JP2000159991A

JP2000159991A - 樹脂製フレキシブルブ―ツ

Info

Publication number: JP2000159991A
Application number: JP32908699A
Authority: JP
Inventors: Kazuteru Akiba; 和輝秋葉; Michiji Miyauchi; 理治宮内; Yoko Furuta; 洋子古田
Original assignee: Du Pont Toray Co Ltd
Current assignee: Du Pont Toray Co Ltd
Priority date: 1999-01-01
Filing date: 1999-11-19
Publication date: 2000-06-13

Abstract

(57)【要約】【課題】自在軸継手に装着され、該自在軸継手が高角
度で屈曲・回転した場合でも異常摺動音を発生しない樹
脂製フレキシブルブーツを提供する。【解決手段】ポリエステルブロック共重合体１００重
量部にポリ（アルキレンオキシド）グリコール０．０１
〜１．５重量部を配合してなる熱可塑性ポリエステルエ
ラストマーを用いて成形した樹脂製フレキシブルブー
ツ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、防塵および、自在
軸継手を潤滑するグリースの保持のため自在軸継手に装
着されるフレキシブルブーツに関し、特に、熱可塑性ポ
リエステルエラストマーから成形されたフレキシブルブ
ーツに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車の等速ジョイントのような
自在軸継手の防塵、グリース保持を目的としたフレキシ
ブルブーツは、おもにクロロプレンゴムが用いられてき
た。しかし、自動車の等速ジョイント用フレキシブルブ
ーツとした場合、クロロプレンゴムは、繰り返し屈曲応
力に対する耐久性が不足しており、長期間の使用によっ
て亀裂が発生し、破損にいたることがある。また、耐寒
性に劣るため、極寒冷地での使用時に硬化し、破損にい
たることがある。さらに、機械的強度が小さいクロロプ
レンゴム製フレキシブルブーツでは、走行中飛び石など
による破損や、自動車の高速走行時のような高速回転時
には、異常に膨張し、変形や他部品との干渉による破損
などの問題が発生することがある。

【０００３】このような問題点に対し、耐屈曲疲労性、
耐寒性、機械的強度に優れる材料として、熱可塑性ポリ
エステルエラストマーによって成形されたフレキシブル
ブーツが提案され、実用化されている。

【０００４】しかし、自在軸継手が高角度で屈曲、回転
すると、熱可塑性ポリエステルエラストマーからなるフ
レキシブルブーツの蛇腹を形成する山部の隣り合う側面
が強く接触し、異常な摺動音が発生することがある。

【０００５】この摺動音の発生原因は、次のように考え
られる。自在軸継手が屈曲したまま回転すると、フレキ
シブルブーツ蛇腹表面の滑りが悪い場合、接触した蛇腹
表面同士が密着したまま回転し、蛇腹表面は、ずれるよ
うに変形する。回転が進むにつれてずれが大きくなる
が、あるところで密着した表面が離れ、ずれが元に戻
る。この繰り返しによって、蛇腹表面が周期的に変形
し、さらに蛇腹の周期的な変形が周囲の空気の振動とな
って異常摺動音も発生する。

【０００６】上記の摺動音発生原因から考えて、フレキ
シブルブーツ蛇腹表面の滑りをよくすることで異常摺動
音を防ぐことができると考えられる。その方法として、
実開平２−３４８２９号公報に提案されているように、
蛇腹表面の一部あるいは全部を粗面化することがあげら
れる。また、特開平６−１１７５３５号公報には、摩擦
摩耗特性改良剤としてシリコーン樹脂を含有した熱可塑
性ポリエステルエラストマーを用いたフレキシブルブー
ツが提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、フレキシブル
ブーツ表面を粗面化する場合、長期間の使用によって表
面が摩耗し、粗面状態が失われていくため摺動音抑制効
果の持続性が不十分である。

【０００８】また、シリコーン樹脂を配合したポリエス
テルエラストマーを用いて成形されたフレキシブルブー
ツの場合、フレキシブルブーツ表面に滲出したシリコー
ン樹脂によって蛇腹表面の滑りが良くなり異常摺動音は
発生しにくくなる。

【０００９】しかし、フレキシブルブーツ表面が水で濡
れた場合、水が介在する部分では蛇腹同士は直接接触せ
ず、非常に摩擦係数が小さい。その状態で、自在継手軸
が屈曲したまま回転していくと、蛇腹表面に介在する水
は、蛇腹表面同士の接触面圧によって排除されるが、水
がない部分は水が介在する部分に比べて相対的に滑りが
悪いため、急激に摩擦抵抗力が発生し、蛇腹表面が急激
に変形する。この変形が元に戻ることによって、蛇腹表
面が濡れていない場合と同様に摺動音が発生する。この
ように蛇腹表面に水がある部分とない部分の滑りの差に
よって摺動音が発生する場合、シリコーン樹脂を含有し
た熱可塑性ポリエステルエラストマーは、通常の熱可塑
性ポリエステルエラストマーと差異がなく、シリコーン
樹脂含有熱可塑性ポリエステルエラストマーを用いた樹
脂製フレキシブルブーツは摺動音抑制効果が不十分であ
る。

【００１０】また、蛇腹表面に水がある部分とない部分
の滑りの差を小さくするため、シリコーン樹脂を大量に
配合する場合、ポリエステルエラストマーとシリコーン
樹脂の相容性が悪いため、フレキシブルブーツの成形時
に層状剥離が発生し、その剥離に起因するブーツの破損
が発生する問題もある。

【００１１】本発明者らは、熱可塑性ポリエステルエラ
ストマーを用いて成形したフレキシブルブーツが、本来
の優れた耐久性、機械的強度を保持した上で、いかなる
条件においても摺動音を発生しないことを目的として検
討した結果、特定の熱可塑性ポリエステルエラストマー
を用いて成形したフレキシブルブーツにおいて、上記の
目標が達成されることを見いだし、本発明に到達した。

【００１２】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、大口
径部と小口径部を蛇腹部によって連結した形状を有する
樹脂製フレキシブルブーツにおいて、該フレキシブルブ
ーツを形成する樹脂が、ポリエステルブロック共重合体
１００重量部に対し、下記一般式（Ｉ）で表される化合
物０．０１〜１．５重量部を配合してなる熱可塑性ポリ
エステルエラストマーであることを特徴とする樹脂製フ
レキシブルブーツである。

【００１３】

【化２】（上記式（Ｉ）において、Ｒ₁は炭素数１〜６の炭化水
素化合物から２水素を除いた官能基。ｘは、１〜１００
０の整数を表す。）

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳述する。

【００１５】本発明の樹脂製フレキシブルブーツに用い
られる熱可塑性ポリエステルエラストマーは、高融点結
晶性ポリエステル重合体セグメント（ａ）と低融点重合
体セグメント（ｂ）からなるポリエステルブロック共重
合体を主体とするものである。

【００１６】本発明の樹脂製フレキシブルブーツに用い
られる熱可塑性ポリエステルエラストマーを構成するポ
リエステルブロック共重合体の高融点結晶性ポリエステ
ル重合体セグメント（ａ）は、芳香族ジカルボン酸また
はそのエステル形成性誘導体と脂肪族ジオールから形成
されるポリエステルであり、好ましくはテレフタル酸お
よび／またはジメチルテレフタレートと１，４−ブタン
ジオールから誘導されるポリブチレンテレフタレートで
あるが、この他に、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレ
ン−２，６−ジカルボン酸、あるいはこれらのエステル
形成性誘導体などのジカルボン酸成分と、分子量３００
以下のジオール、例えば、エチレングリコール、トリメ
チレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサ
メチレングリコール、ネオペンチルグリコール、デカメ
チレングリコールなどの脂肪族ジオール、１，４−シク
ロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメチロー
ルなどの脂環式ジオール、ビス（ｐ−ヒドロキシ）ジフ
ェニル、ビス（ｐ−ヒドロキシフェニル）プロパン、
４，４’−ジヒドロキシ−ｐ−タ−フェニル、４，４’
−ジヒドロキシ−ｐ−クオ−タ−フェニルなどの芳香族
ジオールなどから誘導されるポリエステル、あるいはこ
れらのジカルボン酸成分およびジオール成分を２種以上
併用した共重合ポリエステルであっても良い。また、ア
ジピン酸やセバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸を共重
合しても良い。さらに、３官能以上の多官能カルボン酸
成分、多官能オキシ酸成分および多官能ヒドロキシ成分
などを５モル％以下の範囲で共重合することも可能であ
る。

【００１７】本発明の樹脂製フレキシブルブーツに用い
られる熱可塑性ポリエステルエラストマーを構成するポ
リエステルブロック共重合体の低融点重合体セグメント
（ｂ）は、脂肪族ポリエーテルおよび／または脂肪族ポ
リエステルである。脂肪族ポリエーテルとしては、ポリ
（エチレンオキシド）グリコール、ポリ（プロピレンオ
キシド）グリコール、ポリ（テトラメチレンオキシド）
グリコール、ポリ（ヘキサメチレンオキシド）グリコー
ル、エチレンオキシドとプロピレンオキシドの共重合
体、ポリ（プロピレンオキシド）グリコールのエチレン
オキシド付加重合体、エチレンオキシドとテトラヒドロ
フランの共重合体などが挙げられる。また、脂肪族ポリ
エステルとしては、ポリカプロラクトン、ポリエナント
ラクトン、ポリカプリロラクトン、ポリブチレンアジペ
ート、ポリエチレンアジペートなどが挙げられる。これ
らの脂肪族ポリエーテルおよび／または脂肪族ポリエス
テルのなかで、得られるポリエステルブロック共重合体
の弾性特性からポリ（テトラメチレンオキシド）グリコ
ール、ポリ（プロピレンオキシド）グリコールのエチレ
ンオキシド付加物、ポリカプロラクトン、ポリブチレン
アジペート、ポリエチレンアジペートなどが好ましい。
また、これらの低融点重合体セグメントの数平均分子量
としては共重合された状態において３００〜６０００程
度であることが好ましい。

【００１８】ポリエステルブロック共重合体における低
融点重合体セグメント（ｂ）の共重合量は、好ましくは
１０〜８０重量％、更に好ましくは１５〜７５重量％で
ある。

【００１９】本発明の樹脂製フレキシブルブーツに用い
られる熱可塑性ポリエステルエラストマーを構成する化
合物は、上記のポリエステルブロック共重合体の他に、
下記式（Ｉ）の化合物である。

【００２０】

【化３】（Ｒ₁は炭素数１〜６の炭化水素化合物から２水素を除
いた官能基。ｘは、１〜１０００の整数を表す。）上記式（Ｉ）で表される化合物としては、ポリ（エチレ
ンオキシド）グリコール、ポリ（プロピレンオキシド）
グリコール、ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコー
ル、ポリ（ペンタメチレンオキシド）グリコール、ポリ
（ヘキサメチレンオキシド）グリコールなどが具体例と
して挙げられるが、なかでもポリ（テトラメチレンオキ
シド）グリコールが好ましい。

【００２１】上記化合物式（Ｉ）中の繰り返し単位の数
であるｘは、１〜１０００の整数であるが、市場からの
入手し易さから１０〜５００が好ましい。

【００２２】これら上記式（Ｉ）の化合物の配合量は、
ポリエステルブロック共重合体１００重量部に対し、
０．０１〜１．５重量部である。

【００２３】本発明の樹脂製フレキシブルブーツに用い
られる熱可塑性ポリエステルエラストマーの製造方法
は、特に限定されるものではないが、例えば、ポリエス
テルブロック共重合体と、上記式（Ｉ）の化合物をはじ
めとする添加剤を予め混合してスクリュー型押出機へ供
給し、溶融混練する方法、あるいは各原料を別々にスク
リュー型押出機へ供給し、溶融混練する方法があげられ
る。

【００２４】また、本発明の樹脂製フレキシブルブーツ
に用いられる熱可塑性ポリエステルエラストマーには、
本発明の目的を損なわない範囲で、公知の酸化防止剤、
耐光剤、耐加水分解防止剤、カーボンブラック、顔料、
染料などの着色剤、難燃剤などを任意に含有せしめるこ
とができる。

【００２５】本発明の樹脂製フレキシブルブーツの製造
方法は、特に限定されるものではないが、例えば、押出
ブロー、射出ブロー、プレスブローなどのブロー成形法
や射出成形法などがあげられる。

【００２６】本発明の樹脂製フレキシブルブーツは、摩
擦摩耗特性に優れた特定の熱可塑性ポリエステルエラス
トマーを用いることによって、該フレキシブルブーツが
装着される自動車用等速ジョイントのような自在軸継手
が、高角度で屈曲・回転した場合でも異常摺動音を発生
しない。さらに、本発明の樹脂製フレキシブルブーツに
用いられる熱可塑性ポリエステルエラストマーは本来の
耐久性、機械的強度を有しており、樹脂製フレキシブル
ブーツとして優れた耐久性を示す。

【００２７】

【作用】本発明の樹脂製フレキシブルブーツは、熱可塑
性ポリエステルエラストマーに配合した上記化合物が蛇
腹表面に滲出することによって、表面の摩擦係数を低下
させ、蛇腹表面に水がない状態での摺動音を抑制する。
さらに、滲出した化合物で覆われた蛇腹表面は、水との
親和性が良く、蛇腹表面同士の接触面圧によって表面の
水が完全に排除されることがなくなり、常に蛇腹表面に
水が介在した状態となる。したがって、フレキシブルブ
ーツ表面が水で濡れた状態で自在継手軸が屈曲・回転し
た場合でも、蛇腹表面の摩擦抵抗力の急激な変化がなく
なり摺動音が発生しなくなる。

【００２８】

【実施例】以下に実施例によって本発明の効果を説明す
る。なお、実施例中の％および部とは、ことわりのない
場合すべて重量基準である。実施例１および２、比較例１〜４熱可塑性ポリエステルエラストマー（Ａ−１）、（Ａ−
２）、（Ｂ−１）〜（Ｂ−４）の製造ポリブチレンテレフタレートをハードセグメントとし、
ポリテトラメチレンオキシドグリコールをソフトセグメ
ントとするポリエステルブロック共重合体（ハードセグ
メント／ソフトセグメント重量比＝４５／５５）１００
部に対して、”イルガノックス”１０１０（チバガイギ
ー製ヒンダードフェノール系酸化防止剤）０．５部、ジ
フェニルメタンジイソシアネート０．３部、カーボンブ
ラック１部をヘンシェル・ミキサー中で混合した後、内
径４０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３０の２軸押し出し機の供給口に
供給し、シリンダーおよびダイスの設定温度を２４０
℃、スクリュー回転数１３０ｒｐｍで溶融混練をおこな
った。ダイスからポリマを水中にストランド状で吐出
し、カッティングをおこなってペレット化し熱可塑性ポ
リエステルエラストマー（Ｂ−１）を得た。

【００２９】上記と同じポリエステルブロック共重合体
１００重量部に対して、”イルガノックス”１０１０
（チバガイギー製ヒンダードフェノール系酸化防止剤）
０．５部、ジフェニルメタンジイソシアネート０．３
部、カーボンブラック１部をヘンシェル・ミキサー中で
混合する際に、ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコ
ール（ＰＴＭＧ）を、表１に示す配合量で混合し、内径
４０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３０の２軸押し出し機の供給口に供
給し、シリンダーおよびダイスの設定温度を２４０℃、
スクリュー回転数１３０ｒｐｍで溶融混練をおこなっ
た。ダイスからポリマを水中にストランド状で吐出し、
カッティングをおこなってペレット化し、熱可塑性ポリ
エステルエラストマー（Ａ−１）、（Ａ−２）、（Ｂ−
２）を得た。

【００３０】また、同様に、ポリエステルブロック共重
合体１００部に対して、”イルガノックス”１０１０
（チバガイギー製ヒンダードフェノール系酸化防止剤）
０．５部、ジフェニルメタンジイソシアネート０．３
部、カーボンブラック１部をヘンシェル・ミキサーで混
合する際に、ＰＴＭＧ、粘度１０⁷ｃｓ／２５℃のシリ
コーン樹脂（シリコーン）、未加硫フッ素ゴム（フッ素
ゴム）をそれぞれ、表１に示す配合量で混合し、内径４
０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３０の２軸押し出し機の供給口に供給
し、シリンダーおよびダイスの設定温度を２４０℃、ス
クリュー回転数１３０ｒｐｍで溶融混練をおこなった。
ダイスからポリマを水中にストランド状で吐出し、カッ
ティングをおこなってペレット化し、熱可塑性ポリエス
テルエラストマー（Ｂ−３）、（Ｂ−４）を得た。

【００３１】

【表１】得られた熱可塑性ポリエステルエラストマーの物性につ
いて、射出成形片を用いて下記の評価をおこなった。表面硬度：ＪＩＳＫ７２１５に準拠し、デュロメータ
ーＤスケールで測定。引張物性：ＪＩＳＫ７１１３に準拠し、２号試験片に
ついて測定。メルトインデックス：ＡＳＴＭＤ１２３８に準拠し、
測定温度２２０℃、荷重２１６０ｇで測定。

【００３２】また、熱可塑性ポリエステルエラストマー
の耐屈曲疲労性は、プレス成形した厚さ２ｍｍ、幅２０
ｍｍの試験片について、下記条件で試験をおこない、５
０万回の屈曲サイクル後の亀裂長さを測定した。

【００３３】試験条件：試験機：デマッチャ屈曲疲労試験機試験温度：１００℃ チャック間距離：２５ｍｍ←→５．６ｍｍ屈曲サイクル：３００回／分この試験において、亀裂の発生が小さい方が耐久性に優
れる。

【００３４】得られた熱可塑性ポリエステルエラストマ
ーを８０℃で５時間熱風乾燥した後、プレスブロー成形
機（オスバーガー社製ＳＢＥ５０／１４０型）を用い
て、シリンダー温度２３０℃、ノズル温度２３０℃、金
型温度３０℃の成形条件で、等速ジョイント用フレキシ
ブルブーツを成形した。

【００３５】このフレキシブルブーツを成形後２４時間
以上静置した後、等速ジョイントに装着し、ジョイント
駆動時の作動音を騒音計を用いて測定した。測定は、フ
レキシブルブーツ表面に水がない状態と、水がある状態
でおこなった。

【００３６】作動音試験条件：試験温度：２３℃ 試験回転速度：２００ｒｐｍ作動角度：４０° 騒音計までの距離：２０ｃｍなお、ジョイントの作動角度０°でフレキシブルブーツ
の蛇腹同士が接触しない場合、ジョイント駆動時の作動
音は約６０ｄＢである。

【００３７】得られた熱可塑性ポリエステルエラストマ
ーの物性および、その熱可塑性ポリエステルエラストマ
ーを用いて成形したフレキシブルブーツの作動音試験結
果を表２に示す。

【００３８】

【表２】比較例１の熱可塑性ポリエステルエラストマーＢ−１を
用いて成形したフレキシブルブーツは、表面に水がない
場合、異常摺動音が発生した。さらに、表面に水がある
場合、さらに異常摺動音が大きくなった。

【００３９】実施例にある本発明のフレキシブルブーツ
は、いずれも作動音試験において、異常摺動音の発生は
なかった。また、実施例の熱可塑性ポリエステルエラス
トマーは、引張強さや屈曲疲労試験において、比較例１
の熱可塑性ポリエステルエラストマーとほぼ同等であ
り、機械的強度と耐久性の低下はない。

【００４０】一方、比較例２のフレキシブルブーツは、
異常な摺動音を発生することはないが、比較例２の熱可
塑性ポリエステルエラストマーＢ−２は、機械的強度や
耐久性が実施例の熱可塑性ポリエステルエラストマー
や、比較例１の熱可塑性ポリエステルエラストマーに比
べて低下している。また、比較例３、４に示すように、
シリコーン樹脂やフッ素ゴムを添加した熱可塑性ポリエ
ステルエラストマーでは摺動音の発生を抑制することが
できない。

【００４１】

【発明の効果】本発明はポリエステルブロック共重合体
に特定の化合物を配合した熱可塑性ポリエステルエラス
トマーを用いることによって、フレキシブルブーツが装
着される自動車用等速ジョイントのような自在軸継手
が、高角度で屈曲・回転した場合でも異常摺動音を発生
しない樹脂製フレキシブルブーツを得ることができる。
さらに、本発明の樹脂製フレキシブルブーツに用いられ
る熱可塑性ポリエステルエラストマーは本来の耐久性、
機械的強度を有しており、樹脂製フレキシブルブーツと
して優れた耐久性を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古田洋子愛知県名古屋市港区本星崎町字北3804番地の19 東レ・デュポン株式会社名古屋事業場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】大口径部と小口径部を蛇腹部によって連
結した形状を有する樹脂製フレキシブルブーツにおい
て、該フレキシブルブーツを形成する樹脂が、ポリエス
テルブロック共重合体１００重量部に対し、下記一般式
（Ｉ）で表される化合物０．０１〜１．５重量部を配合
してなる熱可塑性ポリエステルエラストマーであること
を特徴とする樹脂製フレキシブルブーツ。【化１】（上記式（Ｉ）において、Ｒ₁は炭素数１〜６の炭化水
素化合物から２水素を除いた官能基。ｘは、１〜１００
０の整数を表す。）
【請求項２】一般式（Ｉ）で表される化合物が、ポリ
（テトラメチレンオキシド）グリコールである請求項１
記載の樹脂製フレキシブルブーツ。