説明

ポリオキシメチレン樹脂組成物及び成形体

【課題】優れた耐衝撃性及び制振性能及び摺動性に加え、優れた耐油性を有する成形体が製造可能で、かつ優れたブロッキング性をも有するポリオキシメチレン樹脂組成物を得る。
【解決手段】(A)ポリオキシメチレン樹脂:20〜95質量部と、(B)ビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックを、少なくとも1個有し、粘弾性スペクトルにおけるtanδの主分散ピーク温度が60℃以下である重合体又はその水添物:3〜78質量部と、(C)オイル:1〜10質量部と、(D)潤滑剤:1〜10質量部とを含有し、前記(A)成分と(B)成分と(C)成分と(D)成分の総量が100質量部であるポリオキシメチレン樹脂組成物及び当該ポリオキシメチレン樹脂組成物の成形体を提供する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポリオキシメチレン樹脂組成物及び成形体に関する。
【背景技術】
【0002】
ポリオキシメチレン樹脂は、バランスのとれた機械的特性と優れた摩擦摩耗性能とを併せ持つエンジニアリング樹脂として、各種の機構部品を初め、OA機器等に広く用いられている。
しかしながら、従来、ポリオキシメチレン樹脂は、耐衝撃性については十分なレベルを有していないため、エラストマー成分と組み合わせた組成物として調製する試みがなされている。
具体的には、ポリオキシメチレン樹脂にポリウレタン樹脂を配合する技術(例えば、特許文献1、2参照。)、ポリオキシメチレン樹脂にオレフィン系エラストマーとポリウレタンとを配合する技術(例えば、特許文献3参照。)、ポリアセタール樹脂に多層インターポリマーと熱可塑性ポリウレタンとを配合する技術(例えば、特許文献4参照。)、ポリオキシメチレンに熱可塑性ポリウレタンとポリエーテルブロックコポリアミドとを配合する技術(例えば、特許文献5参照。)等が知られている。
これらの技術の中で、ポリウレタンをポリアセタール樹脂に添加する技術は、実用化もなされている。
しかしながら、これらの従来提案されている組成物は、制振性能の観点からは実用上十分なものではなく、更に摺動性能も著しく劣るため、制振及び消音を目的とする用途には適していないという問題を有している。
【0003】
制振を目的とする用途へ展開の可能性のある材料として、熱可塑性ポリウレタンブロックと共役ジエン化合物単位と芳香族ビニル化合物単位とのブロックからなる樹脂とポリアセタール樹脂とからなる組成物(例えば、特許文献6参照。)が知られている。
しかしながら、この組成物は、優れた制振性能を有しているものの、摺動性能に劣るため、十分な消音効果は得られないという問題を有している。
【0004】
上記消音効果に関する問題を解決する技術としては、ポリオキシメチレン樹脂と、水素添加された芳香族ビニル−共役ジエンランダム共重合体を少なくとも一個有する粘弾性スペクトルにおけるtanδの主分散ピークが60℃以下の重合体と、任意にポリオレフィン系樹脂とを、特定範囲の割合で配合した組成物(例えば、特許文献7参照。)が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開昭59−155453号公報
【特許文献2】特開昭59−145243号公報
【特許文献3】特開昭54−155248号公報
【特許文献4】特開昭62−036451号公報
【特許文献5】特開昭63−280758号公報
【特許文献6】特開平9−310017号公報
【特許文献7】国際公開第2005/035652号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記特許文献7で提案されている組成物は、優れた制振性能及び消音効果を示す等、上記従来技術の問題点を解決した組成物であるものの、耐油性については十分な特性が得られておらず、更なる改良の余地がある。
【0007】
そこで本発明においては、上述した従来技術の問題点に鑑み、優れた耐衝撃性及び制振性能に加え、優れた耐油性をも付与された成形体を製造可能で、かつブロッキング性にも優れたポリオキシメチレン樹脂組成物、及び上記特性を有する成形体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは、ポリオキシメチレン樹脂組成物に、優れた耐衝撃性及び制振性能に加え、優れた耐油性を付与すべく、各種の高分子化合物を検討したところ、ポリオキシメチレン樹脂、所定のビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックを少なくとも1個有する重合体又はその水添物、オイル、及び潤滑剤を、所定の割合で含有するポリオキシメチレン樹脂組成物が、上述した課題を解決し得るものであることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下の通りである。
【0009】
〔1〕
(A)ポリオキシメチレン樹脂:20〜95質量部と、
(B)ビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックを、少なくとも1個有し、粘弾性スペクトルにおけるtanδの主分散ピーク温度が60℃以下である重合体又はその水添物:3〜78質量部と、
(C)オイル:1〜10質量部と、
(D)潤滑剤:1〜10質量部と、
を、含有し、前記(A)成分と(B)成分と(C)成分と(D)成分の総量が100質量部であるポリオキシメチレン樹脂組成物。
【0010】
〔2〕
前記(A)成分は、下記一般式(1)で表される数平均分子量10000〜500000のポリオキシメチレンブロック共重合体(A−1)を含む、前記〔1〕に記載のポリオキシメチレン樹脂組成物。
H−R3−O−(CR12k−R4−(CR12k−O−R3−H ・・・(1)
(一般式(1)中、R1は、それぞれ独立して、水素原子、置換又は未置換のアルキル基、及び置換又は未置換のアリール基からなる群より選ばれる化学種を示し、互いに同一であっても異なっていてもよい。
kは、それぞれ独立して、2〜6の整数を示す。
3は、下記一般式(2a)で表されるオキシメチレン単位と下記一般式(2b)で表されるオキシ炭化水素単位とを複数有するブロックを示し、前記オキシメチレン単位と前記オキシ炭化水素単位とが互いにランダムに存在し、前記オキシメチレン単位と前記オキシ炭化水素単位との総量100モル%に対して、前記オキシメチレン単位の含有量が95〜99.9モル%、前記オキシ炭化水素単位の含有量が0.1〜5モル%であり、2つのR3の数平均分子量の平均が5000〜250000である。
下記一般式(2b)中、R2は、それぞれ独立して、水素原子、置換又は未置換のアルキル基、及び置換又は未置換のアリール基からなる群より選ばれる化学種を示し、互いに同一であっても異なっていてもよく、jは2〜6の整数を示す。
4は、下記一般式(3a)で表されるエチレン単位と下記一般式(3b)で表されるn−ブチレン単位とを複数有するブロックを示し、前記エチレン単位と前記n−ブチレン単位とは互いにランダム又はブロックに存在し、前記エチレン単位と前記n−ブチレン単位との総量100モル%に対して、前記エチレン単位の含有量は2〜98モル%、前記n−ブチレン単位の含有量は2〜98モル%であり、数平均分子量が500〜10000であり、ヨウ素価20g−I2/100g以下の不飽和結合を有してもよい。)
−(CH2O)− ・・・(2a)
−((CR22j−O)− ・・・(2b)
−(CH2CH2)− ・・・(3a)
−(CH2CH2CH2CH2)− ・・・(3b)
【0011】
〔3〕
前記(A)成分は、前記(A−1)成分とは異なる(A−2)成分として、オキシメチレン単位と炭素数2以上のオキシアルキレン単位とを有し、前記オキシメチレン単位と前記オキシアルキレン単位との総量に対して、前記オキシアルキレン単位の含有量が0.1〜10モル%であるポリオキシメチレン共重合体を、さらに含み、
前記(A−2)成分に対する前記(A−1)成分の質量比(A−1)/(A−2)が、99/1〜10/90である、前記〔2〕に記載のポリオキシメチレン樹脂組成物。
【0012】
〔4〕
前記(A)成分が、前記(A−1)成分である、前記〔2〕に記載のポリオキシメチレン樹脂組成物。
【0013】
〔5〕
前記(B)成分の前記粘弾性スペクトルにおける前記tanδの主分散ピーク温度が60℃〜−20℃の範囲である、前記〔1〕乃至〔4〕のいずれか一に記載のポリオキシメチレン樹脂組成物。
【0014】
〔6〕
前記(D)成分が、シリコーングラフト化ポリオレフィン系樹脂、アルコール、脂肪酸、アルコールと脂肪酸とのエステル、アルコールとジカルボン酸とのエステル、ポリオキシアルキレングリコール、及び平均重合度が10〜500であるオレフィン化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂である前記〔1〕乃至〔5〕のいずれか一に記載のポリオキシメチレン樹脂組成物。
【0015】
〔7〕
前記〔1〕乃至〔6〕のいずれか一に記載のポリオキシメチレン樹脂組成物を用いて成形された成形体。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、優れた耐衝撃性、制振性能及び摺動性に加え、優れた耐油性を有する成形体が製造可能で、かつ優れたブロッキング性をも有するポリオキシメチレン樹脂組成物が得られ、かつ上記特性を有する成形体が得られる。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」と言う。)について、説明する。
本発明は、以下の記載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。
【0018】
〔ポリオキシメチレン樹脂組成物〕
本実施形態のポリオキシメチレン樹脂組成物(以下、単に「樹脂組成物」とも言う。)は、下記の(A)〜(D)を含有する。
(A):ポリオキシメチレン樹脂
(B):ビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックを、少なくとも1個有し、粘弾性スペクトルにおけるtanδの主分散ピークが60℃以下である重合体又はその水添物
(C):オイル
(D):潤滑剤
これらは、本明細書において、それぞれ単に、「(A)〜(D)成分」とも表記する。
【0019】
((A)ポリオキシメチレン樹脂)
本実施形態のポリオキシメチレン樹脂組成物に含有されている(A)ポリオキシメチレン樹脂としては、ポリオキシメチレン単独重合体及びポリオキシメチレン共重合体が挙げられる。
ポリオキシメチレン単独重合体は、ホルムアルデヒドの単量体又はその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ものである。従って、ポリオキシメチレン単独重合体は、実質的にオキシメチレン単位からなる。
一方、ポリオキシメチレン共重合体は、ホルムアルデヒドの単量体又はその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、1,4−ブタンジオールホルマール等のグリコール、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るものである。
また、ポリオキシメチレン共重合体としては、ホルムアルデヒドの単量体及び/又はホルムアルデヒドの環状オリゴマーと、単官能グリシジルエーテルとを共重合させて得られる分岐を有するポリオキシメチレン共重合体、並びに、ホルムアルデヒドの単量体及び/又はホルムアルデヒドの環状オリゴマーと、多官能グリシジルエーテルと、を共重合させて得られる架橋構造を有するポリオキシメチレン共重合体も用いることができる。
【0020】
さらに、(A)ポリオキシメチレン樹脂は、両末端又は片末端に、水酸基等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、ホルムアルデヒドの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オキシメチレン単独重合体であってもよい。
同様に、(A)ポリオキシメチレン樹脂は、両末端又は片末端に、水酸基等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、ホルムアルデヒドの単量体又はその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オキシメチレン共重合体であってもよい。
以上のように、本実施形態のポリオキシメチレン樹脂組成物を構成する(A)ポリオキシメチレン樹脂は、ポリオキシメチレン単独重合体及びポリオキシメチレン共重合体のいずれをも用いられ得る。
(A)ポリオキシメチレン樹脂は、特に、ポリオキシメチレン共重合体を含むものであることが好ましい。
【0021】
<ポリオキシメチレン共重合体の製造方法>
ポリオキシメチレン共重合体の一例として、ホルムアルデヒドの3量体(トリオキサン)と、1,3−ジオキソランとを、共重合させたものが挙げられる。
このポリオキシメチレン共重合体を得る場合、上記1,3−ジオキソラン等のコモノマーは、一般的には、トリオキサン100molに対して0.1〜60mol、好ましくは0.1〜20mol、更に好ましくは0.13〜10mol用いる。
ポリオキシメチレン共重合体の融点は162℃〜173℃であることが好ましく、より好ましくは167℃〜173℃、さらに好ましくは167℃〜171℃である。融点が167℃〜171℃であるポリオキシメチレン共重合体は、トリオキサン100molに対して1.3〜3.5mol程度のコモノマーを用いることにより得ることができる。
ポリオキシメチレン共重合体の融点については、先ず、前処理として、重合機から得られた粗ポリオキシメチレン共重合体を190℃に設定した圧縮プレス機でフィルムにし、そのフィルムを5mg切り出し、アルミパンに封入し、続いて、パーキンエルマー社製(DSC−7)を用い、室温から200℃まで40℃/minで昇温させ、200℃で1分間ホールドし、130℃まで40℃/minで降温させた後、200℃まで2.5℃/minで昇温させた時の吸熱曲線のピークトップを測定し、これを融点とした。
【0022】
ポリオキシメチレン共重合体の重合工程においては、所定の重合触媒を用いることが好ましい。
ポリオキシメチレン共重合体の重合に用いられる重合触媒としては、例えば、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、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、より具体的には、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、そのエステル又は無水物としては、例えば、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が挙げられる。
これらの中でも、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−ブチルエーテルが好ましい。
【0023】
ポリオキシメチレン共重合体を製造する重合方法については、従来公知の方法を適用できる。
例えば、米国特許第3027352号明細書、同第3803094号明細書、独国特許発明第1161421号明細書、同第1495228号明細書、同第1720358号明細書、同第3018898号明細書、特開昭58−98322号公報及び特開平7−70267号公報に記載の方法によって重合することができる。
【0024】
上記の重合により得られたポリオキシメチレン共重合体には、熱的に不安定な末端部〔−(OCH2n−OH基〕が存在するため、そのままでは実用に供することは困難である。そこで、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く、具体的には、以下に示す特定の不安定末端部の分解除去処理を行うことが好適である。
すなわち、下記一般式(4)で表わされる少なくとも1種の第4級アンモニウム化合物の存在下に、ポリオキシメチレン共重合体の融点以上260℃以下の温度で、ポリオキシメチレン共重合体に対して、それを溶融させた状態で加熱処理を施すことにより、特定の不安定末端部の分解除去処理を行う方法が挙げられる。
【0025】
[R5678+n-n ・・・(4)
一般式(4)中、R5、R6、R7及びR8は、各々独立して、炭素数1〜30の置換又は非置換のアルキル基;炭素数6〜20のアリール基;炭素数1〜30の置換又は非置換のアルキル基における少なくとも1個の水素原子が炭素数6〜20のアリール基で置換されたアラルキル基;又は、炭素数6〜20のアリール基における少なくとも1個の水素原子が炭素数1〜30の置換又は非置換のアルキル基で置換されたアルキルアリール基を示し、置換又は非置換のアルキル基は直鎖状、分岐状、若しくは環状である。
上記置換アルキル基における置換基は、ハロゲン原子、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、上記非置換のアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルキルアリール基において水素原子がハロゲン原子で置換されていてもよい。
nは1〜3の整数を示す。
Xは、水酸基、又は炭素数1〜20のカルボン酸、ハロゲン化水素以外の水素酸、オキソ酸、無機チオ酸若しくは炭素数1〜20の有機チオ酸の酸残基を示す。
【0026】
前記ポリオキシメチレン共重合体の、熱的に不安定な末端部〔−(OCH2n−OH基〕を、分解除去処理するために用いる第4級アンモニウム化合物は、上記一般式(4)で表わされるものであれば特に制限はないが、一般式(4)における、R5、R6、R7、及びR8が、各々独立して、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数2〜4のヒドロキシアルキル基であることが好ましく、さらには、R5、R6、R7、及びR8の少なくとも1つが、ヒドロキシエチル基であるものがより好ましい。
第4級アンモニウム化合物は、具体的には、テトラメチルアンモニウム、テトエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テトラ−n−ブチルアンモニウム、セチルトリメチルアンモニウム、テトラデシルトリメチルアンモニウム、1,6−ヘキサメチレンビス(トリメチルアンモニウム)、デカメチレン−ビス−(トリメチルアンモニウム)、トリメチル−3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルアンモニウム、トリメチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、トリエチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、トリプロピル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、トリ−n−ブチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、トリメチルベンジルアンモニウム、トリエチルベンジルアンモニウム、トリプロピルベンジルアンモニウム、トリ−n−ブチルベンジルアンモニウム、トリメチルフェニルアンモニウム、トリエチルフェニルアンモニウム、トリメチル−2−オキシエチルアンモニウム、モノメチルトリヒドロキシエチルアンモニウム、モノエチルトリヒドロキシエチルアンモニウム、オクダデシルトリ(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、テトラキス(ヒドロキシエチル)アンモニウム等の水酸化物;塩酸、臭酸、フッ酸等の水素酸塩;硫酸、硝酸、燐酸、炭酸、ホウ酸、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;チオ硫酸などのチオ酸塩;蟻酸、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、カプリン酸、安息香酸、シュウ酸などのカルボン酸塩が挙げられる。これらの中でも、水酸化物(OH-)、硫酸(HSO4-、SO42-)、炭酸(HCO3-、CO32-)、ホウ酸(B(OH)4-)、及びカルボン酸の塩が好ましい。
前記カルボン酸の中では、蟻酸、酢酸、プロピオン酸が特に好ましい。
第4級アンモニウム化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、上記第4級アンモニウム化合物に加えて、公知の不安定末端部の分解促進剤であるアンモニアやトリエチルアミン等のアミン類を併用してもよい。
【0027】
前記ポリオキシメチレン共重合体の、熱的に不安定な末端部〔−(OCH2n−OH基〕を、分解除去処理するために用いる第4級アンモニウム化合物の使用量は、ポリオキシメチレン共重合体と第4級アンモニウム化合物との合計質量に対する、下記式(5)で表わされる第4級アンモニウム化合物由来の窒素量に換算して、好ましくは0.05〜50質量ppm、より好ましくは1〜30質量ppmである。
第4級アンモニウム化合物の使用量=P×14/Q ・・・(5)
ここで、上記式(5)中、Pは第4級アンモニウム化合物のポリオキシメチレン共重合体に対する濃度(質量ppm)を示し、14は窒素の原子量であり、Qは第4級アンモニウム化合物の分子量を示す。
【0028】
前記ポリオキシメチレン共重合体の、熱的に不安定な末端部〔−(OCH2n−OH基〕を、分解除去処理する際の、第4級アンモニウム化合物の使用量が、0.05〜50質量ppmの範囲であると、実用上十分な不安定末端部の分解除去速度が確保でき、分解除去後に得られるポリオキシメチレン共重合体の色調も良好なものとなる。
【0029】
上述したとおり、前記(A)ポリオキシメチレン樹脂の、熱的に不安定な末端部〔−(OCH2n−OH基〕は、融点以上260℃以下の温度で(A)ポリオキシメチレン樹脂を溶融させた状態で熱処理すると、分解除去される。
この分解除去処理に用いる装置としては特に制限はないが、押出機、ニーダー等が好適である。
分解によりホルムアルデヒドが発生するが、通常、減圧下で除去される。
熱的に不安定な末端部を分解除去する際に、上述した第4級アンモニウム化合物をポリオキシメチレン共重合体中に存在させる方法には特に制約はなく、例えば、重合触媒を失活する工程において水溶液として添加する方法、重合により生成したポリオキシメチレン共重合体パウダーに吹きかける方法が挙げられる。
いずれの方法を用いても、ポリオキシメチレン共重合体を加熱処理する工程において、その樹脂中に第4級アンモニウム化合物が存在していればよい。
例えば、ポリオキシメチレン共重合体が溶融混練及び押し出される押出機の中に第4級アンモニウム化合物を注入してもよい。あるいは、その押出機等を用いて、ポリオキシメチレン共重合体にフィラーやピグメントを配合する場合、ポリオキシメチレン共重合体の樹脂ペレットに第4級アンモニウム化合物をまず添着し、その後のフィラーやピグメントの配合時に不安定末端部の分解除去処理を行ってもよい。
【0030】
(A)ポリオキシメチレン樹脂の熱的に不安定な末端部の分解除去処理は、重合により得られたポリオキシメチレン共重合体と共存する重合触媒を失活させた後に行うことも可能であり、重合触媒を失活させずに行うことも可能である。
【0031】
重合触媒の失活処理としては、アミン類等の塩基性の水溶液中で重合触媒を中和失活する方法が挙げられる。
重合触媒の失活を行わない場合、ポリオキシメチレン共重合体の融点以下の温度で不活性ガス雰囲気下にてその共重合体を加熱し、重合触媒を揮発により減少させた後、不安定末端部の分解除去操作を行うことも有効な方法である。
【0032】
上述のような不安定末端部の分解除去処理により、不安定末端部がほとんど存在しない非常に熱安定性に優れた、(A)ポリオキシメチレン樹脂として好適なポリオキシメチレン共重合体を得ることができる。
【0033】
本実施形態において、(A)ポリオキシメチレン樹脂は、後述する(A−1):下記一般式(1)で表される数平均分子量10000〜500000のポリオキシメチレンブロック共重合体(以下、「(A−1)成分とも記す。」を含むことが好ましい。
さらには、(A)ポリオキシメチレン樹脂は、前記(A−1)とは異なる(A−2):オキシメチレン単位と炭素数2以上のオキシアルキレン単位とを有し、オキシメチレン単位とオキシアルキレン単位との総量に対して、オキシアルキレン単位を0.1〜10モル%、好ましくは0.1〜5モル%、より好ましくは0.2〜3モル%含有するポリオキシメチレン共重合体を含むものであることが好ましい。
この(A−1)ポリオキシメチレンブロック共重合体は、国際公開第01/009213号に示す方法により製造することが可能である。
なお、数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるPMMA(ポリメチルメタクリレート)換算の分子量である。
【0034】
H−R3−O−(CR12k−R4−(CR12k−O−R3−H ・・・(1)
【0035】
ここで、一般式(1)中、R1は、それぞれ独立して水素原子、置換又は未置換のアルキル基、及び置換又は未置換のアリール基からなる群より選ばれるいずれかの化学種を示し、互いに同一であっても異なっていてもよい。
kは、それぞれ独立して2〜6の整数を示す。
3は、下記一般式(2a)で表されるオキシメチレン単位と下記一般式(2b)で表されるオキシ炭化水素単位とを複数有するブロックを示し、オキシメチレン単位とオキシ炭化水素単位とは互いにランダムに存在し、オキシメチレン単位とオキシ炭化水素単位との総量100モル%に対して、オキシメチレン単位の含有量は95〜99.9モル%、オキシ炭化水素単位の含有量は0.1〜5モル%であり、2つのR3の平均の数平均分子量は5000〜250000である。
前記式(2b)中、R2は、それぞれ独立して水素原子、置換又は未置換のアルキル基、及び置換又は未置換のアリール基からなる群より選ばれるいずれかの化学種を示し、互いに同一であっても異なっていてもよい。
jは2〜6の整数を示す。
上記一般式(1)中の両端の水素原子は、下記一般式(2a)又は(2b)における酸素原子と結合する。
4は下記一般式(3a)で表されるエチレン単位と下記一般式(3b)で表されるn−ブチレン単位とを複数有するブロックを示し、エチレン単位とn−ブチレン単位とは互いにランダム又はブロックに存在し、エチレン単位とn−ブチレン単位との総量100モル%に対して、エチレン単位の含有量は2〜98モル%、n−ブチレン単位の含有量は2〜98モル%である。また、R4は、その数平均分子量が500〜10000であり、ヨウ素価20g−I2/100g以下の不飽和結合を有してもよい。
【0036】
−(CH2O)− ・・・(2a)
−((CR22j−O)− ・・・(2b)
−(CH2CH2)− ・・・(3a)
−(CH2CH2CH2CH2)− ・・・(3b)
【0037】
上記置換アルキル基及び置換アリール基における置換基としては、例えば、ハロゲン原子、水酸基、アルデヒド基、カルボキシル基、アミノ基及びアミド基が挙げられる。
【0038】
上記(A−1)成分は、オレフィン成分を含むポリマーとの相容性改良に効果があり、その点では(A−1)成分を単独で使用することが特に好ましい。
また、(A−1)成分を(A−2)成分と併用する場合、それらの質量比(A−1)/(A−2)は、99/1〜10/90の範囲であると好ましく、95/5〜20/80の範囲であるとより好ましく、95/5〜70/30の範囲であることがさらに好ましい。
【0039】
<(A)ポリオキシメチレン樹脂の物性>
(A)ポリオキシメチレン樹脂のメルトフローレイト(ASTM−D1238−57Tの条件で測定)は、成形加工の面から0.5g/10分以上であると好ましく、耐久性の面から100g/10分以下であることが好ましく、より好ましくは1.0〜80g/10分、さらに好ましくは5〜60g/10分、さらにより好ましくは7〜50g/10分の範囲である。
【0040】
<(A)ポリオキシメチレン樹脂に含有させるその他の成分>
本実施形態で用いられる(A)ポリオキシメチレン樹脂には、従来のポリオキシメチレン樹脂に使用されている安定剤、例えば熱安定剤の1種を単独又は2種以上を組み合わせて用いられる。
熱安定剤としては、酸化防止剤、ホルムアルデヒドやギ酸の捕捉剤及びこれらの組合せが好適である。
【0041】
前記酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系酸化防止剤が好ましい。
ヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、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)が挙げられる。
【0042】
また、ヒンダードフェノール系酸化防止剤として、例えば、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、3,9−ビス(2−(3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ)−1,1−ジメチルエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカン、N,N’−ビス−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェノール)プリピオニルヘキサメチレンジアミン、N,N’−テトラメチレンビス−3−(3’−メチル−5’−t−ブチル−4−ヒドロキシフェノール)プロピオニルジアミン、N,N’−ビス−(3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェノール)プロピオニル)ヒドラジン、N−サリチロイル−N’−サリチリデンヒドラジン、3−(N−サリチロイル)アミノ−1,2,4−トリアゾール、N,N’−ビス(2−(3−(3,5−ジ−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)オキシアミドも挙げられる。
【0043】
上述したヒンダードフェノール系酸化防止剤の中でも、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)、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)メタンが好ましい。
【0044】
前記ホルムアルデヒドやギ酸の捕捉剤としては、ホルムアルデヒド反応性窒素を含む化合物及び重合体、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、及びカルボン酸塩が挙げられる。ホルムアルデヒド反応性窒素を含む化合物及び重合体としては、例えば、ジシアンジアミド、メラミン、メラミンとホルムアルデヒドとの共縮合物、ナイロン4−6、ナイロン6、ナイロン6−6、ナイロン6−10、ナイロン6−12、ナイロン12、ナイロン6/6−6、ナイロン6/6−6/6−10、ナイロン6/6−12等のポリアミド樹脂、ポリ−β−アラニン、ポリアクリルアミドが挙げられる。これらの中では、メラミンとホルムアルデヒドとの共縮合物、ポリアミド樹脂、ポリ−β−アラニン及びポリアクリルアミドが好ましく、ポリアミド樹脂及びポリ−β−アラニンがより好ましい。
【0045】
前記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、及びカルボン酸塩としては、例えば、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム若しくはバリウム等の水酸化物、上記金属の炭酸塩、リン酸塩、珪酸塩、硼酸塩、カルボン酸塩が挙げられる。
具体的にはカルシウム塩が好ましく、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、珪酸カルシウム、硼酸カルシウム、及び脂肪酸カルシウム塩(ステアリン酸カルシウム、ミリスチン酸カルシウム等)が挙げられ、これら脂肪酸は、ヒドロキシル基で置換されていてもよい。これらの中では、脂肪酸カルシウム塩(ステアリン酸カルシウム、ミリスチン酸カルシウム等)がより好ましい。
【0046】
前記安定剤の好ましい組合せは、特に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)又はテトラキス−(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)メタンに代表されるヒンダードフェノール系酸化防止剤と、特にポリアミド樹脂及びポリ−β−アラニンに代表されるホルムアルデヒド反応性窒素を含む重合体と、特に脂肪酸カルシウム塩に代表されるアルカリ土類金属の脂肪酸塩との組合せである。
それぞれの安定剤の添加量は、(A)ポリオキシメチレン樹脂100質量部に対して、ヒンダードフェノール系酸化防止剤が0.1〜2質量部、ホルムアルデヒド反応性窒素を含む重合体が0.1〜3質量部、アルカリ土類金属の脂肪酸塩が0.1〜1質量%の範囲であると好ましい。
【0047】
<(A)ポリオキシメチレン樹脂の含有量>
本実施形態のポリオキシメチレン樹脂組成物における(A)成分の含有量(配合割合)は、(A)成分と、後述する(B)成分と、後述する(C)成分と、後述する(D)成分との総量100質量部に対して、20〜95質量部であり、より好ましくは25〜90質量部であり、さらに好ましくは30〜80質量部である。
(A)成分が20質量部以上であると、成形加工時の流動性と成形品の外観とが良好となり、99.5質量部以下で優れた制振性能が付与される。
【0048】
((B)ビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックを、少なくとも1個有する重合体又はその水添物)
本実施形態のポリオキシメチレン樹脂組成物は、(B)成分を含有する。
(B)成分は、ビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックを少なくとも1個有し、粘弾性スペクトルにおけるtanδの主分散ピーク温度が60℃以下である重合体又はその水添物であれば、いかなる重合体であってもよい。
【0049】
(B)成分を、本実施形態のポリオキシメチレン樹脂組成物に添加することにより、耐衝撃性、制振性能の改良に効果がある。
(B)成分の具体例としては、(1)ビニル芳香族化合物を主体とする少なくとも1個の重合体ブロックXと、少なくとも1個のビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックYとからなるブロック共重合体、(2)共役ジエン化合物を主体とする少なくとも1個の重合体ブロックZと、少なくとも1個のビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックYとからなるブロック共重合体、(3)ビニル芳香族化合物を主体とする少なくとも1個の重合体ブロックXと、少なくとも1個のビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックY及び共役ジエン化合物を主体とする少なくとも1個の重合体ブロックZとからなるブロック共重合体、(4)ビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物ランダム共重合体、及びこれらの水添物が挙げられる。
ここで、ビニル芳香族化合物を主体とする重合体ブロックXにおけるビニル芳香族化合物の含有量は90質量%以上であることが好ましく、ビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックYにおけるビニル芳香族化合物の含有量は、3質量%以上90質量%未満であることが好ましく、共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックZにおける共役ジエン化合物の含有量は97質量%以上であることが好ましい。
【0050】
これらの中でも、(1)ビニル芳香族化合物を主体とする少なくとも1個の重合体ブロックXと、少なくとも1個のビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックYとからなるブロック共重合体、(2)共役ジエン化合物を主体とする少なくとも1個の重合体ブロックZと、少なくとも1個のビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックYとからなるブロック共重合体、(3)ビニル芳香族化合物を主体とする少なくとも1個の重合体ブロックXと、少なくとも1個のビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックY及び共役ジエン化合物を主体とする少なくとも1個の重合体ブロックZとからなるブロック共重合体、及びこれらの水添物が好ましい。
上記ブロック共重合体中の共重合体ブロックは、ランダム共重合体ブロックであってもよく、その共重合体ブロックにおけるビニル芳香族化合物は均一に分布していても、又はテーパー状、すなわち、共重合体ブロック鎖の一方から他方に向かうに従ってその含有量が増加するように分布していてもよい。
また、当該共重合体ブロックについて、ビニル芳香族化合物が均一に分布しているブロック及び/又はテーパー状に分布しているブロックがそれぞれ複数個共存していてもよい。
さらに、当該共重合体ブロックについて、ビニル芳香族化合物の含有量が異なるブロックが複数個共存していてもよい。
【0051】
前記(1)ビニル芳香族化合物を主体とする少なくとも1個の重合体ブロックXと、少なくとも1個のビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックYとからなるブロック共重合体としては、例えば、下記構造を有するブロック共重合体、すなわち、(X−Y)n、X−(Y−X)n−Y、Y−(X−Y)n+1、[(X−Y)km+1−W、[(X−Y)k−X]m+1−W、[(Y−X)km+1−W、[(Y−X)k−Y]m+1−Wが、挙げられる。
ここで、Wはカップリング剤の残基又は多官能有機リチウム化合物の開始剤の残基を示す。
n、k及びmは、それぞれ独立に1以上の整数であり、一般的には1〜5である。
【0052】
また、前記(2)共役ジエン化合物を主体とする少なくとも1個の重合体ブロックZと、少なくとも1個のビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックYとからなるブロック共重合体としては、例えば、下記構造を有するブロック共重合体、すなわち、(Z−Y)n、Z−(Y−Z)n−Y、Y−(Z−Y)n+1、[(Z−Y)km+1−W、[(Z−Y)k−Z]m+1−W、[(Y−Z)km+1−W、[(Y−Z)k−Y]m+1−Wが、挙げられる。
ここで、Wは、カップリング剤の残基又は多官能有機リチウム化合物の開始剤の残基を示す。
n、k及びmは、それぞれ独立に1以上の整数であり、一般的には1〜5である。
【0053】
さらに、前記(3)ビニル芳香族化合物を主体とする少なくとも1個の重合体ブロックXと少なくとも1個のビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックY及び共役ジエン化合物を主体とする少なくとも1個の重合体ブロックZとからなるブロック共重合体としては、例えば、下記構造を有するブロック共重合体、すなわち、(X−Y−Z)n、X−(Y−X)n−Z、Z−(X−Y)n+1、[(X−Y−Z)km+1−W、[(X−Y−Z)k−X]m+1−W、[(Y−X−Z)km+1−W、[(Y−X)k−Z]m+1−Wが、挙げられる。
ここで、Wは、カップリング剤の残基又は多官能有機リチウム化合物の開始剤の残基を示す。
n、k及びmは、それぞれ独立に1以上の整数であり、一般的には1〜5である。
【0054】
本実施形態のポリオキシメチレン樹脂組成物に含有される(B)ビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックを少なくとも1個有する重合体に用いるビニル芳香族化合物としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−tert−ブチルスチレン及びジフェニルエチレンからなる群より選ばれる1種又は2種以上が好ましく、スチレンがより好ましい。
前記(B)ビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックを少なくとも1個有する重合体におけるビニル芳香族化合物の含有量は、前記(B)の重合体の総量に対して3〜90質量%が好ましく、より好ましくは5〜88質量%、さらに好ましくは10〜86質量%である。
なお、前記(B)ビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックを少なくとも1個有する重合体におけるビニル芳香族化合物の含有量が50質量%以下、好ましくは40質量%以下である場合、その重合体はゴム的な弾性特性を示し、50質量%を超え、好ましくは60質量%を超える場合、高い制振性能を示す。
優れた耐衝撃性及び制振性能及び摺動性に加え、優れた耐油性を有する成形体が製造可能で、かつ優れたブロッキング性をも有するポリオキシメチレン樹脂組成物を得る観点から、上記ビニル芳香族化合物の含有量は、50〜80質量%であることが好ましく、より好ましくは55〜75質量%の範囲、さらに好ましくは60〜75質量%の範囲である。
【0055】
本実施形態のポリオキシメチレン樹脂組成物に含有される(B)ビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックを少なくとも1個有する重合体における共役ジエン化合物としては、例えば、ブタジエン、イソプレン、ピペリレン及び1,3−ペンタジエンが挙げられる。
上記(B)ビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックを少なくとも1個有する重合体における共役ジエン化合物の重合形式であるミクロ構造は特に限定されない。
例えば、共役ジエン化合物がブタジエンである場合、1,2−ビニル結合、3,4−ビニル結合及び1,4−ビニル結合の合計量に対して、1,2−ビニル結合量が好ましくは2〜85%、より好ましくは8〜85%、さらに好ましくは10〜85%である。
また、共役ジエン化合物がイソプレンである場合、1,2−ビニル結合、3,4−ビニル結合及び1,4−ビニル結合の合計量に対する1,2−ビニル結合と3,4−ビニル結合との合計量が好ましくは2〜85%、より好ましくは3〜75%、さらに好ましくは3〜60%である。
そして、(B)成分の前駆体(プレポリマー)である共役ジエン化合物重合体、及び(B)成分であるビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックを少なくとも1個有する重合体の数平均分子量(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算の分子量)は、それぞれ、好ましくは1000〜1000000、より好ましくは10000〜800000、さらに好ましくは30000〜500000である。
【0056】
上述した(B)ビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックを少なくとも1個有する重合体又はその水添物は、粘弾性スペクトルにおけるtanδの主分散ピーク温度が60℃以下であるものとする。前記主分散ピーク温度が60℃以下であると、本実施形態のポリオキシメチレン樹脂組成物の成形体は、常温(23℃)での制振・消音性能に優れたものとなる。
さらに制振・消音性能を向上させる観点からは、その主分散ピーク温度が60℃〜−30℃の範囲であると好ましく、60℃〜−20℃の範囲であるとより好ましく、50℃〜0℃の範囲であるとさらに好ましい。
【0057】
粘弾性スペクトルにおけるtanδの主分散ピーク温度は下記のようにして測定される。
まず、シート状の試料を、幅10mm、長さ35mmのサイズに切断し、レオメーター装置(商品名「ARES」、ティーエイインスツルメントー株式会社製)の捻りタイプのジオメトリーに試料をセットする。
次いで、実効測定長さを25mm、ひずみを0.5%、周波数を1Hzに設定し、−80℃から80℃まで昇温速度3℃/分で昇温して粘弾性スペクトルを得る。
得られた粘弾性スペクトルにおけるtanδの主分散ピーク温度は、所定のソフトウェア(商品名「RSI Orchestrator」、ティーエイインスツルメントー株式会社製)の自動測定により検出されるピークから求められる。
【0058】
<(B)ビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックを少なくとも1個有する重合体の製造方法>
上記(B)ビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックを少なくとも1個有する重合体は、炭化水素溶媒中で、有機リチウム化合物を重合開始剤として、共役ジエン化合物及びビニル芳香族化合物を、アニオン重合により重合することにより製造できる。
【0059】
前記炭化水素溶媒としては、脂肪族、脂環式及び芳香族炭化水素を使用することができ、具体的には、プロパン、イソブタン、n−ヘキサン、イソオクタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、ベンゼン及びトルエンが挙げられる。これらの中で好ましい溶媒は、n−ヘキサン、シクロヘキサン及びベンゼンである。炭化水素溶媒は1種を単独で又は2種以上の混合溶媒として用いられる。
【0060】
また、重合に使用する重合開始剤である有機リチウム化合物としては、例えば、n−プロピルリチウム、イソプロピルリチウム、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム及びtert−ブチルリチウム等のモノ有機リチウム化合物、並びに、ジリチオメタン、1,4−ジリチオブタン、1,4−ジリチオ−2−エチルシクロヘキサン、1,2−ジリチオ−1,2−ジフェニルメタン及び1,3,5−トリリチオベンゼン等の多官能性有機リチウム化合物が挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上の混合物で使用することができる。
重合開始剤である有機リチウム化合物の使用量は、目的とするビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックを少なくとも1個有する重合体の数平均分子量に応じ、単分散ポリマー(重量平均分子量/数平均分子量=1)を前提とした計算で適宜選択できる。
【0061】
また、上記(B)ビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックを少なくとも1個有する重合体を製造する際の、重合工程において、上記共役ジエン化合物の重合形式であるミクロ構造の1,2−ビニル結合量、3,4−ビニル結合量の増加を抑制するため、あるいはビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体鎖中のランダム性を調整するために、エーテル類、第3級アミン類、アルカリ金属アルコキシド等の極性化合物を使用することができる。
そのような極性化合物としては、例えば、ジエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジn−ブチルエーテル、エチレングリコールn−ブチル−tert−ブチルエーテル、エチレングリコールジ−tert−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、α−メトキシメチルテトラヒドロフラン、ジオキサン、1,2−ジメトキシベンゼン、トリエチルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、カリウム−tert−アミルオキシド、カリウム−tert−ブチルオキシドが挙げられる。これらは、1種を単独で使用でき又は2種以上の混合物として使用できる。
かかる極性化合物を用いる場合の使用量は、有機リチウム化合物1モルに対して0モルを超えればよく、好ましくは0モルを超えて300モル以下である。
【0062】
さらに、上述のようにして製造されるビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックを少なくとも1個有する重合体に対して、炭化水素溶媒中で、水素添加触媒及び水素ガスを添加して水素添加反応を行うことにより、重合体中に存在する共役ジエン化合物に由来するオレフィン性不飽和結合を水添前の90%以下、好ましくは80%以下、より好ましくは55%以下、さらに好ましくは20%以下まで低減化した、ビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックを少なくとも1個有する重合体の水添物が得られる。この水添物を(B)成分として用いることもできる。
共役ジエン化合物に由来するオレフィン性不飽和結合量が少ないほど、耐老化性や耐光性が高くなる。かかる水素添加反応は、ビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックを少なくとも1個有する重合体に存在する共役ジエン化合物に由来するオレフィン性不飽和結合を低減化できるものであれば、その製法に制限はなく、いかなる製造方法でもよい。
水素添加反応の方法として、例えば、特公昭42−8704号公報、特公昭43−6636号公報、特開昭60−220147号公報、特開昭61−33132号公報、特開昭62−207303号公報、英国特許第1020720号明細書、米国特許第3333024号明細書及び同第4501857号明細書等に記載された方法が挙げられる。これらの方法で得られる水添物の水素添加率に関しては、赤外線分光分析、核磁気共鳴分析等により容易に知ることができる。
【0063】
<(B)ビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックを少なくとも1個有する重合体又はその水添物の、その他の使用態様>
(B)ビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックを少なくとも1個有する重合体又はその水添物は、動架橋ポリマーとして使用することもできる。
【0064】
<(B)ビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックを少なくとも1個有する重合体又はその水添物の含有量>
本実施形態のポリオキシメチレン樹脂組成物における(B)成分の含有量(配合割合)は、上述した(A)成分と、(B)成分と、後述する(C)成分と、後述する(D)成分との総量100質量部に対して、3〜78質量部であり、より好ましくは10〜70質量部であり、さらに好ましくは20〜70質量部である。
(B)成分の含有量(配合割合)が78質量部以下とすると、成形加工時の流動性と成形品の外観とが良好となり、3質量部以上で優れた制振性能が付与される。
【0065】
((C)オイル)
本実施形態のポリオキシメチレン樹脂組成物は、(C)オイルを含有する。
(C)成分:オイルを添加することにより、本実施形態のポリオキシメチレン樹脂組成物及び成形体の耐油性が改良される。
ここで、(C)オイルは、鉱物油系軟化剤又は合成樹脂系軟化剤のいずれであってもよい。
鉱物油系軟化剤は、一般に、芳香族系炭化水素、ナフテン系炭化水素及びパラフィン系炭化水素からなる群より選ばれる1種以上の軟化剤であり、通常、これら3種の軟化剤の混合物である。
前記パラフィン系炭化水素の炭素原子数が全炭素原子中の50%以上を占めるものがパラフィン系オイルと呼ばれ、前記ナフテン系炭化水素の炭素原子数が全炭素原子中の30〜45%のものがナフテン系オイルと呼ばれ、また、前記芳香族系炭化水素の炭素原子数が35%以上のものが芳香族系オイルと呼ばれる。
上記の中で、パラフィン系オイルがより好ましい。
【0066】
前記パラフィン系オイルは、40℃における動粘度が好ましくは20〜800cst(センチストークス)、より好ましくは50〜600cstであり、流動度が好ましくは0〜−40℃、より好ましくは0〜−30℃であり、引火点(COC法)が好ましくは200〜400℃、より好ましくは250〜300℃である。
なお、動粘度は、JIS−K−2283の方法により測定し、流動度は、JIS−K−2269の方法により測定できる。
【0067】
また、前記合成樹脂系軟化剤としては、例えば、ポリブテン、低分子量ポリブタジエン等のポリαオレフィン系軟化剤、ポリオールエステル、ジエステル及びコンプレックスエステル等のエステル系軟化剤、ジメチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン、メチルハイドロジェンシリコーン及び有機変性シリコーン等のシリコーン系軟化剤が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0068】
<(C)オイルの含有量>
本実施形態のポリオキシメチレン樹脂組成物における(C)成分の含有量(配合割合)は、上述した(A)成分と、上述した(B)成分と、(C)成分と、後述する(D)成分との総量100質量部に対して1〜10質量部であり、好ましくは1〜7質量部であり、より好ましくは2〜5質量部である。
その含有量が1質量部以上であることにより、耐油性の効果が高くなり、その含有量が10質量部以下であることにより、耐衝撃性が極端に向上する。
【0069】
((D)潤滑剤)
本実施形態のポリオキシメチレン樹脂組成物は、(D)潤滑剤を含有する。
(D)成分である潤滑剤を添加することにより、本実施形態のポリオキシメチレン樹脂組成物の摺動性及びブロッキング性が改良される。
ここで、(D)潤滑剤は、シリコーングラフト化ポリオレフィン系樹脂、アルコール、脂肪酸、アルコールと脂肪酸とのエステル、アルコールとジカルボン酸とのエステル、ポリオキシアルキレングリコール、及び平均重合度が10〜500であるオレフィン化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂であることが好ましい。
【0070】
前記シリコーングラフト化ポリオレフィン系樹脂とは、ポリオレフィン系樹脂、例えば低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メチルメタアクリレート共重合体、ポリメチルペンテン、ポリプロピレン及びテトラフルオロエチレン−エチレン共重合体等からなる群より選ばれる少なくとも1種のポリオレフィン系樹脂(これらは必要に応じて酢酸ビニル等の少量のビニル系単量体を含有していてもよい。)に、下記一般式(6)に示すポリジメチルシロキサン等のシリコーン化合物をグラフト重合したものである。
【0071】
【化1】

【0072】
上記一般式(6)中のメチル基は、水素、アルキル基、フェニル基、エーテル基、エステル基や反応性置換基であるヒドロキシ基、アミノ基、エポキシ基、カルドキシル基、カルビノール基、ポリエーテル基、メタクリル基、メルカプト基、フェノール基、ビニル基、アリル基、ポリエーテル基、フッ素含有アルキル基等を有する置換基で置換されていてもよく、グラフト化のためには、ビニル基又はアリル基を有する置換基で置換されていることが好ましく、ビニル基を有する置換基で置換されていることがより好ましい。
また、上記一般式(6)に示すシリコーン化合物の平均重合度nは、1000〜10000の範囲であることが好ましく、平均重合度nをかかる範囲とすることにより、本実施形態のポリオキシメチレン樹脂組成物及びその成形体の摩擦磨耗特性、耐久性が、実用上優れたものとなる。
【0073】
(D)潤滑剤としてのシリコーングラフト化ポリオレフィン系樹脂は、米国特許第3865897号公報に記載されるように、ポリオレフィン系樹脂とシリコーン化合物とを特定の温度及び剪断条件下で溶融混練することによって製造することができる。
また、同様の技術は、米国特許第4252915号公報や特開平2−30652号公報に示されている。
また、これらシリコーン化合物は、耐電気接点汚染性の観点より、環状低分子モノマー及びオリゴマーの含有量を極力少なくしたものがより好ましい。
【0074】
(D)潤滑剤としてのアルコールは、1価アルコール、多価アルコールのいずれでもよい。1価アルコールとしては、例えば、オクチルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、トリデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ペンタデシルアルコール、セチルアルコール、ヘプタデシルアルコール、ステアリルアルコール、オイレルアルコール、ノナデシルアルコール、エイコシルアルコール、セリルアルコール、ベヘニルアルコール、メリシリルアルコール、ヘキシルデシルアルコール、オクチルドデシルアルコール、デシルミリスチルアルコール、デシルアウテアリルアルコール、ユニリンアルコール等の飽和又は不飽和アルコールが挙げられる。
多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブタンジオール、ヘプタンジオール、ヘキサンジオール、グリセリン、ジグリセリン、トリグリセリン、トレイトール、エリスリトール、ペンタエリスリトール、アラビトール、リビトール、キシリトール、ソルバイト、ソルビタン、ソルビトール、マンニトール等が挙げられる。
【0075】
(D)潤滑剤としての脂肪酸は、例えば、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ナノデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸、ウンデシレン酸、オレイン酸、エライジン酸、セトレイン酸、エルカ酸、ブラシジン酸、ソルビン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、プロピオール酸、ステアロール酸等が挙げられる。
また、かかる成分を含有する天然に存在する脂肪酸又はこれらの混合物でもよい。
これらの脂肪酸は、ヒドロキシ基で置換されていてもよい。
さらに、合成脂肪族アルコールであるユニリンアルコールの末端をカルボキシル変性した合成脂肪酸でもよい。
【0076】
(D)潤滑剤としてのアルコールと脂肪酸とのエステルは、下記に例示するアルコールと脂肪酸とのエステルである。
アルコールとしては、1価アルコール、多価アルコールのいずれでもよく、1価アルコールとしては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、アミルアルコール、ヘキシルアルコール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、トリデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ペンタデシルアルコール、セチルアルコール、ヘプタデシルアルコール、ステアリルアルコール、オイレルアルコール、ノナデシルアルコール、エイコキシアルコール、セリルアルコール、ベヘニルアルコール、メリシリルアルコール、ヘキシルデシルアルコール、オクチルドデシルアルコール、デシルミリスチルアルコール、デシルステアリルアルコール、ユニリンアルコール等の飽和・不飽和アルコールが挙げられる。
多価アルコールとしては、2〜6個の炭素原子を含有する多価アルコールが好ましく、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、グリセリン、ジグリセリン、トリグリセリン、ペンタエリスリトール、アラビトール、リビトール、キシリトール、ソルバイト、ソルビタン、ソルビトール、マンイトール等が挙げられる。
脂肪酸としては、例えば、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ナノデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸、ウンデシル酸、オレイン酸、エライジン酸、セトレイン酸、エルカ酸、ブラシジン酸、ソルビン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、プロピオール酸、ステアロール酸等が挙げられる。
また、かかる成分を含有する天然に存在する脂肪酸又はこれらの混合物等でもよい。
これらの脂肪酸は、ヒドロキシ基で置換されていてもよい。
また、合成脂肪族アルコールであるユニリンアルコールの末端をカルボキシル変性した合成脂肪酸でもよい。
【0077】
上述した(D)潤滑剤としてのアルコール、脂肪酸、アルコールと脂肪酸のエステルの中では、炭素数12以上の脂肪酸とアルコールとのエステルが好ましく、炭素数12以上の脂肪酸と炭素数10以上のアルコールとのエステルがより好ましく、炭素数12〜30の脂肪酸と炭素数10〜30のアルコールとのエステルがさらに好ましい。
【0078】
(D)潤滑剤としてのアルコールとジカルボン酸のエステルは、例えば、オクチルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、トリデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ペンタデシルアルコール、セチルアルコール、ヘプタデシルアルコール、ステアリルアルコール、オイレルアルコール、ノナデシルアルコール、エイコシルアルコール、セリルアルコール、ベヘニルアルコール、メリシルアルコール、ヘキシルデシルアルコール、オクチルドデシルアルコール、デシルミリスチルアルコール、デシルステアリルアルコール、ユニリンアルコール等の飽和・不飽和アルコールの1級アルコールと、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカニン酸、ブラシリン酸、マレイン酸、フマール酸、グルタコン酸等のジカルボン酸とのモノエステル、ジエステル、及びこれらの混合物が挙げられる。
これらアルコールとジカルボン酸のエステルの中では、炭素数10以上のアルコールとジカルボン酸とのエステルが好ましい。
【0079】
(D)潤滑剤としてのポリアルキレングリコール化合物としては、後述する第1〜第3のグループに示す3種類の化合物群が挙げられる。
第1のグループは、アルキレングリコールをモノマーとする重縮合物である。
例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコールとプロピレングリコールのブロックポリマー等が挙げられる。
これらの重合モル数の好ましい範囲は、5〜1000、より好ましい範囲は10〜500である。
【0080】
第2のグループは、第1のグループの化合物と脂肪族アルコールとのエーテル化合物である。
例えば、ポリエチレングリコールオイレルエーテル(エチレンオキサイド重合モル数5〜50)、ポリエチレングリコールセチルエーテル(エチレンオキサイド重合モル数5〜30)、ポリエチレングリコールラウリルエーテル(エチレンオキサイド重合モル数5〜30)、ポリエチレングリコールトリデシルエーテル(エチレンオキサイド重合モル数5〜30)、ポリエチレングリコールノニルフェニルエーテル(エチレンオキサイド重合モル数2〜100)、ポリエチレングリコールオキチルフェニルエーテル(エチレンオキサイド重合モル数4〜50)等が挙げられる。
【0081】
第3のグループは、第1のグループの化合物と高級脂肪酸とのエステル化合物である。
例えば、ポリエチレングリコールモノラウレート(エチレンオキサイド重合モル数2〜30)、ポリエチレングリコールモノステアレート(エチレンオキサイド重合モル数2〜50)、ポリエチレングリコールモノオレート(エチレンオキサイド重合モル数2〜50)等が挙げられる。
【0082】
(D)潤滑剤としての平均重合度が10〜500であるオレフィン化合物とは、下記一般式(7)で示されるオレフィン化合物である。
【0083】
【化2】

【0084】
上記一般式(7)中、R1、R2は、それぞれ独立して、水素、アルキル基、アリール基、及びエーテル基からなる群から選ばれる。平均重合度mは10〜500である。
前記アルキル基としては、例えば、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ラウリル基、セチル基、ステアリル基等が挙げられ、アリール基としては、例えば、フェニル基、p−ブチルフェニル基、p−オクチルフェニル基、p−ノニルフェニル基、ベンジル基、p−ブチルベンジル基、トリル基、キシリル基等が挙げられる。
また、エーテル基としては、例えば、エチルエーテル基、プロピルエーテル基、ブチルエーテル基等が挙げられる。
【0085】
上記一般式(7)で表されるオレフィン化合物を構成するモノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、2−ブテン、イソブチレン、1−ペンテン、2−ペンテン、4−メチル−ペンテン、2−メチル−1−ブテン、2−メチル−2−ブテン、1−ヘキセン、2,3−ジメチル−2−ブテン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン等で表されるオレフィン系モノマー、又は、アレン、1,2−ブタジエン、1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、1,4−ペンタジエン、1,5−ヘキサジエン、シクロペンタジエン等で表されるジオレフィン系モノマーがある。
これらオレフィン系モノマー、ジオレフィン系モノマーの2種以上を共重合して得られる化合物であってもかまわない。
【0086】
(D)潤滑剤としての上記一般式(7)で表されるオレフィン化合物が、ジオレフィン系モノマーを重合して得られる化合物である場合は、熱安定性向上の観点から、慣用の水素添加法を用いて炭素−炭素不飽和結合を極力少なくしたオレフィン化合物を用いることが好ましい。
【0087】
上記一般式(7)で表される オレフィン化合物を構成するオレフィン単位の平均重合度mは10〜500の範囲にあることが好ましく、より好ましくは15〜300の範囲であり、さらに好ましくは15〜100の範囲である。
平均重合度が10〜500の範囲であると、本実施形態のポリオキシメチレン樹脂組成物の成形体において実用上十分な摩擦磨耗特性が得られ、ポリオキシメチレン樹脂組成物を成形する際における金型汚染性についても、良好な評価が得られる。
【0088】
<(D)潤滑剤の含有量>
本実施形態のポリオキシメチレン樹脂組成物における(D)成分の含有量(配合割合)は、上述した(A)成分と、上述した(B)成分と、上述した(C)成分と、(D)成分との総量100質量部に対して1〜10質量部であり、好ましくは1〜7質量部であり、より好ましくは1〜5質量部である。
(D)潤滑剤の含有量(配合割合)が1質量部以上であることにより、摺動性及びブロッキング性の効果が高くなり、その含有量が10質量部以下であることにより、外観性及び耐衝撃性が保たれる。
【0089】
〔ポリオキシメチレン樹脂組成物の製造方法〕
本実施形態のポリオキシメチレン樹脂組成物は、上述した(A)成分〜(D)成分を溶融混練することにより製造できる。
溶融混練機としては、ニーダー、ロールミル、単軸押出機、二軸押出機、多軸押出機が挙げられる。
溶融混練の際の加工温度は、180〜240℃であることが好ましく、品質や作業環境の保持のためには不活性ガスにより系内を置換したり、一段及び多段ベントで脱気したりすることが好ましい。
【0090】
また、(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分をブレンダーで均一にブレンドした後、押出機等の溶融混練機により混練する方法であってもよく、予め(C)成分と(B)成分とを混合した後、それらの混合物を(A)成分及び(D)成分と混合し溶融混練してもよい。
また、押出機等の溶融混練機の前段で(B)成分と(C)成分とを混練した後、サイドフィードにより(A)成分及び(D)成分を押出機等の溶融混練機に供給して、それらを混練する方法であってもよく、押出機等の溶融混練機の前段で(A)成分と(B)成分及び(D)成分とを混練した後、サイドフィードにより(C)成分を押出機等の溶融混練機に供給して、それらを混練する方法であってもよい。
【0091】
〔ポリオキシメチレン樹脂組成物の用途〕
本実施形態のポリオキシメチレン樹脂組成物は、ポリオキシメチレン樹脂に優れた耐衝撃性、制振・消音性能を付与し、更に耐油性(耐グリース性)を改良した材料である。
本実施形態の樹脂組成物は、精密機器、家電・OA機器、自動車、工業材料及び雑貨などにおける部品の材料として好適である。
また、本実施形態の樹脂組成物は、OA機器、VTR機器、音楽・映像・情報機器、通信機器、自動車内外装部品及び工業雑貨の材料に好適である。
【0092】
〔ポリオキシメチレン樹脂組成物を用いた成形体〕
本実施形態の成形体は、上述したポリオキシメチレン樹脂組成物を用い、所定の成形方法により成形したものである。
成形方法としては、例えば、射出成形法、ホットランナー射出成形法、アウトサート成形法、インサート成形法、ガスアシスト中空射出成形法、金型の高周波加熱射出成形法、圧縮成形法、インフレーション成形、ブロー成形、押出成形又は押出成形品の切削加工等の成形法が挙げられる。
【0093】
成形体としては、例えば、ギヤ、カム、スライダー、レバー、アーム、クラッチ、フェルトクラッチ、アイドラギアー、プーリー、ローラー、コロ、キーステム、キートップ、シャッター、リール、シャフト、関節、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が挙げられる。また、上記成形体としては、例えば、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オフィスオートメーション機器用部品、VTR(Video Tape Recorder)、ビデオムービー、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又はビデオ機器用部品、カセットプレイヤー、DAT、LD(Laser Disk)、MD(Mini Disk)、CD(CompactDisk)(CD−ROM(Read Only Memory)、CD−R(Recordable)、CD−RW(Rewritable)を含む。)、DVD(Digital Versatile Disk)(DVD−ROM、DVD−R、DVD−RW、DVD−RAM(Random Access Memory)、DVD−Audioを含む)、その他光デイスクドライブ、MFD、MO、ナビゲーションシステム及びモバイルパーソナルコンピュータに代表される音楽、映像又は情報機器、携帯電話及びファクシミリに代表される通信機器用部品、電気機器用部品、電子機器用部品が挙げられる。
【0094】
また、上記成形体としては、自動車用の部品であるガソリンタンク、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に代表される燃料廻り部品、ドアロック、ドアハンドル、ウインドウレギュレータ、スピーカーグリルに代表されるドア廻り部品、シートベルト用スリップリング、プレスボタン、スルーアンカー、タングに代表されるシートベルト周辺部品、コンビスイッチ部品、スイッチ類及びクリップ類の部品が挙げられる。さらに、上記成形体として、シャープペンシルのペン先及びシャープペンシルの芯を出し入れする機構部品、洗面台及び排水口、排水栓開閉機構部品、自動販売機の開閉部ロック機構及び商品排出機構部品、衣料用のコードストッパー、アジャスター及びボタン、散水用のノズル及び散水ホース接続ジョイント、階段手すり部及び床材の支持具である建築用品、使い捨てカメラ、玩具、ファスナー、チェーン、コンベア、バックル、スポーツ用品、自動販売機、家具、楽器及び住宅設備機器に代表される工業部品が好適に挙げられる。
【実施例】
【0095】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は、後述する実施例に限定されるものではない。
【0096】
先ず、後述する実施例及び比較例で用いる成分及び評価方法を以下に示す。
〔成分〕
((A)ポリオキシメチレン樹脂)
<(A−1)成分>
熱媒を通すことのできるジャケット付きの2軸パドル型連続重合機を80℃に調整した。
水及び蟻酸を合わせて4ppm含むトリオキサンを40モル/時間、同時に、環状ホルマールとして1,3−ジオキソランを2モル/時間、重合触媒としてシクロヘキサンに溶解させた三フッ化ホウ素ジ−n−ブチルエーテラートをトリオキサン1モルに対し5×10-5モルとなる量、連鎖移動剤として下記式(8)で表される両末端ヒドロキシル基水素添加ポリブタジエン(Mn=2330)をトリオキサン1モルに対し1×10-3モルになる量で、前記重合機に連続的に供給し重合を行った。
前記重合機から排出されたポリマーを、トリエチルアミン1%水溶液中に投入し、重合触媒の失活を完全に行った後、そのポリマーを濾過、洗浄した。
濾過洗浄後の粗ポリオキシメチレン共重合体1質量部に対し、第4級アンモニウム化合物として、トリエチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム蟻酸塩を窒素の量に換算して20質量ppmになるよう添加し、それらを均一に混合した後、120℃で乾燥した。
【0097】
【化3】

【0098】
次に、上記乾燥後の粗ポリオキシメチレン共重合体100質量部に対し、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]を0.3質量部、ステアリン酸カルシウムを0.02質量部添加し、ベント付き2軸スクリュー式押出機に供給した。
前記押出機中の溶融しているポリオキシメチレン共重合体に必要に応じて水及び/又はトリエチルアミンを添加し、押出機の設定温度200℃、押出機における滞留時間5分の条件下で、その不安定末端部の分解を行った。
不安定末端部を分解したポリオキシメチレン共重合体(下記式(9))を、ベント真空度20Torrの条件下で脱揮し、押出機のダイス部よりストランドとして押し出しペレット化した。
下記式(9)の得られたブロック共重合体である(A−1)ポリオキシメチレン樹脂の曲げ弾性率は2550MPaであり、メルトフローレイトは9.3g/10分(ASTM D−1238−57T)であり、数平均分子量は52000であった。
なお、本実施例において、曲げ弾性率はISO178に基づき測定し、数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いてPMMA(ポリメチルメタクリレート)換算により算出した。
【0099】
【化4】

【0100】
<(A−2)成分>
熱媒を通すことのできるジャケット付きの2軸パドル型連続重合機を80℃に調整し、水及び蟻酸を合わせて4ppm含むトリオキサンを40モル/時間、同時に環状ホルマールとして、1,3−ジオキソランを2モル/時間、重合触媒としてシクロヘキサンに溶解させた三フッ化ホウ素ジ−n−ブチルエーテラートをトリオキサン1モルに対し5×10-5モルになる量、連鎖移動剤としてメチラール[(CH3O)2CH2]をトリオキサン1モルに対し2×10-3モルになる量で、前記重合機に連続的に供給し重合を行った。
前記重合機から排出されたポリマーをトリエチルアミン1%水溶液中に投入し、重合触媒の失活を完全に行った後、そのポリマーを濾過、洗浄した。
濾過洗浄後の粗ポリオキシメチレン共重合体1質量部に対し、第4級アンモニウム化合物として、トリエチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム蟻酸塩を窒素の量に換算して20質量ppmになるよう添加し、それらを均一に混合した後、120℃で乾燥した。
【0101】
次に、上記乾燥後の粗ポリオキシメチレン共重合体100質量部に対し、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]を0.3質量部、ステアリン酸カルシウムを0.02質量部添加し、ベント付き2軸スクリュー式押出機に供給した。
前記押出機中の溶融しているポリオキシメチレン共重合体に、必要に応じて水及び/又はトリエチルアミンを添加し、押出機の設定温度200℃、押出機における滞留時間5分の条件下で、その不安定末端部の分解を行った。
不安定末端部を分解したポリオキシメチレン共重合体をベント真空度20Torrの条件下で脱揮し、押出機ダイス部よりストランドとして押し出しペレット化し、ポリオキシメチレン共重合体(A−2)(以下、単に「(A−2)とも記す。」のペレットを得た。
得られた(A−2)ポリオキメチレン樹脂は、曲げ弾性率2600MPaであり、メルトフローレイトは9.0g/10分(ASTM D−1238−57T)であり、数平均分子量は55000であった。
また、(A−2)は、オキシメチレン単位と炭素数2以上のオキシアルキレン単位とを有し、前記オキシメチレン単位と前記オキシアルキレン単位との総量100モル%に対して、前記オキシアルキレン単位の含有量が、1.3モル%であった。
【0102】
((B)芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックを少なくとも一個有する重合体又はその水添物)
窒素ガスで置換した攪拌機付き反応器内のシクロヘキサン溶媒中で、n−ブチルリチウムを重合開始剤として用い、X−Y−X構造(X:スチレンを主体とする少なくとも1個の重合体ブロック、Y:少なくとも一個のスチレン−ブタジエン共重合体ブロック)を有し、数平均分子量100000、分子量分布1.1である、スチレン−ブタジエン共重合体を重合により得た。
スチレン−ブタジエン共重合体中のブロックX全ての含有量は15質量%であり、全結合スチレン量は62質量%であり、ブタジエン部分の1,2−ビニル結合量は30%であった。
その後、窒素ガスで置換された別の反応器へ重合液を移送し、米国特許第4501857号明細書に記載された方法により、ポリブタジエン部分のエチレン性不飽和結合に対する水素添加反応を実施し、水素添加率50%のポリマーを得た。
この水素添加反応後のポリマー溶液に、熱劣化安定剤としてオクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートを、重合体100質量部に対して0.3質量部添加し、溶剤であるシクロヘキサンを加熱除去した。
こうして、水素添加されたX−Y−X構造を有する芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックを少なくとも一個有する重合体の水添物を得た。
このポリマーの粘弾性スペクトルにおけるtanδの主分散ピーク温度は10℃であった。
なお、本実施例において、重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算により、算出し、分子量分布は、重量平均分子量及び数平均分子量から算出した。
また、粘弾性スペクトルにおけるtanδの主分散ピーク温度は、下記のようにして測定した。
まず、幅10mm、長さ35mmのサイズの測定用のシート状試料を、レオメーター装置(商品名「ARES」、ティーエイインスツルメントー株式会社製)の捻りタイプのジオメトリーに試料をセットした。
次いで、実効測定長さを25mm、ひずみを0.5%、周波数を1Hzに設定し、−80℃から80℃まで昇温速度3℃/分で昇温して粘弾性スペクトルを得た。
得られた粘弾性スペクトルにおけるtanδの主分散ピーク温度は、所定のソフトウェア(商品名「RSI Orchestrator」、ティーエイインスツルメントー株式会社製)の自動測定により検出されるピークから求めた。
【0103】
((C)オイル)
(C)オイルとして、ダイアナプロセスオイルPW380(出光興産(株)製、商品名)を用いた。
【0104】
((D)潤滑剤)
<(D−1)>シリコーングラフト化ポリオレフィン系樹脂
ラボ・プラストミル(東洋精機(株)製)を用いて、5質量%のメタクリル酸メチルを含有するメルトインディックスMI(ASTM−D1238−57T)=5g/10minのエチレン−メチルメタクリレート共重合体30g、下記式(10)のシリコーン化合物30gを、温度=180℃、回転数=60rpmで、20分間溶融混練することによって得られたポリオレフィンにシリコーン化合物がグラフトした樹脂を用いた。
【0105】
【化5】

【0106】
このシリコーングラフト化ポリオレフィン系樹脂中のシリコーン化合物のグラフト率は85質量%で、フリーのシリコーン化合物は11質量%であった。
【0107】
<(D−2)>セチルミリステアレート
【0108】
〔評価方法〕
(1)機械的特性(耐衝撃性)評価
実施例及び比較例で得られたペレットを80℃で3時間乾燥した後、シリンダー温度205℃に設定された5オンス成形機(東芝機械(株)製、商品名「IS−100GN」)を用いて、金型温度90℃、射出時間35秒、冷却時間15秒の条件で物性評価用ISOダンベル試験片を成形した。
この試験片に対して下記の試験を行った。
(i)引張伸度;ISO527−1&−2に基づいて測定した。
(ii)シャルピー衝撃強度;ISO179/1eAに基づいて測定した。
【0109】
(2)耐油性
実施例及び比較例で得られたペレットを80℃で3時間乾燥した後、シリンダー温度200℃に設定された5オンス成形機(東芝機械(株)製、商品名「IS−100GN」)を用いて、金型温度70℃、射出時間20秒、冷却時間15秒の条件で、30φギヤ試験片を成形した。この試験片に対して下記のようにして耐油性の試験を行った。
先ず、試験片のギヤ内径(D1)をマイクロゲージを用いて測定した。その後、試験片の開口部にグリース(商品名「PG641」、オレフィン系グリース、ダウコーニング製)を塗布し、70℃に加熱されたギヤオーブン内で9時間加熱処理を行った。
試験片をオーブンから取り出した後、グリースを拭き取り、その試験片のギヤ内径(D2)を測定し、((D1)−(D2))を耐油性(μm)として評価した。「耐油性」は、上記値が小さい方が優れているものと判断した。
【0110】
(3)損失係数
無響音室にて、機械的特性評価に用いたものと同様の試験片の片方の端部を固定し、その固定端の根元をインパルスハンマーで打撃した際の放射音を測定し、小野測器社製の音響解析システムにより、ハンマーの加振力信号とマイクロホンの音圧信号との周波数応答関数から損失係数を求めた。
損失係数の数値(%)が大きいと、制振性能・消音性能に優れることを意味するものとして判断した。
【0111】
(4)往復動摺動性
機械的特性評価に用いたものと同様の試験片を、往復動摩擦摩耗試験機(東洋精密(株)製、商品名「AFT−15MS」)にセットして、荷重1kg、線速度30mm/秒、往復距離20mm及び環境温度23℃の条件で10000回往復し、摩擦係数と摩耗量とを測定した。
摺動相手材としては、SUS304(オーステナイト系ステンレス鋼)精密球(直径5mm、先端R=2.5mm)を用いた。
評価方法;摩擦係数及び摩耗量を測定し、摩擦係数0.35μ以下、摩耗量(深さ)50μm以下を規格として、同時に満たすものを1、一方のみ満たすものを2、満たさないものを3として評価した。
【0112】
(5)ブロッキング性
実施例及び比較例で得られたペレットを金属パットに入れて、80℃で3時間乾燥した後、取り出す時に、ブロッキング性(塊り度合い)を評価した。
評価方法;ブロッキングしていないものを1、ブロッキングの程度が小さく1同様に成形し易いものを2、ブロッキングの程度が大きく成形し難いものを3として評価した。
【0113】
〔実施例1〕
(A−1)成分20質量部と、(B)成分70質量部と、(D−1)成分3質量部とを、ブレンダーで均一に混合した後、その混合物を200℃に設定されたL/D=48の26mmφ二軸押出機(東芝機械(株)製、商品名「TEM−26SS」)のトップに重量式フィーダーを用いて供給した。
さらに、(C)成分7質量部をその押出機に液添装置を用いて供給して、スクリュー回転数120rpm、押出速度11kg/時間の条件でそれらの溶融混練を行い、樹脂組成物を得た。
押し出された樹脂組成物をストランドカッターでペレット化とした。
得られたペレットを用いて、上記各種測定を行った。結果を下記表1に示す。
【0114】
〔実施例2〕
(A−1)成分20質量部と、(B)成分70質量部と、(D−1)成分3質量部と、安定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質量部と、ポリアミド66 0.05質量部と、ステアリン酸カルシウム0.13質量部とを、ブレンダーで均一に混合した後、200℃に設定されたL/D=48の26mmφ二軸押出機(東芝機械(株)製、商品名「TEM−26SS」)のトップに重量式フィーダーを用いて供給した。
さらに、(C)成分7質量部を、その押出機に液添装置を用いて供給して、スクリュー回転数120rpm、押出速度11kg/時間の条件でそれらの溶融混練を行い、樹脂組成物を得た。
押し出された樹脂組成物をストランドカッターでペレット化した。
得られたペレットを用いて、上記各種測定を行った。結果を下記表1に示す。
【0115】
〔実施例3〕
(B)成分90.9質量部を200℃に設定されたL/D=48の26mmφ二軸押出機(東芝機械(株)製、商品名「TEM−26SS」)のトップに重量式フィーダーを用いて供給し、(C)成分9.1質量部をその押出機に液添装置を用いて供給して、スクリュー回転数150rpm、押出速度15kg/時間の条件でそれらの溶融混練を行い、(B)成分と(C)成分との樹脂組成物を得た。押し出された前記樹脂組成物をストランドカッターでペレット化した。
得られた(B)成分と(C)成分との樹脂組成物77質量部と、(A−1)成分20質量部と、(D−1)成分3質量部と、安定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質量部と、ポリアミド66 0.05質量部と、ステアリン酸カルシウム0.13質量部とを加え、ブレンダーで均一に混合した後、200℃に設定されたL/D=48の26mmφ二軸押出機(東芝機械(株)製、商品名「TEM−26SS」)のトップに重量式フィーダーを用いて供給して、スクリュー回転数120rpm、押出速度11kg/時間の条件で溶融混練を行い、樹脂組成物を得た。
押し出された樹脂組成物をストランドカッターでペレット化した。
得られたペレットを用いて、上記各種測定を行った。結果を下記表1に示す。
【0116】
〔実施例4〜10〕
(A−1)成分と、(B)成分と、(C)成分と、(D−1)成分の組成(単位:質量部、以下同様。)を、下記表1に示すように変更した。
その他の条件は、実施例1と同様にして樹脂組成物のペレットを得た。
得られたペレットを用いて、上記各種測定を行った。結果を下記表1に示す。
【0117】
〔実施例11〜13〕
(A)成分として、(A−1)成分及び(A−2)成分を、下記表1に示す組成で用いた。
その他の条件は、実施例5と同様にして樹脂組成物のペレットを得た。
得られたペレットを用いて、上記各種測定を行った。結果を下記表1に示す。
【0118】
〔実施例14〕
(D)成分として、(D−1)成分を(D−2)成分へ変更した。
その他の条件は、実施例10と同様にして樹脂組成物のペレットを得た。
得られたペレットを用いて、上記各種測定を行った。結果を下記表1に示す。
【0119】
〔比較例1〜5〕
(A)成分と、(B)成分と、(C)成分と、(D)成分とを、下記表1に示す組成で用いた。
その他の条件は、実施例1と同様にして樹脂組成物のペレットを得た。
得られたペレットを用いて、上記各種測定を行った。結果を下記表2に示す。
【0120】
【表1】

【0121】
【表2】

【0122】
実施例1〜14のポリオキシメチレン樹脂組成物を用いることにより、優れた耐衝撃性及び制振性能及び摺動性に加え、優れた耐油性を有する成形体が得られ、かつポリオキシメチレン樹脂組成物は、優れたブロッキング性をも有するものであることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【0123】
本発明のポリオキシメチレン樹脂組成物は、成形、切削、又は成形・切削加工して得られる機構部品(例えば、ギヤ、カム、スライダー、レバー、アーム、クラッチ、関節、軸、軸受け、キーステム及びキートップからなる群から選ばれる少なくとも一種)、アウトサートシャーシの樹脂部品、シャーシ、トレー及び側板からなる群から選ばれる少なくとも一種の部品として用いることができ、下記の用途に利用可能性である。
すなわち、(1)プリンター及び複写機に代表されるOA機器に使用される部品、(2)VTR及びビデオムービーに代表されるビデオ機器に使用される部品、(3)カセットプレーヤー、LD、MD、CD(含CD−ROM、CD−R、CD−RW)、DVD(含DVD−ROM、DVD−R、DVD−RAM、DVD−Audio)、ナビゲーションシステム及びモバイルコンピューターに代表される音楽、映像、又は情報機器に使用される部品、(4)携帯電話、及びファクシミリに代表される通信機器に使用される部品、(5)自動車内外装部品に使用されるクリップ、スルーアンカー、タング、燃料タンク、燃料タンク及びその周辺部品に使用される部品、並びに、(6)使い捨てカメラ、玩具、ファスナー、コンベア、バックル、及び住設機器に代表される工業雑貨に使用される部品に産業上利用可能性がある。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)ポリオキシメチレン樹脂:20〜95質量部と、
(B)ビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物共重合体ブロックを、少なくとも1個有し、粘弾性スペクトルにおけるtanδの主分散ピーク温度が60℃以下である重合体又はその水添物:3〜78質量部と、
(C)オイル:1〜10質量部と、
(D)潤滑剤:1〜10質量部と、
を、含有し、前記(A)成分と(B)成分と(C)成分と(D)成分の総量が100質量部であるポリオキシメチレン樹脂組成物。
【請求項2】
前記(A)成分は、(A−1)成分として、下記一般式(1)で表される数平均分子量10000〜500000のポリオキシメチレンブロック共重合体を含む、請求項1に記載のポリオキシメチレン樹脂組成物。
H−R3−O−(CR12k−R4−(CR12k−O−R3−H ・・・(1)
(一般式(1)中、
1は、それぞれ独立して、水素原子、置換又は未置換のアルキル基、及び置換又は未置換のアリール基からなる群より選ばれる化学種を示し、互いに同一であっても異なっていてもよい。
kは、それぞれ独立して、2〜6の整数を示す。
3は、下記一般式(2a)で表されるオキシメチレン単位と下記一般式(2b)で表されるオキシ炭化水素単位とを複数有するブロックを示し、前記オキシメチレン単位と前記オキシ炭化水素単位とが互いにランダムに存在し、前記オキシメチレン単位と前記オキシ炭化水素単位との総量100モル%に対して、前記オキシメチレン単位の含有量が95〜99.9モル%、前記オキシ炭化水素単位の含有量が0.1〜5モル%であり、2つのR3の数平均分子量の平均が5000〜250000である。
下記一般式(2b)中、R2は、それぞれ独立して、水素原子、置換又は未置換のアルキル基、及び置換又は未置換のアリール基からなる群より選ばれる化学種を示し、互いに同一であっても異なっていてもよく、jは2〜6の整数を示す。
4は、下記一般式(3a)で表されるエチレン単位と下記一般式(3b)で表されるn−ブチレン単位とを複数有するブロックを示し、前記エチレン単位と前記n−ブチレン単位とは互いにランダム又はブロックに存在し、前記エチレン単位と前記n−ブチレン単位との総量100モル%に対して、前記エチレン単位の含有量は2〜98モル%、前記n−ブチレン単位の含有量は2〜98モル%であり、数平均分子量が500〜10000であり、ヨウ素価20g−I2/100g以下の不飽和結合を有してもよい。)
−(CH2O)− ・・・(2a)
−((CR22j−O)− ・・・(2b)
−(CH2CH2)− ・・・(3a)
−(CH2CH2CH2CH2)− ・・・(3b)
【請求項3】
前記(A)成分は、前記(A−1)成分とは異なる(A−2)成分として、オキシメチレン単位と炭素数2以上のオキシアルキレン単位とを有し、前記オキシメチレン単位と前記オキシアルキレン単位との総量に対して、前記オキシアルキレン単位の含有量が0.1〜10モル%であるポリオキシメチレン共重合体を、さらに含み、
前記(A−2)成分に対する前記(A−1)成分の質量比(A−1)/(A−2)が、99/1〜10/90である、請求項2に記載のポリオキシメチレン樹脂組成物。
【請求項4】
前記(A)成分が、前記(A−1)成分である、請求項2に記載のポリオキシメチレン樹脂組成物。
【請求項5】
前記(B)成分の前記粘弾性スペクトルにおける前記tanδの主分散ピーク温度が60℃〜−20℃の範囲である、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のポリオキシメチレン樹脂組成物。
【請求項6】
前記(D)成分が、シリコーングラフト化ポリオレフィン系樹脂、アルコール、脂肪酸、アルコールと脂肪酸とのエステル、アルコールとジカルボン酸とのエステル、ポリオキシアルキレングリコール、及び平均重合度が10〜500であるオレフィン化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂である請求項1乃至5のいずれか一項に記載のポリオキシメチレン樹脂組成物。
【請求項7】
請求項1乃至6のいずれか一項に記載のポリオキシメチレン樹脂組成物を用いて成形された成形体。

【公開番号】特開2012−21095(P2012−21095A)
【公開日】平成24年2月2日(2012.2.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−160919(P2010−160919)
【出願日】平成22年7月15日(2010.7.15)
【出願人】(303046314)旭化成ケミカルズ株式会社 (2,513)
【Fターム(参考)】