JP2010275363A - 樹脂成形品及びチェーン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の樹脂成形品は、ポリアセタール樹脂及び/又はポリアミド樹脂を含むベース樹脂に、ポリオレフィン樹脂と、脂肪酸エステル及び/又は脂肪酸アミド、並びにシリコーンポリマーを含む摺動性向上剤とを配合してなる樹脂組成物を成形して得られる。前記樹脂組成物は、前記摺動性向上剤を、前記ベース樹脂及びポリオレフィン樹脂の合計100質量部に対し1.5質量部以上20質量部以下含む。
【選択図】なし
Description
従って、機能添加剤の種類、数及び配合量は、性能、及び性能の持続性という観点のみならず、コンパウンド性、成形性、強度低下の抑制性等の観点から決定しなければならないという問題がある。
すなわち、第1発明に係る樹脂成形品は、ポリアセタール樹脂及び/又はポリアミド樹脂を含むベース樹脂と、ポリオレフィン樹脂と、脂肪酸エステル及び/又は脂肪酸アミド、並びにシリコーンポリマーを含む摺動性向上剤とを含有してなる樹脂組成物を成形して得られる樹脂成形品であって、前記樹脂組成物は、前記摺動性向上剤を、前記ベース樹脂及びポリオレフィン樹脂の合計100質量部に対し1.5質量部以上20質量部以下含むことを特徴とする。
POMとしては、ホルムアルデヒド若しくはトリオキサンをモノマーとして重合反応により得られる、オキシメチレン基を主成分とするホモポリマー、又は環状エーテル化合物とのコポリマー等が挙げられる。
PAとしては、PA66等が挙げられる。
ポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン(PE)樹脂、ポリプロピレン(PP)樹脂等が挙げられる。ポリオレフィン樹脂としてPEを用いる場合、分子量が数万以下であるLDPE(低密度PE)及びHDPE(高密度PE)、分子量が400万程度である超高分子量PEのいずれのPEを用いてもよい。高分子量PEの場合、樹脂成形品を使用するときに摺動性向上剤の滲出に時間を要するが、樹脂成形品の性能の向上という観点から適宜のPEの種類を選択する。
ポリオレフィン樹脂は、該ポリオレフィン樹脂及びベース樹脂の合計質量に対し1質量%超過20質量%以下含むのが好ましい。ポリオレフィン樹脂の含有量が1質量%以下である場合、動摩擦係数の低減効果が発揮されず、前記含有量が20質量部を超える場合、樹脂成形品の引張強さが弱くなる。
脂肪酸エステルとしては、例えばエチレングリコールジステアレート(EGDS)、エチレングリコールモノステアレート、プロピレングリコールモノステアレート等が挙げられる。
脂肪酸アミドとしては、エルカ酸アミド、オレイン酸アミド、エチレンビスステアロアマイド(EBS)等が挙げられる。
脂肪酸エステルと脂肪酸アミドとは単独で使用してもよく、併用してもよい。また、複数の脂肪酸エステル、脂肪酸アミドを用いてもよい。
摺動性向上剤として脂肪酸エステル及び/又は脂肪酸アミドを単独で用いる場合、ベース樹脂及びポリオレフィン樹脂の合計100質量部に対し1質量部以上20質量部未満配合する。脂肪酸エステル及び/又は脂肪酸アミドの配合量が1質量部未満である場合、動摩擦係数の低減効果が発揮されず、前記配合量が20質量部以上である場合、コンパウンド性及び成形性が低下する。
PA用のマスターバッチの例として、東レ・ダウニング・シリコーン株式会社製の「シリコーンコンセントレート BY27−005」(シリコーンポリマー:50質量%、PA66:50質量%)が挙げられる。
そして、摺動性向上剤のうちシリコーンポリマーを1質量部以上5質量部以下配合するのがさらに好ましい。
次に、ベース樹脂にポリオレフィン樹脂及びエステル・アミド系摺動性向上剤を配合した樹脂組成物を押出し機(ペレット製造機)に投入して、ペレットを製作する。
摺動性向上剤としてシリコーンポリマーも配合する場合は、前記ペレットに上述のベース樹脂に対応するマスターバッチをドライブレンドする(熱を加えずにペレット同士を混合させる)。
そして、前記樹脂組成物から得られたペレット、又は該ペレットと上述のマスターバッチとをドライブレンドした混合物が射出成形機に供給され、射出成形されて本発明の樹脂成形品が得られる。
[第1実施例1]
図1は本発明の第1実施例1に係るコンベヤチェーン1を示す正面図、図2はコンベヤチェーン1を示す平面図、図3はコンベヤチェーン1を示す裏面図である。
コンベヤチェーン1は、本発明の樹脂成形品からなるリンク2を合成樹脂製又は金属製の連結ピン8により無端状に連結してなる。リンク2は、平面視が矩形状であるリンク本体3の上側に、物品を載置するトッププレート7を一体成形してなる。
ベース樹脂としてのコポリマーのPOMにPEを合計質量に対し10質量%配合してなる「ジュラコンNW−02」(ポリプラスチックス株式会社製)を用い、この「ジュラコンNW−02」98.5質量部に、摺動性向上剤の脂肪酸エステルとしての「エマノーン 3201MH−V」(EGDS:花王株式会社製)を1質量部配合し、常温で混合して得られた混合物を押出し機(ペレット製造機)に投入してペレットを作製した。このペレット99.5質量部に、信越化学工業株式会社製の「シリコーンポリマー マスターバッチ」(シリコーンポリマー40質量%、POM60質量%)2.5質量部をドライブレンドし、得られた混合物を射出成形機に投入して、上述のリンク2に成形し、該リンク2を連結ピン8により連結してコンベヤチェーン1を作製した。本実施例においては、ペレット作製時及び成形時にはEGDSがPEに保持されている。「ジュラコンNW−02」は、本来、本実施例のように添加剤の保持を目的としてPOMにPEを配合しているのではない。
第1実施例1において、「シリコーンポリマー マスターバッチ」に含有されていたPOMを含めた場合、(POM+PE)の合計は100質量部となり、この合計100質量部に対するシリコーンポリマーの割合は1質量部になる。
下記の表1に第1実施例1、並びに後述する第1実施例2〜13、第2実施例1〜5、及び比較例1〜13の樹脂組成物の配合を示す。
EGDSを(POM+PE)100質量部に対し3質量部配合したこと以外は、第1実施例1と同様にして第1実施例2の樹脂組成物を調整し、ペレットを作製してリンクに成形し、コンベヤチェーンを作製した。
[第1実施例3]
EGDSを(POM+PE)100質量部に対し10質量部配合したこと以外は、第1実施例1と同様にして第1実施例3の樹脂組成物を調整し、ペレットを作製してリンクに成形し、コンベヤチェーンを作製した。
[第1実施例4]
EGDSを(POM+PE)100質量部に対し15質量部配合したこと以外は、第1実施例1と同様にして第1実施例4の樹脂組成物を調整し、ペレットを作製してリンクに成形し、コンベヤチェーンを作製した。
「ジュラコンNW−02」95.5質量部に「エマノーン 3201MH−V」(EGDS)を0.5質量部配合し、常温で混合して得られた混合物をペレット製造機に投入してペレットを作製した。このペレット96.0質量部に、前記「シリコーンポリマー マスターバッチ」7.5質量部をドライブレンドし、射出成形機に投入してリンクに成形し、コンベヤチェーンを作製した。
第1実施例5において、(POM+PE)100質量部に対するシリコーンポリマーの割合は3質量部になる。
EGDSを(POM+PE)100質量部に対し1質量部配合したこと以外は、第1実施例5と同様にして第1実施例6の樹脂組成物を調整し、リンクに成形して、コンベヤチェーンを作製した。
[第1実施例7]
EGDSを(POM+PE)100質量部に対し7質量部配合したこと以外は、第1実施例5と同様にして第1実施例7の樹脂組成物を調整し、リンクに成形して、コンベヤチェーンを作製した。
[第1実施例8]
EGDSを(POM+PE)100質量部に対し17質量部配合したこと以外は、第1実施例5と同様にして第1実施例8の樹脂組成物を調整し、リンクに成形して、コンベヤチェーンを作製した。
「ジュラコンNW−02」92.5質量部に「エマノーン 3201MH−V」(EGDS)を0.5質量部配合し、常温で混合して得られた混合物をペレット製造機に投入してペレットを作製した。このペレット93.0質量部に、前記「シリコーンポリマー マスターバッチ」12.5質量部をドライブレンドし、射出成形機に投入して、リンクに成形して、コンベヤチェーンを作製した。
第1実施例9において、(POM+PE)100質量部に対するシリコーンポリマーの割合は5質量部になる。
EGDSを(POM+PE)100質量部に対し3質量部配合したこと以外は、第1実施例9と同様にして第1実施例10の樹脂組成物を調整し、リンクに成形して、コンベヤチェーンを作製した。
[第1実施例11]
EGDSを(POM+PE)100質量部に対し5質量部配合したこと以外は、第1実施例9と同様にして第1実施例11の樹脂組成物を調整し、リンクに成形して、コンベヤチェーンを作製した。
[第1実施例12]
EGDSを(POM+PE)100質量部に対し10質量部配合したこと以外は、第1実施例9と同様にして第1実施例12の樹脂組成物を調整し、リンクに成形して、コンベヤチェーンを作製した。
[第1実施例13]
EGDSを(POM+PE)100質量部に対し15質量部配合したこと以外は、第1実施例9と同様にして第1実施例13の樹脂組成物を調整し、リンクに成形して、コンベヤチェーンを作製した。
「ジュラコンNW−02」(POM+PE)100質量部に対し、「エマノーン 3201MH−V」(EGDS)を1質量部配合し、常温で混合して調整した樹脂組成物をペレット製造機に投入してペレットを作製した。そして、該ペレットを射出成形機に投入してリンクに成形し、コンベヤチェーンを作製した。
[第2実施例2]
EGDSを(POM+PE)100質量部に対し3質量部配合したこと以外は、第2実施例1と同様にして第2実施例2の樹脂組成物を調整し、ペレットを作製してリンクに成形し、コンベヤチェーンを作製した。
[第2実施例3]
EGDSを(POM+PE)100質量部に対し5質量部配合したこと以外は、第2実施例1と同様にして第2実施例3の樹脂組成物を調整し、ペレットを作製してリンクに成形し、コンベヤチェーンを作製した。
[第2実施例4]
EGDSを(POM+PE)100質量部に対し10質量部配合したこと以外は、第2実施例1と同様にして第2実施例4の樹脂組成物を調整し、ペレットを作製してリンクに成形し、コンベヤチェーンを作製した。
EGDSを(POM+PE)100質量部に対し15質量部配合したこと以外は、第2実施例1と同様にして第2実施例5の樹脂組成物を調整し、ペレットを作製してリンクに成形し、コンベヤチェーンを作製した。
「ジュラコンNW−02」に代えて「ジュラコンM90−44」(コポリマーのPOM、PEは含有せず:ポリプラスチックス株式会社製)を用い、PE及び摺動性向上剤は添加しなかったこと以外は、第2実施例1と同様にして比較例1の樹脂組成物を調整し、ペレットを作製してリンクに成形し、コンベヤチェーンを作製した。
「ジュラコンM90−44」99質量部にPE1質量部配合したこと以外は、比較例1と同様にして比較例2の樹脂組成物を調整し、ペレットを作製してリンクに成形し、コンベヤチェーンを作製した。
[比較例3]
「ジュラコンM90−44」95質量部にPE5質量部配合したこと以外は、比較例1と同様にして比較例3の樹脂組成物を調整し、ペレットを作製してリンクに成形し、コンベヤチェーンを作製した。
[比較例4]
「ジュラコンM90−44」90質量部にPE10質量部配合したこと以外は、比較例1と同様にして比較例4の樹脂組成物を調整し、ペレットを作製してリンクに成形し、コンベヤチェーンを作製した。
「ジュラコンM90−44」85質量部にPE15質量部配合したこと以外は、比較例1と同様にして比較例5の樹脂組成物を調整し、ペレットを作製してリンクに成形し、コンベヤチェーンを作製した。
[比較例6]
「ジュラコンM90−44」80質量部にPE20質量部配合したこと以外は、比較例1と同様にして比較例6の樹脂組成物を調整し、ペレットを作製してリンクに成形し、コンベヤチェーンを作製した。
「ジュラコンNW−02」に代えて「ジュラコンM90−44」を用い、PEは添加せず、「ジュラコンM90−44」100質量部に対し、「エマノーン 3201MH−V」(EGDS)を1質量部配合したこと以外は、第2実施例1と同様にして比較例7の樹脂組成物を調整し、ペレットを作製してリンクに成形し、コンベヤチェーンを作製した。
[比較例8]
「ジュラコンM90−44」100質量部に対し、EGDSを3質量部配合したこと以外は、比較例7と同様にして比較例8の樹脂組成物を調整した。後述するように、ペレットを作製するのが困難であり、リンクに成形することはできなかった。
EGDS及びPEは配合せずに、「ジュラコンM90−44」のペレットを作製し、このペレット95.5質量部に、前記「シリコーンポリマー マスターバッチ」7.5質量部をドライブレンドし、得られた混合物を射出成形機に投入して、比較例9のリンクに成形し、コンベヤチェーンを作製した。
比較例9において、POM100質量部に対するシリコーンポリマーの割合は3質量部になる。
[比較例10]
「ジュラコンM90−44」95.5質量部にEGDSを1質量部配合し、常温で混合して得られた混合物をペレット製造機に投入してペレットを作製した。このペレット96.5質量部に、前記「シリコーンポリマー マスターバッチ」7.5質量部をドライブレンドした。後述するようにコンパウンド性は△であり、リンクに成形することはできなかった。
「ジュラコンNW−02」を用い、EGDSを(POM+PE)100質量部に対し0.5質量部配合したこと以外は、第2実施例1と同様にして比較例11の樹脂組成物を調整し、ペレットを作製してリンクに成形し、コンベヤチェーンを作製した。
[比較例12]
EGDSを(POM+PE)100質量部に対し20質量部配合したこと以外は、比較例11と同様にして比較例12の樹脂組成物を調整した。後述するように、コンパウンド性が悪く、また、リンクに成形することはできなかった。
「ジュラコンNW−02」99.25質量部に、EGDSを0.5質量部配合してペレットを作製し、このペレット99.75質量部に、前記「シリコーンポリマー マスターバッチ」1.25質量部をドライブレンドして混合物を調整したこと以外は、第1実施例1と同様にしてコンベヤチェーンを作製した。(POM+PE)100質量部に対するシリコーンポリマーの割合は0.5質量部になる。
○:問題なし
△:条件を工夫する必要があるが工程を進めることができる。
×:無理やり工程を進めることは可能であるというレベル(量産は不可能)
××:工程を進めることはできない。
各実施例及び比較例のコンベヤチェーンを50m/分の速度で運転し、無潤滑状態でリンクの平坦部に相手材を載置し、プシュプルゲージを相手材に引っ掛けて該相手材のアキュムレート状態を作り出した。そのときのプシュプルゲージの測定値を相手材の質量で除して動摩擦係数を算出した。相手材として、コンベヤチェーン下面を支持するレール部材を想定した超高分子量PE、コンベヤチェーンに載荷される物品を想定したアルミニウム缶、ペットボトル、スチール缶、及びガラスビンを用い、各実施例及び比較例につき各相手材を用いた場合の動摩擦係数の平均値を求めた。表1において、各実施例及び比較例の動摩擦係数は、PE及び摺動性向上剤を添加せず、POM100%の材料でリンクを形成し、コンベヤチェーンを作製した比較例1の値を100%としたときの割合で示してある。
図4は、引張強さの測定方法を説明するための図である。
各実施例及び比較例のリンクを3個、ステンレス製の連結ピンにより連結し、3リンク連結チェーン10を作製した。
引っ張り試験機の固定部11,可動部12にはそれぞれ治具13,14が取り付けられている。
3リンク連結チェーンの長手方向の、ヒンジ部4,4が突出している方の端部は、治具14に、ヒンジ部4,4が挟まれる状態で固定される。3リンク連結チェーン10の他方の端部は、ヒンジ部4,4が嵌合される部分と、ヒンジ部6,6(図示せず、図3参照)の外側に対応する部分とが治具13により前後に挟持される状態で固定される。
そして、可動部12が図4の矢印の方向に引っ張られて、3リンク連結チェーン10に引張荷重が加わる。
表1において、各実施例及び比較例の引張強さは、比較例1の値を100%としたときの割合で示してある。
比較例7から、POM100質量部にEGDS1質量部を配合することにより比較例1〜6より動摩擦係数を下げることができることが分かる。しかし、EGDSを3質量部配合した比較例8の場合、リンクに成形できないので、POM単独にEGDSを添加するには限界があることが分かる。
第2実施例1〜5に示されるように、EGDSを1質量部以上配合した場合、動摩擦係数は60%まで低下させることができる。EGDSを0.5質量部配合した比較例11の場合、動摩擦係数は70%であり、十分に動摩擦係数を低減することはできない。EGDSを20質量部配合した比較例12の場合、コンパウンド性が悪く、不良(スリップ)が発生してリンクに成形することができないので、摺動性向上剤としてEGDSを単独で使用する場合、EGDSの配合量は1質量部以上20質量部未満とする。
比較例13より、(POM+PE)100質量部に対してEGDSを0.5質量部、シリコーンポリマーを0.5質量部配合した場合、コンパウンド性及び成形性は良好であるが、動摩擦係数の低減効果が小さいことが分かる。従って、EGDS及びシリコーンポリマーを併用する場合、動摩擦係数低減効果及び強度の観点から、EGDS及びシリコーンポリマーの配合量は合計で1.5質量部以上20質量部以下とする。
摺動性向上剤の添加量が増加するに従い、引張強さは小さくなっているが、引張強さ試験は非常に過酷な試験であり、また、動摩擦係数が小さくなることで、より質量が大きい相手材を摺動させることができるので、実使用上の問題はないと考えられる。コンベヤチェーンの寿命も従来品と同程度であることが確認されている。
上述の実施例においては、本発明の樹脂成形品をコンベヤチェーンに適用した場合につき説明しているがこれに限定されるものではなく、本発明の樹脂成形品をチェーンガイド、動力伝導用チェーン、スプロケット、ケーブル類保護案内装置等に適用した場合においても実施例と同様の効果が奏されると考えられる。
2 リンク
3 リンク本体
4、5、6 ヒンジ部
4a、5a、6a ピン穴
7 トッププレート
8 連結ピン
10 3リンク連結チェーン
11 固定部
12 可動部
13、14 治具
Claims (5)
- ポリアセタール樹脂及び/又はポリアミド樹脂を含むベース樹脂と、ポリオレフィン樹脂と、脂肪酸エステル及び/又は脂肪酸アミド、並びにシリコーンポリマーを含む摺動性向上剤とを含有してなる樹脂組成物を成形して得られる樹脂成形品であって、
前記樹脂組成物は、前記摺動性向上剤を、前記ベース樹脂及びポリオレフィン樹脂の合計100質量部に対し1.5質量部以上20質量部以下含むことを特徴とする樹脂成形品。 - 前記樹脂組成物は、前記シリコーンポリマーを、前記ベース樹脂及びポリオレフィン樹脂の合計100質量部に対し1質量部以上5質量部以下含むことを特徴とする請求項1に記載の樹脂成形品。
- ポリアセタール樹脂及び/又はポリアミド樹脂を含むベース樹脂と、ポリオレフィン樹脂と、脂肪酸エステル及び/又は脂肪酸アミドとを含有してなる樹脂組成物を成形して得られる樹脂成形品であって、
前記樹脂組成物は、前記脂肪酸エステル及び/又は脂肪酸アミドを、前記ベース樹脂及びポリオレフィン樹脂の合計100質量部に対し1質量部以上20質量部未満含むことを特徴とする樹脂成形品。 - 前記樹脂組成物は、前記ポリオレフィン樹脂を、該ポリオレフィン樹脂及び前記ベース樹脂の合計質量に対し1質量%超過20質量%以下含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の樹脂成形品。
- リンクを連結ピンで複数連結してなるチェーンにおいて、
前記リンクは、請求項1乃至4のいずれかに記載の樹脂成形品であることを特徴とするチェーン。
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