JP6823860B2 - Polyamide resin composition, its production method, and a molded product comprising the same. - Google Patents

Polyamide resin composition, its production method, and a molded product comprising the same. Download PDF

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Description

本発明は、ポリアミド樹脂組成物、その製造方法およびそれからなる成形体に関するものである。 The present invention relates to a polyamide resin composition, a method for producing the same, and a molded product comprising the same.

ポリアミド樹脂は、優れた機械的強度、熱安定性、成形性、耐薬品性などの特性を有する結晶性熱可塑性樹脂であり、その成形体は、自動車分野、生活用品関連分野、電子電機分野などで幅広く利用されている。
近年、モジュール化などにより、より複雑な形状を有する樹脂成形体が求められるようになり、それとともに、1つの成形体に、より多くのウェルド部を有する形状が求められるようになってきた。
Polyamide resin is a crystalline thermoplastic resin having properties such as excellent mechanical strength, thermal stability, moldability, and chemical resistance, and its molded product is in the fields of automobiles, daily necessities, electronic appliances, etc. Widely used in.
In recent years, due to modularization and the like, a resin molded body having a more complicated shape has been required, and at the same time, a shape having a larger number of weld portions has been required for one molded body.

機械的強度向上のために強化材を配合したポリアミド樹脂組成物を、ウェルド部を有する形状の成形体に成形すると、非ウェルド部においては機械的強度が向上するが、溶融樹脂組成物同士が金型内で衝突しあうウェルド部においては、強化材が配合されていないポリアミド樹脂単体の成形体のウェルド部の強度よりも低下するという問題があった。
ところで、近年、成形体を大量に生産するために、大型の成形機が用いられている。大型の成形機を用いた小型成形体の成形においては、溶融樹脂は、成形機内で長時間滞留することになる。この溶融状態での長時間滞留により、樹脂の一部が分解し、発生したガスによって、成形体の非ウェルド部およびウェルド部は、どちらも強度が低下するという問題があった。
When a polyamide resin composition containing a reinforcing material for improving mechanical strength is molded into a molded body having a welded portion, the mechanical strength is improved in the non-welded portion, but the molten resin compositions are made of gold. In the weld portions that collide with each other in the mold, there is a problem that the strength of the weld portions of the molded product of the polyamide resin alone without the reinforcing material is lower than the strength of the weld portions.
By the way, in recent years, a large molding machine has been used in order to mass-produce a molded body. In the molding of a small molded product using a large molding machine, the molten resin stays in the molding machine for a long time. Due to the long-term residence in this molten state, a part of the resin is decomposed, and the generated gas causes a problem that the strength of both the non-welded portion and the welded portion of the molded product is lowered.

上記ウェルド部の強度が低下する問題を解決するため、例えば、特許文献1〜3には、高級脂肪酸金属塩を樹脂組成物に配合する方法が開示され、小型の成形機を使用した短い成形サイクルの成形においては、目的とするウェルド部強度が得られている。しかしながら、該樹脂組成物は、成形機内で長時間滞留させて成形すると、発生ガス量が多く、成形体の非ウェルド部およびウェルド部の強度が低下するという問題点があった。 In order to solve the problem that the strength of the weld portion is lowered, for example, Patent Documents 1 to 3 disclose a method of blending a higher fatty acid metal salt into a resin composition, and a short molding cycle using a small molding machine is disclosed. In the molding of the above, the desired weld strength is obtained. However, when the resin composition is molded by being retained in a molding machine for a long time, there is a problem that the amount of gas generated is large and the strength of the non-welded portion and the welded portion of the molded product is lowered.

特開2008−266497号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-266497 特開平11−42666号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-42666 特開2011−195790号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-195790

本発明の課題は、ウェルド部においても強化材の配合により機械的強度を向上することができ、また、成形機内で溶融樹脂が長時間滞留した場合であっても、ウェルド部の強度低下を抑制することができるポリアミド樹脂組成物を提供することである。 The problem of the present invention is that the mechanical strength can be improved by blending the reinforcing material even in the weld portion, and even when the molten resin stays in the molding machine for a long time, the decrease in the strength of the weld portion is suppressed. Is to provide a polyamide resin composition which can be used.

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、強化材を含有するポリアミド樹脂組成物が、ポリアミドとして、加熱時における質量減少率が特定の範囲であるものを含有し、また特定量のタルクを含有することにより、上記課題が解決できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明の要旨は下記の通りである。
(1)ポリアミド(A)100質量と、強化材(B)0.1〜100質量部と、タルク(C)0.1〜5質量部を含有するポリアミド樹脂組成物であって、
ポリアミド樹脂組成物を150℃/分で330℃まで昇温した後に330℃で60分間加熱した時のポリアミド(A)の質量減少率が3.0質量%以下であり、
ポリアミド樹脂組成物を、不活性ガス雰囲気下、滞留時間300秒で射出成形した試験片のウェルド部の引張強度が75MPa以上であることを特徴とするポリアミド樹脂組成物。
(2)ポリアミド(A)の質量減少率が2.0質量%以下であることを特徴とする(1)記載のポリアミド樹脂組成物。
(3)上記(1)記載のポリアミド樹脂組成物を製造するための方法であって、
ポリアミド(A)の重合およびポリアミド(A)と強化材(B)とタルク(C)の溶融混練を、不活性ガス雰囲気下にて実施し、
ポリアミド(A)と強化材(B)とタルク(C)の溶融混練において、溶融混練機に1以上のサイドフィーダーを設置し、サイドフィーダー1箇所当たりのタルク(C)の添加量が、ポリアミド(A)100質量部に対して1質量部以下となるように、タルク(C)をサイドフィーダーから添加することを特徴とするポリアミド樹脂組成物の製造方法。
(4)ポリアミド(A)と強化材(B)とタルク(C)の溶融混練において、強化材(B)を、溶融混練機の基部を除く複数箇所から添加することを特徴とする(3)記載のポリアミド樹脂組成物の製造方法
(5)上記(1)または(2)記載のポリアミド樹脂組成物を成形してなることを特徴とする成形体。
)上記(1)または(2)記載のポリアミド樹脂組成物を成形してなるウェルド部含有成形体。
)上記()記載のウェルド部含有成形体を備える摺動部材。
)上記()記載の摺動部材を備える工作機械。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the polyamide resin composition containing the reinforcing material contains a polyamide having a mass reduction rate during heating within a specific range. Further, they have found that the above problems can be solved by containing a specific amount of talc, and have reached the present invention.
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) A polyamide resin composition containing 100 parts by mass of polyamide (A), 0.1 to 100 parts by mass of reinforcing material (B), and 0.1 to 5 parts by mass of talc (C).
Ri mass reduction rate of the polyamide (A) is 3.0% by mass or less when the polyamide resin composition was heated for 60 minutes at 0.99 ° C. / min at 330 ° C. After the temperature was raised to 330 ° C.,
The polyamide resin composition, an inert gas atmosphere, a polyamide resin composition which tensile strength of the weld portion is characterized in der Rukoto than 75MPa injection molded test piece with a residence time of 300 seconds.
(2) The polyamide resin composition according to (1), wherein the weight reduction rate of the polyamide (A) is 2.0% by mass or less.
(3) A method for producing the polyamide resin composition according to (1) above.
Polymerization of the polyamide (A) and melt-kneading of the polyamide (A), the reinforcing material (B) and the talc (C) were carried out in an inert gas atmosphere.
In the melt-kneading of polyamide (A), reinforcing material (B) and talc (C), one or more side feeders are installed in the melt-kneader, and the amount of talc (C) added per side feeder is determined by the polyamide (A). A) A method for producing a polyamide resin composition, which comprises adding talc (C) from a side feeder so as to be 1 part by mass or less with respect to 100 parts by mass.
(4) In the melt-kneading of the polyamide (A), the reinforcing material (B) and the talc (C), the reinforcing material (B) is added from a plurality of locations excluding the base of the melt-kneader (3). The method for producing a polyamide resin composition according to the above .
(5 ) A molded product obtained by molding the polyamide resin composition according to (1) or (2) above.
( 6 ) A welded portion-containing molded product obtained by molding the polyamide resin composition according to (1) or (2) above.
( 7 ) A sliding member including the weld portion-containing molded body according to ( 6 ) above.
( 8 ) A machine tool provided with the sliding member described in ( 7 ) above.

本発明によれば、強化材の配合によりウェルド部においても機械的強度が向上し、また、成形機内で溶融樹脂を長時間滞留した場合であっても、ウェルド部の強度低下が抑制された成形体を得ることができる。本発明のポリアミド樹脂組成物の成形体は、高ウェルド部強度を有する機械部品およびそれを用いた摺動部を有する機械に使用することができる。 According to the present invention, the mechanical strength of the weld portion is improved by blending the reinforcing material, and even when the molten resin is retained in the molding machine for a long time, the decrease in the strength of the weld portion is suppressed. You can get a body. The molded product of the polyamide resin composition of the present invention can be used for mechanical parts having high weld strength and machines having sliding portions using the same.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のポリアミド樹脂組成物は、ポリアミド(A)、強化材(B)およびタルク(C)を含有する。
本発明において、ポリアミド(A)は、融点が低い方が好ましい。ポリアミド(A)は、融点が350℃を超えると、アミド結合の分解温度が約350℃であるため、溶融加工時に炭化や分解が進行し、滞留安定性およびウェルド部の強度が著しく低下することがある。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The polyamide resin composition of the present invention contains a polyamide (A), a reinforcing material (B) and a talc (C).
In the present invention, the polyamide (A) preferably has a low melting point. When the melting point of the polyamide (A) exceeds 350 ° C., the decomposition temperature of the amide bond is about 350 ° C., so that carbonization and decomposition proceed during the melt processing, and the retention stability and the strength of the weld portion are significantly lowered. There is.

ポリアミド(A)は、モノマー成分の分類から、脂肪族ポリアミド、半芳香族ポリアミド、脂環族ポリアミド、およびそれらの共重合体が挙げられる。
脂肪族ポリアミドの具体例としては、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド46などが挙げられる。
半芳香族ポリアミドとしては、芳香族ジカルボン酸成分と脂肪族ジアミン成分とから構成されるポリアミドが挙げられ、具体例として、ポリアミド4I(I:イソフタル酸)、ポリアミド6I、ポリアミド7T(T:テレフタル酸)、ポリアミド8T、ポリアミド9T、ポリアミド10T、ポリアミド11T、ポリアミド12Tなどが挙げられる。
脂環族ポリアミドの具体例として、ポリアミド6C(C:1,4−シクロヘキサンジカルボン酸)、ポリアミド7C、ポリアミド8C、ポリアミド9C、ポリアミド10C、ポリアミド11C、ポリアミド12Cなどが挙げられる。
さらに、共重合体としては、例えばジアミンの炭素数が6の場合、PA6T/6、PA6T/12、PA6T/66、PA6T/610、PA6T/612、PA6T/6I、PA6T/6I/66、PA6T/M5T(M5:メチルペンタジアミン)、PA6T/TM6T(TM6:2,2,4−または2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン)、PA6T/MMCT(MMC:4,4′−メチレンビス(2−メチルシクロヘキシルアミン))などが挙げられる。
ポリアミド(A)として、これらポリアミドを単独で使用してもよいし、共重合体や2種類以上ポリアミドの混合物を使用してもよい。
本発明において、ポリアミド(A)としては、工業的な汎用性が高いことから、ポリアミド46、ポリアミド6T、ポリアミド9T、ポリアミド10T、およびそれらの共重合体が好適な例として挙げられる。さらに、ポリアミド6T、ポリアミド9T、ポリアミド10T、およびそれらの共重合体は、高耐熱性や高強度の観点から、本件が想定するポリアミドの使用用途である機械部品への適用が可能となる。中でもポリアミド10Tおよびその共重合体が特に好ましい。
Examples of the polyamide (A) include aliphatic polyamides, semi-aromatic polyamides, alicyclic polyamides, and copolymers thereof according to the classification of the monomer components.
Specific examples of the aliphatic polyamide include polyamide 6, polyamide 66, and polyamide 46.
Examples of the semi-aromatic polyamide include a polyamide composed of an aromatic dicarboxylic acid component and an aliphatic diamine component, and specific examples thereof include polyamide 4I (I: isophthalic acid), polyamide 6I, and polyamide 7T (T: terephthalic acid). ), Polyamide 8T, Polyamide 9T, Polyamide 10T, Polyamide 11T, Polyamide 12T and the like.
Specific examples of the alicyclic polyamide include polyamide 6C (C: 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid), polyamide 7C, polyamide 8C, polyamide 9C, polyamide 10C, polyamide 11C, and polyamide 12C.
Further, as the copolymer, for example, when the number of carbon atoms of the diamine is 6, PA6T / 6, PA6T / 12, PA6T / 66, PA6T / 610, PA6T / 612, PA6T / 6I, PA6T / 6I / 66, PA6T / M5T (M5: Methylpentadiamine), PA6T / TM6T (TM6: 2,2,4- or 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine), PA6T / MMCT (MMC: 4,4'-methylenebis (2-methyl) Cyclohexylamine)) and the like.
As the polyamide (A), these polyamides may be used alone, or a copolymer or a mixture of two or more kinds of polyamides may be used.
In the present invention, as the polyamide (A), polyamide 46, polyamide 6T, polyamide 9T, polyamide 10T, and copolymers thereof are mentioned as suitable examples because of their high industrial versatility. Further, the polyamide 6T, the polyamide 9T, the polyamide 10T, and their copolymers can be applied to the mechanical parts which are the intended uses of the polyamide from the viewpoint of high heat resistance and high strength. Of these, polyamide 10T and its copolymer are particularly preferable.

本発明において、ポリアミド(A)は、モノカルボン酸成分を構成成分とすることが好ましい。モノカルボン酸を含有することにより、ポリアミド(A)は、末端の遊離アミノ基量を低く保つことが可能となり、熱を受けた際の、熱劣化や酸化劣化によるポリアミドの分解ガスが抑えられる。その結果、滞留安定性およびウェルド部の強度を向上させ、ひいては摺動部材の強度を向上させる効果がある。 In the present invention, the polyamide (A) preferably contains a monocarboxylic acid component as a constituent component. By containing the monocarboxylic acid, the polyamide (A) can keep the amount of free amino groups at the terminals low, and the decomposition gas of the polyamide due to thermal deterioration and oxidative deterioration when receiving heat can be suppressed. As a result, there is an effect of improving the retention stability and the strength of the welded portion, and eventually improving the strength of the sliding member.

モノカルボン酸成分の含有量は、ポリアミド(A)を構成する全モノマー成分に対して0.3〜4.0モル%であることが好ましく、0.3〜3.0モル%であることがさらに好ましく、0.3〜2.5モル%であることがより好ましく、0.8〜2.5モル%であることが特に好ましい。上記範囲内でモノカルボン酸成分を含有することにより、ポリアミド(A)は、熱を受けた際の、熱劣化や酸化劣化による分解ガスが抑えられるとともに、重合時の分子量分布を小さくできたり、成形加工時の離型性の向上がみられたり、分解時の変色を抑制することができたりする。一方、ポリアミド(A)は、モノカルボン酸成分の含有量が上記範囲を超えると、機械的特性が低下することがある。なお、本発明において、モノカルボン酸の含有量は、ポリアミド(A)中のモノカルボン酸の残基、すなわち、モノカルボン酸から末端の水酸基が脱離したものが占める割合をいう。 The content of the monocarboxylic acid component is preferably 0.3 to 4.0 mol%, preferably 0.3 to 3.0 mol%, based on all the monomer components constituting the polyamide (A). Further preferably, it is more preferably 0.3 to 2.5 mol%, and particularly preferably 0.8 to 2.5 mol%. By containing the monocarboxylic acid component within the above range, the polyamide (A) can suppress decomposition gas due to thermal deterioration and oxidative deterioration when it receives heat, and can reduce the molecular weight distribution during polymerization. The mold releasability during molding is improved, and discoloration during disassembly can be suppressed. On the other hand, when the content of the monocarboxylic acid component of the polyamide (A) exceeds the above range, the mechanical properties of the polyamide (A) may deteriorate. In the present invention, the content of the monocarboxylic acid refers to the ratio of the residue of the monocarboxylic acid in the polyamide (A), that is, the monocarboxylic acid desorbed from the terminal hydroxyl group.

本発明において、モノカルボン酸成分の分子量は、140以上であることが好ましく、170以上であることがさらに好ましい。ポリアミド(A)は、モノカルボン酸の分子量が140以上であると、熱を受けた際の、熱劣化や酸化劣化による分解ガスが抑えられるとともに、離型性が向上し、分解時の変色を抑制することができ、また成形流動性も向上することができる。
モノカルボン酸成分としては、脂肪族モノカルボン酸、脂環族モノカルボン酸、芳香族モノカルボン酸が挙げられ、中でも、脂肪族モノカルボン酸が好ましい。
分子量が140以上の脂肪族モノカルボン酸としては、例えば、カプリル酸、ノナン酸、デカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸が挙げられる。中でも、汎用性が高いことから、ステアリン酸が好ましい。
分子量が140以上の脂環族モノカルボン酸としては、例えば、4−エチルシクロヘキサンカルボン酸、4−へキシルシクロヘキサンカルボン酸、4−ラウリルシクロヘキサンカルボン酸が挙げられる。
分子量が140以上の芳香族モノカルボン酸としては、例えば、4−エチル安息香酸、4−へキシル安息香酸、4−ラウリル安息香酸、1−ナフトエ酸、2−ナフトエ酸およびそれらの誘導体が挙げられる。
モノカルボン酸成分は、単独で用いてもよいし、併用してもよい。また、分子量が140以上のモノカルボン酸と分子量が140未満のモノカルボン酸を併用してもよい。
なお、本発明において、モノカルボン酸の分子量は、原料のモノカルボン酸の分子量を指す。
In the present invention, the molecular weight of the monocarboxylic acid component is preferably 140 or more, and more preferably 170 or more. When the molecular weight of the monocarboxylic acid of the polyamide (A) is 140 or more, decomposition gas due to thermal deterioration and oxidative deterioration when receiving heat is suppressed, mold releasability is improved, and discoloration during decomposition is achieved. It can be suppressed and the molding fluidity can be improved.
Examples of the monocarboxylic acid component include aliphatic monocarboxylic acids, alicyclic monocarboxylic acids, and aromatic monocarboxylic acids, and among them, aliphatic monocarboxylic acids are preferable.
Examples of the aliphatic monocarboxylic acid having a molecular weight of 140 or more include caprylic acid, nonanoic acid, decanoic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, and behenic acid. Of these, stearic acid is preferable because of its high versatility.
Examples of the alicyclic monocarboxylic acid having a molecular weight of 140 or more include 4-ethylcyclohexanecarboxylic acid, 4-hexylcyclohexanecarboxylic acid, and 4-laurylcyclohexanecarboxylic acid.
Examples of aromatic monocarboxylic acids having a molecular weight of 140 or more include 4-ethylbenzoic acid, 4-hexylbenzoic acid, 4-laurylbenzoic acid, 1-naphthoic acid, 2-naphthoic acid and derivatives thereof. ..
The monocarboxylic acid component may be used alone or in combination. Further, a monocarboxylic acid having a molecular weight of 140 or more and a monocarboxylic acid having a molecular weight of less than 140 may be used in combination.
In the present invention, the molecular weight of the monocarboxylic acid refers to the molecular weight of the raw material monocarboxylic acid.

一般に、ポリマーには結晶相と非晶相が存在し、融点等の結晶特性はもっぱら結晶相の状態によって定まることが知られている。ポリマー中の末端基は非晶相に存在するので、末端基の有無、種類によってポリアミドの融点が変化することはない。そして、ポリアミド鎖の末端に結合しているモノカルボン酸も非晶相に存在するので、モノカルボン酸の含有によってポリアミドの融点が下がることはない。 In general, it is known that a polymer has a crystalline phase and an amorphous phase, and crystal properties such as melting point are determined solely by the state of the crystalline phase. Since the terminal groups in the polymer are present in the amorphous phase, the melting point of the polyamide does not change depending on the presence or absence and type of the terminal groups. Since the monocarboxylic acid bonded to the end of the polyamide chain is also present in the amorphous phase, the melting point of the polyamide does not decrease due to the inclusion of the monocarboxylic acid.

本発明において、ポリアミド(A)は、メルトフローレート(MFR)が1〜150g/10分であることが好ましく、1〜50g/10分であることがより好ましく、5〜15g/10分であることがさらに好ましい。MFRは、成形流動性の指標とすることができ、MFRの値が高いほど流動性が高いことを示す。ポリアミド(A)のMFRが150g/10分を超えると、得られる樹脂組成物の機械的特性が低下する場合があり、揮発性物質の量も増える恐れがある。一方でポリアミド(A)のMFRが1g/10分未満であると、流動性が著しく低く、溶融加工できない場合がある。 In the present invention, the melt flow rate (MFR) of the polyamide (A) is preferably 1 to 150 g / 10 minutes, more preferably 1 to 50 g / 10 minutes, and 5 to 15 g / 10 minutes. Is even more preferable. The MFR can be used as an index of molding fluidity, and the higher the MFR value, the higher the fluidity. If the MFR of the polyamide (A) exceeds 150 g / 10 minutes, the mechanical properties of the obtained resin composition may deteriorate, and the amount of volatile substances may also increase. On the other hand, if the MFR of the polyamide (A) is less than 1 g / 10 minutes, the fluidity is extremely low and melt processing may not be possible.

ポリアミド(A)は、従来から知られている加熱重合法や溶液重合法の方法を用いて製造することができる。中でも、工業的に有利である点から、加熱重合法が好ましく用いられる。ポリアミド(A)の重合は、窒素、二酸化炭素、アルゴンなどの不活性ガスを重合釜中に封入して、不活性ガス雰囲気下で実施することが好ましい。それにより、重合中のポリアミドの熱劣化・酸化劣化による加熱時発生ガスの発生が抑えられると同時に、重合以後の工程における揮発しやすい低分子量品の発生も抑えられる効果がある。 The polyamide (A) can be produced by using a conventionally known method of heat polymerization method or solution polymerization method. Among them, the heat polymerization method is preferably used because it is industrially advantageous. The polymerization of the polyamide (A) is preferably carried out in an inert gas atmosphere by enclosing an inert gas such as nitrogen, carbon dioxide or argon in a polymerization kettle. This has the effect of suppressing the generation of gas generated during heating due to thermal deterioration and oxidative deterioration of the polyamide during polymerization, and at the same time, suppressing the generation of volatile low molecular weight products in the process after polymerization.

ポリアミド(A)の製造において、重合の効率を高めるため重合触媒を用いてもよい。重合触媒としては、例えば、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸またはそれらの塩が挙げられ、重合触媒の添加量は、通常、ジカルボン酸とジアミンの総モルに対して、2モル%以下であることが好ましい。 In the production of the polyamide (A), a polymerization catalyst may be used to increase the efficiency of polymerization. Examples of the polymerization catalyst include phosphoric acid, phosphite, hypophosphorous acid or salts thereof, and the amount of the polymerization catalyst added is usually 2 mol% or less based on the total mol of dicarboxylic acid and diamine. Is preferable.

本発明のポリアミド樹脂組成物は、強化材(B)を含有することが必要である。
強化材(B)として、例えば、ガラス繊維、チタン酸カリウム繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、ジルコニア繊維、炭化ケイ素繊維、セラミックス繊維、ワラストナイト、セピオライト、アタパルジャイトなどの繊維状強化材や、粘土鉱物などの板状強化材や、シリカ、アルミナ、ガラスビーズなどの粒状強化材が挙げられる。中でも、機械的強度の向上の観点から、繊維状強化材が好ましく、ガラス繊維、チタン酸カリウム繊維、ワラストナイト、セピオライト、アタパルジャイトがより好ましく、ガラス繊維とチタン酸カリウム繊維の併用、ガラス繊維とワラストナイトの併用が好ましい。
ガラス繊維は、シランカップリング剤で表面処理されたものであることが好ましい。また、シランカップリング剤が分散した集束剤により表面処理されたものでもよい。シランカップリング剤としては、例えば、ビニルシラン系、アクリルシラン系、エポキシシラン系、アミノシラン系のものが挙げられ、ポリアミド(A)とガラス繊維との密着効果を得やすいことから、アミノシラン系のものが好ましい。
強化材(B)の繊維長は、0.1〜7mmであることが好ましく、0.5〜6mmであることがより好ましい。また、繊維径は3〜20μmであることが好ましく、5〜13μmであることがより好ましい。繊維長が0.1〜7mmであり、繊維径が3〜20μmである強化材(B)は、成形性に悪影響を及ぼすことなく、効率よく樹脂組成物を補強することができる。
強化材(B)の含有量は、ポリアミド(A)100質量部に対して、1〜100質量部であることが必要であり、10〜60質量部であることが好ましく、20〜50質量部であることがより好ましい。強化材(B)は、含有量が1質量部未満であると、機械的強度向上効果が得られない場合があり、一方、100質量部を超えると、機械的強度の補強効率が低下したり、溶融混練時の作業性が低下したり、樹脂組成物のペレットを得ることが難しくなる場合があり、また、混練加工時のせん断発熱効果により分解ガス量が多くなる場合がある。
The polyamide resin composition of the present invention needs to contain a reinforcing material (B).
As the reinforcing material (B), for example, fibrous reinforcing materials such as glass fiber, potassium titanate fiber, alumina fiber, silica fiber, zirconia fiber, silicon carbide fiber, ceramic fiber, wallastnite, sepiolite, and attapulsite, and clay minerals. Examples thereof include plate-shaped reinforcing materials such as silica, alumina, and granular reinforcing materials such as glass beads. Among them, from the viewpoint of improving mechanical strength, fibrous reinforcing material is preferable, glass fiber, potassium titanate fiber, wallastnite, sepiolite, and attapulsite are more preferable, and glass fiber and potassium titanate fiber are used in combination with glass fiber. The combined use of wallastnite is preferable.
The glass fiber is preferably surface-treated with a silane coupling agent. Further, it may be surface-treated with a sizing agent in which a silane coupling agent is dispersed. Examples of the silane coupling agent include vinylsilane-based, acrylicsilane-based, epoxysilane-based, and aminosilane-based ones. Aminosilane-based ones are used because the adhesion effect between the polyamide (A) and the glass fiber can be easily obtained. preferable.
The fiber length of the reinforcing material (B) is preferably 0.1 to 7 mm, more preferably 0.5 to 6 mm. The fiber diameter is preferably 3 to 20 μm, more preferably 5 to 13 μm. The reinforcing material (B) having a fiber length of 0.1 to 7 mm and a fiber diameter of 3 to 20 μm can efficiently reinforce the resin composition without adversely affecting the moldability.
The content of the reinforcing material (B) needs to be 1 to 100 parts by mass, preferably 10 to 60 parts by mass, and 20 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyamide (A). Is more preferable. If the content of the reinforcing material (B) is less than 1 part by mass, the mechanical strength improving effect may not be obtained, while if it exceeds 100 parts by mass, the reinforcing efficiency of the mechanical strength may decrease. In some cases, workability during melt-kneading may decrease, it may be difficult to obtain pellets of the resin composition, and the amount of decomposed gas may increase due to the shear heat generation effect during kneading.

本発明のポリアミド樹脂組成物は、タルク(C)を含有することが必要である。
タルク(C)は、中性化のためや、凝集作用の低減のためや、ポリアミド(A)との濡れ性改善のために、表面処理されていてもよい。表面処理剤としては、エポキシ系、アミノ系、シリコン系、脂肪酸系等の有機酸が挙げられる。
タルク(C)の形態としては、特に限定されず、例えば、板状、鱗状、鱗片状、薄片状等が挙げられる。タルクの平均粒径は、0.5〜60μmであることが好ましく、0.5〜20μmであることがより好ましい。平均粒径が0.5μm未満の場合、分散不良により凝集塊が生じやすくなり、均一な成形体が得られず機械的物性が低下する場合がある。一方、平均粒径が60μmを超える場合、成形体表面が粗くなったりする場合がある。
タルクは、日本タルク社、林化成社、藤倉応用化工、浅田製粉等から入手することができる。
The polyamide resin composition of the present invention needs to contain talc (C).
The talc (C) may be surface-treated for neutralization, reduction of agglutination action, and improvement of wettability with the polyamide (A). Examples of the surface treatment agent include organic acids such as epoxy-based, amino-based, silicon-based, and fatty acid-based.
The form of talc (C) is not particularly limited, and examples thereof include plate-like, scaly, scaly, and flaky. The average particle size of talc is preferably 0.5 to 60 μm, more preferably 0.5 to 20 μm. If the average particle size is less than 0.5 μm, agglomerates are likely to occur due to poor dispersion, and a uniform molded product may not be obtained and the mechanical properties may deteriorate. On the other hand, if the average particle size exceeds 60 μm, the surface of the molded product may become rough.
Talc can be obtained from Japan Talc, Hayashi Kasei, Fujikura Applied Chemicals, Asada Flour Milling, etc.

タルク(C)の含有量は、ポリアミド(A)100質量部に対して、0.1〜5質量部であることが必要であり、0.1〜2.0質量部であることが好ましい。タルク(C)の含有量が、0.1質量部未満であると、得られる成形体は、ウェルド部の強度が低くなることがあり、一方、5質量部を超えると、ウェルド部強度や滞留安定性に優れる反面、滞留時間が短い成形体では、非ウェルド部の機械強度が不十分となることがある。 The content of talc (C) needs to be 0.1 to 5 parts by mass and preferably 0.1 to 2.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of polyamide (A). When the content of talc (C) is less than 0.1 parts by mass, the strength of the weld portion of the obtained molded product may be low, while when it exceeds 5 parts by mass, the strength of the weld portion and retention Although it is excellent in stability, the mechanical strength of the non-welded portion may be insufficient in the molded product having a short residence time.

本発明のポリアミド樹脂組成物は、さらに酸化防止剤を含有してもよい。
酸化防止剤の含有量は、ポリアミド(A)100質量部に対して、0.05〜5質量部であることが好ましく、0.2〜5質量部であることがより好ましい。酸化防止剤は、含有量が0.05質量部未満であると、溶融混練時、成形時など加熱時の分解抑制の効果が小さく、5質量部を超えると、成形時に金型が汚れやすく、成形不良が発生したり酸化防止剤の分解ガスが強度低下を及ぼす場合がある。
酸化防止剤としては、例えば、リン系酸化防止剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、ヒンダードアミン系酸化防止剤、トリアジン系化合物、硫黄系化合物、ホスフィン酸塩が挙げられ、リン系酸化防止剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、硫黄系化合物が好ましい。
The polyamide resin composition of the present invention may further contain an antioxidant.
The content of the antioxidant is preferably 0.05 to 5 parts by mass, and more preferably 0.2 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyamide (A). If the content of the antioxidant is less than 0.05 parts by mass, the effect of suppressing decomposition during heating such as during melt kneading and molding is small, and if it exceeds 5 parts by mass, the mold is easily soiled during molding. Molding defects may occur or the decomposition gas of the antioxidant may reduce the strength.
Examples of the antioxidant include phosphorus-based antioxidants, hindered phenol-based antioxidants, hindered amine-based antioxidants, triazine-based compounds, sulfur-based compounds, and phosphinates, and examples thereof include phosphorus-based antioxidants and hinders. Dophenol-based antioxidants and sulfur-based compounds are preferable.

本発明のポリアミド樹脂組成物は、150℃/分で330℃まで昇温した後に330℃で60分間加熱した時、ポリアミド(A)の質量減少率が3.0質量%以下であることが必要であり、2.0質量%以下であることが好ましい。ポリアミド樹脂組成物を構成するポリアミド(A)が、加熱による質量減少率が低く、加熱による分解ガスの発生が少ないことにより、得られる成形体のウェルド部は、強度が低下することが抑制され、含有する強化材により、強度を向上させることができる。また、成形機内で溶融樹脂が長時間滞留した場合であっても、ウェルド強度の強度低下を抑制することができる。 The polyamide resin composition of the present invention needs to have a mass reduction rate of the polyamide (A) of 3.0% by mass or less when heated to 330 ° C. at 150 ° C./min and then heated at 330 ° C. for 60 minutes. It is preferably 2.0% by mass or less. Since the polyamide (A) constituting the polyamide resin composition has a low mass reduction rate due to heating and less generation of decomposition gas due to heating, the weld portion of the obtained molded product is suppressed from being lowered in strength. The strength can be improved by the reinforcing material contained. Further, even when the molten resin stays in the molding machine for a long time, it is possible to suppress a decrease in the weld strength.

本発明のポリアミド樹脂組成物を製造する方法としては、ポリアミド(A)、強化材(B)およびタルク(C)や、その他添加剤などを配合して、溶融混練する方法が好ましい。
溶融混練法としては、ブラベンダー等のバッチ式ニーダー、バンバリーミキサー、ヘンシェルミキサー、ヘリカルローター、ロール、一軸押出機、二軸押出機等を用いる方法が挙げられる。
溶融混練温度は、ポリアミド(A)が溶融するが、ポリアミド(A)が分解しない領域から選ばれる。溶融混練温度が高すぎると、ポリアミド(A)、各種添加剤、および各種添加剤の表面処理剤等の有機成分が分解し、得られる成形体のウェルド部および非ウェルド部の強度が低下するおそれがある。ポリアミド(A)の融点をTmとすると、溶融混練温度は、(Tm−20℃)〜(Tm+50℃)であることが好ましい。
As a method for producing the polyamide resin composition of the present invention, a method of blending polyamide (A), reinforcing material (B) and talc (C), other additives and the like, and melt-kneading is preferable.
Examples of the melt-kneading method include a method using a batch kneader such as lavender, a Banbury mixer, a Henschel mixer, a helical rotor, a roll, a single-screw extruder, a twin-screw extruder and the like.
The melt-kneading temperature is selected from the region where the polyamide (A) melts but the polyamide (A) does not decompose. If the melt-kneading temperature is too high, organic components such as polyamide (A), various additives, and surface treatment agents for various additives may decompose, and the strength of the welded and non-welded parts of the obtained molded product may decrease. There is. Assuming that the melting point of the polyamide (A) is Tm, the melt-kneading temperature is preferably (Tm-20 ° C.) to (Tm + 50 ° C.).

本発明においては、ポリアミド(A)と強化材(B)との溶融混練中に、タルク(C)を添加してさらに溶融混練することにより、加熱時におけるポリアミド(A)の質量減少率を上記範囲とすることができる。
バッチ式の溶融混練においては、1回当たりに添加するタルク(C)の量を、ポリアミド(A)100質量部に対して1質量部以下とし、連続式の溶融混練においては、溶融混練機に1以上のサイドフィーダーを設置し、サイドフィーダー1箇所当たりの添加量が1質量部以下となるように、タルク(C)をサイドフィーダーから添加する。
このようにタルクを添加することで、発熱しない程度にタルクを分散性よく混合することができる。1回当たりまたは1箇所当たりのタルク(C)の添加量が1質量部を超えると、ポリアミド(A)は、熱分解が起こりやすくなり、加熱時における質量減少率が高くなる傾向がある。なお、連続式の溶融混練において、タルクを添加するサイドフィーダーは、溶融混練機におけるスクリューの練り部よりも下流に設置することが好ましい。
In the present invention, talc (C) is added during melt-kneading of the polyamide (A) and the reinforcing material (B) and further melt-kneaded to increase the mass reduction rate of the polyamide (A) during heating. Can be a range.
In the batch type melt kneading, the amount of talc (C) added at one time is 1 part by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polyamide (A), and in the continuous type melt kneading, the melt kneader is used. One or more side feeders are installed, and talc (C) is added from the side feeders so that the amount added per side feeder is 1 part by mass or less.
By adding talc in this way, talc can be mixed with good dispersibility to the extent that heat is not generated. When the amount of talc (C) added at one time or at one place exceeds 1 part by mass, the polyamide (A) is likely to undergo thermal decomposition, and the mass reduction rate at the time of heating tends to be high. In the continuous melt-kneading, the side feeder to which talc is added is preferably installed downstream of the kneading portion of the screw in the melt-kneading machine.

また、強化材(B)も、タルク(C)と同様に、1回当たりまたは1箇所当たりの添加量が少なくなるように、溶融混練中のポリアミド(A)に複数回または複数箇所に分けて添加することが好ましい。ポリアミド(A)の溶融混練時に、強化材(B)を一度にポリアミド(A)に添加すると、混練中の樹脂組成物は、温度が一時的に急激に低下するために、粘度が急上昇し、さらには大きなせん断がかかることとなる。その結果、樹脂組成物は、実温度が装置の設定温度よりも高温になり、有機成分が分解し、揮発物が系中に発生するおそれがある。
強化材(B)を複数回に分けてポリアミド(A)に添加する方法としては、例えば、溶融混練機としてバッチ式のミキサーを使用する場合は、複数回に分けて供給する方法が挙げられ、溶融混練機として連続式の二軸押出機を使用する場合、溶融混練機の基部(トップフィーダー)以外の複数のサイドフィーダーから添加する方法が挙げられる。
Further, the reinforcing material (B) is also divided into a plurality of times or a plurality of places in the polyamide (A) being melt-kneaded so that the amount of the reinforcing material (B) added at one time or at one place is small, similarly to the talc (C). It is preferable to add it. When the reinforcing material (B) is added to the polyamide (A) at once during the melt-kneading of the polyamide (A), the viscosity of the resin composition during the kneading rises sharply because the temperature temporarily drops sharply. Furthermore, a large amount of shear will be applied. As a result, the actual temperature of the resin composition becomes higher than the set temperature of the apparatus, organic components may be decomposed, and volatile substances may be generated in the system.
As a method of adding the reinforcing material (B) to the polyamide (A) in a plurality of times, for example, when a batch type mixer is used as a melt kneader, a method of supplying the reinforcing material (B) in a plurality of times can be mentioned. When a continuous twin-screw extruder is used as the melt-kneader, a method of adding from a plurality of side feeders other than the base (top feeder) of the melt-kneader can be mentioned.

上記のように、1回当たりまたは1箇所当たりの添加量を少なくして、タルク(C)あるいは強化材(B)をポリアミド(A)への添加することにより、樹脂組成物の実温度の過度な上昇を抑え、溶融混練中の熱劣化、酸化劣化による揮発物の発生を抑制することができる。 As described above, by adding the talc (C) or the reinforcing material (B) to the polyamide (A) by reducing the amount added at one time or at one place, the actual temperature of the resin composition becomes excessive. It is possible to suppress the increase and the generation of volatile substances due to thermal deterioration and oxidative deterioration during melt kneading.

ポリアミド樹脂組成物の溶融混練においては、窒素、二酸化炭素、アルゴンなどの不活性ガスを、機台の原料供給部から加熱部までの全体に封入して、不活性ガス雰囲気下で溶融混練することが好ましい。それにより、溶融混練中のポリアミド(A)および各種表面処理剤等の有機成分の酸化劣化による分解が抑えられると同時に、溶融混練以後の工程における分解も抑えられる効果がある。 In the melt-kneading of the polyamide resin composition, an inert gas such as nitrogen, carbon dioxide, or argon is sealed in the entire machine from the raw material supply section to the heating section, and melt-kneaded in an inert gas atmosphere. Is preferable. As a result, decomposition of the polyamide (A) during melt-kneading and organic components such as various surface treatment agents due to oxidative deterioration can be suppressed, and at the same time, decomposition in the steps after melt-kneading can be suppressed.

本発明のポリアミド樹脂組成物を様々な形状に加工する方法としては、溶融混合物をストランド状に押出しペレット形状にする方法や、溶融混合物をホットカット、アンダーウォーターカットしてペレット形状にする方法や、シート状に押出しカッティングする方法、ブロック状に押出し粉砕してパウダー形状にする方法が挙げられる。 Examples of the method for processing the polyamide resin composition of the present invention into various shapes include a method of extruding the molten mixture into a strand shape into a pellet shape, a method of hot-cutting and underwater-cutting the molten mixture into a pellet shape, and a method of forming a pellet shape. Examples thereof include a method of extruding into a sheet and cutting, and a method of extruding into a block and pulverizing to form a powder.

本発明のポリアミド樹脂組成物を成形して成形体を製造する方法としては、例えば、射出成形法、押出成形法、ブロー成形法、焼結成形法が挙げられ、機械的特性、成形性の向上効果が大きいことから、射出成形法が好ましい。
射出成形機としては、特に限定されず、例えば、スクリューインライン式射出成形機またはプランジャ式射出成形機が挙げられる。射出成形機のシリンダー内で加熱溶融されたポリアミド樹脂組成物は、ショットごとに計量され、金型内に溶融状態で射出され、所定の形状で冷却、固化された後、成形体として金型から取り出される。射出成形時の樹脂温度は、ポリアミド(A)の融点(Tm)以上で加熱溶融することが好ましく、(Tm+50℃)未満とすることがより好ましい。
なお、ポリアミド樹脂組成物の加熱溶融時には、十分に乾燥されたポリアミド樹脂組成物ペレットを用いることが好ましい。含有する水分量が多いと、射出成形機のシリンダー内で樹脂が発泡し、最適な成形体を得ることが困難となることがある。射出成形に用いるポリアミド樹脂組成物ペレットの水分率は、ポリアミド樹脂組成物100質量部に対して、0.3質量部未満であることが好ましく、0.1質量部未満であることがより好ましい。
Examples of the method for producing a molded product by molding the polyamide resin composition of the present invention include an injection molding method, an extrusion molding method, a blow molding method, and a sintering molding method, which improve mechanical properties and moldability. The injection molding method is preferable because it has a large effect.
The injection molding machine is not particularly limited, and examples thereof include a screw in-line type injection molding machine and a plunger type injection molding machine. The polyamide resin composition heated and melted in the cylinder of the injection molding machine is weighed for each shot, injected into the mold in a molten state, cooled and solidified in a predetermined shape, and then molded from the mold. Taken out. The resin temperature at the time of injection molding is preferably heat-melted at a temperature equal to or higher than the melting point (Tm) of the polyamide (A), and more preferably lower than (Tm + 50 ° C.).
When the polyamide resin composition is heated and melted, it is preferable to use sufficiently dried polyamide resin composition pellets. If the amount of water contained is large, the resin may foam in the cylinder of the injection molding machine, making it difficult to obtain an optimum molded product. The water content of the polyamide resin composition pellets used for injection molding is preferably less than 0.3 parts by mass and more preferably less than 0.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyamide resin composition.

成形時においても、窒素、二酸化炭素、アルゴンなどの不活性ガスを、機台の原料供給部から加熱部までの全体に封入して、不活性ガス雰囲気下で成形することが好ましい。それにより、成形中のポリアミド(A)および各種表面処理剤等の有機成分の熱劣化・酸化劣化による分解が抑えられると同時に、成形工程以後の工程においても分解も抑えることができる。 Even during molding, it is preferable that an inert gas such as nitrogen, carbon dioxide, or argon is sealed in the entire area from the raw material supply section to the heating section of the machine base, and the machine is molded in an inert gas atmosphere. As a result, decomposition of the organic components such as the polyamide (A) and various surface treatment agents during molding due to thermal deterioration and oxidative deterioration can be suppressed, and at the same time, decomposition can be suppressed in the steps after the molding step.

本発明のポリアミド樹脂組成物は、加熱時の低揮発性、滞留安定性に優れ、これを成形してなる成形体は、ウェルド部強度に優れる。本発明の成形体を備える機械部品は、高強度であり、工作機などの機械部品などに好適に使用できる。 The polyamide resin composition of the present invention has excellent low volatility and retention stability when heated, and the molded product obtained by molding the polyamide resin composition has excellent weld strength. The mechanical parts provided with the molded body of the present invention have high strength and can be suitably used for mechanical parts such as machine tools.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

1.測定方法
ポリアミド(A)およびポリアミド樹脂組成物の特性は、以下の方法により測定、評価した。
1. 1. Measuring Method The characteristics of the polyamide (A) and the polyamide resin composition were measured and evaluated by the following methods.

(1)融点
示差走査熱量計DSC−7型(パーキンエルマー社製)用い、昇温速度20℃/分で350℃まで昇温した後、350℃で5分間保持し、降温速度20℃/分で25℃まで降温し、さらに25℃で5分間保持後、再び昇温速度20℃/分で昇温測定した際の吸熱ピークのトップを融点(Tm)とした。
(1) Melting point Using a differential scanning calorimeter DSC-7 (manufactured by PerkinElmer), the temperature is raised to 350 ° C at a heating rate of 20 ° C / min, held at 350 ° C for 5 minutes, and the temperature is lowered to 20 ° C / min. The temperature was lowered to 25 ° C., and the temperature was further maintained at 25 ° C. for 5 minutes, and then the top of the heat absorption peak when the temperature was raised again at a heating rate of 20 ° C./min was defined as the melting point (Tm).

(2)メルトフローレート(MFR)
JIS K7210に従い、(融点+15℃)の温度、1.2kgfの荷重で測定した。
MFRは、成形流動性の指標とすることができ、MFRの値が高いほど流動性が高いことを示す。
(2) Melt flow rate (MFR)
According to JIS K7210, the measurement was carried out at a temperature (melting point + 15 ° C.) and a load of 1.2 kgf.
The MFR can be used as an index of molding fluidity, and the higher the MFR value, the higher the fluidity.

(3)質量減少率
得られたポリアミド樹脂組成物を、るつぼに入れ、加熱炉にて600℃、12時間加熱して灰化させ、残渣の灰分(質量%)を求めた。
また、得られたポリアミド樹脂組成物を、示差熱熱重量同時測定装置(SIIナノテクノロジー社製、「TG/DTA 7200」)を用いて、200mL/分の窒素雰囲気下で、30℃から330℃まで150℃/分で昇温してTGA測定した。330℃でホールドし、60分間加熱したのち、減少した質量を求めた。
上記TGA測定に用いたポリアミド樹脂組成物の質量と、TGA測定で求めた、減少した質量と、灰分の値から、下記の式により、質量減少率を求めた。
質量減少率(%)=(TGA測定において減少した質量)/{(TGA測定に用いたポリアミド樹脂組成物の質量)×(1−灰分/100)}
(3) Weight reduction rate The obtained polyamide resin composition was placed in a crucible and heated in a heating furnace at 600 ° C. for 12 hours to incinerate, and the ash content (mass%) of the residue was determined.
Further, the obtained polyamide resin composition was subjected to a differential thermogravimetric simultaneous measurement device (manufactured by SII Nanotechnology, "TG / DTA 7200") at 30 ° C. to 330 ° C. under a nitrogen atmosphere of 200 mL / min. The temperature was raised to 150 ° C./min and TGA measurement was performed. After holding at 330 ° C. and heating for 60 minutes, the reduced mass was determined.
From the mass of the polyamide resin composition used for the TGA measurement, the reduced mass determined by the TGA measurement, and the value of the ash content, the mass reduction rate was determined by the following formula.
Mass reduction rate (%) = (mass reduced in TGA measurement) / {(mass of polyamide resin composition used in TGA measurement) x (1-ash content / 100)}

(4)機械的特性
ポリアミド樹脂組成物を、射出成形機S2000i−100B型(ファナック社製)を用いて、シリンダー温度(融点+15℃)、金型温度(融点−185℃)、窒素封入なし、滞留時間30秒の条件で、両端からの2点ゲートで射出成形し、長さ150mm、幅10mm、厚さ3mmの試験片(ダンベル片)を作製した。
得られた試験片を用いて、ISO527−1に準拠して、ウェルド部と非ウェルド部の引張強度をそれぞれ測定した。
なお、強化材(B)を含有しないポリアミド成形体は、ウェルド部の引張強度が80MPaであることから(比較例1)、強化材(B)を含有するポリアミド樹脂成形体においては、ウェルド部の引張強度は、80MPa以上であることが好ましく、90MPa以上であることがより好ましい。
ポリアミド(A)と強化材(B)を含む樹脂組成物の成形体(比較例2)の非ウェルド部の引張強度(180MPa)と比較し(割合1)、また、ウェルド部の引張強度(75MPa)と比較して(割合2)、それぞれ、樹脂組成物にタルク(C)を含有する効果を評価した。
また、射出成形時の滞留時間30秒を300秒に変更して試験片を作製し、その引張強度を測定し、上記と同様にして、「割合1」と「割合2」とから、樹脂組成物にタルク(C)を含有する効果を評価した。
(4) Mechanical properties Using an injection molding machine S2000i-100B (manufactured by FANUC), the polyamide resin composition was subjected to cylinder temperature (melting point + 15 ° C), mold temperature (melting point-185 ° C), no nitrogen filling, A test piece (dumbbell piece) having a length of 150 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 3 mm was produced by injection molding with a two-point gate from both ends under the condition of a residence time of 30 seconds.
Using the obtained test piece, the tensile strengths of the welded portion and the unwelded portion were measured according to ISO527-1.
Since the tensile strength of the weld portion of the polyamide molded product not containing the reinforcing material (B) is 80 MPa (Comparative Example 1), the polyamide resin molded product containing the reinforcing material (B) has a weld portion. The tensile strength is preferably 80 MPa or more, and more preferably 90 MPa or more.
Compared with the tensile strength (180 MPa) of the non-welded portion of the molded product (Comparative Example 2) of the resin composition containing the polyamide (A) and the reinforcing material (B) (ratio 1), the tensile strength of the welded portion (75 MPa) ) (Ratio 2), respectively, the effect of containing talc (C) in the resin composition was evaluated.
Further, a test piece was prepared by changing the residence time of 30 seconds during injection molding to 300 seconds, the tensile strength thereof was measured, and the resin composition was obtained from "ratio 1" and "ratio 2" in the same manner as above. The effect of containing talc (C) in the product was evaluated.

2.原料
実施例および比較例で用いた原料を以下に示す。
2. 2. Raw Materials The raw materials used in Examples and Comparative Examples are shown below.

(1)ポリアミド(A)
・ポリアミド(A−1)
ジカルボン酸成分として粉末状のテレフタル酸(TPA)4.70kgと、モノカルボン酸成分としてステアリン酸(STA)0.32kgと、重合触媒として次亜リン酸ナトリウム一水和物9.3gとを、リボンブレンダー式の反応装置に入れ、窒素密閉下、回転数30rpmで撹拌しながら170℃に加熱した。その後、温度を170℃に保ち、かつ回転数を30rpmに保ったまま、液注装置を用いて、ジアミン成分として100℃に加温した1,10−デカンジアミン(DDA)4.98kgを、2.5時間かけて連続的(連続液注方式)に添加し反応生成物を得た。なお、原料モノマーのモル比は、TPA:DDA:STA=48.5:49.6:1.9(原料モノマーの官能基の当量比率は、TPA:DDA:STA=49.0:50.0:1.0)であった。
続いて、得られた反応生成物を、同じ反応装置で、窒素気流下、250℃、回転数30rpmで8時間加熱して重合し、ポリアミドの粉末を作製した。
その後、得られたポリアミドの粉末を、二軸混練機を用いてストランド状とし、ストランドを水槽に通して冷却固化し、それをペレタイザーでカッティングしてポリアミド(A−1)ペレットを得た。
(1) Polyamide (A)
-Polyamide (A-1)
4.70 kg of powdered terephthalic acid (TPA) as a dicarboxylic acid component, 0.32 kg of stearic acid (STA) as a monocarboxylic acid component, and 9.3 g of sodium hypophosphate monohydrate as a polymerization catalyst. The mixture was placed in a ribbon blender type reactor, sealed with nitrogen, and heated to 170 ° C. with stirring at a rotation speed of 30 rpm. Then, while keeping the temperature at 170 ° C. and the rotation speed at 30 rpm, 4.98 kg of 1,10-decanediamine (DDA) heated to 100 ° C. as a diamine component using a liquid injection device was added to 2 . Addition was carried out continuously (continuous liquid injection method) over 5 hours to obtain a reaction product. The molar ratio of the raw material monomer is TPA: DDA: STA = 48.5: 49.6: 1.9 (the equivalent ratio of the functional groups of the raw material monomer is TPA: DDA: STA = 49.0: 50.0). : 1.0).
Subsequently, the obtained reaction product was polymerized by heating it in the same reactor under a nitrogen stream at 250 ° C. and a rotation speed of 30 rpm for 8 hours to prepare a polyamide powder.
Then, the obtained polyamide powder was formed into strands using a twin-screw kneader, the strands were passed through a water tank to be cooled and solidified, and the strands were cut with a pelletizer to obtain polyamide (A-1) pellets.

・ポリアミド(A−2)〜(A−4)
樹脂組成を表1に示すように変更した以外は、ポリアミド(A−1)と同様にして、ポリアミド(A−2)〜(A−4)を得た。
-Polyamide (A-2) to (A-4)
Polyamides (A-2) to (A-4) were obtained in the same manner as the polyamide (A-1) except that the resin composition was changed as shown in Table 1.

・ポリアミド(A−5):ポリアミド46(DSM社製 TW300)
・ポリアミド(A−6):ポリアミド66(ユニチカ社製 A125J)
-Polyamide (A-5): Polyamide 46 (TW300 manufactured by DSM)
-Polyamide (A-6): Polyamide 66 (A125J manufactured by Unitika Ltd.)

上記ポリアミド(A−1)〜(A−6)の樹脂組成と特性値を表1に示す。 Table 1 shows the resin composition and characteristic values of the above-mentioned polyamides (A-1) to (A-6).

Figure 0006823860
Figure 0006823860

(2)強化材(B)
・B−1:ガラス繊維(旭ファイバーグラス社製 03JAFT692)、平均繊維径10.5μm、平均繊維長3mm
・B−2:ミルドガラスファイバー(日本電気硝子社製EPH80MD−10A)、平均繊維径10.5μm×繊維長80μm
(2) Reinforcing material (B)
B-1: Glass fiber (03JAFT692 manufactured by Asahi Fiber Glass), average fiber diameter 10.5 μm, average fiber length 3 mm
B-2: Milled glass fiber (EPH80MD-10A manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.), average fiber diameter 10.5 μm × fiber length 80 μm

(2)タルク(C)
・C−1:タルク(日本タルク社製 D−800)、平均粒径0.8μm
・C−2:タルク(林化成社製 MW HS−T)、平均粒径4.75μm
(2) Talc (C)
-C-1: Talc (D-800 manufactured by Japan Talc), average particle size 0.8 μm
-C-2: Talc (MW HS-T manufactured by Hayashi Kasei Co., Ltd.), average particle size 4.75 μm

実施例1
ポリアミド(A−1)100質量部を、ロスインウェイト式連続定量供給装置(クボタ社製 CE−W−1型)を用いて計量し、スクリュー径26mm、L/C50の同方向二軸押出機(東芝機械社製 TEM26SS型)の主供給口(基部)に供給して、溶融混練を行った。そして、サイドフィーダーより、タルク(C−1)1.0質量部、ガラス繊維(B−1)42質量部を供給し、さらに混練を行った。なお、サイドフィーダーは、同方向二軸押出機においてポリアミド(A−1)を溶融させる第一ニーディング部より下流側に設置した。また、定量供給装置、押出機の主供給口およびサイドフィーダーから窒素ガスを導通し、酸素濃度が1%以下となるように維持した。ダイスからポリアミド樹脂組成物をストランド状に引き取った後、水槽に通して冷却固化し、それをペレタイザーでカッティングして、ポリアミド樹脂組成物のペレットを得た。押出機のバレル温度設定は、(融点−5〜+15℃)、スクリュー回転数250rpm、吐出量25kg/hとした。
Example 1
100 parts by mass of polyamide (A-1) is weighed using a loss-in weight type continuous fixed quantity feeder (CE-W-1 type manufactured by Kubota Co., Ltd.), and a screw diameter 26 mm, L / C50 isodirectional twin-screw extruder. It was supplied to the main supply port (base) of (Toshiba Machine Co., Ltd. TEM26SS type) and melt-kneaded. Then, 1.0 part by mass of talc (C-1) and 42 parts by mass of glass fiber (B-1) were supplied from the side feeder, and further kneading was performed. The side feeder was installed on the downstream side of the first kneading portion for melting the polyamide (A-1) in the twin-screw extruder in the same direction. In addition, nitrogen gas was conducted from the fixed quantity supply device, the main supply port of the extruder, and the side feeder to maintain the oxygen concentration at 1% or less. The polyamide resin composition was taken into a strand shape from the die, passed through a water tank to be cooled and solidified, and cut with a pelletizer to obtain pellets of the polyamide resin composition. The barrel temperature of the extruder was set (melting point −5 to + 15 ° C.), screw rotation speed 250 rpm, and discharge rate 25 kg / h.

実施例2〜10、14〜17、比較例1〜11、参考例1〜3
ポリアミド樹脂組成物の組成、および溶融混練時の条件を表2に示すように変更した以外は、実施例1と同様の操作をおこなってポリアミド樹脂組成物ペレットを得た。
Examples 2-10 , 14-17 , Comparative Examples 1-11 , Reference Examples 1-3
The same operation as in Example 1 was carried out to obtain polyamide resin composition pellets, except that the composition of the polyamide resin composition and the conditions at the time of melt-kneading were changed as shown in Table 2.

得られたポリアミド樹脂組成物ペレットを用い、各種評価試験を行った。その結果を表2に示す。 Various evaluation tests were carried out using the obtained polyamide resin composition pellets. The results are shown in Table 2.

Figure 0006823860
Figure 0006823860

実施例1〜10、14〜17のポリアミド樹脂組成物においては、ポリアミドの質量減少率が低く、得られた成形体のウェルド部の引張強度は、ポリアミド単独の成形体(比較例1)や、強化材の添加によりウェルド部の引張強度が低下した成形体(比較例2)の引張強度よりも向上し、溶融混練時や成形時に窒素を封入した実施例においては、滞留時間が300秒と長くなっても、ウェルド部の引張強度の低下は抑制され、滞留安定性に優れるものであった。
分子量が140以上のモノカルボン酸を含有するポリアミド(A−1)、(A−2)、(A−4)を含有する実施例1、6、8の樹脂組成物は、分子量が140未満のモノカルボン酸を含有するポリアミド(A−3)を含有する実施例7の樹脂組成物と比較して、ポリアミドの質量減少率が小さく、得られた成形体はウェルド部の引張強度が高かった。
脂肪族モノカルボン酸を含有するポリアミド(A−1)を含有する実施例1の樹脂組成物は、芳香族モノカルボン酸を含有するポリアミド(A−3)を含有する実施例7の樹脂組成物よりも、ポリアミドの質量減少率が小さく、得られた成形体はウェルド部の引張強度が高かった。
1,10−デカンジアミンを含有するポリアミド(A−1)を含有する実施例1の樹脂組成物は、1,9−ノナンジアミンを含有するポリアミド(A−2)を含有する実施例6の樹脂組成物よりも、機械的特性が優れていた。
In the polyamide resin compositions of Examples 1 to 10 and 14 to 17, the mass reduction rate of polyamide was low, and the tensile strength of the weld portion of the obtained molded product was determined by the polyamide-only molded product (Comparative Example 1) or The tensile strength of the weld portion was reduced by the addition of the reinforcing material, which was higher than the tensile strength of the molded product (Comparative Example 2), and in the examples in which nitrogen was sealed during melt kneading or molding, the residence time was as long as 300 seconds. Even so, the decrease in the tensile strength of the welded portion was suppressed, and the retention stability was excellent.
The resin compositions of Examples 1, 6 and 8 containing the polyamides (A-1), (A-2) and (A-4) containing a monocarboxylic acid having a molecular weight of 140 or more have a molecular weight of less than 140. Compared with the resin composition of Example 7 containing the polyamide (A-3) containing a monocarboxylic acid, the mass reduction rate of the polyamide was small, and the obtained molded product had a high tensile strength at the weld portion.
The resin composition of Example 1 containing the polyamide (A-1) containing an aliphatic monocarboxylic acid is the resin composition of Example 7 containing the polyamide (A-3) containing an aromatic monocarboxylic acid. The mass reduction rate of polyamide was smaller than that of the above, and the obtained molded product had high tensile strength at the welded portion.
The resin composition of Example 1 containing the polyamide (A-1) containing 1,10-decanediamine is the resin composition of Example 6 containing the polyamide (A-2) containing 1,9-nonanediamine. It had better mechanical properties than the thing.

比較例1のポリアミド単独成形体は、非ウェルド部、ウェルド部の引張強度が同じである。ポリアミドに強化材を添加して成形した比較例2の成形体では、非ウェルド部の引張強度が著しく向上したものの、ウェルド部の引張強度は低下した。
ポリアミド樹脂組成物の製造において、タルクを基部(主供給口)から添加した比較例3、6や、タルクを基部とサイドフィーダーとから添加した比較例4や、サイドフィーダー1箇所当たりのタルク添加量が1質量部を超えた比較例5、7や、タルクの添加量が5質量部を超えた比較例8や、強化材を基部から添加した比較例9の樹脂組成物は、いずれも、ポリアミドの質量減少率が高く、得られた成形体のウェルド部の引張強度は、比較例1、2のそれよりも低く、ウェルド部の引張強度を向上させることができなかった。

The polyamide-only molded product of Comparative Example 1 has the same tensile strength in the non-welded portion and the welded portion. In the molded product of Comparative Example 2 formed by adding a reinforcing material to polyamide, the tensile strength of the non-welded portion was remarkably improved, but the tensile strength of the welded portion was decreased.
In the production of the polyamide resin composition, Comparative Examples 3 and 6 in which talc was added from the base (main supply port), Comparative Example 4 in which talc was added from the base and the side feeder, and the amount of talc added per side feeder. The resin compositions of Comparative Examples 5 and 7 in which the amount of talc exceeded 1 part by mass, Comparative Example 8 in which the amount of talc added exceeded 5 parts by mass, and Comparative Example 9 in which the reinforcing material was added from the base were all polyamides. The tensile strength of the welded portion of the obtained molded product was lower than that of Comparative Examples 1 and 2, and the tensile strength of the welded portion could not be improved.

Claims (8)

ポリアミド(A)100質量部と、強化材(B)0.1〜100質量部と、タルク(C)0.1〜5質量部を含有するポリアミド樹脂組成物であって、
ポリアミド樹脂組成物を150℃/分で330℃まで昇温した後に330℃で60分間加熱した時のポリアミド(A)の質量減少率が3.0質量%以下であり、
ポリアミド樹脂組成物を、不活性ガス雰囲気下、滞留時間300秒で射出成形した試験片のウェルド部の引張強度が75MPa以上であることを特徴とするポリアミド樹脂組成物。
A polyamide resin composition containing 100 parts by mass of polyamide (A), 0.1 to 100 parts by mass of reinforcing material (B), and 0.1 to 5 parts by mass of talc (C).
Ri mass reduction rate of the polyamide (A) is 3.0% by mass or less when the polyamide resin composition was heated for 60 minutes at 0.99 ° C. / min at 330 ° C. After the temperature was raised to 330 ° C.,
The polyamide resin composition, an inert gas atmosphere, a polyamide resin composition which tensile strength of the weld portion is characterized in der Rukoto than 75MPa injection molded test piece with a residence time of 300 seconds.
ポリアミド(A)の質量減少率が2.0質量%以下であることを特徴とする請求項1記載のポリアミド樹脂組成物。 The polyamide resin composition according to claim 1, wherein the weight reduction rate of the polyamide (A) is 2.0% by mass or less. 請求項1記載のポリアミド樹脂組成物を製造するための方法であって、
ポリアミド(A)の重合およびポリアミド(A)と強化材(B)とタルク(C)の溶融混練を、不活性ガス雰囲気下にて実施し、
ポリアミド(A)と強化材(B)とタルク(C)の溶融混練において、溶融混練機に1以上のサイドフィーダーを設置し、サイドフィーダー1箇所当たりのタルク(C)の添加量が、ポリアミド(A)100質量部に対して1質量部以下となるように、タルク(C)をサイドフィーダーから添加することを特徴とするポリアミド樹脂組成物の製造方法。
A method for producing the polyamide resin composition according to claim 1.
Polymerization of the polyamide (A) and melt-kneading of the polyamide (A), the reinforcing material (B) and the talc (C) were carried out in an inert gas atmosphere.
In the melt-kneading of polyamide (A), reinforcing material (B) and talc (C), one or more side feeders are installed in the melt-kneader, and the amount of talc (C) added per side feeder is determined by the polyamide (A). A) A method for producing a polyamide resin composition, which comprises adding talc (C) from a side feeder so as to be 1 part by mass or less with respect to 100 parts by mass.
ポリアミド(A)と強化材(B)とタルク(C)の溶融混練において、強化材(B)を、溶融混練機の基部を除く複数箇所から添加することを特徴とする請求項3記載のポリアミド樹脂組成物の製造方法。 The polyamide according to claim 3, wherein in the melt-kneading of the polyamide (A), the reinforcing material (B), and the talc (C), the reinforcing material (B) is added from a plurality of locations excluding the base of the melt-kneading machine. A method for producing a resin composition. 請求項1または2記載のポリアミド樹脂組成物を成形してなることを特徴とする成形体。 A molded product obtained by molding the polyamide resin composition according to claim 1 or 2. 請求項1または2記載のポリアミド樹脂組成物を成形してなるウェルド部含有成形体。 A welded portion-containing molded product obtained by molding the polyamide resin composition according to claim 1 or 2. 請求項記載のウェルド部含有成形体を備える摺動部材。 A sliding member including the weld portion-containing molded body according to claim 6 . 請求項記載の摺動部材を備える工作機械。 A machine tool comprising the sliding member according to claim 7 .
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