JPH05262978A - 高比重ポリアミド樹脂 - Google Patents

高比重ポリアミド樹脂

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JPH05262978A
JPH05262978A JP6192992A JP6192992A JPH05262978A JP H05262978 A JPH05262978 A JP H05262978A JP 6192992 A JP6192992 A JP 6192992A JP 6192992 A JP6192992 A JP 6192992A JP H05262978 A JPH05262978 A JP H05262978A
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Abstract

(57)【要約】 高比重ポリアミド樹脂 [目的] 多量の金属粉を含有しても金属粉が樹脂中に
均一に分散し、バランスのよい成形品の得られる、成形
性に優れた高比重ポリアミド樹脂紙を提供する。 [構成] 末端カルボキシル基濃度が90mg当量/k
g以下であり、末端アミノ基濃度が10mg当量/kg
以下であって、しかも、相対粘度が1.50以上1.7
0以下のポリアミド樹脂と金属粉末とからなることを特
徴とする高比重ポリアミド樹脂。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリアミド樹脂を主成
分とし金属粉末が均一に分散した、高比重ポリアミド樹
脂に関する。
【0002】
【従来技術及び発明が解決しようとする課題】近年、金
属繊維を合成樹脂に配合した電磁波遮蔽材料、あるいは
フェライト等を合成樹脂に配合したプラスチックマグネ
ット材料のように、合成樹脂をマトリックス材料として
強化剤あるいは充填剤を配合した材料の使用が増加して
いる。こうした材料は、現在一般に行われている射出成
形法あるいは押出成形法を用いて成形し、各種の用途に
用いられている。
【0003】こうした用途分野の一つに、高比重の材料
が要求されるはずみ車や慣性歯車がある。これらはいず
れも物体の有する慣性力を利用して滑らかな回転を与え
るもである。従って、慣性力を大きく保ちうる比重の大
きな材料で成形されたものの方が、小さくとも大きな慣
性力を得ることができるため、小さな空間で使用するの
に有利である。
【0004】そのためには、樹脂中の金属粉末の含有量
を増加させることが必要である。しかし金属粉末の含有
量を増加させると、成形された製品の機械的な特性が低
下すると共に、溶融混練物の流れが悪くなり、成形不能
となるなどの欠点が生ずる。また、これらの材料は、バ
ランスのとれていることも必要である。バランスの欠い
た材料では慣性力が不均一となり、はずみ車や慣性歯車
の軸の振れ、回転むらとなってあらわれる。従って配合
する金属粉末が均一に樹脂に分散することが必要であ
る。
【0005】従来これらの問題を解決するため、滑剤や
可塑剤を配合して溶融粘度を低下させる方法や、金属粉
末をシラン系カップリング剤等で表面処理し、樹脂との
ぬれ性を改良することにより、溶融粘度を低下させる方
法が行われている。
【0006】特に後者は、機械的強度をあまり変化させ
ず効果が大きいので、一般に用いられている。しかし、
バインダーにポリアミド樹脂を用いる場合には、成形時
に加熱温度が高すぎたり、加熱時間が長かったり、また
再生を繰り返しているうちに溶融粘度が増大するなどの
問題があった。
【0007】本発明は、バインダーとして用いるポリア
ミド樹脂について鋭意研究の結果、末端基および相対粘
度を特定したポリアミド樹脂を使用することにより、上
述の問題点を解決できることを見出し、本発明を完成す
るに至った。
【0008】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は末端カ
ルボキシル基濃度が90mg当量/kg以下であり、末端ア
ミノ基濃度が10mg当量/kg以下であって、しかも、相
対粘度が1.50以上1.70以下のポリアミド樹脂と
金属粉末とからなることを特徴とする高比重ポリアミド
樹脂である。
【0009】本発明に用いるポリアミド樹脂は、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
などによって得られるものであれば特に限定はなく、例
えばナイロン6、ナイロン11、ナイロン12、ナイロ
ン46、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン61
2、ナイロン1212およびそれらの共重合物から選ば
れた1種または2種以上のものなどが挙げられる。
【0010】本発明に用いるポリアミド樹脂の末端基濃
度は、モノカルボキシル炭化水素等によって末端変性を
行うことにより調整し、末端カルボキシル基濃度が90
mg当量/kg以下であることが必要である。末端カルボキ
ル基濃度が90mg当量/kgより高いと、成形混練時に金
属粉末との相互作用が強固になりすぎて、溶融粘度が増
大して成形性が悪くなり、高比重ポリアミド樹脂として
の再生使用が困難となる。またプラスチックマグネット
材料として使用した場合、溶融粘度が高いと、溶融着磁
時のフェライトの配向性が悪くなり、磁気特性が悪くな
る。
【0011】本発明に用いるポリアミド樹脂の末端アミ
ノ基濃度は、10mg当量/kg以下であることが必要であ
る。末端アミノ基濃度が10mg当量/kgより高いと、金
属粉末との加熱混練時あるいは成形加熱時に、ポリアミ
ド樹脂自体が架橋し、その結果混練溶融物の溶融粘度の
増粘が起こって成形性が悪くなり、高比重ポリアミド樹
脂としての再生使用が困難となる。また、プラスチック
マグネット材料として使用した場合、溶融粘度が高いと
着磁時のフェライトの配向性が悪くなり、磁気特性が悪
くなる。末端アミノ基濃度の下限については特に制限は
なく、末端にアミノ基が含まれていないものでも使用で
きる。
【0012】また、本発明に用いるポリアミド樹脂の相
対粘度は1.50以上1.70以下である必要があり、
好ましくは相対粘度が1.55以上1.65以下であ
る。相対粘度が1.70より高いと、金属粉末との混練
溶融時及び成形溶融時の混練溶融物の溶融粘度が高すぎ
て成形性が悪くなる。また、プラスチックマグネット材
料として使用した場合、溶融粘度が高いと、溶融着磁時
のフェライトの配向性が悪くなり、磁気特性が悪くな
る。逆に、相対粘度が1.50より低いと、ポリアミド
樹脂の分子量が低いため成形物の機械的強度が低下して
しまう。なお相対粘度は、DIN53727による0.
5%メタクレゾール溶液よる溶液粘度測定法を用いて測
定した値である。
【0013】本発明に使用するポリアミド樹脂に、滑
剤、可塑剤等を混入して熔融粘度を低くすることも可能
であり、安定剤その他の添加剤を添加することも可能で
ある。本発明に用いる金属粉末としては特に限定はな
く。例えば、Fe、Mg、ZnSn、Pb、Cu、M
n、Cr、Ni、Co、Nb等の金属及びその合金の粉
末及びこれらの金属の酸化物、ホウ素化物やケイ素塩等
の粉末を挙げることができるが、価格の面から鉄粉の使
用が好ましい。またストロンチュウムフェライトやバリ
ウムフェライト等の強磁性体粉末や、ソウフトフェライ
ト粉末も使用することができる。
【0014】本発明に用いる金属粉末は、どの様な方法
で得られたものでもよく、また金属粉末の形状もいかな
るものでもよいが、あまり角張った金属粉末は、材料の
流動性を悪くさせるばかりでなく、樹脂組成物あるいは
成形品を得る時の装置を摩耗させ、成形品への異物混入
の原因となるので好ましくない。
【0015】金属粉末の粒度は、粒径0.1〜300μ
mの範囲のものが使用できるが、望ましくは0.1〜5
0μmの粒径を有するものがよい。粒径が0.1μmよ
り小さいと取扱いに不便であり、300μmより大きい
と成形を阻害するので好ましくない。
【0016】本発明に用いるポリアミド樹脂と金属粉末
とのぬれ性を改良し、溶融粘度を低下させるために、カ
ップリング剤や表面改質剤で予め金属粉末を処理しても
よい。使用するカップリング剤や表面改質剤としては、
シラン系、チタネート系、アルミニウム系、亜リン酸エ
ステルその他の有機リン化合物系、クロム系、メタクリ
レート系やアミノ酸系等の各種の表面改質剤が挙げられ
るが、ポリアミド樹脂との相溶性を良くするために、ア
ミノ基を有するものが好ましい。例えば、γ−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)
−γ−アミノプロピルジメトキシメチルシラン、γ−ベ
ンジルアミノプロピルトリメトキシシラン等である。
【0017】本発明の高比重ポリアミド樹脂中の金属粉
末の含有量は、全量に対して97〜50重量%、好まし
くは95〜65重量%である。97重量%より多いと十
分な成形性や機械的強度が得られず、50重量%より少
ないと十分な比重が得られない。
【0018】
【発明の効果】本発明の高比重ポリアミド樹脂は、次の
ような効果がある。
【0019】(1)金属粉末とポリアミド樹脂との間の
摩擦抵抗が減少し、金属粉末が均一に分散することによ
ってバランスのとれた成形物が得られる。
【0020】(2)混合物を射出成形機を使用して成形
す場合に、金属粉末とポリアミド樹脂との混練溶融物の
流動性が高いため、多量の金属粉末を含有しても成形性
がよく成形品の精度の安定性もよい。
【0021】(3)成形機壁面と混練物との摩擦係数が
小さいため、成形機の摩耗が少なく、成形機の寿命が長
くなる。さらに、成形部中に摩耗物などの異物が混入す
ることがなく、成形物の品質が向上する。
【0022】(4)長時間加熱混練しても熔融粘度が増
大しないので、樹脂の再生使用が可能である。
【0023】(5)金属粉末に強磁性粉末を用いた樹脂
永久磁石にあっては、多量の強磁性体粉末を含有する場
合でも配向性がよく、磁気特性の優れたものが得られ
る。また長時間加熱混練しても熔融粘度が増大しないの
で、再生使用でも配向性のよい磁気特性の優れたものが
得られる。
【0024】これらの特徴を有するので、本発明の高比
重ポリアミド樹脂は、はずみ車、慣性歯車、樹脂磁石、
電磁波遮蔽材料等の各種用途に好適に用いられる。
【0025】
【実施例】次に本発明を実施例及び比較例を挙げて説明
する。
【0026】実施例1〜3 ポリアミド樹脂には、ダイセル・ヒュルス社のナイロン
12の重合時に、ステアリン酸を添加して末端基濃度及
び相対粘度を調節したものを使用した。
【0027】これらのポリアミド樹脂の末端カルボキシ
ル基濃度、末端アミノ基濃度及び相対粘度を表1に示
す。末端カルボキシル基濃度の測定は、ポリアミド樹脂
をベンジルアルコールに溶解し、0.01N−KOHを
用いた電位差滴定法による中和滴定によって行った。ま
た末端アミノ基濃度の測定は、ポリアミド樹脂をフェノ
ール/メタノール(体積比10/1)の混合溶媒に溶解
し、0.01N−HClを用いた電位差滴定法による中
和滴定によって行った。
【0028】ポリアミド樹脂の相対粘度は、DIN53
727による0.5%メタクレゾール溶液を用いた溶液
粘度を測定することにより求めた。
【0029】金属粉末には、戸田工業製のストロンチウ
ムフェライトを使用した。尚、予めこのフェライト10
0重量部に対し、β−(アミノエチル)−γ−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン0.7重量部で表面処理を行
った。
【0030】この表面処理の施されたフェライト88.
0重量部とポリアミド樹脂12.0重量部からなる組成
物270gを、予め300℃に加熱してあるラボプラス
トミル(東洋精機製作所製75C100型)の試験チャ
ンバーに投入し、ローラー形(R−100形)ブレード
を用いて、300℃の加熱下50rpmの回転数で混練
し、経時的に溶融物のトルク値を測定した。測定結果を
表1に示す。トルク値が高いほど溶融物の粘度が高く、
流動性の悪いことを示す。
【0031】実施例4〜6 実施例1〜3のポリアミド樹脂、及び金属粉末(フェラ
イト)に対し、両者の組成比を、フェライト90.0重
量部、ポリアミド樹脂10.0重量部とし、実施例1〜
3に準じた試験を行った。結果を表1に示す。
【0032】比較例1 ダイセル・ヒュルス社のナイロン12の重合時に、ドデ
カン二酸を添加して末端カルボキシル基濃度の高いポリ
アミド樹脂(末端アミノ基濃度、及び相対粘度は、本特
許の請求範囲内に調節したもの)を用いて、実施例1〜
3に準じた試験を行った。結果を表1に示す。
【0033】比較例2 ダイセル・ヒュルス社のナイロン12の重合時に、ドデ
カン二酸を添加して末端アミノ基濃度の高いポリアミド
樹脂(末端カルボキシル基濃度、及び相対粘度は、本特
許の請求範囲内に調節したもの)を用いて、実施例1〜
3に準じた試験を行った。結果を表1に示す。
【0034】比較例3 ダイセル・ヒュルス社のナイロン12の重合時に、ヘキ
サメチレンジアミンを添加して末端アミノ基濃度の非常
に高いポリアミド樹脂(末端カルボキシル基濃度、及び
相対粘度は、本特許の請求範囲内に調節したもの)を用
いて、実施例1〜3に準じた試験を行った。結果を表1
に示す。
【0035】比較例4 ダイセル・ヒュルス社のナイロン12の重合時に、ラウ
リルアミンを添加して末端アミノ基濃度の高いポリアミ
ド樹脂(末端カルボキシル基濃度、及び相対粘度は、本
特許の請求範囲内に調節したもの)を用いて、実施例1
〜3に準じた試験を行った。結果を表1に示す。比較例
5 ダイセル・ヒュルス社のナイロン12の重合時に、ドデ
カン二酸を添加して相対粘度の高いポリアミド樹脂(末
端カルボキシル基濃度、及び末端アミノ基濃度は、本特
許の請求範囲内に調節したもの)を用いて、実施例1〜
3に準じた試験を行った。結果を表1に示す。
【0036】比較例6 ダイセル・ヒュルス社のナイロン12の重合時に、ドデ
カン二酸を添加して末端カルボキシル基濃度の高いポリ
アミド樹脂(末端アミノ基濃度、及び相対粘度は、本特
許の請求範囲内に調節したもの)を用いて、実施例4〜
6に準じた試験を行った。結果を表1に示す。
【0037】比較例7 ダイセル・ヒュルス社のナイロン12の重合時に、ドデ
カン二酸を添加して末端アミノ基濃度の高いポリアミド
樹脂(末端カルボキシル基濃度、及び相対粘度は、本特
許の請求範囲内に調節したもの)を用いて、実施例4〜
6に準じた試験を行った。結果を表1に示す。
【0038】比較例8 ダイセル・ヒュルス社のナイロン12の重合時に、ヘキ
サメチレンジアミンを添加して末端アミノ基濃度の非常
に高いポリアミド樹脂(末端カルボキシル基濃度、及び
相対粘度は、本特許の請求範囲内に調節したもの)を用
いて、実施例4〜6に準じた試験を行った。結果を表1
に示す。
【0039】比較例9 ダイセル・ヒュルス社のナイロン12の重合時に、ラウ
リルアミンを添加して末端アミノ基濃度の高いポリアミ
ド樹脂(末端カルボキシル基濃度、及び相対粘度は、本
特許の請求範囲内に調節したもの)を用いて、実施例4
〜6に準じた試験を行った。結果を表1に示す。比較例
10 ダイセル・ヒュルス社のナイロン12の重合時に、ドデ
カン二酸を添加して相対粘度の高いポリアミド樹脂(末
端カルボキシル基濃度、及び末端アミノ基濃度は、本特
許の請求範囲内に調節したもの)を用いて、実施例4〜
6に準じた試験を行った。結果を表1に示す。
【0040】
【表1】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 末端カルボキシル基濃度が90mg当量/
    kg以下であり、末端アミノ基濃度が10mg当量/kg以下
    であって、しかも、相対粘度が1.50以上1.70以
    下のポリアミド樹脂と金属粉末とからなることを特徴と
    する高比重ポリアミド樹脂。
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