JP2007254569A - 熱可塑性樹脂組成物およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリアミド樹脂(A)を包含する熱可塑性樹脂組成物であり、固体NMR測定による炭素核の緩和時間T1 Cにおいて、ポリアミド樹脂(A)のカルボニル基の炭素に対応した緩和時間の2成分解析における2つの緩和時間の内、長い方の緩和時間T1 C1が65秒以下、かつポリアミド樹脂(A)のNH基に隣接した炭化水素基の炭素に対応した緩和時間の2成分解析における2つの緩和時間の内、長い方の緩和時間T1 C2が15秒以下であることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。
【選択図】なし
Description
すなわち本発明は、
(1)ポリアミド樹脂(A)を含む熱可塑性樹脂組成物であり、固体NMR測定による炭素核の緩和時間T1 Cにおいて、ポリアミド樹脂(A)のカルボニル基の炭素に対応した緩和時間の2成分解析における2つの緩和時間の内、長い方の緩和時間T1 C1が65秒以下であり、かつポリアミド樹脂(A)のNH基に隣接した炭化水素基の炭素に対応した緩和時間の2成分解析における2つの緩和時間の内、長い方の緩和時間T1 C2が15秒以下であることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物、
(2)反応性官能基を有する樹脂(B)を含むことを特徴とする(1)記載の熱可塑性樹脂組成物、
(3)反応性官能基を有する樹脂(B)が、ゴム質重合体であることを特徴とする(2)に記載の熱可塑性樹脂組成物、
(4)反応性官能基を有する樹脂(B)の反応性官能基が、アミノ基、カルボキシル基、カルボキシル金属塩、エポキシ基、酸無水物基およびオキサゾリン基から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする(2)または(3)記載の熱可塑性樹脂組成物、
(5)ポリアミド樹脂(A)が、ポリアミド6であることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物、
(6)成形品の引張試験において、引張速度V1、V2のときの引張弾性率をE(V1)、E(V2)とすると、V1<V2のとき、E(V1)>E(V2)であることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物、
(7)成形品の引張試験において、引張速度V1、V2のときの引張破断伸度をε(V1)、ε(V2)とすると、V1<V2のとき、ε(V1)<ε(V2)であることを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物、
(8)ポリアミド樹脂(A)および反応性官能基を有する樹脂(B)をスクリュー長さLとスクリュー直径D0の比L/D0が50以上である二軸押出機により溶融混練する際に、前記二軸押出機のスクリューが複数箇所のフルフライトゾーンおよびニーディングゾーンを有し、スクリュー中のニーディングゾーンの樹脂圧力のうち最大の樹脂圧力をPkmax(MPa)、スクリュー中のフルフライトゾーンの樹脂圧力のうち最小の樹脂圧力をPfmin(MPa)とするとしたときに、
Pkmax≧Pfmin+0.3
を満たす条件で溶融混練することを特徴とする熱可塑性樹脂組成物の製造方法、
(9)前記二軸押出機に原料を供給してから押し出すまでの滞留時間を1分から30分、押出量をスクリュー回転1rpm当たり0.01kg/h以上の条件で溶融混練することを特徴とする(8)に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法、
(10)前記二軸押出機のスクリューが、同方向回転完全噛み合い型であることを特徴とする(8)または(9)に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法、
(11)前記ニーディングゾーンの合計長さが、前記スクリュー長さの5〜50%であることを特徴とする(8)〜(10)のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法、
(12)前記ニーディングゾーンのそれぞれの長さLkが、Lk/D0=0.2〜10を満たすことを特徴とする(8)〜(11)のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法、
(13)(1)〜(7)のいずれか記載の熱可塑性樹脂組成物を製造することを特徴とする(8)〜(12)のいずれか記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法、
(14)(1)〜(7)のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物からなる成形品、
(15)成形品が、フィルム、シートおよび繊維から選ばれる少なくとも1種である(14)記載の成形品、
(16)成形品が自動車用部品建材、スポーツ用品および電気・電子機器部品から選ばれる少なくとも1種である(14)または(15)に記載の成形品、
に関するものである。
Pkmax≧Pfmin+0.3
を満たす条件で溶融混練することを特徴とする熱可塑性樹脂組成物の製造方法である。
特に断りのない限り、原料は下記に記したものを使用した。
ポリアミド6樹脂(以下PA6樹脂と略称する)
:「CM1017」(東レ社製)
グリシジルメタクリレート変性ポリエチレン共重合体(以下GMA変性PE共重合体と略称する)
:「ボンドファースト BF−7L」(住友化学社製)
未変性ポリエチレン共重合体(以下未変性PE共重合体と略称する)
:「LOTRYL29MA03」(アルケマ社製)
実施例1、2
熱可塑性樹脂(A)としてPA6樹脂を、反応性官能基を有する樹脂(B)としてGMA変性PE共重合体を使用し、表1に示す配合組成で混合し、真空ポンプによる揮発分の除去および窒素フローを行いながら、スクリュー径37mm、スクリューは2条ネジの2本のスクリューのL/D0=100の同方向回転完全噛み合い型二軸押出機(東芝機械社製、TEM−37BS−26/2V)を使用し、シリンダー温度を260℃、表1に示すスクリュー回転数、押出量で溶融混練を行い、吐出口(L/D=100)よりストランド状の溶融樹脂を吐出した。その際、原料と共に着色剤を投入し、押出物への着色が最大となる時間を滞留時間として測定し、その滞留時間を表1に示した。また、スクリュー構成:Aとして、L/D0=22、28、43、55、69、77、93の位置から始まる7箇所のニーディングゾーンを設け、各ニーディングゾーンの長さLk/D0は、順番にLk/D0=1.8、1.8、2.3、2.3、2.3、2.3、3.0とした。さらに各ニーディングゾーンの下流側に、逆スクリューゾーンを設け、各逆スクリューゾーンの長さLr/D0は、順番にLr/D0=0.4、0.4、0.8、0.8、0.4、0.8、0.4とした。また、スクリュー全長に対する上記ニーディングゾーンの合計長さの割合(%)を、(ニーディングゾーンの合計長さ)÷(スクリュー全長)×100により算出すると、ニーディングゾーンの合計長さの割合は16%であった。また、複数ヶ所のニーディングゾーンに設置した樹脂圧力計が示した樹脂圧力のうち、最大となったニーディングゾーンの樹脂圧力Pkmax(MPa)から、複数ヶ所のフルフライトゾーンに設置した樹脂圧力計が示した樹脂圧力のうち、最小となったフルフライトゾーンの樹脂圧力Pfmin(MPa)を引いた値を表1に示した。また、吐出されたストランド状の溶融樹脂を、冷却バスを通過させて冷却し、ペレタイザーにより引取りながら裁断することにより、熱可塑性樹脂組成物のペレット状のサンプルを得た。該サンプルを乾燥後、以下の条件で評価用試験片を作成した。また、以下の条件で各種特性を評価した。その結果を表2に示す。
日精樹脂工業社製射出成形機(NP7−1F)を用いて、成形温度:260℃、金型温度:80℃、射出圧力:下限圧+5kgf/cm2の条件により、JIS−5Aダンベル型試験片(長さ75mm×端部幅12.5mm×厚さ2mm)およびJIS−1号短冊型試験片(幅10mm×長さ80mm×厚さ4mm)を作成した。
本発明の熱可塑性樹脂組成物のペレットを、固体NMRサンプル管の中央に充填し、固体NMR測定装置(Chemagnetics社製CMX−300 Infinity)に供し、室温で、観測核を13C、観測周波数を75.2MHz、パルス幅4.5μsとし、Torchia法により、炭素核の緩和時間T1 Cを測定した。ポリアミド樹脂(A)のカルボニル基の炭素に対応したピークは174ppm、NH基に隣接した炭化水素基の炭素に対応したピークは42ppmとし、測定後、2成分解析を実施した。カルボニル基の炭素に対応した緩和時間の2成分解析における2つの緩和時間の内、長い方の緩和時間をT1 C1、NH基に隣接した炭化水素基の炭素に対応した緩和時間の2成分解析における2つの緩和時間の内、長い方の緩和時間をT1 C2とした。結果を表2に示す。
射出成形により得られたJIS−5Aダンベル型試験片を、四酸化ルテニウムにより染色後、超薄切片を切り出し、透過型電子顕微鏡(日立製作所製H−7100型透過型電子顕微鏡)にて35000借に拡大し、モルフォロジー観察を行い、連続相成分の同定を行った。さらに、50000倍に拡大し、分散柚中の微粒子の存在の有無を確認するとともに、Scion Corporation社製画像解析ソフト「Scion Image」を使用し、それら微粒子が分散相に占める面積の割合を算出した。その結果を表2に示した。
射出成形により得られたJIS−5Aダンベル型試験片を、オートグラフAG100kNG(島津製作所製)に供し、チャック間距離を50mmとし、100mm/min、500mm/min、1000mm/minの速度で、引張試験を実施し、各速度における引張弾性率および引張破断伸度を評価した。なお、引張破断伸度は、チャック間距離50mmを基準とした破断伸度とした。その結果を表2に示した。
射出成形により得られたJIS−5Aダンベル型試験片を、島津製作所社製サーボパルサーEHF−U2H−20L型高速面衝撃試験器に供し、チャック間距離を50mmとし、3.6km/h(60000mm/min)の速度で、20℃および−20℃における高速引張試験を実施し、降伏強度、引張破断伸度および衝撃吸収エネルギーを評価した。なお、引張破断伸度は、チャック間距離50mmを基準とした破断伸度とした。その結果を表3に示した。
射出成形により得られたJIS−1号短冊型試験片を、東洋精機社製シャルピー衝撃試験機611に供し、ISO179に従い、23℃、50%RHにおけるシャルピー衝撃試験を実施した。その結果を表3に示した。
射出成形により得られたJIS−1号短冊型試験片を、東洋精機社製HDTテスターS3−MHに供し、23℃、50%RHの条件で48時間調湿したサンプルについて、ISO75−1,2に従い荷重撓み温度(荷重0.45MPa)を測定した。その結果を表3に示した。
射出成形により得られたJIS−5Aダンベル型試験片より、長さ30mm×幅3.5mm×厚さ2mmの短冊形試験片を切り出し、その短冊形試験片を、エー・アンド・ディー社製動的粘弾性自動測定器(RHEOVIBRON DDV−25FP)に供し、昇温速度:5℃/min、歪み振幅:0.4%、周波数:1Hz、試験温度:−150〜150℃の条件により、損失正接(tanδ)の測定を実施した。損失正接(tanδ)のピーク値を表3に示した。
スクリュー構成:Bとして、L/D0=22、28、43、55、69、77、93の位置から始まる7箇所のニーディングゾーンを設け、各ニーディングゾーンの長さLk/D0は、順番にLk/D0=1.8、1.8、2.3、2.3、2.3、2.3、3.0とした。スクリュー構成として、逆スクリューゾーンを設けなかった以外は、実施例1、2と同様にして溶融混練を実施し、熱可塑性樹脂組成物を得た。混練条件を表1に、得られた熱可塑性樹脂組成物評価結果を表2および表3に示す。
未変性ポリエチレン共重合体を使用した以外は、実施例1、2と同様にして溶融混練を実施し、熱可塑性樹脂組成物を得た。混練条件を表1に、得られた熱可塑性樹脂組成物評価結果を表2および表3に示す。
スクリュー径37mm、スクリューは2条ネジの2本のスクリューのL/D0=100の同方向回転完全噛み合い型二軸押出機(東芝機械社製、TEM−37BS−26/2V)に設置されているL/D0=72のサンプリングバルブより熱可塑性樹脂組成物を吐出した以外は、実施例1と同様にして溶融混練を実施し、熱可塑性樹脂組成物を得た。混練条件を表1に、得られた熱可塑性樹脂組成物評価結果を表2および表3に示す。なお、スクリュー全長に対する上記ニーディングゾーンの合計長さの割合(%)を、(ニーディングゾーンの合計長さ)÷(スクリュー全長)×100により算出すると、ニーディングゾーンの合計長さの割合は15%であった。
スクリュー構成をBとした以外は、実施例3と同様にして溶融混練を実施し、熱可塑性樹脂組成物を得た。混練条件を表1に、得られた熱可塑性樹脂組成物評価結果を表2および表3に示す。
スクリュー径37mm、スクリューは2条ネジの2本のスクリューのL/D0=100の同方向回転完全噛み合い型二軸押出機(東芝機械社製、TEM−37BS−26/2V)に設置されているL/D0=40のサンプリングバルブより熱可塑性樹脂組成物を吐出した以外は、比較例4と同様にして溶融混練を実施し、熱可塑性樹脂組成物を得た。混練条件を表1に、得られた熱可塑性樹脂組成物評価結果を表2および表3に示す。なお、スクリュー全長に対する上記ニーディングゾーンの合計長さの割合(%)を、(ニーディングゾーンの合計長さ)÷(スクリュー全長)×100により算出すると、ニーディングゾーンの合計長さの割合は9%であった。
Claims (16)
- ポリアミド樹脂(A)を含む熱可塑性樹脂組成物であり、固体NMR測定による炭素核の緩和時間T1 Cにおいて、ポリアミド樹脂(A)のカルボニル基の炭素に対応した緩和時間の2成分解析における2つの緩和時間の内、長い方の緩和時間T1 C1が65秒以下であり、かつポリアミド樹脂(A)のNH基に隣接した炭化水素基の炭素に対応した緩和時間の2成分解析における2つの緩和時間の内、長い方の緩和時間T1 C2が15秒以下であることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。
- 反応性官能基を有する樹脂(B)を含むことを特徴とする請求項1記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 反応性官能基を有する樹脂(B)が、ゴム質重合体であることを特徴とする請求項2に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 反応性官能基を有する樹脂(B)の反応性官能基が、アミノ基、カルボキシル基、カルボキシル金属塩、エポキシ基、酸無水物基およびオキサゾリン基から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項2または3記載の熱可塑性樹脂組成物。
- ポリアミド樹脂(A)が、ポリアミド6であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 成形品の引張試験において、引張速度V1、V2のときの引張弾性率をE(V1)、E(V2)とすると、V1<V2のとき、E(V1)>E(V2)であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 成形品の引張試験において、引張速度V1、V2のときの引張破断伸度をε(V1)、ε(V2)とすると、V1<V2のとき、ε(V1)<ε(V2)であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
- ポリアミド樹脂(A)および反応性官能基を有する樹脂(B)をスクリュー長さLとスクリュー直径D0の比L/D0が50以上である二軸押出機により溶融混練する際に、前記二軸押出機のスクリューが複数箇所のフルフライトゾーンおよびニーディングゾーンを有し、スクリュー中のニーディングゾーンの樹脂圧力のうち最大の樹脂圧力をPkmax(MPa)、スクリュー中のフルフライトゾーンの樹脂圧力のうち最小の樹脂圧力をPfmin(MPa)とするとしたときに、
Pkmax≧Pfmin+0.3
を満たす条件で溶融混練することを特徴とする熱可塑性樹脂組成物の製造方法。 - 前記二軸押出機に原料を供給してから押し出すまでの滞留時間を1分から30分、押出量をスクリュー回転1rpm当たり0.01kg/h以上の条件で溶融混練することを特徴とする請求項8に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
- 前記二軸押出機のスクリューが、同方向回転完全噛み合い型であることを特徴とする請求項8または9に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
- 前記ニーディングゾーンの合計長さが、前記スクリュー長さの5〜50%であることを特徴とする請求項8〜10のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
- 前記ニーディングゾーンのそれぞれの長さLkが、Lk/D0=0.2〜10を満たすことを特徴とする請求項8〜11のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
- 請求項1〜7のいずれか記載の熱可塑性樹脂組成物を製造することを特徴とする請求項8〜12のいずれか記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物からなる成形品。
- 成形品が、フィルム、シートおよび繊維から選ばれる少なくとも1種である請求項14記載の成形品。
- 成形品が自動車用部品建材、スポーツ用品および電気・電子機器部品から選ばれる少なくとも1種である請求項14または15に記載の成形品。
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