JPH04145115A - ポリオキシメチレン共重合体組成物 - Google Patents

ポリオキシメチレン共重合体組成物

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JPH04145115A
JPH04145115A JP26641390A JP26641390A JPH04145115A JP H04145115 A JPH04145115 A JP H04145115A JP 26641390 A JP26641390 A JP 26641390A JP 26641390 A JP26641390 A JP 26641390A JP H04145115 A JPH04145115 A JP H04145115A
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polyoxymethylene copolymer
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polyoxymethylene
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Hirohisa Morishita
森下 広久
Kazuhiko Matsuzaki
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はポリオキシメチレン共重合体に関する。さらに
詳しくは、本発明は限定された末端基組成を有する安定
性に優れたポリオキシメチレン共重合体に関するもので
ある。
[従来の技術] ポリオキシメチレン共重合体は通常ホルムアルデヒド、
またはトリオキサンと環状エーテルとを共重合すること
によって得られる。米国特許筒3、027.352号明
細書には、トリオキサンとエチレンオキシド、1,3−
ジオキソランとをカチオン共重合して得られる共重合体
の記述がある。
また、米国特許筒3.337.503号明細書には、ト
リオキサンの重合時に、分子量調節剤としてメチラール
を使用することが開示されている。メチラールを分子量
調節剤として使用すると得られた重合体の末端基はメト
キシ基となる。
ホルムアルデヒド、トリオキサンのカチオン触媒を用い
た重合時にはハイドライドシフト(水素引き抜き反応)
が起こり、重合体の主鎖が切断され、高分子−の重合体
を得ることができない。しかも切断された末端は、メト
キシ基とホルメート基となることが知られている。
一方、トリオキサンとエチレンオキシドなどのアルキレ
ンオキサイドとの共重合時には、水、メタノール、蟻酸
等の水酸基を有する化合物が存在すると、それらが連鎖
移動剤として機能し、不安定な末端構造を形成する。通
常重合後の後処理によって、これらの不安定な末端構造
を分解し、末端基をヒドロキシエトキシ基として安定化
せしめる方法が採用されているが、蟻酸の場合には、さ
らに末端ホルメート基が同時に形成される。重合体中の
末端ホルメート基の量が多いと、安定性に優れた重合体
を得ることができない。
[発明が解決しようとする課題] 以上の如く、従来の技術で合成されたポリオキシメチレ
ン共重合体は、重合時トリオキサン中の不純物である蟻
酸による連鎖移動反応、及びカチオン触媒による副反応
であるハイドライドシフト反応によって末端ホルメート
基が形成され末端ホルメート基を低減することが困難で
あった。
本発明は、優れた安定性を有するポリオキシメチレン共
重合体に関するものである。更に詳しくは、特に長期の
耐熱性及び耐熱水性に優れたポリオキシメチレン共重合
体に関するものである。
[課題を解決するための手段及び作用]本発明者らは、
ポリオキシメチレンの安定性について鋭意研究の結果、
ポリオキシメチレン共重合体の末端ホルメート基量を、
ある範囲以下にすることによって、極めて優れた安定性
、特に優れた長期の耐熱性及び耐熱水性のポリオキシメ
チレン共重合体が得られることを見いだし本発明を開発
するに至った。
すなわち本発明は、 オキシメチレン単位(−CH20−)と、オキシメチレ
ン単位 Ro。
(RO,Roo:同−又は、異なって水素、アルキル基
、アリール基より選ばれ、更に異なる炭素原子に結合す
るRo、異なる炭素原子に結合するRo゛もそれぞれ同
−又は、異なって水素、アルキル基、アリール基より選
ばれる。nは1以上の整数、m=2〜6)からなるポリ
オキシメチレン共重合体であって、重合体の赤外線分光
測定において、末端基ホルメートに起因する吸光度(D
、7.。)が、メチレン基に起因する吸光度(D、、、
。)に対して下記で示される範囲にあることを特徴とす
る安定性に優れたポリオキシメチレン共重合体に関する
ものである。
次に本発明を具体的に説明する。
本発明のボリオキシメヂレン共重合体は、ホルムアルデ
ヒドもしくはトリオキサンと、−11fl1式(Ro、
RQ’:同−又は、異なって水素、アルキル基、アリー
ル基より選ばれ、更に異なる炭素原子に結合するR8、
異なる炭素原子に結合するR0゛もそれぞれ同−又は、
異なって水素、アルキル基、アリール基より選ばれる。
rn==2〜6)で表される環状エーテル、 もしくは−数式 (RO、Ro’:同−又は、異なって水素、アルキル基
、アリール基より選ばれ、更に異なる炭素原子に結合す
るRo、異なる炭素原子に結合するRooもそれぞれ同
−又は、異なって水素、アルキル基、アリール基より選
ばれる。m=2〜6)で表される環状ホルマールとをカ
チオン触媒を用いて共重合して、得ることが出来る。
本発明の重合体を得るために用いられる環状エーテルと
しては、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシ
ド、ブチレンオキシド、スチレンオキシドなどが挙げら
れる。
環状ホルマールとしては、例えば、エチレングリコール
ホルマール(1,3−ジオキソラン)、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−ベン
タンジオールポルマール、1.6−ヘキサンジオールホ
ルマールなどが挙げられる。特に好ましいコモノマーは
エチレングリコールホルマール(I、3−ジオキソラン
)である。
又本発明の重合体はポリアセタールホモポリマーと上記
の環状エーテルもしくは環状ホルマールとをカチオン触
媒の存在下で反応させることによっても得ることが出来
る。
本発明の重合体を得るために用いられるカチオン重合触
媒としては、パーフルオロアルキルスルホン酸又はその
誘導体が適している。具体的には例えば、トリフルオロ
メタンスルホン酸、ペンタフルオロエタンスルホン酸、
及びこれら超強酸の無水物、あるいは超強酸のアルキル
エステルなどが挙げられる。また、触媒の濃度としては
、重合活性が充分であれば低い方が好ましい。触媒1度
が高いとポリマー中に残存した触媒が解重合を起こすた
め熱安定性を低下させる。本発明においては触媒濃度は
、生モノマーに対し、IX]、0−’〜2X10−’m
oβ%の範囲が好ましい。
本発明者らは、パーフルオロアルキルスルホン酸又はそ
の誘導体をカチオン重合触媒として用いた場合に、通常
、トリオキサンの重合あるいは共重合に用いられている
カチオン重合触媒である3フツ化ホウ素等のルイス酸触
媒に比較し、特異的に、重合時の副反応であるパイドラ
イドシフトが抑制されることを見いだした。
このことは、従来カチオン重合では、fi 0時の副反
応のために製造が困難であったより高い分子量のポリオ
キシメチレン重合体の製造が、容易になることを意味す
る。
重合後、重合ポリマー中に含まれる触媒は、解重合を起
こすため、一般に触媒を失活するために、トリエチルア
ミンなどの塩基性物質を含む水溶液、あるいは有機溶媒
と接触させるか、あるいは塩基性物質を添加溶融混合す
ることによって中和失活する。また、本発明者らは少な
(とも2種類以上の金属酸化物あるいは金属水酸化物か
らなる結晶性の酸吸着剤を添加溶融混合することによっ
て、失活する事が非常に効果的であることも見いだした
。更に詳しくは、ポリオキシメチレン共重合体100重
量部に対し、 a、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、3
価及び4価元素の酸化物より選ばれる少なくとも2種の
酸化物を主成分とするイオン吸着体。
又は b、一般式 M 1  +−x  M 2 x(OH)  2  A
″−x/n’m H20(但し、式中M1はアルカリ土
類金属より選ばれる少なくとも1種の2価金属を示し、
M2は3価金属を示し、A″−は0価のアニオンを示す
。またXはO<x≦0.5であり、mは正の数である。
) で表されるイオン吸着体 より選ばれる少なくとも1種を0.01〜5.0wt%
更に好ましくは0.01−1wt%添加し溶融混合する
ことが好ましい。ここで、アルカリ金属酸化物としては
、例えばNa2O,Kg O等が挙げられ、アルカリ土
類金属酸化物としては、例えばMgO,CaO等が挙げ
られ、更に3価及び4価元素の酸化物としては、例えば
A t2 t O3゜S 10 z + T L O2
等が挙げられる。これら酸化物より選ばれる少なくとも
2種の酸化物を主成分とするイオン吸着体として、具体
的には2.5Mg0−AQ□03 ・nH2O,2Mg
0−6SiOz ”nHz O,Aflz Os ”9
SiOz−nHz  O,AAz  03  ”Naz
  O’  2COs  ”n H20、Mga7AA
a301.15 等が挙げられる。また一般式 M L
 +−xM 2−(OH)  2A ’−x/n’m 
H20において、Mlの例としては、Mg、Ca等、M
2の例としては、B。
Aj2.Ga、In、Ti、TQ等、A’−の例として
ばCO,”−、OH−、HCO,−、H2PO,−。
No、−、I−、サルチル酸イオン−、クエン酸イオン
−1酒石酸イオンー等が挙げられる。特に好ましい例と
してはCo32−、OH−が挙げられる。この種のイオ
ン吸着体の具体例としては、Mgo7sAffa、zs
 (OH) 2 COs Q、126  ”0.5H,
Oで示される天然ハイドロタルサイト、Mg+、s A
j2z  (OH)+aCOa−3,5H,O等で示さ
れる合成ハイドロタルサイトがある。
分子量調節剤は、アルコール、エーテル類か好ましく、
特にメチラールなどのアルキルエーテルが最も好ましい
。この他、水、蟻酸、蟻酸メチルなども分子量調節剤と
して有効であるが、本発明においては、特に蟻酸、蟻酸
メチルでは末端フォルメート基を形成するため好ましく
ない。また、水も不安定な末端水酸基を形成するために
好ましくない。従って、モノマー中に不純物として水、
蟻酸あるいは蟻酸メチルが含まれる場合には、重合に先
立ち精製しこれらの不純物を極力低減させる必要がある
。好ましい、モノマー中の水、蟻酸、蟻酸メチルの量は
、それぞれ40i)f)m以下である。
本発明の重合体の分子量は、1.0.000〜200.
000の範囲が好ましい。分子量が10.000以下で
は充分な機械物性を得ることがa来ない。また、分子量
が200,000以上になると、成形、押し出し等の加
工性が著しく低下し、実用的でない。
本発明においては、重合体の末端基構造及び末端基組成
が極めて重要なポイントである。
本発明において重合体の末端基としては、メトキシ基(
−〇CH3)等のアルコキシ基、ヒドロキシアルコキシ
基 (Ro、Roo:同−又は、異なって水素、アルキル基
、アリール基より選ばれ、更に異なる炭素原子に結合す
るRo、異なる炭素原子に結合するRo゛もそれぞれ同
−又は、異なって水素、アルキル基、アリール基より選
ばれる。m=2〜6)、ホルメート基である。これら以
外の末端基、例えば、オキシメチレンユニットに付加し
た水酸基は、非常に不安定で、重合後の後処理、例えば
アルカリ性物質の存在下での加熱分解によって、分解除
去し、ヒドロキシアルコキシ基と°しなければならない
本発明では、これら末端基において、ホルメートの量が
最も重要なポイントである。共重合体のホルメート末端
基の量は、重合体を熱プレスして得たフィルムの赤外線
分光スペクトルにより測定できる。末端ホルメートに起
因する吸収波数(ν)は1710cm−’であり、ポリ
オキシメチレン主釦のメチレン基に起因する吸収波数(
V)は1470cm−’である。共重合体の末端ポルメ
ート基の量はこれら吸光度の比D17.。/DI47゜
で表すことができる。
本発明における共重合体のホルメート基の量はD l7
10/ D I470として0.025以下、更に好ま
しくは0.020以下でなけばならない。
D l710/ D I470がこれ以上の場合には、
共重合体の耐熱エージング特性及び耐熱水性が低下する
[実施例コ 以下実施例により本発明を説明するが、実施例により本
発明が何等限定されるものではない。
なお実施例中の測定項目は次の通りである。
1、末端ホルメート:共重合体を200’t:で熱プレ
スし、15μのフィルムを形成する。得られたフィルム
の赤外線吸収スペクトルを取り、シ=1710cm−’
での吸光度とV=1470cm−’の吸光度の比D l
710/ D I470を計算する。
2、オキシアルキレンユニット挿入量;共重合体10g
を100rrl!の3N  HCu水溶液に入れ密封容
器中で、120tX2時間加熱し分解させる。冷却後水
溶液中のアルキレングリコール、ジアルキレングリコー
ル、トリアルキレングリコールの量をガスクロマトグラ
フィー(F I D)にて測定し、オキシアルキレンユ
ニットの量を共重合体のオキシメチレンユニットに対す
るモル%で表す。
3、MI:ASTM  D−1238−86に基づく。
4、熱安定性ニジリンダ−温度230t:の射出成形機
(アーブルグオールラウンダ−100、ウェスターン・
トレーデイングー製)に樹脂を滞留させて12X120
x3mmの成形片を成形し成形片表面にシルバーストリ
ークが発生する時間(min)を求める。値が高いはど
ポリマーの熱安定性が優れる。
5、耐熱エージング:ASTM  D−638に基づく
引っ張り試験片を、140t:ギアーオーブン(田葉井
製作所製、GPS−222型)に保持し評価した。測定
項目は引張強度保持率である。
6、耐熱水性:ASTM  D−638に基づく引っ張
り試験片を、120℃に調節した熱水中(流水式)に浸
漬し評価した。測定項目は引張強度保持率である。
[実施例−IJ 高度に精製したトリオキサン(トリオキサン中の水≦5
ppm、蟻酸≦5ppm)2000g、1.3−ジオキ
ソラン(トリオキサンに対し5moβ%)、およびメチ
ラール(トリオキサンに対し0.2moβ%)を2枚の
Σ羽根を有するジャケット付きのニーダーに入れて70
℃に昇温した。ついでトリフルオロメタンスルホン酸の
ジオキサン溶液(0,002mog、/J2)をトリフ
ルオロメタンスルホン酸がトリオキサンに対し5X10
−6moρ%となるように加え重合を行った。反応開始
後、15m1n経過したところでジャケットに冷水を入
れ窒素雰囲気下冷却した。
1時間後、ニーダ−の内容物を取り出し失活剤どしてM
 g 0.71!A Q 0.2801.128  (
キョワードKW2300 協和化学)を得られたポリマ
ーに対し0.1wt%添加し、ベント付きの2軸押し出
し機を用いて、200℃で押し出した。更に、得られた
ポリマー100重量部に対しトリエチルアミン1重量部
、水5重量部、2,2−メチレンビス−(4メチル−6
−t−ブチルフェノール)を0.2重量部添加し、ベン
ト付き単軸押し出し機で押し出した(押し出し温度20
0℃、ベント圧力20〇七。r r ) e得られた共
重合体の末端ホルメート、オキシアルキレンユニット挿
入量。
MI、熱安定性、耐熱エージング、耐熱水性を評価した
。結果を表−1に示す。耐熱エージング。
耐熱水性共に、2000時間経過後の引張強度保持率は
80%以上であった。
[実施例−2〜17] 実施例−1と同様の方法で、触媒濃度、1,3−ジオキ
ソランの量、メチラールの量、あるいはコモノマーの種
類などを変えて表−1に示す条件でポリオキシメチレン
共重合体を合成した。得られたポリマーを実施例−1と
同様の処理を行ない、同様の評価を行った。結果を表−
1に示す。
いずれも実施例−1と同様、耐熱二−ジング、耐熱水性
共に優れており、2000時間経過後の引張強度保持率
は80%以上であった。
[比較例−1〜7] 実施例−1の装置を用い、重合触媒としてトリフルオロ
メタンスルホン酸に変えて、3フツ化ホウ素ジブチルエ
ーテレート(0,02moff/Lベンゼン溶液)を用
い、触媒濃度としてトリオキサンに対し5X10−”m
o4%を加えた外は実施例−1と同様の方法で、コモノ
マー量、分子量調節剤としてメチラールの量を種々変え
、ポリオキシメチレン共重合体を重合し、実施例−1と
同様に失活剤と溶融混合した。得られたポリマーを実施
例−1と同様の処理を行ない、評価を行った。
結果を表−1に示す。いずれも実施例に比べ、耐熱エー
ジング、耐熱水性共に劣っており、2000時間経過後
の引張強度保持率は50%以下であった。
[比較例−8,9コ 実施例−5の条件でポリオキシメチレン共重合体を重合
し、重合後の冷却をAirlvoff%含む窒素雰囲気
下で行った外は、実施例−1と同様の方法でポリオキシ
メチレン共重合体を得た。得られたポリマーを実施例−
1と同様の評価を行った。結果を表−1に示す。いずれ
も実施例に比べ、耐熱エージング、耐熱水性共に劣って
おり、2000時間経過後の引張強度保持率は50%以
下であった。
[実施例−18〜23] 実施例−3の条件でポリオキシメチレンコポリマーを重
合し、重合後の失活剤として表−2に示す失活剤を用い
、実施例−3と同様の方法で、溶融混合した。得られた
ポリマーを実施例−3と同様の処理を行ない、同様の評
価を行った。結果を表−2に示す。いずれも実施例−1
と同様、耐熱エージング、耐熱水性共に優れており、2
000時間経過後の引張強度保持率は80%以上であっ
た。
[実施例−24] 内径が50mmの円が一部重なった断面を有し、L/D
= 14の外側に熱媒を通すことの出来るジャケット付
きのバレルと、その内側に互いにかみ合う多数のパドル
の付いた二本の回転軸からなる連続式混合反応機(KR
C−ニーダ−栗本鉄鋼所■製)を用い、ジャケット温度
80℃、回転数78rpmで、トリオキサン(2K g
/h)、[3−ジオキソラン(トリオキサンに対し5m
og%)、メチラール(トリオキサンに対し0.3mo
12%)、及びトリフルオロメタンスルホン酸のジオキ
サン溶液(0,002moff/β)をトリフルオロメ
タンスルホン酸がトリオキサンに対し5X10−’mo
n%となるように連続的に供給し重合を行った。重合機
より出たポリマーを窒素雰囲気下で取り出し、次いでポ
リマーに失活剤としてM g o7sA A 0.28
01.128  (キョワードKW2300  協和化
学)をポリマーに対しO,1wt%添加し、ベント付き
の2軸押し出し機を用いて、200℃で押し出したa更
に、得られたポリマー100重量部に対しトリエチルア
ミン1重量部、水5重量部、2,2−メチレンビス−(
4メチル−6−t−ブチルフェノール)を0.2重量部
添加し、ベント付き単軸押し出し機で押し出した(押し
出し温度200℃、ベント圧力200torr)。得ら
れた共重合体を実施例−1と同様に評価した。結果を表
−2に示す。耐熱エージング、耐熱水性共に、2000
時間経過後の引張強度保持率は80%以上であった。
[比較例−10] 実施例−24と、同じ重合装置を用い、重合触媒として
トリフルオロメタンスルホン酸に変え3フツ化ホウ素ジ
ブチルエーテレート(0,02m、 oρ/Lベンゼン
溶液)を用い、触媒濃度としてトリオキサンに対し5X
10−3mon%で連続的に供給し、た外は実施例−2
3と同様の条件でポリオキシメチレン共重合体を重合し
た。重合機よりのポリマーは、直接5wt%のトリエチ
ルアミン水溶液の中に取り出し、重合触媒を失活した。
得られたポリマーをろ過し、窒素気流下で加熱(135
℃)乾燥した。次いで実施例−23と同様に、得られた
ポリマー100重量部に対しトリエチルアミン1重量部
、水5重量部、2.2−メチレンビス−(4メチル−6
−t−ブチルフェノール)を0.2重量部添加し、ベン
ト付き車軸押し出し機で押し出した(押し出し温度20
0℃、ベント圧力200torr)。得られた共重合体
を実施例−23と同様に評価した。結果を表−2に示す
。耐熱エージング、耐熱水性共に、2000時間経過後
の引張強度保持率は50%以下であった。
(以下余白) [発明の効果] 本発明の共重合体は、強度、剛性、疲労特性、摩擦摩耗
特性、熱安定性等に優れており、従来のポリオキシメチ
レン単独重合体及び共重合体が使用されてきた用途、例
えばカム、ギア、スイッチ、ハンドル、レバー、リール
、ハブ、軸受けなどの各種機構部品、ファスナー、ボタ
ン、クリップなどの各種雑貨部品、その他多くの自動車
、電気、電子部品などに用いることができる。また、木
共重合体の優れた特性を生かし、ポンプインペラー、ポ
ンプケーシング、シャワーノズル、蛇口などの水回りの
部品に用いることができる。その他、押し出し棒、シー
ト、ブローなどの加工も可能である。また、従来公知の
添加剤、例えば各種の酸化防止剤、熱安定剤、顔料、核
剤、帯電防止剤、耐候剤など、各種の強化材料、例えば
カーボンファイバー、ガラスファイバー、ガラスピーズ
、タルク、マイカなどの添加、配合ができる。
そのほか、ポリウレタン、PMMA、PEなどとのポリ
マーブレンド、ポリマーアロイが可能である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)オキシメチレン単位(−CH_2O−)と、オキ
    シアルキレン単位 ▲数式、化学式、表等があります▼ (R_0、R_0′:同一又は、異なって水素、アルキ
    ル基、アリール基より選ばれ、更に異なる炭素原子に結
    合するR_0、異なる炭素原子に結合するR_0′もそ
    れぞれ同一又は、異なって水素、アルキル基、アリール
    基より選ばれる。nは1以上の整数、m=2〜6)から
    なるポリオキシメチレン共重合体であって、重合体の赤
    外線分光測定において、末端基ホルメートに起因する吸
    光度(D_1_7_1_0)が、メチレン基に起因する
    吸光度(D_1_4_7_0)に対して下記で示される
    範囲にあることを特徴とするポリオキシメチレン共重合
    体。 D_1_7_1_0/D_1_4_7_0≦0.025
    (2)D_1_7_1_0/D_1_4_7_0≦0.
    02であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    のポリオキシメチレン共重合体。 (3)ポリオキシメチレン共重合体100重量部に対し
    、 a、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、3
    価及び4価元素の酸化物より選ばれる少なくとも2種の
    酸化物を主成分とするイオン吸着体。 又は b、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (但し、式中M1はアルカリ土類金属より選ばれる少な
    くとも1種の2価金属を示し、 M2は3価金属を示し、A^n^−はn価のアニオンを
    示す。またxは0<x≦0.5であり、mは正の数であ
    る。) で表されるイオン吸着体 より選ばれる少なくとも1種を0.01〜5.0wt%
    含む特許請求の範囲第1項又は第2項記載のポリオキシ
    メチレン共重合体。
JP02266413A 1990-10-05 1990-10-05 ポリオキシメチレン共重合体組成物 Expired - Lifetime JP3101766B2 (ja)

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EP1070755A1 (en) * 1999-07-22 2001-01-24 SNAMPROGETTI S.p.A. Liquid mixture consisting of diesel gas oils and oxygenated compounds
US6506850B1 (en) 1998-09-24 2003-01-14 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Polyoxymethylene copolymer and composition thereof
JP2003506552A (ja) * 1999-08-06 2003-02-18 ティコナ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 低放散性着色ポリオキシメチレン成形材料

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