JP4042192B2

JP4042192B2 - 樹脂組成物

Info

Publication number: JP4042192B2
Application number: JP36764997A
Authority: JP
Inventors: 一夫平井; 勝利熊沢
Original assignee: Oiles Corp
Current assignee: Oiles Corp
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 2008-02-06
Anticipated expiration: 2017-12-26
Also published as: JPH11189727A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、樹脂組成物に関し、詳しくは、機械的特性、成形加工性に優れ、且つ、成形体の表面外観の良好な、しかも、成型品を摺動部品として使用した場合、摩擦係数、耐摩耗性、耐久性などの摺動特性に優れた摺動部品を提供する樹脂組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車部品、電気・電子製品、事務機器の部品の小型・軽量化に伴い、多くのプラスチック製品が、軸受、カム、歯車、滑り板、ガイド部材などの摺動部品として広く使用されいる。これら摺動部品には、機械的特性、摺動特性に優れていると共に成形加工性、例えば、スクリュー食い込み性に優れている材料が求められている。そして、斯かる要求を達成するための幾つかの提案がなされている。
【０００３】
例えば、特開昭５０−１２１３４４号公報には、熱可塑性樹脂５０〜９８．５重量％、シリコン油０．１〜２５重量％とシリコーンゴム０．１〜２５重量％から成り、シリコン油重量／シリコーンゴム重量＝０．３〜２５である潤滑性の優れた樹脂組成物が提案されている。
【０００４】
また、特開平４−２３４４５０号公報には、ポリアセタール樹脂８０〜９９．５重量％、１,０００,０００ｃＳｔ以上の粘度を有するシリコーンガム１．０〜１０．０重量％とポリテトラフルオロエチレン樹脂０．５〜１０．０重量％とを含有するポリアセタル樹脂組成物が提案されている。
【０００５】
しかしながら、上記の樹脂組成物からなる成形品は、モールドデポジットやフローマーク等が生じて表面状態が悪く、また、当該成形品を摺動部材として使用した場合、摺動特性の向上には十分な量のシリコーン油、シリコーンガムまたはポリテトラフルオロエチレン樹脂を配合する必要があり、このような樹脂組成物からなる成形品は、表面がべとついたり、表面の剥離が起こり易くなるという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その目的は、食い込み性がよく、モールドデポジット、フローマークや表面の剥離がなく外観の良好な、且つ、成型品を摺動部品として使用した場合、摩擦係数、耐摩耗性、耐久性などの摺動特性に優れた摺動部品の樹脂組成物を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、熱可塑性樹脂１００重量部に、シリコーンガムとシリコーンゴムを特定量配合した樹脂組成物により、上記の目的を容易に達成し得るとの知見を得た。
【０００８】
本発明は、上記の知見に基づき完成されたものであり、その第一の要旨は、熱可塑性樹脂１００重量部、常温で固体状の分子間に架橋構造を有しないシリコーンガム０．１〜５重量部および部分的に架橋構造を有するシリコーン弾性体を微粒子化した粉末状シリコーンゴム０．１〜１０重量部から成ることを特徴とする樹脂組成物に存する。
【０００９】
第二の要旨は、熱可塑性樹脂１００重量部、常温で固体状の分子間に架橋構造を有しないシリコーンガム０．１〜５重量部、部分的に架橋構造を有するシリコーン弾性体を微粒子化した粉末状シリコーンゴム０．１〜１０重量部および相容化剤２０重量部以下から成ることを特徴とする樹脂組成物に存する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。先ず、熱可塑性樹脂について説明する。熱可塑性樹脂としては特に限定されるものではない。例えば、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、変成ポリオレフィン、エチレンービニルアセテート共重合体、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド樹脂、メタクリル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、セルロース系樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、アイオノマー樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、熱可塑性エラストマーなどを挙げることが出来る。これらの熱可塑性樹脂中、ポリエチレン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエステル系熱可塑性エラストマーが好ましい。
【００１１】
次に、シリコーンガムについて説明する。本発明において使用するシリコーンガムは、常温で固体状の分子間に架橋構造を有しないシリコーンである。すなわち、ジメチルポリシロキサンまたはそのメチル基の一部が水素、フェニル基、ハロゲン化フェニル基、ハロゲン化アルキル基、フルオロエステル基等の１種または２種以上で置換されたもので、常温での粘度が１,０００,０００ｃＳｔ以上、好ましくは５,０００,０００ｃＳｔ以上の架橋構造を有しないシリコーンである。
【００１２】
シリコーンガムの使用割合は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して０．１〜５重量部、好ましくは０．５〜４重量部である。シリコーンガムの使用割合が０．１重量部未満の場合は、摺動特性の改良効果が得られない。また、５重量部を超える場合は、表面剥離が起こり易くなる。
【００１３】
次に、シリコーンゴムについて説明する。本発明において使用するシリコーンゴムは、部分的に架橋構造を有するシリコーン弾性体を微粒子化した粉末状シリコーンゴムである。粉末状シリコーンゴムの粒径は０．１〜３００μｍ、好ましくは０．１〜３０μｍである。
【００１４】
シリコーンゴムとしては、例えば、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製の粉末状シリコーンゴム「トレフィルＥ５００」（商品名）が挙げられる。
【００１５】
シリコーンゴムの使用割合は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部、好ましくは１〜８重量部である。シリコーンゴムの使用割合が０．１重量部未満の場合は、摺動特性の改良効果が得られない。また、１０重量部を超える場合は、モールドデポジットが生じ易くなる。
【００１６】
本発明の樹脂組成物は、（ａ）熱可塑性樹脂に（ｂ）シリコーンガムおよび（ｃ）シリコーンゴムを配合して成り、機械的性質および摺動特性等の良好な特性と優れた成形加工性を有し、且つ、成形品の表面にフローマーク等が発生せず外観が良好である。更に、上述の成分に加えて（ｄ）相容化剤を当該樹脂組成物に配合することにより、一層優れた外観特性と成形加工性を発揮する。
【００１７】
相容化剤としては特に限定されるものではなく、反応型または非反応型の何れの相容化剤も使用することが出来る。例えば、無水マレイン酸で変成したスチレン系熱可塑性エラストマーの旭化成工業社製「タフテック」（商品名）、マクロモノマーとアクリル、スチレン、エチレンまたはブチレンテレフタレート等の各種ビニルモノマーとの共重合体の東亜合成化学工業社製「レゼダ」（商品名）、エチレン、無水マレイン酸およびアクリル酸エステルの共重合体の住化アトケム社製「ボンダイン」（商品名）、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体およびポリオレフィンのグラフト共重合体のハイテクプラスチック社製「ベネット」（商品名）等が挙げられる。これら相容化剤は２種以上を組み合わせて使用しても良い。
【００１８】
相容化剤の使用割合は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して２０重量部以下、好ましくは０．５〜１５重量部、より好ましくは５〜１０重量部である。相容化剤の使用割合が２０重量部を超える場合は、熱可塑性樹脂の機械的特性が低下する。
【００１９】
本発明の樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない限り、上述の成分に加えて公知の潤滑油剤、強化材、酸化防止剤、離型剤、難燃剤、耐候性改良剤などを、成形品の用途に応じて配合することが出来る。
【００２０】
潤滑油剤としては、鉱油、合成油などの潤滑油、フッ素樹脂、グラファイト、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤が挙げられ、強化剤としては、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、チタン酸カリウムウィスカ等が挙げられる。
【００２１】
本発明の樹脂組成物は公知の方法により製造される。例えば、上述の各成分を混合した後、一軸または二軸押出機により溶融押出して得られる。こうして製造された樹脂組成物を圧縮成形、押出成形または射出成形することによって成型品である摺動部材が容易に得られる。
【００２２】
斯かる樹脂組成物の調整において、基体である熱可塑性樹脂とシリコーンガムとを予め混練して、シリコーンガムを高濃度に含有した樹脂組成物を調整しておき、当該樹脂組成物とシリコーンゴムおよび基体熱可塑性樹脂とを混合して押出成形を行う方法は、基体である熱可塑性樹脂中にシリコーンガムを均一に分散させる上で好ましい方法である。基体熱可塑性樹脂中にシリコーンガムを高濃度に含有させた樹脂組成物としては、例えば、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製のシリコーンコンセントレートＢＹ２７シリーズが挙げられる。
【００２３】
熱可塑性樹脂、シリコーンガムおよびシリコーンゴムから成る本発明の樹脂組成物は、成形時の喰い込み性が優れ、モールドデポジットの発生もなく、成形加工性が良好であり、成型品にはフローマークや表面剥離がなく表面外観が優れている。また、本発明の樹脂組成物を成形してなる摺動部材は、必要な機械的特性が確保されると共に、摩擦係数、耐摩耗性、耐久性などの摺動特性に優れる。更に追加成分として、相容化剤を配合することにより、樹脂組成物は一層優れた外観特性と成形加工性を有し、高精度の小型の摺動部品の提供が容易である。
【００２４】
本発明の樹脂組成物は、小型の自動車部品、電気・電子製品の回転部材、機構部材、内蔵部材など、特に、軸受、カム、歯車、滑り板、ガイド部材などの摺動部品の成形に適している。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例により限定されるものではない。
【００２６】
（１）摺動特性（対樹脂）
鈴木式摩擦摩耗試験機を用いて、表１に記載の条件下で摩擦係数を測定した。
【００２７】
【表１】

【００２８】
（２）摺動特性（対金属）
鈴木式摩擦摩耗試験機を用いて、表２に記載の条件下で摩擦係数および摩耗量を測定した。
【００２９】
【表２】
すべり速度：３ｍ／ｍｉｎ
荷重：１０ｋｇｆ／ｃｍ²
試験時間：３時間（Ｈｒ）
試験片：方形状摺動部材（一辺３０ｍｍ、厚さ３ｍｍ）
相手材：円筒状相手材（機械構造用炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）、内径１２ｍｍ、外径２０ｍｍ、長さ２０ｍｍ）
潤滑：無潤滑
試験方法：試験片を固定し、該試験片の端面に相手材の端面を当接させ、該相手材を上記すべり速度で回転させる。
【００３０】
（３）成形性：
射出成型機（住友重機械工業社製、ＳＧ−５０）を使用して試験片を成形し、食い込み性の良否、モールドデポジットの有無を調べ、表３の評価基準にて評価した。
【００３１】
【表３】
評価
◎：優（モールドデポジットが無く、食い込み性も良い）
○：良（モールドデポジットが僅かにあり、また食い込み性も「◎」に比べて多少低下するが、成形上問題はない）
×：不可（モールドデポジットが数多くあり、食い込み性が悪く成形上問題がある）
（注）評価が○又は◎であることが望ましい。
【００３２】
（４）成形品の外観：
上記（３）の試験片の表面を目視により観察し、表４の評価基準にて評価した。
【００３３】
【表４】
評価
◎：優（フローマークおよび剥離が全く無い）
○：良（フローマークおよび剥離が僅かにある）
×：不可（フローマークおよび剥離の発生により、表面状態が悪い）
（注）評価が○又は◎であることが望ましい。
【００３４】
実施例１
ポリアセタール（ポリプラスチックス社製「ジュラコンＭ９０ー４４」）９９．５重量部に、シリコーンガム５０％含有ポリアセタール樹脂（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製「ＢＹ２７−００６」）１重量部および粉末状シリコーンゴム（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製「トレフィルＥ５００」）１重量部を添加してヘンシェルミキサーで混合し、３５ｍｍφ二軸押出機で溶融混練してペレットを得た。次いで、射出成形機（住友重機械工業社製「ＳＧー５０」）を使用して上記ペレットから試験片を成形し、その特性を測定した。結果を表５に示す。
【００３５】
実施例２〜９、比較例１〜５
実施例１において、表５乃至９に示すように組成を変更した以外は、実施例１と同様にして試験片を成形した。但し、実施例６〜９においては、実施例１のシリコーンガム５０％含有ポリアセタール樹脂の代わりに、シリコーンガム５０％含有ポリエチレン樹脂（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製「ＢＹ２７−００２」（実施例６）、シリコーンガム５０％含有ポリアミド樹脂（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製「ＢＹ２７−００５」（実施例７）、シリコーンガム５０％含有ポリブチレンテレフタレート樹脂（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製「ＢＹ２７−００９」（実施例８）およびシリコーンガム５０％含有ポリエステル系熱可塑性エラストマー（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製「ＢＹ２７−０１０」（実施例９）を使用した。成分組成および諸特性を表５乃至９に示す。
【００３６】
実施例１０
ポリアセタール（ポリプラスチックス社製「ジュラコンＭ９０ー４４」）９９．５重量部に、シリコーンガム５０％含有ポリアセタール樹脂（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製「ＢＹ２７−００６」）１重量部、粉末状シリコーンゴム（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製「トレフィルＥ５００」）５重量部および相容化剤（旭化成工業社製「タフテックＭ１９１３」）５重量部を添加してヘンシェルミキサーで混合し、３５ｍｍφ二軸押出機で溶融混練してペレットを得た。次いで、射出成形機（住友重機械工業（株）製「ＳＧー５０」）を使用して上記ペレットから試験片を成形し、その諸特性を測定した。結果を表１０に示す。
【００３７】
実施例１１〜１６
実施例１０において、表１０乃至１２に示すように組成を変更した以外は、実施例１０と同様にして試験片を成形した。但し、実施例１３〜１６においては、実施例１０の、シリコーンガム５０％含有ポリアセタール樹脂の代わりに、シリコーンガム５０％含有ポリエチレン樹脂（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製「ＢＹ２７−００２」（実施例１３）、シリコーンガム５０％含有ポリアミド樹脂（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製「ＢＹ２７−００５」（実施例１４）、シリコーンガム５０％含有ポリブチレンテレフタレート樹脂（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製「ＢＹ２７−００９」（実施例１５）およびシリコーンガム５０％含有ポリエステル系熱可塑性エラストマー（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製「ＢＹ２７−０１０」（実施例１６）を、また相容化剤としての旭化成工業社製「タフテックＭ１９１３」の代わりに、ハイテクプラスチック社製「ベネットＧＲー１０」（実施例１３）、東亜合成化学工業社製「レゼダＧＰー７００」（実施例１４）および東亜合成化学工業社製「レゼダＧＰー５５０」（実施例１５および１６）を使用した。成分組成および諸特性を表１０乃至１２に示す。
【００３８】
【表５】

【００３９】
【表６】

【００４０】
【表７】

【００４１】
【表８】

【００４２】
【表９】

【００４３】
【表１０】

【００４４】
【表１１】

【００４５】
【表１２】

【００４６】
表中の略号は次の通りである。
【００４７】
【表１３】
ＰＯＭ：ポリアセタール（ポリプラスチックス社製「ジュラコンＭ９０ー４４」）
ＰＥ：ポリエチレン（三井石油化学工業社製「ハイゼックス１３００Ｊ」）
ＰＡ：６６ナイロン（東レ社製「アラミンＣＭ３００１Ｎ」）
ＰＢＴ：ポリブチレンテレフタレート（ポリプラスチックス社製「ジュラネックス２００２」）
ポリエステル系ＴＰＥ：ポリエステル系熱可塑性エラストマー（東レ・デユポン社製「ハイトレル６３４７」）
【００４８】
上述の試験結果から、本発明の樹脂組成物は成形性に優れており、成形品の外観が良好であり、且つ、当該樹脂組成物を成形してなる摺動部材は、樹脂を相手とする摺動において低い摩擦係数を示し摺動特性に優れていた。更に、相容化剤を配合することにより、成形性が向上し、且つ、成形品の外観が一層向上していた。他方、比較例１および２の樹脂組成物からなる摺動部材は、樹脂を相手とする摺動において低い摩擦係数を示すものの、食い込み性が悪く、成形品の表面にフローマーク、剥離が発生し、外観が悪いものであった。比較例３の樹脂組成物は成形性および成形品外観は良好であったが、当該樹脂組成物からなる摺動部材は、樹脂を相手とする摺動において摩擦係数が非常にに高いものであり、摺動部品としては使用できないものであった。比較例４の樹脂組成物からなる摺動部材は、樹脂を相手とする摺動において低い摩擦係数を示すものの、モールドデポジットの発生が著しく、且つ、食い込み性が悪かった。また成形品の表面にフローマークも多くあり、且つ、モールドデポジットの発生に伴い、外観が悪いものであった。比較例５の樹脂組成物からなる摺動部材は、樹脂を相手とする摺動において低い摩擦係数を示すものの、食い込み性が悪く、成形品の表面にフローマークも多く、剥離も発生し、外観が悪いものであった。
【００４９】
実施例３、６〜８、１１、１３〜１５において製造した試験片を用いて摺動試験（対金属）を行った結果を表１４および１５に示す。
【００５０】
【表１４】

【００５１】
上述の結果から、本発明の樹脂組成物を成形してなる摺動部材は、金属を相手とする摺動において低い摩擦係数を示し摺動特性に優れていた。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、食い込み性がよく、モールドデポジット、フローマークや表面の剥離がなく外観の良好な、且つ、成型品を摺動部品として使用した場合、摩擦係数、耐摩耗性、耐久性などの摺動特性に優れている樹脂組成物が提供される。

Claims

熱可塑性樹脂１００重量部、常温で固体状の分子間に架橋構造を有しないシリコーンガム０．１〜５重量部および部分的に架橋構造を有するシリコーン弾性体を微粒子化した粉末状シリコーンゴム０．１〜１０重量部とから成ることを特徴とする樹脂組成物。
熱可塑性樹脂１００重量部、常温で固体状の分子間に架橋構造を有しないシリコーンガム０．１〜５重量部、部分的に架橋構造を有するシリコーン弾性体を微粒子化した粉末状シリコーンゴム０．１〜１０重量部および相容化剤２０重量部以下から成ることを特徴とする樹脂組成物。