JPH0129823B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は機械的特性、外観および耐候性に優れ
た強化黒色ポリアミド成形材料に関するものであ
る。 周知のごとくポリアミドは優れたその性質から
繊維用としてはもとより、プラスチツク用材料と
して幅広く用いられている。特にガラス繊維など
で強化されたポリアミド成形材料は、引張り強
度、モジユラスなどの機械的特性や熱安定性に優
れた素材である。ところが、この強化ポリアミド
を染料あるいはカーボンブラツクにより黒色に着
色すると、その優れた特性が損われる。即ち、染
料により黒色化された成形材料は機械的特性およ
び外観は良いが耐候性に劣り退色や変色しやすい
ので屋外長期使用できない欠点がある。また、カ
ーボンブラツクにより着色された成形材料は機械
的特性、外観に劣り耐候性も不十分である欠点が
ある。 そこで機械的特性、外観および耐候性がともに
優れた強化黒色ポリアミド成形材料を求めて検討
を行つたところ、カーボンブラツクによる黒色化
の場合では、成形材料中のカーボンブラツク粒子
が粗大であるため、これら粗大粒子の異物効果や
核剤効果により上記の如き特性が劣化するという
こと、および成形材料中におけるカーボンブラツ
ク粒子を一定以下に微細化すれば上記劣化を防止
することができ、しかも着色力が増すのでカーボ
ンブラツク配合量を減少させることもできること
を見い出し本発明をなすに至つた。 本発明は前記欠点をなくすことを目的とし、(A)
カーボンブラツク0.01〜５重量％、(B)ガラス繊維
１〜70重量％および(C)ポリアミド25〜98.09重量
％を含有し前記(A)，(B)，(C)各成分の合計が100重
量％であるポリアミド成形材料において、該ポリ
アミド成形材料中における前記カーボンブラツク
の粒子の大きさが最大粒子径で20μ以下、粒子径
1μ以上の粒子についての体積平均粒子径が5μ以
下であることを特徴とする強化ポリアミド成形材
料を構成とする。 本発明で用いるカーボンブラツクは一般カラー
用に用いられる物でよく、一般的には20〜50ｍμ
程度の粒子径を有する。その配合量は成形材料の
0.01〜５重量％好ましくは0.05〜2.0重量％であ
る。0.01重量％未満では十分に黒く着色すること
ができない。また配合量が多すぎると得られる成
形材料の機械的性質が劣化する。 またポリアミド成形材料中におけるカーボンブ
ラツク粒子の大きさは、最大粒子径で20μ以下、
好ましくは10μ以下、粒子径1μ以上の粒子（通
常、カーボンブラツク粒子中に０〜5wt％程度含
まれる）についての体積平均粒子径が5μ以下、
好ましくは3μ以下であることが必要である。上
記値を超えてカーボンブラツク粒子が大きいとカ
ーボンブラツクの異物効果、核剤効果により機械
的強度、外観および耐候性の劣化が生じる。即ち
ポリアミド中に単にカーンブラツクを分散させる
と、二次凝集やストラクチヤーの形成がおこり数
μ〜数十μ、時には数百μの粗大粒子となるがこ
の粗大粒子は可視光（290〜800ｍμ程度）を乱反
射させ外観を悪化させるのである。成形材料中の
カーボンブラツク粒子径はガラス繊維を混入する
前のカーボンブラツク・ポリアミド組成物（マス
ターバツチも含む）中におけるカーボンブラツク
粒子径とほぼ同じ値であるから、上記組成物中の
粒子径を測定し、成形材料中の粒子径とみなして
もよい。カーボンブラツク粒子径はイメージアナ
ライザを用いて次の方法で測定した値である。 装 置 名：“Quantiment 720” 顕 微 鏡：透 過 式 倍 率：32×８ くり返し数：50視野／１サンプル サンプル前処理：スライドグラス上でサンプ
ルを溶融した後、カバーグラスを被せプレ
スして薄膜とする。 本発明に係る成形材料は次の方法により製造す
ることができる。カーボンブラツクをポリアミド
生成原料（モノマ）の水溶液中に混合分散させ、
カーボンブラツクが微細に混合したモノマの水ス
ラリーを作成する。カーボンブラツクの均一微細
化には、公知の分散剤の添加やスラリーをコロイ
ドミル、サブミクロンデイスパージヤー、ボール
ミルなどで凝集しているカーボンブラツクを破壊
し再分散させたり、またスーパーデカンター、デ
カンテーシヨンフイルターなどで粗大粒子を除去
することが有効であり、これらを併用することも
可能である。 次いで得られた水スラリーを通常の方法で重合
し黒色ポリアミドとする。この黒色ポリアミド中
のポリアミドはナイロン６であることが好まし
い。 得られた黒色ポリアミドとガラス繊維および必
要に応じてポリアミドを混合し、強化黒色ポリア
ミド成形材料とする。ここで必要に応じて混合す
るポリアミドはカーボンブラツクを含有していな
いポリアミドであればよく、ナイロン６、ナイロ
ン66、ナイロン12、ナイロン610などおよびこれ
らの共重合ポリアミドの中から選ばれた１種また
は２種以上のポリアミドを用いることができる。
また、これら混合材料（黒色ポリアミド、ガラス
繊維、ポリアミド）を配合して製品を得る方法と
しては予め混合した混合物を、射出成形、押出成
形などの通常の樹脂成形方法を用いて製品として
もよく、予め押出機で混練し成形用ペレツトとし
た物を通常の成形方法を用いて製品としてもよ
い。また、前記混合材料を２段階に分けて混合す
る方法、例えばガラス繊維とポリアミドを予め練
り込んだ成形用ペレツトに黒色ポリアミドペレツ
トを混合し、射出成形して製品としてもよい。 本発明に係る成形材料は、カーボンブラツクガ
ラス繊維および、ポリアミドの他に種々のポリア
ミド用添加剤、例えば耐熱剤、耐候剤、染料、滑
剤および増量剤等を含有していてもよい。黒色染
料を併用すると外観の品位をさらに向上すること
ができる。 次に実施例により本発明を説明する。 実施例 １ ε―カプロラクタム8.2Kgおよび分散剤（ポリ
オキシエチレンノニルフエニルエーテル）0.36Kg
を水10Kg中に完全溶解させた後、撹拌しながらカ
ーボンブラツク（平均粒子径、約30ｍμ）1.8Kg
を徐々に添加し、カーボンブラツク粗分散スラリ
ーを得た。得られたスラリーをサブミクロンデイ
スパージヤーで処理してカーボンブラツクをさら
に微分散させ、次いでスーパーデカンターで0.5μ
以上のカーボンブラツク粒子を除去する条件で分
級した。 得られたスラリーを、撹拌機付40オートクレ
ーブに仕込み、N₂置換後加熱し内圧10Kg／cm²・
Ｇにする。内圧10Kg／cm²・Ｇを保ちつつ加熱を続
け水を系外へ留出させ、内温が240℃に達したら
放圧しN₂シール下で240℃、3hrの常圧重合を行
つた。得られたカーボンブラツク微分散ポリアミ
ドをガツト状に押し出し水冷却、カツテイングし
てペレツトとした後、浴比10、95℃で10hrの未重
合物抽出した後130℃、8hr減圧乾燥し、カーボン
ブラツク含有量20wt％のマスターペレツトとし
た。得られたマスターペレツト中のカーボンブラ
ツク粒子径をイメージアナライザーで測定したと
ころ、最大粒子径6.0μ、1μ以上粒子についての体
積平均粒子径2.1μであつた。 このマスターペレツトを、ガラス繊維およびナ
イロン６ペレツトとエクストルーダーで溶融混合
し、第１表に示す組成比のペレツト状成形材料を
つくつた。この成形材料から試験片を成形圧力40
Kgで射出成形し、この試験片について機械的特
性、外観、耐候性を測定し、結果を第１表に示し
た。 ウエザーメーターによる外観変化は一定時間ウ
エザーメーターで照射した後の試験片外観（光沢
と退色）を肉眼で判断したものであり、次の基準
によつた。 ◎ 極めて良好 ○ 良 好 × 極めて不良 △ 不 良 実施例 ２ ε―カプロラクタム10.8Kg、水２Kg、分散剤
（ポリオキシエチレンノニルフエニルエーテル）
40ｇおよびカーボンブラツク200ｇを実施例１と
同様にしてスラリー化、重合、ペレツト化、抽
出、乾燥して、カーボンブラツク含有量2.0wt％
のペレツトとした。 得られたペレツト中のカーボンブラツク粒子径
をイメージアナライザーで測定したところ、最大
粒子径8.0μ、1μ以上粒子についての体積平均粒子
径3.0μであつた。 このペレツトをガラス繊維とエクストルーダー
で溶融混合し、第１表に示す組成比のペレツト状
成形材料とした。この成形材料から試験片を射出
成形し、実施例１と同じ測定を行ない、結果を第
１表に示した。 実施例 ３・４ 実施例１の原料スラリー分級条件を変更して黒
色マスターペレツトを作成し、この黒色マスター
ペレツトとCM1011G―30（東レ(株)製 ガラス繊維
31％入りナイロン６）を予備混合して射出成形
し、実施例１と同様の評価を行つた。なお分級条
件およびマスターペレツト中のカーボンブラツク
粒子径は次のようであつた。

【表】 比較例 ナイロン６ペレツト４Kgとカーボンブラツク１
Kgをドライブレンドした後エクストルーダーで溶
融混合し、300メツシユの金網フイルターを通し
てガツト状に押し出し、水冷、ペレツト化した。
このペレツトを再度エクストルーダーで溶融混
合、ペレツト化した後、再々度溶融混合、ペレツ
ト化し、カーボンブラツク含有量20wt％のマス
ターペレツトとした。 得られたマスターペレツト中のカーボンブラツ
ク粒子径を、“イメージアナライザ”で測定した
ところ、最大粒子径30μ、1μ以上粒子についての
体積平均粒子径7.0μであつた。 このマスターペレツトを、ガラス繊維およびナ
イロン６ペレツトと、実施例１と同じ方法で溶融
混合、ペレツト化、射出成形し、試験片を作成し
た。得られた試験片について測定した結果を第１
表に示した。 第１表におけるNo.３，６，７あるいはNo.11，
12，13（21，22）、（31，32）とNo.41，42，43との
比較からわかるように、本発明に係る成形材料は
カーボンブラツク粒子が十分に微細化しているの
で、機械的特性に優れ、表面反射率が大きく、
（表面が滑らかである）、しかもウエザーメーター
による外観変化が小さく耐候性に優れていた。 実施例 ５ 実施例１で作成したマスターペレツト2.5重量
部、ガラス繊維30部およびナイロン66 67.5部を、
実施例１と同じ方法で溶融混合、

【表】 射出成形し試験片を作成した。得られた試験片
は表面光沢の良い優れた外観の物であつた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ (A)カーボンブラツク0.01〜５重量％、(B)ガラ
   ス繊維１〜70重量％および(C)ポリアミド25〜
   98.09重量％を含有し、前記(A)，(B)，(C)各成分の
   合計が100重量％であるポリアミド成形材料にお
   いて、該ポリアミド成形材料中における前記カー
   ボンブラツクの粒子の大きさが最大粒子径で20μ
   以下、かつ粒子径1μ以上の粒子の体積平均粒子
   径が5μ以下であることを特徴とする強化ポリア
   ミド成形材料。