JP5035885B2

JP5035885B2 - 光ディスクと接触するポリアセタール部品

Info

Publication number: JP5035885B2
Application number: JP2007088420A
Authority: JP
Inventors: 健治松下; 浩塚原
Original assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Current assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Priority date: 2007-03-29
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2027-03-29
Also published as: JP2008247994A

Description

本発明は、ＣＤ、ＤＶＤ等のディスクドライブ装置において光ディスクと接触するポリアセタール樹脂製の部品に関する。

近年、ＣＤやＤＶＤを始めとする光ディスクは、オーディオ、ゲーム機、ＤＶＤレコーダー、カーオーディオ、カーナビゲーションシステム、パソコン関連機器など多岐に亘って利用されており、その機構部品として摺動性に優れる点でポリアセタール樹脂が多く採用されている。
しかしながら、これら機構部品に従来のポリアセタール樹脂を使用すると、光ディスクと直接接触した場合にディスク表面に傷がついてしまい、データを読み取れない、あるいは音声や映像が乱れるなどの不具合が発生している。

このような不具合に対応するため、光ディスクと接触してもディスクに傷を付けにくいポリアセタール樹脂が開発されてきた（例えば、特許文献１および２参照）。しかしながら光ディスクと接触する成形品は小型、薄肉のものが多いため成形の際に成形品が反り易い場合が多く、反った成形品を部品として製品に組み込むと、設計上予定した以外のところで光ディスクと接触して光ディスクに傷を付けてしまうという問題があった。また、小型の成形品は生産性を向上させるため多数個取りの金型を作成する傾向にあるが、そのうちの一部の成形品に反りが起きると、その成形品を取り除くための検査が煩雑となったり、反りが発生し易いキャビティを使用しない等の対策が必要となる場合があった。その場合、多数個取りの効果が現れにくく、生産効率が低下するという問題があった。また、樹脂組成物の残留物が金型に付着し成形品表面が荒れると、摺動性に優れるポリアセタール樹脂であっても光ディスクに傷が付きやすくなり、効果が低下するなどの不具合が指摘されてきた。
特開２００５−５０４４０号公報特開２００６−１６０７９０号公報

本発明は、上記の問題点を解決するため鋭意検討を重ねた結果、ポリアセタール樹脂にアルキレングリコール化合物、ヒドラジド化合物を配合してなる樹脂組成物で、ある特定の流動性を有した樹脂組成物を用いて部品とすることにより、成形品の反りが少なく、成形品の表面外観に優れことを見出し、本発明に至った。

すなわち本発明は、以下の通りである。
１．ポリアセタール樹脂（Ａ）100質量部に対して、アルキレングリコール化合物（Ｂ）０．５〜２質量部と、ヒドラジド化合物（Ｃ）0.01〜5質量部を配合してなる樹脂組成物であり、かつ、メルトフローレイトが２０〜４５ｇ／１０ｍｉｎでありポリアセタール樹脂（Ａ）の融点が１６７℃〜１７２℃である樹脂組成物からなる光ディスクと接触する部品。
２．アルキレングリコール化合物（Ｂ）がポリエチレングリコールである上記１に記載の部品。
３．ヒドラジド化合物（Ｃ）が下記一般式で表される上記１〜２いずれか一項に記載の部品。
Ｈ_２ＮＨＮＯＣ−Ｒ^５−ＣＯＮＨＮＨ_２
（式中Ｒ^５は炭素数２〜２０の炭化水素）
４．ヒドラジド化合物（Ｃ）がセバチン酸ジヒドラジドである上記１〜３いずれか一項に記載の部品。
５.樹脂組成物がさらに脂肪酸カルシウム（Ｄ）を０.０1〜1質量部含有する上記１〜４いずれか一項に記載の部品。
６．脂肪酸カルシウム（Ｄ）がジステアリン酸カルシウムである上記５に記載の部品。

本発明により、低反り性、表面外観に優れる光ディスクと接触する部品の提供が可能となった。

本発明について、以下具体的に説明する。
ポリアセタール樹脂（Ａ）とは、ホルムアルデヒドの単独重合体であるポリオキシメチレンホモポリマーや、ホルムアルデヒドの３量体（トリオキサン）若しくは４量体（テトラオキサン）等の環状オリゴマーとエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、エピクロルヒドリン、１・３-ジオキソラン、１・４-プタンジール、グリコールのホルマールやジグリコールのホルマール等の環状ホルマール等から製造された炭素数２〜８のオキシアルキレン単位を０．１〜２０質量％含有するオキシメチレン-オキシアルキレンコポリマーの末端安定化処理を行って得られたポリオキシメチレン共重合体、更には上記ホモポリマー及びコポリマーと異性分とのブロック共重合体である。

ポリアセタール樹脂（Ａ）の製造方法は、特に限定するものではなく、従来公知の方法によって製造することができる。
ホルムアルデヒドの単独重合体は、両末端アセチル化されたポリオキシメチレンホモポリマー粉末を米国特許２９９８４０９号にある公知の方法により製造することができる。
ポリオキシメチレン共重合体は、ホルムアルデヒドもしくはトリオキサンを主モノマーと環状エーテル或いは環状ホルマールから選ばれるコモノマーを、カチオン触媒の存在下で反応させる事によって得る事ができる。このポリオキシメチレン共重合体を合成する為に用いる環状エーテル、環状ホルマールとしては、例えばエチレンオキシド、1・３−ジオキソラン、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシド、エチレングリコールホルマール、ジエチレングリコールホルマール、1・３−プロパンジオールホルマール、1・４−ブタンジオールホルマール、1・５−ペンタンジオールホルマール、1・６−へキサンジオールホルマール等を挙げる事ができる。

重合触媒としては、ルイス酸、プロトン酸及びそのエステル又は無水物等のカチオン活性な触媒が用いられる。ルイス酸として、例えばホウ素、スズ、チタン、リン、ヒ素及びアンチモンのハロゲン化物があり、具体的例としては、三フッ化ホウ素、四塩化スズ、四塩化チタン、五フッ化リン、五塩化リン、五フッ化ヒ素、五フッ化アンチモン及びその錯化合物又は塩が挙げられる。また、プロトン酸、そのエステルまたは無水物の具体的例としては、パークロル酸、トリフルオロメタンスルホン酸、パークロル酸-３級ブチルエステル、アセチルパークロラート、トリメチルオキソニウムヘキサフルオロホスフェート等が挙げられる。

重合に用いられる重合装置は、バッチ式、連続式のいずれでも良く、バッチ式重合装置としては、一般式に用いられる攪拌機付きの反応槽が使用できる。連続式重合装置としては、コニーダー、二軸スクリュー式連続押出混練機、二軸のパドル型連続混合機等のセルフクリーニング型混合機が使用可能である。重合温度は６０〜２００℃、好ましくは８０〜１７０℃の温度範囲である。また、重合時間は特に制限はないが、一般に１０秒以上１００分以下が選ばれる。

この様にして得られた重合体は、重合体中に含有する触媒により解重合を起こすため、触媒を失活する必要がある。失活方法としてはまず、塩基性中和剤を含む水溶液中又は有機溶媒中で失活する方法が挙げられる。塩基性中和剤としては、トリエチルアミン、トリブチルアミン、水酸化カルシウム等が挙げられ、又有機溶媒としては、ｎ-ヘキサン等の飽和脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。失活温度は２０〜９０℃、好ましくは３０〜６０℃である。又失活時間は５分〜２００分である。又、触媒をより完全に失活するために、重合体を粉砕する事も可能である。重合触媒が失活された後、重合体を含有する失活液は、濾過、洗浄され、さらに乾燥される。

上記の失活方法により得られた重合体が不安定な末端水酸基を有する場合には、従来公知の方法で、例えばトリエチルアミン水溶液などの塩基性物質と加熱処理をする事によって不安定部分を分解除去する。以上の方法により、ポリオキシメチレン共重合樹脂が得られる。更に必要に応じて従来公知の添加剤、例えば酸化防止剤、熱安定剤、顔料や、窒化ホウ素、炭酸カルシウムに代表される核剤、アルキレングリコールやグリセリンステアレートに代表される帯電防止剤、エチレンビスステアリン酸アミドに代表される潤滑剤、紫外線吸収剤、耐候（光）安定剤等、従来からポリオキシメチレン共重合樹脂に添加されている各種添加剤を溶融混練する事も可能である。

ポリアセタール樹脂（Ａ）の融点は１６７℃〜１７２℃の範囲であることが好ましい。より好ましくは１６８℃〜１７０℃である。１６７℃〜１７２℃の範囲では剛性と収縮のバランスがよく成形品の反りを抑えることが可能となる。

（Ｂ）成分としてのアルキレングリコール化合物とは、オキシアルキレングリコールユニットを含有するエーテル及びエステル化合物である。具体的には、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどのポリエーテル単独重合体、さらにはこれらのポリエーテル共重合体、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンのグリセリンエーテルなどの変性エーテル化合物、及びエチレングリコールモノステアレート、エチレングリコールジステアレート、プロピレングリコールジステアレートなどの変性エステル化合物などである。中でもポリエチレングリコールや炭素数１２〜２２の脂肪酸からなるエチレングリコールジ脂肪酸エステルが好ましく、ポリエチレングリコール、エチレングリコールジステアレート、エチレングリコールジパルミテートとエチレングリコールジヘプタデシレートが特に好ましい。これらのアルキレングリコール化合物（Ｂ）は２種以上を組み合わせて用いても良く、ポリエチレングリコール及びエチレングリコールジステアレートの組み合わせが更に好ましい。

好ましいアルキレングリコール化合物（Ｂ）の数平均分子量は1000〜20000であり、更に好ましくは2000〜10000である。
アルキレングリコール化合物（Ｂ）の添加量は、０．１〜３質量部であり、より好ましくは０．５〜２質量部である。０．１〜3質量部の範囲だと成形品の反り低減に効果がある。

（Ｃ）成分としてのヒドラジド化合物は、下記一般式で表される化合物が好ましい。
Ｈ_２ＮＨＮＯＣ−Ｒ^５−ＣＯＮＨＮＨ_２
（式中Ｒ^５は炭素数２〜２０の炭化水素）
中でも、マロン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、ピメリン酸ジヒドラジド、スペリン酸ジヒドラジド、アゼライン酸ジヒドラジド、セバチン酸ジヒドラジド、ドデカン二酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、フタル酸ジヒドラジド、２，６−ナフタレンジカルボン酸ジヒドラジド等が挙げられる。

これらのヒドラジド化合物（Ｃ）の中で好ましいのはセバチン酸ジヒドラジド、ドデカン二酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、２，６−ナフタレンジカルボン酸ジヒドラジドであり、更に好ましいのはセバチン酸ジヒドラジドである。
ヒドラジド化合物（Ｃ）の添加量はポリアセタール樹脂１００質量部に対して０．０１〜５質量部であり、好ましくは０．０３〜３質量部、特に好ましくは０．０５〜１質量部である。０．０１〜５質量部の範囲だと成形品外観の改善が可能である。これらのヒドラジド化合物は１種類で用いても良いし、２種類以上組み合わせて用いても良い。
またヒドラジド化合物の融点は１６０℃以上が好ましく、より好ましいのは１７０℃以上である。

本発明に用いられる樹脂組成物は、更に（Ｄ）成分として脂肪酸カルシウムを含有することが好ましい。脂肪酸は、炭素数１２〜２２の脂肪酸由来のジ脂肪酸カルシウムであることが好ましく、具体的な例としては、ジミリスチン酸カルシウム、ジパルミチン酸カルシウム、ジヘプタデシル酸カルシウム、ジステアリン酸カルシウム、（ミリスチン酸-パルミチン酸）カルシウム、（ミリスチン酸-ステアリン酸）カルシウム、（パルミチン酸-ステアリン酸）カルシウムなどが挙げられ、好ましくは、ジパルミチン酸カルシウム、ジヘプタデシル酸カルシウム、ジステアリン酸カルシウムであり、特に好ましくはジステアリン酸カルシウムである。

脂肪酸カルシウム（Ｄ）の添加量としてはポリアセタール樹脂１００質量部に対して０．０１〜０．９質量部が好ましく、さらに好ましくは０．０１〜０．５質量部であり、より好ましくは０．０１〜０．３質量部である。０．０１〜０．９質量部の範囲だと成形品の反り低減に効果がある。これらのジ脂肪酸カルシウムは１種類で用いても良いし、２種類以上組み合わせて用いても良い。本発明に用いられる樹脂組成物のメルトフローレート値（MFR値）は、２０〜４５ｇ／１０ｍｉｎであることが必要であり、好ましくは、２５〜３５ｇ／１０ｍｉｎである。２０〜４５ｇ／１０ｍｉｎの範囲だと低反り性に優れかつ、耐衝撃性にも優れている。

本発明で言う光ディスクと接触する部品とは、特にその名称、部品名を指定するものではないが、光ディスクを挿入する際のガイド部品であるディスクガイド部品や、光ディスクを押さえるクランパー部品、ディスクローダーやレンズプロテクター部品など、光ディスクを挿入時、作動時或いは取出し時に直接接触、または接触する可能性がある機構部品を言う。
上記光ディスクと接触する部品の成形方法は特に指定するものではなく、一般に用いられている射出成形によって得る事ができ、得られた成形品は反りが少なく表面外観を大幅に改善する事ができる。

本発明について、以下具体的に説明する。
Ａ）融点の測定方法
使用機器：PERKIN-ELMER社製PYRIS１
測定条件：３０℃から２２０℃まで２００℃／ｍｉｎの速度で昇温後、２２０℃から１５０℃まで２０℃／ｍｉｎの速度で温度を下げ、１５０℃から２００℃まで２０℃／ｍｉｎの速度で昇温しながら融点を測定した。
Ｂ）メルトフローレート（MFR）値測定方法
ASTM D1238 E条件（2.16kg、190℃）に準じて測定した。

Ｃ）反り量評価方法
ａ）POM製平板成形品の成形条件
成形機：50トン射出成形機
金型：幅30mm、長さ120mm、厚み1mm平板2個取り金型
樹脂温度：195℃（ノズル出の温度）
金型温度：60℃（固定側、移動側とも）
成形サイクル：射出時間/冷却時間＝5秒/12秒
ｂ）平板の反り量測定方法
平滑な台上に平板のゲート側を固定し、平板の末端と台の隙間をゲージで測定した。

Ｄ）表面粗さ評価方法
ａ）POM製平板成形品の成形条件
成形機：50トン射出成形機
金型：幅30mm、長さ120mm、厚み1mm平板2個取り金型
成形品末端にフィルムゲートを設けた
樹脂温度：210℃（ノズル出の温度）
金型温度：30℃（固定側、移動側とも）
成形サイクル：射出時間/冷却時間＝5秒/12秒
成形回数：１０００回
ｂ）表面粗さの測定方法
１０００回目に成形した平板の流動末端部分の表面粗さＲmaxを東京精密製Surfcomにて測定した。

[実施例１]
高純度トリオキサン（トリオキサン中の水≦5ppm、蟻酸10ppm）と1,３−ジオキソラン、分子量調節剤としてメチラールを２枚のΣ羽根を有するニーダーに入れ、70℃に昇温した。次に、三弗化ホウ素ジブチルエーテルを加え重合反応を開始させた。重合反応開始30分後にトリエチルアミン5%を含む水をモノマーに対して100質量部加え1時間攪拌し触媒を失活させ、内容物を取出し微粉砕した。微粉砕したポリマーは濾過し、アセトン洗浄後、乾燥した。得られたポリマー100質量部に対して、水5質量部、トリエチルアミン1質量部、ペンタエリスリチルーテトラキス〔3−（3,5―ジーtert−ブチルー４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕（Irganox1010、チバガイギー社製）0.3質量部添加し、ベント付2軸押出し機を用いて200℃、50Torrで溶融混練し、不安定末端部を除去・安定化した。

その後、安定化したポリアセタール樹脂100質量部に対して、（Ｂ）アルキレングリコールとして数平均分子量が6000のポリエチレングリコールを１質量部、（Ｃ）ヒドラジド化合物としてセバチン酸ジヒドラジドを０．２質量部添加し、30φのベント付き短軸押出し機で溶融混練した。得られたポリアセタール樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)値を測定し、更に射出成形機を用いて平板成形品を成形し、反り量を評価した。また、１０００ショット成形を行い１０００ショット目の表面外観を評価した。結果を表1に示した。

[実施例２〜３、比較例１]
メルトフローレイトが異なるポリアセタール樹脂に変更した以外は、実施例１と同様の操作を行い評価した。結果を表１に示した。

[実施例４、参考例５、比較例２]
ポリエチレングリコールの添加量を変更した以外は、実施例１と同様の操作を行い評価した。結果を表１に示した。

[比較例３]
ポリエチレングリコールを除いて実施例１と同様の操作を行い評価した。結果を表１に示した。

[実施例６〜７]
セバチン酸ジヒドラジドの添加量を変更した以外は、実施例１と同様の操作を行い評価した。結果を表１に示した。

[実施例８〜９]
脂肪酸カルシウム（Ｄ）としてジステアリン酸カルシウムを添加した以外は、実施例１と同様の操作を行い評価した。また、実施例８では１０００ショット成形を行い１０００ショット目の表面外観を評価した。結果を表１に示した。

[参考例１０〜１１]
融点が異なるポリアセタール樹脂に変更した以外は実施例８同様の操作を行い評価した。結果を表１に示した。

[実施例１２]
（Ｂ）アルキレングリコール化合物としてエチレングリコールジステアレートを更に０．０３質量部添加した以外は、実施例８と同様の操作を行い評価した。１０００ショット成形を行い１０００ショット目の表面外観を評価した。結果を表１に示した。

[比較例４〜５]
実施例１で用いた樹脂の（Ｃ）成分であるセバチン酸ジヒドラジドの添加量を変えて１０００ショット成形を行い１０００ショット目の表面外観を評価した。結果を表１に示した。

本発明は、ポリアセタール樹脂組成物であり、かつ光ディスクと接触する低反り性及び優れた成形外観を有した部品であり、ＣＤ、ＤＶＤ等のディスクドライブ装置において光ディスクと接触する部品に好適である。

Claims

ポリアセタール樹脂（Ａ）100質量部に対して、アルキレングリコール化合物（Ｂ）０．５〜２質量部と、ヒドラジド化合物（Ｃ）0.01〜5質量部を配合してなる樹脂組成物であり、かつ、メルトフローレイトが２０〜４５ｇ／１０ｍｉｎでありポリアセタール樹脂（Ａ）の融点が１６７℃〜１７２℃である樹脂組成物からなる光ディスクと接触する部品。
アルキレングリコール化合物（Ｂ）がポリエチレングリコールである請求項１に記載の部品。
ヒドラジド化合物（Ｃ）が下記一般式で表される請求項１〜２いずれか一項に記載の部品。
Ｈ_２ＮＨＮＯＣ−Ｒ^５−ＣＯＮＨＮＨ_２
（式中Ｒ^５は炭素数２〜２０の炭化水素）
ヒドラジド化合物（Ｃ）がセバチン酸ジヒドラジドである請求項１〜３いずれか一項に記載の部品。
樹脂組成物がさらに脂肪酸カルシウム（Ｄ）を０.０1〜1質量部含有する請求項１〜４いずれか一項に記載の部品。
脂肪酸カルシウム（Ｄ）がジステアリン酸カルシウムである請求項５に記載の部品。