JPH0255761A

JPH0255761A - ポリアミド樹脂組成物

Info

Publication number: JPH0255761A
Application number: JP20892388A
Authority: JP
Inventors: Hajime Kanbara; 肇神原; Hajime Hata; 元畑
Original assignee: Shikoku Chemicals Corp
Current assignee: Shikoku Chemicals Corp
Priority date: 1988-08-22
Filing date: 1988-08-22
Publication date: 1990-02-26

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、ホウ酸アルミニウムウィスカーを配合してな
るポリアミド樹脂組成物に関する。ホウ酸アルミニウム
ウィスカーを充填材として配合することによって、ベー
スのポリアミド樹脂に比して強度２弾性率が大幅に増大
する。しかも小さな形状の製品に対しても補強が可能で
、製品の表面に充填材の露出することがない成形品を得
ることができる。

従来の技術ポリアミド樹脂は、機械的強度、耐熱性２耐油性等に優
れ、エンジニアリングプラスチックスとして自動車のホ
イールキャップや電気製品のケース、各種のギアをはじ
め、床材などの建材部品。

ボタンや櫛などの生活用品まで幅広い用途に使用されて
いる。

一般にポリアミド樹脂のような熱可塑性樹脂の組成物に
は強度９弾性率の増大や耐熱性の向上を目的として無機
充填材が配合されることが多い。

特に、繊維強化熱可塑性プラスチック（ＦＲＴＰ）の例
にみられるように、樹脂系構造用複合材における繊維状
充填材の占める位置は極めて重要であり、ガラス繊維・
アルミナ繊維などが補強性充填材として開発され応用さ
れている。また繊維長の比較的短いチタン酸カリウムな
どのウイスカ−も同様に補強性充填材として利用されて
いる。

ところで、これらの繊維強化熱可塑性プラスチックなど
の樹脂系構造用複合材の強度は、充填材である繊維とマ
トリックスを形成するプラスチックとの間の結合の存在
に左右されるので、強い結合を得るために、充填材の表
面をシリコン系、チタン系、アルミニウム系、ジルコニ
ウム系、ジルコアルミニウム系、クロム系、ボロン系、
リン系、アミノ酸系等のカップリング剤によって処理す
る方法が行われている。

発明が解決しようとする課題一般にポリアミド樹脂のような熱可塑性樹脂を高強度、
高弾性率の要求される用途に使用する場合、通常タルク
などの粉末充填材の添加量を増す方法とガラス繊維等の
高強度、高弾性の充填材を使用する方法とが知られてい
る。

しかしながら、前者の粉末充填材の添加量を増やす方法
は、熱可塑樹脂組成物の溶融時における粘度の上昇によ
って、作業性が悪化し、且つ耐衝撃性の低下、比重の上
昇、耐水性の低下等の弊害が起こる。

また後者のガラス繊維等を使用する方法は、ガラス繊維
が他の充填材に比べてサイズが大きいので、小さな形状
の製品に対しては充分な補強が出来ず、また成形後に製
品の表面に露出して外観上好ましくない。従来、ポリア
ミド樹脂に対して使用されてきたタルク、ガラス繊維等
の充填材はこのような欠点があった。

本発明は、充填材の添加量を増すことなく、高強度、高
弾性を有し、しかも製品の表面に充填材が露出すること
がない成形加工ができるポリアミド樹脂組成物を提供す
るものである。

課題を解決するための手段本発明者等は、このような事情に鑑み鋭意研究を重ねた
結果、ホウ酸アルミニウムウィスカーを充填材としてポ
リアミド樹脂に配合することによって、所期の目的を達
成した。

本発明の実施に適するポリアミド樹脂は、ナイロン６、
ナイロン６６、ナイロン６１０．ナイロン１２ナイロン
１１．ナイロン４６等であり、これらのポリアミド樹脂
は単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて併用し
てもよい。

本発明のポリアミド樹脂組成物は、これらのポリアミド
樹脂にホウ酸アルミニウムウィスカーを配合してなるも
のであり、代表的なホウ酸アルミニウムウィスカーは、
９Ａ１ｚＯ＋　・２ＢｚＯｚ及び２ＡｈＯｚ・Ｂ２（ｈ
で表わされる組成を持つものである。

なお本発明において用いられる９ＡＩ２０．・２８ｚ（
ｈで表わされる組成を持つホウ酸アルミニウムウィスカ
ーは、アルミニウム水酸化物及びアルミニウム無機塩の
中から選ばれた少なくとも一種のアルミニウム供給成分
と、ホウ素の酸化物１酸素酸及びそのアルカリ金属塩の
中から選ばれた少なくとも一種のホウ素供給成分を、ア
ルカリ金属の塩化物、アルカリ金属の硫酸塩及びアルカ
リ金属の炭酸塩の中から選ばれた少なくとも一種の溶融
剤の存在下９００〜１２００°Ｃの温度に加熱して反応
、育成させることによって製造することができ、また２
Ａ１２０３・Ｂｔｕｆｆで表わされる組成を持つホウ酸
アルミニウムウィスカーは、アルミニウム水酸化物及び
アルミニウム無機塩の中から選ばれた少なくとも一種の
アルミニウム供給成分と、ホウ素の酸、化物、酸素酸及
びそのアルカリ金属塩の中から選ばれた少なくとも一種
のホウ素供給成分をアルカリ金属の塩化物、アルカリ金
属の硫酸塩及びアルカリ金属の炭酸塩の中から選ばれた
少な（とも一種の溶融剤の存在下６００〜１０００°Ｃ
の温度に加熱して反応、育成させることによって製造で
きる。

これらの方法によって得られるホウ酸アルミニウムウィ
スカーは、繊維径０．０５〜５μｍ、繊維長２〜１００
μＩのものであり、小さな形状の製品に対する補強も可
能であり、且つ製品の表面に充填材が露出しない。

これらのホウ酸アルミニウムウィスカーの補強効果をさ
らに向上するために、ホウ酸アルミニウムウィスカーを
カップリング剤によって表面処理し、ホウ酸アルミニウ
ムウィスカーとマトリックスであるポリアミド樹脂との
濡れ性、結合性を改善することが望ましい。ホウ酸アル
ミニウムウィスカーのカップリング剤としては、シリコ
ン系。

チタン系、アルミニウム系、ジルコニウム系、ジルコア
ルミニウム系、クロム系、ボロン系、リン系、アミノ酸
系等の公知のものを用いることができる。

これらカップリング剤をホウ酸アルミニウムウィスカー
の表面に処理するには、スプレー装置を有するブレング
ー中にホウ酸アルミニウムウィスカーを添加し、ブレン
ダーを作動させながらカップリング剤をスプレーする方
法、水または有機溶媒にカップリング剤を溶解し、その
溶液中にホウ酸アルミニウムウィスカーを浸漬したのち
、溶媒を除去して乾燥する方法等が一般的である。また
これらカップリング剤の使用量については、ホウ酸アル
ミニウムウィスカーｌＯＯ重量部に対して通常０．０１
〜１０重量部、好ましくは０．１〜５重量部である。

なお、これらのカップリング剤はポリアミド樹脂とホウ
酸アルミニウムウィスカー及びその他の添加剤を混合し
てポリアミド樹脂組成物を調製する際に添加して配合す
ることもできる。

本発明におけるホウ酸アルミニウムウィスカーの使用量
は、ポリアミド樹脂組成物の用途によって適宜変更すべ
きであるが、−船釣には、ホウ酸アルミニウムウィスカ
ーの添加量がポリアミド樹脂に対して５重量部未満では
ウィスカーによる補強効果が十分に発現され得ないおそ
れがあり、またポリアミド樹脂に対するウィスカーの添
加量が１００重量部を超えると補強材の分散性が悪くな
り均一な成形用組成物ができないので、ホウ酸アルミニ
ウムウィスカーは通常ポリアミド樹脂の５〜１００重量
部、好ましくは１０〜８０重量部の範囲内で使用すべき
である。

本発明の実施においては、必要に応じて着色剤、分散剤
、可塑剤、酸化防止剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、難
燃剤、架橋剤、ガラス繊維等の補強性充填材及びその他
の充填材を添加することができる。

ポリアミド樹脂、ホウ酸アルミニウムウィスカー及びそ
の他の添加剤を含有するポリアミド樹脂組成物の調製は
、ブレンダー等を用いて常法により均一に混合すれば良
い。また、このようにして調製されたポリアミド樹脂組
成物は、通常の押出成形や射出成形等により所望の製品
に成形することができる。

以下実施例及び比較例に基づき本発明の詳細な説明する
。

実施例１ポリアミド樹脂（ナイロン６　商品名Ａ−１０３０ＳＲ
ユニチカ製）１００重量部に対して９Ａｌ、０．・２Ｂ
２０３の組成を持つホウ酸アルミニウムウィスカーを２
５重量部と５０重量部の割合で夫々加え、これを混合機
に入れて均一に配合し、次いで２軸押出機を用い、前記
調合物をベレット化し、乾燥した後、射出温度２４０°
Ｃ２金型温度８０°Ｃ９射出圧カフ７０Ｋｇ／ｃｒｅ、
Ｚの条件で射出成形して、その特性を測定した。

それらの結果は表１に示すとおりであり、本発明のホウ
酸アルミニウムウィスカーを配合した組成物は、ポリア
ミド樹脂単独、タルク充填組成物と比較して、引張強度
、引張弾性率２曲げ強度及び曲げ弾性率が大幅に向上し
ているみのであった。

なお引張強度の測定はＪＩＳに−７１１３により、曲げ
弾性率はＪＩＳ　Ｋ−７２０３により、またシャルピー
衝撃試験はＪＩＳ　Ｋ−７１１１により測定を行った。

また本例において９ＡｌｚＯｓ・２１ｈ（ｈの組成をも
つウィスカーを２ＡｈＯ：ｌ−［４，Ｑ、の組成をもつ
ウィスカーに代え、前記と同様の処理を繰り返して得た
ポリアミド樹脂組成物は表１とほぼ同じ性能を有するも
のであった。

実施例２メタノール２１の中にγ−アミノプロピルトリエトキシ
シラン（商品名ＫＢＥ−９０３信越シリコーン製）１０
ｇを加えて攪拌したのち、９八１２０３・２Ｂ２Ｏ３の
組成をもつウィスカー５００ｇを加え、室温でさらに１
５分間攪拌し、濾別して表面にカップリング処理をした
ウィスカーを造り、これを１１０°Ｃで３時間乾燥して
、実施例１と同様のポリアミド樹脂１００重量部に２５
重量部と５０重量部の割合で夫々加え、実施例１と同様
の方法で成形物を調製し、硬化させたのち、それぞれの
物性を測定した。その結果は表１に示すとおりであり、
このようにカップリング剤処理をホウ酸アルミニウムウ
ィスカーに施すことによってポリアミド樹脂に対する濡
れ性が改善され、補強効果が一層向上し、耐衝撃性も向
上した。

比較例１実施例１において、ホウ酸アルミニウムウィスカーの代
わりにタルク（商品名ＬＭＳ−１００富士タルク工業製
）をポリアミド樹脂１００重量部に対して５０重量部加
え、同様の方法で成形物を調製し、硬化させたのち、そ
れぞれの物性を測定した。その結果は表１に示すとおり
であった。

表１　ポリアミド樹脂組成物の物性＊１　ホウ酸アルミニウムウィスカー（未処理）傘２　
ホウ酸アルミニウムウィスカー（シリコン系力・ンフ“
リング剤処哩）発明の効果ポリアミド樹脂にホウ酸アルミニウムウィスカーを配合
することにより、少量の添加で高強度。

高弾性を有する成形物が得られるため、溶融時の粘度の
上昇による作業効率の悪化、耐衝撃性の低下、比重の上
昇、耐水性の低下等の弊害が少なくなる。

また、ホウ酸アルミニウムウィスカーは微小であるため
、小さな形状の製品の補強が可能であり、且つ成形製品
の表面にウィスカーが露出しない手続補正書昭和６３年ｌＯ月１８日昭和６３年特許願第２０８９２３号２、　発明の名称ポリアミド樹脂組成物３、補正をする者事件との関係：特許出願人（３）　　明細書１０頁３行目のｒＪＩｓ　Ｋ−７１１
１ＪをｒＪＩｓ　Ｋ７１１０Ｊに補正する。

（４）明細書１０頁１８行目から１９行目及び１１頁９
行目から１０行目の「調製し、硬化させたのち、それぞ
れ」を「調製したのち、それぞれ」に補正する。

（５）明細書１２頁の表中の引張弾性率及び曲げ弾性率
の単位ｒ　ｋｇ／＋ｎ＋ｎ２」をそれぞれｒｋｇｆ／ｍ
ｍ２］に補正する。

（６）明細書１２頁の表中の引張強度及び曲げ強度の単
位ｒ　ｋｇ／ｃｎ＋”　Ｊをそれぞれ［ｋｇｆ／ｃｍｚ
Ｊに補正する。

（７）明細書１２頁の表中のフイゾフト衝撃強度の単位
「ｋｇ・ｃｔａ／ｃｍ”　Ｊをｒ　ｋｇｆ　°ｃｍ／ｃ
ｍ”　Ｊに補正する。

以上明細書の発明の詳細な説明の欄６、補正の内容（１）明細書３頁１８行目の「熱可塑樹脂」を「熱可塑
性樹脂」に補正する。

（２）明細書１０頁２行目の「シャルピー衝撃」をｒア
イゾツト衝撃」に補正する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ポリアミド樹脂にホウ酸アルミニウムウィスカー
を配合してなるポリアミド樹脂組成物。
（２）ホウ酸アルミニウムウィスカーがカップリング剤
によって表面処理されていることを特徴とする請求項（
１）に記載のポリアミド樹脂組成物。
（３）ホウ酸アルミニウムウィスカーが９Ａｌ＿２Ｏ＿
３・２Ｂ＿２Ｏ＿３で表わされる組成からなることを特
徴とする請求項（１）及び（２）に記載のポリアミド樹
脂組成物。（４）ホウ酸アルミニウムウィスカーが２Ａ
ｌ＿２Ｏ＿３・Ｂ＿２Ｏ＿３で表わされる組成からなる
ことを特徴とする請求項（１）に記載のポリアミド樹脂
組成物。