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WO2024161987A1 - ポリアミド樹脂組成物 - Google Patents

ポリアミド樹脂組成物 Download PDF

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Publication number
WO2024161987A1
WO2024161987A1 PCT/JP2024/001018 JP2024001018W WO2024161987A1 WO 2024161987 A1 WO2024161987 A1 WO 2024161987A1 JP 2024001018 W JP2024001018 W JP 2024001018W WO 2024161987 A1 WO2024161987 A1 WO 2024161987A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
polyamide
resin composition
polyamide resin
mass
crystalline
Prior art date
Application number
PCT/JP2024/001018
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
優太 林
勇輝 浅沼
将史 渡辺
雅 菱沼
Original Assignee
旭化成株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 旭化成株式会社 filed Critical 旭化成株式会社
Publication of WO2024161987A1 publication Critical patent/WO2024161987A1/ja

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02Fibres or whiskers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/26Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers modified by chemical after-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers

Definitions

  • the present invention relates to a polyamide resin composition.
  • Polyamides such as polyamide 6 and polyamide 66 have excellent moldability, mechanical properties, and chemical resistance. For this reason, polyamides are widely used as various parts and materials for automotive applications, electrical and electronic applications, industrial machinery applications, industrial material applications, daily necessities, household goods, etc.
  • polyamides and their inorganic fiber reinforced materials are known to have the problem of low thermal expansion coefficient.
  • polyamides are not said to have sufficiently high heat resistance, and there is a problem that the mechanical properties decrease above a certain limit temperature due to temperature rise caused by frictional heat, causing the parts to lose their functionality.
  • Patent Document 1 discloses a composition made of an alloy of a partially semi-aromatic polyamide resin and an aliphatic polyamide.
  • Patent Document 2 discloses a composition made of a crystalline aliphatic polyamide and a modified polyolefin resin.
  • Patent No. 7104548 International Publication No. WO2022/009690
  • the present invention was made in consideration of the above circumstances, and provides a polyamide resin composition that, when molded into a molded product, has excellent heat resistance, is capable of combining compression resistance with a high coefficient of thermal expansion, and is also excellent in abrasion resistance and retention of physical properties when absorbing water.
  • the inventors conducted extensive research to solve the above problems, and discovered that the problems could be solved by incorporating a crystalline aliphatic polyamide, a crystalline semi-aromatic polyamide, a modified elastomer having reactive functional groups capable of reacting with the terminal groups and/or main chain amide bonds of these polyamide resins, and a fibrous reinforcing filler as a polyamide resin composition, and optimizing the mass ratio of the crystalline semi-aromatic polyamide content and the modified elastomer content, thereby completing the present invention.
  • the present invention is as follows. (1): (A) at least one crystalline aliphatic polyamide; (B) at least one crystalline semi-aromatic polyamide obtained by condensation of a diamine having a linear hydrocarbon chain (including a backbone having a side chain) and a dicarboxylic acid having at least one aromatic ring in the molecule; (C) at least one modified elastomer having a reactive functional group capable of reacting with an end group and/or a main chain amide bond of a polyamide resin and having a glass transition temperature of 23° C.
  • a polyamide resin composition characterized in that the mass ratio of the content of the crystalline semi-aromatic polyamide (B) to the total content of the crystalline polyamide (A) and the crystalline semi-aromatic polyamide (B) is 0.10 or more and 0.50 or less.
  • (10) The polyamide resin composition according to any one of (1) to (9), based on the total content of the crystalline polyamide (A) and the crystalline semi-aromatic polyamide (B).
  • (11) The polyamide resin composition according to any one of (1) to (10), characterized in that the content of the modified elastomer (C) is 0.1 mass% or more and 15 mass% or less, based on the total mass of the polyamide resin composition.
  • (12) The polyamide resin composition according to any one of (1) to (11), wherein the modified elastomer (C) is a modified polyolefin resin having a reactive functional group capable of reacting with an end group and/or a main chain amide bond of a polyamide resin and having a glass transition temperature of 23°C or lower.
  • (13) The polyamide resin composition according to any one of (1) to (12), characterized in that the content of the fibrous reinforcing filler (D) is 10 mass% or more and 50 mass% or less based on the total mass of the polyamide resin composition.
  • (14) The polyamide resin composition according to any one of (1) to (13), characterized in that the linear expansion coefficient at -40°C to 150°C is 15 x 10 -5 /K or more.
  • the present invention provides a polyamide resin composition that, when molded into a molded product, has excellent heat resistance, is capable of combining compression resistance with a high coefficient of thermal expansion, and is also excellent in abrasion resistance and retention of physical properties when absorbing water.
  • the present embodiment an embodiment of the present invention (hereinafter simply referred to as "the present embodiment") will be described in detail.
  • the following embodiments are merely illustrative for explaining the present invention, and are not intended to limit the present invention to the following contents.
  • the present invention can be modified appropriately within the scope of the gist thereof.
  • polyamide refers to a polymer that has an amide group (-NHCO-) in the main chain.
  • the polyamide resin composition of the present embodiment contains the following (A) to (D).
  • (C) modified elastomer (D) Fibrous reinforcing filler
  • the ratio of the content of the crystalline semi-aromatic polyamide (B) to the total content of the crystalline polyamide (A) and the crystalline semi-aromatic polyamide (B) is 0.10 or more and 0.50 or less.
  • the polyamide resin composition of this embodiment contains the crystalline aliphatic polyamide resin (A) and the crystalline semi-aromatic polyamide (B) in a content ratio within a specific range, resulting in a polyamide resin composition with excellent compression resistance and toughness.
  • at least two types of crystalline polyamide crystallize at different temperatures, and the modified elastomer (C) is well dispersed in the amorphous regions of each polyamide resin, resulting in a uniform and good thermal expansion coefficient and abrasion resistance, and a molded product with excellent surface appearance can be obtained.
  • the polyamide resin composition of the present embodiment contains (A) an aliphatic polyamide.
  • the aliphatic polyamide (A) preferably contains the following structural unit (1) or (2).
  • (1) (A-a) an aliphatic dicarboxylic acid unit and (A-b) an aliphatic diamine unit; (2)
  • the crystalline aliphatic polyamide (A) has a melting peak temperature Tm2 in differential scanning calorimetry according to JIS-K7121 of more than 180°C, preferably 200°C or higher, more preferably 230°C or higher, and even more preferably 250°C or higher.
  • the melting peak temperature Tm2 is preferably 320° C. or lower, more preferably 310° C. or lower, and even more preferably 300° C. or lower. That is, the melting peak temperature Tm2 is preferably higher than 180° C. and equal to or lower than 320° C., more preferably equal to or higher than 230° C. and equal to or lower than 310° C., and further preferably equal to or higher than 250° C. and equal to or lower than 300° C.
  • the method for measuring the melting peak temperature Tm2 will be described in detail later.
  • Examples of the aliphatic dicarboxylic acid constituting the (A-a) aliphatic dicarboxylic acid unit include linear or branched saturated aliphatic dicarboxylic acids having from 3 to 20 carbon atoms, and linear or branched unsaturated aliphatic dicarboxylic acids having from 4 to 20 carbon atoms.
  • linear saturated aliphatic dicarboxylic acids having 3 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, tetradecanedioic acid, hexadecanedioic acid, octadecanedioic acid, eicosane dioic acid, and diglycolic acid.
  • Examples of branched saturated aliphatic dicarboxylic acids having 3 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, dimethylmalonic acid, 2,2-dimethylsuccinic acid, 2,3-dimethylglutaric acid, 2,2-diethylsuccinic acid, 2,3-diethylglutaric acid, 2,2-dimethylglutaric acid, 2-methyladipic acid, and trimethyladipic acid.
  • the aliphatic dicarboxylic acids constituting the (Aa) aliphatic dicarboxylic acid unit may be used alone or in combination of two or more.
  • the polyamide composition tends to have better compression resistance, thermal expansion coefficient, abrasion resistance, toughness, and property retention rate when absorbing water, so the aliphatic dicarboxylic acid constituting the (A-a) aliphatic dicarboxylic acid unit is preferably an aliphatic dicarboxylic acid having 4 to 12 carbon atoms, more preferably a linear aliphatic dicarboxylic acid having 4 to 12 carbon atoms, and even more preferably a linear saturated aliphatic dicarboxylic acid having 4 to 12 carbon atoms.
  • linear saturated aliphatic dicarboxylic acids having 4 to 12 carbon atoms include succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, 1,9-nonanedicarboxylic acid, and 1,10-decanedicarboxylic acid.
  • the linear saturated aliphatic dicarboxylic acid having 4 to 10 carbon atoms is particularly preferably succinic acid, adipic acid or sebacic acid from the viewpoint of the heat resistance of the polyamide composition.
  • Examples of the aliphatic diamine constituting the (A-b) aliphatic diamine unit include linear saturated aliphatic diamines having from 2 to 20 carbon atoms, branched saturated aliphatic diamines having from 3 to 20 carbon atoms, linear unsaturated aliphatic diamines having from 2 to 20 carbon atoms, and branched unsaturated aliphatic diamines having from 3 to 20 carbon atoms.
  • linear saturated aliphatic diamines having 2 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, ethylenediamine, propylenediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, octamethylenediamine, nonamethylenediamine, decamethylenediamine, undecamethylenediamine, dodecamethylenediamine, tridecamethylenediamine, and the like.
  • Examples of branched saturated aliphatic diamines having 3 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, 2-methylpentamethylenediamine (also referred to as 2-methyl-1,5-diaminopentane), 2,2,4-trimethylhexamethylenediamine, 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine, 2-methyl-1,8-octanediamine (also referred to as 2-methyloctamethylenediamine), and 2,4-dimethyloctamethylenediamine.
  • the aliphatic diamine constituting the aliphatic diamine unit (Ab) may be used alone or in combination of two or more kinds.
  • the aliphatic diamine constituting the aliphatic diamine unit (A-b) is preferably a linear aliphatic diamine.
  • the carbon number of the aliphatic diamine constituting the aliphatic diamine unit (A-b) is preferably 4 or more and 12 or less, and more preferably 6 or more and 10 or less.
  • the carbon number of the aliphatic diamine constituting the aliphatic diamine unit (A-b) is equal to or more than the lower limit, the heat resistance of the obtained molded article is more excellent.
  • the carbon number is equal to or less than the upper limit, the crystallinity and releasability of the obtained molded article are more excellent.
  • the aliphatic diamine constituting the aliphatic diamine unit (A-b) is an aliphatic diamine having a carbon number of 4 to 10.
  • linear or branched saturated aliphatic diamine having from 4 to 10 carbon atoms include tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, 2-methylpentamethylenediamine, 2-methyl-1,8-octanediamine, heptamethylenediamine, octamethylenediamine, nonamethylenediamine, and decamethylenediamine.
  • tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, or 2-methyl-pentamethylenediamine is particularly preferred as the linear saturated aliphatic diamine having from 4 to 10 carbon atoms.
  • the crystalline aliphatic polyamide (A) may contain at least one unit selected from the group consisting of lactam units and aminocarboxylic acid units (Ac) instead of the aliphatic dicarboxylic acid units (A-a) and the aliphatic diamine units (A-b). By containing such units, a polyamide having excellent toughness tends to be obtained.
  • lactam unit and aminocarboxylic acid unit used herein refer to poly(condensed) lactam and aminocarboxylic acid.
  • lactams constituting the lactam unit include, but are not limited to, butyrolactam, pivalolactam, ⁇ -caprolactam, caprylolactam, enantholactam, undecanolactam, laurolactam (dodecanolactam), etc.
  • amino carboxylic acid constituting the amino carboxylic acid unit examples include, but are not limited to, ⁇ -amino carboxylic acids, which are compounds formed by ring-opening of lactam, and ⁇ , ⁇ -amino acids.
  • the lactam and aminocarboxylic acid constituting at least one kind selected from the group consisting of these (Ac) lactam units and aminocarboxylic acid units may each be used alone or in combination of two or more kinds.
  • the aliphatic polyamide (A) contained in the polyamide composition of this embodiment is preferably a polyamide containing a dicarboxylic acid-derived structural unit and a diamine-derived structural unit from the viewpoints of heat resistance, compression resistance, thermal expansion coefficient, abrasion resistance, toughness, physical property retention rate when absorbing water, and surface appearance of the molded product, more preferably a polyamide containing an aliphatic dicarboxylic acid unit and an aliphatic diamine unit, more preferably a polyamide containing an aliphatic dicarboxylic acid unit having 4 to 10 carbon atoms and an aliphatic diamine unit having 4 to 10 carbon atoms, even more preferably a polyamide containing a saturated aliphatic dicarboxylic acid unit having 4 to 10 carbon atoms and a saturated aliphatic diamine unit having 4 to 10 carbon atoms, and particularly preferably polyamide 46 (PA46), polyamide 66 (PA66) or polyamide 610 (PA610), and most preferably poly
  • the content of the crystalline aliphatic polyamide (A) in the polyamide resin composition of this embodiment can be, for example, 50% by mass or more and 90% by mass or less, more preferably 50% by mass or more and 80% by mass or less, and even more preferably 50% by mass or more and 70% by mass or less, based on the total mass of polyamide in the polyamide resin composition.
  • the polyamide resin composition of the present embodiment contains, in addition to the aliphatic polyamide (A), a crystalline semi-aromatic polyamide (B).
  • the (B) crystalline semi-aromatic polyamide is a polyamide containing (Ba) a dicarboxylic acid unit and (Bb) a diamic acid unit.
  • the crystalline semi-aromatic polyamide (B) preferably contains 30 mol % or more of aromatic structural units, more preferably 40 mol % or more of aromatic structural units, even more preferably 50 mol % or more of aromatic structural units, and most preferably 60 mol % or more of aromatic structural units, relative to the total structural units of the crystalline semi-aromatic polyamide (B).
  • aromatic structural unit as used herein means an aromatic diamine unit and an aromatic dicarboxylic acid unit.
  • the (B) crystalline semi-aromatic polyamide has a melting peak temperature Tm2 of more than 280°C, preferably 300°C or higher, more preferably 310°C or higher, even more preferably 320°C or higher, and most preferably 330°C or higher, in differential scanning calorimetry according to JIS-K7121.
  • Tm2 melting peak temperature
  • the (B-a) dicarboxylic acid unit contains a dicarboxylic acid unit having 4 to 12 carbon atoms, and preferably contains a terephthalic acid unit.
  • a polyamide containing a terephthalic acid unit as the (B-a) dicarboxylic acid unit has higher crystallinity and lower water absorption, and therefore provides a polyamide resin composition that has better heat resistance and compressive strength in molded products, as well as excellent physical property retention when absorbing water and a small rate of dimensional change.
  • the (Ba) dicarboxylic acid unit preferably contains 50 mol% or more of terephthalic acid relative to the total moles of the (Ba) dicarboxylic acid constituting the (B) crystalline semi-aromatic polyamide, more preferably contains 65 mol% or more, even more preferably contains 70 mol% or more, particularly preferably contains 90 mol% or more, and most preferably contains 100 mol%.
  • a polyamide resin composition tends to be obtained that simultaneously satisfies heat resistance, compression characteristics, abrasion resistance, property retention when absorbing water, thermal expansion coefficient, etc. Also, molded articles obtained from the polyamide resin composition tend to have better surface appearance.
  • the (B-a) dicarboxylic acid unit may contain at least one dicarboxylic acid unit other than terephthalic acid units, provided that the effect of the dicarboxylic acid unit is not impaired.
  • the other dicarboxylic acid units include, but are not limited to, dicarboxylic acids having a benzene ring skeleton or a naphthalene skeleton.
  • the aromatic ring moiety of the aromatic dicarboxylic acid unit other than terephthalic acid may be unsubstituted or may have a substituent.
  • the substituent is not particularly limited, but examples thereof include alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, aryl groups having 6 to 10 carbon atoms, aralkyl groups having 7 to 10 carbon atoms, halogen groups such as chloro groups and bromo groups, silyl groups having 1 to 6 carbon atoms, sulfonic acid groups and salts thereof (sodium salts, etc.), etc.
  • the dicarboxylic acid other than the terephthalic acid unit is not limited to the following, but specific examples include aromatic dicarboxylic acids having 8 to 20 carbon atoms, which are unsubstituted or substituted with a specific substituent, such as isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, 2-chloroterephthalic acid, 2-methylterephthalic acid, 5-methylisophthalic acid, and 5-sodium sulfoisophthalic acid.
  • the (B-b) diamine units constituting the (B) crystalline semi-aromatic polyamide preferably have at least one aliphatic diamine unit having a linear hydrocarbon chain (including a skeleton having side chains).
  • the (b-1) aliphatic diamine units preferably contain diamine units having 4 to 12 carbon atoms, more preferably diamine units having 4 to 10 carbon atoms, and particularly preferably diamine units having 4 to 6 carbon atoms. By having the carbon number of the aliphatic diamine within the above range, the polyamide resin composition has better heat resistance, compression resistance, etc.
  • the content of the aliphatic diamine units (b-1) relative to the total molar amount of the diamine units constituting the crystalline semi-aromatic polyamide (B) is preferably 50 mol% or more, more preferably 60 mol% or more, even more preferably 90 mol% or more, and particularly preferably 100 mol%.
  • the polyamide tends to have a higher glass transition temperature Tg, higher crystallinity (i.e., higher ⁇ Hc), and furthermore, superior heat resistance, compression characteristics, toughness, and water absorption property retention.
  • Examples of the aliphatic diamine constituting the aliphatic diamine unit include linear aliphatic diamines and branched aliphatic diamines.
  • Straight-chain aliphatic diamines include, but are not limited to, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, octamethylenediamine, nonamethylenediamine, decamethylenediamine, undecamethylenediamine, dodecamethylenediamine, etc.
  • Branched aliphatic diamines include, but are not limited to, 2-methylpentamethylenediamine (also called 2-methyl-1,5-diaminopentane), 2,2,4-trimethylhexamethylenediamine, 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine, 2-methyl-1,8-octanediamine (also called 2-methyloctamethylenediamine), 2,4-dimethyloctamethylenediamine, etc.
  • 2-methylpentamethylenediamine also called 2-methyl-1,5-diaminopentane
  • 2,2,4-trimethylhexamethylenediamine 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine
  • 2-methyl-1,8-octanediamine also called 2-methyloctamethylenediamine
  • 2,4-dimethyloctamethylenediamine 2,4-dimethyloctamethylenediamine, etc.
  • the (B-b) diamine unit can contain at least one type of (b-2) diamine unit other than the (b-1) aliphatic diamine unit, as long as the effect of the diamine unit is not impaired.
  • the content of the crystalline semi-aromatic polyamide (B) in the polyamide resin composition of this embodiment can be, for example, 5% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 10% by mass or more and 40% by mass or less, and even more preferably 15% by mass or more and 30% by mass or less, based on the total mass of polyamide in the polyamide resin composition.
  • the mass ratio of the crystalline semi-aromatic polyamide (B) to the sum of the masses of the crystalline aliphatic polyamide (A) and the crystalline semi-aromatic polyamide (B) contained in the polyamide resin composition of this embodiment, [(B)/((A)+(B))], is preferably 0.10 or more and 0.50 or less, more preferably 0.10 or more and 0.40 or less, and even more preferably 0.15 or more and 0.35 or less.
  • the molded article obtained from the polyamide resin composition tends to have excellent heat resistance, compression resistance, etc., and excellent surface appearance of the molded article.
  • the sum of the masses of (A) the crystalline aliphatic polyamide and (B) the crystalline semi-aromatic polyamide relative to the total mass of the polyamide resin in the polyamide resin composition of this embodiment is preferably 80 mass% or more, more preferably 85 mass% or more, even more preferably 90 mass% or more, particularly preferably 95 mass% or more, and most preferably 100 mass%.
  • the terminals of the polyamides ((A) the crystalline aliphatic polyamide and (B) the crystalline semi-aromatic polyamide) contained in the polyamide resin composition of the present embodiment may be capped with a known terminal capping agent.
  • a known terminal capping agent can also be added as a molecular weight regulator when producing a polyamide from the above dicarboxylic acid and the above diamine, or from at least one member selected from the group consisting of the above lactam and the above aminocarboxylic acid.
  • terminal blocking agent examples include, but are not limited to, monocarboxylic acids, monoamines, acid anhydrides (e.g., phthalic anhydride), monoisocyanates, monoacid halides, monoesters, monoalcohols, etc. Only one type of terminal blocking agent may be used alone, or two or more types may be used in combination. Among them, the terminal blocking agent is preferably a monocarboxylic acid or a monoamine.
  • the monocarboxylic acid usable as the terminal blocking agent may be any one that is reactive with amino groups that may be present at the terminals of the polyamide.
  • the monocarboxylic acid include, but are not limited to, aliphatic monocarboxylic acids, alicyclic monocarboxylic acids, and aromatic monocarboxylic acids.
  • the aliphatic monocarboxylic acid include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, caprylic acid, lauric acid, tridecylic acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, pivalic acid, and isobutyric acid.
  • alicyclic monocarboxylic acid is cyclohexanecarboxylic acid.
  • aromatic monocarboxylic acids include benzoic acid, toluic acid, ⁇ -naphthalenecarboxylic acid, ⁇ -naphthalenecarboxylic acid, methylnaphthalenecarboxylic acid, and phenylacetic acid. These monocarboxylic acids may be used alone or in combination of two or more. In particular, from the viewpoints of fluidity and mechanical strength, it is preferable that the terminals of the semi-aromatic polyamide (B) are blocked with acetic acid.
  • the monoamine usable as the terminal blocking agent may be any monoamine that is reactive with a carboxyl group that may be present at the terminal of a polyamide, and may include, but is not limited to, aliphatic monoamines, alicyclic monoamines, aromatic monoamines, and the like.
  • aliphatic monoamine include methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, hexylamine, octylamine, decylamine, stearylamine, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, and dibutylamine.
  • Examples of the alicyclic monoamine include cyclohexylamine and dicyclohexylamine.
  • aromatic monoamines include aniline, toluidine, diphenylamine, and naphthylamine. These monoamines may be used alone or in combination of two or more.
  • Polyamide resin compositions containing polyamides end-capped with the end-capping agent tend to have superior heat resistance, compression resistance, toughness, low water absorption, and surface appearance of molded products.
  • the amount of dicarboxylic acid added and the amount of diamine added are preferably approximately the same molar amount. Taking into consideration the amount of diamine that escapes to the outside of the reaction system during the polymerization reaction, the molar amount of the total diamine relative to the molar amount of the total dicarboxylic acid is preferably 0.9 to 1.2, more preferably 0.95 to 1.1, and even more preferably 0.98 to 1.05.
  • the method for producing the polyamide may include, but is not limited to, the following polymerization step (1) or (2).
  • the method for producing the polyamide preferably further includes, after the polymerization step, an increase step for increasing the degree of polymerization of the polyamide. If necessary, the method may include, after the polymerization step and the increase step, a sealing step for sealing the ends of the obtained polymer with a terminal sealing agent.
  • Specific methods for producing the polyamide include various methods as exemplified by the following 1) to 4).
  • 1) A method in which an aqueous solution or suspension of one or more selected from the group consisting of a dicarboxylic acid-diamine salt, a mixture of a dicarboxylic acid and a diamine, a lactam, and an aminocarboxylic acid is heated and polymerized while maintaining the molten state (hereinafter, sometimes referred to as a "thermal melt polymerization method").
  • hot melt polymerization/solid-state polymerization method A method in which the degree of polymerization of the polyamide obtained by the hot melt polymerization method is increased while maintaining the polyamide in a solid state at a temperature below the melting point (hereinafter, sometimes referred to as "hot melt polymerization/solid-state polymerization method”). 3) A method of polymerizing one or more selected from the group consisting of dicarboxylic acid-diamine salts, mixtures of dicarboxylic acids and diamines, lactams, and aminocarboxylic acids while maintaining the solid state (hereinafter, sometimes referred to as "solid-state polymerization method”). 4) A method of polymerization using a dicarboxylic acid halide component equivalent to a dicarboxylic acid and a diamine component (hereinafter, sometimes referred to as a "solution method”).
  • the specific method for producing the polyamide is preferably a production method including 1) a hot melt polymerization method.
  • a hot melt polymerization method it is preferable to maintain the molten state until the polymerization is completed.
  • the polymerization conditions include the following conditions. First, the polymerization pressure in the hot melt polymerization method is controlled to 14 kg/cm 2 or more and 25 kg/cm 2 or less (gauge pressure), and heating is continued. Next, the pressure in the tank is reduced over 30 minutes or more until it becomes atmospheric pressure (gauge pressure is 0 kg/cm 2 ).
  • the polymerization form is not particularly limited, and may be a batch type or a continuous type.
  • the polymerization apparatus used for producing the polyamide is not particularly limited, and known apparatuses can be used. Specific examples of the polymerization apparatus include an autoclave type reactor, a tumbler type reactor, and an extruder type reactor (such as a kneader).
  • a method for producing a polyamide by a batch-type hot melt polymerization method will be specifically described, but the method for producing a polyamide is not limited thereto.
  • the temperature and pressure can be appropriately adjusted depending on the type of polyamide to be produced.
  • an aqueous solution containing about 40% by mass to about 60% by mass of the raw material components of the polyamide (a combination of a dicarboxylic acid and a diamine, and, if necessary, at least one selected from the group consisting of a lactam and an aminocarboxylic acid) is prepared.
  • the aqueous solution is then concentrated to about 65% by mass to about 90% by mass in a concentration tank operated at a temperature of 110° C. to 180° C.
  • the concentrated solution obtained is then transferred to an autoclave, and heating is continued until the pressure in the autoclave becomes about 1.2 MPa or more and 2.2 MPa or less (gauge pressure).
  • the pressure is maintained at about 1.2 MPa to 2.2 MPa (gauge pressure) while removing at least one of water and gas components.
  • the pressure is reduced to atmospheric pressure (gauge pressure: 0 MPa). After the pressure in the autoclave is reduced to atmospheric pressure, the pressure can be reduced as necessary to effectively remove the by-produced water.
  • the autoclave is then pressurized with an inert gas such as nitrogen, and the polyamide melt is extruded from the autoclave as a strand. The extruded strand is cooled and cut to obtain polyamide pellets.
  • the polymer terminals of the polyamides ((A) aliphatic polyamide and (B) semi-aromatic polyamide) contained in the polyamide composition of the present embodiment are not particularly limited, but can be classified and defined as follows: 1) to 4). That is, 1) amino terminus, 2) carboxyl terminus, 3) terminus with a capping agent, and 4) other terminus.
  • the amino terminus is a polymer end having an amino group ( -NH2 group) and is derived from a diamine unit.
  • the carboxyl terminal is a polymer terminal having a carboxyl group (--COOH group) and is derived from a dicarboxylic acid.
  • terminals formed by a capping agent refers to terminals formed when a capping agent is added during polymerization.
  • examples of the capping agent include the above-mentioned terminal capping agents.
  • "Other terminals" are polymer terminals that are not classified into the above-mentioned 1) to 3). Specific examples of other terminals include terminals generated by deammonia reaction of amino terminals, terminals generated by decarboxylation of carboxyl terminals, etc.
  • the melting point Tm2(A), crystallization enthalpy ⁇ H(A) and tan ⁇ peak temperature tan ⁇ (A) of the aliphatic polyamide (A), and the melting point Tm(B), crystallization enthalpy ⁇ H(B) and tan ⁇ peak temperature tan ⁇ (B) of the crystalline semi-aromatic polyamide (B) are preferably as follows, and specifically can be measured by the method shown below.
  • the melting point Tm2(A) of the crystalline aliphatic polyamide (A) is preferably 220° C. or higher, more preferably 230° C. or higher, and even more preferably 240° C. or higher.
  • the melting point Tm2(A) of the crystalline aliphatic polyamide (A) is preferably 300° C. or lower, more preferably 290° C. or lower, even more preferably 280° C. or lower, and particularly preferably 270° C. or lower.
  • the melting point Tm2(A) of the crystalline aliphatic polyamide (A) is preferably 220°C or more and 300°C or less, more preferably 230°C or more and 290°C or less, even more preferably 240°C or more and 280°C or less, and particularly preferably 240°C or more and 270°C or less.
  • the melting point Tm2(A) of the crystalline aliphatic polyamide (A) be equal to or higher than the lower limit, the molded article obtained from the polyamide composition tends to have better heat resistance, compression resistance, etc.
  • the melting point Tm2(A) of the crystalline aliphatic polyamide (A) be equal to or lower than the upper limit, the thermal decomposition of the polyamide composition during melt processing such as extrusion and molding is more suppressed, and the molded article tends to have a good appearance.
  • the crystallization enthalpy ⁇ H of the crystalline aliphatic polyamide (A) is preferably 30 J/g or more, more preferably 40 J/g or more, even more preferably 50 J/g or more, and particularly preferably 60 J/g or more, from the viewpoint of mechanical properties, particularly water absorption rigidity and hot rigidity.
  • the crystallization enthalpy ⁇ H of the crystalline aliphatic polyamide (A) is not particularly limited, and the higher the better.
  • An example of an apparatus for measuring the melting point Tm2-1 and crystallization enthalpy ⁇ H of the crystalline aliphatic polyamide is Diamond-DSC manufactured by PERKIN-ELMER.
  • the crystallization enthalpy ⁇ Hc of the polyamide is the peak area of the crystallization peak temperature Tc (°C), which is the temperature of the exothermic peak (crystallization peak) that appears when the polyamide is cooled at a cooling rate of 20°C/min.
  • the tan ⁇ peak temperature of the crystalline aliphatic polyamide (A) is preferably 40°C or higher, more preferably 50°C or higher and 110°C or lower, even more preferably 60°C or higher and 100°C or lower, particularly preferably 70°C or higher and 95°C or lower, and most preferably 80°C or higher and 90°C or lower.
  • the tan ⁇ peak temperature of the (A) crystalline aliphatic polyamide is equal to or higher than the above lower limit, the performance such as heat resistance and compression resistance of a molded article obtained from the polyamide composition tends to be more excellent.
  • the tan ⁇ peak temperature of the (A) crystalline aliphatic polyamide can be measured using a viscoelasticity measuring analyzer or the like (DVE-V4, manufactured by Rheology Co., Ltd.).
  • the ratio (C/N) of the number of carbon atoms C to the number of nitrogen atoms N in the (A) crystalline aliphatic polyamide contained in the polyamide resin composition of this embodiment is preferably 3.0 or more and 9.0 or less, more preferably 4.0 or more and 8.0 or less, even more preferably 4.5 or more and 7.0 or less, particularly preferably 5.0 or more and 6.5 or less, and most preferably 5.0 or more and 6.0 or less.
  • the ratio (C/N) of the number of carbon atoms C to the number of nitrogen atoms N of the (A) crystalline aliphatic polyamide is within the above range, a polyamide composition having excellent heat resistance, compressive strength, etc. is obtained. In addition, the surface appearance of a molded article obtained from the polyamide composition is improved.
  • the melting point Tm(B) of the crystalline semi-aromatic polyamide (B) is preferably 280° C. or higher, more preferably 290° C. or higher, and particularly preferably 300° C. or higher.
  • the melting point Tm(B) of the crystalline semi-aromatic polyamide (B) is preferably 360° C. or lower, more preferably 350° C. or lower, and particularly preferably 340° C. or lower. That is, the melting point Tm(B) of the crystalline aliphatic polyamide (B) is preferably 280°C or higher and 360°C or lower, more preferably 290°C or higher and 350°C or lower, and particularly preferably 300°C or higher and 340°C or lower.
  • the melting point Tm(B) of the crystalline semi-aromatic polyamide (B) When the melting point Tm(B) of the crystalline semi-aromatic polyamide (B) is equal to or higher than the lower limit, the molded article obtained from the polyamide composition tends to have better heat resistance, compression resistance, etc. On the other hand, when the melting point Tm(B) of the crystalline semi-aromatic polyamide (B) is equal to or lower than the upper limit, the thermal decomposition of the polyamide composition during melt processing such as extrusion and molding is more suppressed, and the molded article tends to have a good appearance.
  • the crystallization enthalpy ⁇ H(B) of the crystalline semi-aromatic polyamide (B) is preferably 30 J/g or more and 70 J/g or less, more preferably 35 J/g or more and 65 J/g or less, and particularly preferably 40 J/g or more and 60 J/g or more, from the viewpoint of mechanical properties, particularly water absorption rigidity and hot rigidity.
  • the crystallization enthalpy ⁇ H(B) of the crystalline semi-aromatic polyamide (B) is not particularly limited, and the higher the better.
  • An example of an apparatus for measuring the melting point Tm(B) and crystallization enthalpy ⁇ H(B) of the crystalline semi-aromatic polyamide (B) is Diamond-DSC manufactured by PERKIN-ELMER.
  • the tan ⁇ peak temperature tan ⁇ (B) of the crystalline semi-aromatic polyamide (B) is preferably 80°C or higher, more preferably 90°C or higher and 160°C or lower, even more preferably 100°C or higher and 155°C or lower, particularly preferably 110°C or higher and 150°C or lower, and most preferably 120°C or higher and 150°C or lower.
  • the tan ⁇ peak temperature tan ⁇ (B) of the crystalline semi-aromatic polyamide (B) is equal to or higher than the lower limit, the heat resistance and property retention rate upon water absorption of a molded article obtained from the polyamide composition tend to be superior.
  • the tan ⁇ peak temperature tan ⁇ (B) of the crystalline semi-aromatic polyamide (B) can be measured using a viscoelasticity measuring analyzer or the like (DVE-V4 manufactured by Rheology).
  • the ratio (C/N) of the number of carbon atoms C to the number of nitrogen atoms N in the crystalline semi-aromatic polyamide (B) contained in the polyamide resin composition of this embodiment is preferably 3.0 or more and 10.0 or less, more preferably 4.0 or more and 9.0 or less, even more preferably 4.5 or more and 8.0 or less, particularly preferably 5.0 or more and 8.0 or less, and most preferably 6.0 or more and 8.0 or less.
  • the ratio (C/N) of the number of carbon atoms C to the number of nitrogen atoms N of the crystalline semi-aromatic polyamide (B) is within the above range, a polyamide composition excellent in heat resistance, compressive strength, etc. is obtained. In addition, the surface appearance of a molded article obtained from the polyamide composition is improved.
  • the difference between the melting point peak temperature of the (A) crystalline aliphatic polyamide and the melting point peak temperature of the (B) crystalline semi-aromatic polyamide is preferably 40°C or more, more preferably 50°C or more, even more preferably 55°C or more, particularly preferably 60°C or more, and most preferably 65°C or more.
  • the difference between the melting peak temperatures of the (A) and (B) components is equal to or greater than the lower limit, the effect of lowering the melting point is large, and processing at a lower temperature than conventional processing temperatures becomes possible.
  • mechanical properties such as compression resistance and toughness are improved, and the thermal expansion coefficient also tends to be improved.
  • the surface appearance of the molded article obtained from the polyamide resin composition is improved.
  • the polyamide resin composition of the present embodiment contains, in addition to the (A) aliphatic polyamide and the (B) crystalline semi-aromatic polyamide, (C) a modified elastomer having a reactive functional group capable of reacting with an end group and/or a main chain amide bond of the polyamide resin (hereinafter, sometimes referred to as "(C) modified elastomer").
  • the modified elastomer (C) is not particularly limited, but is preferably an elastomer modified with a dicarboxylic acid such as maleic acid or itaconic acid, or an anhydride thereof, as this has better mechanical properties.
  • the modified elastomer (C) has at least one component derived from an olefin compound as its constituent components, and the main chain of the modified elastomer is preferably an unsaturated hydrocarbon structure and/or a saturated hydrocarbon structure obtained by reducing the unsaturated hydrocarbon, and is preferably CmHn (m and n are natural numbers).
  • the (C) modified elastomer preferably contains 50% or more of the constituent components derived from the olefin compound, more preferably 60% or more, even more preferably 70% or more, and particularly preferably 80% or more.
  • the modified elastomer (C) preferably has a surface hardness of 90 or less, more preferably 80 or less, and even more preferably 70 or less, as measured by a test method conforming to ISO-7619 or ASTM D2240.
  • the content of the modified elastomer (C) relative to the total mass of the resin composition is preferably 0.1 mass% or more and 15 mass% or less, more preferably 1 mass% or more and 15 mass% or less, and particularly preferably 5 mass% or more and 10 mass% or less.
  • the content of the modified elastomer (C) relative to the total content of the polyamide resins is, in mass ratio, preferably 0.10 or more and 0.50 or less, more preferably 0.10 or more and 0.30 or less, and even more preferably 0.10 or more and 0.20 or less.
  • the molded article obtained from the polyamide resin composition has excellent mechanical properties such as heat resistance and compression resistance, while also having improved thermal expansion coefficient and abrasion resistance.
  • the polyamide resin composition of the present embodiment further contains (D) a fibrous reinforcing filler in addition to the above-mentioned components (A) to (C).
  • the polyamide resin composition can have excellent compression resistance and toughness.
  • the (D) fibrous reinforcing filler preferably has an average fiber diameter (d) of 1 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less, and more preferably 2 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less.
  • the weight average fiber length (L) is preferably 0.1 mm or more and 5.0 mm or less, and more preferably 0.5 mm or more and 4.0 mm or less.
  • the aspect ratio ((L)/(d)) is more preferably 3 or more and 100 or less.
  • the (D) fibrous reinforcing filler is not particularly limited, but is preferably, for example, glass fiber, carbon fiber, or aramid fiber. These fibrous reinforcing fillers may be used alone or in combination of two or more kinds. Among these, glass fibers are particularly preferred as the (D) fibrous reinforcing filler from the viewpoints of compression resistance, toughness, surface appearance of molded articles, and the like.
  • the average fiber diameter and weight average fiber length of the fibrous reinforcing filler (D) can be measured by the following method. First, the resin component of a molded product of a polyamide composition is melted at a high temperature of 450° C. or higher. Next, from the obtained ash component, for example, 100 or more glass fibers are arbitrarily selected. Next, the glass fibers are observed with an optical microscope, a scanning electron microscope, or the like to determine the glass fiber composition.
  • the content of the (D) fibrous reinforcing filler in the polyamide resin composition is preferably 5 mass% or more and 50 mass% or less, more preferably 10 mass% or more and 40 mass% or less, and particularly preferably 15 mass% or more and 30 mass% or less, relative to the total mass of the polyamide resin composition.
  • the content of the fibrous reinforcing filler (D) within the above range, the compression resistance of the polyamide resin composition and the property retention rate when absorbing water tend to be improved.
  • the polyamide resin composition can have excellent surface appearance and abrasion resistance of a molded product.
  • the polyamide composition of this embodiment may also contain (E) other additives commonly used in polyamides, provided that the effects of the polyamide composition of this embodiment are not impaired.
  • the (E) other additives include (E-1) moldability improvers (hereinafter also referred to as "lubricants"), (E-2) deterioration inhibitors, (E-3) nucleating agents, (E-4) heat stabilizers, etc.
  • the content of other additives (E) in the polyamide composition of this embodiment varies depending on the type and the use of the polyamide composition, and is not particularly limited as long as it is within a range that does not impair the effects of the polyamide composition of this embodiment.
  • the content is preferably 0% by mass or more and 5% by mass or less, more preferably 0% by mass or more and 3% by mass or less, even more preferably 0% by mass or more and 2% by mass or less, and particularly preferably 0% by mass or more and 1% by mass or less, relative to the total mass of the polyamide resin composition.
  • the moldability improver (E-1) that can be contained in the polyamide composition of the present embodiment is not particularly limited, but examples thereof include higher fatty acids, higher fatty acid metal salts, higher fatty acid esters, and higher fatty acid amides.
  • the deterioration inhibitor (E-2) that may be contained in the polyamide composition of the present embodiment is used for the purpose of preventing thermal deterioration and discoloration when heated, and improving heat aging resistance.
  • the deterioration inhibitor (E-2) is not particularly limited, but examples thereof include copper compounds, phenol-based stabilizers, phosphite-based stabilizers, hindered amine-based stabilizers, triazine-based stabilizers, benzotriazole-based stabilizers, benzophenone-based stabilizers, cyanoacrylate-based stabilizers, salicylate-based stabilizers, and sulfur-based stabilizers.
  • Examples of the copper compound include copper acetate and copper iodide.
  • Examples of the phenol-based stabilizer include hindered phenol compounds.
  • the deterioration inhibitors (F-2) may be used alone or in combination of two or more.
  • the nucleating agent (E-3) refers to a substance that, when added, provides at least one of the following effects (1) to (3): (1) The effect of increasing the crystallization peak temperature of the polyamide composition. (2) The effect of reducing the difference between the extrapolated onset temperature and the extrapolated end temperature of the crystallization peak. (3) The effect of making the spherulites in the resulting molded product finer and more uniform in size.
  • nucleating agent (E-3) examples include, but are not limited to, talc, boron nitride, mica, kaolin, silicon nitride, carbon black, potassium titanate, and molybdenum disulfide.
  • the nucleating agent (E-3) may be used alone or in combination of two or more kinds.
  • the number average particle size of the nucleating agent (E-3) is preferably 0.01 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the number average particle size of the nucleating agent can be measured by the following method. First, the molded product is dissolved in a solvent in which polyamide is soluble, such as formic acid. Next, from the resulting insoluble components, for example, 100 or more nucleating agents are arbitrarily selected. Next, the number average particle size can be determined by observing the particles with an optical microscope, a scanning electron microscope, or the like, and measuring the particle size.
  • (E-4) Heat stabilizer examples include, but are not limited to, phenol-based heat stabilizers, phosphorus-based heat stabilizers, amine-based heat stabilizers, metal salts of elements in Groups 3, 4, and 11 to 14 of the Periodic Table, and halides of alkali metals and alkaline earth metals. These (E-4) heat stabilizers may be used alone or in combination of two or more kinds.
  • the content of the heat stabilizer in the polyamide resin composition of the present embodiment is preferably 0 mass % or more and 1.0 mass % or less, and more preferably 0.1 mass % or more and 1.0 mass % or less, relative to the total mass of the polyamide composition.
  • the content of the heat stabilizer is within the above range, the heat aging resistance of the polyamide composition can be further improved, and the amount of gas generation can be further reduced.
  • the method for coloring the polyamide resin composition of the present embodiment is not particularly limited, and at least one colorant selected from known organic dyes and pigments and inorganic dyes and pigments can be used.
  • organic dyes and pigments examples include azo pigments such as azo lake pigments, benzimidazolone pigments, diarylide pigments, and condensed azo pigments; phthalocyanine pigments such as phthalocyanine blue and phthalocyanine green; isoindolinone pigments, quinophthalone pigments, quinacridone pigments, perylene pigments, anthraquinone pigments, perinone pigments, condensed polycyclic pigments such as dioxazine violet; azine pigments; and carbon black.
  • azo pigments such as azo lake pigments, benzimidazolone pigments, diarylide pigments, and condensed azo pigments
  • phthalocyanine pigments such as phthalocyanine blue and phthalocyanine green
  • isoindolinone pigments quinophthalone pigments, quinacridone pigments, perylene pigments, anthraquinone pigments, perinone pigments, condensed poly
  • inorganic pigments include metal oxides other than iron oxide, such as titanium oxide, zinc oxide, and chromium oxide, and composite metal oxides such as titanium yellow, cobalt blue, and ultramarine.
  • the amount of the colorant added is not particularly limited, but is preferably 10 mass % or less, more preferably 5 mass % or less, even more preferably 2 mass % or less, and particularly preferably 1 mass % or less, based on the total mass of the polyamide resin composition.
  • the method for producing the polyamide composition of the present embodiment is not particularly limited, so long as it is a method of mixing each of the components (A) crystalline aliphatic polyamide, (B) crystalline semi-aromatic polyamide, (C) modified elastomer, and (D) fibrous reinforcing filler, and, if necessary, the above-mentioned component (E).
  • Examples of methods for mixing the above components (A) to (D) and, if necessary, the above component (E) include the following methods (1) and (2).
  • the above components (A) to (D) and, if necessary, the above component (E) are mixed using a Henschel mixer or the like, and the mixture is fed to a melt kneader and kneaded.
  • the components constituting the polyamide composition may be supplied to the melt kneader by supplying all of the components to the same supply port at once, or by supplying each of the components from a different supply port.
  • the melt-kneading temperature is preferably about 1° C. to 50° C. higher than the melting point of the crystalline semi-aromatic polyamide (B), and more preferably about 10° C. to 30° C. higher than the melting point of the crystalline semi-aromatic polyamide (B).
  • the shear rate in the kneader is preferably about 100 sec ⁇ 1 or more, and the average residence time during kneading is preferably about 0.5 to 5 minutes.
  • the melt-kneading apparatus may be any known apparatus, and preferably used are, for example, a single-screw or twin-screw extruder, a Banbury mixer, a melt-kneader (mixing roll, etc.), etc.
  • the blending amount of each component when producing the polyamide composition of the present embodiment is the same as the content of each component in the polyamide composition described above.
  • the polyamide resin composition of the present embodiment has a linear expansion coefficient of at least one of the flow direction (hereinafter referred to as MD), the perpendicular direction (hereinafter referred to as TD), or the thickness direction (hereinafter referred to as ND) of the resin in a 10 ⁇ 5 ⁇ 4 mm test piece cut out from an ISO test piece, which is measured by the method described below, of 10 ⁇ 10 ⁇ 5 /K or more, more preferably 15 ⁇ 10 ⁇ 5 /K or more, and even more preferably 20 ⁇ 10 ⁇ 5 /K or more.
  • MD flow direction
  • TD perpendicular direction
  • ND thickness direction
  • the average value of the two larger linear expansion coefficients among MD, TD, and ND is preferably 10 ⁇ 10 ⁇ 5 /K or more, more preferably 12 ⁇ 10 ⁇ 5 /K or more, and even more preferably 15 ⁇ 10 ⁇ 5 /K or more. Furthermore, the average value of the linear expansion coefficients in MD, TD, and ND is preferably 8 ⁇ 10 ⁇ 5 /K or more, more preferably 9 ⁇ 10 ⁇ 5 /K or more, and even more preferably 10 ⁇ 10 ⁇ 5 /K or more.
  • At least one of the linear expansion coefficients in MD, TD, and ND is 15 ⁇ 10 ⁇ 5 /K or more, the average value of the two larger linear expansion coefficients is 12 ⁇ 10 ⁇ 5 /K or more, and the average value of the three is 9 ⁇ 10 ⁇ 5 /K or more.
  • the linear expansion coefficient of the polyamide resin composition is equal to or greater than the above value, when a molded article obtained from the polyamide resin composition is used as a composite material with metal parts in industrial, automotive, or robotic applications, gaps do not form at high temperatures, and the equipment can function well.
  • the polyamide resin composition of this embodiment preferably has a 5% compressive strength (compressive strength when a compressive strain of 5%) of 5.0 MPa or more, more preferably 10 MPa or more, and even more preferably 15 MPa or more.
  • the strain of the test piece when the compressive stress is 100 MPa is preferably 60% or less, more preferably 55% or less, even more preferably 50% or less, and particularly preferably 45% or less.
  • the polyamide resin composition of the present embodiment preferably has two melting points Tm.
  • the lower melting point Tm-1 is preferably 200°C or higher and 290°C or lower, more preferably 220°C or higher and 280°C or lower, even more preferably 230°C or higher and 270°C or lower, and particularly preferably 240°C or higher and 260°C or lower.
  • the higher melting point Tm-2 is preferably 290°C or higher and 360°C or lower, more preferably 300°C or higher and 350°C or lower, and even more preferably 310°C or higher and 340°C or lower.
  • the difference between the two melting points ( ⁇ Tm) is preferably 20° C. or more, more preferably 30° C. or more, even more preferably 40° C. or more, and particularly preferably 50° C. or more and 100° C. or less.
  • the molded article of the present embodiment contains the polyamide resin composition of the present embodiment described above.
  • the method for obtaining the molded article of the present embodiment is not particularly limited, and any known molding method can be used. Examples of known molding methods include extrusion molding, injection molding, vacuum molding, blow molding, injection compression molding, decorative molding, other material molding, gas-assisted injection molding, foam injection molding, low-pressure molding, ultra-thin-wall injection molding (ultra-high-speed injection molding), and in-mold composite molding (insert molding, outsert molding).
  • the molded product of this embodiment has excellent heat resistance, compression resistance, toughness, thermal expansion coefficient, and abrasion resistance, and also has excellent property retention when absorbing water, so it can be suitably used in automotive applications, electrical and electronic materials applications, industrial equipment applications, office equipment applications, daily necessities and household goods, etc.
  • the reaction was continued for 1 hour while gradually removing steam and maintaining the pressure at 1.8 MPa until the internal temperature reached 245°C. Next, the pressure was lowered over 1 hour. Next, the inside of the autoclave was maintained at a reduced pressure of 650 torr (86.66 kPa) for 10 minutes using a vacuum device. At this time, the final internal temperature of the polymerization was 265°C. Next, the mixture was pressurized with nitrogen and formed into a strand from the lower spinneret (nozzle), water-cooled, cut, and discharged in the form of pellets. The pellets were then dried at 100° C. for 12 hours in a nitrogen atmosphere to obtain (A-1) crystalline aliphatic polyamide (polyamide 66).
  • B Crystalline semi-aromatic polyamide
  • B-1 Polyamide 4T/6T copolymer (melting point: 345° C.) prepared under the following conditions:
  • the polyamide 4T/6T copolymer (B-1) prepared under the following conditions was dried in a nitrogen stream and the moisture content was adjusted to about 0.2% by mass, and then used as a raw material for the polyamide resin composition in the examples and comparative examples described later.
  • C Modified elastomer
  • C-1 Maleic anhydride modified polyethylene (Fusabond M603)
  • C-2 Maleic anhydride modified ethylene-butene copolymer (Tafmer MH5020)
  • C-3 Maleic anhydride modified ethylene-octene copolymer (TAPOE1002CM)
  • C-4 Maleic anhydride modified styrene-ethylene-butylene-styrene copolymer (Tuftec M1943)
  • C-5 Unmodified low-density polyethylene
  • Fibrous reinforcing filler D-1 Glass fiber (manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., ECS03T-275H)
  • a twin-screw extruder having an upstream supply port in the first barrel from the upstream side of the extruder, a downstream supply port in the eighth barrel, and a vacuum devolatilization port in the eleventh barrel, and having an L/D (extruder cylinder length/extruder cylinder diameter) 48 (number of barrels: 12), was used to supply (A) a crystalline aliphatic polyamide, (B) a crystalline semi-aromatic polyamide, and (C) a modified elastomer, and further, if necessary, (E) other additives, from a top feed port provided at the most upstream portion of the extruder.
  • (D) a fibrous reinforcing filler was fed from a side feed port on the downstream side of the extruder (in a state where the resin fed from the top feed port was fully molten), and melt-kneaded under reduced pressure from a vacuum devolatilization port.
  • the barrel temperature was set to a melting point of (B) crystalline semi-aromatic polyamide +10°C or higher and 30°C or lower.
  • the molten mixture extruded from the die head was cooled in the form of strands and pelletized to obtain pellets of the polyamide composition.
  • the twin-screw extruder is not particularly limited, but ZSK-26MC manufactured by Coperion (Germany) is preferred.
  • the types of components used in the production of the polyamide resin composition are as follows, and the amounts of each component are shown in Table 1.
  • Example 1 According to the above-mentioned production method, (A-1) crystalline aliphatic polyamide, (B-1) crystalline semi-aromatic polyamide, (C-1) modified elastomer, and (D) fibrous reinforcing filler were mixed in the amounts shown in Table 1 below to obtain pellets of a polyamide resin composition.
  • Example 2 Pellets of a polyamide resin composition were obtained under the same conditions as in Example 1, except that the contents of the crystalline aliphatic polyamide (A-1), the crystalline semi-aromatic polyamide (B-1), the modified elastomer (C-1), and the fibrous reinforcing filler (D) were changed as shown in Table 1 below.
  • Example 7 Pellets of a polyamide resin composition were obtained under the same conditions as in Example 1, except that (B-2) crystalline semi-aromatic polyamide was blended instead of (B-1).
  • Example 8 Pellets of a polyamide resin composition were obtained under the same conditions as in Example 1, except that (B-3) crystalline semi-aromatic polyamide was blended instead of (B-1).
  • Example 9 Pellets of a polyamide resin composition were obtained under the same conditions as in Example 1, except that the modified elastomer (C-2) was blended instead of the modified elastomer (C-1).
  • Example 10 Pellets of a polyamide resin composition were obtained under the same conditions as in Example 1, except that the modified elastomer (C-3) was blended instead of the modified elastomer (C-1).
  • Example 11 Pellets of a polyamide resin composition were obtained under the same conditions as in Example 1, except that the modified elastomer (C-4) was blended instead of the modified elastomer (C-1).
  • Example 12 Pellets of a polyamide resin composition were obtained under the same conditions as in Example 1, except that (A-2) crystalline aliphatic polyamide was blended instead of (A-1).
  • Molded articles were produced using the polyamide composition samples obtained in the above-mentioned Examples and Comparative Examples, and various physical properties were measured and evaluated. First, the pellets of the polyamide resin compositions obtained in the Examples and Comparative Examples were dried in a nitrogen stream. Then, the pellets of each polyamide resin composition with the adjusted moisture content were used to carry out various physical properties and various evaluations by the following methods.
  • the molded articles used for the physical properties and evaluations were produced by the methods described below.
  • the equipment used was "NEX-50III” or “NEX-50IV” manufactured by Nissei Plastic Industrial Co., Ltd.
  • the cylinder temperature was set to 290°C, the mold temperature to 120°C, and each polyamide composition was molded up to 100 shots under injection molding conditions of 10 seconds injection and 10 seconds cooling, to obtain molded products (ISO test pieces).
  • Comparative Example 7 show that in the polyamide resin composition of this embodiment, the polyolefin resin must be modified.
  • Molded articles using the polyamide resin composition of this embodiment have excellent heat resistance, compression resistance, toughness, thermal expansion coefficient, and abrasion resistance, and also have excellent property retention when absorbing water, so they can be suitably used in automotive applications, electrical and electronic materials applications, industrial equipment applications, office equipment applications, daily necessities and household goods, etc.

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Abstract

本発明は、耐熱性に加え、耐圧縮特性と高い熱膨張率を両立し、耐摩耗性及び吸水時の物性保持率に優れるポリアミド樹脂組成物を提供する。 本実施形態のポリアミド樹脂組成物は、(A)結晶性脂肪族ポリアミド樹脂と(B)結晶性半芳香族ポリアミドが特定の範囲の含有比率で含まれることで、耐圧縮特性や靭性に優れたポリアミド樹脂組成物が得られる。 また、少なくとも二種の結晶性ポリアミドが異なる温度で結晶化するため、(C)ポリアミド樹脂の末端基及び/又は主鎖アミド結合と反応し得る反応性官能基を有する変性エラストマーが良く分散され、良好な熱膨張率や耐摩耗特性を有し、表面外観に優れた成形品を形成できる。

Description

ポリアミド樹脂組成物
 本発明は、ポリアミド樹脂組成物に関する。
 ポリアミド6及びポリアミド66(以下、それぞれ「PA6」及び「PA66」と略称する場合がある)等に代表されるポリアミドは、成形加工性、機械特性、及び耐薬品性に優れている。このため、ポリアミドは、自動車用途、電気及び電子用途、産業機械用途、工業材料用途、日用品及び家庭用品等の各種部品材料として広く用いられている。
 近年、製品サイズの小型化及び軽量化ニーズに伴い、金属より軽量で、且つ、剛性と靭性のバランスに優れたポリアミドの需要が高まっている。
 特に、自動車や産業機械においては、稼働中の温度上昇に耐え得る高い耐熱性が要求される。さらに、ギア、軸受け、スペーサー、ローラー等の駆動部の周辺部材においては、稼働中にかかる圧縮荷重に対する高い耐性や高温時でも部品同士の隙間を埋めるための高い熱膨張率が求められる。
 ここで、一般的な脂肪族ポリアミドやその無機繊維強化材については、熱膨張率が低いという課題が知られている。加えて、ポリアミドは、耐熱性が十分に高いとはいえず、摩擦熱による温度上昇のため、ある限界温度以上では力学特性が低下し、部品としての機能を失うという問題点があった。
 上述した問題を解決するため、例えば特許文献1には、部分半芳香族ポリアミド樹脂と脂肪族ポリアミドとのアロイによる組成物が、開示されている。また、特許文献2には、結晶性脂肪族ポリアミド及び変性されたポリオレフィン樹脂からなる組成物が開示されている。
特許第7104548号公報 国際公開WO2022/009690号
 上述したように、ポリアミド材料に対する耐熱性、耐圧縮特性及び耐摩耗特性のレベルは一層向上しており、高い水準を満たすためには、ポリアミドのさらなる改良が求められている。
 しかしながら、特許文献1及び2に記載されたようなポリアミド樹脂組成物は、一般的な脂肪族ポリアミドの問題点を一部改善することができるものの、高温での圧縮強度や耐摩耗性の改善は不十分であった。特に、高い圧縮強度と高い熱膨張率との両立が図られたポリアミド樹脂組成物は、未だ見出されていない。
 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、成形品にしたときの、耐熱性に優れ、耐圧縮特性と高い熱膨張率とを両立でき、耐摩耗性及び吸水時の物性保持率にも優れた、ポリアミド樹脂組成物を提供する。
 上記課題を解決するため、本発明者らが鋭意検討した結果、ポリアミド樹脂組成物として、結晶性脂肪族ポリアミド、結晶性半芳香族ポリアミド、これらポリアミド樹脂の末端基及び/又は主鎖アミド結合と反応し得る反応性官能基を有する変性エラストマー、及び、繊維状強化充填材を含有させ、結晶性半芳香族ポリアミドの含有量や、変性エラストマーの含有量の質量比について適正化を図ることによって、課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明は、以下の通りである。
(1):
 (A)少なくとも1種の、結晶性脂肪族ポリアミドと、
 (B)少なくとも1種の、結晶性半芳香族ポリアミドであって、鎖状炭化水素鎖を有するジアミン(側鎖を有する骨格を含む)と分子内に少なくとも1つの芳香環を有するジカルボン酸との縮合によって得られる、結晶性半芳香族ポリアミドと、
 (C)少なくとも1種の、ポリアミド樹脂の末端基及び/又は主鎖アミド結合と反応し得る反応性官能基を有し、ガラス転移温度が23℃以下である変性エラストマーと、
 (D)繊維状強化充填材と、を含有し、
 前記(A)結晶性ポリアミド及び前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドの合計含有量に対する、前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドの含有量の質量比が、0.10以上0.50以下であることを特徴とするポリアミド樹脂組成物。
(2):
 前記(A)結晶性脂肪族ポリアミドの含有量が、前記ポリアミド樹脂組成物の総質量に対して、50質量%以上90質量%以下であることを特徴とする、(1)に記載のポリアミド樹脂組成物。
(3):
 前記(A)結晶性脂肪族ポリアミドは、繰り返し単位中の窒素原子の数Nに対する、炭素原子の数Cの比(C/N)が、5.0以上8.0以下であることを特徴とする、(1)又は(2)に記載のポリアミド樹脂組成物。
(4):
 前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドの含有量が、前記ポリアミド樹脂組成物の総質量に対して、5質量%以上50質量%以下であることを特徴とする、(1)~(3)のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物。
(5):
 前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドは、繰り返し単位中の窒素原子の数Nに対する、炭素原子の数Cの比(C/N)が、5.0以上8.0以下であることを特徴とする、(1)~(4)のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物。
(6):
 前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドは、結晶性半芳香族ポリアミドを構成するジカルボン酸のうちテレフタル酸が80モル%以上であることを特徴とする、(1)~(5)のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物。
(7):
 前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドが、ポリアミド4T又はポリアミド4Tを含むコポリアミドであることを特徴とする、(1)~(6)のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物。
(8):
 前記(A)結晶性脂肪族ポリアミド及び前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドの合計含有量が、ポリアミド樹脂組成物中の全ポリアミドに対して80質量%以上であることを特徴とする、(1)~(7)のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物。
(9):
 前前記ポリアミド樹脂組成物は、2つ以上の融点を有し、最も低い融点ピーク温度(Tm-1)と最も高い融点ピーク温度(Tm-2)との差が、40℃以上100℃以下であることを特徴とする、(1)~(8)のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物。
(10):
 前記(A)結晶性ポリアミド及び前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドの合計含有量に対する、(1)~(9)のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物。
(11):
 前記(C)変性エラストマーの含有量が、前記ポリアミド樹脂組成物の総質量に対して、0.1質量%以上15質量%以下であることを特徴とする、(1)~(10)のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物。
(12):
 前記(C)変性エラストマーが、ポリアミド樹脂の末端基及び/又は主鎖アミド結合と反応し得る反応性官能基を有し、ガラス転移温度が23℃以下である変性ポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする、(1)~(11)に記載のポリアミド樹脂組成物。
(13):
 前記(D)繊維状強化充填材の含有量が、前記ポリアミド樹脂組成物の総質量に対して10質量%以上50質量%以下であることを特徴とする、(1)~(12)のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物。
(14):
 -40℃から150℃における線膨張係数が、15×10-5/K以上であることを特徴とする、(1)~(13)のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物。
 本発明によれば、成形品にしたときの、耐熱性に優れ、耐圧縮特性と高い熱膨張率とを両立でき、耐摩耗性及び吸水時の物性保持率にも優れた、ポリアミド樹脂組成物を提供できる。
 以下、本発明を実施するための形態(以下、単に「本実施形態」という)について詳細に説明する。
 以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨の範囲内で適宜に変形して実施できる。
 なお、本明細書において、「ポリアミド」とは主鎖中にアミド基(-NHCO-)を有する重合体を意味する。
[ポリアミド樹脂組成物]
 本実施形態のポリアミド樹脂組成物は、以下の(A)~(D)を含有する。
(A)少なくとも1種の、結晶性脂肪族ポリアミド
(B)少なくとも1種の、結晶性半芳香族ポリアミドであって、鎖状炭化水素鎖を有するジアミン(側鎖を有する骨格を含む)と分子内に少なくとも1つの芳香環を有するジカルボン酸との縮合によって得られる、結晶性半芳香族ポリアミド(以下、単に「(B)結晶性半芳香族ポリアミド」ということもある。)
(C)少なくとも1種の、ポリアミド樹脂の末端基及び/又は主鎖アミド結合と反応し得る反応性官能基を有し、ガラス転移温度が23℃以下であることを特徴とする変性エラストマー(以下、単に「(C)変性エラストマー」ということもある。)
(D)繊維状強化充填材
 そして、本実施形態のポリアミド樹脂組成物は、前記(A)結晶性ポリアミドと前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドとの合計含有量に対する、前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドの含有量の割合が、0.10以上0.50以下である。
 本実施形態のポリアミド樹脂組成物は、前記(A)結晶性脂肪族ポリアミド樹脂と前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドが特定の範囲内の含有比率で含まれることで、耐圧縮特性や靭性に優れたポリアミド樹脂組成物が得られる。また、少なくとも二種の結晶性ポリアミドが異なる温度で結晶化するため、前記(C)変性エラストマーがそれぞれのポリアミド樹脂の非晶領域に良く分散される結果、均一かつ良好な熱膨張率や耐摩耗特性を実現でき、表面外観に優れた成形品を得ることができる。
 以下、本実施形態のポリアミド樹脂組成物を構成する各成分について、詳細を説明する。
<ポリアミド>
((A)結晶性脂肪族ポリアミド)
 本実施形態のポリアミド樹脂組成物は、(A)脂肪族ポリアミドを含む。
 ここで、前記(A)脂肪族ポリアミドは、以下の(1)又は(2)の構成単位を含有することが好ましい。
(1)(A-a)脂肪族ジカルボン酸単位及び(A-b)脂肪族ジアミン単位;
(2)(A-c)ラクタム単位及びアミノカルボン酸単位からなる群より選択される少なくとも1種。
 前記(A)結晶性脂肪族ポリアミドは、JIS-K7121に準じた示差走査熱量測定において融解ピーク温度Tm2が180℃超であり、200℃以上であることが好ましく、230℃以上であることがより好ましく、250℃以上であることがさらに好ましい。
 一方、前記融解ピーク温度Tm2が320℃以下であることが好ましく、310℃以下であることがより好ましく、300℃以下であることがさらに好ましい。
 すなわち、前記融解ピーク温度Tm2は、180℃超320℃以下であることが好ましく、230℃以上310℃以下であることがより好ましく、250℃以上300℃以下であることがさらに好ましい。融解ピーク温度Tm2の測定方法については、詳細は後述する。
 前記(A-a)脂肪族ジカルボン酸単位を構成する脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、炭素数3以上20以下の直鎖状又は分岐鎖状飽和脂肪族ジカルボン酸、炭素数4以上20以下の直鎖状又は分岐鎖状不飽和脂肪族ジカルボン酸等が挙げられる。
 炭素数3以上20以下の直鎖状飽和脂肪族ジカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、テトラデカン二酸、ヘキサデカン二酸、オクタデカン二酸、エイコサン二酸、ジグリコール酸等が挙げられる。
 炭素数3以上20以下の分岐鎖状飽和脂肪族ジカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ジメチルマロン酸、2,2-ジメチルコハク酸、2,3-ジメチルグルタル酸、2,2-ジエチルコハク酸、2,3-ジエチルグルタル酸、2,2-ジメチルグルタル酸、2-メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸等が挙げられる。
 これら(A-a)脂肪族ジカルボン酸単位を構成する脂肪族ジカルボン酸は、1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 これらの中でも、ポリアミド組成物の耐圧縮特性、熱膨張率、耐摩耗性、靭性、吸水時の物性保持率等がより優れる傾向となることから、(A-a)脂肪族ジカルボン酸単位を構成する脂肪族ジカルボン酸が、炭素数4以上12以下の脂肪族ジカルボン酸であることが好ましく、炭素数4以上12以下の直鎖状脂肪族ジカルボン酸であることがより好ましく、炭素数4以上12以下の直鎖状飽和脂肪族ジカルボン酸であることがさらに好ましい。
 さらに好ましい炭素数4以上12以下の直鎖状飽和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、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,9-ノナンジカルボン酸、1,10-デカンジカルボン酸等が挙げられる。
 これらの中でも、炭素数4以上10以下の直鎖状飽和脂肪族ジカルボン酸としては、ポリアミド組成物の耐熱性等の観点から、コハク酸、アジピン酸又はセバシン酸であることが特に好ましい。
 前記(A-b)脂肪族ジアミン単位を構成する脂肪族ジアミンとしては、例えば、炭素数2以上20以下の直鎖状飽和脂肪族ジアミン、炭素数3以上20以下の分岐鎖状飽和脂肪族ジアミン、炭素数2以上20以下の直鎖状不飽和脂肪族ジアミン、炭素数3以上20以下の分岐鎖状不飽和脂肪族ジアミン等が挙げられる。
 炭素数2以上20以下の直鎖飽和脂肪族ジアミンとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、トリデカメチレンジアミン等が挙げられる。
 炭素数3以上20以下の分岐鎖状飽和脂肪族ジアミンとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、2-メチルペンタメチレンジアミン(2-メチル-1,5-ジアミノペンタンともいう。)、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、2-メチル-1,8-オクタンジアミン(2-メチルオクタメチレンジアミンともいう。)、2,4-ジメチルオクタメチレンジアミン等が挙げられる。
 これら(A-b)脂肪族ジアミン単位を構成する脂肪族ジアミンは、1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 これらの中でも、前記(A-b)脂肪族ジアミン単位を構成する脂肪族ジアミンは、直鎖状脂肪族ジアミンであることが好ましい。また、(A-b)脂肪族ジアミン単位を構成する脂肪族ジアミンの炭素数は、4以上12以下であることが好ましく、6以上10以下であることがより好ましい。前記(A-b)脂肪族ジアミン単位を構成する脂肪族ジアミンの炭素数が上記下限値以上であることにより、得られる成形品の耐熱性がより優れる。一方、当該炭素数が上記上限値以下であることにより、得られる成形品の結晶性及び離形性がより優れる。また、前記(A-b)脂肪族ジアミン単位を構成する脂肪族ジアミンとしては、炭素数4以上10以下の脂肪族ジアミンであることがさらに好ましい。
 さらに好ましい炭素数4以上10以下の直鎖状又は分岐鎖状飽和脂肪族ジアミンとしては、例えば、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、2-メチルペンタメチレンジアミン、2-メチル-1,8-オクタンジアミン、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等が挙げられる。
 中でも、炭素数4以上10以下の直鎖状飽和脂肪族ジアミンとしては、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、又は、2-メチル-ペンタメチレンジアミンが特に好ましい。このような(A-b)脂肪族ジアミン単位を含むことにより、ポリアミド組成物から得られる成形品の耐熱性及び耐圧縮特性等がより優れる。
 前記(A)結晶性脂肪族ポリアミドは、(A-a)脂肪族ジカルボン酸単位と(A-b)脂肪族ジアミン単位との代わりに、(A-c)ラクタム単位及びアミノカルボン酸単位からなる群より選択される少なくとも1種を含有することもできる。このような単位を含むことにより、靭性に優れるポリアミドが得られる傾向にある。
 なお、ここでいう、「ラクタム単位」及び「アミノカルボン酸単位」とは、重(縮)合したラクタム及びアミノカルボン酸のことをいう。
 前記ラクタム単位を構成するラクタムとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、ブチロラクタム、ピバロラクタム、ε-カプロラクタム、カプリロラクタム、エナントラクタム、ウンデカノラクタム、ラウロラクタム(ドデカノラクタム)等が挙げられる。
 前記アミノカルボン酸単位を構成するアミノカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ラクタムが開環した化合物であるω-アミノカルボン酸や、α,ω-アミノ酸等が挙げられる。
 これら(A-c)ラクタム単位及びアミノカルボン酸単位からなる群より選択される少なくとも1種を構成するラクタム及びアミノカルボン酸は、それぞれ1種のみを単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
 さらに、本実施形態のポリアミド組成物に含まれる(A)脂肪族ポリアミドは、耐熱性、耐圧縮特性、熱膨張率、耐摩耗特性、靭性、吸水時の物性保持率及び成形品の表面外観の観点から、ジカルボン酸由来の構成単位とジアミン由来の構成単位とを含有するポリアミドであることが好ましく、脂肪族ジカルボン酸単位と脂肪族ジアミン単位とを含有するポリアミドであることがより好ましく、炭素数4以上10以下の脂肪族ジカルボン酸単位と炭素数4以上10以下の脂肪族ジアミン単位とを含有するポリアミドであることがより好ましく、炭素数4以上10以下の飽和脂肪族ジカルボン酸単位と炭素数4以上10以下の飽和脂肪族ジアミン単位とを含有するポリアミドであることがさらに好ましく、ポリアミド46(PA46)、ポリアミド66(PA66)又はポリアミド610(PA610)であることが特に好ましく、PA66が最も好ましい。PA66は、機械特性、耐熱性、成形性及び靭性に優れていることから、自動車用部品や産業機械用途に適した材料と考えられている。
 また、本実施形態のポリアミド樹脂組成物中の、前記(A)結晶性脂肪族ポリアミドの含有量は、ポリアミド樹脂組成物中のポリアミドの総質量に対して、例えば50質量%以上90%質量%以下とすることができ、より好ましくは50質量%以上80質量%以下であり、さらに好ましくは50質量%以上70質量%以下である。
((B)結晶性半芳香族ポリアミド)
 本実施形態のポリアミド樹脂組成物は、前記(A)脂肪族ポリアミドに加えて、(B)結晶性半芳香族ポリアミドを含む。
 ここで、前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドは、(B-a)ジカルボン酸単位と(B-b)ジアミン酸単位とを含有するポリアミドである。
 なお、前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドは、(B)結晶性半芳香族ポリアミドの全構成単位に対して、30モル%以上の芳香族構成単位を含むことが好ましく、40モル%以上の芳香族構成単位を含むことがより好ましく、50モル%以上の芳香族構成単位を含むことがさらに好ましく、60モル%以上の芳香族構成単位を含むことが最も好ましい。
 ここでいう、「芳香族構成単位」とは、芳香族ジアミン単位及び芳香族ジカルボン酸単位を意味する。
前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドは、JIS-K7121に準じた示差走査熱量測定において融解ピーク温度Tm2が280℃超であり、300℃以上であることが好ましく、310℃以上であることがより好ましく、320℃以上であることがさらに好ましく、330℃以上であることが最も好ましい。融解ピーク温度Tm2の測定方法については、詳細は後述する。
 前記(B-a)ジカルボン酸単位は、炭素数4以上12以下のジカルボン酸単位を含み、テレフタル酸単位を含むことが好ましい。(B-a)ジカルボン酸単位として、テレフタル酸単位を含むポリアミドは、結晶性がより高く吸水率が低いため、成形品により良好な耐熱性や圧縮強度とともに、吸水時の物性保持率に優れ、寸法変化率が小さいポリアミド樹脂組成物を与える。
 前記(B-a)ジカルボン酸単位としては、(B)結晶性半芳香族ポリアミドを構成する(B-a)ジカルボン酸の全モル数に対して、テレフタル酸を50モル%以上含むことが好ましく、65モル%以上含むことがより好ましく、70モル%以上含むことがさらに好ましく、90モル%以上含むことが特に好ましく、100モル%含むことが最も好ましい。
 (B-a)ジカルボン酸単位中のテレフタル酸単位の割合が上記下限値以上であることにより、耐熱性や圧縮特性、耐摩耗特性、吸水時の物性保持率、熱膨張率等を同時に満足できるポリアミド樹脂組成物が得られる傾向にある。また、前記ポリアミド樹脂組成物から得られる成形品について、表面外観性がより優れる傾向にある。
 また、前記(B-a)ジカルボン酸単位は、その効果を損なわない範囲で、少なくとも1種以上のテレフタル酸単位以外のジカルボン酸単位を含むことができる。その他のジカルボン酸単位としては、特に限定されないが、例えば、ベンゼン環骨格、ナフタレン骨格を有するジカルボン酸が挙げられる。
 前記、テレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸単位が有する芳香環部位は、無置換でもよく、置換基を有していてもよい。置換基としては、特に限定されないが、例えば、炭素数1以上4以下のアルキル基、炭素数6以上10以下のアリール基、炭素数7以上10以下のアラルキル基、クロロ基及びブロモ基等のハロゲン基、炭素数1以上6以下のシリル基、スルホン酸基及びその塩(ナトリウム塩等)等が挙げられる。
 前記テレフタル酸単位以外のジカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、具体的には、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、2-クロロテレフタル酸、2-メチルテレフタル酸、5-メチルイソフタル酸、5-ナトリウムスルホイソフタル酸等の無置換又は所定の置換基で置換された炭素数8以上20以下の芳香族ジカルボン酸等が挙げられる。
 前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドを構成する(B-b)ジアミン単位としては、少なくとも1種以上の鎖状の炭化水素鎖(側鎖を有する骨格を含む)を有する脂肪族ジアミン単位を有することが好ましい。(b-1)脂肪族ジアミン単位としては、炭素数4以上12以下のジアミン単位を含むことが好ましく、炭素数4以上10以下のジアミン単位を含むことがより好ましく、炭素数4以上6以下のジアミン単位を含むことが特に好ましい。脂肪族ジアミンの炭素数が上記範囲であることにより、ポリアミド樹脂組成物の耐熱性、耐圧縮特性等がより優れる。
 前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドを構成するジアミン単位の総モル量に対して、前記(b-1)脂肪族ジアミン単位の含有率は、50モル%以上であることが好ましく、60モル%以上であることがより好ましく、90モル%以上であることがさらに好ましく、100モル%であることが特に好ましい。前記(b-1)脂肪族ジアミン単位の含有率が、上記範囲内であることで、ガラス転移温度Tgがより高く、結晶性がより高く(すなわち、ΔHcがより高く)、さらに耐熱性、圧縮特性、靭性、及び吸水物性保持率により優れるポリアミドとなる傾向にある。
 (b-1)脂肪族ジアミン単位を構成する脂肪族ジアミンとしては、例えば、直鎖状脂肪族ジアミン、分岐鎖状脂肪族ジアミン等が挙げられる。
 直鎖状脂肪族ジアミンとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン等が挙げられる。
 分岐鎖状脂肪族ジアミンとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、2-メチルペンタメチレンジアミン(2-メチル-1,5-ジアミノペンタンともいう。)、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、2-メチル-1,8-オクタンジアミン(2-メチルオクタメチレンジアミンともいう。)、2,4-ジメチルオクタメチレンジアミン等が挙げられる。
 前記(B-b)ジアミン単位は、その効果を損なわない範囲で、少なくとも1種以上の、(b-1)脂肪族ジアミン単位以外の(b-2)ジアミン単位を含むことができる。
 また、本実施形態のポリアミド樹脂組成物中の、前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドの含有量は、ポリアミド樹脂組成物中のポリアミドの総質量に対して、例えば5質量%以上50%質量%以下とすることができ、より好ましくは10質量%以上40質量%以下であり、さらに好ましくは15質量%以上30質量%以下である。
 なお、本実施形態のポリアミド樹脂組成物中に含まれる、前記(A)結晶性脂肪族ポリアミド及び前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドの質量の和((A)+(B))に対する、前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドの質量比[(B)/((A)+(B))]は、0.10以上0.50以下であることが好ましく、より好ましくは0.10以上0.40以下であり、さらに好ましくは0.15以上0.35以下である。
 前記(A)結晶性脂肪族ポリアミド及び前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドの合計含有量に対する前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドの質量比を上記範囲とすることにより、ポリアミド樹脂組成物から得られる成形品の耐熱性及び耐圧縮特性等に優れ、成形品の表面外観が優れる傾向にある。
 本実施形態のポリアミド樹脂組成物中のポリアミド樹脂の総質量に対する、(A)結晶性脂肪族ポリアミドと(B)結晶性半芳香族ポリアミドとの質量の和が、80質量%以上であることが好ましく、85質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることがさらに好ましく、95質量%以上であることが特に好ましく、100質量%であることが最も好ましい。
(ポリアミドの末端封止)
 また、本実施形態のポリアミド樹脂組成物に含まれるポリアミド((A)結晶性脂肪族ポリアミド及び(B)結晶性半芳香族ポリアミド)の末端は、公知の末端封止剤により封止されていてもよい。
 このような末端封止剤は、上記ジカルボン酸と上記ジアミンとから、又は、上記ラクタム及び上記アミノカルボン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種から、ポリアミドを製造する際に、分子量調節剤としても添加することができる。
 前記末端封止剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、モノカルボン酸、モノアミン、酸無水物(無水フタル酸等)、モノイソシアネート、モノ酸ハロゲン化物、モノエステル類、モノアルコール類等が挙げられる。末端封止剤は、1種のみを単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
 中でも、末端封止剤としては、モノカルボン酸又はモノアミンが好ましい。ポリアミドの末端が末端封止剤で封鎖されていることにより、ポリアミド組成物から得られる成形品の熱安定性がより優れる傾向にある。
 前記末端封止剤として使用できるモノカルボン酸としては、ポリアミドの末端に存在し得るアミノ基との反応性を有するものであればよい。モノカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、脂肪族モノカルボン酸、脂環族モノカルボン酸、芳香族モノカルボン酸等が挙げられる。
 脂肪族モノカルボン酸としては、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチル酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ピバリン酸、イソブチル酸等が挙げられる。
 脂環族モノカルボン酸としては、例えば、シクロヘキサンカルボン酸等が挙げられる。
 芳香族モノカルボン酸としては、例えば、安息香酸、トルイル酸、α-ナフタレンカルボン酸、β-ナフタレンカルボン酸、メチルナフタレンカルボン酸、フェニル酢酸等が挙げられる。
 これらモノカルボン酸は、1種のみを単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
 特に、前記(B)半芳香族ポリアミドの末端は、流動性及び機械的強度の観点から、酢酸によって封止されていることが好ましい。
 前記末端封止剤として使用できるモノアミンとしては、ポリアミドの末端に存在し得るカルボキシル基との反応性を有するものであればよい。モノアミンとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、脂肪族モノアミン、脂環族モノアミン、芳香族モノアミン等が挙げられる。
 前記脂肪族モノアミンとしては、例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ステアリルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン等が挙げられる。
 脂環族モノアミンとしては、例えば、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン等が挙げられる。
 芳香族モノアミンとしては、例えば、アニリン、トルイジン、ジフェニルアミン、ナフチルアミン等が挙げられる。
 これらモノアミンは、1種のみを単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
 前記末端封止剤により末端封止されたポリアミドを含有するポリアミド樹脂組成物は、耐熱性、耐圧縮特性、靭性、低吸水性及び成形品の表面外観により優れる傾向にある。
(ポリアミドの製造方法)
 本実施形態のポリアミド樹脂組成物に含まれるポリアミド((A)結晶性脂肪族ポリアミド及び(B)結晶性半芳香族ポリアミド)の製造方法について説明する。
 前記ポリアミドを製造する際に、ジカルボン酸の添加量とジアミンの添加量とは、同モル量付近であることが好ましい。重合反応中のジアミンの反応系外への逃散分もモル比においては考慮して、ジカルボン酸全体のモル量1に対して、ジアミン全体のモル量は、0.9以上1.2以下が好ましく、0.95以上1.1以下がより好ましく、0.98以上1.05以下がさらに好ましい。
 前記ポリアミドの製造方法としては、以下に限定されるものではないが、例えば、以下の(1)又は(2)の重合工程を含むことができる。
(1)ジカルボン酸単位を構成するジカルボン酸と、ジアミン単位を構成するジアミンとの組み合わせを重合して重合体を得る工程
(2)ラクタム単位を構成するラクタム及びアミノカルボン酸単位を構成するアミノカルボン酸からなる群より選ばれる1種以上を重合して重合体を得る工程
 また、前記ポリアミドの製造方法としては、前記重合工程の後に、ポリアミドの重合度を上昇させる上昇工程を、更に含むことが好ましい。また、必要に応じて、前記重合工程及び前記上昇工程の後に、得られた重合体の末端を末端封止剤により封止する封止工程を含んでいてもよい。
 前記ポリアミドの具体的な製造方法としては、例えば、以下の1)~4)に例示するように種々の方法が挙げられる。
 1)ジカルボン酸-ジアミン塩、ジカルボン酸とジアミンとの混合物、ラクタム及びアミノカルボン酸からなる群より選ばれる1種以上の水溶液又は水懸濁液を加熱し、溶融状態を維持したまま重合させる方法(以下、「熱溶融重合法」と称する場合がある)
 2)熱溶融重合法で得られたポリアミドを融点以下の温度で固体状態を維持したまま重合度を上昇させる方法(以下、「熱溶融重合・固相重合法」と称する場合がある)
 3)ジカルボン酸-ジアミン塩、ジカルボン酸とジアミンとの混合物、ラクタム及びアミノカルボン酸からなる群より選ばれる1種以上を、固体状態を維持したまま重合させる方法(以下、「固相重合法」と称する場合がある)
 4)ジカルボン酸と等価なジカルボン酸ハライド成分と、ジアミン成分とを用いて重合させる方法(以下、「溶液法」と称する場合がある)
 中でも、前記ポリアミドの具体的な製造方法は、1)熱溶融重合法を含む製造方法であることが好ましい。また、熱溶融重合法によりポリアミドを製造する際には、重合が終了するまで、溶融状態を保持することが好ましい。溶融状態を保持するためには、ポリアミド組成物に適した重合条件で製造することが必要となる。重合条件としては、例えば、以下に示す条件等が挙げられる。まず、熱溶融重合法における重合圧力を14kg/cm以上25kg/cm以下(ゲージ圧)に制御し、加熱を続ける。次いで、槽内の圧力が大気圧(ゲージ圧は0kg/cm)になるまで30分以上かけながら降圧する。
 前記ポリアミドの製造方法において、重合形態としては、特に限定されず、バッチ式でもよく、連続式でもよい。
 前記ポリアミドの製造に用いる重合装置としては、特に限定されるものではなく、公知の装置を用いることができる。重合装置として具体的には、例えば、オートクレーブ型反応器、タンブラー型反応器、押出機型反応器(ニーダー等)等が挙げられる。
 以下、前記ポリアミドの製造方法として、バッチ式の熱溶融重合法によるポリアミドを製造する方法を具体的に示すが、ポリアミドの製造方法は、これに限定されない。温度、圧力については、製造するポリアミドの種類によって適宜調整することができる。
 まず、前記ポリアミドの原料成分(ジカルボン酸とジアミンとの組み合わせ、並びに、必要に応じて、ラクタム及びアミノカルボン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種)を、約40質量%以上60質量%以下含有する水溶液を調製する。次いで、当該水溶液を110℃以上180℃以下の温度、及び、約0.035MPa以上0.6MPa以下(ゲージ圧)の圧力で操作される濃縮槽で、約65質量%以上90質量%以下に濃縮して濃縮溶液を得る。
 次いで、得られた濃縮溶液をオートクレーブに移し、オートクレーブにおける圧力が約1.2MPa以上2.2MPa以下(ゲージ圧)になるまで加熱を続ける。
 次いで、オートクレーブにおいて、水及びガス成分のうち少なくともいずれかを抜きながら圧力を約1.2MPa以上2.2MPa以下(ゲージ圧)に保つ。次いで、温度が約220℃以上260℃以下に達した時点で、大気圧まで降圧する(ゲージ圧は、0MPa)。オートクレーブ内の圧力を大気圧に降圧後、必要に応じて減圧することにより、副生する水を効果的に除くことができる。
 次いで、オートクレーブを窒素等の不活性ガスで加圧し、オートクレーブからポリアミド溶融物をストランドとして押し出す。押し出されたストランドを、冷却、カッティングすることにより、ポリアミドのペレットを得る。
(ポリアミドのポリマー末端)
 本実施形態のポリアミド組成物に含まれるポリアミド((A)脂肪族ポリアミド及び(B)半芳香族ポリアミド)のポリマー末端としては、特に限定されないが、以下の1)~4)に分類され、定義することができる。
 すなわち、1)アミノ末端、2)カルボキシル末端、3)封止剤による末端、4)その他の末端である。
 1)アミノ末端は、アミノ基(-NH基)を有するポリマー末端であり、ジアミン単位に由来する。
 2)カルボキシル末端は、カルボキシル基(-COOH基)を有するポリマー末端であり、ジカルボン酸に由来する。
 3)封止剤による末端は、重合時に封止剤を添加した場合に形成される末端である。封止剤としては、上述した末端封止剤が挙げられる。
 4)その他の末端は、上述した1)~3)に分類されないポリマー末端である。その他の末端として具体的には、アミノ末端が脱アンモニア反応して生成した末端、カルボキシル末端から脱炭酸反応して生成した末端等が挙げられる。
((A)脂肪族ポリアミドおよび(B)結晶性半芳香族ポリアミドの特性)
 前記(A)脂肪族ポリアミドの、融点Tm2(A)、結晶化エンタルピーΔH(A)及びtanδピーク温度tanδ(A)、及び、前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドの融点Tm(B)、結晶化エンタルピーΔH(B)及びtanδピーク温度tanδ(B)は、下記の通りであることが好ましく、具体的には下記に示す方法により測定することができる。
 前記(A)結晶性脂肪族ポリアミドの融点Tm2(A)は、220℃以上が好ましく、230℃以上がより好ましく、240℃以上がさらに好ましい。一方、(A)結晶性脂肪族ポリアミドの融点Tm2(A)は、300℃以下が好ましく、290℃以下がより好ましく、280℃以下がさらに好ましく、270℃以下が特に好ましい。
 すなわち、前記(A)結晶性脂肪族ポリアミドの融点Tm2(A)は、220℃以上300℃以下が好ましく、230℃以上290℃以下がより好ましく、240℃以上280℃以下がさらに好ましく、240℃以上270℃以下が特に好ましい。
 (A)結晶性脂肪族ポリアミドの融点Tm2(A)が上記下限値以上であることにより、ポリアミド組成物から得られる成形品の耐熱性や耐圧縮特性等がより優れる傾向にある。一方、(A)結晶性脂肪族ポリアミドの融点Tm2(A)が上記上限値以下であることにより、押出、成形等の溶融加工におけるポリアミド組成物の熱分解等をより抑制し、成形品外観が良好になる傾向にある。
 また、前記(A)結晶性脂肪族ポリアミドの結晶化エンタルピーΔHは、機械的性質、特に吸水剛性、熱時剛性の観点から、30J/g以上が好ましく、40J/g以上がより好ましく、50J/g以上がさらに好ましく、60J/g以上が特に好ましい。一方、(A)結晶性脂肪族ポリアミドの結晶化エンタルピーΔHは、特に限定されず、高いほど好ましい。
 (A)結晶性脂肪族ポリアミドの融点Tm2-1及び結晶化エンタルピーΔHの測定装置としては、例えば、PERKIN-ELMER社製のDiamond-DSC等が挙げられる。
 前記ポリアミドの結晶化エンタルピーΔHcは、ポリアミドを降温速度20℃/minで降温したときに現れる発熱ピーク(結晶化ピーク)の温度を結晶化ピーク温度Tc(℃)としたときの、Tcのピーク面積である。
 さらに、前記(A)結晶性脂肪族ポリアミドのtanδピーク温度は、40℃以上が好ましく、50℃以上110℃以下がより好ましく、60℃以上100℃以下がさらに好ましく、70℃以上95℃以下が特に好ましく、80℃以上90℃以下が最も好ましい。
 (A)結晶性脂肪族ポリアミドのtanδピーク温度が上記下限値以上であることにより、ポリアミド組成物から得られる成形品の耐熱性及び耐圧縮特性等の性能がより優れる傾向にある。
 (A)結晶性脂肪族ポリアミドのtanδピーク温度は、粘弾性測定解析装置等(レオロジ製:DVE-V4)を用いて測定することができる。
 さらにまた、本実施形態のポリアミド樹脂組成物に含まれる、前記(A)結晶性脂肪族ポリアミド中の窒素原子数Nに対する炭素原子数Cの比(C/N)は、3.0以上9.0以下が好ましく、4.0以上8.0以下がより好ましく、4.5以上7.0以下がさらに好ましく、5.0以上6.5以下が特に好ましく、5.0以上6.0以下が最も好ましい。
 (A)結晶性脂肪族ポリアミドの窒素原子数Nに対する、炭素原子数Cの比(C/N)が上記の範囲であることにより、耐熱性や耐圧縮強度等に優れるポリアミド組成物が得られる。また、ポリアミド組成物から得られる成形品の表面外観がより優れたものとなる。
 前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドの融点Tm(B)は、280℃以上が好ましく、290℃以上がより好ましく、300℃以上であることが特に好ましい。一方、(B)結晶性半芳香族ポリアミドの融点Tm(B)は、360℃以下が好ましく、350℃以下がより好ましく、340℃以下であることが特に好ましい。
 すなわち、(B)結晶性脂肪族ポリアミドの融点Tm(B)は、280℃以上360℃以下が好ましく、290℃以上350℃以下がより好ましく、300℃以上340℃以下が特に好ましい。
 前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドの融点Tm(B)が上記下限値以上であることにより、ポリアミド組成物から得られる成形品の耐熱性や耐圧縮特性等がより優れる傾向にある。一方、(B)結晶性半芳香族ポリアミドの融点Tm(B)が上記上限値以下であることにより、押出、成形等の溶融加工におけるポリアミド組成物の熱分解等をより抑制し、成形品外観が良好になる傾向にある。
 また、前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドの結晶化エンタルピーΔH(B)は、機械的性質、特に吸水剛性、熱時剛性の観点から、30J/g以上70J/g以下であることが好ましく、35J/g以上65J/g以下であることがより好ましく、40J/g以上60J/g以上であることが特に好ましい。一方、(B)結晶性半芳香族ポリアミドの結晶化エンタルピーΔH(B)は、特に限定されず、高いほど好ましい。
 前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドの融点Tm(B)及び結晶化エンタルピーΔH(B)の測定装置としては、例えば、PERKIN-ELMER社製のDiamond-DSC等が挙げられる。
 さらに、前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドのtanδピーク温度tanδ(B)は、80℃以上が好ましく、90℃以上160℃以下がより好ましく、100℃以上155℃以下がさらに好ましく、110℃以上150℃以下が特に好ましく、120℃以上150℃以下が最も好ましい。
 前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドのtanδピーク温度tanδ(B)が上記下限値以上であることにより、ポリアミド組成物から得られる成形品の耐熱性や吸水時の物性保持率等がより優れる傾向にある。
 前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドのtanδピーク温度tanδ(B)は、粘弾性測定解析装置等(レオロジ製:DVE-V4)を用いて測定することができる。
 さらにまた、前記本実施形態のポリアミド樹脂組成物に含まれる(B)結晶性半芳香族ポリアミド中の窒素原子数Nに対する、炭素原子数Cの比(C/N)は、3.0以上10.0以下が好ましく、4.0以上9.0以下がより好ましく、4.5以上8.0以下がさらに好ましく、5.0以上8.0以下が特に好ましく、6.0以上8.0以下が最も好ましい。
 前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドの窒素原子数Nに対する、炭素原子数Cの比(C/N)が上記の範囲であることにより、耐熱性や耐圧縮強度等に優れるポリアミド組成物が得られる。また、ポリアミド組成物から得られる成形品の表面外観がより優れたものとなる。
 また、前記(A)結晶性脂肪族ポリアミドの融点ピーク温度と、前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドの融点ピーク温度との差は、40℃以上であることが好ましく、50℃以上であることがより好ましく、55℃以上であることがさらに好ましく、60℃以上であることが特に好ましく、65℃以上であることが最も好ましい。
 前記(A)成分と(B)成分の融点ピーク温度の差が、上記下限値以上であることにより、融点降下の効果が大きく、従来の加工温度より低温で加工することが可能になる。その結果、耐圧縮特性や靭性等の機械物性が向上するとともに、熱膨張率も向上する傾向がある。また、ポリアミド樹脂組成物から得られる成形品の表面外観がより優れたものとなる。
<(C)ポリアミド樹脂の末端基及び/又は主鎖アミド結合と反応し得る反応性官能基を有する変性エラストマー>
 本実施形態のポリアミド樹脂組成物は、前記(A)脂肪族ポリアミド及び前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドに加えて、(C)ポリアミド樹脂の末端基及び/又は主鎖アミド結合と反応し得る反応性官能基を有する変性エラストマー(以下、「(C)変性エラストマー」ということもある。)を含む。
 前記(C)変性エラストマーは、特に限定されるものではないが、マレイン酸やイタコン酸等のジカルボン酸や、その無水物で変性したエラストマーであることが、より優れた機械的特性を有する点で好ましい。
 前記(C)変性エラストマーは、その構成成分に少なくとも1種以上のオレフィン化合物由来の成分を有し、前記変性エラストマーの主鎖は、不飽和炭化水素構造及び/又は前記不飽和炭化水素を還元してなる飽和炭化水素構造であって、CmHn(m,nは自然数)であることが好ましい。
 前記(C)変性エラストマーは、含有する前記オレフィン化合物由来の構成成分の割合が、50%以上であることが好ましく、60%以上であることがより好ましく、70%以上であることがさらに好ましく、80%以上であることが特に好ましい。
 前記(C)変性エラストマーは、ISO-7619またはASTM D2240に準拠した試験方法によって測定される表面硬度が90以下であることが好ましく、80以下であることがより好ましく、70以下であることがさらに好ましい。
 本実施形態のポリアミド樹脂組成物では、該樹脂組成物の総質量に対する前記(C)変性エラストマーの含有量が、0.1質量%以上15質量%以下であることが好ましく、1質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、5質量%以上10質量%以下であることが特に好ましい。
 また、本実施形態のポリアミド樹脂組成物では、ポリアミド樹脂((A)結晶性脂肪族ポリアミドと(B)結晶性半芳香族ポリアミドの和)の合計含有量に対する(C)変性エラストマーの含有量[(C)/((A)+(B)]が、質量比で、0.10以上0.50以下であることが好ましく、0.10以上0.30以下であることがより好ましく、0.10以上0.20以下であることがさらに好ましい。
 前記(C)変性エラストマーの含有量が、上記範囲内となることで、ポリアミド樹脂組成物から得られる成形品の耐熱性及び耐圧縮特性等の機械物性に優れながらも、熱膨張率及び耐摩耗性をより高めることができる。
<(D)繊維状強化充填材>
 本実施形態のポリアミド樹脂組成物は、上述した(A)~(C)の各成分に加えて、(D)繊維状強化充填材をさらに含む。前記(D)繊維状強化充填材を含有することにより、耐圧縮特性及び靭性に優れるポリアミド樹脂組成物とすることができる。
ここで、前記(D)繊維状強化充填材は、その平均繊維径(d)が、1μm以上30μm以下であることが好ましく、2μm以上30μm以下であることがより好ましい。また、重量平均繊維長(L)は、0.1mm以上5.0mm以下であることが好ましく、0.5mm以上4.0mm以下であることがより好ましい。さらに、アスペクト比((L)/(d))が3以上100以下であるものがより好ましい。
 前記(D)繊維状強化充填材としては、特に限定されないが、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維であることが好ましい。
 これらの繊維状強化充填材は、単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせてもよい。
 これらの中でも、前記(D)繊維状強化充填材としては、耐圧縮特性及び靭性、成形品の表面外観等の観点から、ガラス繊維であることが特に好ましい。
 なお、前記(D)繊維状強化充填材の平均繊維径及び重量平均繊維長は、以下の方法を用いて測定することができる。
 まず、ポリアミド組成物の成形品を、450℃以上の高温で樹脂成分を融解させる。次いで、得られた灰分成分から、例えば100本以上のガラス繊維を任意に選択する。次いで、ガラス繊維を光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡等で観察することで求めることができる。
 本実施形態のポリアミド樹脂組成物では、該ポリアミド樹脂組成物中の(D)繊維状強化充填材の含有量が、ポリアミド樹脂組成物の総質量に対して、5質量%以上50質量%以下であることが好ましく、10質量%以上40質量%以下であることがより好ましく、15質量%以上30質量%以下であることが特に好ましい。
 前記(D)繊維状強化充填材の含有量が上記範囲内であることにより、ポリアミド樹脂組成物の耐圧縮特性や吸水時の物性保持率がより向上する傾向がある。また、成形品の表面外観にも優れ、耐摩耗特性にも優れるポリアミド樹脂組成物が得られる。
<(E)その他の添加剤>
本実施形態のポリアミド組成物には、上記(A)~(D)の各成分に加えて、本実施形態のポリアミド組成物の効果を損なわない範囲で、ポリアミドに慣用的に用いられる(E)その他添加剤を含有させることもできる。前記(E)その他の添加剤としては、例えば、(E―1)成形性改良剤(以下、「潤滑材」ともいう)、(E―2)劣化抑制剤、(E―3)造核剤、(E―4)熱安定剤等が挙げられる。
 また、本実施形態のポリアミド樹脂組成物が(E)その他の添加剤を含有する場合、本実施形態のポリアミド組成物中の(E)その他添加剤の含有量は、その種類やポリアミド組成物の用途等によって様々であるため、本実施形態のポリアミド組成物の効果を損なわない範囲であれば特に制限されることはない。例えば、ポリアミド樹脂組成物の総質量に対して、0質量%以上5質量%以下が好ましく、0質量%以上3質量%以下がより好ましく、0質量%以上2質量%以下がさらに好ましく、0質量%以上1質量%以下が特に好ましい。
((E―1)成形性改良剤)
 本実施形態のポリアミド組成物に含まれ得る(E―1)成形性改良剤としては、特に限定されないが、例えば、高級脂肪酸、高級脂肪酸金属塩、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アミド等が挙げられる。
((E―2)劣化抑制剤)
 本実施形態のポリアミド組成物に含まれ得る(E―2)劣化抑制剤は、熱劣化、熱時の変色防止及び耐熱エージング性の向上を目的として用いられる。
 前記(E-2)劣化抑制剤としては、特に限定されないが、例えば、銅化合物、フェノール系安定剤、ホスファイト系安定剤、ヒンダードアミン系安定剤、トリアジン系安定剤、ベンゾトリアゾール系安定剤、ベンゾフェノン系安定剤、シアノアクリレート系安定剤、サリシレート系安定剤、イオウ系安定剤等が挙げられる。
 ここで、前記銅化合物としては、例えば、酢酸銅、ヨウ化銅等が挙げられる。
 また、前記フェノール系安定剤としては、例えば、ヒンダードフェノール化合物等が挙げられる。
 なお、これらの(F―2)劣化抑制剤は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合せて用いてもよい。
((E-3)造核剤)
 なお、(E-3)造核剤とは、添加により以下の(1)~(3)のうち少なくともいずれか1つの効果が得られる物質のことを意味する。
(1)ポリアミド組成物の結晶化ピーク温度を上昇させる効果。
(2)結晶化ピークの補外開始温度と補外終了温度との差を小さくする効果。
(3)得られる成形品の球晶を微細化又はサイズの均一化させる効果。
 前記(E-3)造核剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、タルク、窒化ホウ素、マイカ、カオリン、窒化珪素、カーボンブラック、チタン酸カリウム、二硫化モリブデン等が挙げられる。
 前記(E-3)造核剤は、1種類のみを単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
 また、造核剤の効果が高いため、前記(E-3)造核剤の数平均粒径は、0.01μm以上10μm以下であることが好ましい。
 前記造核剤の数平均粒径は、以下の方法を用いて測定することができる。まず、成形品をギ酸等のポリアミドが可溶な溶媒で溶解する。次いで、得られた不溶成分の中から、例えば、100個以上の造核剤を任意に選択する。次いで、光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡等で観察して、粒径を測定することにより求めることができる。
((E-4)熱安定剤)
 (E-4)熱安定剤としては、以下に制限されないが、例えば、フェノール系熱安定剤、リン系熱安定剤、アミン系熱安定剤、元素周期律表の第3族、第4族及び第11~14族の元素の金属塩、アルカリ金属及びアルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられる。
 これらの(E-4)熱安定剤は、単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
 本実施形態のポリアミド樹脂組成物中の前記熱安定剤の含有量は、ポリアミド組成物の総質量に対して、0質量%以上1.0質量%以下が好ましく、0.1質量%以上1.0質量%以下がより好ましい。
 前記熱安定剤の含有量が上記の範囲内の場合、ポリアミド組成物の耐熱エージング性をより一層向上させ、さらにガス発生量をより低減させることができる。
<着色剤>
 本実施形態のポリアミド樹脂組成物の着色方法には、特に制限がなく、公知の有機染顔料及び無機染顔料から選ばれる少なくとも1種類以上の着色剤を使用することができる。
 有機染顔料としては、例えば、アゾレーキ顔料、ベンズイミダゾロン顔料、ジアリリド顔料、縮合アゾ顔料等のアゾ系顔料、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、等のフタロシアニン系顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料、キナクリドン顔料、ペリレン顔料、アントラキノン顔料、ペリノン顔料、ジオキサジンバイオレット等の縮合多環系顔料、アジン系顔料、カーボンブラック等が挙げられる。
 無機顔料としては、例えば酸化チタン、酸化亜鉛、酸化クロム等の酸化鉄を除く金属酸化物、チタンイエロー、コバルト青、群青等の複合金属酸化物等が挙げられる。
 前記着色剤の好ましい添加量は、特に限定はされないが、ポリアミド樹脂組成物の総質量に対して、10質量%以下、より好ましくは5質量%以下、さらに好ましくは2質量%以下、特に好ましくは1質量%以下である。
 前記着色剤を上記範囲の添加量で添加することにより、耐熱性、耐圧縮特性、熱膨張率、耐摩耗性等のバランスを良好に保つことができる。また、射出成形時の成形性に優れ、表面外観がより優れた成形品を得ることができる。
<ポリアミド樹脂組成物の製造方法>
 本実施形態のポリアミド組成物の製造方法としては、(A)結晶性脂肪族ポリアミドと、(B)結晶性半芳香族ポリアミドと、(C)変性エラストマーと、(D)繊維状強化充填材の各成分及び必要に応じて、上記(E)成分を混合する方法であれば、特に限定されるものではない。
 上記(A)~(D)の各成分及び必要に応じて、上記(E)成分との混合方法としては、例えば、以下の(1)又は(2)の方法等が挙げられる。
(1)上記(A)~(D)の各成分及び必要に応じて、上記(E)成分を、ヘンシェルミキサー等を用いて混合し溶融混練機に供給し混練する方法。
(2)上記(A)~(D)成分、及び必要に応じて、上記(E)成分を、予め単軸又は2軸押出機等を用いて混合し溶融混練機に供給し、次いで、(A)~(C)の各成分及び必要に応じて、(E)成分を含む混合物を調製し、当該混合物を溶融混練機に供給し混練した後に、任意に、サイドフィダーから(D)成分を配合する方法。
 ポリアミド組成物を構成する成分を溶融混練機に供給する方法は、すべての構成成分を同一の供給口に一度に供給してもよく、構成成分をそれぞれ異なる供給口から供給してもよい。
 溶融混練の温度は、(B)結晶性半芳香族ポリアミドの融点より1℃以上50℃以下程度高い温度が好ましく、(B)結晶性半芳香族ポリアミドの融点より10℃以上30℃以下程度高い温度がより好ましい。
 混練機での剪断速度は100sec-1以上程度が好ましい。また、混練時の平均滞留時間は0.5分間以上5分間以下程度が好ましい。
 溶融混練を行う装置としては、公知の装置であればよく、例えば、単軸又は2軸押出機、バンバリーミキサー、溶融混練機(ミキシングロール等)等が好ましく用いられる。
 本実施形態のポリアミド組成物を製造する際の各成分の配合量は、上述したポリアミド組成物における各成分の含有量と同様である。
<ポリアミド樹脂組成物の特性>
(ポリアミド樹脂組成物の線膨張係数)
 本実施形態のポリアミド樹脂組成物は、以下に記載する方法で測定される、ISO試験片から、切り出した10×5×4mmの試験片における樹脂の流れに対する流動方向(以下、MDと記載)、垂直方向(以下、TDと記載)、または試験片の厚み方向(NDと記載)のうち、少なくとも一つの線膨張係数が10×10-5/K以上であることが好ましく、15×10-5/K以上であることがより好ましく、20×10-5/K以上であることがさらに好ましい。また、MD、TD、NDのうち、線膨張係数が大きい2つの平均値が10×10-5/K以上であることが好ましく、12×10-5/K以上であることがより好ましく、15×10-5/K以上であることがさらに好ましい。さらに、MD、TD、NDの線膨張係数の平均値が8×10-5/K以上であることが好ましく、9×10-5/K以上であることがより好ましく、10×10-5/K以上であることがさらに好ましい。最も好ましくは、MD、TD、NDの線膨張係数のうち、少なくとも一つが15×10-5/K以上であり、線膨張係数が大きい2つの平均値が12×10-5/K以上であり、3つの平均値が9×10-5/K以上である。
 ポリアミド樹脂組成物の線膨張係数が前記数値以上であることにより、前記ポリアミド樹脂組成物から得られる成形品が、工業用途、自動車用途、ロボット用途において金属部品との複合材として使用される際、高温時に隙間を生じさせることなく、機器の動作を良好なものにすることができる。
(ポリアミド樹脂組成物の圧縮強度)
 本実施形態のポリアミド樹脂組成物は、以下に記載する方法で測定される、ISO試験片から、切り出した10×10×4mmの試験片を用いた120℃における圧縮試験において、5%圧縮耐力(圧縮歪み5%を与える際の圧縮強度)は、5.0MPa以上であることが好ましく、10MPa以上であることがより好ましく、15MPa以上であることがさらに好ましい。また、圧縮応力が100MPaの際の試験片の歪みが、60%以下であることが好ましく、55%以下であることがより好ましく、50%以下であることがさらに好ましく、45%以下であることが特に好ましい。
(ポリアミド樹脂組成物の融点Tm)
 本実施形態のポリアミド樹脂組成物は2つの融点Tmを有することが好ましい。上記融点の内、低い方の融点Tm-1は200℃以上290℃以下であることが好ましく、220℃以上280℃以下であることがより好ましく、230℃以上270℃以下であることがさらに好ましく、240℃以上260℃以下であることが特に好ましい。
 高い方の融点Tm-2は290℃以上360℃以下であることが好ましく、300℃以上350℃以下であることがより好ましく、310℃以上340℃以下であることがさらに好ましい。
 また、2つの融点の差(ΔTm)は、20℃以上であることが好ましく、30℃以上であることがより好ましく、40℃以上であることがさらに好ましく、50℃以上100℃以下であることが特に好ましい。
[成形品]
 本実施形態の成形品は、上述した本実施形態のポリアミド樹脂組成物を含む。
 本実施形態の成形品を得る方法としては、特に限定されず、公知の成形方法を用いることができる。
 公知の成形方法としては、例えば、押出成形、射出成形、真空成型、ブロー成形、射出圧縮成形、加飾成形、他材質成形、ガスアシスト射出成形、発砲射出成形、低圧成形、超薄肉射出成形(超高速射出成形)、金型内複合成形(インサート成形、アウトサート成形)等が挙げられる。
 本実施形態の成形品は、耐熱性、耐圧縮特性、靭性、熱膨張率、耐摩耗性に優れ、吸水時の物性保持率にも優れるため、自動車用途、電気及び電子材料用途、産業機器用途、事務機器用途、並びに日用品及び家庭用品等において好適に用いることができる。
 以下、具体的な実施例及び比較例を挙げて、本発明について詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
<構成成分>
 以下、本実施例及び比較例に用いたポリアミド樹脂組成物の各構成成分について説明する。
(A)結晶性脂肪族ポリアミド
A-1:下記の条件で調製したポリアミド66(融点:260℃)
A-2:下記の条件で調製したポリアミド610(融点:225℃)
 なお、下記の条件で調製した各ポリアミドは、窒素気流中で乾燥し、水分率を約0.2質量%に調整してから、後述の実施例及び比較例におけるポリアミド樹脂組成物の原料として用いた。
((A-1)ポリアミド66の調製)
 まず、アジピン酸とヘキサメチレンジアミンとの等モル塩1500gを蒸留水1500gに溶解させて、原料モノマーの等モル50質量%均一水溶液を作製した。この水溶液を、内容積5.4Lのオートクレーブに仕込み、窒素置換した。次いで、110℃以上150℃以下の温度下で撹拌しながら、溶液濃度70質量%まで水蒸気を徐々に抜いて濃縮した。次いで、内部温度を220℃に昇温した。このとき、オートクレーブは1.8MPaまで昇圧した。そのまま1時間、内部温度が245℃になるまで、水蒸気を徐々に抜いて圧力を1.8MPaに保ちながら1時間反応させた。次いで、1時間かけて圧力を降圧した。次いで、オートクレーブ内を真空装置で650torr(86.66kPa)の減圧下に10分維持した。このとき、重合の最終内部温度は265℃であった。次いで、窒素で加圧し下部紡口(ノズル)からストランド状にし、水冷、カッティングを行いペレット状で排出して、100℃、窒素雰囲気下で12時間乾燥することで、(A-1)結晶性脂肪族ポリアミド(ポリアミド66)を得た。
((A-2)ポリアミド610の調製) まず、セバシン酸とヘキサメチレンジアミンの等モル塩1500gを蒸留水1800gに溶解させ、原料モノマーの均一水溶液を作製した。この水溶液を、内容積5.4Lのオートクレーブに仕込み、窒素置換した。
 110~150℃の温度下で撹拌しながら、溶液濃度70質量%まで水蒸気を徐々に抜いて濃縮した。その後、内部温度を220℃に昇温した。このとき、オートクレーブは1.8MPaまで昇圧した。そのまま1時間、内部温度が245℃になるまで、水蒸気を徐々に抜いて圧力を1.8MPaに保ちながら1時間反応させた。
 次に、1時間30分かけて圧力を降圧した。その後、オートクレーブ内を真空装置で650torrの減圧下に10分維持した。このとき、重合の最終内部温度は265℃であった。
 その後、窒素で加圧し下部紡口(ノズル)からストランド状にし、水冷、カッティングを行いペレット状で排出して、100℃、窒素雰囲気下で12時間乾燥することで、(A-2)結晶性脂肪族ポリアミド(ポリアミド610)を得た。
(B)結晶性半芳香族ポリアミド
B-1:下記の条件で調製したポリアミド4T/6Tコポリマー(融点:345℃)
B-2:ポリアミド9T(クラレ製、融点:305℃)
B-3:ポリアミド6T/6I(70/30モル%)(EMS製、融点:325℃)
 なお、下記の条件で調製した(B-1)ポリアミド4T/6Tコポリマーは、窒素気流中で乾燥し、水分率を約0.2質量%に調整してから、後述の実施例及び比較例におけるポリアミド樹脂組成物の原料として用いた。
((B-1)ポリアミド4T/6Tコポリマーの調製)
 50リットルの回転式乾燥機に、1500gの4T/6T塩(38モル%/62モル%)を加え、回転式乾燥機を50mbarまで排気して、かつ窒素で充填する。上記操作を5回繰り返した後、反応水を系外へ排出しながら、混合物を5時間で220℃まで加熱し、その後15時間で255℃まで加熱した。窒素パージ下で混合物を1.0時間で65gの1,6ヘキサメチレンジアミンと30gの1,4-ブタンジアミン及び、100gの水混合物を7時間かけて添加した。さらに、29時間、235℃、窒素雰囲気下で混合物を反応させ、材料を室温まで冷却し、白色粉末((B-1)ポリアミド4T/6Tコポリマー)が得られる。
(C)変性エラストマー
C-1:無水マレイン酸変性ポリエチレン(フサボンドM603)
C-2:無水マレイン酸変性エチレン-ブテン共重合体(タフマーMH5020)
C-3:無水マレイン酸変性エチレン-オクテン共重合体(TAPOE1002CM)
C-4:無水マレイン酸変性スチレン-エチレン-ブチレン-スチレン共重合体(タフテックM1943)
C-5:未変性低密度ポリエチレン
(D)繊維状強化充填材
D-1:ガラス繊維(日本電気硝子株式会社製 ECS03T-275H)
(E)その他の添加剤
E-1:IRGANOX1098(酸化防止剤)
[実施例1~12及び比較例1~7]
 押出機上流側から1番目のバレルに上流側供給口を有し、8番目のバレルに下流側供給口、11番目のバレルに真空脱揮口を有した、L/D(押出機のシリンダーの長さ/押出機のシリンダー径)=48(バレル数12)の二軸押出機を用いて、押出機最上流部に設けられたトップフィード口より、(A)結晶性脂肪族ポリアミド、(B)結晶性半芳香族ポリアミド、及び、(C)変性エラストマー、さらに必要に応じて、(E)その他の添加剤、を供給した。
 また、押出機下流側(トップフィード口より供給された樹脂が充分溶融している状態)のサイドフィード口より(D)繊維状強化充填材を供給し、真空脱揮口より減圧して溶融混錬した。バレルの温度は、(B)結晶性半芳香族ポリアミドの融点+10℃以上30℃以下に設定した。
 次いで、ダイヘッドより押し出された溶融混練物をストランド状で冷却し、ペレタイズして、ポリアミド組成物のペレットを得た。二軸押出機は特に限定しないが、コペリオン社(ドイツ)製、ZSK-26MCが好ましい。
 なお、ポリアミド樹脂組成物の製造に用いた各成分の種類については、以下の通りであり、各成分の配合量については表1に示す。
(実施例1)
 上記製造方法に従って、(A-1)結晶性脂肪族ポリアミド、(B-1)結晶性半芳香族ポリアミド、(C-1)変性エラストマー、(D)繊維状強化充填材を、下記表1に記載した配合量で混合し、ポリアミド樹脂組成物のペレットを得た。
(実施例2~6)
 (A-1)結晶性脂肪族ポリアミド、(B-1)結晶性半芳香族ポリアミド、(C-1)変性エラストマー、(D)繊維状強化充填材の含有量を、下記表1に記載の通りに変更したこと以外は、実施例1と同様の条件でポリアミド樹脂組成物のペレットを得た。
(実施例7)
 (B-1)の代わりに、(B-2)結晶性半芳香族ポリアミドを配合したこと以外は、実施例1と同様の条件でポリアミド樹脂組成物のペレットを得た。
(実施例8)
 (B-1)の代わりに、(B-3)結晶性半芳香族ポリアミドを配合したこと以外は、実施例1と同様の条件でポリアミド樹脂組成物のペレットを得た。
(実施例9)
 (C-1)の代わりに、(C-2)変性エラストマーを配合したこと以外は、実施例1と同様の条件でポリアミド樹脂組成物のペレットを得た。
(実施例10)
 (C-1)の代わりに、(C-3)変性エラストマーを配合したこと以外は、実施例1と同様の条件でポリアミド樹脂組成物のペレットを得た。
(実施例11)
 (C-1)の代わりに、(C-4)変性エラストマーを配合したこと以外は、実施例1と同様の条件でポリアミド樹脂組成物のペレットを得た。
(実施例12)
 (A-1)の代わりに、(A-2)結晶性脂肪族ポリアミドを配合したこと以外は、実施例1と同様の条件でポリアミド樹脂組成物のペレットを得た。
(比較例1)
 (A)結晶性脂肪族ポリアミドを未配合として、(B-1)結晶性半芳香族ポリアミド、(C-1)変性エラストマー、(D)繊維状強化充填材を下記表1に記載した配合量で混合し、ポリアミド樹脂組成物のペレットを得た。
(比較例2)
 (D)繊維状強化充填材を未配合として、(A-1)結晶性脂肪族ポリアミド、(B-1)結晶性半芳香族ポリアミド、(C-1)変性エラストマー、を下記表1に記載した配合量で混合し、ポリアミド樹脂組成物のペレットを得た。
(比較例3)
 (B-1)結晶性半芳香族ポリアミドを未配合として、(A-1)結晶性脂肪族ポリアミド、(C-1)変性エラストマー、(D)繊維状強化充填材を下記表1に記載した配合量で混合し、ポリアミド樹脂組成物のペレットを得た。
(比較例4~5)
 (A-1)結晶性脂肪族ポリアミド、(B-1)結晶性半芳香族ポリアミド、(C-1)変性エラストマー、(D)繊維状強化充填材の含有量を、下記表1に記載の通りに変更した以外は、実施例1と同様の方法でポリアミド樹脂組成物のペレットを得て、各種物性測定及び評価を実施した。
(比較例6)
 (C-1)変性エラストマー未配合として、(A-1)結晶性脂肪族ポリアミド、(B-1)結晶性半芳香族ポリアミド、(D)繊維状強化充填材を下記表1に記載した配合量で混合し、ポリアミド樹脂組成物のペレットを得た。
(比較例7)
 (C-1)の代わりに、(C-5)未変性オレフィン系樹脂を配合したこと以外は、実施例1と同様の条件でポリアミド樹脂組成物のペレットを得た。
<物性及び評価>
 上述した実施例及び比較例において得られたポリアミド組成物のサンプルを用いて、成形品を製造し、各種物性測定及び評価を実施した。
 まず、実施例及び比較例で得られたポリアミド樹脂組成物のペレットを、窒素気流中で乾燥する。次いで、水分量を調整した各ポリアミド樹脂組成物のペレットを用いて、下記方法により、各物性及び各種評価を実施した。
(成形品の製造)
 また、各物性及び各評価で用いた成形品は、以下に示す方法を用いて、製造した。
 装置は日精樹脂工業(株)製、「NEX-50III」あるいは「NEX-50IV」を用いた。シリンダー温度を290℃、金型温度を120℃に設定し、射出10秒、冷却10秒の射出成形条件で、各ポリアミド組成物を用いて100ショットまで成形を行い、成形品(ISO試験片)を得た。
(1)成形品表面外観評価
 上記のように得られた成形品の外観に関して、表面光沢値、成形品表面のヒケ、アバタ、シルバー等を総合的に判断して評価した。
(評価基準)
A(秀):表面光沢値が60以上であり、成形品表面にはヒケやGF浮きが見られない。
B(良):表面光沢値が55以上であり、成形品表面にはわずかにヒケやGF浮きが見られる。
C(可):表面光沢値が50以上であり、成形品表面にはヒケやGF浮きが見られる。
D(不可):表面光沢値が50未満であり、成形品表面にはヒケやGF浮きが目立つ。
(2)圧縮強度及び圧縮歪み
 上記のように得られた20ショットから30ショットまでのISO試験片から、10mm角の試験片を切り出し、ISO604に準じて、120℃における圧縮強度、圧縮歪み及び5%耐力を測定した。ここでの5%耐力とは、圧縮歪みが5%に達する際の圧縮強度であり、この値が大きいほど耐圧縮特性が優れることを意味する。
(3)線膨張係数
 上記「成形品の製造」で得られた20ショットから30ショットまでのISO試験片から、10×5×4mmの試験片を切り出し、JISK7197に準じて、―40℃から150℃まで昇温した際の線膨張係数を測定した。
(測定条件)
装置:TMA7100熱分析機械装置 (日立ハイテク社製)
測定モード:膨張
昇温速度:5℃/min
測定温度範囲:―40℃から150℃まで
(4)吸水時物性保持率
 上記のように得られた20ショットから30ショットまでのISO試験片を用いて、ISO 527に準拠し、引張速度5mm/minで引張試験を行い、引張強度(MPa)を測定した。また、この時のISO試験片は、成形後、23℃、50%±10%RHで24時間調調節したものを「Dry」とし、JIS K7143に準じた条件で、吸水率を調節したものを「Wet」とした。「Dry」の引張強度に対する、「Wet」の引張強度の値から、物性保持率((「Dry」―「Wet」)/「Dry」×100)を算出した。
(5)シャルピー衝撃強さ
 上記「成形品の製造」で得られた20ショットから30ショットまでのISO試験片から、80×10×4mmの試験サンプルを切り出し、ISO 179に準じてノッチ付シャルピー衝撃強さを測定した。
(6)摺動特性(摩擦係数、摩耗深さ)
 上記「成形品の製造」で得られた20ショットから30ショットまでのISO試験片を用いて、往復摺動試験を実施した・
(測定方法)
 往復動摩擦摩耗試験機(東洋精密(株)製AFT-15MS型)、及び相手材料としてSUS304試験片(直径5mmの球)を用いて、線速度50mm/sec、往復距離20mm、温度23℃、湿度50%で、摺動試験を実施した。さらに、荷重4kg、往復回数10,000回で摩擦係数試験を実施した。また、摺動試験後のサンプルの摩耗痕の最大摩耗深さを、表面粗さ計(東洋精密(株)製575A-30)にて測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1の結果から、本発明のポリアミド樹脂組成物は、耐圧縮特性、熱膨張率、耐摩耗特性、吸水時物性保持率、靭性、成形品の表面外観に優れていた。本実施形態の組成物中の、ポリアミドの総量((A)+(B))に対する、(B)結晶性半芳香族ポリアミドの含有比率や、(C)変性エラストマーの含有比率を適宜調整することにより、上記特性が特に優れたポリアミド樹脂組成物が得られる。
 一方で、(A)成分、(B)成分、(C)成分のいずれかが未配合の樹脂組成物においては、上記特性を損なう結果となった。また、興味深いことに、(B)結晶性半芳香族ポリアミドが未配合の樹脂組成物において、耐圧縮特性が損なわれるだけでなく、吸水時物性保持率も損なう結果となった。一方で、(A)成分と(B)成分の質量の和に対する(B)成分の割合が著しく大きい場合、熱膨張率が不十分である。これらのことからわかるように、本発明の効果を発現するためには、(A)~(D)のいずれの成分も欠かすことはできず、含有量を調整することが不可欠ということがわかる。
 また、比較例7の結果から、本実施形態のポリアミド樹脂組成物においては、ポリオレフィン系樹脂が変性されていることが必要である。
 本実施形態のポリアミド樹脂組成物を用いた成形品は、耐熱性、耐圧縮特性、靭性、熱膨張率、耐摩耗性に優れ、吸水時の物性保持率にも優れるため、自動車用途、電気及び電子材料用途、産業機器用途、事務機器用途、並びに日用品及び家庭用品等において好適に用いることができる。

Claims (14)

  1.  (A)少なくとも1種の、結晶性脂肪族ポリアミドと、
     (B)少なくとも1種の、結晶性半芳香族ポリアミドであって、鎖状炭化水素鎖を有するジアミン(側鎖を有する骨格を含む)と分子内に少なくとも1つの芳香環を有するジカルボン酸との縮合によって得られる、結晶性半芳香族ポリアミドと、
     (C)少なくとも1種の、ポリアミド樹脂の末端基及び/又は主鎖アミド結合と反応し得る反応性官能基を有し、ガラス転移温度が23℃以下である変性エラストマーと、
     (D)繊維状強化充填材と、を含有し、
     前記(A)結晶性ポリアミド及び前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドの合計含有量に対する、前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドの含有量の質量比が、0.10以上0.50以下であることを特徴とするポリアミド樹脂組成物。
  2.  前記(A)結晶性脂肪族ポリアミドの含有量が、前記ポリアミド樹脂組成物の総質量に対して、50質量%以上90質量%以下であることを特徴とする、請求項1に記載のポリアミド樹脂組成物。
  3.  前記(A)結晶性脂肪族ポリアミドは、繰り返し単位中の窒素原子の数Nに対する、炭素原子の数Cの比(C/N)が、5.0以上8.0以下であることを特徴とする、請求項1に記載のポリアミド樹脂組成物。
  4.  前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドの含有量が、前記ポリアミド樹脂組成物の総質量に対して、5質量%以上50質量%以下であることを特徴とする、請求項1に記載のポリアミド樹脂組成物。
  5.  前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドは、繰り返し単位中の窒素原子の数Nに対する、炭素原子の数Cの比(C/N)が、5.0以上8.0以下であることを特徴とする、請求項1に記載のポリアミド樹脂組成物。
  6.  前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドは、結晶性半芳香族ポリアミドを構成するジカルボン酸のうちテレフタル酸が80モル%以上であることを特徴とする、請求項1に記載のポリアミド樹脂組成物。
  7.  前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドが、ポリアミド4T又はポリアミド4Tを含むコポリアミドであることを特徴とする、請求項1に記載のポリアミド樹脂組成物。
  8.  前記(A)結晶性脂肪族ポリアミド及び前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドの合計含有量が、ポリアミド樹脂組成物中の全ポリアミドに対して80質量%以上であることを特徴とする、請求項1に記載のポリアミド樹脂組成物。
  9.  前記ポリアミド樹脂組成物は、2つ以上の融点を有し、最も低い融点ピーク温度(Tm-1)と最も高い融点ピーク温度(Tm-2)との差が、40℃以上100℃以下であることを特徴とする、請求項1に記載のポリアミド樹脂組成物。
  10.  前記(A)結晶性ポリアミド及び前記(B)結晶性半芳香族ポリアミドの合計含有量に対する、前記(C)変性エラストマーの含有量の質量比が、0.10以上0.50以下であることを特徴とする、請求項1に記載のポリアミド樹脂組成物。
  11.  前記(C)変性エラストマーの含有量が、前記ポリアミド樹脂組成物の総質量に対して、0.1質量%以上15質量%以下であることを特徴とする、請求項1に記載のポリアミド樹脂組成物。
  12.  前記(C)変性エラストマーが、ポリアミド樹脂の末端基及び/又は主鎖アミド結合と反応し得る反応性官能基を有し、ガラス転移温度が23℃以下である変性ポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする、請求項1に記載のポリアミド樹脂組成物。
  13.  前記(D)繊維状強化充填材の含有量が、前記ポリアミド樹脂組成物の総質量に対して10質量%以上50質量%以下であることを特徴とする、請求項1に記載のポリアミド樹脂組成物。
  14.  -40℃から150℃における線膨張係数が、15×10-5/K以上であることを特徴とする、請求項1に記載のポリアミド樹脂組成物。
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