-
Technisches Gebiet
-
Die Erfindung bezieht sich auf einen Schieber aus Harz für Reißverschlüsse. Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Reißverschluss, der mit einem Schieber aus Harz für Reißverschlüsse versehen ist.
-
Technischer Hintergrund
-
Bei einem Reißverschluss handelt es sich um eine Öffnungs- und Schließvorrichtung für einen Gegenstand, die nicht nur in Gegenständen des täglichen Bedarfs, wie Bekleidungsstücke, Taschen, Schuhe und allgemeine Handelsware verwendet wird, sondern auch in industriellen Waren, wie einem Wassertank, einem Fischernetz und einem Raumanzug.
-
In 1 ist der Aufbau eines typischen Reißverschlusses dargestellt, und der Reißverschluss 10 ist hauptsächlich aus drei Teilen zusammengesetzt: einem Paar langer Tragbänder 11, einer Anzahl an Elementen 12, die längs einer Seitenkante jedes Tragbandes angenähte Kuppelglieder des Reißverschlusses darstellen, und einem Schieber 13 zum Betätigen des Öffnens und Schließens des Reißverschlusses durch Kuppeln und Trennen der Kuppelelemente 12. Außerdem kann ein oberes Begrenzungsteil 14 und eine Öffnungsvorrichtung 15 um ein Abfallen des Schiebers 13 zu verhindern, vorgesehen sein, und es kann an der Vorderseite des Schiebers 13 eine Zuglasche 16 befestigt sein. Die Öffnungsvorrichtung 15 kann aus einem Einsteckteil 15a und einem Kastenteil 15c mit einem Kastensteckstift 15b bestehen. Der Schieber 13 trennt den Eingriff zwischen den Kuppelgliedern 12 während er zu der am untersten Bereich der langen Tragbänder 11 vorgesehenen Öffnungsvorrichtung 15 bewegt wird, worauf dann das Einsteckteil 15a aus dem Kastenteil 15c zum Trennen der beiden Tragbänder 11 herausgezogen wird.
-
Der einem Bestandteil eines Reißverschlusses bildende Schieber ist eine geformte Komponente, die durch Spritzgießen hergestellt werden kann, und es ist bekannt, dass der Schieber unter Verwendung von Polyamid als Werkstoff hergestellt werden kann.
-
Beispielsweise beschreibt
DE 34 44 813 A1 (Patentliteratur 1) ein Verfahren (Anspruch 1) zum Spritzgießen eines Schiebers unter Verwendung eines mit Glasfaser verstärkten Polyamids als Werkstoff zum Zwecke der Verbesserung der Beständigkeit gegen Waschen und Bügeln von Schiebern, die für Reißverschlüsse für Bettwäsche verwendet werden, und der Abriebbeständigkeit gegen Schieberbetätigung. Die Länge der Glasfaser ist mit 4 bis 8 mm angegeben und der Gehalt an Glasfaser ist mit 25 Gewichts% oder mehr (Anspruch 1) angegeben. Es ist angegeben, dass der Schieber nach dem Spritzgießen einer Rekristallisationsbehandlung unterworfen wird (Anspruch 1). Es ist angegeben, dass Polyamid 6,6 als das Polyamid verwendet wird (Anspruch 6). Es ist auch angegeben, dass ein Polyamid verwendet wird, das weder ein Schmiermittel, noch ein Gleitmittel enthält und der Glasfasergehalt etwa 40 Gewichts% beträgt (Anspruch 5).
-
In
JP 4 517 277 B2 (Patentliteratur 2) ist ebenfalls die Verwendbarkeit eines Polyamidharzes in Komponenten für Reißverschlüsse angegeben. In der betreffenden Patentliteratur gehören zu Beispielen für das Polyamidharz Polyamid 6, Polyamid 66, Polyamid MXD6, Polyamid 6T, Polyamid 11 and Polyamid 12. Insbesondere wird ein Polyamidharz, bei dem die Carbamid-Wiederholungseinheit mit einem Gehalt von 80Mol% oder mehr vorhanden ist und/oder ein Polyamidharz bei dem die Hexamethylenadipamid-Wiederholungseinheit mit einem Gehalt von 80 Mol% oder mehr vorhanden ist, als bevorzugt beschrieben.
-
WO 2013/098 978 A1 (Patentliteratur 3) offenbart eine Polyamidharzzusammensetzung mit 30 bis 50 Masse% eines Polyamids und 50 bis 70 Masse% einer Verstärkungsfaser, wobei 50 Masse% oder mehr des Polyamids ein aliphatisches Polyamid ist. Wie in der betreffenden Patentliteratur beschrieben ist, ist vom Standpunkt der Verbesserung der Plattierbarkeit das aliphatische Polyamid in dem Polyamid vorzugsweise mit einem Gehalt von 80 Masse% oder mehr vorhanden.
-
DE 11 2011 106 039 T5 offenbart einen Schieber für Reißverschlüsse aus einer faserverstärkten Polyamidharzzusammensetzung, die ein aliphatisches Polyamid und ein aromatisches Polyamid aufweist, dessen Anteil an der gesamten Polyamidmasse kleiner als 50 Masse-% ist, wobei das Polyamid ein mittleres Molekulargewicht zwischen 30.000 und 80.000 hat. Hierdurch wird ein guter Ausgleich zwischen der mechanischen Festigkeit und der Metallisierbarkeit des Schiebers erreicht.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Technisches Problem
-
Als Kenngrößen für die Bewertung der mechanischen Eigenschaften eines Schiebers können die Abreißfestigkeit des Schiebergriffs und die Hin- und Her-Öffnungs-/Schließdauerhaftigkeit angegeben werden. Unter den Komponenten von Reißverschlüssen weist der Schieber eine besonders komplizierte Form auf, und ist auch in der Benutzung hoch belastet sodass dementsprechend das für den Schieber erforderliche Niveau der mechanischen Eigenschaften im Vergleich mit anderen Komponenten höher ist. Jedes Mal wenn der Reißverschluss geöffnet oder geschlossen wird, erfährt der Schieber Zugbelastungen und ist der Reibung mit der Reißverschlusskette ausgesetzt und muss dementsprechend in Vergleich zu anderen Komponenten, aus denen ein Reißverschluss zusammengesetzt ist, eine hervorragende Festigkeit und hervorragende Dauerhaftigkeit aufweisen. Jedoch ist für einen Schieber unter Verwendung von Polyamidharz, dessen Erfüllung von sowohl Festigkeit als auch Dauerhaftigkeit bisher nicht ausreichend untersucht worden und es besteht noch Raum für Verbesserung.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Schieber aus Polyamidharz für Reißverschlüsse zu schaffen, der in Kombination sowohl Festigkeit als auch Dauerhaftigkeit aufweist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen mit einem solchen Schieber versehenen Reißverschluss zu schaffen.
-
Lösung des Problems
-
Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat den Polyamidbestandteil in der Zusammensetzung des Schiebers intensiv studiert, um die oben genannte Aufgaben zu lösen und hat dabei gefunden, dass durch geeignetes Mischen eines vorbestimmten aliphatischen Polyamids und eines vorbestimmten aromatischen Polyamids ein Schieber erhalten werden kann, der eine hervorragende Ausgewogenheit zwischen Festigkeit und Dauerhaftigkeit aufweist. Soweit es dem Erfinder bekannt ist, gibt es bisher keinen Fall, in dem die Ausgewogenheit zwischen der Festigkeit und der Dauerhaftigkeit eines Schiebers dadurch signifikant verbessert wird, dass gezielt ein aromatisches Polyamid einem aliphatischen Polyamid zugegeben wird.
-
Die Erfindung ist auf der Grundlage der oben beschriebenen Befund zustande gekommen und sie ist gemäß einem Gesichtspunkt ein Schieber aus Harz für Reißverschlüsse gebildet durch Verwendung einer Polyamidharzzusammensetzung als Werkstoff, die ein aliphatisches Polyamid mit einem Schmelzpunkt von 220 bis 310°C, ein aromatisches Polyamid mit einem Schmelzpunkt von 230 bis 310°C und eine Verstärkungsfaser aufweist, wobei ein Anteil des aromatischen Polyamids in einer Gesamtmasse des aliphatischen Polyamids und des aromatischen Polyamids 10 Masse% oder mehr und 50 Masse% oder weniger, wobei die Schmelzpunktdifferenz zwischen dem aliphatischen Polyamid und dem aromatischen Polyamid 50°C oder weniger beträgt.
-
In einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schiebers aus Harz beträgt ein Gehalt der Verstärkungsfaser in einer Gesamtmasse des aliphatischen Polyamids, des aromatischen Polyamids und der Verstärkungsfaser 50 bis 60 Masse%.
-
In einer noch anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schiebers aus Harz enthält das aliphatische Polyamid eines oder mehrere Mitglieder aus der aus Polyamid 66, Polyamid 610 und Polyamid 612 bestehenden Gruppe.
-
In einer noch anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schiebers aus Harz schließt das aliphatische Polyamid Polyamid 66 ein.
-
In einer noch anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schiebers aus Harz schließt das aromatische Polyamid Polyamid MXD6 ein.
-
In einer noch anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schiebers aus Harz beträgt der Anteil des aromatischen Polyamids in der Gesamtmasse des aliphatischen Polyamids und des aromatischen Polyamids 20 bis 40 Masse%.
-
In einer noch anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schiebers aus Harz weist die Harzzusammensetzung ein Pigment in einem Gehalt von 1 bis 5 Masse% bezogen auf die Gesamtmasse des aliphatischen Polyamids, des aromatischen Polyamids und der Verstärkungsfaser auf.
-
In einer noch anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schiebers aus Harz beträgt ein b Wert in einem Lab Farbsystem in einem umgefärbten Zustand 10 oder weniger.
-
In einer noch anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schiebers aus Harz ist der Schieber gefärbt.
-
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt ist die Erfindung ein mit einem erfindungsgemäßen Schieber aus Harz für Reißverschlüsse versehener Reißverschluss.
-
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
-
Gemäß der Erfindung wird ein Schieber für Reißverschlüsse erhalten, der in Kombination sowohl Festigkeit als auch Dauerhaftigkeit aufweist. Außerdem kann der erhaltene Schieber in seinem umgefärbten Zustand eine natürliche weiße Farbe, deren gelbliche Tönung abgeschwächt ist, zeigen, wenn der Schieber unter Verwendung der die erfindungsgemäße Zusammensetzung aufweisenden Harzzusammensetzung als Werkstoff ausgeformt wird. Dementsprechend weist der erfindungsgemäße Schieber, wenn er gefärbt wird, eine hohe Farbreproduzierbarkeit auf.
-
Figurenliste
-
- 1 ist eine Vorderansicht eines Beispiels des Aufbaus eines Reißverschlusses.
- 2 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Mischverhältnis von MXD6 in einem Polyamidbestandteil und der Abreißfestigkeit des Griffs des Schiebers.
- 3 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Mischverhältnis von MXD6 in dem Polyamidbestandteil und der Hin- und Her-Öffnungs-/Schließdauerhaftigkeit eines Schiebers.
- 4 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Mischverhältnis von MXD6 in dem Polyamidbestandteil und der Gelbtönung (b Wert).
-
Beschreibung von Ausführungsformen
-
(1. Polyamidharz)
-
Der erfindungsgemäße Schieber für Reißverschlüsse verwendet eine Polyamidharzzusammensetzung als Werkstoff. Bei der Erfindung werden ein aliphatisches Polyamid und ein aromatisches Polyamid in Kombination als ein Polyamidharz verwendet. Das aliphatische Polyamid bedeutet ein aus einem aliphatischen Gerüst bestehendes Polyamid und kann allgemein als ein Polyamid klassifiziert werden, das mit einem aliphatischen Amin und einer aliphatischen Dikarbonsäure als Ausgangsmaterialien synthetisiert wird, oder ein Polyamid, dass mit einer aliphatischen ω-Aminosäure oder deren Laktam als Ausgangsmaterial synthetisiert wird. Das aromatische Polyamid bedeutet ein Polyamid, das mindestens einen aromatischen Ring in seinem Molekül enthält und kann allgemein als ein Polyamid klassifiziert werden, das mit einem aromatischen Amin und einer aromatischen Dikarbonsäure als Ausgangsmaterialien synthetisiert wird, ein Polyamid, das mit einem aromatischen Amin und einer aliphatischen Dikarbonsäure als Ausgangsmaterialien synthetisiert wird, oder ein Polyamid, das mit einem aliphatischen Amin und einer aromatischen Dikarbonsäure als Ausgangsmaterialien synthetisiert wird.
-
Polyamide haben in Abhängigkeit von ihrer Molekularstruktur und ihrem Molekulargewicht unterschiedliche Schmelzpunkte. Polyamide unterschiedlichen Molekulargewichts haben unterschiedliche Schmelzpunkte, selbst wenn die Polyamide dieselbe Molekularstruktur haben. Je höher der Schmelzpunkt eines Polyamidharzes ist, desto mehr ist seine Formungstemperatur erhöht, wodurch leicht eine Gelbfärbung hervorgerufen wird. Deshalb wird sowohl für ein aliphatisches Polyamid als auch ein aromatisches Polyamid bevorzugt ein Polyamidharz verwendet, das einen Schmelzpunkt von 310°C oder niedriger aufweist, bevorzugter ein Polyamidharz, das einen Schmelzpunkt von 305°C oder niedriger aufweist und noch bevorzugter ein Polyamidharz, das einen Schmelzpunkt von 300°C oder niedriger aufweist. Da ein Polyamidharz mit einem niedrigeren Schmelzpunkt eine geringere Anzahl Amidbindungen pro Molekülstruktureinheit aufweist und eine flexiblere Kette aufweist und dadurch tendenziell eine niedrigere Festigkeit und Steifigkeit aufweist, hat ferner das aliphatische Polyamid bevorzugt einen Schmelzpunkt von 220°C oder höher, das aromatische Polyamid bevorzugt einen Schmelzpunkt von 230°C oder höher, wird bevorzugter das Polyamidharz in dem sowohl das aliphatische Polyamid als auch das aromatische Polyamid jeweils einen Schmelzpunkt von 240°C oder höher aufweist, verwendet, und noch bevorzugter das Polyamidharz mit einem Schmelzpunkt von 250°C oder höher verwendet.
-
Wenn das zu verwendende aliphatische Polyamid und das zu verwendende aromatische Polyamid wesentlich verschiedene Schmelzpunkte aufweisen, treten Schwierigkeiten auf, dass die Dispergierbarkeit in Folge des Unterschiedes in der Schmelzviskosität herabgesetzt und die Festigkeit verschlechtert wird, und das Harz wird verschlechtert und erleidet eine Gelbfärbung in Folge der Übernahme der Ausformbedingungen, die ein Harz mit einem hohen Schmelzpunkt bewältigen; demgemäß sind das aliphatische Polyamid und das aromatische Polyamid bevorzugt frei von Schmelzpunktunterschieden. Speziell beträgt der Schmelzpunktunterschied zwischen den beiden Polyamiden bevorzugt 50°C oder weniger, bevorzugter 40°C oder weniger und noch bevorzugter 30°C oder weniger.
-
Bei der Erfindung wird der Schmelzpunkt jedes der Polyamidharze, aus denen die Harzzusammensetzung zusammengesetzt ist, als die Peakspitzentemperatur des endothermen Peaks definiert, wenn die endotherme Größe mit einem DSC (differential scanning calorimeter - dynamisches Differenzkalorimeter) gemessen wird. Für den Schmelzpunkt eines Kopolymer ist der Schmelzpunkt als die Peakspitzentemperatur der endothermen Peakspitze mit der höchsten Temperatur definiert.
-
In den Polyamidbestandteilen trägt das aliphatische Polyamid hauptsächlich zu der Verbesserung der Dauerhaftigkeit bei, und das aromatische Polyamid trägt hauptsächlich zu der Verbesserung der Festigkeit bei. Dementsprechend ermöglicht die Erhöhung des Mischungsanteils des aliphatischen Polyamids eine Verbesserung der Dauerhaftigkeit des Schiebers, und die Erhöhung des Mischungsanteils des aromatischen Polyamids ermöglicht die Verbesserung der Festigkeit des Schiebers. Wenn andererseits der Mischungsanteil von einerseits dem aliphatischen Polyamid oder andererseits dem aromatischen Polyamid übermäßig groß ist, ist es schwierig, die Kompatibilität zwischen der Festigkeit und der Dauerhaftigkeit zu erreichen. Insbesondere wird unter dem Gesichtspunkt der Erzielung einer hervorragenden Dauerhaftigkeit in der Gesamtmasse des aliphatischen Polyamids und des aromatischen Polyamids der Anteil des aromatischen Polyamids bevorzugt auf 50 Masse% oder weniger eingestellt, bevorzugter 40 Masse% oder weniger und noch bevorzugter 35 Masse% oder weniger. Ferner wird unter dem Gesichtspunkt des Erhalts hervorragender Festigkeit in der gesamten Masse des aliphatischen Polyamids und des aromatischen Polyamids der Anteil des aromatischen Polyamids bevorzugt auf 10 Masse% oder mehr eingestellt, bevorzugter 20 Masse% oder mehr und noch bevorzugter 25 Masse% oder mehr.
-
Ein Polyamidharz wird durch Kopolykondensation eines Diamins und einer Dikarbonsäure, Polykondensation einer ω-Aminosäure, Ringöffnungspolymerisation eines Lactans und dergleichen erhalten. Das Diamin umfasst beispielsweise geradkettige oder verzweigtkettige aliphatische Diamine, wie Ethylendiamin, Propylendiamin, Butylendiamin, Hexamethylendiamin, 2-Methylpropandiamin, 3-Methylpropandiamin, Octamethylendiamin, Decandiamin und Dodecandiamin; aromatische Diamine, die Meta-Xylylendiamin, Para-Xylylendiamin, Meta-Phenylendiamin und Para-Phenylendiamin. Die Dicarbonsäure umfasst beispielsweise geradkettige oder verzweigtkettige aliphatische Dicarbonsäuren, wie Bernsteinsäure, Propandisäure, Butandisäure, Pentandisäure, Adipinsäure, Heptandisäure, Octandisäure, Nonandisäure, Decandisäure, Dodekandisäure, Undekandisäure, Dimersäure und hydrierte Dimersäure; aromatische Dikarbonsäure, wie Phthalsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure, 2-Chlor-Terephtalsäure, 2-Methyl-Terephthalsäure, 5-Methyl-Isophthalsäure und 5-Natrium-Sulfoisopthalsäure und 1,5-Naphthalendicarbonsäure. Die ω-Aminosäuren umfassen beispielsweise 6-Aminohexansäure, 11-Aminoundecansäure und 12-Aminododecansäure. Das Lactam umfasst ε-Carprolactam, Undecanlactam und Lauryllactam.
-
Spezielle Beispiele der Struktur des aliphatischen Polyamids umfassen typischerweise, ohne darauf beschränkt zu sein, das Polyamid mit der Monomer-Wiederholungseinheit, die durch eine der folgenden Formeln dargestellt wird oder das Polyamid mit der Kombination der Monomer-Widerholungseinheiten, die durch die beiden folgenden Formeln dargestellt werden: [-NHR1NHC (=0) R2C (=0) - oder -NHR1C (=0)-] (in den Formeln sind R1 und R2 dieselbe oder verschiedenen Gruppen und sind jeweils eine Alkylengruppe mit mindestens zwei Kohlenstoffatomen, bevorzugt 2 bis 12 Kohlenstoffatome und bevorzugt 6 bis 10 Kohlenstoffatomen). Spezielle Beispiele des aliphatischen Polyamids umfassen: Aliphatische Polyamide, die durch Co-Kondensationspolymerisation von aliphatischen Diaminen und aliphatischen Dicarbonsäuren synthetisiert sind, wie Polytetramethlyenadipamid (Polyamid 46), Polyhexamethylenadipamid (Polyamid 66), Polyhexamethylenazelaamid (Polyamid 69), Polyhexamethylensebacamid (Polyamid 610), Polyhexamethlyendodiecandiamid (Polyamid 612), Polyheptamethylenpimelamid (Polyamid 77), Polyoctamethylensuberamid (Polyamid 88), Polynanomethylenazelaamid (Polyamid 99), und Polydecamethylenazelaamid (Polyamid 109); aliphatische Polyamide, die durch Polykondensationsreaktion von ω-Aminosäuren synthetisiert werden, wie Poly(4-AminoButtersäure) (Polyamid 4), Poly(6-Amin-Hexansäure) (Polyamid 6), Poly(7-Aminoheptansäure) (Polyamid 7), Poly(8-Aminooctansäure) (Polyamid 8), Poly(9-Aminononansäure) (Polyamid 9), Poly(10-Aminodecansäure) (Polyamid 10), Poly(11-Aminoundecansäure) (Polyamid 11), und Poly(12-Aminododecansäure) (Polyamid 12); und aliphatische Polyamide, die durch Ringöffnungspolymerisation von Lactamen synthetisiert werden. Diese können einzeln oder in einer Mischung von zwei oder mehreren verwendet werden.
-
Ferner kann auch ein Copolymer verwendet werden, das durch eine beliebige Kombination der Wiederholungseinheiten aliphatischer Polyamide erhalten wird. Solche aliphatischen Polyamidcopolymere umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Caprolactam/Hexamethylenadipamid-Copolymer (Nylon 6/6,6), Hexamethylenadipamid/Caprolactam-Copolymer (Nylon 6/6,6), und Hexamethylenadipamid/Hexamethylenazelamid-Copolymer (Nylon 6,6/6,9).
-
Unter den aliphatischen Polyamiden sind unter dem Gesichtspunkt der Erreichung der Kompatibilität zwischen Festigkeit und Dauerhaftigkeit eines oder mehrere Mitglieder der aus Polyamid 66, Polyamid 610 und Polyamid 612 bestehenden Gruppen bevorzugt und Polyamid 66 ist bevorzugter. Dementsprechend sind in dem erfindungsgemäßen aliphatischen Polyamidbestandteil 90 Masse% oder mehr des aliphatischen Polyamidbestandteils bevorzugt aus diesen drei Arten zusammengesetzt, 95 Masse% oder mehr des aliphatischen Polyamidbestandteils ist bevorzugter aus diesen drei Arten zusammengesetzt, 99 Masse% oder mehr des aliphatischen Polyamidbestandteils ist noch bevorzugter aus diesen drei Arten zusammengesetzt und 100 Masse% des aliphatischen Polyamidbestandteils ist noch stärker bevorzugt aus diesen drei Arten zusammengesetzt. Ferner sind in dem erfindungsgemäßen aliphatischen Polyamidbestandteil 90 Masse% oder mehr des aliphatischen Polyamidbestandteils bevorzugt aus Polyamid 66 zusammengesetzt, 95 Masse% oder mehr des aliphatischen Polyamidbestandteils bevorzugter aus Polyamid 66 zusammengesetzt, 99 Masse% oder mehr des aliphatischen Polyamidbestandteils noch bevorzugter aus Polyamid 66 zusammengesetzt und 100 Masse% des aliphatischen Polyamidbestandteils noch stärker bevorzugt aus Polyamid 66 zusammengesetzt.
-
Spezifische Beispiele der Struktur des aromatischen Polyamids umfassen: Polyhexamethylenisophthalamid (Polyamid 6I), Polyhexamethylenterephthalamid (Polyamid 6T), Polymetaxylylenadipamid (Polyamid MXD6), Polyparaxylylenadipamid (Polyamid PXD6), Polybis (3-methyl-4-aminohexyl) methanterephthalamid (Polyamid PACMT), Polybis (3-methyl-4-aminohexyl) methanisophthalamid (Polyamid PACMI), Polytetramethylenterephthalamid (Polyamid 4T), Polypentamethlyenterephthalamid (Polyamid 5T), Poly-2-Methlypentamethylenterephthalamid (Polyamid M-5T), Polyhexamethlyenterephthalamid (Polyamid 6T), Polyhexamethylenhexahydroterephthalamid (Polyamid 6T (H)), Poly-2-Methyl-Octamethylenterephthalamid, Polynonamethylenterephthalamid (Polyamid 9T), Polydecamethylenterephthalamid (Polyamid 10T), Polyundecamethlyenterephthalamid (Polyamid 11T), Polydodecamethylenterephthalamid (Polyamid 12T), Polybis (3-methyl-4-aminohexyl) methanterephthalamid (Polyamid PACMT), und Polybis (3-methyl-4-aminohexyl) methanisophthalamid (Polyamid PACMI). Diese können einzeln oder in einer Mischung von zwei oder mehreren verwendet werden.
-
Unter den aromatischen Polyamiden sind unter dem Gesichtspunkt der Erreichung der Kompatibilität zwischen Festigkeit und Dauerhaftigkeit Polyamid MXD6, Polyamid 9T und Polyamid 10T bevorzugt, und Polyamid MXD6 ist bevorzugter. Dementsprechend sind in dem erfindungsgemäßen aromatischen Polyamidbestandteil 90 Masse% oder mehr des aromatischen Polyamidbestandteils bevorzugt aus diesen drei Arten zusammengesetzt, 95 Masse% oder mehr des aromatischen Polyamidbestandteils sind bevorzugter aus diesen drei Arten zusammengesetzt, 99 Masse% oder mehr des aromatischen Polyamidbestandteils sind noch bevorzugter aus diesen drei Arten zusammengesetzt und 100 Masse% des aromatischen Polyamidbestandteils sind noch bevorzugter aus diesen drei Arten zusammengesetzt. Ferner sind in dem erfindungsgemäßen aromatischen Polyamidbestandteil 90 Masse% oder mehr des aromatischen Polyamidbestandteils vorzugsweise aus MXD6 zusammengesetzt, 95 Masse% oder mehr des aromatischen Polyamidbestandteils sind bevorzugter aus MXD6 zusammengesetzt, 99 Masse% oder mehr des aromatischen Polyamidbestandeils sind noch bevorzugter aus MXD6 zusammengesetzt und 100 Masse% des aromatischen Polyamidbestandteils sind noch bevorzugter aus MXD6 zusammengesetzt.
-
(2. Verstärkungsfaser)
-
Die Festigkeit des Schiebers kann durch den Einbau einer Verstärkungsfaser in die Polyamidharz-Zusammensetzung erhöht werden. Durch Oberflächenbehandlung mit einem Silanhaftvermittler, einem Titanathaftvermittler, einem Aluminathaftvermittler oder dergleichen ist zu erwarten, dass ein Polyamid eine bessere Affinität mit der Verstärkungsfaser aufweist als ein Polyester, und deshalb kann das Polyamid eine höhere Steifigkeit ohne Beeinträchtigung der Festigkeit aufweisen, selbst wenn die Verstärkungsfaser in einer großen Menge hinzugefügt wird. Speziell wird in der Gesamtmasse des Polyamidharzes (typischerweise ein aliphatisches Polyamid und ein aromatisches Polyamid) und der Verstärkungsfaser die Konzentration der Verstärkungsfaser bevorzugt auf 45 Masse% oder mehr und bevorzugter auf 50 Masse% oder mehr eingestellt. Wenn jedoch die Konzentration der Verstärkungsfaser zu hoch ist, wird die Formbarkeit beeinträchtigt und auch die Festigkeit verschlechtert, und dementsprechend wird die Konzentration der Verstärkungsfaser in der Gesamtmasse des Polyamidharzes und der Verstärkungsfaser bevorzugt auf 70 Masse% oder weniger und bevorzugter 60 Masse% oder weniger eingestellt.
-
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Verstärkungsfaser kann beispielsweise einschließen, ohne darauf beschränkt zu sein, organische Fasern wie Carbonfaser und Aramidfaser, sowie inorganische Fasern wie Glasfaser, nadelförmiger Wollastonit und Whiskers (Beispiele: Calciumtitanat-Whisker, Calciumcarbonat-Whisker, Aluminiumborat-Whisker). Bevorzugt wird eines oder mehrere Mitglieder der aus Glasfaser, Aramidfaser und Carbonfaser bestehenden Gruppe verwendet, und Glasfaser ist bevorzugter, da die Festigkeit erhöht werden kann während die Fließfähigkeit auf einem bestimmten Niveau oder höher gehalten werden kann. Diese können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
-
Bevorzugt beträgt der mittlere Durchmesser der Verstärkungsfaser vor dem Mischen mit einem Harz etwa 3 bis 20 µm, und bevorzugter etwa 5 bis 12 µm. Bevorzugt beträgt ihre mittlere Faserlänge vor dem Mischen mit einem Harz etwa 1 mm bis 10 mm und bevorzugter etwa 3 mm bis 6 mm. Es ist anzumerken, dass sich der mittlere Faserdurchmesser auf einen aus der Querschnittsfläche der Verstärkungsfaser, der bestimmt worden ist, berechneten Durchmesser bezieht, wobei der Querschnitt als perfekter Kreis vorausgesetzt wird. Bevorzugt beträgt das Seitenverhältnis, d.h. mittlerer Faserdurchmesser: mittlere Faserlänge, der Verstärkungsfaser vor dem Mischen mit einem Harz 1:50 bis 3:10.000, und bevorzugter 1:300 bis 1:1200. Typischerweise wird eine mittlere Faserlänge der Verstärkungsfaser nach Mischen mit einem Harz und Ausformen bis auf 1/10 bis 1/20 der ursprünglichen Faserlänge reduziert und beträgt beispielsweise 0,1 bis 1 mm, und typischerweise 0,1 bis 0,5 mm.
-
Der Gesamtgehalt des Polyamidharzes und der Verstärkungsfaser in der Polyamidharzzusammensetzung beträgt typischerweise 90 Masse% oder mehr und noch typischer 95 Masse% oder mehr.
-
(3. Pigment und andere Zusätze)
-
Wenngleich Polyamidharze leicht vergilben und dadurch eine niedrige Farbreproduzierbarkeit zeigen, kann die Farbreproduzierbarkeit durch Zugabe eines Pigments erhöht werden. Andererseits ist die Zugabe eines Pigments in einer hohen Konzentration nicht bevorzugt, weil das in einer erhöhten Menge zugegebene Pigment die Festigkeit herabsetzen kann oder ein Problem hervorruft, dass beim Färben wegen überschießender Weißer hochdichter Farbe nicht ausgedrückt wird. Vom Standpunkt der Farbreproduzierbarkeit aus beträgt der Gehalt an Pigmenten der Polyamidharzzusammensetzung bevorzugt 0,5 Masse% oder mehr und bevorzugter 1,0 Masse% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmasse des aliphatischen Polyamids, aromatischen Polyamids und der Verstärkungsfaser. Ferner beträgt vom Standpunkt der dunkelfarbigen Färbbarkeit der Gehalt des Pigments in der Polyamidharzzusammensetzung bevorzugt weniger als 5,0 Masse% und bevorzugter 4,5 Masse% oder weniger bezogen auf die Gesamtmasse des aliphatischen Polyamids, aromatischen Polyamids und der Verstärkungsfaser. Wenn ein überschießender Pigmentgehalt verwendet wird, ändert zu viel weiße Farbe beispielsweise Rot in Rosa, wodurch es schwierig ist, dunkle Farben auszudrücken. Beispiele für das Pigment umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Zinksulfid, Antimonoxid, Titanoxid und Zinkoxid; vom Standpunkt der Sicherheit ist Zinksulfid bevorzugt.
-
Außerdem können allgemein verwendete Zusätze wie ein Hitzestabilitsator, ein Witterungsbeständigkeitsmittel und ein Hydrolysebeständigkeitsmittel der Polyamidharzkomposition derart zugesetzt werden, dass der Gesamtgehalt dieser Zusätze beispielsweise 10,0 Masse% oder weniger beträgt, typischerweise 5 Masse% oder weniger und noch typischer 2 Masse% oder weniger.
-
(4. Schieber)
-
Ein Schieber für Reißverschlüsse kann durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Polyamidharzzusammensetzung als Werkstoff hergestellt werden. Außerdem können verschiedene Arten von mit dem Schieber versehenen Reißverschlüssen hergestellt werden.
-
Es wird ein Beispiel des Verfahrens zur Herstellung eines Schiebers durch Verwendung der erfindungsgemäßen Polyamidharzzusammensetzung beschrieben. Zuerst werden ein Polyamid, das ein Bestandteil der Harzzusammensetzung ist, Verstärkungsfaser, ein Pigment und dergleichen derart ausreichend durchgeknetet, dass keine Ungleichmäßigkeit der Bestandteile entsteht. Das Kneten kann mit einem Einschneckenextruder, einem Doppelschneckenextruder, einem Kneter oder dergleichen erfolgen. Die Harzzusammensetzung wird nach dem Kneten unter Verwendung einer Form, die eine vorbestimmte Schiebergeometrie aufweist, spritzgegossen, um einen Schieber in einem ungefärbten Zustand herzustellen. Die Spritzgießbedingungen sind nicht besonders eingeschränkt, doch kann ein Doppelschneckenextruder geeignet verwendet werden. Im Fall von Glasfaser in hoher Konzentration ist es im Hinblick auf Produktivität bevorzugt, die Glasfaser mit einem Harz in einem geschmolzenen Zustand unter Verwendung eines Seitenbeschickers zusammenzuführen. Hinsichtlich der Spritzgießbedingungen wird unter dem Gesichtspunkt, dass hohe Produktivität ohne Verschlechterung sichergestellt werden kann, die Zylindertemperatur bevorzugt in einem Bereich von 280 bis 320°C eingestellt, und die Formtemperatur wird bevorzugt beispielsweise auf 90 bis 130°C, was höher als üblich ist, eingestellt.
-
Erfindungsgemäß kann in einer Ausführungsform bei einem Schieber in einem ungefärbten Zustand der b-Wert im Lab-Farbraum auf 10 oder weniger eingestellt werden. Der b-Wert ist ein den Farbton darstellender Wert (ein positiver Wert gibt eine gelbliche Tönung und ein negativer Wert gibt eine bläuliche Tönung an) des Gelb-Blau-Systems; wenn der b-Wert näher an Null herankommt, wird die gelbliche Tönung geringer, wodurch der Farbton wünschenswerter wird. Der b-Wert kann bevorzugt auf 9 oder weniger gebracht werden, bevorzugter 8 oder weniger, und kann beispielsweise in einem Bereich von 5 bis 10 liegen.
-
Der sich in einem ungefärbten Zustand befindende Schieber kann einer Färbung unterzogen werden. Die Färbemethode ist nicht besonders eingeschränkt, doch sind Tauchfärben und Drucken beispielhaft. Hinsichtlich der Farbe sind, wenngleich nicht einschränkend, vormetallisierte Farbstoffe, Säurefarbstoffe, Threne-Farbstoffe und Dispersionsfarbstoffe geeignet, und es können u.a. Säurefarbstoffe wegen ihrer guten Farbaffinität und Schnelligkeit besonders geeignet verwendet werden. Die Färbung kann gleichzeitig mit oder getrennt von anderen Bestandteilen von Reißverschlüssen ausgeführt werden. Der b-Wert kann klein gemacht werden, indem der Zusammensetzungsanteil des aromatischen Polyamids herabgesetzt wird. Wie oben beschrieben wird bei der Erfindung der Anteil des aromatischen Polyamids in der Gesamtmasse des aliphatischen Polyamids und des aromatischen Polyamids auf 50 Masse% oder weniger gesetzt, und ein derartiges Zusammensetzungsverhältnis des aromatischen Polyamids wirkt auch für eine Unterdrückung des b Werts. Der b Wert neigt zu einem steilen Anstieg, wenn der Zusammensetzungsanteil des aromatischen Polyamids 50 Masse% überschreitet.
-
Der erfindungsgemäße Schieber kann auf verschiedene Arten der Metallisierung unterzogen werden. Beispiele der Metallisierung umfassen, ohne besonders darauf beschränkt zu sein: Chromplattierung, Nickelplattierung, Kupferplattierung, Goldplattierung, Messingplattierung und Plattieren mit anderen Legierungen. Das Metallplattierungsverfahren ist nicht besonders eingeschränkt; neben dem Elektroplattierungsverfahren (vor dem Elektroplattieren wird vorzugweise eine stromlose Plattierung ausgeführt), können Trockenplattieren wie das Vakuumdampfabscheideverfahren, Sputteringverfahren, oder lonenplattierungsverfahren geeignet ausgeführt werden. Diese Verfahren können auch kombiniert werden. Unter ihnen ist das Elektroplattierverfahren bevorzugt, das eine sichere Beschichtung der Innenseite des eine komplizierte Form aufweisenden Schiebers ermöglicht, und es ist bevorzugt, die Elektroplattierung nach vorheriger Ausführung stromloser Plattierung auszuführen.
-
Beispiele
-
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, aber diese sind lediglich für ein besseres Verständnis der Erfindung und ihrer Vorteile vorgesehen, und es ist nicht beabsichtigt, dass die Erfindung hierauf beschränkt ist.
-
Als die Polyamidharze wurden die folgenden zubereitet
- - PA66 (Schmelzpunkt 265°C)
- - MXD6 (Schmelzpunkt 235°C)
- - PA9T (Schmelzpunkt 305°C)
- - PA6T / PA6I (Kopolymer, Schmelzpunkt 320°C)
-
Als Verstärkungsfaser wurde Glasfaser (mittlerer Faserdurchmesser 11 µm, mittlere Faserlänge vor Ausformung 3mm, mittlere Faserlänge nach Ausformung 0,25 mm) verwendet.
-
Der Schmelzpunkt jedes der Polyamidharze wurde unter Verwendung von DSC (EXTRAR6000, Hersteller Seiko Instruments, Inc.) auf Grundlage der vorstehend beschriebenen Definition unter den folgenden Bedingungen gemessen.
- Probenmenge: | 5 bis 10 mg |
- Atmosphäre: | Stickstoffgas |
- Heizrate: | 10°C / min |
- Messtemperaturb | ereich: 0 bis 350°C |
- Referenztiegel: | leer |
-
Als das Pigment wurde Zinksulfid (ZnS) verwendet.
-
Das Polyamidharz, die Glasfaser und das Pigment wurden mit einem Doppelschraubenextruder derart geknetet, dass die entsprechenden Zusammensetzungsanteile (auf Massebasis) erhalten wurden, die in Tabelle 1 angegeben worden sind; dann wurde jedes geschmolzene Harz in strangform extrudiert, zur Erstarrung in einem Kühlwasserbad gekühlt, und dann in einem Granulator zerkleinert, um ein Pellet jeder Harzzusammensetzung zu erzeugen. Die Pellets der Harzzusammensetzungen wurden spritzgegossen und auf diese Weise Schieber für Reißverschlüsse der Klasse M (Kettenbreite 5,5 mm oder mehr und 7,0 mm oder weniger), wie durch JIS-S3015 definiert, ausgebildet. Die Schieberkappen und die Zuggriffe der Schieber wurden ebenfalls aus dem selben Werkstoffen spritzgegossen. Die Schieberkappen sind Komponenten zum Befestigen der Zugriffe an den Schiebern.
-
Für jeden der erhaltenen Schieber wurde nach dem Färben der Abreißfestigkeitstest des Griffes und der Hin- und Her-Öffnungs- / Schließdauerhaftigkeitstest des Schiebers gemäß JIS-S3015 (2007) ausgeführt. Zur Bewertung des gelblichen Farbtons vor dem Färben wurde außerdem der b Wert im Lab Farbraum auf der äußeren Oberfläche jedes der Schieber gemäß JIS-Z8729 (2004) gemessen. Als Lichtquelle wurde eine D65 Lichtquelle verwendet.
-
Die Abreißfestigkeit des Griffes des Schiebers wird die folgende Prozedur bewertet. Jeder der erhaltenen Schieber wurde mit einem blauen Säurefarbstoff (Tectilon Blue 4R) gefärbt, und dann wird die Festigkeit jedes Schiebers 13 gemessen, wenn Lasten an den Zuggriff 16 und die untere Oberfläche des Schieberkörpers des kompletten einzelnen Schiebers 13 angelegt werden. Die Festigkeitsprüfung wird durchgeführt, indem beobachtet wird, ob oder ob nicht der Schieber 13 unter den Bedingungen beschädigt oder deformiert wird, dass der Zuggriff 16 des Schiebers 13 zur Anlegung einer Last an den Zuggriff 16 in der Richtung von 90° zu der oberen Oberfläche des Schiebers gezogen wird und eine Last ferner an die untere Oberfläche des Schiebers selbst angelegt wird.
-
In der Hin- und Her-Öffnungs- / Schließdauerhaftigkeitsprüfung wurde jeder der erhaltenen Schieber mit einem blauen Säurefarbstoff (Tectilon Blue 4R) gefärbt, und dann wurde der Reißverschluss in eine bestimmte Prüfvorrichtung eingesetzt, der Schieber wird mit einer Häufigkeit von 30 Malen pro Minute hin und her bewegt, und dann wird visuell festgestellt, ob oder ob nicht eine Unregelmäßigkeit auftritt. Die Anzahl der Male der Hin- und Herbewegungen bis zur Feststellung der Unregelmäßigkeit wird als der Messwert genommen.
-
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Da die Kombination der Polyamidharze und ihr Mischungsverhältnis geeignet waren, war in jedem der Beispiele 1 bis 7 die mechanische Festigkeit hoch, wie es durch die Schiebergriffabreißfestigkeit von 180 N oder mehr gezeigt ist, und die Anzahlt der Male von Hin- und Herbewegungen in der Hin- und Her-Öffnungs- / Schließdauerhaftigkeitsprüfung war so hervorragend wie 650 oder mehr.
-
Insbesondere war in jedem der Beispiele 1, 3, 4 und 6, in denen PA66 und MXD6 kombiniert waren und die Mischungsmenge von PA66 optimiert war, die Schiebergriffabreißfestigkeit hervorragend wie 185 N oder mehr, und die Anzahl von Malen der Hin- und Herbewegungen in der Hin- und Her-Öffnungs- / Schließdauerhaftigkeitsprüfung war so hervorragend wie 1640 oder mehr.
-
Andererseits war in dem Vergleichsbeispiel 1 kein aromatisches Polyamid verwendet und dementsprechend war die Schiebergriffabreißfestigkeit unzureichend.
In dem Vergleichsbeispiel 2 waren sowohl das aliphatische Polyamid als auch das aromatische Polyamid verwendet, jedoch war der Mischungsanteil von PA66 ungeeignet und dementsprechend war das Ergebnis der Hin- und Her-Öffnungs- / Schließdauerhaftigkeitsprüfung unbefriedigend.
In dem Vergleichsbeispiel 3 war lediglich das aliphatische Polyamid nicht verwendet und dementsprechend war das Ergebnis der Hin- und Her-Öffnungs- / Schließdauerhaftigkeitsprüfung unbefriedigend.
In dem Vergleichsbeispiel 4 waren sowohl das aliphatische Polyamid als auch das aromatische Polyamid verwendet, jedoch überstieg der Schmelzpunkt des aromatischen Polyamids den festgelegten Bereich, und folglich war das Ergebnis der Hin- und Her-Öffnungs- / Schließdauerhaftigkeitsprüfung unbefriedigend und es war der b Wert hoch.
In dem Vergleichsbeispiel 5 war kein aliphatisches Polyamid verwendet und dementsprechend war das Ergebnis der Hin- und Her-Öffnungs- / Schließdauerhaftigkeitsprüfung unbefriedigend.
in dem Vergleichsbeispiel 6 war kein aliphatisches Polyamid verwendet, und ferner war der Schmelzpunkt des aromatischen Polyamids zu hoch, und folglich war das Ergebnis der Hin- und Her-Öffnungs- / Schließdauerhaftigkeitsprüfung unbefriedigend, und es war der b Wert hoch.
In dem Vergleichsbeispiel 7 war der Schmelzpunkt des aliphatischen Polyamids zu niedrig und folglich war die Schiebergriffabreißfestigkeit verschlechtert und es war auch die Dauerhaftigkeit ungenügend.
-
Tabelle 1
| Beispiel 1 | Beispiel 2 | Beispiel 3 | Beispiel 4 | Beispiel 5 | Beispiel 6 | Beispiel 7 |
Polymer | PA66 (Tm = 265°C) | 27% | 20% | 27% | 33% | 27% | 27% | |
PA610 (Tm = 225°C) | | | | | | | 27% |
PA11 (Tm = 193°C) | | | | | | | |
MXD6 (Tm = 235°C) | 13% | 20% | 13% | 17% | | 13% | 13% |
PA9T (Tm = 305°C) | | | | | 13% | | |
PA6T/PA6I (Tm = 320°C) | | | | | | | |
Glasfasergehalt (Gew.-%) | 60% | 60% | 60% | 50% | 60% | 60% | 60% |
Pigment | ZnS | 2.00% | 2.00% | 3.00% | 2.00% | 3.00% | 1.00% | 2.00% |
|
Reißverschl usstest | Schieberzuggriff-Abreißfestigkeit 90° (N) | 195 | 201 | 190 | 185 | 180 | 198 | 180 |
Hin- und Her-Öffnungs-/ Schließdauerhaftigkeit (Anzahl von Malen) | 1870 | 650 | 1640 | 1700 | 700 | 2000 | 1530 |
Gelbtönung, b Wert (D65 Lichtquelle) | 8.9 | 9.1 | 6.8 | 7.5 | 8.2 | 10.2 | 7.9 |
| Vergleichs- beispiel 1 | Vergleichs- beispiel 2 | Vergleichs- beispiel 3 | Vergleichs- beispiel 4 | Vergleichs- beispiel 5 | Vergleichs- beispiel 6 | Vergleichsbeispiel 7 |
Polymer | PA66 (Tm = 265°C) | 40% | 13% | | 27% | | | |
PA610 (Tm = 225°C) | | | | | | | |
PA11 (Tm = 193°C) | | | | | | | 27% |
MXD6 (Tm = 235°C) | | 27% | 40% | | | | 13% |
PA9T (Tm = 305°C) | | | | | 40% | | |
PA6T/PA6I (Tm = 320°C) | | | | 13% | | 50% | |
Glasfasergehalt (Gew.-%) | 60% | 60% | 60% | 60% | 60% | 50% | 60% |
Pigment | ZnS | 2.00% | 2.00% | 2.00% | 3.00% | 2.00% | 2.00% | 2.00% |
|
Reißverschlusstest | Schieberzuggriff Abreißfestigkeit 90° (N) | 135 | 205 | 202 | 180 | 195 | 180 | 122 |
Hin- und Her-Öffnungs-/ Schließdauerhaftigkeit (Anzahl von Malen) | 2000 | 120 | 100 | 450 | 520 | 380 | 590 |
Gelbtönung, b Wert (D65 Lichtquelle) | 6.7 | 8.5 | 6.5 | 15.8 | 8 | 15.5 | 7.7 |
-
In den vorstehend beschriebenen Tests stimmen Beispiel 1, Beispiel 2, Vergleichsbeispiel 1, Vergleichsbeispiel 2 und Vergleichsbeispiel 3 in den Mischungsanteilen der Glasfaser und des Pigments überein und unterscheiden sich voneinander in den Mischungsanteilen von PA66 und MXD6. Für diese Beispiele und Vergleichsbeispiele sind die Abhängigkeiten der der Schiebergriffabreißfestigkeit, der Hin- und Her-Öffnungs- / Schließdauerhaftigkeit und der Gelbtönung von dem Zusammensetzungsanteil von MXD6 in dem Polyamidbestandteil in 2, 3 bzw. 4 zusammengestellt. Es ist ersichtlich, dass die Schiebergriffabreißfestigkeit ansteigt, wenn der Zusammensetzungsanteil von MXD6 ansteigt, wenn jedoch der Zusammensetzungsanteil von MXD6 50 Masse% übersteigt wird die Hin- und Her-Öffnungs- / Schließdauerhaftigkeit außerordentlich schlecht. Ferner ist zu sehen, dass die Ausgewogenheit zwischen der Schiebergriffabreißfestigkeit, der Hin- und Her-Öffnungs- / Schließdauerhaftigkeit und der Gelbtönung am besten ist, wenn der Zusammensetzungsanteil von MXD6 in der Gegend von 25 bis 35 Masse% liegt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Reißverschluss
- 11
- Tragbänder
- 12
- Kuppelglieder
- 13
- Schieber
- 14
- oberes Begrenzungsteil
- 15
- Öffnungsvorrichtung
- 16
- Zuggriff