JPS6224455B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は表面光沢の良好な強化ポリアミド射出
成形品の製造方法に関するものであり、さらに該
しくは(a)ヘキサメチレンイソフタルアミド成分
（以下、6Iと略す）、(b)ヘキサメチレンテレフタル
アミド成分（以下、6Tと略す）および(c)カプロ
アミド成分（以下、６と略す）またはヘキサメチ
レンアジパミド成分（以下、66と略す）からなる
ポリアミドに対し無機質繊維状強化剤を混合した
素材を射出成形してなる表面光沢の良好な射出成
形品の製造方法に関するものである。 無機質の繊維状強化剤を含むポリアミド樹脂は
引張強度、曲げ弾性率などの機械的性質にすぐ
れ、しかも耐熱性、耐薬品性、耐摩耗性、寸法安
定性が良好なので特に精密機械部品、構造材料な
ど多くの分野で利用されている。強化ポリアミド
樹脂の内で6I重合体、6I／6T共重合体などの芳
香族成分を含むポリアミドをアトリツクス樹脂と
する強化樹脂は通常の強化脂肪族ポリアミド樹
脂、たとえば強化ポリカプロアミド（強化ナイロ
ン６）、強化ポリヘキサメチレンアジパミド（強
化ナイロン66）、強化ポリヘキサメチレンセバカ
ミド（強化ナイロン610）などより強度、弾性率
が高く、しかも耐熱性、寸法安定性にすぐれ吸水
量も小さいので高性能な材料としての用途展開が
期待され、これまでにも２、３の検討例が報告さ
れている（たとえば特公昭45−29387号公報、特
開昭53−51251号公報など）。 本発明者らも無機質の繊維状強化剤を含有する
6I重合体、6I／6T共重合体、６／6I／6T共重合
体、66／6I／6T共重合体の射出成形品について
詳細な検討を行ない、これらの材料が上記した特
徴を有することを確認したが、一方でこれらの材
料からなる成形品は一般的に成形品表面に強化剤
としての無機質繊維の浮出しが著るしく、極めて
表面光沢性が悪いという欠点を有することが判明
した。そこで本発明者らは繊維状強化剤を含有す
る6I系重合体射出成形品の表面光沢性を改善すべ
く鋭意検討した結果、表面光沢は6I系重合体およ
び強化剤混合物の溶融粘度に大きく依存すること
が判り、次のような条件または方法を採用するこ
とにより表面光沢の極めて良好な射出成形品を取
得できることを見い出し本発明に到達した。 (1) 6I系重合体および繊維状強化剤からなる混合
物の溶融粘度が一定水準以下の混合物を使用す
る。 (2) 6I系重合体および繊維状強化剤からなる混合
物の溶融粘度が一定水準以下になる温度で成形
する。 すなわち本発明は(a)6I30〜100重量％、(b)6T0
〜50重量％および(c)６または66 ０〜30重量％か
らなる相対粘度1.5以上2.0未満のポリアミド50〜
95重量％と無機質繊維状強化剤５〜50重量％とを
混合し、その混合物の溶融粘度が次式を満足する
温度で射出成形することを特徴とする表面の鏡面
光沢度が40％以上の強化ポリアミド射出成形品の
製造方法を提供するものである。 lnμ_a10≦12.00−0.025（Ｔ−Ts） ここで μ_a10：成形温度Ｔ（℃）、せん断速度10（sec^-1）
における溶融粘度（ポイズ） Ts：ポリアミドの軟化点（℃） 10℃≦Ｔ−Ts≦100℃ つまり、本発明の特徴は6I系重合体および繊維
状強化剤の混合物の溶融粘度および射出成形温度
を特定化することにより、表面光沢性の良好な射
出成形品の取得を可能ならしめた点にあり、前述
の先行例に示された条件下では実用的価値のある
成形品が得られず、本発明の方法を採用してはじ
めて表面状態のすぐれた射出成形品が得られるこ
とが明らかになつた。 本発明で用いることのできるポリアミドは(a)6I
成分30〜100重量％、(b)6T成分０〜50重量％およ
び(c)６または66成分０〜30重量％からなる、いわ
ゆる6I重合体、6I／6T共重合体、6I／６共重合
体、6I／66共重合体、6I／6T／６共重合体、6I／
6T／66共重合体およびこれらの混合物のポリア
ミドである。ポリアミドの重合方法は溶融重合、
界面重合、溶液重合、塊状重合、固相重合および
これらを組み合わせた方法が利用され一般的には
溶融重合が最も適当である。ここで用いるポリア
ミド重合度については、ポリアミドと強化剤との
混合物の溶融粘度の制限から比較的低い重合度を
有するポリアミドが適当であり、相対粘度（ポリ
マ1gを98％濃硫酸100mlに溶解し25℃で測定。以
下同じ）が1.5以上2.0未満の範囲内にあるポリア
ミドが必要である。 本発明で用いることのできる無機質繊維状強化
剤は6I系ポリアミド樹脂の通常の成形温度（たと
えば200〜320℃）で安定であり、補強効果の大き
いものが好ましい。たとえばガラス繊維、炭素繊
維、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維、ホウ素質繊
維、ジルコニア繊維、アスベスト繊維、チタン酸
カリウイスカなどがその例として挙げられるが、
特にガラス繊維、炭素繊維などは補強効果が極め
て大きいので本発明の強化剤として用いるには最
も適している。これらの繊維状強化剤は未処理の
ままでも、または熱安定性の良いシラン系カツプ
リング剤、たとえばトリエトキシ−γ−アミノプ
ロピルシラン、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、ビニルトリエ
トキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシランなどで表面処理されたものでもよ
く、これら無機質繊維状強化剤の２種以上を併用
することも可能である。さらに繊維状強化剤に加
えていわゆる無機質充填剤、たとえばタルク、カ
オリン、石コウ、雲母、石英、炭酸カルシウム、
水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、リン
酸カルシウム、リン酸チタン、セリサイト、無水
マイカ、ウオラストナイト、ケイソウ土、白土、
ホワイトカーボン、カーボンブラツク、亜鉛粉末
などを添加することもできる。 本発明で得られる射出成形品は6I系ポリアミド
に対し無機質繊維状強化剤を５〜50重量％、特に
好ましくは10〜45重量％混合してなる素材から構
成される。強化剤の配合量が50重量％以上ではポ
リアミドの特徴が発揮されず、ポリアミド成形品
という本来の目的とは異なつてしまうため好まし
くない。一方無機質繊維状強化剤の量が５重量％
以下では強化剤の効果が発現されず強化ポリアミ
ド成形物を得るという目的が達成されない。 6I系ポリアミド樹脂および無機質強化剤の混合
方法は特に限定されず通常公知の方法を採用する
ことができる。たとえばポリアミド樹脂のペレツ
ト、粉末、細片などと無機質繊維状強化剤を公知
の混合機（ヘンシエルミキサー、タンブラー、リ
ボンミキサーなど）で均一に混合した後、十分な
混練能力のある押出機で溶融混練し、ついで射出
成形する方法が適している。またあらかじめ押出
機などを用いて混練、ペレツト化することなく、
成形する際に直接成形機内で溶融混練し、続いて
成形する方法も採ることができる。 また本発明の6I系重合体と無機質繊維状強化剤
との混合物はその溶融粘度が次式を満足する温度
で射出成形されることが必要である。 lnμ_a10≦12.00−0.025（Ｔ−Ts） ここで μ_a10：成形温度Ｔ（℃）、せん断速度10（sec^-1）
における溶融粘度（ポイズ） Ts：ポリアミドの軟化色（℃） 10℃≦Ｔ−Ts≦100℃ 上記式は表面光沢の良好な射出成形品を与える
のに必要な一定水準以下の溶融粘度にならしめる
成形温度を規定する式であり、成形温度と溶融粘
度の関係が式を満足しない場合には粘度が高く表
面光沢のすぐれた射出成形品を得ることができな
い。 一般に重合体の溶融粘度は測定温度または成形
温度とせん断速度の関数として表わされるが、当
然測定温度、成形温度は重合体の融点または軟化
点により決定されるので溶融粘度の特定値を論ず
る場合には測定温度、成形温度と軟化点の差、す
なわち（Ｔ−Ts）をパラメータとして表示する
のが適当である。溶融粘度は通常の毛細管型粘度
計を利用し、ASTM−Ｄ−1238に規定された方
法に準じて測定した値である。測定温度、成形温
度は常識的に重合体の軟化点より10〜100℃高い
温度範囲より選択される。ここでTsすなわちポ
リアミドの軟化点とはJIS−Ｋ−6810の方法にし
たがい熱板式軟化点測定器により測定した値を意
味する。 射出成形時の成形機の種類、金型温度、成形サ
イクル、射出圧力、背圧などの成形条件について
は特に限度はなく従来から既知の条件を採用する
ことができるが、特に金型温度については一般的
に高い方が成形片の表面光沢が良好であり、50〜
130℃の温度範囲内で選択するのが適当である。 以上のようにして得られた本発明の射出成形品
は表面の鏡面沢度が40％以上とすぐれている。本
発明で規定した方法、条件を採用しない場合には
得られた射出成形品の表面状態は著るしく粗雑で
あり、表面の鏡面光沢度は40％未満で商品として
の実用的価値がほとんどなくなつてしまう。ここ
で鏡面光沢度とはJIS−Ｚ−8741に決められた方
法にしたがつて測定した値を意味する。すなわち
試料に対し規定の入射角で規定の開き角の光束を
入射し、正反射方向に反射する規定の開き角の光
束を測定し基準面（屈折率1.567のガラス表面）
の反射光束との比で表わした値であり、通常次式
で定義される。 GS（θ）（％）＝（ｓ／os）×100 ここで Gs：鏡面光沢度 θ：入射角 ｓ：試料面からの鏡面反射光束 os：基準面からの鏡面反射光束 なお、本発明の射出成形品にはその成形性、物
性を損わない限りにおいて他の成分たとえば顔
料、熱安定剤、酸化防止剤、耐熱剤、滑剤、離型
剤などを添加導入することも可能である。 以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説
明する。 実施例 １ ヘキサメチレンジアミンとイソフタレ酸の等モ
ル塩を溶融重合して得た相対粘度：1.80、軟化
点：205℃の6I重合体に対し日本硝子繊維株式会
社製ガラス繊維（単繊維径：13μ、繊維長：３mm
のチヨツプドストランドガラス繊維）を35重量％
添加混合し、280℃に設定した30mmφ口径の押出
機で溶融混練した後ペレツト化した。このペレツ
トを真空乾燥した後メルトインデツクサを用い温
度280℃でせん断速度10sec^-1におけるこのペレツ
トの溶融粘度を測定した。その結果はμ_a10＝
9500ポイズ（lnμ_a10＝9.16）であり前記式を満足
しているものであつた。 次にここで得たペレツトをシリンダ温度280
℃、金型温度80℃の条件下で射出成形を行なつて
得られた試験片の表面の鏡面光沢度を村上色彩技
術研究所製グロスメーターGM−３を用いて測定
したところGs（60゜）＝68％という高い値であり
極めて表面光沢の良好な成形品を得ることができ
た。 またここで得た射出成形片の機械的性質をそれ
ぞれASTMで決められた方法で測定し第１表に
示す結果を得た。 比較例 １ 相対粘度：2.55、軟化点：205℃の6I重合体に
対し実施例１で用いたガラス繊維を35重量％添加
混合し、実施例１と同様にしてペレツト化した。
このペレツトの溶融粘度は280℃でμ_a10＝32300
ポイズ（lnμ_a10＝10.38）であり前記式の関係を
満足していなかつた。 次にここで得たペレツトを実施例１と同じ条件
下で射出成形して得た試験片の表面はガラス繊維
の浮出しが著るしく、その鏡面光沢度を測定した
ところGs（60゜）＝25％という低い値であり、実
用的商品価値の極めて薄い成形品しか得られない
ことが判明した。 実施例 ２ 相対粘度：1.85、軟化点：213℃の6I／6T：
60／40共重合体に対し実施例１で用いたガラス繊
維を30重量％添加混合した後、実施例１と全く同
条件下でペレツト化した。この混合物の溶融粘度
は280℃でμ_a10＝12300ポイズ（lnμ_a10＝9.42）で
あり前記式の関係を満足していた。 次にここで得たペレツトを実施例１と同様にし
て射出成形を行ない得られた試験片表面の鏡面光
沢度を測定したところGs（60゜）＝70％というす
ぐれた値であつた。なおここで得られた射出成形
片の機械的特性値を第１表に示す。 実施例 ３ 実施例１で用いた6I重合体に対し東レ株式会社
製炭素繊維（“トレカ”チヨツプドフアイバー、
繊維長６mm）を30重量％添加混合し、実施例１と
同条件下でペレツト化した。この混合物の溶融粘
度は280℃でμ_a10＝13800ポイズ（lnμ_a10＝9.53）
であり、前記式の関係を満足していた。 次にここで得たペレツトを実施例１と同様にし
て射出成形を行ない得られた試験片表面の鏡面光
沢度を測定したところGs（60゜）＝62％というす
ぐれた値であつた。なおここで得られた射出成形
片の機械的特性値を第１表に示す。 実施例 ４〜８ ポリアミド、無機質繊維状強化剤の種類、配合
量、成形温度などを変え実施例１と同様な操作を
行なつた。これらの混合物の溶融粘度が前記式を
満足する場合にはいずれも表面光沢性のすぐれた
射出成形片を得ることができた。これらの結果を
第１表に記す。

【表】

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a)ヘキサメチレンイソフタルアミド成分30〜
   100重量％、(b)ヘキサメチレンテレフタルアミド
   成分０〜50重量％および(c)カプロアミドまたはヘ
   キサメチレンアジバミド成分０〜30重量％からな
   る相対粘度1.5以上2.0未満のポリアミド50〜95重
   量％と無機質繊維状強化剤５〜50重量％とを混合
   し、その混合物の見掛けの溶融粘度が次式を満足
   する温度で射出成形することを特徴とする表面光
   沢度が40％以上の強化ポリアミド射出成形品の製
   造方法。 Inμa10≦12.00−0.025（Ｔ−TS） ここで μa10：成形温度Ｔ（℃）、せん断速度10
   （sec^-1）における見掛けの溶融粘度（ポイズ） Ts：ポリアミドの硬化点（℃） 10℃≦Ｔ−Ts≦100℃