JPH05295129A - ポリアミド樹脂組成物の製造方法 - Google Patents

ポリアミド樹脂組成物の製造方法

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JPH05295129A
JPH05295129A JP4068143A JP6814392A JPH05295129A JP H05295129 A JPH05295129 A JP H05295129A JP 4068143 A JP4068143 A JP 4068143A JP 6814392 A JP6814392 A JP 6814392A JP H05295129 A JPH05295129 A JP H05295129A
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heat stabilizer
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Tsunao Kenmochi
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶融成形した場合に着色の少ないポリアミド
樹脂成形品を製造する方法に関する。 【構成】 ポリアミド樹脂に熱安定剤を配合して熱安定
剤を高含有量で含有するポリアミド樹脂マスターバッチ
を調製し、このマスターバッチを希釈用ポリアミド樹脂
と混合することから成るポリアミド成形品の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリアミド樹脂組成物
の製造方法に関し、さらに詳細には熱安定剤の添加によ
って熱安定性及び耐候性の向上を図るとともに色調の変
化を抑えることができる製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリアミドの耐熱性及び耐候性を改良す
るためにこのポリアミド中に有効な銅化合物を含有させ
ることはポリアミドの熱酸化劣化防止法としてよく知ら
れている。ポリアミドへの一般的な添加物の配合は、ポ
リアミドの最終成形品を成形するまでの任意の段階で種
々の方法によって行うことができる。例えば、その方法
の1つにはポリアミドと添加物とをドライブレンドする
方法があり、このドライブレンド物は次いで溶融混合押
出ししてペレットとされる。また所定量以上の添加物を
ポリアミドに練込み、これからマスターペレットを調製
し、このマスターペレットを希釈用ポリアミドペレット
とブレンドする方法も添加物の配合方法としては知られ
ている。
【0003】しかしながら、ポリアミドの製造に際して
はその熱履歴を低減させることについての配慮が常にな
されなければならないこと、また、ポリアミドに対して
銅系の熱安定剤を使用するに当たり熱安定剤無添加のポ
リアミドに熱安定剤を押出機で練り込む場合と、ポリア
ミドに熱安定剤を重合時に添加する場合を比較すると、
後者の場合の色調が前者の場合に比較して良好であるこ
とから、熱安定剤は一般にポリアミドの重合時に添加さ
れ、ポリアミド樹脂の色調変化抑制を配慮し重合後の添
加はマスターペレットの形でのポリアミド中への添加を
含めてこれまでに行われていない。
【0004】しかして、有機系の熱安定剤についてはそ
の樹脂組成物への添加による黄化の問題が少ないもの
の、特に銅系の熱安定剤については熱履歴によるポリア
ミド樹脂組成物における黄化の問題がある。
【0005】さらにポリアミドに熱安定剤を添加する場
合において、色調が大きく変化する事が知られており、
その程度は添加する熱安定剤である例えば銅化合物の量
により変化し添加する銅化合物の量が多くなればなる程
色調の変化度合いは大きくなる。図1にポリアミドへの
銅化合物の添加量と黄色みとの関係を示す。ここで黄色
みとは成形品の黄色度合いを指し、YI−Cの値で表示
される。このYI−Cの測定は、ペレットもしくはプレ
ートで5cm×5cm以上の面積(ペレットの場合、ガラス
製のキャップに入れて測定する)の試料を用いて行われ
る。面積がこれ以下の場合でも測定は可能であるが、精
度が低下する。測定には色差計を使用して測定する。Y
I−Cと色の絶対座標(X,Y,Z座標)の関係は下記
の通りである。
【0006】 YI−C=〔100(1.274976795X−1.058398178Z)〕/Y
【0007】すなわち、熱安定性を向上させるために銅
化合物を増量すればそれだけ黄色みが大となる。そして
このように黄化されたポリアミド樹脂を用いて成形品を
製造する場合、成形品の着色のために顔料、着色剤の添
加が行われることになる。しかしポリアミド樹脂の組成
物自体が前述の熱安定剤の含有によって黄化しているた
め、所望の色調に成形品を着色するためには顔料、着色
剤の添加量が多くなる。また自然の状態で色のついた樹
脂を別の色に着色する場合についても二酸化チタン等の
無機顔料を多量に添加する必要がある。しかしながら、
顔料、着色剤の添加量が多いと樹脂の溶融時の熱安定性
が低下し、成形し難くなり、同時に成形品の機械的強度
特に引張り破断伸度に悪影響を及ぼす欠点がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記したところから、
ポリアミド樹脂に熱安定剤を含有させることによって熱
安定性及び耐候性を改良しながら熱安定剤による樹脂の
黄色みの上昇を抑制し、そのために成形品の着色に必要
な着色剤添加量を減らすことができ、従って着色剤の添
加量の増大による機械的特性の低下が抑制されたポリア
ミド樹脂の製造方法の解明が求められるところである。
【0009】
【課題を解決するための技術的手段】上記の課題を解決
するために本発明者は鋭意研究の結果、熱安定剤を高含
有量で含有するマスターバッチからマスターペレットを
調製して予め熱安定剤によるポリアミド樹脂の黄色化を
進め、このマスターペレットを希釈用ポリアミド樹脂と
配合し、この配合物を成形する場合に著しく着色の少な
い成形品を得ることができることを見出して本発明を完
成した。
【0010】すなわち本発明は、ポリアミド樹脂成形品
の製造に当たって、先ずポリアミド樹脂に熱安定剤を配
合して熱安定剤を高含有量で含有するポリアミド樹脂マ
スターバッチを調製し、このマスターバッチを加熱下に
溶融混合押出してこれを一旦ペレット化してマスターペ
レットとし、このマスターペレットを希釈用ポリアミド
樹脂と混合物中の熱安定剤含有量が熱安定化のために必
要とする範囲の含有量となるように混合し、次いで必要
な加熱下での溶融成形を行うことからなるポリアミド樹
脂成形品の製造方法に関するものである。
【0011】本発明の方法によって、ポリアミド樹脂成
形品中の熱安定剤の含有量から予想される黄色度合いよ
りも著しく着色の少ないポリアミド樹脂成形品を製造す
ることができる。
【0012】本発明の方法によって得られるポリアミド
樹脂成形品が、その熱安定剤の存在量から考えられる着
色度よりもはるかに着色度が低い理由は理論的には必ず
しも明らかでないが、マスターペレットの調製の過程で
熱安定剤のポリアミド樹脂に対する黄色化能力のすべて
または大部分が消耗され、希釈用ポリアミドと配合され
た場合にすでに希釈用ポリアミドに対する黄色化能力は
残っていないためにかかる著しい着色性の改善があるも
のと考えられる。勿論かかる着色メカニズムは単なる推
定に基づくもので、この着色メカニズムによって本願発
明が限定的に解釈されてはならない。
【0013】本発明において使用されるポリアミド樹脂
は本発明の技術分野においてよく知られた樹脂で、炭化
水素基または酸素もしくは硫黄で中断された炭化水素基
がアミド結合によって連結した高分子量の物質であっ
て、成形性を有するために少なくとも5000の分子量
を有し、そして一般にナイロンと称されるものを包含し
ている。
【0014】より具体的には、このポリアミド樹脂は、
式 H2N−(CH2)x−NH2 〔式中、xは6〜12の間
の整数である〕により表される線状ジアミンと式 HO2
C−(CH2)y−CO2H 〔式中、yは2〜8の整数であ
る〕により表される線状ジカルボン酸との縮合により製
造されたものでありうる。同様にこれらのポリアミドは
該アミン及び酸のアミド形成性誘導体、例えばエステ
ル、酸クロライド、アミン塩などからも製造できる。こ
のポリアミドの製造に使用されるジカルボン酸の代表例
には、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバシン
酸及びドデカン二酸が含まれ、一方代表的なジアミンに
はヘキサメチレンジアミン及びオクタメチレンジアミン
が含まれる。
【0015】他の型のポリアミド樹脂には式 H2N−
(CH2)x−CO2H 〔式中、xは3〜12の間の整数で
ある〕により表されるω−アミノカルボン酸またはその
分子内アミドの縮合によって製造されたものがある。
【0016】さらにまたジアミン成分の一部がビス(3
−アミノプロピル)エーテル、ビス(アミノメチル)シ
クロヘキサン、メタフェニレンジアミン、メタキシリレ
ンジアミン、4,4′−ジアミノジフェニルエーテルで
あり、ジカルボン酸成分の一部がイソフタル酸、テレフ
タル酸などであるポリアミドもここで用いうるポリアミ
ドに含まれる。
【0017】これらのポリアミドの例には、ポリヘキサ
メチレンアジパミド(66ナイロン)、ポリヘキサメチ
レンアセラミド(69ナイロン)、ポリヘキサメチレン
セバカミド(610ナイロン)、及びポリヘキサメチレ
ンドデカノアミド(612ナイロン)、ポリカプロラク
タム(ナイロン6)、ポリラウリルラクタム、ポリ−1
1−アミノ−ウンデカノアミド、ビス−(パラアミノシ
クロヘキシル)メタンドデカノアミドが含まれる。上記
の重合体の2種の共重合体により、又は上記の重合体も
しくはそれらの成分(例えばアジピン酸から製造された
重合体)及びイソフタル酸及びヘキサメチレンジアミン
の三元共重合により製造されたポリアミドなどであって
もよい。
【0018】本発明で用いる代表的な熱安定剤の例に
は、I族金属ハロゲン化物、例えばナトリウム、カリウ
ム、リチウム及び第一銅のハロゲン化物、例えば塩化
物、臭化物、ヨウ化物;立体障害フェノール、ヒドロキ
ノン及び種々のこれらの群の化合物の誘導体及びこれら
の混合物が含まれる。
【0019】本発明ではこれらの熱安定剤と共に紫外線
安定剤を併用することができ、代表的な紫外線安定剤に
は種々の置換されたレソルシノール、サリチレート、ベ
ンゾトリアゾール、ベンゾフェノンなども含まれる。
【0020】本発明によればこれらの熱安定化剤ははじ
めにポリアミド樹脂に配合され、この配合物を溶融混合
押出しし、ペレット化してマスターペレットとされる
が、ここで配合する熱安定化剤の量はこのマスターペレ
ットを希釈用のポリアミド樹脂と混合した場合に、この
混合物中の熱安定剤の含有量が混合物の熱安定化のため
に必要とする範囲の含有量となるように調節されるべき
もので、熱安定剤として銅化合物を選択する場合につい
て言えば銅イオンの量に換算してポリアミド樹脂混合物
中に30〜200ppmの範囲の量で熱安定剤が存在する
ような量でポリアミド樹脂に熱安定化剤を配合すること
が好ましい。
【0021】そして熱安定剤マスターバッチ(マスター
ペレット)はその希釈率を任意にとることが可能である
が、黄色みの低減に与える効果は希釈率の高い方が効果
は大きい。希釈率は2倍以上(マスターバッチ量で50
%以上)で充分に効果が特に確認されるが(図2参
照)、希釈率が高すぎる(例えば100倍、マスターバ
ッチ量1%以下)と成形機中で均一に分散することが出
来ず成形品色調にむらが出る可能性がありまた、2倍程
度では生産コストが増加することを考慮して、希釈率と
しては4倍から100倍以内(マスターバッチ量で1%
から25%)が好ましい。
【0022】またマスターバッチ中の添加剤(熱安定
剤)の濃度は、最終製品中のその濃度により、希釈比率
で異なる。例えば最終製品中の熱安定剤濃度を銅量で1
00ppmと仮定した場合、5倍希釈(20%マスターバ
ッチ)のマスターバッチ中の銅量は100×5で500
ppmとなり、10倍希釈(10%マスターバッチ)の場
合、100×10で1,000ppmとなる。
【0023】本発明の配合物は酸化、熱及び紫外線によ
る劣化に対する安定剤以外の一般的添加物、例えば抑制
剤;潤滑剤及び型抜き剤、染料及び顔料を含む着色剤、
繊維状及び粒状充填物、並びに強化剤、可塑剤なども含
有できる。これらの添加物は普通混合段階中に加えられ
る。
【0024】以下、実施例によって本発明を具体的に説
明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施
例に限定されるものではない。実施例中パーセントは断
らない限り重量によるものとする。
【0025】実施例1 i) マスターチップの製造 添加物を含有しない乾燥した66−ナイロンペレット、
熱安定剤(HSと略称する)、N−ステアリルエルクア
ミド(内部潤滑剤)(HTSAと略称する)およびアル
ミニウムジステアレート(Al−(St)2)(内部潤滑
剤)の所定量を秤量し、ドラム式ブレンダー中でドライ
ブレンドし、得られた混合物を2軸スクリュー押出機
(9バレル)(W&P社製ZSK−40)を用い、温度
条件として1番バレルのみ150℃、他は270℃と
し、スクリュー回転数250rpm、原料供給をすべて1
番バレルから供給して溶融押出しし、押出されたストラ
ンドを水浴で急冷し、片持ち式カッターのペレタイザー
でペレット化してマスターチップを製造した。
【0026】ここで用いた熱安定剤は沃化銅及び沃素化
カリウムの混合物であり、試験に用いた熱安定剤の混合
比率は全て一定である。また使用した66−ナイロンペ
レットは、デュポン社製で相対粘度(RV)=53のも
のである。これらを使用してマスターチップ1−1、1
−2、1−3、1−4および1−5のそれぞれを調製し
た。
【0027】これらのマスターチップの組成は次の表1
の通りである。
【0028】
【表1】
【0029】ii) 熱安定化ポリアミド樹脂の製造 上記したi)の工程で得られた66−ナイロンのマスタ
ーチップについて、マスターチップ1−1はそのまま希
釈することなく(マスターバッチ含量100%)、マス
ターチップ1−2は同量の添加物を含有しない66−ナ
イロンペレットと混合し(希釈倍率2倍)(マスターバ
ッチ含量50%)、マスターチップ1−3は3倍量の添
加物を含量しない66−ナイロンペレットと混合し(希
釈倍率3倍)(マスターバッチ含量25%)、マスター
チップ1−4は9倍量の添加物を含有しない66−ナイ
ロンペレットと混合し(希釈倍率9倍)(マスターバッ
チ含量10%)、そしてマスターチップ1−5は19倍
量の添加物を含有しない66−ナイロンペレットと混合
(希釈倍率19倍)(マスターバッチ含量5%)して、
上記したi)工程においてマスターチップを製造したと
きに用いたのと同様の2軸スクリュー押出機を用いてそ
れぞれの試料を押出し成型し、試料片を調製し、そのY
I−Cを測定した。上記した66−ナイロンペレットの
混合比率によって各試料片中の銅イオンの含有量は一定
水準の150ppmであるようにした。測定結果は図2で
示される。図2において、マスターバッチ含有量100
%すなわち、マスターチップ1−1単独の成型品のYI
−Cは28であるのに対し、マスターバッチ含有量50
%すなわち、マスターチップ1−2を希釈倍率2倍で希
釈して得られる成型品のYI−Cは26、マスターバッ
チ含有量25%すなわち、マスターチップ1−3を希釈
倍率3倍で希釈して得られる成型品のYI−Cは18、
マスターバッチ含有量10%すなわち、マスターチップ
1−4を希釈倍率9倍で希釈して得られる成型品のYI
−Cは16、そしてマスターバッチ含有量5%すなわ
ち、マスターチップ1−5を希釈倍率19倍で希釈して
得られる成型品のYI−Cは実に15で、この値はマス
ターバッチ含有量100%のものの約半分であることが
分るのである。すなわち熱安定剤の含有量が同一である
場合に、これをマスターバッチの形で添加する場合に著
しい着色の改善が見られる。
【0030】実施例2 実施例1のマスターチップ1−1をそのまま希釈するこ
となく、また同マスターチップ1−4を9倍量の添加物
を含有しない66−ナイロンチップと混合(希釈倍率9
倍)して溶融押出成型し、両試料について引張り強さの
経時的変化を測定した。得られた結果は図3に示され
る。この図から、添加物をマスターチップの形でナイロ
ン成型物に配合する場合の引張り強さの低下はきわめて
わずかで、かつ時間の経過によっても引張り強さの低下
がわずかである傾向に変化のないことが分る。
【0031】また同じ試料について伸びの経時的変化に
ついても測定した。得られた結果は図4に示される。こ
の図から、添加物をマスターチップの形でナイロン成型
物に配合する場合の伸びの低下はわずかで、かつ時間の
経過によっては伸びの低下が見られるもののその低下傾
向はマスターチップ1−1をそのまま成型したものと同
一であることが分る。
【0032】
【発明の効果】本発明によればこの黄色みを抑える手段
としてこの熱安定剤をマスターバッチ(4)化し樹脂と
ブレンドする事により、製品の熱安定性を損なうこと無
く(図3および図4参照)黄色みの上昇を抑制すること
ができる。この黄色みを抑えることにより商品価値を高
めまた樹脂の着色の際にも着色剤量を減らすことによ
り、1)着色剤の添加によるコストの増加、2)着色剤
の増量による物性の低下、を低減(5)することが可能
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】ポリアミドへの銅化合物の添加量と黄色みとの
関係をYI−Cの値で表示した図。
【図2】熱安定剤としての銅イオン含有量を一定量の1
50ppmとしたときのマスターバッチ含有量とYI−C
の値の関係を示す図。
【図3】マスターバッチ含有量100%の試料とマスタ
ーバッチ含有量10%の試料の引張り強さとその経時的
変化を示す図。
【図4】マスターバッチ含有量100%の試料とマスタ
ーバッチ含有量10%の試料の伸びとその経時的変化を
示す図。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリアミド樹脂に熱安定剤を配合して熱
    安定剤を高含有量で含有するポリアミド樹脂マスターバ
    ッチを調製し、このマスターバッチを加熱下に溶融混合
    押出してこれを一旦ペレット化してマスターペレットと
    し、このマスターペレットと希釈用ポリアミド樹脂とを
    混合物中の熱安定剤含有量が熱安定化のために必要とす
    る範囲の含有量となるように混合し、次いで必要な加熱
    下での溶融成形を行うことからなる、ポリアミド成形品
    の製造方法。
JP4068143A 1992-03-26 1992-03-26 ポリアミド樹脂組成物の製造方法 Pending JPH05295129A (ja)

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Cited By (3)

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