JPH059380A - 長繊維強化ポリアミド樹脂組成物及びその成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】極めて高度の引張強度、曲げ強度、衝撃強度等
の機械的性質を有するのみならず、長繊維強化物の欠点
であった成形機への樹脂の食い込みあるいは樹脂の流動
性に優れ、射出成形時の発煙、ガス発生あるいは成形品
の焼け等の問題も生じない長繊維強化ポリアミド樹脂組
成物を提供する。 【構成】(A) ポリアミド樹脂に (B) 長さ３mm以上の繊維状強化材５〜80重量％（組成物
中）及び (C) 炭素数22〜32の脂肪酸の金属塩0.01〜３重量％（組
成物中） を配合してなる長繊維強化ポリアミド樹脂組成物

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、長繊維で強化されたポ
リアミド樹脂組成物とその成形品に関する。さらに詳し
くは、成形機への樹脂の食い込み及び樹脂の流動性等が
良好で、しかもパージ時の発煙、ガス発生等の問題も少
ない長繊維強化ポリアミド樹脂組成物、及びこれを成形
してなり、機械的強度が高く、成形時の焼けの発生も少
ない成形品に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ポリア
ミド樹脂の強度を向上させるための手段として、ガラス
繊維等の繊維状強化材を配合することが知られており、
一般には、ポリアミド樹脂とチョップドストランド等の
短繊維を混合し押出機で押し出すことにより繊維強化ポ
リアミド樹脂組成物の製造が行われている。しかしなが
らこの方法では押出機での混練中に繊維の折損が避けら
れないため、さらに高度の機械的強度等の要求に応える
ことはできない。これに対し近年は、配合される繊維状
強化材が本来有する性能を充分に引き出す方法として、
ポリアミド樹脂を長繊維で強化することが検討されてい
る。このような長繊維強化ポリアミド樹脂は、例えば、
連続した強化繊維を引きながらポリアミド樹脂のエマル
ジョン、溶液あるいは溶融物を用いて含浸させる方法等
により得られる。しかしながら、このような長繊維強化
ポリアミド樹脂は、これを用いて成形する際に、ホッパ
ーでのブリッジング、スクリューへの樹脂の食い込み不
良あるいは流動性不良による金型への樹脂の充填不足を
起こす等の問題があり、一方これらの問題を改善するた
め、通常ポリアミド樹脂に添加されるステアリン酸アル
ミニウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム
等の滑剤を混合すると、成形における樹脂のパージ時に
発煙あるいはガス発生が激しい等の問題がある。また、
かかる材料を用いて成形すると、成形品に焼けが生じて
外観を損ねたり、成形品の強度が充分に向上しない場合
がある。このような発煙、ガス発生あるいは成形品の焼
け等は長繊維で強化されたポリアミド樹脂特有の問題で
あり、スクリューによる可塑化時に多量の空気が樹脂中
に巻き込まれることあるいは剪断による局部的な発熱等
にもその一因があると推定されるが、その詳細な機構お
よびその改善策は判っていない。このように長繊維で強
化されたポリアミド樹脂は、本質的に優れた機械的強度
等を有するものの、その成形加工性は必ずしも充分なも
のでなく、その改善が切望されていた。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる課
題を解決するため鋭意検討した結果、長繊維で強化され
たポリアミド樹脂に対し選択的に特異な効果を発揮する
滑剤を見出し、本発明に到達した。即ち、本発明は、 (A) ポリアミド樹脂に (B) 長さ３mm以上の繊維状強化材５〜80重量％（組成物
中）及び (C) 炭素数22〜32の脂肪酸の金属塩0.01〜３重量％（組
成物中） を配合してなる長繊維強化ポリアミド樹脂組成物及びか
かる組成物を用いて射出成形してなる成形品に関するも
のである。

【０００４】まず、本発明において用いられるポリアミ
ド樹脂(A) としては、例えばナイロン６、ナイロン66、
ナイロン11、ナイロン12、ナイロン６・10、ナイロン６
・12等が挙げられるが、これに限定されるものではな
く、周知のポリアミド樹脂がいずれも使用できる。ま
た、これらのポリアミド樹脂を２種以上混合して使用す
ることも可能である。これらのポリアミド樹脂のうち、
本発明においては、長期熱安定性、耐熱性及び機械的強
度等の諸特性から考えて、ナイロン66を主体とするもの
が好ましい。また、この場合、後述する炭素数22〜32の
脂肪酸の金属塩(C)の添加効果も一層顕著である。

【０００５】次に、本発明で用いられる繊維状強化材
(B) の種類としては特に制約はなく、例えばガラス繊
維、炭素繊維、金属繊維、高融点（高軟化点）の樹脂繊
維等がいずれも使用できる。本発明においては、かかる
繊維から選ばれ、３mm以上の繊維長を有する繊維状強化
材が、５〜80重量％（組成物中）配合される。斯かる繊
維長は、配合後の組成物中の繊維に対して規定された値
である。繊維状強化材の配合量が５重量％未満では繊維
による補強効果は小さく、逆に80重量％を越えると組成
物の調製あるいは成形における加工性が著しく劣るもの
となり、また、繊維量増加に伴う強度向上も殆ど期待で
きない。補強効果と加工性等のバランスを考慮すると好
ましい繊維の配合量は20〜70重量％（組成物中）であ
り、特に好ましくは30〜65重量％（組成物中）である。
また、本発明においては、繊維状強化材の合計量が80重
量％を越えない範囲で、上記の如き長繊維の他に短繊維
が適当量配合されても差し支えない。

【０００６】本発明は、上記の如きポリアミド樹脂(A)
と繊維長の長い繊維状強化材(B) からなる樹脂組成物
に、さらに、選択された特定の滑剤を配合したことを特
徴とするものである。ここで用いられる滑剤とは、炭素
数22〜32の脂肪酸の金属塩(C)である。滑剤として、炭
素数22未満の脂肪酸の金属塩、例えばラウリン酸、ミリ
スチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等
の如き脂肪酸の亜鉛塩、カルシウム塩、アルミニウム塩
等を配合したのでは、組成物の熱安定性が劣るものにな
り、成形時の発煙やガス発生あるいは成形品の焼け等の
問題が生じるのに対し、本発明の如く炭素数22〜32の脂
肪酸の金属塩を配合した場合に限って、これらの問題が
生じることなく優れた滑剤効果が発揮され、成形性が改
善される。炭素数22〜32の脂肪酸の金属塩の具体例とし
ては、ベヘン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル
酸、エルカ酸等の脂肪酸の亜鉛塩、カルシウム塩、アル
ミニウム塩等が挙げられる。本発明において、かかる高
級脂肪酸の金属塩(C) の配合量は0.01〜３重量％（組成
物中）である。配合量が0.01重量％未満では滑剤として
の効果が充分でなく、逆に３重量％を越えると組成物あ
るいは成形品の着色やモールドデポジットの問題等が生
じる場合がある。(C) 成分の好ましい配合量は0.02〜１
重量％（組成物中）である。本発明において、かかる高
級脂肪酸の金属塩(C) は、ポリアミド樹脂(A) と繊維状
強化材(B) からなる組成物中に内部滑剤として配合して
もよく、また、ポリアミド樹脂(A) と繊維状強化材(B)
からなる組成物の外部に外部滑剤としてまぶして使用す
ることも可能である。

【０００７】本発明のかかる組成物の製造法は特に限定
されるものではないが、繊維の破断を抑えるため一般的
には剪断力が極力かからない製造法が好ましく、中でも
引き抜き成形による製造法が特に好ましく用いられる。
引き抜き成形は、基本的には連続した強化用繊維を引き
ながら樹脂を含浸するものであり、樹脂のエマルジョ
ン、サスペンジョン、溶液あるいは溶融物をいれた含浸
浴の中を繊維を通し含浸する方法、樹脂の粉末を繊維に
吹きつけるか粉末をいれた槽の中を繊維を通し繊維に樹
脂粉末を付着させたのち樹脂を溶融し含浸する方法、ク
ロスヘッドダイの中を繊維を通しながら押出機等からク
ロスヘッドダイに樹脂を供給し含浸する方法等の公知の
方法がいずれも利用できる。かかる如くして得られた樹
脂組成物を射出成形に供するためには、長さ３〜50mmの
ペレット状にするのが好ましく、この場合、繊維状強化
材(B) は実質上ペレットと同一長さでペレットの長さ方
向に平行配列したものとなる。このように繊維が一方向
に配列し、繊維長が長くかつ均一な樹脂組成物の場合、
成形時のペレットの流動や可塑化における溶融樹脂の流
動あるいは繊維の均一混合のため滑剤の存在が特に必要
となる場合が多く、滑剤として高級脂肪酸の金属塩(C)
の配合は特に有効である。

【０００８】本発明のかかる樹脂組成物には、その目
的、効果を大きく阻害しない範囲で他の熱可塑性樹脂の
１種または２種以上を併用することも可能である。ま
た、目的に応じ所望の特性を付与するため、一般に熱可
塑性樹脂に添加される公知の物質、例えば酸化防止剤、
耐熱安定剤、紫外線吸収剤等の安定剤、帯電防止剤、難
燃剤、難燃助剤、染料や顔料等の着色剤、潤滑剤、可塑
剤、結晶化促進剤、結晶核剤等を更に配合することも可
能である。また、ガラスフレーク、マイカ、ガラス粉、
ガラスビーズ、タルク、クレー、アルミナ、カーボンブ
ラック、ウォラストナイト等の板状、粉粒状の無機化合
物あるいはウィスカー等を適当量併用してもよい。

【０００９】本発明のかかる樹脂組成物は、射出成形に
供した時、滑剤の効果が特に顕著に発揮される。

【００１０】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【００１１】実施例１〜５および比較例１〜５ ガラスロービングを開繊して引きながら、ポリアミド樹
脂（ナイロン66）と表１に示す炭素数22〜32の脂肪酸金
属塩の混合溶融物を含浸させた後、賦形ダイを通してス
トランドとして引取り、切断し、表１に示す組成を有す
る長さ12mmのペレット状組成物を得た（実施例１、２、
３、５）。また、上記の方法に準じて、ポリアミド樹脂
（ナイロン66）のみを含浸させ、長さ12mmのペレット状
組成物を得たのち、炭素数22〜32の脂肪酸金属塩をペレ
ットにブレンドしたもの（実施例４）も調製した。一
方、比較のため、上記実施例の方法でポリアミド樹脂
（ナイロン66）と本発明以外の滑剤の混合溶融物を含浸
させたペレット状組成物（比較例１、２、４）、ポリア
ミド樹脂（ナイロン66）のみを含浸させたペレット状組
成物に本発明以外の滑剤をブレンドしたもの（比較例
３）およびポリアミド樹脂（ナイロン66）のみを含浸さ
せたペレット状組成物で滑剤を使用しないもの（比較例
５）も調製した。これらのペレット状組成物を射出成形
し、評価した結果を表１に示す。尚、評価は下記の方法
で行った。 発煙現象：射出成形機で樹脂組成物を可塑化し、フリー
フローさせた時にノズル先端より発生する煙の量を、目
視観察にて評価した。 成形品の焼け：射出成形により得られた成形品の焼け
（変色）を目視観察にて評価した。 成形機への食込み：射出成形機で樹脂組成物を可塑化
し、成形する際のスクリューへのペレットの食込み状況
を観察し評価した。

【００１２】

【表１】

【００１３】

【発明の効果】以上の説明並びに実施例により明らかな
ように、ポリアミド樹脂に繊維長の長い繊維状強化材を
配合して強化するにあたり、さらに炭素数22〜32の脂肪
酸の金属塩を配合してなる本発明の長繊維強化ポリアミ
ド樹脂組成物は、長繊維で強化されているため極めて高
度の引張強度、曲げ強度、衝撃強度等の機械的性質を有
するのみならず、炭素数22〜32の脂肪酸の金属塩の配合
により、長繊維強化物の欠点であった成形機への樹脂の
食い込みあるいは樹脂の流動性が改善されると共に、他
の滑剤の配合時に見られるような射出成形時の発煙、ガ
ス発生あるいは成形品の焼け等の問題も生じない等の優
れた特徴を有するものであって極めて工業的価値の高い
ものである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】(A) ポリアミド樹脂に (B) 長さ３mm以上の繊維状強化材５〜80重量％（組成物
   中）及び (C) 炭素数22〜32の脂肪酸の金属塩0.01〜３重量％（組
   成物中） を配合してなる長繊維強化ポリアミド樹脂組成物。
2. 【請求項２】長繊維強化ポリアミド樹脂組成物が長さ３
   〜50mmのペレット状であり、繊維状強化材(B) が実質上
   ペレットと同一長さでペレットの長さ方向に平行配列し
   ている請求項１記載の長繊維強化ポリアミド樹脂組成
   物。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の長繊維強化ポリア
   ミド樹脂組成物を用い、射出成形してなる成形品。