JP3381801B2 - ポリアミド樹脂組成物 - Google Patents

ポリアミド樹脂組成物

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【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、摺動部品用ポリアミド
樹脂組成物に関し、さらに詳しくは、すべり摩擦係数が
低く、ざらつき摩耗量が少なく、繰り返し疲労による性
能低下の少ない摺動部品を提供し得るような、強化ポリ
アミド樹脂組成物に関する。 【0002】 【従来の技術】ポリアミドは機械特性、耐摩耗性に優れ
ているため、ギア、カム軸受などの摺動部品に広く用い
られている。この種の用途に使用されるプラスチック材
料については、 すべり摩擦係数が低いこと ざらつき摩耗量の少ないこと 繰り返し疲労等の連続荷重に耐える疲労限界が高い
という機械特性に優れたものであること 軟化温度が高いこと 成形が容易であること を満たすことが必要とされる。 【0003】しかしながら、従来用いられているポリア
ミド樹脂等は上記のような特性を充分に備えておらず、
特にざらつき摩耗量を低く抑えることができない上、繰
り返し疲労等の連続荷重に耐える疲労限界が充分でない
という問題があった。 【0004】このため、ポリアミド樹脂については、そ
の摩擦係数を下げる目的で、テフロン樹脂、シリコンオ
イル、鉱物油、高密度ポリエチレン等を混入したものが
市販されているが、これらの添加剤はポリアミド樹脂と
は相溶しないか、界面接着しないため、依然としてざら
つき摩耗量が多く、繰り返し疲労等の連続荷重に耐える
疲労限界も不充分である。 【0005】一方、他のポリアミド樹脂組成物としてエ
チレン/プロピレン/1,4−ヘキサジエンおよびエチ
レン/無水マレイン酸の混合物をポリアミド樹脂に添加
したもの(特開昭51−143061号)が提案されて
おり、耐衝撃性の向上によって繰り返し疲労等の連続荷
重に耐える疲労限度は多少向上するが、ざらつき摩耗量
は低減されていない。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の問題を解決し、すべり摩擦係数、ざらつき摩耗量が低
く、かつ繰り返し疲労等の連続荷重に対する疲労限界が
充分に高い成形品を与え得るポリアミド樹脂組成物を提
供することを目的とする。 【0007】 【課題を解決するための手段】前記課題を解決すること
のできた本発明は、ポリアミド樹脂組成物が、(A)ポ
リアミド樹脂85〜95重量部および(B)ワラストナ
イト5〜15重量部の合計100重量部に対して、
(C)不飽和グリシジル化合物または不飽和カルボン酸
および/または不飽和ジカルボン酸無水物で変性された
変性スチレン系共重合体が1〜30重量部と、(D)不
飽和グリシジル化合物または不飽和カルボン酸および/
または不飽和ジカルボン酸無水物で変性された重量平均
分子量5〜40万の変性高密度ポリエチレンが0.5〜
10重量部含有されており、前記(C)(D)の少なく
とも一方が不飽和グリシジル化合物で変性されていると
ころに要旨を有する。 【0008】 【作用】本発明では、ポリアミド樹脂として公知のナイ
ロン6、6,6、6,10、11、12等のポリアミド
の1種類以上を非限定的に用いることができ、その適正
使用量は85〜95重量部である。また、本発明におい
て用いられる(B)ワラストナイトは、無機充填剤であ
り、一般市販のものを使用することができる。ワラスト
ナイトの好ましい使用量は5〜15重量部であり、上記
ポリアミドとの合計を100重量部とする。ワラストナ
イトが5重量部未満のときは、機械的性質および熱的性
質が不充分となり、一方15重量部を超えると、表面の
良好な成形品が得難く、耐摩耗性が損なわれる。より好
ましい使用量は、5〜10重量部である。 【0009】本発明のポリアミド樹脂組成物には、上記
ポリアミドとワラストナイトの他に少なくとも一方が不
飽和グリシジル化合物で変性された変性スチレン系共重
合体(C)と変性高密度ポリエチレン(D)が必須の構
成成分として含まれる。これらの成分は、摩擦特性およ
び疲労限界の向上に寄与する。 【0010】スチレン系共重合体とは、公知のS(スチ
レン)−B(ブタジエン)−S型の対称ブロック型構造
をしたスチレンブロックコポリマーである。SおよびB
はそれぞれ重合体ブロックを示し、中心ブロックBは、
ポリイソプレンでもかまわないが、ポリブタジエンが好
ましい。また、水素添加によって、ポリブタジエン中の
二重結合の一部を飽和アルキル基(エチレン鎖)にした
もの(SEBS)が推奨される。両末端ブロックSは、
芳香族炭化水素の重合体ブロックを示し、好適にはポリ
スチレンからなるブロックである。末端ブロックSの分
子量は4000〜115000、より好ましくは500
0〜15000、中心ブロックBの分子量は20000
〜45000、より好ましくは25000〜10000
0であることが望ましい。 【0011】このような水素添加スチレン系ブロック共
重合体は、容易に市場で入手でき、例えばシエル化学よ
り「クレイトンG1650」、「クレイトンG165
1」、「クレイトンG1657」等の商品名およびグレ
ード名で市販されている。 【0012】本発明における変性前の高密度ポリエチレ
ンとは、分子量が5〜40万、密度0.94kg/cm
2 以上の高密度ポリエチレンを意味する。分子量が5万
未満では、得られる成形品の耐摩耗性が不充分となり、
分子量が40万を超えると成形が困難になるため好まし
くない。本発明において用いられる高密度ポリエチレン
は、その性質を損なわない範囲内で他のモノマー、例え
ばプロピレン、ブテン−1、ペンテン、4−メチルペン
テン−1、ヘキセン、オクテン、デセン等のα−オレフ
ィン類、ブタジエン、イソプレン等のジエン類、シクロ
ペンテン、シクロヘキセン、シクロペンタジエン等のシ
クロオレフィン類、メチルアクリレート、エチルアクリ
レート、ブチルアクリレート等のアクリレート類が共重
合されていてもよい。 【0013】これらのスチレン系共重合体および高密度
ポリエチレンを変性させるための不飽和グリシジル化合
物としては、グリシジルメタクリレート、グリシジルア
クリレート、アクリルグリシジルエーテル、グリシジル
イタコネート等が挙げられ、なかでもグリシジルメタク
リレートが好ましい。また不飽和カルボン酸または不飽
和ジカルボン酸無水物としては、例えばアクリル酸、メ
タクリル酸、クロトン酸、オレイン酸等の不飽和カルボ
ン酸や、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラ
コン酸等の不飽和ジカルボン酸が挙げられ、これらのう
ち1種以上を用いることができる。特に無水マレイン酸
が好ましい。本発明の目的には、不飽和グリシジル化合
物が好ましく、スチレン共重合体または高密度ポリエチ
レンの少なくとも一方が不飽和グリシジル化合物で変性
されていることが必要である。 【0014】前記スチレン系共重合体または高密度ポリ
エチレンと不飽和グリシジル化合物または不飽和カルボ
ン酸無水物および/または不飽和カルボン酸との変性反
応は重合時、共重合するラジカル発生用の有機過酸化物
の存在下に、スチレン系共重合体または高密度ポリエチ
レンと上記を混合し、押出機、ミキサー等で100〜2
50℃で1〜10分混練することによって行なうことが
できる。不飽和グリシジル化合物は共重合が、また不飽
和酸はグラフト変性が好ましい。化合物の量は、スチレ
ン系共重合体または高密度ポリエチレンに対して、0.
1〜10重量部が好ましい。不飽和グリシジル化合物に
よる変性が有効な理由は明確でないか、グリシジル基は
ポリアミド樹脂のカルボキシル基末端とアミノ基末端両
方共反応しうるため、結合性が向上するためと考えられ
る。 【0015】変性スチレン系共重合体(C)は、(A)
ポリアミド樹脂と(B)ワラストナイトの合計100重
量部に対して、1〜30重量部配合される。1重量部未
満の場合、繰り返し疲労性の改善が見られず、30重量
部より多いと、ざらつき摩耗量が多くなる。また、変性
高密度ポリエチレン(D)の配合量は上記(A)+
(B)=100重量部に対して0.5〜10重量部とす
る。0.5重量部未満の場合は、成形品の耐摩耗性が不
充分であり、含有量が10重量部を超えると成形品の剛
性等の力学的性質が低下すると共に耐熱性も低下するた
め好ましくない。 【0016】本発明の樹脂組成物においては、成形品と
した場合の摺動特性、すなわち摩擦・摩耗特性のより一
層の改良のために、上記4成分の他に炭素繊維、フッ素
樹脂粉末、二硫化モリブデン、ガラスビーズ等の添加剤
を添加することができる。また、成形品の力学的性質、
電気的性質等の改良のために、炭素カルシウム、硫酸バ
リウム等の充填材、チタン酸カリウム等のウイスカー、
カーボンブラック、金属粉末等の導電性改良充填材を樹
脂成形品の摺動特性を損なわない範囲内において添加す
ることができる。さらに、酸素、熱、紫外線等に対する
劣化防止剤や、安定剤、滑剤、可塑剤、難燃剤、帯電防
止剤、着色剤、離型剤等を樹脂成形品の摺動特性を損な
わない範囲内において添加してもよい。 【0017】本発明における樹脂組成物は、各成分を単
軸押出機、二軸押出機、ニーダー、二軸ロール等の装置
を用いて混練することにより製造される。用いられる混
練機の種類や混練条件についての制限は特にない。 【0018】 【実施例】以下本発明を実施例を用いて具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。なお、以下の各例において得られたポリアミド樹脂
成形品の各物性は下記の試験方法に基づいて測定した。 【0019】耐すべり摩擦性:鈴木式スラスト摩耗試験
機を使用し、相手材としてS−45C鋼(摩擦面積1.
6cm2 )を用い、摩擦速度10cm/s、荷重40k
g/cm2 の条件で1時間連続運転した時の摩擦係数μ
を求めた。 耐ザラツキ摩耗性:テーバーマモウ試験機を使用し、摩
耗論としてはH−18を用い、1000回転後の樹脂成
形品の摩耗量mgを求めた。 【0020】繰り返し疲労性:図1に示す屈曲疲労試験
機を作成し、試料である樹脂成形品(10mm幅で1m
m厚)の外観に異常(シワ、白化、クラック等)が発生
するまでのサイクル数を測定した。チャック間ストロー
クは68mmである(最大70mm、最小2mm)。 【0021】実施例1〜3、比較例1〜6 ポリアミド樹脂としてナイロン6(RV=2.5)を、
変性前スチレン系共重合体としてはSEBS1(スチレ
ン分率20%)とSEBS2(スチレン分率40%)
を、また、変性前高密度ポリエチレンとしては重量平均
分子量が14万ポリエチレンを使用した。スチレン系共
重合体および高密度ポリエチレンの変性は、過酸化物と
して2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオ
キシ)ヘキサン(パーヘキシン25B、日本油脂製)
0.3重量%とグリシジルメタクリレート3重量%また
は無水マレイン酸1重量%を加え、240℃×3分間溶
融混合して行ない、変性体を得た。 【0022】またPEGMAはグリシジルメタクリレー
ト5重量%をエチレンと共重合して得られた重量平均分
子量約10万の変性体である。表1、2に示したそれぞ
れの成分の所定量を、30mm2軸押出機を用いてブレ
ンドしてペレットを製造した。シリンダー温度は265
℃とした。得られたペレットは70℃で16時間真空乾
燥した。このペレットを、シリンダー温度265℃、金
型温度80℃に調整された射出成形機によりテストピー
スを成形し、評価結果を表1、2に併記した。 【0023】 【表1】【0024】 【表2】【0025】 【発明の効果】本発明のポリアミド樹脂組成物は、すべ
り摩擦係数が低く、ざらつき摩耗量が少なく、繰り返し
疲労による性能低下が少ないので、ギア、カム、軸受な
どの動的用途を目的とする成形用材料として非常に有用
である。
【図面の簡単な説明】 【図1】繰り返し疲労特性を評価するための測定装置の
概略説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 23/26 C08L 53/02 C08L 77/00 - 77/12

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 (A)ポリアミド樹脂85〜95重量部
    および(B)ワラストナイト5〜15重量部の合計10
    0重量部に対して、(C)不飽和グリシジル化合物また
    は不飽和カルボン酸および/または不飽和ジカルボン酸
    無水物で変性された変性スチレン系共重合体1〜30重
    量部、および(D)不飽和グリシジル化合物または不飽
    和カルボン酸および/または不飽和ジカルボン酸無水物
    で変性された重量平均分子量5〜40万の変性高密度ポ
    リエチレン0.5〜10重量部が含有されており、前記
    (C)(D)の少なくとも一方が不飽和グリシジル化合
    物で変性されていることを特徴とするポリアミド樹脂組
    成物。
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JP6909417B1 (ja) * 2019-09-12 2021-07-28 東洋紡株式会社 ポリアミド樹脂組成物、及びポリアミド樹脂成形品

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