CN104703499B - 拉链用注射成型链牙及具备该拉链用注射成型链牙的拉链 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种保持具有实用性的高强度，在安装后拉链带不会起皱，而且，具有优异的成型性的拉链用的注射成型链牙。一种注射成型链牙，是将含有玻璃化温度为40～70℃的聚酰胺树脂的聚酰胺树脂组合物作为材料的拉链用的注射成型链牙，其中，该组合物的熔体流动速率为5～40g/10分钟，在总和为100质量份的聚酰胺树脂和增强纤维中含有40～60质量份的增强纤维。

Description

拉链用注射成型链牙及具备该拉链用注射成型链牙的拉链

技术领域

本发明涉及一种拉链用的注射成型链牙。另外，本发明涉及一 种具备该注射成型链牙的拉链。

背景技术

衣服、箱包类、鞋类和杂货之类的日用品自不必说，拉链也是 一种可以在储水罐、渔网和宇航服之类的工业用品中利用的物品的 开闭器具。

在图1中示出了拉链的构成例。拉链10主要由以下三个部分构 成：一对长带11；作为沿着各带的一侧缘安装的拉链的啮合部分的 多个链牙12；和通过使链牙12啮合及分离而控制拉链开闭的拉头 13。此外，为了防止拉头13的脱落，可以设置上止件14和打开件15，在拉头13的表面可以安装拉攀16。

在使用合成树脂作为链牙的材料的情况下，链牙向拉链带上的 安装能够通过在带上的连续的注射成型而进行。作为合成树脂，以 往使用聚甲醛(专利文献1和专利文献2)，但在近年来从提高性能的 观点出发，也提出了聚甲醛以外的材料。在专利文献3中，以在将 由织物和树脂制部件构成的拉链进行同浴染色的情况下，将织物和 拉链进行染色使得外观变为相同的色调作为课题，提出了使用聚酯 和聚酰胺的拉链部件。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-219903号公报

专利文献2：日本特开2001-192530号公报

专利文献3：日本专利第4517277号公报

发明内容

作为拉链用的注射成型链牙所要求的特性，可列举出：保持具 有实用性的高强度，在安装后拉链带不会起皱(设计性)，而且，具有 优异的成型性。关于这一点，聚甲醛虽然成型性优异，但存在难以 高强度化的问题。另外，也存在因与带的紧密接触力弱而导致链牙 滑移性降低的问题。

虽然在专利文献3中记载了能够使用聚酯或聚酰胺作为链牙材 料，但该文献所涉及的发明以提高同色染色性作为着眼点，对于用 以全部满足这些特性的具体技术的研究不充分。特别是完全未公开 将聚酰胺树脂用于链牙的具体例。

因此，本发明的课题为提供一种能够满足上述所有特性的拉链 用的注射成型链牙。另外，本发明还以提供一种具备这样的注射成 型链牙的拉链作为另外的课题。

本申请发明人为了解决上述课题而反复深入研究，发现了配合 具有规定的玻璃化温度(Tg)的聚酰胺树脂和增强纤维、进而制成具有 特定范围的熔体流动速率(MFR)的聚酰胺树脂组合物是有效的。另 外，还发现了通过添加规定的脂肪酸盐，能够不损害强度而提高成 型性。

本发明是以上述见解作为基础完成的，在一个层面，是一种注 射成型链牙，是将含有玻璃化温度为40～70℃的聚酰胺树脂的聚酰 胺树脂组合物作为材料的拉链用的注射成型链牙，其中，该组合物 的熔体流动速率为5～40g/10分钟，在总和为100质量份的聚酰胺树 脂和增强纤维中含有40～60质量份的增强纤维。

在本发明所涉及的注射成型链牙的一个实施方式中，含有碳原 子数为20以上且40以下的脂肪酸的金属盐。

在本发明所涉及的注射成型链牙的另一个实施方式中，脂肪酸 盐为褐煤酸盐。

在本发明所涉及的注射成型链牙的又另一个实施方式中，相对于总和为100质量份的聚酰胺树脂和增强纤维，脂肪酸盐的含量为0.1 ～2.0质量份。

在本发明所涉及的注射成型链牙的又另一个实施方式中，熔体流 动速率为10～20g/10分钟。

在本发明所涉及的注射成型链牙的又另一个实施方式中，聚酰胺 树脂为从由尼龙6和尼龙610组成的组中选择的至少1种。

在本发明所涉及的注射成型链牙的又另一个实施方式中，增强纤 维为从由玻璃纤维、碳纤维和芳族聚酰胺纤维组成的组中选择的1种 以上。

本发明在另一个层面为一种具备本发明所涉及的注射成型链牙 的拉链长链。

本发明在又另一个层面为一种具备本发明所涉及的注射成型链 牙的拉链。

本发明在又另一个层面为一种具备本发明所涉及的拉链的物品。

根据本发明，能够得到在为高强度的同时，成型性优异且拉链带 的起皱得到抑制的拉链。

附图说明

图1是表示拉链的一个构成例的主视图。

具体实施方式

(1.聚酰胺树脂)

本发明所涉及的拉链用的注射成型链牙以聚酰胺树脂组合物作 为材料。在本发明中能够使用的聚酰胺树脂是玻璃化温度为40～70 ℃的聚酰胺树脂。通过使玻璃化温度为40℃以上而容易展现高强度， 另外，通过使玻璃化温度为70℃以下而能够实现低温下的注射成型， 从而能够防止在注射成型时拉链带因热而收缩从而发生起皱。聚酰胺 树脂的玻璃化温度优选为50～60℃。

在本发明中，聚酰胺树脂的玻璃化温度的测定方法依照JIS K7121。

聚酰胺树脂可以通过二胺与二羧酸的共缩聚、ω-氨基酸的缩聚 和内酰胺类的开环聚合等得到。作为二胺，例如可以列举出乙二胺、 丙二胺、丁二胺、己二胺、2-甲基丙二胺、3-甲基丙二胺、辛二胺、 癸二胺和十二烷二胺等直链状或支链状的脂肪族二胺，间苯撑二甲 基二胺、对苯撑二甲基二胺、间苯二胺和对苯二胺等芳香族二胺， 异佛尔酮二胺、2-氨基甲基哌啶、4-氨基甲基哌啶、4,4’-二氨基二环 亚己基甲烷、4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二环亚己基甲烷、1,3-二(4-哌 啶基)-丙烷、1,2-二氨基环己烷、1,3-二氨基环己烷、1,4-二氨基环己 烷、N-氨基丙基哌嗪、4,4’-二氨基二环亚己基丙烷、1,2-双(氨基甲 基)环己烷、1,3-双(氨基甲基)环己烷和1,4-双(氨基丙基)哌嗪等脂环 族二胺。作为二羧酸，例如可以列举出琥珀酸、丙二酸、丁二酸、 戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸、 十一烷二酸、二聚酸、氢化二聚酸等直链状或支链状的脂肪族二羧 酸，邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二甲酸、2-氯对苯二 甲酸、2-甲基对苯二甲酸、5-甲基间苯二甲酸、和间苯二甲酸-5-磺 酸钠及1,5-萘二甲酸等芳香族二羧酸，1,4-环己烷二甲酸、1,2-环己 烷二甲酸、1,3-环己烷二甲酸、四氢邻苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸酐、 六氢邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸酐、3-甲基-1,2,3,6-四氢邻苯二甲 酸酐、4-甲基-1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐、3-甲基-1,2,3,6-四氢邻苯二 甲酸、4-甲基-1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸、3-甲基-六氢邻苯二甲酸酐、 4-甲基六氢邻苯二甲酸酐、3-甲基六氢邻苯二甲酸、4-甲基六氢邻苯 二甲酸等具有非芳香族环式基的二羧酸。作为ω-氨基酸，例如可以 列举出6-氨基己酸、11-氨基十一烷酸、12-氨基十二烷酸、4-哌啶甲 酸、3-哌啶甲酸、和2-哌啶甲酸等。作为内酰胺，可以列举出ε-己 内酰胺、十一内酰胺和十二内酰胺等。

作为聚酰胺的特别适合的具体例，可以列举出聚己内酰胺(尼龙 6)、聚十二内酰胺(尼龙12)、聚己二酰己二胺(尼龙66)、聚己二酰十 一烷二胺(尼龙116)、聚癸二酰己二胺(尼龙610)、聚己二酰癸二胺(尼 龙106)、聚癸二酰癸二胺(尼龙1010)、聚十二烷二酰己二胺(尼龙612) 和聚十二烷二酰癸二胺(尼龙1012)。

它们可以单独使用，也可以组合2种以上混合使用。

此外，也可以使用通过聚酰胺的重复单元的任意的组合而得到 的共聚物。

(2.增强纤维)

通过在聚酰胺树脂组合物中含有增强纤维，能够增强注射成型 链牙的强度。对于聚酰胺来说，由于通过用硅烷偶联剂、钛酸盐系 偶联剂或铝酸盐系偶联剂等进行表面处理，预计与聚酯相比会提高 对增强纤维的亲和性，所以即使大量地添加增强纤维也能够不损害 强度地实现高刚性化。具体而言，在总和为100质量份的聚酰胺树 脂和增强纤维中，能够将增强纤维的浓度设为40质量份以上，进而 也能够设为50质量份以上。但是，若增强纤维的浓度过高，则成型 性恶化，强度也降低，所以聚酰胺树脂组合物中的增强纤维的浓度 优选设为70质量份以下，更优选设为65质量份以下。

作为本发明所使用的增强纤维，虽然没有限定，但例如除了碳 纤维、芳族聚酰胺纤维等有机纤维以外，还能够使用玻璃纤维、针 状硅灰石、须晶(例：钛酸钙须晶、碳酸钙须晶、硼酸铝须晶)等无机 纤维。在能够保持一定以上的流动性、同时能够提高强度的观点下， 优选使用选自玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维和碳纤维的任意一种以上， 更优选玻璃纤维。它们可以单独使用，也可以组合2种以上混合使 用。

作为在树脂中进行混合前的平均纤维直径，优选3～20μm左右， 更优选5～12μm左右。作为在树脂中进行混合前的平均纤维长度， 优选1mm～10mm左右，更优选3mm～6mm左右。此处，纤维直径 指求得增强纤维的截面积，将其截面积按正圆进行计算时的直径。 另外，在树脂中进行混合前的纵横比＝平均纤维直径:平均纤维长度优 选1:50～3:10000，更优选1:300～1:1200。在树脂中进行混合并成型 后，增强纤维的平均纤维长度通常变为1/10～1/20，例如为0.1～ 1mm，典型地为0.1～0.5mm。

聚酰胺树脂组合物中的聚酰胺树脂与增强纤维的总含量典型地 为90质量％以上，更典型地为95质量％以上。

(3.熔体流动速率)

在本发明中，控制所使用的聚酰胺树脂组合物的熔体流动速率 (MFR)。MFR受到聚酰胺的分子量或增强纤维的含量等的影响而改 变。若MFR过度降低，则会因流动性的恶化而导致将拉头等拉链用 成型部件注射成型时的填充率变差，产生成品率降低或成型周期变 长等问题。另一方面，若MFR过度升高，则不仅强度降低，而且引 起因分子量分布变宽而产生流动不均匀从而导致外观缺陷，或夏季 环境的尺寸稳定性因来源于聚合物成分的吸水率的影响而变差等问 题。优选的MFR为5～40g/10分钟，更优选的MFR为8～30g/10 分钟，进一步优选的MFR为10～20g/10分钟。在本发明中，MFR 依照JIS K7210(A法)在280℃、测定载荷2.16kg的条件下进行测定。 通过使用MFR在此范围内的树脂组合物，能够以高生产效率制造成 型性和品质稳定性优异的拉链用成型部件。从上述增强纤维的含量 来看，为了得到该范围的MFR，需要将在本发明中使用的聚酰胺的 分子量设定为比较高的水平。

(4.脂肪酸盐)

在本发明中使用的聚酰胺树脂为了得到在本发明中规定的MFR 而需要提高分子量，因此在单独使用聚酰胺树脂的情况下有变为高 粘度且低流动性的趋势。高粘度且低流动性的特性导致成型性的恶 化。因此，为了提高成型性而考虑添加以提高流动性为目的的蜡， 但已知若添加蜡，则除了造成强度降低以外，还会引起使对带的紧 密接触性恶化的问题。因此，本申请发明人对于用以不使强度降低 而提高成型性的添加剂进行了研究，得知在添加碳原子数为20以上 且40以下的脂肪酸的金属盐的情况下能够不损害强度而提高成型 性。进而，得知在脂肪酸金属盐中优选褐煤酸金属盐。作为褐煤酸 金属盐的具体例，可以列举出褐煤酸钙、褐煤酸钠、褐煤酸锌、褐 煤酸锂、褐煤酸镁、褐煤酸铝。

相对于总和为100质量份的聚酰胺树脂和增强纤维，脂肪酸盐 的含量优选为0.1～2.0质量份。通过设为0.1质量份以上，能够显著 发挥成型性提高效果，并且，通过设为2.0质量份以下，能够抑制由 经年劣化导致的渗出、由变黄导致的色调变化。相对于总和为100 质量份的聚酰胺树脂和增强纤维，脂肪酸盐的含量更优选为0.3～1.0 质量份。

此外，在聚酰胺树脂组合物中还可以添加耐热稳定剂、耐气候 剂、耐水解剂、抗氧化剂、其它颜料等常用的添加剂，例如使得相 对于总和为100质量份的聚酰胺树脂和增强纤维，合计添加量为10.0 质量份以下，典型地为5.0质量份以下，更典型地为2.0质量份以下。 在添加其它颜料的情况下，希望使上述具有规定的莫氏硬度和折射 率的颜料占全部颜料的90质量％以上、优选95质量％、进一步优选 100质量％。

(5.拉链)

能够使用本发明所涉及的聚酰胺树脂组合物通过注射成型制造 拉链用的链牙。通常，将链牙在拉链带上连续地注射成型，制造在 拉链带的侧缘安装有链牙的拉链牙链带。

对于使用本发明所涉及的树脂组合物将链牙在带上进行注射成 型从而制造拉链长链的方法的一例进行说明。首先，将作为树脂组 合物的成分的聚酰胺、增强纤维、脂肪酸等充分地混匀使得不会存 在成分的不均匀。混匀可以使用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机和捏 合机等。若将混匀后的树脂组合物利用具有规定形状的模具在带上 进行注射成型，则得到拉链链。对于通过链牙列在带上的连续的注 射成型制造拉链长链的技术本身来说，是众所周知的而无需特殊说 明，例如在日本特开平2-36376号公报、日本特开昭59-91906号公 报、日本特开昭59-101334号公报等中进行了记载。作为带的材料， 无特殊限制，可以使用聚酯、聚酰胺、聚烯烃、聚醚、丙烯酸和聚 乙烯等化学纤维，棉和麻等纤维素类天然纤维，羊毛和丝绸等蛋白 质类天然纤维，人造丝和铜氨纤维等再生纤维素类半合成化学纤维等，但由于强度、耐热性、染色性、成本等理由，优选将聚酯纤维 织造或编造而成的材料。对于注射成型的条件来说，虽然无特殊限 制，但从不会劣化且能够确保高生产率的观点出发，优选料筒温度 为比聚酰胺的熔点高10～60℃的温度，举例来说，在聚酰胺6的情 况下优选在235～285℃的范围内进行设定，在聚酰胺610的情况下 优选在235～285℃的范围内进行设定，在聚酰胺66的情况下优选在 275～325℃的范围内进行设定；另外，模具温度为比聚酰胺的玻璃 化温度高10℃以上的温度，并且，设为带不会燃烧的温度范围。举 例来说，在聚酰胺6的情况下优选在60～100℃的范围内进行设定， 在聚酰胺610的情况下优选在70～100℃的范围内进行设定，在聚酰 胺66的情况下优选在80～100℃的范围内进行设定。

能够通过使左右一对的拉链牙链带啮合而制成拉链长链，还能 够进一步组合拉头等部件而制成拉链。这样制造的拉链能够安装于 各种物品的开闭部。

对于本发明所涉及的注射成型链牙的表面来说，在提高光泽感 方面，十点平均粗糙度优选表面的十点平均粗糙度为6μm以下，例 如可以设为0.1～6μm。十点平均粗糙度使用非接触式的表面粗糙度 测定仪测定，所述表面粗糙度测定仪使用激光显微镜。

能够对注射成型链牙实施染色。染色方法无特殊限制，但以浸 染和印染为代表。作为染料，虽然并无限定，但适合为含金染料、 酸性染料、士林染料和分散染料，其中因染色性和牢固性良好而能 够特别适合使用酸性染料。染色能够与拉链的其它的构成部件同时 实施，还能够分别实施。

实施例

以下示出本发明的实施例，但它们是为了更好地理解本发明及 其优点而提供的实例，不意图限定本发明。

作为聚酰胺树脂，准备以下材料。

·尼龙6(Toray Industries Inc.制的商品名为“Amilan CM1007”， 玻璃化温度＝50℃)

·尼龙610(EVONIK公司制的商品名为“VESTAMID Terra HS16”，玻璃化温度＝60℃)

·尼龙66(AKChem公司制的商品名为“Leona 1300S”，玻璃化 温度为80℃)

·尼龙6(Unitika Ltd.制的商品名为“A1012”，玻璃化温度为 50℃)

各聚酰胺树脂的玻璃化温度的测定方法依照JIS K7121，作为 DSC(差示扫描量热仪)使用Extar6000(Seiko Instruments Inc.制)，在 10℃/分钟的升温条件下进行测定。

作为增强纤维，准备以下材料。

·耐热玻璃纤维(日东纺绩社制的商品名为“CS3J-459”，纤维 截面形状为φ11μm(正圆形)，成型前平均纤维长度为3.0mm，成型 后平均纤维长度为0.1mm)

·扁平玻璃纤维(日东纺绩社制的商品名为“CSG3PL-810S”， 纤维截面形状为14×7μm(椭圆形)，成型前平均纤维长度为3.0mm， 成型后平均纤维长度为0.15mm)

作为添加剂，准备以下材料。

·酚系抗氧化剂(ADEKA公司制的商品名为“Adekastab AO-80”)

·磷系抗氧化剂(ADEKA公司制的商品名为“Adekastab PEP36”)

·硬脂酸锌(日东化成工业社制的商品名为“Zn-St”，碳原子数： 18)

·聚乙烯蜡(Clariant(Japan)K.K.制的商品名为“Licowax PE520”， 分子量：约2000)

·褐煤酸钙(日东化成工业社制的商品名为“CS-8”，碳原子数： 28)

·褐煤酸钠(日东化成工业社制的商品名为“NS-8”，碳原子数： 28)

使用双螺杆挤出机(东芝机械制，TEM-18SS)将上述聚酰胺树脂、 玻璃纤维和添加剂混匀使得成为表1和表2所记载的各种混合比例 (质量基准)，然后，将熔融树脂挤出成条状，在用冷却水槽使其固化 后，将条料用造粒机切割，由此得到实施例和比较例的聚酰胺树脂 组合物的粒料。对于这些粒料，分别排列使用固定模具和可动模具 的多种链牙模具，使用能够将链牙在带上连续地进行注射成型的拉 链长链制造装置，将料筒温度设为聚酰胺的熔点+20℃，将模具温 度设为聚酰胺的玻璃化温度+20℃，制造拉链长链。

对于得到的拉链长链，评价链横拉强度(JIS S3015：2007)、链牙 滑移(ASTM-D-2061)、链牙拉脱(ASTM-D-2061)、滑动阻力(JIS S3015：2007)、成型性。关于成型性，评价链进给性。链进给性可 以通过从拉链长链制造装置取出产品时的施加于辊的伺服马达扭矩来进行判断，在取出链时的最大载荷低于10kg的情况下记为○，在 取出链时的最大载荷为10kg以上且低于20kg的情况下记为△，在 取出链时的最大载荷为20kg以上的情况下记为×。将结果显示在表 1和表2中。

另外，依照JIS K7210(A法)测定发明例和比较例所涉及的聚酰 胺树脂组合物在280℃下的熔体流动速率(MFR)。将结果显示在表1 和表2中。

表1

表2

(讨论)

对于实施例1～7来说，在强度、带起皱和成型性等项目中均具 有优异的特性。特别是对于添加了褐煤酸盐的实施例4和5来说， 在成型性提高的基础上，强度也升高。另一方面，对于比较例1来 说，由于玻璃纤维的含量过高，MFR过低，所以成型性恶化，未能 制造拉链链。对于比较例2来说，由于相反地玻璃纤维的含量过低 而无法得到足够的强度。对于比较例3来说，由于使用玻璃化温度 高的聚酰胺，所以成型温度升高，产生带起皱。对于比较例4来说， MFR过高而无法得到足够的强度。对于比较例5来说，由于所使用 的聚酰胺本身的MFR高(换言之，分子量低)，所以整体而言MFR 也升高，无法得到足够的强度。

附图标记说明

10 拉链

11 长带

12 链牙

13 拉头

14 上止件

15 打开件

16 拉攀

Claims (10)

1.一种注射成型链牙，是将含有玻璃化温度为40～70℃的聚酰胺树脂的聚酰胺树脂组合物作为材料的拉链用的注射成型链牙，其中，该组合物的依照JIS K7210A法在280℃、测定载荷2.16kg的条件下测定的熔体流动速率为5～40g/10分钟，在总和为100质量份的聚酰胺树脂和增强纤维中含有40～60质量份的增强纤维。

2.如权利要求1所述的注射成型链牙，其中，含有碳原子数为20以上且40以下的脂肪酸的金属盐。

3.如权利要求2所述的注射成型链牙，其中，脂肪酸盐为褐煤酸盐。

4.如权利要求1～3中任一项所述的注射成型链牙，其中，相对于总和为100质量份的聚酰胺树脂和增强纤维，脂肪酸盐的含量为0.1～2.0质量份。

5.如权利要求1～3中任一项所述的注射成型链牙，其中，所述熔体流动速率为10～20g/10分钟。

6.如权利要求1～3中任一项所述的注射成型链牙，其中，聚酰胺树脂为从由尼龙6和尼龙610组成的组中选择的至少1种。

7.如权利要求1～3中任一项所述的注射成型链牙，其中，增强纤维为从由玻璃纤维、碳纤维和芳族聚酰胺纤维组成的组中选择的1种以上。

8.一种拉链长链，具备权利要求1～7中任一项所述的注射成型链牙。

9.一种拉链，具备权利要求1～7中任一项所述的注射成型链牙。

10.一种物品，具备权利要求9所述的拉链。