JP2912104B2 - 耐薬品性に優れた新規な透明非晶質組成物 - Google Patents

耐薬品性に優れた新規な透明非晶質組成物

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JP2912104B2
JP2912104B2 JP4360975A JP36097592A JP2912104B2 JP 2912104 B2 JP2912104 B2 JP 2912104B2 JP 4360975 A JP4360975 A JP 4360975A JP 36097592 A JP36097592 A JP 36097592A JP 2912104 B2 JP2912104 B2 JP 2912104B2
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L77/06Polyamides derived from polyamines and polycarboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は透明な新規非晶質組成物
に関するものであり、特に化学薬品(溶媒)に対して優
れた耐久性を有する透明な非晶質組成物と、この組成物
で作られた物品とに関するものである。
【0002】
【従来の技術】本出願人のヨーロッパ特許第EP−A−
313,436 号およびフランス国特許第FR−A−2,575,75
6 号と第FR−A−2,606,416 号(EMS)には、7個
以上の炭素原子を有する脂肪族単位と、脂環式ジアミン
と、テレフタル酸および/またはイソフタル酸とで構成
された透明な非晶質ポリアミドが記載されている。これ
らの非晶質ポリアミドは化学薬品(溶媒)に対する耐久
性に優れている。耐久度は非晶質ポリアミド中の脂肪族
単位の重量比に依存する。一般に、耐薬品性(耐溶媒
性)を測定するためのパラメータとしてはエタノール吸
収度が用いられる。上記非晶質ポリアミドの場合には、
脂肪族単位の重量比に対するエタノール吸収度をグラフ
にプロットすると鐘型の曲線になり、脂肪族単位の比率
が低いとエタノールの吸収量が低くなり、耐久性が高く
なる。脂肪族単位の比率が高い場合も同じ結果になる。
これらの中間ではエタノール吸収値は高くななり、従っ
て、耐薬品性(耐溶媒性)が悪くなる。
【0003】脂肪族単位の重量比を低くした場合には、
価格の高い芳香族ジアシドおよび脂環式ジアミンが多く
なり、従って、ポリアミドが高価なものになる。脂肪族
単位の重量比を高くれば、ポリアミドのコストは当然安
くなるが、得られる製品の熱特性と機械特性とが悪くな
る。従って、耐薬品性(耐溶媒性) に優れた透明な非晶
質ポリアミドを製造する場合には、脂肪族単位が中間の
重量比であるポリアミドは上記理由で使用できず、脂肪
族単位の重量比が低いポリアミド (すなわちコストの高
いポリアミド) か、脂肪族単位の重量比が高いポリアミ
ド (すなわち機械特性および熱特性が劣るポリアミド)
かを選択せざるを得ない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本出願人は、驚くべき
ことに、上記欠点が本発明によって回避できるというこ
とを見い出した。すなわち、本発明の目的は耐薬品性に
優れた新規な透明非晶質組成物を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明が提供する高い耐
薬品性を有する透明な非晶質組成物は下記 (a)(b) で構
成される: (a) 〔化8〕および〔化9〕の鎖状構造で特徴付けられ
る第1ポリアミド1〜99重量%:
【0006】
【化8】
【0007】
【化9】 (ここで:y1 およびy2 はその和が10〜200 である数
を表し、m、p、m’およびp’は0または0以上の
を表し、ただし、全てが0であってはならず、脂肪族単
位−NH−Z−CO−および−NH−Z’−CO−中の
zおよびz’は〔化10〕のポリメチレン単位(ただ
し、nは6以上、好ましくは7〜11までの整数):
【0008】
【化10】 か、あるいはアミノ基の間に4個以上の炭素原子を有す
る1種以上の脂肪族ジアミンと酸基の間に4個以上、好
ましくは6個以上の炭素原子を有する1種以上の脂肪族
ジカンルボン酸をほぼ化学量論量で縮合させて得られる
アミド基を有する単位かを表し、互いに同一でも異なっ
ていてもよく、HN−R−NH−は脂環式および/また
は脂肪族および/またはアリール脂肪族ジアミンを表
し、ただし、少なくとも脂環式ジアミンは必ず含まなけ
ればならず、芳香族ジアシドはその30モル%以下まで
が、酸基の間に4個以上、好ましくは6個の炭素原子を
有する脂肪族ジカルボン酸で置換されていてもよく、
〔化8〕および〔化9〕の鎖状構造は脂肪族単位がこの
第1ポリアミドの55重量%を越えない比率で存在する)
【0009】
【化11】
【0010】
【化12】 (ここで:y'1およびy'2はその和が10〜200 であるよ
うな数を表し、m”、p”、m"'およびp"'は0または
0以上の数を表し、ただし、全てが0であってはなら
ず、脂肪族単位−NH−Z”−CO−および−NH−
Z"'−CO−中のz”およびz"'は〔化13〕のポリメ
チレン単位(n’は6以上、好ましくは7〜11の整数を
表す):
【0011】
【化13】 か、アミノ基の間に4個以上の炭素原子を有する1種類
以上の脂肪族ジアミンと酸基の間に4個以上、好ましく
は6個以上の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸とを
ほぼ化学量論量で縮合させて得られるアミド基を有する
単位かを表し、互いに同一でも異なっていてもよく、
H−R’−NH−は脂環式ジアミンおよび/または脂肪
族ジアミンおよび/またはアリール脂肪族ジアミンを表
し、ただし、少なくとも脂環式ジアミンは必ず含まなけ
ればならず、芳香族ジアシドの30モル%以下は酸基の間
に4個以上、好ましくは6個の炭素原子を有する脂肪族
ジカルボン酸で置換することができ、〔化11〕および
〔化12〕の鎖状構造は、脂肪族単位がこの第2ポリア
ミドの55重量%を越える比率で存在する)。
【0012】脂肪族単位−NH−Z(Z")−CO−およ
び−NH−Z'(Z"') −CO−は、ラクタムから対応す
るアミノ酸を合成する際または一種以上の脂肪族ジアミ
ンと一種以上の脂肪族ジカルボン酸との略化学量論的縮
合反応時に得られる。ラクタムは少なくとも7個の炭素
原子、好ましくは8〜12個の炭素原子を有し、好ましい
ラクタムはカプリルラクタム(ラクタム8)、ドデカラ
クタム、ウンデカノラクタム、ラウリルラクタムまたは
ラクタム12 (以下、L12で表す) であり、12の単位にす
るためにはL12が特に好ましい。
【0013】対応するアミノ酸は対応するラクタムと同
数の炭素原子を有するω−アミノ酸である。ω−アミノ
酸は7個以上の炭素原子、好ましくは8〜12個の炭素原
子を有する。好ましいω−アミノ酸としては、10−アミ
ノデカノン酸、11−アミノウンデカン酸および12−アミ
ノドデカン酸を挙げることができる。
【0014】脂肪族ジカルボン酸は直鎖または側鎖を有
する炭素鎖中に少なくとも4個、好ましくは6個以上の
炭素原子(カルボキシル基の炭素原子を除く)を有する
α,ω−ジカルボン酸である。好ましいジカルボン酸は
アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸および1,12−
ドデカン酸である。
【0015】本発明で用いる“脂肪族ジアミン”という
用語は、末端アミノ基の間に4個以上、好ましくは6〜
12個の炭素原子を有するα,ω−ジアミンを表す。炭素
鎖は直鎖(ポリメチレンジアミン)でも、側鎖を有して
いてもよい。本発明では脂肪族ジアミンの混合物を使用
することもできる。好ましい脂肪族ジアミンはヘキサメ
チレンジアミン(HMDA)、2, 2, 4-および/または
2, 4, 4-トリメチルヘキサメチレンジアミン、ドデカメ
チレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、
メチルペンタメチレンジアミン、5−メチルノナメチレ
ンジアミンおよびデカメチレンジアミンである。
【0016】本発明で用いる”脂環式ジアミン”とは
[化14]のアミンを表す。
【0017】
【化14】 (ここで:A(A')およびB(B')は水素原子またはメ
チル基、エチル基またはイソプロピル基を表し、互い同
一でも異なっていてもよく、X(X')およびY(Y')は
水素原子またはメチル基を表し、互いに同一で異なって
いてもよく、q(q')は0から6までの整数を表し、m
(m')は0または1である)。
【0018】本発明では脂環式ジアミンの混合物を使用
することもできる。脂環式ジアミンの例としてビス
(4-アミノシクロヘキシル)メタン(BACM)、ビス
(3-メチル−4-アミノシクロヘキシル)メタン(BMA
CM)、ビス (3-メチル−4-アミノ−5-エチルシクロヘ
キシル)メタン、 1, 2-ビス (4−アミノシクロヘキシ
ル)エタン、 2, 2'- ビス (4-アミノシクロヘキシル)
プロパンおよび 2, 2'-ビス (3-メチル−4-アミノシク
ロヘキシル)プロパンを挙げることができる。
【0019】本発明では“アリール脂肪族ジアミン”と
いう用語は下記〔化15〕のアミンを意味する:
【化15】H2N−R1 −Ar−R2 −NH2 (ここで、R1 およびR2 は直鎖または側鎖を有するC
1 −C6 の脂肪族炭化水素残基を意味し、互いに同一で
も異なっていてもよく、Arは2価の芳香族残基で、芳
香族環またはアルキル基を介して結合した2個以上の芳
香族環を表し、そのオルト、メタまたはパラの任意の位
置が置換されていてもよい)
【0020】本発明ではアリール脂肪族ジアミンの混合
物を使用することもできる。例としてはメタ−キシリレ
ンジアミン(Ar=m−フェニル、R1 =R2 =−CH
2 −の場合)が挙げられる。
【0021】本発明では、飽和誘導体または炭素鎖内に
芳香族−脂肪族構造を有するものを用いることもでき
る。例として 1, 3-ビスアミノメチルシクロヘキサンお
よび1,3-ジアミノメチルノルボルナンを挙げることがで
きる。本発明では、脂肪族ジアミンおよび/または脂環
式ジアミンおよび/またはアリール脂肪族ジアミン、特
にアイソマーの混合物を用いることもできる。
【0022】"ほぼ化学量論量で”とはジアミン/ジア
シドのモル比が 1.1/1〜1/1.1であることを意味す
る。従って、1種以上のジアミンと一種以上のジアシド
とを"ほぼ化学量論量で縮合反応させて”得られる単位
は例えば 6.6または6.12である。本発明では、 "非晶質
ポリアミド”とは40℃/分で冷却した後のDSCに準じ
て20℃/分で測定した融解熱が3カロリー/gであるも
のを意味する。本発明では、 "透明ポリアミド" とは厚
さ2mmの薄板に成形した場合の透過係数が70%以上であ
るものを意味する。
【0023】本発明の好ましい実施例では、第1ポリア
ミド中での脂肪族単位が第1ポリアミド全体の45重量
%、好ましくは40重量%を占めている。本発明の他の好
ましい実施例では、第2ポリアミド中での脂肪族単位が
第2ポリアミド全体の60重量%以上、好ましくは70%以
上を占めている。
【0024】本発明組成物は下記重量比で構成されてい
るのが好ましい: (a) 第1ポリアミド 5〜95% (b) 第2ポリアミド 95〜5%。 また、下記重量比にするのがさらに好ましい: (a) 第1ポリアミド 20〜80% (b) 第2ポリアミド 80〜20%
【0025】本発明の好ましい実施例では、第1ポリア
ミドおよび第2ポリアミドの脂肪族単位がカプリルラク
タム、ラウリルラクタム、12−アミノドデカン酸、11−
アミノウンデカン酸、10−アミノドデカン酸およびこれ
らの混合物に由来する単位で構成される群の中から選択
される。第1および第2のポリアミドの脂肪族単位はラ
ウリルラクタム由来の12の単位にするのが好ましい。
【0026】本発明の他の好ましい実施例では、第1ポ
リアミドおよび第2ポリアミドのジアミンは脂環式ジア
ミンである。このジアミンは下記〔化16〕で表される
のが好ましい:
【0027】
【化16】 (ここで:A(A')およびB(B')は水素原子またはメ
チル基を表し、互いに同一でも異なっていてもよく、X
(X')およびY(Y')は水素原子またはメチル基を表
し、互いに同一でも異なっていてもよく、q(q')は1
から3までの整数を表す)。なお、このジアミンの50モ
ル%以下をイソホロンジアミンで置換することもでき
る。第1ポリアミドおよび第2ポリアミドの脂環式ジア
ミンはビス (3-メチル−4-アミノシクロヘキシル)メタ
ンまたはビス (4-アミノシクロヘキシル) メタンである
のが好ましく、必要に応じてその50モル%まではイソホ
ロンジアミンで置換されていてもよい。
【0028】本発明の他の実施例の組成物では、第1ポ
リアミドおよび/または第2ポリアミドでのy1 /y1
+y2 および/またはy'1/y'1+y'2の比が 0.5以上
である。
【0029】上記のポリアミドは当業者に公知の方法で
合成することができ、特に本出願人のヨーロッパ特許第
EP−A−0,313,436 号に記載の方法で合成するのが好
ましい。
【0030】本発明組成物は、ポリアミドが溶融状態を
維持するのに十分な温度で混合を行う限り、同業者に公
知の任意の混合方法で調整することができる。顆粒状ポ
リアミドを従来の押出機でガラス転移温度(Tg)以
上、好ましくは250〜400 ℃でコンパウンディングする
方法が好ましい。別の方法は、第1および第2のポリア
ミドの少なくとも一方を重合度が50%以上のプレポリマ
ーとし、両者をアミド化触媒またはトランスアミド化触
媒、例えばリン酸また次亜リン酸等の存在下で混合する
方法である。
【0031】本発明組成物は非晶質且つ透明で、化学薬
品(溶媒)に対して高い耐久性を示し、優れた機械特性
および熱特性を備えている。これに対し、脂肪族単位の
比率が同じでも、合成で直接得られたポリアミドは耐溶
媒性が劣る。
【0032】本発明の組成物に他の成分、例えば公知の
添加剤および充填剤または別のポリアミド等を加えるこ
ともできる。別のポリアミドとしては前記の非晶質ポリ
アミドを用いることができる。公知の添加剤としては、
例えば光安定剤および/または熱安定剤、着色剤、光学
特性改善剤、可塑剤、離型剤、燃焼遅延剤等がある。公
知の充填剤としては例えばスラグ、カオリン、マグネシ
ウム、タルクおよびグラスファイバー等の無機充填剤が
ある。従来の充填剤および/または添加剤を含む組成物
も本発明に含まれる。
【0033】本発明の他の対象は透明な非晶質組成物で
作られる物品にある。この物品は押出、射出成形等の任
意の成形方法で成形することができる。
【0034】下記実施例ではASTM規格D790 に従っ
た曲げ弾性率はコンディショニング後に測定した。エタ
ノール吸収量はIFC (Institut Francais du Caoutch
ouc)型の試験片 (厚さ2mm、重さ約1g) を純粋なエタ
ノール中に温度25℃で8日間浸漬させた、その後に予備
乾燥させたもので測定した。測定結果は重量増加率で示
してある。なお、下記実施例は本発明の一例で、本発明
が下記実施例に限定されるものではなく、当業者は種々
に変形することができる。
【0035】
【実施例】実施例1〜3 実施例1〜3では合成された透明ポリアミドの顆粒の混
合物をハッケ(Haake)の実験室用2軸スクリュー押出機
を使用して溶融配合した。透明なポリアミドはラウリル
ラクタム(L12)、テレフタル酸(TA)およびイソフ
タル酸(IA)およびビス(3−メチル−4−アミノシ
クロヘキシル)メタン(BMACM)から合成した。4
つの例でポリアミドAおよびBとそれらの重量比は、最
終混合物中の脂肪族単位の重量比が同一となるようにし
た。
【0036】実施例4比較例) この比較例では脂肪族単位の重量比が実施例1〜3と同
じになるようにポリアミドを直接合成した。実施例1〜
4で測定したモル組成、脂肪族単位(すなわちL12) の
重量比、混合物中のポリアミド重量比、配合条件(温度
と速度)およびポリアミド特性(エタノール吸収量、曲
げ弾性率)は表1に示してある。
【0037】
【表1】
【0038】実施例5〜11および12比較例) 実施例1の操作を繰り返した。結果は表2に示してあ
る。実施例12は脂肪族単位の重量比を実施例5〜11と同
じにした比較例である。
【0039】
【表2】
【0040】実施例13〜19 実施例13〜19は実施例1〜3に類似しているが、脂肪族
単位の比率が低いポリマーはL12、TA、IAおよびB
MACMから合成し、脂肪族単位の含有率が高いポリマ
ーはL12、TA、IAおよびビス(4−アミノシクロヘ
キシル)メタン(BACM)から合成した。組成、操作
条件およびコンパウンディングで得られる透明ポリマー
の特性は表3に示してある。
【0041】
【表3】
【0042】実施例20および21 実施例1と同じ操作をした。結果は表4に示してある。
【0043】実施例22〜24 実施例1と同じ操作をした。ジアシドはイソフタル酸の
み。結果は表4に示してある。なお、実施例22、23は比
較例である
【0044】実施例25比較例) 直接合成で得られた実施例24と同じ重量組成のポリアミ
ド。結果は表4に示してある。
【0045】
【表4】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フィリップ ブロンデル フランス国 27300 ベルネイ “ル モン ジョリ” ニュメロ 2 コート サン ミッシェル (56)参考文献 特開 昭62−127346(JP,A)

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに異なる下記 (a)と(b)との混合物
    構成される高い耐薬品性を有する透明な非晶質組成
    物: (a) 〔化1〕および〔化2〕の鎖状構造で特徴付けら
    れる第1ポリアミド 1〜99重量%: 【化1】 【化2】 (ここで:y1 およびy2 はその和が10〜200 である数
    を表し、 m、p、m’およびp’は0または0以上の数を表し、
    ただし、全てが0であってはならず、 脂肪族単位−NH−Z−CO−および−NH−Z’−C
    O−中のZおよびZ’は〔化3〕のポリメチレン単位
    (ただし、nは6以上、好ましくは7〜11までの整
    数): 【化3】 か、あるいはアミノ基の間に4個以上の炭素原子を有す
    る1種以上の脂肪族ジアミンと酸基の間に4個以上、好
    ましくは6個以上の炭素原子を有する1種以上の脂肪族
    ジカンルボン酸をほぼ化学量論量で縮合させて得られる
    アミド基を有する単位かを表し、互いに同一でも異なっ
    ていてもよく、HN−R−NH−は脂環式および/または脂肪族および
    /またはアリール脂肪族ジアミンを表し、ただし脂環式
    ジアミンは必ず含まなければならず、 芳香族ジアシドはその30モル%以下までが、酸基の間に
    4個以上、好ましくは6個の炭素原子を有する脂肪族ジ
    カルボン酸で置換されていてもよく、 〔化1〕および〔化2〕の鎖状構造は脂肪族単位がこの
    第1ポリアミドの55重量%を越えない比率で存在する) (b)〔化4〕および〔化5〕の鎖状構造で特徴付けられ
    る第2ポリアミド99〜1重量%: 【化4】 【化5】 (ここで:y'1およびy'2はその和が10〜200 であるよ
    うな数を表し、 m”、p”、m”'およびp”'は0または0以上の数を
    表し、ただし、全てが0であってはならず、 脂肪族単位−NH−Z”−CO−および−NH−Z”'
    −CO−中のZ”およびZ”'は〔化6〕のポリメチレ
    ン単位(n’は6以上の整数を表す): 【化6】 か、アミノ基の間に4個以上の炭素原子を有する1種類
    以上の脂肪族ジアミンと酸基の間に4個以上の炭素原子
    を有する脂肪族ジカルボン酸とをほぼ化学量論量で縮合
    させて得られるアミド基を有する単位かを表し、互いに
    同一でも異なっていてもよく、NH−R’−NH−は脂環式ジアミンおよび/または脂
    肪族ジアミンおよび/またはアリール脂肪族ジアミンを
    表し、ただし脂環式ジアミンは必ず含まなければなら
    ず、 芳香族ジアシドの30モル%以下は酸基の間に4個以上の
    炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸で置換することが
    でき、 〔化4〕および〔化5〕の鎖状構造は、脂肪族単位がこ
    の第2ポリアミドの55重量%を越える比率で存在す
    る)。
  2. 【請求項2】 第1ポリアミド中の脂肪族単位が45重量
    %以下である請求項1に記載の組成物。
  3. 【請求項3】 第1ポリアミド中の脂肪族単位が40重量
    %以下である請求項2に記載の組成物。
  4. 【請求項4】 第2ポリアミド中の脂肪族単位が60重量
    %以上である請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成
    物。
  5. 【請求項5】 第2ポリアミド中、脂肪族単位が70重量
    %以上である請求項4に記載の組成物。
  6. 【請求項6】 下記(a)(b)で構成される請求項1〜5の
    いずれか一項に記載の組成物: (a) 第1ポリアミド 5〜95重量% (b) 第2ポリアミド 95〜5重量%
  7. 【請求項7】 下記(a)(b)で構成される請求項6に記載
    の組成物: (a) 第1ポリアミド 20〜80重量% (b) 第2ポリアミド 80〜20重量%
  8. 【請求項8】 第1ポリアミドおよび第2ポリアミド中
    の脂肪族単位がカプリルラクタム、ラウリルラクタム、
    12−アミノドデカノン酸、11−アミノウンデカノン酸、
    10−アミノドデカノン酸およびこれらの混合物に由来す
    る単位で構成される群の中から選択する請求項1〜7の
    いずれか一項に記載の組成物。
  9. 【請求項9】 第1ポリアミドおよび第2ポリアミド中
    の脂肪族単位がラウリルラクタムに由来する12の単位で
    ある請求項1〜8のいずれか一項に記載の組成物。
  10. 【請求項10】 第1ポリアミドおよび第2ポリアミド
    のジアミンが脂環式ジアミンである請求項1〜9のいず
    れか一項に記載のポリアミド。
  11. 【請求項11】 第1ポリアミドおよび第2ポリアミド
    の脂環式ジアミンが下記〔化7〕の式: 【化7】 (ここで、 A(A')およびB(B')は水素原子またはメチル基を表
    し、互い同一でも異なっていてもよく、 X(X')およびY(Y')は水素原子またはメチル基を表
    し、互いに同一で異なっていてもよく、 q(q')は1から3までの整数を表す)で表され、必要
    に応じてその50モル%までがイソホロンジアミンで置換
    されていてもよい、請求項10に記載の組成物
  12. 【請求項12】 第1ポリアミドおよび第2ポリアミド
    の脂環式ジアミンがビス(3−メチル−4−アミノシク
    ロヘキシル)メタンまたはビス(4−アミノシクロヘキ
    シル)メタンであ請求項11に記載の組成物。
  13. 【請求項13】 第1ポリアミドおよび第2ポリアミド
    におけるy1 /y1 +y2 および/またはy'1/y'1
    y'2の値が 0.5以上である請求項1〜12のいずれか一項
    に記載の組成物。
  14. 【請求項14】 充填剤および/または公知添加剤を含
    む請求項1〜13のいずれか一項に記載の組成物。
  15. 【請求項15】 請求項1〜14のいずれか一項に記載
    の組成物を用いて作られた物品。
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