JP6447177B2 - 熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents
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(i)分子間および/または分子内に金属イオンによる架橋構造を有するポリオレフィン系熱可塑性樹脂(A)100重量部に対して、下記式(1)を満たす融点(Tm)を有するポリアミド樹脂(B)を5〜100重量部含む熱可塑性樹脂組成物であって、透過型電子線トモグラフィー法により観察されるモルフォロジーにおいて、前記ポリオレフィン系熱可塑性樹脂(A)が連続相、前記ポリアミド樹脂(B)が分散相を形成し、前記ポリアミド樹脂(B)から形成される分散相の平均粒子径が300nm以下であり、前記ポリアミド樹脂(B)から形成される分散相の粒子径分布の標準偏差が85nm以下である、熱可塑性樹脂組成物。
150℃≦Tm−THDT≦210℃ (1)
上記式(1)中、Tmはポリアミド樹脂(B)の融点(℃)を示し、THDTはASTM D−648法により荷重0.455MPaの条件で測定したポリオレフィン系熱可塑性樹脂(A)の荷重たわみ温度を示す。
(ii)前記ポリアミド樹脂(B)から形成される分散相の最大コンパクトネスが3.0以下である(i)記載の熱可塑性樹脂組成物。
最大コンパクトネスは、電子顕微鏡写真中の任意に選択した10μm×10μmの領域に存在する分散相について、以下の式(3)に従ってコンパクトネス(φ i )を算出し、その最大値を最大コンパクトネス(φ max )とする。下記式(3)中、l i は分散相の周囲長を、S i は分散相の面積を表す。)
(iv)前記ポリオレフィン系熱可塑性樹脂(A)100重量部に対して、さらに(D)層状珪酸塩を0.1〜5重量部含む(i)〜(iii)いずれか記載の熱可塑性樹脂組成物。
(v)(i)〜(iv)いずれか記載の熱可塑性樹脂組成物を溶融成形して得られる成形品。
150℃≦Tm−THDT≦210℃ (1)
上記式(1)中、Tmはポリアミド樹脂(B)の融点(℃)を示し、THDTはASTM D−648法により荷重0.455MPaの条件で測定したポリオレフィン系熱可塑性樹脂(A)の荷重たわみ温度を示す。
実施例および比較例で得られたペレットを、日精樹脂工業(株)製の射出成形機NEX1000により、シリンダ温度240℃(ただし、比較例8は280℃、比較例9は191℃)、金型表面温度30℃、スクリュー回転数150rpm、平行部流速200mm/秒、射出/冷却=20/20秒の条件で射出成形し、ASTM Type−IV型(1mm厚)を作製した。
実施例および比較例で得られたペレットを、日精樹脂工業(株)製の射出成形機NEX1000により、シリンダ温度240℃(ただし、比較例8は280℃、比較例9は191℃)、金型表面温度30℃、スクリュー回転数150rpm、平行部流速200mm/秒、射出/冷却=20/20秒の条件で射出成形し、ISO Type−A規格の試験片を作製した。
実施例および比較例で得られたペレットを、日精樹脂工業(株)製の射出成形機NEX1000により、シリンダ温度240℃(ただし、比較例8は280℃、比較例9は191℃)、金型表面温度80℃、スクリュー回転数150rpm、射出圧力60MPa、射出速度100mm/秒、射出/冷却=10/10秒の条件で、幅10mm×厚み0.7mmの直方体を射出成形した際の、成形品の流動長を測定した。流動長が25mm以上であれば、薄肉流動性に優れるとした。
実施例および比較例で得られたペレットを、日精樹脂工業(株)製の射出成形機NEX1000により、シリンダ温度240℃(ただし、比較例8は280℃、比較例9は191℃)、金型表面温度30℃、スクリュー回転数150rpm、射出圧力100MPa、射出速度100mm/秒、射出/冷却=20/20秒の条件で射出成形し、図1に示すバリ評価用試験片を作製した。20μm厚の間隙に流れ込んだ樹脂の最大流動長を測定し、その値をバリの大きさとした。バリの大きさが55μm以下であれば、バリが少ないとした。
ISO1874−2に従い、実施例および比較例で得られたペレットを、日精樹脂工業(株)製の射出成形機NEX1000により、シリンダ温度240℃、金型表面温度30℃、スクリュー回転数150rpm、平行部流速200mm/秒、射出/冷却=20/20秒の条件で射出成形し、ASTM Type−IV型(1mm厚)試験片を作製した。なお、かかる成形条件であれば成形前後でモルフォロジーは変化しないため、成形した試験片を用いてモルフォロジーを観察した。前記試験片の平行部の樹脂流動方向に直交する面の面出しを行った。その後、サンプルを2%リンタングステン酸水溶液に80℃で2時間浸漬させ、1%オスミウム酸水溶液に室温で3日間浸漬して化学的に構造固定し、続いて試験片から0.2μm厚の切片を切り出した。上記切片を日立製作所製H−7100型透過型電子顕微鏡で2000倍に拡大して観察する画像を得た。観察画像中の染色された部分がポリアミド樹脂(B)を示す。
分散相の平均粒子径は、画像解析により算出した。上記の方法で得られた画像を解像度300dpiでコンピューターに取り込み、Scion Corporation社製画像解析ソフト「Scion Image」を使用して、電子顕微鏡写真中の任意に選択した10μm×10μmの領域に存在する分散相の長径と短径を測定し、その平均値を各分散相の粒子径(μi)とした。分散相の長径および短径とは、画像の水平方向をX軸、それに垂直に交わる方向をY軸とし、分散相の粒子を各々の軸に投影した投影図の長さのうち、長いものを長径、短いものを短径とした。任意に選択した10μm×10μmの領域から検出された全ての分散相(n個)について粒子径を算出し、その数平均値を平均粒子径(μ)とした。
上記の方法で得られた各分散相の粒子径(μi)、平均粒子径(μ)および測定した分散相数(n)から、以下の式(2)に従って成形品の分散相の粒子径分布の標準偏差(σ)を算出した。
分散相の最大コンパクトネス(φmax)は、画像解析により算出した。上記の方法で得られた画像を解像度300dpiでコンピューターに取り込み、Matrox社製画像解析ソフト「Inspector」を使用して、電子顕微鏡写真中の任意に選択した10μm×10μmの領域に存在する分散相について、以下の式(3)に従ってコンパクトネス(φi)を算出し、その最大値を最大コンパクトネス(φmax)とした。ただし、下記式(3)中、liは分散相の周囲長を、Siは分散相の面積を表す。
(A1)ポリオレフィン系熱可塑性樹脂:「“ハイミラン”(登録商標)1706」(三井デュポン社製)(アイオノマー樹脂、荷重たわみ温度48℃、ポリエチレンとメタクリル酸の二元共重合体の亜鉛架橋樹脂)
(A’2)ポリオレフィン系熱可塑性樹脂:「“ボンドファースト”(登録商標)7L」(住友化学社製)(グリシジルメタクリレート変性ポリエチレン共重合体樹脂、荷重たわみ温度46℃)
(B1)ポリアミド樹脂:「“アミラン”(登録商標)CM1017」(東レ社製)(ポリアミド6、融点225℃)
(B2)ポリアミド樹脂:「“アミラン”(登録商標)CM3001」(東レ社製)(ポリアミド66、融点265℃)
(B3)ポリアミド樹脂:「“ベスタミド”(登録商標)L1901」(ダイセル社製)(ポリアミド12、融点176℃)
(C)高級脂肪酸:ステアリン酸(和光純薬社製)。
Na型モンモリロナイト(クニミネ工業:“クニピア”(登録商標)F、陽イオン交換容量120meq/100g)100gを温水10リットルに撹拌分散し、ここにベンジルジメチルオクタデシルアンモニウムクロライド51g(陽イオン交換容量と等量)を溶解させた温水2Lを添加して1時間撹拌した。生じた沈殿を濾別した後、温水で洗浄した。この洗浄と濾別の操作を3回行い、得られた固体を80℃で真空乾燥して、乾燥した有機化層状珪酸塩を得た。メタノールで5時間ソックスレー抽出をして、有機化層状珪酸塩中に含まれるベンジルジメチルオクタデシルアンモニウムクロライドを定量したところ、有機化層状珪酸塩の0.1質量%以下であることが分かった(イオン交換率90%)。
(A1)ポリオレフィン系熱可塑性樹脂と(B1)ポリアミド樹脂を表1に示す配合組成で混合し、真空ポンプによる揮発分の除去を行いながら、スクリュー径37mm、2条ネジの2本のスクリューを有するL/D=100の同方向回転完全噛み合い型二軸押出機(東芝機械社製、TEM−37BS−26/2V)を使用し、シリンダ温度240℃、スクリュー回転数130rpm、押出量26kg/hの条件で溶融混練を行い、吐出口(L/D=100)よりストランド状の溶融樹脂組成物を吐出した。ここで、スクリュー構成として、L/D=22、28、43、55、69、77、93の位置から始まる7箇所のニーディングゾーンを設け、各ニーディングゾーンの長さLk/Dは、順番にLk/D=1.8、1.8、2.3、2.3、2.3、2.3、3.0とした。さらに各ニーディングゾーンの下流側に逆スクリューゾーンを設け、各逆スクリューゾーンの長さLr/Dは、順番にLr/D=0.4、0.4、0.8、0.8、0.4、0.8、0.4とした。また、スクリュー全長に対する上記ニーディングゾーンの合計長さの割合(%)を、{(ニーディングゾーンの合計長さ)÷(スクリュー全長)}×100により算出すると、16%であった。また、吐出されたストランド状の溶融樹脂組成物を、冷却バスを通過させて冷却し、ペレタイザーにより引取りながら裁断することにより、樹脂組成物のペレット状のサンプルを得た。得られたサンプルを真空度1013hPa、60℃の条件で24時間乾燥させた後に、前記方法により各種評価を実施した。評価結果を表1に示す。
スクリュー回転数を180rpmに変更したこと以外は比較例11と同様にしてペレット状のサンプルを得た。得られたサンプルについて、比較例11と同様に評価した結果を表1に示す。
(A1)ポリオレフィン系熱可塑性樹脂、(B1)ポリアミド樹脂、(C)高級脂肪酸および(D)層状珪酸塩を表1に示す配合組成で混合し、スクリュー回転数を205rpmに変更したこと以外は比較例11と同様にしてペレット状のサンプルを得た。得られたサンプルについて比較例11と同様に評価した結果を表1に示す。
ポリオレフィン系熱可塑性樹脂(A1)とポリアミド樹脂(B1)を表2に示す配合組成で混合し、真空ポンプによる揮発分の除去を行いながら、スクリュー径57mm、2条ネジの2本のスクリューを有するL/D=28の同方向回転完全噛み合い型二軸押出機(Werner&Pfleiderer製:ZSK57)を使用し、シリンダ温度を240℃、スクリュー回転数200rpm、押出量60kg/hの条件で溶融混練を行い、吐出口(L/D=28)よりストランド状の溶融樹脂組成物を吐出した。ここで、スクリュー構成として、L/D=8.4、20の位置から始まる2箇所のニーディングゾーンを設け、各ニーディングゾーンの長さLk/Dは、順番にLk/D=1.8、1.1とした。さらに各ニーディングゾーンの下流側に、逆スクリューゾーンを設け、各逆スクリューゾーンの長さLr/Dは、順番にLr/D=0.35、0.35とした。また、スクリュー全長に対する上記ニーディングゾーンの合計長さの割合(%)を、{(ニーディングゾーンの合計長さ)÷(スクリュー全長)}×100により算出すると、10%であった。その他の条件を比較例11と同様にしてペレット状のサンプルを得た。得られたサンプルについて比較例11と同様に評価した結果を表2に示す。
(B1)ポリアミド樹脂を配合しないこと以外は実施例3と同様にしてペレット状のサンプルを得た。得られたサンプルについて比較例11と同様に評価した結果を表2に示す。
(A1)ポリオレフィン系熱可塑性樹脂と(B1)ポリアミド樹脂を表2に示す配合組成で混合したこと以外は実施例3と同様にしてペレット状のサンプルを得た。得られたサンプルについて比較例11と同様に評価した結果を表2に示す。
(A1)ポリオレフィン系熱可塑性樹脂と(B1)ポリアミド樹脂を表2に示す配合組成で混合したこと以外は比較例1と同様にしてペレット状のサンプルを得た。得られたサンプルについて比較例11と同様に評価した結果を表2に示す。
(A1)ポリオレフィン系熱可塑性樹脂と(B1)ポリアミド樹脂を表2に示す配合組成で混合したこと以外は比較例11と同様にしてペレット状のサンプルを得た。得られたサンプルについて比較例11と同様に評価した結果を表2に示す。
(A1)ポリオレフィン系熱可塑性樹脂と(B1)ポリアミド樹脂を表2に示す配合組成で混合したこと以外は実施例2と同様にしてペレット状のサンプルを得た。得られたサンプルについて実施例2と同様に評価した結果を表2に示す。
(A1)または(A2)ポリオレフィン樹脂と(B1)〜(B3)のポリアミド樹脂を表2に示す配合組成で混合したこと以外は実施例3と同様にしてペレット状のサンプルを得た。得られたサンプルについて比較例11と同様に評価した結果を表2に示す。
比較例1で得られたサンプルを、真空ポンプによる揮発分の除去を行いながら、スクリュー径57mm、2条ネジの2本のスクリューを有するL/D=28の同方向回転完全噛み合い型二軸押出機(Werner&Pfleiderer製:ZSK57)を使用し、比較例1と同条件で、再度溶融混練を行い、ペレット状のサンプルを得た。得られたサンプルについて比較例11と同様に評価した結果を表2に示す。
Claims (5)
- 分子間および/または分子内に金属イオンによる架橋構造を有するポリオレフィン系熱可塑性樹脂(A)100重量部に対して、下記式(1)を満たす融点(Tm)を有するポリアミド樹脂(B)を5〜100重量部含む熱可塑性樹脂組成物であって、透過型電子線トモグラフィー法により観察されるモルフォロジーにおいて、前記ポリオレフィン系熱可塑性樹脂(A)が連続相、前記ポリアミド樹脂(B)が分散相を形成し、前記ポリアミド樹脂(B)から形成される分散相の平均粒子径が300nm以下であり、前記ポリアミド樹脂(B)から形成される分散相の粒子径分布の標準偏差が85nm以下である、熱可塑性樹脂組成物。
150℃≦Tm−THDT≦210℃ (1)
上記式(1)中、Tmはポリアミド樹脂(B)の融点(℃)を示し、THDTはASTM D−648法により荷重0.455MPaの条件で測定したポリオレフィン系熱可塑性樹脂(A)の荷重たわみ温度を示す。 - 前記ポリオレフィン系熱可塑性樹脂(A)100重量部に対して、さらに(C)炭素数12以上の高級脂肪酸を0.1〜5重量部含む請求項1または2記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 前記ポリオレフィン系熱可塑性樹脂(A)100重量部に対して、さらに(D)層状珪酸塩を0.1〜5重量部含む請求項1〜3いずれか記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 請求項1〜4いずれか記載の熱可塑性樹脂組成物を溶融成形して得られる成形品。
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