JPS6363720A - アミド系樹脂成形品用組成物 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は、アミド糸樹脂成形品用組成物に関するもので
ある。更に詳しくは、特定の表面処理剤で表面処理され
たガラス繊維が配合されてなり、反応射出成形法または
反応注型成形法により、ガラス繊維によって強化された
。ｒＩＬ形品を製造するのに適した７ミド系樹脂成形品
用組成物に関するものである。

「従来の技術」 アミド系樹脂は、機械的性質、耐熱性、電気的性質、耐
摩耗性等に優れているので、従来からこれら特性を生か
して広い分野に使用されてきた。

殊に最近では、高温の雰囲気下′Ｃ使汚される金属製部
品に代って使用されるようになった。このような用途に
おいては、機械的性質や耐熱性をさらに向上させるため
に、補強剤としてガラス繊維が配合されている。このガ
ラスＰＬａは、その表面がいわ◇るカップリング剤で処
１！！、されている二とが多い。

金属製部品に代えて使用される成形品として、高反応性
の液状原料を金型キャビティ内に射出または注入して、
金型キャビティ内で重合反応と成形とを行なわせた、い
わゆる反応射出成形品または反応注型成形品が注目され
ている。

上記反応射出成形品または反応注型成形品においても、
表面処理剤でガラスａＩＩが配合されている。この表面
処理剤の多くは、アミノシラン系化合物が多かった。し
かし、７ミノシラン系化合物で表面処理されたガラス繊
維を配合した反応射出成形品または反応注型成形品は、
引張り強度や曲げ弾性率等の８１械的性質は優れるもの
の、落錘衝撃強度に劣るため、その用途に制限があった
６「発明が解決しようとした問題点」 本発明は、ω−ラクタムを主原料とし、ガラス繊維で強
化された７ミド系樹脂成形品であって、優れたＰ！械的
性質（引張り強さ、曲げ弾性率等）を保持し、同時に優
れた落錘衝撃強度を保持したガラス繊維強化アミド系樹
脂成形品を提供することにある。

「問題点を解決するための手段」 しかして本発明の要旨とするところは、ω−ラクタム、
重合触媒、重合助触媒およびガラス繊維とよりなり、ω
−ラクタムの融点以上の温度で成形金型内に射出または
注入してガラス繊維強化アミド系樹脂成形品を得るため
の組成物において、前記ガラス繊維はその表面が次の一
般式（１）、すなわち ［一般式（１）において、Ｒは炭素数１〜３のアルキル
基を意味する。１で表わされるシラン系化合物によって
処理されたものであることを特徴とするアミド系樹脂成
形品用組成物に存する。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明のアミド系樹脂成形品用組成物は、ω−ラクタム
、重合＠媒、重合助触媒および特定のシラン系化合物で
表面処理されたプラス繊維を含んでいる。

本発明で使用されるω−ラクタムの具体例としては、γ
−ブチロラクタム、δ−パレロラクタム、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、ω−ラウリンラクタムなど
が挙げられる。これらのω−ラクタムは単独で使用して
もよ（，２種以上を併用してもよい。

本発明で使用される重合触媒は、公知のω−ラクタムの
アニオン重合において使用されているものから選ばれた
如何なる化合物であってもよい。

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、−庚酸塩、ア
ルキル化合物、アリール化合物、アルコキシド、グリニ
ヤール化合物、更には上記金属または金属化合物とω−
ラクタムとの反応生成物、例えばω−ラクタムのナトリ
ウム塩、カリウム塩、マグネシウムハライド塩などが挙
げられる６重合触媒の使用量は、全ω−ラクタムに対し
、０．０１〜１５、または２０モル％もしくはそれ以上
の範囲である。

本発明で使用される重合助触媒も公知のω−ラクタムの
７ニオン重合において使用されるものから選ばれた如何
なる化合物であってもよい。その具体例としては、例え
ば、トルエンノイソシアネ−）、４．４’−ジフェニル
メタンジイソシ７ネー−ト、へ斗すメチレンジインシア
ネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート
、カルボシイミドで変性されたジイソシアネート等のイ
ンシアネート類、ヘキサメチレン−１，６−ビスカルバ
ミド、カプロラクタム、Ｎ、Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フ
ェニレンビスカルバミドカプロラクタム、Ｎ、Ｎ’−ジ
フェニル−Ｐ−７二二レンビスカルバミド、ピロリドン
等のカルバミドラクタム類、テレ７タロイルクロリド、
アジピン酸クロリド、セバシン酸クロリドなどの酸ハラ
イド類、アジポイルビスカプロラクタム、アジポイルビ
スピロリドン、テレ７タロイルビスカプロラクタム、テ
レ７タロイルビスピロリドン、などのポリアシルラクタ
ム類、または式 ［式中、Ａはハロゲンであるか、またはレンである）で
あり、ａは１，２＊たは３の整数であり、ｂは２または
それ以上の整数であり、Ｒ３はフルキル基、アルフルキ
ル基、アルキルオキシ基、７リールオキシ基、ハロゲン
基またはアルアル斗ルオキシ基であり、Ｒ２は炭化水素
基およびエーテル結合を含有する炭化水素から選択され
る２価以上の基であり、そしてＺは（１）最低分子量約
２，０００を有するポリエーテル、（２）最低分子量約
２，０００を有するポリエーテルセグメントを含有する
ポリエステルセグメント、または（３）最低分子量１０
００を有する炭化水素を有するものからなる群より選択
される酸ハライド官能性物質またはラクタム官能性物質
である。１などが挙げられる。

また、本発明においては、ω−ラクタム、重合触媒、重
合助触媒とともに重合反応し重合体鎖中に入る架橋剤、
変性剤（ソフトセグメント）等を配合することができる
。これらの化合物としては、多価の水酸基、メルカプト
基、アミ７基またはエポキシ基を有する化合物が挙げら
れる。

更に、本発明においては、実質的に重合反応を阻害しな
い化合物、例えば可塑剤、発泡剤、染顔料、酸化防止珂
、内部離型剤等を配合することもできる。

本発明で使用されるプラス繊維は、ガラスの長繊維を破
砕または切断したもの、すなわち、ミルドガラス繊維ま
たはカットプラス繊維のいずれでもよく、特に制限はな
い、プラス繊維の組成についても特に制限されるもので
はない、ミルドガラス繊Ｊｌｌまたはカットガラス４！
＆維には一般にＥ〃ガラス呼ばれるガラスが用いられで
いるが、更に、これを濃硫酸で処理し、酸可溶性成分を
除去したリーチドグラス、耐酸性の強いＣｆｆラス、更
にはＡ７ｙラス、Ｓ〃ガラスＭがラス、ＡＲガラス、Ｌ
ガラス等公知のプラスを用いることができる。

上記ガラスａ維は、前記一般式（１）で表わされるシラ
ン系化合物によって表面処理して使用する。

前記一般式（１）で表わされるシラン系化合物の例とし
ては、フェニルトリメトキシシラン、７ヱニルトリエト
キシシラン、フェニルトリプロピルオキシシランがあげ
られる。

ガラス繊４に表面を、上記シラン系化合物で表面処理す
るには、次のいずれかの方法によることができる。

（１）　プラス繊維紡糸後に、このａｍを上記シラン系
化合物を含む液状媒体に通したのち乾燥し、破砕または
細断する方法（以後この方法を「同時展着」という、） （２）ガラスａｍを破砕または細断後、上記シラン系化
合物を含む液状物を混合し、液体を乾燥する方法（以後
この方法をＥ後展着」という、）上記シラン系化合物を
液状物に分散させる際に、液状物に帯電防止剤、例えば
ポリオキシエチレンソルビタ＞脂肪酸エステル、ワック
ス（パラフィン、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリ
プロピ′１ア’ｔ　？　）、７い７い８．ア、ア、第。

級ア、。

−リ ニウム塩などを、添加することができる。

プラス繊維にｆｆ１着する前記シラン系化合物の量は、
ガラス繊維に対して１重量％以下とするのがよい、これ
は、１重量％の量を超えても、大幅な効果の向上は認め
られず、むしろコスト高となったり、同時展着した場合
には繊維の破砕、細断が難かしくなり、実用的ではない
。

本発明に係るアミド系樹上成形品用組成物は、ω−ラク
タム、重合触媒、重合開始剤およびガラス繊維よりなる
組成物１００重量部あたり、ガラス繊維の割合を１〜５
０重ｆＡ部の範囲にするのが好ましい。

ガラス繊維の割合が１重量部より少ないと、ガラス繊維
添加の効果が殆ど発現されず、得られろ成形品の剛性が
不充分である。また、ガラス繊維の割合が５０重量部よ
り多い場合には、得られる成形品の表面外観が損われ、
かつ、脆いものとなるほか１．成形に供される組成物の
粘度が大幅に上昇することに伴って、成形方法によって
は、更に、次のような不都合が生じ、実用に供し得ない
。

すなわち、本発明に係る成形用組成物を成形金型に射出
して成形を行う場合には、高い圧力を要するようになり
、比較的低射出圧力で成形できるという、アミド系樹脂
の反応射出成形の利点が失なわれる。また、前記の諸原
料を混合して成形品用ｌＬ成物を調製する混合機の、紋
りの部位またはその移送配管内での閉塞が頻発するよう
になる。

さらに、成形用組成物を成形金型に注入して成形を行う
場合には、組成物を調製する際に巻き込まれた気泡が抜
けきらず、この気泡が成形品の中に残り、不良成形品を
与える。

本発明に係る組成物から成形品を製造するには、重合触
媒を含むω−ラクタムの溶融状物（成分系＜Ａ）という
、）および／または重合助触媒を含むω−ラクタム溶融
状物（成分系（Ｂ）という。）に、前記ガラス繊維を混
合して成形品用組成物としたあと、成形金型内に射出ま
たは注入して、ω−ラクタムを重合させればよい。

本発明に係る組成物から、ガラス繊！１強化アミド系樹
脂成形品を製造する方法について、更に詳細に説明する
。

まず、成分系（Ａ）の溶融状物は、ω−ラクタムに重合
触媒を加え、ω−ラクタムの融点以上（例えば、ω−ラ
クタムがε−カプロラクタムの場合には７０’Ｃ以上）
に加温して１１製するが、成分系（Ａ）自体での重合反
応の進行を阻止するため、通常は１００℃以下に保持さ
れる。

成分系（Ｂ）の溶融状物も同様に、ω−ラクタムに重合
触媒および必要に応じて少量の添加剤（例えば架橋剤、
反応生成物、変性剤、その他方塑剤、酸化防止剤など）
を加え、ω−ラクタムの融点以上に加温して３１！製し
、通常１４０℃以下に保持される。

このようにして調製した成分系（Ａ）、成分系（Ｂ）の
いずれか一方にのみ、または成分系（Ａ＞および成分系
（Ｂ）の双方に混合表面処理剤で表面処理したガラス繊
維の全量を適当な比率に分配して加え混合し、成形品用
組成物とする。なお、分配の比率は、成分系（Ａ）また
は成分系（Ｂ）の粘度、ω−ラクタムの種類等に応じて
都度決定される。

次に、溶融状物または溶融スラリー状態の成分系（Ａ）
と成分系（Ｂ）とを一定の比率で合一、混合し、得られ
た原料組成物を成形金型内に射出または注入する。上記
二成分系の混合には、ミキシングヘッドと呼ばれる衝突
混合装置、またはスタティンクミキサーまたはダイナミ
ックミキサー等の流体混合装置を使用することができる
。

この場合、成分系＜Ａ）と成分系（Ｂ）との混合比は、
製造する成形品の用途、具備させる性質に応じて変化さ
せることができる。上記混合比は、一般的には容積比（
成分系（Ａ）／成分系（Ｂ））で５７１・ｖ　１　／　
５の範囲とするのがよい。

また、成形に際しての金型の湿度は、１００〜２００°
Ｃ１好ましくは１２０〜１６０°Ｃ１７）範囲に保持す
るのがよい、成形金型の温度を上記の範囲に保持すると
さには、會型内での重合反応が迅速に進灯し、成形品用
組成物を金型に注入した後、短時間（通常は２〜４分以
内）で注入物が硬化または凝固し、重合反応を終了する
０重合反応終了後、金型から取り出したものは目的とす
る成形品である。

本発明に係る７ミド系樹脂成形品用組成物から得られる
ガラスＪａｎ強化成形品としては、自動車、スノーモー
ビルの外板、ステアリングホイール、ダッシュパネル、
インストルメンタルパネル、カウルパネル、カウルグリ
ル、バンパー等の車輌の部品：　コンピューター、ワー
Ｖプロセサー等の０Ａｆｆｉ器のハウジング；　テレピ
ノ３ン、音響機器等家庭電気製品のハウジング；　その
他品種電気機器の絶縁材、家具の部品、プラスチックパ
レット、プラスチックシート等があげられる。

「発明の効果」 本発明に係る７ミド系すす詣成形品用組成物は、ガラス
繊維表面が特定の表面処理剤によって表面処理されてい
るので、得られる成形品の樹脂部分とがラス繊ｍ表面と
の境界面が強固となり、成形品は磯誠的性質（引張り強
さ、曲げ弾性率）、耐熱性ともに優れ、しかも落錘耐衝
撃性も優れており、その工業的利用価値は極めて大であ
る。

「実施例」 次に、本発明を実施例および比較例に基づいて説明する
が、本発明はその要旨を超えない限り、以下の例に限定
されるものではない。

以下の例において使用したガラスａｍの性状、シラン系
化合物の種類、量、処理法等を第１表に掲げた。

また、以下の例において、得られた成形品についての曲
げ弾性率、熱変形温度およびデュポン衝撃値の測定は、
次のようにして行った。

曲げ弾性率： 実施例または比較例によって得られた平板状の成形品か
ら試験片を切り出し、この試験片を２３°Ｃ１５０％相
対湿度の雰囲気下で１昼夜放置した後、ＡＳＴＦｖＩＤ
−７９０に準拠してふり定した。

熱変形温度： 上の場合と同様に成形品から切り出した試験片を、恒温
恒湿で調節し、ＡＳＴＭ　Ｄ−６４８に準拠して測定し
た。この際の荷重は１８．６ｋｇ／Ｃ諺２　とした。

デュポン衝撃値： 平板状成形品から切り出した試験片を、恒温恒湿室で調
節したのち、ＪＩＳ　　Ｋ−５４００に準拠して一３０
゛Ｃの温度で測定した。

実施例１ それぞれ大の組成よりなる成分系（Ａ）、成分系（Ｂ）
をそれぞれ２，０００ｃｃの７２スフに調製し、各々を
１００℃に保持した。

成分系（Ａ） ε−カプロラクタム　　　　　　　　　９４４ｇブロム
マグネシウムカプロラクタム　　５６８ミルドガラスＡ
　　　　　　　　　　　　３３０゜成分系（Ｂ） ε−カプロラクタム　　　　　　　　５５４ｇ重合開始
剤　　　　　　　　　　　　４４６号蚕ルドガラスＡ　
　　　　　　　　　　　３３０ｇ上記成分系（Ｂ）に添
加された重合開始剤は、次の構造式、すなわち （ただし、式中ｎは２以上の整数であり、がっ、その加
重平均が２．６であり、Ｚは分子ｑ約６．０００のポリ
ブタノエンを表わす。）で表わされる化合物である。

次に、成分系（Ａ）および成分系（Ｂ）を各々１００ｇ
ビーカーに取り、プロペラタイプの撹拌磯で混合し、混
合物を直ちに、電気ヒーターによって１４０℃に温度制
御されたｌ１３００ｍｍ、横２００−輪、深さ３■のキ
ャビティを有するシートぞ−ルドに注入し、４分間保持
した。

得られた成形品についての物性測定結果を、第２表に示
す。

実施例２〜５、比較例１〜４ 実施例１に記載の例において、ガラス繊維をそれぞれ第
２表に記載した種類のものに代えたほかは、同例におけ
ると同様にして成分系（Ａ）、成分系（Ｂ）を調製し、
同例におけると同様の手順で成形品を得た。

得られた成形品についての物性測定結果を、第２表に示
す。

第２表より、次のことが明らかである。

（１）本発明に係る成形品用組成物から得られたガラス
繊維強化アミド系樹脂成形品は、曲げ弾性率、熱変形温
度に優れているばかりでな（、落錘衝撃値も高い（実施
例１〜５参照）。

（２）これに対して、比較例の組成物から得た成形品は
、山げ弾性率、熱変形温度は実施例のものと同等である
が、落錘ｉｓ値が低い（比較例１〜４８照）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ω−ラクタム、重合触媒、重合助触媒およびガラ
   ス繊維を含み、ω−ラクタムの融点以上の温度で成形金
   型内に射出または注入してガラス繊維強化アミド系樹脂
   成形品を得るための組成物において、前記ガラス繊維は
   その表面が次の一般式（ I ）、すなわち ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・（ I ） ［一般式（ I ）において、Ｒは炭素数１〜３のアルキ
   ル基を意味する。］で表わされるシラン系化合物によっ
   て処理されたものであることを特徴とするアミド系樹脂
   成形品用組成物。
2. （２）ω−ラクタム、重合触媒、重合助触媒およびガラ
   ス繊維よりなる組成物１００重量部あたり、ガラス繊維
   １〜５０重量部の範囲で配合されてなることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第（１）項記載のアミド系樹脂成形
   品用組成物。