JP2000007842A - ポリアミド繊維強化ポリオレフィン樹脂組成物とその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ポリオレフィンに層状珪酸塩を含むポリアミド
繊維を溶融混練して強度や剛性と共に耐摩耗性や摩擦性
能の優れたポリアミド繊維強化ポリオレフィン組成物を
提供する。 【解決手段】ポリオレフィン，層状珪酸塩が均一に分散
したポリアミド繊維及びシランカップリング剤からなる
ポリアミド繊維強化ポリオレフィン樹脂組成物とその製
造法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はポリオレフィン及び
層状珪酸塩が均一に分散したポリアミド繊維からなり，
ゴム状ポリマーや樹脂の強化材料として好適に使用でき
る。

【０００２】

【従来の技術】ゴム状ポリマーはその回復弾性率が高く
弾性率が低いことにより，色々なゴム製品として使用さ
れてきた。しかし，回復弾性率が高いながら弾性率はも
う少し高いものや，弾性率が高くしかも耐久性があるも
のなど，要求はますます高くなってきてきた。樹脂分野
でも弾性率が高く軽く強度があり，そして更に耐衝撃性
も高いものが要求されるようになってきた。

【０００３】ポリオレフィンとゴムに微細なポリアミド
繊維を分散させた繊維強化組成物が特開平７−２３８１
８９号公報に開示されている。平均繊維径が１μｍ以下
に分散してペレット状で得られるのでハンドリングが容
易で樹脂やゴム状ポリマーの補強剤として好適に使用さ
れている。しかし，更にタイヤ及びロール，履物などの
分野では摩擦性能なども要求されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題を
解決し，剛性や強度に優れ更に摩擦性能に優れたポリア
ミド繊維強化ポリオレフィン樹脂組成物を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決のための手段】本発明によれば，（ａ）ポ
リオレフィン９０〜４０重量部，（ｂ）層状珪酸塩を含
有するポリアミド繊維１０〜６０重量部，及び（ｃ）シ
ランカップリング剤からなるポリアミド繊維強化ポリオ
レフィン樹脂組成物が提供される。そして，(ａ）成分
と (ｂ）成分の合計１００重量部に対して（ｃ）成分の
シランカップリング剤が０．１〜５．５重量部配合され
ており，ポリアミド繊維強化ポリオレフィン樹脂組成物
中にポリアミド繊維が平均繊維径１μｍ以下に分散し，
（ｂ）成分中に含有する層状珪酸塩がポリアミド繊維１
００重量部に対して０．０５〜３０重量部である。更
に，（ａ）ポリオレフィン，及び（ｃ）シランカップリ
ング剤を溶融して混練したマトリックス中に，（ｂ）層
状珪酸塩を含有するポリアミドを溶融混練して押出し，
ポリアミドの融点以下の温度で延伸又は圧延して繊維状
に分散させるポリアミド繊維強化ポリオレフィン樹脂組
成物の製造法が提供される。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下，本発明のポリアミド繊維強
化ポリオレフィン樹脂組成物とその製造法を具体的に説
明する。（ａ）成分はポリオレフィンであり，８０〜２
５０℃の範囲の融点を有するものが好ましい。また，５
０℃以上，特に好ましくは５０〜２００℃のビカット軟
化点を有するものも用いられる。 (ａ）成分の好適な例
としては，炭素数２〜８のオレフィンの単独重合体や共
重合体，炭素数２〜８のオレフィンと酢酸ビニルとの共
重合体，炭素数２〜８のオレフィンとアクリル酸あるい
はそのエステルとの共重合体，炭素数２〜８のオレフィ
ンとメタクリル酸あるいはそのエステルとの共重合体，
及び炭素数２〜８のオレフィンとビニルシラン化合物と
の共重合体が挙げられる。

【０００７】（ａ）成分の具体例としては，高密度ポリ
エチレン，低密度ポリエチレン，線状低密度ポリエチレ
ン，ポリプロピレン，エチレン・プロピレンブロック共
重合体，エチレン・プロピレンランダム共重合体，ポリ
４−メチルペンテン−１，ポリブテン−１，ポリヘキセ
ン−１，エチレン・酢酸ビニル共重合体，エチレン・ビ
ニルアルコール共重合体，エチレン・アクリル酸共重合
体，エチレン・アクリル酸メチル共重合体，エチレン・
アクリル酸エチル共重合体，エチレン・アクリル酸プロ
ピル共重合体，エチレン・アクリル酸ブチル共重合体，
エチレン・アクリル酸２−エチルヘキシル共重合体，エ
チレン・アクリル酸ヒドロキシエチル共重合体，エチレ
ン・ビニルトリメトキシシラン共重合体，エチレン・ビ
ニルトリエトキシシラン共重合体，エチレン・ビニルシ
ラン共重合体などが挙げられる。（ａ）成分の別の具体
例としては、塩素化ポリエチレンや臭素化ポリエチレ
ン、クロロスルホン化ポリエチレンなどのハロゲン化ポ
リオレフィンが挙げられる。

【０００８】これらの中でも特に好ましいものとして
は，高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ），低密度ポリエチ
レン（ＬＤＰＥ），線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰ
Ｅ），ポリプロピレン（ＰＰ），エチレン・プロピレン
ブロック共重合体，エチレン・プロピレンランダム共重
合体，ポリ４−メチルペンテン−１（Ｐ４ＭＰ１），エ
チレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ），及びエチレン
・ビニルアルコール共重合体が挙げられ，中でもメルト
フローインデックス（ＭＦＩ）が０. ２〜５０ｇ／１０
ｍｉｎの範囲のものが最も好ましいものとして挙げられ
る。（ａ）成分１種類のみ用いてもよく，２種以上を組
合せて使用してもよい。

【０００９】（ｂ）成分は層状珪酸塩が均一に分散し含
有され，押出し及び延伸によって強靱な繊維を与えるポ
リアミドであり，その融点が１３５〜３５０℃の範囲，
特に１６０〜２６５℃の範囲の融点を有するものが好ま
しい。

【００１０】ポリアミドの具体例としては，ナイロン
６，ナイロン６６，ナイロン６−ナイロン６６共重合
体，ナイロン６１０，ナイロン６１２，ナイロン４６，
ナイロン１１，ナイロン１２，ナイロンＭＸＤ６，キシ
リレンジアミンとアジピン酸との重縮合体，キシリレン
ジアミンとピメリン酸との重縮合体，キシリレンジアミ
ンとスペリン酸との重縮合体，キシリレンジアミンとア
ゼライン酸との重縮合体，キシリレンジアミンとセバシ
ン酸との重縮合体，テトラメチレンジアミンとテレフタ
ル酸の重縮合体，ヘキサメチレンジアミンとテレフタル
酸の重縮合体、オクタメチレンジアミンとテレフタル酸
の重縮合体，トリメチルヘキサメチレンジアミンとテレ
フタル酸の重縮合体，デカメチレンジアミンとテレフタ
ル酸の重縮合体，ウンデカメチレンジアミンとテレフタ
ル酸の重縮合体，ドデカメチレンジアミンとテレフタル
酸の重縮合体，テトラメチレンジアミンとイソフタル酸
の重縮合体，ヘキサメチレンジアミンとイソフタル酸の
重縮合体，オクタメチレンジアミンとイソフタル酸の重
縮合体，トリメチルヘキサメチレンジアミンとイソフタ
ル酸の重縮合体，デカメチレンジアミンとイソフタル酸
の重縮合体，ウンデカメチレンジアミンとイソフタル酸
の重縮合体，及びドデカメチレンジアミンとイソフタル
酸の重縮合体などが挙げられる。

【００１１】これらのポリアミドの内，特に好ましいも
のとしては（ａ）成分のポリオレフィンよりも３０℃以
上高い融点を有するものである。具体的にはナイロン６
（ＰＡ６），ナイロン６６（ＰＡ６６），ナイロン６−
ナイロン６６共重合体，ナイロン６１０，ナイロン６１
２，ナイロン４６，ナイロン１１，及びナイロン１２な
どが挙げられる。これらは単独で使用しても，２種以上
を併用してもよい。これらのポリアミドは，１０，００
０〜２００，０００の範囲の分子量を有していることが
好ましい。

【００１２】（ｂ）成分に均一に分散し含有される層状
珪酸塩とは，ポリアミド繊維強化ポリオレフィン樹脂組
成物に優れた機械特性及び摩擦性能を付与する成分であ
る。その性状は，通常は厚みが０．６〜２ｎｍで一片の
長さが２〜１，０００ｎｍの範囲のものが上記特性を発
現するために好ましい。層状珪酸塩はポリアミド成分中
に分散した際にはそれぞれが平均的に２ｎｍ以上の層間
距離を保持し均一に分散することを特徴とする。ここで
言う層間距離とは層状珪酸塩の平板状の重心間距離を言
い，均一に分散するとは層状珪酸塩の一枚一枚が平行に
ランダムに，もしくは平行とランダムが混在した状態
で，その５０％以上が，好ましくは７０％以上が塊を形
成することなく分散する状態を言う。従って層状珪酸塩
とは一片が２〜１，０００ｎｍ，厚みが０．６〜２ｎｍ
の物質の微細な一単位を示すものである。このような層
状珪酸塩の原料としては，珪酸マグネシウムまたは珪酸
アルミニウムの層から構成される層状フィロ珪酸鉱物を
例示することができる。具体的にはモンモリロナイト，
サポナイト，ノントロナイト，ヘクトライト，スティブ
ンサイトなどのスメクタイト系粘土鉱物やバミューキュ
ライト，ハラサイトなどを例示することができる。これ
らは天然物であっても，合成されたものであってもよ
い。これらのなかでもモンモリロナイトが好ましい。か
かる層状珪酸塩をポリアミド樹脂に均一に分散させる方
法に制限がないが，層状珪酸塩の層間でポリアミドを合
成するためには次の３点を満足する有機物を先ず層間に
挿入（インターカーレーション）し，重合する必要があ
る。まず，（１）片末端は層状珪酸塩とイオン結合する
ためアンンモニウムイオンであること，（２）他の末端
はナイロンモノマー（ε−カプロラクタム）を開環重合
させるためカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を持つこと，
（３）ε−カプロラクタムで珪酸塩層が膨潤するような
極性を有することなどを満足する化合物が必要であり，
この代表化合物として例えばω−アミノ酸（Ｈ₂ Ｎ (Ｃ
Ｈ₂)_n-1 ＣＯＯＨ）（ｎは２〜１８）がある。本発明の
層状珪酸塩の原料が多層状粘土鉱物である場合には膨潤
化剤と接触させて予め層間を拡げて層間にモノマーを取
り込み易くした後にポリアミドのモノマーと混合して重
合する方法（特公平８−２２９４６号）によってもよ
い。また，膨潤化剤に高分子化合物を用いて予め層間を
１０ｎｍ以上に拡げて，これをポリアミド樹脂もしく
は，これを含む樹脂と溶融混練して均一分散させる方法
によってもよい。層状珪酸塩の割合はポリアミド成分１
００重量部に対して０．０５〜３０重量部が好ましく，
更に好ましくは０．１〜１０重量部である。層状珪酸塩
成分の配合割合が０．０５重量部未満であると成形体の
剛性，耐熱性の向上が小さくなり，３０重量部を超える
と樹脂組成物の流動性が極端に低下するので好ましくな
い。

【００１３】（ｃ）成分のシランカップリング剤は
（ａ）成分及び（ｂ）成分を相互に結合させる結合剤で
ある。その具体例としては、ビニルトリメトキシシラ
ン，ビニルトリエトキシシラン，ビニルトリス（β−メ
トキシエトキシ）シラン，ビニルトリアセチルシラン，
γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン，β−
（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキ
シシラン，γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン，γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラ
ン，γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラ
ン，γ−グリシドキシプロピルエチルジメトキシシラ
ン，γ−グリシドキシプロピルエチルジエトキシシラ
ン，Ｎ−β−（アミノエチル）アミノプロピルトリメト
キシシラン，Ｎ−β−（アミノエチル）アミノプロピル
トリエトキシシラン，Ｎ−β−（アミノエチル）アミノ
プロピルメチルジメトキシシラン，Ｎ−β−（アミノエ
チル）アミノプロピルエチルジメトキシシラン，Ｎ−β
−（アミノエチル）アミノプロピルエチルジエトキシシ
ラン，γ−アミノプロピルトリエトキシシラン，Ｎ−フ
ェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン，γ−
〔Ｎ−（β−メタクリロキシエチル）−Ｎ，Ｎ−ジメチ
ルアンモニウム（クロライド）〕プロピルメトキシシラ
ン，及びスチリルジアミノシランなどが挙げられる。中
でも、アルコキシ基などから水素原子を奪って脱離し易
い基及び／又は極性基とビニル基とを有するものが特に
好ましく用いられる。

【００１４】シランカップリング剤の量は（ａ）成分及
び（ｂ）成分の合計１００重量部に対して０．１〜５．
５重量部の範囲が好ましく，特に好ましくは０．２〜
３．０重量部である。０．１重量部未満では（ａ）成分
及び（ｂ）成分が相互にカップリング剤を介して相互に
結合しないので強度の高い組成物が得られないし，５．
５重量部を超えると（ｂ）成分のポリアミドの微細な繊
維構造が発現しないので弾性率に優れた組成物が得られ
ない。

【００１５】（ｃ）成分のシランカップリング剤と共に
有機過酸化物を併用することができる。併用することに
より（ａ）成分や（ｂ）成分の分子鎖上にラジカルが形
成されシランカップリング剤と反応して（ａ）成分及び
（ｂ）成分の相互の結合が促進される。そうすると
（ａ）成分及び（ｂ）成分が界面で相互に結合すること
になる。有機過酸化物としては１分間の半減期温度が，
（ａ）成分の融点或いは（ｂ）成分の融点のいずれか高
い方と同じ温度ないし，この温度より３０℃程高い温度
範囲であるものが好ましく用いられる。具体的には１分
間の半減期温度が１１０〜２５０℃程度のものが好まし
く用いられる。このときの有機過酸化物の使用量は，
（ａ）成分１００重量部に対して，０. ０１〜１. ０重
量部の範囲が好ましい。

【００１６】有機過酸化物の具体例としては，１，１−
ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルシ
クロヘキサン，１，１−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシク
ロヘキサン，２，２−ジ−ｔ−ブチルパーオキシブタ
ン，ｎ−ブチル−４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシバ
レリネイト，２，２−ビス（４，４−ジ−ｔ−ブチルパ
ーオキシシクロヘキサン）プロパン，２，２，４−トリ
メチルペンチル−パーオキシネオデカネート，α−クミ
ル−パーオキシネオデカネート，ｔ−ブチル−パーオキ
シネオヘキサネート、ｔ−ブチルパーオキシピバレー
ト，ｔ−ブチルパーオキシアセテート，ｔ−ブチルパー
オキシラウレート，ｔ−ブブチルパーオキシベンゾエー
ト，ｔ−ブチルパーオキシイソフタルレートなどが挙げ
られる。

【００１７】（ｂ）成分中のポリアミドは殆どが微細な
繊維として（ａ）成分マトリックス中に均一に分散して
いる。具体的には７０重量％，好ましくは８０重量％，
特に好ましくは９０重量％以上が微細な繊維として分散
している。ポリアミド繊維の平均繊維径は１μｍ以下で
あり，平均繊維長さは１，０００μｍ以下であることが
好ましい。平均繊維長さと平均繊維径の比で表されるア
スペクト比は２０以上であり，１，０００以下であるこ
とが望ましい。そして，（ａ）成分及び（ｂ）成分は界
面で相互に結合している。

【００１８】（ａ）成分及び（ｂ）成分の割合は（ａ）
成分９０〜４０重量部に対して（ｂ）成分は１０〜６０
重量部である。（ｂ）成分が１０重量部未満では弾性率
や強度の向上効果が少なく，６０重量部を超えると成形
品の外観が悪いものになる。

【００１９】本発明のポリアミド繊維強化ポリオレフィ
ン樹脂組成物には物性を損なわない範囲で充填剤を加え
てもよい。充填剤としては炭素繊維，ガラス繊維，金属
繊維，ガラスビーズ，タルク，カオリン，クレー，雲
母，モンモリロナイト，塩基性炭酸マグネシウム，ワラ
スナイトなどを加えてもよい。その他，酸化防止剤，紫
外線吸収剤，軟化剤，難燃剤，柔軟剤，滑剤，タッキフ
ァイヤーなどを適宜添加することができる。

【００２０】次に本発明のポリアミド繊維強化ポリオレ
フィン樹脂組成物の製造法について説明する。その前に
（ｂ）成分の層状珪酸塩が均一に分散したポリアミドの
製法について予め説明する。層状珪酸塩が均一に分散す
る方法であれば特に制限されるものではない。例えば珪
酸塩の原料が多層状粘土鉱物である場合には層状珪酸塩
を塩酸でイオン化して膨潤剤，例えば１２−アミノドデ
カン酸との塩として予め層間を拡げて層間にモノマーを
取り込み易くした後に（ｂ）成分のポリアミドを形成す
るモノマーに混合して重合する上記の方法（特公平８−
２２９４６号公報）により層状珪酸塩とポリアミドを混
合する方法により（ｂ）成分の層状珪酸塩が均一に分散
したポリアミドが製造される。

【００２１】ポリアミド繊維強化ポリオレフィン樹脂組
成物の製造法は以下の工程（１）〜（４）から製造され
る。 （１）（ａ）成分のポリオレフィン及び（ｃ）成分のシ
ランカップリング剤と溶融混練して（ａ）成分反応性マ
トリックスを調製する工程，（２）上記反応性マトリッ
クスを（ｂ）成分の層状珪酸塩とポリアミドの複合体を
ポリアミドの融点以上の温度で溶融混練して化学変性し
た組成物を製造する工程，（３）上記化学変性組成物を
（ｂ）成分のポリアミドの融点より高い温度（１０℃以
上高い）でダイスから押出する工程，（４）上記押出物
を（ａ）成分の融点以上でしかも（ｂ）成分のポリアミ
ドの融点より低い温度でドラフトをかけつつ延伸または
圧延する工程により製造される。

【００２２】本発明の製造法の各工程を更にに具体的に
説明する。以下の通りである。 工程（１）；（ａ）成分のポリオレフィン及び（ｃ）成
分のシランカップリング剤と溶融混練して（ａ）成分の
反応性マトリックスを調製する工程：溶融は（ａ）成分
のポリオレフィンの融点以上であり，融点より１０℃以
上高い温度である。融点より１０℃以上高い温度で混練
すると（ａ）成分と（ｃ）成分のシランカップリング剤
が反応して反応性マトリックスができる。溶融混練は樹
脂やゴムで通常使用される装置で行うことができる。こ
のような装置としては，バンバリー型ミキサー，ニーダ
ー，ニーダーエキストルーダー，オープンロール，一軸
混練機，二軸混練機などが用いられる。これらの装置の
中では短時間で且つ連続的に溶融混練が行える点で二軸
混練機が最も好ましい。

【００２３】工程（２）；上記反応性マトリックスを
（ｂ）成分の層状珪酸塩とポリアミドの複合体をポリア
ミドの融点以上の温度で溶融混練して化学変性した組成
物を製造する工程：溶融は（ｂ）成分のポリアミドの融
点以上の温度である。融点より高い温度で相互に各成分
を化学変性する。溶融温度がポリアミドの融点以下であ
ると混練できないし分散しないので，（ｂ）成分のポリ
アミドの融点以上の温度，特に好ましくは１０℃以上高
い温度で溶融混練して（ｂ）成分を（ａ）成分マトリッ
クス中に分散させ化学変性組成物にする。

【００２４】工程（３）；上記化学変性組成物を（ｂ）
成分のポリアミドの融点より高い温度（１０℃以上高
い）でダイスから押出する工程：押出工程では化学変性
組成物を紡糸口金又はＴダイから押出す。紡糸，押出の
いづれも（ｂ）成分のポリアミドの融点より高い温度，
好ましくは１０℃以上高い温度で行う。ポリアミドの融
点より低い温度で行ってもポリアミドが上記マトリック
ス中に溶融分散した微粒子構造にならないので，このポ
リアミドを紡糸・延伸しても微細な繊維にならない。

【００２５】工程（４）；上記押出物を（ａ）成分の融
点以上でしかも（ｂ）成分のポリアミドの融点より低い
温度でドラフトをかけつつ延伸または圧延する工程：押
し出された紐状又は糸状物，テープ状物を連続的に冷
却，延伸又は圧延処理する。冷却，延伸又は圧延処理は
ポリアミドの融点より低い温度で行われる。延伸又は圧
延処理することにより，より強固な繊維が形成されるの
で繊維強化組成物としての物性がより発揮できるので好
ましい。延伸又は圧延処理は例えば混練組成物を紡糸口
金から押し出して紐状又は糸状に紡糸し，これをドラフ
トをかけつつ巻き取るか，切断してペレットとして回収
する方法で実施される。押出物を延伸する際のドラフト
比は好ましくは１．５〜１００，更に好ましくは２〜５
０，最も好ましくは３〜３０である。ドラフト比とは押
出口金を通過する押出物の速度に対する巻取速度の比を
意味する。このようにしてポリアミド繊維強化ポリオレ
フィン樹脂組成物が得られる。

【００２６】上記のように工程を（１），（２），
（３）及び（４）に分離して説明したが，（ａ）成分，
（ｂ）成分，（ｃ）成分及び有機過酸化物などを供給で
きる供給口；第１供給口，第２供給口，第３供給口，及
び第４供給口などを有すると共に各供給口に応じた混練
帯；第１混練帯，第２混練帯，第３混練帯，及び第４混
練帯などを有する二軸押出機などを用いて一括した連続
プロセスで処理することも可能である。そうすることに
より経済的で安定した製造法になる。

【００２７】

【実施例】以下，実施例及び比較例を示して本発明につ
いてさらに具体的に説明するが，これらは本発明を限定
するものではない。実施例及び比較例において，ポリア
ミド繊維強化ポリオレフィン樹脂組成物の物性は以下の
ようにして測定した。平均繊維径 及び繊維の形状： ポリアミド繊維強化ポリ
オレフィン樹脂組成物を熱キシレンに溶解して繊維部分
を採取して走査型電子顕微鏡で観察し微細な繊維かどう
か確認して分散性を評価した。分散性が良好な繊維につ
いては２００本の繊維から繊維径を測定し，その平均を
求めて平均繊維径とした。層状珪酸塩の層間距離 ：ポリアミド繊維強化ポリオレフ
ィン樹脂組成物を熱キシレンに溶解して繊維部分を採取
して透過型電子顕微鏡で観察しモンモリロナイトの各層
が分子状に分散し，その層間距離は１０ｎｍ以上に広が
り層の形成は全く保持されておらず，新しいモルフォロ
ジーを形成していた。即ちミクロンオーダーのポリアミ
ド繊維にナノオーダーのモンモリロナイト層が分散して
いた。表面外観 ：１８０℃でホットプレスでシートを作製し，
シート面の平滑性を目視で観察し以下の如く評価して示
した。◎；全く平滑で優れる，○；殆ど平滑で良い，
×；荒れ又は粘着性があり成形できない。引張特性 ；ＡＳＴＭ Ｄ６３８に準じて温度２５℃で引
張速度２００ｍｍ／ｍｉｎ．で引張強度，引張弾性率及
び引張伸びを測定してＭＰa , ＭＰa 及び％で示した。動摩擦係数 ；ＪＩＳ Ｋ７１２５に準じて厚さ０．２ｍ
ｍ×幅８０ｍｍ×長さ２００ｍｍの試料を相手材として
透明ガラス板を使用して荷重２００ｇ，引張速度１００
ｍｍ／ｍｉｎ．で測定した。滑りにくさを示す尺度でこ
の値が大きい方優れている。

【００２８】参考例１ 大気圧下で撹拌機と温度調節器付き２０リットルのハス
テロイ製反応器に層状珪酸塩の一単位の幅が平均０．９
５ｎｍで一辺の長さが約１００ｎｍのモンモリロナイト
１００ｇと蒸留水１０リットルを入れて水に分散させ
た。これに３５℃に保持しながら５１．２ｇの１２−ア
ミノドデカン酸と２４ミリリットルの濃塩酸を加えて５
分間撹拌した後濾過した。更に濾液が中性になるまで水
洗して濾過して８０℃で４８時間真空乾燥した。この操
作により１２−アミノドデカン酸アンモニウムイオンと
モンモリロナイトの複合体（以下，モンモリロナイト複
合体）を調製した。複合体中の層状珪酸塩分は約８０％
となった。次に１０ｋｇのε−カプロラクタム，１ｋｇ
の蒸留水及び１８０ｇの上記モンモリロナイト複合体を
入れて１００℃で反応系が均一になるように撹拌した。
更に温度を２６０℃に上げて１５ｋｇ／ｃｍ² の加圧
（窒素加圧）下で１時間撹拌した。その後常圧にもどし
て２６０℃で３時間反応して，反応容器の下部ノズルか
ら反応物をストランド状に取出し水冷してカッティング
してポリアミド（平均分子量１５，０００）とモンモリ
ロナイトからなるペレットを得た。このペレットを９０
℃の熱水中に浸漬して未反応のモノマーやオリゴマーを
抽出・除去した後に９０℃，４８時間真空乾燥した。得
られたポリアミド・ナイロン６中にモンモリロナイト層
が均一に分散したモンモリロナイト複合ナイロン６を熱
重量分析法で６５０℃強熱してその灼熱残差重量から複
合モンモリロナイト２．０％を含んでいた。結果を表１
に示した。

【００２９】参考例２〜４ 参考例１に使用したモンモリロナイト複合体を表１に示
した通り各々２７０ｇ，３６０ｇ及び７２０ｇと，１０
ｋｇのε−カプロラクタム及び水１リットルを使用して
参考例１と同様にしてモンモリロナイト複合ナイロン６
を製造した。複合モンモリロナイトの含有量はそれぞれ
３．０％，４．１％及び７．９％であった。結果を表１
に示した。

【００３０】

【表１】

【００３１】実施例１ （ａ）成分として低密度ポリエチレンＬＤＰＥ（宇部興
産社製，Ｆ５２２，融点１１０℃，ＭＦＩ＝５．０ｇ／
１０ｍｉｎ．）７０重量部及び（ｃ）成分のシランカッ
プリング剤としてγ−メタクリロキシプロピルトリメト
キシシラン１．０重量部とをバンバリー型ミキサーで
（ａ）成分の融点以上の温度（１５０℃）で溶融混練し
てシラン変性してマトリックスを調製して，１７０℃で
ダンプしてペレット化した。このマトリックスに参考例
１の（ｂ）成分のモンモリロナイト複合ナイロン６を３
０重量部を２５０℃に加熱した二軸押出機で混練して二
軸押出機の先端に取り付けたノズルを通してストランド
状に押出し室温でドラフト比１０で引き取りつつペレッ
ト化した。ペレットは１８０℃でプレスでシート状に成
形した。このシートからダンベル状の試験片を打ち出し
て目的の物性を測定して結果を表２に示した。また，得
られたペレットから（ａ）成分の低密度ポリエチレンを
熱キシレンで抽出・除去して得られた（ｂ）成分のモン
モリロナイト複合ナイロン６からなる微細な繊維を走査
型電子顕微鏡で観察した。その平均繊維径が０．２μｍ
であった。結果を表２に示した。

【００３２】実施例２〜４ 参考例１の代わりに（ｂ）成分として参考例２〜４のモ
ンモリロナイト複合ナイロン６を使って表２の配合で実
施例１と同様に行った。結果を表２に示した。

【００３３】実施例５〜６ 参考例１を（ｂ）成分として表２の配合で実施例１と同
様にした。結果を表２に示した。

【００３４】比較例１ （ａ）成分として実施例１のＬＤＰＥ及び（ｃ）成分と
してシランカップリング剤を使用しない以外は実施例１
と同様にして，モンモリロナイト複合ナイロン６と混練
して押し出した。ストランドは吐出変動を起こしてドラ
フト調製してかろうじて巻き取りペレット化した。ペレ
ットの熱キシレン不溶分はフィルム状であった。このペ
レットを実施例１と同様にして物性を測定して結果を表
２に示した。

【００３５】比較例２ （ａ）成分として実施例１のＬＤＰＥ及び，（ｂ）成分
のモンモリロナイト複合ナイロン６の代わりにナイロン
６，ＰＡ６（宇部興産社製，１０２２Ｂ，融点２１５〜
２２０℃）を使った外は実施例１と同様にした。結果を
表２に示した。

【００３６】

【表２】

【００３７】実施例７〜９ （ａ）成分としてポリプロピレンＰＰ（グランドポリマ
ー製，Ｊ１０５Ｗ，融点２１５〜２２０℃，ＭＦＩ＝
５．０ｇ／１０ｍｉｎ．），高密度ポリエチレンＨＤＰ
Ｅ（京葉ポリマー社製，Ｍ３８００，融点１３０℃，Ｍ
ＦＩ＝５．０ｇ／１０ｍｉｎ．）及びエチレン・酢酸ビ
ニル共重合体ＥＶＡ（宇部興産社製，Ｖ２２０，融点１
０７℃，ＭＦＩ＝５．０ｇ／１０ｍｉｎ．）を各３０重
量部と（ｂ）成分として参考例２を７０重量部使った以
外は実施例１と同様にした。結果を表３に示した。

【００３８】

【表３】

【００３９】

【発明の効果】本発明で得られるポリアミド繊維強化ポ
リオレフィン樹脂組成物はポリオレフィンマトリックス
中に平均繊維径が０．２〜０．８μｍの微細なポリアミ
ド繊維が分散し，しかもこのポリアミド繊維に層状珪酸
塩が均一に分散していると共にポリオレフィンとポリア
ミド繊維が界面で結合した構造である。ポリアミド繊維
強化ポリオレフィン樹脂組成物は樹脂やゴムには分散が
容易であり，強度や弾性率，特に摩擦性能に優れている
ので自動車タイヤやロール，床材料，履物などの好適な
補強材料として使用できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅野 之彦 千葉県市原市五井南海岸８番の１ 宇部興 産株式会社高分子研究所内 Ｆターム(参考） 4J002 BB031 BB061 BB071 BB081 BB121 BB151 BB171 BB221 BB241 BP021 CL012 CL032 EX036 EX066 EX076 FA042 FD206

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリアミド繊維強化ポリオレフィン樹脂組
   成物が以下の（ａ）成分〜（ｃ）成分； （ａ）ポリオレフィン９０〜４０重量部，（ｂ）層状珪
   酸塩を含有するポリアミド繊維１０〜６０重量部及び，
   （ｃ）シランカップリング剤からなることを特徴とす
   る。
2. 【請求項２】(ａ）成分及び（ｂ）成分の合計１００重
   量部に対して（ｃ）成分のシランカップリング剤が０．
   １〜５．５重量部配合される請求項１項記載のポリアミ
   ド繊維強化ポリオレフィン樹脂組成物。
3. 【請求項３】ポリアミド繊維強化ポリオレフィン樹脂組
   成物中にポリアミド繊維が平均繊維径１μｍ以下に分散
   している請求項１項記載のポリアミド繊維強化ポリオレ
   フィン樹脂組成物。
4. 【請求項４】（ｂ）成分中に含有する層状珪酸塩がポリ
   アミド繊維１００重量部に対して０．０５〜３０重量部
   である請求項１項記載のポリアミド繊維強化ポリオレフ
   ィン樹脂組成物。
5. 【請求項５】（ａ）ポリオレフィンと（ｃ）シランカッ
   プリング剤を溶融して混練したマトリックス中に，
   （ｂ）層状珪酸塩を含有するポリアミドを溶融混練して
   押出し，ポリアミドの融点以下の温度で延伸又は圧延し
   て繊維状に分散させた請求項１項記載のポリアミド繊維
   強化ポリオレフィン樹脂組成物の製造法。