JP3140502B2 - ポリアセタール樹脂組成物及びその成形品 - Google Patents

ポリアセタール樹脂組成物及びその成形品

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JP3140502B2 JP03211042A JP21104291A JP3140502B2 JP 3140502 B2 JP3140502 B2 JP 3140502B2 JP 03211042 A JP03211042 A JP 03211042A JP 21104291 A JP21104291 A JP 21104291A JP 3140502 B2 JP3140502 B2 JP 3140502B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は特定の炭酸カルシウムと
脂肪酸エステルを含有するポリアセタール樹脂組成物、
更には斯かる組成物よりなるフェルトクラッチ用成形品
及び斯かる成形品とフェルト部材よりなるVTR、8mm
ビデオ、オーディオカセット又はタイプライター等のト
ルク発生用フェルトクラッチ機構部品に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ポリア
セタール樹脂はバランスのとれた機械的性質を有し、耐
摩擦・摩耗特性、耐薬品性、耐熱性、電気特性等に優れ
る為、自動車、電気・電子部品等の摺動部品の分野で広
く利用されている。しかし、かかる分野における要求特
性は次第に高度化しつつあり、摺動特性の一層の向上
と、その長期的な持続性の要求もその一つである。かか
る摺動特性の高度化が要求される摺動部品の代表的な例
として、VTR、8mmビデオ、タイプライター等のテー
プ走行系に使用されるフェルトクラッチ機構部品が挙げ
られる。フェルトクラッチ機構部品に求められる摺動特
性としては、摩擦係数は勿論であるが、対フェルトとの
短期的にも長期的にも安定した回転トルクが得られるこ
とが重要である。従来、フェルトクラッチ機構部品の材
料としては、ポリアセタール樹脂が主として用いられて
いる。しかしながら、最近の傾向として、フェルトクラ
ッチ機構部品の小型化、テープ走行の高速化等が進み、
特に長期使用に対するフェルトとの摩擦・摩耗特性、回
転トルクの安定性、スティックスリップ現象(トルクス
ティック)等が悪化する傾向を示し、その改善が望まれ
ていた。これらの問題点を改善する目的で、ポリアセタ
ール樹脂にフッ素樹脂やポリオレフィン系の樹脂、シリ
コーン系樹脂樹脂等他の樹脂の添加混合、更にはグラフ
ァイト、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤の配合、又、
脂肪酸、シリコーンオイル、各種鉱油等の添加が行われ
ている。しかしながら、フッ素樹脂やポリオレフィン系
の樹脂の添加は、摺動特性をある程度改善するが、これ
らの樹脂はアセタール樹脂との相溶性に乏しいため、成
形品表面に剥離を生じさせたり、成形金型に析出物を発
生させ易い。又、シリコーンオイル、各種鉱油等の潤滑
油の添加は、磨耗係数や比磨耗量の低減には効果がある
が、対フェルト摺動特性ではむしろ液状物のしみ出しに
より、ポリアセタール樹脂磨耗粉の凝集が発生し、かえ
って回転トルクの上昇を引き起こす場合がある。又、押
出加工性あるいは成形加工性で問題となる場合が多い。
又、グラファイト、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤の
添加は磨耗による磨耗粉のため、フェルトへの凝集、固
着による回転トルクの上昇が認められる。
【0003】
【課題を解決するための手段】本発明者らは斯かる問題
がなく、上記要求に応え得るポリアセタール樹脂組成物
を得るべく鋭意検討を重ねた結果、ポリアセタール樹脂
に特定形状の炭酸カルシウムと特定の脂肪酸エステルを
添加併用することにより、VTR、8mmビデオ、タイプ
ライター等のフェルトクラッチ機構部材料として極めて
優れた性能が得られることを見出して、本発明に到達し
た。即ち本発明は、 (A) ポリアセタール樹脂 100 重量部に対し (B) 平均粒径が0.1 〜10μm の紡錘状炭酸カルシウム
1〜15重量部と (C) 炭素数5〜32の脂肪酸と炭素数2〜30の一価もしく
は多価アルコールとの脂肪酸エステル 0.05〜10重量部
を配合してなるポリアセタール樹脂組成物、並びにこれ
を用いてなるフェルトクラッチ機構部品の如き成形品に
関するものである。
【0004】以下、本発明の構成について詳しく説明す
る。先ず、本発明に用いられる(A) ポリアセタール樹脂
としては、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
知の方法で架橋或いはグラフト共重合して変性したもの
も基体樹脂として使用でき、本発明の効果は発揮され
る。重合度等は成形可能な限り特に制限はない。
【0005】次に本発明においてポリアセタール樹脂
(A) に配合される炭酸カルシウム(B)としては平均粒径
0.1 〜10μm の紡錘状のものが用いられる。ここでいう
紡錘状とは、中央部が太く、両端に行くに従い次第に細
くなる形状を示すものであり、典型的には、両端がとが
った円柱状、楕円状又はその類似形である。又、平均粒
径とはその長径で測定した径の平均値である。当業者に
周知の如く、炭酸カルシウムには重質炭酸カルシウム、
軽質炭酸カルシウム、軽微性炭酸カルシウム、コロイド
状炭酸カルシウムなどがあるが、本発明に使用するもの
は軽質炭酸カルシウムに属し、そのうちの紡錘状の形状
をなし、その平均粒径が0.1 〜10μm 、好ましくは0.1
〜5μm のものである。かかる特定の炭酸カルシウム
(B) を後述する特定の脂肪酸エステル(C) と併用してポ
リアセタール樹脂(A) に配合することにより、初めて摺
動特性、特に対フェルトとの摺動において優れた安定性
を示す材料を得ることができるのである。このような特
定の炭酸カルシウム(B) としては白石工業(株)製のシ
ルバーW、PC、PCX等が例示される。上記炭酸カル
シウムは、一般に知られている表面処理剤、即ちアミノ
シラン、エポキシシラン等のシランカップリング剤、チ
タネート系カップリング剤及び有機酸、有機酸エステ
ル、有機酸金属塩等の表面処理剤で予め表面処理された
ものでもよい。このような表面処理された炭酸カルシウ
ム(B) としては白石工業(株)製のSL−101が例示
される。本発明において炭酸カルシウム(B) の添加量は
ポリアセタール樹脂(A)100重量部に対して1〜15重量
部、好ましくは3〜10重量部である。これより少ない量
では充分なトルク安定性は得られず、これより多い量で
は成形品の表面荒れによる相手材とのトルクステック等
を起こす。
【0006】次に本発明で用いられる(C) 成分の脂肪酸
エステルとしては炭素数5〜32の脂肪酸と炭素数2〜30
の一価もしくは多価アルコールとのエステルである。か
かる脂肪酸エステルを構成する脂肪酸の例としては、カ
プロン酸、カプリル酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、ト
リデシル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン
酸、ベヘニン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、モンタ
ン酸、メリシン酸など飽和脂肪酸、或いはオレイン酸、
エライジン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン
酸、プラシジン酸、エルカ酸、リシノール酸などの不飽
和脂肪酸等が挙げられ、又、エステルを形成するアルコ
ールの例としては、プロピル、イソプロピル、ブチル、
オクチル、カプリル、ラウリル、ミリスチル、ステアリ
ル、ベヘニル等の一価もしくはエチレングリコール、プ
ロピレングリコール、ブタンジオール、グリセリン、ペ
ンタエリスリトール、ソルビタン等の多価アルコールが
挙げられる。好ましくは炭素数12〜22の脂肪酸と炭素数
2〜22の一価もしくは多価アルコールとのエステルであ
り、更に好ましくは次に示す脂肪酸とアルコールとから
なるエステルである。 脂肪酸:ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ス
テアリン酸、ベヘニン酸 アルコール:ミリスチルアルコール、ステアリルアルコ
ール、ベヘニルアルコール、エチレングリコール、ポリ
エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリ
ン、ペンタエリスリトール、ソルビタン 中でも対フェルト摺動性能の面から、好ましくはその融
点が40℃以上の脂肪酸エステルであり、例示すると、ス
テアリルステアレート、ベヘニルベヘネート、エチレン
グリコールジステアレート、プロピ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ベヘネート、
グリセリンモノステアレート、グリセリンモノベヘネー
ト、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンジステア
レート、ソルビタンモノベヘネート等が挙げられる。本
発明において、かかる脂肪酸エステル(C) の添加量はポ
リアセタール樹脂100 重量部に対し0.05〜10重量部であ
る。0.05重量部より少ない量では摺動性改良効果は期待
できず、又、逆に10重量部より多い量では基体樹脂であ
るポリアセタールの性質が大巾に損なわれる場合があ
る。好ましくは0.1 〜5重量部が配合される。
【0007】本発明の特徴は前述した如く、ポリアセタ
ール樹脂(A) に特定の炭酸カルシウム(B) と脂肪酸エス
テル(C) を併用して添加配合する点にある。脂肪酸エス
テルの添加は、一般的な摺動性の改善、更には対フェル
トとの摺動性改良には他の例えばグラファイト、二硫化
モリブデン等の固体潤滑剤以上に好適であるが、単独で
は要求特性を満足することができず、又、その改善の
為、多量且つ均一に添加することは困難である。即ち、
添加剤の混練時に押出機のスクリュー上で樹脂の滑りの
原因となり、サージング現象を生じたり、ベント孔より
未溶融樹脂がベントアップする等の問題が生じ、均一な
組成物の調製自体が困難であるのみならず、又、成形時
においても、くい込み不良、可塑化不良等の問題を生ず
る。しかるに、本発明の如く特定の炭酸カルシウム(B)
と脂肪酸エステル(C) を組み合わせて添加することによ
り、上記の如き脂肪酸エステル単独配合による欠点が大
幅に改善される。
【0008】一般に無機物剛体の添加は、対フェルト摺
動において大幅なトルク変動、フェルトとポリアセター
ルの焼付き、スティックスリップ等の問題が発生するこ
とが多いが、本発明の如き特定の粒子径・形状よりなる
炭酸カルシウムは以外にもかかる欠点が少ないのみなら
ず、脂肪酸エステルと併用、共存した場合に上記の如き
顕著な相乗効果を呈するのである。
【0009】尚、ここで、一般的に用いられている粒子
形状が立方形、不定形等の炭酸カルシウムを特定の脂肪
酸エステルと併用して配合しても、好ましい性能は得ら
れず、本発明の如き特定の粒子径・形状の炭酸カルシウ
ムを用いることにより初めて、好ましい性能を得ること
ができるのである。
【0010】本発明の組成物は、さらに公知の各種安定
剤を添加して安定性を補強することができる。また、目
的とする用途に応じてその物性を改善するため、更に公
知の各種の添加物を配合し得る。添加物の例を示せば、
各種の着色剤、滑剤、離型剤、核剤、帯電防止剤、その
他の界面活性剤、異種ポリマー、有機改良剤等である。
【0011】又、本発明の目的とする組成物の性能を大
巾に低下しない範囲内であれば、無機、有機、金属等の
繊維状、板状のフィラー或いは他の粉粒状充填剤を1種
又は2種混合使用することもできる。
【0012】次に本発明の組成物又は成形品の調製は、
従来の樹脂組成物調製法として一般に用いられる公知の
方法により容易に調製される。例えば各成分を混合した
後、1軸又は2軸の押出機により練込み押出しして、ペ
レットを調製し、しかる後、成形する方法、一旦組成の
異なるペレット(マスターバッチ)を調製し、そのペレ
ットを所定量混合(稀釈)して成形に供し、成形後に目
的組成の成形品を得る方法等、何れも使用できる。
【0013】又、斯かる組成物の調製において、基体で
あるポリアセタール樹脂の一部又は全部を粉砕し、これ
とその他の成分を混合した後、押出等を行うことは添加
物の分散性を良くする上で好ましい方法である。
【0014】又、予め脂肪酸エステルを無機粉末と混合
し、含浸させた後、これをポリアセタール樹脂と混練
し、押出等を行う方法も組成物の調製を容易にし、加工
性改善の点で好ましい方法である。
【0015】
【実施例】以下実施例により、本発明を更に具体的に説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0016】実施例1〜9及び比較例1〜7 ポリアセタール樹脂(ポリプラスチックス(株)製、商
品名ジュラコン M270)に特定の炭酸カルシウムと
脂肪酸エステルを表1,2に示す割合で混合した後、2
軸押出機により、溶融混練し、ペレット状の組成物を調
製した。次いで、このペレットを用いて、射出成形によ
り試験片を作成し、評価を行った。又、比較のため、炭
酸カルシウム又は脂肪酸エステル無添加のもの、本発明
に規定する以外の炭酸カルシウム及び脂肪酸エステルを
併用したものについて、評価を行った。結果を併せて表
1,2に示す。
【0017】尚、評価項目及び評価方法は下記の通りで
ある。 1)成形性:スクリュー式射出成形機を用い、シリンダ
ー温度190 ℃、スクリュー回転数120r.p.mとした時の可
塑化時間を測定した。この値が大きいことは、スクリュ
ー上でペレットが滑り、くい込みが悪く、成形性が劣る
ことを示す。 2)摩擦係数:鈴木式摩擦・摩耗試験機を用い、加圧10kg
/ cm2 、線速度30cm/sec、接触面積2.0cm2、相手材とし
て金属(S55C)を用い、動摩擦係数を測定した。 3)実用テスト:図1に示す試験機を用い、図2及び図3
に示したポリアセタール樹脂製摩擦磨耗試験片(φ30mm
×φ9.5mm ×1.5mm)とフェルト(φ22mm×φ16mm×1m
m; フジコー(株)製、特硬5番) とを接触荷重1.4kg
、回転速度31.5r.p.m で48時間摺動させ、回転トルク
の変動値(平均回転トルク値の最大トルクと最小トルク
の差)をロードセルを用いて測定した。又、1回転毎の
トルク変動巾(最大トルクと最小トルクの差)をトルク
スティックとして評価(初期、48時間後)した。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】
【発明の効果】以上の説明及び実施例により明らかなよ
うにポリアセタール樹脂に特定の炭酸カルシウムと脂肪
酸エステルを配合してなる本発明の樹脂組成物は炭酸カ
ルシウム、脂肪酸エステルそれぞれ単独で用いるものに
比べ、対フェルト摺動特性が飛躍的に向上し、摺動部材
用組成物として好ましいものである。本発明の組成物は
上記の如きフェルト用摺動部材としての効果を有するが
故に、過酷な摺動特性を要求される用途、例えばVT
R、8mmビデオ等のフェルトクラッチ機構部材に好適で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例で実用テストに用いたトルク測定用試験
機を示す図である。
【図2】実施例で実用テストに用いたポリアセタール樹
脂製摩擦磨耗試験片の形状を示す図である。
【図3】実施例で実用テストに用いたポリアセタール樹
脂製摩擦磨耗試験片の挽目形状を示す図である。
【符号の説明】
1…フェルト 2…ポリアセタール樹脂製摩擦磨耗試験片
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 59/00 - 59/04

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A) ポリアセタール樹脂 100 重量部に対
    し (B) 平均粒径が0.1 〜10μm の紡錘状炭酸カルシウム
    1〜15重量部と (C) 炭素数5〜32の脂肪酸と炭素数2〜30の一価もしく
    は多価アルコールとの脂肪酸エステル 0.05〜10重量部
    を配合してなるポリアセタール樹脂組成物。
  2. 【請求項2】(C) 成分の脂肪酸エステルが炭素数12〜22
    の脂肪酸と炭素数2〜22の一価もしくは多価アルコール
    とのエステルである請求項1記載のポリアセタール樹脂
    組成物。
  3. 【請求項3】(C) 成分の脂肪酸エステルが下記に示す脂
    肪酸とアルコールとのエステルである請求項1又は2記
    載のポリアセタール樹脂組成物。 脂肪酸:ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ス
    テアリン酸、ベヘニン酸 アルコール:ミリスチルアルコール、ステアリルアルコ
    ール、ベヘニルアルコール、エチレングリコール、ポリ
    エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリ
    ン、ペンタエリスリトール、ソルビタン
  4. 【請求項4】(C) 成分の脂肪酸エステルが融点40℃以上
    のものである請求項1、2又は3記載のポリアセタール
    樹脂組成物。
  5. 【請求項5】請求項1、2、3又は4記載のポリアセタ
    ール樹脂組成物で成形されたフェルトクラッチ用成形
    品。
  6. 【請求項6】請求項5記載のフェルトクラッチ用成形品
    とフェルト部材よりなるVTR、8mmビデオ、オーディ
    オカセット又はタイプライター用フェルトクラッチ機構
    部品。
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