説明

熱可塑性樹脂組成物

【課題】ポリフタルアミド樹脂は、石油由来の樹脂であって幾つかの商業的用途に利用されているが、耐熱性、成形加工性に劣るという問題点があった。本発明の課題は、当該問題点を解決し、優れた耐熱性、機械物性、成形性のバランスを有する熱可塑性樹脂組成物を提供することである。
【解決手段】(a)ポリフタルアミド樹脂 25〜95質量部、および(b)ナイロン6樹脂 5〜75質量部(ただし、前記成分(a)および(b)の合計は100質量部である)を含有することを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱可塑性樹脂組成物に関するものであり、詳しくは、優れた耐熱性、機械物性、成形性のバランスを有する熱可塑性樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ポリフタルアミド樹脂は、石油由来の樹脂であって幾つかの商業的用途に利用されているが、耐熱性、成形加工性に劣るという問題点があった。一方、近年、原料に植物由来(例えばひまし油由来)を使用したポリフタルアミド樹脂(以下、植物由来のポリフタルアミド樹脂という)が上市されるようになり、環境適合材料として注目されてきている。しかしながら、植物由来のポリフタルアミド樹脂は、従来の石油由来の樹脂と同様に、エンジニアリングプラスチックとして世の中に広く使用されているナイロン樹脂(ナイロン6、ナイロン6,6等)等に比べ、耐熱性および成形加工性に劣り、その課題の解決が強く要求されている。
ポリフタルアミド樹脂の成形加工性を改善するために、例えば下記特許文献1には、ポリフタルアミド樹脂に、ポリプロピレンおよびカルボキシル変性ポリオレフィンを添加する技術が開示されている。しかしながら、従来技術におけるポリフタルアミド樹脂は、未だ耐熱性、成形加工性に劣り、また機械特性のバランスが充分なものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平6−57058号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
したがって本発明の目的は、上記のような従来の課題を解決し、優れた耐熱性、機械物性、成形性のバランスを有する熱可塑性樹脂組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明者は鋭意研究を行った結果、下記成分(a)および(b)を特定の量的関係でもって含有する組成物が、前記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成した。
【0006】
すなわち本発明は、以下の通りである。
1.(a)ポリフタルアミド樹脂 25〜95質量部、および
(b)ナイロン6樹脂 5〜75質量部
(ただし、前記成分(a)および(b)の合計は100質量部である)
を含有することを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。
2.前記(a)ポリフタルアミド樹脂が、植物由来の原料を用いて合成されたものであることを特徴とする前記1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
3.前記(a)ポリフタルアミド樹脂が、ひまし油由来の原料を用いて合成されたものであることを特徴とする前記2に記載の熱可塑性樹脂組成物。
4.前記(a)ポリフタルアミド樹脂の融点が、230〜270℃であることを特徴とする前記1〜3のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
5.前記(a)ポリフタルアミド樹脂のガラス転移温度が、80〜100℃であることを特徴とする前記1〜4のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
6.前記(a)ポリフタルアミド樹脂の荷重たわみ温度(ASTM D648)が、80℃以上であることを特徴とする前記1〜5のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
7.前記成分(a)および(b)の合計100質量部に対し、無機充填剤を5〜100質量部の範囲でさらに添加してなることを特徴とする前記1〜6のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
8.前記(a)ポリフタルアミド樹脂のアイゾット衝撃強度(ASTM D256)が、15J/m以上であることを特徴とする前記1〜7のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
9.前記(a)ポリフタルアミド樹脂の曲げ弾性率(ASTM D790)が、1700MPa以上であることを特徴とする前記1〜8のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
10.前記(a)ポリフタルアミド樹脂における植物由来のカーボンが、50〜80%であることを特徴とする前記1〜9のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
11.前記(a)ポリフタルアミド樹脂のひまし油由来の原料が、11−アミノウンデカン酸、デカメチレンジアミンおよびセバシン酸から選ばれる少なくとも1種を含むことを特徴とする前記3に記載の熱可塑性樹脂組成物。
12.前記(c)無機充填剤が、炭酸カルシウム、クレー、タルクおよびマイカから選択された少なくとも1種であることを特徴とする前記7に記載の熱可塑性樹脂組成物。
【発明の効果】
【0007】
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、特定の前記成分(a)および(b)を特定量でもって配合しているため、優れた耐熱性、機械物性、成形性のバランスを有する。
とくに、植物由来(好ましくはひまし油由来)のポリフタルアミド樹脂を使用する形態によれば、上記効果がさらに高まるとともに、環境適合性の観点からも好ましいものとなる。
【発明を実施するための形態】
【0008】
(a)ポリフタルアミド樹脂
本発明で使用されるポリフタルアミド樹脂は、従来から公知のコポリアミドであり、その種類にとくに制限はないが、本発明の効果を高めるという観点から、植物由来、とくにひまし油由来の原料を用いて合成したポリフタルアミド樹脂が好ましい。ひまし油由来の原料としては、11−アミノウンデカン酸、デカメチレンジアミン、セバシン酸等が挙げられ、これらの原料の1種以上を利用してポリフタルアミド樹脂を合成することが好ましい。このようなひまし油由来の原料を用いて合成したポリフタルアミド樹脂は、植物由来のカーボンが、50〜80%、好ましくは65〜75%の範囲内であれば、環境適合性の観点、さらに本発明の効果を高めるというから好ましいといえる。このような植物由来のポリフタルアミド樹脂は、市販されているものを利用することができ、例えばARKEMA社製商品名リルサンHTが挙げられる。
また、植物由来のポリフタルアミド樹脂以外にも、従来から公知のポリフタルアミド樹脂を利用することもできる。例えば、コポリアミドを形成する単位として、脂肪族ジアミンのテレフタルアミドおよび脂肪族ジアミンの少なくとも1つの補助的ジアミドを含むものが挙げられる。コポリアミドを形成する単位の脂肪族ジアミン成分は、ヘキサメチレンジアミン等のような1つ以上の非環式または脂環式のC2−C12脂肪族ジアミンであることができ、ジアミンの炭化水素部分に1つ以上のC1−C4アルキル置換基を結合させたジアミンを含む。補助的ジアミドの単位を形成するジアミド成分はイソフタルアミド、ナフタレンジカルボン酸ジアミド等のような芳香族ジアミドおよびアジポアミド、セバシンアミド、シクロヘキサンジカルボン酸ジアミド等のようなC4−C12非環式または脂環式カルボン酸ジアミドから選ばれる。ポリフタルアミド樹脂の分子量はとくに重要ではないが、一般に射出成形または押出成形グレードの樹脂が本発明の目的には最適である。
【0009】
上記(a)ポリフタルアミド樹脂の融点は、本発明の効果を高めるという観点から、230〜270℃が好ましく、240〜260℃がさらに好ましい。
なお融点の測定方法は、DSC法に従う。
【0010】
また、 上記(a)ポリフタルアミド樹脂のガラス転移温度(Tg)は、本発明の効果を高めるという観点から、80〜100℃が好ましく、85〜95℃がさらに好ましい。
なおTgの測定方法は、DSC法に従う。
【0011】
また、上記(a)ポリフタルアミド樹脂の荷重たわみ温度は、本発明の効果を高めるという観点から、80℃以上が好ましく、80〜90℃であることがさらに好ましい。
なお、荷重たわみ温度は、ASTM D648に従って測定された値である。
【0012】
また、上記(a)ポリフタルアミド樹脂のアイゾット衝撃強度は、本発明の効果を高めるという観点から、15J/m以上30J/m未満であることが好ましく、15J/m以上25J/m未満であることがさらに好ましい。
なお、アイゾット衝撃強度は、ASTM D256に従って測定された値である。
【0013】
また、上記(a)ポリフタルアミド樹脂の曲げ弾性率は、本発明の効果を高めるという観点から、1700MPa以上であることが好ましく、1800MPa以上2100MPa未満であることがさらに好ましい。
なお、曲げ弾性率は、ASTM D790に従って測定された値である。
【0014】
なお、上記(a)ポリフタルアミド樹脂の市販品であるARKEMA社製商品名リルサンHTは、ひまし油由来の原料を用いて合成され、融点が255℃、Tgが90℃、荷重たわみ温度が85℃、アイゾット衝撃強度が20J/m、曲げ弾性率が1950MPa、植物由来のカーボンが70%である。
【0015】
(b)ナイロン6樹脂
本発明で使用されるナイロン6樹脂は、ε−カプロラクタムを開環し、重合させて製造されている公知の樹脂である。ε−カプロラクタムの重合は、通常、50Torr程度の減圧下、水の存在下にε−カプロラクタムを250℃前後に加熱することにより行われる。このようにして製造されたナイロン6樹脂は、未反応のε−カプロラクタムモノマーやオリゴマーを約10%程度含んでいるが、熱水等でそれらを除去して製品であるナイロン6樹脂が製造されている。
ナイロン6樹脂の分子量はとくに重要ではないが、一般に射出成形または押出成形グレードの樹脂が本発明の目的には最適である。
【0016】
(c)無機充填剤
本発明においては、(c)無機充填剤を配合することもできる。(c)無機充填剤としては、炭酸カルシウム、タルク、クレー、マイカ等が挙げられる。
(c)無機充填剤の配合により、曲げ強度が高まり、好ましい。
【0017】
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、(a)ポリフタルアミド樹脂を25〜95質量部、および(b)ナイロン6樹脂を5〜75質量部配合してなることを特徴とする。ただし、前記成分(a)および(b)の合計は100質量部とする。
(a)ポリフタルアミド樹脂の配合割合が25質量部未満であると、成形加工性(例えば射出成形性、押出成形性)が悪化する。
(a)ポリフタルアミド樹脂の配合割合が95質量部を超えると、耐熱性、成形加工性が悪化する。
【0018】
本発明において、(a)ポリフタルアミド樹脂を35〜90質量部、および(b)ナイロン6樹脂を10〜65質量部配合するのがさらに好ましい。
【0019】
また本発明において、(c)無機充填剤を配合する場合、その配合割合は、(a)ポリフタルアミド樹脂および(b)ナイロン6樹脂の合計100質量部に対し、5〜100質量部であるのがよい。さらに好ましくは前記成分(a)および(b)の合計100質量部に対し、10〜50質量部の範囲である。
【0020】
なお、本発明の効果を損ねない範囲において、本発明の熱可塑性樹脂組成物には、用途に応じて各種添加剤、例えば難燃剤、離型剤、耐候性安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、熱安定剤、滑剤、着色剤、界面活性剤、補強剤等を配合することができる。
【実施例】
【0021】
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されない。
【0022】
実施例使用原料
成分(a)ポリフタルアミド樹脂
ARKEMA社製商品名リルサンHT
(ひまし油由来の原料を用いて合成され、融点が255℃、Tgが90℃、荷重たわみ温度が85℃、アイゾット衝撃強度が20J/m、曲げ弾性率が1950MPa、植物由来のカーボンが70%である)
【0023】
成分(b)ナイロン6樹脂
宇部興産株式会社製、UBEナイロン1013B
(比重:1.14、曲げ強度:112(単位MPa)、曲げ弾性率:2600(単位MPa)、IZOD衝撃強度(1/4インチ ノッチ付):59(単位J/m)、荷重たわみ温度HDT(0.45MPa荷重):175℃、メルトフローレート(JISK 7210に準拠、230℃、2.16Kg荷重):40g/10分
【0024】
成分(c)無機充填剤
炭酸カルシウム:三共精粉株式会社製NS−400
タルク:竹原化学工業株式会社製TTタルク
クレー:山口雲母株式会社製サテントンSP−33
マイカ:レプコ社製S−200CE
【0025】
実施例1〜9および比較例1〜4
以下の表1の配合割合に従って、本発明の樹脂組成物を調製した。
なお、混合方法は、配合物をブレンド後、2軸の押出機にて樹脂温度230〜260℃で混練し、ペレット化した。
【0026】
機械的物性
下記に示す射出成形性の試験方法に従って試験片を作成し、以下に示す(1)〜(7)の機械的物性を測定した。なお、機械的物性の測定は、試験片の成形した後、未調湿、23℃で測定した。
【0027】
(1)比重
JIS K5101に準拠し静置法で測定した。試験片は、ASTM D638における1号ダンベルを厚み3mm×1.5cm×1.5cmに切断し、調製した。
(2)曲げ強度
曲げ弾性率:ASTM D790に準拠し測定した。試験片はASTM規格の1/4インチ試験片を用いた。
(3)曲げ弾性率
曲げ弾性率:ASTM D790に準拠し測定した。試験片はASTM規格の1/4インチ試験片を用いた。
(4)アイゾット衝撃強度(1/4インチ ノッチ付)
ASTM D256に準拠し、23℃で測定した。試験片はASTM規格の1/4インチ試験片を1/2に切断し、ノッチを入れ用いた。
(5)荷重たわみ温度HDT(0.45MPa荷重)
ASTM D648に準拠し、荷重0.45MPaで測定した。試験片はASTM規格の1/4インチ試験片を用いた。
(6)射出成形性
型締め力120トンの射出成形機を用い、成形温度250℃、金型温度40℃、射出速度55mm/秒、射出圧力600kg/cm、保圧圧力400kg/cm、射出時間6秒、冷却時間45秒で13.5×13.5×2mmのシートを成形した。デラミネーション、表層剥離、ひけ、変形及び著しく外観を悪化させるようなフローマークの有無を目視により判断し、次の基準で評価した。
◎:全く不具合がない。
○:わずかにフローマークが見られるが、他は問題がない。
△:わずかにフローマーク、ひけが見られる。
×:悪い
(7)押出成形性
単軸の押出機(L/D=28、T型ダイ)で押出ダイ温度240〜260℃、シリンダー温度230〜260℃で50mm×1mmのシートを押出成形し、ドローダウン性、表面外観や形状を観察し、次の基準で評価した。
◎:全く不具合がない。
○:やや表面外観が劣るが他は問題がない。
△:やや表面外観と形状(エッジ部の再現性)に問題がある。
×:悪い
【0028】
結果を表1に併せて示す。
【0029】
【表1】

【0030】
表1の結果から、以下の事項が導き出される。
実施例1〜9の熱可塑性樹脂組成物は、成分(a)および(b)を特定の量的関係でもって含有しているので、(a)ポリフタルアミド樹脂のみを使用した比較例1に比べ、耐熱性(荷重たわみ温度HDT)、成形加工性に優れ、また、曲げ強度、曲げ弾性率、アイゾット衝撃強度も高いレベルを維持しており、機械物性のバランスに優れているといえる。
これに対し、比較例2は、成分(a)の配合割合が本発明で規定する上限を超えている例であり、耐熱性、特に成形加工性が悪化している。
比較例3は、ナイロン6樹脂のみを使用した例であり、成形加工性が悪化している。なお、実施例2と、比較例1(成分(a)のみ)と、比較例3(成分(b)のみ)の荷重たわみ温度HDTの結果を参照すると、比較例3のHDTが175℃、比較例1のHDTが85℃であるのに対し、成分(a)および(b)を同量配合した実施例2のHDTは192℃であり、この値は両成分のHDTを超える結果となっている。したがって、成分(a)および(b)を特定割合の範囲で混合することにより、耐熱性の点で予測できない効果が奏されているといえる。
比較例4は、成分(a)の配合割合が本発明で規定する下限未満の例であり、成形加工性が悪化している。
【産業上の利用可能性】
【0031】
上記で説明したように本発明の熱可塑性樹脂組成物は、優れた耐熱性、機械物性、成形性のバランスを有する。したがって、自動車部品用途における金属代替材料、電子部品、玩具、日用品、その他の工業用材料等にとくに有用である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(a)ポリフタルアミド樹脂 25〜95質量部、および
(b)ナイロン6樹脂 5〜75質量部
(ただし、前記成分(a)および(b)の合計は100質量部である)
を含有することを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。
【請求項2】
前記(a)ポリフタルアミド樹脂が、植物由来の原料を用いて合成されたものであることを特徴とする請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項3】
前記(a)ポリフタルアミド樹脂が、ひまし油由来の原料を用いて合成されたものであることを特徴とする請求項2に記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項4】
前記(a)ポリフタルアミド樹脂の融点が、230〜270℃であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項5】
前記(a)ポリフタルアミド樹脂のガラス転移温度が、80〜100℃であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項6】
前記(a)ポリフタルアミド樹脂の荷重たわみ温度(ASTM D648)が、80℃以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項7】
前記成分(a)および(b)の合計100質量部に対し、無機充填剤を5〜100質量部の範囲でさらに添加してなることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項8】
前記(a)ポリフタルアミド樹脂のアイゾット衝撃強度(ASTM D256)が、15J/m以上であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項9】
前記(a)ポリフタルアミド樹脂の曲げ弾性率(ASTM D790)が、1700MPa以上であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項10】
前記(a)ポリフタルアミド樹脂における植物由来のカーボンが、50〜80%であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項11】
前記(a)ポリフタルアミド樹脂のひまし油由来の原料が、11−アミノウンデカン酸、デカメチレンジアミンおよびセバシン酸から選ばれる少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項3に記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項12】
前記(c)無機充填剤が、炭酸カルシウム、クレー、タルクおよびマイカから選択された少なくとも1種であることを特徴とする請求項7に記載の熱可塑性樹脂組成物。

【公開番号】特開2012−126806(P2012−126806A)
【公開日】平成24年7月5日(2012.7.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−278820(P2010−278820)
【出願日】平成22年12月15日(2010.12.15)
【出願人】(000250384)リケンテクノス株式会社 (236)
【Fターム(参考)】