JPH0637066B2

JPH0637066B2 - ポリアミド樹脂精密射出成形体

Info

Publication number: JPH0637066B2
Application number: JP61205147A
Authority: JP
Inventors: 龍男積山; 武文星野; 将広福永
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1986-09-02
Filing date: 1986-09-02
Publication date: 1994-05-18
Anticipated expiration: 2009-05-18
Also published as: JPS6360717A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、ポリアミド−１２（１２−ナイロン）を主
成分とするポリアミド−１２樹脂と、ポリエーテルアミ
ドとを主成分とするポリアミド樹脂組成物を、精密射出
成形して得られるポリアミド樹脂精密射出成形体に係る
ものである。

この発明の射出成形体は、特定のポリアミド−１２を主
成分とするポリアミド−１２樹脂とポリエーテルアミド
（ポリアミドエラストマー）とのポリアミド樹脂組成物
を使用して得られた射出成形体であるので、その射出成
形体のゲート部の切れ跡、特にピンポイントゲートのよ
うな細いゲート径のゲートを採用した金型から射出成形
して得られた射出成形体のゲート部の切れ跡が極めて小
さくなり痕跡程度しか残っておらず、ゲート部の外観が
非常に良好なため、ゲート部の切れ跡をカッターナイフ
などで除去する後加工する必要がなく、さらに、精密射
出成形する際に得られた射出成形体の寸法精度が安定し
ているのである。

〔従来技術の説明〕従来、ポリアミド−１２は、吸湿による寸法変化が少な
く、耐熱性が比較的高く、耐摩耗性、耐摩擦性などが極
めて良好であり、かつ、可塑化充填剤を添加することに
より、柔軟性を付与することが容易にできるので、ギ
ヤ、ブッシュなどの精密射出成形用のポリマー材料とし
て使用されている。

前述の射出成形体からなる部品を精密射出成形する場合
には、使用する金型が、成形体の形状および機能上、ピ
ンポイントゲートがほとんど採用されているが、例え
ば、第１図(a)に示すように、前述のポリアミド−１２
系の樹脂を使用して、前記ピンポイントゲートを採用し
た金型から精密射出成形によって得られる射出成形体１
は、ゲート部の切れ跡２がかなり大きく残り、この切れ
跡をカッターナイフなどでカットして除去する後加工が
必要であった。

また、前述の精密射出成形における射出成形体のゲート
切れ跡が少なくできるポリマー材料として、ポリエーテ
ルエステルアミドや、ポリエーテルアミドなどが提案さ
れているが、これらのポリマー材料は確かにゲート部の
切れ跡がなかり小さくなったが、耐摩擦・耐摩耗性など
が悪化し、また、ギヤなどの射出成形体の場合には、そ
の凸部（歯先部）が使用時に摩耗したり変形したりする
などの『ヘタリ問題』があり、それらのポリマー材料を
精密射出成形に使用するにあたっては、特殊な部品の成
形に限られていたのである。

また、ポリエーテルアミドは、成形された射出成形体
に、表面変色またはへこみ部（ヒケ）が発生したり、金
型からの離型性が悪かったするなどの問題もあったので
ある。

〔解決しようとする問題点〕

この発明の目的は、精密射出成形において、使用される
金型がピンポイントゲートのような細いゲート径のゲー
トを有する金型を設けた射出成形機を採用している場合
などに、第１図(b)に示すように、精密射出成形によっ
て得られる射出成形体３のゲート部のゲート切れ跡４
が、痕跡程度しか残らず、実質的にその切れ跡の除去の
ための後加工が実質的に必要でなく、かつ、変色または
へこみ部（ヒケ）などの発生がなく、さらに、寸法安定
性があり、耐摩擦又は耐摩耗性が高い優れた射出成形体
が、従来、得られていなかったので、前述のような好適
な精密射出成形体を提供することである。

〔本発明の主要な要件〕

この発明者らは、前述の公知技術における問題点を解消
すべく鋭意研究した結果、ポリアミド−１２を主成分と
するポリアミド−１２樹脂と、ポリエーテルアミドとが
特定の割合で配合されているポリアミド樹脂組成物を使
用して、ピンポイントゲートのような細いゲート径のゲ
ートを有する金型を備えた精密射出成形機で、精密射出
成形した場合に、射出成形体のゲート切れ跡が痕跡程度
に極めて小さくなり、しかも、射出成形体にへこみまた
は変色部などが発生しておらず、さらに、寸法安定性、
耐摩擦性、耐摩耗性などに優れた精密射出成形体を得る
ことができることを見い出し、この発明を完成した。

すなわち、この発明は、 (a) 相対粘度ηｒ（ＪＩＳＫ−６８１０）が１．５
〜３．２、好ましくは１．８〜２．８程度であるポリア
ミド−１２を主成分とすて含有するポリアミド−１２樹
脂１００重量部と、 (b) 相対粘度ηｒ（測定温度；２５℃、濃度；０．５
ｇ／１００ｍｌ溶媒、測定溶媒；メタクレゾール）が
１．１〜２．０、好ましくは１．２〜１．８程度である
ポリエーテルアミド２５〜４００重量部、好ましくは３
０〜３６０重量部とを主成分とするポリアミド樹脂組成物から、ゲート径が
２．０mm以下のゲートを有する金型を備えた精密射出成
形機で、精密射出成形して得られるポリアミド樹脂精密
射出成形体に関する。

〔本発明の各要件の詳しい説明〕

この発明において使用されるポリアミド−１２は、ε−
アミノドデカン酸、ラウリンラクタムなどのモノマーか
ら自己重縮合によって得られた前述の相対粘度を有する
ポリアミド−１２であればよく、また、前記のポリアミ
ド−１２としては、モノマー成分の約２０モル％以下、
特に好ましくは１０モル％以下が他のモノマー成分（カ
プロラクタム、ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸と
の塩、ウンデカンラクタムなど）に基づく繰り返し単位
に置き換えられたポリアミド−１２共重合体であっても
よい。

この発明で使用されるポリアミド−１２樹脂としては、
前記のポリアミド−１２（ポリアミド−１２共重合体も
含む）を、主成分として（好ましくは８０重量％以上、
特に好ましくは９０重量％以上）含有しているポリアミ
ド−１２樹脂であればよい。

前記のポリアミド−１２樹脂には、ポリアミド−１２以
外の他のポリアミドとして、ナイロン−６、ナイロン−
６，６、ナイロン−１１などを、２０重量％以下、特に
好ましくは１０重量％以下含有していてもよい。

この発明において使用されているポリエーテルアミドと
しては、（Ａ）ポリアミド成形性モノマーと、（Ｂ）一般式Ｈ_２Ｎ−Ｒ^１−Ｏ−（Ｒ^２−Ｏ）ｎ−Ｒ^２−ＮＨ_２で示されるジアミン化合物（式中、Ｒ^１及びＲ^２は、そ
れぞれ、炭素数３以上のアルキレン基であり、ｎは２〜
６０程度である）と、（Ｃ）両末端にカルボキシル基を有する化合物とを共重
縮合することにより得られるポリエーテルアミドを挙げ
ることができる。

前記のポリアミド成形性モノマー（Ａ）としては、ε−
ラクタム化合物、ε−アミノカルボン酸化合物、カルボ
ン酸化合物とジアミン化合物との塩などを挙げることが
できる。ε−ラクタム化合物としては、例えば、カプロ
ラクタム、エナントラクタム、デカラクタム、ウンデカ
ンラクタム、ドデカンラクタムなどが挙げられる。ま
た、ε−アミノカルボン酸化合物としては、６−アミノ
カプロン酸、１０−アミノデカン酸、１１−アミノウン
デカン酸、１２−アミノドデカン酸などを挙げることが
できる。カルボン酸化合物とジアミン化合物との塩とし
ては、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テト
ラエチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ウンデ
カメチレンジミン、ドデカメチレンジアミン、2,2,4-又
は2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジアミン、1,3-又は
1,4-ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、ビス(4,4′
−アミノシクロヘキシル)メタン、m-又はp-キシリレン
ジアミンのようなジアミン化合物と、シュウ酸、コハク
酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン
酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、1,4-シ
クロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル
酸のようなジカルボン酸化合物との種々の塩を挙げるこ
とができる。

前記の一般式で示される末端アミノポリオキシアルキレ
ン（Ｂ）としては、分子鎖内に炭素数３個以上の直鎖状
又は分岐状のオキシアルキレン繰り返し単位を有し、か
つ、分子鎖の両末端にアミノ基を有するポリエーテルジ
アミン化合物であり、例えば、プロピレンオキサイド、
テトラヒドロフランの単独又は共重合で得られるポリマ
ーの末端にアミノ基を導入することによって合成するこ
とができる。

前記の一般式において、ｎは４〜４０であることが好ま
しい。

なお、末端アミノポリオキシアルキレン（Ｂ）は、その
主鎖中にオキシエチレン繰り返し単位を、高くとも５０
モル％有するポリマーも含有し、例えば、そのようなポ
リマーとして、ポリオキシプロピレンアミン、ビス（３
−アミノプロピル）ポリテトラヒドロフランなどを挙げ
ることができる。

この発明において使用される両末端にカルボキシル基を
有する化合物（Ｃ）は、炭素数１０〜５０の脂肪族ジカ
ルボン酸であり、例えば、オレイン酸、リノール酸、リ
ノレン酸などをカップリングすることにより得られた二
量化脂肪族ジカルボン酸（ダイマー酸）、または、両末
端にカルボキシル基を有するポリブタジエンを水添する
ことにより製造された両末端にカルボキシル基を有する
ポリブタジエン水添物などを好適に挙げることができ
る。

前記のダイマー酸としては、比較的不飽和結合の少ない
ものが好ましく、特に水添率が９０％程度以上であるこ
とが好適である。

前記の水添されるポリブタジエンとしては、1,2-結合、
1,4-トランス結合、1,4-シス結合などのいずれのミクロ
結合を含んでいてもよい。両末端にカルボキシル基を有
するポリブタジエンの水添は、触媒として、ニッケル、
コバルト、白金、パラジウム、ロジウムなどを単独また
は混合系で固体あるいは可溶性錯体を使用し、反応温度
室温〜２００℃、特に好ましくは室温〜１５０℃、およ
び常圧系あるいは加圧系で、分子状の水素の存在下に、
公知の一般的な方法によって行われる。

前記のポリブタジエンは、水素添加率が８０％以上、特
に９０％以上であることが好ましく、そして、両末端が
６０％以上、特に好ましくは７５％以上のカルボキシル
基となっているポリブタジエン水添物が好適であり、ま
た、その分子量が、約５００〜５００００、特に好まし
くは８００〜１００００程度であることが好ましい。

この発明において精密射出成形に使用されているポリア
ミド樹脂組成物は、前述のポリアミド−１２を主成分と
するポリアミド−１２樹脂１００重量部と、前述のポリ
エーテルアミド２５〜４００重量部とを主成分として
（ポリアミド樹脂組成物の全量に対する前記のポリアミ
ド−１２樹脂とポリエーテルアミドとの合計量の含有率
が６０重量％以上、特に７０重量％以上である）含有す
るポリアミド樹脂組成物である。

この発明では、前記のポリアミド樹脂組成物において、
ポリエーテルアミドの配合割合が余りに多くなり過ぎる
と、そのようなポリアミド樹脂組成物を使用して精密射
出成形によって得られる射出成形体が金型から型離れす
る際に変形したり、また、突起部を有するギヤーのよう
な射出成形体を成形した場合に、その成形品の突起部
（歯先）が変形したり摩耗したりする成形品となるので
適当ではなく、一方、ポリエーテルアミドの配合割合が
余りに少なくなり過ぎると、そのようなポリアミド樹脂
組成物を使用して精密射出成形によって得られる射出成
形体が細いゲート部においてゲート切れ跡が大きく残
り、そのゲート切れ跡を除去するための後加工が必要と
なるので、適当であはない。

この発明において使用されているポリアミド樹脂組成物
は、柔軟性を付与する目的で可塑化充填剤を、１〜４０
重量％、特に好ましく２〜３０重量％添加することが、
射出成形品の物性をさらに向上させる上で好ましい。

前記の可塑化充填剤としては、ポリアミド樹脂に一般的
に使用されるものであれば、どのような種類のものであ
ってもよく、特に、ベンゼンスルホン酸ブチルアミド、
２−エチル−ヘキシル−ｐ−ヒドロキシベンゾエート、
あるいはそれらの混合物などが一般的に使用される。

また、この発明では、前記のポリアミド樹脂組成物は、
熱劣化防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤などの光や熱
に対する安定剤、核剤（例えば、無機充填剤；タルク、
カオリン、ワラストナイトなど）、離型剤（例えば、高
級脂肪酸の金属塩、低分子量ポリエチレンワックスな
ど）などの公知の改質剤などが少量含有されていてもよ
い。

前記のポリアミド樹脂組成物の配合法としては、ポリア
ミドと他の熱可塑性樹脂との配合に一般的に使用される
配合方法を採用することができ、例えば、充分に乾燥し
たペレット状のポリアミド−１２樹脂と、ポリエーテル
アミドとをブラベンダーなどで所望の配合割合にブレン
ドして配合する方法、また、ポリアミド−１２樹脂とポ
リエーテルアミドとを溶融押出機で溶融混合し、ペレッ
ト化して配合する方法などを好適に挙げることができ
る。

この発明における精密射出成形は、高圧タイプの射出成
形機を使用し、上記のポリアミド樹脂組成物をシリンダ
ー内で可塑化溶融し、この溶融樹脂を金型キャビティー
内に所定の条件で射出充填する通常の射出成形法であれ
ばよい。

この発明の精密射出成形体は、例えば、ゲート径が２．
０mm以下、特に好ましくは１．５mm以下であるようなピ
ンポイントゲートを多数有する金型が使用されている公
知の種々の精密射出成形機によって、射出成形すること
によって成形されるものである。

前記の精密射出成形における射出成形温度は、１８０〜
２５０℃程度であることが好ましい。

前記の射出成形機における金型において、ゲート長さ、
ゲート位置、キャビティー形状などは、特に限定される
ものではない。

また、この発明における精密射出成形体の成形にあたっ
ては、成形体のバリ、ヒケ、ゲート付近の残留応力がで
きるだけ小さくなるように、射出圧力、射出スピード、
金型内冷却時間、保存等の条件を、キャビティー形状、
ゲート位置、取り数に合わせて、設定する必要がある。

〔実施例〕

以下、実施例により、この発明を具体的に説明する。な
お、以下の実施例及び比較例において、射出成形体のゲ
ート部のゲート切れ後の長さの測定は、モジュール０．
５、歯数６５、ピッチ円直径３２．５mm、外径３３．５
mm、歯幅３．０mmのギヤを成形するためのキャビティー
を有し、ゲート径１．０mmのピンポイントゲートを有す
るギヤ金型を用いて、精密射出成形されたギヤの射出成
形体のゲート切れ跡の長さを、スケール付きルーペで測
定した。

また、射出成形体の外観評価も上記のギヤの射出成形体
を使用して行った。

生噛合誤差の測定は、上記ギヤの射出成形体を用いて、
噛合試験機（大阪精密機械（株）製、ＧＴＲ−４型）を
使用して測定した。

さらに、ギヤの射出成形体の歯の変形・摩耗の度合（ヘ
タリ度合）については、この発明の射出成形体と、この
発明の射出成形体と同一のポリアセタール製のギヤの射
出成形体との噛合せにより、回転数１５００ｒｐｍ、４
００時間の噛合いテスト後、この発明の射出成形体の歯
先のヘタリ度合を目視により評価した。

参考例１〔ポリエーテルアミド（Ｅ１）の製造〕 ε−アミノドデカン酸５０重量部、ダイマー酸（エメリ
ー社製、エンポール１０１０）２２．８５重量部を、重
合容器に仕込んで、窒素雰囲気下、２４０℃で、４時
間、重合した後、ポリオキシプロピレンアミン（ジェフ
ァーソンケミカル社製、ジェファーミンＤ−４００）２
３．３重量部、およびメタキシレンジアミン３．８５重
量部を、重合容器にさらに仕込み、窒素雰囲気下、２４
０℃、６時間、重縮合して、無色透明なポリマーを得
た。このポリマーを溶融押出機にて押し出し、水中で冷
却した後、ペレタイザーでペレット化し、減圧乾燥し
た。得られたポリエーテルアミド（Ｅ１）の相対粘度
（測定温度；２５℃、測定濃度；０．５ｇ／１００ｍｌ
溶媒、測定溶媒；メタクレゾール）は、１．５４であっ
た。

参考例２〔ポリエーテルアミド（Ｅ２）の製造〕 ε−アミノドデカン酸７０重量部、ダイマー酸（エメリ
ー社製、エンポール１０１０）１３．７重量部を、重合
容器に仕込んで、窒素雰囲気下、重合温度２４０℃で、
４時間、重合した後、ポリオキシプロピレンアミン（ジ
ェファーソンケミカル社製、ジェファーミンＤ−４０
０）１４．０重量部、およびメタキシレンジアミン２．
３重量部を、重合容器にさらに仕込み、窒素雰囲気下、
２４０℃、６時間、重縮合して、無色透明なポリマーを
得た。このポリマーを溶融押出機にて押し出し、水中で
冷却した後、ペレタイザーでペレット化し、減圧乾燥し
た。得られたポリエーテルアミド（Ｅ１）の相対粘度
（測定温度；２５℃、測定濃度；０．５ｇ／１００ｍｌ
溶媒、測定溶媒；メタクレゾール）は、１．８０であっ
た。

実施例１〜７および比較例１〜８ポリアミド−１２樹脂として、第１表に示す相対粘度η
ｒのポリアミド−１２を使用し、第１表に示すポリアミ
ド−１２と可塑化剤との配合組成比（ポリアミド−１２
／可塑化剤；重量比）であるポリアミド−１２樹脂を準
備した。

第２表に示す使用量の前記第１表のポリアミド−１２樹
脂（ＰＡ−１、ＰＡ−２又はＰＡ−３）と、第２表に示
す使用量の参考例１または２のポリエーテルアミド（Ｅ
１又はＥ２）とを使用して、ヘンシェルミキサーによっ
てブレンドして調製したポリアミド樹脂組成物を使用
し、モジュール０．５、歯数６５、ピッチ円直径３２．
５mm、外径３３．５mm、歯幅３．０mmであるギヤのキャ
ビティーを有し、ゲート径１．０mmであるピンポイント
ゲートを有するギヤ金型を備えた精密射出成形機を使用
し、ギヤの射出成形体を射出成形した。

そして、得られた射出成形体のゲート部のゲート切れ跡
の長さ、変色またはへこみ（ヒケ）の有無、変形の有
無、全噛合誤差、噛合せ試験後の歯先の摩耗（ヘタリ）
の有無について測定した。

それらの結果を第２表に示す。

〔本発明の作用効果〕この発明のポリアミド樹脂精密射出成形体は、特定のポ
リアミド−１２樹脂と、ポリエーテルアミドとを特定の
配合割合で配合したポリアミド樹脂組成物を使用するこ
とによって、ピンポイントゲートのような極めて細いゲ
ート部を有する金型を備えた精密射出成形機で、射出成
形して得られる、ゲート部のゲート切れ跡が第１図(b)
に示すように痕跡程度しか残らない射出成形体であり、
その結果、この射出成形体は、ゲート切れ跡を除去する
ための後加工をする必要のないものである。

また、この発明の射出成形体は、変色またはへこみ（ヒ
ケ）がなく、寸法安定性が優れ、金型からの離型する際
の変形がほとんど起こらず、ギヤのような突起を有する
射出成形体が射出成形された場合に、そのギヤの使用の
際に、ギヤの突起部（歯先）の変形・摩耗（ヘタリ）が
実質的にないのである。

【図面の簡単な説明】

第１図(a)は、従来技術による射出成形体におけるゲー
ト部の切れ跡箇所を拡大して示す断面図であり、第１図
(b)は、この発明における射出成形体のゲート部の切れ
跡箇所を拡大して示す断面図である。１；従来技術の射出成形体、２；従来技術の射出成形体
のゲート部の切れ跡、３；この発明の射出成形体、４；
この発明の射出成形体のゲート部の切れ跡。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】相対粘度ηｒ（ＪＩＳＫ−６８１０）が
１．５〜３．２であるポリアミド−１２を主成分とする
ポリアミド−１２樹脂１００重量部と、相対粘度ηｒ
（測定温度；２５℃、測定濃度；０．５ｇ／１００ｍｌ
溶媒、溶媒；メタクレゾール）が１．１〜２．０である
ポリエーテルアミド２５〜４００重量部とを主成分とす
るポリアミド樹脂組成物から、ゲート径が２．０mm以下
のゲートを有する金型を備えた精密射出成形機で、精密
射出成形して得られるポリアミド樹脂精密射出成形体。