JP2010519372A - 微小セルポリアミド製品 - Google Patents
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Abstract
前記ポリアミド組成物は、以下の関係式で示される見掛け溶融粘度を有する。
η100 ≦ 12.82(X) + 239
η1000 ≦ 3.62(X) + 139
(式中、ηはポリアミド組成物の融点を超えて15℃で測定したポリアミド組成物の見掛け溶融粘度であり;剪断速度が100s-1(η100)又は1000s-1(η1000)であり;Xは組成物全体の重量と比較したポリアミド母材中に不均一に分散した添加剤の重量比に対応する。)
Description
軽量で高性能なポリアミド製品を得るために、ポリアミドの発泡体を用いることが知られている。そのために、化学的又は物理的な製造経路が従来用いられている。そのような方法は、一般にFIM(Form Injection Molding:発泡体射出成形)という名で知られている。この目的のために、米国特許第5158986号明細書を少し参照することができる。
これら製品の外観不良は、これら製品が美観性が必要な部分、特に自動車製品や家庭用品において使用できないことを意味する。
このように、従来の射出成形方法で得られるものに比べて、良好な機械的特性と満足できる外観とを兼ね備えた軽量微小セルポリアミドを製造する必要がある。
前記ポリアミド組成物は、以下の関係式で示される見掛け溶融粘度を有する。
η100 ≦ 12.82(X) + 239
η1000 ≦ 3.62(X) + 139
(式中、ηはポリアミド組成物の融点を超えて15℃で測定したポリアミド組成物の見掛け溶融粘度であり;剪断速度が100s-1(η100)又は1000s-1(η1000)であり;Xは組成物全体の重量と比較したポリアミド母材中に不均一に分散した添加剤の重量比に対応する。)
このような製剤は、特に、圧力下、射出成形による微小セルポリアミド製品の製造工程の可塑化シリンダー内に存在する。
(a)ポリアミド母材中で超臨界状態の流体を溶解させるように、少なくとも1種の溶融ポリアミド母材及び随意の添加剤を含み、前記関係式で示される見掛け溶融粘度を有する少なくとも1種の組成物を含む組成物及び超臨界状態の流体の混合による溶融状態の製剤を生成する工程;
(b)核生成及びセルの成長を引き起こすために、前記組成物を圧力降下させ、射出成形装置の成形槽で得られた製剤を射出する工程;及び、
(c)成形槽で微小セルポリアミド製品として得られた混合物を凝固させる工程。
低い見掛け粘度のポリアミドは、特に、合成の間の分子量、及び、その結果としての溶融流動性の制御、特に、ポリアミドモノマーの重合前又は重合の間の、鎖の長さを修正する、例えば、特にジアミン、ジカルボン酸、モノアミン及び/又はモノカルボン酸等のモノマーの添加によって得られる。
本発明の組成物は、また、特に上記ポリアミド、これらのポリアミドの混合物又は(コ)ポリアミド由来のコポリアミドから成る。
− ポリアミドPA−6,6;
− 特に、酢酸又は安息香酸等のモノカルボン酸の合成に添加することで修正されたポリアミドPA−6,6;
− 特に、酢酸又は安息香酸等のモノカルボン酸の合成に添加することで修正されたコポリアミドPA−6,6/6;
− 溶融状態で、モノ又はジカルボン酸の添加により修正されたポリアミドPA−6,6;及び
− ポリアミドPA−6である。
好ましくは、多官能化合物は、2,2,6,6−テトラキス−(β−カルボキシエチル)シクロヘキサノン、トリメシン酸、2,4,6−トリ(アミノカプロン酸)−1,3,5−トリアジン及び4−アミノエチル−1,8−オクタンジアミンを含む群から選択される。
本発明によれば、特に、遅延型の結晶化反応速度を有するポリアミドの使用が可能である。特に、ニグロシン等のポリアミドの結晶化反応速度を減じる公知の添加剤の使用が可能である。ポリアミドの結晶化温度を減じるポリアミド又はコポリアミドの添加もまた可能である。
ポリアミド組成物の見掛け溶融粘度は、ポリアミド組成物の融点を超えた15℃で測定される。ポリアミド組成物の融点は、ISO11357−3基準により、「METTLER DSC 20」DSCによって温度上昇率10℃/分で測定される。このように、例えば融点220℃を有するポリアミドPA−6に基づく組成物に対して、見掛け溶融粘度が235℃で測定される。
これらの添加剤は、ポリアミドの連続相に分散されない範囲において、不均一に分散されると言われている。
Xは、組成物全重量に対して、0.1〜70重量%、好ましくは10〜60重量%、さらに好ましくは15〜50重量%である。
特に、短又は長ガラス繊維を、本発明の組成物を生成するためにポリアミドに加えても良い。
本発明の不均一に分散された添加剤は、また、特に、ブロモコハク酸イミド等のハロゲン化誘導体、メラミンシアヌール酸塩又はメラミンポリリン酸塩等のメラミン誘導体、赤リン、アルキルホスフィン酸塩の金属塩、水酸化マグネシウム、Sb2O3及びホウ酸亜鉛等の難燃性の有機又は無機化合物であってもよい。
例えば、不均一に分散された添加剤を30重量%含むポリアミド組成物について、超過ではない見掛け溶融粘度は、剪断速度が100s-1(η100)で624Pa.sであり、1000s-1(η1000)で248Pa.sである。
本発明の組成物は、また、成形品の製造用のポリアミドに基づく組成物に一般に用いられる全ての添加剤を含んでもよい。つまり、添加剤の例のために、熱安定剤、UV安定剤、抗酸化剤、滑剤、顔料、染料、可塑剤又は衝撃改質剤に言及してもよい。例として、抗酸化剤及び熱安定剤は、例えば、ハロゲン化アルカリ金属、ハロゲン化銅、立体的に込み入ったフェニル化合物及び芳香族アミンである。UV安定剤は、一般に、ベンゾトリアゾール、ベンゾフェノン又はHALSである。
組成物の全重量に対して、好ましくは0.01〜3重量%、より好ましくは0.01〜1重量%、さらに好ましくは0.05〜0.5重量%の超臨界状態の流体が用いられる。
そのような装置は、前記組成物を成形槽を通過させる間、前記溶融体を十分に圧力降下させて核生成及びセル成長を起こすために構築し、配置される。これらの装置は、当該技術分野で公知であり、そのような装置に関連して、例えば、EP1264672号明細書に記載のものが挙げられる。
微小セル製品の製造のための射出成形工程の間の射出速度は、一般に、従来の標準的な射出成形工程の速度より速い。
成形槽は、セルの成長を制御するために溶融体を高圧で含むように構築されてもよいことに注目すべきである。
成形槽の成形型の温度は、好ましくは20〜120℃であり、より好ましくは50〜120℃である。
本発明に係る製品は、例えば、特に車体又は内装品等の自動車業界における製品、電気又は電子部品、及び、例えばスポーツ等の様々な活動に係る付属品であってもよい。
本発明の他の詳細又は利点は、単に例示として以下に示す実施例によって、より明確に表される。
本実施例で用いる化合物は、以下のものである:
− 長さ4.5mmで直径10μmの押出成形のためのガラス繊維
− 添加剤、染料、安定化剤及び成形補助剤
− PA1:国際公開第99/64496号に従い、0.05mol%の2,2,6,6−テトラキス(β−カルボキシエチル)シクロヘキサノン及び0.45mol%のアジピン酸の存在下、カプロラクタムの共重合で得られた星状ポリアミドPA−6
− PA2:重合において、0.075重量%の酢酸の添加で得られた低流動性の線状ポリアミドPA−6,6
− PA3:重合において、0.06重量%の酢酸の添加で得られた低流動性の線状コポリアミドPA−6,6/6(90重量%/10重量%)
− PA4:末端基についてTAG45meq/kg、TCG65meq/kgの線状ポリアミドPA−6,6
− PA5:顆粒の製造のための押出成形機において、PA4、12重量%のポリアミドPA−6及び0.35重量%のイソフタル酸を混合して得たポリアミド
− PA6:ISO307基準で相対粘度145(ギ酸90%)のポリアミドPA−6
− PA7:国際公開第97/24388号に従い、0.46mol%の2,2,6,6−テトラキス(β−カルボキシエチル)シクロヘキサノンの存在下、カプロラクタムの共重合で得られた星状ポリアミドPA−6
温度プロフィール(℃):
− PA−6型のポリアミドについて:ゾーン1:230;ゾーン2:235;ゾーン3:235;ゾーン4:240;ゾーン5:240;ゾーン6:240;ゾーン7:245;ゾーン8:245、及び
− PA−6,6型のポリアミドについて:ゾーン1:250;ゾーン2:260;ゾーン3:260;ゾーン4:260;ゾーン5:270;ゾーン6:270;ゾーン7:270;ゾーン8:280。
外観評価が望まれる微小セル製品の製造について、以下のパラメータで約500gの製品を製造するために、直径80mmのKrauss Maffei KM650/3500 C2機を用いた:
− PA−6型のポリアミドについて:可塑化シリンダーが230〜260℃、型温が80℃の温度プロフィール、射出速度が45〜30mm/s、
− PA−6,6型のポリアミドについて:可塑化シリンダーが260〜290℃、型温が80℃の温度プロフィール、射出速度が45〜30mm/s。
Arburg 420S機を用いた。
PA−6型のポリアミドについて:可塑化シリンダーの温度265℃、型温80℃。
PA−6,6型のポリアミドについて:可塑化シリンダーの温度285℃、型温100℃。射出速度16cm/s。
2つの製造方法において、約0.3重量%の超臨界状態の流体N2を、可塑化段階の間、ガス注入器を経由して射出成形機のスクリューにおける溶融高分子に導入した。押出成形機の圧力は、少なくとも100barであった。
− 引っ張り強さはISO527基準に基づく;
− 破断点伸びはISO527基準に基づく;
− 引張係数はISO527基準に基づく;
− 切欠き無しシャルピー衝撃強さは、ISO179/1eU基準に基づく;
− 融点はISO11357−3基準に基づく(「METTLER DSC 20」DSCによって温度上昇率10℃/分で測定);
− 見掛け溶融粘度はISO11443基準に基づく;
− 外観は、外観が良か不良かを決定する目的での視覚的評価に基づく。白化及び凹凸のゾーンが表面に観察された場合、不良と考える。
Claims (13)
- 超臨界状態の流体を用いた射出成形による微小セルポリアミド製品の製造における又は製造のための、少なくとも1種のポリアミド母材及び随意の添加剤を含む組成物の使用であり;
前記ポリアミド組成物は、以下の関係式で示される見掛け溶融粘度を有する。
η100 ≦ 12.82(X) + 239
η1000 ≦ 3.62(X) + 139
(式中、ηはポリアミド組成物の融点を超えて15℃で測定したポリアミド組成物の見掛け溶融粘度であり;剪断速度が100s-1(η100)又は1000s-1(η1000)であり;Xは組成物全体の重量と比較したポリアミド母材中に不均一に分散した添加剤の重量比に対応する。) - 前記ポリアミドは、少なくとも1種の線状脂肪族ジカルボン酸の、脂肪族又は環式ジアミンとの重縮合で得られたポリアミド、少なくとも1種の芳香族ジカルボン酸と脂肪族又は芳香族ジアミンとの間のポリアミド、少なくとも1種のアミノ酸又はラクタムとそれ自身との重縮合で得られたポリアミド、又は、それらの混合物及び(コ)ポリアミドからなる群から選択されることを特徴とする請求項1に記載の使用。
- 前記ポリアミドが遅延型の結晶化反応速度を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の使用。
- 前記ポリアミドが、ポリアミドモノマーの重合の前又は間における、ジアミン、ジカルボン酸、モノアミン及び/又はモノカルボン酸の添加によって得られることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の使用。
- 前記ポリアミドが、鎖の長さを修正する、特にジアミン、ジカルボン酸、モノアミン及び/又はモノカルボン酸等のモノマーとの混合、特に溶融混合によって得られることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の使用。
- 前記ポリアミドが、星状高分子鎖及び適切な位置に線状高分子鎖を含む星状ポリアミドであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の使用。
- 前記星状ポリアミドが、ポリアミドモノマーの存在下、アミン機能又はカルボン酸機能タイプの少なくとも3つの同一反応機能を有する少なくとも1種の多官能化合物の混合重合によって得られることを特徴とする請求項6に記載の使用。
- 前記ポリアミド母材中に不均一に分散された添加剤が、重合の又は非重合の、有機又は無機の固体添加剤であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の使用。
- 前記ポリアミド母材中に不均一に分散された添加剤が、補強剤、又は、充填剤、ポリマーの耐衝撃性、ポリマー及び/又は難燃性化合物を改変する試剤であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の使用。
- 前記超臨界流体が、二酸化炭素及び窒素からなる群から選択されることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の使用。
- 少なくとも1種のポリアミド母材及び随意の添加物を含み、請求項1に記載の関係式で示される見掛け溶融粘度を有する少なくとも1種の組成物及び超臨界状態の流体を含む溶融状態の製剤。
- 少なくとも1種のポリアミド母材及び随意の添加剤を含み、請求項1に記載の関係式で示される見掛け溶融粘度を有する組成物及び超臨界状態の流体の溶融混合で得ることが可能な溶融状態の製剤。
- 少なくとも以下の工程を含む射出成形による微小セルポリアミド製品の製造方法:
(a)ポリアミド母材中で超臨界状態の流体を溶解させるように、ポリアミド母材及び随意の添加剤を含み、請求項1に記載の関係式で示される見掛け溶融粘度を有する組成物及び超臨界状態の流体を混合することによって溶融状態の製剤を生成する工程;
(b)核生成及びセルの成長を引き起こすために、前記組成物を圧力降下させ、射出成形装置の成形槽で得られた製剤を射出する工程;及び、
(c)前記成形槽で微小セルポリアミド製品として得られた混合物を凝固させる工程。
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