JP4021515B2

JP4021515B2 - ポリアミド樹脂用滑剤およびその製造方法

Info

Publication number: JP4021515B2
Application number: JP08925997A
Authority: JP
Inventors: 正人 ▲高▼木
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1997-04-08
Filing date: 1997-04-08
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2017-04-08
Also published as: JPH10279793A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融粘度を自由に設定できるとともに、射出成形性に優れ、さらには表面外観の良好な成形品を提供することが可能なポリアミド樹脂用滑剤およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形加工に使用されるポリアミド樹脂は、生産性、経済性の見地から、連続安定成形および成形サイクルの短縮など成形性の改良が求められている。
この要求に対して、高級脂肪酸金属塩、高級脂肪酸エステルなどの滑剤や高級脂肪酸などの溶融粘度調節剤が使用されている。
【０００３】
例えば、特公昭54−4742号公報や特公昭60−43863 号公報には、ステアリン酸カルシウムとモンタン酸またはその誘導体が、特開平４−76053 号公報には脂肪族カルボン酸が開示されている。
また、変性ポリオレフィンなども成形性の改良のために使用されている。
ところが、これまでの添加物では下記の問題があった。
【０００４】
１．エチレンビスステアリルアミド、脂肪酸塩、脂肪酸エステルなどを用いる場合、少量の添加量で溶融粘度を下げる効果を示すが、流動性向上のために添加量を増すと、プレートアウト（：成形時に滑剤が金型表面に析出することにより、成形品の表面状態が悪くなること）が生じ、使用できなくなる。
２．変性ポリオレフィンを用いる場合、プレートアウトは生じ難いが、効果が小さく溶融粘度を低下させるには多量の添加が必要である。
【０００５】
これらの欠点のために、成形性の向上には限界があった。
このため、少量の添加で溶融粘度を下げる働きがあり、かつプレートアウトが生じにくい滑剤が求められていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記した従来技術の問題点を解決し、溶融粘度を自由に設定できるとともに、射出成形性に優れ、さらには表面外観および機械的強度のいずれにも優れた成形品を提供することが可能なポリアミド樹脂用滑剤およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、相対粘度が 1.0〜2.0 である低分子量ポリアミドと、高級脂肪酸との反応物であることを特徴とするポリアミド樹脂用滑剤である。
前記第１の発明においては、前記高級脂肪酸が、炭素数16以上の飽和脂肪族モノカルボン酸および／または炭素数16以上の飽和脂肪族ヒドロキシカルボン酸から選ばれる１種以上であることが好ましい。
【０００８】
また、前記第１の発明においては、前記低分子量ポリアミドと前記高級脂肪酸の重量比が、95：５〜50：50であることが好ましい。
第２の発明は、相対粘度が 1.0〜2.0 である低分子量ポリアミドと、高級脂肪酸を押し出し機中で反応させることを特徴とするポリアミド樹脂用滑剤の製造方法である。
【０００９】
前記第２の発明においては、前記高級脂肪酸が、炭素数16以上の飽和脂肪族モノカルボン酸および／または炭素数16以上の飽和脂肪族ヒドロキシカルボン酸から選ばれる１種以上であることが好ましい。
また、前記第２の発明においては、前記低分子量ポリアミドと前記高級脂肪酸の重量比が、95：５〜50：50であることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
滑剤の作用は、滑剤の低表面張力部分が樹脂表面へ移動して、摩擦作用を減じるものであり、滑剤の樹脂表面への速やかな移行が必要である。
この移行速度の遅い滑剤は、滑剤としての活性が低い。
【００１１】
一般的に、滑剤の樹脂との相溶性が小さいほど、また、滑剤の分子量が小さいほど移行速度は大きくなる。
一方、プレートアウトは、滑剤の樹脂表面からの脱離現象であり、滑剤と樹脂との相溶性が小さいほど起こり易い。
したがって、従来の低分子滑剤では移行速度が大きいが、プレートアウトを起こし易くなる。
【００１２】
また、高分子滑剤では高分子量のため移行速度が小さく、変性ポリオレフィンなども変性部分とポリアミドの結合が起こるため、高分子量となり多量添加しないと効果を発揮しない。
以上の観点から鋭意検討を重ねた結果、本発明者は、低分子量ポリアミドと高級脂肪酸の反応物が、移行速度を高めかつプレートアウトし難い高効率な滑剤に使用できることを見い出し本発明を完成させたものである。
【００１３】
すなわち、第１の発明は、相対粘度が 1.0〜2.0 である低分子量ポリアミドと、高級脂肪酸との反応物であるポリアミド樹脂用滑剤を提供するものである。
上記した第１の発明においては、高級脂肪酸が、炭素数16以上の飽和脂肪族モノカルボン酸および／または炭素数16以上の飽和脂肪族ヒドロキシカルボン酸から選ばれる少なくとも１種以上であることが好ましい。
【００１４】
また、上記した第１の発明においては、低分子量ポリアミドと高級脂肪酸の重量比が95：５〜50：50の範囲にあることが、より好ましい。
また、第２の発明は、相対粘度が 1.0〜2.0 である低分子量ポリアミドと、高級脂肪酸を押し出し機中で反応させるという滑剤の製造方法を提供するものである。
【００１５】
上記した第２の発明においては、高級脂肪酸が、炭素数16以上の飽和脂肪族モノカルボン酸および／または炭素数16以上の飽和脂肪族ヒドロキシカルボン酸から選ばれる少なくとも１種以上であることが好ましい。
また、上記した第２の発明においては、低分子量ポリアミドと高級脂肪酸の重量比が95：５〜50：50の範囲にあることが、より好ましい。
【００１６】
本発明で用いる低分子量ポリアミドは、相対粘度が 1.0〜2.0 である。
相対粘度が 1.0未満の場合、移行速度が小さくプレートアウトが生じ易く、 2.0超の場合、移行速度が遅くなり、成形性向上に効果がない。
なお、上記相対粘度は、JIS K 6810（硫酸溶液法）で測定したものである。
本発明における低分子量ポリアミドとしては、カプロラクタムより作られるポリアミドオリゴマーやポリアミド合成時に精製過程で分離される低分子量成分、あるいはポリアミドの熱分解および加水分解精製物が使用できる。
【００１７】
これらの低分子量ポリアミドは２種以上を併用してもよい。
本発明における高級脂肪酸としては、炭素数16以上の飽和脂肪族モノカルボン酸および／または炭素数16以上の飽和脂肪族ヒドロキシカルボン酸から選ばれる少なくとも１種以上であればよい。
このような高級脂肪酸としては、例えばパルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、モンタン酸、12−ヒドロキシステアリン酸などが例示される。
【００１８】
これらの高級脂肪酸は２種以上を併用してもよい。
低分子量ポリアミドと高級脂肪酸の重量比は95：５〜50：50であることが好ましい。
高級脂肪酸が、重量比で５より少ない場合には滑剤としての効果が小さく、50を超える場合には滑剤のブリージングが著しくなる。
【００１９】
反応は両成分を加熱混合すればよく、その反応温度は 200〜350 ℃の範囲が好ましい。また、反応時間は５分〜10時間の範囲にあることが好ましい。
本発明のポリアミド樹脂用滑剤の製造方法においては、特に、上記した反応を押し出し機中で連続的に行う方法が好ましい。
また、上記した反応に用いる装置としては、通常の１軸および２軸押し出し機が例示される。
【００２０】
すなわち、原料を混合した後、押し出し機中で加熱混合し、押し出された反応物を冷却してペレット化する。
この際に、下記のような高分子量ポリアミド樹脂を混合してマスターバッチ化することも可能である。
本発明の低分子量ポリアミドと高級脂肪酸の反応物はアミド結合を有する化合物と推定される。
【００２１】
本発明の滑剤は様々なポリアミド樹脂に適用できる。
例えば、ラクタムの重縮合物、ジアミンと二塩基酸の重縮合物、ω−アミノカルボン酸の重縮合物などの各種タイプのポリアミド樹脂、またはそれらの共重合ポリアミド樹脂やブレンド物も用いることができる。
例えば、ナイロン６、66、 610、11、12などのホモポリマー、ナイロン66／６、66／610 、66／612 、66／6Tなどのコポリマーおよびこれらの相互ブレンド物が例示される。
【００２２】
本発明の滑剤の添加量は、ポリアミド樹脂100 重量部に対して 0.1〜10重量部の範囲が適当であり、特に好ましくは 0.1〜１重量部である。
0.1重量部未満の場合、成形性が向上せず、10重量部超の場合、プレートアウトが生じやすい。
本発明の滑剤を添加するとポリマの流動性が著しく向上する。
【００２３】
上記した流動性とは、概念的には溶融粘度を示し、実際的には射出成形機によってスパイラルフロー金型にて同一条件下における金型内のポリマー流動長を測定することにより判定され、ポリマー流動長が長いほど流動性の優れたポリアミドと判定される。
また、本発明のポリアミド樹脂用滑剤は、銅化合物などの安定剤、イオウ化合物などの老化防止剤または着色剤、充填剤、補強剤などの物質と併用することができる。
【００２４】
【実施例】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
なお、ポリアミドの相対粘度、成形性の評価、成形品の機械的特性の評価は、下記測定方法に従って行った。
【００２５】
(1) ポリアミドの相対粘度：
JIS K 6810（硫酸溶液法）に従って測定した。
(2) 成形品の引っ張り特性：
ASTM D−638 に従って測定した。
(3) 成形品の曲げ特性：
ASTM D−638 に従って測定した。
【００２６】
(4) 流動性：
射出成形機を用い、下記条件下で、厚み１mmの流動長試験片を樹脂圧1000kg/cm²で成形し、試験片のスパイラル流動長を測定した。
シリンダ温度：▲１▼ナイロン６の場合 240℃、▲２▼ナイロン66の場合 280℃
金型温度：80℃
(5) プレートアウト：
1000回の射出成形を行い、定期的に成型品および金型面を確認し、 700回以上良好な成型品が得られ、かつ金型面に付着物の生成がないことをもって良好と判断した。
【００２７】
（参考例１，実施例２〜４）
表１に示す低分子量ポリアミドおよび高級脂肪酸を、表１に示す重量比で混合した混合物を、240 ℃の条件下、30mmφ２軸押し出し機で加熱、混練、反応せしめ、押し出された反応物を冷却してペレットを得た。得られた反応物（ペレット）と、ナイロン６（相対粘度η_r＝2.6 ）またはナイロン66（η_r ＝2.62）とを、表２に示す重量比でドライブレンドした後、30mmφ２軸押し出し機で、ナイロン６の場合 240℃、ナイロン66の場合 280℃の条件下、混練後、長さ３mmのペレットを得た。
【００２８】
得られたペレットを、乾燥した後、下記条件下、射出成形し試験片を得た。
シリンダ温度：▲１▼ナイロン６の場合 240℃、▲２▼ナイロン66の場合 280℃
金型温度：80℃
次に、得られた試験片を、前記した測定法で評価した。
評価結果を表２に示す。
【００２９】
表２から明らかなように、本発明の滑剤を用いることにより、成形品製造時の流動性が優れ、表面外観、強度ともに優れた成形品が得られた。
（比較例１、２）
ナイロン６に滑剤としてエチレンビスステアロアミドを配合した以外は、実施例と同様の方法で試験片を得た。
【００３０】
次に、得られた試験片を、実施例と同様の方法で評価した。
評価結果を表２に示す。
表２に示されるように、エチレンビスステアロアミドの添加量が少ないときには、流動性が小さく、添加量を増すと流動性は向上するが、プレートアウトしてしまうことが明らかである。
【００３１】
なお、本発明によれば、本滑剤の添加量を調節することにより、成形時の溶融粘度を自由に設定可能である。
【００３２】
【表１】

【００３３】
【表２】

【００３４】
【発明の効果】
本発明の滑剤をポリアミド樹脂に添加することにより、成形時の流動性が良好で成形サイクルを短縮することができ、生産性を著しく向上させることが可能となるとともに、プレートアウトが少なく外観が良好で機械的特性に優れた成形品を得ることができる。

Claims

相対粘度が１．５〜２．０である低分子量ポリアミドと、炭素数１６以上の飽和脂肪族モノカルボン酸および／または炭素数１６以上の飽和脂肪族ヒドロキシカルボン酸から選ばれる１種以上の高級脂肪酸とを、前記低分子量ポリアミドと前記高級脂肪酸との重量比が９５：５〜５０：５０で押し出し機中、２００〜３５０℃の範囲の反応温度で反応させて得られた反応物であることを特徴とするポリアミド樹脂用滑剤。
相対粘度が１．５〜２．０である低分子量ポリアミドと、炭素数１６以上の飽和脂肪族モノカルボン酸および／または炭素数１６以上の飽和脂肪族ヒドロキシカルボン酸から選ばれる１種以上の高級脂肪酸とを、前記低分子量ポリアミドと前記高級脂肪酸との重量比が９５：５〜５０：５０で押し出し機中、２００〜３５０℃の範囲の反応温度で反応させることを特徴とするポリアミド樹脂用滑剤の製造方法。