JP6864472B2

JP6864472B2 - ポリアセタール樹脂組成物及び摺動部材

Info

Publication number: JP6864472B2
Application number: JP2016253599A
Authority: JP
Inventors: 葵菅野; 金吾宮坂
Original assignee: Oiles Corp
Current assignee: Oiles Corp
Priority date: 2016-12-27
Filing date: 2016-12-27
Publication date: 2021-04-28
Anticipated expiration: 2036-12-27
Also published as: US20190256699A1; WO2018123834A1; EP3564311A1; US10899916B2; EP3564311B1; CN110099958A; EP3564311A4; JP2018104590A; CN110099958B

Description

本発明は、ポリアセタール樹脂組成物及びこのポリアセタール樹脂組成物からなる軸受等の摺動部材に関する。

ポリアセタール樹脂は、優れた機械的性質を有し、摩擦摩耗等の摺動特性、耐熱性、耐薬品性及び電気特性にも優れ、エンジニアリングプラスチックとして自動車部品、電子・電気部品、一般産業機械部品等広範な分野における摺動部材に使用されている。

特公昭４６−４２２１７号公報特公昭４７−２９３７４号公報特公昭６３−６５２３２号公報特開２００２−１０５２７９号公報特開平６−２８７４０６号公報

ところで、ポリアセタール樹脂単独からなる摺動部材は、優れた自己潤滑性及び耐摩耗性を有するが、若干高めの摩擦係数を有し、しかも、摺動中での摩擦係数の変動でスティックスリップを生じさせ、当該スティックスリップに起因する不快な摺動摩擦音（きしみ音）を発生させる欠点がある。

斯かる欠点に鑑みて、ポリアセタール樹脂に潤滑油やロウ等の潤滑油剤又はポリエチレン樹脂等の低摩擦特性を有する合成樹脂を配合した摺動部材又は摺動部材用の樹脂組成物が特許文献１、２、３及び４において提案されている。

しかしながら、特許文献１に記載された製造方法によって得られた摺動部材では、摩擦摩耗等の摺動特性を著しく向上させるが、例えば前記部品の小型軽量化を目的として、摺動相手材に合成樹脂が選択され、合成樹脂同志の摺動摩擦となった場合においては、スティックスリップを生じ、当該スティックスリップに起因するきしみ音の発生を防止することが必ずしも充分でなく、しかも、各成分が均一混合された成形体を得るための成形条件が複雑であり、成形時の成形機の各部の温度制御を必要とする等、通常の成形条件では満足し得る成形物が得られ難いと言う問題があり、特許文献２から特許文献４に記載された合成樹脂組成物からなる摺動部材では、摩擦摩耗等の摺動特性をある程度向上させることができるが、ポリオレフィン樹脂はポリアセタール樹脂との相溶性に乏しいため、これらを含有する摺動部材を高荷重（高面圧）条件下で使用した際の摺動特性が十分ではなく、また成形性においても、成形品表面に剥離を生じる虞がある。

上記実情に鑑み、本出願人は、機械的性質を低下させることなく、摩擦摩耗等の摺動特性が飛躍的に改善され、しかも、摺動摩擦音（軋み音）の発生が防止され、且つ、成分の分離、滲み出し等を生じさせることがなく、通常の成形条件においても射出成形等の成形加工性に優れたポリアセタール樹脂組成物および当該組成物から成る摺動部材を提案した（特許文献５）が、各分野における部品の高性能化に伴い、摺動部材においても更なる低摩擦性及び耐摩耗性の向上が余儀なくされている。

本発明は、上記諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、特許文献５に記載されたポリアセタール樹脂組成物の成形加工性の利点はそのまま有すると共に該樹脂組成物からなる摺動部材においては、軋み音の発生がなく、耐荷重性、低摩擦性及び耐摩耗性を含む摺動特性を大幅に向上させることができるポリアセタール樹脂組成物及び摺動部材を提供することにある。

本発明のポリアセタール樹脂組成物は、主成分としてのポリアセタール樹脂に加えて、ポリアセタール樹脂組成物全体を１００質量％として、エチレン−プロピレン−ジエンゴム１．５〜７質量％、エチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物０．５〜３質量％及びエチレン−α−オレフィン共重合体０．０５〜０．３質量％を含有するがホルムアルデヒド補足剤及び炭素材を含有せず、エチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物は、５０〜１００％のケン化度を有する。

摺動部材等のための成形材料となる本発明のポリアセタール樹脂組成物では、成形機のスクリューへの食い込み性がよく、成形加工性が優れており、摺動部材等の成形品の表面に剥離がなく、優れた表面状態を有した成形品が得られ、本発明のポリアセタール樹脂組成物からなる摺動部材によれば、摺動相手材に合成樹脂製相手材を選択した場合であっても、スティックスリップが生じることなく、当該スティックスリップに起因する軋み音の発生が極力防止され、耐荷重性並びに低摩擦性及び耐摩耗性を含む摺動特性を大幅に向上させることができる。

本発明のポリアセタール樹脂組成物は、追加成分として、常温で液状を呈するか又は成形加温時に液状を呈する潤滑油剤０．１〜１０質量％を含有していてもよい。

追加成分として潤滑油剤を含有したポリアセタール樹脂組成物であっても、成形機のスクリューとの間にスリップ等の不具合を生じることがなく、成形加工することができ、得られた成形品の表面に剥離がなく、優れた表面状態を有しており、潤滑油剤を含有したポリアセタール樹脂組成物からなる摺動部材においては、成形品（摺動部材）に潤滑油剤が含有されているので、特に低摩擦性及び耐摩耗性を含む摺動特性を一層向上させることができる。

本発明によれば、軋み音の発生がなく、耐荷重性、低摩擦性及び耐摩耗性を含む摺動特性を大幅に向上させることができるポリアセタール樹脂組成物及び摺動部材を提供することができる。

主成分としてのポリアセタール樹脂に加えて、エチレン−プロピレン−ジエンゴム１．５〜７質量％、エチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物０．５〜３質量％及びエチレン−α−オレフィン共重合体０．０５〜０．３質量％を含有する本発明のポリアセタール樹脂組成物及びこのポリアセタール樹脂組成物より成る本発明の摺動部材についての実施の形態及び実施例を説明する。なお、本発明はこれら実施の形態及び実施例に何等限定されない。

主成分をなすポリアセタール樹脂は、オキシメチレン基（−ＣＨ_２Ｏ−）を主たる構成単位とする高分子化合物であり、ポリアセタール樹脂には、オキシメチレン単位のみからなるポリアセタールホモポリマーとオキシメチレン単位とコモノマー単位とを含有するポリアセタールコポリマーが含まれる。本発明においては、ポリアセタールホモポリマー及びポリアセタールコポリマーのいずれも使用することが可能であるが、熱安定性の点からは、ポリアセタールコポリマーが好ましい。

ポリアセタール樹脂の分子量（数平均分子量）は、その成形が可能な限り特に制限はないが、２０，０００〜８０，０００の範囲である。そして、ＡＳＴＭ−Ｄ−１２３８法によるメルトフローレート（ＭＦＲ）が測定可能であり、温度１９０℃、測定荷重２１６０ｇの条件下において測定したＭＦＲが０．１〜１００ｇ／ｍｉｎの範囲のポリアセタール樹脂であることが好ましく、１．０〜１５．０ｇ／１０ｍｉｎの範囲のポリアセタール樹脂であることが特に好ましい。

ポリアセタール樹脂の具体例としては、分子量５０，０００〜７０，０００のポリアセタールホモポリマー（例えば、米国デュポン社製の商品名「デルリン」、旭化成工業社製の商品名「テナック４０１０」等）、分子量５０，０００のポリアセタールコポリマー（例えば、ポリプラスチックス社製の商品名「ジュラコン」等）が挙げられる。

主成分をなすポリアセタール樹脂に配合されるエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）は、エチレン、プロピレン及びジエンを共重合させた種々の共重合体がいずれも使用可能である。エチレン−プロピレン−ジエンゴムに含まれるジエン系モノマーとしては、炭素数５〜２０のジエン系モノマーが好ましく、具体的には、１，４−ペンタジエン、１，４−ヘキサジエン、１，５−ヘキサジエン、２，５−ジメチル−１，５−ヘキサジエン、１，４−オクタジエン、１，４−シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰ）、５−エチリデン−２−ノルボルネン（ＥＮＢ）、５−ブチリデン−２−ノルボルネン、２−メタリル−５−ノルボルネン、２−イソプロペニル−５−ノルボルネン等が挙げられる。これらジエン系モノマーの中でも、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰ）、５−エチリデン−２−ノルボルネン（ＥＮＢ）、１，４−ヘキサジエンが好ましく、特にエチレン含量が４５〜８０質量％で、ジエン成分が５−エチリデン−２−ノルボルネン、ジシクロペンタジエン、１，４−ヘキサジエンであるエチレン−プロピレン−ジエンゴムが好ましい。

エチレン−プロピレン−ジエンゴムのジエン量は、耐熱性の点から、１．５〜５質量％が好ましく、特に好ましくは２〜５質量％である。エチレン−プロピレン−ジエンゴムのうち、エチレン含量が５５質量％を超える高エチレン−プロピレン−ジエンゴムとしては、伸展油で伸展していない非油展エチレン−プロピレン−ジエンゴムが好ましい。かかる非油展の高エチレンＥＰＤＭとしては、住友化学社製のエスプレン５０２（エチレン含量：５６質量％、ジエン含量：４．０質量％）、エスプレン３０１（エチレン含量：６２質量％、ジエン含量：３．０質量％）、エスプレン５１２Ｆ（エチレン含量：６５質量％、ジエン含量：４．０質量％）（いずれも商品名）、三井化学社製の三井ＥＰＴ３０９２ＰＭ（エチレン含量：６５質量％、ジエン含量：４．６質量％）（商品名）を例示し得る。

ポリアセタール樹脂組成物において、エチレン−プロピレン−ジエンゴムの配合量は、１．５〜７質量％、好ましくは３〜７質量％である。配合量が１．５質量％未満では、ポリアセタール樹脂組成物からなる摺動部材の耐荷重性及び低摩擦性や耐摩耗性の摺動特性の向上が望めないばかりでなく、軋み音の発生防止に十分な効果が認められず、また配合量が７質量％を超えて配合しても該摺動部材の該摺動特性のそれ以上の向上が認められない。

主成分をなすポリアセタール樹脂に配合されるエチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物では、エチレン−ビニルアセテート共重合体のビニルアセテートがケン化されおり、ケン化前のビニルアセテート含量が１５〜５０質量％、好ましくは１８〜４５質量％のエチレン−ビニルアセテート共重合体をケン化度５０〜１００％にケン化したエチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物であることが好ましい。

ケン化度が５０〜１００質量％のエチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物を用いた場合、ポリアセタール樹脂組成物からなる成形体は、機械的強度を低下させることなく、耐荷重性並びに低摩擦性及び耐摩耗性を含む摺動特性を大幅に向上させる。

ケン化度５０〜１００％にケン化したエチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物のメルトフローレート（ＭＦＲ）（１９０℃，２１６０ｇ荷重下）は、０．３〜２００ｇ／１０分であることが好ましく、０．５〜１５０ｇ／１０分であることがさらに好ましい。メルトフローレートが前記の値未満であると、粘度が高くなり過ぎて溶融押出しが困難となる場合があり、前記の値を越えると、成形性が不安定となる場合がある。

該エチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物は、例えば高圧法、乳化重合法等の製造方法により製造されたエチレン−ビニルアセテート共重合体をメタノール、エタノール等の低沸点アルコールと水酸化ナトリウム（苛性ソーダ）、水酸化カリウム、ナトリウムメチラート等のアルカリからなる系で処理するケン化を施すことにより製造することができる。エチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物の具体例としては、東ソー社製のメルセンＨ−６４１０Ｍ（ケン化前の酢酸ビニル含有率２８質量％、ケン化度４０％、ＭＦＲ１６ｇ／１０分）、メルセンＨ−６０５１（ケン化前のビニルアセテート含有量２８質量％、ケン化度１００％、ＭＦＲ５．５ｇ／１０分）、メルセンＨ−６８２０（ケン化前のビニルアセテート含有量２８質量％、ケン化度８０％、ＭＦＲ１１５ｇ／１０分）（いずれも商品名）、田岡化学工業社製のテクノリンクＲ−４００（ケン化前のビニルアセテート含有量４１質量％、ケン化度５０％、ＭＦＲ４０ｇ／１０分）、テクノリンクＫ４３１（ケン化前のビニルアセテート含有量２８質量％、ケン化度６０％、ＭＦＲ５ｇ／１０分）、テクノリンクＲ−１００（ケン化前のビニルアセテート含有量４１質量％、ケン化度９０％、ＭＦＲ３０ｇ／１０分）（いずれも商品名）等を例示し得る。なお、本発明において、５０〜１００％のケン化度という場合は、高ケン化度のケン化物と低ケン化度のケン化物とを混合することにより、見掛け上５０〜１００％のケン化度（％）となった場合も包含される。

ケン化度５０〜１００％にケン化したエチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物は、ポリアセタール樹脂に微細に分散含有されることにより、摺動部材の耐荷重性を大幅に向上させると共に軋み音の発生を極力防止し、低摩擦性及び耐摩耗性を含む摺動特性を大幅に向上させる。

エチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物の配合量は、０．５〜３質量％、好ましくは１．４〜３質量％である。エチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物は、０．５質量％の配合量で低摩擦性及び耐摩耗性を含む摺動特性の向上に効果が現れ始め、１．４〜３質量％の配合量で該摺動特性の向上に飛躍的な効果が発揮される。しかし、３質量％を超えて配合すると、耐荷重性を損なう虞があり、また摺動特性のそれ以上の向上は認められない。

エチレン−α−オレフィン共重合体は、エチレンと１種類以上の炭素数３〜１２のα−オレフィンとの共重合体が挙げられる。炭素数３〜１２のα−オレフィンとしては、例えば、プロピレン（Ｃ３）、１−ブテン（Ｃ４）、１−ペンテン（Ｃ５）、４−メチルペンテン−１（Ｃ６）、１−ヘキセン（Ｃ６）、１−オクテン（Ｃ８）、１−デセン（Ｃ１０）等が挙げられる。このうち、１−ブテン、１−ヘキセンを用いることがより好ましい。

エチレン−α−オレフィン共重合体としては、例えば、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−１−ブテン共重合体、エチレン−４−メチルペンテン−１共重合体、エチレン−１−ヘキセン共重合体、エチレン−１−オクテン共重合体、エチレン−プロピレン−１−ブテン共重合体等が挙げられる。このうち、エチレン−１−ブテン共重合体、エチレン−１−ヘキセン共重合体を用いることが好ましい。

エチレン−α−オレフィン共重合体（Ａ）の密度は、８６０〜９３０ｋｇ／ｍ^３であり、好ましくは９００〜９３０ｋｇ／ｍ^３であり、より好ましくは９１０〜９３０ｋｇ／ｍ^３であり、メルトフローレート（ＭＦＲ）は、０．５〜１００ｇ／１０分であり、好ましくは２〜５０ｇ／１０分であり、より好ましくは５〜３０ｇ／１０分である。

エチレン−１−ブテン共重合体の具体例としては、住友化学社製のスミカセンＬＧＡ７０１（密度９２０ｋｇ／ｍ^３、ＭＦＲ８ｇ／１０分）、スミカセンＬＧＡ８０１（密度９２０ｋｇ／ｍ^３、ＭＦＲ２０ｇ／１０分）、スミカセンＬＧＡ８０２（密度９３５ｋｇ／ｍ^３、ＭＦＲ２０ｇ／１０分）（いずれも商品名）、プライムポリマー社製のネオゼックス２０２０１Ｊ（密度９１８ｋｇ／ｍ^３、ＭＦＲ１９ｇ／１０分）、ネオゼックス４５２００（密度９４３ｋｇ／ｍ^３、ＭＦＲ２０ｇ／１０分）（いずれも商品名）、東ソー社製のニポロン−ＬＭ５５（密度９２０ｋｇ／ｍ^３、ＭＦＲ８ｇ／１０分）（商品名）等が挙げられ、エチレン−１−ヘキセン共重合体の具体例としては、プライムポリマー社製のウルトラゼックス１５１５０Ｊ（密度９１４ｋｇ／ｍ^３、ＭＦＲ１５ｇ／１０分）、ウルトラゼックス２０１００Ｊ（密度９１６ｋｇ／ｍ^３、ＭＦＲ８．５ｇ／１０分）、ウルトラゼックス２０２００Ｊ（密度９１８ｋｇ／ｍ^３、ＭＦＲ１８，５ｇ／１０分）、ウルトラゼックス２５１００Ｊ（密度９２４ｋｇ／ｍ^３、ＭＦＲ１０ｇ／１０分）（いずれも商品名）、住友化学製のスミカセンαＧＺ８０１（密度９２０Ｋｇ／ｍ^３、ＭＦＲ２０ｇ／１０分）、スミカセンαＧＺ８０２（密度９２７Ｋｇ／ｍ^３、ＭＦＲ３０ｇ／１０分）（いずれも商品名）等が挙げられる。

エチレン−α−オレフィン共重合体の配合量は、０．０５〜０．３質量％、好ましくは０．１〜０．３質量％である。配合量が０．０５質量％未満では、特に低摩擦性の低減に効果が充分発揮されず、また配合量が０．３質量％を超えて配合しても摺動特性のそれ以上の向上が認められない。

本発明のポリアセタール樹脂組成物において、追加成分として、常温で液状を呈するか、成形加温時に液状を呈する潤滑油剤を配合することができる。

常温で液状を呈する潤滑油剤としては、スピンドル油、冷凍機油、ダイナモ油、タービン油、マシン油、シリンダー油及びギア油等のパラフィン系及びナフテン系鉱油、鯨油等の動物油、ひまし油及びホホバオイル等の植物油並びにエステル、ポリグリコール、ポリフェニルエーテル、シリコーン及びハロカーボン等の合成油が挙げられる。

成形加温時に液状を呈する潤滑油剤としては、モンタンワックス及びカルナウバワックス等の天然ワックス、炭化水素系ワックス及び高級脂肪酸、高級脂肪酸を誘導して得られるワックス等のロウ状を呈する物質が挙げられる。

炭化水素系ワックスとしては、概ね炭素数が２４以上のパラフィン系ワックス、概ね炭素数が２６以上のオレフィン系ワックス、概ね炭素数が２８以上のアルキルベンゼン、マイクロクリスタリンワックスが挙げられる。

高級脂肪酸としては、概ね炭素数が１２以上のラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、セロチン酸及びモンタン酸等の高級飽和脂肪酸並びに概ね炭素数が１８以上のオレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エライジン酸、オクタデセン酸、アラキドン酸、カドレイン酸、エルカ酸、及びパリナリン酸等の不飽和脂肪酸等が挙げられる。

高級脂肪酸を誘導して得られるワックスとしては、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アミド及び高級脂肪酸塩等が挙げられる。

高級脂肪酸エステルは、上記高級脂肪酸と一価又は多価アルコールとのエステルである。一価アルコールとしては、カプリルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール及びベヘニルアルコール等が挙げられ、多価アルコールとしては、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及びソルビット等が挙げられる。

高級脂肪酸エステルとしては、ステアリルステアレート、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ステアリン酸モノグリセリド、ベヘン酸モノグリセリド及びモンタン酸ワックス等が挙げられる。

高級脂肪酸アミドとしては、ラウリン酸アミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド及びベヘニン酸アミド等の飽和高級脂肪酸アミド、エルカ酸アミド、オレイン酸アミド、ブラシジン酸アミド及びエライジン酸アミド等の不飽和高級脂肪酸アミド並びにメチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド及びエチレンビスオレイン酸アミド等の高級脂肪酸ビスアミドが挙げられる（高級脂肪酸メチルアミド及び高級脂肪酸エチルアミド等の飽和又は不飽和高級脂肪酸アルキルアミドも含む）。

高級脂肪酸塩（金属石ケン）は、前記高級脂肪酸とリチウム、ナトリウム及びカリウム等のアルカリ金属又はマグネシウム、カルシウム及びバリウム等のアルカリ土類金属との塩であり、高級脂肪酸塩としては、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛及びステアリン酸マグネシウム等が挙げられる。

これらの潤滑油剤は１種類を用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよく、成形加温時に液状を呈する潤滑油剤と常温で液状を呈する潤滑油剤とを併用する場合、成形加温時に液状を呈する潤滑油剤が常温で液状を呈する潤滑油剤を吸収保持する保持体の役割を果たすために、潤滑油剤としての配合量を多くすることができ、摺動部材の摺動性を一層向上させることができる。

潤滑油剤の配合量は、０．１〜１０質量％、好ましくは０．５〜５質量％である。潤滑油剤の配合量が０．１質量％未満では、摺動性の向上に効果がなく、また配合量が１０質量％を超えると成形によって得られた摺動部材の機械的性質の低下や表面外観の低下、スクリューへの食い込み不良等を発生する虞がある。

本発明のポリアセタール樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない限り、必要に応じて、二硫化モリブデン、黒鉛及びポリテトラフルオロエチレン等の固体潤滑剤、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、チタン酸カリウムファイバー及び同ウィスカー等の繊維状物質、ガラス粉末、タルク、クレイ、炭酸カルシウム及び酸化亜鉛等の無機充填剤を添加することができ、また、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、更にまた、目的とする用途に応じてその性質を改善するために、公知の添加剤を配合することができ、添加剤としては、各種の着色剤、離型剤（前記の潤滑剤以外）及び帯電防止剤、界面活性剤等が挙げられる。

本発明のポリアセタール樹脂組成物は、従来の樹脂組成物の調製法として一般に用いられている公知の方法により容易に調製される。例えば、ポリアセタール樹脂とエチレン−プロピレン−ジエンゴムとエチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物とエチレン−α−オレフィン共重合体とを所定量計量し、これらをヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、ボールミル及びタンブラーミキサー等の混合機で混合して混合物を作製し、該混合物を一軸又は二軸のスクリュー型押出機に投入し、溶融混練して紐状の成形物に成形した後、裁断してペレットを作製し、このペレットをポリアセタール樹脂組成物とする方法又はエチレン−プロピレン−ジエンゴムとエチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物とエチレン−α−オレフィン共重合体とを予め所定量計量し、これらを前記と同様の混合機で混合して混合物を作製し、該混合物を一軸又は二軸のスクリュー型押出機に投入し、溶融混練して紐状に成形した後、裁断してペレットを作製し、このペレットをポリアセタール樹脂に所定量の割合で配合してこれをポリアセタール樹脂組成物とする方法等が挙げられる。

本発明のポリアセタール樹脂組成物は、成形機のスクリューへの喰い込み性等の成形加工性が良好であり、該ポリアセタール樹脂組成物を成形することにより形成される摺動部材は、従来の射出成形機又は押出成形機により容易に製造される。本発明の摺動部材は、ポリアセタール樹脂本来の機械的性質を損なうことなく耐荷重性が大幅に向上され、相手材との摺動摩擦においても軋み音の発生が防止されると共に低摩擦性及び耐摩耗性を含む摺動特性を大幅に向上させることができる。

本実施例において、ポリアセタール樹脂組成物からなる摺動部材の耐荷重性、軋み音及び摺動特性の評価は、以下の評価方法で行った。

＜耐荷重性、摺動摩擦音（軋み音）及び摺動特性の評価方法＞
鈴木式摩擦摩耗試験機（円筒端面接触スラスト型）を用いて、荷重（面圧）１０ｋｇｆ／ｃｍ^２、すべり速度１ｍ／ｍｉｎの条件で摺動を開始させた状態から、４分毎に２ｋｇｆ／ｃｍ^２の荷重を３０ｋｇｆ／ｃｍ^２の荷重に達するまで累積負荷し、３０ｋｇｆ／ｃｍ^２の荷重に達した後は５分毎に５ｋｇｆ／ｃｍ^２の荷重を累積負荷し、軋み音が発生したときの荷重を測定し、該荷重のひとつ手前の荷重を限界荷重とした。従って、数値が大きい荷重値である程、耐荷重性に優れていると共に軋み音が発生しないことを示す。摩擦係数については、限界荷重時の摩擦係数を示し、摩耗量については、試験前後の寸法変化量で示した。試験片及び相手材の寸法、材料及び試験方法を表１に示す。

本実施例及び比較例では以下の原材料を準備した。
（１）ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）
ポリアセタール樹脂として、オキシメチレン単位とコモノマー単位とを含有し、分子量５０，０００のポリアセタールコポリマー（ポリプラスチックス社製の「ジュラコンＭ９０（商品名）」）。
（２）エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）
エチレン含量６５質量％でジシクロペンタジエン（ＤＣＰ）をジエン成分（ジエン含量４．６質量％）とするエチレン−プロピレン−ジエンゴム〔三井化学社製の「三井ＥＰＴ３０９２ＰＭ（商品名）」〕。
（３）エチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物（ケン化ＥＶＡ）
（３−１）ケン化前のビニルアセテート含有量２８質量％、ケン化度４０％、ＭＦＲ１６ｇ／１０分のエチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物〔東ソー社製の「メルセンＨ−６４１０Ｍ（商品名）」〕
（３−２）ケン化前のビニルアセテート含有量４１質量％、ケン化度５０％、ＭＦＲ４０ｇ／１０分のエチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物〔田岡化学工業社製の「テクノリンクＲ−４００（商品名）」〕
（３−３）ケン化前のビニルアセテート含有量２８質量％、ケン化度６０％、ＭＦＲ５ｇ／１０分のエチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物〔田岡化学工業社製の「テクノリンクＫ４３１（商品名）」〕
（３−４）ケン化前のビニルアセテート含有量２８質量％、ケン化度８０％、ＭＦＲ１１５ｇ／１０分のエチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物〔東ソー社製の「メルセンＨ−６８２０（商品名）」〕
（３−５）ケン化前のビニルアセテート含有量２８質量％、ケン化度１００％、ＭＦＲ５．５ｇ／１０分のエチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物〔東ソー社製の「メルセンＨ−６０５１（商品名）」〕
（４）エチレン−α−オレフィン共重合体（ＬＬＤＰＥ）
（４−１）密度９２０ｋｇ／ｍ^３、ＭＦＲ８ｇ／１０分のエチレン−１−ブテン共重合体〔東ソー社製の「ニポロン−ＬＭ５５（商品名）」〕（Ｃ４）
（４−２）密度９１６ｋｇ／ｍ^３、ＭＦＲ８．５ｇ／１０分のエチレン−１−ヘキセン共重合体〔プライムポリマー社製の「ウルトラゼックス２０１００Ｊ（商品名）」〕（Ｃ６）
（５）潤滑油剤
（５−１）パラフィン油〔ＭＯＲＥＳＣＯ社製の「モレスコホワイトＰ−３５０Ｐ（商品名）」
（５−２）炭化水素系合成油（エチレン・αオレフィンオリゴマー）〔三井化学社製の「ルーカント（商品名）」〕
（６）エチレン−ビニルアセテート共重合体（ＥＶＡ）
ビニルアセテート含有量２８質量％のエチレン−ビニルアセテート共重合体〔三井・デュポンポリケミカル社製の「エバフレックスＥＶ２６０（商品名）」〕

実施例１〜実施例１５
表２〜４に示す成分を、表２〜４に示す量比で計量し、これらをタンブラーミキサーで混合して混合物を作製したのち、該混合物を二軸ベント式押出機に供給し、溶融混練して紐状の成形物を成形したのち裁断して成形材料としてのペレットを作製した。次いで、このペレットをスクリュー型射出成形機に供給して射出成形し、内径２０ｍｍ、外径２５．６ｍｍ、長さ１５ｍｍの寸法を有する円筒状成形物（摺動部材）を作製した。これらの円筒状成形物について、軋み音の発生面圧、耐荷重性、摩擦係数及び摩耗量の評価を前記評価方法に基づき実施した。結果を表２〜表４に示す。

実施例１６
エチレン−プロピレン−ジエンゴム（２）６８．０質量％と、エチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物（３−１）１４．５質量％及びエチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物（３−５）１４．５質量％（見掛け上のケン化度７０％）と、エチレン−α−オレフィン共重合体（４−２）３質量％を計量し、これらをタンブラーミキサーで混合して混合物を作製したのち、該混合物を二軸ベント式押出機に供給し、溶融混練して紐状の成形物を成形したのち裁断してペレットを作製した。このペレット７質量部をポリアセタール樹脂（１）１００質量部に配合し、タンブラーミキサーで混合して混合物を作製したのち、該混合物を二軸ベント式押出機に供給し、溶融混練して紐状の成形物を成形したのち裁断してペレット〔ポリアセタール樹脂（１）９３．５質量％、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（２）４．４質量％、エチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物（３−１）０．９５質量％、エチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物（３−５）０．９５質量％及びエチレン−α−オレフィン共重合体（４−２）０．２質量％〕を作製した。次いで、このペレットをスクリュー型射出成形機に供給して射出成形し、内径２０ｍｍ、外径２５．６ｍｍ、長さ１５ｍｍの寸法を有する円筒状成形物（摺動部材）を作製した。

実施例１７
実施例１６と同様の成分組成及び方法でペレットを作製した。このペレット７質量部と潤滑油剤（５−１）１質量部をポリアセタール樹脂（１）１００質量部に配合し、タンブラーミキサーで混合して混合物を作製したのち、該混合物を二軸ベント式押出機に供給し、溶融混練して紐状の成形物を成形したのち裁断してペレット〔ポリアセタール樹脂（１）９２．６質量％、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（２）４．４質量％、エチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物（３−１）０．９５質量％及びエチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物（３−５）０．９５質量％、エチレン−α−オレフィン共重合体（４−２）０．２質量％及び潤滑油剤（パラフィン油）（５−１）０．９質量％〕を作製した。次いで、このペレットをスクリュー型射出成形機に供給して射出成形し、内径２０ｍｍ、外径２５．６ｍｍ、長さ１５ｍｍの寸法を有する円筒状成形物（摺動部材）を作製した。

実施例１８
エチレン−プロピレン−ジエンゴム（２）６８．０質量％と、エチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物（３−１）１４．５質量％及びエチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物（３−５）１４．５質量％（見掛け上のケン化度７０％）と、エチレン−α−オレフィン共重合体（４−２）３．０質量％を計量し、これらをタンブラーミキサーで混合して混合物を作製したのち、該混合物を二軸ベント式押出機に供給し、溶融混練して紐状の成形物を成形したのち裁断してペレットを作製した。このペレット１０質量部をポリアセタール樹脂（１）１００質量部に配合し、タンブラーミキサーで混合して混合物を作製したのち、該混合物を二軸ベント式押出機に供給し、溶融混練して紐状の成形物を成形したのち裁断してペレット〔ポリアセタール樹脂（１）９０．９質量％、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（２）６．２質量％、エチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物（３−１）１．３質量％及びエチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物（３−５）１．３質量％及びエチレン−α−オレフィン共重合体（４−２）０．３質量％〕を作製した。次いで、このペレットをスクリュー型射出成形機に供給して射出成形し、内径２０ｍｍ、外径２５．６ｍｍ、長さ１５ｍｍの寸法を有する円筒状成形物（摺動部材）を作製した。

実施例１９
実施例１８と同様の成分組成及び方法でペレットを作製した。このペレット１０質量部と潤滑油剤（５−１）４質量部をポリアセタール樹脂（１）１００質量部に配合し、タンブラーミキサーで混合して混合物を作製したのち、該混合物を二軸ベント式押出機に供給し、溶融混練して紐状の成形物を成形したのち裁断してペレット〔ポリアセタール樹脂（１）８７．７質量％、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（２）６．０質量％、エチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物（３−１）１．２５質量％、エチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物（３−５）１．２５質量％、エチレン−α−オレフィン共重合体（４−２）０．３質量％及び潤滑油剤（パラフィン油）（５−１）３．５質量％〕を作製した。次いで、このペレットをスクリュー型射出成形機に供給して射出成形し、内径２０ｍｍ、外径２５．６ｍｍ、長さ１５ｍｍの寸法を有する円筒状成形物（摺動部材）を作製した。

実施例２０
実施例１８と同様の成分組成及び方法でペレットを作製した。このペレット１０質量部と潤滑油剤（５−１）１．５質量部及び（５−２）２．５質量部をポリアセタール樹脂（１）１００質量部に配合し、タンブラーミキサーで混合して混合物を作製したのち、該混合物を二軸ベント式押出機に供給し、溶融混練して紐状の成形物を成形したのち裁断してペレット〔ポリアセタール樹脂（１）８７．７質量％、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（２）６．０質量％、エチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物（３−１）１．２５質量％及びエチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物（３−５）１．２５質量％、エチレン−α−オレフィン共重合体（４−２）０．３質量％、潤滑油剤（パラフィン油）（５−１）１．３質量％及び潤滑油剤（合成油）（５−２）２．２質量％〕を作製した。次いで、このペレットをスクリュー型射出成形機に供給して射出成形し、内径２０ｍｍ、外径２５．６ｍｍ、長さ１５ｍｍの寸法を有する円筒状成形物（摺動部材）を作製した。

比較例１
エチレン−プロピレン−ジエンゴム（２）４５質量％と、エチレン−ビニルアセテート共重合体（６）４５質量％と、エチレン−α−オレフィン共重合体（４−２）１０質量％を計量し、これらをタンブラーミキサーで混合して混合物を作製したのち、該混合物を二軸ベント式押出機に供給し、溶融混練して紐状の成形物を成形したのち裁断してペレットを作製した。このペレット５質量部をポリアセタール樹脂（１）１００質量部に配合し、タンブラーミキサーで混合して混合物を作製したのち、該混合物を二軸ベント式押出機に供給し、溶融混練して紐状の成形物を成形したのち裁断してペレット〔ポリアセタール樹脂（１）９５．２質量％、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（２）２．１６質量％、エチレン−ビニルアセテート共重合体（６）２．１６質量％及びエチレン−α−オレフィン共重合体（４−２）０．４８質量％〕を作製した。次いで、このペレットをスクリュー型射出成形機に供給して射出成形し、内径２０ｍｍ、外径２５．６ｍｍ、長さ１５ｍｍの寸法を有する円筒状成形物（摺動部材）を作製した。

比較例２
前記比較例１と同様の成分組成及び方法でペレットを作製した。このペレット５質量部と潤滑油剤（５−１）３質量部をポリアセタール樹脂（１）１００質量部に配合し、タンブラーミキサーで混合して混合物を作製したのち、該混合物を二軸ベント式押出機に供給し、溶融混練して紐状の成形物を成形したのち裁断してペレット〔ポリアセタール樹脂（１）９２．６質量％、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（２）２．０７質量％、エチレン−ビニルアセテート共重合体（６）２．０７質量％及びエチレン−α−オレフィン共重合体（Ｃ６）（４−２）０．４６質量％及び潤滑油剤（パラフィン油）（５−１）２．８質量％〕を作製した。次いで、このペレットをスクリュー型射出成形機に供給して射出成形し、内径２０ｍｍ、外径２５．６ｍｍ、長さ１５ｍｍの寸法を有する円筒状成形物（摺動部材）を作製した。

比較例３
エチレン−プロピレン−ジエンゴム（２）６．８質量％、エチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物（３−１）３．０質量％、エチレン−α−オレフィン共重合体（Ｃ６）（４−２）０．２質量％及び残部ポリアセタール樹脂（１）を計量し、これらをタンブラーミキサーで混合して混合物を作製したのち、該混合物を二軸ベント式押出機に供給し、溶融混練して紐状の成形物を成形したのち裁断してペレットを作製した。このペレットをスクリュー型射出成形機に供給して射出成形し、内径２０ｍｍ、外径２５．６ｍｍ、長さ１５ｍｍの寸法を有する円筒状成形物（摺動部材）を作製した。

比較例１、比較例２及び比較例３からなる円筒状成形物（摺動部材）の耐荷重性、軋み音及び摺動特性は、前記評価方法と同様の方法で行った。その結果を表６に示す。

上記の試験結果から、実施例１から実施例２０のポリアセタール樹脂組成物を成形して得た摺動部材は、比較例１、比較例２及び比較例３からなる摺動部材との比較において、限界荷重が飛躍的に高められ、耐荷重性が大幅に向上されていると共に軋み音の発生がなく、摺動特性も大幅に向上されていることが分かる。特に比較例３の摺動部材は、ポリアセタール樹脂組成物の成分中にエチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物を含むものであるが、ケン化度が低く、耐荷重性、軋み音の防止及び摺動特性の向上を図ることができなかった。この相違は詳らかではないが、エチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物のポリアセタール樹脂中への分散含有性の良否によるものと推察される。実施例１から実施例２０のポリアセタール樹脂組成物を成形して得た摺動部材は、主成分をなすポリアセタール樹脂中に当該エチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物が微細に分散含有されているのが確認された。

以上説明したように、本発明のポリアセタール樹脂組成物及び摺動部材によれば、相手材と円滑な摺動摩擦が行われるので、軋み音の発生がなく、耐荷重性並びに低摩擦性及び耐摩耗性を含む摺動特性を大幅に向上させることができるポリアセタール樹脂組成物及び摺動部材を提供することができる。

Claims

主成分としてのポリアセタール樹脂に加えて、ポリアセタール樹脂組成物全体を１００質量％として、エチレン−プロピレン−ジエンゴム１．５〜７質量％、エチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物０．５〜３質量％及びエチレン−α−オレフィン共重合体０．０５〜０．３質量％を含有するがホルムアルデヒド補足剤及び炭素材を含有せず、エチレン−ビニルアセテート共重合体ケン化物は、５０〜１００％のケン化度を有するポリアセタール樹脂組成物。
ポリアセタール樹脂組成物全体を１００質量％として、潤滑油剤０．１〜１０質量％更に含有する請求項１に記載のポリアセタール樹脂組成物。
請求項１又は２に記載のポリアセタール樹脂組成物より成る摺動部材。