JP2023018462A - ポリアミド樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】耐塩化カルシウム性が良好で、吸水量が低く、吸水時の機械的特性に優れるポリアミド樹脂組成物を提供する。【解決手段】本発明のポリアミド樹脂組成物は、ポリアミド樹脂組成物100質量%中、ポリアミド樹脂(A)を30~70質量%、ノボラック型フェノール樹脂(B)を10~40質量%、及び強化フィラー(C)を5~40質量%含む。【選択図】なし
Description
本発明は、ポリアミド樹脂組成物に関する。
自動車業界では燃料費節減のため,車体の軽量化,防錆,遮音効果などを目的に従来の金属部品を樹脂部品で代替する傾向がある。その中でも,ナイロン6やナイロン66は耐熱性,剛性が高いため自動車部品材料として相当の使用実績がある。しかしながら,これらのポリアミドは塩化カルシウム,塩化マグネシウム,塩化亜鉛,岩塩などのハロゲン化金属塩を用いた道路凍結防止剤に侵されひび割れ(クラック)を生じ易いという欠点があった。この欠点を改良するため,いくつかの方法が提案されている。
特許文献1には、ポリアミド90~60重量%、フェノール化合物5~30重量%及びエチレン系エラストマー5~25重量%を含むポリアミド樹脂組成物からなる耐道路凍結防止剤性および低吸水性を有するポリアミド樹脂からなる自動車用アンダー・フード部品が開示されている。このフェノール化合物としては、ノボラック型フェノール樹脂が使用されている。
ポリアミド樹脂とノボラック型フェノール樹脂とを含むポリアミド樹脂組成物は、特許文献2~4にも開示されている。
特許文献2には、ポリアミド樹脂と高分子量のノボラック型フェノール樹脂とを含むポリアミド樹脂組成物が、ポリアミド樹脂組成物のガラス転移温度を大きく向上させることができ、乾燥状態のみならず吸水状態であっても機械的強度に優れていることが記載されている。
特許文献3には、ポリアミド樹脂に1~15重量%のノボラック型フェノール樹脂を添加したポリアミド樹脂組成物が、メルトフローインデックスを高めることができることが記載されている。
特許文献4には、低溶融粘度のポリアミド樹脂と低分子量のノボラック型フェノール樹脂とフィラーとを含むポリアミド樹脂組成物が、フィラーを高含有量で含みながら溶融流動性に優れることが記載されている。
特許文献2には、ポリアミド樹脂と高分子量のノボラック型フェノール樹脂とを含むポリアミド樹脂組成物が、ポリアミド樹脂組成物のガラス転移温度を大きく向上させることができ、乾燥状態のみならず吸水状態であっても機械的強度に優れていることが記載されている。
特許文献3には、ポリアミド樹脂に1~15重量%のノボラック型フェノール樹脂を添加したポリアミド樹脂組成物が、メルトフローインデックスを高めることができることが記載されている。
特許文献4には、低溶融粘度のポリアミド樹脂と低分子量のノボラック型フェノール樹脂とフィラーとを含むポリアミド樹脂組成物が、フィラーを高含有量で含みながら溶融流動性に優れることが記載されている。
しかしながら、特許文献1では、特定量のエチレン系エラストマーを含むと強化材との密着性が阻害される他にポリアミド樹脂組成物としての耐熱性が低下してしまうことがあった。特許文献2では、ノボラック型フェノール樹脂が高分子量であるため、ナイロン樹脂組成物の流動性が低下し、十分な成形加工性が得られない場合があった。特許文献3では、ノボラック型フェノール樹脂の含有量が少ないため、ポリアミド樹脂の吸水抑制が十分ではない場合があった。特許文献4では、低溶融粘度のポリアミド樹脂と低分子量のノボラック型フェノール樹脂とを組み合わせるため、分子量が低い上、無機フィラーの量が多いため、耐衝撃性が低下してしまうことがあった。
本発明は、耐塩化カルシウム性が良好で、吸水量が低く、吸水時の機械的特性に優れるポリアミド樹脂組成物を提供することを課題とする。
本発明は、耐塩化カルシウム性が良好で、吸水量が低く、吸水時の機械的特性に優れるポリアミド樹脂組成物を提供することを課題とする。
本発明は、例えば以下の[1]~[8]である。
[1]ポリアミド樹脂組成物100質量%中、ポリアミド樹脂(A)を30~70質量%、ノボラック型フェノール樹脂(B)を10~40質量%、及び強化フィラー(C)を5~40質量%含むポリアミド樹脂組成物。
[2]前記ノボラック型フェノール樹脂(B)の軟化点温度が130℃以下ある[1]のポリアミド樹脂組成物。
[3]前記強化フィラー(C)が、ガラス繊維、炭素繊維及びセルロース繊維からなる群から選択される少なくとも1種である[1]又は[2]のポリアミド樹脂組成物。
[4]前記ポリアミド樹脂組成物が、実質的にエチレン系エラストマーを含まない[1]~[3]のいずれかのポリアミド樹脂組成物。
[5]前記ポリアミド樹脂(A)が、脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)及び脂肪族共重合ポリアミド樹脂(A-2)からなる群から選択される少なくとも1種を含む[1]~[4]のいずれかのポリアミド樹脂組成物。
[6]前記ノボラック型フェノール樹脂(B)が、下記式(1)で表されるノボラック型フェノール樹脂である[1]~[5]のいずれかのポリアミド樹脂組成物。
(上記式(1)中、nは、1~200である。)
[7][1]~[6]のいずれかのポリアミド樹脂組成物の成形品。
[8]自動車部品である[7]の成形品。
[1]ポリアミド樹脂組成物100質量%中、ポリアミド樹脂(A)を30~70質量%、ノボラック型フェノール樹脂(B)を10~40質量%、及び強化フィラー(C)を5~40質量%含むポリアミド樹脂組成物。
[2]前記ノボラック型フェノール樹脂(B)の軟化点温度が130℃以下ある[1]のポリアミド樹脂組成物。
[3]前記強化フィラー(C)が、ガラス繊維、炭素繊維及びセルロース繊維からなる群から選択される少なくとも1種である[1]又は[2]のポリアミド樹脂組成物。
[4]前記ポリアミド樹脂組成物が、実質的にエチレン系エラストマーを含まない[1]~[3]のいずれかのポリアミド樹脂組成物。
[5]前記ポリアミド樹脂(A)が、脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)及び脂肪族共重合ポリアミド樹脂(A-2)からなる群から選択される少なくとも1種を含む[1]~[4]のいずれかのポリアミド樹脂組成物。
[6]前記ノボラック型フェノール樹脂(B)が、下記式(1)で表されるノボラック型フェノール樹脂である[1]~[5]のいずれかのポリアミド樹脂組成物。
(上記式(1)中、nは、1~200である。)
[7][1]~[6]のいずれかのポリアミド樹脂組成物の成形品。
[8]自動車部品である[7]の成形品。
本発明のポリアミド樹脂組成物は、耐塩化カルシウム性が良好で、吸水量が低く、吸水時の機械的特性に優れる。
本発明は、ポリアミド樹脂組成物100質量%中、ポリアミド樹脂(A)を30~70質量%、ノボラック型フェノール樹脂(B)を10~40質量%、及び強化フィラー(C)を5~40質量%含むポリアミド樹脂組成物に関する。
本明細書において、「実質的に含まない」とは、ポリアミド樹脂組成物の特性やポリアミド樹脂組成物から得られる成形品の機能や特性に変化を及ぼす程度には含まないという意味であり、機能や特性を損なわない程度に含まれることを排除するものではない。
<ポリアミド樹脂(A)>
ポリアミド樹脂組成物は、ポリアミド樹脂(A)を含む。
ポリアミド樹脂(A)としては、脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)、脂肪族共重合ポリアミド樹脂(A-2)、芳香族ホモポリアミド樹脂(A-3)及び芳香族共重合ポリアミド樹脂(A-4)が挙げられる。これらは1種単独で用いても、2種以上組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、機械物性や成形加工性の観点から、ポリアミド樹脂(A)は、脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)及び脂肪族共重合ポリアミド樹脂(A-2)からなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)を含むことがより好ましい。
ポリアミド樹脂組成物は、ポリアミド樹脂(A)を含む。
ポリアミド樹脂(A)としては、脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)、脂肪族共重合ポリアミド樹脂(A-2)、芳香族ホモポリアミド樹脂(A-3)及び芳香族共重合ポリアミド樹脂(A-4)が挙げられる。これらは1種単独で用いても、2種以上組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、機械物性や成形加工性の観点から、ポリアミド樹脂(A)は、脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)及び脂肪族共重合ポリアミド樹脂(A-2)からなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)を含むことがより好ましい。
(A-1)脂肪族ホモポリアミド樹脂
脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)は、1種類の脂肪族の構成単位からなるポリアミド樹脂である。脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)は、1種類のラクタム及び当該ラクタムの加水分解物であるアミノカルボン酸の少なくとも一方からなるものであってもよく、1種類のジアミンと1種類のジカルボン酸との組合せからなるものであってもよい。ここで、ジアミンとジカルボン酸の組み合わせは、1種類のジアミンと1種類のジカルボン酸の組合せで1種類のモノマーとみなす。
脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)は、1種類の脂肪族の構成単位からなるポリアミド樹脂である。脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)は、1種類のラクタム及び当該ラクタムの加水分解物であるアミノカルボン酸の少なくとも一方からなるものであってもよく、1種類のジアミンと1種類のジカルボン酸との組合せからなるものであってもよい。ここで、ジアミンとジカルボン酸の組み合わせは、1種類のジアミンと1種類のジカルボン酸の組合せで1種類のモノマーとみなす。
ラクタムとしては、ε-カプロラクタム、エナントラクタム、ウンデカンラクタム、α-ピロリドン、α-ピペリドン、ラウロラクタム等が挙げられる。
これらの中でも重合生産の観点から、ε-カプロラクタム、ウンデカンラクタム及びラウロラクタムからなる群から選択される1種が好ましい。
また、アミノカルボン酸としては6-アミノカプロン酸、7-アミノヘプタン酸、9-アミノノナン酸、11-アミノウンデカン酸、12-アミノドデカン酸が挙げられる。
これらの中でも重合生産の観点から、6-アミノカプロン酸、11-アミノウンデカン酸、及び12-アミノドデカン酸からなる群から選択される1種が好ましい。
これらの中でも重合生産の観点から、ε-カプロラクタム、ウンデカンラクタム及びラウロラクタムからなる群から選択される1種が好ましい。
また、アミノカルボン酸としては6-アミノカプロン酸、7-アミノヘプタン酸、9-アミノノナン酸、11-アミノウンデカン酸、12-アミノドデカン酸が挙げられる。
これらの中でも重合生産の観点から、6-アミノカプロン酸、11-アミノウンデカン酸、及び12-アミノドデカン酸からなる群から選択される1種が好ましい。
ジアミンとしては、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ペプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、トリデカンジアミン、テトラデカンジアミン、ペンタデカンジアミン、ヘキサデカンジアミン、ヘプタデカンジアミン、オクタデカンジアミン、ノナデカンジアミン、エイコサンジアミン、2-メチル-1,8-オクタンジアミン、2,2,4/2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジアミン等の脂肪族ジアミン;1,3-/1,4-シクロヘキシルジアミン、ビス(4-アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(4-アミノシクロヘキシル)プロパン、ビス(3-メチル-4-アミノシクロヘキシル)メタン、(3-メチル-4-アミノシクロヘキシル)プロパン、1,3-/1,4-ビスアミノメチルシクロヘキサン、5-アミノ-2,2,4-トリメチル-1-シクロペンタンメチルアミン、5-アミノ-1,3,3-トリメチルシクロヘキサンメチルアミン、ビス(アミノプロピル)ピペラジン、ビス(アミノエチル)ピペラジン、ノルボルナンジメチレンアミン等の脂環式ジアミン等が挙げられる。
これらの中でも重合生産性の観点から、脂肪族ジアミンが好ましく、ヘキサメチレンジアミンがより好ましい。
これらの中でも重合生産性の観点から、脂肪族ジアミンが好ましく、ヘキサメチレンジアミンがより好ましい。
ジカルボン酸としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカンジオン酸、ドデカンジオン酸、トリデカンジオン酸、テトラデカンジオン酸、ペンタデカンジオン酸、ヘキサデカンジオン酸、オクタデカンジオン酸、エイコサンジオン酸等の脂肪族ジカルボン酸;1,3-/1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、ジシクロヘキサンメタン-4,4’-ジカルボン酸、ノルボルナンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸等が挙げられる。
これらの中でも脂肪族ジカルボン酸が好ましく、アジピン酸、セバシン酸及びドデカンジオン酸からなる群から選択される1種がより好ましく、アジピン酸又はドデカンジオン酸が更に好ましい。
これらの中でも脂肪族ジカルボン酸が好ましく、アジピン酸、セバシン酸及びドデカンジオン酸からなる群から選択される1種がより好ましく、アジピン酸又はドデカンジオン酸が更に好ましい。
脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)として具体的には、ポリカプロラクタム(ポリアミド6)、ポリエナントラクタム(ポリアミド7)、ポリウンデカンラクタム(ポリアミド11)、ポリラウロラクタム(ポリアミド12)、ポリヘキサメチレンアジパミド(ポリアミド66)、ポリテトラメチレンドデカミド(ポリアミド412)、ポリペンタメチレンアゼラミド(ポリアミド59)、ポリペンタメチレンセバカミド(ポリアミド510)、ポリペンタメチレンドデカミド(ポリアミド512)、ポリヘキサメチレンアゼラミド(ポリアミド69)、ポリヘキサメチレンセバカミド(ポリアミド610)、ポリヘキサメチレンドデカミド(ポリアミド612)、ポリノナメチレンアジパミド(ポリアミド96)、ポリノナメチレンアゼラミド(ポリアミド99)、ポリノナメチレンセバカミド(ポリアミド910)、ポリノナメチレンドデカミド(ポリアミド912)、ポリデカメチレンアジパミド(ポリアミド106)、ポリデカメチレンアゼラミド(ポリアミド109)、ポリデカメチレンデカミド(ポリアミド1010)、ポリデカメチレンドデカミド(ポリアミド1012)、ポリドデカメチレンアジパミド(ポリアミド126)、ポリドデカメチレンアゼラミド(ポリアミド129)、ポリドデカメチレンセバカミド(ポリアミド1210)、ポリドデカメチレンドデカミド(ポリアミド1212)、ポリアミド122等が挙げられる。脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)は1種単独で用いても、2種以上を組合せた混合物として用いてもよい。
中でも脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)は、重合生産性の観点から、ポリアミド6、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド66、ポリアミド610及びポリアミド612からなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、ポリアミド6、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド610及びポリアミド612ら選択される少なくとも1種がより好ましく、ポリアミド6が更に好ましい。
脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)の製造装置としては、バッチ式反応釜、一槽式ないし多槽式の連続反応装置、管状連続反応装置、一軸型混練押出機、二軸型混練押出機等の混練反応押出機等、公知のポリアミド製造装置が挙げられる。重合方法としては溶融重合、溶液重合や固相重合等の公知の方法を用い、常圧、減圧、加圧操作を繰り返して重合することができる。これらの重合方法は単独で、あるいは適宜、組合せて用いることができる。
脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)の相対粘度は、JIS K 6920-2に準拠して、脂肪族ホモポリアミド1gを96%濃硫酸100mlに溶解させ、25℃で測定される。脂肪族ホモポリアミドの相対粘度は、1.9~5.0であることが好ましく、2.1~4.5であることがより好ましく、2.3~4.2であることがさらに好ましい。更に本発明の効果を向上させる観点から、2.3~3.4が特に好ましい。相対粘度が上記範囲であると成形加工性が良く、機械物性も良好である。
脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)の末端アミノ基濃度は、フェノールとメタノールの混合溶媒に溶解させ、中和滴定で求められる。脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)の末端アミノ基濃度は、30μmol/g以上であることが好ましく、30μmol/g以上110μmol/g以下がより好ましい。
(A-2)脂肪族共重合ポリアミド樹脂
脂肪族共重合ポリアミド樹脂(A-2)は、2種以上の脂肪族の構成単位からなるポリアミド樹脂である。脂肪族共重合ポリアミド樹脂(A-2)は、ジアミンとジカルボン酸との組合せ、ラクタム及びアミノカルボン酸からなる群から選択されるモノマーの共重合体である。ここで、ジアミンとジカルボン酸の組み合わせは、1種類のジアミンと1種類のジカルボン酸の組合せで1種類のモノマーとみなす。
脂肪族共重合ポリアミド樹脂(A-2)は、2種以上の脂肪族の構成単位からなるポリアミド樹脂である。脂肪族共重合ポリアミド樹脂(A-2)は、ジアミンとジカルボン酸との組合せ、ラクタム及びアミノカルボン酸からなる群から選択されるモノマーの共重合体である。ここで、ジアミンとジカルボン酸の組み合わせは、1種類のジアミンと1種類のジカルボン酸の組合せで1種類のモノマーとみなす。
ジアミンとしては、脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)の原料として例示したものと同様のものが挙げられる。ジアミンは1種類単独で使用してもよいし、2種類以上を適宜組み合わせて使用してもよい。これらの中でも重合生産性の観点から、脂肪族ジアミンからなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、直鎖状脂肪族ジアミン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、ヘキサメチレンジアミンが更に好ましい。
ジカルボン酸としては、脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)の原料として例示したものと同様のものが挙げられる。ジカルボン酸は1種類単独で使用してもよいし、2種類以上を適宜組み合わせて使用してもよい。これらの中でも脂肪族ジカルボン酸が好ましく、アジピン酸、セバシン酸及びドデカンジオ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、アジピン酸及びドデカンジオン酸から選択される少なくとも1種が更に好ましい。
ラクタムとしては、脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)の原料として例示したものと同様のものが挙げられる。ラクタムは1種類単独で使用してもよいし、2種類以上を適宜組み合わせて使用してもよい。これらの中でも重合生産の観点から、ε-カプロラクタム、ウンデカンラクタム及びラウロラクタムからなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。
また、アミノカルボン酸としては、脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)の原料として例示したものと同様のものが挙げられる。アミノカルボン酸は1種類単独で使用してもよいし、2種類以上を適宜組み合わせて使用してもよい。これらの中でも重合生産の観点から、6-アミノカプロン酸、11-アミノウンデカン酸、及び12-アミノドデカン酸からなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。
脂肪族共重合ポリアミド樹脂(A-2)として具体的には、カプロラクタム/ヘキサメチレンジアミノアジピン酸共重合体(ポリアミド6/66)、カプロラクタム/ヘキサメチレンジアミノアゼライン酸共重合体(ポリアミド6/69)、カプロラクタム/ヘキサメチレンジアミノセバシン酸共重合体(ポリアミド6/610)、カプロラクタム/ヘキサメチレンジアミノウンデカン酸共重合体(ポリアミド6/611)、カプロラクタム/ヘキサメチレンジアミノドデカン酸共重合体(ポリアミド6/612)、カプロラクタム/アミノウンデカン酸共重合体(ポリアミド6/11)、カプロラクタム/ラウロラクタム共重合体(ポリアミド6/12)、カプロラクタム/ヘキサメチレンジアミノアジピン酸/ラウロラクタム共重合体(ポリアミド6/66/12)、カプロラクタム/ヘキサメチレンジアミノアジピン酸/ヘキサメチレンジアミノセバシン酸共重合体(ポリアミド6/66/610)、カプロラクタム/ヘキサメチレンジアミノアジピン酸/ヘキサメチレンジアミノドデカンジカルボン酸共重合体(ポリアミド6/66/612)等の脂肪族共重合ポリアミドが挙げられる。脂肪族共重合ポリアミド樹脂(A-2)は1種単独で用いても、2種以上を組合せた混合物として用いてもよい。
これらの中でも、成形品の吸水率を抑制し、機械的強度を保つ観点から、ポリアミド6/66、ポリアミド6/12及びポリアミド6/66/12からなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、ポリアミド6/66及びポリアミド6/66/12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、ポリアミド6/66が特に好ましい。
脂肪族共重合ポリアミド樹脂(A-2)の製造装置、重合方法としては、脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)の項で例示したものと同様のものが挙げられる。
脂肪族共重合ポリアミド樹脂(A-2)の相対粘度は、成形加工性と機械物性の観点から、JIS K 6920-2に準拠し、脂肪族共重合ポリアミド1gを96%濃硫酸100mlに溶解させ、25℃で測定した相対粘度が1.9~5.0であることが好ましく、2.1~4.5であることがより好ましく、2.3~4.2であることがさらに好ましい。更に本発明の効果を向上させる観点から、2.3~3.4が特に好ましい。相対粘度が上記範囲であると成形加工性が良く、機械物性も良好である。
脂肪族共重合ポリアミド樹脂(A-2)の末端アミノ基濃度は、フェノールとメタノールの混合溶媒に溶解させ、中和滴定で求められる。脂肪族共重合ポリアミド樹脂(A-2)の末端アミノ基濃度は、30μmol/g以上であることが好ましく、30μmol/g以上70μmol/g以下がより好ましい。末端アミノ基濃度が前記範囲にあると、強化材との密着性や他樹脂との接着性の点から好ましい。
(A-3)芳香族ホモポリアミド樹脂
芳香族ホモポリアミド樹脂(A-3)とは、芳香族系モノマー成分由来の1種類の構成単位からなる芳香族ポリアミド樹脂であり、例えば、脂肪族ジカルボン酸と芳香族ジアミン、芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジアミン、または芳香族ジカルボン酸と芳香族ジアミンを原料とし、これらの重縮合によって得られるポリアミド樹脂である。ここで、ジアミンとジカルボン酸の組み合わせは、1種類のジアミンと1種類のジカルボン酸の組合せで1種類のモノマーとみなす。
芳香族ホモポリアミド樹脂(A-3)とは、芳香族系モノマー成分由来の1種類の構成単位からなる芳香族ポリアミド樹脂であり、例えば、脂肪族ジカルボン酸と芳香族ジアミン、芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジアミン、または芳香族ジカルボン酸と芳香族ジアミンを原料とし、これらの重縮合によって得られるポリアミド樹脂である。ここで、ジアミンとジカルボン酸の組み合わせは、1種類のジアミンと1種類のジカルボン酸の組合せで1種類のモノマーとみなす。
原料の脂肪族ジアミン及び脂肪族ジカルボン酸としては、前記の脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)の原料として例示したものと同様のものが挙げられ、脂環式ジアミン及び脂環式ジカルボン酸として例示したものも含まれる。
芳香族ジアミンとしては、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン等が挙げられ、芳香族ジカルボン酸としては、ナフタレンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸等が挙げられる。
芳香族ジアミンとしては、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン等が挙げられ、芳香族ジカルボン酸としては、ナフタレンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸等が挙げられる。
芳香族ホモポリアミド樹脂(A-3)の具体的な例としては、ポリノナンメチレンテレフタルアミド(ポリアミド9T) 、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド(ポリアミド6T)、ポリヘキサメチレンイソフタルアミド(ポリアミド6I)、ポリキシリレンアジパミド(ポリアミドMXD6)などが挙げられる。芳香族ホモポリアミド樹脂(A-3)は1種単独で用いても、2種以上を組合せた混合物として用いてもよい。
芳香族ホモポリアミド樹脂(A-3)の製造装置、重合方法としては、脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)の項で例示したものと同様のものが挙げられる。
本発明における芳香族ホモポリアミド樹脂(A-3)の重合度には特に制限はないが、成形加工性と機械物性の観点から、JIS K 6920-2に従って芳香族共重合ポリアミド(A-3)の樹脂温度25℃で測定した相対粘度が、1.9~5.0であることが好ましく、2.1~4.5であることがより好ましく、2.3~4.2であることがさらに好ましい。更に本発明の効果を向上させる観点から、2.3~3.4が特に好ましい。相対粘度が上記範囲であると成形加工性が良く、機械物性も良好である。
(A-4)芳香族共重合ポリアミド樹脂
芳香族ポリアミド樹脂とは、芳香族系モノマー成分を少なくとも1成分含む芳香族ポリアミド樹脂であり、例えば、脂肪族ジカルボン酸と芳香族ジアミン、芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジアミン、または芳香族ジカルボン酸と芳香族ジアミンを原料とし、これらの重縮合によって得られるポリアミド樹脂である。芳香族共重合ポリアミド樹脂(A-4)は、上記芳香族ポリアミド樹脂の中で、2種以上の構成単位からなるポリアミド樹脂である。ここで、ジアミンとジカルボン酸の組み合わせは、1種類のジアミンと1種類のジカルボン酸の組合せで1種類のモノマーとみなす。
芳香族ポリアミド樹脂とは、芳香族系モノマー成分を少なくとも1成分含む芳香族ポリアミド樹脂であり、例えば、脂肪族ジカルボン酸と芳香族ジアミン、芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジアミン、または芳香族ジカルボン酸と芳香族ジアミンを原料とし、これらの重縮合によって得られるポリアミド樹脂である。芳香族共重合ポリアミド樹脂(A-4)は、上記芳香族ポリアミド樹脂の中で、2種以上の構成単位からなるポリアミド樹脂である。ここで、ジアミンとジカルボン酸の組み合わせは、1種類のジアミンと1種類のジカルボン酸の組合せで1種類のモノマーとみなす。
原料の脂肪族ジアミン及び脂肪族ジカルボン酸としては、前記の脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)の原料として例示したものと同様のものが挙げられ、脂環式ジアミン及び脂環式ジカルボン酸として例示したものも含まれる。
これらの脂肪族ジアミン及び脂肪族ジカルボン酸は1種類単独で使用してもよいし、2種類以上を適宜組み合わせて使用してもよい。
芳香族ジアミンとしては、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン等が挙げられ、芳香族ジカルボン酸としては、ナフタレンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸等が挙げられる。
これらの芳香族ジアミン及び芳香族ジカルボン酸は1種類単独で使用してもよいし、2種類以上を適宜組み合わせて使用してもよい。
また、芳香族共重合ポリアミド樹脂は、ラクタム、アミノカルボン酸由来の構成単位を含んでいてもよく、ラクタム、アミノカルボン酸としては、前記の脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)の原料として例示したものと同様のものが挙げられる。
これらのラクタム、アミノカルボン酸は1種単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて用いてもよい。
これらの脂肪族ジアミン及び脂肪族ジカルボン酸は1種類単独で使用してもよいし、2種類以上を適宜組み合わせて使用してもよい。
芳香族ジアミンとしては、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン等が挙げられ、芳香族ジカルボン酸としては、ナフタレンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸等が挙げられる。
これらの芳香族ジアミン及び芳香族ジカルボン酸は1種類単独で使用してもよいし、2種類以上を適宜組み合わせて使用してもよい。
また、芳香族共重合ポリアミド樹脂は、ラクタム、アミノカルボン酸由来の構成単位を含んでいてもよく、ラクタム、アミノカルボン酸としては、前記の脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)の原料として例示したものと同様のものが挙げられる。
これらのラクタム、アミノカルボン酸は1種単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて用いてもよい。
芳香族共重合ポリアミド樹脂(A-4)の具体的な例としては、(ポリアミド66/6T)、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド/ポリカプロアミドコポリマー(ポリアミド6T/6)、ポリヘキサメチレンアジパミド/ポリヘキサメチレンイソフタルアミドコポリマー(ポリアミド66/6I)、ポリヘキサメチレンイソフタルアミド/ポリカプロアミドコポリマー(ポリアミド6I/6)、ポリドデカミド/ポリヘキサメチレンテレフタラミドコポリマー(ポリアミド12/6T)、ポリヘキサメチレンアジパミド/ポリヘキサメチレンテレフタルアミド/ポリヘキサメチレンイソフタルアミドコポリマー(ポリアミド66/6T/6I)、ポリヘキサメチレンアジパミド/ポリカプロアミド/ポリヘキサメチレンイソフタルアミドコポリマー(ポリアミド66/6/6I)、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド/ ポリヘキサメチレンイソフタルアミドコポリマー(ポリアミド6T/6I)、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド/ポリ(2-メチルペンタメチレンテレフタルアミド)コポリマー(ポリアミド6T/M5T)などが挙げられる。芳香族共重合ポリアミド樹脂(A-4)は1種単独で用いても、2種以上を組合せて用いてもよい。これらの中でも、ポリアミド6T/6Iが好ましい。
芳香族共重合ポリアミド樹脂(A-4)の製造装置、重合方法としては、脂肪族共重合ポリアミド樹脂(A-1)の項で例示したものと同様のものが挙げられる。
本発明における芳香族共重合ポリアミド樹脂(A-4)の重合度には特に制限はないが、成形加工性と機械物性の観点から、JIS K 6920-2に従って、芳香族共重合ポリアミド(A-4)の樹脂温度25℃で測定した相対粘度が、1.9~5.0であることが好ましく、2.1~4.5であることがより好ましく、2.3~4.2であることがさらに好ましい。更に本発明の効果を向上させる観点から、2.3~3.4が特に好ましい。相対粘度が上記範囲であると成形加工性が良く、機械物性も良好である。
芳香族共重合ポリアミド樹脂(A-4)の末端アミノ基濃度は、フェノールとメタノールの混合溶媒に溶解させ、中和滴定で求められる。芳香族共重合ポリアミド樹脂(A-4)の末端アミノ基濃度は、20μmol/g以上60μmol/g以下が好ましい。末端アミノ基濃度が前記範囲にあると、強化材との密着性や他樹脂への接着性の点から好ましい。
ポリアミド樹脂(A)は、JIS K 6920-2に準拠して、ポリアミド1gを96%濃硫酸100mlに溶解させ、25℃で測定される相対粘度が1.9~5.0であることが好ましく、2.1~4.5であることがより好ましく、2.3~4.2であることがさらに好ましい。更に本発明の効果を向上させる観点から、2.3~3.4が特に好ましい。前記範囲内であると、成形加工性が良く、機械物性に優れる。
ポリアミド樹脂(A)が、相対粘度が異なる2種以上のポリアミド樹脂(例えば、少なくとも1種の脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)と少なくとも1種の脂肪族共重合ポリアミド樹脂(A-2))を含む場合、ポリアミド樹脂(A)における相対粘度は、上記内容で測定されるのが好ましいが、それぞれのポリアミド樹脂の相対粘度とその混合比が判明している場合、それぞれの相対粘度にその混合比を乗じた値を合計して算出される平均値を、ポリアミド樹脂(A)の相対粘度としてもよい。
ポリアミド樹脂(A)の末端アミノ基濃度は、フェノールとメタノールの混合溶媒に溶解させ中和滴定で求められる末端アミノ基濃度として、30μmol/g以上の範囲が好ましく、30μmol/g以上110μmol/g以下の範囲がより好ましい。この範囲であれば、十分な成形加工性や機械物性を得ることができる。
ポリアミド樹脂(A)が、末端アミノ基濃度の異なる2種以上のポリアミド樹脂(例えば、少なくとも1種の脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)と少なくとも1種の脂肪族共重合ポリアミド樹脂(A-2)を含む場合、ポリアミド樹脂(A)における末端アミノ基濃度は、上記中和摘定で測定されるのが好ましいが、それぞれのポリアミド樹脂の末端アミノ基濃度とその混合比が判明している場合、それぞれの末端アミノ基濃度にその混合比を乗じた値を合計して算出される平均値を、ポリアミド樹脂(A)の末端アミノ基濃度としてもよい。
ポリアミド樹脂(A)は、ポリアミド樹脂組成物100質量%中、30~70質量%、好ましくは35~65質量%、より好ましくは40~60質量%含まれる。ポリアミド樹脂(A)の含有割合が上記範囲より少ないと、成形加工性が悪くなり、上記範囲より多いと、成形品の吸水率が高まるとともに、耐塩化カルシウム性が低下する。
<ノボラック型フェノール樹脂(B)>
ノボラック型フェノール樹脂(B)としては、フェノール類とアルデヒド類を酸性触媒の存在下で縮合重合して製造されるものが挙げられる。ただし、フェノール類とアルデヒド類をアルカリ性触媒の存在下で縮合重合して製造されたレゾール型フェノール-ホルムアルデヒドを含まない。
ノボラック型フェノール樹脂(B)としては、フェノール類とアルデヒド類を酸性触媒の存在下で縮合重合して製造されるものが挙げられる。ただし、フェノール類とアルデヒド類をアルカリ性触媒の存在下で縮合重合して製造されたレゾール型フェノール-ホルムアルデヒドを含まない。
ここでノボラック型フェノール樹脂(B)の製造に用いられるフェノール類としては、例えば、フェノール、クレゾール、トリメチルフェノール、キシレノール、レゾルシノール、カテコール、ブチルフェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール、フェニルフェノール、ジヒドロキシベンゼン、ビスフェノールA、ナフトール等の1価又は多価フェノール類、並びにそれらの置換体が挙げられる。これらは1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、フェノール、クレゾールが好ましく、フェノールがより好ましい。
ノボラック型フェノール樹脂(B)の製造に用いられるアルデヒド類としては、具体的には、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、グリオキザール、n-プロパナール、n-ブタナール、イソプロパナール、イソブチルアルデヒド、3-メチル-n-ブタナール、ベンズアルデヒド、p-トリルアルデヒド、2-フェニルアセトアルデヒド等が挙げられ、これらは1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドが好ましく、ホルムアルデヒドがより好ましい。
酸性触媒としては、特に制限されないが、シュウ酸、塩酸、硫酸、リン酸、酢酸、パラトルエンスルホン酸、フェノールスルホン酸、蟻酸、マレイン酸、酢酸亜鉛、オクチル酸亜鉛等が挙げられる。
なお、このようなノボラック型フェノール樹脂(B)の中でも、機械物性や耐熱性の観点から、下記式(1)で表されるフェノールホルムアルデヒド樹脂が好ましい。
上記式(1)中、nは、1~200が好ましく、1~50がより好ましく、5~20がさらに好ましい。
上記式(1)中、nは、1~200が好ましく、1~50がより好ましく、5~20がさらに好ましい。
ノボラック型フェノール樹脂(B)の数平均分子量は、成形加工性や耐熱性の観点から、500~5,000が好ましく、300~3,000がより好ましい。数平均分子量は、JIS K 1557に準拠して測定した水酸基価に基づいて算出した数平均分子量とする。具体的には、水酸基価を測定し、末端基定量法により、(56.1×1000×価数)/水酸基価を用いて算出する(この式において、水酸基価の単位は[mgKOH/g]である)。前記式中において、価数は1分子中の水酸基の数である。
ノボラック型フェノール樹脂(B)の軟化点温度は、130℃以下であることが好ましく、110℃~130℃がより好ましく、120~130℃がさらに好ましい軟化点温度は、JIS K6910に基づく環球法軟化点測定により求めた値である。ノボラック型フェノール樹脂(B)の軟化点温度が上記範囲を超えると、成形加工性が困難になり、上記範囲未満であると耐熱性が不足する。
このようなノボラック型フェノール樹脂の市販品としては、明和化成製のHF-4M、NC58等が挙げられる。
ポリアミド樹脂組成物100質量%中、ノボラック型フェノール樹脂(B)は、10~40質量%、好ましくは10~30質量%含まれる。ノボラック型フェノール樹脂の配合量が上記範囲より少ないと、成形品の吸水率が高まるとともに、耐塩化カルシウム性が悪くなる。ノボラック型フェノール樹脂の含有割合が上記範囲より多いと、ポリアミド組成物での耐熱性や機械物性が低下する。
ポリアミド樹脂組成物100質量%中、ノボラック型フェノール樹脂(B)は、10~40質量%、好ましくは10~30質量%含まれる。ノボラック型フェノール樹脂の配合量が上記範囲より少ないと、成形品の吸水率が高まるとともに、耐塩化カルシウム性が悪くなる。ノボラック型フェノール樹脂の含有割合が上記範囲より多いと、ポリアミド組成物での耐熱性や機械物性が低下する。
<強化フィラー(C)>
強化フィラー(C)としては、無機フィラー及び有機フィラーのいずれでも良く、ガラス繊維、炭素繊維、セルロース繊維、フレーク状ガラス、雲母、タルク、カオリン、クレイ、アルミナ、各種の金属箔等が挙げられる。形状は繊維状、板状、粒状が挙げられる。中でも、成形品の柔軟性の低下がなく、機械的特性が向上する観点から、ガラス繊維、炭素繊維及びセルロース繊維からなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。強化フィラー(C)は、単独でも、2種以上を併用してもよい。
強化フィラー(C)としては、無機フィラー及び有機フィラーのいずれでも良く、ガラス繊維、炭素繊維、セルロース繊維、フレーク状ガラス、雲母、タルク、カオリン、クレイ、アルミナ、各種の金属箔等が挙げられる。形状は繊維状、板状、粒状が挙げられる。中でも、成形品の柔軟性の低下がなく、機械的特性が向上する観点から、ガラス繊維、炭素繊維及びセルロース繊維からなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。強化フィラー(C)は、単独でも、2種以上を併用してもよい。
強化フィラー(C)は、表面処理剤により表面処理されていてもよい。さらに、作業性を高めるために、これらの表面処理剤により収束ないし顆粒化されていてもよい。表面処理剤としては、シランカップリング剤、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、ジルコニア系カップリング剤等の各種カップリング剤;水ガラス、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、澱粉、ポリビニルアルコール、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン樹脂、エポキシ系化合物、イソシアネート系化合物、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ、脂肪酸、界面活性剤等を挙げることができる。表面処理剤は、単独でも、2種以上を併用してもよい。
表面処理剤は、予め強化フィラー(C)に適用し、乾燥させて表面処理若しくは収束処理を施しておくか、又は樹脂組成物の調製の際に、強化フィラー(C)と同時に添加してもよい。ポリアミド樹脂と、強化フィラー(C)とを配合し、溶融混練してポリアミド樹脂組成物を製造する場合、樹脂組成物中の強化フィラー(C)は、元のままであっても、すべてが解れて個々の粒子になっていても、部分的に解れて一部が元のまま残っていてもよく;解れた個々の粒子がさらに粉砕されていてもよい。
原料のガラス繊維としては、平均繊維径4~25μmのものを使用することができる。組成物からなる成形品の寸法安定性及び機械的特性の点から、平均繊維径は6~23μmが好ましく、例えば平均繊維径10~23μmのものを使用することができる。
ガラス繊維は、単独でも、2種以上を併用してもよい。異なる平均繊維径のガラス繊維を2種以上使用してもよい。ガラス繊維径の組み合わせとしては、例えば、(C1)平均繊維径6~11μmのガラス繊維と、(C2)平均繊維径13~25μmのガラス繊維の組み合わせを挙げることができる。
原料のガラス繊維長(カット長)は、特に限定されず、1mm~50mmのカットされたチョップドストランドを使用することができ、生産性の観点から3mm~10mmがより好ましい。
ポリアミド樹脂組成物中のガラス繊維の平均繊維長は、特に限定されず、50μm~1,000μmのものを使用することができ、成形品の寸法安定性の点から、100μm~500μmがより好ましく、さらに好ましくは200μm~400μmである。
ポリアミド樹脂組成物中のガラス繊維の平均繊維長は、特に限定されず、50μm~1,000μmのものを使用することができ、成形品の寸法安定性の点から、100μm~500μmがより好ましく、さらに好ましくは200μm~400μmである。
上述のガラス繊維の平均繊維径や原料のガラス繊維長(カット長)の値は、ポリアミドと溶融混練する前の値である。ポリアミド樹脂組成物中のガラス繊維の平均繊維長の値は、ポリアミドとともに溶融混練した後の値である。溶融混練した後の値とは、ポリアミド組成物の製造工程において原料の溶融混練の際に、ガラス繊維少なくとも一部が折れて組成中に分散した場合を考慮したものである。
原料のガラス繊維の平均繊維径や原料のガラス繊維長(カット長)は、光学顕微鏡を使用して観察ができる。原料のガラス繊維(B)の平均繊維径や原料のガラス繊維長(カット長)は、カタログ値であってもよい。
ポリアミド樹脂組成物中のガラス繊維の平均繊維長は、ポリアミド樹脂組成物中から、硫酸を用いてポリアミド樹脂を溶解させ、ガラス繊維と分離した後、光学顕微鏡で観察することができる。観察した画像から画像解析ソフトを用いて、任意で選んだ約1,000本のガラス繊維長を測定し、その平均値を求め、平均繊維長とする。
ガラス繊維の市販品としては、日本電気硝子株式会社製品名ECS 03T-249H、ECS 03T-275H」等が挙げられる。
ポリアミド樹脂組成物中のガラス繊維の平均繊維長は、ポリアミド樹脂組成物中から、硫酸を用いてポリアミド樹脂を溶解させ、ガラス繊維と分離した後、光学顕微鏡で観察することができる。観察した画像から画像解析ソフトを用いて、任意で選んだ約1,000本のガラス繊維長を測定し、その平均値を求め、平均繊維長とする。
ガラス繊維の市販品としては、日本電気硝子株式会社製品名ECS 03T-249H、ECS 03T-275H」等が挙げられる。
フレーク状ガラスの市販品としては、日本板硝子株式会社製品名「Eガラスフレーク(登録商標)REF-160A(平均厚さ:5μm、平均粒径:160μm)」、「Eガラスフレーク(登録商標)REF-600A(平均厚さ:5μm、平均粒径:600μm)」、日本板硝子株式会社製品名「Cガラスフレーク(登録商標)RCF-160A(平均厚さ:5μm、平均粒径:160μm)」、「Cガラスフレーク(登録商標)RCF-600A(平均厚さ:5μm、平均粒径:600μm)」、日本板硝子株式会社製品名「ファインフレーク(登録商標)MEG160FY-M01(平均厚さ:0.7μm、平均粒径:160μm)」等が挙げられる。
ポリアミド樹脂組成物100質量%中、強化フィラー(C)は、5~40質量%、好ましくは10~35質量%、より好ましくは15~30質量%含まれる。強化フィラーの配合量が上記範囲より少ないと、機械的特性が劣り、上記範囲より多いと、成形加工性が困難になる。
ポリアミド樹脂組成物100質量%中、強化フィラー(C)は、5~40質量%、好ましくは10~35質量%、より好ましくは15~30質量%含まれる。強化フィラーの配合量が上記範囲より少ないと、機械的特性が劣り、上記範囲より多いと、成形加工性が困難になる。
<添加剤>
ポリアミド樹脂組成物は目的等に応じて、任意成分として、染料、顔料、可塑剤、酸化防止剤、耐熱剤、発泡剤、耐候剤、結晶核剤、結晶化促進剤、離型剤、滑剤、帯電防止剤、難燃剤、難燃助剤、着色剤等の機能性付与剤等を適宜含有していてもよい。
任意の添加剤は、ポリアミド樹脂組成物100質量%中、好ましくは0.01~1質量%、より好ましくは0.05~0.5質量%含まれていてもよい。
ポリアミド樹脂組成物は目的等に応じて、任意成分として、染料、顔料、可塑剤、酸化防止剤、耐熱剤、発泡剤、耐候剤、結晶核剤、結晶化促進剤、離型剤、滑剤、帯電防止剤、難燃剤、難燃助剤、着色剤等の機能性付与剤等を適宜含有していてもよい。
任意の添加剤は、ポリアミド樹脂組成物100質量%中、好ましくは0.01~1質量%、より好ましくは0.05~0.5質量%含まれていてもよい。
ポリアミド樹脂組成物は、ポリアミド樹脂(A)、ノボラック型フェノール樹脂(B)以外の熱可塑性樹脂を含んでいてもよい。ポリアミド樹脂(A)、ノボラック型フェノール樹脂(B)以外の熱可塑性樹脂は、機械物性の観点から、ポリアミド樹脂組成物100質量%中、2質量%以下が好ましく、0.1質量%未満がより好ましく、含まないことがさらに好ましい。すなわち、ポリアミド樹脂組成物は、ポリアミド樹脂(A)以外の熱可塑性樹脂として、ノボラック型フェノール樹脂(B)を主成分として含むことが好ましく、ポリアミド樹脂(A)以外の熱可塑性樹脂100質量%中、ノボラック型フェノール樹脂(B)を90質量%以上含むことが好ましく、95質量%以上含むことがより好ましい。
また、ポリアミド樹脂組成物は、実質的にエチレン系エラストマーを含まないことが好ましい。エチレン系エラストマーを含むと、機械物性や耐熱性が低下してしまうからである。エチレン系エラストマーには、エチレン系アイオノマーも含む。
また、ポリアミド樹脂組成物は、実質的にエチレン系エラストマーを含まないことが好ましい。エチレン系エラストマーを含むと、機械物性や耐熱性が低下してしまうからである。エチレン系エラストマーには、エチレン系アイオノマーも含む。
<ポリアミド樹脂組成物の製造方法>
ポリアミド樹脂組成物の製造方法は特に制限されるものではなく、例えば次の方法を適用することができる。
ポリアミド樹脂(A)と、ノボラック型フェノール樹脂(B)と、強化フィラー(C)と、その他任意成分との混合には、単軸、2軸の押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、及びミキシングロールなど通常公知の溶融混練機が用いられる。例えば、2軸押出機を使用して、全ての原材料を配合後、溶融混練する方法、一部の原材料を配合後、溶融混練し、更に残りの原材料を配合し溶融混練する方法、あるいは一部の原材料を配合後、溶融混練中にサイドフィーダーを用いて残りの原材料を混合する方法など、いずれの方法を用いてもよい。
ポリアミド樹脂組成物の製造方法は特に制限されるものではなく、例えば次の方法を適用することができる。
ポリアミド樹脂(A)と、ノボラック型フェノール樹脂(B)と、強化フィラー(C)と、その他任意成分との混合には、単軸、2軸の押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、及びミキシングロールなど通常公知の溶融混練機が用いられる。例えば、2軸押出機を使用して、全ての原材料を配合後、溶融混練する方法、一部の原材料を配合後、溶融混練し、更に残りの原材料を配合し溶融混練する方法、あるいは一部の原材料を配合後、溶融混練中にサイドフィーダーを用いて残りの原材料を混合する方法など、いずれの方法を用いてもよい。
<ポリアミド樹脂組成物の成形品及びその用途>
ポリアミド樹脂組成物は、射出成形による射出成形品、押出成形による押出成形品、ブロー成形によるブロー成形品、回転成形による回転成形品の製造に好適に用いることができる。ポリアミド樹脂組成物は、射出成形性が良好であるので、射出成形による射出成形品により好適に用いることができる。
ポリアミド樹脂組成物は、射出成形による射出成形品、押出成形による押出成形品、ブロー成形によるブロー成形品、回転成形による回転成形品の製造に好適に用いることができる。ポリアミド樹脂組成物は、射出成形性が良好であるので、射出成形による射出成形品により好適に用いることができる。
ポリアミド樹脂組成物から射出成形による射出成形品を製造する方法については特に制限されず、公知の方法を利用することができる。例えばISO294-1に準拠した方法が参酌される。
ポリアミド樹脂組成物から押出成形により押出成形品を製造する方法については特に制限されず、公知の方法を利用することができる。
また、ポリエチレンなどのポリオレフィンや他の熱可塑性樹脂と共押出した後、ブロー成形を行い、多層構造体を得ることも可能である。その場合ポリアミド樹脂組成物層とポリオレフィンなどの他の熱可塑性樹脂層の間に接着層を設けることも可能である。多層構造体の場合、本発明のポリアミド樹脂組成物は外層、内層のいずれにも使用し得る。
また、ポリエチレンなどのポリオレフィンや他の熱可塑性樹脂と共押出した後、ブロー成形を行い、多層構造体を得ることも可能である。その場合ポリアミド樹脂組成物層とポリオレフィンなどの他の熱可塑性樹脂層の間に接着層を設けることも可能である。多層構造体の場合、本発明のポリアミド樹脂組成物は外層、内層のいずれにも使用し得る。
ポリアミド樹脂組成物からブロー成形によりブロー成形品を製造する方法については特に制限されず、公知の方法を利用することができる。一般的には、通常のブロー成形機を用いパリソンを形成した後、ブロー成形を実施すればよい。パリソン形成時の好ましい樹脂温度は、ポリアミド樹脂組成物の融点より10℃から70℃高い温度範囲で行うことが好ましい。
ポリアミド樹脂組成物から回転成形による回転成形品を製造する方法については特に制限されず、公知の方法を利用することができる。例えば国際公開公報2019/054109に記載の方法が参酌される。
射出成形による射出成形品、押出成形による押出成形品、ブロー成形によるブロー成形品、及び回転成形による回転成形品としては、特に限定されないが、スポイラー、エアインテークダクト、インテークマニホールド、レゾネーター、燃料タンク、ガスタンク、作動油タンク、燃料フィラーチューブ、燃料デリバリーパイプ、その他各種ホース・チューブ・タンク類などの自動車部品、電動工具ハウジング、パイプ類などの機械部品を始め、タンク、チューブ、ホース、フィルム等の電気・電子部品、家庭・事務用品、建材関係部品、家具用部品など各種用途が好適に挙げられる。これらの中でも、ポリアミド樹脂組成物は耐塩化カルシウム性に優れることから、自動車部品に使用されることが好ましい。
また、ポリアミド樹脂組成物は、ガスバリア性に優れるため、高圧ガスと接触する成形品、たとえば、高圧ガスに接するタンク、チューブ、ホース、フィルム等に好適に用いられる。前記ガスの種類としては、特に制限されず、水素、窒素、酸素、ヘリウム、メタン、ブタン、プロパン等が挙げられ、極性の小さいガスが好ましく、水素、窒素、メタンが特に好ましい。
また、ポリエチレンなどのポリオレフィンや他の熱可塑性樹脂と共押出した後、ブロー成形を行い、多層構造体を得ることも可能である。その場合 高圧ガスに触れる成形品用材料層とポリオレフィンなどの他の熱可塑性樹脂層の間に接着層を設けることも可能である。多層構造体の場合、本発明の 高圧ガスに触れる成形品用材料は外層、内層のいずれにも使用し得る。
以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。
実施例及び比較例における測定方法は以下の通りである。
<相対粘度>
JIS K6920-2に準拠し、ポリアミド1gを96%濃硫酸100mlに溶解させ、25℃で測定した値である。
<相対粘度>
JIS K6920-2に準拠し、ポリアミド1gを96%濃硫酸100mlに溶解させ、25℃で測定した値である。
<軟化点温度>
軟化点温度は、JIS K6910に基づく環球法軟化点測定により求めた値である。
軟化点温度は、JIS K6910に基づく環球法軟化点測定により求めた値である。
<耐塩化カルシウム性>
ポリアミド樹脂組成物を射出成形して得られたISO TYPE-A試験片を使用した。試験片にガーゼを載せ、飽和塩化カルシウム溶液を塗布し、80℃、90%RHで24時間放置し、前処理を行なった。前処理後の試験片を100℃のオーブンで2時間加熱した後、80℃、90%RHの恒温槽に20時間放置した試験を1サイクルとして行い、1サイクル終了毎にキーエンス社製デジタルマイクロスコープVHX-5000を用いて試験片のクラック発生の有無を観察し、以下の基準で評価した。
〇:試験片にクラックが発生していない
×:試験片にクラックが発生している。
なお、1サイクル後にクラックが発生しなかったものを合格とした。
ポリアミド樹脂組成物を射出成形して得られたISO TYPE-A試験片を使用した。試験片にガーゼを載せ、飽和塩化カルシウム溶液を塗布し、80℃、90%RHで24時間放置し、前処理を行なった。前処理後の試験片を100℃のオーブンで2時間加熱した後、80℃、90%RHの恒温槽に20時間放置した試験を1サイクルとして行い、1サイクル終了毎にキーエンス社製デジタルマイクロスコープVHX-5000を用いて試験片のクラック発生の有無を観察し、以下の基準で評価した。
〇:試験片にクラックが発生していない
×:試験片にクラックが発生している。
なお、1サイクル後にクラックが発生しなかったものを合格とした。
<吸水後の機械的特性>
ポリアミド樹脂組成物を射出成形して得られたISO TYPE-A試験片を40℃の水に168時間浸漬させ、前処理した試験片を用いて以下の機械的特性を測定した。なお、吸水率は、浸漬前後の試験片の質量差から算出した。
(1)吸水後の引張降伏応力及び引張破壊呼びひずみ
前記40℃水中で168時間吸水させた試験片を用いて、ISO527に準じて、インストロン製引張試験機型式5567を使用して23℃で測定した。
(2)吸水後の曲げ弾性率及び曲げ強度
前記40℃水中で168時間吸水させた試験片を用いて、ISO178に準拠した方法でインストロン製引張試験機型式5567を使用して23℃で測定した。
(3)吸水後の曲げ弾性保持率
吸水後の曲げ弾性保持率とは、吸水前の曲げ弾性率に対する吸水後の曲げ弾性率(=(吸水後の曲げ弾性率/吸水前の曲げ弾性率)×100)である
吸水前の曲げ弾性率は、ポリアミド樹脂組成物を射出成形して得られたISO TYPE-A試験片をISO178に準拠した方法でインストロン製引張試験機型式5567を使用して23℃で測定した。
ポリアミド樹脂組成物を射出成形して得られたISO TYPE-A試験片を40℃の水に168時間浸漬させ、前処理した試験片を用いて以下の機械的特性を測定した。なお、吸水率は、浸漬前後の試験片の質量差から算出した。
(1)吸水後の引張降伏応力及び引張破壊呼びひずみ
前記40℃水中で168時間吸水させた試験片を用いて、ISO527に準じて、インストロン製引張試験機型式5567を使用して23℃で測定した。
(2)吸水後の曲げ弾性率及び曲げ強度
前記40℃水中で168時間吸水させた試験片を用いて、ISO178に準拠した方法でインストロン製引張試験機型式5567を使用して23℃で測定した。
(3)吸水後の曲げ弾性保持率
吸水後の曲げ弾性保持率とは、吸水前の曲げ弾性率に対する吸水後の曲げ弾性率(=(吸水後の曲げ弾性率/吸水前の曲げ弾性率)×100)である
吸水前の曲げ弾性率は、ポリアミド樹脂組成物を射出成形して得られたISO TYPE-A試験片をISO178に準拠した方法でインストロン製引張試験機型式5567を使用して23℃で測定した。
[実施例1~6、比較例1~6]
表1に記載した各成分を二軸混練機TEX44HCT、シリンダー径44mm L/D35で、シリンダー温度250℃、スクリュー回転160rpm、吐出量50kg/hrsにて溶融混練し、目的とするポリアミド樹脂組成物ペレットを作製した。
結果を表1に示す。
なお、表中の組成の単位は質量%であり、樹脂組成物全体を100質量%とする。
表1に記載した各成分を二軸混練機TEX44HCT、シリンダー径44mm L/D35で、シリンダー温度250℃、スクリュー回転160rpm、吐出量50kg/hrsにて溶融混練し、目的とするポリアミド樹脂組成物ペレットを作製した。
結果を表1に示す。
なお、表中の組成の単位は質量%であり、樹脂組成物全体を100質量%とする。
表1に記載の成分は、以下のものを使用した。
PA6(1):ポリアミド6、相対粘度2.47 宇部興産株式会社製
PA6(2):ポリアミド6、相対粘度3.36 宇部興産株式会社製
PA6/66:ポリアミド6/66、相対粘度3.04、ポリアミド6 85mol%、ポリアミド66 15mol% (宇部興産株式会社製)
ノボラック型フェノール樹脂(1):軟化点温度:102℃、製品名HF-4M(明和化成製)、式(1)で表される構造であって、n=約6.7
ノボラック型フェノール樹脂(2):軟化点温度:125℃、製品名NC58(明和化成製)、式(1)で表される構造であって、n=約14.6
ガラス繊維(1):製品名ECS 03T-249H カット長3mm、平均繊維径10.5μm(カタログ値)(日本電気硝子製)
ガラス繊維(2):製品名ECS 03T-275H カット長3mm、平均繊維径10.5μm(カタログ値)((日本電気硝子製)
PA6(1):ポリアミド6、相対粘度2.47 宇部興産株式会社製
PA6(2):ポリアミド6、相対粘度3.36 宇部興産株式会社製
PA6/66:ポリアミド6/66、相対粘度3.04、ポリアミド6 85mol%、ポリアミド66 15mol% (宇部興産株式会社製)
ノボラック型フェノール樹脂(1):軟化点温度:102℃、製品名HF-4M(明和化成製)、式(1)で表される構造であって、n=約6.7
ノボラック型フェノール樹脂(2):軟化点温度:125℃、製品名NC58(明和化成製)、式(1)で表される構造であって、n=約14.6
ガラス繊維(1):製品名ECS 03T-249H カット長3mm、平均繊維径10.5μm(カタログ値)(日本電気硝子製)
ガラス繊維(2):製品名ECS 03T-275H カット長3mm、平均繊維径10.5μm(カタログ値)((日本電気硝子製)
表1の結果から、実施例1~6は、耐塩化カルシウム性および吸水後の機械的特性が良好であることがわかる。
比較例1~3は、樹脂組成物が、ノボラック型フェノール樹脂を含まないか、含んでも本願発明の範囲よりも少ない例であるが、実施例よりも耐塩化カルシウム性が劣ることがわかる。また、曲げ強度などの機械物性も実施例よりも劣る。
比較例4~6は、樹脂組成物が、ガラス繊維を含まない例であるが、実施例よりも機械的特性が劣ることがわかる。また、比較例5のように、さらにポリアミド樹脂の量が実施例よりも多いと、耐塩化カルシウム性も劣ることがわかる。
比較例1~3は、樹脂組成物が、ノボラック型フェノール樹脂を含まないか、含んでも本願発明の範囲よりも少ない例であるが、実施例よりも耐塩化カルシウム性が劣ることがわかる。また、曲げ強度などの機械物性も実施例よりも劣る。
比較例4~6は、樹脂組成物が、ガラス繊維を含まない例であるが、実施例よりも機械的特性が劣ることがわかる。また、比較例5のように、さらにポリアミド樹脂の量が実施例よりも多いと、耐塩化カルシウム性も劣ることがわかる。
本発明のポリアミド樹脂組成物は、耐塩化カルシウム性が良好で、吸水量が低く、吸水時の機械的特性に優れるため、さまざまな部品、特に自動車部品に好適に使用できる。
Claims (8)
- ポリアミド樹脂組成物100質量%中、ポリアミド樹脂(A)を30~70質量%、ノボラック型フェノール樹脂(B)を10~40質量%、及び強化フィラー(C)を5~40質量%含むポリアミド樹脂組成物。
- 前記ノボラック型フェノール樹脂(B)の軟化点温度が130℃以下ある請求項1に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 前記強化フィラー(C)が、ガラス繊維、炭素繊維及びセルロース繊維からなる群から選択される少なくとも1種である請求項1又は2に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 前記ポリアミド樹脂組成物が、実質的にエチレン系エラストマーを含まない請求項1~3のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 前記ポリアミド樹脂(A)が、脂肪族ホモポリアミド樹脂(A-1)及び脂肪族共重合ポリアミド樹脂(A-2)からなる群から選択される少なくとも1種を含む請求項1~4のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 請求項1~6のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物の成形品。
- 自動車部品である請求項7の成形品。
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JP2021122613A JP2023018462A (ja) | 2021-07-27 | 2021-07-27 | ポリアミド樹脂組成物 |
PCT/JP2022/028939 WO2023008480A1 (ja) | 2021-07-27 | 2022-07-27 | ポリアミド樹脂組成物、3次元造形用ポリアミド樹脂組成物及びその3次元造形された成形体 |
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