JP5449029B2 - ポリアセタール樹脂組成物及びそれからなる樹脂成形品 - Google Patents
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Description
成形品の艶消しには、表面にシボ加工を施した成形金型にて成形する方法があるが、これでは充分な艶消し効果は得られない。
しかし、前者の方法では、光沢低減の効果が低いのみならず、有機フィラーとポリアセタール樹脂との溶融混練時および成形時に樹脂が分解し、機械的物性が低下しやすいという問題点を有している。また、後者の方法では、望ましい艶消し効果を得るためには、炭酸カルシウム等の無機フィラーを多量に配合する必要があり、これは成形品の伸度や靱性等の機械的物性の低下を引き起こす。また、ポリアセタール樹脂の分解を促進するためホルムアルデヒドの発生が非常に多く、後記するホルムアルデヒドキャッチャーによるホルムアルデヒド捕捉効果を損なうという欠点を有している。
このため、ポリアセタール樹脂に各種添加剤を配合することにより、ペレットや成形品からのホルムアルデヒド発生を抑制することが提案されており、ホルムアルデヒドの吸着剤として、アジピン酸ジヒドラジドや1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸ヒドラジド化合物等の脂肪族ジヒドラジド化合物(特許文献2)が提案されている。
そのため、成形品の艶消し性に優れ、ポリアセタール樹脂の分解が抑制され、ホルムアルデヒドの発生が少なく、機械的物性低下が抑制されているポリアセタール樹脂組成物の開発が望まれていた。
また、炭酸カルシウム等の配合は、ポリアセタール樹脂の機械的物性を低下させるばかりか、他の添加剤によるホルムアルデヒド捕捉効果を低下させる。従って、ポリアセタール樹脂の艶消しと、ホルムアルデヒド発生量及び機械的物性低下の抑制ならびに成形性の向上とを両立させる方法が求められている。
本発明の目的は、成形品の艶消し性に優れ、ホルムアルデヒドの発生が少なく、機械的物性低下が抑制されたポリアセタール樹脂組成物及びこれからなる樹脂成形品を提供することにある。
本発明のポリアセタール樹脂組成物の製造方法は、ポリアセタール樹脂(A)100質量部に対し、ポリアセタール樹脂と熱可塑性ポリウレタン及びイソシアネート化合物との反応物(B)を1〜120質量部を混合することを特徴とする。
以下、本発明の内容について詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様や具体例に限定されるものではない。
本願明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
本発明に用いるポリアセタール樹脂(A)は、−(−O−CRH−)n−(但し、Rは水素原子、有機基を示す。)で示されるアセタール構造の繰り返しを有する高分子であり、通常は、Rが水素原子であるオキシメチレン基(−CH2O−)を主たる構成単位とするものである。本発明に用いるポリアセタール樹脂(A)は、このオキシメチレン単位のみからなるホモポリマー以外に、オキシメチレン単位以外の構成単位を含むコポリマー(ブロックコポリマー)やターポリマー等であってもよく、更には線状構造のみならず分岐、架橋構造を有していてもよい。
オキシメチレン単位以外の構成単位としては、オキシエチレン基(−CH2CH2O−)、オキシプロピレン基(−CH2CH2CH2O−)、オキシブチレン基(−CH2CH2CH2CH2O−)等の炭素数2〜10の、分岐していてもよいオキシアルキレン基が挙げられる。これらのなかでも、炭素数2〜4の分岐していてもよいオキシアルキレン基が好ましく、特にオキシエチレン基が好ましい。ポリアセタール樹脂に占めるオキシメチレン基以外のオキシアルキレン基の含有量は、通常は0.1〜20質量%である。
例えば、オキシメチレン基と、炭素数2〜4のオキシアルキレン基を構成単位とするポリアセタール樹脂の製造方法としては、ホルムアルデヒドの3量体(トリオキサン)や4量体(テトラオキサン)等のオキシメチレン基の環状オリゴマーと、エチレンオキサイド、1,3−ジオキソラン、1,3,6−トリオキソカン、1,3−ジオキセパン等の炭素数2〜4のオキシアルキレン基を含む環状オリゴマーとを共重合することによって製造することができる。ポリアセタール樹脂としては、トリオキサンや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又は1,3−ジオキソランとの共重合体を用いるのが好ましく、トリオキサンと1,3−ジオキソランとの共重合体を用いるのが特に好ましい。
ポリアセタール樹脂(A)のメルトインデックス(ASTM−D1238規格:190℃、2.16Kg)は通常1〜100g/10分であるが、0.5〜80g/10分が好ましい。
本発明に使用する(B)成分は、ポリアセタール樹脂(B1)、熱可塑性ポリウレタン(B2)及びイソシアネート化合物(B3)の反応により生成する反応物であり、ポリアセタール樹脂(B1)が、熱可塑性ポリウレタン(B2)とイソシアネート化合物(B3)を介して結合した共重合体である。
これらのなかでも、炭素数2〜4の分岐していてもよいオキシアルキレン基が好ましく、特にオキシエチレン基が好ましい。オキシメチレン基以外のオキシアルキレン基の含有量は、通常は0.1〜20質量%であるまた、ポリアセタール樹脂(B1)は線状構造を有するもののみならず、分岐構造や架橋構造を有するものであってもよい。
さらに、ポリアセタール(B1)は、メルトインデックス(ASTM−D1238規格:190℃、2.16Kg)が通常1〜100g/10分であるが、0.5〜80g/10分が好ましい。
例えば、m−又はp−フェニレンジイソシアネート、m−又はp−キシリレンジイソシアネート、水素化されたm−又はp−キシリレンジイソシアネート、4,4´−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−又は2,6−トリレンジイソシアネート、4,4´−ジフェニルジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、4,4´−ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート化合物、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4´−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)等の脂環族ジイソシアネート化合物、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族イソシアネート化合物が、好ましく例示でき、これらイソシアネート化合物の2量体、3量体、これらイソシアネート化合物のカルボジイミド変性体、これらイソシアネート化合物と多価アルコールとのプレポリマー及びこれらイソシアネート化合物をフェノール、第一級アルコール、カプロラクタム等のブロック剤で封鎖したプロックドイソシアネート化合物であってもよい。
また、トリフェニルメタン−4,4´,4´´−トリイソシアネートなどの3官能のポリイソシアネート化合物も使用することができる。これらのイソシアネート化合物は、2種以上を併用してもよい。
なお、イソシアネート化合物は、予めポリアセタール樹脂(B1)もしくは、熱可塑性ポリウレタン(B2)に溶融混合したものを使用してもよい。
3価以上の多価アルコール(B4)としては、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、トリエタノールアミン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール、テトラエタノールエチレンジアミン、メチルグルコジット、芳香族ジアミン−テトラエタノール付加物、ソルビトール、ジペンタエリスリトール、シクロデキストリン、シュガー等の中から適宜に選択することができる。なお、多価アルコールとして、フェノキシ樹脂、或いは、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリビニルアルコールのような分子内に3以上の水酸基を有する高分子化合物やオリゴマー化合物を選択することもできる。多価アルコール(B4)としては、3又は4価の多価アルコールであることが好ましい。
これらの多価アルコールは、適宜に1種を選んでもよいが、2種以上を選んで適宜の割合の混合物として使用してもよい。なお、この多価アルコールは、予めポリアセタール樹脂(B1)もしくは、熱可塑性ポリウレタン(B2)に溶融混合したものを使用することが可能である。
反応は、例えば130〜200℃、好ましくは150〜190℃程度の温度で行うことができ、反応終了後、溶媒を除去することにより得ることができる。
溶媒の非存在下での前記成分の反応は溶融混練系で行うことができ、連続式、バッチ式等の何れの方法でも可能である。溶融混練系での反応は、均一な溶融物が生成する適度な温度、例えば、温度160〜230℃、好ましくは170〜220℃程度の範囲で、公知の装置、例えばニーダー、一軸又は二軸押出機などの溶融混練機を用いて行うことができる。
この反応物(B)は、ポリアセタール樹脂(A)と、相溶性が良いため、艶消し性の改良効果と、ポリアセタール樹脂(A)の優れた機械的物性を低下させないという点において極めて好ましいものである。
本発明においては、ホルムアルデヒド反応性窒素を含有する安定剤(C)を配合することが好ましい。
ホルムアルデヒド反応性窒素を含む安定剤の例としては、アミド化合物、アミノ置換トリアジン化合物、アミノ置換トリアジン化合物とホルムアルデヒドの付加物、アミノ置換トリアジン化合物とホルムアルデヒドの縮合物、尿素、尿素誘導体、イミダゾール化合物、イミド化合物、ヒドラジン誘導体を挙げることができる。
アミノ置換トリアジン化合物とホルムアルデヒドとの縮合物の具体例としては、メラミン・ホルムアルデヒド縮合物を挙げることができる。
ウレイド化合物の具体例としては、アラントイン等が挙げられる。
イミド化合物の具体例としてはスクシンイミド、グルタルイミド、フタルイミドを挙げることができる。
特に、ジヒドラジド化合物として、芳香族ジヒドラジド化合物及び20℃における水100gに対する溶解度が1g未満の脂肪族ジヒドラジド化合物より成る群から選ばれたジヒドラジド化合物を用いるのが好ましい。
芳香族ジヒドラジド化合物とは、2個のカルボン酸基やスルホン酸基を有する芳香族化合物のそれぞれの酸基にヒドラジンが反応した化合物で、例えば、イソフタル酸ジヒドラジド、テレフタル酸ジヒドラジド、1,5−ナフタレンジカルボヒドラジド、1,8−ナフタレンジカルボヒドラジド、2,6−ナフタレンジカルボヒドラジド、1,5−ジフェニルカルボノヒドラジド、2,4−トルエンジスルホニルヒドラジド、4,4´−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド等が挙げられる。
ジヒドラジド化合物の含有量はポリアセタール樹脂(A)100質量部に対して、0.01〜1質量部であるのが好ましい。含有量が0.01質量部未満では成形品からのホルムアルデヒドの発生を低減させる効果が不十分で、逆に1質量部を超えると射出成形時の金型付着物が増加し、成形を効率的に行えなくなりやすい。ジヒドラジド化合物のより好ましい含有量は0.03〜0.3質量部であり、さらに好ましくは、0.05〜0.15質量部である。
本発明においては、紫外線吸収剤(D)を配合することが好ましい。
本発明において使用される紫外線吸収剤(D)は、紫外線を吸収する作用を有する化合物である。好ましくは、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、芳香族ベンゾエート系化合物、シアノアクリレート系化合物、及び、シュウ酸アニリド系紫外線吸収剤の中から選ばれる。
2−(2´−ヒドロキシ−5´−メチル−フェニル)ベンゾトリアゾール、
2,2´−メチレンビス[6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール]、
2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノール、
2−(2´−ヒドロキシ−3´,5´−ジ−イソアミル−フェニル)ベンゾトリアゾール、
2−〔2´−ヒドロキシ−3´,5´−ビス−(α,α−ジメチルベンジル)フェニル〕ベンゾトリアゾール、
2−(2´−ヒドロキシ−4´−オクトキシフェニル)ベンゾトリアゾール、
2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、
2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、
2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、
2−ヒドロキシ−4−ドデシルオキシベンゾフェノン、
2,2´−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、
2,2´−ジヒドロキシ−4,4´−ジメトキシベンゾフェノン、
2−ヒドロキシ−4−オキシベンジルベンゾフェノン、
2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホベンゾフェノン、
p−t−ブチルフェニルサリシレート、
p−オクチルフェニルサリシレート、
2−エチルヘキシル−2−シアノ−3,3´−ジフェニルアクリレート、
エチル−2−シアノ−3,3´−ジフェニルアクリレート、
N−(2−エトキシ−5−t−ブチルフェニル)シュウ酸ジアミド、
N−(2−エチルフェニル)−N´−(2−エトキシフェニル)シュウ酸ジアミドなどが挙げられる。
好ましい紫外線吸収剤は、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤であり、特に好ましくは、20℃における蒸気圧が1×10−8Pa以下のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤である。
具体的には、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノール、
2,2´−メチレンビス[6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール]が挙げられる。
本発明のポリアセタール樹脂組成物に、紫外線吸収剤(D)と後述のヒンダードアミン系光安定剤(E)を含有させることによって、優れた熱安定性と成形性やホルムアルデヒド発生抑制効果に加えて、ペレットや成形品の耐候性を向上させることができる。
本発明においては、ヒンダードアミン系光安定剤(E)を配合することが好ましい。
ヒンダードアミン系光安定剤は、下記一般式(2)で示されるピペリジン構造を有するアミンである。
好ましいXとしては、炭素数1〜10のアルキル基等が挙げられる。Xがアルキル基の場合は、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、t−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基等の炭素数1〜10の直鎖もしくは分岐鎖アルキル基が挙げられ、特にメチル基が好ましい。また、ヒンダードアミン系光安定剤は、分子中に複数のピペリジン構造を有することができるが、全てのピペリジン構造が、N−炭素原子−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル構造であることが好ましい。
ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニル)セバケート
1−[2−{3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ}エチル]−4−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン
テトラキス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート
1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル及びトリデシル−1,2,3,4ブタンテトラカルボキシレート(ブタンテトラカルボキシレートの4つのエステル部の一部が1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル基で他がトリデシル基である化合物の混合物)
1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸と1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジノールとβ,β,β,β−テトラメチル−3,9(2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウデンカン)−ジエタノールとの縮合物
コハク酸ジメチルと4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジンエタノールの縮合物
1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルメタクリレート
N,N´,N´´,N´´´−テトラキス−(4,6−ビス−(ブチル−(N−メチル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)アミノ)−トリアジン−2−イル)−4,7−ジアザデカン−1,10−ジアミン
ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)[[3,5−ビス(1,1ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル]メチル]ブチルマロネート
本発明においては、耐熱安定性を向上させるために、立体障害性フェノール化合物(F)を配合することが好ましい。
立体障害性フェノール(ヒンダードフェノール)化合物とは、下記一般式(3)で示されるフェノール性水酸基のオルト位に置換基を有する構造を分子内に少なくとも一個有する化合物をいう。
R4、R5が示すアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、アミル基等炭素数1〜6のものが挙げられる。なかでもt−ブチル基のような嵩高い分岐アルキル基が好ましく、R4、R5のうちの少なくとも一つはこのような分岐アルキル基であるのが好ましい。アルキル基の置換基としては塩素等のハロゲン原子が挙げられる。
R6としては、炭素数4以上のものが好ましい。また、この置換基R6は、芳香環の炭素原子と炭素−炭素結合により結合していてもよく、炭素以外の原子を介して結合していてもよい。
本発明においては、無機及び有機顔料から選ばれる着色剤を配合してもよい。
着色剤(G)を構成する無機及び有機顔料としては、「顔料便覧(日本顔料技術協会編)」に記載されている一般的な無機顔料や有機顔料を用いることができる。そのいくつかを例示すると、無機顔料としては酸化チタン、チタンイエロー等のチタンを含む(複合)金属酸化物、酸化亜鉛、酸化鉄、カーボンブラック、群青、硫化亜鉛、三酸化アンチモン等が挙げられる。有機顔料はフタロシアニン系、アンスラキノン系、キナクリドン系、アゾ系、イソインドリノン系、キノフタロン系、ペリノン系、ペリレン系等の顔料が挙げられる。
なお着色剤(G)の配合に際しては、分散助剤や展着剤を配合してもよい。分散助剤としては、アミドワックス、エステルワックス、オレフィンワックス等が、また展着剤としては、流動パラフィン等が挙げられる。また顔料に染料を併用して所望の色目に仕上げてもよい。
本発明においては、ホルムアルデヒドの発生を効果的に抑制するために、ポリアミド樹脂及び、アミノ当量が100〜10,000であるという物性を有するアミノ基含有シロキサン化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種(H)を配合することが好ましい。このホルムアルデヒド発生の抑制効果は、前述の着色剤(G)を含む場合に、より顕著である。
ポリアミド樹脂としては、脂肪族ポリアミド樹脂、脂環族ポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂のいずれも使用することができる。
また、ポリアミド樹脂は一種類の構成単位から成るものでも、複数種の構成単位から成るものであってもよい。ポリアミド樹脂の原料としてはω−アミノ酸、好ましくは炭素原子数6〜12の直鎖ω−アミノ酸及びそのラクタム;アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、ヘプタデカンジカルボン酸、イソフタル酸、テレフタル酸等のジカルボン酸やそのジメチルエステル;ヘキサメチレンジアミン等のジアミン類が挙げられる。複数種の構成単位から成る共重合ポリアミドの場合には、共重合比率、共重合形態(ランダムコポリマー、ブロックコポリマー、架橋ポリマー)等は任意に選択することができる。
本発明においては、ポリアミド樹脂として、ポリアミド12、ポリアミド6/12共重合体、ポリアミド6/66/610共重合体、ポリアミド6/66/610/12共重合体等を用いるのが好ましい。
より好ましい融点又は軟化点は、175℃以下であり、さらに好ましくは170℃以下である。このようなポリアミド樹脂を用いることにより、ポリアセタール樹脂と混練する温度においてポリアミド樹脂が溶融状態となるため、ポリアミド樹脂の分散性がより向上するという利点がある。
30〜210℃まで10℃/minの速度で昇温し、210℃で2分間保持した後、50℃まで20℃/minの速度で降温する。更に、10℃/minの速度で210℃まで昇温し、昇温時に観測される吸熱ピークのピークトップから融点を求める。昇温時の最高温度は、予想されるポリアミド樹脂の融点に応じて適宜調整すればよく、通常は融点+50℃までの範囲で選択する。
また、軟化点とは、JIS K2207規格に準拠して測定される温度である。
アミン価は、好ましくは2.5mgKOH/g以上、より好ましくは、3mgKOH/g以上、さらに好ましくは、5mgKOH/g以上、特に好ましくは、8mgKOH/g以上である。
アミン価を2mgKOH/g以上とすることにより、ポリアセタール樹脂の分解抑制がより効果的に奏される。アミン価の上限は特に定めるものではないが、通常、100mgKOH/g以下、好ましくは80mgKOH/g以下である。
なお、アミン価とは、単位質量あたりの分子中に含有される全塩基性成分を中和するのに必要な過塩素酸と等量の水酸化カルシウム(KOH)の質量で定義したものである。アミン価は、例えば、試料3gをm−クレゾールに溶解し、過塩素酸メタノール溶液で電位差滴定法により滴定し、KOHのmgに換算することで求められる。
本発明においては、アミノ当量が100〜10,000であるアミノ基含有シロキサン化合物(H3)(以下、単に「アミノ基含有シロキサン化合物」と略記する場合がある。)を配合することも好ましい。
n、mは3以上の整数、xは0以上の整数、y、zは1以上の整数、pは0〜10の整数である。
R2、R3としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基、フェニル基、トリル基、キシリル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基、クロロメチル基、1,1,1−トリフルオロプロピル基等のハロアルキル基等が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。
R´としては、エチレン基、プロピレン基、ベンチレン基等のアルキレン基、フェニレン基、シクロヘキシレン基が好ましく、エチレン基がより好ましい。
(アミノ当量)=1/(アミノ基濃度)=(試料質量)/(アミノ基モル数)
フラスコにアミノ基含有シロキサン化合物1gを量りとり、イソプロピルアルコールを25ml加えよく攪拌し溶解する。指示薬としてブロムフェノールブルーを用い、0.1mol/Lの塩酸で中和滴定する。アミノ当量は、以下の式で計算される。
(アミノ当量)=
(試料質量/g)×104/{(塩酸ファクター)×(塩酸滴定量/ml)}
本発明のポリアセタール樹脂組成物には、更にアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、無機酸塩又はアルコキシド等を配合してもよい。例えばナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム等の水酸化物、炭酸塩、燐酸塩、ケイ酸塩、ほう酸塩等の無機酸塩、メトキシド、エトキシド等のアルコキシドを配合する。特に、アルカリ土類金属化合物を配合するのが好ましく、なかでも水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、又は炭酸マグネシウムを配合するのが好ましい。アルカリ土類金属化合物を配合する場合は、ポリアセタール樹脂(A)100質量部に対し、通常1質量部以下、好ましくは0.5質量部以下の割合で含有させる。
添加剤としては、例えば酸化防止剤、滑剤、核剤、離型剤、可塑剤、帯電防止剤、難燃剤等が挙げられ、また充填材としては、ガラス繊維、ガラスフレーク、ガラスビーズ、タルク、マイカ、チタン酸カリウムウィスカー等が、さらに、カーボンブラック、顔料等が挙げられる。
本発明のポリアセタール樹脂組成物の製造方法は、特に限定されるものではなく、上記の(A)〜(B)成分、及び必要に応じて好ましくは上記(C)〜(H)成分、及び必要に応じて添加されるその他の成分を、任意の順序で混合、混練することによって製造することができる。
混合・混練の温度、圧力等の条件は、従来公知のポリアセタール樹脂組成物の製造方法に鑑みて適宜選択すればよい。例えば、混練はポリアセタール樹脂の溶融温度以上で行えばよいが、通常は180℃以上で行うのが好ましい。製造装置としても従来からこの種の樹脂組成物の製造に用いられている混合、混練装置を用いればよい。
またペレットを経由せずに、押出機で溶融混練された樹脂を直接、射出成形品、ブロー成形品あるいは押出成形品等にすることもできる。
本発明のポリアセタール樹脂組成物は、公知のポリアセタール樹脂の成形加工法に従って、成形加工することができる。流動性、加工性の観点から、射出成形が好ましい。
本発明の樹脂組成物からなる成形品としては、ペレット、丸棒、厚板等の素材、シート、チューブ、各種容器、機械、電気、自動車、建材その他の各種部品等の製品が挙げられる。特には、シートベルトガイド等の自動車用内装部品や、スウィッチ、シフトレバー関係部品、ギヤチェンジフック等の自動車用部品に特に好適である。
(A)ポリアセタール樹脂:
コモノマーとして1,3−ジオキソランを樹脂に対して4.2質量%となるように用いて製造したアセタールコポリマー、メルトインデックス(ASTM−D1238規格:190℃、2.16Kg)10.5g/10分
(B−1)前記の(A)ポリアセタール樹脂と芳香族熱可塑性ポリウレタンと4,4´−ジフェニルメタンジイソシアネートとトリメチロールエタンとを、77:20:2:1の質量比で反応させて得られた化合物。なお、ここでいう芳香族熱可塑性ポリウレタンは、アジピン酸、1,4−ブタンジオール、4,4´−ジフェニルメタンジイソシアネートを反応させて得られたものである。
(B−2)前記の(A)ポリアセタール樹脂と脂肪族熱可塑性ポリウレタンと1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートとペンタエリスリトールとを、77:20:2:1の質量比で反応させて得られた化合物。なお、ここでいう脂肪族熱可塑性ポリウレタンは、アジピン酸、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートを反応させて得られたものである。
(B−3)前記の(A)ポリアセタール樹脂と芳香族熱可塑性ポリウレタンと4,4´−ジフェニルメタンジイソシアネートを、78:20:2の質量比で反応させて得られた化合物。なお、ここでいう芳香族熱可塑性ポリウレタンは、アジピン酸、1,4−ブタンジオール、4,4´−ジフェニルメタンジイソシアネートを反応させて得られたものである。
(B´−1)アクリル架橋微粒子、平均粒子径8.0μm
(B´−2)炭酸カルシウム、平均粒子径1.3μm
(B´−3)ガラスバルーン、平均粒子径10.0μm)
(C−1)ドデカン二酸ジヒドラジド 日本ファインケム工業社製、商品名「N12」
(C−2)アミノ置換トリアジン化合物 三井化学社製、商品名「メラミン」
(D)紫外線吸収剤:
2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノール (20℃における蒸気圧2.0×10−10Pa)、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、商品名「チヌビン234」
ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニル)セバケート、 三共ライフテック社製、商品名「サノールLS−765」
(F)立体障害性フェノール化合物:
トリエチレングリコール−ビス〔3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、商品名「イルガノックス245」
(G)着色剤:
カーボンブラック;Pigment Black 7、エボニックデグサジャパン社製、商品名「プリンテックス」
(H)ポリアミド樹脂:
ポリアミド6/66/610共重合体、東レ社製、商品名「アミランCM4000」、融点140℃、アミン価3.0mgKOH/g
なお、アミン価は、ポリアミドを3g秤量し、m−クレゾール80mlに溶解させた溶液について、京都電子工業社製「AT−500N」を用い、滴定液として0.05mol/lの過塩素酸メタノール溶液を用いて電位差適定法により滴定を行い、KOHのmgに換算することにより求めた。
上記ポリアセタール樹脂(A)100質量部に対し、上記ポリアセタール樹脂/熱可塑性ポリウレタン/イソシアネート化合物/多価アルコール反応物(B−1)25質量部、立体障害性フェノール化合物(F)0.1質量部を秤取り、川田製作所社製スーパーミキサーを用いて均一に混合したのち、常法に従って2軸押出機(池貝鉄工社製PCM−30、スクリュー径30mm)を用いて、スクリュー回転数120rpm、シリンダー設定温度190℃の条件下に、溶融混練したのち、ペレット化した。
得られたペレットを、温度80℃の熱風乾燥機を用いて4時間乾燥させ、下記の方法で試験片の成形を行い、後述の評価方法を行うことにより、表1に示す結果を得た。
日精樹脂工業社製射出成形機PS−40を用い、シリンダー温度215℃、金型温度80℃にて100mm×40mm×2mmのプレートを成形した。
[ISO多目的ダンベル片の作成]
住友重機械工業社製射出成形機SG75MIIIを用い、シリンダー温度195℃、金型温度80℃にて、ISO9988−2規格に準拠してISO多目的ダンベル片を成形した。
実施例1において、成分(B−1)の配合量を表1に示すとおりにした以外は、全て実施例1と同様に処理して、表1に示す結果を得た。
実施例1において、さらに上記ジヒドラジド化合物(C−1)を、ポリアセタール樹脂(A)100質量部に対し0.1質量部配合した以外は、全て実施例1と同様に処理して、表1に示す結果を得た。
実施例1において、さらに上記ジヒドラジド化合物(C−1)及び上記アミノ置換トリアジン化合物(C−2)を、ポリアセタール樹脂(A)100質量部に対し、それぞれ0.1質量部配合した以外は、全て実施例1と同様に処理して、表1に示す結果を得た。
実施例1において、ポリアセタール樹脂(A)100質量部に対し、さらに上記ジヒドラジド化合物(C−1)及び上記アミノ置換トリアジン化合物(C−2)を、それぞれ0.1質量部、上記着色剤(G)を1質量部配合した以外は、全て実施例1と同様に処理して、表1に示す結果を得た。
実施例1において、ポリアセタール樹脂(A)100質量部に対し、さらに上記ジヒドラジド化合物(C−1)及び上記アミノ置換トリアジン化合物(C−2)を、それぞれ0.1質量部、上記着色剤(G)を1質量部、ポリアミド樹脂(H)を0.5質量部配合した以外は、全て実施例1と同様に処理して、表1に示す結果を得た。
実施例1において、上記ポリアセタール樹脂/熱可塑性ポリウレタン/イソシアネート化合物/多価アルコール反応物(B−1)を配合しなかった以外は、全て実施例1と同様に処理して、表1に示す結果を得た。
実施例1において、上記成分(B−1)を配合せず、代わりにその他の艶消し剤として上記アクリル架橋微粒子(B´−1)を10質量部配合した以外は、全て実施例1と同様に処理して、表1に示す結果を得た。
実施例1において、上記成分(B−1)を配合せず、代わりにその他の艶消し剤として上記炭酸カルシウム(B´−2)を10質量部配合した以外は、全て実施例1と同様に処理して、表1に示す結果を得た。
実施例1において、上記成分(B−1)を配合せず、代わりにその他の艶消し剤として上記ガラスバルーン(B´−3)を10質量部配合した以外は、全て実施例1と同様に処理して、表1に示す結果を得た。
実施例1において、上記成分(B−1)を配合せず、代わりにその他の艶消し剤として、上記アクリル架橋微粒子(B´−1)を25質量部配合し、さらに上記ジヒドラジド化合物(C−1)をポリアミド樹脂(A)100質量部に対し0.1質量部配合した以外は、全て実施例1と同様に処理して、表1に示す結果を得た。
実施例1において、さらに上記紫外線吸収剤(D)を、ポリアセタール樹脂(A)100質量部に対し0.35質量部配合した以外は、全て実施例1と同様に処理して、表2に示す結果を得た。
実施例1において、さらに上記紫外線吸収剤(D)及び上記ヒンダードアミン系光安定剤(E)を、ポリアセタール樹脂(A)100質量部に対し、それぞれ0.35質量部配合した以外は、全て実施例1と同様に処理して、表2に示す結果を得た。
実施例1において、上記成分(B−1)のかわりに上記成分(B−2)を配合し、ポリアミド樹脂(A)100質量部に対し、さらに上記紫外線吸収剤(D)及び上記ヒンダードアミン系光安定剤(E)を、それぞれ0.35質量部配合した以外は、全て実施例1と同様に処理して、表2に示す結果を得た。
実施例1において、ポリアミド樹脂(A)100質量部に対し、さらに上記ジヒドラジド化合物(C−1)及び上記アミノ置換トリアジン化合物(C−2)を、それぞれ0.1質量部、上記紫外線吸収剤(D)及び上記ヒンダードアミン系光安定剤(E)を、それぞれ0.35質量部配合した以外は、全て実施例1と同様に処理して、表2に示す結果を得た。
実施例1において、上記成分(B−1)のかわりに上記成分(B−3)を配合し、ポリアミド樹脂(A)100質量部に対し、さらに上記ジヒドラジド化合物(C−1)及び上記アミノ置換トリアジン化合物(C−2)を、それぞれ0.1質量部、上記紫外線吸収剤(D)及び上記ヒンダードアミン系光安定剤(E)を、それぞれ0.35質量部配合した以外は、全て実施例1と同様に処理して、表2に示す結果を得た。
測定及び評価は、以下の方法で行った。
(a)光沢度:
前記した平板試験片(100mm×40mm×2mm)を使用して、日本電色工業社製光沢計(Gloss Meter VG2000)にて、反射角60度で測定した。
前記平板試験片に、蛍光灯の光を反射させ、その際の光源のぼやけ具合を、目視で確認し、以下の4段階で判定を行った。
・光源が原形を留めない程ぼやけて反射する→◎
・光源がぼやけて反射する →○
・光源の輪郭がうっすらとぼやけて反射する→△
・光源がくっきりと反射する →×
前記平板試験片にて、前記(b)艶消し評価(1)において、「◎」、「○」及び「△」の評価が得られているものに対し、表面のきめ細やかさを目視で確認し、以下の3段階で判定を行った。なお、艶消し評価(1)で評価が「×」であったものに関しては評価を行わなかった。
表面の凹凸が目視ではっきり確認でき、きめが粗い →1
表面の凹凸が目視でかろうじて確認できる →2
表面の凹凸が目視で確認できないほど、きめが細かい→3
前記平板試験片を、その成形翌日に、ドイツ自動車工業組合規格VDA275(自動車室内部品−改訂フラスコ法によるホルムアルデヒド放出量の定量)に記載された方法に準拠して、下記の方法によりホルムアルデヒド量を測定した。
ポリエチレン容器中に蒸留水50mlを入れ、試験片を空中に吊るした状態で蓋を閉め、密閉状態で60℃にて、3時間加熱し、ついで、室温で60分間放置後、試験片を取り出し、ポリエチレン容器内の蒸留水中に吸収されたホルムアルデヒド量を、UVスペクトロメーターにより、アセチルアセトン比色法で測定した。
なお、ホルムアルデヒド発生量は、比較例1のホルムアルデヒド発生量を1.00とした場合の、相対値で評価した。
前記したISO多目的ダンベル片を試験片として、引張降伏応力及び引張破壊呼び歪を、それぞれISO−527規格に準拠して、測定した。なお、比較例2〜5の樹脂組成物は、引張試験において試験片が降伏しなかったため、破断応力及び破壊歪の値として記載した(表1中の「※」部分)。
前記平板試験片を使用して、スガ試験機社製サンシャインウェザーメーターS80にて、83℃(ブラックパネル温度)、雨なし、光フィルター:#255の試験環境で、60時間ごとに、試験片の表面を40倍のマイクロスコープで観察し、クラックの有無を確認した。成形品表面にクラックが観察され始めるまでの時間をクラック発生時間とし、耐候性の指標とした。クラック発生時間が長いほど耐候性に優れていることを示す。
また、その試験片について、試験前と、240時間後の試験片の色差(ΔE)を下記の方法にて測定した。
分光測色色差計(日本電色工業社製、SE2000)を使用し、耐候性試験前と、240時間耐光性試験後の色差(ΔE)を次式で評価した。
ΔE=((ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2)1/2
ΔEが小さいほど変色性が小さく、耐候性に優れているといえる。
一方、艶消し剤として、本発明のポリアセタール樹脂/熱可塑性ポリウレタン/イソシアネート化合物との反応物(B)を含有しない場合や、その他の艶消し剤を含有させた場合(比較例1〜5)では、艶消し性が劣るだけでなく、ポリアセタール樹脂の劣化が促進され、ホルムアルデヒド発生量が多く、機械的強度も低下することが分かる。特に、艶消し剤として、本発明のポリアセタール樹脂/熱可塑性ポリウレタン/イソシアネート化合物との反応物(B)を含有せず、代わりにその他の艶消し剤を含有させた場合は、ホルムアルデヒド反応性窒素を含有する安定剤(C)を含有させても、ホルムアルデヒドの発生量が多く、ホルムアルデヒド捕捉剤としての機能を十分に発揮できないことが分かる(比較例5)。
従って、本発明のポリアセタール樹脂組成物は、その成形品を自動車内装部品、家屋等の内装部品等に好適に使用することができ、産業上の利用性は非常に高いものがある。
Claims (15)
- ポリアセタール樹脂(A)100質量部に対し、ポリアセタール樹脂、熱可塑性ポリウレタン及びイソシアネート化合物との反応物(B)1〜120質量部を混合することを特徴とするポリアセタール樹脂組成物の製造方法。
- 前記反応物(B)が、ポリアセタール樹脂、熱可塑性ポリウレタン、イソシアネート化合物及び3価以上の多価アルコールとの反応物であることを特徴とする請求項1に記載のポリアセタール樹脂組成物の製造方法。
- さらに、ホルムアルデヒド反応性窒素を含有する安定剤(C)を、ポリアセタール樹脂(A)100質量部に対し、0.01〜1質量部混合することを特徴とする請求項1又は2に記載のポリアセタール樹脂組成物の製造方法。
- さらに、紫外線吸収剤(D)を、ポリアセタール樹脂(A)100質量部に対し、0.01〜5質量部混合することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリアセタール樹脂組成物の製造方法。
- さらに、ヒンダードアミン系光安定剤(E)を、ポリアセタール樹脂(A)100質量部に対し、0.01〜5質量部混合することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリアセタール樹脂組成物の製造方法。
- さらに、立体障害性フェノール化合物(F)を、ポリアセタール樹脂(A)100質量部に対し、0.01〜1質量部混合することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリアセタール樹脂組成物の製造方法。
- さらに、無機及び有機顔料から選ばれる着色剤(G)を、ポリアセタール樹脂(A)100質量部に対し、0.01〜5質量部混合することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のポリアセタール樹脂組成物の製造方法。
- 前記ホルムアルデヒド反応性窒素を含有する安定剤(C)が、ナフタレンジカルボヒドラジド、テレフタル酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド及びドデカン二酸ジヒドラジドより成る群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項3〜7のいずれか1項に記載のポリセタール樹脂組成物の製造方法。
- さらに、ポリアミド樹脂及びアミノ当量が100〜10,000であるアミノ基含有シロキサン化合物より成る群から選ばれる少なくとも1種(H)を、ポリアセタール樹脂(A)100質量部に対し、0.01〜3質量部混合することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のポリアセタール樹脂組成物の製造方法。
- 前記ポリアミド樹脂が、融点又は軟化点が180℃以下であるという物性か、アミン価が2mgKOH/g以上であるという物性の少なくとも一方を備えるポリアミド樹脂(H1)又はポリエーテルエステルアミド樹脂(H2)であることを特徴とする請求項9に記載のポリアセタール樹脂組成物の製造方法。
- 前記ポリアミド樹脂が、ポリアミド12、ポリアミド6/66共重合体、ポリアミド6/12共重合体、ポリアミド6/66/610三元共重合体、ポリアミド6/66/610/12四元共重合体及びダイマー酸ポリアミド樹脂より成る群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項9又は10に記載のポリアセタール樹脂組成物の製造方法。
- 前記ポリアミド樹脂が、ダイマー酸ポリアミド樹脂であることを特徴とする請求項9又は10に記載のポリアセタール樹脂組成物の製造方法。
- 前記ポリエーテルエステルアミド樹脂(H2)のアミド部分が、ポリアミド12又はダイマー酸ポリアミド樹脂であることを特徴とする請求項10に記載のポリアセタール樹脂組成物の製造方法。
- 前記ポリエーテルエステルアミド樹脂(H2)のエーテル部分がポリオキシエチレングリコールであることを特徴とする請求項10又は13に記載のポリアセタール樹脂組成物の製造方法。
- 前記着色剤(G)が、チタンイエロー、チタンホワイト、ペリノン系顔料、フタロシアニン系顔料及びカーボンブラックより成る群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項7に記載のポリアセタール樹脂組成物の製造方法。
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