説明

透明ポリアミド樹脂成形体及びその製造方法

【課題】高い透明性と非着色性及び高い耐熱性と高温での剛性に優れた透明ポリアミド樹脂成形体、及び、この優れた特性を有する透明ポリアミド樹脂成形体の製造方法であって、連続成形を行っても、着色を防ぐことができるとともに、樹脂の流動性の変化や、成形におけるショートショットやヤケを生じない透明ポリアミド樹脂成形体の製造方法を提供する。
【解決手段】透明ポリアミド樹脂、架橋助剤及び酸化防止剤を含有する樹脂組成物を成形するとともに、前記透明ポリアミド樹脂を架橋して得られる透明ポリアミド樹脂成形体であって、270℃における貯蔵弾性率が10MPa以上であり、CIELAB色空間におけるb*値が10以下であり、前記成形体を厚さ2mmとしたときの波長850nmにおける光線透過率が、90%以上であることを特徴とする透明ポリアミド樹脂成形体、及びその製造方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、透明ポリアミド樹脂よりなり、透明性、耐熱性、高温での剛性等に優れ、光学レンズ等の用途に好適に用いられる透明ポリアミド樹脂成形体、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
透明ポリアミド樹脂よりなり、高い透明性と優れた耐熱性を有する透明ポリアミド樹脂成形体は、その優れた特性と、ガラス等に比べて軽量で破損しにくくかつ成形が容易であるとの性質から、電子機器中の光学レンズ等の用途に好適に用いられている。例えば特許文献1には、この透明ポリアミド樹脂成形体からなり、ストロボ用レンズ、ブルーレイ用レンズ等として用いられる光学レンズが記載されている。
【0003】
特許文献1に記載の透明ポリアミド樹脂成形体には、リン系安定剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、ハイドロキノンモノメチルエーテル(p−メトキシフェノール、MEHQ)等の安定剤が配合され、使用時における光の照射や加熱による変色(着色)の防止が図られている(段落0026、0070)。このように、透明樹脂成形体が、その成形時や使用時の環境、紫外線や加熱等により変色(着色)する場合、その着色を抑える方法として酸化防止剤等の安定剤の配合が知られている。
【0004】
特許文献1において使用されているMEHQは、公知の化合物であり、種々の物品について、重合禁止、酸化防止、着色防止のために使用されている。例えば、特許文献2には、アルキレンオキサイド付加物と(メタ)アクリル酸をエステル化反応してエステル化物(セメント分散剤)を製造する方法において、アルキレンオキサイド付加物と(メタ)アクリル酸の合計量に対し0.01〜0.8重量%のMEHQを用いて、エステル化物の着色を抑制する方法が記載されている。又、特許文献3には、アミンオキシド基含有樹脂溶液に、重合禁止剤としてMEHQが用いられる旨が記載されている。
【0005】
一方、特許文献4には、不飽和ポリエステル樹脂組成物、硬化物の製造法及び成形材料が記載されているが、淡色透明な硬化物相を有する成形材料を得るためには、重合禁止剤(酸化防止剤)として、(ハイドロキノンやMEHQ等も併用できるものの)2,5−ジ−tert−ブチルハイドロキノンが最適である旨の記載がある。このように、最適な酸化防止剤の種類は樹脂の種類により変動する。
【0006】
又、酸化防止剤の添加は、適量の場合は着色防止に有効であるが、大量に添加すると、逆に着色が強くなる場合がある。例えば、前記の特許文献3では、MEHQは、熱や紫外線によって多量体を形成しその過程で着色物質を生成するため減量(例えば、0.04重量%以下とする)が必要である旨が記載されている。又、MEHQのように共役系を形成する多重結合を有する重合禁止剤は減量して用いるのが好ましい旨が記載されている。
【0007】
さらに、透明ポリアミド樹脂成形体の製造において耐熱性を付与するため樹脂の架橋を行う際には、酸化防止剤の添加が架橋反応の阻害となる場合もある。そのため、酸化防止剤の添加は極力少量とし、成形を短時間、低温で行う必要があった。又、酸化防止剤の最適な添加量も樹脂の種類により変動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】WO2009/084690A1号公報
【特許文献2】特開2009−7254号公報
【特許文献3】特開2010−43066号公報
【特許文献4】特開平5−320275号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
前記のように特許文献1には、高い透明性と優れた耐光性、耐熱性を有する透明ポリアミド樹脂成形体が記載されており、又MEHQ等の酸化防止剤が配合され、光の照射や加熱による変色(着色)の防止が図られている。しかし、近年は、より高い透明性と非着色性(着色がないこと)及び、半田リフローによる実装にも対応できる高い耐熱性と高温での剛性に優れた透明ポリアミド樹脂成形体が望まれている。
【0010】
又、光学レンズの製造では、多数の光学レンズを形成できる量の透明ポリアミド樹脂をまとめて溶融し、各光学レンズの射出成形を繰返す連続成形が行われる。このような連続成形では、樹脂は長時間高温で保持されるので着色がより生じやすい。特に、酸化防止剤が少ない組成の場合の連続成形では、樹脂の流動性の変化や成形におけるいわゆるショートショットやヤケが生じやすいとの問題もあった。
【0011】
しかし、特許文献1に記載の酸化防止剤の配合では、連続成形におけるこのような問題を防止することができなかった。そこで、前記のような優れた特性を有する透明ポリアミド樹脂成形体の製造方法であって、連続成形を行っても、着色を防ぐことができるとともに、樹脂の流動性の変化や成形におけるショートショットやヤケを生じない透明ポリアミド樹脂成形体の製造方法の開発が望まれた。
【0012】
本発明は、透明性、非着色性、耐熱性及び高温での剛性に優れた透明ポリアミド樹脂成形体を提供することを課題とする。本発明は、又、この優れた特性を有する透明ポリアミド樹脂成形体の製造方法であって、連続成形を行っても、着色を抑制できるとともに、樹脂の流動性の変化や、成形におけるショートショットやヤケを生じない透明ポリアミド樹脂成形体の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明者は鋭意検討した結果、透明ポリアミド樹脂、架橋助剤及び酸化防止剤を含有する樹脂組成物を成形した後前記透明ポリアミド樹脂を架橋して透明ポリアミド樹脂成形体を製造する際に、酸化防止剤として特定種類のものを用いることにより、透明性、非着色性、耐熱性及び高温での剛性に優れた透明ポリアミド樹脂成形体が得られること、又、この製造方法によれば、連続成形を行っても成形体の着色をほとんど生じないとともに、樹脂の流動性の変化や成形時のショートショットやヤケ等の問題が生じないことを見出し、本発明と完成した。
【0014】
請求項1に記載の発明は、
透明ポリアミド樹脂、架橋助剤及び酸化防止剤を含有する樹脂組成物を成形した後前記透明ポリアミド樹脂を架橋して得られる透明ポリアミド樹脂成形体であって、
270℃における貯蔵弾性率が10MPa以上であり、
CIELAB色空間におけるb*値が10以下であり、
前記成形体を厚さ2mmとしたときの波長850nmにおける光線透過率が90%以上であることを特徴とする透明ポリアミド樹脂成形体である。
【0015】
この透明ポリアミド樹脂成形体は、270℃における貯蔵弾性率が10MPa以上であることもその特徴とする。すなわち、鉛フリー半田を用いた半田リフローの温度を超える高温でも優れた剛性を有する。従って、この透明ポリアミド樹脂成形体からなる製品は、半田リフローにより実装される場合でも熱変形の問題が生じにくい。このような高温での優れた剛性は、樹脂を架橋することにより達成される。
【0016】
ここで、「貯蔵弾性率」とは、粘弾性体に正弦的振動ひずみを与えたときの応力と、ひずみの関係を表わす複素弾性率を構成する1項(実数項)であり、粘弾性測定器(DMS)により測定した値である。具体的には、アイティー計測制御社製DVA−200による粘弾性測定器により10℃/分の昇温速度にて測定することができる。
【0017】
この透明ポリアミド樹脂成形体は、CIELAB色空間におけるb*値が10以下であることも特徴とする。ここで、CIELAB色空間におけるb*値とは、JIS Z 8729に規定されているCIE1976(L*a*b*)表色系におけるb*値である。このb*値が10以下であるとは、着色、特に黄変がほとんどなく、無色であることを意味する。
【0018】
この透明ポリアミド樹脂成形体は、その厚さ2mmとしたときの波長850nmにおける光線透過率が90%以上であることも特徴とする。すなわち、この透明ポリアミド樹脂成形体は、近赤外域においての透明性が特に高い。従って近赤外用の光学レンズとしても好ましく用いられる。
【0019】
請求項2に記載の発明は、前記透明ポリアミド樹脂が、1,10−デカンジカルボン酸及び3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタンの縮合重合体からなることを特徴とする請求項1に記載の透明ポリアミド樹脂成形体である。
【0020】
請求項1における透明ポリアミド樹脂としては、例えばジアミンとジカルボン酸とを縮合して得ることができる非晶性のポリアミドを挙げることができる。ここで用いられるジアミンとしては、
6〜14個のC原子を有する分枝鎖状又は非分枝鎖状の脂肪族ジアミン、例えば1,6−ヘキサメチレンジアミン、2−メチル−1,5−ジアミノペンタン、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、1,9−ノナメチレンジアミン、1,10−デカメチレンジアミン、1,12−デカメチレンジアミン;
6〜22個のC原子を有する環状脂肪族ジアミン、例えば4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタン、3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタン、4,4′−ジアミノジシクロヘキシルプロパン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,4−ビス(アミノメチル)−シクロヘキサン、2,6−ビス(アミノメチル)−ノルボルナン、又は3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルアミン;
8〜22個のC原子を有する芳香脂肪族ジアミン、例えばm−キシリレンジアミン、又はp−キシリレンジアミン又はビス(4−アミノフェニル)プロパン;
等を挙げることができる。
【0021】
又、透明ポリアミド樹脂の合成に使用できるジカルボン酸としては、
6〜22個のC原子を有する分枝鎖状又は非分枝鎖状の脂肪族ジカルボン酸、例えばアジピン酸、2,2,4−トリメチルアジピン酸、2,4,4−トリメチルアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、又は1,12−ドデカン二酸;
6〜22個のC原子を有する環状脂肪族ジカルボン酸、例えばシクロヘキサン−1,4−ジカルボン酸、4,4′−ジカルボキシルジシクロヘキシルメタン、3,3′−ジメチル−4,4′−ジカルボキシルジシクロヘキシルメタン、4,4′−ジカルボキシルジシクロヘキシルプロパン、又は1,4−ビス(カルボキシメチル)シクロヘキサン;
8〜22個のC原子を有する芳香脂肪族ジカルボン酸、例えば4,4′−ジフェニルメタンジカルボン酸;
8〜22個のC原子を有する芳香族ジカルボン酸、例えばイソフタル酸、トリブチルイソフタル酸、テレフタル酸、1,4−ナフタリンジカルボン酸、1,5−ナフタリンジカルボン酸、2,6−ナフタリンジカルボン酸、2,7−ナフタリンジカルボン酸、ジフェン酸、又はジフェニルエーテル−4,4′−ジカルボン酸;等を挙げることができる。
【0022】
又、この透明ポリアミド樹脂は、又、ラクタムの開環重合やω−アミノカルボン酸の縮合等によっても得ることができる。
【0023】
この透明ポリアミド樹脂としては、芳香環、脂環等の環を有し、非晶性でかつガラス転位点の高いポリアミドを、好ましく例示することができる。中でも、1,10−デカンジカルボン酸及び3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタンの縮合重合体は、変色や変形等を生じにくいので特に好ましい。請求項2は、この特に好ましい態様に該当する。
【0024】
上記の透明ポリアミドとしては市販品を用いることもできる。例えば、1,10−デカンジカルボン酸及び3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタンの縮合重合体からなるポリアミドはグリルアミドTR−90(エムスケミー・ジャパン社)等の商品名で市販されている。
【0025】
その他、本発明に使用される透明ポリアミドの具体的商品例としては、トロガミドCX7323、トロガミドT、トロガミドCX9701(商品名、以上、ダイセル・デグサ社)、グリルアミドTR−155、グリボリーG21、グリルアミドTR−55LX、グリロンTR−27(以上、エムスケミー・ジャパン社)、クリスタミドMS1100、クリスタミドMS1700(以上、アルケマ社)、シーラー3030E、シーラーPA−V2031、イソアミドPA−7030(以上、デュポン社)等を挙げることができる。
【0026】
請求項3に記載の発明は、前記酸化防止剤の含有量が、前記透明ポリアミド樹脂100重量部に対し0.0005〜0.5重量部であり、かつ、前記酸化防止剤が、芳香環を有し炭素原子、酸素原子及び水素原子のみから構成されエステル基を含まない化合物であって、前記芳香環に結合する水酸基及びエーテル基からなる群より選ばれる置換基の数が1又は0であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の透明ポリアミド樹脂成形体である。
【0027】
請求項1の透明ポリアミド樹脂成形体は、透明ポリアミド樹脂、架橋助剤及び酸化防止剤を含有する樹脂組成物を成形するとともに前記透明ポリアミド樹脂を架橋して製造されるが、酸化防止剤の配合量を前記透明ポリアミド樹脂100重量部に対し、0.0005重量部以上とし、かつ酸化防止剤として請求項3に記載される特定のものを用いることにより、安定的に、CIELAB色空間におけるb*値を10以下とし、かつ成形体を厚さ2mmとしたときの波長850nmにおける光線透過率を90%以上とすることができる。
【0028】
他の酸化防止剤を配合したとき、又は酸化防止剤の配合量を透明ポリアミド樹脂100重量部に対し0.0005重量部未満としたときは、樹脂の成形時にヤケの発生が起こり、連続成型性に問題が生じやすくなる。炭素、酸素及び水素以外の原子、例えば、硫黄を含有する酸化防止剤を用いたときは、樹脂の成形時や架橋時に着色を生じやすい。又,窒素を含有する酸化防止剤は淡黄色であり従って樹脂を着色させやすい。
【0029】
エステル基を有する酸化防止剤は、エステル基の加水分解により酸化防止剤の酸化防止効果を低減させる場合があり、その結果、着色物が生成しやすくなる場合や、ヤケによる射出成型性が悪化する場合がある。1芳香環上にフェノール基及び/又はエーテル基が合計2つ以上有する酸化防止剤の場合は、共役構造を形成し、熱や紫外線によって多量体を形成しその過程で着色物質を生成しやすいとの問題がある。
【0030】
酸化防止剤の配合量が、透明ポリアミド樹脂100重量部に対し0.5重量部を超える場合は、樹脂の架橋が阻害され270℃における貯蔵弾性率が10MPa以上の透明ポリアミド樹脂成形体が得られにくくなる。従って、酸化防止剤の配合量の好ましい範囲は、透明ポリアミド樹脂100重量部に対し0.0005〜0.5重量部の範囲であり、より好ましくは0.001〜0.1重量部の範囲である。さらに、酸化防止剤の種類によっては、後述する樹脂組成物の優れた流動安定性が得られない場合がある。なお、市販の架橋助剤中には酸化防止剤が含まれる場合があるが、ここで言う酸化防止剤の配合量は、コンパウンド時に添加する酸化防止剤の量と架橋助剤等の他の原料中に含まれている酸化防止剤の量の合計を意味する。
【0031】
請求項4に記載の発明は、前記酸化防止剤が、2,2′−メチレン−ビス[6−(1−メチルシクロヘキシル−p−クレゾール)]、2,2′−メチレン−ビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2′−メチレン−ビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノールl)、4,4′−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)及び2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾールからなる群より選ばれる1種又は2種以上の組合せであることを特徴とする請求項3に記載の透明ポリアミド樹脂成形体である。ここで挙げた酸化防止剤は、請求項3に記載されている酸化防止剤の中でも特に好ましいものであり、これらを用いることにより請求項1に記載の透明ポリアミド樹脂成形体をより安定的に得ることができる。
【0032】
請求項5に記載の発明は、前記架橋助剤が、トリアリルイソシアヌレート及び/又はトリメタクリルイソシアヌレートであることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の透明ポリアミド樹脂成形体である。
【0033】
本発明の透明ポリアミド樹脂成形体は、透明ポリアミド樹脂が架橋されていることも特徴とするが、この架橋は、樹脂の加熱や樹脂に電離放射線を照射する方法等により行われる。架橋することにより耐熱性(リフロー耐熱性)や高温時の剛性に優れた成形体とすることができる。架橋助剤は、架橋を促進するために配合される。
【0034】
架橋助剤としては、p−キノンジオキシム、p,p′−ジベンゾイルキノンジオキシム等のオキシム類;エチレンジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、アクリル酸/酸化亜鉛混合物、アリルメタクリレート、トリメタクリルイソシアヌレート(以下、TMICとする。)等のアクリレート又はメタクリレート類;ジビニルベンゼン、ビニルトルエン、ビニルピリジン等のビニルモノマー類;ヘキサメチレンジアリルナジイミド、ジアリルイタコネート、ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレート、ジアリルモノグリシジルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート(以下、TAICとする。)等のアリル化合物類;N,N′−m−フェニレンビスマレイミド、N,N′−(4,4′−メチレンジフェニレン)ジマレイミド等のマレイミド化合物類等が挙げられる。これらの架橋助剤は単独で用いてもよいし、組み合わせて使用することもできる。
【0035】
上記の例示された架橋助剤の中でもTMIC、TAICは、三官能のため架橋性に優れ、TAICを含有させることにより光学レンズの耐熱性(リフロー耐熱性)を電離放射線照射等により容易に向上できるようになるので好ましい。さらにTAICは、透明ポリアミド(特に、1,10−デカンジカルボン酸及び3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタンの縮合重合体)との相溶性に優れ透明ポリアミドに対して50重量%程度の高濃度まで溶解させることができる、放射線照射や熱による変色が比較的少ない、人体に対する毒性が低い等の点でも好ましい。
【0036】
架橋助剤としてTAICを用いる場合、その含有量は、透明ポリアミド100重量部に対して25重量部未満が好ましく、より好ましくは1〜20重量部である。TAICの含有量が多い程、架橋を促進しリフロー耐熱性等を向上させる効果が大きいが、その含有量が前記の範囲以上となると、固化が遅くなりすぎて成形性が低下し、成形品の良い外観が得にくくなる場合がある。
【0037】
請求項6に記載の発明は、透明ポリアミド樹脂;架橋助剤;並びに、炭素原子、酸素原子及び水素原子のみから構成され芳香環を有しエステル基を含まない化合物であって、前記芳香環に結合する水酸基及びエーテル基からなる群より選ばれる置換基の数が1又は0である酸化防止剤;を含有し、前記酸化防止剤の配合量が、前記透明ポリアミド樹脂100重量部に対し0.0005〜0.5重量部である樹脂組成物を成形する成形工程、及び前記成形工程で得られた成形体中の透明ポリアミド樹脂を架橋する架橋工程を有することを特徴とする透明ポリアミド樹脂成形体の製造方法である。
【0038】
この製造方法により、請求項3に記載の透明ポリアミド樹脂成形体を安定的に製造することができる。すなわち、270℃における貯蔵弾性率が10MPa以上あり、CIELAB色空間におけるb*値が10以下であり、前記成形体を厚さ2mmとしたときの波長850nmにおける光線透過率が90%以上である透明ポリアミド樹脂成形体を安定的に得ることができる。この製造方法で用いられる透明ポリアミド樹脂、架橋助剤、酸化防止剤は、前記で説明したものと同じである。
【0039】
この製造方法では、樹脂組成物の成形は透明ポリアミド樹脂の架橋前に行われる。架橋により耐熱性や高温時の剛性が向上するが、架橋前の段階では成形が容易である。従って、架橋前に所定の成形を行い、成形後加熱や放射線照射等を施して架橋することにより、容易に、優れた特性を有するとともに所望の形状も有する成形体を得ることができる。
【0040】
成形に供せられる樹脂組成物は、透明ポリアミド樹脂、架橋助剤、及び酸化防止剤を、混練して得ることができる。混練方法や条件は、公知の樹脂の混練と同様な方法や条件で行うことができる。例えば、混練装置としては、二軸押出機等を挙げることができる。
【0041】
樹脂組成物の成形方法は、特に制限されず公知の成形方法を採用することができる。例えば、射出成形法、射出圧縮成形法、プレス成形法、押出成形法、ブロー成形法、真空成形法等が挙げられる。フィルム状に成形する場合は、Tダイを用いた押出成形法、カレンダー成形法、インフレーション成形法、プレス、キャスティング、熱成形等を用いることもできるが、形状の自由度及び量産性が特に優れる点で射出成形法が好ましい。
【0042】
成形方法としては、連続成形(連続射出成形)も採用できる。透明ポリアミド樹脂成形体の製造の従来技術によれば、連続成形においては、成形体の着色、樹脂の流動性の変化、成形におけるショートショットやヤケの発生等が問題となったが、本発明の製造方法によれば、これらの問題を防ぐことができる。すなわち、連続成形は、本発明の効果が特に発揮される場合である。
【0043】
請求項7に記載の発明は、前記架橋が、電離放射線照射により行われ、照射線量が10〜1000kGyであることを特徴とする請求項6に記載の透明ポリアミド樹脂成形体の製造方法である。
【0044】
透明ポリアミド樹脂の架橋の方法としては、加熱による方法、電子線や他の放射線を照射して架橋する方法等が挙げられる。中でも、電離放射線を照射して架橋する方法は、制御が容易であるため好ましい。電離放射線としては、電子線の他γ線、X線、荷電粒子線、中性子線等を挙げることができるが、装置の入手しやすさ、制御の容易さ、安全性等の点から電子線が好ましい。
【0045】
架橋の程度は、特に限定されず、成形体の目的とする耐熱性や高温時における剛性に応じて設定される。又、電離放射線照射により架橋する場合、所望の架橋の程度を得るための照射線量は、樹脂の種類や組成等により変動し特に限定されない、しかし、通常、照射線量が10kGy未満の場合では、成形体の望ましい耐熱性や高温時の剛性は得られず、一方、線量が多くなるほど着色が大きくなる傾向があり、1000kGyを超えると、着色等の問題が生じやすくなる。
【0046】
請求項8に記載の発明は、前記樹脂組成物を250℃で3分間加熱した後、250℃、荷重5kgの条件で測定したメルトフローレートが、前記樹脂組成物を250℃で30分間加熱した後、250℃、荷重5kgの条件で測定したメルトフローレートに対して、1.11倍以下であることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の透明ポリアミド樹脂成形体の製造方法である。
【0047】
本発明の透明ポリアミド樹脂成形体の製造方法では、透明ポリアミド樹脂を架橋する前の成形体を構成する樹脂組成物として、流動安定性が高いものを用いることが好ましい。具体的には、この樹脂組成物について250℃での予備加熱を3分間した後に250℃、荷重5kgの条件で測定したメルトフローレートが、250℃での予備加熱を30分間した後に同じ条件で測定したメルトフローレートに対して1.11以下である樹脂組成物を用いることが好ましい。請求項8は、この好ましい態様に該当する。
【0048】
流動安定性が高い樹脂組成物は、250℃程度の高温で保持されても、その流動性が変化しないものである。従って、連続成形等を行う場合においては、樹脂組成物を長時間溶融状態で保持するが、この場合でも、架橋等により樹脂組成物の溶融粘度が上昇し、その流動性が変化(低下)することがない。従って、連続成形におけるショートショットやヤケの発生が抑制され、優れた射出成型性が得られる。
【0049】
請求項8に記載される優れた流動安定性を有する樹脂組成物は、透明ポリアミド樹脂、架橋助剤及び酸化防止剤を混練する際に、特定の酸化防止剤を所定量用いることにより得ることができる。例えば、請求項3に記載の酸化防止剤を請求項3に記載の量(透明ポリアミド樹脂100重量部に対し0.0005〜0.5重量部)使用することにより、請求項8に記載される優れた流動安定性を有する樹脂組成物が得られる。酸化防止剤を使用しない場合は、優れた流動安定性を有する樹脂組成物が得られない。又、他の酸化防止剤の場合、その酸化防止剤を所定量使用しても優れた流動安定性を有する樹脂組成物が得られない場合がある。
【発明の効果】
【0050】
本発明の透明ポリアミド樹脂成形体は、透明性、非着色性、耐熱性及び高温での剛性に優れた透明ポリアミド樹脂成形体である。この優れた特性を有する透明ポリアミド樹脂成形体は、本発明の製造方法により安定的に製造することができる。すなわち、連続成形により透明ポリアミド樹脂成形体を製造する場合でも、成形体の着色や透明性の低下が抑制され、又、樹脂の流動性の変化や成形におけるショートショットやヤケが発生しない。
【発明を実施するための形態】
【0051】
次に、本発明を実施するための形態を実施例により説明する。なお、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない限り、他の形態へ変更することができる。
【実施例】
【0052】
実施例1〜8、比較例1〜6
(1)使用した原料
[透明ポリアミド樹脂] グリルアミドTR−90(商品名): エムスケミー・ジャパン社製、Tg=155℃、600〜1000nmでの平均透過率(厚さ2mm)91%
【0053】
[架橋助剤]
・トリアリルイソシアヌレート1:
日本化成社製(表中では「TAIC1」と記す。):トリアリルイソシアヌレート中にハイドロキノンを100ppm含有する。
・トリアリルイソシアヌレート2: 試薬(表1、2中では「TAIC2」と記す。):安定剤は含有しない。
・トリメタクリルイソシアヌレート(表1、2中では「TMIC」と記す。)
【0054】
[酸化防止剤]
・2,2′−メチレン−ビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノールl):
ノンフレックスMBP(商品名:精工化学社製、表1、2中では「MBP」と記す。)
・2,2′−メチレン−ビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール):ノンフレックスEBP(商品名:精工化学社製、表1、2中では「EBP」と記す。)
・2,2′−メチレン−ビス[6−(1−メチルシクロヘキシル−p−クレゾール)]:ノンフレックスCBP(商品名:精工化学社製、表1、2中では「CBP」と記す。)
・4,4′−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール):ノクラックNS30(商品名:大内振興化学社製、表1、2中では「NS30」と記す。)
・2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール:スミライザーBHT(商品名:住友化学社製、表1、2中では「BHT」と記す。)
・2,5−ジ−tert−ブチル−ハイドロキノン:ノンフレックスアルバ(商品名:精工化学社製、表1、2中では「アルバ」と記す。)
・MEHQ:メトキノン(商品名:精工化学社製、表1、2中では「MEHQ」と記す。)
・ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート:イルガノックス1010(商品名:BASF社製、表1、2中では「1010」と記す。)
【0055】
(2)透明ポリアミド樹脂成形体の製造
上記の原料を表1、2に示す処方(全て重量部である。)に基づいて、ブレンダーで混合した後2軸押出し機(TEM58BS、東芝機械社製)に投入し、加熱下で混合して、コンパウンド化したペレット(成形材料)を製造した。得られたペレットを用いて以下に示す方法でメルトフローインデックス測定を行い、予熱時間が3分の場合のメルトフローレートMFR3と予熱時間が30分の場合のMFR30との比(MFR3/MFR30)を求めた。MFR3、MFR30の測定結果及びMFR3/MFR30の値を表1、2に示す。
【0056】
[メルトフローインデックス測定]
250℃で3分間予熱した後、メルトインデクサーを用い、JIS K7210で規定されている測定方法により、250℃、5kg荷重にて、ノズルから10分間あたりに押出された樹脂量を測定した。同様の測定を、250℃で30分間予熱した場合についても行った。
【0057】
前記で得られたペレットを用い、窒素を導入しながら射出成形機(SE−185、住友重機社製)により射出成形し、厚さ2mmのプレートを得た。
【0058】
[射出成形性の測定]
前記の射出成形を、成形サイクル35秒で繰返して実施し、1時間成形を続けたときのショートショットやヤケの発生を観察した。ショートショットやヤケがほとんど見られなかった場合を○、わずかに見られた場合を△、顕著に見られた場合を×として、その結果を表1、2の射出成形性の欄に示した。
【0059】
射出成形により得られたプレートに、窒素雰囲気下で、線量200kGyの電子線を照射して樹脂の架橋を行い、その後200℃×5分の条件でアニールを実施し評価用プレートを作製した。作製した評価用プレートについて、以下の方法で、貯蔵弾性率、リフロー耐熱、b*値、透過率を測定した。その測定結果を表1、2に示す。
【0060】
[貯蔵弾性率]
200℃で10分間加熱した後の評価用プレートについて、粘弾性測定器(アイティー計測制御社製、DVA−200)により、10℃/分の昇温速度にて測定した270℃での貯蔵弾性率(MPa)である。
【0061】
[耐熱性(リフロー耐熱)]
評価用プレートを280℃の恒温槽に1分間放置し、以下の基準に基づき変形の有無を評価した。
○:変形しない。
△:変形するが形状を維持する。
×:完全に溶融する。
【0062】
[透明性(透過率)]
評価用プレートについて、島津製作所社製UV2450により、波長850nmにおける光線透過率を測定した。
【0063】
[b*値]
島津製作所社製UV2450により、JIS 8729に準拠して、b*値を求めた。
【0064】
【表1】

【0065】
【表2】

【0066】
表1より明らかなように、請求項4に記載の酸化防止剤(すなわち請求項3に記載の酸化防止剤)を用いて製造された実施例1〜8の透明ポリアミド樹脂成形体は、いずれも、270℃における貯蔵弾性率が10MPa以上であり、CIELAB色空間におけるb*値が10以下であり、又成形体を厚さ2mmとしたときの波長850nmにおける光線透過率は90%以上である。又、実施例1では酸化防止剤の総量は透明ポリアミド樹脂100重量部に対し0.3重量部であり、一方、実施例3では酸化防止剤の総量は0.001重量部であるが、いずれも、請求項1に記載の特性を有する透明ポリアミド樹脂成形体が得られている。すなわち、表1に記載の結果より、請求項3に記載の酸化防止剤を用い、その配合量を透明ポリアミド樹脂100重量部に対し0.0005〜0.5重量部の範囲とすれば、請求項1に記載の優れた特性を有する透明ポリアミド樹脂成形体が得られることが示されていると言える。
【0067】
一方、表2より明らかなように、架橋助剤及び酸化防止剤を配合しなかった比較例1では、270℃における貯蔵弾性率は低く、又リフロー耐熱性も低い。又、架橋助剤を配合したものの、酸化防止剤が、請求項3に記載の酸化防止剤以外のものである比較例2、4、5の場合、又は請求項3に記載の酸化防止剤以外のもの(架橋助剤中のハイドロキノン)が含まれている比較例3の場合は、b*値が10を超えており、成形体の着色を防げないことが示されている。又、酸化防止剤が、請求項3に記載の酸化防止剤以外のものである比較例6では、透過率は90%未満であり、優れた透明性が得られないことが示されている。
【0068】
又、架橋前の樹脂組成物の流動安定性に優れ、MFR3/MFR30が1.11以下の、実施例1〜8及び比較例3〜5では、優れた射出成形性が得られているが、MFR3/MFR30が1.11を超える比較例1、2では、成形の際にショートショットやヤケが生じ優れた射出成形性が得られないことが示されている。なお、請求項3に記載の酸化防止剤を用い、その配合量を透明ポリアミド樹脂100重量部に対し0.0005〜0.5重量部の範囲とすれば、MFR3/MFR30が1.11以下の優れた流動安定性が得られることも、表1に示された結果より示されている。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
透明ポリアミド樹脂、架橋助剤及び酸化防止剤を含有する樹脂組成物を成形した後前記透明ポリアミド樹脂を架橋して得られる透明ポリアミド樹脂成形体であって、
270℃における貯蔵弾性率が10MPa以上であり、
CIELAB色空間におけるb*値が10以下であり、
前記成形体を厚さ2mmとしたときの波長850nmにおける光線透過率が90%以上であることを特徴とする透明ポリアミド樹脂成形体。
【請求項2】
前記透明ポリアミド樹脂が、1,10−デカンジカルボン酸及び3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタンの縮合重合体からなることを特徴とする請求項1に記載の透明ポリアミド樹脂成形体。
【請求項3】
前記酸化防止剤の含有量が、前記透明ポリアミド樹脂100重量部に対し0.0005〜0.5重量部であり、かつ、前記酸化防止剤が、芳香環を有し炭素原子、酸素原子及び水素原子のみから構成されエステル基を含まない化合物であって、前記芳香環に結合する水酸基及びエーテル基からなる群より選ばれる置換基の数が1又は0であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の透明ポリアミド樹脂成形体。
【請求項4】
前記酸化防止剤が、2,2′−メチレン−ビス[6−(1−メチルシクロヘキシル−p−クレゾール)]、2,2′−メチレン−ビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2′−メチレン−ビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノールl)、4,4′−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)及び2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾールからなる群より選ばれる1種又は2種以上の組合せであることを特徴とする請求項3に記載の透明ポリアミド樹脂成形体。
【請求項5】
前記架橋助剤が、トリアリルイソシアヌレート及び/又はトリメタクリルイソシアヌレートであることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の透明ポリアミド樹脂成形体。
【請求項6】
透明ポリアミド樹脂;架橋助剤;並びに、炭素原子、酸素原子及び水素原子のみから構成され芳香環を有しエステル基を含まない化合物であって、前記芳香環に結合する水酸基及びエーテル基からなる群より選ばれる置換基の数が1又は0である酸化防止剤;を含有し、前記酸化防止剤の配合量が、前記透明ポリアミド樹脂100重量部に対し0.0005〜0.5重量部である樹脂組成物を成形する成形工程、及び前記成形工程で得られた成形体中の透明ポリアミド樹脂を架橋する架橋工程を有することを特徴とする透明ポリアミド樹脂成形体の製造方法。
【請求項7】
前記架橋が、電離放射線照射により行われ、照射線量が10〜1000kGyであることを特徴とする請求項6に記載の透明ポリアミド樹脂成形体の製造方法。
【請求項8】
前記樹脂組成物を250℃で3分間加熱した後、250℃、荷重5kgの条件で測定したメルトフローレートが、前記樹脂組成物を250℃で30分間加熱した後、250℃、荷重5kgの条件で測定したメルトフローレートに対して、1.11倍以下であることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の透明ポリアミド樹脂成形体の製造方法。

【公開番号】特開2012−229293(P2012−229293A)
【公開日】平成24年11月22日(2012.11.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−96763(P2011−96763)
【出願日】平成23年4月25日(2011.4.25)
【出願人】(000002130)住友電気工業株式会社 (12,747)
【出願人】(599109906)住友電工ファインポリマー株式会社 (203)
【Fターム(参考)】