JPH11124499A - ガスアシスト射出成形用ポリアミド樹脂組成物 - Google Patents
ガスアシスト射出成形用ポリアミド樹脂組成物Info
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- JPH11124499A JPH11124499A JP9290626A JP29062697A JPH11124499A JP H11124499 A JPH11124499 A JP H11124499A JP 9290626 A JP9290626 A JP 9290626A JP 29062697 A JP29062697 A JP 29062697A JP H11124499 A JPH11124499 A JP H11124499A
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Abstract
中空内面平滑性に優れた成形品を得るのに適したポリア
ミド樹脂組成物の提供。 【解決手段】 ポリアミド樹脂30〜100重量%と無
機充填剤0〜70重量%とからなり、融点+20℃にお
ける、せん断速度が1000sec-1時の自由流入角2
αが22〜80の範囲にあることを特徴とするポリアミ
ド樹脂組成物。特に、ポリアミド樹脂の結晶化温度が2
10℃以下が好ましく、また、ポリアミド樹脂が、ヘキ
サメチレンアジパミド単位70〜95重量%と、ヘキサ
メチレンイソフタラミド単位30〜5重量%とからなる
共重合体が好ましい。
Description
成物に関するものであり、詳しくはガスアシスト射出成
形により、中空率、及び中空内面平滑性に優れた成形品
を得るのに適した組成物に関する。
が発生することを防止する方法として、比較的成形工程
も短く、効率的な方法として、ガスアシスト成形法が知
られている。この方法は、金型に設けられたキャビティ
内に溶融樹脂を射出している間に、あるいは溶融樹脂の
射出完了後に、キャビティ内の溶融樹脂中に加圧流体を
注入することにより成形品内部に中空部を形成させる方
法である。かかるガスアシスト成形法によれば、溶融樹
脂中に加圧流体を注入することによって、成形品表面と
内部との温度差に基づく、冷却・固化に伴う収縮の差を
小さくすることにより、防止するものである。
アミド等の結晶性樹脂を用いる場合にはこの成形法によ
る効果はさらに顕著である。しかしながら、繊維状充填
剤を含む結晶性樹脂を用いた場合には、その内表面に繊
維状充填剤が露出し易く、特により高い強度や剛性を必
要とする用途に、比較的高い濃度で該繊維状充填剤を添
加したものを用いる場合には、繊維状充填剤の中空部内
表面への露出がより顕著となり、更には中空部が凝集し
た繊維状充填剤で閉塞気味となり、ガスアシスト射出成
形法本来の目的である成形品のそりやひけを解消するこ
とができないばかりか、注入した加圧流体が溶融樹脂層
を突き抜けてしまう、いわゆるガス抜けが生じる場合が
ある。
開平9−11269号公報による方法が提案されてい
る。この提案によれば、特定繊維径及び繊維長範囲の繊
維フィラーを10〜50容量%含む第1の熱可塑性樹脂
ペレットと該繊維フィラーを5容量%以下含む、又は該
繊維フィラーを含まない第2の熱可塑性樹脂とを特定比
率にて混合し、ガスアシスト射出成形に供することによ
り解決できるとされている。この開示された技術によ
り、流動長さの短い成形品においては、中空部を塞ぐほ
どの突出部の形成は回避されるものの、2種の樹脂ペレ
ットを成形直前に混合して用いることから、溶融樹脂の
流動挙動は極めて不均一であり、中空部形状の均一性や
安定性が充分でない。
尺成形品に長い中空部を形成させるような用途において
は、中空部長さ、中空厚みの均一性、及び中空部内表面
の平滑性の点において充分とは言えない。
の形状を有する成形品においても、均一、且つ平滑な中
空部を形成することのできるポリアミド樹脂組成物を提
供することである。
対して鋭意検討した結果、溶融したポリアミド樹脂又は
ポリアミド樹脂組成物の流動挙動として、高せん断速度
下(又は、高伸長速度下)における溶融伸長粘度挙動に
着目し、研究を進めた結果、融点+20℃におけるせん
断速度が1000sec-1時の自由流入角2αが特定範
囲にあるポリアミド樹脂又はポリアミド樹脂組成物を用
いてガスアシスト射出成形を行うことにより、上記課題
が解決できることを見出し、本発明をなすに至った。
〜70重量%とからなり、融点+20℃における、せん
断速度が1000sec-1時の自由流入角2αが22〜
80の範囲にあることを特徴とするポリアミド樹脂組成
物。 2)ポリアミド樹脂の結晶化温度が210℃以下である
ことを特徴とする上記1記載のポリアミド樹脂組成物。
及びヘキサメチレンジアミンから得られるヘキサメチレ
ンアジパミド単位70〜95重量%と、(b)イソフタ
ル酸及びヘキサメチレンジアミンから得られるヘキサメ
チレンイソフタラミド単位30〜5重量%とからなる共
重合体である上記1又は2記載のポリアミド樹脂組成
物。
おけるポリアミド樹脂としては、酸アミド(−CONH
−)結合を繰り返し単位にもつ高分子化合物で、重合形
式により、(1)ラクタムの開環重合によるもの、
(2)アミノカルボン酸の重縮合によるもの、(3)ジ
アミンと二塩基酸の重縮合によるものなどが挙げられ
る。
ド66、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド
46、ポリアミド610、ポリアミド612等の脂肪族
ポリアミド、ポリ(メタキシレンアジパミド)、ポリ
(ヘキサメチレンテレフタルアミド)、ポリ(ヘキサメ
チレンイソフタルアミド)などの脂肪族−芳香族ポリア
ミド、及びこれらの共重合体や混合物が挙げられる。ま
た、その骨格に2−メチルペンタメチレンジアミンとア
ジピン酸又はドデカ二酸との縮合物を含むナイロン6
6、ナイロン612、ポリ(メタキシレンアジパミ
ド)、ポリ(ヘキサメチレンテレフタルアミド)、及び
ポリ(ヘキサメチレンイソフタルアミド)、又はこれら
の共重合体や混合物も利用することが出来る。
のポリアミド樹脂を用いることが、中空部が均一でかつ
平滑な成形品を得るために、好ましい。本発明におい
て、融点及び結晶化温度とは、DSCにより求め、JI
S K7121に従い、300℃にて5分間保持した
後、降温速度及び昇温速度が20℃/分の条件にて測定
し、発熱ピーク温度及び吸熱ピーク温度より得られる値
である。
ための好ましい例としては、ヘキサメチレンアジパミド
単位を70〜95重量%、及びヘキサメチレンイソフタ
ルアミド単位(6I)30〜5重量%から構成されるポ
リアミド樹脂を用いることが挙げられる。6I単位が5
重量%より少ない場合や30重量%を超える場合には、
溶融樹脂の流動停止が早くなり、成形品外表面及び内表
面ともに悪くなる傾向がある。
形が可能であれば特に制限されないが、温度25℃、9
8重量%硫酸中の濃度1g/デシリットルにおける相対
粘度が2.0〜4.5の範囲、好ましくは2.5〜4.
0の範囲に相当するものが好ましい。本発明に用いられ
る無機充填剤としては、例えば、ガラス繊維、ミルドフ
ァイバー、ガラスフレーク、ガラスビーズ、チタン酸カ
リウム、硫酸マグネシウム、硫酸バリウム、水酸化マグ
ネシウム、ヒドロキシアパタイト、リン酸水素カルシウ
ム、セピオライト、ゾノライト、ホウ酸アルミニウム、
炭素繊維、カオリン、ワラストナイト、タルク、モンモ
リロナイト、膨潤性フッ素雲母系鉱物及びマイカ等の無
機充填剤である。またこれらを2種類以上組み合わせて
用いることもできる。特に本発明においては、無機充填
剤の一部又は全部としてガラス繊維を利用することが好
ましい。
通常熱可塑性樹脂に使用されているものを使うことがで
き、繊維径や長さに特に制限はないが、例えば、直径が
5〜25μのチョップドストランド、ロービング、ミル
ドファイバーのいずれを使用しても良い。チョップドス
トランドを用いる場合には、その長さが0.1から6m
mの範囲で適宜選択して用いることができる。無機充填
剤は、その表面に通常公知のシラン系カップリング剤を
付着させたものを用いても良い。シランカップリング剤
の例としては、γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β
(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプ
ロピルトリメトキシシランなどが利用できる。
量%、好ましくは10〜65重量%である。配合量が7
0重量%より多いと樹脂の流動性が悪くなり薄肉部への
樹脂の充填が困難となるばかりか、ガスアシスト射出成
形において加圧流体を注入することすらできなくなる。
本発明のポリアミド樹脂組成物を製造する際には、必要
に応じて用いられる各種の添加剤を混合し、混練すれば
よい。その際、配合、混練方法や順序には特に制限はな
く、通常用いられる混合機、例えば、ヘンシェルミキサ
ー、タンブラー、リボンブレンダー等で混合が行われ
る。混練機としては、一般に単軸又は2軸の押出機が用
いられる。
20℃における、せん断速度が1000sec-1時の自
由流入角2αが22〜80の範囲にある。本発明におい
て、自由流入角2αは以下の方法により求めた。まず、
自由流入角2αを算出するために、英国ROSAND社
製ツインキャピラリーレオメーターRH7−2型を使用
し、せん断速度100〜4000sec -1の範囲、ここ
では1000sec-1における溶融せん断粘度(ηs)
及び溶融伸長粘度(ηe)を測定した。その際、オリフ
ィスは、ダイ径1.0mm、ダイ入口角180度、のも
ので、L/Dが16及び0.25、の2つのオリフィス
を使用する。測定温度は、ポリアミド樹脂又はポリアミ
ド樹脂組成物の融点+20℃の温度にて実施した。得ら
れた溶融せん断粘度及び溶融伸長粘度から、次式を用い
て算出した。
に対して溶融伸長粘度(ηe)が大きい程、小さくなる
ことを示している。自由流入角が22未満の場合には、
充分な中空部が形成されないばかりか、中空部均一性も
低下し、好ましくない。また、自由流入角が80を超え
る場合には、注入した加圧流体が溶融樹脂層を突き抜け
てしまう、いわゆるガス抜けが生じ易く、好ましくな
い。
としては特に限定はないが、例えば、樹脂温度が250
℃から310℃の範囲、金型温度が40℃〜130℃の
範囲である。加圧流体の注入箇所に特に制限はなく、樹
脂注入部に加圧流体注入部を配置してもよいし、樹脂注
入部から離して加圧流体注入部を配置しても良い。加圧
流体としては、常温、常圧下でガス状であり、成形時に
溶融樹脂と反応や混合しないものが好ましい。具体的な
例としては、窒素ガス、空気、炭酸ガス、ヘリウム等が
挙げられる。より具体的には特公昭57−14968号
公報(旭化成(株)の出願)に記載の方法が好ましい。
に応じ本発明の目的を損なわない範囲に於いて、通常の
ポリアミド樹脂に添加される酸化防止剤、紫外線吸収
剤、熱安定剤、光劣化防止剤、染料、顔料等の着色剤、
可塑剤、滑剤、離型剤、核剤、難燃剤等を添加すること
もできるし、他のポリアミド樹脂、他の熱可塑性樹脂を
ブレンドしても良い。
ェノール系安定剤の使用が好ましい。その例としては、
トリエチレングリコール−ビス[3−(3−t−ブチル
−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネー
ト、ペンタエルスリチル−テトラキス[3−(3,5−
ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネ
ート]、N,N’−ビス[3−(3,5−ジ−t−ブチ
ル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニル]ヒドラジ
ン、2,2’−オギザミドビス−エチル(3,5−ジ−
t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネー
ト、トリス[β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒド
ロキシフェニル)プロピオニル−オキシエチル]イソシ
アヌレート、テトラキス(2,2,6,6−テトラメチ
ル−4−ピペリジル)1,2,3,4−ブタンテトラカ
ルボキシレート、4,4’−ブチリデン−ビス−(3−
メチル−6−t−ブチルフェノール)などが挙げられ
る。
化合物の使用が好ましい。リン系安定剤としては、例え
ば、ビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニ
ル)ペンタエリスリトール−ジ−ホスファイト、ビス
(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリト
ール−ジ−ホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブ
チルフェニル)ホスファイト、テトラキス(2,4−ジ
−t−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンホス
ファイト等が挙げられる。
銅、ヨウ化銅、リン酸銅、銅アンモニウム錯体、ステア
リン酸銅、モンタン酸銅、アジピン酸銅、イソフタル酸
銅、テレフタル酸銅、安息香酸銅、ピロリン酸銅、酢酸
銅、アンモニア銅等が挙げられる。好ましくは、臭化
銅、ヨウ化銅、酢酸銅等が挙げられる。
詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら
限定されるものではない。なお、用いたポリアミド樹脂
は次の通りである。 a1:ポリアミド66(旭化成工業(株)製、商標;レ
オナ1402、硫酸溶液粘度2.8)。
製、商標;レオナ1500、硫酸溶液粘度3.7)。 a3:製造例1に従って製造したポリアミド。 a4:製造例2に従って製造したポリアミド。 a5:ポリアミド66(旭化成工業(株)製、商標;レ
オナ1200S、硫酸溶液粘度2.5)。
標;1013A、硫酸溶液粘度2.3)。 b2:ナイロン6(宇部興産(株)製、商標;1022
A、硫酸溶液粘度4.4)。
モル塩2.20kgとイソフタル酸とヘキサメチレンジ
アミンの等モル塩0.50kg及び純水2.5kgを5
Lのオートクレーブの中に仕込み、よく攪拌した。充分
N2 置換した後、攪拌しながら温度を室温から220℃
まで約1時間かけて昇温した。この際、オートクレーブ
内の水蒸気による自然圧で内圧は18kg/cm2 −G
になるが、18kg/cm2 −G以上の圧力にならない
よう水を反応系外に除去しながらさらに加熱を続けた。
さらに2時間後内温が260℃に到達したら加熱を止
め、オートクレーブの排出バルブを閉止し、約8時間か
けて室温まで冷却した。冷却後オートクレーブを開け、
約2kgのポリマーを取り出し粉砕した。
レーターに入れN2 気流下、200℃で20時間固相重
合した。得られた重合物は、ヘキサメチレンアジパミド
単位を81.2重量%含み、硫酸溶液粘度は2.8であ
った。
モル塩2.3kgとε−カプロラクタム0.25kg及
び純水2.5kgを5Lのオートクレーブの中に仕込
み、よく攪拌した。充分N2 置換した後、攪拌しながら
温度を室温から220℃まで約1時間かけて昇温した。
この際、オートクレーブ内の水蒸気による自然圧で内圧
は18kg/cm2 −Gになるが、18kg/cm2 −
G以上の圧力にならないよう水を反応系外に除去しなが
らさらに加熱を続けた。さらに2時間後内温が260℃
に到達したら加熱を止め、オートクレーブの排出バルブ
を閉止し、約8時間かけて室温まで冷却した。冷却後オ
ートクレーブを開け、約2kgのポリマーを取り出し粉
砕した。
レーターに入れN2 気流下、200℃で20時間固相重
合した。得られた重合物は、ヘキサメチレンアジパミド
単位を90.2重量%含み、硫酸溶液粘度は2.9であ
った。
4、b1及びb2を用い、ガスアシスト射出成形を実施
した。予め、英国ROSAND社製ツインキャピラリー
レオメーターRH7−2型を使用し、せん断速度100
0sec-1における溶融せん断粘度(ηs)及び溶融伸
長粘度(ηe)を測定した。その際、オリフィスは、ダ
イ径1.0mm、ダイ入口角180度、のもので、L/
Dが16及び0.25、の2つのオリフィスを使用し
た。測定温度は各ポリアミド樹脂の融点+20℃の温度
にて実施した。得られた溶融せん断粘度及び溶融伸長粘
度から前述の式を用いて自由流入角2α算出した。
製中空射出成形用ガス注入設備を設置した住友重工
(株)製SG220を用いた。加圧流体としては窒素ガ
スを用い、ノズル注入方式を採用した。射出成形条件と
しては、シリンダー温度を280℃、金型温度を80
℃、射出圧力140kg/cm2 、ガス圧力200kg
/cm2 、遅延時間(溶融樹脂の射出後加圧ガスを注入
するまでの時間)1秒、ガス注入時間3秒、保持時間3
0秒にて実施した。
したような骨状のガスチャンネルを有する細長平板(長
さ500mm、幅200mm、厚さ3mm)を採用し
た。得られた成形品の中空性に関する評価としては、各
ガスチャンネルを軸線に沿って鋸で切断し、各ガスチャ
ンネルのガスのはみ出し有無、各ガスチャンネルの中空
部長さ(図2のD)の平均値およびばらつき、各中空部
の肉厚(図3のE)の平均値およびばらつき、各中空部
内表面(図3のF)の粗さの平均値を評価した。
空部長さは、各ガスチャンネルの中空部先端の成形品中
心軸線からの到達距離をノギスで測定した。中空部の肉
厚は、各ガスチャンネルの中空部の先端と成形品中心部
との間の中央部分のチャンネル凸部側の肉厚をマイクロ
メーターで測定した。中空部内表面の粗さは、各ガスチ
ャンネルの中空部の先端と成形品中心部との間の中央部
分のチャンネル平面壁側の中空部内表面をミツトヨ製S
urftest−201型の表面粗度計で測定した。結
果を表1に示す。
例1と同様に評価した。その自由流入角2αは95であ
った。得られた成形品は充分な中空部を有するものの、
多くの部分で骨状ガスチャンネル部からガスがはみ出し
てしまった。結果を表1に示す。
してガラス繊維を用いた。このポリアミド樹脂67重量
部とガラス繊維(旭ファイバーグラス(株)社製、商
標;CS03JA416)33重量部を用い、東芝機械
(株)製TEM35φ2軸押出機を使用して、ポリアミ
ド樹脂をフィードホッパーから供給し、ガラス繊維はサ
イドフィード口から供給、シリンダー設定温度280
℃、スクリュー回転数300rpmの条件下、混練し、
紡口より押し出されたストランドを冷却し、ペレタイズ
してポリアミド樹脂組成物を得た。
して射出成形板を成形し、評価した。結果を表1に示
す。
量を35重量部とガラス繊維の配合量を65重量部に変
更する以外は実施例7と同様に実施し、ポリアミド樹脂
組成物を得た。このポリアミド樹脂組成物の自由流入角
は20であった。得られた組成物を用いて前述の方法に
て射出成形板を成形した。得られた成形品はゲート近傍
のガスチャンネル部に中空を形成したものの、他のガス
チャンネル部にはほとんど中空を形成しなかった。ゲー
ト近傍のガスチャンネル部を切り出して観察した結果、
ガラス繊維の固まりから成る瘤が形成され、その表面に
は多数のガラス繊維が露出していた。結果を表1に示
す。
組成物ペレットとポリアミド樹脂a3ペレットを重量比
で4:1の割合でプラスチック製の袋内で混合したもの
を、成形機のホッパーに投入し、前述の成形条件にて射
出成形板を成形し、評価した。結果を表2に示す。
を形成したものの、中空長さは各ガスチャンネルで不均
一であり、中空部の肉厚も同様であった。これは2種類
の熱可塑性樹脂ペレットの混練が不均一なため、得られ
た成形品中に不均一に分散し、中空形成が不安定になっ
ているためと考えられる。このペレットブレンドしたポ
リアミド樹脂組成物の自由流入角は19であった。
a1、a4、b1に変更する以外は実施例7と同様に実
施し、ポリアミド樹脂組成物を得た。得られた組成物を
用いて前述の方法にて射出成形板を成形し、評価した。
結果を表1に示す。
合量をそれぞれ、実施例11ではミルドガラス繊維(日
本電気硝子(株)社製、商標;EPG170)33重量
部に、実施例12では焼成カオリン(エンゲルハルト社
製、商標;トランスリンク445)40重量部に、実施
例13ではガラス繊維(同上のもの)15重量部と焼成
カオリン(前述のもの)18重量%に、実施例14では
太径ガラス繊維(旭ファイバーグラス(株)製、商標;
CS03TAFT692)60重量部に変更する以外は
実施例7と同様にして実施し、ポリアミド樹脂組成物を
得た。
し、その結果を表2に示した。
的長尺な成形品で且つ多数のガスチャンネル部を有する
成形品であっても、均一な中空部を広い範囲で形成で
き、幅広い用途に利用できる。その用途としては、例え
ば、アウタードアハンドル、ホイールキャップ、ルーフ
レール、ドアミラーベース、ルームミラーアーム、サン
ルーフデフレクター等の自動車部品、及び机及び椅子の
脚、座受け、肘掛け等の各種オフィス部品、更には、車
椅子部品、ドアハンドル、手摺り、浴室等の握り棒、窓
用ノブ、グレーティング材等工業用途に利用できる。
成形品の平面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 ポリアミド樹脂30〜100重量%と無
機充填剤0〜70重量%とからなり、融点+20℃にお
ける、せん断速度が1000sec-1時の自由流入角2
αが22〜80の範囲にあることを特徴とするポリアミ
ド樹脂組成物。 - 【請求項2】 ポリアミド樹脂の結晶化温度が210℃
以下であることを特徴とする請求項1記載のポリアミド
樹脂組成物。 - 【請求項3】 ポリアミド樹脂が、(a)アジピン酸及
びヘキサメチレンジアミンから得られるヘキサメチレン
アジパミド単位70〜95重量%と、(b)イソフタル
酸及びヘキサメチレンジアミンから得られるヘキサメチ
レンイソフタラミド単位30〜5重量%とからなる共重
合体である請求項1又は2記載のポリアミド樹脂組成
物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9290626A JPH11124499A (ja) | 1997-10-23 | 1997-10-23 | ガスアシスト射出成形用ポリアミド樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9290626A JPH11124499A (ja) | 1997-10-23 | 1997-10-23 | ガスアシスト射出成形用ポリアミド樹脂組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11124499A true JPH11124499A (ja) | 1999-05-11 |
| JPH11124499A5 JPH11124499A5 (ja) | 2005-06-30 |
Family
ID=17758427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9290626A Pending JPH11124499A (ja) | 1997-10-23 | 1997-10-23 | ガスアシスト射出成形用ポリアミド樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11124499A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001098148A (ja) * | 1999-07-23 | 2001-04-10 | Toray Ind Inc | ポリアミド樹脂組成物および成形品 |
-
1997
- 1997-10-23 JP JP9290626A patent/JPH11124499A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001098148A (ja) * | 1999-07-23 | 2001-04-10 | Toray Ind Inc | ポリアミド樹脂組成物および成形品 |
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