JPH08188712A - 摺動部材用樹脂組成物 - Google Patents

摺動部材用樹脂組成物

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JPH08188712A
JPH08188712A JP360195A JP360195A JPH08188712A JP H08188712 A JPH08188712 A JP H08188712A JP 360195 A JP360195 A JP 360195A JP 360195 A JP360195 A JP 360195A JP H08188712 A JPH08188712 A JP H08188712A
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JP
Japan
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polyamide
weight
resin composition
metal powder
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JP360195A
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English (en)
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Haruo Ichikawa
晴雄 市川
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Daicel Evonik Ltd
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Daicel Huels Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 摺動部材用樹脂組成物 [目的] 優れた柔軟性、消音性、耐摩擦磨耗特性を有
し、かつ、高比重で寸法精度の高い摺動部材用樹脂組成
物を提供することを目的とする。 [構成] 少なくとも10個の炭素原子を有するω−ア
ミノカルボン酸又はラクタムから誘導されるポリアミ
ド、又はポリエーテル成分を分子中に有するそれらの共
重合体から選ばれた1種類以上のポリアミド樹脂55〜
80重量%と、金属粉45〜20重量%とよりなる樹脂
組成物100重量部に対し、可塑剤0〜30重量部を配
合した摺動部材用樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、柔軟性と消音性を必要
とする摺動部材用ポリアミド樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】柔軟性と消音性が要求される摺動部材の
代表として消音ギアをあげることができる。OA機器、
精密機器内部に組み込まれているギア材に必要とされる
特性は低騒音、高摺動性である。騒音防止の効果は材料
の弾性率と関連があり、低弾性率の材料ほど消音効果が
ある。しかし、ギアにはトルクがかかるので強度を考慮
して、ギア材の弾性率として通常1000〜5000k
gf/cm2 程度の材料が使用されている。ポリアミド
としては、可塑剤を添加したナイロン12やポリテトラ
メチレングリコール等で共重合化したポリアミドエラス
トマーが多く用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の柔軟なポリアミドは低比重が一つの特徴であるが、こ
のために使用条件によってはギア回転時に「ブレ」が生
じることがあった。回転時の「ブレ」とは、主に歯車の
軸方向振動のことであり、この振動が生じると騒音の音
圧レベルが高くなる(塚本尚久著「プラスチック歯車の
設計技術」)。歯車の比重を高め慣性力を増加させて軸
方向振動を抑えることが考えられる。そこでポリアミド
に金属粉を配合した高比重樹脂組成物が提案されてい
る。例えば特開昭62−212460、特開平1−30
4157等が挙げられるが、これらの特許はいずれも高
比重に注目したもので、これらの実施例では樹脂組成物
の70重量%以上の金属粉が用いられている。そのため
高い弾性率を有し、柔軟性に欠け消音特性において劣
り、ギヤ等の摺動部材に適さない。
【0004】本発明者は、こうした問題点を解決すべく
鋭意検討した結果、1)優れた柔軟性、消音性、摩擦摩
耗特性を有し、2)比重が高く、3)寸法精度の向上し
た摺動部材用ポリアミド樹脂組成物を見出し、本発明に
至ったものである。
【0005】
【問題点を解決するための手段】即ち本発明は、少なく
とも10個の炭素原子を有するω−アミノカルボン酸ま
たはラクタムより誘導されるポリアミド又はポリエーテ
ル成分を分子中に有するそれらの共重合体から選ばれた
1種類以上のポリアミド成分55〜80重量%と金属粉
45〜20重量%からなる樹脂組成物100重量部に対
して、可塑剤を0〜30重量部配合した摺動部材用ポリ
アミド脂組成物樹脂組成物に係るものである。
【0006】本発明に用いられる少なくとも10個の炭
素原子を有するω−アミノカルボン酸またはラクタムよ
り誘導されるポリアミドとは、具体的にナイロン11、
ナイロン12、ナイロン610、ナイロン612等が挙
げられる。またポリエーテル成分を分子中に有する共重
合体とは、ナイロン6、ナイロン−66、ナイロン−1
1、ナイロン−12等ののポリアミドからなるハードセ
グメントとポリエーテル成分からなるソフトセグメント
とをもつマルチブロック共重合体である。
【0007】本発明に用いられるポリアミド樹脂の重合
度は、DIN53727に規定されている0.5%メタ
クレゾール溶液を用いた溶液粘度の測定による相対粘度
で、1.45〜2.10のものを用いるのが好ましい。
相対粘度が1.45より低いものでは成形の安定性が失
われ、相対粘度が2.10を越えるものでは金属粉を配
合した場合、押出成形時又は射出成形時に溶融粘度が高
すぎ好ましくない。
【0008】本発明においては、ベースポリマーの柔軟
性が樹脂組成物の柔軟性にとって重要で、ベースポリマ
ーの曲げ弾性率として800〜5000kgf/cm2
程度が望ましく、最も好ましい曲げ弾性率は1500〜
3500kgf/cm2 である。曲げ弾性率が800k
gf/cm2 より小さいポリアミド樹脂は、製造が困難
であることに加え成形加工性に劣る。曲げ弾性率が50
00kgf/cm2 を越えるものは、金属粉を添加した
後の弾性率が高すぎて消音ギアとしての効果が低下す
る。上述のポリエーテル成分を分子中に有するポリアミ
ド系共重合体であるポリアミドエラストマーを本発明の
ベースポリマーに使用する場合は、ポリエーテル成分の
含量を選択することにより弾性率を調節することができ
る。これに対し通常のポリアミド樹脂をベースポリマー
に使用する場合は、通常それらの樹脂の曲げ弾性率が5
000kgf/cm2 以上であるため、適量の可塑剤の
添加が必要となる。
【0009】本発明において、ポリアミド樹脂の柔軟性
を向上させるために添加する可塑剤には、トリクレジル
ホスフエート、トリス(イソプロピルフエニル)ホスフ
ェート、トリブチルホスフエート、トリエチルホスフエ
ート、トリオクチルホスフエート、トリス(β−クロロ
エチル)ホスフエート、トリス(ジクロロプロピル)ホ
スフエート、トリス(ブトキシエチル)ホスフエート、
トリス(β−クロロプロピル)ホスフエート、トリフエ
ニルホスフエート、オクチルジフエニルホスフエート等
のリン酸エステル系可塑剤や、ポリエステル系可塑剤、
エポキシ系可塑剤、無水ヒドロフタル酸エステル系可塑
剤、ブチルベンジルフタレート、ジラウリルフタレー
ト、ジヘプチルフタレート、ジブチルフタレート、ジメ
チルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート、ジエチ
ルフタレート、ジイソデシルフタレート、ジオクチルフ
タレート、ジオクチルアジベート、ジイソデシルアジベ
ート、ジ(ブトキシエチル)アジベート、ジ−2−エチ
ルヘキシルアゼレート等のエステル系可塑剤、ステアリ
ン酸系可塑剤、ジオクチルセパケート、ジブチルセパケ
ート、クエン酸アセチルトリブチル、クエン酸アセチル
トリエチル、ジ−2−エチルヘキシルマレエート、ジブ
チルマレエート等のエステル系可塑剤、トリメリット酸
系可塑剤、ジブチルフマレート、ゴム用可塑剤、塩化パ
ラフィン等があるが、ナイロン用可塑剤として好適なも
のに芳香族スルホンアミド系化合物たとえばベンゼンス
ルホン酸ブチルアミドや安息香酸エステル系可塑剤たと
えば2−エチルヘキシルp−オキシベンゾエート等を挙
げることができる。可塑剤の添加量は使用するポリアミ
ド樹脂の種類により異なるが、通常ポリアミドと金属分
の配合組成物100重量部に対し1〜30重量部、好ま
しくは5〜20重量部である。
【0010】またベースポリマーの柔軟性を調節する目
的で通常のポリアミドとポリアミドエラストマーやその
他のエラストマー、例えばポリウレタン、ポリオレフィ
ン、ポリスチレン系エラストマー、ポリエステルエラス
トマー等を配合してもよい。さらに、これらのエラスト
マー配合ポリアミド樹脂に可塑剤を併用してもよい。本
発明に用いる金属粉としては、Fe、Zn、Sn、P
b、Cu及びその合金更にこれらの酸化物又はケイ酸塩
等の粉末も用いられるが、価格の点から鉄粉が最も好ま
しい。またストロンチウムフェライトやバリウムフェラ
イトなどの強磁性粉末も使用することができる。更に金
属粉はビニルアルコキシシラン、γ−アミノプロピルト
リエトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプ
ロピルトリメトキシシランその他のシラン系カップリン
グ剤又はテトライソプロピルチタネート、テトラブチル
チタネート、テトラステアリルチタネートその他のチタ
ン系カップリング剤、リン酸エステル、亜リン酸エステ
ルその他の有機リン化合物系カップリング剤、クロム・
メタクリレート系カップリング剤等で表面処理されたも
のを使用することもできる。
【0011】本発明に用いる金属粉は、どのような手法
で得られた金属粉でもよい。金属粉の形状はいかなる形
状でも良いが、角張った金属粉よりも球形に近いものが
望ましい。角張った金属粉は材料の流動性を悪化させる
ばかりでなく、樹脂組成物を得る時、あるいは成形品を
得る時に装置を摩耗させやすい欠点がある。金属粉の粒
径は0.1〜300μmのものを用いることができる
が、望ましくは0.1〜200μm、さらに望ましくは
0.1〜50μmの粒径を有するものがよい。粒径が
0.1μmより小さいと取り扱いに不便であり、300
μmより大きいと成形性が阻害される。
【0012】これらの金属粉の配合量は、ポリアミド樹
脂成分55〜80重量%に対し金属粉45〜20重量%
が望ましい。金属粉が45重量%を超えると曲げ弾性率
が高くなりすぎ、金属粉が20重量%を下まわると比重
を高める効果が少ない。さらに好ましくは、ポリアミド
樹脂55〜70重量%、金属粉45〜30重量%であ
る。
【0013】本発明組成物はそれ自身充分な摺動性を有
しているが、さらに摩擦摩耗特性を向上させる目的で潤
滑剤を添加してもよい。例えば二硫化モリブデン、テト
ラフルオロエチレンパウダー、シリコンオイル、超高分
子量ポリエチレンパウダー(特開昭60−14435
1)、ポリエーテル系共重合体(特開平3−23168
0)等が挙げられる。
【0014】本発明組成物には、本発明の目的を逸脱し
ない範囲で、前記の成分以外に、無機質フイラー、グラ
フアイト、ガラス繊維、金属繊維、複素繊維、石こう繊
維、セラミック繊維、カップリング剤、熱安定剤、耐候
安定剤、離型剤、滑剤、着色剤、帯電防止剤、有機ハロ
ゲン系化合物等の難燃剤、三酸化アンチモン等難燃助
剤、及び発泡剤等を添加してもよい。
【0015】本発明の組成物の製法は金属粉に上記ポリ
アミドを溶融混合する方法であり、通常一軸又は二軸押
出機を用いて混合される。また、ニーダーを用いて混練
することもできる。このときに少量の滑剤を用いること
も可能である。具体的には、ポリアミドの粒状体或いは
粉末状のものと金属粉を混合したものを押出機ホッパー
に投入して加熱溶融混合して造粒する方法、あるいは予
備混合したものをニーダーに入れ混練し、混練完了時に
吐出口より排出されるものをカッティング或いは粉砕に
より造粒する方法、あるいは押出機を用いてポリアミド
をホッパー部分より仕込み加熱溶融しておき、押出機の
シリンダー中間部に設けた開穴部を通して金属粉を添加
混合する方法等がある。
【0016】このようにして得られたペレットを更に射
出成形、押出成形等により成形して樹脂成形品を得るこ
とができる。
【0017】また、このような二段成形に代え、金属粉
とポリアミドの混合物を成形機に仕込むことにより、一
度で成形品を得ることもできる。
【0018】
【発明の効果】本発明の摺動部材用ポリアミド樹脂組成
物は、流動性が高く比較的多量の金属粉末を含有しても
成形性が良く、金属粉末が均一に分散したバランスのと
れた成形物が得られる。金属粉末の量を制御し、350
0kgf/cm2 程度の弾性率に調製すれば、現行消音
ギア素材と同等以上の消音特性、摩擦摩耗特性を発現す
る。さらに比重が高いためギア回転時の軸方向振動が低
下し、騒音対策として有効である。金属粉末の種類と量
を変えることにより、柔軟性と比重のバランスを用途に
応じて選択しうる。また金属粉末が20〜45重量%含
まれているため,その分成形収縮率が低下し、非晶性高
分子材料並みになっており、ギアの精度向上にも適して
いる。
【0019】
【実施例】次に本発明を実施例にもとづき説明する。
【0020】実施例1〜3 表1に示した割合で配合したダイセル・ヒュルス(株)
製ナイロン12「ダイアミドL1640」及びポリアミ
ドエラストマー「ダイアミドE55」計60重量%を冷
凍粉砕し、戸田工業(株)製フェライト「FM206」
40重量%、チバ・ガイギー製酸化防止剤「イルガノッ
クス1010」をポリマー/フェライト100重量部に
対して0.3重量部の割合で混合し、混練押出した。そ
の際ポリマー/フェライト100重量部に対し可塑剤p
−ヒドロキシ安息香酸2−エチルヘキシル(POBO)
を11.3重量部添加した。ペレット化して充分に乾燥
した後、各種試験片に成形した。
【0021】引張試験はASTM D638、曲げ試験
はASTM D790、密度はASTM D792、線
膨張係数はASTM D695に従い測定した。摩擦係
数及び比摩耗量は鈴木式摩擦摩耗試験によって求めた。
相手材はSUS304を使用し、面圧0.185kgf
/cm2 、回転数1000mm/secで行なった。損
失係数はB&K社(製)ME3930型複素弾性係数測
定装置を用いて測定した。各樹脂組成物を250mm×
15mm×3mmのタンザクに成形し、一端を固定し他
端を加振させることにより共振周波数と各周波数におけ
る損失係数を求めた。表1には第二共振周波数における
損失係数を示した。各試験はすべて室温下で行なわれ
た。測定結果を表1に示す。
【0022】実施例4〜7 ダイセル・ヒュルス(株)製ポリアミドエラストマー
「ダイアミドE50」、「ダイアミドE47」「ダイア
ミドE40」を冷凍粉砕した。戸田工業(株)製フェラ
イト「KNS415」40重量部に対しシランカップリ
ング剤A−1100 0.2重量部をメタノールで希釈
し加えよく混合した後加熱してメタノールを留去した。
このように処理したフェライト40.2重量部と上記の
粉砕した各ポリアミドエラストマー60重量部を混合し
押出した。ペレット化し乾燥後、各種試験片に成形し
た。試験方法は実施例1〜3と同様である。測定結果を
表1に示す。
【0023】比較例1 ダイセル・ヒュルス(株)製ポリアミドエラストマー
「ダイアミドE62」を各種試験片に成形した。試験方
法は実施例1〜3と同様である。測定結果を表1にし示
す。
【0024】比較例2〜3 ダイセル・ヒュルス(株)製ナイロン12「ダイアミド
L1640」を冷凍粉砕し、戸田工業(株)製フェライ
ト「FM206」と混合した。配合比は表1のとおりで
ある。押出、ペレット化、乾燥した後、各種試験片に成
形した。試験方法は実施例1〜3と同様である。測定結
果を表1にし示す。
【0025】比較例4 ダイセル・ヒュルス(株)製ポリアミドエラストマー
「ダイアミドE47」を冷凍粉砕した。戸田工業(株)
製フェライト「KNS415]82.5重量部に対し、
シランカップリング剤A−1100 0.4重量部をメ
タノールで希釈して加え、良く混合した後加熱してメタ
ノールを留去した。このように処理したフェライト8
2.9重量部に対し、上記粉砕ポリアミドエラストマー
17.5重量部を混合し押出した。ペレット化し乾燥し
た後、各種試験片に成形した。試験方法は実施例1〜3
と同様である。測定結果を表1にし示す。
【0026】
【表1】
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10M 125:04) C10N 40:02

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも10個の炭素原子を有するω−
    アミノカルボン酸又はラクタムから誘導されるポリアミ
    ド又はポリエーテル成分を分子中に有するそれらの共重
    合体から選ばれた1種類以上のポリアミド樹脂55〜8
    0重量%と、金属粉45〜20重量%とよりなる樹脂組
    成物100重量部に対し、可塑剤を0〜30重量部を配
    合した摺動部材用ポリアミド樹脂組成物。
JP360195A 1995-01-12 1995-01-12 摺動部材用樹脂組成物 Pending JPH08188712A (ja)

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Cited By (4)

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