JP2741648B2

JP2741648B2 - ポリアセタール系樹脂成形品

Info

Publication number: JP2741648B2
Application number: JP5139909A
Authority: JP
Inventors: 公弘久保; 政彦佐藤
Original assignee: Asahi Kasei Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 1993-05-20
Filing date: 1993-05-20
Publication date: 1998-04-22
Anticipated expiration: 2013-04-22
Also published as: JPH06328490A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリアセタール系樹脂
の成形品に関する。更に詳しくは、成形収縮率が小さ
く、寸法精度のよい、型再現性に優れたポリアセタール
系樹脂の成形品に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、射出成形に際し、成形品の冷却に
伴う収縮（成形収縮）を押え、成形品の型再現性を向上
させる方法として、溶融樹脂の射出完了後に樹脂保圧を
加える、樹脂保圧法が知られている。

【０００３】また、やはり成形収縮を押え、成形品の型
再現性を向上させる成形法として中空射出成形法が知ら
れている。

【０００４】上記中空射出成形法は、通常の射出成形機
とガス圧入装置を組み合わせて行われるもので、溶融樹
脂の射出途中又は射出完了後に金型内に加圧ガスを圧入
して、金型キャビティ内の溶融樹脂中に加圧ガスによっ
て中空部を形成し、この中空部内の加圧ガスの圧力を適
宜に保ちながら成形品の冷却を進める成形法で、得られ
る成形品は中空成形品となる。

【０００５】前記樹脂保圧法の場合、ゲートシール後は
ゲート部で樹脂が固化して溶融樹脂の供給が止まり、樹
脂保圧がかけられなくなるのに対し、この中空射出成形
法では、ゲートシール後も加圧ガスによって保圧状態を
保つことができる利点がある。

【０００６】従って、中空射出成形法は、樹脂保圧法に
比して保圧状態が確実で、冷却に伴う樹脂の収縮分が中
空部が拡大することで補われるので、得られる成形品の
型再現性がよく、優れた寸法精度が得やすい利点があ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ポリアセタ
ール系樹脂は、摺動性、耐熱性、耐薬品性、耐クリープ
性に優れたエンジニアリング樹脂として、自動車、一般
機械、精密機械、電気・電子機器等の各分野の製品に幅
広く使用されている。そして、最近の各分野の技術の高
度化に伴い、ポリアセタール系樹脂成形品に対する寸法
精度の要求が高度化しており、これに応えることが技術
的な課題となっている。

【０００８】しかしながら、ポリアセタール樹脂は、結
晶性の熱可塑性樹脂であるため、溶融状態から固化する
際に大きく収縮する。このため、ポリアセタール系樹脂
成形品の場合、上記中空射出成形法のような成形法のみ
からの成形収縮防止対策では不十分で、要求に十分応じ
得る寸法精度が得られない問題がある。

【０００９】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、エンジニアリング樹脂として優れた特性を有する
ポリアセタール系樹脂製で、しかも寸法精度の優れた成
形品を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的と達成するため
に、本発明では、融点が１５０〜１６１℃のポリアセタ
ール樹脂を主成分とするポリアセタール系樹脂で構成さ
れ、中空射出成形法で成形された、中空部を有するポリ
アセタール系樹脂成形品としているものである。

【００１１】本明細書において、ポリアセタール樹脂を
主成分とするポリアセタール系樹脂とは、ポリアセター
ル樹脂単独、又は５０重量％以上のポリアセタール樹脂
を含む、ポリアセタール樹脂と他の樹脂の混合組成物を
いう。また、通常使用する添加剤、充填材、着色剤等を
加えたものでもよい。

【００１２】ポリアセタール樹脂としては、−（ＣＨ
₂ Ｏ）−で示されるオキシメチレン単位からなるホモポ
リマー、オキシメチレン単位と、−（Ｃ₂ Ｈ₄ −Ｏ）
−で示されるオキシエチレン単位のコポリマーであっ
て、オキシメチレン単位が５０モル％以上のもの、オ
キシメチレン単位と、−［（ＣＲ₁ Ｒ₂ ）_m −Ｏ］−
（但しＲ₁ ，Ｒ₂ は水素、アルキル基、アリール基より
選ばれ、各々同一でも異なってもよい。ｍは３〜６の整
数である。）で示されるオキシアルキレン単位のコポリ
マーであって、オキシメチレン単位が５０モル％以上の
もののいずれでもよい。いずれの場合も末端基は、水酸
基以外の基、例えばアルコシ基、ヒドロアルコシ基、ホ
ルメート基、アセチル基等であってもよい。

【００１３】上記ポリアセタール樹脂と混合して用いる
ことのできる他の樹脂としては、ポリアセタール樹脂と
相溶可能なものであれば特に制限はなく、例えばポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、
ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリカーボネイト、変性
ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンスル
フィド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテル
イミド、ポリアリレート、ポリサルフォン、ポリエーテ
ルサルホン、ポリエーテルエテルケトン、液晶ポリマ
ー、ポリテトラフルオロエチレン、熱可塑性エラストマ
ー等を挙げることができる。

【００１４】ポリアセタール樹脂とこの他の樹脂の混合
組成物を用いる場合、ポリアセタール樹脂の含有量は５
０重量％以上であることが必要で、好ましくは７０重量
％以上である。ポリアセタール樹脂の含有量が少な過ぎ
ると、エンジニアリング樹脂として優れたポリアセター
ル樹脂の特性が得られなくなる。

【００１５】ポリアセタール樹脂は、単独で用いる場合
と他の樹脂と混合して用いる場合のいずれにおいても、
融点が１５０〜１６１℃のものであることが必要で、好
ましくは融点が１５１〜１６０℃のものである。融点が
１５０℃未満では得られる成形品の機械的物性、特に引
張強度が損なわれ、融点が１６１℃を越えると、成形収
縮率が大きくなって、得られる成形品の寸法精度が損な
われる。

【００１６】通常、市販されれているポリアセタール樹
脂のほとんどは融点が１６２〜１７５℃である。本発明
では、ポリアセタール樹脂として、このような市販のポ
リアセタール樹脂より融点が低いものを使用する。

【００１７】融点の低いポリアセタール樹脂とする方法
としては、分子量を調整する方法、添加剤（可塑剤等）
の配合を調整する方法、分子鎖中のオキシエチレン単位
の比率を大きくする方法及び、これらの併用が挙げられ
る。中でも分子鎖中のオキシエチレン単位の比率を大き
くする方法が最も効果的で、この調整方法をとれること
から、本発明で用いるポリアセタール樹脂としては前記
のコポリマーが好ましい。

【００１８】本発明におけるポリアセタール系樹脂に
は、そのポリアセタール樹脂の融点に影響のない範囲
で、通常の添加剤、例えば酸化防止剤、難燃化剤、離型
剤、着色剤、滑剤、耐熱安定剤、耐候性安定剤、防錆剤
等を添加することができる。

【００１９】本発明に係る成形品は、上述のポリアセタ
ール系樹脂を用いた中空射出成形法で成形された中空の
成形品である。

【００２０】ここで、中空射出成形法とは、「従来の技
術」においても説明したように、溶融樹脂の射出途中又
は射出完了後に金型内に加圧ガスを圧入して、金型キャ
ビティ内の溶融樹脂中に加圧ガスによって中空部を形成
し、この中空部内の加圧ガスの圧力を適宜に保ちながら
成形品の冷却を進める成形法をいう。

【００２１】更に中空射出成形法について説明すると、
中空射出成形における溶融樹脂の射出量は、金型キャビ
ティ内を満たすに十分な量を射出するフルショットで
も、金型キャビティ内を満たすに足りない量を射出する
ショートショットのいずれでもよい。フルショットの場
合、冷却に伴う樹脂の収縮に伴って加圧ガスが圧入さ
れ、ショートショットの場合、樹脂の不足量を補うと共
に樹脂の収縮に伴って加圧ガスが圧入されることにな
る。

【００２２】加圧ガスとしては、ポリアセタール系樹脂
と不活性であればどのようなものでもよく、例えば窒
素、ヘリウム、ネオン、アルゴン等の不活性ガスを挙げ
ることができる。また、成形時のポリアセタール系樹脂
の分解やヤケを防止するために、不純成分の少ないガス
を用いることが好ましい。経済性を考慮すると、工業的
には窒素ガスが好ましい。加圧ガスの圧入は、アキュウ
ムレーターに蓄えた加圧ガスを金型に導くことで行って
も、ポンプで連続的に金型へ供給することで行ってもよ
い。また、射出ノズルに内蔵したガスノズルから行う方
法と、金型に設けたガス通路から行う方法とがある。射
出ノズルに内蔵したガスノズルから行う場合、加圧ガス
は、溶融樹脂と同様に、ゲートを介して金型キャビティ
内に圧入されることになる。金型に設けたガス通路から
行う場合、ガス通路をスプルーやランナーに開口させれ
ば、加圧ガスはゲートを介して金型キャビティ内に圧入
されることになるが、ガス通路を金型キャビティに直接
開口させて、加圧ガスを直接金型キャビティ内へ圧入す
ることもできる。

【００２３】通常、成形品は、必要な冷却完了後、中空
部内の加圧ガスを排出すると共に、中空部内を大気圧開
放してから金型から取り出される。従って、本発明に係
る成形品の中空部は、通常、大気圧となっている。しか
し、中空部内に加圧ガスを密封した成形品としてもよ
い。

【００２４】本発明に係る成形品は、上述のような中空
射出成形法で成形されたものであるため、中空部を有す
る。中空率は、３〜５０％であることが好ましく、更に
好ましくは５〜４０％である。中空率か３％未満である
場合、加圧ガスの圧力が全体に伝播しにくく、十分な寸
法精度が得にくい。また、中空率が５０％を越えると、
ヘジテーションマーク等の外観不良を生じやすくなる。

【００２５】尚、本発明における上記中空部は、中空射
出成形の加圧ガスの圧入によって形成された中空部をい
い、所謂巣（ボイド）や発泡による中空部とは相違する
ものである。

【００２６】

【実施例】まず、以下に述べる実施例及び比較例におけ
る測定項目の測定方法及び条件を説明する。

【００２７】（１）融点示差走査熱量測定装置（ＤＳＣ）を用いて測定した。

【００２８】サンプル５ｍｇを３０℃から２００℃に３
２０℃／分で昇温し、２分間保持した後、１３０℃まで
１０℃／１０分で降温し、更に１３０℃から２．５℃／
分で昇温した。最後に昇温する際に、結晶化に伴って吸
熱ピークが観測されるが、この時のピークトップ温度を
融点とした。

【００２９】（２）引張強度ＡＳＴＭ・Ｄ６３８に基づいて行った。

【００３０】（３）中空率得られた成形品の見掛け上の体積Ｖと、使用したポリア
セタール系樹脂の密度ρと、得られた成形品の質量Ｍと
から、次式によって算出した。

【００３１】中空率（％）＝｛（Ｖ×ρ−Ｍ）／（Ｖ×
ρ）｝×１００

【００３２】（４）金型寸法と成形品寸法の差後述するように、長さ１５０ｍｍで１０ｍｍ角の角柱成
形品を成形すべき金型で成形を行い、得られた成形品の
中心軸長さＬ（ｍｍ）を測定し、金型における長さであ
る１５０ｍｍから、得られた成形品の中心軸長さＬ（ｍ
ｍ）を差し引いて求めた。

【００３３】（５）成形収縮率上記得られた成形品の中心軸長さＬ（ｍｍ）と、金型に
おける長さである１５０ｍｍとから、次式によって算出
した。

【００３４】成形収縮率（％）＝｛（１５０−Ｌ）／１
５０｝×１００

【００３５】実施例１〜１０ポリアセタール樹脂の重合は、通常のコポリマーの重合
法を用いたが、夫々融点の異なるポリアセタール樹脂を
得るためにモノマー成分比を変えた条件で重合を行っ
た。

【００３６】具体的には、トリオキサンとエチレンオキ
サイドをモノマーとし、分子量調節剤としてメチラール
を用い、ＢＦ₃ 触媒を用いてバルク重合を行った。

【００３７】トリオキサンとエチレンオキサイドのモル
比は１：０．０６〜１：０．２０の範囲で変えた。ま
た、トリオキサンと分子量調節剤のモル比及び、トリオ
キサンと触媒のモル比は、夫々１：０．７×１０^-3、
１：０．４１×１０^-4で重合した。

【００３８】重合装置としては二軸混練機を使用し、液
状の高純度モノマー及び触媒を供給して、温度６０〜２
００℃の範囲で重合を行った。重合装置からは塊状のポ
リマーが連続的に得られ、重合装置に供給したモノマー
成分比によって、融点の異なるポリアセタール樹脂が得
られた。得られたポリアセタール樹脂を、表１にＰＯＭ
・Ｎｏ．１〜６として示す。

【００３９】ＰＯＭ・Ｎｏ．１〜６の各ポリアセタール
樹脂を用い、１０ｍｍ角で長さ１５０ｍｍの角柱状の金
型キャビティで、中空射出成形を行った。

【００４０】ゲートは１点とし、成形品の４つの周面の
１面に、当該面の中心（重心）位置に設けた。また、金
型温度は８０℃、シリンダー設定温度は２００℃とし、
更に溶融樹脂の計量値を変化させて中空率を変えながら
成形を行った。

【００４１】加圧ガスとしては窒素ガスを使用し、射出
シリンダーへのガスの逆流を防止するためのシャットオ
フ弁を設けて、射出ノズルに内蔵させたガスノズルから
圧入を行った。

【００４２】加圧ガスの圧入は、窒素ガスを１５０ｋｇ
／ｃｍ² に昇圧してアキュームレーターに蓄え、溶融樹
脂の射出後配管を通して上記ガスノズルから金型へ送り
込むことで行った。加圧ガスの圧入条件は、ガス圧入遅
延時間（溶融樹脂の射出完了後加圧ガスの圧入開始まで
の時間）を０．５秒、ガス圧入時間（加圧ガスの圧入を
行う時間）を５秒、圧力保持時間（加圧ガスの圧入を止
め、ガス系を閉じた状態に保持する時間にガス圧入時間
を加えた時間）を６０秒とした。

【００４３】型開きは、中空部内の加圧ガスを排出した
後で、圧力保持時間終了から５秒後に行った。

【００４４】得られた成形品の断面図を図１及び図２に
示す。図中１が中空部である。

【００４５】この成形品についての測定結果を表１に示
す。

【００４６】比較例１及び２ポリアセタール樹脂は実施例１〜１０と同じ重合法で得
たが、融点が代表的な市販のポリアセタール樹脂の１６
３．０℃付近となるよう、モノマー成分中のエチレンオ
キサイド比を実施例１〜１０より小さくした条件で重合
を行った。

【００４７】具体的には、トリオキサンとエチレンオキ
サイドのモル比を１：０．０２と１：０．０５として重
合を行った。得られたポリアセタール樹脂を、表１にＰ
ＯＭ・Ｎｏ．７及び８で示す。

【００４８】ＰＯＭ・Ｎｏ．７及び８のポリアセタール
樹脂を用い、実施例１〜１０と同じ金型と同じ条件で中
空射出成形を行った。得られた成形品についての測定結
果を表１に示す。

【００４９】比較例３及び４ポリアセタール樹脂は実施例１〜１０と同じ重合法で得
たが、融点が実施例１〜１０より低くなるよう、モノマ
ー成分中のエチレンオキサイド比を実施例１〜１０より
大きくした条件で重合を行った。

【００５０】具体的には、トリオキサンとエチレンオキ
サイドのモル比を１：０．２２と１：０．２５として重
合を行った。得られたポリアセタール樹脂を、表１にＰ
ＯＭ・Ｎｏ．９及び１０で示す。

【００５１】ＰＯＭ・Ｎｏ．９及び１０のポリアセター
ル樹脂を用い、実施例１〜１０と同じ金型と同じ条件で
中空射出成形を行った。

【００５２】得られた成形品についての測定結果を表１
に示す。

【００５３】比較例５〜８ＰＯＭ・Ｎｏ．２、５、７、８の各ポリアセタール樹脂
を用い、実施例１〜１０と同じ金型で、通常の射出成形
（加圧ガスの圧入を行わない射出成形）を行った。

【００５４】シリンダー設定温度及び金型温度は実施例
１〜１０と同じで、樹脂保圧時間は６００ｋｇ／ｃｍ²
の圧力で６０秒、冷却時間は３５秒とした。

【００５５】得られた成形品についての測定結果を表１
に示す。

【００５６】

【表１】

【００５７】

【発明の効果】実施例及び比較例から明らかなように、
本発明に係る成形品は、成形収縮率が著しく小さいばか
りか、機械的物性（引張強度）の大きな低下もない。従
って、本発明に係る成形品は、金型寸法に極めて近い寸
法を有する寸法精度の高い成形品で、しかも用途上必要
な機械的物性をも備えたものであって、各種産業部品と
して非常に有用な成形品となるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１〜１０で得た成形品を軸方向に切断し
た状態の断面図である。

【図２】実施例１〜１０で得た成形品を軸に直角方向に
切断した状態の断面図である。

【符号の説明】

１中空部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】融点が１５０〜１６１℃のポリアセター
ル樹脂を主成分とするポリアセタール系樹脂で構成さ
れ、中空射出成形法で成形された、中空部を有するポリ
アセタール系樹脂成形品。