ポリアミド樹脂組成物
【課題】 ガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物の優れた機械的強度を損なうことなく、成形収縮率の異方性を低減したポリアミド系樹脂組成物を提供する。
【解決手段】 ナイロン６６樹脂（Ａ）６０〜９０質量％、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ｂ）４０〜１０質量％、及び前記（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計量６０〜９５質量％に対して４０〜５質量％のガラス繊維（Ｃ）からなる、機械的強度及び成形収縮率の異方性に優れたポリアミド樹脂組成物。
【解決手段】 ナイロン６６樹脂（Ａ）６０〜９０質量％、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ｂ）４０〜１０質量％、及び前記（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計量６０〜９５質量％に対して４０〜５質量％のガラス繊維（Ｃ）からなる、機械的強度及び成形収縮率の異方性に優れたポリアミド樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物の優れた機械的強度を損なうことなく、成形収縮率の異方性を低減させたポリアミド樹脂組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリアミド樹脂は、耐熱性、耐薬品性、機械的強度等に優れ、エンジニアリングプラスチックとして幅広い用途に展開がされている。また、樹脂材料の機械特性をさらに向上させるため、ガラス繊維を配合した材料が広く用いられている。
【０００３】
しかしながら、ガラス繊維を配合することにより、成形収縮率の異方性（流動方向と直角方向）が増加するため、自動車部品などの大型の成形品での利用は制限されたものであった。
【０００４】
剛性を保持したまま、成形収縮率の異方性を低減させるためには、繊維状と非繊維状の強化材を併用して充填する方法が知られているが、この方法では、耐衝撃性が大きく低下するという問題があった。
【０００５】
一方、ガラス強化ポリアミド樹脂にポリテトラフルオロエチレン樹脂を配合した樹脂組成物が特許文献１などで提案されているが、この文献には成形収縮の異方性改良については言及されていない。
【特許文献１】特開平８−０２８５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の問題を解決し、ガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物の優れた機械的強度を損なうことなく、成形収縮率の異方性を低減したポリアミド系樹脂組成物を提供することを技術的な課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、ポリアミド樹脂とガラス繊維とポリテトラフルオロエチレンとを用いることにより、組成物の優れた機械的強度を損なうことなく、成形収縮率の異方性を低減した組成物が得られることを見出して本発明に到達した。
すなわち、本発明は、ナイロン６６樹脂（Ａ）６０〜９０質量％、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ｂ）４０〜１０質量％、及び前記（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計量６０〜９５質量％に対して４０〜５質量％のガラス繊維（Ｃ）からなる、機械的強度及び成形収縮率の異方性に優れたポリアミド系樹脂組成物を要旨とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のポリアミド系樹脂組成物は、ナイロン６６樹脂とガラス繊維の混合物に、さらにポリテトラフルオロエチレン樹脂を配合することにより、機械的強度を損なうことなく、成形収縮率の異方性を低減できたものであり、この組成物は自動車部品などの大型の成形品に利用できるので、産業上の利用価値は極めて高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１０】
本発明のポリアミド系樹脂組成物は、ナイロン６６樹脂（Ａ）、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ｂ）及びガラス繊維（Ｃ）で主として構成されている。
【００１１】
まず、本発明において用いられるナイロン６６樹脂（Ａ）としては、ナイロン６６ホモポリマー及びナイロン６６を主体とする周知の方法で得られるコポリマーが使用される。ポリアミド樹脂の重合度には特に限定されるものではないが、９８％濃硫酸にポリアミド樹脂を１質量％の割合で溶解した溶液の２５℃で測定した相対粘度として、１．５〜５．０の範囲、特に２．０〜４．０の範囲のものを用いることが好ましい。
【００１２】
また、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ｂ）としては、数平均分子量１０，０００〜１０，０００，０００、平均粒径５〜３２μｍのものが好ましく、例えば、三幸ファインマテリアル（株）製の「エースフロンＳ（商品名）」が使用される。
【００１３】
ポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ｂ）の配合量は、ナイロン６６樹脂（Ａ）６０〜９０質量％に対して４０〜１０質量％であり、（Ｂ）成分が１０質量％未満では成形収縮率の異方性の改良効果に乏しく、４０質量％を超えると機械的強度が低下するため好ましくない。
【００１４】
次に、本発明で使用するガラス繊維（Ｃ）は、特に限定されるものではないが、溶融混練前のもので、その平均直径が３〜１５μｍの範囲にあり、アスペクト比（平均長さ／平均直径）が２５０〜５００の範囲にあるものが好ましい。アスペクト比が２５０未満のものでは、成形品としたときの機械的強度が十分でない場合があり、一方、アスペクト比が５００を超えると、成形性が低下しやすい。また、溶融混練前のガラス繊維の平均長さは、前記したアスペクト比を満足するものなら特に制限はないが、通常は０．７５〜５．５ｍｍの範囲にあるものが好ましい。
【００１５】
ガラス繊維（Ｃ）の配合量は、前記（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計量６０〜９５質量％に対して４０〜５質量％であることが必要であり、５質量％未満では強化材としての補強効果に乏しく、４０質量％を超えると加工性が悪化する。
【００１６】
なお、ガラス繊維（Ｃ）は、表面処理剤として、高級脂肪酸又はそのエステル、塩等の誘導体（例えば、ステアリン酸、オレイン酸、パルミチン酸、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸アミド、ステアリン酸エチルエステル等）やカップリング剤（例えば、シラン系、チタネート系、アルミニウム系、ジルコニウム系等）を用いて処理することができる。表面処理剤はあらかじめ各々の無機フィラーと処理しておいてもよく、乾式撹拌時に同時に添加処理することも可能である。
【００１７】
本発明のポリアミド系樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、他の成分、例えば顔料、染料等の着色剤や、ポリアミド樹脂の一般的な熱安定剤である銅系熱安定剤（例えばヨウ化銅、酢酸銅等とヨウ化カリウム、臭化カルウムとの併用）、ヒンダードフェノール系酸化劣化防止剤に代表される有機系耐熱剤、耐候性改良剤、核剤、可塑剤、滑剤、帯電防止剤等の添加剤、充填材、他の樹脂ポリマー等を添加することができる。
【００１８】
本発明のポリアミド系樹脂組成物は、機械的強度及び成形収縮率の異方性に優れたものであるが、機械的強度として例えば引張強度は９０ＭＰａ以上、曲げ強度は１４０ＭＰａ以上、曲げ弾性率は４．５ＧＰａ以上、衝撃強度は４０Ｊ／ｍ以上が好ましい。また、成形収縮率の異方性としては、流れ方向と直角方向の比が０．４以上が好ましい。
上記のポリアミド系樹脂組成物は、射出成形、押出成形、ブロー成形等、幅広い方法で成形することが可能であり、特に射出成形用途が最適である。また、得られる成形品は、その特性を生かして自動車用部品や家電製品等に幅広く使用することができる。
なお、本発明のポリアミド系樹脂組成物の製造方法は、特に限定されるものではなく、ポリアミド樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂及びガラス繊維を、常用の単軸又は２軸の押出機やニーダー等の混練機を用いて、溶融混練する方法等を用いることができる。
【実施例】
【００１９】
次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は実施例のみに限定されるものではない。なお、実施例で用いた原料、及び物性試験の測定法は次の通りである。
１．原料
（１）ポリアミド６６樹脂（以下、ＰＡ６６とする。）：デュポン社製101NC010（相対粘度2.7）
（２）ポリテトラフルオロエチレン樹脂：三幸ファインマテリアル（株）製エースフロンＳ（以下、ＰＴＦＥとする。）
（３）ガラス繊維：日本電気ガラス社製T-289（以下、ＧＦとする。）
２．測定法
（１）引張強度：ＡＳＴＭ Ｄ６３８に準じて測定した。
（２）曲げ強度及び曲げ弾性率：ＡＳＴＭ Ｄ７９０に準じて測定した。
（３）衝撃強度：ＡＳＴＭ Ｄ２５６に準じて測定した。
（４）成形収縮率
射出成形機（東芝機械（株）製ＩＳ８０ＥＰＮ、シリンダー温度２８０℃、成形サイクル、金型温度８０℃）で６０×６０×３ｍｍの試験片を成形し、２３℃で２４時間放置後、成形収縮率を測定した。
（実施例１）
７５質量部のＰＡ６６を１０質量部のＰＴＦＥとともにクボタ社製連続定流供給装置を用いて、サイドフィーダー付同方向２軸押出機（東芝機械社製TEM‐37BS）の主供給口に供給した。また、サイドフィーダーより１５質量部ＧＦを供給した。樹脂温度２８０℃、吐出量１４kg／時で溶融混練を行い、ノズルからストランド状に引取った樹脂組成物を水浴にくぐらせて冷却固化し、ペレタイザーでカッティングした後、１００℃で１２時間熱風乾燥することによって樹脂組成物のペレットを得た。
【００２０】
次いで、得られた樹脂組成物ペレットを、射出成形機（東芝機械社製IS80ＥＰＮ）を用いて樹脂温度２８０℃で成形し、各種試験片を作製した。これらについて機械的物性、成形収縮率を評価した。
（実施例２〜４、比較例１〜３）
ＰＡ６６、ＰＴＦＥ及びＧＦの配合割合を表１に示す割合に変更した以外は、実施例１と同様にしてペレットを得て、諸特性を調べた。
【００２１】
実施例１〜４及び比較例１〜３で得られた試験片の評価結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】
表１から明らかなように、実施例１〜４は、機械的強度、成形収縮率のいずれも満足できるものであった。
【００２３】
一方、比較例１〜２は、ＰＴＦＥを用いなかったため、成形収縮の異方性が大きかった。また、比較例３は、ＰＴＦＥの配合量が本発明の範囲を上回っていたため、機械的強度が不十分であった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物の優れた機械的強度を損なうことなく、成形収縮率の異方性を低減させたポリアミド樹脂組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリアミド樹脂は、耐熱性、耐薬品性、機械的強度等に優れ、エンジニアリングプラスチックとして幅広い用途に展開がされている。また、樹脂材料の機械特性をさらに向上させるため、ガラス繊維を配合した材料が広く用いられている。
【０００３】
しかしながら、ガラス繊維を配合することにより、成形収縮率の異方性（流動方向と直角方向）が増加するため、自動車部品などの大型の成形品での利用は制限されたものであった。
【０００４】
剛性を保持したまま、成形収縮率の異方性を低減させるためには、繊維状と非繊維状の強化材を併用して充填する方法が知られているが、この方法では、耐衝撃性が大きく低下するという問題があった。
【０００５】
一方、ガラス強化ポリアミド樹脂にポリテトラフルオロエチレン樹脂を配合した樹脂組成物が特許文献１などで提案されているが、この文献には成形収縮の異方性改良については言及されていない。
【特許文献１】特開平８−０２８５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の問題を解決し、ガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物の優れた機械的強度を損なうことなく、成形収縮率の異方性を低減したポリアミド系樹脂組成物を提供することを技術的な課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、ポリアミド樹脂とガラス繊維とポリテトラフルオロエチレンとを用いることにより、組成物の優れた機械的強度を損なうことなく、成形収縮率の異方性を低減した組成物が得られることを見出して本発明に到達した。
すなわち、本発明は、ナイロン６６樹脂（Ａ）６０〜９０質量％、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ｂ）４０〜１０質量％、及び前記（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計量６０〜９５質量％に対して４０〜５質量％のガラス繊維（Ｃ）からなる、機械的強度及び成形収縮率の異方性に優れたポリアミド系樹脂組成物を要旨とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のポリアミド系樹脂組成物は、ナイロン６６樹脂とガラス繊維の混合物に、さらにポリテトラフルオロエチレン樹脂を配合することにより、機械的強度を損なうことなく、成形収縮率の異方性を低減できたものであり、この組成物は自動車部品などの大型の成形品に利用できるので、産業上の利用価値は極めて高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１０】
本発明のポリアミド系樹脂組成物は、ナイロン６６樹脂（Ａ）、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ｂ）及びガラス繊維（Ｃ）で主として構成されている。
【００１１】
まず、本発明において用いられるナイロン６６樹脂（Ａ）としては、ナイロン６６ホモポリマー及びナイロン６６を主体とする周知の方法で得られるコポリマーが使用される。ポリアミド樹脂の重合度には特に限定されるものではないが、９８％濃硫酸にポリアミド樹脂を１質量％の割合で溶解した溶液の２５℃で測定した相対粘度として、１．５〜５．０の範囲、特に２．０〜４．０の範囲のものを用いることが好ましい。
【００１２】
また、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ｂ）としては、数平均分子量１０，０００〜１０，０００，０００、平均粒径５〜３２μｍのものが好ましく、例えば、三幸ファインマテリアル（株）製の「エースフロンＳ（商品名）」が使用される。
【００１３】
ポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ｂ）の配合量は、ナイロン６６樹脂（Ａ）６０〜９０質量％に対して４０〜１０質量％であり、（Ｂ）成分が１０質量％未満では成形収縮率の異方性の改良効果に乏しく、４０質量％を超えると機械的強度が低下するため好ましくない。
【００１４】
次に、本発明で使用するガラス繊維（Ｃ）は、特に限定されるものではないが、溶融混練前のもので、その平均直径が３〜１５μｍの範囲にあり、アスペクト比（平均長さ／平均直径）が２５０〜５００の範囲にあるものが好ましい。アスペクト比が２５０未満のものでは、成形品としたときの機械的強度が十分でない場合があり、一方、アスペクト比が５００を超えると、成形性が低下しやすい。また、溶融混練前のガラス繊維の平均長さは、前記したアスペクト比を満足するものなら特に制限はないが、通常は０．７５〜５．５ｍｍの範囲にあるものが好ましい。
【００１５】
ガラス繊維（Ｃ）の配合量は、前記（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計量６０〜９５質量％に対して４０〜５質量％であることが必要であり、５質量％未満では強化材としての補強効果に乏しく、４０質量％を超えると加工性が悪化する。
【００１６】
なお、ガラス繊維（Ｃ）は、表面処理剤として、高級脂肪酸又はそのエステル、塩等の誘導体（例えば、ステアリン酸、オレイン酸、パルミチン酸、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸アミド、ステアリン酸エチルエステル等）やカップリング剤（例えば、シラン系、チタネート系、アルミニウム系、ジルコニウム系等）を用いて処理することができる。表面処理剤はあらかじめ各々の無機フィラーと処理しておいてもよく、乾式撹拌時に同時に添加処理することも可能である。
【００１７】
本発明のポリアミド系樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、他の成分、例えば顔料、染料等の着色剤や、ポリアミド樹脂の一般的な熱安定剤である銅系熱安定剤（例えばヨウ化銅、酢酸銅等とヨウ化カリウム、臭化カルウムとの併用）、ヒンダードフェノール系酸化劣化防止剤に代表される有機系耐熱剤、耐候性改良剤、核剤、可塑剤、滑剤、帯電防止剤等の添加剤、充填材、他の樹脂ポリマー等を添加することができる。
【００１８】
本発明のポリアミド系樹脂組成物は、機械的強度及び成形収縮率の異方性に優れたものであるが、機械的強度として例えば引張強度は９０ＭＰａ以上、曲げ強度は１４０ＭＰａ以上、曲げ弾性率は４．５ＧＰａ以上、衝撃強度は４０Ｊ／ｍ以上が好ましい。また、成形収縮率の異方性としては、流れ方向と直角方向の比が０．４以上が好ましい。
上記のポリアミド系樹脂組成物は、射出成形、押出成形、ブロー成形等、幅広い方法で成形することが可能であり、特に射出成形用途が最適である。また、得られる成形品は、その特性を生かして自動車用部品や家電製品等に幅広く使用することができる。
なお、本発明のポリアミド系樹脂組成物の製造方法は、特に限定されるものではなく、ポリアミド樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂及びガラス繊維を、常用の単軸又は２軸の押出機やニーダー等の混練機を用いて、溶融混練する方法等を用いることができる。
【実施例】
【００１９】
次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は実施例のみに限定されるものではない。なお、実施例で用いた原料、及び物性試験の測定法は次の通りである。
１．原料
（１）ポリアミド６６樹脂（以下、ＰＡ６６とする。）：デュポン社製101NC010（相対粘度2.7）
（２）ポリテトラフルオロエチレン樹脂：三幸ファインマテリアル（株）製エースフロンＳ（以下、ＰＴＦＥとする。）
（３）ガラス繊維：日本電気ガラス社製T-289（以下、ＧＦとする。）
２．測定法
（１）引張強度：ＡＳＴＭ Ｄ６３８に準じて測定した。
（２）曲げ強度及び曲げ弾性率：ＡＳＴＭ Ｄ７９０に準じて測定した。
（３）衝撃強度：ＡＳＴＭ Ｄ２５６に準じて測定した。
（４）成形収縮率
射出成形機（東芝機械（株）製ＩＳ８０ＥＰＮ、シリンダー温度２８０℃、成形サイクル、金型温度８０℃）で６０×６０×３ｍｍの試験片を成形し、２３℃で２４時間放置後、成形収縮率を測定した。
（実施例１）
７５質量部のＰＡ６６を１０質量部のＰＴＦＥとともにクボタ社製連続定流供給装置を用いて、サイドフィーダー付同方向２軸押出機（東芝機械社製TEM‐37BS）の主供給口に供給した。また、サイドフィーダーより１５質量部ＧＦを供給した。樹脂温度２８０℃、吐出量１４kg／時で溶融混練を行い、ノズルからストランド状に引取った樹脂組成物を水浴にくぐらせて冷却固化し、ペレタイザーでカッティングした後、１００℃で１２時間熱風乾燥することによって樹脂組成物のペレットを得た。
【００２０】
次いで、得られた樹脂組成物ペレットを、射出成形機（東芝機械社製IS80ＥＰＮ）を用いて樹脂温度２８０℃で成形し、各種試験片を作製した。これらについて機械的物性、成形収縮率を評価した。
（実施例２〜４、比較例１〜３）
ＰＡ６６、ＰＴＦＥ及びＧＦの配合割合を表１に示す割合に変更した以外は、実施例１と同様にしてペレットを得て、諸特性を調べた。
【００２１】
実施例１〜４及び比較例１〜３で得られた試験片の評価結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】
表１から明らかなように、実施例１〜４は、機械的強度、成形収縮率のいずれも満足できるものであった。
【００２３】
一方、比較例１〜２は、ＰＴＦＥを用いなかったため、成形収縮の異方性が大きかった。また、比較例３は、ＰＴＦＥの配合量が本発明の範囲を上回っていたため、機械的強度が不十分であった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナイロン６６樹脂（Ａ）６０〜９０質量％、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ｂ）４０〜１０質量％、及び前記（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計量６０〜９５質量％に対して４０〜５質量％のガラス繊維（Ｃ）からなる、機械的強度及び成形収縮率の異方性に優れたポリアミド樹脂組成物。
【請求項１】
ナイロン６６樹脂（Ａ）６０〜９０質量％、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ｂ）４０〜１０質量％、及び前記（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計量６０〜９５質量％に対して４０〜５質量％のガラス繊維（Ｃ）からなる、機械的強度及び成形収縮率の異方性に優れたポリアミド樹脂組成物。
【公開番号】特開２００７−１０６９５９（Ｐ２００７−１０６９５９Ａ）
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３０１７５７（Ｐ２００５−３０１７５７）
【出願日】平成１７年１０月１７日（２００５．１０．１７）
【出願人】（０００００４５０３）ユニチカ株式会社 (1,214)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月１７日（２００５．１０．１７）
【出願人】（０００００４５０３）ユニチカ株式会社 (1,214)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]