JPH01204950A - ポリアセタール樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は摺動特性の改良されたポリアセタール樹脂組成
物に関する。

さらに詳しくは、ポリアセタール樹脂にオルガノポリシ
ロキサンの架橋重合体と所望によりさらにシリコーンオ
イルを配合してなる加工性が良く、短期的にも長期的に
も極めて優れた摩擦・摩耗特性を有するポリアセタール
樹脂組成物に関する。

〔従来の技術とその課題〕

ポリアセタール樹脂は一イランスのとれた諸物性を有し
、また樹脂としては卓越した摺動特性を有するため、自
動車、電気・電子製品、事務機器、建材等の摺動部品と
して、広く利用されている。しかし、その用途が拡大す
るに伴い、摺動特性に対する要求も高度化し、摺動特性
の−層の向上と、その長期的な持続性が要求される傾向
にある。

斯かる要求に応え、摺動特性を改善する目的で、従来よ
りポリアセタール樹脂に潤滑油を配合する試みがあり、
中でも耐熱性、低温特性、化学的、物理的安定性等の面
でも優れた潤滑油であるシリコーンオイルの配合につい
て種々の検討がなされている。

しかしながら、シリコーンオイルを始めとする潤滑油は
、一般にポリアセタール樹脂との相溶性、親和性が極め
て悪いため、これを配合することは著しく困難であり、
又、斯かる組成物が調製できたとしてもこれを成形する
場合、オイルが樹脂表面に容易に浸み出し、その潤滑作
用により樹脂同志、或いは樹脂とスクリューの間で滑り
が生じ、このため成形機へのくい込み不良や、可塑化不
良等を起こし、著しい場合には加工不能となる。更に、
この様にして得られた成形品は、その表層付近のオイル
の大部分が極めて容易に、短時間に浸み出し、消費され
てしまうため、摺動の初期においては優れた特性を示す
ものの、長期的な摺動性維持の点では不充分なものとな
る。また、成形品表面にオイルが容易に浸み出しべとつ
くため、商品価値を低下させるという欠点も有する。

そこで、上記の欠点を改善する目的で潤滑油、特にシリ
コーンオイルと共に、その保持材として、さらに第３物
質を添加することも種々検討されている。例えば、無機
系の保持材として、活性炭、グラファイト等、有機ポリ
マー系の保持材として、高分子量ポリエチレン等が挙げ
られる。しかしながら、活性炭、グラファイト等は、シ
リコーンオイルを吸着保持する能力が小さく、又、高分
子量ポリエチレン等もシリコーンオイルとの親和力が乏
しいため、やはりシリコーンオイルの保持力は小さく、
実用的に満足できる効果は得られない。

一方、シリコーンオイルとの親和力が優れた保持材とし
て、特開昭５０−１２１３４４号公報には、シリコーン
ゴムが示されている。

ここで示されたシリコーンゴムは、シリコーンオイルと
類似の構造を有する直鎮状もしくは一部分岐した重合体
であり、単に重合度（又は粘度）がやや高いだけである
ためシリコーンオイルとの相溶性は良く、押出し、或い
は成形における加工性は相当改善される。

しかしながら、斯かるシリコーンゴムも摺動下でのシリ
コーンオイルの保持力の面ではなお不充分であり、摺動
における時間経過と共に、摺動特性が低下するという欠
点を有する。また保持材であるシリコーンゴム自身が、
超高粘性的な要素を有する物質であるため、摺動特性は
必ずしも優れたものではなく、シリコーンオイルの優れ
た摺動効果を半減させる。更に、斯かるシリコーンゴム
は加熱により流動性を示し、しかもシリコーンオイル同
様、ポリアセタール樹脂との相溶性が悪いため、成形品
の樹脂表層部にゴムが凝集し、薄層被膜を形成する。こ
の被膜は外部応力により、容易に剥離するという欠点も
有する。

斯かる如く、従来より公知の方法では、加工性が良く、
短期的にも長期的にも優れた摺動特性を有するポリアセ
タール樹脂組成物を得ることはできず、更に一層の改良
が切望されていた。

一方、摺動材の用途によって、オイル状物質の浸み出し
が極度゛に嫌われるものがあり、この様な用途に対して
は、従来テフロン■、グラファイト等の固体潤滑剤の配
合が一般的であるが、摩耗による摩耗粉のため、摺動性
が徐々に損なわれるという欠点があり、その改善を望む
声がある。

また、近年は特殊な摺動分野への樹脂の利用も増加する
傾向にあり、この場合、その用途に適した実用摺動特性
が要求される。例えば、テープガイド、ガイドローラー
等のテープ走行系部品においては、テープ走行に適した
摺動特性が必要とされるが、これに応え得る樹脂は見当
たらず、その開発が望まれていた。

〔課題を解決するための手段〕 本発明者らは、斯かる要求に応え得るポリアセタール樹
脂組成物を得るため鋭意検討を重ねた結果、オルガノポ
リシロキサンの架橋重合体が従来の固体潤滑剤にはない
優れた特徴を有し、これをポリアセタール樹脂に配合す
ると好ましい摺動特性を示すこと、更に該オルガノポリ
シロキサンの架橋重合体とシリコーンオイルを併用する
とポリアセタール樹脂の摺動特性が短期的にも長期的に
も飛躍的に向上し、しかも加工性を殆ど損なうことがな
いことを見出し、本発明に到達した。

即ち本発明は、ポリアセタール樹脂にオルガノポリシロ
キサンの架橋重合体０．０５〜２５重量％（組成物中）
と所望により更にシリコーンオイル０．０５〜２５重量
％（組成物中）を配合してなる摺動性の改良されたポリ
アセタール樹脂組成物に関するものである。

本発明における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。

本発明においては、斯かるポリアセタール樹脂にオルガ
ノポリシロキサンの架橋重合体が配合される。ここで用
いられるオルガノポリシロキサンの架橋重合体としては
、特に制約はなくオルガノポリシロキサンを公知の方法
で架橋して得られるものは、いずれも使用できる。例え
ば、 −３ｉ　−、−３ｉ　−、−３ｉ　−、−３ｉ　−。

叶　　　ＯＲＨＣＨ＝ＣＨ。

などの如き、反応基を２個以上有するシロキサン化合物
、ポリシロキサンの１種又は２種以上を、好ましくは触
媒存在下で反応させることにより、シラノール間の脱水
縮合、シラノールとアルコキシシロキサンとの脱アルコ
ール縮合、一３ｉ−Ｈとシラノール間の脱水素縮合、或
いはビニル基などの不飽和基と一５ｉ−Ｈとの間の付加
反応等により架橋し、架橋重合体が得られる。

触媒としては一般に縮合反応型架橋の場合、有機酸金属
塩、有機アミン、第４級アンモニウム或いはホスホニウ
ム化合物等が、また付加反応型架橋の場合、パラジウム
、白金やその化合物等が用いられる。

この他にも、有機過酸化物の存在下での一５ｉ−ＣＨ＝
基間の架橋等、種々の架橋形態が公知である。また、前
述の如き反応基を有するポリシロキサンにシロキサン構
造を有しない反応性物質を添加して架橋させたものであ
っても良い。

斯かる如くして得られた架橋重合体は、一般には主たる
構成として下記の如き構造を有するものであり、直鎖状
もしくは一部、分岐のシリコーンゴムとは構造が異なり
、その性質も全く異なるものである。

ＲＲＲ −９ｉ　−０−３ｉ　−０−３ｉ　−０−３ｉ　−０−
１１）　　Ｉ ＲＲＲ ＲＲ１ ＲＲＲ ここで、Ｒは主としてメチル基であるが、その一部が水
素、メチル基以外のアルキル基、アリール基、ハロゲン
化アルキル基、ハロゲン化アリール基、ビニル基、アリ
ル基、水酸基、フルオロエステル基等の１種又は２種以
上で置換されたものであっても良い。

また、Ｘは前述した架橋反応によって生成する架橋残基
であり、反応に用いる物質により異なり、特に限定はさ
れないが、例えば ０　　、　　ＣＨ２ＣＨ２、−０（Ｓｌ−０）−。

ＲＲ −Ｃｔ１２［：Ｈ２−（Ｓｉ　−０）　ｎ−３ｉ−ＣＨ
２ＣＨ２−等テアル。

Ｒ 本発明においては、斯かる架橋重合体のうち、架橋残基
（−Ｘ−）にシロキサン単位を有してなるものが特に好
ましい。

本発明において斯かるオルガノポリシロキサンの架橋重
合体は、基体樹脂への分散性等の点で、平均粒径が０．
１〜１００μｍの粉粒体であることが好ましい。特に好
ましくは、平均粒径２゜μｍ以下のものである。

粉粒状架橋重合体を得る方法についても特に制約はなく
、例えば反応に供する原料を混合後・、空中噴霧し、微
粒子状にして反応させる方法、溶媒中に懸濁させ撹拌に
より微細化して反応させる方法、或いは通常の方法で架
橋して得られた重合体を粉砕する方法等によって得るこ
とができる。

本発明において、かかるオルガノポリシロキサン架橋重
合体の配合量は０．０５〜２５重量％（組成物中）であ
る。０．０５重量％より少ない量では、摺動性改良効果
は殆ど期待できず、又、後述するシリコーンオイルとの
併用の場合には、シリコーンオイル保持材としての効果
が不充分なものとなる。又、逆に２５重量％より多い量
では、基体であるポリアセタール樹脂の性質が大巾に損
なわれる場合がある。好ましくは０．２〜２０重量％、
特に好ましくは０．５〜１５重量％が配合される。

上記の如く、ポリアセタール樹脂にオルガノポリシロキ
サンの架橋重合体を配合しただけでも摺動特性は向上し
好ましいが、本発明においてはこれに更にシリコーンオ
イルを０゜０５〜２５重量％（組成物中）併用配合する
のが好ましく、これにより摺動特性は飛躍的に向上する
。

シリコーンオイルの配合量が０．０５重量％未満では、
オルガノポリシロキサン架橋重合体との併用による相剰
的な摺動性改良効果を得るためには不充分であり、逆に
２５重量％を越えると、ポリアセタール樹脂への混入が
困難なものとなり、又、樹脂の物性も大巾に損なわれる
。好ましい配合量は０．２〜２０重量％、特に好ましく
は０．５〜１５重量％である。また、ポリシロキサン架
橋重合体によるシリコーンオイルの保持性及び摺動性の
面から考えて、シリコーンオイル／架橋重合体の比は１
０／１〜１１５が好ましい。

゛　　　斯かる目的で用いられるシリコーンオイルとは
ジメチルポリシロキサンないし、そのメチル基の一部カ
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種又は２種以上
で置換されたものである。

本発明においては、用いられるシリコーンオイルの粘度
については特に限定はないが、摺動性改良効果及びその
持続性、樹脂中へのオイルの分散性、溶融混線や成形加
工時の作業性等を総合的に考慮すると５００〜３００，
０００ｃＳｔ　（２５℃）のものが好ましい。

また、本発明においては２種以上の構造成いは粘度の異
なるシリコーンオイルを混合して用いることも可能であ
り、シリコーンオイルに増粘剤、溶剤等を加えて粘度等
を調整して用いることも可能である。

本発明における斯かるポリシロキサン架橋重合体の摺動
特性改善に対する作用機構は必ずしも明白ではないが、
架橋重合体、特に粉粒状重合体の配合によりポリアセタ
ール樹脂表面に形成される適度の微細な凹凸による摺動
接触面積の減少による効果と、ポリシロキサン架橋重合
体自身が有する好ましい摺動特性の両方の作用が複合し
たものと推定される。

また、これに更にシリコーンオイルを併用して配合した
場合、上記の効果に加え、架橋という特異な構造を有す
る架橋重合体にシリコーンオイルが保持され、成形品表
面に容易に剥離除去されないシリコーンオイル被膜を形
成するか、或いは架橋重合体の存在によりシリコーンオ
イルの浸み出しが適度に制御されるため、シリコーンオ
イル自身が本質的に有する優れた摺動特性改善効果が長
期間に渡って持続するものと推定される。

本発明の組成物中には、更に摺動特性を改良する目的で
グラファイト、二硫化モリブデン、金属石鹸などの固体
潤滑剤、ポリエチレン樹脂、ポリ四フッ化エチレン樹脂
などの良潤滑性を付与し得るポリマー等を配合すること
もできる。

また、目的に応じて、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たものであっても良い。

添加物の一例を示せば、酸化防止剤、耐候・耐光安定剤
、耐熱安定剤、滑剤、離型剤、核剤、シリコーンオイル
分散剤、帯電防止剤、難燃剤、着色剤等が挙げられる。

また、本発明の組成物は目的に応じてガラス礒維等の繊
維状、板状、粒状の無機充填剤を添加することができ、
又、更に他の樹脂又は高分子物質を補助的に添加共用す
ることも勿論可能である。

本発明の組成物の調製は、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
により練込押出してペレットを調製し、しかる後、成形
する方法、−旦組成の異なるペレットを調製し、そのペ
レットを所定量混合して成形に供し、成形後に目的組成
の成形品を得る方法、成形機に各成分の１又は２以上を
直接仕込む方法等、何れも使用出来る。

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。

また、予めシリコーンオイルをポリシロキサン架橋重合
体と混合し、含浸させた後、ポリアセタール樹脂と混合
し、押出等行う方法も加工性改善の点で好ましい方法で
ある。

〔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。

実施例１〜３及び比較例１〜４ ポリアセタール樹脂〔ポリプラスチックス■製、商品名
「ジュラコンＭ９０Ｊ　〕にオルガノポリシロキサンの
架橋重合体を第１表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。

ここで用いたオルガノポリシロキサン架橋重合体は、次
の方法で得られたものである。

重合体Ａ 両末端がビニル基のジメチルポリシロキサンと、その一
部が水素で置換されたジメチルポリシロキサンを白金触
媒を用いて反応させ、架橋させた平均粒径８μｍの粉粒
状架橋重合体。

重合体Ｂ 両末端が水酸基で封鎖されたジメチルポリシロキサンと
トリエトキシメチルシランをジブチル賜ジラウレート存
在下で反応させた平均粒径３μｍの粉粒状架橋重合体。

また比較のため、ポリアセタール樹脂及びこれに架橋構
造を有しない直鎖状シリコーンゴム、ポリテトラフルオ
ロエチレン又はグラファイトを配合したものについても
同様に評価を行った。

結果を第１表に示す。

尚、評価項目及び評価方法は下記の通りである。

成形性ニスクリユ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１５Ｏｒ、　ｐ、　ｍと
した時の可塑化時間を測定し、ポリアセタール樹脂の可
塑化時間 に対する比率で表した。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。

外　観：ペレット及び成形品の外観、特に液状物の浸み
出し状況、べとつきを調べた。

摩擦係数：絵本式摩擦摩耗試験機を用い加圧０．７５ｋ
ｇ／ｃｍ２．線速度１８０ｍｍ／ｓｅｃ、接触面積２、
３ｃｍ２．　相手材としてＰＢＴ樹脂を用い、摺動開始
直後、及び所定時間摺 動させた後の動摩擦係数を測定した。

テープ走行性：第１図に示す方法でＶＴＲテープを走行
させ、試験片にかかるト ルクを測定した。尚、テープ長 さは５Ｑｃｍ、テープ走行速度は１．７ｍ／ｓｅｃ、テ
ープ張力は１１０ｇとし、２３℃、５０％ＲＨの条件下
で行った。

実施例４〜１７及び比較例５〜１４ ポリアセタール樹脂〔ポリプラスチックス■製、商品名
「ジュラコンＭ９（１）にオルガノポリシロキサンの架
橋重合体と、各種シリコーンオイルを第２表に示す割合
で配合し、実施例１〜３と同様にして評価した。

また比較のため、ポリアセタール樹脂にシリコーンオイ
ルのみを配合したもの、架橋構造を有シナい直鎮状シリ
コーンゴムとシリコーンオイルを併用して配合したもの
についても同様にして評価を行った。結果を第２表に示
す。

〔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
タール樹脂にオルガノポリシロキサンの架橋重合体を配
合してなる本発明の組成物は、優れた摺動安定性を有し
好ましいものである。

また、これに更にシリコーンオイルを併用して配合する
ことにより摺動特性は飛躍的に向上し、その長期的な持
続性もさらに改善され、−層好ましいものとなる。また
、オルガノポリシロキサン架橋重合体が共存することに
より、シリコーンオイルの浸み出しが抑制されるため、
従来より懸案であったシリコーンオイルの浸み出しによ
る加工性低下や、成形品表面の外観不良（べとつき）等
の問題も著しく改善される。

斯かる如く、ポリアセタール樹脂にポリシロキサンの架
橋重合体と所望によりシリコーンオイルを配合してなる
本発明の組成物は優れた緒特性を有するため極めて広い
分野で摺動部品として好ましく用いられる。また油状物
質の浸み出しが嫌われる用途にも充分適用し得るもので
ある。

さらに本発明の組成物は、特殊な摺動であるテープの接
触走行に対しても好ましい性質を示すものであり、テー
プ走行系部品、例えばテープガイド、ガイドローラー等
にも好ましく用いられる。

【図面の簡単な説明】

第１図はテープ走行性の評価に用いた装置の斜視図であ
る。 １・・・試験片 ２・・・テープ ３・・・トルクアーム ４・・・トルク検出器 ５・・・回転モーター（内蔵）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ポリアセタール樹脂にオルガノポリシロキサンの架
   橋重合体０．０５〜２５重量％（組成物中）を配合して
   なる摺動性の改良されたポリアセタール樹脂組成物。 ２　更にシリコーンオイル０．０５〜２５重量％（組成
   物中）を配合してなる請求項１記載の摺動性の改良され
   たポリアセタール樹脂組成物。 ３　シリコーンオイルが５００〜３００，０００ｃＳｔ
   の粘度を有するものである請求項２記載の摺動性の改良
   されたポリアセタール樹脂組成物。 ４　オルガノポリシロキサンの架橋重合体が平均粒径０
   ．１〜１００μｍの粉粒体である請求項１、２又は３記
   載の摺動性の改良されたポリアセタール樹脂組成物。 ５　オルガノポリシロキサンの架橋重合体が、主として
   シロキサン単位を有してなる残基を介して架橋したもの
   である請求項１、２、３又は４記載の摺動性の改良され
   たポリアセタール樹脂組成物。