JPH08157548A - ポリアセタール樹脂製摺動部材 - Google Patents

ポリアセタール樹脂製摺動部材

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JPH08157548A
JPH08157548A JP30754094A JP30754094A JPH08157548A JP H08157548 A JPH08157548 A JP H08157548A JP 30754094 A JP30754094 A JP 30754094A JP 30754094 A JP30754094 A JP 30754094A JP H08157548 A JPH08157548 A JP H08157548A
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JP
Japan
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polyacetal resin
sliding member
polyacetal
sliding
resin
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Application number
JP30754094A
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English (en)
Inventor
Katsutomo Takayama
勝智 高山
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Polyplastics Co Ltd
Original Assignee
Polyplastics Co Ltd
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Publication date
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  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 摺動性能、特に樹脂製成形品との摺動性に優
れるポリアセタール樹脂製摺動部材を提供する。 【構成】 オキシメチレンユニットを主たる構成単位と
する重合体中に、炭素数2以上のオキシアルキレンユニ
ットを3.0 〜10重量%含有するポリアセタール樹脂を成
形してなる、樹脂製成形品との摺動性に優れたポリアセ
タール樹脂製摺動部材。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、優れた摺動性能を有す
るポリアセタール樹脂製摺動部材に関するものである。
更に詳しくは、特定の性質を有する成形品から成る、V
TRやプリンター等の機構部品に好適に使用される、歯
車、軸受け、スライダー、カムなどの摺動部品に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】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
るエンジニアリングプラスチックとして、家電、事務
機、精密機械、食品、化学等の多くの分野で用いられて
いる。一般に、VTRやファクシミリ、プリンターのよ
うな、AV、OA分野の機器では、かかるポリアセター
ル製の歯車、軸受け、スライダー、カム、レバー、プー
リー等の摺動部品が、数多く使用されている状況である
が、部品の小型化、単純化が進むことで、樹脂材料同士
が摺動する機会が増加し、従来のポリアセタール樹脂で
は性能を充分に満たさないケースも生じてきている。か
かるAV、OA分野においては、とりわけ低材料コスト
が要求され、摺動改良剤無配合のポリアセタールホモポ
リマーやコポリマーが使用されている場合が多いが、摺
動改良剤無配合のポリアセタールの使用では、例えばス
ライダー部品の場合、摺動面の摩耗が進行し、焼き付き
による摩擦トルクの増加などの性能低下が生じる場合が
多く、またグリスの併用が必須であり、改善が切望され
ていた。ポリアセタール樹脂は、対金属材との摩擦摩耗
には非常に優れた性能を発揮する樹脂であるが、ポリア
セタール樹脂同士の摺動では、主に摩耗の大幅増加が生
じ、性能を著しく悪化させる場合があった。またポリア
セタールに、各種の添加剤、例えば、フッ素樹脂やポリ
オレフィン系の樹脂を含有させることが、一般的に行わ
れているが、かかる添加剤は、確かに摩擦摩耗特性を飛
躍的に改善させる優位を有するが、その反面、ポリアセ
タールとの親和性に乏しく、シミだし、成形品剥離、モ
ールドディポジット(金型堆積物)の発生など、成形加
工時に問題が発生する場合が多く、またコスト面からも
使用が制限される場合があった。
【0003】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の如
き問題点を解決すべく、鋭意検討を行った結果、特定の
コモノマーを規定範囲内含有するポリアセタール樹脂コ
ポリマーを用いることにより、ポリアセタールの持つ本
来の摩擦摩耗特性が飛躍的に改善されることを見出し、
本発明に至った。即ち、本発明は、オキシメチレンユニ
ットを主たる構成単位とする重合体中に、炭素数2以上
のオキシアルキレンユニットを3.0 〜10重量%含有する
ポリアセタール樹脂を成形してなる、樹脂製成形品との
摺動性に優れることを特徴とするポリアセタール樹脂製
摺動部材に関するものである。
【0004】以下、本発明について詳しく説明する。本
発明で用いられるポリアセタールとしては、オキシメチ
レンユニット(-OCH2-)を主たる構成単位とし、コモノマ
ー成分を特定量含有するコポリマーが使用される。かか
るポリアセタールコポリマーの製造に用いるコモノマー
成分は特に限定されないが、一般的には、下記の一般式
の構造で示されるものが用いられる。
【0005】
【化1】
【0006】ただし、R1、R2、R3、R4は、同一又は異な
る置換基であり、水素原子、アルキル基またはハロゲン
で置換されたアルキル基を意味する。また、R5はメチレ
ン基、オキシメチレン基、それぞれアルキル基もしくは
ハロゲン化アルキルで置換されたメチレン基もしくはオ
キシメチレン基(この場合、p =0〜3の整数)、ある
いは、-(CH2)q-OCH2-または -(O-CH2-CH2)q-OCH2-(q
=1〜4の整数)の式で示される2価の基(この場合 p
=1)を意味する。ここで、アルキル基とは、1〜5個
の炭素を有するものであり、1〜3個の水素がハロゲン
原子、特に塩素原子で置換されたものでもよい。かかる
コモノマーとしては、例えば、エチレンオキシド、エピ
クロルヒドリン、1,3 −ジオキソラン、ジエチレングリ
コールホルマール、1,4 −ブタンジオールホルマール、
1,3 −ジオキサン、プロピレンオキシド等が挙げられ
る。特に好ましくは、エチレンオキシド、1,3 −ジオキ
ソラン、ジエチレングリコールホルマール、1,4 −ブタ
ンジオールホルマールの中から選ばれた少なくとも一種
のコモノマーである。本発明においては、かかるコモノ
マー成分を3.0 〜10重量%共重合させてなるポリアセタ
ールコポリマーを成形して成り、好ましくは当該成形品
表面のビッカース硬度が12(HV)以下のポリアセタール
樹脂製成形品を用いることが重要である。コモノマー成
分が3.0 重量%未満では、ポリアセタールの耐摩耗性の
改善が充分でなく、また10重量%を越えて配合される
と、融点や機械強度の低下が著しく、摩擦時に表面が溶
融し易くなり、焼き付き現象をおこし好ましくない。特
に好ましいコモノマー含量は、3〜8重量%である。こ
こで、ビッカース硬度は次のように規定される。すなわ
ち、50mm×50mm×1mm(φ2センターピンゲート)の平
板試験片を成形し、該試験片のゲートから1.5cm 以上離
れた任意の平滑な箇所に於いて、荷重10gf下30秒間で、
対面角 136°のダイヤモンド正四角錐圧子を押しつけた
際の、四角錘圧痕の最大対角線(四角錘くぼみの底面)
を測定し、次式に基づきビッカーススケールに変換した
値で規定される。
【0007】
【数1】
【0008】本発明のポリアセタールコポリマーを用い
た摺動部材は、良好な耐摩耗性を発現するが、成形品表
面は成形時の金型温度や樹脂温度により、摺動表面の硬
度が大きく変化し、ビッカース表面硬度が12を越えた摺
動部材では、良好な耐摩耗性は発現しないことが多く、
成形品の表面硬度が12以下の摺動部材を用いることが好
ましい。従来、かかる特定の表面硬度を有するコポリマ
ーが耐摩耗性に優れることは知られていなかった。本発
明においては、好ましくはビッカース硬度が12以下の範
囲を有する成形品を用いることを特徴とするものである
が、上記の如き成分からなるアセタールコポリマーであ
れば、何れのものも用いることが可能であり、かかるア
セタールコポリマーは、分子が線状のみならず、分岐構
造、架橋構造を有するものも使用できる。また、グラフ
ト鎖、ブロック鎖を有する変性ポリアセタールも、使用
可能である。さらに本発明は、かかるポリアセタール樹
脂の粘性や重合度によっては何等限定されることはな
く、複数の重合度分布を有するポリアセタールを含め、
いずれの粘性、重合度のポリアセタール樹脂も使用可能
である。
【0009】かかるポリアセタールコポリマーの重合法
は、通常良く知られているトリオキサンの共重合体の重
合法が好ましく用いられる、即ち、触媒としては一般に
カチオン活性触媒が用いられる。特に限定されないが、
三弗化ホウ素、四塩化スズ、四塩化チタン、五塩化リ
ン、五弗化リン、五弗化ヒ素、五弗化アンチモン等の、
ホウ素、スズ、チタン、リン、砒素、アンチモン等のハ
ロゲン化物及び、それらの錯化合物または塩。トリフル
オロメタンスルホン酸、パークロル酸などのプロトン
酸、もしくはそのエステル、無水物などの誘導体。イソ
ポリ酸、ヘテロポリ酸(リンモリブデン酸)、トリエチ
ルオキソニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェ
ニルメチルヘキサフルオロアルゼナート、アセチルヘキ
サフルオロアルゼナート、アチセルヘクサフルオロボラ
ート等の化合物が挙げられる。重合反応は、バッチ式、
連続式、いずれも使用が可能であり、又、溶液重合、溶
融重合等、いずれも限定されず好ましく使用できる。一
般的には、液体モノマーを用い、重合の進行と共に固体
粉塊状のポリマーを得る方法が用いられる。この場合、
必要に応じて不活性液体媒体を共存させることも可能で
ある。また、分子量を調節するために、低分子量のアセ
タール化合物を用いることも一般的に行われる。かかる
アセタール化合物としては、メチラール、メトキシメチ
ラール、ジメトキシメチラール、トリメトキシメチラー
ル、オキシメチレンジ−nブチルエーテル等が用いられ
るが、これらには限定されない。通常、メチラールが好
ましく用いられる。一般に、かかるアセタール化合物
は、必要となる分子量に応じて0〜1000ppm の範囲で添
加量が調整される。重合温度は、一般に64〜120 ℃の温
度範囲である。特にかかる温度範囲中、比較的低温で重
合が行われることが好ましい。又、重合時間は触媒量と
関係し、特に制限はないが、一般には、 0.5〜100 分の
重合時間が選ばれる。所定の時間を経過し、重合機出口
より取り出された重合体は通常塊状または粉体であり、
未反応モノマーの一部または全部を分離し、常法により
安定化等の後工程を経て、安定性の高い共重合体を取り
出すことができる。
【0010】更に、本発明のポリアセタール樹脂製摺動
部材には、熱安定性を補強するため、公知の酸化防止剤
や窒素化合物、アルカリまたはアルカリ土類金属化合物
などを1種以上含有させて使用することが好ましい。ま
た、その目的に応じた特性を付与するために、表面硬度
が本発明の規定を越えない範囲で、従来公知の添加剤、
例えば、ポリエチレングリコールやポリプロピレングリ
コール及びその誘導体、パラフィンオイルやポリエチレ
ンワックス等に代表される滑剤、離型剤、帯電防止剤、
その他の界面活性剤、あるいは前述以外の有機高分子材
料、無機、有機の繊維状、粉粒状、板状の充填剤などを
1種または2種以上添加含有させたポリアセタール樹脂
を用いることも可能である。
【0011】次に本発明の摺動部材に用いられる組成物
の調製は、従来の樹脂材料の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混み押出
しして、ペレットを調製し、しかる後、成形する方法、
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)して成形に供
し、成形後に目的組成の成形品を得る方法等、何れも使
用できる。又、斯かる材料の調製において、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。
【0012】
【実施例】以下、実施例を挙げ、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1〜5 使用したポリアセタール樹脂は、以下のように調製を行
った。内径80mmの二つの円が一部重なった断面を有し、
外側に熱(冷)媒を通すジャケット付きのバレルとその
内部に攪拌、推進用のパドルを付した2本の回転軸を長
手方向に設けた連続式混合反応機を用い、ジャケットに
80℃の温水を通し、2本の回転軸を100rpmの速度で回転
させ、その一端に、コモノマーとして、表1に示すコモ
ノマーを含有するトリオキサンを連続的に供給し、同時
に同じ所へ、三フッ化ホウ素ブチルエーテラートをシク
ロヘキサンに1%濃度に溶解させた溶液を、全モノマー
に対してBF3 として30ppm になるように連続添加して共
重合を行い、他の一端より排出された反応混合物を直ち
にトリエチルアミン 0.1%を含む水溶液中に投入して80
℃で1時間攪拌処理し、脱液後、 135℃で2時間乾燥を
行い、アセタールコポリマーを得た。得られたアセター
ルコポリマー 100重量部に対し、チバガイギー社製酸化
防止剤イルガノックス1010を 0.2重量部、メラミン0.2
重量部添加し、ブレンド後、二軸押出機で溶融混練し、
ペレット状組成物を得た。得られたペレットを用いて試
験片を成形加工し、評価を行った。 比較例1〜2 コモノマーの含有量を表1に示すようにした以外は実施
例と同様にしてペレット状組成物を調製し、同様の評価
を行った。 比較例3 ポリアセタールホモポリマーとして旭化成工業(株)社
製テナック4010を用いて同様の評価を行った。
【0013】各種物性の評価方法は以下の通りである。 (1)表面硬度 マイクロビッカース硬度計(松沢精機株式会社製 DMH−
1LS )を用い、荷重=10kgf 、荷重時間=30sec で測
定。試験片は、50mm×50mm×1mm(2φセンターピンゲ
ート)成形品を、樹脂温 200℃、金型温度80℃、射出速
度1 m/min 、保圧750kgf/cm2 で成形を行った。 (2)摩擦摩耗試験 スラスト式摩擦摩耗試験機(鈴木式試験機)を用い、同
材料を相手材とした、下記摺動条件の試験を行い、24時
間摺動後の摩擦係数、比摩耗量を測定した。 (対ポリアセタール同材、摺動条件) 接触面積:2cm2 荷重 :1kg(面圧:0.5kgf/cm2 ) 線速度 :15cm/sec 摺動時間:24時間 (3)引張強度 ASTM D368 に従い測定を行った。
【0014】
【表1】
【0015】
【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、コモノマーを特定量含有するポリアセタール摺動
部材は、優れた耐摩耗特性を有し、きわめて広い分野に
おいて好ましく用いられる。かかる摺動部材は、音響機
器はもちろん、その他の事務機器、自動車、電気、電子
機器、雑貨などの各種の歯車やスライダー部品として、
好適に用いられる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 オキシメチレンユニットを主たる構成単
    位とする重合体中に、炭素数2以上のオキシアルキレン
    ユニットを3.0 〜10重量%含有するポリアセタール樹脂
    を成形してなる、樹脂製成形品との摺動性に優れること
    を特徴とするポリアセタール樹脂製摺動部材。
  2. 【請求項2】 炭素数2以上のオキシアルキレンユニッ
    トを構成するモノマー成分が、エチレンオキシド、1,3
    −ジオキソラン、ジエチレングリコールホルマール及び
    1,4 −ブタンジオールホルマールの何れか一種以上であ
    る請求項1記載のポリアセタール樹脂製摺動部材。
  3. 【請求項3】 摺動部材表面のビッカース硬度が12(H
    V)以下である請求項1又は2記載のポリアセタール樹
    脂製摺動部材。
  4. 【請求項4】 ポリアセタール樹脂製摺動部材が、歯
    車、軸受け、スライダー又はカムである請求項1〜3の
    何れか1項記載のポリアセタール樹脂製摺動部材。
JP30754094A 1994-12-12 1994-12-12 ポリアセタール樹脂製摺動部材 Pending JPH08157548A (ja)

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