JP3341790B2 - ポリアセタール樹脂組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、ポリアセタール樹脂
本来の特性を損なうことなく、自己潤滑性に優れたポリ
アセタール樹脂組成物に関する。更に詳しく言えば、本
願発明は、ポリアセタール樹脂に、特定のアクリル誘導
体とポリエチレンワックスとを添加・配合して、均一に
溶融混練してなる。または、ポリアセタール樹脂に、特
定のアクリル誘導体、ポリエチレンワックス、および、
ラジカル開始剤とを添加・配合して、均一に溶融混合し
てなる自己潤滑性の改良されたポリアセタール樹脂組成
物に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリアセタール樹脂は、機械的特性、耐
摩擦・摩耗性、耐疲労性、耐薬品性、電気特性などに優
れ、電気・電子、建築、自動車などの分野に広く利用さ
れている。また、ポリアセタール樹脂は自己潤滑性にも
優れているため、その特性を生かされた用途も多く、特
に、電気・電子機器、事務機器、自動車、産業機器など
で要求されている高自己潤滑特性を目的とした軸受、歯
車、ローラー、滑り板、レバー、ガイドなどの摺動部品
材料として使われている。

【０００３】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、自己潤滑特性の一層の向上が望
まれている。従来、ポリアセタール樹脂の潤滑特性をさ
らに改良するために、例えば、特公昭４６−５３２１号
公報には、ポリアセタールにオイルを含浸混入させる方
法が開示されている。しかしながら、この方法ではオイ
ルの保持が悪く、成形性に劣る欠点がある。特公昭６２
−２５３６５０号公報にはポリアセタール樹脂にメルト
インデックス１０以上のポリエチレンを添加する方法、
特開昭５７−５７１４号公報にはポリアセタールにエス
テル系潤滑剤と低密度ポリエチレンとを組み合わせる方
法、特開平２−１３８３５７号公報にはポリアセタール
にポリオレフィンを主鎖ポリアクリレートなどを側鎖と
するグラフト共重合体と全炭素数１２以上の脂肪酸或は
脂肪酸エステルなどとを組み合わせる方法が、それぞれ
開示されている。これらの場合では、ポリエチレンやオ
レフィン系グラフト共重合体などとポリアセタールとの
相溶性が悪いため、層状剥離を起こしやすく、機械的特
性などの一般物性の低下が大きいなどの欠点があるう
え、自己潤滑性においても、かならずしも満足するもの
ではない。また、特開平３−７０７６４号公報には、ポ
リアセタールにイソシアネート化合物、酸性基を有する
ポリエチレンワックスおよびジアミド系またはジエステ
ル系潤滑剤などを組み合わせる方法が開示されている。
この方法でも、摩耗の点で優れているが、自己潤滑性の
向上は期待できない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本願発明は、上記の問
題点を解決し、本来有しているポリアセタール樹脂の優
れた機械的特性、電気的特性、耐疲労性や耐薬品性など
を損なうことなく、特に、自己潤滑性に極めて優れたポ
リアセタール樹脂組成物を提供することを目的とするも
のである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、自己潤滑性
に優れたポリアセタール樹脂組成物を開発すべく鋭意研
究を重ねた結果、ポリアセタール樹脂に、特定のアクリ
ル誘導体と特定のポリエチレンワックスを添加・配合し
て、均一に溶融混練する。または、ポリアセタール樹脂
に、特定のアクリル誘導体、特定のポリエチレンワック
ス、および、ラジカル開始剤とを添加・配合して、均一
に溶融混練することによって、前記目的を達成しうる知
見を得て、本発明を完成させた。

【０００６】即ち、本願発明は、自己潤滑性に極めて優
れたポリアセタール樹脂組成物に関する。更に詳しく言
えば、本願発明は、ポリアセタール樹脂（Ａ）１００重
量部に対して、下記の式

【０００７】

【化３】

【０００８】〔Ｒ１は水素、またはメチル基、Ｒ２は炭
素数８以上の脂肪族アルキル基である〕で表されるアク
リル誘導体（Ｂ）０．１０〜１０．０重量部とポリエチ
レンワックス（Ｃ）０．１０〜１０．０重量部とを添加
・配合して、均一に溶融混練してなる。または、ポリア
セタール樹脂（Ａ）１００重量部に対して、下記の式

【０００９】

【化４】

【００１０】〔Ｒ１は水素、またはメチル基、Ｒ２は炭
素数８以上の脂肪族アルキル基である〕で表されるアク
リル誘導体（Ｂ）０．１０〜１０．０重量部、ポリエチ
レンワックス（Ｃ）０．１０〜１０．０重量部、およ
び、ラジカル開始剤（Ｄ）０．０１〜１．０重量部を添
加・配合して、均一に溶融混練してなる自己潤滑性の改
良されたポリアセタール樹脂組成物に関する。

【００１１】本願発明において、ポリアセタール樹脂
（Ａ）とは、既に一般に市販されているポリアセタール
（ポリオキシメチレン）、および、ポリアセタールコポ
リマーを意味する。更に具体的に言えば、例えば、ホル
ムアルデヒド、または、その３量体（トリオキサン）、
並びに、その４量体（テトラオキサン）を原料として製
造される実質的にオキシメチレン単位構造からなるオキ
シメチレンホモポリマー、および、或いは、ホルムアル
デヒド、または、その３量体（トリオキサン）、並び
に、その４量体（テトラオキサン）とエチレンオキサイ
ド、エピクロルヒドリン、１，３−ジオキソラン、１，
３，５−トリオキセパン、グリコ−ルのホルマール、ジ
グリコールのホルマール、ジグリコールのホルマール等
の炭素数２〜８の環状エーテルから製造されるオキシア
ルキレン単位構造を０．１０〜２０重量％含有するオキ
シメチレンコポリマー、或いは、および、オキシメチレ
ンホモポリマー、または、オキシメチレンコポリマーを
主構造としてオキシメチレン単位構造以外のブロック構
造、または、末端構造を有するオキシメチレンブロック
コポリマー、または、オキシメチレングラフトポリマ
ー、若しくは、架橋構造を有する公知のオキシメチレン
架橋ポリマーなどのことを意味する。

【００１２】本願発明において添加・配合されるアクリ
ル誘導体（Ｂ）とは、下記の一般式

【００１３】

【化５】 〔Ｒ１は水素、またはメチル基、Ｒ２は炭素数８以上の
脂肪族アルキル基である〕で示すアクリル酸、または、
メタクリル酸から誘導される炭素数８以上の脂肪族アル
キルのエステル化合物であることを意味する。さらに具
体的に言えば、例えば、メタクリル酸ラウリル、メタク
リル酸ドデシルペンタデシル、メタクリル酸２−エチル
ヘキシル、メタクリル酸ベヘニル、メタクリル酸セチ
ル、メタクリル酸ステアリル、アクリル酸ステアリルな
どを挙げることができる。

【００１４】また、本発明におけるアクリル誘導体は液
状、粉末、フレーク、塊状のいかなる性状のものでも、
本発明に含まれる。

【００１５】本願発明を実施するとき、アクリル誘導体
（Ｂ）の配合量は、ポリアセタール樹脂１００重量部に
対して０．１０〜１０．０重量部より好ましくは０．５
０〜５．０重量部である。１０．０重量部を超える量を
用いる場合はポリアセタールの成形特性が低下し、０．
１０以下では本発明の目的効果は少ない。

【００１６】また、本願発明を実施するとき、アクリル
誘導体（Ｂ）の配合量は０．１０〜１０．０重量部の範
囲であれば、単独で使用してもよいし、２種類以上組み
合わせて使用してもよい。

【００１７】本発明において、添加・配合されるポリエ
チレンワックス（Ｃ）とは、ポリエチレン、エチレンと
α−オレフィンとの共重合体もしくは、それらを酸変性
によって極性基を導入した型のものであることを意味す
る。その数平均分子量は５００〜１５，０００であり、
より好ましくは１，０００〜１０，０００である。エチ
レンとα−オレフィンとの共重合体はエチレン５０〜９
９ｍｏｌ％とα−オレフィン５０〜１ｍｏｌ％との共重
量体であり、より好ましくはエチレン５０〜９９ｍｏｌ
％とプロピレン５０〜１ｍｏｌ％との共重量体である。

【００１８】本発明におけるポリエチレンワックス
（Ｃ）は、その製造方法と関係なく、例えば、チーグラ
ー触媒などで直接重合する方法、高分子量ポリエチレン
あるいはエチレン／α−オレフィン共重合体製造時の副
生物として得る方法、高分子量ポリエチレンあるいはエ
チレン／α−オレフィン共重合体の熱分解物として得る
方法、上記のポリエチレンあるいはエチレン／α−オレ
フィン共重合体をパーオキシドや酸素などで処理してカ
ルボキシル基、カルボニル基や水酸基などの極性基を導
入する酸化変成によって得る方法、上記のポリエチレン
あるいはエチレン／α−オレフィン共重合体を無機酸、
有機酸などで処理してカルボキシル基、カルボニル基や
水酸基などの極性基を導入する酸変成によって得る方法
などのいかなる製造方法によるものでも、本発明に含ま
れる。

【００１９】また、本発明におけるポリエチレンワック
ス（Ｃ）は、高密度や低密度のものでも、液状、粉末、
フレーク、塊状のいかなる物理状態のものでも、本発明
に含まれる。

【００２０】本願発明を実施するとき、ポリエチレンワ
ックス（Ｃ）の配合量は、ポリアセタール樹脂１００重
量部に対して０．１０〜１０．０重量部より好ましくは
１．０〜５．０重量部である。ポリエチレンワックスの
配合量が、０．１０重量部より少ないと、本発明の目的
効果は少ない。また、逆に、ポリエチレンワックスの配
合量が、１０．０重量部より多くなると、ポリアセター
ル樹脂の機械物性が低下するうえ、層状剥離が発生しや
すいため、実用的ではない。

【００２１】また、本願発明を実施するとき、ポリエチ
レンワックス（Ｃ）の配合量は０．１０〜１０．０重量
部の範囲であれば、単独で使用してもよいし、２種類以
上組み合わせて使用してもよい。

【００２２】本発明において、添加・配合されるラジカ
ル開始剤（Ｄ）とは、ポリアセタールを溶融・混練する
さい、ラジカルが発生する過酸化物やアゾ化合物などの
ことを意味する。更に具体的に言えば、例えば、ｔ−ブ
チルヒドロペルオキシド、ジイソプロピルベンゼンヒド
ロペルオキシド、 α、α’−ビス（ｔ−ブチルペルオ
キサイド−ｍ−イソペロピル）ベンゼン、ジ−ｔ−ブチ
ルペルオキシド、ｔ−ブチルクミルペルオキシド、ジク
ミルペルオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ
−ブチルペルオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−
２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）−３−ヘキサン、
１，１−ビス（ｔ−ブチルペルオキシド）−３，３，５
−トリメチルシクロヘキサン、４，４−ビス−（ｔ−ブ
チルペルオキシド）吉草酸−ｎ−ブチルなどの過酸化
物、または、アゾビスイソブチロニトリル、１，１’−
アゾビスホルムアミドなどのアゾ化合物を挙げることが
できる。

【００２３】本願発明を実施するとき、ラジカル開始剤
（Ｄ）の配合量は、ポリアセタール樹脂１００重量部に
対して０．０１〜１．０重量部より好ましくは０．０３
〜０．３重量部である。ラジカル開始剤の配合量が、
０．０１重量部より少ないと、本発明の目的効果を十分
に達成できない。また、１．０重量部を超えると、使用
するラジカル開始剤の種類によっては、ポリアセタール
樹脂の過度の分解を起こすため好ましくない。

【００２４】本願発明を実施するとき、特殊な品質のポ
リアセタール樹脂を選ぶ必要はなく、通常、安定剤や酸
化防止剤などを添加してある粉末、フレーク、或いは、
ペレットなどの市販されているポリアセタール樹脂の中
から、その用途を考慮して適宜に選択すれば、十分にそ
の目的を達成することができる。

【００２５】本願発明を実施するとき、本願発明のポリ
アセタール樹脂組成物には、所望により更に、カーボン
ブラックや公知の充填剤、顔料、酸化防止剤、帯電防止
剤、光安定剤、核化剤などの従来公知の添加剤一種類以
上を、適宜に添加することができる。

【００２６】本願発明を実施するとき、本願発明のポリ
アセタール樹脂組成物の混合・混練の方法については、
特に制限はなく、一般公知の混合・混練装置で容易に製
造することができる。

【００２７】また、本願発明のポリアセタール組成物
は、一般公知の成形方法、即ち、射出成形法、押出成形
法、圧縮成形法、吹込成形法、真空成形法、発泡成形法
などによって容易に成形することができる。

【００２８】以下、本願発明を実施例によりさらに具体
的に説明するが、本願発明の実施態様や発明の範囲を限
定するものとしては意図されていない。

【００２９】

【実施例】

実施例１ ポリアセタール樹脂〔三菱瓦斯化学製、ユピタールＦ２
０−０１〕１００重量部、メタクリル酸ステアリル〔三
菱瓦斯化学製、ＳＭＡ〕１．０重量部、および、分子量
＝７，４００、酸価＝０のポリエチレンワックス〔三井
石油化学製、ハイワックス７２０Ｐ〕３．０重量部〔表
１参照〕をそれぞれ秤取り、スーパーミキサー〔川田製
作所製〕を用いて均一に混合したのち、２軸押出機〔池
貝鉄工製、ＰＣＭ−３０、スクリュー径３０ｍｍ〕を用
いて、スクリュー回転数５０ｒｐｍ、シリンダー設定温
度２００℃の条件下に溶融混練したのち、ペレット化し
た。続いて、ペレットを温度８０℃の熱風乾燥機を用い
て４時間乾燥させたのち、インラインスクリュー型射出
成形機〔日精樹脂工業製、ＰＳ−４０〕を用いて、シリ
ンダー温度２００℃、金型温度８０℃、成形サイクル３
０秒の操作条件下で円筒型スラスト試験片を成形した。
ここに得られた円筒型スラスト試験片２個を組合せ、オ
リエンテック製スラスト式摩擦摩耗試験機を用い、線速
度１０ｃｍ／ｓｅｃ、走行時間５分間間隔で荷重を５Ｋ
ｇｆ／ｃｍ² ずつ増加するようにして、溶融面圧、きし
み音発生面圧、動摩擦係数などの摺動特性を測定した。
結果を表２に示した。

【００３０】実施例２〜５ 実施例１において、分子量＝７，４００、酸価＝０のポ
リエチレンワックス〔三井石油化学製、ハイワックス７
２０Ｐ〕３．０重量部の替わりに、それぞれ、分子量＝
４，０００、酸価＝０のポリエチレンワックス〔三井石
油化学製、ハイワックス ４２０Ｐ〕、分子量＝１１，
０００、酸価＝０のポリエチレンワックス〔三井石油化
学製、ハイワックス１１００Ｐ〕、分子量＝４，００
０、酸価＝１のポリエチレンワックス〔三井石油化学
製、ハイワックス４０５ＭＰ〕、および、分子量＝２，
０００、酸価＝２２〜２８のポリエチレンワックス〔ヘ
キスト製、ヘキストワックス５２２〕を、各３．０重量
部〔表１参照〕使用した以外は、全て実施例１と同様に
処理して、表２に示す結果を得た。

【００３１】実施例６、７ 実施例１において、メタクリル酸ステアリル〔三菱瓦斯
化学製、ＳＭＡ〕１．０重量部の替わりに、メタクリル
酸ベヘニル〔日本油脂製、ブレンマーＶＭＡ〕、およ
び、メタクリル酸ラウリル〔三菱瓦斯化学製、ＬＭＡ〕
を、それぞれ、１．０重量部〔表１参照〕使用した以外
は、全て実施例１と同様に処理して、表２に示す結果を
得た。

【００３２】実施例８〜１４ 実施例１において、メタクリル酸ステアリル〔三菱瓦斯
化学製、ＳＭＡ〕、および、分子量＝７，４００、酸価
＝０のポリエチレンワックス〔三井石油化学製、ハイワ
ックス７２０Ｐ〕の配合量を、それぞれ表１に示した重
量部に変更した以外は、全て実施例１と同様に処理し
て、表２に示す結果を得た。

【００３３】実施例１５ 実施例１において、分子量＝７，４００、酸価＝０のポ
リエチレンワックス〔三井石油化学製、ハイワックス７
２０Ｐ〕の配合量を３．０重量部から１．５重量部に変
更し、また、さらに、分子量＝４，０００、酸価＝１の
ポリエチレンワックス〔三井石油化学製、ハイワックス
４０５ＭＰ〕１．５重量部〔表１参照〕を配合した以外
は、全て実施例１と同様に処理して、表２に示す結果を
得た。

【００３４】実施例１６ 実施例１５において、分子量＝７，４００、酸価＝０の
ポリエチレンワックス〔三井石油化学製、ハイワックス
７２０Ｐ〕の配合量を１．５重量部から１．０重量部
に、また、分子量＝４，０００、酸価＝１のポリエチレ
ンワックス〔三井石油化学製、ハイワックス４０５Ｍ
Ｐ〕の配合量を１．５重量部から１．０重量部〔表１参
照〕に変更した以外は、全て実施例１と同様に処理し
て、表２に示す結果を得た。

【００３５】実施例１７ 実施例１において、ポリアセタール樹脂〔三菱瓦斯化学
製、ユピタールＦ２０−０１〕１００重量部、メタクリ
ル酸ステアリル〔三菱瓦斯化学製、ＳＭＡ〕１．０重量
部、および、分子量＝７，４００、酸価＝０のポリエチ
レンワックス〔三井石油化学製、ハイワックス７２０
Ｐ〕３．０重量部をそのままにして、さらに、２，５−
ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシド）ヘキ
サン〔日本油脂製、パーヘキサ２５Ｂ−４０〕０．０５
重量部〔表１参照〕を配合した以外は、全て実施例１と
同様に処理して、表２に示す結果を得た。

【００３６】実施例１８ 実施例１７において、２，５−ジメチル−２，５−ジ
（ｔ−ブチルペルオキシド）ヘキサン〔日本油脂製、パ
ーヘキサ２５Ｂ−４０〕０．０５重量部の替わりに、ジ
クミルペルオキシド〔日本油脂製、パークミルＤ−４
０〕０．０５重量部〔表１参照〕を使用した以外は、全
て実施例１と同様に処理して、表２に示す結果を得た。

【００３７】比較例１ ポリアセタール樹脂〔三菱瓦斯化学製、ユピタールＦ２
０−０１〕１００重量部〔表３参照〕のみを使用し、実
施例１と同様に処理して、表４に示した結果を得た。

【００３８】比較例２ ポリアセタール樹脂〔三菱瓦斯化学製、ユピタールＦ２
０−０３〕１００重量部〔表３参照〕のみを使用し、実
施例１と同様に処理して、表４に示した結果を得た。

【００３９】比較例３ ポリアセタール樹脂〔三菱瓦斯化学製、ユピタールＦ２
０−０１〕１００重量部、および、分子量＝７，４０
０、酸価＝０のポリエチレンワックス〔三井石油化学
製、ハイワックス７２０Ｐ〕３．０重量部〔表３参照〕
を使用し、実施例１と同様に処理して、表４に示した結
果を得た。

【００４０】比較例４、５ 比較例３において、分子量＝７，４００、酸価＝０のポ
リエチレンワックス〔三井石油化学製、ハイワックス７
２０Ｐ〕の配合量を３．０重量部から、それぞれ５．０
重量部と１０．０重量部〔表３参照〕に変更した以外
は、全て実施例１と同様に処理して、表４に示した結果
を得た。

【００４１】比較例６ 比較例３において、分子量＝７，４００、酸価＝０のポ
リエチレンワックス〔三井石油化学製、ハイワックス７
２０Ｐ〕３．０重量部の替わりに、分子量＝１００，０
００、酸価＝０のポリエチレン〔三井石油化学製、ミペ
ロン〕３．０重量部〔表３参照〕に使用した以外は、全
て実施例１と同様に処理して、表４に示した結果を得
た。

【００４２】比較例７ ポリアセタール樹脂〔三菱瓦斯化学製、ユピタールＦ２
０−０１〕１００重量部、および、メタクリル酸ステア
リル〔三菱瓦斯化学製、ＳＭＡ〕５．０重量部〔表３参
照〕を使用し、実施例１と同様に処理して、表４に示し
た結果を得た。

【００４３】比較例８ ポリアセタール樹脂〔三菱瓦斯化学製、ユピタールＦ２
０−０１〕１００重量部、メタクリル酸ステアリル〔三
菱瓦斯化学製、ＳＭＡ〕５．０ 重量部、および、２，
５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシド）
ヘキサン〔日本油脂製、パーヘキサ２５Ｂ−４０〕０．
１０重量部〔表３参照〕を使用し、実施例１と同様に処
理して、表４に示した結果を得た。

【００４４】

【発明の効果】本願発明のポリアセタール樹脂組成物
は、ポリアセタール樹脂に、特定のアクリル誘導体と特
定のポリエチレンワックスを添加・配合して、均一に溶
融混練してなる。または、ポリアセタール樹脂に、特定
のアクリル誘導体、特定のポリエチレンワックス、およ
び、ラジカル開始剤とを添加・配合して、均一に溶融混
練してなるものであって、ポリアセタール樹脂本来の機
械的特性、電気的特性、耐疲労性や耐薬品性などを損な
うことなく、特に、自己潤滑性に極めて優れているの
で、高自己潤滑性などを要求される各種摺動部品の材料
として好適に用いることができる。

【００４５】

【表１】

【００４６】

【表２】

【００４７】

【表３】

【００４８】

【表４】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｌ 23:26） (56)参考文献 特開 平４−224856（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−44286（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08L 59/00 - 59/04

Claims (3)

(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
   に対して、（Ｂ）下記の式 【化１】 〔Ｒ１は水素、またはメチル基、Ｒ２は炭素数８以上の
   脂肪族アルキル基である〕で表されるアクリル誘導体
   ０．１０〜１０．０重量部、および、（Ｃ）ポリエチレ
   ンワックス０．１０〜１０．０重量部を添加・配合し
   て、均一に溶融混練してなるポリアセタール樹脂組成
   物。
2. 【請求項２】 （Ａ）ポリアセタール樹脂１００重量部
   に対して、（Ｂ）下記の式 【化２】 〔Ｒ１は水素、またはメチル基、Ｒ２は炭素数８以上の
   脂肪族アルキル基である〕で表されるアクリル誘導体
   ０．１０〜１０．０重量部、（Ｃ）ポリエチレンワック
   ス０．１０〜１０．０重量部、および、（Ｄ）ラジカル
   開始剤０．０１〜１．０重量部を添加・配合して、均一
   に溶融混練してなるポリアセタール樹脂組成物。
3. 【請求項３】 ポリエチレンワックスが数平均分子量５
   ００〜１５，０００であり、ポリエチレン、エチレンと
   α−オレフィンとの共重合体もしくは、それらを酸変性
   によって極性基を導入した型のものである請求項１と請
   求項２記載のポリアセタール樹脂組成物。