JPS6351466B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はウンデカメチレンヘキサヒドロテレフ
タルアミド単位を主たる構成単位とするポリアミ
ドおよび無機質強化材からなる成形性、耐熱性の
すぐれた強化ポリアミド樹脂組成物に関するもの
である。 一般にポリアミドに対し無機質強化材を配合す
ると、(1)強度、剛性、衝撃強度が向上する、(2)熱
変形温度が高くなる、(3)吸湿率が低下し、吸湿に
よる物性変化が少なくなる、(4)寸法安定性が向上
するなどのすぐれた特徴が付与されるため今日で
は無機質強化ポリアミド樹脂は構造材料や機械部
品などの主に金属代替材料として広範な用途に利
用されている。しかし現在工業的に大量生産され
ているポリカプロアミド（ナイロン６）、ポリヘ
キサメチレンアジパミド（ナイロン66）などの脂
肪族ポリアミドは本質的に(A)ガラス転移点が低い
ので、たとえば60℃以上のような高温領域におい
て強度、弾性率の低下が大きく、熱変形温度も低
い、(B)吸湿率が高く、吸湿による強度、弾性率の
低下および寸法変化率が大きいなどの欠点を有す
るため、これらに無機質強化材を配合してなる強
化ナイロン６や強化ナイロン66は特に高度な耐熱
性、寸法安定性を要求される用途に対しては必ず
しも好適な材料ではない。 上記のような脂肪族ポリアミドの本質的欠点を
改善し、耐熱性、寸法安定性のすぐれた無機質強
化ポリアミド系材料を得る最も有効な方法は主鎖
中に芳香族あるいは脂環族の環構造を導入したポ
リアミドを利用することであり、これまで数多く
の環構造を有するポリアミドの検討が行なわれ
た。しかしながら、無機質強化系環構造含有ポリ
アミドを特に射出成形して成形品とする場合極め
て重大な問題がある。それは成形金型温度の問題
であつて、一般に環構造含有ポリアミドはガラス
転移温度が高いことに伴ない結晶化温度が高く、
金型温度を100℃以上のような高温に保持しない
場合、成形片の結晶化が十分進行せず、そのため
に得られた成形片の熱変形温度は低く、また成形
後の結晶化による寸法変化もむしろ大きいという
ことである。つまり無機質強化環構造含有ポリア
ミドは一般に100℃以上の高温金型条件下で射出
成形してはじめてそのすぐれた特徴を発現する
が、現実に射出成形金型を100℃以上に加熱する
には通常採用される温水循環方式は当然不可能で
あり、電熱加熱もしくは油循環加熱方式を採用し
なければならない。たとえば、メタキシレンジア
ミンとアジピン酸を主成分とするポリアミドに無
機質強化材を添加した混合物は特公昭54−32458
号公報、特公昭55−23308号公報、特開昭50−
61449号公報などに記されているように金型温度
130〜150℃の条件下で成形すると確かに熱変形温
度が200℃以上という極めてすぐれた値を示すが、
80℃程度の金型を用いて射出成形して得た成形片
の熱変形温度は90℃ぐらいであり、表面外観も粗
悪である。 本発明者らは100℃未満という通常の金型温度
条件下における射出成形性が良好で、しかもすぐ
れた特性が発現する無機質強化系の環構造含有ポ
リアミドを得るべく鋭意検討したところ、驚くべ
きことにウンデカメチレンヘキサヒドロテレフタ
ルアミド単位を主たる構成単位とするポリアミド
に無機質強化材を添加した配合組成物は金型温度
100℃未満の条件で射出成形しても、極めて高い
熱変形温度を示す表面外観の良好な成形品が得ら
れることを見出し本発明に到達した。 すなわち、本発明はウンデカメチレンヘキサヒ
ドロテレフタルアミド単位70〜100重量％および
ヘキサメチレンヘキサヒドロテレフタルアミド単
位０〜30重量％を主要構成単位とするポリアミド
100重量部に対し無機質強化材10〜100重量部を配
合してなる強化ポリアミド樹脂組成物を提供する
ものである。 たとえば、ウンデカメチレンヘキサヒドロテレ
フタルアミド単位85重量％およびヘキサメチレン
ヘキサヒドロテレフタルアミド単位15重量％から
なるポリアミド100重量部に対し、ガラス繊維45
重量部を配合混練した後、射出成形機によりシリ
ンダー温度320℃金型温度80℃の条件下で成形し
た試験片の表面外観は良好で、しかも熱変形温度
は265℃であり、ここに100℃未満という通常の金
型温度で射出成形しても成形性が良好で、極めて
高い熱変形温度を有する成形品が得られることが
判明した。もちろん130℃程度の高温金型条件下
においてもすぐれた耐熱性を発揮する成形品を得
ることができる。 本発明で用いられるポリアミドを構成するウン
デカメチレンヘキサヒドロテレフタルアミド単位
とは、次の一般式 で表わされる重合単位であり、またヘキサメチレ
ンヘキサヒドロテレフタルアミド単位とは、次の
一般式 で表わされる単位である。ここで用いられる原料
のウンデカメチレンジアミン、ヘキサメチレンジ
アミンおよびヘキサヒドロテレフタル酸は公知の
方法あるいは大規模な工業的プロセスで製造され
たものを利用することができる。たとえばウンデ
カメチレンジアミンはε―カプロラクタムの脱炭
酸二量化／還元により製造することができ、また
ヘキサヒドロテレフタル酸はテレフタル酸の核水
添により得ることが可能である。本発明のポリア
ミドはウンデカメチレンヘキサヒドロテレフタル
アミド単位70〜100重量％およびヘキサメチレン
ヘキサヒドロテレフタルアミド単位０〜30重量％
から構成される。ヘキサメチレンヘキサヒドロテ
レフタルアミド単位の共重合量が30重量％を越え
ると共重合体の融点が高くなり過ぎ、分解、ゲル
化などを伴なうことなく安定に溶融重合、溶融成
形することが困難となるため好ましくない。 本発明のポリアミドの製造方法、製造条件につ
いては特に限定なく、通常公知の溶融重合、固相
重合などの方法を採用してポリアミドを得ること
ができる。得られたポリアミドの重合度は特に制
限なく、相対粘度1.5〜4.0の範囲内で任意に選択
できるが、無機質強化材を配合した組成物の成形
時における流動性を良好ならしめるために比較的
低粘度のポリアミドの使用が好ましい。 本発明で用いられる無機質強化材としてはガラ
ス繊維、アスベスト繊維、炭素繊維、ワラステナ
イト、タルク、炭酸カルシウム、酸化マグネシウ
ム、アルミナ、雲母、マイカ、球状ガラス、チタ
ン酸カリウイスカーなどの繊維状ないし粉末状強
化材を挙げることができる。 本発明の樹脂組成物はポリアミド100重量部に
対し無機質強化剤を10〜100重量部添加配合する
ことにより構成される。強化材の配合量がポリア
ミド100重量部に対し10重量部未満では補強効果
が小さく、強化ポリアミド樹脂組成物を得るとい
う本来の目的が達成されないので好ましくない。
一方、ポリアミド100重量部に対する無機質強化
材の配合量が100重量部を越えると強じん性が低
下してもろくなり、すぐれた機械物性の組成物が
得られない。ポリアミドと無機質強化材との混合
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。すなわち、ポリアミドのペレツ
ト、粉末、細片などと強化材を均一に混合した
後、十分な混練能力のある押出機で溶融混練する
方法ポリアミドを押出機に供給し、一方、その押
出機の別の供給口から強化材を後添加混練する方
法、押出機で混練することなく成形時にドライブ
レンド射出または押出成形する方法などいずれの
方法も採ることができる。 本発明の組成物は射出成形、押出成形など一般
に熱可塑性樹脂の公知の成形方法により成形され
るが、特に射出成形で得られた成形品の物性が金
型温度に大きく依存しないことが特徴の一つであ
り、各種機械部品、自動車部品、電気部品などに
利用される。 本発明の組成物には、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、染
料、難燃剤、耐熱剤、酸化防止剤、耐候剤、滑
剤、帯電防止剤、可塑剤、他の重合体などを添加
することができる。 以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に述
べる。 なお、実施例に記した討験片の物性は下記の方
法にしたがつて実施した。 (1) 相対粘度 ： JIS K6810 (2) 引張特性 ： ASTM D638 (3) 曲げ特性 ： ASTM D790 (4) アイゾツト衝撃強度 ： ASTM D256 (5) 熱変形温度 ： ASTM D648 (6) 吸水率 ： ASTM D570 (7) 表面外観 ： 肉眼判定 実施例 １ ウンデカメチレンジアミンとヘキサヒドロテレ
フタル酸の等モル塩およびヘキサメチレンジアミ
ンとヘキサヒドロテレフタル酸の等モル塩の混合
物を溶融重合して得たウンデカメチレンヘキサヒ
ドロテレフタルアミド単位（11T（Ｈ））85重量％
とヘキサメチレンヘキサヒドロテレフタルアミド
単位（6T（Ｈ））15重量％からなる相対粘度2.20
のポリアミド100重量部に対し、日本硝子繊維(株)
製チヨツプドストランドガラス繊維TP―24を45
重量部加え高速撹拌機で均一に混合したものを65
mmφ口径の押出機に供給し、300℃で溶融混練し
た後ペレツト化した。次いでこのペレツトを真空
乾燥した後、射出成形機によりシリンダー温度
320℃、金型温度80℃の条件で物性測定用の試験
片を成形した。 ここで得られた試験片の絶乾時物性測定結果は
第１表に示す通りであり、強度、剛性が高く、す
ぐれた表面外観および耐熱性を有する材料である
ことが判明した。 実施例 ２ ウンデカメチレンジアミンとヘキサヒドロテレ
フタル酸の等モル塩を溶融重合して得た相対粘度
2.25のポリウンデカメチレンヘキサヒドロテレフ
タルアミド（11T（Ｈ））100重量部に対し、日本
タルク(株)製タルクＭを50重量部添加混合した後、
押出機を用いて340℃で溶融混練し、次いで射出
成形機によりシリンダー温度340℃、金型温度90
℃の条件で物性測定用の試験片を成形した。 ここで得られた試験片の絶乾時物性測定結果は
第１表に示す通りであり、強度、剛性、熱変形温
度などが高いすぐれた材料であることが判明し
た。 実施例 ３〜７ ポリアミド、強化材の種類、量および成形条件
などを変え、実施例１および２と同様な操作を行
なつて得られた試験片の物性を測定したところ第
１表に示す結果を得た。 第１表に示したいずれの場合にもすぐれた性能
を有する材料を得ることができた。

【表】

【表】 比較例 １ メタキシリレンジアミンとアジピン酸の等モル
塩を溶融重合して得た相対粘度2.20のポリアミド
100重量部に対し実施例１と同様にしてガラス繊
維を45重量部混練した後、射出成形機によりシリ
ンダー温度280℃、金型温度80℃の条件で試験片
を成形した。 ここで得られた試験片の表面外観は粗悪で、し
かも熱変形温度は90℃という低い値であつた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ウンデカメチレンヘキサヒドロテレフタルア
   ミド単位70〜100重量％およびヘキサメチレンヘ
   キサヒドロテレフタルアミド単位０〜30重量％を
   主要構成単位とするポリアミド100重量部に対し
   無機質強化材10〜100重量部を配合してなる強化
   ポリアミド樹脂組成物。