JP5431586B2 - ポリアミド−ベースの組成物と、この組成物から得られる物品と、その使用 - Google Patents
ポリアミド−ベースの組成物と、この組成物から得られる物品と、その使用 Download PDFInfo
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Description
本発明は特に、少なくとも2種のポリアミドを含み、その一つが式:MXD.10/Zを有する組成物に関するものである。
(1)その欠点の一つは、溶融温度が高いため、PPAおよびMXD.6は変形温度が高い(一般に280℃以上)ポリアミドであことである。そのためエネルギの消費量が大きいことの他に、高い成形温度での加工でPPAまたはMXD.6をベースにした組成物中にこの温度で破壊される強化材および/または添加剤を添加することができないという欠点がある。
(2)第2の欠点は、ガラス遷移温度(Tg)が高く、結晶化速度が遅いため、
PPAまたはMXD.6をベースにした材料の成形は、極大結晶化を得るため、従って、最適寸法安定性および最適機械特性を与えるために、高い成形温度、一般には120℃〜130℃(Tgより30〜40℃高い)程度で加工する必要がある。
(1)成形温度がPPAおよびMXD.6より低く、MXD.10の成形温度程度である。すなわち、成形温度は210℃〜260℃の間にあるのが有利である。
(2)金型温度、特に射出成形で成形する時の熱伝達液として水を使用した金型温度が100℃以下、好ましくは90℃以下である。
本発明では上記の少なくとも一種の第2のポリアミドが下記の関係を満足する溶融温度Tf2を有する:
Tf1−40℃≦Tf2<Tf1+20℃
Tf1−30℃≦Tf2<Tf1+10℃
(1)メタ−キシレンジアミン(MXDまたは1,3-キシレンジアミンともよばれる)またはMXDとパラ-キシレンジアミン(PXDまたは1,4-キシリレン−ジアミンともよばれる)との混合物(MXDが混合物の主成分)、
(2)セバシン酸(C10の二酸である直鎖脂肪族)、
(3)α、ω-アミノカルボン酸、ラクタムまたはCaジアミンとCb二酸(Zが存在する場合)
Tf1−40℃≦Tf2<Tf1+20℃
Tf1−30℃≦Tf2<Tf1+10℃
(1)植物繊維(種の種子の毛に由来する繊維、綿、カポック、植物の茎から取り出した靱皮セルロース(亜麻、大麻、ジュート、ラミー、その他)、葉から取り出した硬質繊維(サイザル、マニラ麻、その他)、幹(マニラ大麻、木材一般)、果実の外皮(ココナッツ、その他)、
(2)毛に由来する動物繊維、例えば動物羊毛および絹のような分泌物、
(3)炭素繊維またはバイオ原料から得られるカーボンナノチューブ、
(4)バイオ原料から得られるポリマー繊維、
(5)樹皮、ピールまたはピップ(ハシバミ、堅果類、その他)、甲皮動物(カニ、その他)、穀類(米、その他)の砕製物。
(1)10%〜100%の第1のポリアミドMXD.10/Z、好ましくはMXD.10および第2のポリアミド、好ましくはPAll(第2のポリアミドの重量配合比率は第1と第2のポリアミドの0.1%〜20%)
(2)0%〜70%の炭素および/またはガラス繊維、
(3)0%〜5%の核剤、例えばタルク、
(4)0%〜35%の難燃剤。
各組成物を下記化合物から製造した:
PA MXD.10:
57%のバイオベースの炭素を含む、1,3- キシレンジアミンとドデカン二酸(セバシン酸)との重縮合で得られるホモポリアミド(Arkema社)、溶融温度は193℃。
PA 11:
100%のバイオベースの炭素を含む、11-アミノウンデカン二酸の重縮合で得られるホモポリアミド(Arkema社)、溶融温度は185℃。
PA 6.10:
ヘキサンジアミンとセバシン酸(Arkema社)の重縮合によって得られるホモポリアミド、溶融温度は220℃。
Steamic OOS DG タルク:
核剤(Luzenac社)
ガラス繊維:
CT FT 692(ASAHI社)として市販の強化材
Irganox 1010:
抗酸化剤(CIBA社)
ステアリン酸カルシウムおよびWax E:
滑剤/離型剤(それぞれBASF社およびCECA社)
各組成物1.1〜1.5、2.1〜2.6および3を、金型温度を変えた以外は下記の同じ条件で射出成形した:
(1)金型フィード温度:240/260℃
(2)金型温度:35℃または90℃または130℃
(3)流速:27cm3/s
(4)サイクルタイム:60秒(20秒の保持時間と40秒の冷却時間に対応)
(A)DSC解析による組成物1.1〜1.5の結晶化の研究:
熱伝達液としての水を使用した90℃の金型に組成物1.1〜1.5を射出して80×10×4 mm3のバーを作った。各バーからDSC解析用サンプルを採った。使用した分析プロトコルは以下の通り:
(1)20℃での温度平衡、
(2)20℃/分の加熱速度で280℃まで第1加熱。
95℃の金型で組成物2.1〜2.6から射出成形でISO規格5271BAのプロトコルに従った厚さ2mmの引張試験片を作った。試験片が得られる時間である「サイクル時間」は15秒である。
次いで、サンプルをDSC解析した。使用した分析プロトコルは組成物1.1〜1.5で作ったバーのDSC解析に記載のものと同じものである。DSC解析結果は[表5]に示す。
(1)第2のポリアミドを含まない比較例の組成物2.1および2.2より低い。
(2)第2のポリアミドとしてPA6.10を含み、必要に応じてタルクを含む各比較例の組成物2.3および2.5より低い。
組成物2.3および2.4で得られた比を比較することによって、ガラス繊維の存在下でも、PAllはPA6.10よりも核化パワーが高い点に注意されたい。この観測結果はタルクを核剤として組成物に加えた場合でも同じである。本発明組成物2.6で得られた比は比較例の組成物2.5以下である。
最後に、PAllとタルクを含む組成物2.6は結晶化エンタルピー/溶融エンタルピー比の値が最大になることが分かる。
引張りモジュラス(縦弾性係数):
ISO規格527lAプロトコルに従って異なる金型温度(35℃、90℃および130℃)で組成物3から射出成形によって厚さ4mmの引張試験片を作った。試験片が得られるまでの時間である「サイクル時間」は40秒である。
組成物3から異なる金型温度(35℃、90℃および130℃)で射出成形して80×10×4 mm3のバーを作った。各バーはコンディショニングしないでテストするか、23℃で50%相対湿度の雰囲気で15日間のコンディショニンした後にテストした。
ISO規格179ieUに従って7.5ジュールの振り子でテストした。すなわち、バーが吸収したエネルギを測定した(kJ/m2)。
本発明組成物は金型をオイルでも水でも調整して使用できるという利点がある。
Claims (23)
- 式:MXD.10またはMXD.10/Zで表される、溶融温度Tf1を有する少なくとも一種の第1のポリアミド(ここで、Zはアミノ酸から得られる単位、ラクタムから得られる単位および式(Caジアミン).(Cb二酸)で表される単位の中から選択される単位であり、上記aはジアミンの炭素の数を表し、bは二酸の炭素数を表す)と、少なくとも一種の第2のポリアミドとから成る組成物において、
上記の少なくとも一種の第2のポリアミドが下記の関係:
Tf1−40℃≦Tf2<Tf1+20℃
を満足する溶融温度Tf 2 を有し且つ第1と第2のポリアミドの総重量に対して0.1重量%〜20重量%の配合比率で存在することを特徴とする組成物 - 溶融温度Tf2が下記の関係を満足する請求項1に記載の組成物:
Tf1−30℃≦Tf2<Tf1+10℃ - 第2のポリアミドがPA11である請求項1または2に記載の組成物。
- 式:MXD.l0/ZのZの比率が0〜10モル%(0%は含まない)である請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物。
- 式:MXD.l0/ZのZの比率が0〜5モル%(0%は含まない)である請求項4に記載の組成物。
- 第1のポリアミドがホモポリアミドMXD.10である請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物。
- 強化材をさらに含む請求項1〜6のいずれか一項に記載の組成物。
- 強化材が繊維である請求項7に記載の組成物。
- 繊維がガラス繊維および/または炭素繊維である請求項8に記載の組成物。
- 上記強化材を組成物の総重量に対して0重量%〜70重量%(0重量%は含まない)含む請求項7〜9のいずれか一項に記載の組成物。
- 上記強化材を組成物の総重量に対して15重量%〜65重量%含む請求項10に記載の組成物。
- 上記強化材を組成物の総重量に対して20重量%〜60重量%含む請求項11に記載の組成物。
- 充填剤、染料、安定剤、可塑剤、衝撃緩衝剤、界面活性剤、核剤、顔料、光沢剤、抗酸化剤、滑剤、難燃剤、天然ワックスおよびこれらの混合物の中から選択される少なくとも一種の添加剤をさらに含む請求項1〜12のいずれか一項に記載の組成物。
- 核剤を組成物の総重量に対して0重量%〜5重量%(0重量%は含まない)さらに含む請求項13に記載の組成物。
- 核剤を組成物の総重量に対して0.3重量%〜4重量%含む請求項14に記載の組成物。
- 難燃剤を組成物の総重量に対して0重量%〜35重量%(0重量%は含まない)さらに含む請求項13〜15のいずれか一項に記載の組成物。
- 難燃剤を組成物の総重量に対して10重量%〜30重量%含む請求項16に記載の組成物。
- 難燃剤を組成物の総重量に対して15重量%〜25重量%含む請求項17に記載の組成物。
- 請求項1〜16のいずれか一項に記載の組成物の、単一層構造物または多層構造物の少なくとも一つの層での使用。
- 上記構造が繊維、フィルム、チューブ、中空体または射出成形品の形をしている請求項19に記載の使用。
- 請求項1〜16のいずれか一項に記載の組成物から得られる物品。
- 射出成形段階を含む請求項21に記載の物品の製造方法。
- 請求項22の物品の、自動車分野、建設分野または家庭用品、電気、エレクトロニクス用品、医療機器またはスポーツ用品での使用。
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