JP7597588B2 - Polybutylene naphthalate resin composition and molded article using same - Google Patents
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Description
本発明は、高荷重下での摺動時に低摩擦係数を発現しつつ、耐ブリードアウト性に優れるポリブチレンナフタレート樹脂組成物およびそれを用いた成形体に関する。 The present invention relates to a polybutylene naphthalate resin composition that exhibits a low coefficient of friction during sliding under high load and has excellent bleed-out resistance, and to a molded article made using the same.
従来より熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂は、機械特性、耐熱性および耐薬品性に優れており、電気電子部品用途、家電用途および自動車用部品用途に広く使用されている。中でもポリブチレンナフタレート樹脂は、ポリブチレンテレフタレート樹脂等と比較して摺動性や耐加水分解性に優れるという特徴を有しているため各種ギヤや研磨パッド用途に用いられている。しかしながら、より高荷重下の使用環境において摺動性が必要とされる分野では、部品の強度を維持しつつ低摩擦係数を実現するのは困難であった。 Thermoplastic aromatic polyester resins have traditionally been excellent in mechanical properties, heat resistance, and chemical resistance, and are widely used in electrical and electronic components, home appliances, and automotive parts. In particular, polybutylene naphthalate resins are used in various gear and polishing pad applications because they have superior sliding properties and hydrolysis resistance compared to polybutylene terephthalate resins and the like. However, in fields where sliding properties are required in operating environments under higher loads, it has been difficult to achieve a low coefficient of friction while maintaining the strength of the parts.
特許文献1には摺動性に優れたポリブチレンナフタレート樹脂組成物およびそれを用いた摺動部品として、ポリブチレンナフタレート樹脂、高密度ポリエチレン樹脂および酸変性ポリエチレン樹脂からなる樹脂組成物が提案されている。しかしながら、低荷重下での摺動性の改善はみられるものの、高荷重下での摺動性が不足しており更なる改善が必要である。特許文献2および3には合成樹脂、繊維状充填材およびオレフィン系ワックスまたはパラフィンワックスからなる樹脂組成物が提案されており、樹脂の摺動性を高める試みがなされている。しかしながら、ワックス成分は時間とともに樹脂部品からブリードアウトしていくため、成形時の成分分離による工程汚染や、長期に渡る摺動性能の安定化には課題が残っていた。さらに、高荷重下での摺動時における摩擦係数低減に関する知見も不十分であった。特許文献4では、ポリエステル樹脂、超高分子量ポリエチレンおよび炭素繊維からなる摩擦摩耗特性に優れる樹脂組成物が提案されているが、こちらも高荷重下での摺動時における摩擦係数低減に関する知見が不十分であり、更なる改善が必要であった。 Patent Document 1 proposes a polybutylene naphthalate resin composition having excellent sliding properties and a sliding part using the same, which is a resin composition consisting of polybutylene naphthalate resin, high-density polyethylene resin, and acid-modified polyethylene resin. However, although the sliding properties under low loads are improved, the sliding properties under high loads are insufficient and further improvement is required. Patent Documents 2 and 3 propose a resin composition consisting of a synthetic resin, a fibrous filler, and an olefin wax or paraffin wax, and an attempt is made to improve the sliding properties of the resin. However, since the wax component bleeds out from the resin part over time, there are still problems with process contamination due to component separation during molding and stabilization of sliding performance over a long period of time. Furthermore, there is insufficient knowledge about the reduction of the friction coefficient during sliding under high loads. Patent Document 4 proposes a resin composition having excellent friction and wear properties consisting of a polyester resin, ultra-high molecular weight polyethylene, and carbon fiber, but there is also insufficient knowledge about the reduction of the friction coefficient during sliding under high loads, and further improvement is required.
本発明の目的は、高荷重下での摺動時に低摩擦係数を発現しつつ、耐ブリードアウト性に優れるポリブチレンナフタレート樹脂組成物およびそれを用いた成形体を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a polybutylene naphthalate resin composition that exhibits a low coefficient of friction during sliding under high load and has excellent resistance to bleed-out, and a molded article made using the same.
本発明者らは上述の課題を解決するべく鋭意検討を重ねた結果、ポリブチレンナフタレート樹脂に変性超高分子量ポリエチレン、炭素繊維およびポリオレフィン系ワックスを特定の割合で配合することにより、上記目的を達成することを見出し本発明に至った。 As a result of extensive research into solving the above problems, the inventors discovered that the above object could be achieved by blending polybutylene naphthalate resin with modified ultra-high molecular weight polyethylene, carbon fiber, and polyolefin wax in specific ratios, which led to the invention.
すなわち、本発明は(A)ポリブチレンナフタレート樹脂(A成分)100重量部に対し、(B)135℃のデカリン溶媒中で測定される極限粘度が5~28dl/gである無水マレイン酸で変性された変性超高分子量ポリエチレン(B成分)5~30重量部、(C)炭素繊維(C成分)2~9重量部および(D)ポリオレフィン系ワックス(D成分)1~15重量部を含有することを特徴とする樹脂組成物により達成される。 That is, the present invention is achieved by a resin composition comprising 100 parts by weight of (A) polybutylene naphthalate resin (component A), 5 to 30 parts by weight of (B) modified ultra-high molecular weight polyethylene (component B) modified with maleic anhydride and having an intrinsic viscosity of 5 to 28 dl/g as measured in decalin solvent at 135°C, (C) 2 to 9 parts by weight of carbon fiber (component C), and (D) 1 to 15 parts by weight of polyolefin wax (component D).
本発明によれば、高荷重下での低摩擦係数を発現しつつ、摺動材のブリードアウトを適切に抑制することで、製造工程での防汚性や摺動性の長期安定性に優れるポリブチレンナフタレート樹脂組成物を提供することができ、本発明の樹脂組成物より得られる成形体は電気電子部品や自動車用部品に加え、摺動性の長期安定性の要求の高い建築部材に好適に使用することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a polybutylene naphthalate resin composition that exhibits a low coefficient of friction under high load while appropriately suppressing bleeding out of the sliding material, and that has excellent stain resistance during the manufacturing process and long-term stability of sliding properties. The molded articles obtained from the resin composition of the present invention can be suitably used not only for electrical and electronic parts and automotive parts, but also for building materials that require high long-term stability of sliding properties.
以下、更に本発明の詳細について説明する。 The following provides further details about the present invention.
<A成分について>
本発明のA成分であるポリブチレンナフタレート樹脂は、ナフタレンジカルボン酸および/またはナフタレンジカルボン酸のエステル形成性誘導体を主とするジカルボン酸成分と、1,4-ブタンジオールを主成分とするグリコール成分を用いて製造することができる。
<About Component A>
The polybutylene naphthalate resin, which is component A of the present invention, can be produced using a dicarboxylic acid component mainly composed of naphthalenedicarboxylic acid and/or an ester-forming derivative of naphthalenedicarboxylic acid, and a glycol component mainly composed of 1,4-butanediol.
ナフタレンジカルボン酸成分としては、2,6-ナフタレンジカルボン酸、2,7-ナフタレンジカルボン酸を主成分とするが、特性を損なわない範囲であれば、他のジカルボン酸を併用することができる。他のジカルボン酸としては、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、4,4′-ジフェニルジカルボン酸、ジフェノキシエタン-4,4′-ジカルボン酸、ジフェニルスルホン-4,4′-ジカルボン酸、ジフェニルエーテル-4,4′-ジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、コハク酸、シュウ酸等の脂肪族ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸等が挙げられ、これらの1種もしくは2種以上を用いてもよく、目的によって任意に選ぶことができる。他のジカルボン酸の使用量は全酸成分に対して好ましくは30モル%以下、より好ましくは20モル%以下である。ナフタレンジカルボン酸のエステル形成性誘導体としては、2,6-ナフタレンジカルボン酸ジメチル、2,7-ナフタレンジカルボン酸ジメチルを主成分とするが、特性を損なわない範囲であれば、他のジカルボン酸のエステル形成性誘導体を併用することができる。他のジカルボン酸のエステル形成性誘導体としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、4,4′-ジフェニルジカルボン酸、ジフェノキシエタン-4,4′-ジカルボン酸、ジフェニルスルホン-4,4′-ジカルボン酸、ジフェニルエーテル-4,4′-ジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸の低級ジアルキルエステル、シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸の低級ジアルキルエステル、アジピン酸、セバシン酸、コハク酸、シュウ酸等の脂肪族ジカルボン酸の低級ジアルキルエステル等が挙げられ、これらの1種もしくは2種以上を用いてもよく、目的によって任意に選ぶことができる。他のジカルボン酸のエステル形成性誘導体の使用量は、全ジカルボン酸のエステル形成性誘導体成分に対して好ましくは30モル%以下、より好ましくは20モル%以下である。 The naphthalenedicarboxylic acid component is mainly composed of 2,6-naphthalenedicarboxylic acid and 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, but other dicarboxylic acids can be used in combination as long as the properties are not impaired. Examples of other dicarboxylic acids include aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, 4,4'-diphenyldicarboxylic acid, diphenoxyethane-4,4'-dicarboxylic acid, diphenylsulfone-4,4'-dicarboxylic acid, and diphenylether-4,4'-dicarboxylic acid, aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid, sebacic acid, succinic acid, and oxalic acid, and alicyclic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid. One or more of these may be used, and can be selected arbitrarily depending on the purpose. The amount of other dicarboxylic acids used is preferably 30 mol% or less, more preferably 20 mol% or less, based on the total acid components. The ester-forming derivatives of naphthalenedicarboxylic acid are mainly composed of dimethyl 2,6-naphthalenedicarboxylate and dimethyl 2,7-naphthalenedicarboxylate, but ester-forming derivatives of other dicarboxylic acids can be used in combination as long as the properties are not impaired. Examples of ester-forming derivatives of other dicarboxylic acids include lower dialkyl esters of aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, 4,4'-diphenyldicarboxylic acid, diphenoxyethane-4,4'-dicarboxylic acid, diphenylsulfone-4,4'-dicarboxylic acid, and diphenylether-4,4'-dicarboxylic acid, lower dialkyl esters of alicyclic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid, and lower dialkyl esters of aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid, sebacic acid, succinic acid, and oxalic acid. One or more of these may be used, and can be selected arbitrarily depending on the purpose. The amount of the ester-forming derivatives of other dicarboxylic acids used is preferably 30 mol% or less, more preferably 20 mol% or less, based on the total dicarboxylic acid ester-forming derivative components.
また、少量のトリメリット酸のような三官能性以上のジカルボン酸成分を用いてもよく、無水トリメリット酸のような酸無水物を少量用いてもよい。また、乳酸、グリコール酸のようなヒドロキシカルボン酸またはそのアルキルエステル等を少量用いてもよく、目的によって任意に選ぶことができる。 A small amount of a trifunctional or higher dicarboxylic acid component such as trimellitic acid may be used, or a small amount of an acid anhydride such as trimellitic anhydride may be used. A small amount of a hydroxycarboxylic acid or its alkyl ester such as lactic acid or glycolic acid may also be used, and can be selected arbitrarily depending on the purpose.
グリコール成分としては1,4-ブタンジオールを主成分とするが、特性を損なわない範囲で他のグリコール成分を併用することができる。他のグリコール成分としては、例えば、エチレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,2-プロピレングリコー
ル、ネオペンチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、デカメチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリ(オキシ)エチレングリコール、ポリ(オキシ)テトラメチレングリコール、ポリ(オキシ)メチレングリコール等のアルキレングリコールの1種もしくは2種以上を用いてもよく、目的によって任意に選ぶことができる。さらに少量のグリセリンのような多価アルコール成分を用いてもよい。また少量のエポキシ化合物を用いてもよい。他のグリコール成分の使用量は、全グリコール成分に対して好ましくは30モル%以下、より好ましくは20モル%以下である。
The glycol component is mainly composed of 1,4-butanediol, but other glycol components can be used in combination within the range that does not impair the properties. As the other glycol component, for example, one or more alkylene glycols such as ethylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,2-propylene glycol, neopentylene glycol, hexamethylene glycol, decamethylene glycol, cyclohexanedimethanol, diethylene glycol, triethylene glycol, poly(oxy)ethylene glycol, poly(oxy)tetramethylene glycol, and poly(oxy)methylene glycol may be used, and can be arbitrarily selected depending on the purpose. Furthermore, a small amount of a polyhydric alcohol component such as glycerin may be used. A small amount of an epoxy compound may also be used. The amount of the other glycol component used is preferably 30 mol % or less, more preferably 20 mol % or less, based on the total glycol components.
かかるグリコール成分の使用量は、前記ジカルボン酸もしくはジカルボン酸のエステル形成性誘導体に対して1.1モル倍以上1.4モル倍以下であることが好ましい。グリコール成分の使用量が1.1モル倍に満たない場合にはエステル化あるいはエステル交換反応が十分に進行しない場合があり好ましくない。また、1.4モル倍を超える場合にも、理由は定かではないが反応速度が遅くなり、過剰のグリコール成分からテトラヒドロフラン等の副生物の発生量が大となる場合があり好ましくない。 The amount of the glycol component used is preferably 1.1 to 1.4 times by mol relative to the dicarboxylic acid or ester-forming derivative of the dicarboxylic acid. If the amount of the glycol component used is less than 1.1 times by mol, the esterification or transesterification reaction may not proceed sufficiently, which is not preferred. Also, if the amount exceeds 1.4 times by mol, the reaction rate may slow down, and the excess glycol component may produce a large amount of by-products such as tetrahydrofuran, which is not preferred, for reasons that are unclear.
ポリブチレンナフタレート樹脂の製造においては、重合触媒としてチタン化合物が使用される。重合触媒として用いられるチタン化合物としては、テトラアルキルチタネートが好ましく、具体的にはテトラ-n-プロピルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラ-n-ブチルチタネート、テトラ-sec-ブチルチタネート、テトラ-t-ブチルチタネート、テトラ-n-ヘキシルチタネート、テトラシクロヘキシルチタネート、テトラフェニルチタネート、テトラベンジルチタネートなどが挙げられ、これらの混合チタネートとして用いても良い。これらのチタン化合物のうち、特にテトラ-n-プロピルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラ-n-ブチルチタネートが好ましく、最も好ましいのはテトラ-n-ブチルチタネートである。チタン化合物の添加量は生成ポリブチレンナフタレート樹脂中のチタン原子含有量として、10ppm以上60ppm以下であることが好ましく、より好ましくは15ppm以上30ppm以下である。生成ポリブチレンナフタレート樹脂中のチタン原子含有量が60ppmを超える場合は、本発明の樹脂組成物の色調および熱安定性が低下する場合があるために好ましくない。一方チタン原子含有量が10ppm未満の場合には、良好な重合活性を得ることができず、充分な高い固有粘度のポリブチレンナフタレート樹脂を得ることができない場合があり好ましくない。本発明のポリブチレンナフタレート樹脂は、ナフタレンジカルボン酸および/またはそのエステル形成性誘導体を主とするジカルボン酸成分と1,4-ブタンジオールを主とするグリコール成分とをチタン化合物の存在下にてエステル化あるいはエステル交換反応工程と、それに続く重縮合反応工程とを経由して製造されることが好ましいが、エステル化あるいはエステル交換反応終了の際の温度が180℃以上220℃以下の範囲にある事が好ましく、180℃以上210℃以下であることがより好ましい。当該エステル化反応又はエステル交換反応終了の際の温度が220℃を超える場合には反応速度は大きくなるが、テトラヒドロフラン等の副生物が多くなる場合があり好ましくない。また、180℃未満では反応が進行しなくなる場合がある。エステル化あるいはエステル交換反応により得られた反応生成物(ビスグリコールエーテルおよび/またはその低重合体)は当該反応生成物をポリブチレンナフタレート樹脂の融点以上270℃以下の温度において0.4kPa(3Torr)以下の減圧下で重縮合させることが好ましい。重縮合反応温度が270℃を超える場合にはむしろ反応速度が低下して、着色も大となるので好ましくない。 In the production of polybutylene naphthalate resin, a titanium compound is used as a polymerization catalyst. The titanium compound used as a polymerization catalyst is preferably a tetraalkyl titanate, specifically tetra-n-propyl titanate, tetraisopropyl titanate, tetra-n-butyl titanate, tetra-sec-butyl titanate, tetra-t-butyl titanate, tetra-n-hexyl titanate, tetracyclohexyl titanate, tetraphenyl titanate, tetrabenzyl titanate, etc., and may be used as a mixed titanate. Of these titanium compounds, tetra-n-propyl titanate, tetraisopropyl titanate, and tetra-n-butyl titanate are particularly preferred, and tetra-n-butyl titanate is the most preferred. The amount of titanium compound added is preferably 10 ppm or more and 60 ppm or less, more preferably 15 ppm or more and 30 ppm or less, in terms of the titanium atom content in the resulting polybutylene naphthalate resin. If the titanium atom content in the resulting polybutylene naphthalate resin exceeds 60 ppm, the color tone and thermal stability of the resin composition of the present invention may decrease, which is not preferable. On the other hand, if the titanium atom content is less than 10 ppm, good polymerization activity may not be obtained, and a polybutylene naphthalate resin with a sufficiently high intrinsic viscosity may not be obtained, which is not preferable. The polybutylene naphthalate resin of the present invention is preferably produced through an esterification or transesterification reaction step and a subsequent polycondensation reaction step of a dicarboxylic acid component mainly composed of naphthalenedicarboxylic acid and/or its ester-forming derivative and a glycol component mainly composed of 1,4-butanediol in the presence of a titanium compound, and the temperature at the end of the esterification or transesterification reaction is preferably in the range of 180° C. to 220° C., more preferably 180° C. to 210° C. If the temperature at the end of the esterification or transesterification reaction exceeds 220° C., the reaction rate increases, but by-products such as tetrahydrofuran may increase, which is not preferable. Also, if the temperature is less than 180° C., the reaction may not proceed. The reaction product (bisglycol ether and/or its oligomer) obtained by the esterification or transesterification reaction is preferably polycondensed at a temperature between the melting point of the polybutylene naphthalate resin and 270°C under reduced pressure of 0.4 kPa (3 Torr) or less. If the polycondensation reaction temperature exceeds 270°C, the reaction rate will decrease and coloring will increase, which is not preferable.
<B成分について>
本発明のB成分である変性超高分子量ポリエチレンは、135℃のデカリン溶媒中で測定される極限粘度[η]が5~28dl/gであり、好ましくは8~28dl/g、より好ましくは10~26dl/gである。B成分の極限粘度が5dl/g未満の場合、高荷重下での摺動性が不十分になり、28dl/gを超えると射出成形時に層剥離しやすくなり靭性が低下する。なお、該極限粘度は以下の方法で測定した。すなわち、サンプル20mgを15mLのデカリン溶媒に溶解し、135℃のオイルバス中で比粘度ηspを測定する。このデカリン溶液に5mLのデカリン溶媒を追加して希釈した後、比粘度ηspを測定する。この希釈操作をさらに2回繰り返し、変性超高分子量ポリエチレンの濃度(C)を0に外挿したときのηsp/Cの値を変性超高分子量ポリエチレンの極限粘度[η]とした。変性超高分子量ポリエチレンの製造に使用される変性成分としては、無水マレンイン酸、無水イタコン酸などが挙げられるが、特に無水マレイン酸が好ましい。変性超高分子量ポリエチレンにおける変性基の含有率は0.05~3重量%が好ましい。変性量が0.05重量%未満ではポリブチレンナフタレート樹脂との反応性が低いため層剥離しやすくなり靭性が低下する場合があり、3重量%超えると反応性が過度に高くなりゲル化する場合がある。なお、変性されていない超高分子量ポリエチレンを使用した場合、靭性が低下する。
<About Component B>
The modified ultra-high molecular weight polyethylene, which is the B component of the present invention, has an intrinsic viscosity [η] measured in a decalin solvent at 135° C. of 5 to 28 dl/g, preferably 8 to 28 dl/g, and more preferably 10 to 26 dl/g. If the intrinsic viscosity of the B component is less than 5 dl/g, the sliding properties under high load become insufficient, and if it exceeds 28 dl/g, the layers are easily peeled off during injection molding, and the toughness decreases. The intrinsic viscosity was measured by the following method. That is, 20 mg of a sample was dissolved in 15 mL of decalin solvent, and the specific viscosity ηsp was measured in an oil bath at 135° C. After diluting the decalin solution by adding 5 mL of decalin solvent, the specific viscosity ηsp was measured. This dilution operation was repeated two more times, and the value of ηsp/C when the concentration (C) of the modified ultra-high molecular weight polyethylene was extrapolated to 0 was taken as the intrinsic viscosity [η] of the modified ultra-high molecular weight polyethylene. Modified components used in the production of modified ultra-high molecular weight polyethylene include maleic anhydride and itaconic anhydride, with maleic anhydride being particularly preferred. The content of modified groups in the modified ultra-high molecular weight polyethylene is preferably 0.05 to 3% by weight. If the amount of modification is less than 0.05% by weight, the reactivity with polybutylene naphthalate resin is low, which may lead to layer peeling and reduced toughness, whereas if the amount of modification exceeds 3% by weight, the reactivity may become excessively high and gelation may occur. If unmodified ultra-high molecular weight polyethylene is used, the toughness will be reduced.
B成分の含有量は、A成分100重量部に対し、5~30重量部であり、好ましくは7~25重量部、より好ましくは10~20重量部である。含有量が5重量部未満の場合、高荷重下での摺動性が不十分であり、かつポリオレフィン系ワックスのブリードアウト量が増加し、30重量部を超えると層剥離しやくすなり靭性が低下する。 The content of component B is 5 to 30 parts by weight, preferably 7 to 25 parts by weight, and more preferably 10 to 20 parts by weight, per 100 parts by weight of component A. If the content is less than 5 parts by weight, the sliding properties under high load will be insufficient and the amount of bleed-out of the polyolefin wax will increase, while if it exceeds 30 parts by weight, the layers will peel off easily and the toughness will decrease.
<C成分について>
本発明で使用される炭素繊維としては、一般的に炭素繊維と称されるものであればいかなる炭素繊維を用いてもよい。例えば、ポリアクリロニトリルを原料とするPAN系炭素繊維、石油タールや石油ピッチを原料とするピッチ系炭素繊維、炭化水素などを原料とする気相成長系炭素繊維、ビスコースレーヨンなどを原料とするセルロース系炭素繊維などが挙げられる。
<About Component C>
The carbon fiber used in the present invention may be any carbon fiber that is generally called carbon fiber, such as PAN-based carbon fiber made from polyacrylonitrile, pitch-based carbon fiber made from petroleum tar or petroleum pitch, vapor-grown carbon fiber made from hydrocarbons, and cellulose-based carbon fiber made from viscose rayon.
炭素繊維の繊維径は特に限定されないが、1~15μmが好ましく、より好ましくは2~13μmである。かかる範囲の平均繊維径を持つ炭素繊維は、成形体外観を損なうことなく良好な摺動性を発現することができる場合がある。 The fiber diameter of the carbon fibers is not particularly limited, but is preferably 1 to 15 μm, and more preferably 2 to 13 μm. Carbon fibers with an average fiber diameter in this range may be able to exhibit good sliding properties without impairing the appearance of the molded product.
また、炭素繊維は生産性や機械強度の観点から集束処理をされていてもよい。収束剤としてはオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、およびウレタン系樹脂等が挙げられるが、特に限定されるものではない。加工性の観点から好ましい集束剤量は0~5重量%であり、より好ましくは0.1~4重量%である。炭素繊維は、炭素繊維の表面に金属層をコートしてもよい。金属としては、銀、銅、ニッケル、およびアルミニウムなどが挙げられ、ニッケルが金属層の耐腐食性の点から好ましい。 The carbon fibers may be subjected to a bundling process from the viewpoint of productivity and mechanical strength. Examples of bundling agents include, but are not limited to, olefin resins, styrene resins, acrylic resins, polyester resins, epoxy resins, and urethane resins. From the viewpoint of processability, the preferred amount of bundling agent is 0 to 5% by weight, and more preferably 0.1 to 4% by weight. The carbon fibers may be coated with a metal layer on the surface thereof. Examples of metals include silver, copper, nickel, and aluminum, with nickel being preferred from the viewpoint of the corrosion resistance of the metal layer.
C成分の含有量は、A成分100重量部に対し、2~9重量部であり、好ましくは3~9重量部、より好ましくは4~8重量部である。C成分の含有量が2重量部未満では、高荷重下で十分な強度が維持できず、結果として高荷重下での摺動時の低摩擦係数が発現しない。9重量部を超えた場合も高荷重下での摺動時の低摩擦係数が発現しない。 The content of component C is 2 to 9 parts by weight, preferably 3 to 9 parts by weight, and more preferably 4 to 8 parts by weight, per 100 parts by weight of component A. If the content of component C is less than 2 parts by weight, sufficient strength cannot be maintained under high load, and as a result, a low coefficient of friction during sliding under high load is not achieved. If the content exceeds 9 parts by weight, a low coefficient of friction during sliding under high load is also not achieved.
<D成分について>
本発明で使用されるポリオレフィン系ワックスとしては、それ自体公知のものを用いることができ、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、イソブテン、イソブチレン、ブタジエン等の炭素数2~8のオレフィンモノマーの重合体またはその熱分解物であるポリオレフィンワックス、上記ポリオレフィンワックスを融点以上の溶融状態とし、そこへ空気または酸素または酸素含有ガスを導入することで酸化反応による官能基導入を行った酸化ポリオレフィンワックス、アクリル酸、メタクリル酸、酢酸ビニル、プロピオ
ン酸ビニル、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、マレイン酸モノメチルエステル等の炭素数3~8の不飽和カルボン酸およびそれらの酸の全体または一部がナトリウム、カリウム、リチウム、亜鉛、マグネシウム、カルシウム等の1~2価の金属陽イオンで中和された金属塩、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、メタクリル酸n-プロピル、アクリル酸イソブチル、メタクリル酸イソブチル、アクリル酸n-ブチル、メタクリル酸n-ブチル、アクリル酸2-ヒドロキシエチル、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル、マレイン酸モノメチルエステル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、酢酸ビニル、アクリルアミン、アクリルアミド等の官能基含有モノマーを共重合、ブロック重合またはグラフト重合させた酸変性ポリオレフィンワックス等が好ましく挙げられるが、なかでも、ポリエチレンワックス、酸化ポリエチレンワックス、酸変性ポリエチレンワックスまたはそれらの混合物がより好ましい。酸変性としては、マレイン酸変性または無水マレイン酸変性が特に好ましい。また、酸化ワックスとしては、カルボキシル基、ケトン基および水酸基が導入されていることが好ましい。ポリオレフィン系ワックスは粘度平均分子量が1,000以上10,000未満であることが好ましく、より好ましくは1,500以上8,000未満である。粘度平均分子量が1,000未満の場合は樹脂とワックスとの分離が発生し、成形時の加工性が低下する場合がある。粘度平均分子量が10,000以上の場合は固体潤滑剤としての性能が十分に発揮されず、摺動性に劣る場合がある。
<About Component D>
The polyolefin wax used in the present invention may be any known one. Examples of the polyolefin wax include polyolefin waxes which are polymers of olefin monomers having 2 to 8 carbon atoms, such as ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, isobutene, isobutylene, butadiene, or other such pyrolysates; oxidized polyolefin waxes which are obtained by bringing the above-mentioned polyolefin wax into a molten state at or above the melting point and introducing air, oxygen, or an oxygen-containing gas thereto to introduce functional groups through an oxidation reaction; unsaturated carboxylic acids having 3 to 8 carbon atoms, such as acrylic acid, methacrylic acid, vinyl acetate, vinyl propionate, maleic acid, maleic anhydride, itaconic acid, and maleic acid monomethyl ester, and those acids which are wholly or partly composed of sodium, potassium, lithium, zinc, magnesium, calcium, or the like; Preferred examples of the wax include metal salts neutralized with monovalent or divalent metal cations such as methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, n-propyl acrylate, n-propyl methacrylate, isobutyl acrylate, isobutyl methacrylate, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, monomethyl maleate, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, vinyl acetate, acrylamine, and acid-modified polyolefin waxes obtained by copolymerizing, block-polymerizing, or graft-polymerizing functional group-containing monomers such as acrylamide, among which polyethylene wax, oxidized polyethylene wax, acid-modified polyethylene wax, or mixtures thereof are more preferred. As the acid-modified wax, maleic acid modification or maleic anhydride modification is particularly preferred. As the oxidized wax, it is preferred that a carboxyl group, a ketone group, and a hydroxyl group are introduced. The viscosity average molecular weight of the polyolefin wax is preferably 1,000 or more and less than 10,000, more preferably 1,500 or more and less than 8,000. If the viscosity average molecular weight is less than 1,000, separation between the resin and the wax may occur, and the processability during molding may decrease. If the viscosity average molecular weight is 10,000 or more, the performance as a solid lubricant may not be fully exhibited, and the sliding properties may be poor.
D成分の含有量は、A成分100重量部に対し、1~15重量部であり、好ましくは1~13重量部、より好ましくは2~10重量部である。D成分の含有量が1重量部未満では、ワックスによる固体潤滑効果が不十分であり、高荷重下での摺動性が不足し、15重量部を超えた場合は、耐ブリードアウト性に劣る。 The content of component D is 1 to 15 parts by weight, preferably 1 to 13 parts by weight, and more preferably 2 to 10 parts by weight, per 100 parts by weight of component A. If the content of component D is less than 1 part by weight, the solid lubricating effect of the wax is insufficient, resulting in insufficient sliding properties under high loads, and if it exceeds 15 parts by weight, bleed-out resistance is poor.
本発明における変性超高分子量ポリエチレンとポリオレフィン系ワックスは、A成分100重量部に対して、変性超高分子量ポリエチレンを5~30重量部およびポリオレフィン系ワックスを1~15重量部の範囲で併用することで、それぞれを単独で含有させる場合と比べて高荷重下での摩擦係数低減および樹脂組成物からのブリードアウト量を抑制することができる。この原因は定かではないが、変性超高分子量ポリエチレンとポリオレフィン系ワックスとの分子間相互作用により、マトリックス外へのブリードアウトが適度に抑制される効果が発現するものと考えられる。 In the present invention, the modified ultra-high molecular weight polyethylene and polyolefin wax are used in combination in the range of 5 to 30 parts by weight of the modified ultra-high molecular weight polyethylene and 1 to 15 parts by weight of the polyolefin wax per 100 parts by weight of component A, thereby making it possible to reduce the coefficient of friction under high load and suppress the amount of bleed-out from the resin composition compared to when each is contained alone. The reason for this is unclear, but it is thought that the intermolecular interaction between the modified ultra-high molecular weight polyethylene and the polyolefin wax produces an effect of appropriately suppressing bleed-out outside the matrix.
<E成分について>
本発明で使用される球状シリカは、それ自体公知のものを用いることができ、その製造方法は特に限定されるものではないが、例えば気相法、沈降法、ゲル法、ゾル-ゲル法、爆燃法(VMC法)によって製造された球状シリカが挙げられる。球状シリカの真球度は好ましくは0.7以上、より好ましくは0.8以上である。真球度は、シリカ粒子の投影面積と周囲長とを測定し、真球度=4π×(投影面積)/(周囲長)2にて算出される。球状シリカの平均粒子径は、成形体の摺動性、靱性確保の観点から直径1~15μmが好ましく、より好ましくは3~12μmである。なお、平均粒子径は以下の方法で測定した。すなわち、JIS Z8825、JIS Z8819-2に従い、レーザー回折散乱法により得た粒子径分布から体積平均径を算出し、平均粒子径とした。
<About Component E>
The spherical silica used in the present invention may be any known one, and the manufacturing method is not particularly limited. For example, spherical silica manufactured by a gas phase method, a precipitation method, a gel method, a sol-gel method, or a deflagration method (VMC method) may be used. The sphericity of the spherical silica is preferably 0.7 or more, more preferably 0.8 or more. The sphericity is calculated by measuring the projected area and perimeter of a silica particle, and the sphericity is calculated as sphericity=4π×(projected area)/(perimeter) 2. The average particle size of the spherical silica is preferably 1 to 15 μm in diameter, more preferably 3 to 12 μm, from the viewpoint of ensuring the sliding property and toughness of the molded body. The average particle size was measured by the following method. That is, the volume average diameter was calculated from the particle size distribution obtained by the laser diffraction scattering method according to JIS Z8825 and JIS Z8819-2, and was taken as the average particle size.
E成分の含有量は、A成分100重量部に対し、1~15重量部の範囲が好ましく、より好ましくは2~10重量部である。上記の範囲でE成分を含有することで、高荷重下における成形体の強度を保持すると共に、成形体表面近傍のシリカ粒子に由来する表面凹凸構造によって摺動相手材との接触面積が低下し、低摩擦係数を発現することができる場合がある。 The content of component E is preferably in the range of 1 to 15 parts by weight, more preferably 2 to 10 parts by weight, per 100 parts by weight of component A. By including component E in the above range, the strength of the molded body under high load is maintained, and the surface unevenness resulting from the silica particles near the surface of the molded body reduces the contact area with the opposing sliding material, which may result in a low coefficient of friction.
なお、本発明の樹脂組成物は、本発明の趣旨に反しない範囲で、他の熱可塑性樹脂を配
合し、必要に応じて酸化防止剤、衝撃改質剤、可塑剤、無機充填剤、非ハロゲン系難燃剤、色材、光安定剤、帯電防止剤、ブロッキング防止剤、B成分およびD成分を除く滑材、分散剤、流動改質剤、結晶核剤等の各添加材を含むことが出来る。
The resin composition of the present invention may contain other thermoplastic resins, and may contain additives such as antioxidants, impact modifiers, plasticizers, inorganic fillers, non-halogen flame retardants, colorants, light stabilizers, antistatic agents, antiblocking agents, lubricants other than components B and D, dispersants, flow modifiers, and crystal nucleating agents, as necessary, within the scope of the spirit of the present invention.
<樹脂組成物の製造方法>
本発明の樹脂組成物を製造するには、任意の方法が採用される。例えば各成分、並びに任意に他の成分を予備混合し、その後溶融混練し、ペレット化する方法を挙げることができる。予備混合の手段としては、ナウターミキサー、V型ブレンダー、ヘンシェルミキサー、メカノケミカル装置、押出混合機などを挙げることができる。予備混合においては場合により押出造粒器やブリケッティングマシーンなどにより造粒を行うこともできる。予備混合後、ベント式二軸押出機に代表される溶融混練機で溶融混練、およびペレタイザー等の機器によりペレット化する。溶融混練機としては他にバンバリーミキサー、混練ロール、恒熱撹拌容器などを挙げることができるが、ベント式ニ軸押出機が好ましい。他に、各成分、並びに任意に他の成分を予備混合することなく、それぞれ独立に二軸押出機に代表される溶融混練機に供給する方法も取ることもできる。
<Method of producing resin composition>
Any method can be used to produce the resin composition of the present invention. For example, each component and optionally other components can be premixed, then melt-kneaded, and pelletized. Premixing means can include a Nauta mixer, a V-type blender, a Henschel mixer, a mechanochemical device, an extrusion mixer, and the like. In premixing, granulation can be performed using an extrusion granulator or a briquetting machine, etc. After premixing, the mixture is melt-kneaded using a melt kneader, typically a vented twin-screw extruder, and pelletized using equipment such as a pelletizer. Other examples of melt kneaders include a Banbury mixer, a kneading roll, and a thermostatic stirring vessel, but a vented twin-screw extruder is preferred. Alternatively, each component and optionally other components can be independently supplied to a melt kneader, typically a twin-screw extruder, without premixing.
<成形体について>
本発明の樹脂組成物を用いてなる成形体は、上記の如く製造されたペレットを成形して得ることができる。好適には、射出成形、押出成形により得られる。射出成形においては、通常の成形方法だけでなく、射出圧縮成形、射出プレス成形、ガスアシスト射出成形、発泡成形(超臨界流体を注入する方法を含む)、インサート成形、インモールドコーティング成形、断熱金型成形、急速加熱冷却金型成形、二色成形、多色成形、サンドイッチ成形、および超高速射出成形等を挙げることができる。また成形はコールドランナー方式およびホットランナー方式のいずれも選択することができる。押出成形においては、丸棒を押出成形しその後円盤状に切削加工することにより成形体を得る方法や、厚肉シートを押出成形しその後所定の形状に打ち抜き加工することにより成形体を得ることができる。
<Regarding Molded Products>
The molded article made of the resin composition of the present invention can be obtained by molding the pellets produced as described above. It is preferably obtained by injection molding or extrusion molding. Injection molding can be performed not only by ordinary molding methods, but also by injection compression molding, injection press molding, gas-assisted injection molding, foam molding (including a method of injecting a supercritical fluid), insert molding, in-mold coating molding, heat-insulating mold molding, rapid heating and cooling mold molding, two-color molding, multi-color molding, sandwich molding, and ultra-high speed injection molding. In addition, molding can be performed using either a cold runner system or a hot runner system. In extrusion molding, a molded article can be obtained by extruding a round bar and then cutting it into a disk shape, or by extruding a thick sheet and then punching it into a predetermined shape.
以下、実施例により本発明を実施する形態を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、諸物性の評価は以下の方法により実施した。 The following examples are provided to explain the practice of the present invention, but the present invention is not limited to these. In addition, the physical properties were evaluated using the following methods.
[樹脂組成物の評価]
(1)動摩擦係数
下記の方法で得られたペレットを120℃で5時間乾燥した後に射出成形機(東芝機械(株)製 EC130SXII―4Y)によりシリンダー温度280℃、金型温度120℃にてJIS K7218A法に準拠し、外径25.6mm、内径20mm、高さ15mmの中空円筒試験片を成形した。該試験片をJIS K7218A法に準拠し、ステンレス材(SUS304)でできた同様の形状の試験片と摺動させた際の動摩擦係数を測定した。試験は、荷重4,000N、滑り速度200mm/s、滑り距離12mの条件で摩擦摩耗試験機(EFM-3-G、(株)オリエンテック製)を用いて実施した。滑り距離12m時点の動摩擦係数が0.06以下であることが必要である。
[Evaluation of Resin Composition]
(1) Dynamic friction coefficient The pellets obtained by the following method were dried at 120 ° C for 5 hours, and then molded into hollow cylindrical test pieces having an outer diameter of 25.6 mm, an inner diameter of 20 mm, and a height of 15 mm in accordance with JIS K7218A method at a cylinder temperature of 280 ° C and a mold temperature of 120 ° C using an injection molding machine (Toshiba Machine Co., Ltd., EC130SXII-4Y). The dynamic friction coefficient was measured when the test piece was slid against a test piece of similar shape made of stainless steel (SUS304) in accordance with JIS K7218A method. The test was carried out using a friction and wear tester (EFM-3-G, Orientec Co., Ltd.) under conditions of a load of 4,000 N, a sliding speed of 200 mm / s, and a sliding distance of 12 m. It is necessary that the dynamic friction coefficient at the sliding distance of 12 m is 0.06 or less.
(2)耐ブリードアウト性
下記の方法で得られたペレットを、ペレットの融点+5℃に加熱したプレス機で圧縮し、シート状の試験片を得た。試験片と厚さ1.5mmのガラス板とを貼り合せた後、120℃で4時間処理した後試験片をガラス板より剥離し、ガラス板のヘーズをヘーズメーター(HR-100、村上色彩技術研究所(株)製)を用いて測定した。ガラス板のヘーズは0.5以下であることが必要である。
(2) Bleed-out Resistance Pellets obtained by the method described below were compressed in a press heated to the melting point of the pellets + 5°C to obtain a sheet-like test specimen. The test specimen was attached to a glass plate having a thickness of 1.5 mm, and then treated at 120°C for 4 hours. The test specimen was then peeled off from the glass plate, and the haze of the glass plate was measured using a haze meter (HR-100, manufactured by Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd.). The haze of the glass plate must be 0.5 or less.
(3)靭性
下記の方法で得られたペレットを120℃で5時間乾燥した後に射出成形機(東芝機械(株)製 EC130SXII―4Y)によりシリンダー温度280℃、金型温度120℃で試験片を成形し、ISO527-1およびISO527-2に従い引張試験を実施し引張破断伸びにより靭性の評価を行った。引張破断伸びは2%以上であることが必要である。
(3) Toughness The pellets obtained by the method described below were dried at 120°C for 5 hours, and then molded into test pieces using an injection molding machine (Toshiba Machine Co., Ltd., EC130SXII-4Y) at a cylinder temperature of 280°C and a mold temperature of 120°C. Tensile tests were carried out in accordance with ISO527-1 and ISO527-2 to evaluate the toughness based on the tensile breaking elongation. The tensile breaking elongation must be 2% or more.
[実施例1-8、比較例1-10]
表1で示した添加量に従って、A成分、B成分、D成分およびE成分からなる混合物を第1供給口より別々に二軸押出機に供給した。かかる混合物はV型ブレンダーにて混合して得た。ここで第1供給口とは根元の供給口のことである。C成分は、第2供給口よりサイドフィーダーを用いて供給した。押出は、径30mmΦのベント式二軸押出機((株)日本製鋼所製:TEX30α-31.5BW-2V)を使用し、スクリュー回転数200rpm、吐出量20kg/h、ベントの真空度3kPaにて溶融混錬しペレットを得た。なお、押出温度は280℃にて行った。
[Examples 1 to 8, Comparative Examples 1 to 10]
According to the amounts of addition shown in Table 1, a mixture consisting of components A, B, D and E was separately fed to a twin-screw extruder from the first feed port. Such a mixture was obtained by mixing with a V-type blender. Here, the first feed port refers to the feed port at the base. Component C was fed from the second feed port using a side feeder. For extrusion, a vented twin-screw extruder with a diameter of 30 mm (TEX30α-31.5BW-2V manufactured by Japan Steel Works, Ltd.) was used, and the extrusion was melt-kneaded at a screw rotation speed of 200 rpm, a discharge rate of 20 kg/h, and a vent vacuum of 3 kPa to obtain pellets. The extrusion temperature was 280°C.
本発明の実施例および比較例には、以下の材料を使用した。 The following materials were used in the examples and comparative examples of the present invention.
(A成分)
A-I:製造例Iで得られたポリブチレンナフタレート樹脂
<製造例I>
2,6-ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステル315.0部、1.4-ブタンジオール200、0部、テトラ-n-ブチルチタネート0.062部をエステル交換反応槽に入れ、エステル交換反応槽が210℃となるように昇温しながら150分間エステル交換反応を行なった。ついで得られた反応生成物を重縮合反応槽に移して重縮合反応を開始した。重縮合反応は常圧から0.13kPa(1torr)以下まで40分かけて除々に重縮合反応層内を減圧し、同時に所定の反応温度260℃まで昇温し、以降は重縮合反応温度が260℃、圧力が0.13kPa(1torr)の状態を維持して140分間重縮合反応を行なった。140分が経過した時点で重縮合反応を終了してポリブチレンナフタレート樹脂をストランド状に抜き出し、水冷しながらカッターを用いてチップ状に切断した。次に、得られたポリブチレンナフタレート樹脂を温度213℃、圧力0.13kPa(1Torr)以下の条件にて8時間固相重合をおこないポリブチレンナフタレート樹脂を得た。
(Component A)
AI: Polybutylene naphthalate resin obtained in Production Example I <Production Example I>
315.0 parts of 2,6-naphthalenedicarboxylic acid dimethyl ester, 200.0 parts of 1.4-butanediol, and 0.062 parts of tetra-n-butyl titanate were placed in an ester exchange reaction tank, and the ester exchange reaction was carried out for 150 minutes while the temperature of the ester exchange reaction tank was raised to 210 ° C. Then, the reaction product obtained was transferred to a polycondensation reaction tank to start the polycondensation reaction. The polycondensation reaction was carried out by gradually reducing the pressure in the polycondensation reaction tank from normal pressure to 0.13 kPa (1 torr) or less over 40 minutes, and at the same time raising the temperature to a predetermined reaction temperature of 260 ° C. Thereafter, the polycondensation reaction was carried out for 140 minutes while maintaining the polycondensation reaction temperature at 260 ° C. and the pressure at 0.13 kPa (1 torr). When 140 minutes had passed, the polycondensation reaction was terminated, and the polybutylene naphthalate resin was extracted in the form of a strand, and cut into chips using a cutter while cooling with water. Next, the obtained polybutylene naphthalate resin was subjected to solid-phase polymerization for 8 hours under conditions of a temperature of 213° C. and a pressure of 0.13 kPa (1 Torr) or less to obtain a polybutylene naphthalate resin.
(B成分)
B-I:製造例IIで得られた変性超高分子量ポリエチレン
<製造例II>
135℃のデカリン溶媒中で測定される極限粘度が31dl/gである超高分子量ポリエチレン(三井化学(株)製 ハイゼックスミリオン630M)80重量%、135℃のデカリン溶媒中で測定される極限粘度が2dl/gであるポリエチレン((株)プライムポリマー製ハイゼックス2200J)20重量%のポリエチレン樹脂混合物100重量部に対し、無水マレイン酸0.8重量部および有機過酸化物(日本油脂(株)製パーヘキシン-25B)0.07重量部をナウターミキサーにて混合し、得られた混合物を250℃に設定した一軸押出機(いすず化工機(株)製EXT40m/m押出機)で溶融混練を行いB-I成分を得た。得られた変性超高分子量ポリエチレンの135℃のデカリン溶媒中で測定される極限粘度は25dl/gであった。
(Component B)
B-I: Modified ultra-high molecular weight polyethylene obtained in Production Example II <Production Example II>
100 parts by weight of a polyethylene resin mixture of 80% by weight of ultra-high molecular weight polyethylene (Hi-Zex Million 630M manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) having an intrinsic viscosity of 31 dl / g measured in a decalin solvent at 135 ° C. and 20% by weight of polyethylene (Hi-Zex 2200J manufactured by Prime Polymer Co., Ltd.) having an intrinsic viscosity of 2 dl / g measured in a decalin solvent at 135 ° C., 0.8 parts by weight of maleic anhydride and 0.07 parts by weight of an organic peroxide (Perhexine-25B manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) were mixed in a Nauta mixer, and the resulting mixture was melt-kneaded in a single-screw extruder (EXT40m / m extruder manufactured by Isuzu Kakoki Co., Ltd.) set at 250 ° C. to obtain the B-I component. The intrinsic viscosity of the resulting modified ultra-high molecular weight polyethylene measured in a decalin solvent at 135 ° C. was 25 dl / g.
B-II:製造例IIIで得られた超高分子量ポリエチレン
<製造例III>
135℃のデカリン溶媒中で測定される極限粘度が31dl/gである超高分子量ポリエチレン(三井化学(株)製 ハイゼックスミリオン630M)30重量%、135℃のデカリン溶媒中で測定される極限粘度が2dl/gであるポリエチレン((株)プライムポリマー製ハイゼックス2200J)70重量%のポリエチレン樹脂混合物をナウターミキサーにて混合し、得られた混合物を250℃に設定した一軸押出機(いすず化工機(株)製EXT40m/m押出機)で溶融混練を行いB-II成分を得た。得られた超高分子量ポリエチレンの135℃のデカリン溶媒中で測定される極限粘度は11dl/gであった。
B-II: Ultra-high molecular weight polyethylene obtained in Production Example III <Production Example III>
A polyethylene resin mixture of 30% by weight of ultra-high molecular weight polyethylene (Hi-Zex Million 630M manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) having an intrinsic viscosity of 31 dl / g measured in a decalin solvent at 135 ° C. and 70% by weight of polyethylene (Hi-Zex 2200J manufactured by Prime Polymer Co., Ltd.) having an intrinsic viscosity of 2 dl / g measured in a decalin solvent at 135 ° C. was mixed in a Nauta mixer, and the resulting mixture was melt-kneaded in a single-screw extruder (EXT40m / m extruder manufactured by Isuzu Kakoki Co., Ltd.) set at 250 ° C. to obtain a B-II component. The intrinsic viscosity of the obtained ultra-high molecular weight polyethylene measured in a decalin solvent at 135 ° C. was 11 dl / g.
B-III:製造例IVで得られた変性ポリエチレン
<製造例IV>
135℃のデカリン溶媒中で測定される極限粘度が2dl/gであるポリエチレン((株)プライムポリマー製ハイゼックス2200J)100重量部に対し、無水マレイン酸0.8重量部および有機過酸化物(日本油脂(株)製パーヘキシン-25B)0.07重量部をナウターミキサーにて混合し、得られた混合物を250℃に設定した一軸押出機(いすず化工機(株)製EXT40m/m押出機)で溶融混練を行いB-III成分を得た。得られた変性ポリエチレンの135℃のデカリン溶媒中で測定した極限粘度は1.8dl/gであった。
B-III: Modified polyethylene obtained in Production Example IV Production Example IV
100 parts by weight of polyethylene (Hi-Zex 2200J, manufactured by Prime Polymer Co., Ltd.) having an intrinsic viscosity of 2 dl/g measured in decalin solvent at 135°C was mixed with 0.8 parts by weight of maleic anhydride and 0.07 parts by weight of organic peroxide (Perhexine-25B, manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) in a Nauta mixer, and the resulting mixture was melt-kneaded in a single-screw extruder (EXT40m/m extruder, manufactured by Isuzu Kakoki Co., Ltd.) set at 250°C to obtain component B-III. The resulting modified polyethylene had an intrinsic viscosity of 1.8 dl/g measured in decalin solvent at 135°C.
B-IV:製造例Vで得られた変性超高分子量ポリエチレン
<製造例V>
135℃のデカリン溶媒中で測定される極限粘度が31dl/gである超高分子量ポリエチレン(三井化学(株)製 ハイゼックスミリオン630M)100重量部に対し、無水マレイン酸0.8重量部および有機過酸化物(日本油脂(株)製パーヘキシン-25B)0.07重量部をナウターミキサーにて混合し、得られた混合物を250℃に設定した一軸押出機(いすず化工機(株)製EXT40m/m押出機)で溶融混練を行いB-IV成分を得た。得られた変性超高分子量ポリエチレンの135℃のデカリン溶媒中で測定した極限粘度は30dl/gであった。
B-IV: Modified ultra-high molecular weight polyethylene obtained in Production Example V <Production Example V>
100 parts by weight of ultra-high molecular weight polyethylene (Hi-Zex Million 630M manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) having an intrinsic viscosity of 31 dl/g measured in a decalin solvent at 135 ° C. was mixed with 0.8 parts by weight of maleic anhydride and 0.07 parts by weight of an organic peroxide (Perhexine-25B manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) in a Nauta mixer, and the resulting mixture was melt-kneaded in a single-screw extruder (EXT40m/m extruder manufactured by Isuzu Kakoki Co., Ltd.) set at 250 ° C. to obtain a B-IV component. The intrinsic viscosity of the resulting modified ultra-high molecular weight polyethylene measured in a decalin solvent at 135 ° C. was 30 dl/g.
(C成分)
C-I:炭素繊維:PAN系炭素繊維(帝人(株)製 IM P303(商品名)、繊維径7μm、カット長3mm、エポキシ系集束剤)
(D成分)
D-I:ポリオレフィン系ワックス:酸化ポリエチレンワックス(三井化学(株)製 三井ハイワックス 310MP(商品名)、粘度平均分子量3,000)
D-II:ステアリン酸カルシウム(富士フイルム和光純薬(株)製)
(E成分)
E-I:球状シリカ((株)アドマテックス製 アドマファイン FE-975A(商品名)、平均粒子径7μm)
(Component C)
C-I: Carbon fiber: PAN-based carbon fiber (IM P303 (product name) manufactured by Teijin Ltd., fiber diameter 7 μm, cut length 3 mm, epoxy-based bundling agent)
(Component D)
D-I: Polyolefin wax: Oxidized polyethylene wax (Mitsui Hiwax 310MP (product name), manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., viscosity average molecular weight 3,000)
D-II: Calcium stearate (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
(Component E)
E-I: Spherical silica (Admafine FE-975A (product name), manufactured by Admatechs Co., Ltd., average particle size 7 μm)
<実施例1~8>
本請求の範囲内にある組成物であるため、高荷重下での低い動摩擦係数を発現し、耐ブリードアウト性に優れる結果であった。
<Examples 1 to 8>
Since the composition was within the scope of the present invention, it exhibited a low dynamic friction coefficient under high load and was excellent in bleed-out resistance.
<比較例1>
D成分を含まないため、高荷重下での動摩擦係数が高い結果であった。
<Comparative Example 1>
Since the component D was not included, the coefficient of dynamic friction under a high load was high.
<比較例2>
B成分が未変性の超高分子量ポリエチレンであるため、靭性に劣る結果であった。
<Comparative Example 2>
Since component B was unmodified ultra-high molecular weight polyethylene, the results showed poor toughness.
<比較例3>
B成分を含まないため、高荷重下での動摩擦係数が高く、かつ耐ブリードアウト性に劣る結果であった。
<Comparative Example 3>
Since the component B was not contained, the dynamic friction coefficient under a high load was high and the bleed-out resistance was poor.
<比較例4>
B成分の含有量が上限を上回るため、靭性に劣る結果であった。
<Comparative Example 4>
Since the content of component B exceeded the upper limit, the toughness was poor.
<比較例5>
D成分がポリオレフィン系ワックスでないため、耐ブリードアウト性に劣る結果であった。
<Comparative Example 5>
Since component D was not a polyolefin wax, the results showed poor bleed-out resistance.
<比較例6>
C成分の含有量が上限を上回るため、高荷重下での動摩擦係数が高い結果であった。
<Comparative Example 6>
Since the content of the C component exceeded the upper limit, the coefficient of dynamic friction under a high load was high.
<比較例7>
C成分を含まないため、高荷重下での動摩擦係数が高い結果であった。
<Comparative Example 7>
Since the composition does not contain component C, the coefficient of dynamic friction under a high load was high.
<比較例8>
D成分の含有量が上限を上回るため、耐ブリードアウト性に劣る結果であった。
<Comparative Example 8>
Since the content of component D exceeded the upper limit, the results showed poor bleed-out resistance.
<比較例9>
B成分の極限粘度が下限を下回るため、高荷重下での動摩擦係数が高い結果であった。
<Comparative Example 9>
Since the intrinsic viscosity of component B was below the lower limit, the dynamic friction coefficient under high load was high.
<比較例10>
B成分の極限粘度が上限を上回るため、靭性に劣る結果であった。
<Comparative Example 10>
Since the intrinsic viscosity of component B exceeded the upper limit, the toughness was poor.
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