JPH06287405A - ポリアセタール樹脂組成物および摺動部材 - Google Patents

ポリアセタール樹脂組成物および摺動部材

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JPH06287405A
JPH06287405A JP10028093A JP10028093A JPH06287405A JP H06287405 A JPH06287405 A JP H06287405A JP 10028093 A JP10028093 A JP 10028093A JP 10028093 A JP10028093 A JP 10028093A JP H06287405 A JPH06287405 A JP H06287405A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】機械的性質を低下させることなく、摩擦係数、
耐摩耗性などの摺動特性が飛躍的に改善され、しかも、
摺動摩擦音(きしみ音)の発生が防止され、且つ、成分
の分離、滲み出し等の欠点を生ずることなく、通常の成
形条件においても射出成形など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
部材を提供する。 【構成】ポリアセタール樹脂(A)100重量部および
オレフィン系共重合体(B)0.3〜10重量部から成
り、上記のオレフィン系共重合体(B)は、エチレン−
プロピレン−ジエンゴム(B1)30〜70重量%、ビ
ニルアセテート含量が18〜40重量%のエチレン−ビ
ニルアセテート共重合体(B2)30〜70重量%及び
エチレンと炭素数4〜6のオレフィン−1との共重合体
(B3)1〜25重量%から成るポリアセタール樹脂組
成物および該組成物から成る摺動部材。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリアセタール樹脂組
成物および摺動部材に関するものであり、詳しくは、機
械的性質を低下させることなく、摩擦係数、耐摩耗性な
どの摺動特性が飛躍的に改善され、しかも、摺動摩擦音
(きしみ音)の発生が防止され、且つ、成分の分離、滲
み出し等の欠点を生ずることなく射出成形などの成形加
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に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリアセタール樹脂は、優れた機械的性
質を有し、摩擦・摩耗特性、耐熱性、耐薬品性および電
気特性にも優れ、エンジニアリングプラスチックスとし
て自動車部品、電気・電子製品の部品として広く利用さ
れている。ところで、これらの部品の小型・軽量化に伴
い、機械的特性を低下させることなく、摩擦係数、耐摩
耗性などの摺動特性が向上され、しかも、摺動摩擦に伴
うきしみ音の発生のない摺動部材が求められている。そ
して、斯かる摺動特性の改善およびきしみ音の発生防止
を目的として幾つかの提案がなされている。
【0003】特公昭46−42217号公報には、ポリ
アセタール又はポリアミドから成る熱可塑性合成樹脂を
粉末状にし、これに潤滑油剤を混ぜて撹拌してその樹脂
粉末表面に潤滑油剤を均一に附着させ、次いで、これを
加熱シリンダーの成形原料供給部が冷却手段によって該
合成樹脂の融点以下の低温に保たれ、シリンダーの他の
部分が少なくとも該合成樹脂の融点以上の温度に保たれ
た造粒機によって溶融混練して粒状とし、これを成形原
料として所要の形状に成形する軸受などの要滑部材の製
造方法が提案されている。
【0004】特公昭48−37572号公報には、表面
積が0.01m2 /g以上で且つベースプラスチックの
成型温度以上の融点を有するか又はその成型温度でその
粘度がベースプラスチックの溶融粘度に比して高い担体
に、飽和または不飽和の高級脂肪酸、それらの塩、エス
テル、アミド、塩素化物または金属石ケンの1種または
2種以上を含有せしめ、これをポリアミド、ポリアセタ
ール、ポリカーボネート等のベースプラスチックと混合
成型した摺動部材用含油プラスチック組成物が提案され
ている。
【0005】特開昭62−253650号公報には、ポ
リアセタール98〜70重量%とメルトインデックス1
0以上のポリエチレン2〜30重量%から成る摺動部材
組成物が提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ポリアセタール樹脂組成物から成る摺動部材は、摺動摩
擦音(きしみ音)の改善が必ずしも充分ではなく、しか
も、射出成形等の成形加工性に問題がある。特に、前述
の特公昭46−42217号公報に開示された技術にお
いては、成形機の各部の温度コントロールを必要とする
等、通常の成形条件では満足し得る成形物が得られ難い
と言う欠点がある。
【0007】本発明は、上記実情に鑑みなされたもので
あり、その目的は、機械的性質を低下させることなく、
摩擦係数、耐摩耗性などの摺動特性が飛躍的に改善さ
れ、しかも、摺動摩擦音(きしみ音)の発生が防止さ
れ、且つ、成分の分離、滲み出し等の欠点を生ずること
なく、通常の成形条件においても射出成形などの成形加
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供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者等の鋭意研究の
結果、ポリアセタール樹脂に特定のオレフィン系共重合
体を添加して成る組成物は、ポリアセタール樹脂自体が
具備する機械的性質を低下させることなく、摩擦・摩耗
などの摺動特性に優れ、しかも、摺動摩擦音(きしみ
音)の発生が防止され、更に、成形性が著しく良好であ
ることが見出された。本発明は、斯かる知見に基づいて
完成されたものであって2発明から成り、各発明の要旨
は次の通りである。
【0009】すなわち、本発明の第1の要旨は、ポリア
セタール樹脂(A)100重量部およびオレフィン系共
重合体(B)0.3〜10重量部から成り、上記のオレ
フィン系共重合体(B)は、エチレン−プロピレン−ジ
エンゴム(B1)30〜70重量%、ビニルアセテート
含量が18〜40重量%のエチレン−ビニルアセテート
共重合体(B2)30〜70重量%及びエチレンと炭素
数4〜6のオレフィン−1との共重合体(B3)1〜2
5重量%から成ることを特徴とするポリアセタール樹脂
組成物に存する。そして、本発明の第2の要旨は、上記
のポリアセタール樹脂組成物より成ることを特徴とする
摺動部材に存する。
【0010】以下、本発明を詳細に説明する。先ず、ポ
リアセタール樹脂(A)について説明する。ポリアセタ
ール樹脂(A)としては、ポリアセタールホモポリマー
の他、主鎖の大部分がオキシメチレン連鎖より成るポリ
アセタールコポリマーを使用することが出来る。更に、
ポリアセタールを公知の方法で架橋またはグラフト共重
合して変性させた樹脂も使用することが出来る。
【0011】ポリアセタール樹脂(A)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、比較的流動性のよいポリアセタール樹脂、例えば、
ASTM−D−1238法で測定したメルトフローレー
トが4g/10min以上のポリアセタール樹脂が好適
に使用される。
【0012】ポリアセタール樹脂(A)の具体例として
は、分子量50,000〜70,000のホルムアルデ
ヒドのホモポリマー(イー.アイ.デュポン社製商品
名:デルリン)、分子量約50,000のトリオキサン
とエチレンオキサイドとの共重合体(100/約0.1
〜15)(ポリプラスチックス社製商品名:ジュラコ
ン)等が挙げられる。
【0013】次に、オレフィン系共重合体(B)につい
て説明する。オレフィン系共重合体(B)は、エチレン
−プロピレン−ジエンゴム(B1):30〜70重量
%、好ましくは45〜50重量%、ビニルアセテート含
量が18〜40重量%、好ましくは25〜30重量%の
エチレン−ビニルアセテート共重合体(B2):30〜
70重量%、好ましくは45〜50重量%及びエチレン
と炭素数4〜6のオレフィン−1との共重合体(B
3):1〜25重量%、好ましくは2〜15重量%から
成る。オレフィン系共重合体(B)は、上記の(B1)
〜(B3)の成分を150〜300℃、好ましくは20
0〜250℃の温度で反応させて得ることが出来る。
【0014】エチレン−プロピレン−ジエンゴム(B
1)としては、エチレン含有量が45〜80重量%であ
り、ジエン成分がジシクロペンタジエン、エチリデン−
ノルボルネン又は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。エチレン含有量
が65〜75重量%で、ジエン成分がジシクロペンタジ
エンであるエチレン−プロピレン−ジエンゴムが特に好
ましい。
【0015】エチレン−ビニルアセテート共重合体(B
2)としては、ビニルアセテート含有量が18〜45重
量%、好ましくは25〜30重量%であり、メルトイン
デックス0.5〜25dg/minのエチレン−ビニル
アセテート共重合体が好ましい。ビニルアセテート含有
量が25〜30重量%であり、メルトインデックスが7
〜11dg/minのエチレン−ビニルアセテート共重
合体が特に好ましい。
【0016】エチレンと炭素数4〜6のオレフィン−1
との共重合体(B3)としては、エチレン−ブテン−1
共重合体またはエチレン−ヘキセン−1共重合体などの
分枝オレフィンポリマーが好ましい。
【0017】上述のオレフィン系共重合体(B)の中で
は、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(B1)とエチ
レン−ビニルアセテート(B2)との配合割合が47〜
53/53〜47(重量比)、好ましくは約50/約5
0(重量比)であるオレフィン系共重合体が好ましい。
本発明において、特に好適なオレフィン系共重合体
(B)の具体例としては、商品名「ベネット」(長瀬産
業(株)販売)が挙げられる。
【0018】オレフィン系共重合体(B)の含有量は、
ポリアセタール樹脂(A)100重量部に対し、0.3
〜10重量部、好ましくは0.5〜7重量部、特に好ま
しくは1〜5重量部である。オレフィン系共重合体
(B)の含有量が少なすぎる場合、本発明の目的とする
摺動特性、特に摺動摩擦音の防止効果および射出成形時
の成形加工容易性が得られず、多すぎる場合は、摺動部
材としての剛性などの機械的性質が損なわれる。
【0019】本発明のポリアセタール樹脂組成物は、前
述の(A)及び(B)成分により、良好な物性を有し、
特に、摺動摩擦音の防止、成形加工性などに顕著な効果
を有するが、更に、(A)及び(B)成分に加えて潤滑
剤(C)を併用することにより、一層優れた摺動特性を
発揮する。
【0020】潤滑油剤(C)としては、鉱油、炭化水
素、脂肪酸エステル、合成油、動・植物油、金属石鹸、
天然ワックス等が挙げられる。鉱油としては、スピンド
ル油、エンジン油、タービン油、ダイナモ油、冷凍機
油、シリンダー油、ギヤ油など、炭化水素としては、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、脂肪酸エステルとしては、ステアリルステアレ
ート、ベヘニルベヘネート、グリセリンモノステアレー
ト等が挙げられる。
【0021】合成油としては、ポリグリコール、ポリフ
ェニルエーテル、シリコーン等、動・植物油として、鯨
油、ヒマシ油、ホホバ油など、金属石鹸としては、ステ
アリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛など、天然ワッ
クスとしては、カルナウバワックス、モンタンワックス
等が挙げられる。そして、潤滑油剤(C)は、常温で固
体であっても、組成物の成形温度で液体となるものであ
れば、特に制限なく使用することが出来る。上記の中で
は、特に、エンジン油、タービン油、シリンダー油、流
動パラフィンが好ましい。
【0022】潤滑油剤(C)のポリアセタール樹脂10
0部に対する含有量は、10重量部以下、好ましくは
0.1〜10重量部、より好ましくは0.5〜7重量
部、更に好ましくは1〜5重量部である。潤滑油剤の量
が多すぎる場合は、ポリアセタール樹脂の具備する物性
が損なわれる。
【0023】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、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、酸化亜鉛などの無機充填剤を添加することが出来
る。
【0024】更には、公知の各種安定剤を添加して安定
性を補強することが出来る。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
ることが出来る。添加剤としては、各種の着色剤、離型
剤(前記の潤滑剤以外)、帯電防止剤、界面活性剤など
が挙げられる。
【0025】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、各成分を混合
した後、一軸または二軸の押出機により練込み・押出し
てペレットを調製する方法、一旦組成の異なるペレット
(マスターバッチ)を調製し、そのペレットを所定量混
合(稀釈)する方法等が挙げられる。
【0026】本発明の摺動部材は、前述のポリアセター
ル樹脂組成物より成る。そして、本発明の摺動部材は、
従来の射出成形機あるいは押出成形機により、容易に製
造される。本発明のポリアセタール樹脂組成物および摺
動部材は、機械的性質に優れ、摩擦・摩耗などの摺動特
性に優れ、摺動摩擦音(きしみ音)の発生が防止され、
且つ、成形時の喰い込み性が優れているので成形加工性
が著しく良好である。
【0027】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施
例に限定されるものではない。なお、ポリアセタール樹
脂組成物および摺動部材の評価は以下の方法で行った。
【0028】(1)摺動摩擦音(きしみ音) 鈴木式摩擦摩耗試験機を用いて、表1に示す条件下で荷
重を30分毎に2.5kg/cm2 づつ累積負荷し、き
しみ音が発生したときの面圧(kg/cm2 )を3段階
で評価した。評価方法は表2に示す通りである。
【0029】
【表1】 すべり速度:1.5m/min 試験片 :円筒状摺動部材(内径20mm、外径2
5.6mm、長さ25mm) 相手材 :方形状相手材(ポリアセタール樹脂「ジュ
ラコンM−90(商品名)」製、一辺30mm、厚さ3
mm) 潤滑 :無潤滑 試験方法 :試験片(円筒状摺動部材)の端面を相手材
に当接させ、該試験片を上記のすべり速度で回転させ
る。
【0030】
【表2】 きしみ音発生時の面圧(kg/cm2 ) 評価 2.5以下 × 5.0〜7.5 △ 10.0〜15.0 ○ ──────────────────────────────────── (注)評価が○であることが望ましい。
【0031】(2)摺動性(摩擦係数、摩耗量) (2−1)鈴木式摩擦摩耗試験機を用いて、表3に記載
の条件下で摩擦係数および摩耗量を測定した。
【0032】
【表3】 すべり速度:10m/min 荷重 :20kg/cm2 試験時間 :20時間(Hr) 試験片 :円筒状摺動部材(内径20mm、外径2
5.6mm、長さ25mm) 相手材 :円筒状相手材(機械構造用炭素鋼(S45
C)、内径15mm、外径30mm、長さ15mmの端
面を#600エメリーペーパーで表面仕上げして使用) 潤滑 :無潤滑 試験方法 :試験片(円筒状摺動部材)を固定し、該試
験片の端面に相手材の端面を当接させ、該相手材を上記
すべり速度で回転させる。
【0033】(2−1)鈴木式摩擦摩耗試験機を用い
て、表4に記載の条件下で摩擦係数および摩耗量を測定
した。
【0034】
【表4】 すべり速度:5m/min 荷重 :3kg/cm2 試験時間 :8時間(Hr) 試験片 :円筒状摺動部材(内径10mm、外径14
mm、長さl0mm) 相手材 :方形状相手材(ポリアセタール樹脂「ジュ
ラコンM−90(商品名)」製、一辺30mm、厚さ3
mm) 潤滑 :無潤滑 試験方法 :方形状相手材を固定し、試験片の端面を相
手材に当接させ、該試験片を上記すべり速度で回転させ
る。
【0035】(3)成形品表面状態 スクリュー型射出成形機(住友重機械製「SG50」)
を用い、表5に示す条件下、サイドゲート方式で試験片
(直径70mm、厚さ3mm)を50個成形し、ゲート
付近の剥離状態を目視にて観察した。評価方法は表6に
示す通りである。
【0036】
【表5】 シリンダー温度:190/190/190/180
(℃) 射出圧力 :1000kg/cm2 射出速度 :1.5m/min
【0037】
【表6】 ──────────────────────────────────── 試料50個当たりの剥離個数 評価 5個以上 × 1〜4個 △ 0個 ○ ──────────────────────────────────── (注)評価が○であることが望ましい。
【0038】(4)喰い込み性 スクリュー型射出成形機〔住友重機械製SG50〕を用
いて、表7に示す条件下、製品重量16gを製作する際
の計量時間を評価した。評価方法は表8に示す通りであ
る。
【0039】
【表7】 シリンダー温度 :190/190/190/180
(℃) スクリュー回転数:150rpm 背圧 :5kg/cm2 スクリュー径 :25mm
【0040】
【表8】 ──────────────────────────────────── 喰い込み時間(秒) 評価 10秒以上 × 7〜10秒 △ 5〜7秒 ○ 5秒以下 ◎ ──────────────────────────────────── (注)評価が○又は◎であることが望ましい。
【0041】実施例1 先ず、オレフィン系共重合体(B)を次のようにして作
成した。すなわち、成分(B1)として、エチレン含有
量が70重量%でジシクロペンタジエンをジエン成分と
するエチレン−プロピレン−ジエンゴム45重量部と、
成分(B2)として、ビニルアセテート含有量が28重
量%のエチレン−ビニルアセテート共重合体45重量部
と、成分(B3)として、低密度ポリエチレンとヘキセ
ン−1の共重合体10重量部とをスクリュー型押出機に
投入し、200℃の温度で溶融混練して反応を行なった
後、ペレット化してオレフィン系共重合体を得た。
【0042】次いで、得られたオレフィン系共重合体を
ポリアセタール樹脂(ポリプラスチックス社製「ジュラ
コンM90(商品名)」、数平均分子量:50,00
0)100重量部に対して0.5重量部添加し、高速ミ
キサーで攪拌して混合物を得た。この混合物を二軸ベン
ト式押出機に投入し、溶融混練した後ペレット化して成
形材料を得た。
【0043】次いで、上記の成形材料をスクリュー型射
出成形機(住友重機械社製、SG50、スクリュー径2
5mm)を用い、スクリュー回転速度150rpm、背
圧5kg/cm2 、シリンダー温度190/190/1
90/180(℃)で射出成形して摺動部材を得た。評
価結果を表9に示す。
【0044】実施例2 実施例1において、オレフィン系共重合体の量を表9に
示す割合に変更した以外は、実施例1と同じ方法で射出
成形し摺動部材を作成した。評価結果を表9に示す。
【0045】実施例3 実施例1において、追加成分として、潤滑油剤(松村石
油研究所製、「モレスコホワイトP−350P(商品
名)」(パラフィン油)1重量部を使用した以外は、実
施例1と同じ方法で射出成形して摺動部材を作成した。
評価結果を表9に示す。
【0046】実施例4、比較例1及び2 オレフィン系共重合体および潤滑油剤の量を表9及び表
10に示す割合に変更した以外は、実施例1と同じ方法
で射出成形して摺動部材を作成した。評価結果を表9及
び表10に示す。
【0047】比較例3 実施例1におけるのと同様のポリアセタール樹脂を使用
し、これにMI(メルトインデックス)15のポリエチ
レンを表10に示す割合で添加し、実施例1と同じ方法
で射出成形して摺動部材を作成した。評価結果を表10
に示す。
【0048】
【表9】 実 施 例 1 2 3 4 ポリアセタール樹脂 100 100 100 100 オレフィン系共重合体 0.5 5 0.5 5 ポリエチレン(MI:15) − − − −潤滑油剤 − − 1 3 喰い込み性 ◎ ◎ ◎ ◎ 表面状態(剥離) 〇 〇 〇 〇摺動摩擦音(きしみ音) 〇 〇 〇 〇 摺動特性(対金属) 摩擦係数 0.30 0.27 0.20 0.17 摩耗量(摺動部材側:μm) 35 32 24 21 摺動特性(対樹脂) 摩擦係数 0.28 0.22 0.24 0.20 摩耗量(摺動部材側:μm) 26 10 14 8 (相手材側 :μm) 19 2 6 2 ────────────────────────────────────
【0049】
【表10】 比 較 例 1 2 3 ポリアセタール樹脂 100 100 100 オレフィン系共重合体 − − − ポリエチレン(MI:15) − − 5潤滑油剤 − 3 − 喰い込み性 ◎ × 〇 表面状態(剥離) 〇 × △摺動摩擦音(きしみ音) × × △ 摺動特性(対金属) 摩擦係数 0.33 0.21 0.29 摩耗量(μm) 47 30 35 摺動特性(対樹脂) 摩擦係数 0.42 0.33 0.30 摩耗量(摺動部材側:μm) 30 23 38 (相手材側 :μm) 117 83 65 ────────────────────────────────────
【0050】
【発明の効果】上述の実施例から明らかな如く、本発明
のポリアセタール樹脂組成物は、ポリアセタール樹脂に
特定のオレフィン系共重合体を添加したことにより、次
のような効果を発揮する。
【0051】(1)摺動摩擦音(きしみ音)の発生が極
力防止される。例えば、相手材をポリアセタール樹脂と
し、すべり速度を1.5m/minとした場合、10k
g/cm2 の荷重下でも摺動摩擦音(きしみ音)の発生
がない。 (2)成形加工性が優れている。すなわち、成形材料の
スクリューへの喰い込み性が優れている。例えば、スク
リュー回転速度150rpm、背圧5kg/cm2 、シ
リンダー温度190/190/190/180(℃)及
び製品重量16gの場合における喰い込み時間は5秒以
下である。
【0052】(3)成形品の表面に剥離がなく、優れた
表面状態を有している。 (4)摺動特性に優れている。例えば、相手材を機械構
造用炭素鋼(S45C)とし、すべり速度10m/mi
n、荷重20kg/cm2 での試験条件における摩擦係
数は安定しており、摩耗量も非常に低い値を示す。ま
た、相手材をポリアセタール樹脂とし、すべり速度5m
/min、荷重3kg/cm2 での試験条件における摩
耗量は比較例に比して1/2〜1/10に減少する。
【0053】本発明の摺動部材は、上述の如き優れた物
性を有しているので、オーディオ、ビデオ、ファクシミ
リ、コンピューター等の軸受け、歯車、ガイドローラ等
の摺動部材および該部材と摺動するシャーシ、プレート
等の機構部品に好適に使用することが出来る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 23:08) (72)発明者 美濃 克己 神奈川県藤沢市桐原町8番地 オイレス工 業株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリアセタール樹脂(A)100重量部
    およびオレフィン系共重合体(B)0.3〜10重量部
    から成り、上記のオレフィン系共重合体(B)は、エチ
    レン−プロピレン−ジエンゴム(B1)30〜70重量
    %、ビニルアセテート含量が18〜40重量%のエチレ
    ン−ビニルアセテート共重合体(B2)30〜70重量
    %及びエチレンと炭素数4〜6のオレフィン−1との共
    重合体(B3)1〜25重量%から成ることを特徴とす
    るポリアセタール樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 追加成分としてポリアセタール樹脂
    (A)100重量部に対して0.1〜10重量部の潤滑
    油剤(C)を使用する請求項1に記載のポリアセタール
    樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載のポリアセタール樹
    脂組成物より成ることを特徴とする摺動部材。
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