JP2735915B2 - 吹込成形用の改良したナイロン組成物 - Google Patents

吹込成形用の改良したナイロン組成物

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 半結晶性のポリアミドは、良好な耐溶剤性と高温にお
ける良好な性質を必要とする多くの用途において広汎に
用いられている。ポリアミドは一般に射出成形によつて
加工されるが、自動車及びその他の装置においては、中
空であつて射出成形による製造が、きわめて困難である
か又は経済的ではない多くの部品が存在する。これらの
部品の多くは、重合体系が適当な溶融強度と粘度を有し
ている限りは、吸込成形によつて製造することができる
ものと思われる。残念なことに、射出成形のために常用
されるポリアミドは一般に10000〜25000の数平均分子量
を有しており、それは押出吹込成形に対して適当なもの
とするためには低過ぎる。通常の射出成形可能なポリア
ミドから成る吹込成形可能なポリアミド組成物を有する
ことは望ましいことである。
多くの用途に対して、向上した靱性を有するポリアミ
ド組成物が必要である。従来の技術は強靱化剤によるポ
リアミドの修飾のための種々の方法を記している。この
ような強靱化剤は、少量のカルボキシル又は酸無水物官
能性を有する低モジユラスエチレン共重合体を包含す
る。その他の強靱化剤としては金属カチオンで中和した
エチレン−酸共重合体がある（エプスタイン、米国特許
第4,174,358号又はマーチ、米国特許第3,845,163号参
照）。ポリアミドとこのような強靱性化剤の組合わせ
は、丈夫で射出成形と押出しに対して適する独特の組成
物を提供する。しかしながら、これらの組合わせは吸込
成形において使用するためには最適であるものよりも低
い粘度と溶融強度を有するにすぎない。
発明の要約 最近、関連する特許願において、ポリアミドと前記の
強靱化重合体のかかる組合わせの溶融粘度は、ポリアミ
ドと優先的に反応して分子量を増大させるためのカツプ
リング又は架橋剤として働らく少量の酸無水物に富んだ
重合体の添加によつて、実質的に上昇することを記して
いる。同時に、このような酸無水物に富んだ重合体は強
靱化重合体とも同様に反応して、その粘度を高める。か
くして、酸無水物に富んだ重合体の添加は、半結晶性ポ
リアミドを、種々の形態の中空の固い部品とするために
押出し吹出込成形によつて容易に加工することができる
ようにする。
ここに、フイブリル状の含ふつ素重合体を添加すると
きは、酸無水物に富んだ共重合体又は強靱化重合体の量
を低下させることができるということが見出された。
組成物は本質的に： ａ）99〜65重量部の、10000〜25000の数平均分子量を有
する、半結晶性ポリアミド； ｂ）１〜30重量部の； １）金属カチオンによって部分的に又は完全に中和して
ある、少なくとも一つのα−オレフィンと少なくとも一
つのα，β−不飽和有機カルボン酸のイオン性共重合
体、又は ２）ポリエチレン及び０重量％以上（０重量％は除く）
10重量％までのカルボン酸又はカルボン酸無水物官能性
部分を含有する官能化ポリエチレンの混合物のいずれ
か；及び ｃ）0.1〜３重量部の、マレイン酸無水物と、たとえ
ば、スチレン、エチレン又はオクタデセンのような、α
−オレフィンの交互する単位を含有し且つ少なくとも15
重量％の酸無水物単位を含有する、酸無水物に富んだ共
重合体； ｄ）0.1〜３重量部のフイブリル状含ふつ素重合体樹脂 から成っている。
いうまでもなく、存在する各添加剤の量は相対的なも
のである。たとえば、成分（ｂ）の量を低下させるとき
は成分（ｃ）の量を増大させなければならず、またより
多量の成分（ｂ）を用いるときは、（ｃ）の量を低下さ
せることができる。同じ原理が成分ｄ）に対しても当て
はまる。
これらの組成物は、ベースポリアミドと比較して高い
溶融強度を有している。この性質は組成物を吹込成形で
きるようにすることを助ける。これらの組成物は、たと
えば、容器又はフード下使用のための自動車部品のよう
な、中空部品を製造するために、押出し吹込成形によつ
て容易に加工することができる。
発明の詳細な説明 本発明の組成物のポリアミドマトリツクス樹脂は、こ
の分野で公知であり、約10000〜25000の数平均分子量を
有し、かつ一般にナイロンと呼ばれる半結晶性の樹脂を
包含する。適当なポリアミドは米国特許第2,071,250号;
2,071,251号;2,130,523号、2,130,948号;2,241,322号;
2,312,966号;2,512,606号及び3,393,210号中に記載のも
のを包含する。ポリアミド樹脂は、等モル量の４〜12炭
素含有飽和ジカルボン酸と４〜14炭素原子含有ジアミン
の縮合によつて製造することができる。過剰のジアミン
を使用して、ポリアミド中にカルボキシル末端基よりも
過剰のアミン末端基を与えることもできる。ポリアミド
の例は、ポリヘキサメチレンアジパミド（66ナイロ
ン）、ポリヘキサメチレンアゼラミド（69ナイロン），
ポリヘキサメチレンセバカミド（610ナイロン）及びポ
リヘキサメチレンドデカノアミド（612ナイロン）、ラ
クタムの開環重合によつて製造したポリアミド；すなわ
ち、ポリカプロラクタム、ポリラウリツクラクタム、ポ
リ−11−アミノウンデカン酸、ビス（パラアミノシクロ
ヘキシル）メタンドデカノアミドを包含する。本発明に
おいては上記の重合体の共重合によつて又は上記の重合
体あるいはその成分の三元重合によつて製造したポリア
ミド；たとえば、アジピン酸、イソフタル酸、ヘキサメ
チレンジアミン共重合体を使用することも可能である。
ポリアミドは200℃を越える融点を有する線状のもので
あることが好ましい。組成物の重量で99％程度の多量が
ポリアミドから成っていてもよいが；しかしながら、好
適な組成物は重量で60〜99％、さらに狭くは80〜95％、
のポリアミドを含有する。“半結晶性”とは、ポリアミ
ドが、米国特許第4,410,661号の１及び２縦欄に記すよ
うに、測定できる溶解熱を伴う明確な融点を有している
ことを意味する。
イオン性の共重合体は、少なくとも一つのアルフア−
オレフインと少なくとも一つのアルフア、ベーター不飽
和カルボン酸の繰返し単位から成っており、その中で酸
部分は少なくとも部分的に金属でイオン化してある。ア
ルフア−オレフインは２〜６炭素原子のものであること
が好ましく、酸は３〜６炭素原子のものであることが好
ましい。アルフア−オレフインはエチレンであり、酸は
アクリル酸又はメタクリル酸であることが好ましい。そ
の他の重合可能な共単量体、たとえばアクリル酸エステ
ル又はメタクリル酸エステル、を存在させることもでき
る。金属イオンは、たとえば、Na、Zn、Al、Ｋなどのよ
うに、一価、二価又は三価のものとすることができる。
代表的な共重合体は亜鉛で70％中和したエチレン／アク
リル酸イソブチル／メタクリル酸（80/10/10）を包含す
る。
未変性ポリエチレンを用いるときは、相溶化剤として
酸無水物変性ポリエチレン（１％のマレイン酸無水物で
変性）を用いる。使用するポリエチレンは高密度又は低
密度ポリエチレンとすることができる。官能化したポリ
エチレンは０重量％以上（０重量％は除く）10重量％に
至るまでのカルボン酸又はカルボン酸無水物官能基を含
有するポリエチレンとすることができる。これらはエプ
スタイン、米国特許第4,174,358号中に記されている。
ポリエチレンの官能化ポリエチレンに対する比は重量で
1:1乃至2:1であることが好ましい。
少量の酸無水物に富んだ重合体が第三の添加成分を構
成する。この成分はスチレンとマレイン酸無水物の交互
重合体（たとえば、ARCOケミカル社からのSMA3000）、
エチレンとマレイン酸無水物の交互重合体（たとえば、
モンサント ケミカル社製のエチレン−マレイン酸無水
物重合体EMA−31）、又は高級α−オレフイン／マイレ
ン酸無水物重合体（たとえば、ガルフ オイル社製のオ
クタデセン−マレイン酸無水物重合体PA−18）とするこ
とができる。交互とは、単位が共単量体間で実質的に交
互していることを意味する。
フイブリル状含ふつ素重合体樹脂は非溶融加工性テト
ラフルオロエチレン重合体であることが好ましい。テト
ラフルオロエチレン重合体は分散重合方法によつて製造
するが、この場合は重合の間に生成する重合体粒子が反
応混合物中で分散した状態を保っている。その粒子を凝
固させたのち乾燥する。本発明の組成物中に物理的に混
入する間に粒子がフイブリル化する。
フイブリル化するポリテトラフルオロエチレン（PTF
E）は公知の材料であつて、市販品として容易に入手す
ることができる。市販のフイブリル化できるPTFEは、乳
化重合によつて製造した水性分散物の形態又は水性分散
液からの樹脂の分離とその後の乾燥によつて取得した粉
末の形態にある。フイブリル化できるPTFEの水性分散液
は通常は数十パーセント、たとえば60％に至るまでの約
0.2μｍの直径を有するPTFE粒子を含有しているけれど
も、粉末状の生成物は、これらの粒子の約0.5mmの平均
直径の凝集物である。いずれのPTFE粒子も、それに機械
的なせん断力を加えるときは、フイブリル状に変化す
る。
市販のフイブリル化できるPTFEのいくつかの例は次の
とおりである：粉末状製品の例としてテフロン6J（三井
フルオロケミカル社製品）、テフロン6JC（同社製
品）、ポリフロンＦ−103（ダイキン工業製品）及びポ
リフロンＦ−201（同社製品）並びに水性分散物製品と
してのテフロン30−Ｊ（三井フルオロケミカル社製品）
及びポリフロンＤ−１とＤ−２（ダイキン工業製品）。
予想外なことに、添加物成分の量を、特定の低せん段
／高せん断粘度比が得られるようなものとするとき、良
好な吹込成形樹脂が生じることが見出された。たとえ
ば、１秒間当り3.5のせん断速度と１秒当り588のせん断
速度で粘度を測定するときに、低せん断粘度の高せん断
粘度に対する比が約５又は６ぐらいよりも大であれば、
組成物を押出し吹込成形することができる。
本発明の組成物を製造するために用いる成分は、成分
を転回混合し、その混合物を吹込成形装置の押出機に供
給することによつて混和することができる。しかしなが
ら、酸無水物に富んだ共重合体を均一に分散させ、次い
でそれを溶融押出機（たとえば単軸押出機又は二軸押出
機）のような装置の使用によつて、他の成分と溶融混合
することが好ましいことが見出されている。混合した生
成物をペレツト状とし（すなわち、押出したストランド
を切断する）、乾燥したのち、押出し吹込成形機（たと
えば、ロシユロー社、ヘイセン社、などによつて製造）
を用いる吹込成形に対して使用して、容器のような中空
容器に加工する。
実施例 以下に記す実施例は、ポリアミドとしてアジピン酸と
ヘキサメチレンジアミンから製造した66ポリアミド“ザ
イテル”（数平均分子量16,000〜20,000）を使用して行
なった。アイオノマーポリオレフイン添加物は、70％亜
鉛中和エチレン−メタクリル酸（90/10）共重合体
（“サーリン"9520）であつた。
使用した酸無水物に富んだ共重合体は、アルコケミカ
ル社によるSMA−3000、スチレン−マレイン酸無水物共
重合体及びガルフオイル社（ケミカルス支社）製のPA−
18、オクタデセン−マレイン酸無水物共重合体である。
使用した含ふつ素重合体は、デユポン社からのテフロ
ンフルオロポリマー6C又は60であつた。
数平均分子量はウオータース150Cゲル浸透クロマトグ
ラフイー装置により110℃においてメタ−クレゾールを
溶剤として用いて測定した。
溶融粘度はケイネス試験機社製の溶融毛管レオメータ
ーによつて測定した。メルトフローはデラウエア州、ウ
イルミントン、F.F.スローン社製のメルトインデツクス
装置を用いて測定した。
材料を単一のスクリユーを備えたスターリング押出機
又はウエルナーアンドフライデラー二軸押出機を用いて
押出し混合し、重合体ストランドをペレツト状に切断
し、乾燥したのち、ロシユロー押出し吹込成形機を用い
て１クオートの容器の吹込成形に使用した。
吹込成形方法 適当な材料の混合物を２インチのスクリユーを備えた
押出機を用いて混合及び溶融押出しし、ストランド状と
した重合体溶融物を小ペレツト状に切断した。
次いでペレツトを、１−1/2インチの直径のスクリユ
ー及び１クオートの容量のびんを製造するための型を備
えた吹込形成機に供給した。押出機温度は約270℃に保
った。切断し且つ吹込成形して容器とする前に、押出機
を停止させ、溶融したパリソンを立たせてそれ自体の重
さを支持させることによつて、溶融物の垂直に押出した
管（パリソン）の強度について定性的に判定した。パリ
ソンが適当な強度を有していないときは、パリソンは容
易に破壊し、溶融物は溶け落ちて、吹込成形により容器
とすることができない。それが良好な強度を有している
ときは、溶融した管（パリソン）は破壊することなくそ
れ自体を支持して、容器とするための吹込形成が可能と
なる。
比較例１ 90部の66ポリアミドと10部のアイオノマー共重合体を
用いるときは、押出した溶融物は、それ自体を支持する
ために十分な強度を有しておらず、破壊して急速に落下
した。容器は吹込成形できなかつた。
比較例２ 比較例１の混合物への0.5部の無水物に富んだ共重合
体の添加は役に立たず、申し分ない容器の製造には十分
でなかつた。
実施例１ 比較例２の組成物（88.5部のポリアミド、10部のイオ
ノマー共重合体及び0.5部の無水物に富んだ共重合体）
を１部のフルオロポリマーテフロン6Cと混合した。前記
のようにして吹込成形すると、良好な吹込成形容器を与
えた。
第１表は比較例１及び２並びに実施例１に対して用い
た成分及び吸込成形性の結果を示す。
同様にして、第１表中に示した成分を用いて、その他
の実施例及び比較例を行ない、その結果をも同表中に示
した。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｌ 27:18）

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ａ）99〜65重量部の、10000〜25000の数平
    均分子量を有する、半結晶性ポリアミド； ｂ）１〜30重量部の； １）金属カチオンによって部分的に又は完全に中和して
    ある、少なくとも一つのα−オレフィンと少なくとも一
    つのα，β−不飽和有機カルボン酸のイオン性共重合
    体、又は ２）ポリエチレン及び０重量％以上（０重量％は除く）
    10重量％までのカルボン酸又はカルボン酸無水物官能性
    部分を含有する官能化ポリエチレンの混合物のいずれ
    か；及び ｃ）0.1〜３重量部の、マレイン酸無水物とα−オレフ
    ィンの交互する単位を含有し且つ少なくとも15重量％の
    酸無水物単位を含有する、酸無水物に富んだ共重合体； ｄ）0.1〜３重量部のフイブリル状含ふつ素重合体樹脂 から成る組成物。
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