JP6996606B2 - ポリアミド組成物及びそれからなる成形品 - Google Patents
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Description
第一の態様は、ポリアミド樹脂、PAN系炭素繊維、カーボンブラック及び黒色染料を含むポリアミド樹脂組成物であり、前記PAN系炭素繊維を組成物全量中に7.5重量%以上5重量%以下で含み、前記カーボンブラックを組成物全量中に0.01重量%以上0.55重量%以下で含み、前記黒色染料を組成物全量中に0.01重量%以上1.0重量%以下で含むポリアミド樹脂組成物である。
第二の態様は、前記ポリアミド樹脂組成物からなる成形品である。
ポリアミド樹脂は、主鎖中にアミド結合(-CONH-)を有し、ラクタム、アミノカルボン酸、ジアミンとジカルボン酸、ジアミンとシュウ酸ジエステル等を原料として、溶融重合、溶液重合や固相重合等の公知の方法で重合、又は共重合することにより得られる。
PAN系炭素繊維は、ポリアクリロニトリル繊維を炭素化して得られる炭素繊維である。
カーボンブラックは、ファーネス法により得られるファーネスブラック、チャンネル法により得られるチャンネルブラック、アセチレン法により得られるアセチレンブラック、サーマル法により得られるサーマルブラックのいずれでもかまわないが、導電性の観点からアセチレンブラックが好ましく、入手性やコストの観点からは、ファーネスブラックが好ましい。
黒色染料としては、ニグロシンやアニリンブラックが挙げられ、何れを使用しても同様の効果は得られるが、コスト及び成形性の観点から、ニグロシンが好ましい。市販されているニグロシンとしては、オリエント化学工業株式会社のSPIRIT BLACK SB、SPIRIT BLACK AB、SPIRIT BLACK SA、SPIRIT BLACK SZ、ニグロシンベースEE、ニグロシンベースEX、ニグロシンベースEX-BP等が挙げられる。
ポリアミド樹脂組成物は、耐衝撃性を向上させる観点から、ガラス繊維を含むのが好ましい。
円形断面のガラス繊維の平均繊維径は、特に制限はないが、得られる成形体の寸法安定性及び機械特性の観点から、5μm以上25μm以下が好ましく、5μm以上24μm以下がより好ましく、6μm以上23μm以下がさらに好ましい。
流動性を改良する観点からポリアミド樹脂組成物は、流動改良剤を含むことが好ましい。
ポリアミド樹脂組成物は、組成物全量中に、PAN系炭素繊維を7.5重量%以上25重量%以下で含み、カーボンブラックを0.01重量%以上0.55重量%以下で含み、黒色染料を0.01重量%以上1.0重量%以下で含む。
本発明のポリアミド樹脂組成物からなる成形品は、射出成形、押出成形、中空成形、プレス成形、ロール成形、発泡成形、真空・圧空成形、延伸成形などにより成形されるが、生産性の観点から、射出成形が好ましい。すなわち、本発明は前記ポリアミド樹脂組成物の、成形品としての使用及び射出成形品としての使用を包含する。
JIS K-6920に準じて、96%の硫酸中、ポリマー濃度1%、温度25℃の条件下で測定した。
末端アミノ基濃度(10-5eq/g)は、ポリアミド樹脂をフェノール/メタノール混合溶液に溶解し、0.05Nの塩酸で滴定して測定した。
末端カルボキシル基濃度(10-5eq/g)は、ポリアミド樹脂をベンジルアルコールに溶解し、0.05Nの水酸化ナトリウム溶液で滴定して測定した。
実施例、比較例のポリアミド樹脂組成物を射出成形機で、100×70×3mmの成形品に成形し、成形した成形品にYVO4(イットリウム・バナデート)結晶レーザーを用いた株式会社キーエンス製のレーザーマーカを使用し、印字速度1000mm/sec、出力40%、周波数20kHzの条件にて、印字を行った。
上記条件にてマーキングを施した成形品の印字された面を図1のように、目視で観察を行い、下記基準にて判定を行った。
A:文字を読み取ることが可能である。
B:文字を読み取ることが難しい。
実施例、比較例のポリアミド樹脂組成物を射出成形機で、100×70×3mmの成形品に成形した後、株式会社三菱化学アナリテックのハイレスタUP MCP-HT450にて、ハイレスタUP MCP-HT450に付属するURSプローブを成形品の表面の中心に接触させ、10Vの電圧を30秒間印加させ、30秒経過時の体積抵抗率を測定した。これを5回行い、数平均した。
放電を抑制する目的から、体積抵抗率107Ω・cm以下を合格基準とした。
実施例、比較例のポリアミド樹脂組成物を射出成形機で、100×70×3mmの成形品に成形した。トルエンとイソオクタンの比が1:1であるFuel Cにエタノール10体積%を加えた合成ガソリンをステンレス製耐圧容器にいれ、その中に成形品を60℃、1000時間浸漬した。その後、成形品を取り出し、23℃、50%RHの雰囲気にて24時間放置し、株式会社三菱化学アナリテックのハイレスタUP MCP-HT450にて、ハイレスタUP MCP-HT450に付属するURSプローブを放置した成形品の表面の中心に接触させ、10Vの電圧を30秒間印加させ、30秒経過時の体積抵抗率を測定した。これを5回行い、数平均した。
放電を抑制する目的から、体積抵抗率107Ω・cm以下を合格基準とした。
実施例、比較例のポリアミド樹脂組成物を射出成形機で、図2の200mm×40mm×3mmの成形品を作製し、23℃、50%RH雰囲気にて48時間放置後に成形品表面に成形されたケガキ線間距離をOLYMPUS製マイクロスコープにて測定し、燃料浸漬処理前の寸法とした。なお、図2における数値の単位はmmである。
次にトルエンとイソオクタンの比が1:1であるFuel Cにエタノール10体積%を加えた合成ガソリン(CE10)をステンレス製耐圧容器にいれ、その中に成形品を60℃、1000時間浸漬した後、成形品表面上に成形されたケガキ線間距離をOLYMPUS製マイクロスコープにて測定し燃料浸漬後の寸法とした。
上記にて得られた燃料浸漬前の寸法と燃料浸漬後の寸法を用いて次の計算式にて燃料浸漬後寸法変化率を算出した。なお、燃料浸漬後寸法変化率は、流れ方向(MD方向)と直角方向(TD方向)の両方向について算出した。
燃料浸漬後寸法変化率(%)=(燃料処理後寸法-燃料処理前寸法)/燃料処理前寸法×100
・PA-1
70リットルのオートクレブに重合モノマーとしてε-カプロラクタム20kgに対し水0.5kg、メタキシリレンジアミンを1/290(eq/molラクタム)となるよう仕込み、槽内を窒素置換した後、100℃まで加熱し槽内が均一になるよう攪拌した。次いで槽内を260℃、1.7MPaで重合を行い、ポリアミド6(以下、PA-1と称する場合がある。)を得た。
得られたPA-1の相対粘度、末端アミノ基濃度と末端カルボキシル基濃度は、それぞれ、2.47、5.9(10-5eq/g)、4.6(10-5eq/g)であった。
70リットルのオートクレブに重合モノマーとしてε-カプロラクタム20kgに対し水0.5kg、メタキシリレンジアミンを1/290(eq/molラクタム)となるよう仕込み、槽内を窒素置換した後、100℃まで加熱し槽内が均一になるよう攪拌した。次いで槽内を260℃、1.7MPaで重合を行い、ポリアミド6(以下、PA-2と称する場合がある。)を得た。
得られたPA-2の相対粘度、末端アミノ基濃度と末端カルボキシル基濃度は、それぞれ2.41、9.6(10-5eq/g)、2.6(10-5eq/g)であった。
JIS K-6920に準じ、96質量%の硫酸中、ポリアミド濃度1質量%、温度25℃の条件で測定した相対粘度、末端アミノ基濃度と末端カルボキシル基濃度は、それぞれ、2.75、3.7(10-5eq/g)、6.3(10-5eq/g)であるポリアミド66(以下、PA-3と称する場合がある。)。
JIS K-6920に準じ、96質量%の硫酸中、ポリアミド濃度1質量%、温度25℃の条件で測定した相対粘度、末端アミノ基濃度と末端カルボキシル基濃度は、それぞれ、3.04、5.2(10-5eq/g)、4.5(10-5eq/g)であるポリアミド6/66(以下、PA-4と称する場合がある。)。
・CF-1
PAN系炭素繊維である三菱レイヨン株式会社のTR06NL B6R(以下、CF-1と称する場合がある。)を用いた。
・CB-1
ファーネスブラックであるオリオンエンジニアドカーボンズ株式会社のHI BLACK 890B(以下、CB-1と称する場合がある。)を用いた。
・CB-2
ケッチェンブラックであるライオン株式会社のケッチェンブラックEC600JD(以下、CB-2と称する場合がある。)を用いた。
・BA-1
ニグロシンであるオリエント化学工業株式会社のSPIRIT BLACK(以下、BA-1と称する場合がある。)を用いた。
・GF-1
ガラス繊維径が13μmの円形断面のガラス繊維である日本電気硝子株式会社のT-249(以下、GF-1と称する場合がある。)を用いた。
・GF-2
ガラス繊維径が10.5μmの円形断面のガラス繊維である日本電気硝子株式会社のT
-249H(以下、GF-2と称する場合がある。)を用いた。
・GF-3
ガラス繊維径が23μmの円形断面のガラス繊維であるオーウェンスコーニングジャパンのCS03TA FT692(以下、GF-3と称する場合がある。)を用いた。
・GF-4
日東紡株式会社製の長さ方向に直角の断面における長径と短径が28μmと7μm、その比が4.0、断面形状が異形のガラス繊維であるCGS 3PA-820S(以下、GF-4と称する場合がある。)を用いた。
・FA-1
ペンタエリスリトールである広栄化学工業株式会社製のペンタリット(以下、FA-1と称する場合がある。)を用いた。
・FA-2
三菱ガス化学株式会社製のトリメチロールエタン(以下、FA-2と称する場合がある。)を用いた。
表1に記載のポリアミド樹脂、PAN系炭素繊維、カーボンブラック、黒色染料、ガラス繊維と流動改良剤を、表1に記載の割合で二軸押出機を用いて混練し、ペレタイザーにてペレット化し、ポリアミド樹脂組成物のペレットを得た。得られたポリアミド樹脂組成物のペレットを用い、上記の方法にて測定、評価した。その結果を表1に示す。
Claims (12)
- ポリアミド樹脂、PAN系炭素繊維、カーボンブラック、黒色染料及び流動改良剤を含むポリアミド樹脂組成物であり、
前記PAN系炭素繊維を組成物全量中に7.5重量%以上25重量%以下で含み、
前記カーボンブラックを組成物全量中に0.01重量%以上0.55重量%以下で含み、
前記黒色染料を組成物全量中に0.02重量%以上1.0重量%以下で含み、
前記流動改良剤を組成物全量中に0.01重量%以上5重量%以下で含む、射出溶着部品用又はレーザーマーキングを必要とする燃料部品用のポリアミド樹脂組成物(但し、ポリアミド66とポリアミド共重合体6T/6Iとの混合物又はエラストマーを含む場合、ポリアミド11又はポリアミド12を含む場合、及び、ウレタン系集束剤で結束処理された炭素繊維を含む場合を除く)。 - 組成物全量中に前記黒色染料を0.02重量%以上0.5重量%以下で含む請求項1に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 組成物全量中に前記黒色染料を0.05重量%以上0.3重量%以下で含む請求項1又は2に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 前記ポリアミド樹脂が、末端カルボキシル基濃度より末端アミノ基濃度が大きいポリアミド樹脂を含む請求項1から3のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物。
- 前記ポリアミド樹脂が、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリアミド1010、ポリアミド6/66、ポリアミド6/12及びポリアミド6/66/12よりなる群から選択される1種以上のポリアミド樹脂を含む請求項1から4のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物。
- 前記ポリアミド樹脂が、ポリアミド6及び/又はポリアミド66である請求項1から5のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物。
- さらにガラス繊維を含む請求項1から6のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物。
- 前記流動改良剤が、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール及びトリメチロールエタンよりなる群から選択される1種以上の多価アルコールである請求項1から7のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物。
- 請求項1から8のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物からなる成形品。
- 射出成形により得られる請求項9に記載の成形品。
- レーザーマーキングを必要とする燃料部品用途である請求項9又は10に記載の成形品。
- 射出溶着部品用途である請求項9又は10に記載の成形品。
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