半結晶性半芳香族ポリアミド
本発明は、（ａ）芳香族ジカルボン酸および脂肪族ジカルボン酸の混合物からなるジカルボン酸ならびに（ｂ）長鎖脂肪族ジアミンおよび短鎖脂肪族ジアミンの混合物からなるジアミンから誘導されたＡ−Ａ−Ｂ−Ｂ構成単位を含む半結晶性半芳香族ポリアミドであって、（ａ−ｉ）芳香族ジカルボン酸は、少なくとも８０ｍｏｌ％がテレフタル酸から構成され、かつ（ａ−ｉｉ）脂肪族ジカルボン酸は、ジカルボン酸の少なくとも５ｍｏｌ％を構成し、（ｂ−ｉ）短鎖脂肪族ジアミンは、ジアミンの少なくとも１０ｍｏｌ％を構成し、かつ（ｃ）芳香族ジカルボン酸および長鎖脂肪族ジアミンは、ジカルボン酸およびジアミンの総モル量の６０〜９０ｍｏｌ％を構成する、半芳香族ポリアミドに関する。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、半結晶性半芳香族ポリアミド、より詳細には、脂肪族ジアミンを含むジアミン（Ａ−Ａ構成単位）およびテレフタル酸を含むジカルボン酸（Ｂ−Ｂ構成単位）から誘導された構成単位を含む半結晶性半芳香族ポリアミドに関する。
【０００２】
半結晶性半芳香族ポリアミドは、特に、部品が高温に曝される用途を意図した射出成形部品に用いられている。このような高温に曝される時間はより短い場合もより長い場合もあり、および／またはその間隔が一定していない場合があり、その上、不意に非常に高いピーク温度になる場合もあり、これらはすべてその用途の種類に依存する。ポリアミドはその用途に応じて様々な要件を満たさなければならない。半結晶性半芳香族ポリアミドは、例えば、高温高湿条件下における機械特性および良好な寸法安定性に関する要件が極めて重要となる自動車およびエレクトロニクス用途に用いられている。このポリマーは、例えば、Ｔｇを超えてからＴｍに至るまでに高い剛直性を維持するなどの良好な機械特性が得られるように十分に高い結晶化度を有していなければならない。この種の用途に好適なポリマーは、融解温度（Ｔｍ）が高く、かつニートポリマーの場合は同様にガラス転移温度（Ｔｇ）も高いだけでなく、高湿条件に曝した後も特性を維持することも必要である。例えば、成形部品が表面実装技術（ＳＭＴ）等の方法によって実装されるエレクトロニクス用途の場合は、高湿条件に曝した後でも高い耐ブリスター性を示す材料が必要である（例えば、ポリアミド、プラスチック・ハンドブック（ポリアミド、クンストストッフ・ハンドブーフ（Ｐｏｌｙａｍｉｄｅ，Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆ Ｈａｎｄｂｕｃｈ））、３／４、ベッカー（Ｂｅｃｋｅｒ）／ブラウン（Ｂｒａｕｎ）編、ハンザー・フェルラーク（Ｈａｎｓｅｒ Ｖｅｒｌａｇ）（ミュンヘン（Ｍｕｅｎｃｈｅｎ））、１９９８年、ＩＳＢＮ ３−４４６−１６４８６−３、６１７頁および８０９頁を参照されたい）。このポリマーは、高融点を有すること以外に、工業規模で経済的に射出成形部品を作製するための溶融加工が可能となるように良好な熱安定性も有していなければならない。
【０００３】
半結晶性半芳香族ポリアミドの例としては、ポリアミド６Ｔ、すなわちテレフタル酸およびヘキサメチレンジアミン（１，６−ヘキサンジアミンと同義）から誘導されたポリアミドならびにポリアミド４Ｔ、すなわちテレフタル酸および１，４−ブタンジアミンから誘導されたポリアミド等のホモポリアミドが挙げられる。ポリアミド６Ｔは融点が約３７０℃の半芳香族半結晶性ポリアミドであるが、ポリアミド４Ｔの融点は４００℃を優に超えている。ポリアミド６Ｔおよびポリアミド４Ｔの融点はそれぞれのポリアミドの分解温度よりも高いので、これらのポリアミドは溶融加工することができず、したがって、例えば射出成形によるポリアミド成形品の製造には適していない。この問題を解決することを目的として射出成形用途にエンジニアリングプラスチックとして使用される半芳香族ポリアミドは大部分がコポリアミドである。コポリアミドは、典型的には、対応する半芳香族ホモポリアミドの融点よりも融点が低く、そのため、コポリアミドの溶融加工性は対応する半芳香族ホモポリアミドよりも高くなっている。この種の半芳香族ポリアミドは米国特許第６，７４７，１２０号明細書より公知である。米国特許第６，７４７，１２０号明細書には、ホモポリアミドであるポリアミド６Ｔおよびポリアミド４Ｔのコポリアミドであるポリアミド６Ｔ／４Ｔが記載されている。ポリアミド６Ｔ／４Ｔの問題点は、標準的な加工条件下では、このように様々な用途に用いるために十分に高い分子量および十分に高い粘度を有するポリアミドを調製することが難しいことにある。米国特許第６，７４７，１２０号明細書においては、より高い分子量（したがってより高い粘度）は、官能基数が３以上の酸またはアミンモノマーを使用することによって達成され得ると述べられているが、このようなモノマーを使用すると、重合中および／または溶融加工中にポリアミドが架橋およびゲル化する危険性も生じることになる。
【０００４】
他の種類の半芳香族ポリアミドがＲ・Ｊ・ゲイマンズ（Ｒ．Ｊ．Ｇａｙｍａｎｓ）およびＳ・アールト（Ｓ．Ａａｌｔｏ）によりＪ．Ｐｏｌ Ｓｃｉ．Ａ：Ｐｏｌ Ｃｈｅｍ、第２７巻、４２３〜４３０頁（１９８９年）に記載されている。ゲイマンズおよびアールトは、ポリアミド４６／４Ｔすなわちポリアミド４６およびポリアミド４Ｔのコポリアミドの調製および特性について記載している。このコポリアミドには、標準的な加工条件下においては、特にポリアミド４Ｔの含量が増加した低分子量のポリアミドポリマーが得られるという問題点もある。他には、このコポリアミドの溶融安定性に限界があるという問題点がある。ポリアミド４Ｔ成分の含量が中程度〜高い場合、このポリアミドには、より低い主融点以外に３５０℃以上に第２の溶融ピークがあり、この第２の溶融ピークによって溶融加工が複雑になるかまたはこれが完全な妨げとなる場合さえある。さらなる問題点は、高湿条件下においてはこのコポリアミドの融解温度が大幅に降下し、そのため、温暖多湿な環境に曝された後は、特にポリアミド４６成分の含量が高い場合、ＳＭＴ工程における耐ブリスター性が激しく低下してしまうことにある。
【０００５】
本発明の目的は、上述の欠点を示さないかまたはその程度が低減された、耐熱性を有する溶融加工可能なポリアミドを提供することにある。このポリアミドは、融解温度が高いことに加えて、溶融安定性が高く、機械特性が良好であり、耐ブリスター性が良好であり、かつ高湿条件下における融解温度の降下が限られていることが必要である。より具体的には、本発明は、標準的な加工条件下において調製することができる半芳香族ポリアミドであって、このような条件下で得ることができるポリアミド４６／４Ｔまたはポリアミド６Ｔ／４Ｔよりも高い粘度を達成することができ、融解温度が高く、それと同時に、ポリアミド４６含量の高いポリアミド４６／４Ｔと比較して溶融安定性およびブリスター挙動が改善されている半芳香族ポリアミドを提供することを目的とする。
【０００６】
この目的は、
ａ．ジカルボン酸が、芳香族ジカルボン酸および脂肪族ジカルボン酸の混合物からなり、
ｉ．芳香族ジカルボン酸が、芳香族ジカルボン酸の総量に対し少なくとも８０ｍｏｌ％がテレフタル酸から構成され、かつ
ｉｉ．脂肪族ジカルボン酸のモル量が、ジカルボン酸の総モル量に対し少なくとも５ｍｏｌ％であり、
ｂ．ジアミンが、長鎖脂肪族ジアミン（Ｃ６〜Ｃ１２）および短鎖脂肪族ジアミン（Ｃ２〜Ｃ５）の混合物からなり、短鎖脂肪族ジアミンのモル量が、ジアミンの総モル量に対し少なくとも１０ｍｏｌ％であり、かつ
ｃ．芳香族ジカルボン酸および長鎖脂肪族ジアミンのモル量の合計が、ジカルボン酸およびジアミンの総モル量に対し６０〜９０ｍｏｌ％である、
本発明による半結晶性半芳香族ポリアミドによって達成された。
【０００７】
この手段の効果は、上述の欠点が克服されたことにある。本発明によるポリアミドは、ポリアミド４６／４Ｔおよびポリアミド６Ｔ／４Ｔのどちらよりも容易に、すなわちより温和な加工条件および／またはより短い加工時間で高粘度のものを調製することができ、そしてたとえより官能基数の多い出発成分を使用しなくてもより高粘度のものを調製することもできる。本発明による半芳香族半結晶性ポリアミドは、ジカルボン酸およびジアミンの複合的な混合物から誘導されているにもかかわらず、依然として高い融点とともに高い結晶化度を示す。より具体的には、結晶化度はポリアミド４６／４Ｔおよびポリアミド６Ｔ／４Ｔのようなコポリアミドの結晶化度と同程度であるが、融点はこれらのコポリアミドと同程度であるかまたはこれらよりもわずかに低いだけである。半結晶性半芳香族ポリアミドの融解温度はコポリマーに変化させることで劇的に降下し得ること自体は公知であるので、このことは全く意外なことである。例えば、ポリアミド、プラスチック・ハンドブック、３／４、ベッカー／ブラウン編、ハンザー・フェルラーク（ミュンヘン）、１９９８年、ＩＳＢＮ ３−４４６−１６４８６−３、第６章を参照されたい。この便覧には、通常、半結晶性ポリマーの融点を低下させるためには、より融点の低い異なるポリマーのモノマー構成単位が選択されることと、融点を低下させると、特にコモノマー含量がより高い（３０〜７０ｍｏｌ％程度）場合は、同形（ｉｓｏｍｏｒｐｈｉｃ）のモノマー構成単位を使用しない限りは、それに伴いしばしば結晶性がかなり失われるかまたは完全に失われる場合さえあることとが教示されている（これについても、ポリアミド、プラスチック・ハンドブック、３／４、ベッカー／ブラウン編、ハンザー・フェルラーク（ミュンヘン）、１９９８年、ＩＳＢＮ ３−４４６−１６４８６−３、８〜９頁を参照されたい）。さらに、本発明によるポリアミドは高湿条件下における融解温度の降下がポリアミド４６／４Ｔよりもはるかに小さく、それどころかポリアミド６Ｔ／４Ｔと比較してさえも小さく、それによって良好な耐ブリスター性が得られる。
【０００８】
この利点は、水の拡散挙動にも反映される。一般に、コポリアミドの融解温度が低下するにつれて拡散速度が増大することが観測されている。しかしながら、本発明によるコポリアミドは、同じ融解温度を有するポリアミド４６／４Ｔもしくはポリアミド６Ｔ／４Ｔよりも拡散速度が低いかあるいは拡散速度が同程度であっても融解温度がより低いことも観測されている。本発明によるコポリアミドは、飽和条件下における耐ブリスター性がより優れているだけでなく、はんだ付け工程中に前記ポリアミドにブリスターが発生するようになる前に高湿条件下で保管することができる最長期間が、同程度の融解温度を有するポリアミド４６／４Ｔまたはポリアミド６Ｔ／４Ｔ製品よりも長いという利点がある。このコポリマーを、２種のポリアミドのコポリアミドの組合せ、例えば、ポリアミド６Ｔ／４Ｔおよびポリアミド４６の組合せと見なすことができることを考えれば、この結果が非常に意外であることが特に明白になる。このような組合せを作るためにポリアミド６Ｔ／４Ｔ中のポリアミド４Ｔの一部をポリアミド４６と置き換えると、融解温度は降下するが拡散は非常に低い水準のままであり、その増加の程度（もしある場合）は、拡散の高いポリアミド４６の重量に基づいて説明できるものをはるかに下回る。
【０００９】
本発明によるコポリアミドのさらなる利点は、同じ融解温度を有するＰＡ４６／４ＴコポリアミドまたはＰＡ６６／６ＴコポリアミドよりもＴｇが高いことにある。コポリアミドのＴｇは融解温度の上昇に伴い上昇することが観測されているが、ＰＡ４６／４ＴコポリアミドおよびＰＡ６６／６Ｔコポリアミドと比較すると本発明によるポリアミドの方が大幅に上昇することも観測されている。ポリアミドを溶融加工するためには融解温度が高過ぎないことが好ましいが、高温下における機械特性を維持するためにはＴｇがより高い方が好ましい。したがって、本発明によるコポリアミドは、ＰＡ４６／４ＴコポリアミドおよびＰＡ６６／６Ｔコポリアミドよりも高い温度まで機械特性が維持される（融解温度が等しい場合）かまたは同じ温度まで機械特性が維持される（融解温度がより低い場合）かのいずれかであるという利点を有する。
【００１０】
さらに、本発明による半芳香族半結晶性ポリアミドは、同程度の高い融点を有するポリアミド４６／４Ｔと比較すると、溶融安定性が改善されている。
【００１１】
本出願の文脈における「半芳香族ポリアミド」とは、芳香族および脂肪族成分の組合せ（脂肪族ジカルボン酸および芳香族ジアミンまたは芳香族ジカルボン酸および脂肪族ジアミンまたはこれらの組合せ等）から誘導された構成単位を含むホモ−またはコポリアミドであると理解すべきである。ジアミンおよびジカルボン酸から作られたポリアミドは、例えば、ナイロン・プラスチック・ハンドブック（Ｎｙｌｏｎ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｈａｎｄｂｏｏｋ）、Ｍ・Ｉ・コーハン（Ｍ．Ｉ．Ｋｏｈａｎ）編、ハンサー・パブリッシャーズ（Ｈａｎｓｅｒ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ）、ミュンヘン、ＩＳＢＮ １−５６９９０−１８９−９（１９９５年）、５頁に記載されているように、ＡＡＢＢポリマーに分類される。半結晶性ポリアミドが非晶質ポリアミドと区別される点は、半結晶性ポリアミドは、固体では、非晶質領域に隣接した結晶領域を含む多相構造を特徴とすることにある。さらに、本明細書に記載されるポリアミドの命名法に関しては、ポリアミドという語の後に、最初の数字または文字がジアミンを指し２番目の数字または文字が二酸を指す数字およびまたは文字の組合せからなる記号が続く標準的な規則が適用されることに留意されたい。異なるホモポリアミドのモノマーを組み合わせたコポリアミドの場合は、ナイロン・プラスチック・ハンドブック、Ｍ・Ｉ・コーハン編、ハンザー・パブリッシャーズ、ミュンヘン、ＩＳＢＮ １−５６９９０−１８９−９（１９９５年）５頁に記載されているＩＳＯの慣例に従い、異なるホモポリアミドの記号がスラッシュで区切られる。
【００１２】
本発明による半結晶性半芳香族ポリアミドはコポリアミドを含んでおり、その大部分はターポリマーまたはそれさえも超えるコポリアミド、すなわち３種以上のホモポリアミドに対応するモノマー組成物を含むものと見なすことができる。本発明によるこのようなターポリマーの代表的な例としては、ポリアミド６Ｔ／４Ｔ／４６（これは、ポリアミド６Ｔ、ポリアミド４Ｔ、およびポリアミド４６のコポリアミドである）、ポリアミド６Ｔ／６６／４６（ポリアミド６Ｔ、ポリアミド６６、およびポリアミド４６のコポリアミドである）、ポリアミド６Ｔ／５Ｔ／５６（ポリアミド６Ｔ、ポリアミド５Ｔ、およびポリアミド５６のコポリアミドである）、およびポリアミド６Ｔ／６６／５６（すなわち、ポリアミド６Ｔ、ポリアミド６６、およびポリアミド５６のコポリアミドである）が挙げられる。
【００１３】
上述の改善された特性を有する本発明による半結晶性半芳香族ポリアミドが得られる本発明の手段の効果は、ホモポリアミドであるポリアミド４６およびポリアミド５６、特にポリアミド４６の溶融安定性が限られていることと、これらのホモポリアミドの製造には、通常、連鎖停止剤として作用する可能性のある環状モノアミン等の副生成物の生成が伴うこととを鑑みれば、特に意外なことである。
【００１４】
本発明による半芳香族ポリアミドは、芳香族ジカルボン酸および脂肪族ジカルボン酸および長鎖脂肪族ジアミンおよび短鎖脂肪族ジアミンから誘導されたものを含んでいる。ジアミンから誘導された構成単位は本明細書においてＢ−Ｂ構成単位とも表され、それと同様に、ジカルボン酸から誘導された構成単位も本明細書においてはＢ−Ｂ構成単位と表される。さらに、以下、Ａ−Ａ構成単位およびＢ−Ｂ構成単位を一緒にしてＡ−Ａ−Ｂ−Ｂ構成単位とも表す。
【００１５】
芳香族ジカルボン酸は、芳香族ジカルボン酸の総量に対し少なくとも８０ｍｏｌ％がテレフタル酸から構成される。テレフタル酸以外に本発明によるポリアミド中に用いてもよい他の好適な芳香族ジカルボン酸は、例えば、イソフタル酸またはナフタレンジカルボン酸である。
【００１６】
好適な脂肪族ジカルボン酸は、例えば、６〜１８個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸、例えば、アジピン酸（Ｃ６）、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸（Ｃ８）、スベリン酸（Ｃ８）、セバシン酸（Ｃ１０）、ドデカン酸（Ｃ１２）、またはこれらの混合物である。好ましくは、脂肪族ジカルボン酸は、アジピン酸、セバシン酸、またはこれらの混合物等のＣ６〜Ｃ１０脂肪族ジカルボン酸であり、さらには、この脂肪族ジカルボン酸は、Ｃ６〜Ｃ８脂肪族ジカルボン酸である。最も好ましくは、この脂肪族ジカルボン酸はアジピン酸である。
【００１７】
本明細書における「短鎖ジアミン」とは、２〜５個の炭素原子を有するジアミン、言い換えれば、短鎖脂肪族ジアミンはＣ２〜Ｃ５脂肪族ジアミンであると理解される。本発明によるポリアミド中に好適に用いることができるこの種のジアミンとしては、例えば、１，２−エチレンジアミン、１，３−プロパンジアミン、１，４−ブタンジアミン、および１，５−ペンタンジアミン、ならびにこれらの混合物が挙げられる。好ましくは、短鎖脂肪族ジアミンは、１，４−ブタンジアミン、１，５−ペンタンジアミン、およびこれらの混合物からなる群から選択され、より好ましくは１，４−ブタンジアミンである。
【００１８】
本明細書においては、長鎖脂肪族ジアミンとは、６〜１２個のＣ原子を有するジアミンであり、言い換えれば、長鎖脂肪族ジアミンとは、Ｃ６〜Ｃ１２脂肪族ジアミンであると理解される。これらのジアミン中の脂肪族鎖は、直鎖、分岐鎖、環式構造、およびこれらの任意の組合せであってもよい。本発明によるポリアミドに使用することができる好適な長鎖脂肪族ジアミンは、例えば、２−メチルペンタメチレンジアミンとしても公知の２−メチル−１，５−ペンタンジアミン、１，５−ヘキサンジアミン、１，６−ヘキサンジアミン、１，４−シクロヘキサンジアミン、１，８−オクタンジアミン、２−メチル−１，８−オクタンジアミン、１，９−ノナンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、１，１０−デカンジアミン、１，１１−ウンデカンジアミン、１，１２−ドデカンジアミン、ｍ−キシリレンジアミン、およびｐ−キシリレンジアミン、ならびにこれらの混合物である。好ましくは、長鎖脂肪族ジアミンは、１，６−ヘキサンジアミン、Ｃ８ジアミン、２−メチル−１，８−オクタンジアミン、１，９−ノナンジアミン、Ｃ１０ジアミン、およびこれらの混合物からなる群から選択され、より好ましくは１，６−ヘキサンジアミンである。この好ましい選択肢、特に、より好ましい選択肢である１，６−ヘキサンジアミンの利点は、本発明によるコポリアミドの高温特性がさらに良好になることにある。
【００１９】
ジアミン（ＡＡ）およびジカルボン酸（ＢＢ）から誘導されたＡ−Ａ−Ｂ−Ｂ構成単位以外に、本発明によるポリアミドは、他の成分、例えば、脂肪族アミノカルボン酸（ＡＢ構成単位）および対応する環状ラクタムから誘導された構成単位に加えて少量の分岐剤および／または連鎖停止剤を含んでいてもよい。
【００２０】
好ましくは、本発明によるポリアミドは、ジカルボン酸およびジアミン以外の成分から誘導された構成単位を、ポリアミドの総質量に対し１０質量％以下、より好ましくは８質量％以下、よりさらに好ましくは５質量％以下含む。最も好ましくは、本発明によるポリアミドは、このような他の成分を一切含まず、ジカルボン酸およびジアミンから誘導されたＡ−Ａ−Ｂ−Ｂ構成単位のみからなる。その利点は、物流管理がより簡単なことと結晶の性質がより優れていることとにある。
【００２１】
好適なラクタムは、例えば、ラウロラクタムおよびイプシロン−カプロラクタムである。好適な分岐剤は、例えば、トリメリット酸等の３官能性カルボン酸およびビスヘキサメチレントリアミン（ＢＨＴ）等の３官能性アミンである。好適な連鎖停止剤は、安息香酸等の単官能性カルボン酸および単官能性アミンである。分岐剤と同様、連鎖停止剤が少しでも使用される場合は、好ましくは、これらの成分はそれぞれ、ジアミンおよびジカルボン酸の総モル量に対し１ｍｏｌ％以下、より好ましくは０．１ｍｏｌ％以下の量で使用される。
【００２２】
好ましくは、本発明による半芳香族ポリアミド中の芳香族ジカルボン酸は、芳香族ジカルボン酸の総モル量に対し少なくとも９０ｍｏｌ％、より好ましくは少なくとも９５ｍｏｌ％がテレフタル酸から構成される。究極的には、芳香族ジカルボン酸としてテレフタル酸のみが使用される。テレフタル酸を唯一の芳香族ジカルボン酸として使用することの利点は、このポリアミドは結晶化度がより高く、耐ブリスター性が改善されており、かつ高温下における特性の保持力がより高いことにある。
【００２３】
本発明によるポリアミドにおける脂肪族ジカルボン酸のモル量は、ジカルボン酸の総量に対し少なくとも５ｍｏｌ％であり、短鎖脂肪族ジアミンのモル量は、ジアミンの総量に対し少なくとも１０ｍｏｌ％である。
【００２４】
芳香族ジカルボン酸および長鎖脂肪族ジアミンの最小量は明確には記載していないが、これらの量は、芳香族ジカルボン酸および長鎖脂肪族ジアミンのモル量の合計がジカルボン酸およびジアミンの総モル量に対し６０〜９０ｍｏｌ％であるというさらなる要件に暗黙的に従うことになる。暗黙的には、芳香族ジカルボン酸の量は、ジカルボン酸の総量に対し少なくとも３０ｍｏｌ％となり、長鎖脂肪族ジアミンの量は、ジアミンの総量に対し少なくとも２５ｍｏｌ％となる。
【００２５】
言い換えれば、ジカルボン酸は、芳香族ジカルボン酸３０〜９５ｍｏｌ％および脂肪族ジカルボン酸７０〜５ｍｏｌ％からなり、脂肪族ジアミンは、長鎖ジアミン２５〜９０ｍｏｌ％および短鎖ジアミン７５〜１０ｍｏｌ％からなる。これらの範囲（ジカルボン酸およびジアミンの組成は変化し得る）は、芳香族ジカルボン酸および長鎖脂肪族ジアミンのモル量の合計がジカルボン酸およびジアミンの総モル量に対し６０〜９０ｍｏｌ％であるという要件にさらに制限されることに留意されたい。
【００２６】
好ましくは、ジカルボン酸は、少なくとも３０ｍｏｌ％、より好ましくは少なくとも３５ｍｏｌ％が芳香族ジカルボン酸から構成される。同様に好ましくは、脂肪族ジアミンは、少なくとも１５ｍｏｌ％、より好ましくは少なくとも２０ｍｏｌ％が短鎖ジアミンから構成される。芳香族ジカルボン酸または短鎖ジアミンの量を増加させることの利点は、温度特性がさらに向上することにある。
【００２７】
最も好ましくは、ジカルボン酸は、芳香族ジカルボン酸５０〜８５ｍｏｌ％および脂肪族ジカルボン酸５０〜１５ｍｏｌ％からなり、脂肪族ジアミンは、長鎖ジアミン４０〜８０ｍｏｌ％および短鎖ジアミン６０〜２０ｍｏｌ％からなる。
【００２８】
同様に好ましくは、本発明による半芳香族ポリアミド中における短鎖脂肪族ジアミンのモル量は、脂肪族ジカルボン酸および短鎖脂肪族ジアミンのモル量の合計に対し少なくとも３０ｍｏｌ％であり、より好ましくは、この量は、少なくとも４０ｍｏｌ％または少なくとも４５ｍｏｌ％であり、少なくとも５０ｍｏｌ％であれば尚よく、少なくとも５５ｍｏｌ％であってさえよい。短鎖脂肪族ジアミンのモル量が多くなるほどポリアミドの熱安定性は高くなる。
【００２９】
本発明による半芳香族ポリアミド中の短鎖脂肪族ジアミンのモル量はまた、短鎖および長鎖ジアミンのモル量に対し７５ｍｏｌ％以下である。好ましくは、短鎖脂肪族ジアミンのモル量は、短鎖および長鎖ジアミンのモル量に対し６０ｍｏｌ％以下であり、５０ｍｏｌ％、４０ｍｏｌ％、または３５ｍｏｌ％でさえより好ましい。このように短鎖ジアミンのモル量がより少ないコポリアミドの利点は、所与のＴｍを有するコポリアミドの場合、水拡散挙動が改善されることにある。
【００３０】
芳香族ジカルボン酸および長鎖脂肪族ジアミンのモル量の合計は、ジカルボン酸およびジアミンの総モル量に対し少なくとも６５ｍｏｌ％であることがさらに好ましく、好ましくは少なくとも７０ｍｏｌ％、より好ましくは少なくとも７５ｍｏｌ％である。芳香族ジカルボン酸および長鎖脂肪族ジアミンのモル量の合計がより高いポリアミドの利点は、このポリアミドが、より高い融点およびより高い結晶化度とより高い熱安定性および溶融加工性とを兼ね備えていることにある。好適には、前記合計の範囲は、ジカルボン酸およびジアミンの総モル量に対し７０〜８５ｍｏｌ％であるかまたは７５〜８０ｍｏｌ％の場合さえある。
【００３１】
本発明による半芳香族ポリアミドの好ましい実施形態においては、
芳香族ジカルボン酸の少なくとも９０ｍｏｌ％がテレフタル酸からなり、
脂肪族ジカルボン酸の少なくとも８０ｍｏｌ％がアジピン酸からなり、
長鎖脂肪族ジアミンの少なくとも８０ｍｏｌ％がヘキサンジアミン、Ｃ８ジアミン、Ｃ９ジアミン、Ｃ１０ジアミン、およびこれらの混合物からなり、かつ
短鎖脂肪族ジアミンの少なくとも８０ｍｏｌ％が１，４−ブタンジアミンからなる。
【００３２】
より好ましい実施形態においては、
芳香族ジカルボン酸の少なくとも９５ｍｏｌ％がテレフタル酸からなり、
脂肪族ジカルボン酸の少なくとも９０ｍｏｌ％がアジピン酸からなり、
長鎖脂肪族ジアミンの少なくとも９０ｍｏｌ％がヘキサンジアミン、Ｃ８ジアミン、Ｃ９ジアミン、Ｃ１０ジアミン、およびこれらの混合物からなり、かつ
短鎖脂肪族ジアミンの少なくとも９０ｍｏｌ％が１，４−ブタンジアミンからなる。
【００３３】
好ましくは、本発明による半芳香族ポリアミドは３種のポリアミドのターポリマーであり、第１のポリアミドは、ポリアミド６Ｔ、ポリアミド８Ｔ、ポリアミド９Ｔ、ポリアミド１０Ｔ、およびポリアミド１２Ｔからなる群から選択され、第２のポリマーは、ポリアミド６６、ポリアミド８６、ポリアミド９６、ポリアミド１０６、およびポリアミド１２６からなる群から選択され、第３のポリアミドは、ポリアミド４Ｔおよびポリアミド５Ｔからなる群から選択される。
【００３４】
より好ましくは、半芳香族コポリアミドは、ポリアミド６Ｔ、ポリアミド６６、およびポリアミド４Ｔ；ポリアミド８Ｔ、ポリアミド８６、およびポリアミド４Ｔ；ポリアミド９Ｔ、ポリアミド９６、およびポリアミド４Ｔ；ならびにポリアミドｌ０Ｔ、ポリアミド１０６、およびポリアミド４Ｔのターポリマーからなる群から選択されるターポリマーである。ターポリマーは、ポリアミド中に使用される各モノマーの比率に応じた、異なる方式で命名される場合もあることに留意されたい。例えば、ポリアミド６Ｔ／６６／４Ｔ、すなわちポリアミド６Ｔ、ポリアミド６６、およびポリアミド４Ｔのコポリアミドは、ポリアミド６６の含量がポリアミド４Ｔよりも高いか低いかに応じてポリアミド６Ｔ／６Ｔ／４６またはポリアミド６Ｔ／４Ｔ／４６として命名する場合もある。
【００３５】
本発明はまた、本発明による半芳香族ポリアミドの調製方法であって、テレフタル酸を含むジカルボン酸および脂肪族ジアミンを含むジアミンを共縮合させることによってＡ−Ａ−Ｂ−Ｂ構成単位を含むポリアミドを形成する重合ステップを含み、ジカルボン酸およびジアミンが上述の組成を有する、方法に関する。
【００３６】
本発明によるコポリアミドは、ポリアミドおよびそのコポリマーを調製するためのそれ自体公知の様々な方法で調製することができる。好適な方法の例は、例えば、ポリアミド、プラスチック・ハンドブック、３／４、ベッカー／ブラウン編、ハンザー・フェルラーク（ミュンヘン）、１９９８年、ＩＳＢＮ ３−４４６−１６４８６−３に記載されている。
【００３７】
重合は、例えば、溶液相法（ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｈａｓｅ ｐｒｏｃｅｓｓ）または溶融相法（ｍｅｌｔ ｐｈａｓｅ ｐｒｏｃｅｓｓ）で実施してもよい。好ましくは、ジカルボン酸またはそのエステルもしくはポリエステルおよびジアミンの混合物（この混合物に水および過剰量のジアミンが添加される）が液相で重縮合され、相対粘度（ＩＳＯ３０７、第４版の方法に従い９６％硫酸中で測定）が例えば１．０３〜１．８０であるモル質量の小さいコポリアミドを形成する方法を用いる。このような方法は、例えば、Ｓ−５５５０２０８−Ａ号明細書、ＥＰ−０３９３５４８−Ａ号明細書、およびＥＰ−００３９５２４−Ａ号明細書より公知である。これに続いて、場合により水蒸気および／またはジアミンを含んでいてもよい不活性ガス中で、コポリアミドが所望の粘度に到達するまで固相での後縮合が行われる。このような方法の利点は、溶融相中のコポリアミドが短時間しか高温にならないため、望ましくない副反応が最小限に抑えられることにある。
【００３８】
重合の条件は、適用される方法の種類には依存せず、この方法を用いて得られるポリアミドの相対粘度（ＩＳＯ３０７、第４版の方法に従い９６％硫酸中で測定）が例えば１．８０を超えるように適切に選択される。このようなポリアミドは良好な機械特性を与える。
【００３９】
好ましくは，本発明によるコポリアミドは、相対粘度（ＩＳＯ３０７、第４版の方法に従い９６％硫酸中で測定）が少なくとも１．９０であると同時に好ましくは６．０未満であり、より好ましくは２．０〜４．０、よりさらに好ましくは２．１〜３．５の範囲にある。
【００４０】
さらに本発明によるポリアミドは、相対粘度が１．８０未満の場合さえあり、１．７と低い場合や、それどころか１．６と低い場合もあるが、依然として良好な機械特性を維持していることが見出された。このことは、コポリアミド４６／４Ｔおよび４Ｔ／６Ｔとは対照的である。このように粘度（ＩＳＯ３０７、第４版の方法に従い９６％硫酸中で測定）が低い、すなわち１．６〜１．８の範囲にあるポリアミドは、成形中の流動性がより良好であるとともに、より薄肉の構成要素を有する成形部品を作製することができるという利点がある。このような成形部品の場合、機械特性を維持することが実に重要である。
【００４１】
本発明はまた、本発明による半芳香族ポリアミドおよび少なくとも１種の添加剤を含むポリマー組成物ならびに前記半芳香族ポリアミドおよび前記ポリマー組成物のポリアミド成形部品を作製するための使用に加えて、これから作製されたポリアミド成形部品にも関する。
【００４２】
本発明による半芳香族ポリアミドと同様、前記ポリアミドを含むポリアミド組成物は、溶融物から例えば射出成形、押出成形、吹き込み成形、または圧縮成形によって製品を形成するのに抜群に適している。
【００４３】
前記ポリアミド組成物中に含まれてもよい添加剤としては、ポリアミド成形用組成物を作製する当業者に公知の通常の添加剤が挙げられる。好適な添加剤は、例えば、安定剤（ＵＶ安定剤、熱安定剤、酸化防止剤等）、着色剤、加工助剤（例えば、離型剤、潤滑剤等）、流動性向上剤（ポリアミドオリゴマー等）、耐衝撃性を改善するための試剤、充填剤、補強材（炭素繊維、ガラス繊維等）、および難燃剤（ハロゲン系難燃剤、非ハロゲン系難燃剤、難燃相乗剤等）である。ポリアミド組成物は、場合により、ポリアミド以外のポリマーも含んでいてもよい。
【００４４】
好適には、ポリアミド組成物は、ポリアミド組成物の総重量に対し２０〜９９．９９重量％の量の半芳香族ポリアミドおよび０．０１〜８０重量％の量の少なくとも１種の添加剤を含む。好ましくは、少なくとも１種の添加剤の量は、ポリアミド組成物の総重量に対し０．１〜７０重量％であり、より好ましくは１．０〜６０重量％であり、２〜５０重量％さえも好ましい。
【００４５】
本発明による半芳香族ポリアミドまたはポリアミド組成物を用いて得ることができる製品は、例えば、自動車エンジン部品、電気および電子部品、フィルムおよび繊維である。
【００４６】
好適には、本発明による半芳香族ポリアミドまたはこれを含むポリアミド組成物を含む成型部品は、自動車エンジン部品として、電気もしくは電子部品として、または航空宇宙用途および家庭用途に使用される。
【００４７】
本発明は、以下の非限定的な実施例および比較試験を参照することによりさらに明らかになるであろう。
【００４８】
［原料］
以下に説明するポリアミドの調製には工業用の材料を使用した。
【００４９】
［実施例Ｉ：ＰＡ−６Ｔ／４６（モル比７４．４／２５．６）の調製］
テトラメチレンジアミン１３６．２５ｇ、ヘキサメチレンジアミン３８４．２９ｇ、水５３０ｇ、次亜リン酸ナトリウム一水和物０．３６ｇ、アジピン酸１６６．２０ｇ、およびテレフタル酸５４９．２７ｇの混合物を撹拌しながら２．５リットルのオートクレーブに仕込み、加熱しながら蒸留によって水を除去した。この試験および他のすべての試験においては、ポリアミド調製中におけるテトラメチレンジアミンの損失を補うために、ポリアミド組成物の組成の計算値よりもわずかに過剰（約２〜４重量％）のテトラメチレンジアミンを使用したことに留意されたい。２７分後、塩の９１重量％水溶液が得られた。その間、温度を１７０℃から２１２℃に昇温した。次いで、オートクレーブを密閉した。２１０℃から２２６℃に昇温しながら２５分間重合を実施し、この間、圧力を１．４ＭＰａに上昇させた。その後、オートクレーブの内容物をフラッシュし（ｆｌａｓｈｅｄ）、固体生成物を窒素中でさらに冷却した。次いで、こうして得られたプレポリマーを、乾燥炉において真空引きしながら０．０２ＭＰａの窒素気流中で数時間１２５℃に加熱することによって乾燥させた。乾燥した固体のプレポリマーを、金属製の管状反応器（ｄ＝８５ｍｍ）中で、窒素気流（２４００ｇ／ｈ）中２００℃で数時間、次いで窒素／水蒸気（重量比３／１、２４００ｇ／ｈ））中２２５℃で２時間および２６０℃で４６時間加熱することによって後縮合させた。次いで、ポリマーを室温に冷却した。
【００５０】
［実施例ＩＩ：ＰＡ−６Ｔ／４Ｔ／４６（モル比６７．５／２１．３／１１．２）の調製］
実施例Ｉと同様にして、テトラメチレンジアミン１７９．８ｇ、ヘキサメチレンジアミン３４７．２５ｇ、水５３７ｇ、次亜リン酸ナトリウム一水和物０．３６ｇ、アジピン酸７２．３６ｇ、およびテレフタル酸６５３．３８ｇの混合物を撹拌しながら２．５リットルのオートクレーブに加熱しながら仕込み、それによって塩の９１重量％水溶液を２７分後に得た。この工程では温度を１６９℃から２２３℃に昇温した。温度を２１０℃から２２６℃に昇温しながら２１分間重合を実施し、その間、圧力を１．３ＭＰａに上昇させた。次いで、実施例Ｉと同様にしてプレポリマーを乾燥し、固相で後縮合させた。
【００５１】
［実施例ＩＩＩ：ＰＡ−６Ｔ／４６／６６（モル比６７．５／１１．２／２１．３）の調製］
実施例Ｉと同様にして、テトラメチレンジアミン５７．７７ｇ、ヘキサメチレンジアミン４５４．２４ｇ、水４９８ｇ、次亜リン酸ナトリウム一水和物０．３６ｇ、アジピン酸２０９．２１ｇ、およびテレフタル酸４９３．１８ｇの混合物を撹拌しながら２．５リットルのオートクレーブに加熱しながら仕込み、それによって塩の９１重量％水溶液を１７分後に得た。この工程では、温度を１６８℃から２０６℃に昇温した。温度を２１０℃から２２６℃に昇温しながら２５分間重合を実施し、その間、圧力を１．４ＭＰａに上昇させた。次いで、２６０℃での後縮合の時間を１７時間としたことを除いて、実施例Ｉと同様にして、プレポリマーを乾燥および固相で後縮合させた。
【００５２】
［実施例ＩＶ：ＰＡ−６Ｔ／４Ｔ／４６（モル比６０．０／２１．３／１８．７）の調製］
実施例Ｉと同様にして、テトラメチレンジアミン２１８．２６ｇ、ヘキサメチレンジアミン３１２．９５ｇ、水５４０ｇ、次亜リン酸ナトリウム一水和物０．３６ｇ、アジピン酸１２２．３３ｇ、およびテレフタル酸６０６．４７ｇの混合物を撹拌しながら２．５リットルのオートクレーブに加熱しながら仕込み、それによって塩の９０重量％水溶液を２２分後に得た。この工程では、温度を１７０℃から２１６℃に昇温した。温度を２１０℃から２２６℃に昇温しながら２５分間重合を実施し、その間、圧力を１．５ＭＰａに上昇させた。次いで、２２５℃での後縮合の時間を５時間としたことを除いて、実施例Ｉと同様にして、プレポリマーを乾燥および固相で後縮合させた。
【００５３】
［実施例Ｖ：ＰＡ−６Ｔ／４６／６６（モル比６０．０／１８．７／２１．３）の調製］
実施例Ｉと同様にして、テトラメチレンジアミン９４．９１ｇ、ヘキサメチレンジアミン４２１．５８ｇ、水５２４ｇ、次亜リン酸ナトリウム一水和物０．３６ｇ、アジピン酸２６０．６８ｇ、およびテレフタル酸４４４．４３ｇの混合物を撹拌しながら２．５リットルのオートクレーブに加熱しながら仕込み、それによって塩の９０重量％水溶液を１９分後に得た。この工程では、温度を１７０℃から２０６℃に昇温した。温度を２１０℃から２２６℃に昇温しながら２５分間重合を実施し、その間、圧力を１．５ＭＰａに上昇させた。次いで、２６０℃での後縮合の時間を２１時間としたことを除いて、実施例Ｉと同様にして、プレポリマーを乾燥および固相で後縮合させた。
【００５４】
［実施例ＶＩ：ＰＡ−６Ｔ／４Ｔ／４６（モル比７４．５／１０．０／１５．５）の調製］
実施例Ｉと同様にして、テトラメチレンジアミン１２７．０９ｇ、ヘキサメチレンジアミン３５０．０５ｇ、水４８７ｇ、次亜リン酸ナトリウム一水和物０．６６ｇ、アジピン酸９１．５９ｇ、およびテレフタル酸５６７．４８ｇの混合物を撹拌しながら２．５リットルのオートクレーブに加熱しながら仕込み、それによって塩の９１重量％の水溶液を２２分後に得た。この工程では、温度を１７６℃から２１２℃に昇温した。温度を２２０℃から２２６℃に昇温しながら２２分間重合を実施し、この間、圧力を１．４ＭＰａに上昇させた。次いで、このようにして得られたプレポリマーを、乾燥炉において真空引きしながら０．０２Ｍｐａの窒素気流中で１２５℃および１８０℃で数時間加熱することによって乾燥させた。プレポリマーを金属製の管状反応器（ｄ＝８５ｍｍ）中で、窒素気流（２４００ｇ／ｈ）中１９０℃および２３０℃で数時間、次いで窒素／水蒸気流（重量比３／１、２４００ｇ／ｈ）中２５１℃で９６時間加熱することにより、固相で後縮合させた。次いで、ポリマーを室温に冷却した。
【００５５】
［実施例ＶＩＩ：ＰＡ−６Ｔ／４Ｔ／６６（モル比６５／１３／２２）の調製］
実施例Ｉと同様にして、テトラメチレンジアミン５７．４２ｇ、ヘキサメチレンジアミン３６８．６２ｇ、水５４６．８８ｇ、次亜リン酸ナトリウム一水和物０．６ｇ、アジピン酸１１７．２２ｇ、およびテレフタル酸４７２．３７ｇの混合物を撹拌しながら２．５リットルのオートクレーブに加熱しながら仕込み、それによって塩の９１重量％水溶液を２２分後に得た。この工程では、温度を１７６℃から２１２℃に昇温した。温度を２２０℃から２２６℃に昇温しながら２２分間重合を実施し、この間、圧力を１．５ＭＰａに上昇させた。次いで、このようにして得られたプレポリマーを、乾燥炉において真空引きしながら０．０２Ｍｐａの窒素気流中１２５℃および１８０℃で数時間加熱することによって乾燥させた。次いで、このプレポリマーを、２６０℃での後縮合の時間を４８時間としたことを除いて実施例Ｉと同様にして乾燥および固相で後縮合させた。
【００５６】
［比較例Ａ：ポリアミド６Ｔ／４Ｔ（モル比６０／４０）］
実施例Ｉと同様にして、テトラメチレンジアミン２０９．０８ｇ、ヘキサメチレンジアミン２８２．９３ｇ、水５００ｇ、次亜リン酸ナトリウム一水和物０．３３ｇ、およびテレフタル酸６７３．９９ｇの混合物を撹拌しながら２．５リットルのオートクレーブに加熱しながら仕込み、それによって塩の９１重量％水溶液を２５分後に得た。この工程では、温度を１７９℃から２２０℃に昇温した。温度を２２０℃から２２６℃に昇温しながら２２分間重合を実施し、この間、圧力を１．６ＭＰａに上昇させた。次いで、２６０℃での後縮合の時間を４５分間としたことを除いて、実施例Ｉと同様にしてプレポリマーを固相で後縮合させた。
【００５７】
［比較例Ｂ：ポリアミド４６］
実施例Ｉと同様にして、テトラメチレンジアミン４３０．４ｇ、水５００ｇ、次亜リン酸ナトリウム一水和物０．３３ｇ、およびアジピン酸６８６．８ｇの混合物を撹拌しながら２．５リットルのオートクレーブに加熱しながら仕込み、それによって塩の９０重量％水溶液を２５分後に得た。この工程では、温度を１１０℃から１６２℃に昇温した。温度を１６２℃から２０４℃に昇温しながら重合を実施し、この間、圧力を１．３Ｍｐａに上昇させた。次いで、実施例Ｉと同様にして、プレポリマーを乾燥および固相で後縮合させた。
【００５８】
［比較例Ｃ：ポリアミド４６／４Ｔ（モル比４０／６０）］
実施例Ｉと同様にして、テトラメチレンジアミン４４４．２３ｇ、水６１６ｇ、次亜リン酸ナトリウム一水和物０．３３ｇ、テレフタル酸３０１．６６ｇ、およびアジピン酸（アルドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ））３９８．１１ｇの混合物を撹拌しながら２．５リットルのオートクレーブに加熱しながら仕込み、それによって塩の９０重量％水溶液を２５分後に得た。この工程では、温度を１７０℃から２００℃に昇温した。温度を２２０℃から２２６℃に昇温しながら重合を実施し、この間、圧力を１．６Ｍｐａに上昇させた。次いで、このようにして得られたプレポリマーを、乾燥炉において真空引きしながら０．０２Ｍｐａの窒素気流中１２５℃および１８０℃で数時間加熱することによって乾燥させた。次いで、プレポリマーを、２６０℃での後縮合の時間を４８時間としたことを除いて実施例Ｉと同様にして乾燥および固相で後縮合させた。
【００５９】
［射出成形］
上述したポリアミドを用いて射出成形部品を作製した。射出成形を行うため、以下の条件を適用することによって材料を使用前に予備乾燥した：コポリアミドを０．０２Ｍｐａの真空中で８０℃に加熱し、窒素気流を通気しながらこの温度および圧力を２４時間維持した。予備乾燥した材料を、直径２２ｍｍのスクリューおよびキャンパス（Ｃａｍｐｕｓ）ＵＬ ０．８ｍｍ射出成形用２ピース型（２ ｂｏｄｙ）金型を備えたアーブルグ（Ａｒｂｕｒｇ）５射出成形機にて射出成形した。シリンダの壁面温度を３４５℃に設定し、金型温度を１４０℃に設定した。このようにして得られたキャンパスＵＬバーをさらなる試験に用いた。比較例Ｃの押出成形では大きな差が見られたことに注目されたい。
【００６０】
［ＤＳＣによる熱的性質（ＡＳＴＭ Ｄ３４１７−９７ Ｅ７９３−８５／７９４−８５に準拠）］
ＴｍおよびＴｇの測定：２回目の融解温度（ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ ｍｅｌｔｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）Ｔｍおよびガラス転移温度Ｔｇの測定を、メトラー・トレド・スター・システム（Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ Ｓｔａｒ Ｓｙｓｔｅｍ）（ＤＳＣ）を用いて、昇温および降温速度を２０℃／分としてＮ２雰囲気中で実施した。測定用試料として約５ｍｇの予備乾燥したポリマー粉末を用いた。予備乾燥は、１０５℃の高真空中すなわち５０ｍｂａｒ未満で１６時間実施した。ポリアミド試料を２０℃から３６０℃まで２０℃／分で加熱し、すぐに４０℃まで２０℃／分で冷却し、次いで、再び３６０℃まで２０℃／分で加熱した。ガラス転移温度Ｔｇについては２回目の昇温サイクルの変曲点を測定した。２回目の融解温度Ｔｍは２回目の昇温サイクルの融解ピークのピーク値を測定した。
【００６１】
Ｔｍ（ｓａｔ）の測定：飽和時の融解温度Ｔｍ（ｓａｔ）の測定を、メトラー・トレド・スター・システム（ＤＳＣ）を用いて、昇温速度を５℃／分として実施した。射出成形試料を予備飽和させてからＴｍ（ｓａｔ）の測定を実施した。予備飽和は、ポリアミドから作製したキャンパスＵＬバーを４０℃の水中に１４日間で浸漬することによって実施した。次いで、このキャンパスＵＬバーから質量約１５ｍｇの円形の試料を切り出し、耐圧ＤＳＣカップに水約１５ｍｇと一緒に装入した。融解温度Ｔｍ（ｓａｔ）は、開始温度を２０℃、昇温速度を５℃／分とした１回目の昇温時の融解ピークのピーク値を測定した。
【００６２】
［等温ＴＧＡ］
パーキン・エルマー（Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ）ＴＧＡ７熱天秤を用いて等温ＴＧＡを実施した。予備乾燥（高真空、＜５０ｍｂａｒ、Ｔ＝１０５℃、１６時間）した約５ｍｇのポリマー粉末試料を使用した。ヘリウム雰囲気中、４０℃／分で２０℃から３８０℃まで昇温した後、３８０℃で１時間保持することにより測定を実施した。時間ｔ＝０分に２０℃から昇温を開始した。時間ｔ＝１５分からｔ＝３０分の間のＴＧＡ曲線の平均勾配を測定し、初期重量に対する１分間当たりの重量損失として百分率で表した。
【００６３】
［水の取り込みおよび拡散定数Ｄ］
厚さＩ＝０．８ｍｍ、初期重量（ｗ０）のキャンパスＵＬポリマー射出成形部品を脱塩水にＴ＝４０℃で浸漬することによって水の取り込みを測定した。一定間隔の異なる時間に重量（ｗｔ）を測定し、重量増加ΔＷ（ｔ）＝（ｗｔ−ｗ０）を、水の取り込みが平衡に到達（ｗ∞）して重量増加ΔＷ∞＝（ｗ∞−ｗ０）となるまで測定した。状態調整時間の平方根ｔ１／２に対する相対的な重量増加の傾きからフィック（Ｆｉｃｋ）の法則に従い拡散定数Ｄを決定した。
傾き＝ΔＷ（ｔ）／ｔ１／２＝（４／Ｉ）・（Ｄ／π）１／２・ΔＷ∞
ここで、ΔＷ（ｔ）／ΔＷ∞＝０．７までの測定データから傾きをとった。
【００６４】
［相対粘度］
後縮合により得られたポリマーの相対粘度を測定した。ＩＳＯ３０７、第４版に従い相対粘度の測定を実施した。予備乾燥したポリマー試料を用いて測定を実施した。乾燥は、８０℃の高真空中（すなわち５０ｍｂａｒ未満）で２４時間実施した。相対粘度の測定を硫酸（９６．００±０．１５％、ｍ／ｍ）１００ｍｌ中にポリマー１グラムを加えた濃度で２５．００±０．０５℃で実施した。ショット（Ｓｃｈｏｔｔ）（参照番号５３０２０）からのＤＩＮ−ウベローデ（ＤＩＮ−Ｕｂｂｅｌｏｈｄｅ）を用いて溶液（ｔ）および溶媒（ｔｏ）の流動時間を２５℃で測定した。相対粘度はｔ／ｔ０として定義される。
【００６５】
実施例Ｉ〜ＶＩＩおよび比較試験Ａ〜Ｃの組成および試験結果を表１にまとめた。
【００６６】
この結果は、実施例においては比較試験の半芳香族ポリアミドよりも短時間でより高粘度のポリアミドを得ることができることを表している。これに次いで、実施例のポリアミドは一定量のポリアミド４６成分を含んでおり、水で飽和することによりＴｍがかなり降下するが、実施例のポリアミドの降下の方がはるかに小さく、これは比較試験Ａの半芳香族ポリアミドと比較してさえも小さい。さらに、実施例のポリアミドは溶融物の重量損失率が小さく、比較試験Ａの半芳香族ポリアミドに近いかまたはそれを上回るものさえある。この結果は、ポリアミド４６の溶融物の重量損失率が高いことと、実施例のポリアミドのポリアミド４６の含量に基づき予測され得るものを上回っていることを考慮すれば、意外なことである。
【００６７】
【表１】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、半結晶性半芳香族ポリアミド、より詳細には、脂肪族ジアミンを含むジアミン（Ａ−Ａ構成単位）およびテレフタル酸を含むジカルボン酸（Ｂ−Ｂ構成単位）から誘導された構成単位を含む半結晶性半芳香族ポリアミドに関する。
【０００２】
半結晶性半芳香族ポリアミドは、特に、部品が高温に曝される用途を意図した射出成形部品に用いられている。このような高温に曝される時間はより短い場合もより長い場合もあり、および／またはその間隔が一定していない場合があり、その上、不意に非常に高いピーク温度になる場合もあり、これらはすべてその用途の種類に依存する。ポリアミドはその用途に応じて様々な要件を満たさなければならない。半結晶性半芳香族ポリアミドは、例えば、高温高湿条件下における機械特性および良好な寸法安定性に関する要件が極めて重要となる自動車およびエレクトロニクス用途に用いられている。このポリマーは、例えば、Ｔｇを超えてからＴｍに至るまでに高い剛直性を維持するなどの良好な機械特性が得られるように十分に高い結晶化度を有していなければならない。この種の用途に好適なポリマーは、融解温度（Ｔｍ）が高く、かつニートポリマーの場合は同様にガラス転移温度（Ｔｇ）も高いだけでなく、高湿条件に曝した後も特性を維持することも必要である。例えば、成形部品が表面実装技術（ＳＭＴ）等の方法によって実装されるエレクトロニクス用途の場合は、高湿条件に曝した後でも高い耐ブリスター性を示す材料が必要である（例えば、ポリアミド、プラスチック・ハンドブック（ポリアミド、クンストストッフ・ハンドブーフ（Ｐｏｌｙａｍｉｄｅ，Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆ Ｈａｎｄｂｕｃｈ））、３／４、ベッカー（Ｂｅｃｋｅｒ）／ブラウン（Ｂｒａｕｎ）編、ハンザー・フェルラーク（Ｈａｎｓｅｒ Ｖｅｒｌａｇ）（ミュンヘン（Ｍｕｅｎｃｈｅｎ））、１９９８年、ＩＳＢＮ ３−４４６−１６４８６−３、６１７頁および８０９頁を参照されたい）。このポリマーは、高融点を有すること以外に、工業規模で経済的に射出成形部品を作製するための溶融加工が可能となるように良好な熱安定性も有していなければならない。
【０００３】
半結晶性半芳香族ポリアミドの例としては、ポリアミド６Ｔ、すなわちテレフタル酸およびヘキサメチレンジアミン（１，６−ヘキサンジアミンと同義）から誘導されたポリアミドならびにポリアミド４Ｔ、すなわちテレフタル酸および１，４−ブタンジアミンから誘導されたポリアミド等のホモポリアミドが挙げられる。ポリアミド６Ｔは融点が約３７０℃の半芳香族半結晶性ポリアミドであるが、ポリアミド４Ｔの融点は４００℃を優に超えている。ポリアミド６Ｔおよびポリアミド４Ｔの融点はそれぞれのポリアミドの分解温度よりも高いので、これらのポリアミドは溶融加工することができず、したがって、例えば射出成形によるポリアミド成形品の製造には適していない。この問題を解決することを目的として射出成形用途にエンジニアリングプラスチックとして使用される半芳香族ポリアミドは大部分がコポリアミドである。コポリアミドは、典型的には、対応する半芳香族ホモポリアミドの融点よりも融点が低く、そのため、コポリアミドの溶融加工性は対応する半芳香族ホモポリアミドよりも高くなっている。この種の半芳香族ポリアミドは米国特許第６，７４７，１２０号明細書より公知である。米国特許第６，７４７，１２０号明細書には、ホモポリアミドであるポリアミド６Ｔおよびポリアミド４Ｔのコポリアミドであるポリアミド６Ｔ／４Ｔが記載されている。ポリアミド６Ｔ／４Ｔの問題点は、標準的な加工条件下では、このように様々な用途に用いるために十分に高い分子量および十分に高い粘度を有するポリアミドを調製することが難しいことにある。米国特許第６，７４７，１２０号明細書においては、より高い分子量（したがってより高い粘度）は、官能基数が３以上の酸またはアミンモノマーを使用することによって達成され得ると述べられているが、このようなモノマーを使用すると、重合中および／または溶融加工中にポリアミドが架橋およびゲル化する危険性も生じることになる。
【０００４】
他の種類の半芳香族ポリアミドがＲ・Ｊ・ゲイマンズ（Ｒ．Ｊ．Ｇａｙｍａｎｓ）およびＳ・アールト（Ｓ．Ａａｌｔｏ）によりＪ．Ｐｏｌ Ｓｃｉ．Ａ：Ｐｏｌ Ｃｈｅｍ、第２７巻、４２３〜４３０頁（１９８９年）に記載されている。ゲイマンズおよびアールトは、ポリアミド４６／４Ｔすなわちポリアミド４６およびポリアミド４Ｔのコポリアミドの調製および特性について記載している。このコポリアミドには、標準的な加工条件下においては、特にポリアミド４Ｔの含量が増加した低分子量のポリアミドポリマーが得られるという問題点もある。他には、このコポリアミドの溶融安定性に限界があるという問題点がある。ポリアミド４Ｔ成分の含量が中程度〜高い場合、このポリアミドには、より低い主融点以外に３５０℃以上に第２の溶融ピークがあり、この第２の溶融ピークによって溶融加工が複雑になるかまたはこれが完全な妨げとなる場合さえある。さらなる問題点は、高湿条件下においてはこのコポリアミドの融解温度が大幅に降下し、そのため、温暖多湿な環境に曝された後は、特にポリアミド４６成分の含量が高い場合、ＳＭＴ工程における耐ブリスター性が激しく低下してしまうことにある。
【０００５】
本発明の目的は、上述の欠点を示さないかまたはその程度が低減された、耐熱性を有する溶融加工可能なポリアミドを提供することにある。このポリアミドは、融解温度が高いことに加えて、溶融安定性が高く、機械特性が良好であり、耐ブリスター性が良好であり、かつ高湿条件下における融解温度の降下が限られていることが必要である。より具体的には、本発明は、標準的な加工条件下において調製することができる半芳香族ポリアミドであって、このような条件下で得ることができるポリアミド４６／４Ｔまたはポリアミド６Ｔ／４Ｔよりも高い粘度を達成することができ、融解温度が高く、それと同時に、ポリアミド４６含量の高いポリアミド４６／４Ｔと比較して溶融安定性およびブリスター挙動が改善されている半芳香族ポリアミドを提供することを目的とする。
【０００６】
この目的は、
ａ．ジカルボン酸が、芳香族ジカルボン酸および脂肪族ジカルボン酸の混合物からなり、
ｉ．芳香族ジカルボン酸が、芳香族ジカルボン酸の総量に対し少なくとも８０ｍｏｌ％がテレフタル酸から構成され、かつ
ｉｉ．脂肪族ジカルボン酸のモル量が、ジカルボン酸の総モル量に対し少なくとも５ｍｏｌ％であり、
ｂ．ジアミンが、長鎖脂肪族ジアミン（Ｃ６〜Ｃ１２）および短鎖脂肪族ジアミン（Ｃ２〜Ｃ５）の混合物からなり、短鎖脂肪族ジアミンのモル量が、ジアミンの総モル量に対し少なくとも１０ｍｏｌ％であり、かつ
ｃ．芳香族ジカルボン酸および長鎖脂肪族ジアミンのモル量の合計が、ジカルボン酸およびジアミンの総モル量に対し６０〜９０ｍｏｌ％である、
本発明による半結晶性半芳香族ポリアミドによって達成された。
【０００７】
この手段の効果は、上述の欠点が克服されたことにある。本発明によるポリアミドは、ポリアミド４６／４Ｔおよびポリアミド６Ｔ／４Ｔのどちらよりも容易に、すなわちより温和な加工条件および／またはより短い加工時間で高粘度のものを調製することができ、そしてたとえより官能基数の多い出発成分を使用しなくてもより高粘度のものを調製することもできる。本発明による半芳香族半結晶性ポリアミドは、ジカルボン酸およびジアミンの複合的な混合物から誘導されているにもかかわらず、依然として高い融点とともに高い結晶化度を示す。より具体的には、結晶化度はポリアミド４６／４Ｔおよびポリアミド６Ｔ／４Ｔのようなコポリアミドの結晶化度と同程度であるが、融点はこれらのコポリアミドと同程度であるかまたはこれらよりもわずかに低いだけである。半結晶性半芳香族ポリアミドの融解温度はコポリマーに変化させることで劇的に降下し得ること自体は公知であるので、このことは全く意外なことである。例えば、ポリアミド、プラスチック・ハンドブック、３／４、ベッカー／ブラウン編、ハンザー・フェルラーク（ミュンヘン）、１９９８年、ＩＳＢＮ ３−４４６−１６４８６−３、第６章を参照されたい。この便覧には、通常、半結晶性ポリマーの融点を低下させるためには、より融点の低い異なるポリマーのモノマー構成単位が選択されることと、融点を低下させると、特にコモノマー含量がより高い（３０〜７０ｍｏｌ％程度）場合は、同形（ｉｓｏｍｏｒｐｈｉｃ）のモノマー構成単位を使用しない限りは、それに伴いしばしば結晶性がかなり失われるかまたは完全に失われる場合さえあることとが教示されている（これについても、ポリアミド、プラスチック・ハンドブック、３／４、ベッカー／ブラウン編、ハンザー・フェルラーク（ミュンヘン）、１９９８年、ＩＳＢＮ ３−４４６−１６４８６−３、８〜９頁を参照されたい）。さらに、本発明によるポリアミドは高湿条件下における融解温度の降下がポリアミド４６／４Ｔよりもはるかに小さく、それどころかポリアミド６Ｔ／４Ｔと比較してさえも小さく、それによって良好な耐ブリスター性が得られる。
【０００８】
この利点は、水の拡散挙動にも反映される。一般に、コポリアミドの融解温度が低下するにつれて拡散速度が増大することが観測されている。しかしながら、本発明によるコポリアミドは、同じ融解温度を有するポリアミド４６／４Ｔもしくはポリアミド６Ｔ／４Ｔよりも拡散速度が低いかあるいは拡散速度が同程度であっても融解温度がより低いことも観測されている。本発明によるコポリアミドは、飽和条件下における耐ブリスター性がより優れているだけでなく、はんだ付け工程中に前記ポリアミドにブリスターが発生するようになる前に高湿条件下で保管することができる最長期間が、同程度の融解温度を有するポリアミド４６／４Ｔまたはポリアミド６Ｔ／４Ｔ製品よりも長いという利点がある。このコポリマーを、２種のポリアミドのコポリアミドの組合せ、例えば、ポリアミド６Ｔ／４Ｔおよびポリアミド４６の組合せと見なすことができることを考えれば、この結果が非常に意外であることが特に明白になる。このような組合せを作るためにポリアミド６Ｔ／４Ｔ中のポリアミド４Ｔの一部をポリアミド４６と置き換えると、融解温度は降下するが拡散は非常に低い水準のままであり、その増加の程度（もしある場合）は、拡散の高いポリアミド４６の重量に基づいて説明できるものをはるかに下回る。
【０００９】
本発明によるコポリアミドのさらなる利点は、同じ融解温度を有するＰＡ４６／４ＴコポリアミドまたはＰＡ６６／６ＴコポリアミドよりもＴｇが高いことにある。コポリアミドのＴｇは融解温度の上昇に伴い上昇することが観測されているが、ＰＡ４６／４ＴコポリアミドおよびＰＡ６６／６Ｔコポリアミドと比較すると本発明によるポリアミドの方が大幅に上昇することも観測されている。ポリアミドを溶融加工するためには融解温度が高過ぎないことが好ましいが、高温下における機械特性を維持するためにはＴｇがより高い方が好ましい。したがって、本発明によるコポリアミドは、ＰＡ４６／４ＴコポリアミドおよびＰＡ６６／６Ｔコポリアミドよりも高い温度まで機械特性が維持される（融解温度が等しい場合）かまたは同じ温度まで機械特性が維持される（融解温度がより低い場合）かのいずれかであるという利点を有する。
【００１０】
さらに、本発明による半芳香族半結晶性ポリアミドは、同程度の高い融点を有するポリアミド４６／４Ｔと比較すると、溶融安定性が改善されている。
【００１１】
本出願の文脈における「半芳香族ポリアミド」とは、芳香族および脂肪族成分の組合せ（脂肪族ジカルボン酸および芳香族ジアミンまたは芳香族ジカルボン酸および脂肪族ジアミンまたはこれらの組合せ等）から誘導された構成単位を含むホモ−またはコポリアミドであると理解すべきである。ジアミンおよびジカルボン酸から作られたポリアミドは、例えば、ナイロン・プラスチック・ハンドブック（Ｎｙｌｏｎ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｈａｎｄｂｏｏｋ）、Ｍ・Ｉ・コーハン（Ｍ．Ｉ．Ｋｏｈａｎ）編、ハンサー・パブリッシャーズ（Ｈａｎｓｅｒ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ）、ミュンヘン、ＩＳＢＮ １−５６９９０−１８９−９（１９９５年）、５頁に記載されているように、ＡＡＢＢポリマーに分類される。半結晶性ポリアミドが非晶質ポリアミドと区別される点は、半結晶性ポリアミドは、固体では、非晶質領域に隣接した結晶領域を含む多相構造を特徴とすることにある。さらに、本明細書に記載されるポリアミドの命名法に関しては、ポリアミドという語の後に、最初の数字または文字がジアミンを指し２番目の数字または文字が二酸を指す数字およびまたは文字の組合せからなる記号が続く標準的な規則が適用されることに留意されたい。異なるホモポリアミドのモノマーを組み合わせたコポリアミドの場合は、ナイロン・プラスチック・ハンドブック、Ｍ・Ｉ・コーハン編、ハンザー・パブリッシャーズ、ミュンヘン、ＩＳＢＮ １−５６９９０−１８９−９（１９９５年）５頁に記載されているＩＳＯの慣例に従い、異なるホモポリアミドの記号がスラッシュで区切られる。
【００１２】
本発明による半結晶性半芳香族ポリアミドはコポリアミドを含んでおり、その大部分はターポリマーまたはそれさえも超えるコポリアミド、すなわち３種以上のホモポリアミドに対応するモノマー組成物を含むものと見なすことができる。本発明によるこのようなターポリマーの代表的な例としては、ポリアミド６Ｔ／４Ｔ／４６（これは、ポリアミド６Ｔ、ポリアミド４Ｔ、およびポリアミド４６のコポリアミドである）、ポリアミド６Ｔ／６６／４６（ポリアミド６Ｔ、ポリアミド６６、およびポリアミド４６のコポリアミドである）、ポリアミド６Ｔ／５Ｔ／５６（ポリアミド６Ｔ、ポリアミド５Ｔ、およびポリアミド５６のコポリアミドである）、およびポリアミド６Ｔ／６６／５６（すなわち、ポリアミド６Ｔ、ポリアミド６６、およびポリアミド５６のコポリアミドである）が挙げられる。
【００１３】
上述の改善された特性を有する本発明による半結晶性半芳香族ポリアミドが得られる本発明の手段の効果は、ホモポリアミドであるポリアミド４６およびポリアミド５６、特にポリアミド４６の溶融安定性が限られていることと、これらのホモポリアミドの製造には、通常、連鎖停止剤として作用する可能性のある環状モノアミン等の副生成物の生成が伴うこととを鑑みれば、特に意外なことである。
【００１４】
本発明による半芳香族ポリアミドは、芳香族ジカルボン酸および脂肪族ジカルボン酸および長鎖脂肪族ジアミンおよび短鎖脂肪族ジアミンから誘導されたものを含んでいる。ジアミンから誘導された構成単位は本明細書においてＢ−Ｂ構成単位とも表され、それと同様に、ジカルボン酸から誘導された構成単位も本明細書においてはＢ−Ｂ構成単位と表される。さらに、以下、Ａ−Ａ構成単位およびＢ−Ｂ構成単位を一緒にしてＡ−Ａ−Ｂ−Ｂ構成単位とも表す。
【００１５】
芳香族ジカルボン酸は、芳香族ジカルボン酸の総量に対し少なくとも８０ｍｏｌ％がテレフタル酸から構成される。テレフタル酸以外に本発明によるポリアミド中に用いてもよい他の好適な芳香族ジカルボン酸は、例えば、イソフタル酸またはナフタレンジカルボン酸である。
【００１６】
好適な脂肪族ジカルボン酸は、例えば、６〜１８個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸、例えば、アジピン酸（Ｃ６）、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸（Ｃ８）、スベリン酸（Ｃ８）、セバシン酸（Ｃ１０）、ドデカン酸（Ｃ１２）、またはこれらの混合物である。好ましくは、脂肪族ジカルボン酸は、アジピン酸、セバシン酸、またはこれらの混合物等のＣ６〜Ｃ１０脂肪族ジカルボン酸であり、さらには、この脂肪族ジカルボン酸は、Ｃ６〜Ｃ８脂肪族ジカルボン酸である。最も好ましくは、この脂肪族ジカルボン酸はアジピン酸である。
【００１７】
本明細書における「短鎖ジアミン」とは、２〜５個の炭素原子を有するジアミン、言い換えれば、短鎖脂肪族ジアミンはＣ２〜Ｃ５脂肪族ジアミンであると理解される。本発明によるポリアミド中に好適に用いることができるこの種のジアミンとしては、例えば、１，２−エチレンジアミン、１，３−プロパンジアミン、１，４−ブタンジアミン、および１，５−ペンタンジアミン、ならびにこれらの混合物が挙げられる。好ましくは、短鎖脂肪族ジアミンは、１，４−ブタンジアミン、１，５−ペンタンジアミン、およびこれらの混合物からなる群から選択され、より好ましくは１，４−ブタンジアミンである。
【００１８】
本明細書においては、長鎖脂肪族ジアミンとは、６〜１２個のＣ原子を有するジアミンであり、言い換えれば、長鎖脂肪族ジアミンとは、Ｃ６〜Ｃ１２脂肪族ジアミンであると理解される。これらのジアミン中の脂肪族鎖は、直鎖、分岐鎖、環式構造、およびこれらの任意の組合せであってもよい。本発明によるポリアミドに使用することができる好適な長鎖脂肪族ジアミンは、例えば、２−メチルペンタメチレンジアミンとしても公知の２−メチル−１，５−ペンタンジアミン、１，５−ヘキサンジアミン、１，６−ヘキサンジアミン、１，４−シクロヘキサンジアミン、１，８−オクタンジアミン、２−メチル−１，８−オクタンジアミン、１，９−ノナンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、１，１０−デカンジアミン、１，１１−ウンデカンジアミン、１，１２−ドデカンジアミン、ｍ−キシリレンジアミン、およびｐ−キシリレンジアミン、ならびにこれらの混合物である。好ましくは、長鎖脂肪族ジアミンは、１，６−ヘキサンジアミン、Ｃ８ジアミン、２−メチル−１，８−オクタンジアミン、１，９−ノナンジアミン、Ｃ１０ジアミン、およびこれらの混合物からなる群から選択され、より好ましくは１，６−ヘキサンジアミンである。この好ましい選択肢、特に、より好ましい選択肢である１，６−ヘキサンジアミンの利点は、本発明によるコポリアミドの高温特性がさらに良好になることにある。
【００１９】
ジアミン（ＡＡ）およびジカルボン酸（ＢＢ）から誘導されたＡ−Ａ−Ｂ−Ｂ構成単位以外に、本発明によるポリアミドは、他の成分、例えば、脂肪族アミノカルボン酸（ＡＢ構成単位）および対応する環状ラクタムから誘導された構成単位に加えて少量の分岐剤および／または連鎖停止剤を含んでいてもよい。
【００２０】
好ましくは、本発明によるポリアミドは、ジカルボン酸およびジアミン以外の成分から誘導された構成単位を、ポリアミドの総質量に対し１０質量％以下、より好ましくは８質量％以下、よりさらに好ましくは５質量％以下含む。最も好ましくは、本発明によるポリアミドは、このような他の成分を一切含まず、ジカルボン酸およびジアミンから誘導されたＡ−Ａ−Ｂ−Ｂ構成単位のみからなる。その利点は、物流管理がより簡単なことと結晶の性質がより優れていることとにある。
【００２１】
好適なラクタムは、例えば、ラウロラクタムおよびイプシロン−カプロラクタムである。好適な分岐剤は、例えば、トリメリット酸等の３官能性カルボン酸およびビスヘキサメチレントリアミン（ＢＨＴ）等の３官能性アミンである。好適な連鎖停止剤は、安息香酸等の単官能性カルボン酸および単官能性アミンである。分岐剤と同様、連鎖停止剤が少しでも使用される場合は、好ましくは、これらの成分はそれぞれ、ジアミンおよびジカルボン酸の総モル量に対し１ｍｏｌ％以下、より好ましくは０．１ｍｏｌ％以下の量で使用される。
【００２２】
好ましくは、本発明による半芳香族ポリアミド中の芳香族ジカルボン酸は、芳香族ジカルボン酸の総モル量に対し少なくとも９０ｍｏｌ％、より好ましくは少なくとも９５ｍｏｌ％がテレフタル酸から構成される。究極的には、芳香族ジカルボン酸としてテレフタル酸のみが使用される。テレフタル酸を唯一の芳香族ジカルボン酸として使用することの利点は、このポリアミドは結晶化度がより高く、耐ブリスター性が改善されており、かつ高温下における特性の保持力がより高いことにある。
【００２３】
本発明によるポリアミドにおける脂肪族ジカルボン酸のモル量は、ジカルボン酸の総量に対し少なくとも５ｍｏｌ％であり、短鎖脂肪族ジアミンのモル量は、ジアミンの総量に対し少なくとも１０ｍｏｌ％である。
【００２４】
芳香族ジカルボン酸および長鎖脂肪族ジアミンの最小量は明確には記載していないが、これらの量は、芳香族ジカルボン酸および長鎖脂肪族ジアミンのモル量の合計がジカルボン酸およびジアミンの総モル量に対し６０〜９０ｍｏｌ％であるというさらなる要件に暗黙的に従うことになる。暗黙的には、芳香族ジカルボン酸の量は、ジカルボン酸の総量に対し少なくとも３０ｍｏｌ％となり、長鎖脂肪族ジアミンの量は、ジアミンの総量に対し少なくとも２５ｍｏｌ％となる。
【００２５】
言い換えれば、ジカルボン酸は、芳香族ジカルボン酸３０〜９５ｍｏｌ％および脂肪族ジカルボン酸７０〜５ｍｏｌ％からなり、脂肪族ジアミンは、長鎖ジアミン２５〜９０ｍｏｌ％および短鎖ジアミン７５〜１０ｍｏｌ％からなる。これらの範囲（ジカルボン酸およびジアミンの組成は変化し得る）は、芳香族ジカルボン酸および長鎖脂肪族ジアミンのモル量の合計がジカルボン酸およびジアミンの総モル量に対し６０〜９０ｍｏｌ％であるという要件にさらに制限されることに留意されたい。
【００２６】
好ましくは、ジカルボン酸は、少なくとも３０ｍｏｌ％、より好ましくは少なくとも３５ｍｏｌ％が芳香族ジカルボン酸から構成される。同様に好ましくは、脂肪族ジアミンは、少なくとも１５ｍｏｌ％、より好ましくは少なくとも２０ｍｏｌ％が短鎖ジアミンから構成される。芳香族ジカルボン酸または短鎖ジアミンの量を増加させることの利点は、温度特性がさらに向上することにある。
【００２７】
最も好ましくは、ジカルボン酸は、芳香族ジカルボン酸５０〜８５ｍｏｌ％および脂肪族ジカルボン酸５０〜１５ｍｏｌ％からなり、脂肪族ジアミンは、長鎖ジアミン４０〜８０ｍｏｌ％および短鎖ジアミン６０〜２０ｍｏｌ％からなる。
【００２８】
同様に好ましくは、本発明による半芳香族ポリアミド中における短鎖脂肪族ジアミンのモル量は、脂肪族ジカルボン酸および短鎖脂肪族ジアミンのモル量の合計に対し少なくとも３０ｍｏｌ％であり、より好ましくは、この量は、少なくとも４０ｍｏｌ％または少なくとも４５ｍｏｌ％であり、少なくとも５０ｍｏｌ％であれば尚よく、少なくとも５５ｍｏｌ％であってさえよい。短鎖脂肪族ジアミンのモル量が多くなるほどポリアミドの熱安定性は高くなる。
【００２９】
本発明による半芳香族ポリアミド中の短鎖脂肪族ジアミンのモル量はまた、短鎖および長鎖ジアミンのモル量に対し７５ｍｏｌ％以下である。好ましくは、短鎖脂肪族ジアミンのモル量は、短鎖および長鎖ジアミンのモル量に対し６０ｍｏｌ％以下であり、５０ｍｏｌ％、４０ｍｏｌ％、または３５ｍｏｌ％でさえより好ましい。このように短鎖ジアミンのモル量がより少ないコポリアミドの利点は、所与のＴｍを有するコポリアミドの場合、水拡散挙動が改善されることにある。
【００３０】
芳香族ジカルボン酸および長鎖脂肪族ジアミンのモル量の合計は、ジカルボン酸およびジアミンの総モル量に対し少なくとも６５ｍｏｌ％であることがさらに好ましく、好ましくは少なくとも７０ｍｏｌ％、より好ましくは少なくとも７５ｍｏｌ％である。芳香族ジカルボン酸および長鎖脂肪族ジアミンのモル量の合計がより高いポリアミドの利点は、このポリアミドが、より高い融点およびより高い結晶化度とより高い熱安定性および溶融加工性とを兼ね備えていることにある。好適には、前記合計の範囲は、ジカルボン酸およびジアミンの総モル量に対し７０〜８５ｍｏｌ％であるかまたは７５〜８０ｍｏｌ％の場合さえある。
【００３１】
本発明による半芳香族ポリアミドの好ましい実施形態においては、
芳香族ジカルボン酸の少なくとも９０ｍｏｌ％がテレフタル酸からなり、
脂肪族ジカルボン酸の少なくとも８０ｍｏｌ％がアジピン酸からなり、
長鎖脂肪族ジアミンの少なくとも８０ｍｏｌ％がヘキサンジアミン、Ｃ８ジアミン、Ｃ９ジアミン、Ｃ１０ジアミン、およびこれらの混合物からなり、かつ
短鎖脂肪族ジアミンの少なくとも８０ｍｏｌ％が１，４−ブタンジアミンからなる。
【００３２】
より好ましい実施形態においては、
芳香族ジカルボン酸の少なくとも９５ｍｏｌ％がテレフタル酸からなり、
脂肪族ジカルボン酸の少なくとも９０ｍｏｌ％がアジピン酸からなり、
長鎖脂肪族ジアミンの少なくとも９０ｍｏｌ％がヘキサンジアミン、Ｃ８ジアミン、Ｃ９ジアミン、Ｃ１０ジアミン、およびこれらの混合物からなり、かつ
短鎖脂肪族ジアミンの少なくとも９０ｍｏｌ％が１，４−ブタンジアミンからなる。
【００３３】
好ましくは、本発明による半芳香族ポリアミドは３種のポリアミドのターポリマーであり、第１のポリアミドは、ポリアミド６Ｔ、ポリアミド８Ｔ、ポリアミド９Ｔ、ポリアミド１０Ｔ、およびポリアミド１２Ｔからなる群から選択され、第２のポリマーは、ポリアミド６６、ポリアミド８６、ポリアミド９６、ポリアミド１０６、およびポリアミド１２６からなる群から選択され、第３のポリアミドは、ポリアミド４Ｔおよびポリアミド５Ｔからなる群から選択される。
【００３４】
より好ましくは、半芳香族コポリアミドは、ポリアミド６Ｔ、ポリアミド６６、およびポリアミド４Ｔ；ポリアミド８Ｔ、ポリアミド８６、およびポリアミド４Ｔ；ポリアミド９Ｔ、ポリアミド９６、およびポリアミド４Ｔ；ならびにポリアミドｌ０Ｔ、ポリアミド１０６、およびポリアミド４Ｔのターポリマーからなる群から選択されるターポリマーである。ターポリマーは、ポリアミド中に使用される各モノマーの比率に応じた、異なる方式で命名される場合もあることに留意されたい。例えば、ポリアミド６Ｔ／６６／４Ｔ、すなわちポリアミド６Ｔ、ポリアミド６６、およびポリアミド４Ｔのコポリアミドは、ポリアミド６６の含量がポリアミド４Ｔよりも高いか低いかに応じてポリアミド６Ｔ／６Ｔ／４６またはポリアミド６Ｔ／４Ｔ／４６として命名する場合もある。
【００３５】
本発明はまた、本発明による半芳香族ポリアミドの調製方法であって、テレフタル酸を含むジカルボン酸および脂肪族ジアミンを含むジアミンを共縮合させることによってＡ−Ａ−Ｂ−Ｂ構成単位を含むポリアミドを形成する重合ステップを含み、ジカルボン酸およびジアミンが上述の組成を有する、方法に関する。
【００３６】
本発明によるコポリアミドは、ポリアミドおよびそのコポリマーを調製するためのそれ自体公知の様々な方法で調製することができる。好適な方法の例は、例えば、ポリアミド、プラスチック・ハンドブック、３／４、ベッカー／ブラウン編、ハンザー・フェルラーク（ミュンヘン）、１９９８年、ＩＳＢＮ ３−４４６−１６４８６−３に記載されている。
【００３７】
重合は、例えば、溶液相法（ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｈａｓｅ ｐｒｏｃｅｓｓ）または溶融相法（ｍｅｌｔ ｐｈａｓｅ ｐｒｏｃｅｓｓ）で実施してもよい。好ましくは、ジカルボン酸またはそのエステルもしくはポリエステルおよびジアミンの混合物（この混合物に水および過剰量のジアミンが添加される）が液相で重縮合され、相対粘度（ＩＳＯ３０７、第４版の方法に従い９６％硫酸中で測定）が例えば１．０３〜１．８０であるモル質量の小さいコポリアミドを形成する方法を用いる。このような方法は、例えば、Ｓ−５５５０２０８−Ａ号明細書、ＥＰ−０３９３５４８−Ａ号明細書、およびＥＰ−００３９５２４−Ａ号明細書より公知である。これに続いて、場合により水蒸気および／またはジアミンを含んでいてもよい不活性ガス中で、コポリアミドが所望の粘度に到達するまで固相での後縮合が行われる。このような方法の利点は、溶融相中のコポリアミドが短時間しか高温にならないため、望ましくない副反応が最小限に抑えられることにある。
【００３８】
重合の条件は、適用される方法の種類には依存せず、この方法を用いて得られるポリアミドの相対粘度（ＩＳＯ３０７、第４版の方法に従い９６％硫酸中で測定）が例えば１．８０を超えるように適切に選択される。このようなポリアミドは良好な機械特性を与える。
【００３９】
好ましくは，本発明によるコポリアミドは、相対粘度（ＩＳＯ３０７、第４版の方法に従い９６％硫酸中で測定）が少なくとも１．９０であると同時に好ましくは６．０未満であり、より好ましくは２．０〜４．０、よりさらに好ましくは２．１〜３．５の範囲にある。
【００４０】
さらに本発明によるポリアミドは、相対粘度が１．８０未満の場合さえあり、１．７と低い場合や、それどころか１．６と低い場合もあるが、依然として良好な機械特性を維持していることが見出された。このことは、コポリアミド４６／４Ｔおよび４Ｔ／６Ｔとは対照的である。このように粘度（ＩＳＯ３０７、第４版の方法に従い９６％硫酸中で測定）が低い、すなわち１．６〜１．８の範囲にあるポリアミドは、成形中の流動性がより良好であるとともに、より薄肉の構成要素を有する成形部品を作製することができるという利点がある。このような成形部品の場合、機械特性を維持することが実に重要である。
【００４１】
本発明はまた、本発明による半芳香族ポリアミドおよび少なくとも１種の添加剤を含むポリマー組成物ならびに前記半芳香族ポリアミドおよび前記ポリマー組成物のポリアミド成形部品を作製するための使用に加えて、これから作製されたポリアミド成形部品にも関する。
【００４２】
本発明による半芳香族ポリアミドと同様、前記ポリアミドを含むポリアミド組成物は、溶融物から例えば射出成形、押出成形、吹き込み成形、または圧縮成形によって製品を形成するのに抜群に適している。
【００４３】
前記ポリアミド組成物中に含まれてもよい添加剤としては、ポリアミド成形用組成物を作製する当業者に公知の通常の添加剤が挙げられる。好適な添加剤は、例えば、安定剤（ＵＶ安定剤、熱安定剤、酸化防止剤等）、着色剤、加工助剤（例えば、離型剤、潤滑剤等）、流動性向上剤（ポリアミドオリゴマー等）、耐衝撃性を改善するための試剤、充填剤、補強材（炭素繊維、ガラス繊維等）、および難燃剤（ハロゲン系難燃剤、非ハロゲン系難燃剤、難燃相乗剤等）である。ポリアミド組成物は、場合により、ポリアミド以外のポリマーも含んでいてもよい。
【００４４】
好適には、ポリアミド組成物は、ポリアミド組成物の総重量に対し２０〜９９．９９重量％の量の半芳香族ポリアミドおよび０．０１〜８０重量％の量の少なくとも１種の添加剤を含む。好ましくは、少なくとも１種の添加剤の量は、ポリアミド組成物の総重量に対し０．１〜７０重量％であり、より好ましくは１．０〜６０重量％であり、２〜５０重量％さえも好ましい。
【００４５】
本発明による半芳香族ポリアミドまたはポリアミド組成物を用いて得ることができる製品は、例えば、自動車エンジン部品、電気および電子部品、フィルムおよび繊維である。
【００４６】
好適には、本発明による半芳香族ポリアミドまたはこれを含むポリアミド組成物を含む成型部品は、自動車エンジン部品として、電気もしくは電子部品として、または航空宇宙用途および家庭用途に使用される。
【００４７】
本発明は、以下の非限定的な実施例および比較試験を参照することによりさらに明らかになるであろう。
【００４８】
［原料］
以下に説明するポリアミドの調製には工業用の材料を使用した。
【００４９】
［実施例Ｉ：ＰＡ−６Ｔ／４６（モル比７４．４／２５．６）の調製］
テトラメチレンジアミン１３６．２５ｇ、ヘキサメチレンジアミン３８４．２９ｇ、水５３０ｇ、次亜リン酸ナトリウム一水和物０．３６ｇ、アジピン酸１６６．２０ｇ、およびテレフタル酸５４９．２７ｇの混合物を撹拌しながら２．５リットルのオートクレーブに仕込み、加熱しながら蒸留によって水を除去した。この試験および他のすべての試験においては、ポリアミド調製中におけるテトラメチレンジアミンの損失を補うために、ポリアミド組成物の組成の計算値よりもわずかに過剰（約２〜４重量％）のテトラメチレンジアミンを使用したことに留意されたい。２７分後、塩の９１重量％水溶液が得られた。その間、温度を１７０℃から２１２℃に昇温した。次いで、オートクレーブを密閉した。２１０℃から２２６℃に昇温しながら２５分間重合を実施し、この間、圧力を１．４ＭＰａに上昇させた。その後、オートクレーブの内容物をフラッシュし（ｆｌａｓｈｅｄ）、固体生成物を窒素中でさらに冷却した。次いで、こうして得られたプレポリマーを、乾燥炉において真空引きしながら０．０２ＭＰａの窒素気流中で数時間１２５℃に加熱することによって乾燥させた。乾燥した固体のプレポリマーを、金属製の管状反応器（ｄ＝８５ｍｍ）中で、窒素気流（２４００ｇ／ｈ）中２００℃で数時間、次いで窒素／水蒸気（重量比３／１、２４００ｇ／ｈ））中２２５℃で２時間および２６０℃で４６時間加熱することによって後縮合させた。次いで、ポリマーを室温に冷却した。
【００５０】
［実施例ＩＩ：ＰＡ−６Ｔ／４Ｔ／４６（モル比６７．５／２１．３／１１．２）の調製］
実施例Ｉと同様にして、テトラメチレンジアミン１７９．８ｇ、ヘキサメチレンジアミン３４７．２５ｇ、水５３７ｇ、次亜リン酸ナトリウム一水和物０．３６ｇ、アジピン酸７２．３６ｇ、およびテレフタル酸６５３．３８ｇの混合物を撹拌しながら２．５リットルのオートクレーブに加熱しながら仕込み、それによって塩の９１重量％水溶液を２７分後に得た。この工程では温度を１６９℃から２２３℃に昇温した。温度を２１０℃から２２６℃に昇温しながら２１分間重合を実施し、その間、圧力を１．３ＭＰａに上昇させた。次いで、実施例Ｉと同様にしてプレポリマーを乾燥し、固相で後縮合させた。
【００５１】
［実施例ＩＩＩ：ＰＡ−６Ｔ／４６／６６（モル比６７．５／１１．２／２１．３）の調製］
実施例Ｉと同様にして、テトラメチレンジアミン５７．７７ｇ、ヘキサメチレンジアミン４５４．２４ｇ、水４９８ｇ、次亜リン酸ナトリウム一水和物０．３６ｇ、アジピン酸２０９．２１ｇ、およびテレフタル酸４９３．１８ｇの混合物を撹拌しながら２．５リットルのオートクレーブに加熱しながら仕込み、それによって塩の９１重量％水溶液を１７分後に得た。この工程では、温度を１６８℃から２０６℃に昇温した。温度を２１０℃から２２６℃に昇温しながら２５分間重合を実施し、その間、圧力を１．４ＭＰａに上昇させた。次いで、２６０℃での後縮合の時間を１７時間としたことを除いて、実施例Ｉと同様にして、プレポリマーを乾燥および固相で後縮合させた。
【００５２】
［実施例ＩＶ：ＰＡ−６Ｔ／４Ｔ／４６（モル比６０．０／２１．３／１８．７）の調製］
実施例Ｉと同様にして、テトラメチレンジアミン２１８．２６ｇ、ヘキサメチレンジアミン３１２．９５ｇ、水５４０ｇ、次亜リン酸ナトリウム一水和物０．３６ｇ、アジピン酸１２２．３３ｇ、およびテレフタル酸６０６．４７ｇの混合物を撹拌しながら２．５リットルのオートクレーブに加熱しながら仕込み、それによって塩の９０重量％水溶液を２２分後に得た。この工程では、温度を１７０℃から２１６℃に昇温した。温度を２１０℃から２２６℃に昇温しながら２５分間重合を実施し、その間、圧力を１．５ＭＰａに上昇させた。次いで、２２５℃での後縮合の時間を５時間としたことを除いて、実施例Ｉと同様にして、プレポリマーを乾燥および固相で後縮合させた。
【００５３】
［実施例Ｖ：ＰＡ−６Ｔ／４６／６６（モル比６０．０／１８．７／２１．３）の調製］
実施例Ｉと同様にして、テトラメチレンジアミン９４．９１ｇ、ヘキサメチレンジアミン４２１．５８ｇ、水５２４ｇ、次亜リン酸ナトリウム一水和物０．３６ｇ、アジピン酸２６０．６８ｇ、およびテレフタル酸４４４．４３ｇの混合物を撹拌しながら２．５リットルのオートクレーブに加熱しながら仕込み、それによって塩の９０重量％水溶液を１９分後に得た。この工程では、温度を１７０℃から２０６℃に昇温した。温度を２１０℃から２２６℃に昇温しながら２５分間重合を実施し、その間、圧力を１．５ＭＰａに上昇させた。次いで、２６０℃での後縮合の時間を２１時間としたことを除いて、実施例Ｉと同様にして、プレポリマーを乾燥および固相で後縮合させた。
【００５４】
［実施例ＶＩ：ＰＡ−６Ｔ／４Ｔ／４６（モル比７４．５／１０．０／１５．５）の調製］
実施例Ｉと同様にして、テトラメチレンジアミン１２７．０９ｇ、ヘキサメチレンジアミン３５０．０５ｇ、水４８７ｇ、次亜リン酸ナトリウム一水和物０．６６ｇ、アジピン酸９１．５９ｇ、およびテレフタル酸５６７．４８ｇの混合物を撹拌しながら２．５リットルのオートクレーブに加熱しながら仕込み、それによって塩の９１重量％の水溶液を２２分後に得た。この工程では、温度を１７６℃から２１２℃に昇温した。温度を２２０℃から２２６℃に昇温しながら２２分間重合を実施し、この間、圧力を１．４ＭＰａに上昇させた。次いで、このようにして得られたプレポリマーを、乾燥炉において真空引きしながら０．０２Ｍｐａの窒素気流中で１２５℃および１８０℃で数時間加熱することによって乾燥させた。プレポリマーを金属製の管状反応器（ｄ＝８５ｍｍ）中で、窒素気流（２４００ｇ／ｈ）中１９０℃および２３０℃で数時間、次いで窒素／水蒸気流（重量比３／１、２４００ｇ／ｈ）中２５１℃で９６時間加熱することにより、固相で後縮合させた。次いで、ポリマーを室温に冷却した。
【００５５】
［実施例ＶＩＩ：ＰＡ−６Ｔ／４Ｔ／６６（モル比６５／１３／２２）の調製］
実施例Ｉと同様にして、テトラメチレンジアミン５７．４２ｇ、ヘキサメチレンジアミン３６８．６２ｇ、水５４６．８８ｇ、次亜リン酸ナトリウム一水和物０．６ｇ、アジピン酸１１７．２２ｇ、およびテレフタル酸４７２．３７ｇの混合物を撹拌しながら２．５リットルのオートクレーブに加熱しながら仕込み、それによって塩の９１重量％水溶液を２２分後に得た。この工程では、温度を１７６℃から２１２℃に昇温した。温度を２２０℃から２２６℃に昇温しながら２２分間重合を実施し、この間、圧力を１．５ＭＰａに上昇させた。次いで、このようにして得られたプレポリマーを、乾燥炉において真空引きしながら０．０２Ｍｐａの窒素気流中１２５℃および１８０℃で数時間加熱することによって乾燥させた。次いで、このプレポリマーを、２６０℃での後縮合の時間を４８時間としたことを除いて実施例Ｉと同様にして乾燥および固相で後縮合させた。
【００５６】
［比較例Ａ：ポリアミド６Ｔ／４Ｔ（モル比６０／４０）］
実施例Ｉと同様にして、テトラメチレンジアミン２０９．０８ｇ、ヘキサメチレンジアミン２８２．９３ｇ、水５００ｇ、次亜リン酸ナトリウム一水和物０．３３ｇ、およびテレフタル酸６７３．９９ｇの混合物を撹拌しながら２．５リットルのオートクレーブに加熱しながら仕込み、それによって塩の９１重量％水溶液を２５分後に得た。この工程では、温度を１７９℃から２２０℃に昇温した。温度を２２０℃から２２６℃に昇温しながら２２分間重合を実施し、この間、圧力を１．６ＭＰａに上昇させた。次いで、２６０℃での後縮合の時間を４５分間としたことを除いて、実施例Ｉと同様にしてプレポリマーを固相で後縮合させた。
【００５７】
［比較例Ｂ：ポリアミド４６］
実施例Ｉと同様にして、テトラメチレンジアミン４３０．４ｇ、水５００ｇ、次亜リン酸ナトリウム一水和物０．３３ｇ、およびアジピン酸６８６．８ｇの混合物を撹拌しながら２．５リットルのオートクレーブに加熱しながら仕込み、それによって塩の９０重量％水溶液を２５分後に得た。この工程では、温度を１１０℃から１６２℃に昇温した。温度を１６２℃から２０４℃に昇温しながら重合を実施し、この間、圧力を１．３Ｍｐａに上昇させた。次いで、実施例Ｉと同様にして、プレポリマーを乾燥および固相で後縮合させた。
【００５８】
［比較例Ｃ：ポリアミド４６／４Ｔ（モル比４０／６０）］
実施例Ｉと同様にして、テトラメチレンジアミン４４４．２３ｇ、水６１６ｇ、次亜リン酸ナトリウム一水和物０．３３ｇ、テレフタル酸３０１．６６ｇ、およびアジピン酸（アルドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ））３９８．１１ｇの混合物を撹拌しながら２．５リットルのオートクレーブに加熱しながら仕込み、それによって塩の９０重量％水溶液を２５分後に得た。この工程では、温度を１７０℃から２００℃に昇温した。温度を２２０℃から２２６℃に昇温しながら重合を実施し、この間、圧力を１．６Ｍｐａに上昇させた。次いで、このようにして得られたプレポリマーを、乾燥炉において真空引きしながら０．０２Ｍｐａの窒素気流中１２５℃および１８０℃で数時間加熱することによって乾燥させた。次いで、プレポリマーを、２６０℃での後縮合の時間を４８時間としたことを除いて実施例Ｉと同様にして乾燥および固相で後縮合させた。
【００５９】
［射出成形］
上述したポリアミドを用いて射出成形部品を作製した。射出成形を行うため、以下の条件を適用することによって材料を使用前に予備乾燥した：コポリアミドを０．０２Ｍｐａの真空中で８０℃に加熱し、窒素気流を通気しながらこの温度および圧力を２４時間維持した。予備乾燥した材料を、直径２２ｍｍのスクリューおよびキャンパス（Ｃａｍｐｕｓ）ＵＬ ０．８ｍｍ射出成形用２ピース型（２ ｂｏｄｙ）金型を備えたアーブルグ（Ａｒｂｕｒｇ）５射出成形機にて射出成形した。シリンダの壁面温度を３４５℃に設定し、金型温度を１４０℃に設定した。このようにして得られたキャンパスＵＬバーをさらなる試験に用いた。比較例Ｃの押出成形では大きな差が見られたことに注目されたい。
【００６０】
［ＤＳＣによる熱的性質（ＡＳＴＭ Ｄ３４１７−９７ Ｅ７９３−８５／７９４−８５に準拠）］
ＴｍおよびＴｇの測定：２回目の融解温度（ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ ｍｅｌｔｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）Ｔｍおよびガラス転移温度Ｔｇの測定を、メトラー・トレド・スター・システム（Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ Ｓｔａｒ Ｓｙｓｔｅｍ）（ＤＳＣ）を用いて、昇温および降温速度を２０℃／分としてＮ２雰囲気中で実施した。測定用試料として約５ｍｇの予備乾燥したポリマー粉末を用いた。予備乾燥は、１０５℃の高真空中すなわち５０ｍｂａｒ未満で１６時間実施した。ポリアミド試料を２０℃から３６０℃まで２０℃／分で加熱し、すぐに４０℃まで２０℃／分で冷却し、次いで、再び３６０℃まで２０℃／分で加熱した。ガラス転移温度Ｔｇについては２回目の昇温サイクルの変曲点を測定した。２回目の融解温度Ｔｍは２回目の昇温サイクルの融解ピークのピーク値を測定した。
【００６１】
Ｔｍ（ｓａｔ）の測定：飽和時の融解温度Ｔｍ（ｓａｔ）の測定を、メトラー・トレド・スター・システム（ＤＳＣ）を用いて、昇温速度を５℃／分として実施した。射出成形試料を予備飽和させてからＴｍ（ｓａｔ）の測定を実施した。予備飽和は、ポリアミドから作製したキャンパスＵＬバーを４０℃の水中に１４日間で浸漬することによって実施した。次いで、このキャンパスＵＬバーから質量約１５ｍｇの円形の試料を切り出し、耐圧ＤＳＣカップに水約１５ｍｇと一緒に装入した。融解温度Ｔｍ（ｓａｔ）は、開始温度を２０℃、昇温速度を５℃／分とした１回目の昇温時の融解ピークのピーク値を測定した。
【００６２】
［等温ＴＧＡ］
パーキン・エルマー（Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ）ＴＧＡ７熱天秤を用いて等温ＴＧＡを実施した。予備乾燥（高真空、＜５０ｍｂａｒ、Ｔ＝１０５℃、１６時間）した約５ｍｇのポリマー粉末試料を使用した。ヘリウム雰囲気中、４０℃／分で２０℃から３８０℃まで昇温した後、３８０℃で１時間保持することにより測定を実施した。時間ｔ＝０分に２０℃から昇温を開始した。時間ｔ＝１５分からｔ＝３０分の間のＴＧＡ曲線の平均勾配を測定し、初期重量に対する１分間当たりの重量損失として百分率で表した。
【００６３】
［水の取り込みおよび拡散定数Ｄ］
厚さＩ＝０．８ｍｍ、初期重量（ｗ０）のキャンパスＵＬポリマー射出成形部品を脱塩水にＴ＝４０℃で浸漬することによって水の取り込みを測定した。一定間隔の異なる時間に重量（ｗｔ）を測定し、重量増加ΔＷ（ｔ）＝（ｗｔ−ｗ０）を、水の取り込みが平衡に到達（ｗ∞）して重量増加ΔＷ∞＝（ｗ∞−ｗ０）となるまで測定した。状態調整時間の平方根ｔ１／２に対する相対的な重量増加の傾きからフィック（Ｆｉｃｋ）の法則に従い拡散定数Ｄを決定した。
傾き＝ΔＷ（ｔ）／ｔ１／２＝（４／Ｉ）・（Ｄ／π）１／２・ΔＷ∞
ここで、ΔＷ（ｔ）／ΔＷ∞＝０．７までの測定データから傾きをとった。
【００６４】
［相対粘度］
後縮合により得られたポリマーの相対粘度を測定した。ＩＳＯ３０７、第４版に従い相対粘度の測定を実施した。予備乾燥したポリマー試料を用いて測定を実施した。乾燥は、８０℃の高真空中（すなわち５０ｍｂａｒ未満）で２４時間実施した。相対粘度の測定を硫酸（９６．００±０．１５％、ｍ／ｍ）１００ｍｌ中にポリマー１グラムを加えた濃度で２５．００±０．０５℃で実施した。ショット（Ｓｃｈｏｔｔ）（参照番号５３０２０）からのＤＩＮ−ウベローデ（ＤＩＮ−Ｕｂｂｅｌｏｈｄｅ）を用いて溶液（ｔ）および溶媒（ｔｏ）の流動時間を２５℃で測定した。相対粘度はｔ／ｔ０として定義される。
【００６５】
実施例Ｉ〜ＶＩＩおよび比較試験Ａ〜Ｃの組成および試験結果を表１にまとめた。
【００６６】
この結果は、実施例においては比較試験の半芳香族ポリアミドよりも短時間でより高粘度のポリアミドを得ることができることを表している。これに次いで、実施例のポリアミドは一定量のポリアミド４６成分を含んでおり、水で飽和することによりＴｍがかなり降下するが、実施例のポリアミドの降下の方がはるかに小さく、これは比較試験Ａの半芳香族ポリアミドと比較してさえも小さい。さらに、実施例のポリアミドは溶融物の重量損失率が小さく、比較試験Ａの半芳香族ポリアミドに近いかまたはそれを上回るものさえある。この結果は、ポリアミド４６の溶融物の重量損失率が高いことと、実施例のポリアミドのポリアミド４６の含量に基づき予測され得るものを上回っていることを考慮すれば、意外なことである。
【００６７】
【表１】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脂肪族ジアミンを含むジアミンから誘導された構成単位（Ａ−Ａ構成単位）およびテレフタル酸を含むジカルボン酸から誘導された構成単位（Ｂ−Ｂ構成単位）を含む半結晶性半芳香族ポリアミドであって、
ａ．前記ジカルボン酸が、芳香族ジカルボン酸および脂肪族ジカルボン酸の混合物からなり、
ｉ．前記芳香族ジカルボン酸が、芳香族ジカルボン酸の総量に対し少なくとも８０ｍｏｌ％がテレフタル酸から構成され、かつ
ｉｉ．前記脂肪族ジカルボン酸のモル量が、ジカルボン酸の総量に対し少なくとも５ｍｏｌ％であり、
ｂ．前記ジアミンが、長鎖脂肪族ジアミンおよび短鎖脂肪族ジアミンの混合物からなり、前記短鎖脂肪族ジアミンのモル量が、ジアミンの総量に対し少なくとも１０ｍｏｌ％であり、かつ
ｃ．前記芳香族ジカルボン酸および前記長鎖脂肪族ジアミンのモル量の合計が、ジカルボン酸およびジアミンの総モル量に対し６０〜９０ｍｏｌ％である
ことを特徴とする、半芳香族ポリアミド。
【請求項２】
前記脂肪族ジカルボン酸が、アジピン酸（Ｃ６）、スベリン酸（Ｃ８）、セバシン酸（Ｃ１０）、ドデカン酸（Ｃ１２）、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の半芳香族ポリアミド。
【請求項３】
前記短鎖脂肪族ジアミンが、エチレンジアミン、１，４−ブタンジアミン、および１，５−ペンタンジアミン、ならびにこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１または２に記載の半芳香族ポリアミド。
【請求項４】
前記長鎖脂肪族ジアミンが、ヘキサンジアミン、２−メチル−，１，５−ペンタンジアミン、Ｃ８ジアミン、Ｃ９ジアミン、２−メチル−，１，８−オクタンジアミン、Ｃ１０ジアミン、Ｃ１１ジアミン、Ｃ１２ジアミン、およびこれらの混合物から、好ましくは、ヘキサンジアミン、Ｃ８ジアミン、Ｃ９ジアミン、Ｃ１０ジアミン、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の半芳香族ポリアミド。
【請求項５】
前記ポリアミドが、Ａ−ＡおよびＢ−Ｂ構成単位以外の構成単位を、ポリアミドの総モル質量に対し１０質量％以下の量で含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の半芳香族ポリアミド。
【請求項６】
テレフタル酸を含むジカルボン酸および脂肪族ジアミンを含むジアミンを共縮合することによってＡ−Ａ構成単位およびＢ−Ｂ構成単位を含むポリアミドを形成する（溶融または溶液）重合ステップを含み、前記ジカルボン酸およびジアミンが請求項１〜５のいずれか一項に記載の組成を有する、半芳香族ポリアミドの調製方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の半芳香族ポリアミドおよび少なくとも１種の添加剤を含むポリマー組成物。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の半芳香族ポリアミドまたは前記半芳香族ポリアミドおよび少なくとも１種の添加剤を含むポリマー組成物の、成形部品を製造するための使用。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の半芳香族ポリアミドを含む成形部品。
【請求項１０】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の成形部品の、自動車エンジン部品として、電気もしくは電子部品として、または航空宇宙および家庭用途における使用。
【請求項１】
脂肪族ジアミンを含むジアミンから誘導された構成単位（Ａ−Ａ構成単位）およびテレフタル酸を含むジカルボン酸から誘導された構成単位（Ｂ−Ｂ構成単位）を含む半結晶性半芳香族ポリアミドであって、
ａ．前記ジカルボン酸が、芳香族ジカルボン酸および脂肪族ジカルボン酸の混合物からなり、
ｉ．前記芳香族ジカルボン酸が、芳香族ジカルボン酸の総量に対し少なくとも８０ｍｏｌ％がテレフタル酸から構成され、かつ
ｉｉ．前記脂肪族ジカルボン酸のモル量が、ジカルボン酸の総量に対し少なくとも５ｍｏｌ％であり、
ｂ．前記ジアミンが、長鎖脂肪族ジアミンおよび短鎖脂肪族ジアミンの混合物からなり、前記短鎖脂肪族ジアミンのモル量が、ジアミンの総量に対し少なくとも１０ｍｏｌ％であり、かつ
ｃ．前記芳香族ジカルボン酸および前記長鎖脂肪族ジアミンのモル量の合計が、ジカルボン酸およびジアミンの総モル量に対し６０〜９０ｍｏｌ％である
ことを特徴とする、半芳香族ポリアミド。
【請求項２】
前記脂肪族ジカルボン酸が、アジピン酸（Ｃ６）、スベリン酸（Ｃ８）、セバシン酸（Ｃ１０）、ドデカン酸（Ｃ１２）、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の半芳香族ポリアミド。
【請求項３】
前記短鎖脂肪族ジアミンが、エチレンジアミン、１，４−ブタンジアミン、および１，５−ペンタンジアミン、ならびにこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１または２に記載の半芳香族ポリアミド。
【請求項４】
前記長鎖脂肪族ジアミンが、ヘキサンジアミン、２−メチル−，１，５−ペンタンジアミン、Ｃ８ジアミン、Ｃ９ジアミン、２−メチル−，１，８−オクタンジアミン、Ｃ１０ジアミン、Ｃ１１ジアミン、Ｃ１２ジアミン、およびこれらの混合物から、好ましくは、ヘキサンジアミン、Ｃ８ジアミン、Ｃ９ジアミン、Ｃ１０ジアミン、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の半芳香族ポリアミド。
【請求項５】
前記ポリアミドが、Ａ−ＡおよびＢ−Ｂ構成単位以外の構成単位を、ポリアミドの総モル質量に対し１０質量％以下の量で含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の半芳香族ポリアミド。
【請求項６】
テレフタル酸を含むジカルボン酸および脂肪族ジアミンを含むジアミンを共縮合することによってＡ−Ａ構成単位およびＢ−Ｂ構成単位を含むポリアミドを形成する（溶融または溶液）重合ステップを含み、前記ジカルボン酸およびジアミンが請求項１〜５のいずれか一項に記載の組成を有する、半芳香族ポリアミドの調製方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の半芳香族ポリアミドおよび少なくとも１種の添加剤を含むポリマー組成物。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の半芳香族ポリアミドまたは前記半芳香族ポリアミドおよび少なくとも１種の添加剤を含むポリマー組成物の、成形部品を製造するための使用。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の半芳香族ポリアミドを含む成形部品。
【請求項１０】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の成形部品の、自動車エンジン部品として、電気もしくは電子部品として、または航空宇宙および家庭用途における使用。
【公表番号】特表２００９−５２４７１１（Ｐ２００９−５２４７１１Ａ）
【公表日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５５１７０９（Ｐ２００８−５５１７０９）
【出願日】平成１９年１月２３日（２００７．１．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／０００５２９
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０８５４０６
【国際公開日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【出願人】（５０３２２０３９２）ディーエスエム アイピー アセッツ ビー．ブイ． (873)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月２３日（２００７．１．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／０００５２９
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０８５４０６
【国際公開日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【出願人】（５０３２２０３９２）ディーエスエム アイピー アセッツ ビー．ブイ． (873)
【Ｆターム（参考）】
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