JPH0379663A - ポリアミド樹脂組成物 - 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、樹脂組成物に関し、更に詳しくは優れた熱伝
導性及び耐熱性を示すポリテトラメチレンアジパミド（
ナイロン４６）樹脂組成物に関する。

［従来の技術］ 一般にポリアミド樹脂は機械的特性、耐熱性、耐摩耗性
及び外観に優れた性質を有するため、エンジニアリング
プラスチック材料として各分野において広く利用されて
いる。

しかしながら、放熱性を要求される部品用途においては
、熱伝導性が低いために、容易に熱変形温度を超える温
度まで部品の温度が上昇することがあり、使用範囲が限
定されていた。このような欠点を改良するためにポリア
ミドに種々の熱伝導性の優れた添加物を添加する方法が
提案されている。例えば金属粉、金属短繊維、黒鉛、マ
グネシア等を樹脂に練込む方法である。

このような提案にも拘らず、従来の方法では熱伝導性の
改善が達成できたとしても、組成物としての熱変形温度
が低いため発熱の大きな部分に供され製品（部品）とし
ての適用は不可能であった。

［発明の目的］ 本発明は上述の事情を背景としてなされたものであり、
その目的はポリアミドに、特定の熱伝導性充填材と繊維
状強化材とを配合することにより、熱伝導性と熱変形温
度とを大巾に改良し、放熱性を要求される分野への適用
可能な新材料を提供する点にある。

「発明の構成］ 本発明者らは熱伝導性と熱変形温度の双方を大巾に改善
した組成物を得るため、鋭意研究の結果、ナイロン４６
に、熱伝導性充填材と繊維状強化材とを併用して配合す
ることにより、前記目的が達せちれることを知見し、本
発明に到達した。

即ち、本発明のポリアミド樹脂組成物は、（Ａ、）ナイ
ロン４６ｖｊｆ脂、（Ｂ）熱伝導性充填材及び（Ｃ）繊
維状強化材からなり、特に該熱伝導性充填材ｆＢ）は、
アルミナ、窒化ケイ素、マグネシア、窒化ホウ素、窒化
アルミ及びセラミック繊維の群より選ばれた少なくとも
１種の繊維状、粉末状のものであり、その添加量が３０
〜７０重呈％の範囲にある組成物である。

以下本発明を説明する。

本発明において用いられる（Ａ）成分のナイロン４６樹
脂とは、酸成分としてアジピン酸またはその機能誘導体
を用い、アミン成分としてテトラメチレンジアミンまた
はその機能誘導体を用いて縮合反応により得られるポリ
アミドを主たる対象とするがそのアジピン酸成分または
テトラメチレンジアミン成分の一部を他の共重合成分で
置き換えたものでもよい。

ナイロン４６樹脂製造方法の好ましい態様は特開昭５６
−１４９４３０号公報及び特開昭５６−１４９４３１号
公報に記載されている。

本発明で用いられるナイロン４６樹脂の極限粘度はｍ−
クレゾールを用い３５℃で測定したとき、０．８０〜１
．９０であり、更には１．００〜１．６０の範囲にある
ことが望ましい。

１．９０を超える極限粘度のナイロン４６樹脂を用いる
場合には組成物の流動性向上効果が薄く、得られた成形
物の外観の光沢が失われるのみならず、その機械的熱的
性質のバラツキが大きくなるので好ましくない。

一方０．８０未満の極限粘度では、組成物の機械的強度
が小さくなる欠点を生ずる。

次に本発明に用いられる（Ｂ）成分の熱伝導性充填材は
アルミナ、窒化ケイ素、マグネシア、窒化ホウ素、窒化
アルミ、セラミック繊維の郡から選ばれる少なくとも１
種の繊維または粉体状のものである。本発明では（Ｂ）
は単独使用が一般的であるが、摩耗対策のような技術的
理由または生産コストの理由により、２種またはそれ以
上を混合使用する方が有利な場合がある。これらの粒子
径は０．１〜２００μｍの範囲のものが好ましい。一般
に微細になると練込みが困難となる。

なおセラミック繊維としてはアルミナ短繊維およびアル
ミナ・シリカ短繊維が好適である。アルミナ短繊維は通
常の方法（前駆体ポリマー法等）により作られるもので
、その組成は重量でアルミナ６０〜９８％、シリカ２〜
４０％である。またアルミナ・シリカ繊維はブローイン
グ法やスピニング法により作られるもので、その組成（
重量比率）はアルミナ４０〜６０％、シリカ４０〜６０
％である。これらの繊維径は０．５〜５μｍ、長さは５
０〜５００μｍの範囲のものが好ましい。

これら（Ｂ）成分の添加量は組成物全体の３０〜７０重
量％が好適である。３０重量％未満では熱伝導率の改善
効果が充分でなく、一方７０重量％以上になると物性が
低下するのみならず、混練・押出時のスレッド切れが多
くなり、生産困難となる。

本発明において用いられる（Ｃ）成分の繊維状強化材と
しては、ガラス繊維、アラミド繊維、カーボン繊維、ス
チール繊維などが例示でき、これらを２つ以上、組合せ
て使用することもできる。

これらの繊維状強化材の中ではガラスｕ＆ｉｔｔによる
強化が好ましく、ガラス繊維としては一般に樹脂の強化
用に用いられるものなら特に限定はない。

例えば長繊維タイプ（ガラスロービング〉や短繊維状の
チョツプドストランド、ミルドファイバーなどから選択
して用いることができる。またガラス繊維は集束剤（例
えばポリ酢酸ビニル、ポリエステル集束剤等）、カップ
リング剤（例えばシラン化合物、ボラン化合物等）、そ
の他の表面処理剤で処理されていてもよい。更にまた、
熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等の樹脂で被覆されていて
もよい。通常、長繊維タイプのガラス繊維は樹脂とのブ
レンド前またはブレンド後に所望の長さに切断されて用
いられるが、この使用態様も本発明においては有用であ
る。ガラス繊維長は組成物中に主たる部分が０．２ｍｍ
以上の長さになるようなものが好ましく用いられる。繊
維状強化材の配合量は少なくとも５％必要であり、５％
未満の場合は熱変形温度の改善が不充分である。

本発明の樹脂組成物は、必要に応じて顔料その他の配合
剤をその発現量添加してもよい。

このような配合剤としては、熱安定剤、着色剤、酸化防
止剤、滑剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤などが
挙げられる。

本発明の樹脂組成物を得るには任意の配合方法を用いる
ことができる。

通常これらの配合成分は可及的均一に分散させることが
好ましく、その全部または一部を、同時に、或いは別々
に、例えばブレンダー、ニーダ−ロール、押出機等の如
き混合機で混合し均質化させる方法や混合成分の一部を
、同時に或いは別々に、例えばブレンダー、ニーダ−、
ロール、押出機等で混合し、更に残りの成分を、これら
の混合機或いは押出機で混合し、均質化させる方法を用
いることができる。

更に、あらかじめトライブレンドされた組成物を加熱し
た押出機中で溶融混練して均質化したあと、針金状に押
出し、次いで所望の長さに切断して粒状化する方法であ
る。

このようにして作られた成形用組成物は、通常充分乾燥
された状態に保たれて、成形機ホッパーに投入され、成
形に供される。

更に、また組成物の構成原料をトライブレンドして直接
成形機ホッパー内に投入し成形機中で溶融混練すること
も可能である。

［実施例］ 以下実施例により本発明を更に説明する。

なお実施間中各種特性の測定は以下の方法によった。

（１）静的強度； 引張試験・・・ＡＳＴＭ　Ｄ−６３８に準拠。

曲げ試験・・・ＡＳＴＭ　Ｄ−７９０に準拠。

＠撃試験・・・ＡＳＴＭ　Ｄ−２５６＜アイゾツト・ノ
ツチ付）に準拠。

（２）熱変形温度： ＡＳＴＭ　Ｄ−６４８により荷重３６４ｐｓｉ、試験片
厚み１／４インチにて測定。

（３）熱伝導率測定 熱伝導率測定装置（柴山科学器機製５ＳＴＣ−１８型）
にて測定 テストピース形状＋５ｍｍ直径の円板、厚み１、５ｍｍ 比較例１〜５、実施例１〜１３ 表１の組成に基づき二軸押出機（日本製鋼製ＴＥＸ４４
）で溶融混練（シリンダー温度２７０〜３４０’Ｃ、ス
クリュー回転数１６’ＯｒｐｍＪ後、ペレット化した。

このペレットを水分率０．０５％以下に真空乾燥した後
、射出成形機（東芝機械製ＩＳ７５ｇ）にて成形し、上
記の物性値を測定した。なお成形条件は次の通りである
。シリンダー温度２８０・〜３１０°Ｃ５射出圧力９０
０　Ｋｇ／ｃＪ、金型温度１２０℃、冷却時間１５秒、
射出時間８秒。結果を表１にまとめて示す。なおテスト
に当りアルミナは住友化学のＡｌ−３２、窒化ケイ素は
電気化学の５Ｎ−Ｆｌ　、マグネシアはタテホ化学のＮ
Ｄフィラー、窒化ホウ素は電気化学のＧＰ、窒化アルミ
ナは電気化学のＡＰ−５０、アルミナ繊維はニチアスの
ルビール、アルミナ・シリカ繊維はニチアスのファイン
フレックスＴ／＃５１００　、アラミド繊維は帝人の「
テクノーラ」　〈登録商標）を夫々使用した。またナイ
ロン４６はオランダ国ＤＳＭ社のＴＷ２００を使用した
。

比較例に示すように繊維状強化材がないと熱変形温度が
低い。また充填剤量が３０％以上でないと熱伝導率の改
善効果が充分でない。実施例では熱伝導率は０．３８％
以上に改善されており、また熱変形温度も２８５℃と高
く、放熱性を必要とする部品に充分適用可能であること
がわかる。

比較例６ ボリアミドとしてナイロン４６の代りにナイロン６６〈
旭化或しオナ１３０Ｏ３）を用い実施例と同様に押出後
、成形し物性を測定した。熱変形温度が低く、この組成
では用途が限定される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（Ａ）ナイロン４６樹脂、（Ｂ）熱伝導性充填材及
   び（Ｃ）繊維状強化材からなるポリアミド樹脂組成物。 ２、熱伝導性充填材が、アルミナ、窒化ケイ素、マグネ
   シア、窒化ホウ素、窒化アルミ、セラミック繊維の群よ
   り選ばれた少なくとも１種の繊維状物又は粉末状物であ
   る請求項１に記載のポリアミド樹脂組成物。 ３、熱伝導性充填材の添加量が組成物全体の３０〜７０
   重量％である請求項１に記載のポリアミド樹脂組成物。 ４、セラミック繊維がアルミナ６０〜９８重量％、シリ
   カ２〜４０重量％よりなるアルミナ短繊維である請求項
   ２に記載のポリアミド樹脂組成物。 ５、セラミック繊維がアルミナ４０〜６０重量％、シリ
   カ４０〜６０重量％撚なるアルミナ・シリカ短繊維であ
   る請求項２に記載のポリアミド樹脂組成物。 ６、繊維状強化材がガラス繊維である請求項１に記載の
   ポリアミド樹脂組成物。 ７、繊維状強化材の添加量が組成物全体の５重量％以上
   である請求項１に記載のポリアミド樹脂組成物。