JP2004224000A - 耐熱性を向上した改質ナイロン６ｔ部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐熱性を向上した改質ナイロン６Ｔ部品の製造方法の提供。
【解決手段】耐熱性を向上した改質ナイロン６Ｔ部品の製造方法は、ナイロン６Ｔ共重合体或いはその組成物を、向上剤としてのポリプロピレン樹脂存在下で、射出成形法により耐熱性を向上した製品を製造する。ナイロン６Ｔ共重合体或いはその組成物は先に０．１−５重量％のポリプロピレン樹脂と混合され、その後、適当な条件下で射出成形して改質ナイロン６Ｔ部品に形成される。従来の方法と比較すると、本発明の方法により得られる改質ナイロン６Ｔ部品は明らかに良好な耐熱性を具備する。
【選択図】 なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一種の耐熱性を向上した改質ナイロン６Ｔ部品の製造方法に係り、特に、ナイロン６Ｔ共重合体或いはその組成物を向上剤としての少量のポリプロピレン樹脂存在下で射出成形して改質ナイロン６Ｔ部品を製造する方法であり、伝統的な方法と比較して、良好な耐熱性の改質ナイロン６Ｔ部品を得られる製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ナイロン（ｎｙｌｏｎｓ）は合成ポリアミドの通称である。よく目にするナイロンには、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、及びナイロン１２等がある。これらのナイロンは脂肪属アミドであり、融点の最高のものはナイロン６６で、その融点は約２６０℃である。これらのよく目にするナイロンは半結晶重合体であり、最高使用温度の極限はその融点に接近し、ゆえにその耐熱性は基本的にあまり高くなく、だいたいが２５０℃を超過することはできない。このため、これらの伝統的なナイロンはＳＭＴ（表面実装技術）電子部品のように耐熱性要求の高い製品には使用できない。
【０００３】
ナイロンの耐熱性を高めるためには、基本的にその融点を高くする必要がある。構造上、ベンゼン環を導入するのは非常によい方法である。全芳香属ポリアミド、例えばケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）及びノメックス（Ｎｏｍｅｘ）の融点は非常に高いが、しかし溶融加工はできない。ナイロン６Ｔ〔Ｐｏｌｙ（ｈｅｘｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｍｉｄｅ）〕（ポリ（ヘクスメチレンテレフタルアミド））は耐熱性を有する熱可塑性材料である。しかし、純ナイロン６Ｔの融点は約３７０℃で、脂肪連鎖を有する重合体に対しては、加工温度が３４０℃を超えることは相当に不利である。一般に経験上、加工温度が３４０℃を超える時、脂肪連鎖を有する重合体は厳重な分解現象を発生しうる。
【０００４】
共重合は有効に融点を大幅に下げられる。これにより、共重合の観念を利用してナイロン６Ｔの融点を実用の範囲にまで下げることは極めて実際的な設計観念である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は一種の耐熱性を向上した改質ナイロン６Ｔ部品の製造方法を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ナイロン６Ｔ共重合体或いはその組成物をポリプロピレン樹脂を向上剤として加えて射出成形して耐熱性を向上した製品を得ることを特徴とする、耐熱性を向上した改質ナイロン６Ｔ部品の製造方法としている。
請求項２の発明は、請求項１に記載の耐熱性を向上した改質ナイロン６Ｔ部品の製造方法において、ナイロン６Ｔ共重合体が、テレフタル酸、アジピン酸、及びヘキサメチレンジアミンの共重合体、及びテレフタル酸、イソフタル酸及びヘキサメチレンジアミンの共重合体、及びテレフタル酸、アジピン酸及びヘキサメチレンジアミンの共重合体のいずれかとされたことを特徴とする、耐熱性を向上した改質ナイロン６Ｔ部品の製造方法としている。
請求項３の発明は、請求項１に記載の耐熱性を向上した改質ナイロン６Ｔ部品の製造方法において、ナイロン６Ｔ共重合体組成物がナイロン６Ｔ共重合体樹脂、及び又はガラス繊維、及び又は難燃剤、及び又は衝撃変調剤、及び又は顔料で組成されたことを特徴とする、耐熱性を向上した改質ナイロン６Ｔ部品の製造方法としている。
請求項４の発明は、請求項１に記載の耐熱性を向上した改質ナイロン６Ｔ部品の製造方法において、ポリプロピレン樹脂の使用量が材料全体の０．１−５重量％とされたことを特徴とする、耐熱性を向上した改質ナイロン６Ｔ部品の製造方法としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
ナイロン６Ｔに用いられるモノマーはテレフタル酸とヘキサメチレンジアミンとされ、アジピン酸（ａｄｉｐｉｃ ａｃｉｄ）或いはイソフタル酸（ｉｓｏｐｈｔｈａｌｉｃ ａｃｉｄ）をコモノマーとしてナイロン６Ｔを改質すると、その融点を加工できる水準にまで下げることができる。例えば、ジアシドモノマー中のジアシドコモノマーのモル分率が３０−４０％とされる時、ナイロン６Ｔ共重合体の融点は３１０−３２０℃となる。融点が３１０−３２０℃とされることによりナイロン６Ｔ共重合体が溶融加工可能となり、且つさらに合理的な耐熱性を具備する。これにより、すでに、Ｍｉｔｓｕｉ社のＡｒｌｅｎ及びＡｍｏｃｏ社のポリフタルアミド等が市場で取引されている。これらのナイロン６Ｔ共重合体は伝統的な成形機械で容易に加工でき、且つ合理的な耐熱性を具備している。本発明中、使用できるナイロン６Ｔ共重合体は、テレフタル酸、アジピン酸、及びヘキサメチレンジアミンの共重合体、及びテレフタル酸、イソフタル酸及びヘキサメチレンジアミンの共重合体、及びテレフタル酸、アジピン酸及びヘキサメチレンジアミンの共重合体等がある。
【０００８】
耐熱性を要求される応用例に対して、高温下での剛性は非常に重要な特性である。ガラス繊維を利用して改質ナイロン６Ｔを補強することにより、その高温下での剛性を補強できる。ガラス繊維含有量を増加する時、改質ナイロン６Ｔ組成物の機械性質例えば引っ張り強度や曲げモジュラスは増加する。このほか、ガラス繊維で補強した後、その熱変形温度及び高温寸法安定性もまた高くなる。これにより、耐熱性応用に供される改質ナイロン６Ｔ製品は適量のガラス繊維を補強物として含有する。
【０００９】
ＳＭＴ電子部品のなかには、難燃性の規格が要求されるものがある。ナイロン６Ｔ共重合体純樹脂の難燃性はあまり良好でなく、一般には、そのＵＬ９４燃焼性は僅かにＨＢレベルを通過できるだけである。多くの電子部品中、例えばＳＴＭに応用される部品の材料の難燃性に対する要求は比較的高い。多くの製品要求の規格はＵＬ９４燃焼性がＶ−０レベルである。これにより、難燃剤の添加が時として必要となる。しかし、過量の難燃剤はナイロン６Ｔ共重合体の物性に影響を与え得る。比較的有効な難燃剤系統例えば臭素化合物と酸化アンチモンの形成された相乗効果は、難燃剤使用量を減らすのに役立つ。使用できる難燃剤として、臭素を含む有機化合物、臭化ポリスチレン、ポリブロモスチレン、ジアンチモントリオキサイド、ジアンチモンペンタオキサイド、或いはその混合物等がある。
【００１０】
ある用途にあっては、部品に靱性が要求される。時として、ナイロン６Ｔ共重合体の靱性は不足することがあり、衝撃変調剤を添加することにより靱性を強化できる。ナイロン用衝撃変調剤にはナイロン６Ｔ共重合体にも適用できるものがある。使用できる衝撃変調剤にはエチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、無水マレイン酸−グラフト−エチレン−プロピレン−ジエン樹脂（無水マレイン酸−ｇ−ＥＰＤＭ）、或いはその混合物等がある。
【００１１】
本発明の方法は、ナイロン６Ｔ共重合体組成物の加工成形にも適用される。応用領域の違いにより、ナイロン６Ｔ共重合体組成物はナイロン６Ｔ共重合体樹脂、及び又はガラス繊維、及び又は難燃剤、及び又は衝撃変調剤（ｉｍｐａｃｔ
ｍｏｄｉｆｉｅｒｓ）、及び又は顔料で組成される。
【００１２】
ナイロンは水素結合を有する関係から、吸水の問題を有する。ナイロン６６を例に挙げると、室温下で２４時間浸水させた時の吸水率は約０．８％である。空気中でナイロン６６は非常に容易に吸湿し、ナイロン６６製品は高温下で水の気化により気泡を発生しやすい。ナイロン６Ｔ共重合体の吸水率はナイロン６６より低く、その室温で２４時間浸水させた時の吸水率は約０．２〜０．４％である。しかしナイロン６Ｔ共重合体は空気中で吸湿してその製品が高温下にあるときに気泡の現象を発生する。Ｍｉｔｓｕｉ社のＡｒｌｅｎ ＣＨ２３０ＮＫで製造した製品を例に挙げると、成形された製品は２６０℃の温度に耐えられるが、約２７０℃で気泡現象を発生する。数日間、製品を空気中で吸湿され、さらにその耐熱性を観察したところ、約２４０℃の温度で気泡現象が発生した。すなわち、ナイロン６Ｔ共重合体は空気中の吸湿がその耐熱性に影響を与える。もしナイロン６Ｔ共重合体の空気中での吸湿性を下げることができれば、その耐熱性を改善することができる。
【００１３】
本発明ではポリプロピレン樹脂を向上剤として使用し、ナイロン６Ｔ共重合体の吸湿性を下げ、これによりその耐熱性を改善する。例えば、ナイロン６Ｔ共重合体或いはその組成物の樹脂粒を先に少量のポリプロピレン樹脂粒と混合し、その後、適当な温度条件下で射出成形する。こうして製造した改質ナイロン６Ｔ部品は比較的低い吸水率を有し、これにより耐熱性が向上される。伝統的な方法と比較すると、本発明の方法により得られた改質ナイロン６Ｔ部品はより良好な耐熱性を表現する。使用するポリプロピレン樹脂含有量は０．１−５重量％であり、更に好ましくは０．５−２重量％である。
【００１４】
本発明は耐熱性を向上した改質ナイロン６Ｔ部品の製造方法を提供し、それはナイロン６Ｔ共重合体或いはその組成物を、向上剤としてのポリプロピレン樹脂存在下で、射出成形法により耐熱性を向上した製品を製造する。ナイロン６Ｔ共重合体或いはその組成物は先に０．１−５重量％のポリプロピレン樹脂と混合され、その後、適当な条件下で射出成形して改質ナイロン６Ｔ部品に形成される。従来の方法と比較すると、本発明の方法により得られる改質ナイロン６Ｔ部品は明らかに良好な耐熱性を具備する。
【００１５】
【実施例】
以下に具体的実施例により本発明を説明するが、これらの実施例は本発明の実施範囲を限定するものではない。
実施例１：
Ａｒｌｅｎ ＣＨ２３０ＮＫ樹脂粒（Ｍｉｔｓｕｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ，Ｉｎｃ．提供）と異なる比率のポリプロピレン樹脂粒を混合した後、射出温度３１０−３２５℃（Ｃ１：３１０℃，Ｃ２：３１５℃，Ｃ３：３２０℃，ノズル３２５℃）で射出成形し、型温度を１２０℃として加工してサンプルを形成する。得られたサンプルについてその機械性質を測定した。サンプルを相対湿度９５％及び４０℃の恒温恒湿箱中に９６時間置いた。その後、サンプルの吸水率及びサンプルの耐えられるリフロー温度を測定した。試験結果は表１に示すとおりである。表１より分かるように、ポリプロピレン樹脂添加後に機械物性を犠牲にしすぎることはない。ポリプロピレン樹脂を向上剤として使用することにより明らかな効果が得られる。ポリプロピレン樹脂使用量が増加すると、サンプルの吸水率は下がり、吸湿したサンプルはより高いリフロー温度に耐えられる。言い換えると、ポリプロピレン樹脂の使用によりナイロン６Ｔ共重合体の耐熱性を向上できる。
【表１】

【００１６】
実施例２：
Ａｒｌｅｎ ＣＨ２３０ＮＫ樹脂粒（Ｍｉｔｓｕｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ，Ｉｎｃ．提供）と異なる比率のポリプロピレン樹脂粒を混合した後、実施例１の条件下で射出成形してピンヘッダー製品を得た。製品を空気中に１００日放置し、そのリフロー性を測定した。結果は表２に示すとおりである。表２より分かるように、少量のポリプロピレン樹脂の存在によりナイロン６Ｔ部品の耐熱性が約５−１０℃高くなっている。しかし、ポリプロピレン樹脂の使用量が多過ぎ、例えば５重量％となると、製品を型から取り外す時の変形の問題が発生した。
【表２】

【００１７】
【発明の効果】
本発明の耐熱性を向上した改質ナイロン６Ｔ部品の製造方法は、ナイロン６Ｔ共重合体或いはその組成物を、向上剤としてのポリプロピレン樹脂存在下で、射出成形法により耐熱性を向上した製品を製造する。ナイロン６Ｔ共重合体或いはその組成物は先に０．１−５重量％のポリプロピレン樹脂と混合され、その後、適当な条件下で射出成形して改質ナイロン６Ｔ部品に形成される。従来の方法と比較すると、本発明の方法により得られる改質ナイロン６Ｔ部品は明らかに良好な耐熱性を具備する。

Claims (4)

1. ナイロン６Ｔ共重合体或いはその組成物をポリプロピレン樹脂を向上剤として加えて射出成形して耐熱性を向上した製品を得ることを特徴とする、耐熱性を向上した改質ナイロン６Ｔ部品の製造方法。
2. 請求項１に記載の耐熱性を向上した改質ナイロン６Ｔ部品の製造方法において、ナイロン６Ｔ共重合体が、テレフタル酸、アジピン酸、及びヘキサメチレンジアミンの共重合体、及びテレフタル酸、イソフタル酸及びヘキサメチレンジアミンの共重合体、及びテレフタル酸、アジピン酸及びヘキサメチレンジアミンの共重合体のいずれかとされたことを特徴とする、耐熱性を向上した改質ナイロン６Ｔ部品の製造方法。
3. 請求項１に記載の耐熱性を向上した改質ナイロン６Ｔ部品の製造方法において、ナイロン６Ｔ共重合体組成物がナイロン６Ｔ共重合体樹脂、及び又はガラス繊維、及び又は難燃剤、及び又は衝撃変調剤、及び又は顔料で組成されたことを特徴とする、耐熱性を向上した改質ナイロン６Ｔ部品の製造方法。
4. 請求項１に記載の耐熱性を向上した改質ナイロン６Ｔ部品の製造方法において、ポリプロピレン樹脂の使用量が材料全体の０．１−５重量％とされたことを特徴とする、耐熱性を向上した改質ナイロン６Ｔ部品の製造方法。