JP2020169315A - 耐久性および耐摩耗性に優れたウォームホイール用組成物およびこれを用いて製造されたウォームホイール - Google Patents

耐久性および耐摩耗性に優れたウォームホイール用組成物およびこれを用いて製造されたウォームホイール Download PDF

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Abstract

【課題】耐久性および耐摩耗性に優れたウォームホイール用組成物およびこれを用いて製造されたウォームホイールの提供。【解決手段】ポリアミド樹脂を含み、前記ポリアミド樹脂は、相対粘度（ＲＶ）：２．５以上のポリアミド６６樹脂および相対粘度（ＲＶ）：１．０以上のポリアミド１２樹脂を含むウォームホイール用組成物。【選択図】図１

Description

本発明は、耐久性および耐摩耗性に優れたウォームホイール用組成物およびこれを用いて製造されたウォームホイールに関する。
ＭＤＰＳ（Ｍｏｔｏｒ Ｄｒｉｖｅｎ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）は、電気モータを用いた最新操舵性能システムで、小型車から中型車まで広く適用されている。ＭＤＰＳは、油圧式パワーステアリングとは異なり、油圧を排除し、電動機を直接操舵系統に連結して駆動させるもので、既存の油圧式パワーステアリングに比べて燃費および寿命が向上し、軽量性に優れている。
前記ＭＤＰＳは、車速センサおよび操舵トルクセンサなどのような各種センサで検知された車両の運行条件によって電子制御装置でモータを精密に駆動し、モータで発生したトルクが減速機を経て操舵カラムまたはピニオンに伝達されて、前記操舵カラムおよびピニオンに連結された操舵ホイールを操作する運転者の操舵力を補助する。これによって、電動式パワーステアリング装置は、低速走行時には軽くて楽な操舵状態を提供し、高速走行時には重くて安定した操舵状態を提供し、突発的な非常状況ではこれに対処して急速な操舵運転を可能にするなど運転者に最適な操舵条件を維持できるようにする操舵性能を提供するのである。
前記ＭＤＰＳ（Ｍｏｔｏｒ Ｄｒｉｖｅｎ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）システムは、ウォーム（Ｗｏｒｍ）とウォームホイール（Ｗｏｒｍ ｗｈｅｅｌ）とからなり、減速機を駆動させるモータから構成されている。このうち、ＭＤＰＳの核心部品であるウォームホイール（Ｗｏｒｍ ｗｈｅｅｌ）は、ＮＶＨ（Ｎｏｉｓｅ、Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ、Ｈａｒｓｈｎｅｓｓ）の問題から、金属の代わりに耐久性に優れたプラスチック材質が適用される。
従来用いられているウォームホイールの材質としては、高分子量のポリアミド６６（ＰＡ６６）が主に適用されている。しかし、前記高分子量のポリアミド６６をウォームホイールに適用時、耐久性能に限界があった。したがって、耐久力に優れたウォームホイール用素材の開発が求められている。
従来のウォームホイール素材の開発において、素材の耐摩耗特性を向上させるために、一般的に、潤滑剤、シリコーン、ＰＴＦＥなどの成分を添加し、分子量または相対粘度が高いマトリックス樹脂を使用した。また、硬度を高めることで耐摩耗特性を向上させるための方策として、ガラス繊維および炭素繊維などの補強材を添加したりする。
このように、ウォームホイール素材の開発において高い分子量の高分子を用いると、粘着摩耗特性の向上で耐摩耗特性に優れるが、素材の分子量が高くなるほど流動性が低下し、これは、すなわち、射出性の低下、生産性の低下につながる。また、粘着摩耗特性の向上で低分子量の高分子より優れた耐摩耗特性を示すが、低い流動によって製品の成形時に発生する内部応力によって疲労性摩耗特性は低下する。このような疲労性摩耗特性の低下により、特に、摩擦面に荷重が繰り返し作用するウォームホイール部品では、時間の経過とともに内部応力によって亀裂が発生しやすく、発生した亀裂に応力がさらに集中するにつれて急激に部品の摩耗および割れが発生することがある。
一方、シリコーンオイルのような潤滑剤の添加は、摩擦係数を低くして接触する２つの製品の粘着摩耗を低減するが、潤滑成分は低分子量を有するため、長時間経過時、ウォームホイールの表面に塗布された潤滑成分に自ら粘着摩耗が発生し、剥がれた潤滑成分の微細粒子によるドライスライディング（Ｄｒｙ Ｓｌｉｄｉｎｇ、剥がれた微細粒子または他の異物、埃などがウォームホイール製品の表面の間に挟まれて割れる摩耗現象）によって摩耗が促進されて、耐摩耗性が低下することがある。
また、グリースなどの化学物質が接触する場合、腐食性の摩耗が進行して、摩耗屑が発生、これも同じく、ドライスライディングによって摩耗を促進させて耐摩耗性を低下させ、表面のクラックの発生でウォームホイール製品が割れる現象が発生することもある。
したがって、従来の技術は、短時間で製品表面に荷重が繰り返し加えられる条件では優れた耐摩耗特性を実現することができるが、長時間で表面に荷重が繰り返される条件では急激に耐摩耗性が低下する限界が存在していた。最近、かつてよりも高い荷重とともに長時間繰り返し荷重が加えられる苛酷な使用環境では、従来のウォームホイール用素材が耐えらずに割れが発生している。これによって、耐摩耗性にも優れ、射出性が容易な素材の開発が必要である。
本発明に関連する背景技術としては、大韓民国公開特許公報第２０１８−０１３５５４１号（２０１８．１２．２１公開、発明の名称：ウォームホイールの製造方法）がある。
本発明の一つの目的は、耐久性、耐摩耗性および寸法安定性に優れたウォームホイール用組成物を提供することである。
本発明の他の目的は、耐薬品性および耐吸湿性に優れたウォームホイール用組成物を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、長時間の荷重印加条件でも優れた耐摩耗特性を実現するウォームホイール用組成物を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、射出性、生産性および経済性に優れたウォームホイール用組成物を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、前記ウォームホイール用組成物を用いて製造されたウォームホイールを提供することである。
本発明の一つの観点は、ウォームホイール用組成物に関する。一具体例において、前記ウォームホイール用組成物は、ポリアミド樹脂を含み、前記ポリアミド樹脂は、相対粘度（ＲＶ）：２．５以上のポリアミド６６樹脂および相対粘度（ＲＶ）：１．０以上のポリアミド１２樹脂を含む。
一具体例において、前記ウォームホイール用組成物は、改質ナノクレイをさらに含んでもよい。
一具体例において、前記ウォームホイール用組成物は、ポリアミド樹脂９０重量％〜９９．９重量％；および改質ナノクレイ０．１重量％〜１０重量％；を含むことができる。
一具体例において、前記ポリアミド樹脂は、相対粘度（ＲＶ）：２．５以上のポリアミド６樹脂をさらに含んでもよい。
一具体例において、前記ウォームホイール用組成物の全重量に対して、ポリアミド６６樹脂５０重量％〜８５重量％、ポリアミド６樹脂５重量％〜２０重量％、およびポリアミド１２樹脂５重量％〜４０重量％を含むことができる。
一具体例において、前記ポリアミド６６樹脂の相対粘度（ＲＶ）は、２．５〜５．５であり、ポリアミド６樹脂の相対粘度（ＲＶ）は、２．５〜３．５であり、そしてポリアミド１２樹脂の相対粘度（ＲＶ）は、１．４〜２．８であってもよい。
一具体例において、前記改質ナノクレイは、３級アルキルアンモニウム塩および４級アルキルアンモニウム塩のうちの１つ以上を含む改質剤で処理されたナノクレイであり、前記ナノクレイは、ベントナイト（ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ）、ヘクトライト（ｈｅｃｔｏｒｉｔｅ）、フルオロヘクトライト（ｆｌｕｏｒｏｈｅｃｔｏｒｉｔｅ）、モンモリロナイト（ｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅ）、サポナイト（ｓａｐｏｎｉｔｅ）、バイデライト（ｂｅｉｄｅｌｌｉｔｅ）、バーミキュライト（ｖｅｒｍｉｃｕｌｉｔｅ）、およびマガディアイト（ｍａｇａｄｉｉｔｅ）のうちの１つ以上を含むことができる。
一具体例において、前記改質ナノクレイは、見掛け密度：０．１１ｇ／ｃｍ３〜０．２５ｇ／ｃｍ３および層間距離（ｄ−ｓｐａｃｉｎｇ）：１０Å〜３５Åであってもよい。
一具体例において、前記改質剤は、８５ｍｅｑ／（１００ｇナノクレイ）〜１２５ｍｅｑ／（１００ｇナノクレイ）の濃度で含まれる。
一具体例において、前記改質剤は、ビス（水素化タローアルキル）ジメチル塩を含むことができる。
一具体例において、前記ポリアミド樹脂の水素結合位置に前記改質ナノクレイが結合した構造を有することができる。
一具体例において、前記ウォームホイール用組成物は、ＩＳＯ９３５２に基づくテーバー摩耗性試験（摩耗輪：Ｈ−１０、一方の輪の加重１ｋｇ、７０ｒｐｍ、３０００回転）前後の重量の差が２００ｍｇ以下であってもよい。
本発明の他の観点は、前記ウォームホイール用組成物を用いて製造されたウォームホイールに関する。
本発明に係るウォームホイール用組成物は、耐久性、耐摩耗性および寸法安定性に優れ、耐薬品性および耐吸湿性に優れ、特に、長時間で製品表面に荷重が繰り返し印加される条件でも優れた耐摩耗特性を実現し、流動性、射出性、生産性および経済性に優れることができる。
本発明の一具体例によるウォームホイールを示すものである。 本発明の一具体例によるウォームホイールの斜視図である。 （ａ）はポリアミド樹脂の水素結合構造を示すものであり、（ｂ）は、本発明に係るポリアミド樹脂の水素結合位置に改質ナノクレイが結合した構造を示すものである。 本発明の実施例によるウォームホイール用組成物を用いて製造されたウォームホイールの写真である。 本発明に係る実施例および本発明に対する比較例のウォームホイールの耐久性評価結果を示すグラフである。 （ａ）は、本発明に係る実施例のウォームホイールの耐久性試験後の潤滑剤を示すものであり、（ｂ）は、本発明に対する比較例のウォームホイールの耐久性試験後の潤滑剤を示す写真である。
本発明を説明するにあたり、かかる公知の技術または構成に関する具体的な説明が本発明の要旨を不必要にあいまいにしうると判断された場合には、その詳細な説明は省略する。
そして、後述する用語は、本発明における機能を考慮して定義された用語であって、これは、使用者、運用者の意図または慣例などによって異なるので、その定義は、本発明を説明する本明細書全般にわたる内容に基づいて行われなければならない。
［ウォームホイール用組成物］
本発明の一つの観点は、ウォームホイール用組成物に関する。一具体例において、前記ウォームホイール用組成物は、ポリアミド樹脂を含み、前記ポリアミド樹脂は、相対粘度（ＲＶ）：２．５以上のポリアミド６６樹脂および相対粘度（ＲＶ）：１．０以上のポリアミド１２樹脂を含む。
［ポリアミド樹脂］
前記ポリアミド樹脂は、脂肪族ポリアミド樹脂を含むことができる。例えば、前記ポリアミド樹脂は、ポリアミド６６樹脂およびポリアミド１２樹脂を含む。前記条件のポリアミド樹脂を含む時、前記組成物の混合性、耐摩耗性および伸び率に優れることができる。
一具体例において、前記ポリアミド６６樹脂の相対粘度（ＲＶ）は、２．５以上である。前記相対粘度条件で組成物の流動性および混合性に優れていながら、耐摩耗特性が向上できる。前記ポリアミド樹脂の相対粘度が２．５未満の場合、組成物の流動性および混合性が低下したり、耐摩耗特性が低下することがある。例えば、前記ポリアミド６６樹脂の相対粘度は、２．５〜５．５であってもよい。他の例としては、２．６〜２．９であってもよい。例えば、２．６、２．７、２．８、または２．９であってもよい。
一具体例において、前記ポリアミド１２樹脂の相対粘度（ＲＶ）は、１．０以上である。前記相対粘度条件で組成物の流動性および混合性に優れることができる。前記ポリアミド１２樹脂の相対粘度が１．０未満の場合、組成物の流動性および混合性が低下したり、耐摩耗特性が低下することがある。例えば、ポリアミド１２樹脂の相対粘度は、１．４〜３．３であってもよい。他の例としては、１．４〜２．８であってもよい。他の例としては、１．４〜２．５であってもよい。例えば、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２．０、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、３．０、３．１、３．２、または３．３であってもよい。
一具体例において、前記相対粘度は、９６％硫酸に前記ポリアミド樹脂を１重量％添加して、２５℃で測定した値である。
一具体例において、前記ポリアミド樹脂は、前記ウォームホイール用組成物の全重量に対して、前記ポリアミド６６樹脂５０重量％〜８５重量％およびポリアミド１２樹脂１５重量％〜５０重量％を含むことができる。前記範囲で含む時、前記組成物の混合性に優れ、寸法安定性、耐久性および耐摩耗性に優れることができる。
一具体例において、前記ポリアミド樹脂は、ポリアミド６樹脂をさらに含んでもよい。前記条件のポリアミド樹脂を含む時、前記組成物の耐摩耗性および伸び率に優れることができる。
一具体例において、前記ポリアミド６樹脂の相対粘度（ＲＶ）は、２．５以上であってもよい。前記相対粘度条件で組成物の流動性および混合性に優れていながら、耐摩耗特性が向上できる。例えば、前記ポリアミド６樹脂の相対粘度は、２．６〜３．５であってもよい。他の例としては、２．９〜３．３であってもよい。さらに他の例としては、３．０〜３．３であってもよい。
他の具体例において、前記ポリアミド樹脂は、前記ウォームホイール用組成物の全重量に対して、ポリアミド６６樹脂５０重量％〜８５重量％、ポリアミド６樹脂５重量％〜２０重量％、およびポリアミド１２樹脂５重量％〜４０重量％を含むことができる。前記含有量条件で前記ポリアミド樹脂の構成成分の間に予測できない相乗効果が発生して、組成物の混合性と流動性に優れ、耐摩耗性および伸び率の向上効果に優れることができる。例えば、ポリアミド６６樹脂５０重量％〜６０重量％、ポリアミド６樹脂１０重量％〜２０重量％、およびポリアミド１２樹脂２５重量％〜３５重量％を含むことができる。
本発明において、前記ポリアミド６６樹脂のみを適用時、高い水分吸収率で季節による寸法変化が大きく、これによる収縮と膨張で耐摩耗特性が低下することがある。これに対し、本発明のポリアミド６６、ポリアミド６、およびポリアミド１２を共に適用時、低吸湿性、低い収縮率、高い寸法安定性を有し、季節による寸法変化が少なく、これによって耐摩耗の低下を防止することができる。
また、本発明のウォームホイールの表面にグリースなどの潤滑剤の塗布による化学的反応と、部品との繰り返し摩擦によって発生する熱による、表面クレージング（ｃｒａｚｉｎｇ）などといった、耐摩耗性の低下を防止することができる。
前記ポリアミド１２樹脂は、グリースなどの潤滑剤に対する高い耐薬品性特性を有する。したがって、前記ポリアミド１２樹脂を含む時、本発明のウォームホイールの表面に塗布される潤滑剤（グリース）によって発生するクレージング（Ｃｒａｚｉｎｇ）およびドライスライディング防止効果に優れることができる。
また、本発明のポリアミド樹脂を適用時、鋼材の延性（Ｄｕｃｔｉｌｉｔｙ）に優れていて、過度な荷重印加条件でもウォームホイールが破壊されない範囲内で変形が起こることにより、疲労性摩耗によるウォームホイールのクラック防止効果に優れることができる。
前記ポリアミド１２樹脂は、高分子量を有するのに対し、融点が低いことで高流動性を有して射出性に優れ、低い水分吸収特性で優れた寸法安定性を示す。このような効果により内部応力を最小化して疲労性摩耗抑制効果に優れることができる。
また、前記ポリアミド６樹脂は、前記ポリアミド１２より優れた剪断強度（Ｓｈｅａｒ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ）を有し、前記ポリアミド６６樹脂に比べて低い融点による優れた流れ性を有し、前記ポリアミド１２およびポリアミド６６樹脂の間の中間的な特性を付与してシナジー効果を極大化させることができる。
一具体例において、前記ポリアミド樹脂は、前記組成物の全重量に対して９０重量％〜９９．９重量％含まれる。前記含有量で含む時、耐久性、耐摩耗性および耐衝撃性などに優れることができる。例えば、９５重量％〜９９．５重量％含まれる。他の例としては、９７重量％〜９９．４重量％含まれる。例えば、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、９９．１、９９．２、９９．３、９９．４、９９．５、９９．６、９９．７、９９．８、または９９．９重量％含まれる。
［改質ナノクレイ］
前記改質ナノクレイは、改質剤でナノクレイを処理したものである。前記改質ナノクレイを含む時、耐薬品性および耐摩耗特性に優れることができる。前記ナノクレイは、幅と長さがそれぞれ１ｎｍ〜１００ｎｍであり、厚さ０．１ｎｍ〜３ｎｍである板状の結晶層が積層された構造である。
一具体例において、前記ナノクレイは、ベントナイト（ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ）、ヘクトライト（ｈｅｃｔｏｒｉｔｅ）、フルオロヘクトライト（ｆｌｕｏｒｏｈｅｃｔｏｒｉｔｅ）、モンモリロナイト（ｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅ）、サポナイト（ｓａｐｏｎｉｔｅ）、バイデライト（ｂｅｉｄｅｌｌｉｔｅ）、バーミキュライト（ｖｅｒｍｉｃｕｌｉｔｅ）、およびマガディアイト（ｍａｇａｄｉｉｔｅ）のうちの１つ以上を含むことができる。
一具体例において、前記改質ナノクレイは、見掛け密度（ｂｕｌｋ ｄｅｎｓｉｔｙ）：０．１１ｇ／ｃｍ３〜０．２５ｇ／ｃｍ３および層間距離（ｄ−ｓｐａｃｉｎｇ）：１０Å〜３５Åであってもよい。前記条件で、耐摩耗性に優れることができる。例えば、前記改質ナノクレイは、見掛け密度：７ ｌｂ／ｆｔ３〜１４ ｌｂ／ｆｔ３であり、層間距離が１５Å〜２５Åであってもよい。他の例としては、前記改質ナノクレイは、見掛け密度：７ｌｂ／ｆｔ３〜１４ｌｂ／ｆｔ３であってもよい。
一具体例において、前記改質剤は、８５ｍｅｑ／（１００ｇナノクレイ）〜１２５ｍｅｑ／（１００ｇナノクレイ）の濃度で含まれる。前記条件で、耐摩耗性に優れることができる。例えば、前記改質剤の濃度は、９０ｍｅｑ／（１００ｇナノクレイ）〜１００ｍｅｑ／（１００ｇナノクレイ）の濃度で含まれる。
一具体例において、前記改質剤は、３級アルキルアンモニウム塩（Ｔｒｉａｌｋｙｌ ａｍｍｏｎｉｕｍ ｓａｌｔ）および４級アルキルアンモニウム塩（Ａｌｋｙｌ Ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ Ａｍｍｏｎｉｕｍ ｓａｌｔ）のうちの１つ以上を含むことができる。
一具体例において、前記４級アルキルアンモニウム塩は、ジメチルベンジル水素化タロー４級アンモニウム、ジメチル水素化タロー４級アンモニウム、メチルタロービス−２−ヒドロキシエチル４級アンモニウム、ジメチル水素化タロー２−エチルヘキシル４級アンモニウム、およびビス（水素化タローアルキル）ジメチル塩のうちの１つ以上を含むことができる。
一具体例において、前記４級アルキルアンモニウム塩は、下記化学式１の構造を含むビス（水素化タローアルキル）ジメチル塩（Ｂｉｓ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｅｄ ｔａｌｌｏｗ ａｌｋｙｌ）ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｓａｌｔ）を含むことができる：
（前記化学式１において、前記Ｔは、Ｃ１８ ６５重量％以下、Ｃ１６ ３０重量％以下、およびＣ１４ ５重量％を含んでなるタローである）。
図３（ａ）は、ポリアミド樹脂の水素結合構造を示すものであり、図３（ｂ）は、本発明に係るポリアミド樹脂の水素結合位置に改質ナノクレイが結合した構造を示すものである。
前記図３を参照すれば、本発明のウォームホイール用組成物は、前記ポリアミド樹脂の水素結合位置に前記改質ナノクレイが結合した構造を有することができる。前記結合した改質ナノクレイは、潤滑剤の浸透によるポリマーチェーンの分解を抑制し、これによって製品の変色メカニズムを遮断し、分解された潤滑剤成分による粘着摩耗および腐食屑の発生を抑制することができる。また、本発明のポリアミド樹脂に挿入（ｉｎｔｅｒａｃａｌａｔｅｄ）および剥離された（ｅｘｆｏｌｉａｔｅｄ）改質ナノクレイによって、スクラッチ深さ（ｓｃｒａｔｃｈ ｄｅｐｔｈ）が減少し、硬度の向上によって摩耗およびドライスライディング抑制効果に優れ、耐摩耗性が向上できる。
一具体例において、前記改質ナノクレイは、前記組成物の全重量に対して０．１重量％〜１０重量％含まれる。前記含有量範囲で含む時、耐摩耗性の向上効果に優れ、伸び率、耐久性および耐衝撃性に優れることができる。例えば、０．５重量％〜５重量％含まれる。他の例としては、０．６重量％〜３重量％含まれる。例えば、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０重量％含まれる。
一具体例において、前記ウォームホイール用組成物は、ポリアミド６６樹脂、ポリアミド６樹脂、およびポリアミド１２樹脂と、改質ナノクレイとを含む混合物を押出機で押出して、最終的にウォームホイール用組成物を製造することができる。例えば、前記ポリアミド樹脂および改質ナノクレイを含む混合物を二軸押出機に投入し、溶融混錬および押出することにより製造される。一具体例において、前記押出時の押出温度は２００℃〜２８０℃、スクリュー回転速度は１００ｒｐｍ〜３５０ｒｐｍであってもよい。前記条件でウォームホイール用組成物が容易に製造できる。
一具体例において、前記ウォームホイール用組成物は、ＩＳＯ９３５２に基づくテーバー摩耗性試験（摩耗輪：Ｈ−１０、一方の輪の加重１ｋｇ、７０ｒｐｍ、３０００回転）前後の重量の差が２００ｍｇ以下であってもよい。例えば、１２０ｍｇ以下であってもよい。他の例としては、６０ｍｇ以下であってもよい。
他の具体例において、前記ウォームホイール用組成物は、ＩＳＯ９３５２に基づくテーバー摩耗性試験（摩耗輪：Ｈ−１８、一方の輪の加重１ｋｇ、７０ｒｐｍ、３０００回転）前後の重量の差が１５０ｍｇ以下であってもよい。例えば、１００ｍｇ以下であってもよい。他の例としては、５０ｍｇ以下であってもよい。
［ウォームホイール用組成物を用いて製造されたウォームホイール］
本発明の他の観点は、前記ウォームホイール用組成物を用いて製造されたウォームホイールに関する。図１は、本発明の一具体例によるウォームホイールを示すものであり、図２は、本発明の一具体例によるウォームホイールの斜視図である。前記図１および図２を参照すれば、本発明のウォームホイール１０００は、中央に中空が形成された円筒状のボス部３００と、外周面に沿って複数のギヤ歯１１０が形成されるギヤ部１００と、ボス部３００の外周面とギヤ部１００の内周面との間に形成されるハブ部２００とを含み、ボス部３００、ギヤ部１００、およびハブ部２００のうちの１つ以上は、前記ウォームホイール用組成物を用いて製造できる。
本発明に係るウォームホイール用組成物およびこれを用いて製造されたウォームホイールは、耐久性、耐摩耗性および寸法安定性に優れ、耐薬品性および耐吸湿性に優れ、特に、長時間で製品表面に荷重が繰り返し印加される条件でも優れた耐摩耗特性を実現し、流動性、射出性、生産性および経済性に優れることができる。
以下、本発明の好ましい実施例を通じて本発明の構成および作用をより詳細に説明する。ただし、これは、本発明の好ましい例として提示されたものであり、いかなる意味でもこれによって本発明が制限されると解釈されない。ここに記載されていない内容は、この技術分野における熟練した者であれば十分に技術的に類推できるものであるので、その説明を省略する。
［実施例および比較例］
本発明の実施例および比較例に使用された成分は、下記の通りである。
（Ａ）ポリアミド６６樹脂：（Ａ１）相対粘度（ＲＶ）：２．２以上２．５未満のポリアミド６６樹脂を使用した。（Ａ２）相対粘度：２．５〜２．９のポリアミド６６樹脂を使用した。（Ａ３）相対粘度：４．８〜５．３のポリアミド６６樹脂を使用した。
（Ｂ）ポリアミド１２樹脂：（Ｂ１）相対粘度：１．４〜３．３のポリアミド１２樹脂を使用した。（Ｂ２）相対粘度：１．０未満のポリアミド１２樹脂を使用した。
（Ｃ）ポリアミド６樹脂：（Ｃ１）相対粘度：２．４〜２．７のポリアミド６樹脂を使用した。（Ｃ２）相対粘度：２．９〜３．３のポリアミド６樹脂を使用した。
（Ｄ）改質ナノクレイ：（Ｄ１）ビス（水素化タローアルキル）ジメチル塩でベントナイトを処理した改質ナノクレイを使用した。（Ｄ２）４級アルキルアンモニウム塩でベントナイトを処理した改質ナノクレイを使用した。（Ｄ３）３級アルキルアンモニウム塩でベントナイトを処理した改質ナノクレイを使用した。
［実施例１〜１０および比較例１〜６］
下記表１および表２による成分および含有量を適用して、スクリュー回転速度：２５０ｒｐｍ、４０Φ、ｆｅｅｄ ｒａｔｅ５０ｋｇ／ｈの二軸押出機に投入し、溶融混錬および押出温度：２６０〜２８０℃の条件で押出してペレット（ｐｅｌｌｅｔ）状のウォームホイール用組成物（ウォームホイールのギヤ部のギヤ歯）を製造した。その後、前記ウォームホイール用組成物を２２０トンの射出機に投入し、シリンダゲートの周辺温度：２８０〜２９０℃、シリンダの中間温度：２７０〜２８０℃、シリンダの入口：２６０〜２７０℃、サイクルタイム：１９０秒、および冷却時間：１３０秒の条件で射出成形して、下記の図４のようなウォームホイールを製造した。
［物性評価］
前記実施例１〜１０および比較例１〜６について、下記の条件で物性を評価して、その結果を前記表１および表２に示した。
（１）耐摩耗試験−１（ｍｇ）：ＩＳＯ９３５２規定に基づいて耐摩耗試験を実施した。具体的には、前記耐摩耗試験は、耐摩耗試験機器（Ｔｏｙｏｓｅｉｋｉ ｒｏｔａｒｙ ａｂｒａｓｉｏｎ ｔｅｓｔｅｒ）を用いて実施し、前記実施例および比較例のウォームホイール用組成物を用いて、３ｍｍディスク形態の試験片をそれぞれ製造した。前記試験片を２つの摩耗輪（ａｂｒａｓｉｎｇ ｗｈｅｅｌｓ、Ｈ−１０製品）にそれぞれ１ｋｇの重りを用いて荷重を印加しながら、７０ｒｐｍで３０００回回転させた後、試験前後の重量変化量を調べた。
（２）耐摩耗試験−２（ｍｇ）：前記摩耗輪で２つのＨ−１８製品を適用したことを除き、前記耐摩耗試験−１と同様の方法で評価した。
（３）耐久性評価：前記実施例および比較例のうち、代表的に実施例７および比較例３に対して、下記表３のような条件で耐久性試験を実施して、その結果を下記の図５に示した。
下記の図５の結果を参照すれば、本発明に係る実施例７のウォームホイールは、遊び変化が比較例３より小さく、これによって、本発明に係る実施例７のウォームホイールは、前記比較例３より耐久性能に優れていることが分かった。
（４）耐薬品性評価：ウォームホイールに塗布された潤滑剤の変色の有無により耐薬品性を評価した。前記耐久性（３）の評価時、前記実施例７および比較例３のウォームホイールに潤滑剤（グリース）を塗布して耐久性評価を実施した後、前記実施例７および比較例３のウォームホイールに塗布された潤滑剤の変色の有無を観察して、図６にその結果を示した。図６（ａ）は、実施例７のウォームホイールの耐薬品性評価結果を示すものであり、図６（ｂ）は、比較例３のウォームホイールの耐薬品性評価結果を示す写真である。前記図６の結果を参照すれば、本発明に係る実施例７の潤滑剤は変色しなかったが、本発明を逸脱した比較例３の潤滑剤は黒色に変色した。これによって、本発明の組成物を適用時、潤滑剤の浸透によるポリマーチェーンの分解を防止し、微細に分解された潤滑剤成分によるウォームホイールの粘着摩耗および腐食屑発生の抑制効果に優れていて、変色防止（耐薬品性）効果に優れていることが分かった。
本発明の単なる変形乃至変更は、この分野における通常の知識を有する者によって容易に実施可能であり、このような変形や変更はすべて本発明の領域に含まれると見なされる。

Claims (13)

  1. ポリアミド樹脂を含み、
    前記ポリアミド樹脂は、相対粘度（ＲＶ）：２．５以上のポリアミド６６樹脂および相対粘度（ＲＶ）：１．０以上のポリアミド１２樹脂を含むことを特徴とするウォームホイール用組成物。
  2. 前記ウォームホイール用組成物は、改質ナノクレイをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のウォームホイール用組成物。
  3. 前記ウォームホイール用組成物は、
    ポリアミド樹脂９０重量％〜９９．９重量％；および
    改質ナノクレイ０．１重量％〜１０重量％；を含むことを特徴とする請求項２に記載のウォームホイール用組成物。
  4. 前記ポリアミド樹脂は、相対粘度（ＲＶ）：２．５以上のポリアミド６樹脂をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載のウォームホイール用組成物。
  5. 前記ウォームホイール用組成物の全重量に対して、ポリアミド６６樹脂５０重量％〜８５重量％、ポリアミド６樹脂５重量％〜２０重量％、およびポリアミド１２樹脂５重量％〜４０重量％を含むことを特徴とする請求項４に記載のウォームホイール用組成物。
  6. 前記ポリアミド６６樹脂の相対粘度（ＲＶ）は、２．５〜５．５であり、
    ポリアミド６樹脂の相対粘度（ＲＶ）は、２．５〜３．５であり、そして
    ポリアミド１２樹脂の相対粘度（ＲＶ）は、１．４〜２．８であることを特徴とする請求項５に記載のウォームホイール用組成物。
  7. 前記改質ナノクレイは、
    ３級アルキルアンモニウム塩および４級アルキルアンモニウム塩のうちの１つ以上を含む改質剤で処理されたナノクレイであり、
    前記ナノクレイは、ベントナイト（ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ）、ヘクトライト（ｈｅｃｔｏｒｉｔｅ）、フルオロヘクトライト（ｆｌｕｏｒｏｈｅｃｔｏｒｉｔｅ）、モンモリロナイト（ｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅ）、サポナイト（ｓａｐｏｎｉｔｅ）、バイデライト（ｂｅｉｄｅｌｌｉｔｅ）、バーミキュライト（ｖｅｒｍｉｃｕｌｉｔｅ）、およびマガディアイト（ｍａｇａｄｉｉｔｅ）のうちの１つ以上を含むことを特徴とする請求項２に記載のウォームホイール用組成物。
  8. 前記改質ナノクレイは、見掛け密度：０．１１ｇ／ｃｍ３〜０．２５ｇ／ｃｍ３および層間距離（ｄ−ｓｐａｃｉｎｇ）：１０Å〜３５Åであることを特徴とする請求項７に記載のウォームホイール用組成物。
  9. 前記改質剤は、８５ｍｅｑ／（１００ｇナノクレイ）〜１２５ｍｅｑ／（１００ｇナノクレイ）の濃度で含まれることを特徴とする請求項７に記載のウォームホイール用組成物。
  10. 前記改質剤は、ビス（水素化タローアルキル）ジメチル塩を含むことを特徴とする請求項７に記載のウォームホイール用組成物。
  11. 前記ポリアミド樹脂の水素結合位置に前記改質ナノクレイが結合した構造を有することを特徴とする請求項３に記載のウォームホイール用組成物。
  12. 前記ウォームホイール用組成物は、ＩＳＯ９３５２に基づくテーバー摩耗性試験（摩耗輪：Ｈ−１０、一方の輪の加重１ｋｇ、７０ｒｐｍ、３０００回転）前後の重量の差が２００ｍｇ以下であることを特徴とする請求項１に記載のウォームホイール用組成物。
  13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載のウォームホイール用組成物を用いて製造されたウォームホイール。

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