特許第6554277号(P6554277)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6554277
(24)【登録日】2019年7月12日
(45)【発行日】2019年7月31日
(54)【発明の名称】ポリアミド樹脂組成物および成形品
(51)【国際特許分類】
   C08L 77/06 20060101AFI20190722BHJP
   C08K 9/00 20060101ALI20190722BHJP
【FI】
   C08L77/06
   C08K9/00
【請求項の数】10
【全頁数】12
(21)【出願番号】特願2014-226732(P2014-226732)
(22)【出願日】2014年11月7日
(65)【公開番号】特開2016-89080(P2016-89080A)
(43)【公開日】2016年5月23日
【審査請求日】2017年10月3日
(73)【特許権者】
【識別番号】594137579
【氏名又は名称】三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000109
【氏名又は名称】特許業務法人特許事務所サイクス
(72)【発明者】
【氏名】岡元 章人
【審査官】 久保 道弘
(56)【参考文献】
【文献】 特開2014−037526(JP,A)
【文献】 特開2013−227555(JP,A)
【文献】 特開2014−037525(JP,A)
【文献】 特開平11−166119(JP,A)
【文献】 特開2008−144132(JP,A)
【文献】 特開2012−062418(JP,A)
【文献】 特開2000−044793(JP,A)
【文献】 特開2014−058604(JP,A)
【文献】 特開2010−070637(JP,A)
【文献】 国際公開第2014/132775(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08L 77/00−77/12
C08K 9/00−9/12
CAplus/REGISTRY(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリアミド樹脂と、ガラス繊維と、ガラス繊維の集束剤であるウレタン系集束剤の少なくとも1種を含み、前記ウレタン系集束剤の少なくとも1種を280℃で1時間加熱して得られるガス成分中、イソホロンジイソシアネートの割合が1質量%以上20質量%以下であり、前記ポリアミド樹脂は、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から構成され、前記ジカルボン酸由来の構成単位の0モル%以上が、セバシン酸に由来する、ポリアミド樹脂組成物であって、金属酸化物の含有量が前記ポリアミド樹脂組成物の質量%以下であるポリアミド樹脂組成物。
【請求項2】
前記ポリアミド樹脂組成物に含まれる樹脂成分の80質量%以上が前記ポリアミド樹脂である、請求項1に記載のポリアミド樹脂組成物。
【請求項3】
ガラス繊維の配合量がポリアミド樹脂組成物の35質量%以上である、請求項1または2に記載のポリアミド樹脂組成物。
【請求項4】
ポリアミド樹脂の末端カルボキシ基濃度が70〜120μ当量/gである、請求項1〜のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物。
【請求項5】
ジアミン由来の構成単位の50モル%以上が芳香族ジアミンおよび脂環式ジアミンの少なくとも1種に由来する、請求項1〜のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物。
【請求項6】
ジアミン由来の構成単位の50モル%以上が芳香族ジアミンの少なくとも1種に由来する、請求項1〜のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物。
【請求項7】
前記芳香族ジアミンがキシリレンジアミンである、請求項に記載のポリアミド樹脂組成物。
【請求項8】
前記芳香族ジアミンがパラキシリレンジアミンである、請求項に記載のポリアミド樹脂組成物。
【請求項9】
ISO178に準拠して、23℃の温度での曲げ強度が370MPa以上となる、請求項1〜のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物。
【請求項10】
請求項1〜のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物を成形してなる成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポリアミド樹脂組成物および、ポリアミド樹脂組成物を成形してなる成形品に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、ポリアミド樹脂にガラス繊維を配合して、ポリアミド樹脂成形品の機械的強度を向上させることが検討されている(特許文献1、特許文献2)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2013−100412号公報
【特許文献2】特開2010−189467号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ここで、本願発明者が検討したところ、ポリアミド樹脂にも種々の種類があり、ポリアミド樹脂の種類によっては、ガラス繊維を配合しても、機械的強度があまり向上しない場合もあることが分かった。
本発明は、上記課題を解決することを目的としたものであって、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から構成され、ジカルボン酸由来の構成単位の50モル%以上が、炭素数9〜18の脂肪族ジカルボン酸に由来するポリアミド樹脂を含むポリアミド樹脂組成物であって、機械的強度の高いポリアミド樹脂組成物、および、ポリアミド樹脂組成物を成形してなる成形品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
かかる状況のもと、本願発明者が検討を行った結果、ガラス繊維の集束剤および表面処理剤の少なくとも1種として、所定のものを用いることにより、ポリアミド樹脂組成物の機械的強度を高めることが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
具体的には、下記手段<1>により、好ましくは<2>〜<12>により、上記課題は解決された。
<1>ポリアミド樹脂と、ガラス繊維と、ガラス繊維の集束剤および表面処理剤の少なくとも1種を含み、前記集束剤および表面処理剤の少なくとも1種を280℃で1時間加熱して得られるガス成分中、イソホロンジイソシアネートの割合が20質量%以下であり、前記ポリアミド樹脂は、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から構成され、前記ジカルボン酸由来の構成単位の50モル%以上が、炭素数9〜18の脂肪族ジカルボン酸に由来する、ポリアミド樹脂組成物であって、金属酸化物の含有量が前記ポリアミド樹脂組成物の10質量%以下であるポリアミド樹脂組成物。
<2>前記集束剤および表面処理剤の少なくとも1種がウレタン系集束剤およびシランカップリング剤の少なくとも1種である、<1>に記載のポリアミド樹脂組成物。
<3>前記ポリアミド樹脂組成物に含まれる樹脂成分の80質量%以上が前記ポリアミド樹脂である、<1>または<2>に記載のポリアミド樹脂組成物。
<4>ガラス繊維の配合量がポリアミド樹脂組成物の35質量%以上である、<1>〜<3>のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物。
<5>ポリアミド樹脂の末端カルボキシ基濃度が70〜120μ当量/gである、<1>〜<4>のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物。
<6>ジアミン由来の構成単位の50モル%以上が芳香族ジアミンおよび脂環式ジアミンの少なくとも1種に由来する、<1>〜<5>のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物。
<7>ジアミン由来の構成単位の50モル%以上が芳香族ジアミンの少なくとも1種に由来する、<1>〜<5>のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物。
<8>前記芳香族ジアミンがキシリレンジアミンである、<7>に記載のポリアミド樹脂組成物。
<9>前記芳香族ジアミンがパラキシリレンジアミンである、<7>に記載のポリアミド樹脂組成物。
<10>前記ジカルボン酸由来の構成単位の70モル%以上がセバシン酸に由来する、<1>〜<9>のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物。
<11>ISO178に準拠して、23℃の温度での曲げ強度が370MPa以上となる、<1>〜<10>のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物。
<12><1>〜<11>のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物を成形してなる成形品。
【発明の効果】
【0006】
本発明により、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から構成され、ジカルボン酸由来の構成単位の50モル%以上が、炭素数9〜18の脂肪族ジカルボン酸に由来するポリアミド樹脂を含むポリアミド樹脂組成物であって、機械的強度の高いポリアミド樹脂組成物、および、ポリアミド樹脂組成物を成形してなる成形品を提供可能になった。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。尚、本願明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
【0008】
本発明のポリアミド樹脂組成物は、ポリアミド樹脂と、ガラス繊維と、ガラス繊維の集束剤および表面処理剤の少なくとも1種を含み、前記集束剤および表面処理剤の少なくとも1種を280℃で1時間加熱して得られるガス成分中、イソホロンジイソシアネートの割合が20質量%以下であり、前記ポリアミド樹脂は、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から構成され、前記ジカルボン酸由来の構成単位の50モル%以上が、炭素数9〜18の脂肪族ジカルボン酸に由来する、ポリアミド樹脂組成物であって、金属酸化物の含有量が前記ポリアミド樹脂組成物の10質量%以下であることを特徴とする。このような構成とすることにより、高い機械的強度を達成可能になる。
【0009】
<ポリアミド樹脂>
本発明で必須成分として用いられるポリアミド樹脂(以下、「特定ポリアミド樹脂」ということがある)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から構成され、前記ジカルボン酸由来の構成単位の50モル%以上が、炭素数9〜18の脂肪族ジカルボン酸に由来する。
ここで、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から構成されるとは、特定ポリアミド樹脂を構成するアミド結合がジカルボン酸とジアミンの結合によって形成されていることをいう。従って、特定ポリアミド樹脂には、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以外にも、末端基等の他の部位を含む。さらに、微量の不純物等が含まれる場合もあるであろう。
【0010】
特定ポリアミド樹脂は、ジカルボン酸由来の構成単位の50モル%以上が、炭素数9〜18の脂肪族ジカルボン酸(好ましくはセバシン酸)に由来し、好ましくは51モル%以上であり、より好ましくは60モル%以上であり、さらに好ましくは70モル%以上であり、一層好ましくは80モル%以上であり、より一層好ましくは90モル%以上である。
炭素数9〜18の脂肪族ジカルボン酸としては、炭素数9〜12の脂肪族ジカルボン酸であることが好ましい。また、炭素数9〜18の脂肪族ジカルボン酸は、炭素数9〜18の直鎖脂肪族ジカルボン酸であっても、炭素数9〜18の環状構造を含む脂肪族ジカルボン酸であってもよく、炭素数9〜18のα,ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸であることが好ましく、炭素数9〜18のα,ω−直鎖飽和脂肪族ジカルボン酸であることが好ましく、アゼライン酸(ノナン二酸)、セバシン酸(デカン二酸)、ウンデカン二酸、ドデカン二酸が好ましく、セバシン酸、ドデカン二酸がさらに好ましく、セバシン酸が特に好ましい。
炭素数9〜18の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8以下の脂肪族ジカルボン酸および芳香族ジカルボン酸が好ましい。具体的には、例えば、アジピン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、2−クロロテレフタル酸、2−メチルテレフタル酸、5−メチルイソフタル酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸が例示される。
【0011】
特定ポリアミド樹脂において、ジアミンについては、特に定めるものではなく、芳香族ジアミンでも、脂肪族ジアミンでもよく、芳香族ジアミンおよび脂環式ジアミンの少なくとも1種が好ましく、芳香族ジアミンがより好ましい。特定ポリアミド樹脂において、ジアミン由来の構成単位の50モル%以上が芳香族ジアミンおよび脂環式ジアミンの少なくとも1種(より好ましくは芳香族ジアミンの少なくとも1種)であることが好ましく、さらに好ましくは60モル%以上であり、一層好ましくは70モル%以上であり、より一層好ましくは80モル%以上である。
芳香族ジアミンとしては、ビス(4−アミノフェニル)エーテル、パラフェニレンジアミン、キシリレンジアミン、ビス(アミノメチル)ナフタレンが好ましく、キシリレンジアミンがより好ましく、パラキシリレンジアミンがさらに好ましい。
特定ポリアミド樹脂では、ジアミン構成単位の50モル%以上がキシリレンジアミンに由来することが好ましく、より好ましくは70モル%以上であり、さらに好ましくは90モル%以上である。
さらには、特定ポリアミド樹脂では、ジアミン構成単位の50モル%以上がパラキシリレンジアミンに由来することが好ましく、より好ましくは70モル%以上であり、さらに好ましくは90モル%以上である。残りのジアミン成分に由来する構成単位は、0〜40モル%がメタキシリレンジアミンに由来することが好ましく、0〜30モル%がメタキシリレンジアミンに由来することがさらに好ましい。
脂肪族ジアミンとしては、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、2−メチルペンタンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、2,2,4−トリメチル−ヘキサメチレンジアミン、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミンが例示される。
【0012】
特定ポリアミド樹脂としては、HOOC(CH2nCOOH(nは7〜16の整数、好ましくは、7〜10の整数)の少なくとも1種と、ビス(4−アミノフェニル)エーテル、パラフェニレンジアミン、キシリレンジアミン、ビス(アミノメチル)ナフタレンの少なくとも1種との重縮合物である、ポリアミド樹脂が好ましい。
具体的には、メタ/パラ混合ポリキシリレンセバサミド(ポリアミドMP10)、ポリパラキシリレンセバサミド(ポリアミドPXD10)が特に好ましい。本発明においては、これらポリアミドホモポリマーもしくはコポリマーを、各々単独または混合物の形で用いることができる。
【0013】
特定ポリアミド樹脂のガラス転移点は、40〜180℃であることが好ましく、60〜130℃であることがより好ましい。
特定ポリアミド樹脂の数平均分子量は、5000〜45000であることが好ましく、10000〜25000であることがより好ましい。
特定ポリアミド樹脂の融点は、270℃以上であることが好ましく、270〜350℃であることがより好ましい。
【0014】
特定ポリアミド樹脂の末端カルボキシ基濃度は70〜120μ当量/gであることが好ましい。このような範囲とすることにより、本発明の効果がより効果的に発揮される。
【0015】
本発明のポリアミド樹脂組成物における、特定ポリアミド樹脂の配合量は、本発明のポリアミド樹脂組成物に含まれる樹脂成分の50質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましい。このような構成とすることにより、本発明のポリアミド樹脂組成物の機械的強度がより向上する傾向にある。
【0016】
<他のポリアミド樹脂>
本発明のポリアミド樹脂組成物は、特定ポリアミド樹脂以外の他のポリアミド樹脂を含んでいても良い。
他のポリアミド樹脂の例としては、ラクタムの重縮合物、ジアミンと炭素数8以下の脂肪族ジカルボン酸との重縮合物、ジアミンと、芳香族ジカルボン酸との重縮合物、ω−アミノカルボン酸の重縮合物等の各種ポリアミド樹脂、または、これらの共重合ポリアミド樹脂が例示される。
【0017】
ポリアミド樹脂の重縮合の原料であるラクタムとしては、例えば、ε−カプロラクタム、ω−ラウロラクタム等が挙げられる。
ジアミンとしては、特定のポリアミド樹脂で述べたジアミンが例示される。
炭素数8以下の脂肪族ジカルボン酸としては、アジピン酸、スベリン酸、等が例示される。
本発明のポリアミド樹脂組成物に、他のポリアミド樹脂を配合する場合、その配合量は、本発明のポリアミド樹脂組成物に含まれるポリアミド樹脂全量の10〜50質量%が好ましく、10〜20質量%が好ましい。
一方、本発明のポリアミド樹脂組成物は、他のポリアミド樹脂を実質的に配合しない構成としてもよく、例えば、ポリアミド樹脂組成物に含まれるポリアミド樹脂全量の5質量%以下とすることもできる。
【0018】
<他の樹脂成分>
本発明のポリアミド樹脂組成物は、ポリアミド樹脂以外の樹脂成分を含んでいても良い。
ポリアミド樹脂以外の樹脂としては、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等のポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリメチルメタクリレート及び変性ポリフェニレンエーテル等の熱可塑性樹脂を用いることができる。
本発明のポリアミド樹脂組成物は、ポリアミド樹脂以外の樹脂成分を実質的に配合しない構成としてもよく、例えば、ポリアミド樹脂組成物に含まれる樹脂成分全量の5質量%以下とすることもできる。
本発明のポリアミド樹脂組成物に含まれる樹脂成分の合計量は、30〜70質量%であることが好ましく、35〜65質量%であることがより好ましい。
【0019】
<ガラス繊維>
本発明のポリアミド樹脂組成物は、ガラス繊維を含む。ガラス繊維としては、ガラス繊維、板状ガラス、ガラスビーズ、ガラスフレークが挙げられ、中でもガラス繊維が好ましい。
【0020】
ガラス繊維は、Aガラス、Cガラス、Eガラス、Sガラスなどのガラス組成からなり、特に、Eガラス(無アルカリガラス)がポリカーボネート樹脂に悪影響を及ぼさないので好ましい。
ガラス繊維とは、長さ方向に直角に切断した断面形状が真円状、多角形状で繊維状外嵌を呈するものをいう。
【0021】
本発明のポリアミド樹脂組成物に用いるガラス繊維は、単繊維または単繊維を複数本撚り合わせたものであってもよい。
ガラス繊維の形態は、単繊維や複数本撚り合わせたものを連続的に巻き取った「ガラスロービング」、長さ1〜10mmに切りそろえた「チョップドストランド」、長さ10〜500μm程度に粉砕した「ミルドファイバー」などのいずれであってもよい。かかるガラス繊維としては、旭ファイバーグラス社より、「グラスロンチョップドストランド」や「グラスロンミルドファイバー」の商品名で市販されており、容易に入手可能である。ガラス繊維は、形態が異なるものを併用することもできる。
【0022】
また、本発明ではガラス繊維として、異形断面形状を有するものも好ましい。この異形断面形状とは、繊維の長さ方向に直角な断面の長径をD2、短径をD1とするときの長径/短径比(D2/D1)で示される扁平率が、例えば、1.5〜10であり、中でも2.5〜10、更には2.5〜8、特に2.5〜5であることが好ましい。かかる扁平ガラスについては、特開2011−195820号公報の段落番号0065〜0072の記載を参酌でき、この内容は本願明細書に組み込まれる。
【0023】
ガラスビーズとは、外径10〜100μmの球状のものであり、例えば、ポッターズ・バロティーニ社より、商品名「EGB731」として市販されており、容易に入手可能である。また、ガラスフレークとは、厚さ1〜20μm、一辺の長さが0.05〜1mmの燐片状のものであり、例えば、日本板硝子社より、「フレカ」の商品名で市販されており、容易に入手可能である。
【0024】
本発明のポリアミド樹脂組成物におけるガラス繊維の配合量は、ポリアミド樹脂組成物の35質量%以上であることが好ましく、40質量%以上であることがより好ましく、45質量%以上であることがさらに好ましい。上限値については、特に定めるものでは無いが、65質量%以下が好ましく、60質量%以下がより好ましく、55質量%以下がさらに好ましい。本発明のポリアミド樹脂組成物は、ガラス繊維を1種類のみ含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、合計量が上記範囲となる。
【0025】
<集束剤および表面処理剤の少なくとも1種>
本発明のポリアミド樹脂組成物は、280℃で1時間加熱して得られるガス成分中、イソホロンジイソシアネートの割合が20質量%以下であるガラス繊維の集束剤および表面処理剤の少なくとも1種を含む。このようなガラス繊維の集束剤および表面処理剤の少なくとも1種を用い、かつ、所定のポリアミド樹脂を用いることで、機械的強度を向上させることができる。上記イソホロンジイソシアネートの割合は、15質量%以下が好ましく、12質量%以下がより好ましく、10質量%以下とすることもできる。下限値は特に定めるものではないが、例えば、1質量%以上であり、さらには、5質量%以上とすることもできる。
ガラス繊維の集束剤および表面処理剤の少なくとも1種は、通常、ガラス繊維の表面に存在し、ポリアミド樹脂とガラス繊維の密着性や相溶性を高める。本発明では、上記ガス成分を発生する集束剤および表面処理剤の少なくとも1種と、特定ポリアミド樹脂は、分子骨格の相性が良く密着性が向上し、機械的強度が向上すると推測される。
ここで、280℃で1時間加熱して得られるガス成分中、イソホロンジイソシアネートの割合は、後述する実施例で記載する方法によって測定される値とする。但し、TD−GC/MS分析を行う装置については、他の同種の分析装置を用いて測定した値でもよい。本願実施例で記載されている分析装置と他の同種のガス分析装置で値に差が生じる場合は、本願実施例に記載されているガス分析装置の値を持って本発明における値とする。
本発明では、集束剤および表面処理剤の少なくとも1種はウレタン系集束剤およびシランカップリング剤であることが好ましい。
【0026】
ウレタン系集束剤としては、公知のものを広く採用でき、アルコール由来のポリオールとイソシアネートから得られるウレタン系集束剤がより好ましい。
アルコール由来のポリオールを形成するアルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1.3−プロパンジオール、1.4−ブタンジオール、1.5−ペンタンジオール、1.6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1.4−シクロヘキサンジオール、1.4−シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールA、ハイドロキノン及びそれらのアルキレンオキサイド付加体、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリストリール、ソルビトール等が挙げられる。
イソシアネートとしては、脂環族または脂肪族等のイソシアネートが好ましく、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1.3−シクロペンチレンジイソシアネート、1.3−シクロヘキシレンジイソシアネート、1.4−シクロヘキサレンジイソシアネート、1.3−ジ(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、1.4−ジ(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、4.4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等や、これらのトリマー化合物等が挙げられる。
【0027】
シランカップリング剤としては、具体的にはγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノシラン系カップリング剤、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシシラン系カップリング剤、γ−メタクリロキプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキプロピルトリエトキシシラン等のメタクロキシシラン系カップリング剤、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(βメトキシエトキシ)シラン等のビニルシラン系カップリング剤が挙げられる。
これらの集束剤および表面処理剤は、単独で又は2種以上の混合物として用いることができる。集束剤および表面処理剤の合計量は、ガラス繊維の0.01〜4.0質量%が好ましく、0.1〜2.0質量%がより好ましい。
【0028】
<離型剤>
本発明のポリアミド樹脂組成物は、離型剤を含んでいてもよい。離型剤としては、例えば、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸の塩、脂肪族カルボン酸とアルコールとのエステル、数平均分子量200〜15,000の脂肪族炭化水素化合物、ポリシロキサン系シリコーンオイルなどが挙げられる。
【0029】
脂肪族カルボン酸としては、例えば、飽和または不飽和の脂肪族一価、二価または三価カルボン酸を挙げることができる。ここで脂肪族カルボン酸とは、脂環式のカルボン酸も包含する。これらの中で好ましい脂肪族カルボン酸は炭素数6〜36の一価または二価カルボン酸であり、炭素数6〜36の脂肪族飽和一価カルボン酸がさらに好ましい。かかる脂肪族カルボン酸の具体例としては、パルミチン酸、ステアリン酸、カプロン酸、カプリン酸、ラウリン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、メリシン酸、テトラトリアコンタン酸、モンタン酸、アジピン酸、アゼライン酸などが挙げられる。また、脂肪族カルボン酸の塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩が例示される。
【0030】
脂肪族カルボン酸とアルコールとのエステルにおける脂肪族カルボン酸としては、例えば、前記脂肪族カルボン酸と同じものが使用できる。一方、アルコールとしては、例えば、飽和または不飽和の一価または多価アルコールが挙げられる。これらのアルコールは、フッ素原子、アリール基などの置換基を有していてもよい。これらの中では、炭素数30以下の一価または多価の飽和アルコールが好ましく、炭素数30以下の脂肪族又は脂環式飽和一価アルコールまたは脂肪族飽和多価アルコールがさらに好ましい。
【0031】
かかるアルコールの具体例としては、オクタノール、デカノール、ドデカノール、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、2,2−ジヒドロキシペルフルオロプロパノール、ネオペンチレングリコール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール等が挙げられる。
【0032】
脂肪族カルボン酸とアルコールとのエステルの具体例としては、蜜ロウ(ミリシルパルミテートを主成分とする混合物)、ステアリン酸ステアリル、ベヘン酸ベヘニル、ベヘン酸ステアリル、グリセリンモノパルミテート、グリセリンモノステアレート、グリセリンジステアレート、グリセリントリステアレート、ペンタエリスリトールモノパルミテート、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールジステアレート、ペンタエリスリトールトリステアレート、ペンタエリスリトールテトラステアレート等が挙げられる。
【0033】
数平均分子量200〜15,000の脂肪族炭化水素としては、例えば、流動パラフィン、パラフィンワックス、マイクロワックス、ポリエチレンワックス、フィッシャ−トロプシュワックス、炭素数3〜12のα−オレフィンオリゴマー等が挙げられる。なお、ここで脂肪族炭化水素としては、脂環式炭化水素も含まれる。また、脂肪族炭化水素の数平均分子量は好ましくは5,000以下である。
これらの中では、パラフィンワックス、ポリエチレンワックスまたはポリエチレンワックスの部分酸化物が好ましく、パラフィンワックス、ポリエチレンワックスがさらに好ましい。
【0034】
本発明のポリアミド樹脂組成物が離型剤を含む場合、離型剤の含有量は、ポリアミド樹脂の100質量部に対して、0.001〜2質量部であることが好ましく、0.01〜1質量部であることがより好ましい。離型剤の含有量が前記範囲の下限値未満の場合は、離型性の効果が十分でない場合があり、離型剤の含有量が前記範囲の上限値を超える場合は、耐加水分解性の低下、射出成形時の金型汚染などが生じる可能性がある。
【0035】
<他の成分>
本発明のポリアミド樹脂組成物は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で他の成分を含んでいても良い。このような添加剤としては、ガラス繊維以外のフィラー、光安定剤、酸化防止剤、難燃剤、紫外線吸収剤、染顔料、蛍光増白剤、滴下防止剤、帯電防止剤、防曇剤、滑剤、アンチブロッキング剤、流動性改良剤、可塑剤、分散剤、抗菌剤などが挙げられる。これらの成分は、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。
【0036】
<金属酸化物>
本発明のポリアミド樹脂組成物は、金属酸化物の含有量が前記ポリアミド樹脂組成物の10質量%以下であり、金属酸化物を実質的に含まないことが好ましい。このように金属酸化物の配合量を少なくすることにより、ポリアミド樹脂組成物の機械的強度を向上させることができる。金属酸化物を実質的に含まないとは、本発明のポリアミド樹脂組成物において、例えば、5質量%以下であることをいい、さらには、1質量%以下であることをいう。
金属酸化物としては、銅を含む酸化物などが例示される。
【0037】
<諸性質>
本発明のポリアミド樹脂組成物は、機械的強度に優れており、ISO178に準拠して、23℃の温度での曲げ強度が370MPa以上、さらには380MPa以上となるポリアミド樹脂組成物を提供可能である。ISO178に準拠して、23℃の温度での曲げ強度の上限値は特に定めるものではないが、例えば、450MPa以下とすることができ、さらには400MPa以下とすることもできる。
【0038】
<ポリアミド樹脂組成物の製造方法>
本発明のポリアミド樹脂組成物の製造方法としては、任意の方法が採用される。
例えば、ポリアミド樹脂と各種添加剤をV型ブレンダー等の混合手段を用いて混合し、一括ブレンド品を調製した後、ベント付き押出機で溶融混練してペレット化する方法が挙げられる。ガラス繊維を配合する場合には、繊維状強化材又は無機質フィラーをサイドフィーダーから押出機内に投入する方法が挙げられる。
【0039】
押出機の混練ゾーンのスクリュー構成は、混練を促進するエレメントを上流側に、昇圧能力のあるエレメントを下流側に配置されることが好ましい。
混練を促進するエレメントとしては、順送りニーディングディスクエレメント、直交ニーディングディスクエレメント、幅広ニーディングディスクエレメント、および順送りミキシングスクリューエレメント等が挙げられる。
【0040】
溶融混練に際しての加熱温度は、180〜360℃の範囲から適宜選ぶことができる。温度が高すぎると分解ガスが発生しやすく、不透明化の原因になる場合がある。それ故、剪断発熱等に考慮したスクリュー構成の選定が望ましい。混練り時や、後行程の成形時の分解を抑制する為、酸化防止剤や熱安定剤の使用が望ましい。
【0041】
<成形品>
本発明の成形品は、本発明のポリアミド樹脂組成物を成形してなる。成形品の製造方法は、特に限定されず、熱可塑性樹脂組成物について一般に採用されている成形法を任意に採用できる。その例を挙げると、射出成形法、超高速射出成形法、射出圧縮成形法、二色成形法、ガスアシスト等の中空成形法、断熱金型を使用した成形法、急速加熱金型を使用した成形法、発泡成形(超臨界流体も含む)、インサート成形、IMC(インモールドコーティング成形)成形法、押出成形法、シート成形法、熱成形法、回転成形法、積層成形法、プレス成形法、ブロー成形法などが挙げられる。また、ホットランナー方式を使用した成形法を用いることもできる。
本発明の成形品は、各種電子機器部品の筐体、車輌部材その他、各種樹脂成形品に好ましく用いられる。
【実施例】
【0042】
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。
【0043】
<ポリアミド樹脂の合成>
特開2010−070637号公報の実施例2の記載に従い、パラキシリレンジアミンとセバシン酸からなり、末端カルボキシ基濃度([COOH])が65.6μ当量/gのポリアミド樹脂(PXD10−1)、末端カルボキシ基濃度([COOH])が76.6μ当量/gのポリアミド樹脂(PXD10−2)、末端カルボキシ基濃度([COOH])が103.1μ当量/gのポリアミド樹脂(PXD10−3)をそれぞれ合成した。末端カルボキシ基濃度は、特許第5168432号公報の段落0109の記載に従って測定した。
【0044】
ガラス繊維
FT807A:ウレタン系集束剤、オーウェンスコーニングジャパン合同会社製
T756H:ウレタン系集束剤、日本電気硝子株式会社製
T286H:ウレタン・酸共重合系集束剤、日本電気硝子株式会社製
【0045】
離型剤:日東化成工業製、モンタン酸カルシウムCS−8CP
【0046】
<ガス分析>
上記集束剤付きガラス繊維約50mgを280℃で1時間加熱し、得られたガスを分析した。ガス分析は、島津製作所製、TD−20(TD)、GC−2010 Plus(GC)、GCMS−QP2010 Ultra(MS)を用い、TD−GC/MS(Thermal Desorption (Auto Sampler)- Gas Chromatography/Mass Spectrometry)分析にて行った。得られたガスについて、デカン換算によって、イソホロンジイソシアネートの量を測定した。下記に結果を示す。尚、イソホロンジイソシアネートおよびガス全量の単位は、ガラス繊維1g当たりの質量(μg/g)である。
【表1】
【0047】
<コンパウンド>
後述する下記表に示す組成となるように、樹脂成分と離型剤をそれぞれ秤量し、ドライブレンドした後、二軸押出機(東芝機械製、TEM26SS)のスクリュー根元から2軸スクリュー式カセットウェイングフィーダ(クボタ製、CE−W−1−MP)を用いて投入した。また、ガラス繊維については振動式カセットウェイングフィーダー(クボタ製、CE−V−1B−MP)を用いて押出機のサイドから上述の二軸押出機に投入し、樹脂成分及び離形剤と溶融混練し、樹脂組成物ペレットを投入した。押出機の温度設定は、300℃とした。
【0048】
<曲げ強度>
上述の製造方法で得られたペレットを120℃で5時間乾燥させた後、住友重機械工業株式会社製、SG125−MIIIを用いて、シリンダー温度300℃、金型温度100℃、成形サイクル50秒の条件で射出成形し、4mm厚さのISO引張り試験片を成形した。
ISO178に準拠して、上記ISO引張り試験片(4mm厚)を用いて、23℃の温度で曲げ強度(単位:MPa)を測定した。
【0049】
【表2】
上記表の結果から明らかなとおり、所定の集束剤および表面処理剤の少なくとも1種を用いることにより、高い曲げ強度を達成可能であることが分かった。