JP2017105924A - 熱可塑性樹脂組成物、成形品及び成形品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 (A)ポリアミド、(B)ポリフェニレンエーテル、及び(C)相溶化剤を含む熱可塑性樹脂組成物であって、
上記熱可塑性樹脂組成物を用いて、2つの構造部とこれらを連結する幅3〜5mm、長さ5〜25mm、厚み0.3〜0.7mmのヒンジ部とを含む試験片を成形したときに、上記(A)ポリアミドを含む連続相、上記(B)ポリフェニレンエーテルを含む分散相が形成されており、
上記試験片の、上記ヒンジ部における長さ方向の中点を通る、幅方向及び厚み方向に沿う面による断面において、表面から厚み方向に20μmまでの部分Iにおける分散相の平均楕円率をE−20、表面から厚み方向に上記厚みに対して48%の長さから52%の長さまでの部分IIにおける分散相の平均楕円率をE−midとしたときに、以下の式(1)を満たすことを特徴とする、熱可塑性樹脂組成物。
4.0≦(E−20)/(E−mid) ・・・(1)
【選択図】なし
Description
上記熱可塑性樹脂組成物を用いて、2つの構造部とこれらを連結する幅3〜5mm、長さ5〜25mm、厚み0.3〜0.7mmのヒンジ部とを含む試験片を成形したときに、上記(A)ポリアミドを含む連続相、上記(B)ポリフェニレンエーテルを含む分散相が形成されており、
上記試験片の、上記ヒンジ部における長さ方向の中点を通る、幅方向及び厚み方向に沿う面による断面において、表面から厚み方向に20μmまでの部分Iにおける分散相の平均楕円率をE−20、表面から厚み方向に上記厚みに対して48%の長さから52%の長さまでの部分IIにおける分散相の平均楕円率をE−midとしたときに、以下の式(1)を満たすことを特徴とする、熱可塑性樹脂組成物。
4.0≦(E−20)/(E−mid) ・・・(1)
1.10≦(S−20)/(S−mid) ・・・(2)
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、(A)ポリアミド、(B)ポリフェニレンエーテル、及び(C)相溶化剤を含む。必要に応じて、衝撃改良剤、オイル、遷移金属、ハロゲン、有機安定剤、スチレン系熱可塑性樹脂、安定剤、難燃剤、滴下防止剤、付加的成分等を含んでいてもよい。
本発明の熱可塑性樹脂組成物を用いて、2つの構造部とこれらを連結する幅3〜5mm、長さ5〜25mm、厚み0.3〜0.7mmのヒンジ部とを含む試験片を成形したときに、上記(A)ポリアミドを含む連続相、上記(B)ポリフェニレンエーテルを含む分散相が形成されており、
上記試験片の、上記ヒンジ部における長さ方向の中点を通る、幅方向及び厚み方向に沿う面による断面において、表面から厚み方向に20μmまでの部分Iにおける分散相の平均楕円率をE−20、表面から厚み方向に上記厚みに対して48%の長さから52%の長さまでの部分IIにおける分散相の平均楕円率をE−midとしたときに、以下の式(1)を満たす。
4.0≦(E−20)/(E−mid) ・・・(1)
本発明の熱可塑性樹脂組成物の各成分について、以下に詳しく述べる。
本実施形態の熱可塑性樹脂組成物における上記ポリアミドの種類としては、ポリマーの繰り返し単位構造中にアミド結合{−NH−C(=O)−}を有するものであれば、いずれも使用することができる。
また、上記アミノカルボン酸、上記ラクタム類、上記ジアミン、上記ジカルボン酸として、重合反応機内で低分子量のオリゴマーの段階まで重合し、押出機等で高分子量化したものも好適に使用することができる。
上記ポリアミドは、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記ポリアミドは、粘度数が異なる複数のポリアミドの混合物であっても良い。粘度数が異なる複数のポリアミドを使用した場合においても、ポリアミド混合物の粘度数は上記範囲内にあることが望ましい。ポリアミド混合物の粘度数は、所望の混合比で混合したポリアミド混合物の粘度数を測定することで確かめることができる。
上記ポリアミドの末端基のアミノ基/カルボキシル基濃度比は、9/1〜1/9であることが好ましく、6/4〜1/9であることがより好ましく、5/5〜1/9であることがさらに好ましい。
上記ポリアミドの末端基は、当業者には明らかであるような公知の方法を用いることで調整することができ、例えば、ポリアミド重合時に、ジアミン、モノアミン、ジカルボン酸、及びモノカルボン酸からなる群から選ばれる1種以上を添加する方法等により、調整することができる。
本実施形態の熱可塑性樹脂組成物における上記ポリフェニレンエーテルとしては、下記式(1)及び/又は下記式(2)で表される繰り返し単位(フェニレンエーテルに由来する繰り返し単位)を有する、ホモ重合体又は共重合体が挙げられる。
上記ポリフェニレンエーテルは、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ポリフェニレンエーテルに残存する重合時の溶媒としては、重合後の乾燥工程で完全に除去するのは困難であり、ポリフェニレンエーテル(100質量%)中に数百質量ppmから数質量%の範囲で残存している溶媒が挙げられ、例えば、トルエン、キシレンの各異性体、エチルベンゼン、炭素数1〜5のアルコール類、クロロホルム、ジクロルメタン、クロルベンゼン、ジクロルベンゼン等が挙げられる。
上記変性化合物は、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ポリアミド及びポリフェニレンエーテルの含有割合が上記範囲にあると、特に優れた機械強度とヒンジ特性を持つ成形品を得ることができる。
本実施形態の熱可塑性樹脂組成物における上記相溶化剤としては、国際公開第01/81473号中に詳細に記載されている、分子構造内に少なくとも1個の炭素−炭素二重結合又は三重結合、及び少なくとも1個のカルボキシル基、酸無水物基、アミノ基、水酸基、又はグリシジル基を有する、少なくとも1種の化合物が好ましい。中でも、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸、クエン酸、これらの誘導体及びこれらの混合物からなる群から選択させる少なくとも1種が好ましく、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸、及びクエン酸からなる群から選択される少なくとも1種がより好ましく、熱可塑性樹脂組成物のウェルド強度といった付加的な特性が向上する観点から、マレイン酸及び/又はその無水物が特に好ましい。
上記相溶化剤は、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、上記相溶化剤の含有量は、ポリアミド中にポリフェニレンエーテルが分散しやすくなり、成形品においてポリアミドが連続相を、ポリフェニレンエーテルが分散相を一層形成しやすくなる観点から、上記ポリアミドと上記ポリフェニレンエーテルとの合計100質量部に対して、0.03〜10.0質量部であることが好ましく、0.05〜5.0質量部であることがより好ましい。
本実施形態の熱可塑性樹脂組成物は、耐衝撃性を更に向上させる目的で、衝撃改良剤をさらに含んでいてもよい。
本明細書において、「主体とする」とは、主体とする化合物に由来する構成単位の、重合体ブロック中の含有量が、50質量%以上であることをいい、70質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることがさらに好ましい。例えば、芳香族ビニル化合物を主体とする重合体ブロック中に、少量の共役ジエン化合物又は他の化合物に由来するモノマー単位を含む場合であっても、重合体ブロックの50質量%以上が芳香族ビニル化合物から形成されていれば、芳香族ビニル化合物を主体とするブロック共重合体とみなす。また、共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックにおいても同様である。
通常、共役ジエン化合物の結合形態として、1,2−ビニル結合、3,4−ビニル結合、1,4−ビニル結合があるが、ビニル結合量とは、重合時の共役ジエン化合物の結合形態の割合を示すものである。例えば、1,2−ビニル結合量とは、上記3種の結合形態中の1,2−ビニル結合の割合を意味するものである。1,2−ビニル結合量、3,4−ビニル結合量、1,4−ビニル結合量は、赤外分光光度計、核磁気共鳴装置等を用いて測定し、Analytical Chemistry,Volume21,No.8,August 1949に記載の方法に準じて算出することができる。
本明細書において、数平均分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー測定装置を用いて、紫外分光検出器で測定し、標準ポリスチレンで換算した数平均分子量をいう。この時、重合時の触媒失活に起因した低分子量成分が検出されることがあるが、その場合は分子量計算に低分子量成分は含めない。通常、分子量分布(質量平均分子量/数平均分子量)は1.0〜1.1の範囲内である。
芳香族ビニル化合物を主体とする一つの重合体ブロックの数平均分子量は、上述したブロック共重合体の数平均分子量を用いて、下式により求めることができる。
Mn(a)={Mn×a/(a+b)}/N
[上式中において、Mn(a)は芳香族ビニル化合物を主体とする一つの重合体ブロックの数平均分子量、Mnはブロック共重合体の数平均分子量、aはブロック共重合体中のすべての芳香族ビニル化合物を主体とする重合体ブロックの含有量(質量%)、bはブロック共重合体中のすべての共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックの含有量(質量%)、Nはブロック共重合体中の芳香族ビニル化合物を主体とする重合体ブロックの数を表す。]
上記変性されたブロック共重合体とは、分子構造内に少なくとも1個の炭素−炭素二重結合又は三重結合、及び少なくとも1個のカルボン酸基、酸無水物基、アミノ基、水酸基又はグリシジル基を有する、少なくとも1種の変性化合物で変性されたブロック共重合体を指す。
ここでいう分子構造内に少なくとも1個の炭素−炭素二重結合又は三重結合、及び少なくとも1個のカルボン酸基、酸無水物基、アミノ基、水酸基又はグリシジル基を有する少なくとも1種の変性化合物としては、上述の変性ポリフェニレンエーテルの変性化合物と同じものが挙げられる。
また、上記衝撃改良剤の含有量は、上記ポリアミドと上記ポリフェニレンエーテルとの合計100質量部に対して、0.1〜40質量部であることが好ましく、0.5〜20質量部であることがより好ましい。
本実施形態の熱可塑性樹脂組成物は、さらにオイルを含んでいてもよい。
ここで、オイルは、一般に、芳香環含有化合物、ナフテン環含有化合物及びパラフィン系化合物の三成分が組み合わさった混合物であって、全炭素数に対するパラフィン鎖の炭素数の割合が50%以上であるものがパラフィン系オイルと呼ばれ、ナフテン環炭素数の割合が30〜45%であるものがナフテン系オイルと呼ばれ、芳香族炭素数の割合が30%超であるものが芳香族系オイルと呼ばれる。
上記パラフィン系オイルとしては、パラフィン系化合物の含有量が50質量%以上であるものが好ましく、パラフィン系化合物の含有量が50〜90質量%であり、ナフテン環含有化合物の含有量が10〜40質量%であり、芳香環含有化合物の含有量が5質量%以下であるものがより好ましい。また上記パラフィン系オイルの数平均分子量は、100〜2000であることが好ましく、200〜1500であることがより好ましい。
パラフィン系オイルの市販品としては、例えば、ダイアナプロセスオイルPW−380(出光石油化学株式会社製、動粘度381.6cst(40℃)、平均分子量746、ナフテン環炭素数27%,パラフィン環炭素数73%)等が挙げられる。
本実施形態の熱可塑性樹脂組成物は、ポリアミド添加による耐熱安定性の向上効果を、更に向上させる目的で、遷移金属及び/又はハロゲンをさらに含んでいてもよい。
上記遷移金属としては、銅、セリウム、ニッケル、コバルトが好ましく、特に銅が好ましい。
上記ハロゲンとしては、臭素、ヨウ素が好ましい。
上記遷移金属及び/又はハロゲンは、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施形態の熱可塑性樹脂組成物中の上記ハロゲンの含有量は、500質量ppm以上1500質量ppm未満であることが好ましく、700質量ppm以上1200質量ppm未満であることがより好ましい。
本実施形態の熱可塑性樹脂組成物は、有機安定剤をさらに含んでいてもよい。
上記有機安定剤としては、イルガノックス1098(チバスペシャリティーケミカルズ製)等のヒンダードフェノール系酸化防止剤;イルガフォス168(チバスペシャリティーケミカルズ製)等のリン系加工熱安定剤;HP−136(チバスペシャリティーケミカルズ製)等のラクトン系加工熱安定剤;イオウ系耐熱安定剤;ヒンダードアミン系光安定剤;等が挙げられる。中でも、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、リン系加工熱安定剤、又はこれらの混合物が好ましい。
本実施形態の熱可塑性樹脂組成物中の上記有機安定剤の含有量としては、上記ポリアミド(100質量部)に対して、0.001〜1質量部であることが好ましい。
上記有機安定剤は、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施形態の熱可塑性樹脂組成物は、上記ポリアミドと上記ポリフェニレンエーテルとの合計100質量部に対して、スチレン系熱可塑性樹脂を50質量部未満さらに含んでいてもよい。
上記スチレン系熱可塑性樹脂としては、ホモポリスチレン、ゴム変性ポリスチレン(HIPS)、スチレン−アクリロニトリル共重合体(AS樹脂)、スチレン−ゴム質重合体−アクリロニトリル共重合体(ABS樹脂)等が挙げられる。
上記スチレン系熱可塑性樹脂は、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施形態の熱可塑性樹脂組成物は、ポリフェニレンエーテルの安定化の観点から、安定剤をさらに含んでいてもよい。
上記安定剤としては、酸化亜鉛、硫化亜鉛等の金属系安定剤;ヒンダードフェノール系安定剤;リン系安定剤;ヒンダードアミン系安定剤;等の有機安定剤が挙げられる。
上記安定剤の含有量としては、上記ポリフェニレンエーテル100質量部に対して、5質量部未満が挙げられる。
上記安定剤は、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施形態の熱可塑性樹脂組成物は、難燃剤をさらに含んでもよい。
本明細書において、実質的にハロゲンを含まないとは、難燃剤を含む熱可塑性樹脂組成物中のハロゲン濃度が2質量%未満であることをいう。難燃剤を含む熱可塑性樹脂組成物中のハロゲン濃度は、1質量%未満であることが好ましく、0.5質量%未満であることがより好ましい。
中でも、分散相と連続相に、異なる難燃剤を配合することが好ましい。具体的には、分散相にリン酸エステル類、リン酸系含窒素化合物、ホスファゼン系化合物、及びシリコーンオイルからなる群から選ばれる1種以上を配合し、連続相に含窒素環状化合物、リン酸系含窒素化合物、ホウ酸化合物、及びホスフィン酸塩類からなる群から選ばれる1種以上を配合することが望ましい。
本実施形態の熱可塑性樹脂組成物は、滴下防止剤をさらに含んでいてもよい。
上記滴下防止剤としては、テトラフルオロエチレン等のフッ素系ポリマー等が挙げられる。上記滴下防止剤は、上記熱可塑性樹脂組成物中のハロゲン濃度が2質量%未満の量であれば、難燃剤としても使用可能である。
本実施形態の熱可塑性樹脂組成物は、上記した成分のほかに、本発明の効果を損なわない範囲で、付加的成分をさらに含んでいてもよい。
本実施形態の熱可塑性樹脂組成物を製造する方法は、特に限定されないが、(A)ポリアミド、(B)ポリフェニレンエーテル、及び(C)相溶化剤、並びに任意に上記衝撃改良剤、上記オイル、上記繊維金属及び/又はハロゲン、上記有機安定剤、上記スチレン系熱可塑性樹脂、上記安定剤、上記難燃剤、上記滴下防止剤、上記付加的成分等を加え、混練する方法が挙げられる。
本実施形態の熱可塑性樹脂組成物の水分率は、150〜500質量ppmであることが好ましい。水分率が上記範囲であると、射出成形時にポリフェニレンエーテルに適切な配向がかかり、成形品表層と内部のポリフェニレンエーテルの平均楕円率及び面積分率が上記範囲を満たし、特に優れた外観とヒンジ特性を持つ成形品を得ることができる。
本明細書において、水分率とは、ISO15512(B法)に準拠し、水分気化装置とカールフィッシャー電量測定装置を有した水分含有率測定システムを用いて、オーブンの設定温度を185℃として測定できる、熱可塑性樹脂組成物のペレットの水分率をいう。
上記水分率は、例えば、押出時に得られたペレットを、素早くアルミニウムコートされた防湿袋に入れること等により、500質量ppm以下に調整することができる。また、500質量ppm以上吸湿した場合は、真空乾燥機、除湿乾燥機、熱風乾燥機等で、再乾燥して調整することもできる。
連続相に上記ポリアミドが、分散相に上記ポリフェニレンエーテルが含まれることにより、ヒンジ特性に優れた成形品が得られる。また、連続相が上記ポリアミド、分散相が上記ポリフェニレンエーテルを含む成形品を形成できる熱可塑性樹脂組成物は、流動性にも優れる。
本実施形態の熱可塑性樹脂組成物を用いると、ポリアミドとポリフェニレンエーテルとの溶融粘度の違いから、成形品の大きさによらず、ポリアミドを含む連続相及びポリフェニレンエーテルを含む分散相が形成された成形品を得ることができる。
なお、2つの構造部4とこれらを連結するヒンジ部2とを含む試験片1において、2つの構造部4は、ヒンジ部2の長さ方向が曲げ線方向となるように折り曲げられることが好ましい。ここで、ヒンジ部の幅wは、2つの構造部4間の間隔と等しいことが好ましい。また、ヒンジ部の幅、ヒンジ部の長さ方向及びヒンジ部の厚み方向は、それぞれ垂直であり、ヒンジ部の長さ方向はヒンジ部の厚み方向より長いことが好ましい。
4.0≦(E−20)/(E−mid) ・・・(1)
上記(E−20)/(E−mid)は、4.5以上であることが好ましい。また、7.0以下であることが好ましい。
なお、上記部分I及び上記部分IIは、ヒンジ部にあることが好ましい。
平均楕円率が上記範囲であると、ヒンジ部で繰り返し開閉を行っても割れにくい、ヒンジ特性に特に優れた成形品を得ることができる。
上記平均楕円率は、例えば、射出成形時の、樹脂温度、金型温度、射出速度、ゲート点数、ゲート形状、成形品厚み、水分率、ゲート厚み等により調整することができる。
ここで平均楕円率とは、3個の試験片の上記部分I及び上記部分IIを透過型電子顕微鏡で5000倍に拡大観察し、画像解析装置(商品名「A像くん」、旭化成エンジニアリング株式会社製)を用いて、各試験片の部分I又は部分IIごとに、50個の分散相の長径と短径を計測し、楕円率=長径/短径を算出し、部分Iの楕円率の平均値(合計150個の分散相の楕円率の平均値)、部分IIの楕円率の平均値(合計150個の分散相の楕円率の平均値)を算出したものである。
なお、図1において、上記ヒンジ部における長さ方向の中点を通る、幅方向及び厚み方向に沿う面による断面とは、ヒンジ部の重心Xを通り、幅方向及び厚み方向に沿う断面であり、折り曲げ方向に平行な断面や曲げ線方向に垂直な断面としてよい。
1.10≦(S−20)/(S−mid) ・・・(2)
上記(S−20)/(S−mid)は、1.15以上であることがより好ましい。また、1.60以下であることが好ましい。
面積分率が上記範囲であると、ヒンジ部で繰り返し開閉を行っても、一層割れにくくなり、ヒンジ特性に一層優れた成形品を得ることができる。
上記面積分率は、例えば、射出成形時の、樹脂温度、金型温度、射出速度、ゲート点数、ゲート形状、成形品厚み、水分率、ゲート厚み等により調整することができる。
面積分率とは、3個の試験片の上記部分I又は上記部分IIから任意に選択した20μm四方の正方形中に占める、分散相の合計面積のことをいう。分散相の面積は、透過型電子顕微鏡で5000倍に拡大観察し、画像解析装置(商品名「A像くん」、旭化成エンジニアリング株式会社製)を用いて測定することができる。
本発明の成形品は、少なくとも一部が本実施形態の熱可塑性樹脂組成物からなる成形品である。本実施形態の成形品は全体が本実施形態の熱可塑性樹脂組成物からなっていてもよい。
本実施形態の成形品としては、ヒンジ部を有する成形品が挙げられ、具体的には、図1に示すような、2つの構造部とこれらを連結するヒンジ部とを有し、ヒンジ部で連結された一方の構造部にゲート3が設けられている成形品等が挙げられる。
本明細書において、「ヒンジ部」とは、1つの部品内の2つの構造部を連結する部分のことを言う。ヒンジ部は、例えば、薄板状、フィルム状、紐状の構造をしていてもよい。
上記ヒンジ部の厚みとしては、0.1〜3.0mmであることが好ましく、0.3〜1.2mmであることがより好ましく、0.3〜0.9mmであることがさらに好ましく、0.3〜0.7mmであることが特に好ましい。成形品の厚みが上記範囲であると、ヒンジ特性と機械強度に特に優れる。
上記ヒンジ部の幅としては、3〜5mmが好ましく、3mmがより好ましい。また、上記ヒンジ部の長さとしては、5〜25mmが好ましい。
本実施形態の成形品では、上記ヒンジ部において、前述の式(1)を満たすことが好ましく、前述の式(1)(2)を満たすことがより好ましい。
上記ゲートの厚みとしては1.5mm以下であることが好ましく、1.2mm以下であることがより好ましく、1.0mm以下であることがさらに好ましく、0.9mm以下であることが特に好ましい。また、ゲート厚みは、0.3mm以上であることが好ましい。ゲートの厚みが1.0mm以下であると、熱可塑性樹脂組成物の流動性が低くても、外観とヒンジ特性に一層優れた成形品を得ることができる。また、ゲートの厚みが1.0mm以下となり、熱溶融した樹脂が金型に流れ込む際の導入口が薄くなると、樹脂が射出される際にひずみがかかりやすくなることで、ポリフェニレンエーテルを含む分散相が真円から楕円に変形し、また、ポリフェニレンエーテルの分布に傾斜が起こしやすくなることで、得られる成形品が分散状態をとりやすくなる。ゲート厚みが1.5mm超であると、成形時にひずみが十分に起こらず、ヒンジ特性が低下する。
ゲートの厚みとは、金型のゲート部分に相当する部分のうち最も薄い部分の厚みをいう。
なお、本実施形態の成形品におけるゲートは、成形後に切り取ってもよい。
また、上記構造部のサイズは、本発明の効果を損なわない範囲であれば、特に限定されない。
本発明の成形品を製造する方法は、上記熱可塑性樹脂組成物を、ゲート厚み1.0mm以下のゲートを有する成形金型にて、成形温度270〜290℃、金型温度30〜60℃、射出速度45cm3/sec以上で、成形する工程を含む。
本実施形態の成形品を製造する際の成形方法や成形装置は、目的とする成形品の種類、用途、形状などに応じて、一般に用いられている種々の成形方法や成形装置が使用でき、成形方法としては射出成形が好ましい。
(A)ポリアミド(PA)
ポリ(ヘキサメチレンアジパミド)(PA66)(粘度数=120mL/g、末端アミノ基濃度=30μmol/g、末端カルボキシル基濃度=110μmol/g、PA66の重合時に、ヨウ化銅と、ヨウ化カリウム共存下で重合し、PA66中に、銅元素を100質量ppm、ヨウ素を4000質量ppm含む。)
(B)ポリフェニレンエーテル (PPE)
ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)(還元粘度=0.42dL/g(0.5g/dLクロロホルム溶液、30℃、ウベローデ型粘度管で測定))
(C)相溶化剤
MAH(商品名「無水マレイン酸」、三菱化学株式会社製)
(D)衝撃改良剤
SEBS(ポリスチレン−水素添加ポリブタジエン−ポリスチレンの各ブロックからなる共重合体、数平均分子量=170,000、ポリスチレンブロック1個あたりの数平均分子量=29,800、スチレン成分合計含有量=35質量%、1,2−ビニル結合量=38%、ポリブタジエン部の水素添加率=98%以上、パラフィン系オイルを35質量%含有)
(E)付加的成分
過酸化物(Peroxide)(商品名「パーヘキサ25B−40」、日本油脂株式会社製)
上流側に1カ所と、押出機中央部に1カ所の供給口を有する二軸押出機(商品名「ZSK−70]、ウェルナー&フライデラー社製(ドイツ)」のシリンダー温度を上流側供給口(以下メイン−Fと略記)より押出機中央部供給口(以下サイド−Fと略記)までを320℃、サイド−Fからダイまでを270℃に設定した。
なお、このときのスクリュー回転数は300回転/分とし、吐出量は1.5t/hであった。また、サイド−Fのあるバレルの直前のバレルと、ダイ直前のバレルにそれぞれ開口部を設け、真空吸引することにより残存揮発分及び残存オリゴマーの除去を行った。この時の真空度は−700mmHgであった。
なお、表1、2中の各成分の含有量は、(A)ポリアミドと(B)ポリフェニレンエーテルとの合計量を100質量部とした時の値である。
(1)荷重たわみ温度
ASTM D648に従い、以下の方法で荷重たわみ温度を測定した。
射出成形機(TOYOplaster TI50G2)を用いて、実施例及び比較例で得られた熱可塑性樹脂組成物のペレットから、表1、2に示す成形条件にて、幅12.7mm×長さ127mm×厚み3.2mmのASTMタンザク試験片を成形した。得られた成形片を用いて、1.82MPa荷重下での荷重たわみ温度(加熱変形温度)を測定した。
(2)シャルピー衝撃強度
射出成形機(TOYOplaster TI50G2)を用いて、実施例及び比較例で得られた熱可塑性樹脂組成物のペレットから、表1、2に示す成形条件にて、幅10mm×長さ80mm×厚み4mm、ノッチ深さ2mmのシャルピー衝撃強度測定用試験片に射出成形し、ISO 179に準拠してシャルピー衝撃強度を測定した。
(3)曲げ弾性率
射出成形機(TOYOplaster TI50G2)を用いて、実施例及び比較例で得られた熱可塑性樹脂組成物のペレットから、表1、2に示す成形条件にて、幅10mm×長さ80mm×厚み4mmの曲げ弾性率測定用試験片を射出成形し、ギアーオーブンを用い、80℃の環境下に24時間静置し熱履歴処理を行った。測定はISO178に準じて行った。
(4)ヒンジ特性
射出成形機(TOYOplaster TI50G2)を用いて、実施例及び比較例で得られた熱可塑性樹脂組成物のペレットから、表1、2に示す成形条件にて、図1、2に示すヒンジ特性評価用試験片を成形し、JISK7118−1995に準じて、23℃、50%RH雰囲気下で自動繰り返しヒンジ試験機(東洋精機製作所(株)製)を用いて、ヒンジ部をほとんど180°まで折り曲げ、元の位置(0°)の位置に戻す動作を33回/分の速度で繰り返し、何回折り曲げた段階で折れて破壊するかを測定した。
(5)表面外観
射出成形機(TOYOplaster TI50G2)を用いて、実施例及び比較例で得られた熱可塑性樹脂組成物のペレットから、カラーチップ成形片に射出成形し、目視で三段階評価を行った。なお、成形時に混合する異物は、樹脂の炭化物、水分等によるものと考えられる。
○;良い(目視で確認できる、黒点、シルバーストリークスがない)
△;普通(目視で確認できる黒点が3個以下であり、シルバーストリークス、ボイドがない)
×;悪い(シルバーストリークス、ボイド等が見られる)
(6)平均楕円率
3個のヒンジ特性評価用試験片を成形し、各試験片について、ヒンジ部における長さ方向の中点を通る、幅方向及び厚み方向に沿う面による断面において、厚み方向に表面から20μmまでの部分I、及び、表面から厚み方向に前記厚みに対して48%の長さから52%の長さまでの部分IIを、TEM(商品名「透過電子顕微鏡HT7700」、株式会社日立ハイテクノロジーズ製)で、5000倍に拡大観察し、画像解析装置(商品名「自動画像解析処理装置 LUZEX SE」、株式会社ニレコ製)を用いて、各試験片の部分I及び部分IIごとに50個の分散相の長径と短径を計測し、楕円率=長径/短径を算出して、3個のヒンジ特性評価用試験片の部分Iの楕円率の平均E−20(150個の分散相の楕円率の平均)、3個のヒンジ特性評価用試験片の部分IIの楕円率の平均E−mid(150個の分散相の楕円率の平均)から、「E−20/E−mid」を求めた。
なお、部分I及び部分IIの分散相は、ヒンジ部から選択した。また、ヒンジ部の厚みが0.6mmである場合、部分Iは厚み方向に表面から20μmまでの部分をいい、部分IIは、表面から厚み方向に288μmから、表面から厚み方向に312μmまでの部分をいう。
(7)面積分率
3個のヒンジ特性評価用試験片を成形し、各試験片について、ヒンジ部における長さ方向の中点を通る、幅方向及び厚み方向に沿う面による断面において、厚み方向に表面から20μmまでの部分I、及び、表面から厚み方向に前記厚みに対して48%の長さから52%の長さまでの部分IIを、TEM(商品名「透過電子顕微鏡HT7700」、株式会社日立ハイテクノロジーズ製)で、5000倍に拡大観察し、上記部分I及び上記部分IIから任意に選択した20μm四方の正方形中に占める、分散相の合計面積(面積分率)を、画像解析装置(商品名「自動画像解析処理装置 LUZEX SE」、株式会社ニレコ製)を用いて測定した。そして、3個のヒンジ特性評価用試験片の部分Iの面積分率の平均値S−20、3個のヒンジ特性評価用試験片の部分IIの面積分率の平均値S−midから、「S−20/S−mid」を求めた。
なお、部分I及び部分IIの分散相は、ヒンジ部から選択した。
(8)水分率
ISO15512:1999のB法に準拠(オーブン設定温度:185℃)して、実施例及び比較例で得られた熱可塑性樹脂組成物のペレットの水分率を測定した。
2 ヒンジ部
3 ゲート
4 構造部
l ヒンジ部の長さ
w ヒンジ部の幅
X ヒンジ部の重心
t1 ヒンジ部の厚み
t2 ゲートの厚み
Claims (10)
- (A)ポリアミド、(B)ポリフェニレンエーテル、及び(C)相溶化剤を含む熱可塑性樹脂組成物であって、
前記熱可塑性樹脂組成物を用いて、2つの構造部とこれらを連結する幅3〜5mm、長さ5〜25mm、厚み0.3〜0.7mmのヒンジ部とを含む試験片を成形したときに、前記(A)ポリアミドを含む連続相、前記(B)ポリフェニレンエーテルを含む分散相が形成されており、
前記試験片の、前記ヒンジ部における長さ方向の中点を通る、幅方向及び厚み方向に沿う面による断面において、表面から厚み方向に20μmまでの部分Iにおける分散相の平均楕円率をE−20、表面から厚み方向に前記厚みに対して48%の長さから52%の長さまでの部分IIにおける分散相の平均楕円率をE−midとしたときに、以下の式(1)を満たすことを特徴とする、熱可塑性樹脂組成物。
4.0≦(E−20)/(E−mid) ・・・(1) - 前記部分Iにおける分散相の面積分率をS−20、前記部分IIにおける分散相の面積分率をS−midとしたときに、以下の式(2)を満たす、請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
1.10≦(S−20)/(S−mid) ・・・(2) - 前記(A)ポリアミドと前記(B)ポリフェニレンエーテルとの合計100質量部に対して、前記(A)ポリアミドを40〜90質量部、前記(B)ポリフェニレンエーテルを60〜10質量部含有する、請求項1又は2に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 前記(C)相溶化剤が、無水マレイン酸、マレイン酸、クエン酸、及びフマル酸からなる群から選択される少なくとも一種であって、
前記(A)ポリアミドと前記(B)ポリフェニレンエーテルとの合計100質量部に対して、前記(C)相溶化剤を0.03〜10.0質量部含有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂組成物。 - 更に、(D)衝撃改良剤を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂組成物を含むことを特徴とする、成形品。
- 自動車用部品である、請求項6に記載の成形品。
- リレーブロックである、請求項7に記載の成形品。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂組成物を、ゲート厚み1.0mm以下のゲートを有する成形金型にて、成形温度270〜290℃、金型温度30〜60℃、射出速度45cm3/sec以上で、成形する工程を含むことを特徴とする、成形品の製造方法。
- 前記熱可塑性樹脂組成物が、水分率150〜500質量ppmのペレットである、請求項9に記載の成形品の製造方法。
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