JPH06240103A - 高摺動性ポリアセタール樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 （Ａ）ポリアセタール樹脂ホモポリマーと
（Ｂ）ポリアセタール樹脂コポリマー及び（Ｃ）シリコ
ーンオイルからなり、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）各成
分の全量に対する重量比（％）をそれぞれＸ、Ｙおよび
Ｚとしたとき、Ｘ、ＹおよびＺが、下記の範囲にあるこ
とを特徴とするポリアセタール樹脂組成物である。 記 ２．０＜Ｘ＜９７．９ ２．０＜Ｙ＜８３．０ ０．１≦Ｚ≦１５ 【効果】 本発明の組成物は、点接触往復摺動潤滑性及
び低キシミ音性に於いて優れるため、ＡＶ（Audio Visu
al）、ＯＡ（Office Automation ）機器部品に好適に用
いられる。なかでもカムギア、ギア、軸受け、レバー、
キーステム、カム、ラチェット、ローラに好適である。
特に、ＶＴＲ（Video Tape Recorder ）部品として使
われているカムギア材として好適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、点接触往復摺動におい
て、初期から長期に渡り対樹脂及び対金属の両方で摩擦
摩耗特性に極めて優れ、かつキシミ音の発生の少ない高
摺動性ポリアセタール樹脂組成物を提供しようとするも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ポリアセタール樹脂は、その優
れた機械的強度、耐疲労性、電気特性などを有するた
め、エンジニアリング樹脂として歯車、軸受け、その他
の機械部品や自動車、家電部品などに幅広く利用されて
いる。また、ポリアセタール樹脂は自己潤滑性にもかな
り優れており、その特性が生かされた用途も多い。

【０００３】しかしながら、ポリアセタール樹脂用途の
高機能化、多様化に対して、ポリアセタール樹脂の本来
有する自己潤滑性およびポリアセタール樹脂に一般的な
潤滑剤を添加しただけの組成物の潤滑性だけでは、更に
要求される用途には必ずしも充分ではなく対応できてい
ない。特に、電気部品等では点接触往復摺動において対
樹脂及び対金属の両方でさらに低摩擦、低摩耗特性を長
期に渡り維持できる材料が望まれている。

【０００４】従来技術として特公平３−６９３７８号公
報には、ポリアセタール樹脂にシリコーンオイルとエス
テル系潤滑剤との組成物からなるポリアセタール樹脂の
面接触スラスト摺動における摩擦特性及び摩耗性を改良
することが知られている。しかしながら、この組成物で
は点接触往復摺動性は充分な値を得ることができていな
い。

【０００５】特開平４−２３４４５０号公報において
は、ポリアセタール樹脂と１×１０⁶ＣＳＴ以上の粘度
を有するシリコーンガムとポリテトラフルオロエチレン
樹脂とを含有するポリアセタール樹脂組成物及びその組
成物からなる摺動部材が、高速、高荷重下での面接触ス
ラスト摺動性に於いて耐摩擦摩耗特性が優れ、さらに成
形性が優れることを開示している。しかし、点接触往復
摺動での摺動性は、まだまだ改良の余地が残されてい
る。更に、上記公報には本発明におけるポリアセタール
樹脂ホモポリマーとポリアセタール樹脂コポリマーを併
用し、更にシリコーンオイルを組合せることに関する記
載がなく、示唆もない。

【０００６】また、特公昭５７−１０１４４号公報で
は、ポリアセタール樹脂にシリコーンオイルとシリコー
ンガムを添加する方法、特開昭６３−２７７２６３号
〔ＵＳＰ４８７４８０７（対応中国特開 '８８−０２６
１９参照）〕公報には、ポリアセタール樹脂に１５０，
０００ＣＳＴ以上の粘度を有するシリコーンオイルを添
加する方法などが開示されているが、これらの方法で
も、本発明のようなポリアセタール樹脂ホモポリマーと
ポリアセタール樹脂コポリマーを併用し、更にシリコー
ンオイルを組合せることにより、点接触往復摺動性に優
れるという技術に関する記載はなく、示唆もない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な状況から点接触往復摺動試験において、対樹脂および
対金属の両方で低摩擦低摩耗性能を長期に渡り維持させ
ると共に、高摺動性を付与させたポリアセタール樹脂組
成物に関するものである。更に詳しくいえば、点接触に
よる往復摺動性において、対樹脂及び対金属の両方で、
初期に極めて低い摩擦係数を示し、その低い摩擦係数を
長期に渡り維持し、摩耗特性にも優れ、かつキシミ音発
生の少ない摺動性に優れたポリアセタール樹脂組成物を
提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を鋭意検討を重ねた結果、ポリアセタール樹脂ホモポリ
マーとポリアセタール樹脂コポリマーを併用することで
シリコーンオイルとポリアセタール樹脂との親和性をコ
ントロールすることができ、上記課題を解決し得ること
を見出し本発明を完成するに至った。

【０００９】即ち、本発明は、（Ａ）ポリアセタール樹
脂ホモポリマーと（Ｂ）ポリアセタール樹脂コポリマー
および（Ｃ）シリコーンオイルからなり、（Ａ）（Ｂ）
および（Ｃ）各成分の全量に対する重量比（％）をそれ
ぞれＸ、ＹおよびＺとしたとき、Ｘ、ＹおよびＺが下記
の範囲にあることを特徴とするポリアセタール樹脂組成
物である。

【００１０】２．０＜Ｘ＜９７．９ ２．０＜Ｙ＜８３．０ ０．１≦Ｚ≦１５ 以下、本発明のポリアセタール樹脂組成物について詳細
に説明する。本発明の組成物に用いられる（Ａ）ポリア
セタール樹脂ホモポリマーとは、ホルムアルデヒドの単
量体、またはその３量体（トリオキサン）もしくは４量
体（テトラオキサン）等の環状オリゴマーを原料とし
て、製造された実質的にオキシメチレン単位の繰り返し
よりなるポリオキシメチレン樹脂である。また、好まし
いポリアセタール樹脂ホモポリマーは、メルトインデッ
クス（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８−５７ＴＥ、以下ＭＩと略
記）が５〜５０ｇ／１０分で、更に好ましくはＭＩ＝３
０〜４０ｇ／１０分である。

【００１１】また、（Ｂ）ポリアセタール樹脂コポリマ
ーとは、上記原料とエチレンオキサイド、プロピレンオ
キサイド、エピクロルヒドリン、１，３−ジオキソラ
ン、グリコールのホルマール、ジグリコールのホルマー
ル等の環状エーテルとから製造された炭素数２〜８個の
オキシアルキレン単位を０．１〜４重量％含有するポリ
オキシメチレン樹脂である。好ましいポリアセタール樹
脂コポリマーは、製造の際に用いられるエチレンオキサ
イドの導入量が１〜４重量％であり、更に好ましくは２
〜３重量％である。また、そのＭＩとしては、５〜５０
ｇ／１０分が好ましく、７〜１５ｇ／１０分がより好ま
しい。

【００１２】本発明の組成物において用いられる（Ａ）
ポリアセタール樹脂ホモポリマーと（Ｂ）コポリマーの
配合量は、組成物全量に対するホモポリマーの重量比
（Ｘ）が２．０重量％を超え９７．９重量％未満、同じ
くコポリマーの重量比（Ｙ）が２．０重量％を超え８
３．０重量％未満であるが、それぞれの配合量が２．０
重量％以下の場合は、本発明の点接触往復摺動試験にお
いて優れた長期潤滑性能が得られない。また、ポリアセ
タール樹脂ホモポリマーの配合量が９７．９重量％以上
でも、ポリアセタール樹脂コポリマーの配合量が８３．
０重量％以上でも長期潤滑性能に劣る。

【００１３】更に、ポリアセタール樹脂コポリマーの配
合量は、点接触往復摺動高温試験時のキシミ音の発生等
の点からは、２．０重量％を超え５０重量％未満が好ま
しく、さらに２．５〜２０重量％が好ましく、特に４〜
１０重量％が好ましい。同様に、ポリアセタール樹脂ホ
モポリマーの配合量は、点接触往復摺動高温試験時のキ
シミ音の発生等の点から４２．５重量％以上が好まし
い。

【００１４】次に、本発明の組成物に用いられる（Ｃ）
シリコーンオイルとは、ジメチルポリシロキサン、ない
し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等の一種または二
種以上で置換されたものであり、分子間で架橋構造を有
しないシリコーンである。これらのシリコーンオイル
は、二種以上を併用してもかまわない。また、好ましい
シリコーンオイルは、ジメチルポリシロキサン、あるい
はジメチルシロキサンとメチルフェニルシロキサンとの
共重合物で、ともに好ましい平均重合度は１，０００〜
５，０００のものである。更に好ましい平均重合度は、
３，０００〜５，０００である。また、好ましい共重合
物は、メチルフェニルシロキサンユニットが１〜２０モ
ル％のものである。

【００１５】シリコーンオイルの配合量は、組成物全量
に対するシリコーンオイルの重量比（Ｚ）で０．１〜１
５重量％である。配合量が０．１重量％未満の場合は、
本発明の長期潤滑性能の向上が殆ど見られず、１５重量
％を超えると機械物性（特に、曲げ強度または曲げ弾性
率）が低下し、また成形性が悪くなり、更には成形品に
おいて剥離現象が激しくなる。シリコーンオイルの配合
量は、１〜１０重量％が好ましく、更には、３〜５重量
％がより好ましい。

【００１６】本発明におけるポリアセタール樹脂組成物
は、実質的にはポリアセタール樹脂ホモポリマーとポリ
アセタール樹脂コポリマー、及びシリコーンオイルの三
成分から構成されるものであるが、その用途や目的に応
じて必要な特性を付与する為に、公知の熱安定剤、核
剤、離型剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、ヒンダードア
ミン化合物などの光安定剤、ヒンダードフェノール化合
物などの酸化防止剤、顔料を本発明の目的を損なわない
範囲で添加することができる。

【００１７】次に、本発明のポリアセタール樹脂組成物
は、公知の方法、例えばニーダー、ロールミル、押出機
などの通常樹脂溶融体の混練に用いられる装置を用い
て、ポリアセタール樹脂の融点以上の温度で溶融混練す
ることによって調製することができる。好ましくは、シ
リコーンオイルについては、プランジャーポンプ、ギア
ーポンプ、スネークポンプ等を用いて押出機のホッパー
下あるいはベント口にフィード添加することが好まし
い。更に、ポンプの能力に合わせ粘度を下げる必要があ
る場合は、上記ポンプ及びフィードタンクを予め保温加
熱して使用することが好ましい。

【００１８】本発明の組成物は、点接触往復摺動潤滑性
および低キシミ音性に於いて優れる。本発明のポリアセ
タール樹脂油脂組成物は、ＡＶ（Audio Visual）、ＯＡ
（Office Automation ）機器部品に好適に用いられる。
なかでもカムギア、ギア、軸受け、レバー、キーステ
ム、カム、ラチェット、ローラに好適である。

【００１９】特に、ＶＴＲ（Video Tape Recorder ）部
品として使われているカムギア材として好適である。

【００２０】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に説明する
が、本発明は、これらの実施例により何ら特許請求の範
囲が限定されるものではない。なお、潤滑性の評価方法
について説明する。 （１）スラスト型面接触摺動性は鈴木式摩擦摩耗試験機
（東洋精機（株）製）を用いて評価した。その測定条件
および評価基準を次に示す。

【００２１】（測定条件） 荷重：２ｋｇｆ／ｃｍ² （接触面積２ｃｍ² ）、線速
度：６ｃｍ／ｓｅｃ、環境温度：２３℃ 相手材 対樹脂：ポリアセタール樹脂（旭化成工業
（株）製、テナック（商標名）Ｃ４５２０）、円筒型ワ
ッパ成形品（３ｏｚ成形機：住友重機工業（株）製
ネスタール プロマット１６５／
７５により金型温度７０℃で成形した。） 対金属：ＳＵＳ３０４（円筒型） 評価用サンプル：円筒型ワッパ成形品（上記３ｏｚ成形
機により金型温度７０℃で成形した。）で、成形後２３
℃、湿度５０％の雰囲気下で４８時間放置させた後測定
に使用した。

【００２２】（評価基準） 摩擦特性 上記条件下において、測定開始直後の摩擦係数（以下、
μと略記）と測定開始後２４時間のμを測定した。μの
値が小さいほど摩擦性能が優れる。また、測定開始直後
のμを初期、２４時間後のμを長期の摩擦性能として表
す。

【００２３】（２）点接触往復摺動性は、往復動摩擦摩
耗試験機（東測精密（株）製、ＡＦＴ−１５ＭＳ型）を
用いて評価した。その測定条件および評価基準を次に示
す。 （測定条件） 荷重：２ｋｇ、往復速度：１０ｍｍ／ｓｅｃ、往復距
離：２０ｍｍ、環境温度：２３〜８０℃ 相手材 対樹脂：ポリアセタール樹脂（旭化成工業
（株）製、テナック（商標名）Ｃ４５２０）、５φ×先
端Ｒ＝２．５の成形品（１ｏｚ成形機：東洋機械金属
（株）製ＴＩ−３０Ｇにより 金
型温度７０℃で成形した。） 対金属：鋼球（ＳＵＳ３０４）５φ×先端Ｒ＝２．５ 評価用サンプル：７０ｍｍ×５０ｍｍ×３ｍｍｔ平板成
形品（５ｏｚ成形機：東芝機械（株）製ＩＳ １００Ｅ
−３Ａにより金型温度 ７０℃で
成形した。）で、成形後２３℃、湿度５０％雰
囲気下で４８時間放置させた後測定に使
用した。

【００２４】（評価基準） 摩擦特性 上記条件下において、往復動回数が１回、１，０００
回、３０，０００回時におけるμを測定した。μの値が
小さいほど摩擦性能が優れる。往復動回数が１回時の評
価結果を初期の摩擦性能と表し、３０，０００回時の評
価結果を長期の摩擦性能として表す。

【００２５】摩耗性 上記条件下において、往復動回数が３０，０００回時の
成形品の最大摩耗深さ（μｍ）を表面粗さ計（（株）東
京精密 サーフコム５７０−Ａ−３Ｄ）で測定しその値
を摩耗量とした。摩耗量（μｍ）が少ないほど摩耗性能
が優れる。往復動回数が３０，０００回時の評価結果を
長期の摩耗性能として表す。

【００２６】なお点接触往復摺動製試験は、カム、ギ
ア、レバー等の摺動部品が実際に相手材とこすれる形態
に近く、上記（１）のスラスト型面接触摺動製試験より
も実用より近い評価である。 （３）キシミ音性 前記点接触往復摺動試験機において、温度が２３℃ある
いは２３〜８０℃の条件下で往復作動させた時に、作動
場所より５０ｃｍ離れた場所でキシミ音（キーキー音）
の発生した温度を人の耳で聴取した。

【００２７】

【実施例１〜１９】組成物の製造は、両末端アセチル化
されたポリオキシメチレンホモポリマー粉末（米国特許
第２９９８４０９号に記された公知の方法で製造したＭ
Ｉ＝３５ｇ／１０分の粉末）およびエチレンオキサイド
２．８％のポリオキシメチレンコポリマー（米国特許第
３０２７３５２号に記された公知の方法で製造したＭＩ
＝１０ｇ／１０分のペレット）を表１〜３の組成でブレ
ンドしたもの１００部に対し、２，２’−メチレンビス
−（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）
０．２５部添加し調整したペレットを用い、シリコーン
オイルを予め１００℃に保温加熱したスネークポンプで
押出機のホッパー下に直接液添フィードする方法にて３
０φ２軸押出機を用いて造粒した。

【００２８】使用したシリコーンオイルは、ポリジメチ
ルポリシロキサンで平均重合度が１，０００（以下、シ
リコーンオイル（Ａ）と略記）、同じく平均重合度が
２，０００（以下、シリコーンオイル（Ｂ）と略記）、
３，０００（以下、シリコーンオイル（Ｃ）と略記）、
４，０００（以下、シリコーンオイル（Ｄ）と略記）、
５，０００（以下、シリコーンオイル（Ｅ）と略記）、
あるいはジメチルシロキサンとメチルフェニルシロキサ
ンの共重合物で、メチルフェニルユニットを２．５モル
％有する平均重合度が４，０００（以下、シリコーンオ
イル（Ｆ）と略記）のものである。

【００２９】シリコーンオイル（Ａ）、（Ｂ）及び
（Ｃ）の構造式を下記に示す。

【００３０】

【化１】

【００３１】また、シリコーンオイル（Ｄ）、（Ｅ）及
び（Ｆ）の構造式を下記に示す。

【００３２】

【化２】

【００３３】実験の評価結果を表１、２、３に示す。そ
の結果、スラスト型試験におけるμは、対樹脂及び対金
属で低い値を示していることがわかる。更に、点接触往
復摺動試験においては、対樹脂及び対金属で初期から長
期にかけてのμはさらに極めて低い。また、摩耗量も極
めて少なく、本発明でいう点接触往復摺動において初期
に低いμを示し、そのμを長期に渡り維持させ、かつ摩
耗特性にも優れていた。更に、本組成物の成形性につい
ては何ら問題なく、２３℃での潤滑性評価中に、キシミ
音等は全く発生しなかった。

【００３４】また、実施例１〜７、１４〜１９について
は、２３〜８０℃の条件下で同様にキシミ音の発生を評
価した。例えば、ポリアセタール樹脂コポリマーの配合
量が２０重量％を超えた実施例５、６、７では、高温下
での測定時にキシミ音が発生し易い。高温雰囲気下にお
いてもキシミ音等の発生を防止する意味で、更に好まし
いポリアセタール樹脂コポリマーの配合量は、実施例１
〜４で示される様に、２．５〜２０重量％であることが
わかる。

【００３５】実施例１９では、実施例１８に用いたシリ
コーンオイル（Ｅ）のかわりに同じ平均重合度のシリコ
ーンオイル（Ｆ）を配合して潤滑性能を評価したが、点
接触往復摺動試験ではシリコーンオイル（Ｆ）はシリコ
ーンオイル（Ｅ）よりも優れた性能を示した。

【００３６】

【比較例１〜９】組成物に用いたポリアセタール樹脂ホ
モポリマー、コポリマー及びシリコーンオイルは実施例
１に記載したものと同様である。組成物の製造について
も、実施例１と同様の操作で調整した。潤滑性の評価方
法についても、実施例１に記載と同様である。

【００３７】評価結果を表４、５に示す。ポリアセター
ル樹脂がホモポリマーあるいはコポリマーのみである比
較例１、２はスラスト型試験及び点接触往復摺動試験
で、対樹脂及び対金属のμは初期から長期で絶対的に高
い値を示しており、点接触往復摺動試験での摩耗量も極
めて多く、また２３〜８０℃での測定時にキシミ音の発
生がある。また、ポリアセタール樹脂がホモポリマーと
コポリマーとの混合物であるが、両者の割合が本発明の
範囲外である比較例３〜９においては、スラスト試験の
結果では実施例と比較してもその摩擦係数はさほど悪く
はないが、点接触往復摺動試験では、初期から長期に渡
る低摩擦低摩耗性は、まだまだ大きくて不充分であるこ
とがわかる。

【００３８】

【比較例１０】組成物に用いたポリアセタール樹脂ホモ
ポリマー、コポリマーは、実施例１に記載と同様であ
る。また、組成物の製造についても、実施例と同様の操
作で調整した。曲げ特性の評価については、ＡＳＴＭ
Ｄ−７９０に準じて測定した。実施例１２の組成物と曲
げ特性の比較を行い、その評価結果を表６に示す。比較
例１０の組成物の曲げ強度、弾性率は、共に著しく低下
していることがわかる。さらに、曲げ測定用の成形品で
ゲート部付近での剥離（表面の粗面化）が激しかった。
（実施例１２のものと比較）

【００３９】

【表１】

【００４０】

【表２】

【００４１】

【表３】

【００４２】

【表４】

【００４３】

【表５】

【００４４】

【表６】

【００４５】

【発明の効果】本発明の組成物は、点接触往復摺動潤滑
性及び低キシミ音性に於いて優れるため、ＡＶ（Audio
Visual）、ＯＡ（Office Automation ）機器部品に好適
に用いられる。なかでもカムギア、ギア、軸受け、レバ
ー、キーステム、カム、ラチェット、ローラに好適であ
る。特に、ＶＴＲ（Video Tape Recorder ）部品として
使われているカムギア材として好適である。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）ポリアセタール樹脂ホモポリマー
   と（Ｂ）ポリアセタール樹脂コポリマーおよび（Ｃ）シ
   リコーンオイルからなり、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）
   各成分の全重量に対する重量比（％）をそれぞれＸ、Ｙ
   およびＺとしたとき、Ｘ、ＹおよびＺが、下記の範囲に
   あることを特徴とするポリアセタール樹脂組成物。 ２．０＜Ｘ＜９７．９ ２．０＜Ｙ＜８３．０ ０．１≦Ｚ≦１５
2. 【請求項２】 Ｘ、ＹおよびＺが、下記の範囲にあるこ
   とを特徴とする請求項１記載のポリアセタール樹脂組成
   物。 ４２．５≦Ｘ＜９７．９ ２．０＜Ｙ＜５０ ０．１≦Ｚ≦１５
3. 【請求項３】 （Ｂ）ポリアセタール樹脂コポリマーの
   重量比（Ｙ）が、２．５〜２０重量（％）である請求項
   １または２記載のポリアセタール樹脂組成物。
4. 【請求項４】 （Ｂ）ポリアセタール樹脂コポリマーの
   重量比（Ｙ）が、４〜１０重量（％）である請求項１ま
   たは２記載のポリアセタール樹脂組成物。
5. 【請求項５】 （Ａ）ポリアセタール樹脂ホモポリマー
   が、メルトインデックス（ＡＳＴＭＤ１２３８−５７Ｔ
   Ｅによる）３０〜４０ｇ／１０分である特許請求項１ま
   たは２記載のポリアセタール樹脂組成物。
6. 【請求項６】 （Ｂ）ポリアセタール樹脂コポリマー
   が、メルトインデックス７〜１５ｇ／１０分である請求
   項１または２記載のポリアセタール樹脂組成物。
7. 【請求項７】 （Ｃ）シリコーンオイルが、ジメチルポ
   リシロキサン、あるいはジメチルシロキサンとメチルフ
   ェニルシロキサンとの共重合物である請求項１または２
   記載のポリアセタール樹脂組成物。
8. 【請求項８】 （Ｃ）シリコーンオイルが、平均重合度
   ３，０００〜５，０００であるジメチルポリシロキサ
   ン、あるいはジメチルシロキサンとメチルフェニルシロ
   キサンとの共重合物である請求項１または２記載のポリ
   アセタール樹脂組成物。
9. 【請求項９】 （Ｃ）シリコーンオイルが、メチルフェ
   ニルシロキサンユニットを１〜２０モル％含有するポリ
   ジメチルシロキサンである請求項１または２記載のポリ
   アセタール樹脂組成物。
10. 【請求項１０】 （Ｃ）シリコーンオイルの配合量（重
    量比）が、３〜５重量％である請求項１または２記載の
    ポリアセタール樹脂組成物。