JPH0423863A

JPH0423863A - 高強度ポリアミド樹脂組成物及びその製造法

Info

Publication number: JPH0423863A
Application number: JP2127487A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Moriwaki; 森脇　毅; Kenji Tsutsui; 筒井　謙二
Original assignee: Kishimoto Sangyo Co Ltd
Current assignee: Kishimoto Sangyo Co Ltd
Priority date: 1990-05-17
Filing date: 1990-05-17
Publication date: 1992-01-28
Anticipated expiration: 2016-05-28
Also published as: EP0457198A2; JP3169951B2; EP0457198A3; US5250604A

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】（ａ）、産業上の利用分野この発明は、高強度、高剛性で且つ吸水による物性低下
の少ない新規なポリアミド樹脂組成物とその成形物の製
造法に関する。

（ｂ）、従来の技術ポリアミド樹脂はその成形体の優れた機械的性質を有す
ることから、特に機械部品、電機部品、自動車部品など
に射出成形品の形で利用されている。特にポリアミドは
、ガラス繊維を配合した場合、強度、剛性、耐熱性、耐
衝撃性などが著しく向上する特性に優れている。

ポリアミド樹脂のか−る特性は、分子鎖を構成するアミ
ド基の作用によるものが多いが、このアミド基は反面水
分を多量に吸収し、それにより分子が柔軟になるため、
強度、剛性が著しく低下する欠点がある。脂肪族系ポリ
アミド樹脂のか−る欠点は、この材料を高性能の用途に
採用しようとするに当っては、大きな障害になる。その
ため、これを改良する目的で、多くの提案がなされてい
る。

か−る目的に開発されたポリアミドとして、分子鎖に芳
香族炭化水素を導入したものがある。この材料は通常ポ
リアミドの出発物質であるジアミン、二塩基酸の何れか
を芳香族環を含む成分を使用した所謂半芳香族型ポリア
ミドである。芳香族炭化水素の導入により分子鎖の剛性
が向上し、材料の剛性、耐熱性が向上し、又吸水率が低
下することから吸水時の物性低下が軽減する。反面、物
性面では、分子鎖の剛性が高いため耐衝撃性が低下する
欠点がある。又成形加工面では、流動性が悪くなり、更
に分子鎖の剛性が大きいため結晶化し難くなる。そのた
め一般に金型温度を高くし、徐冷して結晶させる必要が
あるため、成形加工面では極めて不利であり、結晶化の
不完全さによる物性、寸法の変動範囲も大きくなる。

従ってこの技術的手段では成形加工性、耐衝撃性、強靭
性などを兼ね備え、且つ経済的に使用出来る材料は完成
されず、その改善が強く要望されていた。

（Ｃ）０発明が解決しようとする問題点本発明者らは前
述のような従来技術の制約を超え、耐衝撃性、強靭性、
成形加工性の何れにも優れ、而も吸水による物性低下の
少ないポリアミド樹脂組成物を鋭意研究した結果、本発
明の組成物とその製造法を開発し、本発明を完成させた
のである。

（ｄ）０問題点を解決するための手段本発明は、（１）脂肪族系結晶性ポリアミド樹脂９５〜６０重量％
と半芳香族非晶性ポリアミド樹脂５〜４０重量％の混合
物１００！ｉ量部、ガラス繊維２５〜１５０重量部より
成る強化ポリアミド樹脂組成物。

（２）脂肪族系結晶性ポリアミド樹脂９５〜６０重量％
と半芳香族非晶性ポリアミド樹脂５〜４０重量％の混合
物１００重量部、ガラス繊維２５〜１５０重量部の混合
物を日本国特許第１１０４７２７号に記載された混練機
構を備えたスクリュー式射出成形機を使用して成形品を
製造する強化ポリアミド樹脂成形物の製造法。

により構成される。

こ−でいう脂肪族系ポリアミドとは、主鎖にアミド結合
をもつ重合体で、ジアミンと二塩基酸との重縮合、ラク
タムの開環重合、アミノカルボン酸の重縮合などにより
得られる直鎖状の高分子である。ポリアミドの例として
は、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６６）、
ポリへミサメチレンセバミド（ナイロン６．１０）ポリ
カプロラクタム（ナイロン６）、ポリウンデカノアミド
（ナイロン１１）、ポリラウリルラクタム（ナイロン１
２）などがある０本発明の配合物には、共重合体例えば
ナイロン６−６６も含まれる１本発明のポリアミドは、
材料の汎用性、価格、の点で、好ましくはポリカプロラ
クタム（ナイロン６）及びポリヘキサメチレンアジパミ
ド（ナイロン６６）である。

本発明に係る組成物で良好な物性を発揮させるには、か
＼る脂肪族系ポリアミドの結晶性を向上させるのが好ま
しい、か＼る目的で各種の造核剤を添加するのが好まし
い、造核剤の例としては、微粒子タルク、ＰＥＴ粉末、
有機リン化合物例えばリン酸ビス（４−ｔ−ブチルフェ
ニル）ナトリウム、リン［４−ｔ−ブチルフェノールマ
グネシウムなどがある。これらは通常樹脂に対し０．０
１〜１％配合される。

本発明で使用される半芳香族型非品性ポリアミド樹脂は
、分子鎖に直鎖状脂肪族炭化水素、分岐脂肪族炭化水素
、脂環状飽和炭化水素、芳香族炭化水素などを含む主鎖
単位をアミド基で結合させた形態の分子構造を有する高
分子であり、実質的に非品性の透明なポリアミドである
。このポリアミドは融点を有せず、ガラス転移点（Ｔｇ
）は１００〜２００℃である０本発明で使用される非品
性ポリアミドとしては、好ましくはガラス転移点が１２
０〜１５０℃の範囲のものである。

結晶性ポリアミド中にか−る非品性ポリアミドを分散・
配合する効果は、後述の実施例から明らかなように、配
合物の物性が両成分の単純な加成性となるのではなく、
少量の非品性ポリアミドの配合でも顕著な改良効果が発
揮されるのは驚くべきことである。非品性ポリアミドは
その原料組成の複雑さから必然的に結晶性ポリアミドよ
りも高価になるが、本発明の配向によれば、少量配合で
も大きな効果を挙げ得るため、コストパーフォーマンス
上極めて有利である。

か〜る効果を有効に発揮させる結晶性ポリアミドと非品
性ポリアミドの比率は９５１５乃至６０／４０重量比で
ある。非品性ポリアミドの比率がこれより少ないと目的
とする改良効果が顕著でなく、又これ以上非品性ポリア
ミドを配合しても改良効果は殆ど飽和状態であるため向
上せず、而も成形品の表面状態が低下するため実用的で
はない。

本発明の組成物には繊維状強化材が配合される。

強化材としては一般的な材料はガラス繊維であり、通常
Ｅガラスと呼ばれるガラス質であり、繊維径５〜１５μ
、長さ３〜６■−のチョツプドストランドファイバーの
形態で市販されている。他の材質としては、Ｓガラスを
使用した高強度ガラス繊維がある。他の強化材として、
炭素繊維、チタン酸カリウムウィスカー、アルミナ繊維
、ジルコニア繊維、ＭＯＳ　（Ｍｇ　ＳＯ４・５Ｍｇ　
０　・８　Ｈｓ−０）などがあり、これらをガラス繊維
と併用して使用することも含まれる。配合するガラス繊
維の量は、目的により樹脂ベース１００重量部に対し最
大１５０重量部である。

本発明のポリアミド組成物には、必要により従来から公
知の安定剤、可塑剤、離型剤、滑剤などを配合すること
ができる。本発明の組成物の製造に当っては、常法によ
りそれぞれの原料の混合物を単軸押出機、二軸押出機、
その他特殊な混練機構を備えた押出機により熔融混合す
ることにより行われる。この場合、ガラス繊維は樹脂分
と一緒に混合して供給しても良いが、好ましくは樹脂混
合物のみをフィード部に供給し、ガラス繊維は押出機下
流の供給孔から熔融樹脂中に連続して供給する方法が製
品中のガラス繊維長を長く保ち物性の優れた材料が得ら
れる点で好ましい。

本発明の実施における他の方法は、樹脂とガラス繊維の
混合物から成形品を直接成形する方法である。即ち、本
発明は、ポリアミド樹脂９５〜６０重量％、アモルファ
スナイロン５〜４０重閂％の混合物１００重量部に対し
、ガラス繊維２５〜１５０重量部を混合し、以下の混合
機構を備えた射出成形機により成形することによって達
成される。組成物を熔融混合する機構としては、スクリ
ューインライン式射出成形機のスクリュー及び／或いは
シリンダーに適当な混合・分散機構を設けることにより
達成される。本発明に係るこの種のスクリューの構造と
しては、通常のシングルヘリカルスクリューの混合・分
散機構を強化したものが使われ、これには複条ヘリカル
スクリュー、ダルメージ型スクリュー、ビン式スクリュ
ー、ギヤ式スクリューなどが使用可能である０本発明に
係る射出成形機の混合・分散機構としては、日本国特許
第１１０４７２７号に記載された混合機構を備えた射出
成形機が最も好ましい、然し本発明はこれにより制約さ
れるものではない。

（ｅ）１作用本発明は、脂肪族系結晶性ポリアミド樹脂９５〜６０重
量％と半芳香族非晶性ポリアミド樹脂５〜４０重量％の
混合物１００ｚ量部、ガラス繊維３０〜１５０！量部よ
り成る強化ポリアミド樹脂組成物により、耐衝撃性、強
度、剛性に優れ、而も吸水による物性低下の少ない点に
於いて、従来の脂肪族系結晶製ポリアミドの性能を超え
、且つ半芳香族型ポリアミドよりも成形加工性に優れ、
コスト上も有利な優れた組成物を与えるものであり、そ
の産業上の価値は大きいものである。

これに加えて本発明は、か−る高性能組成物を製造する
方法も開発したものである。

（ｆ）、実施例以下に実施例を挙げて本発明の構成を具体的に説明する
。

（１）使用材料脂肪族系結晶性ポリアミド６Ｃ９宇部興産社製　　１０１３　Ｂａ、ＥＭＳ社製　　　Ａ２８Ｃ；Ｍｂ、ＥＭＳ社製　　　Ａ２３ＦＣ脂肪族系結晶性ポリアミド６−６ｄ、宇部興産社製　　２０２０　Ｂ半芳香族型非晶性ポリアミドｅ、ＥＭＳ社製　　　０２１ｆ、ＥＭＳ社製　　　ＸＥ３０３Ｂ（２）ガラス繊維　　日東紡績社製　　３ＰＥ　−１５
４（３）比較材料ガラス繊維強化脂肪族系ポリアミド６（ガラス繊維４５％）ｇ、宇部興産社製　　１０１５ＧＣ６ガラス繊維強化脂肪族系ポリアミド６−６ｈ、宇部興産
社製　　２０２０ＧＣ９（ガラス繊維４５％）１〜９、　　　　　１〜３表１に記した数量の結晶性ポリアミド及び非品性ポリア
ミドをドラムブレンダーで混合し、常法により４０ｍｍ
Φのシングルスクリユー押出機にて溶融混合押出しを行
い、アロイペレットを製造した。出来たペレットにガラ
ス繊維を表１の比率でドラムブレンダーで混合し日本国
特許第１１０４７２７号に記載された混練機構を備えた
スクリュー式射出成形機を使用し成形を行った。成形品
は、ＡＳＴＭＤ６３　Ｂに規定する引張試験片及びＡＳ
ＴＭＤ７９０に規定する曲げ試験片（１２，６ｍｍ巾、
３、２　ｍｍ肉厚、１２６Ｉ全長）のセント取りで、シ
リンダー温度２８０℃（実施例１〜６、比較例１．２）
、２９０℃（実施例７〜９、比較例３）、金型温度８０
℃で成形を行った。又、比較の為比較材料ｇ、及びｈを
、通常のスクリューシリンダーを備えた射出成形＃！ｌ
（新潟鉄工所要５Ｎ７５）を使用し、同じ金型で成形し
た。

成形した試験片は、絶乾状態で保持したものと、ＩＳＯ
規格１ｔｉｏに定めるポリアミド試験片の状！３調製条
件に従って調湿した試験片について、引張強さ（ＡＳＴ
Ｍ０６３　Ｂ）　、曲げ強さ及び曲げ弾性率（ＡＳＴＭ
Ｄ７９０）　、アイシフト衝撃（ＡＳＴＭＤ２５６）　
、熱変形温度（ＡＳＴＭＤ６４８）及び比重（ＡＳＴＭ
Ｄ？　９２）を測定した。

その結果、実施例１〜６は比較材料ｇに対し、又実施例
７〜９は比較材料りに対し、何れも絶乾時の物性値は同
時乃至それ以上であり而も潤湿後の物性保持率が夫々比
較材料に比べ格段に優れることが実証された。

１０〜１６、　　　４〜５表２に記した数量の結晶性ポリアミド、非品性ポリアミ
ド、及びガラス繊維をドラムブレンダで混合し日本国特
許第１１０４７２７号に記載された混練機構を備えたス
クリュー式射出成形機を使用し、成形を行った。成形品
は、ＡＳＴＭＤ６３Ｂに規定する引張試験片及びＡＳＴ
ＭＤ７９０に規定する曲げ試験片（１２，６ｍｍ幅、３
．２　ｍｍ肉厚、１２６−ｍ全長）のセント取りで、シ
リンダー温度２８０℃、金型温度８０℃で成形を行った
。成形した試験片は、実施例１〜９と同様にして物性測
定をおこなった。

この結果、実施例１Ｏ〜１６は何れも物性調湿時の物性
保持、外観に優れ、従来技術の強化ポリアミドの性能を
大幅に改善することが実証された。

（ｇ）０発明の効果本発明は、脂肪族系結晶性ポリアミド樹脂と半芳香族非
晶性ポリアミド樹脂及びガラス繊維を適当比率の配合を
行うことによって、両ポリアミド樹脂の特長を保持し、
即ち耐衝撃性、強靭性、剛性を活かし乍ら、成形加工性
にも優れるのみならず吸水による物性低下も来たさない
。

即ち、従来の両ポリアミド樹脂の綜合的性能を超えた組
成物を、然もコスト的にも有利な組成物を提供した新規
な発明である。

表表−１表−２表儂の旨手続ネ市正書（自発）平成３年３月−２２日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）脂肪族系結晶性ポリアミド樹脂９５〜６０重量％
と半芳香族非晶性ポリアミド樹脂５〜４０重量％の混合
物１００重量部、ガラス繊維２５〜１５０重量部より成
る強化ポリアミド樹脂組成物。
（２）脂肪族系結晶性ポリアミド樹脂９５〜６０重量％
と半芳香族非晶性ポリアミド樹脂５〜４０重量％の混合
物１００重量部、ガラス繊維２５〜１５０重量部の混合
物を日本国特許第１１０４７２７号に記載された混練機
構を備えたスクリュー式射出成形機を使用して成形品を
製造する強化ポリアミド樹脂成形物の製造法。