JP4334800B2 - ポリアミド脂組成物 - Google Patents

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Description

【技術分野】
【0001】
本発明は、様々な自動車部品、機械工業部品、電気電子部品、各種ギア、押出用途(チューブ、棒、フィラメント、フィルム、シート、中空成形品など)の産業用材料として好適な射出成形、フィルム成形、ブロー成形、押出成形、発泡成形、ガスアシスト成形などの各種成形性に優れ、また得られる成形体が、強度、剛性、靱性、耐熱性に優れると同時に、表面外観、耐候性、耐熱エージング性などの耐久性に優れるポリアミドとアパタイト型化合物とからなるポリアミド樹脂組成物およびその成形体に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来よりポリアミド樹脂が本来有する強度、剛性、耐熱性など機械物性をさらに高める目的で、ポリアミド樹脂に種々の充填剤、例えばガラス繊維や炭素繊維などの無機繊維あるいは炭酸カルシウム、雲母、タルクなどの無機化合物あるいはモンモリロナイト、膨潤性フッ素雲母などの層状化合物を配合することが行われてきた。しかしながら、これらの手法は、得られる成形体の強度や剛性がより向上する点では有効であるものの、ポリアミドと充填剤との親和性が低いため、ポリアミド樹脂の特徴である靱性が著しく損なわれるという欠点があった。一方、特開平03−217454号公報には、象牙に近い感触を持つ材料を得ることを目的として、ポリアミド100重量部とアパタイト5〜300重量部とからなるポリアミド樹脂組成物が開示されている。しかしながら、この組成物も、他の充填剤を添加した組成物と同様に、得られる成形体の強度、剛性が向上するものの、ポリアミドとアパタイト界面との親和性が極めて低いため、靱性の低下、すなわち引張伸度の低下が極めて大きく、産業用材料として用いることは困難であった。
【0003】
そこで、本発明者らは、特開平11−199771号公報で開示されている様に、ポリアミドならびにポリアミドとの界面接着性の高いアパタイトとからなるポリアミド樹脂を提案した。特に、ポリアミド原料とアパタイト原料とを配合し、ポリアミドの重合とアパタイトの合成を行う方法により製造されたポリアミド樹脂が、より顕著に界面接着性の改良効果が高いため、従来のポリアミド樹脂では達成し得なかった物性を発現することが可能となった。すなわち、靱性を損なうことなく、剛性、強度を向上させたポリアミド樹脂を見出した。
【0004】
しかしながら、本発明者らの検討の結果、前記ポリアミド樹脂は靱性を損なうことなく剛性、強度を改良できたものの、自動車部品、電子電気部品、工業機械部品などの各種部品への応用において、各種部品を製作するための射出成形、フィルム成形、ブロー成形などの成形性が十分とは言えなかった。また得られた成形品も、例えば夏場の炎天下にさらされる自動車外装部品、あるいは高温の自動車エンジンの周辺にあるアンダーフード部品として使用した場合には、耐候性や耐熱エージングなど耐久性は未だ十分ではなかった。
【0005】
ところで、ポリアミド樹脂に高級脂肪酸金属塩などの滑剤を配合して成形性を向上させることは当業界では良く知られている。また、ハロゲン金属塩と銅化合物との混合物を添加して耐候性あるいは耐熱エージング性などを改良することも同様に良く知られている。 ところが、本発明者らの検討によれば、これら従来技術を前記ポリアミドとアパタイト型化合物からなるポリアミド樹脂に単純に転用しても、目的とした特性の改良が十分に得られない事がわかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明者らは、上記本発明課題を解決すべく鋭意検討した結果、ポリアミドとアパタイト型化合物からなるポリアミド複合体に、各種特性や機能を改良あるいは付与することを目的に各種添加剤を添加する場合、アパタイト型化合物の形成が完了した後に添加を行うことによって初めて目的の改良効果が得られることを見出した。特に、添加剤が金属元素を含む化合物である場合、その傾向はより顕著である。すなわち当業界でよく知られている成形性改良剤として高級脂肪酸金属を添加する場合、あるいは耐熱性改良剤としてハロゲン金属塩や銅化合物を添加する場合には、アパタイト型化合物の形成が完了してから添加することにより、目的の改良効果が顕著に発現されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【0007】
すなわち、本発明は、
(1) (A)ポリアミド、(B)アパタイト型化合物、及び(C)(i)高級脂肪酸金属塩及び/又は(ii)ハロゲン金属塩と銅化合物との混合物からなり、(i)高級脂肪酸金属塩が、一般式(1)CH (CH )n COO(M )(但し、式中のnは8〜30である、また、金属元素(M )は元素周期律表の1、2、3族元素、亜鉛、アルミニウムから選ばれる少なくとも1種の金属元素である、)で示される高級飽和脂肪酸金属塩、炭素数が6〜22の不飽和脂肪酸と元素周期律表の1、2、3族元素、亜鉛、アルミニウムの金属塩からなる高級不飽和脂肪酸金属塩あるいはこれらの混合物であるポリアミド樹脂組成物であって、(C)成分をアパタイト型化合物形成後に添加して得られることを特徴とするポリアミド樹脂組成物。
(2) (A)100重量部に対して、(B)0.05〜200重量部、(C)0.01〜20重量部である上記1記載のポリアミド樹脂組成物。
(3) ポリアミド形成成分100重量部に対して、アパタイト型化合物形成成分0.05〜200重量部とを配合し、ポリアミドの重合反応とアパタイト型化合物の合成反応を進行させ(A)ポリアミドと(B)アパタイト型化合物とからなるポリアミド複合体を製造する工程中におけるアパタイト型化合物の形成が完了した後の工程で(C)成分0.01〜20重量部を添加して得られる上記2記載のポリアミド樹脂組成物。
【0008】
(4)(C)(i)の高級脂肪酸金属塩が、一般式(1)CH3 (CH2 n COO(M1 )(但し、式中のnは8〜30である、また、金属元素(M1 )は元素周期律表1、2、3族元素、亜鉛、アルミニウムから選ばれる少なくとも1種の金属元素である、)で示される上記1から3のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物、
(5)(C)(ii)混合物のハロゲン金属塩がヨウ化カリウムであり、銅化合物が酢酸銅あるいはヨウ化銅であり、かつハロゲンと銅とのモル比が2/1〜40/1である上記1から3のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物、
(6)(A)100重量部に対してポリフェニレンエーテル樹脂が1〜300重量部配合されたポリアミド樹脂組成物であり、かつ(B)及び(C)成分が主として(A)成分中に存在する上記1から3のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物、
(7)アパタイト型形成成分が、最大粒子径30μm以下のリン酸系金属化合物である上記3に記載のポリアミド樹脂組成物、
【0009】
(8)アパタイト型形成成分が、比表面積0.1〜100m /gのリン酸系金属化合物である上記3に記載のポリアミド樹脂組成物。
(9) 平均粒子径0.01〜1μmのアパタイト型化合物が重量平均分子量2〜20万のポリアミドに均一に分散している上記1から3のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物。
(10)(A)ポリアミド100重量部に対して、(B)アパタイト型化合物0.05〜200重量部、及び(C)(i)高級脂肪酸金属塩及び/又は(ii)ハロゲン金属塩と銅化合物との混合物0.01〜20重量部とからなり、(i)高級脂肪酸金属塩が、一般式(1)CH (CH )n COO(M )(但し、式中のnは8〜30である、また、金属元素(M )は元素周期律表の1、2、3族元素、亜鉛、アルミニウムから選ばれる少なくとも1種の金属元素である、)で示される高級飽和脂肪酸金属塩、炭素数が6〜22の不飽和脂肪酸と元素周期律表の1、2、3族元素、亜鉛、アルミニウムの金属塩からなる高級不飽和脂肪酸金属塩あるいはこれらの混合物であるポリアミド樹脂組成物の製造方法であって、(C)成分をアパタイト型化合物形成後に添加することを特徴とするポリアミド樹脂組成物の製造方法、
である。
【0010】
本発明の樹脂組成物は、射出成形、フィルム成形、押出成形、ブロー成形などの各種成形性に優れ、また得られる成形体が、強度、剛性、耐熱性、靱性に優れると同時に、表面外観、耐候性、耐熱エージング性などの耐久性に優れるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下本発明に関して詳細に述べる。
本発明における(A)ポリアミドは、主鎖中にアミド結合(−NHCO−)を有する重合体でよい。
本発明において好ましく用いるポリアミドは、ポリカプロラクタム(ナイロン6)、ポリテトラメチレンアジパミド(ナイロン46)、ポリヘキサメチレンアジパミド(ナイロン66)、ポリヘキサメチレンセバカミド(ナイロン610)、ポリヘキサメチレンドデカミド(ナイロン612)、ポリウンデカメチレンアジパミド(ナイロン116)、ポリウンデカラクタム(ナイロン11)、ポリドデカラクタム(ナイロン12)、ポリトリメチルヘキサメチレンテレフタルアミド(ナイロンTMHT)、ポリヘキサメチレンイソフタルアミド(ナイロン6I)、ポリノナンメチレンテレフタルアミド(ナイロン9T)、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド(ナイロン6T)、ポリビス(4−アミノシクロヘキシル)メタンドデカミド(ナイロンPACM12)、ポリビス(3−メチル−アミノシクロヘキシル)メタンドデカミド(ナイロンジメチルPACM12)、ポリメタキシリレンアジパミド(ナイロンMXD6)、ポリウンデカメチレンヘキサヒドロテレフタルアミド(ナイロン11T(H))、これらポリアミドのうち少なくとも2種の異なったポリアミドを含むポリアミド共重合体、およびこれらの混合物などである。これらのポリアミドのうち、本発明の課題を達成するためのより好ましいポリアミドは、ポリカプロラクタム(ナイロン6)、ポリヘキサメチレンアジパミド(ナイロン66)、ポリヘキサメチレンドデカミド(ナイロン612)、ポリヘキサメチレンイソフタルアミド(ナイロン6I)、これらのうち少なくとも2種の異なったポリアミド骨格を持つポリアミド共重合体、およびこれらの混合物などである。
【0012】
前記ポリアミド形成成分(原料)としては、重合可能なアミノ酸、重合可能なラクタム、あるいは重合可能なジアミン・ジカルボン酸混合物あるいは塩、および重合可能な前記化合物のオリゴマーを挙げることができる。
重合可能なアミノ酸としては、例えば6−アミノカプロン酸、11−アミノウンデカン酸、12−アミノドデカン酸、パラアミノメチル安息香酸をより具体的に挙げることができる。本発明では、これらの重合可能なアミノ酸を1種で用いても良いし、2種類以上組み合わせて用いても良い。
重合可能なラクタムとしては、例えばブチルラクタム、ピバロラクタム、カプロラクタム、カプリルラクタム、エナントラクタム、ウンデカノラクタム、ドデカノラクタムなどをより具体的に挙げることができる。本発明では、これらの重合可能なラクタムを1種を用いても良いし、2種類以上組み合わせて用いても良い。
【0013】
重合可能なジアミン・ジカルボン酸混合物あるいは塩のジアミンとしては、例えばテトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、2−メチルペンタメチレンジアミン、ノナンメチレンジアミン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、5−メチルノナメチレンジアミン、2,4−ジメチルオクタメチレンジアミン、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、3,8−ビス(アミノメチル)トリシクロデカン、1−アミノ−3−アミノメチル−3,5,5,−トリメチルシクロヘキサン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタン、2,2−ビス(4−アミノシクロヘキシル)プロパン、ビス(アミノプロピル)ピペラジン、アミノエチルピペラジンなどを挙げることができる。本発明では、これらの重合可能なジアミンを1種で用いても良いし、2種類以上組み合わせて用いても良い。
【0014】
重合可能なジアミン・ジカルボン酸塩のジカルボン酸としては、例えばマロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、2−メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、2,2−ジメチルグルタル酸、3,3−ジエチルコハク酸、アゼライン酸、セバシン酸、スベリン酸、ドデカン二酸、エイコジオン酸、テレフタル酸、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、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ジグリコール酸などを挙げることができる。本発明では、これらの重合可能なジカルボン酸は1種を用いても良いし、2種類以上組み合わせて用いても良い。これら重合可能なジアミンとジカルボン酸との組み合わせは任意に選択できる。また、ジアミンとジカルボン酸との成分比は、ジアミン/ジカルボン酸のモル比にして、好ましくは0.9/1〜1.3/1であり、より好ましくは0.95/1〜1.2/1であり、最も好ましくは0.97/1〜1.05/1である。
【0015】
本発明の課題を達成するためのより好ましいポリアミド形成成分は、カプロラクタム、ヘキサメチレンジアミンとジカルボン酸との混合物あるいは塩、ヘキサメチレンジアミンとドデカン二酸との混合物あるいは塩、ヘキサメチレンジアミンとイソフタル酸との混合物あるいは塩、ヘキサメチレンジアミンとテレフタル酸との塩、あるいはこれらから選ばれる少なくとも2種の異なったポリアミド形成成分の混合物である。
本発明のポリアミド形成成分(原料)には、さらに分子量調節あるいは耐熱水性向上のために公知の末端封止剤を添加することができる。末端封止剤としては、モノカルボン酸またはモノアミンが好ましい。その他、無水フタル酸などの酸無水物、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、モノアルコール類などを挙げることができる。
【0016】
末端封止剤として使用できるモノカルボン酸としては、アミノ基との反応性を有するものであれば特に制限はないが、例えば酢酸、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、イソブチル酸などの脂肪族モノカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸などの脂環式モノカルボン酸、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、フェニル酢酸などの芳香族モノカルボン酸などを挙げることができる。本発明では、これらのモノカルボン酸を1種で用いても良いし、2種類以上組み合わせて用いても良い。
【0017】
末端封止剤として使用できるモノアミンとしては、カルボキシル基との反応性を有するものであれば特に制限はないが、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、ジブチルアミンなどの脂肪族モノアミン、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミンなどの脂環式モノアミン、アニリン、トルイジン、ジフェニルアミン、ナフチルアミンなどの芳香族モノアミンなどを挙げることができる。本発明では、これらのモノアミンを1種で用いても良いし、2種類以上組み合わせて用いても良い。これら末端封止剤の添加量は、重合可能なポリアミド形成成分1モルに対して、好ましくは0.001〜0.25モルであり、より好ましくは0.005〜0.20モルであり、最も好ましくは0.01〜0.17モルである。
本発明の課題を達成するためのより好ましい末端封止剤は、酢酸、ステアリン酸などの脂肪族モノカルボン酸であり、最も好ましくは酢酸である。
【0018】
本発明のポリアミド樹脂組成物中のポリアミドの分子量は、成形性および機械物性がより優れている点から、重量平均分子量(Mw)にして、好ましくは1万〜100万であり、より好ましくは1万5千〜50万であり、最も好ましくは2万〜20万である。重量平均分子量は、溶媒としてヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)を用い、分子量標準試料としてポリメタクリル酸メチル(PMMA)を用いて、ゲルパーミッショクロマトグラフィー(GPC)により求めることができる。
【0019】
本発明の好ましい(B)アパタイト型化合物は、下記一般式で示される。
(M2 10-z(HPO4 z (PO4 6-z (X)2-z ・nH2
ここで、0≦z<2、0≦n≦16であり、(M2 )は金属元素、またXは陰イオンまたは陰イオン化合物である。
好ましい金属元素(M2 )としては、元素周期律表の1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11族元素およびスズ、鉛を挙げることができる。これら金属元素は1種であっても、2種以上であってもかまわない。本発明においては、得られる樹脂組成物の経済性、安全性および物性の点から、2族元素であるマグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、あるいはこれらの2種以上からなる混合物であること特に好ましい。 前記一般式中のXで示される陰イオンまたは陰イオン化合物としては、水酸イオン(OH- )、フッ素イオン(F- )、塩素イオン(Cl- )などを挙げることができる。これら陰イオン元素または陰イオン化合物は1種であっても、2種以上であってもかまわない。また、本発明においては、前記一般式中のリン酸水素イオン(HPO4 2-)、リン酸イオン(PO4 3-)、Xの一部が炭酸イオン(CO3 2-)に置換した炭酸含有アパタイトであってもよい。
【0020】
本発明においては、前記アパタイト型化合物の中、金属元素M2 がカルシウムである水酸アパタイト(Xが水酸イオン)、フッ素化アパタイト(Xの一部または全部がフッ素イオン)、塩素化アパタイト(Xの一部または全部が塩素イオン)、炭酸含有水酸アパタイト、炭酸含有フッ素化アパタイト、炭酸含有塩素化アパタイト、さらには、これらの混合物が最も好ましく用いられる。
かかるアパタイト型化合物形成成分(原料)としては、リン酸系金属化合物や、リン酸系金属化合物と非リン酸系金属化合物とからなる混合物などを挙げることができるが、本発明では、リン酸系金属化合物と非リン酸系金属化合物とからなる混合物であることがより好ましい。本発明では、リンに対する金属元素のモル比が0.9〜10.0であればよく、より好ましくは1.2〜5.0、さらに好ましくは1.5〜2.0、最も好ましくは1.55〜1.75である。
【0021】
前記リン酸系金属化合物のリン酸類としては、オルトリン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸、メタリン酸、亜リン酸、次亜リン酸などを挙げることができる。
より具体的には、リン酸系金属化合物としては、リン酸一水素カルシウム(CaHPO4 ・mH2 O、但し0≦m≦2である。)、二リン酸二水素カルシウム(CaH2 2 7 )、リン酸二水素カルシウム一水和物(Ca(H2 PO4 2 ・H2 O)、二リン酸カルシウム(α−およびβ−Ca2 2 7 )、リン酸三カルシウム(α−およびβ−Ca3 (PO4 2 )、リン酸四カルシウム(Ca4 (PO4 2 O)、リン酸八カルシウム五水和物(Ca8 2 (PO4 6 ・5H2 O)、亜リン酸カルシウム一水和物(CaHPO3 ・H2 O)、次亜リン酸カルシウム(Ca(H2 PO2 2 )、リン酸マグネシウム第二・三水和物(MgHPO4 ・3H2 O)、リン酸マグネシウム第三・八水和物(Mg3 (PO4 2 ・8H2 O)、リン酸バリウム第二(BaHPO4 )などを挙げることができる。これらの中でも、本発明では経済性および物性により優れる点から、リン酸一水素カルシウム(CaHPO4 ・mH2 O、但し0≦m≦2である。)が好ましく用いられ、特に無水リン酸一水素カルシウム(CaHPO4 )とリン酸一水素カルシウム二水和物(CaHPO4 ・2H2 O)が好ましく用いられる。
【0022】
これらのリン系金属化合物は、1種であっても良いし、2種以上の組み合わせであっても良い。2種以上組み合わせる場合には、例えば、リン酸一水素カルシウム二水和物(CaHPO4 ・2H2 O)と二リン酸二水素カルシウム(CaH2 2 7 )とを用いるように、同種の金属元素を含有する形成成分の組み合わせや、リン酸一水素カルシウム二水和物(CaHPO4 ・2H2 O)とリン酸マグネシウム第二・三水和物(MgHPO4 ・3H2 O)とを用いるように、異種の金属元素を含有するリン酸系化合物の組み合わせなどが例示されるが、いずれでも差し支えない。
【0023】
本発明におけるリン酸系金属化合物は、リン酸一水素カルシウム(CaHPO4 ・mH2 O、但し0≦m≦2である。)を例にとると、Phosphorus and its Compounds,1(1958)で記載されているVan WazerによるCaO−H2 O−P2 5 系の状態図が示すように、水の存在下、リン酸化合物とカルシウム化合物を混合することによる公知の方法で得ることができる。より具体的には、例えば、20〜100℃の温度下、リン酸二水素カリウム溶液に、リン酸アルカリ溶液および塩化カルシウム溶液を滴下し反応させ合成する方法や、炭酸カルシウムまたは水酸化カルシウムとリン酸水溶液を混合する方法などによれば良い。
【0024】
本発明における非リン酸系金属化合物としては、前記リン酸類以外で金属元素と化合物を形成するものであれば特に制限はなく、金属水酸化物(水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アルミニウム、水酸化鉄、水酸化マンガンなど)、金属塩化物(塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化ストロンチウム、塩化バリウム、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化アルミニウム、塩化鉄、塩化マンガンなど)、金属フッ化物(フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、フッ化バリウム、フッ化ストロンチウム、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化アルミニウムなど)、金属臭化物(臭化カルシウムなど)、金属ヨウ化物(ヨウ化カルシウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化銅など)、金属炭化物(炭化カルシウムなど)、金属酸化物(酸化カルシウム、酸化マグネシウムなど)、炭酸金属塩(炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸アルミニウムなど)、硫酸金属塩(硫酸カルシウムなど)、硝酸金属塩(硝酸カルシウムなど)、ケイ酸金属塩(ケイ酸カルシウムなど)などの無機金属化合物や、金属元素とモノカルボン酸との化合物(酢酸カルシウム、酢酸銅、安息香酸カルシウム、ステアリン酸カルシウムなど)、金属元素とジカルボン酸との化合物(しゅう酸カルシウム、酒石酸カルシウムなど)、金属元素とトリカルボン酸との化合物(クエン酸カルシウムなど)などを挙げることができる。
【0025】
本発明では、これらの非リン酸系金属化合物は、1種であっても良いし、2種以上組み合わせても良い。2種以上組み合わせる場合には、例えば水酸化カルシウムと炭酸カルシウムとの混合物のように、同種の金属元素を含有する化合物を組み合わせても良いし、例えば、炭酸カルシウムと水酸化マグネシウムとの混合物のように、異種の金属元素を含有する化合物を組み合わせても良い。本発明では、これら化合物の中でも、経済性および物性がより優れていることから、金属水酸化物、金属フッ化物、金属塩化物、炭酸金属塩、金属酸化物、あるいはこれらの混合物が好ましく用いられる。特に2族元素であるカルシウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウムの水酸化物、フッ化物、塩化物、炭酸塩、あるいはこれらの混合物がより好ましく、その中でもカルシウムの水酸化物、フッ化物、塩化物、炭酸塩、酸化物、あるいはこれらの混合物が最も好ましく用いられる。
【0026】
非リン酸系金属化合物の製造方法は特に制限されるものでなく、例えば炭酸カルシウムの場合を例にとると、天然材の粉砕品であっても、化学的に合成されたものであってもかまわない。また、その結晶形態や形状も特に制限されるものではなく、炭酸カルシウムの場合を例にとると、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、コロイド炭酸カルシウム、アラゴナイト型炭酸カルシウム、バテライト型炭酸カルシウム、針状型炭酸カルシウムなど、あるいはこれらの混合品など、いずれを用いてもかまわない。
【0027】
本発明のアパタイト型化合物形成成分であるリン酸系金属化合物や非リン酸系金属化合物は、一次粒子であっても良いし、一次粒子が凝集し二次粒子化したものであっても良いし、あるいはそれらが混在しても良い。中でも好ましいのは、リン酸系金属化合物が二次粒子化したものである。該二次粒子を構成する一次粒子の平均粒子径は0.01〜1μm、より好ましくは0.01〜0.5μmであって、二次粒子の平均粒子径は0.1〜50μm、より好ましくは0.1〜25μm、最も好ましくは0.1〜10μmである。また、二次粒子の最大粒子径は、好ましくは50μm以下、より好ましくは30μm以下、最も好ましくは10μm以下である。平均粒子径および最大粒子径の測定は、アパタイト型化合物形成成分を純水あるいはアルコール類中に分散させ、レーザ回折/散乱式粒度分布装置で測定する方法、あるいは走査型電子顕微鏡(SEM)観察で測定する方法によれば良い。
【0028】
レーザ回折/散乱式粒度分布装置で測定する方法をより具体的に説明すると、アパタイト型化合物形成成分20mgを10mlの純水に分散させ、3分間の超音波処理を行い測定試料とした。ブランク試料は純水のみを用いて、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置により測定した。得られた粒度分布を基に、下記式で算出し、平均粒子径とした。
平均粒子径(μm)=Σdi ・ni /Σni
ここで、di は粒子径(μm)、ni は頻度(%)である。
また、最大粒子径は、同様にして得られた粒度分布の頻度が、0.01%以下になる最大の粒子径として求めた。アパタイト型化合物形成成分の平均粒子径あるいは最大粒径が上記範囲を外れた場合には、取り扱いに工夫が必要であったり、得られるポリアミド樹脂組成物の成形性や機械特性、耐久性において必ずしも申し分のないレベルとまではいかない。
【0029】
本発明のアパタイト型化合物形成成分であるリン酸系金属化合物や非リン酸系金属化合物は、その比表面積が0.1〜100m2 /g、より好ましくは、0.5〜50m2 /g、さらに好ましくは1〜25m2 /g、最も好ましくは2〜20m2 /gである。特にリン酸系金属化合物の比表面積が上記範囲にあることが好ましい。比表面積の測定は、BET法により求めることができる。より具体的には、アパタイト型形成成分0.5gを40℃で10-4mmHgの条件下24時間真空脱気して、吸着ガスとして窒素を用いて、比表面積測定装置にて求めることができる。アパタイト型化合物形成成分の比表面積が上記範囲を外れた場合には、取り扱いに工夫が必要であったり、得られるポリアミド樹脂組成物の成形性や機械特性、耐久性において必ずしも申し分のないレベルとまではいかない。
【0030】
本発明の(C)(i)高級脂肪酸金属塩は、高級飽和脂肪酸金属塩、高級不飽和脂肪酸金属塩あるいはこれらの混合物が好ましく用いられる。
高級飽和脂肪酸金属塩は、下記一般式で示される。
CH3 (CH2 n COO(M1
ここで、n=8〜30であり、金属元素(M1 )が、元素周期律表の1、2、3族元素、亜鉛、アルミニウムなどが好ましく用いられる。
中でも、より好ましいものとしては、例えばカプリン酸、ウラデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸のリチウム塩、ナトリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、亜鉛塩、アルミニウム塩など、あるいはこれらの混合物を挙げることができる。
【0031】
高級不飽和脂肪酸金属塩は、炭素数が6〜22の不飽和脂肪酸と、元素周期律表の1、2、3族元素、亜鉛、アルミニウムなどとの金属塩が好ましく用いられ、中でも、より好ましいものとしては、ウンデシレン酸、オレイン酸、エライジン酸、セトレイン酸、エルカ酸、ブラシジン酸、ソルビル酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、ステアロール酸、2−ヘキサデセン酸、7−ヘキサデセン酸、9−ヘキサデセン酸、ガドレイン酸、ガドエライジン酸、11−エイコセン酸のリチウム塩、ナトリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、亜鉛塩、アルミニウム塩など、あるいはこれらの混合物を挙げることができる。
【0032】
本発明の(C)(ii)の混合物を構成するハロゲン金属塩は、ハロゲンと元素周期律表の1あるいは2族金属元素との塩であり、好ましいものとしては、ヨウ化カリウム、臭化カリウム、塩化カリウム、ヨウ化ナトリウム、塩化ナトリウムなど、あるいはこれらの混合物を挙げることができ、中でも最も好ましいものとしては、ヨウ化カリウム、臭化カリウム及びそれらの混合物を挙げることができる。
本発明の(C)(ii)の混合物を構成する銅化合物は、例えば、銅のハロゲン化物、硫酸塩、酢酸塩、プロピオオン酸塩、安息香酸塩、アジピン酸塩、テレフタル酸塩、サルチル酸塩、ニコチン酸塩、ステアリン酸塩や、エチレンジアミン、エチレンジアミン四酢酸等のキレート化合物など、あるいはこれらの混合物を挙げることができる。この中でも、好ましくものとしては、ヨウ化銅、臭化第一銅、臭化第二銅、塩化第一銅、酢酸銅を挙げることができる。
これらハロゲン金属塩と銅化合物とは組み合わせて用いるが、耐熱性及び製造時の腐食性がより改善されるという観点から、ハロゲン金属塩と銅化合物との混合割合は、ハロゲンと銅とのモル比が、0.1/1〜200/1の範囲になるように混合するのが好ましく、0.5/1〜100/1の範囲がより好ましく、2/1〜40/1の範囲が最も好ましい。
【0033】
本発明の(C)(i)高級脂肪酸金属塩及び/又は(ii)ハロゲン金属塩と銅化合物の混合物の配合量は、ポリアミド100重量部に対して、0.01〜20重量部、好ましくは0.01〜10重量部、更には0.025〜5重量部、最も好ましくは0.05〜1重量部である。前記の(C)化合物の配合量が、0.01重量部未満の場合には、成形性や耐熱エージング性などが本発明の目的を達成するまでに向上せず好ましくなく、また20重量部を越える場合には、成形品表面に銀状を発生し外観が低下する傾向にあり、また成形品の機械的物性を低下させる傾向にあるので好ましくない。
【0034】
本発明のポリアミド樹脂組成物には他の樹脂を混合しても良い。好ましい他の樹脂はポリフェニレンエーテル樹脂、ポリオキシメチレン樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、芳香族ポリカーボネート樹脂、ポリアリーレンスルフィド樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂、ゴムのいずれかから選ばれた少なくとも1種の樹脂であり、ポリフェニレンエーテル樹脂との混合物が特に好ましく用いられる。また、本発明のポリアミド樹脂組成物に、慣用のポリアミド樹脂を配合して用いてもかまわない。
本発明の好ましいポリフェニレンエーテル樹脂は、下記一般式で示される繰り返し単位からなる重合体でよい。
【0035】
【化1】
Figure 0004334800
但し、R1 ,R2 ,R3 およびR4 はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基およびハロゲン原子とフェニル環との間に少くとも2個の炭素原子を有するハロアルキル基またはハロアルコキシ基で第3級α−炭素を含まないものから選ばれた一価置換基を表し、nは重合度を表わす整数であり、好ましくは、R1 およびR2 が炭素原子数1〜4のアルキル基であり、R3 およびR4 が水素原子もしくは炭素原子数1〜4のアルキル基である。
【0036】
具体的には、ポリ(2,6−ジメチルフェニレン−1,4−エーテル)、ポリ(2,6−ジエチルフェニレン−1,4−エーテル)、ポリ(2,6−ジブロムフェニレン−1,4−エーテル)、ポリ(2−メチル−6−エチルフェニレン−1,4−エーテル)、ポリ(2−クロル−6−メチルフェニレン−1,4−エーテル)、ポリ(2−メチル−6−イソプロピルフェニレン−1,4−エーテル)、ポリ(2,6−ジ−n−プロピルフェニレン−1,4−エーテル)、ポリ(2−クロル−6−ブロムフェニレン−1,4−エーテル)、ポリ(2−クロル−6−エチルフェニレン−1,4−エーテル)、ポリ(2−メチルフェニレン−1,4−エーテル)、ポリ(2−クロルフェニレン−1,4−エーテル)、ポリ(2−メチル−6−フェニルフェニレン−1,4−エーテル)、ポリ(2−ブロム−6−フェニルフェニレン−1,4−エーテル)、ポリ(2,3,6−トリメチルフェニレン−1,4−エーテル)またはこれらの共重合体、あるいはこれらポリフェニレン樹脂にスチレン化合物をグラフト重合させた共重合体、あるいはこれらの混合物などが挙げられる。
【0037】
前記ポリフェニレンエーテル樹脂にグラフト化させるスチレン化合物としては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、クロルスチレンなどを挙げることができる。
前記ポリフェニレンエーテル樹脂の製造方法は、公知の方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、米国特許第33086874号明細書記載のHayによる第一銅塩とアミンのコンプレックスを触媒として用い、例えば2,6−キシレノールを酸化重合することにより容易に製造でき、そのほかにも米国特許第33086875号、同第3257357号および同第3257358号明細書、特公昭52−17880号および特開昭50−51197号および同63−152628号等に記載された方法で容易に製造できる。
【0038】
本発明においては、前記ポリフェニレンエーテル樹脂を、例えばアミノ基、カルボキシル基、エポキシ基などを持った化合物で変性して、ポリフェニレンエーテル樹脂の分子内に組み込んだ変性ポリフェニレンエーテル樹脂を用いることができる。この場合には、ラジカル重合用触媒の存在下、150〜350℃の温度条件下で加熱しグラフト重合させるのがより好ましい。
本発明で用いられるポリフェニレンエーテル樹脂は、成形性および物性がより優れていることから、クロロホルム中で25℃の条件で測定したときの固有粘度が、0.10〜1.0dl/g程度が好ましく、0.25〜0.75dl/g程度がより好ましい。
前記ポリアミド以外の樹脂の配合量は、ポリアミド100重量部に対して1〜300重量部であることが好ましく、1〜100重量部がより好ましく、10〜100重量部が最も好ましい。配合量が1重量部未満の場合には、吸水時の機械物性や寸法安定性、耐衝撃性などの改良が本発明の目的を達成するまでに向上せず好ましくなく、また300重量部を越えた場合には、成形性、強度、靭性などの低下が起きるため好ましくない。
【0039】
本発明のポリアミド複合体の製造方法は(製法1)アパタイト型化合物をポリアミド形成成分と配合してポリアミドを重合する方法、(製法2)アパタイト型化合物を溶融混練法によりポリアミドに配合する方法、(製法3)ポリアミド形成成分(原料)とアパタイト型化合物形成成分(原料)とを配合し、次いでポリアミドの重合とアパタイト型化合物を合成する方法、(製法4)上記(製法1)から(製法3)の方法により得られたポリアミド複合体ペレットをマスターバッチとして用いてポリアミドペレットや他の樹脂と溶融混練あるいはペレットブレンドで配合する方法、あるいはこれらの方法を組み合わせた方法いずれを用いても良い。中でも好ましい方法は(製法3)である。特に、ポリアミド形成成分とアパタイト型化合物形成成分との配合物を、減圧下、または常圧下、または加圧下に加熱し、ポリアミド形成成分をアパタイト型化合物形成成分の存在下に重合し、その後アパタイト型化合物を合成する方法や、あるいはアパタイト型化合物形成成分をポリアミド形成成分の存在下に反応させ、その後ポリアミドを重合する方法である。更に好ましい方法は、ポリアミド形成成分とアパタイト型化合物形成成分との配合物を減圧下、または常圧下、または加圧下、40〜300℃の温度下で、ポリアミドの重合反応およびアパタイト型化合物の合成反応を同時並行的に進行させる方法である。
【0040】
前記(製法1)あるいは(製法2)で用いられるアパタイト型化合物の製造方法は、例えば、慣用的に用いられる湿式合成法、水熱合成法、乾式合成法を挙げることができる。 湿式法は、アパタイト型化合物形成成分としてカルシウム塩水溶液とリン酸塩水溶液を用いてそれらを反応させて原子量比Ca/P=1.40/1〜1.67/1のリン酸カルシウムを得る方法である。その具体例としては特開平1−167209号公報に開示されている方法、すなわち塩化カルシウムとリン酸水素二カリウムの縣濁水溶液をPH4以上、70℃程度に保った条件下で、生成するヒドロキシアパタイトを熟成させる方法を挙げることができる。
水熱合成法は、その具体例としては特公昭59−51485号公報に開示されている方法、すなわちアパタイト型形成成分としてリン酸水素一カルシウム2水和物(又はリン酸水素一カルシウム無水物)と水酸化カルシウムを用いて、オートクレーブ中で200〜400℃、15〜200気圧の熱水条件下で反応させる方法を挙げることができる。
【0041】
乾式合成法は、その具体例としては、特公昭59−51458号公報に開示されている方法、すなわちアパタイト型化合物形成成分としてリン酸八カルシウム五水和物とカルシウム化合物を用いて、1000℃〜1300℃で固相反応させる方法を挙げることができる。
これらの方法により得られたアパタイト型化合物を(製法1)のポリアミド形成成分に配合する場合、あるいは(製法2)のポリアミドに配合する場合、アパタイト型化合物は粉末の状態で配合しても良いし、純水やアルコール等の親水性溶媒に懸濁させた状態で配合させてもかまわない。また、これらアパタイト型化合物の粉末あるいは懸濁液をボールミルなどの装置を用いて力学的に粉砕した後、粉末あるいは懸濁液の状態でポリアミド形成成分やポリアミドに配合してもかまわない。
【0042】
前記(製法3)においては、ポリアミド形成成分とアパタイト型化合物の形成成分との配合方法としては、固体状のポリアミド形成成分とアパタイト型化合物の形成成分を直接混合する方法、ポリアミド形成成分の水溶液とアパタイト型化合物形成成分の水溶液や懸濁液とを配合する方法などのいずれによっても良い。また、アパタイト型化合物の分散性を向上させるために、必要に応じて、ポリアミド形成成分やアパタイト型化合物形成成分に分散剤や錯化剤などの化合物を添加しても良い。
前記(製法3)におけるアパタイト型化合物形成成分の配合量は、ポリアミド形成成分100重量部に対して0.05〜200重量部であることが好ましく、より好ましくは0.1〜100重量部、特に好ましくは1〜100重量部である。アパタイト型化合物形成成分の配合量がポリアミド形成成分100重量部に対して0.05重量部未満の場合は、得られる成形体の機械特性の改良効果が本発明の目的を達成し得る程に顕著でなく、一方、200重量部を越えた場合には、成形加工性低下などの問題に注意が必要である。
【0043】
本発明では、前記分散剤の種類を、特に制限するものではなく、公知の分散剤を用いることができる。例えば、「分散・凝集の解明と応用技術」(北原文雄監修・株式会社テクノシステム発行)の232〜237ページに記載されているようなアニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤などを用いることができる。この中でもアニオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤を用いることが好ましく、特に、価格および物性の観点から、クエン酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸アンモニウム、スチレン−無水マレイン酸共重合体、エチレン−無水マレイン酸などのオレフィン−無水マレイン酸共重合体、ショ糖ステアリン酸エステルなどのショ糖エステル類などを用いることがより好ましい。
【0044】
錯化剤としては、金属イオンと錯体を形成する化合物であれば特に制限されることがなく、例えば、エチレンジアミン四酢酸、ニトリロ三酢酸、シクロヘキサンジアミン四酢酸、グリコールエーテルジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、クエン酸、グルコン酸、酒石酸、リンゴ酸、コハク酸、エチレンジアミンなどの脂肪族アミン、尿素などを用いることができる。この中でも、価格及び物性の観点からクエン酸、エチレンジアミン四酢酸、エチレンジアミンが特に好ましい。
【0045】
前記ポリアミドの重合は、公知の方法を用いることができる。例えば、11−アミノウンデカン酸などの水に難溶成分を形成成分とし、40〜300℃で加熱し重縮合する方法、ε−カプロラクタム水溶液を形成成分とし、必要に応じてモノカルボン酸などの末端封鎖剤、あるいはε−アミノカプロン酸などの反応促進剤を加えて、不活性ガスを流通させながら、40〜300℃に加熱し重縮合するラクタム類の開環重縮合法、ヘキサメチレンアジパミド水溶液などのジアミン・ジカルボン酸塩の水溶液を、40〜300℃の温度下、加熱濃縮し、発生する水蒸気圧を常圧〜20気圧の間の圧力に保ち、最終的には圧力を抜き常圧あるいは減圧し重縮合を行う熱溶融重縮合法などを用いることができる。さらには、ジアミン・ジカルボン酸固体塩や重縮合物の融点以下の温度で行う固相重合法、ジカルボン酸ハライド成分とジアミン成分とを溶液中で重縮合させる溶液法なども用いることができる。これらの方法は必要に応じて組合わせて用いてもかまわない。中でも本発明では、目的の分子量を持つポリアミド複合体を得るために、熱溶融重縮合法、あるいは該縮合法と固相重合法とを組み合わせる方法が最も好ましい。
重合装置も特に制限されるものではなく、公知の装置、例えば、オートクレーブ型の反応器、タンブラー型反応器、ニーダーなどの押出機型反応器などを用いることができる。
【0046】
重合形態としては、バッチ式でも連続式でもかまわない。熱溶融重縮合について、より具体的に述べると、バッチ法は、水を溶媒としてポリアミド形成成分とアパタイト型化合物形成成分を含有する40〜60重量%懸濁液を、まず約130〜160℃の温度および約0.035〜0.5Mpaの圧力で操作される予備蒸発器の容器で65〜85重量%に濃縮される。ついで濃縮された溶液はオートクレーブに移され、容器における圧力が約1.5〜2.0Mpaになるまで加熱が続けられる。その後水あるいはガス成分を抜きながら圧力約1.5〜2.0Mpaに保ち、温度が約250〜280℃に達した時点で、約45〜90分かけて大気圧まで降圧する。その後、ポリアミドは押し出されてストランドになり、冷却、カッテイングの後ペレットとなる。連続重合も米国特許第3947424号で開示されている様に当業界ではよく知られている。より具体的には、水を溶媒としてポリアミド形成成分とアパタイト型化合物形成成分を含有する40〜60重量%懸濁液は、予熱装置の容器において約40〜90℃まで予備加熱され、ついで予備蒸発器/反応器に移され、約0.1〜0.5Mpaの圧力及び約200〜270℃の温度で約70〜90%に濃縮される。ついでフラッシャーに排出され、そこで圧力は大気圧程度までゆっくりと降圧され、ついで大気圧以下、約270〜300℃の温度で維持されている容器に排出され、水分の除去を行い、ポリアミド溶融物は押し出されてストランドとなり、冷却、カッテイングされペレットとなる。
【0047】
本発明者らの検討によれば、(製法3)を用いた場合が、最もポリアミドとアパタイト型化合物の界面が極めて良好に固着、接着し、得られるポリアミド樹脂組成物の特性が優れている。アパタイト型化合物形成成分であるリン酸系金属化合物、例えばリン酸一水素カルシウム二水和物は、まず、ポリアミドが重合する初期の過程で、脱水反応などにより多孔質化する。この多孔質化した形成成分にポリアミドの形成成分あるいは重合していくポリアミドが、物理的、化学的相互作用して吸着、固着する。ついで、工程がすすむにつれて多孔質化したアパタイト型化合物の形成成分はアパタイト型化合物へと変化していくが、この工程において、多孔質から微細化の反応が起こり、最終的には数十〜百ナノメートルサイズの粒子となりポリアミドに均一に分散するのである。この形成機構からわかるように、アパタイト型形成成分、特にリン酸系金属化合物は、前述したように多孔質であることが好ましく、またその平均粒子径、最大粒子径は小さい程、得られるポリアミド複合体の特性は良い傾向にある。
【0048】
さて、該ポリアミド複合体の特性改良や機能性付与を目的として、慣用の添加剤を配合した場合、特にその添加剤が金属元素を含有する化合物を配合する場合には、アパタイト型化合物の形成成分が残存した状態で添加剤を配合すると、理由は定かではないが、形成されたアパタイト型化合物が均一に分散しなかったり、一部は数十μmサイズの大きな粒子としてポリアミド中に存在することがわかった。また、該組成物から得られる成形体は、添加剤配合の目的である特性改良や機能性付与が達成されないばかりか、強度、剛性も十分に向上せず、また靱性が著しく低下するなどの問題が生じる。そこで、本発明者らはこれらの結果を基に、特性改良や機能性付与を目的として添加剤化合物、特に金属元素を含有する化合物を配合する場合、アパタイト型化合物の形成が完了した後に添加剤を配合することにより、目的の物性及び機能を有しかつアパタイト型化合物がポリアミド中に数十〜百ナノメートルサイズの微細でかつ均一に分散したポリアミド樹脂組成物を見出すに至ったのである。
【0049】
本発明者らの検討によれば、(製法3)例えば、ポリアミド形成成分をヘキサメチレンジアミンとアジピン酸の等モル塩、アパタイト型形成成分として、リン酸一水素カルシウム二水和物及び炭酸カルシウム及び/又はフッ化カルシウムの混合物を用いて、前述したバッチ法あるいは連続法で熱溶融重縮合により重合を行った場合には、濃縮の工程が完了した時にはアパタイト型化合物の形成成分はほとんど残存しないことを確認している。
【0050】
本発明のポリアミド樹脂組成物の製造方法は、アパタイト型化合物の形成が完了した後の工程で(C)成分を配合する方法であれば良い。より具体的には、アパタイト型化合物を配合してポリアミドを重合するポリアミド複合体を製造(製法1)する工程中で(C)成分を配合する方法、アパタイト型化合物を溶融混練法によりポリアミドに配合してポリアミド複合体を製造(製法2)する工程中で(C)成分を配合する方法、(製法3)において、アパタイト型化合物の形成が完了した後の工程で(C)成分を配合する方法、あるいはこれらを組み合わせた方法を挙げることができる。(C)成分は、そのままの状態で配合しても良いし、ポリアミドなどを用いて前もってマスターバッチ化した状態で配合しても良いし、溶媒に溶解あるいは懸濁させて配合してもかまわない。
【0051】
前記製造方法のうち、溶融混練により製造する場合には、溶融混練を行う装置としては、一般に実用されている混練機を用いることができる。例えば、好ましい混練機としては、一軸または多軸混練押出機、ロール、バンバリーミキサーなどを挙げることができる。中でも、減圧装置、およびサイドフィーダー設備を装備した2軸押出機が最も好ましい。 溶融混練の方法は、全成分を同時に混練する方法や、あらかじめ予備混練したブレンド物を混練する方法、例えばポリアミドとアパタイト型化合物の予備混練物とポリアミドと耐熱性改良剤の予備混練物とを更に溶融混練する方法、あるいは押出機の途中から逐次各成分をフィードする方法、例えばポリアミド複合体に押出機の途中から成形性改良剤、ポフェニレンエーテル樹脂及びゴム成分を逐次フィードする方法を挙げることができる。
【0052】
溶融混練の条件は、減圧度は0〜0.07Mpa程度が好ましい。混練の温度は、ポリアミドあるいはポリアミド以外の樹脂のJISK7121に準じた示差走査熱量(DSC)測定で求まる融点あるいは軟化点より1〜100℃程度高い温度が好ましい。混練機での剪断速度は100(SEC-1)以上程度であることが好ましく、混練時の平均滞留時間は、1〜15分程度が好ましい。ポリアミド樹脂組成物中の溶媒は1重量%程度以下であることが好ましい。上記範囲を外れた場合には、生産性が低下したり、成形加工性が低下したり、得られた成形品の外観が十分でなかったり、また物性の改良効果が十分でなかったりする場合がある。
【0053】
本発明のアパタイト型化合物の確認は、例えば、重合工程途中の試料、ポリアミド複合体あるいはポリアミド樹脂組成物やその成形体を用いて、広角X線回折、赤外吸収スペクトルなどで直接確認する方法や、ポリアミドや配合した他の樹脂が可溶な溶媒で、ポリアミドあるいは配合した他の樹脂を溶出し、アパタイト型化合物成分を分離し、分離したアタイト型化合物の広角X線回折、赤外吸収スペクトルなどで確認する方法などによれば良い。
【0054】
前記ポリアミドや他の樹脂が可溶な溶媒とは、例えば、「POLYMER HANDBOOK Third Edition」(J.Brandrup and E.H.Immergut監修/A Wiley−Interscience Publication)の第VII(Solvents and Non−solvents For Polymers)に記載されている溶媒を用いれば良い。本発明においては、ポリアミドを溶解する溶媒としては、フェノール溶媒を用いるのが好ましい。また他の樹脂がポリフェニレン樹脂の場合を例示すると、その可溶溶媒はクロロホルム溶媒を用いるのが好ましい。溶解操作は、具体的には、まず十分な量のクロロホルム溶媒を用いてポリフェニレン樹脂を溶解し、その後ポリアミドを十分な量のフェノール溶媒を用いて溶解するという多段の溶解操作を行えば良い。
【0055】
本発明のアパタイト型化合物は、結晶性アパタイト型化合物であっても、非晶性アパタイト型化合物であってもかまわないが、物性の観点から、結晶性アパタイト型化合物であることがより好ましい。アパタイト型化合物が結晶性であることの確認は、具体的には、X線の線源として、銅Kα(波長λ=0.1542nm)を用いて、広角X線回折を測定し、回折角(2θ)が25.5〜26.5度に(002)面ピークが存在し、さらに回折角(2θ)が32.5〜33.5度に(300)面ピークが存在することを確認すればよい。本発明では、上記のように確認される結晶性アパタイト型化合物であることが特に好ましい。
【0056】
本発明のアパタイト型化合物の含有量は、ポリアミド100重量部に対して0.05〜200重量部であることが好ましく、より好ましくは0.1〜100重量部、特に好ましくは1〜100重量部である。アパタイト型化合物の含有量は、例えば、ポリアミド複合体を用いて、JISR3420に従って強熱減量(Ig.loss)を測定し、その重量減少量から求めることができる。また、上記強熱減量と溶媒抽出、NMR、あるいは赤外吸収スペクトルなどとを必要に応じて組み合わせて、ポリアミド複合体、あるいはポリアミド樹脂組成物またはその成形品からでもアパタイト型化合物の含有量を求めることができる。アパタイト型化合物の含有量がポリアミド100重量部に対して、0.05重量部未満の場合には、得られる成形体の機械特性の改良効果が本発明の目的を達成し得る程に顕著でなく、一方200重量部を越えた場合には、成形加工性低下などの問題に注意が必要である。
【0057】
本発明のアパタイト型化合物のリンに対する金属元素の比は、モル比にして0.9〜10.0であることが好ましく、より好ましくは1.2〜5.0、特に好ましくは、1.3〜2.5である。この比が0.9未満の場合には、押出や成形加工時に気泡の混入や発泡が起こりやすくなり、得られる成形体の収率がやや低下する傾向がある。また、この比が10.0を越えた場合には、靭性のやや低下する傾向がある。
【0058】
本発明のアパタイト型化合物は有機物を含有するが、該有機物はアパタイト型化合物100重量部あたり、0.5〜100重量部であることが必要である。より好ましくは、1〜100重量部、更には3〜75重量部、特に好ましくは4〜50重量部である。該有機物は、イオン結合反応、吸着反応あるいはグラフト化反応などの物理的、化学的相互作用によりアパタイト型化合物の内部や表面に取り込まれている有機物であるため、たとえポリアミドが可溶なフェノール溶媒を用いて溶解操作を行っても、溶媒中に溶解・溶出しないという性質を有しおり、このことがアパタイト型化合物とマトリックスであるポリアミドとの固着、接着性を非常に向上させている。該有機物の量が、アパタイト型化合物100重量部あたり0.5重量部未満の場合には、得られる成形体の靭性の低下が大きくなる恐れがある。また100重量部を越えた場合には、成形加工性が低下する傾向にある。
【0059】
本発明のアパタイト型化合物の平均粒子径は、好ましくは0.01〜1μm、より好ましくは0.01〜0.5μmである。本発明における平均粒子径は、電子顕微鏡観察により求めることができ、該平均粒子径は次のようにして算出することができる。すなわち、ポリアミド複合体、ポリアミド樹脂組成物、得られる成形体から切り出した超薄切片の透過型電子顕微鏡(TEM:写真倍率5万倍あるいは10万倍)を撮影し、アパタイト型化合物の粒子径di (μm)、粒子数ni を求め、次式により平均粒子径を算出する。
平均粒子径=Σdi ・ni /Σni
【0060】
ポリアミドと他の樹脂との混合物中の分散形態は、電子顕微鏡により観察できる。より具体的には、例えばポリアミドとポリフェニレンエーテル樹脂の混合物の分散形態は四酸化オスミウムおよび/または四酸化ルテニウムによる染色固体法で調整された超薄切片を透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて観察することができる。
その分散形態は、ポリアミドが連続相で他の樹脂が分散相であっても、ポリアミドが分散相で他の樹脂が連続相であってもかまわないが、本発明の目的をより効果的に達成できることから、ポリアミドが連続相であり、他の樹脂が分散相であることが好ましい。
【0061】
分散相の平均粒子径は0.01〜10μmであり、好ましくは0.1〜5μmである。平均粒子径が前記範囲を外れた場合には耐衝撃性が低下する傾向にある。樹脂の平均粒子径は、前記染色固体法で調整された超薄切片電子を透過型顕微鏡(TEM)の観察により求めることができ、該平均粒子径は次のようにして算出することができる。樹脂組成物やその成形体から切り出した超薄切片の透過型電子顕微鏡を撮影し、分散相の粒子径di (μm)、粒子数ni を求め、次式により平均粒子径を算出する。
平均粒子径=Σdi ・ni /Σni
この場合、粒子径が球状とみなせない場合には、その短径と長径を測定し、両者の和の1/2を粒子径とする。また、平均粒子径の算出には最低2000個の粒子径を測定する。
【0062】
本発明のアパタイト型化合物はポリアミドとの親和性が高い。従って、ポリアミドに存在することにより目的の改良効果が達成されるという点から、アパタイト型化合物の50重量%以上、好ましくは75重量%、最も好ましくは90重量%がポリアミド中に均一に分散して存在することが好ましい。
【0063】
本発明のポリアミド樹脂組成物には、高級脂肪酸金属塩以外の成形性改良剤を添加しても差し支えない。前記成形性改良剤は、リン酸エステル、亜リン酸エステル、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アミド化合物、ポリアルキレングリコールあるいはその末端変性物、低分子量ポリエチレンあるいは酸化低分子量ポリエチレン、置換ベンジリデンソルビトール、ポリシロキサン、カプロラクトン類、無機結晶核剤類からなる化合物類から選ばれる少なくとも1種の化合物である。
【0064】
本発明のポリアミド樹脂組成物には、熱劣化、熱時の変色防止、更なる耐熱エージング性耐候性の向上を目的に、劣化抑制剤を添加しても差し支えない。前記劣化抑制剤は、ヒンダードフェノール化合物などの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、イオウ系安定剤から選ばれる少なくとも1種の化合物である。
本発明のポリアミド樹脂組成物には、着色剤を添加しても差し支えない。前記着色剤は、ニグロシンなどの染料、酸化チタンあるいはカーボンブラックなどの顔料、あるいはアルミニウム、着色アルミニウム、ニッケル、スズ、銅、金、銀、白金、酸化鉄、ステンレス、チタンなどの金属粒子、マイカ製パール顔料、カラーグラファイト、カラーガラス繊維、カラーガラスフレークなどのメタリック顔料などから選ばれる少なくとも1種の着色剤である。
【0065】
本発明のポリアミド樹脂組成物には、導電性カーボンブラックを添加しても差し支えない。前記導電性カーボンブラックは、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンナノチューブなどから選ばれる少なくとも1種のカーボンブラックであり、中でも良好な鎖状構造を有し凝集密度が大きいものが好ましい。
本発明のポリアミド樹脂組成物には、難燃剤を配合しても差し支えない。難燃剤は、非ハロゲン系難燃剤、あるいは臭素系難燃剤が好ましい。
【0066】
前記非ハロゲン系難燃剤は、赤リン、リン酸アンモニウム、あるいはポリリン酸アンモニウムなどのリン系難燃剤、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ドロマイト、ハイドロタルサイト、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、塩基性炭酸マグネシウム、水酸化ジルコニウム、酸化スズ、すず酸亜鉛、ヒドロキシすず酸亜鉛などの金属水酸化物あるいは無機金属化合物の水和物や、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウムなどのホウ酸化合物などの無機化合物系難燃剤、メラミン、メラム、メレム、メロン(300℃以上でメレム3分子から3分子の脱アンモニアによる生成物)、メラミンシアヌレート、リン酸メラミン、ポリリン酸メラミン、サクシノグアナミン、アジポグアナミン、メチルグルタログアナミン、メラミン樹脂などのトリアジン系難燃剤、シリコーン樹脂、シリコーンオイル、シリカなどのシリコーン系難燃剤から選ばれる少なくとも1種の難燃剤である。
前記臭素系難燃剤は、臭素化ポリスチレン、臭素化ポリフェニレンエーテル、臭素化ビスフェノール型エポキシ系重合体および臭素系架橋芳香族重合体からなる化合物類から選ばれる少なくとも1種の難燃剤である。
【0067】
本発明のポリアミド樹脂組成物には、無機充填材を配合しても差し支えない。前記無機充填剤は、ガラス繊維、炭素繊維、ウォラストナイト、タルク、マイカ、カオリン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、アパタイト、リン酸ナトリウム、蛍石、窒化珪素、チタン酸カリウム、二硫化モリブデンなどから選ばれる少なくとも1種の無機充填剤である。
本発明者らは、これらポリアミド樹脂に慣用的に用いられる添加剤を本発明のポリアミド樹脂組成物に配合する場合も、本発明と同様にアパタイト型化合物の形成後に配合すれば、同様な目的の改良効果が得られるものと推察している。
【0068】
本発明のポリアミド樹脂組成物は、各種成形加工性に優れるため、公知の成形方法、例えばプレス成形、射出成形、ガスアシスト射出成形、溶着成形、押出成形、吹込成形、フィルム成形、中空成形、多層成形、発泡成形、溶融紡糸など、一般に知られているプラスチック成形方法を用いても、良好に成形加工ができる。
また本発明の樹脂組成物から得られる成形体が、従来の樹脂組成物に比較し、剛性、強度、靱性、耐候性、耐熱エージング性などに優れるということから、自動車部品、電子電気部品、工業機械部品、各種ギア、押出用途などの各種部品への応用が期待される。
【実施例】
【0069】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に制限されるものではない。なお、以下の実施例、比較例において記載した物性評価は、以下のように行った。
1.ポリアミド形成成分とアパタイト型化合物形成成分の特性
(1−1)アパタイト型化合物形成成分の含有量(重量%)
ポリアミド形成成分とアパタイト型化合物形成成分の配合量から算出した。
(1−2)アパタイト型化合物形成成分のリンに対する金属元素のモル比
アパタイト型化合物形成成分の配合量とその分子量から、リンに対する金属成分のモル比を算出した。
【0070】
2.ポリアミド樹脂組成物の特性
(2−1)重量平均分子量(Mw)
ゲルパーミッショクロマトグラフィー(GPC)により求めた。装置は東ソー(株)製HLC−8020、検出器は示差屈折計(RI)、溶媒はヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)、カラムは東ソー(株)製TSKgel−GMHHR−Hを2本とG1000HHRを1本用いた。溶媒流量は0.6ml/min、サンプル濃度は、1〜3(mgサンプル)/1(ml溶媒)であり、フィルターでろ過し、不溶分を除去し、測定試料とした。得られた溶出曲線をもとに、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)換算により、重量平均分子量(Mw)を算出した。
(2−2)アパタイト型化合物の含有量の定量(重量%)
ポリアミド樹脂組成物を100±20℃で8時間乾燥し冷却する。組成物を白金皿に1g秤量し、650±20℃の電気炉で灰化し、冷却後、その重量を秤り、アパタイト型化合物の含有量を定量した。
【0071】
(2−3)リンに対する金属元素のモル比
(a)金属元素の定量:以下、金属元素としてカルシウムの場合につき説明するが、他の金属元素についても同様にして求めることができる。
ポリアミド樹脂組成物0.5gを白金皿に秤量し、500℃電気炉で炭化する。冷却後、塩酸5mlおよび純水5mlを加えヒーター上で煮沸溶解する。再び冷却し、純水を加え500mlとした。装置はThermo Jarrell Ash製IRIS/IPを用いて、高周波誘導結合プラズマ(ICP)発光分析により、波長317.933nmにて定量した。
(b)リンの定量:ポリアミド樹脂組成物0.5gを秤量し濃硫酸を20ml加え、ヒーター上で湿式分解した。冷却後、過酸化水素5mlを加え、ヒーター上で加熱し、全量が2〜3mlになるまで濃縮した。再び冷却し、純水で500mlとした。装置はThermo Jarrell Ash製IRIS/IPを用いて、高周波誘導結合プラズマ(ICP)発光分析により、波長213.618(nm)にて定量した。
【0072】
(2−4)有機物量(重量部/アパタイト型化合物100重量部)
(a)アパタイト型化合物の分離操作:ポリアミド樹脂組成物10gを秤量し、90重量%フェノール200mlと混合し、40℃で2時間攪拌し、遠心分離器〔国産遠心器(株)製H103RLH〕を用いて20000rpmで1時間、分離操作を行い、上澄み溶媒を除去した。さらに200mlのフェノールを加え、以後同様な溶解操作と遠心分離器を用いた分離操作を4回繰り返し行った。引き続き、99.5重量%エタノール200mlを加えて、23℃で2時間攪拌し、遠心分離器を用いて20000rpmで1時間、分離操作を行い、上澄み溶媒を除去する。この操作をさらに4回繰り返した後、減圧乾燥器中で80℃で12時間乾燥し、目的のアパタイト型化合物を得た。
(b)分離したアパタイト型化合物の熱減量率(X(重量部/アパタイト型化合物))測定:(2−4)の(a)で得られたアパタイト型化合物10mgを秤量し、熱重量分析(TGA)装置により熱減量率Xを求めた。装置は島津製作所製TGA−50、温度条件としては、30℃から550℃まで99.9℃/minで昇温後、550℃で1時間保持した。30℃における初期重量(W0 )と、550℃で1時間保持した後の最終重量(W1 )を用いて、下式により、熱減量率Xを算出した。
熱減量率X(重量部/アパタイト型化合物100重量部)=(W0 −W1 )×100/W1
【0073】
(c)有機物の定量:(2−4)の(a)で得たアパタイト型化合物を3mg秤量し、以下の条件で熱分解クロマトグラフィー(GC)および熱分解GC/MSのパイログラムを得た。
・熱分解
装置:フロンティア社ダブルショットパイロライザーPY−2010D
熱分解温度:550℃
・ガスクロマトグラフィー(GC)
装置:HEWLETT PACKARD社製HP−5890
カラム:J&W社製DURABOND DB−1
(0.25mmI.D.×30m、膜厚0.25μm)
カラム温度:50℃→320℃(昇温速度20℃/min)
注入口温度:320℃
検出器温度:320℃
・マススペクトル(MS)
装置:JEOL社製 AutoMS SystemII
イオン化:EI(70V)
測定質量範囲:m/z=10〜400
温度:200℃
得られた熱分解GCのパイログラムを、保持時間2min未満と2min以上に分け、それぞれのピーク面積Sa(2min未満)とSb(2min以上)を算出し、(2−4)の(b)で求めた熱減量率Xを用いて、下式にて有機物の量を算出した。
有機物の量(重量部/アパタイト型化合物100重量部)=X・Sb/(Sa+Sb)また、マススペクトル(MS)から熱分解成分の同定を行った。
【0074】
(2−5)赤外吸収スペクトル
(2−4)の(a)で得たアパタイト型化合物の赤外吸収スペクトルを測定した。装置はPerkin Elmer社製 1640、分解能は4cm-1で測定した。
(2−6)X線回折によるアパタイト型化合物の生成の確認
(2−4)の(a)で得たアパタイト型化合物のX線回折を測定した。測定条件は以下のとうりである。
X線:銅Kα
波数:1.542Å
管電圧:40KV
管電流:200mA
走査速度:4deg./min
発散スリット:1deg.
散乱スリット:1deg.
受光スリット:0.15mm
【0075】
(2−7)融点(℃)および融解熱量(△H)(J/g)の測定
JIS K7121およびK7122に準じて行った。PERKIN−ELMER社製DSC−7型を用いて求めた。測定条件は、窒素雰囲気下、試料約8mgを300℃で2分間保った後、降温速度20℃/minで40℃まで降温して、さらに40℃で2分間保持した後、昇温速度20℃/minで昇温したときに現れる吸熱ピーク(融解ピーク)のピーク温度から融点を求め、またそのピーク面積から融解熱量を求めた。
【0076】
3.成形性
(3−1)成形流動性
幅6mm、厚さ1.5mmのスパイラルフロー長さ(SFD)を下記の条件で測定した。
射出成形機:東芝機械(株)製IS−150E
スクリュー回転数:150rpm
シリンダー温度:280℃
射出圧力:75MPa
【0077】
(3−2)離型性能
図1に示すように、成形品の突き出しピン(エジェクターピン)にロードセルを設置した離型力測定装置を取り付けた金型を用いて、下記の成形条件で成形を行い、50ショットの離型力の測定を行い、平均値を算出した。
射出成形機:日精樹脂(株)製FN1000
金型:カップ状成形品
シリンダー温度:280℃
金型温度:高型温評価は100℃、低型温評価は30℃
射出圧力:40MPa
射出時間:7秒
冷却時間:20秒
【0078】
(3−3)可塑化性能
下記の条件以外は上記の離型性能の評価と同様に成形を行い、可塑化時にスクリューが後退するのに要する時間を測定し、50ショットの可塑化時間の平均値を求めた。
金型温度:100℃
(3−4)バリ長さ
射出成形機(日精樹脂(株)製PS40E)により、127×12.7×3.2mmの短冊状成形品の先端部分に設けられた20μmの隙間から生じるバリを顕微鏡を用いて測定した。
【0079】
4.成形品の作成および物性
成形品は、射出成形機を用いて作成した。装置は日精樹脂(株)製PS40E、シリンダー温度280℃、金型温度80℃に設定し、射出17秒、冷却20秒の射出成形条件で、成形品を得た。
(4−1)曲げ弾性率および曲げ強度(MPa)
ASTMD790に準じて行った。
(4−2)引張強度(MPa)および引張伸度(%)
ASTMD638に準じて行った。
(4−3)ノッチ付きIzod衝撃強度(J/m)
ASTMD256に準じて行った。
(4−4)荷重たわみ温度(℃)
ASTMD648に準じて行った。荷重は1.83MPaで行った。
(4−5)表面外観
堀場製ハンディー光沢計IG320を用いて、JIS−K7150に準じてGs60℃を測定した。
【0080】
(4−6)ウエルド強度
図2に示す金型を用いて、ウエルド部がある成形品を作成し、ASTM D−638に準じて引張強度を測定した。
(4−7)耐熱水性
140℃に加熱した水中に試験片を200時間浸せきした後、ASTMD638に準じ、引張強度を測定し、耐熱水性を評価した。
(4−8)耐クリープ性
ASTMに準じて圧縮クリープを測定し、耐クループ性を評価した。厚み3mm、一辺10mmの射出成形品を用いて、120℃、49MPaの条件で、100時間後の歪み量を測定した。
(4−9)リワーク性
成形品(初期成形品)を粉砕機により粉砕し、得られた粉砕品を用いて成形を行った。この操作をさらに4回繰り返し、最終的に得られた成形品(リワーク品)の引張強度を測定した。
【0081】
(4−10)耐熱エージング性
180℃のギアオーブン中に引張強度測定用の成形品を保持し、所定の時間で抜き出し引張強度を求め、初期(耐熱エージングなし)引張強度の半分の引張強度になる時間(半減期)を求めて、耐熱エージング性を評価した。
(4−11)リワークによる変色
(4−9)の初期成形品とリワーク成形品を用いて、成形品色調を測定した。装置は、日本電色社製色差計ND−300Aを用いて、初期成形品とリワーク成形品の色差(Δb:b値の変化)を求めた。色差(Δb)が小さい程、耐黄変が良好であると判断できる。
(4−12)吸水率(重量%)
ASTM D570に準じて行った。条件は、23℃の水中に24時間保持した後の重量変化で求めた。
(4−13)成形収縮率(%)
厚み3mm、一辺130mmの金型を用いて射出成形し、得られた平板の寸法を測定し、成形収縮率を求めた
(4−14)そり量(mm)
厚み3mm、一辺130mmの金型を用いて射出成形した平板を水平面に置き、水平面との最大隙間間隔を測定した。
【0082】
(4−15)塗装密着性
塗装外観および塗膜厚塗料として、ハイエピコNo100(商標:日本油脂(株)製、中塗)を静電塗装法により塗布し、10分間放置した後、140℃の熱風オーブンで30分間焼付けを行った後、取り出して、室温に30分放置した。その後、ネオアミラック(商標:関西ペイント(株)製、上塗り)を静電塗装によって塗装し、10分間放置した後、140℃で30分間焼付け、取り出し後、常温で24時間放置した試験片を用いて、下記の評価を行った。
初期密着性
JIS K5400に従った碁盤目試験(1mm間隔の升目を100個)に適合する態様でテープ剥離を行い、100個のうちの残った塗膜の数を数える。
二次密着性
試験片を40℃の温水に10日間浸せきし、前記初期密着性試験と同様な試験を実施した。
(3)塗装外観
目視にて塗装表面の外観を評価した。
【0083】
製造例1
50重量%のポリアミド形成成分(ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸との等モル塩)の水溶液を30Kg作製した。該水溶液に末端封止剤として酢酸1.3g、アパタイト型化合物形成成分として平均粒子径3.5μm(最大粒子径20μm、一次粒子平均粒子径0.15μm)、比表面積7.2m2 /gのリン酸一水素カルシウム二水和物(CaHPO4 ・2H2 O)の25重量%懸濁液を6Kg(リン酸一水素カルシウム二水和物:純水=1.5Kg:4.5Kg)、平均粒子径1.5μm重質炭酸カルシウム(CaCO3 )の25重量%懸濁液を2.32Kg(炭酸カルシウム:純水=0.58Kg:1.74Kg)用いた。カルシウムとリンとのモル比は、1.67と算出された。該ポリアミド形成成分の水溶液とアパタイト型化合物形成成分の懸濁液との混合物を、一部サンプリングし風乾し、サンプル(a)とした。
【0084】
(工程1)該ポリアミド形成成分の水溶液とアパタイト型化合物形成成分の懸濁液との混合物3.0Kgを、撹拌装置を有する2器の5リットルのオートクレーブ中に仕込み、2器とも50℃の温度下、十分窒素で置換した後、撹拌しながら温度を50℃から約150まで昇温してオートクレーブ内の圧力を約0.2MPa以上にならないように水を系外に除去しながら加熱を続け、約0.7Kgの水を除去した。2器のうちの1器を速やかに冷却し、内容物を取出し、サンプル(b)とした。
(工程2)その後残りの1器は、(工程1)に連続して約270℃まで昇温した。この際、オートクレーブ内の圧力は約1.77MPa以上にならないように水を系外に除去しながら加熱を約1時間続けた。その後約1時間をかけ圧力を大気圧まで降圧し、速やかに冷却し内容物を取り出しサンプル(c)とした。
サンプル(a)、(b)、(c)の広角X線回折を測定したところ、サンプル(b)及び(c)は、結晶性アパタイト型化合物の回折ピークが観察され、アパタイト形成成分(リン酸一水素カルシウム二水和物、炭酸カルシウム、)の回折ピーク強度は検出限界以下であり、観察されなかった。一方、サンプル(a)は、非晶性アパタイト型化合物の存在を示す回折ピークが若干観察されたものの、ほとんどがアパタイト型形成成分の残存を示す回折ピークであった。
【0085】
実施例1
50重量%のポリアミド形成成分(ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸との等モル塩)の水溶液を30Kg作製した。該水溶液に末端封止剤として酢酸1.3g、アパタイト型化合物形成成分として平均粒子径3.5μm(最大粒子径20μm、一次粒子平均粒子径0.15μm)、比表面積7.2m2 /gのリン酸一水素カルシウム二水和物(CaHPO4 ・2H2 O)の25重量%懸濁液を6Kg(リン酸一水素カルシウム二水和物:純水=1.5Kg:4.5Kg)、平均粒子径1.5μm重質炭酸カルシウム(CaCO3 )の25重量%懸濁液を2.32Kg(炭酸カルシウム:純水=0.58Kg:1.74Kg)用いた。該ポリアミド形成成分の水溶液とアパタイト型化合物形成成分の懸濁液との混合物を、撹拌装置を有する70リットルのオートクレーブ中に仕込み、50℃の温度下、十分窒素で置換した後、撹拌しながら温度を50℃から約150まで昇温してオートクレーブ内の圧力を約0.2MPa以上にならないように水を系外に除去しながら加熱を続け、約7Kgの水を除去した。その後、連続して約270℃まで昇温した。この際、オートクレーブ内の圧力は約1.77MPa以上にならないように水を系外に除去しながら加熱を約1時間続けた。その後、約1時間をかけ、圧力を大気圧まで降圧した後、成形性改良剤としてステアリン酸カルシウム45gを加熱溶融し、オートクレーブ上部より圧入添加し約15分間十分撹拌した。その後撹拌を停止し下部ノズルからストランド状にポリマーを排出し水冷、カッティングを行い、ポリアミド樹脂組成物を得た。排出時のストランドには、発泡はほとんど観察されなかった。同様にして製造したポリアミド樹脂組成物を用いて、4時間連続して成形し、金型表面の汚れを観察したが、汚れはほとんど観察されなかった。評価結果を表1に示す。
【0086】
比較例1
50重量%のポリアミド形成成分(ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸との等モル塩)の水溶液を30Kg作製した。該水溶液に末端封止剤として酢酸1.3g、アパタイト型化合物形成成分として平均粒子径3.5μm(最大粒子径20μm、一次粒子平均粒子径0.15μm)、比表面積7.2m2 /gのリン酸一水素カルシウム二水和物(CaHPO4 ・2H2 O)の25重量%懸濁液を6Kg(リン酸一水素カルシウム二水和物:純水=1.5Kg:4.5Kg)、平均粒子径1.5μm重質炭酸カルシウム(CaCO3 )の25重量%懸濁液を2.32Kg(炭酸カルシウム:純水=0.58Kg:1.74Kg)用いた。さらに、成形性改良剤としてステアリン酸カルシウム45gを加えた。該ポリアミド形成成分の水溶液、アパタイト型化合物形成成分の懸濁液、及び成形性改良剤との混合物を、撹拌装置を有する70リットルのオートクレーブ中に仕込み、50℃の温度下、十分窒素で置換した後、撹拌しながら温度を50℃から約150℃まで昇温してオートクレーブ内の圧力を約0.2MPa以上にならないように水を系外に除去しながら加熱を続け、約7Kgの白色粉末を多く含有する水を除去した。その後、連続して約270℃まで昇温した。この際、オートクレーブ内の圧力は約1.77MPa以上にならないように水を系外に除去しながら加熱を約1時間続けた。その後、約1時間かけ圧力を大気圧まで降圧した後、撹拌機を停止し、下部ノズルから排出し、水冷、カッティングを行った。排出時のストランドは、発泡が多く非常に不安定であった。同様にして製造したポリアミド樹脂組成物を用いて、4時間連続して成形し金型表面の汚れを観察したが、白色粉末の付着が多く観察された。評価結果を表1に示す。
【0087】
実施例2
ステアリン酸カルシウムの代わりにジステアリン酸アルミニウムを用いた以外は実施例1と同様にして実施した。評価結果を表2に示す。
実施例3
ステアリン酸カルシウムの代わりにトリステアリン酸アルミニウムを用いた以外は実施例1と同様にして実施した。評価結果を表2に示す。
実施例4
ステアリン酸カルシウムの代わりにモンタン酸カルシウムを用いた以外は実施例1と同様にして実施した。評価結果を表2に示す。
実施例5
ステアリン酸カルシウムの代わりにモンタン酸ナトリウムを用いた以外は実施例1と同様にして実施した。評価結果を表2に示す。
実施例6
ステアリン酸カルシウムの代わりにステアリン酸亜鉛を用いた以外は実施例1と同様にして実施した。評価結果を表2に示す。
【0088】
実施例7
ステアリン酸カルシウム45gの代わりにステアリン酸カルシウム、ステアリルステアレート(ステアリン酸とステアリルアルコールとのエステル化合物)及びエルカ酸アミドの同重量ずつを配合した滑剤混合物45gを用いた以外は実施例1と同様にして実施した。評価結果を表3に示す。
実施例8
実施例7のポリアミド樹脂組成物ペレット100重量部に対して、ブレンドオイル(ポリエチレングリコール:日本油脂(株)製PEG400)0.05重量部とモンタン酸カルシウム0.15重量部とをコーン型タンブラーを用いてブレンドしてポリアミド樹脂組成物を得た。評価結果を表3に示す。
実施例9
実施例7のポリアミド樹脂組成物ペレット100重量部に対して、ブレンドオイル(ポリエチレングリコール:日本油脂(株)製PEG400)0.05重量部、モンタン酸カルシウム0.15重量部、及びマスターバッチ(エチレンビスステアリルアミドを10重量%含有するNy6ベースのマスターバッチ)2.5重量部とをコーン型タンブラーを用いてブレンドしてポリアミド樹脂組成物を得た。評価結果を表3に示す。
【0089】
製造例2
50重量%のポリアミド形成成分(ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸との等モル塩)の水溶液を30Kg作製した。該水溶液に末端封止剤として酢酸1.3g、アパタイト型化合物形成成分として平均粒子径3.5μm(最大粒子径20μm、一次粒子平均粒子径0.15μm)、比表面積7.2m2 /gのリン酸一水素カルシウム二水和物(CaHPO4 ・2H2 O)の25重量%懸濁液を6Kg(リン酸一水素カルシウム二水和物:純水=1.5Kg:4.5Kg)、平均粒子径1.5μm重質炭酸カルシウム(CaCO3 )の25重量%懸濁液を2.32Kg(炭酸カルシウム:純水=0.58Kg:1.74Kg)用いた。該ポリアミド形成成分の水溶液とアパタイト型化合物形成成分の懸濁液との混合物を、撹拌装置を有する70リットルのオートクレーブ中に仕込み、50℃の温度下、十分窒素で置換した後、撹拌しながら温度を50℃から約150まで昇温してオートクレーブ内の圧力を約0.2MPa以上にならないように水を系外に除去しながら加熱を続け、約7Kgの水を除去した。その後、連続して約270℃まで昇温した。この際、オートクレーブ内の圧力は約1.77MPa以上にならないように水を系外に除去しながら加熱を約1時間続けた。その後約1時間をかけ圧力を大気圧まで降圧し、撹拌を停止し、下部ノズルからストランド状にポリマーを排出し、水冷、カッティングを行い、ポリアミド複合体ペレットを得た。排出時のストランドには、発泡はほとんど観察されなかった。得られたポリアミド複合体を評価した結果、重量平均分子量(Mw)は40000、アパタイト型化合物含有量は、ポリアミド100重量部に対して10.4重量部であった。リンに対するカルシウムのモル比は1.66と算出された。5万倍の透過型電子顕微鏡(TEM)観察結果から、アパタイト型化合物の平均粒子径は85nmであった。90%フェノール水溶液により、溶出・分離操作を行い、得られたアパタイト型化合物を評価した結果、広角X線回折により、結晶性アパタイト型化合物の生成を確認できた。また該溶出・分離操作により得られたアパタイト型化合物の有機物の量は5.5(重量部/アパタイト100重量部)と算出された。また、熱分解GC/マススペクトルの解析結果から、アパタイト型化合物に残存する有機物の熱分解成分の1つとして、シクロペンタノンが確認された。
さらに、赤外吸収スペクトルの観察から、約1548cm-1に有機物の存在を示すピークが確認された。
【0090】
製造例3
ポリアミド形成成分としてヘキサメチレンジアミン・アジピン酸等モル塩12Kgとヘキサメチレンジアミン・イソフタル酸等モル塩3Kgを用いた以外は製造例2と同様にして行った。
製造例4
ポリアミド形成成分としてヘキサメチレンジアミン・アジピン酸等モル塩10.5Kgとヘキサメチレンジアミン・イソフタル酸等モル塩4.5Kgを用いた以外は製造例2と同様にして行った。
製造例5
ポリアミド形成成分としてε−カプロラクタム2.0Kgを用いた以外は製造例2と同様にして行った。
製造例6
ポリアミド形成成分としてヘキサメチレンジアミン・アジピン酸等モル塩12Kg、ヘキサメチレンジアミン・イソフタル酸等モル塩2.25Kg、及びε−カプロラクタム0.75Kgを用いた以外は製造例2と同様にして行った。
【0091】
製造例7
50重量%のポリアミド形成成分(ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸との等モル塩)の水溶液を30Kg作製した。末端封止剤として該水溶液に酢酸1.3g、アパタイト型化合物形成成分として平均粒子径3.5μm(最大粒子径20μm、一次粒子平均粒子径0.15μm)、比表面積7.2m2 /gのリン酸一水素カルシウム二水和物(CaHPO4 ・2H2 O)の25重量%懸濁液を3Kg(リン酸一水素カルシウム二水和物:純水=0.75Kg:2.25Kg)、平均粒子径1.5μm重質炭酸カルシウム(CaCO3 )の25重量%懸濁液を0.88Kg(炭酸カルシウム:純水=0.22Kg:0.66Kg)、及び平均粒子径10μmフッ化カルシウム(CaF2 )の25重量%懸濁液を0.22Kg(フッ化カルシウム:純水=0.055Kg:0.165Kg)用いた。
以下の操作は製造例2と同様にして実施した。
【0092】
製造例8
アパタイト型化合物形成成分として平均粒子径3.5μm(最大粒子径18μm、一次粒子平均粒子径0.08μm)、比表面積25.2m2 /gのリン酸一水素カルシウム二水和物(CaHPO4 ・2H2 O)の25重量%懸濁液を24Kg(リン酸一水素カルシウム二水和物:純水=6Kg:18.0Kg)、平均粒子径1.5μm重質炭酸カルシウム(CaCO3 )の25重量%懸濁液を9.28Kg(炭酸カルシウム:純水=2.32Kg:6.96Kg)用いた。該ポリアミド形成成分の水溶液とアパタイト型化合物形成成分の懸濁液とを、撹拌装置を有する70リットルのオートクレーブ中に仕込み、50℃の温度下十分窒素で置換した後、密閉状態で約250℃、圧力約4.0MPaまで昇温、昇圧し、その状態で5時間保持した。冷却後内容物を取り出し、遠心分離、純水での洗浄を繰り返した後、80℃の窒素気流中で24時間乾燥し、白色粉末を得た。白色粉末の広角X線回折により、結晶性アパタイト型化合物であることを確認した。5万倍の走査型電子顕微鏡(SEM)観察結果から、アパタイト型化合物は、平均粒子径100nmの球状粒子であった。
ナイロン66(旭化成(株)製1300)100重量部に対し、該アパタイト型化合物10重量部を混合し、押出機(東芝機械(株)製TEM35)で280℃の条件下で溶融混練し、ポリアミド複合体ペレットを得た。
【0093】
製造例9
市販の平均粒子径60μmの太平化学産業(株)製ヒドロキシアパタイトをボールミルを用いて粉砕し、平均粒子径1.0μm(最大粒子径5.5μm)、比表面積0.5m2 /gのアパタイト型化合物を得た。ナイロン66(旭化成(株)製1300)100重量部に対し、該アパタイト型化合物10重量部を混合し、押出機(東芝機械(株)製TEM35)で280℃の条件下で溶融混練し、ポリアミド複合体ペレットを得た。
製造例10
アパタイト形成成分を用いず、末端封止剤として酢酸1.3gを添加した50重量%のポリアミド形成成分(ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸との等モル塩)の水溶液30Kgのみを用いて、製造例2と同様にして行った。
【0094】
実施例10
製造例2のポリアミド複合体中のポリアミド100重量部に対して、ブレンドオイル(丸菱油化工業(株)製Value7220)0.05重量部と成形性改良剤としてモンタン酸カルシウム0.30重量部とをコーン型タンブラーを用いてブレンドし、表面に付着させたポリアミド樹脂組成物を得た。評価結果を表4に示す。
実施例11
製造例2のポリアミド複合体の代わりに製造例3のポリアミド複合体を用いた以外は実施例10と同様にして実施した。評価結果を表4に示す。
実施例12
製造例2のポリアミド複合体の代わりに製造例4のポリアミド複合体を用いた以外は実施例10と同様にして実施した。評価結果を表4に示す。
【0095】
実施例13
製造例2のポリアミド複合体の代わりに製造例5のポリアミド複合体を用いた以外は実施例10と同様にして実施した。評価結果を表4に示す。
実施例14
製造例2のポリアミド複合体の代わりに製造例6のポリアミド複合体を用いた以外は実施例10と同様にして実施した。評価結果を表4に示す。
実施例15
製造例2のポリアミド複合体の代わりに製造例7のポリアミド複合体を用いた以外は実施例10と同様にして実施した。評価結果を表5に示す。
実施例16
製造例2のポリアミド複合体の代わりに製造例8のポリアミド複合体を用いた以外は実施例10と同様にして実施した。評価結果を表5に示す。
実施例17
製造例2のポリアミド複合体の代わりに製造例9のポリアミド複合体を用いた以外は実施例10と同様にして実施した。評価結果を表5に示す。
【0096】
比較例2
製造例2のポリアミド複合体の代わりに製造例10のポリアミドを用いた以外は実施例10と同様にして実施した。評価結果を表5に示す。
比較例3
製造例2のポリアミド複合体のみを用いて実施した。評価結果を表5に示す。
実施例18
ステアリン酸カルシウム45gのかわりに、耐熱性改良剤としてヨウ化第一銅(CuI)3.7gとヨ化カリウム(KI)61.6gとの混合物の50重量%の水溶液を用いた以外は実施例1様にして実施した。排出時のストランドには、発泡はほとんど観察されなかった。評価結果を表6に示す。
【0097】
実施例19
50重量%のポリアミド形成成分(ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸との等モル塩)の水溶液を30Kg作製した。末端封止剤として該水溶液に酢酸1.3g、アパタイト型化合物形成成分として平均粒子径3.5μm(最大粒子径20μm、一次粒子平均粒子径0.15μm)、比表面積7.2m2 /gのリン酸一水素カルシウム二水和物(CaHPO4 ・2H2 O)の25重量%懸濁液を6Kg(リン酸一水素カルシウム二水和物:純水=1.5Kg:4.5Kg)、平均粒子径1.5μm重質炭酸カルシウム(CaCO3 )の25重量%懸濁液を1.76Kg(炭酸カルシウム:純水=0.44Kg:1.32Kg)、及び平均粒子径10μmフッ化カルシウム(CaF2 )の25重量%懸濁液を0.44Kg(フッ化カルシウム:純水=0.11Kg:0.33Kg)用いた。該ポリアミド形成成分の水溶液とアパタイト型化合物形成成分の懸濁液との混合物を、撹拌装置を有する70リットルのオートクレーブ中に仕込み、50℃の温度下、十分窒素で置換した後、撹拌しながら温度を50℃から約150まで昇温してオートクレーブ内の圧力を約0.2MPa以上にならないように水を系外に除去しながら加熱を続け、約7Kgの水を除去した。その後、耐熱性改良剤として重量比にして酢酸銅(Cu(CH3 COO)2 )2.4gとヨウ化カリウム(KI)64.9g混合物の50重量%の水溶液をオートクレーブ上部より圧入添加し、連続して約270℃まで昇温した。この際、オートクレーブ内の圧力は約1.77MPa以上にならないように水を系外に除去しながら加熱を約1時間続けた。その後、約1時間をかけ、圧力を大気圧まで降圧した後、撹拌を停止し下部ノズルからストランド状にポリマーを排出し水冷、カッティングを行い、ポリアミド樹脂組成物を得た。排出時のストランドには、発泡はほとんど観察されなかった。評価結果を表6に示す。
【0098】
実施例20
ヨウ化第一銅(CuI)3.72g、ヨウ化カリウム(KI)35.7gを用いる以外は実施例18と同様にして行った。評価結果を表6に示す。
比較例4
ステアリン酸カルシウム45gの代わりに耐熱性改良剤としてヨウ化第一銅(CuI)3.7gとヨウ化カリウム(KI)61.6gの混合物の50重量%の水溶液を添加する以外は、比較例1と同様にして実施した。排出時のストランドは、発泡が多く非常に不安定であった。評価結果を表6に示す。
製造例11
ナイロン66(旭化成工業(株)製1300)100重量部に対し、耐熱改良剤としてヨウ化第一銅(CuI)0.5重量部、ヨウ化カリウム(KI)8.5重量部配合し、コーン型タンブラーを用いてブレンドし、押出機(東芝機械(株)製TEM35)で280℃の条件下で溶融混練し、耐熱性改良剤のマスターバッチを作成した。
【0099】
実施例21
製造例2のポリアミド複合体100重量部に対して、ブレンドオイル(ポリエチレングリコール:日本油脂(株)製PEG400)0.05重量部と成形性改良剤としてモンタン酸カルシウム0.15重量部、及び製造例11の耐熱性改良剤のマスターバッチ5重量部とをコーン型タンブラーを用いてブレンドしてポリアミド樹脂組成物を得た。評価結果を表7に示す。
比較例5
製造例2のポリアミド複合体の代わりに製造例10のポリアミドを用いる以外は実施例21と同様にして実施した。評価結果を表7に示す。
【0100】
製造例12 変性ポリフェニレンエーテル樹脂(1)の製造:
数平均重合度140のポリ(2,6−ジメチルフェニレン−1,4−エ−テル)(以下、PPEと称する。)100重量部に対して、ジ−tert−ブチルパーオキサイド1重量部および無水マレイン酸3重量部を、室温下でドライブレンドした後、二軸押出機(池貝鉄工(株)PCM45、スクリュー径45mm、L/D=33、ベント付き)を用いて、シリンダー温度300℃、滞留時間2分で押し出し、水冷、カッティングし、ペレット化した無水マレイン酸変性ポリ(2,6−ジメチルフェニレン−1,4−エ−テル)(以下、変性ポリフェニレンエーテル樹脂(1)と称する)を得た。得られた変性ポリフェニレンエーテル樹脂(1)の赤外吸収スペクトルの測定結果から、無水マレイン酸とのグラフト化反応に由来する1780cm-1付近の吸収ピークを確認した。なお1780cm-1と960cm-2(PPEの吸収)との吸光度比は、0.14であった。
【0101】
製造例13 変性ゴム(1)の製造:
エチレン−(1−ブテン)共重合体(三井化学(株)製タフマーA−4085、MFR=3.6g/10分、密度=885Kg/Km3 )100重量部に対して、5.0重量部の無水マレイン酸、1.25重量部のラジカル重合用触媒(B日本油脂(株)製パーヘキサ25)を均一に混合した後、二軸押出機(池貝鉄工(株)PCM45、スクリュー径45mm、L/D=33、ベント付き)に供給し、ベント口から吸引して未反応の無水マレイン酸を除去しながら、シリンダー260℃でマレイン酸グラフト化反応を行い、変性ゴム(1)のペレットを得た。ナトリウムメチラートによる滴定の結果、グラフト化したマレイン酸は、2.0重量%であった。
【0102】
製造例14 変性ゴム(2)の製造:
水添スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体(シェル・ケミカル・カンパニー製Kraton G1652、スチレン含量29%)100重量部に対して、4.0重量部の無水マレイン酸、1.0重量部のラジカル重合用触媒(B日本油脂(株)製パーヘキサ25)を均一に混合した後、二軸押出機(池貝鉄工(株)PCM45、スクリュー径45mm、L/D=33、ベント付き)に供給し、ベント口から吸引して未反応の無水マレイン酸を除去しながら、シリンダー260℃でマレイン酸グラフト化反応を行い、変性ゴム(2)のペレットを得た。ナトリウムメチラートによる滴定の結果、グラフト化したマレイン酸は、2.0重量%であった。
【0103】
製造例15
50重量%のポリアミド形成成分(ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸との等モル塩)の水溶液を30Kg作製した。末端封止剤として該水溶液に酢酸1.3g、アパタイト型化合物形成成分として平均粒子径3.5μm(最大粒子径20μm、一次粒子平均粒子径0.15μm)、比表面積7.2m2 /gのリン酸一水素カルシウム二水和物(CaHPO4 ・2H2 O)の25重量%懸濁液を6Kg(リン酸一水素カルシウム二水和物:純水=1.5Kg:4.5Kg)、平均粒子径1.5μm重質炭酸カルシウム(CaCO3 )の25重量%懸濁液を1.76Kg(炭酸カルシウム:純水=0.44Kg:1.32Kg)、及び平均粒子径10μmフッ化カルシウム(CaF2 )の25重量%懸濁液を0.22Kg(フッ化カルシウム:純水=0.055Kg:0.165Kg)用いた。
以下の操作は実施例19と同様にして実施した。
【0104】
較例6
製造例10で得たポリアミド100重量部に対して、変性ポリフェニレンエーテル樹脂(1)が80重量部、および変性ゴム(1)が20重量部になるように混合し、二軸押出機(東芝機械(株)製TEM35)を用いて、280℃の条件下で溶融混練し、ポリアミド樹脂組成物を得た。評価結果を表8に示す。
実施例22
製造例15のポリアミド複合体中のポリアミド100重量部(ポリアミド複合体からアパタイト型化合物の含有量を差し引いた重量を100重量部とした。)に対して、変性ポリフェニレンエーテル樹脂(1)が80重量部、変性ゴム(1)が10重量部、耐衝撃改良材(2)が10重量部になるように混合し、二軸押出機(東芝機械(株)製TEM35)を用いて、280℃の条件下で溶融混練し、樹脂組成物を得た。評価結果を表9に示す。
【0105】
実施例23
製造例15のポリアミド複合体中のポリアミド100重量部(ポリアミド複合体からアパタイト型化合物の含有量を差し引いた重量を100重量部とした。)に対して、重合度140のポリ(2,6−ジメチルフェニレン−1,4−エーテル)80重量部、ゴムとしてエチレン−(1−ブテン)共重合体(三井化学(株)製タフマーA−20085、MFR=18g/10分、密度=885Kg/m3 )を10重量部および水添スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体(シェル・ケミカル・カンパニー製Kraton G1652、スチレン含量29%)を10重量部、無水マレイン酸を1重量部、ならびに導電性カーボンブラック(ライオン油脂(株)製 ケッチェンブラックEC600DJ)を5重量部混合し、二軸押出機(東芝機械(株)製TEM35)を用いて、280℃の条件下で溶融混練し、樹脂組成物を得た。評価結果を表10に示す。
【0106】
比較例7
製造例10のポリアミド100重量部に対して、重合度140のポリ(2,6−ジメチルフェニレン−1,4−エーテル)80重量部、ゴムとしてエチレン−(1−ブテン)共重合体(三井化学(株)製タフマーA−20085、MFR=18g/10分、密度=885Kg/m3 )を10重量部および水添スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体(シェル・ケミカル・カンパニー製Kraton G1652、スチレン含量29%)を10重量部、無水マレイン酸を1重量部、ならびに導電性カーボンブラック(ライオン油脂(株)製 ケッチェンブラックEC600DJ)を5重量部混合し、二軸押出機(東芝機械(株)製TEM35)を用いて、280℃の条件下で溶融混練し、樹脂組成物を得た。評価結果を表11に示す。
【0107】
比較例8
製造例10のポリアミド100重量部に対して、アパタイト形成成分として平均粒子径3.5μm(最大粒子径20μm、一次粒子平均粒子径0.15μm比表面積7.2m2 /g)のリン酸一水素カルシウム二水和物(CaHPO4 ・2H2 O)と平均粒子径1.5μm重質炭酸カルシウム3重量部、及び重合度140のポリ(2,6−ジメチルフェニレン−1,4−エーテル)80重量部、ゴムとしてエチレン−(1−ブテン)共重合体(三井化学(株)製タフマーA−20085、MFR=18g/10分、密度=885Kg/m3 )を10重量部および水添スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体(シェル・ケミカル・カンパニー製Kraton G1652、スチレン含量29%)を10重量部、無水マレイン酸を1重量部、ならびに導電性カーボンブラック(ライオン油脂(株)製 ケッチェンブラックEC600DJ)を5重量部混合し、二軸押出機(東芝機械(株)製TEM35)を用いて、280℃の条件下で溶融混練し、樹脂組成物を得た。評価結果を表11に示す。
【0108】
実施例24
製造例15のポリアミド複合体100重量部に対して、非晶性ポリアミド(1)(バイエル社製T40)25重量部、及び製造例15のポリアミド複合体と非晶性ポリアミドとの和100重量部に対して、ガラス繊維(旭ファイバーグラス(株)製FT756)33重量部とを混合し、二軸押出機(東芝機械(株)製TEM35)を用いて、290℃の条件下で溶融混練して、強化ポリアミド樹脂組成物を得た。評価結果を表12に示す。
実施例25
非晶性ポリアミド(1)の代わりに、非晶性ポリアミド(2)(エムス社製グリボリーXE−3080)を用いた以外は、実施例24と同様にして実施した。評価結果を表12に示す。
【0109】
【表1】
Figure 0004334800
【0110】
【表2】
Figure 0004334800
【0111】
【表3】
Figure 0004334800
【0112】
【表4】
Figure 0004334800
【0113】
【表5】
Figure 0004334800
【0114】
【表6】
Figure 0004334800
【0115】
【表7】
Figure 0004334800
【0116】
【表8】
Figure 0004334800
【0117】
【表9】
Figure 0004334800
【0118】
【表10】
Figure 0004334800
【0119】
【表11】
Figure 0004334800
【0120】
【表12】
Figure 0004334800
【産業上の利用可能性】
【0121】
本発明は、マトリックスであるポリアミド中に均一にかつ微細に分散し、その界面においてポリアミドに極めて良好に固着、接着しているアパタイト型化合物を含有するポリアミド複合体、及び成形性改良剤、耐熱性改良剤、劣化抑制剤、ポリアミド以外の樹脂のいずれかとからなるポリアミド樹脂組成物である。したがって、得られる成形体は従来に比較し、各種成形性、剛性、強度などの機械特性、耐熱エージング性などの耐久性に優れるという特徴を有するため、自動車外装・外板部品、自動車内装部品、自動車ダーフード部品、二輪車用部品、家具用部品、OA機器分野用品、電子電器用部品、工業用部品など、各種用途に非常に有用であることが期待される。
【図面の簡単な説明】
【0122】
【図1】 本発明の実施例、比較例の離型性能を評価するために用いた金型の断面図である。
【図2】 本発明の実施例、比較例で用いたウエルド部を有する成形品を得るための金型の平面図である。
【符号の説明】
【0123】
1:スプルランナー
2:カップ状成形品
3:エジェクターピン
4:エジェクタープレート
5:ロードセル
6:エジェクターロッド
7:ウエルド部
8:スプル
9:ランナー
10:成形品

Claims (10)

  1. (A)ポリアミド、(B)アパタイト型化合物、及び(C)(i)高級脂肪酸金属塩及び/又は(ii)ハロゲン金属塩と銅化合物との混合物からなり、(i)高級脂肪酸金属塩が、一般式(1)CH (CH )n COO(M )(但し、式中のnは8〜30である、また、金属元素(M )は元素周期律表の1、2、3族元素、亜鉛、アルミニウムから選ばれる少なくとも1種の金属元素である、)で示される高級飽和脂肪酸金属塩、炭素数が6〜22の不飽和脂肪酸と元素周期律表の1、2、3族元素、亜鉛、アルミニウムの金属塩からなる高級不飽和脂肪酸金属塩あるいはこれらの混合物であるポリアミド樹脂組成物であって、(C)成分をアパタイト型化合物形成後に添加して得られることを特徴とするポリアミド樹脂組成物。
  2. (A)100重量部に対して、(B)0.05〜200重量部、(C)0.01〜20重量部である上記請求項1記載のポリアミド樹脂組成物。
  3. ポリアミド形成成分100重量部に対して、アパタイト型化合物形成成分0.05〜200重量部とを配合し、ポリアミドの重合反応とアパタイト型化合物の合成反応を進行させ(A)ポリアミドと(B)アパタイト型化合物とからなるポリアミド複合体を製造する工程中におけるアパタイト型化合物の形成が完了した後の工程で(C)成分0.01〜20重量部を添加して得られる上記請求項2記載のポリアミド樹脂組成物。
  4. (C)(i)の高級脂肪酸金属塩が、一般式(1)CH(CH)n COO(M )(但し、式中のnは8〜30である、また、金属元素(M1 )は元素周期律表1、2、3族元素、亜鉛、アルミニウムから選ばれる少なくとも1種の金属元素である、)で示される上記請求項1から3のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物。
  5. (C)(ii)混合物のハロゲン金属塩がヨウ化カリウムであり、銅化合物が酢酸銅あるいはヨウ化銅であり、かつハロゲンと銅とのモル比が2/1〜40/1である上記請求項1から3のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物。
  6. (A)100重量部に対してポリフェニレンエーテル樹脂が1〜300重量部配合されたポリアミド樹脂組成物であり、かつ(B)及び(C)成分が主として(A)成分中に存在する上記請求項1から3のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物。
  7. アパタイト型形成成分が、最大粒子径30μm以下のリン酸系金属化合物である上記請求項3に記載のポリアミド樹脂組成物。
  8. アパタイト型形成成分が、比表面積0.1〜100m /gのリン酸系金属化合物である上記請求項3に記載のポリアミド樹脂組成物。
  9. 平均粒子径0.01〜1μmのアパタイト型化合物が重量平均分子量2〜20万のポリアミドに均一に分散している上記請求項1から3のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物。
  10. (A)ポリアミド100重量部に対して、(B)アパタイト型化合物0.05〜200重量部、及び(C)(i)高級脂肪酸金属塩及び/又は(ii)ハロゲン金属塩と銅化合物との混合物0.01〜20重量部とからなり、(i)高級脂肪酸金属塩が、一般式(1)CH (CH )n COO(M )(但し、式中のnは8〜30である、また、金属元素(M )は元素周期律表の1、2、3族元素、亜鉛、アルミニウムから選ばれる少なくとも1種の金属元素である、)で示される高級飽和脂肪酸金属塩、炭素数が6〜22の不飽和脂肪酸と元素周期律表の1、2、3族元素、亜鉛、アルミニウムの金属塩からなる高級不飽和脂肪酸金属塩あるいはこれらの混合物であるポリアミド樹脂組成物の製造方法であって、(C)成分をアパタイト型化合物形成後に添加することを特徴とするポリアミド樹脂組成物の製造方法。
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