JP2015078388A - ポリオキシメチレン成形材料、成形品及びそれらの使用 - Google Patents
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Abstract
Description
よって、欧州特許出願公開第397492号明細書、欧州特許出願公開第398585号明細書及び欧州特許出願公開第397494号明細書は、トリオキサンとトリメチロールプロパン(エステル)のホルマールとの、トリオキサンとグリセリルホルマール(エステル)のα,α−及びα,β−異性体との、或いは、トリオキサンと1,2,6−ヘキサントリオール(エステル)のホルマールとの共重合により製造される、官能化されたポリオキシメチレンを記載する。
そのような添加物を含む、衝撃改質されたPOM成形材料は、例えば、欧州特許出願公開第115846号明細書及び欧州特許出願公開第156285号明細書中に開示されている。
する成形品を得るために処理され得る成形材料が、以下で規定される成分を用いることにより得られることが見出された。
未処理のPOM組成物の慣用の成形品は、典型的には、約10ないし15kJ/m2の
切り欠き衝撃強度を有する試験は、衝撃改質されたPOMにおける低分子量の構成成分の含有量及び成形材料におけるその粘度が、達成される切り欠き衝撃強度において、非常に大きな影響力を有することを示した。
a)末端基の少なくとも50%がヒドロキシル基であるポリオキシメチレンであって、190℃及び2.16kgにおける、ISO 1133に従って測定されたメルトボリュームレート(MVR)が、20cm3/10分未満であり、10,000ダルトン未満の分
子量を有する低分子量の構成成分の割合が、ポリオキシメチレンの総量に基づき、15質量%未満であるところのポリオキシメチレン、及び
b)熱可塑性エラストマー
を含む成形材料に関する。
詳細には、本発明は下記[1A]乃至[15A]に関する。
[1A]a)末端基の少なくとも50%がヒドロキシル基であるポリオキシメチレンであって、190℃及び2.16kgにおける、ISO 1133に従って測定されたメルトボリュームレート(MVR)が、20cm3/10分未満であり、10,000ダルトン
未満の分子量を有する低分子量の構成成分の割合が、ポリオキシメチレンの総量に基づき、15質量%未満であるところのポリオキシメチレン、及び
b)熱可塑性エラストマー
を含む成形材料。
[2A]前記ポリオキシメチレンが10未満の、特に、0.5ないし5cm3/10分の
、及び、より特に好ましくは、0.2ないし1.9cm3/10分のメルトボリュームレ
ート(MVR)を有する[1A]記載の成形材料。
[3A]前記熱可塑性エラストマーの割合が、前記成形材料の質量に基づき、少なくとも5質量%、特に、15ないし50質量%である、[1A]又は[2A]に記載の成形材料。
[4A]成分a)が、末端基の総数に基づき、末端ヒドロキシアルキレン基、好ましくはヒドロキシエチレン基を、少なくとも50%、好ましくは少なくとも70%有する、ポリオキシメチレンのホモポリマー又はコポリマーである[1A]ないし[3A]の何れか1つに記載の成形材料。
[5A]前記ポリオキシメチレンは、10,000ダルトン未満の分子量を有する低分子量の構成成分の割合が、ポリオキシメチレンの総量に基づき、0ないし10質量%、好ましくは、0ないし5質量%である、[1A]ないし[4A]の何れか1つに記載の成形材料。
[6A]前記熱可塑性エラストマーは、活性水素原子を有し、成分a)及びb)の共有結合のための基を含む成分c)が少なくとも1種存在する[1A]ないし[5A]の何れか1つに記載の成形材料。
[7A]成分c)がジイソシアネート、好ましくは、脂肪族ジイソシアネート、環式脂肪族ジイソシアネート及び/又は芳香族ジイソシアネートである[6A]記載の成形材料。[8A]成分b)は、熱可塑性ポリエステルエラストマー(TPE−E)、熱可塑性ポリアミドエラストマー(TPE−A)及び/又は、特に、熱可塑性ポリウレタンエラストマー(TPE−U)である[1A]ないし[6A]の何れか1つに記載の成形材料。
[9A]更に、成分d)として、成分a)とは異なる、オキシメチレンホモポリマー及び/又はオキシメチレンコポリマーを含む[1A]ないし[8A]の何れか1つに記載の成形材料。
[10A]更に、成分e)として、安定剤及び加工助剤を含む[1A]ないし[9A]の何れか1つに記載の成形材料。
[11A]成分a)、b)、c)、d)及びe)の合計に基づいて、
成分a)の量が、30ないし95質量%、
成分b)の量が、5ないし50質量%、
成分c)の量が、0ないし10質量%、
成分d)の量が、0ないし65質量%、及び
成分e)の量が、0ないし10質量%
である[1A]ないし[10A]の何れか1つに記載の成形材料。
[12A][1A]ないし[11A]の何れか1つに記載の成形材料を成形することにより得られる造形品。
[13A]自動車産業において使用される造形品の製造のための、[1]ないし[11]の何れか1つに記載の成形材料の使用。
[14A]前記造形品は自動車内部にて使用され、好ましくはケーブルハーネスを固定するためのクリップとして、内部部品、特に、エアバッグを固定する固定ホルダー又は固定レールとして、そしてラウドスピーカーグリル、ベルト解放ボタン又はキャップとして使用される[13A]記載の使用。
[15A]前記造形品が自動車の外装品、好ましくは、アンテナソケット又はフロントガラスワイパーキャップ上で使用される[13A]記載の使用。
また、本発明は、好ましい態様の1つとして、下記[1B]乃至[15B]が挙げられる。
[1B]a)存在する末端基の総数に基づき少なくとも50%の末端基がヒドロキシル基であるポリオキシメチレンであって、190℃及び2.16kgにおける、ISO 1133に従って測定されたメルトボリュームレート(MVR)が、20cm3/10分未満
であり、10,000ダルトン未満の分子量を有する低分子量の構成成分の割合が、ポリオキシメチレンの総量に基づき、15質量%未満であるところのポリオキシメチレン 成形材料中30ないし95質量%の量と、
b)熱可塑性エラストマー 成形材料中5ないし50質量%の量と、そして
c)成分a)及びb)の共有結合のための基を含む少なくとも1種の成分とを
含む成形材料。
[2B]前記ポリオキシメチレンが0.5ないし5cm3/10分のメルトボリュームレ
ート(MVR)を有する[1B]記載の成形材料。
[3B]前記熱可塑性エラストマーの割合が、前記成形材料の質量に基づき、15ないし50質量%である、[1B]又は[2B]に記載の成形材料。
[4B]成分a)が、末端基の総数に基づき、末端ヒドロキシアルキレン基を、少なくとも70%有する、ポリオキシメチレンのホモポリマー又はコポリマーである[1B]ないし[3B]の何れか1つに記載の成形材料。
[5B]前記ポリオキシメチレンは、10,000ダルトン未満の分子量を有する低分子量の構成成分の割合が、ポリオキシメチレンの総量に基づき、0ないし10質量%である、[1B]ないし[4B]の何れか1つに記載の成形材料。
[6B]前記熱可塑性エラストマーは、活性水素原子を有する[1B]ないし[5B]の何れか1つに記載の成形材料。
[7B]成分c)がジイソシアネートである[6B]記載の成形材料。
[8B]成分b)は、熱可塑性ポリエステルエラストマー(TPE−E)、熱可塑性ポリアミドエラストマー(TPE−A)及び/又は熱可塑性ポリウレタンエラストマー(TPE−U)である[1B]ないし[6B]の何れか1つに記載の成形材料。
[9B]更に、成分d)として、成分a)とは異なる、オキシメチレンホモポリマー及び/又はオキシメチレンコポリマーを含む[1B]ないし[8B]の何れか1つに記載の成形材料。
[10B]更に、成分e)として、安定剤及び加工助剤を含む[1B]ないし[9B]の何れか1つに記載の成形材料。
[11B]成分a)、b)、c)、d)及びe)の合計に基づいて、
成分a)の量が、30ないし95質量%、
成分b)の量が、5ないし50質量%、
成分c)の量が、0.1ないし10質量%、
成分d)の量が、0ないし65質量%、及び
成分e)の量が、0ないし10質量%
である[1B]ないし[10B]の何れか1つに記載の成形材料。
[12B][1B]ないし[11B]の何れか1つに記載の成形材料を成形することにより得られる造形品。
[13B]自動車産業において使用される造形品の製造のための、[1B]ないし[11B]の何れか1つに記載の成形材料の使用。
[14B]前記造形品はケーブルハーネスを固定するためのクリップとして、エアバッグを固定する固定ホルダー又は固定レールとして、そしてラウドスピーカーグリル、ベルト解放ボタン又はキャップとして使用される[13B]記載の使用。
[15B]前記造形品がアンテナソケット又はフロントガラスワイパーキャップに使用される[13B]記載の使用。
さらに、本発明は、好ましい態様の1つとして、下記[1C]乃至[14C]が挙げられる。
[1C]a)少なくとも50%の末端基がヒドロキシル基であるポリオキシメチレンであって、10,000ダルトン未満の分子量を有する低分子量構成分の割合が、ポリオキシメチレンの総量に基づき、15質量%未満であるところのポリオキシメチレン、
b)熱可塑性エラストマー、及び
c)成分a)及びb)の共有結合のための基を含む少なくとも1種の成分とを
含む成形材料。
[2C]前記熱可塑性エラストマーの割合が、前記成形材料の質量に基づき、15ないし50質量%である、[1C]に記載の成形材料。
[3C]成分a)が、末端基の総数に基づき、ヒドロキシエチレン基を含む末端ヒドロキ
シアルキレン基を少なくとも70%有する、ポリオキシメチレンのコポリマーである、[1C]に記載の成形材料。
[4C]前記ポリオキシメチレンは、10,000ダルトン未満の分子量を有する低分子量構成分の割合が、ポリオキシメチレンの総量に基づき、0ないし10質量%である、[1C]に記載の成形材料。
[5C]前記熱可塑性エラストマーは、活性水素原子を有する、[1C]に記載の成形材料。
[6C]成分c)がジイソシアネートである、[1C]に記載の成形材料。
[7C]成分b)は、熱可塑性ポリエステルエラストマー(TPE−E)、熱可塑性ポリアミドエラストマー(TPE−A)及び/又は熱可塑性ポリウレタンエラストマー(TPE−U)である、[1C]に記載の成形材料。
[8C]更に、成分d)として、成分a)とは異なるオキシメチレンホモポリマー及び/又はオキシメチレンコポリマーを含む、[1C]に記載の成形材料。
[9C]更に、成分e)として、安定剤及び加工助剤を含む、[1C]に記載の成形材料。
[10C]
成分a)の量が、30ないし95質量%、
成分b)の量が、5ないし50質量%、及び
成分c)の量が、0ないし10質量%
である、[1C]に記載の成形材料。
[11C]前記ポリオキシメチレンが20mmol/kg以上の量で末端ヒドロキシ基を含む、[1C]に記載の成形材料。
[12C][1C]に記載の成形材料を成形することにより得られる造形品。
[13C]前記造形品はケーブルハーネスを固定するためのクリップ、固定ホルダー又は固定レール、ベルト解放ボタン又はキャップを含む、[12C]に記載の造形品。
[14C]
前記造形品はアンテナソケット又はフロントガラスワイパーキャップを含む、[12C]に記載の造形品。
成分a)のポリオキシメチレンは、末端ヒドロキシル基、例えば、ヒドロキシエチレン基を有し、及び/又は、ポリオキシメチレンは、ヒドロキシル側基を有する。
成分a)のポリオキシメチレンは、末端ヒドロキシル基及び/又はヒドロキシル側基で官能化された、式−O−CH2−で表される繰り返し構造単位を有するホモポリマー又は
コポリマーである。これらのPOMの種類は、任意の成分d)のPOMとして更に以下に記載されるPOMの種類から、OH官能化により誘導され得る。
cm3/10分未満の、特には、0.5ないし5cm3/10分の、及び、非常に特に好ましくは、0.2ないし1.9cm3/10分(各場合において、190℃及び2.16k
g荷重で、ISO 1133に従って測定された)のメルトボリュームレート(MVR)を有する。従って、それらは比較的高い粘性のポリマーである。
これらの低分子量構成成分の割合は、成分a)の総量に基づき、多くても15質量%、好ましくは0ないし10質量%、及び、特に好ましくは、0ないし5質量%である。
重合の進行及び停止並びに得られた生成物の完成作業は、それ自体既知の方法に従って行い得る。重合の期間や分子量調節剤の量のような重合パラメーターの好適な選択により、結果として得られるポリマーの分子量及びそれによるMVR値が調節され得る。この点における選択の基準は、当業者にとって既知である。
もしも低分子量構成成分の含有量における更なる減少が望まれるか又は要求されたとしたら、これは塩基性のプロトン性溶媒での処理後、不安定な画分を不活性化及び分解した後に、ポリマーの低分子量画分を分離することによって可能となる。
これは、安定化されたポリマーの溶液からの分別沈殿であり得るが、異なる分子量分布のポリマー画分が得られる。
これらの熱可塑性エラストマーは、選択された加工条件下で、成分a)及び成分c)として任意に使用されるカップリング剤のヒドロキシル基に共有結合を形成することができるものを意味するものと解される。
成分a)及びb)間の橋架け基の形成のために、第一に、成分a)のヒドロキシル基と、及び第二に、成分b)の活性水素原子と共有結合を形成することができる、多官能性の、好ましくは3官能性の又は、特に、2官能性のカップリング剤c)を、非常に広い範囲に亘って使用することが可能である。
成分c)はまた、適切な場合、ポリマーと一緒になる混合物として、オリゴマー、好ましくは、トリマー又は、特にダイマーの形態で使用され得る。
シメチレン”は、ホルムアルデヒド又はその環状オリゴマー、例えば、トリオキサン又はテトロキサンのホモポリマー、及び対応するコポリマーの両方を含む。
そのようなPOMホモポリマー又はコポリマーは、当業者にとって、それ自体が既知であり、それらは該文献中に記載されている。
安定剤は、例えば、抗酸化剤、酸捕捉剤、ホルムアルデヒド捕捉剤、UV安定剤又は熱安定剤である。加えて、成形材料又は成形品は、加工助剤、例えば、接着促進剤、滑剤、核形成剤、離型剤、充填材、補強剤又は帯電防止剤、及び、染料及び/又は顔料及び/又は更なる衝撃改質剤及び/又は電気伝導性を付与する添加剤のような、成形材料又は成形品に所望の性質を付与する添加剤;及びこれらの添加剤の混合物であるが、該範囲は前記の例に限定されるものでない。
本発明に従う成形材料又は成形品における成分b)の含有量は、少なくとも5質量%、好ましくは、5ないし50質量%、特には、15ないし40質量%である。
本発明に従う成形材料又は成形品における成分c)の含有量は、0ないし10質量%、好ましくは、0ないし5質量%、特には、0.1ないし2質量%である。
本発明に従う成形材料又は成形品における成分d)の含有量は、0ないし65質量%、好ましくは、0ないし50質量%である。
本発明に従う成形材料又は成形品における成分e)の含有量は、0ないし10質量%、好ましくは、0ないし5質量%である。
成分a)ないしe)のために提示された含有量は、成形材料又は成形品の総量に基づくものである。
反応性成分a)、b)及びc)の反応は、任意の成分d)及び/又はe)の添加とは別に行うことができる。成分a)、b)及びc)の反応生成物の製造はまた、複数の工程、例えば、成分a)とc)との反応と該反応生成物と成分b)との反応が、続けて行われることにより行うこともできる。
該成分の反応は、典型的には、100ないし240℃、好ましくは、150ないし220℃の温度で行われ、反応継続時間は、典型的には、0.5ないし60分である。
本発明はまた、上述の目的のための成形材料の使用にも関する。
末端ヒドロキシル基で末端化されたポリオキシメチレンの一般的製造方法
トリオキサン及びジオキソランは、モノマーラインにおいて所望の混合比で、別々の計量ポンプを介して混合した。使用した開始剤は、トリフルオロメタンスルホン酸であるが、それはエチレングリコール中に溶解されて、モノマー混合物中へ計量された。更に、エチレングリコールは、モノマーストリーム中へ分子量調節剤として、所望のMVRを達成するために計量された。モノマーストリーム及び開始剤ストリームは、予備混合領域における反応器入口で混合され、変換平衡に到達した後、反応はトリエチルアミンでクエンチ
された。その後、不安定な鎖末端は、加水分解領域において分解された。反応器から排出された後、生成物は、通気式押出機において、残余のモノマーが実質的に除かれた。向流抽出に続き、得られたポリマーが乾燥された。
POM−0: MVR 7.0cm3/10分;
低分子量を有する成分の割合:4−5質量%;
末端OH基の割合:6−8mmol/kg
POM−1: MVR 2.0cm3/10分;
低分子量を有する成分の割合:0質量%;
末端OH基の割合:20−25mmol/kg
POM−2: MVR 8.0cm3/10分;
低分子量を有する成分の割合:0質量%;
末端OH基の割合:20−25mmol/kg
POM−3: MVR 9.6cm3/10分;
低分子量を有する成分の割合:8−9質量%;
末端OH基の割合:25−30mmol/kg
TPE−U: 熱可塑性ポリウレタン顆粒,
硬度 80−85ショアA(DIN 53505),
MFR 210℃,10kgで、30−80g/10分
(ISO 1133)
カップリング剤A:トルエンジイソシアネートダイマー(TDIダイマー),
濃度20−30質量%の濃縮物
カップリング剤B:メチレンジフェニル4,4’−ジイソシアネート(MDI);
濃度18−25質量%の濃縮物
カップリング剤C:メチレンジフェニル4,4’−ジイソシアネート(MDI);
濃度12−20質量%の濃縮物
カップリング剤D:メチレンジフェニル4,4’−ジイソシアネート(MDI);
97−99質量%
Claims (14)
- a)少なくとも50%の末端基がヒドロキシル基であるポリオキシメチレンであって、10,000ダルトン未満の分子量を有する低分子量構成分の割合が、ポリオキシメチレンの総量に基づき、15質量%未満であるところのポリオキシメチレン、
b)熱可塑性エラストマー、及び
c)成分a)及びb)の共有結合のための基を含む少なくとも1種の成分とを
含む成形材料。 - 前記熱可塑性エラストマーの割合が、前記成形材料の質量に基づき、15ないし50質量%である、請求項1に記載の成形材料。
- 成分a)が、末端基の総数に基づき、ヒドロキシエチレン基を含む末端ヒドロキシアルキレン基を少なくとも70%有する、ポリオキシメチレンのコポリマーである、請求項1に記載の成形材料。
- 前記ポリオキシメチレンは、10,000ダルトン未満の分子量を有する低分子量構成分の割合が、ポリオキシメチレンの総量に基づき、0ないし10質量%である、請求項1に記載の成形材料。
- 前記熱可塑性エラストマーは、活性水素原子を有する、請求項1に記載の成形材料。
- 成分c)がジイソシアネートである、請求項1に記載の成形材料。
- 成分b)は、熱可塑性ポリエステルエラストマー(TPE−E)、熱可塑性ポリアミドエラストマー(TPE−A)及び/又は熱可塑性ポリウレタンエラストマー(TPE−U)である、請求項1に記載の成形材料。
- 更に、成分d)として、成分a)とは異なるオキシメチレンホモポリマー及び/又はオキシメチレンコポリマーを含む、請求項1に記載の成形材料。
- 更に、成分e)として、安定剤及び加工助剤を含む、請求項1に記載の成形材料。
- 成分a)の量が、30ないし95質量%、
成分b)の量が、5ないし50質量%、及び
成分c)の量が、0ないし10質量%
である、請求項1に記載の成形材料。 - 前記ポリオキシメチレンが20mmol/kg以上の量で末端ヒドロキシ基を含む、請求項1に記載の成形材料。
- 請求項1に記載の成形材料を成形することにより得られる造形品。
- 前記造形品はケーブルハーネスを固定するためのクリップ、固定ホルダー又は固定レール、ベルト解放ボタン又はキャップを含む、請求項12に記載の造形品。
- 前記造形品はアンテナソケット又はフロントガラスワイパーキャップを含む、請求項12に記載の造形品。
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