JPH04268374A

JPH04268374A - ポリアミド樹脂組成物

Info

Publication number: JPH04268374A
Application number: JP4868791A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Hironaka; 克彦弘中; Kiyoaki Nishijima; 西嶋　清明
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1991-02-22
Filing date: 1991-02-22
Publication date: 1992-09-24
Anticipated expiration: 2016-07-23
Also published as: EP0500190A1; JP3190362B2

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は樹脂組成物に関する。さ
らに詳しくは優れた耐熱性、高弾性率、吸水特性、成形
品表面外観を示すポリアミド樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】テトラメチレンジアミンまたはその機能
性誘導体とアジピン酸またはその機能性誘導体とから得
られるナイロン４６樹脂は知られている。

【０００３】このナイロン４６樹脂は耐熱性に優れ、ま
た引張強度、曲げ強度などの機械特性や摺動特性等にも
優れるため有用なエンジニアリングプラスチックとして
その利用上の価値が大きいと考えられている。特に、自
動車部品、機械部品等の分野ではその優れた耐熱性によ
り金属材料を代替して軽量化、低騒音化、低省力化等の
達成を期待できるエンジニアリングプラスチックとして
注目されている。

【０００４】金属材料を代替する材料としては、機械特
性、とりわけ極めて高い弾性率を持つことが要求される
が、ナイロン４６樹脂は、金属材料に比べて低い弾性率
しか持たないこと、またナイロン４６樹脂はナイロン６
樹脂、ナイロン６６樹脂等の通常のポリアミド樹脂より
も吸水性が高く、吸水によって寸法変化が起こるため寸
法精度が劣ること等の欠点があり、そのままでは部品設
計において大きな制約がある。

【０００５】ナイロン４６樹脂の弾性率を高めるために
ガラス繊維、炭素繊維等の補強材を配合することは一般
に行われている。

【０００６】しかし金属を代替できるほどの弾性率を得
るためには、ガラス繊維を非常に高い割合で配合せざる
をえず、そうした場合、ガラス繊維を配合して組成物ペ
レットを作成する際の操業性や、成形品を成形したとき
の表面外観が非常に劣ってくるという新たな問題が生じ
るようになる。

【０００７】一方、炭素繊維ではガラス繊維よりも少な
い配合量でより高い弾性率を持つ材料を得ることができ
るが、炭素繊維は高価な材料であるため実用上好ましく
ない。さらに、ナイロン４６樹脂は吸水率が高く、この
点を改善することも極めて重要であるが、炭素繊維がガ
ラス繊維よりも少ない配合量でよいことは、それだけナ
イロン４６樹脂の含量が増大することになり、従って吸
水率改善効果もそれだけ小さいこととなる。そして炭素
繊維の高い配合量の組成物を得ようとすると、それ自身
かさ高であるため操業性が劣ったり、カラス繊維同様成
形品の表面外観が悪化する。

【０００８】良好な表面外観を保ったままその弾性率を
向上させる手段としてチタン酸カリウムウィスカ−を配
合することは知られており、ナイロン４６樹脂に配合す
る例も特開昭６２−１８５７４６号、６３−２０７８５
１号、特開平１−１２１３６０号、１−２４７４５８号
公報等に提案されている。

【０００９】しかし、チタン酸カリウムウィスカ−はか
さ高であるために操業性が悪くナイロン４６樹脂に高い
割合で配合することが非常に困難である。上記公報に記
載された例においても、ナイロン４６樹脂１００重量部
当たりチタン酸カリウムウィスカ−１００重量部を配合
するのがせいいっぱいであった。従ってチタン酸カリウ
ムウィスカ−単独でそれ以上の量を配合した例は知られ
ていない。より高い弾性率を持つ素材の開発という要求
に対して応えられる材料は得られていなかったのである
。

【００１０】すなわち、ナイロン４６樹脂は金属材料を
代替できるだけの耐熱性を持ちながら、成形品の表面外
観を保ったまま補強材を高い割合で配合して高弾性、か
つ低吸水性の組成物を得ることが困難であったため、自
動車部品等への利用上に対して大きな障害となっていた
のである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は新規な
ポリアミド樹脂組成物を提供することにある。

【００１２】本発明の他の目的は、ナイロン４６樹脂の
もつ優れた耐熱性を保持しつつ、成形品表面外観、吸水
特性の優れた高弾性率のポリアミド樹脂組成物を提供す
ることにある。

【００１３】本発明のさらに他の目的および利点は以下
の説明から明らかとなろう。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、本発明
の上記目的および利点は、（Ａ）、テトラメチレンジア
ミンを主たるジアミン成分とし、アジピン酸を主たるジ
カルボン酸成分とするポリアミド樹脂１００重量部およ
び（Ｂ）チタン酸カリウムウィスカ−１０１〜３００重
量部を含有することを特徴とするポリアミド樹脂組成物
によって達成される。

【００１５】本発明によって用いられるポリアミド樹脂
（Ａ）はテトラメチレンジアミンを主たるジアミン成分
とし、アジピン酸を主たるジカルボン酸成分とするもの
である。

【００１６】かかるポリアミド樹脂はテトラメチレンジ
アミンまたはその機能性誘導体およびアジピン酸または
その機能性誘導体から主としてなる出発原料を加熱して
縮合反応せしめることにより製造することができる。

【００１７】ポリアミド樹脂（Ａ）としては、上記ジア
ミン以外の他のジアミンをジアミン成分の少量成分（例
えばジアミン成分の１０モル％以下）として用いたもの
あるいは上記ジカルボン酸以外の他のジカルボン酸をジ
カルボン酸成分の少量成分（例えばジカルボン酸成分の
１０モル％以下）として用いたものも同様に用いられる
。

【００１８】かかるポリアミド樹脂の好ましい態様は特
開昭５６−１４９４３０号公報および特開昭５６−１４
９４３１号公報に記載されている。

【００１９】本発明で用いられるポリアミド樹脂の極限
粘度数は、ｍ−クレゾ−ルを用い３５℃で測定したとき
、０．９０〜１．９０の範囲にあるのが好ましく、さら
には１．００〜１．５０の範囲にあるのがより好ましい
。１．９０を越える極限粘度数のポリアミド樹脂を用いる
場合には組成物の溶融状態における流動性が悪くなり易
く、得られる成形品の外観の光沢が失われ易いのみなら
ず、その機械特性、熱特性のバラツキが大きくなる傾向
があるため好ましくない。一方、０．９０よりも低い極
限粘度数では、組成物の機械的強度が小さくなる欠点を
生じ易く、好ましくない。

【００２０】本発明に用いられるチタン酸カリウムウィ
スカ−（Ｂ）としては下記一般式Ｋ２Ｏ・ｎ（ＴｉＯ２）ここで、ｎは２〜８の数字である。またはＫ２Ｏ・ｍ（ＴｉＯ２）・０．５Ｈ２Ｏここで、ｍは２
〜８の数字である。で表される単結晶繊維であるのが好
ましい。

【００２１】代表的なチタン酸カリウムとしては、例え
ば４チタン酸カリウム、６チタン酸カリウム、８チタン
酸カリウムがある。遊離のカリウムの溶出が少ないとい
う点において６チタン酸カリウムが好ましい。

【００２２】チタン酸カリウムウィスカ−の好ましい平
均繊維長は１〜１５０μｍであり、平均繊維径が０．１
５〜１μｍのものが好ましい。

【００２３】チタン酸カリウムウィスカ−は、例えば焼
成法、水熱法、フラックス法等により製造される。また
ポリアミド樹脂に配合した本発明の組成物の機械特性を
向上させるため、シランカップリング剤やチタネ−トカ
ップリング剤で表面処理したものも有効である。

【００２４】本発明に用いられるチタン酸カリウムウィ
スカ−（Ｂ）の配合量は、ポリアミド樹脂１００重量部
当たり１０１〜３００重量部である。配合量が１０１重
量部より小さいときには、本発明の目的である金属材料
を代替できる高弾性率の組成物を得ることができず、ま
た３００重量部より多いときには得られる組成物の押出
性等の操業性が劣ってくるため好ましくない。

【００２５】本発明の樹脂組成物に用いられるチタン酸
カリウムウィスカ−としては、好ましくは顆粒状のもの
が使用される。

【００２６】チタン酸カリウムウィスカ−は、通常０．
１〜０．２という小さいかさ比重を有しており、かさ高
く、このような性状のものは本発明のように高い配合量
の樹脂組成物をつくる場合には適当でない。

【００２７】しかしながら、顆粒状に造粒したチタン酸
カリウムウィスカ−ではこのような問題は何ら生ぜず、
安定した状態で押出できることが明らかとなった。

【００２８】顆粒状のチタン酸カリウムウィスカ−は通
常の造粒方法によってつくることができる。その方法に
特に制限はないが、そのかさ比重は０．３〜１．０の範
囲にあることが好ましい。０．３以下のかさ比重では、
押出性の改良効果が小さく、また１．０以上のかさ比重
では組成物中における分散性が悪化してくる。

【００２９】本発明の樹脂組成物には、必要に応じて顔
料その他の配合剤をその配合剤の作用発現量添加しても
よい。このような配合剤の１つとして、充填剤例えばカ
オリン、クレ−、ウォラストナイト、タルク、マイカ、
炭酸カルシウム、硫酸バリウム、ガラスビ−ズ、ガラス
フレ−ク等の粉末状、粒状あるいは板状の無機充填剤等
が例示できる。

【００３０】また難燃剤例えば臭素化ポリスチレン、臭
素化ポリフェニレンエ−テル、臭素化エポキシ、臭素化
ビスフェノ−ル−Ａ−ジグリシジルエ−テルおよびその
オリゴマ−、臭素化ビスフェノ−ル−Ａを原料として製
造されるポリカ−ボネ−トオリゴマ−、臭素化ビフェニ
ルエ−テル、臭素化ジフタルイミド化合物、塩素化ヘキ
サペンタジエンの２量体等のハロゲン含有化合物；赤リ
ン、トリフェニルホスフェ−ト等のリン化合物；ホスホ
ン酸アミド等のリン−窒素化合物；メラミン、メラム、
メレム、メロン、シアヌ−ル酸、シアヌ−ル酸メラミン
等のトリアジン化合物；水酸化アルミニウム、水酸化マ
グネシウム、ド−ソナイト、２水和石コウ等の金属水酸
化物や上記ハロゲン含有化合物との併用または単独で用
いられる難燃助剤、例えば三酸化アンチモン等のアンチ
モン化合物、酸化ホウ素、酸化鉄等の金属酸化物等を配
合することも可能である。

【００３１】更に、耐熱性向上を目的としてヨウ化銅等
の銅化合物、ヒンダ−ドフェノ−ル化合物、芳香族アミ
ン化合物、有機リン化合物、硫黄化合物等の酸化防止剤
あるいは熱安定剤を配合することもできる。また溶融粘
度安定性、耐加水分解性の改良等の目的には、各種のエ
ポキシ化合物、オキサゾリン化合物等を配合することが
できる。エポキシ化合物としては、例えばビスフェノ−
ル−Ａとエピクロルヒドリンを反応させて得られるビス
フェノ−ル−Ａ型エポキシ化合物、各種グリコ−ルやグ
リセロ−ルとエピクロルヒドリンとの反応から得られる
脂肪族グリシジルエ−テル、ノボラック型エポキシ化合
物、芳香族または脂肪族カルボン酸型エポキシ化合物、
脂環化合物型エポキシ化合物などが好ましく、オキサゾ
リン化合物としては芳香族または脂肪族ビスオキサゾリ
ン、特に２，２’−ビス（２−オキサゾリン）、２，２
’−ｍ−フェニレンビス（２−オキサゾリン）が好まし
い。

【００３２】その他安定剤、着色剤、滑剤、紫外線吸収
剤、帯電防止剤の配合もできる。

【００３３】更にまた、少量の割合で他の熱可塑性樹脂
、例えば他のポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ
フェニレンサルファイド樹脂、ポリフェニレンエ−テル
樹脂、ポリカ−ボネ−ト樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエ
チレンおよびその共重合体、ポリプロピレンおよびその
共重合体、ポリスチレンおよびその共重合体、アクリル
樹脂およびアクリル系共重合体、ポリアミドエラストマ
−、ポリエステルエラストマ−等；熱硬化性樹脂、例え
ばフェノ−ル樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル
樹脂、シリコ−ン樹脂等を配合してもよい。

【００３４】本発明の樹脂組成物を得るには熱可塑性樹
脂の配合に用いられる通常の配合設備を用いることがで
きる。

【００３５】通常これらの配合成分はより均一に分散さ
せることが好ましく、それぞれの成分を加熱した押出機
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等がある。

【００３６】このようにして造られた成形用組成物は、
通常十分乾燥された状態に保たれて成形機ホッパ−内に
投入され成形に供される。更にまた、組成物の構成原料
をドライブレンドして直接成形機ホッパ−内に投入して
成形機中で溶融混練することも可能である。

【００３７】

【実施例】以下実施例により本発明を詳述する。なお、
実施例中の各種特性の測定は以下の方法によった。

【００３８】（１）機械的強度：曲げ試験はＡＳＴＭ　
　Ｄ７９０に準拠した。

【００３９】（２）荷重たわみ温度（ＨＤＴ）：ＡＳＴ
Ｍ　　Ｄ６４８に準拠した（荷重１８．６ｋｇ／ｃｍ２
）。

【００４０】（３）吸水特性：８０℃、相対湿度９５％
の雰囲気中に１００時間放置した後の重量増加より算出
した（成形品厚さ１．５ｍｍ）。

【００４１】（４）成形品表面外観：目視によった。

【００４２】（５）極限粘度数：溶媒としてｍ−クレゾ
−ルを用い、オストワルド粘度管により３５℃にて測定
した。

【００４３】実施例１〜２および比較例１〜２１１０℃
、１０Ｔｏｒｒの減圧下で１２時間乾燥した極限粘度数
１．４０のナイロン４６樹脂（「ＳＴＡＮＹＬ」オラン
ダ国ＤＳＭ社製）とアミノシラン処理されたかさ比重０
．４の顆粒状チタン酸カリウムウィスカ−（「タイブレ
ックス」川鉄鉱業（株）製）を、また比較として平均繊
維径１０．５μｍのガラス繊維（日本電気硝子（株）製
）を表１に示す量割合にて、スクリュ−径各４４ｍｍの
ベント付き二軸押出機を用いて真空に引きながらシリン
ダ−温度３３０℃、スクリュ−回転数１６０ｒｐｍ、吐
出量４０ｋｇ／ｈにて溶融混練し、ダイスから吐出する
スレッドを冷却切断して成形用ペレットを得た。

【００４４】次いでこのペレットを用いて射出容量５オ
ンスの射出成形機にてシリンダ−温度３００℃、金型温
度１２０℃、射出圧力８００ｋｇ／ｃｍ２、冷却時間１
５秒、および全成形サイクル４０秒の条件で各特性測定
用の成形品を成形した。

【００４５】これらの成形品を用いて各特性を測定した
。成形品は測定前にＪＩＳ　　Ｋ７１００に従い、２３
℃、相対湿度５０％の雰囲気中で８８時間状態調節を行
った。】　　それらの結果を表１に示す。

【００４６】

【表１】

【００４７】ナイロン４６樹脂に顆粒状のチタン酸カリ
ウムウィスカ−を用いて配合するとその押出性は良好で
あり、組成物の弾性率も非常に高いものが得られる（実
施例１〜２）。一方、ガラス繊維により同様の組成を得
ようとすると、押出時の安定性が悪いだけでなく、成形
品の表面外観も非常に劣るものしか得られない（比較例
２）。

【００４８】また、上記チタン酸カリウムウィスカ−の
高配合組成は吸水性にも優れ、ナイロン４６樹脂に比べ
大きく改良されていることもわかる（実施例１〜２、比
較例１）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　（Ａ）テトラメチレンジアミンを主た
るジアミン成分とし、アジピン酸を主たるジカルボン酸
成分とするポリアミド樹脂１００重量部、および（Ｂ）
チタン酸カリウムウィスカ−　１０１〜３００　重量部
を含有することを特徴とするポリアミド樹脂組成物。
【請求項２】　　チタン酸カリウムウィスカ−としてか
さ比重０．３〜１．０の顆粒状の形態にあるものを配合
する請求項１に記載のポリアミド樹脂組成物。