JP2009030053A - ホトクロミック成形組成物及びそれから製造される物品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】70〜99.99質量%の割合の少なくとも1つの透明ポリエステルアミド;0〜30質量%の割合の少なくとも1つの更なるポリマー;0.01〜2質量%の割合の少なくとも1つのホトクロミック染料;また場合により更なる染料及び/又は添加剤を含む、ポリアミド成形組成物が記載される。本発明は、更に、それらから製造される物品、例えば、ホトクロミック眼用レンズの被覆用のホイルなどを包含する。
【選択図】なし
Description
少なくとも1つのジカルボン酸は、以下の群:脂肪族C4〜C44二酸、脂環式C8〜C36二酸、芳香族二酸(好ましくはTPA、IPA又はNDA)、あるいはこれらの混合物又は組み合わせの群から選択されうる。少なくとも1つのジカルボン酸は、好ましくはアジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、テレフタル酸、イソフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸及びこれらの混合物の群から選択される。<
分岐鎖若しくは非分岐鎖脂肪族C4〜C18ジアミン、脂環式C8〜C20ジアミン、芳香族環を有するジアミン(好ましくは、MXDA、PXDA)、ポリオキシアルキレンジアミン(C2〜C4アルキレン)、またこれらの混合物又は組み合わせの群から選択されるジアミン。少なくとも1つのジアミンは、好ましくは、メチルペンタンジアミン、ヘキサンジアミン、メチルオクタンジアミン、ノナンジアミン、デカンジアミン、ドデカンジアミン、m−キシレンジアミン、MACM、PACMの群から選択される。
カプロラクタム、ラウロラクタム、アミノカプロン酸、アミノラウリン酸、アミノウンデカン酸の群から選択されるラクタム又はアミノカルボン酸。
脂肪族C2〜C36ジオール、脂環式C6〜C36ジオール、芳香族環を有するC8〜C36ジオール、エーテル基を含有するジオール、ポリカプロラクトンジオール又はこれらの組み合わせの群から選択されるジオール。ジオールは、好ましくは、エタンジオール、プロパンジオール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、C36二量体脂肪性ジオール、ポリオキシアルキレンジオール(C2〜C4アルキレン)(特に200〜2000g/molの範囲のモル質量)、500〜3000g/mol(特に好ましくは750〜2000g/mol)の範囲のモル質量のポリカプロラクトンジオール、またこれらの組み合わせから選択される。
透明なPESTAは、好ましくは、PA6、PA66、PA610、PA612、PA6/12、PA1010、PA11、PA12、PA MACM6−18、PA PACM6−18、MACM6−18/PACM6−18、6T、9T、10T及び/又は12T単位を含むコポリマー、並びにこれらの混合物及び/又は組み合わせの群から選択されるポリアミド系に基づいているポリエステルアミドである。
透明なPESTAは、好ましくは、C36ジオール及び/又はアジピン酸及び/又はセバシン酸及び/又はC36二量体脂肪酸及び/又はテレフタル酸から構成されるポリエステルを使用する、ポリエステル画分及び/又はエステル画分に基づいているポリエステルアミドである。
更なる実施態様が従属クレームに記載されており、本記載に含まれる。
出発材料IE1〜IE5(全てPESTA等級)及びCE1(ポリエーテルアミド)、またCE3(軟質セグメントのないMACM12)を最初に重合工程により調製した。表1は、重合材料で測定した対応する構造及び特性をまとめる:
DDA ドデカン二酸。
MACM ビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘキシル)メタン。
Pripol 2033は、Uniqemaから入手可能なC36ジオール(CAS No.147853−32−5)である。
Priplast 3197は、二量体ジオール、例えばPripol 2033と、Uniqemaから入手可能なC36二量体脂肪酸により調製された二量体ジオールダイマレート(CAS No.177591−08−1)である。
Tyzor NPZ Dupontより入手可能なテトラ(n−プロピル)ジルコネート。
Elastamine RP-409は、モル質量が約440g/molであり、Huntsmanから入手可能なポリエーテルジアミンである。
ポリアミド硬質セグメントを第1段階で最初に重合する。これに、ポリアミド形成モノマー(MACM、ドデカン二酸など、)及び消泡剤を最初に反応器に投入し、窒素で不活性化する。次に反応器を270℃に加熱し、反応混合物を窒素ブランケット下(気圧脱ガス)、生成物温度260℃で4時間撹拌する。
相対粘度1.75(m−クレゾール中0.5%)を有する、カプロラクタム60質量%、ブタンジオール15.25質量%及びアジピン酸24.75質量%から構成されるポリエステルアミド(PESTA)。
PA6ポリアミド:IOS1628−1に準じて粘度数200を有するGrilon F34(EMS-CHEMIE AG)。
結晶化促進剤:IT Extra microtalk。
Tween 20は、ソルビタンの脂肪酸エステルのポリオキシエチレン誘導体であり、Polysorbitat 20とも呼ばれ、多様な染料でしばしば使用されるローリング適用助剤である。
New Prismatic Enterprise Co., Ltd., TaiwanからのNCC(登録商標)染料OP 14 BLUEをホトクロミック染料として使用した。
相対粘度(ηrel)は、DIN EN ISO 307に準じて、20℃の温度で0.5質量%のm−クレゾール溶液中で決定した。
ガラス移転温度(Tg)、融点(Tm)及び縮合エンタルピー(Hm)は、ISO 11357−1/2に準じて決定した。
示差走査熱量測定(DSC)は、20K/分の加熱速度を使用して実施した。
曇り度及び透過率は、70×2mmディスクによりASTM D 1003(光源C)に準じてByk-GardenerからのHaze-Gard Plusを使用して23℃で決定した。
引張弾性率、極限引張強さ及び極限引張歪は、23℃の温度で標準:ISO/CD 3167、A1型、170×20/10×4mmのISO引張試験片により、1mm/分の引張速度を使用して、ISO527に準じて決定した。
耐衝撃性及びノッチ付耐衝撃性(Charpy)は、23℃の温度で標準:ISO/CD 3167、B1型、80×10×4mmのISO引張試験片により、ISO 179/*eUに準じて測定した。
アミノ及びカルボン末端基の濃度は、電位差滴定によって決定する。ここでアミノ末端基では、0.2〜1.0gのポリアミド又はポリアミドオリゴマーを、50mlのm−クレゾール及び25mlのイソプロパノールから構成される混合物に50〜90℃で溶解し、アミノカプロン酸の添加の後、0.05モルの過塩素酸で滴定した。COOH末端基を決定するためには、0.2〜1.0gの決定すべき試験片を、溶解度の関数として、ベンジルアルコールに、又はo−クレゾール及びベンジルアルコールから構成される混合物に100℃で溶解し、安息香酸の添加の後、0.1モルのテトラ−n−ブチルアンモニウムヒドロキシド溶液で滴定する。
ポリアミドセグメントの数平均モル質量は、以下の式に基づいて決定した。
Claims (37)
- 70〜99.99質量%の割合の少なくとも1つの透明ポリエステルアミド、
0〜30質量%の割合の少なくとも1つの更なるポリマー、
0.01〜2質量%の割合の少なくとも1つのホトクロミック染料、及び
場合により、更なる染料及び/又は添加剤、
を含むことを特徴とするポリアミド成形組成物。 - 少なくとも1つのポリエステルアミドが、40〜95質量%を占めるポリアミド画分、並びに5〜60質量%を占めるエステル画分及び/又はポリエステル画分から構成され、ポリエステルアミドにおける反復単位としてのポリアミド単位とポリエステル単位の配置が、ランダム、交互又はブロック様でありうる、請求項1記載のポリアミド成形組成物。
- ポリエステルアミド及び/又は更なるポリマー及び/又はポリアミド成形組成物の透過率が、少なくとも80%、好ましくは少なくとも85%、特に好ましくは88%を超える、請求項1又は2記載のポリアミド成形組成物。
- ポリエステルアミド及び/又は更なるポリマー及び/又はポリアミド成形組成物の曇り度が、多くて10%、好ましくは多くて8%、特に好ましくは多くて5%である、請求項1〜3のいずれか1項記載のポリアミド成形組成物。
- 少なくとも1つの透明ポリエステルアミドの質量に基づいた割合での存在が、80〜99.9質量%、好ましくは90〜99.9質量%、特に好ましくは95〜99.9質量%であり、そのような透明なポリエステルアミドが1つしか存在しないことが特に好ましい、請求項1〜4のいずれか1項記載のポリアミド成形組成物。
- 更なるポリマーを含まない、請求項1〜5のいずれか1項記載のポリアミド成形組成物。
- 0.5質量%のm−クレゾール中のポリエステルアミドの20℃での溶液粘度(ηrel)が、1.3〜2.5、特に好ましくは1.4〜2.3であり、及び/又はその弾性率が、2000Mpa未満、好ましくは1200Mpa未満、特に好ましくは500Mpa未満である、請求項1〜6のいずれか1項記載のポリアミド成形組成物。
- 更なるポリマーのガラス移転温度が90℃を超え、その透過率が85%を超える、請求項1〜7のいずれか1項記載のポリアミド成形組成物。
- 透明なポリエステルアミドが、ジカルボン酸及びジアミン、及び/又はラクタム及び/又はアミノカルボン酸に基づく少なくとも1つのポリアミドに基づき、ジオール及びジカルボン酸に基づく少なくとも1つのポリエステル画分及び/又はエステル画分に基づいている、請求項1〜8のいずれか1項記載のポリアミド成形組成物。
- 少なくとも1つのジカルボン酸が、脂肪族C4〜C44二酸、脂環式C8〜C20二酸、芳香族二酸、好ましくはTPA、IPA又はNDA、あるいはこれらの混合物又は組み合わせの群から選択される、請求項9記載のポリアミド成形組成物。
- 少なくとも1つのジカルボン酸が、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、テレフタル酸、イソフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸及びこれらの混合物の群から選択される、請求項10記載のポリアミド成形組成物。
- 前記ジアミンが、分岐鎖又は非分岐鎖脂肪族C4〜C18ジアミン、脂環式C8〜C20ジアミン、ポリオキシアルキレンジアミン(C2〜C4アルキレン)、芳香族環を有するジアミン、好ましくはMXDA又はPXDA、またこれらの混合物又は組み合わせの群から選択され、ポリオキシアルキレンジアミンが存在する場合、総ポリエステル画分又はエステル画分に基づく濃度が、好ましくは多くて75質量%、特に多くて50質量%である、請求項9〜11のいずれか1項記載のポリアミド成形組成物。
- 前記ジアミンが、メチルペンタンジアミン、ヘキサンジアミン、メチルオクタンジアミン、ノナンジアミン、デカンジアミン、ドデカンジアミン、m−キシリレンジアミン、MACM、PACMの群から選択される、請求項12記載のポリアミド成形組成物。
- 少なくとも1つのラクタム又は少なくとも1つのアミノカルボン酸が、カプロラクタム、ラウロラクタム、アミノカプロン酸、アミノラウリン酸、アミノウンデカン酸の群から選択される、請求項9〜13のいずれか1項記載のポリアミド成形組成物。
- 前記透明なポリエステルアミドが、PA6、PA66、PA610、PA612、PA6/12、PA1010、PA11、PA12、PA MACM6−18、PA PACM6−18、MACM6−18/PACM6−18、6T、9T、10T及び/又は12T単位を含むコポリマー、並びにこれらの混合物及び/又は組み合わせの群から選択されるポリアミド系に基づいているポリエステルアミドである、請求項9記載のポリアミド成形組成物。
- 前記ジオールが、脂肪族C2〜C36ジオール、脂環式C6〜C36ジオール、芳香族環を有するC8〜C36ジオール、エーテル基を含有するジオール、ポリカプロラクトンジオール又はこれらの組み合わせの群から選択され、特に好ましくは、エタンジオール、プロパンジオール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、C36二量体脂肪ジオール、特に200〜2000g/molの範囲のモル質量のポリオキシアルキレンジオール(C2〜C4アルキレン)、500〜3000g/mol、特に好ましくは750〜2000g/molの範囲のモル質量のポリカプロラクトンジオール、またこれらの組み合わせから選択され、ここでポリオキシアルキレンジオールが存在する場合、総ポリエステル画分又はエステル画分に基づく濃度が、好ましくは高々75%、特に高々50質量%である、請求項9〜15のいずれか1項記載のポリアミド成形組成物。
- ポリエステル画分及び/又はエステル画分が、C36ジオール及び/又はアジピン酸及び/又はセバシン酸及び/又はC36二量体脂肪酸及び/又はテレフタル酸から構成されるポリエステルである、請求項9〜15のいずれか1項記載のポリアミド成形組成物。
- 前記透明なポリエステルアミドのエステル画分又はポリエステル画分から、好ましくはそれらにより形成された無定形相から誘導されるガラス移転温度が、20℃未満、好ましくは−20℃以下である、請求項1〜17のいずれか1項記載のポリアミド成形組成物。
- 前記透明なポリエステルアミドが、少なくとも1つの無定形又は微晶質の硬質セグメントを含有し、これらの無定形又は微晶質ポリアミド硬質セグメントの数平均モル質量が、好ましくは500〜5000g/molの範囲、好ましくは700〜4000g/molの範囲、極めて特別に好ましくは750〜3000g/molの範囲である、請求項1〜18のいずれか1項記載のポリアミド成形組成物。
- 微晶質ポリアミド硬質セグメントのガラス移転温度が、少なくとも50℃超、好ましくは80℃超、特に好ましくは100℃超であり、及び/又はその融点が、少なくとも120℃、好ましくは少なくとも135℃、特に少なくとも150℃である、請求項19記載のポリアミド成形組成物。
- 無定形ポリアミド硬質セグメントのガラス移転温度が、少なくとも50℃超、好ましくは80℃超、特に好ましくは100℃超である、請求項19記載のポリアミド成形組成物。
- 更なるポリマーが、脂肪族及び/又は脂環式ジアミンに基づき、かつ6〜40個、好ましくは6〜36個、特に好ましくは10、12、14若しくは18個の炭素原子を有する脂肪族及び/又は芳香族ジカルボン酸に基づいたポリアミドであるか、或いはホモポリアミド及び/又はこの種類のコポリアミドの混合物であるか、並びに/或いは軟質セグメントを有するポリアミドブロックコポリマーであるか、並びに/或いは以下の群:軟質セグメントを有するポリエステル;軟質セグメントを有するTPUエラストマー;アクリレートポリマー;特に好ましくは長側基を有するメタクリレートポリマー;ポリカーボネートコポリマー;好ましくはアクリロニトリル、ブタジンエン、アクリレート、メタクリレートに基づくスチレンコポリマー;ポリオレフィン、特にグラフトポリオレフィン;特にプロペン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、オクテン、デセン、ウンデセン、ブタジエン、スチレン、アクリロニトリル、イソプレン、イソブチレン、(メタ)アクリル酸、酢酸ビニル、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロペン又は2−クロロブタジエンの誘導体に基づくエチレンコポリマー;ポリイソブチレン;ポリブチルアクリレート、また、これらの組み合わせ及び混合物から選択される、請求項1〜21のいずれか1項記載のポリアミド成形組成物。
- 更なるポリマーが、MACM12、MACM14、MACM18の群から選択されるホモポリアミドであり、並びに/又はMACM12/PACM12、MACM14/PACM14、MACM18/PACM18の群から選択されるコポリアミドであり、並びに/又は8〜18個の炭素原子を有する芳香族ジカルボン酸に基づくホモポリアミド及び/若しくはコポリアミドであり、又は好ましくはラクタム及び/若しくはアミノカルボン酸に基づくホモポリアミド及び/若しくはこの種類のコポリアミドの混合物であり、ここで芳香族ジカルボン酸が、好ましくはTPA及び/又はIPAである、請求項1〜22のいずれか1項記載のポリアミド成形組成物。
- 前記透明なホモポリアミド及び/又はコポリアミドが、6I/6T、TMDT、6I/MACMI/MACMT、6I/6T/MACMI、MACMI/MACM36、6I、12/PACMI、12/MACMI、12/MACMT、12/MACM12、6/PACMT、6/6I、6/IPDT又はこれらの混合物の群から選択されるポリアミドである、請求項23記載のポリアミド成形組成物。
- 特に透明な形態で、好ましくは無定形又は微晶質ホモポリアミド及び/若しくはコポリアミドである、更なるポリマーの溶液粘度(ηrel)が、1.3〜2.0、特に好ましくは、1.40〜1.85であり、並びに/又はそのガラス移転温度Tgが、90℃超、好ましくは110℃超、特に好ましくは130℃超である、請求項1〜24のいずれか1項記載のポリアミド成形組成物。
- ホトクロミック染料が、UV又は短波VISにより可逆的に励起可能であり、好ましくは染料がスピロオキサジンに基づいている、請求項1〜25のいずれか1項記載のポリアミド成形組成物。
- 添加剤が、UV安定剤、熱安定剤若しくはフリーラジカルスカベンジャーのような安定剤であり、及び/又は加工助剤、可塑剤若しくは更なるポリマーであり、及び/又は、好ましくは特に屈折率のような光学特性に影響を与える機能性添加剤であるか、又はこれらの組み合わせ若しくは混合物である、請求項1〜26のいずれか1項記載のポリアミド成形組成物。
- ナイロン−12、好ましくは低粘度ナイロン−12を含む、請求項1〜27のいずれか1項記載のポリアミド成形組成物。
- 更なる透明なポリマーとポリエステルアミドの溶液粘度(ηrel)の比率が、1.2より小さい、特に1.1より小さい、請求項1〜28のいずれか1項記載のポリアミド成形組成物。
- 少なくとも1つの領域又は少なくとも1つの層が、請求項1〜29のいずれか1項記載のポリアミド成形組成物から構成されている、透明で好ましくは曇りがない物品。
- 高い規格の光学的用途において、ポリアミド成形組成物から構成される層の層厚が2mmである場合、500〜700nmの波長範囲で曇り度が10未満、好ましくは8未満であり、透過率が80%超、好ましくは85%超である、請求項1〜30のいずれか1項記載の物品。
- ホイル、異形材、管、中空体、又は光学可変フィルター、又は光学レンズであり、好ましくは眼用レンズ、特に好ましくは、例えば眼鏡レンズ、サンレンズ、屈折補正用レンズ若しくは光学フィルターの形態の又は光信号処理用スイッチングアセンブリー、スキー用ゴーグル、日除け、安全眼鏡、写真記録、ディスプレー、光学データ記憶若しくは建物及び乗り物の窓の形態のスペクトルフィルター作用の要素であるか、或いは、例えば眼鏡枠、玩具、若しくはカバーの形態の、特に携帯電話のケース、電子装置の部品、特に包装用の、装飾品用の、スポーツ用具用の、若しくはクラッディング用の、好ましくは自動車部門における被覆の形態の装飾要素又は構造要素である、請求項30又は31記載の物品。
- 色勾配を有し、及び/又はホトクロミック被覆、反射防止被覆、引掻き抵抗性被覆、光学フィルター被覆、偏光被覆、酸素遮断被覆又はこれらの被覆の組み合わせを有する、請求項30〜32のいずれか1項記載の物品。
- ポリアミド成形組成物から構成される領域又は層のガラス移転温度が、50℃超、好ましくは80℃超、特に好ましくは100℃超であり、及び/又はその融点が、120℃超、好ましくは135℃超、特に好ましくは150℃である、請求項30〜33のいずれか1項記載の物品。
- 請求項30〜34のいずれか1項記載の物品の製造方法であって、請求項1〜29のいずれか1項記載のポリアミド成形組成物を、押出工程、射出成形工程又は成形型内被覆工程において成形して物品を得て、適切である場合、ホトクロミック染料を浸漬被覆浴工程及び/又は熱転写工程の下流に導入して、透明なポリエステルアミドと更なるポリマーから構成される混合物の中に入れることができ、ホトクロミック物品は、ホイルであることもでき、それを基材、好ましくは光学レンズに成形型内被覆、積層又は接着結合を介して適用することができる工程を含むことを特徴とする方法。
- 請求項30〜34のいずれか1項記載のバルク着色成形品の製造方法であって、ホトクロミック染料をポリエステルアミド及び更なるポリマーと一緒に配合し、ここで、染料を、ポリエステルアミドと更なるポリマーから構成されるポリマー溶融物に定量ポンプを用いて液体濃縮物の形態で加えることができ、及び/又は染料を固体又は液体の形態でドラムミキサーの中の他の成分に適用し、適切であれば、ローリング適用工程に助剤を使用することもできる工程を含むことを特徴とする方法。
- 染料及びポリエステルアミド、及び/又は更なるポリマーを加工して、好ましくは30%までの高色濃度のマスターバッチを得て、前記マスターバッチの必要量をポリエステルアミド及び/又は更なるポリマーと押出機で加工して、ペレットを得るか、又は射出成形機で直接変換して、最終成形品とする請求項35記載のバルク着色成形品の製造方法。
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