WO2017159418A1 - ポリアミド樹脂組成物および成形品 - Google Patents
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Classifications
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- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
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- C08L77/06—Polyamides derived from polyamines and polycarboxylic acids
Definitions
- the present invention relates to a polyamide resin composition and a molded article using the polyamide resin composition.
- Patent Document 1 discloses a sliding member comprising a polyamide resin composition containing 100 parts by mass of a polyamide comprising a terephthalic acid component and a 1,10-decanediamine component and 0.5 to 60 parts by mass of a sliding property improving material. (Sliding parts) is disclosed.
- sliding parts fibrous fillers are bundled in a state where they are aligned in the length direction, and the bundle of fibrous fillers is impregnated in a melted state and integrated, and then a length of 5 to 15 mm is obtained.
- a resin composition comprising a resin-impregnated fiber bundle cut into lengths, and the polyamide is an aromatic polyamide obtained from an aromatic dicarboxylic acid and an aliphatic diamine or an aliphatic dicarboxylic acid and an aromatic diamine, and the fibrous filling
- the material is selected from carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, and basalt fiber, and in the wear test using the resin composition, it can be confirmed that the skin is not turned up by visual observation.
- a body-use resin composition is disclosed.
- a sliding part using a polyamide resin needs to have excellent wear resistance.
- the mechanical strength may be inferior.
- the present invention aims to solve such problems, and can maintain a high mechanical strength and can provide a molded article having excellent wear resistance, and the polyamide resin. It aims at providing the molded article using a composition.
- ⁇ 1> (A) a polyamide resin, (B) a polyolefin wax, (C) at least one metal salt selected from an alkali metal salt and an alkaline earth metal salt, -1) A polyamide resin composition comprising a semi-aromatic polyamide resin.
- the (a-1) semi-aromatic polyamide resin is composed of a structural unit derived from diamine and a structural unit derived from dicarboxylic acid, and 70 mol% or more of the structural unit derived from diamine is metaxylylenediamine and para ⁇ 1 which is derived from at least one of xylylenediamine and 70 mol% or more of the structural unit derived from dicarboxylic acid contains a polyamide resin derived from ⁇ , ⁇ -linear aliphatic dicarboxylic acid having 4 to 20 carbon atoms, >
- the polyamide resin composition as described in> is composed of a structural unit derived from diamine and a structural unit derived from dicarboxylic acid, and 70 mol% or more of the structural unit derived from diamine is metaxylylenediamine and para ⁇ 1 which is derived from at least one of xylylenediamine and 70 mol% or more of the structural unit derived from dicarboxylic acid contains a polyamide
- ⁇ 3> The polyamide resin composition according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein the metal salt (C) is a particle having an aspect ratio of less than 5.
- the metal salt (C) is a carbonate.
- ⁇ 5> The polyamide resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein the metal salt (C) is an alkaline earth metal salt.
- ⁇ 6> The polyamide resin according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the content of the (B) polyolefin wax is 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the (A) polyamide resin. Composition.
- the content of the (B) polyolefin wax is 1 to 50 masses per 100 mass parts of the (A) polyamide resin.
- Part of a polyamide resin composition Part of a polyamide resin composition.
- ⁇ 9> The polyamide resin composition according to ⁇ 8>, wherein the polyamide resin having a melting point higher than that of the (a-2) (a-1) semi-aromatic polyamide resin is polyamide 66.
- ⁇ 10> The polyamide resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 9>, further comprising an inorganic filler in a ratio of 10 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the (A) polyamide resin.
- ⁇ 11> The polyamide resin composition according to ⁇ 10>, wherein the inorganic filler is glass fiber.
- ⁇ 12> The polyamide resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 11>, further comprising a nucleating agent at a ratio of 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the (A) polyamide resin. .
- the (A) polyamide resin further comprises (a-3) an aliphatic polyamide resin having a melting point lower than that of the (a-1) semi-aromatic polyamide resin and a glass transition temperature of 20 ° C. or lower.
- ⁇ 15> A molded article formed from the polyamide resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 14>.
- ⁇ 16> The molded article according to ⁇ 15>, which is a sliding component.
- the present invention makes it possible to provide a polyamide resin composition capable of providing a molded article excellent in wear resistance while maintaining high mechanical strength, and a molded article using the polyamide resin composition.
- the polyamide resin composition of the present invention comprises (A) a polyamide resin, (B) a polyolefin wax, and (C) at least one metal salt selected from an alkali metal salt and an alkaline earth metal salt.
- the polyamide resin comprises (a-1) a semi-aromatic polyamide resin.
- the (A) polyamide resin in the present invention includes (a-1) a semi-aromatic polyamide resin.
- the semi-aromatic polyamide resin is composed of a structural unit derived from a diamine and a structural unit derived from a dicarboxylic acid, and 30 to 70 mol% of the total structural unit of the structural unit derived from the diamine and the structural unit derived from the dicarboxylic acid.
- the structural unit includes an aromatic ring, and 40 to 60 mol% of the total structural unit of the structural unit derived from diamine and the structural unit derived from dicarboxylic acid is preferably a structural unit including an aromatic ring.
- Examples of the semi-aromatic polyamide resin used in the present invention include polyhexamethylene terephthalamide (polyamide 6T), polyhexamethylene isophthalamide (polyamide 6I), polyamide 66 / 6T, polyxylylene adipamide, and polyxylylenese.
- Examples include bacamide, polyxylylene decamide, polyamide 9T, polyamide 9MT, and polyamide 6I / 6T.
- polyamide resins As described above, from the viewpoint of moldability and heat resistance, it is composed of a structural unit derived from diamine and a structural unit derived from dicarboxylic acid, and 70 mol% or more of the structural unit derived from diamine is metaxylylenediamine. And a polyamide resin derived from at least one of paraxylylenediamine, wherein 70 mol% or more of the structural unit derived from dicarboxylic acid is derived from an ⁇ , ⁇ -linear aliphatic dicarboxylic acid having 4 to 20 carbon atoms (hereinafter referred to as “polyamide resin”). It is preferably “XD polyamide”.
- XD polyamide is 70 mol% or more, preferably 80 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, and still more preferably 95 mol% or more of the structural unit derived from diamine, at least metaxylylenediamine and paraxylylenediamine.
- One of the structural units derived from the dicarboxylic acid is 70 mol% or more, preferably 80 mol% or more, more preferably 90 mol%, still more preferably 95 mol% or more, ⁇ , having 4 to 20 carbon atoms, Derived from ⁇ -linear aliphatic dicarboxylic acids.
- XD polyamide is preferably 50 mol% or more, more preferably 60 mol% or more of a structural unit derived from diamine, which is a structural unit derived from metaxylylenediamine.
- diamines other than metaxylylenediamine and paraxylylenediamine that can be used as raw material diamine components for XD polyamides include tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, 2-methylpentanediamine, hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, octane Aliphatic diamines such as methylenediamine, nonamethylenediamine, decamethylenediamine, dodecamethylenediamine, 2,2,4-trimethyl-hexamethylenediamine, 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine, 1,3-bis (amino Methyl) cyclohexane, 1,4-bis (aminomethyl) cyclohexane, 1,3-diaminocyclohexane, 1,4-diaminocyclohexane, bis (4-aminocyclohexyl) methane, 2,2-bis ( --Aminocyclohexyl
- Preferred ⁇ , ⁇ -linear aliphatic dicarboxylic acids having 4 to 20 carbon atoms for use as a raw material dicarboxylic acid component of polyamide resin include, for example, succinic acid, glutaric acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, adipic acid Examples thereof include aliphatic dicarboxylic acids such as sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid and the like, and one or a mixture of two or more can be used.
- the melting point of the polyamide resin is suitable for molding processing Since it becomes a range, adipic acid or sebacic acid is preferable and adipic acid is more preferable.
- dicarboxylic acid component other than the ⁇ , ⁇ -linear aliphatic dicarboxylic acid having 4 to 20 carbon atoms examples include phthalic acid compounds such as isophthalic acid, terephthalic acid and orthophthalic acid, 1,2-naphthalenedicarboxylic acid, 3-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 1,5-naphthalenedicarboxylic acid, 1,6-naphthalenedicarboxylic acid, 1,7-naphthalenedicarboxylic acid, 1,8-naphthalenedicarboxylic acid, 2,3- Examples thereof include naphthalenedicarboxylic acids such as isomers such as naphthalenedicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, and 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, and one kind or a mixture of two or more kinds can be used.
- phthalic acid compounds such as isophthalic acid,
- dicarboxylic acid component other than an ⁇ , ⁇ -linear aliphatic dicarboxylic acid having 4 to 20 carbon atoms is used, it is preferably less than 20 mol% of the structural units derived from the dicarboxylic acid, and it should be 10 mol% or less. Is more preferable.
- the structural unit is composed mainly of a structural unit derived from diamine and a structural unit derived from dicarboxylic acid, but other structural units are not completely excluded. Lactams such as ⁇ -caprolactam and laurolactam, aminocaproic acid Needless to say, structural units derived from aliphatic aminocarboxylic acids such as aminoundecanoic acid may be included.
- the main component means that (a-1) the sum of the structural unit derived from diamine and the structural unit derived from dicarboxylic acid in the semi-aromatic polyamide resin is the largest component among all the structural units.
- the total of the structural unit derived from diamine and the structural unit derived from dicarboxylic acid in the (a-1) semi-aromatic polyamide resin preferably accounts for 90% or more of the total structural units, and preferably accounts for 95% or more. More preferred.
- the melting point of the semi-aromatic polyamide resin is preferably 150 to 310 ° C, more preferably 180 to 300 ° C, and further preferably 180 to 250 ° C.
- the glass transition temperature of the (a-1) semi-aromatic polyamide resin is preferably 50 to 100 ° C., more preferably 55 to 100 ° C., and particularly preferably 60 to 100 ° C. Within this range, the heat resistance of the molded product tends to be better.
- the semi-aromatic polyamide resin preferably has a lower limit of the number average molecular weight (Mn) of 6,000 or more, more preferably 8,000 or more, and 10,000 or more. Is more preferably 15,000 or more, even more preferably 20,000 or more, and even more preferably 22,000 or more.
- the upper limit of the Mn is preferably 35,000 or less, more preferably 30,000 or less, further preferably 28,000 or less, and further preferably 26,000 or less. Within such a range, the heat resistance, elastic modulus, dimensional stability, and moldability become better.
- the (a-1) semi-aromatic polyamide resin preferably has a molecular weight distribution (weight average molecular weight / number average molecular weight (Mw / Mn)) of 1.8 to 3.1.
- the molecular weight distribution is more preferably 1.9 to 3.0, still more preferably 2.0 to 2.9. By setting the molecular weight distribution in such a range, a three-dimensional structure excellent in mechanical properties tends to be easily obtained.
- the molecular weight distribution of the semi-aromatic polyamide resin can be adjusted, for example, by appropriately selecting the polymerization reaction conditions such as the type and amount of the initiator and catalyst used during the polymerization, and the reaction temperature, pressure, and time. . It can also be adjusted by mixing a plurality of types of polyamide resins having different average molecular weights obtained under different polymerization conditions, or by separately precipitating the (a-1) semi-aromatic polyamide resin after polymerization.
- the number average molecular weight and the weight average molecular weight can be determined by GPC measurement. Specifically, two instruments, “HLC-8320GPC” manufactured by Tosoh Corporation, and two “TSK gel Super HM-H” manufactured by Tosoh Corporation are used as columns. Used, eluent sodium trifluoroacetate concentration 10 mmol / L hexafluoroisopropanol (HFIP), resin concentration 0.02 mass%, column temperature 40 ° C., flow rate 0.3 mL / min, refractive index detector (RI) conditions And can be determined as a standard polymethyl methacrylate equivalent value. A calibration curve is prepared by dissolving 6 levels of PMMA in HFIP.
- the lower limit of the content of the (a-1) semi-aromatic polyamide resin in the polyamide resin composition of the present invention is preferably 10% by mass or more, more preferably 30% by mass or more in the (A) polyamide resin. It is further preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, even more preferably 75% by mass or more, and may be 80% by mass or more.
- the upper limit of the content is 100% by mass or less, and preferably 95% by mass or less.
- the (A) polyamide resin in the present invention may contain only one kind of (a-1) semi-aromatic polyamide resin, or may contain two or more kinds. When 2 or more types are included, the total amount is preferably within the above range.
- the (A) polyamide resin in the present invention may contain a polyamide resin having a higher melting point than the (a-1) semi-aromatic polyamide resin (hereinafter sometimes referred to as “(a-2) polyamide resin”). .
- the (a-2) polyamide resin has a higher melting point than the (a-1) semi-aromatic polyamide resin, but it is preferably 10 ° C. or higher, more preferably 20 ° C. or higher.
- the difference in melting point between the (a-2) polyamide resin and the (a-1) semi-aromatic polyamide resin is preferably 60 ° C.
- the polyamide resin composition of the present invention contains two or more kinds of (a-1) semi-aromatic polyamide resins, or contains two or more kinds of (a-2) polyamide resins
- at least one (a- 1) A semi-aromatic polyamide resin and at least one (a-2) polyamide resin may satisfy the above relationship.
- (a-1) the semi-aromatic polyamide resin is preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, further preferably 98% by mass or more
- (a-2) the polyamide resin is preferably 90% by mass.
- the difference in glass transition temperature between the (a-2) polyamide resin and the (a-1) semi-aromatic polyamide resin is preferably 60 ° C. or less, and more preferably 35 ° C. or less.
- the melting point of the polyamide resin is preferably 180 to 300 ° C, more preferably 190 to 290 ° C, and further preferably 200 to 280 ° C.
- the glass transition temperature of the (a-2) polyamide resin is preferably 30 to 120 ° C., more preferably 35 to 100 ° C., and particularly preferably 40 to 80 ° C.
- the lower limit of the number average molecular weight (Mn) is preferably 6,000 or more, more preferably 8,000 or more, and further preferably 10,000 or more. 15,000 or more, more preferably 20,000 or more, and even more preferably 22,000 or more.
- the upper limit of the Mn is preferably 35,000 or less, more preferably 30,000 or less, further preferably 28,000 or less, and further preferably 26,000 or less.
- the polyamide resin is preferably polyamide 46, polyamide 66, polyamide 610, polyamide 612, polyamide 11, or polyamide 12, and more preferably polyamide 66. Further, depending on the type of (a-1) semi-aromatic polyamide resin, polyamide 6 or the like can also be used.
- Polyamide 66 includes UBE nylon 2015B, 2020B and 2026B (trade names) manufactured by Ube Industries, Amilan CM3007, CM3001, CM3001-N, CM3006, CM3301, CM3304, CM3004 (trade names) manufactured by Toray Industries, Asahi Kasei Leona 1200S, 1300S, 1500, 1700 (trade name) manufactured by BASF, Ultramid 1000, 1003, A3, N322, A3X2G5 (trade name) manufactured by BASF, GRILON AS series, AZ series, AR, AT series manufactured by EMS ( Trade name), Zytel 101, 103, 42A, 408 (trade name) manufactured by DuPont.
- Ube Industries Amilan CM3007, CM3001, CM3001-N, CM3006, CM3301, CM3304, CM3004 (trade names) manufactured by Toray Industries, Asahi Kasei Leona 1200S, 1300S, 1500, 1700 (trade name) manufactured by BASF,
- the lower limit of the content of the (a-2) polyamide resin in the polyamide resin composition of the present invention is preferably 1% by mass or more, and preferably 3% by mass or more in the (A) polyamide resin when blended. Is more preferably 5% by mass or more, still more preferably 8% by mass or more, and still more preferably 10% by mass or more.
- the upper limit of the content is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, further preferably 30% by mass or less, and particularly preferably 20% by mass or less. However, the total amount of (a-1) semi-aromatic polyamide resin and (a-2) polyamide resin does not exceed 100% by mass.
- the (A) polyamide resin in the present invention may contain only one kind of (a-2) polyamide resin, or may contain two or more kinds. When 2 or more types are included, the total amount is preferably within the above range.
- the (A) polyamide resin in the present invention is an aliphatic polyamide resin (hereinafter referred to as “(a-3)) having a melting point lower than that of the (a-1) semi-aromatic polyamide resin and a glass transition temperature of 20 ° C. or higher.
- Low melting point aliphatic polyamide resin ”).
- the (a-3) low melting point aliphatic polyamide resin has a melting point lower than that of the (a-1) semi-aromatic polyamide resin, but is preferably 10 ° C. or more, more preferably 15 ° C. or more.
- the difference in melting point between the (a-3) low melting point aliphatic polyamide resin and the (a-1) semi-aromatic polyamide resin is preferably within 30 ° C.
- the (a-3) low melting point aliphatic polyamide resin has a glass transition temperature of 20 ° C. or more lower than that of the (a-1) semi-aromatic polyamide resin, preferably 25 ° C. or more, more preferably 26 ° C. or more. preferable.
- the difference in glass transition temperature between the (a-3) low melting point aliphatic polyamide resin and the (a-1) semi-aromatic polyamide resin is preferably within 35 ° C.
- the polyamide resin composition of the present invention contains two or more (a-1) semi-aromatic polyamide resins, or two or more (a-3) low melting point aliphatic polyamide resins, at least one The (a-1) semi-aromatic polyamide resin and at least one (a-3) low melting point aliphatic polyamide resin should satisfy the above relationship.
- (a-1) the semi-aromatic polyamide resin is preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, and still more preferably 98% by mass or more. Is preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, and still more preferably 98% by mass or more, satisfying the above relationship.
- the melting point of the low melting point aliphatic polyamide resin is preferably 180 to 300 ° C., more preferably 190 to 290 ° C., and further preferably 200 to 280 ° C.
- the glass transition temperature of the (a-3) low melting point aliphatic polyamide resin is preferably 30 to 120 ° C, more preferably 35 to 100 ° C, and particularly preferably 40 to 80 ° C.
- the lower limit of the number average molecular weight (Mn) is preferably 4,000 or more, more preferably 4,000 or more, and 5,000 or more. Is more preferably 7,000 or more, still more preferably 8,000 or more, and still more preferably 10,000 or more.
- the upper limit of Mn is preferably 20,000 or less, more preferably 17,000 or less, further preferably 15,000 or less, and further preferably 13,000 or less.
- aliphatic polyamide resin means that 60% or more of the structural units constituting the polyamide resin are aliphatic derived structural units, and preferably 60% or more of the structural units are aliphatic derived structural units. More preferably, 80% or more of the structural units are aliphatic-derived structural units, more preferably 90% or more of the structural units are aliphatic-derived structural units, and more preferably 95% or more of the structural units. It means a structural unit derived from an aliphatic group.
- the (a-3) low melting point aliphatic polyamide resin is appropriately selected in relation to the (a-1) semi-aromatic polyamide resin.
- Polyamide 6, polyamide 46, polyamide 66, polyamide 610, polyamide 612, polyamide 11 And polyamide 12 is preferred, and polyamide 6 is more preferred.
- Polyamide 6 includes DuPont's Zytel 1011FB (trade name), Ube Nylon 1011B, 1015B, 1022B, 1018SE (trade name), and Toray Industries' Amilan CM1007, CM1017, CM1021, CM1026, CM1014. (Trade name), Ultramid 8200, 8202, 8270, B27, B3K, B3S, 8232G (trade name) manufactured by BASF, GRILON BS series, BZ series, BRZ series (trade name) manufactured by EMS.
- the lower limit of the content of the (a-3) low melting point aliphatic polyamide resin in the polyamide resin composition of the present invention is preferably 10% by mass or more, and more preferably 15% by mass or more in the (A) polyamide resin. Is more preferable.
- the upper limit of the content is preferably 70% by mass or less, more preferably 60% by mass or less, and may be 50% by mass or less.
- the (A) polyamide resin in the present invention may contain only one (a-3) low melting point aliphatic polyamide resin, or may contain two or more. When 2 or more types are included, the total amount is preferably within the above range.
- the (A) polyamide resin in the present invention may contain one or more polyamide resins other than the polyamide resins (a-1) to (a-3).
- the total amount of (a-1) semi-aromatic polyamide resin and (a-2) polyamide resin preferably accounts for 90% by mass or more of (A) polyamide resin, and is 95% by mass. More preferably, it occupies 99% by mass or more.
- the ratio of (a-1) / (a-2), which is the mass ratio of (a-1) semi-aromatic polyamide resin and (a-2) polyamide resin is 1.0-10. 0.0 is preferable, and 3.0 to 8.0 is more preferable. By setting it as such a ratio, the heat-deformation temperature of a resin composition can be improved more, without impairing the low water absorption characteristic of a semi-aromatic polyamide resin significantly.
- Another example of the embodiment of the present invention is a form in which (a-3) a low melting point aliphatic polyamide resin is blended.
- the total amount of (a-1) semi-aromatic polyamide resin, (a-2) polyamide resin and (a-3) low melting point aliphatic polyamide resin is 90% by mass or more of (A) polyamide resin. It is preferable to occupy, more preferably 95% by mass or more, and even more preferably 99% by mass or more.
- (a-1) / (a-3) which is a mass ratio of (a-1) semi-aromatic polyamide resin and (a-3) low melting point aliphatic polyamide resin, is 0.5 to 5 0.0 is preferred. By setting such a ratio, the specific wear amount tends to be smaller.
- the lower limit of the total amount of (A) polyamide resin in the polyamide resin composition of the present invention is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, and further preferably 25% by mass or more. Preferably, it is more preferably 30% by mass or more.
- the upper limit of the total amount is preferably 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less, further preferably 60% by mass or less, and further preferably 50% by mass or less, It is more preferable that it is 45 mass% or less, and it is still more preferable that it is 40 mass% or less.
- the polyamide resin composition of the present invention contains a polyolefin wax.
- the friction coefficient of the resin composition can be reduced, and the wear of the material sliding surface can be reduced.
- polyolefin waxes include low molecular weight polyethylene, low molecular weight polyethylene copolymers, or modified polyethylene wax into which polar groups have been introduced by oxidatively or acid-modifying them. Further, when the modified polyethylene wax having a polar group introduced by oxidation modification or acid modification is blended in an amount of 1 to 10% by mass of the (B) polyolefin wax, the dispersibility in the polyamide resin can be improved. More preferable.
- the number average molecular weight (Mn) of the polyolefin wax may be appropriately selected and determined, but is preferably less than 20000, more preferably 500 to 15000, still more preferably 1000 to 10,000, and more preferably 1000 to 9000. It is particularly preferred. Mn of the polyolefin wax can be measured by gel permeation chromatography (GPC).
- the polyolefin wax used in the present invention preferably has a melting point of 60 to 145 ° C.
- polyolefin wax examples include polyethylene wax, polypropylene wax, oxidized polyethylene wax, acid-modified polyethylene wax, and acid-modified polypropylene wax.
- examples of commercially available polyolefin waxes include 800P, 400P, 200P, 100P, 720P, 420P, 320P, 405MP, 320MP, 4051E, 2203A, 1140H, NL800, NP055, NP105, "Mitsui High Wax” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.
- NP505, NP805, 1105A, 2203A, NP0555A, and the like can be used.
- the content of the polyolefin wax in the polyamide resin composition of the present invention is preferably 1 part by mass or more, more preferably 3 parts by mass or more, with respect to 100 parts by mass of the (A) polyamide resin. More preferably, it is more preferably 5 parts by mass or more, still more preferably 7 parts by mass or more, and even more preferably 9 parts by mass or more.
- the upper limit of the content is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 30 parts by mass or less, further preferably 25 parts by mass or less, and further preferably 20 parts by mass or less, More preferably, it is 15 parts by mass or less.
- the polyamide resin composition of the present invention may contain only one type of polyolefin wax, or may contain two or more types. When 2 or more types are included, the total amount is preferably within the above range.
- the polyamide resin composition of the present invention contains at least one metal salt selected from alkali metal salts and alkaline earth metal salts.
- the metal salt used in the present invention is preferably an alkaline earth metal salt.
- the alkali metal include sodium and potassium.
- the alkaline earth metal include calcium, magnesium and barium, and calcium or barium is preferable.
- the metal salt is preferably a carbonate such as calcium carbonate, magnesium carbonate or barium carbonate, and a sulfate such as calcium sulfate or magnesium sulfate, more preferably a carbonate, still more preferably calcium carbonate or barium carbonate, Calcium carbonate is more preferred.
- the particle diameter of the metal salt is preferably 0.1 to 50 ⁇ m, more preferably 0.5 to 30 ⁇ m, and even more preferably 1 to 10 ⁇ m.
- the metal salt used in the present invention is preferably particles having an aspect ratio of less than 5. By setting it as such an aspect ratio, a metal salt approaches spherical shape and the effect of this invention is achieved more effectively.
- NS100 manufactured by Nitto Flour Industry Co., Ltd. is exemplified.
- the content of the metal salt in the polyamide resin composition of the present invention is preferably 1 part by mass or more, more preferably 3 parts by mass or more, with respect to 100 parts by mass of the (A) polyamide resin. It is further preferably 4 parts by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, still more preferably 6 parts by mass or more, and still more preferably 9 parts by mass or more.
- the upper limit of the content is preferably 100 parts by mass or less, more preferably 50 parts by mass or less, further preferably 30 parts by mass or less, and further preferably 25 parts by mass or less, It is still more preferable that it is 20 mass parts or less, and 15 mass parts or less are still more preferable.
- the polyamide resin composition of the present invention may contain only one type (C) of the metal salt, or may contain two or more types. When 2 or more types are included, the total amount is preferably within the above range.
- the polyamide resin composition of the present invention preferably contains an inorganic filler for the purpose of reinforcing the polyamide resin composition and improving rigidity, heat resistance, dimensional stability, and the like.
- an inorganic filler for the purpose of reinforcing the polyamide resin composition and improving rigidity, heat resistance, dimensional stability, and the like.
- fibrous form, plate shape, granular form, and needle shape may be sufficient, fibrous form is preferable.
- the inorganic filler in the present invention is intended to exclude a nucleating agent and a metal salt described later.
- the inorganic filler include, for example, inorganic fillers mainly composed of glass (glass fibers, glass flakes, glass beads, milled fibers), alumina fibers, and carbon fibers, and inorganic fillers mainly composed of glass.
- An agent is more preferable, and glass fiber is still more preferable.
- Glass fibers preferably used in the present invention preferably have a number average fiber diameter of 20 ⁇ m or less, and those having a number average fiber diameter of 1 to 15 ⁇ m further increase the balance of physical properties (heat resistance rigidity, impact strength) and further improve the molding warp. This is preferable in terms of further reduction.
- the composition of the raw material glass is preferably non-alkali, and examples thereof include E glass, C glass, and S glass. In the present invention, E glass is preferably used.
- the glass fiber is surface-treated with a surface treatment agent such as a silane coupling agent such as ⁇ -methacryloxypropyltrimethoxysilane, ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane, and ⁇ -aminopropyltriethoxysilane. Is preferred.
- the adhesion amount of the surface treatment agent is preferably 0.01 to 1% by mass of the glass fiber.
- a lubricant such as a fatty acid amide compound, silicone oil, an antistatic agent such as a quaternary ammonium salt, a resin having a film forming ability such as an epoxy resin or a urethane resin, a resin having a film forming ability and a heat What was surface-treated with a mixture of a stabilizer, a flame retardant, etc. can also be used.
- the content thereof is preferably 10 parts by mass or more, and 50 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the (A) polyamide resin. More preferably, it is more preferably 75 parts by mass or more, still more preferably 100 parts by mass or more, still more preferably 130 parts by mass or more, and even more preferably 150 parts by mass or more. .
- the upper limit of the content is preferably 200 parts by mass or less, more preferably 190 parts by mass or less, and further preferably 185 parts by mass or less.
- the polyamide resin composition of the present invention may contain only one kind of inorganic filler, or may contain two or more kinds. When 2 or more types are included, the total amount is preferably within the above range.
- the polyamide resin composition of the present invention may contain a nucleating agent in order to increase the crystallization rate and improve the moldability.
- the kind of the nucleating agent is not particularly limited, but talc, boron nitride, mica, kaolin, calcium carbonate, barium sulfate, silicon nitride, potassium titanate and molybdenum disulfide are preferable, and talc and boron nitride are more preferable. Talc is more preferable.
- the average particle diameter of the nucleating agent is preferably 4 to 10 ⁇ m.
- the content thereof is preferably 0.1 to 10 parts by mass, and 0.5 to 8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the (A) polyamide resin. Is more preferably 1 to 5 parts by mass.
- the polyamide resin composition of the present invention may contain only one kind of nucleating agent, or may contain two or more kinds. When 2 or more types are included, the total amount is preferably within the above range.
- the polyamide resin composition of the present invention may contain a black colorant.
- the black colorant used in the present invention include carbon black.
- the details of carbon black can be referred to the description in paragraph 0021 of JP2011-57977A, the contents of which are incorporated herein.
- a black colorant such as carbon black
- the description in paragraphs 0038 to 0042 of JP-A-2011-57977 can be taken into consideration when producing the polyamide resin composition.
- the contents are incorporated herein.
- the carbon black used in the present invention preferably has a DBP oil absorption of 40 to 60 g / cm 3 .
- the lower limit of the content is preferably 0.1 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of the (A) polyamide resin, and 0.5 parts by mass. More preferably, it is 0.6 parts by mass or more, still more preferably 0.8 parts by mass or more, and even more preferably 1 part by mass or more.
- the upper limit of the content of the black colorant is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 8 parts by mass or less, and 6 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the (A) polyamide resin. More preferably.
- the polyamide resin composition of the present invention may contain only one kind of black colorant, or may contain two or more kinds. When 2 or more types are included, the total amount is preferably within the above range.
- the polyamide resin composition of the present invention may contain other additives that can be generally used for the polyamide resin as long as the gist of the present invention is not impaired.
- Such other additives include resins other than polyamide resins, mold release agents, lubricants, stabilizers, flame retardants, fluorescent bleaching agents, plasticizers, antioxidants, ultraviolet absorbers, antistatic agents, flow Examples thereof include property improvers.
- the total content of other additives is preferably 5% by mass or less of the polyamide resin composition.
- the details of these additives can be referred to the descriptions in JP2011-57977A and JP2015-129244A, the contents of which are incorporated herein.
- examples of other resins include polyester resins, polyphenylene sulfide resins, polyphenylene ether resins, polycarbonate resins, polyarylate resins, phenol resins, and epoxy resins.
- the manufacturing method of the polyamide resin composition of the present invention is not particularly defined, and a wide variety of known manufacturing methods of thermoplastic resin compositions can be employed. Specifically, each component is mixed in advance using various mixers such as a tumbler and a Henschel mixer, and then melt kneaded with a Banbury mixer, roll, Brabender, single screw extruder, twin screw extruder, kneader, etc. Thus, a polyamide resin composition can be produced.
- the polyamide resin composition can be produced without mixing each component in advance, or by mixing only a part of the components in advance, supplying the mixture to an extruder using a feeder, and melt-kneading the mixture.
- a resin composition obtained by mixing some components in advance, supplying them to an extruder and melt-kneading is used as a master batch, and this master batch is mixed with the remaining components again and melt-kneaded.
- a polyamide resin composition can also be produced.
- a molded product formed from the polyamide resin composition of the present invention will be described.
- the pellets obtained by pelletizing the polyamide resin composition of the present invention are molded into various molded products by various molding methods.
- the resin composition melt-kneaded with an extruder can be directly molded into a molded product without going through the pellets.
- the shape of the molded product is not particularly limited and can be appropriately selected according to the use and purpose of the molded product.
- a plate shape, a plate shape, a rod shape, a sheet shape, a film shape, a cylindrical shape, an annular shape examples include a circular shape, an elliptical shape, a gear shape, a polygonal shape, a deformed product, a hollow product, a frame shape, a box shape, and a panel shape.
- the method for molding the molded body is not particularly limited, and a conventionally known molding method can be employed.
- a conventionally known molding method can be employed.
- an injection molding method an injection compression molding method, an extrusion molding method, a profile extrusion method, a transfer molding method, a hollow molding method, Gas-assisted hollow molding, blow molding, extrusion blow molding, IMC (in-mold coating molding) molding, rotational molding, multilayer molding, two-color molding, insert molding, sandwich molding, foam molding And a pressure molding method.
- the polyamide resin composition of the present invention is a resin material having high wear resistance while maintaining high mechanical strength
- a molded product obtained by molding this is preferably used as a sliding part.
- sliding parts include gears for electric appliances, office equipment and power equipment, rotary shafts, bearings, various gears, cams, end faces of mechanical seals, valve seats such as valves, V rings, rod packings, pistons It can be suitably used for seal members such as rings and rider rings, rotary shafts of compressors, rotary sleeves, pistons, impellers, rollers, and the like.
- the molar ratio of sodium acetate / sodium hypophosphite monohydrate was 0.67.
- 7,172 g (60 mol) of a 7: 3 mixed diamine of metaxylylenediamine and paraxylylenediamine was added dropwise with stirring, and the system was continuously heated while removing the condensed water produced. .
- the melt polymerization reaction was continued for 40 minutes at an internal temperature of 260 ° C. Thereafter, the inside of the system was pressurized with nitrogen, the polymer was taken out from the strand die, and pelletized to obtain about 14 kg of polyamide resin.
- the obtained polyamide had a melting point of 215 ° C., a glass transition point of 64.4 ° C., and Mn of 14,286.
- Inorganic filler glass fiber manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., ECS03T-296GH, number average fiber diameter 10 ⁇ m
- Nucleating agent talc manufactured by Hayashi Kasei Co., Ltd., micron white 5000A, average particle size 7 ⁇ m
- Black colorant carbon black manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, # 45, DBP oil absorption 53 g / 10 cm 3
- the melting point of the polyamide resin was measured as the temperature at the peak top of the endothermic peak at the time of temperature increase observed by the DSC (Differential Scanning Calorimetry) method.
- the glass transition temperature of the polyamide resin was measured as a peak top temperature measured by heating and melting the polyamide resin once to eliminate the influence of the thermal history on the crystallinity and then raising the temperature again.
- the amount of the polyamide resin as a sample is about 1 mg
- nitrogen is flowed at 30 mL / min as the atmospheric gas
- the rate of temperature increase is expected from room temperature at 10 ° C./min.
- the melting point was determined from the temperature at the peak top of the endothermic peak observed when the mixture was heated to a temperature equal to or higher than the melting point.
- the melted polyamide resin was rapidly cooled with dry ice, and the temperature was raised again to a temperature equal to or higher than the melting point at a rate of 10 ° C./min to obtain a glass transition temperature.
- DSC measuring instrument DSC-60 manufactured by SHIMADZU CORPORATION was used.
- Example 1 ⁇ Compound of polyamide resin composition >> Each component is weighed so that the final composition is as shown in the table described later (the amount of each component in the table is a mass ratio), the components excluding glass fibers are blended in a tumbler, and biaxial extrusion It was introduced from the root of a machine (Toshiki Machine Co., Ltd., TEM26SS) and melted. Carbon black was added and kneaded after producing a 50% by mass masterbatch with a polyamide resin. After kneading, the glass fibers were side fed to prepare resin pellets (polyamide resin composition). The set temperature of the extruder was 280 ° C.
- Limit PV value The frictional wear test between the hollow cylindrical specimens obtained by the above-described molding method is an initial pressurizing load of 5 kgf under a linear velocity of 100 mm / sec, and the pressurizing load is increased by 5 kgf every minute.
- the limit PV value was determined.
- the limit PV value was determined by the product of the linear velocity and the pressure load when the specimen was melted.
- the molded product formed from the polyamide resin composition of the present invention has high mechanical strength and excellent wear resistance, gears, rotating shafts, bearings, various gears for electrical appliances, office equipment, power equipment, etc. It can be suitably used for cams, end faces of mechanical seals, valve seats such as valves, seal members such as V rings, rod packings, piston rings, rider rings, compressor rotary shafts, rotary sleeves, pistons, impellers, rollers, etc. .
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Abstract
高い機械的強度を維持しつつ、耐摩耗性に優れた成形品を提供可能なポリアミド樹脂組成物、ならびに、前記ポリアミド樹脂組成物を用いた成形品を提供する。 (A)ポリアミド樹脂と、(B)ポリオレフィンワックスと、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選択される少なくとも1種の(C)金属塩を含み、(A)ポリアミド樹脂が(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂を含む、ポリアミド樹脂組成物を開示する。
Description
本発明は、ポリアミド樹脂組成物および前記ポリアミド樹脂組成物を用いた成形品に関する。
従来から、ポリアミド樹脂を摺動部品に用いることが検討されている。例えば、特許文献1には、テレフタル酸成分と1,10-デカンジアミン成分からなるポリアミド100質量部および摺動性改良材0.5~60質量部を含有するポリアミド樹脂組成物からなる摺動部材(摺動部品)が開示されている。また、特許文献2には、繊維状充填材を長さ方向に揃えた状態で束ね、前記繊維状充填材の束にポリアミドを溶融させた状態で含浸させ一体化した後に、5~15mmの長さに切断した樹脂含浸繊維束を含む樹脂組成物であり、 前記ポリアミドが、芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジアミンまたは脂肪族ジカルボン酸と芳香族ジアミンから得られる芳香族ポリアミドであり、前記繊維状充填材が、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、玄武岩繊維から選ばれるものであり、前記樹脂組成物を用いた摩耗性試験において、目視により表皮がめくれないと確認できるものである、耐摩耗性成形体用の樹脂組成物が開示されている。
上述のとおり、ポリアミド樹脂を用いた摺動部品は、耐摩耗性に優れる必要がある。しかしながら、本発明者が検討したところ、耐摩耗性が不十分であったり、耐摩耗性に優れていても、機械的強度が劣る場合があることが分かった。本発明は、かかる課題を解決することを目的としたものであって、高い機械的強度を維持しつつ、耐摩耗性に優れた成形品を提供可能なポリアミド樹脂組成物、ならびに、前記ポリアミド樹脂組成物を用いた成形品を提供することを目的とする。
かかる状況のもと、本発明者が鋭意検討を行った結果、下記手段<1>により、好ましくは<2>~<16>により、上記課題を解決しうることを見出した。
<1>(A)ポリアミド樹脂と、(B)ポリオレフィンワックスと、(C)アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選択される少なくとも1種の金属塩を含み、(A)ポリアミド樹脂が(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂を含む、ポリアミド樹脂組成物。
<2>前記(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂が、ジアミン由来の構成単位とジカルボン酸由来の構成単位から構成され、前記ジアミン由来の構成単位の70モル%以上がメタキシリレンジアミンおよびパラキシリレンジアミンの少なくとも一方に由来し、ジカルボン酸由来の構成単位の70モル%以上が、炭素原子数4~20のα,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来するポリアミド樹脂を含む、<1>に記載のポリアミド樹脂組成物。
<3>前記(C)金属塩が、アスペクト比が5未満の粒子である、<1>または<2>に記載のポリアミド樹脂組成物。
<4>前記(C)金属塩が炭酸塩である、<1>~<3>のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
<5>前記(C)金属塩がアルカリ土類金属塩である、<1>~<4>のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
<6>前記(B)ポリオレフィンワックスの含有量が、(A)ポリアミド樹脂100質量部に対して1~50質量部である、<1>~<5>のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
<7>(A)ポリアミド樹脂と、(B)ポリオレフィンワックスと、(C)アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選択される少なくとも1種の金属塩を含み、前記(A)ポリアミド樹脂が、ジアミン由来の構成単位とジカルボン酸由来の構成単位から構成され、前記ジアミン由来の構成単位の70モル%以上がメタキシリレンジアミンおよびパラキシリレンジアミンの少なくとも一方に由来し、ジカルボン酸由来の構成単位の70モル%以上が、炭素原子数4~20のα,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来するポリアミド樹脂を含み、前記(C)金属塩が、アスペクト比が5未満の粒子であり、かつ、炭酸カルシウムであり、前記(B)ポリオレフィンワックスの含有量が、(A)ポリアミド樹脂100質量部に対して1~50質量部である、ポリアミド樹脂組成物。
<8>さらに、(a-2)前記(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂よりも融点の高いポリアミド樹脂を含む、<1>~<7>のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
<9>前記(a-2)前記(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂よりも融点の高いポリアミド樹脂が、ポリアミド66である、<8>に記載のポリアミド樹脂組成物。
<10>さらに、無機充填剤を(A)ポリアミド樹脂100質量部に対し、10~200質量部の割合で含む、<1>~<9>のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
<11>前記無機充填剤がガラス繊維である、<10>に記載のポリアミド樹脂組成物。
<12>さらに、核剤を(A)ポリアミド樹脂100質量部に対し、0.1~10質量部の割合で含む、<1>~<11>のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
<13>さらに、黒色着色剤を(A)ポリアミド樹脂100質量部に対し、0.1~10質量部の割合で含む、<1>~<12>のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
<14>前記(A)ポリアミド樹脂が、さらに、(a-3)前記(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂よりも融点が低く、かつ、ガラス転移温度が20℃以上低い脂肪族ポリアミド樹脂を含む、<1>~<13>のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
<15><1>~<14>のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物から形成される成形品。
<16>摺動部品である、<15>に記載の成形品。
<1>(A)ポリアミド樹脂と、(B)ポリオレフィンワックスと、(C)アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選択される少なくとも1種の金属塩を含み、(A)ポリアミド樹脂が(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂を含む、ポリアミド樹脂組成物。
<2>前記(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂が、ジアミン由来の構成単位とジカルボン酸由来の構成単位から構成され、前記ジアミン由来の構成単位の70モル%以上がメタキシリレンジアミンおよびパラキシリレンジアミンの少なくとも一方に由来し、ジカルボン酸由来の構成単位の70モル%以上が、炭素原子数4~20のα,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来するポリアミド樹脂を含む、<1>に記載のポリアミド樹脂組成物。
<3>前記(C)金属塩が、アスペクト比が5未満の粒子である、<1>または<2>に記載のポリアミド樹脂組成物。
<4>前記(C)金属塩が炭酸塩である、<1>~<3>のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
<5>前記(C)金属塩がアルカリ土類金属塩である、<1>~<4>のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
<6>前記(B)ポリオレフィンワックスの含有量が、(A)ポリアミド樹脂100質量部に対して1~50質量部である、<1>~<5>のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
<7>(A)ポリアミド樹脂と、(B)ポリオレフィンワックスと、(C)アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選択される少なくとも1種の金属塩を含み、前記(A)ポリアミド樹脂が、ジアミン由来の構成単位とジカルボン酸由来の構成単位から構成され、前記ジアミン由来の構成単位の70モル%以上がメタキシリレンジアミンおよびパラキシリレンジアミンの少なくとも一方に由来し、ジカルボン酸由来の構成単位の70モル%以上が、炭素原子数4~20のα,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来するポリアミド樹脂を含み、前記(C)金属塩が、アスペクト比が5未満の粒子であり、かつ、炭酸カルシウムであり、前記(B)ポリオレフィンワックスの含有量が、(A)ポリアミド樹脂100質量部に対して1~50質量部である、ポリアミド樹脂組成物。
<8>さらに、(a-2)前記(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂よりも融点の高いポリアミド樹脂を含む、<1>~<7>のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
<9>前記(a-2)前記(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂よりも融点の高いポリアミド樹脂が、ポリアミド66である、<8>に記載のポリアミド樹脂組成物。
<10>さらに、無機充填剤を(A)ポリアミド樹脂100質量部に対し、10~200質量部の割合で含む、<1>~<9>のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
<11>前記無機充填剤がガラス繊維である、<10>に記載のポリアミド樹脂組成物。
<12>さらに、核剤を(A)ポリアミド樹脂100質量部に対し、0.1~10質量部の割合で含む、<1>~<11>のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
<13>さらに、黒色着色剤を(A)ポリアミド樹脂100質量部に対し、0.1~10質量部の割合で含む、<1>~<12>のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
<14>前記(A)ポリアミド樹脂が、さらに、(a-3)前記(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂よりも融点が低く、かつ、ガラス転移温度が20℃以上低い脂肪族ポリアミド樹脂を含む、<1>~<13>のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
<15><1>~<14>のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物から形成される成形品。
<16>摺動部品である、<15>に記載の成形品。
本発明により、高い機械的強度を維持しつつ、耐摩耗性に優れた成形品を提供可能なポリアミド樹脂組成物、ならびに、前記ポリアミド樹脂組成物を用いた成形品を提供可能になった。
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。尚、本明細書において「~」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
本発明のポリアミド樹脂組成物は、(A)ポリアミド樹脂と、(B)ポリオレフィンワックスと、(C)アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選択される少なくとも1種の金属塩を含み、(A)ポリアミド樹脂が(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂を含むことを特徴とする。このような構成とすることにより、高い機械的強度を維持しつつ、耐摩耗性に優れた成形品が得られる。このメカニズムは、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂が機械的強度を高く維持し、(C)金属塩がポリオレフィンワックスの溶出を効果的に抑制し、摺動部品が柔らかく保たれ、摺動部品を削れにくくすることができるためと推定される。
<(A)ポリアミド樹脂>
<<(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂>>
本発明における(A)ポリアミド樹脂は、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂を含む。半芳香族ポリアミド樹脂を含むことにより、得られる成形品の機械的強度や荷重たわみ温度を高く維持することが可能になる。
ここで、半芳香族ポリアミド樹脂とは、ジアミン由来の構成単位とジカルボン酸由来の構成単位から構成され、ジアミン由来の構成単位およびジカルボン酸由来の構成単位の合計構成単位の30~70モル%が芳香環を含む構成単位であることをいい、ジアミン由来の構成単位およびジカルボン酸由来の構成単位の合計構成単位の40~60モル%が芳香環を含む構成単位であることが好ましい。
<<(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂>>
本発明における(A)ポリアミド樹脂は、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂を含む。半芳香族ポリアミド樹脂を含むことにより、得られる成形品の機械的強度や荷重たわみ温度を高く維持することが可能になる。
ここで、半芳香族ポリアミド樹脂とは、ジアミン由来の構成単位とジカルボン酸由来の構成単位から構成され、ジアミン由来の構成単位およびジカルボン酸由来の構成単位の合計構成単位の30~70モル%が芳香環を含む構成単位であることをいい、ジアミン由来の構成単位およびジカルボン酸由来の構成単位の合計構成単位の40~60モル%が芳香環を含む構成単位であることが好ましい。
本発明で用いる半芳香族ポリアミド樹脂としては、ポリヘキサメチレンテレフタラミド(ポリアミド6T)、ポリヘキサメチレンイソフタラミド(ポリアミド6I)、ポリアミド66/6T、ポリキシリレンアジパミド、ポリキシリレンセバカミド、ポリキシリレンドデカミド、ポリアミド9T、ポリアミド9MT、ポリアミド6I/6T等が挙げられる。
上述のようなポリアミド樹脂の中でも、成形性、耐熱性の観点から、ジアミン由来の構成単位とジカルボン酸由来の構成単位から構成され、前記ジアミン由来の構成単位の70モル%以上がメタキシリレンジアミンおよびパラキシリレンジアミンの少なくとも一方に由来し、ジカルボン酸由来の構成単位の70モル%以上が、炭素原子数4~20のα,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来するポリアミド樹脂(以下、「XD系ポリアミド」ということがある)であることが好ましい。
XD系ポリアミドは、ジアミン由来の構成単位の70モル%以上、好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%以上、さらに好ましくは95モル%以上がメタキシリレンジアミンおよびパラキシリレンジアミンの少なくとも一方に由来し、ジカルボン酸由来の構成単位の70モル%以上、好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%、さらに好ましくは95モル%以上が、炭素原子数が4~20のα,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来する。XD系ポリアミドは、ジアミン由来の構成単位の、好ましくは50モル%以上、より好ましくは60モル%以上がメタキシリレンジアミン由来の構成単位である。
XD系ポリアミドの原料ジアミン成分として用いることができるメタキシリレンジアミンおよびパラキシリレンジアミン以外のジアミンとしては、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、2-メチルペンタンジアミン、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、デカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、2,2,4-トリメチル-ヘキサメチレンジアミン、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-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,3-ジアミノシクロヘキサン、1,4-ジアミノシクロヘキサン、ビス(4-アミノシクロヘキシル)メタン、2,2-ビス(4-アミノシクロヘキシル)プロパン、ビス(アミノメチル)デカリン、ビス(アミノメチル)トリシクロデカン等の脂環式ジアミン、ビス(4-アミノフェニル)エーテル、パラフェニレンジアミン、ビス(アミノメチル)ナフタレン等の芳香環を有するジアミン等を例示することができ、1種または2種以上を混合して使用できる。
ジアミン成分として、キシリレンジアミン以外のジアミンを用いる場合は、ジアミン由来の構成単位の20モル%未満であることが好ましく、10モル%以下であることがより好ましい。
ジアミン成分として、キシリレンジアミン以外のジアミンを用いる場合は、ジアミン由来の構成単位の20モル%未満であることが好ましく、10モル%以下であることがより好ましい。
ポリアミド樹脂の原料ジカルボン酸成分として用いるのに好ましい炭素原子数4~20のα,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸としては、例えばコハク酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、アジピン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸等の脂肪族ジカルボン酸が例示でき、1種または2種以上を混合して使用できるが、これらの中でもポリアミド樹脂の融点が成形加工するのに適切な範囲となることから、アジピン酸またはセバシン酸が好ましく、アジピン酸がより好ましい。
上記炭素原子数4~20のα,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸以外のジカルボン酸成分としては、イソフタル酸、テレフタル酸、オルソフタル酸等のフタル酸化合物、1,2-ナフタレンジカルボン酸、1,3-ナフタレンジカルボン酸、1,4-ナフタレンジカルボン酸、1,5-ナフタレンジカルボン酸、1,6-ナフタレンジカルボン酸、1,7-ナフタレンジカルボン酸、1,8-ナフタレンジカルボン酸、2,3-ナフタレンジカルボン酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、2,7-ナフタレンジカルボン酸といった異性体等のナフタレンジカルボン酸等を例示することができ、1種または2種以上を混合して使用できる。炭素原子数4~20のα,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸以外のジカルボン酸成分を用いる場合、ジカルボン酸由来の構成単位の20モル%未満であることが好ましく、10モル%以下であることがより好ましい。
尚、ジアミン由来の構成単位とジカルボン酸由来の構成単位を主成分として構成されるが、これら以外の構成単位を完全に排除するものではなく、ε-カプロラクタムやラウロラクタム等のラクタム類、アミノカプロン酸、アミノウンデカン酸等の脂肪族アミノカルボン酸類由来の構成単位を含んでいても良いことは言うまでもない。ここで主成分とは、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂におけるジアミン由来の構成単位とジカルボン酸由来の構成単位の合計が全構成単位のうち最も多い成分であることをいう。本発明では、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂におけるジアミン由来の構成単位とジカルボン酸由来の構成単位の合計は、全構成単位の90%以上を占めることが好ましく95%以上を占めることがより好ましい。
(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂の融点は、150~310℃であることが好ましく、180~300℃であることがより好ましく、180~250℃であることがさらに好ましい。
また、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂のガラス転移温度は、50~100℃が好ましく、55~100℃がより好ましく、特に好ましくは60~100℃である。この範囲であると、成形品の耐熱性がより良好となる傾向にある。
また、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂のガラス転移温度は、50~100℃が好ましく、55~100℃がより好ましく、特に好ましくは60~100℃である。この範囲であると、成形品の耐熱性がより良好となる傾向にある。
(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂は、数平均分子量(Mn)の下限が、6,000以上であることが好ましく、8,000以上であることがより好ましく、10,000以上であることがさらに好ましく、15,000以上であることが一層好ましく、20,000以上であることがより一層好ましく、22,000以上であることがさらに一層好ましい。上記Mnの上限は、35,000以下が好ましく、30,000以下がより好ましく、28,000以下がさらに好ましく、26,000以下が一層好ましい。このような範囲であると、耐熱性、弾性率、寸法安定性、成形加工性がより良好となる。
(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂は、分子量分布(重量平均分子量/数平均分子量(Mw/Mn))が、好ましくは1.8~3.1である。分子量分布は、より好ましくは1.9~3.0、さらに好ましくは2.0~2.9である。分子量分布をこのような範囲とすることにより、機械物性に優れた立体構造物が得られやすい傾向にある。
(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂の分子量分布は、例えば、重合時に使用する開始剤や触媒の種類、量および反応温度、圧力、時間等の重合反応条件などを適宜選択することにより調整できる。また、異なる重合条件によって得られた平均分子量の異なる複数種のポリアミド樹脂を混合したり、重合後の(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂を分別沈殿させることにより調整することもできる。
(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂の分子量分布は、例えば、重合時に使用する開始剤や触媒の種類、量および反応温度、圧力、時間等の重合反応条件などを適宜選択することにより調整できる。また、異なる重合条件によって得られた平均分子量の異なる複数種のポリアミド樹脂を混合したり、重合後の(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂を分別沈殿させることにより調整することもできる。
数平均分子量および重量平均分子量は、GPC測定により求めることができ、具体的には、装置として東ソー社製「HLC-8320GPC」、カラムとして、東ソー社製「TSK gel Super HM-H」2本を使用し、溶離液トリフルオロ酢酸ナトリウム濃度10mmol/Lのヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)、樹脂濃度0.02質量%、カラム温度40℃、流速0.3mL/分、屈折率検出器(RI)の条件で測定し、標準ポリメチルメタクリレート換算の値として求めることができる。また、検量線は6水準のPMMAをHFIPに溶解させて測定し作成する。
本発明のポリアミド樹脂組成物における(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂の含有量の下限は、(A)ポリアミド樹脂中、10質量%以上が好ましく、30質量%以上であることがより好ましく、50質量%以上であることがさらに好ましく、70質量%以上であることが一層好ましく、75質量%以上より一層好ましく、80質量%以上であってもよい。前記含有量の上限は、100質量%以下であり、95質量%以下が好ましい。
本発明における(A)ポリアミド樹脂は、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
本発明における(A)ポリアミド樹脂は、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
<<(a-2)ポリアミド樹脂>>
本発明における(A)ポリアミド樹脂は、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂よりも融点の高いポリアミド樹脂(以下、「(a-2)ポリアミド樹脂」ということがある)を含んでいてもよい。このようなポリアミド樹脂を配合すると樹脂組成物の熱変形温度が向上する傾向にある。(a-2)ポリアミド樹脂は、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂よりも融点が高いが、10℃以上高いことが好ましく20℃以上高いことがさらに好ましい。(a-2)ポリアミド樹脂と(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂の融点の差は、60℃以下であることが好ましく、35℃以下であることがより好ましい。
本発明のポリアミド樹脂組成物が2種以上の(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂を含む場合、あるいは、2種以上の(a-2)ポリアミド樹脂を含む場合、少なくとも1種の(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂と、少なくとも1種の(a-2)ポリアミド樹脂が、上記関係を満たせばよい。しかしながら、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂の好ましくは90質量%以上、より好ましくは95質量%以上、さらに好ましくは98質量%以上と、(a-2)ポリアミド樹脂の好ましくは90質量%以上、より好ましくは95質量%以上、さらに好ましくは98質量%以上が、上記関係を満たすことが好ましい。
また、(a-2)ポリアミド樹脂と(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂のガラス転移温度の差は、60℃以下であることが好ましく、35℃以下であることがより好ましい。
本発明における(A)ポリアミド樹脂は、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂よりも融点の高いポリアミド樹脂(以下、「(a-2)ポリアミド樹脂」ということがある)を含んでいてもよい。このようなポリアミド樹脂を配合すると樹脂組成物の熱変形温度が向上する傾向にある。(a-2)ポリアミド樹脂は、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂よりも融点が高いが、10℃以上高いことが好ましく20℃以上高いことがさらに好ましい。(a-2)ポリアミド樹脂と(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂の融点の差は、60℃以下であることが好ましく、35℃以下であることがより好ましい。
本発明のポリアミド樹脂組成物が2種以上の(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂を含む場合、あるいは、2種以上の(a-2)ポリアミド樹脂を含む場合、少なくとも1種の(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂と、少なくとも1種の(a-2)ポリアミド樹脂が、上記関係を満たせばよい。しかしながら、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂の好ましくは90質量%以上、より好ましくは95質量%以上、さらに好ましくは98質量%以上と、(a-2)ポリアミド樹脂の好ましくは90質量%以上、より好ましくは95質量%以上、さらに好ましくは98質量%以上が、上記関係を満たすことが好ましい。
また、(a-2)ポリアミド樹脂と(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂のガラス転移温度の差は、60℃以下であることが好ましく、35℃以下であることがより好ましい。
(a-2)ポリアミド樹脂の融点は、180~300℃であることが好ましく、190~290℃であることがより好ましく、200~280℃であることがさらに好ましい。
また、(a-2)ポリアミド樹脂のガラス転移温度は、30~120℃が好ましく、35~100℃がより好ましく、特に好ましくは40~80℃である。
(a-2)ポリアミド樹脂は、数平均分子量(Mn)の下限が、6,000以上であることが好ましく、8,000以上であることがより好ましく、10,000以上であることがさらに好ましく、15,000以上であることが一層好ましく、20,000以上であることがより一層好ましく、22,000以上であることがさらに一層好ましい。上記Mnの上限は、35,000以下が好ましく、30,000以下がより好ましく、28,000以下がさらに好ましく、26,000以下が一層好ましい。
また、(a-2)ポリアミド樹脂のガラス転移温度は、30~120℃が好ましく、35~100℃がより好ましく、特に好ましくは40~80℃である。
(a-2)ポリアミド樹脂は、数平均分子量(Mn)の下限が、6,000以上であることが好ましく、8,000以上であることがより好ましく、10,000以上であることがさらに好ましく、15,000以上であることが一層好ましく、20,000以上であることがより一層好ましく、22,000以上であることがさらに一層好ましい。上記Mnの上限は、35,000以下が好ましく、30,000以下がより好ましく、28,000以下がさらに好ましく、26,000以下が一層好ましい。
(a-2)ポリアミド樹脂は、ポリアミド46、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリアミド612、ポリアミド11、ポリアミド12が好ましく、ポリアミド66がより好ましい。また、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂の種類によっては、ポリアミド6なども用いることができる。
ポリアミド66としては、宇部興産社製のUBEナイロン2015B、2020B、2026B(商品名)や、東レ社製のアミランCM3007、CM3001、CM3001-N、CM3006、CM3301、CM3304、CM3004(商品名)、旭化成社製のレオナ1200S、1300S、1500、1700(商品名)、BASF社製のUltramid 1000、1003、A3、N322、A3X2G5(商品名)、EMS社製のGRILON ASシリーズ、AZシリーズ、AR、ATシリーズ(商品名)、DuPont社製のZytel 101、103、42A、408(商品名)を挙げることができる。
本発明のポリアミド樹脂組成物における(a-2)ポリアミド樹脂の含有量の下限は、配合する場合、(A)ポリアミド樹脂中、1質量%以上であることが好ましく、3質量%以上であることがより好ましく、5質量%以上であることがさらに好ましく、8質量%以上が一層好ましく、10質量%以上がより一層好ましい。前記含有量の上限は、50質量%以下であることが好ましく、40質量%以下であることがより好ましく、30質量%以下であることがさらに好ましく、20質量%以下であることが特に好ましい。但し、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂と(a-2)ポリアミド樹脂の合計量が100質量%を超えることはない。また、(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂を配合する場合、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂と(a-2)ポリアミド樹脂と(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂の合計量が100質量%を超えることはない。
本発明における(A)ポリアミド樹脂は、(a-2)ポリアミド樹脂を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
本発明における(A)ポリアミド樹脂は、(a-2)ポリアミド樹脂を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
<<(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂>>
本発明における(A)ポリアミド樹脂は、上記(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂よりも融点が低く、かつ、ガラス転移温度が20℃以上低い脂肪族ポリアミド樹脂(以下、「(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂」ということがある)を含む。(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂は、ガラス転移温度が低く、かつ、融点が低いため、摺動部品に用いた場合に、摺動面の発熱に際し、表面が軟化し、摺動部品の表面の摩耗を効果的に抑制できる。
(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂は、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂よりも融点が低いが10℃以上低いことが好ましく、15℃以上低いことがより好ましい。また、(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂と(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂の融点の差は、30℃以内であることが好ましい。
(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂は、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂よりもガラス転移温度が20℃以上低いが、25℃以上低いことが好ましく、26℃以上低いことがより好ましい。(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂と(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂よりもガラス転移温度の差は、35℃以内であることが好ましい。
本発明のポリアミド樹脂組成物が2種以上の(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂を含む場合、あるいは、2種以上の(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂を含む場合、少なくとも1種の(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂と、少なくとも1種の(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂が、上記関係を満たせばよい。しかしながら、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂の好ましくは90質量%以上、より好ましくは95質量%以上、さらに好ましくは98質量%以上と、(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂の好ましくは90質量%以上、より好ましくは95質量%以上、さらに好ましくは98質量%以上が、上記関係を満たすことが好ましい。
本発明における(A)ポリアミド樹脂は、上記(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂よりも融点が低く、かつ、ガラス転移温度が20℃以上低い脂肪族ポリアミド樹脂(以下、「(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂」ということがある)を含む。(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂は、ガラス転移温度が低く、かつ、融点が低いため、摺動部品に用いた場合に、摺動面の発熱に際し、表面が軟化し、摺動部品の表面の摩耗を効果的に抑制できる。
(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂は、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂よりも融点が低いが10℃以上低いことが好ましく、15℃以上低いことがより好ましい。また、(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂と(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂の融点の差は、30℃以内であることが好ましい。
(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂は、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂よりもガラス転移温度が20℃以上低いが、25℃以上低いことが好ましく、26℃以上低いことがより好ましい。(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂と(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂よりもガラス転移温度の差は、35℃以内であることが好ましい。
本発明のポリアミド樹脂組成物が2種以上の(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂を含む場合、あるいは、2種以上の(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂を含む場合、少なくとも1種の(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂と、少なくとも1種の(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂が、上記関係を満たせばよい。しかしながら、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂の好ましくは90質量%以上、より好ましくは95質量%以上、さらに好ましくは98質量%以上と、(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂の好ましくは90質量%以上、より好ましくは95質量%以上、さらに好ましくは98質量%以上が、上記関係を満たすことが好ましい。
(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂の融点は、180~300℃であることが好ましく、190~290℃であることがより好ましく、200~280℃であることがさらに好ましい。
また、(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂のガラス転移温度は、30~120℃が好ましく、35~100℃がより好ましく、特に好ましくは40~80℃である。
(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂は、数平均分子量(Mn)の下限が、4,000以上であることが好ましく、4,000以上であることがより好ましく、5,000以上であることがさらに好ましく、7,000以上であることが一層好ましく、8,000以上であることがより一層好ましく、10,000以上であることがさらに一層好ましい。上記Mnの上限は、20,000以下が好ましく、17,000以下がより好ましく、15,000以下がさらに好ましく、13,000以下が一層好ましい。
また、(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂のガラス転移温度は、30~120℃が好ましく、35~100℃がより好ましく、特に好ましくは40~80℃である。
(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂は、数平均分子量(Mn)の下限が、4,000以上であることが好ましく、4,000以上であることがより好ましく、5,000以上であることがさらに好ましく、7,000以上であることが一層好ましく、8,000以上であることがより一層好ましく、10,000以上であることがさらに一層好ましい。上記Mnの上限は、20,000以下が好ましく、17,000以下がより好ましく、15,000以下がさらに好ましく、13,000以下が一層好ましい。
ここで、脂肪族ポリアミド樹脂とは、ポリアミド樹脂を構成する構成単位の60%以上が脂肪族由来の構成単位であることをいい、好ましくは構成単位の60%以上が脂肪族由来の構成単位であり、より好ましくは構成単位の80%以上が脂肪族由来の構成単位であり、さらに好ましくは構成単位の90%以上が脂肪族由来の構成単位であり、一層好ましくは構成単位の95%以上が脂肪族由来の構成単位であることをいう。
(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂は、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂との関係で適宜選択されるが、ポリアミド6、ポリアミド46、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリアミド612、ポリアミド11およびポリアミド12が好ましく、ポリアミド6がより好ましい。
ポリアミド6としては、デュポン社製のザイテル1011FB(商品名)、宇部興産社製のUBEナイロン1011B、1015B、1022B、1018SE(商品名)や、東レ社製のアミランCM1007、CM1017、CM1021、CM1026、CM1014(商品名)、BASF社製のUltramid8200、8202、8270、B27、B3K、B3S、8232G(商品名)、EMS社製のGRILON BSシリーズ、BZシリーズ、BRZシリーズ(商品名)を挙げることができる。
本発明のポリアミド樹脂組成物における(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂の含有量の下限は、(A)ポリアミド樹脂中、10質量%以上であることが好ましく、15質量%以上であることがより好ましい。前記含有量の上限は、70質量%以下であることが好ましく、60質量%以下であることがより好ましく、50質量%以下であってもよい。
本発明における(A)ポリアミド樹脂は、(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
本発明における(A)ポリアミド樹脂は、(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
<<ポリアミド樹脂のブレンド>>
本発明における(A)ポリアミド樹脂は、上記ポリアミド樹脂(a-1)~(a-3)以外のポリアミド樹脂を1種または2種以上含んでいてもよい。
本発明の実施形態の一例では、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂と(a-2)ポリアミド樹脂の合計量が(A)ポリアミド樹脂の90質量%以上を占めることが好ましく、95質量%以上を占めることがより好ましく、99質量%以上を占めることがさらに好ましい。
また、本実施形態では、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂と(a-2)ポリアミド樹脂の質量比である、(a-1)/(a-2)の割合が1.0~10.0であることが好ましく、3.0~8.0であることがより好ましい。このような比率とすることにより、半芳香族ポリアミド樹脂の低吸水特性を大幅に損なうことなく、樹脂組成物の熱変形温度をより向上することができる。
本発明における(A)ポリアミド樹脂は、上記ポリアミド樹脂(a-1)~(a-3)以外のポリアミド樹脂を1種または2種以上含んでいてもよい。
本発明の実施形態の一例では、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂と(a-2)ポリアミド樹脂の合計量が(A)ポリアミド樹脂の90質量%以上を占めることが好ましく、95質量%以上を占めることがより好ましく、99質量%以上を占めることがさらに好ましい。
また、本実施形態では、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂と(a-2)ポリアミド樹脂の質量比である、(a-1)/(a-2)の割合が1.0~10.0であることが好ましく、3.0~8.0であることがより好ましい。このような比率とすることにより、半芳香族ポリアミド樹脂の低吸水特性を大幅に損なうことなく、樹脂組成物の熱変形温度をより向上することができる。
本発明の実施形態の他の一例は、(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂を配合する形態である。本実施形態では、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂と(a-2)ポリアミド樹脂と(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂の合計量が(A)ポリアミド樹脂の90質量%以上を占めることが好ましく、95質量%以上を占めることがより好ましく、99質量%以上を占めることがさらに好ましい。
本実施形態では、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂と(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂の質量比である、(a-1)/(a-3)が0.5~5.0であることが好ましい。このような比率とすることにより、比摩耗量がより少なくなる傾向にある。
本実施形態では、(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂と(a-3)低融点脂肪族ポリアミド樹脂の質量比である、(a-1)/(a-3)が0.5~5.0であることが好ましい。このような比率とすることにより、比摩耗量がより少なくなる傾向にある。
本発明のポリアミド樹脂組成物における(A)ポリアミド樹脂の合計量の下限は、10質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であることがより好ましく、25質量%以上であることがさらに好ましく、30質量%以上であることが一層好ましい。上記合計量の上限は、90質量%以下であることが好ましく、80質量%以下であることがより好ましく、60質量%以下であることがさらに好ましく、50質量%以下であることが一層好ましく、45質量%以下であることがより一層好ましく、40質量%以下であることがさらに一層好ましい。
<(B)ポリオレフィンワックス>
本発明のポリアミド樹脂組成物は、ポリオレフィンワックスを含む。ポリオレフィンワックスを含むことにより、樹脂組成物の摩擦係数を低減し、材料摺動面の摩耗を低減させることができる。ポリオレフィンワックスの例には、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリエチレン共重合体、またはそれらを酸化変性または酸変性することによって極性基を導入した、変性ポリエチレンワックスが含まれる。また、酸化変性または酸変性することによって、極性基を導入した、変性ポリエチレンワックスを(B)ポリオレフィンワックスの1~10質量%の量で配合すると、ポリアミド樹脂中での分散性を向上させることができ、より好ましい。ポリオレフィンワックスの数平均分子量(Mn)は、適宜選択して決定すればよいが、20000未満であることが好ましく、500~15000がより好ましく、1000~10000であることがさらに好ましく、1000~9000であることが特に好ましい。ポリオレフィンワックスのMnは、ゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)により測定できる。
本発明において用いられるポリオレフィンワックスは、融点が60~145℃であることが好ましい。
本発明のポリアミド樹脂組成物は、ポリオレフィンワックスを含む。ポリオレフィンワックスを含むことにより、樹脂組成物の摩擦係数を低減し、材料摺動面の摩耗を低減させることができる。ポリオレフィンワックスの例には、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリエチレン共重合体、またはそれらを酸化変性または酸変性することによって極性基を導入した、変性ポリエチレンワックスが含まれる。また、酸化変性または酸変性することによって、極性基を導入した、変性ポリエチレンワックスを(B)ポリオレフィンワックスの1~10質量%の量で配合すると、ポリアミド樹脂中での分散性を向上させることができ、より好ましい。ポリオレフィンワックスの数平均分子量(Mn)は、適宜選択して決定すればよいが、20000未満であることが好ましく、500~15000がより好ましく、1000~10000であることがさらに好ましく、1000~9000であることが特に好ましい。ポリオレフィンワックスのMnは、ゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)により測定できる。
本発明において用いられるポリオレフィンワックスは、融点が60~145℃であることが好ましい。
ポリオレフィンワックスとしては、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、酸化ポリエチレンワックス、酸変性ポリエチレンワックス、酸変性ポリプロピレンワックスなどが挙げられる。
ポリオレフィンワックスの市販品としては、例えば、三井化学社製"三井ハイワックス"の800P、400P、200P、100P、720P、420P、320P、405MP、320MP、4051E、2203A、1140H、NL800、NP055、NP105、NP505、NP805、1105A、2203AおよびNP0555Aなどを用いることができる。
ポリオレフィンワックスの市販品としては、例えば、三井化学社製"三井ハイワックス"の800P、400P、200P、100P、720P、420P、320P、405MP、320MP、4051E、2203A、1140H、NL800、NP055、NP105、NP505、NP805、1105A、2203AおよびNP0555Aなどを用いることができる。
本発明のポリアミド樹脂組成物におけるポリオレフィンワックスの含有量は、(A)ポリアミド樹脂100質量部に対し、下限が1質量部以上であることが好ましく、3質量部以上であることがより好ましく、4質量部以上であることがさらに好ましく、5質量部以上であることが一層好ましく、7質量部以上であることがより一層好ましく、9質量部以上であることがさらに一層好ましい。上記含有量の上限は、50質量部以下であることが好ましく、30質量部以下であることがより好ましく、25質量部以下であることがさらに好ましく、20質量部以下であることが一層好ましく、15質量部以下であることがより一層好ましい。
本発明のポリアミド樹脂組成物は、ポリオレフィンワックスを、1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
本発明のポリアミド樹脂組成物は、ポリオレフィンワックスを、1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
<(C)金属塩>
本発明のポリアミド樹脂組成物は、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選択される少なくとも1種の金属塩を含む。前記(C)金属塩を配合することにより、ポリオレフィンワックスの溶出を効果的に抑制し、摺動部品としたときの摺動面の硬度をより高く維持することが可能になり、耐摩耗性を向上させることができる。本発明で用いる金属塩は、アルカリ土類金属塩であることが好ましい。
アルカリ金属としては、ナトリウム、カリウムが例示される。アルカリ土類金属としては、カルシウム、マグネシウム、バリウムが例示され、カルシウムまたはバリウムが好ましい。
本発明では、金属塩は、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウムなどの炭酸塩、および、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウムなどの硫酸塩が好ましく、炭酸塩がより好ましく、炭酸カルシウムおよび炭酸バリウムがさらに好ましく、炭酸カルシウムが一層好ましい。
金属塩の粒子径は、0.1~50μmであることが好ましく、0.5~30μmであることがより好ましく、1~10μmであることがさらに好ましい。
本発明で用いる金属塩は、アスペクト比が5未満の粒子であることが好ましい。このようなアスペクト比とすることにより、金属塩が球状に近づき、本発明の効果がより効果的に達成される。
上記金属塩の市販品としては、日東粉化工業社製、NS100が例示される。
本発明のポリアミド樹脂組成物は、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選択される少なくとも1種の金属塩を含む。前記(C)金属塩を配合することにより、ポリオレフィンワックスの溶出を効果的に抑制し、摺動部品としたときの摺動面の硬度をより高く維持することが可能になり、耐摩耗性を向上させることができる。本発明で用いる金属塩は、アルカリ土類金属塩であることが好ましい。
アルカリ金属としては、ナトリウム、カリウムが例示される。アルカリ土類金属としては、カルシウム、マグネシウム、バリウムが例示され、カルシウムまたはバリウムが好ましい。
本発明では、金属塩は、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウムなどの炭酸塩、および、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウムなどの硫酸塩が好ましく、炭酸塩がより好ましく、炭酸カルシウムおよび炭酸バリウムがさらに好ましく、炭酸カルシウムが一層好ましい。
金属塩の粒子径は、0.1~50μmであることが好ましく、0.5~30μmであることがより好ましく、1~10μmであることがさらに好ましい。
本発明で用いる金属塩は、アスペクト比が5未満の粒子であることが好ましい。このようなアスペクト比とすることにより、金属塩が球状に近づき、本発明の効果がより効果的に達成される。
上記金属塩の市販品としては、日東粉化工業社製、NS100が例示される。
本発明のポリアミド樹脂組成物における上記金属塩の含有量は、(A)ポリアミド樹脂100質量部に対し、下限が1質量部以上であることが好ましく、3質量部以上であることがより好ましく、4質量部以上であることがさらに好ましく、5質量部以上であることが一層好ましく、6質量部以上であることがより一層好ましく、9質量部以上であることがさらに一層好ましい。上記含有量の上限は、100質量部以下であることが好ましく、50質量部以下であることがより好ましく、30質量部以下であることがさらに好ましく、25質量部以下であることが一層好ましく、20質量部以下であることがより一層好ましく、15質量部以下がさらに一層好ましい。
本発明のポリアミド樹脂組成物は、上記(C)金属塩を、1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
本発明のポリアミド樹脂組成物は、上記(C)金属塩を、1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
<無機充填剤>
本発明のポリアミド樹脂組成物は、ポリアミド樹脂組成物を補強し、剛性、耐熱性および寸法安定性等を向上させる目的で、無機充填剤を配合することが好ましい。無機充填剤の形状等については、特に制限はなく、繊維状、板状、粒状、針状のいずれでもよいが、繊維状が好ましい。但し、本発明における無機充填剤は、後述する核剤および金属塩を除く趣旨である。
無機充填剤の具体例としては、例えば、ガラスを主成分とする無機充填剤(ガラス繊維、ガラスフレーク、ガラスビーズ、ミルドファイバー)、アルミナ繊維および炭素繊維が好ましく、ガラスを主成分とする無機充填剤がより好ましく、ガラス繊維がさらに好ましい。
本発明のポリアミド樹脂組成物は、ポリアミド樹脂組成物を補強し、剛性、耐熱性および寸法安定性等を向上させる目的で、無機充填剤を配合することが好ましい。無機充填剤の形状等については、特に制限はなく、繊維状、板状、粒状、針状のいずれでもよいが、繊維状が好ましい。但し、本発明における無機充填剤は、後述する核剤および金属塩を除く趣旨である。
無機充填剤の具体例としては、例えば、ガラスを主成分とする無機充填剤(ガラス繊維、ガラスフレーク、ガラスビーズ、ミルドファイバー)、アルミナ繊維および炭素繊維が好ましく、ガラスを主成分とする無機充填剤がより好ましく、ガラス繊維がさらに好ましい。
本発明で好ましく使用されるガラス繊維は、数平均繊維径が20μm以下のものが好ましく、1~15μmのものが、物性バランス(耐熱剛性、衝撃強度)をより一層高める点、並びに成形反りをより一層低減させる点で好ましい。
原料ガラスの組成は、無アルカリのものも好ましく、例えば、Eガラス、Cガラス、Sガラス等が挙げられるが、本発明では、Eガラスが好ましく用いられる。
原料ガラスの組成は、無アルカリのものも好ましく、例えば、Eガラス、Cガラス、Sガラス等が挙げられるが、本発明では、Eガラスが好ましく用いられる。
ガラス繊維は、例えば、γ-メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン等のシランカップリング剤等の表面処理剤で表面処理されていることが好ましい。表面処理剤の付着量は、ガラス繊維の0.01~1質量%であることが好ましい。さらに必要に応じて、脂肪酸アミド化合物、シリコーンオイル等の潤滑剤、第4級アンモニウム塩等の帯電防止剤、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の被膜形成能を有する樹脂、被膜形成能を有する樹脂と熱安定剤、難燃剤等の混合物で表面処理されたものを用いることもできる。
本発明のポリアミド樹脂組成物が、 無機充填剤を含む場合、その含有量は、(A)ポリアミド樹脂100質量部に対し、下限が10質量部以上であることが好ましく、50質量部以上であることがより好ましく、75質量部以上であることがさらに好ましく、100質量部以上であることが一層好ましく、130質量部以上であることがより一層好ましく、150質量部以上であることがさらに一層好ましい。上記含有量の上限は、200質量部以下であることが好ましく、190質量部以下であることがより好ましく、185質量部以下であることがさらに好ましい。
本発明のポリアミド樹脂組成物は、無機充填剤を、1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
本発明のポリアミド樹脂組成物は、無機充填剤を、1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
<核剤>
本発明のポリアミド樹脂組成物は、結晶化速度を上げて成形性を高めるため、核剤を含んでいてもよい。核剤の種類は、特に、限定されるものではないが、タルク、窒化ホウ素、マイカ、カオリン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、窒化珪素、チタン酸カリウムおよび二硫化モリブデンが好ましく、タルクおよび窒化ホウ素がより好ましく、タルクがさらに好ましい。
核剤の平均粒子径は、4~10μmであることが好ましい。
本発明のポリアミド樹脂組成物が核剤を含む場合、その含有量は、(A)ポリアミド樹脂100質量部に対し、0.1~10質量部であることが好ましく、0.5~8質量部がより好ましく、1~5質量部がさらに好ましい。
本発明のポリアミド樹脂組成物は、核剤を、1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
本発明のポリアミド樹脂組成物は、結晶化速度を上げて成形性を高めるため、核剤を含んでいてもよい。核剤の種類は、特に、限定されるものではないが、タルク、窒化ホウ素、マイカ、カオリン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、窒化珪素、チタン酸カリウムおよび二硫化モリブデンが好ましく、タルクおよび窒化ホウ素がより好ましく、タルクがさらに好ましい。
核剤の平均粒子径は、4~10μmであることが好ましい。
本発明のポリアミド樹脂組成物が核剤を含む場合、その含有量は、(A)ポリアミド樹脂100質量部に対し、0.1~10質量部であることが好ましく、0.5~8質量部がより好ましく、1~5質量部がさらに好ましい。
本発明のポリアミド樹脂組成物は、核剤を、1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
<黒色着色剤>
本発明のポリアミド樹脂組成物は、黒色着色剤を含んでいてもよい。本発明で用いる黒色着色剤としては、カーボンブラックが例示される。カーボンブラックの詳細は、特開2011-57977号公報の段落0021の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
また、本発明のポリアミド樹脂組成物にカーボンブラック等の黒色着色剤を配合する場合、ポリアミド樹脂組成物の製造に際し、特開2011-57977号公報の段落0038~0042の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
本発明で用いるカーボンブラックは、DBP吸油量が40~60g/cm3であることが好ましい。
本発明のポリアミド樹脂組成物が黒色着色剤を含む場合、その含有量の下限値は、(A)ポリアミド樹脂100質量部に対し、0.1質量部以上であることが好ましく、0.5質量部以上であることがより好ましく、0.6質量部以上であることがさらに好ましく、0.8質量部以上であることが一層好ましく、1質量部以上であることがより一層好ましい。前記下限値を上記値とすることにより、比摩耗量をより小さくできる。また、成形品の外観をより向上させることができる。一方、前記黒色着色剤の含有量の上限値は、(A)ポリアミド樹脂100質量部に対し、10質量部以下であることが好ましく、8質量部以下であることがより好ましく、6質量部以下であることがさらに好ましい。前記上限値を上記値とすることにより、成形品の外観をより向上させることができる。
本発明のポリアミド樹脂組成物は、黒色着色剤を、1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
本発明のポリアミド樹脂組成物は、黒色着色剤を含んでいてもよい。本発明で用いる黒色着色剤としては、カーボンブラックが例示される。カーボンブラックの詳細は、特開2011-57977号公報の段落0021の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
また、本発明のポリアミド樹脂組成物にカーボンブラック等の黒色着色剤を配合する場合、ポリアミド樹脂組成物の製造に際し、特開2011-57977号公報の段落0038~0042の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
本発明で用いるカーボンブラックは、DBP吸油量が40~60g/cm3であることが好ましい。
本発明のポリアミド樹脂組成物が黒色着色剤を含む場合、その含有量の下限値は、(A)ポリアミド樹脂100質量部に対し、0.1質量部以上であることが好ましく、0.5質量部以上であることがより好ましく、0.6質量部以上であることがさらに好ましく、0.8質量部以上であることが一層好ましく、1質量部以上であることがより一層好ましい。前記下限値を上記値とすることにより、比摩耗量をより小さくできる。また、成形品の外観をより向上させることができる。一方、前記黒色着色剤の含有量の上限値は、(A)ポリアミド樹脂100質量部に対し、10質量部以下であることが好ましく、8質量部以下であることがより好ましく、6質量部以下であることがさらに好ましい。前記上限値を上記値とすることにより、成形品の外観をより向上させることができる。
本発明のポリアミド樹脂組成物は、黒色着色剤を、1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
<その他の添加剤>
本発明のポリアミド樹脂組成物は、本発明の趣旨を損なわない範囲で、上記の他、ポリアミド樹脂に一般的に用いられうる他の添加剤を含んでいてもよい。このようなその他の添加剤としては、ポリアミド樹脂以外の樹脂、離型剤、潤滑剤、安定剤、難燃剤、蛍光漂白剤、可塑化剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、流動性改良剤等が例示される。他の添加剤の含有量は、合計で、ポリアミド樹脂組成物の5質量%以下であることが好ましい。これらの添加剤の詳細は、特開2011-57977号公報や特開2015-129244号公報に記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
他の樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノール樹脂、およびエポキシ樹脂等が挙げられる。
本発明のポリアミド樹脂組成物は、本発明の趣旨を損なわない範囲で、上記の他、ポリアミド樹脂に一般的に用いられうる他の添加剤を含んでいてもよい。このようなその他の添加剤としては、ポリアミド樹脂以外の樹脂、離型剤、潤滑剤、安定剤、難燃剤、蛍光漂白剤、可塑化剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、流動性改良剤等が例示される。他の添加剤の含有量は、合計で、ポリアミド樹脂組成物の5質量%以下であることが好ましい。これらの添加剤の詳細は、特開2011-57977号公報や特開2015-129244号公報に記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
他の樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノール樹脂、およびエポキシ樹脂等が挙げられる。
<ポリアミド樹脂組成物の製造方法>
本発明のポリアミド樹脂組成物の製造方法は、特に定めるものではなく、公知の熱可塑性樹脂組成物の製造方法を広く採用できる。具体的には、各成分を、タンブラーやヘンシェルミキサーなどの各種混合機を用い予め混合した後、バンバリーミキサー、ロール、ブラベンダー、単軸押出機、二軸押出機、ニーダーなどで溶融混練することによってポリアミド樹脂組成物を製造することができる。
本発明のポリアミド樹脂組成物の製造方法は、特に定めるものではなく、公知の熱可塑性樹脂組成物の製造方法を広く採用できる。具体的には、各成分を、タンブラーやヘンシェルミキサーなどの各種混合機を用い予め混合した後、バンバリーミキサー、ロール、ブラベンダー、単軸押出機、二軸押出機、ニーダーなどで溶融混練することによってポリアミド樹脂組成物を製造することができる。
また、例えば、各成分を予め混合せずに、または、一部の成分のみを予め混合し、フィーダーを用いて押出機に供給して溶融混練して、ポリアミド樹脂組成物を製造することもできる。
さらに、例えば、一部の成分を予め混合し押出機に供給して溶融混練することで得られる樹脂組成物をマスターバッチとし、このマスターバッチを再度残りの成分と混合し、溶融混練することによってポリアミド樹脂組成物を製造することもできる。
さらに、例えば、一部の成分を予め混合し押出機に供給して溶融混練することで得られる樹脂組成物をマスターバッチとし、このマスターバッチを再度残りの成分と混合し、溶融混練することによってポリアミド樹脂組成物を製造することもできる。
<成形品>
次に、本発明のポリアミド樹脂組成物から形成される成形品について説明する。 本発明のポリアミド樹脂組成物をペレタイズして得られたペレットは、各種の成形法で成形して成形品とされる。またペレットを経由せずに、押出機で溶融混練された樹脂組成物を直接、成形して成形品にすることもできる。
成形品の形状としては、特に制限はなく、成形品の用途、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、板状、プレート状、ロッド状、シート状、フィルム状、円筒状、環状、円形状、楕円形状、歯車状、多角形形状、異形品、中空品、枠状、箱状、パネル状のもの等が挙げられる。
次に、本発明のポリアミド樹脂組成物から形成される成形品について説明する。 本発明のポリアミド樹脂組成物をペレタイズして得られたペレットは、各種の成形法で成形して成形品とされる。またペレットを経由せずに、押出機で溶融混練された樹脂組成物を直接、成形して成形品にすることもできる。
成形品の形状としては、特に制限はなく、成形品の用途、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、板状、プレート状、ロッド状、シート状、フィルム状、円筒状、環状、円形状、楕円形状、歯車状、多角形形状、異形品、中空品、枠状、箱状、パネル状のもの等が挙げられる。
成形体を成形する方法としては、特に制限されず、従来公知の成形法を採用でき、例えば、射出成形法、射出圧縮成形法、押出成形法、異形押出法、トランスファー成形法、中空成形法、ガスアシスト中空成形法、ブロー成形法、押出ブロー成形、IMC(インモールドコ-ティング成形)成形法、回転成形法、多層成形法、2色成形法、インサート成形法、サンドイッチ成形法、発泡成形法、加圧成形法等が挙げられる。
本発明のポリアミド樹脂組成物は、高い機械的強度を維持しつつ、高い耐摩耗性を有する樹脂材料であるので、これを成形した成形品は、摺動部品として好ましく用いられる。
摺動部品の具体例としては、電気用品、事務機器および動力機器等の歯車、回転軸、軸受け、各種ギア、カム、メカニカルシールの端面材、バルブなどの弁座、Vリング、ロッドパッキン、ピストンリング、ライダーリング等のシール部材、圧縮機の回転軸、回転スリーブ、ピストン、インペラー、ローラー等に好適に使用できる。
摺動部品の具体例としては、電気用品、事務機器および動力機器等の歯車、回転軸、軸受け、各種ギア、カム、メカニカルシールの端面材、バルブなどの弁座、Vリング、ロッドパッキン、ピストンリング、ライダーリング等のシール部材、圧縮機の回転軸、回転スリーブ、ピストン、インペラー、ローラー等に好適に使用できる。
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。
<合成例>
(ポリアミド(MP10)の合成)
攪拌機、分縮器、全縮器、温度計、滴下ロート及び窒素導入管、ストランドダイを備えた反応容器に、精秤したセバシン酸12,135g(60mol)、次亜リン酸ナトリウム一水和物(NaH2PO2・H2O)3.105g(ポリアミド樹脂中のリン原子濃度として50質量ppm)、酢酸ナトリウム1.61gを入れ、十分に窒素置換した後、さらに少量の窒素気流下で系内を攪拌しながら170℃まで加熱した。酢酸ナトリウム/次亜リン酸ナトリウム一水和物のモル比は、0.67とした。
これにメタキシリレンジアミンとパラキシリレンジアミンの7:3の混合ジアミン8,172g(60mol)を攪拌下に滴下し、生成する縮合水を系内へ除きながら系内を連続的に昇温した。混合メタキシリレンジアミンの滴下終了後、内温を260℃として40分間溶融重合反応を連続した。
その後、系内を窒素で加圧し、ストランドダイからポリマーを取り出して、これをペレット化し、約14kgのポリアミド樹脂を得た。得られたポリアミドの融点は215℃、ガラス転移点は、64.4℃、Mnは14,286であった。
(ポリアミド(MP10)の合成)
攪拌機、分縮器、全縮器、温度計、滴下ロート及び窒素導入管、ストランドダイを備えた反応容器に、精秤したセバシン酸12,135g(60mol)、次亜リン酸ナトリウム一水和物(NaH2PO2・H2O)3.105g(ポリアミド樹脂中のリン原子濃度として50質量ppm)、酢酸ナトリウム1.61gを入れ、十分に窒素置換した後、さらに少量の窒素気流下で系内を攪拌しながら170℃まで加熱した。酢酸ナトリウム/次亜リン酸ナトリウム一水和物のモル比は、0.67とした。
これにメタキシリレンジアミンとパラキシリレンジアミンの7:3の混合ジアミン8,172g(60mol)を攪拌下に滴下し、生成する縮合水を系内へ除きながら系内を連続的に昇温した。混合メタキシリレンジアミンの滴下終了後、内温を260℃として40分間溶融重合反応を連続した。
その後、系内を窒素で加圧し、ストランドダイからポリマーを取り出して、これをペレット化し、約14kgのポリアミド樹脂を得た。得られたポリアミドの融点は215℃、ガラス転移点は、64.4℃、Mnは14,286であった。
<原料>
(A)ポリアミド樹脂
(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂:ポリアミドMXD6(メタキシリレンジアミンとアジピン酸との重縮合物)、三菱ガス化学社製「ポリアミドMXD6#6000」、融点243℃、ガラス転移温度75℃、Mn25000
(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂:上記で合成したMP10
(a-2)(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂よりも融点の高いポリアミド樹脂:ポリアミド66(PA66)、東レ社製、アミランCM3001、融点268℃、ガラス転移温度50℃、Mn24000
(a-3)(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂よりも融点が低く、かつ、ガラス転移温度が20℃以上低い脂肪族ポリアミド樹脂:ポリアミド6(PA6)、デュポン社製、ザイテル1011FB、融点225℃、ガラス転移温度48℃、Mn11000
(A)ポリアミド樹脂
(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂:ポリアミドMXD6(メタキシリレンジアミンとアジピン酸との重縮合物)、三菱ガス化学社製「ポリアミドMXD6#6000」、融点243℃、ガラス転移温度75℃、Mn25000
(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂:上記で合成したMP10
(a-2)(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂よりも融点の高いポリアミド樹脂:ポリアミド66(PA66)、東レ社製、アミランCM3001、融点268℃、ガラス転移温度50℃、Mn24000
(a-3)(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂よりも融点が低く、かつ、ガラス転移温度が20℃以上低い脂肪族ポリアミド樹脂:ポリアミド6(PA6)、デュポン社製、ザイテル1011FB、融点225℃、ガラス転移温度48℃、Mn11000
(B)ポリオレフィンワックス
LDPE-WAX:三井化学社製、ハイワックス720P、Mn7200
HDPE-WAX:三井化学社製、ハイワックス800P、Mn8000
酸変性LDPE-WAX:三井化学社製、ハイワックス1105A、Mn1500
LDPE-WAX:三井化学社製、ハイワックス720P、Mn7200
HDPE-WAX:三井化学社製、ハイワックス800P、Mn8000
酸変性LDPE-WAX:三井化学社製、ハイワックス1105A、Mn1500
(C)金属塩
炭酸カルシウム:日東粉化工業社製、アスペクト比1、粒子径2μm
炭酸バリウム:純正化学社製、アスペクト比2、粒子径5μm
炭酸カルシウム:日東粉化工業社製、アスペクト比1、粒子径2μm
炭酸バリウム:純正化学社製、アスペクト比2、粒子径5μm
無機充填剤
ガラス繊維:日本電気硝子社製、ECS03T-296GH、数平均繊維径10μm
核剤
タルク:林化成社製、ミクロンホワイト5000A、平均粒子径7μm
黒色着色剤
カーボンブラック:三菱化学社製、#45、DBP吸油量53g/10cm3
ガラス繊維:日本電気硝子社製、ECS03T-296GH、数平均繊維径10μm
核剤
タルク:林化成社製、ミクロンホワイト5000A、平均粒子径7μm
黒色着色剤
カーボンブラック:三菱化学社製、#45、DBP吸油量53g/10cm3
<ポリアミド樹脂の融点およびガラス転移温度の測定方法>
ポリアミド樹脂の融点は、DSC(示差走査熱量測定)法により観測される昇温時の吸熱ピークのピークトップの温度として測定した。ポリアミド樹脂のガラス転移温度は、ポリアミド樹脂を一度加熱溶融させ熱履歴による結晶性への影響をなくした後、再度昇温して測定されるピークトップの温度として測定した。
具体的には、DSC測定器を用い、試料であるポリアミド樹脂の量は約1mgとし、雰囲気ガスとしては窒素を30mL/分で流し、昇温速度は10℃/分の条件で室温から予想される融点以上の温度まで加熱し溶融させた際に観測される吸熱ピークのピークトップの温度から融点を求めた。次いで、溶融したポリアミド樹脂を、ドライアイスで急冷し、10℃/分の速度で融点以上の温度まで再度昇温し、ガラス転移温度を求めた。DSC測定器としては、島津製作所(SHIMADZU CORPORATION)製、DSC-60を用いた。
ポリアミド樹脂の融点は、DSC(示差走査熱量測定)法により観測される昇温時の吸熱ピークのピークトップの温度として測定した。ポリアミド樹脂のガラス転移温度は、ポリアミド樹脂を一度加熱溶融させ熱履歴による結晶性への影響をなくした後、再度昇温して測定されるピークトップの温度として測定した。
具体的には、DSC測定器を用い、試料であるポリアミド樹脂の量は約1mgとし、雰囲気ガスとしては窒素を30mL/分で流し、昇温速度は10℃/分の条件で室温から予想される融点以上の温度まで加熱し溶融させた際に観測される吸熱ピークのピークトップの温度から融点を求めた。次いで、溶融したポリアミド樹脂を、ドライアイスで急冷し、10℃/分の速度で融点以上の温度まで再度昇温し、ガラス転移温度を求めた。DSC測定器としては、島津製作所(SHIMADZU CORPORATION)製、DSC-60を用いた。
<実施例1>
<<ポリアミド樹脂組成物のコンパウンド>>
最終組成が後述する表に示す組成となるように(表中の各成分の量は質量比である)、各成分をそれぞれ秤量し、ガラス繊維を除く成分をタンブラーにてブレンドし、二軸押出機(東芝機械社製、TEM26SS)の根本から投入し、溶融した。カーボンブラックは、ポリアミド樹脂で50質量%マスターバッチを製造してから投入し、混練した。混練後、ガラス繊維をサイドフィードして樹脂ペレット(ポリアミド樹脂組成物)を作製した。押出機の設定温度は、280℃にて実施した。
<<ポリアミド樹脂組成物のコンパウンド>>
最終組成が後述する表に示す組成となるように(表中の各成分の量は質量比である)、各成分をそれぞれ秤量し、ガラス繊維を除く成分をタンブラーにてブレンドし、二軸押出機(東芝機械社製、TEM26SS)の根本から投入し、溶融した。カーボンブラックは、ポリアミド樹脂で50質量%マスターバッチを製造してから投入し、混練した。混練後、ガラス繊維をサイドフィードして樹脂ペレット(ポリアミド樹脂組成物)を作製した。押出機の設定温度は、280℃にて実施した。
<<曲げ強さおよび曲げ弾性率の測定方法>>
上述の製造方法で得られた樹脂ペレットを120℃で4時間乾燥させた後、日精樹脂工業社製、NEX140IIIを用いて、4mm厚さのISO引張り試験片を射出成形した。シリンダー温度は280℃、金型温度は130℃にて実施した。
ISO178に準拠して、上記ISO引張り試験片(4mm厚)を用いて、23℃の温度で曲げ強度(単位:MPa)および曲げ弾性率(単位:GPa)を測定した。
上述の製造方法で得られた樹脂ペレットを120℃で4時間乾燥させた後、日精樹脂工業社製、NEX140IIIを用いて、4mm厚さのISO引張り試験片を射出成形した。シリンダー温度は280℃、金型温度は130℃にて実施した。
ISO178に準拠して、上記ISO引張り試験片(4mm厚)を用いて、23℃の温度で曲げ強度(単位:MPa)および曲げ弾性率(単位:GPa)を測定した。
<<荷重たわみ温度(DTUL)>>
ISO75-1,2に準拠して、上記ISO引張り試験片(厚さ4mm)を用いて、曲げ応力1.80MPa条件下で荷重たわみ温度を測定した。
ISO75-1,2に準拠して、上記ISO引張り試験片(厚さ4mm)を用いて、曲げ応力1.80MPa条件下で荷重たわみ温度を測定した。
<<比摩耗量>>
上述の製造方法で得られた樹脂ペレットを120℃で4時間乾燥させた後、日精樹脂工業社製、NS-40を用いて、接触面積2cm2の中空円筒試験片を射出成形した。このとき、シリンダー温度は280℃、金型温度は130℃にて実施した。
JISK7218(A)法に準拠し、温度23℃、湿度50%環境下で、中空円筒試験片同士での摩擦摩耗試験を、線速度100mm/秒、加圧荷重5kgf条件下にて20時間実施し、同材料に対する比摩耗量を、装置固定側と可動側それぞれの試験片について測定した。比摩耗量は、摩耗減少した試験片体積を、総走行距離と加圧荷重で除して算出した。
上述の製造方法で得られた樹脂ペレットを120℃で4時間乾燥させた後、日精樹脂工業社製、NS-40を用いて、接触面積2cm2の中空円筒試験片を射出成形した。このとき、シリンダー温度は280℃、金型温度は130℃にて実施した。
JISK7218(A)法に準拠し、温度23℃、湿度50%環境下で、中空円筒試験片同士での摩擦摩耗試験を、線速度100mm/秒、加圧荷重5kgf条件下にて20時間実施し、同材料に対する比摩耗量を、装置固定側と可動側それぞれの試験片について測定した。比摩耗量は、摩耗減少した試験片体積を、総走行距離と加圧荷重で除して算出した。
<<限界PV値>>
上述の成形方法で得られた中空円筒試験片同士での摩擦摩耗試験を、線速度100mm/秒条件にて、初期加圧荷重5kgfとし、1分間毎に加圧荷重を5kgf増していく方法で行い、限界PV値を求めた。限界PV値は、線速度と試験片溶融時の加圧荷重の積で求められた。
上述の成形方法で得られた中空円筒試験片同士での摩擦摩耗試験を、線速度100mm/秒条件にて、初期加圧荷重5kgfとし、1分間毎に加圧荷重を5kgf増していく方法で行い、限界PV値を求めた。限界PV値は、線速度と試験片溶融時の加圧荷重の積で求められた。
<<外観>>
上述の製造方法で得られた樹脂ペレットを120℃で4時間乾燥させた後、日精樹脂工業社製、NS-40を用いて、接触面積2cm2の中空円筒試験片を射出成形した。このとき、シリンダー温度は280℃、金型温度は130℃にて実施した。得られた試験片について、外観を以下の通り評価した。
A:黒味が十分であり、フィラー浮きも見られない。
B:黒味が不十分、もしくはフィラー浮きが見られる。
C:黒味が不十分、かつフィラー浮きが見られる。
上述の製造方法で得られた樹脂ペレットを120℃で4時間乾燥させた後、日精樹脂工業社製、NS-40を用いて、接触面積2cm2の中空円筒試験片を射出成形した。このとき、シリンダー温度は280℃、金型温度は130℃にて実施した。得られた試験片について、外観を以下の通り評価した。
A:黒味が十分であり、フィラー浮きも見られない。
B:黒味が不十分、もしくはフィラー浮きが見られる。
C:黒味が不十分、かつフィラー浮きが見られる。
上記結果から明らかなとおり、ポリオレフィンワックスを配合しない場合(比較例1)、成形品の比摩耗量が多くなってしまった。また、金属塩を配合しない場合も(比較例2)、成形品の比摩耗量が多くなってしまった。さらに、半芳香族ポリアミド樹脂を配合しない場合(比較例3)、外観が劣ってしまった。また、限界PV値も劣っていた。
これに対し、ポリアミド樹脂組成物が、ポリオレフィンワックスと所定の金属塩を含む場合(実施例1~4)、高い機械的強度を維持しつつ、比摩耗量の少ない成形品が得られた。
これに対し、ポリアミド樹脂組成物が、ポリオレフィンワックスと所定の金属塩を含む場合(実施例1~4)、高い機械的強度を維持しつつ、比摩耗量の少ない成形品が得られた。
本発明のポリアミド樹脂組成物から形成される成形品は、機械的強度が高く、耐摩耗性に優れているので、電気用品、事務機器、動力機器等の歯車、回転軸、軸受け、各種ギア、カム、メカニカルシールの端面材、バルブなどの弁座、Vリング、ロッドパッキン、ピストンリング、ライダーリング等のシール部材、圧縮機の回転軸、回転スリーブ、ピストン、インペラー、ローラー等に好適に使用できる。
特願2016-052307号明細書の内容および特願2016-052306号明細書の内容は、本明細書に組み込まれる。
Claims (16)
- (A)ポリアミド樹脂と、(B)ポリオレフィンワックスと、(C)アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選択される少なくとも1種の金属塩を含み、
(A)ポリアミド樹脂が(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂を含む、ポリアミド樹脂組成物。 - 前記(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂が、ジアミン由来の構成単位とジカルボン酸由来の構成単位から構成され、前記ジアミン由来の構成単位の70モル%以上がメタキシリレンジアミンおよびパラキシリレンジアミンの少なくとも一方に由来し、ジカルボン酸由来の構成単位の70モル%以上が、炭素原子数4~20のα,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来するポリアミド樹脂を含む、請求項1に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 前記(C)金属塩が、アスペクト比が5未満の粒子である、請求項1または2に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 前記(C)金属塩が炭酸塩である、請求項1~3のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 前記(C)金属塩がアルカリ土類金属塩である、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。
- 前記(B)ポリオレフィンワックスの含有量が、(A)ポリアミド樹脂100質量部に対して1~50質量部である、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。
- (A)ポリアミド樹脂と、(B)ポリオレフィンワックスと、(C)アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選択される少なくとも1種の金属塩を含み、
前記(A)ポリアミド樹脂が、ジアミン由来の構成単位とジカルボン酸由来の構成単位から構成され、前記ジアミン由来の構成単位の70モル%以上がメタキシリレンジアミンおよびパラキシリレンジアミンの少なくとも一方に由来し、ジカルボン酸由来の構成単位の70モル%以上が、炭素原子数4~20のα,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来するポリアミド樹脂を含み、
前記(C)金属塩が、アスペクト比が5未満の粒子であり、かつ、炭酸カルシウムであり、
前記(B)ポリオレフィンワックスの含有量が、(A)ポリアミド樹脂100質量部に対して1~50質量部である、ポリアミド樹脂組成物。 - さらに、(a-2)前記(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂よりも融点の高いポリアミド樹脂を含む、請求項1~7のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 前記(a-2)前記(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂よりも融点の高いポリアミド樹脂が、ポリアミド66である、請求項8に記載のポリアミド樹脂組成物。
- さらに、無機充填剤を(A)ポリアミド樹脂100質量部に対し、10~200質量部の割合で含む、請求項1~9のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 前記無機充填剤がガラス繊維である、請求項10に記載のポリアミド樹脂組成物。
- さらに、核剤を(A)ポリアミド樹脂100質量部に対し、0.1~10質量部の割合で含む、請求項1~11のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物。
- さらに、黒色着色剤を(A)ポリアミド樹脂100質量部に対し、0.1~10質量部の割合で含む、請求項1~12のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 前記(A)ポリアミド樹脂が、さらに、(a-3)前記(a-1)半芳香族ポリアミド樹脂よりも融点が低く、かつ、ガラス転移温度が20℃以上低い脂肪族ポリアミド樹脂を含む、請求項1~13のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 請求項1~14のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物から形成される成形品。
- 摺動部品である、請求項15に記載の成形品。
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