JP2017014304A - ポリアセタール樹脂組成物、成形体及びデジタル機器部品 - Google Patents

Abstract

【課題】０．２５ｍｍ未満に薄くしても、熱安定性を維持しながら優れた遮光性及び外観を有する成形体を製造できるポリアセタール樹脂組成物、成形体及びデジタル機器部品を提供すること。
【解決手段】
ポリアセタール樹脂（Ａ）１００質量部に対して、カーボンブラック（Ｂ）及び分散剤（Ｃ）が合計で４質量部より大きく１０質量部以下の割合で配合され、カーボンブラック（Ｂ）及び分散剤（Ｃ）の合計配合量中のカーボンブラックの割合が６０質量％より大きく１００質量％未満である、ポリアセタール樹脂組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、ポリアセタール樹脂組成物、成形体及びデジタル機器部品に関する。

エンジニアリングプラスチックスのポリアセタール樹脂は、優れた機械的性質、摺動特性、摩擦・磨耗特性、耐熱性、成形加工性などを有している。このため、ポリアセタール樹脂を含むポリアセタール樹脂組成物は、自動車、ＯＡ機器などの各種機械部品や電気部品等に広く用いられている。例えば、ポリアセタール樹脂組成物は、高度な摺動性が要求されるシャッター機構の絞り羽根などを形成するための材料として用いられている。

例えば下記特許文献１には、デジタルカメラのシャッター部品などに使用されるポリアセタール樹脂組成物として、ポリアセタール樹脂と、カーボンブラックと、分散剤とからなり、ポリアセタール樹脂１００質量部に対してカーボンブラックと分散剤の合計添加量が１〜４質量部、カーボンブラック／分散剤が４０／６０〜６０／４０であるポリアセタール樹脂組成物が提案されている。下記特許文献１では、上記ポリアセタール樹脂組成物からなる厚さが０．２５ｍｍの成形体の光透過率が１％以下であることが開示されている。

特許第４９９９７６４号公報

ところで、近年、ポリアセタール樹脂組成物を用いた各種機械部品や電気部品においては軽量化が求められるようになっている。このため、例えばデジタル一眼レフカメラのシャッター機構などに使用される絞り羽根などの成形体についても軽量化が求められるようになっている。このような成形体を軽量化するためには、成形体をこれまでよりも一層薄く成形することが必要となる。

しかし、上記特許文献１に記載のポリアセタール樹脂組成物は以下の課題を有していた。

すなわち、特許文献１に記載のポリアセタール樹脂組成物を成形して得られる成形体は、さらなる軽量化のために厚さを０．２５ｍｍ未満にすると、遮光性が不十分となる場合があった。また、上記成形体は、厚さを０．２５ｍｍ未満にして遮光性の点で優れていても、極めて高温の環境下に置かれると、例えば分散剤がブリードアウトする場合があり、熱安定性が低下する場合もあった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、０．２５ｍｍ未満に薄くしても、熱安定性を維持しながら優れた遮光性及び外観を有する成形体を製造できるポリアセタール樹脂組成物、成形体及びデジタル機器部品を提供することを目的とする。

本発明者は上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、カーボンブラック及び分散剤が合計でポリカーボネート樹脂１００質量部に対して特定の割合で配合され、且つ、カーボンブラック及び分散剤の合計配合量中のカーボンブラックの割合が特定の範囲にあるときに上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、ポリアセタール樹脂（Ａ）１００質量部に対して、カーボンブラック（Ｂ）及び分散剤（Ｃ）が合計で４質量部より大きく１０質量部以下の割合で配合され、前記カーボンブラック（Ｂ）及び前記分散剤（Ｃ）の合計配合量中の前記カーボンブラックの割合が６０質量％より大きく１００質量％未満である、ポリアセタール樹脂組成物である。

本発明のポリアセタール樹脂組成物によれば、０．２５ｍｍ未満に薄くしても、熱安定性を維持しながら優れた遮光性及び外観を有する成形体を製造できる。

上記ポリアセタール樹脂組成物においては、例えば前記カーボンブラック（Ｂ）が２．４質量部以上１０質量部未満の割合で配合される。

上記ポリアセタール樹脂組成物においては、前記ポリアセタール樹脂（Ａ）のメルトボリュームレート（以下、本明細書において「ＭＶＲ」と呼ぶ）が１５ｃｍ^３／１０分以上であることが好ましい。

この場合、ポリアセタール樹脂（Ａ）のＭＶＲが１５ｃｍ^３／１０分未満である場合に比べて、ポリアセタール樹脂組成物の成形性がより向上する。

上記ポリアセタール樹脂組成物においては、前記分散剤（Ｃ）がポリオレフィンワックス、脂肪酸、脂肪酸アミド、ポリアルキレングリコール及びシリコーンからなる群より選ばれる少なくとも１種で構成されることが好ましい。

この場合、分散剤がポリオレフィンワックス、脂肪酸、脂肪酸アミド、ポリアルキレングリコール及びシリコーンからなる群より選ばれる少なくとも１種で構成されない場合に比べて、ポリアセタール樹脂組成物がより摺動性に優れる。

また本発明は、上記ポリアセタール樹脂組成物を成形してなる成形体である。

この成形体によれば、０．２５ｍｍ未満に薄くしても、熱安定性を維持しながら優れた遮光性及び外観を有することが可能となる。

また本発明は、上記成形体を含むデジタル機器部品である。

この場合、上記成形体が、０．２５ｍｍ未満に薄くしても、熱安定性を維持しながら優れた遮光性及び外観を有することが可能となるため、成形体の軽量化が可能となり、それに伴ってデジタル機器部品の軽量化も可能となる。

また上記デジタル機器部品においては、前記成形体の厚さが０．１ｍｍ以下であることが好ましい。

この場合、デジタル機器部品を顕著に軽量化できる。

本発明によれば、０．２５ｍｍ未満に薄くしても、熱安定性を維持しながら優れた遮光性及び外観を有する成形体を製造できるポリアセタール樹脂組成物、成形体及びデジタル機器部品が提供される。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明は、ポリアセタール樹脂（Ａ）１００質量部に対して、カーボンブラック（Ｂ）及び分散剤（Ｃ）が合計で４質量部より大きく１０質量部以下の割合で配合され、カーボンブラック（Ｂ）及び分散剤（Ｃ）の合計配合量中のカーボンブラックの割合が６０質量％より大きく１００質量％未満である、ポリアセタール樹脂組成物である。

本発明のポリアセタール樹脂組成物によれば、０．２５ｍｍ未満に薄くしても、熱安定性を維持しながら優れた遮光性及び外観を有する成形体を製造できる。

以下、本発明のポリアセタール樹脂組成物に用いるポリアセタール樹脂（Ａ）、カーボンブラック（Ｂ）及び分散剤（Ｃ）について詳細に説明する。

（Ａ）ポリアセタール樹脂
本発明に用いられるポリアセタール樹脂（Ａ）は、オキシメチレン基と、炭素数が２以上のオキシアルキレン基とを構成単位として含むコポリマーである。

炭素数が２以上のオキシアルキレン基としては、例えばオキシエチレン基、オキシプロピレン基、及び、オキシブチレン基などが挙げられる。中でも、ポリアセタール樹脂の特徴が損なわれることをより十分に抑制するという理由からは、オキシエチレン基が好ましい。

上記ポリアセタール樹脂（Ａ）においては、炭素数２以上のオキシアルキレン基の割合はオキシメチレン基１００モル％に対して０．３〜６．０モル％であることが好ましい。

この場合、上記割合が０．３モル％未満である場合に比べて、ポリアセタール樹脂（Ａ）がより十分な熱安定性を有する。また上記割合が６．０モル％を超える場合に比べて、ポリアセタール樹脂（Ａ）の結晶性がより向上し、ポリアセタール樹脂組成物の強度が大きく低下したり、クリープ疲労特性が低下したりすることを十分に抑制できる。

上記割合は、０．５〜５．５モル％であることが好ましい。上記割合が０．５〜５．５モル％の範囲内にあると、上記範囲を外れる場合と比べて、ポリアセタール樹脂の熱安定性がより向上し、ポリアセタール樹脂組成物は、耐衝撃性にさらに優れた成形体を製造できる。上記割合は、０．７〜５．０モル％であることがより好ましく、１．０〜４．５モル％であることがさらに好ましい。

上記ポリアセタール樹脂（Ａ）を製造するためには通常、主原料としてトリオキサンが用いられる。また、ポリアセタール樹脂（Ａ）中に炭素数２以上のオキシアルキレン基を導入するには、例えば環状ホルマールや環状エーテルを用いることができる。環状ホルマールの具体例としては、例えば１，３−ジオキソラン、１，３−ジオキサン、１，３−ジオキセパン、１，３−ジオキソカン、１，３，５−トリオキセパン、１，３，６−トリオキソカン等が挙げられ、環状エーテルの具体例としては、例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシドおよびブチレンオキシド等が挙げられる。ポリアセタール樹脂（Ａ）中にオキシエチレン基を導入するには、例えば１，３−ジオキソランを用いればよく、オキシプロピレン基を導入するには、１，３−ジオキサンを用いればよく、オキシブチレン基を導入するには、１，３−ジオキセパンを導入すればよい。

また、ポリアセタール樹脂（Ａ）の１９０℃、２．１６ｋｇで測定したＭＶＲは１５ｃｍ^３／１０分以上であることが好ましい。

この場合、ポリアセタール樹脂（Ａ）のＭＶＲが１５ｃｍ^３／１０分未満である場合に比べて、ポリアセタール樹脂組成物の成形性がより向上する。

ＭＶＲは１７ｃｍ^３／１０分以上であることがより好ましく、２０ｃｍ^３／１０分以上であることがさらに好ましい。但し、ＭＶＲは、ポリアセタール樹脂組成物の機械的特性をより向上させるためには、６０ｃｍ^３／１０分以下であることが好ましく、５０ｃｍ^３／１０分以下であることがより好ましい。

（Ｂ）カーボンブラック
本発明に用いられるカーボンブラック（Ｂ）としては、例えばファーネスブラック、アセチレンブラック、チャネルブラック、油煙ブラック（ランプブラック）などを用いることができる。これらは単独で又は２種以上を組み合せて用いることができる。

カーボンブラック（Ｂ）の平均粒径は特に限定されるものではないが、５〜５０ｎｍであることが好ましく、１０〜４０ｎｍであることがより好ましい。ここで、平均粒径は、走査型電子顕微鏡を用いて観察した複数個のカーボンブラックの粒径の平均値を言う。

ポリアセタール樹脂（Ａ）１００質量部に対する上記カーボンブラック（Ｂ）の配合量は、カーボンブラック（Ｂ）及び分散剤（Ｃ）の配合量において６０質量％より大きく１００質量％未満であればよい。具体的には、ポリアセタール樹脂（Ａ）１００質量部に対するカーボンブラック（Ｂ）の配合量は２．４質量部以上１０質量部未満である。

ポリアセタール樹脂（Ａ）１００質量部に対するカーボンブラック（Ｂ）の配合量は、２．７〜９．０質量部であることがより好ましく、３．０〜８．０質量部であることがさらに好ましい。

（Ｃ）分散剤
分散剤は、カーボンブラックをポリアセタール樹脂中に分散させ得るものであれば特に限定されないが、分散剤としては、例えばポリオレフィンワックス、脂肪酸、脂肪酸アミド、ポリアルキレングリコール、シリコーン又はこれらの２種以上の組合せが好ましい。この場合、分散剤がポリオレフィンワックス、脂肪酸、脂肪酸アミド、ポリアルキレングリコール、シリコーン又はこれらの２種以上の組合せで構成されない場合に比べて、ポリアセタール樹脂組成物がより摺動性に優れる。特に、分散剤として、ポリオレフィンワックス、脂肪酸アミド及びシリコーンの混合物を用いることが好ましい。

ポリオレフィンワックスとしては、ポリエチレンワックス及びポリプロピレンワックスなどが挙げられる。

脂肪酸としては、例えばステアリン酸、オレイン酸、オクタン酸、ラウリル酸、リシノール酸、ベヘン酸等の高級脂肪酸が挙げられる。

脂肪酸アミドは、高級脂肪酸及び／又は多塩基酸とジアミンとの脱水反応によって得られる化合物である。ここで、高級脂肪酸としては、炭素数１６以上、例えば炭素数１６〜３０の飽和脂肪族モノカルボン酸が好ましく、具体的には、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、モンタン酸等が挙げられる。多塩基酸としては、二塩基酸以上のカルボン酸で、例えば、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ピメリン酸、アゼライン酸等の脂肪族ジカルボン酸類及びフタル酸、テレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸並びにシクロヘキシルジカルボン酸、シクロヘキシルコハク酸等の脂環族ジカルボン酸等が挙げられる。 ジアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、１，３−ジアミノプロパン、１，４−ジアミノブタン、ヘキサメチレンジアミン、メタキシリレンジアミン、トリレンジアミン、パラキシリレンジアミン、フェニレンジアミン、イソホロンジアミン等が挙げられる。脂肪酸アミドの具体例としては、ステアリリルアミド、ベヘニルアミド、モンタニルアミド、メチレンビスステアリルアミド、エチレンビスステアリルアミド等が挙げられる。

ポリアルキレングリコールとしては、ポリメチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール、ポリペンチレングリコール、ポリへキシレングリコール、ポリヘプチレングリコール、ポリオクチレングリコール、ポリノニレングリコール、ポリデシレングリコールなどが挙げられる。

シリコーンとしては、油、ゴム、樹脂などの性状を有するシリコーン油、シリコーンゴム、シリコーン樹脂、金属石ケン等を添加したシリコーングリスなどが挙げられる。シリコーンの具体例としては、例えば、ポリジメチルシロキサン、ポリジメチルシロキサンのメチル基の一部がフェニル基と置換されたオルガノシロキサン、ポリジメチルシロキサンのメチル基の一部が水素や炭素数２以上のアルキル基と置換されたオルガノシロキサン、ポリジメチルシロキサンのメチル基の一部がハロゲン化フェニル基と置換されたオルガノシロキサン、ポリジメチルシロキサンのメチル基の一部がフルオロエステル基と置換されたオルガノシロキサン、エポキシ変性オルガノシロキサン、アミノ変性オルガノシロキサン、アルコール変性オルガノシロキサン、アルキルアラルキルオルガノシロキサン、ポリエーテル変性オルガノシロキサンなどが挙げられる。

シリコーンは、２５℃において５０万Ｓｔ以上の動粘度を有することが好ましい。この場合、シリコーンの２５℃における動粘度が５０万ｃＳｔ未満である場合に比べて、外観がより良好となり、高い摺動特性を継続させることができる。

ポリアセタール樹脂（Ａ）１００質量部に対する上記分散剤（Ｃ）の配合量は、カーボンブラック（Ｂ）及び分散剤（Ｃ）の合計配合量において０質量％より大きく４０質量％未満であればよい。具体的には、ポリアセタール樹脂（Ａ）１００質量部に対する分散剤（Ｃ）の配合量は０質量部よりも多く４質量部未満である。

ポリアセタール樹脂（Ａ）１００質量部に対する分散剤（Ｃ）の配合量は、０．３〜３．５質量部であることがより好ましく、０．５〜３．０質量部であることがさらに好ましい。

ポリアセタール樹脂（Ａ）１００質量部に対するカーボンブラック（Ｂ）及び分散剤（Ｃ）の合計配合量は４質量部より大きく１０質量部以下である。この場合、上記合計配合量が４質量部以下である場合に比べて、ポリアセタール樹脂組成物がより遮光性に優れる。また上記合計配合量が４質量部より大きく１０質量部以下であると、上記合計配合量が１０質量部を超える場合に比べて、ポリアセタール樹脂組成物を成形してなる成形体の外観をより良好にすることができる。上記合計配合量は好ましくは４．０〜９．０質量部である。

ポリアセタール樹脂組成物には、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分のほか、酸化防止剤、熱安定剤、離型剤、着色剤、核剤、可塑剤、蛍光増白剤、摺動剤、グリセリンのような帯電防止剤、高級脂肪酸塩、ベンゾトリアゾール系若しくはベンゾフェノン系化合物のような紫外線吸収剤、又はヒンダードアミン系のような光安定剤等の添加剤をさらに添加してもよい。

本発明のポリアセタール樹脂組成物は、ポリアセタール樹脂（Ａ）、カーボンブラック（Ｂ）、分散剤（Ｃ）及び必要に応じてその他の添加剤を、押出機を用いて溶融混練することにより得ることができる。

本発明の成形体は、ポリアセタール樹脂組成物を成形してなるものである。成形は、例えば射出成形などによって行うことができる。こうして得られる成形体は、０．２５ｍｍ未満に薄くしても、遮光性および熱安定性に優れるため、例えばデジタル一眼レフカメラのシャッター機構などに使用される絞り羽根などとして好適に用いることができる。

本発明のデジタル機器部品は、上記成形体を含む。ここで、デジタル機器部品としては、上述したデジタル一眼レフカメラのシャッター機構、レンズ保持枠、レンズ移動枠、歯車などが挙げられる。成形体の厚さは０．１ｍｍ以下であることが好ましい。この場合、成形体を顕著に軽量化できるため、デジタル機器部品を顕著に軽量化させることが可能となる。但し、成形体の厚さは０．０５ｍｍ以上であることが好ましい。

以下、本発明について実施例及び比較例を挙げてより具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。

実施例および比較例で使用した材料は下記の通りである。
（Ａ）ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）
１）ＰＯＭ−１
トリオキサンと１，３−ジオキソランとを、オキシエチレン基の割合がオキシメチレン基１００モル％に対して１．４モル％となるように共重合して得られたオキシメチレンコポリマーであって、ＭＶＲ（１９０℃、２．１６ｋｇ）が４５ｃｍ^３／１０分であるオキシメチレンコポリマー
２）ＰＯＭ−２
トリオキサンと１，３−ジオキソランとを、オキシエチレン基の割合がオキシメチレン基１００モル％に対して１．４モル％となるように共重合して得られたオキシメチレンコポリマーであって、ＭＶＲ（１９０℃、２．１６ｋｇ）が２３ｃｍ^３／１０分であるオキシメチレンコポリマー

（Ｂ）カーボンブラック
ファーネスブラック
（商品名「Ｒａｖｅｎ ＰＦＥＢ」、平均粒径２１ｎｍ、コロンビヤンカーボン社製）

（Ｃ）分散剤
（Ｃ１）エチレンビスステアリルアミド
商品名「ＥＢ−ＦＦ」、花王社製
（Ｃ２）ポリエチレンワックス
商品名「ハイワックス７２０Ｐ」、三井化学社製
（Ｃ３）シリコーン
２５℃における動粘度：１００万ｃＳｔのシリコーン

（実施例１〜５及び比較例１〜３）
ポリアセタール樹脂（Ａ）、カーボンブラック（Ｂ）及び分散剤（Ｃ）を表１に示す配合割合で、川田製作所社製スーパーミキサーを用いて均一に混合したのち、常法に従って２軸押出機（池貝鉄工社製ＰＣＭ−２９、スクリュー径２９ｍｍ）を用いて、スクリュー回転数１２０ｒｐｍ、シリンダー設定温度１９０℃の条件下で溶融混練したのち、ストランドに押出し、ペレタイザーにてカットすることでポリアセタール樹脂組成物のペレットを製造した。

［特性評価］
（１）遮光性
実施例１〜５及び比較例１〜３で得られたポリアセタール樹脂組成物ペレットを８０℃で３時間乾燥した後、プレス機（製品名「ミニテストプレス」、東洋精機社製）を用いてプレス加工を行い、厚さ０．０５ｍｍ×２０ｍｍ×２０ｍｍの試験シートを用意した。そして、この試験シートについて、ヘーズメーターNDH4000（日本電色社製）を用いて全光線透過率を測定した。結果を表１に示す。

（２）ＭＶＲ
実施例１〜５及び比較例１〜３で得られたポリアセタール樹脂組成物ペレットについて、ＩＳＯ１１３３に準拠して、１９０℃、荷重２．１６ｋｇ重の条件でＭＶＲを測定した。結果を表１に示す。

（３）外観
実施例１〜５及び比較例１〜３で得られたポリアセタール樹脂組成物ペレットを８０℃で３時間乾燥した後、射出成型機（東芝機械社製「ＥＣ１００ＳＸ」）を用いて、シリンダー温度１９５℃、金型温度９０℃の条件で射出成型し、１００ｍｍ×１００ｍｍ×厚さ２．０ｍｍの平板を成型し、外観を目視にて観察した。結果を表１に示す。表１において、シルバーストリークやフローマークなどの成形不良が見られない場合には外観が良好であるとして「○」と表示し、シルバーストリークやフローマークなどの成形不良が見られた場合には外観不良が生じているとして「×」と表示した。

（４）熱安定性
上記（３）で得られた平板について８０℃で１００時間熱処理を行い、熱処理後の平板の外観を観察した。結果を表１に示す。なお、表１において、平板の表面に異物が見られた場合にはブリードアウトが生じており、熱安定性が不十分であるとして「×」と表示し、平板の表面に異物が見られなかった場合にはブリードアウトが生じておらず、熱安定性が十分であるとして「○」と表示した。

表１に示す結果より、実施例１〜５で得られたポリアセタール樹脂組成物は、０．２５ｍｍ未満に薄くしても、遮光性及び外観に優れており、且つ、熱処理によってブリードが生じていないことから熱安定性も維持できていることが分かった。これに対し、比較例１〜３で得られたポリアセタール樹脂組成物は、遮光性が不十分であるか、外観が良好でないか、又は熱安定性を維持することができないことが分かった。

以上より、本発明のポリアセタール樹脂組成物は、０．２５ｍｍ未満に薄くしても、熱安定性を維持しながら優れた遮光性及び外観を有する成形体を製造できることが確認された。

Claims (7)

1. ポリアセタール樹脂（Ａ）１００質量部に対して、
   カーボンブラック（Ｂ）及び分散剤（Ｃ）が合計で４質量部より大きく１０質量部以下の割合で配合され、
   前記カーボンブラック（Ｂ）及び前記分散剤（Ｃ）の合計配合量中の前記カーボンブラックの割合が６０質量％より大きく１００質量％未満である、ポリアセタール樹脂組成物。
2. 前記カーボンブラック（Ｂ）が２．４質量部以上１０質量部未満の割合で配合されている、請求項１に記載のポリアセタール樹脂組成物。
3. 前記ポリアセタール樹脂（Ａ）のメルトボリュームレートが１５ｃｍ^３／１０分以上である、請求項１又は２に記載のポリアセタール樹脂組成物。
4. 前記分散剤（Ｃ）がポリオレフィンワックス、脂肪酸、脂肪酸アミド、ポリアルキレングリコール及びシリコーンからなる群より選ばれる少なくとも１種で構成される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のポリアセタール樹脂組成物。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のポリアセタール樹脂組成物を成形してなる成形体。
6. 請求項５に記載の成形体を含むデジタル機器部品。
7. 前記成形体の厚さが０．１ｍｍ以下である、請求項６に記載のデジタル機器部品。