JP3190362B2 - ポリアミド樹脂組成物 - Google Patents
ポリアミド樹脂組成物Info
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- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
- C08K7/08—Oxygen-containing compounds
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Description
らに詳しくは優れた耐熱性、高弾性率、吸水特性、成形
品表面外観を示すポリアミド樹脂組成物に関する。
性誘導体とアジピン酸またはその機能性誘導体とから得
られるナイロン46樹脂は知られている。
た引張強度、曲げ強度などの機械特性や摺動特性等にも
優れるため有用なエンジニアリングプラスチックとして
その利用上の価値が大きいと考えられている。特に、自
動車部品、機械部品等の分野ではその優れた耐熱性によ
り金属材料を代替して軽量化、低騒音化、低省力化等の
達成を期待できるエンジニアリングプラスチックとして
注目されている。
性、とりわけ極めて高い弾性率を持つことが要求される
が、ナイロン46樹脂は、金属材料に比べて低い弾性率
しか持たないこと、またナイロン46樹脂はナイロン6
樹脂、ナイロン66樹脂等の通常のポリアミド樹脂より
も吸水性が高く、吸水によって寸法変化が起こるため寸
法精度が劣ること等の欠点があり、そのままでは部品設
計において大きな制約がある。
ガラス繊維、炭素繊維等の補強材を配合することは一般
に行われている。
るためには、ガラス繊維を非常に高い割合で配合せざる
をえず、そうした場合、ガラス繊維を配合して組成物ペ
レットを作成する際の操業性や、成形品を成形したとき
の表面外観が非常に劣ってくるという新たな問題が生じ
るようになる。
い配合量でより高い弾性率を持つ材料を得ることができ
るが、炭素繊維は高価な材料であるため実用上好ましく
ない。さらに、ナイロン46樹脂は吸水率が高く、この
点を改善することも極めて重要であるが、炭素繊維がガ
ラス繊維よりも少ない配合量でよいことは、それだけナ
イロン46樹脂の含量が増大することになり、従って吸
水率改善効果もそれだけ小さいこととなる。そして炭素
繊維の高い配合量の組成物を得ようとすると、それ自身
かさ高であるため操業性が劣ったり、カラス繊維同様成
形品の表面外観が悪化する。
向上させる手段としてチタン酸カリウムウィスカ−を配
合することは知られており、ナイロン46樹脂に配合す
る例も特開昭62−185746号、63−20785
1号、特開平1−121360号、1−247458号
公報等に提案されている。
さ高であるために操業性が悪くナイロン46樹脂に高い
割合で配合することが非常に困難である。上記公報に記
載された例においても、ナイロン46樹脂100重量部
当たりチタン酸カリウムウィスカ−100重量部を配合
するのがせいいっぱいであった。従ってチタン酸カリウ
ムウィスカ−単独でそれ以上の量を配合した例は知られ
ていない。より高い弾性率を持つ素材の開発という要求
に対して応えられる材料は得られていなかったのであ
る。
代替できるだけの耐熱性を持ちながら、成形品の表面外
観を保ったまま補強材を高い割合で配合して高弾性、か
つ低吸水性の組成物を得ることが困難であったため、自
動車部品等への利用上に対して大きな障害となっていた
のである。
ポリアミド樹脂組成物を提供することにある。
もつ優れた耐熱性を保持しつつ、成形品表面外観、吸水
特性の優れた高弾性率のポリアミド樹脂組成物を提供す
ることにある。
の説明から明らかとなろう。
の上記目的および利点は、(A)、テトラメチレンジア
ミンを主たるジアミン成分とし、アジピン酸を主たるジ
カルボン酸成分とするポリアミド樹脂100重量部およ
び(B)チタン酸カリウムウィスカ−101〜300重
量部を含有することを特徴とするポリアミド樹脂組成物
によって達成される。
(A)はテトラメチレンジアミンを主たるジアミン成分
とし、アジピン酸を主たるジカルボン酸成分とするもの
である。
アミンまたはその機能性誘導体およびアジピン酸または
その機能性誘導体から主としてなる出発原料を加熱して
縮合反応せしめることにより製造することができる。
ミン以外の他のジアミンをジアミン成分の少量成分(例
えばジアミン成分の10モル%以下)として用いたもの
あるいは上記ジカルボン酸以外の他のジカルボン酸をジ
カルボン酸成分の少量成分(例えばジカルボン酸成分の
10モル%以下)として用いたものも同様に用いられ
る。
開昭56−149430号公報および特開昭56−14
9431号公報に記載されている。
粘度数は、m−クレゾ−ルを用い35℃で測定したと
き、0.90〜1.90の範囲にあるのが好ましく、さら
には1.00〜1.50の範囲にあるのがより好ましい。
1.90を越える極限粘度数のポリアミド樹脂を用いる
場合には組成物の溶融状態における流動性が悪くなり易
く、得られる成形品の外観の光沢が失われ易いのみなら
ず、その機械特性、熱特性のバラツキが大きくなる傾向
があるため好ましくない。一方、0.90よりも低い極
限粘度数では、組成物の機械的強度が小さくなる欠点を
生じ易く、好ましくない。
スカ−(B)としては下記一般式 K2O・n(TiO2) ここで、nは2〜8の数字である。 または K2O・m(TiO2)・0.5H2O ここで、mは2〜8の数字である。で表される単結晶繊
維であるのが好ましい。
ば4チタン酸カリウム、6チタン酸カリウム、8チタン
酸カリウムがある。遊離のカリウムの溶出が少ないとい
う点において6チタン酸カリウムが好ましい。
均繊維長は1〜150μmであり、平均繊維径が0.1
5〜1μmのものが好ましい。
成法、水熱法、フラックス法等により製造される。また
ポリアミド樹脂に配合した本発明の組成物の機械特性を
向上させるため、シランカップリング剤やチタネ−トカ
ップリング剤で表面処理したものも有効である。
スカ−(B)の配合量は、ポリアミド樹脂100重量部
当たり101〜300重量部である。配合量が101重
量部より小さいときには、本発明の目的である金属材料
を代替できる高弾性率の組成物を得ることができず、ま
た300重量部より多いときには得られる組成物の押出
性等の操業性が劣ってくるため好ましくない。
カリウムウィスカ−としては、好ましくは顆粒状のもの
が使用される。
1〜0.2という小さいかさ比重を有しており、かさ高
く、このような性状のものは本発明のように高い配合量
の樹脂組成物をつくる場合には適当でない。
カリウムウィスカ−ではこのような問題は何ら生ぜず、
安定した状態で押出できることが明らかとなった。
常の造粒方法によってつくることができる。その方法に
特に制限はないが、そのかさ比重は0.3〜1.0の範
囲にあることが好ましい。0.3以下のかさ比重では、
押出性の改良効果が小さく、また1.0以上のかさ比重
では組成物中における分散性が悪化してくる。
料その他の配合剤をその配合剤の作用発現量添加しても
よい。このような配合剤の1つとして、充填剤例えばカ
オリン、クレ−、ウォラストナイト、タルク、マイカ、
炭酸カルシウム、硫酸バリウム、ガラスビ−ズ、ガラス
フレ−ク等の粉末状、粒状あるいは板状の無機充填剤等
が例示できる。
素化ポリフェニレンエ−テル、臭素化エポキシ、臭素化
ビスフェノ−ル−A−ジグリシジルエ−テルおよびその
オリゴマ−、臭素化ビスフェノ−ル−Aを原料として製
造されるポリカ−ボネ−トオリゴマ−、臭素化ビフェニ
ルエ−テル、臭素化ジフタルイミド化合物、塩素化ヘキ
サペンタジエンの2量体等のハロゲン含有化合物;赤リ
ン、トリフェニルホスフェ−ト等のリン化合物;ホスホ
ン酸アミド等のリン−窒素化合物;メラミン、メラム、
メレム、メロン、シアヌ−ル酸、シアヌ−ル酸メラミン
等のトリアジン化合物;水酸化アルミニウム、水酸化マ
グネシウム、ド−ソナイト、2水和石コウ等の金属水酸
化物や上記ハロゲン含有化合物との併用または単独で用
いられる難燃助剤、例えば三酸化アンチモン等のアンチ
モン化合物、酸化ホウ素、酸化鉄等の金属酸化物等を配
合することも可能である。
の銅化合物、ヒンダ−ドフェノ−ル化合物、芳香族アミ
ン化合物、有機リン化合物、硫黄化合物等の酸化防止剤
あるいは熱安定剤を配合することもできる。また溶融粘
度安定性、耐加水分解性の改良等の目的には、各種のエ
ポキシ化合物、オキサゾリン化合物等を配合することが
できる。エポキシ化合物としては、例えばビスフェノ−
ル−Aとエピクロルヒドリンを反応させて得られるビス
フェノ−ル−A型エポキシ化合物、各種グリコ−ルやグ
リセロ−ルとエピクロルヒドリンとの反応から得られる
脂肪族グリシジルエ−テル、ノボラック型エポキシ化合
物、芳香族または脂肪族カルボン酸型エポキシ化合物、
脂環化合物型エポキシ化合物などが好ましく、オキサゾ
リン化合物としては芳香族または脂肪族ビスオキサゾリ
ン、特に2,2'−ビス(2−オキサゾリン)、2,2'−
m−フェニレンビス(2−オキサゾリン)が好ましい。
剤、帯電防止剤の配合もできる。
脂、例えば他のポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポ
リフェニレンサルファイド樹脂、ポリフェニレンエ−テ
ル樹脂、ポリカ−ボネ−ト樹脂、フェノキシ樹脂、ポリ
エチレンおよびその共重合体、ポリプロピレンおよびそ
の共重合体、ポリスチレンおよびその共重合体、アクリ
ル樹脂およびアクリル系共重合体、ポリアミドエラスト
マ−、ポリエステルエラストマ−等;熱硬化性樹脂、例
えばフェノ−ル樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステ
ル樹脂、シリコ−ン樹脂等を配合してもよい。
脂の配合に用いられる通常の配合設備を用いることがで
きる。
せることが好ましく、それぞれの成分を加熱した押出機
で溶融混練して均質化したあと針金状に押出し、次いで
所望の長さに切断して粒状化する方法等がある。
通常十分乾燥された状態に保たれて成形機ホッパ−内に
投入され成形に供される。更にまた、組成物の構成原料
をドライブレンドして直接成形機ホッパ−内に投入して
成形機中で溶融混練することも可能である。
実施例中の各種特性の測定は以下の方法によった。
D790に準拠した。
M D648に準拠した(荷重18.6kg/cm2)。
の雰囲気中に100時間放置した後の重量増加より算出
した(成形品厚さ1.5mm)。
−ルを用い、オストワルド粘度管により35℃にて測定
した。
限粘度数1.40のナイロン46樹脂(「STANY
L」オランダ国DSM社製)とアミノシラン処理された
かさ比重0.4の顆粒状チタン酸カリウムウィスカ−
(「タイブレックス」川鉄鉱業(株)製)を、また比較
として平均繊維径10.5μmのガラス繊維(日本電気
硝子(株)製)を表1に示す量割合にて、スクリュ−径
各44mmのベント付き二軸押出機を用いて真空に引き
ながらシリンダ−温度330℃、スクリュ−回転数16
0rpm、吐出量40kg/hにて溶融混練し、ダイス
から吐出するスレッドを冷却切断して成形用ペレットを
得た。
ンスの射出成形機にてシリンダ−温度300℃、金型温
度120℃、射出圧力800kg/cm2、冷却時間1
5秒、および全成形サイクル40秒の条件で各特性測定
用の成形品を成形した。
た。成形品は測定前にJIS K7100に従い、23
℃、相対湿度50%の雰囲気中で88時間状態調節を行
った。】 それらの結果を表1に示す。
ウムウィスカ−を用いて配合するとその押出性は良好で
あり、組成物の弾性率も非常に高いものが得られる(実
施例1〜2)。一方、ガラス繊維により同様の組成を得
ようとすると、押出時の安定性が悪いだけでなく、成形
品の表面外観も非常に劣るものしか得られない(比較例
2)。
高配合組成は吸水性にも優れ、ナイロン46樹脂に比べ
大きく改良されていることもわかる(実施例1〜2、比
較例1)。
Claims (1)
- 【請求項1】 (A)テトラメチレンジアミンを主たる
ジアミン成分とし、アジピン酸を主たるジカルボン酸成
分とするポリアミド樹脂100重量部、および(B)チ
タン酸カリウムウィスカー101〜300重量部を含有
するポリアミド樹脂組成物において、前記チタン酸カリ
ウムウィスカーがかさ比重0.3〜1.0を有する顆粒
状の形態であることを特徴とする、ポリアミド樹脂組成
物。
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