JPH10316865A - 摺動用熱可塑性樹脂材料及び摺動部品 - Google Patents

摺動用熱可塑性樹脂材料及び摺動部品

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JPH10316865A
JPH10316865A JP13197897A JP13197897A JPH10316865A JP H10316865 A JPH10316865 A JP H10316865A JP 13197897 A JP13197897 A JP 13197897A JP 13197897 A JP13197897 A JP 13197897A JP H10316865 A JPH10316865 A JP H10316865A
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JP
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sliding
resin
viscosity
thermoplastic resin
resin material
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JP13197897A
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English (en)
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Yoshihisa Tajima
義久 田島
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Polyplastics Co Ltd
Original Assignee
Polyplastics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 摺動特性、特に摩擦係数、比摩耗量が顕著に
改善された摺動用樹脂材料を提供する。 【解決手段】 1mmφの管径のキャピラリーレオメータ
ーでの剪断速度1×103/sec の粘度(η1)と、 0.5mm
φの管径のキャピラリーレオメーターでの剪断速度1×
103/sec の粘度(η2)との粘度比(η2/η1)が、
η2/η1=0.7 〜0.95である熱可塑性樹脂材料を摺動
用材料とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、摺動特性を改良し
た摺動用熱可塑性樹脂材料及び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】熱可塑
性樹脂は、各産業分野に広く普及しており、その軽量
性、易成形性、バランスのとれた機械的性質などにより
多くの部位、部品に使用されている。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、その一
例として一般物性と共に摺動特性の一層の向上が望まれ
ている。特に、樹脂使用部品が多くなると共に、樹脂同
士の接触、擦れる場合が発生し、かかる使用状況では摺
動特性として、特に摩擦係数、比摩耗量が重要な要件と
なる。一般に、摩擦係数、摩耗特性は樹脂同士の摺動時
には極端に低下する傾向があり、その原因となる機構は
不明であるが、摺動面での樹脂同士の強い凝着力に起因
している可能性、対金属に比べ表面硬度が低いために生
じる真実接触面積の増加に起因している可能性等が考え
られる。従って、摺動特性を改良するために、摺動面へ
のグリースの塗布、又は摺動相手材の金属等への変更、
又は摺動部品形状の変更等により対応している。しか
し、グリース塗布は作業工程が煩雑になり、またグリー
スの他部品への付着等のトラブル原因にもなる。摺動相
手材の変更又は形状変更は設計の自由度を制限し、コス
ト等を上げる結果になる。また、樹脂に潤滑成分を配合
することによる摺動特性の改良も盛んに試みられている
が、摺動形態は複雑・多岐であり、特に樹脂同士の摺動
においては、期待される程の効果を上げていない。斯か
る如く、従来より公知の方法では、実用性の見地から未
だ十分でなく、摺動特性を改良した材料が望まれてい
る。
【0003】
【課題を解決するための手段】以上のような課題に鑑
み、本発明者らは、まず樹脂の摺動機構について考察
し、その結果に基づき樹脂の摺動に対する樹脂の剪断粘
度特性の作用に着目して鋭意検討した結果、剪断粘度特
性を制御することにより摺動特性を改良した摺動用樹脂
材料及び摺動部品が得られることを見出し、本発明に到
ったものである。即ち、本発明は、1mmφの管径のキャ
ピラリーレオメーターでの剪断速度1×103/sec の粘度
(η1)と、 0.5mmφの管径のキャピラリーレオメータ
ーでの剪断速度1×103/sec の粘度(η2)との粘度比
(η2/η1)が、η2/η1=0.7 〜0.95であること
を特徴とする摺動用熱可塑性樹脂材料及びかかる樹脂材
料からなる摺動部品を提供するものである。
【0004】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳しく説明
する。本発明は、熱可塑性樹脂の摺動特性を改良するに
あたり、上記の如くその樹脂の粘度特性を特定の範囲に
制御することを特徴とするものである。より具体的に
は、本発明の摺動用熱可塑性樹脂材料は、キャピラリー
レオメーターを用いた粘度測定において、1mmφの管径
のキャピラリーでの剪断速度1×103/sec における粘度
(η1)と、 0.5mmφの管径のキャピラリーでの剪断速
度1×103/sec における粘度(η2)との粘度比(η2
/η1)が 0.7〜0.95の範囲にあることを特徴とし、こ
の範囲において極めて優れた摺動特性が得られる。粘度
比(η2/η1)が0.95を超えると摺動特性の改良効果
は得られない。一方、粘度比(η2/η1)が 0.7未満
の樹脂材料を得るためには、多量の液状潤滑剤を配合す
る等の処理が必要となるが、かかる樹脂材料の調製は極
めて困難であり、また仮に調製できたとしても機械的特
性、成形性等が著しく劣り、実用性のないものとなる。
ここで粘度特性の測定に用いるキャピラリーレオメータ
ーとは、剪断粘度を評価する最も一般的な装置であり、
所定の速度でプランジャーを降下させ一定の半径
(R)、長さ(L)を有するキャピラリーから溶融樹脂
を押し出し、その流量(Q)とし、そのとき発生する圧
力(P)をプランジャー上部に取り付けたロードセルで
測定する方法が一般的である。ノズル壁面での剪断速度
γと剪断粘度ηは以下の式で算出される。 γ=4×Q/(π×R3 ) η=R×P/(2×L×γ) この測定において、ポリマーの粘弾性的性質によるノズ
ルの入口、出口効果によりL/Rが小さい場合は補正が
必要になるため、L/Rは一定のほうが望ましい。ま
た、測定条件としての剪断速度1×103/sec は、一般的
粘度測定からは高速領域であるが、これ以上速い場合は
メルトフラクチャー等の不安定流動が起こる可能性があ
り、これ以下であると摺動特性の改良を目的とした測定
にはそぐわなくなるため、最適条件として選択した条件
である。
【0005】本発明の摺動用熱可塑性樹脂材料は、要は
上記の如き粘度特性を有していれば良く、これに用いる
基体樹脂、添加物、樹脂材料の調製方法等については特
に制約はないが、かかる粘度特性を達成するための好ま
しい要件を示せば、基体樹脂としてポリアセタール樹
脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂及びポリアリーレ
ンサルファイド樹脂から選択された熱可塑性樹脂、中で
もポリアセタール樹脂を用いること、基体樹脂 100重量
部に対し 0.1〜30重量部の摺動性改良材を配合し、特
に、該摺動性改良材の均一分散を図るため高剪断条件下
で溶融混練すること、例えば、基体樹脂に摺動性改良材
の一部又は全部を混合して2軸押出機で溶融混練してペ
レットを得た後、これに残部摺動性改良材又は所望によ
り別の摺動性改良材を加えて再度押出機で溶融混練し、
目的する樹脂材料を得る方法が挙げられる。また、基体
樹脂そのものを変性し、そのポリマー骨格中に摺動性改
良機能を有する部位を導入することも可能である。
【0006】本発明で用いる摺動性改良材としては、潤
滑剤又は/及び摺動改良樹脂が使用可能である。潤滑剤
としては特に脂肪族系潤滑剤、シリコーン系オイルが好
ましく、摺動改良樹脂としては特にポリオレフィン、シ
リコーン系樹脂、フッ素系樹脂が好ましい。
【0007】本発明の樹脂材料は、本発明の要件を満た
せば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
を改善するために、更に公知の各種の添加剤を配合し得
る。添加剤の例を示せば、各種の着色剤、離型剤(前記
の潤滑剤以外)、核剤、帯電防止剤、その他の界面活性
剤等である。
【0008】本発明の摺動部品は、上記の如き樹脂材料
を用いて射出成形により作成するのが一般的であるが、
板材、丸棒等を旋盤やスライス盤等で切削加工し作成す
ることも可能である。具体的な部品としては、スライダ
ー、キースイッチ、軸受け、カム、ギヤー、ローラー等
が挙げられる。
【0009】
【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、本発明はこれらに限定されるものではない。
尚、実施例中の各種物性の評価方法は以下の通りであ
る。 (1)〔キャピラリー粘度測定〕 (株)東洋精機製作所製キャピラリーレオメーター(キ
ャピログラフ1B)を用い、管径の異なる2本のキャピ
ラリー(D/L=1mm/10mm、 0.5mm/5mm)を使い測
定した。バレル温度は測定樹脂の加工温度に設定した。
1mmφの管径のキャピラリーレオメーターでの剪断速度
1×103/sec の粘度(η1)と、 0.5mmφの管径のキャ
ピラリーレオメーターでの剪断速度1×103/sec の粘度
(η2)を測定し、その粘度比(η2/η1)として評
価した。 (2)〔摺動特性測定〕 評価対象樹脂を用いて、射出成形により、円筒状スラス
ト試験片を成形し、スラスト式摩擦摩耗試験機(鈴木式
試験機)を用いて、加圧下(0.6kg/cm2 )、接触面積
2.0cm2 、線速度 200mm/secでのスラスト試験片同士の
動摩擦係数、比摩耗量を測定した。
【0010】実施例1〜2 ポリアセタール(A) (ポリプラスチックス(株)製、ジ
ュラコン(商品名))にポリエチレン(B) をブレンダー
にて混合後、30mm2軸押出機を用いて溶融混練しペレッ
ト状の組成物を調製した。次いで、これにパラフィンと
ポリエチレングリコールとペンタエリスリトールテトラ
ステアレートの5:3:2(重量比)の混合物(C) を混
合し、再度上記方法で溶融混練して、最終的に表1に示
す配合比のペレット状組成物を調製した。このペレット
を用いて、190 ℃でキャピラリー粘度測定を行うと共
に、射出成形された円筒状のスラスト試験片を用いて摺
動特性を測定し評価した。その結果を表1に示す。 比較例1〜3 比較のため、(B) 、(C) 成分を配合しなかったもの、及
び(A) 、(B) 、(C) 成分を実施例1〜2と同様の組成比
で同時に配合し、単に押出機を用いて溶融混練しペレッ
ト状の組成物を調製したものについて、実施例1と同様
に各特性を測定し評価した。結果を表1に示す。
【0011】
【表1】
【0012】実施例3〜4 ポリブチレンテレフタレート(A) (ポリプラスチックス
(株)製、ジュラネックス(商品名))にポリエチレン
(B) をブレンダーにて混合後、30mm2軸押出機を用いて
溶融混練しペレット状の組成物を調製した。次いで、こ
れにパラフィン(C) を混合して再度上記方法で溶融混練
して、最終的に表2に示す配合比のペレット状組成物を
調製した。このペレットを用いて、245 ℃でキャピラリ
ー粘度測定を行うと共に、射出成形された円筒状のスラ
スト試験片を用いて摺動特性を測定し評価した。その結
果を表2に示す。 比較例4〜6 比較のため、(B) 、(C) 成分を配合しないもの、及び
(A) 、(B) 、(C) 成分を実施例3〜4と同様の組成比で
配合し、押出機を用いて溶融混練しペレット状の組成物
を調製したものについて、実施例3〜4と同様に各特性
を測定し評価した。結果を表2に示す。
【0013】
【表2】
【0014】実施例5〜6 実施例5では、 液晶性ポリエステル樹脂(A) (ポリプラ
スチックス(株)製、ベクトラ(商品名))に4弗化エ
チレン樹脂(B) を配合し、ドライアイスを加えることに
より槽内の温度を10℃に冷却しながらヘンシェルミキサ
ーにて均一混合後、30mm2軸押出機を用いて溶融混練し
ペレット状の組成物を調製した。また実施例6では、ポ
リフェニレンサルファイド樹脂(A) (ポリプラスチック
ス(株)製、フォートロン(商品名))に4弗化エチレ
ン樹脂(B) を配合し、ドライアイスを加えることにより
槽内の温度を10℃に冷却しながらヘンシェルミキサーに
て均一混合後、さらに表3に示すようにガラス繊維を配
合し、30mm2軸押出機を用いて溶融混練しペレット状の
組成物を調製した。これらのペレットを用いて、310 ℃
でキャピラリー粘度測定を行うと共に、射出成形された
円筒状のスラスト試験片を用いて摺動特性を測定し評価
した。その結果を表1に示す。 比較例7〜8 比較のため、(A) 、(B) 成分を実施例5、6と同様の組
成比とし、通常のブレンダーにて冷却を行うことなく混
合後、30mm2軸押出機を用いて溶融混練しペレット状の
組成物を調製した。これらのペレットから、実施例5、
6と同様に各特性を測定し評価した。結果を表3に示
す。
【0015】
【表3】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F16C 33/20 F16C 33/20 A //(C08L 101/00 23:00 83:04 27:12) (C10M 169/04 107:32 107:46 143:00 147:02 155:02) C10N 20:00 40:02 50:08

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1mmφの管径のキャピラリーレオメータ
    ーでの剪断速度1×103/sec の粘度(η1)と、 0.5mm
    φの管径のキャピラリーレオメーターでの剪断速度1×
    103/sec の粘度(η2)との粘度比(η2/η1)が、
    η2/η1=0.7 〜0.95であることを特徴とする摺動用
    熱可塑性樹脂材料。
  2. 【請求項2】 熱可塑性樹脂が、ポリアセタール樹脂、
    ポリブチレンテレフタレート樹脂及びポリアリーレンサ
    ルファイド樹脂から選ばれたものである請求項1記載の
    摺動用熱可塑性樹脂材料。
  3. 【請求項3】 熱可塑性樹脂材料が、熱可塑性樹脂 100
    重量部に対して 0.1〜30重量部の摺動性改良材を含有す
    るものである請求項1又は2記載の摺動用熱可塑性樹脂
    材料。
  4. 【請求項4】 摺動性改良材が、複数の溶融混練工程を
    経て熱可塑性樹脂に配合されたものである請求項4記載
    の摺動用熱可塑性樹脂材料。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4の何れか1項記載の摺動用
    熱可塑性樹脂材料を用いてなる摺動部品。
  6. 【請求項6】 摺動部品が、樹脂部品同士の摺動におけ
    る少なくとも一方の部品として用いられるものである請
    求項5記載の摺動部品。
JP13197897A 1997-05-22 1997-05-22 摺動用熱可塑性樹脂材料及び摺動部品 Pending JPH10316865A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005199576A (ja) * 2004-01-16 2005-07-28 Toppan Printing Co Ltd プラスチック製嵌合部品
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