JP2020518708A - 耐化学薬品性であるポリオキシメチレンポリマー組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
[0019]上述したように、ポリマー組成物は、ディーゼル燃料のような燃料と接触する成形品を製造するのによく適している。ポリマー組成物はまた、高酸性の溶液に対しても耐性である。例えば、一態様においては、ポリマー組成物は、外部車両部品を製造するために用いることができる。成形品には、例えば、乗用車又はトラックの燃料システムの一部を含ませることができる。例えば、一態様においては、成形品には燃料に接触する部材を含ませることができる。燃料に接触する部材には、燃料ライン又は燃料フランジを含ませることができる。
[0021]本発明の完全かつ実施可能な開示を、添付の図面の参照を含む本明細書の残りの部分においてより具体的に示す。
[0023]ここで、本発明の複数の態様に関して詳細に述べ、その1以上の例を下記に示す。それぞれの例は、本発明を限定するものではなく、本発明の説明のために与えられる。実際、発明の範囲又は精神から逸脱することなく、本発明において種々の修正及び変形を行うことができることは、当業者には明らかであろう。例えば、1つの態様の一部として示されているか又は記載されている特徴を、他の態様に関して用いて更に別の態様を形成することができる。したがって、本発明は、そのような修正及び変形をカバーすると意図される。
[0026]ポリオキシメチレンポリマーの調製は、グリコールなどの分子量調節剤の存在下で、トリオキサン又はトリオキサンとジオキソランなどの環状アセタールとの混合物などのポリオキシメチレン形成性モノマーを重合させることによって行うことができる。ポリマー組成物中で使用されるポリオキシメチレンポリマーには、ホモポリマー又はコポリマーを含ませることができる。一態様によれば、ポリオキシメチレンは、少なくとも50モル%、例えば少なくとも75モル%、例えば少なくとも90モル%、例えば更には少なくとも97モル%の−CH2O−繰り返し単位を含むホモ−又はコポリマーである。
のものである。単に例として、環式エーテルとしてエチレンオキシド、プロピレン1,2−オキシド、ブチレン1,2−オキシド、ブチレン1,3−オキシド、1,3−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、及び1,3−ジオキセパン、並びにコモノマーとしてポリジオキソラン又はポリジオキセパンなどの線状オリゴ−又はポリホルマールを挙げることができる。99.5〜95モル%のトリオキサンと、0.5〜5モル%、例えば0.5〜4モル%の上記コモノマーの1つとから構成されるコポリマーを使用することが特に有利である。
[0038]ポリオキシメチレンポリマーは、少なくとも60重量%、例えば少なくとも70重量%、例えば少なくとも75重量%、例えば少なくとも80重量%、例えば少なくとも85重量%、例えば少なくとも90重量%、例えば少なくとも93重量%の量でポリオキシメチレンポリマー組成物中に存在させることができる。一般に、ポリオキシメチレンポリマーは、約100重量%未満、例えば約97重量%未満、例えば約95重量%未満の量で存在し、ここで、重量は、ポリオキシメチレンポリマー組成物の全重量を基準とする。
[0041]一態様においては、酸化亜鉛粒子は、比較的小さい粒径範囲を高い表面積と組み合わせて有する。例えば、沈殿酸化亜鉛粒子は、他の方法によって製造される酸化亜鉛よりも相当に高い表面積を有し得る。本発明の酸中和剤は、例えば、約25m2/gより大きく、例えば約30m2/gより大きく、例えば約35m2/gより大きく、例えば約40m2/gより大きく、例えば約45m2/gより大きく、例えば約50m2/gより大きく、例えば約55m2/gより大きいBET表面積を有していてよい。BET表面積は、一般に約100m2/g未満である。比較的高い表面積を有する酸化亜鉛又は他の酸中和剤を使用することにより、材料を最小量で存在させることができる。可塑剤に対する酸化亜鉛の量を最小にすることによって、ホイールクリーナー溶液に対するポリマー組成物の耐性を改善することができる。
[0048]ポリエステル可塑剤は、通常はプロパンジオール又はブタンジオールとアジピン酸又は無水フタル酸との縮合生成物をベースとする。次に、これらのポリエステルの成長するポリマー鎖をアルコール又は一塩基酸で末端キャップすることができるが、反応化学量論の厳密な制御によって末端キャップされていないポリエステルを製造することができる。
の1つを表す)
によって表されるベンゼンスルホンアミドが好ましい。
N−(3−ヒドロキシプロピル)ベンゼンスルホンアミド(L);
N−(2−ヒドロキシエチル)−p−トルエンスルホンアミド(S);
N−(4−ヒドロキシフェニル)ベンゼンスルホンアミド(S);
N−[(2−ヒドロキシ−1−ヒドロキシメチル−1−メチル)エチル]ベンゼンスルホンアミド(L);
N−[5−ヒドロキシ−1,5−ジメチルヘキシル]ベンゼンスルホンアミド(S);
N−(2−(アセトキシエチル)ベンゼンスルホンアミド(S);
N−(5−ヒドロキシペンチル)ベンゼンスルホンアミド(L);
N−[2−(4−ヒドロキシベンゾイルオキシ)エチル]ベンゼンスルホンアミド(S);
N−[2−(4−メチルベンゾイルオキシ)エチル]ベンゼンスルホンアミド(S);
N−(2−ヒドロキシエチル)−p−メトキシベンゼンスルホンアミド(S);及び
N−(2−ヒドロキシプロピル)ベンゼンスルホンアミド(L)。
[0054]予期しなかったことに、可塑剤と酸中和剤との間の比を制御することによって、約3未満、例えば約2未満のpHを有する溶液のような高酸性の溶液に対して耐性であるポリマー組成物の能力に対して劇的かつ予期しなかった効果が与えられたことが見出された。例えば、可塑剤は、可塑剤と酸中和剤との重量比が約3:1〜約20:1となるように、酸中和剤に対して存在させることができる。可塑剤と酸中和剤との間の重量比は、例えば、約3:1〜約6:1、例えば約3.5:1〜約5.5:1、例えば約3.8:1〜約5.2:1であってよい。
[0071]ポリマー組成物にはまた、場合によって1種類以上の強化剤を含ませることができる。例えば、ポリマー組成物に、ガラス繊維、炭素繊維等のような強化繊維を含ませることができる。強化繊維は、一般に約2重量%〜約25重量%の量で存在させることができる。
[0081]本実施例では、種々のポリマー組成物を配合し、高酸性の溶液に対する耐性について試験した。使用した高酸性の溶液はホイールクリーナー溶液であった。
1.それぞれの試料をガーゼの層で覆い、屈曲治具上に配置する。ガーゼは、表面上の均一な被覆を確実にするためにそこに配置している。エージング中は、ガーゼを表面上に残留させる。
2.試料を2%の歪みにかける。(2%の歪みで材料間に大きな差があってはならない。
3.応力をかけた試料に、Eagle Oneクロムホイールクリーナーを毎日4回噴霧する。推奨時間:午前8時、午前11時、午後2時、及び午後5時。
4.試料は、均一で安定した被覆のために第2の噴霧が必要である場合を除いて、1回の均一な噴霧を与える。
a.最初の数日間はpHを定期的に測定して安定した曝露を確認する。
5.ガーゼを取り外し、次のスケジュールで亀裂の兆候を記録する。
a.1日目(1日の終わりまで1時間に1回);
b.2〜7日目(就業日中のシフトの開始時及び終了時に1日2回);
c.8〜25日目(就業日中のみに1日1回);
6.このプロセスを25日間継続する。
1.1日目−試料は、午前8時〜5時の間に1時間毎に検査する。
2.2〜5日目−試料は、通常の就業日中のみに1日3回検査する。推奨時間:午前8時、午後1時、午後5時。
4.全ての観察を次のように記録する。Oは試料がOKであることを意味し、Δは試料が小さな面亀裂を有することを意味し、Xは長さ12mmの亀裂があることを意味し、XXは試料が全体的に亀裂していることを意味する。
[0090]結果を図3に示す。
[0091]示されるように、試料3は、耐ホイールクリーナー試験において、試料1及び2よりも著しく性能に優れていた。試料3は、4:1の重量比の可塑剤と酸中和剤とを含んでいた。
[0093]本発明にしたがってポリマー組成物を配合し、種々の物理的特性について試験した。ポリマー組成物のサンプル#4は、以下の成分を含んでいた:
細に示す本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、当業者によって実施することがで
きる。更に、種々の態様の複数の形態を全体的に又は部分的の両方で交換することができ
ることを理解されたい。更に、当業者であれば、前述の記載は単に例示の目的であり、か
かる添付の特許請求の範囲に更に記載される発明を限定することを意図しないことを認識
するであろう。
以下に、出願時の特許請求の範囲の記載を示す。
[請求項1]
ポリマー組成物であって、
少なくとも約60重量%の量で前記ポリマー組成物中に存在するポリオキシメチレンポ
リマー;
約2.5重量%未満の量で前記ポリマー組成物中に存在する酸中和剤;及び
可塑剤;
を含み、前記可塑剤及び前記酸中和剤は、約3:1〜約20:1の重量比で前記ポリマー
組成物中に存在する、前記ポリマー組成物。
[請求項2]
前記可塑剤が、約3重量%より多い量、例えば約3.5重量%より多い量で前記ポリマ
ー組成物中に存在する、請求項1に記載のポリマー組成物。
[請求項3]
前記可塑剤がポリアルキレングリコールを含む、請求項1又は2に記載のポリマー組成
物。
[請求項4]
前記ポリアルキレングリコールが約8,000〜約55,000g/モルの平均分子量
を有する、請求項1〜3のいずれかに記載のポリマー組成物。
[請求項5]
前記酸中和剤が、酸化物、硫化物、又は炭酸塩を含み、約25m2/gより大きいBE
T表面積を有する、請求項1〜4のいずれかに記載のポリマー組成物。
[請求項6]
前記可塑剤及び前記酸中和剤が、約3.5:1〜約4.5:1の重量比で前記ポリマー
組成物中に存在する、請求項1〜5のいずれかに記載のポリマー組成物。
[請求項7]
前記ポリマー組成物がクエン酸三カルシウムを更に含む、請求項1〜6のいずれかに記
載のポリマー組成物。
[請求項8]
前記ポリマー組成物がエチレンビス(ステアラミド)を更に含む、請求項1〜7のいず
れかに記載のポリマー組成物。
[請求項9]
前記ポリオキシメチレンポリマーが、約90重量%より多い量、例えば約93重量%よ
り多い量で前記ポリマー組成物中に存在する、請求項1〜8のいずれかに記載のポリマー
組成物。
[請求項10]
前記ポリマー組成物がコポリアミドを更に含む、請求項1〜9のいずれかに記載のポリ
マー組成物。
[請求項11]
前記酸中和剤が、約1.5重量%未満の量、例えば約1.2重量%未満の量で前記ポリ
マー組成物中に存在する、請求項1〜10のいずれかに記載のポリマー組成物。
[請求項12]
前記ポリオキシメチレンポリマーが、ISO試験1133に従って190℃及び2.1
6kgの荷重で試験して約10g/10分より高く、例えば約12g/10分より高いメ
ルトフローインデックスを有する、請求項1〜11のいずれかに記載のポリマー組成物。
[請求項13]
前記組成物がエチレンビス(ステアラミド)及びコポリアミドを更に含む、請求項1〜
7のいずれかに記載のポリマー組成物。
[請求項14]
前記組成物が成核剤を更に含む、請求項1〜13のいずれかに記載のポリマー組成物。
[請求項15]
前記成核剤が、ポリオキシメチレンターポリマー、窒化ホウ素、ポリアミド、又はタル
クを含む、請求項14に記載のポリマー組成物。
[請求項16]
前記酸中和剤が酸化亜鉛を含み、前記酸化亜鉛が約1.5重量%未満の量で存在し、前
記可塑剤が約25,000〜約55,000の分子量を有するポリエチレングリコールを
含み、前記ポリエチレングリコールが約3重量%より多い量で前記ポリマー組成物中に存
在し、前記組成物が、成核剤、酸化防止剤、エチレンビス(ステアラミド)、クエン酸三
カルシウム、コポリアミド、及びメラミンを更に含む、請求項1又は5に記載のポリマー
組成物。
[請求項17]
前記可塑剤が、芳香族エステル、脂肪族ジエステル、エポキシド、スルホンアミド、ポ
リエーテル、ポリブテン、ポリアミド、又はそれらの混合物を含む、請求項1又は2に記
載のポリマー組成物。
[請求項18]
前記酸中和剤が酸化マグネシウム又は炭酸カルシウム粒子を含む、請求項1又は5に記
載のポリマー組成物。
[請求項19]
前記ポリマー組成物が強化剤を更に含み、前記強化剤が、強化繊維、ガラスフレーク、
マイカ、又はそれらの混合物を含む、請求項1〜18のいずれかに記載のポリマー組成物
。
[請求項20]
請求項1〜19のいずれかに記載のポリマー組成物から製造される成形品であって、前
記成形品が外部車両部品を含む、前記成形品。
[請求項21]
前記外部車両部品が燃料に接触する部材を含む、請求項20に記載の成形品。
[請求項22]
前記成形品が燃料ラインを含む、請求項20に記載の成形品。
[請求項23]
前記成形品が燃料フランジを含む、請求項20に記載の成形品。
Claims (23)
- ポリマー組成物であって、
少なくとも約60重量%の量で前記ポリマー組成物中に存在するポリオキシメチレンポリマー;
約2.5重量%未満の量で前記ポリマー組成物中に存在する酸中和剤;及び
可塑剤;
を含み、前記可塑剤及び前記酸中和剤は、約3:1〜約20:1の重量比で前記ポリマー組成物中に存在する、前記ポリマー組成物。 - 前記可塑剤が、約3重量%より多い量、例えば約3.5重量%より多い量で前記ポリマー組成物中に存在する、請求項1に記載のポリマー組成物。
- 前記可塑剤がポリアルキレングリコールを含む、請求項1又は2に記載のポリマー組成物。
- 前記ポリアルキレングリコールが約8,000〜約55,000g/モルの平均分子量を有する、請求項1〜3のいずれかに記載のポリマー組成物。
- 前記酸中和剤が、酸化物、硫化物、又は炭酸塩を含み、約25m2/gより大きいBET表面積を有する、請求項1〜4のいずれかに記載のポリマー組成物。
- 前記可塑剤及び前記酸中和剤が、約3.5:1〜約4.5:1の重量比で前記ポリマー組成物中に存在する、請求項1〜5のいずれかに記載のポリマー組成物。
- 前記ポリマー組成物がクエン酸三カルシウムを更に含む、請求項1〜6のいずれかに記載のポリマー組成物。
- 前記ポリマー組成物がエチレンビス(ステアラミド)を更に含む、請求項1〜7のいずれかに記載のポリマー組成物。
- 前記ポリオキシメチレンポリマーが、約90重量%より多い量、例えば約93重量%より多い量で前記ポリマー組成物中に存在する、請求項1〜8のいずれかに記載のポリマー組成物。
- 前記ポリマー組成物がコポリアミドを更に含む、請求項1〜9のいずれかに記載のポリマー組成物。
- 前記酸中和剤が、約1.5重量%未満の量、例えば約1.2重量%未満の量で前記ポリマー組成物中に存在する、請求項1〜10のいずれかに記載のポリマー組成物。
- 前記ポリオキシメチレンポリマーが、ISO試験1133に従って190℃及び2.16kgの荷重で試験して約10g/10分より高く、例えば約12g/10分より高いメルトフローインデックスを有する、請求項1〜11のいずれかに記載のポリマー組成物。
- 前記組成物がエチレンビス(ステアラミド)及びコポリアミドを更に含む、請求項1〜7のいずれかに記載のポリマー組成物。
- 前記組成物が成核剤を更に含む、請求項1〜13のいずれかに記載のポリマー組成物。
- 前記成核剤が、ポリオキシメチレンターポリマー、窒化ホウ素、ポリアミド、又はタルクを含む、請求項14に記載のポリマー組成物。
- 前記酸中和剤が酸化亜鉛を含み、前記酸化亜鉛が約1.5重量%未満の量で存在し、前記可塑剤が約25,000〜約55,000の分子量を有するポリエチレングリコールを含み、前記ポリエチレングリコールが約3重量%より多い量で前記ポリマー組成物中に存在し、前記組成物が、成核剤、酸化防止剤、エチレンビス(ステアラミド)、クエン酸三カルシウム、コポリアミド、及びメラミンを更に含む、請求項1又は5に記載のポリマー組成物。
- 前記可塑剤が、芳香族エステル、脂肪族ジエステル、エポキシド、スルホンアミド、ポリエーテル、ポリブテン、ポリアミド、又はそれらの混合物を含む、請求項1又は2に記載のポリマー組成物。
- 前記酸中和剤が酸化マグネシウム又は炭酸カルシウム粒子を含む、請求項1又は5に記載のポリマー組成物。
- 前記ポリマー組成物が強化剤を更に含み、前記強化剤が、強化繊維、ガラスフレーク、マイカ、又はそれらの混合物を含む、請求項1〜18のいずれかに記載のポリマー組成物。
- 請求項1〜19のいずれかに記載のポリマー組成物から製造される成形品であって、前記成形品が外部車両部品を含む、前記成形品。
- 前記外部車両部品が燃料に接触する部材を含む、請求項20に記載の成形品。
- 前記成形品が燃料ラインを含む、請求項20に記載の成形品。
- 前記成形品が燃料フランジを含む、請求項20に記載の成形品。
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