JPH0144257B2

JPH0144257B2 -

Info

Publication number: JPH0144257B2
Application number: JP3998485A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Akatsuka; Hideo Ookawa
Original assignee: Calp Kogyo KK
Current assignee: Calp Kogyo KK
Priority date: 1985-02-28
Filing date: 1985-02-28
Publication date: 1989-09-26
Also published as: JPS61200165A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明はポリアミド系樹脂組成物に関し、詳し
くはフライホイール（はずみ車）、磁気シールド
材、遮音用ハウジング（音響室）材、スピーカー
ボツクスをはじめとする各種機械部品、構造材料
等の素材として有効に用いられるポリアミド系樹
脂組成物に関する。〔従来技術及び発明が解決しようとする問題点〕熱可塑性樹脂は金属に比し大型化が容易で、し
かも軽量であるなどのすぐれた性質を有している
ため、近年機械部品、構造材料等として広く用い
られている。しかしながら、熱可塑性樹脂は引張り強さ衝撃
強さ、硬さなどの機械的強度が金属に比し劣るほ
か、耐熱性寸法安定性等にも問題があるため、ポ
リプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレ
フタレートなどの熱可塑性樹脂に鉄フエライト、
アルミニウム、銅，亜鉛などの粉末や繊維等を配
合した樹脂組成物が提案されている。この場合、金属粉末の配合量が少ないときはあ
まり問題はないが、金属粉末の配合量を多くして
高比重材料とする場合、特に金属粉末の配合量を
50重量％以上としたような場合には成形時、金
属粉末による混練機、成形機等を著しく摩耗損傷
させる。混練機、成形機内に金属粉末が凝集、
付着したりこれが焼結、固化したりしてペレツト
および成形品の生産性が極めて悪化する。成形
品の機械的強度が十分でない。成形品の連続生
産時、成形品の重量差、密度差が大きく、寸法精
度にバラツキを生ずるなどの問題がある。しか
も、特に金属粉末の配合量が70重量％を超えるよ
うになると、上記〜の欠点が顕著になると共
に、成形性が悪化し、射出成形においてもゲート
径を大としダイレクトゲートとしないと成形が困
難であり、小さな部品成形に限定され、大型成形
品には不適となるなどの問題点があり、実用に耐
え得るものではなかつた。本発明は上記従来の問題点を解消し、成形性に
すぐれると共に、機械的強度にすぐれ、しかもペ
レツトの成形性および生産性が高く、成形時に混
練機、成形機等を著しく摩耗損傷させることのな
い樹脂組成物を提供することを目的とするもので
ある。〔問題点を解決するための手段〕すなわち本発明は、(A)ポリアミド系樹脂50〜５
重量部、(B)亜鉛粉末および／または亜鉛で表面被
覆した金属粉末もしくは金属化合物粉末50〜95重
量部の合計量100重量部に対し、(C)チタン酸カリ
ウム繊維１〜10重量部、(D)変性ポリオレフイン１
〜10重量部および(B)滑剤0.1〜1.0重量部を配合し
てなるポリアミド系樹脂組成物を提供するもので
ある。本発明においてはまず原料成分(A)としてポリア
ミド系樹脂を用いる。ここでポリアミド系樹脂と
しては特に制限はなく様々なものを用いることが
できる。大別すると環状脂肪族ラクタムの開環
重合によるもの、脂肪族ジアミンと脂肪族ジカ
ルボン酸または芳香族ジカルボン酸の縮重合反応
によるもの、アミノ酸の縮重合によるものがあ
り、その他各種ナイロンモノマーの重合で共重合
体が得られる。このような工法により長鎖中に−
CONH−基を生成させて各種のポリアミドが製
造される。上記に属するものに６ナイロン（ε―カプロラクタムより） 12ナイロン（ラウリルラクタムより）に属するものに６，６ナイロン（ヘキサメチレンジアミン
（HMD）とアシピン酸）６，10ナイロン（HMDとセバシン酸）６，12ナイロン（HMDとドデカジオン酸） MXD，６ナイロン（メタキシレンジアミン
（MXD）とアジピン酸） H₂N（CH₂）_oNH₂＋HOOC（CH₂）_n-2COON→
―NH（CH₂）_oNHCO（CH₂）_n-2CO−＋H₂O に属するものに 11ナイロン H₂N―（CH₂）₁₀―COOH→NH（CH₂）₁₀CO―
＋H₂O などがある。これらの中でも特に６ナイロン、６，６ナイロンを用いることが好ましい。次に、本発明においては(B)成分として、亜鉛粉
末および／または亜鉛で表面被覆した金属粉末も
しくは金属化合物粉末を用いる。ここで亜鉛で表面被覆される金属粉末もしくは
金属化合物粉末としては、鉄、酸化鉄、銅、酸化
鉛などの粉末が挙げられる。このような金属粉末
もしくは金属化合物粉末を亜鉛で表面被覆する方
法としては特に制限はないが、例えば(1)金属粉末
もしくは金属化合物粉末に溶融亜鉛を噴射塗着さ
せる方法や(2)溶融亜鉛中に金属粉末もしくは金属
化合物粉末を投入し撹拌する方法が挙げられる。
なお、表面被覆する亜鉛の厚さは0.5〜3μの範囲
が好適である。また、粉末の粒径は通常１〜
15μ、好ましくは４〜6μである。上記(A)成分と(B)成分の配合割合は(A)成分50〜５
重量部、好ましくは40〜10重量部に対して(B)成分
50〜95重量部、好ましくは60〜90重量部である。
ここで(A)成分の配合割合が50重量部を超えると、
成形品の機械的強度が劣りしかも比重も軽くなり
好ましくない。一方、(A)成分の配合割合が５重量
部未満であると、混練機、成形機等を摩耗損傷さ
せたり、その内部に付着、焼結、固化しやすくな
るとともに、成形品の外観に荒れが生じるので好
ましくない。さらに、本発明においては(C)成分としてチタン
酸カリウム繊維を用いる。ここでチタン酸カリウ
ム繊維としては、一般式K₂O・ｎ（TiO₂）または
K₂O・ｎ（TiO₂）・1/2H₂O（式中、ｎは２〜８の
整数を表わす）で示されるチタン酸カリウムの短
結晶繊維が挙げられる。具体的には例えば大塚化
学薬品(株)製のチタン酸カリウム繊維（商品名：
TISMO、平均繊維径0.2〜0.5μm、平均繊維長10
〜20μm、アスペクト比20〜100）が好ましく、こ
れをそのまま使用することができる。また、この
チタン酸カリウム繊維として、アミノシランなど
のシランカツプリング剤やイソプロピルトリステ
アロイルチタネートなどのチタネートカツプリン
グ剤で表面処理したものを使用することができ
る。このように表面処理したチタン酸カリウム繊
維を使用することにより、無処理のチタン酸カリ
ウム繊維を使用した場合より得られる樹脂組成物
の耐摩耗性が改良され機械的強度も向上すること
がある。ここで樹脂組成物の耐摩耗性とは混練機
等及び成形品が摩耗または摩損することが少ない
性質を意味するものである。ここで(C)成分は、前記(A)成分と(B)成分の合計量
100重量部に対して１〜10重量部、好ましくは２
〜８重量部配合される。(C)成分の配合割合が上記
割合未満であると、摩擦係数が大きくなり、成形
時に混練機等を摩耗損傷させやすくなるとともに
成形品の機械的強度も十分でなく、また成形品が
ギア部等接触箇所に用いられる場合は摩損するこ
とがある。一方、(C)成分の配合割合が上記割合を
超えると、成形時に混練機等を摩耗損傷させやす
くなるとともに成形品の外観に荒れが生じるので
好ましくない。次に、本発明においては(A)成分として変性ポリ
オレフインを用いる。ここで変性ポリオレフイン
としてはポリオレフインを液状ゴムおよび／また
は不飽和カルボン酸（無水物を含む）あるいはそ
の誘導体で化学変性したものが好適に用いられ
る。ここで液状ゴムとしては、末端ヒドロキシル
化ポリブタジエンが好適である。この化学変性ポ
リオレフインを製造するためにあつては、ポリプ
ロピレン等のポリオレフイン、液状ゴムおよび不
飽和カルボン酸またはその誘導体をキシレン、ト
ルエン、ヘプタン、モノクロルベンゼン等の溶媒
中で、ベンゾイルパーオキサイド等のラジカル発
生剤を用いて反応させればよい。この化学変性ポ
リオレフインの製法の詳細に関しては特開昭54―
124049号公報に開示されている。この化学変性ポ
リオレフインを用いることにより、ポリプロピレ
ン系樹脂と亜鉛粉末等との相溶性の向上を図るこ
とができ、しかも得られる成形品の衝撃強度の増
大を図ることができる。ここで(D)成分は前記(A)成分と(B)成分の合計量
100重量部に対して、１〜10重量部、好ましくは
２〜８重量部配合される。(D)成分の配合割合が上
記割合未満であると、成形品の機械的強度が低下
する。一方、(B)成分の配合割合が上記割合を超え
ると、成形品の重量差、密度差が大きくなるとと
もに成形品の外観に荒れが生じるので好ましくな
い。また、本発明においては(E)成分として滑剤を用
いる。ここで滑剤としては流動パラフイン、天然
パラフイン、ワツクスなどの炭化水素系滑剤；高
級脂肪酸、オキシ脂肪酸などの脂肪酸系滑剤；脂
肪酸の低級アルコールエステルなどのエステル系
滑剤；脂肪族アルコール、ポリグリコールなどの
アルコール系滑剤；ステアリン酸カルシウム、ス
テアリン酸バリウムなどの金属石けん；シリコン
オイル、変性シリコンなどのシリコン等が挙げら
れる。これらの中でも特に脂肪酸系滑剤、アルコ
ール系滑剤、シリコン等が好適である。ここで(E)成分は、前記(A)成分と(B)成分の合計量
100重量部に対して、0.1〜10重量部、好ましくは
0.3〜８重量部配合される。(E)成分の配合割合が
上記割合未満であると、摩擦係数が大きくなり、
成形が困難となり、しかも混練機等の内部に付
着、焼結、固化しやすくなるとともに、成形品の
重量差、密度差が大きくなるので好ましくない。
一方、(E)成分の配合割合が上記割合を超えると、
成形時スリツプを生じやすく、また滑剤が前記(A)
成分と(B)成分を分離させてしまい、その結果混練
機等の内部に付着、焼結、固化しやすくなるとと
もに成形品の表面にブリードアウトするので好ま
しくない。なお、本発明は上記(A)〜(E)成分を原料とするも
のであるが、必要に応じて適宜、帯電防止剤、着
色剤、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑
剤、無機充填材、熱安定剤などの各種添加剤を加
えることができる。ここで帯電防止剤としては各種の界面活性剤が
用いられる。また、着色剤としては難溶性アゾ染
料、赤色着色剤、カドミウムイエロー、クリーム
イエロー、チタン白などが挙げられ、難燃剤とし
ては無機系の酸化アンチモン、酸化ジルコンなど
や有機系のリン酸エステル、トリクレジルホスフ
エートなどが挙げられる。酸化防止剤としてはフ
エノール系のものが用いられ、紫外線吸収剤とし
てはトリアゾール系、サリチル酸系、アクリロニ
トリル系のものが用いられる。さらに可塑剤とし
てはフタル酸ジエステル、ブタノールジエステ
ル、リン酸エステルなどが挙げられる。無機充填
材としては炭酸カルシウム、石膏、タルク、マイ
カ、硫酸バリウム、ガラス繊維、ワラストナイ
ト、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等
が挙げられる。さらにフライホイール等に応用す
る場合、導電性が必要となる。この場合は、導電
性カーボン、カーボンフアイバー等を0.5〜３重
量％添加すればよい。ここで導電性カーボンとし
て具体的にはECブラツク（ライオンアクゾ社製）
が挙げられる。また、カーボンフアイバーとして
はパン系カーボンフアイバー、ピツチ系カーボン
フアイバーが挙げられる。本発明では上述の原料成分の配合物を用い、こ
れをまず100〜250℃の温度にて高速ミキサーで５
〜20分間混練する。この際の高速ミキサーの回転
数は通常は200〜1000r.p.m.であり、好ましくは
400〜900r.p.m.である。ここで回転数が200r.p.m.
未満ではゲル化が不充分で混練ができないことも
あり、また回転数が1000r.p.m.を超えると原料温
度が異常に上昇し、原料の劣化を起す場合もあ
る。上記混練後、さらに80〜110℃の温度にて低ミ
キサーで混練する。この混練工程においては、比
較的低温下で混練が進行するため混練物は徐々に
冷却されて細かな塊状のものとなる。ここで低ミ
キサーの回転数は特に制限はないが、通常は100
〜200r.p，m.である。このように二段の混練工程を経て得られた混練
物を、一軸押出機を用いて通常は190〜250℃にて
混練押出しする。この工程は単なる押出し操作だ
けでなく、押出しと共に充分な混練をも行なうこ
とが肝要である。このように混練を三段階に分けて充分に行なう
わけであるが、混練すべき配合物中の金属成分の
割合が多いため、混練に際して通常の樹脂配合物
に比べて用いる混練機あるいは押出機はプラスチ
ツク用のものでもよいが、より好ましくは窯業の
分野で用いられるものである。このように原料成分の配合物を充分に混練する
ことにより本発明のポリアミド系樹脂組成物を得
ることができる。このようにして得られた本発明のポリアミド系
樹脂組成物を射出成形、押出成形、プレス成形等
の成形手段により適宜形状に成形して各種成形品
を製造することができる。本発明のポリアミド系
樹脂組成物においては、各原料成分の配合量を適
宜変更することにより各種用途の成形品、例えば
スピーカーボツクス、電磁波遮蔽材、遮音用ハウ
ジング（音響室）材などの他、ビデオデツキ、レ
コードプレーヤー、テープレコーダー等に用いら
れているフライホイールなどを製造することが可
能である。特に本発明のポリアミド系樹脂組成物
は比較的多量の金属粉末を配合して機械的強度の
高いものを得られるため、フライホイールの製造
に適している。〔発明の効果〕本発明のポリアミド系樹脂組成物は上記(A)〜(E)
成分を配合してなるものであるため、成形時、金
属粉末による混練機、成形機等の摩耗損傷が少な
く、しかもペレツト生産時に混練機、成形機等内
で金属粉末が付着、焼結、固化することがなく、
ペレツトの成形性、生産性が高い。また、本発明
のポリアミド系樹脂組成物によれば、成形品の連
続生産時、均一な重量および密度を有し、寸法精
度にバラツキのない成形品を得ることができる。
さらに、本発明のポリアミド系樹脂組成物は成形
性がよく、大型成形品を成形することが可能であ
り、しかも得られる成形品の機械的強度や摺動性
も高い。したがつて、本発明のポリアミド系樹脂組成物
は各種機械部品、構造材料等の素材として有効に
用いることができる。〔実施例〕以下、本発明を実施例により詳細に説明する。製造例変性ポリオレフインの製造撹拌翼と還流装置を備えた内容積５の三口セ
パラブルフラスコにポリプロピレン（メルトイン
デツクス（MI）８ｇ／10分、密度0.91ｇ／cm³、
商品名：J700G、出光石油化学(株)製）100重量部
に対して末端ヒドロキシル化１，４―ポリブタジ
エン（数平均分子量3000、商品名：Poly bd
R45HT，ARCO Chem.Div.製）５重量部、無水
マレイン酸20重量部、ジクミルパーオキサイド
1.72重量部およびキシレン600重量部を装入し、
油浴にて投げ込みヒーターを用いて加熱し、撹拌
下で120℃，１時間反応させ、その後140℃で３時
間反応を継続した。反応終了後、出装置に入れ、
アセトンによつて16時間抽出して、未反応のポリ
ブタジエンおよび無無水マレイン酸を除去して本
発明の(C)成分である変性ポリオレフインを得た。実施例１〜26および比較例１〜18 第１表に示した配合物を、180℃に加熱した高
速ミキサーに供給して15分間撹拌混合し、配合物
が伝熱および撹拌熱により200℃まで昇温しゲル
化させ充分に混練した。この混練後、20℃の低速
ミキサーで配合物を110℃に冷却し、微細な塊状
となるまで撹拌した。次いで得られた混練物を一
軸押出機（口径50mmのベント型押出機、ナカタニ
機械製、NVC―50）により樹脂温度240℃で押出
し、3φ×５mmのペレツトを製造した。このペレ
ツトの生産性ならびにこのペレツトを成形して得
られた成形品の評価結果を第１表に示す。なお、
評価は下記の方法により行なつた。評価方法１曲げ弾性率 ASTM Ｄ―368に準拠２摩耗量一軸押出機（ナカタニ機械製、NVC―50）を
用いて樹脂温度250℃で延べ200時間押出成形を行
ない、窒化鋼処理したスクリユー（ヤマの径50.1
mmφ、タニの径45.0mmφ）の摩耗量を定した。３成形品の密度差 90×150×70mm、肉厚５mmのピンゲート（１mm
φ）の箱形状の成形品を、射出成形機（東芝機械
製、IS―125）を用いてシリンダー温度220〜250
℃、金型温度70〜80℃、射出圧力60Kg／cm²、射出
時間20秒の条件下にて連続的に20シヨツト成形
し、成形品の密度のバラツキを測定した。〇……２％以下 △……３〜４％ ×……５％以上４滞留性射出成形機（東芝機械製、IS―125）内でシリ
ンダー温度を260℃にセツトし、配合物を滞留さ
せ、その分解、固化状態を評価した。〇……１時間以上の滞留でも分解、固化なし △……30分の滞留で分解、固化発生 ×……５分の滞留で分解、固化発生５摩擦係数上記３の成形品の静摩擦係数を示す（新東料学
製表面測定機にて測定）（摺動性を示す）

【表】

Claims

【特許請求の範囲】

１ (A)ポリアミド系樹脂50〜５重量部、(B)亜鉛粉
末および／または亜鉛で表面被覆した金属粉末も
しくは金属化合物粉末50〜95重量部の合計量100
重量部に対し、(C)チタン酸カリウム繊維１〜10重
量部、(D)変性ポリオレフイン１〜10重量部および
(E)滑剤0.1〜1.0重量部を配合してなるポリアミド
系樹脂組成物。