JP2003192801A - 摺動性の優れたポリアミド系成形体 - Google Patents

摺動性の優れたポリアミド系成形体

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JP2003192801A
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resin
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silicone compound
sliding
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Tomohide Nakagawa
知英 中川
Tsutomu Tamura
勉 田村
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Toyobo Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers

Abstract

(57)【要約】 【課題】ポリアミド系成形品の優れた強度、耐衝撃性、
耐熱性および耐薬品性を保持しつつ、極めて優れた摺動
性を付与し、かつ成形品汚染のない摺動性の優れたポリ
アミド系成形体を安価に製造すること。 【解決手段】ポリアミド系樹脂組成物からなる成形体で
あって、該成形体とステンレス鋼球との間で全荷重200g
rストローク40mmの繰り返し摺動を行った時、最初の摺
動時の摩擦係数μ(1)と1000回目の摺動時の摩擦係数μ
(1000)との差の絶対値が0.17以下であり、かつμ(1) 、
μ(1000)が共に0.25以下であることを特徴とする摺動性
の優れたポリアミド系成形体。

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系成形品
の優れた強度、耐衝撃性、耐熱性および耐薬品性を保持
しつつ、極めて優れた摺動性を持ち、かつ成形品の表面
等がオイル等で汚染されないで長期にわたる繰り返し摺
動を行っても摩擦係数が変動しない摺動性の優れたポリ
アミド系成形体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】通常、ポリアミド樹脂は高い結晶性を持
っているため、本来、摺動特性は良好な樹脂である。し
かし 近年ポリアミド樹脂等のエンジニアリングプラス
チック(以下エンプラともいう)に要求される諸機能は
より高度なものとなっており、摺動特性においても一段
と高い特性が求められている。エンプラの摺動特性の改
良には古くから沢山の研究がなされており、二硫化モリ
ブデン、グラファイト、およびフッ素樹脂等の固形潤滑
剤や各種の潤滑オイル、シリコーンオイル 等の液体潤
滑剤が主要な摺動改良剤として検討されている。これら
の摺動改良剤のうち、固形潤滑剤はポリアミド樹脂のよ
うに本来優れた摺動特性を持つ樹脂で更に摺動特性を改
良しようとすると、大量の固形潤滑剤を配合する必要が
あり、ベースとなるポリアミド樹脂等のエンプラの物性
を著しく低下させると共に高価な固形潤滑剤を大量に配
合するため経済的に好ましくない。
【0003】一方、液体潤滑剤は比較的少量で効果の高
い摺動性をエンプラ等の樹脂に付与できるが、多くの場
合、ベースとなる樹脂との相溶性が悪く、成形品の表面
がこれらの液体潤滑剤で汚染される場合が多く、これら
の液体潤滑剤で摺動性を改良した樹脂製品では用途が制
限されてしまう。例えば、ナイロン66樹脂のソリビリ
テーパラメーター(SP値)は12.7であり、シリコーン
オイルのSP値は7.3である。このように両者のSP値
が大きく異なると極めて相溶性が悪く、成形品汚染が発
生することが多くなるので好ましくない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術の課
題を背景になされたもので、ポリアミド系成形品の優れ
た強度、耐衝撃性、耐熱性および耐薬品性を保持しつ
つ、極めて優れた摺動性を付与し、かつ成形品汚染のな
い摺動性の優れたポリアミド系成形体を安価に製造する
ことを課題とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究した結果、遂に本発明を完成
するに到った。即ち本発明はポリアミド系樹脂組成物
からなる成形体であって、該成形体とステンレス鋼球と
の間で全荷重200grストローク40mmの繰り返し摺動を行
った時、最初の摺動時の摩擦係数μ(1)と1000回目の摺
動時の摩擦係数μ(1000)との差の絶対値が0.17以下であ
り、かつμ(1) 、μ(1000)が共に0.25以下であることを
特徴とする摺動性の優れたポリアミド系成形体。ポリ
アミド系樹脂組成物が、ポリアミド系樹脂と、側鎖にOH
基を持つシリコーン化合物を含有する前記記載の摺動
性の優れたポリアミド系成形体。ポリアミド系樹脂組
成物が、ポリアミド系樹脂と、グラフト重合によって30
%以上のシリコーン化合物を側鎖に持つ結晶性樹脂を含
有している前記記載の摺動性の優れたポリアミド系成
形体。ポリアミド系樹脂組成物が、ポリアミド系樹脂
と、ポリアミド樹脂と反応する極性基を持つシリコーン
化合物を含有している前記記載の摺動性の優れたポリ
アミド系成形体である。
【0006】
【発明の実施の形態】以下 本発明について具体的に説
明する。本発明におけるポリアミド樹脂とは分子中に酸
アミド結合(−CONH−)を有するものであり、具体的に
は、ε−カプロラクタム、6−アミノカプロン酸、ω−
エナントラクタム、7−アミノヘプタン酸、11−アミ
ノウンデカン酸、9−アミノノナン酸、α−ピロリド
ン、α−ピペリドンなどから得られる重合体または共重
合体もしくはブレンド物。ヘキサメチレンジアミン、ノ
ナメチレンジアミン、ウンデカメチレン、ジアミン、ド
デカメチレンジアミン、メタキシリレンジアミンなどの
ジアミンとテレフタール酸、イソフタール酸、アジピン
酸、セバシン酸などのジカルボン酸とを重縮合して得ら
れる重合体または共重合体もしくはブレンド物等を例示
することが出来るが、これらに限定されるものではな
い。本発明において上記 ポリアミド樹脂の数平均分子
量は7,000〜30,000のものが好ましく用いられる。数平
均分子量が7,000以下ではタフネスが低下して好ましく
ない。また30,000以上では流動性が低下するので好まし
くない。
【0007】本発明においては上記ポリアミド樹脂に強
化用無機物類を配合できる。強化用無機物類とは、ガラ
ス繊維、炭素繊維、セラミックス繊維、各種ウイスカ
ー、等の繊維状強化材。シリカ、アルミナ、タルク、カ
オリン、石英、粉状ガラス、マイカ、グラファイト、等
の粉末状の無機強化材が挙げられる。またこれら強化用
無機物類は表面処理剤としてシランカップリング剤を処
理しても良い。
【0008】本発明におけるポリアミド系樹脂組成物の
中に含有する各種のシリコーン化合物とは次のようなも
のである。 (1)側鎖にOH基を持つシリコーン化合物 下記に示す一般式(I)で表されるシリコーン化合物が
一例として挙げられる。
【0009】
【化1】 (一般式(I)におけるR1およびR2はアルキル基、EOは
エチレンオキサイド、POはプロピレンオキサイドを表
す。)
【0010】(2)30%以上のシリコーン化合物をグラ
フトした結晶性樹脂反応性ポリオルガノシロキサンを熱
可塑性の結晶性樹脂にグラフト重合することによって得
られる。なお、前記結晶性樹脂としては各種のポリエチ
レン樹脂、エチレン/オレフィン系樹脂等が好ましい
が、これに限定されるものではない。 (3)ポリアミド樹脂と反応する極性基を持つシリコー
ン化合物 ポリオルガノシロキサンの両末端または片末端にポリア
ミド樹脂と反応するアミノ基、水酸基、カルボキシル
基、酸無水物基、エポキシ基等の極性基を含有するシリ
コーン化合物。
【0011】前記本発明で用いられるシリコーン化合物
の配合量はポリアミド樹脂100重量部に対しシリコーン
化合物単体として0.1〜10重量部、好ましくは0.2〜8重
量部である。
【0012】本発明においては シリコーン化合物をグ
ラフトした結晶性樹脂とポリアミド樹脂との相溶性を改
良するため、相溶化剤を添加しても良い。結晶性樹脂が
ポリエチレン樹脂の場合、マレイン酸変性ポリエチレン
系樹脂の添加が好ましい。また、通常のポリアミド樹脂
組成物に用いられる耐候性改良剤であるカーボンブラッ
クや銅酸化物および/またはハロゲン化アルカリ金属、
光または熱安定剤としてフェノール系酸化防止剤やリン
化合物、難燃剤、帯電防止剤、顔料、染料等を、必要に
応じて添加しても良い。
【0013】次に本発明における摺動性に優れたポリア
ミド系成形体の製造法はポリアミド樹脂にシリコーン化
合物および必要に応じて強化用無機物類や他の添加剤を
配合したポリアミド系樹脂組成物を溶融混練することに
よって得られる。溶融、混練装置としては単軸押出機、
二軸押出機、加圧ニーダー等があるが、特に好ましいの
は二軸押出機である。
【0014】本発明はポリアミド系成形品の優れた強
度、耐衝撃性、耐熱性および耐薬品性を保持しつつ、極
めて優れた摺動性を持ち、かつ成形品の表面にオイル等
で汚染されないで長期の繰り返し摺動を行っても摩擦係
数が変動しないポリアミド系成形体が得られる。
【0015】
【実施例】次に実施例および比較例を用いて本発明を具
体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるもので
はない。なお、各評価は下記の方法により測定した値で
ある。 摩擦係数(μ):繰る返し摺動による摩擦係数(μ)の
評価は以下の条件により、摩擦力を測定し、下記計算式
(1)により算出した。 評価サンプル; 2mmの平板 相手材 ; 1/2インチのステンレス鋼球 全荷重 ; 200gr 摺動の距離 ; 40mmの繰り返し摺動 速度 ; 30サイクル/分 測定温度 ; 室温(25℃、65%RH )
【0016】
【数1】
【0017】シリコーン汚染有無:シリコーン化合物に
よるポリアミド系成形品の表面汚染(ブリード)につい
ては、評価サンプルを30℃、95%RHの恒温槽に一
週間放置し、取り出したサンプルの表面を観察し、汚染
の有無を肉眼で判断した。
【0018】実施例1〜3、比較例1〜3 ポリアミド樹脂としては、NY−6(東洋紡ナイロン T-8
00)、側鎖のOH基を持つシリコーン化合物として、ペイ
ンタット54(ダウコーニングアジア(株))、シリコ
ーン化合物を側鎖に持つ結晶性樹脂として、マスターペ
レットSP-350(樹脂LDPE,シリコーン含有量50%、ダウ
コーニングアジア(株))およびSP-110(樹脂EVA,シリ
コーン含有量 60%)、相溶化剤としてMME-001(マレ
イン酸変性ポリエチレン樹脂、三井化学(株))を用
い、表1に示す割合で各原料を計量しタンブラーで混合
した後、2軸押出機で290℃の温度で混練し、それぞ
れペレットにした後、射出成形機で2mmの平板を成形
し、評価サンプルとした。なお射出成形機のシリンダー
温度は290℃、金型温度は80℃であった。以上の結
果を表1に示す。
【0019】
【表1】
【0020】実施例1は側鎖のOH基を持つシリコーン化
合物を配合した場合であり、実施例2、3では結晶性樹
脂にク゛ラフトしたシリコーン化合物を配合した場合であ
る。いずれの場合もμ(1)、μ(1000)が共に小さく か
つμの変動は非常に少ない。即ち極めて優れた摺動性を
持っていることを示している。一方、比較例1では、ナ
イロン6の摺動特性を示すが、初期のμ(1)は優れてい
るが、摺動を繰り返すうちに徐々に摩擦係数μが高くな
っている。また比較例3に示したように、非晶性樹脂の
エチレン/酢酸ビニル(EVA)にグラフトしたシリコーン
化合物を配合した場合は摺動を繰り返すうちに摩擦係数
μが大きくなり好ましくない。シリコーン化合物のポリ
アミド系成形品表面への汚染(ブリード)については、
いずれの実施例のシリコーン化合物でも汚染はなかっ
た。これらのシリコーン化合物は分子量が比較的大き
く、かつポリアミド樹脂との相溶性が改良されているた
めと思われる。
【0021】
【発明の効果】本発明の摺動性の優れたポリアミド系成
形体は繰り返し摺動する時、極めて安定した摩擦係数が
得られ、かつ成形品の汚染もない。また、ポリアミド樹
脂が持つ優れた諸特性を損なうことなく、優れた摺動性
が得られるので、家電、AV機器、事務用品分野の各種
ギヤーやガイド、リール等を始め、自動車分野ではドア
ーチェックレバーやシートベルト部品等の幅広い分野で
使用することができ、産業界に寄与すること大である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリアミド系樹脂組成物からなる成形体で
    あって、該成形体とステンレス鋼球との間で全荷重200g
    rストローク40mmの繰り返し摺動を行った時、最初の摺
    動時の摩擦係数μ(1)と1000回目の摺動時の摩擦係数μ
    (1000)との差の絶対値が0.17以下であり、かつμ(1) 、
    μ(1000)が共に0.25以下であることを特徴とする摺動性
    の優れたポリアミド系成形体。
  2. 【請求項2】ポリアミド系樹脂組成物が、ポリアミド系
    樹脂と、側鎖にOH基を持つシリコーン化合物を含有する
    請求項1記載の摺動性の優れたポリアミド系成形体。
  3. 【請求項3】ポリアミド系樹脂組成物が、ポリアミド系
    樹脂と、グラフト重合によって30%以上のシリコーン化
    合物を側鎖に持つ結晶性樹脂を含有している請求項1記
    載の摺動性の優れたポリアミド系成形体。
  4. 【請求項4】ポリアミド系樹脂組成物が、ポリアミド系
    樹脂と、ポリアミド樹脂と反応する極性基を持つシリコ
    ーン化合物を含有している請求項1記載の摺動性の優れ
    たポリアミド系成形体。
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