JPH03200871A - ベアリングリテーナー用ポリアミド樹脂組成物 - 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】 発明の技術分野 本発明は、ベアリングリテーナ−用ポリアミド樹脂組成
物に関し、さらに詳しくは、高温度下での耐潤滑油性に
優れ、高温下での使用に耐える耐熱性ベアリングリテー
ナ−を提供し得るようなベアリングリテーナ−用ポリア
ミド樹脂組成物に関する。

発明の技術的背景 従来、玉軸受（ボールベアリング）、円すいころ軸受（
テーパーベアリング）などの軸受のリテーナ−（保持器
）には、ガラス繊維で強化したナイロン６６等のガラス
繊維強化ポリアミド、金属などが広く使用されている。

これらの軸受には、ギアオイル、グリースなどの潤滑油
が用いられることが多いため、リテーナ−用のナイロン
６６として、耐潤滑油安定剤を配合したいわゆる耐ホツ
トオイル銘柄のナイロン６６が用いられてきた。

しかしながら、上記のような耐ホツトオイル銘柄のナイ
ロン６６を用いたガラス繊維強化ポリアミド製リテーナ
−は、高温度下でギアオイル、グリースなどの潤滑油に
より劣化す・るため、高温度下での使用ができないとい
う問題点があった。

なお、特開昭６３−１９９９２５号公報には、ナイロン
６６などのポリアミド樹脂、ポリブタジェンゴムなどの
正ラストマー５〜２０重量％およびガラス繊維、炭素繊
維などの強化繊維５〜３０重量％からなる円すいころ軸
受の保持器材料が開示されている。また同公報には、こ
のような保持器材料を用いれば、寸法変化が小さくて、
損傷しにくく、しかも軽量で長寿命の保持器を得ること
ができる旨記載されている。

発明の目的 本発明は、上記のような従来技術に伴う問題点を解決し
ようとするものであって、高温度下での耐潤滑油性に優
れ、高温度下での使用に耐える耐熱性ベアリングリテー
ナ−が得られるようなベアリングリテーナ−用ポリアミ
ド樹脂組成物を提供することを目的としている。

発明の概要 本発明に係るベアリングリテーナ−用ポリアミド樹脂組
成物は、テレフタル酸成分単位３０〜１００モル％と、
テレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸成分単位０〜７
０モル％および／または脂肪族ジカルボン酸成分単位０
〜７０モル％とからなるジカルボン酸成分単位（ａ）と
、脂肪族アルキレンジアミン成分単位および／または脂
環族アルキレンジアミン成分単位（ｂ）とからなる芳香
族ポリアミド（Ａ）：１００重量部と、 無機繊維（Ｂ）：５〜２００重量部 とからなることを特徴としている。

発明の詳細な説明 以下、本発明に係るベアリングリテーナ−用ポリアミド
樹脂組成物について具体的に説明する。

本発明に係るベアリングリテーナ−用ポリアミド樹脂組
成物は、芳香族ポリアミド（Ａ）と、無機繊維（Ｂ）と
から構成されている。

芳香族ポリアミド（Ａ） 本発明で用いられる芳香族ポリアミド（Ａ）は、テレフ
タル酸成分単位を主成分単位とする芳香族ジカルボン酸
成分単位（ａ）と、アルキレンジアミン成分単位（ｂ）
とから構成されている。

この芳香族ポリアミド（Ａ）は、濃硫酸中３０℃の温度
で測定した極限粘度［η］が通常、０．５〜３．Ｏｄ／
／ｇ、好ましくは０．８〜１．５ｄｌ／ｇの範囲である
ことが望ましい。

上記のような芳香族ジカルボン酸成分単位（ａ）には、
テレフタル酸成分単位に加えて、その他の芳香族ジカル
ボン酸成分単位および／または脂肪族ジカルボン酸成分
単位が含まれていてもよい。

このようなその他の芳香族ジカルボン酸成分単位の具体
例としては、イソフタル酸、フタル酸、２−メチルテレ
フタル酸、ナフタリンジカルボン酸などから誘導される
成分単位が挙げられ、これらの内では、イソフタル酸成
分単位またはナフタリンジカルボン酸成分単位が好まし
く、特にイソフタル酸成分単位が好ましい。

また上記の脂肪族ジカルボン酸成分単位の具体例として
は、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸
などの炭素数４〜２０の脂肪族カルボン酸から誘導され
る成分単位が挙げられ、これらの内ではアジピン酸成分
単位が特に好ましい。

なお、芳香族ジカルボン酸成分単位には、上記のテレフ
タル酸成分単位と、その他の芳香族ジカルボン酸成分単
位および／または脂肪族ジカルボン酸成分単位とに加え
て、少量のトリメリット酸、ピロメリット酸なとの三塩
基性以上の多価カルボン酸から誘導される成分単位が含
まれていてもよい。

上記の芳香族ポリアミド（Ａ）を構成する芳香族ジカル
ボン酸成分単位（ａ）には、全ジカルボン酸成分単位１
００モル％中テレフタル酸成分単位は、通常、３０〜１
００モル％、好ましくは４０〜８０モル％の量で、テレ
フタル酸成分単位以外の芳香族ジカルボン酸成分単位は
、通常、０〜７０モル％、好ましくは２０〜６０モル％
の量で含まれている。脂肪族ジカルボン酸成分単位は、
テレフタル酸成分単位以外の芳香族ジカルボン酸成分単
位に代えて使用する場合には通常、０〜７０モル％、好
ましくは４０〜８０モル％の量で含まれている。但し、
テレフタル酸成分単位以外の芳香族ジカルボン酸成分単
位と、脂肪族ジカルボン酸成分単位との両者が含まれる
ときは、その合計が、通常０〜７０モル％、好ましくは
２０〜７０モル％となるような量で含まれていることが
望ましい。これらのジカルボン酸成分単位の合計量は１
００モル％である。テレフタル酸成分単位が上記のよう
な範囲内の量で含まれる芳香族ポリアミド（Ａ）を用い
ると、得られるポリアミド組成物の熱変形温度などの耐
熱性、引張強度、耐摩耗性などの機械的特性、耐薬品性
、耐水性などの化学的特性が向上するとともに、高温度
下での耐潤滑油性が向上するようになるので好ましい。

本発明で用いられる芳香族ポリアミド（Ａ）は、上記の
ような芳香族ジカルボン酸成分単位（ａ）と、脂肪族ア
ルキレンジアミン成分単位および／または脂環族アルキ
レンジアミン成分単位（ｂ）とから構成される。

この脂肪族アルキレンジアミン成分単位のうちでは、炭
素数が４〜２５の直鎖状あるいは分枝を有する鎖状のア
ルキレンジアミン成分単位が好ましく、さらに好ましく
は炭素数が６〜１８の直鎖状あるいは分枝を有する鎖状
のアルキレンジアミン成分単位が望ましい。

このような脂肪族系ジアミン成分単位としては、具体的
には、たとえば、 ６−シアミツヘキサン、 ７−ジアミノへブタン、 ８−ジアミノオクタン、 ９−ジアミノノナン、１．１０−ジアミノデカン、１１
−ジアミノウンデカン、 １２−ジアミノドデカン等の直鎖状アルキレンジアミン
から誘導される成分単位； および、 ４−ジアミノ−１，１−ジメチルブタン１．４−ジアミ
ノ−１−エチルブタン、 ４−ジアミノ−１，２−ジメチルブタン、４−ジアミノ
−１，３−ジメチルブタン、４−ジアミノ−１，４−ジ
メチルブタン、４−ジアミノ−２，３−ジメチルブタン
１．２−ジアミノ−１−ブチルエタン、 ６−ジアミツー２．５−ジメチルヘキサン、６−ジアミ
ツー２．４−ジメチルヘキサン、６−ジアミツー３，３
−ジメチルヘキサン、６−ジアミツー２．２−ジメチル
ヘキサン、６−ジアミツー２，２．４−　トリメチルヘ
キサン１．６−ジアミツー２．４．４−　　）リメチル
ヘキサン、７−ジアミツー２．３−ジメチルへブタン１
．７−ジアミツー２．４−ジメチルへブタン１．７−ジ
アミツー２．５−ジメチルへブタン、７−ジアミツー２
．２−ジメチルへブタン、８−ジアミノ−１，３−ジメ
チルオクタン１．８−ジアミノ−１，４−ジメチルオク
タン、８−ジアミノ−２，４−ジメチルオクタン１．８
−ジアミノ−３，４−ジメチルオクタン１、トノアミノ
−４，５−ジメチルオクタン１．８−ジアミノ−２，２
−ジメチルオクタン１．８−ジアミノ−３，３−ジメチ
ルオクタン１、トジアミノー４．４−ジメチルオクタン
１．６−ジアミツー２．４−ジエチルヘキサン、９−ジ
アミノ−５−メチルノナン等の分枝を有する鎖状のアル
キレンジアミンから誘導される成分単位を挙げることが
できる。

このような直鎖状あるいは分枝を有する鎖状のアルキレ
ンジアミン成分単位のうちでは、直鎖状のアルキレンジ
アミン成分単位が好ましく、とくに１．６−シアミツヘ
キサン、１．８−ジアミノオクタン、１．１０−ジアミ
ノデカン、Ｉ、＋２−ジアミノドデカン等の直鎖状アル
キレンジアミンのうちの１種あるいは２種以上の化合物
から誘導される成分単位が好ましいく、さらに好ましく
は、Ｉ、１０−ジアミノデカン成分単位が好ましい。

脂環族ジアミン成分単位は、通常、炭素原子数が６〜２
５程度であり１．かつ少なくとも１個の脂環族炭化水素
環を含むジアミンから誘導される成分単位である。

このような脂環族ジアミン成分単位としては、具体的に
は、たとえば、 １．３−ジアミノシクロヘキサン、 ！、４−ジアミノシクロヘキサン、 １．３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、１．４
−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、イソホロンジ
アミン、 ピペラジン、 ２．５−ジメチルピペラジン、 ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン、ビス（４−
アミノシクロヘキシル）プロパン、４．４′−ジアミノ
−３，３′−ジメチルジシクロヘキシルプロパン、 ４．４′−ジアミノ−３３′−ジメチルジシクロヘキシ
ルメタン、 ４．４′−ジアミノ−３３′−ジメチル−５５１−ジメ
チルジシクロヘキシルメタン、 ４．４′−ジアミノ−３，３′−ジメチル−５，５′−
ジメチルジシクロヘキシルプロパン、 α−α′−ビス（４−アミノシクロヘキシルｈｐ−ジイ
ソプロピルベンゼン、 α−α′−ビス（４−アミノシクロヘキシル）１−ジイ
ソプロピルベンゼン、 α−α゛−ビス（４−アミノシクロヘキシル）−１，４
−シクロヘキサン、 α−α′−ビス（４−アミノシクロヘキシル）−１，３
−シクロヘキサンなどの脂環族ジアミンから誘導される
成分単位を挙げることができる。

これらの脂環族ジアミン成分単位のうちでは、ビス（ア
ミノメチル）シクロヘキサン、ビス（４アミノシクロヘ
キシル）メタン、４．４’−ジアミノ３．３′−ジメチ
ルジシクロヘキシルメタンが好ましく、特にビス（４−
アミノシクロヘキシル）メタン、１．３−ビス（アミノ
シクロヘキシル）メタン、１．３−ビス（アミノメチル
）シクロヘキサン等の脂環族ジアミンから誘導される成
分単位が好ましい。

上記のような芳香族ポリアミド（Ａ）は、従来公知の種
々の方法により製造することができる。

たとえば、芳香族ジカルボン酸をハライドにし、直鎖脂
肪族アルキレンジアミンと均一溶液中で重縮合させる溶
液法、極性溶媒中に溶解した芳香族ジカルボン酸のハラ
イドと非極性溶媒中に溶解した直鎖脂肪族アルキレンジ
アミンとを界面で縮合させる界面法などによって芳香族
ポリアミド（Ａ）を製造することができる。また、溶融
重合法あるいは固相重合法により、上記のような芳香族
ポリアミド（Ａ）を製造することもできる。

無機繊維（Ｂ） 本発・明で用いられる無機繊維（Ｂ）としては、具体的
には、ガラス繊維、カーボン繊維、ホウ素繊維、セラミ
ック繊維、石綿繊維、ステンレススチール繊維などの繊
維状の無機系化合物が挙げられる。

これらの無機繊維（Ｂ）の内では、ガラス繊維が好まし
く用いられる。

これらの無機繊維は、２種以上混合して使用することも
できる。また、これらの無機繊維をシランカップリング
剤あるいはチタンカップリング剤などで処理して使用す
ることもできる。

本発明で用いられる無機繊維（Ｂ）は、径が５〜１５μ
ｍ１好ましくは６〜１３μｍであり、長さが好ましくは
２〜１０−１特に好ましくは３〜６ｆｆｉＩ＋である。

本発明においては、無機繊維（Ｂ）は、芳香族ポリアミ
ド（Ａ）１００重量部に対して５〜２００重量部、好ま
しくは５〜１５０重量部、さらに好ましくは１０〜１０
０重量部の量で用いられる。

このような無機繊維（Ｂ）を上記範囲内の量で用いると
、ポリアミド樹脂組成物から得られる成形体の引張強度
、曲げ強度、曲げ７弾性率などの機械的特性、熱変形温
度などの耐熱特性、耐水性などの物理的化学的特性が向
上するとともに、吸湿対する寸法安定性が向上する。

本発明に係るベアリングリテーナ−用ポリアミド樹脂組
成物は、上記のように芳香族ポリアミド（Ａ）と無機繊
維（Ｂ）とを必須の構成成゛分とするが、これらの必須
成分の他に必要に応じて、無機充填剤、酸化防止剤、紫
外線吸収剤、光保護剤、耐熱安定剤、亜燐酸塩安定剤、
過酸化物分解剤、塩基性補助剤、増核剤、可塑剤、潤滑
剤、帯電防止剤、難燃剤、顔料、染料などを含んでいて
もよい。

上記の無機充填剤としては、粉末状、粒状、板状、スト
ランド状、クロス状、マット状を有する種々の充填剤な
どを挙げることができ、具体的には、シリカ、アルミナ
、シリカアルミナ、タルク、ケイソウ土、クレー、カオ
リン、石英、ガラス、マイカ、グラファイト、二硫化モ
リブデン、セラコラ、ベンガラ、二酸化チタン、酸化亜
鉛、アルミニウム、銅、ステンレスなどの粉状、板状の
無機系化合物などが挙げられる。

これらの無機充填剤は、２種以上混合して使用すること
もできる。また、これらの無機充填剤をシランカップリ
ング剤あるいはチタンカップリング剤などで処理して使
用することもできる。

前記無機充填剤のうち、粉末状の無機充填剤としては、
具体的には、シリカ、シリカアルミナ、アルミナ、二酸
化チタン、グラファイト、二硫化モリブデン、ポリテト
ラフルオロエチレンなどを挙げることができ、特にグラ
ファイト、二硫化モリブデンまたはポリテトラフルオロ
エチレンを使用すると本発明に係るポリアミド樹脂組成
物から得られる成形体の動摩擦係数、テーパー摩耗、限
界ＰＶ値などの耐摩耗性が向上するようになるので好ま
しい。

このような粉末状の無機充填剤の平均粒径は、通常、０
．１ｍμ〜２００μｍ１好ましくは１ｍμ〜１００μｍ
の範囲にあることが望ましい。

平均粒径がこのような範囲にあると、ポリアミド樹脂組
成物の耐摩耗性が著しく向上してくるので好ましい。

このような粉末状の無機充填剤は、芳香族ポリアミド（
Ａ）１００重量部に対して、通常、２００重量部以下の
量で、好ましくは１５０重量部以下の量で、特に好まし
くは１０〜１００重量部の量で、含まれていることが望
ましい。

本発明に係るベアリングリテーナ−用ポリアミド樹脂組
成物は、前記ポリアミド樹脂組成物の各構成成分を溶融
状態に維持しながら充填剤を配合するなどの方法により
調製することができる。この際、押出機、ニーダ−など
を用いることができる。

上記のような本発明に係るベアリングリテーナ−用ポリ
アミド樹脂組成物は、通常の溶融成形法、たとえば圧縮
成形法、射出成形法または押出し成形法などによって成
形することができる。

発明の効果 本発明に係るベアリングリテーナ−用ポリアミド樹脂組
成物は、テレフタル酸成分単位を主成分単位として含有
するジカルボン酸成分単位（ａ）および特定のアルキレ
ンジアミン成分単位（ｂ）からなる芳香族ポリアミド（
Ａ）と、無機繊維（Ｂ）とを含んでなるので、成形時の
流動性が良く、この組成物を用いれば引張強度、曲げ強
度、耐熱性、耐水性に優れるとともに、高温度下での耐
潤滑油性に優れ、高温度下での使用に耐えるベアリング
リテーナ−が得られる。また、本発明に係るベアリング
リテーナ−用ポリアミド樹脂組成物から得られるベアリ
ングリテーナ−は、従来のナイロン６６を用いたガラス
繊維強化ポリアミド製ベアリングリテーナ−と比較して
、吸湿に対する寸法安定性に優れ、軸受部品および軸の
組込みが容易である。

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明はこれら実施例に限定されるものではない。

実施例１ ［芳香族ポリアミドの合成］ １．６−ジアミツヘキサン２５４ｇ　（２，１９Ｍ）、
テレフタル酸２４７ｇ　（１，４９Ｍ）　、イソフタル
酸１０６ｇ　（０，６４Ｍ）と触媒として次亜リン酸ナ
トリウム０．４５ｇ　（４，２５Ｘ１０−３Ｍ）とイオ
ン交換水１４８　ｍｌを１．Ｏｌの反応器に仕込み、窒
素置換後２５０℃、３５ｋｇ／ａｌで１時間反応を行な
った。反応終了後反応器より約１０ｋｇ／ａｌ低く設定
した圧力の受器へ抜き出し、極限粘度［η］が０．１０
ｄＪ／ｇ　（濃硫酸、３０℃）のポリアミド５４５ｇを
得た。

次いで、このポリアミドを乾燥した後、二軸押出機を用
いてシリンダー設定温度３３０℃で溶融重合して極限粘
度［η］が１．１ｄｌ／ｇ（濃硫酸、３０℃）の芳香族
ポリアミドを得た。

この芳香族ポリアミド中のテレフタル酸成分単位のモル
％は７１％であり、融点は３２０℃であった。

［ポリアミド樹脂組成物の製造］ ベント付二軸押出機［■池貝鉄鋼製、型番ＰＣＩＪ４５
］を用いて、上記の芳香族ポリアミド７５重量部と、径
１３μｍのガラス繊維［日東紡績■製、品番Ｃ５−６Ｐ
Ａ−４７３Ｓ］　２５重量部をベント部より供給して３
３０℃で造粒した。

このようにして得られたポリアミド樹脂組成物のペレッ
トを射出成形機［東芝機械製、ｌ５−５０）を用いて、
下記の条件で試験片を射出成形した。

［射出成形条件］ シリンダー温度（℃）： ２９０／３１０／３２０／３３０ 射出圧力（ｋｇ／ｃｊ）　　： １次７２次＝１０００／８００ 金型温度（℃）：１２０ 上記試験片について、耐潤滑油性、曲げ特性、耐熱性お
よび耐水性を下記の方法に従って評価した。

［評価方法］ （１）耐潤滑油性 ＡＳＴＭ　０６３Ｂに準じてＡＳＴＭタイプ■、２Ｍ厚
の試験片を用い、引張スピード２０−７分の条件で引張
試験を行なって引張強度を求める。

この引張試験では、１５０℃のギアオイル［出光興産■
製、出光ギアオイルＨＥ　９０Ｓ］に２００時間、５０
０時間、および１０００時間浸漬した試験片を用いる。

また各試験片のギアオイル浸漬前後の重量を測定し、重
量変化率を求める。（２）曲げ特性 ＡＳＴＭ　０７９０に準じてサイズ３．２ｍｍＸ１２．
７ｍｍＸ１２７ｍｍの試験片を用い、曲げ試験を行なっ
て曲げ強度と曲げ弾性率を求める。

（３）耐熱性 耐熱性の評価は熱変形温度で行なう。

熱変形温度は、＾ＳＴＭ−Ｄ−６４８に準じて、１８．
６ｋｇ／−の曲げ応力を加えられたサイズ６．４ｍ＋ａ
Ｘ１２、　７ｍｍＸ　１２７ｍｗの試験片を毎分２℃で
昇温させ、たわみ量が０．２５４ｍａに到達した時の温
度とする。

（４）耐水性 耐水性の評価は吸水率で行なう。

吸水率は、＾ＳＴＭ−Ｄ−５７０に準じて、厚さ３．２
ｍの試験片を２３℃および１００℃の水中に２４時間放
置して水分量を測定し求める。

評価結果を表１、第１図および第２図に示す。

比較例１ 実施例１において、芳香族ポリアミドの代わりに、ガラ
ス繊維含有量２５％のポリヘキサメチレンアジパミド［
ＢＡＳＦ製、品番Ａ３ＨＧ５］を用い、射出成形条件を
下記のようにした以外は、実施例１と同様にして、ポリ
アミド樹脂組成物さらには試験片を得、得られた試験片
について上記物性を評価した。

［射出成形条件］ シリンダー温度（℃）： ２４０／２６０／２７０／２８０ 金型温度（℃）ニア０ 評価結果を表１、第１図および第２図に示す。

なお、ギアオイル浸漬時間が５００時間を超えた試験片
は、劣化が著しく重量測定を行なうことができなかった
。

実施例２ 実施例・ｌにおいて用いたポリアミド樹脂に代えて、下
記の芳香族ポリアミドを用いた以外は実施例１のと同様
とした。

結果を表１に示す。

［芳香族ポリアミドの合成］ １．６−ジアミツヘキサン２５５．６ｇ　（２，２Ｍ）
、テレフタル酸（ＴＡ）１０９．６ｇ　（０，６６Ｍ）
、アジピン酸（ＡＡ）２２５．１ｇ　（１，５４Ｍ）と
触媒として次亜リン酸ナトリウム０．４７ｇ（４，４Ｘ
ＩＯ’Ｍ　）とイオン交換水１４６ｍ１を１、Ｏｌの反
応器に仕込み、窒素置換後２５０℃、３５ｋｇ／ａｄで
１時間反応を行なった。反応終了後反応器より約１０ｋ
ｇ／ａｌ低く設定した圧力の受器へ抜き出し、極限粘度
［η］が０．　１５　ｄＡ’　７ｇ（濃硫酸、３０℃）
のポリアミド５１０ｇを得た。

次いで、このポリアミドを乾燥した後、二軸押出機を用
いてシリンダー設定温度３４５℃で溶融重合して極限粘
度［η］が１．４１ｃｌ／ｇ　（濃硫酸、３０℃）の芳
香族ポリアミドを得た。

この芳香族ポリアミド中のテレフタル酸成分単位のモ、
ル％は３０％であり、融点は２７６℃、ガラス転移温度
は７０℃であった。

（註）上記の物性値は、ギアオイル浸漬前の試験片につ
いて試験をして求めた値である。

第１図および第２図より、実施例１のポリアミド樹脂組
成物から得た試験片は、比較例１のポリアミド樹脂組成
物から得た試験片と比較して、高温ギアオイル浸漬後の
引張強度低下および重量変化が小さく、耐潤滑油性（耐
ギアオイル性）に優れていることが理解される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例１の試験片および比較例１の試験片に
ついて、試験片の１５０℃ギアオイル浸漬時間と試験片
の重量変化率との関係を表わしたグラフであり、第２図
は、実施例１の試験片および比較例１の試験片について
、試験片の１５０℃ギアオイル浸漬時間と引張強度との
関係を表わしたグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）テレフタル酸成分単位３０〜１００モル％と、テレ
   フタル酸以外の芳香族ジカルボン酸成分単位０〜７０モ
   ル％および／または脂肪族ジカルボン酸成分単位０〜７
   ０モル％とからなるジカルボン酸成分単位（ａ）と、 脂肪族アルキレンジアミン成分単位および／または脂環
   族アルキレンジアミン成分単位（ｂ）とからなる芳香族
   ポリアミド（Ａ）：１００重量部と、 無機繊維（Ｂ）：５〜２００重量部 とからなることを特徴とするベアリングリテーナー用ポ
   リアミド樹脂組成物。