JP6964053B2 - 高光沢及び高ノッチ耐衝撃性を有するポリアミド成形材料 - Google Patents

高光沢及び高ノッチ耐衝撃性を有するポリアミド成形材料 Download PDF

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Description

本発明は、高光沢及び高ノッチ耐衝撃性を有するポリアミド成形材料、及びこれらのポリアミド成形材料からなる成形体に関する。
ポリアミド成形材料の耐衝撃性を高めるために、耐衝撃性改良剤を添加することができる。広範囲のこれらの化合物は市販されており、一連の耐衝撃性改良ポリアミド成形材料は先行技術に記載されている。
EP 0 156 523 A2は、非晶質ポリアミドと、グラフト化コハク酸無水物基を含む耐衝撃性改良剤の分散粒子と、を含む高耐衝撃性ポリアミド樹脂に関する。前記耐衝撃性改良剤は、360nm未満の粒径を有し、樹脂中に15重量%以上の量で存在する。
EP 2 107 083 A2は、a)95〜51重量%の、式PA MACMI/MACMT/12の非晶質コポリアミドであって、コポリアミド内のMACMIの割合が5〜95重量%、MACMTの割合が0〜90重量%、LC12の割合が5〜60重量%であって、コポリアミドa)中のこれら3つの割合の合計が100重量%になる非晶質コポリアミドと;b)5〜49重量%の、式PA(MACMX)x/(PACMY)y/(MXDU)u/(LCZ)zの非晶質もしくは微結晶もしくは半結晶性ポリアミドであって、4つのモノマー群の比であるx、y、u、及びzがそれぞれ0〜100重量%の間であって、ポリアミドb)中のこれら4つの割合の合計が100重量%になり;X、Y、及びUジカルボン酸はDC4、DC6、DC9、DC10、DC11、DC12、DC13、DC14、DC15〜DC36、及びLCZラクタムを含む群から選択されるか、対応するアミノカルボン酸がLC4、LC6、LC11及びLC12を含む群から選択されるポリアミドと;c)1〜30重量%の、1種以上の耐衝撃性改良剤と;d)0〜80重量%の、1種以上の添加剤と、を備え、成分a)、b)、c)及びd)の合計が100重量%になるポリアミド成形材料を記述する。
JP 19860203494 Aは、非晶質ポリアミドと、不飽和カルボン酸で変性されたエチレンコポリマーとを含む非晶質ポリアミド組成物に関する。
従来技術のポリアミド成形材料は、高い耐衝撃性値を有する;しかしながら、特に石鹸溶液による処理後において、高い耐衝撃性値に加えて高い光沢をも有するポリアミド成形化合物を提供することにはまだ成功していない。ポリアミド成形材料は、玩具産業、スポーツ用品、レジャー用品、家庭用品などの、ポリアミド成形材料のクリーニングが避けられない分野で頻繁に使用されるため、クリーニング後に良好な光沢特性を得ることは、ポリアミド成形材料における重要な要求である。
ここから始めるに、本発明の目的は、石鹸溶液で処理した後に高光沢を有し、また高いノッチ耐衝撃性をも有するポリアミド成形化合物を提供することであった。ポリアミド成形材料は、さらに好ましくは弾性係数によって表される良好な剛性値を有するべきである。
この目的は、請求項1に記載のポリアミド成形材料によって達成される。このポリアミド成形材料は、以下の成分を含むか、以下の成分からなるポリアミド成形材料であって:
(A)84.5〜97.0重量%の、1種以上の非晶質または微結晶コポリアミドであって、PA 6I/6T/MACMI/MACMT/PACMI/PACMT/Y、PA 6I/6T/MACMI/MACMT/Y、及びそれらの混合物からなる群から選択され、このうち前記モノマーYは、7〜14個の炭素原子を有する、ラクタム類、ω−アミノ酸類、及びそれらの混合物からなる群から選択される;
(B)3.0〜9.5重量%の、官能化された耐衝撃性改良剤であって、
Ba)エチレン;
Bb)プロピレン;及び
Bc)1−ブテン
をモノマーとして含み、前記官能化は、不飽和カルボン酸類、不飽和カルボン酸誘導体類、不飽和グリシジル化合物類、及びそれらの混合物からなる群から選択される化合物を共重合化及び/又はグラフト化することによって行われる;
(C)0〜6重量%の、1種以上の添加剤;
成分(A)〜(C)の重量比の合計が100重量%である。
これらのポリアミド成形材料の有利な実施形態は、請求項2〜13に記載されている。請求項14及び15は、これらのポリアミド成形材料からなる成形体に関する。
[用語の定義]
[ポリアミド及びそのモノマーの表記法及び略号]
本発明の意味において、用語「ポリアミド(polyamide)」(略語PA)は、包括的な用語として理解され、ホモポリアミド及びコポリアミドを含む。ポリアミド及びこれらのモノマーのための選択された表記及び略語は、ISO標準16396−1(2015、(D))に記載されているものに対応する。本明細書中において使用される略語は、モノマーのIUPAC名と同義語として以下に使用される。特に、以下のモノマーの略語は、本出願において現れる:ビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘキシル)メタン(3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタンとも呼ばれる/CAS#6864−37−5)としてMACM;ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン(4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタンとも呼ばれる/CAS#1761−71−3)としてPACM;テレフタル酸(CAS#100−21−0)としてT;イソフタル酸(CAS#121−95−5)としてI;ドデカン酸(1,10−デカンジカルボン酸とも呼ばれる/CAS#693−23−2)として12;1,6−ヘキサンジアミン(CAS#124−09−4)として6;ラウリルラクタム(CAS#947−04−6)として12;ω−アミノドデカン酸(CAS#693−57−2)として12。
[非晶質または微結晶ポリアミド]
非晶質または微結晶ポリアミドは、20K/分の加熱速度におけるISO 11357(2013)に従った動的示差走査熱量測定(DSC)で、好ましくは最大で50J/g、特に好ましくは最大で25J/g、非常に特に好ましくは0〜22J/gの溶融熱を示す。
微晶質ポリアミドは半結晶性ポリアミドであり、それゆえ融点を有する。一方それらは、微結晶が、それから製造されたプレートが2mmの厚さでも依然として透明であるような小さな寸法を有する形態、すなわちASTM D1003−13(2013)に従って測定された光透過率が75%以上になる形態を有する。
非晶質ポリアミドは、微晶質ポリアミドに比べて小さい融解熱を有する。非晶質ポリアミドは、好ましくは、20K/分の加熱速度におけるISO 11357(2013)に従った動的示差走査熱量測定(DSC)で、最大で5J/g、特に好ましくは最大で3J/g、非常に特に好ましくは0〜1J/gの溶融熱を示し、融点を持たない。
[モノマーの量の表記]
本発明のコポリアミドはまた、ジカルボン酸及びジアミンに加えて、ラクタムまたはω−アミノ酸をXモル%で含む;したがって、コポリアミド100モル%に対して、全てのジアミンの合計は(50−0.5X)モル%のみになり、全てのジカルボン酸の合計は(50−0.5X)モル%にのみなる。
これは、全てのジアミンのモル量の合計が全てのジカルボン酸のモル量の合計と実質的に等しいコポリアミドの、ジカルボン酸及びジアミンの量の表記に当てはまる。本明細書中において実質的に等しいとは、ジカルボン酸またはジアミンの余剰が最大3%であることを意味し、すなわち、ジカルボン酸とジアミンのモル比は1.03:1〜1:1.03である。ジカルボン酸またはジアミンの余剰は最大2%が好ましく、すなわち、ジカルボン酸対ジアミンのモル比は1.02:1〜1:1.02であることが好ましい。
前記余剰は、モノマーの損失及び/またはポリアミドの相対粘度の調節、したがってモル質量の調整のバランスをとる。
本明細書中において、モノマーに関する量の表記は、重縮合によって製造されたコポリアミドにおいて、重縮合に使用されるこれらのモノマーに対応するモル比が再び見られるように、ここでは理解されるべきである。
[数量表示に関する総説]
本発明におけるポリアミド成形材料は、成分(A)、(B)、及び(C)を任意に含むか、または好ましくはそれらのみからなる;成分(A)、(B)、及び(C)が合計で100重量%となるという要件がここで適用される。個々の成分(A)、(B)、及び(C)の量の指標の固定範囲は、全成分(A)〜(C)の合計が100重量%となる厳格な規定を満たす特定の範囲内で、個々の成分のそれぞれの任意の量を選択することができるように理解されるべきである。
コポリアミド(A)中に含まれる全てのモノマーは合計で100モル%である。個々のモノマーの量の指標の固定範囲は、コポリアミド(A)に含まれるモノマーの合計が100重量%となる厳格な規定を満たす特定の範囲内で、個々の成分のそれぞれの任意の量を選択することができるように理解されるべきである。
耐衝撃性改良剤(B)中に含まれる全てのモノマーは合計で100モル%である。個々のモノマーの量の指標の固定範囲は、コポリアミド(B)に含まれるモノマーの合計が100重量%となる厳格な規定を満たす特定の範囲内で、個々の成分のそれぞれの任意の量を選択することができるように理解されるべきである。
[成分(B)の官能化]
成分(B)は、共重合化またはグラフト化によって官能化することができる。本発明の意味において、共重合化による官能化は、この主鎖の成分としての成分(B)の主鎖中の官能化化合物の設置を意味する。グラフト化による成分(B)の官能化は、側鎖が生じるように官能化化合物を主鎖に連結することとは対照的に理解される。
[成分(A):コポリアミド]
本発明におけるコポリアミド(A)は、非晶質または微結晶コポリアミドであって、PA 6I/6T/MACMI/MACMT/PACMI/PACMT/Y、PA 6I/6T/MACMI/MACMT/Y、及びそれらの混合物からなる群から選択され、このうち前記モノマーYは、7〜14個の炭素原子を有する、ラクタム類、ω−アミノ酸類、及びそれらの混合物からなる群から選択される。
本発明の好ましい実施形態によれば、コポリアミドは非晶質である。
本発明のさらに好ましい実施形態は、コポリアミド(A)が、下記のモノマーa1)〜a6):
a1)4〜30モル%のビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタン;
a2)18〜45モル%の1,6−ヘキサンジアミン;
a3)0〜10モル%のビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン;
a4)18〜30モル%のイソフタル酸;
a5)18〜30モル%のテレフタル酸;及び
a6)0.1〜10モル%のモノマーYであって、前記モノマーYは、7〜14個の炭素原子を有する、ラクタム類、ω−アミノ酸類、及びそれらの混合物からなる群から選択される;
から構成されることを提供する。
前記コポリアミド中の前記モノマーa1)〜a6)の割合の合計は100モル%であって、全てのジアミンモノマーの合計が、実質的に全てのジカルボン酸モノマーの合計に相当する。
さらに好ましいコポリアミド(A)は、下記のモノマー:
a1)4〜30モル%のビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタン;
a2)18〜45モル%の1,6−ヘキサンジアミン;
a3)0.1〜10モル%のビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン;
a4)18〜30モル%のイソフタル酸;
a5)18〜30モル%のテレフタル酸;及び
a6)0.1〜10モル%のモノマーYであって、前記モノマーYは、7〜14個の炭素原子を有する、ラクタム類、ω−アミノ酸類、及びそれらの混合物からなる群から選択される;
から構成される、非晶質コポリアミドのPA 6I/6T/MACMI/MACMT/PACMI/PACMT/Yである。
前記コポリアミド中の前記モノマーa1)〜a6)の割合の合計が100モル%であって、全てのジアミンモノマーの合計が、実質的に全てのジカルボン酸モノマーの合計に相当する。
本明細書中において特に好ましいコポリアミド(A)は、下記のモノマー:
a1)5〜20モル%の、好ましくは5.5〜15モル%の、特に好ましくは6.5〜10モル%の、ビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタン;
a2)20〜43モル%の、好ましくは25.5〜41モル%の、特に好ましくは34〜40モル%の、1,6−ヘキサンジアミン;
a3)0.1〜8モル%の、好ましくは0.5〜7モル%の、特に好ましくは2〜4モル%の、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン;
a4)20〜29.5モル%の、好ましくは22〜27モル%の、特に好ましくは23〜25.75モル%の、イソフタル酸;
a5)20〜29.5モル%の、好ましくは22〜27モル%の、特に好ましくは23〜25.75モル%の、テレフタル酸;及び
a6)1〜8モル%の、好ましくは2〜5モル%の、特に好ましくは2.5〜4モル%の、モノマーYであって、前記モノマーYは、7〜14個の炭素原子を有するとともに、ラクタム、ω−アミノ酸、及びそれらの混合物からなる群から選択される;
から構成される。
前記コポリアミド中の前記モノマーa1)〜a6)の割合の合計が100モル%であって、全てのジアミンモノマーの合計が、実質的に全てのジカルボン酸モノマーの合計に相当する。
本発明の別の実施形態によれば、成分(A)が、下記のモノマー:
a1)4〜30モル%のビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタン;
a2)18〜45モル%の1,6−ヘキサンジアミン;
a4)18〜30モル%のイソフタル酸;
a5)18〜30モル%のテレフタル酸;及び
a6)0.1〜10モル%のモノマーYであって、前記モノマーYは、7〜14個の炭素原子を有する、ラクタム類、ω−アミノ酸類、及びそれらの混合物からなる群から選択される;
から構成される、非晶質コポリアミドのPA 6I/6T/MACMI/MACMT/Yである。
前記コポリアミド中の前記モノマーa1)、a2)、及びa4)〜a6)の割合の合計が100モル%であって、全てのジアミンモノマーの合計が、実質的に全てのジカルボン酸モノマーの合計に相当する。
本明細書中において特に好ましいコポリアミド(A)は、下記のモノマー:
a1)5〜20モル%の、好ましくは5.5〜15モル%の、特に好ましくは6.5〜12モル%の、ビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタン;
a2)26〜43モル%の、好ましくは32.5〜42モル%の、特に好ましくは36〜41.5モル%の、1,6−ヘキサンジアミン;
a4)20〜29.5モル%の、好ましくは22〜27モル%の、特に好ましくは23〜25.75モル%の、イソフタル酸;
a5)20〜29.5モル%の、好ましくは22〜27モル%の、特に好ましくは23〜25.75モル%の、テレフタル酸;及び
a6)1〜8モル%の、好ましくは2〜5モル%の、特に好ましくは2.5〜4モル%の、モノマーYであって、前記モノマーYは、7〜14個の炭素原子を有する、ラクタム類、ω−アミノ酸類、及びそれらの混合物からなる群から選択される;
から構成される。
前記コポリアミド中の前記モノマーa1)、a2)、及びa4)〜a6)の割合の合計が100モル%であって、全てのジアミンモノマーの合計が、実質的に全てのジカルボン酸モノマーの合計に相当する。
本発明の他の好ましい実施形態によれば、前記成分(A)のモノマーYが、ラクタム類、及びω−アミノ酸類からなる群、好ましくはエナントラクタム(炭素数7)、カプリルラクタム(炭素数8)、カプリンラクタム(炭素数10)、ラクタム11(炭素数11)、ラウリルラクタム(炭素数12)、1,7−アミノヘプタン酸、1,8−アミノオクタン酸、1,11−アミノウンデカン酸、1,12−アミノドデカン酸、及びそれらの混合物を含む群から選択される。前記モノマーYは、特に好ましくはラクタム11(炭素数11)、ラウリルラクタム(炭素数12)、1,11−アミノウンデカン酸、1,12−アミノドデカン酸、及びそれらの混合物を含む群から選択される。前記モノマーYは、非常に特に好ましくはラウリルラクタム(炭素数12)、1,12−アミノドデカン酸、及びそれらの混合物を含む群から選択され、最も好ましくはラウリルラクタム(炭素数12)である。
本発明のさらに好ましい実施形態によれば、コポリアミド(A)の相対粘度は、20℃で100mlのm−クレゾールに対してコポリアミド0.5gの溶液で測定して、1.40〜1.80、好ましくは1.50〜1.70である。
本発明のさらに好ましい実施形態は、コポリアミド(A)のガラス転移温度(Tg)がISO 11357−2及び−3(2013)に基づいた測定で、155〜165℃となることを提供する。
好ましい実施形態によれば、前記ポリアミド成形材料中の成分(A)の割合が、成分(A)〜(C)の合計に対して87.5〜96.5重量%、好ましくは89〜96重量%、特に好ましくは90.5〜94.99重量%の範囲である。
[成分(B):官能化された耐衝撃性改良剤]
本発明における官能化された耐衝撃性改良剤は、Ba)エチレン;Bb)プロピレン;及びBc)1−ブテンをモノマーとして含む。それは、コポリマーまたは複数のコポリマーの混合物の形態で存在することができる。官能化されたコポリマーは混合物に使用することができ、またはそれらは官能化及び非官能化コポリマーからなることができる。
前記官能化は、不飽和カルボン酸類、不飽和カルボン酸誘導体類、不飽和グリシジル化合物類、及びそれらの混合物からなる群から選択される化合物を共重合化及び/又はグラフト化することによって行われる。
官能化は、共重合化及びグラフト化によっても行うことができ、グラフト化のみの官能化が好ましい。
本発明の好ましい実施形態によれば、前記官能化が共重合化によって行われ、官能化に使用される前記化合物の割合が、成分(B)の全量に対して3〜25重量%、好ましくは4〜20重量%、特に好ましくは4.5〜15重量%である。
本発明の別の好ましい実施形態は、成分(B)の前記官能化がグラフト化によって行われ、官能化のために使用される前記化合物の割合が、成分(B)の全量に対して0.3〜2.5重量%、好ましくは0.4〜2.0重量%、特に好ましくは0.5〜1.9重量%であることを提供する。
本発明のさらに好ましい実施形態によれば、成分(B)の官能化に使用される前記化合物が、アクリル酸、メタクリル酸、グリシジルアクリル酸、グリシジルメタクリル酸、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、α−エチルアクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、イタコン酸無水物、シトラコン酸、アコニット酸、テトラヒドロフタル酸、ブテニルコハク酸、及びそれらの混合物からなる群から選択される;好ましくはマレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水イタコン酸、アコニット酸、及びそれらの混合物からなる群から選択される;特に好ましくは無水マレイン酸である。
本発明のさらに好ましい実施形態は、前記モノマーBa)、Bb)、及びBc)が:
Ba)65〜90モル%、好ましくは65〜87モル%、特に好ましくは71〜84モル%;
Bb)8〜33モル%、好ましくは10〜25モル%、特に好ましくは12〜20モル%;
Bc)2〜25モル%、好ましくは3〜20モル%、特に好ましくは4〜9モル%;
のモル比で成分(B)に含まれ、
前記モノマーBa、Bb、及びBc)のモル比の合計が100モル%であることを提供する。
耐衝撃性改良剤が混合物として存在する場合、モノマーBa)〜Bc)の2つ、すなわち、Ba)とBb)、Ba)とBc)、またはBb)とBc)をそれぞれ含む複数のコポリマーを、混合物中の示されたモル比でモノマーBa)〜Bc)が存在するように、混合することができる。このような混合物は、モノマーBa)とBb)のコポリマーと、モノマーBa)とBc)のコポリマーと、を含み、混合物中の示されたモル比でモノマーBa)〜Bc)が存在することが、特に好ましい。
混合物は好ましくは溶融物中で、例えば押出機中で均質化される。本明細書中において酸変性は、好ましくは、修飾の量が全混合物に対して、すなわち耐衝撃性改良剤(B)の全量に対して、0.3〜2.5重量%、好ましくは0.4〜2.00重量%、特に好ましくは0.5〜1.9重量%となるように、グラフト化によっても同時に起こる。
本発明のさらに好ましい実施形態によれば、前記ポリアミド成形材料中の成分(B)の割合は、成分(A)〜(C)の合計に対して、3.5〜8.5重量%、好ましくは4.0〜8.0重量%、特に好ましくは5.0〜7.5重量%の範囲である。
特に好ましい官能化された耐衝撃性改良剤(B)は、商標名Tafmer MC201の下でMitsui Chemicalsによって市販されている。それはエチレン/プロピレンコポリマー(20モル%プロピレン)とエチレン/ブテン−1コポリマー(15モル%ブテン−1)とを重量比67:33で混合したものであり、0.6重量%の無水マレイン酸でグラフト化することによって官能化された。
[成分C:添加剤]
本発明におけるポリアミド成形材料は、任意に、1種以上の添加剤を含むこともできる。
本発明の好ましい実施形態によれば、この1種以上の添加剤は、無機安定剤、有機安定剤、特に酸化防止剤、オゾン劣化防止剤及び/又は光防護剤、潤滑剤、着色剤、マーキング剤、無機顔料、有機顔料、離型剤、鎖延長添加剤、ブロッキング防止剤、蛍光増白剤、及びそれらの混合物からなる群から選択される。
本発明の好ましい実施形態によれば、前記ポリアミド成形材料中の成分(C)の割合は、成分(A)〜(C)の合計に対して0〜4重量%、好ましくは0〜3重量%、特に好ましくは0.01〜2重量%の範囲である。
[ポリアミド成形材料]
本発明の好ましい実施形態によれば、ポリアミド成形材料は成分(A)〜(C)を含むか、または以下の量の割合でこれらの成分からなる。
前記ポリアミド成形材料中の成分(A)の割合は、好ましくは成分(A)〜(C)の合計に対して87.5〜96.5重量%、特に好ましくは89〜96重量%、非常に特に好ましくは90.5〜94.99重量%の範囲である。
前記ポリアミド成形材料中の成分(B)の割合は、成分(A)〜(C)の合計に対して、3.5〜8.5重量%、好ましくは4.0〜8.0重量%、特に好ましくは5.0〜7.5重量%の範囲である。
前記ポリアミド成形材料中の成分(C)の割合は、成分(A)〜(C)の合計に対して0〜4重量%、好ましくは0〜3重量%、特に好ましくは0.01〜2重量%の範囲である。
本発明の好ましい実施形態によれば、前記ポリアミド成形材料中の成分(A)の割合は、好ましくは成分(A)〜(C)の合計に対して87.5〜96.5重量%、特に好ましくは89〜96重量%、非常に特に好ましくは90.5〜94.99重量%の範囲であり、前記ポリアミド成形材料中の成分(B)の割合は、成分(A)〜(C)の合計に対して、3.5〜8.5重量%、好ましくは4.0〜8.0重量%、特に好ましくは5.0〜7.5重量%の範囲であり、前記ポリアミド成形材料中の成分(C)の割合は、成分(A)〜(C)の合計に対して0〜4重量%、好ましくは0〜3重量%、特に好ましくは0.01〜2重量%の範囲である。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、試験片を石鹸液で処理した後、DIN EN ISO 2813(2015)に従って測定した60°の光沢度が、75%以上、好ましくは80%以上である。
本発明のさらに好ましい実施形態は、DIN EN ISO 179/2 eA(2000)に従って決定されるノッチ耐衝撃性が、70kJ/m以上、好ましくは75kJ/m以上、特に好ましくは80kJ/m以上であることを提供する。
本発明のさらなる実施形態によれば、DIN EN ISO 527(1997)に従って決定される弾性率が、2100MPa以上、好ましくは2200MPa以上、特に好ましくは2300MPa以上である。
本発明のさらに好ましい実施形態は、DIN EN ISO 2813(2015)に従って決定される60°の光沢度が、80%以上、好ましくは85%以上、特に好ましくは90%以上である。
本発明のさらに好ましい実施形態は、ポリアミド成形材料が、成分(A)として厳密に1種のコポリアミドを含み、成分(B)として厳密に1種の官能化された耐衝撃性改良剤を含むことを提供する。
[ポリアミド成形体]
本発明はさらに、本発明に関するポリアミド成形材料を含む成形体、または完全にこのポリアミド成形材料からなる成形体に関する。
好ましい実施形態によれば、前記成形体が、トリム部品;特に、自動車内装における、又はファッション分野、スポーツ用品、特にスキーブーツ、スポーツシューズ用のミッドソール、レジャー用品、玩具、特に建築部品、モジュール、型式、又は形状、家庭用品、特にボウル、缶、又はビーカー、眼鏡の部品、家具器具、インサートソール、サニタリー分野、衛生分野、及びコスメ分野のための建設部品及び可視部品、安全靴の部品、特にキャップ、ハウジング、電気機器及び電子機器のためのハウジング部品、携帯電話用保護ケース、コンピュータ及び電気通信分野の可視部品、チューブ、ホース、及び電子タバコの部品からなる群から選択される。
本発明における主題は、以下の実施例を参照してより詳細に説明されるが、本明細書に示される特定の実施態様に限定されることを意図するものではない。
<1 測定方法>
本明細書の構成内において、以下の測定方法を用いた。
[相対粘度]
相対粘度はISO 307(2007)に基づいて20℃で決定された。本目的のために、ポリマーペレット0.5gをm−クレゾール100ml中に秤量し;RV=t/t後の相対粘度(RV)の計算は、規格のセクション11に基づいて行われた。
[ガラス転移温度(Tg)]
ガラス転移温度の測定は、0.1重量%未満の含水量を有するペレットでのISO 11357−2及び−3(2013)に従う示差走査熱量測定(DSC)によって行った。DSCは、2つの加熱工程のそれぞれにおいて、20K /分の加熱速度で行われた。最初の加熱の後、サンプルをドライアイスで急冷した。ガラス転移温度(Tg)は、第2の加熱工程で測定した。本明細書中においてガラス転移温度(Tg)として指定されたガラス転移ゾーンの中心は、「ハーフハイト(half height)」法を用いて測定した。
[弾性係数]
弾性率及び引張り強度の測定は、ISO/CD 3167(2003)に従って製造されたISO引張ロッド(タイプA1、質量170×20/10×4)を用いて、DIN EN ISO 527(1997)に基づいて、23℃で、1mm/分の引張速度で行った。
[シャルピーによるノッチ耐衝撃性]
シャルピーによるノッチ耐衝撃性は、ISO/CD 3167に従って製造されたISO試験ロッド(タイプB1、質量80×10×4mm)を用いて、ISO 179/2 eA (2000)に基づいて、23℃で行われた。
[60°の光沢度、及び洗浄試験後の60°の光沢度]
洗浄試験前後における60°の測定角度での光沢は、60×60×2mmの寸法を有するプレートにおいて、23℃でGloss Tector(ATP Messtechnik GmbH、ドイツ)の上でDIN EN ISO 2813(2015)に基づいて決定された。
[洗浄試験]
5枚のプレートを、63±2℃にサーモスタットされた攪拌された石鹸浴に全体的または部分的に浸漬し、30±2分間放置した。除去後、依然付着している石鹸溶液を、白い綿布を用いて慎重に拭き取り、浸漬した点で60°の光沢度を測定した。表3及び表4に明記された値は、5回の測定の算術平均である。石鹸浴は蒸留水及び0.1%トリトンx−100(triton x−100)を含んでいた。トリトンx−100は、Dow Chemical Company、USAの非イオン性界面活性剤(オクチルフェノレートエトキシレート、CAS#9002−93−1)である。
[試験片の製造]
試験片は、Arburg社の型Allrounder 420 C 1000-250の射出成形機で製造した。ここではシリンダー温度を280℃から300℃まで上昇させて用いた。ISO引張ロッド及びISO試験ロッドは、80℃の工具温度で製造された。
光沢測定用の60×60×2mmのプレートは、研磨された工具で、100℃の工具温度で製造された。
試験片は、特に明記しない限り、乾燥状態で使用した。この目的のために、それらは、乾燥環境、すなわちシリカゲル上で、射出成形後に室温で48時間以上保存された。
<2 出発物質>
実施例及び比較例で使用した材料は、表1及び表2に示される。
Figure 0006964053
Figure 0006964053
<3 実施例及び比較例>
<3.1 コポリアミド(A)の一般的な製造ルール>
コポリアミド(A)の製造は、それ自体は公知の方法で、プレゼンテーション容器(presentation vessel)と反応容器を有する撹拌可能な圧力オートクレーブ中で行われる。
脱イオン水はプレゼンテーション容器に提供され、モノマー及び可能な添加物が加えられる。次いで、窒素ガスで不活性化を複数回行う。均質な溶液を得るために採用された圧力で撹拌しながら、180〜230℃に加熱を行う。この溶液はスクリーンを通して反応容器にポンプで送り込まれ、最高30barの圧力で、270〜310℃の所望の反応温度に加熱される。この調製物は、加圧段階において2〜4時間、反応温度で維持される。その後の膨張段階において、温度を少し下げるとともに、1〜2.5時間の間で圧力を大気圧に下げることができる。次の脱気段階において、調製物は、大気圧で270〜310℃の温度で1〜2.5時間維持される。ポリマー溶融物は、ストランド状に排出され、水浴中で15〜80℃に冷却され、ペレット化される。ペレットは窒素または真空下で80〜120℃で0.1重量%未満の含水量まで乾燥される。
重縮合反応を促進する好適な触媒は、HPO、HPO、HPOなどのリン含有酸、それらの塩、または有機誘導体である。触媒は、コポリアミドに対して0.01〜0.5重量%、好ましくは0.03〜0.1重量%の範囲で添加される。
脱気の間における泡の形成を回避する好適な消泡剤は水性で、シリコンまたはシリコン誘導体を含む10%乳剤、コポリアミドに対して0.01〜1.0重量%、好ましくは0.01〜0.10重量%の量で使用される。
相対粘度の設定、従ってモル質量の設定は、それ自体公知の方法で行うことができ、例えば、鎖調整剤として、一官能性アミンまたはカルボン酸、及び/または二官能性ジアミンまたはジカルボン酸である。鎖調整剤は、単独でまたは組み合わせて使用されうる。単官能性連鎖調節剤の典型的な使用量は、コポリアミド1kgあたり10〜200mmolである。
<3.2 ポリアミド成形材料の一般的な製造及び処理ルール>
本発明におけるポリアミド成形材料を製造するために、成分A)、B)、及び任意にC)を、単軸または二軸押出機またはスクリューニーダーのような従来の配合機で混合する。ここでこれらの成分は、重量計量用のトローリーを介して個々に計量され、フィード内に、またはそれぞれをサイドフィーダー内に、またはドライブレンドの形態で供給される。
添加剤(成分C)が用いられる場合、それらは直接、またはマスターバッチの形で導入されうる。マスターバッチのキャリア材料は、好ましくはポリアミドまたはポリオレフィンである。ポリアミドとしては、それぞれの成分Aのポリアミドがこれに特に適している。
成分A)、B)及び任意にC)の乾燥したペレットをドライブレンド用の密閉容器中で混合する。この混合物を、ウォブルミキサー(wobble mixer)、タンブルミキサー、またはタンブラー乾燥機を用いて10〜40分間均質化する。均質化は、吸湿を避けるために、乾燥した保護ガス下で行うことができる。
調合は250〜310℃にセットされたシリンダー温度で行われ、第1のシリンダーの温度は110℃未満に設定することができる。脱ガスは、ノズルの前で行うことができる。これは、真空または大気圧で行うことができる。溶融物はストランドの形で排出され、水浴中で10〜80℃に冷却され、その後、ペレット化される。ペレットは窒素下または真空下において、80〜120℃で、0.1重量%未満の含水量となるまで乾燥させる。
射出成形における、本発明におけるポリアミド成形材料の処理は、260〜310℃の、上昇するシリンダー温度において行われ、フィードからノズルへと増減する温度プロファイルを使用することができる。工具温度は、60〜140℃、好ましくは70〜120℃の温度に設定される。
<3.1 実施例1におけるポリアミド成形材料の製造>
乾燥したペレット(A)と(B)を混合してドライブレンドを形成し、実際に表3に示す比率で混合した。この混合物をタンブルミキサーで約20分、均質化した。
ポリアミド成形材料は、Werner & PfleidererのZSK25型の二軸押出機で製造した。ドライブレンドは、ここで計量スケールを介してフィード内に計量された。
第1の筐体の温度は100℃に、残りの筐体の温度は260〜290℃に設定された。150rpmの速度と10kg/hの原料量が用いられ、脱ガスは行わなかった。溶融したストランドを水浴中で冷却して切断し、得られたペレットを真空(30mbar)中、100℃で24時間、0.1重量%未満の含水量となるまで乾燥させた。
<3.4 実施例及び比較例>
本発明における実施例及び比較例の結果は、以下の表3及び表4にまとめられている。
Figure 0006964053
Figure 0006964053
<4 結果の考察>
実施例1〜3のポリアミド成形材料は、本発明におけるコポリアミドと、本発明における耐衝撃性改良剤5〜7.5重量%を含む。これらのポリアミド成形材料の成形体は、洗浄試験後の60°の光沢について非常に高い値を有し、同様にノッチ耐衝撃性も非常に高い。
比較例VB4、VB5によるポリアミド成形材料は、本発明における実施例とは、同じ耐衝撃性改良剤の割合が低いか高いという点で異なる。耐衝撃性改良剤の割合が低い場合にはノッチ耐衝撃性の著しい低下が観察され、耐衝撃性改良剤の割合が高い場合には洗浄試験後における著しく悪い光沢が観察される。
比較例VB6〜VB9では、2.5〜10重量%の、本発明に従わない耐衝撃性改良剤を使用した。洗浄試験後の良好な光沢及びノッチ耐衝撃性の良好な値は、対応するポリアミド成形材料のいずれにも観察されなかった。注目すべきは、比較例VB7、VB8で用いられた、本発明における耐衝撃性改良剤の割合においても、洗浄試験後に光沢の著しい低下が観察されることである。
比較例VB10〜VB12によるポリアミド成形材料は、本発明による耐衝撃性改良剤を特許請求の範囲による量で含む。しかしながら、これらのポリアミド成形材料は、本発明に従わないコポリアミドを含む。これらの比較例における洗浄試験後の光沢及びノッチ耐衝撃性は、本発明の実施例B1〜B3よりもはるかに悪い。
比較例VB13〜VB17には、本発明に従わない耐衝撃性改良剤と、本発明におけるポリアミド(A1)とが用いられた。洗浄試験後の良好な光沢特性及び良好なノッチ耐衝撃性の所望の組み合わせは、これらの比較例のいずれについても観察されなかった。
比較例VB11、VB12、及びVB17によるポリアミド成形材料は、弾性係数が小さすぎることをさらに示している。
驚くべきことに、洗浄後の60°での良好な光沢及び良好なノッチ耐衝撃性の両方を達成することは、請求項1による特徴の組み合わせによってのみ達成する。

Claims (15)

  1. 以下の成分を含むか、以下の成分からなるポリアミド成形材料であって:
    (A)84.5〜97.0重量%の、1種以上の非晶質または微結晶コポリアミドであって、PA 6I/6T/MACMI/MACMT/PACMI/PACMT/Y、PA 6I/6T/MACMI/MACMT/Y、及びそれらの混合物からなる群から選択され、このうち前記モノマーYは、7〜14個の炭素原子を有する、ラクタム類、ω−アミノ酸類、およびそれらの混合物からなる群から選択される;
    (B)3.0〜9.5重量%の、1種以上の官能化された耐衝撃性改良剤であって、
    Ba)エチレン;
    Bb)プロピレン;及び
    Bc)1−ブテン
    をモノマーとして含み、前記官能化は、不飽和カルボン酸類、不飽和カルボン酸誘導体類、不飽和グリシジル化合物類、およびそれらの混合物からなる群から選択される化合物を共重合化及び/又はグラフト化することによって行われる;
    (C)0〜6重量%の、1種以上の添加剤;
    成分(A)〜(C)の重量比の合計が100重量%である、
    ポリアミド成形材料。
  2. 前記成分(A)が、下記のモノマー:
    a1)4〜30モル%のビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタン;
    a2)18〜45モル%の1,6−ヘキサンジアミン;
    a3)0〜10モル%のビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン;
    a4)18〜30モル%のイソフタル酸;
    a5)18〜30モル%のテレフタル酸;及び
    a6)0.1〜10モル%のモノマーYであって、前記モノマーYは、7〜14個の炭素原子を有する、ラクタム類、ω−アミノ酸類、およびそれらの混合物からなる群から選択される;
    から構成され、
    前記コポリアミド中の前記モノマーa1)〜a6)の割合の合計が100%であって;
    全てのジアミンモノマーの合計が、実質的に全てのジカルボン酸モノマーの合計に相当することを特徴とする、
    請求項1に記載のポリアミド成形材料。
  3. 前記成分(A)が、下記のモノマー:
    a1)4〜30モル%のビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタン;
    a2)18〜45モル%の1,6−ヘキサンジアミン;
    a3)0.1〜10モル%のビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン;
    a4)18〜30モル%のイソフタル酸;
    a5)18〜30モル%のテレフタル酸;及び
    a6)0.1〜10モル%のモノマーYであって、前記モノマーYは、7〜14個の炭素原子を有する、ラクタム類、ω−アミノ酸類、およびそれらの混合物からなる群から選択される;
    から構成される、非晶質コポリアミドのPA 6I/6T/MACMI/MACMT/PACMI/PACMT/Yであって、
    前記コポリアミド中の前記モノマーa1)〜a6)の割合の合計が100%であって;
    全てのジアミンモノマーの合計が、実質的に全てのジカルボン酸モノマーの合計に相当することを特徴とする、
    請求項1または2に記載のポリアミド成形材料。
  4. 前記成分(A)が、下記のモノマー:
    a1)5〜20モル%の、好ましくは5.5〜15モル%の、特に好ましくは6.5〜10モル%の、ビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタン;
    a2)20〜43モル%の、好ましくは25.5〜41モル%の、特に好ましくは34〜40モル%の、1,6−ヘキサンジアミン;
    a3)0.1〜8モル%の、好ましくは0.5〜7モル%の、特に好ましくは2〜4モル%の、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン;
    a4)20〜29.5モル%の、好ましくは22〜27モル%の、特に好ましくは23〜25.75モル%の、イソフタル酸;
    a5)20〜29.5モル%の、好ましくは22〜27モル%の、特に好ましくは23〜25.75モル%の、テレフタル酸;及び
    a6)1〜8モル%の、好ましくは2〜5モル%の、特に好ましくは2.5〜4モル%の、モノマーYであって、前記モノマーYは、7〜14個の炭素原子を有するとともに、ラクタム類、ω−アミノ酸類、およびそれらの混合物からなる群から選択される;
    から構成され、
    前記コポリアミド中の前記モノマーa1)〜a6)の割合の合計が100%であって;
    全てのジアミンモノマーの合計が、実質的に全てのジカルボン酸モノマーの合計に相当することを特徴とする、
    請求項3に記載のポリアミド成形材料。
  5. 前記成分(A)が、下記のモノマー:
    a1)4〜30モル%のビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタン;
    a2)18〜45モル%の1,6−ヘキサンジアミン;
    a4)18〜30モル%のイソフタル酸;
    a5)18〜30モル%のテレフタル酸;及び
    a6)0.1〜10モル%のモノマーYであって、前記モノマーYは、7〜14個の炭素原子を有する、ラクタム類、ω−アミノ酸類、およびそれらの混合物からなる群から選択される;
    から構成される、非晶質コポリアミドのPA 6I/6T/MACMI/MACMT/Yであって;
    前記コポリアミド中の前記モノマーa1)、a2)、及びa4)〜a6)の割合の合計が100%であって;
    全てのジアミンモノマーの合計が、実質的に全てのジカルボン酸モノマーの合計に相当することを特徴とする、
    請求項1または2に記載のポリアミド成形材料。
  6. 前記成分(A)が、下記のモノマー:
    a1)5〜20モル%の、好ましくは5.5〜15モル%の、特に好ましくは6.5〜12モル%の、ビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタン;
    a2)26〜43モル%の、好ましくは32.5〜42モル%の、特に好ましくは36〜41.5モル%の、1,6−ヘキサンジアミン;
    a4)20〜29.5モル%の、好ましくは22〜27モル%の、特に好ましくは23〜25.75モル%の、イソフタル酸;
    a5)20〜29.5モル%の、好ましくは22〜27モル%の、特に好ましくは23〜25.75モル%の、テレフタル酸;及び
    a6)1〜8モル%の、好ましくは2〜5モル%の、特に好ましくは2.5〜4モル%の、モノマーYであって、前記モノマーYは、7〜14個の炭素原子を有する、ラクタム類、ω−アミノ酸類、およびそれらの混合物からなる群から選択される;
    から構成され、
    前記コポリアミド中の前記モノマーa1)、a2)、及びa4)〜a6)の割合の合計が100%であって;
    全てのジアミンモノマーの合計が、実質的に全てのジカルボン酸モノマーの合計に相当することを特徴とする、
    請求項5に記載のポリアミド成形材料。
  7. 前記成分(A)のモノマーYが、ラクタム類、及びω−アミノ酸類からなる群、好ましくはエナントラクタム(炭素数7)、カプリルラクタム(炭素数8)、カプリンラクタム(炭素数10)、ラクタム11(炭素数11)、ラウリルラクタム(炭素数12)、1,7−アミノヘプタン酸、1,8−アミノオクタン酸、1,11−アミノウンデカン酸、1,12−アミノドデカン酸、及びそれらの混合物を含む群、
    特に好ましくはラクタム11(炭素数11)、ラウリルラクタム(炭素数12)、1,11−アミノウンデカン酸、1,12−アミノドデカン酸、及びそれらの混合物を含む群、
    更に特に好ましくはラウリルラクタム(炭素数12)、1,12−アミノドデカン酸、及びそれらの混合物を含む群から選択され、
    最も好ましくはラウリルラクタム(炭素数12)であることを特徴とする、
    請求項1〜6のいずれか1項に記載のポリアミド成形材料。
  8. 前記ポリアミド成形材料中の成分(A)の割合が、成分(A)〜(C)の合計に対して87.5〜96.5重量%、好ましくは89〜96重量%、特に好ましくは90.5〜94.99重量%の範囲であり;及び/又は
    前記ポリアミド成形材料中の成分(B)の割合が、成分(A)〜(C)の合計に対して、3.5〜8.5重量%、好ましくは4.0〜8.0重量%、特に好ましくは5.0〜7.5重量%の範囲であり;及び/又は
    前記ポリアミド成形材料中の成分(C)の割合が、成分(A)〜(C)の合計に対して0〜4重量%、好ましくは0〜3重量%、特に好ましくは0.01〜2重量%の範囲であることを特徴とする、
    請求項1〜7のいずれか1項に記載のポリアミド成形材料。
  9. 成分(B)の前記官能化が共重合化によって行われ、官能化に使用される前記化合物の割合が、成分(B)の全量に対して3〜25重量%、好ましくは4〜20重量%、特に好ましくは4.5〜15重量%であり;及び/又は
    成分(B)の前記官能化がグラフト化によって行われ、官能化のために使用される前記化合物の割合が、成分(B)の全量に対して0.3〜2.5重量%、好ましくは0.4〜2.0重量%、特に好ましくは0.5〜1.9重量%であることを特徴とする、
    請求項1〜8のいずれか1項に記載のポリアミド成形材料。
  10. 成分(B)の官能化に使用される前記化合物が、アクリル酸、メタクリル酸、グリシジルアクリル酸、グリシジルメタクリル酸、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、α−エチルアクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、イタコン酸無水物、シトラコン酸、アコニット酸、テトラヒドロフタル酸、ブテニルコハク酸、及びそれらの混合物からなる群から選択される;好ましくはマレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水イタコン酸、アコニット酸、およびそれらの混合物からなる群から選択される;特に好ましくは無水マレイン酸である、ことを特徴とする、
    請求項1〜9のいずれか1項に記載のポリアミド成形材料。
  11. 前記モノマーBa)、Bb)、及びBc)が:
    Ba)65〜90モル%、好ましくは65〜87モル%、特に好ましくは71〜84モル%;
    Bb)8〜33モル%、好ましくは10〜25モル%、特に好ましくは12〜20モル%;
    Bc)2〜25モル%、好ましくは3〜20モル%、特に好ましくは4〜9モル%;
    のモル比で成分(B)に含まれ、
    前記モノマーBa)、Bb)、及びBc)のモル比の合計が100%であることを特徴とする、
    請求項1〜10のいずれか1項に記載のポリアミド成形材料。
  12. 前記1種以上の添加剤(C)が、無機安定剤、有機安定剤、特に酸化防止剤、オゾン劣化防止剤及び/又は光防護剤、潤滑剤、着色剤、マーキング剤、無機顔料、有機顔料、離型剤、鎖延長添加剤、ブロッキング防止剤、蛍光増白剤、及びそれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする、
    請求項1〜11のいずれか1項に記載のポリアミド成形材料。
  13. 試験片を石鹸液で処理した後、DIN EN ISO 2813(2015)に従って測定した60°の光沢度が、75%以上、好ましくは80%以上であり;及び/又は
    DIN EN ISO 179/2 eAに従って決定されるノッチ耐衝撃性が、70kJ/m以上、好ましくは75kJ/m以上、特に好ましくは80kJ/m以上であり;及び/又は
    DIN EN ISO 527(1997)に従って決定される弾性率が、2100MPa以上、好ましくは2200MPa以上、特に好ましくは2300MPa以上であり;及び/又は
    DIN EN ISO 2813(2015)に従って決定される60°の光沢度が、80%以上、好ましくは85%以上、特に好ましくは90%以上であることを特徴とする、
    請求項1〜12のいずれか1項に記載のポリアミド成形材料。
  14. 請求項1〜13のいずれか1項に記載のポリアミド成形材料を含む、又はこのポリアミド成形材料からなる、
    成形体。
  15. 前記成形体が、トリム部品;特に、自動車内装における、又はファッション分野、スポーツ用品、特にスキーブーツ、スポーツシューズ用のミッドソール、レジャー用品、玩具、特に建築部品、モジュール、型式、又は形状、家庭用品、特にボウル、缶、又はビーカー、眼鏡の部品、家具器具、インサートソール、サニタリー分野、衛生分野、及びコスメ分野のための建設部品及び可視部品、安全靴の部品、特にキャップ、ハウジング、電気機器及び電子機器のためのハウジング部品、携帯電話用保護ケース、コンピュータおよび電気通信分野の可視部品、チューブ、ホース、及び電子タバコの部品からなる群から選択されることを特徴とする、
    請求項14に記載の成形体。
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