JPH02127467A - ポリアミド樹脂成形材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、優れた強度、剛性等の機械的性質、表面外観
及び良好な導電性を備えたポリアミド樹脂成形材料に関
する。

［従来の技術］ 高い電気抵抗を有し、絶縁体であるポリアミドに導電性
を付与する方法の１つとして、導電性カーボンブラック
を配合する方法が知られている。

この方法ではその配合量によってポリアミドに任意に電
気抵抗値を設定できる。

しかし、この方法には導電性カーボンブラックを配合す
ることによって元来ポリアミドが有していた優れた特性
、例えば強度や耐衝撃強度が著しく低下し、且つ溶融粘
度が」二昇するため成形加工性が悪化し、表面外観が不
良になるといった欠点があり、実用には適さないという
問題点がある。

そこで、ポリアミド／カーボンブラック系の耐衝撃強度
を改良するため、特開昭５８−９３７５６号公報では変
性エチレン共重合体の配合が提案されている。しかしこ
の方法にも強度や剛性の低下が大きく、ポリアミドの特
性を充分保持しているとは言い難く、その実用途を限定
してしまっている。

更にポリアミドの剛性・強度を向上させる方法の１つと
して、無機充填材を配合する方法も知られている。例え
ば特開昭８１−８９８６４号公報では、ポリアミドと特
定の特性を有する導電性カーボンブラックからなる系に
、有機シランで処理した珪酸塩充填材を配合することに
よって良好な機械的性質を示す導電性ポリアミド成形材
料が得られると記載されている。しかし、このような組
成においては、電気抵抗が高く、所望の電気抵抗を得る
のに多量の導電性カーボンブラックを配合しなければな
らないという矛盾がある。又、そのため成形加工性や表
面外観も劣ることになる。

このように優れた機械的特性、表面外観、及び良好な導
電性を兼ね備えたポリアミド樹脂成形材料は今だ知られ
ておらず、現在にいたるも実用化されていないのである
。

［本発明が解決しようとする課題］ そこで本発明者らは、優れた機械的特性及び表面外観、
並びに良好な導電性を兼ね備えたポリアミド樹脂成形材
料を得るべく、鋭意検討を重ねた結果、ポリアミド／特
定の無機充填材／特定の導電性カーボンブラック／特定
のゴム状弾性体からなる組成物に高級脂肪酸金属塩、即
ち金属セッケンを所定量添加することで、優れた機械的
特性及び表面外観を損わずに電気抵抗が大幅に低下する
ことを見出し本発明に至った。

し課題を解決するための手段］ 即ち本発明は、 （１）ポリアミド　　　　　　　　　２２〜７４重量％
（２）ケイ酸カルシウムを主成分と する無機充填剤　　　　　　１５〜５０重世％（３）Ｂ
ＥＴ表面積＞　１，０００ｍ’／　ｇ　。

ＤＢＰ吸油曾＞　４５０ｍｌ／　１００ｇを有する導電
性カーボンブラック　３〜８重食％（４）酸無水物基を
有するゴム状弾性体８〜２０重量％ からなる組成物１００重世部に対して、高級脂肪酸金属
塩（金属セッケン）を０．０１〜０．５重量部を配合し
てなるポリアミド樹脂成形材料に関するものであり、優
れた機械的特性及び表面外観、並びに良好な導電性を兼
ね備えたポリアミド樹脂成形材料を提供するものである
。

本発明に使用されるポリアミドは、ジアミンとジカルボ
ン酸あるいはω−アミノ酸又はω−ラクタムから、各々
公知の方法により製造できる。具体的には、ポリアミド
６／６、ポリアミド６／１０、ポリアミド６／１２、ポ
リアミド４／６、ポリアミド６／６とポリアミド６／Ｔ
の共重合体、ポリアミド６、ポリアミド１１、ポリアミ
ド１２等であり、これらの混合物又は共重合体であって
もよい。特に強度・剛性に優れたポリアミド６／６、ポ
リアミド４／６、ポリアミド６７６とポリアミド６／Ｔ
の共重合体、ポリアミド６が好ましい。

本成形材料中のポリアミドの配合量は他の組成分の配合
口から決定され、２２〜７４重量％である。

又、好ましくは３５〜７４重量％である。２２重量％以
下では押出性、成形加工性が困難となり実用的でない。

本発明に使用される無機充填材は、ケイ酸カルシウムを
その主成分とするものである。具体的な例の１つとして
ウオラストナイトがある。ポリアミドとの接着性を向上
させ、優れた機械的特性を得るためにはアミノシランや
エポキシシラン等の有機シランカップリング剤で処理し
たグレードを使用することが特に好ましい。他の無機充
填材としては、ケイ酸マグネシウムを主成分とするタル
ク、ケイ酸アルミニウムを主成分とする焼成カオリン等
が知られているが、これらは射出成形時、成形片のゲー
ト部の外観不良が生じ易（、成形条件を限定してしまい
、実用上問題になる。

該無機充填材の配合量としては、１５〜５０重量％であ
り、好ましくは２０〜３５重世％である。１５重世％未
満では補強効果が充分でなく剛性が低いばかりか本発明
で使用される導電性カーボンブラックを同量配合しても
、電気抵抗が下がらず、所望の導電性を得るには、多量
のカーボンブラックを配合しなければならない。一方５
０重量％を越えると、溶融粘性が上昇して、押出性、成
形加工性、表面外観が不良になる。

本発明で使用される導電性カーボンブラックはＢＥＴ表
面積＞　１，０００ｒｒｉ’／　ｇ　ＳＤ　Ｂ　Ｐ吸油
量〉４５０　ｍｌ／　ｌｏＯｇなる特性を有する多孔度
の大きなカーボンブラックである。このようなカーボン
ブラックを使用することで、少量の配合で導電性をｆ４
与でき、機械的性質、表面外観の保持に有効である。上
記条件を満足する導電性カーボンブラックとして、ケッ
チエンブラックＥ　Ｃ−Ｄ　Ｊ　６００（ライオン掬製
、ＢＥＴ表面積り、２７０イ／ｇ。

ＤＢＰ吸油ｍ　４９５ｍｌ／　１００ｇ、多孔度８１．
９％）が市販されている。配合量としては３〜８重量％
であり、好ましくは３〜６重量％である。３重量％未満
では、上記の導電性カーボンブラックを使用しても電気
抵抗が下がらず、良好な導電性は付与できない。８重量
％を越えると押出作業性が著しく低下する。

本発明で使用されるゴム状弾性体は、耐衝撃強度の改良
のために配合されるが、酸無水物基を含有させることで
その効果は大きくなる。酸無水物基以外の官能基として
は、アイオノマーに代表されるカルボン酸金属塩基やカ
ルボン酸エステル基等も知られているが、本発明におけ
る配合では、耐衝撃強度の改良度合は小さく、かつ耐衝
撃強度のばらつきが大きい。本発明で使用されるゴム状
弾性体の具体例としては、エチレン−ブテン−１共重合
体、エチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジ
ェンブロック共重合体、及びその部分水素添加共重合体
等の無水マレイン酸変性体である。該ゴム弾性体の配合
量としては８〜２０重曾％である。８重但％以下では、
耐衝撃強度の改良が充分でなく、２０重量％を越えると
、強度・剛性の低下が大きく好ましくない。

本発明に使用される高級脂肪酸金属塩（金属セッケン）
は、特に限定されるものではないが、炭素数１４から３
２の脂肪酸が主成分として好ましく、イオン化傾向の高
い金属が好ましい。具体例として、ステアリン酸カルシ
ウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カリウ
ム、ステアリン酸亜鉛等が掲げられる。通常、これらの
金属セッケン類は、ポリアミド樹脂には滑剤として使用
されることが知られているが、本発明の成形材料におい
ては、滑剤としての働きもさることながら、主に導電性
付与助剤として作用することが見出された。その作用効
果につ・いては必ずしも明確ではないが、該金属セッケ
ンが乳化剤として働くことによってカーボンブラックの
分散性が向上する作用、更にイオン結合即ち静電相互作
用に基づく電気伝導性の補助的作用であると考えている
。配合量としては、前述の成分からなる組成物１００重
量部に対して、０．０１〜０．５重量部である。０．０
１重量部未満では、充分に電気抵抗が下がらず、良好な
導電性が付与されない。又０．５重量部を越えると、成
形片表面に浮き出て表面外観不良となる。

本発明の成形材料は、常用の単軸あるいは二軸押出機を
用い、溶融混練して製造することができる。製造方法に
ついては、特に限定するものではないが、導電性カーボ
ンブラックの配合においては、他の成分特に無機充填材
が、既に溶融混練された後で配合されるのが好ましい。

具体的な例として、予めポリアミド／無機充填材を溶融
混練して造粒する。次にこのベレット／導電性カーボン
ブラック／ゴム状弾性体／金属セッケンを溶融混練する
方法が掲げられる。この方法では、導電性カーボンブラ
ックが均一に混練でき、押出生産性が安定する。

本発明のポリアミド樹脂成形材料は、本発明の目的とす
る特性を損わない範囲において、ガラス繊維、熱安定剤
、可塑剤、他の樹脂、難燃剤を配合することができる。

［実　施　例］ 以下、実施例により本発明を更に説明するが、これらの
実施例によって本発明は限定されない。

実施例、比較例を実施するに当たり、各組成分として以
下のものを使用した。

（１）ポリアミド ポリアミド６／６・・・旭化成工業掬製、レオナポリア
ミド６・・・・・・・・・旭化成」ニ業Ｉｌｌ　レオナ
（２）無機充填材 ウオラストナイト・・・林化成（ｍｔ！Ａ、ＣＨ０６２
Ｎ１０（アミノシラン処理グレード） 焼成カオリン・・・・・・・・・エンゲルハード社製。

トランスリンク４４５ （アミノシラン処理グレード） （３）導電性カーボンブラック ＣＢ−１・・・・・・・・・・・・・・・ライオン掬製
、ケッチエンブラックＥ　Ｃ−Ｄ　Ｊ　８００ ＣＢ−２・・・・・・・・・・・・・・・同上、ケッチ
エンブラックＥＣ（ＢＥＴ表面積８００ ｒｒｆ’／ｇ、ＤＢＰ吸油酋３６０ ｍｌ／　１００ｇ、多孔度６６．３％）（４）　　ゴム
状弾性体 Ｍ−１・・・・・・・・・・・・・・・・・・旭化成工
業■、タフチックＭ　−１９４３１００重量部に対し て、無水マレイン酸（和光 純薬工業株製）２．６重量部、 バーへキサ２５Ｂ（日本油脂 ■製）０．２重量部を混合し て、池貝鉄工製ＰＣＭ３０二 軸押出機を用いて、２３０℃ で溶融混練し、造粒した。

次にこのベレット１７重量％ とタフチックＨ−１０５２（旭 化成工業■製）８８重量％を 池貝鉄工製ＰＣＭ３０二軸押 圧機を用いて、２３０℃で溶 融混練し、造粒したゴム状 弾性体。

Ｍ−２・・・・・・・・・・・・・・・・・・旭化成工
業■、タフチックＭ　−１９１３ Ｍ−３・・・・・・・・・・・・・・・・・・三井ポリ
ケミカル株製。

ハイミラン１７０６ （５）金属セッケン ５ｔ−Ｃａ・・・・・・・・・・・・三共有機合成掬製
、ステアリン酸カルシウム ５ｔ−Ｋ・・・・・・・・・・・・・・・キシダ化学掬
製、ステアリン酸カリウム ５ｔ−Ｚｎ・・・・・・・・・・・・堺化学掬製、ステ
アリン酸亜鉛 ＫＩ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・日本
天然瓦斯興業■製。

ヨウ化カリウム 本発明の範囲内と範囲外の一連の組成物を調製した。調
製方法は、まずポリアミドと無機充填材をベント式単軸
押出機を用いて溶融混練して造粒する。次にこのベレッ
トと他の組成分を第１表に示すような組成で混合し、ベ
ント式二軸押出機（池貝鉄工（製）、ＰＣＭ４５ｍ）を
用いて溶融混練し、造粒した。次いでこれらのベレット
を射出成形して、試験片を得、以下の方法に従って物性
を測定した。

（１）表面電気抵抗 １３０Ｘ　１３０　Ｘ　３　ｉｎの平板の中央部を４０
　Ｘ　４０ｍｍ　ｌ乎切削して、東亜電波工業社製５Ｍ
−１０Ｅ型極超絶縁計を用いて、測定電圧ＬＯＯＶ　Ｄ
　Ｃで測定した。

（２）アイゾツト衝撃強度 ＡＳＴＭ　　Ｄ２５Ｂに従って測定した。

（３）曲げ弾性率 ＡＳＴＭ　　Ｄ７９０に従って測定した。

（４）表面外観 １３０Ｘ１３０　Ｘ　３ｍｍの平板を成形し、肉眼で判
定した。

実施例（１）〜（４） 第１表に示すように、本発明の範囲内の成形材料は、優
れた剛性、耐衝撃性、表面外観と良好な導電性を兼ね備
えていることがわかる。

比較例（１）〜（３） 無機充填材が本発明範囲外の配合量では、押出性が困難
になる、剛性が低いといった欠点が表われる。また、ケ
イ酸カルシウムを主成分とするウオラストナイトの代わ
りに、ケイ酸アルミニウムを主成分とする焼成カオリン
を使用するとゲート付近の外観、が不良になる。

比較例（４）〜（６） 本発明範囲外の特性を有する導電性カーボンブラック（
ケッチエンブラックＥＣ）では、電気抵抗が下がらない
。又、本発明範囲外の配合■では電気抵抗が下がらない
、押出困難になるといった欠点が表われることがわかる
。

比較例（７） 本発明範囲外のゴム状弾性体、すなわち酸無水物基の代
わりにカルボン酸金属塩基、カルボン酸エステル基を有
するゴム状弾性体を配合するとアイゾツト衝撃強度が低
く、且つばらつきも大きいことがわかる。

比較例（８）〜（９） ステアリン酸カルシウムを配合しないと電気抵抗が下が
らず、又本発明範囲以上の配合量では外観不良になるこ
とがわかる。

実施例（Ｌ）　、　（５）　、　（６）、比較例（８）
、（ｔｏ）第２表に示すように、本発明範囲内の組成物
は、比較例（８）との比較から良好な導電性を示すこと
がわかる。更に、比較例（１０）に示すように、本発明
範囲外の金属イオン化合物を添加しても、導電性向上効
果はわずかであることがわかる。

［発明の効果］ 本発明のポリアミド樹脂成形材料は、優れた機械的性質
、表面外観と良好な導電性を兼ね備えており、実用的な
成形材料である。

従って、本発明の成形材料は自動車分野、電気・電子分
野において、導電性や帯電防止性が要求される外装部品
やハウジング等に好適である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（１）ポリアミド２２〜７４重量％ （２）ケイ酸カルシウムを主成分とする無機充填剤５〜
   ５０重量％ （３）ＢＥＴ表面積＞１，０００ｍ＾２／ｇ、ＤＢＰ吸
   油量＞４５０ｍｌ／１００ｇを有する導電性カーボンブ
   ラック３〜８重量％ （４）酸無水物基を有するゴム状弾性体８〜２０重量％ からなる組成物１００重量部に対して、高級脂肪酸金属
   塩を０．０１〜０．５重量部を配合してなるポリアミド
   樹脂成形材料。