JPS6287313A - 芳香族ポリアミド樹脂圧縮成形物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、鉛または鉛を主体とした合金粉末をｌＯ〜８
０重量％分散含有してなる芳香族ポリアミド樹脂圧縮成
形物に係わる。

本発明において、芳香族ポリアミド樹脂とは、メタフェ
ニレンジアミンとイソフタル酸との縮合重合物であるメ
タフェニレンイソフタルアミド樹脂をいい、オルトまた
はパラ結合のジアミンとジカルボン酸とからなる芳香族
ポリアミドを含まない。

（従来技術） 従来、芳香族ポリアミド樹脂は、特公昭５６−２０９２
号、特開昭５５−１３１０２４号および特開昭５７−’
１６４号などに開示されているように、窒素ガスなどの
不活性雰囲気中での焼結法による製品として知られてい
る。

これは、この樹脂の融点が高く、しかもこの融点が樹脂
の熱分解温度に近接しており、溶融と熱分解とがほとん
ど同時に起こるので、押出し、射出または圧縮成形法の
ように、成形時に樹脂の溶融を伴う溶融成形法では実用
に供し得る成形物が得がたいという理由によるものであ
る。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した焼結法を用いて、本発明の鉛または鉛を主体と
した合金粉末を分散含有した樹脂製品を得ようとすると
、機械的強度の（１（下が著しく、満足のゆく製品が得
られないという問題があった。

（問題を解決するための手段） 本発明者らは、特願昭５’）　−５９７７９号に係わる
発明において、メタフェニレンイソフタルアミド樹脂の
圧縮成形法を確立している。

すなわち、高密度が０．２〜０．４ｇ／ｃａの芳香族ポ
リアミド樹脂粉末を用意し、これを含有水分が１重量％
以下となるように乾燥したのち、常温以上であって２５
０℃を越えない温度に保持した金型に充填する。ついで
、閉型してこの樹脂粉末を圧粉したのち、金型温度を２
９０℃以上であって３６０℃を超えない温度とし、この
温度範囲において成形圧力を少なくとも７０ｋｇ／ｃｎ
ｌとして成形物の肉厚１１１当り１〜５分を成形時間と
して保持する。所定時間経過後、金型温度を２５０℃以
下の温度に冷却し、ついで開型して成形物を金型から取
出すとい・う工程からなるものである。

本発明者らは、この圧縮成形法を用いて鉛を含む樹脂製
品を得るべく鋭意研究した結果、つぎの事実を見出し本
発明をなすに至ったものである。

すなわち、圧縮成形法による場合は、メタフェニレンイ
ソフタルアミド樹脂に対して鉛の添加が概ね４帽１％ま
では実質的に機械的強度の低下が無いということが分か
った。そして、６０重間％の添加においても、無添加の
場合の７割強の機械的強度を保有しているごとが認めら
れた。

この事実は、きわめて特異な現象と言わざるを得ない。

何故なら、焼結法による場合１才、鉛の添加とともに機
械的強度はほぼ直線的に低下し、５０重量％の鉛の添加
においては無添加の場合の３割弱の強度しか保有してい
なかったからである。

圧縮成形法において、メタフェニレンイソフタルアミド
樹脂に鉛＄５）末を４１１当量添加しても強度低下が実
質的に無いかきわめて少ないという事実は、一つにはそ
の融点が関係し７ており、他の理由としては樹脂との親
和性がよいことに関係しているものと考えられる。

鉛の融点は約３２７℃であり、本発明者らが特願昭５９
−５９７７９号において確認したメタフェニレンイソフ
タルアミド樹脂の圧縮成形温度、ずなわ５２９０〜３６
０℃の温度範囲に納まっている。

本発明者らの実験によれば、融点が概ねこの成形温度範
囲すなわち３２７１３３℃に納まる鉛を主体とした合金
粉末、たとえば鉛−錫合金、鉛−アンチモン合金、鉛−
ビスマス合金等の粉末は、鉛粉末単体を添加した場合と
同様に良好な成形物が得られることが分かった。

鉛または鉛合金粉末は、樹脂粉末と均一に混合させる必
要から、粒度の大きなものはよくない。

通常１５０メソシユを通過するアトマイズ粉末が好まし
い。

この程度の粒度であると、樹脂との比重差が大きいにも
かかわらず、ブレンド性がよくまた混合したのちの粉末
材料の取扱いに際して鉛が偏析することもほとんどない
。

鉛または鉛合金粉末の添加量は、得られた成形物の使用
目的によって異なるが、たとえば摺動材料として用いる
場合は、少くとも１０重量％の添加が必要であり、その
上限は強度上の観点から８０重量％程度とすることが好
ましい。

また、たとえばＸ線などの電磁シールド材としては、鉛
の添加量は多い程好ましいが、同様に機械的強度の観点
からその上限を８０重量％とした。

成形圧力は少くとも７０　ｋｇ　／　（ＩＴＪは必要で
、通常、１５０〜４００　ｋｇ　／　ｃＪとして良好な
結果を得ている。

鉛とメタフェニレンイソフタルアミ１′樹脂との親和性
の良いことについてはすでに触れたが、圧縮成形時に鉛
が溶は出したりあるいは偏析したりするなどの現象は全
く認められなかった。そして無添加の場合に比較してむ
しろ成形性にも勝れていることがわかった。

すなわち、成形時に溶融流動を伴なう他の熱可塑性合成
樹脂とは比較すべくもないが、メタフェニレンイソフタ
ルアミド樹脂に鉛を添加することによって、この混合粉
末は、所定温度の加熱および加圧下にある金型内におい
て無添加のものに比較して流動性が相当に向上している
。

たとえば、圧力分布に若干の不均衡があっても、比較的
よく順応して金型内において圧力分布が均衡し易く、圧
力の過不足による成形不良の発生といった不都合を生ず
ることはきわめて少い。

このことは、本発明の混合粉末を金型に充填するに際し
て、無添加の場合のように２５０℃を超えない温度に保
持し７た金型に充填するという工程を経る必要はない。

したがって成形サイクルを速めることができる。

一般に、芳香族ポリアミドは硬質であって、他のエンジ
ニアリングプラスチノクに１し較して切削加工が梢々む
つかしいと言われているが、鉛を添加したものはこの切
削加工性も著しく改善されることが分った。たとえば、
無添加圧縮成形物に比べて、切削時の送りを速めること
ができ、また切込み深さを大きくすることもできる。

このように、融点が３２７±３３℃を有する鉛または鉛
を主体とした合金粉末を添加したメタフェニレンイソフ
タルアミド樹脂圧縮成形物は、摺動特性やシールド効果
を高めるという使用目的に係わる効果のほか、成形性や
切削加工性をも向上させることが分かった。

因に、−１−述した融点範囲以外の融点をもった金属粉
末たとえば、銅、アルミニウム、錫などの粉末の添加は
、成形性や切削加工性を向上させる効果は認められず、
成形物の機械的強度も、これら金属粉末の添加■が増大
するにしたがってほぼ直線的に低下してしまうことが分
かった。

（実施例） 以下、実施例について説明する。

嵩密度が０．２〜０．４　ｇ／ｃＴＡのメタフェニレン
イソフタルアミド樹脂（音大社製、コーネ・ックス）粉
末に、１５０メソシユを通過するア１ヘマイズ鉛粉末を
１０〜８０重量％混じ、樹脂中の含水分が１重世％以下
となるように乾燥した。

この混合粉末を金型を用いて３２０℃の成形温度そして
４００ｋｇ１　ａｄの加圧下で１５分６ｉ保持した。つ
いで金型を冷却して２００℃とし、金型から成形物を取
り出し、縦５０議鴎、横１００１、厚さ４．８１−の板
状成形物を得た。

このようにして得られた成形物の主な物性値を第１表に
示した。

表において、比較例（＋１は実施例とほぼ同条件による
圧縮成形物であり、比較例（２）は以下の条件による焼
結晶である。

焼結条件； 圧粉体□−金型温度１２０℃、圧力２，５００　ｋｇ／
　ｃＪ 焼　結□窒素ガス気流中で、２５０℃で１０時間、２５
０〜３００　　℃で３０分、 ３００℃で２時間 表からも理解されるように、比較例（２）の焼結晶は、
同一組成の実施例の成形物に比較して、強度（曲げ強さ
）の低下が著しい。また、焼結時に割れやふくれが発生
し易いなど不良率もきわめて高いものであった。

衝撃強さについては、鉛の添加量とともにむしろ強度向
−にの傾向が認められた。

つぎに第１表における試料Ｎ０９４、Ｎ００５、Ｎ０９
７そしてＮｏ、８について、Ｘ線シールド試験を行った
結果について第２表に示す。

試験条件： 装　置□ソフトＸ線装置（東芝社製） 電　　圧　□　１０〜１００ｋＶ 電　　流　□　５　ｌへ 測定法□板厚２ｍに切削仕上げした試料第１表 第２表 をＸ線発生源から３００ｍｍ離して 置き、その下に写真フィルムを 置いてＸ線の透過性の測定を行 った。

第１図は、鉛粉末を添加したメタフェニレンイソフタル
アミド樹脂圧縮成形物について、鉛添加量と曲げ強さの
関係を示した表の数値をもとにプロット（実線）したも
の、同様に破線は焼結晶についてのものである。

第２図は、本発明の圧縮成形物について鉛添加量と衝撃
強さくアイゾツト、ノツチ付）との関係を示す。衝撃強
さは、鉛添加量とともに僅がではあるが」−昇傾向を示
すことが注目される。

融点が３２７±３３℃を有する鉛または鉛を主体とした
合金粉末の添加においては、一様に１−述した傾向を示
すが、それ以外のたとえば銅粉末の如き金属粉末の添加
の場合は、衝撃強さは添加量とともにほぼ直線的に減少
する。

第３図は、表に示した試料番号Ｎｏ、４、Ｎｏ、５およ
びＮｏ、７の板状試験片を用い、荷重３０ｋｇ／ｃＪ、
摩擦速度２．７ｍ／ｍｉｎ、グリス潤滑（始動時に塗布
）、機械構造用炭素ｆｆＡ（５４５Ｃ）を相手ヰ４とし
て試験１．７だ結果を示すグラフである。

鉛の添加量が多い程、摩擦係数は低下する。ただし、図
示してないが試１’１番号Ｎｏ、７の試験片は、他のＮ
ｏ、４、Ｎｏ、５に比較して摩擦が若干大きがった。こ
れは、成形物としての機械的強度（衝撃強さは別として
）の相対的低下が摩耗に影響しているものと′考えられ
る。

したがって、摺動材料としては、摩擦係数、摩耗量およ
び使用条件などの観点から鉛の添加量を決定する必要が
ある。

（発明の効果） 以上説明したように、融点が３２７±３３℃を有する鉛
または鉛を主体とした合金粉末を添加したメタフェニレ
ンイソフタルアミド樹脂圧縮成形物は、摺動特性やシー
ルミ′効果を有するという特徴に加えて、成形性や切削
加工性が著しく向トしている。また、焼結法による当該
樹脂製品に比較して、鉛粉末添加にもとづく機械的強度
低下が少なく、衝撃強さに至ってはむしろこれを向上さ
せるという効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のメタフェニレンイソフタルアミド樹
脂に鉛粉末を添加した圧縮成形物について、その添加量
と曲げ強さとの関係を示したグラフ（実線）で、破線は
比較のために示した焼結晶についてのグラフ、第２図は
、同様に本発明の圧縮成形物について、鉛粉末の添加量
と衝撃強さとの関係を示したグラフ、第３図は、本発明
の圧縮成形物について、摩擦時間と摩擦係数との関係を
示したグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 芳香族ポリアミド樹脂粉末に融点が３２７±３３℃の温
   度範囲にある鉛または鉛を主体とした合金粉末を１０〜
   ８０重量％混合し、これを金型を用いて、２９０℃以上
   であって３６０℃を超えない温度で圧縮成形して得られ
   る芳香族ポリアミド樹脂圧縮成形物。