JP2023072690A - Polyamide composition, molded article, and laminate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリアミド組成物、成形品、及び積層体に関する。 The present invention relates to polyamide compositions, molded articles, and laminates.
ポリアミド6(以下、「PA6」ともいう)及びポリアミド66(以下、「PA66」ともいう)等に代表されるポリアミドは、成形加工性、機械物性又は耐薬品性に優れていることから、自動車用、電気及び電子用、産業資材用、工業材料用、日用及び家庭品用等の各種部品材料として広く用いられている。 Polyamides typified by polyamide 6 (hereinafter also referred to as "PA6") and polyamide 66 (hereinafter also referred to as "PA66") are excellent in moldability, mechanical properties or chemical resistance, and are therefore used for automobiles. , for electrical and electronic purposes, for industrial materials, for industrial materials, for daily use, and for household goods.
一般に、ポリアミド樹脂組成物の2次加工の溶着として、レーザー溶着、超音波溶着、振動溶着、熱板溶着等の溶着方法が挙げられる。中でも、レーザー溶着は、溶着箇所にレーザー光発生装置を接触させることなく溶着可能であること、機械的振動がなく製品へのダメージが少ないこと、高い気密性を維持できること等の利点があり、近年需要が高まりつつある溶着方法である。 In general, welding methods for secondary processing of polyamide resin compositions include laser welding, ultrasonic welding, vibration welding, hot plate welding, and the like. In particular, laser welding has advantages such as being able to perform welding without bringing a laser beam generator into contact with the welded area, less damage to the product due to no mechanical vibration, and being able to maintain a high level of airtightness. This welding method is in increasing demand.
レーザー溶着方法としては、レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材(以下「レーザー光透過材」と呼称する)と、レーザー光に対して吸収性を有する樹脂部材(以下「レーザー光吸収材」と呼称する)とを重ね合わせて、レーザー光透過材を介してレーザー光を照射し、レーザー光透過材とレーザー光吸収材を溶着させる方法が知られている(例えば、特許文献1等参照)。 As a laser welding method, a resin member having transparency to laser light (hereinafter referred to as "laser light transmitting material") and a resin member having absorption property to laser light (hereinafter referred to as "laser light absorbing material") are used. ) are superimposed and irradiated with laser light through a laser light transmitting material to weld the laser light transmitting material and the laser light absorbing material (see, for example, Patent Document 1, etc.). .
また、レーザー光透過材に、示差走査熱量計(DSC)により測定される融点が300℃以上である結晶性ポリアミド樹脂(A)と、示差走査熱量計(DSC)により測定される融点を実質的に有しない非晶性ポリアミド樹脂(B)、及び光透過性色素(C)を用いた樹脂組成物が知られている(例えば、特許文献2等参照)。 In addition, the laser light transmitting material includes a crystalline polyamide resin (A) having a melting point of 300 ° C. or higher as measured by a differential scanning calorimeter (DSC), and a melting point measured by a differential scanning calorimeter (DSC). A resin composition using an amorphous polyamide resin (B) that does not have a polyimide and a light-transmitting dye (C) is known (see, for example, Patent Document 2, etc.).
しかしながら、特許文献1に開示された技術では、レーザー光透過材に難燃剤を添加することでUL94 V-0を達成するものの、レーザーの透過率が低いため、十分な溶着強度を有する成形品を得ることが難しく、また、自動車及び各種電気部品に要求される大気平衡吸湿下での剛性において改良の余地がある。また、可塑化時間、離型性といった成形性が難燃剤の添加により悪化するため、実用化し難いといった実情がある。
特許文献2に開示された技術では、特許文献1に比べてレーザー光透過率に優れるものの、良好なレーザー溶着体を得るには依然として透過率が低く、透過しない一部のレーザー光によりレーザー光透過材が発熱し、レーザー溶着体の外観にヤケ等の不具合が発生する。他にも、金型からの離型不良や可塑化不良といった、射出成形時の問題が発生しうる。
このように、従来技術では、レーザー溶着する際に良好な溶着強度や外観を発現し、大気平衡吸湿下での高い剛性、及び成形性に優れたポリアミド組成物は未だ知られていないのが実情である。
However, in the technique disclosed in Patent Document 1, although UL94 V-0 is achieved by adding a flame retardant to the laser light transmitting material, the laser transmittance is low, so a molded product having sufficient welding strength cannot be obtained. It is difficult to obtain, and there is room for improvement in rigidity under atmospheric equilibrium moisture absorption required for automobiles and various electric parts. In addition, since moldability such as plasticization time and releasability deteriorates due to the addition of a flame retardant, it is difficult to put it into practical use.
Although the technique disclosed in Patent Document 2 has superior laser light transmittance compared to Patent Document 1, the transmittance is still low enough to obtain a good laser-welded body, and some laser light that does not transmit does not transmit the laser light. The material heats up, and problems such as burning occur in the appearance of the laser welded body. Other problems can occur during injection molding, such as poor release from the mold and poor plasticization.
Thus, in the prior art, the fact is that there is still no known polyamide composition that exhibits good welding strength and appearance when laser-welded, has high rigidity under atmospheric equilibrium moisture absorption, and has excellent moldability. is.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、レーザー溶着する際に良好な溶着強度や外観を発現し、大気平衡吸湿下での剛性に優れ、且つ、成形性が良好なポリアミド組成物、並びに、前記ポリアミド組成物を用いた成形品及び積層体を提供する。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a polyamide composition that exhibits good welding strength and appearance when laser welding, has excellent rigidity under atmospheric equilibrium moisture absorption, and has good moldability. and a molded article and laminate using the polyamide composition.
また、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、レーザー溶着する際に良好な溶着強度や外観を発現し、大気平衡吸湿下での剛性に優れ、成形性が良好であり、且つ難燃性に優れたポリアミド組成物、並びに、前記ポリアミド組成物を用いた成形品及び積層体を提供する。 In addition, the present invention has been made in view of the above circumstances, and exhibits good welding strength and appearance when laser welding, excellent rigidity under atmospheric equilibrium moisture absorption, good moldability, Also provided are a polyamide composition having excellent flame retardancy, and a molded article and laminate using the polyamide composition.
すなわち、本発明は、以下の態様を含む。
(1) (A)結晶性ポリアミド、(B)非晶性ポリアミド、及び(C)レーザー光透過性着色剤を含有する、ポリアミド組成物であって、
前記(A)結晶性ポリアミドの、示差走査熱量計により測定される融点(Tm)が290.0℃以下であり、
前記(B)非晶性ポリアミドの含有量は、前記ポリアミド組成物中の全ポリアミドの質量に対して、10.0質量%以上50.0質量%以下であり、
前記(B)非晶性ポリアミドが、前記(A)結晶性ポリアミド中に分散し、ドメインを形成している、ポリアミド組成物。
(2) (A)結晶性ポリアミド、(B)非晶性ポリアミド、(C)レーザー光透過性着色剤、及び(E)リン系難燃剤、を含むポリアミド組成物であって、
前記(A)結晶性ポリアミドは、示差走査熱量計により測定される融点(Tm)が290.0℃以下であり、
前記(B)非晶性ポリアミドの含有量は、前記ポリアミド組成物中の全ポリアミドの質量に対して、10.0質量%以上50.0質量%以下であり、
前記(B)非晶性ポリアミドが、前記(A)結晶性ポリアミド中に分散し、ドメインを形成している、ポリアミド組成物。
(3) 前記(E)リン系難燃剤が、下記一般式(1)で表されるホスフィン酸塩、下記一般式(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より選ばれる少なくとも1種のホスフィン酸塩類を含む、(2)に記載のポリアミド組成物。
That is, the present invention includes the following aspects.
(1) A polyamide composition containing (A) a crystalline polyamide, (B) an amorphous polyamide, and (C) a laser light transmitting colorant,
The melting point (Tm) of the (A) crystalline polyamide measured by a differential scanning calorimeter is 290.0° C. or less,
The content of the (B) amorphous polyamide is 10.0% by mass or more and 50.0% by mass or less with respect to the mass of the total polyamide in the polyamide composition,
A polyamide composition in which the (B) amorphous polyamide is dispersed in the (A) crystalline polyamide to form domains.
(2) A polyamide composition comprising (A) a crystalline polyamide, (B) an amorphous polyamide, (C) a laser light transmitting colorant, and (E) a phosphorus-based flame retardant,
The (A) crystalline polyamide has a melting point (Tm) of 290.0° C. or lower as measured by a differential scanning calorimeter,
The content of the (B) amorphous polyamide is 10.0% by mass or more and 50.0% by mass or less with respect to the mass of the total polyamide in the polyamide composition,
A polyamide composition in which the (B) amorphous polyamide is dispersed in the (A) crystalline polyamide to form domains.
(3) The (E) phosphorus-based flame retardant is selected from the group consisting of phosphinates represented by the following general formula (1), diphosphinates represented by the following general formula (2), and condensates thereof. The polyamide composition according to (2), comprising at least one phosphinate salt.
(一般式(1)中、R11及びR12はそれぞれ独立に、炭素数1以上6以下のアルキル基又は炭素数6以上10以下のアリール基である。Mn11+はn11価の金属イオンである。Mは元素周期表の第2族若しくは第15族に属する元素、遷移元素、亜鉛又はアルミニウムである。n11は2又は3である。n11が2又は3である場合、複数存在するR11及びR12はそれぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。
一般式(2)中、R21及びR22はそれぞれ独立に、炭素数1以上6以下のアルキル基又は炭素数6以上10以下のアリール基である。Y21は、炭素数1以上10以下のアルキレン基又は炭素数6以上10以下のアリーレン基である。M’x
m21+はm21価の金属イオンである。M’は元素周期表の第2族若しくは第15族に属する元素、遷移元素、亜鉛又はアルミニウムである。n21は1以上3以下の整数である。n21が2又は3である場合、複数存在するR21、R22及びY21はそれぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。m21は2又は3である。xは1又は2である。xが2の場合、複数存在するM’は同一であってもよく、異なっていてもよい。n21、x及びm21は、2×n21=m21×xの関係式を満たす整数である。)
(In general formula (1), R 11 and R 12 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms. M n11+ is an n11-valent metal ion M is an element belonging to group 2 or 15 of the periodic table, a transition element, zinc or aluminum n11 is 2 or 3. When n11 is 2 or 3, a plurality of R11 and Each R 12 may be the same or different.
In general formula (2), R 21 and R 22 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms. Y 21 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or an arylene group having 6 to 10 carbon atoms. M' x m21+ is an m21 valent metal ion. M' is an element belonging to group 2 or group 15 of the periodic table, a transition element, zinc or aluminum. n21 is an integer of 1 or more and 3 or less. When n21 is 2 or 3, multiple R 21 , R 22 and Y 21 may be the same or different. m21 is 2 or 3; x is 1 or 2; When x is 2, multiple M' may be the same or different. n21, x and m21 are integers satisfying the relational expression 2*n21=m21*x. )
(4) 前記(A)結晶性ポリアミドが、脂肪族ポリアミドである、(1)~(3)のいずれか一つに記載のポリアミド組成物。
(5) 前記(B)非晶性ポリアミドを構成する全ジカルボン酸単位中、イソフタル酸単位を50モル%以上含有する、(1)~(4)のいずれか一つに記載のポリアミド組成物。
(6) 前記(B)非晶性ポリアミドを構成する全ジカルボン酸単位中、イソフタル酸単位を75モル%以上含有する、(5)に記載のポリアミド組成物。
(7) 前記(B)非晶性ポリアミドを構成する全ジカルボン酸単位中、イソフタル酸単位を100モル%含有する、(6)に記載のポリアミド組成物。
(8) 前記(A)結晶性ポリアミド中に分散した前記(B)非晶性ポリアミドのドメインサイズの数平均粒子径が10nm以上1000nm以下である、(1)~(7)のいずれか一つに記載のポリアミド組成物。
(9) 前記(C)レーザー光透過性着色剤の含有量が、前記ポリアミド組成物の総質量に対して、0.01質量%以上5.00質量%以下である、(1)~(8)のいずれか一つに記載のポリアミド組成物。
(10) (1)~(9)のいずれか一つに記載のポリアミド組成物を成形してなる、成形品。
(11) 厚み2.0mmの前記成形品における波長900nmのレーザー光の透過率が40.0%以上である、(10)に記載の成形品。
(12) 厚み2.0mmの前記成形品における、波長900nm以上1100nm以下での光線透過率の最小値T%minと、光線透過率の最大値T%maxの比率T%min/T%maxが、0.750以上である、(10)又は(11)に記載の成形品。
(13) (2)又は(3)に記載のポリアミド組成物を成形してなる、成形品。
(14) 厚み1.0mmの前記成形品における、波長900nmのレーザー光の透過率が35.0%以上である、(13)に記載の成形品。
(15) 厚み1.0mmの前記成形品における、波長900nm以上1100nm以下での光線透過率の最小値T%minと、光線透過率の最大値T%maxとの比率T%min/T%maxが、0.850以上である、(13)又は(14)に記載の成形品。
(16) レーザー光透過材と、レーザー光吸収材とが接合された積層体であって、
前記レーザー光透過材は、(1)~(9)のいずれか一つに記載のポリアミド組成物を成形してなり、
前記レーザー光吸収材は、熱可塑性樹脂及びレーザー光吸収性着色剤を含む組成物を成形してなり、
前記レーザー光透過材と前記レーザー光吸収材との接合部の少なくとも一部は、レーザー溶着部である、積層体。
(17) 前記レーザー光透過材と前記レーザー光吸収材の軟化点の差が±80.0℃以下であり、
前記軟化点は、結晶性樹脂の場合は示差走査熱量計により測定される融点Tm2であり、非晶性樹脂の場合はガラス転移温度Tgである、(16)に記載の積層体。
(4) The polyamide composition according to any one of (1) to (3), wherein the (A) crystalline polyamide is an aliphatic polyamide.
(5) The polyamide composition according to any one of (1) to (4), which contains 50 mol % or more of isophthalic acid units in all dicarboxylic acid units constituting the amorphous polyamide (B).
(6) The polyamide composition according to (5), which contains 75 mol % or more of isophthalic acid units in all dicarboxylic acid units constituting the amorphous polyamide (B).
(7) The polyamide composition according to (6), which contains 100 mol % of isophthalic acid units in all dicarboxylic acid units constituting the amorphous polyamide (B).
(8) Any one of (1) to (7), wherein the domain size of the (B) amorphous polyamide dispersed in the (A) crystalline polyamide has a number average particle size of 10 nm or more and 1000 nm or less. Polyamide composition according to.
(9) The content of (C) the laser light transmitting colorant is 0.01% by mass or more and 5.00% by mass or less with respect to the total mass of the polyamide composition, (1) to (8) ) The polyamide composition according to any one of ).
(10) A molded article obtained by molding the polyamide composition according to any one of (1) to (9).
(11) The molded article according to (10), wherein the molded article having a thickness of 2.0 mm has a transmittance of 40.0% or more for a laser beam having a wavelength of 900 nm.
(12) In the molded article having a thickness of 2.0 mm, the ratio of the minimum light transmittance T% min and the maximum light transmittance T% max at a wavelength of 900 nm or more to 1100 nm or less is T% min /T% max . , 0.750 or more, the molded article according to (10) or (11).
(13) A molded article obtained by molding the polyamide composition according to (2) or (3).
(14) The molded article according to (13), wherein the molded article having a thickness of 1.0 mm has a transmittance of 35.0% or more for a laser beam having a wavelength of 900 nm.
(15) The ratio of the minimum light transmittance T% min to the maximum light transmittance T% max at a wavelength of 900 nm or more and 1100 nm or less in the molded article having a thickness of 1.0 mm: T% min / T% max is 0.850 or more, the molded article according to (13) or (14).
(16) A laminate in which a laser light transmitting material and a laser light absorbing material are bonded together,
The laser light transmitting material is formed by molding the polyamide composition according to any one of (1) to (9),
The laser light absorbing material is formed by molding a composition containing a thermoplastic resin and a laser light absorbing colorant,
At least a part of a joint between the laser light transmitting material and the laser light absorbing material is a laser welded part.
(17) the difference in softening point between the laser light transmitting material and the laser light absorbing material is ±80.0° C. or less;
The laminate according to (16), wherein the softening point is the melting point Tm2 measured by a differential scanning calorimeter in the case of a crystalline resin, and the glass transition temperature Tg in the case of an amorphous resin.
上記態様のポリアミド組成物によれば、レーザー溶着する際に良好な溶着強度や外観を発現し、成形品としたときの大気平衡吸湿下での剛性に優れ、且つ、成形性が良好なポリアミド組成物を提供することができる。また、上記態様のポリアミド組成物によれば、レーザー溶着する際に良好な溶着強度や外観を発現し、成形品としたときの大気平衡吸湿下での剛性に優れ、成形性が良好であり、難燃性に優れたポリアミド組成物を提供することができる。上記態様の成形品は、前記ポリアミド組成物を用いたものであり、レーザー溶着する際に良好な溶着強度や外観を発現し、大気平衡吸湿下での剛性に優れる。上記態様の積層体は、前記ポリアミド組成物を用いたものであり、良好な溶着強度や外観を発現し、大気平衡吸湿下での剛性に優れる。 According to the polyamide composition of the above aspect, when laser welding is performed, good welding strength and appearance are exhibited, and when molded into a molded product, it has excellent rigidity under moisture absorption in atmospheric equilibrium, and has good moldability. can provide things. In addition, according to the polyamide composition of the above aspect, when laser welding is performed, good welding strength and appearance are exhibited, and when a molded product is formed, it has excellent rigidity under moisture absorption in atmospheric equilibrium, and has good moldability. A polyamide composition having excellent flame retardancy can be provided. The molded article of the above embodiment uses the polyamide composition, exhibits good weld strength and appearance when laser welded, and is excellent in rigidity under atmospheric equilibrium moisture absorption. The laminate of the above aspect uses the polyamide composition, exhibits good welding strength and appearance, and is excellent in rigidity under atmospheric equilibrium moisture absorption.
以下、本発明を実施するための形態(以下、単に「本実施形態」という)について詳細に説明する。以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨の範囲内で適宜に変形して実施できる。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form (only henceforth "this embodiment") for implementing this invention is demonstrated in detail. The following embodiments are examples for explaining the present invention, and are not intended to limit the present invention to the following contents. The present invention can be appropriately modified and implemented within the scope of the gist thereof.
なお、本明細書において、「ポリアミド」とは主鎖中にアミド(-NHCO-)基を有する重合体を意味する。 As used herein, the term "polyamide" means a polymer having an amide (--NHCO--) group in its main chain.
≪ポリアミド組成物≫
本実施形態のポリアミド組成物は、(A)結晶性ポリアミド、(B)非晶性ポリアミド、及び(C)レーザー光透過性着色剤を含有する。
<<Polyamide composition>>
The polyamide composition of this embodiment contains (A) a crystalline polyamide, (B) an amorphous polyamide, and (C) a laser light transmitting colorant.
また、別の実施形態において、ポリアミド組成物は、(A)結晶性ポリアミド、(B)非晶性ポリアミド、(C)レーザー光透過性着色剤、及び(E)リン系難燃剤を含有する。 In another embodiment, the polyamide composition contains (A) a crystalline polyamide, (B) an amorphous polyamide, (C) a laser light transmitting colorant, and (E) a phosphorus-based flame retardant.
(A)結晶性ポリアミドの融点(Tm)は、290.0℃以下であり、280.0℃以下が好ましく、220.0℃以上280.0℃以下がより好ましく、220.0℃以上270.0℃以下がさらに好ましく、240.0℃以上270.0℃以下が特に好ましい。
(A)結晶性ポリアミドの融点(Tm)が上記上限値以下であることにより、溶着強度及び外観により優れる、熱可塑性樹脂とのレーザー溶着体が得られる。また、押出、成形等の溶融加工におけるポリアミド組成物の熱分解等をより抑制することができる。一方、(A)結晶性ポリアミドの融点(Tm)が上記下限値以上であることにより、熱時剛性等により優れるポリアミド組成物を得ることができる。
(A)結晶性ポリアミドの融点(Tm)は、JIS-K7121に準じて測定することができ、測定装置としては、示差走査熱量計(DSC)、より具体的には、例えば、PERKIN-ELMER社製のDiamond-DSC等が挙げられる。
(A) The melting point (Tm) of the crystalline polyamide is 290.0° C. or lower, preferably 280.0° C. or lower, more preferably 220.0° C. or higher and 280.0° C. or lower, and 220.0° C. or higher and 270.0° C. or lower. 0° C. or lower is more preferable, and 240.0° C. or higher and 270.0° C. or lower is particularly preferable.
(A) When the melting point (Tm) of the crystalline polyamide is equal to or less than the above upper limit, a laser-welded article with a thermoplastic resin having excellent welding strength and appearance can be obtained. In addition, thermal decomposition of the polyamide composition during melt processing such as extrusion and molding can be further suppressed. On the other hand, when the melting point (Tm) of (A) the crystalline polyamide is at least the above lower limit, it is possible to obtain a polyamide composition that is superior in heat rigidity and the like.
(A) The melting point (Tm) of the crystalline polyamide can be measured according to JIS-K7121, and the measuring device is a differential scanning calorimeter (DSC). and Diamond-DSC manufactured by Epson.
(B)非晶性ポリアミドの含有量は、ポリアミド組成物中の全ポリアミドの質量に対して、10.0質量%以上50.0質量%以下であり、10.0質量%以上45.0質量%以下が好ましく、12.5質量%以上45.0質量%以下がより好ましく、15.0質量%以上42.5質量%以下がさらに好ましく、17.5質量%以上40.0質量%以下がよりさらに好ましく、20.0質量%以上37.5質量%以下が特に好ましく、22.5質量%以上35.0質量%以下が最も好ましい。(B)非晶性ポリアミドの含有量を上記範囲とすることで、機械的性質、特に大気平衡吸湿下での剛性、金型離型性や可塑化安定性といった成形性に優れるポリアミド組成物が得られる。また、無機充填材に代表される成分を含有させたポリアミド組成物は、表面外観に優れたものとなる。 (B) The content of the amorphous polyamide is 10.0% by mass or more and 50.0% by mass or less, and 10.0% by mass or more and 45.0% by mass, based on the mass of the total polyamide in the polyamide composition % or less is preferable, 12.5% by mass or more and 45.0% by mass or less is more preferable, 15.0% by mass or more and 42.5% by mass or less is more preferable, and 17.5% by mass or more and 40.0% by mass or less is More preferably, it is 20.0% by mass or more and 37.5% by mass or less, and most preferably 22.5% by mass or more and 35.0% by mass or less. (B) By setting the content of the amorphous polyamide in the above range, a polyamide composition having excellent moldability such as mechanical properties, especially rigidity under atmospheric equilibrium moisture absorption, mold releasability and plasticization stability can be obtained. can get. Moreover, a polyamide composition containing a component represented by an inorganic filler has excellent surface appearance.
本実施形態のポリアミド組成物において、(B)非晶性ポリアミドは、(A)結晶性ポリアミド中に分散し、ドメインを形成している。 In the polyamide composition of the present embodiment, the (B) amorphous polyamide is dispersed in the (A) crystalline polyamide to form domains.
本実施形態のポリアミド組成物は、上記構成を有することで、レーザー溶着する際に良好な溶着強度や外観を発現し、成形品としたときの大気平衡吸湿下での剛性に優れ、且つ、成形性が良好なポリアミド組成物を提供することができる。 By having the above configuration, the polyamide composition of the present embodiment exhibits good welding strength and appearance when laser welding is performed, and when formed into a molded product, has excellent rigidity under moisture absorption in atmospheric equilibrium, and is molded. It is possible to provide a polyamide composition having good properties.
また、本実施形態のポリアミド組成物は、さらに(E)リン系難燃剤を含有することで、上記特徴を維持したまま、難燃性に優れたポリアミド組成物を提供することができる。 Further, the polyamide composition of the present embodiment further contains (E) a phosphorus-based flame retardant, thereby providing a polyamide composition excellent in flame retardancy while maintaining the above characteristics.
なお、以降において、(A)結晶性ポリアミド、(B)非晶性ポリアミド、(C)レーザー光透過性着色剤、及び(E)リン系難燃剤を、それぞれ(A)成分、(B)成分、(C)成分、及び(E)成分と称する場合がある。 In the following, (A) crystalline polyamide, (B) amorphous polyamide, (C) laser light transmitting colorant, and (E) phosphorus-based flame retardant are used as component (A) and component (B), respectively. , (C) component, and (E) component.
<ポリアミド組成物の特性>
本実施形態のポリアミド組成物において、融点Tm2は、下記構成とすることができる。
<Characteristics of Polyamide Composition>
In the polyamide composition of the present embodiment, the melting point Tm2 can be configured as follows.
[ポリアミド組成物の融点Tm2]
ポリアミド組成物の融点Tm2は、330.0℃以下が好ましく、300.0℃以下がより好ましく、290.0℃以下がさらにより好ましく、280.0℃以下がさらに好ましく、220.0℃以上280.0℃以下がよりさらに好ましく、220.0℃以上270.0℃以下が特に好ましく、240.0℃以上270.0℃以下が最も好ましい。
ポリアミド組成物の融点Tm2が上記上限値以下であることにより、溶着強度、及び製品外観により優れる、熱可塑性樹脂とのレーザー溶着体が得られる。また、押出、成形等の溶融加工におけるポリアミド組成物の熱分解等をより抑制することができる。一方、ポリアミド組成物の融点Tm2が上記下限値以上であることにより、熱時剛性等により優れるポリアミド組成物を得ることができる。
ポリアミド組成物の融点Tm2は、JIS-K7121に準じて測定することができ、測定装置としては、例えば、PERKIN-ELMER社製のDiamond-DSC等が挙げられる。
[Melting point Tm2 of polyamide composition]
The melting point Tm2 of the polyamide composition is preferably 330.0° C. or lower, more preferably 300.0° C. or lower, even more preferably 290.0° C. or lower, still more preferably 280.0° C. or lower, and 220.0° C. or higher and 280 0°C or less is more preferable, 220.0°C or more and 270.0°C or less is particularly preferable, and 240.0°C or more and 270.0°C or less is most preferable.
When the melting point Tm2 of the polyamide composition is equal to or less than the above upper limit, a laser-welded article with a thermoplastic resin having excellent welding strength and product appearance can be obtained. In addition, thermal decomposition of the polyamide composition during melt processing such as extrusion and molding can be further suppressed. On the other hand, when the melting point Tm2 of the polyamide composition is equal to or higher than the above lower limit, it is possible to obtain a polyamide composition which is excellent in heat rigidity and the like.
The melting point Tm2 of the polyamide composition can be measured according to JIS-K7121, and examples of measuring devices include Diamond-DSC manufactured by PERKIN-ELMER.
[非晶性ポリアミドのドメインサイズ]
本実施形態のポリアミド組成物において、(B)非晶性ポリアミドは(A)結晶性ポリアミド中に分散しドメインを形成しており、ドメインサイズの数平均粒子径は10nm以上1000nm以下が好ましく、20nm以上500nm以下がより好ましく、30nm以上300nm以下がさらに好ましく、50nm以上150nm以下がより更に好ましく、60nm以上110nm以下が特に好ましく、60nm以上80nm以下が最も好ましい。平均一次粒子径がこの範囲内であることで、成形品としたときのレーザー光の透過率及び大気平衡吸湿下での剛性を一層向上させることができる。
[Domain Size of Amorphous Polyamide]
In the polyamide composition of the present embodiment, the (B) amorphous polyamide is dispersed in the (A) crystalline polyamide to form domains, and the number average particle diameter of the domain size is preferably 10 nm or more and 1000 nm or less, and 20 nm. It is more preferably 500 nm or less, more preferably 30 nm or more and 300 nm or less, even more preferably 50 nm or more and 150 nm or less, particularly preferably 60 nm or more and 110 nm or less, and most preferably 60 nm or more and 80 nm or less. When the average primary particle size is within this range, it is possible to further improve the transmittance of laser light and the rigidity under atmospheric equilibrium moisture absorption when formed into a molded article.
以下、本実施形態のポリアミド組成物に含まれる各構成成分について説明する。 Each constituent component contained in the polyamide composition of the present embodiment will be described below.
<(A)結晶性ポリアミド>
結晶性ポリアミドとは、示差走査熱量計によって20℃/minで測定した場合の結晶の融解熱が4J/g以上であるポリアミドである。
<(A) Crystalline Polyamide>
A crystalline polyamide is a polyamide having a heat of fusion of crystals of 4 J/g or more when measured at 20° C./min with a differential scanning calorimeter.
(A)結晶性ポリアミドとしては、以下に制限されないが、例えば、(A-a)ラクタムの開環重合で得られるポリアミド、(A-b)ω-アミノカルボン酸の自己縮合で得られるポリアミド、(A-c)ジアミン及びジカルボン酸を縮合することで得られるポリアミド、並びにこれらの共重合物等が挙げられる。結晶性ポリアミドとしては、単独で用いてもよく、2種以上の混合物として用いてもよい。
中でも、結晶性ポリアミドとしては、単量体単位を形成する炭素骨格が脂肪族炭化水素基からなる、脂肪族ポリアミドであることが好ましい。
Examples of (A) crystalline polyamides include, but are not limited to, (Aa) polyamides obtained by ring-opening polymerization of lactams, (Ab) polyamides obtained by self-condensation of ω-aminocarboxylic acids, (Ac) polyamides obtained by condensing diamines and dicarboxylic acids, copolymers thereof, and the like. The crystalline polyamide may be used singly or as a mixture of two or more.
Among them, the crystalline polyamide is preferably an aliphatic polyamide in which the carbon skeleton forming the monomer units is composed of an aliphatic hydrocarbon group.
(A-a)ラクタムの開環重合で得られるポリアミドで使用されるラクタムは、以下に制限されないが、例えば、ピロリドン、カプロラクタム、ウンデカラクタムやドデカラクタムなどが挙げられる。 (Aa) Lactams used in polyamides obtained by ring-opening polymerization of lactams include, but are not limited to, pyrrolidone, caprolactam, undecalactam, dodecalactam, and the like.
(A-b)ω-アミノカルボン酸の自己縮合で得られるポリアミドで使用されるω-アミノカルボン酸としては、以下に制限されないが、例えば、上記ラクタムの水による開環化合物であるω-アミノ脂肪酸などが挙げられる。ラクタム又はω-アミノカルボン酸として、それぞれ2種以上の単量体を併用して縮合させてもよい。 (Ab) The ω-aminocarboxylic acid used in the polyamide obtained by self-condensation of ω-aminocarboxylic acid is not limited to the following, but for example, ω-amino which is a ring-opening compound of the above lactam with water Fatty acid etc. are mentioned. As a lactam or ω-aminocarboxylic acid, two or more monomers may be used in combination for condensation.
(A-c)ジアミン及びジカルボン酸を縮合することで得られるポリアミドで使用されるジアミン(単量体)としては、以下に制限されないが、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、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、ヘ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、トリデカメチレンジアミン等の炭素数2以上20以下の直鎖状飽和脂肪族ジアミン等が挙げられる。 (Ac) The diamine (monomer) used in the polyamide obtained by condensing a diamine and a dicarboxylic acid is not limited to the following, but examples include ethylenediamine, propylenediamine, tetramethylenediamine, and pentamethylenediamine. , hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, octamethylenediamine, nonamethylenediamine, decamethylenediamine, undecamethylenediamine, dodecamethylenediamine, tridecamethylenediamine, and other linear saturated aliphatic diamines having 2 to 20 carbon atoms etc.
主鎖から分岐した置換基を持つジアミン単位を構成するジアミンとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、2-メチルペンタメチレンジアミン(2-メチル-1,5-ジアミノペンタンともいう)、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、2-メチル-1,8-オクタンジアミン(2-メチルオクタメチレンジアミンともいう)、2,4-ジメチルオクタメチレンジアミン等の炭素数3以上20以下の分岐鎖状飽和脂肪族ジアミン等が挙げられる。
中でも、主鎖から分岐した置換基を持つジアミン単位を構成するジアミンとしては、2-メチルペンタメチレンジアミン又は2-メチル-1,8-オクタンジアミンが好ましく、2-メチルペンタメチレンジアミンがより好ましい。このような脂肪族ジアミンを含むことにより、耐熱性及び剛性等により優れるポリアミド組成物となる傾向にある。
The diamine constituting the diamine unit having a substituent branched from the main chain is not limited to the following, but for example, 2-methylpentamethylenediamine (also referred to as 2-methyl-1,5-diaminopentane) , 2,2,4-trimethylhexamethylenediamine, 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine, 2-methyl-1,8-octanediamine (also referred to as 2-methyloctamethylenediamine), 2,4-dimethylocta Branched saturated aliphatic diamines having 3 or more and 20 or less carbon atoms such as methylenediamine may be used.
Among them, 2-methylpentamethylenediamine or 2-methyl-1,8-octanediamine is preferable as the diamine constituting the diamine unit having a substituent branched from the main chain, and 2-methylpentamethylenediamine is more preferable. By containing such an aliphatic diamine, the polyamide composition tends to be more excellent in heat resistance, rigidity, and the like.
上記した単量体としてのジアミンは、単独で用いてもよく、2種以上の組み合わせて用いてもよい。 The above diamines as monomers may be used alone or in combination of two or more.
ジアミン単位の炭素数は、4以上12以下が好ましく、4以上10以下がより好ましい。炭素数が上記下限値以上であると、耐熱性により優れ、一方、上記上限値以下であると結晶性及び離型性により優れる。 The number of carbon atoms in the diamine unit is preferably 4 or more and 12 or less, more preferably 4 or more and 10 or less. When the number of carbon atoms is at least the above lower limit, the heat resistance is excellent, while when it is at most the above upper limit, the crystallinity and releasability are excellent.
なお、脂肪族ジアミンは、必要に応じて、ビスヘキサメチレントリアミン等の3価以上の多価脂肪族アミンをさらに含んでもよい。
これらジアミンは、単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
In addition, the aliphatic diamine may further contain a trivalent or higher polyvalent aliphatic amine such as bishexamethylenetriamine, if necessary.
These diamines may be used alone or in combination of two or more.
(A-c)ジアミン及びジカルボン酸を縮合することで得られるポリアミドで使用されるジカルボン酸(単量体)としては、以下に制限されないが、例えば、コハク酸、アジピン酸、ピメリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、テトラデカン二酸等の脂肪族ジカルボン酸;イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、2-クロロテレフタル酸、2-メチルテレフタル酸、5-メチルイソフタル酸、5-ナトリウムスルホイソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸;シクロヘキサ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。上記した単量体としてのジカルボン酸は、単独で用いてもよく、2種以上の組み合わせて用いてもよい。 (Ac) The dicarboxylic acid (monomer) used in the polyamide obtained by condensing a diamine and a dicarboxylic acid is not limited to the following, but for example, succinic acid, adipic acid, pimelic acid, sebacic acid , dodecanedioic acid, tetradecanedioic acid, etc.; aromatic dicarboxylic acids; and alicyclic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid. The above dicarboxylic acids as monomers may be used alone or in combination of two or more.
なお、(A)結晶性ポリアミドは、必要に応じて、トリメリット酸、トリメシン酸、及びピロメリット酸等の3価以上の多価カルボン酸に由来する単位をさらに含んでもよい。3価以上の多価カルボン酸は、1種のみを単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。 In addition, (A) the crystalline polyamide may further contain units derived from polycarboxylic acids having a valence of 3 or more, such as trimellitic acid, trimesic acid, and pyromellitic acid, if necessary. The trivalent or higher polyvalent carboxylic acid may be used alone or in combination of two or more.
(A)結晶性ポリアミドとして、具体的には、ポリアミド4(ポリα-ピロリドン)、ポリアミド6(ポリカプロアミド)、ポリアミド11(ポリウンデカンアミド)、ポリアミド12(ポリドデカンアミド)、ポリアミド46(ポリテトラメチレンアジパミド)、ポリアミド56(ポリペンタメチレンアジパミド)、ポリアミド66(ポリヘキサメチレンアジパミド)、ポリアミド610(ポリヘキサメチレンセバカミド)、ポリアミド612(ポリヘキサメチレンドデカミド)、ポリアミド4T(ポリテトラ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テレフタルアミド)、ポリアミド9T(ポリノナンメチレンテレフタルアミド)、及びこれらを構成成分として含む共重合ポリアミドが挙げられる。 (A) Specific examples of crystalline polyamides include polyamide 4 (polyα-pyrrolidone), polyamide 6 (polycaproamide), polyamide 11 (polyundecaneamide), polyamide 12 (polydodecanamide), polyamide 46 (poly tetramethylene adipamide), polyamide 56 (polypentamethylene adipamide), polyamide 66 (polyhexamethylene adipamide), polyamide 610 (polyhexamethylene sebacamide), polyamide 612 (polyhexamethylene dodecamide), Examples include polyamide 4T (polytetramethylene terephthalamide), polyamide 6T (polyhexamethylene terephthalamide), polyamide 9T (polynonanemethylene terephthalamide), and copolymerized polyamides containing these as constituents.
中でも、ポリアミド6、ポリアミド46、ポリアミド66、又はポリアミド610が好ましく、ポリアミド6、ポリアミド66、又はポリアミド610がより好ましく、ポリアミド6、又はポリアミド66がさらに好ましく、ポリアミド66が特に好ましい。ポリアミド66は、耐熱性、成形性及び靭性に優れていることから、自動車部品に適した材料と考えられる。また、ポリアミド610等の長鎖脂肪族ポリアミドは、耐薬品性に優れる。 Among them, polyamide 6, polyamide 46, polyamide 66, or polyamide 610 is preferred, polyamide 6, polyamide 66, or polyamide 610 is more preferred, polyamide 6 or polyamide 66 is even more preferred, and polyamide 66 is particularly preferred. Polyamide 66 is considered to be a suitable material for automobile parts because of its excellent heat resistance, moldability and toughness. In addition, long-chain aliphatic polyamides such as polyamide 610 are excellent in chemical resistance.
[(A)結晶性ポリアミドの特性]
((A)結晶性ポリアミドの重量平均分子量Mw(A))
(A)結晶性ポリアミドの分子量の指標としては、重量平均分子量を利用できる。
[(A) Characteristics of crystalline polyamide]
((A) weight average molecular weight Mw (A) of crystalline polyamide)
(A) A weight average molecular weight can be used as an index of the molecular weight of the crystalline polyamide.
(A)結晶性ポリアミドの重量平均分子量(Mw(A))は、10000以上50000以下が好ましく、15000以上45000以下がより好ましく、20000以上40000以下がさらに好ましく、25000以上40000以下が特に好ましい。
Mw(A)が上記範囲であることにより、機械特性、特に吸水剛性、熱時剛性、流動性、耐腐食性等を同時により満足できるポリアミド組成物が得られる。また、無機充填材に代表される成分を含有させたポリアミド組成物から得られる成形品は、表面外観がより優れたものとなる。
なお、(A)結晶性ポリアミドの重量平均分子量(Mw(A))の測定は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定することができる。
(A) The weight average molecular weight (Mw(A)) of the crystalline polyamide is preferably 10,000 or more and 50,000 or less, more preferably 15,000 or more and 45,000 or less, still more preferably 20,000 or more and 40,000 or less, and particularly preferably 25,000 or more and 40,000 or less.
When Mw (A) is within the above range, it is possible to obtain a polyamide composition which simultaneously satisfies mechanical properties, particularly water absorption stiffness, heat stiffness, fluidity, corrosion resistance, and the like. In addition, a molded article obtained from a polyamide composition containing a component typified by an inorganic filler has a more excellent surface appearance.
The weight average molecular weight (Mw(A)) of the crystalline polyamide (A) can be measured using gel permeation chromatography (GPC).
((A)結晶性ポリアミドの分子量分布)
(A)結晶性ポリアミドの分子量分布は、(A)結晶性ポリアミドの重量平均分子量(Mw(A))を(A)結晶性ポリアミドの数平均分子量(Mn(A))で除した値Mw(A)/Mn(A)を指標とする。
Mw(A)/Mn(A)は、1.0以上が好ましく、1.8以上2.2以下がより好ましく、2.0以上2.2以下がさらに好ましい。
Mw(A)/Mn(A)が上記範囲であることにより、流動性等により優れるポリアミド組成物が得られる。また、無機充填材に代表される成分を含有させたポリアミド組成物から得られる成形品は、表面外観がより優れたものとなる。
(Molecular weight distribution of (A) crystalline polyamide)
(A) The molecular weight distribution of the crystalline polyamide is the value Mw ( A)/Mn(A) is used as an index.
Mw(A)/Mn(A) is preferably 1.0 or more, more preferably 1.8 or more and 2.2 or less, and still more preferably 2.0 or more and 2.2 or less.
When Mw(A)/Mn(A) is within the above range, a polyamide composition having excellent fluidity and the like can be obtained. In addition, a molded article obtained from a polyamide composition containing a component typified by an inorganic filler has a more excellent surface appearance.
Mw(A)/Mn(A)を上記範囲内に制御する方法としては、例えば、以下の1)又は2)に示す方法等が挙げられる。
1)ポリアミドの熱溶融重合時の添加物としてリン酸や次亜リン酸ナトリウムのような公知の重縮合触媒を加える方法。
2)上記1)の方法に加えて、加熱条件や減圧条件のような重合条件を制御する方法。
Methods for controlling Mw(A)/Mn(A) within the above range include, for example, methods shown in 1) or 2) below.
1) A method of adding a known polycondensation catalyst such as phosphoric acid or sodium hypophosphite as an additive during thermal melt polymerization of polyamide.
2) In addition to the above method 1), a method of controlling polymerization conditions such as heating conditions and pressure reduction conditions.
なお、Mw(A)/Mn(A)は、GPCを用いて得られたMw(A)、Mn(A)を使用して計算することができる。 Note that Mw(A)/Mn(A) can be calculated using Mw(A) and Mn(A) obtained using GPC.
((A)結晶性ポリアミドの結晶化エンタルピーΔH)
(A)結晶性ポリアミドの結晶化エンタルピーΔHの下限値は、機械特性、特に吸水剛性、熱時剛性の観点から、30J/gが好ましく、40J/gがより好ましく、50J/gがさらに好ましく、60J/gが特に好ましい。一方、(A)結晶性ポリアミドの結晶化エンタルピーΔHの上限値は、特に限定されず、高いほど好ましい。
(A)結晶性ポリアミドの結晶化エンタルピーΔHは、JIS-K7121に準じて測定することができ、測定装置としては、例えば、PERKIN-ELMER社製のDiamond-DSC等が挙げられる。
((A) Enthalpy of crystallization ΔH of crystalline polyamide)
(A) The lower limit of the crystallization enthalpy ΔH of the crystalline polyamide is preferably 30 J/g, more preferably 40 J/g, and even more preferably 50 J/g, from the viewpoint of mechanical properties, particularly water absorption stiffness and heat stiffness. 60 J/g is particularly preferred. On the other hand, the upper limit of the crystallization enthalpy ΔH of the crystalline polyamide (A) is not particularly limited, and the higher the better.
(A) The enthalpy of crystallization ΔH of the crystalline polyamide can be measured according to JIS-K7121, and examples of measuring devices include Diamond-DSC manufactured by PERKIN-ELMER.
[(A)結晶性ポリアミドの含有量]
本実施形態のポリアミド組成物において、(A)結晶性ポリアミドの含有量は、ポリアミド組成物中の全ポリアミド量に対し、50.0質量%以上90.0質量%以下とすることができ、55.0質量%以上90.0質量%以下が好ましく、55.0質量%以上87.5質量%以下がより好ましく、57.5質量%以上87.5質量%以下がさらに好ましく、60.0質量%以上82.5質量%以下がよりさらに好ましく、62.5質量%以上80.0質量%以下が特に好ましく、65.0質量%以上72.5質量%以下が最も好ましい。
(A)結晶性ポリアミドの配合量を上記範囲とすることで、機械的性質、特に熱時剛性、流動性、耐腐食性等により優れるポリアミド組成物が得られる。また、無機充填材に代表される成分を含有させたポリアミド組成物は、表面外観により優れたものとなる。
[(A) Content of crystalline polyamide]
In the polyamide composition of the present embodiment, the content of (A) the crystalline polyamide can be 50.0% by mass or more and 90.0% by mass or less with respect to the total amount of polyamide in the polyamide composition. 0% by mass or more and 90.0% by mass or less is preferable, 55.0% by mass or more and 87.5% by mass or less is more preferable, 57.5% by mass or more and 87.5% by mass or less is even more preferable, and 60.0% by mass % or more and 82.5 mass % or less is more preferable, 62.5 mass % or more and 80.0 mass % or less is particularly preferable, and 65.0 mass % or more and 72.5 mass % or less is most preferable.
By setting the blending amount of (A) the crystalline polyamide within the above range, it is possible to obtain a polyamide composition which is excellent in mechanical properties, particularly in hot rigidity, fluidity, corrosion resistance, and the like. Moreover, the polyamide composition containing the component represented by the inorganic filler has a more excellent surface appearance.
本実施形態のポリアミド組成物において、(A)結晶性ポリアミドの含有量は、ポリアミド組成物の総質量に対して、例えば、10.0質量%以上60.0質量%以下とすることができ、15.0質量%以上55.0質量%以下とすることができ、20.0質量%以上53.0質量%以下とすることができ、25.0質量%以上50.0質量%以下とすることができる。 In the polyamide composition of the present embodiment, the content of (A) the crystalline polyamide is, for example, 10.0% by mass or more and 60.0% by mass or less with respect to the total mass of the polyamide composition, It can be 15.0% by mass or more and 55.0% by mass or less, can be 20.0% by mass or more and 53.0% by mass or less, and can be 25.0% by mass or more and 50.0% by mass or less. be able to.
<(B)非晶性ポリアミド>
非晶性ポリアミドとは、示差走査熱量計によって20℃/minで測定した場合の結晶化エンタルピーΔHが15J/g以下のポリアミドを指す。(B)非晶性ポリアミドの結晶化エンタルピーは10J/g以下が好ましく、5J/g以下がより好ましく、0J/gであることがさらに好ましい。なお、結晶化エンタルピーΔHは、例えば、JIS-K7121に準じて、PERKIN-ELMER社製のDiamond-DSC等の測定装置を用いて、測定することができる。
(B)非晶性ポリアミドとしては、結晶化エンタルピーΔHが上記上限値以下のポリア
ミドであれば特に限定されないが、半芳香族ポリアミドであってよい。
<(B) amorphous polyamide>
Amorphous polyamide refers to a polyamide having an enthalpy of crystallization ΔH of 15 J/g or less when measured at 20° C./min with a differential scanning calorimeter. (B) The enthalpy of crystallization of the amorphous polyamide is preferably 10 J/g or less, more preferably 5 J/g or less, and even more preferably 0 J/g. The crystallization enthalpy ΔH can be measured, for example, according to JIS-K7121 using a measuring device such as Diamond-DSC manufactured by PERKIN-ELMER.
(B) The amorphous polyamide is not particularly limited as long as it has an enthalpy of crystallization ΔH of the above upper limit or less, but it may be a semi-aromatic polyamide.
(B)非晶性ポリアミドが半芳香族ポリアミドである場合には、ジアミン単位とジカルボン酸単位とを含有するポリアミドであることが好ましい。
(B)非晶性ポリアミドは、イソフタル酸単位を少なくとも50モル%含む(B-a)ジカルボン酸単位と、炭素数4以上10以下のジアミン単位を少なくとも50モル%含む(B-b)ジアミン単位とを含有するポリアミドであることが好ましい。
上記イソフタル酸単位及び炭素数4以上10以下のジアミン単位の合計量は、(B)非晶性ポリアミドの全構成単位の総量に対して、75モル%以上100モル%以下が好ましく、90モル%以上100モル%以下がより好ましく、100モル%がさらに好ましい。
なお、本発明において(B)非晶性ポリアミドを構成する所定の単量体単位の割合は、核磁気共鳴分光法(NMR)等により測定することができる。
When the amorphous polyamide (B) is a semi-aromatic polyamide, it is preferably a polyamide containing a diamine unit and a dicarboxylic acid unit.
(B) the amorphous polyamide comprises (B-a) a dicarboxylic acid unit containing at least 50 mol% of an isophthalic acid unit, and (B-b) a diamine unit containing at least 50 mol% of a diamine unit having 4 to 10 carbon atoms. and is preferably a polyamide containing.
The total amount of the isophthalic acid units and the diamine units having 4 to 10 carbon atoms is preferably 75 mol% or more and 100 mol% or less, and 90 mol%, based on the total amount of all structural units of the amorphous polyamide (B). 100 mol % or less is more preferable, and 100 mol % is even more preferable.
In the present invention, the ratio of the predetermined monomer units constituting (B) the amorphous polyamide can be measured by nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) or the like.
[(B-a)ジカルボン酸単位]
(B-a)ジカルボン酸単位において、ジカルボン酸単位の総モル量に対する、イソフタル酸単位の含有量は、50モル%以上が好ましく、75モル%以上100モル%以下が特に好ましく、90モル%以上100モル%以下がさらに好ましく、100モル%が特に好ましい。
ジカルボン酸全モル数に対する、イソフタル酸単位の含有量が上記下限値以上であることにより、機械的性質、大気平衡吸湿時の剛性、成形性、表面外観性、並びに、レーザー溶着する際の溶着強度及び外観を同時により満足する、ポリアミド組成物を得ることができる。
[(Ba) dicarboxylic acid unit]
In (Ba) the dicarboxylic acid unit, the content of the isophthalic acid unit is preferably 50 mol% or more, particularly preferably 75 mol% or more and 100 mol% or less, and 90 mol% or more with respect to the total molar amount of the dicarboxylic acid units. 100 mol % or less is more preferable, and 100 mol % is particularly preferable.
The content of isophthalic acid units relative to the total number of moles of dicarboxylic acid is at least the above lower limit, so that mechanical properties, rigidity at the time of moisture absorption in atmospheric equilibrium, moldability, surface appearance, and welding strength during laser welding are improved. It is possible to obtain a polyamide composition which is more satisfactory in appearance and at the same time.
(B-a)ジカルボン酸単位は、イソフタル酸単位以外の芳香族ジカルボン酸単位、脂肪族ジカルボン酸単位、脂環族ジカルボン酸単位を含有してもよい。 (Ba) dicarboxylic acid units may contain aromatic dicarboxylic acid units, aliphatic dicarboxylic acid units, and alicyclic dicarboxylic acid units other than isophthalic acid units.
(芳香族ジカルボン酸単位)
イソフタル酸単位以外の芳香族ジカルボン酸単位を構成する芳香族ジカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、フェニル基、ナフチル基を有するジカルボン酸が挙げられる。芳香族ジカルボン酸の芳香族基は、無置換でも置換基を有していてもよい。
この置換基としては、特に限定されないが、例えば、炭素数1以上4以下のアルキル基、炭素数6以上10以下のアリール基、炭素数7以上10以下のアリールアルキル基、クロロ基及びブロモ基等のハロゲン基、炭素数1以上6以下のシリル基、スルホン酸基及びその塩(ナトリウム塩等)等が挙げられる。
具体的には、以下に限定されるものではないが、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、2-クロロテレフタル酸、2-メチルテレフタル酸、5-メチルイソフタル酸、5-ナトリウムスルホイソフタル酸等の無置換又は所定の置換基で置換された炭素数8以上20以下の芳香族ジカルボン酸等が挙げられる。中でも、テレフタル酸が好ましい。
芳香族ジカルボン酸単位を構成する芳香族ジカルボン酸は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(aromatic dicarboxylic acid unit)
Examples of the aromatic dicarboxylic acid constituting the aromatic dicarboxylic acid unit other than the isophthalic acid unit include, but are not limited to, dicarboxylic acids having a phenyl group and a naphthyl group. The aromatic group of the aromatic dicarboxylic acid may be unsubstituted or have a substituent.
Although the substituent is not particularly limited, for example, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an arylalkyl group having 7 to 10 carbon atoms, a chloro group, a bromo group, etc. , silyl groups having 1 to 6 carbon atoms, sulfonic acid groups and salts thereof (sodium salts, etc.), and the like.
Specifically, but not limited to, unsubstituted terephthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, 2-chloroterephthalic acid, 2-methylterephthalic acid, 5-methylisophthalic acid, 5-sodiumsulfoisophthalic acid, and the like. Alternatively, aromatic dicarboxylic acids having 8 or more and 20 or less carbon atoms substituted with predetermined substituents may be mentioned. Among them, terephthalic acid is preferred.
The aromatic dicarboxylic acids constituting the aromatic dicarboxylic acid unit may be used alone or in combination of two or more.
(脂肪族ジカルボン酸単位)
脂肪族ジカルボン酸単位を構成する脂肪族ジカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、マロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、2,2-ジメチルコハク酸、2,3-ジメチルグルタル酸、2,2-ジエチルコハク酸、2,3-ジエチルグルタル酸、グルタル酸、2,2-ジメチルグルタル酸、アジピン酸、2-メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、テトラデカン二酸、ヘキサデカン二酸、オクタデカン二酸、エイコサン二酸、ジグリコール酸等の炭素数3以上20以下の直鎖状又は分岐鎖状飽和脂肪族ジカルボン酸等が挙げられる。
(aliphatic dicarboxylic acid unit)
The aliphatic dicarboxylic acid constituting the aliphatic dicarboxylic acid unit is not limited to the following, but examples include malonic acid, dimethylmalonic acid, succinic acid, 2,2-dimethylsuccinic acid, 2,3-dimethyl Glutaric acid, 2,2-diethylsuccinic acid, 2,3-diethylglutaric acid, glutaric acid, 2,2-dimethylglutaric acid, adipic acid, 2-methyladipic acid, trimethyladipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaine Acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, tetradecanedioic acid, hexadecanedioic acid, octadecanedioic acid, eicosanedioic acid, diglycolic acid, linear or branched saturated aliphatic dicarboxylic acids having 3 to 20 carbon atoms, etc. are mentioned.
(脂環族ジカルボン酸単位)
脂環族ジカルボン酸単位(以下、「脂環式ジカルボン酸単位」ともいう)を構成する脂環族ジカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、脂環構造の炭素数が3以上10以下の脂環族ジカルボン酸が挙げられ、脂環構造の炭素数が5以上10以下の脂環族ジカルボン酸が好ましい。
このような脂環族ジカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸、及び1,3-シクロペンタンジカルボン酸等が挙げられる。中でも、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸が好ましい。
なお、脂環族ジカルボン酸単位を構成する脂環族ジカルボン酸は、単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
(Alicyclic dicarboxylic acid unit)
The alicyclic dicarboxylic acid constituting the alicyclic dicarboxylic acid unit (hereinafter also referred to as "alicyclic dicarboxylic acid unit") is not limited to the following, but for example, the number of carbon atoms in the alicyclic structure is An alicyclic dicarboxylic acid having 3 or more and 10 or less carbon atoms is mentioned, and an alicyclic dicarboxylic acid having an alicyclic structure having 5 or more and 10 or less carbon atoms is preferable.
Examples of such alicyclic dicarboxylic acids include, but are not limited to, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, and 1,3-cyclopentanedicarboxylic acid. mentioned. Among them, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid is preferred.
In addition, the alicyclic dicarboxylic acid that constitutes the alicyclic dicarboxylic acid unit may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
脂環族ジカルボン酸の脂環族基は、無置換でも置換基を有していてもよい。置換基としては、以下に限定されるものではないが、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基等の炭素数1以上4以下のアルキル基等が挙げられる。
イソフタル酸単位以外のジカルボン酸単位としては、芳香族ジカルボン酸単位を含むことが好ましく、炭素数が6以上12以下である芳香族ジカルボン酸単位を含むことがより好ましい。
このようなジカルボン酸を用いることにより、ポリアミド組成物の機械的性質、特に吸水剛性、熱時剛性、流動性、表面外観性、耐腐食性等がより優れる傾向にある。
The alicyclic group of the alicyclic dicarboxylic acid may be unsubstituted or have a substituent. Examples of substituents include, but are not limited to, those having 1 to 4 carbon atoms such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, and tert-butyl. Examples include the following alkyl groups.
Dicarboxylic acid units other than isophthalic acid units preferably include aromatic dicarboxylic acid units, and more preferably include aromatic dicarboxylic acid units having 6 or more and 12 or less carbon atoms.
By using such a dicarboxylic acid, the polyamide composition tends to be more excellent in mechanical properties, particularly water absorption rigidity, heat rigidity, fluidity, surface appearance, corrosion resistance, and the like.
本実施形態のポリアミド組成物において、(B-a)ジカルボン酸単位を構成するジカルボン酸としては、上記ジカルボン酸として記載の化合物に限定されるものではなく、上記ジカルボン酸と等価な化合物であってもよい。
ここで「ジカルボン酸と等価な化合物」とは、上記ジカルボン酸に由来するジカルボン酸構造と同様のジカルボン酸構造となり得る化合物をいう。このような化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ジカルボン酸の無水物及びハロゲン化物等が挙げられる。
In the polyamide composition of the present embodiment, the (Ba) dicarboxylic acid constituting the dicarboxylic acid unit is not limited to the compounds described as the dicarboxylic acid, and is a compound equivalent to the dicarboxylic acid. good too.
Here, "a compound equivalent to a dicarboxylic acid" refers to a compound capable of forming a dicarboxylic acid structure similar to the dicarboxylic acid structure derived from the above dicarboxylic acid. Examples of such compounds include, but are not limited to, anhydrides and halides of dicarboxylic acids.
また、(B)非晶性ポリアミドは、必要に応じて、トリメリット酸、トリメシン酸、及びピロメリット酸等の3価以上の多価カルボン酸に由来する単位をさらに含んでもよい。
3価以上の多価カルボン酸は、単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
In addition, (B) the amorphous polyamide may further contain units derived from polycarboxylic acids having a valence of 3 or more, such as trimellitic acid, trimesic acid, and pyromellitic acid, if necessary.
The polyvalent carboxylic acid having a valence of 3 or more may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
[(B-b)ジアミン単位]
(B)非晶性ポリアミドを構成する(B-b)ジアミン単位は、炭素数4以上10以下のジアミン単位を少なくとも50モル%含むことが好ましい。以下に限定されるものではないが、例えば、脂肪族ジアミン単位、脂環式ジアミン単位、芳香族ジアミン単位等が挙げられる。
[(Bb) diamine unit]
The (Bb) diamine units constituting the (B) amorphous polyamide preferably contain at least 50 mol % of diamine units having 4 to 10 carbon atoms. Examples include, but are not limited to, aliphatic diamine units, alicyclic diamine units, and aromatic diamine units.
(脂肪族ジアミン単位)
脂肪族ジアミン単位を構成する脂肪族ジアミンとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、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、ヘ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、トリデカメチレンジアミン等の炭素数2以上20以下の直鎖状飽和脂肪族ジアミン等が挙げられる。
(aliphatic diamine unit)
Aliphatic diamines constituting the aliphatic diamine unit are not limited to the following, but examples include ethylenediamine, propylenediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, octamethylenediamine, Straight-chain saturated aliphatic diamines having 2 to 20 carbon atoms such as nonamethylenediamine, decamethylenediamine, undecamethylenediamine, dodecamethylenediamine, and tridecamethylenediamine.
(脂環族ジアミン単位)
脂環族ジアミン単位を構成する脂環族ジアミン(以下、「脂環式ジアミン」ともいう)としては、以下に限定されるものではないが、例えば、1,4-シクロヘキサンジアミン、1,3-シクロヘキサンジアミン、1,3-シクロペンタンジアミン等が挙げられる。
(alicyclic diamine unit)
The alicyclic diamine (hereinafter also referred to as "alicyclic diamine") constituting the alicyclic diamine unit is not limited to the following, but examples include 1,4-cyclohexanediamine, 1,3- cyclohexanediamine, 1,3-cyclopentanediamine and the like.
(芳香族ジアミン単位)
芳香族ジアミン単位を構成する芳香族ジアミンとしては、芳香族基を含有するジアミンであれば以下に限定されるものではないが、例えば、メタキシリレンジアミン等が挙げられる。
(aromatic diamine unit)
The aromatic diamine constituting the aromatic diamine unit is not limited to the following as long as it is a diamine containing an aromatic group, and examples thereof include meta-xylylenediamine.
中でも、脂肪族ジアミン単位が好ましく、炭素数4以上10以下の直鎖状飽和脂肪族基を有するジアミン単位がより好ましく、炭素数6以上10以下の直鎖状飽和脂肪族基を有するジアミン単位がさらに好ましく、ヘキサメチレンジアミン単位が特に好ましい。
このようなジアミンを用いることにより、機械的性質、特に吸水剛性、熱時剛性、流動性、表面外観性、腐食性等により優れるポリアミド組成物となる傾向にある。
なお、ジアミンは、単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
Among them, an aliphatic diamine unit is preferable, a diamine unit having a linear saturated aliphatic group having 4 to 10 carbon atoms is more preferable, and a diamine unit having a linear saturated aliphatic group having 6 to 10 carbon atoms is More preferred, hexamethylenediamine units are particularly preferred.
By using such a diamine, the polyamide composition tends to be more excellent in mechanical properties, particularly water absorption rigidity, heat rigidity, fluidity, surface appearance, corrosiveness, and the like.
In addition, diamine may be used individually and may be used in combination of 2 or more types.
(B)非晶性ポリアミドとしては、ポリアミド6I、6I/6T、9I、又は10Iが好ましく、6I、又は6I/6Tがより好ましく、6Iが最も好ましい。 (B) The amorphous polyamide is preferably polyamide 6I, 6I/6T, 9I, or 10I, more preferably 6I or 6I/6T, and most preferably 6I.
なお、(B)非晶性ポリアミドは、必要に応じて、ビスヘキサメチレントリアミン等の3価以上の多価脂肪族アミンをさらに含んでもよい。
3価以上の多価脂肪族アミンは、単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
In addition, (B) the amorphous polyamide may further contain a polyvalent aliphatic amine having a valence of 3 or more, such as bishexamethylenetriamine, if necessary.
The polyvalent aliphatic amines having a valence of 3 or more may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
[ラクタム単位及びアミノカルボン酸単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の単位]
(B)非晶性ポリアミドは、ラクタム単位及びアミノカルボン酸単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の単位を更に含有することができる。このような単位を含むことにより、靭性により優れるポリアミドが得られる傾向にある。なお、ここでラクタム単位及びアミノカルボン酸単位を構成するラクタム及びアミノカルボン酸とは、重(縮)合可能なラクタム及びアミノカルボン酸をいう。
[At least one unit selected from the group consisting of lactam units and aminocarboxylic acid units]
(B) The amorphous polyamide can further contain at least one unit selected from the group consisting of lactam units and aminocarboxylic acid units. Inclusion of such units tends to result in a polyamide having better toughness. In addition, the lactam and aminocarboxylic acid constituting the lactam unit and the aminocarboxylic acid unit refer to lactam and aminocarboxylic acid capable of poly(condensation) polymerization.
ラクタム単位及びアミノカルボン酸単位を構成するラクタム及びアミノカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、炭素数4以上14以下のラクタム及びアミノカルボン酸が好ましく、炭素数6以上12以下のラクタム及びアミノカルボン酸がより好ましい。 The lactams and aminocarboxylic acids constituting the lactam units and aminocarboxylic acid units are not limited to the following, but for example, lactams and aminocarboxylic acids having 4 to 14 carbon atoms are preferable, and More preferred are the following lactams and aminocarboxylic acids.
ラクタム単位を構成するラクタムとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、ブチロラクタム、ピバロラクタム、ε-カプロラクタム、カプリロラクタム、エナントラクタム、ウンデカノラクタム、ラウロラクタム(ドデカノラクタム)等が挙げられる。
中でも、ラクタムとしては、ε-カプロラクタム又はラウロラクタムが好ましく、ε-カプロラクタムがより好ましい。このようなラクタムを含むことにより、靭性により優れるポリアミドとなる傾向にある。
Examples of the lactam constituting the lactam unit include, but are not limited to, butyrolactam, pivalolactam, ε-caprolactam, caprylolactam, enantholactam, undecanolactam, laurolactam (dodecanolactam), and the like. be done.
Among them, the lactam is preferably ε-caprolactam or laurolactam, more preferably ε-caprolactam. The inclusion of such lactams tends to result in polyamides with better toughness.
アミノカルボン酸単位を構成するアミノカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ラクタムが開環した化合物であるω-アミノカルボン酸やα,ω-アミノ酸等が挙げられる。
アミノカルボン酸としては、ω位がアミノ基で置換された炭素数4以上14以下の直鎖状又は分岐鎖状飽和脂肪族カルボン酸が好ましい。このようなアミノカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、6-アミノカプロン酸、11-アミノウンデカン酸、12-アミノドデカン酸等が挙げられる。また、アミノカルボン酸としては、パラアミノメチル安息香酸等も挙げられる。
Examples of the aminocarboxylic acid constituting the aminocarboxylic acid unit include, but are not limited to, ω-aminocarboxylic acids and α,ω-amino acids, which are lactam ring-opened compounds.
As the aminocarboxylic acid, a linear or branched saturated aliphatic carboxylic acid having 4 or more and 14 or less carbon atoms substituted with an amino group at the ω-position is preferable. Examples of such aminocarboxylic acids include, but are not limited to, 6-aminocaproic acid, 11-aminoundecanoic acid, 12-aminododecanoic acid and the like. Moreover, para-aminomethyl benzoic acid etc. are mentioned as an aminocarboxylic acid.
ラクタム単位及びアミノカルボン酸単位を構成するラクタム及びアミノカルボン酸は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。 The lactams and aminocarboxylic acids that constitute the lactam units and aminocarboxylic acid units may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
ラクタム単位及びアミノカルボン酸単位の合計割合(モル%)は、ポリアミド全体に対して、0モル%以上20モル%以下が好ましく、0モル%以上10モル%以下がより好ましく、0モル%以上5モル%以下がさらに好ましい。
ラクタム単位及びアミノカルボン酸単位の合計割合が上記範囲であることにより、流動性の向上等の効果が得られる傾向にある。
The total proportion (mol%) of the lactam units and aminocarboxylic acid units is preferably 0 mol% or more and 20 mol% or less, more preferably 0 mol% or more and 10 mol% or less, and 0 mol% or more and 5 mol % or less is more preferable.
When the total ratio of lactam units and aminocarboxylic acid units is within the above range, there is a tendency that effects such as improved fluidity can be obtained.
[(B)非晶性ポリアミドの特性]
((B)非晶性ポリアミドの重量平均分子量Mw(B))
(B)非晶性ポリアミドの分子量の指標としては、(B)非晶性ポリアミドの重量平均分子量(Mw(B))を利用できる。
[(B) Characteristics of amorphous polyamide]
((B) Weight average molecular weight Mw (B) of amorphous polyamide)
As an index of the molecular weight of the (B) amorphous polyamide, the weight average molecular weight (Mw(B)) of the (B) amorphous polyamide can be used.
(B)非晶性ポリアミドの重量平均分子量(Mw(B))は、10000以上35000以下が好ましく、10000以上33000以下がより好ましく、13000以上30000以下がさらに好ましく、15000以上29000以下がよりさらに好ましく、18000以上27000以下が特に好ましく、19000以上21000以下が最も好ましい。
(B)非晶性ポリアミドの重量平均分子量(Mw(B))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、流動性により優れ、溶着強度及び製品外観がより良好なレーザー溶着体を提供可能なポリアミド組成物が得られる。また、無機充填材に代表される成分を含有させたポリアミド組成物から得られる成形品は、表面外観がより優れたものとなる。
(B) The weight average molecular weight (Mw (B)) of the amorphous polyamide is preferably 10000 or more and 35000 or less, more preferably 10000 or more and 33000 or less, still more preferably 13000 or more and 30000 or less, and even more preferably 15000 or more and 29000 or less. , from 18,000 to 27,000, and most preferably from 19,000 to 21,000.
(B) When the weight average molecular weight (Mw (B)) of the amorphous polyamide is within the above range, the mechanical properties, particularly water absorption rigidity, heat rigidity, and fluidity are excellent, and the welding strength and product appearance are better. A polyamide composition capable of providing an excellent laser-welded body is obtained. In addition, a molded article obtained from a polyamide composition containing a component typified by an inorganic filler has a more excellent surface appearance.
また、(A)結晶性ポリアミド中のドメインの数平均粒子径を小さくするためには物理的な混練効率を向上させることが望ましく、溶融状態での溶融粘度を近づけることで数平均粒子径を小さくすることができる。 ポリアミドの分子構造中に芳香族化合物単位を含有している(B)非晶性ポリアミドは、(A)結晶性ポリアミドと同一分子量であれば溶融粘度が高いため、(A)結晶性ポリアミドより分子量が小さい方が望ましい。 In addition, (A) in order to reduce the number average particle size of the domains in the crystalline polyamide, it is desirable to improve the physical kneading efficiency, and the melt viscosity in the molten state is brought close to reduce the number average particle size. can do. The (B) amorphous polyamide containing aromatic compound units in the molecular structure of the polyamide has a higher melt viscosity if it has the same molecular weight as the (A) crystalline polyamide, so the molecular weight is higher than that of the (A) crystalline polyamide. A smaller value is desirable.
なお、(B)非晶性ポリアミドの重量平均分子量(Mw(B))の測定は、GPCを用いて測定することができる。 The weight-average molecular weight (Mw(B)) of the (B) amorphous polyamide can be measured using GPC.
((B)非晶性ポリアミドの分子量分布)
(B)非晶性ポリアミドの分子量分布は、(B)非晶性ポリアミドの重量平均分子量(Mw(B))を(B)非晶性ポリアミドの数平均分子量(Mn(B))で除した値Mw(B)/Mn(B)を指標とする。
(Molecular weight distribution of (B) amorphous polyamide)
(B) The molecular weight distribution of the amorphous polyamide is obtained by dividing the weight average molecular weight (Mw (B)) of the (B) amorphous polyamide by the number average molecular weight (Mn (B)) of the (B) amorphous polyamide. The value Mw(B)/Mn(B) is used as an index.
Mw(B)/Mn(B)は1.0以上2.6以下が好ましく、1.3以上2.5以下がより好ましく、1.5以上2.5以下がさらに好ましく、1.8以上2.4以下が特に好ましく、2.0以上2.4以下が最も好ましい。
Mw(B)/Mn(B)が上記範囲であることにより、成形性、並びに、レーザー溶着する際の溶着強度、及び外観により優れるポリアミド組成物が得られる。
また、無機充填材に代表される成分を含有させたポリアミド組成物から得られる成形品は、表面外観がより優れたものとなる。
Mw (B)/Mn (B) is preferably 1.0 or more and 2.6 or less, more preferably 1.3 or more and 2.5 or less, further preferably 1.5 or more and 2.5 or less, and 1.8 or more and 2 0.4 or less is particularly preferable, and 2.0 or more and 2.4 or less is most preferable.
When Mw(B)/Mn(B) is within the above range, a polyamide composition having excellent moldability, welding strength during laser welding, and appearance can be obtained.
In addition, a molded article obtained from a polyamide composition containing a component typified by an inorganic filler has a more excellent surface appearance.
Mw(B)/Mn(B)を上記範囲内に制御する方法としては、例えば、以下の1)又は2)に示す方法等が挙げられる。
1)ポリアミドの熱溶融重合時の添加物としてリン酸や次亜リン酸ナトリウムのような公知の重縮合触媒を加える方法。
2)上記1)の方法に加えて、加熱条件や減圧条件のような重合条件を制御し、できるだけ低温で且つ短時間で重縮合反応を完了させる方法。
Methods for controlling Mw(B)/Mn(B) within the above range include, for example, methods shown in 1) or 2) below.
1) A method of adding a known polycondensation catalyst such as phosphoric acid or sodium hypophosphite as an additive during thermal melt polymerization of polyamide.
2) In addition to the above method 1), a method of controlling polymerization conditions such as heating conditions and pressure reduction conditions to complete the polycondensation reaction at the lowest possible temperature and in the shortest possible time.
ポリアミドの分子構造中に芳香族化合物単位を含有していると、高分子量化に伴い、分子量分布(Mw/Mn)が高くなる傾向がある。分子量分布が高いことは分子の三次元構造を有するポリアミド分子の割合が高いことを示す。三次元構造を有するポリアミド分子の割合を少なくすることにより、(A)結晶性ポリアミドとの相溶性を高めドメインの数平均粒子径を小さくすることができる。よって、Mw(B)/Mn(B)を上記範囲内に制御することで、高温加工時において分子の三次元構造化の進行を抑制し、流動性に優れ、溶着強度及び製品外観のより良好なレーザー溶着体を提供可能なポリアミド組成物が得られる。また、無機充填材に代表される成分を含有させたポリアミド組成物から得られる成形品の表面外観がより優れたものとなる。 When aromatic compound units are contained in the molecular structure of polyamide, the molecular weight distribution (Mw/Mn) tends to increase as the molecular weight increases. A high molecular weight distribution indicates a high proportion of polyamide molecules with a three-dimensional structure of the molecule. By reducing the proportion of polyamide molecules having a three-dimensional structure, the compatibility with (A) the crystalline polyamide can be enhanced and the number average particle size of the domains can be reduced. Therefore, by controlling Mw (B) / Mn (B) within the above range, the progress of three-dimensional structuring of molecules is suppressed during high-temperature processing, excellent fluidity, welding strength and product appearance are better. A polyamide composition capable of providing an excellent laser-welded body is obtained. In addition, the surface appearance of the molded article obtained from the polyamide composition containing the component typified by the inorganic filler is more excellent.
なお、Mw(B)/Mn(B)の測定は、GPCを用いて得られたMw(B)、Mn(B)を使用して計算することができる。 The measurement of Mw(B)/Mn(B) can be calculated using Mw(B) and Mn(B) obtained using GPC.
((B)非晶性ポリアミドの結晶化エンタルピーΔH)
(B)非晶性ポリアミドの結晶化エンタルピーΔHは、レーザー光の光線透過率の観点から、15J/g以下が好ましく、10J/g以下がより好ましく、5J/g以下がさらに好ましく、0J/gが特に好ましい。
(B)非晶性ポリアミドの結晶化エンタルピーΔHを上記範囲内に制御する方法としては、公知のポリアミドの結晶化度を小さくする方法をとることができ、特に限定されない。公知のポリアミドの結晶化度を小さくする方法として具体的には、例えば、ジカルボン酸単位に対するメタ位置換芳香族ジカルボン酸単位比率を高める方法、及び、ジアミン単位に対するメタ位置換芳香族ジアミン単位比率を高める方法が挙げられる。当該観点から、(B)非晶性ポリアミドは、(B-a)ジカルボン酸単位として、(B)非晶性ポリアミドを構成する全ジカルボン酸単位中、イソフタル酸単位を50モル%以上含むことが好ましく、75モル%以上含むことがより好ましく、100モル%含むことがさらに好ましい。
((B) Crystallization enthalpy of amorphous polyamide ΔH)
(B) The enthalpy of crystallization ΔH of the amorphous polyamide is preferably 15 J/g or less, more preferably 10 J/g or less, even more preferably 5 J/g or less, from the viewpoint of the light transmittance of the laser beam, and 0 J/g. is particularly preferred.
(B) As a method for controlling the enthalpy of crystallization ΔH of the amorphous polyamide within the above range, a known method for reducing the degree of crystallinity of the polyamide can be employed, and is not particularly limited. Specific methods for reducing the crystallinity of known polyamides include, for example, a method of increasing the ratio of meta-substituted aromatic dicarboxylic acid units to dicarboxylic acid units, and increasing the ratio of meta-substituted aromatic diamine units to diamine units. There is a method to increase it. From this point of view, the (B) amorphous polyamide may contain, as (Ba) dicarboxylic acid units, 50 mol% or more of isophthalic acid units in all dicarboxylic acid units constituting the (B) amorphous polyamide. It is preferably contained in an amount of 75 mol % or more, and more preferably in an amount of 100 mol %.
(B)非晶性ポリアミドの結晶化エンタルピーΔHは、例えば、JIS-K7121に準じて、PERKIN-ELMER社製のDiamond-DSC等の測定装置を用いて、測定することができる。 (B) The enthalpy of crystallization ΔH of the amorphous polyamide can be measured, for example, according to JIS-K7121, using a measuring device such as Diamond-DSC manufactured by Perkin-Elmer.
[(B)非晶性ポリアミドの含有量]
本実施形態のポリアミド組成物において、(B)非晶性ポリアミドの含有量は、ポリアミド組成物の総質量に対して、例えば、1.0質量%以上60.0質量%以下とすることができ、3.0質量%以上40.0質量%以下とすることができ、5.0質量%以上30.0質量%以下とすることができ、7.0質量%以上25.0質量%以下とすることができる。
[(B) content of amorphous polyamide]
In the polyamide composition of the present embodiment, the content of (B) the amorphous polyamide is, for example, 1.0% by mass or more and 60.0% by mass or less with respect to the total mass of the polyamide composition. , 3.0% by mass or more and 40.0% by mass or less, 5.0% by mass or more and 30.0% by mass or less, and 7.0% by mass or more and 25.0% by mass or less. can do.
<末端封止剤>
(A)結晶性ポリアミド及び(B)非晶性ポリアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種のポリアミドは末端封止剤により封止された末端を有する。
このような末端封止剤は、上述したジカルボン酸とジアミンと、必要に応じて用いられる、ラクタム及びアミノカルボン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物とから、ポリアミドを製造する際に、分子量調節剤としても添加することができる。
<Terminal blocking agent>
At least one polyamide selected from the group consisting of (A) crystalline polyamide and (B) amorphous polyamide has ends blocked with a terminal blocking agent.
Such a terminal blocker is used when producing a polyamide from the above-described dicarboxylic acid and diamine, and optionally at least one compound selected from the group consisting of lactams and aminocarboxylic acids, It can also be added as a molecular weight modifier.
末端封止剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、酸無水物、モノイソシアネート、モノ酸ハロゲン化物、モノエステル類、モノアルコール類、モノカルボン酸、モノアミン等が挙げられる。酸無水物としては、例えば、無水フタル酸等が挙げられる。
中でも、モノカルボン酸又はモノアミンが好ましい。ポリアミドの末端が末端封止剤で封鎖されていることにより、熱安定性により優れるポリアミド組成物となる傾向にある。
末端封止剤は、単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
Examples of terminal blocking agents include, but are not limited to, acid anhydrides, monoisocyanates, monoacid halides, monoesters, monoalcohols, monocarboxylic acids, and monoamines. Examples of acid anhydrides include phthalic anhydride and the like.
Among them, monocarboxylic acids or monoamines are preferred. By blocking the ends of the polyamide with a terminal blocking agent, the polyamide composition tends to be more excellent in thermal stability.
Terminal blockers may be used alone or in combination of two or more.
末端封止剤として使用できるモノカルボン酸としては、ポリアミドの末端に存在し得るアミノ基との反応性を有するものであればよい。モノカルボン酸として具体的には、以下に限定されるものではないが、例えば、脂肪族モノカルボン酸、脂環族モノカルボン酸、芳香族モノカルボン酸等が挙げられる。
脂肪族モノカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、蟻酸、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、トリデシル酸、ミリスチル酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ピバリン酸、イソブチル酸等が挙げられる。
脂環族モノカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、シクロヘキサンカルボン酸等が挙げられる。
芳香族モノカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、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、フェニル酢酸等が挙げられる。
これらモノカルボン酸は、単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
As the monocarboxylic acid that can be used as the terminal blocker, any one having reactivity with the amino group that can be present at the terminal of the polyamide can be used. Specific examples of monocarboxylic acids include, but are not limited to, aliphatic monocarboxylic acids, alicyclic monocarboxylic acids, and aromatic monocarboxylic acids.
Examples of aliphatic monocarboxylic acids include, but are not limited to, formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, caprylic acid, lauric acid, tridecylic acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, pivalic acid, isobutyric acid and the like.
Examples of the alicyclic monocarboxylic acid include, but are not limited to, cyclohexanecarboxylic acid.
Examples of aromatic monocarboxylic acids include, but are not limited to, benzoic acid, toluic acid, α-naphthalenecarboxylic acid, β-naphthalenecarboxylic acid, methylnaphthalenecarboxylic acid, and phenylacetic acid.
These monocarboxylic acids may be used alone or in combination of two or more.
末端封止剤として使用できるモノアミンとしては、ポリアミドの末端に存在し得るカルボキシ基との反応性を有するものであればよい。モノアミンとして具体的には、以下に限定されるものではないが、例えば、脂肪族モノアミン、脂環族モノアミン、芳香族モノアミン等が挙げられる。
脂肪族モノアミンとしては、以下に限定されるものではないが、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、ジブチルアミン等が挙げられる。
脂環族モノアミンとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン等が挙げられる。
芳香族モノアミンとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、アニリン、トルイジン、ジフェニルアミン、ナフチルアミン等が挙げられる。
これらモノアミンは、単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
As the monoamine that can be used as the terminal blocking agent, any one having reactivity with the carboxyl group that may be present at the terminal of the polyamide may be used. Specific examples of monoamines include, but are not limited to, aliphatic monoamines, alicyclic monoamines, and aromatic monoamines.
Examples of aliphatic monoamines include, but are not limited to, methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, hexylamine, octylamine, decylamine, stearylamine, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, dibutylamine. etc.
Examples of the alicyclic monoamine include, but are not limited to, cyclohexylamine, dicyclohexylamine, and the like.
Examples of aromatic monoamines include, but are not limited to, aniline, toluidine, diphenylamine, naphthylamine, and the like.
These monoamines may be used alone or in combination of two or more.
末端封止剤により末端封止されたポリアミドを含有するポリアミド組成物は、耐熱性、流動性、靭性、低吸水性、剛性、耐腐食性、成形性、並びに、レーザー溶着する際の溶着強度及び外観に優れている傾向にある。 A polyamide composition containing a polyamide terminally blocked with a terminal blocking agent has heat resistance, fluidity, toughness, low water absorption, rigidity, corrosion resistance, moldability, and welding strength when laser welding. They tend to look better.
<ポリアミドの製造方法>
各ポリアミド((A)結晶性ポリアミド及び(B)非晶性ポリアミド)を得る際に、ジカルボン酸の添加量とジアミンの添加量とは、同モル量付近であることが好ましい。重合反応中のジアミンの反応系外への逃散分もモル比においては考慮して、ジカルボン酸全体のモル量1に対して、ジアミン全体のモル量は、0.9以上1.2以下が好ましく、0.95以上1.1以下がより好ましく、0.98以上1.05以下がさらに好ましい。
<Method for producing polyamide>
When obtaining each polyamide ((A) crystalline polyamide and (B) amorphous polyamide), the amount of dicarboxylic acid added and the amount of diamine added are preferably about the same molar amount. Considering the amount of diamine that escapes to the outside of the reaction system during the polymerization reaction, the molar ratio of the total diamine to the total molar amount of dicarboxylic acid is preferably 0.9 or more and 1.2 or less. , is more preferably 0.95 or more and 1.1 or less, and more preferably 0.98 or more and 1.05 or less.
ポリアミドの製造方法としては、以下に限定されるものではないが、例えば、以下の(1)又は(2)の重合工程を含む。
(1)ジカルボン酸単位を構成するジカルボン酸と、ジアミン単位を構成するジアミンとの組み合わせを重合して重合体を得る工程。
(2)ラクタム単位を構成するラクタム、及び、アミノカルボン酸単位を構成するアミノカルボン酸からなる群より選ばれる1種以上を重合して重合体を得る工程。
The method for producing polyamide includes, but is not limited to, the following polymerization step (1) or (2).
(1) A step of polymerizing a combination of a dicarboxylic acid constituting a dicarboxylic acid unit and a diamine constituting a diamine unit to obtain a polymer.
(2) A step of polymerizing at least one selected from the group consisting of lactams constituting lactam units and aminocarboxylic acids constituting aminocarboxylic acid units to obtain a polymer.
また、ポリアミドの製造方法としては、前記重合工程の後に、ポリアミドの重合度を上昇させる上昇工程を、更に含むことが好ましい。また、必要に応じて、前記重合工程及び前記上昇工程の後に、得られた重合体の末端を末端封止剤により封止する封止工程を含んでいてもよい。 Moreover, it is preferable that the method for producing a polyamide further includes, after the polymerization step, a raising step for raising the degree of polymerization of the polyamide. Further, if necessary, a blocking step of blocking terminals of the obtained polymer with a terminal blocking agent may be included after the polymerization step and the rising step.
ポリアミドの具体的な製造方法としては、例えば、以下の1)~4)に例示するように種々の方法が挙げられる。
1)ジカルボン酸-ジアミン塩、ジカルボン酸とジアミンとの混合物、ラクタム、及び、アミノカルボン酸からなる群より選ばれる1種以上の水溶液又は水懸濁液を加熱し、溶融状態を維持したまま重合させる方法(以下、「熱溶融重合法」と称する場合がある)。
2)熱溶融重合法で得られたポリアミドを融点以下の温度で固体状態を維持したまま重合度を上昇させる方法(以下、「熱溶融重合・固相重合法」と称する場合がある)。
3)ジカルボン酸-ジアミン塩、ジカルボン酸とジアミンとの混合物、ラクタム、及び、アミノカルボン酸からなる群より選ばれる1種以上を、固体状態を維持したまま重合させる方法(以下、「固相重合法」と称する場合がある)。
4)ジカルボン酸と等価なジカルボン酸ハライド成分と、ジアミン成分とを用いて重合させる方法(以下、「溶液法」と称する場合がある)。
Specific methods for producing polyamides include, for example, various methods exemplified in 1) to 4) below.
1) Dicarboxylic acid-diamine salts, mixtures of dicarboxylic acids and diamines, lactams, and one or more aqueous solutions or aqueous suspensions selected from the group consisting of aminocarboxylic acids are heated to polymerize while maintaining the molten state. method (hereinafter sometimes referred to as “thermal melt polymerization method”).
2) A method of increasing the degree of polymerization of a polyamide obtained by a hot melt polymerization method while maintaining a solid state at a temperature below the melting point (hereinafter sometimes referred to as "hot melt polymerization/solid phase polymerization method").
3) A method of polymerizing one or more selected from the group consisting of a dicarboxylic acid-diamine salt, a mixture of a dicarboxylic acid and a diamine, a lactam, and an aminocarboxylic acid while maintaining a solid state (hereinafter referred to as "solid phase polymerization (sometimes referred to as “lawful”).
4) A method of polymerizing using a dicarboxylic acid halide component equivalent to the dicarboxylic acid and a diamine component (hereinafter sometimes referred to as "solution method").
中でも、ポリアミドの具体的な製造方法としては、熱溶融重合法を含む製造方法が好ましい。また、熱溶融重合法によりポリアミドを製造する際には、重合が終了するまで、溶融状態を保持することが好ましい。溶融状態を保持するためには、ポリアミドに適した重合条件で製造することが必要となる。重合条件としては、例えば、以下に示す条件等が挙げられる。まず、熱溶融重合法における重合圧力を14kg/cm2以上25kg/cm2以下(ゲージ圧)に制御し、加熱を続ける。次いで、槽内の圧力が大気圧(ゲージ圧は0kg/cm2)になるまで30分間以上かけながら降圧する。 Among them, as a specific method for producing a polyamide, a production method including a hot melt polymerization method is preferable. Moreover, when producing a polyamide by a hot melt polymerization method, it is preferable to maintain a molten state until the polymerization is completed. In order to maintain the molten state, it is necessary to carry out production under polymerization conditions suitable for polyamide. Polymerization conditions include, for example, the conditions shown below. First, the polymerization pressure in the hot melt polymerization method is controlled to 14 kg/cm 2 or more and 25 kg/cm 2 or less (gauge pressure), and heating is continued. Then, the pressure in the tank is lowered for 30 minutes or longer until the pressure reaches the atmospheric pressure (gauge pressure is 0 kg/cm 2 ).
ポリアミドの製造方法において、重合形態としては、特に限定されず、バッチ式でもよく、連続式でもよい。
ポリアミドの製造に用いる重合装置としては、特に限定されるものではなく、公知の装置を用いることができる。重合装置として具体的には、例えば、オートクレーブ型反応器、タンブラー型反応器、押出機型反応器(ニーダー等)等が挙げられる。
In the method for producing polyamide, the form of polymerization is not particularly limited, and may be a batch system or a continuous system.
A polymerization apparatus used for producing polyamide is not particularly limited, and a known apparatus can be used. Specific examples of the polymerization apparatus include an autoclave reactor, a tumbler reactor, and an extruder reactor (kneader, etc.).
以下、ポリアミドの製造方法として、バッチ式の熱溶融重合法によりポリアミドを製造する方法を具体的に示すが、ポリアミドの製造方法は、これに限定されない。
まず、ポリアミドの原料成分(ジカルボン酸とジアミンとの組み合わせ、並びに、必要に応じて、ラクタム及びアミノカルボン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種)を、約40質量%以上60質量%以下含有する水溶液を調製する。次いで、当該水溶液を110℃以上180℃以下の温度、及び、約0.035MPa以上0.6MPa以下(ゲージ圧)の圧力で操作される濃縮槽で、約65質量%以上90質量%以下に濃縮して濃縮溶液を得る。
次いで、得られた濃縮溶液をオートクレーブに移し、オートクレーブにおける圧力が約1.2MPa以上2.2MPa以下(ゲージ圧)になるまで加熱を続ける。
次いで、オートクレーブにおいて、水及びガス成分のうち少なくともいずれか1種の成分を抜きながら圧力を約1.2MPa以上2.2MPa以下(ゲージ圧)に保つ。次いで、温度が約220℃以上260℃以下に達した時点で、大気圧まで降圧する(ゲージ圧は、0MPa)。オートクレーブ内の圧力を大気圧に降圧後、必要に応じて減圧することにより、副生する水を効果的に除くことができる。
次いで、オートクレーブを窒素等の不活性ガスで加圧し、オートクレーブからポリアミド溶融物をストランドとして押し出す。押し出されたストランドを、冷却、カッティングすることにより、ポリアミドのペレットを得る。
As a method for producing a polyamide, a method for producing a polyamide by a batch-type hot-melt polymerization method will be specifically described below, but the method for producing a polyamide is not limited to this.
First, about 40% by mass or more and 60% by mass or less of raw material components for polyamide (combination of dicarboxylic acid and diamine, and at least one selected from the group consisting of lactam and aminocarboxylic acid, if necessary) Prepare an aqueous solution. Then, the aqueous solution is concentrated to about 65% by mass or more and 90% by mass or less in a concentration tank operated at a temperature of 110 ° C. or higher and 180 ° C. or lower and a pressure of about 0.035 MPa or more and 0.6 MPa or less (gauge pressure). to obtain a concentrated solution.
The resulting concentrated solution is then transferred to an autoclave and heating is continued until the pressure in the autoclave is about 1.2 MPa to 2.2 MPa (gauge pressure).
Next, in the autoclave, the pressure is maintained at about 1.2 MPa or more and 2.2 MPa or less (gauge pressure) while removing at least one of water and gas components. Next, when the temperature reaches approximately 220° C. or higher and 260° C. or lower, the pressure is lowered to atmospheric pressure (gauge pressure is 0 MPa). By reducing the pressure in the autoclave to atmospheric pressure and then reducing the pressure as necessary, water produced as a by-product can be effectively removed.
The autoclave is then pressurized with an inert gas such as nitrogen and the polyamide melt is extruded from the autoclave as a strand. The extruded strand is cooled and cut to obtain polyamide pellets.
<ポリアミドのポリマー末端>
本実施形態のポリアミド組成物に含まれるポリアミド((A)結晶性ポリアミド及び(B)非晶性ポリアミド)のポリマー末端としては、特に限定されないが、以下の1)~4)に分類され、定義することができる。
すなわち、1)アミノ末端、2)カルボキシ末端、3)封止剤による末端、4)その他の末端である。
1)アミノ末端は、アミノ基(-NH2基)を有するポリマー末端であり、ジアミンに由来する。
2)カルボキシ末端は、カルボキシ基(-COOH基)を有するポリマー末端であり、ジカルボン酸に由来する。
3)封止剤による末端は、重合時に封止剤を添加した場合に形成される末端である。封止剤としては、上述した末端封止剤が挙げられる。
4)その他の末端は、上述した1)~3)に分類されないポリマー末端である。その他の末端として具体的には、アミノ末端が脱アンモニア反応して生成した末端、カルボキシ末端から脱炭酸反応して生成した末端等が挙げられる。
<Polymer end of polyamide>
The polymer terminal of the polyamide ((A) crystalline polyamide and (B) amorphous polyamide) contained in the polyamide composition of the present embodiment is not particularly limited, but is classified into the following 1) to 4), defined can do.
2) the carboxy terminus; 3) the capped terminus; 4) the other terminus.
1) Amino terminus is a polymer terminus with an amino group ( -NH2 group) and is derived from a diamine.
2) A carboxy terminal is a polymer terminal having a carboxy group (--COOH group) and is derived from a dicarboxylic acid.
3) Terminals formed by a capping agent are terminals formed when a capping agent is added during polymerization. The terminal blocking agent mentioned above is mentioned as a blocking agent.
4) Other terminals are polymer terminals not classified in 1) to 3) above. Specific examples of other terminals include terminals generated by deammonification of amino terminals, terminals generated by decarboxylation of carboxy terminals, and the like.
<(C)レーザー光透過性着色剤>
(C)レーザー光透過性着色剤は、レーザー光に対する透過率を低下させずに、ポリアミド組成物を着色するための成分である。すなわち、(C)レーザー光透過性着色剤は、レーザー光に対する透過性を有する色素を含み、具体的には、波長900nm以上1100nm以下の範囲に吸収波長の極大値を有しない着色剤である。
<(C) Laser Transmissive Colorant>
(C) The laser light transmissive colorant is a component for coloring the polyamide composition without lowering the transmittance to laser light. That is, (C) the laser light transmitting colorant contains a dye that is transparent to laser light, and specifically, is a colorant that does not have a maximum absorption wavelength in the wavelength range of 900 nm or more and 1100 nm or less.
(C)レーザー光透過性着色剤は、後述する特性を満たす黒色色素であることが好ましい。そのような黒色色素の例には、ナフタロシアニン、アニリンブラック、フタロシアニン、ポルフィリン、ペリレン、クアテリレン、アゾ染料、アントラキノン、スクエア酸誘導体、インモニウム染料等が含まれる。 (C) The laser light transmissive colorant is preferably a black dye that satisfies the properties described later. Examples of such black dyes include naphthalocyanines, aniline black, phthalocyanines, porphyrins, perylenes, quaterylenes, azo dyes, anthraquinones, squaric acid derivatives, immonium dyes, and the like.
(C)レーザー光透過性着色剤の市販品としては、オリエント化学工業社製の着色剤であるeBIMD(登録商標) ACW(登録商標)9871、eBIND(登録商標) LTW(登録商標)8250、eBIND(登録商標) LTW(登録商標)8701H等が例示される。また、有彩色色素を2種類以上混ぜて黒系色素としたものを用いてもよい。
中でも、ポリアミド組成物を成形してなる厚さ2mmの成形品における、波長900nm以上1100nm以下での光線透過率の最小値T%minと光線透過率の最大値T%maxの比率T%min/T%maxである、T%(λ)を1に近づける観点から、eBIMD(登録商標) ACW(登録商標)9871、又はeBIND(登録商標) LTW(登録商標)8701Hが好ましく、eBIND(登録商標) LTW(登録商標)8701Hがより好ましい。
(C) Commercially available laser light transmissive colorants include eBIMD (registered trademark) ACW (registered trademark) 9871, eBIND (registered trademark) LTW (registered trademark) 8250, and eBIND, which are colorants manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd. (registered trademark) LTW (registered trademark) 8701H and the like are exemplified. Also, a black pigment obtained by mixing two or more chromatic pigments may be used.
Among them, the ratio of the minimum light transmittance T% min to the maximum light transmittance T% max at a wavelength of 900 nm or more and 1100 nm or less in a molded article having a thickness of 2 mm formed by molding a polyamide composition T% min / eBIMD (registered trademark) ACW (registered trademark) 9871 or eBIND (registered trademark) LTW (registered trademark) 8701H is preferable from the viewpoint of bringing T% (λ) closer to 1, which is T% max , eBIND (registered trademark) More preferred is LTW® 8701H.
[(C)レーザー光透過性着色剤の含有量]
(C)レーザー光透過性着色剤の含有量は、ポリアミド組成物を成形してなる厚さ2mmの成形品における、波長900nmの光の透過率が後述する範囲となるように設定されればよい。具体的には、(C)レーザー光透過性着色剤の含有量は、ポリアミド組成物の総質量に対して、0.01質量%以上5.00質量%以下であることが好ましく、0.01質量%以上3.00質量%以下であることが好ましく、0.01質量%以上1.00質量%であることがより好ましく、0.02質量%以上0.50質量%以下であることがさらにより好ましく、0.04質量%以上0.10質量%以下であることが最も好ましい。(C)レーザー光透過性着色剤の含有量が上記下限値以上であることで、着色性により優れるため、製品の意匠性をより向上させることができる。一方で、上記上限値以下であることで、レーザー光の透過率の顕著な低下やそれによる溶着強度の顕著な低下、色素成分の分解による成形時の不具合をより効果的に解消することができる。
[(C) Content of laser light transmissive colorant]
(C) The content of the laser light transmissive colorant may be set so that the transmittance of light having a wavelength of 900 nm in a molded article having a thickness of 2 mm obtained by molding the polyamide composition is within the range described later. . Specifically, the content of (C) the laser light transmitting colorant is preferably 0.01% by mass or more and 5.00% by mass or less with respect to the total mass of the polyamide composition. It is preferably at least 3.00% by mass, more preferably at least 0.01% by mass and at most 1.00% by mass, and further preferably at least 0.02% by mass and not more than 0.50% by mass. More preferably, it is most preferably 0.04% by mass or more and 0.10% by mass or less. (C) When the content of the laser light transmitting colorant is at least the above lower limit, the colorability is more excellent, and the design of the product can be further improved. On the other hand, when it is equal to or less than the above upper limit, it is possible to more effectively solve problems during molding due to significant decrease in laser light transmittance, resulting significant decrease in welding strength, and decomposition of pigment components. .
(C)レーザー光透過性着色剤は、ポリアミドとの相溶性を高めるために、(A)結晶性ポリアミドとマスターバッチ化して用いてもよい。例えば、(C)レーザー光透過性着色剤を(A)結晶性ポリアミドで50倍希釈したマスターバッチを作製することができる。
(C)レーザー光透過性着色剤を(A)結晶性ポリアミド等の混合し、50倍希釈したマスターバッチを配合する場合に、マスターバッチの配合量としては、(C)レーザー光透過性着色剤の含有量が上記範囲となる量であればよく、例えば、ポリアミド組成物の総質量に対して、0.5質量%以上250.0質量%以下とすることができ、1.0質量%以上25.0質量%以下とすることができ、2.0質量%以上5.0質量%以下とすることができる。
(C) The laser light transmitting colorant may be masterbatched with (A) the crystalline polyamide for use in order to enhance compatibility with the polyamide. For example, a masterbatch can be prepared by diluting (C) the laser light transmitting colorant 50-fold with (A) the crystalline polyamide.
(C) Laser light transmitting colorant mixed with (A) crystalline polyamide or the like, and when compounding a masterbatch diluted 50 times, the amount of the masterbatch to be mixed is (C) Laser light transmitting colorant The content of the content may be in the above range, for example, it can be 0.5% by mass or more and 250.0% by mass or less with respect to the total mass of the polyamide composition, and 1.0% by mass or more It can be 25.0 mass % or less, and can be 2.0 mass % or more and 5.0 mass % or less.
<(D)無機充填材>
本実施形態のポリアミド組成物は、上記(A)~(C)成分に加えて、(D)無機充填材を更に含有することができる。
<(D) Inorganic filler>
The polyamide composition of the present embodiment may further contain (D) an inorganic filler in addition to the above components (A) to (C).
無機充填材としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、ケイ酸カルシウム繊維、チタン酸カリウム繊維、ホウ酸アルミニウム繊維、クレー、フレーク状ガラス、タルク、カオリン、マイカ、ハイドロタルサイト、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、酸化亜鉛、リン酸一水素カルシウム、ウォラストナイト、シリカ、ゼオライト、アルミナ、ベーマイト、水酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、ケイ酸カルシウム、アルミノケイ酸ナトリウム、ケイ酸マグネシウム、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、ファーネスブラック、カーボンナノチューブ、グラファイト、黄銅、銅、銀、アルミニウム、ニッケル、鉄、フッ化カルシウム、モンモリロナイト、膨潤性フッ素雲母、アパタイト等が挙げられる。これら無機充填材は、単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
中でも、機械的強度をより一層向上させる観点から、ガラス繊維、炭素繊維、ウォラストナイト、カオリン、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、チタン酸カリウム繊維、ホウ酸アルミニウム繊維及びクレーからなる群より選択される1種以上が好ましい。また、中でも、ガラス繊維、炭素繊維、ウォラストナイト、カオリン、マイカ、タルク、炭酸カルシウム及びクレーからなる群より選択される1種以上がより好ましい。
Examples of inorganic fillers include, but are not limited to, glass fiber, carbon fiber, calcium silicate fiber, potassium titanate fiber, aluminum borate fiber, clay, glass flakes, talc, kaolin, mica. , hydrotalcite, calcium carbonate, magnesium carbonate, zinc carbonate, zinc oxide, calcium monohydrogen phosphate, wollastonite, silica, zeolite, alumina, boehmite, aluminum hydroxide, titanium oxide, silicon oxide, magnesium oxide, silicic acid Calcium, sodium aluminosilicate, magnesium silicate, ketjen black, acetylene black, furnace black, carbon nanotube, graphite, brass, copper, silver, aluminum, nickel, iron, calcium fluoride, montmorillonite, swelling fluoromica, apatite, etc. are mentioned. These inorganic fillers may be used alone or in combination of two or more.
Among them, from the viewpoint of further improving mechanical strength, from the group consisting of glass fiber, carbon fiber, wollastonite, kaolin, mica, talc, calcium carbonate, magnesium carbonate, potassium titanate fiber, aluminum borate fiber and clay One or more selected are preferred. Among them, more preferably one or more selected from the group consisting of glass fiber, carbon fiber, wollastonite, kaolin, mica, talc, calcium carbonate and clay.
無機充填材がガラス繊維又は炭素繊維である場合、数平均繊維径(d)が3μm以上30μm以下が好ましく、3μm以上20μm以下がより好ましく、3μm以上12μm以下がさらに好ましく、3μm以上9μm以下が特に好ましく、4μm以上6μm以下が最も好ましい。
数平均繊維径を上記上限値以下とすることにより、靭性、及び成形品の表面外観により優れたポリアミド組成物とすることができる。一方、数平均繊維径を上記下限値以上とすることにより、コスト面及び粉体のハンドリング面と物性(流動性等)とのバランスにより優れたポリアミド組成物が得られる。さらに、数平均繊維径を3μm以上9μm以下とすることにより、振動疲労特性及び摺動性により優れたポリアミド組成物とすることができる。
When the inorganic filler is glass fiber or carbon fiber, the number average fiber diameter (d) is preferably 3 μm or more and 30 μm or less, more preferably 3 μm or more and 20 μm or less, still more preferably 3 μm or more and 12 μm or less, and particularly 3 μm or more and 9 μm or less. The thickness is preferably 4 μm or more and 6 μm or less, most preferably.
By setting the number average fiber diameter to the above upper limit or less, it is possible to obtain a polyamide composition having excellent toughness and surface appearance of molded articles. On the other hand, by setting the number-average fiber diameter to the above lower limit or more, a polyamide composition having an excellent balance between cost, powder handling, and physical properties (fluidity, etc.) can be obtained. Furthermore, by setting the number average fiber diameter to 3 μm or more and 9 μm or less, it is possible to obtain a polyamide composition having excellent vibration fatigue properties and slidability.
無機充填材がガラス繊維又は炭素繊維である場合、その断面が真円状でもよく、扁平状でもよい。かかる扁平状の断面としては、以下に制限されないが、例えば、長方形、長方形に近い長円形、楕円形及び長手方向の中央部がくびれた繭型が挙げられる。ここで、本明細書における「扁平率」は、当該繊維断面の長径をd2及び該繊維断面の短径をd1とするとき、d2/d1で表される値をいう(真円状は、扁平率が約1となる)。 When the inorganic filler is glass fiber or carbon fiber, its cross section may be circular or flat. Examples of such a flattened cross-section include, but are not limited to, a rectangular shape, an oval shape close to a rectangle, an elliptical shape, and a cocoon shape with a constricted central portion in the longitudinal direction. Here, the "flatness" in the present specification refers to a value represented by d2/d1, where d2 is the major axis of the fiber cross section and d1 is the minor axis of the fiber cross section (perfect circle means flattened ratio is about 1).
無機充填材がガラス繊維又は炭素繊維である場合、中でも、優れた機械的強度をポリアミド組成物に付与できる観点から、数平均繊維径(d)が3μm以上30μm以下であり、重量平均繊維長(l)が100μm以上750μm以下であり、且つ、数平均繊維径(d)に対する重量平均繊維長(l)に対する比、すなわち、アスペクト比(l/d)が10以上100以下であるものが好適である。なお、ここでいう「数平均繊維径(d)」は、繊維断面の長径(上記d2)の平均値であり、後述する算出方法を用いて求められる。 When the inorganic filler is glass fiber or carbon fiber, the number average fiber diameter (d) is 3 μm or more and 30 μm or less, and the weight average fiber length ( l) is 100 μm or more and 750 μm or less, and the ratio of the number average fiber diameter (d) to the weight average fiber length (l), that is, the aspect ratio (l/d) is preferably 10 or more and 100 or less. be. The "number average fiber diameter (d)" referred to here is the average value of the major diameter of the fiber cross section (d2 above), and is obtained using the calculation method described later.
また、板状成形品の反りを低減させ、並びに、耐熱性、靭性、低吸水性及び耐熱エージング性を向上させる観点から、扁平率は、1.5以上が好ましく、1.5以上10.0以下がより好ましく、2.5以上10.0以下がさらに好ましく、3.0超6.0以下が特に好ましく、3.1以上6.0以下が最も好ましい。扁平率が上記範囲内であることにより、他の成分との混合、混練や成形等の処理の際に、破砕をより効果的に防止でき、成形品にとって所望の効果がより充分に得られるようになる。 In addition, from the viewpoint of reducing warpage of the plate-shaped molded product and improving heat resistance, toughness, low water absorption, and heat aging resistance, the flatness is preferably 1.5 or more, and 1.5 or more and 10.0. The following is more preferable, 2.5 or more and 10.0 or less is still more preferable, more than 3.0 or more and 6.0 or less is particularly preferable, and 3.1 or more and 6.0 or less is most preferable. When the flatness is within the above range, crushing can be more effectively prevented during processing such as mixing with other components, kneading and molding, and the desired effect for the molded product can be obtained more sufficiently. become.
扁平率が1.5以上のガラス繊維や炭素繊維の太さは、以下に制限されないが、該繊維断面の短径d1が0.5μm以上25μm以下及び該繊維断面の長径d2が1.25μm以上250μm以下であることが好ましい。該繊維断面の短径d1が3.0μm以上25μm以下及び該繊維断面の長径d2が1.25μm以上250μm以下であることがより好ましい。短径(d1)及び長径(d2)が上記範囲内あることにより、繊維の紡糸の困難性をより有効に回避でき、且つ、樹脂(ポリアミド)との接触面積を減少させることなく成形品の強度をより向上させることができる。 The thickness of the glass fiber or carbon fiber having an oblateness of 1.5 or more is not limited to the following, but the short diameter d1 of the fiber cross section is 0.5 μm or more and 25 μm or less and the long diameter d2 of the fiber cross section is 1.25 μm or more. It is preferably 250 μm or less. More preferably, the minor axis d1 of the fiber cross section is 3.0 μm or more and 25 μm or less, and the major axis d2 of the fiber cross section is 1.25 μm or more and 250 μm or less. When the short diameter (d1) and long diameter (d2) are within the above ranges, the difficulty of fiber spinning can be more effectively avoided, and the strength of the molded product is improved without reducing the contact area with the resin (polyamide). can be further improved.
扁平率が1.5以上のガラス繊維や炭素繊維は、底面に多数のオリフィスを有するオリフィスプレートにおいて、複数のオリフィス出口を囲み、該底面より下方に延びる凸状縁を設けたオリフィスプレート、又は、単数若しくは複数のオリフィス孔を有するノズルチップの外周部先端から下方に延びる複数の凸状縁を設けた異形断面ガラス繊維紡糸用ノズルチップのいずれかを使用して製造された、扁平率が1.5以上のガラス繊維が好ましい。これらの繊維状強化材は、繊維ストランドをロービングとしてそのまま使用してもよく、さらに切断工程を経て、チョップドガラスストランドとして使用してもよい。 Glass fiber or carbon fiber having a flatness of 1.5 or more is an orifice plate having a plurality of orifices on the bottom surface, and an orifice plate provided with a convex edge surrounding a plurality of orifice outlets and extending downward from the bottom surface, or An aspect ratio of 1.0 manufactured using any of the modified cross-section glass fiber spinning nozzle tips provided with a plurality of convex edges extending downwardly from the outer peripheral tip of the nozzle tip having one or more orifice holes and having an oblateness of 1. Glass fibers of 5 or more are preferred. Fiber strands of these fibrous reinforcing materials may be used as rovings as they are, or may be used as chopped glass strands after undergoing a cutting process.
また、本明細書における「数平均繊維径(d)」及び「重量平均繊維長(l)」は、以下の方法により求められることができる。まず、ポリアミド組成物を電気炉に入れて、含まれる有機物を焼却処理する。当該処理後の残渣分から、100本以上のガラス繊維(又は炭素繊維)を任意に選択し、走査型電子顕微鏡(SEM)で観察して、これらのガラス繊維(又は炭素繊維)の繊維径(長径)を測定することにより、数平均繊維径を求めることができる。加えて、倍率1000倍で撮影した、上記100本以上のガラス繊維(又は炭素繊維)についてのSEM写真を用いて繊維長を計測することにより、重量平均繊維長を求めることができる。 Also, the "number average fiber diameter (d)" and "weight average fiber length (l)" in the present specification can be obtained by the following methods. First, the polyamide composition is placed in an electric furnace to incinerate the contained organic matter. 100 or more glass fibers (or carbon fibers) are arbitrarily selected from the residue after the treatment, observed with a scanning electron microscope (SEM), and the fiber diameter (major diameter) of these glass fibers (or carbon fibers) ), the number average fiber diameter can be determined. In addition, the weight average fiber length can be obtained by measuring the fiber length using SEM photographs of the 100 or more glass fibers (or carbon fibers) taken at a magnification of 1000 times.
また、ガラス繊維又は炭素繊維は、シランカップリング剤等により表面処理を施してもよい。
シランカップリング剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、アミノシラン類、メルカプトシラン類、エポキシシラン類、ビニルシラン類等が挙げられる。
アミノシラン類としては、例えば、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β-(アミノエチル)-γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。
メルカプトシラン類としては、例えば、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
これらシランカップリング剤は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
中でも、シランカップリング剤としては、アミノシラン類が好ましい。
Also, the glass fiber or carbon fiber may be surface-treated with a silane coupling agent or the like.
Examples of silane coupling agents include, but are not limited to, aminosilanes, mercaptosilanes, epoxysilanes, vinylsilanes, and the like.
Examples of aminosilanes include γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β-(aminoethyl)-γ-aminopropylmethyldimethoxysilane and the like.
Mercaptosilanes include, for example, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane and γ-mercaptopropyltriethoxysilane.
These silane coupling agents may be used alone or in combination of two or more.
Among them, aminosilanes are preferable as the silane coupling agent.
また、ガラス繊維又は炭素繊維については、さらに、集束剤を含んでもよい。
集束剤としては、例えば、カルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体とカルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体を除く不飽和ビニル単量体とを構成単位として含む共重合体、エポキシ化合物、ポリウレタン樹脂、アクリル酸のホモポリマー、アクリル酸とその他の共重合性モノマーとのコポリマー、並びに、これらの第1級、第2級及び第3級アミンとの塩等が挙げられる。これら集束剤は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
中でも、得られるポリアミド組成物の機械的強度の観点から、集束剤としては、カルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体とカルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体を除く不飽和ビニル単量体とを構成単位として含む共重合体、エポキシ化合物及びポリウレタン樹脂からなる群より選ばれる1種以上が好ましい。また、カルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体とカルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体を除く不飽和ビニル単量体とを構成単位として含む共重合体及びポリウレタン樹脂からなる群より選ばれる1種以上がより好ましい。
Also, the glass fiber or carbon fiber may further contain a sizing agent.
Examples of the sizing agent include copolymers and epoxy compounds containing, as structural units, a carboxylic anhydride-containing unsaturated vinyl monomer and an unsaturated vinyl monomer other than the carboxylic anhydride-containing unsaturated vinyl monomer. , polyurethane resins, homopolymers of acrylic acid, copolymers of acrylic acid and other copolymerizable monomers, and salts of these with primary, secondary and tertiary amines. These sizing agents may be used alone or in combination of two or more.
Among them, from the viewpoint of the mechanical strength of the resulting polyamide composition, as a sizing agent, an unsaturated vinyl monomer other than a carboxylic acid anhydride-containing unsaturated vinyl monomer and a carboxylic acid anhydride-containing unsaturated vinyl monomer At least one selected from the group consisting of copolymers, epoxy compounds, and polyurethane resins, each containing as a structural unit, is preferred. Further, it is selected from the group consisting of copolymers and polyurethane resins containing, as structural units, unsaturated vinyl monomers containing carboxylic acid anhydride and unsaturated vinyl monomers other than unsaturated vinyl monomers containing carboxylic acid anhydride. more preferably one or more.
ガラス繊維又は炭素繊維は、公知の当該繊維の製造工程において、ローラー型アプリケーター等の公知の方法を用いて、上記の集束剤を当該繊維に付与して製造した繊維ストランドを乾燥することにより、連続的に反応させて得られる。
繊維ストランドをロービングとしてそのまま使用してもよく、さらに切断工程を経て、チョップドガラスストランドとして使用してもよい。
集束剤は、ガラス繊維又は炭素繊維の総質量に対し、固形分率として、0.2質量%以上3質量%以下程度を付与(添加)することが好ましく、0.3質量%以上2質量%以下程度を付与(添加)することがより好ましい。
集束剤の添加量が、ガラス繊維又は炭素繊維の総質量に対し、固形分率として上記下限値以上であることにより、当該繊維の集束をより効果的に維持することができる。一方、集束剤の添加量が、ガラス繊維又は炭素繊維の総質量に対し、固形分率として上記上限値質量%以下であることにより、得られるポリアミド組成物の熱安定性をより向上させる。
ストランドの乾燥は切断工程後に行ってもよく、ストランドを乾燥した後に切断してもよい。
Glass fiber or carbon fiber is produced by applying the above-mentioned sizing agent to the fiber using a known method such as a roller applicator in the known manufacturing process of the fiber, and drying the fiber strand. obtained by a reactive reaction.
The fiber strands may be used as rovings as they are, or may be used as chopped glass strands after undergoing a cutting process.
The sizing agent is preferably added (added) at a solid content of about 0.2% to 3% by mass, preferably 0.3% to 2% by mass, based on the total mass of the glass fibers or carbon fibers. It is more preferable to give (add) the following degree.
When the addition amount of the sizing agent is equal to or higher than the above lower limit as a solid content rate with respect to the total mass of the glass fibers or carbon fibers, the sizing of the fibers can be maintained more effectively. On the other hand, when the amount of the sizing agent added is not more than the above upper limit mass % as a solid content with respect to the total mass of the glass fibers or carbon fibers, the thermal stability of the obtained polyamide composition is further improved.
The strand may be dried after the cutting step, or the strand may be cut after drying.
ガラス繊維及び炭素繊維以外の無機充填材としては、成形品の強度、剛性や表面外観を向上させる観点から、ウォラストナイト、カオリン、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、チタン酸カリウム繊維、ホウ酸アルミニウム繊維又はクレーが好ましい。ウォラストナイト、カオリン、マイカ、タルク、炭酸カルシウム又はクレーがより好ましい。ウォラストナイト、カオリン、マイカ又はタルクがさらに好ましい。ウォラストナイト、マイカ又はタルクが特に好ましい。これらの無機充填材は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Inorganic fillers other than glass fiber and carbon fiber include wollastonite, kaolin, mica, talc, calcium carbonate, magnesium carbonate, potassium titanate fiber, and boron, from the viewpoint of improving the strength, rigidity and surface appearance of molded products. Aluminum acid fibers or clay are preferred. Wollastonite, kaolin, mica, talc, calcium carbonate or clay are more preferred. Wollastonite, kaolin, mica or talc are more preferred. Wollastonite, mica or talc are particularly preferred. These inorganic fillers may be used alone or in combination of two or more.
ガラス繊維及び炭素繊維以外の無機充填材の平均粒子径は、靭性、及び成形品の表面外観を向上させる観点から、0.01μm以上38μm以下が好ましく、0.03μm以上30μm以下がより好ましく、0.05μm以上25μm以下がさらに好ましく、0.10μm以上20μm以下がよりさらに好ましく、0.15μm以上15μm以下が特に好ましい。
上記のガラス繊維及び炭素繊維以外の無機充填材の平均粒子径を上記上限値以下とすることにより、靭性、及び成形品の表面外観により優れたポリアミド組成物とすることができる。一方、平均粒子径を上記下限値以上とすることにより、コスト面及び粉体のハンドリング面と物性(流動性等)とのバランスにより優れたポリアミド組成物が得られる。
The average particle size of the inorganic filler other than glass fiber and carbon fiber is preferably 0.01 μm or more and 38 μm or less, more preferably 0.03 μm or more and 30 μm or less, from the viewpoint of improving the toughness and the surface appearance of the molded product. It is more preferably 0.05 μm or more and 25 μm or less, even more preferably 0.10 μm or more and 20 μm or less, and particularly preferably 0.15 μm or more and 15 μm or less.
By setting the average particle size of the inorganic filler other than the glass fiber and the carbon fiber to the upper limit value or less, it is possible to obtain a polyamide composition having excellent toughness and surface appearance of a molded product. On the other hand, by setting the average particle size to the above lower limit or more, a polyamide composition having an excellent balance between cost, powder handling, and physical properties (fluidity, etc.) can be obtained.
ガラス繊維及び炭素繊維以外の、ウォラストナイト等の針状の無機充填材に関しては、数平均粒子径(以下、単に「平均粒子径」と称する場合がある)を平均粒子径とする。また、断面が円でない場合は、その長さの最大値を(数平均)粒子径とする。 For acicular inorganic fillers such as wollastonite other than glass fibers and carbon fibers, the average particle size is the number average particle size (hereinafter sometimes simply referred to as "average particle size"). Moreover, when the cross section is not circular, the maximum value of the length is taken as the (number average) particle size.
針状の無機充填材の数平均粒子長(以下、単に「平均粒子長」と称する場合がある)については、上述の数平均粒子径の好ましい範囲、及び、下記の数平均粒子径(d)に対する数平均粒子長(l)のアスペクト比(l/d)の好ましい範囲から算出される数値範囲が好ましい。 Regarding the number average particle length of the needle-shaped inorganic filler (hereinafter sometimes simply referred to as "average particle length"), the preferred range of the number average particle size described above and the number average particle size (d) below A numerical range calculated from a preferred range of the aspect ratio (l/d) of the number average particle length (l) to is preferable.
針状の形状を持つものの、数平均粒子径(d)に対する数平均粒子長(l)のアスペクト比(l/d)に関しては、成形品の表面外観を向上させ、且つ、射出成形機等の金属性パーツの磨耗を防止する観点から、1.5以上10以下が好ましく、2.0以上5以下がより好ましく、2.5以上4以下がさらに好ましい。 Although it has a needle-like shape, the aspect ratio (l/d) of the number average particle length (l) to the number average particle diameter (d) improves the surface appearance of the molded product, and is suitable for injection molding machines and the like. From the viewpoint of preventing abrasion of metal parts, it is preferably 1.5 or more and 10 or less, more preferably 2.0 or more and 5 or less, and even more preferably 2.5 or more and 4 or less.
また、ガラス繊維及び炭素繊維以外の無機充填材は、シランカップリング剤やチタネート系カップリング剤等を用いて表面処理を施してもよい。
シランカップリング剤としては、上記ガラス繊維及び炭素繊維において例示されたものと同様のものが挙げられる。
中でも、シランカップリング剤としては、アミノシラン類が好ましい。
このような表面処理剤は、予め無機充填材の表面に処理してもよく、ポリアミドと無機充填材とを混合する際に添加してもよい。また、表面処理剤の添加量は、無機充填材の総質量に対して、0.05質量%以上1.5質量%以下が好ましい。
In addition, inorganic fillers other than glass fiber and carbon fiber may be subjected to surface treatment using a silane coupling agent, a titanate-based coupling agent, or the like.
Examples of the silane coupling agent include those exemplified for the above glass fiber and carbon fiber.
Among them, aminosilanes are preferable as the silane coupling agent.
Such a surface treatment agent may be applied to the surface of the inorganic filler in advance, or may be added when the polyamide and the inorganic filler are mixed. Moreover, the addition amount of the surface treatment agent is preferably 0.05% by mass or more and 1.5% by mass or less with respect to the total mass of the inorganic filler.
[(D)無機充填材の含有量]
無機充填材の含有量は、ポリアミド組成物の総質量に対して、5質量%以上70質量%以下が好ましく、20質量%以上70質量%以下がより好ましく、20質量%以上65質量%以下がさらに好ましく、20質量%以上60質量%以下がさらに好ましく、25質量%以上60質量%以下がよりさらに好ましく、30質量%以上60質量%以下が特に好ましく、35質量%以上60質量%以下がよりさらに特に好ましく、35質量%以上50質量%以下が最も好ましい。
無機充填材の含有量が上記下限値以上であることにより、得られるポリアミド組成物の強度及び剛性をより向上させる効果が発現される。一方、無機充填材の含有量が上記上限値以下であることにより、押出性及び成形性がより良好であり、レーザー光の透過率により優れるポリアミド組成物を得ることができる。
[(D) Content of inorganic filler]
The content of the inorganic filler is preferably 5% by mass or more and 70% by mass or less, more preferably 20% by mass or more and 70% by mass or less, with respect to the total mass of the polyamide composition, and 20% by mass or more and 65% by mass or less. More preferably, 20% by mass or more and 60% by mass or less is more preferable, 25% by mass or more and 60% by mass or less is even more preferable, 30% by mass or more and 60% by mass or less is particularly preferable, and 35% by mass or more and 60% by mass or less is more preferable. More preferably, it is most preferably 35% by mass or more and 50% by mass or less.
When the content of the inorganic filler is at least the above lower limit, the effect of further improving the strength and rigidity of the resulting polyamide composition is exhibited. On the other hand, when the content of the inorganic filler is equal to or less than the above upper limit, it is possible to obtain a polyamide composition having better extrudability and moldability and more excellent laser light transmittance.
<(E)リン系難燃剤>
本実施形態のポリアミド組成物は、上記(A)~(C)成分に加えて、1種以上の(E)リン系難燃剤を更に含むことが好ましい。
或いは、別の実施形態において、ポリアミド組成物は、上記(A)~(C)成分に加えて、1種以上の(E)リン系難燃剤を更に含む。
これら(E)リン系難燃剤は単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
<(E) Phosphorus flame retardant>
The polyamide composition of the present embodiment preferably further contains (E) one or more phosphorus-based flame retardants in addition to the above components (A) to (C).
Alternatively, in another embodiment, the polyamide composition further comprises (E) one or more phosphorus-based flame retardants in addition to the above components (A) to (C).
These (E) phosphorus-based flame retardants may be used alone or in combination of two or more.
リン系難燃剤としては、ハロゲン元素を含有せずリン元素を含む難燃剤であれば、特に限定されるものではない。リン系難燃剤としては、例えば、リン酸エステル系難燃剤、ポリリン酸メラミン系難燃剤、フォスファゼン系難燃剤、ホスフィン酸系難燃剤、赤リン系難燃剤等が挙げられる。 The phosphorus-based flame retardant is not particularly limited as long as it does not contain a halogen element but contains a phosphorus element. Examples of phosphorus flame retardants include phosphate ester flame retardants, melamine polyphosphate flame retardants, phosphazene flame retardants, phosphinic acid flame retardants, and red phosphorus flame retardants.
中でも、リン系難燃剤としては、リン酸エステル系難燃剤、ポリリン酸メラミン系難燃剤、フォスファゼン系難燃剤又はホスフィン酸系難燃剤であることが好ましく、ホスフィン酸系難燃剤であることが特に好ましい。 Among them, the phosphorus flame retardant is preferably a phosphate ester flame retardant, a melamine polyphosphate flame retardant, a phosphazene flame retardant or a phosphinic acid flame retardant, and particularly preferably a phosphinic acid flame retardant. .
ホスフィン酸系難燃剤として具体的には、例えば、ホスフィン酸塩、ジホスフィン酸塩等のホスフィン酸塩類が挙げられる。 Specific examples of phosphinic acid-based flame retardants include phosphinates such as phosphinates and diphosphinates.
[ホスフィン酸塩(1)及びジホスフィン酸塩(2)]
ホスフィン酸塩としては、例えば、下記一般式(1)で表される化合物(以下、「ホスフィン酸塩(1)」と略記する場合がある)等が挙げられる。
[Phosphinate (1) and Diphosphinate (2)]
Phosphinates include, for example, compounds represented by the following general formula (1) (hereinafter sometimes abbreviated as “phosphinate (1)”) and the like.
ジホスフィン酸塩としては、例えば、下記一般式(2)で表されるジホスフィン酸塩(以下、「ジホスフィン酸塩(2)」と略記する場合がある)等が挙げられる。 Diphosphinates include, for example, diphosphinates represented by the following general formula (2) (hereinafter sometimes abbreviated as “diphosphinate (2)”), and the like.
さらに、これらホスフィン酸塩及び/又はジホスフィン酸塩の縮合物を含んでもよい。 Furthermore, condensates of these phosphinates and/or diphosphinates may be included.
(一般式(1)中、R11及びR12はそれぞれ独立に、炭素数1以上6以下のアルキル基又は炭素数6以上10以下のアリール基である。Mn11+はn11価の金属イオンである。Mは元素周期表の第2族若しくは第15族に属する元素、遷移元素、亜鉛又はアルミニウムである。n11は2又は3である。n11が2又は3である場合、複数存在するR11及びR12はそれぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。
一般式(2)中、R21及びR22はそれぞれ独立に、炭素数1以上6以下のアルキル基又は炭素数6以上10以下のアリール基である。Y21は、炭素数1以上10以下のアルキレン基又は炭素数6以上10以下のアリーレン基である。M’x
m21+はm21価の金属イオンである。M’は元素周期表の第2族若しくは第15族に属する元素、遷移元素、亜鉛又はアルミニウムである。n21は1以上3以下の整数である。n21が2又は3である場合、複数存在するR21、R22及びY21はそれぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。m21は2又は3である。xは1又は2である。xが2の場合、複数存在するM’は同一であってもよく、異なっていてもよい。n21、x及びm21は、2×n21=m21×xの関係式を満たす整数である。)
(In general formula (1), R 11 and R 12 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms. M n11+ is an n11-valent metal ion M is an element belonging to group 2 or 15 of the periodic table, a transition element, zinc or aluminum n11 is 2 or 3. When n11 is 2 or 3, a plurality of R11 and Each R 12 may be the same or different.
In general formula (2), R 21 and R 22 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms. Y 21 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or an arylene group having 6 to 10 carbon atoms. M' x m21+ is an m21 valent metal ion. M' is an element belonging to group 2 or group 15 of the periodic table, a transition element, zinc or aluminum. n21 is an integer of 1 or more and 3 or less. When n21 is 2 or 3, multiple R 21 , R 22 and Y 21 may be the same or different. m21 is 2 or 3; x is 1 or 2; When x is 2, multiple M' may be the same or different. n21, x and m21 are integers satisfying the relational expression 2*n21=m21*x. )
(R11、R12、R21及びR22)
R11、R12、R21及びR22はそれぞれ独立に、炭素数1以上6以下のアルキル基、炭素数6以上10以下のアリール基である。n11が2又は3である場合、複数存在するR11及びR12はそれぞれ同一であってもよく、異なっていてもよいが、製造が容易であることから、同一であることが好ましい。また、n21が2又は3である場合、複数存在するR21及びR22はそれぞれ同一であってもよく、異なっていてもよいが、製造が容易であることから、同一であることが好ましい。
(R 11 , R 12 , R 21 and R 22 )
R 11 , R 12 , R 21 and R 22 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms. When n 11 is 2 or 3, the plurality of R 11 and R 12 may be the same or different, but are preferably the same for ease of production. When n 21 is 2 or 3, multiple R 21 and R 22 may be the same or different, but are preferably the same for ease of production. .
アルキル基としては、鎖状であってもよく、環状であってもよいが、鎖状であることが好ましい。鎖状アルキル基としては、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。直鎖状アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基等が挙げられる。分岐鎖状アルキル基としては、例えば、1-メチルエチル基、1-メチルプロピル基、2-メチルプロピル基、1,1-ジメチルエチル基、1-メチルブチル基、2-メチルブチル基、3-メチルブチル基、1,1-ジメチルプロピル基、1,2-ジメチルプロピル基、2,2-ジメチルプロピル基、1-メチルペンチル基、2-メチルペンチル基、3-メチル基ペンチル基、4-メチルペンチル基、1,1-ジメチルブチル基、1,2-ジメチルブチル基、1,3-ジメチルブチル基、2,2-ジメチルブチル基、2,3-ジメチルブチル基、3,3-ジメチルブチル基、1-エチルブチル基、2-エチルブチル基、1,1,2-トリメチルプロピル基等が挙げられる。 The alkyl group may be chain-like or cyclic, but chain-like is preferred. The chain alkyl group may be linear or branched. Linear alkyl groups include, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group and the like. Examples of branched chain alkyl groups include 1-methylethyl group, 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1,1-dimethylethyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group and 3-methylbutyl group. , 1,1-dimethylpropyl group, 1,2-dimethylpropyl group, 2,2-dimethylpropyl group, 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 4-methylpentyl group, 1,1-dimethylbutyl group, 1,2-dimethylbutyl group, 1,3-dimethylbutyl group, 2,2-dimethylbutyl group, 2,3-dimethylbutyl group, 3,3-dimethylbutyl group, 1- Examples include ethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, 1,1,2-trimethylpropyl group and the like.
アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。 Examples of aryl groups include phenyl groups and naphthyl groups.
アルキル基及びアリール基は、置換基を有してもよい。アルキル基における置換基としては、例えば、炭素数6以上10以下のアリール基等が挙げられる。アリール基における置換基としては、炭素数1以上6以下のアルキル基等が挙げられる。 Alkyl groups and aryl groups may have substituents. Examples of substituents on the alkyl group include aryl groups having 6 or more and 10 or less carbon atoms. Examples of substituents on the aryl group include alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms.
置換基を有するアルキル基として具体的には、例えば、ベンジル基等が挙げられる。 Specific examples of the alkyl group having a substituent include a benzyl group and the like.
置換基を有するアリール基として具体的には、例えば、トリル基、キシリル基等が挙げられる。 Specific examples of the aryl group having a substituent include a tolyl group and a xylyl group.
中でも、R11、R12、R21及びR22としては、炭素数1以上6以下のアルキル基が好ましく、メチル基又はエチル基がより好ましい。 Among them, R 11 , R 12 , R 21 and R 22 are preferably alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, more preferably methyl or ethyl groups.
(Y21)
Y21は、炭素数1以上10以下のアルキレン基又は炭素数6以上10以下のアリーレン基である。n21が2又は3である場合、複数存在するY21はそれぞれ同一であってもよく、異なっていてもよいが、製造が容易であることから、同一であることが好ましい。
( Y21 )
Y 21 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or an arylene group having 6 to 10 carbon atoms. When n 21 is 2 or 3, the plurality of Y 21 may be the same or different, but are preferably the same for ease of production.
アルキレン基としては、鎖状であってもよく、環状であってもよいが、鎖状であることが好ましい。鎖状アルキレン基としては、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。直鎖状アルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等が挙げられる。分岐鎖状アルキレン基としては、例えば、1-メチルエチレン基、1-メチルプロピレン基等が挙げられる。 The alkylene group may be chain or cyclic, but is preferably chain. The chain alkylene group may be linear or branched. Examples of linear alkylene groups include methylene, ethylene, trimethylene, tetramethylene, pentamethylene, and hexamethylene groups. Examples of branched alkylene groups include 1-methylethylene group and 1-methylpropylene group.
アリーレン基としては、例えば、フェニレン基、ナフチレン基等が挙げられる。 The arylene group includes, for example, a phenylene group and a naphthylene group.
アルキレン基及びアリーレン基は、置換基を有してもよい。アルキレン基における置換基としては、例えば、炭素数6以上10以下のアリール基等が挙げられる。アリーレン基における置換基としては、炭素数1以上6以下のアルキル基等が挙げられる。 An alkylene group and an arylene group may have a substituent. Examples of substituents on the alkylene group include aryl groups having 6 or more and 10 or less carbon atoms. Examples of substituents on the arylene group include alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms.
置換基を有するアルキレン基として具体的には、例えば、フェニルメチレン基、フェニルエチレン基、フェニルトリメチレン基、フェニルテトラメチレン基等が挙げられる。 Specific examples of the alkylene group having a substituent include a phenylmethylene group, a phenylethylene group, a phenyltrimethylene group, a phenyltetramethylene group and the like.
置換基を有するアリーレン基として具体的には、例えば、メチルフェニレン基、エチルフェニレン基、tert-ブチルフェニレン基、メチルナフチレン基、エチルナフチレン基、tert-ブチルナフチレン基等が挙げられる。 Specific examples of the arylene group having a substituent include methylphenylene group, ethylphenylene group, tert-butylphenylene group, methylnaphthylene group, ethylnaphthylene group, tert-butylnaphthylene group and the like.
中でも、Y21としては、炭素数1以上10以下のアルキレン基が好ましく、メチレン基又はエチレン基がより好ましい。 Among them, Y 21 is preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably a methylene group or an ethylene group.
(M及びM’)
M及びM’はそれぞれ独立に、元素周期表の第2族若しくは第15族に属する元素のイオン、遷移元素のイオン、亜鉛イオン又はアルミニウムイオンである。元素周期表の第2族に属する元素のイオンとしては、例えば、カルシウムイオン、マグネシウムイオン等が挙げられる。元素周期表の第15族に属する元素のイオンとしては、例えば、ビスマスイオン等が挙げられる。
(M and M')
M and M' are each independently an ion of an element belonging to Group 2 or Group 15 of the periodic table, an ion of a transition element, a zinc ion, or an aluminum ion. Examples of ions of elements belonging to Group 2 of the periodic table include calcium ions and magnesium ions. Examples of ions of elements belonging to group 15 of the periodic table include bismuth ions.
また、xが2の場合、複数存在するM’は同一であってもよく、異なっていてもよいが、製造が容易であることから、同一であることが好ましい。 In addition, when x is 2, the multiple M' may be the same or different, but the same is preferred for ease of production.
中でも、M及びM’としては、カルシウム、亜鉛又はアルミニウムが好ましく、カルシウム又はアルミニウムがより好ましい。 Among them, M and M' are preferably calcium, zinc or aluminum, more preferably calcium or aluminum.
(x)
xはM’の個数を表し、1又は2である。xは、M’の種類及びジホスフィン酸の数に応じて、適宜選択することができる。
(x)
x represents the number of M' and is 1 or 2; x can be appropriately selected according to the type of M' and the number of diphosphinic acids.
(n11及びn21)
n11はホスフィン酸の個数及びMの価数を表し、2又は3である。n11は、Mの種類及び価数に応じて、適宜選択することができる。
(n11 and n21)
n11 represents the number of phosphinic acids and the valence of M, and is 2 or 3; n11 can be appropriately selected according to the type and valence of M.
n21はジホスフィン酸の個数を表し、1以上3以下の整数である。n21は、M’の種類及び数に応じて、適宜選択することができる。 n21 represents the number of diphosphinic acids and is an integer of 1 or more and 3 or less. n21 can be appropriately selected according to the type and number of M'.
(m21)
m21はM’の価数を表し、2又は3である。
n21、x及びm21は、2×n21=m21×xの関係式を満たす整数である。
(m21)
m21 represents the valence of M' and is 2 or 3;
n21, x and m21 are integers satisfying the relational expression 2*n21=m21*x.
好ましいホスフィン酸塩(1)として具体的には、例えば、ジメチルホスフィン酸カルシウム、ジメチルホスフィン酸マグネシウム、ジメチルホスフィン酸アルミニウム、ジメチルホスフィン酸亜鉛、エチルメチルホスフィン酸カルシウム、エチルメチルホスフィン酸マグネシウム、エチルメチルホスフィン酸アルミニウム、エチルメチルホスフィン酸亜鉛、ジエチルホスフィン酸カルシウム、ジエチルホスフィン酸マグネシウム、ジエチルホスフィン酸アルミニウム、ジエチルホスフィン酸亜鉛、メチル-n-プロピルホスフィン酸カルシウム、メチル-n-プロピルホスフィン酸マグネシウム、メチル-n-プロピルホスフィン酸アルミニウム、メチル-n-プロピルホスフィン酸亜鉛、メチルフェニルホスフィン酸カルシウム、メチルフェニルホスフィン酸マグネシウム、メチルフェニルホスフィン酸アルミニウム、メチルフェニルホスフィン酸亜鉛、ジフェニルホスフィン酸カルシウム、ジフェニルホスフィン酸マグネシウム、ジフェニルホスフィン酸アルミニウム、ジフェニルホスフィン酸亜鉛等が挙げられる。中でも、ホスフィン酸塩(1)としては、難燃性が優れることから、ジメチルホスフィン酸カルシウム、ジメチルホスフィン酸アルミニウム、ジエチルホスフィン酸カルシウム又はジエチルホスフィン酸アルミニウムが好ましく、ジエチルホスフィン酸カルシウム又はジエチルホスフィン酸アルミニウムがより好ましく、ジエチルホスフィン酸アルミニウムが特に好ましい。 Specific examples of preferred phosphinates (1) include calcium dimethylphosphinate, magnesium dimethylphosphinate, aluminum dimethylphosphinate, zinc dimethylphosphinate, calcium ethylmethylphosphinate, magnesium ethylmethylphosphinate, and ethylmethylphosphine. aluminum acid, zinc ethylmethylphosphinate, calcium diethylphosphinate, magnesium diethylphosphinate, aluminum diethylphosphinate, zinc diethylphosphinate, calcium methyl-n-propylphosphinate, magnesium methyl-n-propylphosphinate, methyl-n -aluminum propylphosphinate, zinc methyl-n-propylphosphinate, calcium methylphenylphosphinate, magnesium methylphenylphosphinate, aluminum methylphenylphosphinate, zinc methylphenylphosphinate, calcium diphenylphosphinate, magnesium diphenylphosphinate, diphenyl Examples include aluminum phosphinate and zinc diphenylphosphinate. Among them, as the phosphinate (1), calcium dimethylphosphinate, aluminum dimethylphosphinate, calcium diethylphosphinate, or aluminum diethylphosphinate are preferable because of their excellent flame retardancy, and calcium diethylphosphinate or aluminum diethylphosphinate. is more preferred, and aluminum diethylphosphinate is particularly preferred.
好ましいジホスフィン酸塩(2)として具体的には、例えば、メタンジ(メチルホスフィン酸)カルシウム、メタンジ(メチルホスフィン酸)マグネシウム、メタンジ(メチルホスフィン酸)アルミニウム、メタンジ(メチルホスフィン酸)亜鉛、ベンゼン-1,4-ジ(メチルホスフィン酸)カルシウム、ベンゼン-1,4-ジ(メチルホスフィン酸)マグネシウム、ベンゼン-1,4-ジ(メチルホスフィン酸)アルミニウム、ベンゼン-1,4-ジ(メチルホスフィン酸)亜鉛等が挙げられる。 Specific examples of preferred diphosphinates (2) include calcium methanedi(methylphosphinate), magnesium methanedi(methylphosphinate), aluminum methanedi(methylphosphinate), zinc methanedi(methylphosphinate), and benzene-1. ,4-di(methylphosphinate)calcium, benzene-1,4-di(methylphosphinate)magnesium, benzene-1,4-di(methylphosphinate)aluminum, benzene-1,4-di(methylphosphinate) ) zinc and the like.
ホスフィン酸塩類の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、特開2005-179362号、欧州特許出願公開第699708号及び特開平08-073729号等に記載の方法が挙げられる。具体的には、ホスフィン酸と金属炭酸塩、金属水酸化物又は金属酸化物とを用いて水溶液中で製造される。これらは、本質的にモノマー性化合物であるが、反応条件に依存して、環境によっては縮合度が1以上3以下の縮合物であるポリマー性ホスフィン酸塩も含まれる。 The method for producing phosphinates is not particularly limited, but includes, for example, the methods described in JP-A-2005-179362, EP-A-699708 and JP-A-08-073729. Specifically, it is produced in an aqueous solution using phosphinic acid and a metal carbonate, metal hydroxide or metal oxide. These are essentially monomeric compounds, but also polymeric phosphinates, which are condensates with a degree of condensation of 1 or more and 3 or less, depending on the reaction conditions and under certain circumstances.
ホスフィン酸塩の具体的な商品例としては、例えば、Clariant社製「Exolit OP1230」、「Exolit OP1240」、「Exolit OP1312」、「Exolit OP1314」、「Exolit OP1400」が挙げられる。 Specific commercial examples of phosphinates include "Exolit OP1230", "Exolit OP1240", "Exolit OP1312", "Exolit OP1314" and "Exolit OP1400" manufactured by Clariant.
(E)リン系難燃剤の含有量は、(A)結晶性ポリアミドと(B)非晶性ポリアミドとの合計100質量部に対して、5.0質量部以上90.0質量部以下が好ましく、10.0質量部以上80.0質量部以下がより好ましく、15.0質量部以上70.0質量部以下がさらに好ましく、20.0質量部以上60.0質量部以下が特に好ましい。
(E)リン系難燃剤の含有量を上記下限値以上とすることにより、難燃性により優れる樹脂組成物を得ることができる。一方、リン系難燃剤量を上記上限値以下とすることにより、ポリアミド組成物の有する性質を損なうことなく、難燃性により優れる樹脂組成物を得ることができる。
(E) The content of the phosphorus-based flame retardant is preferably 5.0 parts by mass or more and 90.0 parts by mass or less with respect to a total of 100 parts by mass of the (A) crystalline polyamide and (B) the amorphous polyamide. , 10.0 to 80.0 parts by mass, more preferably 15.0 to 70.0 parts by mass, and particularly preferably 20.0 to 60.0 parts by mass.
By setting the content of (E) the phosphorus-based flame retardant to at least the above lower limit, it is possible to obtain a resin composition that is more excellent in flame retardancy. On the other hand, by setting the amount of the phosphorus-based flame retardant to the above upper limit or less, it is possible to obtain a resin composition that is more excellent in flame retardancy without impairing the properties of the polyamide composition.
<(F)その他成分>
本実施形態のポリアミド組成物は、上記(A)~(C)成分に加えて、潤滑剤、熱安定剤、造核剤、その他のポリマー、及びその他添加剤からなる群から選ばれる1種以上の(F)その他成分を含んでもよい。
<(F) Other components>
In addition to the above components (A) to (C), the polyamide composition of the present embodiment is one or more selected from the group consisting of lubricants, heat stabilizers, nucleating agents, other polymers, and other additives. (F) may contain other components.
[潤滑剤]
潤滑剤としては、特に限定されないが、例えば、高級脂肪酸、高級脂肪酸金属塩、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アミド等が挙げられる。また、潤滑剤は成形改良剤としても利用できる。
[lubricant]
Examples of lubricants include, but are not limited to, higher fatty acids, higher fatty acid metal salts, higher fatty acid esters, higher fatty acid amides, and the like. Lubricants can also be used as molding modifiers.
(高級脂肪酸)
高級脂肪酸としては、例えば、炭素数8以上40以下の直鎖状又は分岐鎖状の、飽和又は不飽和脂肪族モノカルボン酸等が挙げられる。
炭素数8以上40以下の直鎖状飽和脂肪族モノカルボン酸としては、例えば、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、モンタン酸等が挙げられる。
炭素数8以上40以下の分岐鎖状飽和脂肪族モノカルボン酸としては、例えば、イソパルミチン酸、イソステアリン酸等が挙げられる。
炭素数8以上40以下の直鎖状不飽和脂肪族モノカルボン酸としては、例えば、オレイン酸、エルカ酸等が挙げられる。
炭素数8以上40以下の分岐鎖状不飽和脂肪族モノカルボン酸としては、例えば、イソオレイン酸等が挙げられる。
中でも、高級脂肪酸としては、ステアリン酸又はモンタン酸が好ましい。
(higher fatty acid)
Examples of higher fatty acids include linear or branched saturated or unsaturated aliphatic monocarboxylic acids having 8 to 40 carbon atoms.
Examples of linear saturated aliphatic monocarboxylic acids having 8 to 40 carbon atoms include lauric acid, palmitic acid, stearic acid, behenic acid and montanic acid.
Examples of branched-chain saturated aliphatic monocarboxylic acids having 8 to 40 carbon atoms include isopalmitic acid and isostearic acid.
Examples of linear unsaturated aliphatic monocarboxylic acids having 8 to 40 carbon atoms include oleic acid and erucic acid.
Examples of branched unsaturated aliphatic monocarboxylic acids having 8 to 40 carbon atoms include isoleic acid.
Among them, stearic acid or montanic acid is preferable as the higher fatty acid.
(高級脂肪酸金属塩)
高級脂肪酸金属塩とは、高級脂肪酸の金属塩である。
金属塩の金属元素としては、例えば、元素周期表の第1族元素、第2族元素及び第3族元素、亜鉛、アルミニウム等が挙げられる。
元素周期表の第1族元素としては、例えば、ナトリウム、カリウム等が挙げられる。
元素周期表の第2族元素としては、例えば、カルシウム、マグネシウム等が挙げられる。
元素周期表の第3族元素としては、例えば、スカンジウム、イットリウム等が挙げられる。
中でも、元素周期表の第1及び2族元素、又は、アルミニウムが好ましく、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、又は、アルミニウムがより好ましい。
(Higher fatty acid metal salt)
A higher fatty acid metal salt is a metal salt of a higher fatty acid.
Examples of the metal elements of the metal salt include Group 1 elements, Group 2 elements and Group 3 elements of the periodic table, zinc, and aluminum.
Examples of Group 1 elements of the periodic table include sodium and potassium.
Group 2 elements of the periodic table of elements include, for example, calcium and magnesium.
Group 3 elements of the periodic table of elements include, for example, scandium and yttrium.
Among them, elements of groups 1 and 2 of the periodic table or aluminum are preferable, and sodium, potassium, calcium, magnesium or aluminum is more preferable.
高級脂肪酸金属塩として具体的には、例えば、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、モンタン酸カルシウム、およびモンタン酸ナトリウム、パルミチン酸カルシウム等が挙げられる。
中でも、高級脂肪酸金属塩としては、モンタン酸の金属塩又はステアリン酸の金属塩が好ましい。
Specific examples of higher fatty acid metal salts include calcium stearate, aluminum stearate, zinc stearate, magnesium stearate, calcium montanate, sodium montanate, and calcium palmitate.
Among them, as the higher fatty acid metal salt, a metal salt of montanic acid or a metal salt of stearic acid is preferable.
(高級脂肪酸エステル)
高級脂肪酸エステルとは、高級脂肪酸とアルコールとのエステル化物である。
高級脂肪酸エステルとしては、炭素数8以上40以下の脂肪族カルボン酸と炭素数8以上40以下の脂肪族アルコールとのエステルが好ましい。
炭素数8以上40以下の脂肪族アルコールとしては、例えば、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコール、ラウリルアルコール等が挙げられる。
高級脂肪酸エステルとして具体的には、例えば、ステアリン酸ステアリル、ベヘン酸ベヘニル等が挙げられる。
(higher fatty acid ester)
Higher fatty acid esters are esters of higher fatty acids and alcohols.
As the higher fatty acid ester, an ester of an aliphatic carboxylic acid having 8 to 40 carbon atoms and an aliphatic alcohol having 8 to 40 carbon atoms is preferable.
Examples of aliphatic alcohols having 8 to 40 carbon atoms include stearyl alcohol, behenyl alcohol and lauryl alcohol.
Specific examples of higher fatty acid esters include stearyl stearate and behenyl behenate.
(高級脂肪酸アミド)
高級脂肪酸アミドとは、高級脂肪酸のアミド化合物である。
高級脂肪酸アミドとしては、例えば、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、エチレンビスステアリルアミド、エチレンビスオレイルアミド、N-ステアリルステアリン酸アミド、N-ステアリルエルカ酸アミド等が挙げられる。
(higher fatty acid amide)
A higher fatty acid amide is an amide compound of a higher fatty acid.
Examples of higher fatty acid amides include stearic acid amide, oleic acid amide, erucic acid amide, ethylenebisstearylamide, ethylenebisoleylamide, N-stearyl stearic acid amide, N-stearyl erucic acid amide and the like.
これらの高級脂肪酸、高級脂肪酸金属塩、高級脂肪酸エステル及び高級脂肪酸アミドは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を組み合せて用いてもよい。 These higher fatty acids, higher fatty acid metal salts, higher fatty acid esters and higher fatty acid amides may be used alone or in combination of two or more.
ポリアミド組成物中の潤滑剤の含有量は、ポリアミド組成物の総質量に対して、0.01質量%以上1質量%以下が好ましく、0.1質量%以上1質量%以下がより好ましい。
潤滑剤の含有量が上記下限値以上であることで、ポリアミド組成物の成形性をより良好なものとすることができ、一方、上記上限値以下であることで、成形品としたときの剛性をより良好なものとすることができる。
The content of the lubricant in the polyamide composition is preferably 0.01% by mass or more and 1% by mass or less, more preferably 0.1% by mass or more and 1% by mass or less, relative to the total mass of the polyamide composition.
When the content of the lubricant is at least the above lower limit value, the moldability of the polyamide composition can be made better, while when it is at most the above upper limit value, the rigidity when formed into a molded product can be made better.
[熱安定剤]
熱安定剤としては、以下に制限されないが、例えば、フェノール系熱安定剤、リン系熱安定剤、アミン系熱安定剤、元素周期表の第3族、第4族及び第11~14族の元素の金属塩、アルカリ金属及びアルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられる。
[Heat stabilizer]
Examples of heat stabilizers include, but are not limited to, phenol-based heat stabilizers, phosphorus-based heat stabilizers, amine-based heat stabilizers, groups 3, 4 and 11 to 14 of the periodic table. Metal salts of elements, halides of alkali metals and alkaline earth metals, and the like.
(フェノール系熱安定剤)
フェノール系熱安定剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ヒンダードフェノール化合物等が挙げられる。ヒンダードフェノール化合物は、ポリアミド等の樹脂や繊維に優れた耐熱性及び耐光性を付与する性質を有する。
(Phenolic heat stabilizer)
Phenolic heat stabilizers include, but are not limited to, hindered phenol compounds. Hindered phenol compounds have the property of imparting excellent heat resistance and light resistance to resins such as polyamides and fibers.
ヒンダードフェノール化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、N,N'-へキサン-1,6-ジイルビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニルプロピオンアミド)、ペンタエリスリチル-テトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、N,N'-ヘキサメチレンビス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-ヒドロシンナマミド)、トリエチレングリコール-ビス[3-(3-tert-ブチル-5-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、3,9-ビス{2-[3-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオニルオキシ]-1,1-ジメチルエチル}-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジルホスホネート-ジエチルエステル、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン、および1,3,5-トリス(4-tert-ブチル-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンジル)イソシアヌル酸等が挙げられる。
これらは、ヒンダードフェノール化合物は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
特に、耐熱エージング性向上の観点から、ヒンダードフェノール化合物としては、N,N'-へキサン-1,6-ジイルビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニルプロピオンアミド)]が好ましい。
Examples of the hindered phenol compound include, but are not limited to, N,N'-hexane-1,6-diylbis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenylprop onamide), pentaerythrityl-tetrakis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate], N,N'-hexamethylenebis(3,5-di-tert-butyl- 4-hydroxy-hydrocinnamamide), triethylene glycol-bis[3-(3-tert-butyl-5-methyl-4-hydroxyphenyl)propionate], 3,9-bis{2-[3-(3 -tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionyloxy]-1,1-dimethylethyl}-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5,5]undecane, 3,5-di- tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate-diethyl ester, 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)benzene, and 1,3 , 5-tris(4-tert-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)isocyanuric acid and the like.
These hindered phenol compounds may be used alone or in combination of two or more.
In particular, from the viewpoint of improving heat aging resistance, the hindered phenol compound includes N,N'-hexane-1,6-diylbis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenylpropionamide )] is preferred.
フェノール系熱安定剤を用いる場合、ポリアミド組成物中のフェノール系熱安定剤の含有量は、ポリアミド組成物の総質量に対して、0.01質量%以上1質量%以下が好ましく、0.1質量%以上1質量%以下がより好ましい。
フェノール系熱安定剤の含有量が上記の範囲内の場合、ポリアミド組成物の耐熱エージング性をより一層向上させ、さらにガス発生量をより低減させることができる。
When using a phenolic heat stabilizer, the content of the phenolic heat stabilizer in the polyamide composition is preferably 0.01% by mass or more and 1% by mass or less with respect to the total mass of the polyamide composition, and 0.1 % by mass or more and 1 mass % or less is more preferable.
When the content of the phenolic heat stabilizer is within the above range, the heat aging resistance of the polyamide composition can be further improved and the amount of gas generated can be further reduced.
(リン系熱安定剤)
リン系熱安定剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ペンタエリスリトール型ホスファイト化合物、トリオクチルホスファイト、トリラウリルホスファイト、トリデシルホスファイト、オクチルジフェニルホスファイト、トリスイソデシルホスファイト、フェニルジイソデシルホスファイト、フェニルジ(トリデシル)ホスファイト、ジフェニルイソオクチルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、ジフェニル(トリデシル)ホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4-ジ-tert-ブチル-5-メチルフェニル)ホスファイト、トリス(ブトキシエチル)ホスファイト、4,4'-ブチリデン-ビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェニル-テトラ-トリデシル)ジホスファイト、テトラ(C12~C15混合アルキル)-4,4'-イソプロピリデンジフェニルジホスファイト、4,4'-イソプロピリデンビス(2-tert-ブチルフェニル)-ジ(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(ビフェニル)ホスファイト、テトラ(トリデシル)-1,1,3-トリス(2-メチル-5-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)ブタンジホスファイト、テトラ(トリデシル)-4,4'-ブチリデンビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェニル)ジホスファイト、テトラ(C1~C15混合アルキル)-4,4'-イソプロピリデンジフェニルジホスファイト、トリス(モノ、ジ混合ノニルフェニル)ホスファイト、4,4'-イソプロピリデンビス(2-tert-ブチルフェニル)-ジ(ノニルフェニル)ホスファイト、9,10-ジ-ヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナンスレン-10-オキサイド、トリス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)ホスファイト、水素化-4,4'-イソプロピリデンジフェニルポリホスファイト、ビス(オクチルフェニル)-ビス(4,4'-ブチリデンビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェニル))-1,6-ヘキサンジオールジホスファイト、ヘキサトリデシル-1,1,3-トリス(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-tert-ブチルフェニル)ブタントリホスファイト、トリス(4、4'-イソプロピリデンビス(2-tert-ブチルフェニル))ホスファイト、トリス(1,3-ジステアロイルオキシイソプロピル)ホスファイト、2、2-メチレンビス(4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)オクチルホスファイト、2,2-メチレンビス(3-メチル-4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)2-エチルヘキシルホスファイト、テトラキス(2,4-ジ-tert-ブチル-5-メチルフェニル)-4,4'-ビフェニレンジホスファイト、およびテトラキス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)-4,4'-ビフェニレンジホスファイト等が挙げられる。
これらリン系熱安定剤は、1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
中でも、リン系熱安定剤としては、ポリアミド組成物の耐熱エージング性の一層の向上及びガス発生量の低減という観点から、ペンタエリスリトール型ホスファイト化合物及びトリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイトからなる群より選ばれる1種以上が好ましい。
(Phosphorus heat stabilizer)
Examples of phosphorus-based heat stabilizers include, but are not limited to, pentaerythritol-type phosphite compounds, trioctylphosphite, trilaurylphosphite, tridecylphosphite, octyldiphenylphosphite, trisisodecyl Phosphite, phenyldiisodecylphosphite, phenyldi(tridecyl)phosphite, diphenylisooctylphosphite, diphenylisodecylphosphite, diphenyl(tridecyl)phosphite, triphenylphosphite, tris(nonylphenyl)phosphite, tris(2 ,4-di-tert-butylphenyl)phosphite, tris(2,4-di-tert-butyl-5-methylphenyl)phosphite, tris(butoxyethyl)phosphite, 4,4'-butylidene-bis( 3-methyl-6-tert-butylphenyl-tetra-tridecyl)diphosphite, tetra(C12-C15 mixed alkyl)-4,4'-isopropylidene diphenyl diphosphite, 4,4'-isopropylidenebis(2-tert -butylphenyl)-di(nonylphenyl)phosphite, tris(biphenyl)phosphite, tetra(tridecyl)-1,1,3-tris(2-methyl-5-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)butanedi Phosphites, tetra(tridecyl)-4,4'-butylidenebis(3-methyl-6-tert-butylphenyl) diphosphite, tetra(C1-C15 mixed alkyl)-4,4'-isopropylidene diphenyl diphosphite, tris (mono, dimixed nonylphenyl) phosphite, 4,4′-isopropylidenebis(2-tert-butylphenyl)-di(nonylphenyl)phosphite, 9,10-di-hydro-9-oxa-10- Phosphaphenanthrene-10-oxide, tris(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)phosphite, hydrogenated-4,4'-isopropylidene diphenyl polyphosphite, bis(octylphenyl) -bis(4,4′-butylidenebis(3-methyl-6-tert-butylphenyl))-1,6-hexanediol diphosphite, hexatridecyl-1,1,3-tris(2-methyl-4 -hydroxy-5-tert-butylphenyl)butane triphosphite, tris(4,4'-isopropylidenebis(2-tert-butylphenyl))phosphite, tris(1,3-distearoyloxyisopropyl)phosphite, 2,2-methylenebis(4,6-di-tert-butylphenyl)octylphosphite, 2,2-methylenebis(3-methyl-4,6-di-tert-butylphenyl)2-ethylhexylphosphite, tetrakis ( 2,4-di-tert-butyl-5-methylphenyl)-4,4'-biphenylene diphosphite and tetrakis(2,4-di-tert-butylphenyl)-4,4'-biphenylene diphosphite etc.
These phosphorus-based heat stabilizers may be used alone or in combination of two or more.
Among them, as the phosphorus-based heat stabilizer, pentaerythritol type phosphite compound and tris(2,4-di-tert-butylphenyl ) one or more selected from the group consisting of phosphites.
ペンタエリスリトール型ホスファイト化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル-フェニル-ペンタエリスリトールジホスファイト、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル-メチル-ペンタエリスリトールジホスファイト、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル-2-エチルヘキシル-ペンタエリスリトールジホスファイト、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル-イソデシル-ペンタエリスリトールジホスファイト、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル-ラウリル-ペンタエリスリトールジホスファイト、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル-イソトリデシル-ペンタエリスリトールジホスファイト、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル-ステアリル・ペンタエリスリトールジホスファイト、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル・シクロヘキシル-ペンタエリスリトールジホスファイト、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル-ベンジル-ペンタエリスリトールジホスファイト、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル・エチルセロソルブ-ペンタエリスリトールジホスファイト、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル-ブチルカルビトール-ペンタエリスリトールジホスファイト、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル-オクチルフェニル-ペンタエリスリトールジホスファイト、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル-ノニルフェニル・ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6-ジ-tert-ブチル-4-エチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル-2,6-ジ-tert-ブチルフェニル-ペンタエリスリトールジホスファイト、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル-2,4-ジ-tert-ブチルフェニル-ペンタエリスリトールジホスファイト、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル-2,4-ジ-tert-オクチルフェニル-ペンタエリスリトールジホスファイト、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル-2-シクロヘキシルフェニル-ペンタエリスリトールジホスファイト、2,6-ジ-tert-アミル-4-メチルフェニル-フェニル・ペンタエリストリトールジホスファイト、ビス(2,6-ジ-tert-アミル-4-メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、およびビス(2,6-ジ-tert-オクチル-4-メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト等が挙げられる。
これらペンタエリスリトール型ホスファイト化合物は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
中でも、ペンタエリスリトール型ホスファイト化合物としては、ポリアミド組成物のガス発生量を低減させる観点から、ビス(2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6-ジ-tert-ブチル-4-エチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6-ジ-tert-アミル-4-メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、及び、ビス(2、6-ジ-tert-オクチル-4-メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトからなる群より選ばれる1種以上が好ましく、ビス(2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトがより好ましい。
Examples of pentaerythritol-type phosphite compounds include, but are not limited to, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl-phenyl-pentaerythritol diphosphite, 2,6-di- tert-butyl-4-methylphenyl-methyl-pentaerythritol diphosphite, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl-2-ethylhexyl-pentaerythritol diphosphite, 2,6-di-tert- Butyl-4-methylphenyl-isodecyl-pentaerythritol diphosphite, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl-lauryl-pentaerythritol diphosphite, 2,6-di-tert-butyl-4- Methylphenyl-isotridecyl-pentaerythritol diphosphite, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl-stearyl pentaerythritol diphosphite, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl cyclohexyl -pentaerythritol diphosphite, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl-benzyl-pentaerythritol diphosphite, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl ethyl cellosolve-pentaerythritol Diphosphite, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl-butylcarbitol-pentaerythritol diphosphite, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl-octylphenyl-pentaerythritol diphosphite phosphites, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl-nonylphenyl pentaerythritol diphosphite, bis(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl) pentaerythritol diphosphite, Bis(2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenyl) pentaerythritol diphosphite, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl-2,6-di-tert-butylphenyl-penta Erythritol diphosphite, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl-2,4-di-tert-butylphenyl-pentaerythritol diphosphite, 2,6-di-tert-butyl-4-methyl Phenyl-2,4-di-tert-octylphenyl-pentaerythritol diphosphite, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl-2-cyclohexylphenyl-pentaerythritol diphosphite, 2,6-di -tert-amyl-4-methylphenyl-phenyl pentaerythritol diphosphite, bis(2,6-di-tert-amyl-4-methylphenyl)pentaerythritol diphosphite, and bis(2,6- di-tert-octyl-4-methylphenyl)pentaerythritol diphosphite and the like.
These pentaerythritol-type phosphite compounds may be used alone or in combination of two or more.
Among them, as the pentaerythritol-type phosphite compound, bis(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl)pentaerythritol diphosphite, bis(2 ,6-di-tert-butyl-4-ethylphenyl)pentaerythritol diphosphite, bis(2,6-di-tert-amyl-4-methylphenyl)pentaerythritol diphosphite, and bis(2,6 -di-tert-octyl-4-methylphenyl)pentaerythritol diphosphite, preferably one or more selected from the group consisting of bis(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl)pentaerythritol diphosphite Fight is more preferred.
リン系熱安定剤を用いる場合、ポリアミド組成物中のリン系熱安定剤の含有量は、ポリアミド組成物の総質量に対して、0.01質量%以上1質量%以下が好ましく、0.1質量%以上1質量%以下がより好ましい。
リン系熱安定剤の含有量が上記の範囲内の場合、ポリアミド組成物の耐熱エージング性をより一層向上させ、さらにガス発生量をより低減させることができる。
When using a phosphorus-based heat stabilizer, the content of the phosphorus-based heat stabilizer in the polyamide composition is preferably 0.01% by mass or more and 1% by mass or less with respect to the total mass of the polyamide composition, and 0.1 % by mass or more and 1 mass % or less is more preferable.
When the content of the phosphorus-based heat stabilizer is within the above range, the heat aging resistance of the polyamide composition can be further improved, and the amount of gas generated can be further reduced.
(アミン系熱安定剤)
アミン系熱安定剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、4-アセトキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-ステアロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-(フェニルアセトキシ)-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-ベンゾイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-メトキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-ステアリルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-シクロヘキシルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-ベンジルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-フェノキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-(エチルカルバモイルオキシ)-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-(シクロヘキシルカルバモイルオキシ)-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-(フェニルカルバモイルオキシ)-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)-カーボネート、ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)-オキサレート、ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)-マロネート、ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)-セバケート、ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)-アジペート、ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)-テレフタレート、1,2-ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジルオキシ)-エタン、α,α'-ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジルオキシ)-p-キシレン、ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジルトリレン-2,4-ジカルバメート、ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)-ヘキサメチレン-1,6-ジカルバメート、トリス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)-ベンゼン-1,3,5-トリカルボキシレート、トリス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)-ベンゼン-1,3,4-トリカルボキシレート、1-[2-{3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ}ブチル]-4-[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸と1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジノールとβ,β,β',β'-テトラメチル-3,9-[2,4,8,10-テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカン]ジエタノールとの縮合物等が挙げられる。
これらアミン系熱安定剤は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(Amine heat stabilizer)
Examples of amine heat stabilizers include, but are not limited to, 4-acetoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-stearoyloxy-2,2,6,6-tetra methylpiperidine, 4-acryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-(phenylacetoxy)-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-benzoyloxy-2,2,6, 6-tetramethylpiperidine, 4-methoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-stearyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-cyclohexyloxy-2,2,6, 6-tetramethylpiperidine, 4-benzyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-phenoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-(ethylcarbamoyloxy)-2,2 ,6,6-tetramethylpiperidine, 4-(cyclohexylcarbamoyloxy)-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-(phenylcarbamoyloxy)-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-carbonate, bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-oxalate, bis(2,2,6,6-tetra methyl-4-piperidyl)-malonate, bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-sebacate, bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-adipate, bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-terephthalate, 1,2-bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyloxy)-ethane, α,α'-bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyloxy)-p-xylene, bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl tolylene-2,4-dicarbamate, bis ( 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-hexamethylene-1,6-dicarbamate, tris(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-benzene-1,3, 5-tricarboxylate, tris(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-benzene-1,3,4-tricarboxylate, 1-[2-{3-(3,5-di -tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionyloxy}butyl]-4-[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionyloxy]2,2,6,6-tetramethyl Piperidine, 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid and 1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinol and β,β,β',β'-tetramethyl-3,9-[2 ,4,8,10-tetraoxaspiro(5,5)undecane]condensates with diethanol.
These amine heat stabilizers may be used alone or in combination of two or more.
アミン系熱安定剤を用いる場合、ポリアミド組成物中のアミン系熱安定剤の含有量は、ポリアミド組成物の総質量に対して、0.01質量%以上1質量%以下が好ましく、0.1質量%以上1質量%以下がより好ましい。
アミン系熱安定剤の含有量が上記の範囲内の場合、ポリアミド組成物の耐熱エージング性をより一層向上させることができ、さらにガス発生量をより低減させることができる。
When using an amine-based heat stabilizer, the content of the amine-based heat stabilizer in the polyamide composition is preferably 0.01% by mass or more and 1% by mass or less with respect to the total mass of the polyamide composition, and 0.1 % by mass or more and 1 mass % or less is more preferable.
When the content of the amine-based heat stabilizer is within the above range, the heat aging resistance of the polyamide composition can be further improved, and the amount of gas generated can be further reduced.
(元素周期表の第3族、第4族及び第11~14族の元素の金属塩)
元素周期表の第3族、第4族及び第11~14族の元素の金属塩としては、これらの族に属する金属の塩であれば何ら制限されることはない。
中でも、ポリアミド組成物の耐熱エージング性を一層向上させる観点から、銅塩が好ましい。かかる銅塩としては、以下に制限されないが、例えば、ハロゲン化銅、酢酸銅、プロピオン酸銅、安息香酸銅、アジピン酸銅、テレフタル酸銅、イソフタル酸銅、サリチル酸銅、ニコチン酸銅、ステアリン酸銅、キレート剤に銅の配位した銅錯塩が挙げられる。
ハロゲン化銅としては、例えば、ヨウ化銅、臭化第一銅、臭化第二銅、塩化第一銅等が挙げられる。
キレート剤としては、例えば、エチレンジアミン、エチレンジアミン四酢酸等が挙げられる。
これら銅塩は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
中でも、銅塩としては、ヨウ化銅、臭化第一銅、臭化第二銅、塩化第一銅及び酢酸銅からなる群より選ばれる1種以上が好ましく、ヨウ化銅及び酢酸銅からなる群より選ばれる1種以上がより好ましい。上記に挙げた好ましい銅塩を用いた場合、耐熱エージング性により優れ、且つ、押出時のスクリューやシリンダー部の金属腐食(以下、単に「金属腐食」とも称する場合がある)をより効果的に抑制できるポリアミド組成物が得られる。
(Metal salts of elements of groups 3, 4 and 11 to 14 of the periodic table)
The metal salts of elements belonging to Groups 3, 4 and 11 to 14 of the periodic table are not particularly limited as long as they are salts of metals belonging to these groups.
Among them, copper salts are preferable from the viewpoint of further improving the heat aging resistance of the polyamide composition. Examples of such copper salts include, but are not limited to, copper halides, copper acetate, copper propionate, copper benzoate, copper adipate, copper terephthalate, copper isophthalate, copper salicylate, copper nicotinate, stearic acid Copper complex salts in which copper is coordinated to copper or a chelating agent can be mentioned.
Examples of copper halides include copper iodide, cuprous bromide, cupric bromide, and cuprous chloride.
Chelating agents include, for example, ethylenediamine and ethylenediaminetetraacetic acid.
These copper salts may be used alone or in combination of two or more.
Among them, the copper salt is preferably one or more selected from the group consisting of copper iodide, cuprous bromide, cupric bromide, cuprous chloride and copper acetate, and consists of copper iodide and copper acetate. One or more selected from the group is more preferable. When the preferred copper salts listed above are used, the heat aging resistance is excellent, and the metal corrosion of the screw and cylinder during extrusion (hereinafter sometimes simply referred to as "metal corrosion") is more effectively suppressed. A polyamide composition is obtained.
熱安定剤として銅塩を用いる場合、ポリアミド組成物中の銅塩の含有量は、ポリアミド((A)結晶性ポリアミド及び(B)非晶性ポリアミド)の総質量に対して、0.01質量%以上0.60質量%以下が好ましく、0.02質量%以上0.40質量%以下がより好ましい。
銅塩の含有量が上記範囲内の場合、ポリアミド組成物の耐熱エージング性をより一層向上させるとともに、銅の析出や金属腐食をより効果的に抑制することができる。
When using a copper salt as a heat stabilizer, the content of the copper salt in the polyamide composition is 0.01 mass with respect to the total mass of the polyamide ((A) crystalline polyamide and (B) amorphous polyamide) % or more and 0.60 mass % or less is preferable, and 0.02 mass % or more and 0.40 mass % or less is more preferable.
When the content of the copper salt is within the above range, the heat aging resistance of the polyamide composition can be further improved, and copper deposition and metal corrosion can be more effectively suppressed.
また、上記の銅塩に由来する銅元素の含有濃度は、ポリアミド組成物の耐熱エージング性を向上させる観点から、ポリアミド((A)結晶性ポリアミド及び(B)非晶性ポリアミド)106質量部(100万質量部)に対して、10質量部以上2000質量部以下が好ましく、30質量部以上1500質量部以下がより好ましく、50質量部以上500質量部以下がさらに好ましい。 Further, the content concentration of the copper element derived from the above copper salt is, from the viewpoint of improving the heat aging resistance of the polyamide composition, polyamide ((A) crystalline polyamide and (B) amorphous polyamide) 10 6 parts by mass (1,000,000 parts by mass), preferably 10 parts by mass or more and 2000 parts by mass or less, more preferably 30 parts by mass or more and 1500 parts by mass or less, and even more preferably 50 parts by mass or more and 500 parts by mass or less.
(アルカリ金属及びアルカリ土類金属のハロゲン化物)
アルカリ金属及びアルカリ土類金属のハロゲン化物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ヨウ化カリウム、臭化カリウム、塩化カリウム、ヨウ化ナトリウム、塩化ナトリウム等が挙げられる。
(halides of alkali metals and alkaline earth metals)
Halides of alkali metals and alkaline earth metals include, but are not limited to, potassium iodide, potassium bromide, potassium chloride, sodium iodide, sodium chloride, and the like.
これらアルカリ金属及びアルカリ土類金属のハロゲン化物は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
中でも、アルカリ金属及びアルカリ土類金属のハロゲン化物としては、耐熱エージング性の向上及び金属腐食の抑制という観点から、ヨウ化カリウム及び臭化カリウムからなる群より選ばれる1種以上が好ましく、ヨウ化カリウムがより好ましい。
These alkali metal and alkaline earth metal halides may be used alone or in combination of two or more.
Among them, the halides of alkali metals and alkaline earth metals are preferably one or more selected from the group consisting of potassium iodide and potassium bromide from the viewpoint of improving heat aging resistance and suppressing metal corrosion. Potassium is more preferred.
アルカリ金属及びアルカリ土類金属のハロゲン化物を用いる場合、ポリアミド組成物中のアルカリ金属及びアルカリ土類金属のハロゲン化物の含有量は、ポリアミド((A)結晶性ポリアミド及び(B)非晶性ポリアミド)100質量部に対して、0.05質量部以上20質量部以下が好ましく、0.2質量部以上10質量部以下がより好ましい。
アルカリ金属及びアルカリ土類金属のハロゲン化物の含有量が上記の範囲内の場合、ポリアミド組成物の耐熱エージング性がより一層向上するとともに、銅の析出や金属腐食をより効果的に抑制することができる。
When using halides of alkali metals and alkaline earth metals, the content of halides of alkali metals and alkaline earth metals in the polyamide composition is determined by the polyamide ((A) crystalline polyamide and (B) amorphous polyamide ) with respect to 100 parts by mass, preferably 0.05 parts by mass or more and 20 parts by mass or less, and more preferably 0.2 parts by mass or more and 10 parts by mass or less.
When the content of the alkali metal and alkaline earth metal halides is within the above range, the heat aging resistance of the polyamide composition is further improved, and copper precipitation and metal corrosion can be more effectively suppressed. can.
上記で説明してきた熱安定剤の成分は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
中でも、熱安定剤としては、ポリアミド組成物の耐熱エージング性をより一層向上させる観点から、ヒンダードフェノール化合物が好ましい。
The heat stabilizer components described above may be used alone or in combination of two or more.
Among them, as the heat stabilizer, a hindered phenol compound is preferable from the viewpoint of further improving the heat aging resistance of the polyamide composition.
[造核剤]
造核剤とは、添加により以下の(1)~(3)のうち少なくともいずれか1つの効果が得られる物質のことを意味する。
(1)ポリアミド組成物の結晶化ピーク温度を上昇させる効果。
(2)結晶化ピークの補外開始温度と補外終了温度との差を小さくする効果。
(3)得られる成形品の球晶を微細化又はサイズの均一化させる効果。
[Nucleating agent]
A nucleating agent means a substance that, when added, provides at least one of the following effects (1) to (3).
(1) Effect of raising the crystallization peak temperature of the polyamide composition.
(2) The effect of reducing the difference between the extrapolation start temperature and the extrapolation end temperature of the crystallization peak.
(3) Effect of refining the spherulites of the resulting molded product or uniformizing the size thereof.
造核剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、タルク、窒化ホウ素、マイカ、カオリン、窒化珪素、チタン酸カリウム、二硫化モリブデン等が挙げられる。
造核剤は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
中でも、造核剤としては、造核剤効果の観点で、タルク又は窒化ホウ素が好ましい。
Examples of the nucleating agent include, but are not limited to, talc, boron nitride, mica, kaolin, silicon nitride, potassium titanate, molybdenum disulfide and the like.
Nucleating agents may be used alone or in combination of two or more.
Among them, talc or boron nitride is preferable as the nucleating agent from the viewpoint of the effect of the nucleating agent.
また、造核剤の効果が高いため、造核剤の数平均粒子径は0.01μm以上10μm以下が好ましい。
造核剤の数平均粒子径は、以下の方法を用いて測定することができる。まず、成形品をギ酸等のポリアミドが可溶な溶媒で溶解する。次いで、得られた不溶成分の中から、例えば、100個以上の造核剤を任意に選択する。次いで、光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡等で観察して、粒子径を測定することにより求めることができる。
Moreover, since the effect of the nucleating agent is high, the number average particle diameter of the nucleating agent is preferably 0.01 μm or more and 10 μm or less.
The number average particle size of the nucleating agent can be measured using the following method. First, the molded article is dissolved in a solvent such as formic acid in which polyamide is soluble. Then, for example, 100 or more nucleating agents are arbitrarily selected from the obtained insoluble components. Then, it can be obtained by observing with an optical microscope, a scanning electron microscope, or the like and measuring the particle size.
本実施形態のポリアミド組成物中の造核剤の含有量は、ポリアミド組成物の総質量に対して、0.001質量%以上1質量%以下が好ましく、0.001質量%以上0.5質量%以下がより好ましく、0.001質量%以上0.09質量%以下がさらに好ましい。
造核剤の含有量を、上記下限値以上とすることにより、ポリアミド組成物の耐熱性がより向上する傾向にある、また、造核剤の含有量を、上記上限値以下とすることにより、靭性により優れるポリアミド組成物が得られる。
The content of the nucleating agent in the polyamide composition of the present embodiment is preferably 0.001% by mass or more and 1% by mass or less, and 0.001% by mass or more and 0.5% by mass, relative to the total mass of the polyamide composition. % or less, and more preferably 0.001 mass % or more and 0.09 mass % or less.
By setting the content of the nucleating agent to the above lower limit or more, the heat resistance of the polyamide composition tends to be further improved. A polyamide composition having better toughness is obtained.
[その他のポリマー]
その他のポリマーとしては、ポリアミド以外のものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、ポリエステル、液晶ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンエーテル、ポリカーボネート、ポリアリレート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。ポリエステルとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等が挙げられる。
[Other polymers]
Other polymers are not particularly limited as long as they are other than polyamide, and examples thereof include polyesters, liquid crystal polyesters, polyphenylene sulfides, polyphenylene ethers, polycarbonates, polyarylates, phenol resins, epoxy resins, and the like. . Examples of polyester include, but are not limited to, polybutylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polyethylene terephthalate, and polyethylene naphthalate.
その他のポリマーの含有量は、ポリアミド組成物中の全ポリアミド量に対し、1質量%以上30質量%以下が好ましく、5質量%以上20質量%以下がより好ましく、5質量%以上15質量%以下がさらに好ましい。その他のポリマーの含有量が上記範囲内であるとにより、耐熱性及び離型性により優れるポリアミド組成物とすることができる。 The content of other polymers is preferably 1% by mass or more and 30% by mass or less, more preferably 5% by mass or more and 20% by mass or less, and 5% by mass or more and 15% by mass or less, based on the total amount of polyamide in the polyamide composition. is more preferred. When the content of the other polymer is within the above range, it is possible to obtain a polyamide composition that is more excellent in heat resistance and releasability.
[その他添加剤]
本実施形態の製造方法で得られるポリアミド組成物は、上記の各成分に加えて、本実施形態の製造方法で得られるポリアミド組成物の効果を損なわない範囲で、ポリアミド組成物に慣用的に用いられるその他添加剤を含んでもよい。その他添加剤としては、例えば、顔料及び染料等の着色剤(着色マスターバッチを含む)、リン系以外の難燃剤、フィブリル化剤、蛍光漂白剤、可塑化剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、流動性改良剤、展着剤等が挙げられる。
[Other additives]
The polyamide composition obtained by the production method of the present embodiment, in addition to the above components, is commonly used in polyamide compositions within a range that does not impair the effects of the polyamide composition obtained by the production method of the present embodiment. Other additives may be included. Other additives include, for example, colorants such as pigments and dyes (including colored masterbatches), non-phosphorous flame retardants, fibrillating agents, fluorescent bleaching agents, plasticizers, antioxidants, ultraviolet absorbers, Examples include antistatic agents, fluidity improvers, spreading agents, and the like.
本実施形態の製造方法で得られるポリアミド組成物が、その他添加剤を含有する場合、その他添加剤の含有量は、その種類やポリアミド組成物の用途等によって様々であるため、本実施形態の製造方法で得られるポリアミド組成物の効果を損なわない範囲であれば特に制限されることはない。 When the polyamide composition obtained by the production method of the present embodiment contains other additives, the content of the other additives varies depending on the type and the application of the polyamide composition. There is no particular limitation as long as the effect of the polyamide composition obtained by the method is not impaired.
<ポリアミド組成物の製造方法>
本実施形態のポリアミド組成物の製造方法としては、上記(A)結晶性ポリアミド、(B)非晶性ポリアミド、及び(C)レーザー光透過性着色剤を含む原料成分を溶融混練する工程を含む製造方法であれば、特に限定されるものではない。例えば、上記(A)結晶性ポリアミド、(B)非晶性ポリアミド、及び(C)レーザー光透過性着色剤を含む原料成分を押出機で溶融混練する工程を含み、押出機の設定温度を、上述のポリアミド組成物の融解ピーク温度Tm2+30℃以下とする方法が好ましい。
<Method for producing polyamide composition>
The method for producing the polyamide composition of the present embodiment includes a step of melt-kneading the raw material components including (A) the crystalline polyamide, (B) the amorphous polyamide, and (C) the laser light transmitting colorant. It is not particularly limited as long as it is a manufacturing method. For example, it includes a step of melt-kneading the raw material components including (A) the crystalline polyamide, (B) the amorphous polyamide, and (C) the laser light transmissive colorant in an extruder, and the set temperature of the extruder is set to A method of setting the melting peak temperature Tm2+30° C. or lower of the above polyamide composition is preferable.
或いは、別の実施形態において、ポリアミド組成物の製造方法としては、上記(A)結晶性ポリアミド、(B)非晶性ポリアミド、(C)レーザー光透過性着色剤、(E)リン系難燃剤を含む原料成分を溶融混練する工程を含む製造方法であれば、特に限定されるものではない。例えば、上記(A)結晶性ポリアミド、(B)非晶性ポリアミド、及び(C)レーザー光透過性着色剤、(E)リン系難燃剤を含む原料成分を押出機で溶融混練する工程を含み、押出機の設定温度を、上述のポリアミド組成物の融解ピーク温度Tm2+30℃以下とする方法が好ましい。 Alternatively, in another embodiment, as a method for producing a polyamide composition, the above (A) crystalline polyamide, (B) amorphous polyamide, (C) laser light transmitting colorant, (E) phosphorus-based flame retardant It is not particularly limited as long as it is a manufacturing method including a step of melt-kneading raw material components containing. For example, it includes a step of melt-kneading the raw material components including (A) the crystalline polyamide, (B) the amorphous polyamide, (C) the laser-transmitting colorant, and (E) the phosphorus-based flame retardant in an extruder. A preferred method is to set the temperature of the extruder to the melting peak temperature Tm2+30° C. or less of the above polyamide composition.
ポリアミドを含む原料成分を溶融混練する方法としては、例えば、上記(A)結晶性ポリアミド、上記(B)非晶性ポリアミド、及び上記(C)レーザー光透過性着色剤とその他の原料とをタンブラー、ヘンシェルミキサー等を用いて混合し、溶融混練機に供給し混練する方法や、単軸又は二軸押出機で溶融状態にした上記(A)結晶性ポリアミド、上記(B)非晶性ポリアミド及び上記(C)レーザー光透過性着色剤に、サイドフィダーから(E)リン系難燃剤を含むその他の原料を配合する方法等が挙げられる。また、上記(A)結晶性ポリアミド、上記(B)非晶性ポリアミド及び(E)リン系難燃剤を含むその他原料を単軸又は二軸押出機で溶融混練し、冷却してペレット化した後、該ペレットと(C)レーザー光透過性着色剤を、再度単軸又は二軸押出機で溶融混練しても良い。 As a method of melt-kneading the raw material components containing polyamide, for example, the (A) crystalline polyamide, the (B) amorphous polyamide, and the (C) laser light transmitting colorant and other raw materials are put in a tumbler. , Mixing using a Henschel mixer or the like, a method of supplying to a melt kneader and kneading, the above (A) crystalline polyamide in a molten state with a single or twin screw extruder, the above (B) amorphous polyamide and For example, a method of blending (E) other raw materials containing a phosphorus-based flame retardant from a side feeder with the above (C) laser light transmitting colorant. Further, the (A) crystalline polyamide, the (B) amorphous polyamide, and (E) other raw materials containing the phosphorus-based flame retardant are melt-kneaded with a single-screw or twin-screw extruder, cooled and pelletized. , the pellets and (C) the laser light transmitting colorant may be melt-kneaded again by a single-screw or twin-screw extruder.
ポリアミド組成物を構成する成分を溶融混練機に供給する方法は、すべての構成成分を同一の供給口に一度に供給してもよいし、構成成分をそれぞれ異なる供給口から供給してもよい。 As for the method of supplying the components constituting the polyamide composition to the melt kneader, all the components may be supplied to the same supply port at once, or the components may be supplied from different supply ports.
溶融混練温度は、樹脂温度にして250℃以上350℃以下程度であることが好ましい。
溶融混練時間は、0.25分間以上5分間以下程度であることが好ましい。
溶融混練を行う装置としては、特に限定されるものではなく、例えば、単軸又は2軸押出機、バンバリーミキサー、ミキシングロール等の公知の溶融混練機を用いることができる。
溶融混練機は、スクリュー口径が30mm以上の同方向2軸押出機が好ましく、二軸押出機のバレル長さ(L)とスクリュー口径の長さ(D)の比率(L/D)は、35以上が好ましい。押出機のL/Dが上記範囲にあることで、大きな発熱を伴わないで混練時に適切な混練を加えることができ、非晶性ポリアミドのドメイン径を本願における好ましい範囲に調整することができる。
二軸押出機において、スクリュー回転数(N)は350rpm以上が好ましく、スクリュー回転数(N)と吐出量(Q)の比率Q/Nは1.14以下が好ましい。Q/Nが上記範囲にあることで、大きな発熱を伴わないで混練時に適切な混練を加えることができ、非晶性ポリアミドのドメイン径を本願における好ましい範囲に調整することができる。
また、(D)無機充填材、及び(E)リン系難燃剤を添加する際は、(D)無機充填材、及び(E)リン系難燃剤の混練効率を向上させるため、(A)結晶性ポリアミド、(B)非晶性ポリアミド、(C)レーザー光透過性着色剤を、ドライブレンドした後に二軸押出機の上流側供給口より供給し、二軸押出機の下流側第1供給口より、(D)無機充填材、及び(E)リン系難燃剤を供給することが好ましい。
The melt-kneading temperature is preferably about 250° C. or higher and 350° C. or lower in terms of resin temperature.
The melt-kneading time is preferably about 0.25 minutes or more and 5 minutes or less.
An apparatus for melt-kneading is not particularly limited, and for example, a known melt-kneader such as a single-screw or twin-screw extruder, a Banbury mixer, or a mixing roll can be used.
The melt kneader is preferably a co-directional twin-screw extruder with a screw diameter of 30 mm or more, and the ratio (L/D) of the barrel length (L) and the screw diameter length (D) of the twin-screw extruder is 35. The above is preferable. When the L/D of the extruder is in the above range, appropriate kneading can be applied during kneading without causing large heat generation, and the domain diameter of the amorphous polyamide can be adjusted to the preferred range in the present application.
In the twin-screw extruder, the screw rotation speed (N) is preferably 350 rpm or more, and the ratio Q/N between the screw rotation speed (N) and the discharge amount (Q) is preferably 1.14 or less. When Q/N is within the above range, appropriate kneading can be applied during kneading without causing large heat generation, and the domain diameter of the amorphous polyamide can be adjusted within the preferred range of the present application.
Further, when adding (D) inorganic filler and (E) phosphorus flame retardant, (A) crystal Polyamide, (B) amorphous polyamide, and (C) laser light-transmitting colorant are dry-blended and then supplied from the upstream side supply port of the twin-screw extruder, and the downstream side first supply port of the twin-screw extruder. It is more preferable to supply (D) an inorganic filler and (E) a phosphorus-based flame retardant.
≪成形品≫
本実施形態の成形品は、上述したポリアミド組成物を成形してなる。
≪Molded product≫
The molded article of this embodiment is obtained by molding the polyamide composition described above.
本実施形態の成形品は、上述したポリアミド組成物を用いることで、レーザー溶着する際に良好な溶着強度や外観を発現し、大気平衡吸湿下での剛性に優れる。 By using the polyamide composition described above, the molded article of the present embodiment exhibits good welding strength and appearance when laser-welded, and is excellent in rigidity under atmospheric equilibrium moisture absorption.
本実施形態の成形品は、上述のポリアミド組成物を周知の成形方法、例えば、プレス成形、射出成形、ガスアシスト射出成形、溶着成形、押出成形、吹込成形、フィルム成形、中空成形、多層成形、溶融紡糸等を用いて成形することにより得ることができる。 The molded article of the present embodiment can be obtained by subjecting the above-described polyamide composition to known molding methods such as press molding, injection molding, gas-assisted injection molding, welding molding, extrusion molding, blow molding, film molding, blow molding, multi-layer molding, It can be obtained by molding using melt spinning or the like.
<成形品の特性>
[レーザー光の光線透過率(T%)]
上述したポリアミド組成物を成形してなる、厚み2.0mmの成形品における波長900nmのレーザー光の透過率(T%)は、40.0%以上が好ましく、50.0%以上がより好ましく、55.0%以上がさらに好ましく、60.0%以上が特に好ましく、65.0%以上が最も好ましい。
ポリアミド組成物を成形してなる、厚み2.0mmの成形品のレーザー光の透過率が下限値以上であることにより、より良好な溶着強度や製品外観を発現することができる。
一方、レーザー光の透過率(T%)の上限は、高ければ高いほど好ましいが、例えば、95.0%、90.0%、85.0%、80.0%、75.0%等とすることができる。
<Characteristics of molded product>
[Light transmittance of laser light (T%)]
The transmittance (T%) of a laser beam having a wavelength of 900 nm in a molded article having a thickness of 2.0 mm obtained by molding the polyamide composition described above is preferably 40.0% or more, more preferably 50.0% or more. More preferably 55.0% or more, particularly preferably 60.0% or more, most preferably 65.0% or more.
When the laser beam transmittance of a molded article having a thickness of 2.0 mm, which is obtained by molding the polyamide composition, is at least the lower limit, better welding strength and product appearance can be exhibited.
On the other hand, the upper limit of the transmittance (T%) of laser light is preferably as high as possible. can do.
また、上述したポリアミド組成物が(E)リン系難燃剤を含む場合における、上述したポリアミド組成物を成形してなる、厚み1.0mmの成形品における波長900nmのレーザー光の透過率(T%)は、35.0%以上が好ましく、40.0%以上がより好ましく、50.0%以上がさらに好ましく、57.5%以上が特に好ましく、60.0%以上が最も好ましい。
(E)リン系難燃剤を含むポリアミド組成物を成形してなる、厚み1.0mmの成形品のレーザー光の透過率が下限値以上であることにより、より良好な溶着強度や製品外観を発現することができる。
一方、レーザー光の透過率(T%)の上限は、高ければ高いほど好ましいが、例えば、95.0%、90.0%、85.0%、80.0%、75.0%、70.0%、60.0%等とすることができる。
Further, in the case where the above-described polyamide composition contains (E) a phosphorus-based flame retardant, the transmittance (T% ) is preferably 35.0% or more, more preferably 40.0% or more, still more preferably 50.0% or more, particularly preferably 57.5% or more, and most preferably 60.0% or more.
(E) A molded article having a thickness of 1.0 mm, which is formed by molding a polyamide composition containing a phosphorus-based flame retardant, has a laser light transmittance of at least the lower limit value, thereby exhibiting better welding strength and product appearance. can do.
On the other hand, the upper limit of the transmittance (T%) of laser light is preferably as high as possible. 0%, 60.0%, and so on.
ポリアミド組成物のレーザー光の透過率を上記範囲内に制御する方法としては、例えば、(A)結晶性ポリアミド及び(B)非晶性ポリアミドの含有量を上述する範囲に制御する方法や、(A)結晶性ポリアミド中に(B)非晶性ポリアミドのドメインを形成する方法が挙げられる。 As a method for controlling the transmittance of the laser light of the polyamide composition within the above range, for example, a method of controlling the content of (A) the crystalline polyamide and (B) the amorphous polyamide within the above range, ( A) A method of forming domains of (B) amorphous polyamide in crystalline polyamide.
[レーザー光の波長依存性(T%(λ))]
上述したポリアミド組成物を成形してなる、厚み2.0mmの成形品における波長900nm以上1100nm以下での光線透過率の最小値T%minと光線透過率の最大値T%maxの比率T%min/T%maxで表される、T%(λ)は、1に近い方が好ましく、具体的には、0.700以上が好ましく、0.750以上がより好ましく、0.800以上がさらに好ましく、0.850以上が特に好ましく、0.900以上が最も好ましい。
ポリアミド組成物を成形してなる、厚み2.0mmの成形品のT%(λ)を上記下限値以上であることで、一般的にレーザー溶着で用いられる波長900nm以上1100nm以下のレーザーにおいて、レーザーの種類を問わずに、より効率的に溶着することができる。
一方、T%(λ)の上限は、1に近ければ近いほど好ましいが、例えば、0.999、0.995、0.990、0.950、0.940等とすることができる。
[Wavelength Dependence of Laser Light (T% (λ))]
The ratio of the minimum light transmittance T% min to the maximum light transmittance T% max at a wavelength of 900 nm or more and 1100 nm or less in a molded article having a thickness of 2.0 mm obtained by molding the polyamide composition described above. T% min T% (λ) represented by /T% max is preferably close to 1, specifically, is preferably 0.700 or more, more preferably 0.750 or more, and further preferably 0.800 or more. , 0.850 or more is particularly preferred, and 0.900 or more is most preferred.
By making the T% (λ) of a molded article having a thickness of 2.0 mm, which is obtained by molding a polyamide composition, not less than the above lower limit, laser can be welded more efficiently regardless of the type of
On the other hand, the closer the upper limit of T%(λ) to 1, the better.
また、上述したポリアミド組成物が(E)リン系難燃剤を含む場合における、上述したポリアミド組成物を成形してなる、厚み1.0mmの成形品における波長900nm以上1100nm以下での光線透過率の最小値T%minと光線透過率の最大値T%maxの比率T%min/T%maxで表される、T%(λ)は、1に近い方が好ましく、具体的には、0.850以上が好ましく、0.875以上がより好ましく、0.900以上がさらに好ましく、0.970以上が特に好ましく、0.975以上が最も好ましい。
(E)リン系難燃剤を含むポリアミド組成物を成形してなる、厚み1.0mmの成形品のT%(λ)を上記下限値以上であることで、一般的にレーザー溶着で用いられる波長900nm以上1100nm以下のレーザーにおいて、レーザーの種類を問わずに、より効率的に溶着することができる。
一方、T%(λ)の上限は、1に近ければ近いほど好ましいが、例えば、0.999、0.995、0.990、0.985等とすることができる。
Further, when the above polyamide composition contains (E) a phosphorus-based flame retardant, a molded product having a thickness of 1.0 mm obtained by molding the above polyamide composition has a light transmittance at a wavelength of 900 nm or more and 1100 nm or less. T%(λ), which is represented by the ratio T% min /T% max between the minimum value T% min and the maximum value T% max of the light transmittance, is preferably close to 1, specifically 0. 850 or more is preferable, 0.875 or more is more preferable, 0.900 or more is still more preferable, 0.970 or more is particularly preferable, and 0.975 or more is most preferable.
(E) T% (λ) of a molded article having a thickness of 1.0 mm, which is obtained by molding a polyamide composition containing a phosphorus-based flame retardant, is equal to or higher than the above lower limit, so that the wavelength generally used in laser welding With a laser of 900 nm or more and 1100 nm or less, welding can be performed more efficiently regardless of the type of laser.
On the other hand, the closer the upper limit of T%(λ) to 1, the better, but it can be set to 0.999, 0.995, 0.990, 0.985, or the like.
≪積層体≫
本実施形態の積層体は、レーザー光透過材と、レーザー光吸収材とが接合された積層体である。
レーザー光透過材は、前記本実施形態のポリアミド組成物を成形してなる。
レーザー光吸収剤は、熱可塑性樹脂及びレーザー光吸収性着色剤を含む組成物を成形してなる。
≪Laminate≫
The laminate of this embodiment is a laminate in which a laser light transmitting material and a laser light absorbing material are joined together.
The laser beam transmitting material is obtained by molding the polyamide composition of the present embodiment.
The laser light absorber is obtained by molding a composition containing a thermoplastic resin and a laser light absorbing colorant.
本実施形態の積層体において、レーザー光透過材とレーザー光吸収材との接合部の少なくとも一部は、レーザー溶着部である。 In the laminate of the present embodiment, at least part of the joint between the laser light transmitting material and the laser light absorbing material is a laser welded part.
すなわち、本実施形態の積層体は、レーザー溶着体ということもできる。
本実施形態のレーザー溶着体において、上記ポリアミド組成物を成形してなる成形品は、レーザー光透過材としての役割を有する。一方、熱可塑性樹脂及びレーザー光吸収性着色剤を含む組成物(以下、「レーザー光吸収性樹脂組成物」ともいう)を成形してなる成形品は、レーザー光を吸収することによって発熱及び溶融し、レーザー光透過材と接着する役割を担う。
That is, the laminate of this embodiment can also be called a laser-welded body.
In the laser-welded body of the present embodiment, the molded article obtained by molding the polyamide composition functions as a laser light transmitting material. On the other hand, a molded product obtained by molding a composition containing a thermoplastic resin and a laser light-absorbing colorant (hereinafter also referred to as "laser light-absorbing resin composition") generates heat and melts by absorbing laser light. and serves to adhere to the laser light transmitting material.
<レーザー光吸収性樹脂組成物>
レーザー光吸収性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂とレーザー光吸収性色素とを含む。また、レーザー光吸収性樹脂組成物は、上記成分に加えて、無機充填材、潤滑剤、熱安定剤、リン系難燃剤、造核剤等のレーザー光の吸収を阻害しない範囲の添加剤をさらに含んでいてもよい。
無機充填材としては、上記(D)無機充填材において例示されたものと同様のものを用いることができる。
リン系難燃剤としては、上記(E)リン系難燃剤において例示されたものと同様のものを用いることができる。
潤滑剤、熱安定剤、造核剤としては、上記(F)その他成分において例示されたものと同様のものを用いることができる。
<Laser light absorbing resin composition>
The laser light-absorbing resin composition contains a thermoplastic resin and a laser light-absorbing dye. In addition to the above components, the laser light-absorbing resin composition contains additives such as inorganic fillers, lubricants, heat stabilizers, phosphorus-based flame retardants, and nucleating agents within a range that does not inhibit the absorption of laser light. It may contain further.
As the inorganic filler, the same ones as those exemplified in the above (D) inorganic filler can be used.
As the phosphorus-based flame retardant, those exemplified in the above (E) phosphorus-based flame retardant can be used.
As the lubricant, heat stabilizer, and nucleating agent, the same ones as those exemplified in the above (F) other components can be used.
[熱可塑性樹脂]
熱可塑性樹脂としては、例えば、アタクチックポリスチレン、アイソタクチックポリスチレン、シンジオタクチックポリスチレン、AS(アクリロニトリル-スチレン共重合体)樹脂、ABS(アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体)樹脂等のポリスチレン系樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリアミド66,ポリアミド6,ポリアミド610等のポリアミド系樹脂;ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン等のポリエーテル系樹脂;ポリフェニレンサルファイド、ポリオキシメチレン等の縮合系樹脂;ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレン-プロピレン共重合体等のポリオレフィン系樹脂;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の含ハロゲンビニル化合物系樹脂;フェノール樹脂;エポキシ樹脂等が挙げられる。
これらの熱可塑性樹脂は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合せて用いてもよい。
中でも、ポリアミド66、ポリアミド6、ポリアミド610、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、又はポリフェニレンサルファイドが好ましい。
[Thermoplastic resin]
Examples of thermoplastic resins include polystyrene resins such as atactic polystyrene, isotactic polystyrene, syndiotactic polystyrene, AS (acrylonitrile-styrene copolymer) resin, and ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer) resin. polyester resins such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate; polyamide resins such as polyamide 66, polyamide 6 and polyamide 610; polyether resins such as polycarbonate, polyphenylene ether, polysulfone and polyether sulfone; polyphenylene sulfide, polyoxymethylene Condensation resins such as; acrylic resins such as polyacrylic acid, polyacrylic acid ester, and polymethyl methacrylate; polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, polybutene, and ethylene-propylene copolymer; polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, etc. halogen-containing vinyl compound-based resins; phenolic resins; and epoxy resins.
These thermoplastic resins may be used alone or in combination of two or more.
Among them, polyamide 66, polyamide 6, polyamide 610, polyphenylene ether, polybutylene terephthalate, or polyphenylene sulfide is preferable.
[レーザー光吸収性色素]
レーザー光吸収性色素としては、照射するレーザー光波長の範囲、すなわち、本実施形態の積層体においては、波長800nm以上1100nmの範囲に吸収波長を有する色素であり、無機顔料であってもよく、有機顔料であってもよい。
[Laser light absorbing dye]
The laser light-absorbing dye is a dye having an absorption wavelength in the range of the wavelength of the laser light to be irradiated, that is, in the range of 800 nm to 1100 nm in the laminate of the present embodiment, and may be an inorganic pigment. It may be an organic pigment.
無機顔料としては、カーボンブラック等の黒色顔料、酸化鉄赤等の赤色顔料、モリブデートオレンジ等の橙色顔料、酸化チタン等の白色顔料が挙げられる。 Examples of inorganic pigments include black pigments such as carbon black, red pigments such as iron oxide red, orange pigments such as molybdate orange, and white pigments such as titanium oxide.
有機顔料としては、黄色顔料、橙色顔料、赤色顔料、青色顔料、緑色顔料などが挙げられる。 Examples of organic pigments include yellow pigments, orange pigments, red pigments, blue pigments, and green pigments.
中でも、一般的に隠ぺい力が強いことから、無機顔料が好ましく、黒色無機顔料がより好ましく、カーボンブラックがさらに好ましい。
これらのレーザー光吸収性色素は、単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて使用してもよい。
Among them, inorganic pigments are preferred, black inorganic pigments are more preferred, and carbon black is even more preferred, because they generally have a strong hiding power.
These laser light absorbing dyes may be used alone or in combination of two or more.
カーボンブラックとしては、その製造方法によりファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック等に分類され、その原料の違いにより、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、オイルブラック、ガスブラック等に分類されるが、本実施形態の積層体においては特に限定されずに使用することができる。 Carbon black is classified into furnace black, channel black, thermal black, etc. according to its manufacturing method, and is classified into acetylene black, ketjen black, oil black, gas black, etc. according to the difference in raw materials. can be used without particular limitation in the laminate of
レーザー光吸収性色素の含有量は、樹脂成分100質量%に対し0.01質量%以上30質量%以下であることが好ましく、0.01質量%以上10質量%以下であることがより好ましく、0.01質量%以上1.0質量%以下であることがさらに好ましい。 The content of the laser light-absorbing dye is preferably 0.01% by mass or more and 30% by mass or less, more preferably 0.01% by mass or more and 10% by mass or less, relative to 100% by mass of the resin component. More preferably, it is 0.01% by mass or more and 1.0% by mass or less.
熱可塑性樹脂の軟化点は、180.0℃以上340.0℃以下であることが好ましく、190.0℃以上330.0℃以下であることがより好ましく、200.0℃以上320.0℃以下であることがさらに好ましく、210.0℃以上310.0℃以下であることが特に好ましい。軟化点とは、結晶性樹脂の場合は示差走査熱量計(DSC)により測定される融点(Tm2)を意味し、非晶性樹脂の場合はガラス転移温度(Tg)を意味する。
レーザー光吸収材に用いる熱可塑性樹脂の軟化点を上記範囲内とすることにより、溶着強度により優れ、ヤケ等の不良が発生しない製品外観のより綺麗な、レーザー溶着体が得られる。
The softening point of the thermoplastic resin is preferably 180.0° C. or higher and 340.0° C. or lower, more preferably 190.0° C. or higher and 330.0° C. or lower, and 200.0° C. or higher and 320.0° C. It is more preferably 210.0°C or higher and 310.0°C or lower. A softening point means a melting point (Tm2) measured by a differential scanning calorimeter (DSC) in the case of a crystalline resin, and a glass transition temperature (Tg) in the case of an amorphous resin.
By setting the softening point of the thermoplastic resin used for the laser light absorber within the above range, a laser-welded article having excellent welding strength and free from defects such as scorching and having a beautiful product appearance can be obtained.
<レーザー溶着体の製造方法>
レーザー溶着体は、上述したポリアミド組成物を成形してなる成形品(レーザー光透過材)と、上記レーザー光吸収性樹脂組成物を成形してなる成形品(レーザー光吸収材)を、レーザー溶着により接合することで、製造することができる。成形方法としては、後述する成形方法に準ずる。
<Method for manufacturing laser welded body>
The laser-welded body is obtained by laser welding a molded article (laser light transmitting material) obtained by molding the polyamide composition described above and a molded article (laser light absorbing material) obtained by molding the above laser light absorbing resin composition. It can be manufactured by joining with The molding method conforms to the molding method described later.
レーザー光透過材とレーザー光吸収材の形状は、特に制限されないが、成形品同士をレーザー溶着により接合して用いるため、通常、少なくとも面接触が可能な面(平面又は曲面)を有することが好ましい。レーザー溶着では、レーザー光透過材を透過したレーザー光が、レーザー光吸収材に吸収されて溶融し、両部材を溶着させることができる。 The shapes of the laser light transmitting material and the laser light absorbing material are not particularly limited, but since molded products are used by joining them by laser welding, it is usually preferable that they have at least a surface (flat or curved surface) that allows surface contact. . In laser welding, the laser light transmitted through the laser light transmitting material is absorbed by the laser light absorbing material and melted, so that the two members can be welded together.
具体的には、レーザー光透過材とレーザー光吸収材の溶着部分を相互に接触させる。その際、両部材を面接触させることが好ましく、平面同士、曲面同士、平面と曲面の組み合わせでもよい。次いで、レーザー光透過材側からレーザー光を照射すると、レーザー光はレーザー光透過材を透過してレーザー光吸収材の表面付近で吸収され、発熱及び溶融する。この際、必要によりレンズを利用して両部材の界面にレーザー光を集光させてもよい。こうして発生した熱は、熱伝導によってレーザー光透過材も溶融し、両部材の界面に溶融プールが形成され、冷却固化されて両部材が接合される。 Specifically, the welded portions of the laser light transmitting material and the laser light absorbing material are brought into contact with each other. In this case, it is preferable that both members are brought into surface contact, and flat surfaces, curved surfaces, or a combination of a flat surface and a curved surface may be used. Next, when laser light is irradiated from the laser light transmitting material side, the laser light passes through the laser light transmitting material and is absorbed near the surface of the laser light absorbing material, causing heat generation and melting. At this time, if necessary, a lens may be used to converge the laser light on the interface between the two members. The heat generated in this way also melts the laser light transmitting material due to thermal conduction, forming a molten pool at the interface between the two members, which is then cooled and solidified to join the two members.
レーザー光吸収材の軟化点は、レーザー光透過材の軟化点と近しいことが好ましい。軟化点とは、結晶性樹脂の場合は示差走査熱量計(DSC)により測定される融点(Tm2)を意味し、非晶性樹脂の場合はガラス転移温度(Tg)を意味する。具体的には、レーザー光透過材とレーザー光吸収材の軟化点の差[(レーザー光透過材の軟化点)-(レーザー光吸収材の軟化点)]が±80.0℃以内であることが好ましく、±70.0℃以内であることがより好ましく、±60.0℃以内であることがさらに好ましく、±50.0℃以内であることが特に好ましい。
レーザー光透過材とレーザー光吸収材の軟化点の差が上記範囲内であることにより、溶着強度により優れ、ヤケ等の不良が発生しない製品外観のより綺麗なレーザー溶着体が得られる。
The softening point of the laser light absorbing material is preferably close to the softening point of the laser light transmitting material. A softening point means a melting point (Tm2) measured by a differential scanning calorimeter (DSC) in the case of a crystalline resin, and a glass transition temperature (Tg) in the case of an amorphous resin. Specifically, the difference between the softening points of the laser light transmitting material and the laser light absorbing material [(the softening point of the laser light transmitting material) - (the softening point of the laser light absorbing material)] is within ±80.0°C. is preferably within ±70.0°C, more preferably within ±60.0°C, and particularly preferably within ±50.0°C.
When the difference in the softening points of the laser beam transmitting material and the laser beam absorbing material is within the above range, a laser welded body having excellent welding strength and a beautiful product appearance free of defects such as scorch can be obtained.
<用途>
本実施形態のレーザー溶着体は、機械物性に優れ、溶着強度、及び製品外観が良好であるため、様々な用途に使用可能である。
<Application>
The laser-welded product of the present embodiment is excellent in mechanical properties, welding strength, and product appearance, and thus can be used in various applications.
例えば、パソコン、ハードディスクDVD(digital video disk)ドライブレコーダー、デジタルビデオカメラ、携帯型デジタル音楽プレーヤー、携帯電話等のデジタル家電製品に使用されるハードディスクの内部部品や各種コンピューター及びその周辺機器等の内部部品、IC(integrated circuit)トレー材料、各種ディスクプレーヤー等のシャーシー、キャビネット等の電気及び電子部品;リレーブロック材料等に代表されるオートバイ、電動自転車及び自動車の電装部品、自動車用耐熱部品;事務機器用耐熱部品等に好適である。
中でも、精密成形が必要とされる、ハードディスクの内部部品、又はオートバイ、電動自転車及び自動車の電装部品として好適に使用される。
For example, internal parts of hard disks used in digital home appliances such as personal computers, hard disk DVD (digital video disk) drive recorders, digital video cameras, portable digital music players, mobile phones, etc., and internal parts of various computers and their peripherals. , IC (integrated circuit) tray materials, electrical and electronic parts such as chassis and cabinets for various disc players; electrical parts for motorcycles, electric bicycles and automobiles represented by relay block materials, heat-resistant parts for automobiles; Suitable for heat-resistant parts and the like.
Among others, it is suitable for use as internal parts of hard disks, or electrical components of motorcycles, electric bicycles and automobiles, which require precision molding.
ハードディスクの内部部品としては、例えば、ブラケット、ラッチ、コウム、スポイラー、ブッシュ、マウントプレート、フック等が挙げられる。 Examples of hard disk internal parts include brackets, latches, combs, spoilers, bushes, mounting plates, hooks, and the like.
オートバイ、電動自転車及び自動車の電装部品としては、例えば電池ケースやバッテリーケースが挙げられる。 Electric parts for motorcycles, electric bicycles and automobiles include, for example, battery cases and battery cases.
自動車用耐熱部品としては、例えば、オルタネーターターミナル、オルタネーターコネクター、ICレギュレーター、ライトディヤー用ポテンショメーターベース、排気ガスバルブ等の各種バルブ、エンジン冷却水ジョイント、キャブレターメインボディー、キャブレタースペーサー、排気ガスセンサー、冷却水センサー、油温センサー、ブレーキパットウェアーセンサー、スロットルポジションセンサー、クランクシャフトポジションセンサー、エアーフローメーター、ブレーキパット磨耗センサー、エアコン用サーモスタットベース、暖房温風フローコントロールバルブ、ラジエーターモーター用ブラッシュホルダー、ウォーターポンプインペラー、タービンべイン、ワイパーモーター関係部品、デュストリビュター、スタータースィッチ、スターターリレー、トランスミッション用ワイヤーハーネス、ウィンドウウォッシャーノズル、エアコンパネルスィッチ基板、燃料関係電磁気弁用コイル、ヒューズ用コネクター、ホーンターミナル、電装部品絶縁板、ステップモーターローター、ブレーキピストン、ソレノイドボビン、点火装置ケース等の部品、ホイールキャップ、ランプソケット、ランプハウジング、ランプエクステンション、ランプリフレクター等が挙げられる。 Automotive heat-resistant parts include, for example, alternator terminals, alternator connectors, IC regulators, potentiometer bases for light gear, various valves such as exhaust gas valves, engine cooling water joints, carburetor main bodies, carburetor spacers, exhaust gas sensors, cooling water Sensor, oil temperature sensor, brake pad wear sensor, throttle position sensor, crankshaft position sensor, air flow meter, brake pad wear sensor, thermostat base for air conditioner, warm air flow control valve, brush holder for radiator motor, water pump impeller , turbine vanes, wiper motor parts, dust tributors, starter switches, starter relays, wire harnesses for transmissions, window washer nozzles, air conditioner panel switch boards, fuel-related electromagnetic valve coils, fuse connectors, horn terminals, electrical parts Parts such as insulating plates, step motor rotors, brake pistons, solenoid bobbins, ignition device cases, wheel caps, lamp sockets, lamp housings, lamp extensions, lamp reflectors, and the like.
また、事務機器用耐熱部品としては、例えば、エアコン部品、タイプライター部品、ワードプロセッサー部品等に代表される、家庭及び事務電気製品部品、オフィスコンピューター関連部品、電話機関連部品、ファクシミリ関連部品、複写機関連部品等挙げられる。 In addition, as heat-resistant parts for office equipment, for example, air conditioner parts, typewriter parts, word processor parts, etc., home and office electrical product parts, office computer related parts, telephone related parts, facsimile related parts, copier related parts parts and the like.
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.
以下、具体的な実施例及び比較例を挙げて、本発明について詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。まず、実施例及び比較例で用いた測定方法、評価方法、原料を以下に示す。なお、本実施例において、1kg/cm2は、0.098MPaを意味する。 EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to specific examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples. First, measurement methods, evaluation methods, and raw materials used in Examples and Comparative Examples are shown below. In this example, 1 kg/cm 2 means 0.098 MPa.
≪第1の試験≫
<構成成分>
[(A)結晶性ポリアミド]
A-1:ポリアミド66(後述する方法により合成)
A-2:ポリアミド6(宇部興産社製、商品名「SF1013A」、Mw=31500、Mw/Mn=2.2、融点Tm2=230℃)
A-3:ポリアミドMXD6(三菱エンジニアリング樹脂社製、商品名「レニー6002、Mw=40000、Mw/Mn=2.4、融点Tm2=233℃)
A-4:ポリアミド6T/6I(三井化学社製、商品名「アーレンA3000」、Mw=20000、Mw/Mn=2.7、融点Tm2=330℃、ΔH=45J/g)
≪First test≫
<Constituent>
[(A) Crystalline Polyamide]
A-1: Polyamide 66 (synthesized by the method described later)
A-2: Polyamide 6 (manufactured by Ube Industries, trade name "SF1013A", Mw = 31500, Mw/Mn = 2.2, melting point Tm2 = 230°C)
A-3: Polyamide MXD6 (manufactured by Mitsubishi Engineering Resin Co., Ltd., trade name "Reny 6002, Mw = 40000, Mw / Mn = 2.4, melting point Tm2 = 233 ° C.)
A-4: Polyamide 6T/6I (manufactured by Mitsui Chemicals, trade name "Arlen A3000", Mw = 20000, Mw/Mn = 2.7, melting point Tm2 = 330°C, ΔH = 45J/g)
[(B)非晶性ポリアミド]
B-1:ポリアミド6I(後述する合成方法により合成)
B-2:ポリアミド6I/6T(エムス社製、型番「G21」、全ジカルボン酸単位中のイソフタル酸単位の含有量:70モル%、Mw=27000、Mw/Mn=2.4、ΔH=0J/g)
[(B) amorphous polyamide]
B-1: Polyamide 6I (synthesized by the synthesis method described later)
B-2: Polyamide 6I/6T (manufactured by Ems, model number "G21", content of isophthalic acid units in all dicarboxylic acid units: 70 mol%, Mw = 27000, Mw/Mn = 2.4, ΔH = 0J /g)
[(C)レーザー光透過性着色剤]
C-1:eBIND(登録商標) LTW(登録商標)-8071H(オリエント化学工業社製、ポリアミド66とレーザー光透過性着色剤のマスターバッチ、希釈倍率50倍)
C-2:eBIND(登録商標) ACW(登録商標)-9871(オリエント化学工業社製、ポリアミド66とレーザー光透過性着色剤のマスターバッチ、希釈倍率50倍)
[(C) Laser Transmissive Colorant]
C-1: eBIND (registered trademark) LTW (registered trademark)-8071H (manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd., masterbatch of polyamide 66 and laser light transmitting colorant, dilution ratio 50 times)
C-2: eBIND (registered trademark) ACW (registered trademark)-9871 (manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd., masterbatch of polyamide 66 and laser light transmitting colorant, dilution ratio 50 times)
[(D)無機充填材]
D-1:ガラス繊維(GF)(日本電気硝子製、商品名「ECS03T275H」、平均繊維径10μmφ、カット長3mm)
[(D) inorganic filler]
D-1: Glass fiber (GF) (manufactured by Nippon Electric Glass, trade name “ECS03T275H”, average fiber diameter 10 μmφ, cut length 3 mm)
[(F)その他成分]
F-1:フェノール系熱安定剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、商品名「イルガノックス1098」)
F-2:モンタン酸カルシウム(潤滑剤、Clariant社製、商品名「LICOMONT CAV102」)
[(F) Other components]
F-1: Phenolic heat stabilizer (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, trade name "Irganox 1098")
F-2: Calcium montanate (lubricant, manufactured by Clariant, trade name "LICOMONT CAV102")
<ポリアミドの製造>
結晶性ポリアミドA-1、非晶性ポリアミドB-1の各製造方法について以下に詳細を説明する。なお、下記製造方法によって、得られた結晶性ポリアミドA-1、及び非晶性ポリアミドB-1は、窒素気流中で乾燥し、水分率を約0.2質量%に調整してから、後述の実施例及び比較例におけるポリアミド組成物の原料として用いた。
<Production of Polyamide>
Each method for producing the crystalline polyamide A-1 and the amorphous polyamide B-1 will be described in detail below. The crystalline polyamide A-1 and the amorphous polyamide B-1 obtained by the following production method were dried in a nitrogen stream, adjusted to a moisture content of about 0.2% by mass, and then dried. was used as a raw material for polyamide compositions in Examples and Comparative Examples.
[合成例1-1]
(結晶性ポリアミドA-1(ポリアミド66)の合成)
「熱溶融重合法」によりポリアミドの重合反応を以下のとおり実施した。
まず、アジピン酸とヘキサメチレンジアミンとの等モル塩:1500gを蒸留水:1500gに溶解させて、原料モノマーの等モル50質量%均一水溶液を作製した。この水溶液を、内容積5.4Lのオートクレーブに仕込み、窒素置換した。次いで、110℃以上150℃以下程度の温度下で撹拌しながら、溶液濃度70質量%まで水蒸気を徐々に抜いて濃縮した。次いで、内部温度を220℃に昇温した。このとき、オートクレーブは1.8MPaまで昇圧した。そのまま1時間、内部温度が245℃になるまで、水蒸気を徐々に抜いて圧力を1.8MPaに保ちながら1時間反応させた。次いで、1時間かけて圧力を降圧した。次いで、オートクレーブ内を真空装置で650torr(86.66kPa)の減圧下に10分維持した。このとき、重合の最終内部温度は265℃であった。次いで、窒素で加圧し下部紡口(ノズル)からストランド状にし、水冷、カッティングを行いペレット状で排出した。次いで、ペレットを100℃、窒素雰囲気下で12時間乾燥し、結晶性ポリアミドA-1(ポリアミド66)を得た。
得られた結晶性ポリアミドA-1(ポリアミド66)は、Mw(A)=40000、Mw/Mn=2.0、融点Tm2=260℃であった。
[Synthesis Example 1-1]
(Synthesis of crystalline polyamide A-1 (polyamide 66))
The polymerization reaction of polyamide was carried out as follows by the "hot melt polymerization method".
First, 1500 g of an equimolar salt of adipic acid and hexamethylenediamine was dissolved in 1500 g of distilled water to prepare an equimolar 50% by mass uniform aqueous solution of the raw material monomer. This aqueous solution was charged into an autoclave having an internal volume of 5.4 L, and was purged with nitrogen. Then, while stirring at a temperature of about 110° C. or higher and 150° C. or lower, the solution was concentrated by removing steam gradually until the solution concentration reached 70% by mass. The internal temperature was then raised to 220°C. At this time, the autoclave was pressurized to 1.8 MPa. The mixture was allowed to react for 1 hour while the pressure was maintained at 1.8 MPa by gradually removing water vapor until the internal temperature reached 245°C. The pressure was then reduced over 1 hour. Then, the inside of the autoclave was maintained under a reduced pressure of 650 torr (86.66 kPa) for 10 minutes using a vacuum device. At this time, the final internal temperature of the polymerization was 265°C. Then, it was pressurized with nitrogen, made into a strand from a lower spinneret (nozzle), water-cooled and cut, and discharged in the form of pellets. The pellets were then dried at 100° C. under a nitrogen atmosphere for 12 hours to obtain crystalline polyamide A-1 (polyamide 66).
The resulting crystalline polyamide A-1 (polyamide 66) had Mw (A) = 40000, Mw/Mn = 2.0 and melting point Tm2 = 260°C.
[合成例1-2]
(非晶性ポリアミドB-1( ポリアミド6I)の合成)
「熱溶融重合法」によりポリアミドの重合反応を以下のとおり実施した。
まず、イソフタル酸とヘキサメチレンジアミンとの等モル塩:1500g、並びに、全等モル塩成分に対して1.5モル%過剰のアジピン酸、及び、0.5モル%の酢酸を蒸留水:1500gに溶解させ、原料モノマーの等モル50質量% 均一水溶液を作製した。次いで、110℃以上150℃以下程度の温度下で撹拌しながら、溶液濃度70質量%まで水蒸気を徐々に抜いて濃縮した。次いで、内部温度を220℃に昇温した。このとき、オートクレーブは1.8MPaまで昇圧した。そのまま1時間、内部温度が245℃になるまで、水蒸気を徐々に抜いて圧力を1.8MPaに保ちながら1時間反応させた。次いで、30分かけて圧力を降圧した。次いで、オートクレーブ内を真空装置で650torr(86.66kPa)の減圧下に10分維持した。このとき、重合の最終内部温度は265℃であった。次いで、窒素で加圧し下部紡口(ノズル)からストランド状にし、水冷、カッティングを行いペレット状で排出した。次いで、ペレットを100℃、窒素雰囲気下で12時間乾燥し、非晶性ポリアミドB-1(ポリアミド6I)を得た。
得られた非晶性ポリアミドB-1(ポリアミド6I)は、ジカルボン酸単位中のイソフタル酸単位の含有量は100モル%であった。Mw(B)=20000、Mw/Mn=2.0であった。
[Synthesis Example 1-2]
(Synthesis of amorphous polyamide B-1 (polyamide 6I))
The polymerization reaction of polyamide was carried out as follows by the "hot melt polymerization method".
First, equimolar salt of isophthalic acid and hexamethylenediamine: 1500 g, and 1.5 mol % excess adipic acid and 0.5 mol % acetic acid with respect to all equimolar salt components, distilled water: 1500 g to prepare an equimolar 50% by mass uniform aqueous solution of the raw material monomer. Then, while stirring at a temperature of about 110° C. or higher and 150° C. or lower, the solution was concentrated by removing steam gradually until the solution concentration reached 70% by mass. The internal temperature was then raised to 220°C. At this time, the autoclave was pressurized to 1.8 MPa. The mixture was allowed to react for 1 hour while the pressure was maintained at 1.8 MPa by gradually removing water vapor until the internal temperature reached 245°C. The pressure was then reduced over 30 minutes. Then, the inside of the autoclave was maintained under a reduced pressure of 650 torr (86.66 kPa) for 10 minutes using a vacuum device. At this time, the final internal temperature of the polymerization was 265°C. Then, it was pressurized with nitrogen, made into a strand from a lower spinneret (nozzle), water-cooled and cut, and discharged in the form of pellets. The pellets were then dried at 100° C. under a nitrogen atmosphere for 12 hours to obtain amorphous polyamide B-1 (polyamide 6I).
In the obtained amorphous polyamide B-1 (polyamide 6I), the content of isophthalic acid units in dicarboxylic acid units was 100 mol %. Mw (B) = 20000 and Mw/Mn = 2.0.
<物性の測定方法>
原料ポリアミド及び水分量を調整した後のポリアミド組成物を用いて下記の各種物性を測定した。
<Method for measuring physical properties>
Using the raw polyamide and the polyamide composition after adjusting the water content, the following various physical properties were measured.
[物性1-1]
(ポリアミド組成物の分子量及び分子量分布)
Mw(重量平均分子量)及びMn(数平均分子量)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ装置(GPC)(東ソー株式会社製、HLC-8020)、及び、ヘキサフルオロイソプロパノール溶媒を用いて、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)換算にて測定した。その値から、分子量分布Mw/Mnを計算した。
[Physical properties 1-1]
(Molecular weight and molecular weight distribution of polyamide composition)
Mw (weight average molecular weight) and Mn (number average molecular weight) are measured using a gel permeation chromatograph (GPC) (manufactured by Tosoh Corporation, HLC-8020) and a hexafluoroisopropanol solvent, PMMA (polymethyl methacrylate ) was measured in terms of a standard sample (manufactured by Polymer Laboratories). From that value, the molecular weight distribution Mw/Mn was calculated.
[物性1-2]
(融解ピーク温度Tm2(融点)及び結晶化エンタルピーΔH)
JIS-K7121に準じて、PERKIN-ELMER社製Diamond-DSCを用いて測定した。具体的には、以下のとおり測定した。
まず、窒素雰囲気下、サンプル約10mgを、室温からサンプルの融点に応じて300℃以上350℃以下まで、昇温速度20℃/minで昇温した。このときに現れる吸熱ピーク(融解ピーク)の最高ピーク温度をTm1(℃)とした。次に、昇温の最高温度で温度を2分間保った。この最高温度ではポリアミドは溶融状態であった。次いで、降温速度20℃/minで30℃まで降温した。このときに現れる発熱ピークを結晶化ピークとし、結晶化ピーク面積を結晶化エンタルピーΔH(J/g)とした。その後、30℃で2分間保持した後、30℃からサンプルの融点に応じて280℃以上300℃以下まで、昇温速度20℃/minで昇温した。このときに現れる吸熱ピーク(融解ピーク)の最高ピーク温度を融点Tm2(℃)とした。
[Physical properties 1-2]
(Melting peak temperature Tm2 (melting point) and crystallization enthalpy ΔH)
It was measured using a Diamond-DSC manufactured by PERKIN-ELMER in accordance with JIS-K7121. Specifically, it was measured as follows.
First, in a nitrogen atmosphere, about 10 mg of a sample was heated from room temperature to 300° C. or more and 350° C. or less depending on the melting point of the sample at a temperature elevation rate of 20° C./min. The highest peak temperature of the endothermic peak (melting peak) appearing at this time was defined as Tm1 (°C). The temperature was then held at the maximum temperature of the ramp for 2 minutes. At this maximum temperature the polyamide was in the molten state. Then, the temperature was lowered to 30°C at a temperature lowering rate of 20°C/min. The exothermic peak appearing at this time was taken as the crystallization peak, and the crystallization peak area was taken as the crystallization enthalpy ΔH (J/g). Thereafter, the temperature was maintained at 30° C. for 2 minutes, and then the temperature was raised from 30° C. to 280° C. or more and 300° C. or less depending on the melting point of the sample at a rate of temperature increase of 20° C./min. The maximum peak temperature of the endothermic peak (melting peak) appearing at this time was defined as the melting point Tm2 (°C).
[物性1-3]
(ガラス転移温度Tg)
ガラス転移温度Tg(℃)は、JIS-K7121に準じて、PERKIN-ELMER社製Diamond-DSCを用いて測定した。測定条件は、ポリアミドをホットステージ(Mettler社製EP80)で溶融させて得られた溶融状態のサンプルを、液体窒素を用いて急冷し、固化させ、測定サンプルとした。そのサンプル10mgを用いて、昇温スピード20℃/minの条件下、30℃から350℃までの範囲で昇温して、ガラス転移温度Tg(℃)を測定した。
[Physical properties 1-3]
(Glass transition temperature Tg)
The glass transition temperature Tg (° C.) was measured according to JIS-K7121 using a Diamond-DSC manufactured by PERKIN-ELMER. Measurement conditions were as follows: a sample in a molten state obtained by melting polyamide on a hot stage (EP80 manufactured by Mettler) was quenched using liquid nitrogen and solidified to obtain a measurement sample. Using 10 mg of the sample, the temperature was raised from 30° C. to 350° C. at a heating rate of 20° C./min, and the glass transition temperature Tg (° C.) was measured.
[試験片の製造]
各ポリアミド組成物について、射出成形機(日精樹脂工業株式会社製、商品名「NEX50III-5EG」)を用いて、射出速度45mm/sec、スクリュー回転数150rpm、金型温度を80℃、シリンダー温度をポリアミド組成物の融点(Tm2)+20℃に設定し、試験片として、平板プレート成形片(60mm×60mm、厚さ2.0mm)を製造した。
[Production of test piece]
For each polyamide composition, using an injection molding machine (manufactured by Nissei Plastic Industry Co., Ltd., trade name "NEX50III-5EG"), an injection speed of 45 mm / sec, a screw rotation speed of 150 rpm, a mold temperature of 80 ° C., and a cylinder temperature. The melting point (Tm2) of the polyamide composition was set to +20°C, and a flat plate molded piece (60 mm x 60 mm, thickness 2.0 mm) was produced as a test piece.
[物性1-4]
(レーザー光の光線透過率(T%))
得られた試験片の波長900nm以上1100nm以下におけるレーザー光の透過率を、波長1.0nmおきに、日本分光社製分光光度計「V―670」を用いて測定した。
[Physical properties 1-4]
(Laser beam light transmittance (T%))
The laser light transmittance of the obtained test piece at a wavelength of 900 nm or more and 1100 nm or less was measured at wavelength intervals of 1.0 nm using a spectrophotometer "V-670" manufactured by JASCO Corporation.
レーザー光の波長依存性(T%(λ))に関しては、得られた試験片の900nm以上1100nm以下のレーザー光透過率における最小値(T%(min)を、最大値(T%(max))で除した値T%(min)/T%(max)を算出して、求めた。実施例1-1~1-10及び比較例1-1~1-5のポリアミド組成物に関して、いずれもT%(min)は波長900nmでの光線透過率であり、T(max)は波長1100nmでの光線透過率であった。 Regarding the wavelength dependence of laser light (T% (λ)), the minimum value (T% (min) in the laser light transmittance of the obtained test piece at 900 nm or more and 1100 nm or less, and the maximum value (T% (max) ) divided by T% (min) / T% (max) was calculated and obtained.Regarding the polyamide compositions of Examples 1-1 to 1-10 and Comparative Examples 1-1 to 1-5, any Also, T % (min) was the light transmittance at a wavelength of 900 nm, and T (max) was the light transmittance at a wavelength of 1100 nm.
[物性1-5]
(非晶性ポリアミドのドメインサイズ)
得られた試験片を、四酸化ルテニウムにより染色後、超薄切片を切り出し、透過型電子顕微鏡(日立製作所製、H-7100型透過型電子顕微鏡)にてモルフォロジー観察を行い、(A)結晶性ポリアミド中に分散している(B)非晶性ポリアミドのドメインサイズの測定を行った。観測できる粒子長径を計測してその分散粒子径分布を得て、得られた分散粒子径分布の50%累計値を数平均粒子径とした。
[Physical properties 1-5]
(Domain size of amorphous polyamide)
After staining the obtained test piece with ruthenium tetroxide, an ultra-thin section was cut out and subjected to morphology observation with a transmission electron microscope (manufactured by Hitachi, Ltd., H-7100 type transmission electron microscope). The domain size of (B) amorphous polyamide dispersed in polyamide was measured. The observable particle length was measured to obtain the dispersed particle size distribution, and the 50% cumulative value of the obtained dispersed particle size distribution was taken as the number average particle size.
<評価方法>
以下に示す評価方法により、各ポリアミド組成物から得られた成形品を評価した。
<Evaluation method>
Molded articles obtained from each polyamide composition were evaluated by the following evaluation methods.
[評価1-1]
(レーザー溶着強度)
1.レーザー溶着体の製造
(1)レーザー光透過材の製造
各ポリアミド組成物を、射出成形機(日精樹脂工業株式会社製、商品名「NEX50III-5EG」)を用いて、シリンダー温度をポリアミド組成物の融点(Tm2)+20℃に設定し、金型温度80℃で平板(60×60×2mm)を成形して、レーザー光透過材を得た。
[Evaluation 1-1]
(laser welding strength)
1. Production of laser welded product (1) Production of laser light transmitting material Each polyamide composition is injected using an injection molding machine (manufactured by Nissei Plastic Industry Co., Ltd., trade name “NEX50III-5EG”), and the cylinder temperature is adjusted to that of the polyamide composition. The melting point (Tm2) was set to +20°C, and a flat plate (60 x 60 x 2 mm) was molded at a mold temperature of 80°C to obtain a laser light transmitting material.
(2)レーザー光吸収材の製造
次いで、ポリアミド(PA)、ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、及びポリフェニレンサルファイド(PPS)から選ばれる1種の熱可塑性樹脂、及びレーザー光吸収性着色剤をドライブレンドした後に二軸押出機の上流側供給口より供給し、二軸押出機の下流側第1供給口より、無機充填材を供給し、ダイヘッドより押し出された溶融混練物をストランド状で冷却し、ペレタイズして、レーザー光吸収性樹脂組成物のペレットを得た。二軸押出機のシリンダー温度設定を熱可塑性樹脂の融点(Tm2)+20℃で設定し、回転数300rpm、吐出量400kg/時間で運転した。得られたペレットをレーザー光透過材と同様の成形方法で成形し、レーザー光吸収材を得た。
(2) Production of laser light absorbing material Next, a thermoplastic resin selected from polyamide (PA), polyphenylene ether (PPE), polybutylene terephthalate (PBT), and polyphenylene sulfide (PPS), and a laser light absorbing material After the colorant is dry blended, it is supplied from the upstream supply port of the twin-screw extruder, the inorganic filler is supplied from the downstream first supply port of the twin-screw extruder, and the melt-kneaded product extruded from the die head is extruded into strands. The mixture was cooled in a form and pelletized to obtain pellets of the laser light-absorbing resin composition. The cylinder temperature of the twin-screw extruder was set to the melting point (Tm2) of the thermoplastic resin +20°C, and the operation was performed at a rotation speed of 300 rpm and a discharge rate of 400 kg/hour. The obtained pellets were molded by the same molding method as for the laser light transmitting material to obtain the laser light absorbing material.
なお、原料の詳細については、以下のとおりである。 Details of the raw materials are as follows.
(熱可塑性樹脂)
ポリアミド(PA):結晶性ポリアミドA-1(ポリアミド66)
ポリフェニレンエーテル(PPE):旭化成社製、Mw=30000
ポリブチレンテレフタレート(PBT):東レ社製、商品名「1401 X06」
ポリフェニレンサルファイド(PPS):DIC社製、商品名「FZ-2100」
(Thermoplastic resin)
Polyamide (PA): crystalline polyamide A-1 (polyamide 66)
Polyphenylene ether (PPE): manufactured by Asahi Kasei Corporation, Mw = 30000
Polybutylene terephthalate (PBT): manufactured by Toray Industries, Inc., trade name "1401 X06"
Polyphenylene sulfide (PPS): manufactured by DIC, trade name "FZ-2100"
(レーザー光吸収性着色剤)
レーザー光吸収性着色剤:カーボンブラック(三菱化学社製、一次粒子径27nm)
(Laser light absorbing colorant)
Laser light absorbing colorant: carbon black (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, primary particle size 27 nm)
(無機充填材)
無機充填材:無機充填材D-1(ガラス繊維(GF)(日本電気硝子製、商品名「ECS03T275H」、平均繊維径10μmφ、カット長3mm))
(Inorganic filler)
Inorganic filler: inorganic filler D-1 (glass fiber (GF) (manufactured by Nippon Electric Glass, trade name “ECS03T275H”, average fiber diameter 10 μmφ, cut length 3 mm))
また、各原料の配合比率は、質量比で、熱可塑性樹脂:レーザー光吸収性着色剤:無機充填材=55:5:40とした。 Further, the mixing ratio of each raw material was set to thermoplastic resin:laser light absorbing colorant:inorganic filler=55:5:40 in terms of mass ratio.
(3)レーザー光透過材とレーザー光吸収材のレーザー溶着
このレーザー光透過材とレーザー光吸収材(3種)の平板をそれぞれ固定した状態で、レーザー溶着機のヘッドを走査速度62.8mm/secで走査径φ20mmの円を描くようにレーザーを照射し、同時にその部分をエアーで冷却してレーザー溶着体を作製した。レーザー光源としては、半導体レーザー(波長940nm)、及びファイバーレーザー(波長1060nm)を用いた。なお、レーザー出力は、溶着強度や製品ヤケの状況に応じて適宜設定した。
(3) Laser welding of laser light transmitting material and laser light absorbing material With the flat plates of the laser light transmitting material and laser light absorbing material (three types) fixed, the head of the laser welding machine is moved at a scanning speed of 62.8 mm/ A laser was irradiated so as to draw a circle with a scanning diameter of φ20 mm in sec, and at the same time, the portion was cooled with air to prepare a laser-welded body. A semiconductor laser (wavelength: 940 nm) and a fiber laser (wavelength: 1060 nm) were used as laser light sources. In addition, the laser output was appropriately set according to the welding strength and the product burnt condition.
2.レーザー溶着強度の評価
上述した方法で得られたレーザー溶着体について、溶着後の溶着状態を確認して、以下の基準で評価した。
2. Evaluation of Laser Welding Strength The welded state after welding of the laser welded bodies obtained by the above-described method was checked and evaluated according to the following criteria.
(評価基準)
◎:溶着状態及び外観共に良好、剥離評価で母材破壊が発生し、溶着部を引き剥がせない。
○:溶着状態良好、剥離評価で溶着部が破壊するが溶着痕が観察された。
△:溶着するが、剥離試験で溶着部が容易に剥離し溶着痕が不鮮明。
×:溶着せず。
(Evaluation criteria)
⊚: Both the welded state and the appearance are good, and the base material is broken in the peeling evaluation, and the welded portion cannot be peeled off.
◯: Good welding state, the welded portion was broken in the evaluation of peeling, but welding traces were observed.
Δ: It is welded, but the welded part is easily peeled off in the peel test, and the weld marks are unclear.
x: No welding.
[評価1-2]
レーザー溶着体の外観
上記「評価1-1」に記載の方法で得られたレーザー溶着体の製品外観を目視にて、以下の基準で評価した。
[Evaluation 1-2]
Appearance of Laser-Welded Product The product appearance of the laser-welded product obtained by the method described in "Evaluation 1-1" above was visually evaluated and evaluated according to the following criteria.
(評価基準)
◎:ヤケが見られず、表面光沢に優れる。
○:ヤケは見られないが、表面光沢に劣る。
△:製品の一部にヤケが見られ、表面光沢に劣る。
×:製品にヤケが多数見られ、表面光沢に劣る。
(Evaluation criteria)
⊚: No discoloration is observed, and the surface gloss is excellent.
◯: No discoloration is observed, but the surface gloss is poor.
Δ: Discoloration is observed in part of the product, and the surface gloss is poor.
x: Many discolorations are observed on the product, and the surface gloss is poor.
[評価1-3]
(可塑化時間)
各ポリアミド組成物について、射出成形機(日精樹脂工業株式会社製、商品名「NEX50III-5EG」)を用いて、シリンダー温度をポリアミド組成物の融点(Tm2)+20℃に設定し、金型温度を80℃に設定し、射出時間15秒、冷却時間10秒の射出成形条件で、100ショット成形し、ISO3167に準拠して、ISO試験片を得た。100ショットの可塑化時間の平均値を算出した。
[Evaluation 1-3]
(Plasticization time)
For each polyamide composition, using an injection molding machine (manufactured by Nissei Plastic Industry Co., Ltd., trade name "NEX50III-5EG"), the cylinder temperature was set to the melting point (Tm2) of the polyamide composition + 20 ° C., and the mold temperature was set. 100 shots were molded under injection molding conditions of 80° C., injection time of 15 seconds, and cooling time of 10 seconds to obtain an ISO test piece in accordance with ISO3167. The average plasticizing time of 100 shots was calculated.
[評価1-4]
(離型時間)
各ポリアミド組成物について、射出成形機(日精樹脂工業株式会社製、商品名「NEX50III-5EG」)を用いて、射出時間10秒、スクリュー回転数200rpm、金型温度を80℃、シリンダー温度をポリアミド組成物の融点(Tm2)+20℃に設定し、充填時間が0.8±0.1秒の範囲となるように、射出圧力及び射出速度を適宜調整し、平板プレート成形片(60mm×90mm、厚さ3mm)を製造した。その際、金型から成形片が連続して10ショット自動落下する最短の冷却時間を離型時間とした。
[Evaluation 1-4]
(Release time)
For each polyamide composition, using an injection molding machine (manufactured by Nissei Plastic Industry Co., Ltd., trade name "NEX50III-5EG"), injection time 10 seconds, screw rotation speed 200 rpm, mold temperature 80 ° C., cylinder temperature polyamide The melting point (Tm2) of the composition is set to +20°C, and the injection pressure and injection speed are appropriately adjusted so that the filling time is in the range of 0.8 ± 0.1 seconds. 3 mm thick) were manufactured. At that time, the shortest cooling time during which the molded piece automatically dropped from the mold continuously for 10 shots was taken as the release time.
[評価1-5]
(大気平衡吸湿下での曲げ弾性率(曲げ弾性率(wet)))
各ポリアミド組成物について、射出成形機(日精樹脂工業株式会社製、商品名「NEX50III-5EG」)を用いて、ISO3167に準拠して、厚み4mmのISOダンベルを作製し、試験片とした。得られた試験片を恒温恒湿(23℃、50RH%)雰囲気下に放置し吸水平衡に達した後、ISO178に準じて曲げ弾性率を測定した。
[Evaluation 1-5]
(Flexural modulus under atmospheric equilibrium moisture absorption (flexural modulus (wet)))
For each polyamide composition, an injection molding machine (manufactured by Nissei Plastic Industry Co., Ltd., trade name "NEX50III-5EG") was used to prepare an ISO dumbbell with a thickness of 4 mm in accordance with ISO 3167 and used as a test piece. The obtained test piece was allowed to stand in an atmosphere of constant temperature and humidity (23° C., 50 RH %) to reach water absorption equilibrium, and then the flexural modulus was measured according to ISO178.
<ポリアミド組成物の製造>
[実施例1-1~10及び比較例1-1、1-3~1-5]
(ポリアミド組成物PA-a1~PA-a10及びPA-b1、PA-b3~PA-b5の製造)
(A)結晶性ポリアミド、(B)非晶性ポリアミド、(C)レーザー光透過性着色剤、(D)無機充填材、及び(F)その他成分を下記各表に記載の種類及び割合で用いて、ポリアミド組成物を以下のとおり製造した。
<Production of Polyamide Composition>
[Examples 1-1 to 10 and Comparative Examples 1-1, 1-3 to 1-5]
(Production of polyamide compositions PA-a1 to PA-a10 and PA-b1, PA-b3 to PA-b5)
(A) crystalline polyamide, (B) amorphous polyamide, (C) laser light transmitting colorant, (D) inorganic filler, and (F) other components are used in the types and proportions shown in the tables below. A polyamide composition was produced as follows.
なお、原料ポリアミド((A)結晶性ポリアミド及び(B)非晶性ポリアミド)は、窒素気流中で乾燥し水分率を約0.2質量%に調整してから、ポリアミド組成物の原料として用いた。 The raw material polyamide ((A) crystalline polyamide and (B) amorphous polyamide) was dried in a nitrogen stream to adjust the moisture content to about 0.2% by mass, and then used as a raw material for the polyamide composition. board.
ポリアミド組成物の製造装置としては、二軸押出機(東芝機械社製、商品名「TEM-58SX」(L/D=53.8))、及び単軸押出機(田辺プラスチックス機械製、商品名「S65」、(L/D=36))を用いた。 The polyamide composition production equipment includes a twin-screw extruder (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd., product name "TEM-58SX" (L / D = 53.8)) and a single-screw extruder (manufactured by Tanabe Plastics Machinery, product The name "S65", (L/D=36)) was used.
二軸押出機において、上流側供給口からダイまでの温度を上記製造例にて製造した各(A)結晶性ポリアミドの融点Tm2+20℃に設定し、スクリュー回転数350rpm、吐出量400kg/h(Q/N=1.14)に設定した。単軸押出機において、上流側供給口からダイまでの温度を(A)結晶性ポリアミドの融点Tm2+20℃に設定し、スクリュー回転数150rpm、吐出量50kg/hに設定した。 In the twin-screw extruder, the temperature from the upstream supply port to the die was set to the melting point Tm2 + 20 ° C. of each (A) crystalline polyamide produced in the above production example, the screw rotation speed was 350 rpm, and the discharge rate was 400 kg / h (Q /N=1.14). In the single-screw extruder, the temperature from the upstream supply port to the die was set to the melting point Tm2 of (A) the crystalline polyamide +20°C, the screw rotation speed was set to 150 rpm, and the discharge rate was set to 50 kg/h.
下記各表に記載の種類及び割合となるように、(A)結晶性ポリアミド、(B)非晶性ポリアミド、及び(F)その他成分を、ドライブレンドした後に二軸押出機の上流側供給口より供給し、二軸押出機の下流側第1供給口より、(D)無機充填材を供給し、ダイヘッドより押し出された溶融混練物をストランド状で冷却し、ペレタイズしてポリアミド組成物のペレットを得た。こうして得られたペレットと(C)レーザー光透過性着色剤をドライブレンドした後に単軸押出機の上流側供給口より供給し、ダイヘッドより押し出された溶融混練物をストランド状で冷却し、ペレタイズして目的のポリアミド組成物(レーザー光透過性ポリアミド樹脂組成物)のペレットを得た。
得られたポリアミド組成物のペレットを、窒素気流中で乾燥し、ポリアミド組成物中の水分量を500ppm以下にした。
(A) crystalline polyamide, (B) amorphous polyamide, and (F) other components are dry-blended so that the types and proportions shown in the following tables are obtained, and then the upstream supply port of the twin-screw extruder. supplied from the downstream first supply port of the twin-screw extruder, (D) inorganic filler is supplied, and the melt-kneaded product extruded from the die head is cooled in a strand and pelletized to pelletize the polyamide composition. got The pellets thus obtained and (C) the laser-transmitting colorant are dry-blended, then fed from the upstream feed port of the single-screw extruder, and the melt-kneaded product extruded from the die head is cooled in the form of strands and pelletized. to obtain pellets of the desired polyamide composition (laser ray transmitting polyamide resin composition).
The obtained polyamide composition pellets were dried in a nitrogen stream to reduce the water content in the polyamide composition to 500 ppm or less.
[比較例1-2]
(ポリアミド組成物PA-b2の製造)
得られたペレットを120℃に設定したオーブンに1時間入れてアニーリングする工程を追加した以外は、比較例1-1と同様にポリアミド組成物を得た。
[Comparative Example 1-2]
(Production of polyamide composition PA-b2)
A polyamide composition was obtained in the same manner as in Comparative Example 1-1, except that the obtained pellets were placed in an oven set at 120° C. for 1 hour for annealing.
各ポリアミド組成物の物性の測定結果及び評価結果を以下の各表に示す。 The measurement results and evaluation results of the physical properties of each polyamide composition are shown in the following tables.
表1~6から、(A)結晶性ポリアミド、(B)非晶性ポリアミド、及び(C)レーザー光透過性着色剤を含有し、(B)非晶性ポリアミドの配合量が、ポリアミド組成物中の全ポリアミド量に対して、10.0質量%以上50.0質量%以下であり、且つ、(B)非晶性ポリアミドが、(A)結晶性ポリアミド中に分散し、ドメインを形成しているポリアミド組成物PA-a1~PA-a10(実施例1-1~1-10)では、溶着強度や製品外観に優れるレーザー溶着体が得られ、可塑化時間や離型時間の観点から成形性が良好であり、成形品としたときの大気平衡吸湿での曲げ弾性率が10.0GPa以上と高く良好であった。 From Tables 1 to 6, (A) a crystalline polyamide, (B) an amorphous polyamide, and (C) containing a laser light transmitting colorant, and (B) the amount of the amorphous polyamide contained in the polyamide composition 10.0% by mass or more and 50.0% by mass or less with respect to the total polyamide amount in the medium, and (B) the amorphous polyamide is dispersed in the (A) crystalline polyamide to form domains With the polyamide compositions PA-a1 to PA-a10 (Examples 1-1 to 1-10), laser-welded bodies having excellent welding strength and product appearance were obtained, and molding was performed from the viewpoint of plasticization time and mold release time. The flexural modulus of moisture absorption at atmospheric equilibrium when formed into a molded article was as high as 10.0 GPa or more.
また、レーザー光の波長依存性(T%(λ))が0.900以上であるポリアミド組成物PA-a1~PA-a9(実施例1-1~1-9)では、波長940nm及び1060nmにおけるレーザー溶着強度が特に良好であり、様々な種類のレーザー光源に対応可能なことが分かった。 In addition, in the polyamide compositions PA-a1 to PA-a9 (Examples 1-1 to 1-9) having a wavelength dependence (T% (λ)) of laser light of 0.900 or more, at wavelengths of 940 nm and 1060 nm It was found that the laser welding strength is particularly good and that it can be used with various types of laser light sources.
一方、(B)非晶性ポリアミドを含まないポリアミド組成物PA-b1~PA-b2(比較例1-1~1-2)では、レーザー溶着体としたときの製品外観が劣っていた。また、ポリアミド組成物PA-b1(比較例1-1)では、可塑化時間が12.0秒と長く成形性に劣り、大気平衡吸湿下での曲げ弾性率も劣っていた。 On the other hand, the polyamide compositions PA-b1 and PA-b2 (Comparative Examples 1-1 and 1-2) containing no amorphous polyamide (B) were inferior in product appearance when formed into laser-welded bodies. Further, the polyamide composition PA-b1 (Comparative Example 1-1) had a long plasticizing time of 12.0 seconds, was inferior in moldability, and was also inferior in flexural modulus under atmospheric equilibrium moisture absorption.
(B)非晶性ポリアミドの含有量が、ポリアミド組成物中の全ポリアミドの質量に対して50.0質量%超であるポリアミド組成物PA-b3(比較例1-3)では、離型時間が30.0秒と長く成形性に劣る結果となった。また、レーザー溶着体にヤケが見られ、製品外観に劣るものであった。 (B) In the polyamide composition PA-b3 (Comparative Example 1-3) in which the content of the amorphous polyamide is more than 50.0% by mass relative to the mass of the total polyamide in the polyamide composition, the release time was as long as 30.0 seconds, resulting in inferior moldability. In addition, the laser-welded body was found to be burnt, and the appearance of the product was poor.
融点が290℃超である結晶性ポリアミドを用いたポリアミド組成物PA-b4(比較例1-4)では、レーザー溶着体としたときの溶着強度及び製品外観が劣っていた。また、可塑化時間が15.0秒、離型時間が20.0秒と長く、成形性に劣る結果となった。 Polyamide composition PA-b4 (Comparative Example 1-4) using a crystalline polyamide having a melting point of more than 290° C. was inferior in welding strength and product appearance when formed into a laser-welded body. In addition, the plasticizing time was 15.0 seconds and the mold releasing time was long at 20.0 seconds, resulting in poor moldability.
(B)非晶性ポリアミドを含まないポリアミド組成物PA-b5(比較例1-5)は、レーザー溶着体としたときの溶着強度及び製品外観が劣り、さらには、波長1060nmにおけるレーザー溶着強度に比べて、波長940nmにおけるレーザー溶着強度が劣り、レーザー溶着におけるレーザー光の種類が制限される結果となった。また、可塑化時間が12.3秒と長く、成形性に劣り、大気平衡吸湿下での曲げ弾性率も劣っていた。 (B) The polyamide composition PA-b5 (Comparative Example 1-5), which does not contain an amorphous polyamide, is inferior in welding strength and product appearance when used as a laser-welded body, and furthermore, has a laser welding strength at a wavelength of 1060 nm. As a result, the laser welding strength at a wavelength of 940 nm was inferior, and the type of laser beam used in laser welding was limited. In addition, the plasticizing time was as long as 12.3 seconds, the moldability was poor, and the flexural modulus under moisture absorption at atmospheric equilibrium was also poor.
≪第2の試験≫
<構成成分>
[(A)結晶性ポリアミド]
A-1:ポリアミド66(後述する方法により合成)
A-2:ポリアミド6(宇部興産社製、商品名「SF1013A」、Mw=31500、Mw/Mn=2.2、融点Tm2=230℃)
A-3:ポリアミドMXD6(三菱エンジニアリング樹脂社製、商品名「レニー6002、Mw=40000、Mw/Mn=2.4、融点Tm2=233℃)
A-4:ポリアミド6T/6I(三井化学社製、商品名「アーレンA3000」、Mw=20000、Mw/Mn=2.7、融点Tm2=330℃、ΔH=45J/g)
≪Second test≫
<Constituent>
[(A) Crystalline Polyamide]
A-1: Polyamide 66 (synthesized by the method described later)
A-2: Polyamide 6 (manufactured by Ube Industries, trade name "SF1013A", Mw = 31500, Mw/Mn = 2.2, melting point Tm2 = 230°C)
A-3: Polyamide MXD6 (manufactured by Mitsubishi Engineering Resin Co., Ltd., trade name "Reny 6002, Mw = 40000, Mw / Mn = 2.4, melting point Tm2 = 233 ° C.)
A-4: Polyamide 6T/6I (manufactured by Mitsui Chemicals, trade name "Arlen A3000", Mw = 20000, Mw/Mn = 2.7, melting point Tm2 = 330°C, ΔH = 45J/g)
[(B)非晶性ポリアミド]
B-1:ポリアミド6I(後述する合成方法により合成)
B-2:ポリアミド6I/6T(エムス社製、型番「G21」、全ジカルボン酸単位中のイソフタル酸単位の含有量:70モル%、Mw=27000、Mw/Mn=2.4、ΔH=0J/g)
[(B) amorphous polyamide]
B-1: Polyamide 6I (synthesized by the synthesis method described later)
B-2: Polyamide 6I/6T (manufactured by Ems, model number "G21", content of isophthalic acid units in all dicarboxylic acid units: 70 mol%, Mw = 27000, Mw/Mn = 2.4, ΔH = 0J /g)
[(C)レーザー光透過性着色剤]
C-1:eBIND(登録商標) LTW(登録商標)-8071H(オリエント化学工業社製、ポリアミド66とレーザー光透過性着色剤のマスターバッチ、希釈倍率50倍)
C-2:eBIND(登録商標) ACW(登録商標)-9871(オリエント化学工業社製、ポリアミド66とレーザー光透過性着色剤のマスターバッチ、希釈倍率50倍)
[(C) Laser Transmissive Colorant]
C-1: eBIND (registered trademark) LTW (registered trademark)-8071H (manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd., masterbatch of polyamide 66 and laser light transmitting colorant, dilution ratio 50 times)
C-2: eBIND (registered trademark) ACW (registered trademark)-9871 (manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd., masterbatch of polyamide 66 and laser light transmitting colorant, dilution ratio 50 times)
[(D)無機充填材]
D-1:ガラス繊維(GF)(日本電気硝子製、商品名「ECS03T275H」、平均繊維径10μmφ、カット長3mm)
[(D) inorganic filler]
D-1: Glass fiber (GF) (manufactured by Nippon Electric Glass, trade name “ECS03T275H”, average fiber diameter 10 μmφ, cut length 3 mm)
[(E)リン系難燃剤]
E-1:ホスフィン酸系難燃剤 ジエチルホスフィン酸アルミニウム(Clariant社製、商品名「Exolit OP1230」)
[(E) Phosphorus flame retardant]
E-1: Phosphinic acid-based flame retardant aluminum diethylphosphinate (manufactured by Clariant, trade name "Exolit OP1230")
[(F)その他成分]
F-1:フェノール系熱安定剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、商品名「イルガノックス1098」)
F-2:モンタン酸カルシウム(潤滑剤、Clariant社製、商品名「LICOMONT CAV102」)
[(F) Other components]
F-1: Phenolic heat stabilizer (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, trade name "Irganox 1098")
F-2: Calcium montanate (lubricant, manufactured by Clariant, trade name "LICOMONT CAV102")
<ポリアミドの製造>
結晶性ポリアミドA-1、非晶性ポリアミドB-1の各製造方法について以下に詳細を説明する。なお、下記製造方法によって、得られた結晶性ポリアミドA-1、及び非晶性ポリアミドB-1は、窒素気流中で乾燥し、水分率を約0.2質量%に調整してから、後述の実施例及び比較例におけるポリアミド組成物の原料として用いた。
<Production of Polyamide>
Each method for producing the crystalline polyamide A-1 and the amorphous polyamide B-1 will be described in detail below. The crystalline polyamide A-1 and the amorphous polyamide B-1 obtained by the following production method were dried in a nitrogen stream, adjusted to a moisture content of about 0.2% by mass, and then dried. was used as a raw material for polyamide compositions in Examples and Comparative Examples.
[合成例2-1]
(結晶性ポリアミドA-1(ポリアミド66)の合成)
「熱溶融重合法」によりポリアミドの重合反応を以下のとおり実施した。
まず、アジピン酸とヘキサメチレンジアミンとの等モル塩:1500gを蒸留水:1500gに溶解させて、原料モノマーの等モル50質量%均一水溶液を作製した。この水溶液を、内容積5.4Lのオートクレーブに仕込み、窒素置換した。次いで、110℃以上150℃以下程度の温度下で撹拌しながら、溶液濃度70質量%まで水蒸気を徐々に抜いて濃縮した。次いで、内部温度を220℃に昇温した。このとき、オートクレーブは1.8MPaまで昇圧した。そのまま1時間、内部温度が245℃になるまで、水蒸気を徐々に抜いて圧力を1.8MPaに保ちながら1時間反応させた。次いで、1時間かけて圧力を降圧した。次いで、オートクレーブ内を真空装置で650torr(86.66kPa)の減圧下に10分維持した。このとき、重合の最終内部温度は265℃であった。次いで、窒素で加圧し下部紡口(ノズル)からストランド状にし、水冷、カッティングを行いペレット状で排出した。次いで、ペレットを100℃、窒素雰囲気下で12時間乾燥し、結晶性ポリアミドA-1(ポリアミド66)を得た。
得られた結晶性ポリアミドA-1(ポリアミド66)は、Mw(A)=40000、Mw/Mn=2.0、融点Tm2=260℃であった。
[Synthesis Example 2-1]
(Synthesis of crystalline polyamide A-1 (polyamide 66))
The polymerization reaction of polyamide was carried out as follows by the "hot melt polymerization method".
First, 1500 g of an equimolar salt of adipic acid and hexamethylenediamine was dissolved in 1500 g of distilled water to prepare an equimolar 50% by mass uniform aqueous solution of the raw material monomer. This aqueous solution was charged into an autoclave having an internal volume of 5.4 L, and was purged with nitrogen. Then, while stirring at a temperature of about 110° C. or higher and 150° C. or lower, the solution was concentrated by removing steam gradually until the solution concentration reached 70% by mass. The internal temperature was then raised to 220°C. At this time, the autoclave was pressurized to 1.8 MPa. The mixture was allowed to react for 1 hour while the pressure was maintained at 1.8 MPa by gradually removing water vapor until the internal temperature reached 245°C. The pressure was then reduced over 1 hour. Then, the inside of the autoclave was maintained under a reduced pressure of 650 torr (86.66 kPa) for 10 minutes using a vacuum device. At this time, the final internal temperature of the polymerization was 265°C. Then, it was pressurized with nitrogen, made into a strand from a lower spinneret (nozzle), water-cooled and cut, and discharged in the form of pellets. The pellets were then dried at 100° C. under a nitrogen atmosphere for 12 hours to obtain crystalline polyamide A-1 (polyamide 66).
The resulting crystalline polyamide A-1 (polyamide 66) had Mw (A) = 40000, Mw/Mn = 2.0 and melting point Tm2 = 260°C.
[合成例2-2]
(非晶性ポリアミドB-1( ポリアミド6I)の合成)
「熱溶融重合法」によりポリアミドの重合反応を以下のとおり実施した。
まず、イソフタル酸とヘキサメチレンジアミンとの等モル塩:1500g、並びに、全等モル塩成分に対して1.5モル%過剰のアジピン酸、及び、0.5モル%の酢酸を蒸留水:1500gに溶解させ、原料モノマーの等モル50質量% 均一水溶液を作製した。次いで、110℃以上150℃以下程度の温度下で撹拌しながら、溶液濃度70質量%まで水蒸気を徐々に抜いて濃縮した。次いで、内部温度を220℃に昇温した。このとき、オートクレーブは1.8MPaまで昇圧した。そのまま1時間、内部温度が245℃になるまで、水蒸気を徐々に抜いて圧力を1.8MPaに保ちながら1時間反応させた。次いで、30分かけて圧力を降圧した。次いで、オートクレーブ内を真空装置で650torr(86.66kPa)の減圧下に10分維持した。このとき、重合の最終内部温度は265℃であった。次いで、窒素で加圧し下部紡口(ノズル)からストランド状にし、水冷、カッティングを行いペレット状で排出した。次いで、ペレットを100℃、窒素雰囲気下で12時間乾燥し、非晶性ポリアミドB-1(ポリアミド6I)を得た。
得られた非晶性ポリアミドB-1(ポリアミド6I)は、ジカルボン酸単位中のイソフタル酸単位の含有量は100モル%であった。Mw(B)=20000、Mw/Mn=2.0であった。
[Synthesis Example 2-2]
(Synthesis of amorphous polyamide B-1 (polyamide 6I))
The polymerization reaction of polyamide was carried out as follows by the "hot melt polymerization method".
First, equimolar salt of isophthalic acid and hexamethylenediamine: 1500 g, and 1.5 mol % excess adipic acid and 0.5 mol % acetic acid with respect to all equimolar salt components, distilled water: 1500 g to prepare an equimolar 50% by mass uniform aqueous solution of the raw material monomer. Then, while stirring at a temperature of about 110° C. or higher and 150° C. or lower, the solution was concentrated by removing steam gradually until the solution concentration reached 70% by mass. The internal temperature was then raised to 220°C. At this time, the autoclave was pressurized to 1.8 MPa. The mixture was allowed to react for 1 hour while the pressure was maintained at 1.8 MPa by gradually removing water vapor until the internal temperature reached 245°C. The pressure was then reduced over 30 minutes. Then, the inside of the autoclave was maintained under a reduced pressure of 650 torr (86.66 kPa) for 10 minutes using a vacuum device. At this time, the final internal temperature of the polymerization was 265°C. Then, it was pressurized with nitrogen, made into a strand from a lower spinneret (nozzle), water-cooled and cut, and discharged in the form of pellets. The pellets were then dried at 100° C. under a nitrogen atmosphere for 12 hours to obtain amorphous polyamide B-1 (polyamide 6I).
In the obtained amorphous polyamide B-1 (polyamide 6I), the content of isophthalic acid units in dicarboxylic acid units was 100 mol %. Mw (B) = 20000 and Mw/Mn = 2.0.
<物性の測定方法>
原料ポリアミド及び水分量を調整した後のポリアミド組成物を用いて下記の各種物性を測定した。
<Method for measuring physical properties>
Using the raw polyamide and the polyamide composition after adjusting the water content, the following various physical properties were measured.
[物性2-1]
(ポリアミド組成物の分子量及び分子量分布)
Mw(重量平均分子量)及びMn(数平均分子量)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ装置(GPC)(東ソー株式会社製、HLC-8020)、及び、ヘキサフルオロイソプロパノール溶媒を用いて、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)換算にて測定した。その値から、分子量分布Mw/Mnを計算した。
[Physical properties 2-1]
(Molecular weight and molecular weight distribution of polyamide composition)
Mw (weight average molecular weight) and Mn (number average molecular weight) are measured using a gel permeation chromatograph (GPC) (manufactured by Tosoh Corporation, HLC-8020) and a hexafluoroisopropanol solvent, PMMA (polymethyl methacrylate ) was measured in terms of a standard sample (manufactured by Polymer Laboratories). From that value, the molecular weight distribution Mw/Mn was calculated.
[物性2-2]
(融解ピーク温度Tm2(融点)及び結晶化エンタルピーΔH)
JIS-K7121に準じて、PERKIN-ELMER社製Diamond-DSCを用いて測定した。具体的には、以下のとおり測定した。
まず、窒素雰囲気下、サンプル約10mgを、室温からサンプルの融点に応じて300℃以上350℃以下まで、昇温速度20℃/minで昇温した。このときに現れる吸熱ピーク(融解ピーク)の最高ピーク温度をTm1(℃)とした。次に、昇温の最高温度で温度を2分間保った。この最高温度ではポリアミドは溶融状態であった。次いで、降温速度20℃/minで30℃まで降温した。このときに現れる発熱ピークを結晶化ピークとし、結晶化ピーク面積を結晶化エンタルピーΔH(J/g)とした。その後、30℃で2分間保持した後、30℃からサンプルの融点に応じて280℃以上300℃以下まで、昇温速度20℃/minで昇温した。このときに現れる吸熱ピーク(融解ピーク)の最高ピーク温度を融点Tm2(℃)とした。
[Physical properties 2-2]
(Melting peak temperature Tm2 (melting point) and crystallization enthalpy ΔH)
It was measured using a Diamond-DSC manufactured by PERKIN-ELMER in accordance with JIS-K7121. Specifically, it was measured as follows.
First, in a nitrogen atmosphere, about 10 mg of a sample was heated from room temperature to 300° C. or more and 350° C. or less depending on the melting point of the sample at a temperature elevation rate of 20° C./min. The highest peak temperature of the endothermic peak (melting peak) appearing at this time was defined as Tm1 (°C). The temperature was then held at the maximum temperature of the ramp for 2 minutes. At this maximum temperature the polyamide was in the molten state. Then, the temperature was lowered to 30°C at a temperature lowering rate of 20°C/min. The exothermic peak appearing at this time was taken as the crystallization peak, and the crystallization peak area was taken as the crystallization enthalpy ΔH (J/g). Thereafter, the temperature was maintained at 30° C. for 2 minutes, and then the temperature was raised from 30° C. to 280° C. or more and 300° C. or less depending on the melting point of the sample at a rate of temperature increase of 20° C./min. The maximum peak temperature of the endothermic peak (melting peak) appearing at this time was defined as the melting point Tm2 (°C).
[物性2-3]
(ガラス転移温度Tg)
ガラス転移温度Tg(℃)は、JIS-K7121に準じて、PERKIN-ELMER社製Diamond-DSCを用いて測定した。測定条件は、ポリアミドをホットステージ(Mettler社製EP80)で溶融させて得られた溶融状態のサンプルを、液体窒素を用いて急冷し、固化させ、測定サンプルとした。そのサンプル10mgを用いて、昇温スピード20℃/minの条件下、30℃から350℃までの範囲で昇温して、ガラス転移温度Tg(℃)を測定した。
[Physical properties 2-3]
(Glass transition temperature Tg)
The glass transition temperature Tg (° C.) was measured according to JIS-K7121 using a Diamond-DSC manufactured by PERKIN-ELMER. Measurement conditions were as follows: a sample in a molten state obtained by melting polyamide on a hot stage (EP80 manufactured by Mettler) was quenched using liquid nitrogen and solidified to obtain a measurement sample. Using 10 mg of the sample, the temperature was raised from 30° C. to 350° C. at a heating rate of 20° C./min, and the glass transition temperature Tg (° C.) was measured.
[試験片の製造]
各ポリアミド組成物について、射出成形機(日精樹脂工業株式会社製、商品名「NEX50III-5EG」)を用いて、射出速度45mm/sec、スクリュー回転数150rpm、金型温度を80℃、シリンダー温度をポリアミド組成物の融点(Tm2)+20℃に設定し、試験片として、平板プレート成形片(60mm×60mm、厚さ1.0mm)を製造した。
[Production of test piece]
For each polyamide composition, using an injection molding machine (manufactured by Nissei Plastic Industry Co., Ltd., trade name "NEX50III-5EG"), an injection speed of 45 mm / sec, a screw rotation speed of 150 rpm, a mold temperature of 80 ° C., and a cylinder temperature. The melting point (Tm2) of the polyamide composition was set to +20°C, and a flat plate molded piece (60 mm x 60 mm, thickness 1.0 mm) was produced as a test piece.
[物性2-4]
(レーザー光の光線透過率(T%))
得られた試験片の波長900nm以上1100nm以下におけるレーザー光の透過率を、波長1.0nmおきに、日本分光社製分光光度計「V-670」を用いて測定した。
[Physical properties 2-4]
(Laser beam light transmittance (T%))
The laser light transmittance of the obtained test piece at a wavelength of 900 nm or more and 1100 nm or less was measured at wavelength intervals of 1.0 nm using a spectrophotometer "V-670" manufactured by JASCO Corporation.
レーザー光の波長依存性(T%(λ))に関しては、得られた試験片の900nm以上1100nm以下のレーザー光透過率における最小値(T%(min)を、最大値(T%(max))で除した値T%(min)/T%(max)を算出して、求めた。実施例2-1~2-10及び比較例2-1~2-5のポリアミド組成物に関して、いずれもT%(min)は波長900nmでの光線透過率であり、T(max)は波長1100nmでの光線透過率であった。 Regarding the wavelength dependence of laser light (T% (λ)), the minimum value (T% (min) in the laser light transmittance of the obtained test piece at 900 nm or more and 1100 nm or less, and the maximum value (T% (max) ) divided by T% (min) / T% (max) was calculated and obtained.Regarding the polyamide compositions of Examples 2-1 to 2-10 and Comparative Examples 2-1 to 2-5, any Also, T % (min) was the light transmittance at a wavelength of 900 nm, and T (max) was the light transmittance at a wavelength of 1100 nm.
[物性2-5]
(非晶性ポリアミドのドメインサイズ)
得られた試験片を、四酸化ルテニウムにより染色後、超薄切片を切り出し、透過型電子顕微鏡(日立製作所製、H-7100型透過型電子顕微鏡)にてモルフォロジー観察を行い、(A)結晶性ポリアミド中に分散している(B)非晶性ポリアミドのドメインサイズの測定を行った。観測できる粒子長径を計測してその分散粒径分布を得て、得られた分散粒径分布の50%累計値を数平均粒子径とした。
[Physical properties 2-5]
(Domain size of amorphous polyamide)
After staining the obtained test piece with ruthenium tetroxide, an ultra-thin section was cut out and subjected to morphology observation with a transmission electron microscope (manufactured by Hitachi, Ltd., H-7100 type transmission electron microscope). The domain size of (B) amorphous polyamide dispersed in polyamide was measured. The observable long diameter of the particles was measured to obtain the dispersed particle size distribution, and the 50% cumulative value of the obtained dispersed particle size distribution was taken as the number average particle size.
<評価方法>
以下に示す評価方法により、各ポリアミド組成物から得られた成形品を評価した。
<Evaluation method>
Molded articles obtained from each polyamide composition were evaluated by the following evaluation methods.
[評価2-1]
(レーザー溶着強度)
1.レーザー溶着体の製造
(1)レーザー光透過材の製造
各ポリアミド組成物を、射出成形機(日精樹脂工業株式会社製、商品名「NEX50III-5EG」)を用いて、シリンダー温度をポリアミド組成物の融点(Tm2)+20℃に設定し、金型温度80℃で平板(60×60×1mm)を成形して、レーザー光透過材を得た。
[Evaluation 2-1]
(laser welding strength)
1. Production of laser welded product (1) Production of laser light transmitting material Each polyamide composition is injected using an injection molding machine (manufactured by Nissei Plastic Industry Co., Ltd., trade name “NEX50III-5EG”), and the cylinder temperature is adjusted to that of the polyamide composition. The melting point (Tm2) was set to +20°C, and a flat plate (60 x 60 x 1 mm) was molded at a mold temperature of 80°C to obtain a laser light transmitting material.
(2)レーザー光吸収材の製造
次いで、ポリアミド(PA)、ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、及びポリフェニレンサルファイド(PPS)から選ばれる1種の熱可塑性樹脂、及びレーザー光吸収性着色剤をドライブレンドした後に二軸押出機の上流側供給口より供給し、二軸押出機の下流側第1供給口より、リン系難燃剤、及び無機充填材を供給し、ダイヘッドより押し出された溶融混練物をストランド状で冷却し、ペレタイズして、レーザー光吸収性樹脂組成物のペレットを得た。二軸押出機のシリンダー温度設定を熱可塑性樹脂の融点(Tm2)+20℃で設定し、回転数300rpm、吐出量400kg/時間で運転した。得られたペレットをレーザー光透過材と同様の成形方法で成形し、レーザー光吸収材を得た。
(2) Production of laser light absorbing material Next, a thermoplastic resin selected from polyamide (PA), polyphenylene ether (PPE), polybutylene terephthalate (PBT), and polyphenylene sulfide (PPS), and a laser light absorbing material After dry blending the colorant, it is supplied from the upstream side supply port of the twin-screw extruder, and the phosphorus-based flame retardant and inorganic filler are supplied from the downstream side first supply port of the twin-screw extruder, and extruded from the die head. The resulting melt-kneaded product was cooled in the form of strands and pelletized to obtain pellets of the laser light-absorbing resin composition. The cylinder temperature of the twin-screw extruder was set to the melting point (Tm2) of the thermoplastic resin +20°C, and the operation was performed at a rotation speed of 300 rpm and a discharge rate of 400 kg/hour. The obtained pellets were molded by the same molding method as for the laser light transmitting material to obtain the laser light absorbing material.
なお、原料の詳細については、以下のとおりである。 Details of the raw materials are as follows.
(熱可塑性樹脂)
ポリアミド(PA):結晶性ポリアミドA-1(ポリアミド66)
ポリフェニレンエーテル(PPE):旭化成社製、Mw=30000
ポリブチレンテレフタレート(PBT):東レ社製、商品名「1401 X06」
ポリフェニレンサルファイド(PPS):DIC社製、商品名「FZ-2100」
(Thermoplastic resin)
Polyamide (PA): crystalline polyamide A-1 (polyamide 66)
Polyphenylene ether (PPE): manufactured by Asahi Kasei Corporation, Mw = 30000
Polybutylene terephthalate (PBT): manufactured by Toray Industries, Inc., trade name "1401 X06"
Polyphenylene sulfide (PPS): manufactured by DIC, trade name "FZ-2100"
(レーザー光吸収性着色剤)
レーザー光吸収性着色剤:カーボンブラック(三菱化学社製、一次粒径27nm)
(Laser light absorbing colorant)
Laser light absorbing colorant: carbon black (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, primary particle size 27 nm)
(無機充填材)
無機充填材:無機充填材D-1(ガラス繊維(GF)(日本電気硝子製、商品名「ECS03T275H」、平均繊維径10μmφ、カット長3mm))
(Inorganic filler)
Inorganic filler: inorganic filler D-1 (glass fiber (GF) (manufactured by Nippon Electric Glass, trade name “ECS03T275H”, average fiber diameter 10 μmφ, cut length 3 mm))
(リン系難燃剤)
ホスフィン酸系難燃剤 ジエチルホスフィン酸アルミニウム(Clariant社製、商品名「Exolit OP1230」)
(Phosphorus flame retardant)
Phosphinic acid-based flame retardant aluminum diethylphosphinate (manufactured by Clariant, trade name "Exolit OP1230")
また、各原料の配合比率は、質量比で、熱可塑性樹脂:レーザー光吸収性着色剤:リン系難燃剤:無機充填材=57:5:18:20とした。 Further, the blending ratio of each raw material was set to thermoplastic resin:laser light absorbing colorant:phosphorus flame retardant:inorganic filler=57:5:18:20 in terms of mass ratio.
(3)レーザー光透過材とレーザー光吸収材のレーザー溶着
このレーザー光透過材とレーザー光吸収材(3種)の平板をそれぞれ固定した状態で、レーザー溶着機のヘッドを走査速度62.8mm/secで走査径φ20mmの円を描くようにレーザーを照射し、同時にその部分をエアーで冷却してレーザー溶着体を作製した。レーザー光源としては、半導体レーザー(波長940nm)、及びファイバーレーザー(波長1060nm)を用いた。なお、レーザー出力は、溶着強度や製品ヤケの状況に応じて適宜設定した。
(3) Laser welding of laser light transmitting material and laser light absorbing material With the flat plates of the laser light transmitting material and laser light absorbing material (three types) fixed, the head of the laser welding machine is moved at a scanning speed of 62.8 mm/ A laser was irradiated so as to draw a circle with a scanning diameter of φ20 mm in sec, and at the same time, the portion was cooled with air to prepare a laser-welded body. A semiconductor laser (wavelength: 940 nm) and a fiber laser (wavelength: 1060 nm) were used as laser light sources. In addition, the laser output was appropriately set according to the welding strength and the product burnt condition.
2.レーザー溶着強度の評価
上述した方法で得られたレーザー溶着体について、溶着後の溶着状態を確認して、以下の基準で評価した。
2. Evaluation of Laser Welding Strength The welded state after welding of the laser welded bodies obtained by the above-described method was checked and evaluated according to the following criteria.
(評価基準)
◎:溶着状態及び外観共に良好、剥離評価で母材破壊が発生し、溶着部を引き剥がせない。
○:溶着状態良好、剥離評価で溶着部が破壊するが溶着痕が観察された。
△:溶着するが、剥離試験で溶着部が容易に剥離し溶着痕が不鮮明。
×:溶着せず。
(Evaluation criteria)
⊚: Both the welded state and the appearance are good, and the base material is broken in the peeling evaluation, and the welded portion cannot be peeled off.
◯: Good welding state, the welded portion was broken in the evaluation of peeling, but welding traces were observed.
Δ: It is welded, but the welded part is easily peeled off in the peel test, and the weld marks are unclear.
x: No welding.
[評価2-2]
レーザー溶着体の外観
上記「評価2-1」に記載の方法で得られたレーザー溶着体の製品外観を目視にて、以下の基準で評価した。
[Evaluation 2-2]
Appearance of Laser-Welded Product The product appearance of the laser-welded product obtained by the method described in "Evaluation 2-1" above was visually evaluated and evaluated according to the following criteria.
(評価基準)
◎:ヤケが見られず、表面光沢に優れる。
○:ヤケは見られないが、表面光沢に劣る。
△:製品の一部にヤケが見られ、表面光沢に劣る。
×:製品にヤケが多数見られ、表面光沢に劣る。
(Evaluation criteria)
⊚: No discoloration is observed, and the surface gloss is excellent.
◯: No discoloration is observed, but the surface gloss is poor.
Δ: Discoloration is observed in part of the product, and the surface gloss is poor.
x: Many discolorations are observed on the product, and the surface gloss is poor.
[評価2-3]
(可塑化時間)
各ポリアミド組成物について、射出成形機(日精樹脂工業株式会社製、商品名「NEX50III-5EG」)を用いて、シリンダー温度をポリアミド組成物の融点(Tm2)+20℃に設定し、金型温度を80℃に設定し、射出時間15秒、冷却時間10秒の射出成形条件で、100ショット成形し、ISO3167に準拠して、ISO試験片を得た。100ショットの可塑化時間の平均値を算出した。
[Evaluation 2-3]
(Plasticization time)
For each polyamide composition, using an injection molding machine (manufactured by Nissei Plastic Industry Co., Ltd., trade name "NEX50III-5EG"), the cylinder temperature was set to the melting point (Tm2) of the polyamide composition + 20 ° C., and the mold temperature was set. 100 shots were molded under injection molding conditions of 80° C., injection time of 15 seconds, and cooling time of 10 seconds to obtain an ISO test piece in accordance with ISO3167. The average plasticizing time of 100 shots was calculated.
[評価2-4]
(離型時間)
各ポリアミド組成物について、射出成形機(日精樹脂工業株式会社製、商品名「NEX50III-5EG」)を用いて、射出時間10秒、スクリュー回転数200rpm、金型温度を80℃、シリンダー温度をポリアミド組成物の融点(Tm2)+20℃に設定し、充填時間が0.8±0.1秒の範囲となる態様で、射出圧力及び射出速度を適宜調整し、平板プレート成形片(60mm×90mm、厚さ3mm)を製造した。その際、金型から成形片が連続して10ショット自動落下する最短の冷却時間を離型時間とした。
[Evaluation 2-4]
(Release time)
For each polyamide composition, using an injection molding machine (manufactured by Nissei Plastic Industry Co., Ltd., trade name "NEX50III-5EG"), injection time 10 seconds, screw rotation speed 200 rpm, mold temperature 80 ° C., cylinder temperature polyamide The melting point (Tm2) of the composition is set to +20°C, and the injection pressure and injection speed are adjusted appropriately in a mode in which the filling time is in the range of 0.8 ± 0.1 seconds. 3 mm thick) were manufactured. At that time, the shortest cooling time during which the molded piece automatically dropped from the mold continuously for 10 shots was taken as the release time.
[評価2-5]
(大気平衡吸湿下での曲げ弾性率(曲げ弾性率(wet)))
各ポリアミド組成物について、射出成形機(日精樹脂工業株式会社製、商品名「NEX50III-5EG」)を用いて、ISO3167に準拠して、厚み4mmのISOダンベルを作製し、試験片とした。得られた試験片を恒温恒湿(23℃、50RH%)雰囲気下に放置し吸水平衡に達した後、ISO178に準じて曲げ弾性率を測定した。
[Evaluation 2-5]
(Flexural modulus under atmospheric equilibrium moisture absorption (flexural modulus (wet)))
For each polyamide composition, an injection molding machine (manufactured by Nissei Plastic Industry Co., Ltd., trade name "NEX50III-5EG") was used to prepare an ISO dumbbell with a thickness of 4 mm in accordance with ISO 3167 and used as a test piece. The obtained test piece was allowed to stand in an atmosphere of constant temperature and humidity (23° C., 50 RH %) to reach water absorption equilibrium, and then the flexural modulus was measured according to ISO178.
[評価2-6]
(難燃性)
UL94(米国Under Writers Laboratories Incで定められた規格)の方法を用いて測定を行った。なお、試験片(長さ127mm、幅12.7mm、厚み0.7mm)は、射出成形機(日精工業(株)製PS40E)にUL試験片の金型(金型温度=100℃)を取り付けて、シリンダー温度:290℃で、各ポリアミド組成物を成形することにより作製した。射出圧力はUL試験片成形する際の完全充填圧力+2%の圧力で行った。難燃等級は、UL94規格(垂直燃焼試験)に準じて、V-0、V-1、V-2のうちいずれかの等級にあたるか評価した。なお、等級の数値が小さいほど、難燃性が高い。
[Evaluation 2-6]
(Flame retardance)
The measurement was performed using the method of UL94 (the standard established by Under Writers Laboratories Inc., USA). The test piece (length 127 mm, width 12.7 mm, thickness 0.7 mm) was prepared by attaching a mold for the UL test piece (mold temperature = 100°C) to an injection molding machine (PS40E manufactured by Nissei Kogyo Co., Ltd.). and a cylinder temperature of 290° C., by molding each polyamide composition. The injection pressure was the full filling pressure + 2% pressure when molding the UL test piece. The flame retardant grade was evaluated according to the UL94 standard (vertical burning test) to determine which grade was V-0, V-1, or V-2. In addition, the smaller the numerical value of the grade, the higher the flame retardancy.
<ポリアミド組成物の製造>
[実施例2-1~2-10及び比較例2-1、2-3~2-5]
(A)結晶性ポリアミド、(B)非晶性ポリアミド、(C)レーザー光透過性着色剤、(D)無機充填材、(E)リン系難燃剤、及び(F)その他成分を下記各表に記載の種類及び割合で用いて、ポリアミド組成物を以下のとおり製造した。
<Production of Polyamide Composition>
[Examples 2-1 to 2-10 and Comparative Examples 2-1, 2-3 to 2-5]
(A) crystalline polyamide, (B) amorphous polyamide, (C) laser light transmitting colorant, (D) inorganic filler, (E) phosphorus-based flame retardant, and (F) other components are shown in the tables below. A polyamide composition was prepared as follows using the types and proportions described in .
なお、原料ポリアミド((A)結晶性ポリアミド及び(B)非晶性ポリアミド)は、窒素気流中で乾燥し水分率を約0.2質量%に調整してから、ポリアミド組成物の原料として用いた。 The raw material polyamide ((A) crystalline polyamide and (B) amorphous polyamide) was dried in a nitrogen stream to adjust the moisture content to about 0.2% by mass, and then used as a raw material for the polyamide composition. board.
ポリアミド組成物の製造装置としては、二軸押出機(東芝機械社製、商品名「TEM-58SX」(L/D=53.8))、及び単軸押出機(田辺プラスチックス機械製、商品名「S65」、(L/D=36))を用いた。 The polyamide composition production equipment includes a twin-screw extruder (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd., product name "TEM-58SX" (L / D = 53.8)) and a single-screw extruder (manufactured by Tanabe Plastics Machinery, product The name "S65", (L/D=36)) was used.
二軸押出機において、上流側供給口からダイまでの温度を上記製造例にて製造した各(A)結晶性ポリアミドの融点Tm2+20℃に設定し、スクリュー回転数350rpm、吐出量400kg/h(Q/N=1.14)に設定した。単軸押出機において、上流側供給口からダイまでの温度を(A)結晶性ポリアミドの融点Tm2+20℃に設定し、スクリュー回転数150rpm、吐出量50kg/hに設定した。 In the twin-screw extruder, the temperature from the upstream supply port to the die was set to the melting point Tm2 + 20 ° C. of each (A) crystalline polyamide produced in the above production example, the screw rotation speed was 350 rpm, and the discharge rate was 400 kg / h (Q /N=1.14). In the single-screw extruder, the temperature from the upstream supply port to the die was set to the melting point Tm2 of (A) the crystalline polyamide +20°C, the screw rotation speed was set to 150 rpm, and the discharge rate was set to 50 kg/h.
下記各表に記載の種類及び割合となるよう、(A)結晶性ポリアミド、(B)非晶性ポリアミド、及び(F)その他成分を、ドライブレンドした後に二軸押出機の上流側供給口より供給し、二軸押出機の下流側第1供給口より、(D)無機充填材及び(E)リン系難燃剤を供給し、ダイヘッドより押し出された溶融混練物をストランド状で冷却し、ペレタイズしてポリアミド組成物のペレットを得た。こうして得られたペレットと(C)レーザー光透過性着色剤をドライブレンドした後に単軸押出機の上流側供給口より供給し、ダイヘッドより押し出された溶融混練物をストランド状で冷却し、ペレタイズして目的のポリアミド組成物(レーザー光透過性ポリアミド樹脂組成物)のペレットを得た。
得られたポリアミド組成物のペレットを、窒素気流中で乾燥し、ポリアミド組成物中の水分量を500ppm以下にした。
(A) crystalline polyamide, (B) amorphous polyamide, and (F) other components are dry-blended so that the types and proportions shown in the tables below are obtained, and then the mixture is fed from the upstream side of the twin-screw extruder. supply, (D) inorganic filler and (E) phosphorus-based flame retardant are supplied from the first supply port on the downstream side of the twin-screw extruder, and the melt-kneaded product extruded from the die head is cooled in a strand and pelletized. to obtain pellets of the polyamide composition. The pellets thus obtained and (C) the laser-transmitting colorant are dry-blended, then fed from the upstream feed port of the single-screw extruder, and the melt-kneaded product extruded from the die head is cooled in the form of strands and pelletized. to obtain pellets of the desired polyamide composition (laser ray transmitting polyamide resin composition).
The obtained polyamide composition pellets were dried in a nitrogen stream to reduce the water content in the polyamide composition to 500 ppm or less.
[比較例2-2]
得られたペレットを120℃に設定したオーブンに1時間入れてアニーリングする工程を追加した以外は、比較例2-1と同様にポリアミド組成物を得た。
[Comparative Example 2-2]
A polyamide composition was obtained in the same manner as in Comparative Example 2-1, except that a step of annealing the obtained pellets in an oven set at 120° C. for 1 hour was added.
各ポリアミド組成物の物性の測定結果及び評価結果を以下の各表に示す。 The measurement results and evaluation results of the physical properties of each polyamide composition are shown in the following tables.
表7~12から、(A)結晶性ポリアミド、(B)非晶性ポリアミド、(C)レーザー光透過性着色剤、及び(E)リン系難燃剤を含有し、(B)非晶性ポリアミドの配合量が、ポリアミド組成物中の全ポリアミド量に対して、10.0質量%以上50.0質量%以下であり、且つ、(B)非晶性ポリアミドが、(A)結晶性ポリアミド中に分散し、ドメインを形成しているポリアミド組成物(実施例2-1~2-10)では、溶着強度や製品外観に優れるレーザー溶着体が得られ、可塑化時間や離型時間の観点から成形性が良好であり、成形品としたときの大気平衡吸湿での曲げ弾性率が7.0GPaより高く、UL94 V-0であり難燃性も良好であった。 From Tables 7 to 12, (A) a crystalline polyamide, (B) an amorphous polyamide, (C) a laser light-transmitting colorant, and (E) containing a phosphorus-based flame retardant, (B) an amorphous polyamide is 10.0% by mass or more and 50.0% by mass or less with respect to the total amount of polyamide in the polyamide composition, and (B) the amorphous polyamide is (A) in the crystalline polyamide With the polyamide compositions (Examples 2-1 to 2-10) that are dispersed in and form domains, laser-welded bodies with excellent welding strength and product appearance can be obtained, and from the viewpoint of plasticization time and mold release time Moldability was good, and the flexural modulus of moisture absorption at atmospheric equilibrium when formed into a molded product was higher than 7.0 GPa, UL94 V-0, and flame retardancy was also good.
また、レーザー光の波長依存性(T%(λ))が0.900以上であるポリアミド組成物(実施例2-1~2-9)では、波長940nm及び1060nmにおけるレーザー溶着強度が特に良好であり、様々な種類のレーザー光源に対応可能なことが分かった。 In addition, the polyamide compositions (Examples 2-1 to 2-9) having a wavelength dependency (T%(λ)) of laser light of 0.900 or more showed particularly good laser welding strength at wavelengths of 940 nm and 1060 nm. It was found to be compatible with various types of laser light sources.
一方、(B)非晶性ポリアミドを含まないポリアミド組成物(比較例2-1~2-2)では、レーザー溶着体としたときの製品外観が劣っていた。また、ポリアミド組成物(比較例2-1)では、可塑化時間が12.3秒と長く成形性に劣り、大気平衡吸湿下での曲げ弾性率も劣っていた。また、UL94 V-1~V-2であり難燃性に劣っていた。 On the other hand, the polyamide compositions (B) containing no amorphous polyamide (Comparative Examples 2-1 and 2-2) were inferior in product appearance when made into laser-welded bodies. In addition, the polyamide composition (Comparative Example 2-1) had a long plasticizing time of 12.3 seconds, was inferior in moldability, and was also inferior in flexural modulus under atmospheric equilibrium moisture absorption. In addition, it was UL94 V-1 to V-2 and was inferior in flame retardancy.
(B)非晶性ポリアミドの含有量が、ポリアミド組成物中の全ポリアミドの質量に対して50.0質量%超であるポリアミド組成物(比較例2-3)では、離型時間が30.0秒と長く成形性に劣る結果となった。また、レーザー溶着体にヤケが見られ、製品外観に劣るものであった。また、UL94 V-2であり難燃性に劣っていた。 (B) In the polyamide composition (Comparative Example 2-3) in which the content of the amorphous polyamide is more than 50.0% by mass with respect to the mass of the total polyamide in the polyamide composition, the release time is 30.0%. The result was as long as 0 second and poor in formability. In addition, the laser-welded body was found to be burnt, and the appearance of the product was poor. Moreover, it was UL94 V-2 and inferior in flame retardancy.
融点が290℃超である結晶性ポリアミドを用いたポリアミド組成物(比較例2-4)では、レーザー溶着体としたときの溶着強度及び製品外観が劣っていた。また、可塑化時間が15.8秒、離型時間が25.0秒と長く、成形性に劣る結果となった。また、UL94 V-2であり難燃性に劣っていた。 The polyamide composition (Comparative Example 2-4) using a crystalline polyamide having a melting point of more than 290° C. was inferior in welding strength and product appearance when made into a laser-welded body. In addition, the plasticizing time was 15.8 seconds and the mold releasing time was long, 25.0 seconds, resulting in poor moldability. Moreover, it was UL94 V-2 and inferior in flame retardancy.
(B)非晶性ポリアミドを含まないポリアミド組成物(比較例2-5)は、レーザー溶着体としたときの溶着強度及び製品外観が劣り、さらには、波長1060nmにおけるレーザー溶着強度に比べて、波長940nmにおけるレーザー溶着強度が劣り、レーザー溶着におけるレーザー光の種類が制限される結果となった。また、可塑化時間が12.8秒と長く、成形性に劣り、大気平衡吸湿下での曲げ弾性率も劣っていた。また、UL94 V-2であり難燃性に劣っていた。 (B) The polyamide composition containing no amorphous polyamide (Comparative Example 2-5) is inferior in welding strength and product appearance when formed into a laser-welded body, and furthermore, compared to the laser welding strength at a wavelength of 1060 nm, As a result, the laser welding strength at a wavelength of 940 nm was inferior, and the types of laser beams used in laser welding were limited. In addition, the plasticizing time was as long as 12.8 seconds, the moldability was poor, and the flexural modulus under atmospheric equilibrium moisture absorption was also poor. Moreover, it was UL94 V-2 and inferior in flame retardancy.
本実施形態のポリアミド組成物によれば、レーザー溶着する際に良好な溶着強度や外観を発現し、成形品としたときの大気平衡吸湿下での剛性に優れ、且つ、成形性が良好なポリアミド組成物を提供することができる。 According to the polyamide composition of the present embodiment, a polyamide that exhibits good welding strength and appearance when laser-welded, has excellent rigidity under atmospheric equilibrium moisture absorption when formed into a molded product, and has good moldability. A composition can be provided.
Claims (17)
前記(A)結晶性ポリアミドの、示差走査熱量計により測定される融点(Tm)が290.0℃以下であり、
前記(B)非晶性ポリアミドの含有量は、前記ポリアミド組成物中の全ポリアミドの質量に対して、10.0質量%以上50.0質量%以下であり、
前記(B)非晶性ポリアミドが、前記(A)結晶性ポリアミド中に分散し、ドメインを形成している、ポリアミド組成物。 A polyamide composition containing (A) a crystalline polyamide, (B) an amorphous polyamide, and (C) a laser light transmitting colorant,
The melting point (Tm) of the (A) crystalline polyamide measured by a differential scanning calorimeter is 290.0° C. or less,
The content of the (B) amorphous polyamide is 10.0% by mass or more and 50.0% by mass or less with respect to the mass of the total polyamide in the polyamide composition,
A polyamide composition in which the (B) amorphous polyamide is dispersed in the (A) crystalline polyamide to form domains.
前記(A)結晶性ポリアミドは、示差走査熱量計により測定される融点(Tm)が290.0℃以下であり、
前記(B)非晶性ポリアミドの含有量は、前記ポリアミド組成物中の全ポリアミドの質量に対して、10.0質量%以上50.0質量%以下であり、
前記(B)非晶性ポリアミドが、前記(A)結晶性ポリアミド中に分散し、ドメインを形成している、ポリアミド組成物。 A polyamide composition comprising (A) a crystalline polyamide, (B) an amorphous polyamide, (C) a laser light transmitting colorant, and (E) a phosphorus-based flame retardant,
The (A) crystalline polyamide has a melting point (Tm) of 290.0° C. or lower as measured by a differential scanning calorimeter,
The content of the (B) amorphous polyamide is 10.0% by mass or more and 50.0% by mass or less with respect to the mass of the total polyamide in the polyamide composition,
A polyamide composition in which the (B) amorphous polyamide is dispersed in the (A) crystalline polyamide to form domains.
一般式(2)中、R21及びR22はそれぞれ独立に、炭素数1以上6以下のアルキル基又は炭素数6以上10以下のアリール基である。Y21は、炭素数1以上10以下のアルキレン基又は炭素数6以上10以下のアリーレン基である。M’x m21+はm21価の金属イオンである。M’は元素周期表の第2族若しくは第15族に属する元素、遷移元素、亜鉛又はアルミニウムである。n21は1以上3以下の整数である。n21が2又は3である場合、複数存在するR21、R22及びY21はそれぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。m21は2又は3である。xは1又は2である。xが2の場合、複数存在するM’は同一であってもよく、異なっていてもよい。n21、x及びm21は、2×n21=m21×xの関係式を満たす整数である。) The (E) phosphorus-based flame retardant is at least one selected from the group consisting of phosphinates represented by the following general formula (1), diphosphinates represented by the following general formula (2), and condensates thereof 3. The polyamide composition of claim 2, comprising phosphinic acid salts of .
In general formula (2), R 21 and R 22 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms. Y 21 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or an arylene group having 6 to 10 carbon atoms. M' x m21+ is an m21 valent metal ion. M' is an element belonging to group 2 or group 15 of the periodic table, a transition element, zinc or aluminum. n21 is an integer of 1 or more and 3 or less. When n21 is 2 or 3, multiple R 21 , R 22 and Y 21 may be the same or different. m21 is 2 or 3; x is 1 or 2; When x is 2, multiple M' may be the same or different. n21, x and m21 are integers satisfying the relational expression 2*n21=m21*x. )
前記レーザー光透過材は、請求項1又は2に記載のポリアミド組成物を成形してなり、
前記レーザー光吸収材は、熱可塑性樹脂及びレーザー光吸収性着色剤を含む組成物を成形してなり、
前記レーザー光透過材と前記レーザー光吸収材との接合部の少なくとも一部は、レーザー溶着部である、積層体。 A laminate in which a laser light transmitting material and a laser light absorbing material are joined,
The laser light transmitting material is formed by molding the polyamide composition according to claim 1 or 2,
The laser light absorbing material is formed by molding a composition containing a thermoplastic resin and a laser light absorbing colorant,
At least a part of a joint between the laser light transmitting material and the laser light absorbing material is a laser welded part.
前記軟化点は、結晶性樹脂の場合は示差走査熱量計により測定される融点Tm2であり、非晶性樹脂の場合はガラス転移温度Tgである、請求項16に記載の積層体。 The difference in softening point between the laser light transmitting material and the laser light absorbing material is ±80.0° C. or less,
17. The laminate according to claim 16, wherein the softening point is the melting point Tm2 measured by a differential scanning calorimeter for crystalline resins, and the glass transition temperature Tg for amorphous resins.
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