JP2004149575A

JP2004149575A - 熱可塑性成形材料及び成形品

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Publication number: JP2004149575A
Application number: JP2002313404A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Yamaguchi; 裕山口; Hiroyuki Hasegawa; 弘幸長谷川
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2002-10-28
Publication date: 2004-05-27

Abstract

【課題】優れた耐熱性を確保しつつ、高い絶縁抵抗を得ることができるほど吸水率を低減した熱可塑性成形材料を提供する。
【解決手段】ポリアミド樹脂と、ポリエステル樹脂と、パラトルエンスルホン酸とパラトルエンスルホン酸ナトリウムのうちいずれか一方又は両方を含有する熱可塑性成形材料である。ポリエステル樹脂を熱可塑性成形材料の全量に対して５〜５０質量％含有する。パラトルエンスルホン酸とパラトルエンスルホン酸ナトリウムのうちいずれか一方又は両方を熱可塑性成形材料の全量に対して０．０５〜０．２質量％含有する。優れた耐熱性を確保しつつ、高い絶縁抵抗を得ることができるほど吸水率を低減することができる。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂を主成分とする成形材料及びこの熱可塑性成形材料を成形して得られる成形品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱可塑性樹脂の１種であるポリアミド樹脂は、強靭性、耐摩耗性、耐薬品性、耐熱性等に優れており、エンジニアリングプラスチックとして多くの成形品に用いられている。しかし、ポリアミド樹脂には吸水性が高いという問題があるので、ポリエステル樹脂とブレンドすることによって、この問題を解決することが試みられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１８６２０３号公報（特許請求の範囲）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のようにポリアミド樹脂とポリエステル樹脂をブレンドして得られる熱可塑性成形材料にあっては、絶縁抵抗を十分低くすることができるほど吸水性が低いものであるとはいえない。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、優れた耐熱性を確保しつつ、高い絶縁抵抗を得ることができるほど吸水率を低減した熱可塑性成形材料及び成形品を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る熱可塑性成形材料は、ポリアミド樹脂と、ポリエステル樹脂と、パラトルエンスルホン酸とパラトルエンスルホン酸ナトリウムのうちいずれか一方又は両方を含有する熱可塑性成形材料であって、ポリエステル樹脂を熱可塑性成形材料の全量に対して５〜５０質量％含有すると共に、パラトルエンスルホン酸とパラトルエンスルホン酸ナトリウムのうちいずれか一方又は両方を熱可塑性成形材料の全量に対して０．０５〜０．２質量％含有して成ることを特徴とするものである。
【０００７】
また請求項２の発明は、請求項１において、ポリアミド樹脂として、重量平均分子量３００００〜４００００のナイロン６と重量平均分子量３００００〜４００００のナイロン６６のうち少なくとも一方を用いて成ることを特徴とするものである。
【０００８】
また請求項３の発明は、請求項１又は２において、ポリエステル樹脂として、重量平均分子量４００００〜６００００のポリエチレンテレフタレートと重量平均分子量５００００〜６００００のポリブチレンテレフタレートのうち少なくとも一方を用いて成ることを特徴とするものである。
【０００９】
また請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、パラトルエンスルホン酸とパラトルエンスルホン酸ナトリウムの純度がいずれも９９％以上であることを特徴とするものである。
【００１０】
また請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかにおいて、無機フィラーを熱可塑性成形材料の全量に対して１〜５０質量％含有して成ることを特徴とするものである。
【００１１】
また請求項６に係る成形品は、請求項１乃至５のいずれかに記載の熱可塑性成形材料を射出成形又はブロー成形して成ることを特徴とするものである。
【００１２】
また請求項７に係る成形品は、請求項１乃至５のいずれかに記載の熱可塑性成形材料をインサート成形して成ることを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
本発明に係る熱可塑性成形材料は、ポリアミド（ＰＡ）樹脂と、ポリエステル樹脂と、パラトルエンスルホン酸とパラトルエンスルホン酸ナトリウムのうちいずれか一方又は両方を含有するものである。
【００１５】
本発明においてＰＡ樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、ナイロン６（ＰＡ６）、ナイロン６６（ＰＡ６６）、ナイロン１２（ＰＡ１２）、ナイロン４６（ＰＡ４６）等を用いることができる。
【００１６】
上記のＰＡ樹脂の中でも、重量平均分子量３００００〜４００００のＰＡ６と重量平均分子量３００００〜４００００のＰＡ６６のうち少なくとも一方を用いるのが好ましい。このようなＰＡ６、ＰＡ６６を用いると、その他のＰＡ樹脂を用いる場合よりも、耐熱性をさらに高めることができるものである。しかも、ポリエステル樹脂、特にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）と混練するのが容易となるものである。ただし、ＰＡ６の重量平均分子量が３００００未満であると、流動性が良すぎてバリが発生しやすくなるおそれがあり、逆にＰＡ６の重量平均分子量が４００００を超えると、流動性が悪すぎて成形品がショートしやすくなるおそれがある。一方、ＰＡ６６の重量平均分子量が３００００未満であると、流動性が良すぎてバリが発生しやすくなるおそれがあり、逆にＰＡ６６の重量平均分子量が４００００を超えると、流動性が悪すぎて成形品がショートしやすくなるおそれがある。なお、ＰＡ１２やＰＡ４６は融点が高いので、ポリエステル樹脂と混練する場合にポリエステル樹脂が熱分解するおそれがあり好ましくない。
【００１７】
また、本発明においてポリエステル樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ポリエチレンナフタレート等を用いることができる。ただし、ポリエステル樹脂を熱可塑性成形材料の全量に対して５〜５０質量％含有する必要がある。ポリエステル樹脂の含有量が５質量％未満であると、得られる熱可塑性成形材料の吸水率を十分低減することができず、逆にポリエステル樹脂の含有量が５０質量％を超えると、吸水率の低減は可能であるものの、得られる熱可塑性成形材料においてＰＡ樹脂の特徴である耐熱性等を確保することができなくなるものである。
【００１８】
上記のポリエステル樹脂の中でも、重量平均分子量４００００〜６００００のＰＥＴと重量平均分子量５００００〜６００００のＰＢＴのうち少なくとも一方を用いるのが好ましい。このようなＰＥＴ、ＰＢＴを用いると、その他のポリエステル樹脂を用いる場合よりも、ＰＡ樹脂と容易にアロイ化させることができるものである。しかも、得られる熱可塑性成形材料にＰＥＴやＰＢＴの特徴である耐薬品性を付与することができるものである。ただし、ＰＥＴの重量平均分子量が４００００未満であると、成形材料の粘度が低すぎて成形品を成形することができないおそれがあり、逆にＰＥＴの重量平均分子量が６００００を超えると、成形材料の粘度が高すぎて射出成形できないおそれがある。一方、ＰＢＴの重量平均分子量が５００００未満であると、成形材料の粘度が低すぎて成形品を成形することができないおそれがあり、逆にＰＢＴの重量平均分子量が６００００を超えると、成形材料の粘度が高すぎて射出成形できないおそれがある。
【００１９】
また本発明においては、パラトルエンスルホン酸とパラトルエンスルホン酸ナトリウムのうちいずれか一方又は両方を熱可塑性成形材料の全量に対して０．０５〜０．２質量％含有する必要がある。パラトルエンスルホン酸やパラトルエンスルホン酸ナトリウムは相溶化剤として働き、ＰＡ樹脂とポリエステル樹脂を互いに溶け合わせてアロイ化することができるものである。ただし、パラトルエンスルホン酸やパラトルエンスルホン酸ナトリウム以外のものでは、ＰＡ樹脂とポリエステル樹脂のアロイ化は不可能である。さらに、パラトルエンスルホン酸やパラトルエンスルホン酸ナトリウムを用いる場合であっても、パラトルエンスルホン酸とパラトルエンスルホン酸ナトリウムのうちいずれか一方又は両方の含有量が０．０５質量％未満であると、ＰＡ樹脂とポリエステル樹脂のアロイ化は不十分であり、得られる熱可塑性成形材料において、高い絶縁抵抗を得ることができるほど吸水率を低減することはできない。逆に０．２質量％を超えると、耐薬品性や封入成形性等の物性値が低下する。
【００２０】
ここで、パラトルエンスルホン酸とパラトルエンスルホン酸ナトリウムの純度はいずれも９９％以上であることが好ましい。パラトルエンスルホン酸やパラトルエンスルホン酸ナトリウムの純度が９９％未満であると、不純物の量が多くなり、この不純物によってＰＡ樹脂とポリエステル樹脂の相溶性が低下し、得られる熱可塑性成形材料の耐薬品性等の物性が悪化するおそれがある。
【００２１】
また本発明においては、熱可塑性成形材料に無機フィラーを配合することができる。無機フィラーとしては、特に限定されるものではないが、例えば、タルクやガラス繊維を用いることができる。無機フィラーを熱可塑性成形材料の全量に対して１〜５０質量％含有するのが好ましい。このように無機フィラーの含有量を設定してあると、熱可塑性成形材料を成形して得られる成形品の強度を高めることができると共に、耐熱性をさらに向上させることができるものである。このような効果は、比重２〜３であって繊維状の無機フィラーを用いた場合に特に顕著に現れるものである。ただし、無機フィラーの含有量が１質量％未満であると、無機フィラーの配合による上記の効果を十分に得ることができないおそれがあり、逆に無機フィラーの含有量が５０質量％を超えると、ペレット化が難しく生産性が悪くなるおそれがあると共に、成形時における流動性が低下するおそれがある。
【００２２】
本発明に係る熱可塑性成形材料を調製するにあたっては、以下のようにして行うことができる。すなわち、ＰＡ樹脂及びポリエステル樹脂を予め乾燥処理しておき、次いでこれらの樹脂、パラトルエンスルホン酸とパラトルエンスルホン酸ナトリウムのうちいずれか一方又は両方、必要に応じて無機フィラーをタンブラーで混合しルーダーに通す。ルーダーから出たストランドはすぐに冷却槽で冷却し、その後、ストランドをカッターで切断することによって、ペレット状の熱可塑性成形材料を得ることができるものである。
【００２３】
本発明に係る成形品は、上記のようにして調製した熱可塑性成形材料を射出成形又はブロー成形することによって得ることができるものである。すなわち、射出成形にあっては、熱可塑性成形材料を加熱溶融して可塑化状態とし、これを予め閉じられた金型キャビティに圧力を加えて射出充填した後に冷却固化することによって、成形品を得ることができる。一方、ブロー成形にあっては、開いた金型の間に、熱可塑性成形材料で形成されたパリソン（空気の吹込みを行う前の中空管状の予備成形体）を押出機から押出した後、金型で挟んでパリソンの下部をピンチオフすると共に融着させ、内部に空気を吹込んで冷却後金型を開くことによって、成形品を得ることができる。
【００２４】
このようにして得た成形品にあっては、優れた耐熱性を確保しつつ、高い絶縁抵抗を得ることができるほど吸水率が低減されているものである。従って、本発明に係る熱可塑性成形材料は、端子台等のように耐トラッキング性が要求される成形品を成形する材料として適しているのである。
【００２５】
また本発明に係る成形品は、上記のようにして調製した熱可塑性成形材料をインサート成形することによって得ることができる。すなわち、射出成形において熱可塑性成形材料の内部に金属部品又はその他の材質の部品を埋め込むことによって、成形品を得ることができる。具体的には、例えば、銅線等を巻線したボビンをインサート成形して封入したソレノイドを成形品として得ることができる。
【００２６】
このようにして得た成形品にあっては、優れた耐熱性を確保しつつ、高い絶縁抵抗を得ることができるほど吸水率が低減されているものである。特に、本発明に係る熱可塑性成形材料を成形して得られたソレノイドは、熱硬化性ポリエステル材料を成形して得られたソレノイドと同等の品質性能を有しているものである。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００２８】
（熱可塑性成形材料の各成分）
ＰＡ樹脂として、ＰＡ６であるユニチカ（株）製「Ａ１０２５」（重量平均分子量：３００００〜４００００）、ＰＡ６であるユニチカ（株）製「Ａ１０４５」（重量平均分子量：７００００〜８００００）、ＰＡ６６である旭化成（株）製「１３００Ｓ」（重量平均分子量：３００００〜４００００）、ＰＡ６６である旭化成（株）製「１５００」（重量平均分子量：７００００〜８００００）を用いた。
【００２９】
ポリエステル樹脂として、ＰＥＴである（株）クラレ製「ＫＬ２３６Ｒ」（重量平均分子量：５００００〜５５０００）、ＰＥＴである三菱レイヨン（株）製「ＰＡ−５００」（重量平均分子量：４００００〜５００００）、ＰＥＴである三菱レイヨン（株）製「ＫＲ２６５」（重量平均分子量：７００００〜８００００）、ＰＢＴである三菱レイヨン（株）製「Ｎ１３００」（重量平均分子量：５００００〜６００００）、ＰＢＴである東レ（株）製「１４００Ｓ」（重量平均分子量：１０００００〜１１００００）を用いた。
【００３０】
パラトルエンスルホン酸（ＰＴＳ酸）として、明友産業（株）製の純度９９％のもの、パラトルエンスルホン酸ナトリウム（ＰＴＳ酸ＮＡ）として、明友産業（株）製の純度９９％、純度９０％のものを用いた。
【００３１】
無機フィラーとして、タルクである竹原化学工業（株）製「ＴＴタルク」（粒子径：１０μｍ、比重：２．５１）、ガラス繊維である日本板硝子（株）製「ＴＰ−７４」（繊維径：φ１０μｍ、比重：２．４９）を用いた。
【００３２】
（熱可塑性成形材料の調製）
予め、ＰＡ樹脂及びポリエステル樹脂には乾燥処理を行っておいた。そして、上記の各成分を表１及び表２に示す配合量で配合してタンブラーで１０分間混合し、ルーダーに通した。ルーダーの温度は、ダイス付近で２６０℃、投入口付近で２５０℃となるように設定した。ルーダーから出たストランドはすぐに冷却槽で冷却し、その後、このストランドをカッターで２〜４ｍｍの長さのペレット状に切断し、実施例１〜１３及び比較例１〜５の熱可塑性成形材料を得た。
【００３３】
（成形条件）
まず、除湿乾燥機を用いて上記の熱可塑性成形材料を１２０℃で４時間乾燥処理した。そして、１００トン射出成形機を用いて射出成形金型に上記の熱可塑性成形材料を射出し、成形品を成形した。なお、射出成形機のシリンダーの温度は、ヘッド付近で２６０℃、材料投入口付近で２００℃、また金型の温度は１００℃となるように設定した。
【００３４】
（吸水率）
ＡＳＴＭＤ５７０に基づいて試験を行った。具体的には、上記の成形条件で大きさ（３ｍｍ×５０φｍｍ）の試験片を作製し、これを２３℃の恒温水槽内に４８時間浸漬させた後の吸水率を測定した。結果を表１及び表２に示す。
【００３５】
（熱分解性）
ＡＳＴＭＤ６３８、Ｄ７９０に基づいて試験を行った。具体的には、上記の成形条件で大きさ（３．２ｍｍ×１２．７ｍｍ×１２７ｍｍ）の試験片を作製し、この曲げ強度を測定することによって、熱分解性を評価した。結果を表１及び表２に示す。
【００３６】
（引張り強度）
ＡＳＴＭＤ６３８、Ｄ７９０に基づいて試験を行った。結果を表１及び表２に示す。
【００３７】
（耐薬品性）
上記の成形条件で大きさ（３．２ｍｍ×１２．７ｍｍ×１２７ｍｍ）の試験片を作製し、これを１０％ＨＣｌ、トルエンに浸漬させ、７日後の外観を観察することによって、耐薬品性を評価した。結果を表１及び表２に示す。
【００３８】
（封入成形性）
上記の成形条件で０．２ｍｍの銅線を巻線したボビンをインサート成形して封入品（大きさ：３０φｍｍ×４０ｍｍ）を得た。このときの封入成形性を評価した。結果を表１及び表２に示す。なお、表１及び表２においてショートとは、封入品が所定の形状にならなかったり、銅線が断線したりしたものを意味する。
【００３９】
【表１】

【００４０】
【表２】

【００４１】
表１及び表２にみられるように、実施例１〜１３のものはいずれも比較例１〜５のものよりも吸水率が低いことが確認される。しかも無機フィラーを配合した実施例１〜９、１１〜１３のものは無機フィラーを配合していない実施例１０のものよりも成形品の強度が高く、耐熱性に一層優れていることが確認される。
【００４２】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１に係る熱可塑性成形材料は、ポリアミド樹脂と、ポリエステル樹脂と、パラトルエンスルホン酸とパラトルエンスルホン酸ナトリウムのうちいずれか一方又は両方を含有する熱可塑性成形材料であって、ポリエステル樹脂を熱可塑性成形材料の全量に対して５〜５０質量％含有すると共に、パラトルエンスルホン酸とパラトルエンスルホン酸ナトリウムのうちいずれか一方又は両方を熱可塑性成形材料の全量に対して０．０５〜０．２質量％含有するので、優れた耐熱性を確保しつつ、高い絶縁抵抗を得ることができるほど吸水率を低減することができるものである。
【００４３】
また請求項２の発明は、ポリアミド樹脂として、重量平均分子量３００００〜４００００のナイロン６と重量平均分子量３００００〜４００００のナイロン６６のうち少なくとも一方を用いるので、耐熱性をさらに高めることができると共に、ポリエステル樹脂と混練するのが容易となるものである。
【００４４】
また請求項３の発明は、ポリエステル樹脂として、重量平均分子量４００００〜６００００のポリエチレンテレフタレートと重量平均分子量５００００〜６００００のポリブチレンテレフタレートのうち少なくとも一方を用いるので、ＰＡ樹脂と容易にアロイ化させることができると共に、得られる熱可塑性成形材料にＰＥＴやＰＢＴの特徴である耐薬品性を付与することができるものである。
【００４５】
また請求項４の発明は、パラトルエンスルホン酸とパラトルエンスルホン酸ナトリウムの純度がいずれも９９％以上であるので、不純物の量が少なく、ＰＡ樹脂とポリエステル樹脂の相溶性が低下するのが防止され、得られる熱可塑性成形材料の物性を良好に得ることができるものである。
【００４６】
また請求項５の発明は、無機フィラーを熱可塑性成形材料の全量に対して１〜５０質量％含有するので、成形品の強度を高めることができると共に、耐熱性をさらに向上させることができるものである。
【００４７】
また請求項６に係る成形品は、請求項１乃至５のいずれかに記載の熱可塑性成形材料を射出成形又はブロー成形するので、優れた耐熱性を確保しつつ、高い絶縁抵抗を得ることができるほど吸水率が低減されているものである。
【００４８】
また請求項７に係る成形品は、請求項１乃至５のいずれかに記載の熱可塑性成形材料をインサート成形するので、優れた耐熱性を確保しつつ、高い絶縁抵抗を得ることができるほど吸水率が低減されているものである。

Claims

ポリアミド樹脂と、ポリエステル樹脂と、パラトルエンスルホン酸とパラトルエンスルホン酸ナトリウムのうちいずれか一方又は両方を含有する熱可塑性成形材料であって、ポリエステル樹脂を熱可塑性成形材料の全量に対して５〜５０質量％含有すると共に、パラトルエンスルホン酸とパラトルエンスルホン酸ナトリウムのうちいずれか一方又は両方を熱可塑性成形材料の全量に対して０．０５〜０．２質量％含有して成ることを特徴とする熱可塑性成形材料。
ポリアミド樹脂として、重量平均分子量３００００〜４００００のナイロン６と重量平均分子量３００００〜４００００のナイロン６６のうち少なくとも一方を用いて成ることを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性成形材料。
ポリエステル樹脂として、重量平均分子量４００００〜６００００のポリエチレンテレフタレートと重量平均分子量５００００〜６００００のポリブチレンテレフタレートのうち少なくとも一方を用いて成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱可塑性成形材料。
パラトルエンスルホン酸とパラトルエンスルホン酸ナトリウムの純度がいずれも９９％以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の熱可塑性成形材料。
無機フィラーを熱可塑性成形材料の全量に対して１〜５０質量％含有して成ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の熱可塑性成形材料。
請求項１乃至５のいずれかに記載の熱可塑性成形材料を射出成形又はブロー成形して成ることを特徴とする成形品。
請求項１乃至５のいずれかに記載の熱可塑性成形材料をインサート成形して成ることを特徴とする成形品。