JP2023013648A - ギヤ成形用樹脂組成物、ギヤ、及びギヤ成形用樹脂組成物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐トルク性に優れる樹脂ギヤを製造可能な、ギヤ成形用樹脂組成物を提供する。【解決手段】ポリアミドに変性ポリオレフィンが添加された樹脂を含むギヤ成形用樹脂組成物であって、硬化後の前記ギヤ成形用樹脂組成物の、ＡＳＴＭ Ｄ５０４５で求められる破壊靭性値が、３．５ＭＰａ・ｍ１／２以上である、ギヤ成形用樹脂組成物。前記ポリアミド１００質量部に対し、前記変性ポリオレフィンが２～１５質量部の割合での添加が好ましい。【選択図】なし

Description

本発明は、ギヤ成形用樹脂組成物、ギヤ、及びギヤ成形用樹脂組成物の製造方法に関する。

ギヤは、機器の摺動部材として、エンジンなどに広く使用されている。近年、機器の軽量化を目的として、従来使用されてきた金属製ギヤを、樹脂製のギヤへと置き換えることが検討されている。ギヤの材料として樹脂を使用する場合、製造される樹脂ギヤの耐摩耗性や強度などを良好なものとできることから、結晶性樹脂が使用される場合がある。ギヤ用途に用いられている代表的な結晶性樹脂としては、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等が挙げられる。

ポリアミドは、従来、耐摩耗性や強度に優れる脂肪族ポリアミドが用いられてきたが、脂肪族ポリアミドは吸水性が高いことから寸法安定性に劣るという問題があった。そこで、近年、吸水性の低い半芳香族ポリアミドが開発され、適用が検討されてきた。例えば特許文献１によれば、樹脂製カム・ギヤ材料として、ポリアミド１００重量部に、５～２０重量部の変性ポリオレフィンを添加した材料で構成し、前記ポリアミドを構成するジカルボン酸単位は、テレフタル酸単位を６０～１００モル％含有し、前記ポリアミドを構成するジアミン単位は、１，９－ノナンジアミン単位および／または２－メチル－１，８－オクタジアミン単位を６０～１００モル％含有する樹脂を用いることで、低吸水性で且つ耐久性並びに耐摩耗性に優れた樹脂製カム・ギヤを提供することが可能であるとされている。

特開２００６－１５２９９９号公報

しかし、上記の特許文献１に示されるギヤは、耐トルク性が十分ではなく、より高負荷なトルクが与えられる使用条件下での適用が難しい。

本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたものであり、耐トルク性に優れる樹脂ギヤを提供することを目的とする。

すなわち、本発明は以下の態様を有する。

［１］ ポリアミドに変性ポリオレフィンが添加された樹脂を含むギヤ成形用樹脂組成物であって、
硬化後の前記ギヤ成形用樹脂組成物の、ＡＳＴＭ Ｄ５０４５で求められる破壊靭性値が、３．５ＭＰａ・ｍ^１／２以上である、ギヤ成形用樹脂組成物。
［２］ 前記ポリアミド１００質量部に対し、前記変性ポリオレフィンが２～１５質量部の割合で添加された樹脂を含む、前記［１］に記載のギヤ成形用樹脂組成物。
［３］ 前記ポリアミドが、下記一般式（１）で表される構造単位を有する半芳香族ポリアミドである、前記［１］又は［２］に記載のギヤ成形用樹脂組成物。

［式（１）中、
Ａｒ^１は、フェニレン基又はナフチレン基を表し、複数個のＡｒ^１は互いに同一でも異なっていてもよく、ｐは１０である。］
［４］ 前記変性ポリオレフィンが、酸変性ポリオレフィンである、前記［１］～［３］のいずれか一つに記載のギヤ成形用樹脂組成物。
［５］ 前記変性ポリオレフィンの、ＤＳＣ（示差走査熱量測定）により１０℃／分の冷却速度で測定された吸熱ピークが３０℃以上である、前記［１］～［４］のいずれか一つに記載のギヤ成形用樹脂組成物。
［６］ 前記［１］～［５］のいずれか一つに記載のギヤ成形用樹脂組成物から成形されたギヤ。
［７］ 前記ポリアミドと、前記変性ポリオレフィンとを混合することを含む、前記［１］～［５］のいずれか一つに記載のギヤ成形用樹脂組成物の製造方法。

本発明によれば、耐トルク性に優れる樹脂ギヤを製造可能な、ギヤ成形用樹脂組成物を提供できる。
また、本発明によれば、前記ギヤ成形用樹脂組成物を成形材料として成形された、耐トルク性に優れるギヤを提供できる。

比較例１および実施例１～４の樹脂組成物の破壊靭性値と、各樹脂組成物のギヤの破壊トルクの値と、をプロットしたグラフである。 実施例において、改質剤として用いたＭＨ７０２０及びＭＨ５０２０の吸熱ピークを示すＤＳＣ曲線である。 破壊靭性試験で使用した試験片の形状を示す模式図である。 実施例で製造したギヤの撮影画像である。

以下、本発明のギヤ成形用樹脂組成物、ギヤ、及びギヤ成形用樹脂組成物の製造方法の実施形態を説明する。

≪ギヤ成形用樹脂組成物≫
実施形態のギヤ成形用樹脂組成物（以下、単に「樹脂組成物」ともいうことがある。）は、ポリアミドに変性ポリオレフィンが添加された樹脂を含むギヤ成形用樹脂組成物であって、硬化後の前記ギヤ成形用樹脂組成物の、ＡＳＴＭ Ｄ５０４５で求められる破壊靭性値が、３．５ＭＰａ・ｍ^１／２以上である。

発明者らは、後述の実施例に示されるとおり、硬化後の樹脂組成物の破壊靭性値と、該樹脂組成物により得られたギヤの耐トルク性とに、非常に高い相関があることを見出した。
硬化後の樹脂組成物のＡＳＴＭ Ｄ５０４５で求められる破壊靭性値が、３．５ＭＰａ・ｍ^１／２以上である実施形態の樹脂組成物によれば、耐トルク性が向上されたギヤを製造可能である。当該樹脂組成物は、ギヤの成形に使用されるギヤ成形用樹脂組成物として好適に使用可能である。

硬化後の前記ギヤ成形用樹脂組成物の、前記ＡＳＴＭ Ｄ５０４５で求められる破壊靭性値は、以下の破壊靭性試験により測定できる。

（破壊靭性試験）
測定対象の樹脂組成物を成形材料として、金型温度１２０℃、射出圧力１００ＭＰａ、射出時間２秒、冷却時間２０秒の射出条件により射出成形機で成形品を取得し、精密裁断機及びッターを用いて切れ込み加工を行いＡＳＴＭ Ｄ５０４５に規定される下記試験片を得る。
試験片：ＩＳＯ試験片Ａ形［図３参照、８０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍ（Ｂ＝４ｍｍ，Ｗ＝１０ｍｍ，Ｗ／Ｂ＝２．５）］に規定範囲内の切れ込み加工（切れ込み深さａ＝０．４５Ｗ～０．５５Ｗ）を入れたもの。
得られた試験片について、ＡＳＴＭ Ｄ５０４５に準拠して、下記試験方法を下記試験環境で行い、下記式に基づき破壊靭性値を求める（各項目は図３参照。Pmaxは、曲げS-S（Stress-Strain）カーブの最大荷重を採用）。
使用機器：テンシロン
曲げ速度：１０ｍｍ／ｓｅｃ
試験方法：３点曲げ（SENB；Single edge notch bending）
試験環境：温度２３℃，湿度５０％ＲＨ

硬化後の前記ギヤ成形用樹脂組成物の、上記破壊靭性試験における破壊靭性値は、３．５ＭＰａ・ｍ^１／２以上であり、４．０ＭＰａ・ｍ^１／２以上が好ましく、５．０ＭＰａ・ｍ^１／２以上がより好ましく、５．５ＭＰａ・ｍ^１／２以上がさらに好ましい。
前記破壊靭性値が上記の下限値以上であると、ギヤの耐トルク性が高められることから好ましい。

硬化後の前記ギヤ成形用樹脂組成物の、上記破壊靭性試験における破壊靭性値の上限値は特に限定されるものではないが、一例として、１０ＭＰａ・ｍ^１／２以下であってもよく、９ＭＰａ・ｍ^１／２以下であってもよく、８ＭＰａ・ｍ^１／２以下であってもよい。

硬化後の前記ギヤ成形用樹脂組成物の、前記破壊靭性値の上記下限値及び上限値は自由に組み合わせることができる。硬化後の前記ギヤ成形用樹脂組成物の、上記破壊靭性試験における破壊靭性値の、数値範囲の一例としては、３．５ＭＰａ・ｍ^１／２以上１０ＭＰａ・ｍ^１／２以下であってもよく、４．０ＭＰａ・ｍ^１／２以上９ＭＰａ・ｍ^１／２以下であってもよく、５．０ＭＰａ・ｍ^１／２以上８ＭＰａ・ｍ^１／２以下であってもよく、５．５ＭＰａ・ｍ^１／２以上８ＭＰａ・ｍ^１／２以下であってもよい。

なお、実施形態のギヤ成形用樹脂組成物は、硬化前及び硬化後の状態の両方を包含する。硬化後のギヤ成形用樹脂組成物（ギヤ成形用樹脂組成物の硬化物）によれば、実施形態のギヤを構成することができる。

実施形態のギヤは、上記の破壊靭性値を満たす実施形態のギヤ成形用樹脂組成物から成形されたものであるので、耐トルク性に優れている。

ギヤの耐トルク性は、ギヤにトルクを与えたときに、ギヤが破壊されるトルクの値（破壊トルク）を指標とすることができる。本実施形態のギヤの破壊トルクを測定するギヤの耐トルク性試験とその好ましい値については後述する。

硬化後の前記ギヤ成形用樹脂組成物の破壊靭性値は、例えば、ポリアミドの種類の選択、ポリアミドと変性ポリオレフィンとの配合比を制御することなどにより、硬化後に好適な破壊靭性値を有するギヤ成形用樹脂組成物を取得可能である。

なお、ポリアミドは、下記一般式（１）で表される構造単位を有する半芳香族ポリアミドを用いることで、硬化後の前記ギヤ成形用樹脂組成物の破壊靭性値を、容易に向上可能である。

好ましいポリアミドと変性ポリオレフィンとの配合量の詳細については後述する。

ポリアミドに変性ポリオレフィンが添加された樹脂とは、ポリアミドと変性ポリオレフィンとを含むことができ、ポリアミドと変性ポリオレフィンとの反応物を含んでいてもよい。

＜ポリアミド＞
前記ポリアミドとしては、吸水性を低減する観点から、半芳香族ポリアミドが好ましい。半芳香族ポリアミドは、脂肪族ジアミンと芳香族ジカルボン酸との重合物として得ることができる。

実施形態に係るポリアミドとしては、下記一般式（１）で表される構造単位を有する半芳香族ポリアミドが好ましい。

［式（１）中、
Ａｒ^１は、フェニレン基又はナフチレン基を表し、複数個のＡｒ^１は互いに同一でも異なっていてもよい。
ｐは、１０～１１の整数であり、複数個のｐは互いに同一でも異なっていてもよい。］

より好ましくは、前記一般式（１）中、Ａｒ^１は、フェニレン基又はナフチレン基を表し、複数個のＡｒ^１は互いに同一でも異なっていてもよく、ｐは１０であってもよい。

前記Ａｒ^１のフェニレン基としては、１，４－フェニレン基又は１，３－フェニレン基が挙げられる。前記Ａｒ^１のナフチレン基としては、２，６－ナフチレン基又は２，７－ナフチレン基が挙げられる。

さらに好ましくは、前記一般式（１）中、Ａｒ^１は１，４－フェニレン基を表し、ｐは、１０であってもよい。

前記ポリアミドにおいて、前記一般式（１）で表される構造単位の含有量が、前記ポリアミド中の全構造単位の合計単位数（１００％）に対して、４０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９０％以上であることがさらに好ましい。

前記ポリアミドにおいて、前記一般式（１）で表される構造単位であって、Ａｒ^１は、フェニレン基又はナフチレン基を表し、複数個のＡｒ^１は互いに同一でも異なっていてもよく、ｐは１０である構造単位の含有量が、前記ポリアミド中の全構造単位の合計単位数（１００％）に対して、４０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９０％以上であることがさらに好ましい。

前記ポリアミドにおいて、前記一般式（１）で表される構造単位であって、Ａｒ^１は１，４－フェニレン基を表し、ｐは１０である構造単位の含有量が、前記ポリアミド中の全構造単位の合計単位数（１００％）に対して、４０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９０％以上であることがさらに好ましい。

実施形態のギヤ成形用樹脂組成物において、ギヤ成形用樹脂組成物の総質量（１００質量％）に対する前記ポリアミドの含有量の割合は、５０質量％以上であってよく、５０～９９．５質量％であってよく、７０～９８．５質量％であってよく、８０～９７質量％であってよく、８０～９５質量％であってよい。ただし、ギヤ成形用樹脂組成物において、ポリアミド、変性ポリオレフィン、及びその他の任意成分は、それらの含有量（質量％）の合計が１００質量％を超えないよう含有される。

＜変性ポリオレフィン＞
変性ポリオレフィンにおける前記ポリオレフィンは、特に限定されるものではないが、熱可塑性エラストマーであることが好ましい。変性ポリオレフィンとしては、エチレン及び／又はプロピレン、並びにα－オレフィンのモノマーの共重合体を例示でき、エチレン－α－オレフィン共重合体が好ましい。α－オレフィンとしては、好ましくは炭素数４～２０、より好ましくは炭素数４～１０のα－ オレフィンを例示でき、１－ブテン、１－ペンテン、１－ヘキセン、１－オクテン、１－デセン等が挙げられる。

前記変性ポリオレフィンとしては、酸変性ポリオレフィンであることが好ましい。
変性ポリオレフィンは、前記酸変性により付与された官能基として、分子内にカルボキシル基、カルボン酸無水物基、エステル基、カルボン酸金属塩基、カルボン酸イミド基、カルボン酸アミド基等の官能基を有することができる。変性ポリオレフィンが、例えば上記に例示される官能基を有することで、前記ポリアミドとの相溶性を高め、破壊靭性等の機械特性を向上させることができる。

前記酸変性は、カルボン酸又はその無水物による変性であることが好ましい。前記カルボン酸は、飽和カルボン酸であってもよく、不飽和カルボン酸であってもよく、不飽和ジカルボン酸が好ましい。前記カルボン酸としては、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、フタル酸、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられ、マレイン酸又はその無水物による変性であることがより好ましい。

変性ポリオレフィンを用いることで、硬化後の前記ギヤ成形用樹脂組成物の破壊靭性値を向上可能である。好ましくは、酸変性ポリオレフィンを用いることで、硬化後の前記ギヤ成形用樹脂組成物の破壊靭性値を、より向上可能である。

実施形態のギヤ成形用樹脂組成物において、ギヤ成形用樹脂組成物の総質量（１００質量％）に対する前記変性ポリオレフィンの含有量の割合は、５０質量％以下であってよく、０．５～５０質量％であってよく、１．５～３０質量％であってよく、２～２０質量％であってよく、３～１５質量％であってよい。

上記に例示したポリアミドの含有量の割合の数値範囲と、変性ポリオレフィンの含有量の割合の数値範囲とは自由に組み合わせることができる。実施形態のギヤ成形用樹脂組成物の一例として、ギヤ成形用樹脂組成物の総質量（１００質量％）に対する、前記ポリアミドの含有量の割合が、５０～９９．５質量％であり、前記変性ポリオレフィンの含有量の割合が０．５～５０質量％である組成物を例示する。

実施形態のギヤ成形用樹脂組成物において、前記ポリアミド１００質量部に対し、前記変性ポリオレフィンが１～３０質量部の割合で添加されていることが好ましく、２～１５質量部の割合で添加されていることがより好ましく、３～１２質量部の割合で添加されていることがさらに好ましく、３～７質量部の割合で添加されていることがさらに好ましく、４～７質量部の割合で添加されていることが特に好ましい。
ポリアミドに対し、上記の割合で変性ポリオレフィンが添加されているギヤ成形用樹脂組成物は、硬化後の破壊靭性値が、より向上する傾向にある。また、ギヤ成形用樹脂組成物から成形されたギヤの耐トルク性及び耐久性も、より向上する傾向にある。

前記変性ポリオレフィンの構造は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。

前記変性ポリオレフィンの、示差走査熱量計（例えば、島津製作所製、ＤＳＣ－６０ Ｐｌｕｓ）を用いたＤＳＣ（示差走査熱量測定）により１０℃／分の冷却速度で測定された吸熱ピークは、３０℃以上であることが好ましく、３０～４５℃であることがより好ましく、３５～４２℃であることがさらに好ましい。
ここでいう「ＤＳＣ（示差走査熱量測定）により１０℃／分の冷却速度で測定された吸熱ピーク」とは、吸熱ピークの頂点位置の温度を意味する。

上記吸熱ピークは、変性ポリオレフィンの凝固点として測定できる。上記吸熱ピークの値の高い変性ポリオレフィンは、例えば、分岐鎖の分岐の程度が低く、より直鎖状に近い傾向にあると推察される。上記吸熱ピークの値が上記の下限値以上である変性ポリオレフィンを用いることで、ギヤ成形用樹脂組成物から成形されたギヤの耐久性を向上可能である。ギヤの耐久性は、例えば、以下の耐久性試験により測定できる。

（ギヤの耐久性試験）
ＪＩＳ Ｂ １７５９に示される動力吸収式歯車運転試験機に、駆動ギヤとして金属マスターギヤと、試験対象の樹脂ギヤと、を噛み合わせて設置する。
樹脂ギヤに対する負荷トルク８Ｎ・ｍ、回転速度１０００ｒｐｍ、無潤滑条件、温度２３℃、湿度５０％ＲＨの条件で試験機を運転し、樹脂ギヤが破壊するまでの総回転数を計測する。なお、本耐久性試験での樹脂ギヤの「破壊」とは、運転中の樹脂ギヤを高速度カメラで撮影し、その画像の樹脂ギヤの少なくとも一部に、目視で確認できる程度（０．５ｍｍ程度）以上の亀裂が生じている状態とする。樹脂ギヤが破壊するまでの総回転数が１０^５回以上である場合、耐久性が良好であると評価できる。
金属マスターギヤの形状及び材質、並びに試験対象の樹脂ギヤの形状は、実施例に記載のものを使用できる。

（他の成分）
本実施形態のギヤ成形用樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲において、ポリアミド、変性ポリオレフィン及びそれらの反応物のいずれにも該当しない、他の成分を含有してもよい。

他の成分の例としては、充填材、添加剤の他、前記ポリアミド及び前記変性ポリオレフィンのいずれにも該当しない樹脂（以下、「その他の樹脂」ということがある。）等が挙げられる。
これら他の成分は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

充填材は、繊維状充填材や粒状充填材であってもよい。また、充填材は、無機充填材であってもよいし、有機充填材であってもよい。

添加剤の例としては、安定剤、離型剤、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、界面活性剤、難燃剤及び着色剤が挙げられる。

その他の樹脂の例としては、ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルイミド、フッ素樹脂等の熱可塑性樹脂；フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シアネート樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。

別の側面として、以下の＜１＞～＜３＞の実施形態のギヤ成形用樹脂組成物を例示する。
＜１＞ポリアミドに変性ポリオレフィンが添加された樹脂を含むギヤ成形用樹脂組成物であって、硬化後の前記ギヤ成形用樹脂組成物の、ＡＳＴＭ Ｄ５０４５で求められる破壊靭性値が、３．５ＭＰａ・ｍ^１／２以上であり、
前記ポリアミドが、前記一般式（１）で表される構造単位を有する半芳香族ポリアミドであり、前記一般式（１）中、Ａｒ^１は１，４－フェニレン基を表し、ｐは１０であり、前記変性ポリオレフィンが、マレイン酸又はその無水物による変性された変性ポリオレフィンであるギヤ成形用樹脂組成物。

＜２＞前記ポリアミド１００質量部に対し、前記変性ポリオレフィンが２～１５質量部の割合で添加された樹脂を含む、前記＜１＞に記載のギヤ成形用樹脂組成物。

＜３＞前記変性ポリオレフィンの、ＤＳＣ（示差走査熱量測定）により１０℃／分の冷却速度で測定された吸熱ピークが３０℃以上である、前記＜１＞又は＜２＞に記載のギヤ成形用樹脂組成物。

≪ギヤ≫
実施形態のギヤは、上記実施形態のギヤ成形用樹脂組成物から成形されたものである。実施形態のギヤとしては、上記実施形態のギヤ成形用樹脂組成物から成形され、前記ギヤ成形用樹脂組成物からなる樹脂ギヤを例示できる。

別の側面において、実施形態のギヤは、ポリアミドに変性ポリオレフィンが添加された樹脂を含み、前記樹脂のＡＳＴＭ Ｄ５０４５で求められる破壊靭性値が、３．５ＭＰａ・ｍ^１／２以上である。当該ポリアミド及び当該変性ポリオレフィンとしては、上記のギヤ成形用樹脂組成物において例示したものが挙げられる。

一実施形態として、上記実施形態のギヤ成形用樹脂組成物からギヤを成形することを含む、ギヤの製造方法を提供する。該ギヤは、ポリアミドに変性ポリオレフィンが添加された樹脂を含み、前記樹脂のＡＳＴＭ Ｄ５０４５で求められる破壊靭性値が、３．５ＭＰａ・ｍ^１／２以上である。

ギヤ成形用樹脂組成物からのギヤへの成形方法は特に限定されないが、溶融成形が好ましく、押し出し成形、Ｔ－ダイ成形、ブロー成形、射出成形等を例示でき、ギヤの形状等に応じた成形方法を選択して、ギヤ成形用樹脂組成物を所望のギヤの形状に成形することができる。

ギヤの種類としては、特に制限されず、平歯車、斜歯歯車、ラック、内歯車、ウォームギア、ウォームホイールギヤ、かさ歯車、ハイポイドギヤ等が挙げられる。

実施形態のギヤは、実施形態のギヤ成形用樹脂組成物から成形されたものであるので、耐トルク性に優れている。耐トルク性の指標となるギヤの破壊トルクは、以下の耐トルク性試験により測定することができる。破壊トルクの値が高いほど、ギヤの耐トルク性が良好であるといえる。ギヤの破壊とは、ギヤの少なくとも一部に、欠損、変形、割れ、又は亀裂が生じる場合を含む。

（ギヤの耐トルク性試験）
ＪＩＳ Ｂ １７５９に示される動力吸収式歯車運転試験機に、駆動ギヤとして金属マスターギヤと、試験対象の樹脂ギヤと、を噛み合わせて設置する。
回転速度１０００ｒｐｍ、無潤滑条件、温度２３℃、湿度５０％ＲＨの条件で試験機を運転し、樹脂ギヤに対する負荷トルクを２Ｎ・ｍから開始し、３分毎に１Ｎ・ｍずつ増加させる。運転中の樹脂ギヤを高速度カメラで撮影し、その画像の樹脂ギヤの少なくとも一部に、目視で確認できる程度（０．５ｍｍ程度）以上の亀裂又は歯の欠けが生じた時点の負荷トルクを、破壊トルクとする。
金属マスターギヤの形状及び材質、並びに試験対象の樹脂ギヤの形状は、実施例に記載のものを使用できる。

実施形態のギヤの前記耐トルク性試験によって測定された破壊トルクの値は、９Ｎ・ｍ以上であってよく、９～３０Ｎ・ｍであってよく、１１～２０Ｎ・ｍであってよく、１３～１７Ｎ・ｍであってよい。

実施形態のギヤは、耐トルク性が良好であることから、前記ギヤにかかるトルクが９Ｎ・ｍ以上の条件下で使用されるものであってよく、９～３０Ｎ・ｍの条件下で使用されるものであってよく、１１～２０Ｎ・ｍの条件下で使用されるものであってよく、１３～１７Ｎ・ｍの条件下で使用されるものであってよい。

別の側面として、以下の実施形態のギヤを例示する。
＜４＞前記＜１＞～＜３＞のいずれか一つに記載のギヤ成形用樹脂組成物から成形されたギヤであって、ギヤの前記耐トルク性試験によって測定された破壊トルクの値が９Ｎ・ｍ以上であるギヤ。

≪ギヤ成形用樹脂組成物の製造方法≫
実施形態のギヤ成形用樹脂組成物の製造方法は、前記ポリアミドと、前記変性ポリオレフィンとを混合することを含む。実施形態のギヤ成形用樹脂組成物の製造方法によれば、実施形態のギヤ成形用樹脂組成物を製造できる。当該ポリアミド及び当該変性ポリオレフィンとしては、上記のギヤ成形用樹脂組成物において例示したものが挙げられる。

混合の方法は公知であり、例えば、前記ポリアミドと、前記変性ポリオレフィンと、必要に応じてその他成分とを溶融混練し、実施形態のギヤ成形用樹脂組成物を得ることができる。

次に実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

＜原料＞
・ベース樹脂：ポリアミド
ＰＡ１０Ｔ（Ａｒ^１は１，４－フェニレン基を表し、ｐが１０である、前記一般式（１）で表される構造単位を有する半芳香族ポリアミド）
ＰＡ９Ｔ（クラレ製，Ｎ１０００：Ａｒ^１は１，４－フェニレン基を表し、ｐが９である、前記一般式（１）で表される構造単位を有する半芳香族ポリアミド）

・改質剤：変性ポリオレフィン
ＭＨ７０２０（三井化学製 無水マレイン酸変性エチレン－ブテン共重合体）
ＭＨ５０２０（三井化学製 無水マレイン酸変性エチレン－ブテン共重合体）

＜測定＞
（改質剤の凝固点の計測）
示差走査熱量分析装置（島津製作所製 ＤＳＣ－６０ Ｐｌｕｓ）を用いて、降温速度１０℃／分で冷却させ、吸熱ピークの位置を確認し、該吸熱ピークの頂点位置の温度を測定した。

（破壊靭性試験）
実施例及び比較例で得られた樹脂組成物を成形材料として、金型温度１２０℃、射出圧力１００ＭＰａ、射出時間２秒、冷却時間２０秒の射出条件により射出成形機で成形品を取得し、精密裁断機及びッターを用いて切れ込み加工を行いＡＳＴＭ Ｄ５０４５に規定される下記試験片を得た。
試験片：ＩＳＯ試験片Ａ形［図３参照、８０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍ（Ｂ＝４ｍｍ，Ｗ＝１０ｍｍ，Ｗ／Ｂ＝２．５）］に規定範囲内の切れ込み加工（切れ込み深さａ＝０．４５Ｗ～０．５５Ｗ）を入れたもの。
得られた試験片について、ＡＳＴＭ Ｄ５０４５に準拠して、下記試験方法を下記試験環境で行い、下記式に基づき破壊靭性値を求めた（各項目は図３参照。Pmaxは、曲げS-S（Stress-Strain）カーブの最大荷重を採用）。
使用機器：テンシロン
曲げ速度：１０ｍｍ／ｓｅｃ
試験方法：３点曲げ（SENB；Single edge notch bending）
試験環境：温度２３℃，湿度５０％ＲＨ

（ギヤの耐トルク性試験）
ＪＩＳ Ｂ １７５９に示される動力吸収式歯車運転試験機に、駆動ギヤとして金属マスターギヤ［材質：Ｓ４５Ｃ 浸炭焼き入れ焼戻し処理(表面硬化処理)、ギヤ形状：平歯車，モジュール１，圧力角２０°，歯数６７，歯幅１５ｍｍ，転位係数０，またぎ歯数２３．０７９（またぎ歯数８）］と、実施例又は比較例で得られた樹脂ギヤ［ギヤ形状：平歯車、モジュール１，歯数４８，歯幅８ｍｍ、転位係数０、またぎ歯厚１６．９０９（またぎ歯数６）］と、を噛み合わせて設置した。
回転速度１０００ｒｐｍ、無潤滑条件、温度２３℃、湿度５０％ＲＨの条件で試験機を運転し、樹脂ギヤに対する負荷トルクを２Ｎ・ｍから開始し、３分毎に１Ｎ・ｍずつ増加させた。運転中の樹脂ギヤを高速度カメラで撮影し、その画像の樹脂ギヤの少なくとも一部に、目視で確認できる程度（０．５ｍｍ程度）以上の亀裂又は歯の欠けが生じた時点の負荷トルクを、破壊トルクとした。

（ギヤの耐久性試験）
ＪＩＳ Ｂ １７５９に示される動力吸収式歯車運転試験機に、駆動ギヤとして金属マスターギヤ［材質：Ｓ４５Ｃ 浸炭焼き入れ焼戻し処理(表面硬化処理)、ギヤ形状：平歯車，モジュール１，圧力角２０°，歯数６７，歯幅１５ｍｍ，転位係数０，またぎ歯数２３．０７９（またぎ歯数８）］と、実施例又は比較例で得られた樹脂ギヤ［ギヤ形状：平歯車、モジュール１，歯数４８，歯幅８ｍｍ、転位係数０、またぎ歯厚１６．９０９（またぎ歯数６）］と、を噛み合わせて設置した。
樹脂ギヤに対する負荷トルク８Ｎ・ｍ、回転速度１０００ｒｐｍ、無潤滑条件、温度２３℃、湿度５０％ＲＨの条件で試験機を運転し、樹脂ギヤが破壊するまでの総回転数を計測し、以下の基準にて評価した。なお、本耐久性試験での樹脂ギヤの「破壊」とは、運転中の樹脂ギヤを高速度カメラで撮影し、その画像の樹脂ギヤの少なくとも一部に、目視で確認できる程度（０．５ｍｍ程度）以上の亀裂が生じている状態とした。
ＡＡ：樹脂ギヤが破壊するまでの総回転数が２．５×１０^５回以上であり、耐久性が非常に良好であった。
Ａ：樹脂ギヤが破壊するまでの総回転数が１．０×１０^５回以上であり、耐久性が良好であった。
Ｂ：樹脂ギヤが破壊するまでの総回転数が１．０×１０^５回未満であった。

≪樹脂組成物の製造≫
［実施例１～６、比較例１～４］
表１に記載の質量部で、ポリアミド及び変性ポリオレフィン混合し、二軸押出機で脱気しながら溶融混練し、得られた混練物を、円形ノズル（吐出口）を経由してストランド状に吐出させ、次いで、ストランドカッターにてペレタイズして、ペレット形状の実施例及び比較例の樹脂組成物を得た。
得られた各樹脂組成物について、ＡＳＴＭ Ｄ５０４５に準拠して上記の破壊靭性試験を行い、破壊靭性値を求めた。

≪ギヤの製造≫
実施例及び比較例の各樹脂組成物のペレットを成形材料として、金型温度１２０℃、射出圧力１２０ＭＰａ、射出時間６秒、冷却時間２５秒の射出条件により射出成形し、ギヤ形状：平歯車、モジュール１，歯数４８，歯幅８ｍｍ、転位係数０、またぎ歯厚１６．９０９（またぎ歯数６）の、実施例及び比較例の樹脂ギヤを製造した。製造した樹脂ギヤの形状を図４に示す。
得られた実施例及び比較例の各ギヤについて、耐トルク性及び耐久性試験を行った。

上記の評価結果を表１に示す。また、比較例１および実施例１～４の樹脂組成物の破壊靭性値と、各樹脂組成物のギヤの破壊トルクの値と、をプロットしたグラフを図１に示す。

図１及び表１に示されるとおり、硬化後の樹脂組成物の破壊靭性値と、対応するギヤの破壊トルクの値（耐トルク性）とに、非常に高い相関があることが分かる。
なお、硬化後の樹脂組成物の靭性に関連して、一般的に想起される引張伸びや引張強度などの項目では、ギヤの破壊トルクの値（耐トルク性）との相関は確認できなかった。

このことから、硬化後のＡＳＴＭ Ｄ５０４５で求められる破壊靭性値が、３．５ＭＰａ・ｍ^１／２以上である実施例の樹脂組成物によれば、耐トルク性が向上されたギヤを製造可能であることがわかる。
破壊靭性値を指標として採用することで、ギヤの成形材料として好適なギヤ用樹脂組成物を提供可能であることが示された。また、前記破壊靭性値が向上された樹脂組成物を用いることで、耐トルク性が向上されたギヤを製造可能であることが示された。

また、樹脂組成物において、ベース樹脂として、ポリアミドＰＡ１０Ｔを使用した実施例１～６の樹脂組成物は、ポリアミドＰＡ９Ｔを使用した比較例３～４の樹脂組成物よりも、破壊靭性の値が向上していた。

また、改質剤として、変性ポリオレフィンを添加した実施例１～６の樹脂組成物は、変性ポリオレフィンを添加していない比較例１の樹脂組成物よりも、破壊靭性の値が向上していた。

また、図２は、改質剤として用いたＭＨ７０２０及びＭＨ５０２０の吸熱ピークを示すＤＳＣ曲線である。図２中に、ＭＨ７０２０及びＭＨ５０２０の吸熱ピークの温度（凝固点）を示している。

改質剤の種類とギヤの耐久性との関連についてさらに着目し、表１の実施例２と実施例５との比較（改質剤を５質量％含む）、及び、実施例３と実施例６との比較（改質剤を１０質量％含む）によれば、改質剤として、ＭＨ７０２０（吸熱ピーク：３９℃）を添加した実施例２～３のほうが、ＭＨ５０２０（吸熱ピーク：１３℃）を添加した実施例５～６よりも、ギヤの耐久性に優れていた。
このことから、ＤＳＣ（示差走査熱量測定）により測定された前記吸熱ピークが３０℃以上の変性ポリオレフィンを添加したほうが、当該規定を満たさない変性ポリオレフィンを添加したものよりも、ギヤの耐久性向上の効果に優れていることが示された。

各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は各実施形態によって限定されることはなく、請求項（クレーム）の範囲によってのみ限定される。

Claims (7)

1. ポリアミドに変性ポリオレフィンが添加された樹脂を含むギヤ成形用樹脂組成物であって、
   硬化後の前記ギヤ成形用樹脂組成物の、ＡＳＴＭ Ｄ５０４５で求められる破壊靭性値が、３．５ＭＰａ・ｍ^１／２以上である、ギヤ成形用樹脂組成物。
2. 前記ポリアミド１００質量部に対し、前記変性ポリオレフィンが２～１５質量部の割合で添加された樹脂を含む、請求項１に記載のギヤ成形用樹脂組成物。
3. 前記ポリアミドが、下記一般式（１）で表される構造単位を有する半芳香族ポリアミドである、請求項１又は２に記載のギヤ成形用樹脂組成物。
   

   

   ［式（１）中、
   Ａｒ^１は、フェニレン基又はナフチレン基を表し、複数個のＡｒ^１は互いに同一でも異なっていてもよく、ｐは１０である。］
4. 前記変性ポリオレフィンが、酸変性ポリオレフィンである、請求項１～３のいずれか一項に記載のギヤ成形用樹脂組成物。
5. 前記変性ポリオレフィンの、ＤＳＣ（示差走査熱量測定）により１０℃／分の冷却速度で測定された吸熱ピークが３０℃以上である、請求項１～４のいずれか一項に記載のギヤ成形用樹脂組成物。
6. 請求項１～５のいずれか一項に記載のギヤ成形用樹脂組成物から成形されたギヤ。
7. 前記ポリアミドと、前記変性ポリオレフィンとを混合することを含む、請求項１～５のいずれか一項に記載のギヤ成形用樹脂組成物の製造方法。

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