JPH073149A - ポリアミド樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】ポリアミド１００重量部に対して、固定炭素が
８０％以上であり、結晶化度が６５％以上であり、かつ
平均粒径が１〜２０μｍの範囲にある黒鉛１〜２００重
量部を含有せしめてなるポリアミド樹脂組成物。 【効果】本発明のポリアミド樹脂組成物は、耐熱性、流
動性、成形性、機械特性、寸法精度および耐摩耗性に優
れるためエンジニアリングプラスチックとして有用な材
料である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は優れた耐熱性、成形性、
機械的特性を有し、とりわけ優れた寸法精度と耐摩耗性
を有する成形品を与え得るポリアミド樹脂組成物に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリアミドはエンジニアリングプラスチ
ックとしての優れた特性を利用して、自動車分野、電気
・電子分野等で幅広く使用されてきている。

【０００３】ポリアミド樹脂は耐摩耗性にも優れており
ギヤ・カムなどの摺動部材にもよく用いられている。

【０００４】ポリアミドの耐摩耗性をさらに向上させる
手段としては、二硫化モリブデン、天然黒鉛などの無機
物やポリエチレン、ポリ四フッ化エチレンの粉末や繊維
の添加が有効であることが知られており（ＵＳＰ２８５
５３７）、実用に供されている。

【０００５】また、導電性付与の手段としてポリアミド
に黒鉛および／またはカーボンブラックを添加すること
は知られている（特開昭５２−４２２９５号公報、特開
昭５２−４５０９１号公報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポリエ
チレンやポリ四フッ化エチレンを添加する方法は、寸法
精度の向上が望めなかったり、無機物を添加する方法は
耐熱性と寸法精度は向上しても靭性は低下するなど、真
にニ−ズを満たす材料は無いのが実状であった。

【０００７】また、導電性付与の目的で一般的な黒鉛や
カーボンブラックを添加してもポリアミドの寸法精度や
耐摩耗性を向上させることは出来なかった。

【０００８】よって本発明は、上述の問題を解消し耐熱
性、成形性および機械的特性を有し、とりわけ優れた寸
法精度と耐摩耗性を有する成形品を与え得るポリアミド
樹脂組成物を得ることを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上の状況に鑑み本発明
者らは、上記課題を解決する手段について鋭意検討した
結果、本発明に到達した。

【００１０】すなわち、本発明は、（Ａ）ポリアミド１
００重量部に対して、（Ｂ）固定炭素が８０％以上で結
晶化度が６５％以上、かつ平均粒径が１〜２０μｍの範
囲にある黒鉛１〜２００重量部を含有せしめてなるポリ
アミド樹脂組成物を提供するものである。

【００１１】本発明に用いるポリアミドとしては、例え
ば環状ラクタムの開環重合物、アミノカルボン酸の重縮
合物、ジカルボン酸とジアミンとの重縮合物などが挙げ
られ、具体的にはナイロン６、ナイロン６６、ナイロン
４６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１
１、ナイロン１２などの脂肪族ポリアミド、ポリ（メタ
キシレンアジパミド）（以下、ＭＸＤ・６と略す）、ポ
リ（ヘキサメチレンテレフルアミド）（以下、６Ｔと略
す）、ポリ（ヘキサメチレンイソフタルアミド）（以
下、６Ｉと略す）、ポリ（テトラメチレンイソフタルア
ミド）（以下、４Ｉと略す）などの脂肪族−芳香族ポリ
アミド、およびこれらの共重合体や混合物を挙げること
ができる。特に本発明に好適なポリアミドとしてはナイ
ロン６、ナイロン６６、ナイロン６／６６共重合体、ナ
イロン６６／６Ｔ共重合体を挙げることができる。

【００１２】ここで用いられるポリアミドの重合度につ
いては、特に限定されないがＪＩＳＫ６８１０に従って
９８％硫酸中濃度１％、２５℃で測定する相対粘度が重
合安定性の点から１．７以上、加工性の点から４．５以
下、特に２．０以上４．０以下、さらに２．０以上３．
５以下であることが好ましい。本発明に用いるポリアミ
ドの重合方法は特に限定されず、溶融重合、界面重合、
溶液重合、塊状重合、固相重合、およびこれらの方法を
組み合わせた方法を利用することができる。たとえば、
ナイロン６６／６Ｔの重合では、低次縮合物を溶融重合
し、これを高重合度化する方法を用いることもできる。

【００１３】本発明に使用する黒鉛としては、固定炭素
が８０％以上で、結晶化度が６５％以上、かつ平均粒径
が１〜２０μｍの範囲にある黒鉛を用いることが必要で
ある。固定炭素は８０％以上、好ましくは９４％以上、
より好ましくは９８％以上、特に９９％以上が好まし
い。固定炭素が８０％未満ではしゅう動時の摩耗量が多
くなり耐摩耗性改良効果が乏しく好ましくない。

【００１４】結晶化度は６５％以上、好ましくは８０％
以上、より好ましくは８０〜９５％、特に８２〜９４％
が好ましい。６５％未満ではしゅう動時の動摩擦係数が
大きくなり耐摩耗性改良効果が小さくなり好ましくな
い。なお、得られたポリアミド樹脂組成物の衝撃性は、
結晶化度が６５％以上の範囲で、結晶化度が低い方が一
般に衝撃性が高い傾向にある。該黒鉛の平均粒径は１〜
２０μｍであることが必要であり、２〜１０μｍが好ま
しい。平均粒径が１μｍ未満では凝集を生じ分散不良と
なり、２０μｍを越えると機械物性の低下を生じ、いず
れも好ましくない。黒鉛には、大別して天然黒鉛と人造
黒鉛があるが、本発明においては例えば石油コ−クスま
たは石炭コ−クスを原料とし、これにタ−ル・ピッチな
どを加え、約８００℃で一次焼成し、さらに約２４００
〜３０００℃に、加熱して黒鉛化する方法で製造される
人造黒鉛を用いることが特に好ましい。

【００１５】黒鉛の固定炭素の測定は黒鉛粉末約１０ｇ
をルツボに取り、該黒鉛の重量（Ａ）を精秤し、ついで
８１５℃に設定した炉中で燃焼せしめ、ついで室温まで
冷却後燃焼残滓の重量（Ｂ）を精秤し、下記式により求
めたものである。

【００１６】固定炭素（％）＝（Ｂ）／（Ａ）×１００ また、黒鉛の結晶化度（Ｐ）はＷＡＲＲＥＮの実験式下
記（１）の結晶配列度（Ｐ₁ ）を百分率で表したもの
で、 ｄ₀ ＝3.354*Ｐ₁ +3.44(1-Ｐ₁ ) ……………（１） ｄ₀ ：黒鉛結晶の平均層間間隔（オングストロ−ム）格
子定数（Ｃ₀ ）＝２×ｄ₀ として結晶化度（Ｐ）は
（２）式で計算される。

【００１７】 Ｐ（％）＝（6.88−Ｃ₀ ）／0.173 ……………（２） ここにおいて黒鉛結晶の平均層間間隔（ｄ₀ ）はＸ線回
折法により求められ、具体的には黒鉛粉末を２０ｍｍ×
１８ｍｍ×２ｍｍのアルミニウム製の試料ホルダ−に詰
め、理学電機社製のＸ線回折装置にてシリコンを標準サ
ンプルとして反射法で測定した値である。

【００１８】上記黒鉛の添加量はポリアミド１００重量
部に対して１〜２００重量部、好ましくは３〜１００重
量部、特に好ましくは５〜８０重量部の範囲である。添
加量が１重量部未満では耐摩耗性の改良効果が期待でき
ず、２００重量部を越えると、成形品外観が損なわれる
ばかりか、機械特性が低下するためいずれの場合も好ま
しくない。

【００１９】なお、本発明に使用する上記の黒鉛はその
表面を公知のカップリング剤（例えば、シラン系カップ
リング剤、チタネ−ト系カップリング剤など）などで処
理して用いることもできる。

【００２０】さらに、本発明の組成物には強化剤、充填
剤を併用することが好ましく、強化剤、充填剤の例とし
ては、ガラス繊維、炭素繊維、芳香族ポリアミド繊維、
チタン酸カリウム繊維、石膏繊維、黄銅繊維、ステンレ
ス繊維、スチ−ル繊維、セラミック繊維、ボロンウイス
カ−繊維、アスベスト繊維、マイカ、タルク、シリカ、
炭酸カルシウム、ガラスビ−ズ、ガラスフレ−ク、ガラ
スマイクロバル−ン、クレ−、ワラステナイト、酸化チ
タン、二硫化モリブデン等の繊維状、粉状、粒状あるい
は板状の無機および有機のフィラ−が挙げられる。特に
ガラス繊維または二硫化モリブデンの添加が耐摩耗性の
向上には有効である。また、これらの充填剤、強化剤に
ついてもシラン系、チタネ−ト系などのカップリング
剤、その他の表面処理剤で処理されたものを用いてもよ
い。

【００２１】充填剤を添加する場合、その添加量は請求
項１記載のポリアミド樹脂組成物１００重量部に対して
２００重量部以下であり、５〜１５０重量部が好まし
く、１０〜１００重量部が特に好ましい。

【００２２】また、本発明のポリアミド樹脂組成物に
は、本発明の目的を損なわない範囲で、酸化防止剤およ
び熱安定剤（例えばヒンダ−ドフェノ−ル、ヒドロキノ
ン、ホスファイト類およびこれらの置換体、ヨウ化銅、
ヨウ化カリウムなど）、耐候性安定剤（レゾルシノ−ル
系、サリシレ−ト系、ベンゾトリアゾ−ル系、ベンゾフ
ェノン系、ヒンダ−ドアミン系など）、離型剤および滑
剤（モンタン酸およびその塩、そのエステル、そのハ−
フエステル、ステアリルアルコ−ル、ステアラミド、各
種ビスアミド、ビス尿素およびポリエチレンワックスな
ど）、顔料（硫化カドミウム、フタロシアニン、カ−ボ
ンブラックなど）、および染料（ニグロシンなど）、他
の重合体（他のポリアミド、ポリエステル、ポリカ−ボ
ネ−ト、ポリフェニレンエ−テル、ポリフェニレンスル
フィド、液晶ポリマ−、ポリエ−テルスルフォン、ＡＢ
Ｓ樹脂、ＳＡＮ樹脂、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、エチレン・α−オレフィ
ン共重合体、アイオノマ−樹脂、ＳＢＳ、ＳＥＢＳな
ど）を添加することができる。

【００２３】本発明のポリアミド樹脂組成物は溶融混練
により製造することが好ましく、溶融混練には公知の方
法を用いることができる。例えば、バンバリ−ミキサ
−、ゴムロ−ル機、ニ−ダ−、単軸もしくは二軸押出機
などを用い、２００〜４００℃の温度で溶融混練して組
成物とすることができる。

【００２４】かくして得られる本発明のポリアミド樹脂
組成物は射出成形、押出成形、ブロ−成形などの通常の
成形方法により優れた耐熱性、成形性、機械的特性、表
面外観を有し、とりわけ異方性の小さい機械的特性を有
する三次元成形品、シ−ト、容器、パイプなどに加工す
ることが可能であり、例えばスイッチ類、超小型スライ
ドスイッチ、ＤＩＰスイッチ、スイッチのハウジング、
ランプソケット、結束バンド、コネクタ、コネクタのハ
ウジング、コネクタのシェル、ＩＣソケット類、コイル
ボビン、ボビンカバ−、リレ−、リレ−ボックス、コン
デンサ−ケ−ス、モ−タ−の内部部品、小型モ−タ−ケ
−ス、ギヤ・カム、ダンシングプ−リ−、スペ−サ−、
インシュレ−タ−、ファスナ−、バックル、ワイヤ−ク
リップ、自転車用ホイ−ル、キャスタ−、ヘルメット、
端子台、電動工具のハウジング、スタ−タ−の絶縁部
分、スポイラ−、キャニスタ−、ラジエタ−タンク、チ
ャンバ−タンク、リザ−バ−タンク、フュ−ズボック
ス、エア−クリ−ナ−ケ−ス、エアコンファン、タ−ミ
ナルのハウジング、ホイ−ルカバ−、吸排気パイプ、ベ
アリングリテナ−、シリンダ−ヘッドカバ−、インテ−
クマニホ−ルド、ウオ−タ−パイプインペラ、クラッチ
レリ−ズ、スピ−カ−振動板、耐熱容器、電子レンジ部
品、炊飯器部品、プリンタ−リボンガイドなどに代表さ
れる電気・電子関連部品、自動車・車両関連部品、家庭
・事務電気製品部品、コンピュ−タ−関連部品、ファク
シミリ・複写機関連部品、機械関連部品、その他各種用
途に有効である。

【００２５】

【実施例】以下に実施例を示し本発明をさらに詳しく説
明する。なお、実施例および比較例中の諸特性は次の方
法で測定した。

【００２６】１）限界ＰＶ値 ３０×３０×３．２（厚み）ｍｍの角板および相手材と
して鋼を用い、スラスト摩耗試験機（鈴木式摩耗試験
機）を使用して、Ｐ＝０〜１００ｋｇｆ／ｃｍ²、Ｖ＝
０〜２３ｍ／ｍｉｎの範囲で磨耗試験を行い限界ＰＶ値
を求めた。

【００２７】２）線膨脹係数 ＡＳＴＭ Ｄ−６９６に準じて測定した。

【００２８】３）Ｉｚｏｄ衝撃強さ ＡＳＴＭ Ｄ−２５６に準じて測定した。 実施例１〜４，比較例１〜３ 表１に示した組成物をドライブレンドした後、シリンダ
温度を各々のポリアミド融点＋１０℃に設定した３０ｍ
ｍφの二軸押出機を用いて溶融混練しペレットとした。
このペレットをシリンダ温度を融点＋１５℃、金型温度
８０℃で、３０×３０×３．２（厚み）ｍｍの角板およ
び１２．５×１２．５×３．２（厚み）ｍｍのＩｚｏｄ
衝撃試験片を射出成形した。これらの評価結果をまとめ
て表１に示した。

【００２９】

【表１】

【００３０】実施例１〜４の方法は、いずれも優れた摩
耗特性、寸法精度および耐衝撃性を有していた。

【００３１】これに対し、固定炭素、結晶化度が本願を
外れたものは（比較例１）、耐摩耗性に劣っており、黒
鉛を添加しなかったものは（比較例２）、耐衝撃性は優
れるものの摩耗特性、寸法精度に劣っていた。また黒鉛
を２００重量部を越えて添加したものは（比較例３）、
著しく耐衝撃性に劣っていた。

【００３２】

【発明の効果】本発明のポリアミド樹脂組成物は、ポリ
アミドの有する優れた耐熱性、流動性、成形性、機械特
性を損なうことなく、とりわけ優れた寸法精度と耐摩耗
性を有する成形品を与え得るので、電気・電子関連機
器、精密機械関連機器、事務用機器、自動車・車両関連
機器など、その他各種用途に好適な材料である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）ポリアミド１００重量部に対し
   て、（Ｂ）固定炭素が８０％以上で結晶化度が６５％以
   上、かつ平均粒径が１〜２０μｍの範囲にある黒鉛１〜
   ２００重量部を含有せしめてなるポリアミド樹脂組成
   物。
2. 【請求項２】 請求項１記載のポリアミド樹脂組成物１
   ００重量部に対して、さらに充填剤２００重量部以下を
   含有せしめてなるポリアミド樹脂組成物。