JP7095952B2 - ポリアミド樹脂組成物 - Google Patents
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Description
前記ポリアミド樹脂組成物は、機械特性、疲労特性、流動性が優れていると記載されている(段落番号0008)。
脂肪族ポリアミド樹脂(A)としては、ナイロン66、ナイロン46、ナイロン610が例示されており(段落番号0011、0012)、実施例(表2)では、1種類のポリアミド樹脂を使用している。
前記ポリアミド樹脂組成物は、耐熱性、低吸水性、剛性、流動性、耐衝撃性が優れていることが記載されている(段落番号0010)。
前記樹脂組成物から得られた成形品は、機械的性質や物理的性質が良く、塗装後の塗膜の密着性も良いことが記載されている(段落番号0008)。
(A)ポリアミド樹脂としてポリアミド12も例示されているが(段落番号0011)、実施例(表1)では、ポリアミド6のみが使用されている。
前記(A)成分のポリアミド樹脂が、相対粘度が1.4~2.9であるポリアミド6、ポリアミド612、ポリアミド11およびポリアミド12から選ばれるものであり、
前記(A)成分と前記(B)成分が、それらの合計量中の割合が、(A)成分が60~95質量%、(B)成分が5~40質量%であり、
前記(A)成分のポリアミド樹脂が、アミノ基濃度が40mmol/kg以上のものを25質量%以上含有しており、
前記ポリアミド樹脂組成物が、前記(B)成分の炭素繊維が長さ方向に揃えて束ねられたものに、前記(A)成分のポリアミド樹脂が付着一体化されたものが5~25mmの長さに切断されたポリアミド樹脂付着炭素繊維束を含むものである、ポリアミド樹脂組成物とその成形品を提供する。
前記(A)成分のポリアミド樹脂が、相対粘度が1.4~2.9であるポリアミド6、ポリアミド612、ポリアミド11およびポリアミド12から選ばれるものであり、
前記(A)成分と前記(B)成分が、それらの合計量中の割合が、(A)成分が60~95質量%、(B)成分が5~40質量%であり、
前記(A)成分のポリアミド樹脂中のアミノ基の平均濃度が40mmol/kg以上であり、
前記ポリアミド樹脂組成物が、前記(B)成分の炭素繊維が長さ方向に揃えて束ねられたものに、前記(A)成分のポリアミド樹脂が付着一体化されたものが5~25mmの長さに切断されたポリアミド樹脂付着炭素繊維束を含むものである、ポリアミド樹脂組成物とその成形品を提供する。
(A)成分のポリアミド樹脂は、相対粘度が1.4~2.9、好ましくは1.8~2.5であるポリアミド6、ポリアミド612、ポリアミド11およびポリアミド12から選ばれるものである。
<要件1>
(A)成分のポリアミド樹脂が、アミノ基濃度が40mmol/kg以上のものを25質量%以上含有していること。
ここで、アミノ基濃度が40mmol/kg以上のもののみを使用してもよいし、アミノ基濃度が40mmol/kg以上のものとアミノ基濃度が40mmol/kg未満のものとを組み合わせてもよい。
<要件2>
(A)成分のポリアミド樹脂中のアミノ基の平均濃度が40mmol/kg以上であること。
ここで、アミノ基濃度が40mmol/kg以上のもののみを使用してもよいし、アミノ基濃度が40mmol/kg以上のものとアミノ基濃度が40mmol/kg未満のものとを組み合わせることで、アミノ基の平均濃度を40mmol/kg以上にしたものでもよい。
アミノ基の平均濃度は、40~100mmol/kgが好ましく、40~80mmol/kgがより好ましい。
本発明では、要件1と要件2のいずれか一方を満たしていればよいが、両方を満たしていてもよい。
ポリアミドエラストマーは、特許第5466928号公報の段落0046~0052に記載されているポリアミド12からなるハードセグメントとポリエーテルからなるソフトセグメントを有するブロック共重合体が好ましい。
(B)成分の炭素繊維は公知のものであり、収束剤で表面処理されたポリアクリロニトリル(PAN)系、ピッチ系、レーヨン系などの炭素繊維であり、好ましくはPAN系の炭素繊維である。
炭素繊維は、多数の単糸が収束されたロービング状のものが市販されており、太さ、本数、長さには特に制限はないが、単糸径で20μm以下、好ましくは15μm以下、さらに好ましくは10μm以下のものが好ましい。
収束剤として使用する化合物は、一分子中に複数の同じ官能基を有しているものでもよいし、一分子中に複数の異なる官能基を有しているものでもよい。
収束剤として使用する化合物は、一分子中に官能基を2個以上有しているものが好ましく、一分子中に官能基を3個以上有しているものがより好ましい。
収束剤として使用する化合物は、エポキシ化合物、アクリル酸系ポリマー、多価アルコール系化合物、ポリエチレンイミンなどを挙げることができる。
本発明のポリアミド樹脂組成物は、(B)成分の炭素繊維が長さ方向に揃えて束ねられたものに、(A)成分のポリアミド樹脂が付着一体化されたものが5~25mmの長さに切断されたポリアミド樹脂付着炭素繊維束を含むものである。
本発明のポリアミド樹脂組成物は、ポリアミド樹脂付着炭素繊維束のみからなるものでもよいし、ポリアミド樹脂付着炭素繊維束と、前記ポリアミド樹脂付着炭素繊維束とは別に配合された他の成分からなるものでもよい。
(A)成分のポリアミド樹脂は、全てがポリアミド樹脂付着炭素繊維束に含まれているものでもよいし、ポリアミド樹脂付着炭素繊維束に含まれているポリアミド樹脂と、ポリアミド樹脂付着炭素繊維束に含まれていないポリアミド樹脂からなるものでもよい。
(I)炭素繊維束の中心部までポリアミド樹脂が浸透され(含浸され)、炭素繊維束を構成する中心部の炭素繊維間にまでポリアミド樹脂が入り込んだ状態のもの(以下「ポリアミド樹脂含浸炭素繊維束」という)。
(II)炭素繊維束の表面のみがポリアミド樹脂で覆われた状態のもの(以下「ポリアミド樹脂表面被覆炭素繊維束」という)。
(III)それらの中間のもの(炭素繊維束の表面がポリアミド樹脂で覆われ、表面近傍のみにポリアミド樹脂が含浸され、中心部にまでポリアミド樹脂が入り込んでいないもの)(以下「ポリアミド樹脂一部含浸炭素繊維束」という)。
(I)~(III)の形態の樹脂付着繊維束の長さと炭素繊維の長さは同じである。本発明では、(III)のポリアミド樹脂含浸炭素繊維束が好ましい。
(I)~(III)の形態の樹脂付着繊維束は、特開2013-107979号公報に記載されている(但し、前記公報では、ポリアミド樹脂は使用されていない)。
本発明の組成物は、前記他の成分をポリアミド樹脂付着炭素繊維束に含有させてもよいし、ポリアミド樹脂付着炭素繊維束とは別に含有していてもよい。
(A)成分
・PA-1:UBE NYLON 1011FB(宇部興産(株))(相対粘度2.20、アミノ基濃度36mmol/kg)
・PA-2:ユニチカナイロン6 A1020BRL(ユニチカ(株))(相対粘度2.15アミノ基濃度80mmol/kg)
・PA-3:UBE NYLON 1030B(宇部興産(株))(相対粘度4.04、アミノ基濃度34mmol/kg)
・CF-1:製品名「トレカT700SC-12000」(普通CF)、東レ(株)製(炭素繊維ロービング)
・CF-2:製品名「トレカT700GC-12000」(高強度CF)、東レ(株)製、(炭素繊維ロービング)
(その他)
安定剤:フェノール系酸化防止剤、イルガノックス1010FF,BASFジャパン(株)製
温度25℃、96質量%硫酸中にポリアミド樹脂を1g/100mlの濃度で溶解させて測定した。
サンプルとして用いるポリアミド樹脂組成物を約0.5gとり、これをフェノール/メタノール混合液(容量比9:1)40mlに溶解し、溶解を確認した後、さらにメタノールを10ml加えた。これを試料とし、塩酸水溶液(0.01N)で滴定により測定した。なお、装置としては、平沼産業株式会社製、平沼自動滴定装置COM-200を用いた。
成形品から約3gの試料を切り出し、硫酸により樹脂を溶解除去して炭素繊維を取り出した。取り出した繊維の一部(500本)から重量平均繊維長を求めた。計算式は、特開2006-274061号公報の段落0044、0045に記載のものを使用した。
ISO179/1eAに準拠して、ノッチ付きシャルピー衝撃強さを測定した。
表1に示す炭素繊維ロービングをクロスヘッドダイに通した。そのとき、クロスヘッドダイには、2軸押出機(シリンダー温度280℃)から溶融状態の表1に示す(A)成分を表1に示す量供給し、その溶融物を(B)成分の炭素繊維ロービングに含浸させた。
その後、クロスヘッドダイ出口の賦形ノズルで賦形し、整形ロールで形を整えた後、ペレタイザーにより長さ9mmに切断し、円柱状のポリアミド含浸繊維束を得た。
その後、ポリアミド樹脂含浸繊維束に表1に示すポリアミド樹脂を配合して、実施例1、2と比較例1の組成物を得た。
それぞれの組成物について、表1に示す残存繊維長、比重、シャルピー衝撃強度を測定した。
Claims (5)
- (A)ポリアミド樹脂と(B)炭素繊維を含むポリアミド樹脂組成物であって、
前記(A)成分のポリアミド樹脂が、相対粘度が1.4~2.9であるポリアミド6、ポリアミド612、ポリアミド11およびポリアミド12から選ばれるものであり、
前記(A)成分と前記(B)成分が、それらの合計量中の割合が、(A)成分が60~95質量%、(B)成分が5~40質量%であり、
前記(A)成分のポリアミド樹脂が、アミノ基濃度が40mmol/kg以上のものを25質量%以上含有しており、
前記ポリアミド樹脂組成物が、前記(B)成分の炭素繊維が長さ方向に揃えて束ねられたものに、前記(A)成分のポリアミド樹脂が付着一体化されたものが5~25mmの長さに切断されたポリアミド樹脂付着炭素繊維束を含むものである、ポリアミド樹脂組成物。 - (A)ポリアミド樹脂と(B)炭素繊維を含むポリアミド樹脂組成物であって、
前記(A)成分のポリアミド樹脂が、相対粘度が1.4~2.9であるポリアミド6、ポリアミド612、ポリアミド11およびポリアミド12から選ばれるものであり、
前記(A)成分と前記(B)成分が、それらの合計量中の割合が、(A)成分が60~95質量%、(B)成分が5~40質量%であり、
前記(A)成分のポリアミド樹脂中のアミノ基の平均濃度が40mmol/kg以上であり、
前記ポリアミド樹脂組成物が、前記(B)成分の炭素繊維が長さ方向に揃えて束ねられたものに、前記(A)成分のポリアミド樹脂が付着一体化されたものが5~25mmの長さに切断されたポリアミド樹脂付着炭素繊維束を含むものである、ポリアミド樹脂組成物。 - 前記ポリアミド樹脂付着炭素繊維束が、前記(B)成分の炭素繊維が長さ方向に揃えて束ねられたものに、前記(A)成分のポリアミド樹脂が含浸一体化されたものが5~25mmの長さに切断されたポリアミド樹脂含浸炭素繊維束である、請求項1または2記載のポリアミド樹脂組成物。
- 前記(A)成分のポリアミド樹脂が、前記ポリアミド樹脂付着炭素繊維束に含まれているポリアミド樹脂と、前記ポリアミド樹脂付着炭素繊維束に含まれてないポリアミド樹脂からなるものである、請求項1~3のいずれか1項記載のポリアミド樹脂組成物。
- 請求項1~4のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物からなる成形品であり、
前記成形品が、電気・電子機器、通信機器、自動車部品、建築材料、日用品で使用されている金属材料の代替品、靴、自転車のサドルから選ばれるものである、成形品。
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