JPH0826207B2

JPH0826207B2 - 摺動部材用ポリアセタール樹脂組成物並びにこれを用いたガイドローラー又はガイドポール

Info

Publication number: JPH0826207B2
Application number: JP63092869A
Authority: JP
Inventors: 寿彦遠藤; 修鹿戸; 伸之松永; 喜一郎福井; 政之鈴木
Original assignee: Polyplastics Co Ltd
Current assignee: Polyplastics Co Ltd
Priority date: 1988-04-15
Filing date: 1988-04-15
Publication date: 1996-03-13
Anticipated expiration: 2011-03-13
Also published as: DE68905067D1; BR8901804A; EP0340931B1; US5106896A; EP0340931A1; ATE86274T1; DE68905067T2; KR900016358A; KR920010612B1; JPH01263145A; CA1333507C

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は無機粉末と脂肪酸エステルを含有する摺動部
材用ポリアセタール樹脂組成物、更には斯かる組成物よ
り成るVTR、8mmビデオ等の磁気テープの如きテープ（以
下テープという）走行用のガイドローラーもしくはガイ
ドポールに関する。

〔従来の技術とその課題〕

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
等に優れる為、自動車、電気・電子製品等の摺動部品の
分野で広く利用されている。しかし、かかる分野におけ
る要求特性は次第に高度化しつつあり、摺動特性の一層
の向上と、その長期的な持続性の要求もその一つであ
る。かかる摺動特性の高度化が要求される摺動部品の代
表的な例として、VTR、8mmビデオ等のテープ走行系に使
用されるガイドローラー、ガイドポール等が挙げられ
る。

従来、ガイドローラー等の材料としては、ポリアセタ
ール樹脂が主として用いられている。しかしながら最近
の傾向として、テープ走行の高速化が進み、従来のポリ
アセタール樹脂組成物では、長期使用に対する回転トル
クの上昇、摩擦面の溶融、キシミ音の発生などの摺動特
性に関する各種の要求性能を同時に満足することは困難
になっているのが現状である。

即ち、前記摺動特性を改善する目的でポリアセタール
にフッ素樹脂やポリオレフィン系の樹脂、シリコーン系
樹脂等他の樹脂の添加混合、更にはグラファイト、二硫
化モリブデン等の固体潤滑剤の配合、又、脂肪酸、脂肪
酸エステル、シリコーンオイル、各種鉱油などの添加が
提案されているが、ガイドローラー等の摺動部材として
は摺動特性以外に寸法精度も要求され、又場合によって
は切削加工が施されるが、前記のフッ素系樹脂やポリオ
レフィン系樹脂等他樹脂の配合は、摺動面にささくれや
毛羽立ちを発生させ易く、回転トルクの変動や摩耗を引
き起こす。又、一般に公知の潤滑剤の添加は、特に高湿
時に樹脂の表面にしみ出しを起こし、成形の際スクリュ
ーへの食い込み不良や可塑化不良等を起こし、著しい場
合には成形不能となる。又、成形が可能であっても使用
中に成形品表面にオイルが浸み出しべとつくため、テー
プ走行部品としては全く不適当である。又従来の改良方
法は一時的には極めて優れた摺動特性を示してもこれを
長期にわたって使用すると摺動面の変化を生じ、トルク
の上昇等をもたらし問題となる場合が多い。

斯かる如く、従来より公知の方法では、成形加工性が
良く、短期的にも長期的にも優れた摺動特性を有し、し
かも切削加工性に優れた摺動部材、特にVTR、8mmビデオ
等のガイドローラー、ガイドポールの如く、金属シャフ
ト或いは高速走行テープと摺動して摩擦・摩耗特性が優
れ、長期使用に対しても摩擦面の溶融変化、トルク上
昇、騒音等に対する優れた効果を有し、短期、長期共に
優れた摺動特性を有するバランスのとれた摺動部材用樹
脂組成物を得ることは至難であり、更に一層の改良が切
望されていた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは斯かる要求に応え得るポリアセタール樹
脂組成物を得るべく鋭意検討を重ねた結果、ポリアセタ
ール樹脂に特定粒径の無機粉末と特定の脂肪酸エステル
を添加併用することにより、摺動部材、特にVTR、8mmビ
デオ等金属シャフト又は走行テープと摺動するガイドロ
ーラー、ガイドポールの材料として極めて優れた性能が
得られることを見出して、本発明に到達した。

即ち本発明は、（Ａ）ポリアセタール樹脂（Ｂ）平均粒径が50μｍ以下で、かつ粒径が100μｍ以
下のものの比率が95％以上である無機粉末１〜20重量
％（組成物中）（Ｃ）炭素数５〜32の脂肪酸と炭素数２〜30の一価もし
くは多価アルコールとの脂肪酸エステル 0.05〜10重量
％（組成物中）からなる摺動部材用ポリアセタール樹脂組成物並びにこ
れを用いてなるガイドローラー、ガイドポールの如き成
形品に関するものである。

以下、本発明の構成について詳しく説明する。

先ず、本発明に用いられる（Ａ）ポリアセタール樹脂
としては、ポリアセタールホモポリマー及び主鎖の大部
分がオキシメチレン連鎖よりなるポリアセタールコポリ
マーのいずれも使用できる。また、ポリアセタールを公
知の方法で架橋或いはグラフト共重合して変性したもの
も基体樹脂として使用でき、本発明の効果は発揮され
る。重合度等は成形可能な限り特に制限はない。

次に本発明においてポリアセタール樹脂（Ａ）に配合
される無機粉末（Ｂ）は平均粒径が50μｍ以下で、かつ
粒径が100μｍ以下のものの比率が95％以上であるもの
が用いられる。好ましくは平均粒径が30μｍ以下で、か
つ粒径が50μｍ以下のものの比率が90％以上であるも
の、特に好ましくは平均粒径が10μｍ以下のものであ
る。

無機粉末は粒径が大きくなるに伴い、成形品表面に凹
凸を形成し、いわゆる表面粗さの増大により、摺動する
相手材、例えば金属シャフトやテープを損傷し、又、回
転ムラを生じ易く好ましくない。

また本発明においては、使用する無機粉末の種類につ
いては特に限定されるものではないが、炭酸カルシウ
ム、炭酸マグネシウム、タルク、シリカ、クレー、カオ
リン、けい藻土、パーライト、ペントナイト等が挙げら
れ、特に炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、
シリカ及びクレーを用いるのが好ましい。

本発明において無機粉末（Ｂ）の添加量はポリアセタ
ール樹脂（Ａ）に対して１〜20重量％（組成物中）であ
る。これより少ない量では後述の如き（Ｃ）成分との相
乗効果が得られず、又十分な押出、成形、切削等加工性
を確保することが出来ず、これより多い量では摺動性の
悪化、成形品の表面荒れによる相手材の損傷を招く場合
がある。

次に本発明で用いられる（Ｃ）成分の脂肪酸エステル
としては炭素数５〜32の脂肪酸と炭素数２〜30の一価も
しくは多価アルコールとのエステルである。

かかる脂肪酸エステルを構成する脂肪酸の例として
は、カプロン酸、カプリル酸、ウンデシル酸、ラウリン
酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステ
アリン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、モ
ンタン酸、メリシン酸など飽和脂肪酸、或いはオレイン
酸、エライジン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキド
ン酸、プラシジン酸、エルカ酸、リシノール酸などの不
飽和脂肪酸等が挙げられ、又、エステルを形成するアル
コールの例としては、プロピル、イソプロピル、ブチ
ル、オクチル、カプリル、ラウリル、ミリスチル、ステ
アリル、ベヘニル等の一価もしくはエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ブタンジオール、グリセリ
ン等の多価アルコールが挙げられる。好ましくは炭素数
12〜22の脂肪酸と炭素数２〜22の一価もしくは多価アル
コールとのエステルであり、次に示す脂肪酸とアルコー
ルとからなるエステルはこの例である。

脂肪酸：ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン
酸、ベヘン酸アルコール：ブチルアルコール、イソプロピルアルコール、オクチル
アルコール、ミリスチルアルコール、ステアリルアルコ
ール、ベヘニルアルコール、エチレングリコール、プロ
ピレングリコール、ペンタエリスリトール、グリセリン特に好ましい脂肪酸エステルを例示すると、ミリスチ
ルミリステート、ステアリルステアレート、ペンタエリ
スリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールテ
トラステアレート及びベヘニルベヘネート、グリセリン
モノベヘネート等が挙げられる。

本発明において、かかる脂肪酸エステルの添加量は0.
05〜10重量％（組成物中）である。0.05重量％より少な
い量では摺動性改良効果は期待できず、又、逆に10重量
％より多い量では基体であるポリアセタールの性質が大
巾に損なわれる場合がある。好ましくは0.1〜５重量％
が配合される。

本発明の特徴は前述した如く、ポリアセタール樹脂
（Ａ）に特定の無機粉末（Ｂ）と脂肪酸エステル、特に
前記の如き特定の脂肪酸エステル（Ｃ）を併用して添加
配合する点にある。

脂肪酸エステルの添加は、摺動性の改善、特に高速走
行テープや金属シャフトとの摺動性改良には他の潤滑剤
以上に好適であるが、単独では必要な摺動性を得るに充
分な量を均一に添加することが困難であり、添加剤の混
練時に押出機のスクリュー上で樹脂の滑りの原因とな
り、サージング現象を生じたり、ベント孔より未溶融樹
脂がベントアップする等の問題が生じ、均一な組成物の
調製自体が困難であるのみならず、又、成形時において
も、くい込み不良、可塑化不良等の問題を生じ、更に使
用時においては成形品表面に多量の潤滑剤のしみ出し
（ブリード）等を生じ、特に本発明の課題である長期間
の使用に対する摺動特性の維持が充分でない。

しかるに、本発明の如く、特定の無機粉末及び脂肪酸
エステルを組み合わせて添加する事により、上記の如き
脂肪酸エステル単独配合による欠点が解消され、一般に
摺動部材に求められる性能が大巾に改善され、又、特に
VTR、8mmビデオ等のテープ走行部品に必要な特殊な摺動
特性や、成形品を規定の寸法、形状に仕上げる工程での
切削性等においても優れた効果を示し、特に長期間の摺
動に対してもその良好な摺動特性を維持し、テープ走行
用のガイドローラー、ポール等に好適な組成物を提供し
得るのである。

一般に無機物剛体の添加は摩擦・摩耗等の摺動特性を
害することが多いが、本願の如き粒子径よりなる粒状
物、特に炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、
クレー及びシリカよりなる微細な粒状物は意外にもかか
る欠点がないのみならず、脂肪酸エステルと併用、共存
した場合に上記の如き顕著な相乗効果を呈するのであ
る。

本発明の組成物は、さらに公知の各種安定剤を添加し
て安定性を補強することができる。また、目的とする用
途に応じてその物性を改善するため、更に公知の各種の
添加物を配合し得る。添加物の例を示せば、各種の着色
剤、滑剤、離型剤、核剤、帯電防止剤、その他の界面活
性剤、異種ポリマー、有機改良剤等である。

又、本発明の目的とする組成物の性能を大巾に低下し
ない範囲内であれば、無機、有機、金属等の繊維状、板
状のフィラー或いは他の粉粒状充填剤を１種又は２種混
合使用することもできる。

尚、本発明の組成物はテープ走行用部品としてガイド
ローラー、ガイドポール等に使用される場合、帯電しや
すく、これによる障害が生じることも考えられるので、
帯電防止剤の配合はこの点で特に望ましい。

次に本発明の組成物又は成形品の調製は、従来の樹脂
組成物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込み押出しして、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、斯かる組成物の調製において、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。

また、予め脂肪酸エステルを無機粉末と混合し、含浸
させた後、これをポリアセタール樹脂と混練し、押出等
を行う方法も組成物の調製を容易にし、加工性改善の点
で好ましい方法である。

〔実施例〕

以下実施例により、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１〜12及び比較例１〜12 ポリアセタール樹脂（ポリプラスチックス（株）製、
商品名ジュラコンM90）に無機粉末と脂肪酸エステルを
表1,2に示す割合で混合した後、２軸押出機により、溶
融混練し、ペレット状の組成物を調製した。次いで、こ
のペレットを用いて、射出成形により試験片を作成し、
評価を行った。

又、比較のため、無機粉末無添加のもの、粒径粗大な
もの、脂肪酸エステル無添加のもの、無機粉末及び脂肪
酸エステルともに無添加のもの、さらに脂肪酸エステル
以外の潤滑剤を添加したものについて、評価を行った。
結果を併せて表1,2に示す。

尚、評価項目及び評価方法は下記の通りである。

押出加工性（組成物ペレット調製時所見）：内径30mmベント付二軸押出機を使用して押出を行い押
出状況を観察した。押出中のベントアップ、ストランド
の発泡状態、サージング現象等を目視観察にて総合的に
５段階で評価した。

成形性：スクリュー式射出成形機を用い、シリンダー温度190
℃、スクリュー回転数120r.p.mとした時の可塑化時間を
測定した。この値が大きいことは、スクリュー上でペレ
ットが滑り、くい込みが悪く、成形性が劣ることを示
す。

切削性：図１に示すガイドローラーを作成し、140℃×３時間
エージングを行い、ガイドローラーの内面摺動部を精密
施盤で切削してその内面を電子顕微鏡で観察して内面の
状態（ささくれ、毛羽立ち）を５段階で評価した。

摩擦係数，比摩耗量：鈴木式摩擦・摩耗試験機を用い、加圧10kg/cm²、線速
度30cm/sec、接触面積2.0cm²、相手材として金属（S55
C）を用い、動摩擦係数、比摩耗量を測定した。

実用テスト：図３に示す試験機を用い、図２に示したシャフト（金
属）と図１に示したガイドローラーを用い、接触荷重10
0g、回転速度5500r.p.mで48時間摺動させ、回転トルク
の目安値としてモータ負荷電流値を測定した。

又、摺動後の内面（樹脂の焼付き、摺動傷等を総合）
を電子顕微鏡で観察して10段階で評価した。

又、摺動前後におけるガイドローラー表面のべとつき
状態について調べた。

〔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ポリアセ
タール樹脂に特定の無機粉末と脂肪酸エステルを配合し
てなる本発明の摺動部材は無機粉末、脂肪酸エステルそ
れぞれ単独で用いるものに比べ、摩擦・摩耗性が飛躍的
に向上し、しかも長期間使用に対してもすぐれた摺動特
性を維持し、摺動部材として好ましいものである。又、
本発明の摺動部材組成物は従来より、とかくこの種の材
料の問題となっていた押出、成形加工上の難点が改善さ
れ、しかも成分の分離、しみ出し等の難点も改良されて
いる。更に摺動時の騒音が少ないことも一つの大きな利
点である。

本発明の摺動部材組成物は上記の如き摺動材としての
効果を有するが故に過酷な摺動性を要求される用途、例
えばVTR、8mmビデオ等のテープ走行用ガイドローラー、
ガイドポール等に好適であり、又、各種のベアリング、
ブッシュローラー等、例えば金属との摺動の材料として
も好適である。

【図面の簡単な説明】

図１（Ａ），（Ｂ）は夫々切削性評価、実用テストに用
いたガイドローラーの側面図及び平面図、図２は同じく
切削性評価、実用テストに用いたシャフトの平面図であ
る。又、図３（Ａ），（Ｂ）は夫々同じく実用テストにおい
てガイドローラーの回転トルク変化の目安としての電流
値測定用に用いた試験機の略示断面図及び略示平面図を
示す。１……ガイドローラー２……シャフト３……回転モーター４……電流計５……回転板（円周部にゴムを貼った金属板）６……スプリングＰ……接触荷重（100gr）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−89246（ＪＰ，Ａ) 特開昭52−144048（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）ポリアセタール樹脂（Ｂ）平均粒径が50μｍ以下で、かつ粒径が100μｍ以
下のものの比率が95％以上である、炭酸カルシウム、炭
酸マグネシウム、タルク、クレー及びシリカからなる群
より選択される１種以上の無機粉末１〜20重量％（組
成物中）（Ｃ）炭素数５〜32の脂肪酸と炭素数２〜30の一価もし
くは多価アルコールとの脂肪酸エステル 0.05〜10重量
％（組成物中）からなる摺動部材用ポリアセタール樹脂組成物。
【請求項２】（Ｃ）成分の脂肪酸エステルが炭素数12〜
22の脂肪酸と炭素数２〜22の一価もしくは多価アルコー
ルとのエステルである請求項１記載の摺動部材用ポリア
セタール樹脂組成物。
【請求項３】（Ｃ）成分の脂肪酸エステルが下記に示す
脂肪酸とアルコールとのエステルである請求項１又は２
記載の摺動部材用ポリアセタール樹脂組成物。脂肪酸：ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン
酸、ベヘン酸アルコール：ブチルアルコール、イソプロピルアルコール、オクチル
アルコール、ミリスチルアルコール、ステアリルアルコ
ール、ベヘニルアルコール、エチレングリコール、プロ
ピレングリコール、ペンタエリスリトール、グリセリン
【請求項４】請求項1,2又は３記載の摺動部材用ポリア
セタール樹脂組成物よりなるテープ走行用ガイドローラ
ー又はガイドポール。