JP5736740B2 - ポリアミド樹脂組成物及びそれからなる成形品 - Google Patents
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また特許文献2には特定粒径の酸化マグネシウムを特定量配合することにより、成形性や外観、熱伝導性を向上させる方法が開示されているが、成形品の測定位置により熱伝導率が異なり、測定位置に関わらず均一な熱伝導率を示す成形品を安定して得ることについては開示されていない。
即ち、本発明は、ポリアミド樹脂(A)と、金属酸化物粒子(B)を含むポリアミド樹脂組成物であって、
金属酸化物粒子(B)は、その全量に対し、粒子径が70μm以上であるものを10質量%以上50質量%以下含み、粒子径が20μm以下であるものを1質量%以上50質量%以下含み、
ポリアミド樹脂組成物に対し、金属酸化物粒子(B)を、70質量%以上85質量%以下含むポリアミド樹脂組成物に関するものである。
金属酸化物粒子(B)は、その全量に対し、粒子径が70μm以上であるものを10質量%以上50質量%以下含み、粒子径が20μm以下であるものを1質量%以上50質量%以下含み、
ポリアミド樹脂組成物に対し、金属酸化物粒子(B)を、70質量%以上85質量%以下含むポリアミド樹脂組成物である。
本発明に用いられるポリアミド樹脂(A)は、溶融重合、溶液重合や固相重合等の公知の方法で重合、又は共重合することにより得られ、具体的には、ポリカプロラクタム(ポリアミド6)、ポリウンデカンラクタム(ポリアミド11)、ポリドデカンラクタム(ポリアミド12)、ポリエチレンアジパミド(ポリアミド26)、ポリテトラメチレンアジパミド(ポリアミド46)、ポリヘキサ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ゼラミド(ポリアミド69)、ポリヘキサメチレンセバカミド(ポリアミド610)、ポリヘキサメチレンウンデカミド(ポリアミド611)、ポリヘキサメチレンドデカミド(ポリアミド612)、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド(ポリアミド6T)、ポリヘキサメチレンイソフタルアミド(ポリアミド6I)、ポリヘキサメチレンヘキサヒドロテレフタラミド(ポリアミド6T(H))、ポリノナメチレンアジパミド(ポリアミド96)、ポリノナメチレンアゼラミド(ポリアミド99)、ポリノナメチレンセバカミド(ポリアミド910)、ポリノナメチレンドデカミド(ポリアミド912)、ポリノナメチレンテレフタラミド(ポリアミド9T)、ポリトリメチルヘキサメチレンテレフタラミド(ポリアミドTMHT)、ポリノナメチレンヘキサヒドロテレフタラミド(ポリアミド9T(H))、ポリノナメチレンナフタラミド(ポリアミド9N)、ポリデカメチレンアジパミド(ポリアミド106)、ポリデカメチレンアゼラミド(ポリアミド109)、ポリデカメチレンデカミド(ポリアミド1010)、ポリデカメチレンドデカミド(ポリアミド1012)、ポリデカメチレンテレフタラミド(ポリアミド10T)、ポリデカメチレンヘキサヒドロテレフタラミド(ポリアミド10T(H))、ポリデカメチレンナフタラミド(ポリアミド10N)、ポリドデカメチレンアジパミド(ポリアミド126)、ポリドデカメチレンアゼラミド(ポリアミド129)、ポリドデカメチレンセバカミド(ポリアミド1210)、ポリドデカメチレンドデカミド(ポリアミド1212)、ポリドデカメチレンテレフタラミド(ポリアミド12T)、ポリドデカメチレンヘキサヒドロテレフタラミド(ポリアミド12T(H))、ポリドデカメチレンナフタラミド(ポリアミド12N)、ポリメタキシリレンアジパミド(ポリアミドMXD6)、ポリメタキシリレンスベラミド(ポリアミドMXD8)、ポリメタキシリレンアゼラミド(ポリアミドMXD9)、ポリメタキシリレンセバカミド(ポリアミドMXD10)、ポリメタキシリレンドデカミド(ポリアミドMXD12)、ポリメタキシリレンテレフタラミド(ポリアミドMXDT)、ポリメタキシリレンイソフタラミド(ポリアミドMXDI)、ポリメタキシリレンナフタラミド(ポリアミドMXDN)、ポリビス(4−アミノシクロヘキシル)メタンドデカミド(ポリアミドPACM12)、ポリビス(4−アミノシクロヘキシル)メタンテレフタラミド(ポリアミドPACMT)、ポリビス(4−アミノシクロヘキシル)メタンイソフタラミド(ポリアミドPACMI)、ポリビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタンドデカミド(ポリアミドジメチルPACM12)、ポリイソホロンアジパミド(ポリアミドIPD6)、ポリイソホロンテレフタラミド(ポリアミドIPDT)やこれらの原料モノマーを用いたポリアミド共重合体が挙げられる。これらは1種又は2種以上を用いることができる。このなかでも、ポリアミド6、ポリアミド12、ポリアミド66、ポリアミド6/66共重合体(ポリアミド6とポリアミド66の共重合体、以下、共重合体は同様に記載)、ポリアミド6/69共重合体、ポリアミド6/610共重合体、ポリアミド6/611共重合体、ポリアミド6/612共重合体、ポリアミド6/12共重合体、ポリアミド6/66/12共重合体、ポリアミド6/IPD6共重合体、ポリアミドMXD6であることが好ましく、ポリアミド6、ポリアミド12、ポリアミド66、ポリアミド6/66共重合体、ポリアミド6/12共重合体、ポリアミド6/IPD6共重合体、ポリアミド6/66/12共重合体であることがより好ましく、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド6/66共重合体であることがさらに好ましく、成形加工性の観点から、ポリアミド6が特に好ましい。
本発明で使用する金属酸化物粒子(B)としては、例えば、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、酸化チタン等の粒子が挙げられ、電気絶縁性と熱伝導性の観点から、酸化アルミニウム、及び/又は酸化マグネシウムが好ましく、酸化マグネシウムがより好ましい。
本発明に用いる多価アルコールは、特に制限はないが、融点が150℃以上280℃以下であるものが好ましい。尚、融点とは、樹脂の融点、凝固点の測定に使用される示差走査熱量分析(DSC)で測定した時の吸熱ピーク(融点)の温度を意味する。融点が150℃以上280℃以下である多価アルコール(C)としては、例えば、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリメチロールエタンなどが挙げられ、これらは混合して用いることもできる。混練性や成形性の観点から、ペンタエリスルトールおよび/またはジペンタエリスリトールが好ましい。
本発明のポリアミド樹脂組成物の製造方法は、溶融混練する方法であれば、特に制限がなく、従来から知られている各種の方法を採用することができる。例えば、単軸押出機、二軸押出機、ニーダー、バンバリーミキサー等の混練機を使用して製造することができる。この中でも、本発明のポリアミド樹脂組成物は、単軸押出機や二軸押出機を使用して好適に製造することができる。
[ポリアミド樹脂(A)]
・ポリアミド樹脂(a−1):ポリアミド6(宇部興産株式会社製P1011F、12メッシュのスクリーンメッシュを通過する平均粒径1mm以下の粉末、相対粘度2.22、水抽出量0.3質量%、比重1.14)
・酸化マグネシウム(b−1):酸化マグネシウム(宇部マテリアルズ株式会社製、RF−70C−SC、平均粒子径7μm、純度99%)
・酸化マグネシウム(b−2):酸化マグネシウム(宇部マテリアルズ株式会社製、RF−50−SC、平均粒子径53μm、純度98%)
・酸化マグネシウム(b−3):酸化マグネシウム(宇部マテリアルズ株式会社製、RF−10C−SC、平均粒子径72μm、純度99%)
・ペンタエリスリトール(c−1)(日本合成化学工業株式会社製、融点:260℃、比重1.4)
(1)混練性
混練性は、日本製鋼株式会社製の同方向二軸混練機である径44mmΦ、L/Dが35のTEX44を用いて、設定温度290℃、スクリュー回転数200rpm、吐出量20kg/hrの滞留時間約3分の混練条件でポリアミド樹脂組成物を製造する際の良否を以下の×と○で判定した。
×:混練機から吐出されたストランドがもろく、ストランド切れをおこし、1時間以上連続してペレット化ができないもの。又は、混練負荷が大きく、混練機の許容電流負荷の上限である150Aを超えるもの。
○:連続して1時間以上、ペレット化でき、かつ混練負荷が150Aを超えないもの。
熱伝導性は、JIS R−2616に準拠して測定した。(非定常熱線プローブ法)
テストピースは150mm×150mm×3mmtを使用し、3箇所測定した。図1に示すゲート付近を測定部Aとし、中央部をB、末端部をCとした。
熱伝導率の差は、3箇所測定した熱伝導率の最大値と最小値の差とした。
ポリアミド樹脂(a−1)宇部興産株式会社製P1011Fを23.2質量%、酸化マグネシウム(b−1)宇部マテリアルズ株式会社製RF−70C−SCを7.6質量%、酸化マグネシウム(b−2)宇部マテリアルズ株式会社製RF−50−SCを37.9質量%、酸化マグネシウム(b−3)宇部マテリアルズ株式会社製RF−10C−SCを30.3質量%、ペンタエリスリトール(c−1)を1.0質量%になるよう配合した。
酸化マグネシウムの粒子径はJIS R 1629に準じ、レーザー回折散乱法で酸化マグネシウム(b−1)、酸化マグネシウム(b−2)、酸化マグネシウム(b−2)の粒度分布を測定し、その粒度分布の結果とそれぞれの配合比より、酸化マグネシウム全量に対する粒子径20μm以下及び70μm以上の酸化マグネシウムの配合割合を算出した。
配合した酸化マグネシウムの平均粒子径は37μmであり、粒子径70μm以上の酸化マグネシウムの配合割合は、15質量%、20μm以下の酸化マグネシウムの配合割合は41質量%であった。
(粒子径が平均粒子径の2倍以上の酸化マグネシウムの配合割合は11質量%であり、平均粒子径の半分以下の酸化マグネシウムの配合割合は41質量%であった。)
これらを円筒型混合機に投入、混合し、その混合物を日本製鋼株式会社製混練機であるTEX44に導入し、設定温度290℃、スクリュー回転数200rpm、吐出量20Kg/hrで溶融混練し、その溶融混練時に混練性について、評価した。また、得られたポリアミド樹脂組成物のペレットをシリンダー温度290℃、金型温度80℃、冷却時間20秒の条件で射出成形により、熱伝導率用に150mm×150mm×3mmの試験片を作成した。作成した試験片を用いて測定箇所A、B、Cの熱伝導性を評価した。この結果を表1に示す。
実施例1において、酸化マグネシウム(b−1)宇部マテリアルズ株式会社製RF−70C−SCを30.3質量%、酸化マグネシウム(b−2)宇部マテリアルズ株式会社製RF−50−SCを37.9質量%、酸化マグネシウム(b−3)宇部マテリアルズ株式会社製RF−10C−SCを7.6質量%に変えた以外は実施例1と同様にしてポリアミド樹脂組成物のペレットを製造し、これらを評価した。結果を表1に示す。
なお配合した酸化マグネシウムの平均粒子径は52μmであり、配合した酸化マグネシウム全量に対し、粒子径70μm以上の酸化マグネシウムの配合割合が30質量%、20μm以下の酸化マグネシウムの配合割合が21質量%となる。
(粒子径が平均粒子径の2倍以上の酸化マグネシウムの配合割合は15質量%であり、平均粒子径の半分以下の酸化マグネシウムの配合割合は24質量%である。)
実施例1において、酸化マグネシウム(b−1)宇部マテリアルズ株式会社製RF−70C−SCを15.2質量%、酸化マグネシウム(b−2)宇部マテリアルズ株式会社製RF−50−SCを45.5質量%、酸化マグネシウム(b−3)宇部マテリアルズ株式会社製RF−10C−SCを15.2質量%に変えた以外は実施例1と同様にしてポリアミド樹脂組成物のペレットを製造し、これらを評価した。結果を表1に示す。
なお配合した酸化マグネシウムの平均粒子径は48μmであり、混合した酸化マグネシウム全量に対し、粒子径70μm以上の酸化マグネシウムが22質量%、粒子径20μm以下の酸化マグネシウムが25質量%となる。
(粒子径が平均粒子径の2倍以上の酸化マグネシウムの配合割合は10質量%であり、平均粒子径の半分以下の酸化マグネシウムの配合割合は26質量%である。)
ポリアミド樹脂(a−1)宇部興産株式会社製P1011Fを23.2%、酸化マグネシウム(b−2)宇部マテリアルズ株式会社製RF−50−SCを75.9質量%、ペンタエリスリトール(c−1)を1.0質量%になるよう配合した以外は実施例1と同様にしてポリアミド樹脂組成物のペレットを製造し、これらを評価した。結果を表1に示す。
なお混合した酸化マグネシウムの平均粒子径は52μmであり、混合した酸化マグネシウム全量に対し、粒子径70μm以上の酸化マグネシウムの配合割合が20質量%、20μm以下の酸化マグネシウムの配合割合が0.0質量%となる。
(粒子径が平均粒子径の2倍以上の酸化マグネシウムの配合割合は2質量%であり、平均粒子径の半分以下の酸化マグネシウムの配合割合は1質量%である。)
ポリアミド樹脂(a−1)宇部興産株式会社製P1011Fを23.2%、酸化マグネシウム(b−2)宇部マテリアルズ株式会社製RF−50−SCを30.3質量%、酸化マグネシウム(b−3)宇部マテリアルズ株式会社製RF−10C−SCを45.5質量%、ペンタエリスリトール(c−1)を1.0質量%になるよう配合した以外は実施例1と同様にしてポリアミド樹脂組成物のペレットを製造し、これらを評価した。結果を表1に示す。
なお混合した酸化マグネシウムの平均粒子径は11μmであり、混合した酸化マグネシウム全量に対し、粒子径70μm以上の酸化マグネシウムの配合割合が8質量%、20μm以下の酸化マグネシウムの配合割合が56質量%となる。
(粒子径が平均粒子径の2倍以上の酸化マグネシウムの配合割合は42質量%であり、平均粒子径の半分以下の酸化マグネシウムの配合割合は25質量%である。)
ポリアミド樹脂(a−1)宇部興産株式会社製P1011Fを24.2%、酸化マグネシウム(b−1)宇部マテリアルズ株式会社製RF−70−SCを30.3質量%、酸化マグネシウム(b−2)宇部マテリアルズ株式会社製RF−50−SCを37.9質量%、酸化マグネシウム(b−3)宇部マテリアルズ株式会社製RF−10C−SCを7.6質量%とした以外は実施例1と同様にしてポリアミド樹脂組成物のペレットを製造し、これらを評価した。結果を表1に示す。
なお混合した酸化マグネシウムの平均粒子径は52μmであり、混合された酸化マグネシウム全量に対し、粒子径が70μm以上の酸化マグネシウムの配合割合が30.0質量%、20μm以下の酸化マグネシウムの配合割合が21.0質量%となる。
(粒子径が平均粒子径の2倍以上の酸化マグネシウムの配合割合は15質量%であり、平均粒子径の半分以下の酸化マグネシウムの配合割合は24質量%である。)
酸化マグネシウム(b−1)宇部マテリアルズ株式会社製RF−70−SCを75.9質量%、酸化マグネシウム(b−2)宇部マテリアルズ株式会社製RF−50−SCと酸化マグネシウム(b−3)宇部マテリアルズ株式会社製を0質量%とした以外は実施例と同様にして製造したが、混練状態が悪くポリアミド樹脂組成物のペレットを取得できなかった。
なお混合した酸化マグネシウムの平均粒子径は74μmであり、混合した酸化マグネシウム全量に対し、粒子径が70μm以上の酸化マグネシウムの配合割合は52.0質量%、20μm以下の酸化マグネシウムの配合割合は30.0質量%となる。(粒子径が平均粒子径の2倍以上の酸化マグネシウムの配合割合は16質量%であり、平均粒子径の半分以下の酸化マグネシウムの配合割合は37質量%である。)
Claims (3)
- ポリアミド樹脂(A)、金属酸化物粒子(B)及び多価アルコール(C)を含むポリアミド樹脂組成物であり、
前記金属酸化物粒子(B)は、その全量に対し、粒子径が70μm以上であるものを10質量%以上50質量%以下含み、粒子径が20μm以下であるものを1質量%以上50質量%以下含み、
ポリアミド樹脂組成物に対し、前記金属酸化物粒子(B)を、70質量%以上85質量%以下、前記多価アルコール(C)を0.1質量%以上5質量%以下含み、
前記金属酸化物粒子(B)が酸化マグネシウムであり、
前記多価アルコール(C)がペンタエリスルトールおよび/またはジペンタエリスリトールであるポリアミド樹脂組成物。 - 前記多価アルコール(C)がペンタエリスルトールである請求項1に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 請求項1又は2に記載のポリアミド樹脂組成物からなる成形品。
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