JPS601256A - ポリアミド樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、補強材として無機質繊維を含有する熱可塑
性樹脂組成物に係り、特に、高強度であると同時に高弾
性であるポリアミド樹脂組成物に関する。

近年、歯車等の機械要素や建造物などのエンジニアリン
グ的な分野においてもプラスチックが進出し、高強度で
高弾性のプラスチック材料が要求さオ］るようになった
。このような要請に応えるものとして、熱可塑性樹脂に
ガラス繊維、炭素繊維、タルクや炭カル等の粉末又は鱗
片状物質、チタン酸カリウム等のウィスカー、等を単独
で又は２〜８梗混合して配合することが行なわれている
。特に、高強度でかつ高弾性の樹脂組成物を与えるもの
としては、ガラス繊維にその他の炭素繊維、タルクや炭
カル等の粉末又は鱗片状物質あるいはチタン酸カリウム
等のウィスカーを組合せて使用することが知られている
。

しかしながら、炭素繊維やチタン酸カリウム等のウィス
カーは高価な材料であり、これらをガラス繊維と組合せ
て使用することは樹脂組成物のコストの面から不利であ
り、また、タルクや炭カル等の粉末又は鱗片状物質をガ
ラス繊維と組合せて使用するとガラス繊維による強度の
向上が阻害される傾向を示し、さらに、ガラス繊維が大
量に使用されると成形品の表面状態が悪化するという問
題があった。

本発明者等は、かかる観点に鑑み、高強度、高弾性であ
って、しかも、成形品の表面状態が良好で、かつ、安価
な樹脂組成物について鋭意研究を重ねた結果、マトリッ
クス樹脂としてポリアミド樹脂を使用し、これにライク
ーとしてガラス繊維とアスペクト比５〜１００の破砕鉱
物繊維とを′所定の割合で配合することにより、ガラス
繊維のみを使用した場合よりもその強度の向上を図るこ
とができ、この結果比較的高価なガラス繊維やポリアミ
ド樹脂の使用量の低減を図ることができ、しがも、成形
品の表面状態を良好に維持することができるポリアミド
樹脂組成物を提供するものである。

すなわち、本発明は、ポリアミド樹脂２０〜８０重量係
と無機質繊維８０〜２０重量％とを主体とする組成物で
あり、」二記無機質繊維のうち８５〜１５重量％がガラ
ス繊維であって、残りの１５〜８５重量％がアスペクト
比５〜１００の破砕鉱物繊維であるポリアミド樹脂組成
物である。

本発明において、ポリアミド樹脂としては、ジカルボン
酸成分としてテレノタル酸、イソフタル酸、アジピン酸
、セバシン酸、ビス（パラーカルボギシフェノキシ）ア
ルカン等を、ジアミン成分としてヘキサメチレンジアミ
ン、パラ−アミノシクロヘキシルメタン、メタ−キシレ
ンジアミン、１．４−ビス（３−アミノプロポキン）シ
クロヘキサン、トランスヘキサヒドロ−パラ−フェニレ
ンジアミン等を、アミノカルボン酸成分としてα−ピロ
リドン、（ＩＪ−アミノカプロン酸、ε−カプロラクタ
ム、１１−アミノウンデカン酸、パラアミノ安息香酸、
４−アミノフェニル−４−カルボキシフェニルエーテル
等を用いて、縮合反応させて得られる重合体及び共重合
体を挙けることができる。

これらのポリアミド樹脂は、単独で用いてもよく、また
、２種以」二を組合せて使用してもよい。また、ポリア
ミド樹脂としては、軟化点の低いものが好ましい。

また、本発明で使用するガラス繊維は、ＣａＯ１Ｓｉ０
２及びＭ２Ｏ３を主成分とするもので、通常ＣａＯ１０
〜２０重量係、５ＩＯ２５０〜７０重量％及びｆｉＪ２
０３２〜１５重量係を含んでいるものが好ましい。この
ガラス繊維は樹脂の補強材として使用できるものであれ
ば制限はなく、ロービング又はチョツプドストランドの
いずれであってもよく、また、表面無処理のものであっ
てもボラン又はシラン化合物で繊維表面を処理したもの
であってもよいが、短繊維で綿状をなすスラグウールは
好ましくない。このガラス繊維としては、通常、平均繊
維長（Ｌ）が１〜１０．、平均繊維径（Ｄ）が５〜２０
μ好ましくはｌＯ〜１５μ、アスペクト比（％）が５０
以上のものが使用される。このガラス繊維は熱可塑性樹
脂と混合する際に切断されることがあり、樹脂組成物中
での平均繊維長は、使用するガラス繊維の長さや混合条
件等によっても異なるかもとの長さの約２０係程度にな
ることがあり、０２〜２爺、好ましくは０３〜１凱であ
る。

上記ガラス繊維と共にポリアミド樹脂に配合される鉱物
繊維としては、ロックウール、セラミックファイバー、
シリカファイバー、アルミナファイバー、等を挙けるこ
とができる。

上記のうち、ロックウールは、岩綿、スラグウール、鉱
さい綿などとも称され、通常Ｃａ０２０〜４５重量％、
Ｓｉｎ、、　３０〜５０重量％及びＭ２Ｏ３５〜２０重
量係を主成分とし、その他にＭｇＯ等の成分を含有する
ものである。ロックウールは、通常玄武岩、安山岩、輝
緑岩等の自然石や製鉄の際に副生する高炉スラグな溶融
して繊維化したものであり、繊維長教諭ないし数口、粒
子含有率３０〜４０％程度である。

このような鉱物繊維は破砕してアスペクト比５〜１００
にして使用する。鉱物繊維の破砕は、鉱物繊維を切断又
は粉砕することを意味するものであり、回転円盤型破砕
機、圧縮破砕機、対向ロール型破砕機等で破砕すること
ができる。破砕方法としては、摩砕方式が好ましい。本
発明で使用する破砕鉱物繊維としては、上記のような破
砕機で摩砕したのち、繊維分と粒子分とを空気分級機等
で分級したものが特に好適である。

かかる破砕鉱物繊維、例えば摩砕ロックウールは、平均
繊維長が２０〜５００μ、好ましくはその７０％以」二
が１００〜２００μ、平均繊維径が２〜ｌＯμ、好まし
くはその７０％以上が８〜５μであり、アスペクト比が
５〜１００の値を示すものである。

ガラス繊維の場合と同様に、この破砕鉱物繊維も熱可塑
性樹脂と混合する際に切断されることがあるが、事前に
破砕処理しであるため切断を受ける程度は比較的小さい
。要は樹脂組成物中に含まれる破砕鉱物繊維の長さ及び
アスペクト比が重要であり、平均繊維長２０〜５００μ
、好ましくは５０〜２００μとすることが望ましく、そ
の長さのばらつきが比較的少いものがよい。また、平均
的アスペクト比は５〜１００、好ましくは１０〜６０の
範囲となるように調製するのがよい。

本発明において、ポリアミド樹脂に配合される無機質繊
維の配合割合は、使用されるポリアミド樹脂の種類によ
っても異なるが、ポリアミド樹脂２０〜８０重量％に対
して無機質繊維８０〜２０重量％であり、好ましくはポ
リアミド樹脂３０〜７０重量％で無機質繊維７０〜４０
重量％、より好ましくはポリアミド樹脂３０〜７０重量
％で無機質繊維５１〜７０重量％である。無機質繊維の
配合量が８０重量係を越えると強度が低下し、また、２
０重重量上り少いと補強効果が不十分である。

上記無機質繊維は、ガラス繊維と破砕鉱物繊維を組合せ
て使用する。ガラス繊維のみでは高強度という目的を達
成することはできても成形品の表面状態の点で好ましく
なく、また、破砕鉱物繊維のみでは強度の点で不足する
。ガラス繊維と破砕鉱物繊維の間の割合は、ガラス繊維
が１５〜８５重量％、好ましくは３０〜７０重量％であ
って、破砕鉱物繊維が１５〜８５重量％、好ましくは３
０〜７０重量％である。または、樹脂組成物中のガラス
繊維および破砕鉱物繊維の含有量で表わせば前者は２０
〜５０重量％、後者は１０〜５０重量％であって、その
合計が３０〜７０重量％とすることが好ましい。

」二記ポリアミド樹脂、ガラス繊維及び破砕鉱物繊維を
含有するポリアミド樹脂組成物の調製は、」二連した配
合割合の範囲内で適宜のブレンダ等を用いて常法により
均一に混合することによってなされる。また、このよう
にして調製されたポリアミド樹脂組成物は、通常の押出
成形や射出成形等により所望の製品に成形される。

なお、上記ガラス繊維及び破砕鉱物繊維の表面は、ポリ
アミド樹脂との密着性を向上させる処理剤によって処理
されたものであってもよい。また、組成物の調製に閑し
て、ポリアミド樹脂に通常添加して使用される難燃剤、
顔料、可塑剤、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、架
橋剤その他の添加剤、補強材層して無機質繊維を配合す
る場合に使用される分散剤、アクリル酸系共重合体やマ
レイン酸共重合体等の不飽和カルボン酸系共重合体等で
あって接着性を有し無機質繊維と熱可塑性樹脂との間の
密着性を向」ニさせる改質剤、無機充填材、その他強化
用繊維等を添加してもよい。

本発明によれば、ポリアミド樹脂にガラス繊維と破砕鉱
物繊維とを所定の割合で配合することにより、ガラス繊
維のみを使用した場合よりもその強度の向上を図ること
ができ、この結果比較的高価なガラス繊維やポリアミド
樹脂の使用量の低減を図り、同時に成形品の表面状態の
改善を図ることができる。

以下、本発明をその実施例及び比較例に基づいて具体的
に説明する。

実施例１ ポリアミド樹脂としてナイロン６（宇部興産株式会社製
）を使用し、これに第１表に示す割合でガラス繊維（平
均繊維長３ｍｍ、平均繊維径１３μ、アスペクト比２３
０）と摩砕ロックウール（新日本製鉄化学工業株式会社
製商品名ニスファイバーＦＦ、平均繊維長１２０μ、平
均繊維径４μ、アスペクト比３０、粒子（’１０μ以下
）含有率１重量％以下）とを配合し、押出機で練り込ん
でポリアミド樹脂組成物を調整した。

このポリアミド樹脂組成物を使用して射出成形により試
験片を成形し、この試験片について引張強度（ＪＩＳＫ
６８７１）、引張伸び率（ＪＩＳ　Ｉ’（６８７１）、
曲げ強度（ＡＳＴＭ　Ｄ−７９０）　、曲げ弾性率及び
ノツチ付％“アイゾツト衝撃強度（ＡＳＴＭ　Ｄ−２５
６）を測定し、試験片の強度と弾性を評価すると共に、
この試験片の表向状態を五段階評価方式で評価した。

結果を第１表に示す。

第１表 実施例２ ポリアミド樹脂としてナイロン６６（宇部興産株式会社
製）を使用し、実施例１と同様にしてポリアミド樹脂組
成物を調製し、各ポリアミド樹脂について試験片を成形
し、実施例１と同様ζ１各試験片の物性を測定した。結
果を第２表に示す。

第２表 比較例１ ポリアミド樹脂に代えて、ポリエチレンテレフタレート
を使用し、実施例１及び２と同様（−ガラス繊維とロッ
クウールとを配合して樹脂組成物を調製し、試験片を成
形してその物性を測定した。

結果を第３表に示す。

第３表 ※　ポリエチレンテレフタレード

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポリアミド樹脂２０〜８０重量係と無機質繊維８０〜２
   ０重量％とを主体とする組成物であり、上記無機質繊維
   のうち８５〜１５重量饅がガラス繊維であって、残りの
   １５〜８５重量係がアスペクト比５〜１００の破砕鉱物
   繊維であることを特徴とするポリアミド樹脂組成物。