説明

非繊維状成形体用ポリアミド組成物

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、可塑化ポリアミドからなる非繊維状成形体に長期にわたる柔軟性と耐熱性、耐候性を与える非繊維状成形体用ポリアミド組成物に関するものである。さらに詳しくは、本発明は、長期にわたって柔軟性を損なわずに耐熱性、耐候性などの耐環境特性に優れることが要求される、チューブ、ホース、シートなどの工業用製品類として用いられる非繊維状成形体用ポリアミド組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】可塑化ポリアミドは低分子量のモノマをポリアミド(非可塑化ポリアミド)に混練して製造するのが一般的であり、可塑剤量は柔軟性の度合に応じて混練される。
【0003】これらの可塑化ポリアミドは通常の雰囲気下においての使用ではほとんど問題ないが、例えば100℃以上の温度雰囲気下に晒されると、可塑化ポリアミド中から可塑剤が揮散し、時間の経過と共に可塑剤含量は低下していく。
【0004】すなわち、加熱状態を続けると、可塑化ポリアミド本来の柔軟性が可塑剤含量低下にともなって失われ、長期使用面では問題となっている。
【0005】したがってこれらの長期にわたる柔軟性を保持するために、可塑化ポリアミド中から揮散しない可塑剤が検討されており、そのような可塑剤として高分子量タイプの可塑剤が提案されている。
【0006】しかしながら通常用いられている可塑剤としては、揮散抑止よりも柔軟性付与を目的としたもの、具体的には可塑化効果が大きい低分子量の液状モノマが一般的である。
【0007】一方、ポリアミドの安定化処方としては、ヨウ化第1銅およびアルカリ金属ヨウ化物を配合することが知られている(特公昭37−14630号公報)。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、可塑化ポリアミドの分野においては依然として、低分子量可塑剤含有の可塑化ポリアミドの長期にわたる柔軟性維持はほとんど不可能に近いのが現状である。
【0009】一方、ポリアミドは耐熱性や耐候性といった耐環境特性に劣り、柔軟性を付与した可塑化ポリアミドも同様に耐環境特性に劣るものである。
【0010】ところが、可塑化ポリアミド用としての耐熱性や、耐候性などの安定化処方はほとんど検討されていないのが現状であり、通常使用されているポリアミド用安定化処方を単純に適用しても以下のような問題がある。
【0011】可塑化ポリアミド用安定化処方としては次のようなポリアミド用安定剤や耐候剤が広く用いられている。たとえば、耐熱性を改善するためには、ヒンダードフェノール系安定剤や芳香族アミン系安定剤、また、耐候性を改善するためにはヒンダードアミン系安定剤などがある。さらに耐熱性、耐候性を向上させるために芳香族アミン系安定剤とヒンダードアミン系安定剤との併用などの処方である。
【0012】しかしながらこれらの安定化処方を可塑化ポリアミドに適用した場合、安定剤と可塑剤およびポリアミドとの相溶性の問題から、安定剤と可塑剤をそれぞれ単独でポリアミドに配合した場合とは異なった挙動をとる。
【0013】すなわち上記のようなヒンダードフェノール系安定剤や芳香族アミン系安定剤は可塑剤との相溶性の方が、ポリアミドとの相溶性よりも良好であるため、可塑剤の揮散にともなって、安定剤まで揮散してしまうという問題があり、長期間使用すると柔軟性、耐熱性および耐候性が損なわれてしまうものであった。
【0014】従って、本発明は、長期にわたって、柔軟性を損なわず、耐熱性、耐候性に優れたポリアミド組成物の提供を課題とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。
【0016】すなわち、本発明は、(A)ナイロン11またはナイロン12に、p−オキシ安息香酸エステル化合物、芳香族オキシカルボン酸エーテル化合物、フェノール化合物、芳香族オキシアルデヒド化合物、多価フェノール燐酸エステル化合物、N−アルキルベンゼンスルホンアミド化合物、N−アルキル−p−トルエンスルホンアミド化合物及びp−トルエンスルホンアミドの群から選ばれる低分子量可塑剤が5〜25重量%配合された可塑化ポリアミド100重量部、(B)ハロゲン化銅化合物を銅原子量換算量で0.005〜0.1重量部および(C)ハロゲン化カリウム0.05〜1重量部を配合してなる非繊維状成形体用ポリアミド組成物であり、ここで非繊維状成形体はチューブ、ホースまたはシートであることで代表される。
【0017】本発明においては、ハロゲン化銅を、ハロゲン化カリウムと併用して用いることが重要であり、ハロゲン化銅を特定の化合物との錯体として用いることにより、さらに効果が顕著になるものである。
【0018】本発明においては上記のような構成を採用することにより、可塑剤および安定剤の揮散が抑制され、長期にわたり良好な柔軟性、耐熱性、耐候性が維持されるのである。
【0019】以下、本発明を詳細に説明する。
【0020】本発明における(A)可塑化ポリアミドとは、11−アミノウンデカン酸から得られるナイロン11、あるいは12−アミノドデカン酸あるいはラウロラクタムから得られるナイロン12に低分子量可塑剤5〜25重量%を配合したものである。
【0021】上記低分子量可塑剤は、他の添加剤を含有しないポリアミドに配合した場合に100℃以上の温度雰囲気下に晒されるとポリアミド中から揮散する可塑剤であって、p−オキシ安息香酸エステル化合物、芳香族オキシカルボン酸エーテル化合物、フェノール化合物、芳香族オキシアルデヒド化合物、多価フェノール燐酸エステル化合物、N−アルキルベンゼンスルホンアミド化合物、N−アルキル−p−トルエンスルホンアミド化合物及びp−トルエンスルホンアミドの群から選ばれる低分子量可塑剤である。中でもN−アルキルベンゼンスルホンアミド化合物のN−ブチルベンゼンスルホンアミド、N−アルキル−p−トルエンスルホンアミド化合物のN−エチル−p−トルエンスルホンアミドおよびp−トルエンスルホンアミドが好ましく用いられる。
【0022】本発明における(B)ハロゲン化銅化合物としては、ヨウ化第1(第2)銅、塩化第1(第2)銅および酢酸第1(第2)銅などが挙げられ、なかでもヨウ化第1銅が好ましく挙げられる。
【0023】本発明においては、上記ハロゲン化銅化合物をハロゲン化銅と2−メルカプトベンズイミダゾールおよび2−メルカプトベンズチアゾールから選ばれた化合物との錯体として使用した場合には、本発明の効果を一層向上させることができる。上記錯体において、ハロゲン化銅と反応させる化合物は、2−メルカプトベンズイミダゾール、2−メルカプトベンズチアゾールであり、2−メルカプトベンズイミダゾールが好ましい。
【0024】また、上記錯体はハロゲン化銅と、通常、1〜2倍モル量、好ましくは等モルの2−メルカプトベンズイミダゾールおよび2−メルカプトベンズチアゾールから選ばれた化合物との錯体である。
【0025】本発明においては、ヨウ化第1銅と等モルの2−メルカプトベンズイミダゾールとの錯塩が最も好ましく用いられる。
【0026】上記ハロゲン化銅の添加量は、可塑化ポリアミド100重量部に対して銅原子換算で0.005〜0.1重量部である。この添加量が0.005重量部未満の場合は得られる組成物の耐熱性が十分でなく、0.1重量部を越えても得られる組成物の耐熱性、耐候性は大きく変わらず経済的でない。
【0027】本発明における(C)ハロゲン化カリウムとしては、塩化カリウム、ヨウ化カリウムなどが挙げられ、なかでもヨウ化カリウムが好ましく用いられる。
【0028】ハロゲン化カリウムの添加量は可塑化ポリアミド100重量部に対して、0.05〜1.0重量部、好ましくは0.1〜0.5重量部である。
【0029】ハロゲン化カリウムの添加量が0.05重量部未満の場合は、得られるポリアミド組成物の耐熱性、耐候性が低下し、添加量が1.0重量部を越えても得られるポリアミド組成物の耐熱性、耐候性は大きく変わらず、経済的でない。
【0030】本発明のポリアミド組成物の製造方法は特に限定されるものではないが、ハロゲン化銅(B)およびハロゲン化カリウム(C)を成形前に可塑化ポリアミドとドライブレンドすることが好ましい。
【0031】本発明のポリアミド組成物は通常、公知の成形方法で各種成形品にすることが可能である。
【0032】
【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【0033】なお、実施例中の各物性は以下のように求めた。
【0034】耐熱性:ポリアミド組成物をホットプレスで厚さ2mmのシートに成形し、JIS K6301に準拠したダンベル片テストピースを打ち抜き、このテストピースを熱風オーブン中で所定温度、時間で処理したものを引張試験機“テンシロン”100(島津製作所製)で引張強伸度を測定した。そして、熱処理前に測定した引張伸度に対する熱処理後の引張伸度を引張伸度保持率として算出した[引張伸度保持率=(熱処理後の引張伸度/熱処理前の引張伸度)×100(%)]。耐熱性の目安は引張伸度保持率50%をその温度における半減期とした。
【0035】耐候性:耐熱性を測定したときと同様のテストピースを用い、ウエザー−O−メーター(スガ試験機製)で、200時間、500時間(いずれも63℃、2時間中に18分間水をスプレー)カーボンアークによる光を照射したものを“テンシロン”100で引張強伸度を測定した。そして、耐熱性の場合と同様に耐候性試験前に測定した引張伸度に対する耐候性試験後の引張伸度を引張伸度保持率として算出した。耐候性の目安は引張伸度保持率50%を半減期とした。
【0036】可塑剤減量率:耐熱性を測定したときと同様のテストピースを用い、熱風オーブン中で120℃、500時間処理したものの重量減少を測定して、可塑剤添加量に対する割合を算出した。
【0037】実施例1〜2、比較例1〜8熱可塑性ポリアミド(商標名“リルサン”BESNO ATO Chem.製、ナイロン11)あるいは可塑化ポリアミド(商標名“リルサン”BESNO P40 ATO Chem.製、可塑化ナイロン−11、低分子量可塑剤(N−ブチルベンゼンスルホンアミド)約14重量%含有)ペレットにヒンダードフェノール系安定剤として "イルガノックス (Irganox)"1098 、芳香族アミン系安定剤として "ナウガード (Naugard)"445、ヒンダードアミン系安定剤として "チヌビン (Tinuvin)"326、ヨウ化銅、ヨウ化カリウムおよび“OS−13”(ヨウ化銅と2−メルカプトベンズイミダゾールの等モルの錯体)を表1に記載した割合で押出直前にドライブレンドし、30mmφ押出機(ダルメージスクリュー、田辺製作所製)を用い、250℃で混練した。ガットを水槽で冷却し、カッターを通し、ペレット化した。
【0038】このペレットを70℃熱風オーブン中で15時間乾燥した。乾燥ペレットをホットプレスでメルト溶融し、2mm厚さのプレスシートを作製した。耐熱性のエージングテストは120℃、140℃、150℃の3水準で行なった。
【0039】表1に耐熱エージング性の結果を示す。
【0040】
【表1】


【0041】表1の結果から次のことが明らかである。
【0042】すなわち、通常のポリアミドにおいては、ヒンダードフェノール系安定剤、芳香族アミン系安定剤、ヒンダードアミン系安定剤およびハロゲン化銅−ハロゲン化カリウム系安定剤のいずれを使用しても耐熱性の効果に顕著な差は見られない。しかし、可塑化ポリアミドにおいては、ハロゲン化銅−ハロゲン化カリウム系安定剤を使用した場合にのみ耐熱性が非常に良好である。
【0043】実施例3〜4、比較例9〜11実施例1で作製した2mm厚さのプレスシートを用いて耐候性のテストを行なった。その結果を表2に示す。
【0044】
【表2】


【0045】表2の結果からハロゲン化銅系安定剤の耐候性が非常に良好なことが明らかである。
【0046】実施例5〜6、比較例12〜14実施例1で作製した2mm厚さのプレスシートを用いて可塑剤減量率を測定した。また、このとき計量を終えたダンベルを用いて曲げ弾性率を測定した。そのときの可塑剤減量率と曲げ弾性率の結果を表3に示す。
【0047】
【表3】


【0048】表3の結果からハロゲン化銅系安定剤を使用した場合に可塑剤の減量率が極めて低く、可塑剤の揮散が抑制されていることがわかる。さらに、ハロゲン化銅系安定剤を使用した場合には、熱処理による曲げ弾性率の増大が少なく柔軟性が保持されていることが明らかである。
【0049】
【発明の効果】本発明ポリアミド組成物は、長期にわたって柔軟性を損なうことなく耐熱性、耐候性に優れたものである。
【0050】そして、本発明のポリアミド組成物は、特に長期にわたって柔軟性を保ち、かつ、耐熱性、耐候性に優れていることが要求される分野のホース、チューブ、シート、その他工業用部品などに好適に使用することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】 (A)ナイロン11またはナイロン12に、p−オキシ安息香酸エステル化合物、芳香族オキシカルボン酸エーテル化合物、フェノール化合物、芳香族オキシアルデヒド化合物、多価フェノール燐酸エステル化合物、N−アルキルベンゼンスルホンアミド化合物、N−アルキル−p−トルエンスルホンアミド化合物及びp−トルエンスルホンアミドの群から選ばれる低分子量可塑剤が5〜25重量%配合された可塑化ポリアミド100重量部、(B)ハロゲン化銅化合物を銅原子量換算量で0.005〜0.1重量部および(C)ハロゲン化カリウム0.05〜1重量部を配合してなる非繊維状成形体用ポリアミド組成物。
【請求項2】 非繊維状成形体がチューブ、ホースまたはシートである請求項1記載の非繊維状成形体用ポリアミド組成物。

【特許番号】特許第3033197号(P3033197)
【登録日】平成12年2月18日(2000.2.18)
【発行日】平成12年4月17日(2000.4.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願平2−406073
【出願日】平成2年12月25日(1990.12.25)
【公開番号】特開平4−222860
【公開日】平成4年8月12日(1992.8.12)
【審査請求日】平成9年10月29日(1997.10.29)
【出願人】(000003159)東レ株式会社 (7,677)
【参考文献】
【文献】特開 昭54−56651(JP,A)