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JPWO2019117072A1 - ポリアミド樹脂組成物 - Google Patents

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JPWO2019117072A1
JPWO2019117072A1 JP2019537410A JP2019537410A JPWO2019117072A1 JP WO2019117072 A1 JPWO2019117072 A1 JP WO2019117072A1 JP 2019537410 A JP2019537410 A JP 2019537410A JP 2019537410 A JP2019537410 A JP 2019537410A JP WO2019117072 A1 JPWO2019117072 A1 JP WO2019117072A1
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Abstract

成形体の良好な表面外観を維持しながら、ブロー成形性に優れるとともに、低温下における耐衝撃性に優れるポリアミド樹脂組成物を提供する。ポリアミド樹脂組成物100質量部中に、ポリアミド(A)を40〜85質量部、耐衝撃材(B)を10〜20質量部含むポリアミド樹脂組成物であって、下記応力緩和測定方法で得られた応力σ(t)[Pa]から求められる応力変化率の絶対値|Δlog(σ(t))/Δt|[Pa/s]が経過時間t=0.1[s]の時に式(1)を満たし、かつ下記応力緩和測定方法で得られた応力σ(t)[Pa]と経過時間t[s]のデータを、x軸を対数軸表記した経過時間t、y軸を対数軸表記した応力σ(t)としてプロットした応力緩和曲線において、式(3)で表される座標A(0.02、σ(0.02))と座標B(400、σ(400))とを通る直線のt=0における値である初期応力σ0[Pa]が式(4)を満たすポリアミド樹脂組成物。[応力緩和測定方法]試料を測定セルに挟み、下記条件で試料を溶融させながらひずみを負荷し停止させた後、経過時間t[s]の応力σ(t)[Pa]を測定した。測定セル:パラレルプレート(Φ25mm)、パラレルプレート間距離:1.5mm、溶融温度条件:250℃、負荷ひずみ:100%

Description

本発明は、ポリアミド樹脂組成物に関する。
ポリアミド樹脂は、優れた機械的特性、耐熱性、耐薬品性を有することから、エンジニアリングプラスチックスとして様々な用途で展開され、様々な成形方法によって使用されている。そのなかで、ブロー成形によるブロー成形品としての利用も進んでいる。
上記に関連して、ポリアミド樹脂とポリフェニレンサルファイド樹脂とエチレン系アイオノマー樹脂とオレフィン系エラストマー樹脂とを含むポリアミド樹脂組成物が提案され、ブロー成形性と低温靭性が優れるとされている(例えば、特許文献1参照)。また芳香族ポリアミド樹脂と衝撃改質剤と安定剤とを含むポリアミド樹脂組成物が提案され、平滑な表面外観を有するブロー成形体が得られるとされている(例えば、特許文献2参照)。
特開2007−204675号公報 特表2006−523763号公報
従来技術のポリアミド樹脂組成物では、成形体の良好な表面外観と、ブロー成形に好適な溶融粘度とを両立させることが困難な場合があった。また、ブロー成形品は、ガスタンク用途などにも用いられることから、さらにガスバリア性や低温下でも耐衝撃性に優れることが求められている。
本発明は、成形体の良好な表面外観を維持しながら、ブロー成形性に優れるとともに、低温下における耐衝撃性に優れるポリアミド樹脂組成物を提供することを課題とする。
本発明は、例えば以下に関する。
[1]ポリアミド樹脂組成物100質量部中に、ポリアミド(A)を40〜85質量部、耐衝撃材(B)を10〜20質量部含むポリアミド樹脂組成物であって、
下記応力緩和測定方法で得られた応力σ(t)[Pa]から求められる応力変化率の絶対値|Δlog(σ(t))/Δt|[Pa/s]が経過時間t=0.1[s]の時に式(1)を満たし、
かつ下記応力緩和測定方法で得られた応力σ(t)[Pa]と経過時間t[s]のデータを、x軸を対数軸表記した経過時間t、y軸を対数軸表記した応力σ(t)としてプロットした応力緩和曲線において、式(3)で表される座標A(0.02、σ(0.02))と座標B(400、σ(400))とを通る直線のt=0における値である初期応力σ[Pa]が式(4)を満たすポリアミド樹脂組成物。
Figure 2019117072

[応力緩和測定方法]
試料を測定セルに挟み、下記条件で試料を溶融させながらひずみを負荷し停止させた後、経過時間t[s]の応力σ(t)[Pa]を測定した。
測定セル:パラレルプレート(Φ25mm)
パラレルプレート間距離:1.5mm
溶融温度条件:250℃
負荷ひずみ:100%
[2]前記応力緩和測定方法で得られた応力σ(t)[Pa]を下記パリソン長測定方法で得られたパリソン長L[mm]で除した値が経過時間t=0.1[s]の時に式(5)を満たす[1]のポリアミド樹脂組成物。
Figure 2019117072

[パリソン長測定方法]
ブロー成形機JB105(株式会社日本製鋼所製)を下記条件に設定し、圧力制御したアキュームヘッドよりアキュームヘッド内の前記ポリアミド樹脂組成物を全量体積押出した時点でのパリソンの長さをパリソン長L[mm]とし測定した。
シリンダー温度:250℃
ダイコア径:56mm
ダイコア出口肉厚:2mm
[3]前記応力緩和測定方法で得られた応力σ(t)[Pa]を下記パリソン長測定方法で得られたパリソン長L[mm]で除した値が経過時間t=0.1[s]の時に式(5)を満たす[1]のポリアミド樹脂組成物。
Figure 2019117072

[パリソン長測定方法]
ブロー成形機DA−50(株式会社プラコー製)を下記条件に設定し、圧力制御したアキュームヘッドよりアキュームヘッド内の前記ポリアミド樹脂組成物を全量体積押出した時点でのパリソンの長さをパリソン長L[mm]とし測定した。
シリンダー温度:250℃
ダイコア径:50mm
ダイコア出口肉厚:2mm
[4]ポリアミド樹脂組成物100質量部中に、ポリアミド(A)を40〜85質量部、耐衝撃材(B)を10〜20質量部含むポリアミド樹脂組成物であって、
下記応力緩和測定方法で得られた応力σ(t)[Pa]から求められる応力変化率の絶対値|Δlog(σ(t))/Δt|[Pa/s]が経過時間t=0.1[s]の時に式(1)を満たし、
かつ下記応力緩和測定方法で得られた応力σ(t)[Pa]を下記パリソン長測定方法で得られたパリソン長L[mm]で除した値が経過時間t=0.1[s]の時に式(5)を満たすポリアミド樹脂組成物。
Figure 2019117072

[応力緩和測定方法]
前記ポリアミド樹脂組成物を測定セルに挟み、下記条件で前記ポリアミド樹脂組成物を溶融させながらひずみを負荷し停止させた後、経過時間t[s]の応力σ(t)[Pa]を測定した。
測定セル:パラレルプレート(Φ25mm)
パラレルプレート間距離:1.5mm
溶融温度条件:250℃
負荷ひずみ:100%
[パリソン長測定方法]
ブロー成形機JB105(株式会社日本製鋼所製)を下記条件に設定し、圧力制御したアキュームヘッドよりアキュームヘッド内の前記ポリアミド樹脂組成物を全量体積押出した時点でのパリソンの長さをパリソン長L[mm]とし測定した。
シリンダー温度:250℃
ダイコア径:56mm
ダイコア出口肉厚:2mm
[5]前記ポリアミド樹脂(A)が脂肪族ポリアミド(A−1)及び芳香族ポリアミド(A−2)から成る群から選ばれる少なくとも1種であるポリアミド樹脂である[1]〜[4]のいずれかのポリアミド樹脂組成物。
[6]さらに、耐熱剤(C)を含む[1]〜[5]のいずれかのポリアミド樹脂組成物。
[7]前記耐衝撃材(B)が(エチレン及び/又はプロピレン)/α−オレフィン系共重合体、並びに(エチレン及び/又はプロピレン)/(α,β−不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸エステル)系共重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種である、[1]〜[6]のいずれかのポリアミド樹脂組成物。
[8]前記耐熱剤(C)がO位にt−ブチル基を有するヒンダードフェノール及びO位にt−ブチル基を有するヒンダードフェノールの亜リン酸エステル化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種である、[6]又は[7]のポリアミド樹脂組成物。
[9]さらに、オレフィン系アイオノマー(D)を含む[1]〜[8]のいずれかのポリアミド樹脂組成物。
本発明によれば、成形体の良好な表面外観を維持しながら、ブロー成形性に優れるとともに、低温下における耐衝撃性に優れるポリアミド樹脂組成物を提供することができる。
本発明のポリアミド樹脂組成物の第1の態様は、
ポリアミド樹脂組成物100質量部中に、ポリアミド(A)を40〜85質量部、耐衝撃材(B)を10〜20質量部含むポリアミド樹脂組成物であって、
下記応力緩和測定方法で得られた応力σ(t)[Pa]から求められる応力変化率の絶対値|Δlog(σ(t))/Δt|[Pa/s]が経過時間t=0.1[s]の時に式(1)を満たし、
かつ下記応力緩和測定方法で得られた応力σ(t)[Pa]と経過時間t[s]のデータを、x軸を対数軸表記した経過時間t、y軸を対数軸表記した応力σ(t)としてプロットした応力緩和曲線において、式(3)で表される座標A(0.02、σ(0.02))と座標B(400、σ(400))とを通る直線のt=0における値である初期応力σ[Pa]が式(4)を満たすポリアミド樹脂組成物である。
Figure 2019117072
本発明のポリアミド樹脂組成物の第2の態様は、
ポリアミド樹脂組成物100質量部中に、ポリアミド(A)を40〜85質量部、耐衝撃材(B)を10〜20質量部含むポリアミド樹脂組成物であって、
下記応力緩和測定方法で得られた応力σ(t)[Pa]から求められる応力変化率の絶対値|Δlog(σ(t))/Δt|[Pa/s]が経過時間t=0.1[s]の時に式(1)を満たし、
かつ下記応力緩和測定方法で得られた応力σ(t)[Pa]を下記パリソン長測定方法で得られたパリソン長L[mm]で除した値が経過時間t=0.1[s]の時に式(5)を満たすポリアミド樹脂組成物である。
Figure 2019117072

[応力緩和測定方法]
前記ポリアミド樹脂組成物を測定セルに挟み、下記条件で前記ポリアミド樹脂組成物を溶融させながらひずみを負荷し停止させた後、経過時間t[s]の応力σ(t)[Pa]を測定した。
測定セル:パラレルプレート(Φ25mm)
パラレルプレート間距離:1.5mm
溶融温度条件:250℃
負荷ひずみ:100%
[パリソン長測定方法]
ブロー成形機JB105(株式会社日本製鋼所製)を下記条件に設定し、圧力制御したアキュームヘッドよりアキュームヘッド内の前記ポリアミド樹脂組成物を全量体積押出した時点でのパリソンの長さをパリソン長L[mm]とし測定した。
シリンダー温度:250℃
ダイコア径:56mm
ダイコア出口肉厚:2mm
(A)ポリアミド樹脂
ポリアミド樹脂組成物に含まれるポリアミド樹脂(A)は、脂肪族ポリアミド(A−1)及び芳香族ポリアミド(A−2)からなる群から選ばれる少なくとも1種を含み、脂肪族ポリアミド(A−1)及び芳香族ポリアミド(A−2)を組み合わせて用いることが好ましい。
(A−1)脂肪族ポリアミド
脂肪族ポリアミドとしては、脂肪族ホモポリアミド及び脂肪族共重合ポリアミドが挙げられる。
(A−1−1)脂肪族ホモポリアミド
脂肪族ホモポリアミド(A−1−1)は、1種類の構成単位からなるポリアミド樹脂である。脂肪族ホモポリアミド(A−1−1)は、1種類のラクタム及び当該ラクタムの加水分解物であるアミノカルボン酸の少なくとも一方からなるものであってもよく、1種類のジアミンと1種類のジカルボン酸との組合せからなるものであってもよい。
ラクタムとしては、ε−カプロラクタム、エナントラクタム、ウンデカンラクタム、ドデカンラクタム、α−ピロリドン、α−ピペリドン等が挙げられる。これらの中でも重合生産の観点から、ε−カプロラクタム、ウンデカンラクタム及びドデカンラクタムからなる群から選択される1種が好ましい。
また、アミノカルボン酸としては6−アミノカプロン酸、7−アミノヘプタン酸、9−アミノノナン酸、11−アミノウンデカン酸、12−アミノドデカン酸が挙げられる。これらの中でも重合生産の観点から、6−アミノカプロン酸、11−アミノウンデカン酸、及び12−アミノドデカン酸からなる群から選択される1種が好ましい。
ジアミンとしては、エチレンジアミン、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、ペ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、デカメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、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−1,8−オクタンジアミン、2,2,4/2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン等の脂肪族ジアミン;1,3−/1,4−シクロヘキシルジアミン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)プロパン、ビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタン、(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)プロパン、1,3−/1,4−ビスアミノメチルシクロヘキサン、5−アミノ−2,2,4−トリメチル−1−シクロペンタンメチルアミン、5−アミノ−1,3,3−トリメチルシクロヘキサンメチルアミン、ビス(アミノプロピル)ピペラジン、ビス(アミノエチル)ピペラジン、ノルボルナンジメチレンアミン等の脂環式ジアミン等が挙げられる。これらの中でも重合生産性の観点から、脂肪族ジアミンが好ましく、ヘキサメチレンジアミンがより好ましい。
ジカルボン酸としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカンジオン酸、ドデカンジオン酸、トリデカンジオン酸、テトラデカンジオン酸、ペンタデカンジオン酸、ヘキサデカンジオン酸、オクタデカンジオン酸、エイコサンジオン酸等の脂肪族ジカルボン酸;1,3−/1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、ジシクロヘキサンメタン−4,4’−ジカルボン酸、ノルボルナンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸;等が挙げられる。これらの中でも脂肪族ジカルボン酸が好ましく、アジピン酸、セバシン酸及びドデカンジオン酸からなる群から選択される1種がより好ましく、セバシン酸又はドデカンジオン酸が更に好ましい。
脂肪族ホモポリアミド(A−1−1)として具体的には、ポリカプロラクタム(ポリアミド6)、ポリエナントラクタム(ポリアミド7)、ポリウンデカンラクタム(ポリアミド11)、ポリラウリルラクタム(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ドデカミド(ポリアミド412)、ポリペンタメチレンアゼラミド(ポリアミド59)、ポリペンタメチレンセバカミド(ポリアミド510)、ポリペンタメチレンドデカミド(ポリアミド512)、ポリヘキサメチレンアゼラミド(ポリアミド69)、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)、ポリノナメチレンアジパミド(ポリアミド96)、ポリノナメチレンアゼラミド(ポリアミド99)、ポリノナメチレンセバカミド(ポリアミド910)、ポリノナメチレンドデカミド(ポリアミド912)、ポリデカメチレンアジパミド(ポリアミド106)、ポリデカメチレンアゼラミド(ポリアミド109)、ポリデカメチレンデカミド(ポリアミド1010)、ポリデカメチレンドデカミド(ポリアミド1012)、ポリドデカメチレンアジパミド(ポリアミド126)、ポリドデカメチレンアゼラミド(ポリアミド129)、ポリドデカメチレンセバカミド(ポリアミド1210)、ポリドデカメチレンドデカミド(ポリアミド1212)、ポリアミド122等が挙げられる。脂肪族ホモポリアミド(A−1−1)は1種単独でも、2種以上を組合せて用いてもよい。
中でも脂肪族ホモポリアミド(A−1−1)は、重合生産性の観点から、ポリアミド6、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド66、ポリアミド610及びポリアミド612からなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、ポリアミド6、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド610及びポリアミド612ら選択される少なくとも1種がより好ましく、ポリアミド6が更に好ましい。
脂肪族ホモポリアミド(A−1−1)の製造装置としては、バッチ式反応釜、一槽式ないし多槽式の連続反応装置、管状連続反応装置、一軸型混練押出機、二軸型混練押出機等の混練反応押出機等、公知のポリアミド製造装置が挙げられる。重合方法としては溶融重合、溶液重合や固相重合等の公知の方法を用い、常圧、減圧、加圧操作を繰り返して重合することができる。これらの重合方法は単独で、あるいは適宜、組合せて用いることができる。
脂肪族ホモポリアミド(A−1−1)の相対粘度は、JIS K−6920に準拠し、ポリアミド樹脂1gを96%濃硫酸100mlに溶解させ、25℃で測定される。脂肪族ホモポリアミド樹脂の相対粘度は、2.7以上であることが好ましく、2.7以上5.0以下であることがより好ましい。更に本発明の効果を向上させる観点から、2.7以上4.5未満がさらに好ましい。2.7以上であると、ポリアミド組成物の溶融粘度が低すぎることがないため、押出成形でも特にブロー成形時のパリソン形状保持が良好であり、5.0以下であるとポリアミド組成物の溶融粘度が高すぎることがなく、ブロー成形時、溶融樹脂の均一な肉厚が得られる。
脂肪族ホモポリアミド(A−1−1)の末端アミノ基濃度は、フェノールとメタノールの混合溶媒に溶解させ、中和滴定で求められる。脂肪族ホモポリアミド(A−1−1)の末端アミノ基濃度は、30μmol/g以上であることが好ましく、30μmol/g以上50μmol/g以下がより好ましい。
ポリアミド樹脂(A)が脂肪族ホモポリアミド(A−1−1)を含む場合、脂肪族ホモポリアミド(A−1−1)の脂肪族ポリアミド樹脂(A−1)100質量部の総量中における含有率は、成形加工性の観点から、例えば30質量部以上100質量部以下であり、40質量部以上100質量部以下が好ましく、50質量部以上90質量部以下がより好ましい。
ポリアミド樹脂組成物は、2種以上の脂肪族ホモポリアミド(A−1−1)を含んでも良い。2種以上の脂肪族ホモポリアミド(A−1−1)は互いに、構成単位が異なるものであってもよいし、分子量(例えば、数平均分子量)が異なるものであってもよい。ポリアミド樹脂組成物が2種以上の脂肪族ホモポリアミド(A−1−1)を含む場合、既存重合製品を使用出来、混練工程での生産性調整や成形加工性に応じた材料設計が可能となる。
ポリアミド樹脂(A)が、相対粘度が異なる脂肪族ホモポリアミド(A−1−1)を2種類以上含む場合、ポリアミド樹脂(A)における相対粘度は、上記内容で測定されるのが好ましいが、それぞれの相対粘度とその混合比が判明している場合、それぞれの相対粘度にその混合比を乗じた値を合計して算出される平均値を、ポリアミド樹脂(A)の相対粘度としてもよい。
(A−1−2)脂肪族共重合ポリアミド
脂肪族共重合ポリアミド(A−1−2)は、2種以上の構成単位からなるポリアミド樹脂である。脂肪族共重合ポリアミド(A−1−2)は、ジアミンとジカルボン酸の組合せ、およびラクタム又はアミノカルボン酸からなる群から選択される2種以上のモノマーの共重合体である。ここで、ジアミンとジカルボン酸の組み合わせは、1種類のジアミンと1種類のジカルボン酸の組合せで1種類のモノマーとみなす。
ジアミンとしては、エチレンジアミン、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、ペ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、デカメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、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−1,8−オクタンジアミン、2,2,4/2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン等の脂肪族ジアミン;1,3−/1,4−シクロヘキシルジアミン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)プロパン、ビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタン、(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)プロパン、1,3−/1,4−ビスアミノメチルシクロヘキサン、5−アミノ−2,2,4−トリメチル−1−シクロペンタンメチルアミン、5−アミノ−1,3,3−トリメチルシクロヘキサンメチルアミン、ビス(アミノプロピル)ピペラジン、ビス(アミノエチル)ピペラジン、ノルボルナンジメチレンアミン等の脂環式ジアミン等が挙げられる。ジアミンはこれらからなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、重合生産性の観点から、脂肪族ジアミンからなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、直鎖状脂肪族ジアミンからなる群から選択される少なくとも1種がより好ましく、ヘキサメチレンジアミンが更に好ましい。
これらのジアミンは1種類で使用してもよいし、2種類以上を適宜組み合わせて使用してもよい。
ジカルボン酸としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカンジオン酸、ドデカンジオン酸、トリデカンジオン酸、テトラデカンジオン酸、ペンタデカンジオン酸、ヘキサデカンジオン酸、オクタデカンジオン酸、エイコサンジオン酸等の脂肪族ジカルボン酸;1,3−/1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、ジシクロヘキサンメタン−4,4’−ジカルボン酸、ノルボルナンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸等が挙げられる。ジカルボン酸はこれらからなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。
これらのジカルボン酸は1種類で使用してもよいし、2種類以上を適宜組み合わせて使用してもよい。
ラクタムとしては、ε−カプロラクタム、エナントラクタム、ウンデカンラクタム、ドデカンラクタム、α−ピロリドン、α−ピペリドン等が挙げられる。これらの中でも重合生産の観点から、ε−カプロラクタム、ウンデカンラクタム及びドデカンラクタムからなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。
また、アミノカルボン酸としては6−アミノカプロン酸、7−アミノヘプタン酸、9−アミノノナン酸、11−アミノウンデカン酸、12−アミノドデカン酸が挙げられる。これらの中でも重合生産の観点から、6−アミノカプロン酸、11−アミノウンデカン酸、及び12−アミノドデカン酸からなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。
脂肪族共重合ポリアミド(A−1−2)として具体的には、カプロラクタム/ヘキサメチレンジアミノアジピン酸共重合体(ポリアミド6/66)、カプロラクタム/ヘキサメチレンジアミノアゼライン酸共重合体(ポリアミド6/69)、カプロラクタム/ヘキサメチレンジアミノセバシン酸共重合体(ポリアミド6/610)、カプロラクタム/ヘキサメチレンジアミノウンデカン酸共重合体(ポリアミド6/611)、カプロラクタム/ヘキサメチレンジアミノドデカン酸共重合体(ポリアミド6/612)、カプロラクタム/アミノウンデカン酸共重合体(ポリアミド6/11)、カプロラクタム/ラウリルラクタム共重合体(ポリアミド6/12)、カプロラクタム/ヘキサメチレンジアミノアジピン酸/ラウリルラクタム共重合体(ポリアミド6/66/12)、カプロラクタム/ヘキサメチレンジアミノアジピン酸/ヘキサメチレンジアミノセバシン酸共重合体(ポリアミド6/66/610)、カプロラクタム/ヘキサメチレンジアミノアジピン酸/ヘキサメチレンジアミノドデカンジカルボン酸共重合体(ポリアミド6/66/612)等の脂肪族共重合ポリアミドが挙げられる。
これらの中でも、生産性の観点から、ポリアミド6/66、ポリアミド6/12及びポリアミド6/66/12からなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、ポリアミド6/66及びポリアミド6/66/12がより好ましく、ポリアミド6/66が特に好ましい。
これらの脂肪族共重合ポリアミド(A−1−2)は、各々単独で又は2種以上の混合物として用いることができる。
脂肪族共重合ポリアミド(A−1−2)の製造装置としては、バッチ式反応釜、一槽式ないし多槽式の連続反応装置、管状連続反応装置、一軸型混練押出機、二軸型混練押出機等の混練反応押出機等、公知のポリアミド製造装置が挙げられる。重合方法としては溶融重合、溶液重合や固相重合等の公知の方法を用い、常圧、減圧、加圧操作を繰り返して重合することができる。これらの重合方法は単独で、あるいは適宜、組合せて用いることができる。
脂肪族共重合ポリアミド(A−1−2)の相対粘度は特に制限されないが、本発明の効果を向上させる観点から、JIS K−6920に準拠し、ポリアミド樹脂1gを96%濃硫酸100mlに溶解させ、25℃で測定した相対粘度が1.8以上5.0以下であることが好ましい。
脂肪族共重合ポリアミド(A−1−2)の末端アミノ基濃度は、フェノールとメタノールの混合溶媒に溶解させ、中和滴定で求められる。脂肪族共重合ポリアミド(A−1−2)の末端アミノ基濃度は、30μmol/g以上であることが好ましく、30μmol/g以上50μmol/g以下がより好ましい。
脂肪族ポリアミド(A−1)がポリアミド樹脂(A)に含まれる場合、ポリアミド樹脂(A)100質量部に含まれる脂肪族ポリアミド(A−1)の総含有率は、例えば50質量部以上であり、70質量部以上が好ましく、90質量部以上がより好ましい。
(A−2)芳香族ポリアミド
芳香族ポリアミド樹脂とは、芳香族系モノマー成分を少なくとも1 成分含む芳香族ポリアミド樹脂であり、例えば、脂肪族ジカルボン酸と芳香族ジアミン、または芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジアミンを原料とし、これらの重縮合によって得られるポリアミド樹脂である。
本発明においては、芳香族ポリアミド(A−2)は、溶融粘度の上昇効果と結晶化速度を抑制する効果とを有する。
原料の脂肪族ジアミン及び脂肪族ジカルボン酸としては、前記の脂肪族ポリアミド樹脂と同様のものが挙げられる。
芳香族ジアミンとしては、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン等が挙げられ、芳香族ジカルボン酸としては、ナフタレンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸等が挙げられる。
具体的な例としては、ポリノナンメチレンテレフタルアミド(ポリアミド9T) 、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド(ポリアミド6T)、ポリヘキサメチレンイソフタルアミド(ポリアミド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コポリマー(ポリアミド66/6T)、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド/ポリカプロアミドコポリマー(ポリアミド6T/6)、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イソフタルアミド/ポリカプロアミドコポリマー(ポリアミド6I/6)、ポリドデカミド/ポリヘキサメチレンテレフタラミドコポリマー(ポリアミド12/6T)、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/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66/6T/6I)、ポリヘキサメチレンアジパミド/ポリカプロアミド/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66/6/6I)、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コポリマー(ポリアミド6T/6I)、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド/ポリ(2−メチルペンタメチレンテレフタルアミド)コポリマー(ポリアミド6T/M5T)、ポリキシリレンアジパミド(ポリアミドMXD6)、およびこれらの混合物ないし共重合樹脂などが挙げられる。これらの中でも、ポリアミド6T/6Iが好ましい。
本発明で使用する芳香族ポリアミド(A−2)として、特に有用なものとしては、芳香族系モノマー成分を少なくとも2成分含む非晶性部分芳香族共重合ポリアミド樹脂が挙げられる。非晶性部分芳香族共重合ポリアミド樹脂としては、動的粘弾性の測定によって得られた絶乾時の損失弾性率のピーク温度によって求められたガラス転移温度が100℃ 以上の非晶性ポリアミドが好ましい。
ここで、非晶性とは、示差走査熱量計(DSC)で測定した結晶融解熱量が1cal/g以下であることをいう。
前記非晶性部分芳香族共重合ポリアミド樹脂としては、テレフタル酸成分単位40〜95モル%およびイソフタル酸成分単位5 〜60 モル%からなる芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジアミンとからなるものが好ましい。好ましい組み合わせとしては、ヘキサメチレンジアミンとテレフタル酸の等モル塩とヘキサメチレンジアミンとイソフタル酸の等モル塩が挙げられる。
また、脂肪族ジアミン並びにイソフタル酸およびテレフタル酸からなる芳香族ジカルボン酸からなるポリアミド形成性成分99 〜 60重量%と脂肪族ポリアミド成分1 〜40重量%とであるものが好ましい。
本発明における(A−2)芳香族ポリアミド樹脂の重合度には特に制限はないが、JIS K 6810に従って98% 硫酸中濃度1 % 、(A−2) 芳香族ポリアミド樹脂温度25℃で測定した相対粘度が、1.5〜4.0であることが好ましく、より好ましくは1.8 〜3.0 である。
芳香族ポリアミド(A−2)がポリアミド樹脂(A)に含まれる場合、ポリアミド樹脂(A)100質量部に含まれる芳香族ポリアミド(A−2)の総含有率は、例えば50質量部未満であり、30質量部未満であることが好ましく、10質量部未満であることがより好ましい。
ポリアミド樹脂(A)は、JIS K−6920に準拠し、ポリアミド樹脂1gを96%濃硫酸100mlに溶解させ、25℃で測定される相対粘度が2.7以上であり、2.7以上5.0以下であることが好ましい。更に本発明の効果を向上させる観点から、2.7以上4.5未満がより好ましい。2.7以上では、ポリアミド組成物の溶融粘度が低すぎることがないため、押出成形でも特にブロー成形時のパリソン形状保持が良好である。また5.0以下では、ポリアミド組成物の溶融粘度が高すぎることなく、ブロー成形時、溶融樹脂の均一な肉厚が得られる。
ポリアミド樹脂(A)が、相対粘度が異なる2種以上のポリアミド樹脂(例えば、少なくとも1種の脂肪族ホモポリアミド(A−1−1)と少なくとも1種の脂肪族共重合ポリアミド(A−1−2))を含む場合、ポリアミド樹脂(A)における相対粘度は、上記内容で測定されるのが好ましいが、それぞれのポリアミド樹脂の相対粘度とその混合比が判明している場合、それぞれの相対粘度にその混合比を乗じた値を合計して算出される平均値を、ポリアミド樹脂(A)の相対粘度としてもよい。
耐衝撃材(B)との反応性から、ポリアミド樹脂(A)の末端アミノ基濃度は、フェノールとメタノールの混合溶媒に溶解させ中和滴定で求められる末端アミノ基濃度として、30μmol/g以上であり、30μmol/g以上110μmol/g以下の範囲が好ましく、30μmol/g以上70μmol/g以下の範囲がより好ましい。30μmol/g以上であれば、耐衝撃材(B)との反応性が良く、溶融粘度や耐衝撃性を十分に得ることができる。また110μmol/g以下では、溶融粘度が高すぎず、成形加工性が良好である。
ポリアミド樹脂(A)が、末端アミノ基濃度の異なる2種以上のポリアミド樹脂(例えば、少なくとも1種の脂肪族ホモポリアミド(A−1−1)と少なくとも1種の脂肪族共重合ポリアミド(A−1−2))を含む場合、ポリアミド樹脂(A)における末端アミノ基濃度は、上記中和摘定で測定されるのが好ましいが、それぞれのポリアミド樹脂の末端アミノ基濃度とその混合比が判明している場合、それぞれの末端アミノ基濃度にその混合比を乗じた値を合計して算出される平均値を、ポリアミド樹脂(A)の末端アミノ基濃度としてもよい。
ポリアミド樹脂(A)は、ポリアミド樹脂組成物100質量部中、40〜85質量部、好ましくは50〜85質量部、より好ましくは60〜85質量部、さらに好ましくは65〜84質量部、特に好ましくは65〜75質量部含まれる。ポリアミド樹脂(A)の含有割合が40質量部以上であるとガスバリア性が良好であり、85質量部以下であると低温物性及びブロー成形性が良好である。
(B)耐衝撃材
ポリアミド樹脂組成物は、少なくとも1種の耐衝撃材(B)を含む。耐衝撃材としてはゴム状重合体が挙げられる。耐衝撃材は、ASTM D−790に準拠して測定した曲げ弾性率が500MPa以下であることが好ましい。
耐衝撃材(B)として具体的には、(エチレン及び/又はプロピレン)/α−オレフィン系共重合体、(エチレン及び/又はプロピレン)/(α,β−不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸エステル)系共重合体等を挙げることができる。これらは1種単独で又は2種以上を組合せて用いることができる。耐衝撃材(B)として好ましくは、エチレン/α−オレフィン系共重合体である。
(エチレン及び/又はプロピレン)/α−オレフィン系共重合体は、エチレン及び/又はプロピレンと炭素数3以上又は4以上のα−オレフィンとを共重合した重合体である。
炭素数3以上のα−オレフィンとしては、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセン、1−トリデセン、1−テトラデセン、1−ペンタデセン、1−ヘキサデセン、1−ヘプタデセン、1−オクタデセン、1−ノナデセン、1−エイコセン、3−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ペンテン、3−エチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ヘキセン、4,4−ジメチル−1−ヘキセン、 4,4−ジメチル−1−ペンテン、4−エチル−1−ヘキセン、3−エチル−1−ヘキセン、9−メチル−1−デセン、11−メチル−1−ドデセン、12−エチル−1−テトラデセン等が挙げられる。これらは1種単独でも又は2種以上を組合せて用いてもよい。
また共重合体は、非共役ジエン等のポリエンを共重合したものであってもよい。非共役ジエンとしては、1,4−ペンタジエン、1,4−ヘキサジエン、1,5−ヘキサジエン、1,4−オクタジエン、1,5−オクタジエン、1,6−オクタジエン、1,7−オクタジエン、2−メチル−1,5−ヘキサジエン、6−メチル−1,5−ヘプタジエン、7−メチル−1,6−オクタジエン、4−エチリデン−8−メチル−1,7−ノナジエン、4,8−ジメチル−1,4,8−デカトリエン(DMDT)、ジシクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、5−ビニルノルボルネン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、5−メチレン−2−ノルボルネン、5−イソプロピリデン−2−ノルボルネン、6−クロロメチル−5−イソプロペンル−2−ノルボルネン、2,3−ジイソプロピリデン−5−ノルボルネン、2−エチリデン−3−イソプロピリデン−5−ノルボルネン、2−プロペニル−2,5−ノルボルナジエン等が挙げられる。これらは1種単独でも又は2種以上を組合せて用いてもよい。
(エチレン及び/又はプロピレン)/(α,β−不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸エステル)系共重合体は、エチレン及び/又はプロピレンとα,β−不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸エステル単量体を共重合した重合体である。α,β−不飽和カルボン酸単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸が挙げられる。α,β−不飽和カルボン酸エステル単量体としては、これら不飽和カルボン酸のメチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、ブチルエステル、ペンチルエステル、ヘキシルエステル、ヘプチルエステル、オクチルエステル、ノニルエステル、デシルエステル等が挙げられる。これらは1種単独でも又は2種以上を組合せて用いてもよい。
また、耐衝撃材(B)として用いられる(エチレン及び/又はプロピレン)/α−オレフィン系共重合体、並びに(エチレン及び/又はプロピレン)/(α,β−不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸エステル)系共重合体は、カルボン酸及び/又はその誘導体で変性された重合体である。このような成分により変性することにより、ポリアミド樹脂(A)に対して親和性を有する官能基をその分子中に含むこととなる。
ポリアミド樹脂(A)に対して親和性を有する官能基としては、カルボキシ基、酸無水物基、カルボン酸エステル基、カルボン酸金属塩、カルボン酸イミド基、カルボン酸アミド基、エポキシ基等が挙げられる。
これらの官能基を含む化合物の例として、アクリル酸、メタアクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、メサコン酸、シトラコン酸、グルタコン酸、シス−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸、エンドビシクロ−[2.2.1]−5−ヘプテン−2,3−ジカルボン酸及びこれらカルボン酸の金属塩、マレイン酸モノメチル、イタコン酸モノメチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸アミノエチル、マレイン酸ジメチル、イタコン酸ジメチル、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、エンドビシクロ−[2.2.1]−5−ヘプテン−2,3−ジカルボン酸無水物、マレイミド、N−エチルマレイミド、N−ブチルマレイミド、N−フェニルマレイミド、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、エタクリル酸グリシジル、イタコン酸グリシジル、シトラコン酸グリシジル等が挙げられる。これらは1種単独でも又は2種以上を組合せて用いることができる。これらの中では無水マレイン酸が好ましい。
耐衝撃材(B)として用いられる(エチレン及び/又はプロピレン)/α−オレフィン系共重合体、並びに(エチレン及び/又はプロピレン)/(α,β−不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸エステル)系共重合体は、カルボン酸及び/又はその誘導体で変性された重合体であり、不飽和カルボン酸又はその酸無水物等により酸変性された重合体であることが好ましい。
耐衝撃材(B)における酸無水物基の含有量は、25μmol/g超過100μmol/g未満であり、35μmol/g以上95μmol未満が好ましく、40μmol/g以上90μmol/g以下がより好ましい。含有量が25μmol/g超過では高い溶融粘度の組成物を得ることができ、ブロー成形において目標の肉厚寸法を得ることができる。また含有量が100μmol/g未満であると溶融粘度が高すぎず、押出機に負荷を抑えて良好に成形加工できる。耐衝撃材(B)が有する酸無水物基の含有量は、トルエン、エタノールを用いて調製した試料溶液を用いて、フェノールフタレインを指示薬とし、0.1規定のKOHエタノール溶液による中和滴定で測定される。
耐衝撃材(B)として、酸無水物基の含有量が異なる2種以上の耐衝撃材を用いる場合、耐衝撃材(B)における酸無水物基の含有量は、トルエン、エタノールを用いて調製した試料溶液を用いて、フェノールフタレインを指示薬とし、0.1規定のKOHエタノール溶液による中和滴定で測定されるのが好ましいが、それぞれの耐衝撃材の酸無水物基の含有量とその混合比が判明している場合、それぞれの酸無水物基の含有量にその混合比を乗じた値を合計して算出される平均値を、耐衝撃材(B)の酸無水物量としてもよい。
耐衝撃材(B)は、ASTM D1238に準拠して、温度230℃、荷重2160gで測定したMFRが0.1g/10分以上10.0g/10分以下であることが好ましい。MFRが0.1g/10分以上であると、ポリアミド樹脂組成物の溶融粘度が高くなりすぎず、例えば押出成形におけるブロー成形時にパリソンの形状が不安定になることが抑制され、成形体の厚みがより均一になる傾向がある。また、MFRが10.0g/10分以下であると、パリソンのドローダウンが大きくなりすぎず、良好なブロー成形性が得られる傾向がある。
耐衝撃材(B)は、ポリアミド樹脂組成物100質量部中、10〜20質量部、好ましくは15〜20質量部、より好ましくは16〜19質量部、さらに好ましくは17〜18質量部含まれる。耐衝撃材(B)の含有割合が上記範囲にあるとガスバリア性が良好かつ、低温物性及びブロー成形性が良好である。
(C)耐熱剤
ポリアミド樹脂組成物は、耐熱剤(C)を含むことも好ましい。耐熱剤は、ポリアミド樹脂の耐熱性を向上できるものが使用でき、有機系、無機系の耐熱剤をその目的に応じて使用できる。
(無機系耐熱剤)
耐熱剤の無機系耐熱剤の種類としては、
一つとして、第I族遷移系列元素に属する金属化合物(塩)であり、例えば、 この金属のハロゲン化物、硫酸塩、酢酸塩、サリチル酸塩、ニコチン酸塩又はステアリン酸塩が挙げられる。
また、アルカリ金属のハロゲン化塩を単独又は上記第I族遷移系列元素に属する金属化合物(塩)と併用してもよい。
その具体例としては、ヨウ化カリウム、ヨウ化ナトリウム又は臭化カリウムである。
更に、メラミン、ベングアナミン、ジメチロール尿素又はシアヌール酸などの含窒素化合物を併用するとより効果的である。
(有機系耐熱剤)
ポリアミド樹脂組成物は、熱溶着特性と耐熱特性の観点から、耐熱剤として有機系酸化防止剤の少なくとも1種を含んでいてもよい。有機系酸化防止剤を含むことで、ブロー成形時においてインターバルタイムが長くなった場合でも通常の熱老化性、物性、溶融粘度等を維持しながら、熱溶着性をより向上させることができる。これは例えば、有機系酸化防止剤の添加によって、耐衝撃剤の熱劣化によるゲル化が抑制され、それにより造核作用が抑制されるためと考えられる。
有機系酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤等を挙げることができる。
フェノール系酸化防止剤としてはヒンダードフェノール系酸化防止剤が好ましく、O位にt−ブチル基を有するヒンダードフェノールがより好ましい。O位にt−ブチル基を有するヒンダードフェノールは、具体的には、N,N’−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナムアミド、ペンタエリスリチル−テトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート、エチレンビス(オキシエチレン)ビス[3−(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−m−トリル)プロピオネート]、3,9−ビス[2−〔3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、を挙げることができ、これらからなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。
リン系酸化防止剤としてはヒンダードフェノールの亜リン酸エステル化合物、ヒンダードフェノールの次亜リン酸エステル化合物が好ましく、O位にt−ブチル基を有するヒンダードフェノールの亜リン酸エステル化合物、O位にt−ブチル基を有するヒンダードフェノールの次亜リン酸エステル化合物がより好ましく、O位にt−ブチル基を有するヒンダードフェノールの亜リン酸エステル化合物がさらに好ましい。O位にt−ブチル基を有するヒンダードフェノールの亜リン酸エステル化合物は、具体的には、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、ビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエルスリトールジフォスファイト、を挙げることができる。O位にt−ブチル基を有するヒンダードフェノールの次亜リン酸エステル化合物は、具体的には、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェノキシ)−4,4−ビフィニルジホスフィンを主成分とするビフィニル、三塩化リン及び2,4−ジ−tert−ブチルフェノールの反応生成物、を挙げることができる。これらからなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。
イオウ系酸化防止剤としては、ジステアリル−3,3−チオジプロピオネート、ペンタエリスリチルテトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)、ジドデシル(3,3’−チオジプロピオネート)、を挙げることができる。これらからなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。
これら有機系酸化防止剤は1種単独でも、2種以上を組合せて用いてもよい。
ポリアミド樹脂組成物は、熱溶着性の観点から、少なくとも1種のフェノール系酸化防止剤を含有することが好ましく、少なくとも1種のフェノール系酸化防止剤と少なくとも1種のリン系酸化防止剤とを含有することがより好ましく、O位にt−ブチル基を有するヒンダードフェノール及びO位にt−ブチル基を有するヒンダードフェノールの亜リン酸エステル化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種を含むことがさらに好ましく、O位にt−ブチル基を有するヒンダードフェノール及びO位にt−ブチル基を有するヒンダードフェノールの亜リン酸エステル化合物を含むことが特に好ましい。
耐熱剤(C)は、ポリアミド樹脂組成物100質量部中、好ましくは0.01〜1質量部、より好ましくは0.05〜0.9質量部、さらに好ましくは0.1〜0.8質量部含まれる。耐熱剤(C)の含有割合が上記範囲にあると、耐熱性及び初期物性が良好である。
(D)オレフィン系アイオノマー
ポリアミド樹脂組成物は、オレフィン系アイオノマー(D)を含むことも好ましい。オレフィン系アイオノマー(D)は、成形改良材として用いられる。オレフィン系アイオノマー(D)の樹脂としては、(エチレン及び/又はプロピレン)/(α,β−不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸エステル)系共重合体が挙げられる。(エチレン及び/又はプロピレン)/(α,β−不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸エステル)系共重合体は、エチレン及び/又はプロピレンとα,β−不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸エステル単量体を共重合した重合体である。α,β−不飽和カルボン酸単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸が挙げられる。α,β−不飽和カルボン酸エステル単量体としては、これら不飽和カルボン酸のメチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、ブチルエステル、ペンチルエステル、ヘキシルエステル、ヘプチルエステル、オクチルエステル、ノニルエステル、デシルエステル等が挙げられる。これらは1種単独でも又は2種以上を組合せて用いてもよい。アイオノマーに用いられる金属イオンとしてはNa 、K 、Cu 、Mg 、Ca 、Ba、Zn 、Cd 、Al 、Fe 、Co 、Ni などが挙げられる。これらの中でも、エチレン−メタクリル酸共重合体のアイオノマーが好ましい
オレフィン系アイオノマー(D)は、ポリアミド樹脂組成物100質量部中、好ましくは1〜25質量部、より好ましくは2質量部以上15質量部未満、さらに好ましくは5〜10質量部、特に好ましくは5〜8質量部含まれる。オレフィン系アイオノマー(D)の含有割合が上記範囲にあると、肉厚均一性及びブロー成形性が良好になる。
(E)添加剤
ポリアミド樹脂組成物は目的等に応じて界面活性剤、染料、顔料、繊維状補強物、粒子状補強物、可塑剤、酸化防止剤、発泡剤、耐候剤、結晶核剤、結晶化促進剤、離型剤、滑剤、帯電防止剤、難燃剤、難燃助剤、着色剤等の機能性付与剤等を適宜含有していてもよい。本発明の効果向上の為、ポリアミド樹脂組成物は、酸化防止剤を含有するのが好ましい。
任意の添加剤(E)は、好ましくは0.01〜0.3質量部、より好ましくは0.05〜0.2質量部含む。
[ポリアミド樹脂組成物]
ポリアミド樹脂組成物は、下記応力緩和測定方法で得られた応力σ(t)[Pa]から求められる応力変化率の絶対値|Δlog(σ(t))/Δt|[Pa/s]が経過時間t=0.1[s]の時に式(1)を満たす。
Figure 2019117072

前記応力緩和測定は、以下の方法で行なった。
試料を測定セルに挟み、下記条件で試料を溶融させながらひずみを負荷し停止させた後、経過時間t[s]の応力σ(t)[Pa]を測定した。
測定セル:パラレルプレート(Φ25mm)
パラレルプレート間距離:1.5mm
溶融温度条件:250℃
負荷ひずみ:100%
応力変化率の絶対値|Δlog(σ(t))/Δt|[Pa/s]は、経過時間t=0.1[s]の時に2.5未満であることが好ましく、2.2未満であることがより好ましく、2.0未満であることが更に好ましい。
応力変化率の絶対値|Δlog(σ(t))/Δt|[Pa/s]は、経過時間0.05≦t≦0.1[s]の時に式(2)を満たしても良く、更に好ましくは応力変化率の絶対値|Δlog(σ(t))/Δt|[Pa/s]は、経過時間0.09≦t≦0.1[s]の時に式(2)を満たしても良い。
Figure 2019117072

応力変化率の絶対値|Δlog(σ(t))/Δt|[Pa/s]が前記式(1)又は式(2)を満たすことで、パリソン保持特性が良好であり、ブロー成形性が良好である。
さらにポリアミド樹脂組成物の第1の態様では、経過時間t=0.1[s]の時に上記式(1)を満たすことに加え、上記応力緩和測定方法で得られた応力σ(t)[Pa]と経過時間t[s]のデータを、x軸を対数軸表記した経過時間t、y軸を対数軸表記した応力σ(t)としてプロットした応力緩和曲線において、式(3)で表される座標A(0.02、σ(0.02))と座標B(400、σ(400))とを通る直線のt=0における値である初期応力σ[Pa]が式(4)を満たす。
Figure 2019117072

Figure 2019117072

式(4)における初期応力σ[Pa]は、σ0>15000であることが好ましく、σ0>20000であることがより好ましく、σ0>25000であることが更に好ましく、σ0>30000であることが特に好ましい。
初期応力σ[Pa]は応力緩和測定の経過時間t=0[s]における理想の応力値を表す。式(3)から導かれる初期応力σ[Pa]が前記式を満たすことで、パリソン保持特性が良好であり、ブロー成形性が良好となる。
あるいは、ポリアミド樹脂組成物の第2の態様では、経過時間t=0.1[s]の時に上記式(1)を満たすことに加え、上記応力緩和測定方法で得られた応力σ(t)[Pa]を下記パリソン長測定方法で得られたパリソン長L[mm]で除した値が経過時間t=0.1[s]の時に式(5)を満たす。
Figure 2019117072

パリソン長は以下の方法で測定した。
ブロー成形機JB105(株式会社日本製鋼所製)を下記条件に設定し、圧力制御したアキュームヘッドよりアキュームヘッド内の前記ポリアミド樹脂組成物を全量体積押出した時点でのパリソンの長さをパリソン長L[mm]とし測定した。
シリンダー温度:250℃
ダイコア径:56mm
ダイコア出口肉厚:2mm
なお、上記測定方法は、
アキューム排出容量:1000cc
アキューム排出時間:15秒以内
を満たすことが好ましい。
前記σ(t)/Lは、15超過が好ましく、17超過がより好ましい。
応力σ(t)[Pa]/パリソン長L[mm]は、ブロー成形機より押し出されたポリアミド樹脂組成物が自重方向と垂直な方向に与える応力(膨張力)を表す。
応力σ(t)[Pa]/パリソン長L[mm]が前記式を満たすことで、パリソン保持特性が良好であり、ブロー成形性が良好である。
ポリアミド樹脂組成物の第1の態様は、さらに第2の態様を満たすことも好ましい。すなわちポリアミド樹脂組成物の第1の態様は、さらに上記応力緩和測定方法で得られた応力σ(t)[Pa]を前記パリソン長測定方法で得られたパリソン長L[mm]で除した値が経過時間t=0.1[s]の時に前記式(5)を満たすことが好ましい。
また、ポリアミド樹脂組成物の第1の態様は、さらに上記応力緩和測定方法で得られた応力σ(t)[Pa]を以下のパリソン長測定方法で得られたパリソン長L[mm]で除した値が経過時間t=0.1[s]の時に前記式(5)を満たすことが好ましい。
パリソン長は以下の方法で測定した。
ブロー成形機DA−50(株式会社プラコー製)を下記条件に設定し、圧力制御したアキュームヘッドよりアキュームヘッド内の前記ポリアミド樹脂組成物を全量体積押出した時点でのパリソンの長さをパリソン長L[mm]とし測定した。
シリンダー温度:250℃
ダイコア径:50mm
ダイコア出口肉厚:2mm
なお、上記測定方法は、
アキューム排出容量:1000cc
アキューム排出時間:15秒以内
を満たすことが好ましい。
この方法でパリソン長を測定した場合であっても、前記σ(t)/Lは、15超過が好ましく、17超過がより好ましい。
ポリアミド樹脂組成物の製造方法は特に制限されるものではなく、例えば次の方法を適用することができる。
ポリアミド樹脂(A)と、耐衝撃材(B)と、その他任意成分との混合には、単軸、2軸の押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、及びミキシングロールなど通常公知の溶融混練機が用いられる。例えば、2軸押出機を使用して、全ての原材料を配合後、溶融混練する方法、一部の原材料を配合後、溶融混練し、更に残りの原材料を配合し溶融混練する方法、あるいは一部の原材料を配合後、溶融混練中にサイドフィーダーを用いて残りの原材料を混合する方法など、いずれの方法を用いてもよい。
ポリアミド樹脂組成物は、成形性に優れる溶融粘度を有し、成形時に滞留した場合でも成形体の表面外観に優れることから、ブロー成形によるブロー成形品の製造に好適に用いることができる。さらには、押出成形による押出成形品の製造に好適に用いることができる。
ポリアミド樹脂からブロー成形によりブロー成形品を製造する方法については特に制限されず、公知の方法を利用することができる。一般的には、通常のブロー成形機を用いパリソンを形成した後、ブロー成形を実施すればよい。パリソン形成時の好ましい樹脂温度は、ポリアミド樹脂組成物の融点より10℃から70℃高い温度範囲で行うことが好ましい。
ポリアミド樹脂から押出成形により押出成形品を製造する方法については特に制限されず、公知の方法を利用することができる。
また、ポリエチレンなどのポリオレフィンや他の熱可塑性樹脂と共押出した後、ブロー成形を行い、多層構造体を得ることも可能である。その場合ポリアミド樹脂組成物層とポリオレフィンなどの他の熱可塑性樹脂層の間に接着層を設けることも可能である。多層構造体の場合、本発明のポリアミド樹脂組成物は外層、内層のいずれにも使用し得る。
ブロー成形によるブロー成形品及び押出成形による押出成形品としては、特に限定されないが、スポイラー、エアインテークダクト、インテークマニホールド、レゾネーター、燃料タンク、ガスタンク、燃料フィラーチューブ、燃料デリバリーパイプ、その他各種ホース・チューブ・タンク類などの自動車部品、電動工具ハウジング、パイプ類などの機械部品を始め、電気・電子部品、家庭・事務用品、建材関係部品、家具用部品など各種用途が好適に挙げられ、これらの中でも、本発明のポリアミド樹脂組成物の成形品はガスバリア性に優れることから、高圧ガス容器により好適に用いることができる。
以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、実施例および比較例において使用した樹脂及び成形品の物性評価方法を以下に示す。
(ブロー成形性)
株式会社日本製鋼所製のブロー成形機JB105を用いてブロー成形性を確認した。測定条件は、シリンダー温度250℃、スクリュー回転数30rpm、1リットルボトル、ダイコア径56mm、ダイコア出口肉厚2mm設定にてアキュームヘッドより樹脂を排出させた後、1分間滞留させ、以下の特性につき、以下の基準で評価した。
(1)パリソン保持特性
○:800mmのパリソン押出後から5秒経過時点の垂下がり量が50mm未満
×:800mmのパリソン押出後から5秒経過時点の垂下がり量が50mm以上
(2)5秒後の垂下り量
パリソン押出後から5秒経過時点のアキュームヘッドからの樹脂の垂下りの長さを巻尺で計った。
(3)肉厚均一性
目視で判定し、以下の基準で評価した。
○:内表面に凹凸がなく均一である。
×:内表面に凹凸がある。
(4)内表面黄変
○:内外表面の色調に差異がない。
×:内外表面の色調に差異がある。
(溶融粘度)
東洋精機製キャピログラフ1D 式P−Cを用いて、溶融粘度を測定した。測定温度は250℃でオリフィスは穴径2.095mm、長さ8mm(L/D=10)を使用して、せん断速度12.16sec−1、121.6sec−1、1216sec−1の時の溶融粘度を測定した。
○:せん断速度12.16sec−1の時の溶融粘度:9000Pa・s以上
×:せん断速度12.16sec−1の時の溶融粘度:9000Pa・s未満
(低温特性)
ISO規格TYPE−A又はTYPE−B試験片を射出成形にて作成して機械物性のデータ取得に使用した。
引張降伏応力及び引張降伏ひずみ及び引張破断ひずみについては、ISO527−1,2に準じて、インストロン製引張試験機型式5567を使用して−60℃で測定した。
シャルピー衝撃強さについては、ISO179−1に準じて、安田精機製シャルピー衝撃試験機No.258−PCを用いて、23℃および−40℃において、Aノッチ入り厚み4mmの試験片を用いてエッジワイズ衝撃試験を行った。(n=10)
○:−60℃における引張破断ひずみが20%以上かつ−40℃におけるシャルピー衝撃強さが20kJ/m超過
×:−60℃における引張破断ひずみが20%未満又は−40℃におけるシャルピー衝撃強さ:20kJ/m以下
(ガスバリアー性)
ISO15105−1に準じて、15℃で厚さ1mmの水素透過性を測定した。
○:水素透過係数が3×10−16mol・m/(m・s・Pa)以下
△:水素透過係数が3×10−16mol・m/(m・s・Pa)超過 かつ 1×10−15mol・m/(m・s・Pa)以下
×:水素透過係数が1×10−15mol・m/(m・s・Pa)超過
(融点Tm及び結晶化温度Tcの測定)
Perkin Elmer社製PYRIS Diamond DSC用いて窒素雰囲気下で、20℃/分で昇温して測定した。
○:Tm−Tcが40℃超過
×:Tm−Tcが40℃以下
Tmは融点、Tcは結晶化温度を各々表し、Tm−Tcが40℃を超過すると成形加工が容易となる。
(応力特性)
溶融粘弾性測定装置ARES(TA Instruments社製)を使用し、
試料を測定セルに挟み、下記条件で試料を溶融させながらひずみを負荷し停止させた後、経過時間t[s]の応力σ(t)[Pa]を測定した。
測定セル:パラレルプレート(Φ25mm)
パラレルプレート間距離:1.5mm
溶融温度条件:250℃
負荷ひずみ:100%
(パリソン長)
実施例1〜6、比較例1〜5は、以下の測定方法で測定した。
ブロー成形機JB105(株式会社日本製鋼所製)を下記条件に設定し、圧力制御したアキュームヘッドよりアキュームヘッド内の前記ポリアミド樹脂組成物を全量体積押出した時点でのパリソンの長さをパリソン長L[mm]とし測定した。
シリンダー温度:250℃
アキューム排出容量:1000cc
アキューム排出時間:15秒以内
ダイコア径:56mm
ダイコア出口肉厚:2mm
実施例7〜9は、以下の測定方法で測定した。
ブロー成形機DA−50(株式会社プラコー製)を下記条件に設定し、圧力制御したアキュームヘッドよりアキュームヘッド内の前記ポリアミド樹脂組成物を全量体積押出した時点でのパリソンの長さをパリソン長L[mm]とし測定した。
シリンダー温度:250℃
アキューム排出容量:1000cc
アキューム排出時間:15秒以内
ダイコア径:50mm
ダイコア出口肉厚:2mm
実施例1〜6、比較例1〜5のパリソン長の測定方法及び実施例7〜9のパリソン長の測定方法について、成形機及びダイコア口径が異なるものの、比較評価可能な違いであり、ブロー成形性評価に適応できる。
[実施例1〜9、比較例1〜5]
表1に記載した各成分をシリンダー径44mm L/D35であるTEX44HCT二軸混練機でスクリュー回転170rpm、吐出量50kg/hrsにて溶融混練し、目的とするポリアミド樹脂組成物ペレットを作製した。比較例5は、市販の樹脂ペレットをそのまま用いた。なお、表中の組成の数値は質量部であり、樹脂組成物全体を100質量部とする。
得られたペレットを上記物性評価に使用した。得られた結果を表1に示す。
表中の略号は、以下の通りである。
PA6:ポリアミド6、製品名「1030B」宇部興産株式会社製
PA6/66/12:ポリアミド6/66/12、製品名「6434B」宇部興産株式会社製
PA6/66:ポリアミド6/66、製品名「5034B」、宇部興産株式会社製
芳香族PA6T/6I:ポリアミド6T/6I、製品名「Grivory G21」EMS−CHEMIE(Japan)株式会社製
HDPE:高密度ポリエチレン、製品名「Hi−zex8200B」プライムポリマー株式会社製
m−EBR−1:無水マレイン酸変性エチレン−ブテン共重合体、製品名「MH5020」三井化学株式会社製
m−EBR−2:無水マレイン酸変性エチレン−ブテン共重合体、製品名「MH5010」三井化学株式会社製
EBR:エチレン−ブテン共重合体、製品名「TX610」三井化学株式会社製
CoEMA:エチレン−メタクリル酸共重合体を樹脂とし、Znを金属イオンとするアイオノマー、製品名「ハイミラン1706」三井・デュポンケミカル株式会社製
添着油:非イオン界面活性剤、製品名「バル−7220」丸菱油化株式会社製
耐熱剤1:フェノール系酸化防止剤(N,N’−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナムアミド)
耐熱剤2:リン系酸化防止剤(トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト)
耐熱剤3:フェノール系酸化防止剤(3,9−ビス[2−〔3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン)
耐熱剤4:イオウ系酸化防止剤(ペンタエリスリチルテトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート))
Figure 2019117072

上記の結果から、本発明のポリアミド樹脂組成物は、比較例2〜4から、耐衝撃材(B)の量が、本願発明の範囲より多いと、成形加工性、ガスバリア性が悪く、比較例1から、式(1)を満たさない、式(3)から導かれる初期応力σが式(4)を満たさない、かつ式(5)を満たさないと成形加工性、溶融粘度及び低温物性が悪いことがわかる。高密度ポリエチレンを用いた比較例5では、低温物性及びガスバリア性が悪いことがわかる。

Claims (9)

  1. ポリアミド樹脂組成物100質量部中に、ポリアミド(A)を40〜85質量部、耐衝撃材(B)を10〜20質量部含むポリアミド樹脂組成物であって、
    下記応力緩和測定方法で得られた応力σ(t)[Pa]から求められる応力変化率の絶対値|Δlog(σ(t))/Δt|[Pa/s]が経過時間t=0.1[s]の時に式(1)を満たし、
    かつ下記応力緩和測定方法で得られた応力σ(t)[Pa]と経過時間t[s]のデータを、x軸を対数軸表記した経過時間t、y軸を対数軸表記した応力σ(t)としてプロットした応力緩和曲線において、式(3)で表される座標A(0.02、σ(0.02))と座標B(400、σ(400))とを通る直線のt=0における値である初期応力σ[Pa]が式(4)を満たすポリアミド樹脂組成物。
    Figure 2019117072

    [応力緩和測定方法]
    試料を測定セルに挟み、下記条件で試料を溶融させながらひずみを負荷し停止させた後、経過時間t[s]の応力σ(t)[Pa]を測定した。
    測定セル:パラレルプレート(Φ25mm)
    パラレルプレート間距離:1.5mm
    溶融温度条件:250℃
    負荷ひずみ:100%
  2. 前記応力緩和測定方法で得られた応力σ(t)[Pa]を下記パリソン長測定方法で得られたパリソン長L[mm]で除した値が経過時間t=0.1[s]の時に式(5)を満たす請求項1に記載のポリアミド樹脂組成物。
    Figure 2019117072

    [パリソン長測定方法]
    ブロー成形機JB105(株式会社日本製鋼所製)を下記条件に設定し、圧力制御したアキュームヘッドよりアキュームヘッド内の前記ポリアミド樹脂組成物を全量体積押出した時点でのパリソンの長さをパリソン長L[mm]とし測定した。
    シリンダー温度:250℃
    ダイコア径:56mm
    ダイコア出口肉厚:2mm
  3. 前記応力緩和測定方法で得られた応力σ(t)[Pa]を下記パリソン長測定方法で得られたパリソン長L[mm]で除した値が経過時間t=0.1[s]の時に式(5)を満たす請求項1に記載のポリアミド樹脂組成物。
    Figure 2019117072

    [パリソン長測定方法]
    ブロー成形機DA−50(株式会社プラコー製)を下記条件に設定し、圧力制御したアキュームヘッドよりアキュームヘッド内の前記ポリアミド樹脂組成物を全量体積押出した時点でのパリソンの長さをパリソン長L[mm]とし測定した。
    シリンダー温度:250℃
    ダイコア径:50mm
    ダイコア出口肉厚:2mm
  4. ポリアミド樹脂組成物100質量部中に、ポリアミド(A)を40〜85質量部、耐衝撃材(B)を10〜20質量部含むポリアミド樹脂組成物であって、
    下記応力緩和測定方法で得られた応力σ(t)[Pa]から求められる応力変化率の絶対値|Δlog(σ(t))/Δt|[Pa/s]が経過時間t=0.1[s]の時に式(1)を満たし、
    かつ下記応力緩和測定方法で得られた応力σ(t)[Pa]を下記パリソン長測定方法で得られたパリソン長L[mm]で除した値が経過時間t=0.1[s]の時に式(5)を満たすポリアミド樹脂組成物。
    Figure 2019117072

    [応力緩和測定方法]
    前記ポリアミド樹脂組成物を測定セルに挟み、下記条件で前記ポリアミド樹脂組成物を溶融させながらひずみを負荷し停止させた後、経過時間t[s]の応力σ(t)[Pa]を測定した。
    測定セル:パラレルプレート(Φ25mm)
    パラレルプレート間距離:1.5mm
    溶融温度条件:250℃
    負荷ひずみ:100%
    [パリソン長測定方法]
    ブロー成形機JB105(株式会社日本製鋼所製)を下記条件に設定し、圧力制御したアキュームヘッドよりアキュームヘッド内の前記ポリアミド樹脂組成物を全量体積押出した時点でのパリソンの長さをパリソン長L[mm]とし測定した。
    シリンダー温度:250℃
    ダイコア径:56mm
    ダイコア出口肉厚:2mm
  5. 前記ポリアミド樹脂(A)が脂肪族ポリアミド(A−1)及び芳香族ポリアミド(A−2)から成る群から選ばれる少なくとも1種であるポリアミド樹脂である請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物。
  6. さらに、耐熱剤(C)を含む請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物。
  7. 前記耐衝撃材(B)が(エチレン及び/又はプロピレン)/α−オレフィン系共重合体、並びに(エチレン及び/又はプロピレン)/(α,β−不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸エステル)系共重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜6のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物。
  8. 前記耐熱剤(C)がO位にt−ブチル基を有するヒンダードフェノール及びO位にt−ブチル基を有するヒンダードフェノールの亜リン酸エステル化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項6又は7に記載のポリアミド樹脂組成物。
  9. さらに、オレフィン系アイオノマー(D)を含む請求項1〜8のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物。
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