JPH06271768A - ポリアミド樹脂組成物の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】末端アミノ基濃度が３×１０^-5〜２０×１０^-5
ｅｑ／ｇの脂肪族ポリアミド樹脂、エポキシ系シランカ
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と溶融混練する
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
強化剤との密着姓を改善し、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
端アミノ基濃度が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アミノ基濃度が３×１
０^-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６１
２、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６６／６
１０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】末端アミノ基濃度は３×１０^-5〜２０×１
０^-5ｅｑ／ｇがシランカップリング剤、とりわけエポキ
シ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。末端アミノ基
濃度は、脂肪族ポリアミド樹脂を調製する時、重合時に
ジアミン成分を重合系内に添加することなどにより調製
される。添加するジアミン成分の例としては、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。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、とりわけエポキシ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エポキシ系シラン
カップリング剤としてはγ−グリシドキシプロピルトリ
メエトキシシラン、β−（３、４−エポキシシクロヘキ
シル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプ
ロピルメチ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】繊維状強化剤の添加量としては、脂肪族ポ
リアミド樹脂との合計に対して、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（６Ｔ／６
６），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／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／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】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とを混合しておき、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。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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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
れらの充填剤はエポキシ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。

【００２４】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。

【００２５】

【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。

【００２６】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
樹脂を混合して溶融押出機（温度：Ｔ３℃）で混練する
方法。

【００２７】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を供給して同一の溶融押出機で溶融
混練する方法。

【００２８】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
アミド樹脂を供給して同一の溶融押出機で溶融混練する
方法。

【００２９】実施例１ 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（エポキシ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、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。

【００３０】実施例２〜６ 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（エポキシ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、実施例１と同様に操作して、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
ミド樹脂組成物はそれぞれ極めて高い機械物性を有して
いた。

【００３１】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（エポキシ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。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】

【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】末端アミノ基濃度が３×１０^-5〜２０×１
   ０^-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。