JPH10298402A - ポリアセタール樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形加工性が改良され、且つ良好な摺動性を
有するポリアセタール樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 (A) ポリアセタール樹脂 100重量部に対
し、(B) 少なくとも２個の水酸基を有する変性シリコー
ンオイル0.01〜20重量部、(C) ホウ酸化合物0.001〜３
重量部を配合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリアセタール樹
脂に水酸基を有する変性シリコーンオイル、及びホウ酸
化合物を配合して成る、摺動性が良好で、成形加工性が
著しく改良されたポリアセタール樹脂組成物に関する。

【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諸物性を有し、又、樹
脂としては卓越した摺動特性を有するため、自動車、電
機・電子製品、事務機器、建材等の摺動部品として、広
く利用されている。しかし、その用途が拡大するに伴
い、摺動特性に対する要求も高度化し、摺動特性の一層
の向上とその長期的な持続性が要求されている。かかる
要求に応え、摺動性を改善する目的で、従来よりポリア
セタール樹脂に潤滑油を配合する試みがあり、中でも耐
熱性、低温特性、化学的、物理的安定性等の面で優れた
潤滑油であるシリコーンオイルの配合について種々の検
討がなされている。しかしながら、シリコーンオイルを
始めとする潤滑油は、一般にポリアセタール樹脂との相
溶性、親和性が極めて悪いため、これを配合することは
著しく困難であり、又、かかる組成物が調製できたとし
てもこれを成形する場合、オイルが樹脂表面に容易にシ
ミ出し、その潤滑作用により、樹脂同士、或いは樹脂と
スクリュー間で滑りが生じ、この為、成形機への食い込
み不良や、可塑化不良等を起こし、著しい場合には加工
不能となる。更に、このようにして得られた成形品は、
その表層付近のオイルの大部分が極めて容易に短時間に
シミ出し、消費されてしまう為、摺動の初期においては
優れた特性を示すものの、長期的な摺動維持の点では不
十分なものとなる。又、成形品表面にオイルが容易にシ
ミ出しベトつく為、商品価値を低下させるという欠点も
有する。そこで、上記の欠点を改善する目的で潤滑油、
特にシリコーンオイルと共に、その保持材として、更に
第三物質を添加することも種々検討されている。例え
ば、無機系の保持材として、活性炭、グラファイト等、
有機ポリマー系として、高分子量ポリエチレン等が知ら
れている。しかしながら、活性炭、グラファイト等は、
シリコーンオイルを吸着保持する能力が小さく、又、高
分子量ポリエチレン等もシリコーンオイルとの親和力が
乏しいため、やはりシリコーンオイルの保持力は小さ
く、実用的に満足できる効果は得られていない。一方、
シリコーンオイルとの親和力が優れた保持材として、特
開昭50−121344号公報には、シリコーンゴムが示されて
いる。ここで示されたシリコーンゴムは、シリコーンオ
イルと類似の構造を有する直鎖状もしくは一部分岐した
重合体であり、単に重合度（または粘度）がやや高いだ
けであるためシリコーンオイルとの相溶性は良く、押し
出し、或いは成形における加工性は相当改善される。し
かしながら、かかるシリコーンゴムも摺動下でのシリコ
ーンオイルの保持力の面ではなお不十分であり、摺動に
おける時間経過と共に、摺動特性が低下するという欠点
を有する。又、保持材であるシリコーンゴム自身が、超
高粘性的な要素を有する物質であるため、摺動特性は必
ずしも優れたものではなく、シリコーンオイルの優れた
摺動効果を半減させる。更に、かかるシリコーンゴムは
加熱により流動性を示し、しかもシリコーンオイル同
様、ポリアセタール樹脂との相溶性が悪いため、成形品
の樹脂表層部にゴムが凝集し、薄層皮膜を形成する。こ
の皮膜は外部応力により、容易に剥離するという欠点も
有する。かかる如く、従来より公知の方法では、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する
ポリアセタール樹脂組成物を得ることは出来ず、更に一
層の改良が切望されていた。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる要
求に応え得るポリアセタール樹脂組成物を得るため鋭意
検討を重ねた結果、ポリアセタール樹脂に水酸基を有す
る変性シリコーンオイル及びホウ酸化合物を配合するこ
とにより、成形性等が著しく改良され、摺動特性が短期
的にも長期的にも良好なポリアセタール樹脂組成物が得
られることを見出し、本発明に至った。即ち、本発明
は、 (A) ポリアセタール樹脂 100重量部に対し (B) 少なくとも２個の水酸基を有する変性シリコーンオ
イル0.01〜20重量部 (C) ホウ酸化合物 0.001〜３重量部 を配合して成る成形性等の加工性の改良されたポリアセ
タール樹脂組成物に関するものである。

【０００４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の構成成分について
説明する。本発明で用いられるポリアセタール樹脂(A)
は、オキシメチレン基(-CH₂O-)を主たる構成単位とする
高分子化合物でポリアセタールホモポリマー、オキシメ
チレン基以外に他の構成単位を少量有するポリアセター
ルコポリマー（ブロックコポリマーを含む）、ターポリ
マーの何れにても良く、又分子が線状のみならず分岐架
橋構造を有するものであっても良い。本発明ではポリア
セタール樹脂は、必要に応じ上記二種以上をブレンドし
て使用することが出来るが、成形性からポリアセタール
コポリマーが好ましい。例えば、コモノマー成分を１〜
30重量％、特に１〜５重量％共重合させてなるポリアセ
タールコポリマーが優れた熱安定性等を保持できるので
好ましい。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、一般的に下記した
一般式の構造を有するものが用いられる。

【０００５】

【化１】

【０００６】（式中、R₁，R₂，R₃及びR₄は水素原子又は
アルキル基を意味し、各々同一でも異なっていても良い
が、一般には水素原子である。R₅はメチレン基、オキシ
メチレン基、アルキル基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 は０〜３の整数を表
す）、或いは式-(CH₂)_q-OCH₂-又は-(O-CH₂-CH₂)_q-OCH₂-
で表される二価の基（この場合、p は１、q は１〜４の
整数を表す）を意味する。） 該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。

【０００７】次に、本発明において(B) 成分として用い
られる水酸基を有する変性シリコーンオイル(B) として
は、下記一般式(1) で示される分子鎖両末端にアルコー
ル性水酸基を有するシリコーンオイル、及び下記一般式
(2) で示される分子鎖両末端にシラノール基を有するシ
リコーンオイルがあげられ、それらの１種または２種以
上が使用される。

【０００８】

【化２】

【０００９】（ここでR はメチル基であるが、その一部
がアルキル基、フェニル基、ハロゲン化アルキル基、ハ
ロゲン化フェニル基等であっても良い。また、 R_a はア
ルキル基もしくはフェニル基である。 ） 本発明において用いられる少なくとも２個の水酸基を有
する変性シリコーンオイル（以下、単に変性シリコーン
オイルと言う）は市販品も使用することができ、またそ
の粘度については特に限定はないが、成形性の改善効果
が顕著に現れるのは、50,000cSt （25℃）以下、特に1
0,000cSt 以下のものである。 その理由は後で詳しく述
べるが、成形性の改善には水酸基とホウ酸化合物の反応
が大きく関与していることが推定され、あまり分子量が
大きくなるとホウ酸化合物との反応点の数が減り、成形
性の改善効果が大きく現れないと考えられる。かかる変
性シリコーンオイル(B) の配合量は、ポリアセタール樹
脂(A) 100 重量部に対して0.01〜20重量部、特に好まし
くは 0.5〜５重量部である。配合量が0.01重量部未満で
は、摩擦係数低減効果が十分発揮されず、又、20重量部
を越えて配合されると、押し出し性、成形性の極端な悪
化を招く。尚、かかる変性シリコーンオイル(B) と下記
するホウ酸化合物(C) とを予め反応させ、その生成物を
ポリアセタール樹脂に配合するのも、成形性の改善には
好ましい方法である。本発明で用いられる(C) 成分のホ
ウ酸化合物としては、オルトホウ酸、メタホウ酸、四ホ
ウ酸及び三酸化二ホウ素等が挙げられ、市販品を使用す
ることが出来る。かかるホウ酸化合物の配合量は、 0.0
01〜３重量部、好ましくは0.003 〜１重量部、特に好ま
しくは0.003 〜0.5 重量部である。0.001 重量部未満で
は所望の効果が得られず、３重量部を越えると熱安定性
が問題となる。

【００１０】本発明におけるポリアセタール樹脂組成物
の成形性改善の作用機構は必ずしも明白ではないが、本
発明者の推察するところによれば、溶融混練時にポリア
セタール樹脂中で変性シリコーンオイル(B) とホウ酸化
合物(C) が反応し、ゲル状の物質を形成するため、成形
機のスクリューの食い込み性が改良されると考えられ
る。又、更にこのゲル状の物質が、ポリアセタール表面
に適度で微細な凹凸を形成し摺動接触面積を減少する効
果と、未反応の変性シリコーンオイルの保持の役目も果
たすため、成形品表面に容易に剥離除去されない潤滑皮
膜を形成するか、或いはゲル状物質内に保持された未反
応シリコーンオイルのシミ出しが適度に制御されるた
め、シリコーンオイル自身が本質的に有する優れた摺動
特性改善効果が長期に渡って維持するものと推定され
る。

【００１１】本発明の組成物中には、更に摺動特性を改
良する目的でグラファイト、二硫化モリブデン、金属石
鹸などの固体潤滑剤、ポリエチレン樹脂、ポリ四フッ化
エチレン樹脂などの良潤滑性を付与し得るポリマー等を
配合することもできる。本発明の組成物は、更に公知の
各種安定剤を添加して安定性を補強することが出来る。
又、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
り、さらには、ガラス繊維等の繊維状、板状、粒状の無
機充填剤を添加することも、勿論、可能である。次に本
発明の組成物の調製は、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軸の押し出し
機により練り込み押し出しして、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（希
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、かかる組成物の調製につ
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、押し出し等
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】

【発明の効果】本発明によれば、摺動性が良好で、極め
て成形加工性が改良されたポリアセタール樹脂組成物を
提供することが出来る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明するが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 実施例１〜９、比較例１〜11 ポリアセタール樹脂〔ポリプラスチックス（株）製、ジ
ュラコンM450〕に変性シリコーンオイル及びホウ酸化合
物を表１に示す配合量で混合した後、シリンダー温度 2
00℃の押出機で溶融混練し、ペレット状の組成物を調製
した。次いで、このペレット状の組成物から射出成形機
を用いて試験片を成形し、以下に示す物性を測定した。
結果を表１に示す。比較のため、表２に示す如く、ポリ
ジメチルシロキサンに代表される水酸基を持たないシリ
コーンオイルを用いた組成物、変性シリコーンオイルの
みを配合した組成物及びホウ酸化合物のみを配合したに
ついても同様に調製し、評価を行った。結果を表２に示
す。なお、測定、評価方法は次の通りである。 〔摩擦係数〕鈴木式摩擦摩耗試験機を用い加圧0.75kg/c
m²、線速度180mm/sec 、接触面積2.0cm²、相手材として
ポリアセタール樹脂材料〔ポリプラスチックス（株）製
商品名Ｍ９０−４４〕を用い、摺動開始直後、及び所
定時間摺動させた後の動摩擦係数を測定した。 〔成形性〕鈴木式試験片の成形における可塑化計量時間
を測定した。計量時間が長い程、成形性は悪いことを意
味する。成形条件は以下の通りである。 成形機；日精 PS20E2ASE シリンダー温度； 190℃ スクリュー回転数；１００ｒ．ｐ．ｍ

【００１４】

【表１】

【００１５】

【表２】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】(A) ポリアセタール樹脂 100重量部に対し (B) 少なくとも２個の水酸基を有する変性シリコーンオ
   イル0.01〜20重量部 (C) ホウ酸化合物 0.001〜３重量部 を配合して成るポリアセタール樹脂組成物。
2. 【請求項２】(B) 成分の変性シリコーンオイルが、分子
   鎖両末端にアルコール性水酸基を有するシリコーンオイ
   ルである請求項１記載のポリアセタール樹脂組成物。
3. 【請求項３】(B) 成分の変性シリコーンオイルが、分子
   鎖両末端にシラノール基を有するシリコーンオイルであ
   る請求項１記載のポリアセタール樹脂組成物。
4. 【請求項４】(B) 成分の変性シリコーンオイルが、 50,
   000cSt以下の粘度を有するものである請求項１記載のポ
   リアセタール樹脂組成物。