JPH11181231A - 繊維強化ポリアセタール樹脂組成物 - Google Patents
繊維強化ポリアセタール樹脂組成物Info
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- JPH11181231A JPH11181231A JP35705097A JP35705097A JPH11181231A JP H11181231 A JPH11181231 A JP H11181231A JP 35705097 A JP35705097 A JP 35705097A JP 35705097 A JP35705097 A JP 35705097A JP H11181231 A JPH11181231 A JP H11181231A
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Abstract
親和性を改良し、熱水浸漬や一定応力下での破断寿命
(クリープ特性)を大幅に改善した繊維強化ポリアセタ
ール樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 (A) ポリアセタール樹脂60重量%以上95
重量%未満と、(B)繊維状無機充填材3〜35重量%と、
(C) 3官能イソシアネート化合物0.1 〜5重量%と、
(D) アミン類またはSn、Zn、Pbより選ばれた金属を含有
する有機金属化合物0.005 〜2.0 重量%よりなる繊維強
化ポリアセタール樹脂組成物。
Description
脂と繊維状無機充填材との親和性を改良し、熱水浸漬や
一定応力下での破断寿命(クリープ特性)を大幅に改善
した繊維強化ポリアセタール樹脂組成物に関する。
セタール樹脂は機械的、熱的特性、電気的特性、摺動
性、成形性、成形品の寸法安定性等において優れた特性
を持っており、構造材料や機構部品として電気機器、自
動車部品、精密機械部品等に広く使用されている。ま
た、ポリアセタール樹脂の機械強度を上げる為、他樹脂
と同様に繊維状の充填材を添加することが行われるが、
ポリアセタール樹脂は他物質との親和性が低い為、単純
に繊維状充填材を添加しても大きな機械強度の向上が見
られないという問題がある。これらに関しては特開昭5
2−36141号公報にみられるようにイソシアネート
化合物を添加する方法が提案されている。無機充填材と
イソシアネート化合物を併用した場合、ポリアセタール
樹脂の初期強度は向上し、乾燥下での熱劣化に対しては
補強効果を発現する。ところが、イソシアネート化合物
を併用しても熱水への浸漬やクリープ特性においては、
非常に短時間で補強効果が見られなくなり、ほぼベース
に用いたポリアセタール樹脂と同じ強度しか示さなくな
るという欠点があることが分かった。このため、水が頻
繁に接触するような浴室関連や水道関連、常に応力がか
かるようなパイプ等への使用が限定されていた。したが
って、これら用途へも使用が可能になる為には、熱水浸
漬やクリープ特性においても充填材による補強効果が失
われない方法が必須となっている。
く、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、特定の官能基
数をもつイソシアネート化合物とアミン類またはSn、Z
n、Pbより選ばれた金属を含有する有機金属化合物を併
用することで、初期強度は大きく変わらないものの、耐
熱水性やクリープ特性の長期寿命が飛躍的に向上した繊
維強化ポリアセタール樹脂組成物が得られることを見出
し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、(A)
ポリアセタール樹脂60重量%以上95重量%未満と、(B)
繊維状無機充填材3〜35重量%と(C) 3官能イソシアネ
ート化合物0.1 〜5重量%と(D) アミン類またはSn、Z
n、Pbより選ばれた金属を含有する有機金属化合物0.005
〜2.0 重量%よりなる繊維強化ポリアセタール樹脂組
成物に関するものである。
説明する。本発明における(A) ポリアセタール樹脂は、
オキシメチレン基(-CH2O-)を主たる繰り返し構成単位と
して含む高分子化合物であり、ポリアセタール樹脂に
は、ポリオキシメチレンホモポリマー及びポリアセター
ルコポリマーが含まれる。このコポリマーは、オキシメ
チレン基以外に炭素数2〜6程度、好ましくは炭素数2
〜4程度のオキシアルキレン単位(例えば、オキシエチ
レン基(-CH2CH2O-) 、オキシプロピレン基、オキシテト
ラメチレン基など)を構成単位として含んでいる。炭素
数2〜6程度のオキシアルキレン単位の割合は、ポリア
セタールの用途などに応じて適当に選択でき、例えばポ
リアセタール全体に対して、0.1 〜30モル%、好ましく
は1〜20モル%程度である。ポリアセタールコポリマー
は、二成分で構成されたコポリマー、三成分で構成され
たターポリマーなどの複数の成分で構成されていてもよ
く、ブロックコポリマーなどであってもよい。また、ポ
リアセタール樹脂は、線状のみならず分岐構造であって
もよく、架橋構造を有していてもよい。更に、ポリアセ
タール樹脂の末端は、例えば、酢酸、プロピオン酸、酪
酸などのカルボン酸とのエステル化などにより安定化さ
れていてもよい。ポリアセタール樹脂の重合度、分岐度
や架橋度も特に制限はなく、溶融成形可能であればよ
い。好ましいポリアセタール樹脂には、ポリオキシメチ
レンホモポリマー、ポリアセタールコポリマー(例え
ば、少なくともオキシメチレン単位とオキシエチレン単
位とで構成されたコポリマー)が含まれる。熱安定性の
点からは、ポリアセタールコポリマーが好ましい。上記
ポリアセタール樹脂の分子量は、大きいほど、耐クリー
プ性が向上するため好ましい。具体的には、190 ℃のメ
ルトインデックスが9.0g/10min 以下であることが好ま
しい。上記ポリアセタール樹脂は、慣用の方法、例え
ば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセト
アルデヒド等のアルデヒド類、トリオキサン、エチレン
オキサイド、プロピレンオキサイド、1,3 −ジオキソラ
ンなどの環状エーテルを重合することにより製造でき
る。 (A) ポリアセタール樹脂の配合量は、組成物中、60重量
%以上95重量%未満である。
填材としては、樹脂の強度向上という観点から、特にガ
ラス繊維、炭素繊維、チタン酸カリウム繊維が望まし
い。ガラス繊維は、特に限定されるものではないが、取
り扱い上、2〜8mm程度にカットされたチョップドスト
ランドが望ましい。ガラス繊維の直径としては、通常は
5〜15μm、好ましくは7〜13μmのものが好適に用い
られる。また、ガラス繊維として、予め表面処理された
ものを用いることも好ましく、表面処理剤としてはポリ
ウレタン系樹脂またはオリゴマーが好ましく、取り扱い
がより簡便となる。炭素繊維については、剛性に優れる
PAN系のものが好ましく、取り扱い上、3〜10mm程度
にカットされたチョップドストランドが望ましい。炭素
繊維の直径としては、通常は3〜13μm、好ましくは5
〜10μmのものが好適に用いられる。また、ガラス繊維
と同様、予め表面処理されたものを用いることも好まし
く、表面処理剤としてはポリウレタン系樹脂またはオリ
ゴマーが好ましく、取り扱いがより簡便となる。チタン
酸カリウム繊維とは、化学組成としてK2O ・ nTiO(n =
2,4,6,8)で表されるウイスカーであり、特に繊
維長10〜100 μm、繊維径0.1 〜3μm程度のものが好
適に用いられる。繊維状無機充填材の添加量は、3〜35
重量%、好ましくは5〜25重量%である。添加量が3重
量%未満では、繊維強化の効果がほとんど表れない。ま
た、35重量%を越えると、押出加工性が大きく低下し、
事実上、組成物の製造が出来なくなり、好ましくない。
ート化合物は、1分子中に3個のイソ(チオ)シアネー
ト基を含有する化合物である。3官能イソシアネート化
合物としては、例えば、4,4'−メチレンビスフェニルイ
ソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,6 −ヘ
キサメチレンジイソシアネート、2,4 −トリレンジイソ
シアネート、2,6 −トリレンジイソシアネートの三量体
などが例示できる。これら化合物は、単独でまたは二種
以上混合して使用できる。3官能イソシアネート化合物
の配合量は、0.1 〜5重量%、好ましくは1.0 〜3.0 重
量%である。3官能イソシアネート化合物の配合量が0.
1 重量%未満では、ポリアセタール樹脂と繊維状無機充
填材との密着性改善効果が不十分であり、5重量%より
多くなると、ポリアセタール樹脂の増粘が進み、押出加
工性が非常に低下し、好ましくない。
り選ばれた金属を含有する有機金属化合物は、ポリアセ
タール樹脂と繊維状無機充填材との密着性を3官能イソ
シアネート化合物で向上させる際に、補助的に作用する
ものと考えられ、アミン類、Sn、Zn、Pb等を含有する有
機金属化合物である。ポリアセタール樹脂に対し、変色
や分解等の悪影響を与えないものが好ましく、その観点
から、アミン類としてはメラミン、置換メラミン、有機
金属化合物としてはステアリン酸亜鉛、ジラウリン酸ジ
−n−ブチル錫等が挙げられる。(D) 成分の配合量は0.
005 〜2.0 重量%の範囲にあることが必要である。0.00
5 重量%より少ないと併用効果が表れず、2.0 重量%よ
り多いとポリアセタール樹脂の変色および樹脂特性の低
下が起こり好ましくない。
向上させるための安定剤を添加することが好ましい。更
に必要に応じて、紫外線吸収剤、滑剤、離型剤、染料、
顔料を含む着色剤、界面活性剤などの通常の添加剤を1
種以上添加することもできる。
物調製法として一般に用いられる公知の方法により容易
に調製される。例えば、各成分を混合した後、押出機に
より練り込み押出してペレットを調製する方法、一旦組
成の異なるペレットを調製し、そのペレットを所定量混
合して成形に供し、成形後に目的組成の成形品を得る方
法、成形機に各成分の1または2以上を直接仕込む方法
等、何れも使用できる。
明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に
より何ら限定されるものではない。 実施例1〜4、比較例1〜6 表1〜表2に示す配合量および種類の、(A) ポリアセタ
ール樹脂[ポリプラスチックス(株)製、ジュラコン、
メルトインデックス=9.0 ]、(B) 繊維状無機充填材、
(C) イソシアネート化合物、(D) ステアリン酸亜鉛を混
合し、30mm二軸押出機にて、200 ℃で溶融混練してペレ
ットを調製し、評価を行った。尚、成形品の機械特性、
耐熱水性および耐クリープ性は次のようにして評価し
た。 ・引張強度 ASTM D-638 に準じて行った。 ・耐熱水性 ASTM D-638 の試験片を用い、80℃の熱水に500 時間浸
漬後取出し、ASTM D-638 に準じて引張強度を測定し
た。 ・耐クリープ性 ASTM D-638 の試験片を用い、60℃の水中で一定応力40
MPa をかけ、試験片の破断する時間を測定した。 尚、使用した各成分は以下の通りである。 (B) 繊維状無機充填材 (B-1) ガラス繊維;旭ファイバーグラス(株)製、クロ
スランチョップドストランドCS03JAFT102 (B-2) 炭素繊維;東邦レーヨン(株)製、HTA C6-US (C) イソシアネート化合物 IPDI-T;ダイセル・ヒュルス(株)製、VESTANATT 1890
/100イソホロンジイソシアネート3量体 MDI ;日本ポリウレタン工業(株)製、4,4'−ジフェニ
ルメタンジイソシアネート
成物は、ポリアセタール樹脂に高い強度を与え、その補
強効果が長時間の熱水浸漬やクリープ特性でも低下せ
ず、飛躍的に強度保持率を改良したものであり、水回り
の機器、浴室等での使用が可能となり、例えば湯沸器、
食器洗浄器、洗濯機等の機構部品等に好適に用いられ
る。
Claims (5)
- 【請求項1】(A) ポリアセタール樹脂60重量%以上95重
量%未満と、(B) 繊維状無機充填材3〜35重量%と(C)
3官能イソシアネート化合物0.1 〜5重量%と(D) アミ
ン類またはSn、Zn、Pbより選ばれた金属を含有する有機
金属化合物0.005 〜2.0 重量%よりなる繊維強化ポリア
セタール樹脂組成物。 - 【請求項2】(B) 繊維状無機充填材が、ガラス繊維、炭
素繊維又はチタン酸カリウム繊維である請求項1記載の
繊維強化ポリアセタール樹脂組成物。 - 【請求項3】(C) 3官能イソシアネート化合物が、4,4'
−メチレンビスフェニルイソシアネート、イソホロンジ
イソシアネート、1,6 −ヘキサメチレンジイソシアネー
ト、2,4 −トリレンジイソシアネート、2,6 −トリレン
ジイソシアネートの三量体より選ばれた1種以上を含む
ものである請求項1又は2記載の繊維強化ポリアセター
ル樹脂組成物。 - 【請求項4】(D) アミン類またはSn、Zn、Pbより選ばれ
た金属を含有する有機金属化合物が、メラミン、置換メ
ラミン、ステアリン酸亜鉛又はジラウリン酸ジ−n−ブ
チル錫である請求項1〜3の何れか1項記載の繊維強化
ポリアセタール樹脂組成物。 - 【請求項5】請求項1〜4の何れか1項記載のポリアセ
タール樹脂組成物で成形され耐熱水性に優れた水回り用
成形部品。
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