JP4922928B2 - 基材被覆用のポリアミドベースの多層構造体 - Google Patents
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Description
本発明の多層構造体は審美性および耐久性に優れ、予め熱成形された状態またはされていない状態でオーバーモールド(多色成形)または積層操作等によって基材(一般にリジッドな基材)上に一体化および/または固定できる。
こうした多層構造体は下記の特性を全て有していなければならない:
(1)多層構造体の上側面は外観に優れ、例えば光沢またはその逆の艶消し模様、(粒状表面または鏡面表面)の外観を有する必要がある。すなわち、平滑・光沢表面(十分に高温の平滑金属金型壁と接触)にするか、艶消し表面(十分に高温の艶消し・粒状金属金型壁と接触)にするか、ブラシ処理状の外観にする必要がある。この表面外観は一般に物品の製造中、例えばシート多色成形の好ましくは最後段階に(Tg以上の温度で)に与えるのが好ましい。
(3)多層構造体の上側面は機械的な攻撃すなわち衝撃、摩耗(紙ヤスリ、たわし)、ノック、切断に耐えなければならない(表面の火炎−ブラシ処理で修復/再光沢化ができることを要求される場合もある)。この耐久性は審美的観点から材料のロスが少ない、換言すれば機械的攻撃、例えばほつれ(effilochage)が全く目に見えないとういことを意味している。
(4)多層構造体の上側面は化学的攻撃および応力亀裂に耐えなければならない。耐薬品性としては例えば洗剤、溶剤、油、例えば自動車のエンジンオイル、自動車のフロントガラス洗浄液、バッテリー液等に対する耐久性を意味する。
(5)多層構造体の上側面は紫外線、太陽光による攻撃に耐えなければならない(黄変せず、機械的挙動が維持される)。
(7)多層構造体は熱成形に適した加熱機械挙動を有していなければならない。特に融点以下で容易に熱間変形できることが必要である。
(8)多層構造体の上側面は高温環境下で許容できない程度に変形してはならない。
(9)多層構造体の上側面は湿気の作用で許容できない程度に変形してはならず、その物理的および化学的特性は湿気変化に対して緩やかでなくてはならない。
(11)多層構造体のシートは全ての層が互いに良く接着し、接着が耐久性を有していなければならない。
必ずしも必要ではないが、下側面を昇華印刷またはスクリーン印刷(その他任意の方法)で装飾できることが有利である。
従来法には外側面が塗料および/またはワニスから成る部品(pieces d'aspect)がある。衝撃強度は上記の従来法よりも高いが、ワニスに関係する溶剤の問題が存在する。
従来法には外側面がPVDFまたはそのPMMAとのアロイからなるタイプの半結晶ポリマーから成る部品(pieces d'aspect)がある。しかし、この部品は粒状表面仕上げまたは鏡面仕上げができない。しかも、耐スクラッチ性がポリアミドよりも劣っている。
従来法には外側面がポリプロピレン、ポリアセタール(POM)、PBTまたはこれらのアロイからなるタイプの半結晶ポリマーから成る部品(pieces d'aspect)がある。しかし、この部品は表面外観が美しくなく、耐薬品性も低い。
(a)少なくとも9個の炭素原子を有するラクタムまたはα,ω−アミノ酸の縮合か、少なくとも一方が少なくとも9個の炭素原子を有するジアミンと二酸との縮合かのいずれかで得られる透明なポリアミドから成る上側層、
(b)基材と接着可能な下側層、および、
(c)上側層と下側層との間の任意成分としての中間結合層(中心層ともよばれる)、
をこの順番で有し、各層は互いに十分に近い熱機械的挙動(温度を関数とする剛性)を有し、加熱下に容易に成形して構造物にすることができることを特徴とするポリアミドベースの多層構造物にある。
任意成分としての中間結合層は上側層と下側層との間の接着を促進するものである。下側層および/または上側層が互いに直接接着する場合にはこの中間層は必須ではない。
この第1実施例の例(タイプ2)としては、芳香族、アリール脂肪族および脂環式ジアミンの中から選択される少なくとも一種のジアミンと、少なくとも8個、好ましくは少なくとも9個の炭素原子を有する脂肪族二酸の縮合で得られる透明な非晶質ポリアミドが挙げられる。
(a)1〜10個の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖の脂肪族鎖、
(b)6〜12個の炭素原子を有する脂環式基、
(c)6〜8個の炭素原子を有する脂環式基で置換されていてもよい1〜10個の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖の脂肪族鎖、
(d)シクロヘキシルまたはベンジル基を有する直鎖または分岐鎖のジアルキルからなる8−12個の炭素原子を有する基)
これらのポリマーは下記文献に記載されている。
6〜12個の炭素原子を有する脂肪族ジアミンと9〜12個の炭素原子を有する脂肪族二酸との縮合で得られる脂肪族ポリアミドの例としては下記を挙げることができる:
ヘキサメチレンジアミンと1,12−ドデカンジオン酸の縮合で得られるPA−6,12;
C9ジアミンと1,12ドデカンジオン酸との縮合で得られるPA−9,12;
C10ジアミンと1,10−デカン二酸の縮合で得られるPA−10,10;
C9ジアミンと1,12−ドデカンジオン酸の縮合で得られるPA−10,12。
11単位が90%以上であるか、12単位が90%以上である11/12コポリアミドは1−アミノウンデカン酸とラウリルラクタム(または、C12のα、ω−アミノ酸)の縮合で得られる。
この半結晶ポリアミドはそのTg(ガラス転移温度)とTm(融点)との間で成形される。この成形は例えば熱成形および多色成形を含む。例えばTgは約60℃で、融点は約190℃である。この半結晶ポリアミドは使用温度、すなわちTg以下の温度、例えば−40℃〜60℃ではリジッド(剛体)である。
(1)基本的に下記の縮合で得られる非晶質ポリアミド(B) 5〜40%:
a)脂環式ジアミンおよび脂肪族ジアミンの中から選択される少なくとも一種のジアミンと、脂環式二酸および脂肪族二酸の中から選択される少なくとも一種の二酸(これらのジアミンまたは二酸単位の少なくとも一つは脂環式化合物)
b)脂環式のα、ω−アミノカルボン酸、
c)上記2つの可能な組み合せ
d)必要な場合には、α、ω−アミノカルボン酸または対応ラクタム、脂肪族二酸および脂肪族ジアミンの中から選択される少なくとも一つのモノマーをさらに含むことができる、
(2)ポリアミドブロックとポリエーテルブロックとを有するコポリマーおよびコポリアミドの中から選択される可撓性ポリアミド(C) 0〜40%
(3)(A)と(B)の相溶化剤(D) 0〜20%
(4)可撓性改質剤(M) 0〜40%
(ただし、(C)+(D)+(M)=0〜50%)
(5)100%への残部は半結晶ポリアミド(A)。
脂肪族α,ω−アミノカルボン酸の例としてはアミノカプロン酸、7−アミノヘプタン酸、11−アミノウンデカン酸および12−アミノドデカン酸が挙げられる。ラクタムの例としてはカプロラクタム、エナントラクタムおよびラウリラクタムが挙げられる。脂肪族ジアミンの例としてはヘキサメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミンおよびトリメチルヘキサメチレンジアミンが挙げられる。脂肪族二酸の例としてはアジピン酸、アゼライン酸、スベリン酸、セバシン酸およびドデカンジカルボンル酸が挙げられる。
α,ω−アミノカルボン酸、
脂肪族二酸、
脂肪族ジアミン。
これらは上記で既に説明したものである。(B)の例としては、PA−IPDA,10、coPA−IPDA,10/12、および、PA−IPDA,12を挙げることができる。(B)が複数の非晶質ポリアミドのブレンドであっても本発明の範囲を逸脱するものではない。
(1)ジアミン鎖末端を有するポリアミドブロックと、ジカルボン鎖末端を有するポリオキシアルキレンブロック、
(2)ジカルボン鎖末端を有するポリアミドブロックと、ポリエーテルジオールとよばれる脂肪族ジヒドロキシル化α,ω−ポリオキシアルキレンブロックをシアノエチル化および水素添加して得られるジアミン鎖末端を有するポリオキシアルキレンブロック、
(3)ジカルボン鎖末端を有するポリアミドブロックと、ポリエーテルジオール(この場合に得られる生成物を特にポリエーテルエステルアミドという)。
これらのコポリマー(C)を用いるのが好ましい。
ポリアミドブロックの数平均分子量Mnは300〜15,000、好ましくは600〜5000である。ポリエーテルブロックの分子量Mnは100〜6000、好ましくは200〜3000である。
ポリアミドブロックとポリエーテルブロックとを含むポリマーはランダムに分散する単位を含んでいてもよい。これらのポリマーはポリエーテルおよびポリアミドブロック先駆体の同時反応で製造することができる。
例えば、ポリエーテルジオールと、ラクタム(またはα,ω−アミノ酸)と、連鎖制限剤の二酸とを少量の水の存在下で反応させることができる。基本的に種々の長さのポリエーテルブロックとポリアミドブロックとを有するポリマーが得られるが、各種成分がランダムに反応し、ポリマー鎖中に分散したものも含まれる。
ポリエーテルジオールブロックをそのまま用い、カルボキシ末端基を有するポリアミドブロックと共重合するか、アミノ化してポリエーテルジアミンに変換し、カルボキシ末端基を有するポリアミドブロックと縮合する。ポリエーテルジオールブロックはポリアミド先駆体および連鎖制限剤と混合してランダムに分散した単位を有するポリアミドブロックとポリエーテルブロックとを含むポリマーにすることもできる。
コポリアミドの例としてはカプロラクタムとラウリルラクタムとのコポリマー(PA6/12)、カプロラクタムとアジピン酸とヘキサメチレンジアミンとのコポリマー(PA6/6-6)、カプロラクタムとラウリルラクタムとアジピン酸とヘキサメチレンジアミンとのコポリマー(PA6/12/6,6)、カプロラクタムとラウリルラクタムと11-アミノウンデカノン酸とアゼライン酸とヘキサメチレンジアミンとのコポリマー(PA6/6,9/11/12)、カプロラクタムとラウリルラクタムと11-アミノウンデカン酸とアジピン酸とヘキサメチレンジアミンとのコポリマー(PA6/6,6/11/12)、およびラウリルラクタムとアゼライン酸とヘキサメチレンジアミンとのコポリマー(PA6,9/12)が挙げられる。好ましいコポリアミドはコポリマー特性が顕著なもの、すなわち各種コモノマーの比率がほぼ等しいコポリアミドで、これによって対応するポリアミドホモポリマーから最もかけ離れた特性が得られる。(C)がポリアミドとポリエーテルブロックとを有する複数のコポリマーのブレンドまたは複数のコポリアミドのブレンドまたはこれらの任意の組み合せであっても本発明の範囲を逸脱するものではない。
この触媒添加ポリアミド(D)は(A)の所で述べたようなポリアミドであるが、無機または有機酸、例えば燐酸のような重縮合触媒を含んでいる。ポリアミド(D)を任意の方法で製造した後に、このポリアミド(D)に触媒を添加することもできる。これはポリアミド(D)の製造で用いた触媒の残りにすることができ、それが容易で且つ好ましい。「触媒添加ポリアミド」はベース樹脂の合成段階が過ぎたその後の段階の本発明組成物の製造時にも化学反応が続くということを意味する。ポリアミド(A)と(B)と(C)とを混合して本発明組成物を調製する際に実質的な重合および/または解重合反応が起こることになる。本出願人は重合(鎖延長)および分岐(例えば燐酸を介した架橋)が起こり続けていると考えているが、この説明に縛られるものではない。これは重合平衡の再平衡、従って一種の均質化へ向かう傾向とみなすことができる。しかし、全ての解重合を防止するためにポリアミドを完全に乾燥するのが望ましく(且つ含水率を正しく制御するのが有利である)。触媒の量は、樹脂(D)に対して5ppm〜15,000ppmの燐酸にすることができる。上記以外の触媒、例えば硼酸では含有率が異なり、ポリアミドの重縮合で一般的な技術に従って選択できる。
上記改質剤はポリアミドまたはポリアミドオリゴマーグラフトを有するポリオレフィン鎖にすることもできる。従って、この改質剤はポリオレフィンおよびポリアミドと親和性がある。
可撓性改質剤の例としては下記が挙げられる:
(1)エチレンと、不飽和エポキシド、必要に応じてさらに不飽和カルボン酸のエステルまたは塩、または、飽和カルボン酸のビニルエステルとのコポリマー、例えばエチレン/酢酸ビニル/グリシジル(メタ)アクリレートコポリマーまたはエチレン/アルキル(メタ)アクリレート/グリシジル(メタ)アクリレートコポリマー。
(2)エチレンと不飽和無水カルボン酸および/または不飽和カルボン酸とのコポリマー(この官能基の一部を金属(Zn)またはアルカリ金属(Li)で中和することもできる)または必要に応じてさらに不飽和カルボン酸のエステルまたは飽和カルボン酸のビニルエステルとのコポリマー。例えばエチレン/酢酸ビニル/無水マレイン酸コポリマーまたはエチレン/アルキル(メタ)アクリレート/無水マレイン酸コポリマーまたはエチレン/ZnまたはLi(メタ)アクリレート/無水マレイン酸コポリマー。
(3)不飽和無水カルボン酸をグラフトまたは共重合した後にモノアミンポリアミド(またはポリアミドオリゴマー)(下記文献に記載の化合物)と縮合したポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレンコポリマー。
(1)エチレン/アルキル(メタ)アクリレート/無水マレイン酸コポリマー、
(2)エチレン/酢酸ビニル/無水マレイン酸コポリマー、
(3)無水マレイン酸をグラフトした後にカプロラクタムのモノアミンポリアミド6またはモノアミンオリゴマーと縮合させたプロピレンが主成分のエチレンプロピレンコポリマー。
このコポリマーはアルキル(メタ)アクリレートを40重量%以下、無水マレイン酸を10重量%以下含むエチレン/アルキル(メタ)アクリレート/無水マレイン酸コポリマーであるのが好ましい。アルキル(メタ)アクリレートはアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、n−アクリル酸ブチル、イソブチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、メタクリル酸メチルおよびメタクリル酸エチルの中から選択することができる。
各種改質剤を混合してそれらの効力を組み合わせるのが有利である。
上記組成物は熱安定剤、酸化防止剤、紫外線安定剤を含むことができる。
(1)脂環式でもよい少なくとも一種のジアミンと、少なくとも一種の芳香族二酸との縮合、必要な場合にはさらにα,ω−アミノカルボン酸、脂肪族二酸、脂肪族ジアミンの中から選択される少なくとも一種のモノマーとの縮合で得られる非晶質ポリアミド(B) 5〜40%
(2)ポリアミドブロックとポリエーテルブロックとのコポリマーおよびコポリアミドの中から選択される可撓性ポリマー(C) 0〜40%
(3)(A)と(B)の相溶化剤(D) 0〜20%
(ただし、(C)+(D)=2〜50%、(B)+(C)+(D)は30%以下ではなく、100重量%の残部は半結晶ポリアミド(A)である)
(B)の比率は10〜40%、好ましくは20〜40%であるのが有利である。(C)+(D)の比率は5〜40%、好ましくは10〜40%であるのが有利である。
非晶質ポリアミド(B)は必要に応じてさらに下記の中から選択される少なくとも一種のモノマーを含むことができる:
α,ω−アミノカルボン酸、
脂肪族二酸、
脂肪族ジアミン。
これらの化合物は上記で既に説明したものである。
(B)の例としては、ビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタン(BMACM)、ラウリルラクタム(L12)およびイソフタル酸およびテレフタル酸(IAおよびTA)を用いる溶融重縮合によって合成される半芳香族ポリアミドPA−12/BMACM、TA/BMACM,IAが挙げられる。(B)が複数の非晶質ポリアミドのブレンドであっても本発明の範囲を逸脱するものではない。
基材はPP(ポリプロピレン)、PA−6またはPA−6,6、スチレンポリマー、例えばABSから成るのが有利であり、その種類によって下側層および任意成分としての中間層は違ってくる。
下側層がポリプロピレンのホモポリマーまたはコポリマーまたはPPベースのアロイまたはブレンドの場合、残りの2層の間の結合層の役目をする中心層は一種または複数のポリマーから成り、無水物、エポキシドまたは酸、好ましくは無水マレイン酸を完全または部分的にグラフトまたは共重合したポリオレフィンまたはコポリオレフィンをベースにする。この中心層は無水物、エポキシドまたは酸、好ましくは無水マレイン酸を完全または部分的にグラフトまたは共重合したポリオレフィンにするのが有利である。ポリオレフィンはPPのホモポリマーまたはコポリマーであるのが好ましい。
さらに別の形態では、中心層はPPを主成分とするのでなく、エチレンとアルキル(メタ)アクリレートとのコポリマーおよびエチレンとアクリル酸または無水マレイン酸またはエポキシとのコポリマーの群の中から選択されるPPに十分に接着するコポリオレフィンで構成される。
変形例では、中心層は存在せず、下側層が無水物、エポキシドまたは酸、好ましくは無水マレイン酸を完全または部分的にグラフトしたポリプロピレンから成る。
下側層の融点、上側層の融点、任意成分としての中心層の融点の範囲は50℃以下、好ましくは25℃以下以内にある。
下側層は最後にフィルムに接着させる基材のポリアミドと同じまたは同様なポリアミドから成るのが有利である。「同様なポリアミド」とは他のポリマーに比べて大部分がこのポリアミドであるブレンドまたは大部分が基材のポリアミドのモノマーと同じモノマーであるコポリマーを意味する。これら全てのポリマーは一般に用いられる添加物を含むことができるということは理解できよう。
基材がPA−6,6とPPO(ポリフェニレンオキシド)とのアロイである場合、下側層はPA−6,6から成るか、大部分がPA−6,6のブレンドから成る。
基材がPA−6から成るか、大部分がPA−6の場合、下側層は大部分がPA−6であるPA−6/ABSブレンドまたは大部分がPA−6であるPA−6/ポリカーボネートブレンドのいずれかから成る。
(1)少なくとも9個の炭素原子を有するラクタムまたはα,ω−アミノ酸の縮合か、少なくとも一方が少なくとも9個の炭素原子を有するジアミンと二酸との縮合のいずれかで得られるポリアミド、および
(2)基材のポリアミドと反応可能な官能基、例えば無水マレイン酸を有する上記以外のポリマー。
例としては、PA−12とエチレン/アルキル(メタ)アクリレート/無水マレイン酸コポリマーとのブレンドが挙げられる。
別の形態では、下側層はポリアミド/ABSアロイである。
中心層は官能化ポリマーで構成され、コポリアミド、ポリアミドブロックとポリエーテルブロックとを含むコポリマー、官能化ポリオレフィンまたはポリアミドと官能化ポリオレフィンとのブレンドまたはスチレンポリマーの中から選択するのが有利である。
コポリアミドは、上側層のポリアミドの≧C9モノマー(すなわち9個以上の炭素原子を含む)と、下側層のポリアミドの≦C8モノマーとで構成される。例えば、上側層がPA−12をベースにし、且つ、下側層がPA−6をベースにしている場合、中心層のコポリアミドはcoPA−6/12(カプロラクタム/ラウリルラクタムコポリマー)である。
別の有利な形態では、コポリアミドは大部分が≧C9モノマーで且つ少量の≦C8モノマーを含む一方のコポリアミドと、大部分が≦C8モノマーで且つ少量の≧C9モノマーを含む他方のコポリアミドの2種のコポリアミドのブレンドであり、これらの2種のコポリアミドは同一の≧C9コモノマーおよび/または同一の≦C8コモノマーを有する。≧C9モノマーは上側層に存在するモノマーで、≦C8モノマーは下側層に存在するモノマーであるのが有利である。
例えば、上側層がPA−12をベースにし且つ下側層がPA−6をベースにしている場合、コポリアミドブレンドは11を多く含むcoPA−11/6(70%のアミノウンデカン酸単位)/6を多く含むcoPA−6/12(70%のカプロラクタム単位)50/50ブレンド(重量表記)にすることができる。
例えば、上側層がPA−12をベースにし且つ下側層がPA−6をベースにしている場合は、コポリアミドブレンドは12を多く含むcoPA−12/6(ラウリルラクタム単位70%)/6を多く含むcoPA−6/12(カプロラクタム単位80%)50/50ブレンド(重量表記)にすることができる。
ポリアミドブロックとポリエーテルブロックとを含むコポリマーは、より正確には、大部分が≧C9モノマーであるポリアミドブロックを有するポリアミドブロックとポリエーテルブロックとを含むコポリマーと、大部分が≦C8モノマーであるポリアミドブロックを有するポリアミドブロックとポリエーテルブロックとを含む別のコポリマーとのブレンドである。ポリエーテルブロックはPTMG(ポリテトラメチレングリコール)から成るのが有利である。
ポリアミドブロックとポリエーテルブロックとを含むコポリマーのブレンドから成る中心層の変形例では、中心層の代わりに2つの互いに隣接する層を用いる。一方の層は大部分が≧C9モノマーであるポリアミドブロックを含むポリアミドブロックとポリエーテルブロックとを含むコポリマーからなる外層に接する層であり、他方の層は大部分が≦C8モノマーであるポリアミドブロックを含むポリアミドブロックとポリエーテルブロックとを含むコポリマーから成る下側層に接する層である。
別の形態では、中心層は無水物、好ましくは無水マレイン酸を完全または部分的にグラフトしたポリプロピレンホモポリマーまたはコポリマー、およびこれらのブレンドおよびアロイから成る群のポリマーから成る。
別の形態では、中心層は無水物を完全または部分的にグラフトするか、または、無水物、好ましくは無水マレイン酸と共重合した、基本的にはPPではない(コ)ポリオレフィンの群の中から選択されたポリマーから成る。
別の形態では、中心層はエチレンと、好ましくは4〜12個の炭素原子を含むアルキル(メタ)アクリレート(例えばブチルアクリレート)と、無水マレイン酸との少なくとも一種のコポリマーから成る。無水物の代わりにアクリル酸を用いても本発明の範囲を逸脱するものではない。
別の形態では、中心層はポリオレフィン、または、オレフィン/酢酸ビニル/無水マレイン酸のコポリマーの群の中から選択されるポリマーから成る。例としては、エチレン/酢酸ビニル/無水マレイン酸のコポリマーが挙げられる。
中心層の官能化ポリマーは無水マレイン酸または隣接する層のPA鎖末端鎖と反応する別の官能基をグラフトしたポリマーから成る。
一つの有利な形態では、中心層は無水マレイン酸または隣接する層のPA鎖末端鎖と反応可能な別の官能基をグラフトしたスチレンポリマーの群の中から選択されるポリマーから成る。例としては水素化されていてもよいSBS型(ポリスチレン/ポリブタジエン/ポリスチレントリブロック)のブロックコポリマーに無水マレイン酸がグラフトされたものが挙げられる。
その一つの有利な形態では、下側層は≦C8 PA(≦C8 PA基材への接着を確実にする)と、その他のポリマー、好ましくはポリオレフィンとのブレンドから成り、このポリマーには上側層の≧C9ポリアミドと反応可能な化学官能基を完全または部分的にグラフトまたは共重合されている。これらの官能基は無水物、エポキシドまたは酸、好ましくは無水マレイン酸である。
例えば、上側層がPA−11をベースにし、下側層がPA−6から成る場合、下側層は65%(重量比率)のPA−6と、25%のHDPEと、10%の無水マレイン酸をグラフトしたポリエチレン(MAH−g−PE)とのブレンドにすることができる。PA−6はPA−11に接着せず、PA−11に接着するのはMAH−g−PEである。
例えば、上側層がPA−11をベースにし、下側層がPA−6から成る場合、下側層は70%(重量比率)の上側層の組成物と、30%のエチレン/ブチルアクリレート/無水マレイン酸コポリマー(PA−11はPA−6に接着せず、PA−6に接着するのはMAHコポリマーである)とのブレンドにすることができる。
例えば、上側層がPA−12をベースにし、基材がPA−6をベースにしている場合、コポリアミドブレンドは12を多く含むcoPA−12/6(70%のラウリルラクタム単位)/6を多く含むcoPA−6/12(70%のカプロラクタム単位)50/50(重量比率)ブレンドにすることができる。
次に、下側層についてさらに詳細に説明する。
下側層はABSまたはMABSから成るのが有利である。別の形態では、下側層はポリカーボネート/ABSブレンドから成る。
中心層はピペラジン類のモノマー、官能化ポリオレフィン、官能化スチレンポリマー、アクリルポリマーまたはポリウレタンを有するポリアミドにすることができる。
ピペラジン類のモノマーを有するポリアミドでの「ピペラジン類のモノマー」とは下記式のジアミンを意味する。
R1はHまたは−Z1−NH2を表し、Z1は15個以下の炭素原子を有するアルキル、シクロアルキルまたはアリールを表し、
R2はHまたは−Z2−NH2を表し、Z2は15個以下の炭素原子を有するアルキル、シクロアルキルまたはアリールを表し、
R1およびR2は同一でも異なっていてもよい)
一つの有利な形態ではピペラジン類のモノマーと、二酸と、ラクタムまたはα,ω−アミノカルボン酸との縮合で得られるコポリアミドである。
中心層の官能化ポリオレフィンは全てに無水マレイン酸がグラフトされたエチレンと、アルキルアクリレートと、カルボニル基を与える第3のモノマーとのコポリマーで構成するのが好ましい。
例えば、上側層がPA−11をベースにし、下側層がABSから成る場合、中心層はMAH−官能化E/BA/CO(無水マレイン酸がグラフトされた、エチレンと、ブチルアクリレートと、一酸化炭素とのコポリマー)から成る。
別の形態では中心層はE/VA/MAH(エチレン/酢酸ビニル/無水マレイン酸)型、または、無水物、エポキシドによってまたは上側層のポリアミドのアミンおよび/または酸の末端鎖と反応可能な別の化学基によって官能化されたE/VA型の一種または複数のコポリマーから成る。
例えば、上側層がPA−11をベースにし、下側層がABSから成る場合、中心層はE/VA/MAH(Orevac(登録商標)9314(10重量%の酢酸ビニル)またはOrevac(登録商標)9304(25重量%の酢酸ビニル))から成る。
例えば、上側層がPA−11をベースにし、下側層がABSから成る場合、中心層はエチレン/MA/GMA(25%MA、8%GMA)コポリマーから成り、GMAはグリシジルメタクリレートを表す。
例えば、上側層がPA−11をベースにし、下側層がABSから成る場合は、中心層はSMA(Bayer(登録商標)Cadon)から成る。SMAはスチレン/無水マレイン酸コポリマーを表す。
中心層のアクリルポリマーは無水マレイン酸またはアクリル酸または上側層のポリアミドのアミンおよび/または酸の末端鎖と反応可能な別の化学基を共重合またはグラフトした一種または複数のアクリルコポリマーから成る。
例えば、上側層がPA−11をベースにし、下側層がABSから成る場合、中心層はPMMA/AA/MAH、すなわち酸官能基と酸無水物官能基(Oroglas HT 121)とを含むPMMAから成る。
例えば、上側層がPA−11をベースにし、下側層がABSから成る場合、中心層はEXL 3847コア−シェルである。
TPUはポリアミドブロックとポリエーテルブロックとを有するコポリマーおよび/またはスチレン樹脂のブレンドでもよい。
例えば、上側層がPA−11をベースにし、下側層がABSから成る場合、中心層はElastollan(登録商標)1185AエーテルベースのTPUである。
一つの有利な形態では、下側層は無水物またはエポキシド、好ましくは無水マレイン酸のようなポリアミドのアミン(またはカルボン酸)基と反応可能な化学基によって完全または部分的に官能化した一種または複数のスチレンポリマー、好ましくはABSまたはSANまたはASA(アクリロニトリル/スチレン/アルキルアクリレートコポリマー)から成る。
例えば、上側層がPA−11をベースにし、基材がABSから成る場合、下側層はABSと無水マレイン酸がグラフトされたABSとのブレンドにすることができる。
別の形態では、下側層は、≧C9ポリアミドと、無水物またはエポキシド、好ましくは無水マレイン酸のようなポリアミドのアミン(またはカルボン酸)基と反応可能な化学基によって完全または部分的に(共重合またはグラフトによって)官能化したエチレンとアルキルアクリレートまたは酢酸ビニル型の極性モノマーとの一種または複数のコポリマー、10〜50%とのブレンドから成る。
例えば、上側層がPA−11をベースにし、基材がABSから成る場合、下側層はE/VA/MAH(25重量%の酢酸ビニルを含むOrevac(登録商標)9304)から成る。
例えば、上側層がPA−11をベースにし、基材がABSから成る場合、下側層は65%のPA−11および35%のcoPA−PIP.10/12(重量比率)から成るブレンドである。
別の形態では、下側層は無水物、例えば無水マレイン酸またはエポキシドまたは上側ポリアミド層のアミンまたは酸の末端鎖と反応可能な任意の他の基と完全または部分的に官能化または共重合されたアルキルアクリレートまたは酢酸ビニルを含む極性コポリオレフィンから成る。アルキルアクリレートまたは酢酸ビニルの含有率が高いのが好ましい。アルキルアクリレートの中では、メチルアクリレートのような軽アクリレートから成るものが好ましい。
例えば、上側層がPA−11をベースにし、基材がABSから成る場合、中心層はエチレン/MA/GMAコポリマー(25%MAと8%GMAとを含む)から成り、GMAはグリシジルメタクリレートを表す。
別の形態では、下側層は必要に応じてポリアミドブロックとポリエーテルブロックとを含むコポリマー、または、ABSまたはMABSと混合した一種または複数のTPUポリマーから成る。
十分に厚いおよび/またはリジッドである完成部品を得るためには、高温で構造体を基材に接着させる。
中心層自体を互いに接着した複数の層にすることもでき、その最外側の層をそれぞれ上側層および下側層と接着させる。
各層のポリマーはシート状に押出できるもの、すなわち、粘性が高く、従って、高分子量であるポリマーから選択するのが有利である。
昇華装飾をする場合には、昇華面を予め火炎−ブラシ処理して基材への接着力を良くするのが好ましい。
本発明構造体の各層の厚さは200/300/100μmである。各厚さは各種の特性をバランスさせるために調整できる。
例えば、可撓性を高めるためには中心層の厚さを厚くすることができ、その逆も可能である。
Claims (22)
- 基材上に下記の(a)の上側層と(b)の下側層の2つの層のみが固定された、上記上側層と下側層の融点またはガラス転移温度の差が25〜50℃以内であり、上記多層構造物が温度の作用下で成形できることを特徴とするポリアミドベースの多層構造物:
(a)2mm厚さのサンプルを560ナノメートルの光で測定したときの透過度または光透過係数(ISO 13468)が50%以上である透明なポリアミドから成る上側層、
(b)上記基材に化学的または物理的に接着可能な下側層。 - 下記の(a)の上側層と、(b)の下側層と、これら上側層と下側層との間に配置される(c)の中間結合層との3層のみからなり、(b)の下側層が基材に固定され、上記上側層と下側層の融点またはガラス転移温度の差が25〜50℃以内であり、上記多層構造物が温度の作用下で成形できることを特徴とする、ポリアミドベースの多層構造物:
(a)2mm厚さのサンプルを560ナノメートルの光で測定したときの透過度または光透過係数(ISO 13468)が50%以上である透明なポリアミドから成る上側層、
(b)上記基材に化学的または物理的に接着可能な下側層。 - 上側層のポリアミドが脂肪族、芳香族、アリール脂肪族および脂環式ジアミンの中から選択される少なくとも一種のジアミンと脂肪族、芳香族、アリール脂肪族および脂環式の二酸の中から選択される少なくとも一種の二酸との縮合で得られ、ジアミンまたは二酸の少なくとも一方が芳香族、アリール脂肪族または脂環式である請求項1または2に記載の多層構造物。
- 上記ポリアミドが下記(1)〜(3)のいずれかの縮合で得られる請求項3に記載の多層構造物:
(1)少なくとも一種の芳香族二酸とジアミン、
(2)少なくとも一種の芳香族二酸とジアミンとラクタム、
(3)少なくとも一種の芳香族二酸とジアミンとα,ω−アミノ酸 - 上側層のポリアミドが芳香族、アリール脂肪族および脂環式ジアミンの中から選択される少なくとも一種のジアミンと少なくとも8個の炭素原子を有する脂肪族二酸との縮合で得られる透明な非晶質ポリアミドである請求項3に記載の多層構造物。
- 上側層のポリアミドが下記(1)〜(4)の中から選択される脂肪族半結晶ポリアミドである請求項1または2に記載の多層構造物:
(1)PA−11、
(2)PA−12、
(3)6〜12個の炭素原子を有する脂肪族ジアミンと9〜12個の炭素原子を有する脂肪族二酸との縮合で得られる脂肪族ポリアミド、
(4)1−アミノウンデカン酸から得られる11単位が90%以上であるか、ラウリルラクタムまたはC12のα、ω−アミノ酸から得られる12単位が90%以上である、1−アミノウンデカン酸とラウリルラクタムまたはC12のα、ω−アミノ酸との縮合で得られる11/12コポリアミド - 上側層のポリアミドがマイクロ結晶性(micro-crystalline)ポリアミドである請求項1または2に記載の多層構造物。
- 上記マイクロ結晶性ポリアミドのTg(ガラス転移温度)が40〜90℃で、Tm(融点)が150〜200℃で、結晶化度(ISO11357に従ってDSCで40℃/分で加熱した時の最初のピーク)が10%以上で、溶融エンタルピー(ISO11357に従ってDSCで40℃/分で加熱した時の最初のピーク)が25J/g以上である請求項7に記載の多層構造物。
- 上記マイクロ結晶性ポリアミドが下記重量組成(合計100重量%)を有する透明な組成物である請求項8に記載の多層構造物:
(1)下記a)〜c)のいずれかの縮合で得られる非晶質ポリアミド(B) 5〜40%:
a)脂環式ジアミンおよび脂肪族ジアミンの中から選択される少なくとも一種のジアミンと、脂環式二酸および脂肪族二酸の中から選択される少なくとも一種の二酸、ただし、ジアミンまたは二酸の少なくとも一方は脂環式化合物、
b)脂環式のα、ω−アミノカルボン酸、
c)上記2つの可能な組み合せ
(2)ポリアミドブロックとポリエーテルブロックとを有するコポリマーおよびコポリアミドの中から選択されるポリアミド(C) 0〜40%
(3)(A)と(B)の相溶化剤(D) 0〜20%
(4)改質剤(M) 0〜40%
ただし、(C)+(D)+(M)=0〜50%
(5)残部は全体を100%にする量の半結晶ポリアミド(A)。 - マイクロ結晶性ポリアミドが、下記重量組成(合計100重量%)を有する透明な組成物である請求項8に記載の多層構造物:
(1)少なくとも一種のジアミンと、少なくとも一種の芳香族二酸との縮合で得られる非晶質ポリアミド(B) 5〜40%
(2)ポリアミドブロックとポリエーテルブロックとのコポリマーおよびコポリアミドの中から選択されるポリマー(C) 0〜40%
(3)(A)と(B)の相溶化剤(D) 0〜20%
ただし、(C)+(D)=2〜50%、(B)+(C)+(D)は30%以下ではなく、100%の残部は半結晶ポリアミド(A)である。 - ポリアミド(A)がPA−11またはPA−12である請求項9または10に記載の多層構造物。
- 上側層のポリアミドの鎖末端の比[NH2]/[COOH]が1以上である請求項1〜11のいずれか一項に記載の多層構造物。
- 上側層のポリアミドの透明性が高く、2mm厚さのサンプルを560ナノメートルの光で測定したときの透過度または光透過係数(ISO 13468参照)が80%以上である請求項1〜12のいずれか一項に記載の多層構造物。
- 熱成形時の加熱下での上側層と下側層の融点またはガラス転移温度の差が25〜50℃以内である請求項1〜13のいずれか一項に記載の多層構造物。
- 上側層と下側層の融点またはガラス転移温度の差が25〜50℃以内で、熱成形時の加熱下(熱成形操作時の温度条件下で)での上側層と下側層の厚さが組立体全体の熱成形性を損なわない薄さである請求項1〜14のいずれか一項に記載の多層構造物。
- 上側層と下側層との間に中間結合層を有する請求項1〜15のいずれか一項に記載の多層構造物。
- 熱成形または多色成形用である請求項1〜16のいずれか一項に記載の多層構造物。
- 上記ポリアミドが芳香族、アリール脂肪族および脂環式ジアミンの中から選択される少なくとも一種のジアミンと、少なくとも9個の炭素原子を有する脂肪族二酸との縮合で得られる透明な非晶質ポリアミドである請求項5および12〜17のいずれか一項に記載の多層構造物。
- 上記非晶質ポリアミド(B)が下記a)〜d)のいずれかの縮合で得られる請求項9および11〜17のいずれか一項に記載の多層構造物:
a)脂環式ジアミンおよび脂肪族ジアミンの中から選択される少なくとも一種のジアミンと、脂環式二酸および脂肪族二酸の中から選択される少なくとも一種の二酸、ただし、ジアミンまたは二酸の少なくとも一方は脂環式化合物、
b)脂環式のα、ω−アミノカルボン酸、
c)上記2つの可能な組み合せ、
d)α、ω−アミノカルボン酸またはその対応ラクタム、脂肪族二酸および脂肪族ジアミンの中から選択される少なくとも一種のモノマー - 上記非晶質ポリアミド(B)で使用する少なくとも一種のジアミンが脂環式ジアミンである請求項10〜17のいずれか一項に記載の多層構造物。
- 上記非晶質ポリアミド(B)が少なくとも一種のジアミンと、少なくとも一種の芳香族二酸と、下記(a)〜(c)から選択される少なくとも一種と縮合で得られる請求項11〜16および20のいずれか一項に記載の多層構造物:
(a)脂環式のα、ω−アミノカルボン酸、
(b)脂肪族二酸
(c)脂肪族ジアミン - 請求項1〜21のいずれか一項に記載の多層構造物で被覆された基材から成形によって得られる物品であって、上記基材がPP(ポリプロピレン)から成るか、PA−6またはPA−6,6から成るか、スチレンポリマーから成ることを特徴とする物品。
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