JPH09183899A - ポリアミド樹脂組成物およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】滑り性や透明性、表面光沢の良好なポリアミド
樹脂成型品を製造するための、アルキレンビス脂肪酸ア
ミドを高濃度含有するポリアミド樹脂組成物を得るこ
と。 【解決手段】ポリアミド樹脂に対してアルキレンビス脂
肪酸アミドを３重量％を越え、１０重量％以下含有する
ことを特徴とするポリアミド樹脂組成物およびポリアミ
ド樹脂をアルキレンビス脂肪酸アミド融解液に浸漬して
得ることを特徴とするアルキレンビス脂肪酸アミドを高
濃度内部に含有したポリアミド樹脂組成物の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は滑り性や透明性、表
面光沢の良好なポリアミド樹脂成型品を製造するため
の、マスターペレット（高濃度の添加剤が含有されてお
り、通常これを希釈して使用するペレットのことを言
う）として使用するアルキレンビス脂肪酸アミドを高濃
度含有するポリアミド樹脂組成物及びその製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般にポリアミド樹脂は機械的、化学
的、熱的特性に優れ、かつ高ガスバリアー性を有するた
め、繊維やエンジニアリングプラスチック、フイルム等
の成型品として広く使用されている。通常、この様な成
型品に滑り性や透明性、表面光沢が要求されるときは、
ポリアミド樹脂に有機系の潤滑剤を添加する方法が知ら
れている。特に、分子内に２つのアミド結合を有する潤
滑剤であるアルキレンビス脂肪酸アミドは、ポリアミド
樹脂と相溶性があるため、予めペレットに添加して溶融
押出し成型することで上記の諸特性を満足させてきた。

【０００３】しかしながら、ポリアミド樹脂にかかるア
ルキレンビス脂肪酸アミドを配合することは容易ではな
く、例えば、重合時にかかるアルキレンビス脂肪酸アミ
ドを添加しようとする（以後重合時添加法と呼ぶ）と、
ポリアミド樹脂とのアミド交換反応により添加剤が一部
消失してしまい、添加量に比して改善する諸特性の効果
が低下してしまうことがある。一方、ポリアミド樹脂に
ブレンダー等でアルキレンビス脂肪酸アミドを添加しよ
うとしても（以後ドライブレンド法と呼ぶ）、ペレット
上に所定量均一に添加するのは困難であるとともに、こ
のようなペレットを空気や窒素などで移送するときに、
ペレットとアルキレンビス脂肪酸アミドが各々分離して
しまうことがしばしば起こる。また、このとき両者のバ
インダーをペレットに予め添加しておいてからアルキレ
ンビス脂肪酸アミドを添加する方法も考えられるが、ペ
レット表面に付着した融点の低いアルキレンビス脂肪酸
アミドが成型時に押出機でポリアミド樹脂より早く溶融
し、食い込み安定性を著しく阻害することが指摘されて
いる。

【０００４】そこで、ポリアミド樹脂とアルキレンビス
脂肪酸アミドを溶融混合して予めマスターペレットを製
造し、成型時にこのマスターペレットを添加する方法が
提案されている。しかしながら、この方法では熱分解し
やすいアルキレンビス脂肪酸アミドの最終成型品までの
熱履歴が長時間となるし、先に述べた好ましくないアミ
ド交換反応も無視できない。また、高濃度のマスターペ
レットを製造してこれを希釈して使用すれば、処理にコ
ストのかかるペレット量が低減できるため、経済効果が
大きいと考えられるが、両者の相分離が起こり易くなる
ことから物理的に均一混合が困難となり、必然的に大が
かりな混合設備が必要となるなど、必ずしも理想的、経
済的な製造方法ではないと考えられる。

【０００５】さらに、前記問題を解決するために、ポリ
アミドを滑剤の融点以上に予熱後、該滑剤を加え高速回
転で攪拌混合する方法が特公昭６０−４４３４５号公報
に、また自己発熱型の撹拌機により特定の温度条件下で
アルキレンビス脂肪酸アミドをポリアミド樹脂ペレット
に添着する方法（以後撹拌添着法と呼ぶ）が特公平７−
４７６５３号公報に開示されているが、該方法を採用し
た場合、最大でもアルキレンビス脂肪酸アミドは３重量
％までしか添加できないと明記されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記従来方法
の問題点の発生を抑制しつつ、アルキレンビス脂肪酸ア
ミドを高濃度内部に含有したポリアミド樹脂組成物を経
済的な方法で提供することを課題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は前記課題を
解決するため、つまりアルキレンビス脂肪酸アミドを高
濃度内部に含有したポリアミド樹脂組成物を得るため、
アルキレンビス脂肪酸アミド融解液に浸漬する（以後浸
漬法と呼ぶ）ことによって得られることを見いだし、本
発明を完成するに到った。即ち本発明は、ポリアミド樹
脂に対してアルキレンビス脂肪酸アミドを３重量％を越
え、１０重量％以下含有することを特徴とするポリアミ
ド樹脂組成物およびポリアミド樹脂をアルキレンビス脂
肪酸アミド融解液に浸漬することによる前記ポリアミド
樹脂組成物の製造方法である。

【０００８】本発明で使用されるポリアミド樹脂として
は、ナイロン６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロ
ン６，６、ナイロン６，Ｔ、ナイロン６，１０、ナイロ
ンＭＸＤ６等のポリアミド樹脂またはこれらの単独重合
体の他に、共重合体、重合体混合物などが代表例として
例示出来、その相対粘度は２．０〜３．５、特に２．５
〜３．２が好ましい。なお本発明においては、ポリアミ
ド樹脂はペレット（またはチップともいう）に成形され
たものを使用する方が好ましい。

【０００９】また本発明で使用されるアルキレンビス脂
肪酸アミドは、アルキレン基として炭素数１〜６のアル
キレン基、脂肪酸として炭素数１０〜３０の脂肪酸を有
したアルキレンビス脂肪酸アミドが好ましく、好適に使
用されるアルキレンビス脂肪酸アミドとして具体的に
は、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスス
テアリン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、エ
チレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスベヘン酸ア
ミド、ヘキサメチレンビスベヘン酸アミドなどまたはこ
れらの混合物などが例示される。

【００１０】次に本発明ポリアミド組成物を得る方法と
して、まずアルキレンビス脂肪酸アミドをその融点Ｔｍ
（℃）以上、最高でもポリアミド樹脂融点未満に加熱融
解しておく。なお、このとき当然ながら融解液温度はア
ルキレンビス脂肪酸アミドの分解温度未満である必要が
ある。一方、水分量が０．５％、好ましくは０．２％以
下にされたポリアミド樹脂を、上記のアルキレンビス脂
肪酸アミド融解液に所定時間浸漬させれば、目的のアル
キレンビス脂肪酸アミドを高濃度内部に含有したポリア
ミド樹脂組成物が得られる。なお融解液に浸漬するポリ
アミド樹脂は予めペレットに成形されたものの方が好ま
しい。また前記浸漬する方法としては、予めアルキレン
ビス脂肪酸アミドの融解液を調整しておいて、そこへポ
リアミド樹脂ペレットを添加する方法や、最初からアル
キレンビス脂肪酸アミドとポリアミド樹脂ペレットを配
合してアルキレンビス脂肪酸アミドが融解する温度まで
昇温する方法等いずれの方法を採用してもよい。

【００１１】アルキレンビス脂肪酸アミドの最大含有量
はその種類やペレットを浸漬させた温度、時間等で決定
されるが、一般にアルキレンビス脂肪酸アミドのアルキ
レン部分及び／または脂肪酸部分の分子量が小さい方が
多くなる傾向が見られる。これは、アルキレン部分及び
／または脂肪酸部分の分子量が小さいほど、分子内の極
性が高くなり相対的にアルキレンビス脂肪酸アミドとポ
リアミド樹脂との親和性が高まるためであると考えられ
る。

【００１２】前記本発明の方法によりアルキレンビス脂
肪酸アミドのポリアミド樹脂への含有量は３重量％を越
え、１０重量％以下であり、好ましくは５〜１０重量％
である。アルキレンビス脂肪酸アミドのポリアミド樹脂
への含有量を３％以下にしようとすると、その含有量を
定常的にコントロールするのが困難となり、１０重量％
以上にするには処理に長時間必要とされるため、経済的
な効果が損なわれるから好ましくない。

【００１３】なお、本発明組成物において、本発明の目
的性能を損なわない限り、前記のポリアミド樹脂に、ポ
リエステル、ポリオレフィン、ポリビニルアルコールな
どの他の樹脂、シリカ、カオリン、ゼオライト等の無機
滑剤、帯電防止剤、アンチブロッキング剤、防曇剤、界
面活性剤、酸化防止剤、耐光剤、顔料等の有機または無
機の添加剤を適宜配合使用することもできる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適例を具体的に
述べる。ポリアミド樹脂としては相対粘度２．５〜３．
２のナイロン６ペレットを用い、アルキレンビス脂肪酸
アミドとしては融点１４２℃のエチレンビスステアリン
酸アミドを用いて、ナイロン６ペレットに対してエチレ
ンビスステアリン酸アミドを５０〜２００重量％を同一
容器内に配合し、温度１４５〜１５５℃にコントロール
し、約１〜５時間放置することにより、エチレンビスス
テアリン酸アミドが３〜１０重量％含有された本発明ポ
リアミド組成物が得られる。

【００１５】

【作用】前記本発明方法を採用することにより、ポリア
ミド樹脂より融点の低いアルキレンビス脂肪酸アミドを
融点以上かつ分解温度未満に加熱融解しておいてから、
この融解液にポリアミド樹脂を投入し、樹脂中にアルキ
レンビス脂肪酸アミドを高濃度内部に含有させることに
よって、アルキレンビス脂肪酸アミドのポリアミド樹脂
とのアミド交換反応や熱分解を抑制しながら、均一にポ
リアミド成型品にこれを添加させるための、アルキレン
ビス脂肪酸アミドを高濃度内部に含有したポリアミド樹
脂組成物を経済的に製造することができるものと考えら
れる。

【００１６】

【実施例】本発明を以下の実施例を用いて具体的に説明
するが、本発明はその要旨を逸脱しない限り以下の実施
例に限定されるものではない。なお各物性値の測定は以
下の方法によった。 （１）ナイロン６の相対粘度：９６％硫酸中、樹脂濃度
１重量％で２０℃で測定した。 （２）アルキレンビス脂肪酸アミド融点：ＪＩＳ―Ｋ８
００４に準じて測定した。 （３）フィルムの滑り性：２５℃、６５ＲＨ％における
動摩擦係数をＡＳＴＭ―Ｄ１８９４に準じて測定した。
動摩擦係数が１．２以下のフィルムは滑り性が良好で作
業性に優れたものと評価できる。 （４）フィルムの透明性：曇価をＪＩＳ―Ｋ６７１４に
準じ、日本電色（株）製のヘーズメーターを用いて測定
した。曇価は小さい方が透明性良好であり、曇価が３％
以下のフィルムは良好な品質レベルと評価できる。また
実施例で使用したアルキレンビス脂肪酸アミドは以下の
とおりである。 エチレンビスステアリン酸アミド：共栄社油脂化学工業
（株）製 ＷＥ―１８３ 融点 １４２℃ エチレンビスベヘン酸アミド：共栄社油脂化学工業
（株）製 ＷＨ―１５０ 融点 １４１℃

【００１７】実施例１ まず、１００リットルの回分式重合釜に、ε―カプロラ
クタムを加えて重合した。重合後樹脂を２．５ｍｍφ×
２．５ｍｍφのサイズにストランドカットし、ナイロン
６樹脂ペレットを得た。該ナイロン６樹脂ペレットは回
分式抽出釜を用いて熱水で抽出処理し、モノマーとオリ
ゴマーの含有量を１重量％にまで低減した後、水分率が
０．１％になるまで乾燥した。なお、こうして得られた
ナイロン６樹脂の相対粘度は３．０であった。

【００１８】次に、５リットルの加熱装置が取り付けら
れたガラス製フラスコに、上記のナイロン６樹脂ペレッ
トを３ｋｇとエチレンビスステアリン酸アミドを２．５
ｋｇ加え、フラスコ内の温度を１５０℃にコントロール
して５時間放置した。ナイロン６樹脂ペレットの表面に
付着したエチレンビスステアリン酸アミドは、冷却され
て固化する前にエアーブラシで除去した。ナイロン６樹
脂ペレットへのエチレンビスステアリン酸アミド含有量
はペレットの重量増加比で求めた。その結果を表１に示
す。

【００１９】ペレットへ含有させたエチレンビスステア
リン酸アミドが本来の目的どおり成型品の滑り性や透明
性等の改善効果が発揮できたかどうかはフィルムに成形
して評価した。つまり、エチレンビスステアリン酸アミ
ドがフィルムに対して０．１％含有するように、先のマ
スターペレットを希釈してフィルムに成型して評価し
た。即ち、Ｔダイより押出機で最終的にフィルムに対し
て０．１％エチレンビスステアリン酸アミドを含有する
ようにナイロン６樹脂を２６０℃で溶融押出しし、３０
℃の冷却ロールに引き取って未延伸シートを得た後、直
ちにロール式延伸機で縦方向に５０℃で３．２倍延伸
し、更にテンター式延伸機で横方向に１５０℃で４倍延
伸した。その後５％緩和させつつ２２０℃で熱固定し、
厚さ１５μの延伸フィルムを得た。こうして得られたフ
ィルムの滑り性と透明性の評価結果を表１に併記する。

【００２０】実施例２ 実施例１で重合したポリアミド樹脂ペレット３ｋｇとエ
チレンビスベヘン酸アミド２．５ｋｇを５リットルの加
熱装置が取り付けられたガラス製フラスコに加え、フラ
スコ内の温度を１５０℃にコントロールして５時間放置
した。ナイロン６樹脂ペレットの表面に付着したアルキ
レンビスベヘン酸アミドは、固化する前にエアーブラシ
で除去した。得られたナイロン６樹脂ペレットへのエチ
レンビスベヘン酸アミド含有量はペレットの重量増加比
で求めた。その結果を表１に示す。また、こうして得ら
れたペレットの評価は実施例１と同様にフィルムで評価
した。その結果も表１に示す。

【００２１】比較例１ 実施例１で重合したナイロン６樹脂ペレット２０ｋｇ、
エチレンビスステアリン酸アミド６００ｇ（ペレットに
対して３重量％）を、川田製作所製スーパーミキサーＳ
ＭＧ−１００（内容積１００リットル）に投入し、ペレ
ットが１５０℃になるまで撹拌した。こうして得られた
ペレットを直ちに水冷装置のついた撹拌機に投入し、樹
脂温度が１００℃になるまで撹拌しながら冷却した（撹
拌添着法）。目視ではエチレンビスステアリン酸アミド
はペレット表面に均一添着できたが、ペレットの評価は
実施例１と同様にフィルムで評価した。その結果を表１
に示す。

【００２２】比較例２ 実施例１で重合したナイロン６樹脂ペレット２０ｋｇ、
エチレンビスステアリン酸アミド１９２０ｇ（ペレット
に対して９．６重量％）を、比較例１と同じミキサーに
投入し、ペレットが１５０℃になるまで撹拌した。こう
して得られたペレットを直ちに水冷装置のついた撹拌機
に投入し、樹脂温度が１００℃になるまで撹拌しながら
冷却した。目視でエチレンビスステアリン酸アミドはペ
レット表面に均一添着できなかったことが確認された。

【００２３】比較例３ 実施例１で重合したナイロン６樹脂ペレット２０ｋｇ、
エチレンビスベヘン酸アミド６００ｇ（ペレットに対し
て３重量％）を、比較例１と同じミキサーに投入し、ペ
レットが１５０℃になるまで撹拌した。こうして得られ
たペレットを直ちに水冷装置のついた撹拌機に投入し、
樹脂温度が１００℃になるまで撹拌しながら冷却した。
目視ではエチレンビスベヘン酸アミドはペレットに均一
添着できたが、ペレットの評価は実施例１と同様にフィ
ルムで評価した。その結果を表２に示す。

【００２４】比較例４ 実施例１で重合したナイロン６樹脂ペレット２０ｋｇ、
エチレンビスベヘン酸アミド１５２０ｇ（ペレットに対
して７．６重量％）を、比較例１と同じミキサーに投入
し、ペレットが１５０℃になるまで撹拌した。こうして
得られたペレットを直ちに水冷装置のついた撹拌機に投
入し、樹脂温度が１００℃になるまで撹拌しながら冷却
した。目視ではエチレンビスベヘン酸アミドはペレット
に均一添着できなかったことが確認された。

【００２５】比較例５ 実施例１でナイロン６樹脂を重合するときに、エチレン
ビスステアリン酸アミドが最終的にペレットに０．１重
量％含有されるように重合の初期にこれを加えた他は同
一の条件で重合しペレットを得た（重合時添加法）。ペ
レットの評価は実施例１と同様にフィルムで評価した。
その結果を表１に示す。

【００２６】比較例６ 実施例１でナイロン６樹脂を重合するときに、エチレン
ビスベヘン酸アミドが最終的にペレットに０．１重量％
含有されるように重合の初期にこれを加えた他は同一の
条件で重合しペレットを得た（重合時添加法）。ペレッ
トの評価は実施例１と同様フィルムで評価した。その結
果を表１に示す。

【００２７】比較例７ 実施例１で重合したナイロン６樹脂ペレットにエチレン
ビスステアリン酸アミドを０．１重量％加えてブレンダ
ーで撹拌した（ドライブレンド法）が、エチレンビスス
テアリン酸アミドはペレットに均一に添着できなかっ
た。

【００２８】比較例８ 実施例１で重合したナイロン６樹脂ペレットにエチレン
ビスベヘン酸アミドを０．１重量％加えてブレンダーで
撹拌した（ドライブレンド法）が、エチレンビスベヘン
酸アミドはペレットに均一に添着できなかった。

【００２９】比較例９ 実施例１で重合したナイロン６樹脂ペレットにアルキレ
ンビス脂肪酸アミドを加えずに、ペレットを実施例１と
同様にフィルムで評価した。その結果を表１に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【発明の効果】本発明の方法を採用することにより、ア
ルキレンビス脂肪酸アミドのポリアミド樹脂とのアミド
交換反応や熱分解を抑制しながら、均一にポリアミド成
型品にこれを添加できるための、アルキレンビス脂肪酸
アミドを高濃度内部に含有したポリアミド樹脂組成物を
経済的に製造することができ、産業界に寄与すること大
である。なお本発明は従来の重合時添加法やドライブレ
ンド法、撹拌添着法等より優れていることは言うまでも
ない。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリアミド樹脂に対してアルキレンビス脂
   肪酸アミドを３重量％を越え、１０重量％以下含有する
   ことを特徴とするポリアミド樹脂組成物。
2. 【請求項２】ポリアミド樹脂をアルキレンビス脂肪酸ア
   ミド融解液に浸漬することを特徴とするアルキレンビス
   脂肪酸アミドを高濃度内部に含有したポリアミド樹脂組
   成物の製造方法。
3. 【請求項３】アルキレンビス脂肪酸アミド融解液の温度
   がポリアミド樹脂の融点未満であることを特徴とするア
   ルキレンビス脂肪酸アミドを高濃度内部に含有したポリ
   アミド樹脂組成物の製造方法。