JPH0696673B2 - 高比重樹脂組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金属粉を含む樹脂組成物に関するものである。
更に詳しくは、良好な成形性及び衝撃特性を有する金属
粉、特に鉄粉が配合された高比重樹脂組成物に関するも
のである。

〔従来の技術及び問題点〕

ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、
合成ゴム、ナイロン、ポリプロピレン或いはエチレン−
酢酸ビニル共重合体などの合成樹脂にガラス繊維、或い
はカーボン繊維等を配合した樹脂組成物は従来高剛性材
料として多用されている。また、こうした繊維ばかりで
なく、タルク、炭酸カルシウム等の無機粉末も充填剤と
して使用され、合成樹脂の弾性率の向上効果を示してい
る。

更に近年、金属繊維を合成樹脂に配合した電磁波遮蔽材
料、或いはフェライト等を合成樹脂に配合したプラスチ
ックマグネット材料としての合成樹脂の使用もなされて
いる。

このように合成樹脂をマトリックス材料として強化剤或
いは充填剤を配合した材料の使用は増加している。こう
した材料は現在一般に行われている射出成形法或いは押
出成形法を用いて形状を現出し、それぞれの用途に用い
られている。

こうした用途分野の一つに高比重な材料を要求されるは
ずみ車や慣性歯車がある。これらは何れも物体の有する
慣性力を利用して、滑らかな回転を与えるものである。
従って慣性力を大きく保ちうる、即ち比重の大きな材料
で形成されたものの方が小さくとも大きな慣性力を得る
ことが出来るため、小さな空間で使用するのに有利であ
る。また、これらの材料はバランスがとれていることも
必要である。バランスを欠いたものでは、慣性力が不均
一となり、軸の振れ、回転ムラとなってあらわれる。

併しながら、従来知られている上記の如き合成樹脂をマ
トリックス材料とする樹脂組成物では、上記の様な要求
を満足し得ない。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等はこうした要求を満足すべく鋭意検討を重ね
た結果、１）優れた成形性を有し、２）成形品の均一性
が充分であり、３）比重が高く、外力に対して強いとい
う高比重樹脂成形材料組成物を見出し、本発明に到った
ものである。

即ち本発明は、（イ）少なくとも10個の炭素原子を有す
るω−アミノカルボン酸又はラクタムよりなる高分子成
分と、（ロ）ポリテトラヒドロフラン成分とを必須成分
として分子中に有する共重合体５〜50重量％と、金属粉
95〜50重量％とよりなる高比重樹脂組成物に係るもので
ある。

以下、本発明の高比重樹脂組成物について詳細に説明す
る。

本発明に用いられる共重合体の必須成分の一つである
（イ）少なくとも10個の炭素原子を有するω−アミノカ
ルボン酸又はラクタムよりなる高分子成分としては、ω
−アミノウンデカン酸、ラウリルラクタム又はω−アミ
ノドデカン酸のポリマー又はオリゴマーなどが例示でき
る。

本共重合体中のω−アミノカルボン酸又はラクタムの量
は80〜30重量部が好ましく、70〜40重量部が更に好まし
い。それに対して、もう一つの必須成分である（ロ）ポ
リテトラヒドロフラン成分の量は15〜60重量部が好まし
く、20〜50重量部が更に好ましい。ポリテトラヒドロフ
ランの分子量は500〜3,000が好ましく、1,000前後が最
も好ましい。

本発明の共重合体の（イ）ω−アミノカルボン酸又はラ
クタムの高分子成分と（ロ）ポリテトラヒドロフラン成
分とを結合する方法としては、（ハ）ジカルボン酸を用
いる方法による。その場合の変形例として、まず（ロ）
ポリテトラヒドロフランの末端をアミノ化して、これを
（イ）ω−アミノカルボン酸又はラクタムのポリマーの
末端アミノ基をジカルボン酸にて反応しておいたところ
へ反応結合させる方法もある。この場合、第三成分とし
てはアミノ化剤とジカルボン酸の二種類を用いている。

ジカルボン酸としては一般式:HOOC−（CH₂）ｘ−COOH
〔式中ｘは４〜11の値を表す〕の脂肪族ジカルボン酸が
使用され；例えばアジピン酸、ピメリン酸、スベリン
酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸が
挙げられる。更に、少なくとも８の炭素原子数を有する
環状脂肪族ジカルボン酸、及び／又は芳香族ジカルボン
酸、例えばヘキサヒドロテレフタル酸、テレフタル酸、
イソフタル酸、フタル酸又はナフタリンジカルボン酸が
挙げられる。

また、本共重合体中には前記の必須成分（イ）及び
（ロ）のほかに、（ニ）任意の第四成分を用いてもよ
い。

本共重合体の好ましい具体例としては、ドデカンジカル
ボン酸又はテレフタル酸などのジカルボン酸を用いてナ
イロン12とポリテトラヒドロフランをエステル結合した
ポリエーテルエステルアミドなどがある。

本共重合体の一般的製法は、特開昭52−12297号又は特
開昭53−119997号に開示された方法である。

本共重合体に、前記好ましい性質が失われない範囲に於
いて高分子成分（イ）と同じホモポリマー（例えばナイ
ロン12ホモポリマー）又は比較的少量の可塑剤を添加し
てもよい。

かかるポリアミドエラストマーとしてはいろいろな重合
度のものがあり、本発明ではDIN 53727による0.5％メタ
クレゾール溶液を用いた溶液粘度の測定による相対粘度
で1.45〜2.10のものを用いるのが好ましい。相対粘度が
1.45より低いものでは成形の安定性が失われるし、相対
粘度が2.10を越えるものでは高比重樹脂組成物とした場
合、押出成形時或いは射出成形時に溶融粘度が上がりす
ぎ好ましくない。

また、金属粉としてはFe、Zn、Sn、Pb、Cu及びその合
金、酸化物等の粉末が用いられるが、価格の点から鉄粉
が最も好ましく、更に、樹脂、金属粉のほかに、これら
の性質に対応するシランカップリング等を添加すること
もできる。

本発明に用いる金属粉はどのような手法で得られた金属
粉でも良い。金属粉の形状はいかなる形状でも良いが、
角張った金属粉よりも球形に近いものが望ましい。角張
った金属粉は材料の流動性を悪化させるばかりでなく、
樹脂組成物を得る時、或いは成形品を得る時の装置を摩
耗させやすい。

金属粉の粒度は0.1〜300μのものを用いることができる
が、望ましくは0.1〜200μ、さらに望ましくは0.1〜50
μの粒径を有するものが良い。粒径が0.1μより小さい
と取り扱いに不便であり、300μより大きいと成形性が
阻害される。

これらの金属粉の配合量はポリアミドエラストマー樹脂
成分５〜50重量％に対し95〜50重量％である。

〔作 用〕

本発明の組成物の製法は金属粉に上記ポリアミドエラス
トマーを溶融混合する方法であり、通常一軸又は二軸押
出機を用いて混合される。また、ニーダーを用いて混練
する場合もある。このときに少量の滑剤を用いることも
可能である。具体的には、本発明に係るポリアミドエラ
ストマー成分と金属粉が一体となって配合されるもので
あり、ポリアミドエラストマーの粒状体或いは粉末状の
ものと金属粉を混合したものを押出機ホッパーに投入し
て加熱溶融混合して造粒する方法、或いは予備混合した
ものをニーダーに入れ混練し、混練完了時に吐出口より
排出されるものをカッティング或いは粉砕により造粒す
る方法、或いは押出機を用い、ポリアミドエラストマー
をホッパー部分より仕込み、加熱溶融しておき、押出機
のシリンダー中間部に設けた開穴部を通して金属粉を添
加し、混合する方法等がある。

このようにして得られたペレットを更に射出成形、押出
成形等により成形して樹脂成形品を得ることができる。

また、このような二段成形に代え、金属粉とポリアミド
エラストマーの混合物を成形機に仕込むことにより、一
度で成形品を得ることもできる。

本発明に於いては金属粉を含む組成物のベースレンジと
して上記ポリアミドエラストマーを用い、必要に応じて
安定剤、潤滑剤、着色剤或いは分散剤を配合し、金属粉
を充填した条件下においてのみ発現される良好な流動性
を有する金属粉入り高比重ポリアミドエラストマー組成
物を得ることができる。

以上のように、本発明によれば、均一に分散した金属粉
末を含む成形性良好な高比重組成物材料を得ることがで
き、成形材料としてはずみ車、慣性歯車等の高比重材料
の要求される用途に使用し得る。

〔実 施 例〕

次に本発明を実施例について説明する。

実施例 １〜３ ポリテトラヒドロフラン成分を分子中に含むラクタム又
はω−アミノカルボン酸の共重合体であるポリアミドエ
ラストマーとしては、ダイセルヒュルス（株）製の商品
名「ダイアミドPAE」のE47MS3及びE62MS3を用いた。E47
MS3はラウリンラクタム50％、α，ω−ジヒドロキシポ
リテトラヒドロフラン41％及びドデカンジカルボン酸９
％から、又E62MS3はラウリンラクタム74.2％、α，ω−
ジヒドロキシポリテトラヒドロフラン21.3％及びドデカ
ンジカルボン酸4.5％から合成されたものである。

鉄粉としては（株）神戸製鋼所製のアトマイズ鉄粉（商
品名「アトメル300M−200」）を用い、この鉄粉100重量
部に対しチッソ（株）製のシラン系カップリング剤「サ
イラエースＡ−320」１重量部で予め表面処理を施した
ものを準備しておき、以下の試験に供した。

これらの原材料を表−１に示した割合で混合し、加熱混
練時の負荷の状態を調べた。混練時の負荷の調査はRheo
cord Type M （Haak Inc.）を用い、混練温度220℃、回
転速度100rpmとして、混練開始より15分目の混練トルク
を観察した。

同様に表−１の成分比となるよう原材料をブレンドし、
KCK混練押出機を用い、温度180〜240℃で混練造粒を行
った。こうして得られたペレットを成形して物性測定用
試験片を得た。成形は日精TS−100射出成形機を用い、
成形温度210〜250℃、射出圧力100kg/cm²G、金型温度80
〜85℃で行った。

物性の測定はASTMの方法によって行った。結果を表−１
に示した。尚、落鐘衝撃強さの測定は、厚さ2mmの平板
を用い、重さ500gの鋼球を用いて測定を行った。

比較例 １ 比較例としてはポリテトラヒドロフランを含まず、ラウ
リンラクタムのみの重合体であるナイロン12を選定し
た。

ナイロン12としてはダイセルヒュルス（株）製の商品名
「ダイアミド」Ｌ−1940を用いた。充填材料としては実
施例に於いて用いた予め表面処理された鉄粉を用いた。

以上準備されたものを表−１に示す比率で混合し、実施
例と同じ装置を用い、同じ条件で混練時の負荷を測定し
た。また、物性の測定に際しても実施例と同じ方法、同
じ装置を用いて測定を行った。その結果を表−１に併記
する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（イ）少なくとも10個の炭素原子を有する
   ω−アミノカルボン酸又はラクタムよりなる高分子成分
   と、（ロ）ポリテトラヒドロフラン成分とを必須成分と
   して分子中に有する共重合体５〜50重量％と、金属粉95
   〜50重量％とよりなる高比重樹脂組成物。