JPH02138357A - ポリアセタール樹脂組成物及び摺動部材 - 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、優れた摩擦・摩耗特性を有し、かつ摺動時の
摺動音（きしみ音）が発生しないポリアセタール樹脂組
成物に関するものである。

〔従来の技術とその課題〕

ポリアセタール樹脂は、バランスのとれた機械的性質を
有し、耐摩擦・摩耗特性、耐薬品性、耐熱性、電気特性
等に優れるため、自動車、電気・電子製品等の分野で広
く利用されている。

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、その−例として一般物性と共に摺動特性の一
層の向上が望まれている。かかる摺動特性とは、摩擦係
数、比摩耗量は勿論であるが、これらの他に、摺動音（
きしみ音）が重要な特性として取り上げられている。

斯かる摺動音を含む摺動特性を改善する目的で、ポリア
セタール樹脂にフッ素樹脂やポリオレフィン系の樹脂の
添加、また脂肪酸、脂肪酸エステル、シリコーンオイル
、各種鉱油などの潤滑油の添加が行われている。

フッ素樹脂やポリオレフィン系樹脂の添加は、摺動音を
含む摺動特性をある程度改善するが、これらの樹脂はポ
リアセタール樹脂との相溶性に乏しいため、成形品表面
に剥離を生じさせたり、成形金型に析出物を発生させ易
い。

また潤滑油の添加は、摩凛係数や比摩耗量の低減には効
果があるが、摺動音の改善には不十分であり、更に押出
あるいは成形加工時の困難さ、或いは使用時の滲み出し
等の種々の難点がある。

斯かる如く、従来より公知の方法は、摺動特性、成形加
工性、その他の実用性の見地から未だ十分でなく、これ
らの諸性質を改良した材料が望まれている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは良好な一般物性を有するとともに、特に優
れた摺動特性を持つポリアセタール樹脂組成物の開発に
ついて鋭意検討を重ねた結果、ポリアセタール樹脂に特
定のグラフト共重合体を添加することにより、摺動音（
きしみ音）が著しく改善され、摩擦・摩耗特性及び成形
性その他の一般物性に優れたポリアセタール樹脂組成物
が得られることを見出し、本発明に到達した。

即ち本発明は、 （Ａ）　ポリアセタール樹脂１００重量部に（Ｂ）　オ
レフィン系重合体（ａ）と、ビニル系重合体もしくはエ
ーテル系重合体（ｂ）の１種又は２種以上とが、分岐又
は架橋構造的に化学結合したグラフト共重合体０．５〜
４０重量部を含有せしめてなるポリアセタール樹脂組成
物、更に上記の基体構成成分の他に所望により（Ｃ）潤
滑剤０．１〜２０Ｍ童部〔対（Ａ＋Ｂ）成分１００重量
部〕 を配合した摩擦、摩耗特性、特に摺動音を大幅に改良せ
しめたポリアセタール樹脂組成物並びにこれら組成物よ
りなる摺動部材を提供するものである。

以下本発明の構成について詳しく説明する。

まず、本発明に用いられる（Ａ）　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させたも
のも基体樹脂として使用でき、また重合度等も成形可能
な限り特に制限はない。

次に本発明で（Ｂ）成分として用いるグラフト共重合体
とは、オレフィン系重合体（ａ）と、ビニル系重合体も
しくはエーテル系重合体（ｂ）の１種又は２種以上とが
分岐又は架橋構造的に化学結合したグラフト共重合体で
ある。

ここで、グラフト共重合体（Ｂ）の主鎖部分を構成する
（ａ）のオレフィン系重合体としては、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリブテン等の単独重合体、及びこれ
らを主成分とする共重合体が挙げられる。共重合体とし
ては、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・１−
ブテン共重合体及びエチレンとα、β−不飽和酸のグリ
シジルエステル（例えば、アクリル酸グリシジルエステ
／ヘメタクリル酸グリシジルエステル、エタクリル酸グ
リシジルエステル等）からなる共重合体等が挙げられる
。これらの内、ポリエチレン及びエチレンとα、β−不
飽和酸のグリシジルエステルからなる共重合体（特にエ
チレングリシジルメタクリレート共重合体）が最も好ま
しく使用できる。

次に、このオレフィン系重合体（ａ）とグラフト共重合
させる重合体（ｂ）としては、下記に示されるビニル系
重合体もしくはエーテル系重合体の１種又は２種以上で
あり、例えばビニル系重合体として、ポリメタクリル酸
メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチル
、ポリアクリル酸−２エチルヘキシノペボリスチレン、
ポリアクリロニトリル、アクリロニトリル−スチレン共
重合体、アクリル酸ブチルとメタクリル酸メチルの共重
合体、アクリル酸ブチルとスチレンの共重合体等が挙げ
られる。また、エーテル系重合体としては、ポリエチレ
ンオキシド、ポリトリメチレンオキシド、ポリプロピレ
ンオキシド等が挙げられる。好ましくはポリメタクリル
酸メチル、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ポリ
エチレンオキシド等である。

上記の如き成分よりなるグラフト共重合体（Ｂ）の内、
（ａ）ポリエチレンに、（ｂ）ポリメタクリル酸メチル
またはアクリロニトリル−スチレン共重合体をグラフト
重合させたものが特に好ましい。

本発明の特徴とするグラフト共重合体（Ｂ）　とは、主
鎖部分を構成する前記の（ａ）のオレフィン系重合体と
（ｂ）のビニル系重合体もしくはエーテル系の重合体が
単独で用いられるのではなく、性質の異なった（ａ、）
の重合体と（ｂ）の重合体が少なくとも一点で化学結合
した分岐又は架橋構造を有するグラフト共重合体である
点にその特徴を有し、後述の如くかかるグラフト構造を
有することによって車に（ａ）又は（ｂ）の単独配合に
ては得られない顕著な効果を得るのである。

かかる（ａ）セグメント及び（ｂ）セグメントよりなる
グラフト共重合体の調製法は特に限定されるものではな
いが、通常よく知られたラジカル反応によって容易に調
製できる。例えば、重合体（ａ）と、Ｑ））を構成する
モノマーにラジカル触媒を加えて混練してグラフト化す
る方法、或いは重合体（ａ）又は（ｂ）の何れかに過酸
化物等のラジカル触媒を加えてフリーラジカルを生成さ
せ、これを他の成分ポリマーと溶融混練する方法等によ
ってグラフト共重合体（Ｂ）が調製される。

ここで（Ｂ）成分のグラフト共重合体を構成するための
（ａ）とら〕の割合は９５：５〜５：９５、好ましくは
８０：２０〜２０：８０、更に好ましくは６０：４０〜
４０：６０である。

また、（Ｂ）成分の（Ａ）成分１００重量部に対する量
は０．５〜４０重量部、好ましくは１〜３０重量部であ
る。

（Ｂ）成分が少なすぎると本発明の目的とする摺動特性
、特に摺動音の改良効果が得られず、多すぎると剛性等
の機械的性質を阻害するため好ましくない。

本発明の組成物はこのままで用いても良好な物性を有し
、特に摺動特性、成形加工性等に顕著な効果を有するも
のであるが、更に前記（Ａ）〜（Ｂ）成分に加えて（Ｃ
）潤滑剤を併用することにより、更に一層の効果を得る
ことができる。

ここで（Ｃ）成分の潤滑剤とは、スピンドル油、冷凍機
油、タービン油、マシン油、シリンダー油、ギヤ油等の
鉱油；流動パラフィン、パラフィンワックス、ポリエチ
レンワックス等の炭化水素；ラウリン酸、ミリスチン酸
、バルミチン酸、ステアリン酸、アラキシン酸、ベヘン
酸、モンタン酸等の脂肪酸；ヘキシルアルコール、オク
チルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコ
ール、ベヘニルアルコーノヘグリコール類、クリセリン
、ポリグリセロール、ペンタエリスリトール等のアルコ
ール；及び前記脂肪酸とアルコールからなるステアリル
ステアレート、ベヘニルベヘネート、ペンタエリスリト
ールトリステアレート、ペンタエリスリトールテトラス
テアレート、グリセリンモノステアレート、グリセリン
モノベヘネート等の脂肪酸エステル；ステアリルアミド
、バルミチルアミド、オレイルアミド、メチレンビスス
テアロアミド、エチレンビスステアロアミド等の脂肪酸
アミド；ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、
ステアリン酸マグネシウム等の金属石鹸；モンクンロウ
等の天然ワックス；シリコーン等が広範囲に使用できる
。

かかる潤滑剤の内、取扱いの容易さ、加工性、摩擦・摩
耗特性、機械的性質等総合的にみると全炭素数１２以上
の脂肪酸、アルコール及び脂肪酸エステルから選択され
る１種以上の化合物、特に全炭素数２０以上の脂肪酸エ
ステルが好ましく使用できる。

本発明において、かかる潤滑剤の添加量は、０．１〜２
０重量部〔対（Ａ）＋（Ｂ）成分１００重蛍１〕である
。０．１重量部未満では潤滑剤本来の効果が発揮され難
く、また逆に２０重量部より多い量では基体であるポリ
アセタールの性質が損なわれるため好ましくない。

本発明の特徴及び効果は、前述した如く、ポリアセター
ル樹脂（Ａ）　に特定のグラフト共重合体（Ｂ）を添加
することにより、特に摺動音及び摩擦・摩耗特性が大幅
に改良されることにある。

また、かかる効果は、（Ｂ）成分と共に潤滑剤（Ｃ）を
併用することによって顕著な相乗作用を呈し、摺動特性
のみならず一般物性にも顕著な効果が認められるのであ
る。

その理由の一つとしてこのグラフト共重合体（Ｂ）は、
潤滑剤（Ｃ）の担体として（Ａ）及び（Ｃ）に適度の相
溶性をもたらす媒介作用を有するものと解される。鉱油
、脂肪酸エステル等の潤滑剤（Ｃ）は、摺動特性の改善
の目的で一般的に使用されるが、単独では必要な摺動特
性を得るに十分な量を均一に添加することが耐難であり
、添加剤の混練時に押出機のスフＩＪ　５−上で樹脂の
滑りの原因となり、サージング現象を生じたり、ベント
孔より未溶融樹脂がベントアップする等の問題を生じ、
均一な組成物の調製自体が困難であるのみならず、成形
時においてもくい込み不良、可塑化不良等の問題を生じ
、更に使用時においては成形品表面に多量の潤滑剤の滲
み出しくブリード）等を生ずる。

しかるにグラフト共重合体（Ｂ）を存在せしめることに
より、上記の如き潤滑剤単独による欠点が解消され、そ
れのみならず、グラフト共重合体（Ｂ）特にエチレン系
共重合体と潤滑剤（Ｃ）特に脂肪酸、アルコール、脂肪
酸エステル等が共存することは、摺動特性に対し顕著な
相乗効果を呈する。

本発明の組成物は、更に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る。また、目的とする用途に
応じてその物性を改善するために、更に公知の各種の添
加剤を配合し得る。

添加剤の例を示せば、各種の着色剤、離型剤（前記の潤
滑剤以外）、核剤、帯電防止剤、その他の界面活性剤、
異種ポリマー（前記のグラフト共重合体以外）等である
。

また、本発明の目的とする組成物の性能を大幅に低下さ
せない範囲内であれば、無機・有機・金属等の繊維状、
粉粒状、板状の充填剤を１種又は２種混合使用すること
もできる。

次に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、−軸又は二軸の押
出機により練込み押出ししてベレットを調製する方法、
−旦組成の異なるベレット（マスターバッチ）を調製し
、そのベレットを所定量混合（稀釈）する方法等、何れ
も使用できる。

また、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（Ａ）又はグラフト共重合体（Ｂ）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。

又、潤滑剤（Ｃ）特に液体状のものを用いる場合は、予
め潤滑剤をグラフト共重合体（Ｂ）と混合し、含浸させ
た後、これをポリアセタール樹脂と混練し、押出等を行
う方法も組成物の調製を容易にし、加工性及び摺動性改
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１〜２１及び比較例１〜２６ 第１表〜第２表の如く、（Ａ）成分としてポリアセター
ル樹脂（ポリプラスチックス■製、商品名ジュラコン’
）　、（Ｂ）成分として各種グラフト共重合体及び（Ｃ
）成分として各種潤滑剤を第１表〜第２表に示す割合で
混合した後、二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。結果を第１
表〜第２表に示す。

また比較のため、（Ｂ）成分であるグラフト共重合体を
配合しない組成物、（Ｂ）成分の代わりに（ａ）成分又
は（ｂ）成分を各々単独で使用したもの、（Ｃ）潤滑剤
のみを単独に使用したもの、（ａ）成分又は（ｂ）成分
と潤滑剤を併用したもの等についても同様にして評価し
た。結果を併せて第１表〜第２表に示す。

尚、評価項目及び評価方法は下記の通りである。

・押出加工性（組成物ベレット調製時所見）；内径３０
ｍｍベント付二軸押出機を使用して押出を行い押出状況
を観察した。押出中のスクリューへのくい込み状況、ベ
ントアップ、ストランドの発泡状態、サージング現象等
を目視観察にて総合的に５段階で評価した。

５−４−３−２−□　１ ・成形品表面状態； 評価用試験片（５０ｍｍ　Ｘ５０ｍｍ　ｘ　ｌ　ｍｍ　
：センタービンゲ・−ト方式）を成形して、その表面の
剥離状況を５段階で評価した。

・摺動音特性； 鈴木式摩擦・摩耗試験機を用い、加圧下（３，５ｋｇ／
ｃｍ２）　、線速度５Ｑｍｍ／ｓｅｃ、接触面積２、　
（１ｃｍ２で、同じ材料同志を１０時間摺動させる間の
きしみ音の発生状況を騒音計を用い相対的に評価した。

・摩擦係数、比摩耗量； 鈴木式摩擦・摩耗試験機を用い、加圧下（０，６ｋｇ／
ａｍ２）　、線速度１５０ｍｍ／ｓｅｃ　、接触面積２
．０ｃｍ”で、相手材を一般の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）とし、動摩
擦係数、比摩耗量を測定した。

尚、ここで（Ｂ）成分及びその構成成分（ａ）、（ｂ）
として用いた物質は次の通りであり、第１表〜第２表に
おいては略号で表示した。

（ａ）ＰＥ：ポリエチレン Ｅ／ＧＭＡ　：エチレンーグリシジルメタクリレート（
８５：１５）共重合体 （ｂ）ＰＭＭＡ：ポリメタクリル酸メチルＡＮ／Ｓ：ア
クリロニトリルースチレン共重合体 ＰＥＯ：ポリエチレンオキシド （Ｂ）　　ＰＥ−ｇ−ＰＭＭＡ　： Ｐ　Ｅ　（５０）とポリメタクリル酸メチル（５０）と
のグラフト共重合体 ＰＥ−ｇ−ＡＮ／Ｓ　： Ｐ　Ｅ　（５０）とアクリロニトリル−スチレン共重合
体（５０）とのグラフト共重合体ＰＥ−ｇ−ＰＥＯ： Ｐ　Ｅ　（５０）とポリエチレンオキシド（５０）との
グラフト共重合体 Ｅ／ＧＭＡ−ｇ−ＰＭＭＡ： Ｅ　／　Ｇ　Ｍ　Ａ　（７０）とポリメタクリル酸メチ
ル（３０）とのグラフト共重合体 Ｅ／ＧＭＡ−ｇ−ＡＮ／Ｓ　： Ｅ／ＧＭΔ（７０）とアクリロニトリル−スチレン共重
合体く３０）とのグラフト共重合体 〔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（Ａ）に特定のグラフト共重合体（Ｂ）及び
所望により潤滑剤（Ｃ）を含有してなる本発明のポリア
セタール樹脂組成物は、グ。

ラフト共重合体を構成する成分であるオレフィン系重合
体（ａ）、ビニル系重合体もしくはエーテル系重合体（
ｂ）を各単独で配合したもの、或いは従来より同じ目的
で用いられている各種潤滑油等（Ｃ）を添加したものに
比べ、摺動特性、特に摺動音（きしみ音）が飛躍的に改
善され、摺動部材用として好ましいものである。

また、本発明の組成物は、従来よりとかくこの種の材料
の問題となっていた押出、成形加工上の難点が改善され
、しかも成分の分離、滲み出し等の難点も改良されてい
る。

本発明の摺動部材組成物は、上記の如き摺動部材として
の優れた性質を有するが故に、オーディオ、ビデオ関係
部品、例えばＶＴ”Ｒ，８ミリビデオ等のギヤ、カム、
レバー、クラッチ、ガイドローラ、ガイドボール等の摺
動部材及び前記部材と摺動するシャーシ、プレート等に
好適である。この他、繊維機械、カメラ、ラジオ、ファ
クシミリ、コンピン−ター等の各種のＯＡ機器等の機構
部品、摺動部材等に好適に用いられる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（Ａ）ポリアセタール樹脂１００重量部に（Ｂ）オレ
   フィン系重合体（ａ）と、ビニル系重合体もしくはエー
   テル系重合体（ｂ）の１種又は２種以上とが、分岐又は
   架橋構造的に化学 結合したグラフト共重合体０．５〜４０重量部を含有せ
   しめてなるポリアセタール樹脂組成物。 ２（Ｂ）成分を構成するオレフィン系重合体（ａ）がポ
   リエチレン又はエチレンとα，β−不飽和酸のグリシジ
   ルエステルからなる共重合体である請求項１記載のポリ
   アセタール樹脂組成物。 ３（Ｂ）成分を構成するビニル系重合体もしくはエーテ
   ル系重合体（ｂ）がポリメタクリル酸メチル、アクリロ
   ニトリル−スチレン共重合体及びポリエチレンオキシド
   からなる群より選択される１種以上である請求項１記載
   のポリアセタール樹脂組成物。 ４（Ｂ）成分のグラフト共重合体が（ａ）ポリエチレン
   に（ｂ）ポリメタクリル酸メチルまたはアクリロニトリ
   ル−スチレン共重合体をグラフト共重合させたものであ
   る請求項１記載のポリアセタール樹脂組成物。 ５　請求項１〜４の何れか１項記載の組成物に、更に （Ｃ）潤滑剤０．１〜２０重量部〔対（Ａ＋Ｂ）成分１
   ００重量部〕 を配合してなるポリアセタール樹脂組成物。 ６（Ｃ）成分の潤滑剤が全炭素数１２以上の脂肪酸、ア
   ルコール及び脂肪酸エステルからなる群より選択される
   １種以上である請求項５記載のポリアセタール樹脂組成
   物。 ７　請求項１〜６の何れか１項記載のポリアセタール樹
   脂組成物よりなる摺動部材。