『化学⑥』MCナイロン 河東丈二

Monomer casting nylon-6-b-polyether amine copolymers

モノマーキャスティングナイロン-6-b-ポリエーテルアミンコポリマー

MCナイロンとは、ナイロン6の原料であるカプロラクタムを触媒と混合し、大気圧下で重合・成形した製品です。化学的にはNYLON6と同じですが、高分子量で結晶性が高く、機械的性質、自己潤滑性、耐摩耗性、耐薬品性、耐食性などの優れた特性を持っています。モノマーキャスティングナイロン（モノマーを注型すること）のことで、主原料ナイロンモノマーを大気圧下で重合・成型することでナイロンの特性を向上させ、射出成型や押し出し成型品にはない優れた特徴を持っています。これらの優れた特徴により、様々な産業で金属部品の代替として使用できる優れた素材です。

同じ成分であるナイロン6は、重合するときにコモノマーや安定剤を使用して新たな分子鎖末端や官能基を導入することで、反応性や化学的性質を変えることができる。これは多くの場合、染色性や難燃性を変えるために行われる。ナイロン6はカプロラクタムの開環重合により合成される。カプロラクタムの炭素数は6であるため、ナイロン6である。カプロラクタムを窒素の不活性雰囲気中で約533Kで約4-5時間加熱すると環が壊れて重合する。その後、溶融した塊を紡糸口金に通すことでナイロン6の繊維を形成する。

参考として、重合のときにカプロラクタム分子内のアミド結合が切断され、両側の活性基が新たに2つの結合を形成して、モノマーがポリマー骨格の一部となる。アミド結合の方向が結合ごとに逆転しているナイロン6,6と異、アミド結合が全て同じ方向にある。

では、MCナイロンのグレードと特徴を覚えましょう。

MC901/MC900NC（基本グレード）

MCナイロン®の基本グレードです。6ナイロンに比べ、機械的強度が高く、耐薬品性、耐摩耗性、耐熱性に優れており、プラスチック加工もしやすくなっています。一般的な産業機械、搬送機械、食品包装機械等の各種部品、ギヤ、ローラー、軸受、ライナー、車輪、ガイド、パレット等、これまで金属製の部品をMCナイロン®に置き換えて導入されています。MC901とMC900NCが異なるのは色だけで、MC901は着色が施された青色をしていますが、MC900NCは、ナチュラルホワイトです。MCナイロン®と言えば、MC901の青色がよく知られています。

MC801（耐候グレード）

基本グレードのMC901をベースに特殊グラファイトを添加して、耐候性や耐摩耗性を向上させたのがMC801です。その用途は、屋外で使用される建機、スライドプレート、軸受などが挙げられます。注意点としては、充填剤により導通性があるため、絶縁性を求める部品には向きません。

MC703HL（摺動グレード）

MCナイロン®の摺動性は、他のプラスチック素材と比べよいほうですが、MC901に特殊潤滑剤を添加し、摺動性、耐摩耗性をさらに向上させたものがMC703HL（摺動グレード）です。そのため、ガイドレールや軸受、搬送機械等の各種部品などに多く使われています。

MC602ST（高強度・耐熱グレード）

基本グレードのMC901をベースに耐熱性と機械的強度をさらに向上させたのがMC602STです。ベースとなるMC901の連続使用温度が120℃程度なのに対し、MC602STは150℃です。そのため、より過酷な条件で使えるのが特徴です。例えば、車輪、ローラー、ギヤ、ライナー、そして各種冶具といった各種部品の素材として用いられています。注意点としては、MC602STは、酸性食品関連の用途には使用しないでください。

MC501

基本グレードのMC901をベースに、カーボン系充填剤を添加して、導電性または帯電防止性を付加したグレード。また、ノンカーボン系帯電防止グレードもあります。静電気を除去することができるため、電子部品加工や半導体製造装置部品加工、食品製造装置部品加工など、ホコリを避けたいシーンで活用されます。次に挙げる4つの種類があります。

・MC501CD R2（導電グレード）

カーボン系充填剤を使用。静電気の帯電防止、導電性を必要とする部品に使用。

用途：車輪、ローラー、ガイド、パレット、電子部品製造・搬送機械・クリーンルーム内装置部品。

・MC501CD R6（帯電防止グレード）

カーボン系充填剤を使用。静電気の帯電防止性を必要とする部品に使用。

用途：電子部品製造装置（パレット、ローラー、ハンドリング冶具等）、搬送機械、クリーンルーム内装置部品。溶剤使用箇所の部品。

・MC501CD R9（帯電防止・耐熱グレード）

MC501CD R2、R6よりも高抵抗域での帯電防止性を付加し、耐熱性（150℃）も向上させたグレード。

用途：R2、R6と同様。

・MC501AS R11（ノンカーボン帯電防止グレード）

カーボンを添加せず、帯電防止性能を付加。静電気減衰測定（JIS L 1094）による半減期が2秒以下。カーボン脱落によるパーティクルの発生がない。

用途：他のMC501と同様。

MC Nylon Joji Kawahigashi

MC nylon is a product made by mixing caprolactam, the raw material of nylon 6, with a catalyst, polymerizing, and molding under atmospheric pressure. Although it is chemically the same as NYLON6, it has high molecular weight and high crystallinity and has excellent mechanical properties, self-lubricating properties, wear resistance, chemical resistance, and corrosion resistance. Monomer-casting nylon (monomer-casting) improves the characteristics of nylon by polymerizing and molding the main raw material nylon monomer under atmospheric pressure and has excellent characteristics not found in injection-molded or extruded products. I have. These excellent properties make it an excellent material that can be used as a substitute for metal parts in various industries.

The same component, nylon 6, can be modified in reactivity and chemical properties by introducing new chain ends and functional groups using comonomers and stabilizers during polymerization. This is often done to alter dyeability or flame resistance. Nylon 6 is synthesized by ring-opening polymerization of caprolactam. Since caprolactam has 6 carbon atoms, it is nylon 6. When caprolactam is heated in an inert atmosphere of nitrogen at about 533 K for about 4-5 hours, the ring breaks and polymerizes. The molten mass is then passed through a spinneret to form nylon 6 fibers.

For reference, the amide bond within the caprolactam molecule is cleaved during polymerization, and the active groups on either side form two new bonds, making the monomer part of the polymer backbone. The amide bonds are all oriented in the same direction, unlike nylon 6,6, in which the direction of the amide bonds is reversed from bond to bond.

Now let's learn the grades and characteristics of MC nylon.

MC901/MC900NC (basic grade)

The basic grade of MC Nylon®. Compared to nylon 6, it has higher mechanical strength, excellent chemical resistance, abrasion resistance, and heat resistance, and is easier to process with plastic. MC Nylon® has been introduced to replace metal parts such as gears, rollers, bearings, liners, wheels, guides, pallets, etc., for general industrial machinery, transport machinery, food packaging machinery, etc. The only difference between the MC901 and MC900NC is the color, the MC901 is tinted blue, while the MC900NC is a natural white. Speaking of MC Nylon®, the blue color of MC901 is well known.

MC801 (weather-resistant grade)

MC801 is based on the basic grade MC901 with special graphite added to improve weather resistance and wear resistance. Its applications include outdoor construction equipment, slide plates, and bearings. As a point of caution, the filler is conductive, so it is not suitable for parts that require insulation.

MC703HL (sliding grade)

The sliding property of MC Nylon® is better than that of other plastic materials, but MC703HL (sliding grade) is made by adding a special lubricant to MC901 to further improve sliding property and wear resistance. . Therefore, it is widely used in various parts such as guide rails, bearings, and conveying machines.

MC602ST (high strength, heat resistant grade)

Based on the basic grade MC901, MC602ST has further improved heat resistance and mechanical strength. The continuous use temperature of the base MC901 is about 120°C, while the MC602ST is 150°C. Therefore, it can be used under harsher conditions. For example, it is used as a material for various parts such as wheels, rollers, gears, liners, and various jigs. As a precaution, MC602ST should not be used for applications related to acidic foods.

MC501

Based on the basic grade MC901, this grade adds a carbon-based filler to add conductivity or antistatic properties. There is also a non-carbon type antistatic grade. Since it can remove static electricity, it is used in scenes where dust should be avoided, such as electronic parts processing, semiconductor manufacturing equipment parts processing, and food manufacturing equipment parts processing. There are four types:

・MC501CD R2 (conductive grade)

Uses carbon-based filler. Used for parts that require static electricity prevention and conductivity.

Applications: Wheels, rollers, guides, pallets, electronic component manufacturing, transport machinery, and equipment parts for clean rooms.

・MC501CD R6 (antistatic grade)

Uses carbon-based filler. Used for parts that require antistatic properties.

Applications: Electronic component manufacturing equipment (pallets, rollers, handling jigs, etc.), transport equipment, clean room equipment parts. Parts where a solvent is used.

・MC501CD R9 (antistatic/heat resistant grade)

MC501CD A grade with added antistatic properties in the high resistance range and improved heat resistance (150°C) compared to R2 and R6.

Usage: Same as R2 and R6.

・MC501AS R11 (non-carbon antistatic grade)

Added antistatic performance without adding carbon. The half-life of 2 seconds or less by electrostatic decay measurement (JIS L 1094). No particles are generated due to the falling off of carbon.

Uses the Same as other MC501s.