ｇ／１０ｍｉｎ）
・ポリフェニレンサルファイド樹脂
（株）クレハ製、フォートロンＫＰＳ（溶融粘度：１３０Ｐａ・ｓ（せん断速度：１２００ｓｅｃ^－１、３１０℃））
（ＰＰＳ樹脂の溶融粘度の測定）
上記ＰＰＳ樹脂の溶融粘度は以下のようにして測定した。
（株）東洋精機製作所製キャピログラフを用い、キャピラリーとして口径：１ｍｍ、長さ：２０ｍｍのフラットダイを使用し、バレル温度３１０℃、せん断速度１２００ｓｅｃ^－１での溶融粘度を測定した。
・ポリブチレンテレフタレート樹脂
ポリプラスチックス（株）製のポリブチレンテレフタレート樹脂（固有粘度（ｏ－クロロフェノール中で温度３５℃で測定）：１．０ｄＬ／ｇ）

【0045】

（２）カーボンナノストラクチャー（ＣＮＳ）
ＣＡＢＯＴ社製、ＡＴＨＬＯＳ ２００
（３）核剤
・窒化ホウ素
デンカ（株）製、デンカボロンナイトライドＧＰ

【0046】

（４）充填剤
・タルク
松村産業（株）製、クラウンタルクＰＰ
・ガラスビーズ
ポッターズバロティーニ（株）製、ＥＧＢ７３１
・ガラス繊維１
日本電気硝子（株）製、ＥＣＳ０３Ｔ－６５１Ｇ
・ガラス繊維２
オーウェンス コーニング ジャパン合同会社製、チョップドストランド
繊維径：１０．５μｍ、長さ３ｍｍ

【0047】

【表1】

【0048】

【表2】

【0049】

［評価］
ＩＳＯ２９４－１に記載の多目的試験片及び短冊型試験片を、以下の条件で射出成形にて成形を行い、以下の評価に用いた。
・ＰＯＭ樹脂組成物
成形機：東芝機械（株） ＥＣ４０
ＩＳＯ９９８８－１，２に準じて成形を行った。
・ＰＢＴ樹脂組成物
成形機：東芝機械（株） ＥＣ４０
シリンダー温度：２６０℃
金型温度：８０℃
・ＰＰＳ樹脂組成物
成形機：（株）日本製鋼所製、日鋼Ｊ５５ＡＤ－６０Ｈ－ＵＳＭ
シリンダー温度：３２０℃
金型温度：１５０℃

【0050】

（１）引張強度
上記のようにして得た試験片を用い、ＩＳＯ５２７－１，２に準拠して引張強度を測定した。測定結果を表１及び表２に示す。

【0051】

（２）引張破断伸び
上記のようにして得た試験片を用い、ＩＳＯ５２７－１，２に準拠して引張破断伸びを測定した。測定結果を表１及び表２に示す。

【0052】

（３）曲げ弾性率
上記のようにして得た試験片を用い、ＩＳＯ１７９に準じて曲げ弾性率を測定した。測定結果を表１及び表２に示す。

【0053】

（４）耐衝撃性（シャルピー衝撃強さ）
上記のようにして得た試験片を用い、ＩＳＯ１７９／１ｅＡに準じてシャルピー衝撃強さ（ノッチ付き）を測定した。測定結果を表１及び表２に示す。

【0054】

表１より、実施例１～５においては、いずれの評価も良好な結果であったことが分かる。すなわち、実施例１～５は、引張破断伸びや耐衝撃性を大きく損なうことなく機械的特性の向上を図ることができた。より詳細には次の通りである。すなわち、ＰＯＭ樹脂を用いた実施例１～３と比較例１～５とを比較すると、ＣＮＳを含まない比較例１は、引張強度及び曲げ弾性率において実施例１～３よりも劣っていた。また、熱可塑性樹脂１００質量部に対するＣＮＳの含有量が１質量部である比較例２は、引張破断伸びにおいて実施例１～３よりも劣っていた。特に、比較例２は、ＣＮＳを含まない比較例１よりも、実施例１～３と比較しての引張破断伸びの低下が顕著である。一方、ＣＮＳを含まず、一般的な充填剤を添加した比較例３～５は耐衝撃性に劣っていた。
ＰＰＳ樹脂を用いた実施例４と比較例６とを比較すると、実施例４は引張破断伸びをほとんど低下させずに、引張強度、曲げ弾性率が向上している。
ＰＢＴ樹脂を用いた実施例５とＣＮＳを含まない比較例７とを比較すると、実施例５は耐衝撃性を低下させることなく引張強度、曲げ弾性率が向上している。同様に、実施例５と核剤を用いた比較例８とを比較すると、比較例８は実施例５と比べて耐衝撃性に劣る。