JP2001011284A - 熱可塑性成形組成物の使用 - Google Patents

熱可塑性成形組成物の使用

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、熱可塑性成形組成物の使用を提供
する。 【解決手段】 特に、(A)80〜99.8重量%のポリオキシメ
チレンホモポリマーまたはポリオキシメチレンコポリマ
ー、(B)0.1〜10重量%のポリアルキレングリコール、お
よび(C)0.1〜10重量%の酸化亜鉛を含んでいて、成分(A)
〜(C)の重量%の総和がそれぞれの場合において100%とな
るような成形組成物は、ディーゼル燃料またはガソリン
と直接接触する用途向けの成形品を製造するのに適して
いる、ということが見出された。こうした成形組成物か
ら製造される成形品は、経時変化した燃料、高温長時間
使用のディーゼル燃料、および侵食性ガソリンに対する
抵抗性に関するより高い要求を満たす。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリエチレングリ
コールと酸化亜鉛とを含むポリオキシメチレン成形組成
物を、ディーゼル燃料や侵食性ガソリン(aggressive ga
soline)と直接接触する状態で使用される成形品を製造
するために使用することに関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】機械
的特性が優れていて、耐薬品性が良好であるので、ポリ
オキシメチレン(POM)は、自動車における多くの用途に
ここ数年にわたって使用されている。特に、耐燃料油性
が高いので、燃料搬送ユニットに使用されている。現在
の用途においては、特に衝突に対する要件を満足しなけ
ればならず、このためには部材の充分な強靱性が必要と
される。
【０００３】POMから造られる部材の燃料供給・戻りシ
ステムにおける温度要件は最高で60℃の使用温度であ
り、このような条件下での車両操作の長年の経験から、
POMはこうした要件を充分に満たすことがわかった。
【０００４】自動車業界によって最近開発された新世代
エンジン(engine generations)においては、特にディー
ゼル燃料で動く車両の耐熱性要件は100℃以上という大
幅に高い値へとシフトしつつある。したがってPOMから
造られる部材も、こうしたより増大した要求を見たさな
ければならない。しかしながら、ディーゼル燃料は高温
においては劣化し、POMに対して悪影響を及ぼすことが
見いだされた。したがって、例えば、ディーゼル燃料中
に存在するイオウまたはイオウ含有化合物は空気と接触
して酸化されると酸性のイオウ化合物が生成し、こうし
た化合物はPOMに対して分解作用を及ぼす。この悪影響
は、試験片における測定可能な重量損失と靱性低下(例
えば破断点伸びの減少)から明らかである。
【０００５】一方、ガソリン燃料は経時変化を起こすこ
とがあり、おそらくは侵食性の経時変化生成物が形成さ
れる。このタイプの経時変化プロセスと成分に及ぼす経
時変化生成物の影響をシミュレートするために、安定性
試験(US標準SAE J 1681 による)において特に侵食性の
ガソリン燃料が使用されている。これらの燃料は通常、
特に酸性で酸化性の性質を有しており、したがってディ
ーゼル燃料のようにPOMに対して悪影響を及ぼすことが
ある。しかしながら、燃料と直接接触する用途が意図さ
れている部材は、これらの高い要求を満たさなければな
らない。特に自動車工業はこのような試験を必要とす
る。
【０００６】したがって本発明の目的は、ディーゼル燃
料および侵食性ガソリンに対する抵抗性という、より高
度の要求を満たす部材の製造を可能にするポリオキシメ
チレン成形組成物を見出すことにある。
【０００７】ディーゼル燃料に対する抵抗性を改良する
1つの方法が特許明細書DE19702425A1に記載されてお
り、0.1〜2重量%の少なくとも1種類の立体障害アミン化
合物を加えることによって所望の改良が達成されてい
る。
【０００８】本発明は、所望の効果を達成する全く新し
い方法を示している。本発明の方法において使用する添
加剤はZnOとポリアルキレングリコールであり、ポリア
ルキレングリコールは靭性のさらなる改良をもたらす。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、(A)80〜99.8
重量%のポリオキシメチレンホモポリマーまたはポリオ
キシメチレンコポリマー、(B)0.1〜10重量%のポリアル
キレングリコール、および(C)0.1〜10重量%の酸化亜鉛
を含んでいて、成分(A)〜(C)の重量%の総和がそれぞれ
の場合において100%となるような熱可塑性成形組成物
を、ディーゼル燃料またはガソリンと直接接触する用途
向けの成形品を製造するのに使用することに関する。
【００１０】本発明によれば、使用するベースポリマー
(成分A)は、例えばDE-A2947490に記載されているような
公知のポリオキシメチレンである。これらのポリオキシ
メチレンは本質的に枝分かれしていない線状ポリマーで
あり、一般には少なくとも80モル%の、好ましくは少な
くとも90モル%のオキシメチレン単位(-CH2O-)を含む。
本明細書で言うポリオキシメチレンとは、ホルムアルデ
ヒドのホモポリマーまたはそれらの環状オリゴマー(例
えば、トリオキサンやテトラオキサン)と対応するコポ
リマーとを含む。
【００１１】ホルムアルデヒドまたはトリオキサンのホ
モポリマーは、そのヒドロキシル末端基が公知の方法
(例えば、エステル化やエーテル化)での分解に対して化
学的に安定化されているポリマーである。コポリマー
は、ホルムアルデヒドまたはその環状オリゴマー(特に
トリオキサン)と環状エーテル、環状アセタール、およ
び/または線状ポリアセタールとのポリマーである。
【００１２】適切なコモノマーは特に、3、4、または5
個(好ましくは3個)の環構成員を有する環状エーテル、5
〜11個(好ましくは5、6、7または8個)の環構成員を有す
るトリオキサン以外の環状アセタール、および線状ポリ
アセタールである。ポリマー中の共成分(co-component)
の割合は、一般には0.1〜20モル%であり、好ましくは0.
5〜10モル%である。最も適切なコポリマーは、95〜99.5
モル%のトリオキサンと0.5〜5モル%の上記共成分の1種
とを含んだコポリマーである。
【００１３】本発明による混合物中のポリオキシメチレ
ンの割合は、好ましくは95〜99重量%である。
【００１４】ポリアルキレングリコールは、10,000〜4
5,000(特に20,000〜40,000)の平均分子量を有するのが
好ましい。混合物中のポリアルキレングリコールの割合
は、好ましくは0.5〜5重量%であり、特に好ましくは1〜
3重量%である。好ましいポリアルキレングリコールはポ
リエチレングリコールとポリプロピレングリコールであ
り、特に好ましいのはポリエチレングリコールである。
【００１５】混合物中の酸化亜鉛の割合は、好ましくは
0.5〜5重量%であり、特に好ましくは0.5〜3重量%であ
る。
【００１６】本発明の混合物は、安定剤、核形成剤(特
にタルク)、帯電防止剤、光安定剤、滑剤、可塑剤、顔
料、染料、蛍光増白剤、および加工助剤等の添加剤を必
要な量にて含んでよい。
【００１７】熱の影響を抑える適切なポリアセタール安
定剤としては特に、ポリアミド、アミド(例えばジシア
ンジアミド)、ヒドラジン、ウレア、ポリ(N-ビニルラク
タム)、および脂肪族カルボン酸(好ましくは、2〜20個
の炭素原子を有するヒドロキシル含有の一〜三塩基性カ
ルボン酸)のアルカリ土類金属塩(例えばステアリン酸カ
ルシウム、リシノール酸カルシウム、乳酸カルシウム、
およびクエン酸カルシウム)などがある。使用する酸化
安定剤は特に、ビスフェノール化合物〔好ましくは、7
〜13個(好ましくは7、8、または9個)の炭素原子を有す
る一塩基性4-ヒドロキシフェニルアルカン酸のジエステ
ル〕である。
【００１８】適切な光安定剤の例としては、α-ヒドロ
キシベンゾフェノン誘導体およびベンゾトリアゾール誘
導体などがある。
【００１９】安定剤は通常、成形組成物の全量を基準と
して0.1〜5重量%(特に0.5〜3重量%)の合計量にて使用す
る。しかしながら、組成物によっては、この値からはず
れた量が必要となる場合もある。
【００２０】本発明の混合物は充填剤と強化剤(D)をさ
らに含んでよい。こうした物質としては特に、繊維質の
強化剤(例えば、ガラス繊維や炭素繊維など)および非繊
維質の充填剤(例えば、ガラス粉末、グラファイト、カ
ーボンブラック、金属粉末、金属酸化物、珪酸塩、炭酸
塩、および硫化モリブデン(IV))がある。これらの充填
剤には、接着促進剤または接着促進剤系が組み込まれて
いてもよい。充填剤および/または強化剤(D)の総量は、
成分(A)〜(D)の混合物全体を基準として一般には最大50
重量%であり、好ましくは5〜40重量%である。
【００２１】本発明の混合物は、例えば、優れたミキシ
ング作用を有する装置中で(例えば、配合機や押出機中
で、好ましくは二軸スクリュー押出機中で)、成分を高
温にて(すなわち一般には成分Aの融点より高い温度に
て、すなわち約160〜250℃にて、好ましくは180〜220℃
にて)強力にミキシングすることによって製造される。
通常は先ず微粉状の成分を室温で機械的に混合し、次い
で融解して完全に均質にする。
【００２２】しかしながら、添加剤、充填剤、および強
化剤を使用する際には、マスターバッチもしくはこれら
のコンセントレートを使用するのも有利である。繊維質
物質は、例えば、混合装置(特に押出機)に連続的に供給
することもできる。
【００２３】本発明にしたがって使用できる熱可塑性成
形組成物は、バランスのとれた特性プロフィールを有す
ることを特徴とする。本発明の熱可塑性成形組成物から
製造される成形品は、ディーゼル燃料と最高100℃の常
用温度で長時間接触するような用途、および経時変化し
ているか又は侵食性のガソリンと長時間接触するような
用途に適している。成分(B)と(C)を含有していないか、
あるいは成分(B)と(C)の一方だけを含有しているPOM成
形組成物と比較すると、本発明の成形組成物は、化学的
な分解を起こしにくく、機械的特性の低下が少ないのが
特徴である。
【００２４】可能な用途領域としては特に、燃料タン
ク、燃料パイプ、接続部品、バルブ本体、燃料搬送ユニ
ット、または燃料レベルセンサーなどがある。燃料搬送
ユニットや燃料レベルセンサーにおける可能な部品とし
ては、例えばフランジ、スプラッシュ・ポット、ポンプ
・ホルダー、燃料ポンプ、ポンプ・リッド、およびフィ
ルタ・シーブなとがある。実施例 本発明による実施例1、2、3、および4、ならびに比較例
Iに対して下記の成分を使用した。
【００２５】成分A 98.6重量%のトリオキサンと1.4重量%のジオキソランと
を含むポリオキシメチレンコポリマー。メルトインデッ
クス(melt volume rate)は12.5cm3/10分(ISO1133にした
がって、温度190℃、荷重2.16kg)であった。
【００２６】成分B Clariant GmbH から市販のポリエチレングリコール3500
0(35,000の平均分子量を有するポリエチレングリコー
ル)。
【００２７】成分C Bayer AG から市販の酸化亜鉛アクティブ(Zinc oxide a
ktiv)(登録商標)。
【００２８】POMコポリマーを表1に記載の重量部の相当
する成分と混合し、ZE25×33D二軸スクリュー押出機(ド
イツ連邦共和国ハノーバー、Berstoff)中で200℃の物質
温度で溶融し、その後に粒状にした。
【００２９】粒状物を120℃で8時間乾燥し、次いで射出
成形して、貯蔵試験と機械的試験のための試験片を得
た。処理条件は、「ISO 9988-2,POMに関する材料基準」
に従って選択した。
【００３０】貯蔵と測定:初期重量を求めるために、そ
れぞれの貯蔵の前に5個の試験片の重量を測定した。さ
らに別の5個の試験片を、引張試験における機械的特性
を決定するための対照サンプルとして使用した。タイプ
1A引張試験片(ISO 527-1,2)(4mmの厚さを有する)ではな
く、ISO 1/4 試験片(以前においてはISO 527)(厚さがわ
ずか1mm)を使用したのは、材料の破断と機械的特性に対
するかなり大きな測定効果がより小さな寸法において見
出されるからである。
【００３１】試験片は、還流冷却器と空気を排除するた
めの弁を備えたガラス容器に入れた試験用ディーゼル燃
料RF73-A-93(Haltermannから市販)中に100℃で500時間
貯蔵した。燃料の体積は2リットルであり、残部の空間
は約1リットルの空気であった。燃料は一週間ごとに変
えた。
【００３２】貯蔵後に試験片を取り出し、付着している
液体残留物を布で取り除いた。重量を測定することによ
り貯蔵後の重量変化を求めた。貯蔵したサンプルについ
て、ISO527にしたがって12.5mm/分の引張速度で引張試
験を行った。
【００３３】表1に、材料の組成とそれに対応する試験
結果を示す。
【００３４】
【表1】
【００３５】表から明らかなように、成分BとCによって
材料の分解が大幅に減少している。破断点伸びの低下が
最も少なく、且つ材料の分解も少ないという最良の結果
は、成分BとCを組み合わせると達成される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） //(Ｃ０８Ｌ 59/00 71:02） (71)出願人 598029656 Ｌｙｏｎｅｒ Ｓｔｒａｓｓｅ 38 ａ, Ｆｒａｎｋｆｕｒｔ ａｍ Ｍａｉｎ, Ｂ．Ｒ．Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ (72)発明者 クルト・ヴィタン ドイツ連邦共和国デー−65719 ホフハイ ム，ツァイル 17アー (72)発明者 ベルンハルト・フォルシュラー ドイツ連邦共和国デー−64285 ダルムシ ュタット，ブリューダー−クナオス−シュ トラーセ 52

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)80〜99.8重量%のポリオキシメチレン
    ホモポリマーまたはポリオキシメチレンコポリマー、
    (B)0.1〜10重量%のポリアルキレングリコール、および
    (C)0.1〜10重量%の酸化亜鉛を含んでいて、成分(A)、
    (B)、および(C)の総和がそれぞれの場合において100%と
    なるような熱可塑性成形組成物の、ディーゼル燃料また
    はガソリンと直接接触する用途向けの成形品を製造する
    ための使用。
  2. 【請求項2】 (A)30〜99.8重量%のポリオキシメチレン
    ホモポリマーまたはポリオキシメチレンコポリマー、
    (B)0.1〜10重量%のポリアルキレングリコール、および
    (C)0.1〜10重量%の酸化亜鉛、ならびに(D)0〜50重量%の
    充填剤、強化剤、および／または添加剤を含んでいて、
    成分(A)、(B)、(C)、および(D)の総和がそれぞれの場合
    において100%となるような成形品の、ディーゼル燃料ま
    たはガソリンと直接接触する用途のための使用。
  3. 【請求項3】 前記ポリアルキレングリコールが10,000
    〜45,000平均分子量を有する、請求項1または2に記載の
    使用。
  4. 【請求項4】 使用する前記ポリアルキレングリコール
    がポリエチレングリコールまたはポリプロピレングリコ
    ールである、請求項1または2に記載の使用。
  5. 【請求項5】 前記成形品が、燃料タンク、燃料パイ
    プ、バルブ本体、接続部品、燃料搬送ユニット、または
    燃料レベルセンサーである、請求項1〜4のいずれか一項
    に記載の使用。
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