JPS62207330A

JPS62207330A - 強化ポリアミドの製造方法

Info

Publication number: JPS62207330A
Application number: JP4827186A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kurauchi; 倉内　浩; Junichi Shimada; 順一嶋田; Keiichirou Tateda; 竪田　敬一郎
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1986-03-07
Filing date: 1986-03-07
Publication date: 1987-09-11

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】本発明はラクタム類のアルカリ重合法において、特定の
補強材を併用することにより、反り変形の少い強化ポリ
アミド成形品を製造する方法に関する。

〔従来の技術及びその問題点〕

ラクタム類をアルカリ触媒及び助触媒の作用で重合させ
る、いわゆるアルカリ重合法を利用して、ラクタム類の
重合及び成形を同時に行うことは公知でおる。上記方法
において、成形品の強度を上げたり、吸水による寸法変
化を低減させるためにガラス繊維等の補強材を添加する
方法が提案されている。例えば、特開昭４９−８６４９
９公報においては、二硫化モリブデンの分散性を向上さ
せるために増粘効果のあるポリアミドを添加することが
開示されている。また、特開昭６０−２２３８２２公報
では、ポリエチレンオキサイドの存在下にガラス繊維、
ミルドガラス、ワラストナイト、チタン酸カリウム繊維
、炭素繊維、グラファイト等を添加することが開示され
ている。

しかし、これらの公報においては、成形品の機械的性質
と反り変形、充填剤の特性及びその組合せ等との関係に
ついては開示されていない。

繊維状の補強材を配合したポリアミド樹脂においては、
補強効果が認められる。しかし、補強材の配向により強
度および剛性に異方性が生じ、このために成形品の収、
縮にも異方性がおり、成形品に反りや変形が生じ易い。

このような反り変形を防止するために、ガラスピーズ等
の球状の充填剤が使用される。しかし球状の充填剤では
強度面の補強効果は殆んど期待出来ない。

〔問題点を解決するための技術的手段〕本発明の目的は
、ラクタム類のアルカリ重合法において、特定の二種類
の補強材を併存させることによって、反り変形の少ない
強化ポリアミド成形品の製造方法を提供することである
。

これは、特定の峨惟状物質と特定の平板状物質との併存
下にラクタム類をアルカリ触媒及び助触媒の作用で重合
、成形させることによって達成される。

本発明で使用されるラクタム類の具体例としては、γ−
ブチロラクタム、δ−バレロラクタム、ε−カプロラク
タム、ω−エナントラクタム、ω−カプリルラクタム、
ω−ウンデカノラクタム及びω−ラウリンラクタムが苧
げられる。これらのラクタム類は単独で使用してもよく
、２種以上を併用してもよい。

アルカリ触媒としては、公知のラクタム類のアルカリ重
合法において使用される化合物をすべて用いることがで
きる。その具体例としては、アルカリ金属、アルカリ土
類金属、これらの水素化物、酸化物、水酸化物、炭酸塩
、アルキル化物又はアルコキシド、グリニヤール化合物
、ンジウムナフタレン、ざらに上記金属又は金属化合物
とラクタム類との反応生成物、例えば、ラクタム類のナ
ト。

リウム塩、カリウム塩が挙げられる。アリカリ触媒の使
用量は、ラクタム類に対して０．０５〜１０モル％、特
に０．２〜５モル％であることが好ましい。

助触媒についても、公知のラクタム類のアルカリ重合法
において使用される化合物をすべて用いることができる
。その具体例としては、Ｎ−アシアルラクタム、有殿イ
ソシアネート、酸塩化物、酸無水物、エステル、尿素誘
導体、カルボジイミド及びケテンが挙げられる。ざらに
、分子末端に水酸基、チオール基、アミノ基あるいはカ
ルボキシル基を２個以上有するポリマーと、アジポイル
ヒスカプロラクタム、ヒバコイルビスカプロラクタム、
ヘキサメチレン−１，６−ビスカプロラクタムおるいは
ジイソシアネートとを、前記ポリマーの官能基に対して
当量以上反応させて得られる反応生成物も助触媒として
使用することができる。

これらの反応生成物を助触媒として使用することにより
、得られるポリアミドの耐衝撃性を大きく改善すること
ができる。助触媒の使用量は、ラクタム類に対して０．
０３〜１０モル％でおることが好ましい。

本発明において使用される繊維状物質としては、平均ア
スペクト比３〜５０、好ましくは５〜２５、直径５〜３
０μ、好ましくは、７〜２５μ、また、平板状物質とし
ては平均粒子径２０〜５００μ、好ましくは５０〜２５
０μである。

繊維状物質及び平板状物質の使用態は仝組成中５〜５０
重量％であり、特に１０〜３０重量％でおることが好ま
しい。

補強材の使用量が下限より少いと補強及び反り変形に対
する効果がなく、使用量を上限より多くすることは通常
のアルカリ重合法では流動匹が悪く成形困難である。

繊維状物質及び平板状物質の割合は繊維状物質１．０に
対して平板状物質０．２〜４．０の割合で使用すること
が好ましい。これらの範囲外では補強効果、反り変形に
対する効果がなくなる。

また、これらの補強材は単独で使用しても効果がなく、
特定の繊維状物質、平板状物質を併用した場合に限り目
的とする反り変形の少ない強化ポリアミド成形品が得ら
れる。

また、これらの繊維状物質、平板状物質は公知の表面処
理されたものも使用することが出来る。

繊維状物質、平板状物質の併用は通常のラクタム類のア
ルカリ重合に先立ってラクタム類に添加される。

本発明におけるラクタム類のアルカリ重合は、それ自体
公知の方法に従って行うことができる。

重合温度は重合すべきラクタム類の融点以上でおり、か
つ生成ポリアミドの融点未満の温度でおる。重合時間は
通常１時間以下でおる。

本発明において、実質的に重合反応を阻害しない可塑剤
、充填剤、繊維、発泡剤、染料、顔おｔ、、、１よび醸
化防止剤などの安定剤の存在下にω−ラクタムを重合さ
せることもできる。好ましい可塑剤の具体例としてはＮ
−アルキルピロリドンやジアルキルイミダゾリジノンな
どが挙げられ、ω−ラクタムに対して２〜２５重口％の
割合で使用できる。

繊維状物質の具体例としては、ミルドグラスのようなガ
ラス繊維、グラファイト繊維、繊維状マグネシウム化合
物、チタン酸カリウム繊維、鉱物繊維、ボロン繊維、ス
チール繊維、合成繊維が挙げられる。

平板状物質の具体例としては、ガラスフレーク、マイカ
、タルク、黒鉛、二硫化モリブデンを挙げることが出来
る。この他、充填剤の具体例として、ワラストナイト、
カオリン、長石、カーボンブラック等が挙げられる。

発泡剤の具体例としては、ベンゼン、トルエン、キシレ
ンなどが挙げられ、その使用量はラクタム類に対して通
常１〜１５重量％である。本発明はキャスティング法又
は反応射出成形法によってラクタム類から直接に丸棒、
板、パイプあるいは自動車部品などの成形品や、家電製
品のハウジングなどを製造する方法として好適である。

〔各種物性の測定方法〕

本発明の実施例及び比較例に示す各種物性の測定方法を
以下に示す。

（１）反り変形量調整された原料を縦３５０ｍ、横２００ｍ、高さ４０ｍ
、厚さ２．５Ｍｎの箱型金型に射出し、１分後に金型を
開き、成形品を取出す。

成形品は温度２３°Ｃ１湿度６０％の恒温至で室温にな
るまで冷却した。成形品の底面は収縮によって箱の中心
に向って窪んだものが得られた。反り変形量は、この成
形品の底面の稜線を結んだ線と底面の中心部とを結んだ
距＠（ｍ）で示した。

（２）曲げ強度、曲げ弾性率成形品より曲げ強度、曲げ弾性率測定用テストピース（
長さ１００ｓ、巾２５ｍ、厚さ２．５Ｍ＞を作成し、６
０℃、４８時間減圧乾燥後、２３℃、相対湿度６０％の
条件下でＡＳＴＭ　　Ｄ−７９０に準じて測定した。（
スパン間距離、４０ｍ、クロスヘッドスピード、１ｍ／
ｍ１ｎ）〔実施例及び比較例〕実施例及び比較例を以下に示す。また、結果を表１に示
す。

実施例１ナイロンＲＩＭ成形装置のＡ成分槽に実質的に無水のε
−カプロラクタム４　Ｋｇ及びナトリウムカプロラクタ
ム１００ｇを入れ、温度を１００°Ｃに保持した。

８成分槽には、実質的に無水のε−カプロラクタム１．
６７０ｆｆｙ、ヘキサメチレン−１，６−ピスカルバミ
ドカプロラクタム０．３３０Ｋｙ、ＡＴＢＮ１３００Ｘ
１６　（宇部興産■製、液状アクリルニトリルブタジェ
ンゴム＞１．０６０に３、ミルドグラスファイバーＥＦ
Ｈ−１００−３１（セントラル硝子Ｕ製、アスペクト比
１１、直径１’１．、ｕ　）１．１７５Ｋｇ及びガラス
フレークＣＣＦ−１５０（日本板硝子（！１製、粒子径
１５０μ以下）１．１７５に３を添加し、１００℃で均
一に混合した。

次いで、Ａ成分及びＢ成分を１：１．３６の重量比でミ
キシングヘッドに供給して、衝突混合させ、ミキシング
ヘッドから１４０℃に加熱されている前記金型（反り変
形測定用金型）に射出し、成形品の反り変形量、曲げ強
度、曲げ弾性率を測定した。その結果、曲げ強度１　、
０４０　＜Ｋ’ｊ／ｃｔｉ＞、曲げ弾性率３８．２００
　ＣＫ！Ｊ／ｃｒｉ）　、反り変形量１．３（ｍ）でお
った。

実施例２実施例１において、ミルドグラスファイバーの添加量を
０．５８０Ｋｇに、また、ガラスフレークの添加量を１
．７７０Ｋｔｊに変えた以外は実施例１と同様に行った
。

実施例３実施例１において、ミルドグラスファイバーの添加量を
１，７７０Ｋｇ、ガラスフレークの添加量を０．５８０
Ｋｙに変えた以外は実施例１と同様に行った。

実施例４実施例１において、ミルドグラスファイバーに代えてカ
ーボンファイバーＭ１０４Ｔ（アスペクト比２２、繊維
径１８μ）１．１７５に！ｌＦを使用した以外は実施例
１と同様の操作を繰返した。

実施例５実施例１において、ガラスフレークに代えてマイカ（ク
ラレ■製、２００Ｓ、平均粒子径８０μ）を使用した以
外は実施例１と同様にこおこなった。

実施例６実施例１において、ミルドグラスファイバーに代えてカ
ーボンファイバーＭ１０４Ｔを使用し、ガラスフレーク
に代えてマイカ（クラレ（（３）製、２００３）を使用
した以外は実施例１と同様の操作を繰返した。

比較例１実施例１において、ミルドグラスファイバーを単独で使
用し、その添加量を２．３５０に＄とじた以外は実施例
１と同様に行った。

比較例２実施例１において、ガラスフレークを単独で使用し、そ
の添加量を２．３５０Ｋｆｆとした以外は実施例１と同
様に行った。

比較例３実施例１において、カーボンファイバーを単独で使用し
、その添加量を２．３５０Ｋｙとした以外は実施例１と
同様に行った。

〔発明の効果〕

ラクタム類のアルカリ重合法に関して、反り変形の小さ
い強化ポリアミド成形品を製造する際に、従来のように
充填剤を単独で使用すると、比較例に示す通り、ガラス
繊維の場合には曲げ強度１、１００に３／Ｃ！？ｔ、曲
げ弾性率３９，０ＯＯＫ！Ｊ／ｄと高い。しかし、反り
変形量４．０（ｍ）と大きい。ガラスフレークの場合に
は、曲げ強度８００、曲げ弾性率２８　、　ＯＯＯＫ’
Ｊ／ｃｒＡと低い。しかし、反り変形量１．０（ｍ）と
小さい。本発明の方法では実施例に示す通り、曲げ強度
は９００〜１．０６０Ｋｇ／ｃｆｆｌ、曲げ弾性率３３
，５００〜３８　、４００　Ｋｌ／　ｃｒｉ、反り変形
量１．０〜２．０（ｆ！ｕｎ）である。これら成形品は
曲げ強度、曲げ弾性率及び反り変形量の間に優れた特徴
がある。

Claims

【特許請求の範囲】ラクタム類（ａ）を補強材の存在下に、アルカリ触媒及び助触媒の作用で重合成形させる方法に
おいて、補強材として（ｂ）平均アスペクト比３〜５０、直径５〜３０μの繊
維状物質及び（ｃ）平均粒子径２０〜５００μの平板状物質を下記の
式を満足する割合で併用することを特進とする強化ポリ
アミド成形品の製造方法。記｛（ａ）／［（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）］｝×１００＝５
０〜９８（重量％）｛［（ｂ）＋（ｃ）］／［（ａ）＋
（ｂ）＋（ｃ）］｝×１００＝２〜５０（重量％）（ｃ
）／（ｂ）＝０．２〜４．０（重量比）