JP6825562B2 - ポリアミド樹脂および成形品 - Google Patents
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Description
本発明は、新規なポリアミド樹脂および成形品に関する。特に、透明性と耐熱老化性に優れたポリアミド樹脂およびその成形品に関する。
従来から、ビス（アミノメチル）シクロヘキサンとジカルボン酸を重縮合させてなるポリアミド樹脂が検討されている。
例えば、特許文献１には、ビス（アミノメチル）シクロヘキサンを４０モル％以上含むジアミン成分とイソフタル酸および／またはテレフタル酸を５０モル％以上含むジカルボン酸成分からなる耐熱性ポリアミド樹脂が開示されている。特許文献１の実施例では、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンと、イソフタル酸と、テレフタル酸の重縮合物であるポリアミド樹脂が記載されている。
また、特許文献２には、ジアミン成分中にシス−１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン６０〜１００モル％とトランス−１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン４０〜０モル％の混合物（モル％の合計は１００モル％である）を７０モル％以上含むジアミンと、ジカルボン酸成分中に炭素数４〜２０のα，ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸を７０モル％以上含むジカルボン酸とを重縮合して得られるポリアミド樹脂（Ａ）７０〜１００質量％と、ポリアミド樹脂（Ａ）以外の他の熱可塑性樹脂（Ｂ）３０〜０質量％（質量％の合計は１００質量％である）からなる混合樹脂（Ｃ）１００質量部に対し、無機充填物を１０〜１５０質量部配合してなるポリアミド樹脂組成物が記載されている。ここで、特許文献２の実施例では、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンとアジピン酸の重縮合物であるポリアミド樹脂が記載されている。
例えば、特許文献１には、ビス（アミノメチル）シクロヘキサンを４０モル％以上含むジアミン成分とイソフタル酸および／またはテレフタル酸を５０モル％以上含むジカルボン酸成分からなる耐熱性ポリアミド樹脂が開示されている。特許文献１の実施例では、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンと、イソフタル酸と、テレフタル酸の重縮合物であるポリアミド樹脂が記載されている。
また、特許文献２には、ジアミン成分中にシス−１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン６０〜１００モル％とトランス−１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン４０〜０モル％の混合物（モル％の合計は１００モル％である）を７０モル％以上含むジアミンと、ジカルボン酸成分中に炭素数４〜２０のα，ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸を７０モル％以上含むジカルボン酸とを重縮合して得られるポリアミド樹脂（Ａ）７０〜１００質量％と、ポリアミド樹脂（Ａ）以外の他の熱可塑性樹脂（Ｂ）３０〜０質量％（質量％の合計は１００質量％である）からなる混合樹脂（Ｃ）１００質量部に対し、無機充填物を１０〜１５０質量部配合してなるポリアミド樹脂組成物が記載されている。ここで、特許文献２の実施例では、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンとアジピン酸の重縮合物であるポリアミド樹脂が記載されている。
かかる状況のもと、本発明者が検討を行った結果、特許文献１に記載のポリアミド樹脂および特許文献２に記載のポリアミド樹脂は、透明性および耐熱老化性の少なくとも一方に劣ることを見出した。
本発明は、かかる課題を解決することを目的とするものであって、高い透明性および優れた耐熱老化性を有するポリアミド樹脂を提供することを目的とする。
本発明は、かかる課題を解決することを目的とするものであって、高い透明性および優れた耐熱老化性を有するポリアミド樹脂を提供することを目的とする。
かかる状況のもと、本発明者が鋭意検討を行った結果、下記手段＜１＞により、好ましくは＜２＞〜＜９＞により、上記課題を解決しうることを見出した。
＜１＞ジアミン由来の構成単位とジカルボン酸由来の構成単位を含み、前記ジアミン由来の構成単位の７０モル％以上が、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンに由来し、
前記ジカルボン酸由来の構成単位の、１０〜９０モル％がイソフタル酸に由来し、９０〜１０モル％が炭素数８〜１２の直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来し、かつ、テレフタル酸に由来する構成単位を実質的に含まないポリアミド樹脂。
＜２＞前記ジカルボン酸由来の構成単位の、３０〜７０モル％がイソフタル酸に由来し、７０〜３０モル％が炭素数８〜１２の直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来する、＜１＞に記載のポリアミド樹脂。
＜３＞炭素数８〜１２の直鎖脂肪族ジカルボン酸が、セバシン酸である、＜１＞または＜２＞に記載のポリアミド樹脂。
＜４＞前記ポリアミド樹脂のせん断速度１２２ｓｅｃ-1、２８０℃、保持時間６分における溶融粘度が、２００〜１２００Ｐａ・ｓである、＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載のポリアミド樹脂。
＜５＞前記ポリアミド樹脂の数平均分子量が８０００〜２５０００である、＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載のポリアミド樹脂。
＜６＞前記ポリアミド樹脂のガラス転移温度が１００〜１９０℃である、＜１＞〜＜５＞のいずれかに記載のポリアミド樹脂。
＜７＞前記ジアミン由来の構成単位を構成する１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンは、シス体とトランス体のモル比率（シス／トランス）が、１００／０〜５０／５０である、＜１＞〜＜６＞のいずれかに記載のポリアミド樹脂。
＜８＞非晶性である、＜１＞〜＜７＞のいずれかに記載のポリアミド樹脂。
＜９＞＜１＞〜＜８＞のいずれかに記載のポリアミド樹脂を含む組成物を成形してなる成形品。
＜１＞ジアミン由来の構成単位とジカルボン酸由来の構成単位を含み、前記ジアミン由来の構成単位の７０モル％以上が、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンに由来し、
前記ジカルボン酸由来の構成単位の、１０〜９０モル％がイソフタル酸に由来し、９０〜１０モル％が炭素数８〜１２の直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来し、かつ、テレフタル酸に由来する構成単位を実質的に含まないポリアミド樹脂。
＜２＞前記ジカルボン酸由来の構成単位の、３０〜７０モル％がイソフタル酸に由来し、７０〜３０モル％が炭素数８〜１２の直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来する、＜１＞に記載のポリアミド樹脂。
＜３＞炭素数８〜１２の直鎖脂肪族ジカルボン酸が、セバシン酸である、＜１＞または＜２＞に記載のポリアミド樹脂。
＜４＞前記ポリアミド樹脂のせん断速度１２２ｓｅｃ-1、２８０℃、保持時間６分における溶融粘度が、２００〜１２００Ｐａ・ｓである、＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載のポリアミド樹脂。
＜５＞前記ポリアミド樹脂の数平均分子量が８０００〜２５０００である、＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載のポリアミド樹脂。
＜６＞前記ポリアミド樹脂のガラス転移温度が１００〜１９０℃である、＜１＞〜＜５＞のいずれかに記載のポリアミド樹脂。
＜７＞前記ジアミン由来の構成単位を構成する１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンは、シス体とトランス体のモル比率（シス／トランス）が、１００／０〜５０／５０である、＜１＞〜＜６＞のいずれかに記載のポリアミド樹脂。
＜８＞非晶性である、＜１＞〜＜７＞のいずれかに記載のポリアミド樹脂。
＜９＞＜１＞〜＜８＞のいずれかに記載のポリアミド樹脂を含む組成物を成形してなる成形品。
本発明により、高い透明性および優れた耐熱老化性を有するポリアミド樹脂を提供可能になった。
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。尚、本明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
本発明のポリアミド樹脂は、ジアミン由来の構成単位とジカルボン酸由来の構成単位を含み、前記ジアミン由来の構成単位の７０モル％以上が、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンに由来し、前記ジカルボン酸由来の構成単位の、１０〜９０モル％がイソフタル酸に由来し、９０〜１０モル％が炭素数８〜１２の直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来し、かつ、テレフタル酸に由来する構成単位を実質的に含まないことを特徴とする。このような構成とすることにより、透過率が高く、耐熱老化性に優れたポリアミド樹脂が得られる。さらに、溶融粘度が低く、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高いポリアミド樹脂とすることができる。
本発明では、ジアミン由来の構成単位の７０モル％以上が、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンに由来する。ジアミン由来の構成単位は、好ましくは８０モル％以上、より好ましくは９０モル％以上、特に好ましくは９５モル％以上、一層好ましくは９８モル％以上、より一層好ましくは９９モル％以上が、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンに由来する。
１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン以外のジアミンとしては、１，４−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン等の脂肪族ジアミン、パラフェニレンジアミン、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン等の芳香族ジアミン等が例示される。これらの他のジアミンは、１種類のみでも２種類以上であってもよい。
ポリアミド樹脂の原料ジアミンである１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンは、シス体とトランス体があるが、本発明において、異性体モル比（シス／トランス）は、好ましくは１００／０〜５０／５０であり、より好ましくは９０／１０〜６０／４０であり、さらに好ましくは８０／２０〜７０／３０である。
１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン以外のジアミンとしては、１，４−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン等の脂肪族ジアミン、パラフェニレンジアミン、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン等の芳香族ジアミン等が例示される。これらの他のジアミンは、１種類のみでも２種類以上であってもよい。
ポリアミド樹脂の原料ジアミンである１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンは、シス体とトランス体があるが、本発明において、異性体モル比（シス／トランス）は、好ましくは１００／０〜５０／５０であり、より好ましくは９０／１０〜６０／４０であり、さらに好ましくは８０／２０〜７０／３０である。
本発明では、ジカルボン酸由来の構成単位の、１０〜９０モル％がイソフタル酸に由来し、９０〜１０モル％が炭素数８〜１２の直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来し、かつ、テレフタル酸に由来する構成単位を実質的に含まない。
ここでテレフタル酸に由来する構成単位を実質的に含まないとは、例えば、ジカルボン酸由来の構成単位を構成する全ジカルボン酸のうち、テレフタル酸が１０モル％以下であることをいい、５モル％以下が好ましく、３モル％以下がより好ましく、１モル％以下がさらに好ましい。下限値としては、０モル％であってもよい。
前記ジカルボン酸由来の構成単位を構成する全ジカルボン酸のうち、イソフタル酸の割合の下限値は、２０モル％以上が好ましく、３０モル％以上がより好ましく、４０モル％以上がさらに好ましく、５０モル％以上が一層好ましく、５１モル％以上とすることもできる。前記イソフタル酸の割合の上限値は、８０モル％以下が好ましく、７５モル％以下がより好ましく、７０モル％以下がさらに好ましく、６８モル％以下が一層好ましく、６５モル％以下がより一層好ましい。このような範囲とすることにより、ポリアミド樹脂の透明性がより向上する傾向にあり好ましい。
ここでテレフタル酸に由来する構成単位を実質的に含まないとは、例えば、ジカルボン酸由来の構成単位を構成する全ジカルボン酸のうち、テレフタル酸が１０モル％以下であることをいい、５モル％以下が好ましく、３モル％以下がより好ましく、１モル％以下がさらに好ましい。下限値としては、０モル％であってもよい。
前記ジカルボン酸由来の構成単位を構成する全ジカルボン酸のうち、イソフタル酸の割合の下限値は、２０モル％以上が好ましく、３０モル％以上がより好ましく、４０モル％以上がさらに好ましく、５０モル％以上が一層好ましく、５１モル％以上とすることもできる。前記イソフタル酸の割合の上限値は、８０モル％以下が好ましく、７５モル％以下がより好ましく、７０モル％以下がさらに好ましく、６８モル％以下が一層好ましく、６５モル％以下がより一層好ましい。このような範囲とすることにより、ポリアミド樹脂の透明性がより向上する傾向にあり好ましい。
前記ジカルボン酸由来の構成単位を構成する全ジカルボン酸のうち、炭素数８〜１２の直鎖脂肪族ジカルボン酸の割合の下限値は、２０モル％以上が好ましく、２５モル％以上がより好ましく、３０モル％以上がさらに好ましく、３２モル％以上が一層好ましく、３５モル％以上がより一層好ましい。前記炭素数８〜１２の直鎖脂肪族ジカルボン酸の割合の上限値は、８０モル％以下が好ましく、７０モル％以下がより好ましく、６０モル％以下がさらに好ましく、５０モル％以下が一層好ましく、４９モル％以下とすることもできる。
炭素数８〜１２の直鎖脂肪族ジカルボン酸としては、炭素数８〜１２のα，ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸であることがより好ましく、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、１，９−ノナンジカルボン酸、１，１０−デカンジカルボン酸がさらに好ましく、セバシン酸が特に好ましい。炭素数８〜１２の直鎖脂肪族ジカルボン酸は、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。このような範囲とすることにより、ポリアミド樹脂の耐熱老化性がより向上する傾向にあり好ましい。
炭素数８〜１２の直鎖脂肪族ジカルボン酸としては、炭素数８〜１２のα，ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸であることがより好ましく、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、１，９−ノナンジカルボン酸、１，１０−デカンジカルボン酸がさらに好ましく、セバシン酸が特に好ましい。炭素数８〜１２の直鎖脂肪族ジカルボン酸は、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。このような範囲とすることにより、ポリアミド樹脂の耐熱老化性がより向上する傾向にあり好ましい。
ジカルボン酸由来の構成単位を構成する全ジカルボン酸のうち、イソフタル酸と炭素数８〜１２の直鎖脂肪族ジカルボン酸の合計の割合は、９０モル％以上であることが好ましく、９５モル％以上であることが好ましく、９８モル％以上であることがさらに好ましく、１００モル％であってもよい。このような割合とすることにより、ポリアミド樹脂の透明性および耐熱老化性がより向上する傾向にある。
イソフタル酸と炭素数８〜１２の直鎖脂肪族ジカルボン酸以外のジカルボン酸としては、炭素数７以下の脂肪族ジカルボン酸、炭素数６〜１２の脂環式ジカルボン酸等が例示される。これらの具体例としては、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸等が例示される。
本発明における、ジカルボン酸由来の構成単位の好ましい実施形態として、３０〜７０モル％がイソフタル酸に由来し、７０〜３０モル％が炭素数８〜１２の直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来する態様が例示される。本実施形態では、他のジカルボン酸由来の構成単位は、０〜３モル％であることが好ましい。本実施形態のより好ましい範囲は、上述の好ましい範囲と同様である。
尚、本発明のポリアミド樹脂は、ジカルボン酸由来の構成単位とジアミン由来の構成単位を含むが、ジカルボン酸由来の構成単位およびジアミン由来の構成単位以外の構成単位や、末端基等の他の部位を含みうる。他の構成単位としては、ε−カプロラクタム、バレロラクタム、ラウロラクタム、ウンデカラクタム等のラクタム、１１−アミノウンデカン酸、１２−アミノドデカン酸等のアミノカルボン酸等由来の構成単位が例示できるが、これらに限定されるものではない。さらに、本発明のポリアミド樹脂は、合成に用いた添加剤等の微量成分が含まれる場合もあるであろう。本発明で用いるポリアミド樹脂は、通常、その９５質量％以上、好ましくは９８質量％以上が、ジカルボン酸由来の構成単位またはジアミン由来の構成単位である。
本発明のポリアミド樹脂は、リン原子含有化合物を添加して溶融重縮合（溶融重合）法により製造される。溶融重縮合法としては、溶融させた原料ジカルボン酸に原料ジアミンを滴下しつつ加圧下で昇温し、縮合水を除きながら重合させる方法、もしくは、原料ジアミンと原料ジカルボン酸から構成される塩を水の存在下で、加圧下で昇温し、加えた水および縮合水を除きながら溶融状態で重合させる方法が好ましい。
本発明のポリアミド樹脂の重縮合系内に添加されるリン原子含有化合物としては、ジメチルホスフィン酸、フェニルメチルホスフィン酸、次亜リン酸、次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウム、次亜リン酸リチウム、次亜リン酸カルシウム、次亜リン酸エチル、フェニル亜ホスホン酸、フェニル亜ホスホン酸ナトリウム、フェニル亜ホスホン酸カリウム、フェニル亜ホスホン酸リチウム、フェニル亜ホスホン酸エチル、フェニルホスホン酸、エチルホスホン酸、フェニルホスホン酸ナトリウム、フェニルホスホン酸カリウム、フェニルホスホン酸リチウム、フェニルホスホン酸ジエチル、エチルホスホン酸ナトリウム、エチルホスホン酸カリウム、亜リン酸、亜リン酸水素ナトリウム、亜リン酸ナトリウム、亜リン酸トリエチル、亜リン酸トリフェニル、ピロ亜リン酸等が挙げられ、これらの中でも特に次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウム、次亜リン酸リチウム、次亜リン酸カルシウム等の次亜リン酸金属塩がアミド化反応を促進する効果が高く、かつ着色防止効果にも優れるため好ましく用いられ、特に次亜リン酸カルシウムが好ましい。本発明で使用できるリン原子含有化合物はこれらの化合物に限定されない。
溶融重縮合で得られた本発明のポリアミド樹脂は一旦取り出され、ペレット化された後、乾燥して使用されることが好ましい。
本発明のポリアミド樹脂は、せん断速度１２２ｓｅｃ-1、２８０℃、保持時間６分における溶融粘度が、２００〜１２００Ｐａ・ｓであることが好ましく、３００〜１０００Ｐａ・ｓであることがさらに好ましく、４００〜９００Ｐａ・ｓとすることもでき、特には、４００〜７００Ｐａ・ｓとすることもできる。本発明のポリアミド樹脂は、このような低い溶融粘度としても、成形品のバリを効果的に抑制することができる。
溶融粘度の測定方法は、後述する実施例で記載する方法に従う。実施例で採用する機器が、廃版等により入手困難な場合は、他の同等の性能を有する機器を用いることができる。以下、他の測定方法についても、同様である。
溶融粘度の測定方法は、後述する実施例で記載する方法に従う。実施例で採用する機器が、廃版等により入手困難な場合は、他の同等の性能を有する機器を用いることができる。以下、他の測定方法についても、同様である。
本発明のポリアミド樹脂は、数平均分子量が８０００〜２５０００であることが好ましく、１００００〜２００００であることがより好ましく、１２０００〜１９０００とすることもできる。数平均分子量の測定方法は、後述する実施例で記載する方法に従う。
本発明のポリアミド樹脂は、ガラス転移温度が１００〜１９０℃であることが好ましく、１２０〜１７０℃であることがより好ましい。本発明ではこのような高いＴｇとすることができるため、高温条件下でも物性低下しづらいというメリットがある。ガラス転移温度の測定方法は、後述する実施例で記載する方法に従う。
本発明のポリアミド樹脂は、非晶性のポリアミド樹脂とすることができる。ここで、非晶性のポリアミド樹脂とは、明確な融点を持たない樹脂であり、具体的には、結晶融解エンタルピーΔＨｍが５Ｊ／ｇ未満であることをいう。
本発明のポリアミド樹脂は、２ｍｍ厚さの成形品のヘイズが４．５％以下であることが好ましく、４．０％以下であることがより好ましく、３．５％以下であることがさらに好ましく、３．０％以下とすることもでき、さらには２．５％以下とすることもできる。ヘイズの下限値としては、０％が好ましいが、０．００１％以上でも、実用上問題のないレベルである。本発明におけるヘイズは、後述する実施例に記載の方法で測定した値とする。
本発明のポリアミド樹脂は、機械的強度に優れたポリアミド樹脂である。
本発明のポリアミド樹脂は、ＩＳＯ１７８に従った曲げ弾性率が２．０ＧＰａ以上であることが好ましく、２．２ＧＰａ以上であることがより好ましく、２．５ＧＰａ以上であることが特に好ましい。上限値は特に定めるものではないが、例えば、５．０ＧＰａ以下とすることができる。
本発明のポリアミド樹脂は、ＩＳＯ１７８に従った曲げ強度が８０ＭＰａ以上であることが好ましく、１００ＭＰａ以上であることがより好ましく、１２０ＭＰａ以上であることが特に好ましい。上限値は特に定めるものではないが、例えば、３００ＭＰａ以下とすることができる。
本発明のポリアミド樹脂は、ＩＳＯ１７８に従った曲げ弾性率が２．０ＧＰａ以上であることが好ましく、２．２ＧＰａ以上であることがより好ましく、２．５ＧＰａ以上であることが特に好ましい。上限値は特に定めるものではないが、例えば、５．０ＧＰａ以下とすることができる。
本発明のポリアミド樹脂は、ＩＳＯ１７８に従った曲げ強度が８０ＭＰａ以上であることが好ましく、１００ＭＰａ以上であることがより好ましく、１２０ＭＰａ以上であることが特に好ましい。上限値は特に定めるものではないが、例えば、３００ＭＰａ以下とすることができる。
本発明のポリアミド樹脂は、ポリアミド樹脂を含む組成物を成形してなる成形品として用いることができる。前記組成物は、本発明のポリアミド樹脂１種類または２種類以上のみからなってもよいし、他の成分を含んでいても良い。
他の成分としては、本発明のポリアミド樹脂以外の他のポリアミド樹脂、ポリアミド樹脂以外の熱可塑性樹脂、充填剤、艶消剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤、難燃剤、帯電防止剤、着色防止剤、ゲル化防止剤等の添加剤を必要に応じて添加することができる。これらの添加剤は、それぞれ、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。
他のポリアミド樹脂としては、具体的には、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド４６、ポリアミド６／６６（ポリアミド６成分およびポリアミド６６成分からなる共重合体）、ポリアミド６１０、ポリアミド６１２、ポリアミド１１、ポリアミド１２が例示される。これらの他のポリアミド樹脂は、それぞれ、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。
ポリアミド樹脂以外の熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート等のポリエステル樹脂を例示できる。これらのポリアミド樹脂以外の熱可塑性樹脂は、それぞれ、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。
他の成分としては、本発明のポリアミド樹脂以外の他のポリアミド樹脂、ポリアミド樹脂以外の熱可塑性樹脂、充填剤、艶消剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤、難燃剤、帯電防止剤、着色防止剤、ゲル化防止剤等の添加剤を必要に応じて添加することができる。これらの添加剤は、それぞれ、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。
他のポリアミド樹脂としては、具体的には、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド４６、ポリアミド６／６６（ポリアミド６成分およびポリアミド６６成分からなる共重合体）、ポリアミド６１０、ポリアミド６１２、ポリアミド１１、ポリアミド１２が例示される。これらの他のポリアミド樹脂は、それぞれ、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。
ポリアミド樹脂以外の熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート等のポリエステル樹脂を例示できる。これらのポリアミド樹脂以外の熱可塑性樹脂は、それぞれ、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。
ポリアミド樹脂を含む組成物を成形してなる成形品としては、フィルム、シート、薄肉成形品、中空成形品等を含む各種成形品に用いることができる。かかる成形品の利用分野としては、自動車等輸送機部品、一般機械部品、精密機械部品、電子・電気機器部品、ＯＡ機器部品、建材・住設関連部品、医療装置、レジャースポーツ用品、遊戯具、医療品、食品包装用フィルム等の日用品、防衛および航空宇宙製品等が挙げられる。
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。
実施例１
＜１，３−ＢＡＣ１０Ｉ−１の合成＞
撹拌機、分縮器、全縮器、圧力調整器、温度計、滴下槽およびポンプ、アスピレーター、窒素導入管、底排弁、ストランドダイを備えた内容積５０Lの耐圧反応容器に、精怦したセバシン酸（伊藤精油製）７０００ｇ（３４．６１ｍｏｌ）、イソフタル酸（エイ・ジイ・インタナショナル・ケミカル製）５７５０ｇ（３４．６１ｍｏｌ）、次亜リン酸カルシウム（関東化学製）３．３ｇ（０．０１９ｍｏｌ）、酢酸ナトリウム（関東化学製）１．４ｇ（０．０１８ｍｏｌ）を入れ、十分に窒素置換した後、反応容器内を密閉し、容器内を０．４ＭＰａに保ちながら撹拌下２００℃まで昇温した。２００℃に到達後、反応容器内の原料へ滴下槽に貯めた１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン（１，３−ＢＡＣ、異性体モル比：シス／トランス＝７５／２５）（三菱ガス化学製）９８４７ｇ（６９．２２ｍｏｌ）の滴下を開始し、容器内を０．４ＭＰａに保ちながら生成する縮合水を系外へ除きながら反応槽内を２９５℃まで昇温した。１，３−ＢＡＣの滴下終了後、反応容器内を徐々に常圧に戻し、次いでアスピレーターを用いて反応槽内を８０ｋＰａに減圧して縮合水を除いた。減圧中に撹拌機の撹拌トルクを観察し、所定のトルクに達した時点で撹拌を止め、反応槽内を窒素で加圧し、底排弁を開け、ストランドダイからポリマーを抜き出してストランド化したのち、冷却してペレタイザーによりペレット化することにより、ポリアミド樹脂を得た。得られたポリアミド樹脂を、「１，３−ＢＡＣ１０Ｉ−１」という。得られたポリアミド樹脂について、以下の評価を行った。結果を表１に示す。
＜１，３−ＢＡＣ１０Ｉ−１の合成＞
撹拌機、分縮器、全縮器、圧力調整器、温度計、滴下槽およびポンプ、アスピレーター、窒素導入管、底排弁、ストランドダイを備えた内容積５０Lの耐圧反応容器に、精怦したセバシン酸（伊藤精油製）７０００ｇ（３４．６１ｍｏｌ）、イソフタル酸（エイ・ジイ・インタナショナル・ケミカル製）５７５０ｇ（３４．６１ｍｏｌ）、次亜リン酸カルシウム（関東化学製）３．３ｇ（０．０１９ｍｏｌ）、酢酸ナトリウム（関東化学製）１．４ｇ（０．０１８ｍｏｌ）を入れ、十分に窒素置換した後、反応容器内を密閉し、容器内を０．４ＭＰａに保ちながら撹拌下２００℃まで昇温した。２００℃に到達後、反応容器内の原料へ滴下槽に貯めた１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン（１，３−ＢＡＣ、異性体モル比：シス／トランス＝７５／２５）（三菱ガス化学製）９８４７ｇ（６９．２２ｍｏｌ）の滴下を開始し、容器内を０．４ＭＰａに保ちながら生成する縮合水を系外へ除きながら反応槽内を２９５℃まで昇温した。１，３−ＢＡＣの滴下終了後、反応容器内を徐々に常圧に戻し、次いでアスピレーターを用いて反応槽内を８０ｋＰａに減圧して縮合水を除いた。減圧中に撹拌機の撹拌トルクを観察し、所定のトルクに達した時点で撹拌を止め、反応槽内を窒素で加圧し、底排弁を開け、ストランドダイからポリマーを抜き出してストランド化したのち、冷却してペレタイザーによりペレット化することにより、ポリアミド樹脂を得た。得られたポリアミド樹脂を、「１，３−ＢＡＣ１０Ｉ−１」という。得られたポリアミド樹脂について、以下の評価を行った。結果を表１に示す。
＜溶融粘度の測定＞
ポリアミド樹脂の溶融粘度は、キャピログラフを用い、ダイとして直径１ｍｍ×１０ｍｍ長さのものを用い、見かけのせん断速度１２２ｓｅｃ-1、測定温度２８０℃、保持時間６分、サンプル水分１０００質量ｐｐｍ以下の条件で測定した。本実施例では、キャピログラフとして、（株）東洋精機製のキャピログラフＤ−１を用いた。
ポリアミド樹脂の溶融粘度は、キャピログラフを用い、ダイとして直径１ｍｍ×１０ｍｍ長さのものを用い、見かけのせん断速度１２２ｓｅｃ-1、測定温度２８０℃、保持時間６分、サンプル水分１０００質量ｐｐｍ以下の条件で測定した。本実施例では、キャピログラフとして、（株）東洋精機製のキャピログラフＤ−１を用いた。
＜ガラス転移温度（Ｔｇ）の測定＞
ガラス転移温度は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いて、窒素気流中、室温から２５０℃まで昇温速度１０℃／分で加熱したのち、ただちに室温以下まで冷却し、再び室温から２５０℃まで昇温速度１０℃／分で加熱した際のガラス転移温度を測定した。本実施例では、示差走査熱量計として、（株）島津製作所製ＤＳＣ−６０を用いた。
また、ＪＩＳ Ｋ７１２１に準じて、昇温過程におけるポリアミド樹脂の結晶融解エンタルピーΔＨｍ（Ｘ）を測定した。
ガラス転移温度は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いて、窒素気流中、室温から２５０℃まで昇温速度１０℃／分で加熱したのち、ただちに室温以下まで冷却し、再び室温から２５０℃まで昇温速度１０℃／分で加熱した際のガラス転移温度を測定した。本実施例では、示差走査熱量計として、（株）島津製作所製ＤＳＣ−６０を用いた。
また、ＪＩＳ Ｋ７１２１に準じて、昇温過程におけるポリアミド樹脂の結晶融解エンタルピーΔＨｍ（Ｘ）を測定した。
＜数平均分子量（Ｍｎ）＞
ポリアミド樹脂０．３ｇを、フェノール／エタノール＝ ４／１容量溶液に２０〜３０℃ で撹拌溶解させ、完全に溶解した後、撹拌しつつ、メタノール５ｍｌで容器内壁を洗い流し、０．０１ｍ ｏｌ／Ｌ塩酸水溶液で中和滴定して末端アミノ基濃度〔ＮＨ2〕を求めた。また、ポリアミド樹脂０．３ｇを、ベンジルアルコールに窒素気流下１６０〜１８０℃で撹拌溶解させ、完全に溶解した後、窒素気流下８０℃以下まで冷却し、撹拌しつつメタノール１０ｍｌで容器内壁を洗い流し、０．０１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液で中和滴定して末端カルボキシル基濃度〔ＣＯＯＨ〕を求めた。測定した末端アミノ基濃度〔ＮＨ2〕および末端カルボキシル基濃度〔ＣＯＯＨ〕から、次式によって数平均分子量を求めた。
数平均分子量＝２／（〔ＮＨ2〕＋〔ＣＯＯＨ〕）
〔ＮＨ2〕： 末端アミノ基濃度（当量／ｇ）
〔ＣＯＯＨ〕： 末端カルボキシル基濃度（当量／ｇ）
ポリアミド樹脂０．３ｇを、フェノール／エタノール＝ ４／１容量溶液に２０〜３０℃ で撹拌溶解させ、完全に溶解した後、撹拌しつつ、メタノール５ｍｌで容器内壁を洗い流し、０．０１ｍ ｏｌ／Ｌ塩酸水溶液で中和滴定して末端アミノ基濃度〔ＮＨ2〕を求めた。また、ポリアミド樹脂０．３ｇを、ベンジルアルコールに窒素気流下１６０〜１８０℃で撹拌溶解させ、完全に溶解した後、窒素気流下８０℃以下まで冷却し、撹拌しつつメタノール１０ｍｌで容器内壁を洗い流し、０．０１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液で中和滴定して末端カルボキシル基濃度〔ＣＯＯＨ〕を求めた。測定した末端アミノ基濃度〔ＮＨ2〕および末端カルボキシル基濃度〔ＣＯＯＨ〕から、次式によって数平均分子量を求めた。
数平均分子量＝２／（〔ＮＨ2〕＋〔ＣＯＯＨ〕）
〔ＮＨ2〕： 末端アミノ基濃度（当量／ｇ）
〔ＣＯＯＨ〕： 末端カルボキシル基濃度（当量／ｇ）
＜ヘイズ（Haze）の測定＞
得られたポリアミド樹脂ペレットを乾燥させ、乾燥したペレットを単軸押出機にて設定温度をＴｇ＋１５０℃として押出し、厚さ２ｍｍ厚のプレートを作製した。曇価測定装置を使用して透過法によりヘイズ値を測定した。本実施例では、曇価測定装置として、日本電色工業（株）製、型式：ＣＯＨ−３００Ａを用いた。
得られたポリアミド樹脂ペレットを乾燥させ、乾燥したペレットを単軸押出機にて設定温度をＴｇ＋１５０℃として押出し、厚さ２ｍｍ厚のプレートを作製した。曇価測定装置を使用して透過法によりヘイズ値を測定した。本実施例では、曇価測定装置として、日本電色工業（株）製、型式：ＣＯＨ−３００Ａを用いた。
＜耐熱老化性の評価＞
得られたポリアミド樹脂ペレットを、１２０℃（露点−４０℃）で２４時間真空乾燥したのち、射出成形機（住友重機械工業（株）ＳＥ１３０ＤＵ−ＨＰ）にて、金型温度１００℃、シリンダー温度を２８０℃の条件で、４ｍｍ×１０ｍｍ×８０ｍｍの試験片を作製した。この試験片を熱風乾燥機（ヤマト科学（株）製、ＤＦ６１１）にて、内部温度１２０℃の条件で、試験片を加熱した。３０日経過後に取出し、ＩＳＯ１７８に準じて、オートグラフ（東洋精機（株）製、ベントグラフ）にて、２３℃／５０％ＲＨ環境下で曲げ強度（ＭＰａ）を測定し、初期値からの保持率（％）を求めた。
得られたポリアミド樹脂ペレットを、１２０℃（露点−４０℃）で２４時間真空乾燥したのち、射出成形機（住友重機械工業（株）ＳＥ１３０ＤＵ−ＨＰ）にて、金型温度１００℃、シリンダー温度を２８０℃の条件で、４ｍｍ×１０ｍｍ×８０ｍｍの試験片を作製した。この試験片を熱風乾燥機（ヤマト科学（株）製、ＤＦ６１１）にて、内部温度１２０℃の条件で、試験片を加熱した。３０日経過後に取出し、ＩＳＯ１７８に準じて、オートグラフ（東洋精機（株）製、ベントグラフ）にて、２３℃／５０％ＲＨ環境下で曲げ強度（ＭＰａ）を測定し、初期値からの保持率（％）を求めた。
＜曲げ弾性率および曲げ強度＞
得られたポリアミド樹脂ペレットを、１２０℃（露点−４０℃）で２４時間真空乾燥したのち、射出成形機（住友重機械工業（株）ＳＥ１３０ＤＵ−ＨＰ）にて、金型温度１００℃、シリンダー温度を２８０℃の条件で、４ｍｍ×１０ｍｍ×８０ｍｍの試験片を作製した。
ＩＳＯ１７８に準じて、オートグラフ（東洋精機（株）製、ベントグラフ）にて、２３℃／５０％ＲＨ環境下で曲げ弾性率（ＧＰａ）および曲げ強度（ＭＰａ）を測定した。
得られたポリアミド樹脂ペレットを、１２０℃（露点−４０℃）で２４時間真空乾燥したのち、射出成形機（住友重機械工業（株）ＳＥ１３０ＤＵ−ＨＰ）にて、金型温度１００℃、シリンダー温度を２８０℃の条件で、４ｍｍ×１０ｍｍ×８０ｍｍの試験片を作製した。
ＩＳＯ１７８に準じて、オートグラフ（東洋精機（株）製、ベントグラフ）にて、２３℃／５０％ＲＨ環境下で曲げ弾性率（ＧＰａ）および曲げ強度（ＭＰａ）を測定した。
実施例２
＜１，３−ＢＡＣ１０Ｉ−２の合成＞
実施例１において、セバシン酸とイソフタル酸のモル比率を、３６:６４とし、他は同様に行って、ポリアミド樹脂を得た。得られたポリアミド樹脂を、「１，３−ＢＡＣ１０Ｉ−２」という。
＜各種性能評価＞
実施例１において、ポリアミド樹脂を１，３−ＢＡＣ１０Ｉ−２に変更し、他は同様に行った。
＜１，３−ＢＡＣ１０Ｉ−２の合成＞
実施例１において、セバシン酸とイソフタル酸のモル比率を、３６:６４とし、他は同様に行って、ポリアミド樹脂を得た。得られたポリアミド樹脂を、「１，３−ＢＡＣ１０Ｉ−２」という。
＜各種性能評価＞
実施例１において、ポリアミド樹脂を１，３−ＢＡＣ１０Ｉ−２に変更し、他は同様に行った。
比較例１
＜１，３−ＢＡＣ６Ｉの合成＞
実施例１において、セバシン酸の代わりに等モル数のアジピン酸を使用し、他は同様に行って、ポリアミド樹脂を得た。
得られたポリアミド樹脂を、「１，３−ＢＡＣ６Ｉ」という。
＜各種性能評価＞
実施例１において、ポリアミド樹脂を１，３−ＢＡＣ６Ｉに変更し、他は同様に行った。
＜１，３−ＢＡＣ６Ｉの合成＞
実施例１において、セバシン酸の代わりに等モル数のアジピン酸を使用し、他は同様に行って、ポリアミド樹脂を得た。
得られたポリアミド樹脂を、「１，３−ＢＡＣ６Ｉ」という。
＜各種性能評価＞
実施例１において、ポリアミド樹脂を１，３−ＢＡＣ６Ｉに変更し、他は同様に行った。
比較例２
＜１，３−ＢＡＣ１０Ｔの合成＞
実施例１において、イソフタル酸の代わりに等モル数のテレフタル酸を使用し、他は同様に行って、ポリアミド樹脂を得た。
得られたポリアミド樹脂を、「１，３−ＢＡＣ１０Ｔ」という。
＜各種性能評価＞
実施例１において、ポリアミド樹脂を１，３−ＢＡＣ１０Ｔに変更し、他は同様に行った。
＜１，３−ＢＡＣ１０Ｔの合成＞
実施例１において、イソフタル酸の代わりに等モル数のテレフタル酸を使用し、他は同様に行って、ポリアミド樹脂を得た。
得られたポリアミド樹脂を、「１，３−ＢＡＣ１０Ｔ」という。
＜各種性能評価＞
実施例１において、ポリアミド樹脂を１，３−ＢＡＣ１０Ｔに変更し、他は同様に行った。
結果を下記表に示す。
上記表において、１,３−ＢＡＣは１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンを、ＳＡはセバシン酸を、ＡｄＡはアジピン酸を、ＰＩＡはイソフタル酸を、ＰＴＡはテレフタル酸をそれぞれ示している。
上記結果から明らかなとおり、本発明のポリアミド樹脂は、透明性が高く（Hazeが低く）、耐熱老化性に優れることが分かった。これに対し、ジカルボン酸由来の構成単位が、炭素数７以下の直鎖脂肪族ジカルボン酸とイソフタル酸に由来するポリアミド樹脂（比較例１）は、透明性が低く、かつ、耐熱老化性に劣っていた。また、ジカルボン酸由来の構成単位が、炭素数８〜１２の直鎖脂肪族ジカルボン酸とテレフタル酸に由来するポリアミド樹脂（比較例２）は、透明性が低く、耐熱老化性に劣っていた。
また、実施例１および２の樹脂について、結晶融解エンタルピーΔＨｍは、０Ｊ／ｇであった。すなわち、これらの樹脂が非晶性樹脂であることが確認された。
さらに、特開２０１０−２８５５５３号公報の実施例１に記載のポリアミド樹脂を再現し、上記と同様に評価したところ、ヘイズが高く透明性が低いことが分かった。
また、特開２００１−１１５０１７号公報の製造例１に記載のポリアミド樹脂を再現し、上記と同様に評価したところ、耐熱老化性に劣ることが分かった。
また、実施例１および２の樹脂について、結晶融解エンタルピーΔＨｍは、０Ｊ／ｇであった。すなわち、これらの樹脂が非晶性樹脂であることが確認された。
さらに、特開２０１０−２８５５５３号公報の実施例１に記載のポリアミド樹脂を再現し、上記と同様に評価したところ、ヘイズが高く透明性が低いことが分かった。
また、特開２００１−１１５０１７号公報の製造例１に記載のポリアミド樹脂を再現し、上記と同様に評価したところ、耐熱老化性に劣ることが分かった。
Claims (7)
- ジアミン由来の構成単位とジカルボン酸由来の構成単位を含み、
前記ジアミン由来の構成単位の９５モル％以上が、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンに由来し、
前記ジカルボン酸由来の構成単位の、５１〜７０モル％がイソフタル酸に由来し、４９〜３０モル％が炭素数８〜１２の直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来し、かつ、テレフタル酸に由来する構成単位を実質的に含まず、
非晶性である、ポリアミド樹脂。 - 炭素数８〜１２の直鎖脂肪族ジカルボン酸が、セバシン酸である、請求項１に記載のポリアミド樹脂。
- 前記ポリアミド樹脂のせん断速度１２２ｓｅｃ-1、２８０℃、保持時間６分における溶融粘度が、２００〜１２００Ｐａ・ｓである、請求項１または２に記載のポリアミド樹脂。
- 前記ポリアミド樹脂の数平均分子量が８０００〜２５０００である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のポリアミド樹脂。
- 前記ポリアミド樹脂のガラス転移温度が１００〜１９０℃である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のポリアミド樹脂。
- 前記ジアミン由来の構成単位を構成する１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンは、シス体とトランス体のモル比率（シス／トランス）が、１００／０〜５０／５０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。
- 請求項１〜６のいずれか１項に記載のポリアミド樹脂を含む組成物を成形してなる成形品。
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