JP2018168287A - Long fiber-reinforced polyamide resin composition pellet and molded product of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、成形加工時の流動性、および機械的特性に優れる、末端変性ポリアミド樹脂を含む長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットおよび、それからなる成形品に関するものである。 The present invention relates to a long fiber reinforced polyamide resin composition pellet containing a terminal-modified polyamide resin, which is excellent in fluidity and mechanical properties during molding, and a molded article comprising the same.
ポリアミド樹脂は、優れた機械的特性および熱特性などの特性を有するため、繊維、各種容器、フィルム、電気・電子機器部品、自動車部品および機械部品など様々な成形品の材料として幅広く使用されている。 Polyamide resins have excellent mechanical and thermal properties, and are therefore widely used as materials for various molded products such as fibers, various containers, films, electrical / electronic equipment parts, automotive parts and mechanical parts. .
近年では、成形品の小型化、複雑化、薄肉化および軽量化に対する要求が高まっており、ポリアミド樹脂にさらなる機械特性や成形加工性の向上も求められている。機械的特性を向上させるための手段として、ガラス繊維や炭素繊維等の繊維状強化材をポリアミド樹脂に配合することが知られており、さらに繊維状強化材の有する性能を充分に引き出すためにはその繊維長を長く保つ必要がある。 In recent years, there has been an increasing demand for miniaturization, complexity, thinning, and weight reduction of molded products, and polyamide resins are required to have further improved mechanical properties and moldability. As a means for improving mechanical properties, it is known to add a fibrous reinforcing material such as glass fiber or carbon fiber to polyamide resin, and in order to fully draw out the performance of the fibrous reinforcing material. It is necessary to keep the fiber length long.
一般的に繊維状強化材の繊維長を長く保つために、強化繊維の長さがペレットと同一長さの長繊維強化ポリアミド樹脂ペレットが知られており、例えば、溶融したポリアミド樹脂を強化繊維ロービングに含浸させて得られた長繊維強化樹脂ペレットをポリアミド樹脂の融点以下の温度で加熱し固相重合によりポリアミド樹脂を高分子量化した長繊維強化ポリアミド樹脂組成物(例えば、特許文献1参照)、連続した強化繊維束と重量平均分子量が200〜50,000の溶融粘度が低い熱可塑性重合体とからなる複合体に、重量平均分子量が10,000以上の熱可塑性樹脂が接するように配置されてなる成形材料(例えば、特許文献2参照)が提案されている。 In general, in order to keep the fiber length of the fibrous reinforcement long, long fiber reinforced polyamide resin pellets whose reinforcing fiber length is the same as the pellet length are known. For example, molten polyamide resin is reinforced fiber roving A long fiber reinforced polyamide resin composition obtained by heating the long fiber reinforced resin pellets impregnated into the polyamide resin at a temperature not higher than the melting point of the polyamide resin and increasing the molecular weight of the polyamide resin by solid phase polymerization (see, for example, Patent Document 1), A composite comprising a continuous reinforcing fiber bundle and a thermoplastic polymer having a weight average molecular weight of 200 to 50,000 and a low melt viscosity is disposed so that a thermoplastic resin having a weight average molecular weight of 10,000 or more is in contact with the composite. The molding material which becomes (for example, refer patent document 2) is proposed.
しかしながら、ポリアミド樹脂の分子量を大きくすると樹脂粘度が増加し成形加工時の流動性が損なわれる上に、成形時の剪断力により強化繊維が折れやすくなるため機械的特性も低下する。前記特許文献1および2に開示されている技術では、成形品中の強化繊維長を長く保持しているため機械的特性は向上するものの、ポリアミド樹脂の分子量を大きくしているため、機械的特性と成形加工時の流動性を両立させるのは困難であった。 However, when the molecular weight of the polyamide resin is increased, the viscosity of the resin increases and the fluidity at the time of molding processing is impaired. Further, the reinforcing fibers are easily broken by the shearing force at the time of molding, so that the mechanical characteristics are also lowered. In the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2, although the mechanical properties are improved because the length of the reinforcing fiber in the molded article is kept long, the mechanical properties are increased because the molecular weight of the polyamide resin is increased. It was difficult to achieve both the fluidity during molding and molding.
そこで本発明の目的は、成形加工時の流動性、および機械的特性に優れた長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットおよびそれを用いた成形品を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a long fiber reinforced polyamide resin composition pellet excellent in fluidity and mechanical properties during molding and a molded article using the same.
本発明者らは、成形加工時の流動性、および機械的特性の両立を達成すべく検討を重ねた結果、長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットのポリアミド樹脂の末端に特定の構造を有する末端変性ポリアミド樹脂を含有するポリアミド樹脂組成物を用いることにより、上記した課題を解決できることを見出し、本発明に達した。 As a result of repeated studies to achieve both flowability during molding and mechanical properties, the present inventors have end-modified having a specific structure at the end of the polyamide resin of the long-fiber-reinforced polyamide resin composition pellets. It has been found that the above-mentioned problems can be solved by using a polyamide resin composition containing a polyamide resin, and the present invention has been achieved.
本発明は、上記課題を解決せんとするものであって、本発明の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットは、主として以下の構成を有する。
[1]ポリアミド樹脂(A)および強化繊維(B)を含有する長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットであって、
ポリアミド樹脂(A)は、末端変性ポリアミド樹脂(a)を含有し、
当該末端変性ポリアミド樹脂(a)は、ポリマーの主鎖を構成する繰り返し構造単位とは異なる構造単位から構成される構造をポリマーの末端基に有する樹脂であり、
ポリアミド樹脂(A)100質量部に対し、
強化繊維(B)5〜150質量部を含み、
強化繊維(B)の長さがペレットの長さと実質的に同一であり、
かつ、強化繊維(B)がペレットの長尺方向に配列してなる、
長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレット。
[2]前記末端変性ポリアミド樹脂(a)が、下記一般式(I)で表される末端構造を有するポリアミド樹脂を含有し、
ポリアミド樹脂(A)に対する、下記一般式(I)で表される末端構造の含有率が1質量%以上20質量%以下である、[1]に記載の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレット。
−X−(R1−O)m−R2 (I)
(上記一般式(I)中、mは2〜100の範囲を表す。R1は炭素数2〜10の2価の炭化水素基を、R2は炭素数1〜30の1価の炭化水素基をそれぞれ表す。−X−は−NH−、−N(CH3)−または−(C=O)−を表す。一般式(I)中に含まれるm個のR1は、同じでも異なってもよい。)
[3]前記末端変性ポリアミド樹脂(a)が、さらに下記一般式(II)で表される末端構造有するポリアミド樹脂を含有し、
ポリアミド樹脂(A)に対する、下記一般式(II)で表される末端構造の含有率が0.1質量%以上5質量%以下である、[2]に記載の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレット。
−Y−R3 (II)
(上記一般式(II)中、R3は炭素数1〜30の1価の炭化水素基を表す。前記一般式(I)における−X−が−NH−または−N(CH3)−の場合、上記一般式(II)における−Y−は−(C=O)−を表し、前記一般式(I)における−X−が−(C=O)−の場合、上記一般式(II)における−Y−は−NH−または−N(CH3)−を表す。)
[4]前記強化繊維(B)がガラス繊維または炭素繊維である[1]〜[3]のいずれかに記載の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレット。
[5]末端変性ポリアミド樹脂(a)が、前記一般式(I)で表される末端構造を有する末端変性ポリアミド樹脂と、前記一般式(II)で表される末端構造を有する末端変性ポリアミド樹脂を含有し、
ポリアミド樹脂(A)1t中に含まれる、前記一般式(I)で表される末端構造の含有量と、前記一般式(II)で表される末端構造の含有量の合計が60[mol/t]以上250[mol/t]以下であり、
かつ前記一般式(I)で表される末端構造の含有量[mol/t]と前記一般式(II)で表される末端構造の含有量[mol/t]の比((I)/(II))が0.3〜2.5である[3]〜[4]のいずれかに記載の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレット。
[6]前記ポリアミド樹脂(A)が、アミノ末端基を有するポリアミド樹脂と、カルボキシル末端基を有するポリアミド樹脂を含有し、
ポリアミド樹脂(A)1t中に含まれる、アミノ末端基含有量とカルボキシル末端基含有量の合計が50[mol/t]以上150[mol/t]以下であり、
かつアミノ末端基の含有量[mol/t]とカルボキシル末端基の含有量[mol/t]の比(アミノ末端基/カルボキシル末端基)が0.5〜2.5である[1]〜[5]のいずれかに記載の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレット。
[7]樹脂濃度0.01g/mlの98%硫酸溶液の25℃の温度におけるポリアミド樹脂(A)の相対粘度(ηr)が、1.3〜3.0である[1]〜[6]のいずれかに記載の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレット。
[8]ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したポリアミド樹脂(A)の重量平均分子量Mwが、15,000〜50,000である[1]〜[7]のいずれかに記載の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレット。
[9]融点+60℃で、せん断速度9728sec−1の条件におけるポリアミド樹脂(A)の溶融粘度が、30Pa・s以下である[1]〜[8]のいずれかに記載の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレット。
[10]融点+60℃の温度の条件下60分間滞留前後における、前記一般式(I)で表される構造の含有量保持率((滞留後含有量/滞留前含有量)×100)が、80%以上である[2]〜[9]のいずれかに記載の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレット。
[11]融点+60℃の温度の条件下、60分間滞留前後におけるポリアミド樹脂(A)の重量平均分子量保持率((滞留後重量平均分子量/滞留前重量平均分子量)×100)が、80%〜120%である[1]〜[10]のいずれかに記載の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレット。
[12]融点+60℃の温度の条件下、60分間滞留前後におけるポリアミド樹脂(A)の溶融粘度保持率((滞留後溶融粘度/滞留前溶融粘度)×100)が、80%〜120%である[1]〜[11]のいずれかに記載の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレット。
[13]窒素雰囲気下、融点+60℃の温度の条件下、40分間滞留前後のポリアミド樹脂(A)の質量減少率が、4%以下である[1]〜[12]のいずれかに記載の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレット。
[14]ポリアミド樹脂(A)100質量部に対して、さらに200℃における溶融粘度が0.01〜20Pa・sである熱可塑性重合体(C)を0.1〜65質量部含み、熱可塑性重合体(C)が強化繊維(B)に付着している[1]〜[13]のいずれかに記載の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレット。
[15][1]〜[14]のいずれかに記載の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットからなる、成形品中の強化繊維の重量平均繊維長が0.3mm以上5.0mm以下の成形品。
The present invention is to solve the above-mentioned problems, and the long fiber reinforced polyamide resin composition pellets of the present invention mainly have the following configuration.
[1] A long fiber reinforced polyamide resin composition pellet containing a polyamide resin (A) and a reinforcing fiber (B),
The polyamide resin (A) contains a terminal-modified polyamide resin (a),
The terminal-modified polyamide resin (a) is a resin having a structure composed of a structural unit different from the repeating structural unit constituting the main chain of the polymer in the terminal group of the polymer,
For 100 parts by mass of the polyamide resin (A),
Including 5-150 parts by mass of reinforcing fiber (B),
The length of the reinforcing fiber (B) is substantially the same as the length of the pellet;
And the reinforcing fibers (B) are arranged in the longitudinal direction of the pellets,
Long fiber reinforced polyamide resin composition pellets.
[2] The terminal-modified polyamide resin (a) contains a polyamide resin having a terminal structure represented by the following general formula (I):
The long fiber reinforced polyamide resin composition pellet according to [1], wherein the content of the terminal structure represented by the following general formula (I) with respect to the polyamide resin (A) is 1% by mass or more and 20% by mass or less.
-X- (R 1 -O) m -R 2 (I)
(In the above general formula (I), m represents a range of 2 to 100. R 1 is a divalent hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms, and R 2 is a monovalent hydrocarbon having 1 to 30 carbon atoms. represents groups respectively.-X- is -NH -, - N (CH 3 ) - or - (C = O) -. represents the m R 1 contained in the general formula (I) and are either the same or different May be.)
[3] The terminal-modified polyamide resin (a) further contains a polyamide resin having a terminal structure represented by the following general formula (II):
The long fiber reinforced polyamide resin composition pellet according to [2], wherein the content of the terminal structure represented by the following general formula (II) with respect to the polyamide resin (A) is 0.1% by mass or more and 5% by mass or less. .
-YR 3 (II)
(In the general formula (II), R 3 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. In the general formula (I), —X— is —NH— or —N (CH 3 ) —. In this case, -Y- in the general formula (II) represents-(C = O)-, and when -X- in the general formula (I) is-(C = O)-, the general formula (II) —Y— in — represents —NH— or —N (CH 3 ) —.
[4] The long fiber-reinforced polyamide resin composition pellet according to any one of [1] to [3], wherein the reinforcing fiber (B) is a glass fiber or a carbon fiber.
[5] The terminal-modified polyamide resin (a) has a terminal structure represented by the general formula (I) and a terminal structure represented by the general formula (II). Containing
The total of the content of the terminal structure represented by the general formula (I) and the content of the terminal structure represented by the general formula (II) contained in the polyamide resin (A) 1t is 60 [mol / t] or more and 250 [mol / t] or less,
And the ratio ((I) / () of the content [mol / t] of the terminal structure represented by the general formula (I) and the content [mol / t] of the terminal structure represented by the general formula (II). II)) is a long fiber reinforced polyamide resin composition pellet according to any one of [3] to [4], which is 0.3 to 2.5.
[6] The polyamide resin (A) contains a polyamide resin having an amino terminal group and a polyamide resin having a carboxyl terminal group,
The total of amino end group content and carboxyl end group content contained in the polyamide resin (A) 1t is 50 [mol / t] or more and 150 [mol / t] or less,
And the ratio (amino terminal group / carboxyl terminal group) of the amino terminal group content [mol / t] and the carboxyl terminal group content [mol / t] is 0.5 to 2.5 [1] to [ 5] The long fiber reinforced polyamide resin composition pellets according to any one of [5].
[7] The relative viscosity (ηr) of the polyamide resin (A) at a temperature of 25 ° C. in a 98% sulfuric acid solution having a resin concentration of 0.01 g / ml is 1.3 to 3.0 [1] to [6] The long fiber reinforced polyamide resin composition pellet according to any one of the above.
[8] The long fiber reinforced polyamide resin according to any one of [1] to [7], wherein the weight average molecular weight Mw of the polyamide resin (A) measured by gel permeation chromatography is 15,000 to 50,000. Composition pellets.
[9] The long fiber reinforced polyamide resin according to any one of [1] to [8], wherein the polyamide resin (A) has a melting point of + 60 ° C. and a shear rate of 9728 sec −1 , and the melt viscosity is 30 Pa · s or less. Composition pellets.
[10] The content retention rate of the structure represented by the general formula (I) ((content after residence / content before residence) × 100) before and after residence for 60 minutes under a temperature of melting point + 60 ° C. The long fiber reinforced polyamide resin composition pellet according to any one of [2] to [9], which is 80% or more.
[11] Weight average molecular weight retention ((weight average molecular weight after residence / weight average molecular weight before residence) × 100) of the polyamide resin (A) before and after residence for 60 minutes under the condition of melting point + 60 ° C. is 80% to The long fiber reinforced polyamide resin composition pellet according to any one of [1] to [10], which is 120%.
[12] The melt viscosity retention ((melt viscosity after residence / melt viscosity before residence) × 100) of the polyamide resin (A) before and after residence for 60 minutes under the condition of melting point + 60 ° C. is 80% to 120%. The long fiber reinforced polyamide resin composition pellets according to any one of [1] to [11].
[13] The mass reduction rate of the polyamide resin (A) before and after residence for 40 minutes under a condition of a melting point + 60 ° C. in a nitrogen atmosphere is 4% or less, and any one of [1] to [12] Long fiber reinforced polyamide resin composition pellets.
[14] 0.1 to 65 parts by mass of a thermoplastic polymer (C) having a melt viscosity of 0.01 to 20 Pa · s at 200 ° C. with respect to 100 parts by mass of the polyamide resin (A) The long fiber reinforced polyamide resin composition pellet according to any one of [1] to [13], wherein the polymer (C) is attached to the reinforcing fiber (B).
[15] A molded product comprising the long fiber reinforced polyamide resin composition pellets according to any one of [1] to [14], wherein the weight average fiber length of the reinforced fibers in the molded product is 0.3 mm or greater and 5.0 mm or less. .
本発明によれば、長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットに特定の末端変性ポリアミド樹脂を用いることにより、成形加工時の流動性、および機械的特性に優れた長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットおよびそれを用いた成形品を得ることができる。 According to the present invention, by using a specific terminal-modified polyamide resin in the long fiber reinforced polyamide resin composition pellets, the long fiber reinforced polyamide resin composition pellets excellent in fluidity and mechanical properties during molding and the same A molded product using can be obtained.
そのため、本発明の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットを用いてなる成形品は、自動車部品、電気・電子部品、建築部材およびスポーツ用品部品など、機械的特性に加えて複雑形状への成形加工性が要求される各種用途に好適に用いられることができる。 Therefore, the molded product using the long fiber reinforced polyamide resin composition pellets of the present invention can be molded into complex shapes in addition to mechanical properties such as automobile parts, electrical / electronic parts, building parts and sports equipment parts. Can be suitably used for various applications that require
次に、本発明の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットおよびその成形品について具体的に説明する。本発明の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットは、ポリアミド樹脂(A)および強化繊維(B)を含有する長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットであって、ポリアミド樹脂(A)が末端変性ポリアミド樹脂(a)を含有し、当該末端変性ポリアミド樹脂(a)が、ポリマーの主鎖を構成する繰り返し構造単位とは異なる構造単位から構成される構造をポリマーの末端基に有する樹脂であり、強化繊維(B)の長さがペレットの長さと実質的に同一であり、かつ、強化繊維(B)がペレットの長尺方向に配列してなる、長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットである。 Next, the long fiber reinforced polyamide resin composition pellets and molded articles thereof according to the present invention will be specifically described. The long fiber reinforced polyamide resin composition pellet of the present invention is a long fiber reinforced polyamide resin composition pellet containing a polyamide resin (A) and a reinforcing fiber (B), wherein the polyamide resin (A) is a terminal-modified polyamide resin ( a) containing the terminal-modified polyamide resin (a) having a structure composed of structural units different from the repeating structural units constituting the main chain of the polymer in the terminal group of the polymer, It is a long fiber reinforced polyamide resin composition pellet in which the length of B) is substantially the same as the length of the pellet, and the reinforcing fibers (B) are arranged in the longitudinal direction of the pellet.
本発明の実施形態において用いられるポリアミド樹脂は、ジアミンおよびジカルボン酸からなる組み合わせ、アミノ酸、ならびにラクタムからなる群より選ばれる1種以上を主たる原料として得ることができるポリアミド樹脂である。 The polyamide resin used in the embodiment of the present invention is a polyamide resin that can be obtained as a main raw material from at least one selected from the group consisting of a combination consisting of a diamine and a dicarboxylic acid, an amino acid, and a lactam.
ポリアミド樹脂の主たる構造単位を構成する化学構造としては、アミノ酸またはラクタムを原料とする場合、炭素数4〜20の範囲のものが好ましい。また、ジアミンとジカルボン酸とを原料とする場合、ジアミンの炭素数は2〜20の範囲であることが好ましく、ジカルボン酸の炭素数は2〜20の範囲であることが好ましい。原料の代表例としては、次のものが挙げられる。 As a chemical structure which comprises the main structural unit of a polyamide resin, when using an amino acid or a lactam as a raw material, a C4-C20 thing is preferable. Moreover, when using diamine and dicarboxylic acid as a raw material, it is preferable that carbon number of diamine is the range of 2-20, and it is preferable that the carbon number of dicarboxylic acid is the range of 2-20. The following are mentioned as a typical example of a raw material.
具体的に、6−アミノカプロン酸、11−アミノウンデカン酸、12−アミノドデカン酸、パラアミノメチル安息香酸などのアミノ酸。ε−カプロラクタム、ω−ウンデカンラクタム、ω−ラウロラクタムなどのラクタム。エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカンジアミン、ウンデカンジアミン、ドデカンジアミン、トリデカンジアミン、テトラデカンジアミン、ペンタデカンジアミン、ヘキサデカンジアミン、ヘプタデカンジアミン、オクタデカンジアミン、ノナデカンジアミン、エイコサンジアミン、2−メチル−1,5−ジアミノペンタン、2−メチル−1,8−ジアミノオクタンなどの脂肪族ジアミン;シクロヘキサンジアミン、ビス−(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタンなどの脂環式ジアミン;キシリレンジアミンなどの芳香族ジアミンなどのジアミン。シュウ酸、マロン酸、スクシン酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸などの脂肪族ジカルボン酸;テレフタル酸、イソフタル酸、2−クロロテレフタル酸、2−メチルテレフタル酸、5−メチルイソフタル酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸;シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環族ジカルボン酸;これらジカルボン酸のジアルキルエステル、およびジクロリドなどが挙げられる。 Specifically, amino acids such as 6-aminocaproic acid, 11-aminoundecanoic acid, 12-aminododecanoic acid and paraaminomethylbenzoic acid. Lactams such as ε-caprolactam, ω-undecanactam, and ω-laurolactam. Ethylenediamine, trimethylenediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, octamethylenediamine, nonamethylenediamine, decanediamine, undecanediamine, dodecanediamine, tridecanediamine, tetradecanediamine, pentadecanediamine, hexadecane Aliphatic diamines such as diamine, heptadecanediamine, octadecanediamine, nonadecanediamine, eicosanediamine, 2-methyl-1,5-diaminopentane, 2-methyl-1,8-diaminooctane; cyclohexanediamine, bis- ( Cycloaliphatic diamines such as 4-aminocyclohexyl) methane and bis (3-methyl-4-aminocyclohexyl) methane; Diamine such as family diamine. Aliphatic dicarboxylic acids such as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid; terephthalic acid, isophthalic acid, 2-chloroterephthalic acid, Aromatic dicarboxylic acids such as 2-methylterephthalic acid, 5-methylisophthalic acid, 5-sodium sulfoisophthalic acid, hexahydroterephthalic acid, and hexahydroisophthalic acid; alicyclic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid; Examples thereof include dialkyl esters and dichlorides.
本発明の実施形態においては、ポリアミド樹脂(A)として、これらの原料から誘導されるポリアミドホモポリマーまたはコポリマーを用いることができる。これらのポリアミド樹脂や詳しくは後述する末端変性ポリアミド樹脂(a)が、2種以上混合されてポリアミド樹脂(A)となることも許容される。 In the embodiment of the present invention, a polyamide homopolymer or copolymer derived from these raw materials can be used as the polyamide resin (A). It is allowed that two or more of these polyamide resins and terminal-modified polyamide resins (a), which will be described later in detail, are mixed to form a polyamide resin (A).
また、本発明の実施形態において用いられる末端変性ポリアミド樹脂(a)は、ポリアミド樹脂のポリマーの主鎖を構成する繰り返し構造単位とは異なる構造単位から構成される構造をポリマーの末端に有する樹脂である。すなわち、変性された構造をポリマーの末端に有するポリアミド樹脂である。また、本発明においては、構造が異なる2種以上の末端変性ポリアミド樹脂が混合されて末端変性ポリアミド樹脂(a)となることも許容される。 The terminal-modified polyamide resin (a) used in the embodiment of the present invention is a resin having a structure composed of a structural unit different from the repeating structural unit constituting the main chain of the polymer of the polyamide resin at the terminal of the polymer. is there. That is, it is a polyamide resin having a modified structure at the end of the polymer. In the present invention, it is allowed that two or more kinds of terminal-modified polyamide resins having different structures are mixed to form a terminal-modified polyamide resin (a).
本発明の実施形態においては、機械的特性および溶融滞留時の熱安定性をより向上させるという観点から、上に例示した原料に由来する構造単位を、変性された構造を除いたポリアミド樹脂を構成する全構造単位100モル%中、80モル%以上有することが好ましく、90モル%以上有することがより好ましく、100モル%有することがさらに好ましい態様である。また、上に例示した原料に由来する重合構造は、直鎖であることが好ましい。 In the embodiment of the present invention, from the viewpoint of further improving the mechanical properties and the thermal stability during melt residence, the structural unit derived from the raw materials exemplified above is composed of a polyamide resin excluding the modified structure. It is preferable to have 80 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, and even more preferably 100 mol% in 100 mol% of all structural units. Moreover, it is preferable that the polymerization structure derived from the raw material illustrated above is linear.
本発明の実施形態において用いられる末端変性ポリアミド樹脂(a)の融点(Tm)は、200℃以上であることが好ましい。ここで、末端変性ポリアミド樹脂の融点は、示差走査熱量測定(DSC)により求めることができる。測定方法は、次のとおりである。末端変性ポリアミド樹脂5〜7mgを秤量する。窒素雰囲気下中、20℃の温度から昇温速度20℃/分でTm+30℃まで昇温する。引き続き、降温速度20℃/分で20℃の温度まで降温する。再度、20℃の温度から昇温速度20℃/分でTm+30℃まで昇温したときに現れる吸熱ピークの頂点の温度を、融点(Tm)と定義する。 The melting point (Tm) of the terminal-modified polyamide resin (a) used in the embodiment of the present invention is preferably 200 ° C. or higher. Here, the melting point of the terminal-modified polyamide resin can be determined by differential scanning calorimetry (DSC). The measurement method is as follows. Weigh 5-7 mg of terminal-modified polyamide resin. In a nitrogen atmosphere, the temperature is raised from a temperature of 20 ° C. to Tm + 30 ° C. at a heating rate of 20 ° C./min. Subsequently, the temperature is lowered to a temperature of 20 ° C. at a temperature lowering rate of 20 ° C./min. Again, the temperature at the apex of the endothermic peak that appears when the temperature is raised from the temperature of 20 ° C. to Tm + 30 ° C. at a heating rate of 20 ° C./min is defined as the melting point (Tm).
融点が200℃以上の末端変性ポリアミド樹脂としては、下記のポリアミドおよびこれらの共重合体の末端に、変性された構造を有するポリアミド樹脂が挙げられる。耐熱性、靭性および表面特性などの必要特性に応じて、これらを2種以上用いることもできる。 Examples of the terminal-modified polyamide resin having a melting point of 200 ° C. or higher include polyamide resins having a modified structure at the ends of the following polyamides and copolymers thereof. Two or more of these may be used depending on the required properties such as heat resistance, toughness and surface properties.
ポリアミドとしては、ポリカプロアミド(ポリアミド6)、ポリウンデカンアミド(ポリアミド11)、ポリドデカンアミド(ポリアミド12)、ポリヘキサメチレンアジパミド(ポリアミド66)、ポリテトラメチレンアジパミド(ポリアミド46)、ポリペンタメチレンアジパミド(ポリアミド56)、ポリテトラメチレンセバカミド(ポリアミド410)、ポリペンタメチレンセバカミド(ポリアミド510)、ポリヘキサメチレンセバカミド(ポリアミド610)、ポリヘキサメチレンドデカミド(ポリアミド612)、ポリデカメチレンセバカミド(ナイロン1010)、ポリデカメチレンドデカミド(ナイロン1012)、ポリメタキシリレンアジパミド(MXD6)、ポリメタキシリレンセバカミド(MXD10)、ポリパラキシリレンセバカミド(PXD10)、ポリノナメチレンテレフタルアミド(ナイロン9T)、ポリデカメチレンテレフタルアミド(ポリアミド10T)、ポリウンデカメチレンテレフタルアミド(ポリアミド11T)、ポリドデカメチレンテレフタルアミド(ポリアミド12T)、ポリペンタメチレンテレフタルアミド/ポリヘキサメチレンテレフタルアミドコポリマー(ポリアミド5T/6T)、ポリ−2−メチルペンタメチレンテレフタルアミド/ポリヘキサメチレンテレフタルアミド(ポリアミドM5T/6T)、ポリヘキサメチレンアジパミド/ポリヘキサメチレンテレフタルアミドコポリマー(ポリアミド66/6T)、ポリヘキサメチレンアジパミド/ポリヘキサメチレンイソフタルアミドコポリマー(ポリアミド66/6I)、ポリヘキサメチレンアジパミド/ポリヘキサメチレンテレフタルアミド/ポリヘキサメチレンイソフタルアミド(ポリアミド66/6T/6I)、ポリビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタンテレフタルアミド(ポリアミドMACMT)、ポリビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタンイソフタルアミド(ポリアミドMACMI)、ポリビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタンドデカミド(ポリアミドMACM12)、ポリビス(4−アミノシクロヘキシル)メタンテレフタルアミド(ポリアミドPACMT)、ポリビス(4−アミノシクロヘキシル)メタンイソフタルアミド(ポリアミドPACMI)、およびポリビス(4−アミノシクロヘキシル)メタンドデカミド(ポリアミドPACM12)などが挙げられる。 Polyamides include polycaproamide (polyamide 6), polyundecanamide (polyamide 11), polydodecanamide (polyamide 12), polyhexamethylene adipamide (polyamide 66), polytetramethylene adipamide (polyamide 46), Polypentamethylene adipamide (polyamide 56), polytetramethylene sebacamide (polyamide 410), polypentamethylene sebacamide (polyamide 510), polyhexamethylene sebacamide (polyamide 610), polyhexamethylene dodecamide ( Polyamide 612), polydecamethylene sebacamide (nylon 1010), polydecamethylene dodecamide (nylon 1012), polymetaxylylene adipamide (MXD6), polymetaxylylene sebacamide (MXD10), polypara Silylene sebacamide (PXD10), polynonamethylene terephthalamide (nylon 9T), polydecamethylene terephthalamide (polyamide 10T), polyundecamethylene terephthalamide (polyamide 11T), polydodecamethylene terephthalamide (polyamide 12T), poly Pentamethylene terephthalamide / polyhexamethylene terephthalamide copolymer (polyamide 5T / 6T), poly-2-methylpentamethylene terephthalamide / polyhexamethylene terephthalamide (polyamide M5T / 6T), polyhexamethylene adipamide / polyhexamethylene Terephthalamide copolymer (polyamide 66 / 6T), polyhexamethylene adipamide / polyhexamethylene isophthalamide copolymer (polyamide 66 / 6I) , Polyhexamethylene adipamide / polyhexamethylene terephthalamide / polyhexamethylene isophthalamide (polyamide 66 / 6T / 6I), polybis (3-methyl-4-aminocyclohexyl) methane terephthalamide (polyamide MACMT), polybis (3 -Methyl-4-aminocyclohexyl) methane isophthalamide (polyamide MACMI), polybis (3-methyl-4-aminocyclohexyl) methane dodecamide (polyamide MACM12), polybis (4-aminocyclohexyl) methane terephthalamide (polyamide PACMT), Polybis (4-aminocyclohexyl) methane isophthalamide (polyamide PACMI), and polybis (4-aminocyclohexyl) methane dodecamide (polyamide PACM1) 2).
とりわけ好ましいポリアミドとしては、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド56、ポリアミド410、ポリアミド510、ポリアミド610、ポリアミド6/66、ポリアミド6/12、ポリアミド9T、およびポリアミド10Tなどの末端に変性された構造を有するポリアミドを挙げることができる。 Particularly preferred polyamides have structures modified at the ends such as polyamide 6, polyamide 66, polyamide 56, polyamide 410, polyamide 510, polyamide 610, polyamide 6/66, polyamide 6/12, polyamide 9T, and polyamide 10T. Mention may be made of polyamide.
本発明の実施形態にて用いられる末端変性ポリアミド樹脂(a)は、その末端に変性された構造を持つ。そして、当該変性された構造は、ポリマーの主鎖を構成する繰り返し構造とは異なるものである。 The terminal-modified polyamide resin (a) used in the embodiment of the present invention has a structure modified at its terminal. The modified structure is different from the repeating structure constituting the main chain of the polymer.
変性された構造としては、例えば、飽和脂肪族化合物、不飽和脂肪族化合物および芳香族化合物などに由来する構造が挙げられる。これらを2種以上用いることもできる。溶融粘度をより低下せしめる(すなわち、溶融時の流動性をより向上せしめる)という観点から、飽和脂肪族化合物または芳香族化合物に由来する構造がより好ましく、飽和脂肪族化合物に由来する構造がさらに好ましく用いられる。 Examples of the modified structure include structures derived from saturated aliphatic compounds, unsaturated aliphatic compounds, and aromatic compounds. Two or more of these may be used. From the viewpoint of further reducing the melt viscosity (that is, improving the fluidity at the time of melting), a structure derived from a saturated aliphatic compound or an aromatic compound is more preferable, and a structure derived from a saturated aliphatic compound is more preferable. Used.
本発明の実施形態において、「変性された構造」(末端構造)としては、後述する末端変性用化合物の残基などが挙げられる。 In the embodiment of the present invention, examples of the “modified structure” (terminal structure) include a residue of a compound for terminal modification described later.
また、本発明の実施形態においては、末端変性ポリアミド樹脂(a)が、下記一般式(I)で表される末端構造を有するポリアミド樹脂を含有することが好ましい。下記の一般式(I)で表される末端構造は、アルキレンオキシド構造を有するため、得られるポリマーの分子運動性が高く、また、アミド基との親和性に優れている。また、当該ポリアミド樹脂の末端にある下記の一般式(I)で表される構造が、ポリアミド分子鎖の間に介在することによって、ポリマーの自由体積がより増加し、絡み合いがより減少する。その結果、ポリマーの分子運動性がさらに増大して、溶融粘度を低減することが可能となる。同時にアルキレンオキシド構造による、強化繊維との親和性により、強化繊維の分散性を大きく向上することができる。このような効果は、ポリアルキレンオキシド構造をポリアミド樹脂の主鎖に主として有する場合に比べて、極めて高い効果である。
−X−(R1−O)m−R2 (I)
In the embodiment of the present invention, the terminal-modified polyamide resin (a) preferably contains a polyamide resin having a terminal structure represented by the following general formula (I). Since the terminal structure represented by the following general formula (I) has an alkylene oxide structure, the resulting polymer has high molecular mobility and excellent affinity with an amide group. Moreover, the structure represented by the following general formula (I) at the terminal of the polyamide resin is interposed between the polyamide molecular chains, whereby the free volume of the polymer is further increased and the entanglement is further decreased. As a result, the molecular mobility of the polymer is further increased, and the melt viscosity can be reduced. At the same time, the dispersibility of the reinforcing fibers can be greatly improved by the affinity with the reinforcing fibers due to the alkylene oxide structure. Such an effect is an extremely high effect compared with the case where the polyalkylene oxide structure is mainly included in the main chain of the polyamide resin.
-X- (R 1 -O) m -R 2 (I)
上記の一般式(I)中、mは2以上100以下の範囲を表す。mが大きいほど、溶融粘度の低減効果が効果的に奏される。mは5以上であることが好ましく、より好ましくは8以上であり、さらに好ましくは16以上である。一方、mが小さいほど、耐熱性をより高く維持することができる。mは70以下であることが好ましく、より好ましくは50以下である。ポリアミド樹脂の主たる構造単位に由来する特性を維持するという観点から、本発明において、末端変性ポリアミド樹脂は上記の一般式(I)で表される構造を、ポリマーの末端のみに有することが好ましい。 In said general formula (I), m represents the range of 2-100. As m is larger, the effect of reducing the melt viscosity is effectively exhibited. m is preferably 5 or more, more preferably 8 or more, and still more preferably 16 or more. On the other hand, the smaller m is, the higher the heat resistance can be maintained. m is preferably 70 or less, and more preferably 50 or less. From the viewpoint of maintaining the characteristics derived from the main structural unit of the polyamide resin, in the present invention, the terminal-modified polyamide resin preferably has the structure represented by the above general formula (I) only at the end of the polymer.
上記の一般式(I)中、R1は炭素数2以上10以下の2価の炭化水素基を表す。ポリアミド樹脂の主たる構造単位との親和性の観点から、炭素数2〜6の炭化水素基がより好ましく、炭素数2〜4の炭化水素基がより好ましい態様である。末端変性ポリアミド樹脂の熱安定性および着色防止の観点から、R1が飽和炭化水素基であることがさらに好ましい態様である。 In the general formula (I), R 1 represents a divalent hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms. From the viewpoint of the affinity with the main structural unit of the polyamide resin, a hydrocarbon group having 2 to 6 carbon atoms is more preferable, and a hydrocarbon group having 2 to 4 carbon atoms is a more preferable embodiment. From the viewpoint of thermal stability of the terminal-modified polyamide resin and prevention of coloring, it is a more preferable embodiment that R 1 is a saturated hydrocarbon group.
R1としては、例えば、エチレン基、1,3−トリメチレン基、イソプロピレン基、1,4−テトラメチレン基、1,5−ペンタメチレン基および1,6−ヘキサメチレン基などが挙げられ、n個のR1は、異なる炭素数の炭化水素基の組合せとすることができる。R1は、炭素数2の2価の飽和炭化水素基および炭素数3の2価の飽和炭化水素基から少なくとも構成されることが好ましい。ポリアミド樹脂の主たる構造単位との親和性に優れるエチレン基および自由体積の大きいイソプロピレン基から構成されることがより好ましく、溶融粘度低減効果をより効果的に発現させることができる。この場合、一般式(I)で表される末端構造は、エチレン基を10個以上含有し、かつイソプロピレン基を6個以下含有することが好ましく、所望に近い量の末端構造をポリアミド樹脂に導入することができ、溶融粘度低減効果をより高めることができる。 Examples of R 1 include an ethylene group, 1,3-trimethylene group, isopropylene group, 1,4-tetramethylene group, 1,5-pentamethylene group, 1,6-hexamethylene group, and the like. Each R 1 can be a combination of hydrocarbon groups having different carbon numbers. R 1 is preferably composed of at least a divalent saturated hydrocarbon group having 2 carbon atoms and a divalent saturated hydrocarbon group having 3 carbon atoms. More preferably, the polyamide resin is composed of an ethylene group excellent in affinity with the main structural unit of the polyamide resin and an isopropylene group having a large free volume, and the effect of reducing the melt viscosity can be expressed more effectively. In this case, it is preferable that the terminal structure represented by the general formula (I) contains 10 or more ethylene groups and 6 or less isopropylene groups. It can introduce | transduce and can improve a melt viscosity reduction effect more.
また、R2は炭素数1以上30以下の1価の炭化水素基を表す。R2の炭素数が少ないほどポリアミド樹脂の主たる構造単位との親和性に優れるため、炭素数1〜20の炭化水素基が好ましく、炭素数1〜10の炭化水素基がより好ましく用いられる。また、末端変性ポリアミド樹脂の熱安定性および着色防止の観点から、R2は1価の飽和炭化水素基であることがさらに好ましい態様である。R2としては、例えば、メチル、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基などが挙げられ、その中でもポリアミド樹脂の主たる構造単位との親和性に優れるメチル基およびエチル基がより好ましい。 R 2 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. Since the smaller the carbon number of R 2 is, the better the affinity with the main structural unit of the polyamide resin is, so a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms is preferable, and a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms is more preferably used. Further, from the viewpoint of thermal stability of the terminal-modified polyamide resin and prevention of coloring, it is a more preferable embodiment that R 2 is a monovalent saturated hydrocarbon group. Examples of R 2 include methyl, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, etc. Among them, the main structural unit of polyamide resin A methyl group and an ethyl group which are excellent in affinity are more preferable.
上記の一般式(I)中、−X−は−NH−、−N(CH3)−または−(C=O)−を表す。これらのうち、ポリアミド樹脂の主たる構造単位との親和性に優れている−NH−がより好ましい。 In the above general formula (I), —X— represents —NH—, —N (CH 3 ) — or — (C═O) —. Among these, —NH— which is excellent in affinity with the main structural unit of the polyamide resin is more preferable.
本発明の実施形態において用いられる末端変性ポリアミド樹脂(a)は、一般式(I)で表される末端構造を、末端変性ポリアミド樹脂を構成するポリマーの少なくとも一方の末端に有することが好ましい。 The terminal-modified polyamide resin (a) used in the embodiment of the present invention preferably has a terminal structure represented by the general formula (I) at at least one terminal of the polymer constituting the terminal-modified polyamide resin.
本発明の実施形態において、ポリアミド樹脂(A)は、一般式(I)で表される末端構造の含有率が1質量%以上、20質量%以下であることが好ましい。 In the embodiment of the present invention, the polyamide resin (A) preferably has a content of the terminal structure represented by the general formula (I) of 1% by mass or more and 20% by mass or less.
すなわち、本発明においては、ポリアミド樹脂(A)が、一般式(I)で表される末端構造を有するポリアミド樹脂を、末端変性ポリアミド樹脂(a)として含有し、かつ、ポリアミド樹脂(A)に対して、一般式(I)で表される末端構造の含有率が1質量%以上、20質量%以下であることが好ましい。 That is, in the present invention, the polyamide resin (A) contains a polyamide resin having a terminal structure represented by the general formula (I) as a terminal-modified polyamide resin (a), and the polyamide resin (A) On the other hand, it is preferable that the content rate of the terminal structure represented by general formula (I) is 1 mass% or more and 20 mass% or less.
一般式(I)で表される末端構造の含有率が1質量%以上であると、末端変性ポリアミド樹脂の溶融粘度をより低減することができ、成形時の流動性が向上すると共に強化繊維の折損を抑制することができ、かつ強化繊維の分散性が向上することにより、機械的特性を向上させることができる。一般式(I)で表される末端構造の含有率は、より好ましくは3質量%以上であり、さらに好ましくは5質量%以上である。 When the content of the terminal structure represented by the general formula (I) is 1% by mass or more, the melt viscosity of the terminal-modified polyamide resin can be further reduced, the fluidity during molding is improved, and the reinforcing fiber is Breaking can be suppressed and the dispersibility of the reinforcing fibers can be improved, whereby the mechanical properties can be improved. The content of the terminal structure represented by the general formula (I) is more preferably 3% by mass or more, and further preferably 5% by mass or more.
一方、一般式(I)で表される末端構造の含有率が20質量%以下であると、溶融滞留時における一般式(I)で表される構造中のアルキレンオキシド構造の酸化劣化による変色や熱分解によるガス成分の増加を抑制し、溶融滞留時の熱安定性をより向上させ、成形品の流動性をより向上することができると共に、発生ガスに起因する成形品の機械的特性の低下をより低減させることができる。また、末端変性ポリアミド樹脂の分子量をより高くすることができることから、機械的特性をより向上させることができる。上記の一般式(I)で表される末端構造の含有率は、より好ましくは15質量%以下であり、さらに好ましくは10質量%以下である。 On the other hand, when the content of the terminal structure represented by the general formula (I) is 20% by mass or less, discoloration due to oxidative degradation of the alkylene oxide structure in the structure represented by the general formula (I) at the time of melt residence Suppresses the increase in gas components due to thermal decomposition, further improves the thermal stability during melt residence, improves the fluidity of the molded product, and lowers the mechanical properties of the molded product due to the generated gas Can be further reduced. Moreover, since the molecular weight of the terminal-modified polyamide resin can be further increased, the mechanical characteristics can be further improved. The content of the terminal structure represented by the general formula (I) is more preferably 15% by mass or less, and further preferably 10% by mass or less.
本発明の実施形態において用いられる末端変性ポリアミド樹脂中における一般式(I)で表される末端構造の含有率は、例えば、末端変性ポリアミド樹脂を製造する際に用いられる、後述する一般式(III)で表される末端変性用化合物の配合量を調整することにより、所望の範囲に調整することができる。 The content of the terminal structure represented by the general formula (I) in the terminal-modified polyamide resin used in the embodiment of the present invention is, for example, a general formula (III) described later, which is used when the terminal-modified polyamide resin is produced. It is possible to adjust to the desired range by adjusting the blending amount of the compound for terminal modification represented by ().
また、本発明の実施形態においては、末端変性ポリアミド樹脂(a)が、さらに、一般式(II)で表される末端構造を有するポリアミド樹脂を含有することが好ましい。前述のとおり、一般式(I)で表される末端構造を有するポリアミド樹脂を含有せしめることにより、末端変性ポリアミド樹脂の溶融粘度を低減させ、成形時の流動性および強化繊維の折損抑制による機械的強度を向上することができるが、成形時などの長期間にわたる溶融滞留時においては、一般式(I)で表される末端構造の熱分解が進行しやすい傾向がある。特に、末端構造が変性されていないポリアミド樹脂はアミノ末端基やカルボキシル末端基を持ち、これらのアミノ末端基やカルボキシル基は、一般式(I)で表される末端構造の熱分解触媒として作用する。そのため、ポリアミド樹脂中のアミノ末端基量とカルボキシル末端基量を低減することにより、一般式(I)で表される末端構造の熱分解を抑制し、一般式(I)で表される末端構造による溶融粘度低減効果を維持しながら、溶融滞留時の熱安定性をより向上させることができる。 In the embodiment of the present invention, it is preferable that the terminal-modified polyamide resin (a) further contains a polyamide resin having a terminal structure represented by the general formula (II). As described above, by including the polyamide resin having the terminal structure represented by the general formula (I), the melt viscosity of the terminal-modified polyamide resin is reduced, and the fluidity at the time of molding and the mechanical breakage of the reinforcing fiber are suppressed. Although the strength can be improved, the thermal decomposition of the terminal structure represented by the general formula (I) tends to proceed at the time of melt residence for a long time such as molding. In particular, a polyamide resin whose terminal structure is not modified has an amino terminal group or a carboxyl terminal group, and these amino terminal group and carboxyl group act as a thermal decomposition catalyst for the terminal structure represented by the general formula (I). . Therefore, by reducing the amount of amino terminal groups and carboxyl terminal groups in the polyamide resin, thermal decomposition of the terminal structure represented by the general formula (I) is suppressed, and the terminal structure represented by the general formula (I) It is possible to further improve the thermal stability at the time of melting residence while maintaining the effect of reducing the melt viscosity.
例えば、本発明においては、両方の末端構造が変性されていないポリアミド樹脂のカルボキシル末端基に、後述する一般式(III)で表される末端変性用化合物を反応させることにより、一般式(I)で表される末端構造を有するポリアミド樹脂を得ることができる。しかしながら、これによって得られる末端変性ポリアミド樹脂は、一方の末端が一般式(I)で表される構造で変性されているものの、他方の末端は変性されておらず、アミノ末端またはカルボキシル末端のままである。そこで、例えば、かかるポリアミド樹脂(すなわち、一方の末端のみが一般式(I)で表される構造で変性されているポリアミド樹脂)に、後述する一般式(IV)で表される末端変性用化合物をさらに反応させることなどによって、当該他方の末端を変性せしめ、下記一般式(II)で表される末端構造をさらに有するポリアミド樹脂を得ることができる。 For example, in the present invention, the terminal end-modifying compound represented by the general formula (III) to be described later is reacted with the carboxyl terminal group of the polyamide resin in which both terminal structures are not modified, thereby allowing the general formula (I) to react. A polyamide resin having a terminal structure represented by can be obtained. However, the terminal-modified polyamide resin thus obtained has one terminal modified with the structure represented by the general formula (I), but the other terminal is not modified and remains the amino terminal or carboxyl terminal. It is. Thus, for example, such a polyamide resin (that is, a polyamide resin in which only one terminal is modified with a structure represented by the general formula (I)), a compound for terminal modification represented by the general formula (IV) to be described later By further reacting, the other terminal can be modified to obtain a polyamide resin further having a terminal structure represented by the following general formula (II).
ポリアミド樹脂に一般式(I)で表される末端構造のみを導入する場合に比べて、下記一般式(II)で表される末端構造をさらに導入することにより、一般式(I)で表される構造の熱分解を抑制できる。そして、それによって、一般式(I)で表される末端構造による溶融滞留時の熱安定性をより向上させることができ、溶融粘度低減効果を維持することができることから、成形時の流動性および機械特性を向上することができる。
−Y−R3 (II)
Compared with the case where only the terminal structure represented by the general formula (I) is introduced into the polyamide resin, by introducing the terminal structure represented by the following general formula (II) further, it is represented by the general formula (I). The thermal decomposition of the structure can be suppressed. And thereby, it is possible to further improve the thermal stability during the melt residence by the terminal structure represented by the general formula (I), it is possible to maintain the effect of reducing the melt viscosity, the flowability during molding and Mechanical properties can be improved.
-YR 3 (II)
上記一般式(II)中、R3は炭素数1以上30以下の1価の炭化水素基を表す。R3の炭素数が少ないほどポリアミド樹脂の主たる構造単位との親和性に優れるため、炭素数1〜30の炭化水素基であることが好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、エイコシル基、ヘンイコシル基、ヘネイコシル基、ドコシル基、トリコシル基、テトラコシル基、ペンタコシル基、ヘキサコシル基、ヘプタコシル基、オクタコシル基、ノナコシル基、トリアコンチル等の直鎖アルキル基、イソプロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等の分岐鎖アルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等のシクロアルキル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、ベンジル基、2−フェニルエチル基等のアラルキル基などが挙げられる。末端変性ポリアミド樹脂の熱安定性および着色防止の観点から、R3は1価の炭素数1以上20以下の飽和炭化水素基またはアリール基であることがさらに好ましい態様である。 In the general formula (II), R 3 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. Since the smaller the carbon number of R 3, the better the affinity with the main structural unit of the polyamide resin, it is preferably a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. Specifically, methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, Straight chain such as heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, icosyl group, eicosyl group, heneicosyl group, heneicosyl group, docosyl group, tricosyl group, tetracosyl group, pentacosyl group, hexacosyl group, heptacosyl group, octacosyl group, nonacosyl group, triacontyl Branched alkyl groups such as alkyl groups, isopropyl groups, isobutyl groups, tert-butyl groups, isopentyl groups, neopentyl groups, etc., cycloalkyl groups such as cyclopentyl groups, cyclohexyl groups, cycloheptyl groups, and aryl groups such as phenyl groups, tolyl groups, etc. Benzyl group, and aralkyl groups such as 2-phenylethyl groups. From the viewpoint of thermal stability of the terminal-modified polyamide resin and prevention of coloring, R 3 is more preferably a monovalent saturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl group.
前記の一般式(I)におけるXが、−NH−または−N(CH3)−の場合、上記の一般式(II)における−Y−は−(C=O)−を表し、前記の一般式(I)におけるXが−(C=O)−の場合、上記の一般式(II)におけるYは、−NH−または−N(CH3)−を表す。 When X in the general formula (I) is —NH— or —N (CH 3 ) —, —Y— in the above general formula (II) represents — (C═O) — When X in Formula (I) is — (C═O) —, Y in General Formula (II) above represents —NH— or —N (CH 3 ) —.
通常、両方の末端が変性されていないポリアミド樹脂の末端基は、その一方の末端基がアミノ末端基であり、他方の末端基がカルボキシル末端基である。 Usually, in the terminal group of the polyamide resin in which both ends are not modified, one terminal group is an amino terminal group and the other terminal group is a carboxyl terminal group.
詳しくは後述するように、末端が変性されていないポリアミド樹脂に後述の一般式(III)で表される末端変性用化合物を反応せしめることによって、一般式(I)で表される末端構造を有するポリアミド樹脂を得ることができる。 As will be described in detail later, the terminal structure represented by the general formula (I) is obtained by reacting a terminal-modified compound represented by the following general formula (III) with a polyamide resin whose terminal is not modified. A polyamide resin can be obtained.
ここで、一般式(III)で表される末端変性用化合物がアミノ末端基を有する場合、かかる末端変性用化合物はポリアミド樹脂のカルボキシル末端基と反応し、一般式(I)におけるXが−NH−または−N(CH3)−となる。この場合、ポリアミド樹脂の他方の末端であるアミノ末端基を、後述する一般式(IV)で表される末端変性用化合物と反応せしめることによって、ポリアミド樹脂の当該他方の末端に、上記の一般式(II)の末端構造を導入することができる。この場合、上記の一般式(II)におけるYは−(C=O)−となる。 Here, when the compound for terminal modification represented by the general formula (III) has an amino terminal group, the compound for terminal modification reacts with the carboxyl terminal group of the polyamide resin, and X in the general formula (I) is -NH. - or -N (CH 3) - and it becomes. In this case, the amino terminal group which is the other terminal of the polyamide resin is reacted with a compound for terminal modification represented by the general formula (IV) described later, so that the above-mentioned general formula is added to the other terminal of the polyamide resin. The terminal structure of (II) can be introduced. In this case, Y in the general formula (II) is-(C = O)-.
一方、一般式(III)で表される末端変性用化合物がカルボキシル末端基を有する場合、かかる末端変性用化合物はポリアミド樹脂のアミノ末端基と反応し、一般式(I)におけるXが−(C=O)−となる。この場合、ポリアミド樹脂の他方の末端であるカルボキシル末端基を、後述する一般式(IV)で表される末端変性用化合物と反応せしめることによって、ポリアミド樹脂の当該他方の末端に、上記の一般式(II)の末端構造を導入することができる。この場合、上記の一般式(II)におけるYは−NH−または−N(CH3)−となる。 On the other hand, when the compound for terminal modification represented by the general formula (III) has a carboxyl terminal group, the compound for terminal modification reacts with the amino terminal group of the polyamide resin, and X in the general formula (I) is-(C = O)-. In this case, the other end of the polyamide resin is reacted with a terminal-modifying compound represented by the following general formula (IV) to react the other end of the polyamide resin with the above general formula. The terminal structure of (II) can be introduced. In this case, Y in the general formula (II) is —NH— or —N (CH 3 ) —.
本発明においては、ポリアミド樹脂(A)に対して、一般式(II)で表される末端構造の含有率が0.1質量%以上、5質量%以下であることが好ましい。すなわち、本発明においては、ポリアミド樹脂(A)が、一般式(II)で表される末端構造を有するポリアミド樹脂を、末端変性ポリアミド樹脂(a)として含有し、かつ、ポリアミド樹脂(A)に対して、一般式(II)で表される末端構造の含有率が0.1質量%以上、5質量%以下であることが好ましい。 In this invention, it is preferable that the content rate of the terminal structure represented by general formula (II) is 0.1 to 5 mass% with respect to a polyamide resin (A). That is, in the present invention, the polyamide resin (A) contains a polyamide resin having a terminal structure represented by the general formula (II) as a terminal-modified polyamide resin (a), and the polyamide resin (A) On the other hand, it is preferable that the content rate of the terminal structure represented by general formula (II) is 0.1 mass% or more and 5 mass% or less.
一般式(II)で表される末端構造の含有率が0.1質量%以上であると、溶融滞留時に末端変性ポリアミド樹脂中の一般式(I)で表される構造の熱分解を抑制し、溶融滞留時の熱安定性をより向上させることができ、一般式(I)で表される末端構造中のアルキレンオキシド構造の熱分解によるガス成分の増加を抑制し、発生ガスに起因する成形品の機械的特性の低下をより低減させることができる。一般式(II)で表される末端構造の含有率は、より好ましくは0.2質量%以上であり、さらに好ましくは0.4質量%以上である。 When the content of the terminal structure represented by the general formula (II) is 0.1% by mass or more, thermal decomposition of the structure represented by the general formula (I) in the terminal-modified polyamide resin is suppressed during the residence time. , Which can further improve the thermal stability during melt residence, suppress the increase of gas components due to thermal decomposition of the alkylene oxide structure in the terminal structure represented by the general formula (I), and molding caused by the generated gas The deterioration of the mechanical properties of the product can be further reduced. The content of the terminal structure represented by the general formula (II) is more preferably 0.2% by mass or more, and further preferably 0.4% by mass or more.
一方、一般式(II)で表される末端構造の含有率が5質量%以下であると、機械的特性および溶融滞留時の熱安定性をより向上させることができる。一般式(II)で表される末端構造の含有率は、より好ましくは3質量%以下であり、さらに好ましくは1質量%以下である。 On the other hand, when the content of the terminal structure represented by the general formula (II) is 5% by mass or less, the mechanical properties and the thermal stability during melt residence can be further improved. The content of the terminal structure represented by the general formula (II) is more preferably 3% by mass or less, and further preferably 1% by mass or less.
本発明において、末端変性ポリアミド樹脂中における一般式(II)で表される末端構造の含有量は、例えば、末端変性ポリアミド樹脂を製造する際に用いる後述する一般式(IV)で表される末端変性用化合物の配合量を調整することにより、所望の範囲に調整することができる。 In the present invention, the content of the terminal structure represented by the general formula (II) in the terminal-modified polyamide resin is, for example, the terminal represented by the general formula (IV) described later used when producing the terminal-modified polyamide resin. By adjusting the compounding amount of the modifying compound, it can be adjusted to a desired range.
以上を簡単にまとめると、本発明においては、ポリアミド樹脂(A)は末端変性ポリアミド樹脂(a)を含有することが好ましい。なお、ポリアミド樹脂(A)は、上述のとおり、2種以上のポリアミド樹脂を含有してもよい。また、ポリアミド樹脂(A)は、末端変性ポリアミド樹脂(a)以外のポリアミド樹脂(例えば、両方の末端が変性されていないポリアミド樹脂)を含んでも良い。 To summarize the above, in the present invention, the polyamide resin (A) preferably contains a terminal-modified polyamide resin (a). The polyamide resin (A) may contain two or more polyamide resins as described above. Further, the polyamide resin (A) may include a polyamide resin other than the terminal-modified polyamide resin (a) (for example, a polyamide resin in which both terminals are not modified).
また、本発明においては、末端変性ポリアミド樹脂(a)は一般式(I)で表される末端構造を有するポリアミド樹脂を含有することが好ましい。なお、本発明において、末端変性ポリアミド樹脂(a)は、上述のとおり、2種以上の末端変性ポリアミド樹脂を含有してもよい。 In the present invention, the terminal-modified polyamide resin (a) preferably contains a polyamide resin having a terminal structure represented by the general formula (I). In the present invention, the terminal-modified polyamide resin (a) may contain two or more kinds of terminal-modified polyamide resins as described above.
また、本発明において、末端変性ポリアミド樹脂(a)は一般式(I)で表される末端構造を有するポリアミド樹脂、および、一般式(II)で表される末端構造を有するポリアミド樹脂を含有することが好ましい。 In the present invention, the terminal-modified polyamide resin (a) contains a polyamide resin having a terminal structure represented by the general formula (I) and a polyamide resin having a terminal structure represented by the general formula (II). It is preferable.
本発明においては、
[態様i]末端変性ポリアミド樹脂(a)が、一般式(I)で表される末端構造のみを有するポリアミド樹脂(例えば、一方の末端は一般式(I)で表される末端構造で変性されているが、他方の末端は変性されていないポリアミド樹脂)、および、一般式(II)で表される末端構造のみを有するポリアミド樹脂(例えば、一方の末端は一般式(II)で表される末端構造で変性されているが、他方の末端は変性されていないポリアミド樹脂)を含有する態様でもよいし、
[態様ii]末端変性ポリアミド樹脂(a)が、一般式(I)で表される末端構造および一般式(II)で表される末端構造を有するポリアミド樹脂(すなわち、一方の末端は一般式(I)で表される末端構造で変性されており、他方の末端は一般式(II)で表される末端構造で変性されているポリアミド樹脂)を含有する態様でもよい。
もちろん、[態様iii]末端変性ポリアミド樹脂(a)が、一般式(I)で表される末端構造と一般式(II)で表される末端構造を有するポリアミド樹脂を含有し、さらに、一般式(I)で表される末端構造のみを有するポリアミド樹脂、および/または、一般式(II)で表される末端構造のみを有するポリアミド樹脂を含有する態様でもよい。
In the present invention,
[Aspect i] A terminal-modified polyamide resin (a) is a polyamide resin having only a terminal structure represented by general formula (I) (for example, one terminal is modified with a terminal structure represented by general formula (I). A polyamide resin whose other end is not modified) and a polyamide resin having only a terminal structure represented by the general formula (II) (for example, one end is represented by the general formula (II)) It may be an embodiment containing a polyamide resin which is modified with a terminal structure, but the other terminal is not modified,
[Aspect ii] The terminal-modified polyamide resin (a) is a polyamide resin having a terminal structure represented by the general formula (I) and a terminal structure represented by the general formula (II) (that is, one terminal is represented by the general formula ( It may be an embodiment containing a polyamide resin which is modified with a terminal structure represented by I) and the other terminal is modified with a terminal structure represented by the general formula (II).
Of course, [aspect iii] the terminal-modified polyamide resin (a) contains a polyamide resin having a terminal structure represented by the general formula (I) and a terminal structure represented by the general formula (II). It may be an embodiment containing a polyamide resin having only the terminal structure represented by (I) and / or a polyamide resin having only the terminal structure represented by the general formula (II).
なお、一般式(I)で表される末端構造と一般式(II)で表される末端構造を有するポリアミド樹脂(一つのポリマー鎖において、一方の末端に一般式(I)で表される末端構造を有し、他方の末端に一般式(II)で表される末端構造を有するポリマー)は、本発明における「一般式(I)で表される末端構造を有する末端変性ポリアミド樹脂」にも該当するし、「一般式(II)で表される末端構造を有する末端変性ポリアミド樹脂」にも該当する。 A polyamide resin having a terminal structure represented by the general formula (I) and a terminal structure represented by the general formula (II) (in one polymer chain, one terminal is represented by the general formula (I). The polymer having a structure and a terminal structure represented by the general formula (II) at the other end) is also referred to as “terminal-modified polyamide resin having a terminal structure represented by the general formula (I)” in the present invention. It corresponds and also corresponds to “terminal-modified polyamide resin having a terminal structure represented by the general formula (II)”.
また、本発明においては、ポリアミド樹脂(A)に対して、一般式(I)で表される末端構造の含有率が1質量%以上、20質量%以下であることが好ましい。加えて、ポリアミド樹脂(A)に対して、一般式(II)で表される末端構造の含有率が0.1質量%以上、5質量%以下であることが好ましい。 Moreover, in this invention, it is preferable that the content rate of the terminal structure represented by general formula (I) is 1 mass% or more and 20 mass% or less with respect to a polyamide resin (A). In addition, it is preferable that the content of the terminal structure represented by the general formula (II) is 0.1% by mass or more and 5% by mass or less with respect to the polyamide resin (A).
また、本発明においては、末端変性ポリアミド樹脂(a)が、一般式(I)で表される末端構造を有する末端変性ポリアミド樹脂と、前記一般式(II)で表される末端構造を有する末端変性ポリアミド樹脂を含有し、かつ、ポリアミド樹脂(A)1t中に含まれる、一般式(I)で表される末端構造の含有量[mol/t]と一般式(II)で表される末端構造の含有量[mol/t]の合計が60[mol/t]以上250[mol/t]以下であることが好ましい。末端変性ポリアミド樹脂1t中に、一般式(I)で表される末端構造と一般式(II)で表される末端構造を、合計で60mol以上含有させることにより、末端変性ポリアミド樹脂の溶融粘度をより低減して、成形加工時の流動性を向上させると共に、強化繊維の折損抑制および強化繊維の分散性向上により機械的特性を向上させることが可能となる。これらの末端構造の合計含有量は、より好ましくは70mol/t以上であり、さらに好ましくは80mol/t以上である。 In the present invention, the terminal-modified polyamide resin (a) has a terminal-modified polyamide resin having a terminal structure represented by the general formula (I) and a terminal structure having a terminal structure represented by the general formula (II). The content [mol / t] of the terminal structure represented by the general formula (I) and the terminal represented by the general formula (II), which contains the modified polyamide resin and is contained in the polyamide resin (A) 1t. It is preferable that the total content [mol / t] of the structure is 60 [mol / t] or more and 250 [mol / t] or less. By adding 60 mol or more in total of the terminal structure represented by the general formula (I) and the terminal structure represented by the general formula (II) in the terminal modified polyamide resin 1t, the melt viscosity of the terminal modified polyamide resin is increased. It is possible to further reduce and improve the fluidity during the molding process, and it is possible to improve mechanical properties by suppressing breakage of the reinforcing fibers and improving dispersibility of the reinforcing fibers. The total content of these terminal structures is more preferably 70 mol / t or more, and still more preferably 80 mol / t or more.
一方、ポリアミド樹脂(A)1t中に、一般式(I)で表される末端構造と一般式(II)で表される末端構造を、合計で250mol/t以下含有させることにより、溶融滞留時の熱安定性をより向上させることができ、強化繊維の折損抑制および強化繊維の分散性向上により機械的特性を向上させることが可能となる。これらの末端構造の合計含有量は、より好ましくは225mol/tであり、さらに好ましくは200mol/t以下である。 On the other hand, the polyamide resin (A) 1t contains a terminal structure represented by the general formula (I) and a terminal structure represented by the general formula (II) in a total amount of 250 mol / t or less, so The thermal stability of the fiber can be further improved, and the mechanical properties can be improved by suppressing breakage of the reinforcing fiber and improving the dispersibility of the reinforcing fiber. The total content of these terminal structures is more preferably 225 mol / t, still more preferably 200 mol / t or less.
本発明において、末端変性ポリアミド樹脂(A)における一般式(I)で表される末端構造と一般式(II)で表される末端構造の合計量は、例えば、末端変性ポリアミド樹脂を製造する際に用いる後述する一般式(III)で表される末端変性用化合物および一般式(IV)で表される末端変性用化合物の配合量を調整することにより、所望の範囲に調整することができる。 In the present invention, the total amount of the terminal structure represented by the general formula (I) and the terminal structure represented by the general formula (II) in the terminal modified polyamide resin (A) is, for example, when producing the terminal modified polyamide resin. It can adjust to the desired range by adjusting the compounding quantity of the compound for terminal modification | reformation represented by general formula (III) mentioned later used for and the terminal modification compound represented by general formula (IV).
さらに、一般式(II)で表される末端構造の含有量[mol/t]に対する前記一般式(I)で表される末端構造の含有量[mol/t]の比((I)/(II))が0.3以上2.5以下であることが好ましい。ポリアミド樹脂は、溶融滞留時に熱分解による分子量低下と同時に、アミノ末端基とカルボキシル末端基との重合反応による分子量増大が進行する。前記のモル比((I)/(II))が1から離れるほど、変性される(封鎖される)アミノ末端基量とカルボキシル末端基量の差が大きくなることを示しており、差が大きくなるほど溶融滞留時の重合反応は進みにくく、熱分解による分子量低下の方が大きくなるため、溶融滞留時の溶融粘度や分子量低下が大きくなる傾向にある。また、差が大きくなるほど、溶融滞留時に重合反応が進行しにくくなり、すなわち、末端基が重合反応によって消費されない。そして、上述したように末端基(アミノ末端基やカルボキシル末端基)が一般式(I)で表される末端構造の熱分解触媒となり、一般式(I)で表される末端構造中のアルキレンオキシド構造の熱分解を促進するため、前記の差が大きくなるほど溶融粘度が大きくなる傾向となる。 Further, the ratio of the content [mol / t] of the terminal structure represented by the general formula (I) to the content [mol / t] of the terminal structure represented by the general formula (II) ((I) / ( II)) is preferably 0.3 or more and 2.5 or less. The polyamide resin undergoes a molecular weight increase due to a polymerization reaction between an amino terminal group and a carboxyl terminal group simultaneously with a decrease in the molecular weight due to thermal decomposition during melt residence. This shows that as the molar ratio ((I) / (II)) is further away from 1, the difference between the amount of amino end groups to be modified (blocked) and the amount of carboxyl end groups increases. As it is, the polymerization reaction during the melt residence is less likely to proceed, and the molecular weight decrease due to thermal decomposition becomes larger, so the melt viscosity and the molecular weight decrease during the melt residence tend to increase. Moreover, the larger the difference is, the more difficult the polymerization reaction proceeds during the melt residence, that is, the terminal group is not consumed by the polymerization reaction. As described above, the terminal group (amino terminal group or carboxyl terminal group) serves as a thermal decomposition catalyst for the terminal structure represented by the general formula (I), and the alkylene oxide in the terminal structure represented by the general formula (I). In order to promote thermal decomposition of the structure, the melt viscosity tends to increase as the difference increases.
上記の含有量のモル比((I)/(II))を0.3以上とすることにより、末端変性ポリアミド樹脂の溶融粘度をより低減することができると同時に、溶融滞留時における末端変性ポリアミド樹脂中の一般式(I)で表される構造の熱分解をより抑制し、熱安定性をより向上させることができる。そして、それによって、一般式(I)で表される末端構造による溶融滞留時の熱安定性をより向上させることができ、溶融粘度低減効果を維持することができることから、成形品の機械的特性を向上することができる。上記の含有量のモル比((I)/(II))は、より好ましくは0.5以上であり、さらに好ましくは0.6以上であり、最も好ましくは0.8以上である。 By setting the molar ratio ((I) / (II)) of the above content to 0.3 or more, the melt viscosity of the terminal-modified polyamide resin can be further reduced, and at the same time, the terminal-modified polyamide at the time of melt residence The thermal decomposition of the structure represented by the general formula (I) in the resin can be further suppressed, and the thermal stability can be further improved. And thereby, it is possible to further improve the thermal stability during melt residence by the terminal structure represented by the general formula (I), and to maintain the effect of reducing the melt viscosity. Can be improved. The molar ratio ((I) / (II)) of the above content is more preferably 0.5 or more, further preferably 0.6 or more, and most preferably 0.8 or more.
一方、上記の含有量のモル比((I)/(II))を2.5以下とすることにより、溶融滞留時の末端変性ポリアミド樹脂中の一般式(I)で表される末端構造の熱分解をより抑制できる。それによって、溶融粘度低減効果を維持することができることから、成形品の機械的特性を向上することができる。上記の含有量のモル比((I)/(II))は、より好ましくは2.2以下であり、さらに好ましくは2.0以下である。 On the other hand, by setting the molar ratio ((I) / (II)) of the above content to 2.5 or less, the terminal structure represented by the general formula (I) in the terminal-modified polyamide resin at the time of melt residence Thermal decomposition can be further suppressed. Thereby, since the melt viscosity reduction effect can be maintained, the mechanical properties of the molded product can be improved. The molar ratio ((I) / (II)) of the above content is more preferably 2.2 or less, and further preferably 2.0 or less.
ここで、ポリアミド樹脂(A)中の、一般式(I)で表される末端構造および一般式(II)で表される末端構造の含有量は、それぞれ1H−NMR測定によって求めることができる。測定と計算方法は、次のとおりである。 Here, the content of the terminal structure represented by the general formula (I) and the terminal structure represented by the general formula (II) in the polyamide resin (A) can be determined by 1 H-NMR measurement, respectively. . The measurement and calculation method is as follows.
まず、ポリアミド樹脂(A)の濃度が50mg/mLである重水素化硫酸溶液を調製し、積算回数256回によって1H−NMR測定を行う。R1のスペクトル積分値、R2のスペクトル積分値、R3のスペクトル積分値、およびポリアミド樹脂骨格の繰り返し構造単位(ポリマーの主鎖を構成する繰り返し構造単位)のスペクトル積分値から、各末端構造の含有量(質量%、または、mol/t)、および末端構造(II)の含有量(mol/t)に対する末端構造(I)の含有量(mol/t)の比(以下、「モル比」と称されることもある)を算出することができる。 First, a deuterated sulfuric acid solution having a polyamide resin (A) concentration of 50 mg / mL is prepared, and 1 H-NMR measurement is performed with 256 integrations. Spectrum integral value of R 1, spectrum integral value of R 2, spectrum integral value of R 3, and from the spectrum integral value of the repeating structural units of the polyamide resin skeleton (the repeating structural units constituting the main chain of the polymer), each end structure Of the terminal structure (I) to the content (mol / t) and the content (mol / t) of the terminal structure (II) (hereinafter referred to as “molar ratio”). Can be calculated).
本発明において、ポリアミド樹脂(A)中における上記モル比((I)/(II))は、例えば、末端変性ポリアミド樹脂を製造する際に用いられる後述する一般式(III)で表される末端変性用化合物および一般式(IV)で表される末端変性用化合物の配合比を調整することにより、所望の範囲に調整することができる。 In the present invention, the molar ratio ((I) / (II)) in the polyamide resin (A) is, for example, a terminal represented by the general formula (III) described later used when producing a terminal-modified polyamide resin. By adjusting the compounding ratio of the modifying compound and the terminal modifying compound represented by the general formula (IV), it can be adjusted to a desired range.
本発明においては、前記ポリアミド樹脂(A)が、アミノ末端基を有するポリアミド樹脂と、カルボキシル末端基を有するポリアミド樹脂を含有することが好ましい。 In the present invention, the polyamide resin (A) preferably contains a polyamide resin having an amino terminal group and a polyamide resin having a carboxyl terminal group.
なお、本発明において、アミノ末端基とカルボキシル末端基を有するポリアミド樹脂(一つのポリマー鎖において、一方の末端にアミノ末端基を有し、他方の末端にカルボキシル末端基を有するポリマー)は、「アミノ末端基を有するポリアミド樹脂」にも該当するし、「カルボキシル末端基を有するポリアミド樹脂」にも該当する。 In the present invention, a polyamide resin having an amino terminal group and a carboxyl terminal group (in one polymer chain, a polymer having an amino terminal group at one terminal and a carboxyl terminal group at the other terminal) is “amino It corresponds to “polyamide resin having terminal groups” and also corresponds to “polyamide resin having carboxyl end groups”.
本発明においては、
[態様i]ポリアミド樹脂(A)が、一方の末端にアミノ末端基を有するポリアミド樹脂(他方の末端にはアミノ末端基もカルボキシル末端基も有しない)、および、一方の末端にカルボキシル末端基を有するポリアミド樹脂(他方の末端にはアミノ末端基もカルボキシル末端基も有しない)を含有する態様でも良いし、
[態様ii]ポリアミド樹脂(A)が、一方の末端にアミノ末端基を有し、他方の末端にカルボキシル末端基を有するポリアミド樹脂を含有する態様でも良い。
もちろん、[態様iii]ポリアミド樹脂(A)が、一方の末端にアミノ末端基を有し、他方の末端にカルボキシル末端基を有するポリアミド樹脂を含有し、さらに、一方の末端にアミノ末端基を有するポリアミド樹脂、および/または、一方の末端にカルボキシル末端基を有するポリアミド樹脂を含有する態様でも良い。
In the present invention,
[Aspect i] The polyamide resin (A) has a polyamide resin having an amino end group at one end (having neither an amino end group nor a carboxyl end group at the other end), and a carboxyl end group at one end Or a polyamide resin having no amino terminal group or carboxyl terminal group at the other end.
[Aspect ii] The aspect in which the polyamide resin (A) contains a polyamide resin having an amino terminal group at one terminal and a carboxyl terminal group at the other terminal may be used.
Of course, [Aspect iii] The polyamide resin (A) contains a polyamide resin having an amino end group at one end and a carboxyl end group at the other end, and further having an amino end group at one end. It may be an embodiment containing a polyamide resin and / or a polyamide resin having a carboxyl terminal group at one end.
本発明においては、ポリアミド樹脂(A)1t中に含まれる、アミノ末端基の含有量とカルボキシル末端基の合計は50mol/t以上150mol/t以下であることが好ましい。これらの末端基をポリアミド樹脂1t中に合計50mol以上含有させることにより、溶融滞留時の分子量保持率の低下をより抑制し、熱安定性をより向上させることができる。それによって、強化繊維の折損抑制および強化繊維の分散性をより向上させることができ、機械特性を向上させることができる。これらの末端基の合計含有量は、より好ましくは60mol/t以上であり、さらに好ましくは80mol/t以上である。 In the present invention, the total content of amino terminal groups and carboxyl terminal groups contained in the polyamide resin (A) 1t is preferably 50 mol / t or more and 150 mol / t or less. By containing these terminal groups in a total of 50 mol or more in the polyamide resin 1t, it is possible to further suppress the decrease in the molecular weight retention during the melt residence and further improve the thermal stability. Thereby, breakage suppression of the reinforcing fibers and dispersibility of the reinforcing fibers can be further improved, and mechanical properties can be improved. The total content of these end groups is more preferably 60 mol / t or more, and still more preferably 80 mol / t or more.
一方、ポリアミド樹脂(A)1t中におけるアミノ末端基とカルボキシル末端基を、合計で150mol/t以下含有させることにより、溶融滞留時における末端変性ポリアミド樹脂中の一般式(I)で表される構造中のアルキレンオキシド構造の熱分解を抑制することができる。その結果、ポリマーの分子運動性がさらに増大して溶融粘度を低減可能となり、成形時の流動性が向上すると共に、強化繊維の折損抑制および強化繊維の分散性をより向上させることができ、機械的特性を向上させることができる。これらの末端基の合計含有量は135mol/t以下がより好ましく、120mol/t以下がさらに好ましい。 On the other hand, the structure represented by the general formula (I) in the terminal-modified polyamide resin at the time of melt residence by containing the amino terminal group and the carboxyl terminal group in the polyamide resin (A) 1t in a total of 150 mol / t or less. Thermal decomposition of the alkylene oxide structure therein can be suppressed. As a result, the molecular mobility of the polymer can be further increased and the melt viscosity can be reduced, the fluidity during molding can be improved, the breakage of the reinforcing fibers can be suppressed, and the dispersibility of the reinforcing fibers can be further improved. Characteristics can be improved. The total content of these end groups is more preferably 135 mol / t or less, and still more preferably 120 mol / t or less.
さらに、本発明においては、アミノ末端基の含有量[mol/t]とカルボキシル末端基の含有量[mol/t]の比(アミノ末端基/カルボキシル末端基)が、0.5以上2.5以下であることが好ましい。前述のとおり、アミノ末端基量とカルボキシル末端基量の差が大きくなるほど溶融滞留時の重合は進みにくく、熱分解による分子量低下の方が大きくなるため、溶融滞留時の溶融粘度や分子量低下が大きくなる傾向にある。また、溶融滞留時に重合が進行しにくくなるので、末端基(アミノ末端基やカルボキシル末端基)が重合反応に消費されなくなる。上述したように、これらの末端基が一般式(I)の熱分解触媒となり、一般式(I)で表される末端構造の熱分解を促進するため、溶融粘度が大きくなる傾向となる。 Furthermore, in the present invention, the ratio of the amino terminal group content [mol / t] to the carboxyl terminal group content [mol / t] (amino terminal group / carboxyl terminal group) is 0.5 or more and 2.5. The following is preferable. As described above, the greater the difference between the amount of amino end groups and the amount of carboxyl end groups, the more difficult the polymerization during melt residence proceeds, and the lower the molecular weight due to thermal decomposition, the greater the decrease in melt viscosity and molecular weight during melt residence. Tend to be. Further, since the polymerization does not easily proceed during the melt residence, the terminal groups (amino terminal group and carboxyl terminal group) are not consumed in the polymerization reaction. As described above, these end groups serve as a thermal decomposition catalyst of the general formula (I) and promote thermal decomposition of the terminal structure represented by the general formula (I), so that the melt viscosity tends to increase.
上記の含有量のモル比(アミノ末端基の含有量/カルボキシル末端基の含有量)を0.5以上とすることにより、溶融滞留時における末端変性ポリアミド樹脂中の一般式(I)で表される構造の熱分解および分子量増加を抑制することができることから、溶融粘度の上昇を抑制できる。上記の含有量のモル比(アミノ末端基の含有量/カルボキシル末端基の含有量)は、より好ましくは0.6以上であり、さらに好ましくは0.8以上である。 When the molar ratio of the above content (amino end group content / carboxyl end group content) is 0.5 or more, it is represented by the general formula (I) in the terminal-modified polyamide resin at the time of melt residence. The increase in melt viscosity can be suppressed because the thermal decomposition and molecular weight increase of the structure can be suppressed. The molar ratio of the above content (content of amino end group / content of carboxyl end group) is more preferably 0.6 or more, and still more preferably 0.8 or more.
一方、上記の含有量のモル比(アミノ末端基の含有量/カルボキシル末端基の含有量)を2.5以下とすることにより、溶融滞留時における末端変性ポリアミド樹脂中の一般式(I)で表される構造の熱分解をより抑制することができることから、溶融粘度の上昇を抑制することができる。上記の含有量のモル比(アミノ末端基の含有量/カルボキシル末端基の含有量)は、より好ましくは2.4以下であり、さらに好ましくは2.3以下である。 On the other hand, by setting the molar ratio of the above content (amino end group content / carboxyl end group content) to 2.5 or less, the general formula (I) in the terminal-modified polyamide resin at the time of melt residence is as follows. Since the thermal decomposition of the represented structure can be further suppressed, an increase in melt viscosity can be suppressed. The molar ratio of the above content (content of amino end group / content of carboxyl end group) is more preferably 2.4 or less, and even more preferably 2.3 or less.
ここで、ポリアミド樹脂(A)中のアミノ末端基の含有量は、フェノール/エタノール混合溶液(比率:83.5/16.5質量比)にポリアミド樹脂を溶解し、チモールブルーを指示薬として使用し、塩酸水溶液で滴定することにより測定することができる。 Here, the content of the amino terminal group in the polyamide resin (A) is determined by dissolving the polyamide resin in a phenol / ethanol mixed solution (ratio: 83.5 / 16.5 mass ratio) and using thymol blue as an indicator. It can be measured by titrating with an aqueous hydrochloric acid solution.
また、ポリアミド樹脂(A)中のカルボキシル末端基量は、ベンジルアルコールにポリアミド樹脂を195℃で溶解し、フェノールフタレインを指示薬として使用し、水酸化カリウムのエタノール溶液で滴定することにより測定することができる。 The amount of carboxyl end groups in the polyamide resin (A) is measured by dissolving the polyamide resin in benzyl alcohol at 195 ° C., using phenolphthalein as an indicator, and titrating with an ethanol solution of potassium hydroxide. Can do.
本発明において、ポリアミド樹脂(A)のアミノ末端基の含有量とカルボキシル末端基の含有量の比は、例えば、末端変性ポリアミド樹脂を製造する際に用いる後述する一般式(III)で表される末端変性用化合物および一般式(IV)で表される末端変性用化合物の配合比や、反応時間を調整することにより、所望の範囲に調整することができる。 In the present invention, the ratio of the content of the amino terminal group and the content of the carboxyl terminal group of the polyamide resin (A) is represented by, for example, the general formula (III) described later used when producing the terminal-modified polyamide resin. By adjusting the compounding ratio of the compound for terminal modification and the compound for terminal modification represented by formula (IV) and the reaction time, it can be adjusted to a desired range.
本発明で用いられるポリアミド樹脂(A)や末端変性ポリアミド樹脂は、樹脂濃度が0.01g/mlの98%硫酸溶液の25℃の温度における相対粘度(ηr)が、1.3〜3.0の範囲であることが好ましい。ηrを1.3以上とすることにより、靭性を向上させることができ、成形品の機械的特性を向上させることができる。相対粘度(ηr)は、より好ましくは1.4以上であり、さらに好ましくは1.5以上である。一方、ηrを3.0以下とすることにより、成形時の成形性の向上と、強化繊維の折損抑制による機械的特性を向上させることができる。好ましくは2.5以下であり、より好ましくは2.3以下、さらに好ましくは2.1以下である。 The polyamide resin (A) and the terminal-modified polyamide resin used in the present invention have a relative viscosity (ηr) at a temperature of 25 ° C. of a 98% sulfuric acid solution having a resin concentration of 0.01 g / ml of 1.3 to 3.0. It is preferable to be in the range. By setting ηr to 1.3 or more, toughness can be improved and the mechanical properties of the molded product can be improved. The relative viscosity (ηr) is more preferably 1.4 or more, and further preferably 1.5 or more. On the other hand, by setting ηr to 3.0 or less, it is possible to improve the moldability at the time of molding and to improve the mechanical characteristics by suppressing breakage of the reinforcing fibers. Preferably it is 2.5 or less, More preferably, it is 2.3 or less, More preferably, it is 2.1 or less.
本発明において、末端変性ポリアミド樹脂の相対粘度は、例えば、末端変性ポリアミド樹脂を製造する際に用いる後述する一般式(III)で表される末端変性用化合物および一般式(IV)で表される末端変性用化合物の配合量や、反応時間を調整することにより所望の範囲に調整することができる。 In the present invention, the relative viscosity of the terminal-modified polyamide resin is represented by, for example, a compound for terminal modification represented by the general formula (III) described later and the general formula (IV) used when the terminal-modified polyamide resin is produced. It can be adjusted to a desired range by adjusting the compounding amount of the compound for terminal modification and the reaction time.
本発明で用いられるポリアミド樹脂(A)や末端変性ポリアミド樹脂の、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定した重量平均分子量(Mw)は、15,000以上であることが好ましい。Mwを15,000以上とすることにより、機械特性をより向上させることができる。重量平均分子量(Mw)は、より好ましくは18,000以上であり、さらに好ましくは20,000以上である。 The weight average molecular weight (Mw) measured by gel permeation chromatography (GPC) of the polyamide resin (A) or terminal-modified polyamide resin used in the present invention is preferably 15,000 or more. By setting Mw to 15,000 or more, the mechanical characteristics can be further improved. The weight average molecular weight (Mw) is more preferably 18,000 or more, and further preferably 20,000 or more.
また、Mwは50,000以下であることが好ましい。Mwを50,000以下とすることにより、溶融粘度をより低減し、ポリアミド樹脂組成物を用いてなる成形品の成形性の向上と、強化繊維の折損抑制による機械的特性を向上させることができる。Mwは、より好ましくは45,000以下であり、さらに好ましくは40,000以下である。 Moreover, it is preferable that Mw is 50,000 or less. By setting Mw to 50,000 or less, it is possible to further reduce the melt viscosity, improve the moldability of the molded product using the polyamide resin composition, and improve the mechanical properties by suppressing breakage of the reinforcing fibers. . Mw is more preferably 45,000 or less, and further preferably 40,000 or less.
本発明において、重量平均分子量(Mw)とは、溶媒としてヘキサフルオロイソプロパノール(0.005N−トリフルオロ酢酸ナトリウム添加)を用い、カラムとしてShodex HFIP−806M(2本)およびHFIP−LGを用いて、30℃でGPC測定して得られるものである。分子量基準物質として、ポリメチルメタクリレートを使用する。 In the present invention, the weight average molecular weight (Mw) is hexafluoroisopropanol (0.005N-sodium trifluoroacetate added) as a solvent, Shodex HFIP-806M (two) and HFIP-LG as a column, It is obtained by GPC measurement at 30 ° C. Polymethyl methacrylate is used as a molecular weight reference material.
本発明において、ポリアミド樹脂(A)や末端変性ポリアミド樹脂の重量平均分子量は、例えば、末端変性ポリアミド樹脂を製造する際に用いる後述する一般式(III)で表される末端変性用化合物および一般式(IV)で表される末端変性用化合物の配合量や、反応時間を調整することにより所望の範囲に調整することができる。 In the present invention, the weight average molecular weight of the polyamide resin (A) or the terminal-modified polyamide resin is, for example, a terminal-modifying compound represented by the general formula (III) described later and the general formula used when manufacturing the terminal-modified polyamide resin. It can be adjusted to a desired range by adjusting the blending amount of the compound for terminal modification represented by (IV) and the reaction time.
本発明で用いられるポリアミド樹脂(A)や末端変性ポリアミド樹脂は、融点+60℃、せん断速度9728sec−1の条件における溶融粘度が30Pa・s以下であることが好ましい。融点+60℃、せん断速度9728sec−1の条件における溶融粘度を30Pa・s以下とすることにより、ポリアミド樹脂組成物を用いてなる成形品の成形性を向上と、強化繊維の折損抑制による機械的特性を向上させることができる。溶融粘度は、より好ましくは20Pa・s以下であり、さらに好ましくは15Pa・s以下あり、さらに好ましくは10Pa・s以下である。 The polyamide resin (A) and the terminal-modified polyamide resin used in the present invention preferably have a melt viscosity of 30 Pa · s or less under the conditions of a melting point + 60 ° C. and a shear rate of 9728 sec −1 . By setting the melt viscosity under the conditions of melting point + 60 ° C. and shear rate 9728 sec −1 to 30 Pa · s or less, the moldability of the molded product using the polyamide resin composition is improved and the mechanical properties by suppressing breakage of the reinforcing fiber Can be improved. The melt viscosity is more preferably 20 Pa · s or less, further preferably 15 Pa · s or less, and further preferably 10 Pa · s or less.
この溶融粘度は、ポリアミド樹脂(A)や末端変性ポリアミド樹脂の融点+60℃で、末端変性ポリアミド樹脂を溶融させるため5分間滞留させた後に、せん断速度9728sec−1の条件下で、キャピラリーフローメーターによって測定することができる。本発明においては、溶融粘度を評価するための指標として、溶融良流動化の効果が現れやすく、かつ、短時間の滞留では熱分解が進行しにくい温度条件として融点+60℃を選択し、射出成形時を想定した高せん断条件であるせん断速度として9728sec−1を選択した。 This melt viscosity is the melting point of the polyamide resin (A) or the terminal-modified polyamide resin + 60 ° C., and is retained for 5 minutes in order to melt the terminal-modified polyamide resin, and then is subjected to a shear rate of 9728 sec −1 by a capillary flow meter. Can be measured. In the present invention, as an index for evaluating the melt viscosity, the melting point + 60 ° C. is selected as a temperature condition in which the effect of good fluidization of the melt is likely to appear and the thermal decomposition does not easily proceed in a short stay, and injection molding is performed. 9728 sec −1 was selected as the shear rate, which is a high shear condition assuming time.
本発明において、ポリアミド樹脂(A)や末端変性ポリアミド樹脂の溶融粘度は、例えば、末端変性ポリアミド樹脂を製造する際に用いる後述する一般式(III)で表される末端変性用化合物および一般式(IV)で表される末端変性用化合物の配合量や、反応時間を調整することにより所望の範囲に調整することができる。 In the present invention, the melt viscosity of the polyamide resin (A) or the terminal-modified polyamide resin is, for example, a compound for terminal modification represented by the general formula (III) described later and a general formula ( It can be adjusted to a desired range by adjusting the blending amount of the compound for terminal modification represented by IV) and the reaction time.
本発明で用いられる末端変性ポリアミド樹脂は、融点+60℃の条件下60分間滞留前後における、一般式(I)で表される末端構造の含有量保持率((滞留後含有量/滞留前含有量)×100)が、80%以上であることが好ましい。一般式(I)で表される末端構造の含有量保持率を80%以上とすることにより、溶融滞留時における末端変性ポリアミド樹脂中の一般式(I)で表される末端構造の熱分解を抑制することができ、溶融粘度の上昇を抑制することができる。一般式(I)で表される末端構造の含有量保持率は、より好ましくは85%以上であり、さらに好ましくは90%以上である。また、成形加工性と機械的特性の両立の観点から、一般式(I)で表される末端構造の含有量保持率は100%以下が好ましい。 The terminal-modified polyamide resin used in the present invention has a content retention of the terminal structure represented by the general formula (I) ((content after residence / content before residence) before and after residence for 60 minutes under the condition of melting point + 60 ° C. ) × 100) is preferably 80% or more. By making the content retention of the terminal structure represented by the general formula (I) 80% or more, thermal decomposition of the terminal structure represented by the general formula (I) in the terminal-modified polyamide resin at the time of melt residence is achieved. It is possible to suppress the increase in melt viscosity. The content retention of the terminal structure represented by the general formula (I) is more preferably 85% or more, and further preferably 90% or more. Moreover, from the viewpoint of achieving both moldability and mechanical properties, the content retention of the terminal structure represented by the general formula (I) is preferably 100% or less.
この含有量保持率は、ポリアミド樹脂(A)や末端変性ポリアミド樹脂について、上述した1H−NMR測定によって一般式(I)で表される末端構造の含有量を求め、次いで、キャピラリーフローメーター中において、末端変性ポリアミド樹脂の融点+60℃で60分間滞留させた後に、同様に一般式(I)で表される末端構造の含有量を求め、溶融滞留前の一般式(I)で表される末端構造の含有量により除して100を乗ずることにより、算出することができる。本発明においては、溶融粘度を評価するための指標として、溶融良流動化の効果が現れやすく、かつ、短時間の滞留では熱分解が進行しにくい温度条件として融点+60℃を選択した。 This content retention rate is obtained for the polyamide resin (A) or the terminal-modified polyamide resin by determining the content of the terminal structure represented by the general formula (I) by the 1 H-NMR measurement described above, and then in the capillary flow meter. Then, after having been retained for 60 minutes at the melting point of the terminal-modified polyamide resin at + 60 ° C., the content of the terminal structure represented by the general formula (I) is similarly determined, and represented by the general formula (I) before the melt retention It can be calculated by dividing by the content of the terminal structure and multiplying by 100. In the present invention, as an index for evaluating the melt viscosity, the melting point + 60 ° C. was selected as a temperature condition in which the effect of good fluidization of the melt is likely to appear and the thermal decomposition does not proceed easily in a short stay.
本発明において、ポリアミド樹脂(A)や末端変性ポリアミド樹脂における一般式(I)で表される末端構造の含有量保持率は、例えば、末端変性ポリアミド樹脂を製造する際に用いる後述する一般式(III)で表される末端変性用化合物および一般式(IV)で表される末端変性用化合物の配合量や、反応時間を調整することにより所望の範囲に調整することができる。 In the present invention, the content retention rate of the terminal structure represented by the general formula (I) in the polyamide resin (A) or the terminal-modified polyamide resin is, for example, a general formula (described later) used when manufacturing the terminal-modified polyamide resin. It can be adjusted to a desired range by adjusting the compounding amount of the compound for terminal modification represented by III) and the compound for terminal modification represented by formula (IV) and the reaction time.
本発明において、ポリアミド樹脂(A)や末端変性ポリアミド樹脂は、融点+60℃の条件下60分間滞留前後における重量平均分子量保持率((滞留後重量平均分子量/滞留前重量平均分子量)×100)が、80〜120%であることが好ましい。この重量平均分子量保持率を80%以上とすることにより、機械的特性をより向上させることができる。重量平均分子量保持率は、より好ましくは85%以上であり、さらに好ましくは90%以上である。 In the present invention, the polyamide resin (A) and the terminal-modified polyamide resin have a weight average molecular weight retention ((weight average molecular weight after residence / weight average molecular weight before residence) × 100) before and after residence for 60 minutes under the condition of melting point + 60 ° C. 80 to 120% is preferable. By making this weight average molecular weight retention 80% or more, the mechanical properties can be further improved. The weight average molecular weight retention is more preferably 85% or more, and still more preferably 90% or more.
一方、重量分子量保持率を120%以下とすることにより、溶融粘度をより低減することができるため、ポリアミド樹脂組成物を用いてなる成形品の成形性を向上できると共に、強化繊維の折損抑制により機械的特性を向上できる。重量平均分子量保持率は、より好ましくは115%以下であり、さらに好ましくは110%以下である。 On the other hand, by setting the weight molecular weight retention to 120% or less, the melt viscosity can be further reduced, so that the moldability of the molded product using the polyamide resin composition can be improved and the breakage of the reinforcing fibers can be suppressed. Mechanical properties can be improved. The weight average molecular weight retention is more preferably 115% or less, and even more preferably 110% or less.
この重量分子量保持率は、ポリアミド樹脂(A)や末端変性ポリアミド樹脂について、上述したゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって重量平均分子量を測定し、次いで、キャピラリーフローメーター中において、ポリアミド樹脂(A)や末端変性ポリアミド樹脂の融点+60℃で60分間滞留させた後に、同様に重量平均分子量を測定し、溶融滞留前の重量平均分子量により除して100を乗ずることにより、算出することができる。本発明においては、溶融粘度を評価するための指標として、溶融良流動化の効果が現れやすく、かつ、短時間の滞留では熱分解が進行しにくい温度条件として融点+60℃を選択した。 This weight molecular weight retention was measured for the polyamide resin (A) and the terminal-modified polyamide resin by the above-described gel permeation chromatography (GPC), and then in a capillary flow meter, the polyamide resin (A) The weight average molecular weight is measured in the same manner after being retained for 60 minutes at the melting point + 60 ° C. of the terminal-modified polyamide resin, and is calculated by dividing by the weight average molecular weight before melting and multiplying by 100. In the present invention, as an index for evaluating the melt viscosity, the melting point + 60 ° C. was selected as a temperature condition in which the effect of good fluidization of the melt is likely to appear and the thermal decomposition does not proceed easily in a short stay.
本発明において、ポリアミド樹脂(A)や末端変性ポリアミド樹脂の重量平均分子量保持率は、例えば、末端変性ポリアミド樹脂を製造する際に用いる後述する一般式(III)で表される末端変性用化合物および一般式(IV)で表される末端変性用化合物の配合量を調整することや、反応時間により所望の範囲に調整することができる。 In the present invention, the weight average molecular weight retention rate of the polyamide resin (A) or the terminal-modified polyamide resin is, for example, a compound for terminal modification represented by the general formula (III) described later used when the terminal-modified polyamide resin is produced. It is possible to adjust the blending amount of the compound for terminal modification represented by the general formula (IV) to a desired range depending on the reaction time.
本発明で用いられるポリアミド樹脂(A)や末端変性ポリアミド樹脂は、融点+60℃の条件下60分間滞留前後における溶融粘度保持率((滞留後溶融粘度/滞留前溶融粘度)×100)が、80〜120%であることが好ましい。この溶融粘度保持率を80%以上とすることにより、機械的特性をより向上させることができる。溶融粘度保持率は、より好ましくは85%以上であり、さらに好ましくは90%以上であり、さらに好ましくは95%以上である。一方、溶融粘度保持率を120%以下とすることにより、ポリアミド樹脂組成物を用いてなる成形品の成形性を向上できると共に、強化繊維の折損抑制により機械的特性を向上できる。溶融粘度保持率は、より好ましくは115%以下であり、さらに好ましくは110%以下である。 The polyamide resin (A) and the terminal-modified polyamide resin used in the present invention have a melt viscosity retention ratio ((melt viscosity after residence / melt viscosity before residence) × 100) before and after residence for 60 minutes under the condition of melting point + 60 ° C. It is preferable to be -120%. By setting the melt viscosity retention rate to 80% or more, the mechanical properties can be further improved. The melt viscosity retention is more preferably 85% or more, still more preferably 90% or more, and further preferably 95% or more. On the other hand, when the melt viscosity retention rate is 120% or less, the moldability of a molded product using the polyamide resin composition can be improved, and the mechanical properties can be improved by suppressing breakage of the reinforcing fibers. The melt viscosity retention is more preferably 115% or less, and even more preferably 110% or less.
この溶融粘度保持率は、ポリアミド樹脂(A)や末端変性ポリアミド樹脂の融点+60℃で、ポリアミド樹脂(A)や末端変性ポリアミド樹脂を溶融させるため5分間滞留させた後に、せん断速度9728sec−1の条件下で、キャピラリーフローメーターによって測定した溶融粘度(滞留前溶融粘度)と、末端変性ポリアミド樹脂の融点+60℃で、ポリアミド樹脂(A)や末端変性ポリアミド樹脂を60分間滞留させた後に、せん断速度9728sec−1の条件下で、キャピラリーフローメーターによって測定した溶融粘度(滞留前溶融粘度)から、(滞留後溶融粘度/滞留前溶融粘度)×100により算出することができる。 This melt viscosity retention rate is the melting point of the polyamide resin (A) or the terminal-modified polyamide resin + 60 ° C., and the polyamide resin (A) or the terminal-modified polyamide resin is retained for 5 minutes to melt, and then the shear rate is 9728 sec −1 . Under the conditions, the polyamide resin (A) and the terminal-modified polyamide resin were retained for 60 minutes at the melt viscosity (melt viscosity before residence) measured by a capillary flow meter and the melting point of the terminal-modified polyamide resin + 60 ° C., and then the shear rate From the melt viscosity (melt viscosity before residence) measured by a capillary flow meter under the condition of 9728 sec −1 , it can be calculated by (melt viscosity after residence / melt viscosity before residence) × 100.
本発明においては、溶融粘度保持率を評価するための指標として、溶融良流動化の効果が現れやすく、かつ、短時間の滞留では熱分解が進行しにくい温度条件として融点+60℃を選択し、射出成形を想定した高せん断条件であるせん断速度として9728sec−1を選択した。 In the present invention, as an index for evaluating the melt viscosity retention rate, the melting point + 60 ° C. is selected as a temperature condition where the effect of good fluidization of the melt is likely to appear, and the thermal decomposition is difficult to proceed in a short stay, 9728 sec −1 was selected as the shear rate, which is a high shear condition assuming injection molding.
本発明において、ポリアミド樹脂(A)や末端変性ポリアミド樹脂の溶融粘度保持率は、例えば、末端変性ポリアミド樹脂を製造する際に用いる後述する一般式(III)で表される末端変性用化合物および一般式(IV)で表される末端変性用化合物の配合量や、反応時間を調整することにより所望の範囲に調整することができる。 In the present invention, the melt viscosity retention rate of the polyamide resin (A) or the terminal-modified polyamide resin is, for example, a compound for terminal modification represented by the following general formula (III) used in the production of the terminal-modified polyamide resin and the like. It can be adjusted to a desired range by adjusting the blending amount of the compound for terminal modification represented by the formula (IV) and the reaction time.
本発明においては、ポリアミド樹脂(A)や末端変性ポリアミド樹脂は、窒素雰囲気下、融点+60℃の条件下40分間滞留前後における質量減少率が、4%以下であることが好ましい。この質量減少率を4%以下とすることにより、加工時の熱分解によって発生したガス起因による機械的特性の低下をより抑制することができる。質量減少率は、より好ましくは3%以下である。 In the present invention, it is preferable that the polyamide resin (A) and the terminal-modified polyamide resin have a mass reduction rate of 4% or less before and after residence for 40 minutes under a melting point + 60 ° C. in a nitrogen atmosphere. By setting the mass reduction rate to 4% or less, it is possible to further suppress deterioration in mechanical properties due to gas generated by thermal decomposition during processing. The mass reduction rate is more preferably 3% or less.
この質量減少率は、熱重量分析装置(TGA)を用いて測定することができる。本発明においては、質量減少率を評価するための指標として、溶融良流動化の効果が現れやすく、かつ、短時間の滞留では熱分解が進行しにくい温度条件として融点+60℃を選択した。 This mass reduction rate can be measured using a thermogravimetric analyzer (TGA). In the present invention, as an index for evaluating the mass reduction rate, the melting point + 60 ° C. was selected as a temperature condition in which the effect of good fluidization of the melt is likely to appear and the thermal decomposition is difficult to proceed with a short stay.
本発明において、ポリアミド樹脂(A)や末端変性ポリアミド樹脂の質量減少率は、例えば、末端変性ポリアミド樹脂を製造する際に用いる後述する一般式(III)で表される末端変性用化合物および一般式(IV)で表される末端変性用化合物の配合量や、反応時間を調整することにより所望の範囲に調整することができる。 In the present invention, the mass reduction rate of the polyamide resin (A) or the terminal-modified polyamide resin is, for example, the terminal-modifying compound represented by the general formula (III) described later and the general formula used when producing the terminal-modified polyamide resin. It can be adjusted to a desired range by adjusting the blending amount of the compound for terminal modification represented by (IV) and the reaction time.
次に、本発明の実施形態において用いられる末端変性ポリアミド樹脂の製造方法について説明する。 Next, a method for producing a terminal-modified polyamide resin used in the embodiment of the present invention will be described.
本発明の実施形態において用いられる末端変性ポリアミド樹脂の製造方法としては、例えば、
(1)ポリアミド樹脂、末端変性用化合物、および必要に応じてその他の成分を、ポリアミド樹脂の融点以上において溶融混練し、反応せしめる方法や、これらを溶液中において混合し、反応せしめた後に溶媒を除く方法、および
(2)ポリアミド樹脂の主たる構造単位を構成する原料、末端変性用化合物、および必要に応じてその他の成分を添加して反応させる方法(反応時添加方法)などが挙げられる。
As a production method of the terminal-modified polyamide resin used in the embodiment of the present invention, for example,
(1) A method of melting and kneading a polyamide resin, a compound for terminal modification, and if necessary, other components at a melting point or higher of the polyamide resin and reacting them, or mixing them in a solution and reacting them. And (2) a raw material constituting the main structural unit of the polyamide resin, a compound for terminal modification, and a method of adding and reacting other components as necessary (addition method during reaction).
具体的には、末端変性ポリアミド樹脂の原料を反応容器に仕込み、窒素置換して、加熱をすることにより反応させることが好ましい。この際の反応時間が短すぎると、分子量が上がらないだけでなく、オリゴマー成分が増加することから、機械的物性が低下することがある。そのため、反応時間に占める窒素フローの時間は15分以上であることが好ましい。一方、反応時間が長すぎると、熱分解が進行し着色などが生じるため、反応時間に占める窒素フローの時間は8時間以下であることが好ましい。 Specifically, it is preferable that the raw material of the terminal-modified polyamide resin is charged into a reaction vessel, purged with nitrogen, and reacted by heating. If the reaction time at this time is too short, not only the molecular weight does not increase, but also the oligomer component increases, so the mechanical properties may decrease. Therefore, it is preferable that the nitrogen flow time in the reaction time is 15 minutes or more. On the other hand, if the reaction time is too long, thermal decomposition proceeds and coloration or the like occurs. Therefore, the nitrogen flow time in the reaction time is preferably 8 hours or less.
本発明の実施形態において用いられる末端変性用化合物としては、例えば、飽和脂肪族化合物、不飽和脂肪族化合物および芳香族化合物などが挙げられる。これらを2種以上用いることもできる。流動性をより向上させるという観点から、この末端変性用化合物は、飽和脂肪族化合物または芳香族化合物が好ましく、飽和脂肪族化合物がより好ましく用いられる。 Examples of the terminal-modifying compound used in the embodiment of the present invention include saturated aliphatic compounds, unsaturated aliphatic compounds, and aromatic compounds. Two or more of these may be used. From the viewpoint of further improving fluidity, the terminal-modifying compound is preferably a saturated aliphatic compound or an aromatic compound, and more preferably a saturated aliphatic compound.
飽和脂肪族化合物としては、例えば、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロノナン、シクロデカン、シクロウンデカン、シクロドデカンなどの単環シクロアルカン化合物や、デカヒドロナフタレンなどの二環式シクロアルカン化合物などの環式飽和脂肪族化合物や、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、およびヘプタデカンなどの炭素数が1〜15の炭化水素化合物などの鎖式飽和脂肪族化合物などが挙げられる。環式飽和脂肪族化合物は分岐構造を有してもよく、また鎖式飽和脂肪族化合物は直鎖構造であっても分岐構造であってもよい。 Examples of saturated aliphatic compounds include monocyclic cycloalkane compounds such as cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, cyclononane, cyclodecane, cycloundecane, and cyclododecane, and bicyclic rings such as decahydronaphthalene. Cyclic saturated aliphatic compounds such as formula cycloalkane compounds, and carbon numbers such as methane, ethane, propane, butane, pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, tridecane, tetradecane, and heptadecane And chain saturated aliphatic compounds such as ˜15 hydrocarbon compounds. The cyclic saturated aliphatic compound may have a branched structure, and the chain saturated aliphatic compound may have a linear structure or a branched structure.
本発明の実施形態において用いられる末端変性用化合物としては、下記の一般式(V)で表される末端構造を一つ以上有する飽和脂肪族化合物が好ましく用いられる。
−(a−A)r−W (V)
(上記一般式(V)において、Aは炭素原子数1〜12のアルキレン基または炭素数6〜24のアリーレン基を表す。aは炭素原子と水素原子以外の原子または単結合を表す。rは(a−A)で表される構造単位の繰り返し数を表し、1以上である。Wは、水酸基、アルデヒド基、カルボキシル基、スルホ基、アミノ基、グリシジル基、イソシアネート基、カルボジイミド基、オキサゾリン基、オキサジン基、エステル基、アミド基、シラノール基またはシリルエーテル基を表す。)。
As the terminal modification compound used in the embodiment of the present invention, a saturated aliphatic compound having one or more terminal structures represented by the following general formula (V) is preferably used.
-(A-A) r -W (V)
(In the general formula (V), A represents an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms or an arylene group having 6 to 24 carbon atoms. A represents an atom other than a carbon atom and a hydrogen atom or a single bond. The number of repeating structural units represented by (a-A) represents 1 or more, and W is a hydroxyl group, an aldehyde group, a carboxyl group, a sulfo group, an amino group, a glycidyl group, an isocyanate group, a carbodiimide group, or an oxazoline group. Represents an oxazine group, an ester group, an amide group, a silanol group or a silyl ether group).
本発明の実施形態において、溶融流動性をより向上させる観点から、前記の一般式(V)におけるAが、鎖式飽和脂肪族化合物から2つの水素原子を除いた残基であり、rが1〜100であり、Wが水酸基であることが好ましい。rが1以上であれば、溶融流動性をより向上させることができる。rは、より好ましくは3以上であり、さらに好ましくは5以上である。一方、rが100未満であれば、機械的特性をより向上させることができる。rは、より好ましくは70以下である。また、溶融流動性および機械的特性をより向上させるという観点から、aは酸素原子または単結合が好ましく、酸素原子がより好ましく用いられる。 In the embodiment of the present invention, from the viewpoint of further improving the melt fluidity, A in the general formula (V) is a residue obtained by removing two hydrogen atoms from a chain saturated aliphatic compound, and r is 1 It is preferable that W is a hydroxyl group. If r is 1 or more, the melt fluidity can be further improved. r is more preferably 3 or more, and still more preferably 5 or more. On the other hand, if r is less than 100, the mechanical properties can be further improved. r is more preferably 70 or less. From the viewpoint of further improving the melt fluidity and mechanical properties, a is preferably an oxygen atom or a single bond, and more preferably an oxygen atom.
本発明の実施形態において用いられる末端変性用化合物は、上記の一般式(V)で表される末端構造を1つ有してもよく、2つ以上有することも許容されるが、溶融流動性および機械的特性をより向上させるという観点から、前記の一般式(V)で表される構造を1〜4つ有することが好ましく、1〜3つ有することがより好ましい態様である。 The terminal-modifying compound used in the embodiment of the present invention may have one terminal structure represented by the above general formula (V), or two or more terminal structures. From the viewpoint of further improving the mechanical properties, it is preferable to have 1 to 4 structures represented by the general formula (V), more preferably 1 to 3 structures.
本発明において、一般式(I)で表される末端構造を有する末端変性ポリアミド樹脂得るためには、例えば、アミノ酸、ラクタム、ならびに/もしくは、ジアミンおよびジカルボン酸を重合する際に、上記の一般式(V)で表される末端変性用化合物を、アミノ酸、ラクタム、ジアミンおよびジカルボン酸の合計に対して1〜20質量%含有させて、ポリアミド樹脂の末端に末端変性用化合物を結合させることにより、一般式(I)で表される末端構造を1〜20質量%含有する末端変性ポリアミド樹脂を得ることができる。 In the present invention, in order to obtain a terminal-modified polyamide resin having a terminal structure represented by the general formula (I), for example, when polymerizing amino acids, lactams and / or diamines and dicarboxylic acids, the above general formula By containing the compound for terminal modification represented by (V) in an amount of 1 to 20% by mass with respect to the total of amino acid, lactam, diamine and dicarboxylic acid, and bonding the compound for terminal modification to the terminal of the polyamide resin, A terminal-modified polyamide resin containing 1 to 20% by mass of the terminal structure represented by the general formula (I) can be obtained.
より好ましくは一般式(V)で表される末端変性用化合物が、下記の一般式(III)で表される末端変性用化合物であることである。
H−X−(R1−O)m−R2 (III)
More preferably, the compound for terminal modification represented by the general formula (V) is a compound for terminal modification represented by the following general formula (III).
H—X— (R 1 —O) m —R 2 (III)
上記の一般式(III)中、mは2〜100の範囲を表す。一般式(I)におけるmと同様に、mは5以上であることが好ましく、より好ましくは8以上であり、さらに好ましくは16以上である。一方、mは70以下であることが好ましく、より好ましくは50以下である。R1は炭素数2〜10の2価の炭化水素基を表し、R2は炭素数1〜30の1価の炭化水素基を表す。それぞれ、一般式(I)におけるR1およびR2として例示したものが挙げられる。X−は、−NH−、−N(CH3)−または−O(C=O)−を示す。ポリアミドの末端との反応性に優れている−NH−がより好ましい。 In said general formula (III), m represents the range of 2-100. Like m in the general formula (I), m is preferably 5 or more, more preferably 8 or more, and further preferably 16 or more. On the other hand, m is preferably 70 or less, more preferably 50 or less. R 1 represents a divalent hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms, and R 2 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. Examples thereof include those exemplified as R 1 and R 2 in the general formula (I). X— represents —NH—, —N (CH 3 ) — or —O (C═O) —. -NH-, which is excellent in reactivity with the terminal of the polyamide, is more preferable.
次に、本発明の実施形態で用いられる末端変性ポリアミド樹脂が、前記の一般式(I)で表される末端構造および前記の一般式(II)で表される末端構造を有する、末端変性ポリアミド樹脂を得るための方法の例を説明する。 Next, the terminal-modified polyamide resin used in the embodiment of the present invention has a terminal structure represented by the general formula (I) and a terminal structure represented by the general formula (II). An example of a method for obtaining the resin will be described.
例えば、ポリアミド樹脂の原料と前記一般式(III)で表される末端変性用化合物および下記一般式(IV)で表される末端変性用化合物を、重合時に反応させる方法や、ポリアミド樹脂と末端変性用化合物とを溶融混練する方法などが挙げられる。重合時に反応させる方法としては、例えば、ポリアミド樹脂の原料と末端変性用化合物をあらかじめ混合した後、加熱して縮合を進行させる方法や、主成分となる原料の重合途中に末端変性用化合物を添加して結合させる方法などが挙げられる。
H−Y−R3 (IV)
For example, a method of reacting a raw material of a polyamide resin, a compound for terminal modification represented by the general formula (III) and a compound for terminal modification represented by the following general formula (IV) at the time of polymerization, polyamide resin and terminal modification And a method of melt-kneading the compound for use. Examples of the method of reacting at the time of polymerization include, for example, a method in which a polyamide resin raw material and a terminal modification compound are mixed in advance and then condensation is performed by heating, or a terminal modification compound is added during polymerization of the main component raw material. And the like.
HYR 3 (IV)
上記一般式(IV)中、R3は炭素数1〜30の1価の炭化水素基を表す。前記の一般式(II)と同様に、末端変性ポリアミド樹脂の熱安定性および着色防止の観点から、R3は1価の飽和炭化水素基であることがさらに好ましい態様である。前記の一般式(III)におけるXが−NH−または−N(CH3)−の場合、上記の一般式(IV)における−Y−は−O(C=O)−を表し、前記の一般式(III)におけるXが−O(C=O)−の場合、上記の一般式(IV)におけるYは−NH−または−N(CH3)−を表す。 In the general formula (IV), R 3 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. Like the general formula (II), R 3 is a monovalent saturated hydrocarbon group from the viewpoint of thermal stability of the terminal-modified polyamide resin and prevention of coloring. When X in the general formula (III) is —NH— or —N (CH 3 ) —, —Y— in the above general formula (IV) represents —O (C═O) — When X in the formula (III) is —O (C═O) —, Y in the above general formula (IV) represents —NH— or —N (CH 3 ) —.
一般式(III)で表される末端変性用化合物の数平均分子量は、500〜10000であることが好ましい。数平均分子量を500以上とすることにより、溶融粘度をより低減し、含浸性をより向上させることができる。数平均分子量は、より好ましくは800以上であり、さらに好ましくは900以上である。一方、数平均分子量を10000以下とすることにより、ポリアミド樹脂の主たる構造単位との親和性をより向上させることができ、成形品の機械特性をより向上させることができる。数平均分子量は、より好ましくは5000以下であり、さらに好ましくは2500以下であり、さらに好ましくは1500以下である。 The number average molecular weight of the compound for terminal modification represented by the general formula (III) is preferably 500 to 10,000. By setting the number average molecular weight to 500 or more, the melt viscosity can be further reduced and the impregnation property can be further improved. The number average molecular weight is more preferably 800 or more, and still more preferably 900 or more. On the other hand, by setting the number average molecular weight to 10,000 or less, the affinity with the main structural unit of the polyamide resin can be further improved, and the mechanical properties of the molded product can be further improved. The number average molecular weight is more preferably 5000 or less, still more preferably 2500 or less, and further preferably 1500 or less.
一般式(III)で表される末端変性用化合物の具体的な例としては、メトキシポリ(エチレングリコール)アミン、メトキシポリ(トリメチレングリコール)アミン、メトキシポリ(プロピレングリコール)アミン、メトキシポリ(テトラメチレングリコール)アミン、メトキシポリ(エチレングリコール)ポリ(プロピレングリコール)アミン、メトキシポリ(エチレングリコール)カルボン酸、メトキシポリ(トリメチレングリコール)カルボン酸、メトキシポリ(プロピレングリコール)カルボン酸、メトキシポリ(テトラメチレングリコール)カルボン酸、およびメトキシポリ(エチレングリコール)ポリ(プロピレングリコール)カルボン酸などが挙げられる。2種類のポリアルキレングリコールが含まれる場合、ブロック重合構造をとっていてもよく、ランダム共重合構造とすることも許容される。上記した末端変性用化合物を、2種以上用いることもできる。 Specific examples of the terminal modification compound represented by the general formula (III) include methoxypoly (ethylene glycol) amine, methoxypoly (trimethylene glycol) amine, methoxypoly (propylene glycol) amine, and methoxypoly (tetramethylene glycol) amine. , Methoxy poly (ethylene glycol) poly (propylene glycol) amine, methoxy poly (ethylene glycol) carboxylic acid, methoxy poly (trimethylene glycol) carboxylic acid, methoxy poly (propylene glycol) carboxylic acid, methoxy poly (tetramethylene glycol) carboxylic acid, and methoxy poly ( And ethylene glycol) poly (propylene glycol) carboxylic acid. When two types of polyalkylene glycols are included, a block polymerization structure may be taken, and a random copolymer structure is allowed. Two or more of the above-mentioned terminal modification compounds can be used.
また、一般式(IV)で表される末端変性用化合物の具体的な例としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、ウンデカン酸、ラウリル酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、ミリストレイン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、アラキン酸、セロチン酸などの脂肪族モノカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、メチルシクロヘキサンカルボン酸などの脂環式モノカルボン酸、安息香酸、トルイル酸、エチル安息香酸、フェニル酢酸などの芳香族モノカルボン酸、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、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミン、トリデシルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、ノナデシルアミン、イコシルアミンなどの脂肪族モノアミン、シクロヘキシルアミン、メチルシクロヘキシルアミンなどの脂環式モノアミン、ベンジルアミン、およびβ−フェニルエチルアミンなどの芳香族モノアミンなどが挙げられる。上記した末端変性用化合物を、2種以上用いることもできる。 Specific examples of the terminal modification compound represented by the general formula (IV) include acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, enanthic acid, caprylic acid, pelargonic acid, undecanoic acid, lauric acid. Alicyclic monocarboxylic acids such as tridecanoic acid, myristic acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, arachidic acid, and serotic acid, cycloaliphatic carboxylic acid, and methylcyclohexanecarboxylic acid. Aromatic monocarboxylic acids such as carboxylic acid, benzoic acid, toluic acid, ethyl benzoic acid, phenylacetic acid, methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, pentylamine, hexylamine, heptylamine, octylamine, 2-ethylhexylamine, Nonylamine, decylamine, c Alicyclic monoamines such as decylamine, dodecylamine, tridecylamine, tetradecylamine, pentadecylamine, hexadecylamine, octadecylamine, nonadecylamine, icosylamine, alicyclic monoamines such as cyclohexylamine, methylcyclohexylamine, benzylamine, and and aromatic monoamines such as β-phenylethylamine. Two or more of the above-mentioned terminal modification compounds can be used.
また、ポリアミド樹脂を与える原料としては、前述のアミノ酸、ラクタムおよび「ジアミンとジカルボン酸との混合物」が例示される。 Moreover, as a raw material which gives a polyamide resin, the above-mentioned amino acid, lactam, and "the mixture of diamine and dicarboxylic acid" are illustrated.
ポリアミド樹脂の原料と末端変性用化合物とを重合時に反応させる方法により、末端変性ポリアミド樹脂を製造する場合には、ポリアミド樹脂の融点以上で反応させる溶融重合法と、ポリアミド樹脂の融点未満で反応させる固相重合法のいずれも用いることができる。一方、ポリアミド樹脂と末端変性用化合物とを溶融混練することにより、末端変性ポリアミド樹脂を製造する場合には、溶融混練温度をポリアミド樹脂の融点(Tm)よりも10℃以上40℃以下高い温度で反応させることが好ましい。例えば、押出機を用いて溶融混練する場合、押出機のシリンダー温度を前記範囲とすることが好ましい。溶融混練温度をこの範囲にすることより、末端変性用化合物の揮発とポリアミド樹脂の分解を抑制しつつ、ポリアミド樹脂の末端と末端変性用化合物とを効率的に結合させることができる。 When the terminal-modified polyamide resin is produced by reacting the raw material of the polyamide resin and the terminal-modifying compound at the time of polymerization, the reaction is performed at a temperature lower than the melting point of the polyamide resin and a melt polymerization method in which the reaction is performed at a temperature higher than the melting point of the polyamide resin. Any of the solid phase polymerization methods can be used. On the other hand, when the terminal-modified polyamide resin is produced by melt-kneading the polyamide resin and the terminal-modifying compound, the melt-kneading temperature is higher by 10 ° C. or more and 40 ° C. or less than the melting point (Tm) of the polyamide resin. It is preferable to react. For example, when melt-kneading using an extruder, it is preferable that the cylinder temperature of an extruder shall be the said range. By setting the melt kneading temperature within this range, it is possible to efficiently bond the terminal of the polyamide resin and the terminal modifying compound while suppressing the volatilization of the terminal modifying compound and the decomposition of the polyamide resin.
本発明の実施形態において用いられる強化繊維(B)の種類は特に限定されず、ガラス繊維、ポリアクリロニトリル(PAN)系やピッチ系の炭素繊維、アラミド繊維などの有機繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、ボロン繊維、金属繊維などの高強度、高弾性率繊維が用いられる。これらの強化繊維は2種以上用いてもよい。 The type of the reinforcing fiber (B) used in the embodiment of the present invention is not particularly limited, and glass fiber, polyacrylonitrile (PAN) -based or pitch-based carbon fiber, organic fiber such as aramid fiber, alumina fiber, silicon carbide fiber High-strength and high-modulus fibers such as boron fibers and metal fibers are used. Two or more of these reinforcing fibers may be used.
本発明における強化繊維は、ポリアミド樹脂に対する繊維補強効果により、機械的特性などの力学特性を向上し得るものである。さらに、強化繊維が導電性や熱伝導性など、固有の特性を有する場合、ポリアミド樹脂単体では為し得ない、それらの性質も付与することができる。機械的特性のさらなる向上、成形品の軽量化効果の観点から、強化繊維(B)としては、ガラス繊維または炭素繊維が好ましい。また、導電性を付与する目的においては、ニッケルや銅やイッテルビウムなどの金属を被覆した強化繊維を用いてもよい。 The reinforcing fiber in the present invention can improve mechanical properties such as mechanical properties due to the fiber reinforcing effect on the polyamide resin. Furthermore, when the reinforcing fiber has unique characteristics such as conductivity and thermal conductivity, those properties that cannot be achieved with a single polyamide resin can also be imparted. Glass fiber or carbon fiber is preferable as the reinforcing fiber (B) from the viewpoint of further improving the mechanical properties and reducing the weight of the molded product. For the purpose of imparting electrical conductivity, reinforcing fibers coated with a metal such as nickel, copper, or ytterbium may be used.
強化繊維の平均繊維径は特に限定されないが、成形品の機械的特性と表面外観の観点から、3〜20μmが好ましい。強化繊維束とした場合の単繊維数には特に制限はないが、100〜50,000本が好ましく、生産性の観点から1,000〜25,000本がより好ましい。また、強化繊維は、強化繊維とポリアミド樹脂との接着性を向上させたり、強化繊維の毛羽立ちを防止するなどの目的で、公知のカップリング剤や集束剤で処理されたものであってもよい。カップリング剤としては例えばシラン系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤、チタネート系カップリング剤などが挙げられる。集束剤としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレングリコール、ポリウレタン、ポリエステル、乳化剤あるいは界面活性剤などが挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。カップリング剤や集束剤の処理量は、強化繊維100質量部に対して0.05質量部以上が好ましく、0.1質量部以上がより好ましい。 The average fiber diameter of the reinforcing fibers is not particularly limited, but is preferably 3 to 20 μm from the viewpoint of mechanical properties and surface appearance of the molded product. Although there is no restriction | limiting in particular in the number of single fibers at the time of setting it as a reinforced fiber bundle, 100-50,000 are preferable and 1,000-25,000 are more preferable from a viewpoint of productivity. Further, the reinforcing fiber may be treated with a known coupling agent or sizing agent for the purpose of improving the adhesion between the reinforcing fiber and the polyamide resin or preventing the reinforcing fiber from fuzzing. . Examples of coupling agents include silane coupling agents, aluminate coupling agents, titanate coupling agents, and the like. Examples of the sizing agent include an epoxy resin, a phenol resin, polyethylene glycol, polyurethane, polyester, an emulsifier, or a surfactant. Two or more of these may be used. The treatment amount of the coupling agent or sizing agent is preferably 0.05 parts by mass or more, more preferably 0.1 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the reinforcing fibers.
本発明の実施形態において、強化繊維の含有量はポリアミド樹脂(A)100重量部に対し、5質量部以上150質量部以下である。5質量部未満では繊維による補強効果が小さい。10質量部以上が好ましく、15質量部以上がより好ましい。一方、150質量部を超えると長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットの生産性が低く、流動性も低下する。120質量部以下が好ましく、100質量部以下がより好ましい。 In the embodiment of the present invention, the content of the reinforcing fiber is 5 parts by mass or more and 150 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polyamide resin (A). If the amount is less than 5 parts by mass, the reinforcing effect by the fibers is small. 10 mass parts or more are preferable and 15 mass parts or more are more preferable. On the other hand, when it exceeds 150 parts by mass, the productivity of the long fiber reinforced polyamide resin composition pellets is low and the fluidity is also lowered. 120 parts by mass or less is preferable, and 100 parts by mass or less is more preferable.
本発明の実施形態の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットは、強化繊維の長さがペレットの長さと実質的に同一で、かつ、強化繊維がペレットの長尺方向に配列してなる。ここで言う、「ペレットの長尺方向に配列」とは、強化繊維の長軸の軸線と、ペレットの長軸の軸線とが、同方向を指向している状態を示す。軸線同士のなす角度は好ましくは20°以下であり、より好ましくは10°以下であり、さらに好ましくは5°以下である。また、「ペレットの長さと実質的に同一」とは、ペレット内部で強化繊維が意図的に切断されていたり、ペレット全長よりも有意に短い強化繊維が実質的に含まれたりしないことを示す。
強化繊維がペレットと実質的に同じ長さを有することにより、成形品中の強化繊維長を長くすることができ、機械的特性をより向上させることができる。本発明の実施形態の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットは、長尺方向にほぼ同一の断面形状を保ち、連続であることが好ましい。また、長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットの長尺方向の長さは3〜20mmが好ましい。長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットの長尺方向の長さが3mm以上の場合、ペレットの生産性が向上しやすい。5mm以上がより好ましい。一方、長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットの長尺方向の長さが20mm以下の場合、成形時のペレットのブリッジ化が起こりにくい。15mm以下がより好ましい。
The long fiber reinforced polyamide resin composition pellets of the embodiment of the present invention are formed by arranging the reinforcing fibers substantially in the same length as the pellets and arranging the reinforcing fibers in the longitudinal direction of the pellets. Here, “arranged in the longitudinal direction of the pellet” indicates a state in which the long axis of the reinforcing fiber and the long axis of the pellet are oriented in the same direction. The angle formed by the axes is preferably 20 ° or less, more preferably 10 ° or less, and further preferably 5 ° or less. Further, “substantially the same as the length of the pellet” indicates that the reinforcing fiber is intentionally cut inside the pellet, or the reinforcing fiber that is significantly shorter than the entire length of the pellet is not included.
When the reinforcing fiber has substantially the same length as the pellet, the reinforcing fiber length in the molded product can be increased, and the mechanical properties can be further improved. It is preferable that the long fiber reinforced polyamide resin composition pellets of the embodiment of the present invention maintain substantially the same cross-sectional shape in the longitudinal direction and are continuous. Further, the length in the longitudinal direction of the long fiber reinforced polyamide resin composition pellets is preferably 3 to 20 mm. When the length of the long fiber reinforced polyamide resin composition pellets in the longitudinal direction is 3 mm or more, the productivity of the pellets is easily improved. 5 mm or more is more preferable. On the other hand, when the length of the long fiber reinforced polyamide resin composition pellets in the longitudinal direction is 20 mm or less, the pellets are hardly bridged during molding. 15 mm or less is more preferable.
本発明の実施形態の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットは、さらに200℃における溶融粘度が0.01〜20Pa・sである熱可塑性重合体(C)(以下、「熱可塑性重合体(C)」と記載する場合がある)を含有することができる。熱可塑性重合体(C)を含有することにより、長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレット製造時やその成形時に、強化繊維の分散性をより向上させ、成形時の流動性をより向上させることができる。熱可塑性重合体(C)の200℃における溶融粘度が0.01Pa・s以上であれば、成形品の機械的強度をより向上させることができる。熱可塑性重合体の溶融粘度は、好ましくは0.05Pa・s以上であり、より好ましくは0.1Pa・s以上である。一方、熱可塑性重合体(C)の200℃における溶融粘度が20Pa・s以下であれば、長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットの製造時やその成形時に、強化繊維の分散性をより向上させることができる。熱可塑性重合体の溶融粘度は、好ましくは15Pa・s以下であり、より好ましくは10Pa・s以下である。ここで、熱可塑性重合体(C)の200℃における溶融粘度は、40mmのパラレルプレートを用いて、0.5Hzにて、粘弾性測定器により測定することができる。 The long fiber reinforced polyamide resin composition pellets of the embodiment of the present invention further have a thermoplastic polymer (C) having a melt viscosity of 0.01 to 20 Pa · s at 200 ° C. (hereinafter referred to as “thermoplastic polymer (C)”). In some cases). By containing the thermoplastic polymer (C), the dispersibility of the reinforcing fibers can be further improved during the production of the long fiber reinforced polyamide resin composition pellets and the molding thereof, and the fluidity during the molding can be further improved. . When the melt viscosity at 200 ° C. of the thermoplastic polymer (C) is 0.01 Pa · s or more, the mechanical strength of the molded product can be further improved. The melt viscosity of the thermoplastic polymer is preferably 0.05 Pa · s or more, and more preferably 0.1 Pa · s or more. On the other hand, if the melt viscosity at 200 ° C. of the thermoplastic polymer (C) is 20 Pa · s or less, the dispersibility of the reinforcing fibers can be further improved during the production of the long fiber reinforced polyamide resin composition pellets and the molding thereof. Can do. The melt viscosity of the thermoplastic polymer is preferably 15 Pa · s or less, more preferably 10 Pa · s or less. Here, the melt viscosity at 200 ° C. of the thermoplastic polymer (C) can be measured with a viscoelasticity measuring device at 0.5 Hz using a 40 mm parallel plate.
本発明の実施形態の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットにおいて、熱可塑性重合体(C)は、ポリアミド樹脂と親和性の高いものが好ましい。ポリアミド樹脂との親和性が高い熱可塑性重合体(C)を選択することによって、長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットの製造時やその成形時に、ポリアミド樹脂と効率よく相溶するため、強化繊維の分散性をより向上させることができる。熱可塑性重合体(C)としては、フェノール系重合体が好ましく、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、アルキルベンゼン変性フェノール樹脂、カシュー変性フェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、テルペンフェノール樹脂などが挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。 In the long fiber reinforced polyamide resin composition pellets of the embodiment of the present invention, the thermoplastic polymer (C) preferably has a high affinity for the polyamide resin. By selecting the thermoplastic polymer (C) having a high affinity with the polyamide resin, it is compatible with the polyamide resin at the time of manufacturing and molding the long fiber reinforced polyamide resin composition pellets. Dispersibility can be further improved. The thermoplastic polymer (C) is preferably a phenol polymer, and examples thereof include phenol novolac resins, cresol novolac resins, alkylbenzene-modified phenol resins, cashew-modified phenol resins, terpene-modified phenol resins, and terpene phenol resins. Two or more of these may be used.
熱可塑性重合体(C)の含有量は、ポリアミド樹脂(A)100質量部に対して、0.1質量部以上65質量部以下が好ましい。熱可塑性重合体(C)の含有量が0.1質量部以上であれば、強化繊維の分散性や成形時の流動性をより向上させることができる。一方、熱可塑性重合体(C)の含有量が65質量部以下であれば、成形品の機械的特性をより向上させることができる。 The content of the thermoplastic polymer (C) is preferably 0.1 parts by mass or more and 65 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polyamide resin (A). If content of a thermoplastic polymer (C) is 0.1 mass part or more, the dispersibility of a reinforced fiber and the fluidity | liquidity at the time of shaping | molding can be improved more. On the other hand, if the content of the thermoplastic polymer (C) is 65 parts by mass or less, the mechanical properties of the molded product can be further improved.
また、熱可塑性重合体(C)は、強化繊維(B)に付着していることが好ましい。具体的には、熱可塑性重合体(C)は、強化繊維(B)あらかじめ含浸されていることが好ましい形態であり、この形態により長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットの製造時やその成形時に、ポリアミド樹脂中への強化繊維の分散性を最も効率的に発現させることが可能となる。 Moreover, it is preferable that the thermoplastic polymer (C) adheres to the reinforcing fiber (B). Specifically, the thermoplastic polymer (C) is preferably in a form that is pre-impregnated with the reinforcing fiber (B). With this form, during the production of the long fiber reinforced polyamide resin composition pellets, The dispersibility of the reinforcing fiber in the polyamide resin can be expressed most efficiently.
本発明の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットには、本発明の効果を損なわない範囲で、安定剤、離型剤、紫外線吸収剤、着色剤、難燃剤、難燃助剤、滴下防止剤、滑剤、蛍光増白剤、蓄光顔料、蛍光染料、流動改質剤、耐衝撃性改良剤、結晶核剤、無機および有機の抗菌剤、光触媒系防汚剤、赤外線吸収剤、フォトクロミック剤などの添加剤、強化繊維以外の非繊維状充填材、および熱硬化性樹脂を配合することができる。 In the long fiber reinforced polyamide resin composition pellets of the present invention, as long as the effects of the present invention are not impaired, stabilizers, mold release agents, ultraviolet absorbers, colorants, flame retardants, flame retardant aids, anti-dripping agents, Addition of lubricants, fluorescent brighteners, phosphorescent pigments, fluorescent dyes, flow modifiers, impact modifiers, crystal nucleating agents, inorganic and organic antibacterial agents, photocatalytic antifouling agents, infrared absorbers, photochromic agents, etc. Agents, non-fibrous fillers other than reinforcing fibers, and thermosetting resins can be blended.
安定剤としては、例えば、酸化防止剤や光安定剤などを挙げることができ、例えば、ヨウ化第1銅などの銅化合物を挙げることができる。これらの安定剤を配合することにより、機械的特性、成形性、耐熱性および耐久性に優れた成形品を得ることができる。 Examples of the stabilizer include an antioxidant and a light stabilizer, and examples include a copper compound such as cuprous iodide. By blending these stabilizers, a molded product having excellent mechanical properties, moldability, heat resistance and durability can be obtained.
離型剤としては、例えば、脂肪酸、脂肪酸金属塩、オキシ脂肪酸、脂肪酸エステル、脂肪族部分鹸化エステル、パラフィン、低分子量ポリオレフィン、脂肪酸アミド、アルキレンビス脂肪酸アミド、脂肪族ケトン、および変性シリコーンなどを挙げることができる。これらの離型剤を配合することにより、機械的特性、成形性、耐熱性および耐久性に優れた成形品を得ることができる。 Examples of the release agent include fatty acids, fatty acid metal salts, oxy fatty acids, fatty acid esters, aliphatic partially saponified esters, paraffins, low molecular weight polyolefins, fatty acid amides, alkylene bis fatty acid amides, aliphatic ketones, and modified silicones. be able to. By blending these release agents, a molded product having excellent mechanical properties, moldability, heat resistance and durability can be obtained.
また、難燃剤としては、例えば、臭素系難燃剤、塩素系難燃剤、リン系難燃剤、窒素化合物系難燃剤、シリコーン系難燃剤およびその他の無機系難燃剤などを挙げることができる。難燃性および機械特性をより向上させるという観点から、上記の難燃剤を2種以上組み合わせることが好ましい態様である。 Examples of the flame retardant include bromine-based flame retardant, chlorine-based flame retardant, phosphorus-based flame retardant, nitrogen compound-based flame retardant, silicone-based flame retardant, and other inorganic flame retardants. From the viewpoint of further improving flame retardancy and mechanical properties, it is a preferred embodiment to combine two or more of the above flame retardants.
強化繊維以外の非繊維状充填材としては、例えば、板状、粉末状および粒状などのいずれの充填材も使用することができる。このような充填剤としては、具体的には、タルク、ゼオライト、セリサイト、マイカ、カオリン、クレー、パイロフィライト、ベントナイトなどの金属珪酸塩、酸化マグネシウム、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化鉄などの金属酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイトなどの炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウムなどの金属硫酸塩、ガラスビーズ、セラミックビーズ、窒化ホウ素、燐酸カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどの金属水酸化物、ガラスフレーク、ガラス粉、ガラスバルーン、カーボンブラック、シリカ、黒鉛、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイトなどのスメクタイト系粘土鉱物、バーミキュライト、ハロイサイト、カネマイト、ケニヤイト、燐酸ジルコニウム、燐酸チタニウムなどの各種粘土鉱物、Li型フッ素テニオライト、Na型フッ素テニオライト、Na型四珪素フッ素雲母、およびLi型四珪素フッ素雲母等の膨潤性雲母などの層状珪酸塩などが挙げられる。これらを、2種以上配合することができる。 As the non-fibrous filler other than the reinforcing fibers, for example, any filler such as a plate, powder, and granule can be used. Specific examples of such fillers include metal silicates such as talc, zeolite, sericite, mica, kaolin, clay, pyrophyllite, and bentonite, metals such as magnesium oxide, alumina, zirconium oxide, and iron oxide. Oxides, carbonates such as calcium carbonate, magnesium carbonate, dolomite, metal sulfates such as calcium sulfate and barium sulfate, glass beads, ceramic beads, boron nitride, calcium phosphate, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, etc. Metal hydroxide, glass flake, glass powder, glass balloon, carbon black, silica, graphite, montmorillonite, beidellite, nontronite, saponite, hectorite, soconite and other smectite clay minerals, vermiculite, halo Layered silicic acid such as various clay minerals such as site, kanemite, kenyanite, zirconium phosphate, titanium phosphate, swellable mica such as Li type fluorine teniolite, Na type fluorine teniolite, Na type tetrasilicon fluorine mica, and Li type tetrasilicon fluorine mica Examples include salt. Two or more of these can be blended.
本発明の実施形態の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットの形態の一例として、図1〜2に長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットの断面形状の例を示す。長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットの断面形状は、末端変性ポリアミド樹脂(a)を含有するポリアミド樹脂(A)と必要によりその他成分とを溶融混練して得られるポリアミド樹脂組成物と、強化繊維(B)とを含むものであれば図に示されたものに限定されないが、図1に示されるように、ポリアミド樹脂組成物1中に強化繊維2が分散された形態や、図2に示されるように、強化繊維と熱可塑性重合体(C)からなる複合体3の周囲を、ポリアミド樹脂組成物1が被覆するように配置された形態が好ましい。なお、ポリアミド樹脂組成物1は、末端変性ポリアミド樹脂(a)を含有するポリアミド樹脂(A)でもよいし、前記ポリアミド樹脂(A)に、必要によりその他成分を配合したポリアミド樹脂組成物でもよい。 As an example of the form of the long fiber reinforced polyamide resin composition pellet of the embodiment of the present invention, examples of the cross-sectional shape of the long fiber reinforced polyamide resin composition pellet are shown in FIGS. The cross-sectional shape of the long fiber reinforced polyamide resin composition pellets is a polyamide resin composition obtained by melt-kneading the polyamide resin (A) containing the terminal-modified polyamide resin (a) and other components as necessary, and reinforcing fibers ( B) is not limited to the one shown in the figure, but as shown in FIG. 1, a form in which the reinforcing fibers 2 are dispersed in the polyamide resin composition 1 or shown in FIG. Thus, the form arrange | positioned so that the polyamide resin composition 1 coat | covers the circumference | surroundings of the composite_body | complex 3 which consists of a reinforced fiber and a thermoplastic polymer (C) is preferable. The polyamide resin composition 1 may be a polyamide resin (A) containing a terminal-modified polyamide resin (a), or may be a polyamide resin composition in which other components are blended with the polyamide resin (A) as necessary.
図1、図2に示されるように、長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットの外周面にポリアミド樹脂組成物が配置された形態は、強化繊維が露出せず、長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットから強化繊維の脱落を抑制し、取り扱い性により優れる。長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットの断面形状としては、円形、楕円形、多角形などが挙げられる。長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットの長手方向は、ほぼ同一の断面形状を保ち連続であればよい。 As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the form in which the polyamide resin composition is arranged on the outer peripheral surface of the long fiber reinforced polyamide resin composition pellet is such that the reinforcing fiber is not exposed and the long fiber reinforced polyamide resin composition pellet is formed. Suppresses falling off of reinforcing fibers and is superior in handling. Examples of the cross-sectional shape of the long fiber reinforced polyamide resin composition pellet include a circle, an ellipse, and a polygon. The longitudinal direction of the long fiber reinforced polyamide resin composition pellets may be continuous while maintaining substantially the same cross-sectional shape.
本発明の実施形態の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットの製造方法としては、強化繊維束を押出機の先端に取り付けた溶融樹脂が充満しているダイの中に通しながら、バーでしごく、拡幅・集束を繰り返す、圧力や振動を加えるなどの操作で強化繊維束に樹脂を含浸させる方法や、強化繊維束を電線被覆法用のコーティングダイの中に通し、溶融樹脂を強化繊維束の周囲に押出被覆させる方法などの公知の方法がいずれも用いられる。
先端に溶融樹脂が充満する空間と樹脂含浸のためのロールまたはバーを備えるダイ(以下、「クロスヘッドダイ」と記載することがある。)または電線被覆法用のコーティングダイが取り付けられた押出機で末端変性ポリアミド樹脂と必要によりその他成分とを溶融混練し、先端に取り付けられたクロスヘッドダイまたは電線被覆法用のコーティングダイで強化繊維の束に溶融した末端変性ポリアミド樹脂組成物を含浸および/または被覆する方法が挙げられる。
As a method for producing a long fiber reinforced polyamide resin composition pellet of an embodiment of the present invention, a reinforcing fiber bundle is passed through a die filled with a molten resin attached to the tip of an extruder, and is squeezed with a bar and widened.・ Methods of impregnating the reinforcing fiber bundle with resin by operations such as repeated focusing, applying pressure and vibration, etc., or passing the reinforcing fiber bundle through a coating die for the wire coating method, and the molten resin around the reinforcing fiber bundle Any known method such as extrusion coating may be used.
Extruder equipped with a die filled with a space filled with molten resin at the tip and a roll or bar for resin impregnation (hereinafter sometimes referred to as “crosshead die”) or a coating die for the wire coating method The end-modified polyamide resin and, if necessary, other components are melt-kneaded and impregnated with a terminal-modified polyamide resin composition melted in a bundle of reinforcing fibers with a crosshead die attached to the tip or a coating die for the wire coating method. Or the method of coat | covering is mentioned.
かかる方法で得られた強化繊維とポリアミド樹脂の複合体をストランドカッターで所定の長さにカットすることで、強化繊維の長さがペレットの長さと実質的に同一で、かつ、強化繊維がペレットの長尺方向に配列している長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットを得ることができる。 The composite of the reinforcing fiber and the polyamide resin obtained by such a method is cut to a predetermined length with a strand cutter, so that the length of the reinforcing fiber is substantially the same as the length of the pellet and the reinforcing fiber is a pellet. The long fiber reinforced polyamide resin composition pellets arranged in the longitudinal direction can be obtained.
また、本発明の実施形態の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットが熱可塑性重合体(C)を含む場合、熱可塑性重合体(C)は強化繊維にあらかじめ含浸されていることが好ましい。このような形態の複合体を得る方法は特に限定されないが、例えば強化繊維に、熱可塑性重合体(C)を100〜300℃の溶融状態で強化繊維と接触させる工程(以下、工程(i)と記載する場合がある。)と、熱可塑性重合体(C)と接触している強化繊維を加熱して含浸させる工程(以下、工程(ii)と記載する場合がある。)を有する方法などが挙げられる。 Moreover, when the long fiber reinforced polyamide resin composition pellet of the embodiment of the present invention contains the thermoplastic polymer (C), it is preferable that the thermoplastic polymer (C) is impregnated in advance with the reinforcing fibers. A method for obtaining such a composite is not particularly limited. For example, a step of bringing a thermoplastic polymer (C) into contact with a reinforcing fiber in a molten state at 100 to 300 ° C. (hereinafter, step (i)) And a step of heating and impregnating the reinforcing fiber in contact with the thermoplastic polymer (C) (hereinafter sometimes referred to as step (ii)), and the like. Is mentioned.
工程(i)において、熱可塑性重合体(C)を供給して強化繊維と接触させる方法は特に限定されないが、例えば、強化繊維に油剤、サイジング剤、マトリックス樹脂を付与する場合に用いられる任意の方法を用いることができる。その中でも、ディッピングもしくはコーティングが好ましく用いられる。ディッピングとは、ポンプにて熱可塑性重合体(C)を溶融バスに供給し、該溶融バス内に強化繊維を通過させる方法である。強化繊維を熱可塑性重合体(C)の溶融バスに浸すことで、熱可塑性重合体(C)を強化繊維に付着させることができる。また、コーティングとは、例えば、リバースロール、正回転ロール、キスロール、スプレイ、カーテンなどのコーティング手段を用いて、強化繊維に熱可塑性重合体(C)を塗布する方法である。ここで、リバースロール、正回転ロール、キスロールとは、ポンプで溶融させた熱可塑性重合体(C)をロールに供給し、強化繊維に熱可塑性重合体(C)の溶融物を塗布する方法である。さらに、リバースロールは、2本のロールが互いに逆方向に回転し、ロール上に溶融した熱可塑性重合体(C)を塗布する方法であり、正回転ロールは、2本のロールが同じ方向に回転し、ロール上に溶融した熱可塑性重合体(C)を塗布する方法である。通常、リバースロール、正回転ロールでは、強化繊維を挟み、さらにロールを設置し、熱可塑性重合体(C)を確実に付着させる方法が用いられる。一方で、キスロールは、強化繊維とロールが接触しているだけで、熱可塑性重合体(C)を付着させる方法である。そのため、キスロールは比較的粘度の低い場合の使用が好ましいが、いずれのロール方法を用いても、加熱溶融した熱可塑性重合体(C)の所定量を塗布させ、強化繊維を接着させながら走らせることで、繊維の単位長さ当たりに所定量の熱可塑性重合体(C)を付着させることができる。スプレイは、霧吹きの原理を利用したもので、溶融した熱可塑性重合体(C)を霧状にして強化繊維に吹き付ける方法であり、カーテンは、溶融した熱可塑性重合体(C)を小孔から自然落下させ塗布する方法または溶融槽からオーバーフローさせ塗布する方法である。塗布に必要な量を調節しやすいため、熱可塑性重合体(C)の損失を少なくできる。 In the step (i), the method of supplying the thermoplastic polymer (C) and bringing it into contact with the reinforcing fiber is not particularly limited. For example, any method used when an oil agent, a sizing agent, or a matrix resin is applied to the reinforcing fiber. The method can be used. Among these, dipping or coating is preferably used. The dipping is a method in which the thermoplastic polymer (C) is supplied to the melting bath by a pump and the reinforcing fibers are passed through the melting bath. The thermoplastic polymer (C) can be attached to the reinforcing fiber by immersing the reinforcing fiber in the molten bath of the thermoplastic polymer (C). Further, the coating is a method of applying the thermoplastic polymer (C) to the reinforcing fiber using a coating means such as a reverse roll, a normal rotation roll, a kiss roll, a spray, or a curtain. Here, the reverse roll, the forward rotation roll, and the kiss roll are a method in which the thermoplastic polymer (C) melted by the pump is supplied to the roll, and the melt of the thermoplastic polymer (C) is applied to the reinforcing fiber. is there. Furthermore, the reverse roll is a method in which two rolls are rotated in opposite directions and a molten thermoplastic polymer (C) is applied onto the roll. In this method, the thermoplastic polymer (C) is rotated and melted on a roll. Usually, in the reverse roll and the positive rotation roll, a method is used in which the reinforcing fibers are sandwiched and a roll is further provided to securely adhere the thermoplastic polymer (C). On the other hand, the kiss roll is a method for adhering the thermoplastic polymer (C) only by contact between the reinforcing fiber and the roll. Therefore, the kiss roll is preferably used when the viscosity is relatively low. However, regardless of which roll method is used, a predetermined amount of the heat-melted thermoplastic polymer (C) is applied and run while adhering the reinforcing fibers. Thus, a predetermined amount of the thermoplastic polymer (C) can be adhered per unit length of the fiber. The spray is a method that uses the principle of spraying, and is a method in which the molten thermoplastic polymer (C) is sprayed on the reinforcing fiber in the form of a mist. The curtain is a method of spraying the molten thermoplastic polymer (C) from the small holes. It is a method of applying by dropping naturally or a method of applying by dropping from a melting tank. Since it is easy to adjust the amount necessary for coating, loss of the thermoplastic polymer (C) can be reduced.
また、熱可塑性重合体(C)を供給する際の溶融温度(溶融バス内の温度)は、100〜300℃が好ましい。溶融温度が100℃以上であれば、熱可塑性重合体(C)の粘度を適度に抑え、付着むらを抑制することができる。150℃以上がより好ましい。一方、溶融温度が300℃以下であれば、長時間にわたり製造した場合にも、熱可塑性重合体(C)の熱分解を抑制することができる。250℃以下がより好ましい。100〜300℃の溶融状態で熱可塑性重合体(C)を強化繊維と接触させることで、安定して供給することができる。 Moreover, 100-300 degreeC is preferable for the melting temperature (temperature in a fusion bath) at the time of supplying a thermoplastic polymer (C). When the melting temperature is 100 ° C. or higher, the viscosity of the thermoplastic polymer (C) can be moderately suppressed, and uneven adhesion can be suppressed. 150 degreeC or more is more preferable. On the other hand, if the melting temperature is 300 ° C. or lower, the thermal decomposition of the thermoplastic polymer (C) can be suppressed even when produced for a long time. 250 degrees C or less is more preferable. By bringing the thermoplastic polymer (C) into contact with the reinforcing fiber in a molten state at 100 to 300 ° C., it can be stably supplied.
次いで、工程(i)で得られた、熱可塑性重合体(C)と接触した状態の強化繊維を加熱して強化繊維の束の内部に熱可塑性重合体(C)を含浸させる工程(工程(ii))について説明する。具体的には、熱可塑性重合体(C)と接触した状態の強化繊維に対して、熱可塑性重合体(C)が溶融する温度において、ロールやバーで張力をかける、拡幅、集束を繰り返す、圧力や振動を加えるなどの操作により、熱可塑性重合体(C)を強化繊維の内部まで含浸するようにする工程である。より具体的な例として、加熱された複数のロールやバーの表面に強化繊維を接触するように通して拡幅などを行う方法を挙げることができ、中でも、絞り口金、絞りロール、ロールプレス、ダブルベルトプレスを用いて含浸させる方法が好適に用いられる。ここで、絞り口金とは、進行方向に向かって、口金径の狭まる口金のことであり、強化繊維を集束させながら、余分に付着した熱可塑性重合体(C)を掻き取ると同時に、含浸を促す口金である。また、絞りロールとは、ローラーで強化繊維に張力をかけることで、余分に付着した熱可塑性重合体(C)を掻き取ると同時に、含浸を促すローラーのことである。また、ロールプレスは、2つのロール間の圧力で連続的に強化繊維内部の空気を除去すると同時に、熱可塑性重合体(C)の含浸を促す装置であり、ダブルベルトプレスとは、強化繊維の上下からベルトを介してプレスすることで、熱可塑性重合体(C)の含浸を促す装置である。 Next, the step of heating the reinforcing fibers in contact with the thermoplastic polymer (C) obtained in the step (i) to impregnate the thermoplastic polymer (C) in the bundle of reinforcing fibers (step (step ( ii)) will be described. Specifically, for the reinforcing fiber in contact with the thermoplastic polymer (C), at a temperature at which the thermoplastic polymer (C) melts, tension is applied with a roll or a bar, and widening and focusing are repeated. In this step, the thermoplastic polymer (C) is impregnated to the inside of the reinforcing fiber by an operation such as applying pressure or vibration. As a more specific example, there can be mentioned a method of performing widening by passing the reinforcing fiber so as to contact the surface of a plurality of heated rolls and bars. Among them, a drawing base, a drawing roll, a roll press, a double A method of impregnation using a belt press is preferably used. Here, the squeezing base is a base whose diameter decreases in the direction of travel, and scrapes off the excessively attached thermoplastic polymer (C) while concentrating the reinforcing fibers, and at the same time impregnation. It is a mouthpiece to encourage. The squeezing roll is a roller that promotes impregnation at the same time as scraping off the excessively attached thermoplastic polymer (C) by applying tension to the reinforcing fiber with a roller. The roll press is a device that continuously removes the air inside the reinforcing fiber by the pressure between the two rolls and at the same time promotes the impregnation of the thermoplastic polymer (C). It is a device that promotes impregnation of the thermoplastic polymer (C) by pressing from above and below via a belt.
また、工程(ii)において、熱可塑性重合体(C)の供給量の80〜100重量%が強化繊維に含浸されていることが好ましい。80重量%以上であれば、工程(ii)における熱可塑性重合体(C)に起因する揮発成分の発生を抑制し、強化繊維の束内部のボイド発生を抑制することができる。より好ましくは、85〜100重量%であり、さらに好ましくは90〜100重量%である。 In the step (ii), it is preferable that 80 to 100% by weight of the supply amount of the thermoplastic polymer (C) is impregnated in the reinforcing fiber. If it is 80 weight% or more, generation | occurrence | production of the volatile component resulting from the thermoplastic polymer (C) in process (ii) can be suppressed, and the void generation | occurrence | production inside the bundle | flux of a reinforced fiber can be suppressed. More preferably, it is 85-100 weight%, More preferably, it is 90-100 weight%.
また、工程(ii)において、熱可塑性重合体(C)の最高温度が150〜350℃であることが好ましい。最高温度が150℃以上であれば、熱可塑性重合体(C)を十分に溶融してより効果的に含浸させることができる。180℃以上がより好ましい。一方、最高温度が350℃以下であれば、熱可塑性重合体(C)の分解反応などの好ましくない副反応を抑制することができる。300℃以下がより好ましく、250℃以下がさらに好ましい。 Moreover, in process (ii), it is preferable that the maximum temperature of a thermoplastic polymer (C) is 150-350 degreeC. When the maximum temperature is 150 ° C. or higher, the thermoplastic polymer (C) can be sufficiently melted and impregnated more effectively. 180 degreeC or more is more preferable. On the other hand, if the maximum temperature is 350 ° C. or lower, an undesirable side reaction such as a decomposition reaction of the thermoplastic polymer (C) can be suppressed. 300 degrees C or less is more preferable, and 250 degrees C or less is further more preferable.
工程(ii)における加熱方法としては、特に限定されないが、具体的には、加熱したチャンバーを用いる方法や、ホットローラーを用いて加熱と加圧を同時に行う方法などが例示できる。 Although it does not specifically limit as a heating method in process (ii), Specifically, the method of using the heated chamber, the method of performing a heating and pressurization simultaneously using a hot roller, etc. can be illustrated.
前述した工程(i)および工程(ii)を経て得られた熱可塑性重合体(C)を含浸した強化繊維の束をクロスヘッドダイまたは電線被覆法用のコーティングダイで、末端変性ポリアミド樹脂と必要によりその他成分とを溶融混練して得られたポリアミド樹脂(A)を含浸および/または被覆することでより好ましい長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットが得られる。 A bundle of reinforcing fibers impregnated with the thermoplastic polymer (C) obtained through the steps (i) and (ii) described above is used as a cross-head die or a coating die for a wire coating method, and a terminal-modified polyamide resin is necessary. By impregnating and / or covering the polyamide resin (A) obtained by melt-kneading the other components with the above, more preferable long fiber reinforced polyamide resin composition pellets can be obtained.
本発明の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットは、通常上記の如く製造され、かかるペレットを射出成形して各種成形品を製造することができる。射出成形方法は、通常の射出成形方法だけでなく、適宜目的に応じて、射出圧縮成形、射出プレス成形、ガスアシスト射出成形、発泡成形(超臨界流体の注入によるものを含む)、インサート成形、インモールドコーティング成形、断熱金型成形、急速加熱冷却金型成形、二色成形、サンドイッチ成形、および超高速射出成形などの射出成形法を用いて成形品を得ることができる。これら各種成形法の利点は、既に広く知られるところである。また、成形はコールドランナー方式およびホットランナー方式のいずれも選択することができる。 The long fiber reinforced polyamide resin composition pellets of the present invention are usually produced as described above, and various molded products can be produced by injection molding the pellets. The injection molding method is not only a normal injection molding method, but also an injection compression molding, an injection press molding, a gas assist injection molding, a foam molding (including those by injection of a supercritical fluid), an insert molding, depending on the purpose. A molded product can be obtained using an injection molding method such as in-mold coating molding, heat insulating mold molding, rapid heating / cooling mold molding, two-color molding, sandwich molding, and ultrahigh-speed injection molding. The advantages of these various molding methods are already widely known. In addition, either a cold runner method or a hot runner method can be selected for forming.
本発明の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットからなる成形品は、一般的なコンパウンドタイプの繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレット(短繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレット)を成形して得られる成形品と比較し、成形品中の強化繊維の繊維長が長く、機械特性に優れる。成形品中の強化繊維(B)の重量平均繊維長は、0.3〜5.0mmであることが好ましく、成形品中の強化繊維の重量平均繊維長がこの好ましい範囲であると、十分な機械的特性と成形品の形状追従性を得ることができる。 The molded article comprising the long fiber reinforced polyamide resin composition pellets of the present invention is compared with a molded article obtained by molding a general compound type fiber reinforced polyamide resin composition pellet (short fiber reinforced polyamide resin composition pellet). However, the fiber length of the reinforcing fiber in the molded product is long, and the mechanical properties are excellent. It is preferable that the weight average fiber length of the reinforcing fiber (B) in the molded product is 0.3 to 5.0 mm, and the weight average fiber length of the reinforcing fiber in the molded product is in this preferable range. Mechanical characteristics and shape followability of the molded product can be obtained.
ここで、本発明の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットを用いてなる成形品中の強化繊維の重量平均繊維長とは、得られた成形品を500℃で1時間焼成し、得られた灰分を水分散させた後、濾過を行い、その残渣を光学顕微鏡にて観察し、1000本の長さを測定した結果を重量平均繊維長に計算して得られたものである。具体的には、長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットを用いて、ISO3167A型多目的試験片を成形し、前記成形品を切り出して3g程度ルツボに入れ、電気コンロにて可燃性ガスが発生しなくなるまで蒸し焼きにした後、500℃の温度に設定した電気炉内でさらに1時間焼成することにより強化繊維の残渣のみを得る。その残渣を光学顕微鏡にて50〜100倍に拡大した画像を観察し、無作為に選んだ1,000本の長さを測定し、その測定値(mm)(小数点2桁が有効数字)から重量平均繊維長(Lw)を算出する。
重量平均繊維長(Lw)=Σ(Wi×Li)/ΣWi
=Σ(πri2×Li×ρ×ni×Li)/Σ(πri2×Li×ρ×ni)
繊維径ri、および密度ρが一定である場合、上式は簡略化され、次の式となる。
重量平均繊維長(Lw)=Σ(Li2×ni)/Σ(Li×ni)
Li:強化繊維の繊維長
ni:繊維長Liの強化繊維の本数
Wi:強化繊維の重量
ri:強化繊維の繊維径
ρ:強化繊維の密度。
Here, the weight average fiber length of the reinforcing fibers in the molded product using the long fiber reinforced polyamide resin composition pellets of the present invention is obtained by baking the obtained molded product at 500 ° C. for 1 hour, and the obtained ash content. Was dispersed in water, filtered, the residue was observed with an optical microscope, and the length of 1000 fibers was measured to obtain a weight average fiber length. Specifically, an ISO 3167A type multi-purpose test piece is molded using the long fiber reinforced polyamide resin composition pellets, and the molded product is cut out and placed in a crucible of about 3 g until no flammable gas is generated on the electric stove. After steaming, only the reinforcing fiber residue is obtained by further baking for 1 hour in an electric furnace set at a temperature of 500 ° C. Observe an image of the residue magnified 50 to 100 times with an optical microscope, measure the length of 1,000 randomly selected, and use the measured value (mm) (2 decimal places are significant figures) The weight average fiber length (Lw) is calculated.
Weight average fiber length (Lw) = Σ (Wi × Li) / ΣWi
= Σ (πri 2 × Li × ρ × ni × Li) / Σ (πri 2 × Li × ρ × ni)
When the fiber diameter ri and the density ρ are constant, the above expression is simplified and becomes the following expression.
Weight average fiber length (Lw) = Σ (Li 2 × ni) / Σ (Li × ni)
Li: Fiber length of reinforcing fiber ni: Number of reinforcing fibers with fiber length Li Wi: Weight of reinforcing fiber ri: Fiber diameter of reinforcing fiber ρ: Density of reinforcing fiber.
本発明の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットを用いてなる成形品は、自動車部品、電気・電子部品、建築部材、スポーツ用品部品、各種容器、日用品、生活雑貨および衛生用品など各種用途に利用することができる。 Molded articles using the long fiber reinforced polyamide resin composition pellets of the present invention are used for various applications such as automobile parts, electrical / electronic parts, building components, sports equipment parts, various containers, daily necessities, daily life goods and sanitary goods. be able to.
具体的な用途としては、エアフローメーター、エアポンプ、サーモスタットハウジング、エンジンマウント、イグニッションホビン、イグニッションケース、クラッチボビン、センサーハウジング、アイドルスピードコントロールバルブ、バキュームスイッチングバルブ、ECUハウジング、バキュームポンプケース、インヒビタースイッチ、回転センサー、加速度センサー、ディストリビューターキャップ、コイルベース、ABS用アクチュエーターケース、ラジエータタンクのトップおよびボトム、クーリングファン、ファンシュラウド、エンジンカバー、シリンダーヘッドカバー、オイルキャップ、オイルパン、オイルフィルター、フューエルキャップ、フューエルストレーナー、ディストリビューターキャップ、ベーパーキャニスターハウジング、エアクリーナーハウジング、タイミングベルトカバー、ブレーキブースター部品、各種ケース、各種チューブ、各種タンク、各種ホース、各種クリップ、各種バルブ、各種パイプなどの自動車用アンダーフード部品、トルクコントロールレバー、安全ベルト部品、レジスターブレード、ウオッシャーレバー、ウインドレギュレーターハンドル、ウインドレギュレーターハンドルのノブ、パッシングライトレバー、サンバイザーブラケット、各種モーターハウジングなどの自動車用内装部品、ルーフレール、フェンダー、ガーニッシュ、バンパー、ドアミラーステー、スポイラー、フードルーバー、ホイールカバー、ホイールキャップ、グリルエプロンカバーフレーム、ランプリフレクター、ランプベゼル、ドアハンドルなどの自動車用外装部品、リレーケース、コイルボビン、光ピックアップシャーシ、モーターケース、ノートパソコンのハウジング、シャーシおよび内部部品、CRTディスプレーハウジングおよび内部部品、プリンターハウジングおよび内部部品、携帯電話、モバイルパソコン、ハンドヘルド型モバイルなどの携帯端末ハウジング、シャーシおよび内部部品、記録媒体(CD、DVD、PD、FDDなど)ドライブのハウジング、シャーシおよび内部部品、コピー機のハウジング、シャーシおよび内部部品、ファクシミリのハウジング、シャーシおよび内部部品、パラボラアンテナなどの電気・電子部品、VTR部品、テレビ部品、アイロン、ヘアードライヤー、炊飯器部品、電子レンジ部品、音響部品、ビデオカメラ、プロジェクターなどの映像機器部品、レーザーディスク(登録商標)、コンパクトディスク(CD)、CD−ROM、CD−R、CD−RW、DVD−ROM、DVD−R、DVD−RW、DVD−RAM、ブルーレイディスクなどの光記録媒体の基板、照明部品およびハウジング、シャーシ部品、冷蔵庫部品、エアコン部品、タイプライター部品、ワードプロセッサー部品などの家庭・事務電気製品部品、電子楽器、家庭用ゲーム機、携帯型ゲーム機などのハウジング、シャーシおよび内部部品、各種ギヤー、各種ケース、センサー、LEPランプ、コネクター、ソケット、抵抗器、リレーケース、スイッチ、コイルボビン、コンデンサー、バリコンケース、光ピックアップ、発振子、各種端子板、変成器、プラグ、プリント配線板、チューナー、スピーカー、マイクロフォン、ヘッドホン、小型モーター、磁気ヘッドベース、パワーモジュール、半導体、液晶、FDDキャリッジ、FDDシャーシ、モーターブラッシュホルダー、トランス部材、コイルボビンなどの電気・電子部品、サッシ戸車、ブラインドカーテンパーツ、配管ジョイント、カーテンライナー、ブラインド部品、ガスメーター部品、水道メーター部品、湯沸かし器部品、ルーフパネル、断熱壁、アジャスター、プラ束、天井釣り具、階段、ドアー、床などの建築部材、コンクリート型枠などの土木関連部材、釣竿部品、リールのハウジング及びシャーシ部品、ルアー部品、クーラーボックス部品、ゴルフクラブ部品、テニス、バドミントン、スカッシュ等のラケット部品、スキー板部品、スキーストック部品、自転車のフレーム、ペダル、フロントフォーク、ハンドルバー、クランク、シートピラー、車輪等の部品、ボート用オール、スポーツ用ヘルメット、フェンス構成部材、ゴルフティー、剣道用防具(面)および竹刀などのスポーツ用品部品、歯車、ねじ、バネ、軸受、レバー、キーステム、カム、ラチェット、ローラー、給水部品、玩具部品、結束バンド、クリップ、ファン、パイプ、洗浄用治具、モーター部品、顕微鏡、双眼鏡、カメラ、時計などの機械部品、育苗用ポット、植生杭、農ビの止め具などの農業部材、骨折補強材などの医療用品、トレイ、ブリスター、ナイフ、フォーク、スプーン、チューブ、プラスチック缶、パウチ、コンテナー、タンク、カゴなどの容器・食器類、ホットフィル容器類、電子レンジ調理用容器類化粧品容器、ICトレイ、文房具、排水溝フィルター、カバン、イス、テーブル、クーラーボックス、クマデ、ホースリール、プランター、ホースノズル、食卓、机の表面、家具パネル、台所キャビネット、ペンキャップ、およびガスライターなどとして有用である。特に、自動車用内装部品、自動車用外装部品、スポーツ用品部材および各種電気・電子部品のハウジング、シャーシおよび内部部品として有用である。 Specific applications include air flow meters, air pumps, thermostat housings, engine mounts, ignition hobbins, ignition cases, clutch bobbins, sensor housings, idle speed control valves, vacuum switching valves, ECU housings, vacuum pump cases, inhibitor switches, rotations Sensor, acceleration sensor, distributor cap, coil base, actuator case for ABS, radiator tank top and bottom, cooling fan, fan shroud, engine cover, cylinder head cover, oil cap, oil pan, oil filter, fuel cap, fuel strainer , Distributor cap, vapor canister Housing, air cleaner housing, timing belt cover, brake booster parts, various cases, various tubes, various tanks, various hoses, various clips, various valves, various pipes, automotive underhood parts, torque control lever, safety belt parts, Car interior parts such as register blade, washer lever, window regulator handle, knob of window regulator handle, passing light lever, sun visor bracket, various motor housings, roof rail, fender, garnish, bumper, door mirror stay, spoiler, food louver, Wheel covers, wheel caps, grill apron cover frames, lamp reflectors, lamp bezels, door handles, etc. Exterior parts for vehicles, relay cases, coil bobbins, optical pickup chassis, motor cases, laptop housings, chassis and internal parts, CRT display housings and internal parts, printer housings and internal parts, mobile phones, mobile PCs, handheld mobiles, etc. Mobile terminal housing, chassis and internal parts, recording medium (CD, DVD, PD, FDD, etc.) drive housing, chassis and internal parts, copier housing, chassis and internal parts, facsimile housing, chassis and internal parts, Electric and electronic parts such as parabolic antennas, VTR parts, TV parts, irons, hair dryers, rice cooker parts, microwave oven parts, acoustic parts, video cameras, projectors, etc. Optical recording of equipment parts, laser disc (registered trademark), compact disc (CD), CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW, DVD-RAM, Blu-ray disc, etc. Media substrates, lighting parts and housings, chassis parts, refrigerator parts, air conditioner parts, typewriter parts, word processor parts and other household and office electrical parts, electronic musical instruments, home game machines, portable game machine housings, chassis And internal parts, various gears, various cases, sensors, LEP lamps, connectors, sockets, resistors, relay cases, switches, coil bobbins, capacitors, variable capacitor cases, optical pickups, oscillators, various terminal boards, transformers, plugs, prints Wiring board, tuner, speaker, my Lophone, headphone, small motor, magnetic head base, power module, semiconductor, liquid crystal, FDD carriage, FDD chassis, motor brush holder, transformer member, coil bobbin and other electric / electronic parts, sash door, blind curtain parts, piping joint, curtain Liners, blind parts, gas meter parts, water meter parts, water heater parts, roof panels, heat insulation walls, adjusters, plastic bundles, ceiling fishing gear, stairs, doors, floors and other construction parts, concrete formwork and other civil engineering parts, fishing rods Parts, reel housing and chassis parts, lure parts, cooler box parts, golf club parts, tennis, badminton, squash racket parts, ski parts, ski stock parts, bicycle frames, pedals , Parts such as front forks, handlebars, cranks, seat pillars, wheels, boat oars, sports helmets, fence components, golf tees, sports equipment parts such as kendo armor (face) and bamboo swords, gears, screws, Springs, bearings, levers, key stems, cams, ratchets, rollers, water supply parts, toy parts, cable ties, clips, fans, pipes, cleaning jigs, motor parts, microscopes, binoculars, cameras, watches and other mechanical parts, seedlings Agricultural materials such as pots, vegetation piles, agricultural bean clasps, medical supplies such as fracture reinforcements, containers such as trays, blisters, knives, forks, spoons, tubes, plastic cans, pouches, containers, tanks, baskets, etc. Tableware, hot fill containers, microwave cooking containers, cosmetic containers, IC trays, stationery Useful as drainage filter, bag, chair, table, cooler box, kumade, hose reel, planter, hose nozzle, dining table, desk surface, furniture panel, kitchen cabinet, pen cap, and gas lighter. In particular, it is useful as an interior part for automobiles, exterior parts for automobiles, sports equipment members, housings for various electric / electronic parts, chassis and internal parts.
次に実施例を示し、本発明の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットおよびその成形品について更に具体的に説明する。各実施例および各比較例における特性評価は、下記の方法にしたがって行った。 Next, an Example is shown and it demonstrates still more concretely about the long fiber reinforced polyamide resin composition pellet of this invention, and its molded article. Characteristic evaluation in each example and each comparative example was performed according to the following method.
[原料]
実施例および比較例において、原料は次に示す原料を使用した。
・ε−カプロラクタム:和光純薬工業(株)製 和光特級
・ヘキサメチレンジアミン:和光純薬工業(株)製 和光一級
・セバシン酸:和光純薬工業(株)製 和光一級。
[material]
In the examples and comparative examples, the following raw materials were used.
・ Ε-caprolactam: Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Wako special grade ・ Hexamethylenediamine: Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Wako first grade ・ Sebacic acid: Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Wako first grade.
[一般式(III)で表される末端変性用化合物]
・下記の構造式(化学式1)で表されるメトキシポリ(エチレングリコール)ポリ(プロピレングリコール)アミン:HUNTSMAN製“JEFFAMINE”(登録商標) M1000 (数平均分子量Mn1000)。
[Compound for terminal modification represented by general formula (III)]
A methoxypoly (ethylene glycol) poly (propylene glycol) amine represented by the following structural formula (Chemical Formula 1): “JEFFAMINE” (registered trademark) M1000 (number average molecular weight Mn1000) manufactured by HUNTSMAN.
・下記の構造式(化学式2)で表されるメトキシポリ(エチレングリコール)ポリ(プロピレングリコール)アミン:HUNTSMAN製“JEFFAMINE”(登録商標) M2070 (数平均分子量Mn2000)。 -Methoxypoly (ethylene glycol) poly (propylene glycol) amine represented by the following structural formula (Chemical Formula 2): “JEFFAMINE” (registered trademark) M2070 (number average molecular weight Mn2000) manufactured by HUNTSMAN.
・下記の構造式(化学式3)で表されるメトキシエチレングリコールポリ(プロピレングリコール)アミン:HUNTSMAN製“JEFFAMINE”(登録商標) M600 (数平均分子量Mn600)。 A methoxyethylene glycol poly (propylene glycol) amine represented by the following structural formula (Chemical Formula 3): “JEFFAMINE” (registered trademark) M600 (number average molecular weight Mn600) manufactured by HUNTSMAN.
[一般式(IV)で表される末端変性用化合物]
・安息香酸:和光純薬工業(株)製 試薬特級
・ステアリン酸:和光純薬工業(株)製 試薬特級。
[Compound for terminal modification represented by formula (IV)]
-Benzoic acid: Special reagent grade manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.-Stearic acid: Special reagent grade manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
[強化繊維(B)]
<B−1>炭素繊維(東レ(株)製“トレカ”(登録商標)T700SC−24K)、直径7μm、単繊維数24,000本
<B−2>ガラス繊維(日本電気硝子(株)製 ER2400 T−423N)、直径17μm、単繊維数4,000本。
[Reinforcing fiber (B)]
<B-1> Carbon fiber (“Torayca” (registered trademark) T700SC-24K manufactured by Toray Industries, Inc.), diameter 7 μm, number of single fibers 24,000 <B-2> glass fiber (manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.) ER2400 T-423N), diameter 17 μm, number of single fibers 4,000.
[熱可塑性重合体(C)]
テルペンフェノール樹脂(ヤスハラケミカル(株)製YSポリスターK125、200℃における溶融粘度0.3Pa・s)。
[Thermoplastic polymer (C)]
Terpene phenol resin (YS Polystar K125 manufactured by Yashara Chemical Co., Ltd., melt viscosity at 200 ° C. of 0.3 Pa · s).
[相対粘度(ηr)]
実施例および比較例により得られたポリアミド樹脂の、樹脂濃度0.01g/mlの98%硫酸溶液について、25℃でオストワルド式粘度計を用いて相対粘度を測定した。
[Relative viscosity (ηr)]
The relative viscosity was measured at 25 ° C. using an Ostwald viscometer for a 98% sulfuric acid solution having a resin concentration of 0.01 g / ml of the polyamide resin obtained in Examples and Comparative Examples.
[分子量]
実施例および比較例により得られたポリアミド樹脂2.5mgを、ヘキサフルオロイソプロパノール(0.005N−トリフルオロ酢酸ナトリウム添加)4mlに溶解し、得られた溶液を0.45μmのフィルターでろ過した。得られた溶液を用いて、GPC測定により数平均分子量(Mn)および重量平均分子量(Mw)(溶融滞留前重量平均分子量)を測定した。測定条件を次に示す。
・ポンプ:e−Alliance GPC system(Waters製)
・検出器:示差屈折率計 Waters 2414(Waters製)
カラム:Shodex HFIP−806M(2本)+HFIP−LG
・溶媒:ヘキサフルオロイソプロパノール(0.005N−トリフルオロ酢酸ナトリウム添加)
・流速:1ml/分
・試料注入量:0.1ml
・温度:30℃
・分子量基準物質:ポリメチルメタクリレート。
[Molecular weight]
2.5 mg of the polyamide resin obtained in Examples and Comparative Examples was dissolved in 4 ml of hexafluoroisopropanol (0.005N-sodium trifluoroacetate added), and the resulting solution was filtered through a 0.45 μm filter. Using the obtained solution, the number average molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw) (weight average molecular weight before melt residence) were measured by GPC measurement. The measurement conditions are as follows.
・ Pump: e-Alliance GPC system (manufactured by Waters)
Detector: Differential refractometer Waters 2414 (manufactured by Waters)
Column: Shodex HFIP-806M (2) + HFIP-LG
-Solvent: hexafluoroisopropanol (0.005N-sodium trifluoroacetate added)
・ Flow rate: 1 ml / min ・ Sample injection amount: 0.1 ml
・ Temperature: 30 ℃
-Molecular weight reference material: polymethyl methacrylate.
[アミノ末端基量[NH2]]
実施例および比較例により得られたポリアミド樹脂0.5gを精秤し、フェノール/エタノール混合溶液(混合比率(質量比):83.5/16.5質量比)25mlを加えて、室温で溶解した後、チモールブルーを指示薬として、0.02規定の塩酸で滴定してアミノ末端基量(mol/t)を求めた。
[Amino terminal group amount [NH 2 ]]
0.5 g of the polyamide resin obtained in Examples and Comparative Examples is precisely weighed, and 25 ml of a phenol / ethanol mixed solution (mixing ratio (mass ratio): 83.5 / 16.5 mass ratio) is added and dissolved at room temperature. Then, titration with 0.02 N hydrochloric acid was performed using thymol blue as an indicator to determine the amino terminal group amount (mol / t).
[カルボキシル末端基量[COOH]
実施例および比較例により得られたポリアミド樹脂0.5gを精秤し、ベンジルアルコール20mlを加えて195℃で溶解した後、フェノールフタレインを指示薬として、0.02規定の水酸化カリウムのエタノール溶液で滴定してカルボキシル末端基量(mol/t)を求めた。
[Amount of carboxyl end group [COOH]
After accurately weighing 0.5 g of the polyamide resin obtained in Examples and Comparative Examples, adding 20 ml of benzyl alcohol and dissolving at 195 ° C., 0.02 N ethanol solution of potassium hydroxide using phenolphthalein as an indicator To determine the carboxyl end group amount (mol / t).
[末端構造の同定、ならびに一般式(I)の末端構造の含有量および一般式(II)の末端構造の含有量の定量]
実施例および比較例により得られたポリアミド樹脂について、日本電子(株)製FT−NMR JNM−AL400を用いて1H−NMR測定を実施した。まず、測定溶媒として重水素化硫酸を用いて、試料濃度50mg/mLの溶液を調製した。積算回数256回にて、ポリアミド樹脂の1H−NMR測定を実施した。一般式(I)で表される末端構造におけるR1およびR2由来部分のピーク、一般式(II)で表される末端構造におけるR3部分由来のピークおよびポリアミド樹脂骨格の繰り返し構造単位由来のピークを同定した。各ピークの積分強度を算出し、算出した積分強度と、それぞれの構造単位中の水素原子数とから、ポリアミド樹脂における一般式(I)で表される末端構造の含有量[I](mol/t、質量%)(滞留前含有量)および一般式(II)で表される末端構造の含有量[II](mol/t、質量%)をそれぞれ算出した。
[Identification of terminal structure and determination of content of terminal structure of general formula (I) and content of terminal structure of general formula (II)]
The polyamide resin obtained by the Examples and Comparative Examples, was carried out the 1 H-NMR measurement using a FT-NMR JNM-AL400 manufactured by JEOL Corporation. First, a solution having a sample concentration of 50 mg / mL was prepared using deuterated sulfuric acid as a measurement solvent. 1 H-NMR measurement of the polyamide resin was carried out at a total number of 256 times. Peaks derived from the R 1 and R 2 moieties in the terminal structure represented by the general formula (I), peaks derived from the R 3 moiety in the terminal structure represented by the general formula (II), and derived from repeating structural units of the polyamide resin skeleton A peak was identified. The integrated intensity of each peak is calculated, and the content [I] (mol / mol) of the terminal structure represented by the general formula (I) in the polyamide resin is calculated from the calculated integrated intensity and the number of hydrogen atoms in each structural unit. t, mass%) (content before residence) and content [II] (mol / t, mass%) of the terminal structure represented by the general formula (II) were calculated.
[熱特性]
TAインスツルメント社製示差走査熱量計(DSC Q20)を用いて、実施例および比較例により得られたポリアミド樹脂5〜7mgを秤量し、窒素雰囲気下、20℃の温度から昇温速度20℃/分で250℃の温度まで昇温した。昇温したときに現れる吸熱ピークの頂点を、Tm(融点)とした。
[Thermal characteristics]
Using a differential scanning calorimeter (DSC Q20) manufactured by TA Instruments, 5-7 mg of polyamide resin obtained in Examples and Comparative Examples was weighed, and the temperature rising rate was 20 ° C. from a temperature of 20 ° C. in a nitrogen atmosphere. The temperature was raised to a temperature of 250 ° C./min. The peak of the endothermic peak that appears when the temperature was raised was defined as Tm (melting point).
[溶融粘度]
実施例および比較例により得られたポリアミド樹脂を、80℃の温度の真空乾燥器中で12時間以上乾燥した。溶融粘度の測定装置として、キャピラリーフローメーター((株)東洋精機製作所製、キャピログラフ1C型)を用いて、径0.5mm、長さ5mmのオリフィスにて、融点+60℃、せん断速度9728sec−1の条件で溶融粘度(滞留前溶融粘度)を測定した。ただし、ポリアミド樹脂を溶融させるため、5分間滞留させた後に測定を行った。この溶融粘度の値が小さいほど、高い流動性を有することを示す。
[Melt viscosity]
The polyamide resins obtained in the examples and comparative examples were dried for 12 hours or more in a vacuum dryer at a temperature of 80 ° C. As a melt viscosity measuring device, a capillary flow meter (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd., Capillograph 1C type) is used, with an orifice having a diameter of 0.5 mm and a length of 5 mm, melting point + 60 ° C., shear rate 9728 sec −1 . Under the conditions, melt viscosity (melt viscosity before residence) was measured. However, in order to melt the polyamide resin, the measurement was performed after it was retained for 5 minutes. It shows that it has high fluidity, so that the value of this melt viscosity is small.
[溶融粘度保持率]
実施例および比較例により得られたポリアミド樹脂を、80℃の温度の真空乾燥器中で12時間以上乾燥した。キャピラリーフローメーター((株)東洋精機製作所製、キャピログラフ1C型)を用いて、径0.5mm、長さ5mmのオリフィスにて、融点+60℃で60分間溶融滞留後、せん断速度9728sec−1の条件で溶融粘度(滞留後溶融粘度)を測定した。前述の方法により測定した溶融粘度(滞留前溶融粘度)と溶融粘度(滞留後溶融粘度)から、(滞留後溶融粘度/滞留前溶融粘度)×100により溶融粘度保持率[%]を算出した。
[Melt viscosity retention]
The polyamide resins obtained in the examples and comparative examples were dried for 12 hours or more in a vacuum dryer at a temperature of 80 ° C. Conditions using a capillary flow meter (Capillograph 1C type, manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.) with an orifice having a diameter of 0.5 mm and a length of 5 mm at a melting point of + 60 ° C. for 60 minutes and then a shear rate of 9728 sec −1 The melt viscosity (melt viscosity after residence) was measured. From the melt viscosity (melt viscosity before residence) and the melt viscosity (melt viscosity after residence) measured by the method described above, the melt viscosity retention [%] was calculated by (melt viscosity after residence / melt viscosity before residence) × 100.
[重量平均分子量保持率]
実施例および比較例により得られたポリアミド樹脂を、80℃の温度の真空乾燥器中で12時間以上乾燥した。キャピラリーフローメーター((株)東洋精機製作所製、キャピログラフ1C型)を用いて、径0.5mm、長さ5mmのオリフィスにて、融点+60℃で60分間溶融滞留を行った。溶融滞留後のポリアミド樹脂について、前述の分子量測定方法と同様のGPC測定により重量平均分子量(Mw)(滞留後重量平均分子量)を測定した。前述の方法により測定した重量平均分子量(溶融滞留前重量平均分子量)と重量平均分子量(滞留後重量平均分子量)から、(滞留後重量平均分子量/滞留前重量平均分子量)×100により、重量平均分子量保持率[%]を算出した。
[Weight average molecular weight retention]
The polyamide resins obtained in the examples and comparative examples were dried for 12 hours or more in a vacuum dryer at a temperature of 80 ° C. Using a capillary flow meter (Capillograph 1C type, manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.), melt residence was performed at an melting point of + 60 ° C. for 60 minutes with an orifice having a diameter of 0.5 mm and a length of 5 mm. About the polyamide resin after melt residence, the weight average molecular weight (Mw) (weight average molecular weight after residence) was measured by GPC measurement similar to the molecular weight measurement method described above. From the weight average molecular weight (weight average molecular weight before melting residence) and the weight average molecular weight (weight average molecular weight after residence) measured by the above-mentioned method, the weight average molecular weight by (weight average molecular weight after residence / weight average molecular weight before residence) × 100 Retention rate [%] was calculated.
[一般式(I)で表される末端構造の含有量の保持率]
実施例および比較例により得られたポリアミド樹脂を、80℃の温度の真空乾燥器中で12時間以上乾燥した。キャピラリーフローメーター((株)東洋精機製作所製、キャピログラフ1C型)を用いて、径0.5mm、長さ5mmのオリフィスにて、融点+60℃で60分間溶融滞留を行った。溶融滞留後のポリアミド樹脂について、前述の末端構造含有量測定方法と同様の1H−NMR測定によりポリアミド樹脂における一般式(I)で表される末端構造の含有量[I](mol/t)(滞留後含有量)を算出した。前述の方法により測定した一般式(I)で表される末端構造の含有量[I](mol/t)(滞留前含有量)と、一般式(I)で表される末端構造の含有量[I](mol/t)(滞留後含有量)から、(滞留後含有量/滞留前含有量)×100により、含有量保持率を算出した。
[Retention rate of content of terminal structure represented by general formula (I)]
The polyamide resins obtained in the examples and comparative examples were dried for 12 hours or more in a vacuum dryer at a temperature of 80 ° C. Using a capillary flow meter (Capillograph 1C type, manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.), melt residence was performed at an melting point of + 60 ° C. for 60 minutes with an orifice having a diameter of 0.5 mm and a length of 5 mm. About the polyamide resin after melt residence, content [I] (mol / t) of the terminal structure represented by the general formula (I) in the polyamide resin by 1 H-NMR measurement similar to the above-mentioned terminal structure content measuring method (Content after retention) was calculated. Content [I] (mol / t) (content before residence) of the terminal structure represented by the general formula (I) and content of the terminal structure represented by the general formula (I) measured by the method described above From [I] (mol / t) (content after residence), content retention was calculated by (content after residence / content before residence) × 100.
[質量減少率]
実施例および比較例により得られたポリアミド樹脂を、80℃の温度の真空乾燥器中で12時間以上乾燥した。任意部分を20mg切り出し、熱重量分析装置(パーキンエルマー社製、TGA7)を用い、窒素ガス雰囲気下、ポリアミド樹脂の融点+60℃で40分間保持し、熱処理前後の質量減少率[%]を測定した。
[Mass reduction rate]
The polyamide resins obtained in the examples and comparative examples were dried for 12 hours or more in a vacuum dryer at a temperature of 80 ° C. 20 mg of an arbitrary part was cut out, and using a thermogravimetric analyzer (Perkin Elmer, TGA7), held in a nitrogen gas atmosphere at a melting point of the polyamide resin + 60 ° C. for 40 minutes, and a mass reduction rate [%] before and after the heat treatment was measured. .
[引張破断伸度]
実施例および比較例により得られたポリアミド樹脂を、80℃の温度の真空乾燥器中で12時間以上乾燥した。東芝機械(株)製IS55EPN射出成形機を用いて、シリンダー温度は、ポリアミド樹脂の融点(Tm)+60℃とし、金型温度は80℃とし、射出時間と保圧時間は合わせて10秒、冷却時間は10秒の成形サイクル条件で、試験片厚み1/25インチ(約1.0mm)のASTM4号ダンベルの評価用試験片を射出成形した。得られたASTM4号ダンベル型試験片を、“テンシロン”(登録商標)UTA−2.5T(オリエンテック社製)に供し、ASTM−D638に準じて、23℃で、湿度50%の雰囲気下で、歪み速度10mm/分で引張試験を行い、引張破断伸度を測定した。
[Tensile breaking elongation]
The polyamide resins obtained in the examples and comparative examples were dried for 12 hours or more in a vacuum dryer at a temperature of 80 ° C. Using an IS55EPN injection molding machine manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd., the cylinder temperature is the melting point (Tm) of the polyamide resin + 60 ° C., the mold temperature is 80 ° C., and the injection time and pressure holding time are combined for 10 seconds. A test piece for evaluation of ASTM No. 4 dumbbell having a test piece thickness of 1/25 inch (about 1.0 mm) was injection-molded under a molding cycle condition of 10 seconds. The obtained ASTM No. 4 dumbbell-shaped test piece was subjected to “Tensilon” (registered trademark) UTA-2.5T (manufactured by Orientec Co., Ltd.), in accordance with ASTM-D638 at 23 ° C. and in an atmosphere of 50% humidity. A tensile test was performed at a strain rate of 10 mm / min, and the tensile elongation at break was measured.
(実施例1)
ε−カプロラクタム20g、イオン交換水20g、“JEFFAMINE”(登録商標)M1000 1.6g、安息香酸0.14gを反応容器に仕込み密閉し、窒素置換した。反応容器外周にあるヒーターの設定温度を290℃とし、加熱を開始した。缶内圧力が1.0MPaに到達した後、水分を系外へ放出させながら缶内圧力1.0MPaに保持し、缶内温度が240℃になるまで昇温した。缶内温度が240℃に到達した後、ヒーターの設定温度を270℃に変更し、1時間かけて常圧となるように缶内圧力を調節した(常圧到達時の缶内温度:243℃)。続けて、缶内に窒素を流しながら(窒素フロー)240分間保持して末端変性ポリアミド6樹脂を得た(最高到達温度:253℃)。続いて得られたポリアミド樹脂(末端変性ポリアミド6樹脂)を、イオン交換水でソックスレー抽出を行い、未反応のε−カプロラクタムおよび末端変性用化合物を除去し、80℃の温度の真空乾燥器中で12時間乾燥した。このようにして得られたポリアミド樹脂(末端変性ポリアミド6樹脂)の相対粘度は1.81、重量平均分子量は3.0万、融点(Tm)は220℃、溶融粘度は5.5Pa・sであった。また、得られたポリアミド樹脂は、以下の化学式4にて示される構造と以下の化学式5で示される構造を末端に有する末端変性ポリアミド6樹脂を含むものであった。ポリアミド樹脂(末端変性ポリアミド6樹脂)の物性を表1に示す。
Example 1
A reaction vessel was charged with 20 g of ε-caprolactam, 20 g of ion-exchanged water, 1.6 g of “JEFFAMINE” (registered trademark) M1000, and 0.14 g of benzoic acid, and the atmosphere was replaced with nitrogen. The set temperature of the heater on the outer periphery of the reaction vessel was set to 290 ° C., and heating was started. After the internal pressure of the can reached 1.0 MPa, the internal pressure of the can was maintained at 1.0 MPa while releasing moisture out of the system, and the temperature was increased until the internal temperature of the can reached 240 ° C. After the internal temperature of the can reached 240 ° C., the set temperature of the heater was changed to 270 ° C., and the internal pressure of the can was adjusted to be normal pressure over 1 hour (internal temperature at the time of reaching normal pressure: 243 ° C. ). Continuously, nitrogen was allowed to flow in the can (nitrogen flow) for 240 minutes to obtain a terminal-modified polyamide 6 resin (maximum temperature reached: 253 ° C.). Subsequently, the obtained polyamide resin (terminal-modified polyamide 6 resin) was subjected to Soxhlet extraction with ion-exchanged water to remove unreacted ε-caprolactam and the terminal-modifying compound, and in a vacuum dryer at a temperature of 80 ° C. Dried for 12 hours. The polyamide resin thus obtained (terminal-modified polyamide 6 resin) has a relative viscosity of 1.81, a weight average molecular weight of 30,000, a melting point (Tm) of 220 ° C., and a melt viscosity of 5.5 Pa · s. there were. Further, the obtained polyamide resin contained a terminal-modified polyamide 6 resin having a structure represented by the following chemical formula 4 and a structure represented by the following chemical formula 5 at its ends. Table 1 shows the physical properties of the polyamide resin (terminal-modified polyamide 6 resin).
次に、先端にクロスヘッドダイを備える日本製鋼所(株)TEX−30α型2軸押出機(スクリュー直径30mm、L/D=32)のシリンダー温度を240℃、クロスヘッドダイ温度を240℃、スクリュー回転数を200rpmに設定し、前記で得られた末端変性ポリアミド6樹脂を主フィーダーより供給し、強化繊維<B−1>を先端のクロスヘッドダイの中に配置された6本の直径20mmのロールの上下に通して引き抜き成形を行った。末端変性ポリアミド6樹脂100質量部に対して、強化繊維の含有量が表1に記載の量となるよう樹脂の吐出量を調整し、強化繊維に末端変性ポリアミド6樹脂を含浸させた。得られた強化繊維とポリアミド樹脂組成物の複合体を冷却後、ストランドカッターで切断して、7mmの長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットを得た。 Next, the cylinder temperature of a Nippon Steel Works TEX-30α type twin screw extruder (screw diameter 30 mm, L / D = 32) equipped with a crosshead die at the tip is 240 ° C., the cross head die temperature is 240 ° C., The screw rotation speed was set to 200 rpm, the terminal-modified polyamide 6 resin obtained above was supplied from the main feeder, and the reinforcing fiber <B-1> was placed in the crosshead die at the tip of 6 diameters 20 mm A pultrusion molding was carried out through the upper and lower rolls. With respect to 100 parts by mass of the terminal-modified polyamide 6 resin, the discharge amount of the resin was adjusted so that the reinforcing fiber content was as shown in Table 1, and the terminal fiber was impregnated with the terminal-modified polyamide 6 resin. The obtained composite of reinforced fiber and polyamide resin composition was cooled and then cut with a strand cutter to obtain 7 mm long fiber reinforced polyamide resin composition pellets.
前記で得られた長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットを80℃の温度の真空乾燥器中で12時間乾燥した後、射出成形機(住友重機械社製SG75H−MIV)を使用し、シリンダー温度:290℃、金型温度:80℃、計量時背圧5MPa、射出時間と保圧時間は合わせて15秒、冷却時間15秒の条件でISO3167A型多目的試験片を成形し、次の条件で各特性を測定した。結果を表1に示す。 The long fiber reinforced polyamide resin composition pellets obtained above were dried in a vacuum dryer at a temperature of 80 ° C. for 12 hours, and then an injection molding machine (SG75H-MIV manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) was used. 290 ° C, mold temperature: 80 ° C, back pressure at metering 5MPa, injection time and pressure holding time are combined 15 seconds, cooling time 15 seconds, ISO 3167A type multi-purpose test piece is molded, each characteristic under the following conditions Was measured. The results are shown in Table 1.
[引張強度]
ISO527−1、−2に従い23℃で引張強度を評価した。
[Tensile strength]
The tensile strength was evaluated at 23 ° C. according to ISO 527-1 and -2.
[耐衝撃性]
ISO179に従い、23℃でシャルピー衝撃強さ(ノッチ付き)を評価した。
[Shock resistance]
According to ISO179, Charpy impact strength (notched) was evaluated at 23 ° C.
[繊維長]
射出成形で得られたISO3167A型多目的試験片を、3gを切り出し、ルツボに入れ、電気コンロにて可燃性ガスが発生しなくなるまで蒸し焼きにした後、500℃の温度に設定した電気炉中で1時間焼成した。その後、イオン交換水に分散し、濾過を行い、その残渣を光学顕微鏡で50倍の倍率で観察しながら、無作為に選んだ1000本の長さを測定した。得られた測定値(mm)(小数点2桁が有効数字)から、下記式により、重量平均繊維長(Lw)を算出した。
重量平均繊維長(Lw)=Σ(Li2×ni)/Σ(Li×ni)
Li:繊維状充填材の繊維長
ni:繊維長Liの繊維状充填材の本数。
[Fiber length]
3 g of ISO 3167A type multi-purpose test piece obtained by injection molding is cut out, put in a crucible, steamed until no flammable gas is generated on an electric stove, and then 1 in an electric furnace set at a temperature of 500 ° C. Baked for hours. Then, it disperse | distributed to ion-exchange water, filtered, the length of 1000 pieces chosen at random was measured, observing the residue with 50 time magnification with the optical microscope. The weight average fiber length (Lw) was calculated from the obtained measurement value (mm) (2 digits after the decimal point was significant) according to the following formula.
Weight average fiber length (Lw) = Σ (Li 2 × ni) / Σ (Li × ni)
Li: Fiber length of fibrous filler ni: Number of fibrous fillers of fiber length Li.
[流動性]
前記で得られた長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットを80℃の温度の真空乾燥器中で12時間乾燥した後、射出成形機(住友重機械社製SG75H−MIV)を使用し、シリンダー温度:260℃、金型温度:80℃、計量時背圧5MPa、射出圧力:50MPa、射出速度:100mm/sec、射出時間10秒、冷却時間10秒の条件で、10mm幅×2mm厚のスパイラルフロー金型を用いて射出成形し、10mm幅×2mm厚のスパイラルフロー試験片を作製した。試験片5サンプルの流動長を測定し、その平均値から流動性を評価した。流動長が長いほど流動性に優れることを示している。
[Liquidity]
The long fiber reinforced polyamide resin composition pellets obtained above were dried in a vacuum dryer at a temperature of 80 ° C. for 12 hours, and then an injection molding machine (SG75H-MIV manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) was used. 260 ° C., mold temperature: 80 ° C., back pressure during measurement 5 MPa, injection pressure: 50 MPa, injection speed: 100 mm / sec, injection time 10 seconds, cooling time 10 seconds, spiral flow mold of 10 mm width × 2 mm thickness A spiral flow test piece having a width of 10 mm and a thickness of 2 mm was produced by injection molding using a mold. The flow length of five test pieces was measured, and the fluidity was evaluated from the average value. The longer the flow length, the better the fluidity.
(実施例2〜37、比較例1〜4)
原料を表1〜5に示す組成に変更し、かつ缶内圧力を常圧とした後、缶内に窒素を流しながら保持する時間(窒素フロー時間)を表1〜4に示す時間に変更したこと以外は、実施例1と同様にしてポリアミド樹脂(末端変性ポリアミド6樹脂)を得た。その後、実施例1と同様にして繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットおよび試験片を成形し、各特性を評価した。結果を表1〜5に示す。
(Examples 2-37, Comparative Examples 1-4)
After changing the raw materials to the compositions shown in Tables 1 to 5 and setting the pressure in the can to normal pressure, the time for keeping nitrogen flowing in the can (nitrogen flow time) was changed to the time shown in Tables 1 to 4. Except for this, a polyamide resin (terminal-modified polyamide 6 resin) was obtained in the same manner as in Example 1. Thereafter, fiber-reinforced polyamide resin composition pellets and test pieces were molded in the same manner as in Example 1, and each characteristic was evaluated. The results are shown in Tables 1-5.
ここで、実施例2〜9、14〜28、32〜35にて得られたポリアミド樹脂は、実施例1と同じ構造を末端に有する末端変性ポリアミド6樹脂を含むものであった。 Here, the polyamide resins obtained in Examples 2 to 9, 14 to 28, and 32 to 35 contained a terminal-modified polyamide 6 resin having the same structure as that of Example 1 at its terminal.
また、実施例10〜12で得られたポリアミド樹脂は以下の化学式6にて示される構造と以下の化学式5で示される構造を末端に有する末端変性ポリアミド6樹脂を含むものであった。 Further, the polyamide resins obtained in Examples 10 to 12 included a terminal-modified polyamide 6 resin having a structure represented by the following chemical formula 6 and a structure represented by the following chemical formula 5 at its ends.
また、実施例13で得られたポリアミド樹脂は以下の化学式7にて示される構造と以下の化学式5で示される構造を末端に有する末端変性ポリアミド6樹脂を含むものであった。 Further, the polyamide resin obtained in Example 13 contained a terminal-modified polyamide 6 resin having a structure represented by the following chemical formula 7 and a structure represented by the following chemical formula 5 at its ends.
また、実施例29〜31で得られたポリアミド樹脂は以下の化学式4にて示される構造を末端に有する末端変性ポリアミド6樹脂を含むものであった。 Moreover, the polyamide resin obtained in Examples 29 to 31 contained a terminal-modified polyamide 6 resin having a structure represented by the following chemical formula 4 at its terminal.
また、実施例36〜37で得られたポリアミド樹脂は以下の化学式4にて示される構造と以下の化学式8で示される構造を末端に有する末端変性ポリアミド6樹脂を含むものであった。 In addition, the polyamide resins obtained in Examples 36 to 37 contained a terminal-modified polyamide 6 resin having a structure represented by the following chemical formula 4 and a structure represented by the following chemical formula 8 at its ends.
また、比較例1〜4にて得られたポリアミド6樹脂は末端変性ポリアミド6樹脂を含まず、アミノ末端基とカルボキシル末端基のみを有する樹脂であった。 Moreover, the polyamide 6 resin obtained in Comparative Examples 1 to 4 did not include the terminal-modified polyamide 6 resin, and was a resin having only an amino terminal group and a carboxyl terminal group.
(実施例38、比較例5)
先端に電線被覆法用のコーティングダイを備える日本製鋼所(株)TEX−30α型2軸押出機(スクリュー直径30mm、L/D=32)のシリンダー温度を240℃、クロスヘッドダイ温度240℃、スクリュー回転数を200rpmに設定し、実施例1(比較例5については比較例2)と同様にして作製した末端変性ポリアミド6樹脂を主フィーダーより供給した。
(Example 38, Comparative Example 5)
The cylinder temperature of a TEX-30α type twin screw extruder (screw diameter 30 mm, L / D = 32) equipped with a coating die for the wire coating method at the tip is 240 ° C, the crosshead die temperature is 240 ° C, The screw speed was set to 200 rpm, and terminal-modified polyamide 6 resin produced in the same manner as in Example 1 (Comparative Example 2 for Comparative Example 5) was supplied from the main feeder.
一方、170℃に加熱されたロール上に、熱可塑性重合体(C)を加熱溶融した液体の被膜を形成させた。ロール上に一定した厚みの被膜を形成するため、リバースロールを用いた。このロール上を、連続した強化繊維<B−1>を接触させながら通過させて、強化繊維の単位長さあたりに一定量の熱可塑性重合体(C)を付着させた。熱可塑性重合体(C)を付着させた強化繊維を、170℃に加熱され、一直線上に配置された6本の直径50mmのロールの上下を交互に通過させた。この操作により熱可塑性重合体(C)を強化繊維の内部にまで含浸させた。 On the other hand, a liquid film in which the thermoplastic polymer (C) was heated and melted was formed on a roll heated to 170 ° C. A reverse roll was used to form a film having a constant thickness on the roll. A continuous amount of the reinforcing fiber <B-1> was passed through the roll while being in contact therewith, and a certain amount of the thermoplastic polymer (C) was adhered per unit length of the reinforcing fiber. The reinforcing fiber to which the thermoplastic polymer (C) was adhered was heated to 170 ° C., and alternately passed through the top and bottom of six 50 mm diameter rolls arranged in a straight line. By this operation, the thermoplastic polymer (C) was impregnated into the inside of the reinforcing fiber.
次いで、熱可塑性重合体(C)を含浸させた強化繊維を2軸押出機先端の電線被覆法用のコーティングダイに通して引き抜き成形を行い、表4(比較例5については表5)に記載の配合量となるよう樹脂の吐出量を調整し、強化繊維の周囲に末端変性ポリアミド樹脂を被覆させた。得られた強化繊維と末端変性ポリアミド樹脂の複合体を冷却後、ストランドカッターで切断して、7mmの長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットを得た。その後、実施例1と同様にして試験片を成形し、各特性を評価した。結果を表4(比較例5については表5)に示す。 Subsequently, the reinforcing fiber impregnated with the thermoplastic polymer (C) was passed through a coating die for wire coating method at the tip of the twin screw extruder, and was subjected to pultrusion molding. Table 4 (Table 5 for Comparative Example 5) The amount of the resin discharged was adjusted so that the blended amount of the resin was adjusted, and the terminal-modified polyamide resin was coated around the reinforcing fiber. The obtained composite of reinforcing fiber and terminal-modified polyamide resin was cooled and then cut with a strand cutter to obtain 7 mm long fiber-reinforced polyamide resin composition pellets. Then, the test piece was shape | molded similarly to Example 1, and each characteristic was evaluated. The results are shown in Table 4 (Table 5 for Comparative Example 5).
(実施例39)
ヘキサメチレンジアミン7.74g、セバシン酸13.46g、イオン交換水20g、“JEFFAMINE”M1000 1.6g、安息香酸0.14gを反応容器に仕込み密閉し、窒素置換した。反応容器外周にあるヒーターの設定温度を290℃とし、加熱を開始した。缶内圧力が1.0MPaに到達した後、水分を系外へ放出させながら缶内圧力1.0MPaに保持し、缶内温度が240℃になるまで昇温した。缶内温度が240℃に到達した後、ヒーターの設定温度を290℃に変更し、1時間かけて常圧となるよう缶内圧力を調節した(常圧到達時の缶内温度:243℃)。続けて、缶内に窒素を流しながら(窒素フロー)240分間保持して末端変性ポリアミド610樹脂を得た(最高到達温度:253℃)。ここで、得られたポリアミド樹脂は以下の化学式4にて示される構造と以下の化学式5で示される構造を末端に有する末端変性ポリアミド610樹脂を含むものであった。
(Example 39)
Hexamethylenediamine 7.74 g, sebacic acid 13.46 g, ion-exchanged water 20 g, “JEFFAMINE” M1000 1.6 g, and benzoic acid 0.14 g were charged in a reaction vessel, sealed, and purged with nitrogen. The set temperature of the heater on the outer periphery of the reaction vessel was set to 290 ° C., and heating was started. After the internal pressure of the can reached 1.0 MPa, the internal pressure of the can was maintained at 1.0 MPa while releasing moisture out of the system, and the temperature was increased until the internal temperature of the can reached 240 ° C. After the can internal temperature reached 240 ° C., the heater set temperature was changed to 290 ° C., and the internal pressure of the can was adjusted to be normal pressure over one hour (can internal temperature when normal pressure reached: 243 ° C.). . Continuously, nitrogen was allowed to flow in the can (nitrogen flow) for 240 minutes to obtain a terminal-modified polyamide 610 resin (maximum temperature reached: 253 ° C.). Here, the obtained polyamide resin contained a terminal-modified polyamide 610 resin having a structure represented by the following chemical formula 4 and a structure represented by the following chemical formula 5 at its ends.
その後、実施例1と同様にして繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットおよび試験片を成形し、各特性を評価した。結果を表4に示す。 Thereafter, fiber-reinforced polyamide resin composition pellets and test pieces were molded in the same manner as in Example 1, and each characteristic was evaluated. The results are shown in Table 4.
実施例1〜31、39と比較例1〜3の比較、実施例34と比較例4、および実施例38と比較例5の比較により、ポリマー主鎖を構成する繰り返し構造単位とは異なる構造単位から構成される構造をポリマーの末端基に有する末端変性ポリアミド樹脂を含有し、さらに強化繊維を特定範囲で含有する長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットからなる成形品は、引張強度、衝撃強度に優れると共に、スパイラルフロー流動長(流動性)を向上することができる。 Structural units different from the repeating structural units constituting the polymer main chain by comparison between Examples 1-31, 39 and Comparative Examples 1-3, Example 34 and Comparative Example 4, and Example 38 and Comparative Example 5 A molded product comprising a long-fiber-reinforced polyamide resin composition pellet containing a terminal-modified polyamide resin having a structure composed of a terminal group of a polymer and further containing reinforcing fibers in a specific range is excellent in tensile strength and impact strength. At the same time, the spiral flow flow length (fluidity) can be improved.
また、実施例29と実施例30の比較から、一般式(I)で表される末端構造の含有量を特定の範囲とすることで、ポリアミド樹脂の溶融滞留時の熱安定性がより向上するとともに、成形品の引張り強度とシャルピー衝撃強度がより向上する。また、実施例29と実施例31の比較より、一般式(I)で表される末端構造の含有量を特定の範囲とすることで、ポリアミド樹脂の溶融粘度をより低減することができ、成形時の流動性が向上する。強化繊維の折損を抑制することができるため、成形品における強化繊維の重量平均繊維長を長く保つことができ、特にシャルピー衝撃強度が向上することがわかる。 Moreover, from the comparison between Example 29 and Example 30, the thermal stability during the melt residence of the polyamide resin is further improved by setting the content of the terminal structure represented by the general formula (I) within a specific range. At the same time, the tensile strength and Charpy impact strength of the molded product are further improved. Further, from the comparison between Example 29 and Example 31, by setting the content of the terminal structure represented by the general formula (I) within a specific range, the melt viscosity of the polyamide resin can be further reduced, and molding The fluidity of time improves. Since breakage of the reinforcing fiber can be suppressed, it can be seen that the weight average fiber length of the reinforcing fiber in the molded product can be kept long, and in particular, the Charpy impact strength is improved.
実施例1と実施例29の比較から、一般式(II)で表される末端構造を含有することで、ポリアミド樹脂の溶融滞留時の熱安定性が向上し、成形時の流動性が同等ながら成形品の機械的特性の低下をより低減させることができる。 From the comparison between Example 1 and Example 29, by containing the terminal structure represented by the general formula (II), the thermal stability at the time of melt residence of the polyamide resin is improved, and the fluidity at the time of molding is equivalent. The deterioration of the mechanical properties of the molded product can be further reduced.
実施例1と実施例28の比較から、一般式(II)で表される末端構造の含有量を5質量%以下とすることで、ポリアミド樹脂の溶融滞留時の熱安定性の低下を防ぐ。さらに、ポリアミド樹脂の分子量の低下および、得られる成形品の機械的特性の低下も抑制する。
また、実施例1と実施例27の比較から、一般式(II)で表される末端構造の含有量を0.1質量%以上とすることで、ポリアミド樹脂の溶融滞留時の熱安定性および、成形品の機械的特性がより向上することがわかる。
From the comparison between Example 1 and Example 28, the content of the terminal structure represented by the general formula (II) is set to 5% by mass or less, thereby preventing a decrease in thermal stability at the time of melting residence of the polyamide resin. Furthermore, a decrease in the molecular weight of the polyamide resin and a decrease in mechanical properties of the obtained molded product are also suppressed.
Further, from the comparison between Example 1 and Example 27, the content of the terminal structure represented by the general formula (II) is 0.1% by mass or more, so that the thermal stability at the time of melt residence of the polyamide resin and It can be seen that the mechanical properties of the molded product are further improved.
実施例9と実施例14、実施例2、23と実施例15の比較から、一般式(I)で表される末端構造の含有量[I]と一般式(II)で表される末端構造の含有量[II]の合計量([I]+[II])を250mol/t以下とすることにより、ポリアミド樹脂の溶融滞留時の熱安定性が向上し、成形品の機械的特性をより向上させることができる。一方、実施例1、3〜5、8、24、26と実施例16の比較から、末端構造の合計量([I]+[II])を60mol/t以上とすることにより、機械的特性および流動性をより向上できることがわかる。 From the comparison between Example 9 and Example 14, Examples 2 and 23 and Example 15, the content [I] of the terminal structure represented by the general formula (I) and the terminal structure represented by the general formula (II) When the total amount ([I] + [II]) of the content [II] is 250 mol / t or less, the thermal stability during the melt residence of the polyamide resin is improved, and the mechanical properties of the molded product are further improved. Can be improved. On the other hand, from the comparison between Examples 1, 3 to 5, 8, 24, 26 and Example 16, the total amount of terminal structure ([I] + [II]) was set to 60 mol / t or more, so that the mechanical properties were increased. It can be seen that the fluidity can be further improved.
また、実施例2、23と実施例17、19、実施例1、26と実施例18の比較から、モル比([I]/[II])を2.5以下とすることにより、成形時の流動性が同等ながら成形品の機械的特性を向上させることができる。一方、実施例2、23と実施例21、実施例1、26と実施例20の比較から、モル比([I]/[II])を0.5以上とすることにより、ポリアミド樹脂の溶融滞留時の安定性および、成形品の機械的特性および流動性をより向上できることがわかる。 Further, from the comparison between Examples 2 and 23 and Examples 17 and 19, and Examples 1, 26 and Example 18, the molar ratio ([I] / [II]) was set to 2.5 or less at the time of molding. It is possible to improve the mechanical properties of the molded product while maintaining the same fluidity. On the other hand, from the comparison between Examples 2 and 23 and Example 21, Examples 1, 26 and Example 20, the melting of the polyamide resin was achieved by setting the molar ratio ([I] / [II]) to 0.5 or more. It can be seen that the stability during residence and the mechanical properties and fluidity of the molded product can be further improved.
また、実施例7と実施例22の比較から、アミノ末端基量[NH2]とカルボキシル末端基量[COOH]の合計量を50mol/t以上とすることにより、ポリアミド樹脂の溶融滞留時の熱安定性、および、特に成形品のシャルピー衝撃強度を向上できることがわかる。一方、実施例2と実施例23、25の比較から、アミノ末端基量[NH2]とカルボキシル末端基量[COOH]の合計量を150mol/t以下とすることにより、機械的特性および流動性をより向上できることがわかる。 Further, from the comparison between Example 7 and Example 22, the total amount of the amino terminal group amount [NH 2 ] and the carboxyl terminal group amount [COOH] is set to 50 mol / t or more, so that the heat at the time of melting residence of the polyamide resin is increased. It can be seen that the stability and especially the Charpy impact strength of the molded product can be improved. On the other hand, from the comparison between Example 2 and Examples 23 and 25, the total amount of amino terminal group amount [NH 2 ] and carboxyl terminal group amount [COOH] was set to 150 mol / t or less, whereby mechanical properties and fluidity were achieved. It can be seen that this can be further improved.
また、実施例1、5、8と実施例24の比較から、モル比[NH2]/[COOH]を0.5以上とすることにより、特に、成形品のシャルピー衝撃強度を向上できることがわかる。一方、実施例1、5、8と実施例26の比較から、モル比[NH2]/[COOH]を2.5以下とすることにより、特に成形品のシャルピー衝撃強度をより向上できることがわかる。 Further, from comparison between Examples 1, 5, 8 and Example 24, it can be seen that the Charpy impact strength of the molded product can be particularly improved by setting the molar ratio [NH 2 ] / [COOH] to 0.5 or more. . On the other hand, from comparison between Examples 1, 5, 8 and Example 26, it can be seen that by setting the molar ratio [NH 2 ] / [COOH] to 2.5 or less, particularly the Charpy impact strength of the molded product can be further improved. .
また、実施例1と実施例38の比較から、末端変性ポリアミド6樹脂を特定範囲で含有する長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットに熱可塑性重合体(C)を含有することにより、特に成形品の引張強度、シャルピー衝撃強度および流動性をより向上できることがわかる。 Further, from the comparison between Example 1 and Example 38, by containing the thermoplastic polymer (C) in the long fiber reinforced polyamide resin composition pellets containing the terminal-modified polyamide 6 resin in a specific range, it is possible to obtain It can be seen that the tensile strength, Charpy impact strength and fluidity can be further improved.
1 末端変性ポリアミド樹脂(a)を含有するポリアミド樹脂(A)(または、末端変性ポリアミド樹脂(a)およびその他の成分を含有する、ポリアミド樹脂組成物)
2 強化繊維(B)
3 強化繊維(B)と強化繊維(B)に付着された熱可塑性重合体(C)からなる複合体
1 Polyamide resin (A) containing terminal-modified polyamide resin (a) (or polyamide resin composition containing terminal-modified polyamide resin (a) and other components)
2 Reinforcing fiber (B)
3 Composite composed of reinforcing fiber (B) and thermoplastic polymer (C) attached to reinforcing fiber (B)
Claims (15)
ポリアミド樹脂(A)は、末端変性ポリアミド樹脂(a)を含有し、
当該末端変性ポリアミド樹脂(a)は、ポリマーの主鎖を構成する繰り返し構造単位とは異なる構造単位から構成される構造をポリマーの末端基に有する樹脂であり、
ポリアミド樹脂(A)100質量部に対し、
強化繊維(B)5〜150質量部を含み、
強化繊維(B)の長さがペレットの長さと実質的に同一であり、かつ、強化繊維(B)がペレットの長尺方向に配列してなる、
長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレット。 A long fiber reinforced polyamide resin composition pellet containing a polyamide resin (A) and a reinforcing fiber (B),
The polyamide resin (A) contains a terminal-modified polyamide resin (a),
The terminal-modified polyamide resin (a) is a resin having a structure composed of a structural unit different from the repeating structural unit constituting the main chain of the polymer in the terminal group of the polymer,
For 100 parts by mass of the polyamide resin (A),
Including 5-150 parts by mass of reinforcing fiber (B),
The length of the reinforcing fiber (B) is substantially the same as the length of the pellet, and the reinforcing fiber (B) is arranged in the longitudinal direction of the pellet.
Long fiber reinforced polyamide resin composition pellets.
ポリアミド樹脂(A)に対する、下記一般式(I)で表される末端構造の含有率が1質量%以上20質量%以下である、請求項1記載の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレット。
−X−(R1−O)m−R2 (I)
(上記一般式(I)中、mは2〜100の範囲を表す。R1は炭素数2〜10の2価の炭化水素基を、R2は炭素数1〜30の1価の炭化水素基をそれぞれ表す。−X−は−NH−、−N(CH3)−または−(C=O)−を表す。一般式(I)中に含まれるm個のR1は、同じでも異なってもよい。) The terminal-modified polyamide resin (a) contains a polyamide resin having a terminal structure represented by the following general formula (I),
The long fiber reinforced polyamide resin composition pellets according to claim 1, wherein the content of the terminal structure represented by the following general formula (I) with respect to the polyamide resin (A) is 1% by mass or more and 20% by mass or less.
-X- (R 1 -O) m -R 2 (I)
(In the above general formula (I), m represents a range of 2 to 100. R 1 is a divalent hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms, and R 2 is a monovalent hydrocarbon having 1 to 30 carbon atoms. represents groups respectively.-X- is -NH -, - N (CH 3 ) - or - (C = O) -. represents the m R 1 contained in the general formula (I) and are either the same or different May be.)
ポリアミド樹脂(A)に対する、下記一般式(II)で表される末端構造の含有率が0.1質量%以上5質量%以下である、請求項2記載の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレット。
−Y−R3 (II)
(上記一般式(II)中、R3は炭素数1〜30の1価の炭化水素基を表す。前記一般式(I)における−X−が−NH−または−N(CH3)−の場合、上記一般式(II)における−Y−は−(C=O)−を表し、前記一般式(I)における−X−が−(C=O)−の場合、上記一般式(II)における−Y−は−NH−または−N(CH3)−を表す。) The terminal-modified polyamide resin (a) further contains a polyamide resin having a terminal structure represented by the following general formula (II):
The long fiber reinforced polyamide resin composition pellets according to claim 2, wherein the content of the terminal structure represented by the following general formula (II) with respect to the polyamide resin (A) is 0.1 mass% or more and 5 mass% or less.
-YR 3 (II)
(In the general formula (II), R 3 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. In the general formula (I), —X— is —NH— or —N (CH 3 ) —. In this case, -Y- in the general formula (II) represents-(C = O)-, and when -X- in the general formula (I) is-(C = O)-, the general formula (II) —Y— in — represents —NH— or —N (CH 3 ) —.
ポリアミド樹脂(A)1t中に含まれる、前記一般式(I)で表される末端構造の含有量と、前記一般式(II)で表される末端構造の含有量の合計が60[mol/t]以上250[mol/t]以下であり、
かつ前記一般式(I)で表される末端構造の含有量[mol/t]と前記一般式(II)で表される末端構造の含有量[mol/t]の比((I)/(II))が0.3〜2.5であることを特徴とする請求項3〜4のいずれかに記載の長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレット。 The terminal-modified polyamide resin (a) contains a terminal-modified polyamide resin having a terminal structure represented by the general formula (I) and a terminal-modified polyamide resin having a terminal structure represented by the general formula (II). ,
The total of the content of the terminal structure represented by the general formula (I) and the content of the terminal structure represented by the general formula (II) contained in the polyamide resin (A) 1t is 60 [mol / t] or more and 250 [mol / t] or less,
And the ratio ((I) / () of the content [mol / t] of the terminal structure represented by the general formula (I) and the content [mol / t] of the terminal structure represented by the general formula (II). The long fiber reinforced polyamide resin composition pellets according to any one of claims 3 to 4, wherein II)) is 0.3 to 2.5.
ポリアミド樹脂(A)1t中に含まれる、アミノ末端基含有量とカルボキシル末端基含有量の合計が50[mol/t]以上150[mol/t]以下であり、
かつアミノ末端基の含有量[mol/t]とカルボキシル末端基の含有量[mol/t]の比(アミノ末端基/カルボキシル末端基)が0.5〜2.5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長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレット。 The polyamide resin (A) contains a polyamide resin having an amino terminal group and a polyamide resin having a carboxyl terminal group,
The total of amino end group content and carboxyl end group content contained in the polyamide resin (A) 1t is 50 [mol / t] or more and 150 [mol / t] or less,
The ratio (amino terminal group / carboxyl terminal group) of the amino terminal group content [mol / t] to the carboxyl terminal group content [mol / t] is 0.5 to 2.5. The long fiber reinforced polyamide resin composition pellet according to any one of claims 1 to 5.
A molded product comprising the long fiber reinforced polyamide resin composition pellets according to any one of claims 1 to 14, wherein the weight average fiber length of the reinforced fibers in the molded product is in the range of 0.3 mm to 5.0 mm.
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