DE102020203614B4 - Gleitteil - Google Patents
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Abstract
Gleitteil ohne Naht, gebildet durch Formen einer Polyamid-Zusammensetzung, die ein Polyamid (A) und eine Kohlenstoffaser (B) enthält, unter Verwendung einer Form mit nur einem Fließanguss, worindie Kohlenstoffaser (B) eine Zahlen-gemittelte Faserlänge von 160 µm oder weniger hat,worin, wenn ein Abstand in einer longitudinalen Richtung des Gleitteils X ist, ein Abstand in einer Breitenrichtung des Gleitteil Y ist und ein Abstand in einer Dickenrichtung des Gleitteils Z ist, die folgenden Ausdrücke 1) bis 5) erfüllt sind,wobei das Gleitteil eine Gate-Markierung eines Fließangusses hat undein dünner Bereich mit einer Dicke von 3 mm oder weniger an einem Bereich vorgesehen ist, der 150 mm oder mehr von der Gate-Markierung des Fließangusses in der longitudinalen Richtung entfernt ist:1)X>150 mm;2)Y>0,8 mm;3)Z>1 mm;4)X/Y>8;5)X/Z>2.
Description
- Technisches Gebiet
- Diese Erfindung betrifft ein Gleitteil.
- Hintergrund
- Polyamide, dargestellt durch Polyamid 6 (nachfolgend manchmal als „PA6“ bezeichnet), Polyamid 66 (nochfolgend manchmal als „PA66“ bezeichnet) oder dergleichen, haben eine ausgezeichnete Formfähigkeit, mechanische Eigenschaften oder chemische Resistenz, und deswegen werden sie als verschiedene Komponenten-Materialien für Automobile, elektrische und elektronische Vorrichtungen, industrielle Materialien, technische Materialien, tägliche Produkte, Haushaltsprodukte und dergleichen verwendet.
- In letzten Jahren war zur Verbesserung der Kraftstoffeffizienz von Automobilen eine Gewichtsreduktion der Automobile erforderlich. Aus diesem Grund ist ein Material mit einem geringen spezifischen Gewicht, ausgezeichneter mechanischer Festigkeit und Steifigkeit erforderlich.
- Um ein solches Erfordernis zu erfüllen, haben Kohlenstoffaser-verstärkte Polyamid-Zusammensetzungen Aufmerksamkeit als industriell wichtige Materialien erregt, und verschiedene Kohlenstoffaser-verstärkte Polyamid-Zusammensetzungen wurden offenbart (siehe zum Beispiel Patentdokumente 1 bis 5).
- Auf der anderen Seite ist als Technik zur weiteren Verbesserung der Gleiteigenschaften eines Polyamidharzes eine Zusammensetzung allgemein bekannt, worin ein festes Schmiermittel wie ein Fluor-basiertes Harz, Graphit, Molybdändisulfid und dergleichen gemischt und geknetet sind. In den letzten Jahren hat sich die Harzbildung von Metallteilen auf dem Automobilgebiet, dem elektrischen und elektronischen Gebiet und dergleichen beschleunigt, und insbesondere gibt es ein Bedürfnis für Formmaterialien mit weiter verbesserten Gleiteigenschaften und ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften wie Zähigkeit, Schlagresistenz oder dergleichen im Hinblick auf die Gewichtsreduktion, Kostenreduktion und Rationalisierung des Zusammenbauvorgangs, zur Verbesserung der Kraftstoffeffizienz auf dem Gebiet der Automobile.
- Patentdokument 6 schlägt eine Zusammensetzung vor, worin eine Siloxan-Verbindung und ein Fluor-basiertes Harz mit einem Polyamidharz vermischt werden und die Mischung schmelzgeknetet wird, zur Verbesserung der Gleiteigenschaften.
- Literatur des Standes der Technik
- Patentdokumente
-
- Patentdokument 1:
JP 2014-145036 A - Patentdokument 2:
JP 2015-129271 A - Patentdokument 3:
JP 2015-199959 A - Patentdokument 4:
WO 2013/080820 A1 - Patentdokument 5:
WO 2013/077238 A1 - Patentdokument 6:
JP 2012-12189 A - Nicht-Patentdokument
- Nicht-Patentdokument 1: Souheng Wu, „Characterization of polymer molecular weight distribution by transient viscoelasticity: Polytetrafluoroethylenes“, Polymer Engineering & Science, Bd. 28, Issue 8, S. 538-543, 1988.
- Nicht-Patentdokument 2: Souheng Wu, „Characterization of polymer molecular weight distribution by transient viscoelasticity: Polytetrafluoroethylenes-Corrections“, Polymer Engineering & Science, Bd. 29, Issue 4, S. 273-274, 1989.
- Offenbarung der Erfindung
- Durch die Erfindung zu lösende Probleme
- Bei Gleitteilen, die durch Motorkettenführungen dargestellt sind, die einen geringen Abrieb erfordern, wird ein nichtglatter Oberflächenbereich, der als Naht bezeichnet wird, allgemein an einem Bereich erzeugt, bei dem ein geschmolzenes Harz sich in einer Form verbindet. Aus diesem Grund ist es nicht möglich, unter Verwendung einer Form mit Fließangüssen (flow gate) an zwei oder mehreren Stellen zu formen. Wenn die Kohlenstoffaser-verstärkte Polyamid-Zusammensetzung unter Verwendung einer Form mit nur einem Fließanguß geformt wird, zur Erzeugung eines gedehnten Gleitteils mit einem dünnen Bereich wie einer Kettenführung, ist es nicht möglich, den Endbereich oder den dünnen Bereich, der von dem Fließanguß entfernt ist, ausreichend zu füllen, weil der Injektionswiderstand hoch ist und die Verfestigung aufgrund des Einschlusses der Kohlenstoffaser schnell ist. An dem Endbereich oder dem dünnen Bereich, der nicht ausreichend gefüllt ist, kann die Festigkeit nicht aufrechterhalten bleiben, und es gibt eine Möglichkeit, daß ein Abrieb oder Deformation während des Gleitens verursacht wird.
- Diese Erfindung wurde im Hinblick auf die obigen Umstände durchgeführt und gibt ein Gleitteil ohne Naht und mit ausgezeichneter Härte des dünnen Bereiches an.
- Mittel zur Lösung des Problems
- Das heißt diese Erfindung beinhaltet die folgenden Aspekte.
- Das Gleitteil ohne Naht gemäß dem ersten Aspekt dieser Erfindung ist ein Gleitteil, gebildet durch Formen einer Polyamid-Zusammensetzung unter Verwendung einer Form mit nur einem Fließanguss, enthaltend (A) ein Polyamid und (B) eine Kohlenstoffaser, worin die Kohlenstoffaser eine Zahlen-gemittelte Faserlänge von 160 µm oder weniger hat, wobei die folgenden verhältnismäßigen Ausdrücke (1) bis (5) erfüllt sind, wenn ein Abstand in einer longitudinalen Richtung des Gleitteils X ist ein Abstand in einer Breitenrichtung des Gleitteil Y ist und ein Abstand in einer Dickenrichtung des Gleitteils Z ist; wobei das Gleitteil eine Angußmarkierung eines Fließangusses hat, und ein dünner Bereich mit einer Dicke von 3 mm oder weniger an einem Bereich von 150 mm oder mehr weg von der Angußmarkierung des Fließangusses in der longitudinalen Richtung vorgesehen ist.
- Der Gehalt der (B) Kohlenstoffaser kann 15 Massenteile oder mehr und 100 Massenteile oder weniger in bezug auf 100 Massenteile des Polyamides (A) sein.
- Das Polyamid (A) kann zumindest ein Polyamid enthalten, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Polyamid 6, Polyamid 46 und Polyamid 66.
- Das Gleitteil des ersten Aspekts kann weiterhin ein Fluor-basiertes Harz (C) enthalten.
- Wirkungen der Erfindung
- Gemäß dem Gleitteil des obigen Aspektes ist es möglich, ein Gleitteil zu erhalten, das keine Naht und eine ausgezeichnete Härte des dünnen Bereiches aufweist.
- Beste Art zur Durchführung der Erfindung
- Nachfolgend wird eine Art zur Durchführung der Erfindung (nachfolgend einfach als diese Erfindung bezeichnet) detailliert beschrieben.
- Diese Erfindung ist eine Veranschaulichung zum Beschreiben dieser Erfindung und soll diese Erfindung nicht auf den folgenden Inhalt beschränken. Diese Erfindung kann angemessen innerhalb des Umfangs der Aufgabe modifiziert und implementiert werden.
- In dieser Beschreibung bedeutet „Polyamid“ ein Polymer mit einer Amid-Bindung (-NHCO-) in der Hauptkette.
- «Gleitteil»
- Das Gleitteil dieser Erfindung ist ein Gleitteil ohne Naht, erhalten durch Formen einer Polyamid-Zusammensetzung, die ein Polyamid (A) und eine Kohlenstoffaser (B) enthält, unter Verwendung einer Form mit nur einem Fließanguss, mit einer Injektions-Formmaschine. Das Gleitteil dieser Erfindung hat eine Angußmarkierung eines Fließangusses. Die Zahlen-gemittelte Faserlänge der Kohlenstoffasern (B) ist 160 µm oder weniger. Wenn ein Abstand in der longitudinalen Richtung des Gleitteils dieser Erfindung X ist, ein Abstand in einer Breitenrichtung Y ist und ein Abstand in der Dickenrichtung Z ist, werden die folgenden verhältnismäßigen Ausdrücke 1) bis 5) erfüllt.
- Das Gleitteil dieser Erfindung hat einen dünnen Bereich mit einer Dicke von 3 mm oder weniger bei einem Bereich, der 150 mm oder mehr von der Angußmarkierung des Fließangusses in der longitudinalen Richtung entfernt ist.
- Weil das Gleitteil der Erfindung durch Verwendung einer Form mit nur einem Fließanguß geformt wird, gibt es keine Nahtlinie. Durch Vorhandensein einer Kohlenstoffaser mit der oben beschriebenen Zahlen-gemittelten Faserlänge wird, selbst wenn der dünne Bereich 150 mm oder mehr von der Angußmarkierung des Fließangusses in der longitudinalen Richtung entfernt lokalisiert ist, dieser ausreichend gefüllt und hat eine ausgezeichnete Härte.
- Die Größe des Gleitteils dieser Erfindung wird angemessen in Abhängigkeit von den Anwendungen bestimmt.
- Spezifisch ist der Abstand (X) in der longitudinalen Richtung des Gleitteils dieser Erfindung mehr als 150 mm, bevorzugt mehr als 160 mm, mehr bevorzugt mehr als 170 mm und noch mehr bevorzugt mehr als 180 mm. Die obere Grenze von X ist nicht besonders beschränkt, solange sie die obigen relativen Ausdrücke 4) und 5) erfüllt, und kann beispielsweise 300 mm sein.
- Der Abstand (Y) in der Breitenrichtung (Richtung der kurzen Seite) ist mehr als 0,8 mm, bevorzugt 0,9 mm oder mehr, mehr bevorzugt 1,0 mm oder mehr. Die obere Grenze von Y ist nicht besonders beschränkt, solange sie den obigen Ausdruck 4) erfüllt, und kann beispielsweise 18 mm oder 10 mm sein.
- Der Abstand (Z) in der Dickenrichtung ist mehr als 1 mm, bevorzugt 2 mm oder mehr, mehr bevorzugt 3 mm oder mehr. Die obere Grenze von Z ist nicht besonders beschränkt, solange sie den obigen Ausdruck 5) erfüllt, und kann beispielsweise 75 mm sein.
- Die Form des Gleitteils dieser Erfindung ist eine gestreckte Form, und es gibt keine besondere Beschränkung, solange die Form die obigen relativen Ausdrücke 4) und 5) erfüllt.
- Das Verhältnis (X/Y) des Abstandes in der longitudinalen Richtung zum Abstand in der Breitenrichtung, dargestellt durch den obigen relativen Ausdruck 4), ist mehr als 8, bevorzugt 10 oder mehr, mehr bevorzugt 12 oder mehr. Die obere Grenze von X/Y ist nicht besonders beschränkt und kann beispielsweise 333 oder 30 sein.
- Das Verhältnis des Abstandes in der longitudinalen Richtung zum Abstand in der Dickenrichtung (X/Z), dargestellt durch den obigen relativen Ausdruck 5), ist mehr als 2, bevorzugt 3 oder mehr und mehr bevorzugt 4 oder mehr. Die obere Grenze von X/Z ist nicht besonders beschränkt und kann beispielsweise 150 oder 5 sein.
- In dieser Beschreibung betrifft die longitudinale Richtung des Gleitteils eine Richtung der längsten Länge des Gleitteils und betrifft eine axiale Richtung, in der das Harz, das von dem Fließanguß zugeführt wird, während des Formens des Gleitteils fließt. Die longitudinale Richtung des Gleitteils kann auch eine Richtung sein, in die die axiale Richtung der Kohlenstoffaser (B) im Gleitteil orientiert ist.
- Die Breitenrichtung (Richtung der kurzen Seite) des Gleitteils ist parallel zu der Gleitoberfläche und senkrecht zum Harzfluß. Die Dickenrichtung des Gleitteils ist eine Richtung orthogonal zu der longitudinalen Richtung und der Breitenrichtung.
- Nachfolgend wird die Polyamid-Zusammensetzung als Ausgangsmaterial des Gleitteils dieser Erfindung unten beschrieben.
- <Polyamid-Zusammensetzung>
- Die Polyamid-Zusammensetzung enthält ein Polyamid (A) und eine Kohlenstoffaser (B).
- [Polyamid (A)]
- Beispiele des Polyamides (A) enthalten ohne Beschränkung ein Polyamid (A-a), erhalten durch eine Ringöffnungs-Polymerisation eines Lactams, ein Polyamid (A-b), erhalten durch Selbstkondensation einer ω-Aminocarbonsäure, ein Polyamid (A-c), erhalten durch Kondensation eines Diamins und einer Dicarbonsäure, und Copolymere davon. Das Polyamid (A) kann alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
- Beispiele des Lactams, das bei der Produktion des Polyamides (A-a) verwendet wird, enthalten ohne Beschränkung Pyrrolidon, Caprolactam, Undecalactam, Dodecalactam und dergleichen.
- Beispiele der ω-Aminocarbonsäure, die bei der Produktion des Polyamides (A-b) verwendet wird, enthalten ohne Beschränkung eine ω-Aminofettsäure, die eine Ringöffnungs-Verbindung des obigen Lactams mit Wasser ist.
- Das Lactam oder die ω-Aminocarbonsäure kann in Kombination von zwei oder mehreren jeweiligen Monomeren kondensiert werden.
- Beispiele des Diamins (Monomer), das bei der Produktion des Polyamides (A-c) verwendet wird, enthalten ohne Beschränkung ein lineares aliphatisches Diamin, verzweigtes aliphatisches Diamin, alicyclisches Diamin, aromatisches Diamin und dergleichen.
- Beispiele des linearen aliphatischen Diamins enthalten ohne Beschränkung Hexamethylendiamin, Pentamethylendiamin und dergleichen.
- Beispiele des verzweigten aliphatischen Diamins enthalten ohne Beschränkung 2-Methylpentandiamin, 2-Ethylhexamethylendiamin und dergleichen.
- Beispiele des alicyclischen Diamins enthalten ohne Beschränkung Cyclohexandiamin, Cyclopentandiamin, Cyclooctandiamin und dergleichen.
- Beispiele des aromatischen Diamins enthalten ohne Beschränkung p-Phenylendiamin, m-Phenylendiamin und dergleichen.
- Beispiele der Dicarbonsäure (Monomer), die bei der Produktion des Polyamides verwendet wird, enthalten ohne Beschränkung eine aliphatische Dicarbonsäure, alicyclische Dicarbonsäure, aromatische Dicarbonsäure und dergleichen.
- Beispiele der aliphatischen Dicarbonsäure enthalten ohne Beschränkung Adipinsäure, Pimelinsäure, Sebacinsäure und dergleichen.
- Beispiele der alicyclischen Dicarbonsäure enthalten ohne Beschränkung Cyclohexandicarbonsäure und dergleichen.
- Beispiele der aromatischen Dicarbonsäure enthalten ohne Beschränkung Phthalsäure, Isophthalsäure und dergleichen.
- Die oben erwähnten Diamine und die Carbonsäuren als Monomere können alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren der jeweiligen Monomeren kondensiert werden.
- Das Polyamid (A) kann weiterhin, falls erforderlich, eine Einheit enthalten, die von einer trivalenten oder höher polyvalenten Carbonsäure stammt, wie Trimellitsäure, Trimesinsäure, Pyromellitsäure und dergleichen. Die trivalente oder höher-polyvalente Carbonsäure kann alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
- Spezifische Beispiele des Polyamides (A) enthalten zum Beispiel Polyamid 4 (Poly-α-pyrrolidon), Polyamid 6 (Polycaproamid), Polyamid 11 (Polyundecanamid), Polyamid 12 (Polydodecanamid), Polyamid 46 (Polytetramethylenadipamid), Polyamid 56 (Polypentamethylenadipamid), Polyamid 66 (Polyhexamethylenadipamid), Polyamid 610 (Polyhexamethylensebacamid), Polyamid 612 (Polyhexamethylendodecamid), Polyamid 6T (Polyhexamethylenterephthalamid), Polyamid 9T (Polynonanmethylenterephthalamid) und copolymerisiertes Polyamid, das diese als Komponente enthält.
- Unter diesen ist das Polyamid (A) bevorzugt ein Polyamid 6 (PA6), Polyamid 46 (PA46) oder Polyamid 66 (PA66). PA66 ist ein Material mit ausgezeichneter Wärmeresistenz, Formfähigkeit und Zähigkeit und ist daher für Automobilteile geeignet.
- (Terminales Blockiermittel)
- Das Ende des Polyamides (A) kann durch ein bekanntes End-Blockiermittel am Ende blockiert sein.
- Ein solches End-Blockiermittel kann ebenfalls als Molekulargewichtsregulator bei der Erzeugung eines Polyamides aus der oben erwähnten Dicarbonsäure und wahlweise dem oben erwähnten zumindest einem von dem Lactam und der Aminocarbonsäure zugegeben werden.
- Beispiele des End-Blockiermittels enthalten ohne Beschränkung eine Monocarbonsäure, Monoamin, Säureanhydrid, Monoisocyanat, Monosäurehalogenid, Monoester, Monoalkohole und dergleichen. Beispiele des Säureanhydrides enthalten ohne Beschränkung ein Phthalsäureanhydrid und dergleichen. Diese End-Blockiermittel können alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
- Unter diesen ist das End-Blockiermittel bevorzugt eine Monocarbonsäure oder ein Monoamin. Die Polyamid-Zusammensetzung neigt dazu, bezüglich der thermischen Stabilität weiter verbessert zu werden, wenn das Ende des Polyamides unter Verwendung des End-Blockiermittels blockiert wird.
- Die Monocarbonsäure, die als End-Blockiermittel verwendet werden kann, kann eine mit einer Reaktivität mit einer AminoGruppe sein, die an dem Ende des Polyamides vorhanden sein kann. Spezifische Beispiele der Monocarbonsäure enthalten ohne Beschränkung eine aliphatische Monocarbonsäure, alicyclische Monocarbonsäure, aromatische Monocarbonsäure und dergleichen.
- Beispiele der aliphatischen Monocarbonsäure enthalten ohne Beschränkung Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Valeriansäure, Caproesäure, Caprylsäure, Laurinsäure, Tridecylsäure, Myristylsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Pivalinsäure, Isobutylsäure und dergleichen.
- Beispiele der alicyclischen Monocarbonsäure enthalten ohne Beschränkung Cyclohexancarbonsäure und dergleichen.
- Beispiele der aliphatischen Monocarbonsäure enthalten ohne Beschränkung Benzoesäure, Toluylsäure, α-Naphthalincarbonsäure, β-Naphthalincarbonsäure, Methylnaphthalincarbonsäure, Phenylessigsäure und dergleichen.
- Diese Monocarbonsäuren können alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
- Beispiele des Monoamins, das als End-Blockiermittel verwendet werden kann, kann irgendeines sein, das eine Reaktion mit einer Carboxy-Gruppe aufweist, die an dem Ende des Polyamides vorhanden sein kann. Spezifische Beispiele des Monoamins enthalten ohne Beschränkung ein aliphatisches Monoamin, alicyclisches Monoamin und aromatisches Monoamin und dergleichen.
- Beispiele des aliphatischen Amins enthalten ohne Beschränkung Methylamin, Ethylamin, Propylamin, Butylamin, Hexylamin, Octylamin, Decylamin, Stearylamin, Dimethylamin, Diethylamin, Dipropylamin, Dibutylamin und dergleichen.
- Beispiele des alicyclischen Amins enthalten ohne Beschränkung Cyclohexylamin, Dicyclohexylamin und dergleichen.
- Beispiele des aromatischen Amins enthalten ohne Beschränkung Anilin, Toluidin, Diphenylamin, Naphthylamin und dergleichen.
- Diese Monoamine können alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
- Eine Polyamid-Zusammensetzung mit einem Polyamid, bei dem das Ende mit einem End-Blockiermittel blockiert ist, neigt dazu, bezüglich der Wärmeresistenz, Fließfähigkeit, Zähigkeit, geringen Wasserabsorption und Steifigkeit weiter verbessert zu sein.
- ((A) Polyamid-Gehalt)
- Der Gehalt des Polyamides (A) in der Polyamid-Zusammensetzung kann auf 50 mass% oder mehr und 99 mass% oder weniger oder 60 mass% oder mehr und 95 mass% oder weniger oder 70 mass% oder mehr und 85 mass% oder weniger in bezug auf die Gesamtmasse der Polyamid-Zusammensetzung eingestellt sein.
- ((A) Verfahren zur Herstellung von Polyamid)
- Bei der Erzeugung des Polyamides (A) werden die Dicarbonsäure und das Diamin bevorzugt in ungefähr der gleichen molaren Menge zugegeben. Unter Berücksichtigung der Menge des Diamins, das von dem Reaktionssystem während der Polymerisationsreaktion entweicht, ist die gesamte molare Menge des Diamins pro gesamter molarer Menge der Dicarbonsäure bevorzugt 0,9 oder mehr und 1,2 oder weniger, mehr bevorzugt 0,95 oder mehr und 1,1 oder weniger und noch mehr bevorzugt 0,98 oder mehr und 1,05 oder weniger.
- Beispiele des Verfahrens zur Erzeugung des Polyamides enthalten ohne Beschränkung ein Verfahren, das einen Schritt zum Polymerisieren einer Dicarbonsäure, die die Carbonsäure-Einheit konstituiert, eines Diamins, das die Diamin-Einheit konstituiert und wahlweise zumindest eines Lactams, das die Lactam-Einheit konstituiert, und eine Aminocarbonsäure, die die Carbonsäure-Einheit konstituiert, enthält, unter Erhalt eines Polymers.
- Zusätzlich enthält das Verfahren zur Erzeugung eines Polyamides bevorzugt weiterhin einen Schritt zum Erhöhen des Polymerisationsgrades des Polyamides.
- Zusätzlich kann das Verfahren zur Erzeugung eines Polyamides einen Blockierschritt zum Blockieren des Endes des erhaltenen Polymers mit einem End-Blockiermittel enthalten, falls erforderlich.
- Spezifische Beispiele des Verfahrens zur Erzeugung eines Polyamides enthalten verschiedene Verfahren, beispielsweise die Verfahren, die unten in 1) bis 4) veranschaulicht sind.
- 1) Ein Verfahren, bei dem eine wäßrige Lösung oder wäßrige Suspension eines Dicarbonsäure-Diaminsalzes oder eine Mischung aus einer Dicarbonsäure und einem Diamin erwärmt und polymerisiert wird, während ein geschmolzener Zustand aufrechterhalten wird (nachfolgend manchmal als „Heißschmelz-Polymerisationsverfahren“ bezeichnet).
- 2) Ein Verfahren zum Erhöhen des Polymerisationsgrades, während ein Feststoffzustand des Polyamides aufrechterhalten wird, erhalten durch ein Heißschmelz-Polymerisationsverfahren bei einer Temperatur, die gleich oder niedriger ist als der Schmelzpunkt (nachfolgend manchmal als „Heißschmelz-Polarisations-/Festzustand-Polymerisationsverfahren bezeichnet“).
- 3) Ein Verfahren zum Polymerisieren eines Dicarbonsäure-Diaminsalzes oder einer Mischung einer Dicarbonsäure und eines Diamins, während ein fester Zustand aufrechterhalten wird (nachfolgend manchmal als „Festzustand-Polymerisationsverfahren“ bezeichnet).
- 4) Ein Verfahren zur Polymerisation unter Verwendung einer Dicarbonsäurehalogenid-Komponente, die äquivalent ist zu einer Dicarbonsäure und einer Diamin-Komponente (kann nachfolgend als „Lösungsverfahren“ bezeichnet werden).
- Von allen ist als spezifisches Verfahren zur Erzeugung eines Polyamides ein Produktionsverfahren bevorzugt, das ein Heißschmelz-Polymerisationsverfahren beinhaltet. Bei Erzeugung eines Polyamides durch das Heißschmelz-Polymerisationsverfahren ist es weiterhin bevorzugt, einen geschmolzenen Zustand aufrechtzuerhalten, bis die Polymerisation vollendet ist. Als Verfahren zum Aufrechterhalten eines geschmolzenen Zustandes kann beispielsweise ein Verfahren erwähnt werden, bei dem das Produktionsverfahren unter einer Polymerisationsbedingung durchgeführt wird, die für die Zusammensetzung des Polyamides oder dergleichen geeignet ist. Beispiele der Polymerisationsbedingungen enthalten die folgenden Bedingungen. Zunächst wird der Polymerisationsdruck im Heißschmelz-Polymerisationsverfahren auf 14 kg/cm2 oder mehr und 25 kg/cm2 oder weniger (Manometerdruck) gesteuert und das Erwärmen wird fortgesetzt. Dann wird der Druck 30 Minuten oder mehr reduziert, bis der Druck im Behälter atmosphärischer Druck wird (Manometerdruck ist 0 kg/cm2), wodurch ein Polyamid mit einer gewünschten Zusammensetzung erhalten wird.
- Im Verfahren zur Erzeugung eines Polyamides ist der Polymerisationstyp nicht besonders beschränkt und kann ein absatzweiser Typ oder ein kontinuierlicher Typ sein.
- Die Polymerisationsanlage, die zur Erzeugung des Polyamides verwendet wird, ist nicht besonders beschränkt, und eine bekannte Anlage kann verwendet werden. Beispiele davon enthalten einen Autoklaven-Reaktor, einen Taumelreaktor und einen Extruder-Reaktor wie einen Kneter oder dergleichen.
- Nachfolgend wird ein Verfahren zur Erzeugung eines Polyamides durch ein absatzweise betriebenes Heißschmelz-Polymerisationsverfahren spezifisch als Verfahren zur Erzeugung des Polyamides beschrieben, aber das Verfahren zur Erzeugung des Polyamides ist nicht hierauf beschränkt.
- Zunächst wird eine wäßrige Lösung, die ungefähr 40 mass% oder mehr und 60 mass% oder weniger einer Ausgangsmaterial-Komponente eines Polyamides (Dicarbonsäure, Diamin und gegebenenfalls zumindest eines von Lactam und Aminocarbonsäure) enthält, bei 110 bis 180°C in einem Konzentrationsbehälter erwärmt, der bei einem Druck von ungefähr 0,035 bis 0,6 MPa (Manometerdruck) betrieben wird, zum Konzentrieren auf ungefähr 65 bis 90 mass%, unter Erhalt einer konzentrierten Lösung.
- Dann wird die erhaltene konzentrierte Lösung zu einem Autoklaven gegeben und das Erwärmen wird fortgesetzt, bis der Druck im Autoklaven ungefähr 1,2 MPa oder mehr und 2,2 MPa oder weniger (Manometerdruck) wird.
- Danach wird in dem Autoklaven, während zumindest eines von Wasser und Gas-Komponenten entfernt wird, der Druck bei ungefähr 1,2 MPa oder mehr und 2,2 MPa oder weniger (Manometerdruck) gehalten, und wenn die Temperatur ungefähr 220°C oder mehr und 260°C oder weniger erreicht, wird der Druck auf atmosphärischen Druck reduziert (Manometerdruck ist 0 MPa).
- Durch Reduktion des Drucks nach Bedarf, nachdem der Druck im Autoklaven auf atmosphärischen Druck reduziert wurde, kann Wasser, das als Nebenprodukt erzeugt ist, effektiv entfernt werden.
- Danach wird der Autoklav mit einem Inertgas wie Stickstoff oder dergleichen unter Druck gesetzt, und die PolyamidSchmelze wird als Strang von dem Autoklaven extrudiert. Der extrudierte Strang wird gekühlt und geschnitten, unter Erhalt von Polyamid-Pellets.
- (Polyamid-Ende des Polyamides)
- Das (A) Polymer-Ende des Polyamides ist nicht besonders beschränkt, kann aber wie folgt klassifiziert und definiert werden.
- Das heißt 1) Amino-Ende, 2) Carboxy-Ende, 3) Ende durch Blockiermittel, 4) andere Enden.
- 1) Das Amino-Ende ist ein Polymer-Ende mit einer AminoGruppe (-NH2-Gruppe) und leitet sich von der Diamin-Einheit als Ausgangsmaterial ab.
- 2) Das Carboxy-Ende ist ein Polymer-Ende mit einer Carboxy-Gruppe (-COOH-Gruppe) und leitet sich von der Dicarbonsäure als Ausgangsmaterial ab.
- 3) Das Ende durch das Blockiermittel ist ein Ende, das gebildet wird, wenn das Blockiermittel während der Polymerisation zugegeben wird. Beispiele des Blockiermittels enthalten die oben beschriebenen End-Blockiermittel.
- 4) Die anderen Enden sind Polymer-Enden, die nicht in den obigen Ziffern 1) bis 3) klassifiziert sind. Spezifische Beispiele der anderen Enden enthalten ein Ende, erzeugt durch eine Deammonifizierungs-Reaktion eines Amino-Endes, und ein Ende, erzeugt durch eine Decarboxylierungs-Reaktion von einem Carboxy-Ende.
- [Kohlenstoffaser (B)]
- Die Kohlenstoffaser (B) wird in der Form eines Kohlenstoff-Faserbündels, worin die Kohlenstoffaser (B) gebündelt ist, im Hinblick auf die Erleichterung der Handhabung zum Zeitpunkt der Addition zugegeben. Es gibt keine besondere Beschränkung beim Verfahren zum Bündeln der Kohlenstoffasern (B) und beispielsweise kann ein bekanntes Bündelverfahren wie ein Verfahren unter Verwendung eines Schlichtemittels verwendet werden. Beispiele des Schlichtemittels enthalten bekannte Schlichtemittel, die zum Schlichten verwendet werden, wie ein Copolymer mit einem Carbonsäureanhydrid-haltigen, ungesättigten Vinyl-Monomer und einem anderen ungesättigten Vinyl-Monomer als dem Carbonsäureanhydrid-haltigen, ungesättigten Vinyl-Monomer als Bestandteilseinheiten, eine Epoxy-Verbindung, Polycarbodiimid-Verbindung, Polyurethanharz, Homopolymer von Acrylsäure, Copolymer von Acrylsäure, Copolymer einer Acrylsäure und eines anderen copolymerisierbaren Monomers, ein primäres, sekundäres und tertiäres Aminsalz davon. Diese Schlichtemittel können alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
- Die Zahlen-gemittelte Länge der Kohlenstoffaser (B) ist 160 µm oder weniger, bevorzugt 100 µm oder mehr und 160 µm oder weniger, mehr bevorzugt 110 µm oder mehr und 150 µm oder weniger und noch mehr bevorzugt 120 µm oder mehr und 145 µm oder weniger. Wenn die Zahlen-gemittelte Faseränge der Kohlenstoffaser (B) gleich oder weniger als die obere Grenze ist, wird der Injektionswiderstand zum Zeitpunkt des Formens weiter vermindert und der Endbereich kann ausreichend gefüllt werden, unter Erhalt eines Gleitteils mit einer höheren Dichte und Härte selbst am Ende oder an dem dünnen Bereich des Fließangusses, der von der Angußmarkierung entfernt ist.
- (Gehalt der Kohlenstoffaser (B))
- Der Gehalt der Kohlenstoffaser (B) in der Polyamid-Zusammensetzung kann beispielsweise 5 mass% oder mehr und 50 mass% oder weniger oder 10 mass% oder mehr und 40 mass% oder weniger, 15 mass% oder mehr und 35 mass% oder weniger in bezug auf die Gesamtmenge der Polyamid-Zusammensetzung sein.
- Weiter ist der Gehalt der Kohlenstoffaser (B) in der Polyamid-Zusammensetzung bevorzugt 15 Massenteile oder mehr und 100 Massenteile oder weniger, mehr bevorzugt 20 Massenteile oder mehr und 80 Massenteile oder weniger, noch mehr bevorzugt 25 Massenteile oder mehr und 50 Massenteile oder weniger in bezug auf 100 Massenteile des Polyamides (A).
- [Fluor-basiertes Harz (C)]
- Es ist bevorzugt, daß die Polyamid-Zusammensetzung weiterhin ein Fluor-basiertes Harz (C) enthält.
- Beispiele des Fluor-basierten Harzes (C) enthalten ein Polytetrafluorethylen (PTFE), Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinylether-Copolymer (PFA), Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer (FEP) und Tetrafluorethylen-Ethylen-Copolymer (ETFE), Polychlortrifluorethylen (PCTFE) und dergleichen. Unter diesen Beispielen ist ein Polytetrafluorethylen im Hinblick auf Gleiteigenschaften bevorzugt.
- Das Fluor-basierte Harz ist bevorzugt in der Form einer wäßrigen Dispersion, um eine Aggregation zu verhindern. Durch Kneten des Fluor-basierten Harzes in der Form einer wäßrigen Dispersion ist es möglich, das Fluor-basierte Harz fein zu dispergieren.
- (Zahlen-gemittelter Primär-Teilchendurchmesser)
- Das Fluor-basierte Harz ist bevorzugt in Pulverform (nachfolgend kann das pulverförmige Fluor-basierte Harz als „Fluorharz-Pulver“ bezeichnet werden).
- Der spezifische Zahlen-gemittelte Primär-Teilchendurchmesser des Fluor-basierten Harzpulvers ist bevorzugt 0,1 µm oder mehr und 0,8 µm oder weniger, mehr bevorzugt 0,12 µm oder mehr und 0,75 µm oder weniger und weiter mehr bevorzugt 0,15 µm oder mehr und 0,6 µm oder weniger im Hinblick auf die Wirkung zur Verbesserung der Gleiteigenschaften.
- Zusätzlich ist in dieser Beschreibung der Zahlen-gemittelte Primär-Teilchendurchmesser des Fluor-basierten Harzpulvers ein Wert, erhalten durch Messen und Mitteln der Primär-Teilchendurchmesser (Durchmesser des längsten Teils der Teilchen), erhalten durch Beobachtung der sekundär aggregierten Teilchen mit einem Elektronen-Abtastmikroskop (SEM) bei einer Vergrößerung von 10 000.
- (Sekundär-Teilchendurchmesser)
- Der Sekundär-Teilchendurchmesser des Fluor-basierten Harzpulvers kann nicht allgemein bestimmt werden, weil er durch das Ausmaß der Leichtigkeit der Zerstoßung und Aggregation und ebenfalls durch das Meßverfahren und Dispergierverfahren beeinflußt wird. Im Hinblick auf die Pulver-Handhabungseigenschaften ist der Volumen-gemittelte Teilchendurchmesser bevorzugt 2 µm oder mehr und 20 µm oder weniger. Zusätzlich ist in dieser Beschreibung ein Volumengemittelter Teilchendurchmesser ein Durchschnittswert, gemessen unter Verwendung eines Teilchendurchmesser-Verteilungs-Analysegerätes vom Laser-Beugungstyp.
- (Scheinbare Dichte)
- Die scheinbare Dichte (Schüttdichte) des Fluor-basierten Harzpulvers ist bevorzugt 0,20 g/ml oder mehr und 0,45 g/ml oder weniger, mehr bevorzugt 0,23 g/ml oder mehr und 0,42 g/ml oder weniger und noch mehr bevorzugt 0,25 g/ml oder mehr und 0,40 g/ml oder weniger. Wenn die Schüttdichte gleich oder mehr als die untere Grenze ist, wird die Handhabungsfähigkeit des Pulvers weiter verbessert. Wenn auf der anderen Seite die Schüttdichte gleich oder weniger als die obere Grenze ist, werden die Zerstoßungsfähigkeit und das feine Dispergiervermögen der Sekundärteilchen weiter verbessert. In dieser Beschreibung wird die Schüttdichte in einer Umgebung bei einer Temperatur von 23°C und einer Feuchtigkeit von 50 % gemessen.
- (Zahlen-gemitteltes Molekulargewicht)
- Das Fluor-basierte Harzpulver kann mit irgendeinem Molekulargewicht verwendet werden, aber wenn das Fluor-basierte Harzpulver ein Polytetrafluorethylen-Pulver ist, ist das Zahlen-gemittelte Molekulargewicht bevorzugt 600 000 oder weniger und mehr bevorzugt 50 000 oder mehr und 500 000 oder weniger. Wenn das Zahlen-gemittelte Molekulargewicht des Polytetrafluorethylen-Pulvers gleich oder weniger als die obere Grenze ist, kann die Fibrillierung des Polytetrafluorethylens effektiver unterdrückt werden, wodurch es möglich gemacht wird, daß es fein dispergiert wird.
- Die Messung des Molekulargewichtes eines Harzes, das in einem Lösungsmittel unlöslich ist, dargestellt durch Polytetrafluorethylen, kann entsprechend dem Verfahren von S. Wu durchgeführt werden (siehe zum Beispiel Nicht-Patentdokumente 1 und 2). Dieses Verfahren ist ein Verfahren zum Berechnen eines Zahlen-gemittelten Molekulargewichtes, eine Gewichts-gemittelten Molekulargewichtes und einer Molekulargewichtsverteilung von einem Elastizitätsmodul eines Harzes zum Zeitpunkt des Schmelzens. Spezifisch kann beispielsweise das Molekulargewicht durch das folgende Verfahren gemessen werden.
- Die dynamische Viskoelastizität bei 380°C wird unter Verwendung einer Viskoelastizitäts-Meßvorrichtung RDS-2, hergestellt von Rheometrics Co., Ltd., gemessen, vorausgesetzt, daß eine parallele Platte als Spannrahmen zum Halten der Probe verwendet wird, die Dicke der Probe, wenn sie geschmolzen ist, 1,4 mm oder mehr und 1,5 mm oder weniger ist und der Frequenzbereich 0,001 Rad/s oder mehr und 500 Rad/s oder weniger ist. Die Menge der Deformation der Probe zum Zeitpunkt des Schmelzens wird aus dem Bereich von 0,8 % oder mehr und 3 % oder weniger bei der Umgebung in bezug auf die Dicke der Probe ausgewählt, wenn die Frequenz 1 Rad/s oder mehr ist, und aus dem Bereich von 2 % oder mehr und 10 % oder weniger ausgewählt, wenn die Frequenz 1 Rad/s oder weniger ist. Ebenfalls ist die Probenfrequenz der gemessenen Werte 5 Punkte/Einheit (points per digit) bei logarithmisch gleichen Intervallen. Zusätzlich wird bei zwei aufeinanderfolgenden Messungen die Messung wiederholt, bis der Durchschnitt der Abweichungen des elastischen Lagermoduls (G' (ω) ) bei jeder Meßfrequenz (ω) 5 % oder weniger wird. Unter Verwendung der Frequenz (ω) und des elastischen Lagermoduls (ω), erhalten durch die Messung, wird das Zahlen-gemittelte Molekulargewicht (Mn) entsprechend dem Verfahren von S. Wu bestimmt (siehe zum Beispiel Nicht-Patentdokumente 1 und 2). Hier ist die Zeit t = 1/ω und G(t) = G' (ω).
- (Verfahren zur Erzeugung des Fluor-basierten Harzpulvers)
- Solange das Fluor-basierte Harzpulver die oben beschriebene Teilchenform hat, kann das Verfahren zur Erzeugung davon irgendein Erzeugungsverfahren sein. Beispielsweise kann ein Pulver, erhalten durch ein EmulsionsPolymerisationsverfahren, Koagulation, Waschen, Trennen und Trocknen bevorzugt verwendet werden, zur Bildung einer emulgierten Flüssigkeit, die nach der Polymerisation in Wasser dispergiert wird.
- Wenn das Fluor-basierte Harz ein Polytetrafluorethylen ist, wird das Pulver, erhalten durch Koagulation, Waschen, Trennen und Trocknen nach der Polymerisation, bevorzugt ohne irgendeine Modifizierung wie Elektronenstrahl-Bestrahlung, Feuern oder dergleichen verwendet. Hierdurch können die Gleiteigenschaften durch das Fluor-basierte Harz mehr ausreichend entfaltet werden. Der Ausdruck „Feuern“ bedeutet, daß das Polytetrafluorethylen nach der Polymerisation einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur unterworfen wird, die gleich oder höher ist als der Schmelzpunkt.
- ((C) Fluorharz-Gehalt)
- Der Gehalt des Fluor-basierten Harzes (C) in der Polyamid-Zusammensetzung ist bevorzugt 1 Massenteil oder mehr und 15 Massenteile oder weniger, mehr bevorzugt 2 Massenteile oder mehr und 12 Massenteile oder weniger und noch mehr bevorzugt 3 Massenteile oder mehr und 10 Massenteile oder weniger in bezug auf die Gesamtmasse der Polyamid-Zusammensetzung. Wenn der Gehalt des Fluor-basierten Harzes (C) gleich oder mehr als die untere Grenze ist, werden die Gleiteigenschaften effektiver entfaltet. Wenn auf der anderen Seite der Gehalt gleich oder weniger als die obere Grenze ist, werden der Abrieb und die mechanischen Eigenschaften weiter verbessert.
- [Schmiermittel (D)]
- Die Polyamid-Zusammensetzung kann weiterhin ein Schmiermittel (D) enthalten.
- Das Schmiermittel (D) ist nicht besonders begrenzt, und Beispiele davon enthalten eine höhere Fettsäure, höheres Fettsäuremetallsalz, höherer Fettsäureester, höheres Fettsäureamid und dergleichen.
- (Höhere Fettsäuren)
- Beispiele der höheren Fettsäure enthalten eine lineare oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte aliphatische Monocarbonsäure mit 8 bis 40 Kohlenstoffatomen.
- Beispiele der linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Monocarbonsäure mit 8 bis 40 Kohlenstoffatomen enthalten Laurinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Behensäure, Montansäure und dergleichen.
- Beispiele der verzweigten gesättigten aliphatischen Monocarbonsäure mit 8 bis 40 Kohlenstoffatomen enthalten Isopalmitinsäure, Isostearinsäure und dergleichen.
- Beispiele der linearen ungesättigten aliphatischen Monocarbonsäure mit 8 bis 40 Kohlenstoffatomen enthalten Ölsäure, Erucasäure und dergleichen.
- Beispiele der verzweigten ungesättigten aliphatischen Monocarbonsäure mit 8 bis 40 Kohlenstoffatomen enthalten eine Isoölsäure oder dergleichen.
- Die höheren Fettsäuren können alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
- Unter den Beispielen ist Stearinsäure oder Montansäure als höhere Fettsäure bevorzugt.
- (Metallsalze der höheren Fettsäuren)
- Das Metallsalz der höheren Fettsäure ist ein Metallsalz einer höheren Fettsäure.
- Beispiele des Metall-Elementes des Metallsalzes enthalten ein Element der Gruppe 1, der Gruppe 2 und der Gruppe 3 im Periodensystem, Zink, Aluminium und dergleichen.
- Beispiele des Elementes der Gruppe 1 im Periodensystem enthalten Natrium, Kalium und dergleichen.
- Beispiele des Elementes der Gruppe 2 im Periodensystem enthalten Calcium, Magnesium und dergleichen.
- Beispiele der Elemente der Gruppe 3 im Periodensystem enthalten Scandium, Yttrium und dergleichen.
- Unter den Beispielen ist das Metall-Element bevorzugt ein Element, das zu den Gruppen 1 und 2 des Periodensystems gehört oder Aluminium und mehr bevorzugt Natrium, Kalium, Calcium, Magnesium oder Aluminium.
- Spezifische Beispiele der höheren Fettsäuremetallsalze enthalten Calciumstearat, Aluminiumstearat, Zinkstearat, Magnesiumstearat, Calciummontanat, Natriummontanat, Calciumpalmitat und dergleichen.
- Die höheren Fettsäuremetallsalze können alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
- Unter den Beispielen ist das Metallsalz der höheren Fettsäure bevorzugt ein Metallsalz einer Montansäure oder ein Metallsalz einer Stearinsäure.
- (Höherer Fettsäureester)
- Der höhere Fettsäureester ist verestertes Produkt einer höheren Fettsäure und eines Alkohols.
- Der höhere Fettsäureester ist bevorzugt ein Ester einer aliphatischen Carbonsäure mit 8 bis 40 Kohlenstoffatomen und eines aliphatischen Alkohols mit 8 bis 40 Kohlenstoffatomen.
- Beispiele des aliphatischen Alkohols mit 8 bis 40 Kohlenstoffatomen enthalten Stearylalkohol, Behenylalkohol, Laurylalkohol und dergleichen.
- Spezifische Beispiele des höheren Fettsäureesters enthalten Stearylstearat, Behenylbehenat und dergleichen.
- Die höheren Fettsäureester können alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
- (Höheres Fettsäureamid)
- Das höhere Fettsäureamid ist eine Amid-Verbindung einer höheren Fettsäure.
- Beispiele des höheren Fettsäureamides enthalten ein Stearinsäureamid, Ölsäureamid, Erucasäureamid, Ethylenbisstearylamid, Ethylenbisoleylamid, N-Stearylstearinsäureamid, N-Stearylerucasäureamid und dergleichen.
- Die höheren Fettsäureamide können alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
- Der Gehalt des Schmiermittels in der Polyamid-Zusammensetzung ist bevorzugt 0,001 Massenteile oder mehr und 1 Massenteil oder weniger, mehr bevorzugt 0,03 Massenteile oder mehr und 0,5 Massenteile oder weniger in bezug auf 100 Massenteile des Polyamides (A) in der Polyamid-Zusammensetzung.
- Wenn der Gehalt des Schmiermittels innerhalb des obigen Bereiches fällt, kann eine Polyamid-Zusammensetzung mit weiter verbesserter Freisetzungseigenschaft und Plastifizierzeit-Stabilität und weiter verbesserter Zähigkeit erhalten werden. Weiterhin ist es möglich, effektiver eine extreme Reduktion beim Molekulargewicht des Polyamides aufgrund einer Spaltung der Molekülkette zu verhindern.
- [Wärmestabilisator (E)]
- Die Polyamid-Zusammensetzung kann weiterhin einen Wärmestabilisator (E) enthalten.
- Beispiele des Wärmestabilisators enthalten ohne Beschränkung einen Phenol-basierten Wärmestabilisator, Phosphor-basierten Wärmestabilisator, Amin-basierten Wärmestabilisator, Metallsalze von Elementen der Gruppen 3, 4 und 11 bis 14 im Periodensystem, Halogenide von Alkalimetall und Erdalkalimetall und dergleichen.
- (Phenol-basierter Wärmestabilisator)
- Beispiele des Phenol-basierten Wärmestabilisators enthalten ohne Beschränkung eine gehinderte Phenol-Verbindung und dergleichen. Die gehinderte Phenol-Verbindung hat eine Eigenschaft, daß sie den Harzen und Fasern wie Polyamid eine ausgezeichnet Wärmeresistenz und Lichtresistenz verleiht.
- Beispiele der gehinderten Phenol-Verbindung enthalten ohne Beschränkung N,N'-Hexan-1,6-diylbis[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenylpropionamid), Pentaerythrit-tetrakis[3-(3,5-dit-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat], N,N'-Hexamethylenbis(3,5-di-t-butyl-4-hydroxy-hydrozinnamid), Triethylenglykol-bis[3-(3-t-butyl-5-methyl-4-hydroxyphenyl)propionat], 3,9-Bis{2-[3-(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propinyloxy]-1,1-dimethylethyl}-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5,5]undecan, 3,5-Di-t-butyl-4-hydroxybenzylphosphonat-diethylester, 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)benzol, 1,3,5-Tris(4-t-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)isocyanursäure und dergleichen.
- Die Phenol-Verbindungen können alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
- Insbesondere im Hinblick auf die Verbesserung der Wärmealterungsresistenz ist die gehinderte Phenol-Verbindung bevorzugt N,N'-Hexan-1,6-diylbis[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenylpropionamid) ].
- Wenn ein Phenol-basierter Wärmestabilisator verwendet wird, ist der Gehalt des Phenol-basierten Wärmestabilisators in der Polyamid-Zusammensetzung bevorzugt 0,01 mass% oder mehr und 1 mass% oder weniger und mehr bevorzugt 0,1 mass% oder mehr und 1 mass% oder weniger in bezug auf die Gesamtmasse der Polyamid-Zusammensetzung.
- Wenn der Gehalt des Phenol-basierten Wärmestabilisators im obigen Bereich liegt, kann die Wärmeresistenz-Alterungseigenschaft der Polyamid-Zusammensetzung weiter verbessert werden, und die Menge des erzeugten Gases kann weiter vermindert werden.
- (Phosphor-basierter Wärmestabilisator)
- Beispiele des Phosphor-basierten Wärmestabilisators enthalten ohne Beschränkung eine Phosphit-Verbindung vom Pentaerythrit-Typ, Trioctylphosphit, Trilaurylphosphit, Tridcylphosphit, Octyldiphenylphosphit, Trisisodecylphosphit, Phenyldiisodecylphosphit, Phenyldi(tridcyl)phosphit, Diphenylisooctylphosphit, Diphenylisodecylphosphit, Diphenyl(tridcyl)phosphit, Triphenylphosphit, Tris(nonylphenyl)phosphit, Tris(2,4-di-t-butylphenyl)phosphit, Tris(2,4-di-t-butyl-5-methylphenyl)phosphit, Tris(butoxyethyl)phosphit, 4,4'-Butyliden-bis(3-methyl-6-t-butylphenyl-tetratridecyl)diphosphit, Tetra(C12-C15-gemischtes Alkyl)-4,4'-isopropylidendiphenyldiphosphit, 4,4'-Isoproylidenbis(2-t-butylphenyl)-di(nonylphenyl)phosphit, Tris(biphenyl)phosphit, Tetra(tridecyl)-1,1,3-tris(2-methyl-5-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)butandiphosphit, Tetra(tridecyl)-4,4'-butylidenbis(3-methyl-6-t-butylphenyl)diphosphit, Tetra(C1-C15-gemischtes Alkyl)-4,4'-isopropylidendiphenyldiphosphit, Tris(mono- und di-gemischtes Nonylphenyl)phosphit, 4,4'-Isopropylidenbis(2-t-butylphenyl)-di(nonylphenyl)phosphit, 9,10-Di-hydro-9-oxa-9-oxa-10-phosphaphenanthren-10-oxid, Tris(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)phosphit, hydriertes 4,4'-Isopropylidendiphenylpolyphosphit, Bis(octylphenyl)-bis(4,4'-butylidenbis(3-methyl-6-t-butylphenyl))-1,6-hexanoldiphosphit, Hexatridecyl-1,1,3-tris(2-methyl-4-hydroxy-5-t-butylphenyl)diphosphit, Tris(4,4'-isopropylidenbis(2-t-butylphenyl))phosphit, Tris(1,3-stearoyloxyisopropyl)phosphit, 2,2-Methylenbis(4,6-di-t-butylphenyl)octylphosphit, 2,2-Methylenbis(3-methyl-4,6-di-t-butylphenyl)2-ethylhexylphosphit, Tetrakis(2,4-di-t-butyl-5-methylphenyl)-4,4'-biphenylendiphosphit, Tetrakis (2,4-di-t-butylphenyl)-4,4'-biphenylendiphosphit und dergleichen.
- Diese Phosphor-basierten Wärmestabilisatoren können alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
- Unter den Beispielen ist der Phosphor-basierte Wärmestabilisator bevorzugt zumindest einer, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Phosphit-Verbindung vom Pentaerythrit-Typ und Tris(2,4-di-t-butylphenyl)phosphit im Hinblick auf die weitere Verbesserung der Wärmealterungsresistenz der Polyamid-Zusammensetzung und Reduktion der Menge des erzeugten Gases.
- Beispiele der Phosphit-Verbindung vom Pentaerythrit-Typ enthalten ohne Beschränkung
- 2,6-Di-t-butyl-4-methylphenyl-phenylpentaerythritdiphosphit,
- 2,6-Di-t-butyl-4-methylphenyl-methylpentaerythritdiphosphit,
- 2,6-Di-t-butyl-4-methylphenyl-2-ethylhexylpentaerythritdiphosphit,
- 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenyl-isodecylpentaerythritdiphosphit,
- 2,6-Di-t-butyl-4-methylphenyl-laurylpentaerythritdiphosphit,
- 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenyl-isotridecylpentaerythritdiphosphit,
- 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenylstearylpentaerythritdiphosphit,
- 2,6-Di-t-butyl-4-methylphenylcyclohexylpentaerythritdiphosphit,
- 2,6-Di-t-butyl-4-methylphenyl-benzylpentaerythritdiphosphit,
- 2,6-Di-t-butyl-4-methylphenyl-ethylcellosolvpentaerythritdiphosphit,
- 2,6-Di-t-butyl-4-methylphenyl-butyl carbitpentaerythritdiphosphit,
- 2,6-Di-t-butyl-4-methylphenyl-octylphenylpentaerythritdiphosphit,
- 2,6-Di-t-butyl-4-methylphenylnonylphenylpentaerythritdiphosphit,
- Bis (2,6-di-t-butyl-4-methylphenyl)pentaerythritdiphosphit,
- Bis (2,6-di-t-butyl-4-ethylphenyl)pentaerythritdiphosphit,
- 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenyl-2,6-di-tert-butylphenyl-pentaerythritdiphosphit,
- 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenyl-2,4-di-tert-butylphenyl-pentaerythrit diphosphit,
- 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenyl-2,4-di-tert-octylphenyl-pentaerythritdiphosphit,
- 2,6-Di-t-butyl-4-methylphenyl-2-cyclohexylphenylpentaerythritdiphosphit,
- 2,6-Di-t-amyl-4-methylphenylphenylpentaerythritdiphosphit,
- Bis(2,6-di-t-amyl-4-methylphenyl)pentaerythritdiphosphit,
- Bis(2,6-di-t-octyl-4-methylphenyl)pentaerythritdiphosphit und dergleichen.
- Diese Phosphit-Verbindungen vom Pentaerythrit-Typ können alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
- Unter den Beispielen ist im Hinblick auf die Reduktion der Gaserzeugungsmenge der Polyamid-Zusammensetzung die Phosphit-Verbindung vom Pentaerythrit-Typ bevorzugt zumindest eine, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Bis(2,6-di-t-butyl-4-methylphenyl)pentaerythritdiphosphit, Bis(2,6-di-t-butyl-4-ethylphenyl)pentaerythritdiphosphit, Bis-2,6-di-t-amyl-4-methylphenyl)pentaerythritdiphosphit und Bis(2,6-di-t-octyl-4-methylphenyl)pentaerythritdiphosphit und mehr bevorzugt Bis(2,6-di-t-butyl-4-methylphenyl)pentaerythritdiphosphit.
- Wenn ein Phosphor-basierter Wärmestabilisator verwendet wird, ist der Gehalt des Phosphor-basierten Wärmestabilisators in der Polyamid-Zusammensetzung bevorzugt 0,01 mass% oder mehr und 1 mass% oder weniger und mehr bevorzugt 0,1 mass% oder mehr und 1 mass% oder weniger in bezug auf die Gesamtmasse der Polyamid-Zusammensetzung.
- Wenn der Gehalt des Phosphor-basierten Wärmestabilisators innerhalb des obigen Bereiches liegt, kann die Wärmeresistenz-Alterungseigenschaft der Polyamid-Zusammensetzung weiter verbessert werden und die Menge an erzeugten Gas kann weiter vermindert werden.
- (Amin-basierter Wärmestabilisator)
- Beispiele des Amin-basierten Wärmestabilisators enthalten ohne Beschränkung
- 4-Acetoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin,
- 4-Stearoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin,
- 4-Acryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin,
- 4-(Phenylacetoxy)-2,2,6,6-tetramethylpiperidin,
- 4-Benzoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin,
- 4-Methoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin,
- 4-Stearyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin,
- 4-Cyclohexyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin,
- 4-Benzyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin,
- 4-Phenoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin,
- 4-(Ethylcarbamoyloxy)-2,2,6,6-tetramethylpiperidin,
- 4-(Cyclohexylcarbamoyloxy)-2,2,6,6-tetramethylpiperidin,
- 4-(Phenylcarbamoyloxy)-2,2,6,6-tetramethylpiperidin,
- Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-carbonat,
- Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-oxalat,
- Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-malonat,
- Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-sebacat,
- Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-adipat,
- Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-terephthalat,
- 1,2-Bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyloxy)-ethan,
- α,α'-Bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyloxy)-p-xylol,
- Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyltolylen-2,4-dicarbamat,
- Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-hexamethylen-1,6-dicarbamat,
- Tris(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-benzol-1,3,5-tricarboxylat,
- Tris(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-benzol-1,3,4-tricarboxylat,
- 1-[2-{3-(3,5-Di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionyloxy}butyl]-4-[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionyloxy]2,2,6,6-tetramethylpiperidin,
- Kondensat von 1,2,3,4-Butantetracarbonsäure, 1,2,2,6,6-Pentamethyl-4-piperidinol und
- β,β,β',β'-Tetramethyl-3,9-[2,4,8,10-tetraoxaspiro(5,5)undecan]diethanol und dergleichen.
- Diese Amin-basierten Wärmestabilisatoren können alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
- Wenn ein Amin-basierter Wärmestabilisator verwendet wird, ist der Gehalt des Amin-basierten Wärmestabilisators in der Polyamid-Zusammensetzung bevorzugt 0,01 mass% oder mehr und 1 mass% oder weniger und mehr bevorzugt 0,1 mass% oder mehr und 1 mass% oder weniger in bezug auf Gesamtmasse der Polyamid-Zusammensetzung.
- Wenn der Gehalt des Amin-basierten Wärmestabilisators innerhalb des obigen Bereiches ist, kann die Wärmeresistenz-Alterungseigenschaft der Polyamid-Zusammensetzung weiter verbessert werden und die Menge des erzeugten Gases kann weiter vermindert werden.
- (Metallsalze der Elemente der Gruppen 3, 4 und 11 bis 14 im Periodensystem)
- Die Metallsalze der Elemente der Gruppen 3, 4 und 11 bis 14 im Periodensystem sind nicht besonders beschränkt, solange sie Salze von Metallen sind, die zu diesen Gruppen gehören. Unter den Metallsalzen ist ein Kupfersalz im Hinblick auf die weitere Verbesserung der Wärmealterungsresistenz der Polyamid-Zusammensetzung bevorzugt. Beispiele solcher Kupfersalze enthalten ohne Beschränkung ein Kupferhalogenid, Kupferacetat, Kupferpropionat, Kupferbenzoat, Kupferadipat, Kupferterephthalat, Kupferisophthalat, Kupfersalicylat, Kupfernicotinat, Kupferstearat, Kupfer-Komplex, worin Kupfer mit einem Chelatisierungsmittel koordiniert ist, und dergleichen.
- Beispiele des Kupferhalogenides enthalten Kupferiodid, Kupfer(I)-bromid, Kupfer(II)-bromid, Kupfer(I)-chlorid und dergleichen.
- Beispiele des Chelatisierungsmittels enthalten ein Ethylendiamin, Ethylendiamintetraessigsäure und dergleichen.
- Diese Kupfersalze können alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
- Unter den Beispielen ist das Kupfersalz bevorzugt eines, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Kupferiodid, Kupfer(I)-bromid, Kupfer(II)-bromid, Kupfer(I)-chlorid und Kupferacetat und mehr bevorzugt zumindest eines, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Kupferiodid und Kupferacetat. Wenn das oben erwähnte bevorzugte Kupfersalz verwendet wird, kann eine Polyamid-Zusammensetzung mit ausgezeichneter Wärmealterungsresistenz und die in der Lage ist, die Metallkorrosion der Schraube oder des Zylinders effektiver zu unterdrücken, die durch die Extrusion verursacht wird (nachfolgend manchmal einfach als Metallkorrosion bezeichnet), erhalten werden.
- Wenn ein Kupfersalz als Wärmestabilisator verwendet wird, ist der Gehalt des Kupfersalzes in der Polyamid-Zusammensetzung bevorzugt 0,01 mass% oder mehr und 0,60 mass% oder weniger und mehr bevorzugt 0,02 mass% oder mehr und 0,40 mass% oder weniger in bezug auf die Gesamtmasse des Polyamides (A).
- Wenn der Gehalt des Kupfersalzes innerhalb des obigen Bereiches liegt, kann die Wärmeresistenz-Alterungseigenschaft der Polyamid-Zusammensetzung weiter verbessert werden, und die Ausfällung von Kupfer und die Metallkorrosion können effektiver unterdrückt werden.
- Zusätzlich ist im Hinblick auf die Verbesserung der Wärmealterungsresistenz der Polyamid-Zusammensetzung der Gehalt des Kupfer-Elementes, das von dem Kupfersalz stammt, bevorzugt 10 Massenteile oder mehr und 2000 Massenteile oder weniger, mehr bevorzugt 30 Massenteile oder mehr und 1500 Massenteile oder weniger, noch mehr bevorzugt 50 Massenteile oder mehr und 500 Massenteile oder weniger in bezug auf 106 Massenteile (1 Million Massenteile) des Polyamides (A).
- (Halogenid des Alkalimetalls und Erdalkalimetalls)
- Beispiele des Halogenides des Alkalimetalls und des Erdalkalimetalls enthalten ohne Beschränkung Kaliumiodid, Kaliumbromid, Kaliumchlorid, Natriumiodid, Natriumchlorid und dergleichen.
- Diese Halogenide von Alkalimetall und Erdalkalimetall können alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
- Unter den Beispielen ist im Hinblick auf die Verbesserung der Wärmealterungsresistenz und die Unterdrückung der Metallkorrosion das Halogenid von Alkalimetall und Erdalkalimetall bevorzugt zumindest eines, ausgewählt aus der Gruppe bestehen aus Kaliumiodid und Kaliumbromid und mehr bevorzugt Kaliumiodid.
- Wenn ein Halogenid von Alkalimetall und Erdalkalimetall verwendet wird, ist der Gehalt des Halogenides von Alkalimetall und Erdalkalimetall in der Polyamid-Zusammensetzung bevorzugt 0,05 Massenteile oder mehr und 20 Massenteile oder weniger und mehr bevorzugt 0,2 Massenteile oder mehr und 10 Massenteile oder weniger in bezug auf 100 Massenteile des Polyamides (A).
- Wenn der Gehalt des Alkalimetall- und Erdalkalimetall-Halogenides innerhalb des obigen Bereiches liegt, wird die Wärmeresistenz-Alterungseigenschaft der Polyamid-Zusammensetzung weiter verbessert, und die Ausfällung von Kupfer und die Metallkorrosion werden effektiver unterdrückt.
- Die Wärmestabilisatoren können alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
- Unter den Beispielen ist im Hinblick auf die weitere Verbesserung der Wärmealterungsresistenz der Polyamid-Zusammensetzung eine Mischung aus einem Kupfersalz und einem Halogenid von Alkali und Erdalkalimetallmetall bevorzugt.
- Das Verhältnis des Gehalts von dem Kupfersalz und Halogenid von Alkalimetall und Erdalkalimetall ist bevorzugt 2/1 bis 40/1 und mehr bevorzugt 5/1 bis 30/1 in bezug auf ein molares Verhältnis von Halogen zu Kupfer (Halogen/Kupfer).
- Wenn das molare Verhältnis von Halogen zu Kupfer (Halogen/Kupfer) innerhalb des obigen Bereiches liegt, kann die Wärmeresistenz-Alterungseigenschaft der Polyamid-Zusammensetzung weiter verbessert werden.
- Wenn das molare Verhältnis von Halogen zu Kupfer (Halogen/Kupfer) gleich oder mehr als die untere Grenze ist, kann die Kupfer-Ausfällung und Metallkorrosion effektiver unterdrückt werden. Wenn auf der anderen Seite das molare Verhältnis von Halogen zu Kupfer (Halogen/Kupfer) gleich oder weniger als die obere Grenze ist, kann die Korrosion einer Schraube einer Formmaschine oder dergleichen effektiver verhindert werden, ohne daß die mechanischen Eigenschaften (Zähigkeit und dergleichen) wesentlich beeinträchtigt werden.
- [Anderes Harz (F)]
- Die Polyamid-Zusammensetzung kann weiterhin andere Harze (F) enthalten.
- Beispiele des anderen Harzes enthalten ohne Beschränkung Polyester, Flüssigkristall-Polyester, Polyphenylensulfid, Polycarbonat, Polyarylat, Phenolharz, Epoxyharz und dergleichen.
- (Polyester)
- Beispiele des Polyesters enthalten ohne Beschränkung Polybutylenterephthalat, Polytrimethylenterephthalat, Polyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat und dergleichen.
- Der Gehalt der anderen Harze in der Polyamid-Zusammensetzung ist bevorzugt 50 Massenteile oder weniger, mehr bevorzugt 30 Massenteile oder weniger, noch mehr bevorzugt 10 Massenteile oder weniger und besonders bevorzugt 5 Massenteile oder weniger in bezug auf 100 Massenteile insgesamt des Polyamidharzes (A) und des Fluorkohlenstoffharzes (C) in der Polyamid-Zusammensetzung.
- Wenn der Gehalt der anderen Harze in der Polyamid-Zusammensetzung innerhalb des obigen Bereiches liegt, kann eine Polyamid-Zusammensetzung mit weiter verbesserter Wärmeresistenz und Freisetzungsfähigkeit erhalten werden.
- [(G) Zumindest ein Metallsalz, ausgewählt aus der Gruppe aus einem Metallphosphit und einem Metallhypophosphit]
- Die Polyamid-Zusammensetzung kann weiterhin (G) zumindest ein Metallsalz enthalten, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Metallphosphit und einem Metallhypophosphit.
- Beispiele des Metallphosphits und des Metallhypophosphits enthalten Salze von Phosphorsäure, Hypophosphorsäure, Pyrophosphorsäure oder Diphosphorsäure mit Elementen der Gruppen I und II im Periodensystem, Mangan, Zink, Aluminium, Ammoniak, Alkylamin, Cycloalkylamin oder Diamin.
- Unter den Salzen sind das Metallphosphit und das Metallhypophosphit bevorzugt Natriumhypophosphit, Calciumhypophosphit oder Magnesiumhypophosphit.
- Wenn das „zumindest eine, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus diesen Metallphosphiten und Metallhypophosphiten“ enthalten ist, kann eine Polyamid-Zusammensetzung mit weiter verbesserter Extrusionsfähigkeit und Formstabilität erhalten werden.
- [(H) Phosphit-Verbindung]
- Die Polyamid-Zusammensetzung kann weiterhin eine Phosphit-Verbindung (H) enthalten.
- Beispiel der Phosphit-Verbindung enthalten Triphenylphosphit, Tributylphosphit und dergleichen.
- Durch Zugabe einer Phosphit-Verbindung kann eine Polyamid-Zusammensetzung mit weiter verbesserter Extrusions-Verarbeitbarkeit und Formverfahrens-Stabilität erhalten werden.
- Spezifische Beispiele der Phosphit-Verbindung enthalten Trioctylphosphit, Trilaurylphosphit, Tridecylphosphit, Octyldiphenylphosphit, Trisisodecylphosphit, Phenyldiisodecylphosphit, Phenyldi(tridecyl)phosphit, Diphenylisooctylphosphit, Diphenylisodecylphosphit, Diphenyltridecylphosphit, Triphenylphosphit, Tris(nonylphenyl)phosphit, Tris(2,4-di-t-butylphenyl)phosphit, Bis[2,4-bis(1,1-dimethylethyl)-6-methylphenyl]ethylphosphit, Bis(2,4-di-t-butylphenyl)pentaerythrit-di-phosphit, Bis(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl)pentaerythrit-di-phosphit, 2,2-Methylenbis(4,6-di-t-butylphenyl)octylphosphit, 4,4'-Butyliden-bis(3-methyl-6-t-butylphenyl-di-tridecyl)phosphit, 1,1,3-Tris(2-methyl-4-ditridecylphosphit-5-t-butylphenyl)butan, 4,4'-Isopropylidenbis(phenyl-dialkylphosphit), Tris(2,4-di-t-butylphenyl)phosphit, 2,2-Methylenbis(4,6-di-t-butylphenyl)octylphosphit, Bis(2,6-di-t-butyl-4-methylphenyl)pentaerythrit-di-phosphit und dergleichen.
- Diese Phosphit-Verbindungen können alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
- [(J) andere Additive]
- Die Polyamid-Zusammensetzung kann weiterhin andere Additive (J) enthalten, die allgemein in Polyamid verwendet werden, solange die Wirkung der Polyamid-Zusammensetzung nicht beeinträchtigt wird. Beispiele der anderen Additive (J) enthalten Färbemittel, wie Pigmente und Farbstoffe (einschließlich Färbe-Masterbatch), Flammwidrigkeitsmittel, Fibrilliermittel, Fluoreszenz-Bleichmittel, Plastifizierer, Antioxidanzien, UV-Absorber, Antistatika, Fließverbesserer, Verteilungsmittel, Elastomere und dergleichen.
- Der Gehalt der anderen Additive in der Polyamid-Zusammensetzung variiert in Abhängigkeit vom Typ, der Verwendung und dergleichen der Polyamid-Zusammensetzung und ist nicht besonders beschränkt, solange die Wirkung der Polyamid-Zusammensetzung nicht beeinträchtigt wird.
- <Verfahren zur Erzeugung der Polyamid-Zusammensetzung>
- Das Verfahren zur Erzeugung der Polyamid-Zusammensetzung ist nicht besonders beschränkt, solange es einen Schritt zum Schmelzkneten eines Ausgangsmaterials enthält, das das oben beschriebene Polyamid (A), die Kohlenstoffaser (B) und das Fluor-basierte Harz (C) enthält.
- Im Schmelzknet-Schritt ist es beispielsweise, wenn die Komponenten des oben erwähnten Ausgangsmaterials durch einen Extruder schmelzgeknetet werden, bevorzugt, daß die Einstelltemperatur des Extruders gleich oder niedriger als der Schmelzpunkt (Tm2) des Polyamides (A) + 30°C ist.
- Beispiele des Verfahrens zum Schmelzkneten des Ausgangsmaterials, das das Polyamid (A) enthält, enthalten die folgenden Verfahren (1) und (2).
- (1) Ein Verfahren, bei dem das Polyamid (A) und andere Ausgangsmaterial-Komponenten unter Verwendung eines Taumlers, Henschel-Mischers oder dergleichen vermischt und zum Schmelzkneter zum Kneten geführt werden.
- (2) Ein Verfahren, bei dem andere Ausgangsmaterial-Komponenten zu dem Polyamid (A), das durch einen Einzelschrauben- oder Doppelschrauben-Extruder geschmolzen ist, von einer Seitenzuführöffnung zugegeben werden.
- Bei dem Verfahren zum Zuführen der Komponenten, die die Polyamid-Zusammensetzung ausmachen, zum Schmelzkneter können alle Komponenten zur gleichen Zuführöffnung auf einmal zugeführt werden, oder die Komponenten können getrennt von unterschiedlichen Zuführöffnungen zugeführt werden.
- Die Schmelzknet-Temperatur ist bevorzugt ungefähr 250°C oder mehr und 350°C oder weniger in bezug auf die Harztemperatur.
- Die Schmelzknet-Zeit ist bevorzugt ungefähr 0,25 Minuten oder mehr und 5 Minuten oder weniger.
- Die Anlage zum Durchführen des Schmelzknetens ist nicht besonders beschränkt, und eine bekannte Anlage, zum Beispiel ein Schmelzkneter wie ein Einzelschrauben- oder Doppelschrauben-Extruder, Banbury-Mischer, Mischwalze oder dergleichen kann verwendet werden.
- Die Vermischungsmenge einer jeden Komponente bei Erzeugung der Polyamid-Zusammensetzung ist die gleiche wie der Gehalt einer jeden Komponente in der oben beschriebenen Polyamid-Zusammensetzung.
- <Verfahren zur Erzeugung des Gleitteils>
- Beispiele des Verfahrens zur Erzeugung des Gleitteils enthalten ein Verfahren, das einen Schritt zum Schmelzen von Pellets aus der oben erwähnten Polyamid-Zusammensetzung und Formen unter Verwendung einer Form mit nur einem Fließanguß enthält.
- Die Vermischungsmenge einer jeden Komponente bei Erzeugung des Gleitteils dieses Ausführungsbeispiels ist gleich wie der Gehalt einer jeden Komponente in der oben beschriebenen Polyamid-Zusammensetzung.
- Weiterhin kann das Gleitteil dieses Ausführungsbeispiels erhalten werden durch Formen der oben erwähnten Polyamid-Zusammensetzung unter Verwendung eines bekannten Injektions-Formverfahrens.
- Beispiele des bekannten Formverfahrens enthalten ohne Beschränkung ein allgemein bekanntes plastisches Injektions-Formverfahren wie Injektionsformen und Gas-unterstütztes Injektions-Formen.
- Die Einstelltemperatur der Formmaschine beim Formen des Formgegenstandes dieser Erfindung wird bevorzugt auf einen Bereich eingestellt, der 5°C höher ist als der Schmelzpunkt des verwendeten Polyamidharzes, bis 310°C und mehr bevorzugt 10°C höher ist als der Schmelzpunkt des verwendet Polyamidharzes bis 300°C und noch mehr bevorzugt 15°C höher ist als der Schmelzpunkt des verwendeten Polyamidharzes, bis 295°C. Durch Einstellen der Temperatur der Formmaschine auf gleich oder weniger als die obere Grenze können das Schmelzen und Agglomerieren des Fluor-basierten Harzes zum Zeitpunkt des Schmelzens und der Injektion der Polyamid-Zusammensetzung unterdrückt werden, und die Dispersion des Fluor-basierten Harzes in dem Formgegenstand kann ausreichend durchgeführt werden.
- <Anwendung>
- Das Gleitteil dieser Erfindung hat ausgezeichnete Gleiteigenschaften und ausgezeichnete Härte am Ende und an dem dünnen Bereich. Daher kann das Gleitteil dieser Erfindung geeignet als Komponente verwendet werden, die eine hohe Leistung in einem großen Gebiet von technischen Gebieten erfordert wie elektrische und elektronische Anlage, Büroanlagen, Automobilen und industriellen Anlagen. Spezifische Beispiele der Komponenten, die auf diesen Gebieten verwendet werden, enthalten Lager, Getriebe, Schaft, Walzen, Beschleunigungspedal-Rotoren, Gleitplatten, Riemenscheiben, Hebel, Ketteführungen, Schuhe und dergleichen.
- [Beispiele]
- Nachfolgend wird diese Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf spezifische Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben, aber diese Erfindung ist nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt.
- In den Beispielen bedeutet 1 kg/cm2 0,098 MPa.
- <Komponenten>
- Nachfolgend werden das Polyamid (A), die Kohlenstoffaser (B) und das Fluor-basierte Harz (C), die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendet werden, beschrieben.
- [(A) Polyamid]
- A-1: Polyamid 66 (PA66) (Warenname: „Leona 1300S“, hergestellt von Asahi Kasei Chemicals Corporation)
- [(B) Kohlenstoffaser]
- B-1: Kohlenstoffaser (Zahlen-gemittelte Faserlänge 140 µm) B-2: Kohlenstoffaser (Zahlen-gemittelte Faserlänge 160 µm) B-3: Kohlenstoffaser (Zahlen-gemittelte Faserlänge 200 µm) B-4: Kohlenstoffaser (Zahlen-gemittelte Faserlänge 170 µm)
- Die Zahlen-gemittelte Faserlänge der Kohlenstoffasern (B) wurde gemessen durch Verwendung der Formprodukte, erhalten in den Beispielen und Vergleichsbeispielen. Spezifisch wurde das Formprodukt zunächst in Hexafluorisopropanol (HFIP) getaucht, um die Harzkomponente aufzulösen, und wurde filtriert. Danach wurden Bilder von 100 oder mehr willkürlichen Kohlenstoffasern unter Verwendung eines Mikroskops (KIYENCE VHX-3000) erhalten. Die Faserlänge wurde von den erhaltenen Bildern gemessen, und die Zahlen-gemittelte Faserlänge der Kohlenstoffasern wurde berechnet.
- [(C) Fluor-basiertes Harz]
- C-1: Polytetrafluorethylen (PTFE-2) (hergestellt von Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Co., Ltd., Warenname: „TLP10F-1“, Zahlen-gemittelter Primärteilchen-Durchmesser: 0,2 µm, Schmelzpunkt: 329°C, Zahlen-gemitteltes Molekulargewicht: 300 000 (PTFE mit geringem Molekulargewicht).
- <Auswertung>
- Verschiedene Auswertungen wurden unter Verwendung der Formprodukte, erhalten in den Beispielen und Vergleichsbeispielen, durch folgende Verfahren durchgeführt. Tabelle 1 zeigt die Auswertungsergebnisse.
- [Auswertung 1] Rockwell-Härte
- Die Rockwell-Härte wurde für jedes Formprodukt unter Verwendung der Akashi ARK-F3000 M-Skala gemessen. Von den Meßergebnissen wurde die Rockwell-Härte entsprechend den folgenden Auswertungskriterien bewertet.
- (Auswertungskriterien)
-
- o: Rockwell-Härte ist 100 oder mehr
- x: Rockwell-Härte ist weniger als 100
- [Auswertung 2] Dichte
- Die Dichte eines jeden Formproduktes wurde gemessen unter Verwendung von ALFAMIRAGE SD-2001. Von den Meßergebnissen wurde die Dichte entsprechend den folgenden Auswertungskriterien bewertet.
- (Auswertungskriterien)
-
- o: Dichte ist 1,2 oder mehr
- x: Dichte ist weniger als 1,2
- <Produktion des Formproduktes>
- [Beispiele 1-2 und Vergleichsbeispiele 1-3]
- (1) Produktion der Polyamid-Zusammensetzung
- Jede Polyamid-Zusammensetzung wurde durch folgendes Verfahren unter Verwendung des oben erwähnten Polyamides (A), der Kohlenstoffaser (B) und des Fluor-basierten Harzes (C) erzeugt, so daß der Typ und das Verhältnis gemäß Tabelle 1 unten waren.
- Das Polyamid A-1 wurde in einem Stickstoff-Strom getrocknet, zum Einstellen des Wassergehaltes auf ungefähr 0,2 mass%, und wurde dann als Ausgangsmaterial der Polyamid-Zusammensetzung verwendet.
- Ein Doppelschrauben-Extruder (ZSK-26MC: hergestellt von Coperion (Deutschland)) wurde als Polyamid-Zusammensetzungs-Herstellanlage verwendet.
- Der Doppelschrauben-Extruder hatte eine Aufwärtsstrom-Zuführöffnung in dem ersten Barrel von dem Extruder-Aufwärtsstrom, eine abwärts gelegene erste Zuführöffnung im sechsten Barrel und eine abwärts gelegene zweite Zuführöffnung im neunten Barrel. Im Doppelschrauben-Extruder war die Extruderlänge (Lx)/Schraubendurchmesser (Dx) 48 und die Zahl der Barrel war 12.
- Im Doppelschrauben-Extruder wurde die Temperatur der Aufwärts-Zuführöffnung zu der Düse auf 295°C, die Schrauben-Rotationsgeschwindigkeit auf 250 Upm und die Entladungsrate auf 25 kg/h eingestellt.
- Als spezifisches Produktionsverfahren unter Verwendung der obigen Produktionsanlage wurde ein Polyamid (A) von einer Aufwärts-Zuführöffnung des Doppelschrauben-Extruders zugeführt, und eine Kohlenstoffaser (B), ein Fluor-basiertes Harz (C) wurden von der ersten abwärts gelegenen Zuführöffnung des Doppelschrauben-Extruders zugeführt, und das von dem Düsenkopf extrudierte schmelzgeknetete Produkt wurde in einer Strangform gekühlt und pelletisiert, unter Erhalt von Pellets einer jeden Polyamid-Zusammensetzung. Die erhaltenen Pellets der Polyamid-Zusammensetzung wurden in einem Stickstoffstrom getrocknet, zum Reduzieren des WasserGehaltes in der Polyamid-Zusammensetzung auf 500 ppm oder weniger.
- (2) Produktion des Formproduktes für die Rockwell-Härtemessung
- Eine Injektions-Formmaschine (hergestellt von Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) wurde verwendet, worin die Kühlzeit auf 15 Sekunden, die Schrauben-Rotationsgeschwindigkeit auf 140 Upm, die Formtemperatur aus 80°C, die Zylindertemperatur auf 280°C oder mehr und 290°C oder weniger und der Injektionsdruck und die Injektionsgeschwindigkeit angemessen eingestellt wurden, so daß die Füllzeit im Bereich von 0,6 ± 0,1 Sekunden ist, unter Erzeugung von Formgegenständen (Länge: 180 mm, Breite: 20 mm, Dicke: 2 mm oder 4 mm) aus den Polyamid-Zusammensetzungs-Pellets, die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen erhalten waren.
- (3) Produktion des Formproduktes für die Dichte-Messung
- Eine Injektions-Formmaschine (hergestellt von Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) wurde verwendet, worin die Kühlzeit auf 15 Sekunden, die Schrauben-Rotationsgeschwindigkeit auf 140 Upm, die Formtemperatur auf 80°C, die Zylinder-Temperatur auf 280°C oder mehr und 290°C oder weniger und der Injektionsdruck und die Injektionsgeschwindigkeit angemessen eingestellt wurden, so daß die Füllzeit im Bereich von 1,0 ± 0,1 Sekunden war, unter Erzeugung von Formgegenständen (Länge: 200 mm, Breite: 20 mm, Dicke: 65 mm) aus den Polyamid-Zusammensetzungs-Pellets, die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen erhalten waren. [Tabelle 1]
Bsp. 1 Bsp. 2 Vgl. - bsp. 1 Vgl. - bsp. 2 Vgl. - bsp. 3 Polyisocyanat-Zusammensetzung A-1: PA66 75 75 75 75 95 B-1 20 B-2 20 B-3 20 B-4 20 C-1: PTFE 5 5 5 5 5 Eigenschaft Zahlen-gemittelte Faserlänge der Kohlenstoffaser (µm) 140 160 200 170 - Auswertung Rockwell-Härte Dicke 4 mm 30 mm ◯ ◯ ◯ ◯ × 150 mm ◯ ◯ ◯ ◯ × Rockwell-Härte Dicke 2 mm 30 mm ◯ ◯ ◯ ◯ × 150 mm ◯ ◯ × × × Dichte 30 mm ◯ ◯ ◯ ◯ × 80 mm ◯ ◯ × × × - Von der Tabelle 1 ist ersichtlich, daß die Formprodukte, die die Kohlenstoffasern mit einer Zahlen-gemittelten Faserlänge von 140 µm oder mehr und 160 µm oder weniger aufwiesen (Beispiele 1 und 2), eine ausgezeichnete Rockwell-Härte und Dichte hatten.
- Auf der anderen Seite war bei den Formprodukten mit Kohlenstoffasern mit einer Zahlen-gemittelten Faserlänge von 170 µm oder mehr (Vergleichsbeispiele 1 und 2) die Rockwell-Härte weniger als 100 bei einem dünnen Bereich mit einer Dicke von 2 mm, vorhanden in einem Bereich, der 150 mm in der longitudinalen Richtung von einer Fließ-Angußmarkierung entfernt ist, was schlecht ist, und die Dichte bei einem Bereich, der 80 mm von der Fließ-Angußmarkierung in der longitudinalen Richtung entfernt war, war weniger als 1,2, was schlecht ist.
- Industrielle Anwendbarkeit
- Das Gleitteil dieser Erfindung hat keine Naht, eine ausgezeichnete Härte bei einem dünnen Bereich und kann geeignet für eine Kettenführung oder einen Schuh eines Motors verwendet werden.
Claims (5)
- Gleitteil ohne Naht, gebildet durch Formen einer Polyamid-Zusammensetzung, die ein Polyamid (A) und eine Kohlenstoffaser (B) enthält, unter Verwendung einer Form mit nur einem Fließanguss, worin die Kohlenstoffaser (B) eine Zahlen-gemittelte Faserlänge von 160 µm oder weniger hat, worin, wenn ein Abstand in einer longitudinalen Richtung des Gleitteils X ist, ein Abstand in einer Breitenrichtung des Gleitteil Y ist und ein Abstand in einer Dickenrichtung des Gleitteils Z ist, die folgenden Ausdrücke 1) bis 5) erfüllt sind, wobei das Gleitteil eine Gate-Markierung eines Fließangusses hat und ein dünner Bereich mit einer Dicke von 3 mm oder weniger an einem Bereich vorgesehen ist, der 150 mm oder mehr von der Gate-Markierung des Fließangusses in der longitudinalen Richtung entfernt ist: 1)
- Gleitteil nach
Anspruch 1 oder2 , worin der Gehalt der Kohlenstoffaser (B) 15 Massenteile oder mehr und 100 Massenteile oder weniger in bezug auf 100 Massenteile des Polyamides (A) ist. - Gleitteil nach einem der
Ansprüche 1 bis3 , worin das Polyamid (A) zumindest ein Polyamid enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Polyamid 6, Polyamid 46 und Polyamid 66. - Gleitteil nach einem der
Ansprüche 1 bis4 , weiterhin enthaltend ein Fluor-basiertes Harz (C).
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