JP6913443B2 - ポリアセタール共重合体の製造方法 - Google Patents
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Description
そこで本発明においては、熱安定性に優れ、着色が少なく、異物の少ない末端安定化されたポリセタール共重合体を提供することを目的とする。
[1]
(A)末端安定化前のポリアセタール共重合体の末端安定化を、(B)安定剤及び(C)無機フィラーの存在下で行うことを含む、ポリアセタール共重合体の製造方法。
[2]
(A)末端安定化前のポリアセタール共重合体、(B)安定剤、(C)無機フィラー及び(D)末端安定化剤を溶融混練しながら、減圧脱気することを特徴とする[1]に記載のポリアセタール共重合体の製造方法。
[3]
(A)末端安定化前のポリアセタール共重合体、(B)安定剤、及び(C)無機フィラーを溶融混練し、次に(D)末端安定化剤を添加して溶融混練し、更に減圧脱気することを特徴とする[1]に記載のポリアセタール共重合体の製造方法。
[4]
(B)安定剤が、酸化防止剤及び/又はホルムキャッチャー剤であることを特徴とする、[1]〜[3]のいずれかに記載のポリアセタール共重合体の製造方法。
[5]
(C)無機フィラーが、炭酸カルシウム、タルク及びワラストナイトから選択される1又は2以上であることを特徴とする、[1]〜[4]のいずれかに記載のポリアセタール共重合体の製造方法。
[6]
(C)無機フィラーの平均粒子径が、1μm以上であることを特徴とする、[1]〜[5]のいずれかに記載のポリアセタール共重合体の製造方法。
本実施形態のポリアセタール共重合体の製造方法により、熱安定性に優れ、着色が少なく、異物が少ない安定化されたポリアセタール共重合体を得ることができる。
方法1:(A)末端安定化前のポリアセタール共重合体、(B)安定剤、(C)無機フィラー及び(D)末端安定化剤を溶融混練しながら、減圧脱気する方法、及び
方法2:(A)末端安定化前のポリアセタール共重合体、(B)安定剤、及び(C)無機フィラーを溶融混練し、次に(D)末端安定化剤を添加して溶融混練し、更に減圧脱気する方法、
等が挙げられる。
また、上記[1’]及び[2’]の方法における、(B)安定剤及び(C)無機フィラーを添加する対象の(A)末端安定化前のポリアセタール共重合体は、(A)末端安定化前のポリアセタール共重合体及び(D)末端安定化剤の混合物であってもよい。
ここで、上記[1]の事前に添加する方法の場合、(D)末端安定化剤は、そのままの状態で、或いは水等で希釈して添加することができるが、かかる添加の後に温度を100℃以上にして乾燥し、水分率を100ppm以下、好ましくは50ppm以下にすることが好ましい。
本実施形態における末端安定化前のポリアセタール共重合体は、公知の方法で重合して得られるポリアセタール共重合体で、且つ、不安定な末端部を有するポリアセタール共重合体であれば特に制限されないが、例えば、ポリアセタール共重合体の一部の分子末端に−(OCH2)n−OH基を有し、加熱等により容易に分解し、ホルムアルデヒドを発生するポリアセタール共重合体を好適に挙げることができる。
以上の重合触媒の失活操作及び重合触媒の揮発低減操作は、必要に応じて、重合反応によって得られたポリアセタール共重合体を粉砕した後で行ってもよい。
本実施形態における安定剤としては、本実施形態の効果を損なわない範囲で、従来のポリアセタール樹脂に使用されている添加剤である、酸化防止剤、ホルムキャッチャー剤、紫外線吸収剤、潤滑剤、及び帯電防止剤等を使用することがでる。これらは、1種のみを単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。中でも、酸化防止剤、ホルムキャッチャー剤が好適に使用できる。
本発明に用いる無機フィラーとしては、末端安定化前のポリアセタール共重合体の末端の安定化を妨げず、且つ、末端安定化前後のポリアセタール樹脂に悪影響を与えないものであれば特に制限されず、例えば、シリカのような酸化物;炭酸カルシウムのような炭酸塩;硫酸バリウムのような硫酸塩;タルク、マイカ、ワラストナイトのようなケイ酸塩等が挙げられ、これらは1種で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。上記無機フィラーの中でも、好ましくは、炭酸カルシウム、タルク、ワラストナイトである。また、その平均粒子径は、熱安定性と異物の観点から、1μm以上が好ましく、5μm以上がより好ましい。
本実施形態における末端安定化剤としては、末端安定化前のポリアセタール共重合体の不安定な末端部分を分解除去し、安定化するものであれば特に制限されず、
アンモニア;
トリエチルアミン、トリブチルアミン等の脂肪族アミン化合物;
ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カリシウム又はバリウム等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物;
ギ酸塩、酢酸塩、ステアリン酸塩、パルミチン酸塩、プロピオン酸塩及びシュウ酸塩のような、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の有機酸塩;
等の塩基性物質が挙げられ、これらの中でも、脂肪族アミン化合物が好ましく、トリエチルアミンがさらに好ましい。
上記非置換アルキル基及び置換アルキル基は、直鎖状、分岐状、又は環状である。
上記置換アルキル基の置換基は、ハロゲン、水酸基、アルデヒド基、カルボキシル基、アミノ基、又はアミド基である。
また、上記アリール基、アラルキル基、アルキルアリール基中のアリールの水素原子は、ハロゲンで置換されていてもよい。
nは1〜3の整数を表す。Xは水酸基、又は炭素数1〜20のカルボン酸、水素酸、オキソ酸、無機チオ酸もしくは炭素数1〜20の有機チオ酸の酸残基を表す。
また、上記第4級アンモニウム化合物の形態は、水酸化物;塩酸、臭酸、フッ酸などの水素酸塩;硫酸、硝酸燐酸、炭酸、硼酸、塩素酸、よう素酸、珪酸、過塩素酸、亜塩素酸、次亜塩素酸、クロロ硫酸、アミド硫酸、二硫酸、トリポリ燐酸等のオキソ酸塩;ギ酸、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、イソ酪酸、ペンタン酸、カプロン酸、カプリル酸、安息香酸、シュウ酸等のカルボン酸塩等の形態でもよいが、水酸化物は強アルカリであり取扱いに注意することが必要であるため、塩の形で使用することが好ましく、カルボン酸塩がより好ましく、ギ酸塩がさらに好ましい。
熱媒を通すことのできるジャケット付き2軸パドル型連続重合反応機((株)栗本鐵工所性、径2B、L/D=14.8)を温度80℃に調整した。重合触媒として三フッ化ホウ素−ジ−n−ブチルエーテラートをシクロヘキサンにて0.26質量%に希釈した触媒調合液を69g/時間、トリオキサンを3500g/時間、1,3−ジオキソランを121g/時間、分子量調節剤としてメチラールを1.8g/時間で、重合反応機に連続的に供給し重合を行った。重合反応機から排出されたものを、0.5質量%のトリエチルアミン水溶液中に投入し重合触媒の失活を行った後、濾過、洗浄、乾燥を行い、ポリアセタール共重合体を得た。得られたポリアセタール共重合体は、重合収率80%、融点164℃、メルトフローインデックス9.8g/10分であった。
B−1: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](Irganox245、BASF(株)社製)
B−2:テトラキス[メチレン−3(3’−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン(Irganox1010、BASF(株)社製)
B−3:N,N’−ビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニル]ヒドラジン(IrganoxMD1024、BASF(株)社製)
B−4:メラミン(日産化学工業(株)社製)
C−1:タルク(MS(表面未処理、平均粒子径14.2μm)、日本タルク(株)社製)
C−2:タルク(P−3(表面未処理、平均粒子径5.1μm)、日本タルク(株)社製)
C−3:タルク(D−600(表面未処理、平均粒子径0.6μm)、日本タルク(株)社製)
C−4:ワラストナイト(VM−8N(表面未処理、平均粒子径11μm)、林化成(株)社製)
C−5:炭酸カルシウム(BF−200(表面未処理、平均粒子径5μm)、白石カルシウム(株)社製)
C−6:炭酸カルシウム(ソフトン2200(表面未処理、平均粒子径1μm)、白石カルシウム(株)社製)
D−1:トリエチルアミン
D−2:トリエチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムギ酸塩
D−3:トリプロピル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムギ酸塩
安定化後のポリアセタール共重合体を、230℃の窒素下流中で溶解させ、50分間に発生したホルムアルデヒドを水に吸収させ、かかるホルムアルデヒドの量(ppm)を滴定により測定した。ホルムアルデヒドの量(ppm)が少ないほど、ポリアセタール共重合体の熱安定性が高いことを表す。
安定化後のポリアセタール共重合体を、color meter ZE2000(日本電色工業製)で、L、a、bを測定し、bを色調値とした。bが低い値であるほど、着色が少ないことを表す。
安定化後のポリアセタール共重合体を、220℃に設定したホットプレス(松田製作所製)で、型枠として180mm×180mm×2mm(厚み)を用いて、平板をプレス成形し、成形片を得た。上記成形片の両面について、ルーぺを用いて目視により0.1mm以上の異物の数を測定した。異物は、黒、茶、赤、黄等の色があるが全てを数えた。
(A)末端安定化前のポリアセタール共重合体100質量部に、(B−1)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]0.2質量部、(C−1)タルク0.1質量部を均一添加混合し、200℃に設定されたベント付の2軸押出し機(L/D=40,ここで、Lは、押出し機のシリンダーの長さを表し、Dは、押出し機のシリンダーの直径を表す。)に供給し、末端安定化ゾーンに、(D−1)0.8質量%トリエチルアミン水溶液を、窒素の量に換算して20ppmになるように液添し、90KPaで減圧脱気しながら安定化させ、ペレタイザーにてペレット化した。その後100℃で2時間乾燥を行い、安定化されたポリアセタール共重合体を得た。
安定化されたポリアセタール共重合体において、熱安定性、色調、及び異物の測定を実施した。結果を表1に示す。
(B)安定剤、(C)無機フィラーを表1に示す種類、量としたこと以外は、実施例1と同様の操作を行った。結果を表1、及び表2に示す。
(D−1)トリエチルアミン水溶液に代えて、第4級アンモニウム化合物として、(D−2)トリエチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムギ酸塩、又は(D−3)トリプロピル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムギ酸塩を使用し、事前に(A)末端安定化前のポリアセタール共重合体に、水で1/1000倍に希釈した(D−2)トリエチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムギ酸塩、又は(D−3)トリプロピル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムギ酸塩を、窒素の量に換算して20ppmになるように添加し、その後100℃にて3時間乾燥し、水分を除去した。なお、(A)と(D−1)又は(D−2)との混合物の水分率は、共に30ppmであった。次に、(A)と(D−1)又は(D−2)との混合物それぞれに、(B−1)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]0.2質量部、(C−1)タルク0.1質量部を均一添加混合し、200℃に設定されたベント付の2軸押出し機(L/D=40)に供給し、90KPaで減圧脱気しながら安定化させ、ペレタイザーにてペレット化した。その後100℃で2時間乾燥を行い、安定化されたポリアセタール共重合体を得た。
安定化されたポリアセタール共重合体において、熱安定性、色調、及び異物の測定を実施した。結果を表1に示す。
(A)末端安定化前のポリアセタール共重合体を、200℃に設定されたベント付の2軸押出し機(L/D=40)に供給し、(D)0.8質量%トリエチルアミン水溶液を、窒素の量に換算して20ppmになるように液添し、90KPaで減圧脱気しながら安定化させ、ペレタイザーにてペレット化した。その後100℃で2時間乾燥を行い、安定化されたポリアセタール共重合体を得た。
安定化されたポリアセタール共重合体において、熱安定性、色調、及び異物の測定を実施した。結果を表3に示した。
(B)安定剤、(C)無機フィラーをそれぞれ単独で添加した以外は、実施例1と同様の操作を行った。結果を表3に示す。
比較例2で得られた末端安定化後ポリアセタール共重合体に、更に(C)無機フィラーを添加し押出しペレット化した。
具体的には、ベント付の単軸押出し機(L/D=24)を200℃に設定し、(C)無機フィラーを比較例2のペレットに添加して上記押出し機に供給した。この時、ベントの減圧度は90kPaであった。結果を表3に示す。
Claims (6)
- (A)末端安定化前のポリアセタール共重合体の末端安定化を、(B)安定剤、(C)無機フィラー(ただし、窒化硼素は除く)及び(D)末端安定化剤(ただし、前記(C)無機フィラーは除く)の存在下で行うことを含む、
ポリアセタール共重合体の製造方法。 - (A)末端安定化前のポリアセタール共重合体、(B)安定剤、(C)無機フィラー及び(D)末端安定化剤を溶融混練しながら、減圧脱気することを特徴とする、請求項1に記載のポリアセタール共重合体の製造方法。
- (A)末端安定化前のポリアセタール共重合体、(B)安定剤、及び(C)無機フィラーを溶融混練し、次に(D)末端安定化剤を添加して溶融混練し、更に減圧脱気することを特徴とする、請求項1に記載のポリアセタール共重合体の製造方法。
- (B)安定剤が、酸化防止剤及び/又はホルムキャッチャー剤であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載のポリアセタール共重合体の製造方法。
- (C)無機フィラーが、炭酸カルシウム、タルク及びワラストナイトから選択される1又は2以上であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載のポリアセタール共重合体の製造方法。
- (C)無機フィラーが、酸化物、炭酸塩、硫酸塩及びケイ酸塩から選択される1又は2以上であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載のポリアセタール共重合体の製造方法。
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