JP5764520B2 - ポリアセタール樹脂組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、ポリアセタール樹脂組成物に関する。
ポリアセタール樹脂は結晶性樹脂であり、剛性、強度、靭性、摺動性、及びクリープ性に優れた樹脂材料である。ポリアセタール樹脂の用途は、自動車部品、電気・電子部品及び工業部品などの機構部品用材料等、広範囲に亘って用いられている。しかしながらポリアセタール樹脂は、使用環境によっては劣化が促進されることがある。さらに、利用分野の拡大によって、益々要求性能が高くなっているのが現状である。
そのような要求特性として、ポリアセタール樹脂が本来有する高い性能、例えば、上記のような優れた機械特性バランスを有しながら、一方で、過酷な使用環境下における熱安定性、クリープ特性向上が要求される場合がある。近年、電気、電子機器の高密度化に伴い、100℃以上の温度領域で使用される場合が増えており、益々熱安定性と高温クリープ特性のバランスが重要となってきている。
また、ポリアセタール樹脂には、熱安定性に乏しく成形加工時に熱分解によってホルムアルデヒドガスが発生し、作業環境を悪化させたり、さらに、発生したホルムアルデヒドやポリアセタール樹脂中に含有されている安定剤等の添加物由来の揮発成分が金型表面に析出し、いわゆるモールドデポジットを形成し、その結果成形品の表面を著しく損なったり、あるいは成形品の寸法精度の低下を来たす等の問題がある。また、モールドデポジットが発生した場合には、モールドデポジットの発生毎に金型の分解掃除をしなければならず、これには多大の時間と労力を要し、生産性の低下を来たすという問題も有しており、その改良が強く望まれている。
上記問題を解決するために、これまでに種々の提案がされており、例えば、熱分解によって発生するホルムアルデヒドの低減を目的として、ポリアミド(特許文献1)、アミドオリゴマー(特許文献2)等を添加する方法、あるいはヒンダードフェノール/カルボン酸の金属塩/ポリアミド(特許文献3)を添加する方法が提案されている。さらに、より効果的な改良方法としてポリアセタールにヒンダードアミン系光安定剤と特定の脂肪族カルボン酸カルシウム塩との混合物を所定量配合せしめたポリアセタール樹脂組成物(特許文献4)が開示されている。
また、高温クリープ特性や機械物性を向上させる観点から、タルクを添加したポリアセタール樹脂組成物(特許文献5)が開示されている。
特公昭34−5440号公報 特公昭54−32658号公報 特開平3−14859号公報 特開平8−127702号公報 特開2008−156628号公報
しかしながら、特許文献1〜3に記載の方法においては、ポリアセタールの安定化が不充分であるために成形加工時の熱安定性や、モールドデポジットの発生の点において満足し得るものではない。
また、特許文献4のポリアセタール樹脂組成物に含まれるヒンダードアミン系光安定剤は有機化合物であり、特定の融点をもつため、光安定剤を含む樹脂組成物を製造する際に溶融し、製造機械に付着する可能性があり、機器の拭き上げ掃除をしなければならないという問題を潜在的に有している。そこで、有機化合物以外の添加剤による改良が望まれている。
有機化合物以外の添加剤を用いる方法の一例として、特許文献5のようにタルクを添加する方法が挙げられるが、この方法では、機械特性改良、耐クリープ特性向上には効果が高いものの、エージングによる耐色調変化及び耐モールドデポジット(以下、「MD」とも言う。)特性について言及されていない。
本発明は、上述の従来技術の問題点に鑑みなされたものであって、射出成形時の金型への付着(モールドデポジット)を防止でき、エージングによる変色が少なく、実用上良好な剛性を有し、高いクリープ特性を有するポリアセタール樹脂組成物を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意研究を行った結果、ポリアセタール樹脂に特定の無機充填剤として緑泥石群鉱物を添加することで、モールドデポジットを防止でき、エージングによる変色が少なく、実用上良好な剛性を発揮し、高いクリープ特性を有するポリアセタール樹脂組成物を得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明は以下の通りである。
〔1〕
ポリアセタール樹脂(A)と、
緑泥石群鉱物(B)とを含有し、
前記緑泥石群鉱物(B)が、クロライト、クックアイト、及びナンタイトからなる群から選択される少なくとも1種であり、
前記緑泥石群鉱物(B)の含有量が、前記ポリアセタール樹脂(A)100質量部に対して、0.01〜40質量部である、
ポリアセタール樹脂組成物。
〔2〕
前記緑泥石群鉱物の平均粒径が、0.01〜100μmである前項〔1〕に記載のポリアセタール樹脂組成物。
本発明によれば、本射出成形時の金型への付着(MD)を確実に防止でき、エージングによる変色が少なく、実用上良好な剛性を有し、高いクリープ特性を有するポリアセタール樹脂組成物を提供することができる。
以下、本発明を実施するための形態(以下、本実施形態)について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施できる。
〔ポリアセタール樹脂組成物〕
本実施形態のポリアセタール樹脂組成物は、ポリアセタール樹脂(A)と、緑泥石群鉱物(B)とを含有する。
<ポリアセタール樹脂(A)>
本実施形態で用いるポリアセタール樹脂(A)としては、特に限定されないが、具体的には、ホルムアルデヒド単量体又は、その3量体(トリオキサン)や4量体(テトラオキサン)等のホルムアルデヒドの環状オリゴマーを単独重合して得られる実質上オキシメチレン単位のみから成るポリアセタールホモポリマー;ホルムアルデヒド単量体又は、その3量体(トリオキサン)や4量体(テトラオキサン)等のホルムアルデヒド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−ジオキソランや1,4−ブタンジオールホルマールなどのグリコールやジグリコールの環状ホルマール等の環状エーテル、環状ホルマールとを共重合させて得られたポリアセタールコポリマー;単官能グリシジルエーテルを共重合させて得られる分岐を有するポリアセタールコポリマー;多官能グリシジルエーテルを共重合させて得られる架橋構造を有するポリアセタールコポリマー等を挙げることができる。
さらに、ポリアセタール樹脂(A)としては、特に限定されないが、具体的には、両末端または片末端に水酸基などの官能基を有する化合物、例えばポリアルキレングリコールの存在下、ホルムアルデヒド単量体又はホルムアルデヒドの環状オリゴマーを重合して得られるブロック成分を有するポリアセタールホモポリマー;同じく両末端または片末端に水酸基などの官能基を有する化合物、例えば水素添加ポリブタジエングリコールの存在下、ホルムアルデヒド単量体又はその3量体(トリオキサン)や4量体(テトラオキサン)等のホルムアルデヒドの環状オリゴマーと環状エーテルや環状ホルマールとを共重合させて得られるブロック成分を有するポリアセタールコポリマーを挙げることもできる。以上のように、本実施形態においては、ポリアセタールホモポリマー、コポリマーいずれも用いることが可能である。この中でも、好ましいのはポリアセタールコポリマーである。
なお、上記ポリアセタール樹脂(A)の例示において、1,3−ジオキソラン等のコモノマーは、トリオキサン1molに対して0.1〜60mol%であることが好ましく、0.1〜20mol%であることがより好ましく、0.13〜10mol%であることがさらに好ましい。上記範囲であれば、より機械的強度に優れたポリアセタール樹脂組成物を提供することができる。
また、上記例示されたポリアセタールコポリマーの重合における重合触媒としては、特に限定されないが、具体的には、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触媒が好ましい。ルイス酸としては、特に限定されないが、例えば、ホウ酸、スズ、チタン、リン、ヒ素及びアンチモンのハロゲン化物が挙げられ、具体的には三フッ化ホウ素、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としては、特に限定されないが、具体的には、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。この中でも、三フッ化ホウ素;三フッ化ホウ素水和物;及び酸素原子又は硫黄原子を含む有機化合物と三フッ化ホウ素との配位錯化合物が好ましく、具体的には、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル、三フッ化ホウ素ジ−n−ブチルエーテルを好適例として挙げることができる。
上記例示されたポリアセタールコポリマーの重合方法としては、特に限定されないが、具体的には、塊状重合で行われ、バッチ式、連続式いずれも可能である。用いられる重合装置としては、コニーダー、2軸スクリュー式連続押出混錬機、2軸パドル型連続混合機等のセルフクリーニング型押出混錬機が使用され、溶融状態のモノマーが重合機に供給され、重合の進行とともに固体塊状のポリアセタールコポリマーが得られる。
以上の重合で得られたポリアセタールコポリマーには、熱的に不安定な末端部〔−(OCH2n−OH基〕が存在する場合があるため、この不安定な末端部の分解除去処理を実施することが好ましい。
<緑泥石群鉱石(B)>
本実施形態のポリアセタール樹脂組成物は、緑泥石群鉱石(B)を含有する。緑泥石群鉱石(B)とは珪酸塩鉱物の一つであり層状の構造を有するものである。より具体的には、Mg、Fe、Mn,Ni等からなる酸化物、Al、Fe、Cr、Ti等からなる酸化物、Si、Al等からなる酸化物の各群から選択される所定のものを含有する鉱石であり、結晶構造としては、単斜晶系と斜方晶系とがある。構造式は一例を挙げると、(Mg,Fe,Al)6(Si,Al)410(OH)8で表され、この中でもMg3(SiO52(OH)2・3Mg(OH)2が好ましい。
緑泥石群鉱物(B)を原石から粉砕する際の製法は、特に制限されず、具体的には、軸流型ミル法、アニュラー型ミル法、ロールミル法、ボールミル法、ジェットミル法、及び容器回転式圧縮せん断型ミル法等を利用することができる。さらに粉砕後の緑泥石群鉱物は、各種の分級機によって、分級処理され、粒径の分布が揃ったものが好適である。分級機としては特に制限はなく、具体的には、インパクタ型慣性力分級機(バリアブルインパクター等)、コアンダ効果利用型慣性分級機(エルボージェット等)、及び遠心場分級機(多段サイクロン、ミクロプレックス、ディスパージョンセパレーター、アキュカット、ターボクラシファイア、ターボプレックス、ミクロンセパレーター、及びスーパーセパレーター等)を挙げることができる。
緑泥石群鉱物粉体(B)の平均粒径は、0.01〜100μmが好ましく、より好ましくは0.05〜80μmであり、さらに好ましくは0.1〜50μmである。十分な耐熱性、剛性付与の観点から平均粒径が0.01μm以上が好ましく、十分な分散性付与の観点から100μm以下であることが好ましい。ここで、平均粒径とは、レーザー光回折測定法(島津製作所製:SALD−3100)により測定して得られる粒度分布の中心粒径D50%をいう。
ポリアセタール樹脂(A)に緑泥石群鉱石(B)を含有した構成とすることにより、効果的に熱安定性を向上し機械物性を維持することが可能となる。
緑泥石群鉱石(B)は、上述したポリアセタール樹脂(A)100質量部に対し0.001〜40質量部含有されていることが好ましく、0.001〜30質量部含有されていることがより好ましく、0.001〜20質量部含有されていることがさらに好ましく、0.001〜10質量部含有されていることがよりさらに好ましく、0.003〜5質量部含有されていることがさらにより好ましい。このような範囲であれば、より熱安定性に優れたポリアセタール樹脂組成物を提供することができる。
この中でも、緑泥石群鉱物(B)が、クロライト、クックアイト、及びナンタイトからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。これらを単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。特にクロライトが入手の容易さの観点から好ましい。
<その他の材料>
本実施形態のポリアセタール樹脂組成物は、ポリアセタール樹脂(A)及び緑泥石群鉱物(B)の他に、他の無機充填剤、有機充填剤、これらの充填剤を表面処理したもの等を含有することができる。
無機充填剤は繊維状、粉粒子状、板状及び中空状の充填剤が用いられる。繊維状充填としては、ガラス繊維、炭素繊維、シリコーン繊維、シリカ・アルミナ繊維、ジルコニア繊維、窒化硼素繊維、窒化硅素繊維、硼素繊維、チタン酸カリウム繊維、さらにステンレス、アルミニウム、チタン、銅、真鍮等の金属繊維等の無機質繊維があげられる。また、繊維長の短いチタン酸カリウムウイスカー、酸化亜鉛ウイスカー等のウイスカー類も含まれる。
有機充填剤としては、芳香族ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂等の高融点有機繊維状物質も使用する事ができる。
粉粒子状充填剤としては、カーボンブラック、シリカ、石英粉末、ガラスビーズ、ガラス粉、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、珪酸アルミニウム、カオリン、クレー、珪藻土、ウォラストナイトの如き珪酸塩;酸化鉄、酸化チタン、アルミナの如き金属酸化物;硫酸カルシウム、硫酸バリウムの如き金属硫酸塩;炭酸マグネシウム、ドロマイト等の炭酸塩;その他炭化珪素、窒化硅素、窒化硼素、各種金属粉末等があげられる。
板状充填剤としてはマイカ、ガラスフレーク、各種金属箔があげられる。中空状充填剤としては、ガラスバルーン、シリカバルーン、シラスバルーン、金属バルーン等があげられる。これらの充填剤は1種又は2種以上を併用して使用することが可能である。
これらの充填剤は表面処理されたもの、未表面処理のもの、何れも使用可能であるが、成形表面の平滑性、機械的特性の面から表面処理の施されたものの使用のほうが好ましい場合がある。表面処理剤としては従来公知のものが使用可能である。例えば、シラン系、チタネート系、アルミニウム系、ジルコニウム系等の各種カップリング処理剤、樹脂酸、有機カルボン酸、有機カルボン酸とその塩等、界面活性剤が使用できる。具体的にはN−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリスステアロイルチタネート、ジイソプロポキシアンモニウムエチルアセテート、n−ブチルジルコネート等が挙げられる。
また、本実施形態のポリアセタール樹脂組成物には、さらに他の特性を付与するため、他の添加剤、例えば酸化防止剤、熱安定剤及びギ酸捕捉剤などの安定剤、紫外線吸収剤及び光安定剤などの耐候(光)安定剤、離型剤、潤滑剤、導電剤、熱可塑性樹脂、染顔料、顔料、あるいはその他の樹脂を添加してもよい。具体的には、ポリアセタール樹脂100質量部に対し、各添加剤を少なくとも1種を0.01〜10質量部含有させることができる。
酸化防止剤としてはヒンダートフェノール系酸化防止剤が好ましい。例えばn−オクタデシル−3−(3',5'−ジ−t−ブチル−4'−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート、n−オクタデシル−3−(3'−メチル−5'−t−ブチル−4'−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート、n−テトラデシル−3−(3',5'−ジ−t−ブチル−4'−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート、1,6−ヘキサンジオール−ビス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4 −ヒドロキシフェニル)−プロピオネート]、1,4− ブタンジオール−ビス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート]、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]、ペンタエリスリトールテトラキス[メチレン−3−(3',5'−ジ−t−ブチル−4'−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン等が挙げられる。好ましくは、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]及びペンタエリスリトールテトラキス[メチレン‐3−(3',5'−ジ−t−ブチル−4'−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタンである。これらの酸化防止剤は1種類で用いても良いし、2種類以上を組み合わせて用いても良い。
ギ酸捕捉剤としては、アミノ置換トリアジン化合物やアミノ置換トリアジン類化合物とホルムアルデヒドとの縮合物、例えばメラミン・ホルムアルデヒド縮合物等を挙げることができる。他のギ酸捕捉剤としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物、無機酸塩、カルボン酸塩又はアルコキシドが挙げられる。ギ酸補捉剤は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。
耐候(光)安定剤としては、ベンゾトリアゾール系及び蓚酸アニリド系紫外線吸収剤及びヒンダードアミン系光安定剤の中から選ばれる1種若しくは2種以上が好ましい。
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の例としては、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'−ヒドロキシ− 3'、5'−ジ−t−ブチル−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]−2H−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]−2H−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等が挙げられる。蓚酸アリニド系紫外線吸収剤の例としては、2−エトキシ−2'−エチルオキザリックアシッドビスアニリド、2−エトキシ−5−t−ブチル− 2'−エチルオキザリックアシッドビスアニリド、2− エトキシ−3'−ドデシルオキザリックアシッドビスアニリド等が挙げられる。好ましくは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]−2H−ベンゾトリアゾール、2−(2'−ヒドロキシ− 3'、5'−ジ−t−ブチル−フェニル)ベンゾトリアゾールである。これらのベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤はそれぞれ単独で用いても良いし、2種類以上を組み合わせて用いても良い。
ヒンダードアミン系光安定剤の例としては、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、ジブチルアミン・1,3,5−トリアジン・N,N'−ビス(2,2,6,6,テトラメチル−4−ピペリジル−1,6−ヘキサメチレンジアミンとN−(2,2,6,6,テトラメチル−4−ピペリジル)ブチルアミンの重縮合物;ポリ[{6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル}{(2,2,6,6,テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}]、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;デカン2酸ビス(2,2,6,6−テトラメチル−1(オクチルオキシ)−4−ピペリジニル)エステルと1,1−ジメチルエチルヒドロペルオキシドとオクタンの反応生成物;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、メチル1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルセバケート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−セバケート、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)ウンデカン]ジエタノールとの縮合物などが挙げられる。好ましくはビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−セバケート、ビス−(N−メチル−2,2,6,6 −テトラメチル−4−ピペリジニル)セバケート、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)ウンデカン]ジエタノールとの縮合物である。これらヒンダードアミン系光安定剤はそれぞれ単独で用いても良いし、2種以上を組み合わせて用いても良い。
離型剤、潤滑剤としては、アルコール、脂肪酸及びそれらの脂肪酸エステル、平均重合度が10〜500であるオレフィン化合物、シリコーンが好ましく使用される。
導電剤としては、導電性カーボンブラック、金属粉末又は繊維が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリカーネート樹脂、未硬化のエポキシ樹脂が挙げられる。また、これらの変性物も含まれる。熱可塑性エラストマーとしては、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、ポリアミド系エラストマーが挙げられる。
顔料としては、無機系顔料及び有機系顔料、メタリック系顔料、蛍光顔料等が挙げられる。無機系顔料とは樹脂の着色用として一般的に使用されているものを言い、例えば、硫化亜鉛、酸化チタン、硫酸バリウム、チタンイエロー、コバルトブルー、燃成顔料、炭酸塩、りん酸塩、酢酸塩やカーボンブラック、アセチレンブラック、ランプブラック等を言う。有機系顔料とは縮合ウゾ系、イノン系、フロタシアニン系、モノアゾ系、ジアゾ系、ポリアゾ系、アンスラキノン系、複素環系、ペンノン系、キナクリドン系、チオインジコ系、ベリレン系、ジオキサジン系、フタロシアニン系等の顔料である。顔料の添加割合は色調により大幅に変わるため明確にする事は難しいが一般的には、ポリアセタール樹脂と100質量部に対して、0.05〜5質量部の範囲で用いられる。
<ポリアセタール樹脂組成物の製造方法>
本実施形態のポリアセタール樹脂組成物は、上述した成分を混合し、押出機、加熱ロール、ニーダー、バンバリーミキサー等の混練機を用いて混練することにより得られる。特に、押出機による混練が、生産性の観点から好ましい。混練温度は、ベース樹脂の好ましい加工温度に従えばよく、目安としては140〜260℃の範囲、好ましくは180〜230℃の範囲が多く使われる。本実施形態のポリアセタール樹脂組成物を、大量に安定して製造するには、単軸又は二軸の押出機が好適に用いられる。
本実施形態によって得られたポリアセタール樹脂は機械的バランスを有し、熱安定性、耐モールドデポジット性、熱エージング後の色調変化が少なく、さらに耐クリープ性能に優れる。従って様々な用途の成形品に使用することが可能である。
例えば、ギア、カム、スライダー、レバー、軸、軸受け及び、ガイド等に代表される機構部品、アウトサート成形の樹脂部品、インサート成形の樹脂部品、シャーシ、トレー、側板、プリンター及び複写機に代表されるデジタルビデオカメラ、カメラ及び、デジタルカメラに代表されるカメラ、またはビデオ機器用部品、カセットプレイヤー、音楽、映像または情報機器、通信機器用部品、電気機器用部品、電子機器用部品、に用いられる。また、自動車用の部品として、ガソリンタンク、フュエルポンプモジュール、バルブ類、ガソリンタンクフランジ等に代表される燃料廻り部品、ドア廻り部品、シートベルト周辺部品、コンビスイッチ部品、スイッチ類が好適に使用される。さらに、住宅設備機器に代表される工業部品として好適に使用できる。
以下、実施例及び比較例よって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。尚、実施例及び比較例中の用語及び測定法は以下のとおりである。
<エージング後の機械物性>
東芝機械(株)製IS−100GN射出成形機を用いて、ISOの試験片を作製した。作製した試験片を、タバイ製ギアーオーブンに仕込んだ。140℃で1ヶ月の間、エージング処理を行い、取り出し後、これらの試験片を、23℃で50%の湿度に保たれた恒温室で、24時間放置した。放置後の試験片について下記条件にて引張試験を行い、引張り強度を測定した。測定値はn=3の平均値とした。60MPa以上であれば、実用上良好であると判断した。
引張試験機:(株)島津製作所製AG−IS
引張速度 :5mm/min
<色調特性>
東芝機械(株)製IS−100GN射出成形機を用いて、ISOの試験片を作製した。作製した試験片を、タバイ製ギアーオーブンに仕込んだ。なお、仕込み前に、ミノルタ製ハンディカラーテスター(CR−200)を用いて、試験片を2枚重ねて、D65の光源にてエージング前の黄度(b値)を測定した。
その後、140℃で1ヶ月の間、エージング処理を行い、取り出し後、これらの試験片を、23℃で50%の湿度に保たれた恒温室で24時間放置した。放置後の試験片について上記同様の条件にてエージング後の黄度(b値)を測定した。b値は11以下であれば良好とした。
<高温クリープ特性>
東芝機械(株)製IS−100GN射出成形機を用いて、シリンダー温度200℃、射出圧力60MPa、射出時間25秒、冷却時間15秒、金型温度90℃にて、寸法110mm×6.5mm×3mmの短冊状の試験片を作製した。東洋精密製作所(株)製クリープ試験機を用いて、この試験片を80℃に設定されたクリープ試験機に吊るし、荷重応力20MPaの引張応力で、空気中で試験片が破壊されるまでの時間を測定した。高温クリープ性は、n=2で測定した数値の平均値とした。破壊されるまでの時間が長いほど、耐クリープ性に優れる。800時間を超えたら良好とした。
<MD特性>
東洋機械金属(株)製Ti−30G射出成形機を用い、シリンダー温度200℃射出速度100mm/S、射出圧力100kg・f、サイクルタイマー15secでポリアセタール樹脂組成物の射出成形を繰り返した。10000ショット成形を行い、30℃低温金型に付着した付着物を評価した。付着量の少ない順に○→△→×と3段階評価を行った。
○は目視で確認できない状態
×は目視ではっきり確認できる状態
△はその中間とした。
実施例、比較例には下記成分を用いた。
<ポリアセタール樹脂>
熱媒を通すことができるジャッケット付きの2軸セルフクリーニングタイプの重合機(L/D=8(L:重合反応機の原料供給口から排出口までの距離(m)、D:重合反応機の内径(m)。以下、同じ。))を80℃に調整し、トリオキサンを4kg/hr、コモノマーとして1,3−ジオキソランを128.3g/h(トリオキサン1molに対して、3.9mol%)、連鎖移動剤としてメチラール(トリオキサン1molに対して0.20×10-3mol)を連続的に添加した。さらに重合触媒として三フッ化硼素ジ−n−ブチルエーテラート(トリオキサン1molに対して1.5×10-5mol)で連続的に添加し重合を行なった。重合機より排出されたポリアセタールコポリマーをトリエチルアミン0.1%水溶液中に投入し、重合触媒の失活を行なった。失活されたポリアセタールコポリマーを遠心分離機でろ過した後、乾燥後のポリアセタールコポリマーをベント付き2軸スクリュー式押出機に供給し、押出機中の溶融しているポリアセタールコポリマー100質量部に対して水を0.5質量部添加し、押出機設定温度200℃、押出機における滞留時間7分で不安定末端部分の分解除去を行なった。不安定末端部分の分解されたポリアセタールコポリマーは、ベント真空度20Torrの条件下に脱揮され、押出機ダイス部よりストランドとして押出され、ペレタイズされた。
<緑泥石群鉱物>
M−1:構造式が5MgO・Al23・3SiO2・4H2Oで表記され、体積平均粒径が13.2μmのクロライト(富士タルク工業(株)製:商品名「WL−13L」)
M−2:構造式が5MgO・Al23・3SiO2・4H2Oで表記され、体積平均粒径が5.6μmのクロライト(富士タルク工業(株)製:商品名「WL−13J」)
<その他鉱物>
M−3:タルク(日本タルク株式会社製:商品名「MS(表面未処理)」)平均粒径12.6μm
M−4:マイカ(クラレ(株)製:商品名「スゾライト・マイカ200―HK」)
M−5:シリカ(和光純薬工業(株)製:試薬名「シリカgel60」)
〔実施例1〕
上記ポリアセタール樹脂100質量部に、酸化防止剤として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]0.3質量部、及びギ酸捕捉剤としてジステアリン酸カルシウム0.15質量部とヘンシェルミキサーを用いて均一に混合した。この混合物を200℃に設定されたL/D=30の30mmベント付2軸押出機のメインフィード口からフィードし、メインフィード口の下流に設置されたサイドフィード口より表1に示した量のクロライト0.02質量部をフィードし、スクリュー回転数100rpmで溶融混錬することによりポリアセタール樹脂組成物を得た。得られたポリアセタール樹脂のエージング後の機械物性、色調特性、及び高温クリープ特性、MD特性の評価を行った。その結果を表1に示す。
〔実施例2〕
M−2を用いたこと以外は実施例1と同様にしてポリアセタール樹脂組成物を得て、エージング後の機械物性、色調特性、及び高温クリープ特性、MD特性の評価を行った。その結果を表1に示す。
〔比較例1〕
上記ポリアセタール樹脂(融点164.5℃)100質量部に、酸化防止剤として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]0.3質量部及び、ギ酸捕捉剤としてジステアリン酸カルシウム0.15質量部とヘンシェルミキサーを用いて均一に混合した。この混合物を200℃に設定されたL/D=30の30mmベント付2軸押出機のメインフィード口からフィードすることによりポリアセタール樹脂組成物を得た。このポリアセタール樹脂組成物に対して、エージング後の機械物性、色調特性、及び高温クリープ特性、MD特性の評価を行った。その結果を表1に示す。
〔比較例2〜4〕
M−3〜5を用いたこと以外は実施例1と同様にしてポリアセタール樹脂組成物を得て、エージング後の機械物性、色調特性、及び高温クリープ特性、MD特性の評価を行った。その結果を表1に示す。
Figure 0005764520
表1に示した様に、実施例1及び2では、緑泥石群鉱物の添加により、エージング後の色調の黄変度合いが少ないことが確認された。また、熱安定性(エージング後の機械物性)、MD性が優れると共に、高温クリープ特性に優れることが確認された。実施例1〜2の各特性は比較例1の無添加品に対して大幅な向上が見られる。さらに、比較例の3,4,5は、色調変化が大きく、MD性が良好とは言い切れないことが確認された。
本発明のポリアセタール樹脂組成物は、ポリアセタール樹脂が持つ機械的バランスを有し、熱安定性、耐モールドデポジット性、衝撃性が優れると共に、耐熱エージング後の色調変化が少ない。また、耐久性能に優れることから、自動車、電機・電子、その他工業などの幅広い分野で好適に利用できる。

Claims (2)

  1. ポリアセタール樹脂(A)と、
    緑泥石群鉱物(B)とを含有し、
    前記緑泥石群鉱物(B)が、クロライト、クックアイト、及びナンタイトからなる群から選択される少なくとも1種であり、
    前記緑泥石群鉱物(B)の含有量が、前記ポリアセタール樹脂(A)100質量部に対して、0.01〜40質量部である、
    ポリアセタール樹脂組成物。
  2. 前記緑泥石群鉱物の平均粒径が、0.01〜100μmである請求項に記載のポリアセタール樹脂組成物。
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