JP2008274305A - 良好な流動性を有するポリアミド組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】前処理工程が省略でき、良好な流動性と機械的強度を併せ持つ、主として射出溶着工法であるＤＳＩ工法およびＤＲＩ工法で使用されるポリアミド組成物を提供する。
【解決手段】ポリアミド組成物は、ポリアミド樹脂１００重量部と融点が１５０℃〜２８０℃である多価アルコール０．００５〜５重量部からなる。該ポリアミド組成物には、機械的強度を高めるために、繊維状充填材、特に平均繊維径６〜１５μｍ程度のガラス繊維を、前記ポリアミド樹脂１００重量部に対して、２００重量部以下の範囲で配合することが好ましい。
【選択図】なし

Description

本発明は、主として射出溶着工法であるダイスライドインジェクション（ＤＳＩ工法）、ダイロータリーインジェクション（ＤＲＩ工法）の使用時に用いられるポリアミド組成物に関し、ポリアミド樹脂の機械的物性、耐熱性、寸法精度、ガソリン、エンジンオイル等の耐油性あるいは、耐薬品性を損なうことなく、特に、成形時での流動改良剤の飛散を防止し、良好な流動性と機械的強度を併せ持つポリアミド組成物に関する。

ポリアミド樹脂は、優れた機械特性を持っており、あらゆる分野の機構部品、構造部品に使用されている。産業の高度化に伴って、ポリアミド樹脂に要求される諸特性も徐々に向上し、用途も多岐に渡ってきた。

近年、注目されている加工技術に射出溶着工法技術（ＤＳＩ工法およびＤＲＩ工法）がある。この工法は、二次射出部の流動断面積が小さく、短時間にポリアミド組成物を流さなければ溶着強度が得られない事から、使用されるポリアミド組成物は、より流動性の高いものが望まれている。

この対策として、現在良く使用されるポリアミド樹脂のベース粘度より更に低い粘度のポリアミド樹脂を使用したり、流動改良剤として、各種添加剤を使用する方法が行われている。しかし、射出溶着工法で使用する場合には、射出溶着装置内での樹脂同士の溶着により成形品を作成する方法のため、特に、流動改良剤を厳選する必要がある。これを怠ると成形品の溶着強度がバラツキ、安定な強度を得る事ができない。

この流動改良剤として、ポリアミド樹脂に脂肪族カルボン酸系エステル（特許文献１）、脂肪族カルボン酸系物質（特許文献２）、アミド化合物（特許文献３）などの添加剤を配合することが提案されている。

これらの樹脂組成物は、いずれもポリアミド樹脂ペレットに流動改良剤を添加する外部添加法であり、流動性と機械的強度は特に問題とは認められないが、射出溶着工法（ＤＳＩ工法、ＤＲＩ工法）前に流動改良剤をブレンド（外部添加）する工程が必要となること、さらには、添加した改良剤がペレットの外部表面に付着しているため、改良剤が飛散しやすく射出成形機に接続されたホッパードライヤーのフィルター詰まりが起こりやすいなどの問題点が指摘されていた。

特開昭５５−３１８０３号公報 特開昭５４−１０３４６０号公報 特公昭４９−９６１８号公報

本発明は、前処理工程が省略でき、流動改良剤の飛散を抑え、良好な流動性と機械的強度を併せ持つ、主として射出溶着工法であるＤＳＩ工法およびＤＲＩ工法で使用されるポリアミド組成物を提供することを目的とする。

本発明者は、上記問題点を解決するために鋭意検討した結果、特定の多価アルコールを予めポリアミド樹脂に混合すれば目的を達成できることを見出し本発明を完成させた。すなわち、本発明はポリアミド樹脂１００重量部と融点が１５０℃〜２８０℃である多価アルコール０．００５〜５重量部からなるポリアミド組成物である。

本発明では、ポリアミド樹脂に、融点が１５０℃〜２８０℃である多価アルコールを混合することにより、流動改良剤を外部添加する前工程の省略、流動改良剤の飛散防止および良好な流動性と機械的強度を併せ持つポリアミド組成物が得られる。本発明により得られるポリアミド組成物は、射出溶着材料に最も適しており、成形品としては、ＤＳＩ工法およびＤＲＩ工法で作製される自動車部品、家電製品、電子機器用コネクター等が挙げられる。

以下、本発明について詳しく述べる。本発明に用いられるポリミド樹脂は、ポリアミド６、ポリアミド４６、ポリアミド６６、ポリアミド６１０、ポリアミド６／１２、ポリアミド１１、ポリアミド１２のような脂肪族ポリアミド、ポリヘキサジアミンテレフタルアミド、ポリヘキサジアミンイソフタルアミド、ポリテトラメチレンイソフタルアミド、メタキシレンジアミンとアジピン酸から得られるような芳香族ポリアミド、及びこれら共重合や混合物を挙げることができる。さらに、本発明に好適なポリアミド樹脂として使用できるのは、融点が１６０℃〜３２０℃のポリアミド樹脂であり、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド６／６６、ポリアミド６／６Ｔ、ポリアミド６６／６Ｔ、ポリアミド６６／６Ｔ／６Ｉ（ここでは、Ｔは、テレフタル酸、Ｉは、イソフタル酸、／は、共重合を示す）が挙げられる。

本発明に用いられる多価アルコールは、融点が１５０℃〜２８０℃の範囲にあるものを言う。融点とは、ポリマーの融点、凝固点の測定に使用される示差走査熱量分析（ＤＳＣ）で測定した時、吸熱ピーク（融点）の頂点を意味する。本発明に好適な多価アルコールとして、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリメチロールエタンなどが挙げられ、これらは混合して用いることもできる。より好ましくは、ペンタエリスルトールおよび／またはジペンタエリスリトールである。融点が１５０℃より低いと、ポリアミド樹脂への練り込み混合中にも飛散が起こり易く、流動性を損ない好ましくない。２８０℃より高いと、通常の成形温度以上であり良好な流動改良効果がでにくくなる。

本発明で使用する多価アルコールの配合量は、ポリアミド樹脂１００重量部に対し、０．００５〜５重量部、好ましくは、０．０５〜３重量部である。０．００５重量部より少ない使用量では成形時の流動性が不十分である。５重量部より多いと流動性は問題ないが、成形品の機械的強度が低下する傾向が認められる。

多価アルコールとポリアミド樹脂を混合する方法は、特に制限はなく、通常は、多価アルコールをポリアミド樹脂に練り込み混合する。混合装置も、特に制限はなく、一軸混練機あるいは二軸の混練機で十分である。

また、本発明のポリアミド樹脂の機械的強度を高めるために、繊維状充填材を添加することができる。繊維状充填材としては、ガラス繊維、カーボン繊維、ワラストナイトやチタン酸カリウムウイスカー等の繊維状無機材料が挙げられる。好ましくは、ガラス繊維であり、中でも平均繊維径６〜１５μｍ程度のものが最も好ましい。繊維状充填材の配合量は、ポリアミド樹脂１００重量部に対して、２００重量部以下の範囲である。好ましくは、１００重量部以下、より好ましくは５〜５０重量部である。２００重量部より多すぎると機械的強度も低下し、表面状態も悪くなるので好ましくない。無機充填材の添加方法は、特に制限はなく、多価アルコールと同時にポリアミド樹脂に添加しても良い。

また、本発明の組成物にはその目的を損なわない範囲で耐熱剤、耐候剤、結晶化促進剤、離型剤、帯電防止剤、難燃剤、三酸化アンチモン等の難燃助剤、着色顔料等の機能性付与剤を用いることができる。

本発明により得られるポリアミド組成物は、射出溶着材料に最も適しており、成形品としては、ＤＳＩ工法およびＤＲＩ工法で作製される自動車部品、家電製品、電子機器用コネクター等が挙げられる。具体例としては、インテークマニホールド、エアーダクト、レゾネータチャンバー、オイルストレーナー、パワーステアリングタンク、ブレーキフルードサブタンク、リレーボックス、エコフィルター、ロッカーカバー、センサー等の機構部品、またそれらの部品からなるモジュール部品等が挙げられる。

以下に実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。各評価については、次に述べる方法にて測定した。

融点
本発明の実施例および比較例で使用した流動改良剤の融点は、セイコー電子工業（株）社製の示差走査熱量分析系ＤＳＣ２１０を用いて測定した。

流動性
本発明で得られた組成物を、下記の成形条件で成形された試験片の流動長を測定した。
試験片 ：１．０ｔ×１２．５ｗwのバーフロー（ゲートサイズ：１．０ｔ×３．０ｗ×２．０Ｌ）（単位ｍｍ）
射出成形機：（住友ネスタールＳＧ−７５ ＳＹＣＡＰＭＩＩ）
樹脂温度設定：２９０℃（ＮＨ２８５、２９０、２９０、２９０、２９０、２７０℃）
金型温度設定：８０℃
保圧 ：５０ＭＰａ、１００ＭＰａ
保圧時間 ：５ｓｅｃ
冷却時間：１５ｓｅｃ
ここで流動長とは、この成形条件（特に、保圧が５０ＭＰａ、１００ＭＰａの時）で成形された成形品の、ゲートから完全に成形品として認められて流れている流動末端までの距離として表した。成形条件が安定した後、１０個の成形品の流動長の平均値で評価した。

射出溶着強度
本発明で得られた組成物を用い、ＤＲＩ工法で成形された図１から３に示した形状からなる試験片の引張り強さを測定した。
成形条件
成形機 ：日鋼 Ｎ１４０ＢＩＩ
樹脂温度：３００℃
金型温度：７５℃
保圧 ：２０ＭＰａ
射出時間：１ｓｅｃ
冷却時間：２０ｓｅｃ
引張り条件
試験機 ：オリエンテック ＴＥＮＳＩＬＯＮ ＵＴＭ−Ｉ−２５００
引張り速度：５ｍｍ／ｍｉｎ
チャック間距離：２５ｍｍ
上記成形条件で成形された図３の試験片１０個を引張り試験機で引張り、接着部が破断したときの引張り強度をそれぞれ測定し、試験片数１０個の平均値で評価した。この値を射出溶着強度とした。

実施例１
ポリアミド６樹脂（グレード名：ＵＢＥナイロン６ １０１５Ｂ）１００重量部に黒顔料マスターを３重量部、多価アルコールとして融点が２６０℃のペンタエリスリトール０．５重量部およびガラス繊維４５重量部を一緒に径が４４ｍｍの二軸混練機ＴＥＸ−４４で練り込んで目的とするポリアミド組成物を作成した。得られたポリアミド組成物の流動性とＤＲＩ工法で成形した試験片の引張強さを測定し、射出溶着強度を求めた。結果を表１に示す。また、得られたポリアミド組成物は、射出成形機のホッパードライヤーのフィルターを目詰まりさせることなく連続成形できた。

実施例２〜５
多価アルコールとしてペンタエリスリトールの使用量を表１に記載した配合割合とした以外は実施例１と同様にポリアミド組成物を作成し、その物性を測定した。得られた測定結果を表１に示す。

実施例６
多価アルコールとして融点が１８２℃のジペンタエリスリトールを使用し、使用量を０．５重量部とした以外は実施例１と同様にポリアミド組成物を作成し、その物性を測定した。得られた測定結果を表１に示す。

実施例７
多価アルコールとしてペンタエリスリトールとジペンタエリスリトールの混合物（８０：２０ｗｔ％比）を使用し、使用量を１．５重量部とした以外は実施例１と同様にポリアミド組成物を作成し、その物性を測定した。得られた測定結果を表１に示す。

実施例８〜９
ガラス繊維の使用量を表１に記載した配合割合とした以外は実施例１と同様にポリアミド組成物を作成し、その物性を測定した。得られた測定結果を表１に示す。また、上記各実施例で得られたポリアミド組成物も、射出成形機のホッパードライヤーのフィルターを目詰まりさせることなく連続成形できた。

比較例１
ポリアミド６樹脂（グレード名：ＵＢＥナイロン６ １０１５Ｂ）１００重量部に黒顔料マスターを３重量部、ガラス繊維４５重量部を一緒に径が４４ｍｍの二軸混練機ＴＥＸ−４４で練り込みポリアミド組成物を作成した。得られたポリアミド組成物の流動性と射出溶着強度を測定し、表２に示す。

比較例２
多価アルコールとして融点が４３℃の１，６−ヘキサンジオールに変えた以外は実施例１と同様にポリアミド組成物を作成し、その物性を測定した。得られた測定結果を表２に示す。

比較例３
多価アルコールの変わりに多価アルコールのエステル化合物として融点が５２℃のモノステアリン酸ペンタエリスルトールを０．５重量部使用した以外は実施例１と同様にポリアミド組成物を作成し、その物性を測定した。得られた測定結果を表２に示す。

比較例４
多価アルコールの変わりに多価アルコールのエステル化合物として融点が５２℃のモノステアリン酸ペンタエリスルトールを１．５重量部使用した以外は実施例１と同様にポリアミド組成物を作成し、その物性を測定した。得られた測定結果を表２に示す。

比較例５
多価アルコールの変わりに多価アルコールのエステル化合物としてジペンタエリスリトールアジピン酸エステルを１．５重量部使用した以外は実施例１と同様にポリアミド組成物を作成し、その物性を測定した。得られた測定結果を表２に示す。

比較例６
多価アルコールとしてペンタエリスリトールの使用量を７重量部とした以外は実施例１と同様にポリアミド組成物を作成し、その物性を測定した。得られた測定結果を表２に示す。

試験片の一例の正面図を示したものである。（数値の単位はｍｍ） 試験片の一例の側面図を示したものである。（数値の単位はｍｍ） ＤＲＩ工法で成形した試験片の状態図を示したものである。

Claims (4)

1. ポリアミド樹脂１００重量部と融点が１５０℃〜２８０℃である多価アルコール０．００５〜５重量部からなるポリアミド組成物。
2. 多価アルコールがペンタエリスリトールおよび／またはジペンタエリスリトールであることを特徴とする請求項１記載のポリアミド組成物。
3. ポリアミド樹脂が繊維状充填材を添加したものであることを特徴とする請求項１または２記載のポリアミド組成物。
4. 射出溶着用材料である請求項１、２または３いずれか記載のポリアミド組成物。

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