JP2002146193A - 有機樹脂用添加剤および有機樹脂組成物 - Google Patents

有機樹脂用添加剤および有機樹脂組成物

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機樹脂に優れた撥水性と表面潤滑性を付与
することができる有機樹脂用添加剤、および優れた撥水
性と表面潤滑性を有する有機樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 (A)ケイ素原子結合水素原子の含有量が
0.001重量%以上であり、ジメチルシロキサンの繰
り返し単位が50以上である液状オルガノポリシロキサ
ン、および(B)無機粉体からなり、粉状であることを特
徴とする有機樹脂用添加剤。(I)有機樹脂、および(II)
前記の有機樹脂用添加剤からなることを特徴とする有機
樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機樹脂用添加剤
および有機樹脂組成物に関し、詳しくは、有機樹脂に優
れた撥水性と表面潤滑性を付与することができる有機樹
脂用添加剤、および優れた撥水性と表面潤滑性を有する
有機樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】有機樹脂に撥水性や表面潤滑性を付与す
るため、液状オルガノポリシロキサンを配合することは
公知であり、その配合性を向上させるため、前記オルガ
ノポリシロキサンと無機粉体からなる粉状物を配合する
ことも公知である(特開平3−54236号公報、特開
平3−134050号公報、および特開平10−330
617号公報参照)。
【0003】この液状オルガノポリシロキサンとして
は、一般にジメチルポリシロキサンが用いられている
が、有機樹脂に十分な撥水性や表面潤滑性を付与するこ
とができなかったり、有機樹脂を成形した場合に、その
外観が不良となるという問題があった。特に、特開平3
−134050号公報や特開平10−330617号公
報には、ケイ素原子結合水素原子を有する液状オルガノ
ポリシロキサンが記載されているが、如何なる液状オル
ガノポリシロキサンによれば、上記の課題を解消できる
かは示唆されていなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記の
課題を解決するため鋭意検討した結果、本発明に到達し
た。すなわち、本発明の目的は、有機樹脂に優れた撥水
性と表面潤滑性を付与することができる有機樹脂用添加
剤、および優れた撥水性と表面潤滑性を有する有機樹脂
組成物を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本願の請求項1乃至5に
係る発明は、(A)ケイ素原子結合水素原子の含有量が
0.001重量%以上であり、ジメチルシロキサンの繰
り返し単位数が50以上である液状オルガノポリシロキ
サン、および(B)無機粉体からなり、粉状であることを
特徴とする有機樹脂用添加剤に関する。また、本願の請
求項6乃至8に係る発明は、(I)有機樹脂、および(II)
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の有機樹脂用添加
剤からなることを特徴とする有機樹脂組成物に関する。
【0006】
【発明の実施の形態】はじめに、本願の請求項1乃至5
に係る発明の有機樹脂用添加剤を詳細に説明する。(A)
成分は、有機樹脂に撥水性および表面潤滑性を付与する
ための液状オルガノポリシロキサンであり、ケイ素原子
結合水素原子の含有量が0.001重量%以上であり、
好ましくは0.005重量%以上であることを特徴とす
る。これは、ケイ素原子結合水素原子の含有量が上記下
限未満であると、有機樹脂組成物の成形性が低下する恐
れがあるからである。また、(A)成分中のケイ素原子結
合水素原子の含有量の上限は特に限定されないが、1.
5重量%以下であることが好ましく、さらには、1.0
重量%以下であることが好ましく、特には、0.5重量
%以下であることが好ましい。これは、ケイ素原子結合
水素原子の含有量が上記上限を超えると、有機樹脂組成
物に十分な撥水性や表面潤滑性を付与できなくなる恐れ
があるからである。また、(A)成分は、ジメチルシロキ
サンの繰り返し単位数が50以上であり、好ましくは1
00以上であり、特に好ましくは200以上であること
を特徴とする。これは、ジメチルシロキサン[(CH3)2
SiO]の繰り返し単位数が上記下限未満であると、有機
樹脂組成物に十分な撥水性や表面潤滑性を付与できなく
なる恐れがあるからである。(A)成分中のジメチルシロ
キサンの繰り返し単位以外のシロキサンの繰り返し単位
としては、メチルフェニルシロキサン[(CH3)C65
SiO]、ジフェニルシロキサン[(C65)2SiO]、メ
チルハイドロジェンシロキサン[(CH3)HSiO]、メ
チルシロキサン(CH3SiO)、フェニルシロキサン
(C65SiO)が例示される。また、(A)成分の25
℃における粘度は限定されないが、好ましくは40〜1
00,000,000mPa・sであり、さらに好ましくは5
0〜1,000,000mPa・sであり、特に好ましくは1
00〜1,000,000mPa・sである。これは、25℃
における粘度が上記範囲の下限未満であると、有機樹脂
組成物に十分な撥水性や表面潤滑性を付与できなくなる
恐れがあるからであり、一方、上記範囲の上限を超える
と、(B)成分との配合性が低下する傾向があるからであ
る。
【0007】(A)成分の分子構造は特に限定されず、例
えば、直鎖状、分岐鎖状、一部分岐を有する直鎖状、環
状、樹脂状が挙げられる。このような(A)成分として
は、一般式:
【化1】 で表される液状オルガノポリシロキサンが例示される。
上式中、R1は一価炭化水素基または水素原子であり、
2はメチル基を除く一価炭化水素基または水素原子で
あり、分子中のR1およびR2の少なくとも1つは水素原
子である。R1の一価炭化水素基としては、メチル基、
エチル基、プロピル基等のアルキル基;フェニル基、ト
リル基等のアリール基;ビニル基、アリル基等のアルケ
ニル基が例示される。また、R2の一価炭化水素基とし
ては、エチル基、プロピル基等のアルキル基;フェニル
基、トリル基等のアリール基;ビニル基、アリル基等の
アルケニル基が例示される。また、R3は一価炭化水素
基であり、R1と同様の基が例示される。また、上式中
のmは50以上の整数である。また、上式中のnは0以
上の整数であり、分子中のR1が全て一価炭化水素基で
ある場合には、nは1以上の整数である。
【0008】(A)成分としては、次のような液状オルガ
ノポリシロキサンが例示される。なお、式中のmは前記
と同じであり、pは1以上の整数であり、qは1以上の
整数である。
【化2】
【化3】
【化4】
【化5】
【化6】
【化7】
【化8】
【0009】(B)成分の無機粉体としては、シリカ、ア
ルミナ、マグネシア、酸化鉄、チタニア、酸化亜鉛等の
金属酸化物;水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウ
ム、ハイドロタルサイト、カルシウムアルミネート水和
物、水酸化バリウム、ハードクレー等の金属水酸化物;
その他、炭酸カルシウム、珪酸カルシウム、硫酸バリウ
ム、タルク、マイカ、クレイ、窒化ホウ素、砂鉄、ガラ
スビーズ、ガラスフレーク、ガラスバルーン、けいそう
土、あるいは金属からなる粉体が例示され、特に、金属
酸化物粉体が好ましい。これらの金属酸化物粉体の中で
も、特にシリカ粉体が好ましい。このシリカ粉体として
は、乾式法シリカ(フュームドシリカ)粉体、湿式法シリ
カ(沈降シリカ)粉体、溶融シリカ粉体、結晶性シリカ粉
体が例示される。(B)成分の平均粒子径は限定されない
が、好ましくは100μm以下であり、特に好ましくは
10μm以下である。特に、シリカ粉体である場合に
は、そのBET比表面積が20m2/g以上であること
が好ましく、さらには、50m2 /g以上であることが
好ましく、特には、100m2/g以上であることが好
ましい。
【0010】本発明の有機樹脂用添加剤において、前記
(B)成分の含有量は限定されないが、前記(A)成分10
0重量部に対して50〜250重量部であることが好ま
しく、さらには、50〜200重量部であることが好ま
しく、特には、75〜150重量部であることが好まし
い。これは、(B)成分の含有量が上記範囲の下限未満で
あると、有機樹脂組成物に十分な撥水性と表面潤滑性を
付与できなくなる恐れがあるからであり、一方、上記範
囲の上限を超えると、有機樹脂用添加剤として粉状化す
ることが困難となるからである。
【0011】本発明の有機樹脂用添加剤は、前記(A)成
分と前記(B)成分を混合して粉状とすることにより調製
される。前記(A)成分と前記(B)成分を混合する方法と
しては、前記(B)成分の攪拌下に、前記(A)成分を添加
して攪拌する方法が例示される。この際、用いる攪拌装
置は高速せん断が可能なミキサーであることが好まし
く、例えば、ヘンシェルミキサー、フロージェットミキ
サーが挙げられる。このようにして調製された有機樹脂
用添加剤は粉状であり、有機樹脂への配合が良好である
ことから、その平均粒径は0.1〜500μmであるこ
とが好ましい。
【0012】次に、本願の請求項6乃至8に係る発明の
有機樹脂組成物を詳細に説明する。 (I)成分の有機樹脂としては、熱硬化性有機樹脂、熱可
塑性有機樹脂が例示される。熱硬化性有機樹脂として
は、フェノール樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、キシレン
樹脂、キシレン−ホルムアルデヒド樹脂、ケトン−ホル
ムアルデヒド樹脂、フラン樹脂、尿素樹脂、イミド樹
脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、不飽和ポリエステ
ル樹脂、アニリン樹脂、スルホン−アミド樹脂、シリコ
ーン樹脂、エポキシ樹脂、およびこれらの2種以上の混
合物が例示される。また、熱可塑性有機樹脂としては、
ポリエチレン樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、高密度ポ
リエチレン樹脂、超高分子量ポリエチレン樹脂、ポリプ
ロピレン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、エチレン−
(メタ)アクリル酸エステル共重合体樹脂、エチレン−酢
酸ビニル共重合体等のポリオレフィン系樹脂;ポリメチ
ルメタアクリレート樹脂等のアクリル系ビニル樹脂;ポ
リスチレン樹脂、高衝撃性ポリスチレン樹脂、アクリロ
ニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂、アクリロ
ニトリル−スチレン共重合樹脂、アクリロニトリル−ア
クリルゴム−スチレン共重合樹脂、アクリロニトリル−
エチレンプロピレンゴム−スチレン共重合樹脂等のスチ
レン系ビニル樹脂;ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニ
ル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアルコー
ル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂等のビニル系
樹脂;ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレン
テレフタレート樹脂等のポリエステル樹脂;ナイロン
6、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン11、ナ
イロン12等のポリアミド樹脂;ポリアセタール等のポ
リオキシアルキレン樹脂;その他、ポリカーボネート樹
脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリ酢酸ビニル
樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹
脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアリレート
樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹
脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリイミド樹
脂、液晶ポリエステル樹脂、これらの熱可塑性樹脂エラ
ストマー、およびこれらの2種以上の混合物が例示され
る。撥水性や表面潤滑性を十分に付与することができ、
射出成形や押出成形が可能であることから、(I)成分と
しては、特に、ポリオレフィン樹脂、ポリアセタール樹
脂、ポリエスエル樹脂等のオレフィン系やエステル系の
熱可塑性樹脂エラストマーが好ましい。
【0013】また、(II)成分の有機樹脂用添加剤は、有
機樹脂組成物に十分な撥水性や表面潤滑性を付与するた
めの成分であり、前記(A)成分と前記(B)成分からなる
粉状物である。前記(A)成分および前記(B)成分につい
ては前述のとおりである。また、本成分の調製方法につ
いても前述のとおりである。
【0014】本発明の有機樹脂組成物において、前記(I
I)成分の含有量は限定されないが、前記(I)成分100
重量部に対して0.01〜50重量部であることが好ま
しく、特には、0.1〜50重量部であることが好まし
い。これは、(II)成分の含有量が上記範囲の下限未満で
あると、有機樹脂組成物に十分な撥水性と表面潤滑性を
付与できなくなる恐れがあるからであり、一方、上記範
囲の上限を超えると、有機樹脂組成物の成形性が低下す
る恐れがあるからである。
【0015】本発明の有機樹脂組成物には、その成形
性、表面潤滑性、あるいは離型性等を調整するために、
その他任意の成分として、炭酸カルシウム、マイカ、タ
ルク、ガラス繊維、炭素繊維等の無機充填剤;分子鎖両
末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサ
ン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルフェ
ニルポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ
基封鎖ジフェニルポリシロキサン、分子鎖両末端トリメ
チルシロキシ基封鎖メチル(3,3,3-トリフルオロプロ
ピルポリシロキサン、(CH3)3SiO1/2単位とSiO2
位からなるオルガノポリシロキサンレジン、(CH3)3
iO1/2単位と(CH3)2(CH2=CH)SiO1/ 2単位とSi
2単位からなるオルガノポリシロキサンレジン、(CH
3)2SiO単位とCH3SiO3/2単位からなるオルガノポ
リシロキサンレジン、(CH3)2SiO単位とC65SiO
3/2単位からなるオルガノポリシロキサンレジン等のオ
ルガノポリシロキサン;その他、強度改良剤、酸化防止
剤、紫外線吸収剤、耐光安定剤、耐熱安定剤、可塑剤、
発泡剤、結晶核剤、滑剤、帯電防止剤、導電性付与剤、
顔料、染料、相溶化剤、架橋剤、難燃剤、防カビ剤、低
収縮剤、増粘剤、離型剤、防曇剤、ブルーミィング剤、
シランカップリング剤等を配合することができる。
【0016】本発明の有機樹脂組成物は、前記(I)成
分、前記(II)成分、および必要に応じてその他の成分を
加熱混合することにより調製される。この加熱温度は前
記(I)成分の融点以上であることが必要である。例え
ば、前記(I)成分が非晶性の熱可塑性有機樹脂である場
合には、上記の加熱温度は該樹脂のガラス転移点より約
100℃以上高く、かつ、該樹脂の分解温度より低いこ
とが好ましく、前記(I)成分が結晶性の熱可塑性有機樹
脂である場合には、上記の加熱温度は該樹脂の融点より
約30℃以上高く、かつ、該樹脂の分解温度より低いこ
とが好ましい。このような加熱温度における混練時間
は、装置の種類や運転条件等によって異なるが、例え
ば、連続式の混練装置を用いた場合には、1〜5分程度
で十分である。このような加熱混練し得る装置として
は、バンバリーミキサー、ニーダーミキサー、熱2ロー
ルミル等の回分式あるいは単軸押出し機;2軸押出し機
等の連続式混合装置が例示され、混練作業性や混練効率
が高く、前記(I)成分中に前記(II)成分をより均一に分
散できることから、押出し機等の連続式混合装置を用い
ることが好ましく、特に、2軸押出し機を用いることが
好ましい。
【0017】本発明の有機樹脂組成物は、ポッティン
グ、トランスファープレス、射出成形、押出成形、圧縮
成形等の方法によって成形することができる。射出成形
によって成形された成形品は、良好な撥水性や表面潤滑
性を有するため、例えば、自動車の内装、外装部品、家
電製品の外装部品等に好適である。この成形品は自動車
の内装、外装部品として好適であり、特に、ドアトリム
材、コンソールパネル、インスツルメンタルパネル等の
内装部品として好適である。また、押出成形によって成
形された成形品は、自動車の外装、内装部品に好適であ
り、特に、ウェザーストリップ等の自動車部品に好適で
ある。
【0018】
【実施例】本発明の有機樹脂用添加剤および有機樹脂組
成物を実施例により詳細に説明する。有機樹脂用添加剤
の粒度、有機樹脂組成物の成形時の成形品の外観と金型
表面の外観、および成形品の撥水性や表面潤滑性は次の
方法により測定した。 ○粒度の測定(200メシュパス%) 有機樹脂用添加剤9gを篩(200メッシュ)にかけ、メ
ッシュオンした重量から200メッシュパス%を求め
た。 ○有機樹脂組成物の成形時の成形品の外観および金型表
面の外観 株式会社山城精機製作所製の射出成形機を用いて、有機
樹脂組成物の円板状成形片を成形した。その際、成形品
の外観、および成形後の金型表面の外観を目視にて観察
した。 ○成形品の撥水性 株式会社山城精機製作所製の射出成形機を用いて有機樹
脂組成物の円板状成形片を成形した。温度20℃の条件
下で、この円板状成形片にマイクロシリンジを用いて直
径2mmの水滴を滴下し、1分間放置後、この円板状成形
片に対する水の接触角を協和界面化学株式会社製の接触
角計により測定した。 ○成形品の表面潤滑性 株式会社山城精機製作所製の射出成形機を用いて有機樹
脂組成物の円板状成形片および円筒状成形片を作成し
た。この円板状成形片と円筒状成形片の端面間の動摩擦
係数および限界PV値を株式会社東洋精機製作所製のス
ラスト摩擦磨耗試験機を用いて測定した。この際、摩擦
面積は2cm2であり、荷重は2kgfであった。
【0019】実施例および比較例中で用いた液状オルガ
ノポリシロキサンを表1に記載した。式中のMeはメチル
基を示す。表中のSiH%はケイ素原子結合水素原子の含
有量を示し、粘度は25℃における値である。
【0020】
【表1】
【0021】[実施例1〜3、比較例1、2]20Lの
ヘンシェルミキサーに乾式法非晶質シリカ粉末(表面の
シラノール基密度=4.2個/100Å2、一次平均粒子
径=20mμ、BET比表面積=200m2/g)1kgと
液状オルガノポリシロキサンA1〜A5のいずれか1kg
を加え、1350rpmで約10分間攪拌して、粉状の有
機樹脂用添加剤(D1〜D5)を調製した。これらの有機
樹脂用添加剤の特性を表2に記載した。
【0022】
【表2】
【0023】[実施例4〜6、比較例3〜5]株式会社
東洋精機製作所製のラボプラストミルにより、ポリプロ
ピレン樹脂(住友化学工業株式会社製のノーブレンY1
01)150gを210℃で100rpmにて加熱混練
し、溶融させた。次いで、これに、有機樹脂用添加剤D
1〜D5のいずれか5gを配合して、さらに210℃で
100rpmにて15分間加熱混合した。混合後、冷却し
て固体状有機樹脂組成物を取り出した。このようにして
得られた有機樹脂組成物を射出成形機を用いて成形し、
成形品の外観、および成形後の金型表面の外観を観察し
た。また、成形品の撥水性および表面潤滑性を測定し
た。これらの結果を表3に記載した。また、比較とし
て、有機樹脂用添加剤を配合しない以外は上記と同様に
して有機樹脂を射出成形機を用いて成形し、成形品の外
観、および成形後の金型表面の外観を観察した。また、
成形品の撥水性および表面潤滑性を測定した。これらの
結果を表3に記載した。
【0024】
【表3】
【0025】[実施例7、比較例6]株式会社東洋精機
製作所製のラボプラストミルにより、オレフィン系熱可
塑性エラストマー(三井化学株式会社製のミラストマー
9070N)150gを210℃で100rpmにて加熱
混練し、溶融させた。次いで、これに、有機樹脂用添加
剤D2を5g配合して、さらに210℃で100rpmに
て15分間加熱混合した。混合後、冷却して固体状有機
樹脂組成物を取り出した。このようにして得られた有機
樹脂組成物を射出成形機を用いて成形し、成形品の外
観、および成形後の金型表面の外観を観察した。また、
成形品の撥水性および表面潤滑性を測定した。これらの
結果を表4に記載した。また、比較として、有機樹脂用
添加剤D2を配合しない以外は上記と同様にして有機樹
脂を射出成形機を用いて成形し、成形品の外観、および
成形後の金型表面の外観を観察した。また、成形品の撥
水性および表面潤滑性を測定した。これらの結果を表4
に記載した。
【0026】
【表4】
【0027】
【発明の効果】本発明の有機樹脂用添加剤は、有機樹脂
に優れた撥水性と表面潤滑性を付与することができると
いう特徴がある。また、本発明の有機樹脂組成物は、こ
のような有機樹脂用添加剤を含有しているので、優れた
撥水性と表面潤滑性を有するという特徴がある。
───────────────────────────────────────────────────── 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 101/00 (C08L 101/00 83:05) 83:05) (72)発明者 城本 幸志 千葉県市原市千種海岸2番2 東レ・ダウ コーニング・シリコーン株式会社研究開発 本部内 (72)発明者 植木 浩 千葉県市原市千種海岸2番2 東レ・ダウ コーニング・シリコーン株式会社研究開発 本部内 Fターム(参考) 4J002 AA011 BB121 BB151 CB001 CF101 CP042 DE046 DE076 DE086 DE116 DE136 DE146 DE236 DG046 DJ006 DJ016 DJ036 DJ046 DJ056 DK006 DL006 FD016

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)ケイ素原子結合水素原子の含有量が
    0.001重量%以上であり、ジメチルシロキサンの繰
    り返し単位数が50以上である液状オルガノポリシロキ
    サン、および(B)無機粉体からなり、粉状であることを
    特徴とする有機樹脂用添加剤。
  2. 【請求項2】 (A)成分の25℃における粘度が40〜
    100,000,000mPa・sであることを特徴とする、
    請求項1記載の有機樹脂用添加剤。
  3. 【請求項3】 (B)成分が金属酸化物粉体であることを
    特徴とする、請求項1記載の有機樹脂用添加剤。
  4. 【請求項4】 (B)成分がシリカ粉体であることを特徴
    とする、請求項1記載の有機樹脂用添加剤。
  5. 【請求項5】 (B)成分の含有量が、(A)成分100重
    量部に対して50〜250重量部であることを特徴とす
    る、請求項1記載の有機樹脂用添加剤。
  6. 【請求項6】 (I)有機樹脂、および(II)請求項1乃至
    5のいずれか1項に記載の有機樹脂用添加剤からなるこ
    とを特徴とする有機樹脂組成物。
  7. 【請求項7】 (I)成分が熱可塑性有機樹脂であること
    を特徴とする、請求項6記載の有機樹脂組成物。
  8. 【請求項8】 (II)成分の含有量が、(I)成分100重
    量部に対して0.1〜20重量部であることを特徴とす
    る、請求項6記載の有機樹脂組成物。
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