JP2012131918A - 耐摩耗性成形体用の樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】繊維状充填材の束にポリアミドを溶融させた状態で含浸させ一体化した後に、5〜15mmの長さに切断した樹脂含浸繊維束を含む樹脂組成物であり、前記ポリアミドが芳香族ポリアミドであり、前記繊維状充填材が炭素繊維等であり、下記摩耗性試験において、目視により表皮がめくれないと確認できるものである、耐摩耗性成形体用の樹脂組成物。<摩耗性試験>ISO178に準拠して上記樹脂組成物から作製した試験片を用いて、往復動摩擦摩耗試験機(AFT−15MS;株式会社オリエンテック製)により下記の条件で摩耗性を評価する。鋼球:直径10mm(2-プロパノールで脱脂したものを使用する),荷重:500g,移動速度:50mm/sec,移動距離:10mm,回数:1000回
【選択図】なし
Description
繊維状充填材を長さ方向に揃えた状態で束ね、前記繊維状充填材の束にポリアミドを溶融させた状態で含浸させ一体化した後に、5〜15mmの長さに切断した樹脂含浸繊維束を含む樹脂組成物であり、
前記ポリアミドが、芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジアミン又は脂肪族ジカルボン酸と芳香族ジアミンから得られる芳香族ポリアミドであり、
前記繊維状充填材が、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、玄武岩繊維から選ばれるものであり、
前記樹脂組成物を用いた下記摩耗性試験において、目視により表皮がめくれないと確認できるものである、耐摩耗性成形体用の樹脂組成物。
<摩耗性試験>
ISO178に準拠して上記樹脂組成物から作製した試験片を用いて、往復動摩擦摩耗試験機(AFT−15MS;株式会社オリエンテック製)により下記の条件で摩耗性を評価する。
鋼球:直径10mm(2−プロパノールで脱脂したものを使用する)
荷重:500g
移動速度:50mm/sec
移動距離:10mmm
回数:1000回
樹脂含浸繊維束に含まれる繊維状充填材の本数は100〜30000本、好ましくは500〜20000本、さらに好ましくは1000〜10000本程度である。
また市販品、例えば商品名プラストロン(ダイセルポリマー(株)製)を用いることもできる。
公知の添加剤としては、滑剤、離型剤、帯電防止剤、難燃剤、着色剤、可塑剤、軟化剤、分散剤、安定化剤(ヒンダードフェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤などの酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定化剤など)、アンチブロッキング剤、結晶核成長剤、充填剤(シリカやタルクなどの粒状充填剤など)などを含んでいてもよい。
<摩耗性試験>
ISO178に準拠して上記樹脂組成物から作製した試験片を用いて、往復動摩擦摩耗試験機(AFT−15MS;株式会社オリエンテック製)により下記の条件で摩耗性を評価する。
鋼球:直径10mm(2−プロパノールで脱脂したものを使用する)
荷重:500g
移動距離:10mm
速度:50mm/sec
回数:1000回
本発明の樹脂組成物から製造された耐摩耗性成形体は、前記成形体に含有されている繊維状充填材の重量平均繊維長が0.5〜1.5mmの範囲になるようにすることが好ましく、より好ましくは0.5〜1.0mmの範囲になるようにする。
樹脂組成物が含有する樹脂含浸繊維束の長さ(即ち、繊維状充填材の長さ)は5〜15mmであり、好ましくは6〜12mmであるが、射出成形する過程において、繊維状充填材が折れて小さくなる。このときの射出成形条件を調整することで、前記の重量平均繊維長の範囲にすることができる。
この場合、長さ5〜15mmの樹脂含浸繊維束を用い、成形条件を変えたときの成形体中の重量平均繊維長のデータを取ることにより、容易に成形体中の重量平均繊維長を所定範囲内に調整することができる。
本発明の樹脂組成物は、特に100r/min以上、好ましくは500r/min以上の回転機構を有する電動工具であって、トルクが170N・m以下である前記回転機構を構成するためのギア用として適している。
本発明の樹脂組成物は、軽量化、強度及び耐摩耗性を付与できることから、回転機構を構成するギア用として適している。
連続繊維の通路を波状に加工したクロスヘッドを通して、炭素繊維ロービングを引きながら、表1に示す熱可塑性樹脂をクロスヘッドに接続された押出機から溶融状態で供給して、炭素繊維に含浸させた。
押出機で表1に示す熱可塑性樹脂を溶融させる温度は、PA9Tが360℃、MXD6が300℃、PA6が300℃であった。
その後、賦形ダイを通してストランドとして引取り、冷却後、裁断し、表1に示す炭素繊維含有量で、長さ9mmのペレット(樹脂含浸炭素繊維束)を得た。
炭素繊維に代えてガラス繊維を使用したほかは製造例1と同様にして、表1に示すガラス繊維含有量で、長さ9mmのペレット(樹脂含浸ガラス繊維束)を得た。
二軸押出機TEXα30(株式会社日本製鋼所製)を使用し、シリンダー温度270℃、スクリュー回転数250r/minの条件に設定して、MXD6に対してPTFE、PE−WAXをそれぞれ10質量%配合したブレンド用ペレットを製造した。
二軸押出機TEXα30(株式会社日本製鋼所製)を使用し、シリンダー温度300℃、スクリュー回転数250r/minの条件に設定して、GFチョップドストランドをサイドフィードして、比較例用ペレットを製造した。
表1に示す各樹脂組成物を用いて、下記条件にて射出成形して成形品を得た。(射出成形条件)
射出成形機:J150E−II(株式会社日本製鋼所製)
シリンダー温度:PA9T(330℃)、MXD6(280℃)、PA6(280℃)
金型温度:PA9T(150℃)、MXD6(130℃)、PA6(100℃)
PA9T:Genestar N1000A (L41)((株)クラレ製)
MXD6:レニー6002(三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製)
PA6:UBEナイロン 1013B(宇部興産(株)製)
CF:炭素繊維ロービング,トレカT700GC−12000(東レ株式会社)
GF:ガラス繊維ロービング,RS240QR−483(日東紡績株式会社製)
短繊維GF:CSX−3J−451S(日東紡績(株)製)[ガラス繊維チョップドストランド]
PTFE(内部滑剤):FLUON PTFE L169E(旭硝子(株)製)
PE−WAX(内部滑剤):A−Cポリエチレン715(HONEYWELL INTERNATIONAL INC.製)
ステアリン酸カルシウム(外部滑剤)SC−100(堺化学工業(株)製)
成形品から約3gの試料を切出し、下記の方法で繊維を取り出した。取り出した繊維の一部(500本)から重量平均繊維長を求めた。計算式は、特開2006−274061号公報の〔0044〕、〔0045〕を使用した。
炭素繊維:硫酸により樹脂を溶解除去して繊維を取り出した。
ガラス繊維:650℃で加熱・灰化させて繊維を取り出した。
(2)引張強さ(MPa):ISO 527−1に準拠して測定した。
(2)曲げ強さ(MPa):ISO 178に準拠して測定した。
(3)曲げ弾性率(MPa):ISO 178に準拠して測定した。
(4)シャルピー衝撃試験
ISO179/1eA(エッジワイズ)に準拠した。試験片は絶乾燥状態のものを使用した。
(5)飽和吸水率
20℃の水中に試験片(長さ125mm×幅12.5mm×厚み1.5mm)を浸漬し、浸漬前後の質量変化から飽和吸水率を求めた。
(6)耐摩耗性試験
目視による確認により、表皮がめくれていなかったものを○とし、一部の表皮がめくれていたものを△、表皮がめくれて溝が発生していたものを×とした。
このため、高湿度雰囲気でも使用可能な、高速回転機構を有する回転工具の回転機構を構成するギア用として適している。
Claims (6)
- 繊維状充填材を長さ方向に揃えた状態で束ね、前記繊維状充填材の束にポリアミドを溶融させた状態で含浸させ一体化した後に、5〜15mmの長さに切断した樹脂含浸繊維束を含む樹脂組成物であり、
前記ポリアミドが、芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジアミン又は脂肪族ジカルボン酸と芳香族ジアミンから得られる芳香族ポリアミドであり、
前記繊維状充填材が、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、玄武岩繊維から選ばれるものであり、
前記樹脂組成物を用いた下記摩耗性試験において、目視により表皮がめくれないと確認できるものである、耐摩耗性成形体用の樹脂組成物。
<摩耗性試験>
ISO178に準拠して上記樹脂組成物から作製した試験片を用いて、往復動摩擦摩耗試験機(AFT−15MS;株式会社オリエンテック製)により下記の条件で摩耗性を評価する。
鋼球:直径10mm(2−プロパノールで脱脂したものを使用する)
荷重:500g
移動速度:50mm/sec
移動距離:10mmm
回数:1000回 - 回転機構を有する電動工具であって、前記回転機構を構成するためのギア用である請求項1記載の耐摩耗性成形体用の樹脂組成物。
- 100r/min以上の回転機構を有する、トルクが170N・m以下の回転工具であって、前記回転機構を構成するためのギア用である請求項1記載の耐摩耗性成形体用の樹脂組成物。
- 回転工具が電動工具であり、その回転機構を構成するギア用である請求項1〜3のいずれか1項記載の耐摩耗性成形体用の樹脂組成物。
- 前記ポリアミドがポリアミド9T、ポリアミドMXD-6から選ばれるものであり、前記繊維状充填材が炭素繊維である請求項1〜4のいずれか1項記載の耐摩耗性成形体用の樹脂組成物。
- 前記樹脂組成物中の繊維状充填材の含有量が10〜70質量%である請求項1〜5のいずれか1項記載の耐摩耗性成形体用の樹脂組成物。
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