JP2020139110A - 樹脂組成物及び成形品 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、低吸水寸法変化率と優れた耐熱性及び機械的強度との両立が可能なポリアミド/ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物を提供することを目的とする。【解決手段】(a)ポリアミド、(b)アミド基濃度が(a)ポリアミドよりも高いポリアミド、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂、及び(d)(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドと(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂との相溶化剤を含む樹脂組成物であり、樹脂組成物のモルホロジーにおいて、(a)成分が連続相を形成し、(b)成分及び(c)成分が分散相を形成し、(c)成分が形成する分散相の個数の50%以上が粒径3.0μm以下であり、且つ、(c)成分が形成する分散相の個数の60%以上が(a)成分が形成する連続相に囲まれていることを特徴とする、樹脂組成物及び成形品。【選択図】図1
Description
本発明は、樹脂組成物及び成形品に関する。
ポリフェニレンエ−テル系樹脂は機械的性質、電気的性質及び耐熱性が優れており、しかも寸法安定性が優れるため広い範囲で用いられているが、単独では、例えば成形加工性が劣っている。
そこで、成形加工性を改良するために、ポリフェニレンエ−テル系樹脂にポリアミドを配合してポリマーアロイにする技術が種々提案されており(例えば、特許文献1〜4)、このようなポリマーアロイは、電気電子部品や自動車部品等の金属代替材として様々な用途に用いられている。
そこで、成形加工性を改良するために、ポリフェニレンエ−テル系樹脂にポリアミドを配合してポリマーアロイにする技術が種々提案されており(例えば、特許文献1〜4)、このようなポリマーアロイは、電気電子部品や自動車部品等の金属代替材として様々な用途に用いられている。
ところで、ポリフェニレンエーテル系樹脂とポリアミドとのポリマーアロイは、上述のように自動車部品、機械部品、電気・電子部品等として用いられ得るところ、それらの部品は複雑化した形状が求められる傾向にあり、吸水寸法変化率を低減させることが求められている。また、当然に、それらの部品は耐熱性、機械的強度も維持乃至向上させることも求められている。即ち、特許文献1〜4で提案されているような従来のポリアミド/ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物では、耐熱性、機械的強度を維持乃至向上させつつ、吸水寸法変化率を低減させることが期待されている。
そこで、本発明は、優れた耐熱性及び機械的強度と、低吸水寸法変化率との両立が可能なポリアミド/ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物を提供することを目的とする。
本発明者らは、上述の問題を解決するために鋭意検討した結果、次の知見を得た。即ち、本発明者らは、
(1)ポリアミドは、そのアミド基濃度によって、機械的強度、耐熱性、吸水寸法変化率等の各特性が変わるところ、ポリアミド/ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物において、機械的強度及び耐熱性に優れるポリアミド(相対的にアミド基濃度が高いポリアミド)と、吸水寸法変化率が低いポリアミド(相対的にアミド基濃度が低いポリアミド)とを用いることにより、それぞれの特性を補完し得ること、
(2)ポリアミド/ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物において、ポリフェニレンエーテル系樹脂と、アミド基濃度が相互に異なるポリアミドとを含有させた場合、ポリアミドのアミド基濃度により樹脂組成物のモルホロジー(海島相構造)を制御可能であること、の知見を得た。
そして、本発明者らは、ポリアミド/ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物において、上記の知見(1)、(2)に着目して、(a)ポリアミド及び(b)アミド基濃度が(a)よりも高いポリアミドを含有させて、吸水寸法変化率が相対的に低い(a)ポリアミドが連続相(海構造)になるようにモルホロジーを制御することにより、上記の課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。
(1)ポリアミドは、そのアミド基濃度によって、機械的強度、耐熱性、吸水寸法変化率等の各特性が変わるところ、ポリアミド/ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物において、機械的強度及び耐熱性に優れるポリアミド(相対的にアミド基濃度が高いポリアミド)と、吸水寸法変化率が低いポリアミド(相対的にアミド基濃度が低いポリアミド)とを用いることにより、それぞれの特性を補完し得ること、
(2)ポリアミド/ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物において、ポリフェニレンエーテル系樹脂と、アミド基濃度が相互に異なるポリアミドとを含有させた場合、ポリアミドのアミド基濃度により樹脂組成物のモルホロジー(海島相構造)を制御可能であること、の知見を得た。
そして、本発明者らは、ポリアミド/ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物において、上記の知見(1)、(2)に着目して、(a)ポリアミド及び(b)アミド基濃度が(a)よりも高いポリアミドを含有させて、吸水寸法変化率が相対的に低い(a)ポリアミドが連続相(海構造)になるようにモルホロジーを制御することにより、上記の課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
[1]
(a)ポリアミド、
(b)アミド基濃度が前記(a)ポリアミドよりも高いポリアミド、
(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂、及び
(d)前記(a)ポリアミド及び前記(b)ポリアミドと前記(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂との相溶化剤を含む樹脂組成物であり、
前記樹脂組成物のモルホロジーにおいて、
前記(a)ポリアミドが連続相を形成し、前記(b)ポリアミド及び(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が分散相を形成し、
前記(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が形成する分散相の個数の50%以上が粒径3.0μm以下であり、且つ、前記(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が形成する分散相の個数の60%以上が、前記(a)ポリアミドが形成する連続相に囲まれていることを特徴とする、樹脂組成物。
[2]
前記(a)ポリアミドと前記(b)ポリアミドと前記(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂との総量100質量部に対する、前記(a)ポリアミド及び前記(b)ポリアミドの合計含有量が30〜90質量部であり、前記(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の含有量が10〜70質量部である、[1]に記載の樹脂組成物。
[3]
前記(a)ポリアミドと前記(b)ポリアミドとの総量100質量部に対する、前記(a)ポリアミドの含有量が35〜85質量部である、[1]又は[2]に記載の樹脂組成物。
[4]
(e)衝撃改良材として、芳香族ビニル単量体単位を主体とする芳香族ビニル重合体ブロックを少なくとも1つと、共役ジエン単量体単位を主体とする共役ジエン重合体ブロックを少なくとも1つとを含むブロック共重合体及び/又は該ブロック共重合体の水素添加物をさらに含む、[1]〜[3]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[5]
前記(a)ポリアミドの末端アミノ基濃度が前記(b)ポリアミドの末端アミノ基濃度よりも高い、[1]〜[4]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[6]
前記(b)ポリアミドの末端アミノ基濃度が15〜80μmol/gである、[1]〜[5]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[7]
前記(a)ポリアミドの末端アミノ基濃度が25〜110μmol/gである、[1]〜[6]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[8]
前記(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の還元粘度が0.30dL/g以上である、[1]〜[7]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[9]
前記(a)ポリアミド及び前記(b)ポリアミドが、それぞれ2種類のモノマー単位を含む、[1]〜[8]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[10]
前記(a)ポリアミド及び前記(b)ポリアミドが脂肪族ポリアミドである、[1]〜[9]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[11]
[1]〜[10]のいずれかに記載の前記樹脂組成物を含むことを特徴とする、成形品。
[12]
自動車用電気・電子用途部品である、[11]に記載の成形品。
[1]
(a)ポリアミド、
(b)アミド基濃度が前記(a)ポリアミドよりも高いポリアミド、
(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂、及び
(d)前記(a)ポリアミド及び前記(b)ポリアミドと前記(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂との相溶化剤を含む樹脂組成物であり、
前記樹脂組成物のモルホロジーにおいて、
前記(a)ポリアミドが連続相を形成し、前記(b)ポリアミド及び(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が分散相を形成し、
前記(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が形成する分散相の個数の50%以上が粒径3.0μm以下であり、且つ、前記(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が形成する分散相の個数の60%以上が、前記(a)ポリアミドが形成する連続相に囲まれていることを特徴とする、樹脂組成物。
[2]
前記(a)ポリアミドと前記(b)ポリアミドと前記(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂との総量100質量部に対する、前記(a)ポリアミド及び前記(b)ポリアミドの合計含有量が30〜90質量部であり、前記(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の含有量が10〜70質量部である、[1]に記載の樹脂組成物。
[3]
前記(a)ポリアミドと前記(b)ポリアミドとの総量100質量部に対する、前記(a)ポリアミドの含有量が35〜85質量部である、[1]又は[2]に記載の樹脂組成物。
[4]
(e)衝撃改良材として、芳香族ビニル単量体単位を主体とする芳香族ビニル重合体ブロックを少なくとも1つと、共役ジエン単量体単位を主体とする共役ジエン重合体ブロックを少なくとも1つとを含むブロック共重合体及び/又は該ブロック共重合体の水素添加物をさらに含む、[1]〜[3]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[5]
前記(a)ポリアミドの末端アミノ基濃度が前記(b)ポリアミドの末端アミノ基濃度よりも高い、[1]〜[4]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[6]
前記(b)ポリアミドの末端アミノ基濃度が15〜80μmol/gである、[1]〜[5]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[7]
前記(a)ポリアミドの末端アミノ基濃度が25〜110μmol/gである、[1]〜[6]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[8]
前記(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の還元粘度が0.30dL/g以上である、[1]〜[7]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[9]
前記(a)ポリアミド及び前記(b)ポリアミドが、それぞれ2種類のモノマー単位を含む、[1]〜[8]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[10]
前記(a)ポリアミド及び前記(b)ポリアミドが脂肪族ポリアミドである、[1]〜[9]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[11]
[1]〜[10]のいずれかに記載の前記樹脂組成物を含むことを特徴とする、成形品。
[12]
自動車用電気・電子用途部品である、[11]に記載の成形品。
本発明によれば、優れた耐熱性及び機械的強度と、低吸水寸法変化率との両立が可能なポリアミド/ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物が得られる。
以下、本発明の内容を詳細に説明する。
[樹脂組成物]
本実施形態の樹脂組成物は、(a)ポリアミド、(b)アミド基濃度が(a)ポリアミドよりも高いポリアミド、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂、及び(d)(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドと(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂との相溶化剤を含む樹脂組成物であり、樹脂組成物のモルホロジーにおいて、(a)ポリアミドが連続相を形成し、(b)ポリアミド及び(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が分散相を形成し、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が形成する分散相の個数の50%以上が粒径3.0μm以下であり、且つ、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が形成する分散相の個数の60%以上が(a)ポリアミドが形成する連続相に囲まれていることを特徴とする。
本実施形態の樹脂組成物は、上記構成をとることにより、成形品の低吸水寸法変化率、耐熱性、及び機械的強度の並立が可能である。
[樹脂組成物]
本実施形態の樹脂組成物は、(a)ポリアミド、(b)アミド基濃度が(a)ポリアミドよりも高いポリアミド、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂、及び(d)(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドと(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂との相溶化剤を含む樹脂組成物であり、樹脂組成物のモルホロジーにおいて、(a)ポリアミドが連続相を形成し、(b)ポリアミド及び(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が分散相を形成し、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が形成する分散相の個数の50%以上が粒径3.0μm以下であり、且つ、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が形成する分散相の個数の60%以上が(a)ポリアミドが形成する連続相に囲まれていることを特徴とする。
本実施形態の樹脂組成物は、上記構成をとることにより、成形品の低吸水寸法変化率、耐熱性、及び機械的強度の並立が可能である。
[(a)ポリアミド及び(b)ポリアミド]
本実施形態の(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドは、ポリマー主鎖の繰り返し単位中にアミド結合{−NH−C(=O)−}を有するものである。
本実施形態の(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドは、ポリマー主鎖の繰り返し単位中にアミド結合{−NH−C(=O)−}を有するものである。
一般にポリアミドは、ラクタム類の開環重合、ジアミンとジカルボン酸の重縮合、ωアミノカルボン酸の重縮合等によって得られるが、これらの方法によって得られた樹脂に限定されるものではない。
本実施形態の(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドとしては、特に、ジアミンとジカルボン酸の重縮合によって得られたポリアミドを使用することが好ましい。
本実施形態の(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドとしては、特に、ジアミンとジカルボン酸の重縮合によって得られたポリアミドを使用することが好ましい。
ラクタム類としては、具体的にはεカプロラクタム、エナントラクタム、ωラウロラクタム等が挙げられる。
上記ジアミンとしては、大別して脂肪族、脂環式及び芳香族ジアミンが挙げられる。ジアミンの具体例としては、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、トリデカメチレンジアミン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、5−メチルノナメチレンジアミン、1,9−ノナンジアミン、2−メチル−1,8−オクタンジアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、1,4−ブタンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、1,8−オクタンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,12−ドデカンジアミン、3−メチル−1,5−ペンタンジアミン、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジアミン、2,4,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジアミン、5−メチル−1,9−ノナンジアミン等の脂肪族ジアミン1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン、1,4−ビスアミノメチルシクロヘキサン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、m−キシリレンジアミン、p−キシリレンジアミン等が挙げられる。
ジカルボン酸としては、大別して脂肪族、脂環式及び芳香族ジカルボン酸が挙げられる。ジカルボン酸の具体例としては、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、1,1,3−トリデカン二酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ダイマー酸等が挙げられる。
また、アミノカルボン酸としては、具体的にはεアミノカプロン酸、7−アミノヘプタン酸、8−アミノオクタン酸、9−アミノナノン酸、11−アミノウンデカン酸、12−アミノドデカン酸、13−アミノトリデカン酸等が挙げられる。
本実施形態においては、これらラクタム類、ジアミン、ジカルボン酸、ωアミノカルボン酸は、単独あるいは二種以上の混合物にして重縮合を行って得られる共重合ポリアミド類はいずれも使用することができる。
また、これらラクタム類、ジアミン、ジカルボン酸、ωアミノカルボン酸を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。
特に本実施形態で好適に用いることのできる(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドとしては、ポリアミド6、ポリアミド6,6、ポリアミド4,6、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド6,10、ポリアミド6,12、ポリアミド6/6,6、ポリアミド6/6,12、ポリアミドMXD(m−キシリレンジアミン),6、ポリアミド6,T、ポリアミド9,T、ポリアミド6,I、ポリアミド6/6,T、ポリアミド6/6,I、ポリアミド6,6/6,T、ポリアミド6,6/6,I、ポリアミド6/6,T/6,I、ポリアミド6,6/6,T/6,I、ポリアミド6/12/6,T、ポリアミド6,6/12/6,T、ポリアミド6/12/6,I、ポリアミド6,6/12/6,I等が挙げられる。
これらのうち、複数のポリアミドを押出機等で共重合化したポリアミド類も使用することができる。中でも好ましいポリアミドは、脂肪族ポリアミドのポリアミド6、ポリアミド6,6、ポリアミド4,6、ポリアミド11、ポリアミド12;及び半芳香族ポリアミドのポリアミド9,T、ポリアミド6/6,T、ポリアミド6,6/6,T、ポリアミド6,6/6,I、ポリアミドMXD,6から選ばれる1種以上であり、より好ましくは、ポリアミド6,6、ポリアミド6、ポリアミド9,T、ポリアミド6,6/6,Iから選ばれる1種以上のポリアミドである。
本実施形態の(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドは、特に、それぞれ2種類のモノマー単位を含むポリアミドであることが好ましい。
本実施形態の(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドは、特に、それぞれ2種類のモノマー単位を含むポリアミドであることが好ましい。
本実施形態の(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドは、少なくとも一方が脂肪族ジアミンと脂肪族ジカルボン酸とにより生成するポリアミドであることが好ましく、より好ましくは、両方が脂肪族ジアミンと脂肪族ジカルボン酸とにより生成するポリアミドである。
本実施形態の(a)ポリアミドは、炭素数が4〜8の脂肪族ジアミンと、炭素数が9〜15の脂肪族ジカルボン酸とにより生成するポリアミドであることが、吸水寸法変化率の観点よりさらに好ましい。
また、本実施形態の(b)ポリアミドは、炭素数が4〜8の脂肪族ジアミンと、炭素数が4〜8の脂肪族ジカルボン酸とにより生成するポリアミドであることが、機械的強度、耐熱性の観点よりさらに好ましい。
なお、本実施形態において、脂肪族ジアミンと脂肪族ジカルボン酸とにより生成するポリアミドとは、ポリアミド中の脂肪族ジアミン及び脂肪族ジカルボン酸由来の構成単位が、ポリアミド中に80質量%以上含有されることが好ましく、より好ましくは90質量%以上であり、さらに好ましくは95質量%以上である。
本実施形態の(a)ポリアミドは、炭素数が4〜8の脂肪族ジアミンと、炭素数が9〜15の脂肪族ジカルボン酸とにより生成するポリアミドであることが、吸水寸法変化率の観点よりさらに好ましい。
また、本実施形態の(b)ポリアミドは、炭素数が4〜8の脂肪族ジアミンと、炭素数が4〜8の脂肪族ジカルボン酸とにより生成するポリアミドであることが、機械的強度、耐熱性の観点よりさらに好ましい。
なお、本実施形態において、脂肪族ジアミンと脂肪族ジカルボン酸とにより生成するポリアミドとは、ポリアミド中の脂肪族ジアミン及び脂肪族ジカルボン酸由来の構成単位が、ポリアミド中に80質量%以上含有されることが好ましく、より好ましくは90質量%以上であり、さらに好ましくは95質量%以上である。
本実施形態の(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドの分子量の指標としては、Mw(重量平均分子量)を利用できる。本実施形態の(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドのMw(重量平均分子量)は、好ましくは15000〜45000であり、より好ましくは17000〜42000であり、さらに好ましくは18000〜40000である。Mw(重量平均分子量)が上記範囲であることにより、機械的性質、特に吸水剛性、熱時剛性により優れる樹脂組成物が得られる傾向にある。
本実施形態の(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドの分子量分布は、Mw(重量平均分子量)/Mn(数平均分子量)を指標とすることができる。本実施形態の(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドのMw/Mnは、好ましくは2.4以下であり、より好ましくは1.5〜2.3であり、さらに好ましくは1.6〜2.2である。Mw/Mnが上記範囲であることにより、流動性等により優れる樹脂組成物が得られる傾向にある。
なお、Mw、Mnの測定は、下記に記載するように、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用いて測定することができる。
具体的には、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー、東ソー株式会社製、HLC−8020、ヘキサフルオロイソプロパノール溶媒、及びPMMA(ポリメチルメタクリレート)標準サンプル(ポリマーラボラトリー社製)換算)を用いて測定することができる。また、その値から、分子量分布Mw/Mnを計算することができる。
本実施形態の(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドの分子量分布は、Mw(重量平均分子量)/Mn(数平均分子量)を指標とすることができる。本実施形態の(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドのMw/Mnは、好ましくは2.4以下であり、より好ましくは1.5〜2.3であり、さらに好ましくは1.6〜2.2である。Mw/Mnが上記範囲であることにより、流動性等により優れる樹脂組成物が得られる傾向にある。
なお、Mw、Mnの測定は、下記に記載するように、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用いて測定することができる。
具体的には、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー、東ソー株式会社製、HLC−8020、ヘキサフルオロイソプロパノール溶媒、及びPMMA(ポリメチルメタクリレート)標準サンプル(ポリマーラボラトリー社製)換算)を用いて測定することができる。また、その値から、分子量分布Mw/Mnを計算することができる。
本実施形態の樹脂組成物に使用可能な(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドは、Mn、Mwの異なる複数のポリアミドの混合物であっても良い。
また、本実施形態の(a)ポリアミドは、(b)ポリアミドよりもアミド基濃度が相対的に低いポリアミドであり、本実施形態の(b)ポリアミドは、アミド基濃度が(a)ポリアミドよりも相対的に高いポリアミドである。このように、アミド基濃度が相対的に低い(吸水寸法変化率が低い)(a)ポリアミドを樹脂組成物に含有させ、樹脂組成物のモルホロジーを上述の所定の構造とすることにより、成形体の吸水寸法変化率を低下させることができる。また、アミド基濃度が相対的に高い(機械的強度及び耐熱性に優れる)(b)ポリアミドを樹脂組成物に含有させることにより、成形体の機械的強度及び耐熱性を維持乃至向上させることができる。
本実施形態の(a)ポリアミドのアミド基濃度は、吸水寸法精度の観点から、0.05〜0.30であることが好ましく、より好ましくは0.10〜0.25、さらに好ましくは0.10〜0.20である。
また、本実施形態の(b)ポリアミドのアミド基濃度は、吸水寸法精度の観点から、0.05〜0.50であることが好ましく、より好ましくは0.10〜0.50、さらに好ましくは0.10〜0.40である。
なお本開示にて、アミド基濃度は、ジアミン及びジカルボン酸の分子量を基準とし、ジアミン及びジカルボン酸の分子量の合計を(A)、アミド基の分子量を(B)としたときに、(B)/(A)として算出される値である。但し、ジアミン及びジカルボン酸が複数種類ある場合には、その割合も加味して算出する。この値が高いほど、アミド基濃度が高いとみなされる。
また、本実施形態の(b)ポリアミドのアミド基濃度は、吸水寸法精度の観点から、0.05〜0.50であることが好ましく、より好ましくは0.10〜0.50、さらに好ましくは0.10〜0.40である。
なお本開示にて、アミド基濃度は、ジアミン及びジカルボン酸の分子量を基準とし、ジアミン及びジカルボン酸の分子量の合計を(A)、アミド基の分子量を(B)としたときに、(B)/(A)として算出される値である。但し、ジアミン及びジカルボン酸が複数種類ある場合には、その割合も加味して算出する。この値が高いほど、アミド基濃度が高いとみなされる。
ポリアミドは、末端基として一般にアミノ基又はカルボキシル基を有しているが、末端カルボキシル基濃度が高くなると、耐衝撃性が低下し、流動性が向上する。逆に末端アミノ基濃度が高くなると、耐衝撃性が向上し、流動性が低下する。
本実施形態における、(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドの末端アミノ基/末端カルボキシル基濃度比は、1.0以下であることが好ましい。より好ましくは0.05〜0.8の範囲内である。この範囲とすることにより、組成物の機械的強度をより良好にすることができる傾向にある。
本実施形態における、(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドの末端アミノ基/末端カルボキシル基濃度比は、1.0以下であることが好ましい。より好ましくは0.05〜0.8の範囲内である。この範囲とすることにより、組成物の機械的強度をより良好にすることができる傾向にある。
また、本実施形態の(a)ポリアミドの末端アミノ基濃度は、25〜110μmol/gであることが好ましい。より好ましくは25〜100μmol/gであり、さらに好ましくは25〜95μmol/g、特に好ましくは25〜90μmol/gである。末端アミノ基濃度を上述した範囲内とすることにより、組成物の機械的強度をより良好にすることができる傾向にある。
また、本実施形態の(b)ポリアミドの末端アミノ基濃度は、15〜80μmol/gであることが好ましい。より好ましくは15〜60μmol/gであり、さらに好ましくは15〜45μmol/g、特に好ましくは15〜40μmol/gである。末端アミノ基濃度を上述した範囲内とすることにより、組成物の機械的強度をより良好にすることができる傾向にある。
また、本実施形態において、(a)ポリアミドの末端アミノ基濃度が(b)ポリアミドの末端アミノ基濃度よりも高いことが好ましい。(a)ポリアミドと(b)ポリアミドの末端アミノ基濃度をこのような関係とすることにより、組成物の機械的強度をより良好にすることができる傾向にある。
また、本実施形態の(b)ポリアミドの末端アミノ基濃度は、15〜80μmol/gであることが好ましい。より好ましくは15〜60μmol/gであり、さらに好ましくは15〜45μmol/g、特に好ましくは15〜40μmol/gである。末端アミノ基濃度を上述した範囲内とすることにより、組成物の機械的強度をより良好にすることができる傾向にある。
また、本実施形態において、(a)ポリアミドの末端アミノ基濃度が(b)ポリアミドの末端アミノ基濃度よりも高いことが好ましい。(a)ポリアミドと(b)ポリアミドの末端アミノ基濃度をこのような関係とすることにより、組成物の機械的強度をより良好にすることができる傾向にある。
また、本実施形態の(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドの末端カルボキシル基濃度は、20〜150μmol/gであることが好ましい。より好ましくは、30〜130μmol/gである。末端カルボキシル基濃度を上述した範囲にすることにより、組成物の機械的強度をより良好にすることができる傾向にある。
これらポリアミドの末端基の調整方法は、公知の方法を用いることができる。例えば、ポリアミドの重合時に所定の末端濃度となるようにジアミン化合物、モノアミン化合物、ジカルボン酸化合物、モノカルボン酸化合物等から選ばれる1種以上を添加する方法が挙げられる。
本実施形態でいう末端アミノ基と末端カルボキシル基の濃度は、種々の方法により測定可能である。末端アミノ基濃度の測定方法としては、例えば、所定量のポリアミド試料を90%フェノール水溶液に溶解して、25℃にて1/50規定塩酸で滴定し算出する方法が挙げられる。末端カルボキシル基濃度の測定方法としては、例えば、所定量のポリアミド試料を160℃のベンジルアルコールに溶解して、1/10規定水酸化カリウムのエチレングリコール溶液で、指示薬としてフェノールフタレインを使用して滴定し算出する方法が挙げられる。
本実施形態の(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドを、所定のモノマーを重合して製造する際には、分子量調整のために、末端封止剤を更に添加することができる。この末端封止剤としては、特に限定されることなく、公知のものを用いることが出来る。
末端封止剤としては、ポリアミドの末端のアミノ基又はカルボキシル基との反応性を有する単官能性の化合物であれば特に制限はないが、反応性及び封止末端の安定性等の点から、モノカルボン酸又はモノアミンが好ましく、取扱いの容易さ等の点から、モノカルボン酸がより好ましい。その他、酸無水物、モノイソシアネ−ト、モノ酸ハロゲン化物、モノエステル類、モノアルコ−ル類等を末端封止剤として使用することができる。
末端封止剤として使用されるモノカルボン酸としては、アミノ基との反応性を有するものであれば特に制限はなく、例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ピバリン酸、イソ酪酸等の脂肪族モノカルボン酸;シクロヘキサンカルボン酸等の脂環式モノカルボン酸;安息香酸、トルイル酸、α−ナフタレンカルボン酸、β−ナフタレンカルボン酸、メチルナフタレンカルボン酸、フェニル酢酸等の芳香族モノカルボン酸;これらの任意の混合物等を挙げることができる。これらの中でも、反応性、封止末端の安定性、価格等の点から、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、安息香酸が好ましく、酢酸、安息香酸が特に好ましい。
末端封止剤として使用されるモノアミンとしては、カルボキシル基との反応性を有するものであれば特に制限はなく、例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ステアリルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン等の脂肪族モノアミン;シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン等の脂環式モノアミン;アニリン、トルイジン、ジフェニルアミン、ナフチルアミン等の芳香族モノアミン;これらの任意の混合物等を挙げることができる。これらの中でも、反応性、沸点、封止末端の安定性、価格等の点から、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ステアリルアミン、シクロヘキシルアミン、アニリンが好ましく、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミンが特に好ましい。
本実施形態の(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドは、その分子鎖の末端基の10〜95%が末端封止剤により封止されていることが好ましい。分子鎖の末端基が末端封止剤により封止されている割合(末端封止率)の下限値は、40%であることがより好ましく、60%であることがさらに好ましい。末端封止率を上記下限値以上とすることにより、本実施形態の樹脂組成物の溶融成形時の粘度変化を小さくすることができ、得られる成形品の外観、加工時の耐熱安定性等の物性に優れるといった効果が得られる傾向にある。また末端封止率の上限値は、90%であることがより好ましい。末端封止率を上記上限値以下とすることにより、組成物の耐衝撃性と成形品の表面外観に優れるといった効果が得られる傾向にある。
ポリアミドの末端封止率は、ポリアミドに存在する末端カルボキシル基、末端アミノ基、及び末端封止剤によって封止された末端基の数をそれぞれ測定し、下記式により求めることができる。
末端封止率(%)=[(α−β)/α]×100
〔式中、αは分子鎖の末端基の総数(単位=モル;これは通常、ポリアミド分子の数の2倍に等しい)を表し、βは封止されずに残ったカルボキシル基末端及びアミノ基末端の合計数を表す。〕
末端封止率(%)=[(α−β)/α]×100
〔式中、αは分子鎖の末端基の総数(単位=モル;これは通常、ポリアミド分子の数の2倍に等しい)を表し、βは封止されずに残ったカルボキシル基末端及びアミノ基末端の合計数を表す。〕
また、本実施形態においては、ポリアミドによって樹脂組成物に付与される耐熱安定性をさらに向上させる目的で、樹脂組成物中に鉄を除く遷移金属及び/又はハロゲンを存在させても構わない。
遷移金属の種類に関しては特に制限はないが、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。又はロゲンの中でも、臭素又はヨウ素が好ましく使用できる。
鉄元素を除く遷移金属の好ましい量は、樹脂組成物すべてを100質量%としたとき、1質量ppm以上200質量ppm未満である。さらに好ましくは5質量ppm以上100質量ppm未満である。また、ハロゲンの好ましい量は同様に、500質量ppm以上1500質量ppm未満であり、より好ましくは、700質量ppm以上1200質量ppm未満である。
これら遷移金属及び/又はハロゲンの樹脂組成物への添加方法としては、特に制限はなく、例えば、ポリアミド/ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物を溶融混練するときに粉体として添加する方法、ポリアミドの重合時に添加する方法、ポリアミドに高濃度で添加したマスターペレットを作製した後、このマスターペレットを樹脂組成物へ添加する方法等が挙げられるが、いずれの方法をとっても構わない。これらの方法の中で好ましい方法は、ポリアミドの重合時に添加する方法、又はポリアミドに高濃度で添加したマスターペレットを作製したのち添加する方法である。
また、本実施形態においては、上述した遷移金属及び/又はハロゲンの他に、公知の有機安定剤も問題なく使用することができる。
有機安定剤の例としては、イルガノックス1098(チバスペシャリティーケミカルズ(株)製)等に代表される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(株)製)等に代表される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(株)製)に代表される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。これら有機安定剤の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、もしくはその併用がより好ましい。
これら有機安定剤の好ましい含有量は、(a)ポリアミド100質量部に対して、0.001〜1質量部である。
[(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂]
本実施形態における(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の具体的な例としては、例えば、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)、ポリ(2−メチル−6−エチル−1,4−フェニレンエーテル)、ポリ(2−メチル−6−フェニル−1,4−フェニレンエーテル)、ポリ(2,6−ジクロロ−1,4−フェニレンエーテル)等が挙げられ、さらに2,6−ジメチルフェノールと他のフェノール類との共重合体(例えば、特公昭52−17880号公報に記載されてあるような2,3,6−トリメチルフェノールとの共重合体や2−メチル−6−ブチルフェノールとの共重合体)のごときポリフェニレンエーテル共重合体も挙げられる。これらの中でも特に好ましいポリフェニレンエーテルとしては、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)、2,6−ジメチルフェノールと2,3,6−トリメチルフェノールとの共重合体、又はこれらの混合物である。
本実施形態における(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の具体的な例としては、例えば、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)、ポリ(2−メチル−6−エチル−1,4−フェニレンエーテル)、ポリ(2−メチル−6−フェニル−1,4−フェニレンエーテル)、ポリ(2,6−ジクロロ−1,4−フェニレンエーテル)等が挙げられ、さらに2,6−ジメチルフェノールと他のフェノール類との共重合体(例えば、特公昭52−17880号公報に記載されてあるような2,3,6−トリメチルフェノールとの共重合体や2−メチル−6−ブチルフェノールとの共重合体)のごときポリフェニレンエーテル共重合体も挙げられる。これらの中でも特に好ましいポリフェニレンエーテルとしては、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)、2,6−ジメチルフェノールと2,3,6−トリメチルフェノールとの共重合体、又はこれらの混合物である。
(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の製造方法は公知の方法で得られるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、第一銅塩とアミンとのコンプレックスを触媒として用いて、例えば、2,6−キシレノールを酸化重合することによって製造する、米国特許第3306874号明細書に記載される方法や、同第3306875号明細書、同第3257357号明細書及び同第3257358号明細書、特開昭50−51197号公報、特公昭52−17880号公報及び同63−152628号公報等に記載された製造方法等が挙げられる。
本実施形態における(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の還元粘度(0.5g/dLクロロホルム溶液、30℃、ウベローデ型粘度管で測定)の好ましい範囲の下限値は、0.25dL/gであり、より好ましくは0.30dL/gである。また、当該還元粘度の好ましい範囲の上限値は0.80dL/gであり、より好ましくは0.75dL/g、さらに好ましくは0.55dL/gである。(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の還元粘度がこの範囲にあると、耐衝撃性、耐熱性等の特性に優れ好ましい。
本実施形態の(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂においては、2種以上の還元粘度の異なるポリフェニレンエーテルをブレンドしたものであっても、好ましく使用することができる。
また、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の安定化の為、公知の各種安定剤も好適に使用することができる。安定剤の例としては、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であり、これらの好ましい配合量は、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂100質量部に対して5質量部未満である。
さらに、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂に添加することが可能な公知の添加剤等も、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂100質量部に対して10質量部未満の量で添加しても構わない。
[(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドと(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂との量比]
本実施形態において、(a)ポリアミド、(b)ポリアミド、及び(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の好ましい含有量は、(a)ポリアミド、(b)ポリアミド、及び(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の総量を100質量部としたときに、好ましくは、(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドの合計含有量が30〜90質量部であり、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の含有量が10〜70質量部である。より好ましくは、(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドの含有量が50〜70質量部であり、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の含有量が30〜50質量部であり、さらに好ましくは、(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドの含有量が60〜70質量部であり、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の含有量が30〜40質量部の範囲内である。(a)〜(c)成分の含有比がこの範囲であると、耐熱性、引張強度のバランスに優れ好ましい。
なお、樹脂組成物中のこれらの含有量は、フーリエ変換型赤外分光(FT−IR)を用いて検量線法により求めることができる。
本実施形態において、(a)ポリアミド、(b)ポリアミド、及び(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の好ましい含有量は、(a)ポリアミド、(b)ポリアミド、及び(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の総量を100質量部としたときに、好ましくは、(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドの合計含有量が30〜90質量部であり、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の含有量が10〜70質量部である。より好ましくは、(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドの含有量が50〜70質量部であり、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の含有量が30〜50質量部であり、さらに好ましくは、(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドの含有量が60〜70質量部であり、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の含有量が30〜40質量部の範囲内である。(a)〜(c)成分の含有比がこの範囲であると、耐熱性、引張強度のバランスに優れ好ましい。
なお、樹脂組成物中のこれらの含有量は、フーリエ変換型赤外分光(FT−IR)を用いて検量線法により求めることができる。
また、本実施形態において、(a)ポリアミドと(b)ポリアミドとの総量100質量部に対する(a)ポリアミドの含有量は、35〜90質量部であることが好ましく、40〜90質量部であることがより好ましく、45〜85質量部であることがさらに好ましい。(a)ポリアミドと(b)ポリアミドの総量100質量部に対する、(a)ポリアミドの含有量を35質量部以上とすることにより、吸水寸法変化率を低くすることができ、90質量部以下とすることにより、耐熱性の観点より好ましい。
なお、本実施形態では、樹脂組成物における、(a)ポリアミド、(b)ポリアミド、及び(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の合計の含有量は、樹脂組成物全体を100質量%として、70質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましい。当該含有量を70質量%以上とすることにより、耐衝撃性と耐熱性のバランスに優れた材料になる。
[(d)相溶化剤]
本実施形態で使用できる(d)相溶化剤とは、(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドと(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂とを相溶化する化合物であれば特に限定されなく、好ましくは(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドとの間、及び、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂との間でそれぞれ相互作用することによって、(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドと(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂とを相溶化することが可能な多官能性の化合物が好ましい。この相互作用は、化学的(例えば、グラフト化)であっても、又は物理的(例えば、分散相の表面特性の変化)であってもよい。いずれにしても、得られるポリアミド−ポリフェニレンエーテル系樹脂混合物は改良された相溶性を示す。
本実施形態で使用できる(d)相溶化剤とは、(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドと(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂とを相溶化する化合物であれば特に限定されなく、好ましくは(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドとの間、及び、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂との間でそれぞれ相互作用することによって、(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドと(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂とを相溶化することが可能な多官能性の化合物が好ましい。この相互作用は、化学的(例えば、グラフト化)であっても、又は物理的(例えば、分散相の表面特性の変化)であってもよい。いずれにしても、得られるポリアミド−ポリフェニレンエーテル系樹脂混合物は改良された相溶性を示す。
本実施形態で使用することのできる相溶化剤の例としては、特開平8−48869号公報及び特開平9−124926号公報等に詳細に記載されており、これら公知の相溶化剤はすべて使用可能であり、併用使用も可能である。
これら、種々の相溶化剤の中でも、特に好適な相溶化剤の例としては、クエン酸、マレイン酸、イタコン酸及びそれらの無水物から選ばれる1種以上が挙げられる。中でも、無水マレイン酸及びクエン酸がより好ましい。
本実施形態において、(d)相溶化剤の好ましい含有量は、(a)ポリアミド、(b)ポリアミド、及び(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の総量を100質量部としたときに、好ましくは0.01〜20質量部であり、より好ましくは0.1〜10質量部、さらに好ましくは0.1〜5質量部である。(d)相溶化剤の含有量を上記範囲にすることにより、(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドと(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂とを良好に相溶化することができるとともに、当該含有量を0.01質量部以上とすることにより、機械的物性を向上させることができる。また、当該含有量を20質量部以下とすることにより、耐熱性を維持できる。
[(e)衝撃改良材]
本実施形態では、(e)衝撃改良材をさらに含んでいてもよい。本実施形態における(e)衝撃改良材とは、芳香族ビニル単量体単位を主体とする芳香族ビニル重合体ブロックを少なくとも1つと共役ジエン単量体単位を主体とする共役ジエン重合体ブロックを少なくとも1つとを含む非水素化ブロック共重合体及び/又は該ブロック共重合体の水素添加物を言う。
本実施形態では、(e)衝撃改良材をさらに含んでいてもよい。本実施形態における(e)衝撃改良材とは、芳香族ビニル単量体単位を主体とする芳香族ビニル重合体ブロックを少なくとも1つと共役ジエン単量体単位を主体とする共役ジエン重合体ブロックを少なくとも1つとを含む非水素化ブロック共重合体及び/又は該ブロック共重合体の水素添加物を言う。
なお、上記の芳香族ビニル重合体ブロックに関して「芳香族ビニル単量体単位を主体とする」とは、当該ブロックにおいて、50質量%以上が芳香族ビニル単量体単位であるブロックを指す。より好ましくは芳香族ビニル単量体単位が70質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上、最も好ましくは90質量%以上である。また、上記共役ジエン重合体ブロックの「共役ジエン単量体単位を主体とする」に関しても同様で、50質量%以上が共役ジエン単量体単位であるブロックを指す。より好ましくは共役ジエン単量体単位が70質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上、最も好ましくは90質量%以上である。
また、上記の芳香族ビニル重合体ブロックは、例えば、芳香族ビニル重合体ブロック中にランダムに少量の共役ジエン化合物が結合されてなる共重合体ブロックであってもよい。また、上記の共役ジエン重合体ブロックの場合も同様に、例えば、共役ジエン重合体ブロック中にランダムに少量の芳香族ビニル化合物が結合されてなる共重合体ブロックであってもよい。
芳香族ビニル単量体単位を形成するために用いる芳香族ビニル化合物としては、特に制限はなく、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等が挙げられ、これらから選ばれた1種以上の化合物が用いられるが、中でもスチレンが特に好ましい。
共役ジエン重合体ブロックを形成するために用いる共役ジエン化合物としては、特に制限はなく、例えば、ブタジエン、イソプレン、ピペリレン、1,3−ペンタジエン等が挙げられ、これらから選ばれた1種以上の化合物が用いられるが、中でもブタジエン、イソプレン及びこれらの組み合わせが好ましい。
上記ブロック共重合体の共役ジエン重合体ブロック部分のミクロ構造は、1,2−ビニル含量もしくは1,2−ビニル含量と3,4−ビニル含量の合計量(全ビニル結合量)が5〜80%であることが好ましく、10〜50%であることがより好ましく、15〜40%であることがさらに好ましい。
なお、全ビニル結合量は、赤外分光光度計を用いて測定することができる。
なお、全ビニル結合量は、赤外分光光度計を用いて測定することができる。
上記ブロック共重合体の水素添加物(水素化ブロック共重合体)の製造に用いる非水素化ブロック共重合体は、芳香族ビニル重合体ブロック(a)と共役ジエン重合体ブロック(b)が、a−b型、a−b−a型、a−b−a−b型から選ばれる結合形式を有するブロック共重合体であることが好ましい。これらの内、異なる結合形式を有するブロック共重合体を組み合わせて用いても構わない。これらの中でもa−b−a型、a−b−a−b型から選ばれる結合形式を有することがより好ましく、a−b−a型の結合形式を有することがさらに好ましい。
また、本実施形態で使用する(e)衝撃改良材は、部分的に水素添加されたブロック共重合体(部分水素化ブロック共重合体)であることが好ましい。
部分水素化ブロック共重合体とは、上述の非水素化ブロック共重合体を水素添加処理することにより、共役ジエン重合体ブロックの脂肪族二重結合を、0%超100%未満の範囲で制御したものをいう。該部分水素化ブロック共重合体の好ましい水素添加率は50%以上100%未満であり、より好ましくは80%以上100%未満、最も好ましくは98%以上100%未満である。これがこの範囲にあると、ネクター、ブレーカー、マグネットスイッチ等の電気・電子部品、リレーブロックに代表される自動車分野の電装部品、航空機内の部品に特に好適に利用することができる。
さらに、本実施形態で使用する(e)衝撃改良材は、数平均分子量が150,000以上300,000未満であることが好ましい。これがこの範囲にあると、流動性、衝撃強度、及び難燃性に優れた組成物を得ることができる。
樹脂組成物中の(e)衝撃改良材の数平均分子量の評価方法を以下に示す。すなわち、(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドには良溶解性で、且つ、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂及び(e)衝撃改良材には難溶性を示す溶剤、例えばギ酸水溶液等を用いて組成物中の(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂及び(e)衝撃改良材の混合物を不溶分として分取し、さらに、その不溶分から、(e)衝撃改良材には良溶解性を示し、且つ、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂には難溶性を示す溶剤、例えばクロロホルムを用いて(e)衝撃改良材を分取する。これを、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー測定装置[GPC SYSTEM21:昭和電工(株)製]を用いて、紫外分光検出器[UV−41:昭和電工(株)製]で測定し、標準ポリスチレンで換算して数平均分子量を求める。
なお、測定条件は下記のとおりとしてよい[溶媒:クロロホルム、温度:40℃、カラム:サンプル側(K−G,K−800RL,K−800R)、リファレンス側(K−805L×2本)、流量10mL/分、測定波長:254nm、圧力15〜17kg/cm2)]。
また、数平均分子量の測定の際、重合時の触媒失活による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。当該低分子量成分は、分子量3000以下の成分を指すものとする。通常、計算された正しい分子量分布(重量平均分子量/数平均分子量)は1.0〜1.1の範囲内である。
なお、測定条件は下記のとおりとしてよい[溶媒:クロロホルム、温度:40℃、カラム:サンプル側(K−G,K−800RL,K−800R)、リファレンス側(K−805L×2本)、流量10mL/分、測定波長:254nm、圧力15〜17kg/cm2)]。
また、数平均分子量の測定の際、重合時の触媒失活による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。当該低分子量成分は、分子量3000以下の成分を指すものとする。通常、計算された正しい分子量分布(重量平均分子量/数平均分子量)は1.0〜1.1の範囲内である。
これら本実施形態中で用いることのできる、(e)衝撃改良材としてのこれらブロック共重合体は、本発明の趣旨に反しない限り、結合形式の異なるもの、芳香族ビニル化合物種の異なるもの、共役ジエン化合物種の異なるもの、1,2−結合ビニル含有量もしくは1,2−結合ビニル含有量と3,4−結合ビニル含有量の異なるもの、芳香族ビニル化合物成分含有量の異なるもの、水素添加率の異なるもの等の各々について2種以上を混合して用いても構わない。
また、本実施形態で用いることができる、(e)衝撃改良材としてのこれらブロック共重合体は、全部又は一部が変性されたブロック共重合体であっても構わない。
ここでいう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。
該変性されたブロック共重合体の製法としては、ラジカル開始剤の存在下又は不存在下で、(1)ブロック共重合体の軟化点温度以上、250℃以下の温度範囲で変性化合物と溶融混練し反応させる方法、(2)ブロック共重合体の軟化点以下の温度で、ブロック共重合体と変性化合物を溶液中で反応させる方法、(3)ブロック共重合体の軟化点以下の温度で、ブロック共重合体と変性化合物を溶融させることなく反応させる方法等が挙げられ、これらいずれの方法でも構わないが、(1)の方法が好ましく、さらには(1)の中でもラジカル開始剤存在下で行う方法が最も好ましい。
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、変性されたポリフェニレンエーテルで述べた変性化合物と同じものが使用できる。
ここでいう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。
該変性されたブロック共重合体の製法としては、ラジカル開始剤の存在下又は不存在下で、(1)ブロック共重合体の軟化点温度以上、250℃以下の温度範囲で変性化合物と溶融混練し反応させる方法、(2)ブロック共重合体の軟化点以下の温度で、ブロック共重合体と変性化合物を溶液中で反応させる方法、(3)ブロック共重合体の軟化点以下の温度で、ブロック共重合体と変性化合物を溶融させることなく反応させる方法等が挙げられ、これらいずれの方法でも構わないが、(1)の方法が好ましく、さらには(1)の中でもラジカル開始剤存在下で行う方法が最も好ましい。
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、変性されたポリフェニレンエーテルで述べた変性化合物と同じものが使用できる。
本実施形態における、(e)衝撃改良材の好ましい含有量は、(a)ポリアミド、(b)ポリアミド、及び(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の合計量を100質量部としたときに、好ましくは3〜20質量部、より好ましくは5〜15質量部である。
[難燃剤]
本実施形態においては、難燃剤をさらに含んでいてもよい。難燃剤としては、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の無機難燃剤;メラミン、シアヌル酸、これらの塩等の含窒素環状化合物;トリフェニルフォスフェート、水酸化トリフェニルフォスフェート、ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)、これらの誘導体等の有機リン酸エステル類;ポリリン酸アンモニウム、ポリリン酸メラミン等のリン酸系含窒素化合物;特開平11−181429号公報に記載されるホスファゼン系化合物;ホウ酸亜鉛等のホウ酸化合物;シリコーンオイル類;赤燐;国際公開第2007/055147号に記載されるホスフィン酸塩類;これらの混合物;等が挙げられる。中でも、含窒素環状化合物、有機リン酸エステル類、リン酸系含窒素化合物、ホスファゼン系化合物、ホウ酸化合物、シリコーンオイル類、ホスフィン酸塩類が好ましく、ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)及びその誘導体、ホスフィン酸塩類、これら混合物がより好ましい。
本実施形態においては、難燃剤をさらに含んでいてもよい。難燃剤としては、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の無機難燃剤;メラミン、シアヌル酸、これらの塩等の含窒素環状化合物;トリフェニルフォスフェート、水酸化トリフェニルフォスフェート、ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)、これらの誘導体等の有機リン酸エステル類;ポリリン酸アンモニウム、ポリリン酸メラミン等のリン酸系含窒素化合物;特開平11−181429号公報に記載されるホスファゼン系化合物;ホウ酸亜鉛等のホウ酸化合物;シリコーンオイル類;赤燐;国際公開第2007/055147号に記載されるホスフィン酸塩類;これらの混合物;等が挙げられる。中でも、含窒素環状化合物、有機リン酸エステル類、リン酸系含窒素化合物、ホスファゼン系化合物、ホウ酸化合物、シリコーンオイル類、ホスフィン酸塩類が好ましく、ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)及びその誘導体、ホスフィン酸塩類、これら混合物がより好ましい。
上記ホスフィン酸塩類は、下式(1)で表されるホスフィン酸塩、下式(2)で表されるジホスフィン酸塩、及びこれらの縮合物からなる群から選ばれる少なくとも1種を含んでなるものである。
[式(1)中、R11及びR12は、各々独立して、直鎖状もしくは分岐鎖状の炭素原子数1〜6のアルキル基、アリール基、又はフェニル基であり;M1は、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、亜鉛イオン、ビスマスイオン、マンガンイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン及びプロトン化された窒素塩基からなる群から選ばれる少なくとも1種であり;aは1〜3の整数であり;mは1〜3の整数であり;a=mである。]
[式(2)中、R21及びR22は、各々独立して、直鎖状もしくは分岐鎖状の炭素原子数1〜6のアルキル基、アリール基、又はフェニル基であり;R23は、直鎖状もしくは分岐鎖状の炭素原子数1〜10のアルキレン基、炭素原子数6〜10のアリーレン基、炭素原子数6〜10のアルキルアリーレン基又は炭素原子数6〜10のアリールアルキレン基であり;M2は、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、亜鉛イオン、ビスマスイオン、マンガンイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン及びプロトン化された窒素塩基からなる群から選ばれる少なくとも1種であり;bは1〜3の整数であり;jは1又は2であり;nは1〜3の整数であり;b・j=2nである。]
本実施形態における難燃剤としては、実質的にハロゲンを含まない無機又は有機の難燃剤が好ましい。なお、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。
本実施形態の樹脂組成物における難燃剤の含有量は、(a)ポリアミド、(b)ポリアミド、及び(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の合計量100質量部に対して、5〜30質量部であることが好ましい。特に、難燃剤の含有量は、(e)衝撃改良剤を含む場合は、(a)ポリアミド、(b)ポリアミド、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂、及び(e)衝撃改良剤の合計量100質量部に対して、5〜25質量部であることが好ましい。
難燃剤の添加方法としては、例えば、樹脂組成物中の分散相樹脂と連続相樹脂にそれぞれ難燃剤を配合する方法等が挙げられる。具体的には、リン酸エステル類、含窒素環状化合物、リン酸系含窒素化合物、ホスファゼン系化合物、ホウ酸化合物、シリコーンオイル、及びホスフィン酸塩類からなる群から選ばれる1種以上の難燃剤を、分散相を形成する樹脂と連続相を形成する樹脂とに配合する方法が挙げられる。
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好ましい。
[滴下防止剤]
本実施形態の樹脂組成物は、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。
上記滴下防止剤の含有量は、樹脂組成物全体を100質量%としたときのハロゲン濃度が2質量%未満となる量であることが好ましく、この場合、上記滴下防止剤は難燃剤としても作用する。
本実施形態の樹脂組成物は、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。
上記滴下防止剤の含有量は、樹脂組成物全体を100質量%としたときのハロゲン濃度が2質量%未満となる量であることが好ましく、この場合、上記滴下防止剤は難燃剤としても作用する。
[着色剤]
本実施形態において、樹脂組成物の着色方法には特に制限はなく、公知の有機系染顔料、及び無機顔料から選ばれる1種以上の着色剤を使用することができる。
有機染顔料としては、例えば、アゾレーキ顔料、ベンズイミダゾロン顔料、ジアリリド顔料、縮合アゾ顔料等のアゾ系顔料、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、等のフタロシアニン系顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料、キナクリドン顔料、ペリレン顔料、アントラキノン顔料、ペリノン顔料、ジオキサジンバイオレット等の縮合多環系顔料、アジン系顔料、カーボンブラック等が挙げられる。
本実施形態において、樹脂組成物の着色方法には特に制限はなく、公知の有機系染顔料、及び無機顔料から選ばれる1種以上の着色剤を使用することができる。
有機染顔料としては、例えば、アゾレーキ顔料、ベンズイミダゾロン顔料、ジアリリド顔料、縮合アゾ顔料等のアゾ系顔料、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、等のフタロシアニン系顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料、キナクリドン顔料、ペリレン顔料、アントラキノン顔料、ペリノン顔料、ジオキサジンバイオレット等の縮合多環系顔料、アジン系顔料、カーボンブラック等が挙げられる。
このうち、カーボンブラックとしては、ジブチルフタレート(DBP)吸収量が250mL/100g未満、好ましくは150mL/100g未満、且つ窒素吸着比表面積900m2/g未満、さらに好ましくは400m2/g未満であることが好ましい。これらがこの範囲にあると、着色性、機械的強度、難燃性に特に優れた組成物を得ることができる。ここでいうDBP吸収量、及び窒素吸着比表面積とは、それぞれASTM D2414、JIS K6217に定められた方法で測定した値を言う。
アジン系染料としては、例えばカラーインデックスにおけるソルベントブラック5(C.I.50415、CAS No.11099−03−9)、ソルベントブラック7(C.I.50415:1、CAS No.8005−20−5/101357−15−7)、アシッドブラック2(C.I.50420、CAS No.8005−03−6/68510−98−5)が挙げられる。
無機顔料としては、例えば酸化チタン、酸化亜鉛、酸化クロム等の酸化鉄を除く金属酸化物、チタンイエロー、コバルト青、群青等の複合金属酸化物等が挙げられる。
上記着色剤の好ましい添加量は、樹脂組成物全体を100質量%としたときに、カーボンブラックは2質量%以下、アジン系染料は2質量%以下、無機顔料は8質量%以下である。より好ましい量はカーボンブラックは1質量%以下、アジン系染料は1質量%以下、無機顔料は5質量%以下である。上記添加量で添加することで、耐衝撃性や機械特性のバランスを良好に保つことができる。また、難燃性が必要な用途の場合は、難燃性の観点より、上記添加量が好ましい。
[その他の添加剤]
本実施形態では、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必要に応じてその他の無機充填材、添加剤成分を任意の段階で添加することができる。
本実施形態では、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必要に応じてその他の無機充填材、添加剤成分を任意の段階で添加することができる。
無機充填材としては、ガラス繊維、チタン酸カリウム繊維、石膏繊維、黄銅繊維、セラミックス繊維、ボロンウィスカ繊維、マイカ、タルク、シリカ、炭酸カルシウム、カオリン、焼成カオリン、ウォラストナイト、ゾノトライト、アパタイト、ガラスビーズ、ガラスフレーク、酸化チタン等の繊維状、粒状、板状、あるいは針状の無機質強化材が挙げられる。これら無機充填材は2種以上組み合わせて用いることができる。これらの中でより好ましい無機充填材としては、ガラス繊維、炭素繊維、ガラスビーズ、が挙げられる。また、無機充填材はシランカップリング剤等の表面処理剤を用いて公知の方法で表面処理した物を用いても構わない。ただし、天然鉱石系充填材は、しばしば鉄元素を微量ながら含有することがあるので、精製して鉄元素を除いたものを選定して用いる必要がある。
添加剤成分の例としては、ポリエステル、ポリオレフィン等の他の熱可塑性樹脂、可塑剤(低分子量ポリオレフィン、ポリエチレングリコール、脂肪酸エステル類等)及び、帯電防止剤、核剤、流動性改良剤、補強剤、各種過酸化物、展着剤、銅系熱安定剤、ヒンダードフェノール系酸化劣化防止剤に代表される有機系熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤等である。
これらの成分の具体的な好ましい添加量は、樹脂組成物全体を100質量%としたときに、それぞれ、15質量%以下であり、より好ましくは13質量%以下であり、さらに好ましくは10質量%以下である。
[モルホロジー]
本実施形態の樹脂組成物は、モルホロジー(分散形態)において、(a)ポリアミドが連続相を形成し、(b)ポリアミド及び(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が分散相を形成し、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が形成する分散相(以下、「(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相」とも称す)の個数の50%以上が粒径3.0μm以下であり、且つ、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の個数の60%以上が(a)ポリアミドが形成する連続相に囲まれている。
本実施形態の樹脂組成物は、モルホロジー(分散形態)において、(a)ポリアミドが連続相を形成し、(b)ポリアミド及び(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が分散相を形成し、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が形成する分散相(以下、「(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相」とも称す)の個数の50%以上が粒径3.0μm以下であり、且つ、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の個数の60%以上が(a)ポリアミドが形成する連続相に囲まれている。
本実施形態の樹脂組成物のモルホロジーは、(b)ポリアミドが形成する分散相は、(a)ポリアミドが形成する連続相中に存在し、また、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が形成する分散相も、(a)ポリアミドが形成する連続相中に存在し、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の一部又は全部が(b)ポリアミドの分散相中に存在することもできる。
本実施形態の樹脂組成物は、このようなモルホロジーをとることにより、成形品の耐熱性、機械的強度を維持乃至向上させつつ、吸水寸法変化率を低減させることが可能である。より具体的には、機械的強度及び耐熱性に優れる(b)ポリアミドも存在することで、耐熱性、機械的強度を維持乃至向上させることができる。また、(a)ポリアミドが連続相を形成し、(b)ポリアミドが分散相を形成することにより、吸水寸法変化率が低い(a)ポリアミドが(b)ポリアミドの外側(周囲)に主に存在し、樹脂組成物全体としての吸水寸法変化率を低下させることができる。
本実施形態の樹脂組成物は、このようなモルホロジーをとることにより、成形品の耐熱性、機械的強度を維持乃至向上させつつ、吸水寸法変化率を低減させることが可能である。より具体的には、機械的強度及び耐熱性に優れる(b)ポリアミドも存在することで、耐熱性、機械的強度を維持乃至向上させることができる。また、(a)ポリアミドが連続相を形成し、(b)ポリアミドが分散相を形成することにより、吸水寸法変化率が低い(a)ポリアミドが(b)ポリアミドの外側(周囲)に主に存在し、樹脂組成物全体としての吸水寸法変化率を低下させることができる。
本実施形態の樹脂組成物は、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の個数の50%以上が粒径3.0μm以下の相である。そのため、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が樹脂組成物中に粒子状に多く分散することとなり、耐衝撃性・引張強度を付与することができる。
なお、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散粒子の粒径は、透過型電子顕微鏡で5千倍の倍率で観察し、後述のモルホロジー画像を2値化処理した画像を用いて算出する。
100個の(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の粒径を算出した際に、その50%(50個)以上が粒径0.01〜3.0μmの相であることが面衝撃性、対衝撃性、流動性の観点から好ましく、粒径0.1〜3.0μmの相であることがより好ましく、粒径0.15〜3.0μmの相であることがさらに好ましい。
また、同様に透過型電子顕微鏡により算出した(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の平均分散粒径は、0.1〜10μmであることが好ましく、より好ましくは0.05〜5μmであり、さらに好ましくは0.1〜3μmである。
なお、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散粒子の粒径は、透過型電子顕微鏡で5千倍の倍率で観察し、後述のモルホロジー画像を2値化処理した画像を用いて算出する。
100個の(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の粒径を算出した際に、その50%(50個)以上が粒径0.01〜3.0μmの相であることが面衝撃性、対衝撃性、流動性の観点から好ましく、粒径0.1〜3.0μmの相であることがより好ましく、粒径0.15〜3.0μmの相であることがさらに好ましい。
また、同様に透過型電子顕微鏡により算出した(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の平均分散粒径は、0.1〜10μmであることが好ましく、より好ましくは0.05〜5μmであり、さらに好ましくは0.1〜3μmである。
本実施形態の樹脂組成物は、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の個数の60%以上が(a)ポリアミドが形成する連続相に囲まれている相である。そのため、樹脂組成物に耐薬品性・耐熱性を付与することができる。
(a)ポリアミドが形成する連続相に囲まれている(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の割合は、好ましくは65%以上であり、より好ましくは70%以上である。
なお、「(a)ポリアミドが形成する連続相に囲まれている(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相」とは、後述の界面観察用モルホロジー画像において、対象となる(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の全界面(外輪郭の全長)を100%として、その50%超が(a)ポリアミドが形成する連続相との界面(境界線)である状態を指す。例えば、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相が、(a)ポリアミドが形成する連続相と(b)ポリアミドの分散相に跨って存在し、(a)ポリアミドが形成する連続相と(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相との界面(境界線)の長さが、当該分散相の全界面(外輪郭の全長)の50%超である場合、当該分散相は(a)ポリアミドが形成する連続相に囲まれている分散相であるとする。
また、「(a)ポリアミドが形成する連続相に囲まれている(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の割合」とは、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の合計数に対する、(a)ポリアミドが形成する連続相に囲まれている(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の合計数の割合(%)を意味する。
(a)ポリアミドが形成する連続相に囲まれている(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の割合は、好ましくは65%以上であり、より好ましくは70%以上である。
なお、「(a)ポリアミドが形成する連続相に囲まれている(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相」とは、後述の界面観察用モルホロジー画像において、対象となる(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の全界面(外輪郭の全長)を100%として、その50%超が(a)ポリアミドが形成する連続相との界面(境界線)である状態を指す。例えば、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相が、(a)ポリアミドが形成する連続相と(b)ポリアミドの分散相に跨って存在し、(a)ポリアミドが形成する連続相と(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相との界面(境界線)の長さが、当該分散相の全界面(外輪郭の全長)の50%超である場合、当該分散相は(a)ポリアミドが形成する連続相に囲まれている分散相であるとする。
また、「(a)ポリアミドが形成する連続相に囲まれている(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の割合」とは、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の合計数に対する、(a)ポリアミドが形成する連続相に囲まれている(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の合計数の割合(%)を意味する。
ここで、本実施形態の樹脂組成物は、モルホロジーにおいて、(a)ポリアミドが連続相を形成し、(b)ポリアミドが分散相を形成するところ、(a)ポリアミドが連続相を主成分として形成し、(b)ポリアミドが分散相を主成分として形成していれば、(a)ポリアミドが形成する連続相中に(b)ポリアミドが一部混在したり、(b)ポリアミドが形成する分散相に(a)ポリアミドが一部混在したりしていてもよい。
なお、上記の「主成分として形成」とは、相の中に、主成分とする樹脂を80質量%以上で含有することが好ましく、より好ましくは90質量%以上で含有することである。
なお、上記の「主成分として形成」とは、相の中に、主成分とする樹脂を80質量%以上で含有することが好ましく、より好ましくは90質量%以上で含有することである。
本実施形態の樹脂組成物のモルホロジーでは、(a)ポリアミドと(b)ポリアミドとが相互に異なる相を形成しているところ、このように異なる相を形成させる方法としては、適宜ポリアミドの分子構造を調整することが挙げられる。具体的には、例えば、(a)ポリアミドと(b)ポリアミドとは相互に異なる分子構造のポリアミドであるところ、(a)ポリアミドと(b)ポリアミドとを脂肪族ポリアミドとするなどして、いずれも結晶性のポリアミドにすれば、(a)ポリアミドと(b)ポリアミドとが相互に異なる相となるようにすることができる。
また、本実施形態の樹脂組成物のモルホロジーでは、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が分散相を形成しているが、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が分散相を形成するようにする方法としては、(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドの合計含有量に対する(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の含有量が多くなりすぎないように調整することが挙げられる。
また、本実施形態の樹脂組成物のモルホロジーでは、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が形成する分散相の個数の50%以上が粒径3.0μm以下の相であるが、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相を所定の分散粒径とする方法としては、(d)相溶化剤の含有量を調整することが挙げられる。(d)相溶化剤の含有量を増加させることにより、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の分散粒径を小さくすることができる。
また、本実施形態の樹脂組成物のモルホロジーでは、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が形成する分散相の個数の60%以上が(a)ポリアミドが形成する連続相に囲まれている相であるが、(a)ポリアミドが形成する連続相に囲まれる(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の割合の制御は、(b)ポリアミドのアミノ基濃度に対して(a)ポリアミドのアミノ基濃度が高くなるように調整することにより行うことができる。
また、本実施形態の樹脂組成物のモルホロジーでは、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が形成する分散相の個数の50%以上が粒径3.0μm以下の相であるが、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相を所定の分散粒径とする方法としては、(d)相溶化剤の含有量を調整することが挙げられる。(d)相溶化剤の含有量を増加させることにより、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の分散粒径を小さくすることができる。
また、本実施形態の樹脂組成物のモルホロジーでは、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が形成する分散相の個数の60%以上が(a)ポリアミドが形成する連続相に囲まれている相であるが、(a)ポリアミドが形成する連続相に囲まれる(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の割合の制御は、(b)ポリアミドのアミノ基濃度に対して(a)ポリアミドのアミノ基濃度が高くなるように調整することにより行うことができる。
本実施形態の樹脂組成物は、(e)衝撃改良剤を含有する場合、(e)衝撃改良剤と(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂との相溶性が良好であるため、樹脂組成物中に存在する(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相内に(e)衝撃改良剤を分散相として存在させることができる。
本実施形態の樹脂組成物のモルホロジーは、透過型電子顕微鏡を用いて撮影できるモルホロジー画像を解析することにより確認できる。
以下、樹脂組成物の界面観察用モルホロジー画像を得るための樹脂組成物の染色方法について説明する。
まず、樹脂組成物を成形して得られる成形片から、長さ10mm×幅5mm×厚み3〜4mmの染色用試験片を切り出し、ウルトラミクロトームにて染色用試験片の短側面に薄膜切片切り出し用の1mm四方の平面を作製する。次に、この染色用試験片を耐熱容器に入れた10質量%リンタングステン酸水溶液に漬け、ウォーターバスで80℃×4時間湯せんした後引き上げ、常温になるまで冷却する。その後、染色用試験片を、耐熱容器から取り出し、水洗、乾燥を行う。この染色操作により、樹脂組成物中の(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドが染色され、(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドを透過型電子顕微鏡(TEM)で観察したときに、灰色の相として観察されるようにすることができる。
まず、樹脂組成物を成形して得られる成形片から、長さ10mm×幅5mm×厚み3〜4mmの染色用試験片を切り出し、ウルトラミクロトームにて染色用試験片の短側面に薄膜切片切り出し用の1mm四方の平面を作製する。次に、この染色用試験片を耐熱容器に入れた10質量%リンタングステン酸水溶液に漬け、ウォーターバスで80℃×4時間湯せんした後引き上げ、常温になるまで冷却する。その後、染色用試験片を、耐熱容器から取り出し、水洗、乾燥を行う。この染色操作により、樹脂組成物中の(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドが染色され、(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドを透過型電子顕微鏡(TEM)で観察したときに、灰色の相として観察されるようにすることができる。
樹脂組成物に(e)衝撃改良剤としての芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体が含まれる場合は、上記のリンタングステン酸による染色の後、耐熱容器に入れた2質量%四塩化オスミウム水溶液に上記の染色用試験片を漬け、ウォーターバスで80℃×30分湯せんした後引き上げ、常温になるまで冷却する。その後、染色用試験片を、耐熱容器から取り出し、水洗、乾燥を行う。この染色操作により、(e)衝撃改良剤の芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体が不飽和二重結合を有する場合、染色され、透過型電子顕微鏡で観察したときに、不飽和二重結合を有する(e)衝撃改良剤が黒色に観察されるようにすることができる。
樹脂組成物に(e)衝撃改良剤としての芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体の水素添加物が含まれる場合は、上記の四塩化オスミウムによる染色の後、水を入れたダイアモンドナイフを取り付けたウルトラミクロトームを用いて、上記の染色用試験片の薄膜切片切り出し用の平面から1mm四方、厚み85nmの薄膜を水の上に切り出し、該薄膜をTEM観察用Cuメッシュですくう。この薄膜が乗ったCuメッシュをステンレス網の上に並べておく。別に、ガラスデシケーター中のシャーレに三塩化ルテニウムn水和物0.1gと精製水1mLとを入れ、溶解させて溶液を得る。その後、該溶液中に、次亜塩素酸ナトリウム溶液5mLを添加して、すぐに薄膜及びCuメッシュが乗った前記ステンレス網を乗せ、ガラスデシケーターの蓋をして4分静置した後、Cuメッシュを取り出す。この染色操作により、(e)衝撃改良剤としての芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体の水素添加物が染色され、透過型電子顕微鏡で観察したときに、(e)衝撃改良剤が黒色に観察されるようにすることができる。また、当該染色操作により(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂も薄く染色されるが、透過型電子顕微鏡で観察したときに、(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドの灰色、並びに(e)衝撃改良剤の黒色と比較すると、相対的に白色に観察される。
樹脂組成物に(e)衝撃改良剤としての芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体の水素添加物が含まれる場合は、上記の四塩化オスミウムによる染色の後、水を入れたダイアモンドナイフを取り付けたウルトラミクロトームを用いて、上記の染色用試験片の薄膜切片切り出し用の平面から1mm四方、厚み85nmの薄膜を水の上に切り出し、該薄膜をTEM観察用Cuメッシュですくう。この薄膜が乗ったCuメッシュをステンレス網の上に並べておく。別に、ガラスデシケーター中のシャーレに三塩化ルテニウムn水和物0.1gと精製水1mLとを入れ、溶解させて溶液を得る。その後、該溶液中に、次亜塩素酸ナトリウム溶液5mLを添加して、すぐに薄膜及びCuメッシュが乗った前記ステンレス網を乗せ、ガラスデシケーターの蓋をして4分静置した後、Cuメッシュを取り出す。この染色操作により、(e)衝撃改良剤としての芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体の水素添加物が染色され、透過型電子顕微鏡で観察したときに、(e)衝撃改良剤が黒色に観察されるようにすることができる。また、当該染色操作により(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂も薄く染色されるが、透過型電子顕微鏡で観察したときに、(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドの灰色、並びに(e)衝撃改良剤の黒色と比較すると、相対的に白色に観察される。
なお、上記の染色操作において、樹脂組成物に(e)衝撃改良剤が含まれない場合は、四塩化オスミウム及び三塩化ルテニウムn水和物による染色の両方を省略でき、樹脂組成物に(e)衝撃改良剤としての芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体が含まれない場合は、四塩化オスミウムによる染色を省略でき、芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体の水素添加物が含まれない場合は、薄膜切片作製後の三塩化ルテニウムn水和物による染色を省略できる。
なお、本実施形態において、樹脂組成物が(e)衝撃改良剤を含有するかどうか、また、(e)衝撃改良剤が水添されているかどうかは、NMRを用いた組成分析をすることにより判断することができる。
なお、本実施形態において、樹脂組成物が(e)衝撃改良剤を含有するかどうか、また、(e)衝撃改良剤が水添されているかどうかは、NMRを用いた組成分析をすることにより判断することができる。
上記の透過型電子顕微鏡観察用染色法を用いて得られた界面観察用モルホロジー画像においては、(a)ポリアミドを薄い灰色に、(b)ポリアミドを濃い灰色に観察でき、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂を(a)ポリアミド及び/又は(b)ポリアミド中に相対的に白色に粒子状に観察できる。また、樹脂組成物が(e)衝撃改良剤を含有していれば、(e)衝撃改良剤を(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂中に相対的に黒色に観察することができる。
上記のとおり、本実施形態の樹脂組成物の界面観察用モルホロジー画像においては、アミド基濃度の異なる(a)ポリアミドと(b)ポリアミドとを見分けることができる。具体的には、アミド基濃度の違いにより、濃淡が異なって見え、アミド基濃度が高い方が濃く染まる。従って、(a)ポリアミドの方が(b)ポリアミドよりも薄い灰色に見える。この濃淡の違いを用いて、(a)ポリアミド、(b)ポリアミドのどちらが連続相を形成しているか判断することができる。
続いて、界面観察用モルホロジー画像を得るための条件及び得られた画像の解析方法について説明する。
上記方法で染色した試験片を、透過型電子顕微鏡(商品名「HT7700」、日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて、撮影倍率5千倍、加速電圧100.0kVの設定で撮影する。得られた観察像から、100個程度の(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相が含まれるように視野を選択する。なお、視野選択は任意のため、視野ごとに90〜110個のバラつきを有していてよい。
ここで、例えば、図1は、TEMを用いて得られた本実施形態の樹脂組成物の界面観察用モルホロジー画像(倍率5,000倍)である。
本画像から、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が形成する分散相の個数の60%以上が(a)ポリアミドが形成する連続相に囲まれている相であるかを判断する。
上記方法で染色した試験片を、透過型電子顕微鏡(商品名「HT7700」、日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて、撮影倍率5千倍、加速電圧100.0kVの設定で撮影する。得られた観察像から、100個程度の(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相が含まれるように視野を選択する。なお、視野選択は任意のため、視野ごとに90〜110個のバラつきを有していてよい。
ここで、例えば、図1は、TEMを用いて得られた本実施形態の樹脂組成物の界面観察用モルホロジー画像(倍率5,000倍)である。
本画像から、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が形成する分散相の個数の60%以上が(a)ポリアミドが形成する連続相に囲まれている相であるかを判断する。
また、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の粒径を測定するためには、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相のみが染色されていることが好ましいため、当該粒径は、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相のみが灰色に染色されて見える分散粒径測定用モルホロジー画像を用いて測定する。
以下、分散粒径測定用モルホロジー画像を得るための樹脂組成物の染色方法について説明する。
まず、樹脂組成物を成形して得られる成形片から、長さ10mm×幅5mm×厚み3〜4mmの染色用試験片を切り出し、ウルトラミクロトームにて染色用試験片の短側面に薄膜切片切り出し用の1mm四方の平面を作製する。
耐熱容器に入れた2質量%四塩化オスミウム水溶液に上記の染色用試験片を漬け、ウォーターバスで80℃×30分湯せんした後引き上げ、常温になるまで冷却する。その後、染色用試験片を、耐熱容器から取り出し、水洗、乾燥を行う。この染色操作により、(e)衝撃改良剤の芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体が不飽和二重結合を有する場合、染色され、透過型電子顕微鏡で観察したときに、不飽和二重結合を有する(e)衝撃改良剤が黒色に観察されるようにすることができる。
上記の四塩化オスミウムによる染色の後、水を入れたダイアモンドナイフを取り付けたウルトラミクロトームを用いて、上記の染色用試験片の薄膜切片切り出し用の平面から1mm四方、厚み85nmの薄膜を水の上に切り出し、該薄膜をTEM観察用Cuメッシュですくう。この薄膜が乗ったCuメッシュをステンレス網の上に並べておく。別に、ガラスデシケーター中のシャーレに三塩化ルテニウムn水和物0.1gと精製水1mLとを入れ、溶解させて溶液を得る。その後、該溶液中に、次亜塩素酸ナトリウム溶液5mLを添加して、すぐに薄膜及びCuメッシュが乗った前記ステンレス網を乗せ、ガラスデシケーターの蓋をして4分静置した後、Cuメッシュを取り出す。この染色操作により、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が染色され、透過型電子顕微鏡で観察したときに、灰色に観察されるようにすることができる。また、当該染色操作により、(e)衝撃改良剤としての芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体の水素添加物は(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂よりも濃く染色され、透過型電子顕微鏡で観察したときに、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の灰色に対して(e)衝撃改良剤が相対的に黒色に観察されるようにすることができる。
以下、分散粒径測定用モルホロジー画像を得るための樹脂組成物の染色方法について説明する。
まず、樹脂組成物を成形して得られる成形片から、長さ10mm×幅5mm×厚み3〜4mmの染色用試験片を切り出し、ウルトラミクロトームにて染色用試験片の短側面に薄膜切片切り出し用の1mm四方の平面を作製する。
耐熱容器に入れた2質量%四塩化オスミウム水溶液に上記の染色用試験片を漬け、ウォーターバスで80℃×30分湯せんした後引き上げ、常温になるまで冷却する。その後、染色用試験片を、耐熱容器から取り出し、水洗、乾燥を行う。この染色操作により、(e)衝撃改良剤の芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体が不飽和二重結合を有する場合、染色され、透過型電子顕微鏡で観察したときに、不飽和二重結合を有する(e)衝撃改良剤が黒色に観察されるようにすることができる。
上記の四塩化オスミウムによる染色の後、水を入れたダイアモンドナイフを取り付けたウルトラミクロトームを用いて、上記の染色用試験片の薄膜切片切り出し用の平面から1mm四方、厚み85nmの薄膜を水の上に切り出し、該薄膜をTEM観察用Cuメッシュですくう。この薄膜が乗ったCuメッシュをステンレス網の上に並べておく。別に、ガラスデシケーター中のシャーレに三塩化ルテニウムn水和物0.1gと精製水1mLとを入れ、溶解させて溶液を得る。その後、該溶液中に、次亜塩素酸ナトリウム溶液5mLを添加して、すぐに薄膜及びCuメッシュが乗った前記ステンレス網を乗せ、ガラスデシケーターの蓋をして4分静置した後、Cuメッシュを取り出す。この染色操作により、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が染色され、透過型電子顕微鏡で観察したときに、灰色に観察されるようにすることができる。また、当該染色操作により、(e)衝撃改良剤としての芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体の水素添加物は(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂よりも濃く染色され、透過型電子顕微鏡で観察したときに、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の灰色に対して(e)衝撃改良剤が相対的に黒色に観察されるようにすることができる。
なお、上記の染色操作において、樹脂組成物に(e)衝撃改良剤としての芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体が含まれない場合は、四塩化オスミウムによる染色を省略できる。
なお、本実施形態において、樹脂組成物が(e)衝撃改良剤を含有するかどうか、また、(e)衝撃改良剤が水添されているかどうかは、NMRを用いた組成分析をすることにより判断することができる。
なお、本実施形態において、樹脂組成物が(e)衝撃改良剤を含有するかどうか、また、(e)衝撃改良剤が水添されているかどうかは、NMRを用いた組成分析をすることにより判断することができる。
上記の透過型電子顕微鏡観察用染色法を用いて得られた分散粒径測定用モルホロジー画像においては、(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドを白色に観察でき、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂を(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドに対して相対的に灰色に粒子状に観察できる。また、樹脂組成物が(e)衝撃改良剤を含有していれば、(e)衝撃改良剤を(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂中に相対的に黒色に観察することができる。この分散粒径測定用モルホロジー画像から(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が形成する分散相の粒径を算出することにより、当該分散相の個数の50%以上が粒径3.0μm以下であることを確認することができる。
続いて、分散粒径測定用モルホロジー画像を得るための条件及び得られた画像の画像処理方法について説明する。
上記方法で染色した試験片を、透過型電子顕微鏡(商品名「HT7700」、日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて、撮影倍率5千倍、加速電圧100.0kVの設定で撮影する。得られた観察像から、100個程度の(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相が含まれるように視野を選択する。なお、視野選択は任意のため、視野ごとに90〜110個のバラつきを有していてよい。
次いで、得られたモルホロジー画像(印刷紙)をスキャナー(装置:RIKOH MPC5503、条件:フルカラー印画紙写真、解像度300dpi)を用いて取り込み、デジタル化する。画像解析ソフトはImage Pro10を使用して、デジタル化した画像をimagePro10に搭載されているAuto条件にて2値化処理し、2階調変換(白/黒)する。これにより、モルホロジー画像において相対的に灰色に染色された(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂と、相対的に黒色に染色された(e)衝撃改良剤としての芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体及びその水素添加物とは、2値化処理後の画像において全て黒色となる。
ここで、例えば、図2Aは、TEMを用いて得られた本実施形態の樹脂組成物の分散粒径測定用モルホロジー画像(倍率5,000倍)であり、図2Bは、図2AのTEM画像を2値化処理した画像である。
続いて、2値化処理画像から、黒色の(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の面積(S)(μm2)を算出し、当該分散相の粒径(R)(μm)を以下の計算式で求める。この時、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂中に存在する(e)衝撃改良剤としての芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体及びその水素添加物の面積を含めて、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の面積(S)(μm2)とする。
R=2(S/π)1/2
近接あるいは接触する分散相については、Watershedにより分割し、視野境界にまたがる分散相は測定対象から除外する。面積(S)が0.001μm2未満である分散相は、画像ノイズとの切り分けが難しいため、測定対象から除外する。
上記方法で染色した試験片を、透過型電子顕微鏡(商品名「HT7700」、日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて、撮影倍率5千倍、加速電圧100.0kVの設定で撮影する。得られた観察像から、100個程度の(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相が含まれるように視野を選択する。なお、視野選択は任意のため、視野ごとに90〜110個のバラつきを有していてよい。
次いで、得られたモルホロジー画像(印刷紙)をスキャナー(装置:RIKOH MPC5503、条件:フルカラー印画紙写真、解像度300dpi)を用いて取り込み、デジタル化する。画像解析ソフトはImage Pro10を使用して、デジタル化した画像をimagePro10に搭載されているAuto条件にて2値化処理し、2階調変換(白/黒)する。これにより、モルホロジー画像において相対的に灰色に染色された(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂と、相対的に黒色に染色された(e)衝撃改良剤としての芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体及びその水素添加物とは、2値化処理後の画像において全て黒色となる。
ここで、例えば、図2Aは、TEMを用いて得られた本実施形態の樹脂組成物の分散粒径測定用モルホロジー画像(倍率5,000倍)であり、図2Bは、図2AのTEM画像を2値化処理した画像である。
続いて、2値化処理画像から、黒色の(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の面積(S)(μm2)を算出し、当該分散相の粒径(R)(μm)を以下の計算式で求める。この時、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂中に存在する(e)衝撃改良剤としての芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体及びその水素添加物の面積を含めて、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の面積(S)(μm2)とする。
R=2(S/π)1/2
近接あるいは接触する分散相については、Watershedにより分割し、視野境界にまたがる分散相は測定対象から除外する。面積(S)が0.001μm2未満である分散相は、画像ノイズとの切り分けが難しいため、測定対象から除外する。
本実施形態において、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の粒径や、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の面積の測定は、3枚のモルホロジー画像から得た結果を平均した値を用いるものとする。
また、モルホロジー画像内には、測定断面等に生じる欠点(ウルトラミクロトーム等による断面作製時の傷や樹脂に内在する空隙等)が写り込むことがあるが、2値化処理する画像範囲は、そのような部分を含まないように選択するものとする。
また、モルホロジー画像内には、測定断面等に生じる欠点(ウルトラミクロトーム等による断面作製時の傷や樹脂に内在する空隙等)が写り込むことがあるが、2値化処理する画像範囲は、そのような部分を含まないように選択するものとする。
[樹脂組成物の物性]
本実施形態の樹脂組成物では、上述のように低吸水寸法変化率、耐熱性、及び機械的強度を並立することができる。
本実施形態の樹脂組成物の吸水寸法変化率は、小さな値となるほど好ましい。具体的には、吸水寸法変化率が2%以下であることが好ましく、より好ましくは1.6%以下である。
なお、吸水寸法変化率は、後述の実施例に記載の方法で測定される吸水・状態調節後の体積変化率(%)の値を言う。
本実施形態の樹脂組成物では、上述のように低吸水寸法変化率、耐熱性、及び機械的強度を並立することができる。
本実施形態の樹脂組成物の吸水寸法変化率は、小さな値となるほど好ましい。具体的には、吸水寸法変化率が2%以下であることが好ましく、より好ましくは1.6%以下である。
なお、吸水寸法変化率は、後述の実施例に記載の方法で測定される吸水・状態調節後の体積変化率(%)の値を言う。
本実施形態の樹脂組成物の耐熱性は、例えば、荷重撓み温度(DTUL)により評価することができ、荷重撓み温度(DTUL、荷重重さ:1.8Mpa)が大きな値となるほど好ましい。具体的には、荷重撓み温度(DTUL)が、好ましくは80℃以上であり、より好ましくは90℃以上である。
なお、荷重撓み温度(DTUL)は、後述の実施例に記載の方法で測定される値を言う。
なお、荷重撓み温度(DTUL)は、後述の実施例に記載の方法で測定される値を言う。
本実施形態の樹脂組成物の機械的強度は、例えば、引張強度により評価することができ、引張強度が大きな値となるほど好ましい。具体的には、引張強度が、好ましくは60MPa以上であり、より好ましくは62MPa以上である。
なお、引張強度は、後述の実施例に記載の方法で測定される値を言う。
なお、引張強度は、後述の実施例に記載の方法で測定される値を言う。
(樹脂組成物の製造方法)
本実施形態の組成物を得るための具体的な加工機械としては特に制限はなく、例えば、単軸押出機、二軸押出機、ロール、ニーダー、ブラベンダープラストグラフ、バンバリーミキサー等が挙げられるが、中でも二軸押出機が好ましく、特に、上流側供給口と1カ所以上の下流側供給口を備えた二軸押出機が最も好ましい。
溶融混練温度としては、280〜340℃の範囲内が好ましい。また、本実施形態の樹脂組成物を得るための溶融混練は、特に限定されないが例えば、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂と(d)相溶化剤とを溶融混練した後、(a)ポリアミド、(b)ポリアミドを加えて溶融混練することが好ましく、具体的には上流側供給口と1カ所以上の下流側供給口を備えた二軸押出機を用いる場合には、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂と(d)相溶化剤とを上流側供給口に投入し、(a)ポリアミド、(b)ポリアミドを下流側供給口に投入することがより好ましい。さらに、樹脂組成物が(e)衝撃改良剤を含有する場合には、(e)衝撃改良剤を、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂と(d)相溶化剤とともに上流側供給口に投入することが好ましい。
本実施形態の組成物を得るための具体的な加工機械としては特に制限はなく、例えば、単軸押出機、二軸押出機、ロール、ニーダー、ブラベンダープラストグラフ、バンバリーミキサー等が挙げられるが、中でも二軸押出機が好ましく、特に、上流側供給口と1カ所以上の下流側供給口を備えた二軸押出機が最も好ましい。
溶融混練温度としては、280〜340℃の範囲内が好ましい。また、本実施形態の樹脂組成物を得るための溶融混練は、特に限定されないが例えば、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂と(d)相溶化剤とを溶融混練した後、(a)ポリアミド、(b)ポリアミドを加えて溶融混練することが好ましく、具体的には上流側供給口と1カ所以上の下流側供給口を備えた二軸押出機を用いる場合には、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂と(d)相溶化剤とを上流側供給口に投入し、(a)ポリアミド、(b)ポリアミドを下流側供給口に投入することがより好ましい。さらに、樹脂組成物が(e)衝撃改良剤を含有する場合には、(e)衝撃改良剤を、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂と(d)相溶化剤とともに上流側供給口に投入することが好ましい。
(成形品及びその製造方法等)
本実施形態の樹脂組成物を、射出成形、押出成形、プレス成形、ブロー成形、カレンダー成形及び流延成形等の、一般に樹脂組成物に対する成形方法を用いて成形することにより、各種形状を有する成形品を製造することができる。すなわち、本実施形態の成形品は、本実施形態の樹脂組成物を含むものである。
本実施形態の樹脂組成物を、射出成形、押出成形、プレス成形、ブロー成形、カレンダー成形及び流延成形等の、一般に樹脂組成物に対する成形方法を用いて成形することにより、各種形状を有する成形品を製造することができる。すなわち、本実施形態の成形品は、本実施形態の樹脂組成物を含むものである。
例えば、シリンダー温度が(a)ポリアミド及び(b)ポリアミドの融点以上350℃以下の範囲内に調整された射出成形機のシリンダー内で樹脂組成物を溶融させ、所定の形状の金型内に射出することによって、所定の形状の成形品を製造することができる。
また、シリンダー温度が上記の範囲内に調整された押出機内で樹脂組成物を溶融させ、口金ノズルより紡出することによって、繊維状の成形品を製造することができる。
さらに、シリンダー温度が上記の範囲内に調整された押出機内で樹脂組成物を溶融させ、Tダイから押し出すことにより、フィルム状やシート状の成形品を製造することができる。
また、このような方法で製造された成形品の表面に、塗料、金属や他種のポリマー等からなる被覆層を形成した形態で使用することもできる。
本実施形態の樹脂組成物は、自動車用、電気及び電子用、産業資材用、工業材料用、並びに日用及び家庭品用等、各種部品の成形材料として好適に使用することができる。
以下に、実施例及び比較例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
実施例及び比較例に用いた原材料及び測定方法を以下に示す。
実施例及び比較例に用いた原材料及び測定方法を以下に示す。
[測定方法]
(1)重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)
ポリアミドの重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー、東ソー株式会社製、HLC−8020、ヘキサフルオロイソプロパノール溶媒、及びPMMA(ポリメチルメタクリレート)標準サンプル(ポリマーラボラトリー社製)換算)を用いて測定した。
(1)重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)
ポリアミドの重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー、東ソー株式会社製、HLC−8020、ヘキサフルオロイソプロパノール溶媒、及びPMMA(ポリメチルメタクリレート)標準サンプル(ポリマーラボラトリー社製)換算)を用いて測定した。
(2)アミド基濃度
ポリアミドのアミド基濃度は、ジアミン及びジカルボン酸の分子量を基準に考え、ジアミン及びジカルボン酸の分子量の合計を(A)、アミド基の分子量を(B)として、(B)/(A)により算出した。
ポリアミドのアミド基濃度は、ジアミン及びジカルボン酸の分子量を基準に考え、ジアミン及びジカルボン酸の分子量の合計を(A)、アミド基の分子量を(B)として、(B)/(A)により算出した。
(3)末端アミノ基濃度
ポリアミドの末端アミノ基濃度(μmol/g)は、所定量のポリアミド試料を90%フェノール水溶液に溶解して、25℃にて1/50規定塩酸で滴定し算出した。
ポリアミドの末端アミノ基濃度(μmol/g)は、所定量のポリアミド試料を90%フェノール水溶液に溶解して、25℃にて1/50規定塩酸で滴定し算出した。
(4)モルホロジー
得られた樹脂組成物のペレットを、シリンダー温度280℃に設定した小型射出成形機(商品名:IS−100GN、東芝機械社製)に供給し、金型温度80℃、射出圧力70MPa、射出時間20秒、冷却時間15秒の条件で評価用ISOダンベルを作製した。
3本の上記ISOダンベルのモルホロジー画像を得るために下記の染色を行った。
−界面観察用染色−
3本の上記ISOダンベルの中央部から、長さ(樹脂流動方向)5mm×幅5mm×厚み4mmの試験片を切り出した。この試験片に長さを足すため、長さ5mm×幅5mm×厚み4mmのハイインパクトポリスチレンの試験片を瞬間接着剤で接着し、長さ10mm×幅5mm×厚み4mmの染色用試験片を作製した。ウルトラミクロトーム(Reichert−Nissei社製ULTRACUT−N)にて、染色用試験片の樹脂組成物側の短側面に、薄膜切片切り出し用の1mm四方の平面を作製した。
次に、上記の染色用試験片を、耐熱容器に入れた10質量%リンタングステン酸水溶液に漬け、ウォーターバスで80℃×4時間湯せんした後引き上げ、常温になるまで冷却した。その後、染色用試験片を、耐熱容器から取り出し、水洗、乾燥を行った。
さらに、耐熱容器に入れた2質量%四塩化オスミウム水溶液に上記の染色用試験片を漬け、ウォーターバスで80℃×30分湯せんした後引き上げ、常温になるまで冷却した。その後、染色用試験片を、耐熱容器から取り出し、水洗、乾燥を行った。
次に、水を入れたダイアモンドナイフを取り付けた上記ウルトラミクロトームを用いて、上記の染色用試験片の薄膜切片切り出し用の平面から1mm四方、厚み85nmの薄膜を水の上に切り出し、該薄膜をTEM観察用Cuメッシュですくった。この薄膜が乗ったCuメッシュをステンレス網の上に並べておいた。続いて、ガラスデシケーター中のシャーレに三塩化ルテニウムn水和物0.1gと精製水1mLとを入れ、溶解させて溶液を得た。該溶液中に、次亜塩素酸ナトリウム溶液5mLを添加してすぐに前記のステンレス網を乗せ、ガラスデシケーターの蓋をして4分静置した後、Cuメッシュを取り出した。
−分散粒径測定用染色−
3本の上記ISOダンベルの中央部から、長さ(樹脂流動方向)5mm×幅5mm×厚み4mmの試験片を切り出した。この試験片に長さを足すため、長さ5mm×幅5mm×厚み4mmのハイインパクトポリスチレンの試験片を瞬間接着剤で接着し、長さ10mm×幅5mm×厚み4mmの染色用試験片を作製した。ウルトラミクロトーム(Reichert−Nissei社製ULTRACUT−N)にて、染色用試験片の樹脂組成物側の短側面に、薄膜切片切り出し用の1mm四方の平面を作製した。
次に、耐熱容器に入れた2質量%四塩化オスミウム水溶液に上記の染色用試験片を漬け、ウォーターバスで80℃×30分湯せんした後引き上げ、常温になるまで冷却した。その後、染色用試験片を、耐熱容器から取り出し、水洗、乾燥を行った。
次に、水を入れたダイアモンドナイフを取り付けた上記ウルトラミクロトームを用いて、上記の染色用試験片の薄膜切片切り出し用の平面から1mm四方、厚み85nmの薄膜を水の上に切り出し、該薄膜をTEM観察用Cuメッシュですくった。この薄膜が乗ったCuメッシュをステンレス網の上に並べておいた。続いて、ガラスデシケーター中のシャーレに三塩化ルテニウムn水和物0.1gと精製水1mLとを入れ、溶解させて溶液を得た。該溶液中に、次亜塩素酸ナトリウム溶液5mLを添加してすぐに前記のステンレス網を乗せ、ガラスデシケーターの蓋をして4分静置した後、Cuメッシュを取り出した。
得られた樹脂組成物のペレットを、シリンダー温度280℃に設定した小型射出成形機(商品名:IS−100GN、東芝機械社製)に供給し、金型温度80℃、射出圧力70MPa、射出時間20秒、冷却時間15秒の条件で評価用ISOダンベルを作製した。
3本の上記ISOダンベルのモルホロジー画像を得るために下記の染色を行った。
−界面観察用染色−
3本の上記ISOダンベルの中央部から、長さ(樹脂流動方向)5mm×幅5mm×厚み4mmの試験片を切り出した。この試験片に長さを足すため、長さ5mm×幅5mm×厚み4mmのハイインパクトポリスチレンの試験片を瞬間接着剤で接着し、長さ10mm×幅5mm×厚み4mmの染色用試験片を作製した。ウルトラミクロトーム(Reichert−Nissei社製ULTRACUT−N)にて、染色用試験片の樹脂組成物側の短側面に、薄膜切片切り出し用の1mm四方の平面を作製した。
次に、上記の染色用試験片を、耐熱容器に入れた10質量%リンタングステン酸水溶液に漬け、ウォーターバスで80℃×4時間湯せんした後引き上げ、常温になるまで冷却した。その後、染色用試験片を、耐熱容器から取り出し、水洗、乾燥を行った。
さらに、耐熱容器に入れた2質量%四塩化オスミウム水溶液に上記の染色用試験片を漬け、ウォーターバスで80℃×30分湯せんした後引き上げ、常温になるまで冷却した。その後、染色用試験片を、耐熱容器から取り出し、水洗、乾燥を行った。
次に、水を入れたダイアモンドナイフを取り付けた上記ウルトラミクロトームを用いて、上記の染色用試験片の薄膜切片切り出し用の平面から1mm四方、厚み85nmの薄膜を水の上に切り出し、該薄膜をTEM観察用Cuメッシュですくった。この薄膜が乗ったCuメッシュをステンレス網の上に並べておいた。続いて、ガラスデシケーター中のシャーレに三塩化ルテニウムn水和物0.1gと精製水1mLとを入れ、溶解させて溶液を得た。該溶液中に、次亜塩素酸ナトリウム溶液5mLを添加してすぐに前記のステンレス網を乗せ、ガラスデシケーターの蓋をして4分静置した後、Cuメッシュを取り出した。
−分散粒径測定用染色−
3本の上記ISOダンベルの中央部から、長さ(樹脂流動方向)5mm×幅5mm×厚み4mmの試験片を切り出した。この試験片に長さを足すため、長さ5mm×幅5mm×厚み4mmのハイインパクトポリスチレンの試験片を瞬間接着剤で接着し、長さ10mm×幅5mm×厚み4mmの染色用試験片を作製した。ウルトラミクロトーム(Reichert−Nissei社製ULTRACUT−N)にて、染色用試験片の樹脂組成物側の短側面に、薄膜切片切り出し用の1mm四方の平面を作製した。
次に、耐熱容器に入れた2質量%四塩化オスミウム水溶液に上記の染色用試験片を漬け、ウォーターバスで80℃×30分湯せんした後引き上げ、常温になるまで冷却した。その後、染色用試験片を、耐熱容器から取り出し、水洗、乾燥を行った。
次に、水を入れたダイアモンドナイフを取り付けた上記ウルトラミクロトームを用いて、上記の染色用試験片の薄膜切片切り出し用の平面から1mm四方、厚み85nmの薄膜を水の上に切り出し、該薄膜をTEM観察用Cuメッシュですくった。この薄膜が乗ったCuメッシュをステンレス網の上に並べておいた。続いて、ガラスデシケーター中のシャーレに三塩化ルテニウムn水和物0.1gと精製水1mLとを入れ、溶解させて溶液を得た。該溶液中に、次亜塩素酸ナトリウム溶液5mLを添加してすぐに前記のステンレス網を乗せ、ガラスデシケーターの蓋をして4分静置した後、Cuメッシュを取り出した。
続いて、上記染色したそれぞれ3つの試験片から、下記の方法でそれぞれのモルホロジー画像を得て、得られた画像からモルホロジー解析を行った。
(4−1)界面観察
前述の界面観察用に染色した試験片を、透過型電子顕微鏡(商品名「HT7700」、日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて、撮影倍率五千倍、加速電圧100.0kVの設定で撮影した。得られた画像を観察して、(a)成分が連続相を形成しているか判定した。
次に、得られた観察像から、100個程度の(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相が含まれるように視野を選択した。次いで、(a)ポリアミドが形成する連続相に囲まれている(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相部分の割合(%)を求めた。
本割合の算定に際しては、対象となる(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の全界面(外輪郭の全長)を100%として、その50%超が(a)ポリアミドが形成する連続相との界面(境界線)である状態を、「(a)ポリアミドが形成する連続相に囲まれている」とした。
(4−2)分散粒径測定
上述の分散粒径測定用に染色した試験片を、透過型電子顕微鏡(商品名「HT7700」、日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて、撮影倍率五千倍、加速電圧100.0kVの設定で撮影した。
得られた観察像から、100個程度の(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相が含まれるように視野を選択した。次いで、得られたモルホロジー画像(印刷紙)をスキャナー(装置:RIKOH MPC5503、条件:フルカラー印画紙写真、解像度300dpi)を用いて取り込み、デジタル化した。画像解析ソフトはImage Pro10を使用して、デジタル化した画像をimageProに搭載されているAuto条件にて2値化処理し、2階調変換(白/黒)した。
上記の2値化処理画像から、相対的に黒色である(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の面積(S)(μm2)を算出し、分散相の粒径(R)(μm)を以下の計算式で求め、3枚のモルホロジー画像の結果を平均した。
R=2(S/π)1/2
なお、近接あるいは接触する分散相については、Watershedにより分割し、視野境界にまたがる分散相は測定対象から除外した。面積(S)が0.001μm2未満である分散相は、画像ノイズとの切り分けが難しいため測定対象から除外した。
(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が形成する分散相の個数の50%以上が粒径3.0μm以下の相である場合を○、粒径3.0μm以下の相でない場合を×と評価した。
(4−1)界面観察
前述の界面観察用に染色した試験片を、透過型電子顕微鏡(商品名「HT7700」、日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて、撮影倍率五千倍、加速電圧100.0kVの設定で撮影した。得られた画像を観察して、(a)成分が連続相を形成しているか判定した。
次に、得られた観察像から、100個程度の(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相が含まれるように視野を選択した。次いで、(a)ポリアミドが形成する連続相に囲まれている(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相部分の割合(%)を求めた。
本割合の算定に際しては、対象となる(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の全界面(外輪郭の全長)を100%として、その50%超が(a)ポリアミドが形成する連続相との界面(境界線)である状態を、「(a)ポリアミドが形成する連続相に囲まれている」とした。
(4−2)分散粒径測定
上述の分散粒径測定用に染色した試験片を、透過型電子顕微鏡(商品名「HT7700」、日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて、撮影倍率五千倍、加速電圧100.0kVの設定で撮影した。
得られた観察像から、100個程度の(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相が含まれるように視野を選択した。次いで、得られたモルホロジー画像(印刷紙)をスキャナー(装置:RIKOH MPC5503、条件:フルカラー印画紙写真、解像度300dpi)を用いて取り込み、デジタル化した。画像解析ソフトはImage Pro10を使用して、デジタル化した画像をimageProに搭載されているAuto条件にて2値化処理し、2階調変換(白/黒)した。
上記の2値化処理画像から、相対的に黒色である(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の分散相の面積(S)(μm2)を算出し、分散相の粒径(R)(μm)を以下の計算式で求め、3枚のモルホロジー画像の結果を平均した。
R=2(S/π)1/2
なお、近接あるいは接触する分散相については、Watershedにより分割し、視野境界にまたがる分散相は測定対象から除外した。面積(S)が0.001μm2未満である分散相は、画像ノイズとの切り分けが難しいため測定対象から除外した。
(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が形成する分散相の個数の50%以上が粒径3.0μm以下の相である場合を○、粒径3.0μm以下の相でない場合を×と評価した。
(5)荷重撓み温度(DTUL)
上記(4)で成形したISOダンベルを切削して得た荷重撓み温度測定用テストピースを用いて、荷重撓み温度(DTUL、ISO75:1.8MPa荷重)(℃)の測定を行った。
評価基準としては、DTULの値が大きいほど、耐熱性に優れていると判定した。
上記(4)で成形したISOダンベルを切削して得た荷重撓み温度測定用テストピースを用いて、荷重撓み温度(DTUL、ISO75:1.8MPa荷重)(℃)の測定を行った。
評価基準としては、DTULの値が大きいほど、耐熱性に優れていると判定した。
(6)引張強度
上記(4)で成形したISOダンベルを引張強度測定用テストピースとして用いて、引張強度(ISO527:測定温度23℃)(MPa)の測定を行った。
評価基準としては、引張強度の値が大きいほど、機械的物性に優れていると判断した。
上記(4)で成形したISOダンベルを引張強度測定用テストピースとして用いて、引張強度(ISO527:測定温度23℃)(MPa)の測定を行った。
評価基準としては、引張強度の値が大きいほど、機械的物性に優れていると判断した。
(7)吸水寸法変化率
得られた樹脂組成物のペレットを、シリンダー温度280℃に設定した小型射出成形機(商品名:IS−100GN、東芝機械社製)に供給し、金型温度80℃、射出圧力70MPa、射出時間20秒、冷却時間10秒の条件で50mm×90mm×2mmの平板に成形した。この平板を80℃の温水中に12時間浸漬させた後に取り出し、23℃×50RH%の雰囲気で144時間状態調節した後、平板の縦、横、厚みを測定することにより平板の体積を算出した。この体積を、成形直後に同様に算出した体積と比較して、吸水・状態調節後の体積変化率(%)を算出し、吸水寸法変化率とした。
得られた樹脂組成物のペレットを、シリンダー温度280℃に設定した小型射出成形機(商品名:IS−100GN、東芝機械社製)に供給し、金型温度80℃、射出圧力70MPa、射出時間20秒、冷却時間10秒の条件で50mm×90mm×2mmの平板に成形した。この平板を80℃の温水中に12時間浸漬させた後に取り出し、23℃×50RH%の雰囲気で144時間状態調節した後、平板の縦、横、厚みを測定することにより平板の体積を算出した。この体積を、成形直後に同様に算出した体積と比較して、吸水・状態調節後の体積変化率(%)を算出し、吸水寸法変化率とした。
[原材料]
(a)ポリアミド
(a−1)ポリアミド6,10(以下、PA610)
旭化成製ポリアミド6,10(製品名:3100−001)を用いた。Mw=23600、Mw/Mn=1.7であり、末端アミノ基濃度は42μmol/g、アミド基濃度は0.14であるポリアミド。
(a―2)ポリアミド6,12(以下、PA612)
旭化成製ポリアミド6,12(製品名:4100−001)を用いた。Mw=23600、Mw/Mn=1.7であり、末端アミノ基濃度は60μmol/g、アミド基濃度は0.12であるポリアミド。
(a)ポリアミド
(a−1)ポリアミド6,10(以下、PA610)
旭化成製ポリアミド6,10(製品名:3100−001)を用いた。Mw=23600、Mw/Mn=1.7であり、末端アミノ基濃度は42μmol/g、アミド基濃度は0.14であるポリアミド。
(a―2)ポリアミド6,12(以下、PA612)
旭化成製ポリアミド6,12(製品名:4100−001)を用いた。Mw=23600、Mw/Mn=1.7であり、末端アミノ基濃度は60μmol/g、アミド基濃度は0.12であるポリアミド。
(b)アミド基濃度が(a)よりも高いポリアミド
(b−1)ポリアミド6,6(以下、PA66)
アジピン酸とヘキサメチレンジアミンの等モル塩2400gとアジピン酸100g、及び純水2.5リットルを5リットルのオートクレーブの中に仕込み、良く撹拌した。オートクレーブ内の雰囲気を充分窒素で置換した後、撹拌しながら室温から220℃まで約1時間かけて昇温した。この際、オートクレーブ内のゲージ圧は、水蒸気による自然圧で1.76MPaとなった。続いて、1.76MPa以上の圧にならないよう水を反応系外に除去しながら加熱を続けた。さらに2時間後内温が260℃に到達したら、加熱は続けながら、オートクレーブのバルブの開閉により約40分かけて、内圧が0.2MPaになるまで降圧した。その後、約8時間かけて室温まで冷却した。冷却後オートクレーブを開け、約2kgのポリマーを取りだし、粉砕した。
得られたポリアミドはMw=38700、Mw/Mn=2.1であった。
また、末端アミノ基濃度は38μmol/g、アミド基濃度は0.16であった。
(b−2)ポリアミド6
宇部興産製ポリアミド6(製品名:1013B)を用いた。末端アミノ基濃度は46μmol/g、アミド基濃度は0.38であった。
(b−1)ポリアミド6,6(以下、PA66)
アジピン酸とヘキサメチレンジアミンの等モル塩2400gとアジピン酸100g、及び純水2.5リットルを5リットルのオートクレーブの中に仕込み、良く撹拌した。オートクレーブ内の雰囲気を充分窒素で置換した後、撹拌しながら室温から220℃まで約1時間かけて昇温した。この際、オートクレーブ内のゲージ圧は、水蒸気による自然圧で1.76MPaとなった。続いて、1.76MPa以上の圧にならないよう水を反応系外に除去しながら加熱を続けた。さらに2時間後内温が260℃に到達したら、加熱は続けながら、オートクレーブのバルブの開閉により約40分かけて、内圧が0.2MPaになるまで降圧した。その後、約8時間かけて室温まで冷却した。冷却後オートクレーブを開け、約2kgのポリマーを取りだし、粉砕した。
得られたポリアミドはMw=38700、Mw/Mn=2.1であった。
また、末端アミノ基濃度は38μmol/g、アミド基濃度は0.16であった。
(b−2)ポリアミド6
宇部興産製ポリアミド6(製品名:1013B)を用いた。末端アミノ基濃度は46μmol/g、アミド基濃度は0.38であった。
(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂(以下、PPE)
(c−1)2,6−キシレノールを酸化重合して得られたポリフェニレンエーテル樹脂
該ポリフェニレンエーテル樹脂の還元粘度(0.5g/dL、クロロホルム溶液、30℃測定)は、0.52dL/gであった。
(c−2)2,6−キシレノールを酸化重合して得られたポリフェニレンエーテル樹脂
該ポリフェニレンエーテル樹脂の還元粘度(0.5g/dL、クロロホルム溶液、30℃測定)は、0.40dL/gであった。
(c−3)2,6−キシレノールを酸化重合して得られたポリフェニレンエーテル樹脂
該ポリフェニレンエーテル樹脂の還元粘度(0.5g/dL、クロロホルム溶液、30℃測定)は、0.32dL/gであった。
(c−1)2,6−キシレノールを酸化重合して得られたポリフェニレンエーテル樹脂
該ポリフェニレンエーテル樹脂の還元粘度(0.5g/dL、クロロホルム溶液、30℃測定)は、0.52dL/gであった。
(c−2)2,6−キシレノールを酸化重合して得られたポリフェニレンエーテル樹脂
該ポリフェニレンエーテル樹脂の還元粘度(0.5g/dL、クロロホルム溶液、30℃測定)は、0.40dL/gであった。
(c−3)2,6−キシレノールを酸化重合して得られたポリフェニレンエーテル樹脂
該ポリフェニレンエーテル樹脂の還元粘度(0.5g/dL、クロロホルム溶液、30℃測定)は、0.32dL/gであった。
(d)相溶化剤
無水マレイン酸(日本油脂(株)製、「クリスタルMAN」)
無水マレイン酸(日本油脂(株)製、「クリスタルMAN」)
(e)衝撃改良剤
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
重合体ブロックAをポリスチレンからなるものとし、重合体ブロックBをポリブタジエンからなるものとして、A−B−Aのブロック構造を有する未変性の水素添加ブロック共重合体を合成した。得られた水素添加ブロック共重合体の物性を下記に示す。
ポリブタジエンブロックを構成するポリブタジエン部分に対する水素添加率が98%以上であり、水素添加前のブロック共重合体におけるポリスチレン単位の含有量:33質量%、水素添加ブロック共重合体の数平均分子量(Mn):180,000、全ビニル結合量:33%であった。
なお、水素添加前のブロック共重合体におけるビニル芳香族化合物単位の含有量は、紫外線分光光度計を用いて測定した。数平均分子量(Mn)は、GPC(移動層:クロロホルム、標準物質:ポリスチレン)を用いて求めた。
また、全ビニル結合量は、赤外分光光度計を用いて測定し、Analytical Chemistry,Volume21,No.8,August 1949に記載の方法に準じて算出した。
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
重合体ブロックAをポリスチレンからなるものとし、重合体ブロックBをポリブタジエンからなるものとして、A−B−Aのブロック構造を有する未変性の水素添加ブロック共重合体を合成した。得られた水素添加ブロック共重合体の物性を下記に示す。
ポリブタジエンブロックを構成するポリブタジエン部分に対する水素添加率が98%以上であり、水素添加前のブロック共重合体におけるポリスチレン単位の含有量:33質量%、水素添加ブロック共重合体の数平均分子量(Mn):180,000、全ビニル結合量:33%であった。
なお、水素添加前のブロック共重合体におけるビニル芳香族化合物単位の含有量は、紫外線分光光度計を用いて測定した。数平均分子量(Mn)は、GPC(移動層:クロロホルム、標準物質:ポリスチレン)を用いて求めた。
また、全ビニル結合量は、赤外分光光度計を用いて測定し、Analytical Chemistry,Volume21,No.8,August 1949に記載の方法に準じて算出した。
[実施例1〜13及び比較例1〜8]
樹脂組成物の製造装置として、二軸押出機ZSK−25(コペリオン社製)を用いた。該二軸押出機において、原料の流れ方向に対し、上流部に1ヶ所、下流部に1ヶ所の計2ヶ所の供給口を設け、このとき下流供給口のあるシリンダーブロックの直前のブロックと、ダイ直前のシリンダーブロックに真空ベントを設けた。また、下流部の供給口への原料供給方法は、押出機サイド開放口から強制サイドフィーダーを用いて供給する方法とした。
上記のように設定した二軸押出機に、(a)〜(e)成分を表1に示した組成で供給し、押出温度280〜320℃、スクリュー回転数300rpm、吐出量15kg/時間の条件にて溶融混練し、樹脂組成物のペレットを得た。
得られたペレットの水分率を調整するため、押出後、80℃に設定した除湿乾燥機中で乾燥した後、アルミニウムコートされた防湿袋に入れた。この時のペレットの水分率は概ね250〜400ppmであった。
樹脂組成物の評価結果を表1に示す。
樹脂組成物の製造装置として、二軸押出機ZSK−25(コペリオン社製)を用いた。該二軸押出機において、原料の流れ方向に対し、上流部に1ヶ所、下流部に1ヶ所の計2ヶ所の供給口を設け、このとき下流供給口のあるシリンダーブロックの直前のブロックと、ダイ直前のシリンダーブロックに真空ベントを設けた。また、下流部の供給口への原料供給方法は、押出機サイド開放口から強制サイドフィーダーを用いて供給する方法とした。
上記のように設定した二軸押出機に、(a)〜(e)成分を表1に示した組成で供給し、押出温度280〜320℃、スクリュー回転数300rpm、吐出量15kg/時間の条件にて溶融混練し、樹脂組成物のペレットを得た。
得られたペレットの水分率を調整するため、押出後、80℃に設定した除湿乾燥機中で乾燥した後、アルミニウムコートされた防湿袋に入れた。この時のペレットの水分率は概ね250〜400ppmであった。
樹脂組成物の評価結果を表1に示す。
本発明の樹脂組成物を使用することによって、耐熱性・引張強度・吸水寸法変化のバランスに優れ、優れた成形性を有する樹脂組成物が得られる。その結果、本発明の樹脂組成物は、自動車用、電気及び電子用、産業資材用、工業材料用、並びに日用及び家庭品用等、各種部品の成形材料として好適に使用することができる等、産業上の利用可能性を有する。
Claims (12)
- (a)ポリアミド、
(b)アミド基濃度が前記(a)ポリアミドよりも高いポリアミド、
(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂、及び
(d)前記(a)ポリアミド及び前記(b)ポリアミドと前記(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂との相溶化剤を含む樹脂組成物であり、
前記樹脂組成物のモルホロジーにおいて、
前記(a)ポリアミドが連続相を形成し、前記(b)ポリアミド及び(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が分散相を形成し、
前記(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が形成する分散相の個数の50%以上が粒径3.0μm以下であり、且つ、前記(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂が形成する分散相の個数の60%以上が、前記(a)ポリアミドが形成する連続相に囲まれていることを特徴とする、樹脂組成物。 - 前記(a)ポリアミドと前記(b)ポリアミドと前記(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂との総量100質量部に対する、前記(a)ポリアミド及び前記(b)ポリアミドの合計含有量が30〜90質量部であり、前記(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の含有量が10〜70質量部である、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記(a)ポリアミドと前記(b)ポリアミドとの総量100質量部に対する、前記(a)ポリアミドの含有量が35〜85質量部である、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
- (e)衝撃改良材として、芳香族ビニル単量体単位を主体とする芳香族ビニル重合体ブロックを少なくとも1つと、共役ジエン単量体単位を主体とする共役ジエン重合体ブロックを少なくとも1つとを含むブロック共重合体及び/又は該ブロック共重合体の水素添加物をさらに含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 前記(a)ポリアミドの末端アミノ基濃度が前記(b)ポリアミドの末端アミノ基濃度よりも高い、請求項1〜4のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 前記(b)ポリアミドの末端アミノ基濃度が15〜80μmol/gである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 前記(a)ポリアミドの末端アミノ基濃度が25〜110μmol/gである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 前記(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂の還元粘度が0.30dL/g以上である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 前記(a)ポリアミド及び前記(b)ポリアミドが、それぞれ2種類のモノマー単位を含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 前記(a)ポリアミド及び前記(b)ポリアミドが脂肪族ポリアミドである、請求項1〜9のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載の前記樹脂組成物を含むことを特徴とする、成形品。
- 自動車用電気・電子用途部品である、請求項11に記載の成形品。
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- 2019-03-01 JP JP2019037683A patent/JP2020139110A/ja active Pending
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