JP2001289309A

JP2001289309A - ポリアミド樹脂製ギア

Info

Publication number: JP2001289309A
Application number: JP2000106110A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Aramaki; 政昭荒巻; Katsushi Watanabe; 克史渡辺
Original assignee: Asahi Kasei Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 2000-04-07
Filing date: 2000-04-07
Publication date: 2001-10-19

Abstract

(57)【要約】【課題】自動車、電気・電子、工業機械などの各種装
置のモーター減速部品などに好適なポリアミド樹脂製ギ
アの提供。【解決手段】ポリアミド樹脂が、ポリアミドとフェノ
ール溶媒に不溶な有機物を含有するアパタイト型化合物
からなり、該有機物がアパタイト型化合物１００重量部
あたり０．５〜１００重量部であることを特徴とするポ
リアミド樹脂製ギア。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はポリアミド樹脂製ギ
アに関するものである。詳しくは、強度、靭性、耐熱性
ならびに切削性に優れ、かつ吸水による寸法変化が小さ
いポリアミド樹脂製ギアに関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリアミド樹脂などの樹脂製のギアは、
従来より、自動車、電気・電子、工業機械などの各種装
置のモーター減速部品に利用され、公知となっている。
例えば、特公昭５８−２２３３６号公報には、円筒状の
金属製芯金の外径面にクロスローレット加工を施してそ
の外周に予め形成した円筒状のポリアミド樹脂成形物を
嵌め込んで溶着したものを一定寸法に切断し、その樹脂
成形物の外周部を切削加工してギア形状を形成せしめた
樹脂製ギアが開示されている。

【０００３】また、特公平６−６０６７４号公報では、
樹脂としてナイロン６６、ナイロン６等を用い、これに
強度・剛性を向上するためにガラス繊維や炭素繊維など
を充填して強化した材料を射出成形し、ギアの歯部を切
削加工して形成した樹脂製ギアが開示されている。

【０００４】一般的に、モータ減速部などに用いられる
樹脂ギアは、高精度を要求されることから、歯部を切削
加工により形成している。このギアには、使用温度の要
求が近年高くなる傾向にあり、１２０℃以上の耐熱性も
要求されるようになっている。ところが、従来から樹脂
ギアに使用されているナイロン６、ナイロン６６等の樹
脂は吸水による寸法変化が大きくて高精度のギアが得に
くく、耐熱性の面でも劣るという問題があった。

【０００５】一方、ガラス繊維等で強化したナイロン樹
脂製等のギアは、ギアの歯部の切削加工工程で強化繊維
の影響による切削工具の摩耗が著しいという問題があ
る。更には、樹脂ギアをウォームホイールとして使用す
る場合は、ウォームギアを損傷しないことが好ましいの
であるが、繊維強化したものはウォームギアを傷つけ易
いという問題点もある。以上のような理由から、ポリア
ミド樹脂製のギアは、その応用が著しく制約を受けてい
るというのが現状である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、自動
車、電気・電子、工業機械などの各種装置のモーター減
速部品などに好適な、強度、靭性、耐熱性ならびに切削
性に優れ、かつ吸水による寸法変化が小さいポリアミド
樹脂製ギアを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、ポリアミドに特定量の
アパタイト型化合物を含有させたポリアミド樹脂を用い
ることにより、上記課題を解決できることをを見出し、
本発明に至った。

【０００８】すなわち本発明は、（１）ポリアミド樹脂
がポリアミドとフェノール溶媒に不溶な有機物を含有す
るアパタイト型化合物からなり、該有機物がアパタイト
型化合物１００重量部あたり０．５〜１００重量部であ
ることを特徴とするポリアミド樹脂製ギア、（２）ポリ
アミド形成成分と、アパタイト型化合物形成成分とを配
合し、ポリアミドの重合反応およびアパタイト型化合物
の合成反応を進行させて得られるポリアミド複合体を用
いることを特徴とするポリアミド樹脂製ギア、

【０００９】（３）ポリアミド１００重量部に対して、
アパタイト型化合物が１〜３０重量部である上記１記載
のポリアミド樹脂製ギア、（４）ポリアミド形成成分１
００重量部に対して、アパタイト型化合物形成成分が１
〜３０重量部である上記２記載のポリアミド樹脂製ギ
ア、（５）アパタイト型化合物が、平均粒子径にして
０．００１〜１μｍである上記３記載のポリアミド樹脂
製ギア、

【００１０】（６）アパタイト型化合物形成成分が、平
均粒子径にして０．００１〜１０μｍである上記４記載
のポリアミド樹脂製ギア、（７）ポリアミドが、重量平
均分子量にして２万〜２０万である上記５または６記載
のポリアミド樹脂製ギア、（８）ポリアミド樹脂が、引
張強度が８００Ｍｐａ以上、かつ引張伸度が２０％以上
である上記５または６記載のポリアミド樹脂製ギア、で
ある。

【００１１】以下、本発明を詳細に説明する。本発明
は、ポリアミド樹脂とアパタイト型化合物とからなる強
化ポリアミド樹脂製ギアに係る。本発明で用いるポリア
ミドは、主鎖中にアミド結合（−ＮＨＣＯ−）を有する
重合体である。

【００１２】本発明において好ましく用いるポリアミド
は、ポリカプロラクタム（ナイロン６）、ポリテトラメ
チレンアジパミド（ナイロン４６）、ポリヘキサメチレ
ンアジパミド（ナイロン６６）、ポリヘキサメチレンセ
バカミド（ナイロン６１０）、ポリヘキサメチレンドデ
カミド（ナイロン６１２）、ポリウンデカメチレンアジ
パミド（ナイロン１１６）、ポリウンデカラクタム（ナ
イロン１１）、

【００１３】ポリドデカラクタム（ナイロン１２）、ポ
リトリメチルヘキサメチレンテレフタルアミド（ナイロ
ンＴＭＨＴ）、ポリヘキサメチレンイソフタルアミド
（ナイロン６Ｉ）、ポリノナンメチレンテレフタルアミ
ド（９Ｔ）、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド（６
Ｔ）、ポリビス（４−アミノシクロヘキシル）メタンド
デカミド（ナイロンＰＡＣＭ１２）、ポリビス（３−メ
チル−アミノシクロヘキシル）メタンドデカミド（ナイ
ロンジメチルＰＡＣＭ１２）、

【００１４】ポリメタキシリレンアジパミド（ナイロン
ＭＸＤ６）、ポリウンデカメチレンヘキサヒドロテレフ
タルアミド（ナイロン１１Ｔ（Ｈ））、およびこれらの
うち少なくとも２種の異なったポリアミド成分を含むポ
リアミド共重合体、およびこれらの混合物などである。

【００１５】これらのポリアミドのうち、本発明課題を
達成するのにより好ましいポリアミドは、ポリカプロラ
クタム（ナイロン６）、ポリヘキサメチレンアジパミド
（ナイロン６６）、ポリヘキサメチレンドデカミド（ナ
イロン６１２）、ポリヘキサメチレンイソフタルアミド
（ナイロン６Ｉ）、およびこれらのうち少なくとも２種
の異なったポリアミド成分を含むポリアミド共重合体、
およびこれらの混合物などである。

【００１６】前記ポリアミド形成成分（原料）として
は、重合可能なアミノ酸、重合可能なラクタム、あるい
は重合可能なジアミン・ジカルボン酸塩、および重合可
能な前記化合物のオリゴマーを挙げることができる。

【００１７】重合可能なアミノ酸としては、例えば６−
アミノカプロン酸、１１−アミノウンデカン酸、１２−
アミノドデカン酸、パラアミノメチル安息香酸をより具
体的に挙げることができる。本発明では、これらの重合
可能なアミノ酸を１種で用いても良いし、２種類以上組
み合わせて用いても良い。

【００１８】重合可能なラクタムとしては、例えばブチ
ルラクタム、ピバロラクタム、カプロラクタム、カプリ
ルラクタム、エナントラクタム、ウンデカノラクタム、
ドデカノラクタムなどをより具体的に挙げることができ
る。本発明では、これらの重合可能なラクタムを１種で
用いても良いし、２種類以上組み合わせて用いても良
い。

【００１９】重合可能なジアミン・ジカルボン酸塩のジ
アミンとしては、例えばテトラメチレンジアミン、ヘキ
サメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデ
カメチレンジアミン、２−メチルペンタメチレンジアミ
ン、ノナンメチレンジアミン、２，２，４−トリメチル
ヘキサメチレンジアミン、２，４，４−トリメチルヘキ
サメチレンジアミン、５−メチルノナメチレンジアミ
ン、２，４−ジメチルオクタメチレンジアミン、メタキ
シリレンジアミン、パラキシリレンジアミン、

【００２０】１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキ
サン、３，８−ビス（アミノメチル）トリシクロデカ
ン、１−アミノ−３−アミノメチル−３，５，５，−ト
リメチルシクロヘキサン、ビス（４−アミノシクロヘキ
シル）メタン、ビス（３−メチル−４−アミノシクロヘ
キシル）メタン、２，２−ビス（４−アミノシクロヘキ
シル）プロパン、ビス（アミノプロピル）ピペラジン、
アミノエチルピペラジンなどを挙げることができる。本
発明では、これらの重合可能なジアミンを１種で用いて
も良いし、２種類以上組み合わせて用いても良い。

【００２１】重合可能なジアミン・ジカルボン酸塩のジ
カルボン酸としては、例えばマロン酸、ジメチルマロン
酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、２−メチルア
ジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、２，２
−ジメチルグルタル酸、３，３−ジエチルコハク酸、ア
ゼライン酸、セバシン酸、スベリン酸、ドデカン二酸、
エイコジオン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタ
レンジカルボン酸、

【００２２】２−クロロテレフタル酸、２−メチルテレ
フタル酸、５−メチルイソフタル酸、５−ナトリウムス
ルホイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサ
ヒドロテレフタル酸、ジグリコール酸などを挙げること
ができる。本発明では、これらの重合可能なジカルボン
酸は１種で用いても良いし、２種類以上組み合わせて用
いても良い。

【００２３】本発明のポリアミド形成成分（原料）に
は、さらに分子量調節あるいは耐熱水性向上のために公
知の末端封止剤を添加することができる。末端封止剤と
しては、モノカルボン酸またはモノアミンが好ましい。
その他、無水フタル酸などの酸無水物、モノイソシアネ
ート、モノ酸ハロゲン化物、モノエステル類、モノアル
コール類などを挙げることができる。

【００２４】末端封止剤として使用できるモノカルボン
酸としては、アミノ基との反応性を有するものであれば
特に制限はないが、例えば酢酸、プロピオン酸、酪酸、
吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、トリデ
シル酸、ミリスチル酸、パルミチン酸、ステアリン酸、
ピバリン酸、イソブチル酸などの脂肪族モノカルボン
酸、シクロヘキサンカルボン酸などの脂環式モノカルボ
ン酸、安息香酸、トルイル酸、α−ナフタレンカルボン
酸、β−ナフタレンカルボン酸、メチルナフタレンカル
ボン酸、フェニル酢酸などの芳香族モノカルボン酸など
を挙げることができる。本発明では、これらのモノカル
ボン酸を１種で用いても良いし、２種類以上組み合わせ
て用いても良い。

【００２５】末端封止剤として使用するモノアミンとし
ては、カルボキシル基との反応性を有するものであれば
特に制限はないが、例えばメチルアミン、エチルアミ
ン、プロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、
オクチルアミン、デシルアミン、ステアリルアミン、ジ
メチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジ
ブチルアミンなどの脂肪族モノアミン、シクロヘキシル
アミン、ジシクロヘキシルアミンなどの脂環式モノアミ
ン、アニリン、トルイジン、ジフェニルアミン、ナフチ
ルアミンなどの芳香族モノアミンなどを挙げることがで
きる。本発明では、これらのモノアミンを１種で用いて
も良いし、２種類以上組み合わせて用いても良い。

【００２６】本発明のポリアミドの分子量は、成形性お
よび物性がより優れていることから、重量平均分子量
（Ｍｗ）にして、１万〜１００万であることが好まし
く、更には２万〜５０万、最も好ましくは２万〜２０万
のものである。重量平均分子量は、例えば溶媒としてヘ
キサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）を用い、分
子量標準試料としてポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭ
Ａ）を用いて、ゲルパーミッショクロマトグラフィー
（ＧＰＣ）により求めることができる。

【００２７】本発明で好ましく用いられるアパタイト型
化合物は、下記一般式で示される。（Ａ）_10-z（ＨＰＯ₄）_z（ＰＯ₄）_6-z（Ｘ）_2-z・ｎＨ₂
Ｏここで、０≦ｚ＜２、０≦ｎ≦１６であり、（Ａ）は金
属元素、またＸは陰イオンまたは陰イオン化合物である
が、成形性および物性の観点から０≦ｚ＜１、０≦ｎ≦
４であることがより好ましい。

【００２８】好ましい金属元素（Ａ）としては、元素周
期律表の１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、
１１、１２、１３族元素およびスズ、鉛を挙げることが
できる。これら金属元素は１種であっても、２種以上で
あってもかまわない。本発明においては、得られる樹脂
組成物の経済性、安全性および物性の点から、２族元素
であるマグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バ
リウム、あるいはこれらの２種以上からなる混合物であ
ることが特に好ましい。

【００２９】前記一般式中のＸで示される陰イオンまた
は陰イオン化合物としては、水酸イオン（ＯＨ^-）、フ
ッ素イオン（Ｆ^-）、塩素イオン（Ｃｌ^-）などを挙げる
ことができる。これら陰イオン元素または陰イオン化合
物は１種であっても、２種以上であってもかまわない。
また、本発明においては、前記一般式中のリン酸水素イ
オン（ＨＰＯ₄ ^2-）、リン酸イオン（ＰＯ₄ ^3-）、あるい
はＸの一部が炭酸イオン（ＣＯ₃ ^2-）に置換した炭酸含
有アパタイトであってもよい。

【００３０】本発明においては、前記アパタイト型化合
物の中、金属元素（Ａ）がカルシウムである水酸アパタ
イト（Ｘが水酸イオン）、フッ素化アパタイト（Ｘの一
部または全部がフッ素イオン）、塩素化アパタイト（Ｘ
の一部または全部が塩素イオン）、炭酸含有水酸アパタ
イト、炭酸含有フッ素化アパタイト、炭酸含有塩素化ア
パタイト、さらには、これらの混合物が最も好ましく用
いられる。

【００３１】かかるアパタイト型化合物形成成分（原
料）としては、リン酸系金属化合物や、リン酸系金属化
合物と非リン酸系金属化合物とからなる混合物などを挙
げることができるが、本発明では、リン酸系金属化合物
と非リン酸系金属化合物とからなる混合物であることが
より好ましい。本発明では、アパタイト型化合物形成成
分のリンに対する金属元素のモル比が０．９〜１０．０
であればよく、より好ましくは１．２〜５．０、さらに
好ましくは１．５〜２．０である。

【００３２】前記リン酸系金属化合物のリン酸類として
は、オルトリン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸、メタ
リン酸、亜リン酸、次亜リン酸などを挙げることができ
る。より具体的には、リン酸系金属化合物としては、リ
ン酸一水素カルシウム（ＣａＨＰＯ₄・ｍＨ₂Ｏ、但し０
≦ｍ≦２である。）、二リン酸二水素カルシウム（Ｃａ
Ｈ₂Ｐ₂Ｏ₇）、リン酸二水素カルシウム一水和物（Ｃａ
（Ｈ₂ＰＯ₄）₂・Ｈ₂Ｏ）、

【００３３】二リン酸カルシウム（α−およびβ−Ｃａ
₂Ｐ₂Ｏ₇）、リン酸三カルシウム（α−およびβ−Ｃａ₃
（ＰＯ₄）₂）、リン酸四カルシウム（Ｃａ₄（ＰＯ₄）₂
Ｏ）、リン酸八カルシウム五水和物（Ｃａ₈Ｈ₂（Ｐ
Ｏ₄）₆・５Ｈ₂Ｏ）、亜リン酸カルシウム一水和物（Ｃ
ａＨＰＯ₃・Ｈ₂Ｏ）、次亜リン酸カルシウム（Ｃａ（Ｈ
₂ＰＯ₂）₂）、リン酸マグネシウム第二・三水和物（Ｍ
ｇＨＰＯ₄・３Ｈ₂Ｏ）、リン酸マグネシウム第三・八水
和物（Ｍｇ₃（ＰＯ₄）₂・８Ｈ₂Ｏ）、リン酸バリウム第
二（ＢａＨＰＯ₄）などを挙げることができる。

【００３４】これらの中でも、本発明では経済性および
物性により優れる点から、リン酸とカルシウムの化合物
が好ましく用いられ、中でもリン酸一水素カルシウム
（ＣａＨＰＯ₄・ｍＨ₂Ｏ、但し０≦ｍ≦２である。）が
より好ましく用いられ、特に無水リン酸一水素カルシウ
ム（ＣａＨＰＯ₄）とリン酸一水素カルシウム二水和物
（ＣａＨＰＯ₄・２Ｈ₂Ｏ）が最も好ましく用いられる。
これらのリン系金属化合物は、１種であっても良いし、
２種以上の組み合わせであっても良い。

【００３５】２種以上組み合わせる場合には、例えば、
リン酸一水素カルシウム二水和物（ＣａＨＰＯ₄・２Ｈ₂
Ｏ）と二リン酸二水素カルシウム（ＣａＨ₂Ｐ₂Ｏ₇）と
を用いるように、同種の金属元素を含有する化合物の組
み合わせや、リン酸一水素カルシウム二水和物（ＣａＨ
ＰＯ₄・２Ｈ₂Ｏ）とリン酸マグネシウム第二・三水和物
（ＭｇＨＰＯ₄・３Ｈ₂Ｏ）とを用いるように、異種の金
属元素を含有する化合物の組み合わせなどが例示される
が、いずれでも差し支えない。

【００３６】本発明におけるリン酸系金属化合物は、リ
ン酸一水素カルシウム（ＣａＨＰＯ ₄・ｍＨ₂Ｏ、但し０
≦ｍ≦２である。）を例にとると、Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕ
ｓａｎｄｉｔｓＣｏｍｐｏｕｎｄｓ，１（１９５
８）で記載されているＶａｎＷａｚｅｒによるＣａＯ−
Ｈ₂Ｏ−Ｐ₂Ｏ₅系の状態図が示すように、水の存在下、
リン酸化合物とカルシウム化合物を混合することによる
公知の方法で得ることができる。より具体的には、例え
ば、２０〜１００℃の温度下、リン酸二水素カリウム溶
液に、リン酸アルカリ溶液および塩化カルシウム溶液を
滴下し反応させ合成する方法や、炭酸カルシウムまたは
水酸化カルシウムとリン酸水溶液を混合する方法などに
よれば良い。

【００３７】ところで、本発明者らは、前記リン酸類の
かわりに、砒素（Ａｓ）やバナジウム（Ｖ）からなる化
合物、すなわち砒酸類やバナジウム酸類を用いても、本
発明と同様な効果が得られるものと推察している。しか
しながら、本発明では、原料成分の安定性、形成成分の
入手容易性、安全性の点で優れることから、リン酸類を
用いることが最も好ましい。

【００３８】本発明における非リン酸系金属化合物とし
ては、前記リン酸類以外で金属元素と化合物を形成する
ものであれば特に制限はなく、金属水酸化物（水酸化カ
ルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化ストロンチウ
ム、水酸化バリウム、水酸化リチウム、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、水酸化アルミニウム、水酸化鉄、
水酸化マンガンなど）、金属塩化物（塩化カルシウム、
塩化マグネシウム、

【００３９】塩化ストロンチウム、塩化バリウム、塩化
リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化アルミ
ニウム、塩化鉄、塩化マンガンなど）、金属フッ化物
（フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、フッ化バリ
ウム、フッ化ストロンチウム、フッ化リチウム、フッ化
ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化アルミニウムな
ど）、金属臭化物（臭化カルシウムなど）、金属ヨウ化
物（ヨウ化カルシウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化銅な
ど）、金属炭化物（炭化カルシウムなど）、金属酸化物
（酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウ
ムなど）、

【００４０】炭酸金属塩（炭酸カルシウム、炭酸マグネ
シウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム、炭酸リチ
ウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸アルミニウ
ムなど）、硫酸金属塩（硫酸カルシウムなど）、硝酸金
属塩（硝酸カルシウムなど）、ケイ酸金属塩（ケイ酸カ
ルシウム、ヘキサフルオロケイ酸ナトリウムなど）など
の無機金属化合物や、金属元素とモノカルボン酸との化
合物（酢酸カルシウム、酢酸銅、安息香酸カルシウム、
ステアリン酸カルシウムなど）、金属元素とジカルボン
酸との化合物（しゅう酸カルシウム、酒石酸カルシウム
など）、金属元素とトリカルボン酸との化合物（クエン
酸カルシウムなど）などを挙げることができる。

【００４１】本発明では、これらの非リン酸系金属化合
物は、１種であっても良いし、２種以上組み合わせても
良い。２種以上組み合わせる場合には、例えば水酸化カ
ルシウムと炭酸カルシウムとの混合物のように、同種の
金属元素を含有する化合物を組み合わせても良いし、例
えば、炭酸カルシウムと水酸化マグネシウムとの混合物
のように、異種の金属元素を含有する化合物を組み合わ
せても良い。

【００４２】本発明では、これら化合物の中でも、経済
性および物性がより優れていることから、金属水酸化
物、金属フッ化物、金属塩化物、炭酸金属塩、金属酸化
物、あるいはこれらの混合物が好ましく用いられる。特
に元素周期律表の２族元素であるカルシウム、マグネシ
ウム、ストロンチウム、バリウムの水酸化物、フッ化
物、塩化物、炭酸塩、あるいはこれらの混合物がより好
ましく、更にはカルシウムの水酸化物、フッ化物、塩化
物、炭酸塩、酸化物、あるいはこれらの混合物が好まし
く用いられ、その中でも水酸化カルシウム、炭酸カルシ
ウム、フッ化カルシウムが最も好ましく用いられる。

【００４３】非リン酸系金属化合物の製造方法は特に制
限されるものでなく、例えば炭酸カルシウムの場合を例
にとると、天然材の粉砕品であっても、化学的に合成さ
れたものであってもかまわない。また、その結晶形態や
形状も特に制限されるものではなく、炭酸カルシウムの
場合を例にとると、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カル
シウム、コロイド炭酸カルシウム、アラゴナイト型炭酸
カルシウム、バテライト型炭酸カルシウム、針状型炭酸
カルシウムなど、あるいはこれらの混合品など、いずれ
を用いてもかまわない。

【００４４】本発明のアパタイト型化合物形成成分であ
るリン酸系金属化合物や非リン酸系金属化合物は、好ま
しい平均粒子径が０．００１〜１０μｍ、より好ましく
は０．００１〜５μｍ以下、さらに好ましくは０．００
１〜１μｍである。平均粒子径の測定は、アパタイト型
化合物形成成分を純水あるいはアルコール類中に分散さ
せ、超音波処理を行った後、レーザ回折／散乱式粒度分
布装置で測定する方法によれば良い。

【００４５】本発明のポリアミド複合体の製造方法は、
ポリアミド形成成分（原料）に、アパタイト型化合物形
成成分（原料）を配合し、次いでポリアミドの重合とア
パタイト型化合物の合成を行う方法を用いることが好ま
しい。ポリアミドの重合とアパタイト型化合物合成のよ
り好ましい方法は、ポリアミド形成成分とアパタイト型
化合物形成成分との配合物を加熱し、ポリアミド形成成
分をアパタイト型化合物形成成分の存在下に重合し、そ
の後アパタイト型化合物を合成する方法や、あるいはア
パタイト型化合物形成成分をポリアミド形成成分の存在
下に反応させ、その後ポリアミドを重合する方法であ
る。

【００４６】更に好ましい方法は、前記両形成成分の配
合物を４０〜３００℃の温度下で、ポリアミドの重合反
応およびアパタイト型化合物の合成反応を進行させる方
法であり、最も好ましい方法は、前記両形成成分の配合
物を加圧下、４０〜３００℃の温度下で、ポリアミドの
重合反応およびアパタイト型化合物の合成反応を同時並
行的に進行させる方法である。

【００４７】前記ポリアミド形成成分とアパタイト型化
合物形成成分との配合量は、ポリアミド形成成分１００
重量部に対して、アパタイト型化合物形成成分１〜３０
重量部であり、より好ましくは１．５〜２５重量部、更
には２．５〜２０重量部、特に好ましくは３〜１５重量
部である。アパタイト型化合物形成成分が１重量部未満
の場合には、強度、耐熱性の改良効果が十分でなく、３
０重量部を越えた場合には、伸度が低下する傾向にあ
る。

【００４８】ポリアミド形成成分とアパタイト型化合物
の形成成分との配合方法としては、固体状のポリアミド
形成成分とアパタイト型化合物の形成成分を直接混合す
る方法、ポリアミド形成成分の水溶液とアパタイト型化
合物形成成分の水溶液や懸濁液とを配合する方法などの
いずれによっても良い。また、アパタイト型化合物の分
散性を向上させるために、必要に応じて、ポリアミド形
成成分やアパタイト型化合物形成成分に分散剤や錯化剤
などの化合物を添加しても良い。更には、アパタイト型
化合物形成成分の懸濁液、あるいはアパタイト型化合物
形成成分とポリアミド形成成分との混合液を、超音波に
よる処理を行ったり、ホモジナイザーによる処理を行っ
ても良い。

【００４９】本発明では、前記分散剤の種類を、特に制
限するものではなく、公知の分散剤を用いることができ
る。例えば、「分散・凝集の解明と応用技術，１９９２
年」（北原文雄監修・株式会社テクノシステム発行）の
２３２〜２３７ページに記載されているようなアニオン
系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性
剤、非イオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤など
を用いることができる。

【００５０】これらの中でもアニオン系界面活性剤、非
イオン系界面活性剤を用いることが好ましく、特に、価
格および物性の観点から、クエン酸ナトリウム、ポリア
クリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸アンモニウム、ス
チレン−無水マレイン酸共重合体、エチレン−無水マレ
イン酸などのオレフィン−無水マレイン酸共重合体、シ
ョ糖ステアリン酸エステルなどのショ糖エステル類など
を用いることがより好ましい。

【００５１】錯化剤としては、金属イオンと錯体を形成
する化合物であれば特に制限されることがなく、例え
ば、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、ニトリロ三
酢酸、シクロヘキサンジアミン四酢酸、グリコールエー
テルジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、ク
エン酸、グルコン酸、酒石酸、リンゴ酸、コハク酸、エ
チレンジアミンなどの脂肪族アミン、尿素などを用いる
ことができる。これらの中でも、価格および物性の観点
からクエン酸、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、
エチレンジアミン（ｅｎ）が特に好ましい。

【００５２】前記ポリアミドの重合は、公知の方法を用
いることができる。例えば、１１−アミノウンデカン酸
などの水に難溶な成分を形成成分とし、４０〜３００℃
で加熱し重縮合する方法、ε−カプロラクタムを形成成
分とし、その水溶液を必要に応じてモノカルボン酸など
の末端封鎖剤、あるいはε−アミノカプロン酸などの反
応促進剤を加えて、不活性ガスを流通させながら、４０
〜３００℃に加熱し重縮合するラクタム類の開環重縮合
法、ヘキサメチレンアジパミドなどのジアミン・ジカル
ボン酸を形成成分とし、その水溶液を４０〜３００℃の
温度下、加熱濃縮し、発生する水蒸気圧を常圧〜約１．
９６Ｍｐａ（ゲージ圧）の間の圧力に保ち、最終的には
圧力を抜き常圧あるいは減圧し重縮合を行う熱溶融重縮
合法などを用いることができる。

【００５３】さらには、ジアミン・ジカルボン酸固体塩
や重縮合物の融点以下の温度で行う固相重合法、ジカル
ボン酸ハライド成分とジアミン成分とを溶液中で重縮合
させる溶液法なども用いることができる。これらの方法
は必要に応じて組合わせてもかまわない。また、重合形
態としては、バッチ式でも連続式でもかまわない。ま
た、重合装置も特に制限されるものではなく、公知の装
置、例えば、オートクレーブ型の反応器、タンブラー型
反応器、ニーダーなどの押出機型反応器などを用いるこ
とができる。

【００５４】本発明のアパタイト型化合物の確認は、例
えば、ポリアミド複合体、ポリアミド樹脂複合体、ある
いはポリアミド樹脂組成物やその成形体を用いて、広角
Ｘ線回折、赤外吸収スペクトルなどで直接確認する方法
や、ポリアミドが可溶なフェノール溶媒で、ポリアミド
を溶出し、アパタイト型化合物成分を分離し、分離した
アパタイト型化合物の広角Ｘ線回折、赤外吸収スペクト
ルなどで確認する方法などによれば良い。

【００５５】本発明のアパタイト型化合物は、結晶性ア
パタイト型化合物であっても、非晶性アパタイト型化合
物であってもかまわないが、物性の観点から、結晶性ア
パタイト型化合物であることがより好ましい。アパタイ
ト型化合物が結晶性であることの確認は、具体的には、
Ｘ線の線源として、銅Ｋα（波長λ＝０．１５４２ｎ
ｍ）を用いて、広角Ｘ線回折を測定し、回折角（２θ）
が２５．５〜２６．５度に（００２）面ピークが存在
し、さらに回折角（２θ）が３２．５〜３３．５度に
（３００）面ピークが存在することを確認すればよい。
本発明では、上記のように確認される結晶性アパタイト
型化合物であることが特に好ましい。

【００５６】本発明のアパタイト型化合物の含有量は、
ポリアミド１００重量部に対して１〜３０重量部である
ことが好ましく、より好ましくは１．５〜２５重量部、
更には２．５〜２０重量部、特に好ましくは３〜１５重
量部である。アパタイト型化合物の含有量は、例えば、
ポリアミド複合体を用いて、ＪＩＳＲ３４２０に従って
強熱減量（Ｉｇ．ｌｏｓｓ）を測定し、その重量減少量
から求めることができる。アパタイト型化合物の含有量
がポリミド１００重量部に対して、１重量部未満の場合
には、強度、耐熱性の改良効果が十分でなく、また３０
重量部を越えた場合には、伸度が低下するする傾向にあ
る。

【００５７】本発明のアパタイト型化合物のリンに対す
る金属元素の比は、モル比にして０．９〜１０．０であ
ることが好ましく、より好ましくは１．２〜５．０、特
に好ましくは、１．３〜２．５である。この比が０．９
未満や、１０．０を越えた場合には、発泡成形性の低下
が著しくなる恐れがある。

【００５８】本発明のアパタイト型化合物が含有する有
機物は、アパタイト型化合物１００重量部あたり、０．
５〜１００重量部であることが必要である。より好まし
くは、１〜１００重量部、更には３〜７５重量部、特に
好ましくは４〜５０重量部である。

【００５９】該有機物は、イオン結合反応、吸着反応あ
るいはグラフト化反応などの物理的、化学的相互作用に
よりアパタイト型化合物の内部や表面に取り込まれてい
る有機物であるため、たとえポリアミドが可溶なフェノ
ール溶媒を用いて溶解操作を行っても、溶媒中に溶解・
溶出しないという性質を有しおり、このことがアパタイ
ト型化合物とマトリックスであるポリアミドとの固着、
接着性を非常に向上させている。該有機物の量が、アパ
タイト型化合物１００重量部あたり０．５重量部未満の
場合は引張伸度の低下が起こりやすく、また１００重量
部を越えた場合には、成形加工性が低下する傾向にあ
る。

【００６０】本発明者らの検討によれば、本発明におけ
る前記有機物は、分離したアパタイト型化合物の熱分解
ガスクロマトグラフィーおよび熱分解成分のマススペク
トル（ＭＳ）、赤外吸収スペクトルの測定結果から、ポ
リアミド形成成分、ポリアミド、あるいはこれらの反応
生成物である。従って本発明の前記有機物は、特にマト
リックスであるポリアミドとの固着、接着性がより向上
する点から、前記有機物の少なくとも一部がポリアミド
であることが好ましい。また、前記有機物には、水が含
有されてもかまわない。

【００６１】本発明の前記有機物の含有量は、具体的に
は、（ｉ）アパタイト型化合物の分離操作、（ii）熱減
量率の測定、（iii）熱分解成分の測定による有機物の
定量、を行うことによって求めることができる。以下
に、詳細に説明する。

【００６２】（ｉ）アパタイト型化合物の分離操作：ポ
リアミド複合体、ポリアミド樹脂複合体、あるいは本発
明の発泡成形品１０ｇを秤量し、９０重量％フェノール
２００ｍｌと混合し、４０℃で２時間攪拌し、遠心分離
器を用いて分離操作を行い、上澄み溶媒を除去する。さ
らに２００ｍｌのフェノールを加え、以後同様な溶解操
作と遠心分離器を用いた分離操作を４回繰り返し行う。

【００６３】引き続き、９９．５重量％エタノール２０
０ｍｌを加えて、２３℃で２時間攪拌し、遠心分離器を
用いて分離操作を行い、上澄み溶媒を除去する。この操
作をさらに４回繰り返した後、減圧乾燥器中で乾燥し、
アパタイト型化合物を得る。なお、ポリアミド樹脂がポ
リアミドと他の樹脂との混合物の場合には、上記ポリア
ミド溶解操作前あるいはその後に、他の樹脂が可溶な溶
媒を用いて、混合したポリアミド以外の樹脂の溶解・分
離操作を行えば良い。

【００６４】（ii）熱減量率（Ｘ（重量部／アパタイト
型化合物１００重量部））の測定：得られたアパタイト
型化合物５〜１５ｍｇを秤量し、熱重量分析（ＴＧＡ）
装置により、３０℃から５５０℃まで９９．９℃／ｍｉ
ｎで昇温後、５５０℃で１時間保持する。３０℃におけ
る初期重量（Ｗ₀）と、５５０℃で１時間保持した後の
最終重量（Ｗ₁）を用いて、下式に熱減量率Ｘを算出で
きる。熱減量率Ｘ（重量部／アパタイト型化合物１００重量
部）＝（Ｗ₀−Ｗ₁）×１００／Ｗ₁

【００６５】（iii）熱分解成分の測定による有機物の
定量：前記（ｉ）により得られたアパタイト型化合物を
１〜１０ｍｇ秤量し、熱分解ガスクロマトグラフィーに
より、熱分解温度５５０℃、カラム温度５０〜３２０℃
（昇温速度２０℃／ｍｉｎ）の条件下で測定する。得ら
れた熱分解ガスクロマトグラフィーのパイログラムを、
保持時間２ｍｉｎ未満と２ｍｉｎ以上に分けそのピーク
面積を算出する。２ｍｉｎ以下の成分は二酸化炭素など
の低分子量成分であるため、この低分子量成分を全体か
ら差し引き、有機物の量とした。具体的には、それぞれ
の面積Ｓａ（２ｍｉｎ未満）とＳｂ（２ｍｉｎ以上）を
算出し、前記（ii）の熱減量率Ｘを用いて、下式にて有
機物の量を算出する。有機物の量（重量部／アパタイト型化合物１００重量
部）＝Ｘ・Ｓｂ／（Ｓａ＋Ｓｂ）

【００６６】本発明のアパタイト型化合物の平均粒子径
は、好ましくは０．００１〜１μｍ、より好ましくは
０．００１〜０．５μｍである。本発明における平均粒
子径は、電子顕微鏡写真法により求めることができ、該
平均粒子径は次のようにして算出することができる。す
なわち、本発明のポリアミド樹脂製ギアから切り出した
超薄切片の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：写真倍率５万
倍）を撮影し、アパタイト型化合物の粒子径ｄ_i、粒子
数ｎ_iを求め、次式により平均粒子径を算出する。平均粒子径＝Σｄ_i・ｎ_i／Σｎ_i この場合、粒子径が球状とみなせない場合には、その短
径と長径を測定し、両者の和の１／２を粒子径とする。
また、平均粒子径の算出には最低２０００個の粒子径を
測定する。

【００６７】本発明のギアに用いられるポリアミド樹脂
は、引張強度が８００Ｍｐａ以上、引張伸度が２０％以
上であることが好ましい。引張強度、および引張伸度の
測定は、ＡＳＴＭＤ６３８に準じて行えばよい。引張
強度、および引張伸度が上記範囲を外れる場合には、使
用時に、ギアの歯や、ギア本体にクラックが発生しやす
い傾向にある。

【００６８】本発明のポリアミド製樹脂ギアの成形法
は、例えば射出成形、押出成形、溶媒成形、プレス成
形、熱成形等の通常の成形方法で成形できる。中でも射
出成形が好ましく、特に、円筒状の金属をインサートし
た状態で、外周を射出成形し得られる円盤あるいは円筒
状の芯金付成形品を、必要に応じて目的の厚さに切断
し、さらに、外周の樹脂部分を切削などの方法により、
凹形状を有する歯を外周に沿って断続して形成させる方
法が最も好ましい。

【００６９】本発明のポリアミド樹脂製ギアは、マトリ
ックスであるポリアミドあるいはポリアミドに、アパタ
イト型化合物が均一にかつ微細に分散しかつポリアミド
とアパタイト型化合物との界面が極めて良好に固着、接
着しており、従来のポリアミド樹脂に比較し、強度、剛
性、靭性、切削性ならびに吸水時の寸法特性に優れるた
め、自動車、電気・電子、工業機械などの各種装置のモ
ーター減速部品などの各種ギアへの応用が期待される。

【００７０】本発明においては、必要に応じて本発明の
目的を損なわない範囲で、ポリアミド樹脂に無機充填材
を配合してもかまわない。無機充填材としては、特に限
定されないが、例えばガラス繊維、炭素繊維、ガラスフ
レーク、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、タルク、カオ
リン、マイカ、ウォラストナイト、窒化ホウ素、二硫化
モリブデンなどを挙げることができる。

【００７１】本発明においては、高温下雰囲気下での耐
熱性を向上させるために、ポリアミド樹脂に、耐熱性改
良剤を配合してもかまわない。耐熱性改良剤としては、
特に制限はないが、例えばハロゲン金属塩および第Ｉ族
遷移系列金属化合物を挙げることができる。前記ハロゲ
ン金属塩とは、ハロゲンと元素周期律表の１族あるいは
２族金属元素との塩であり、好ましいものとしては、ヨ
ウ化カリウム、臭化カリウム、塩化カリウム、ヨウ化ナ
トリウム、塩化ナトリウムなど、あるいはこれらの混合
物を挙げることができ、中でも最も好ましいものとして
は、ヨウ化カリウムを挙げることができる。

【００７２】また、前記第Ｉ族遷移系列金属化合物と
は、元素周期律表の第Ｉ遷移系列金属（１１族）の化合
物であり、好ましくものとしては、銅元素（Ｃｕ）の金
属化合物を挙げることができ、例えば、銅のハロゲン化
物、硫酸塩、酢酸塩、プロピオオン酸塩、安息香酸塩、
アジピン酸塩、テレフタル酸塩、サルチル酸塩、ニコチ
ン酸塩、ステアリン酸塩や、エチレンジアミン（ｅ
ｎ）、エチレンジアミン四酢酸等のキレート化合物な
ど、あるいはこれらの混合物を挙げることができる。こ
の中でも、好ましくものとしては、ヨウ化銅、臭化第一
銅、臭化第二銅、塩化第一銅、酢酸銅を挙げることがで
きる。

【００７３】耐熱改良剤であるハロゲン金属塩と第Ｉ族
遷移系列金属化合物とは、組み合わせて用いるが、この
場合、耐熱性がより改善されるという観点から、ハロゲ
ンと第一遷移系列金属元素とのモル比が１〜５００の範
囲が好ましく、５〜２００の範囲がより好ましい。

【００７４】本発明の耐熱性改良剤の配合量は、ポリア
ミド１００重量部に対して０．００１〜２０重量部であ
ることが好ましく、０．００５〜２０重量部がより好ま
しく、０．０１〜１重量部が最も好ましい。配合量が
０．００１未満の場合には、耐熱性の改良効果が顕著で
なくなる傾向にあり、また２０重量部を越えた場合に
は、引張強度の低下を引き起こす懸念がある。

【００７５】本発明においては、必要に応じて本発明の
目的を損なわない範囲で、摺動性を改善するために、ポ
リアミド樹脂にポリシロキサン類を配合してもかまわな
い。ポリシロキサン類としては、例えばポリジメチルシ
ロキサン、およびポリジメチルシロキサンの側鎖あるい
は末端の少なくとも１つのメチル基が、水素元素、アル
キル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ベンジル基、
アミノ基、エポキシ基、ポリエーテル基、カルボキシル
基、メルカプト基、クロロアルキル基、アルキル高級ア
ルコールエステル基、アルコール基、アラルキル基、ビ
ニル基、あるいはトリフロロメチル基の選ばれる少なく
とも１つの基により変性された変性ポリシロキサン、あ
るいはこれらの混合物を挙げることができる。

【００７６】本発明においては、必要に応じて本発明の
目的を損なわない範囲で、ポリアミドに他の樹脂を混合
してもかまわない。配合する他の樹脂としては、熱可塑
性樹脂やゴム成分を添加することができる。

【００７７】前記他の熱可塑性樹脂は、例えばアタクチ
ックポリスチレン、アイソタクチックポリスチレン、シ
ンジオタクチックポリスチレン、ＡＳ樹脂などのポリス
チレン系樹脂、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などのポリエステル系樹脂、ポリカ
ーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、
ポリエーテルスルホンなどのポリエーテル系樹脂、

【００７８】ポリフェニレンスルフィド、ポリオキシメ
チレン、他のポリアミドなどの縮合系樹脂、ポリアクリ
ル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリメチルメタクリレ
ートなどのアクリル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリブテン、エチレンープロピレン共重合体など
のポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビ
ニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、
ポリテトラフルオルエチレン（ＰＴＦＥ）などの含ハロ
ゲンビニル化合物系樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹
脂などを挙げることができる。

【００７９】ゴム成分は、ゴムやそれらの変性体を挙げ
ることができる。ゴムは、例えば天然ゴム、ポリブタジ
エン、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、ネオプレン
（登録商標）、ポリスルフィドゴム、チオコールゴム、
アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、エビク
ロロヒドリンゴム、スチレン−ブタジエンブロック共重
合体（ＳＢＲ）、水素添加スチレン−ブタジエンブロッ
ク共重合体（ＳＥＢ）、

【００８０】スチレン−ブタジエン−スチレンブロック
共重合体（ＳＢＳ）、水素添加スチレン−ブタジエン−
スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン−イ
ソプレンブロック共重合体（ＳＩＲ）、水素添加スチレ
ン−イソプレンブロック共重合体（ＳＥＰ）、スチレン
−イソプレン−スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、
水素添加スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重
合体（ＳＥＰＳ）、

【００８１】スチレン−ブタジエンランダム共重合体、
水素添加スチレン−ブタジエンランダム共重合体、スチ
レン−エチレン−プロピレンランダム共重合体、スチレ
ン−エチレン−ブチレンランダム共重合体、エチレン−
プロピレン共重合体（ＥＰＲ）、エチレン−（１−ブテ
ン）共重合体、エチレン−（１−ヘキセン）共重合体、
エチレン−（１−オクテン）共重合体、

【００８２】エチレン−プロピレン−ジエン共重合体
（ＥＰＤＭ）、あるいはブタジエン−アクリロニトリル
−スチレン−コアシェルゴム（ＡＢＳ）、メチルメタク
リレート−ブタジエン−スチレン−コアシェルゴム（Ｍ
ＢＳ）、メチルメタクリレート−ブチルアクリレート−
スチレン−コアシェルゴム（ＭＡＳ）、オクチルアクリ
レート−ブタジエン−スチレン−コアシェルゴム（ＭＡ
ＢＳ）、

【００８３】アルキルアクリレート−ブタジエン−アク
リロニトリル−スチレンコアシェルゴム（ＡＡＢＳ）、
ブタジエン−スチレン−コアシェルゴム（ＳＢＲ）、メ
チルメタクリレート−ブチルアクリレートシロキサンを
はじめとするシロキサン含有コアシェルゴムなどのコア
シェルタイプを挙げることができる。

【００８４】また、ゴム変性体は、上記ゴムを、極性基
を有する変性剤により変性したものであり、例えば無水
マレイン酸変性ＳＥＢＳ、無水マレイン酸変性ＳＥＰ
Ｓ、無水マレイン酸変性エチレン−プロピレン共重合
体、無水マレイン酸変性エチレン−（１−ブテン）共重
合体、無水マレイン酸変性エチレン−（１−ヘキセン）
共重合体、無水マレイン酸変性エチレン−（１−オクテ
ン）共重合体、

【００８５】無水マレイン酸変性ＥＰＤＭ、エポキシ変
性ＳＥＢＳ、エポキシ変性エチレン−プロピレン共重合
体、エポキシ変性エチレン−（１−ブテン）共重合体、
エポキシ変性エチレン−（１−ヘキセン）共重合体、エ
ポキシ変性エチレン−（１−オクテン）共重合体などが
好ましく用いられる。本発明では、ポリアミドに、上記
熱可塑性樹脂、ゴム成分を１種類配合して用いても良い
し、２種類以上組み合わせて配合して用いても良い。

【００８６】また、本発明のポリアミド樹脂には、通常
のポリアミド樹脂に用いられる充填剤、三酸化アンチモ
ン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ホウ酸
亜鉛、すず酸亜鉛、ヒドロキシすず酸亜鉛、ポリリン酸
アンモニウム、シアヌル酸メラミン、サクシノグアナミ
ン、ポリリン酸メラミン、硫酸メラミン、フタル酸メラ
ミン、芳香族系ポリフォスフェート、複合ガラス粉末な
どの難燃剤、チタンホワイト、カーボンブラック、メタ
リック顔料などの顔料や着色剤、亜リン酸ソーダやヒン
ダードフェノールに代表される熱安定剤、種々の可塑
剤、成形性改良剤、耐候性向上剤や帯電防止剤などの各
種添加剤を含有させることができる。

【００８７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例により具体的に説明するが、本発明はその要旨を越え
ない限り、以下の実施例に制限されるものではない。な
お、以下の実施例、比較例において記載した物性評価
は、以下のように行った。１．ポリアミド形成成分とアパタイト型化合物形成成分
の特性（１−１）アパタイト型化合物形成成分の含有量（重量
％）ポリアミド形成成分とアパタイト型化合物形成成分の配
合量から算出した。（１−２）アパタイト型化合物形成成分のリンに対する
金属元素のモル比アパタイト型化合物形成成分中の金属元素およびリンを
定量し、モル比を算出した。

【００８８】（ａ）金属元素の定量：以下、金属元素と
してカルシウムの場合につき説明するが、他の金属元素
についても同様にして求めることができる。アパタイト
型化合物形成成分０．５ｇを白金皿に秤量し、５００℃
電気炉で炭化する。冷却後、塩酸５ｍｌおよび純水５ｍ
ｌを加えヒーター上で煮沸溶解する。再び冷却し、純水
を加え５００ｍｌとした。装置はＴｈｅｒｍｏＪａｒｒ
ｅｌｌＡｓｈ製ＩＲＩＳ／ＩＰを用いて、高周波誘導結
合プラズマ（ＩＣＰ）発光分析により、波長３１７．９
３３ｎｍにて定量した。

【００８９】（ｂ）リンの定量：アパタイト型化合物形
成成分０．５ｇを秤量し濃硫酸を２０ｍｌ加え、ヒータ
ー上で湿式分解した。冷却後、過酸化水素５ｍｌを加
え、ヒーター上で加熱し、全量が２〜３ｍｌになるまで
濃縮した。再び冷却し、純水で５００ｍｌとした。装置
はＴｈｅｒｍｏＪａｒｒｅｌｌＡｓｈ製ＩＲＩＳ／ＩＰ
を用いて、高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分析
により、波長２１３．６１８（ｎｍ）にて定量した。

【００９０】２．ポリアミド樹脂組成物の特性（２−１）ポリアミドの重量平均分子量（Ｍｗ）ポリアミド複合体を用いて、ゲルパーミッショクロマト
グラフィー（ＧＰＣ）により求めた。装置は東ソー
（株）製ＨＬＣ−８０２０、検出器は示差屈折計（Ｒ
Ｉ）、溶媒はヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩ
Ｐ）、カラムは東ソー（株）製ＴＳＫｇｅｌ−ＧＭＨＨ
Ｒ−Ｈを２本とＧ１０００ＨＨＲを１本用いた。溶媒流
量は０．６ｍｌ／ｍｉｎ、サンプル濃度は、１〜３（ｍ
ｇサンプル）／１（ｍｌ溶媒）であり、フィルターでろ
過し、不溶分を除去し、測定試料とした。得られた溶出
曲線をもとに、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）換
算により、重量平均分子量（Ｍｗ）を算出した。

【００９１】（２−２）アパタイト型化合物の含有量の
定量（重量／１００重量部ポリアミド）ポリアミド複合体を１００±２０℃で８時間乾燥し冷却
する。該複合体を白金皿に１ｇ秤量し、６５０±２０℃
の電気炉で灰化し、冷却後、その重量を秤り、アパタイ
ト型化合物の含有量を定量した。

【００９２】（２−３）アパタイト型化合物のリンに対
する金属元素のモル比アパタイト型化合物の金属元素およびリンを定量し、モ
ル比を算出した。（ａ）金属元素の定量：以下、金属元素としてカルシウ
ムの場合につき説明するが、他の金属元素についても同
様にして求めることができる。ポリアミド複合体０．５
ｇを白金皿に秤量し、５００℃電気炉で炭化する。冷却
後、塩酸５ｍｌおよび純水５ｍｌを加えヒーター上で煮
沸溶解する。再び冷却し、純水を加え５００ｍｌとし
た。装置はＴｈｅｒｍｏＪａｒｒｅｌｌＡｓｈ製ＩＲＩ
Ｓ／ＩＰを用いて、高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）
発光分析により、波長３１７．９３３ｎｍにて定量し
た。

【００９３】（ｂ）リンの定量：ポリアミド複合体０．
５ｇを秤量し濃硫酸を２０ｍｌ加え、ヒーター上で湿式
分解した。冷却後、過酸化水素５ｍｌを加え、ヒーター
上で加熱し、全量が２〜３ｍｌになるまで濃縮した。再
び冷却し、純水で５００ｍｌとした。装置はＴｈｅｒｍ
ｏＪａｒｒｅｌｌＡｓｈ製ＩＲＩＳ／ＩＰを用いて、高
周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分析により、波長
２１３．６１８（ｎｍ）にて定量した。

【００９４】（２−４）有機物量（重量部／アパタイト
型化合物１００重量部）（ａ）アパタイト型化合物の分離操作：ポリアミド複合
体１０ｇを秤量し、９０重量％フェノール２００ｍｌと
混合し、４０℃で２時間攪拌し、遠心分離器〔国産遠心
器（株）製Ｈ１０３ＲＬＨ〕を用いて２００００ｒｐｍ
で１時間、分離操作を行い、上澄み溶媒を除去した。さ
らに２００ｍｌのフェノールを加え、以後同様な溶解操
作と遠心分離器を用いた分離操作を４回繰り返し行っ
た。引き続き、９９．５重量％エタノール２００ｍｌを
加えて、２３℃で２時間攪拌し、遠心分離器を用いて２
００００ｒｐｍで１時間、分離操作を行い、上澄み溶媒
を除去する。この操作をさらに４回繰り返した後、減圧
乾燥器中で８０℃で１２時間乾燥し、目的のアパタイト
型化合物を得た。

【００９５】（ｂ）分離したアパタイト型化合物の熱減
量率（Ｘ（重量部／アパタイト型化合物））測定：（２
−４）の（ａ）で得られたアパタイト型化合物１０ｍｇ
を秤量し、熱重量分析（ＴＧＡ）装置により熱減量率Ｘ
を求めた。装置は島津製作所製ＴＧＡ−５０、温度条件
としては、３０℃から５５０℃まで９９．９℃／ｍｉｎ
で昇温後、５５０℃で１時間保持した。３０℃における
初期重量（Ｗ₀）と、５５０℃で１時間保持した後の最
終重量（Ｗ₁）を用いて、下式により、有機物量を算出
した。熱減量率Ｘ（重量部／アパタイト型化合物１００重量
部）＝（Ｗ₀−Ｗ₁）×１００／Ｗ₁

【００９６】（ｃ）有機物の定量：（２−４）の（ａ）
で得たアパタイト型化合物を３ｍｇ秤量し、以下の条件
で熱分解クロマトグラフィー（ＧＣ）および熱分解ＧＣ
／ＭＳのパイログラムを得た。・熱分解装置：フロンティア社ダブルショットパイロライザーＰ
Ｙ−２０１０Ｄ熱分解温度：５５０℃ ・ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）装置：ＨＥＷＬＥＴＴＰＡＣＫＡＲＤ社製ＨＰ−５８９
０カラム：Ｊ＆Ｗ社製ＤＵＲＡＢＯＮＤＤＢ−１（０．２
５ｍｍＩ．Ｄ．×３０ｍ、膜厚０．２５μｍ）カラム温度：５０℃→３２０℃（昇温速度２０℃／ｍｉ
ｎ）注入口温度：３２０℃ 検出器温度：３２０℃

【００９７】・マススペクトル（ＭＳ）装置：ＪＥＯＬ社製ＡｕｔｏＭＳＳｙｓｔｅｍＩＩイオン化：ＥＩ（７０Ｖ）測定質量範囲：ｍ／ｚ＝１０〜４００温度：２００℃ 得られた熱分解ＧＣのパイログラムを、保持時間２ｍｉ
ｎ未満と２ｍｉｎ以上に分け、それぞれののピーク面積
Ｓａ（２ｍｉｎ未満）とＳｂ（２ｍｉｎ以上）を算出
し、（２−４）の（ｂ）で求めた熱減量率Ｘを用いて、
下式にて有機物の量を算出した。有機物の量（重量部／アパタイト型化合物１００重量
部）＝Ｘ・Ｓｂ／（Ｓａ＋Ｓｂ）また、マススペクトル（ＭＳ）から熱分解成分の同定を
行った。

【００９８】（２−５）Ｘ線回折によるアパタイト型化
合物の生成の確認（２−４）の（ａ）で得たアパタイト型化合物のＸ線回
折を測定した。測定条件は以下のとうりである。Ｘ線：銅Ｋα 波数：０．１５４２ｎｍ管電圧：４０ＫＶ管電流：２００ｍＡ走査速度：４ｄｅｇ．／ｍｉｎ発散スリット：１ｄｅｇ．散乱スリット：１ｄｅｇ．受光スリット：０．１５ｍｍ

【００９９】３．評価用成形品の作成および物性成形品は、射出成形機を用いて作成した。装置は日精樹
脂（株）製ＰＳ４０Ｅ、シリンダー温度３００℃、金型
温度８０℃に設定し、射出１７秒、冷却２０秒の射出成
形条件で評価用成形品を得た。

【０１００】（３−１）引張強度（Ｍｐａ）および引張
伸度（％）ＡＳＴＭＤ６３８に準じて行った。但し、引張伸度
は、ネッキングみによる伸度部分は除いた。（３−２）ノッチ付きＩｚｏｄ衝撃強度（Ｊ／ｍ）ＡＳＴＭＤ２５６に準じて行った。（３−３）荷重たわみ温度（℃）ＡＳＴＭＤ６４８に準じて行った。荷重は１．８３Ｍ
ｐａで行った。

【０１０１】４．芯金付成形品の作成および物性外周面をクロスレット加工を施し溶剤で脱脂した、直径
４５ｍｍの円筒状の芯金を８０℃に加熱し、射出成形金
型に挿入し、射出成形機を用いて、芯金の外周に円筒状
の樹脂部分を有する、一体化した直径７５ｍｍの芯金付
成形品を作成した。シリンダー温度３００℃、金型温度
８０℃に設定し、射出１７秒、冷却２０秒の射出成形条
件で射出成形を行った。

【０１０２】（４−１）切削性芯金付成形品の樹脂部の外周面に、切削によりギア歯を
加工し、芯金付樹脂製ギアを得た。切削性の評価は、１
つの切削工具で形成できたギア歯の個数により行った。（４−２）吸水における寸法変化前記（４−１）で得られた芯金付樹脂製ギアを、６０
℃、相対湿度９５％の条件下で４８ｈｒ保持し、外径寸
法の変化量を測定した。

【０１０３】製造例１ポリアミド複合体（Ａ）の製造：５０重量％のポリアミ
ド形成成分（ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸との
等モル塩）の水溶液を３０Ｋｇ作製した。アパタイト型
化合物形成成分として、平均粒子径３μｍで最大粒子径
１０μｍ以下のリン酸一水素カルシウム二水和物（Ｃａ
ＨＰＯ₄・２Ｈ₂Ｏ）を７５０ｇ、および平均粒子径１．
５μｍ重質炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）の２５重量％
懸濁液を１７４６ｇ（炭酸カルシウム：純水＝２９１
ｇ：８７３ｇ）用いた。これら、ポリアミド形成成分お
よびアパタイト型化合物形成成分を混合し、十分撹拌し
た。カルシウムとリンとのモル比は、１．６７と算出さ
れた。

【０１０４】該ポリアミド形成成分の水溶液とアパタイ
ト型化合物形成成分の混合懸濁液とを、撹拌装置を有
し、かつ下部に抜出しノズルを有する７０リットルのオ
ートクレーブ中に仕込み、５０℃の温度下、十分攪拌し
た。窒素で置換した後、撹拌しながら温度を５０℃から
約２７０℃まで昇温した。この際、オートクレーブ内の
圧力は、ゲージ圧にして約１．７７Ｍｐａになるが、圧
力が１．７７Ｍｐａ以上にならないよう水を系外に除去
しながら加熱を約１時間続けた。その後、約１時間をか
け、圧力を大気圧まで降圧し、更に約２７０℃、大気圧
で約１時間保持した後、撹拌を停止し、下部ノズルから
ストランド状にポリマーを排出し、水冷・カッティング
を行い、ペレットを得た。

【０１０５】得られたペレットを、タンブララー型の重
合装置に入れ、１９０℃の条件下、窒素を流通させなが
ら、９時間保持し、冷却後ペレットを取り出した。この
得られたポリアミド複合体（Ａ）を評価した結果、重量
平均分子量（Ｍｗ）は９００００、アパタイト型化合物
含有量は、ポリアミド１００重量部に対して、５．７重
量部であった。リンに対するカルシウムのモル比は１．
６７と算出された。５万倍の透過型電顕観察結果から、
アパタイト型化合物の平均粒子径は９８ｎｍであった。

【０１０６】９０％フェノール水溶液により、溶出・分
離操作を行い、得られたアパタイト型化合物を評価した
結果、広角Ｘ線回折により、結晶性アパタイト型化合物
の生成を確認できた。また該溶出・分離操作により得ら
れたアパタイト型化合物の有機物の量は６．５（重量部
／アパタイト１００重量部）と算出された。また、熱分
解ＧＣ／マススペクトルの解析結果から、アパタイト型
化合物に残存する有機物の熱分解成分の１つとして、シ
クロペンタノンが確認された。

【０１０７】製造例２ポリアミド複合体（Ｂ）の製造：アパタイト型化合物形
成成分として、平均粒子径３μｍで最大粒子径１０μｍ
以下のリン酸一水素カルシウム二水和物（ＣａＨＰＯ₄
・２Ｈ₂Ｏ）を７５０ｇ、および平均粒子径１．５μｍ
重質炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）と、平均粒径３μｍ
のフッ化カルシウム（ＣａＦ₂）との混合物の２５重量
％懸濁液を１１４８ｇ（炭酸カルシウム：フッ化カルシ
ウム：純水＝２７６ｇ：１１ｇ：８６１ｇ）を用いる以
外は実施例１と同様にして、ポリアミド複合体（Ｂ）を
得た。

【０１０８】製造例３ポリアミド複合体（Ｃ）の製造：アパタイト型化合物形
成成分として、平均粒子径３μｍで最大粒子径１０μｍ
以下のリン酸一水素カルシウム二水和物（ＣａＨＰＯ₄
・２Ｈ₂Ｏ）を１５００ｇ、および平均粒子径１．５μ
ｍ重質炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）と、平均粒径３μ
ｍのフッ化カルシウム（ＣａＦ₂）との混合物の２５重
量％懸濁液を２３０４ｇ（炭酸カルシウム：フッ化カル
シウム：純水＝５５３ｇ：２３ｇ：１７２８ｇ）を用い
る以外は実施例１と同様にして行い、ポリアミド複合体
（Ｃ）を得た。

【０１０９】製造例４ポリアミド複合体（Ｄ）の製造：５０重量％のポリアミ
ド形成成分（ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸との
等モル塩）の水溶液を３０Ｋｇ作製した。アパタイト型
化合物形成成分として、平均粒子径３μｍで最大粒子径
１０μｍ以下のリン酸一水素カルシウム二水和物（Ｃａ
ＨＰＯ₄・２Ｈ₂Ｏ）を７５０ｇ、および平均粒子径１．
５μｍ重質炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）の２５重量％
懸濁液を１７４６ｇ（炭酸カルシウム：純水＝２９１
ｇ：８７３ｇ）用いた。これら、ポリアミド形成成分お
よびアパタイト型化合物形成成分を混合し、十分撹拌し
た。カルシウムとリンとのモル比は、１．６７と算出さ
れた。

【０１１０】該ポリアミド形成成分の水溶液とアパタイ
ト型化合物形成成分の混合懸濁液とを、撹拌装置を有
し、かつ下部に抜出しノズルを有する７０リットルのオ
ートクレーブ中に仕込み、５０℃の温度下、十分攪拌し
た。窒素で置換した後、撹拌しながら温度を５０℃から
約１６０℃まで昇温した。この際、圧力が約０．２Ｍｐ
ａ以上にならないように、水を系外に除去しながら加熱
した。温度が約１６０℃に達した時、耐熱性改良剤であ
るヨウ化カリウム（ＫＩ）０．３４重量部とヨウ化第一
銅（ＣｕＩ）０．０２重量部との混合物の５０重量％水
溶液を、オートクレーブに注入した。その後、温度を約
２７０℃まで昇温した。

【０１１１】この際、オートクレーブ内の圧力は、ゲー
ジ圧にして約１．７７Ｍｐａになるが、圧力が１．７７
Ｍｐａ以上にならないよう水を系外に除去しながら加熱
を約１時間続け、約１時間をかけ圧力を大気圧まで降圧
した。その後、更に約２７０℃大気圧で約１時間保持し
た後、撹拌を停止し、下部ノズルからストランド状にポ
リマーを排出し、水冷・カッティングを行いペレットを
得た。得られたペレットを、タンブララー型の重合装置
に入れ、１９０℃の条件下、窒素を流通させながら、９
時間保持し、冷却後ペレットを取り出し、ポリアミド複
合体（Ｄ）を得た。

【０１１２】製造例５耐熱性改良剤を配合したポリアミド６６の製造：５０重
量％のポリアミド形成成分（ヘキサメチレンジアミンと
アジピン酸との等モル塩）の水溶液を３０Ｋｇ作製し、
ヨウ化カリウム（ＫＩ）０．５１重量部とヨウ化第一銅
（ＣｕＩ）０．０３重量部とを配合し、十分撹拌した。
該耐熱性改良剤を配合したポリアミド形成成分を、撹拌
装置を有し、かつ下部に抜出しノズルを有する７０リッ
トルのオートクレーブ中に仕込み、５０℃の温度下、十
分攪拌した。以後の重合操作は実施例１と同様にして行
い、耐熱性改良剤を配合したポリアミド６６を得た。

【０１１３】

【実施例】実施例１ポリアミド複合体（Ａ）を用いて、評価用成形品と芯金
付成形品を成形し評価した。結果を表１に示す。実施例２ポリアミド複合体（Ｂ）を用いて、評価用成形品と芯金
付成形品を成形し評価した。結果を表１に示す。

【０１１４】実施例３ポリアミド複合体（Ｄ）を用いて、評価用成形品と芯金
付成形品を成形し評価した。結果を表１に示す。実施例４ポリアミド複合体（Ｃ）のポリアミド１００重量部に対
して、製造例５で得られた耐熱性改良剤を配合したポリ
アミド６６を１００重量部をペレットブレンドし、評価
用成形品と芯金付成形品を成形し評価した。結果を表１
に示す。

【０１１５】比較例１製造例５で得られた耐熱性改良剤を配合したポリアミド
６６を用いて、評価用成形品と芯金付成形品を成形し評
価した。結果を表１に示す。

【０１１６】

【表１】

【０１１７】

【発明の効果】本発明で用いるポリアミド樹脂は、その
中に含有されているアパタイト型化合物がマトリックス
であるポリアミド中に均一にかつ微細に分散し、その界
面においてポリアミドに極めて良好に固着、接着してい
るという効果を有しており、そのため該ポリアミド樹脂
からなる本発明のポリアミド樹脂製ギアは、自動車、電
気・電子、工業機械などの各種装置のモーター減速部品
などに非常に有用であるという効果がある。

フロントページの続きＦターム(参考） 3J030 AC03 AC10 BC01 BC08 CA10 4F071 AA54 AA55 AA80 AA81 AB25 AB29 AD02 AH17 BA01 BB03 BB05 BB06 BC07 4J002 CL011 CL031 DH046 FB266 GM02 GN00 GQ00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリアミド樹脂がポリアミドとフェノー
ル溶媒に不溶な有機物を含有するアパタイト型化合物か
らなり、該有機物がアパタイト型化合物１００重量部あ
たり０．５〜１００重量部であることを特徴とするポリ
アミド樹脂製ギア。
【請求項２】ポリアミド形成成分と、アパタイト型化
合物形成成分とを配合し、ポリアミドの重合反応および
アパタイト型化合物の合成反応を進行させて得られるポ
リアミド複合体を用いることを特徴とするポリアミド樹
脂製ギア。
【請求項３】ポリアミド１００重量部に対して、アパ
タイト型化合物が１〜３０重量部である請求項１記載の
ポリアミド樹脂製ギア。
【請求項４】ポリアミド形成成分１００重量部に対し
て、アパタイト型化合物形成成分が１〜３０重量部であ
る請求項２記載のポリアミド樹脂製ギア。
【請求項５】アパタイト型化合物が、平均粒子径にし
て０．００１〜１μｍである請求項３記載のポリアミド
樹脂製ギア。
【請求項６】アパタイト型化合物形成成分が、平均粒
子径にして０．００１〜１０μｍである請求項４記載の
ポリアミド樹脂製ギア。
【請求項７】ポリアミドが、重量平均分子量にして２
万〜２０万である請求項５または６記載のポリアミド樹
脂製ギア。
【請求項８】ポリアミド樹脂が、引張強度が８００Ｍ
ｐａ以上、かつ引張伸度が２０％以上である請求項５ま
たは６記載のポリアミド樹脂製ギア。