JP2021001265A - ポリアセタール樹脂組成物及び摺動部材 - Google Patents
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Abstract
Description
(B)ヒンダードフェノール系酸化防止剤0.01質量部以上1質量部以下と、
(C)シリコーンオイル0.3質量部以上5質量部以下と、
(D)炭酸カルシウム0.1質量部以上1.0質量部以下と
(E)脂肪酸0.02質量部以上0.2質量部以下、とを含有し、
前記(D)炭酸カルシウムは、平均粒子径が1μm以下であってかつ表面処理がなされていない軽質炭酸カルシウムであり、
前記(E)脂肪酸は炭素数12以上30以下の脂肪酸である、
ポリアセタール樹脂組成物。
2.前記1に記載のポリアセタール樹脂組成物を含む摺動部材。
本発明に係るポリアセタール樹脂組成物は、少なくとも(A)ポリアセタール樹脂と、(B)ヒンダードフェノール系酸化防止剤と、(C)シリコーンオイルと、(D)軽質炭酸カルシウムと、(E)脂肪酸とを含有することを特徴とする。
(A)ポリアセタール樹脂として、ポリアセタールホモポリマー及び主鎖の大部分がオキシメチレン連鎖よりなるポリアセタールコポリマーのいずれも使用できる。また、ポリアセタールを公知の方法で架橋又はグラフト共重合して変性させたものも基体樹脂として使用でき、また重合度等も成形可能な限り特に制限はない。
本発明で使用可能な(B)ヒンダードフェノール系酸化防止剤は、特に限定されるものでなく、例えば、単環式ヒンダードフェノール化合物(例えば、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール等)、炭化水素基又はイオウ原子を含む基で連結された多環式ヒンダードフェノール化合物(例えば、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)等)、エステル基又はアミド基を有するヒンダードフェノール化合物(例えば、n−オクタデシル−3−(4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェニル)プロピオネート、n−オクタデシル−2−(4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェニル)プロピオネート、1,6−ヘキサンジオール−ビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、トリエチレングリコール−ビス[3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、3,9−ビス{2−[3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]−1,1−ジメチルエチル}−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、2−t−ブチル−6−(3’−t−ブチル−5’−メチル−2’−ヒドロキシベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、2−[1−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ペンチルフェニル)エチル]−4,6−ジ−t−ペンチルフェニルアクリレート、ジ−n−オクタデシル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホネート、N,N’−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ジヒドロシンナムアミド)、N,N’−エチレンビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオンアミド]、N,N’−テトラメチレンビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオンアミド]、N,N’−ヘキサメチレンビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオンアミド]、N,N’−エチレンビス[3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオンアミド]、N,N’−ヘキサメチレンビス[3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオンアミド]、N,N’−ビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニル]ヒドラジン、N,N’−ビス[3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニル]ヒドラジン、1,3,5−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス(4−t−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)イソシアヌレート等が例示される。
本発明のポリアセタール樹脂組成物は、(D)軽質炭酸カルシウムを含有する。表面硬度及び切削加工性を改善するため、ポリアセタール樹脂に対して無機粉末を配合することが知られている。無機粉末として、炭酸カルシウムのほか、炭酸マグネシウム、タルク、シリカ、クレー、カオリン、けい藻土、パーライト、ベントナイト、長石、カーボン、ホワイトカーボン等知られているが、摺動部材として相手材との摺動性、硬度を考慮し、本発明では、無機粉末として軽質炭酸カルシウムを採用している。
本発明で使用する(E)脂肪酸は、脂肪族炭化水素基の一方の端にカルボキシル基が結合した構造のもので、炭素原子数の合計が12〜30の高級脂肪酸である。脂肪酸を構成する脂肪族炭化水素基は、直鎖でも分岐していてもよく、飽和であっても不飽和であってもよい。
本発明のポリアセタール樹脂組成物は、必要に応じて他の成分を含有するものであってもよい。例えば、安定剤として、アルカリ或いはアルカリ土類金属の水酸化物、無機塩、カルボン酸塩等のいずれか1種又は2種以上を挙げることができる。
本発明のポリアセタール樹脂組成物の製造には、溶融混練処理装置が使用される。溶融混練処理装置については特に限定されないが、ポリアセタール樹脂とその他成分を溶融混練する機能を有し、好ましくはベント機能を有するものであり、例えば、少なくとも1つのベント孔を有する単軸又は多軸の連続押出し混練機、コニーダー等が挙げられる。
本発明に係る摺動部材は、上記のポリアセタール樹脂組成物を含む樹脂成形体を含んで構成される。この摺動部材は、摩擦・摩耗特性だけでなく成形片の表面性においても良好な性能を有するため、AV、OA分野、測定器分野、搬送部品等の摺動部品に好適に用いられる。
表1、2に記載の成分を表1、2に記載の割合で配合し、二軸押出機にて210℃で溶融混練することで、実施例及び比較例に係るポリアセタール樹脂組成物のペレットを得た。
なお、表1,2に記載の、本発明の実施例、比較例で使用した各種成分は、以下のとおりである。
(A−1)トリオキサン96.7質量%と1,3−ジオキソラン3.3質量%とを共重合させてなるポリアセタール共重合体(メルトインデックス(190℃,荷重2160gで測定):9g/10min)
(B)ヒンダードフェノール系酸化防止剤
(B−1)Irganox245(BASF社製)
トリエチレングリコール−ビス[3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]
(C)シリコーンオイル
(C−1)SH200−60000CS(東レ・ダウコーニング(株)製)
25℃での動粘度が60,000cSt(600cm2/s)
(D)炭酸カルシウム
(D−1)Brilliant−1500(白石工業(株)製),
平均粒子径が150nmで表面処理がなされていない軽質炭酸カルシウム
(D−2)ホワイトンP−30(東洋ファインケミカル(株)製)
平均粒子径が4.4μmである重質炭酸カルシウム
(D−3)Vigot−15(白石工業(株)製)
平均粒子径150nmで脂肪酸により表面処理されている軽質炭酸カルシウム
(E)脂肪酸
(E−1)ステアリン酸(炭素数:18)
(E−2)オレイン酸(炭素数:18)
(E−3)ラウリン酸(炭素数:12)
(E−4)カプリル酸(炭素数:8)
実施例及び比較例に係るペレット状のポリアセタール樹脂組成物を評価するため、摩擦摩耗特性、成形品外観および成形時の金型付着物量を評価した。結果を表3、4に示す。
実施例および比較例にかかるポリアセタール樹脂組成物のペレットを用い、下記条件で円筒形状試験片(外径:25.6mm、内径:20mm、高さ:15mm)を成形した。
その試験片を使って下記の条件にて摩擦摩耗特性評価を行い、試験終了時の動摩擦係数および比摩耗量を測定した。試験は、23℃50RH%の雰囲気下で行った。
[評価方法]
試験方法 鈴木式摩擦摩耗試験
試験装置 EFM−3−EN((株)オリエンテック製)
試験条件 相手材:ポリアセタール樹脂製の上記円筒形状試験片
(製品名:ジュラコン(登録商標)M90−44,ポリプラスチックス社製)
面圧:0.06MPa
速度:15cm/s
試験時間:24時間
[試験片成形条件A]
成形機:FANUC ROBOSHOT α−S50iA(ファナック(株)製)
成形条件:シリンダー温度(℃) ノズル−C1 −C2 −C3
200−200−180−170℃
射出圧力 60(MPa)
射出速度 0.4(m/min)
金型温度 80(℃)
実施例および比較例にかかるポリアセタール樹脂組成物ペレットを用い、上記試験片成形条件Aで試験片(80mm×80mm×1mmt;サイドゲート2mm×1mm)を同様に成形した。
[評価方法]
得られた10枚の成形片について、成形片表面を目視にて観察を行った。成形片表面に荒れまたは剥離が観察された枚数で以下に示す基準にて外観の判定を行った。
0:全ての成形片にて表面に荒れまたは剥離は確認されなかった。
1:二枚以下の成形片で表面に荒れまたは剥離が確認された。
2:三枚以上の成形片で表面に荒れまたは剥離が確認された。
実施例および比較例にかかるポリアセタール樹脂組成物ペレットを用い、下記条件Bでモールドデポジット試験片(33mm×23mm×1mmt)を成形した。
[評価方法]
5000shot連続成形した後、金型内のキャビティ部表面を目視にて観察し、以下の基準に従って付着物量を目視で判定した。
0:付着物は全く確認されない
1:付着物がわずかに確認される
2:全体に付着物が確認される。
[試験片成形条件B]
*成形機:FANUC ROBOSHOT S−2000i 50B(ファナック(株))
*成形条件:シリンダー温度(℃) ノズル−C1− C2− C3
205 215 205 185℃
射出圧力 40(MPa)
射出速度 1.5(m/min)
金型温度 80(℃)
Claims (2)
- 少なくとも、(A)ポリアセタール樹脂100質量部と、
(B)ヒンダードフェノール系酸化防止剤0.01質量部以上1質量部以下と、
(C)シリコーンオイル0.3質量部以上5質量部以下と、
(D)炭酸カルシウム0.1質量部以上1.0質量部以下と
(E)脂肪酸0.02質量部以上0.2質量部以下、とを含有し、
前記(D)炭酸カルシウムは、平均粒子径が1μm以下であってかつ表面処理がなされていない軽質炭酸カルシウムであり、
前記(E)脂肪酸は炭素数12以上30以下の脂肪酸である、
ポリアセタール樹脂組成物。 - 請求項1に記載のポリアセタール樹脂組成物を含む摺動部材。
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