JP6712187B2 - ポリアミド樹脂組成物及び成形体 - Google Patents
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Description
(B)ガラス繊維の平均断面積は100〜300μm2であることが好ましい。
半芳香族ポリアミドは、ジカルボン酸単位100モル%に対して、イソフタル酸単位を5〜35モル%含むことが好ましい。
(B)ガラス繊維と(C)炭酸カルシウムの合計100質量%に対して、(B)ガラス繊維が50〜80質量%、(C)炭酸カルシウムが20〜50質量%であることが好ましい。
まず、本発明で使用することのできる各成分について詳しく述べる。
〔(A)ポリアミド樹脂〕
ポリアミド樹脂としては、ラクタムの開環重合で得られるポリアミド化合物、ω−アミノカルボン酸の自己縮合で得られるポリアミド化合物、ジアミンとジカルボン酸を縮合することで得られるポリアミド化合物及びこれらの共重合物があげられる。このような方法によって得られるポリアミドとしては、例えばポリアミド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410(ポリテトラメチレンセバカミド)、ポリアミド412(ポリテトラメチレンドデカミド)、ポリアミド1010(ポリデカメチレンセバカミド)、ポリアミド1012(ポリデカメチレンドデカミド)、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)、ポリアミド6I(ポリヘキサメチレンイソフタルアミド)、ポリアミドMXD6(ポリメタキシリレンアジパミド)、ポリアミドPXD6(ポリパラキシリレンアジパミド)、ポリアミドMXD10(ポリメタキシリレンセバカミド)、ポリアミドPXD10(ポリパラキシリレンセバカミド)などが挙げられ、共重合物としては例えばPA66/6T(ヘキサメチレンアジパミドとヘキサメチレンテレフタルアミドの共重合物)、PA66/6I(ヘキサメチレンアジパミドとヘキサメチレンイソフタルアミドの共重合物)、PA66/6I/6(ヘキサメチレンアジパミドとヘキサメチレンイソフタルアミドとカプロアミドの共重合物)などを例示することができる。
さらに、融点が180〜240℃の脂肪族ポリアミドを含んでいることが、優れた外観と低反り性の観点から好ましい。脂肪族ポリアミドの融点としてより好ましくは190〜230℃であり、さらに好ましくは200〜230℃である。
これら半芳香族ポリアミドと脂肪族ポリアミドの融点の組み合わせに制限はないが、半芳香族ポリアミドの融点が、脂肪族ポリアミドの融点より高いことが、優れた外観と低反り性の観点から好ましい。
本発明のポリアミド樹脂組成物は、(B)ガラス繊維を含む。ガラス繊維を含有することにより、優れた機械的強度と剛性が得られる。
ガラス繊維の繊維径は、断面が円形状の場合は、優れた機械的強度と外観の観点から、数平均繊維径は3〜30μmが好ましく、より好ましくは9〜20μmであり、さらに好ましくは12〜19μmである。一方、偏平状の場合は、優れた機械的強度と外観、低反り性の観点から、平均短径が3〜15μmが好ましく、より好ましくは4〜10μmであり、さらに好ましくは5〜9μmである。
また、ガラス繊維は、ロービング状で使用しても良いし、例えば長さ2〜5mm程度に切断されたチョップドストランドで使用しても良い。
重量平均繊維長=ガラス繊維長さの2乗和/ガラス繊維長さの合計 ・・・(I)
本発明のポリアミド樹脂組成物は、(C)炭酸カルシウムを含む。炭酸カルシウムを含有することにより、優れた機械的強度と外観が得られる。
ガラス繊維及び炭酸カルシウム以外の無機充填材、酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、光劣化防止剤、可塑剤、滑剤、離型剤、核剤、難燃剤、着色剤等を添加することもできるし、他の熱可塑性樹脂をブレンドしても良い。
本発明において、ポリアミド樹脂組成物の製造方法は、単軸または多軸押出機によってポリアミド樹脂を溶融させた状態で混練する方法を用いることができる。チョップドストランドガラス繊維を用いる場合、上流側供給口と下流側供給口を備えた二軸押出機を使用し、上流側供給口からポリアミド樹脂を供給して溶融させた後、下流側供給口からチョップドストランドガラス繊維と炭酸カルシウムを供給して溶融混練する方法を好ましく使用できる。尚、ガラス繊維と炭酸カルシウムは、同じ供給口から供給しても良いし、2つ以上の下流側供給口を備えた二軸押出機を使用し、別々の供給口から供給しても良い。ガラス繊維と炭酸カルシウムを別々の供給口から供給する場合、どちらを先に供給して混練しても良いが、機械的強度の観点から、炭酸カルシウムを供給し混練した後にガラス繊維を供給して混練する方法が好ましい。また、ガラス繊維ロービングを用いる場合も、公知の方法で複合することができる。
このようにして得られる組成物は、従来より公知の種々の方法、例えば、射出成形により各種部品の成形体として成形できる。
これら各種部品としては、例えば、自動車用、機械工業用、電気及び電子用、産業資材用、工業材料用、日用及び家庭品用として好適に使用できる。
(1)ポリアミド
(1−1)ポリアミド66/6I(以下、PA−1と略記)
66/6I共重合比:70/30(モル比)、融点:225℃
VN(硫酸):80ml/g、アミノ末端基:30mmol/kg、
カルボン酸末端基:120mmol/kg
(1−2)ポリアミド66(以下、PA−2と略記)
融点:260℃
VN(硫酸):145ml/kg、アミノ末端基:50mmol/kg、
カルボン酸末端基:80mmol/kg
(1−3)ポリアミド6(以下、PA−3と略記)
融点:215℃
VN(硫酸):125ml/kg、アミノ末端基:40mmol/kg、
カルボン酸末端基:60mmol/kg
(1−4)ポリアミド610(以下、PA−4と略記)
融点:220℃
VN(硫酸):115ml/kg、アミノ末端基:40mmol/kg、
カルボン酸末端基:60mmol/kg
(2−1)平均繊維径10μm、平均断面積79μm2のガラス繊維(以下、GF−1と略記)
(2−2)平均繊維径13μm、平均断面積133μm2のガラス繊維(以下、GF−2と略記)
(2−3)平均繊維径17μm、平均断面積227μm2のガラス繊維(以下、GF−3と略記)
(2−4)平均繊維径21μm、平均断面積346μm2のガラス繊維(以下、GF−4と略記)
(2−5)平均短径7μm、平均長径28μm、平均断面積185μm2の扁平形状断面のガラス繊維(以下、GF−5と略記)
(3−1)数平均繊維長25μm、数平均繊維径0.8μm、平均アスペクト比31.3のウィスカー状炭酸カルシウム(以下、CaCO3−1と略記)
(3−2)メディアン径20μmの不定形炭酸カルシウム(以下、CaCO3−2と略記)
(3−3)メディアン径5μmの不定形炭酸カルシウム(以下、CaCO3−3と略記)
数平均繊維長50μm、数平均繊維径4μm、平均アスペクト比12.5の針状ワラストナイト
(5)タルク(以下、MF−2と略記)
メディアン径18μmのタルク
(6)滑剤
(6−1)モンタン酸ナトリウム(以下、WAX−1と略記)
(6−2)モンタン酸エステル(以下、WAX−2と略記)
(7)カーボンブラック(以下、CBと略記)
商品名:三菱(登録商標)カーボンブラック52B(三菱化学社製)
以下に、評価方法について述べる。
<引張強度>
実施例及び比較例で得られたポリアミド樹脂組成物ペレットを、射出成形機[PS−40E:日精樹脂株式会社製]を用いて、射出+保圧時間25秒、冷却時間15秒、金型温度80℃、溶融樹脂温度290℃に設定し、ISO 3167、多目的試験片A型の成形片を成形した。得られた成形片を用いて、ISO 527に準拠し、引張速度5mm/minで引張試験を行い、引張強度を測定した。
上記多目的試験片(A型)を切削して使用し、80mm×10mm×4mmの試験片を用いて、ISO 179/1eAに準拠し、ノッチ付きシャルピー衝撃強度を測定した。
上記多目的試験片(A型)を切削して使用し、80mm×10mm×4mmの試験片を用いて、ISO 178に準拠し、試験速度2mm/minで曲げ試験を行い、曲げ強度、曲げ弾性率を測定した。
実施例及び比較例で得られたポリアミド樹脂組成物ペレットを、射出成形機[PS−40E:日精樹脂株式会社製]を用いて、金型温度を90℃、溶融樹脂温度290℃に設定し、ISO 294−3に従いタイプD1の金型を用いて、60mm×60mm×2mmの成形片を、射出時の充填時間を0.5秒、1秒、2秒でそれぞれ成形し、JIS Z8741に準拠し、60度鏡面光沢度を測定した。3つの充填条件の平均値を鏡面光沢度とし、鏡面光沢度の成形条件依存性の尺度として、最高値に対する最低値の保持率を、最低値/最高値×100(%)で算出し、鏡面光沢度安定性とした。
実施例及び比較例で得られたポリアミド樹脂組成物ペレットを、射出成形機[PS−40E:日精樹脂株式会社製]を用いて、射出+保圧時間10秒、冷却時間15秒、金型温度を80℃、溶融樹脂温度290℃に設定し、ISO 294−3に従いタイプD1の金型を用いて、60mm×60mm×2mmの成形片を成形した。この試験片を恒温恒湿(23℃、50RH%)雰囲気下で24時間放置後、水平な面に置き、4角のうちの任意の1点を水平な面に固定し、その対角の点の浮き上がり高さを反り量として測定した。
押出機上流側から1番目のバレルに上流側供給口を有し、6番目のバレルに下流側第一供給口、9番目のバレルに下流側第二供給口、11番目のバレルに真空脱揮口を有した、L/D(押出機のシリンダーの長さ/押出機のシリンダー径)=48(バレル数:12)の二軸押出機[ZSK−26MC:コペリオン社製(ドイツ)]を用いて、上流側供給口からダイまでを290℃に設定し、スクリュー回転数300rpm、吐出量25kg/hで、表1記載の割合となるように、上流側供給口よりポリアミド、滑剤、カーボンブラックを供給し、下流側第一供給口より、炭酸カルシウム、ワラストナイトまたはタルクを供給し、下流側第二供給口よりガラス繊維を供給し、真空脱揮口より減圧して溶融混練し樹脂組成物ペレットを作製した。得られた樹脂組成物を、樹脂温度290℃、金型温度80℃にて成形し、引張強度、シャルピー衝撃強度、曲げ強度、曲げ弾性率、外観及び反り量を評価した。物性値を組成とともに表1に併記した。
Claims (7)
- (A)ポリアミド樹脂、(B)ガラス繊維及び(C)炭酸カルシウムを含むポリアミド樹脂組成物であって、
ポリアミド樹脂組成物100質量%に対して、前記(B)ガラス繊維と前記(C)炭酸カルシウムの合計が35〜70質量%であり、
前記(C)炭酸カルシウムが、数平均繊維長が10〜60μmのウィスカー状炭酸カルシウムであるポリアミド樹脂組成物。 - 前記ウィスカー状炭酸カルシウムの数平均繊維径が0.1〜4μmであって、前記数平均繊維長と前記数平均繊維径のアスペクト比が10〜100である請求項1に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 前記(B)ガラス繊維の平均断面積が100〜300μm2である請求項1または2に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 前記(A)ポリアミド樹脂が、ポリアミド樹脂100質量%に対して、融点が200〜280℃である半芳香族ポリアミドを20〜100質量%、融点が180〜240℃である脂肪族ポリアミドを0〜80質量%含む請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 前記半芳香族ポリアミドが、ジカルボン酸単位100モル%に対して、イソフタル酸単位を5〜35モル%含む請求項4記載のポリアミド樹脂組成物。
- 前記(B)ガラス繊維と前記(C)炭酸カルシウムの合計100質量%に対して、前記(B)ガラス繊維が50〜80質量%、前記(C)炭酸カルシウムが20〜50質量%である請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物を成形してなる成形体。
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