JPS6317957A - 強化ポリアミド成形品 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ナイロン　Ｒｅａｃｔｉｏｎ　　Ｉｎｊｅｃ
ｔｉｏｎ　　Ｍｏ１ｄ法（以下ＲＩＭ法とする。）によ
り製造される、ポリアミドと補強材とからなる強化ポリ
アミド成形品に関する。

〔従来の技術〕

ナイロンＲＩＭ法は、公知のラクタム類のアルカリ重合
法を利用してポリアミド成形品を製造する成形法である
。

この方法でポリアミド成形品を製造する際に、補強材を
ポリアミド原料中に混合させて、強化ポリアミド成形品
を造ることは良く知られている。

ナイロンＲＩＭ法では、比較的容易に大型の強化ポリア
ミド成形品を製造できる為、近年、自動車や電気機器等
の成形品外観や強度を重視する大型成形品分野への利用
が検討されているが、市販の補強材を使用した成形品は
、ポリアミドと補強材の接着性が不完全な為、曲げ強度
や曲げ弾性率、衝撃強度がそれ程高くならないことやポ
リアミド中での補強材の分散が不均一で、成形品表面の
平滑性が悪（なる等の欠点があり、実用化するには、改
良が必要とされていた。

ナイロンＲＩＭ法による強化ポリアミド成形品では、こ
れら欠点の改良法に関する提案は知られていない。しか
し、ナイロンＲＩＭ原料の基礎技術であるラクタム類の
アルカリ重合法では、これらの欠点を改善するため次の
ような提案がされている。

特公昭４５−９７５１号公報では、ラクタム類のアルカ
リ重合法で製造したポリアミドとｉＴアミノプロピルト
リエトキシシランるいはＮ−（β−アミノエチル）−３
−アミノプロピルトリメトキシシラン等のシラン系カン
プリング剤で処理された補強材とからなる成形品に関す
る提案がされている。

特公＠４５−３３４２８号公報では、ラクタム類のアル
カリ重合法で製造したポリアミドと３−アミノプロピル
トリエトキシシラン等のカップリング剤及びテトラアル
キルオルソシリケートで処理された補強材とからなる成
形品が開示されている。

又、特公昭４！１ｌ−１０１５８号公報では、ラクタム
類のアルカリ重合法で製造したポリアミドと３−アミノ
プロピルトリエトキシシラン等のカップリング剤で処理
された粒状体とからなり、この粒状体を全組成物中に少
なくとも４０重量％含有することを特徴とする成形品が
提案されている。

しかし、これらの提案によって改良された成形品でも、
未だ、補強材の分散状態や機械的強度が十分でなく、良
好な外観と優れた機械的性質を必要とする自動車や電気
機器の外装部品に使用することは困難であるとされてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、大型成形品の製造に適したナイロンＲ
ＩＭ法で製造された、ポリアミドと補強材とからなる成
形品であって、補強材がポリアミド中に均一に分散して
、外観が良好であり、且つ、ポリアミドと補強材との接
着が向上し、機械的強度が大幅に向上した成形品を掃供
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の目的を達成する為、補強材の処理剤に注目し、
鋭意検討した結果、ある種の界面活性剤とカンプリング
剤を併用すると相乗効果を発揮することを見い出した。

即ち、本発明の目的は、ポリアミドと少なくとも非イオ
ン系界面活性剤及び分子中に一つ以上の活性水素を含有
するシラン系カフプリング剤で処理された補強材とから
なるＲＩＭ法によって製造された新規な強化ポリアミド
成形品によって達成される。

本発明で使用されるポリアミドはナイロンＲＩＭ原料を
使用する。ナイロンＲＩＭ法に用いられるナイロンＲＩ
Ｍ原料の具体例としては、ＵＢＥナイロンＲＩＭ（宇部
興産（株）製）　、ＮＹＲＩＭ（米国、モンサンド社製
）等がある。

補強材の表面処理に使用する非イオン系界面活性剤とし
ては、脂肪族アミンのエチレンオキサイド付加物、脂肪
族アミドのエチレンオキサイド付加物、脂肪族アルカノ
ールアミドの様なＮ元素を有するものがあり、具体例と
して、ジオキシエチレンドデシルアミン、ジオキシエチ
レンステアリルアミン、ジオキシエチレンオレイルアミ
ン、ジオキシエチレンラウリルアミン、ポリオキシエチ
レンドデシルアミン、ポリオキシエチレンステアリルア
ミン、ポリオキシエチレンオレイルアミン、ポリオキシ
エチレンラウリルアミン、オキシエチレンドデシルアミ
ン、オキシエチレンステアリルアミン、オキシエチレン
オレイルアミン、オキシエチレンラウリルアミン、ステ
アリン酸ジェタノールアミド、ラウリン酸ジェタノール
アミド、オレイン酸ジェタノールアミド、ステアリン酸
ジブロバノールアミド、ラウリン酸ジブロバノールアミ
ド、オレイン酸ジブロバノールアミド等がある。

特に好ましいものは、ポリオキシエチレンドデシルアミ
ン、ポリオキシエチレンステアリルアミン、ポリオキシ
エチレンオレイルアミン、ポリオキシエチレンラウリル
アミンなどの脂肪族アミンのエチレンオキサイド付加物
、ステアリン酸ジェタノールアミド、ラウリル酸ジェタ
ノールアミド、オレイン酸ジェタノールアミドなどの脂
肪族アルカノールアミドなどである。これらの非イオン
系界面活性剤は、単独で使用しても良く、２種以上を併
用しても良い。

分子中に一つ以上の活性水素を含有するシラン系力、プ
リング剤としては、Ｎ−β−（アミノエチル）−ｒ−ア
ミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエ
チル）−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルト
リメトキシシラン、Ｔ−メルカプトプロピルトリメトキ
シシラン、Ｔ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ
−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジ
メトキシシラン等があり、特に好ましいものは、分子中
に活性水素を３個以上含有するもので、Ｎ−β−（アミ
ノエチル）−丁−アミノプロピルトリメトキシシラン、
Ｎ−β−（アミノエチル）−β−（アミノエチル）−ｒ
−アミノプロピルトリメトキシシラン等である。これら
のカンプリング剤は単独で使用してもよく、２種以上を
併用しても良い。

通常は、一般樹脂中で補強材を均一にモノフィラメント
分散させる場合、カチオン系界面活性剤による補強材の
表面処理が有効である。しかし、ナイロンＲＩＭ原料は
、プレポリマー、カプロラクタム、触媒からなっており
、触媒はアニオン性である。このため、カチオン系界面
活性剤で処理された補強材で強化ポリアミド成形体を作
成した場合、補強材はモノフィラメント分散しているた
め、成形品の外観は良いが、カチオン系界面活性剤とア
ニオン性触媒がイオン結合をおこし、カプロラクタムの
重合が充分に進行せず成形品の機械物性は低い。

本願発明者等は、ここで少なくとも非イオン系界面活性
剤及び分子中に一つ以上の活性水素を含有するシラン系
カップリング剤で処理した補強材を使用することにより
、補強材は非イオン系界面活性剤の平滑効果により成形
品中に均一にモノフィラメント分散し、触媒機能は弱ま
ることなくカプロラクタムの重合が充分に進行し、カッ
プリング剤により補強材とポリアミドが充分に接着して
いるため、成形品は外観も良く、機械物性も高いことを
見いだした。

本発明においては、補強材の処理には非イオン系界面活
性剤及び分子中に一つ以上の活性水素を含有するシラン
系カップリング剤を用いることが必須であるが、本発明
の効果を阻害しない限り、ポリアミドの補強材の処理に
通常使用される他の処理剤を併用することも可能である
。

これら補強材の処理に使用される非イオン系界面活性剤
とシラン系カップリング剤とは、併用することによって
のみ、本発明の目的の達成が可能であり、単独で使用し
た場合は、目的を達成できない。

非イオン系界面活性剤の補強材に対する付着量は０．０
１〜０．５重量％、好ましくは、０．０３〜０゜１重置
％である。シラン系カンプリング剤の補強材に対する付
着量は０．０１〜０．３重量％、好ましくは０．０３〜
０．２重量％である。非イオン系界面活性剤とシラン系
カップリング剤の両者の補強材に対する付着量は、０．
０２〜０．８重量％であることが好ましい。２つの処理
剤中の比率をこの付着量の範囲で適度に変化させること
により、成形品の外観の向上と機械的強度の向上のうち
、どちらかを優先向上させることも可能である。

補強材には、繊維状、粒体状及びフレーク状のものが使
用可能であり、具体例としては、炭酸カルシウム、ウオ
ラストナイト、カオリン、マイカ、ガラスパウダー、ガ
ラスピーズ、ガラス繊維、ガラスフレーク、繊維状マグ
ネシウム化合物、チタン酸カリウム繊維、グラファイト
繊維等が挙げられるが、特に好ましいものは、ガラス系
の補強材である。

補強材の全組成物に対する量は、２〜６０重量％、好ま
しくは、１０〜５０重量％である。

非イオン系界面活性剤及びシラン系カンブリング剤とで
補強材を表面処理する方法は、次の様である。

予め用意した脱イオン水に非イオン系界面活性剤とシラ
ン系カンブリング剤でそれぞれ所定濃度になるように加
えて、水性処理液を作る。未処理の補強材をこの処理液
に浸漬攪拌後、脱水乾燥を行うか、あるいは未処理の補
強材を先ず所定濃度のシラン系カップリング剤水分散液
に浸漬後、脱水乾燥し、その後、非イオン系界面活性剤
水溶液に浸漬し、脱水乾燥を行えば、補強材を表面処理
できる。

本発明によれば、非イオン系界面活性剤及びシラン系カ
ップリング剤の相乗効果により、ポリアミド中で補強材
の分散状態及びポリアミドと補強材との接着が大幅に改
善されるため、外観が良好であり、曲げ強度、曲げ弾性
率及び衝撃強度等の機械的性質が大幅に改善された成形
品が提供できる。

〔実施例〕

実施例、比較例をもって以下具体的に説明する。

微細断ガラス繊維（商品名：　ＦＥＳＳ−０１０−０４
０４冨士ファイバーグラス株式会社製品）を５００℃・
５時間焼成することにより、未処理の微細断ガラス繊維
（ガラスＡ）を作った。

実施例１ ガラスＡを、ノニオン系界面活性剤である脂肪酸ジェタ
ノールアミド（商品名：ダイヤノール３００　第一工業
製薬株式会社製品）と、シラン系カップリング剤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（商品名：Ａ−１１２０日本ユニカー株式会社製
品）の水溶液に浸漬脱水乾燥し、ノニオン界面活性剤付
着量がガラス繊維に対し０．０５重量％、シラン系カッ
プリング剤付着量が０．０５重量％の微細断ガラス繊維
を作った。

この微細断ガラス繊維とナイロンＲＩＭ原料（商品名：
　ＵＢＥナイロンＲＩＭグレードＵＸ−１１宇部興産株
式会社製品）を使い、ガラス含有重量率２０％になる配
合で、１５０℃・３分の硬化条件下で成形品を作った。

実施例２ ガラスＡを、ノニオン系界面活性剤である脂肪族アミン
のエチレンオキサイド付加物（商品名ニアミラジン　第
一工業製薬株式会社製品）と、シラン系カップリング剤
Ｎ−β−（アミノエチル）−β−（アミノエチル）−ｒ
−アミノプロピルトリメトキシシラン（商品名：Ａ−１
１３０日本ユニカー株式会社製品）の水溶液に浸漬後、
脱水乾燥し、ノニオン系界面活性剤付着量がガラス繊維
に対し０．０５重量％、シラン系カップリング剤付着量
がガラス繊維に対し０．０５重量％の微細断ガラス繊維
を作った。この微細断ガラス繊維を用い、実施例１と同
じ方法で成形品を作った。

実施例３ ガラスＡを、ノニオン界面活性剤である脂肪族アミンの
エチレンオキサイド付加物（前述）とシラン系カップリ
ング剤Ｔ−アミノプロピルトリエトキシシラン（商品名
：Ａ−１１００日本ユニカー株式会社製品）の水溶液に
浸漬後、脱水乾燥し、ノニオン系界面活性剤付着量がガ
ラス繊維に対し０．０５重量％、シラン系カップリング
剤付着量がガラス繊維に対し０．０５重量％の微細断ガ
ラス繊維を作った。この微細断ガラス繊維を用い、実施
例１と同じ方法で成形品を作った。

実施例４ ガラスフレーク（商品名：マイクロガラスフレ−クＣＣ
Ｆ−１５０日本板硝子株式会社製品）を実施例１と同様
の方法で処理した。非イオン系界面活性剤付着量は、ガ
ラスフレークに対し０．０５重量％、シラン系カップリ
ング剤付着量は０．０５重量％であった。

このガラスフレークの重量率が２５％になる配合で、実
施例１と同様の方法で成形品を作った。

実施例５ ガラスピーズ（商品名：東芝ガラスピーズＧＢ２１０　
　東芝バロティ一二株式会社製品）を実施例１と同様の
方法で処理した。非イオン系界面活性剤付着量は、ガラ
スピーズに対して０．０５重量％、シラン系カップリン
グ剤付着量は０．０５重量％であった。

このガラスピーズの重量率が３０％になる配合で、実施
例１と同様の方法で成形品を作った。

比較例１ ガラスＡを未処理のままで、実施例１と同じ方法で成形
品を作った。

比較例２ ガラスＡをカチオン系界面活性剤（商品名：カチオンＳ
Ａ　　日本油脂株式会社製品）水溶液に浸漬後、脱水乾
燥し、カチオン系界面活性剤付着量がガラス繊維に対し
０．０５重量％の徽細断ガラス繊維を作った。この微細
断ガラス繊維を用い、実施例１と同じ方法で成形品を作
った。

比較例３ ガラスＡをシラン系カンプリング剤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（前述
）の水溶液に浸漬後、脱水乾燥し、シラン系カップリン
グ剤付着量がガラス繊維に対し０．０５重量％の徽細断
ガラス繊維を作った。

この微細断ガラス繊維を用い、実施例１と同じ方法で成
形品を作った。

比較例４ ガラスＡを、カチオン系界面活性剤（前述）、シラン系
カップリング剤Ｎ−β−（アミノエチル）−ｒ−アミノ
プロピルトリメトキシシラン（前述）の水溶液に浸漬後
、脱水乾燥し、カチオン系界面活性剤付着量がガラス繊
維に対し０．０５重量％、シラン系カップリング剤付着
量がガラス繊維に対し０．０５重量％の徽細断ガラス繊
維を作った。このガラス繊維を用い、実施例１と同じ方
法で成形品を作った。

比較例５ ガラスＡを、ノニオン系界面活性剤である脂肪酸ジェタ
ノールアミド（前述）水溶液に浸漬後、脱水乾燥し、ノ
ニオン系界面活性剤付着量がガラス繊維に対し０．０５
重量％の微細断ガラス繊維を作った。この微細断ガラス
繊維を用い、実施例１と同じ方法で成形品を作った。

比較例６ ガラスＡを、脂肪酸ジェタノールアミド（前　Ｄ 述）と、１分子中に活性水素を含有しないシラン系カッ
プリング剤１γ−グリシドキシプロビルトリメトキシシ
ラン（商品名：Ａ−１８７日本ユニカー株式会社製品）
の水溶液に浸漬後、脱水乾燥し、ノニオン系界面活性剤
付着量がガラス繊維に対し０．０５重量％、シラン系カ
ップリング剤付着量がガラス繊維に対し０．０５重量％
の徽細断ガラス繊維を作った。この微細断ガラス繊維を
用い、実施例１と同じ方法で成形品を作った。

実施例１．２．３．４．５、比較例１．２．３．４．５
及び６の成形品の曲げ強度、曲げ弾性率はＡ３７Ｍ７９
０に、デュポン衝撃値は、ＪＩＳ−に−５４００にそれ
ぞれ準じて機械特性を測定した。その結果を表−１に示
す。

以下余白 〔発明の効果〕 本発明により得られた、強化ポリアミド成形品は、ポリ
アミド中に補強材が均一に分散された極めて優れた外観
を有するとともに、優れた機械的強度を有するものであ
り、本発明の工業的価値は極めて大である。

特許出願人　冨士ファイバーグラス株式会社宇部興産株
式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ポリアミドと、少なくとも非イオン系界面活性剤及
   び分子中に一つ以上の活性水素を含有するシラン系カッ
   プリング剤で処理された補強材とからなる、ＲＩＭ法に
   よって製造された新規な強化ポリアミド成形品。