WO2004050363A1 - 複合成形体及びその製造方法 - Google Patents

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Mitsuteru Mutsuda
Hiroaki Arita
Hajime Komada
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Abstract

ポリアミド系樹脂で構成された樹脂部材と、熱可塑性ポリウレタン系樹脂で構成された樹脂部材とが直接接合した複合成形体において、前記ポリアミド系樹脂として、10mmol/kg以上のアミノ基を有するポリアミド系樹脂を用いる。前記複合成形体は、ポリアミド系樹脂及び熱可塑性ポリウレタン系樹脂の少なくともいずれか一方を加熱し、他方と接合することにより製造できる。

Description

明 細 書 複合成形体及びその製造方法 技術分野
本発明は、 特定のポリアミ ド系樹脂を含む樹脂部材と熱可塑性ポ リウレタンを含む樹脂部材とが、 接着剤を用いることなく一体に接 合した複合成形体及びその製造方法に関する。 背景技術
意匠性や装飾性を向上させたり、 良好な感触 (例えば、 ソフトな 感触) を付与するため、 硬度の異なる樹脂を組み合わせた複合体 ( 複合成形体) 、 例えば、 樹脂成形体の少なくとも一部を熱可塑性ェ ラストマ一で被覆した複合成形体などが提案されている。 このよう な複合成形体は、 通常、 接着剤を介して、 複数の成形部材を接着さ せることにより製造されている。 例えば、 特開平 8 — 2 6 7 5 8 5 号公報には、ポリアミ ド樹脂などで形成された複数の樹脂成形品が、 ウレタンポリマーやウレタン接着剤などの表面処理剤を介して溶着 された溶着樹脂成形品が開示されている。 しかし、 このような接着 剤を使用する方法は、 工程が長く不経済であるばかりでなく、 有機 溶剤等による環境汚染も問題となる。
一方、 製造工程の合理化や環境対策の観点から、 複数の成形部材 を熱融着する方法も採用されている。 熱融着による複合成形体は、 通常、 二色成形ゃィンサート成形などの成形法により製造される場 合が多い。 しかし、 熱融着が可能な異種材料の組み合わせは大きく 制限されており、 また、 十分な接合強度を得るための成形条件の設 定も容易でない。 そこで、 熱融着と併せて、 成形部材の複合部分に 凹凸部分を設け、 機械的に接合する方法、 接合 (融着) 部分にブラ イマ一などを塗布する方法などを組み合わせ、 融着部を補強してい る。 しかし、 このような方法では、 複合成形体の屈曲性が低下し、 例えば、 プライマ一層が硬くなつて屈曲により容易に割れを生じた りする。 また、 製造工程では、 成形部材の構造を複雑化する必要が 生じたり、 製造工程数が増加する。
これらの問題を解決するため、 複合成形体を構成する樹脂部材の 材料として、 熱可塑性ポリウレタンの使用が検討されてきた。 熱可 塑性ポリウレタンは、 それ自体、 比較的接着性に優れ、 例えば、 靴 用途においては、 靴底として、 ポリアミ ド樹脂と熱可塑性ポリウレ タンとからなる複合プラスチック成形体が実用化されている。また、 特表平 8— 5 0 5 3 3 3号公報では、 ポリエーテルアミ ド、 ポリエ —テルエステルゃポリウレタンなどの熱可塑性樹脂の成形体を型内 に収納した状態で、 発泡剤を含有したポリアミ ドエラストマ一を射 出成形し、 熱可塑性樹脂成形体 (未軽量化プラスチック) とエラス トマ一 (軽量化熱可塑性エラストマ一) とを接着させることにより、 軽量化された靴底が得られることが開示されている。 特開平 7— 1 2 5 1 5 5号公報には、 ポリプロピレンとポリアミ ドとのブレンド 物で形成された硬質プラスチック成形部材を、 熱融着により、 熱可 塑性ポリウレタンと可塑剤とを含む軟質プラスチックで被覆した複 合成形品が開示されている。 しかし、 このような複合成形体 (例え ば、 ポリウレタン樹脂を用いた複合成形体) においても、 2種類の 材料間の接着強度 (例えば、 相手材としてのポリアミ ドエラストマ —との接着強度) は未だ十分では無く、 成形条件や使用材料の条件 (例えば、 製造ロッ ト等) 、 さらには製品 (複合成形体) の使用環 境の影響を大きく受け、 接着強度や複合成形体としての寿命 (特に 接着部位の寿命) が不安定である。
従って、 本発明の目的は、 互いに性質の異なるポリアミ ド系樹脂 部材及び熱可塑性ポリウレタン系樹脂部材であつても、 接着剤など を用いることなく、 両者を直接的かつ強固に接合した複合成形体及 びその製造方法を提供することにある。 本発明の他の目的は、 複雑な製造工程を経ることなく、 簡便な方 法で、 ポリアミ ド系樹脂部材と熱可塑性ポリウレタン系樹脂部材と が強固に熱融着した複合成形体を製造する方法を提供することにあ る。 発明の開示
本発明者らは、 前記課題を達成するため鋭意検討した結果、 特定 のァミノ基含有量のポリアミ ド系樹脂と、 熱可塑性ポリウレタン系 樹脂とを組み合わせると、 それぞれの樹脂部材を強固に接合できる ことを見いだし、 本発明を完成した。
すなわち、 本発明の複合成形体は、 ポリアミ ド系樹脂で構成され た樹脂部材(la)と、 熱可塑性ポリウレタン系樹脂で構成された樹脂 部材(I la)とが直接接合した複合成形体であって、前記ポリアミ ド系 樹脂は、 1 Ommo 1 Zk g以上のアミノ基を有している。
上記樹脂部材(la)を構成するポリアミ ド系樹脂は、 下記の (A) 又は (B) であっても良い。
(A) (lb- 1)単一のポリアミ ド系樹脂、 又は(lb - 2)アミノ基含有 量が異なる複数のポリアミ ド系樹脂の混合物であって、 2 Ommo 1 /k g以上のアミノ基を有するポリアミ ド系樹脂
(B) (Ib-3)ポリアミ ド系樹脂とアミノ基を有する化合物 (アミ ン化合物) とを含む榭脂組成物であって、 1 O mmo 1 /k g以上 のアミノ基を有するポリアミ ド系樹脂
また、 樹脂部材(la)を構成するポリアミ ド系樹脂は、 脂肪族ポリ アミ ド系樹脂、 脂環族ポリアミ ド系榭脂、 芳香族ポリアミ ド系樹脂、 ポリアミ ドブロック共重合体などであってもよい。 前記樹脂組成物 (lb- 3)において、 アミノ基を有する化合物はモノアミン、 ポリアミ ン、 及びポリアミ ドオリゴマーから選択された少なくとも一種であ つても良く、 その割合は、 ベースとなるポリアミ ド系榭脂 1 0 0重 量部に対して 0. 0 1〜 1 0重量部程度であってもよい。 前記樹脂部材(l a)を構成するポリアミ ド系樹脂は、 脂肪族ポリァ ミ ド系樹脂、 脂環族ポリアミ ド系樹脂及びポリアミ ドブロック共重 合体から選択された少なくとも一種のベースポリアミ ド樹脂と、 ポ リアミ ドオリゴマーとで構成してもよい。 前記熱可塑性ポリウレタ ン系樹脂は、熱可塑性ポリウレタンエラストマ一で構成してもよレ 。 前記複合成形体においては、 末端アミノ基を有するポリアミ ド系 樹脂と、 ポリエステルジオールを用いて得られるポリエステルポリ ウレタンで構成された熱可塑性ポリウレタン系樹脂とを組み合わせ てもよい。
前記複合成形体において、 アミノ基を有するポリアミ ド系樹脂 ( 脂肪族ポリアミ ド系樹脂、 脂環族ポリアミ ド系樹脂及び芳香族ポリ アミ ド系樹脂から選択された少なくとも一種で構成されたポリアミ ド系樹脂など) (l b)と、 ポリエーテルウレタンエラストマ一、 ポリ エステルエ一テルウレタンエラストマ一、 及ぴポリカ一ポネートウ レタンエラストマ一から選択された少なくとも一種で構成された熱 可塑性ポリウレタン系樹脂(l i b)とを組み合わせてもよい。 また、 複 合成形体では、 少なくともポリアミ ドブロック共重合体で構成され たポリアミ ド系樹脂(l b)と、 ポリエ一テルウレタンエラストマ一、 ポリエステルウレタンエラストマ一、 ポリエステルエーテルウレ夕 ンエラス卜マ一、 及びポリ力一ポネートウレタンエラストマ一から 選択された少なくとも一種で構成された熱可塑性ポリウレ夕ン系樹 脂(l i b)とを組み合わせてもよく、そのポリアミ ドブロック共重合体 は、 分子中にポリエ一テルセグメント、 ポリエステルセグメント、 及びポリカ一ポネートセグメントから選択された少なくとも一種を 有するポリアミ ドエラストマ一であっても良い。
本発明の複合成形体は、 靴又はロールの構成部材などに適してい る。
このような複合成形品は、 前記ポリアミ ド系樹脂で構成された樹 脂(l b)及び熱可塑性ポリウレタン系樹脂で構成された樹脂(l i b)の うち少なくとも一方を加熱して、 他方と接合させることにより製造 できる。 例えば、 熱可塑性ポリウレタン系樹脂を加熱溶融し、 溶融 状態の熱可塑性ポリウレタン系樹脂と、 ポリアミ ド系樹脂で構成さ れた樹脂部材の少なくとも一部とを接触させることにより接合させ てもよく、 前記ポリアミ ド系樹脂を加熱溶融し、 溶融状態のポリア ミ ド系樹脂と、 熱可塑性ポリウレタン系樹脂で構成された樹脂部材 の少なくとも一部とを接触させることにより接合させてもよい。 ま た、 前記ポリアミ ド系樹脂及び熱可塑性ポリウレタン系樹脂をそれ ぞれ加熱溶融し、 溶融状態のポリアミ ド系樹脂と溶融状態の熱可塑 性ポリウレタン系樹脂とを接触させることにより接合させてもよい。 また、 熱成形、 射出成形、 押出成形及びブロー成形から選択された 成形方法により前記ポリアミ ド系樹脂と熱可塑性ポリウレタン系樹 脂とを成形過程で接合させてもよい。
なお > 本明細書において、 「樹脂」 とは、 「樹脂組成物」 を含む 意味に用いる。 また、 本明細書において 「接着」 とは、 接着剤を介 して複数の部材を複合化させる技術を意味し、 「接合」 とは、 接着 剤を介することなく、 複数の部材を複合化させる技術を意味し、 両 者を区別している。 (熱) 融着は接合の一形態である。 発明の詳細な説明
[複合成形体]
本発明の複合成形体は、 ポリアミ ド系樹脂で構成された樹脂部材 ( l a)と、 このポリアミ ド系樹脂部材に直接接合し、 かつ熱可塑性ポ リウレタン系樹脂で構成された樹脂部材(I l a)とで構成されている。
(ポリアミ ド系樹脂)
前記ポリアミ ド系樹脂としては、 脂肪族ポリアミ ド系樹脂、 脂環 族ポリアミ ド系樹脂、 芳香族ポリアミ ド系樹脂などが挙げられ、 各 種ホモポリアミ ド及びコポリアミ ドなどが使用できる。
脂肪族ポリアミ ド系樹脂のうち、 ホモポリアミ ドとしては、 脂肪 族ジアミン成分 [テトラメチレンジァミン、 へキサメチレンジアミ ン、 ドデカンジァミンなどの C416アルキレンジァミン (好ましく は c414アルキレンジァミン、 特に c612アルキレンジァミン) ] と 脂肪族ジカルボン酸成分 [アジピン酸、 セバシン酸、 ドデカン二酸 などの炭素数 4〜 2 0程度のアルカンジカルボン酸 (好ましくは C
416アルカンジカルボン酸、 特に C6_14アルカンジカルボン酸) など ] との縮合物 (例えば、 ポリアミ ド 4 6、 ポリアミ ド 6 6、 ポリア ミ ド 6 1 0、 ポリアミ ド 6 1 2、 ポリアミ ド 1 0 1 0など) 、 ラク タム [ ε —力プロラクタム、 ω—ラウロラクタムなどの炭素数 4〜 2 0 (好ましくは炭素数 4〜 1 6 ) 程度のラクタムなど] 又はアミ ノカルボン酸 [ω—アミノウンデカン酸などの炭素数 4〜 2 0 (好 ましくは炭素数 4〜 1 6) 程度のァミノカルボン酸など] のホモポ リアミ ド (例えば、 ポリアミ ド 6、 ポリアミ ド 1 1、 ポリアミ ド 1 2など) などが例示できる。 また、 コポリアミ ドとしては、 前記脂 肪族ジァミン成分、 脂肪族ジカルボン酸成分、 ラクタム及びアミノ カルボン酸などのポリアミ ドを構成し得るモノマー成分が共重合し たコポリアミ ド、 例えば、 6—アミノカプロン酸と 1 2 _アミノ ド デカン酸との共重合体 ; 6 _アミノカプロン酸、 1 2—アミノ ドデ カン酸、 へキサメチレンジアミン及びアジピン酸の共重合体 ; へキ サメチレンジァミン、 アジピン酸、 水添ダイマー酸及び 1 2—アミ ノ ドデカン酸の共重合体 ; ポリアミ ド 6ノ 1 1 , ポリアミ ド 6 / 1 2 , ポリアミ ド 6 6 / 1 1 , ポリアミ ド 6 6 / 1 2などが挙げられ る。
脂環族ポリアミ ド系樹脂としては、 少なく とも脂環族ジァミン及 び脂環族ジカルボン酸から選択された少なく とも一種を構成成分と するホモポリアミ ド又はコポリアミ ドなどが挙げられ、 例えば、 ポ リアミ ド系樹脂を構成するジアミン成分及びジカルボン酸成分のう ち、 少なく とも一部の成分として脂環族ジァミン及び/又は脂環族 ジカルボン酸を用いることにより得られる脂環族ポリアミ ドなどが 使用できる。 前記ジァミン成分及びジカルボン酸成分として、 脂環 族ジァミン及び Z又は脂環族ジカルボン酸と共に、 前記例示の脂肪 族ジァミン及び Z又は脂肪族ジカルボン酸を併用するのが好ましレ 。 このような脂環族ポリアミ ド系樹脂は、 透明性が高く、 いわゆる透 明ポリアミ ドとして知られている。
前記脂環族ジアミンとしては、 ジアミノシクロへキサンなどのジ アミノシクロアルカン (ジァミノ C 5_1 0シクロアルカンなど) ; ビ ス (4—アミノシク口へキシル) メタン、 ビス ( 4—アミノー 3— メチルシク口へキシル) メタン、 2 , 2 _ビス ( 4 ' —アミノシク 口へキシル) プ口パンなどのビス (アミノシク口アルキル) アル力 ン [ビス (ァミノ C 5_8シクロアルキル) C i_3アルカンなど] ;水添 キシリ レンジァミンなどが挙げられる。 また、 前記脂環族ジカルポ ン酸としては、 シクロへキサン— 1, 4ージカルボン酸、 シクロへ キサン— 1, 3—ジカルボン酸などのシク口アルカンジカルボン酸 ( C 5_1 ()シクロアルカン—ジカルボン酸など) などが挙げられる。 脂環族ポリアミ ド系樹脂のうち、 前記脂肪族ジカルボン酸と脂環 族ジァミンとの縮合体 (ホモ又はコポリアミ ド) などが好ましい。 芳香族ポリアミ ド系樹脂には、 前記脂肪族ポリアミ ドにおいて、 脂肪族ジァミン成分及び脂肪族ジカルボン酸成分のうち少なく とも 一方の成分が芳香族成分であるポリアミ ド、 例えば、 ジアミン成分 が芳香族成分であるポリアミ ド [ M X D _ 6などの芳香族ジアミン (メタキシリ レンジァミンなど) と脂肪族ジカルボン酸との縮合体 など] 、 ジカルボン酸成分が芳香族成分であるポリアミ ド [脂肪族 ジァミン (トリメチルへキサメチレンジァミンなど) と芳香族ジカ ルボン酸 (テレフタル酸、 イソフタル酸など) との縮合体など] な どが含まれる。
なお、 ポリアミ ド系樹脂には、 ジァミン成分及びジカルボン酸成 分が芳香族成分であるポリアミ ド [ポリ (m—フエ二レンイソフタ ルアミ ド) など] の全芳香族ポリアミ ド (ァラミ ド) などを併用し てもよい。
ポリアミ ド系樹脂には、 さらに、 ダイマー酸をジカルボン酸成分 とするポリアミ ド、 少量の多官能性ポリアミン及び 又はポリカル ボン酸成分を用い、 分岐鎖構造を導入したポリアミ ド、 変性ポリア ミ ド (N—アルコキシメチルポリアミ ドなど) 、 ポリアミ ドブロッ ク共重合体、 及びそれらの組成'物なども含まれる。
前記ポリアミ ドブロック共重合体には、 ポリアミ ド一ポリェ一テ ルブロック共重合体、ポリアミ ド—ポリエステルブロック共重合体、 ポリアミ ドーポリカーポネ一トブロック共重合体が含まれる。
これらのブロック共重合体では、 脂肪族ジオール [炭素数 2〜 1 2程度の脂肪族ジオール、 例えば、 直鎖状脂肪族ジオール (ェチレ ングリコール、 プロピレンダリコール、 テトラメチレンダリコール、 へキサンジオール、 1 , 9 一ノナンジオールなど) 、 及び分岐状脂 肪族ジオール ( 2 —メチルー 1 , 3—プロパンジオール、 3—メチ ルー 1 , 5 —ペンタンジオール、 2—メチルー 1, 8—オクタンジ オール、 2 , 2 —ジェチルー 1 , 3 —プロパンジオールなど) など ] 、 脂環族ジオール、 及び芳香族ジオール [置換基を有していても よいジヒドロキシァレーン (例えば、 ジヒドロキシベンゼン、 ジヒ ドロキシトルエン、 ジヒドロキシビフエニルなどのジヒドロキシ C 6 _ 1 2ァレーンなど) 、 置換基を有していてもよいビスァリールァ ルカン (例えば、 ビスフエノール Aなどのビス (ヒドロキシ C 6—丄 。ァリール) —直鎖又は分岐状 Cェ— 4アルカンなど) など] などの ジオール成分、 及び Z又は脂肪族ジカルボン酸 (アジピン酸、 セバ シン酸、 ドデカン二酸などの炭素数 4〜 2 0程度のアルカンジカル ボン酸) 、 脂環族ジカルボン酸 (シクロへキサン _ 1 , 4—ジカル ボン酸、 シクロへキサン— 1 , 3 —ジカルボン酸などの炭素数 5〜 1 0のシクロアルカンジカルボン酸) 、 及び芳香族ジカルボン酸 ( テレフタル酸、 イソフタル酸など) などのジカルボン酸成分を分子 中に含まれるブロックの構成要素としても良い。 例えば、 前記ポリアミ ド一エーテルブロック共重合体とは、 分子 中に上記ジオール成分から選択された少なくとも一種を含むポリェ —テルをブロック又はセグメントの一つとして有するポリアミ ド共 重合体である。 また、 前記ポリアミ ド一ポリエステルブロック共重 合体とは、 分子中に上記ジオール成分から選択された少なくとも一 種と、 上記ジカルボン酸成分から選択された少なくとも一種との重 縮合により得られるポリエステルをブロック又はセグメントの一つ として有するポリアミ ド共重合体である。 前記ポリカーボネ一トー ポリアミ ドブロック共重合体とは、 分子中に上記ジオール成分から 選択された少なくとも一種のジオールのポリ炭酸エステルを、 ブロ ック又はセグメントの一つとして有するポリァミ ド共重合体である。 前記ポリアミ ドブロック共重合体において、 共重合体に含まれる ポリエ一テルブロック、 ポリエステルブロック、 及びポリカーポネ —トブロックは、 ポリアミ ドに柔軟性を与える目的で (ソフトプロ ックとして) 使用される場合が多い。 このようなソフトブロック ( 又はソフトセグメント) とポリアミ ドブロック (ハードブロック又 はハードセグメント) とを有するポリアミ ドブロック共重合体はポ リアミ ドエラストマーと呼称されている。
上記ポリアミ ドブロック共重合体は、 反応性末端基を有するポリ アミ ドブロックと、 反応性末端基を有するポリエーテルブロック、 ポリエステルブロック、 ポリ力一ポネートブロックの何れか、 また はそれらを組み合わせて共重縮合することにより得られる。例えば、 アミノ基を末端基として有するポリアミ ドブロックと力ルポキシル 基を末端基として有するポリォキシアルキレンブロックとを共重縮 合するか、 若しくは、 力ルポキシル基を末端基として有するポリア ミ ドブロックとアミノ基を末端基として有するポリォキシアルキレ ンブロックとを共重縮合するとポリエーテルアミ ド系のポリエーテ ルポリアミ ドブロック共重合体が得られる。 また、 カルボキシル基 を末端基として有するポリアミ ドブロックとヒドロキシル基を末端 基として有するポリォキシアルキレンブロックとを共重縮合させる とポリエーテルエステルアミ ド系のポリエーテルポリアミ ドブロッ ク共重合体が得られる。 これらは何れもポリアミ ドエラストマーと して一般に知られている。 なお、 市販のポリアミ ドエラストマーは、 通常、 アミノ基をほとんど有していない場合が多い。 なお、 本発明 で言うポリアミ ドブロック共重合体には、 上記の如くポリアミ ドブ ロックとその他のブロック (ポリエーテルブロック、 ポリエステル ブロック、 ポリカーボネートブロックなど) を共重縮合させること によって得られるものの他に、 両末端に力ルポキシル基を有するポ リエ一テルブロック、 ポリエステルブロック、 ポリ力一ポネ一トブ 口ックなどの何れかに、 必要に応じて前記ジカルボン酸成分の共存 の下で、 各種ジイソシァネートを重付加させ、 次いで脱炭酸させる 事により得られるポリアミ ドブロック共重合体も含まれる。
前記ポリアミ ドブロック共重合体のうち、 ポリエーテルポリアミ ドブロック共重合体、 特に、 ソフトセグメントとしてポリエーテル セグメントを含むポリアミ ドエラストマ一が好ましい。
ポリアミ ドエラストマ一において、 ポリエーテルセグメントを形 成するポリォキシアルキレンダリコールの分子量 (又は重量平均分 子量) は、 例えば、 1 0 0〜 1 0 , 0 0 0程度の範囲から選択でき、 好ましくは 3 0 0〜 6, 0 0 0 (例えば、 3 0 0〜 5 , 0 0 0 ) 、 さらに好ましくは 5 0 0〜 4, 0 0 0 (例えば、 5 0 0〜 3 , 0 0 0 ) 程度であってもよい。
なお、 ポリアミ ドエラス卜マ一におけるポリエーテルセグメン卜 の割合は、 樹脂部材を構成するポリアミ ド系樹脂 (又は組成物) 全 体に対して、 例えば、 1 0〜 9 0重量% (例えば、 1 0〜 8 0重量 % ) 、 好ましくは 2 0〜 9 0重量% (例えば、 2 0〜 7 5重量%) 、 さらに好ましくは 3 0〜 9 0重量% (例えば、 3 0〜 7 0重量%) 程度であってもよい。 また、 ポリアミ ドエラストマ一において、 ポ リアミ ドセグメントと、 ポリエーテルセグメント (P T M Gセグメ ントなど) との割合 (重量比) は、 特に制限されず、 例えば、 前者 後者 = 9 Z;!〜 2Z8、 好ましくは 9ノ 1〜 2. 5 / 7. 5、 さ らに好ましくは 8/2〜 3 / 7、 特に 7/ 3〜4Z6程度であって もよい。
前記ポリアミ ド系樹脂は、 単独で又は 2種以上組み合わせて使用 してもよい。 また、 ポリアミ ド系樹脂は、 複数のポリアミ ド系樹脂 のブレンド又はァロイであってもよい。
好ましいポリアミ ド系樹脂は、 脂肪族ポリアミ ド系樹脂、 脂環族 ポリアミ ド系樹脂 (特に、 透明ポリアミ ド) などであり、 これらの ポリアミ ド系樹脂と芳香族ポリアミ ド系樹脂とを併用してもよい。 また、 ポリアミ ドブロック共重合体 (ポリアミ ドエラストマ一) も 好ましい。
ポリアミ ド系樹脂の数平均分子量は、 6, 0 0 0〜 1 0 0 , 0 0 0、 好ましくは 8 , 0 0 0〜 5 0, 0 0 0、 さらに好ましくは 1 0 , 0 0 0〜 3 0 , 0 0 0程度である。
本発明において、 樹脂部材(la)を形成するポリアミ ド系樹脂 (又 は樹脂組成物) (lb)は、 特定の濃度でアミノ基を有している。 この アミノ基は、 通常、 ポリアミ ド系樹脂の主鎖に含まれるアミ ド結合 や、 尿素結合、 ウレタン結合などに由来する一 NH_ (ィミノ) 基 や一 N<基などは含まず、 通常、 遊離アミノ基 (一 NH2基) を示す 。 ポリアミ ド系樹脂は、 この遊離アミノ基を樹脂の分岐鎖に有して いてもよく、 主鎖の末端に有していてもよい。
ポリアミ ド系樹脂 (又は樹脂組成物を含む) (lb)のァミノ基の含 有量 (又は濃度) は、 ポリアミ ド系樹脂(lb) 1 k gに対して、 1 0 mm o 1以上 (例えば、 1 0〜 3 0 0 mm o 1程度) 、 好ましくは 1 5 mm o 1以上 (例えば、 1 5〜 2 0 0 mm o 1程度) 、 さらに 好ましくは 2 0 mm o 1以上 (例えば、 2 0〜 1 5 0 mm o 1程度 ) 、 特に 3 0 mm 0 1以上 (例えば、 3 0〜 1 0 0 mm o 1程度) である。 また、 前記濃度は、 例えば; ポリアミ ド系樹脂(lb) 1 k g に対して、 3 5〜 3 0 0 m m o l、 好ましくは 4 0〜 2 0 0 m m o 1、 さらに好ましくは 5 0〜 1 5 0 m m o 1程度であってもよい。 ポリアミ ド系樹脂 (l b)は、特に末端アミノ基をこのような範囲の含 有量で含むのが好ましい。
ァミノ基の含有量は、 慣用の方法、 例えば、 )ポリアミ ド系樹脂 を構成するジアミン成分の割合を調整する方法、(b)アミノ基濃度の 異なる複数のポリアミ ド系樹脂 (例えば、 アミノ基濃度の低いポリ アミ ド系樹脂と、 アミノ基濃度の高いポリアミ ド系樹脂と) を組み 合わせて、 プレンド又はァロイなどとする方法、 (c)ポリアミ ド系樹 脂 (例えば、 前記ポリアミ ドブロック共重合体 (ポリアミ ドエラス トマ一など) などのアミノ基濃度の低いポリアミ ド) に、 アミノ基 を有する化合物 (例えば、 アミノ基濃度の高い比較的低分子量のァ ミノ基含有化合物) を含有させる方法などにより調整することがで きる。 例えば、 ポリアミ ドブ口ック共重合体 (ポリアミ ドエラスト マーなど) へのアミノ基の導入は、 両末端にアミノ基を有するブロ ックと両末端に力ルポキシル基を有するプロックとの共重縮合にお いて、 両末端にアミノ基を有するブロックの割合を多くするか、 又 はポリアミ ド系樹脂と混合可能なアミノ基を有する化合物を別途適 当量添加する方法などにより行うことができる。
ポリアミ ド系樹脂が、 単一のポリアミ ド樹脂(I b- 1 )である場合、 上記方法(a)などによりアミノ基濃度を調整できる。 また、 ポリアミ ド系樹脂が、上記方法(b)により調製された複数のポリアミ ド系樹脂 の混合物(l b- 2)である場合、各ポリアミ ド系樹脂のアミノ基濃度は、 上記方法(a)及び Z又は(c)により適宜調整してもよい。
ポリアミ ド系樹脂が、 単一のポリアミ ド系樹脂 (例えば、 上記方 法(a)により調製された樹脂)又はアミノ基濃度の異なる複数のポリ アミ ド系樹脂の混合物 (例えば、 上記方法(b)により調製された混合 物) である場合、 ポリアミ ド系樹脂 (又は組成物) (l b)のァミノ基 濃度は、 例えば、 2 0 mm 0 1 Z k g以上 (例えば、 2 0〜 3 0 0 mm o 1 / k g程度) 、 好ましくは 3 0 mm o 1 / k g以上 (例え ば、 3 0〜 2 0 0 mm o 1 / k g程度) 、 さらに好ましくは 4 0 m mo 1 / k g以上 (例えば、 4 0〜 1 5 0 mm o 1 Zk g程度) 、 特に 5 0 mm o 1 7 k g以上 (例えば、 5 0〜 1 0 O mm o 1 / k g程度) であってもよい。
アミノ基濃度の異なる複数のポリアミ ド系樹脂を組み合わせる場 合、 例えば、 アミノ基濃度が 0〜 3 O mm o 1 / k g (例えば 0〜 2 O mm o 1 Zk g) 程度のポリアミ ド系樹脂と、 アミノ基濃度が 4 0〜 4 0 0 mm o 1 / k g (好ましくは 5 0〜 3 0 0 mm o 1 / k g、 特に 1 0 0〜 2 0 O mm o I / g ) 程度のポリアミ ド系樹 脂とを組み合わせることにより、 ポリアミ ド系樹脂全体のアミノ基 含有量を調整することができる。 アミノ基濃度の高いポリアミ ド系 樹脂の割合は、 平均アミノ基濃度が前記アミノ基濃度となる割合、 例えば、 アミノ基濃度の低いポリアミ ド系樹脂 1 0 0重量部に対し て、 例えば、 1〜 6 0重量部、 好ましくは 5〜 5 0重量部、 さらに 好ましくは 1 0〜4 0重量部程度であってもよい。
また、 ポリアミ ド系樹脂(lb)が、 ポリアミ ド系樹脂とアミノ基を 有する化合物とを含む樹脂組成物(例えば、 上記方法(c)により調製 された組成物) (Ib-3)である場合、 ポリアミ ド系樹脂(lb)のァミノ 基濃度は、 例えば、 1 0 mmo 1 Zk g以上 (例えば、 1 0〜 3 0 0 mm o 1 / k g程度) 、 好ましくは 2 O mm o 1 / k g以上 (例 えば、 2 0〜 2 0 0 mm o 1 / k g程度) 、 さらに好ましくは 3 0 mm o 1 Zk g以上 (例えば、 3 0〜 1 5 O mm o 1 / k g程度) 、 特に 4 O mm o 1 / k g以上 (例えば、 4 0〜: L 0 O mm o 1 / k g程度) であってもよい。
前記アミノ基を有する化合物としては、 ポリアミン [ジァミン類 (前記例示の脂肪族ジァミン、 脂環族ジアミン及び芳香族ジアミン など) の他、 ジエチレン卜リアミン、 トリエチレンテトラミンなど のポリアルキレンポリアミン (ポリ C 2-3アルキレンポリァミンなど ) などの脂肪族ポリアミンなどのポリアミン類など] 、 モノアミン、 及びポリアミ ドオリゴマ一などの比較的低分子量のアミノ基含有化 合物が使用できる。 これら.のァミノ塞含有化合物は、 単独で又は二 種以上組み合わせて使用できる。 これらの化合物のうち、 接合性の 点で、 特に、 ポリアミ ドオリゴマーが好ましい。
前記ポリアミ ドオリゴマーとしては、 慣用の方法、 例えば、 前記 例示のポリアミ ド成分を用いて、 重縮合条件などを調整することな どにより得られる比較的分子量の低いポリアミ ドなどが使用できる。 例えば、 原料のポリアミ ド成分として、 前記例示のジァミン [脂肪 族ジァミン (アルキレンジァミンなど) 、 脂環族ジァミン、 芳香族 ジァミンなど] とジカルボン酸 (脂肪族ジカルボン酸、 芳香族ジカ ルボン酸など) との組み合わせ、 前記ジァミン及びノ又はジカルポ ン酸とラクタム (ω—ラウロラクタムなどの炭素数 4〜 2 0程度の ラクタムなど) との組み合わせなどを用いてもよい。 ポリアミ ドォ リゴマーは、 例えば、 加圧下、 前記ラクタムと脂肪族ジァミンとを 加熱撹拌して、 重合させることにより得ることができる。
ポリアミ ドオリゴマーの数平均分子量は、 例えば、 5 0 0〜 1 0 , 0 0 0、 好ましくは 5 0 0〜 8 , 0 0 0 (例えば、 1 , 0 0 0〜 7 , 0 0 0 ) , さらに好ましくは 1, 0 0 0〜 5 , 0 0 0程度であり、 通常、 2 , 0 0 0〜 6 , 0 0 0 (例えば、 3 , 0 0 0〜 6 , 0 0 0 ) 程度である。 ポリアミ ドオリゴマーとして、 例えば、 数平均分子 量 1 0 0 0〜; 1 0, 0 0 0、 好ましくは 2 , 0 0 0〜 9 , 0 0 0、 さらに好ましくは 3 , 0 0 0〜 8 , 0 0 0程度の比較的分子量の大 きなオリゴマーを用いると、 熱可塑性ポリウレタンとの接合性を改 善することもできる。
ポリアミ ドオリゴマーは、 通常、 遊離のアミノ基を有していなく てもよいが、 遊離のアミノ基を有していてもよい。 ポリアミ ドオリ ゴマーが、 遊離アミノ基を有する場合、 主鎖の少なくとも一方の末 端にアミノ基を有していてもよく、 主鎖の両末端にアミノ基を有し ていてもよく、 また、 分岐鎖にアミノ基を有していてもよい。
アミノ基を有する化合物 (特にポリアミ ドオリゴマー) は、 ベ一 スとなるポリアミ ド樹脂として、 前記脂肪族ポリアミ ド系樹脂、 脂 環族ポリアミ ド系樹脂、 ポリアミ ドブロック共重合体などと組み合 わせても良い。
アミノ基を有する化合物とベースポリアミ ド榭脂とを組み合わせ てポリアミ ド系樹脂を構成する場合、 例えば、 アミノ基濃度が 0〜 3 0 mm o 1 / k g (好ましくは 0〜 2 0 mm o 1 / k g ) 程度の ポリアミ ド系樹脂と、 アミノ基濃度が 4 0〜: L 0 0 0 mm o 1ノ k g (好ましくは 5 0〜 7 0 0 mm o l Zk g、 特に 1 0 0〜 5 0 0 mm o 1 /k g) 程度のアミノ基含有化合物とを組み合わせること により、 ポリアミ ド系樹脂 (組成物) 全体のアミノ基含有量を調整 することができる。
アミノ基を有する化合物の割合は、 ポリアミ ド系樹脂(lb)のアミ ノ基含有量が、 前記の範囲となるように調整できる。 例えば、 アミ ノ基を有する化合物 (ポリアミ ドオリゴマーなど) の割合は、 ベー スとなるポリアミ ド樹脂 (ァミノ基濃度の低いポリアミ ド系樹脂) 1 0 0重量部に対して、 例えば、 1 0重量部以下 ( 0. 0 1〜 1 0 重量部程度) 、 好ましくは 0. 1〜 8重量部程度、 特に、 7重量部 以下 ( 0. 5〜 7重量部程度) である。 アミノ基含有化合物の割合 が多すぎると、 特にポリアミ ド系樹脂(lb)を硬質樹脂として用いる 場合に、 樹脂の特性を損なう恐れがある。
ポリアミ ド系樹脂部材(la) (例えば、 硬質樹脂部材) と熱可塑性 ポリウレタン系樹脂部材(Ila) (例えば、 軟質樹脂部材) との間の接 合力をさらに高めるためには、 ポリアミ ド系樹脂(lb)の結晶融解熱 は、 1 0 0 J Z g以下 (例えば、 0〜: L 0 0 J 程度) 、 好まし くは 8 0 J /g以下 (例えば、 0〜 8 0 J Zg程度) 、 さらに好ま しくは 7 0 J /g以下 (例えば、 0〜 7 0 J Z g程度) であっても よい。 本発明では、 結晶化度の低いポリアミ ド系樹脂を用いても、 確実かつ効率よく接合できる。 このようなポリアミ ド系樹脂の結晶 融解熱は、 例えば、 3 0 JZg以下 (例えば、 0〜 3 0 JZg程度 ) 、 好ましくは 2 0 J / g以下 (例えば、 0〜 2 0 J / g程度) 、 さらに好ましくは 1 7 JZg以下 ( 0〜: 1 7 J Zg程度) から選択 できる。
なお、 ポリアミ ド系樹脂の 「結晶融解熱」 とは、 樹脂の融解に要 した融解熱 Δ Hmから樹脂の結晶化に伴い発生した結晶化熱 ΔΗ f を減じた値を示す。 すなわち、 融解熱の測定において、 昇温に伴い、 結晶化熱と、 その後に融解熱との双方が観察される場合には、 樹脂 l,g当たりの融解熱の実測値 ΔΗπιから、 樹脂 l g当たりの結晶化 熱の実測値 ΔΗ f を減じた値をポリアミ ド系樹脂の結晶融解熱とす る。 結晶融解熱は、 J I S K 7 1 2 2に従って、 D S C装置 (示 差走査熱量測定装置) を用いて測定することができる。 なお、 完全 非晶質ポリアミ ドでは、 結晶化熱が観測できないため、 結晶融解熱 は O J Zgとするものとする。
このような結晶融解熱を有するポリアミ ド系樹脂、 特に、 結晶融 解熱が 2 0 J Zg以下のポリアミ ド系樹脂 (例えば、 透明ポリアミ ドなど) は、 公知の成形方法により成形できる。 このようなポリア ミ ド系樹脂の詳細は、 例えば、 特開平 8— 2 3 9 4 6 9号公報、 特 開 2 0 0 0— 1 5 44号公報などを参照できる。
なお、 ポリアミ ド系樹脂(lb)のカルボキシル基濃度は、 特に制限 されず、 例えば、 0. 1〜 2 0 0 mm o l Zk g、 好ましくは 0. 5〜 1 5 0 mm o 1 / k g、 さらに好ましくは 1〜 1 0 0 mm o 1 / k g程度であってもよい。
ポリアミ ド系樹脂部材は、 本発明の効果を損なわない範囲で、 他 の樹脂 (ポリエステル系樹脂、 ポリカーボネート系樹脂、 ポリスル ホン系樹脂、 ポリイミ ド系樹脂、 ポリケトン系樹脂、 ポリオレフィ ン系樹脂、 スチレン系樹脂、 (メタ) アクリル系樹脂、 ハロゲン含 有ビニル系樹脂などの熱可塑性樹脂など) 、 各種添加剤、 例えば、 フィラー又は補強剤 (強化繊維など) 、 安定剤 (紫外線吸収剤、 酸 化防止剤、 熱安定剤など) 、 着色剤、 可塑剤、 滑剤、 難燃剤、 帯電 防止剤などを含んでいてもよい。
なお、 本発明の複合成形体の製造に伴って、 樹脂部材間の成形収 縮率の差異により、 製品に 「反り」 が発生する場合があり、 反り矯 正の程度が大きい場合、 接合部が破断したり、 各樹脂部材にストレ スクラックが発生する原因になる恐れがある。 そのため、 ポリアミ ド系樹脂は、 結晶性が低い方が好ましく、 ポリアミ ド系樹脂の到達 結晶化度 (平均的な到達結晶化度) は、 5 0 %以下 (例えば、 5〜 5 0 %程度) 、 好ましくは 4 0 %以下 (例えば、 5〜 4 0 %程度) 、 さらに好ましくは 3 0 %以下 (例えば、 1 0〜 3 0 %程度) である のが有利である。 ポリアミ ドホモポリマーの場合を例に挙げて到達 結晶化度の大小を比較すると以下の順序で到達結晶化度が小さくな る。
ポリアミ ド 6 6 >ポリアミ ド 6≥ポリアミ ド 6 1 2〉ポリアミ ド 1 1≥ポリアミ ド 1 2
なお、 到達結晶化度の点だけを考慮すると、 ホモポリマーよりコ ポリマーが有利である。 さらに、 コポリマ一は、 一般にホモポリマ 一より柔軟性に優れる点においても、 有利である。
ポリアミ ドをハードセグメントとし、 ポリエ一テル、 ポリエステ ル、 ポリ力一ポネートなどをソフトセグメントとするポリアミ ドブ ロック共重合体 (ポリアミ ドエラストマ一) の場合は、 ハードセグ メントとソフトセグメントとの存在比率により到達結晶化度を調整 できる事を見出した。 例えば、 ソフトセグメントがポリエーテルの 場合にはポリアミ ドブロックに対するポリエーテルセグメントの相 対比率を大きくすれば到達結晶化度は低くなる。 また、 ソフ トセグ メントを構成するジオール成分として、 分岐状ジオールが含まれる と、 更に、 ポリマー分子中でのその存在比率が大きくなるほど到達 結晶化度が低下する。 この特性を利用してポリアミ ドブロック共重 合体の到達結晶化度を、 4 0 %以下 (例えば、 5〜4 0 %程度) 、 好ましくは 3 5 %以下 (例えば、 5〜 3 5 %程度) 、 さらに好まし くは 3 0 %以下 (例えば、 1 0〜 3 0 %程度) に調整すると、 熱可 塑性ポリウレタン系樹脂部材との組み合わせにおいて反りが発生し にくく有利であり、 また、 熱可塑性ポリウレタン系樹脂の柔軟性に 近似させることもできる。
従って、 ポリアミ ド系樹脂として、 ポリアミ ドホモポリマーに比 ベて、 ポリアミ ドブロック共重合体 (特にポリアミ ドエラストマ一 ) を用いると、 複合成形体の反りを抑制できる点で有利である。 特 に、 ポリウレタン系樹脂部材(I l a)に対して、 ポリアミ ド系樹脂部材 (l a)を後から成形して (例えば、 射出成形においてはポリアミ ド樹 脂をポリウレタン樹脂成形品のィンサ一トに対して射出するィンサ ート成形、 押出し成形においては、 ポリウレタン成形品に対するポ リアミ ド樹脂のラミネート、 被覆など) 、 複合体を得る場合に有利 である。
なお、 「到達結晶化度」 とは、 精密熱プレス装置を用い、 試料樹 脂をこの樹脂の融点より 2 0 °C高い温度まで加熱し、 次いで、 3 °C /分の冷却速度で室温まで冷却して、 厚み 1 m mの平板を作製し、 この平板を用いて X線回折分析により測定される結晶化度をいう。 前記樹脂の融点は、 J I S K 7 1 2 2に従って、 D S C装置 (示 差走査熱量分析装置) により測定した融点である。
ポリアミ ド系樹脂(l b)をポリアミ ドエラストマ一で構成すると高 い接合強度が得られる。 特に、 ポリアミ ドエラストマ一で構成され た樹脂部材に射出成形などにより溶融状態の熱可塑性ポリウレタン 系樹脂 (又は組成物) (l i b)を接触させて複合成形体を形成すると、 ポリアミ ド系樹脂部材とポ, _.リウレタン系樹脂部材とを強固に接合す ることができ、 ポリアミ ド'系樹脂としてポリアミ ドホモポリマーを 使用する場合よりも容易に高い接合強度を得ることができる。 この 場合、 接合強度とポリアミ ドエラストマー中に含まれるソフトセグ メント (例えばポリエーテルセグメント) の量との間には一定の相 関関係が存在し、 ソフトセグメントの量がポリマーに対して 1 0重 量%以上 (例えば 1 0〜 9 0重量%程度) 、 より好ましくは 2 0重 量%以上 (例えば 2 0〜 7 0重量%程度) 、 さらに好ましくは 2 5 重量%以上 (例えば 2 5〜 6 5重量%程度) であってもよい。
(ポリウレタン系樹脂)
熱可塑性ポリウレタン系樹脂は、 ジィソシァネ一ト類とジオール 類と必要により鎖伸長剤との反応により得ることができる。
ジィソシァネート類としては、 へキサメチレンジィソシァネート (HMD I ) 、 2 , 2 , 4一トリメチルへキサメチレンジイソシァ ネートなどの脂肪族ジイソシァネート類; 1 , 4—シクロへキサン ジイソシァネート、 ジシクロアルキルメタン一 4, 4 ' —ジイソシ ァネ一ト、 イソホロンジイソシァネート ( I P D I ) などの脂環族 ジイソシァネート類 ; フエ二レンジイソシァネート、 トリレンジィ ソシァネート (TD I ) 、 ジフエニルメタン一 4, 4 ' —ジイソシ ァネート (MD I ) などの芳香族ジイソシァネート類、 キシリレン ジィソシァネートなどの芳香脂肪族ジィソシァネート類などが例示 できる。 ジイソシァネート類として、 アルキル基 (例えば、 メチル 基) が主鎖又は環に置換した化合物を使用してもよい。 ジイソシァ ネート類は、 単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
ジオール類としては、 ポリエステルジオール [脂肪族ジカルボン 酸成分 (アジピン酸などの C4_12脂肪族ジカルボン酸など) 、 脂肪 族ジオール成分 (エチレングリコール、 プロピレングリコール、 ブ タンジォ一ル、 ネオペンチルグリコールなどの C2_12脂肪族ジォ一 ルなど) 、 ラク トン成分 ( ε—力プロラクトンなどの C4_12ラク ト ンなど) などから得られるポリエステルジオール (脂肪族ポリエス テルジオール) 、 例えば、 ポリ (エチレンアジペート) 、 ポリ ( 1, 4ーブチレンアジペート) 、 ポリ ( 1 , 6—へキシレンアジペート ) 、 ポリ一 ε —力プロラクトンなど] 、 ポリエーテルジオール [脂 肪族ポリエーテルジオール、 例えば、 ポリエチレングリコール、 ポ リ (ォキシトリメチレン) ダリコール、 ポリプロピレンダリコール、 ポリテトラメチレンエーテルグリコール (P T M G ) などのポリ ( ォキシ C 2_4アルキレン) グリコール類、 これらのポリ (ォキシアル キレン) グリコール類のブロック共重合体 (ポリオキシエチレン一 ポリォキシプロピレンブロック共重合体など) ; 芳香族ポリェ一テ ルジオール、 例えば、 ビスフエノール A—アルキレンオキサイ ド付 加体などの芳香族ジオールのアルキレンォキサイ ド付加体 (ェチレ ンォキサイ ド、 プロピレンォキサイ ドなどの C 24アルキレンォキサ イ ド付加体など) など] ; ポリエステルエーテルジォ一ル (ジォ一 ル成分の一部として上記ポリエーテルジオールを用いたポリエステ ルジオール) ; ポリカーボネートジオールなどが利用できる。 これ らのジオール類は、 単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。 これらのジオール類のうち、 ポリエステルジオールや、 ポリエーテ ルジオール (ポリテトラメチレンエーテルグリコ一ルなど) (例え ば、 ポリエステルジオール) を用いる場合が多い。
鎖伸長剤としては、 グリコール類 [短鎖グリコール類、 例えば、 エチレングリコール、 プロピレングリコール、 1, 4 一ブタンジォ ール、 1 , 6—へキサンジオールなどの C 21 ()アルカンジオール ; ビスヒドロキシエトキシベンゼン (B H E B ) など] の他、 ジアミ ン類 [エチレンジァミン、 トリメチレンジァミン、 テトラメチレン ジァミン、 へキサメチレンジアミンなどの C 21 ()アルキレンジアミ ンなどの脂肪族ジアミン類; イソホロンジアミンなどの脂環族ジァ ミン ; フエ二レンジァミン、 キシリレンジァミンなどの芳香族ジァ ミン類など] も使用できる。 鎖伸長剤は、 単独で又は二種以上組み 合わせて使用できる。
熱可塑性ポリウレタン系樹脂には、 ジオール類とジィソシァネー ト類とを実質的に当量の割合で用いて得られた完全熱可塑性ポリゥ レタンの他、 ジオール類に対して少過剰のジィソシァネ一ト類を用 いて得られた遊離 (未反応) のイソシァネートが少量残存している 不完全熱可塑性ポリイソシァネートも含まれる。
熱可塑性ポリウレタン系樹脂のうち、 特に、 ジオール類 [ポリエ ステル単位やポリエーテル単位を有するジォ一ル類 (前記ポリエス テルジオール、 ポリエーテルジォ一ル) など] と、 ジイソシァネー ト類と、 鎖伸長剤としてのグリコール類 (短鎖グリコール類など) とを用いて得られる熱可塑性ポリウレタンエラストマ一が好ましレ 。 この熱可塑性ポリウレタンエラストマ一は、 ダリコール類とジィソ シァネート類とのポリウレタンで構成されたハードセグメント (ハ ードブロック) と、 ポリエーテルジオール [ポリ (ォキシエチレン ) グリコールなどの脂肪族ポリエーテルジオールなど] 、 ポリエス テルジオール (脂肪族ポリエステルジオールなど) などで構成され たソフトセグメント (ソフトブロック) とを含んでいる。 ポリウレ タンエラストマ一には、 ソフトセグメントの種類に応じて、 例えば、 ポリエステルウレタンエラストマ一、 ポリエステルエーテルウレタ ンエラストマ一、 ポリエ一テルウレタンエラストマ一、 ポリ力一ポ ネートウレタンエラストマ一などが含まれる。 ポリウレタンエラス トマ一のうち、 ポリエステルウレタンエラストマ一、 ポリエステル エーテルゥレタンエラストマ一、 ポリエーテルウレタンエラストマ —などが好ましい。 なお、 前記ポリエ一テル (ポリオキシアルキレ ングリコール) の分子量 (又は重量平均分子量) は、 例えば、 1 0 0〜 1 0 , 0 0 0程度の範囲から選択でき、 好ましくは 3 0 0〜 6, 0 0 0 (例えば、 3 0 0〜 5 , 0 0 0 ) 、 さらに好ましくは 5 0 0 〜 4 , 0 0 0 (例えば、 5 0 0〜 3 , 0 0 0 ) 程度であってもよい。
これらの熱可塑性ポリウレタン系樹脂は、 単独で又は二種以上組 み合わせて使用できる。
前記ポリアミ ド系樹脂(l b)として、 末端アミノ基を有するポリア ミ ド系樹脂 (組成物を含む) を用いる場合、 熱可塑性ポリウレタン 系樹脂として、 ポリエステルジオールを用いて得られるポリエステ ルポリウレタン、 特に、 ポリエステルウレタンエラストマ一を用い ても良い。
本発明では、 アミノ基を有するポリアミ ド系樹脂 (組成物も含む ) (例えば、 脂肪族ポリアミ ド系樹脂、 脂環族ポリアミ ド系樹脂及 び芳香族ポリアミ ド系樹脂から選択された少なくとも一種を含むポ リアミ ド系樹脂) (lb)と、 ポリエーテルウレタンエラストマ一及び ポリエステルエ一テルウレタンエラストマ一から選択された少なく とも一種で構成された熱可塑性ポリウレタン系樹脂(lib)とを組み 合わせると、 高い接合強度が得られる。
また、 少なくともポリアミ ドブロック共重合体、 例えば、 ポリア ミ ドエラストマ一を含むポリアミ ド系樹脂 (ポリアミ ドオリゴマー との組成物も含む) (lb)と、 ポリエーテルウレタンエラストマ一、 ポリエステルウレタンエラストマ一、 及びポリエステルエ一テルゥ レタンエラストマ一から選択された少なくとも一種で構成された熱 可塑性ポリウレタン系樹脂(lib)とを組み合わせてもよい。
熱可塑性ポリウレタン系樹脂部材は、 本発明の効果を損なわない 範囲で、 他の樹脂 (熱可塑性樹脂、 特に、 ポリアミ ド系エラストマ ―、 ポリエステル系エラストマ一、 ポリオレフイン系エラストマ一 などの熱可塑性エラストマ一など) 、 安定剤 (熱安定剤、 紫外線吸 収剤、 酸化防止剤など) 、 可塑剤、 滑剤、 充填剤、 着色剤、 難燃剤、 帯電防止剤などを含んでいてもよい。
このような複合成形体は、 ポリアミ ド系樹脂が特定のアミノ基濃 度を有しているので、 接着剤を用いることなく、 前記ポリアミ ド系 樹脂と熱可塑性ポリウレタン系樹脂とが強固に接合している。 接合 強度は、 通常、 30 NZcm以上であり、 ポリアミ ド系樹脂部材 ( 例えば、 硬質樹脂部材) と熱可塑性ポリウレタン系樹脂部材 (例え ば、 軟質樹脂部材) との剥離に伴って、 凝集破壊する場合がある。 このような複合成形体の接合強度は、 通常、 3 0 N/cm〜凝集破 壊、 好ましくは 40 NZcm以上、 特に 5 0 N/cm以上 (5 O N c m以上〜凝集破壊) である。
[複合成形体の製造方法]
本発明の複合成形体は、 加熱下、 ポリアミ ド系樹脂 (ポリアミ ド 系樹脂で構成された樹脂) (l b)と熱可塑性ポリウレタン系樹脂 (ポ リウレタン系樹脂で構成された樹脂)(l i b)とを接合することにより 製造できる。通常、 ポリアミ ド系樹脂 (l b)及び熱可塑性ポリウレ夕 ン系樹脂 (l i b)のうち少なくとも一方を加熱、 溶融し、 両樹脂を接 触させることにより接合できる。 このような複合成形体は、 例えば、 熱成形 (熱プレス成形、 インジェクションプレス成形など) 、 射出 成形 (インサート射出成形、 二色射出成形、 コアバック射出成形、 サンドイッチ射出成形など) 、 押出成形 (共押出成形、 Tダイラミ ネート成形など) 、 ブロー成形などの慣用の成形法により成形過程 でポリアミ ド系樹脂と熱可塑性ポリウレタン系榭脂とを接合させる ことにより製造できる。
例えば、 インサート成形、 ィンジェクションプレス成形などの成 形法では、 熱可塑性ポリウレタン系樹脂(l i b)を加熱溶融し、 この溶 融状態の熱可塑性ポリウレタン系樹脂を、 ポリアミ ド系樹脂で構成 された樹脂部材(l a)の少なくとも一部と接触させながら成形し、 両 者を接合させてもよく、 ポリアミ ド系樹脂(l b)を加熱溶融し、 この 溶融状態のポリアミ ド系樹脂を、 熱可塑性ポリウレタン系樹脂で構 成された樹脂部材(I l a)の少なくとも一部と接触させながら成形し、 両者を接合させてもよい。 また、 二色射出成形、 共押出成形などの 成形法では、 ポリアミ ド系樹脂(l b)及び熱可塑性ポリウレタン系榭 脂(l i b)をそれぞれ加熱溶融し、溶融状態のポリアミ ド系樹脂と溶融 状態の熱可塑性ポリウレタン系樹脂とを接触させながら成形し、 両 者を接合させてもよい。 少なくともいずれか一方の樹脂を溶融させ て、ポリアミ ド系樹脂と熱可塑性ポリウレタン系樹脂とを接触させ、 接合させた後、 通常、 冷却することにより、 ポリアミ ド系樹脂部材 ( l a)とポリウレタン系榭脂部材(I I a)とが強固に接合した複合成形 体を得ることができる。 また、 目的、 用途などに応じて、 ポリアミ ド系樹脂部材と熱可塑性ポリウレタン系樹脂部材と、 少なくとも一 部で接合していればよい。
なお、 樹脂は、 樹脂の融点以上の温度に加熱することにより溶融 させるごとができるが、 実質的に結晶化しない樹脂の場合には、 樹 脂のガラス転移点 (T g ) 以上の温度に加熱することにより、 溶融 させることができる。
本発明では、 ポリアミ ド系樹脂がアミノ基を含有し、 このアミノ 基が熱可塑性ポリウレタン系樹脂に作用 (化学的に作用)するため、 異種材料を用いた複合成形体であっても、 接合強度を大幅に改善で き、 単に熱融着による物理的作用では得られない高い接合強度が得 られる。 そのため、 本明細書において、 「熱融着」 とは、 単なる熱 融着だけでなく、 化学反応を含む熱接着 (熱接合) も含む。
上記のように、 ポリアミ ド系樹脂とポリウレタン系樹脂の何れの 樹脂を溶融させるかは特に制限されず、 一般に融点又はガラス転移 点 (T g ) のより低い軟質樹脂 (ポリウレタン系樹脂) を加熱し、 この軟質樹脂と融点又は T gのより高い硬質樹脂 (ポリアミ ド系樹 脂) で構成された硬質樹脂部材とを接合させてもよく、 また、 一般 に融点又は T gのより高い硬質樹脂(ポリアミ ド系榭脂) を加熱し、 この硬質樹脂と融点又は T gのより低い軟質樹脂 (ポリウレタン系 樹脂) で構成された軟質樹脂部材とを接合させてもよい。
これらの方法のうち、 特に、 前者の方法に いて、 本発明の効果 を特徴的かつ有効に発揮でき、 既存技術に比べて有利である。 単な る物理的な熱融着による既存技術では、 先に成形されたポリアミ ド 系樹脂部材と、 後に成形されるポリウレタン系樹脂を接合させる場 合、 ポリウレタン系樹脂の成形温度は、 先に成形されたポリアミ ド 系樹脂の融点より低くなる場合が多く熱融着は進行しにくい。また、 ポリウレタン系樹脂の成形温度が、 ポリアミ ド系樹脂の融点より高 い場合であっても、 ポリアミ ド系樹脂部材の表面を融解させるには 熱量が不足する場合が多い。 そのため、 既存技術では、 通常、 ポリ ウレタン系樹脂の成形に先行して、 ポリアミ ド系樹脂部材を成形す る方法は取り得ない。 しかし、 このような場合であっても、 本発明 によれば、 ポリアミ ド系樹脂に含まれるァミノ基の作用により、 ポ リアミ ド系樹脂部材と熱可塑性ポリウレタン系樹脂とをより容易に 接合させることができるため、 複合体の製造工程の自由度を高める ことができ、 製造工程を大幅に合理化することもできる。
本発明において、 通常、 硬質樹脂がポリアミ ド系樹脂であり、 軟 質樹脂が熱可塑性ポリウレタン系樹脂である場合が多いが、 硬質樹 脂が熱可塑性ポリウレタン系樹脂であり、 軟質樹脂がポリアミ ド系 樹脂であってもよい。 また、 ポリアミ ド系樹脂と熱可塑性ポリウレ 夕ン系樹脂の硬さが同程度であってもよい。
より具体的には、 前記熱プレス成形では、 硬質樹脂 (又は組成物 ) 及び軟質樹脂 (又は組成物) のうち、 少なくとも一方をプレス成 形の金型内で溶融させ、 双方を接触させて加圧し、 接合させて複合 成形体を製造できる。 熱プレス成形において、 硬質樹脂及び Z又は 軟質樹脂は、ペレツ ト状ゃ粉状などの形状で金型に充填してもよく、 予め他の成形方法で賦形した成形品として金型に装着してもよい。 インサート射出成形法では、 硬質樹脂 (又は樹脂組成物) 及び軟 質樹脂 (又は樹脂組成物) のうち、 いずれか一方を射出成形、 押出 成形、 シー卜成形、 フィルム成形などの成形法により成形し、 賦形 された成形品を金型内に収納した後、 この成形品と金型との間の空 隙に他方を射出成形することにより複合成形体を製造できる。 ィン サート射出成形においては、 金型内に収納する成形品を予熱してお く ことが好ましい。
二色射出成形法では、 二台以上の射出成形機を用いて、 硬質樹脂 (又は樹脂組成物) 及び軟質樹脂 (又は樹脂組成物) のいずれか一 方の成分を金型に射出成形し、 金型の回転又は移動により、 金型の キヤビティを交換し、 得られた成形品と金型との間に形成された空 隙に他方の成分を射出成形することにより複合成形体を製造できる。 コアバック射出成形法では、 硬質樹脂 (又は樹脂組成物) 及び軟 質樹脂 (又は樹脂組成物) のうち、 いずれか一方の成分を金型に射 出成形し、 金型のキヤビティー容積を拡大させ、 得られた成形品と 金型との間に形成された空隙に他方の成分を射出成形することによ り複合成形体を製造できる。
これらの成形方法のうち、 特に、 量産性などの点から、 インジェ クシヨンプレス成形法などの熱プレス成形法、 射出成形法 (インサ —ト射出成形法、 二色射出成形法、 コアバック射出成形法、 サンド イッチ射出成形法など) などが適している。
熱融着において、 硬質樹脂及び Z又は軟質樹脂の溶融温度 (又は 熱融着温度) は、 両樹脂 (又は樹脂組成物) の種類に応じて選択で き、 例えば、 1 0 0〜 3 0 0 °C、 好ましくは 1 2 0〜 2 9 0 °C、 さ らに好ましくは 1 5 0〜 2 8 0 °C程度の範囲から選択できる。 例え ば、 熱プレス成形法では、 1 0 0〜 2 5 0 °C、 好ましくは 1 2 0〜 2 3 0 °C、さらに好ましくは 1 5 0〜 2 2 0 °C程度であってもよい。 また、 射出成形法では、 成形機シリンダ一内での樹脂の温度が、 例 えば、 2 0 0〜 3 0 Q °C、 好ましくは 2 2 0〜 2 8 0 ° (:、 さらに好 ましくは 2 4 0〜 2 8 0 °C程度であってもよい。
複合成形体の構造及び形状は、 特に限定されないが、 意匠性、 装 飾性、 感触性などに適した構造、 例えば、 軟質樹脂部材の一部又は 全部を硬質樹脂部材で被覆又はラミネ一トした構造であってもよい が、 通常、 硬質樹脂部材の一部又は全部を軟質樹脂部材で被覆又は ラミネートした構造 (例えば、 硬質樹脂部材と人体 (手など) との 接触部分を軟質樹脂部材で被覆した構造など) などが好ましい。 ま た、 具体的な構造には、 例えば、 二次元的構造 (シート状、 板状な ど) 、 三次元的構造 (例えば、 棒状、 チューブ状、 ケ一シング、 ハ ウジングなど) などが挙げられる。
本発明では、 複雑な製造工程(複合部分に凹凸部分を設ける工程、 接着剤の塗布工程など) を経ることなく、 熱融着により、 硬質樹脂 と軟質樹脂とを直接的かつ強固に接合できるため、 意匠性、 装飾性、 良好な感触 (ソフトな感触、 柔軟性など) などの性質に優れるとと もに、 軽量で、 強靱な複合成形体を簡便に得ることができる。
本発明では、 特定のポリアミ ド系樹脂と熱可塑性ポリウレタン系 樹脂とを組み合わせるので、 互いに性質の異なるポリアミ ド系樹脂 部材及び熱可塑性ポリウレタン系樹脂部材であっても、 接着剤を用 いることなく、 直接的かつ強固に接合できる。 また、 複雑な製造ェ 程を経ることなく、 簡便な方法で、 ポリアミ ド系樹脂と熱可塑性ポ リウレタン系樹脂部材とが強固に熱融着した複合成形体を製造でき る。 産業上の利用可能性
本発明の複合成形体は、 各種工業部品、 例えば、 自動車用部品 ( インストルメントパネル、 センターパネル、 センタ一コンソ一ルポ ックス、 ドアトリム、 ビラ一、 アシストグリップ、 ハンドル、 エア バッグカバ一などの自動車内装部品 ; モール、 バンパー等の自動車 外装部品 ; ラックアンドピニオンブーツ、 サスペンションブーツ、 等速ジョイントブーツなどの自動車機能部品など) 、 家電用部品 ( 掃除機バンパー、 リモコンスィッチ、 O A (オフィスオートメーシ ヨン) 機器のキ一トップなど) 、 水中使用製品 (水中眼鏡、 水中力 メラカバ一など) 、 工業用部品 (カバ一部品 ; 密閉性、 防水性、 防 音性、 防振性等を目的とした各種パッキン付き工業用部品 ; 工業用 ゴムローラー類など) 、 電気 ·電子用部品 (カールコード電線被覆、 ベルト、 ホース、 チューブ、 消音ギアなど) 、 スポーツ用品、 靴用 部品 (運動靴、 靴底など) 、 意匠性や装飾性を要する部品 (例えば、 サングラス、 メガネなど) などに使用できる。
これらのうち、 前記複合成形体は、 特に靴又はロール (ゴムロー ラーなど) の構成部材などに適している。 靴の構成部材としては、 靴底 (ソール) 、 靴アッパーなどの靴部品などが挙げられ、 また、 複合成形体で、 運動靴、 作業用靴 (長靴、 雨靴、 ガーデニング用シ ュ一ズなど) などを形成してもよい。 このような靴用途では、 従来 困難であった硬質又はガラス繊維で強化されたポリアミ ド系樹脂と 軟質のポリウレタン系樹脂との組合せも容易となるため、 例えば、 異なるグレードの素材を用いて何重にも複合化することなども可能 となり、 靴のデザィン性ゃ機能性の向上に大きく寄与できる。
また、 ロール (ゴムローラーなど) 用途では、 例えば、 少なくと も表面層がポリアミ ド系樹脂で構成された軸 (シャフ ト) と、 この 軸の周面に形成された熱可塑性ポリウレタン系樹脂層とで構成して もよい。 軸は、 金属シャフ トの表面にポリアミ ド系樹脂層が形成さ れていてもよく、ポリアミ ド系樹脂で構成された軸であってもよい。 このような口一ラー用途では、 シャフト精度を得るための切削仕上 げ及び熱可塑性ポリウレタン系樹脂の表面仕上げを同一の研磨機に より一工程で仕上げることができるため、 ローラーの製造工程を大 幅に短縮でき、 コストを飛躍的に削減することができる。 また、 こ のようなローラーは、化学的に接合されているため、 接合力が高く、 軸とロールとのずれがほとんどないため、 高いトルクでの使用にも 耐えることができる。 実施例
以下に、 実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、 本発 明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
(熱融着性の評価)
実施例及び比較例で得られた複合成形体を、 幅 2 0 m m及び長さ 1 0 0 mmの大きさに切り出し、 掴み代を 1 8 0 °C方向に引張速度 2 O m m Z分で引張ることにより、 引張試験を行い、 融着界面にお ける剥離強度を測定し、 この剥離強度により硬質樹脂部材と軟質樹 脂部材との熱融着性を評価した。 実施例 1
へキサメチレンジァミンとドデカンジカルボン酸との塩の 8 0重 量%水溶液 1 2 5 0 gに、 へキサメチレンジァミン 7 gを添加し、 得られた混合物を、 窒素置換したォートクレーブ中で、 加圧 ( 1 7. 5 k g f / c m2 ( 1. 7 X 1 06P a) ) 下、 加熱 (2 2 0 °C) し、 4時間かけて、 窒素ガスと共に系内の水分を系外に排出した。 その 後 1時間を要して徐々に 2 7 5 °Cまで昇温し、 残りの水分を系外に 排除した後、 ォ一トクレーブの内圧を常圧に戻した。 冷却後、 末端 アミノ基濃度が 9 5 mm o 1 Z k gのポリアミ ド 6 1 2を得た。
このポリアミ ド 6 1 2を硬質樹脂として用い、 射出成形により 1 0 0mm角、 厚み 2mmの平板 (硬質プラスチック成形体) を作製 した。
次いで、 上記平板の一辺を含む約 1ノ 4面積をアルミホイルで覆 レ この平板を 1 0 0 mm角、 深さ 4 mmの平板金型に収納し、 金 型内に軟質プラスチックとして熱可塑性ポリウレタンエラストマ一 TP U (BAS F (株) 製, エラストラン E T 5 9 0 ) を射出成形 した。 T PUの射出成形は、 シリンダー温度 2 0 5 °C及び金型温度 6 0°Cの条件で行った。 このようにして得られた複合成形体を 2 0 mm幅に切り出し、端部がアルミホイルで被覆された試験片を得た。 アルミホイルで試験片の端部を剥離させ、 剥離したポリアミ ド樹脂 層 (部材) 及び TP U層 (部材) の端部を掴み代として剥離試験を 行ったところ、 9 0 N/ c mの剥離強度を得た。
実施例 2
(1)ポリアミ ドオリゴマーの調製
オートクレープを窒素置換し、 ラウリルラクタム 1 , 0 0 0 g及 びドデカンジァミン 2 3 0 gを添加し、 得られた混合物を加熱下攪 拌した。 反応系を徐々に加圧し、 1 7. 5 k g f / c m 2 ( 1. 7 X 1 06P a) で 2 7 0 °Cに保ち、 約 2時間加熱攪拌を続けた。 次いで 、 反応系を徐々に常圧に戻しながら、 冷却し、 ポリアミ ド 1 2オリ ゴマーを溶融状態で取り出した。 得られたポリアミ ド 1 2は、 さら に冷却し、 ややもろい固体として得た。 ポリアミ ド 1 2オリゴマー の数平均分子量は約 5 5 0 0と低分子量であり、 ァミノ基の含有量 は、 4 0 0 mm o 1 Z k gであった。
(2)ベースポリアミ ドの調製
ラウリルラクタム 8 0 0 g及びドデカン二酸 9 0 gを圧力容器内 に添加し、 窒素気流下、 2 7 0 °C、 2 0気圧 (約 2 MP a) で 3時 間撹拌を行った。 得られた混合物にポリテトラメチレンエーテルグ リコール (数平均分子量 1 3 0 0、 末端は水酸基) 3 2 0 gを添加 し、 減圧下、 加熱、 撹拌を行った。 5時間後、 ポリアミ ドブロック 共重合体であるポリアミ ドエラストマー (末端アミノ基濃度 4 mm o 1 /k g) を得た。
(3)複合成形体の作製
上記(2)で得られたポリアミ ドエラストマ一 1 0 0重量部に対し て、 上記(1)で得られたポリアミ ド 1 2オリゴマー 5重量部を、 2軸 押出し機を用いて混合、 ペレッ ト化し、 末端アミノ基濃度が 2 0m mo 1 gの硬質プラスチックを得た。
次に、 軟質プラスチックとして熱可塑性ポリウレタンエラストマ 一 T PU (B AS F (株) エラストラン S 9 5 ) を射出成形し、 1 0 0 mm角、 厚み 2 mmの平板 (軟質プラスチック成形体) を作製 した。 上記平板の一辺を含む約 1 Z4面積をアルミホイルで覆い、 この平板 (軟質プラスチック成形体) を 1 0 0 mm角、 深さ 4 mm の平板金型にインサートし、 硬質プラスチックを射出成形した。 硬 質プラスチックの射出成形は、 シリンダ一温度 2 2 O t及び金型温 度 6 0 °Cの条件で行った。 このようして得られた複合成形体を 2 0 mm幅に切り出し、端部がアルミホイルで被覆された試験片を得た。 アルミホイルで試験片の端部を剥離させ、 剥離したポリアミ ド榭脂 層 (部材) 及び T P U層 (部材) の端部を掴み代として剥離試験を 行ったところ、 1 0 0 NZ c mの剥離強度を得た。 実施例 3
窒素置換したオートクレープ中で、 ビス (4—アミノシクロへキ シル) メタンとドデカンジカルボン酸との塩 1 0 0 0 gを、 加圧 ( 1 7. 5 k g f / c m2 ( 1. 7 X 1 06Ρ a ) ) 下、 加熱 ( 2 2 0 °C) し、 4時間かけて、 窒素ガスと共に系内の水分を系外に排出し た。 その後 1時間を要して徐々に 2 7 5 °Cまで昇温し、 残りの水分 を系外に排除した後、 オートクレープの内圧を常圧に戻した。 冷却 後、 末端アミノ基濃度が 3 0 mm o 1ノ k gの透明ポリアミ ドを得 た。
この透明ポリアミ ドを硬質プラスチックとして用い、 射出成形に より 1 0 0mm角、 厚み 2mmの平板 (硬質プラスチック成形体) を作成した。
前記の透明ポリアミ ド平板について、 D S C分析装置を用いて 1 0 °C/m i nの昇温速度で結晶化熱および融解熱を測定したところ、 1 7 0 °C付近で結晶化熱 Δ H f = 1 1 J Z g、 2 5 0 °C付近で融解 熱△ Hm= 2 5 J / gを得た。 これらの結晶化熱及び融解熱より、 成形体の結晶融解熱 1 4 J /gを求めた。
次いで、 上記平板の一辺を含む約 1ノ 4面積をアルミホイルで覆 い、 この平板 (硬質プラスチック成形体) を 1 0 0 mm角、 深さ 4 mmの平板金型に収納し、 金型内に軟質プラスチックとして熱可塑 性ポリウレタンエラストマ一 T P U (BA S F (株) 製, エラスト ラン 1 1 9 5 AT R) を射出成形した。 TP Uの射出成形は、 シリ ンダ一温度 2 0 5 °C及び金型温度 6 0 の条件で行った。 こうして 得られた複合成形体を 2 0mm幅に切り出し、 端部がアルミホイル で被覆された試験片を得た。 アルミホイルで試験片の端部を剥離さ せ、 剥離したポリアミ ド樹脂層 (部材) 及び T PU層 (部材) の端 部を掴み代として剥離試験を行ったところ、 1 3 0 NZ c mの剥離 強度を得た。
実施例 4 ω—ラウリルラクタム 1 0 0 0 gを、 少量のリン酸の存在下、 窒 素置換したォートクレーブ中で、 2 5 0〜 2 6 0 °C程度に加熱し、 4時間かけて、 窒素ガスと共に系内の水分を系外に排出した。 その 後 1時間を要して徐々に 2 7 5 °Cまで昇温し、 残りの水分を系外に 排除した後、 冷却し、 末端アミノ基濃度が 3 0 mmo 1 /k gであ るポリアミ ド 1 2を得た。
このポリアミ ド 1 2を硬質プラスチックとして用いる以外は、 実 施例 3と同様の方法により複合成形体を作製し、 評価を行ったとこ ろ、 硬質プラスチック成形体の結晶融解熱は 6 5 J Zgであり、 剥 離強度は 6 0 NZ c mであった。
比較例 1
へキサメチレンジアミンに代えて、 ドデカンジカルボン酸 1 5 g を、 へキサメチレンジァミンとドデカンジカルボン酸との塩の 8 0 重量%水溶液に添加する以外は、 実施例 1 と同様に操作を行い、 末 端アミノ基濃度が 7 mmo 1 Z k gのポリアミ ド 6 1 2を得た。
このポリアミ ド 6 1 2を硬質プラスチックとして用いる以外は、 実施例 1 と同じ方法で複合成形体を作製し、 評価を行ったところ、 剥離強度は、 5 NZ c mであった。
比較例 2
硬質プラスチックとして、 実施例 2のポリアミ ドエラストマ一 ( 末端アミノ基量 4mmo 1 / k g) を、 オリゴマーを混合すること なくそのまま使用する以外は、 実施例 2と同様の方法で複合成形体 を作製し、 評価を行ったところ、 剥離強度は 3 O NZ c mであった。 実施例 5〜 1 9及び比較例 3〜 6
(1)ポリアミ ド系樹脂の調製
以下の手順で、 ポリアミ ド、 ポリアミ ドオリゴマー、 及びポリア ミ ドブレンドを調製した。
(A 1 ) P A 1 2 , ω—ラウリルラクタム l O O O g及びドデカンジカルボン酸 1 1 0 gを、 少量のリン酸の存在下、窒素置換したォ一トクレーブ中で、 2 5 0〜 2 6 0 °Cに加熱し、 4時間かけて、 窒素ガスと共に系内の 水分を系外に排出した。 その後 1時間を要して徐々に 2 7 5 °Cまで 昇温し、 残りの水分を系外に排除した後、 冷却し、 アミノ基濃度 7 mm o 1 / k g、 力ルポキシル基濃度 8 1 mm o 1 / k gのポリァ ミ ド 1 2 ( A 1 ) を得た。
(A 2 ) P A 1 2
ドデカンジカルボン酸に代えて、 へキサメチレンジァミン 6 0 g を用いる以外は上記 (A 1 ) の場合と同様に操作し、 アミノ基濃度 7 2 mm o 1 / k g及びカルボキシル基濃度 4 mm o 1 k gのポ リアミ ド 1 2 (A 2 ) を得た。
(A 3 ) P A 6 1 2
へキサメチレンジァミンとドデカンジカルボン酸との塩の 8 0重 量%水溶液 1 2 5 0 gに、 ドデカンジカルボン酸 5 gを添加し、 得 られた混合物を、 窒素置換したォ一トクレーブ中で、 加圧 ( 1 7.
5 k g f / c ( 1. 7 X 1 06P a ) ) 下、 加熱 ( 2 2 0。C) し、 4時間かけて、 窒素ガスと共に系内の水分を系外に排出した。 その 後 1時間を要して徐々に 2 7 5 °Cまで昇温し、 残りの水分を系外に 排除した後、 オートクレープの内圧を常圧に戻した。 冷却後、 アミ ノ基濃度 4 mm o 1 / k g及び力ルポキシル基濃度 3 5 mm o 1 Z k gを有するポリアミ ド 6 1 2 (A 3 ) を得た。
(A 4 ) P A 6 1 2
実施例 1 と同様に操作を行い、 アミノ基濃度 9 7 mmo 1 /k g 及びカルボキシル基濃度 2 7 mm o 1 /k gを有するポリアミ ド 6 1 2 ( A 4 ) を得た。
(A 5 ) ポリアミ ドエラストマ一 PAE
実施例 2の調製(2)と同様に操作を行い、アミノ基濃度 4 mmo 1 /k g及び力ルポキシル基濃度 5 O mmo 1 /k gを有するポリア ミ ドエラストマー (A 5) を得た。 (A 6 ) P A 6
ε—力プロラクタム 1 0 0 0 g及びへキサメチレンジアミン 1 0 0 gを、 少量のリン酸の存在下、 窒素置換したオートクレープ中で 2 7 0〜 2 8 0 °Cに加熱し、 5時間かけて、 窒素ガスと共に系内の 水分を系外に排出した。 その後、 冷却し、 アミノ基濃度 1 0 3 mm o 1 / k g及び力ルポキシル基濃度 4 5 mm o 1 / k gを有するポ リアミ ド 6 ( A 6 ) を得た。
(A 7 ) 脂環族ポリアミ ド
モノマー成分として、 ビス (4—アミノシクロへキシル) メタン 及びドデカンジカルボン酸を用い、 ドデカンジカルボン酸を添加し ない以外は、 前記 (A 3 ) の場合と同様にして、 アミノ基濃度 4 2 mm 0 1 / k g及び力ルポキシル基濃度 Ί 8 mm o 1 / k gを有す る脂環族ポリアミ ド (A 7 ) を調製した。
(O L) ポリアミ ドオリゴマー
実施例 2の(1)と同様に操作を行い、 数平均分子量約 5 7 0 0、 ァ ミノ基含有量が 3 4 2 mm o 1 / k g、 力ルポキシル基含有量が 0 mm o 1 / k gのポリアミ ドオリゴマー (〇L) を調製した。
(ポリアミ ドブレンド)
表 1に示す成分 (上記で得られたポリアミ ド樹脂、 ポリアミ ドエ ラストマ一及びポリアミ ドオリゴマー) を表 1に示す混合比 (重量 比) で用いて、 2軸押出機により混練し、 アミノ基濃度の異なる試 料樹脂 (ポリアミ ド樹脂ブレンド) を調製した。
(2)複合成形体の作製及び剥離試験
表 1に示すポリアミ ド系榭脂 (P A) と、 熱可塑性ポリウレタン エラストマ一 T P U (B AS F (株) 製, S 9 5 ) とを用いて複合 成形体を形成し、 2 0 mm幅に切り出して、 アルミホイルで複合成 形体の端部を剥離させ、 剥離した P A部材 (層) 及び T P U部材 ( 層) の端部を掴み代として剥離試験を行った。
なお、 前記複合成形体は、 ポリアミ ド系樹脂で形成した成形体 ( 射出成形により形成した 1 0 0 mm角、 厚み 2mmの平板) の一辺 を含む約 1 Z4面積をアルミホイルで覆い、 この樹脂部材を 1 0 0 mm角、 深さ 4mmの平板金型内に収容し、 金型内に TP Uを射出 成形することにより形成した。 TPUの射出成形は、 シリンダ一温 度 2 0 5 °C及び金型温度 6 0 °Cの条件で行った。
結果を表 1に示す。
Figure imgf000036_0001
なお、 ポリアミ ド系樹脂で形成した前記樹脂部材に代えて、 上記 TPUで形成した成形体 (樹脂部材) を用い、 射出成形用の T PU に代えて、 ポリアミ ド系樹脂 A 3 / A 4 ( 7 5 / 2 5 ) 、 A 3 /A 4 ( 5 0 / 5 0 ) 、 又は A4を用いて射出成形する以外は、 上記と 同様にして複合成形体を形成した場合、 複合成形体の剥離強度は、 それぞれ、 9 5 NZ c m (A 3 /A 4 = 7 5/ 2 5) 、 1 3 0 NZ c m (A 3 /A 4 = 5 0/ 5 0 ) 、 1 5 0 N/ c m (A 4) であつ た。
実施例 2 0及び比較例 Ί
ポリアミ ド系樹脂で形成された樹脂部材に代えて、 表 2に示す種 々の熱可塑性ポリウレタンエラストマ一 (TPU) で形成された樹 脂部材を用い、 射出成形用 TP Uに代えて、 実施例 5で得られたポ リアミ ド樹脂 A 1 (比較例 7) 又は A 2 (実施例 2 0 ) を用いて射 出成形する以外は実施例 5と同様にして複合成形体を作製し、 剥離 試験を行った。 結果を表 2に示す。 なお、 表 2には、 用いた T P U のショァ A硬度及びタイプも併せて示した。
表 2
CO
Figure imgf000038_0001
(表中、 は極わずかしか剥離せず、 基材 (A2又は TPU) が破壊したことを示す)
'実施例 2 1〜 2 5
(1)ベースポリアミ ド (ポリアミ ドエラストマ一 (A 8 ) ) の調製 ラウリルラクタム 8 0 0 g及びドデカン二酸 9 0 gを圧力容器内 に添加し、 窒素気流下、 2 7 0 °C、 2 0気圧 (約 2 MP a) で 3時 間撹拌を行った。 得られた混合物にポリテトラメチレンエーテルグ リコール (数平均分子量 1 3 0 0、 末端は水酸基) 2 9 0 gを添加 し、 減圧下、 加熱、 撹拌を行った。 5時間後、 アミノ基濃度 4mm o 1 / k g及び力ルポキシル基濃度 5 0 mmo 1 Zk gを有するポ リアミ ドエラストマー (A 8) を得た。
( 2 )複合成形体の作製及び剥離試験
ポリアミ ドエラストマ一 (A 8 ) 及び実施例 5〜 1 9の項に記載 のポリアミ ドオリゴマー〇Lを 1 0 0/ 5 (重量比) の混合比で用 いて、 2軸押出機により混練し、 末端力ルポキシル基濃度 4 Omm o 1 Zk g及び末端アミノ基濃度 2 5 mmo 1 gの試料榭脂 ( ポリアミ ド樹脂ブレンド) を調製した。
得られたポリアミ ド系樹脂 (PA) と、 表 3に示す TPUとを用 いて複合成形体を形成し、 2 0 mm幅に切り出して、 アルミホイル で複合成形体の端部を剥離させ、 剥離した PA部材 (層) 及び TP U部材 (層) の端部を掴み代として剥離試験を行った。 前記 T P U として、 エステル系 T PU (BAS F (株) 製、 1 9 5— 5 0 ET ) 及びエーテル系 T P U (BA S F (株) 製、 ET 8 9 0— 1 0 ) を用いた。
なお、 前記複合成形体は、 T P Uで形成した成形体 (射出成形に より形成した 1 0 0 mm角、 厚み 2 mmの平板) の一辺を含む約 1 4面積をアルミホイルで覆い、 この樹脂部材を 1 0 0 mm角、 深 さ 4 mmの平板金型内に収容し、 金型内に P Aを射出成形すること により形成した。 P Aの射出成形は、 表 3に示す接合温度 (シリン ダー温度) 及び金型温度 6 0°Cの条件で行った。
結果を表 3に示す。 表 3
Figure imgf000040_0001
CO CD
実施例 2 6〜 2 9
実施例 5〜 1 9の項に記載のポリアミ ドエラストマー PAE (A 5) 及びポリアミ ドオリゴマ一 OLを表 4に示す混合比で用いて、 2軸押出機により混練し、 試料樹脂 (ポリアミ ド樹脂ブレンド) を 調製した。 得られたポリアミ ドブレンドの末端力ルポキシル基濃度 及び末端アミノ基濃度も併せて表 4に示す。
得られたポリアミ ド樹脂ブレンド (P A) と、 表 4に示す TP U とを用いて複合成形体を形成し、 2 O mm幅に切り出して、 アルミ ホイルで複合成形体の端部を剥離させ、 剥離した PA部材'(層) 及 び T PU部材 (層) の端部を掴み代として剥離試験を行った。
なお、 前記複合成形体は、 T P Uで形成した成形体 (射出成形に より形成した 1 0 0 mm角、 厚み 2mmの平板) の一辺を含む約 1 Z4面積をアルミホイルで覆い、 この樹脂部材を 1 0 0 mm角、 深 さ 4 mmの平板金型内に収容し、 金型内に P Aを射出成形すること により形成した。 P Aの射出成形は、 接合温度 (シリンダー温度) 2 5 0 °C及び金型温度 6 0°Cの条件で行った。 前記 T P Uとして、 エステル系 T PU (BA S F (株) 製、 1 9 5— 5 0 ET) 及びェ 一テル系 T P U (BAS F (株) 製、 ET 8 9 0— 1 0) を用いた。 結果を表 4に示す。
表 4
Figure imgf000041_0001
実施例 3 0〜 3 5
(1)ベースポリアミ ド (ポリアミ ドエラストマ一 (A 9 ) ) の調製 ラウリルラクタム 8 0 0 g及びドデカン二酸 9 0 gを圧力容器内 に添加し、 窒素気流下、 2 7 0 °C、 2 0気圧 (約 2 M P a) で 3時 間撹拌を行った。 得られた混合物にポリテトラメチレンエーテルグ リコール (数平均分子量 1 3 0 0、 末端は水酸基) 3 2 0 gを添加 し、 減圧下、 加熱、 撹拌を 5時間行った。 反応終了後、 減圧を解除 して、 さらにォクタメチレンジァミン 6 0 gを添加し、 常圧下、 2 7 0 °Cで 1時間撹拌を行った。 次いで、 得られた生成物を徐々に冷 却し、 末端アミノ基を有するポリアミ ドエラストマ一 (末端カルボ キシル基濃度 1 2mmo 1 Zk g及び末端アミノ基濃度 4 2mmo 1 Z k g ) ( A 9 ) を得た。
(2)複合成形体の作製及び剥離試験
ポリアミ ドエラストマ一 (A 9 ) 単独、 又はポリアミ ドエラスト マー (A 9) 、 実施例 2で得られたポリアミ ドエラストマ一 P AE 及び実施例 5〜 1 9の項に記載のポリアミ ドオリゴマー OLを PA E/A 9/OL= l 0 / 8 0 / 1 0 (重量比) の混合比で用いて、 2軸押出機により混練し、 試料樹脂を調製した。 なお、 ポリアミ ド エラストマ一 P AE及び (A 9 ) 並びにポリアミ ドオリゴマ一 OL で構成されたポリアミ ド樹脂プレンドは、 末端力ルポキシル基濃度 3 3 mm o 1 / k g及び末端アミノ基濃度 4 6 mm o 1 / k を有 していた。
得られた試料樹脂 (P A) と、 表 5に示す T PUとを用いて複合 成形体を形成し、 2 0mm幅に切り出して、 アルミホイルで複合成 形体の端部を剥離させ、 剥離した P A部材 (層) 及び TP U部材 ( 層) の端部を掴み代として剥離試験を行った。
なお、 実施例 3 0、 3 1、 34及び 3 5において、 前記複合成形 体は、 TPUで形成した成形体 (射出成形により形成した 1 0 0m m角、 厚み 2mmの平板) の一辺を含む約 1 Z 4面積をアルミホイ ルで覆い、 この樹脂部材を 1 0 0 mm角、 深さ 4mmの平板金型内 に収容し、 金型内に P Aを射出成形することにより形成した。 P A の射出成形は、 接合温度 (シリンダー温度) 2 5 0 °C及び金型温度
6 0 °Cの条件で行った。 また、 実施例 3 2及び 3 3では、 T P Uで形成された成形体に代 えて、 P Aで形成された成形体を用い、 射出成形用 P Aに代えて、 T P Uを用いて射出成形する以外は上記と同様にして複合成形体を 作製し、 剥離試験を行った。
なお、 前記 T P Uとして、 エステル系 T P U (B A S F (株) 製、 E T 1 9 5 ) 及びエーテル系 T P U (B A S F (株) 製、 E T 8 9 0 ) を用いた。
結果を表 5に示す。
表 5
Figure imgf000043_0001
実施例 3 6〜 4 0
(1)ベースポリアミ ド (ポリアミ ドエラス トマ一(A10)〜(A12)) の 調製
ドデカンニ酸(DDA)及びポリテトラメチレンエーテルダリコール (PTMG)の使用量を、 表 6に示す割合で使用する以外は、 前記ポリア ミ ドエラストマ一(A5)と同様に操作を行い、 アミノ基濃度 4 mm o 1 / k gを有するポリアミ ドエラス トマ一(A10)〜(A12)を調製した。 表 6には得られたポリアミ ドエラス トマーのポリエーテルセグメン トの含有量 (重量%) も併せて示す。 表 6
Figure imgf000044_0001
(2)試料樹脂の調製
ポリアミ ドエラス.トマ一 9 0重量部と、 実施例 8で用いたポリア ミ ドオリゴマ一(0L) 1 0重量部とを、 2軸押出機により混練し、 試 料樹脂を調製した (実施例 3 6〜3 9 ) 。 なお、 ポリアミ ドエラス トマ一とポリアミ ドオリゴマー(0L)とで構成されたポリアミ ド樹脂 プレンドは、 アミノ基濃度 3 8 mm o l Zk gを有していた。
また、 前記ポリアミ ド(AO及び(A2)とを 5 0 Z 5 0 (重量比) の 混合割合で用いて 2軸押出機により混練し、 試料樹脂を調製した ( 実施例 4 0 ) 。
(3)剥離試験
得られた試料樹脂 (P A) と、 ポリエーテル系 T P U (BASF社製, ET890-10) 又はポリエステル系 T P U (BASF社製, 195- 50ET) とを 用いて複合成形体を形成し、 2 0 mm幅に切り出して、 アルミホイ ルで複合成形体の端部を剥離させ、 剥離した P A部材 (層) 及び T P U部材 (層) の端部を掴み代として剥離試験を行った。
なお、 前記複合成形体は、 T P Uで形成した成形体 (射出成形に より形成した 1 0 Omm角、 厚み 2 mmの平板) の一辺を含む約 1 Z4面積をアルミホイルで覆い、 この樹脂部材を 1 0 0 mm角、 深 さ 4 mmの平板金型内に収容し、 金型内に P Aを射出成形すること により形成した。 P Aの射出成形は、 接合温度 (シリンダー温度) 2 5 0 °C及び金型温度 6 0 °Cの条件で行った。
結果を表 7に示す。 また、 表 7には、 ポリアミ ドエラストマ一、 又はポリアミ ド中のポリエーテルセグメントの含有量 (重量%) 及 びポリアミ ドエラストマ一又はポリアミ ドの融点も併せて示した。 表 7
ホ。リアミト 'Iラストマ-又はホ'リアミト" 剥離強度 N/cm
P A
ホ。リエ-テルセク'メントの含有量 融占 ェ-テル系 エステル系 (混合比)
(重量%) (°C) TPU TPU
A5/OL
実施例 36 26 169 94 116
90/10
A10/OL
実施例 37 20 171 101 108
90/10
A11/OL
実施例 38 10 176 82 92
90/10
A12/0L
実施例 39 5 177 70 85
90/10
A1/A2
実施例 40 0 178 72 85
50/50
実施例 4 1 (反りの測定)
ポリエーテル系 T P U (BASF社製, ET890- 10) を用いて射出成形 により、 1 0 0 mm角、 厚み 2 mmの平板を作製した。 次いで 1 0 0 mm角、 深さ 4mmの平板金型に前記 T P U平板を収納し、 金型 内に表 8に示す P A (ポリアミ ドエラストマ一又はポリアミ ド) を 射出成形することにより複合成形体を作製した。 なお、 PAの射出 成形は、 金型温度 6 0 °C、 射出した P Aの樹脂温度 2 5 0 °Cの条件 で行った。
得られた複合成形体を 2 0 mm幅に切り出して測定用の試料を作 製した。 得られた試料は、 PA層が収縮し、 T P U層が伸長して長 手方向に反っていた。 試料の長手方向の一方の端部の T P U層を定 盤に固定し、 他方の端部の下縁と前記定盤との垂直距離を反りの程 度として測定した。
結果を表 8に示す。 表 8には、 ポリアミ ドエラストマ一又はポリ アミ ド中のポリエーテルセグメントの含有量及び到達結晶化度も併 せて記載した。 なお、 到達結晶化度は、 前述の方法により測定した。 表 8
P A A5 A10 All A12 A2 ホ。リエ-テルセク"メントの含有量
26 20 10 5 0 (重量%)
到達結晶化度(%) 30 35 40 42 45 反り (漏) 7 8 10 15 18

Claims

請求の範囲
1. ポリアミ ド系樹脂で構成された樹脂部材(la)と、 熱可塑性 ポリウレタン系樹脂で構成された樹脂部材(I la)とが直接接合した 複合成形体であって、 前記ポリアミ ド系樹脂が、 l O mmo l Zk g以上のアミノ基を有する複合成形体。
2. 樹脂部材(la)を構成するポリアミ ド系樹脂が、 下記の (A ) 又は (B) である請求項 1記載の複合成形体。
(A) (Ib-1)単一のポリアミ ド系樹脂、 又は(Ib-2)アミノ基含有 量が異なる複数のポリアミ ド系樹脂の混合物であって、 2 0mmo
1 /k g以上のアミノ基を有するポリアミ ド系樹脂
(B) (lb- 3)ポリアミ ド系樹脂とアミノ基を有する化合物とを含 む樹脂組成物であって、 1 Ommo l Zk g以上のアミノ基を有す るポリアミ ド系樹脂
3. 樹脂部材(la)を構成するポリアミ ド系樹脂が、 脂肪族ポリア ミ ド系樹脂、 脂環族ポリアミ ド系樹脂、 芳香族ポリアミ ド系樹脂及 びポリアミ ドブロック共重合体から選択された少なくとも一種であ る請求項 1記載の複合体
4. 樹脂組成物(lb- 3)において、 アミノ基を有する化合物が、 モ ノアミン、 ポリアミン、 及びポリアミ ドオリゴマーから選択された 少なくとも一種である請求項 2記載の複合成形体。
5. 樹脂組成物(lb- 3)において、 アミノ基を有する化合物の割 合が、 ベースとなるポリアミド系樹脂 1 0 0重量部に対して、 0. 0 1〜 1 0重量部である請求項 2記載の複合成形体。
6. 樹脂部材(la)を構成するポリアミ ド系樹脂が、 脂肪族ポリ アミ ド系樹脂、 脂環族ポリアミ ド系樹脂及びポリアミ ドブロック共 重合体から選択された少なくとも一種のベースポリアミ ド榭脂と、 ポリアミ ドオリゴマーとで構成されている請求項 1記載の複合成形 体。
7 . 熱可塑性ポリウレタン系樹脂が、 熱可塑性ポリウレタンェ ラストマ一で構成されている請求項 1記載の複合成形体。
8 . ポリアミ ド系樹脂が、 末端アミノ基を有しており、 熱可塑 性ポリウレタン系樹脂が、 ポリエステルジォ一ルを用いて得られる ポリエステルポリウレタンで構成されている請求項 1記載の複合成 形体。
9 . 樹脂部材(l a)を構成するポリアミ ド系樹脂が、 脂肪族ポリ アミ ド系樹脂、 脂環族ポリアミ ド系樹脂及び芳香族ポリアミ ド系榭 脂から選択された少なくとも一種で構成されており、 熱可塑性ポリ ウレタン系榭脂が、 ポリエーテルウレタンエラストマ一、 ポリエス テルエ一テルウレタンエラストマ一、 及びポリカーポネートウレタ ンエラストマ一から選択された少なくとも一種で構成されている請 求項 1記載の複合成形体。
1 0 . 樹脂部材(l a)を構成するポリアミ ド系樹脂が、 少なくと もポリアミ ドブロック共重合体で構成されており、 熱可塑性ポリウ レタン系樹脂が、 ポリエーテルウレタンエラストマ一、 ポリエステ ルウレタンエラストマ一、 ポリエステルエ一テルゥレ夕ンエラスト マー、 及びポリカ一ポネ一トウレタンエラストマ一から選択された 少なくとも一種で構成されている請求項 1記載の複合成形体。
1 1 . ポリアミ ドブロック共重合体が、 分子中にポリエーテルセ グメント、 ポリエステルセグメント、 及びポリカーボネートセグメ ントから選択された少なくとも一種を有するポリアミ ドエラストマ —である請求項 9記載の複合成形体。
1 2 . 靴又はロールの構成部材である請求項 1記載の複合成形 体。 '
1 3 . 請求項 1記載のポリアミ ド系樹脂で構成された樹脂(l b) 及び熱可塑性ポリウレタン系樹脂で構成された樹脂(U b)のうち少 なくとも一方を加熱して、 他方と接合させ、 請求項 1記載の複合成 形体.を製造する方法。
1 4 . 熱可塑性ポリウレタン系樹脂を加熱溶融し、 溶融状態の 熱可塑性ポリウレタン系樹脂と、 ポリアミ ド系樹脂で構成された樹 脂部材の少なくとも一部とを接触させて接合させる請求項 1 3記載 の製造方法。
1 5 . ポリアミ ド系樹脂を加熱溶融し、 溶融状態のポリアミ ド 系樹脂と、 熱可塑性ポリゥレタン系樹脂で構成された樹脂部材の少 なくとも一部とを接触させて接合させる請求項 1 3記載の製造方法。
1 6 . ポリアミ ド系榭脂及び熱可塑性ポリウレタン系樹脂をそ れぞれ加熱溶融し、 溶融状態のポリアミ ド系樹脂と溶融状態の熱可 塑性ポリウレタン系樹脂とを接触させて接合させる請求項 1 3記載 の製造方法。
1 7 . 熱成形、 射出成形、 押出成形及びブロー成形から選択さ れた成形方法によりポリアミ ド系樹脂と熱可塑性ポリウレタン系樹 脂とを成形過程で接合させる請求項 1 3記載の製造方法。
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