JP2002534547A - 吹込成形組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
アミドおよびそのコポリマーを含む合成樹脂は、しばしば吹込成形品のために用
いられる。例えば、吹込成形可能な熱可塑性ポリアミド組成物は、米国特許第5
,408,000号において開示されている。
。押出吹込成形において、この高粘度溶融物は、ダイ成形型(die tool
ing)を通じて垂直に押出され、「パリソン」と呼ばれる溶融樹脂のチューブ
を形成する。このパリソンチューブは金型によって捕らえられ、上部と下部を挟
まれ、膨張させられ、および内部圧力にさらされながら冷却される。その金型は
その後開かれ、硬質の中空品を産出する。
なされる。一般的に、小さいおよび中間のサイズの部品に限定される連続的な吹
込成形方法は、1つまたは複数のダイヘッドからパリソンを形成する、すなわち
多数のダイヘッドヘの流動を順に交替させる。金型を、適所に固定し、および1
つのダイヘッドの専用とすることができ、またはスイングアーム上または回転輪
上でヘッドから離れて往復させて、吹込成形工程および冷却する工程を完成する
ことができる。
型が閉じてパリソンの端を挟み、およびシールを形成する。ピンチオフのサイズ
および位置は部品の設計および用いられる加工装置と共に変化するであろう。最
も一般的な方法は、パリソンのいずれかの端または部品の全周囲に沿ってピンチ
オフを設置する。
成物は、ダイヘッドからの押出の後、冷却するためのいくらかの時間を有し、お
よび種々の他の変化を受け、および完全に溶融状態の樹脂ほど完全には溶接しな
い。特性損失の量は、樹脂組成物、加工パラメーター、および金型の設計により
変化する。
い部分を与える。
形成されるノッチが、その底部の壁の厚さに比較して深すぎるときに生じる。そ
のような場合において、ノッチは製品の底部に弱点を作り出す。強度損失量は、
加工する条件、装置および樹脂組成物に依存する。
的特性を有する吹込成形樹脂組成物である。その組成物は、(1)熱可塑性樹脂
、(2)粘度調節剤、および(3)溶接向上添加物の3つの成分を有する。
塑性樹脂である。本明細書中で用いられる際に、「熱可塑性樹脂」という用語は
合成ポリアミド、ポリエステル、ポリアセタール、またはブロックポリエステル
エーテルコポリマーに加えてそれらの混合物または配合物を含む。
リマーを含み、および羊毛または絹のような天然繊維を含まない。「脂肪族ポリ
アミド」は、主鎖中にアミド基を含む反復単位を有するポリマーを意味し、およ
び該ポリマー中においては少なくともいくらかの、好ましくは少なくとも50モ
ル%のこれらのアミド基(アミド基の窒素原子および/またはカルボニル炭素原
子を通じて)が脂肪族炭素原子と連結している。好ましいポリアミドは、ナイロ
ン−6,6、ナイロン−6、ナイロン6,12、およびナイロン−6,6とナイ
ロン6とのコポリマーを含む。
有し、および一般的にグリコールおよびジカルボン酸の線状飽和縮合生成物、ま
たはそれらの反応性誘導体である。好ましくは、それらは8から14炭素原子を
有する芳香族ジカルボン酸と、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタ
ノールおよび式HO(CH2)nOH(式中、nは2から10の整数である)を
有する脂肪族グリコールからなる群から選択される少なくとも1つのグリコール
との縮合生成物を含むであろう。芳香族ジカルボン酸の50モル%までが8から
14炭素原子を有する少なくとも1つの別個の芳香族ジカルボン酸に置き換えら
れてもよく、および/または20モル%までが2から12炭素原子を有する脂肪
族ジカルボン酸に置き換えられてもよい。
ー、ポリブチレンテレフタレートホモポリマー、ポリエチレンテレフタレート/
ポリブチレンテレフタレートコポリマー、ポリエチレンテレフタレート/ポリブ
チレンテレフタレート混合物およびそれらの混合物に基づく。しかし他のポリエ
ステルを同様に、単独で、互いに組み合わせて、または前述のようなポリエステ
ルと組み合わせて用いてもよい。
ラム/10分の溶融流量値を有する組成物をもたらす。粘度調節剤の例は、ゴム
、エチレンプロピレンジエンエラストマー(EPDM)、オレフィンのようなマ
レイン酸無水物に修飾されたポリマー、イオノマー、スチレンマレイン酸無水物
コポリマー、またはマレイン酸無水物に修飾されたスチレンエチレンブチルスチ
レンコポリマー(SEBS)を含む。
とも(1)高分子量で多官能性の窒素含有ヒンダードフェノール系酸化防止剤、
および(2)高分子量で多官能性のエステル基含有ヒンダードフェノール系酸化
防止剤の、少なくとも2つの成分の混合物である。高分子量で多官能性のエステ
ル基含有ヒンダードフェノール系酸化防止剤は、少なくとも0.1質量%の量に
おいて存在すべきである。それらの溶接向上添加物のそれぞれは、個別に酸化防
止剤として有効であることが知られている。しかしこれらの添加物の組み合わせ
が吹込成形可能な熱可塑性樹脂組成物の溶接する挙動を向上させ、および良好な
物理的特性を有する吹込成形される組成物を与えることを予期せずして発見した
。
た含んでもよい。
も1つの多価炭化水素鎖によって互いから分離される、少なくとも2つのアミド
基を含む、アルキルヒドロキシフェニルポリアミドである。これらのアミド単位
それぞれの第2の原子価が炭化水素鎖の炭素原子の原子価の1つによって満たさ
れるであろう一方で、これらのアミド単位のそれぞれの遊離窒素原子価の1つは
水素原子を有するだろう。炭化水素鎖は直鎖または分枝鎖を有してもよく、およ
び脂肪族または脂環式であってもよい。これらのアミドの代表例は、アルキルヒ
ドロキシフェニルアルカン酸と、エチレンジアミン、1,3−ジアミノプロパン
、1,6−ジアミノヘキサン、1,10−ジアミノデカン、1,1−ジ(アミノ
メチル)−エチルアミン、テトラ(アミノメチル)メタン、1,4−ジアミノメ
チル−シクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,2−ジアミノシ
クロヘキサンなどのようなポリアミンとから誘導されるようなものである。した
がって、この型のヒンダードフェノール系酸化防止剤は、以下の式によって表さ
れてもよい;
、zは2から4までの値を有し、およびAはzと等しい原子価を有する多価の炭
化水素鎖である)。アルキルという用語は、1から30以内の炭素原子の、分枝
または直鎖の炭化水素鎖を意味する。これらの基の代表例はこのようにメチル、
エチル、プロピル、ブチル、t−ブチル、オクチル、デシル、ドデシル、テトラ
デシル、オクタデシル、エイコシルなどでもよい。一方、「(低級)」アルキル
基という用語は、1から約6の炭素原子の、分枝または直鎖の炭化水素基を示す
。
キル基がヒドロキシル基に対してオルトに位置することを表している。また、第
2置換基Rは、ヒドロキシル基に対してオルトの、またはヒドロキシル基に対し
てメタの、および第1(低級)アルキル基に対してパラの位置にある(低級アル
キル)基でもよい。好ましいものは、ジ−(低級)アルキル−フェノール性基で
あり、およびそのように制限されないが、好ましくは(低級)アルキル基はt−
ブチルのような分枝の基である(例えば3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキ
シフェニル)。
標)1098の下でCiba−Geigyにより販売されるN,N’−ヘキサメ
チレンビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナムアミド
)である。吹込成形可能なナイロン6組成物の以下の実施例において記述される
配合において用いられるIrganox(登録商標)1098は、(I)におい
て与えられる式によって表される(「R」はオルトの位置におけるt−ブチル基
であり、「(低級)アルキル」も同様にt−ブチル基であり、およびxは2であ
り、zは2であり、およびAはC6H12である)。
ドフェノール系酸化防止剤である。そのような添加物の例は、商標Irgano
x(登録商標)1010の下でCiba−Geigyにより販売されるペンタエ
リスリチル−テトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェ
ニル)−プロピオネート]である。
ナイロン6を含み、およびそのナイロン6は、マレイン酸無水物でグラフトされ
たエチレン−プロピレン−ジエン−ゴム(EPGM−g−MA)で修飾され、そ
れは粘度調節剤として働いた。吹込成形可能な組成物を、95cm3/gの相対
粘度を有するナイロン6を提供すること、吹込成形可能な組成物の総質量に基づ
いて、17.5質量%のマレイン酸無水物でグラフトされたEPGMゴムを加え
ること、そして次にこれらの成分を一緒に混転してそれらを混合することによっ
て調製した。本発明の溶接向上添加物は、組成物に対して変化する量で添加され
、および組成物をさらに混合して均質の組成物を得た。すべての量は質量部単位
で与えられ、および樹脂、粘度調節剤および溶接向上添加物のみの総組成物に関
連する。
および溶接向上添加物から得られるドライブレンドを30mmのWerner&
Pfleidererツインスクリュー押出成形機中で溶融混合した。用いられ
るスクリューは、バキューム能力を有し、供給材料を供給領域から溶融領域へ運
搬する要素を含む一般用途スクリューであり、該溶融領域においてその材料を圧
縮し、および溶融を開始した。溶融物をバキューム領域中で減圧し、および次に
溶融物が押出成形機を通りおよびダイの外を通過する際に再び圧縮し、およびさ
らに混合した。押出成形機バレルおよびダイを300℃に設定した。押出成形機
を出る溶融ストランドを水中で急冷し、および切断してペレットにした。
た組成物を真空オーブン中で少なくとも8時間にわたって90℃で乾燥し、およ
び乾燥された組成物を、Battenfeld Fischer VK104
吹込成形機で1リットルボトルに吹込成形した。吹込成形機で設定する温度は2
30および240℃の間であった。1リットルボトルを得るために、約300m
mの長さのパリソンを押出した。必要とされるパリソンの長さに達したときに金
型を閉じ、ボトルの底部で溶接線を形成し、およびパリソンの過剰な長さをピン
チオフした。
を検査した。溶接線における品質を定量化するために、溶接線でのノッチの厚さ
nおよびピンチ溶接部に隣接する平均のボトル壁の厚さdを測定した。nの値を
dで除算しおよび「相対溶接線深度」と名づけた。この値は、試験される種々の
組成物に関する、ピンチ溶接の品質を測定するために用いられる。相対溶接線深
度が1に近いほど、ピンチ溶接の品質および外観が良好である。
小さな試験片を切断した。ピンチ溶接線が試験片の中央を垂直方向に貫くような
方法で、ボトル底部から亜鈴形試験片を打ち抜いた。試験片を、窒素下の真空オ
ーブン中で80℃で12時間にわたって乾燥した。乾燥した試験片を、引張試験
機において50mm/分の試験速度で試験した。全ての試験片を破壊が発生する
まで試験し、および破壊時の最大の力および破断点伸びを記録した。破壊時の応
力を、引張試験の間の最大力をピンチ溶接線領域中の最も薄い断面の面積で除算
することによって計算した。
置において、乾燥した試験片に21.6kgの重量をかけ、275℃で測定した
。
った: 溶接向上添加物Aは、ヨウ化カリウム、ヨウ化銅、およびジステアリン酸アルミ
ニウムの3種混合物であり; 溶接向上添加物Bは、商標Irganox(登録商標)1008の下で販売され
ているN,N’−ヘキサン−1,6−ジイルビス[3−(3,5−ジ−t−ブチ
ル−4−ヒドロキシ−フェニルプロピオンアミド)]であり;および 溶接向上添加物Cは、商標Irganox(登録商標)1010の下で販売され
ているテトラキス[メチレン(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシヒドロ
シンナメート)]−メタンであった。
の評価の結果を第1表に要約した。
溶接線深度は、0.4の不満足な値を有した。
深度の受け入れられない結果、および実施例4の場合、受け入れられない物理的
特性を生じさせたことを示す比較例である。
著しい向上が、実施例5において示されているような、溶接向上添加物Bおよび
Cの本発明の組み合わせを用いることによって得られたことを明らかに示してい
る。さらに実施例5、7および8は、実施例1および4と比較して著しく向上さ
れた破壊時の応力および破断点歪みの値を表している。
相対量は、所望される許容可能な結果を達成するには低すぎた。
の組み合わせが、比較例と比較してピンチ溶接部の外観、およびピンチ溶接部の
破壊時の応力および破断点伸びを著しく向上させた。その上、比較例2〜4は、
組成物への単独の酸化防止剤を添加することが、ピンチ溶接特性をある程度まで
向上させるが、双方のヒンダードフェノール系酸化防止剤の組み合わせのみが向
上したピンチ溶接の外観および強度の許容可能な組み合わせを与えることを示し
ている。さらに、実施例5、7〜9は、銅ハロゲン化物の追加された成分がピン
チ溶接特性をさらに向上させることを示している。
、強化剤、成核剤、ガラス、炭素、マイカ、および/またはアラミド繊維のよう
なガラスまたは鉱物補強剤、紫外線安定化剤、難炎剤などのような、合成樹脂と
共に通常利用される添加剤を含有してもよい。通常の充填剤の例は水酸化マグネ
シウムである。
Claims (9)
- 【請求項1】 a.52〜98.8質量%の熱可塑性樹脂と、 b.1から50g/10分の溶融流量値を有する組成物を与える1〜45質量%
の粘度調節剤と、 c.(I)以下の式によって表される高分子量で多官能性の窒素含有ヒンダード
フェノール系酸化防止剤および、 【化1】 (式中、Rは水素または(低級)アルキルであり、xは0から6の値を有し、z
は2から4の値を有し、およびAはzと等しい原子価を有する多価の炭化水素鎖
である) (II)少なくとも0.1質量%の、高分子量で多官能性のエステル基含有ヒン
ダードフェノール系酸化防止剤 の混合物を含む、0.2〜3質量%の溶接向上添加物と の配合物を含み、前記質量%は、成分a.、b.およびc.のみの相対量に基づ
くことを特徴とする吹込成形可能な熱可塑性組成物。 - 【請求項2】 前記熱可塑性樹脂は合成ポリアミド、ポリエステル、ポリア
セタールまたはブロックポリエステルエーテルコポリマーまたはそれらの混合物
であることを特徴とする請求項1に記載の組成物。 - 【請求項3】 前記粘度調節剤は、マレイン酸無水物で修飾されたポリマー
、イオノマーまたはマレイン酸無水物コポリマーであることを特徴とする請求項
1に記載の組成物。 - 【請求項4】 前記マレイン酸無水物で修飾されたポリマーは、修飾された
ゴム、エチレンプロピレンジエンエラストマー、ポリオレフィンまたはエチレン
ブチルスチレンコポリマーであることを特徴とする請求項3に記載の組成物。 - 【請求項5】 前記高分子量で多官能性の窒素含有ヒンダードフェノール系
酸化防止剤はN,N’−ヘキサン−1,6−ジイルビス[3−(3,5−ジ−t
−ブチル−4−ヒドロキシ−フェニルプロピオンアミド)]であることを特徴と
する請求項1に記載の組成物。 - 【請求項6】 前記高分子量で多官能性のエステル基含有ヒンダードフェノ
ール系酸化防止剤は、テトラキス[メチレン(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒ
ドロキシヒドロシンナメート)]−メタンであることを特徴とする請求項1に記
載の組成物。 - 【請求項7】 前記溶接向上添加物は、銅塩およびハロゲン化カリウムの混
合物をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の組成物。 - 【請求項8】 請求項1から7のいずれかに記載の組成物から吹込み成形さ
れる製品。 - 【請求項9】 吹込成形可能な熱可塑性組成物の溶接特性を向上するために
、 (I)以下の式によって表される高分子量で多官能性の窒素含有ヒンダードフェ
ノール系酸化防止剤と、 【化2】 (式中、Rは水素または(低級)アルキルであり、xは0から6の値を有し、z
は2から4の値を有し、およびAはzと等しい原子価を有する多価の炭化水素鎖
である) (II)高分子量で多官能性のエステル含有ヒンダードフェノール系酸化防止剤
、ヒンダードフェノール系酸化防止剤と の混合物を含むことを特徴とする溶接向上添加物の使用。
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