JP2013538912A - Pebaベースの組成物と、耐高速衝撃性を有する透明な物品の製造でのその使用 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)ISO 13468規格に従った厚さが2mmのシートの材料の560nmでの透過率が少なくとも90%である「透明性」、
(2)EN166規格に従った速度衝撃が少なくとも76.2m/s(250ft/s)、好ましくは少なくとも198m/s(すなわち、650フィート/秒または650ft/s)である「耐高速衝撃性」、
(3)ISO 179 leU規格に従ったノッチ付きシャルピー「衝撃強度」が少なくとも90kJ/m2、
(4)ISO 1183 D規格に従って測定した密度が1.05g/cm3である「軽量性」、
(5)溶剤、例えばイソプロパノール中に浸漬した時に、曲げ破壊なしに少なくとも3%変形できるような「耐薬品性」または「耐溶剤性」(ISO 22088−3規格に従った耐応力亀裂性)、
(6)ISO 527−2:93−1BA規格に従って測定した弾性率が1000MPa以下、好ましくは800MPa以下であるような「可撓性」。
本発明の使用に適したコポリマーは、非晶質PEBA(デルタHm(2)=0J/g)か、ISO DSCの第2加熱時の融解エンタルピー(デルタHm(2))が30J/g以下であるような結晶化度を有するPEBAのファミリーの中から選択される特定範囲のPEBAに対応する。ここで、質量は含まれるアミド単位の量または含まれるポリアミドの量に対するもので、融解はアミド単位の融解に対応する。この非晶質PEBAまたはそれほど半結晶性ではないPEBAのファミリーとその製造方法は特許文献1の第5頁、第19行目〜第9頁、第35行目に記載されている。
(1)「〜(限界値を含まない)」という表現は両限界値を含ず、
(2)「X〜Z」または「20〜90%」という表現は両限界値を含む。
(1)厚さが2mmのシートを用いた材料の560nmでの透過率(ISO 13468規格に従う)が少なくとも90%である透明性を有し、
(2)EN 166規格に従った速度衝撃が少なくとも76.2m/s(250ft/s)である耐高速衝撃性を有し、
(3)ISO 179 leU規格に従ったシャルピーノッチ付き衝撃強度が少なくとも90kJ/m2であり、
(4)ISO 22088−3規格に従った溶剤に浸漬した材料が、曲げ破壊なしに、少なくとも3%変形できるような耐薬品性を有し、
(5)ISO 1183 D規格に従って測定した密度が1.05g/cm3以下の軽量であり、
(6)ISO 527−2:93−1BA規格に従って測定した弾性率が1000MPa以下、好ましくは800MPa以下であるような可撓性である。
このコポリマーは下記の特徴を有する。
本発明では、上記PAブロックが、少なくとも一種の脂環式ジアミンと、少なくとも一種の脂肪族ジカルボン酸、好ましくは主成分(50モル%以上)が12〜36個、好ましくは12〜18個の炭素原子を有する直鎖ジカルボン酸との等モル混合物を50モル%以上含む。
本発明の好ましい一実施例では、本発明で用いるコポリマーのPAブロックが、少なくとも一種の脂環式ジアミンと、12〜18個の炭素原子を有する少なくとも一種の脂肪族ジカルボン酸、好ましくは直鎖ジカルボン酸との等モル混合物を70モル%以上、好ましくは80モル%以上、好ましくは90%以上、好ましくは100モル%以上含む。
PAブロックのモノマーの組成物中に、少なくとも一種の非脂環式ジアミンを、上記組成物のジアミンに対して30モル%以下の比率で入れることができる。非脂環式ジアミンとしては直鎖脂肪族ジアミン、例えば1,4−テトラメチレンジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、1,9−ノナジアミンおよび1,10−デカメチレンジアミンが挙げられる。
上記PAブロックは、30モル%以下、好ましくは20モル%以下、好ましくは10モル%以下のポリアミドコモノマーを含むのが好ましい。上記の少なくとも一種のコモノマーは上記定義のものとは異なるラクタム、α,ω−アミノカルボン酸、ジアミン.二酸の組合せおよびこれらの混合物から選択できる。
上記PAブロックは、本発明で用いられるコポリマーの全重量の20〜90重量%、好ましくは40〜80重量%、好ましくは60〜80重量%である。
PAブロックの数平均分子量は1000〜10000g/モル、好ましくは1500〜7000g/モルである。低分子量では75〜80℃の低いガラス遷移温度(Tg)を有するコポリマーとなり、一方、最高の分子量ではコポリマーのTgは約150℃になる。
(1)30〜99.99重量%、好ましくは40〜99.99重量%の上記定義の本発明のコポリマー、
(2)0.01〜70重量%、好ましくは0.01〜60重量%の少なくとも一種の非晶質で、透明で、少なくとも一部が脂環式で、好ましくは非芳香族のポリアミド、
(3)0〜20%の添加剤。
本発明で使用する透明な非晶質PAを非芳香族にして、組成物のTgを上げないようにするのが好ましく、そうすることによって組成物の均一化を容易にし、組成物の変形または成形温度を上げないようにし、さらに、組成物のPEBAが分解する危険を避けるのが好ましい。
充填剤としては特に、シリカ、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、膨張黒鉛、酸化チタンまたはガラスビーズが挙げられる。
(1)30〜100重量%、好ましくは40〜100重量%の上記定義の本発明のコポリマー、
(2)0〜70重量%、好ましくは0〜60重量%の少なくとも一種の非晶質で、透明で、少なくとも一部が脂環式のポリアミド、好ましくは非芳香族で、より好ましくはISO 489規格に従って測定した屈折率が上記コポリマーと同じである上記ポリアミド、
(3)0〜20%の添加剤。
本発明の一実施例では、本発明組成物は、その種々の成分をコンパウンディングまたはドライブレンディングすることによって製造する。ドライブレンディングの方がコンパウンディングよりも工程数が少なく、一般にその結果として、組成物の汚染(黒斑、ゲル)のリスクが少ないので、ドライブレンディングが好ましい。
(1)上記定義のコポリマーを供給する段階、
(2)上記コポリマーを少なくとも一種の透明な非晶質PAおよび/または少なくとも一種の添加剤と混合して、上記定義の組成物を製造する段階(任意段階)、
(3)上記コポリマーまたは上記組成物を80〜180℃、好ましくは90〜150℃の温度T0で、特に金型またはダイで加工する段階、
(4)透明な物品を回収する段階。
実施例
複数のタイプの透明なPEBAを単独または透明な非晶質ポリアミドとの混合物として試験し、変性ポリオレフィンによって耐衝撃性を強化したポリカーボネート(PC)およびポリアミドB,12と比較する。
PA−B,12はBMACMジアミン・ドデカンジオン酸対から成るモノマーのポリアミド(Grilamid TR 90, EMS社の製品)である。
PA−11/B,14は94モル%のB,14モノマー(ここで≡14≡はテトラデカンジオン酸)と6モル%の11−アミノ−ウンデカン酸から成るコモノマーとのコポリアミドである。
PA−11/B,10は72モル%のB,10モノマー(ここで≡10≡は10個の炭素原子を含むセバシン酸)と28モル%の11−アミノウンデカン酸とから成るコモノマーとを含む。
B,12_PTMGは100モル%のB,12モノマーを含むPAブロックとPTMGブロックとを含むPEBAである。
B,10/B,14_PTMGは50モル%のB,14モノマーと50モル%のB,10モノマーとを含むPAブロックおよびPTMGブロックを含むPEBAである。
B,12/B,14_PTMGは50モル%のB,12モノマーと50モル%のB,14モノマーとを含むPAブロックおよびPTMGブロック含むPEBAである。
B,14/B,18_PTMGは50モル%のB,14モノマーと50モル%のB,18モノマーとを含むPAブロックおよびPTMGブロックを含むPEBAである。
透明性、黄変指数およびヘーズ特性([表2])は厚さ2mmのシートで測定する。
耐高速衝撃性、衝撃強度および可撓性の特性は、用いた規格に従って作成した標準化試験片で試験し、[図1]に示した
耐薬品性特性はIFC(フランスゴム協会)試験片で測定し、軽さ(密度)は顆粒で測定する。これらの全ての特性はそれぞれ[図1]、[表1][表2]に示す規格に従って測定する。
[図1]から、本発明による実施例1〜4(Ex1〜Ex4)のみが、比較例1〜6(Cp1〜Cp6)とは違って、高い透明性と耐高速衝撃性とを併せ持つことがわかる。
応力変形(ISO 22088−3規格、22時間、23℃)によって測定される耐薬品性をエタノールおよびイソプロパノールに対して測定した。[図1]および[表1]は、本発明実施例の試験片、特に組成物B,12−PTMGのPEBA(PAおよびPEブロックの数平均分子量は2000および650/モル)から作ったEx2に対応する耐薬品性を示す。
Claims (17)
- 下記(1)〜(5)の特徴を有するポリエーテルブロックとポリアミドブロックとを含むコポリマーの、耐高速衝撃性および衝撃強度を有する透明な物品の製造での使用:
(1)上記PAブロックは、少なくとも一種の脂環式ジアミンと炭素原子数が12〜36の少なくとも一種の脂肪族ジカルボン酸との等モル混合物を50モル%以上含み、
(2)上記PAブロックは、上記コポリマーの全重量の20〜90重量%であり、
(3)上記PAブロックの数平均分子量は1000〜10000g/モルであり、
(4)上記PEブロックはコポリマーの全重量の10〜80重量%であり、
(5)PEブロックの数平均分子量は200〜1000g/モル(限界値を含まない)である。 - 組成物の全重量に対して下記(1)〜(3)を含む熱可塑性ポリマー組成物の、耐高速衝撃性および衝撃強度を有する透明な物品の製造での使用:
(1)30〜99.99重量%の請求項1に記載のコポリマー、
(2)0.01〜70重量%の少なくとも一種の非晶質で、透明で且つ少なくとも部分的に脂環式であるポリアミド、
(3)0〜20%の添加剤。 - 上記物品が、ポリカーボネートで作られた同じ形の物品より透明で且つ耐高速衝撃性が高い請求項1または2に記載の使用。
- 上記物品がさらに、ポリカーボネートで作られた同じ形の物品より衝撃強度が高く、耐化学溶剤性が高く、軽い請求項3に記載の使用。
- 上記PAブロックが、少なくとも一種の脂環式ジアミンと12〜18の炭素原子を有する少なくとも一種の脂肪族ジカルボン酸、好ましくは直鎖のジカルボン酸との等モル混合物を70モル%以上含む請求項1〜4のいずれか一項に記載の使用。
- 少なくとも一つの脂環式ジアミンが下記の中から選択される請求項1〜5のいずれか一項に記載の使用:ビス(3,5−ジアルキル−4−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(3,5−ジアルキル−4−アミノシクロヘキシル)エタン、ビス(3,5−ジアルキル−4−アミノシクロヘキシル)プロパン、ビス(3,5−ジアルキル−4−アミノシクロヘキシル)ブタン、ビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタン(BMACMまたはMACM)、パラ−ビス(アミノシクロヘキシル)メタン(PACM)、イソプロピリデンジ(シクロヘキシルアミン)(PACP)、イソホロンジアミン(IPD)、2,6−ビス(アミノメチル)ノルボルナン(BAMN)およびこれらの混合物。
- 上記PAブロックが、請求項1に記載の等モル混合物と異なる少なくとも一種のポリアミドコモノマーを30モル%以下含む請求項1〜6のいずれか一項に記載の使用。
- 上記の少なくとも一種のPEブロックがポリアルキレンエーテルポリオール、例えばPEG、PPG、PO3G、PTMG、NH2鎖末端を有するポリオキシアルキレンブロックを含むポリエーテル、これらのランダムおよび/またはブロックコポリマーおよびこれらの混合物の中から選択される少なくとも一種のポリエーテルを含む請求項1〜7のいずれか一項に記載の使用。
- PAブロックが主として(80モル%以上が)B.12、B.14、B.16、B.18、これらのランダムおよび/またはブロックコポリマーおよびこれらの混合物の中から選択される少なくとも一種のモノマーから形成される請求項1〜8のいずれか一項に記載の使用。
- 組成物の全重量に対して下記(1)〜(3)を含むポリアミドベースの透明な熱可塑性ポリマー組成物:
(1)30〜100重量%の請求項1〜9のいずれか一項に記載のコポリマー、
(2)0〜70重量%の少なくとも一種の非晶質で、透明で且つ少なくとも部分的に脂環式のポリアミド、
(3)0〜20%の添加剤。 - 着色剤、特に顔料、染料、エフェクト顔料、例えば回折顔料、干渉顔料、例えば真珠光沢剤、反射顔料およびこれらの混合物;紫外線安定剤、老化防止剤、酸化防止剤;流動化剤、摩耗防止剤、離型剤、安定剤;可塑剤、衝撃改質剤;界面活性剤;増白剤;充填剤、例えばシリカ、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、膨張黒鉛、酸化チタンまたはガラスビーズ;繊維、蝋およびこれらの混合物の中から選択される添加剤をさらに含む請求項10に記載の組成物。
- 請求項10または11に記載の組成物の、顆粒または粉末製造での使用。
- フィラメント、パイプ、フィルム、シートおよび/または成形された、透明で、耐高速衝撃性を有する物品の製造での請求項12に記載の顆粒の使用。
- 下記(1)〜(4)の段階を含む、透明で耐高速衝撃性を有する物品の製造方法:
(1)請求項1〜9のいずれか一項に記載のコポリマーを供給する段階、
(2)上記コポリマーを、少なくとも一種の透明な非晶質PAおよび/または少なくとも一種の添加剤と混合して、請求項2に記載の組成物を製造する任意段階、
(3)上記のコポリマーまたは組成物を90〜180℃の温度T0で加工する段階、
(4)物品を回収する段階。 - 下記物品の製造での請求項1〜9のいずれか一項に記載のPEBAおよび/または請求項10または11に記載の熱可塑性組成物の使用:透明な保護具、工業用安全器具、例えば安全眼鏡、安全フレームおよび/または安全ガラス、衝撃グレージング(ballistic glazing)、透明な耐衝撃性シート、ヘルメット、バイザー、防護物、防護服;スポーツ器具;時計皿;宇宙機器、特に人工衛星またはスペースシャトル機器;航空または自動車機器、例えばフロントガラス、グレージング、(飛行機の)窓、コックピット、飛行機の円蓋、窓、防弾ガラス、例えば車または構造物用のもの、前照灯またはヘッドライト用グレージング;ディスプレーグレージング、特に広告、電子またはコンピュータグレージング;スクリーン部品;サーマル、ソーラーまたは太陽電池パネル用グレージング;建築、家具調度品、電気器具または装飾工業用の物品;ゲームまたは玩具産業用物品;ファッション産業用物品、例えば靴のヒールまたは宝石;家具産業用物品、例えばテーブル、シートまたはアームチェア部品;プレゼンテーション、包装材料、ケーシング、箱、コンテナまたはフラスコ物品または部品、香水用物品、化粧品または医薬品産業用の物品;カバン;または輸送中の保護用部品。
- 請求項10または11に記載の組成物から成る耐高速衝撃性を有する透明な物品。
- 厚さが0.1〜10mm、好ましくは0.1〜3mm、より好ましくは0.5〜2mmである請求項16に記載の物品。
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