JPH06271766A - ポリアミド樹脂組成物の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】末端カルボキシル基濃度が３×１０^-5〜２０×
１０^-5ｅｑ／ｇの脂肪族ポリアミド樹脂、アミン系シラ
ンカップリング剤で表面処理された繊維状強化剤、テレ
フタル酸系コポリアミド樹脂（結晶性半芳香族コポリア
ミド樹脂）からなるポリアミド樹脂組成物を得るにあた
り、脂肪族ポリアミド樹脂と繊維状強化剤とを溶融混練
したのち、結晶性半芳香族コポリアミド樹脂および繊維
状強化剤とを溶融混練することを特徴とするポリアミド
樹脂組成物の製造法。 【効果】本発明の方法で製造したポリアミド樹脂組成物
を用いることにより、機械物性に優れた、耐熱性ならび
に耐薬品性に優れた成形品を容易に得ることができる。
これらのことにより、電気及び電子部品、自動車部品な
どの用途において幅広く使用することが可能となり工業
的価値が大きい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、脂肪族ポリアミド樹脂
と繊維状強化剤の組成物を製造した後、該組成物と結晶
性半芳香族コポリアミド樹脂とを溶融混練して得られる
耐衝撃性、剛性などのすぐれた特性を有するポリアミド
樹脂組成物の製造法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリアミドはエンジニアリングプラスチ
ックとしての優れた特性を利用して、自動車分野、電気
・電子分野等で幅広く使用されている。

【０００３】一方、近年の技術革新による自動車のエン
ジンルームの温度上昇やマイクロエレクトロニクスの進
展に伴い、さらに高温雰囲気下での使用に耐え得るポリ
アミド樹脂組成物として、脂肪族ポリアミド樹脂にテレ
フタル酸およびイソフタル酸を含有する結晶性半芳香族
コポリアミド樹脂との組成物および、それらの無機充填
剤およびガラス繊維混合組成物が提案されている（特開
昭６２−５７４５８号公報、特開平２−６７３６２号公
報、特開平２−２４０１６２号公報、特開平３−１２４
５２号公報、特開平４−２０２３５８号公報) 。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、繊維状
強化剤で強化された脂肪族ポリアミド樹脂と結晶性半芳
香族コポリアミド樹脂との組成物化は、溶融混練時に、
結晶性半芳香族コポリアミド樹脂の融点以上の温度で混
練するため、繊維状強化剤とポリアミドの親和性を良く
するために用いられているシランカップリング剤が劣化
してしまい、強化の目的とする機械的特性の向上が十分
でなくなるばかりか、表面平滑性が劣るなどの欠点を有
していた。

【０００５】よって、本発明はポリアミド樹脂と繊維状
強化剤との密着性を改善し、樹脂組成物の機械的特性の
向上を課題とする。

【０００６】

【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３×１０^-5〜２０×１０^-5ｅｑ／
ｇである脂肪族ポリアミド樹脂４０〜９９重量％と、繊
維状強化剤１〜６０重量％からなる組成物を製造し、さ
らに該樹脂組成物１００重量部に対し、ヘキサメチレン
テレフタラミド成分２０〜９０重量％、その他のポリア
ミド成分１０〜８０重量％からなる結晶性半芳香族コポ
リアミド樹脂１０〜９００重量部および繊維状強化剤１
〜２００重量部を混練することを特徴とするポリアミド
樹脂組成物の製造法である。

【０００７】つまり、本発明の特徴は最初の工程で、融
点が比較的低い脂肪族ポリアミド樹脂に対し、繊維状強
化剤を溶融混合して、ポリアミドとの親和性を保持させ
つつ、次の工程で融点の高い結晶性半芳香族コポリアミ
ド樹脂および繊維状強化剤と溶融混練することにより、
機械的特性を向上した組成物の製造方法を提供するもの
である。

【０００８】以下、本発明について詳しく述べる。

【０００９】本発明に用いる末端カルボキシル基濃度が
３×１０^-5〜２０×１０^-5ｅｑ／ｇである脂肪族ポリア
ミド樹脂としては、脂肪族ジアミンと脂肪族ジカルボン
酸との重縮合、ω−アミノ酸の自己縮合、ラクタム類の
開環重合により得られるホモポリアミド、コポリアミド
を意味する。具体的にはナイロン６、ナイロン６６、ナ
イロン１１、ナイロン１２、ナイロン６１０、ナイロン
６１２、ナイロン６／１１共重合体、ナイロン６／１２
共重合体、ナイロン１２１２、ナイロン６／６６共重合
体、ナイロン６／６６／６１０共重合体、ナイロン６６
／６１０共重合体、ナイロン６／６６／６１０／１２共
重合体などが挙げられる。

【００１０】相対粘度は特に規定されるものではない
が、通常２〜６のものが用いられる。好ましくは２〜５
である。相対粘度はＪＩＳ Ｋ６８１０に準じて、９８
％硫酸中濃度１％、２５℃で測定した値である。

【００１１】末端カルボキシル基濃度は３×１０^-5〜２
０×１０^-5ｅｑ／ｇがシランカップリング剤、とりわけ
アミン系シランカップリング剤で表面処理された繊維状
強化剤との親和性を良くする上で必要である。末端カル
ボキシル基濃度は、脂肪族ポリアミド樹脂を調製する
時、重合時にジカルボン酸を重合系内に添加することな
どにより調製される。添加するジカルボン酸の例として
は、シュウ酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、
アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカ二酸、ドデカン二
酸、イソフタル酸、テレフタル酸などを好適に用いるこ
とができる。添加量としては、重合モノマーのモル数に
対し、０〜０．１倍モル添加するのが好ましい。

【００１２】本発明に用いる繊維状強化剤は、直径１〜
１５μｍ、繊維長２０μｍ〜２０ｍｍのシランカップリ
ング剤、とりわけアミン系シランカップリング剤で表面
処理された繊維状強化剤が好適に用いられる。繊維状強
化剤としてはガラス繊維、炭素繊維、チタン酸カリウム
ウイスカー、アラミド繊維などが用いられる。特に好ま
しくはガラス繊維である。

【００１３】脂肪族ポリアミド樹脂との親和性を良くす
るための、繊維状強化剤の表面処理用アミン系シランカ
ップリング剤としては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−アミノプロピルト
リメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプ
ロピルジメトキシシランおよび、これらの２種以上の混
合物などが好ましく用いられる。

【００１４】脂肪族ポリアミド樹脂に添加する繊維状強
化剤の添加量としては１〜６０重量％が用いられる。添
加量が１重量％より少ない場合には、強化剤としての効
果がなくなり好ましくなく、添加量が６０重量％を越え
ると、操作性が損なわれるので好ましくない。

【００１５】本発明の第一の工程である、脂肪族ポリア
ミド樹脂と繊維状強化剤との混合方法はとくに制限され
るものではなく、任意の方法を採用すればよい。例えば
ポリアミド樹脂を溶融し、繊維状強化剤を添加して混練
する方法、予めポリアミド樹脂と繊維状強化剤とを混合
しておき、次いで溶融押出機で混練する方法などが採用
できる。溶融押出機は単軸でも二軸でも使用できる。ポ
リアミド樹脂と繊維状強化剤との混練温度は３００℃よ
り低く、使用するポリアミドの融点より高くするのが好
ましい。

【００１６】本発明の結晶性半芳香族コポリアミド樹脂
は、ヘキサメチレンテレフタルアミド（以下、６Ｔとい
う）とその他のポリアミド成分からなる共重合ポリアミ
ドである。その他のポリアミド成分としては炭素数６〜
２０のジカルボン酸と炭素数６〜１８のジアミンからな
るポリアミド成分、炭素数６〜１２の環状ラクタム、炭
素数６〜１２のアミノカルボン酸であり、これらのポリ
アミドは単独または二種以上を併用することも可能であ
る。

【００１７】炭素数６〜２０のジカルボン酸としては、
コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベ
リン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカ二酸、ド
デカン二酸、プラシリン酸、テトラデカン二酸、ペンタ
デカン二酸、オクタデカン二酸のような脂肪族ジカルボ
ン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸のような脂
環式ジカルボン酸、イソフタル酸、フタル酸のような芳
香族ジカルボン酸などが挙げられ、特にアジピン酸、セ
バシン酸、ウンデカ二酸、ドデカン二酸、イソフタル酸
が好ましく用いられる。また、炭素数２〜２０のジアミ
ン成分としては、エチレンジアミン、トリメチレンジア
ミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミ
ン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミ
ン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、
デカメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ド
デカメチレンジアミン、トリデカメチレンジアミン、ヘ
キサデカメチレンジアミン、オクタデカメチレンジアミ
ンのような脂肪族ジアミン、シクロヘキサンジアミン、
メチルシクロヘキサンジアミンのような脂環式ジアミ
ン、キシレンジアミンのような芳香族ジアミンなどが挙
げられ、ヘキサメチレンジアミン、ウンデカメチレンジ
アミン、ドデカメチレンジアミン、メタキシレンジアミ
ンが好ましく用いられる。炭素数６〜１２の環状ラクタ
ムとしては、ε−カプロラクタム、ζ−エナントラクタ
ム、η−カプリルラクタム、ω−ラウロラクタムが挙げ
られ、特にε−カプロラクタムが好ましく用いられる。
炭素数６〜１２のアミノカルボン酸成分としては、６−
アミノカプロン酸、１１−アミノウンデカン酸、１２−
アミノドデカン酸が挙げられ、特に６−アミノカプロン
酸が好ましく用いられる。テレフタル酸系コポリアミド
の例としてはヘキサメチレンテレフタラミド／ε−カプ
ロラクタム共重合体（６Ｔ／６），ヘキサメチレンテレ
フタラミド／ヘキサメチレンアジパミド共重合体（６Ｔ
／６６），ヘキサメチレンテレフタラミド／ε−カプロ
ラクタム／ヘキサメチレンアジパミド共重合体（６Ｔ／
６／６６），ヘキサメチレンテレフタラミド／ヘキサメ
チレンイソフタラミド共重合体（６Ｔ／６Ｉ），ヘキサ
メチレンテレフタラミド／ヘキサメチレンイソフタラミ
ド／ε−カプロラクタム共重合体（６Ｔ／６Ｉ／６），
ヘキサメチレンテレフタラミド／ヘキサメチレンイソフ
タラミド／ヘキサメチレンアジパミド共重合体（６Ｔ／
６Ｉ／６６），ヘキサメチレンテレフタラミド／１１−
アミノウンデカン酸共重合体（６Ｔ／１１），ヘキサメ
チレンテレフタラミド／１２−アミノドデカン酸共重合
体（６Ｔ／１２）などが挙げられる。

【００１８】結晶性半芳香族コポリアミド樹脂の融点は
特に限定されないが、本組成物は高耐熱性を目的として
いるため、ナイロン６６の融点以上、特に２７０℃〜３
７０℃である。また、ここで用いられる結晶性半芳香族
コポリアミド樹脂の重合度は、ＪＩＳＫ６８１０に従っ
て９８％硫酸中濃度１％、２５℃で測定した相対粘度が
１．１２〜５、特に１．１５〜４．０が好ましく用いら
れる。

【００１９】結晶性半芳香族コポリアミド樹脂の重合方
法は特に限定されず、溶融重合、界面重合、溶液重合、
塊状重合、固相重合、押出機による高重合度化およびこ
れらの方法を組み合わせた方法を利用することができ
る。通常、溶融重合および溶融重合で低次縮合物を得た
後、押出機により高重合度化する方法などが好ましく用
いられる。

【００２０】結晶性半芳香族コポリアミド樹脂と共に添
加される繊維状強化剤はとくに限定されるものではな
く、第一の工程で用いた物と同じ特性を有している物が
好適に使用できる。

【００２１】本発明の第二の工程である、第一の工程
（脂肪族ポリアミド樹脂と繊維状強化剤との組成物）の
組成物と結晶性半芳香族コポリアミド樹脂および繊維状
強化剤との組成物を得るための混練方法はとくに制限さ
れるものではなく、任意の方法が採用できる。前段の組
成物と結晶性半芳香族コポリアミド樹脂、繊維状強化剤
を混合しておき、次いで溶融押出機で混練する方法、溶
融押出機の第一の投入口（押出機の上流）に脂肪族ポリ
アミド樹脂と繊維状強化剤の混合物またはその溶融押出
組成物を投入し、第二の投入口（押出機の下流）で結晶
性半芳香族コポリアミド樹脂および繊維状強化剤を投入
する方法、もしくは、溶融押出機の第一の投入口（押出
機の上流）に脂肪族ポリアミド樹脂を投入し、第二の投
入口（押出機の中ほど）に繊維状強化剤を投入し、第三
の投入口（押出機の下流）で結晶性半芳香族コポリアミ
ド樹脂および繊維状強化剤を投入する方法、あるいは、
溶融押出機の第一の投入口（押出機の上流）に脂肪族ポ
リアミド樹脂を投入し、第二の投入口（押出機の中ほ
ど）に繊維状強化剤を投入し、第三の投入口（押出機の
下流）で結晶性半芳香族コポリアミド樹脂を投入し、第
四の投入口（押出機の最下流）で繊維状強化剤を投入す
る方法などが採用できる。溶融押出機は単軸でも二軸で
も使用できる。

【００２２】ポリアミド樹脂と繊維状強化剤との混練温
度は３９０℃より低く保持するのが、ポリアミドの劣化
を抑制するために好ましい。

【００２３】本発明で製造するポリアミド樹脂組成物は
脂肪族ポリアミド樹脂と繊維状強化剤との組成物１００
重量部に対し、結晶性半芳香族コポリアミド樹脂１０〜
９００重量部および繊維状強化剤１〜２００重量部を配
合してなる素材から構成される。結晶性半芳香族コポリ
アミド樹脂の配合量が１０重量部より少ない場合には、
結晶性半芳香族コポリアミド樹脂の添加効果が小さくな
り好ましくなく、９００重量部を越えると繊維状強化剤
の含有量が低下し、機械的特性の向上効果が小さくなる
ため好ましくない。

【００２４】第二の工程で添加される繊維状強化剤の添
加量が１重量部より少ないと結晶性半芳香族コポリアミ
ド樹脂の添加量を多くしたとき、強化剤の添加量が少な
くなり強化剤としての性能が発揮できず、２００重量部
より多く添加した場合には押出機に過剰の負荷をかける
ことになり運転上好ましくない。

【００２５】本発明で製造するポリアミド樹脂組成物か
ら成形品を得る場合、射出成形、押出成形、ブロー成形
が可能であり、得られた成形品は良好な性能を発揮す
る。

【００２６】また本発明で製造するポリアミド樹脂組成
物には特性、成形性を損わない限りにおいて他の成分、
たとえばタルク、ワラステナイト、ベントナイト、モン
モリロナイト、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、ア
ルミナ、雲母などの充填剤を添加することができる。こ
れらの充填剤はアミン系シランカップリング剤で処理さ
れていても、いなくてもよい。さらにステアリン酸マグ
ネシウムおよびステアリン酸アルミニウムなどからなる
ステアリン酸金属塩などの内部離型剤、顔料、染料、難
燃剤、耐熱剤、酸化防止剤、耐候剤、滑剤、離型剤、帯
電防止剤、可塑剤、結晶核剤、発泡剤、他の重合体など
を添加導入できる。

【００２７】本発明により得られる組成物は機械的特性
が高いだけでなく耐熱性、寸法安定性、低吸水性、耐薬
品性に優れスイッチ、超小型スライドスイッチ、ＤＩＰ
スイッチ、スイッチのハウジング、ランプソケット、結
束バンド、コネクタ、コネクタのハウジング、コネクタ
のシェル、ＩＣソケット類、コイルボビン、ボビンカバ
ー、リレー、リレーボックス、コンデンサーケース、モ
ーターの内部部品、小型モーターケース、ギヤ・カム、
ダンシングプーリー、スペーサー、インシュレーター、
ファスナー、バックル、ワイヤークリップ、自転車用ホ
イール、キャスター、ヘルメット、端子台、電動工具の
ハウジング、ホイールカバー、スターターの絶縁部分、
スポイラー、キャニスター、ラジエタータンク、チャン
バータンク、リザーバータンク、ヒューズボックス、エ
アクリーナーケース、エアコンファン、ターミナルのハ
ウジング、ホイールカバー、吸排気パイプ、ベアリング
リテーナー、シリンダーヘッドカバー、インテークマニ
ホールド、ウォーターパイプインペラ、シフトレバーベ
ース、クラッチレリーズベアリングハブ、スピーカー振
動板、耐熱容器、電子レンジ部品、炊飯器部品、プリン
ターリボンガイドなどに代表される電気・電子関連部
品、自動車・車両関連部品、家庭・事務電気製品部品、
コンピュータ関連部品、ファクシミリ・複写機関連部
品、機械関連部品、その他各種用途に有用である。

【００２８】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳述す
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。 混練方法Ｉ：脂肪族ポリアミド樹脂、繊維状強化剤、結
晶性半芳香族コポリアミド樹脂を予めタンブラー、ブレ
ンダーなどで混合した後、溶融押出機（温度：Ｔ１℃）
で混練する方法。

【００２９】混練方法II：脂肪族ポリアミド樹脂と繊維
状強化剤とを予めタンブラー、ブレンダーなどで混合し
た後、溶融押出機（温度：Ｔ２℃）で混練して組成物を
調製し、次いで該組成物と結晶性半芳香族コポリアミド
樹脂および繊維状強化剤とをタンブラー、ブレンダーな
どで混合して溶融押出機（温度：Ｔ３℃）で混練する方
法。

【００３０】混練方法III:脂肪族ポリアミド樹脂と繊維
状強化剤とを予めタンブラー、ブレンダーなどで混合し
た後、溶融押出機の上流（温度：Ｔ４℃）に供給し、次
いで溶融押出機の下流（温度：Ｔ５℃）で結晶性半芳香
族コポリアミド樹脂および繊維状強化剤を供給して同一
の溶融押出機で溶融混練する方法。

【００３１】混練方法IV：脂肪族ポリアミド樹脂を溶融
押出機の上流（温度：Ｔ６℃）に供給し、溶 融押出機
の中ほど（温度：Ｔ７℃）に繊維状強化剤を供給し、溶
融押出機の下流（温度：Ｔ８℃）に結晶性半芳香族コポ
リアミド樹脂および繊維状強化剤を供給して同一の溶融
押出機で溶融混練する方法。

【００３２】混練方法Ｖ：脂肪族ポリアミド樹脂を溶融
押出機の上流の第一の供給口（温度：Ｔ９℃）に供給
し、第二の供給口（温度：Ｔ１０℃）に繊維状強化剤を
供給し、第三の供給口（温度：Ｔ１１℃）に結晶性半芳
香族コポリアミド樹脂を供給し、溶融押出機の下流の第
四の供給口（温度：Ｔ１２℃）に繊維状強化剤を供給し
て同一の溶融押出機で溶融混練する方法。

【００３３】実施例１〜５ 材料として、表１に示した脂肪族ポリアミド樹脂、繊維
状強化剤（アミン系シランカップリング剤で処理された
ガラス繊維）、結晶性半芳香族コポリアミド樹脂および
繊維状強化剤を用い、表１の組成になるように、溶融押
出機に供給し、表１の混練方法で調製して、表２の特性
を有するポリアミド樹脂組成物を得た。本発明の方法に
よるポリアミド樹脂組成物は極めて高い機械物性を示す
ものであった。

【００３４】比較例１〜２ 材料として、表１に示した脂肪族ポリアミド樹脂、繊維
状強化剤（アミン系シランカップリング剤で処理された
ガラス繊維）、結晶性半芳香族コポリアミド樹脂を用い
表１の組成になるように、混練方法Ｉにより溶融押出機
で調製して、表２の特性を有するポリアミド樹脂組成物
を得た。本発明の方法によるポリアミド樹脂組成物に比
し、低い機械物性を示した。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】

【発明の効果】本発明の組成物から得られる成形品は、
優れた機械物性、耐熱性、成形性を示し、電気及び電子
部品、自動車部品などの用途において幅広く使用するこ
とが可能である。

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３×１０^-5〜２
   ０×１０^-5ｅｑ／ｇである脂肪族ポリアミド樹脂４０〜
   ９９重量％と、繊維状強化剤１〜６０重量％からなる組
   成物を製造し、さらに該組成物１００重量部に対し、ヘ
   キサメチレンテレフタラミド成分２０〜９０重量％、そ
   の他のポリアミド成分１０〜８０重量％からなる結晶性
   半芳香族コポリアミド樹脂１０〜９００重量部および繊
   維状強化剤１〜２００重量部を混練することを特徴とす
   るポリアミド樹脂組成物の製造法。