JP5553335B2 - ２つのポリアミド部分の溶着方法 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

本発明は、両方共がポリアミドおよび場合により添加剤を含むポリアミド組成物から作製されている２つのポリアミド部分を溶着するための方法に関する。さらに本発明は、この方法により得ることができる、一緒に溶着された２つのポリアミド部分を含む、溶着されたプラスチック体に関する。

このような方法および一緒に溶着された２つのポリアミド部分を含むこのようなプラスチック体は、欧州特許出願公開第１３８３８２５Ａ１号明細書より周知である。欧州特許出願公開第１３８３８２５Ａ１号明細書には、２つのポリアミド部分を振動溶着により一緒に溶着できることが記載されている。

ポリアミド含有樹脂組成物から成形品を製造することは当該技術分野において周知である。場合によっては、成形品の幾何学形状に対する要求がこのような一体化された物品を成形する技術力を超えていたり、比較的費用および時間のかかるロストコア成形法を用いて成形を実施することしかできない場合がある。その結果、物品の一部分、例えば、中空物品の２つの半割殻をまず最初に成形し、次のステップにおいてこの殻を一緒に溶着することにより所望の物品を形成することによって、比較的複雑な形状を有する物品の製造を可能にする代替的な製造方法が開発された。

しかしながら、このような溶着された物品が使用中に受ける力に耐えるための十分な強度を有する物品を製造するに当たっては困難に直面する場合もある。２つのポリアミド部分を一緒に溶着した溶着部を含むプラスチック体の一般的な問題は、溶着線の強度が、通常は、２つのポリアミド部分のバルクと比較してはるかに低いことにある。このような溶着されたプラスチック体を機械的試験に付した場合は、溶着線で破損が起こる。特に、溶着不良は、溶着された物品が高圧を受ける用途において問題となり得る。その典型例は、自動車産業用の吸気マニホールドに伴うものである。これは、例えば、この物品が内燃エンジンの吸気マニホールドであり、エンジンが逆火したときに起こり得る。

溶着強度の問題を解決するための典型的な手法は、溶着線になると思われる部分の周囲の肉厚を厚くすることである。このように肉厚を増加させることは、他の技術的な理由により、必ずしも可能でないかまたは望ましいとは限らない。

溶着不良に関するさらなる問題点は、多くの場合、完成品の溶着強度を増大させることを目的として熱可塑性樹脂組成物に化合物を添加すると、その代償として、成形品の他の幾つかの重要な特性が低下し得ることにある。特に、鉱物充填およびガラス繊維充填組成物を用いた場合は、バルク強度と溶着強度との差が激しく、しかも、フィラーまたはガラス繊維の量をさらに増加した場合は、溶着強度に悪影響が及ぼされる場合も多い。

欧州特許出願公開第１３８３８２５Ａ１号明細書においても、２つの溶着されたポリアミド部分を含むプラスチック体の不十分な強度に関する問題に対処している。２つの溶着された部分を含むプラスチック体の溶着強度を増大させるために、欧州特許出願公開第１３８３８２５Ａ１号明細書では、２つのポリアミド部分を異なるポリアミド組成物から作製する（第１部分が、第２部分のポリアミド組成物中のポリアミドよりも軟化点が低いポリアミドを含むポリアミド組成物から作製されており、第１部分のポリアミド組成物が１種またはそれ以上の増粘剤をさらに含む）方法を提供している。

これと同じ問題の他の解決策が、国際公開第９８／１１１６４号パンフレットにより提供されている。国際公開第９８／／１１１６４号パンフレットには、２つのポリアミド部分を作製するポリアミド樹脂組成物中に特定の可塑剤化合物を含有させる溶着方法が記載されている。２つのポリアミド部分のポリアミド成分は同一である。

欧州特許出願公開第１３８３８２５Ａ１号明細書と同じく国際公開第９８／１１１６４号パンフレットの解決策も、可塑剤や軟化点がより低いポリアミドを使用することによって溶着されたプラスチック体の剛性が低下し、高温下での使用が制限されることに問題がある。

２つの溶着されたポリアミド部分から作製されたプラスチック体のさらなる問題点は、溶着強度が２つの部分のバルクよりもはるかに低いことだけでなく、劣化速度が２つの部分のバルクよりもはるかに速いことにある。

したがって、本発明の目的は、２つのポリアミド部分を溶着する方法であって、その結果として得られる溶着されたプラスチック体の溶着強度および／または高温下におけるその保持に関する性能が改善されている方法を提供することにある。

この目的は、２つのポリアミド部分のうちの少なくとも１つが鉄含有添加剤を含むポリアミド組成物からなる、本発明による方法を用いることにより達成された。

本発明による溶着方法において、２つのポリアミド部分のうち少なくとも１つが鉄含有添加剤を含むポリアミド組成物からなることの効果により、溶着の結果として得られる溶着されたプラスチック体は、２つのポリアミド部分の両方共がその組成物中に鉄含有添加剤を含まない、対応する溶着方法により得られる対応する溶着されたプラスチック体と比較して、溶着強度がより高く、かつ／または高温下におけるその保持性がより高くなる。

本発明による方法において、２つの部分は、好適には、同一のポリアミド組成物からなっていても異なるポリアミド組成物からなってもよい。異なるポリアミド組成物である場合は、一方の組成物が鉄含有添加剤を含む点で異なっていても、組成物が、異なるポリアミドおよび／または異なるさらなる添加剤を含む点で異なっていてもよい。

本発明による方法の好ましい態様においては、２つの部分は両方共、鉄含有添加剤を含むポリアミド組成物からなる。その利点は、溶着されたプラスチック体の溶着強度がさらに増大するとともに、高温下においてより良好に保持されることにある。

鉄含有添加剤は、鉄を唯一の金属元素として含んでいてもよいし、さらなる金属元素を含んでいてもよい。したがって、この添加剤に含まれる鉄の含有量が金属元素の総含有量を構成してもよいし、あるいは金属の総含有量が高く、鉄含有量がその一部を構成していてもよい。本発明の有益な効果を添加剤の鉄含有量と関連させることができるとすると、鉄含有添加剤の鉄含有量は、鉄含有添加剤に含まれる金属の総重量に対し、好ましくは少なくとも７５重量％、より好ましくは少なくとも８５重量％、よりさらに好ましくは少なくとも９５重量％である。

好適には、鉄含有添加剤は、単体形態の鉄すなわち鉄単体ならびに／または酸化鉄および／もしくはその塩を含む。好ましくは、鉄含有添加剤は、鉄含有添加剤の非高分子の総重量％に対し、鉄単体を少なくとも６０重量％、より好ましくは７５重量％含む。

典型的には、このような材料の粒子の粒度分布は、粒度の大部分が、例えば、最大で２ｍｍである。通常、金属単体の重量平均粒度（ｄｍ）は、最大で１ｍｍである。

好ましくは、鉄含有添加剤に含まれる鉄単体は、ポリアミド組成物中に微細に分散されている。微細分散された鉄単体は、粒度範囲が非常に広い粒子からなるものであってもよい。好ましくは、微細分散された鉄単体の重量平均粒度は、最大５００μｍ、より好ましくは最大３００μｍ、２００μｍ、または１００μｍでさえあり、よりさらに好ましくは最大５０μｍである。鉄単体の粒度は非常に小さくてもよく、重量平均粒度が、例えば、１０または５μｍであっても、それより小さくてさえもよい。鉄単体の重量平均粒度がより小さいことの利点は、溶着強度特性が一層改善されることにある。

重量平均粒度は、ＡＳＴＭ標準Ｄ １９２１−８９のＡ法に準拠し、Ｄ_ｍとして測定されるものである。

本発明による方法に使用されるポリアミド部分に含まれていてもよい好適な鉄単体は、例えば、オハイオ州ＳＭＣ・メタル・プロダクツ（ＳＭＣ Ｍｅｔａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｏｈｉｏ）から入手可能なＳＣＭ鉄粉Ａ−１３１である。

好適には、酸化鉄および／またはその塩を含む鉄含有添加剤は、酸化鉄（ＩＩ）［ＦｅＯ］、酸化鉄（ＩＩＩ）［Ｆｅ２Ｏ３］および／もしくはその組合せ［Ｆｅ３Ｏ４］、フェライト、鉄リン系酸化物（ｉｒｏｎ ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ ｏｘｉｄｅ）、ならびに／またはこれらの混合物を含む。

酸化鉄および／またはその塩は、粒度範囲が非常に幅広い粒子からなるものであってもよい。好ましくは、酸化鉄および／またはその塩は、重量平均粒度が最大１ｍｍ、好ましくは最大０．５ｍｍ、より好ましくは最大０．１ｍｍ、よりさらに好ましくは最大５０μｍの粒子からなる。

費用効率に関する理由から、鉄含有添加剤および特に鉄単体は、重量平均粒度が好ましくは１μｍを超え、より好ましくは２μｍを超え、よりさらに好ましくは３μｍを超える。一般に、添加剤がこれよりも微細な等級のものになると原料および配合にかかる費用が増加するが、普通は、これと引き替えにするほど性能が向上することはない。さらに、微粉砕された鉄単体は爆発の危険性も有している。

鉄含有添加剤は、幅広い範囲の量で存在してもよい。非常に少量であっても、溶着強度特性には既に確実に効果があり、この効果は、鉄含有添加剤の量が増加するに伴い増大する。大量になるとこの効果は横ばいになる。好ましくは、鉄含有添加剤は、ポリアミド組成物の総重量に対し０．０１〜１０重量％、より好ましくは０．０５〜４重量％、よりさらに好ましくは０．１〜２重量％の量で存在する。この量がより多いと、溶着線の性質がさらに向上するという利点がある。

鉄含有添加剤を含有するポリアミド組成物中のポリアミドポリマーは、ポリアミド部分の作製およびそれを溶着したプラスチック体の製造に好適な任意のポリアミドポリマーであってもよい。

好適には、ポリアミドポリマーは、熱可塑性ポリアミド、非晶質または半結晶性ポリアミドに加えて、脂肪族または半芳香族ポリアミドである。

好適な脂肪族ポリアミドは、例えば、ＰＡ−６、ＰＡ−１１、ＰＡ−１２、ＰＡ−４，６、ＰＡ−４，８、ＰＡ−４，１０、ＰＡ−４，１２、ＰＡ−６，６、ＰＡ−６，９、ＰＡ−６，１０、ＰＡ−６，１２、ＰＡ−１０，１０、ＰＡ−１２，１２、ＰＡ−６／６，６−コポリアミド、ＰＡ−６／１２−コポリアミド、ＰＡ−６／１１−コポリアミド、ＰＡ−６，６／１１−コポリアミド、ＰＡ−６，６／１２−コポリアミド、ＰＡ−６／６，１０−コポリアミド、ＰＡ−６，６／６，１０−コポリアミド、ＰＡ−４，６／６−コポリアミド、ＰＡ−６／６，６／６，１０−ターポリアミド、ならびに１，４−シクロヘキサンジカルボン酸ならびに２，２，４−および２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジアミンから得られるコポリアミド、ならびに上述したポリアミドのコポリアミドである。

好適な半芳香族ポリアミドは、例えば、ＰＡ−６，Ｉ、ＰＡ−６，Ｉ／６，６−コポリアミド、ＰＡ−６，Ｔ、ＰＡ−６，Ｔ／６−コポリアミド、ＰＡ−６，Ｔ／６，６−コポリアミド、ＰＡ−６，Ｉ／６，Ｔ−コポリアミド、ＰＡ−６，６／６，Ｔ／６，Ｉ−コポリアミド、ＰＡ−６，Ｔ／２−ＭＰＭＤ，Ｔ−コポリアミド（２−ＭＰＭＤ＝２−メチルペンタメチレンジアミン）、ＰＡ−９，Ｔ、ＰＡ−９Ｔ／２−ＭＯＭＤ，Ｔ（２−ＭＯＭＤ＝２−メチル−１，８−オクタメチレンジアミン）、テレフタル酸、２，２，４−および２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジアミンから得られるコポリアミド、イソフタル酸、ラウリンラクタム、および３，５−ジメチル−４，４−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタンから得られるコポリアミド、イソフタル酸、アゼライン酸、および／またはセバシン酸ならびに４，４−ジアミノジシクロヘキシルメタンから得られるコポリアミド、カプロラクタム、イソフタル酸、および／またはテレフタル酸ならびに４，４−ジアミノジシクロヘキシルメタンから得られるコポリアミド、カプロラクタム、イソフタル酸、および／またはテレフタル酸ならびにイソホロンジアミンから得られるコポリアミド、イソフタル酸および／またはテレフタル酸および／または他の芳香族もしくは脂肪族ジカルボン酸、場合によりアルキル置換されたヘキサメチレンジアミン、ならびにアルキル置換された４，４−ジアミノジシクロヘキシルアミンから得られるコポリアミド、ならびに上述のポリアミドから得られるコポリアミドである。

好ましくは、ポリアミドは、ＰＡ−６、ＰＡ−６，６、ＰＡ−６，１０、ＰＡ−４，６、ＰＡ−１１、ＰＡ−１２、ＰＡ−１２，１２、ＰＡ−６，Ｉ、ＰＡ−６，Ｔ、ＰＡ−６，Ｉ／６，Ｔ−コポリアミド、ＰＡ−６，Ｔ／６，６−コポリアミド、ＰＡ−６，Ｔ／６−コポリアミド、ＰＡ−６／６，６−コポリアミド、ＰＡ−６，６／６，Ｔ／６，Ｉ−コポリアミド、ＰＡ−６，Ｔ／２−ＭＰＭＤ，Ｔ−コポリアミド、ＰＡ−９，Ｔ、ＰＡ−９Ｔ／２−ＭＯＭＤ，Ｔ−コポリアミド、ＰＡ−４，６／６−コポリアミド、ならびに上述のポリアミドの混合物およびコポリアミドからなる群から選択される。より好ましくは、ＰＡ−６，Ｉ、ＰＡ−６，Ｔ、ＰＡ−６，Ｉ／６，Ｔ−コポリアミド、ＰＡ−６，６，ＰＡ−６，６／６Ｔ、ＰＡ−６，６／６，Ｔ／６，Ｉ−コポリアミド、ＰＡ−６，Ｔ／２−ＭＰＭＤ，Ｔ−コポリアミド、ＰＡ−９，Ｔ、ＰＡ−９Ｔ／２−ＭＯＭＤ，Ｔ−コポリアミド、もしくはＰＡ−４，６、またはその混合物もしくはコポリアミドがポリアミドとして選択される。

好ましくは、ポリアミドポリマーは、ガラス転移温度（Ｔｇ）を有する非晶質ポリアミドまたは融解温度（Ｔｍ）を有する半結晶性ポリアミドであり、上記温度（非晶質ポリアミドのＴｇまたは半結晶性ポリアミドのＴｍのいずれか）は、少なくとも２００℃、より好ましくは少なくとも２２０℃、２５０℃、２７０℃、２８０℃、または少なくとも２９０℃でさえある。

本明細書における融解温度という用語は、ＤＳＣを用いて昇温速度１０℃／分で測定した場合に、融解エンタルピーが最も高くなる温度として定められる融解温度と理解される。

本明細書におけるガラス転移温度という用語は、ＡＳＴＭ Ｅ１３５６−９１に準拠し、ＤＳＣを用いて昇温速度２０℃／分で測定した場合に、元の温度曲線（ｐａｒｅｎｔ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｕｒｖｅ）の変曲点に相当する、１次微分（時間に対する）のピーク温度として定められる温度と理解される。

ポリアミド部分を用いる最新技術による溶着方法では、ＰＡ６を含み、かつガラス含有量が低い場合に最良の溶着結果が得られる。本発明の効果は、より高いＴｇまたはＴｍを有する他のポラミズ（ｐｏｌａｍｉｄｅｓ）を用いてもより優れた結果を得ることができ、ガラス含有量がより高くてもより優れた結果を得ることができることにある。

その効果は、熱変形温度（ＨＤＴ）がより高い製品でより優れた溶着結果を得ることができ、それによって溶着されたプラスチック体を使用することができる温度範囲が広くなることにある。

好ましくは、ポリマー組成物のＩＳＯ ７５／Ａに準拠して測定されたＨＤＴは、少なくとも２００℃、２３０℃、２５０℃、２６０℃、または少なくとも２７０℃でさえある。

好ましくは、ポリアミドポリマーは、ＰＡ−６，６、ＰＡ−４，６、および／またはテレフタル酸由来の半結晶性半芳香族ポリアミド、および／またはその任意のコポリマーを含む。

好適には、ポリアミド組成物は、第１および第２ポリミド（ｐｏｌｙｍｉｄｅ）を含む少なくとも２種のポリアミドのブレンド物を含む。本発明による方法の好ましい実施形態においては、ポリアミドポリマーは、融点が少なくとも２６０℃である半結晶性ポリアミドおよび融解温度が２６０℃未満である第２ポリアミドのブレンドであるか、または第２ポリアミドが、ガラス転移温度が２６０℃未満である非晶質ポリアミドである。好ましくは、第１ポリアミドは、ＰＡ−６，６、ＰＡ−４，６、および／もしくはテレフタル酸由来の半結晶性半芳香族ポリアミド、ならびに／またはその任意のコポリマーであり、第２ポリアミドは、ＰＡ−６またはそのコポリアミドである。

同じく好適には、本発明による方法における２つの部分およびそれにより得られる溶着されたプラスチック体は、異なるポリアミド組成物からなる。これらの異なるポリアミド組成物は、２種類の組成物のそれぞれに含まれるポリアミドポリマーが異なるという点で異なっていてもよい。

好適には、一方の部分（部分Ｌ）のポリアミドポリマーは、軟化温度が他方の部分（部分Ｈ）のポリアミドよりも低く、部分Ｌのポリアミド組成物は、高分子量ポリアミドおよび／または増粘剤を含む。

１種または複数種のポリアミド組成物は、ポリアミドポリマーおよび鉄含有添加剤以外に、１種またはそれ以上の添加剤を含んでいてもよい。

この種の添加剤としては、好適には、本発明から本質的に逸脱しない限り、フィラー、強化繊維、および溶着工程ステップ用途に用いられるポリアミド組成物に慣用されている当業者に周知の他の添加剤が挙げられる。ポリアミド組成物に含まれていてもよい好適な他の添加剤は、例えば、ポリアミド以外の熱可塑性ポリマー、耐衝撃性改良剤（このようなゴムおよびエラストマー）、相溶化剤、顔料、難燃剤、安定剤（例えば、ＵＶ吸収剤、酸化防止剤、および熱安定剤）、処理剤（離型剤、核剤）、および無機塩、酸性化成分、ならびにこれらの混合物である。好適な無機塩の例としては、アルカリ、アルカリ土類、および遷移金属のハロゲン化物、硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩、カルボン酸塩、亜硫酸塩、およびリン酸塩（塩化ナトリウム、臭化カリウム、ヨウ化カリウム、炭酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硝酸銅、ヨウ化銅、酢酸銅等）、ならびにこれらの混合物が挙げられる。好適な酸性化成分は、例えば、ピロリン酸塩等のリン緩衝剤であり、その好適な例が、ピロリン酸ナトリウム（Ｎａ_２Ｈ_２ＰＯ_７）である。

耐衝撃性改良剤として使用することができる好適なゴムは、例えば、ＳＢＳゴムおよびＥＰＤＭゴムである。

ポリアミドポリマー以外にポリアミド組成物中に使用することができる熱可塑性ポリマーは、溶着工程ステップを含む用途に用いられる成形組成物中に使用するのに好適な任意の種類の熱可塑性ポリマーであってもよい。熱可塑性ポリマーは、例えば、非晶質ポリマーまたは半結晶性ポリマーであってもよい。好適な非晶質ポリマーは、例えば、ポリイミド（ＰＩ）ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、およびポリアリレート（ＰＡＲ）非晶質ポリエステル（ＰＥＳ）である。好適な半結晶性ポリマーは、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレスルフィズ（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｓｕｌｆｉｄｅｓ）（ＰＰＳ）、および半芳香族熱可塑性ポリエステルである。熱可塑性ポリマーはまた、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ＰＥ／ＰＰコポリマー等のポリオレフィンであってもよい。熱可塑性ポリマーは、異なる熱可塑性ポリマーのブレンド物も含んでいてもよい。

熱可塑性ポリマーが少量でも使用される場合、これは、好ましくは、ポリアミドポリマーの重量に対し０．１〜２０質量％、より好ましくは０．５〜１０質量％、最も好ましくは１〜５質量％の量で存在する。

相溶化剤は、有利には、熱可塑性ポリマーおよびこの熱可塑性ポリマーとの混和性が低い耐衝撃性改良剤と併用される。

好適な顔料としては、カーボンブラックやニグロシン等の黒色顔料およびＴｉＯ_２やＺｎＳ等の白色顔料が挙げられる。

好適な熱安定剤は、例えば、フェノール系熱安定剤（例えば、イルガノックス（Ｉｒｇａｎｏｘ １０９８）、リン酸エステル（例えば、Ｉｒｇａｆｏｓ １６８）、芳香族アミン、および金属塩である。好適な金属塩の例は、例えば、ジチオカルバミン酸ニッケル（ホスタビン（Ｈｏｓｔａｖｉｎ）ＶＰＮｉＣＳ１等）、ジチオカルバミン酸亜鉛（ホスタノックス（ｈｏｓｔａｎｏｘ）ＶＰＺｎＣＳ１等）、および銅塩（ＣｕＩ／ＫＩ等）である。

特にポリアミド組成物は、好ましくは、フィラーおよび／または強化繊維を含む。

本明細書におけるフィラーとは、粒子形状の材料と理解される。フィラーの粒子は、様々な構造、例えば、薄片状、板状、米粒状、六角形状、または球状形状を有していてもよい。フィラーは、ポリアミド成形化合物を作製する当業者に周知の任意のフィラーであってもよい。好適には、本発明によるポリアミド組成物中に含まれるフィラーのアスペクト比Ｌ／Ｄは、５未満である。同じく好適には、フィラーは、例えば、ガラスビース、硫酸バリウムやケイ酸アルミニウム等の無機フィラー、およびタルカム、炭酸カルシウム、カオリン、珪灰石、雲母、クレー、焼成粘土等の鉱物系フィラーを含む無機フィラーである。フィラーは、場合により、熱可塑性ポリアミドとの混和性を高めるために表面処理されていてもよい。

本発明による方法に使用されるポリアミド部分および上記方法により得られる溶着されたプラスチック体の少なくとも１つの部分に含まれる繊維状強化剤は、繊維強化された熱可塑性溶着プラスチック体に使用するのに好適な任意の種類の繊維状強化剤であってもよい。本明細書において、繊維状強化剤とは、長さ、幅、および厚みを有し、長さの平均が幅および厚みのどちらよりもかなり大きい材料とみなされる。一般に、このような材料のアスペクト比Ｌ／Ｄ（長さ（Ｌ）と、幅および厚みの大きい方（Ｄ）との比率の平均値と定義される）は、少なくとも５である。好ましくは、繊維状強化剤のアスペクト比は、少なくとも１０、より好ましくは少なくとも２０、よりさらに好ましくは少なくとも５０である。

好適な繊維状強化剤は、例えば、非金属繊維状強化剤（ガラス繊維、炭素またはグラファイト繊維、アラミド繊維、セラミック繊維、鉱物繊維（珪灰石等）、ウイスカー等）であり、金属繊維（銅、鉄、およびアルミニウム繊維等）は、本組成物に想定される適用分野を考慮すると、本発明による方法および組成物には好ましくない。

本発明による方法に使用されるポリアミド部分に含まれるフィラーおよび繊維状強化剤の量は幅広い範囲で変化してもよい。通常、この量は、ポリアミドポリマー１００重量部（ｐｂｗ）に対し０〜３００ｐｂｗの範囲にある。好ましくは、この量は、ポリアミドポリマー１００ｐｂｗに対し５〜２３５ｐｂｗ、より好ましくは１０〜１５０ｐｂｗ、よりさらに好ましくは２５〜１００ｐｂｗである。

好適には、ポリアミド組成物は、銅塩を含む安定剤、フィラー（例えば、鉱物フィラー）、繊維状強化剤、アルカリ金属ハロゲン化物（ＮａＣｌ等）、およびピロリン酸塩（ピロリン酸ナトリウムすなわちＮａ_２Ｈ_２ＰＯ_７等）の群から選択される少なくとも１種の添加剤を含む。これらのそれぞれの利点は、溶着強度がさらに向上することにある。

好ましくは、ポリアミド組成物は、銅塩（ＣｕＩ等）および／またはアルカリ金属ハロゲン化物（ＫＩおよび／またはＮａＣｌ等）および／またはピロリン酸ナトリウムの組合せを含む。

銅塩、アルカリ金属ハロゲン化物、および／またはピロリン酸ナトリウムの組合せは、好ましくは、ポリアミド組成物の総重量に対し、総量が０．００１〜１０重量％、より好ましくは０．０１〜５重量％、よりさらに好ましくは０．０１〜３重量％で存在する。

好ましくは、フィラーおよび／または繊維状強化剤は、ポリアミド組成物の総重量に対し、総量が１〜７０重量％、より好ましくは１０〜５０重量％で存在する。

本発明の好ましい実施形態においては、少なくとも１つの部分は、
・ポリアミドポリマーを３０〜９５重量％ｐｂｗと、
・鉄含有添加剤を０．０１〜１０重量％と、
・フィラーおよび／または繊維状強化剤を０〜７０重量％と、
・銅塩、アルカリ金属ハロゲン化物、およびピロリン酸塩から選択される少なくとも１種の添加剤を０．０１〜５重量％と、
・さらなる添加剤を０〜２０重量％と
を含むポリアミド組成物からなる。

より好ましい実施形態においては、ポリアミド組成物は、
・ポリアミドポリマーを３０〜９０重量％ｐｂｗと、
・鉄含有添加剤を０．０５〜５重量％と、
・フィラーおよび／または繊維状強化剤を５〜７０重量％と、
・銅塩、アルカリ金属ハロゲン化物、およびピロリン酸塩から選択される少なくとも１種の添加剤を０．１〜３重量％と、
・さらなる添加剤を０〜１０重量％と
からなる。

本明細書における重量百分率（重量％）は、ポリアミド組成物の総重量に対するものである。

本発明による方法に使用されるポリアミド部分は、ポリアミド部分の作製に好適な任意の方法で作製されたものであってもよい。好ましくは，ポリアミド部分は、射出成形法または押出成形法により作製される。

本発明による方法における溶着ステップには、ポリアミド部分の溶着に好適な任意の溶着技法が含まれていてもよい。好適な溶着技法は、例えば、接触溶着（ｃｏｎｔａｃｔ ｗｅｌｄｉｎｇ）、電磁溶着、熱板溶着、高周波溶着、超音波溶着、振動または摩擦溶着、およびレーザ溶着である。しかしながら、鉄含有添加剤が典型的には非透過性の性質を有するため、一般に、レーザ溶着は好ましくない。

好ましくは、溶着技法は、接点溶着、熱板溶着、高周波溶着、超音波溶着、振動または摩擦溶着からなる群から選択される。

好ましくは、溶着は、振動溶着または熱板溶着、より好ましくは振動溶着により実施される。

本発明による方法によって生成する、本発明による溶着されたプラスチック部分に含まれる溶着継手も、プラスチック部分の溶着により得ることができる任意の溶着継手であってもよい。好適な溶着継手は、突合せ継手、角継手、Ｔ継手、重ね継手、またはへり継手である。

本発明はまた、一緒に溶着された２つのポリアミド部分を含む溶着されたプラスチック体にも関する。本発明による溶着されたプラスチック体においては、２つのポリアミド部分の少なくとも１つが、鉄含有添加剤を含むポリアミド組成物からなる。

上記ポリアミド組成物からなる少なくとも１つのポリアミド部分を含む溶着されたプラスチック体中の鉄含有添加剤の効果は、上述したように、溶着強度性能が向上することにある。

本発明は、特に、本発明による方法およびその上述した任意の実施形態または好ましい実施形態により得ることができる、溶着されたプラスチック体に関する。好ましくは、本発明による溶着されたプラスチック体の少なくとも１つの部分に含まれる、鉄含有添加剤を含むポリアミド組成物は、本発明による溶着方法に関し上述された好ましい任意の実施形態による組成を有し、かつ／またはさらなる成分を含む。

溶着されたプラスチック体は、本発明による方法を用いて得ることができる任意のプラスチック体であってもよい。好適には、本発明による方法は、コルゲートチューブ、ベローズ、容器、燃料入口系、空気入口マニホールド、エアダクトの製造に用いられる。

さらに本発明は、本発明による方法を用いて製造された、コルゲートチューブ、ベローズ、インタークーラーのエンドキャップ、容器、燃料入口系、空気入口マニホールド、エアダクトに関する。

以下の実施例および比較実験を用いて本発明をさらに例示する。

［使用した材料］
ＰＡ−６：ポリアミド６、種類Ｋ１２２、粘度数１１５ｍｌ／ｇ（ＩＳＯ３０７に準拠し測定）（オランダ国のＤＳＭ（ＤＳＭ，Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ）から）
ＰＡ−４，６：ポリアミド−４，６、種類ＫＳ２００、粘度数１６０ｍｌ／ｇ（ＩＳＯ３０７に準拠し測定）（オランダ国のＤＳＭから）
ＧＦ−Ｉ：ガラス繊維強化剤：ポリアミド−６に使用される標準的な種類のガラス繊維
ＧＦ−ＩＩ：ガラス繊維強化剤：ポリアミド−４６に使用される標準的な種類のガラス繊維
ＡＡＤＳ：補助添加剤：潤滑剤付加物（ａｎｎｅｘ）離型剤、ＣｕＩ／ＫＩ安定剤、ピグメントコンセントレート、担体ポリマー、および相溶化剤を含む標準的な添加剤の組合せ
ＩＣＡ：鉄含有添加剤：平均粒度３０μｍの鉄単体粒子２０質量％をＰＥ中に含むマスターバッチ

［ポリアミド組成物の調製］
［比較実験Ａ：ＰＡ−６−ＧＦ］
３０重量％のガラス繊維で強化されたＰＡ−６−１−ＧＦを、ＰＡ−６およびＧＦから、バレル温度２６０℃、スクリュー回転数２５０ｒｐｍのＺＳＫ３０型二軸押出機内で配合した。

［比較実験Ｂ：ＰＡ−４，６−ＧＦ］
３０重量％のガラス繊維で強化されたＰＡ−４，６−ＧＦを、ＰＡ−４，６およびＧＦ−ＩＩならびに通常の加工助剤および安定剤から、バレル温度３００℃、スクリュー回転数２７５ｒｐｍ（処理量２０Ｋｇ／ｈ）のＺＳＫ２５押出機内で配合した。

［実施例Ｉ：ＰＡ−６／４６−ＧＦ−ＩＣＡ−１］
ポリアミド−６およびポリアミド−４６（質量比２５／７５）、ガラス繊維ＧＦ−ＩＩ、通常の加工助剤および安定剤、ならびに鉄単体のマスターバッチ２．５質量％を、比較実験Ｂと同一条件でＺＳＫ２５二軸押出機内において配合することにより、３５重量％のガラス繊維で強化された、鉄含有添加剤で改質されたポリアミド−６／４６の組成物を作製した。

［実施例ＩＩ：ＰＡ−６／４６−ＧＦ−ＩＣＡ−２］
ポリアミド−６およびポリアミド−４６（質量比５０／５０）、ガラス繊維ＧＦ−ＩＩ、通常の加工助剤および安定剤、ならびに鉄単体のマスターバッチ２．５質量％を、比較実験Ｂと同一条件でＺＳＫ２５二軸押出機内において配合することにより、４０重量％のガラス繊維で強化された、鉄含有添加剤で改質されたポリアミド−６／４６の組成物を作製した。

［射出成形］
試験に供したすべての材料を、以下の条件に従い、寸法１２０ｍｍ×１２０ｍｍ×４ｍｍの板に射出成形した。

［ポリアミド−６材料の射出成形］
比較実験Ａのポリアミド−６材料の射出成形を、バレル温度の設定を２３０〜２６０℃、金型温度を８０℃として、ＫＭ１２０射出成形機で実施した。

［ポリアミド−４，６材料の射出成形］
実施例Ｉ〜ＩＩおよび比較実験Ｂのポリアミド−４，６およびポリアミド−６／４，６材料の射出成形を、バレル温度の設定を３００〜３１０℃、金型温度を１２０℃として、ＫＭ１２０射出成形機で実施した。

［振動溶着］
Ｂｉｅｌｏｍａｔｉｋ（独国ノイヘン（Ｎｅｕｆｆｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ））Ｋ３２１０型振動溶着機を用いて溶着試験を実施した。溶着条件を以下に示す：周波数：２４０Ｈｚ；振幅：０．９ｍｍ；溶着圧：２Ｍｐａ；溶着時間：４秒間；保圧時間：７秒間。この工程を時間制御することにより、推定で１．８ｍｍの溶着深さが得られるようにした。各材料について４回の溶着を実施した。

溶着試験を行うために、射出成形部品を１２０ｍｍの幅に沿って半分に切断した。突合せ溶着する試料を、切断線と反対側の１２０ｍｍ×４ｍｍの成形面が溶着範囲となるような向きで工具内に配置した。この成形面で行われる溶着は、工業的な溶着工程を十分に反映するものである。振動は、１２０ｍｍの板の幅と平行になるようにした。

［引張試験］
突合せ溶着した試料を幅１０ｍｍの引張試験片に切断し、Ｚｗｉｃｋ試験機を用い、クロスヘッド速度を１０ｍｍ／ｍｉｎとして、破損に至るまで荷重をかけた。引張強さを、溶着面積すなわち４ｍｍ×１０ｍｍに標準化された破壊時点の力として得た。エクステンシオメーター（ｅｘｔｅｎｓｉｏｍｅｔｅｒ）で歪みを測定し、巨視的な破壊歪みと定めた（多くの場合、実際の歪みはこれよりもはるかに高い可能性がある）。列挙した値は４つの試験片の平均値である。

［実施例および比較実験］
上述した方法に従う振動溶着を、表Ｉに列挙した材料の組合せについて実施した。上述の方法に従い、溶着された材料について引張試験を実施した。試験結果を表Ｉに報告する。

この結果から、実施例Ｉ〜ＩＩのポリアミドポリマーは、その大半部分がポリアミド−４，６（単独では、ポリアミド−６よりも結果が劣る（比較実験ＡおよびＢ参照））からなり、しかも実施例Ｉ〜ＩＩは、通常は溶着線の特性に悪影響を与えるガラス繊維をより高い重量％で含むという事実にも拘わらず、本発明による組成物（実施例Ｉ〜ＩＩ）の溶着強度がポリアミド−６に匹敵するかまたはそれを上回ってさえいることがわかる。

Claims (10)

1. ２つのポリアミド部分の溶着継手を作製する工程ステップを含み、ポリアミド部分が両方共、ポリアミドポリマーおよび添加剤を含むポリアミド組成物からなる、前記２つのポリアミド部分の溶着方法であって、前記２つのポリアミド部分の両方が、鉄含有添加剤を含むポリアミド組成物からなり、
   前記鉄含有添加剤が、鉄単体を含み、
   前記溶着が、振動溶着により実施される、方法。
2. 前記鉄含有添加剤の、前記鉄含有添加剤の総金属含有量に対する鉄含有量が、少なくとも７５重量％である、請求項１に記載の方法。
3. 鉄含有添加剤が、重量平均粒度が最大４５０μｍである微細に分散された鉄単体を含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記鉄含有添加剤が、重量平均粒度が１μｍを超える微細に分散された鉄単体を含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記鉄含有添加剤が、前記ポリアミド組成物の総重量に対し０．０１〜１０質量％の量で存在する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記鉄含有添加剤を含む前記ポリアミド組成物が、フィラー、繊維、安定剤、処理剤、および補助添加剤からなる群から選択される添加剤を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記鉄含有添加剤を含む前記ポリアミド組成物が、銅塩および／またはアルカリ金属ハロゲン化物および／またはピロリン酸塩を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 両方のポリアミド部分の前記ポリアミド組成物が、無機フィラーおよび／または繊維状強化剤を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 一緒に溶着された２つのポリアミド部分を含み、前記２つのポリアミド部分が、ポリアミドポリマーおよび１種またはそれ以上の添加剤を含むポリアミド組成物からなる、溶着されたプラスチック体であって、前記２つのポリアミド部分の両方が、鉄含有添加剤を含むポリアミド組成物からなり、
   前記鉄含有添加剤が、鉄単体を含む、
   請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法により得られた溶着されたプラスチック体。
10. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法を用いて製造された、コルゲートチューブ、ベローズ、インタークーラーのエンドキャップ、容器、燃料入口系、空気入口マニホールド、エアダクトからなる群から選択される製品。