JP2009263461A - 低腐食性樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】耐熱性・衝撃強度・低吸水性・流動性・低線膨張性に優れ、さらに非ハロゲンで優れた難燃性を有し、金属腐食性を大幅に低減した樹脂組成物を提供する。
【解決手段】(A)芳香族ポリアミド、(B)ポリフェニレンエーテル、(C)ホスフィン酸金属塩類、及び(D)金属水酸化物を含む樹脂組成物であって、(A)が、テレフタル酸単位を60〜100モル%含有するジカルボン酸単位(a)と、1,9−ノナメチレンジアミン単位(b−1)及び/又は2−メチル−1,8−オクタメチレンジアミン単位(b−2)を60〜100モル%含有するジアミン単位(b)とから構成され、(A)の末端アミノ基濃度が45μモル/g以上、70μモル/g以下であり、(D)が、前記(C)100質量部に対し、1〜20質量部の範囲内である樹脂組成物。
【選択図】なし
【解決手段】(A)芳香族ポリアミド、(B)ポリフェニレンエーテル、(C)ホスフィン酸金属塩類、及び(D)金属水酸化物を含む樹脂組成物であって、(A)が、テレフタル酸単位を60〜100モル%含有するジカルボン酸単位(a)と、1,9−ノナメチレンジアミン単位(b−1)及び/又は2−メチル−1,8−オクタメチレンジアミン単位(b−2)を60〜100モル%含有するジアミン単位(b)とから構成され、(A)の末端アミノ基濃度が45μモル/g以上、70μモル/g以下であり、(D)が、前記(C)100質量部に対し、1〜20質量部の範囲内である樹脂組成物。
【選択図】なし
Description
本発明は、耐熱性・衝撃強度・低吸水性・流動性・低線膨張性に優れ、さらに非ハロゲンで優れた難燃性を有し、金属腐食性を大幅に低減した樹脂組成物に関する。
本発明により得られる樹脂組成物及びシートは、電気・電子部品、OA部品、車両部品、機械部品などの幅広い分野に有利に使用することができる。特に、低線膨張性と低吸水性を活かし、自動車の外装材に好ましく使用することができる。更に、本発明の樹脂組成物は、難燃性を有しつつ、腐食性を抑制し、さらに鉛フリーはんだ対応リフロー炉に耐えうる耐熱性を有し、SMTコネクター等に要求されるピン圧入時の割れの原因となるウェルド強度にも優れるため、SMT対応部品にも好ましく用いることができる。
本発明により得られる樹脂組成物及びシートは、電気・電子部品、OA部品、車両部品、機械部品などの幅広い分野に有利に使用することができる。特に、低線膨張性と低吸水性を活かし、自動車の外装材に好ましく使用することができる。更に、本発明の樹脂組成物は、難燃性を有しつつ、腐食性を抑制し、さらに鉛フリーはんだ対応リフロー炉に耐えうる耐熱性を有し、SMTコネクター等に要求されるピン圧入時の割れの原因となるウェルド強度にも優れるため、SMT対応部品にも好ましく用いることができる。
ポリアミド−ポリフェニレンエーテルアロイは、従来より、自動車外装材料や自動車エンジンルーム内のジャンクションブロック等、多種多様な用途に使用されている。
このポリアミド−ポリフェニレンエーテルアロイに用いられるポリアミドとしては、主としてポリアミド6,6やポリアミド6といった比較的低耐熱のポリアミドが用いられてきていた。
しかしながら、これら低耐熱のポリアミドを用いたポリアミド−ポリフェニレンエーテル樹脂組成物は、吸水や熱による寸法変化が大きく、例えば、フェンダー等の外装材として用いる際に、ドアとの隙間を維持するため、フェンダー取り付けの方法を工夫しなければならないなど、種々の制限があった。
このポリアミド−ポリフェニレンエーテルアロイに用いられるポリアミドとしては、主としてポリアミド6,6やポリアミド6といった比較的低耐熱のポリアミドが用いられてきていた。
しかしながら、これら低耐熱のポリアミドを用いたポリアミド−ポリフェニレンエーテル樹脂組成物は、吸水や熱による寸法変化が大きく、例えば、フェンダー等の外装材として用いる際に、ドアとの隙間を維持するため、フェンダー取り付けの方法を工夫しなければならないなど、種々の制限があった。
また、環境規制を発端として、SMT(表面実装技術)に使用されるハンダが、鉛を含まないハンダへと急速に移行しており、そのため表面実装時に使用するリフロー装置の炉内温度がより高温になってきている。
これにより、従来のポリアミド6,6等を用いたポリアミド−ポリフェニレンエーテル材料からなるコネクターでは、実装時の膨れ等の発生といった問題が顕在化してきており、改善が求められていた。
これにより、従来のポリアミド6,6等を用いたポリアミド−ポリフェニレンエーテル材料からなるコネクターでは、実装時の膨れ等の発生といった問題が顕在化してきており、改善が求められていた。
これら吸水性に起因する種々の課題を解決するために、例えば、特許文献1〜3には、ポリアミド−ポリフェニレンエーテルとして用いるポリアミド材料として、特定の芳香族ポリアミドを使用する技術が開示されている。
また、特許文献4〜7には、末端アミノ基濃度を特定量以上とした芳香族ポリアミドを使用する技術が開示されている。
また、特許文献4〜7には、末端アミノ基濃度を特定量以上とした芳香族ポリアミドを使用する技術が開示されている。
また、SMT用部品の多くは、非ハロゲン難燃剤で難燃性する要求がある。これらに対応する為、例えば、特許文献8には、芳香族ポリアミド、ポリフェニレンエーテル、ホスフィン酸金属塩からなる樹脂組成物の開示がある。
しかしながら、ホスフィン酸金属塩を難燃剤として用いて、高温で加工等を行った場合において、金属を腐食させるといった課題が顕在化してきており、これらの解決が待望されている。
しかしながら、ホスフィン酸金属塩を難燃剤として用いて、高温で加工等を行った場合において、金属を腐食させるといった課題が顕在化してきており、これらの解決が待望されている。
本発明の課題は、耐熱性・衝撃強度・低吸水性・流動性・低線膨張性に優れ、さらに非ハロゲンで優れた難燃性を有し、金属腐食性を大幅に低減した樹脂組成物を提供することにある。
本発明の他の1つの目的は、上記の特性を兼ね備えたフィルムを提供することにある。
本発明の他の1つの目的は、上記の特性を兼ね備えたフィルムを提供することにある。
本発明者は、前記課題を解決するため検討を行った結果、驚くべきことに、特定の芳香族ポリアミド、ポリフェニレンエーテル、ホスフィン酸塩及び金属水酸化物を含む樹脂組成物を用いることにより、上述した困難な課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は以下の通りである。
すなわち、本発明は以下の通りである。
1.(A)芳香族ポリアミド、(B)ポリフェニレンエーテル、(C)ホスフィン酸金属塩類、及び(D)金属水酸化物を含む樹脂組成物であって、
(A)芳香族ポリアミドが、テレフタル酸単位を60〜100モル%含有するジカルボン酸単位(a)と、1,9−ノナメチレンジアミン単位(b−1)及び/又は2−メチル−1,8−オクタメチレンジアミン単位(b−2)を60〜100モル%含有するジアミン単位(b)とから構成され、
(A)芳香族ポリアミドの末端アミノ基濃度が45μモル/g以上、70μモル/g以下であり、
(C)ホスフィン酸金属塩類が、下式(1)で表されるホスフィン酸金属塩、下式(2)で表されるジホスフィン酸金属塩及びこれらの縮合物の中から選ばれる少なくとも1種であり、
(D)金属水酸化物が、前記(C)ホスフィン酸金属塩類100質量部に対し、1〜20質量部の範囲内である
ことを特徴とする樹脂組成物。
(A)芳香族ポリアミドが、テレフタル酸単位を60〜100モル%含有するジカルボン酸単位(a)と、1,9−ノナメチレンジアミン単位(b−1)及び/又は2−メチル−1,8−オクタメチレンジアミン単位(b−2)を60〜100モル%含有するジアミン単位(b)とから構成され、
(A)芳香族ポリアミドの末端アミノ基濃度が45μモル/g以上、70μモル/g以下であり、
(C)ホスフィン酸金属塩類が、下式(1)で表されるホスフィン酸金属塩、下式(2)で表されるジホスフィン酸金属塩及びこれらの縮合物の中から選ばれる少なくとも1種であり、
(D)金属水酸化物が、前記(C)ホスフィン酸金属塩類100質量部に対し、1〜20質量部の範囲内である
ことを特徴とする樹脂組成物。
[式中、R1及びR2は、同一か又は異なり、直鎖状もしくは分岐状のC1〜C6−アルキル及び/又はアリールであり、R3は、直鎖状もしくは分岐状のC1〜C10−アルキレン、C6〜C10−アリーレン、C6〜C10−アルキルアリーレン又はC6〜C10−アリールアルキレンであり、Mはカルシウム(イオン)、マグネシウム(イオン)、アルミニウム(イオン)、亜鉛(イオン)、ビスマス(イオン)、マンガン(イオン)、ナトリウム(イオン)、カリウム(イオン)及びプロトン化された窒素塩基から選ばれる1種以上であり、mは1、2又は3であり、nは1〜3であり、xは1又は2である。]
2.(D)金属水酸化物が、周期律表第IIA族元素及びアルミニウムよりなる群から選ばれる1種以上の元素の水酸化物である上記1に記載の樹脂組成物。
3.(A)芳香族ポリアミドの末端アミノ基濃度が50〜65μモル/g以下である、上記1又は2に記載の樹脂組成物。
4.(A)芳香族ポリアミドのジアミン単位(b)中において、1,9−ノナメチレンジアミン単位(b−1)と2−メチル−1,8−オクタメチレンジアミン単位(b−2)の合計量に対する1,9−ノナメチレンジアミン単位(b−1)の比率が75〜90質量%である、上記1〜3のいずれかに記載の樹脂組成物。
5.平均粒子径200〜1000μmの粉体状の芳香族ポリアミドを原料として含む原料混合粉末を押出成形して得られたことを特徴とする上記1〜4のいずれかに記載の樹脂組成物。
6.(A)芳香族ポリアミドと(B)ポリフェニレンエーテルの合計量に対して、(A)芳香族ポリアミドの比率が40〜80質量%、(B)ポリフェニレンエーテルの比率が20〜60質量%である、上記1〜5のいずれかに記載の樹脂組成物。
7. (A)芳香族ポリアミドと(B)ポリフェニレンエーテルとの(E)相溶化剤をさらに含む上記1〜6のいずれかに記載の樹脂組成物。
8.(E)相溶化剤の量が、前記(A)芳香族ポリアミドと前記(B)ポリフェニレンエーテルの合計100質量部に対して0.05〜5質量部である、上記7に記載の樹脂組成物。
9.(A)芳香族ポリアミドと(B)ポリフェニレンエーテルとの(E)相溶化剤がクエン酸又はその無水物である、上記7又は8に記載の樹脂組成物。
10.更に、(F)導電性付与材を樹脂組成物の全質量に対して0.1〜10質量%の量で含む、上記1〜9のいずれかに記載の樹脂組成物。
11.(F)導電性付与材として、導電性カーボンブラックを樹脂組成物の全質量に対して0.5〜5質量%の量で含む、上記10に記載の樹脂組成物。
12.更に、(G)強化無機フィラーを含む、上記1〜11のいずれかに記載の樹脂組成物。
13.(G)強化無機フィラーの量が、樹脂組成物の全質量に対して10〜60質量%である、上記12に記載の樹脂組成物。
14.脂肪族ポリアミドを、(A)芳香族ポリアミド100質量部に対して100質量部以下の量で含む、上記1〜13のいずれかに記載の樹脂組成物。
15.前記脂肪族ポリアミドが、炭素数4〜8の脂肪族ジアミンと炭素数4〜8の脂肪族ジカルボン酸からなる脂肪族ポリアミド、炭素数6〜8のラクタム類からなる脂肪族ポリアミド、及びアミノカルボン酸からなる脂肪族ポリアミドからなる群から選ばれる1種以上である、上記14に記載の樹脂組成物。
16.上記1〜15のいずれかに記載の樹脂組成物を含むSMT対応部品。
17.上記1〜15のいずれかに記載の樹脂組成物よりなる、厚みが1〜200μmのフィルム。
3.(A)芳香族ポリアミドの末端アミノ基濃度が50〜65μモル/g以下である、上記1又は2に記載の樹脂組成物。
4.(A)芳香族ポリアミドのジアミン単位(b)中において、1,9−ノナメチレンジアミン単位(b−1)と2−メチル−1,8−オクタメチレンジアミン単位(b−2)の合計量に対する1,9−ノナメチレンジアミン単位(b−1)の比率が75〜90質量%である、上記1〜3のいずれかに記載の樹脂組成物。
5.平均粒子径200〜1000μmの粉体状の芳香族ポリアミドを原料として含む原料混合粉末を押出成形して得られたことを特徴とする上記1〜4のいずれかに記載の樹脂組成物。
6.(A)芳香族ポリアミドと(B)ポリフェニレンエーテルの合計量に対して、(A)芳香族ポリアミドの比率が40〜80質量%、(B)ポリフェニレンエーテルの比率が20〜60質量%である、上記1〜5のいずれかに記載の樹脂組成物。
7. (A)芳香族ポリアミドと(B)ポリフェニレンエーテルとの(E)相溶化剤をさらに含む上記1〜6のいずれかに記載の樹脂組成物。
8.(E)相溶化剤の量が、前記(A)芳香族ポリアミドと前記(B)ポリフェニレンエーテルの合計100質量部に対して0.05〜5質量部である、上記7に記載の樹脂組成物。
9.(A)芳香族ポリアミドと(B)ポリフェニレンエーテルとの(E)相溶化剤がクエン酸又はその無水物である、上記7又は8に記載の樹脂組成物。
10.更に、(F)導電性付与材を樹脂組成物の全質量に対して0.1〜10質量%の量で含む、上記1〜9のいずれかに記載の樹脂組成物。
11.(F)導電性付与材として、導電性カーボンブラックを樹脂組成物の全質量に対して0.5〜5質量%の量で含む、上記10に記載の樹脂組成物。
12.更に、(G)強化無機フィラーを含む、上記1〜11のいずれかに記載の樹脂組成物。
13.(G)強化無機フィラーの量が、樹脂組成物の全質量に対して10〜60質量%である、上記12に記載の樹脂組成物。
14.脂肪族ポリアミドを、(A)芳香族ポリアミド100質量部に対して100質量部以下の量で含む、上記1〜13のいずれかに記載の樹脂組成物。
15.前記脂肪族ポリアミドが、炭素数4〜8の脂肪族ジアミンと炭素数4〜8の脂肪族ジカルボン酸からなる脂肪族ポリアミド、炭素数6〜8のラクタム類からなる脂肪族ポリアミド、及びアミノカルボン酸からなる脂肪族ポリアミドからなる群から選ばれる1種以上である、上記14に記載の樹脂組成物。
16.上記1〜15のいずれかに記載の樹脂組成物を含むSMT対応部品。
17.上記1〜15のいずれかに記載の樹脂組成物よりなる、厚みが1〜200μmのフィルム。
本発明によれば耐熱性・衝撃強度・低吸水性・流動性・低線膨張性に優れ、さらに非ハロゲンで優れた難燃性を有し、金属腐食性を大幅に低減した樹脂組成物を提供することができる。
本発明の上記及びその他の諸目的、諸特徴並びに諸利益は、以下の発明の詳細な説明及び請求の範囲の記載から明らかになる。
本発明の上記及びその他の諸目的、諸特徴並びに諸利益は、以下の発明の詳細な説明及び請求の範囲の記載から明らかになる。
本発明の樹脂組成物、及びフィルムを構成する各成分について以下に詳しく述べる。
本発明において必須成分として使用されるポリアミドは、ジカルボン酸単位(a)とジアミン単位(b)から構成される芳香族ポリアミドである。
芳香族ポリアミドを構成するジカルボン酸単位(a)は、テレフタル酸単位を60〜100モル%含有する。ジカルボン酸単位(a)中におけるテレフタル酸単位の含有率は、75〜100モル%の範囲内であることが好ましく、90〜100モル%の範囲内であることがより好ましく、実質的にすべてのジカルボン酸単位がテレフタル酸単位であることが最も好ましい。実質的にすべてのジカルボン酸単位をテレフタル酸単位とすることにより、ポリアミド−ポリフェニレンエーテル組成物の線膨張係数を大幅に低減することが可能となる。
本発明において必須成分として使用されるポリアミドは、ジカルボン酸単位(a)とジアミン単位(b)から構成される芳香族ポリアミドである。
芳香族ポリアミドを構成するジカルボン酸単位(a)は、テレフタル酸単位を60〜100モル%含有する。ジカルボン酸単位(a)中におけるテレフタル酸単位の含有率は、75〜100モル%の範囲内であることが好ましく、90〜100モル%の範囲内であることがより好ましく、実質的にすべてのジカルボン酸単位がテレフタル酸単位であることが最も好ましい。実質的にすべてのジカルボン酸単位をテレフタル酸単位とすることにより、ポリアミド−ポリフェニレンエーテル組成物の線膨張係数を大幅に低減することが可能となる。
上述したように、ジカルボン酸単位(a)は、テレフタル酸単位以外の他のジカルボン酸単位を、40モル%以下であれば、含んでいてもよい。この場合の、他のジカルボン酸単位としては、マロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、2−メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、2,2−ジメチルグルタル酸、3,3−ジエチルコハク酸、アゼライン酸、セバシン酸、スベリン酸等の脂肪族ジカルボン酸;1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸;イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,4−フェニレンジオキシジ酢酸、1,3−フェニレンジオキシジ酢酸、ジフェン酸、ジフェニルメタン−4,4’−ジカルボン酸、ジフェニルスルホン−4,4’−ジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸から誘導される単位を挙げることができ、これらのうちの1種又は2種以上を使用することができる。これらのなかでも芳香族ジカルボン酸から誘導される単位が好ましい。さらに、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸などの多価カルボン酸から誘導される単位を、溶融成形が可能な範囲内で含んでいてもよい。
ジカルボン酸単位(a)におけるこれらの他のジカルボン酸単位の含有率は、25モル%以下であることがより好ましく、10モル%以下であることが更に好ましく、実質的に含まないことが最も好ましい。
ジカルボン酸単位(a)におけるこれらの他のジカルボン酸単位の含有率は、25モル%以下であることがより好ましく、10モル%以下であることが更に好ましく、実質的に含まないことが最も好ましい。
本発明の芳香族ポリアミドを構成するジアミン単位(b)は、1,9−ノナメチレンジアミン単位(b−1)及び2−メチル−1,8−オクタメチレンジアミン単位(bー2)を合計量として60〜100モル%含有している。
ジアミン単位(b)中における、1,9−ノナメチレンジアミン単位(bー1)及び2−メチル−1,8−オクタメチレンジアミン単位(b−2)の含有率は、75〜100モル%であることがより好ましく、90〜100モル%であることが更に好ましく、実質的にすべてのジアミン単位が、1,9−ノナメチレンジアミン単位(b−1)及び2−メチル−1,8−オクタメチレンジアミン単位(b−2)から構成されていることが、最も好ましい。実質的にすべてのジアミン単位を、1,9−ノナメチレンジアミン単位(b−1)及び2−メチル−1,8−オクタメチレンジアミン単位(b−2)で構成させることにより、リフロー炉の加熱時の発泡現象を大幅に抑制できるようになる。
ジアミン単位(b)中における、1,9−ノナメチレンジアミン単位(bー1)及び2−メチル−1,8−オクタメチレンジアミン単位(b−2)の含有率は、75〜100モル%であることがより好ましく、90〜100モル%であることが更に好ましく、実質的にすべてのジアミン単位が、1,9−ノナメチレンジアミン単位(b−1)及び2−メチル−1,8−オクタメチレンジアミン単位(b−2)から構成されていることが、最も好ましい。実質的にすべてのジアミン単位を、1,9−ノナメチレンジアミン単位(b−1)及び2−メチル−1,8−オクタメチレンジアミン単位(b−2)で構成させることにより、リフロー炉の加熱時の発泡現象を大幅に抑制できるようになる。
本発明においては、芳香族ポリアミド中のジアミン単位(b)は、1,9−ノナメチレンジアミン単位及び2−メチル−1,8−オクタメチレンジアミン単位以外の他のジアミン単位を、40モル%以下であれば、含んでいてもよい。この場合の他のジアミン単位としては、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、1,4−ブタンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、1,8−オクタメチレンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,12−ドデカンジアミン、3−メチル−1,5−ペンタンジアミン、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジアミン、2,4,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジアミン、5−メチル−1,9−ノナメチレンジアミン等の脂肪族ジアミン;シクロヘキサンジアミン、メチルシクロヘキサンジアミン、イソホロンジアミン等の脂環式ジアミン;p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、キシリレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル等の芳香族ジアミンから誘導される単位を挙げることができ、これらのうち1種又は2種以上を含むことができる。ジアミン単位(b)における、これらの他のジアミン単位の含有率は25モル%以下であることがより好ましく、10モル%以下であることが更に好ましく、実質的に含まないことが最も好ましい。
また、ジアミン単位中の、1,9−ノナメチレンジアミン単位(b−1)と2−メチル−1,8−オクタメチレンジアミン単位(b−2)の合計量に対する、1,9−ノナメチレンジアミン単位(b−1)の好ましい比率は、下限値として、60重量%が好ましい。より好ましい下限値は、70重量%、更に好ましくは75重量%、最も好ましくは80重量%である。下限値をより高くすることにより、耐熱性を高めるとともに、リフロー炉での加熱時の変形を抑制することができる。上限値としては、100重量%が好ましい。より好ましくは95重量%、更に好ましくは90質量%である。上限値をより低くすることにより、耐衝撃性や、引っ張り伸びといった機械的特性を向上させるとともに、ウェルド強度が大幅に向上するといった効果が得られる。
本発明において重要なことの一つは、芳香族ポリアミドの末端アミノ基濃度である。末端アミノ基濃度には上限値と下限値がある。ウェルド強度の低下を抑制し、ピン圧入強度を高めるためには、末端アミノ基濃度の下限値としては少なくとも45μモル/gは必要である。より好ましい下限値は、50μモル/gであり、更に好ましくは55μモル/gであり、最も好ましくは60μモル/gである。流動性の極度の悪化を抑制するためには、上限値を70μモル/gとする必要がある。より好ましい上限値は65μモル/gである。
また、芳香族ポリアミドの末端カルボキシル基濃度には特に制限はないが、下限値としては、10μモル/gが好ましく、より好ましくは15μモル/gである。また、上限値としては、50μモル/gが好ましく、より好ましくは40μモル/gであり、最も好ましくは、30μモル/gである。
また、芳香族ポリアミドの末端カルボキシル基濃度には特に制限はないが、下限値としては、10μモル/gが好ましく、より好ましくは15μモル/gである。また、上限値としては、50μモル/gが好ましく、より好ましくは40μモル/gであり、最も好ましくは、30μモル/gである。
本発明においては、末端カルボキシル基濃度はそれ単独で、組成物の特性に影響を及ぼすという関係は見出されないが、末端アミノ基濃度と末端カルボキシル基濃度の比(末端アミノ基濃度/末端カルボキシル基濃度)は、機械的特性に大きな影響を及ぼすため、好ましい範囲が存在する。
好ましい末端アミノ基濃度と末端カルボキシル基濃度の比は、1.0以上である。より好ましくは、1.5以上であり、更に好ましくは1.8以上であり、最も好ましくは2.0以上である。濃度比であるので、上限は特にないが、5.0以下とすることにより、衝撃性と流動性に優れる組成物を得やすくなる。
これら芳香族ポリアミドの末端基濃度の調整方法としては、公知の方法を用いることができる。例えばポリアミド樹脂の重合時に所定の末端濃度となるように、ジアミン化合物、モノアミン化合物、ジカルボン酸化合物、モノカルボン酸化合物、酸無水物、モノイソシアネート、モノ酸ハロゲン化物、モノエステル類、モノアルコール類などの末端調整剤を添加する方法が挙げられる。
具体的には、末端アミノ基と反応する末端調整剤としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ピバリン酸、イソ酪酸等の脂肪族モノカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸等の脂環式モノカルボン酸、安息香酸、トルイル酸、α−ナフタレンカルボン酸、β−ナフタレンカルボン酸、メチルナフタレンカルボン酸、フェニル酢酸等の芳香族モノカルボン酸、及びこれらから任意に選ばれる複数の混合物などを挙げることができる。これらのなかでも、反応性、封止末端の安定性、価格などの点から、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、安息香酸が好ましく、安息香酸が最も好ましい。
また、末端カルボキシル基と反応する末端調整剤としては、例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ステアリルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン等の脂肪族モノアミン、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン等の脂環式モノアミン、アニリン、トルイジン、ジフェニルアミン、ナフチルアミン等の芳香族モノアミン及びこれらの任意の混合物などを挙げることができる。これらの中でも、反応性、沸点、封止末端の安定性、価格などの点から、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ステアリルアミン、シクロヘキシルアミン、アニリンが好ましい。
これら、アミノ末端基及びカルボキシル末端基の濃度は、1H−NMRにより、各末端基に対応する特性シグナルの積分値から求めるのが精度、簡便さの点で好ましい。具体的方法としては、特開平7−228775号公報に記載された方法に従うことが推奨される。この時、測定溶媒としては、重トリフルオロ酢酸が有用である。また、1H−NMRの積算回数は、充分な分解能を有する機器で測定した際においても、少なくとも300スキャンは必要である。そのほかに、特開2003−055549号公報に記載されているような滴定による測定方法もあるが、混在する添加剤・潤滑剤等影響をなくすためには1H−NMRによる定量がより好ましい。
モノアミン化合物やモノカルボン酸化合物で末端基を調節すると、活性末端が封止された状態となる。例えばモノカルボン酸として安息香酸を用いると、フェニル基末端で封止された末端基が生じる。これら封止された末端基の濃度には好ましい上限値と下限値が存在する。下限値は、20%であり、より好ましくは40%であり、更に好ましくは45%、最も好ましくは50%である。上限値は、85%であり、より好ましくは80%であり、最も好ましくは75%である。
本発明の芳香族ポリアミドの末端封止率は、ポリアミド系樹脂に存在する末端カルボキシル基、末端アミノ基及び末端封止剤によって封止された末端基の数をそれぞれ測定し、下記の式に従って求めることができる
末端封止率(%)=[(α−β)/α]×100
(式中、αは分子鎖の末端基の総数(これは通常、ポリアミド分子の数の2倍に等しい)を表し、βは封止されずに残ったカルボキシル基末端及びアミノ基末端の合計数を表す。)
末端封止率(%)=[(α−β)/α]×100
(式中、αは分子鎖の末端基の総数(これは通常、ポリアミド分子の数の2倍に等しい)を表し、βは封止されずに残ったカルボキシル基末端及びアミノ基末端の合計数を表す。)
本発明における好ましい態様の一つとして、末端アミノ基濃度の異なる2種以上の芳香族ポリアミドを併用することが挙げられる。具体的には、45μモル/gを超える末端アミノ基濃度を有する芳香族ポリアミドと45μモル/g以下の末端アミノ基濃度を有する芳香族ポリアミドの混合が挙げられる。この場合でも、混合されたポリアミド混合物の平均末端アミノ基濃度は、本発明の請求の範囲内である必要がある。この場合における所望の混合比率で混合したポリアミド混合物の平均末端アミノ基濃度は、ポリアミド混合物の末端アミノ基濃度を1H−NMRを用いて定量することにより確認することができる。
本発明の芳香族ポリアミドは、濃硫酸中30℃の条件下で測定した固有粘度[η]が、0.6〜2.0dl/gであることが好ましく、0.7〜1.4dl/gであることがより好ましく、0.7〜1.2dl/gであることが特に好ましく、0.7〜1.0dl/gの範囲内であることが最も好ましい。特に最も好ましい範囲として示した範囲の固有粘度の芳香族ポリアミドを使用することにより、射出成形時の金型内流動性を大幅に高め、ガラス繊維等の無機フィラーを配合した際における成形片の外観を向上させることが可能となる。
ここでいう固有粘度とは一般的に極限粘度と呼ばれている粘度と同意である。これを求める具体的な方法としては、96%濃硫酸中、30℃の温度条件下で、濃度の異なるいくつかの測定溶媒のηsp/cを測定し、そのそれぞれのηsp/cと濃度(c)の関係式を導き出し、濃度をゼロに外挿する方法である。このゼロに外挿した値が固有粘度である。
これらの詳細は、例えば、Polymer Process Engineering(Prentice−Hall,Inc 1994)の291ページ〜294ページ等に記載されている。
このとき濃度の異なるいくつかの測定溶媒の個数は、少なくとも4点とすることが精度の観点より望ましい。このときの推奨される濃度の異なる少なくとも4点の好ましい粘度測定溶液の濃度は、0.05g/dl,0.1g/dl、0.2g/dl、0.4g/dlの4点である。
これらの詳細は、例えば、Polymer Process Engineering(Prentice−Hall,Inc 1994)の291ページ〜294ページ等に記載されている。
このとき濃度の異なるいくつかの測定溶媒の個数は、少なくとも4点とすることが精度の観点より望ましい。このときの推奨される濃度の異なる少なくとも4点の好ましい粘度測定溶液の濃度は、0.05g/dl,0.1g/dl、0.2g/dl、0.4g/dlの4点である。
本発明の芳香族ポリアミドは、結晶性ポリアミドを製造する方法として知られている任意の方法を用いて製造することができる。例えば、酸クロリドとジアミンを原料とする溶液重合法又は界面重合法、ジカルボン酸とジアミンを原料とする溶融重合法、固相重合法、溶融押出重合法などの方法により製造することができる。特に、特開平7−228689号公報、及び特開2000−103847号公報に記載されている製造方法を用いることができる。
以下に、具体的な芳香族ポリアミドの製造方法の一例を示す。
まず、触媒、及び必要に応じて末端封止剤を、最初にジアミン及びジカルボン酸に一括して添加し、ポリアミド塩を製造した後、200〜250℃の温度及び一定圧下で、濃硫酸中30℃における固有粘度[η]が0.10〜0.60dl/gのプレポリマーを製造する。次いで、これをさらに固相重合するか、あるいは溶融押出機を用いて重合を行うことにより、容易に芳香族ポリアミドを得ることができる。ここで、プレポリマーの固有粘度[η]が好ましくは0.10〜0.60dl/gの範囲内にあると、後重合の段階においてカルボキシル基とアミノ基のモルバランスのずれや重合速度の低下が少なく、さらに分子量分布が小さく、成形流動性に優れた芳香族ポリアミドが得られる。重合の最終段階を固相重合により行う場合、減圧下又は不活性ガス流通下に行うのが好ましく、重合温度が200〜280℃の範囲内であれば、重合速度が大きく、生産性に優れ、着色やゲル化を有効に押さえることができるので好ましい。重合の最終段階を溶融押出機により行う場合、重合温度が370℃以下であるとポリアミドの分解がほとんどなく、劣化の無い芳香族ポリアミドが得られるので好ましい。
まず、触媒、及び必要に応じて末端封止剤を、最初にジアミン及びジカルボン酸に一括して添加し、ポリアミド塩を製造した後、200〜250℃の温度及び一定圧下で、濃硫酸中30℃における固有粘度[η]が0.10〜0.60dl/gのプレポリマーを製造する。次いで、これをさらに固相重合するか、あるいは溶融押出機を用いて重合を行うことにより、容易に芳香族ポリアミドを得ることができる。ここで、プレポリマーの固有粘度[η]が好ましくは0.10〜0.60dl/gの範囲内にあると、後重合の段階においてカルボキシル基とアミノ基のモルバランスのずれや重合速度の低下が少なく、さらに分子量分布が小さく、成形流動性に優れた芳香族ポリアミドが得られる。重合の最終段階を固相重合により行う場合、減圧下又は不活性ガス流通下に行うのが好ましく、重合温度が200〜280℃の範囲内であれば、重合速度が大きく、生産性に優れ、着色やゲル化を有効に押さえることができるので好ましい。重合の最終段階を溶融押出機により行う場合、重合温度が370℃以下であるとポリアミドの分解がほとんどなく、劣化の無い芳香族ポリアミドが得られるので好ましい。
また、プレポリマーを製造した後、これを大気圧下にフラッシュして、粉末状の芳香族ポリアミドプレポリマーを得て、これを撹拌可能な装置を用いて流動させながら減圧下又は不活性ガス流通下にて固相重合を行う方法も挙げられる。
本発明において、芳香族ポリアミドは、原料混合物の成分として粉末形状のものを用いることにより予想外の効果を得ることができる。
ここでいう粉末状とは、平均粒子径が200〜1000μmの範囲内にあるポリアミド粉体を指す。より好ましい平均粒子径は300〜800μmであり、更に好ましくは400〜700μmである。粉体状の芳香族ポリアミドを使用することにより、押出加工時の樹脂温度を大幅に低下させることができるという予想外の効果が得られる。
ここでいう粉末状とは、平均粒子径が200〜1000μmの範囲内にあるポリアミド粉体を指す。より好ましい平均粒子径は300〜800μmであり、更に好ましくは400〜700μmである。粉体状の芳香族ポリアミドを使用することにより、押出加工時の樹脂温度を大幅に低下させることができるという予想外の効果が得られる。
本発明においては、樹脂組成物中に芳香族ポリアミドの結晶造核剤を含ませても構わない。この場合の好ましい下限値は、芳香族ポリアミドとポリフェニレンエーテルの合計100質量部に対して0.001質量部である。より好ましい下限値は0.01質量部であり、更に好ましい下限値は0.02質量部であり、最も好ましくは0.03質量部である。
また好ましい上限値としては、芳香族ポリアミドとポリフェニレンエーテルの合計100質量部に対して5質量部であり、より好ましくは3質量部、更に好ましくは2質量部、最も好ましくは1質量部である。
また好ましい上限値としては、芳香族ポリアミドとポリフェニレンエーテルの合計100質量部に対して5質量部であり、より好ましくは3質量部、更に好ましくは2質量部、最も好ましくは1質量部である。
好ましい結晶造核剤としては特に制限はないが、例を挙げるとタルク、シリカ、グラファイト、窒化ホウ素などの無機微粒子、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛などの金属酸化物、カプロラクタム二量体などのポリアミドオリゴマーなどが挙げられる。これらの中では、タルク、シリカ、窒化ホウ素などの無機微粒子が好ましく、特にタルクが好ましい。結晶造核剤にタルクを用いる際の、好ましいタルクの平均粒子径は、5μm以下である。より好ましくは4μm以下、最も好ましくは3μm以下である。下限値としては、0.1μmである。
この結晶造核剤が存在することで、樹脂組成物の吸水率をさらに低下させることが可能となる。また、本発明の樹脂組成物からなるコネクター等の成形片を、吸水させ、リフロー炉中で加熱した際に起きる発泡現象も抑制することが可能となる。また、理由は判らないが、リフロー炉で過熱した際に起きる成形片の変色も抑制することができる。
これら結晶造核剤は、ポリアミド中にあらかじめ存在させておくことで、上述した効果をより高めるだけではなく、耐熱性の指標である荷重たわみ温度を向上させることも可能となり好ましい。この結晶造核剤をポリアミド中にあらかじめ存在させておくための方法としては特に制限はなく、短軸押出機、二軸押出機又はニーダー等で溶融混練する方法、芳香族ポリアミドの重合段階で添加する方法、ヘンシェル等の強制混合機で混合した後、圧縮してマスターバッチとする方法等が挙げられる。もちろんこれに制限されるものではない。
結晶造核剤としての効果があるか否は、示差走査熱量(DSC)測定装置を用いて、結晶造核剤を含む芳香族ポリアミドの結晶化ピーク温度と、結晶造核剤を含まない芳香族ポリアミドの結晶化ピーク温度を測定することで確認することができる。具体的には、試料を芳香族ポリアミドの融点以上の温度にいったん加熱し、溶融状態にして、少なくとも10分間保持した後、試料を20℃/minの降温速度で冷却し、その冷却プロセスで観測される発熱ピークのピークトップを測定する方法が例示できる。両者のピークトップの温度差が2℃以上であれば、結晶造核剤効果が認められると判断できる。結晶造核剤効果のある結晶造核剤を、5℃以上のピークトップの温度差の生じる量で配合することが、より望まれる態様である。
本発明の樹脂組成物は、樹脂組成物中に特定量のリン元素を含ませても構わない。その好ましい量は、樹脂組成物すべてを100質量%としたとき、該組成物中に、リン元素として1〜500質量ppm、より好ましくはリン元素として5〜250質量ppm、最も好ましくは、リン元素として50〜200質量ppmである。
成形機での滞留安定性を悪化させないためにはリン元素量を1質量ppm以上とすることが望ましく、樹脂組成物の流動性(ここではMVR等の溶融流動時の流動性)の悪化を抑制するためには、500質量ppm以下とすることが望ましい。
成形機での滞留安定性を悪化させないためにはリン元素量を1質量ppm以上とすることが望ましく、樹脂組成物の流動性(ここではMVR等の溶融流動時の流動性)の悪化を抑制するためには、500質量ppm以下とすることが望ましい。
本発明でのリン元素は、1)リン酸類、亜リン酸類及び次亜リン酸類、2)リン酸金属塩類、亜リン酸金属塩類及び次亜リン酸金属塩類、及び3)リン酸エステル及び亜リン酸エステル類等の、リン酸化合物、亜リン酸化合物、及び次亜リン酸化合物から選ばれる1種以上を含むリン元素含有化合物として添加されることが好ましい。
上記1)のリン酸類、亜リン酸類及び次亜リン酸類としては、例えばリン酸、亜リン酸、次亜リン酸、ピロ亜リン酸、二亜リン酸などを挙げることができる。
上記2)のリン酸金属塩類、亜リン酸金属塩類及び次亜リン酸金属塩類としては、前記1)のリン化合物と周期律表第1族及び第2族の金属、マンガン、亜鉛、アルミニウム、アンモニア、アルキルアミン、シクロアルキルアミン、ジアミンとの塩を挙げることができる。
上記2)のリン酸金属塩類、亜リン酸金属塩類及び次亜リン酸金属塩類としては、前記1)のリン化合物と周期律表第1族及び第2族の金属、マンガン、亜鉛、アルミニウム、アンモニア、アルキルアミン、シクロアルキルアミン、ジアミンとの塩を挙げることができる。
上記3)のリン酸エステル及び亜リン酸エステル類は下記一般式で表される。
リン酸エステル ;(RO)nPO(OH)3−n
亜リン酸エステル;(RO)nP(OH)3−n
ここで、nは1、2又は3を表し、Rはアルキル基、フェニル基、又はそれらの基の一部が炭化水素基などで置換されたアルキル基を表す。nが2以上の場合、前記一般式内の複数の(RO)基は同じでも異なっていてもよい。
前記Rとしては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−オクチル基、ノニル基、デシル基、ステアリル基、オレイル基などの脂肪族基、フェニル基、ビフェニル基などの芳香族基、又はヒドロキシル基、メチル基、エチル基、プロピル基、メトキシ基、エトキシ基などの置換基を有する芳香族基などを挙げることができる。
リン酸エステル ;(RO)nPO(OH)3−n
亜リン酸エステル;(RO)nP(OH)3−n
ここで、nは1、2又は3を表し、Rはアルキル基、フェニル基、又はそれらの基の一部が炭化水素基などで置換されたアルキル基を表す。nが2以上の場合、前記一般式内の複数の(RO)基は同じでも異なっていてもよい。
前記Rとしては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−オクチル基、ノニル基、デシル基、ステアリル基、オレイル基などの脂肪族基、フェニル基、ビフェニル基などの芳香族基、又はヒドロキシル基、メチル基、エチル基、プロピル基、メトキシ基、エトキシ基などの置換基を有する芳香族基などを挙げることができる。
これらの中でも、本発明で添加できる好ましいリン化合物は、リン酸金属塩類、亜リン酸金属塩類及び次亜リン酸金属塩類から選ばれる1種以上である。中でも、リン酸、亜リン酸、及び次亜リン酸から選ばれるリン化合物と、周期律表第1族及び第2族の金属、マンガン、亜鉛、及びアルミニウムから選ばれる金属との塩であることが好ましい。より好ましくは、リン酸、亜リン酸及び次亜リン酸から選ばれるリン化合物と周期律表第1族の金属とからなる金属塩であり、更に好ましくは亜リン酸又は次亜リン酸と周期律表第1族の金属とからなる金属塩であり、もっとも好ましくは次亜リン酸ナトリウム(NaH2PO2)又はその水和物(NaH2PO2・nH2O)である。
また、リン酸エステル類の中では、特にフェニルホスホン酸が特に好ましく使用することができる。
また、リン酸エステル類の中では、特にフェニルホスホン酸が特に好ましく使用することができる。
これらリン元素含有化合物も、あらかじめ芳香族ポリアミド中に存在させておくことがより望ましい。あらかじめ芳香族ポリアミド中に存在させることにより、流動性と耐衝撃性のバランスをより高めることが可能となる。これらリン元素含有化合物をあらかじめ芳香族ポリアミド中に存在させておく方法としては、例えば芳香族ポリアミドの製造段階でリン元素含有化合物を添加する方法、芳香族ポリアミド中にあらかじめリン元素含有化合物を溶融混練してなるマスターペレットとして添加する方法等が挙げられる。
リン元素含有化合物をあらかじめ芳香族ポリアミド中に存在させる場合、芳香族ポリアミド中におけるリン元素含有化合物の量は、リン元素含有化合物を含む芳香族ポリアミドを100質量%とした時、リン元素として、1〜500質量ppmが好ましく、より好ましくは30〜400質量ppmであり、最も好ましくは、150〜400質量ppmである。
樹脂組成物中及び芳香族ポリアミド中におけるリン元素の定量は、例えば、測定装置としてThermoJarrellAsh製IRIS/IPを用いて、高周波誘導結合プラズマ(ICP)発光分析により、波長213.618(nm)で行うことが可能である。
樹脂組成物中及び芳香族ポリアミド中におけるリン元素の定量は、例えば、測定装置としてThermoJarrellAsh製IRIS/IPを用いて、高周波誘導結合プラズマ(ICP)発光分析により、波長213.618(nm)で行うことが可能である。
また、本発明においてはポリアミドの耐熱安定性を向上させる目的で、特開平1−163262号公報に記載されているような金属系安定剤も、問題なく使用することができる。
これら金属系安定剤の中でも、CuI、CuCl2、酢酸銅、ステアリン酸セリウム等が挙げられ、CuI、酢酸銅等に代表される銅化合物がより好ましい。さらに好ましくはCuIである。
これら銅化合物の好ましい配合量は、すべての樹脂組成物を100質量%としたとき、銅元素として1〜200ppm、より好ましくは1〜100ppm、さらに好ましくは1〜30ppmである。
銅元素の定量は、リン元素の定量同様に、例えば、装置はThermoJarrellAsh製IRIS/IPを用いて、高周波誘導結合プラズマ(ICP)発光分析により行うことができる。
これら金属系安定剤の中でも、CuI、CuCl2、酢酸銅、ステアリン酸セリウム等が挙げられ、CuI、酢酸銅等に代表される銅化合物がより好ましい。さらに好ましくはCuIである。
これら銅化合物の好ましい配合量は、すべての樹脂組成物を100質量%としたとき、銅元素として1〜200ppm、より好ましくは1〜100ppm、さらに好ましくは1〜30ppmである。
銅元素の定量は、リン元素の定量同様に、例えば、装置はThermoJarrellAsh製IRIS/IPを用いて、高周波誘導結合プラズマ(ICP)発光分析により行うことができる。
本発明の樹脂組成物においては、銅を含ませることが望ましい。組成物中に存在させる銅の存在形態としては、金属銅、銅イオン、銅化合物のいずれの形態でも構わないが、銅イオン又は銅化合物の形態がより好ましい。また、銅は、ポリアミド中に存在することが好ましい。
また、本実施の形態では、銅は下式の物質として添加されることが望ましい。
CuaXb
(上式中、Cuは銅を表し、Xは、OH、CH3COO、SO4、CN、酸素又はハロゲンを表す。aは、1以上の整数であり、bは0〜7の整数を表す。)
また、本実施の形態では、銅は下式の物質として添加されることが望ましい。
CuaXb
(上式中、Cuは銅を表し、Xは、OH、CH3COO、SO4、CN、酸素又はハロゲンを表す。aは、1以上の整数であり、bは0〜7の整数を表す。)
具体例としては、金属銅、酸化銅、酢酸銅、硫酸銅、ヨウ化銅、塩化銅、臭化銅等が挙げられ、これらは混合物であっても良い。より好ましくは、酢酸銅、ヨウ化銅、塩化銅から選ばれる1種以上である。最も好ましくは、ヨウ化銅、塩化銅、もしくはこれらの混合物である。
本発明の樹脂組成物において、銅を含有させる場合の好ましい量としては、樹脂組成物全体を100質量%とした時に、銅元素として10〜250質量ppmの範囲内である。より好ましい下限は20質量ppmであり、さらに好ましくは50質量ppmである。また、より好ましい上限は、200質量ppmであり、さらに好ましくは150質量ppmである。高温条件下での耐熱エージング特性を悪化させない為には、銅元素量を10質量ppm以上とすることが好ましい。また、押出機等の金属部分等に銅の析出が起こることを抑制するために、250質量ppm以下とすることが好ましい。
本発明の樹脂組成物において、銅は、分散剤と銅または銅化合物をあらかじめ混合させたマスターバッチの形態や、ポリアミド中に銅または銅化合物をあらかじめ存在させたマスターバッチの形態で添加することが、より望ましい。マスターバッチで添加することにより、銅の組成物中の分散性が大幅に改良され、耐熱エージング性が大幅に向上する。
本実施の形態において、分散剤と銅または銅化合物をあらかじめ混合させたマスターバッチの形態を取る場合の分散剤としては、例えば脂肪酸金属塩、エチレンビスアミド化合物からなる群より選ばれた少なくとも1種であることが好ましい。
ここでいう脂肪酸の金属塩とは下式で表され、例えばステアリン酸、パルミチン酸、オレイン酸、アラギン酸、ベヘニン酸、モンタン酸などの高級脂肪酸のカルシウム、マグネシウム、ナトリウム、亜鉛、アルミニウム塩などを挙げることができる。これらの中でも、ステアリン酸カルシウムが、組成物にした際のへの分散性に優れ、入手が容易なため好ましい。
CH3(CH2)nCOOY
(式中、Yは周期律表第I〜III族の金属原子を示し、nは9〜30の整数を示す。)
CH3(CH2)nCOOY
(式中、Yは周期律表第I〜III族の金属原子を示し、nは9〜30の整数を示す。)
さらに、エチレンビスアミド化合物は下式で表され、例えば、エチレンビスステアリルアミド、エチレンビスパルミチルアミドなどを挙げることができる。これらの中でも、エチレンビスステアリルアミドが、組成物にした際のへの分散性に優れ、入手が容易なため好ましい。
CH3(CH2)mCONH(CH2)2NHCO(CH2)nCH3
(式中、m及びnは9〜30の整数を示す。)
CH3(CH2)mCONH(CH2)2NHCO(CH2)nCH3
(式中、m及びnは9〜30の整数を示す。)
上述のマスターバッチは取り扱い性を高める上で、混合した粉体状の形態よりも、ペレット状に圧縮した形態であることが好ましい。ペレット状に圧縮する場合における好ましい分散剤としては、長期保存時のペレットの崩壊性が低いこと、及び組成物への銅及び銅化合物の分散性に優れることより、エチレンビスステアリルアミドが挙げられる。
圧縮されたペレット状に成形されたマスターバッチの最適な構成としては、ヨウ化銅、ヨウ化カリウム及び、エチレンビスステアリルアミドから構成されるがマスターバッチが挙げられる。このマスターバッチペレット中に占めるそれぞれの好ましい割合は、ヨウ化銅が、10〜30質量%であり、ヨウ化カリウムが、50〜85質量%であり、エチレンビスステアリルアミドが、5〜20質量%の割合である。ペレットへの圧縮性を高める為には、エチレンビスステアリルアミドの含有量を、5〜20質量%の範囲内に制御することが望ましい。
本発明の樹脂組成物において、ポリアミド中に銅または銅化合物をあらかじめ存在させたマスターバッチの形態を取る場合の、好ましい方法としては、例えばポリアミド原料と銅及びまたは銅化合物とを配合し、次いでポリアミドの重合を行う方法、ポリアミドの重合工程のいずれかの段階で銅及びまたは銅化合物を配合する方法、銅及びまたは銅化合物を溶融混練法によりポリアミドに配合する方法、銅及びまたは銅化合物をポリアミドペレット表面に付着させる方法等が挙げられる。
中でも好ましい方法はポリアミド原料と銅及びまたは銅化合物とを配合し、次いでポリアミドの重合を行う方法、銅及びまたは銅化合物を溶融混練法によりポリアミドに配合する方法であり、最も好ましくはポリアミド原料と銅及びまたは銅化合物とを配合し、次いでポリアミドの重合を行う方法である。
ポリアミドとして、ポリアミド原料と銅及びまたは銅化合物とを配合し、次いでポリアミドの重合を行う方法により得られたポリアミド/銅マスターバッチを使用する場合の、ポリアミド中に占める銅及びまたは銅化合物の好ましい割合は、10質量ppm以上150質量ppm以下であることが好ましい。また、銅及びまたは銅化合物を溶融混練法によりポリアミドに配合する方法により得られたポリアミドを使用する場合の、ポリアミド中に占める銅及びまたは銅化合物の好ましい割合は、100質量ppm以上1500質量ppm以下であることが好ましい。
本発明の樹脂組成物中に、芳香族ポリアミド以外の他のポリアミドを本発明の目的を損わない範囲で添加しても、構わない。
ここで、添加しても構わない芳香族ポリアミド以外のポリアミドとしては、脂肪族ポリアミドが挙げられる。具体的には、炭素数4〜8の脂肪族ジアミンと炭素数4〜8の脂肪族ジカルボン酸からなる脂肪族ポリアミド、炭素数6〜8のラクタム類からなる脂肪族ポリアミド、又はアミノカルボン酸からなる脂肪族ポリアミドから選ばれる1種以上である脂肪族ポリアミドである。
ここで、添加しても構わない芳香族ポリアミド以外のポリアミドとしては、脂肪族ポリアミドが挙げられる。具体的には、炭素数4〜8の脂肪族ジアミンと炭素数4〜8の脂肪族ジカルボン酸からなる脂肪族ポリアミド、炭素数6〜8のラクタム類からなる脂肪族ポリアミド、又はアミノカルボン酸からなる脂肪族ポリアミドから選ばれる1種以上である脂肪族ポリアミドである。
より具体的には、ポリアミド6、ポリアミド6,6、ポリアミド6/6,6、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド4,6、ポリアミド6,10、ポリアミド6,12、ポリアミド6/6,6、ポリアミド6/6,12、などが挙げられ、複数のポリアミドを押出機等で共重合化した脂肪族ポリアミド類も使用することができる。好ましい脂肪族ポリアミドは、ポリアミド6、ポリアミド6,6、ポリアミド4,6、ポリアミド11、ポリアミド12から選ばれる1種以上である。その中でも最も好ましいポリアミドは、ポリアミド6、ポリアミド6,6、又はこの両者の混合物である。
これら脂肪族ポリアミドの好ましい配合量は、芳香族ポリアミド100質量部に対して、100質量部以下である。より好ましくは、80質量部以下、更に好ましくは50質量部以下、最も好ましくは30質量部以下である。
脂肪族ポリアミドを少量配合することにより、若干の耐熱性の低下は生じるが、機械的特性(衝撃強度及び引っ張り伸び)と流動性のバランスをより高いレベルに引き上げることができる。
本発明においては、更に、ポリアミドに添加することが可能な他の公知の添加剤等もポリアミド100質量部に対して10質量部未満の量で添加しても構わない。
脂肪族ポリアミドを少量配合することにより、若干の耐熱性の低下は生じるが、機械的特性(衝撃強度及び引っ張り伸び)と流動性のバランスをより高いレベルに引き上げることができる。
本発明においては、更に、ポリアミドに添加することが可能な他の公知の添加剤等もポリアミド100質量部に対して10質量部未満の量で添加しても構わない。
次に、本発明で使用することのできるポリフェニレンエーテルに関して詳細に述べる。
本発明で使用可能なポリフェニレンエーテルとは、下記式(1)で表される繰り返し構造単位を有する、単独重合体及び/又は共重合体である。
本発明で使用可能なポリフェニレンエーテルとは、下記式(1)で表される繰り返し構造単位を有する、単独重合体及び/又は共重合体である。
(式中、Oは酸素原子、各Rは、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、第一級若しくは第二級のC1〜C7アルキル基、フェニル基、C1〜C7ハロアルキル基、C1〜C7アミノアルキル基、C1〜C7ヒドロカルビロキシ基、又はハロヒドロカルビロキシ基(但し、少なくとも2個の炭素原子がハロゲン原子と酸素原子を隔てている)を表す。)
本発明のポリフェニレンエーテルの具体的な例としては、例えば、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)、ポリ(2−メチル−6−エチル−1,4−フェニレンエーテル)、ポリ(2−メチル−6−フェニル−1,4−フェニレンエーテル)、ポリ(2,6−ジクロロ−1,4−フェニレンエーテル)等が挙げられ、さらに2,6−ジメチルフェノールと他のフェノール類との共重合体(例えば、日本国特公昭52−17880号公報に記載されているような2,3,6−トリメチルフェノールとの共重合体や2−メチル−6−ブチルフェノールとの共重合体)のごときポリフェニレンエーテル共重合体も挙げられる。
これらの中でも特に好ましいポリフェニレンエーテルとしては、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)、2,6−ジメチル−1,4−フェノールと2,3,6−トリメチル−1,4−フェノールとの共重合体、又はこれらの混合物である。
また、2,6−ジメチル−1,4−フェノールと2,3,6−トリメチル−1,4−フェノールとの共重合体を使用する場合の各単量体ユニットの比率は、ポリフェニレンエーテル共重合体全量を100質量%としたときに10〜30質量%の2,3,6−トリメチル−1,4−フェノールを含む共重合体が好ましい。より好ましくは、15〜25質量%であり、最も好ましくは20〜25質量部である。
また、2,6−ジメチル−1,4−フェノールと2,3,6−トリメチル−1,4−フェノールとの共重合体の好ましい分子量分布[重量平均分子量/数平均分子量(Mw/Mn)]は、2.5〜4.0の範囲である。より好ましくは2.8〜3.8の範囲であり、最も好ましくは、3.0〜3.5の範囲である。
また、2,6−ジメチル−1,4−フェノールと2,3,6−トリメチル−1,4−フェノールとの共重合体を使用する場合の各単量体ユニットの比率は、ポリフェニレンエーテル共重合体全量を100質量%としたときに10〜30質量%の2,3,6−トリメチル−1,4−フェノールを含む共重合体が好ましい。より好ましくは、15〜25質量%であり、最も好ましくは20〜25質量部である。
また、2,6−ジメチル−1,4−フェノールと2,3,6−トリメチル−1,4−フェノールとの共重合体の好ましい分子量分布[重量平均分子量/数平均分子量(Mw/Mn)]は、2.5〜4.0の範囲である。より好ましくは2.8〜3.8の範囲であり、最も好ましくは、3.0〜3.5の範囲である。
本発明で用いるポリフェニレンエーテルの製造方法は公知の方法であれば特に限定されるものではない。例えば、米国特許第3306874号明細書、同第3306875号明細書、同第3257357号明細書及び同第3257358号明細書、特開昭50−51197号公報、特公昭52−17880号公報及び同63−152628号公報等に記載された製造方法等が挙げられる。
本発明で使用することのできるポリフェニレンエーテルの還元粘度(ηsp/c:0.5g/dl、クロロホルム溶液、30℃測定)は、0.15〜0.70dl/gの範囲であることが好ましく、さらに好ましくは0.20〜0.60dl/gの範囲、より好ましくは0.40〜0.55dl/gの範囲である。
本発明においては、2種以上の還元粘度の異なるポリフェニレンエーテルをブレンドしたものであっても何ら問題なく使用することができる。例えば、還元粘度0.45dl/g以下のポリフェニレンエーテルと還元粘度0.50dl/g以上のポリフェニレンエーテルの混合物、還元粘度0.40dl/g以下の低分子量ポリフェニレンエーテルと還元粘度0.50dl/g以上のポリフェニレンエーテルの混合物等が挙げられるが、もちろん、これらに限定されることはない。
また、ポリフェニレンエーテルの安定化のために公知の各種安定剤も好適に使用することができる。安定剤の例としては、酸化亜鉛、硫化亜鉛等の金属系安定剤、ヒンダードフェノール系安定剤、リン酸エステル系安定剤、ヒンダードアミン系安定剤等の有機安定剤が挙げられる。これらの好ましい配合量は、ポリフェニレンエーテル100質量部に対して5質量部未満である。
更に、ポリフェニレンエーテルに添加することが可能な他の公知の添加剤等も、ポリフェニレンエーテル100質量部に対して10質量部未満の量で添加しても構わない。
更に、ポリフェニレンエーテルに添加することが可能な他の公知の添加剤等も、ポリフェニレンエーテル100質量部に対して10質量部未満の量で添加しても構わない。
本発明において、芳香族ポリアミドとポリフェニレンエーテルの好ましい質量比は、芳香族ポリアミド 20〜90質量部、ポリフェニレンエーテル10〜80質量部である(ここで、芳香族ポリアミドとポリフェニレンエーテルの合計量が100質量部とする)。より好ましくは芳香族ポリアミド 30〜80質量部、ポリフェニレンエーテル20〜70質量部であり、更に好ましくは、芳香族ポリアミド 40〜80質量部、ポリフェニレンエーテル 20〜60質量部であり、最も好ましくは、芳香族ポリアミド 50〜65質量部、ポリフェニレンエーテル 35〜50質量部である。
本発明における好ましい分散形態としては、芳香族ポリアミドが連続相を形成し、ポリフェニレンエーテル(PPE)が分散相を形成する分散形態が好ましい。特に透過型電子顕微鏡で観察した際に、ポリフェニレンエーテル粒子が平均粒子径0.1〜5μmの分散相として存在することが好ましい。より好ましくは、0.3〜3μmの範囲内であり、最も好ましくは、0.5〜2μmである。
なお、本発明におけるPPE分散粒子の平均粒子径は、電子顕微鏡写真法により求めることができ、次のように算出した。すなわち、ペレット又は成型品から切り取った超薄切片の透過電子顕微鏡写真(5000倍)を撮影し、分散粒子径di、粒子数niを求め、PPE分散粒子の数平均粒子径(=Σdini/Σni)を算出する。
この場合、粒子形状を球形とみなせない場合には、その短径と長径を測定し、両者の和の1/2を粒子径とする。平均粒子径の算出には最低1000個の粒子径を測定する必要がある。
この場合、粒子形状を球形とみなせない場合には、その短径と長径を測定し、両者の和の1/2を粒子径とする。平均粒子径の算出には最低1000個の粒子径を測定する必要がある。
次に、本発明で使用するホスフィン酸金属塩について説明する。
本発明で好適に使用可能なホスフィン酸金属塩は、下式(1)及び/又は下式(2)で表されるジホスフィン酸塩、又はこれらの縮合物である。
本発明で好適に使用可能なホスフィン酸金属塩は、下式(1)及び/又は下式(2)で表されるジホスフィン酸塩、又はこれらの縮合物である。
[式中、R1及びR2は、同一か又は異なり、直鎖状もしくは分岐状のC1〜C6−アルキル及び/又はアリールであり、R3は、直鎖状もしくは分岐状のC1〜C10−アルキレン、C6〜C10−アリーレン、C6〜C10−アルキルアリーレン又はC6〜C10−アリールアルキレンであり、Mはカルシウム(イオン)、マグネシウム(イオン)、アルミニウム(イオン)、亜鉛(イオン)、ビスマス(イオン)、マンガン(イオン)、ナトリウム(イオン)、カリウム(イオン)及びプロトン化された窒素塩基から選ばれる1種以上であり、mは1、2又は3であり、nは1〜3であり、xは1又は2である。]
これらは、ヨーロッパ特許出願公開第699708号公報や特開平08−73720号公報に記載されているように、ホスフィン酸と金属炭酸塩、金属水酸化物又は金属酸化物を用いて水溶液中で製造される。
これらホスフィン酸金属塩は、本質的にモノマー性化合物であるが、反応条件に依存して、環境によっては縮合度が1〜3の縮合物であるポリマー性ホスフィン酸塩も含まれる。
これらホスフィン酸金属塩は、本質的にモノマー性化合物であるが、反応条件に依存して、環境によっては縮合度が1〜3の縮合物であるポリマー性ホスフィン酸塩も含まれる。
本発明で使用可能なホスフィン酸金属塩は、より高い難燃性の発現、及びモールドデポジット(以下、「MD」と略すことがある)発生の抑制の観点から、下式(1)で表されるホスフィン酸塩を90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上、最も好ましくは98質量%以上含んでいることが好ましい。
(式中、R1及びR2は、同一か又は異なり、直鎖状若しくは分岐状のC1〜C6−アルキル及び/又はアリールであり、Mはカルシウム(イオン)、マグネシウム(イオン)、アルミニウム(イオン)、亜鉛(イオン)、ビスマス(イオン)、マンガン(イオン)、ナトリウム(イオン)、カリウム(イオン)及びプロトン化された窒素塩基から選ばれる1種以上であり、mは1、2又は3である。)
本発明において、好ましく使用可能なホスフィン酸の具体例としては、ジメチルホスフィン酸、エチルメチルホスフィン酸、ジエチルホスフィン酸、メチル−n−プロピルホスフィン酸、メタンジ(メチルホスフィン酸)、ベンゼン−1,4−(ジメチルホスフィン酸)、メチルフェニルホスフィン酸、ジフェニルホスフィン酸及びこれらの混合物等が挙げられる。
また好ましく使用可能な金属成分としてはカルシウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、亜鉛イオン、ビスマスイオン、マンガンイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン及び/又はプロトン化された窒素塩基から選ばれる1種以上であり、より好ましくは、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、亜鉛イオンから選ばれる1種以上である。
ホスフィン酸金属塩の好ましく使用可能な具体例としては、ジメチルホスフィン酸カルシウム、ジメチルホスフィン酸マグネシウム、ジメチルホスフィン酸アルミニウム、ジメチルホスフィン酸亜鉛、エチルメチルホスフィン酸カルシウム、エチルメチルホスフィン酸マグネシウム、エチルメチルホスフィン酸アルミニウム、エチルメチルホスフィン酸亜鉛、ジエチルホスフィン酸カルシウム、ジエチルホスフィン酸マグネシウム、ジエチルホスフィン酸アルミニウム、ジエチルホスフィン酸亜鉛、メチル−n−プロピルホスフィン酸カルシウム、メチル−n−プロピルホスフィン酸マグネシウム、メチル−n−プロピルホスフィン酸アルミニウム、メチル−n−プロピルホスフィン酸亜鉛、メタンジ(メチルホスフィン酸)カルシウム、メタンジ(メチルホスフィン酸)マグネシウム、メタンジ(メチルホスフィン酸)アルミニウム、メタンジ(メチルホスフィン酸)亜鉛、ベンゼン−1,4−(ジメチルホスフィン酸)カルシウム、ベンゼン−1,4−(ジメチルホスフィン酸)マグネシウム、ベンゼン−1,4−(ジメチルホスフィン酸)アルミニウム、ベンゼン−1,4−(ジメチルホスフィン酸)亜鉛、メチルフェニルホスフィン酸カルシウム、メチルフェニルホスフィン酸マグネシウム、メチルフェニルホスフィン酸アルミニウム、メチルフェニルホスフィン酸亜鉛、ジフェニルホスフィン酸カルシウム、ジフェニルホスフィン酸マグネシウム、ジフェニルホスフィン酸アルミニウム、ジフェニルホスフィン酸亜鉛が挙げられる。
特に高い難燃性の発現、MD抑制の観点からジメチルホスフィン酸カルシウム、ジメチルホスフィン酸アルミニウム、ジメチルホスフィン酸亜鉛、エチルメチルホスフィン酸カルシウム、エチルメチルホスフィン酸アルミニウム、エチルメチルホスフィン酸亜鉛、ジエチルホスフィン酸カルシウム、ジエチルホスフィン酸アルミニウム、ジエチルホスフィン酸亜鉛が好ましい。これらの中でも、特にジエチルホスフィン酸アルミニウムが最も好ましい。
本発明において、好ましいホスフィン酸金属塩の量は、芳香族ポリアミド及びポリフェニレンエーテルの合計100質量部に対し、1〜50質量部であり、さらに好ましくは、2〜25質量部、特に好ましくは2〜15質量部、最も好ましくは3〜10質量部である。充分な難燃性を発現させるためにはホスフィン酸金属塩の量は1質量部以上が好ましく、押出加工に適した溶融粘度にするにはホスフィン酸金属塩の量は50質量部以下が好ましい。
また、本発明の難燃性樹脂組成物を成形して得られる成形品の機械的強度、成形品外観を考慮し、好ましいホスフィン酸金属塩の平均粒子径の下限値は0.1μmであり、より好ましい下限値は0.5μmである。好ましいホスフィン酸金属塩の数平均粒子径の上限値は40μmであり、より好ましい上限値は20μmであり、最も好ましい上限値は10μmである。
ホスフィン酸金属塩の数平均粒子径を0.1μm以上とすると、溶融混練等の加工時において、取扱い性や押出し機等への噛み込み性が向上し好ましい。また、平均粒子径を40μm以下とすることにより、樹脂組成物の機械的強度が発現し易くなり、かつ成形品の表面良外観が向上する。
ホスフィン酸金属塩の数平均粒子径を0.1μm以上とすると、溶融混練等の加工時において、取扱い性や押出し機等への噛み込み性が向上し好ましい。また、平均粒子径を40μm以下とすることにより、樹脂組成物の機械的強度が発現し易くなり、かつ成形品の表面良外観が向上する。
これらホスフィン酸金属塩の平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布計(例えば、日本国、島津製作所社製、商品名:SALD−2000)を用い、水中にホスフィン酸金属塩を分散させ測定解析することができる。超音波拡散機及び/又は攪拌機を備えた攪拌槽に水及びホスフィン酸金属塩を加える方法により、水中にホスフィン酸金属塩を分散させた分散駅をポンプを介して測定セルへ送液し、レーザー回折により粒子径を測定する。測定によって得られる粒子径と粒子数の頻度分布から、数平均粒子径を計算することができる。
また、本発明におけるホスフィン酸金属塩は、本発明の効果を損なわなければ、未反応物又は副生成物が残存していても構わない。
また、本発明におけるホスフィン酸金属塩は、本発明の効果を損なわなければ、未反応物又は副生成物が残存していても構わない。
本発明で使用可能なホスフィン酸金属塩は、あらかじめ芳香族ポリアミドを混合した難燃剤マスターバッチの形態で添加しても構わない。難燃剤マスターバッチ中の好ましいホスフィン酸金属塩の割合は、難燃剤マスターバッチを100質量%としたとき、10〜60質量%である。より好ましくは20質量%〜50質量%である。この難燃剤のマスターバッチの製造方法については、特に制限はないが、具体例を挙げると、(1)芳香族ポリアミドとホスフィン酸金属塩を溶融することなくあらかじめ混合した混合物を溶融混練する方法、(2)ホスフィン酸金属塩を溶融した芳香族ポリアミド中に添加して、更に溶融混練する方法等が挙げられる。後者の方法が難燃剤の分散性が向上するため望ましい。
次に本発明で使用する金属水酸化物について説明する。
本発明で使用可能な金属水酸化物とは、遷移金属元素の水酸化物であっても、典型金属元素の水酸化物であっても構わないが、典型金属元素の水酸化物であることがより好ましい。典型金属元素の中でも、周期律表のIIA族またはIIIB族の水酸化物がより好ましい。
周期律表のIIIB族の典型元素の中でも、特に好ましいのはアルミニウムである。
本発明で使用可能な金属水酸化物とは、遷移金属元素の水酸化物であっても、典型金属元素の水酸化物であっても構わないが、典型金属元素の水酸化物であることがより好ましい。典型金属元素の中でも、周期律表のIIA族またはIIIB族の水酸化物がより好ましい。
周期律表のIIIB族の典型元素の中でも、特に好ましいのはアルミニウムである。
好ましい金属水酸化物を例示すると、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム、水酸化アルミニウム、から選ばれる1種以上が挙げられる。これらの中でも、水酸化マグネウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウムから選ばれる1種以上が好ましく、水酸化カルシウムがよりさらに好ましい。
本発明においては、金属水酸化物を用いることで、300℃を超える高温条件下で、長期間、押出加工等をした際のスクリュー、シリンダー、ダイスの金属腐食性を大幅に抑制することができる。水酸化カルシウムがこれらの効果が、最も高い。
本発明においては、金属水酸化物を用いることで、300℃を超える高温条件下で、長期間、押出加工等をした際のスクリュー、シリンダー、ダイスの金属腐食性を大幅に抑制することができる。水酸化カルシウムがこれらの効果が、最も高い。
本発明の樹脂組成物においては、金属水酸化物の量は、ホスフィン酸金属塩100質量部に対し、0.5〜20質量部の範囲内である。より好ましい下限としては、2質量部であり、さらに好ましくは3質量部であり、よりさらに好ましくは5質量部である。より好ましい上限としては15質量部であり、さらに好ましくは12質量部であり、よりさらにこのましくは10質量部である。
金属水酸化物の量が、ホスフィン酸金属塩100質量部に対し、0.5質量部を下回る場合には、高温加工時の金属腐食性が発生する可能性が高くなる。また、20質量部を超える場合には、樹脂組成物の耐熱性が低下する。
金属水酸化物の量が、ホスフィン酸金属塩100質量部に対し、0.5質量部を下回る場合には、高温加工時の金属腐食性が発生する可能性が高くなる。また、20質量部を超える場合には、樹脂組成物の耐熱性が低下する。
次に、本発明において使用可能なポリアミドとポリフェニレンエーテルの相溶化剤に関して詳述する。
本発明においては、ポリアミドとポリフェニレンエーテルの相溶化剤を添加することが好ましい。用いることのできる相溶化剤としては、国際公開第01/81473号に詳細に記載されている。相溶化剤を添加することで、樹脂組成物のウェルド強度を向上させることが可能となるとともに、成形片表面の光沢度(グロス値)が向上するといった効果が見られるようになる。
これらの相溶化剤の中でも、マレイン酸、フマル酸、クエン酸及びこれらの混合物から選ばれる1種以上が好ましく挙げることができる。特に好ましいのがクエン酸及び/又はその無水物である。
本発明においては、ポリアミドとポリフェニレンエーテルの相溶化剤を添加することが好ましい。用いることのできる相溶化剤としては、国際公開第01/81473号に詳細に記載されている。相溶化剤を添加することで、樹脂組成物のウェルド強度を向上させることが可能となるとともに、成形片表面の光沢度(グロス値)が向上するといった効果が見られるようになる。
これらの相溶化剤の中でも、マレイン酸、フマル酸、クエン酸及びこれらの混合物から選ばれる1種以上が好ましく挙げることができる。特に好ましいのがクエン酸及び/又はその無水物である。
ポリアミドとポリフェニレンエーテルの相溶化剤の量は、芳香族ポリアミドと、ポリフェニレンエーテルの合計100質量部に対して、0.01〜8質量部の範囲が好ましい。より好ましくは、0.05〜5質量部であり、更に好ましくは、0.1〜3質量部である。
樹脂組成物としての耐衝撃性を低下させないためには、相溶化剤の量は、0.01質量部以上である事が望ましく、射出成形時の金型内流動性(スパイラルフロー距離)の悪化を抑制するためには、8質量部を上回らないことが望ましい。
樹脂組成物としての耐衝撃性を低下させないためには、相溶化剤の量は、0.01質量部以上である事が望ましく、射出成形時の金型内流動性(スパイラルフロー距離)の悪化を抑制するためには、8質量部を上回らないことが望ましい。
また、本発明の樹脂組成物においては耐衝撃性を更に向上させる目的で、ポリフェニレンエーテル100質量部に対して10〜70質量部の量の衝撃改良剤を添加しても構わない。
本発明で使用できる衝撃改良剤としては、少なくとも1個の芳香族ビニル化合物を主体とする重合体ブロックと少なくとも1個の共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックからなるブロック共重合体及びその水素添加物、及びエチレン−α−オレフィン共重合体からなる群から選ばれる1種以上を挙げることができる。
本発明で使用できる衝撃改良剤としては、少なくとも1個の芳香族ビニル化合物を主体とする重合体ブロックと少なくとも1個の共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックからなるブロック共重合体及びその水素添加物、及びエチレン−α−オレフィン共重合体からなる群から選ばれる1種以上を挙げることができる。
本発明の芳香族ビニル化合物を主体とする重合体ブロックにおける「主体とする」とは、当該ブロックにおいて、少なくとも50質量%以上が芳香族ビニル化合物であるブロックを指す。より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは80質量%以上、最も好ましくは90質量%以上である。
また、共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックにおける「主体とする」に関しても同様で、少なくとも50質量%以上が共役ジエン化合物であるブロックを指す。より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは80質量%以上、最も好ましくは90質量%以上である。
また、共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックにおける「主体とする」に関しても同様で、少なくとも50質量%以上が共役ジエン化合物であるブロックを指す。より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは80質量%以上、最も好ましくは90質量%以上である。
この場合、例えば芳香族ビニル化合物ブロック中にランダムに少量の共役ジエン化合物又は他の化合物が結合されているブロックの場合であっても、該ブロックの50質量%が芳香族ビニル化合物から形成されていれば、芳香族ビニル化合物を主体とするブロック共重合体とみなす。また、共役ジエン化合物の場合においても同様である。
芳香族ビニル化合物の具体例としてはスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等が挙げられ、これらから選ばれた1種以上の化合物が用いられるが、中でもスチレンが特に好ましい。
芳香族ビニル化合物の具体例としてはスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等が挙げられ、これらから選ばれた1種以上の化合物が用いられるが、中でもスチレンが特に好ましい。
共役ジエン化合物の具体例としては、ブタジエン、イソプレン、ピペリレン、1,3−ペンタジエン等が挙げられる。これらから選ばれた1種以上の化合物が用いられるが、中でもブタジエン、イソプレン及びこれらの組み合わせが好ましい。
ブロック共重合体の共役ジエン化合物ブロック部分のミクロ構造は1,2−ビニル含量、又は1,2−ビニル含量と3,4−ビニル含量の合計量が、5〜80%であることが好ましく、さらには10〜50%であることが好ましく、15〜40%であることが最も好ましい。
ブロック共重合体の共役ジエン化合物ブロック部分のミクロ構造は1,2−ビニル含量、又は1,2−ビニル含量と3,4−ビニル含量の合計量が、5〜80%であることが好ましく、さらには10〜50%であることが好ましく、15〜40%であることが最も好ましい。
本発明におけるブロック共重合体は、芳香族ビニル化合物を主体とする重合体ブロック[A]と共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロック[B]が、A−B型、A−B−A型、又はA−B−A−B型から選ばれる結合形式を有するブロック共重合体であることが好ましく、これらの混合物であっても構わない。これらの中でもA−B−A型、A−B−A−B型、又はこれらの混合物がより好ましく、A−B−A型が最も好ましい。
また、本発明で使用することのできる芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物のブロック共重合体は、水素添加されたブロック共重合体であることがより好ましい。水素添加されたブロック共重合体とは、上述の芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物のブロック共重合体を水素添加処理することにより、共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックの脂肪族二重結合を0を超えて100%の範囲で制御したものをいう。該水素添加されたブロック共重合体の好ましい水素添加率は80%以上であり、最も好ましくは98%以上である。
これらブロック共重合体は水素添加されていないブロック共重合体と水素添加されたブロック共重合体の混合物としても問題なく使用可能である。
これらブロック共重合体は水素添加されていないブロック共重合体と水素添加されたブロック共重合体の混合物としても問題なく使用可能である。
また、これら芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物のブロック共重合体は、本発明の趣旨に反しない限り、結合形式の異なるもの、芳香族ビニル化合物種の異なるもの、共役ジエン化合物種の異なるもの、1,2−結合ビニル含有量と3,4−結合ビニル含有量の合計量の異なるもの、芳香族ビニル化合物成分含有量の異なるもの等を混合して用いても構わない。
本発明に使用するブロック共重合体として、低分子量ブロック共重合体と高分子量ブロック共重合体との混合物が好ましく使用可能である。具体的には、数平均分子量120,000未満の低分子量ブロック共重合体と、数平均分子量120,000以上の高分子量ブロック共重合体の混合物である。より好ましくは、数平均分子量120,000未満の低分子量ブロック共重合体と、数平均分子量170,000以上の高分子量ブロック共重合体の混合物である。
各ブロック共重合体の数平均分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー測定装置(GPC)を用いて、紫外分光検出器で測定し、標準ポリスチレンで換算した数平均分子量を指す。この時、重合時の触媒失活による低分子量成分が検出されることがあるが、その場合は分子量計算に低分子量成分は含めない。
また、該ブロック共重合体中の一つの芳香族ビニル化合物を主体とする重合体ブロックの分子量が15,000〜50,000の範囲内であるブロック共重合体であることがより望ましい。
また、該ブロック共重合体中の一つの芳香族ビニル化合物を主体とする重合体ブロックの分子量が15,000〜50,000の範囲内であるブロック共重合体であることがより望ましい。
1種類のブロック共重合体の芳香族ビニル化合物を主体とする一つの重合体ブロックの数平均分子量は、上述したブロック共重合体の数平均分子量を用いて、下式により求めることができる。
Mn(a),n={Mn×a/(a+b)}/N(a) (3)
上式中において、Mn(a),nはブロック共重合体nの芳香族ビニル化合物を主体とする一つの重合体ブロックの数平均分子量、Mnはブロック共重合体nの数平均分子量、aはブロック共重合体n中の芳香族ビニル化合物を主体とする重合体ブロックの質量%、bはブロック共重合体n中の共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックの質量%、及びN(a)はブロック共重合体n中の芳香族ビニル化合物を主体とする重合体ブロックの数を表す。
Mn(a),n={Mn×a/(a+b)}/N(a) (3)
上式中において、Mn(a),nはブロック共重合体nの芳香族ビニル化合物を主体とする一つの重合体ブロックの数平均分子量、Mnはブロック共重合体nの数平均分子量、aはブロック共重合体n中の芳香族ビニル化合物を主体とする重合体ブロックの質量%、bはブロック共重合体n中の共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックの質量%、及びN(a)はブロック共重合体n中の芳香族ビニル化合物を主体とする重合体ブロックの数を表す。
これら低分子量ブロック共重合体と高分子量ブロック共重合体の質量比(低分子量ブロック共重合体/高分子量ブロック共重合体)は95/5〜5/95であり、好ましくは90/10〜10/90である。
本発明に使用するブロック共重合体としては、芳香族ビニル化合物を主体とする重合体ブロックを55質量%以上90質量%未満の量で含有するブロック共重合体と、芳香族ビニル化合物を主体とする重合体ブロックを20質量%以上55質量%未満の量で含有するブロック共重合体から構成される2種類以上のブロック共重合体の混合物でも好ましく使用可能である。
特に、ブロック共重合体として芳香族ビニル化合物を主体とする重合体ブロックを55質量%以上90質量%未満の量で含有するブロック共重合体のみを用いた場合、高い衝撃性を有しつつ、透明性のある樹脂組成物が得られる。
特に、ブロック共重合体として芳香族ビニル化合物を主体とする重合体ブロックを55質量%以上90質量%未満の量で含有するブロック共重合体のみを用いた場合、高い衝撃性を有しつつ、透明性のある樹脂組成物が得られる。
また、本発明で使用するブロック共重合体は、全部が変性されたブロック共重合体であっても、未変性のブロック共重合体と変性されたブロック共重合体との混合物であっても構わない。
ここでいう変性されたブロック共重合体とは、分子構造内に少なくとも1個の炭素−炭素二重結合又は三重結合、及び少なくとも1個のカルボン酸基、酸無水物基、アミノ基、水酸基、又はグリシジル基を有する、少なくとも1種の変性化合物で変性されたブロック共重合体を指す。
ここでいう変性されたブロック共重合体とは、分子構造内に少なくとも1個の炭素−炭素二重結合又は三重結合、及び少なくとも1個のカルボン酸基、酸無水物基、アミノ基、水酸基、又はグリシジル基を有する、少なくとも1種の変性化合物で変性されたブロック共重合体を指す。
ここでいう分子構造内に少なくとも1個の炭素−炭素二重結合又は三重結合、及び少なくとも1個のカルボン酸基、酸無水物基、アミノ基、水酸基、又はグリシジル基を有する少なくとも1種の変性化合物とは、変性されたポリフェニレンエーテルで述べた変性化合物と同じものが使用できる。
本発明における衝撃改良剤の配合量としては、芳香族ポリアミド及びポリフェニレンエーテルの合計量100質量部に対し、50質量部未満であることが好ましく、耐熱性及び流動性の観点から、1〜35質量部がより好ましく、3〜30質量部が最も好ましい。
さらに、本発明の樹脂組成物はスチレン系重合体を含んでいてもよい。本発明でいうスチレン系重合体としては、ホモポリスチレン、ゴム変性ポリスチレン(HIPS)、スチレン−アクリロニトリル共重合体(AS樹脂)、スチレン−ゴム質重合体−アクリロニトリル共重合体(ABS樹脂)等が挙げられる。スチレン系重合体を含むことで、本発明の課題を達成するほかに、耐候性を向上することができる。スチレン系重合体の好ましい配合量は、ポリアミド、ポリフェニレンエーテルの合計100質量部に対し、50質量部未満である。
また、本発明の樹脂組成物においては、強化無機フィラーを添加しても構わない。本発明において使用できる強化無機フィラーの例としては、ガラス繊維、ウォラストナイト、タルク、カオリン、ゾノトライト、酸化チタン、チタン酸カリウム、炭酸カルシウム、酸化亜鉛等が挙げられる。中でもガラス繊維、ウォラストナイト、タルク、クレイ、酸化チタン、酸化亜鉛が好ましく、より好ましくはガラス繊維、ウォラストナイト、タルク、酸化チタンである。より好ましい強化無機フィラーとしてはタルク、マイカ、ウェラストナイト、ガラス繊維、炭素繊維、炭酸カルシウムから選ばれる1種以上が挙げられる。
本発明において使用することができるウォラストナイトについて詳細に説明する。
本発明で使用可能なウォラストナイトは、珪酸カルシウムを成分とする天然鉱物を精製、粉砕及び分級したものである。また、人工的に合成したものも使用可能である。ウォラストナイトの大きさとしては、平均粒子径2〜9μm、アスペクト比5以上のものが好ましく、より好ましくは平均粒子径3〜7μm、アスペクト比5以上のもの、さらに好ましくは平均粒子径3〜7μm、アスペクト比8以上30以下のものである。
本発明で使用可能なウォラストナイトは、珪酸カルシウムを成分とする天然鉱物を精製、粉砕及び分級したものである。また、人工的に合成したものも使用可能である。ウォラストナイトの大きさとしては、平均粒子径2〜9μm、アスペクト比5以上のものが好ましく、より好ましくは平均粒子径3〜7μm、アスペクト比5以上のもの、さらに好ましくは平均粒子径3〜7μm、アスペクト比8以上30以下のものである。
次に、本発明で使用することができるタルクについて詳細に説明する。
本発明で好適に使用可能なタルクとは、珪酸マグネシウムを成分とする天然鉱物を精製、粉砕及び分級したものである。また広角X線回折によるタルクの(0 0 2)回折面の結晶子径が570Å以上であることがより好ましい。
ここでいうタルクの(0 0 2)回折面は、広角X線回折装置を用いて、タルクMg3Si4O10(OH)2の存在が同定され、その層間距離がタルクの(0 0 2)回折面による格子面間隔である約9.39Åに一致することにより確認できる。また、タルクの(0 0 2)回折面の結晶子径は、そのピークの半値幅から算出される。
本発明で好適に使用可能なタルクとは、珪酸マグネシウムを成分とする天然鉱物を精製、粉砕及び分級したものである。また広角X線回折によるタルクの(0 0 2)回折面の結晶子径が570Å以上であることがより好ましい。
ここでいうタルクの(0 0 2)回折面は、広角X線回折装置を用いて、タルクMg3Si4O10(OH)2の存在が同定され、その層間距離がタルクの(0 0 2)回折面による格子面間隔である約9.39Åに一致することにより確認できる。また、タルクの(0 0 2)回折面の結晶子径は、そのピークの半値幅から算出される。
好ましい形状としては、平均粒子径が1μm以上20μm以下であり、粒子径の小さい方から25%の粒径(d25%)と75%の粒径(d75%)の比(d75%/d25%)が1.0以上2.5以下である粒径分布を有するものである。更には、(d75%/d25%)が1.5以上2.2以下であることがより好ましい。
タルクの好ましい平均粒子径は、1μm以上16μm以下であり、さらに好ましくは3μmより大きく9μm未満である。
ここでいうタルクの平均粒子径及び粒子径分布は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置を用いて測定した体積基準の粒子径である。また、タルクの分散溶媒としてエタノールを用いて測定される値である。
タルクの好ましい平均粒子径は、1μm以上16μm以下であり、さらに好ましくは3μmより大きく9μm未満である。
ここでいうタルクの平均粒子径及び粒子径分布は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置を用いて測定した体積基準の粒子径である。また、タルクの分散溶媒としてエタノールを用いて測定される値である。
本発明で好ましく使用可能な炭素繊維としては、ポリアクリロニトリル系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維、リグニン系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等が挙げられる。これらは単独で使用しても構わないし、2種類以上を併用しても構わない。好ましい繊維径は、5μm〜20μmであり、より好ましくは5〜13μmである。アスペクト比は10以上であることが望ましい。
本発明で好適に使用可能なガラス繊維としては、繊維径が5μm〜20μmのチョップドストランドが、機械的特性及び取り扱い性の観点より好ましい。より好ましい繊維径は8μm〜15μmである。
また、これらの強化無機フィラーには、表面処理剤として、高級脂肪酸又はそのエステル、塩等の誘導体(例えば、ステアリン酸、オレイン酸、パルミチン酸、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸アミド、ステアリン酸エチルエステル等)やカップリング剤(例えば、シラン系、チタネート系、アルミニウム系、ジルコニウム系等)を必要により使用することができる。その使用量としては強化無機フィラーを100質量部としたとき、0.05〜5質量部である。より好ましくは0.1〜2質量部である。
これら、強化無機フィラーの好ましい量は、すべての樹脂組成物の量を100質量%としたとき、10〜60質量%である。より好ましくは15〜50質量%であり、更に好ましくは18〜45質量%である。
これらの強化無機フィラーには、取り扱い性を高める目的で、又は樹脂との密着性を改善する目的で、集束剤で集束されていてもよい。この際の集束材としては、エポキシ系、ウレタン系、ウレタン/マレイン酸変性系、ウレタン/アミン変性系の化合物が好ましく使用できる。これら集束剤はもちろん併用してもよい。また、この集束剤として、分子構造内に複数のエポキシ基を有するエポキシ系化合物を用いたものが、上述の中では、特に好ましく使用可能である。エポキシ化合物の中でも、ノボラック型エポキシが特に好ましい。
集束材として分子構造内に複数のエポキシ基を有するエポキシ系化合物を用いることにより、吸水率を低減させ、リフロー炉耐熱を向上させることが可能となる。
集束材として分子構造内に複数のエポキシ基を有するエポキシ系化合物を用いることにより、吸水率を低減させ、リフロー炉耐熱を向上させることが可能となる。
本発明において強化無機フィラーは、ポリアミド又はポリフェニレンエーテルの重合段階から、樹脂組成物の成形段階までの任意の段階で添加することができるが、樹脂組成物の押出工程及び成形工程(ドライブレンドを含む)の段階で添加することが好ましい。
具体的には、押出工程において、溶融した樹脂組成物中に強化無機フィラーを添加し溶融混練する方法が挙げられる。また、強化無機フィラーを、あらかじめポリアミドやポリフェニレンエーテル中に配合してなるマスターバッチの形態で添加することも有用である。この際のマスターバッチの調製方法に制限はなく、ポリアミド又はポリフェニレンエーテルと溶融することなく混合し、押出機等にて溶融混練する方法、溶融したポリアミド又はポリフェニレンエーテル中に強化無機フィラーを添加する方法等が好ましく使用できる。特に、強化無機フィラーが繊維状フィラーの場合、溶融したポリアミド又はポリフェニレンエーテル中に添加して溶融混練する方法がより好ましい。
本発明において、導電性付与材を更に含むことが可能である。このときの導電性付与材の配合量は、すべての樹脂組成物を100質量%としたとき、0.1〜10質量%である。より好ましくは、0.5〜5質量%であり、最も好ましくは、1〜3質量%である。
この場合の好ましい導電性付与材は、導電性カーボンブラック、グラファイト及びカーボンフィブリルからなる群から選ばれる1種以上である。
この場合の好ましい導電性付与材は、導電性カーボンブラック、グラファイト及びカーボンフィブリルからなる群から選ばれる1種以上である。
本発明において導電性付与材として導電性カーボンブラックを用いる場合の好ましい導電性カーボンブラックは、ジブチルフタレート(DBP)吸油量が250ml/100g以上のものである。より好ましくはDBP吸油量が300ml/100g以上、更に好ましくは350ml/100g以上の導電性カーボンブラックである。ここで言うDBP吸油量とは、ASTM D2414に定められた方法で測定した値である。
また、本発明で使用できる導電性カーボンブラックはBET比表面積(JIS K6221−1982)が200m2/g以上のものが好ましく、更には400m2/g以上のものがより好ましい。市販されているものを例示すると、ケッチェンブラックインターナショナル社より入手可能なケッチェンブラックECやケッチェンブラックEC−600JD等が挙げられる。
本発明において導電性付与材として使用できるカーボンフィブリルとしては、米国特許4663230号明細書、米国特許5165909号公報、米国特許5171560号公報、米国特許5578543号明細書、米国特許5589152号明細書、米国特許5650370号明細書、米国特許6235674号明細書等に記載されている繊維径が75nm未満で中空構造をした分岐の少ない炭素系繊維を言う。また、1μm以下のピッチでらせんが一周するコイル状形状のものも含まれる。市販されているものとしては、ハイペリオンキャタリシスインターナショナル社から入手可能なカーボンフィブリル(BNフィブリル)を挙げることができる。
本発明において導電性付与材として使用できるグラファイトとしては、無煙炭、ピッチ等をアーク炉で高温加熱して得られるものはもちろんのこと、天然に産出される石墨も包含される。好ましい重量平均粒子径は0.1〜50μmであり、より好ましくは1〜30μmである。
これら導電性付与材の添加方法に関しては特に制限はないが、芳香族ポリアミドとポリフェニレンエーテルの溶融混合物中に、導電性付与材を添加して溶融混練する方法、芳香族ポリアミドに導電性付与材を予め配合してなるマスターバッチの形態で添加する方法等が挙げられる。特に、芳香族ポリアミド中に導電性付与材を配合してなるマスターバッチの形態で添加することが好ましい。
導電性付与材がカーボンフィブリルの場合には、マスターバッチとして、ハイペリオンキャタリストインターナショナル社から入手可能なポリアミド/カーボンフィブリルマスターバッチを使用することができる。
これらマスターバッチ中の導電性付与材の量としては、マスターバッチを100質量%としたとき、導電性付与材の量が5〜25質量%であることが望ましい。導電性付与材として導電性カーボンブラックを使用する場合の好適なマスターバッチ中の導電性付与材の量は、5質量%〜15質量%であり、より好ましい量は8質量%〜12質量%である。また、導電性付与材として、グラファイト又はカーボンフィブリルを使用する場合の好適なマスターバッチ中の導電性付与材の量は、15質量%〜25質量%であり、より好ましくは18質量%〜23質量%である。
これらマスターバッチ中の導電性付与材の量としては、マスターバッチを100質量%としたとき、導電性付与材の量が5〜25質量%であることが望ましい。導電性付与材として導電性カーボンブラックを使用する場合の好適なマスターバッチ中の導電性付与材の量は、5質量%〜15質量%であり、より好ましい量は8質量%〜12質量%である。また、導電性付与材として、グラファイト又はカーボンフィブリルを使用する場合の好適なマスターバッチ中の導電性付与材の量は、15質量%〜25質量%であり、より好ましくは18質量%〜23質量%である。
導電性付与材マスターバッチに使用される樹脂としては、ポリアミド、ポリフェニレンエーテル又は衝撃改良材から選ばれる1種以上を挙げることができる。特に好ましいのはポリアミドである。この際、使用するポリアミドとしては芳香族ポリアミドであることがより好ましく、その好ましい粘度は固有粘度[η]は0.7〜1.0dl/gの範囲内である。固有粘度範囲を上述の範囲の芳香族ポリアミドとすることにより、該マスターバッチ生産時の効率を向上(単位時間あたりの生産量の増加)させ、更には該マスターバッチを用いて得られる樹脂組成物の面衝撃強度を高めることが可能となる。
マスターバッチに供される芳香族ポリアミドは、粉末状であることにより押出加工時の樹脂温度を大幅に低下させるという予想外の効果を得ることができる。ここでいう粉末状芳香族ポリアミドとは、平均粒子径が200〜1000μmの範囲内にあるポリアミド粉体を指す。
これら導電性マスターバッチの製造方法としては、特に制限はないが、(1)芳香族ポリアミドと導電性付与材を溶融することなく混合したのち、樹脂温度が芳香族ポリアミドの融点以上となる温度で溶融混練する方法、(2)溶融した芳香族ポリアミド中に導電性付与材を添加して溶融混練する方法、(3)芳香族ポリアミドの一部と導電性付与材を溶融することなく両者の混合物を作成し、該混合物を溶融した残余の芳香族ポリアミド中に供給し、溶融混練する方法、(4)溶融した芳香族ポリアミド中に導電性付与材を供給し溶融混練した後、更に芳香族ポリアミドを供給し溶融混練する方法等が挙げられる。
これらの中で最も好ましい態様は、(3)芳香族ポリアミドの一部と導電性付与材を溶融することなく両者の混合物を作成し、該混合物を溶融した残余の芳香族ポリアミド中に供給し、溶融混練する方法である。
この好ましい製造方法を採ることにより、導電製マスターバッチ製造時の樹脂温度を大幅に低下させることが可能となり、導電性樹脂組成物とした後の、MDの抑制に非常に効果的である。
この好ましい製造方法を採ることにより、導電製マスターバッチ製造時の樹脂温度を大幅に低下させることが可能となり、導電性樹脂組成物とした後の、MDの抑制に非常に効果的である。
上述した製法を具体的例を挙げて説明する。
(1)上流部に1箇所の供給口を有する二軸押出機を使用して、上流部供給口から芳香族ポリアミドと導電性付与材を混合した混合物を供給し、芳香族ポリアミドの融点以上の温度で溶融混練する方法。
(2)上流部に1箇所と下流部に1箇所の供給口を有する二軸押出機を使用して、上流部供給口から芳香族ポリアミドを供給し、芳香族ポリアミドの融点以上の温度で溶融混練した後、下流部供給口から導電性付与材を添加して更に溶融混練する製造方法、
(3)上流部に1箇所と下流部に1箇所の供給口を有する二軸押出機を使用して、上流部供給口から芳香族ポリアミドの一部を供給し、芳香族ポリアミドの融点以上の温度で溶融混練した後、下流部供給口から残りのポリアミドと導電性付与材を溶融することなく混合した混合物を添加して更に溶融混練する製造方法、
(4)上流部に1箇所、中流部に1箇所、下流部に1箇所の供給口を有する二軸押出機を使用して、上流部供給口から芳香族ポリアミドを供給し、芳香族ポリアミドの融点以上の温度で溶融混練した後、中流部供給口から導電性付与材を添加して更に溶融混練し、下流部供給口から芳香族ポリアミドを添加して更に溶融混練する方法が挙げられる。
これらの中で特に好ましい態様は、(3)の製造方法である。
(1)上流部に1箇所の供給口を有する二軸押出機を使用して、上流部供給口から芳香族ポリアミドと導電性付与材を混合した混合物を供給し、芳香族ポリアミドの融点以上の温度で溶融混練する方法。
(2)上流部に1箇所と下流部に1箇所の供給口を有する二軸押出機を使用して、上流部供給口から芳香族ポリアミドを供給し、芳香族ポリアミドの融点以上の温度で溶融混練した後、下流部供給口から導電性付与材を添加して更に溶融混練する製造方法、
(3)上流部に1箇所と下流部に1箇所の供給口を有する二軸押出機を使用して、上流部供給口から芳香族ポリアミドの一部を供給し、芳香族ポリアミドの融点以上の温度で溶融混練した後、下流部供給口から残りのポリアミドと導電性付与材を溶融することなく混合した混合物を添加して更に溶融混練する製造方法、
(4)上流部に1箇所、中流部に1箇所、下流部に1箇所の供給口を有する二軸押出機を使用して、上流部供給口から芳香族ポリアミドを供給し、芳香族ポリアミドの融点以上の温度で溶融混練した後、中流部供給口から導電性付与材を添加して更に溶融混練し、下流部供給口から芳香族ポリアミドを添加して更に溶融混練する方法が挙げられる。
これらの中で特に好ましい態様は、(3)の製造方法である。
また、これらマスターバッチを製造する際の加工機械のシリンダー設定温度として特に制限はなく、上述のように芳香族ポリアミドの融点以上の温度であれば問題ないが、好ましい範囲としては、290〜350℃の範囲であることが好ましく、より好ましくは300〜330℃の範囲である。
本発明の樹脂組成物に導電性付与材を添加して導電性樹脂組成物を製造するにあたり、好ましい製造方法は、以下の工程をその順に経ることである。この際、ホスフィン酸金属塩及び金属水酸化物の添加はいずれの工程であっても良いが、より好ましくは下記(2)の工程である。
(1)芳香族ポリアミドの一部と導電性付与材を溶融することなく両者の混合物を作成し、該混合物を、溶融した残余の芳香族ポリアミドに供給し、溶融混練して、芳香族ポリアミドと導電性付与材のマスターペレットを製造する工程
(2)上記マスターペレットを、上記ポリフェニレンエーテルと、上記ポリアミドとポリフェニレンエーテルの相溶化剤との溶融混合物と溶融混練して溶融混合物ペレットを得る工程
(3)上記溶融混合物ペレットの水分を除去する工程
(1)芳香族ポリアミドの一部と導電性付与材を溶融することなく両者の混合物を作成し、該混合物を、溶融した残余の芳香族ポリアミドに供給し、溶融混練して、芳香族ポリアミドと導電性付与材のマスターペレットを製造する工程
(2)上記マスターペレットを、上記ポリフェニレンエーテルと、上記ポリアミドとポリフェニレンエーテルの相溶化剤との溶融混合物と溶融混練して溶融混合物ペレットを得る工程
(3)上記溶融混合物ペレットの水分を除去する工程
上述の工程をこの順に経ることにより、導電性樹脂組成物の射出成形時のMDの抑制とシルバーストリークス発生の抑制、及びシート押出時のダイリップ部への目やに生成の抑制効果が得られる。
この際に、芳香族ポリアミドとして粉体状の芳香族ポリアミドを使用することにより、これら効果がより高められることは既述のとおりである。
この際に、芳香族ポリアミドとして粉体状の芳香族ポリアミドを使用することにより、これら効果がより高められることは既述のとおりである。
本発明の樹脂組成物には、ホスフィン酸金属塩以外の難燃剤を添加しても構わない。好ましく使用可能な難燃剤としては、リン酸エステル化合物、ホスファゼン化合物等が挙げられる。
本発明の樹脂組成物では、上記した成分の他に、本発明の効果を損なわない範囲で必要に応じて付加的成分を添加しても構わない。
本発明の樹脂組成物では、上記した成分の他に、本発明の効果を損なわない範囲で必要に応じて付加的成分を添加しても構わない。
付加的成分の例を以下に挙げる。
難燃剤(ハロゲン化された樹脂、シリコーン系難燃剤、ポリ燐酸アンモニウム、赤燐など)、滴下防止効果を示すフッ素系ポリマー、流動性改良材(オイル、低分子量ポリオレフィン、ポリエチレングリコール、脂肪酸エステル類等)、及び三酸化アンチモン等の難燃助剤、帯電防止剤、各種過酸化物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、染料、顔料、添着剤等である。これら付加的成分のそれぞれの配合量は、ポリアミドとポリフェニレンエーテルの合計100質量部に対して、20質量部を超えない範囲であり、合計量としては50質量部を超えない範囲である。
難燃剤(ハロゲン化された樹脂、シリコーン系難燃剤、ポリ燐酸アンモニウム、赤燐など)、滴下防止効果を示すフッ素系ポリマー、流動性改良材(オイル、低分子量ポリオレフィン、ポリエチレングリコール、脂肪酸エステル類等)、及び三酸化アンチモン等の難燃助剤、帯電防止剤、各種過酸化物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、染料、顔料、添着剤等である。これら付加的成分のそれぞれの配合量は、ポリアミドとポリフェニレンエーテルの合計100質量部に対して、20質量部を超えない範囲であり、合計量としては50質量部を超えない範囲である。
本発明の樹脂組成物を得るための具体的な加工機械としては、例えば、単軸押出機、二軸押出機、ロール、ニーダー、ブラベンダープラストグラフ、バンバリーミキサー等が挙げられる。中でも二軸押出機が好ましく、特に、上流部供給口と1カ所以上の下流部供給口を備えたスクリュー直径25mm以上でL/Dが30以上の二軸押出機が好ましく、スクリュー直径45mm以上でL/Dが30以上の二軸押出機が最も好ましい。スクリュー直径の上限としては、樹脂温度の上昇を抑制する観点より120mm以下であることが望ましい。
この際の加工機械のシリンダー設定温度は特に限定されるものではなく、通常240〜360℃の中から好適な組成物が得られる条件を任意に選ぶことができるが、好ましい設定温度は300〜350℃の範囲である。
この際の加工機械のシリンダー設定温度は特に限定されるものではなく、通常240〜360℃の中から好適な組成物が得られる条件を任意に選ぶことができるが、好ましい設定温度は300〜350℃の範囲である。
本発明の樹脂組成物を用いて成形品を製造するに当たっては、目的とする成形品の種類、用途、形状などに応じて、一般に用いられている種々の成形方法や成形装置が使用できる。何ら限定されるものではないが、本発明の熱可塑性樹脂組成物を用いて、例えば、射出成形、押出成形、プレス成形、ブロー成形、カレンダー成形、流延成形などの任意の成形法によって成形品を製造することができ、またそれらの成形技術の複合によっても成形を行うことができる。さらに、各種熱可塑性樹脂又はその組成物、熱硬化性樹脂、紙、金属、木材、セラミックスなどの各種の材料との複合成形体とすることもできる。
本発明の樹脂組成物は、多くの優れた特性を有するため、上述したような成形プロセスを経て、自動車部品、工業材料、産業資材、電気電子部品、機械部品、事務機器用部品、家庭用品、シート、フイルム、繊維、その他の任意の形状及び用途の各種成形品の製造に有効に使用することができる。
具体例としては、例えばリレーブロック材料等に代表されるオートバイ・自動車の電装部品、ICトレー材料、各種ディスクプレーヤー等のシャーシー、キャビネット、SMTコネクター等の電気・電子部品、各種コンピューター及びその周辺機器等のOA部品や機械部品、さらにはオートバイのカウルや、自動車のバンパー・フェンダー・ドアーパネル・各種モール・エンブレム・アウタードアハンドル・ドアミラーハウジング・ホイール,キャップ・ルーフレール及びそのステイ材・スポイラー等に代表される外装品や、インストゥルメントパネル、コンソールボックス、トリム等に代表される内装部品、自動車アンダーウード部品、自動車エンジン周り部品等に好適に使用できる。特にSMTコネクター等の電気・電子部品や、自動車外装材に好ましく適用可能である。
本発明の樹脂組成物は、フィルムとして利用可能である。なお、当業者によっては、フィルムをその厚みによりシートと称することもあるが、フィルムとシートを明確に区別するための厚みに関する閾値はない。
本発明の樹脂組成物よりなるフィルムの好ましい厚みは、1〜200μmである。
本発明の樹脂組成物よりなるフィルムの好ましい厚みは、1〜200μmである。
本発明のフィルムは、本発明の樹脂組成物を原料とし、押出フィルム成形等により得ることもできるし、本発明の樹脂組成物を構成する各々の成分を押出フィルム成形機に直接投入し、混練とフィルム成形を同時に実施して得ることもできる。
本発明のフィルムは、押出しチューブラー法、場合によってはインフレーション法とも呼ばれる方法にて製造することもできる。円筒から出てきたパリソンがすぐに冷却してしまわないように、50〜310℃の温度範囲の中から適宜選択して、パリソンを温度制御することがフィルム厚みを均一にし、層剥離のないフィルムを製造する上で極めて重要である。多層インフレーション方法により、本発明のポリアミド−ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物と他の樹脂との多層フィルムを得ることも可能である。
また、本発明のフィルムは、Tダイ押出成形によっても製造することができる。この場合、無延伸のまま用いてもよいし、1軸延伸してもよいし、2軸延伸することによっても得られる。フィルムの強度を高めたい場合は、延伸することにより達成することができる。また、多層Tダイ押し出し成形方法により、本発明のポリアミド−ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物と他の樹脂との多層フィルムを得ることができる。
こうして得られた本発明のフィルムは、耐熱性、低吸水性、耐薬品性、耐引き裂き性、耐熱強度及び後工程で真空成形を行う際の真空成形性に優れ、加えて、熱収縮率が小さく、また難燃性、機械的強度、絶縁性や誘電率や誘電正接などに代表される電気特性にも優れ、耐加水分解性にも優れる特徴を有する。従って、これらの特性が要求される用途に用いることができる。
用途の例としては、例えば、プリント基板材料、プリント基板周辺部品、半導体パッケージ、データ系磁気テープ、APS写真フィルム、フィルムコンデンサー、絶縁フィルム、モーターやトランスなどの絶縁材料、スピーカー振動板、自動車用フィルムセンサー、ワイヤーケーブルの絶縁テープ、TABテープ、発電機スロットライナ層間絶縁材料、トナーアジテーター、リチウムイオン電池などの絶縁ワッシャー、などが挙げられる。
以下、本発明を実施例及び比較例により、更に詳細に説明するが、本発明はこの実施例に示されたものに限定されるものではない。
(原材料)
(A)芳香族ポリアミド
ポリアミド9T(以下、PA9Tという)
以下の製造方法によってPA9Tを製造した。
特開2000−103847号公報の実施例に記載されている方法に従い、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸のみを使用し、ジアミン成分として1,9−ノナメチレンジアミンを85モル%及び2−メチル−1,8−オクタメチレンジアミンを15モル%のジアミン混合物を使用し、末端封止剤としてオクチルアミン又は安息香酸、重合触媒として次亜リン酸ナトリウム一水和物、及び蒸留水を、オートクレーブに入れ密閉した(反応系における水分量25重量%)。オートクレーブを充分、窒素置換した後、撹拌しながら2時間かけて、内部温度を260℃まで昇温し、そのまま反応させた。この時の内部圧力は46気圧を示した。
次に、上記反応物を、反応容器内の温度を260℃、水分量を25重量%に保った状態で、反応容器の下部のノズル(6mm径)から3分間かけて窒素雰囲気下、常温、常圧の容器に取り出した後、120℃で乾燥して、非発泡粉末状の一次重縮合物を得た。
更に、この粉末状一次重縮合物を、窒素雰囲気下で、攪拌しながら2時間かけて250℃まで昇温し、更にそのまま所定時間、固相重合を行った。
末端封止材の種類と量を適宜変更し、更に、固相重合の時間を調整することにより、種々の末端基濃度と固有粘度を有する芳香族ポリアミドを得た。
得られた芳香族ポリアミドの末端封止率と末端基濃度の測定は、特開平7−228689号公報の実施例に記載されている末端封止率の測定に従い実施し、リン元素の定量はThermoJarrellAsh製IRIS/IPを用いて、高周波誘導結合プラズマ(ICP)発光分析により、波長213.618(nm)で実施した。
(A)芳香族ポリアミド
ポリアミド9T(以下、PA9Tという)
以下の製造方法によってPA9Tを製造した。
特開2000−103847号公報の実施例に記載されている方法に従い、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸のみを使用し、ジアミン成分として1,9−ノナメチレンジアミンを85モル%及び2−メチル−1,8−オクタメチレンジアミンを15モル%のジアミン混合物を使用し、末端封止剤としてオクチルアミン又は安息香酸、重合触媒として次亜リン酸ナトリウム一水和物、及び蒸留水を、オートクレーブに入れ密閉した(反応系における水分量25重量%)。オートクレーブを充分、窒素置換した後、撹拌しながら2時間かけて、内部温度を260℃まで昇温し、そのまま反応させた。この時の内部圧力は46気圧を示した。
次に、上記反応物を、反応容器内の温度を260℃、水分量を25重量%に保った状態で、反応容器の下部のノズル(6mm径)から3分間かけて窒素雰囲気下、常温、常圧の容器に取り出した後、120℃で乾燥して、非発泡粉末状の一次重縮合物を得た。
更に、この粉末状一次重縮合物を、窒素雰囲気下で、攪拌しながら2時間かけて250℃まで昇温し、更にそのまま所定時間、固相重合を行った。
末端封止材の種類と量を適宜変更し、更に、固相重合の時間を調整することにより、種々の末端基濃度と固有粘度を有する芳香族ポリアミドを得た。
得られた芳香族ポリアミドの末端封止率と末端基濃度の測定は、特開平7−228689号公報の実施例に記載されている末端封止率の測定に従い実施し、リン元素の定量はThermoJarrellAsh製IRIS/IPを用いて、高周波誘導結合プラズマ(ICP)発光分析により、波長213.618(nm)で実施した。
(B)ポリフェニレンエーテル
ポリフェニレンエーテル:ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)
還元粘度:0.41dl/g(0.5g/dl、クロロホルム溶液、30℃で測定)
ポリフェニレンエーテル:ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)
還元粘度:0.41dl/g(0.5g/dl、クロロホルム溶液、30℃で測定)
(C)ホスフィン酸金属塩類
ジエチルホスフィン酸アルミニウム(以下、DEP)。
粒子径:平均粒子径5μm
商品名:Exolit OP930(クラリアントジャパン社製)
ジエチルホスフィン酸アルミニウム(以下、DEP)。
粒子径:平均粒子径5μm
商品名:Exolit OP930(クラリアントジャパン社製)
(D)金属水酸化物
水酸化カルシウム(和光純薬製 試薬)
(E)相溶化剤(ポリアミドとポリフェニレンエーテルの相溶化剤)
CA:クエン酸一水和物 (和光純薬社製 試薬)
(F)強化無機フィラー
GF:ノボラックエポキシ系化合物で集束された繊維径13μmのチョップドストランドガラス繊維
ECS03T−747 日本電気硝子社製
水酸化カルシウム(和光純薬製 試薬)
(E)相溶化剤(ポリアミドとポリフェニレンエーテルの相溶化剤)
CA:クエン酸一水和物 (和光純薬社製 試薬)
(F)強化無機フィラー
GF:ノボラックエポキシ系化合物で集束された繊維径13μmのチョップドストランドガラス繊維
ECS03T−747 日本電気硝子社製
<その他成分>
(H)衝撃改良材
(H−1)SEBS−1
ポリスチレン−水素添加ポリブタジエン−ポリスチレンブロック共重合体
数平均分子量=246,000
スチレン成分合計含有量=33%
(H−2)SEBS−2
ポリスチレン−水素添加ポリブタジエン−ポリスチレンブロック共重合体
数平均分子量=110,000
スチレン成分合計含有量=67%
(H)衝撃改良材
(H−1)SEBS−1
ポリスチレン−水素添加ポリブタジエン−ポリスチレンブロック共重合体
数平均分子量=246,000
スチレン成分合計含有量=33%
(H−2)SEBS−2
ポリスチレン−水素添加ポリブタジエン−ポリスチレンブロック共重合体
数平均分子量=110,000
スチレン成分合計含有量=67%
(I)結晶造核剤
タルク:平均粒子径2.5μmのタルク(表面処理なし)
タルク:平均粒子径2.5μmのタルク(表面処理なし)
[例1〜例8]
押出機上流部に1カ所、中流部に1カ所、下流部に1カ所の供給口を有する二軸押出機[ZSK−25:コペリオン社製(ドイツ)]を用いて、上流部供給口から中流部供給口の手前までを320℃、中流部供給口からダイまでを280℃に設定し、スクリュー回転数300rpm、吐出量15kg/hで、上流部供給口、中流部供給口、及び下流部供給口より表1記載の割合で、各原料を供給し溶融混練し、押出し、切断し、樹脂組成物ペレットを作製した。
押出機上流部に1カ所、中流部に1カ所、下流部に1カ所の供給口を有する二軸押出機[ZSK−25:コペリオン社製(ドイツ)]を用いて、上流部供給口から中流部供給口の手前までを320℃、中流部供給口からダイまでを280℃に設定し、スクリュー回転数300rpm、吐出量15kg/hで、上流部供給口、中流部供給口、及び下流部供給口より表1記載の割合で、各原料を供給し溶融混練し、押出し、切断し、樹脂組成物ペレットを作製した。
このとき用いたすべてのPA9Tは、平均粒子径約500μmの粉体であり、N/I比が、85/15であり、固有粘度[η]はほぼ1.0であり、ポリアミド9T中のリン元素濃度は約300ppmであった。末端アミノ基濃度は表1に併記した。
この得られたペレットは、押出した直後に80℃の熱風乾燥機中に入れ、付着水を蒸発させた後、吸水を防ぐため、アルミコート防湿袋に入れた。
得られたペレットを用いて、以下の項目について試験を実施し、結果を表1に示す。
この得られたペレットは、押出した直後に80℃の熱風乾燥機中に入れ、付着水を蒸発させた後、吸水を防ぐため、アルミコート防湿袋に入れた。
得られたペレットを用いて、以下の項目について試験を実施し、結果を表1に示す。
<流動性:MVR>
樹脂ペレットをISO1133に準拠し、シリンダー温度320℃、荷重5kgでMVR(メルトボリュームレート)を測定した。
樹脂ペレットをISO1133に準拠し、シリンダー温度320℃、荷重5kgでMVR(メルトボリュームレート)を測定した。
<耐衝撃性:アイゾッド衝撃強度>
樹脂ペレットをIS−80EPN成形機(東芝機械社製)でシリンダー温度330℃金型温度130℃の条件で、ISO294−1に準拠した4mm厚みの多目的試験片及び50×90×2.5mmの平板状試験片を成形した。
得られた多目的試験片を用いて、ISO180に準拠しアイゾッド衝撃強度を測定した。
樹脂ペレットをIS−80EPN成形機(東芝機械社製)でシリンダー温度330℃金型温度130℃の条件で、ISO294−1に準拠した4mm厚みの多目的試験片及び50×90×2.5mmの平板状試験片を成形した。
得られた多目的試験片を用いて、ISO180に準拠しアイゾッド衝撃強度を測定した。
<耐熱性:荷重たわみ温度(DTUL)>
樹脂ペレットをIS−80EPN成形機(東芝機械社製)でシリンダー温度330℃金型温度130℃の条件で、ISO294−1に準拠した4mm厚みの多目的試験片を成形した。
得られた多目的試験片を用いてISO75に従った方法で、空気浴式拠し、0.45MPa荷重での荷重たわみ温度を測定した。と1.8MPaでの荷重たわみ温度を測定した。
樹脂ペレットをIS−80EPN成形機(東芝機械社製)でシリンダー温度330℃金型温度130℃の条件で、ISO294−1に準拠した4mm厚みの多目的試験片を成形した。
得られた多目的試験片を用いてISO75に従った方法で、空気浴式拠し、0.45MPa荷重での荷重たわみ温度を測定した。と1.8MPaでの荷重たわみ温度を測定した。
<難燃性:UL−94VB>
UL94(米国Under Writers Laboratories Incで定められた規格)の方法を用いて、1サンプル当たりそれぞれ5本ずつ測定を行った。なお試験片(長さ127mm、幅12.7mm、厚み0.8mm)は射出成形機(東芝機械(株)製:IS−80EPN)を用いて成形した。成形はシリンダー温度330℃、金型温度120℃で実施した。
難燃等級には、UL94垂直燃焼試験によって分類される難燃性のクラスを示した。ただし、全てのサンプルで試験は5本行い判定した。分類方法の概要は以下の通りである。その他詳細はUL94規格に準じる。
V−0:総燃焼時間50秒以下 1本あたりの最大燃焼時間10秒以下 有炎滴下なし
V−1:総燃焼時間250秒以下 1本あたりの最大燃焼時間30秒以下 有炎滴下なし
V−2:総燃焼時間250秒以下 1本あたりの最大燃焼時間30秒以下 有炎滴下あり
規格外:上記3項目に該当しないもの及び、試験片を保持するクランプまで燃え上がってしまったもの
総燃焼時間(秒)とは、各サンプル試験片5本に対し、各2回接炎した計10回接炎後、消炎に至るまでの時間の合計燃焼時間であり、最大燃焼時間(秒)は、消炎に至るまでの時間が最も長かった時間を表している。
UL94(米国Under Writers Laboratories Incで定められた規格)の方法を用いて、1サンプル当たりそれぞれ5本ずつ測定を行った。なお試験片(長さ127mm、幅12.7mm、厚み0.8mm)は射出成形機(東芝機械(株)製:IS−80EPN)を用いて成形した。成形はシリンダー温度330℃、金型温度120℃で実施した。
難燃等級には、UL94垂直燃焼試験によって分類される難燃性のクラスを示した。ただし、全てのサンプルで試験は5本行い判定した。分類方法の概要は以下の通りである。その他詳細はUL94規格に準じる。
V−0:総燃焼時間50秒以下 1本あたりの最大燃焼時間10秒以下 有炎滴下なし
V−1:総燃焼時間250秒以下 1本あたりの最大燃焼時間30秒以下 有炎滴下なし
V−2:総燃焼時間250秒以下 1本あたりの最大燃焼時間30秒以下 有炎滴下あり
規格外:上記3項目に該当しないもの及び、試験片を保持するクランプまで燃え上がってしまったもの
総燃焼時間(秒)とは、各サンプル試験片5本に対し、各2回接炎した計10回接炎後、消炎に至るまでの時間の合計燃焼時間であり、最大燃焼時間(秒)は、消炎に至るまでの時間が最も長かった時間を表している。
<金属腐食性>
得られたペレットを、耐圧2.0MPa、内容量100mlのSUS314製オートクレーブに20g入れ、サイズ縦×横×厚みが10mm×20mm×2.0mmで表面を#2000研磨した炭素鋼(材質:SS400)試験片を入れ、ペレットをさらに20g入れ、炭素鋼試験片を埋没させる。オートクレーブ内部を窒素置換した後、密閉し、330℃に設定した恒温槽に5時間、静置した。流水下にオートクレーブを取出し、室温まで冷却しオートクレーブを開放した。
溶融固化したペレット中から、炭素鋼試験片を取出し、HFIP(ヘキサフルオロイソプロパノール)により炭素鋼試験片に付着した樹脂を溶解除去した。
炭素鋼試験片を風乾し、0.1mg単位まで秤量し、予め測定しておいた、腐食試験前の炭素鋼試験片重量で除算し、試験前後の重量減少率を質量ppmで求めた。
得られたペレットを、耐圧2.0MPa、内容量100mlのSUS314製オートクレーブに20g入れ、サイズ縦×横×厚みが10mm×20mm×2.0mmで表面を#2000研磨した炭素鋼(材質:SS400)試験片を入れ、ペレットをさらに20g入れ、炭素鋼試験片を埋没させる。オートクレーブ内部を窒素置換した後、密閉し、330℃に設定した恒温槽に5時間、静置した。流水下にオートクレーブを取出し、室温まで冷却しオートクレーブを開放した。
溶融固化したペレット中から、炭素鋼試験片を取出し、HFIP(ヘキサフルオロイソプロパノール)により炭素鋼試験片に付着した樹脂を溶解除去した。
炭素鋼試験片を風乾し、0.1mg単位まで秤量し、予め測定しておいた、腐食試験前の炭素鋼試験片重量で除算し、試験前後の重量減少率を質量ppmで求めた。
例3と例6は、水酸化カルシウムの添加の有無のみが異なる。
両者を比較すると、水酸化カルシウム添加により、流動性が向上し、金属腐食性が飛躍的に良くなっていることが判る。
さらに、例1〜例5は、ポリアミド9Tの末端アミノ基濃度が異なるのみであるが、金属腐食性は、末端アミノ基濃度が高くなるほど良好になっていることが判る。すなわち、水酸化カルシウムを含み、ポリアミド9Tの末端アミノ基濃度が本願発明の範囲内であることにより、金属腐食性が飛躍的に良くなることを示している。
また、末端アミノ基濃度が充分に高い例4と例5の比較では、金属腐食性は同じであったが、流動性の点で例5は劣っていた。
両者を比較すると、水酸化カルシウム添加により、流動性が向上し、金属腐食性が飛躍的に良くなっていることが判る。
さらに、例1〜例5は、ポリアミド9Tの末端アミノ基濃度が異なるのみであるが、金属腐食性は、末端アミノ基濃度が高くなるほど良好になっていることが判る。すなわち、水酸化カルシウムを含み、ポリアミド9Tの末端アミノ基濃度が本願発明の範囲内であることにより、金属腐食性が飛躍的に良くなることを示している。
また、末端アミノ基濃度が充分に高い例4と例5の比較では、金属腐食性は同じであったが、流動性の点で例5は劣っていた。
[例9]
例3で得られたペレットを用いて、単軸押出し成形機(ユニオンプラスチック(株)製、スクリュー径40mm、L/D28)とコートハンガーダイ(幅400mm、ダイリップ間隔0.8mm)を用い、シリンダー温度320℃にてフィルム状に押出した。スクリュー及び引き取りロールの回転数を調整して、一軸方向に延伸がかかるように引き取りを実施し、厚みが180μmになるように調整した。この時に得られたフィルムの耐引き裂き性として、フィルムの一端に、はさみで約5mmの切れ込みを入れ、延伸方向と垂直の方向に手で引き裂いたが、引き裂きは容易ではなく、延伸方向へ引き裂き方向が変化するほど、耐引き裂き性に優れるものであった。
例3で得られたペレットを用いて、単軸押出し成形機(ユニオンプラスチック(株)製、スクリュー径40mm、L/D28)とコートハンガーダイ(幅400mm、ダイリップ間隔0.8mm)を用い、シリンダー温度320℃にてフィルム状に押出した。スクリュー及び引き取りロールの回転数を調整して、一軸方向に延伸がかかるように引き取りを実施し、厚みが180μmになるように調整した。この時に得られたフィルムの耐引き裂き性として、フィルムの一端に、はさみで約5mmの切れ込みを入れ、延伸方向と垂直の方向に手で引き裂いたが、引き裂きは容易ではなく、延伸方向へ引き裂き方向が変化するほど、耐引き裂き性に優れるものであった。
本発明により、耐熱性・衝撃強度・低吸水性・流動性・低線膨張性に優れ、さらに非ハロゲンで優れた難燃性を有し、金属腐食性を大幅に低減した樹脂組成物を提供できる。本発明により得られる樹脂組成物及びシートは、電気・電子部品、OA部品、車両部品、機械部品などの幅広い分野に有利に使用することができる。
Claims (17)
- (A)芳香族ポリアミド、(B)ポリフェニレンエーテル、(C)ホスフィン酸金属塩類、及び(D)金属水酸化物を含む樹脂組成物であって、
(A)芳香族ポリアミドが、テレフタル酸単位を60〜100モル%含有するジカルボン酸単位(a)と、1,9−ノナメチレンジアミン単位(b−1)及び/又は2−メチル−1,8−オクタメチレンジアミン単位(b−2)を60〜100モル%含有するジアミン単位(b)とから構成され、
(A)芳香族ポリアミドの末端アミノ基濃度が45μモル/g以上、70μモル/g以下であり、
(C)ホスフィン酸金属塩類が、下式(1)で表されるホスフィン酸金属塩、下式(2)で表されるジホスフィン酸金属塩及びこれらの縮合物の中から選ばれる少なくとも1種であり、
(D)金属水酸化物が、前記(C)ホスフィン酸金属塩類100質量部に対し、1〜20質量部の範囲内である
ことを特徴とする樹脂組成物。
- (D)金属水酸化物が、周期律表第IIA族元素及びアルミニウムよりなる群から選ばれる1種以上の元素の水酸化物であることを特徴とする請求項1に記載の樹脂組成物。
- (A)芳香族ポリアミドの末端アミノ基濃度が50〜65μモル/g以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
- (A)芳香族ポリアミドのジアミン単位(b)中において、1,9−ノナメチレンジアミン単位(b−1)と2−メチル−1,8−オクタメチレンジアミン単位(b−2)の合計量に対する1,9−ノナメチレンジアミン単位(b−1)の比率が75〜90質量%であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 平均粒子径200〜1000μmの粉体状の芳香族ポリアミドを原料として含む原料混合粉末を押出成形して得られたことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の樹脂組成物。
- (A)芳香族ポリアミドと(B)ポリフェニレンエーテルの合計量に対して、(A)芳香族ポリアミドの比率が40〜80質量%、(B)ポリフェニレンエーテルの比率が20〜60質量%であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の樹脂組成物。
- (A)芳香族ポリアミドと(B)ポリフェニレンエーテルとの(E)相溶化剤をさらに含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の樹脂組成物。
- (E)相溶化剤の量が、前記(A)芳香族ポリアミドと前記(B)ポリフェニレンエーテルの合計100質量部に対して0.05〜5質量部であることを特徴とする請求項7に記載の樹脂組成物。
- (A)芳香族ポリアミドと(B)ポリフェニレンエーテルとの(E)相溶化剤がクエン酸又はその無水物であることを特徴とする請求項7又は8に記載の樹脂組成物。
- 更に、(F)導電性付与材を樹脂組成物の全質量に対して0.1〜10質量%の量で含むことを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の樹脂組成物。
- (F)導電性付与材として、導電性カーボンブラックを樹脂組成物の全質量に対して0.5〜5質量%の量で含むことを特徴とする請求項10に記載の樹脂組成物。
- 更に、(G)強化無機フィラーを含むことを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の樹脂組成物。
- (G)強化無機フィラーの量が、樹脂組成物の全質量に対して10〜60質量%であることを特徴とする請求項12に記載の樹脂組成物。
- 脂肪族ポリアミドを、(A)芳香族ポリアミド100質量部に対して100質量部以下の量で含むことを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 前記脂肪族ポリアミドが、炭素数4〜8の脂肪族ジアミンと炭素数4〜8の脂肪族ジカルボン酸からなる脂肪族ポリアミド、炭素数6〜8のラクタム類からなる脂肪族ポリアミド、及びアミノカルボン酸からなる脂肪族ポリアミドからなる群から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項14に記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜15のいずれかに記載の樹脂組成物を含むSMT対応部品。
- 請求項1〜15のいずれかに記載の樹脂組成物よりなる、厚みが1〜200μmのフィルム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008113322A JP2009263461A (ja) | 2008-04-24 | 2008-04-24 | 低腐食性樹脂組成物 |
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---|---|---|---|---|
KR20140062147A (ko) * | 2011-09-12 | 2014-05-22 | 사빅 이노베이티브 플라스틱스 아이피 비.브이. | 융화된 바이오폴리아미드 폴리(아릴렌 에테르) 열가소성 수지 |
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-
2008
- 2008-04-24 JP JP2008113322A patent/JP2009263461A/ja not_active Withdrawn
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