JP7078687B2 - ポリアセタール樹脂組成物及び自動車部品 - Google Patents
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Description
(1)(A)ヘミホルマール末端基量が0.8mmol/kg以下であるポリアセタール共重合体100質量部に対し、
(B)酸化防止剤を0.5~3.0質量部、
(C)酸化亜鉛及び平均粒径が5μm以下の酸化マグネシウムのうちの少なくとも1種を2.0質量部超12質量部以下、
(D)BET比表面積が300~400m2/gのカーボンブラックを5.0~16質量部、及び
(E)ポリアルキレングリコールを0.5~3.0質量部を配合してなる、ポリアセタール樹脂組成物。
本実施形態のポリアセタール樹脂組成物は、(A)ヘミホルマール末端基量が0.8mmol/kg以下であるポリアセタール共重合体100質量部に対し、(B)酸化防止剤を0.5~3.0質量部、(C)酸化亜鉛及び平均粒径が5μm以下の酸化マグネシウムのうちの少なくとも1種を2.0質量部超12質量部以下、(D)BET比表面積が300~400m2/gのカーボンブラックを5.0~16質量部、及び(E)ポリアルキレングリコールを0.5~3.0質量部を配合してなる。
以下、本実施形態のPOM樹脂組成物の各成分について説明する。
本実施形態においては、基体樹脂として特定の末端特性を有する(A)ポリアセタール共重合体が用いられる。ポリアセタール共重合体は、オキシメチレン基(-OCH2-)を主たる構成単位とし、オキシメチレン単位以外に他のコモノマー単位を有する樹脂であり、一般的にはホルムアルデヒド又はホルムアルデヒドの環状オリゴマーを主モノマーとし、環状エーテルや環状ホルマールから選ばれた化合物をコモノマーとして共重合させることによって製造され、通常、加水分解によって末端の不安定部分を除去して安定化される。
本実施形態において使用される(B)酸化防止剤としては、芳香族アミン系酸化防止剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤等が挙げられる。芳香族アミン系酸化防止剤としては、N-フェニル-1-ナフチルアミン、ビス(4-オクチルフェニル)アミン、4,4'-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミン、p-(p-トルエンスルホニルアミド)ジフェニルアミン、N,N'-ジ-2-ナフチル-p-フェニレンジアミン、N-フェニル-N'-イソプロピル-p-フェニレンジアミン、N-フェニル-N'-(1,3-ジメチルブチル)-p-フェニレンジアミン、N-フェニル-N'-(3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロピル)-p-フェニレンジアミン等が挙げられる。中でも、4,4'-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミンが好ましい。
本実施形態のPOM樹脂組成物には、酸化亜鉛及び平均粒径が5μm以下の酸化マグネシウムのうちの少なくとも1種(以下、「(C)成分」とも呼ぶ。)が配合される。本実施形態において使用される(C)成分は、耐洗浄剤性(酸成分に対する耐久性(以下、「耐酸性」とも呼ぶ。))の改善と機械物性や成形性等の性能のバランスが優れており好ましい。
本実施形態のPOM樹脂組成物には、(A)POM樹脂に対して(D)BET比表面積が300~400m2/g以上のカーボンブラック(以下、単に「カーボンブラック」とも呼ぶ。)が所定量配合される。そして、POM樹脂組成物に(D)カーボンブラックを添加することにより、靭性の低下を抑えつつ、導電性が付与され、帯電防止効果が発揮される。そのメカニズムは、当該範囲のBET比表面積では、比表面積の増大に伴う靭性低下の度合いが比較的少なく、かつ、導電性が十分であるためと推察される。
なお、(D)カーボンブラック以外のカーボンブラックを添加すると、帯電防止効果は発揮されるが、得られる成形品の靭性が低下する。
なお、BET比表面積は、ASTM D4820に準拠して測定することができる。
本実施形態のPOM樹脂組成物には、(A)POM樹脂に対して所定量の(E)ポリアルキレングリコールが配合される。これらの種類は特に限定されないが、POM樹脂との親和性の観点から、ポリエチレングリコール又はポリプロピレングリコールを含有するものが好ましく、ポリエチレングリコールを含有するものがより好ましい。
本実施形態のPOM樹脂組成物は、必要に応じて他の成分を含有するものであってもよい。本実施形態のPOM樹脂組成物の目的・効果を阻害しない限り、POM樹脂組成物に対する公知の安定剤を1種又は2種以上添加することができる。
本実施形態の自動車部品は、上述の本実施形態のPOM樹脂組成物の成形品からなる。従って、本実施形態の自動車部品は、靭性が大きく低下することなく、酸成分に対する耐久性と帯電防止効果が付与される。従って、自動車の燃料ポンプ周辺のフランジやケース状の成形品に使用されることが好適である。すなわち、帯電防止効果に優れるため、静電気による燃料の引火を防止することができるし、酸成分に対する耐久性に優れるため、強酸性(pH=1程度)のクリーナーが付着した場合であっても、表面の劣化を防止することができる。すなわち、本実施形態の自動車部品は、酸性洗浄剤に接触し得る環境下で用いることができる。
本実施形態の自動車部品は、上記POM樹脂組成物を用いて、慣用の成形方法、例えば、射出成形、押出成形、圧縮成形、ブロー成形、真空成形、発泡成形、回転成形等の方法で成形することにより得ることができる。
本実施形態の自動車部品は、例えばpH2以下の強酸性洗浄剤に接触したとしても、劣化が抑制され、良好な成形品表面外観を保持できる。
本実施形態のポリアセタール樹脂成形品に帯電防止効果を付与し、かつ、酸成分に対する耐性を向上させる方法は、上述の本実施形態のPOM樹脂組成物を用いる。
上述の通り、本実施形態のPOM樹脂組成物を成形して得られる成形品は、靭性が大きく低下することなく、酸成分に対する耐久性と帯電防止効果が付与される。つまり、本実施形態のPOM樹脂組成物を用いることにより、POM樹脂組成物の酸成分に対する耐久性と帯電防止効果を発現することができ、かつ、靭性が大きく低下することもない。酸成分としては、酸性洗浄剤由来のものを用いることができる。
本実施形態の方法において、POM樹脂に対する各成分及びその好ましい含有量、及び他の成分は上述の本実施形態のPOM樹脂組成物で説明した通りである。
各実施例・比較例において、表1及び表2に示す各原料成分をドライブレンドした後、シリンダー温度200℃の二軸押出機に投入して、溶融混練し、ペレット化した。なお、表1、表2において、各成分の数値は質量部を示す。
また、使用した各原料成分の詳細を以下に示す。
(A)ポリアセタール樹脂(POM樹脂)
A-1;ヘミホルマール末端基量:0.7mmol/kgのPOM樹脂
A-2;ヘミホルマール末端基量:1.0mmol/kgのPOM樹脂
ISO1133に準じ、190℃、荷重2.16kgで測定したMFRはA-1、A-2ともに9g/10分であった。
ポリアセタール共重合体A-1~A-2は、次のようにして得た。
B-1: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(BASF社製、Irganox1010)
B-2:4,4'-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミン(大内新興化学工業(株)製、ノクラックCD)
C-1:酸化マグネシウム、比表面積140m2/g、平均粒径0.9μm(協和化学工業(株)製、キョーワマグMF150)
C-2:酸化マグネシウム、比表面積30m2/g、平均粒径0.8μm(協和化学工業(株)製、キョーワマグMF30)
C-3:酸化マグネシウム、比表面積155m2/g、平均粒径7μm(協和化学工業(株)製、キョーワマグ150)
C-4:酸化亜鉛(BET比表面積 60~90m2/g)(正同化学工業(株)製、活性亜鉛華AZO)
(株)堀場製作所製、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置LA-920を用いて、以下の測定条件の下、レーザー回折/散乱法により粒度分布を測定し、積算値50%の平均粒径(50%d)を求めた。
~測定条件~
・循環速度:5
・レーザー光源:632.8nmHe-Neレーザー1mW、タングステンランプ50W
・検出器:リング状75分割シリコンフォトダイオード×1、シリコンフォトダイオード×12
・分散媒:蒸留水
・超音波:有り
・透過率:75~90%
・水との相対屈折率:1.32
・粒子径基準:体積
D-1:カーボンブラック(ライオン(株)製、ライオナイトEC200L、BET比表面積:377m2/g)
D-2:カーボンブラック(ライオン(株)製、ケッチェンブラックEC300J、BET比表面積:800m2/g)
D-3: カーボンブラック(デンカ(株)製、デンカブラック、BET比表面積:65m2/g)
E-1:ポリエチレングリコール(三洋化成工業(株)製、PEG6000S)
実施例及び比較例で調製したPOM樹脂組成物を用い、ISO294-1に記載の多目的試験片を、ISO9988-1,2に準じた条件で射出成形機(EC40,東芝機械(株)製)にて射出成形により作製し、以下の(1)から(3)の評価に用いた。
POM樹脂組成物の酸性洗浄剤への耐性を評価するため、上記多目的試験片の両端を固定し、負荷歪み:2.0%の割合で湾曲させた。そして、多目的試験片の表面に酸性洗浄剤をスプレーし、スプレー後の多目的試験片を60℃の条件下で4時間放置した。その後、引張試験片を23℃50%RHの条件下で4時間放置した。その後、酸性洗浄剤を再度スプレーし、23℃50%RHの条件下で16時間放置した。
洗浄剤:硫酸:1.5%、フッ化水素酸:1.5%、リン酸:10%
酸性洗浄剤のスプレー-多目的試験片の60℃4時間の放置-多目的試験片の23℃50RH%4時間の放置-再度酸性洗浄剤のスプレー-多目的試験片の23℃50RH%16時間の放置を1サイクルとし、この1サイクルが終了する毎に、ダンベル試験片表面のクラック発生状況を目視で観察した。そして、クラックが確認されたサイクル数を基に、以下の評価基準に従い評価した。評価結果を表1及び表2に示す。
[評価基準]
A;サイクル数:10以上
B;サイクル数:5~9
C;サイクル数:4以下
上記多目的試験片を用いてISO527-1、2に準拠した引張破壊呼び歪の測定を実施し、以下の評価基準に従い評価した。評価結果を表1及び表2に示す。
[評価基準]
A:10%以上
B:6~9%
C:5%未満
上記多目的試験片を用いて以下の評価をした。
(表面抵抗率・体積抵抗率)
上記のようにして得た多目的試験片の外観を図1に示す。図1(A)は表面を示し、図1(B)は裏面を示す。当該試験片の各面の所定領域(図1のハッチング領域)に導電塗料(ドータイトD500、藤倉化成(株)製)を塗布して乾燥した。その後、低抵抗率測定装置(DIGITAL MULTIMETER R6450、アドバンテスト製)を使用し、図1(A)のA-B間の抵抗を測定し、これを表面抵抗率とした。また、図1のC-D間の抵抗を測定し、これを体積抵抗率とした。表面抵抗率及び体積抵抗率のそれぞれについて、以下の評価基準に従い評価した。評価結果を表1及び表2に示す。なお、表面抵抗率の測定上限は5.0×109Ω/□であり、体積抵抗率の測定上限は1.8×1011Ω・cmである。
[表面抵抗率の評価基準]
A:1.0×104Ω/□以下
B:1.0×104Ω/□超1.0×109Ω/□以下
C:1.0×109Ω/□超
[体積抵抗率の評価基準]
A:1.0×104Ω・cm以下
B:1.0×104Ω・cm超1.0×109Ω・cm以下
C:1.0×109Ω・cm超
実施例及び比較例で調製したPOM樹脂組成物を用い、下記条件でモールドデポジット試験片(円盤型)を成形した。
[評価方法]
3000shot成形した後、金型移動側のCavity部表面を目視にて観察し、以下の基準に従って付着物量を判定した。
A:付着物は確認されないもしくはわずかに確認される。
B:多量の付着物が確認される
*成形機: FANUC ROBOSHOT S-2000i 50B(ファナック(株))
*成形条件:シリンダー温度(℃) ノズル-C1-C2-C3
205 215 205 185℃
射出圧力:40(MPa)
射出速度:1.5(m/min)
金型温度:60(℃)
比較例1は、(C)~(E)成分が配合されていない点で実施例1と異なり、耐酸性及び導電性に劣る。比較例2は、(D)及び(E)成分が配合されていない点で実施例1と異なり、耐酸性及び導電性に劣る。比較例3は、(D)成分が配合されていない点で実施例1と異なり、導電性に劣る。比較例4は、(C)及び(E)成分が配合されていない点で実施例1と異なり、耐酸性に劣る。比較例5は、(E)成分が配合されていない点で実施例1と異なり、耐酸性に劣る。比較例6は、(C)成分が過少である点で実施例1と異なり、耐酸性に劣る。比較例7は、(C)成分が過剰である点で実施例1と異なり靭性に劣る。比較例8は、平均粒径が過大な酸化マグネシウムを用いた点で実施例1と異なり靭性に劣る。比較例9は、(D)成分が過少である点で実施例1と異なり、導電性に劣る。比較例10は、(D)成分が過剰である点で実施例1と異なり、靭性に劣る。比較例11は、(D)成分として、BET比表面積が過大なカーボンブラックを用いた点で実施例1と異なり、靭性に劣る。比較例12は、(D)成分として、BET比表面積が過小なカーボンブラックを用いた点で実施例1と異なり、導電性に劣る。比較例13は、ヘミホルマール末端基量が過剰のPOM樹脂を用いている点で実施例1と異なり、成形性に劣る。
Claims (6)
- (A)ヘミホルマール末端基量が0.8mmol/kg以下であるポリアセタール共重合体100質量部に対し、
(B)酸化防止剤を0.5~3.0質量部、
(C)酸化亜鉛及び平均粒径が5μm以下の酸化マグネシウムのうちの少なくとも1種を3.0質量部以上12質量部以下、
(D)BET比表面積が300~400m2/gのカーボンブラックを5.0~16質量部、及び
(E)ポリアルキレングリコールを0.5~3.0質量部を配合してなる、ポリアセタール樹脂組成物。 - 前記酸化マグネシウムのBET比表面積が100m2/g以上であり、平均粒径が1.5μm以下である、請求項1に記載のポリアセタール樹脂組成物。
- 請求項1又は2に記載のポリアセタール樹脂組成物の成形品からなる自動車部品。
- 酸性洗浄剤と接触し得る環境下で用いられる、請求項3に記載の自動車部品。
- 請求項1又は2に記載のポリアセタール樹脂組成物を用いる、ポリアセタール樹脂成形品に帯電防止効果を付与し、かつ、酸成分に対する耐性を向上させる方法。
- 前記酸成分が、酸性洗浄剤由来である、請求項5に記載の方法。
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