(57)【要約】【課題】  成型後の反り・変形が少なく、軽量化を実現でき、強度に優れ、靱性低下しにくい複合結晶性ポリマーと複合結晶性ポリマー製品を提供する。【解決手段】  本発明の複合結晶性ポリマーは、結晶性ポリマーにファインセラミックス及びアラミド維線を混和したものである。ファインセラミックスとして八チタン酸カリウム繊維を使用することができ、八チタン酸カリウム繊維としてＴｉｓｍｏ（ティスモ：大塚化学（株）の商品）が適する。本発明の複合結晶性ポリマー製品は、前記いずれかの複合結晶性ポリマーを成型した製品である。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶性ポリマーにファインセラミックス及びアラミド繊維を混和したことを特徴とする複合結晶性ポリマー。
【請求項２】
請求項１記載の複合結晶性ポリマーにおいて、
ファインセラミックス３〜５％、アラミド繊維１〜３％（いずれも重量％）であることを特徴とする複合結晶性ポリマー。
【請求項３】
請求項１又請求項２記載の複合結晶性ポリマーにおいて、
ファインセラミックスが八チタン酸カリウム繊維であることを特徴とする複合結晶性ポリマー。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の複合結晶性ポリマーにおいて、
八チタン酸カリウム繊維がＴｉｓｍｏ（ティスモ）であることを特徴とする複合結晶性ポリマー。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の複合結晶性ポリマーを溶融し、成型したことを特徴とする複合結晶性ポリマー製品。
【請求項６】
請求項５記載の複合結晶性ポリマー製品において、
複合結晶性ポリマーを真空環境下で攪拌して成型したことを特徴とする複合結晶性ポリマー製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複合結晶性ポリマーと、それを溶融して成型した複合結晶性ポリマー製品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンカバー、インテークマニホールド、モーターカバーをはじめとする各種工業部品や製品（以下、まとめて「製品」という。）には、樹脂成型品が使用されている。各種樹脂のうち、結晶性ポリマーであるナイロン６（ポリアミド樹脂）、ナイロン６６は、結晶構造が安定し、成型後の部品や製品が軽量、安価であることから、各種分野で使用されている。
【０００３】
ナイロン６、ナイロン６６は、本来の物性、特に耐熱性、曲げ弾性率の向上、改善を狙って、充填剤として、ガラスパウダー、ガラスビーズ、ガラス短繊維等々を１０〜４０％混和させて複合材料とし、それを溶融し、成型して、工業部品や精密部品としてきた。
【０００４】
結晶性ポリマーである６ナイロンの成形加工方法の一つにモノマーキャスティングと呼ばれる工法（ＲＩＭナイロンと呼ぶ場合もある）がある。この工法は溶融状態のε・カプロラクタムモノマーにガラスパウダー、ガラスビーズ、ガラス短繊維等々を１０〜３０％充填剤として混和、そして硬化触媒を加えた後に成形型に注入して成型品を作る方法である。ＲＩＭナイロン複合材料の例として特許文献１がある。
【０００５】
ガラス充填により硬化、製品化された６ナイロン（ポリアミド樹脂）は、従前のものより、次のような難点があった。
１．ガラス充填されているため、製品重量が重い。
２．そり、変形が大きい。
３．寸法精度が悪い。
４．表面状態が粗い。
５．薄肉製品（肉厚１ｍｍ以下のもの）が作りにくい。
６．耐熱性、曲げ弾性率は向上するも靱性が低下する。
【０００６】
前記１の重量が重いという難点は、充填剤としてガラス素材が使用されていることによる。前記２〜６の難点はすべて結晶性ポリマーナイロン６（ポリアミド樹脂）の結晶化（溶融成型後の熱可塑性樹脂の分子が凝集し、結晶化して縮まること）に起因するものと思われる。ガラスパウダー、ガラスビーズは、結晶化に伴うポリマー収縮時の阻害要因にもなっている。
【０００７】
ナイロン６、ナイロン６６に、ガラスパウダー、ガラスビーズ、ガラス短繊維等々を混和した場合の諸問題を改善するものとして、特許文献２のポリアミド系樹脂組成物がある。
【０００８】
本件出願に係る発明者らは、前記問題を改善する発明を開発し特許出願した（未公開）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−２２０２１６号公報
【特許文献２】特開平７−１８８５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献２の組成物は、吸湿による機械的強度の低下を抑え、衝撃特性に優れるといった効果はあるが、成型後の反りや変形を抑制し、軽量化を実現し、曲げ強さ、曲げ弾性率、曲げ撓み（破断）、熱加重撓み温度（０．４５ＭＰａ）が必ずしも十分ではなかった。
【００１１】
本件発明者ら開発の前記未公開の発明は、製品の軽量化、そり・変形防止、寸法精度の向上、表面状態の平滑性向上、製品肉厚の薄肉化が容易となったが、多少靱性の低下が見られた。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の目的は、溶融成型後の反り・変形が少なく、軽量化を実現でき、強度、に優れ、靱性の低下もない複合結晶性ポリマー（モノマーの場合もある：以下、発明の詳細な説明、特許請求の範囲において同じ）と、それで成型した複合結晶性ポリマー製品を提供することにある。
【００１３】
本発明の複合結晶性ポリマーは、結晶性ポリマーにファインセラミックス及びアラミド繊維を混和したものである。必要に応じて、他のものを適量混和することができる。触媒も使用する。
【００１４】
結晶性ポリマー、ファインセラミックス、アラミド繊維の混合比率は、ファインセラミックス３〜５％（重量％：以下同じ）、アラミド繊維１〜３％が適するが、それよりも少なくても多くてもよい。
【００１５】
前記ファインセラミックスとして八チタン酸カリウム繊維を使用することができ、八チタン酸カリウム繊維としてＴｉｓｍｏ（ティスモ：大塚化学（株）の商品）が適する。
【００１６】
本発明の複合結晶性ポリマー製品は、前記いずれかの複合結晶性ポリマーを溶融し、成型した製品である。複合結晶性ポリマーを真空環境下で攪拌して成型することもできる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の複合結晶性ポリマーは次のような効果がある。
（１）アラミド繊維はポリアミド樹脂のアミド結合と類似する分子構造を有し、ポリアミド樹脂との相混和性が良好であり、ポリアミド樹脂内にほぼ均等に分散されることから、そのまま溶融して成型することにより、従来のガラス入り複合結晶性ポリマーよりも、反りや変形が少なく、寸法精度が良く、成型し易く、薄肉製品（肉厚１ｍｍ以下のもの）の成型も容易になる。
（２）アラミド繊維を使用するため、耐熱性、難燃性、曲げ弾性率に優れ、摩耗に強い成型用型及び成型品を得ることができる。
（３）ガラス素材を使用しないため、ナイロン６（ポリアミド樹脂）の強靭性が低下せず、強度低下が殆どない。また、成型品の表面状態も滑らかになり、軽量化も可能となる。
【００１８】
本発明の複合結晶性ポリマー製品は、前記複合結晶性ポリマーを溶融し、真空環境下で攪拌して当該溶融した結晶性ポリマーに、それに予め混和されているファインセラミックス、又は、ファインセラミックスとアラミド繊維を分散させ、それを型（金型、シリコン型）で成型したものである。ここでの攪拌はファインセラミックス又はファインセラミックスとアラミド繊維を結晶性ポリマーに均等に分散させることの他に脱泡目的もある。
【００１９】
本発明の複合結晶性ポリマー製品は次のような効果がある。
（１）従来のガラス入り複合結晶性ポリマーを使用した成型品よりも、反りや変形が少なく、寸法精度の良好な製品（成型用型及び成型品）となる。
（２）耐熱性、難燃性、曲げ弾性率に優れ、摩耗に強い成型用型及び成型品となる。
（３）ナイロン６（ポリアミド樹脂）の強靭性、強度に優れ、表面が滑らで、軽量な製品となる。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（複合結晶性ポリマーの実施形態）
本発明の複合結晶性ポリマーは、結晶性ポリマーとしてナイロン６を使用し、それにファインセラミックス３〜５％（重量％：以下同じ）、アラミド繊維１〜３％を混和したものである。
ナイロン６（ポリアミド樹脂）・・・・・・・・・・・・・・・・・９２〜９６％
八チタン酸カリウム繊維（ティスモＤ１０１）・・・・・・・・・・・・３〜５％
パラ系アラミド繊維又はメタ系アラミド繊維、短繊維１〜６ｍｍ・・・・１〜３％
【００２１】
結晶性ポリマーにはナイロン６が適するが、それ以外のナイロン、例えばナイロン６６であってもよい。ナイロン６には、例えば、ドイツSLM solutions GmbH社のナイロンＰＡ３０００が適する。
【００２２】
ファインセラミックスとしては八チタン酸カリウム繊維が適し、八チタン酸カリウム繊維としては前記ティスモＤ１０１が適する。ティスモＤ１０１はアミノシラン処理されたものが好ましい。
【００２３】
アラミド繊維には、ナイロン６（ポリアミド樹脂）のアミド結合と類似する分子構造を有し、これらと相混和性が良好なパラ系アラミド繊維又はメタ系アラミド繊維であって、短繊維１〜６ｍｍが適する。例えば、商品名、高強力アラミド繊維「テクノーラ」（帝人株式会社、登録商標）、チョップドファイバー、Ｔ−３２２ＥＨ、１．７ｄｔｅｘ×１ｍｍ、３ｍｍ、６ｍｍが適する。
【００２４】
本件発明者の実験によれば、前記ティスモＤ１０１は水中に入れると沈澱し、アラミド繊維は水中に入れると浮いた。結晶性ポリマーにティスモＤ１０１とアラミド繊維を混和して、６０００ｒｐｍ程度で高速回転すると、ティスモＤ１０１とアラミド繊維が結晶性ポリマー中にほぼ均等に分散されることが確認された。２４時間経過後も分散状態にほとんど変化がないことが確認できた。
【００２５】
（複合結晶性ポリマー製品の実施形態）
前記複合結晶性ポリマーを溶融し、真空環境下で、６０００ｒｐｍ程度で攪拌して、ティスモＤ１０１及びアラミド繊維を複合結晶性ポリマーに分散させ、それを成型して試験品を成型（製作）した。真空環境下で攪拌することにより、複合結晶性ポリマーの気泡を飛散させることができる。真空引きは５分で１．５ｋＰａ程度が好ましい。
【００２６】
本発明の複合結晶性ポリマーにはガラス繊維が混入されていないため、前記試験品の成型において、成型用型に流し込み易く、成型し易かった。離型性もよく、成型品の表面の平滑性も良好な試験品を得ることができた。
【００２７】
反りや変形が少なく、寸法精度の良好な試験品にもなった。反り、変形の少ない製品ができた理由は、八チタン酸カリウム繊維の結晶構造はＴｉＯ6八面体の連鎖がトンネル構造を有し、このトンネル構造の隙間が結晶性ポリマーの結晶化発生時に生じるポリマーの収縮歪をダンパー効果（緩衝効果）で吸収し、歪、即ち製品の反り、変形を防止するためと思われる。
【００２８】
アラミド繊維が混和されているため、ティスモＤ１０１だけの場合よりも、機械的強度（曲げ強さ、曲げ弾性率、曲げ撓み（破断）、熱加重撓み温度（０．４５ＭＰａ））が向上し、耐熱性に優れた試験品を得ることができた。
【００２９】
試験品は軽量でもあった。計量化の理由は、八チタン酸カリウム繊維の結晶構造はＴｉＯ6八面体の連鎖がトンネル構造を形成しているため、八チタン酸カリウム繊維が充填剤として結晶性ポリマー（モノマーの場合もある）中に混和された場合、このトンネル構造の隙間が嵩比重の容量増大効果を発揮し、従来からのガラス入りナイロン６で成形された製品よりも軽い製品ができたものと思われる。
【００３０】
実験はしていないが、ベースがナイロン６以外の結晶性ポリマーの場合も、混和剤に前記アラミド繊維及びティスモを使用すれば、それら混和剤の特性上、同じ効果が得られるものと思われる。