JPH1046173A - 潤滑性樹脂組成物および潤滑性樹脂成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 摩擦係数が低い値で安定し、摩耗係数が小さ
く、しかも機械的強度の低下が起こらない潤滑性樹脂組
成物とすることである。 【解決手段】 ポリエチレンやポリアミドなどの合成樹
脂１００重量部に対し、カルボキシル基を含む単位を有
するオルガノポリシロキサン０．５〜２０．０重量部
と、さらにアミノ基、アルコール性水酸基から選ばれる
少なくとも１種類の基を含む単位を有するオルガノポリ
シロキサン０．５〜２０．０重量部を配合して、前記オ
ルガノポリシロキサンのカルボキシル基と、もう一方の
オルガノポリシロキサンの官能基とを反応させて前記合
成樹脂中に三次元網目構造のオルガノポリシロキサンを
分散保持させた潤滑性樹脂組成物とする。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明は潤滑性樹脂組成物に関
するものである。 【０００２】 【従来の技術】近年、機械の軽量化に伴い、合成樹脂製
品が機械部品として数多く用いられるようになり、軸受
部に使われるものには摺動特性の優れた合成樹脂が要求
されている。従来、摺動性の良い合成樹脂として、ポリ
アミド、ポリアセタール、ポリエチレン、フッ素樹脂等
が用いられている。これらは低荷重、低速領域において
は無潤滑下でもその用をなすが、高荷重、高速になるに
従って、摩擦熱のために焼き付いたり、フローしたりし
て使用できなくなる。 【０００３】フッ素樹脂、特に四フッ化エチレン樹脂
は、充填材を加えて摩耗特性を改良することにより優れ
た摺動特性を示すが、このものは圧縮成形でしか成形で
きず、また非常に高価であるという欠点を有する。 【０００４】そこで、その他の合成樹脂に固体潤滑剤を
加えて摺動特性を向上させようとする手段が採られてい
るが、この方法では高速高荷重下での摺動特性の向上は
十分ではない。 【０００５】また、上記の問題を解決するためには、合
成樹脂に潤滑油を加え、いわゆる含油プラスチックとす
る方法があり、その具体的手法として、１）単に樹脂に
潤滑油を混入する、２）潤滑油を保持できる担体を潤滑
油と共に加える、３）前記１）および２）の他に油の導
通体として繊維状の充填材を加えること等がある。 【０００６】このような含油プラスチックは、潤滑油を
浸み出させることにより摺動特性をもたせようとするも
のであるが、(1) 摩擦係数が低い値で安定しない、(2)
加熱されると油が浸み出てしまう、(3) 成形性が悪い、
(4) 摺動の際担体が相手材料を削る、(5) 成形時もしく
は混練時に油が分離しやすい、(6) 材料物性が低下す
る、(7) 摺動した面に油がついてほこり等がつきやす
い、(8) 一旦油が切れると異常摩耗をおこす等種々問題
があった。 【０００７】 【発明が解決しようとする問題点】以上述べたように、
従来の技術においては、摩擦係数が低い値で安定し、摩
耗係数が小さく、しかも機械的特性（特に強度）の低下
が起こらないような材料は得られず、数多くの優れた特
性を有する合成樹脂も、低摩擦性および耐摩耗性が要求
される摺動材料には適さないという問題があった。 【０００８】 【問題点を解決するための手段】上記の問題点を解決す
るために、この発明は、合成樹脂１００部（部は重量
部、以下同じ）に対し、カルボキシル基を含む単位を有
するオルガノポリシロキサン０．５〜２０．０重量部
と、さらにアミノ基、アルコール性水酸基から選ばれる
少なくとも１種類の基を含む単位を有するオルガノポリ
シロキサン０．５〜２０．０重量部を配合して潤滑性の
ある樹脂組成物とする手段を採用したものである。以下
その詳細を述べる。 【０００９】まず、この発明における合成樹脂は、特に
限定されるものではなく、熱硬化性または熱可塑性のい
ずれの樹脂であってもよく、たとえば、フェノール樹
脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、メラミンフェノール共
縮合樹脂、キシレン変性フェノール樹脂、ユリアグアナ
ミン共縮合樹脂、アミノ樹脂、アセトグアナミン樹脂、
メラミングアナミン樹脂、ポリエステル樹脂、ジアリル
フタレート樹脂、キシレン樹脂、エポキシ樹脂、エポキ
シアクリレート樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、
ポリテトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチ
レン樹脂、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプ
ロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフル
オロアルキルビニルエーテル共重合体、フッ化ビニリデ
ン樹脂、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、
エチレン−クロロフルオロエチレン共重合体、塩化ビニ
ル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリエチレン（低密度、
高密度または超高分子量）、塩素化ポリオレフィン、ポ
リプロピレン、変性ポリオレフィン、水架橋ポリオレフ
ィン、エチレン−ビニルアセテート共重合体、エチレン
−エチルアクリレート共重合体、ポリスチレン、ＡＢＳ
樹脂、ポリアミド、メタクリル樹脂、ポリアセタール、
ポリカーボネイト、セルロース系樹脂、ポリビニルアル
コール、ポリウレタンエラストマー、ポリイミド、ポリ
エーテルイミド、ポリアミドイミド、アイオノマー樹
脂、ポリフェニレンオキサイド、メチルペンテンポリマ
ー、ポリアリルスルホン、ポリアリルエーテル、ポリエ
ーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリスル
ホン、全芳香族ポリエステル、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリブチレンテレフタレート、熱可塑性ポリエス
テルエラストマー、各種高分子物質のブレンド物などを
例示することができる。 【００１０】つぎに、この発明におけるカルボキシル
基、アミノ基、アルコール性水酸基を含む単位を有する
オルガノポリシロキサンは、ジメチルシロキサン、メチ
ルフェニルシロキサン、トリメチルフルオロプロピルシ
ロキサン等のオルガノポリシロキサンの単独重合体また
は２種以上の共重合体に、カルボキシル基、アミノ基、
アルコール性水酸基を導入したもので、これらを例示す
れば、それぞれつぎのようなものである。すなわち、 【００１１】 【化１】 【００１２】 【化２】 【００１３】 【化３】 【００１４】〔式中、Ｒはアルキレン基等、ｍ＝５〜１
００００、ｎ＝２〜１００である。〕などを挙げること
ができる。 【００１５】なお、この発明において、合成樹脂１００
部に対して、カルボキシル基を含む単位を有するオルガ
ノポリシロキサンを０．５〜２０．０部配合する理由
は、この下限値未満の少量では、摺動特性の改良効果が
不十分であり、逆に上限値をこえる多量では、合成樹脂
の機械的特性が著しく低下して好ましくないからであっ
て、好ましくは１．０〜１５．０部の範囲である。 【００１６】また、さらにアミノ基、アルコール性水酸
基から選ばれる少なくとも１種類の基を含む単位を有す
るオルガノポリシロキサンを０．５〜２０．０部配合す
る理由は、この下限値未満の少量では前記カルボキシル
基を含む単位を有するオルガノポリシロキサンとの反応
が十分でなく、これを合成樹脂の内部にしばりつけるこ
とができないため、通常の含油プラスチックの欠点を呈
するからであり、逆に上限値をこえる多量では合成樹脂
の機械的特性が著しく低下して好ましくないからであっ
て、好ましくは１．０〜１５．０部の範囲である。 【００１７】ここで、アミノ基、アルコール性水酸基か
ら選ばれる少なくとも１種類の基を含む単位を有するオ
ルガノポリシロキサンは、その配合割合の範囲におい
て、２種類以上を組合せて用いてもよい。また、反応を
進めるために場合によって触媒を適宜加えてもよい。 【００１８】以上述べたこの発明の組成物を混合するに
は、従来からよく知られた方法を利用することができ
る。たとえば合成樹脂と前記の配合成分を個別に、もし
くは適宜溶媒（たとえば、フルオロクロロハイドロカー
ボンなど）に溶かして、ヘンシェルミキサー、ボールミ
ル、タンブラーミキサー等の混合機によって混合した後
溶媒を除去して、溶融混合性のよい射出成形機もしくは
溶融押出機に供給するか、または予め熱ローラ、ニー
ダ、バンバリーミキサー、溶融押出機などを使用して溶
融混合してもよい。 【００１９】また、グリシジル基を含む単位を有するオ
ルガノポリシロキサンと、アミノ基、アルコール性水酸
基から選ばれる少なくとも１種類の基を含む単位を有す
るオルガノポリシロキサンとを、別々に合成樹脂に混合
したペレットを調製しておき、成形直前に２種のペレッ
トを所定の割合で混合して射出成形機に供給する方法を
とってもよい。 【００２０】また、この発明の組成物を成形するにあた
っては、その方法を特に限定するものではないが、圧縮
成形、押出成形、射出成形などが可能であるうえ、この
発明の組成物を溶融混合した後、この混合物をジェット
ミル、冷凍粉砕機等によって粉砕し、そのままもしくは
所望の粒径に分級した粉末を粉体塗料として、流動浸漬
塗装、静電粉体塗装等に用いることもできる。 【００２１】この発明の組成物は、前記した潤滑性配合
剤すなわちオルガノポリシロキサンのほかに、一般に合
成樹脂に広く配合し得る添加剤を、潤滑性樹脂組成物の
特性を低下させない範囲の量で適宜併用することもでき
る。このような添加剤としては、たとえば離型剤、難燃
剤、耐候性改良剤などを例示できる。これらの添加剤
は、この発明の潤滑性配合剤と同時に添加配合させても
よいが、予め添加剤と潤滑性配合剤とを配合しておくと
いう方法を採ることもできる。 【００２２】さらに、上記の添加剤に周知の潤滑剤を併
用することは勿論可能であり、四フッ化エチレン樹脂粉
末、グラファイト、フッ化黒鉛、タルク、窒化ホウ素、
その他に工業用潤滑剤等も、使用目的に応じて適宜選択
使用することができる。また、強化剤として公知のガラ
ス繊維、カーボン繊維、アルミナ繊維、アスベスト、ロ
ックウール、ウオラストナイト、チタン酸カリウムホイ
スカー等の繊維状物質、またはガラス粉末、タルク、ク
レイ、炭酸カルシウム等に代表される無機質充填剤など
も使用できる。いずれも、この発明の組成物の潤滑性を
損なわない限り、中間製品もしくは最終製品の形態にお
いて、化学的もしくは物理的な処理によって性質改善の
ための変性が可能であることは勿論である。 【００２３】 【作用】この発明の潤滑性樹脂組成物においては、カル
ボキシル基含有オルガノポリシロキサンのカルボキシル
基と、もう一方のオルガノポリシロキサンの官能基が反
応して、合成樹脂中にオルガノポリシロキサンの潤滑性
を持った三次元網目構造が形成され、その網目が細かく
分散して存在するために、摩擦係数が小さく、しかも潤
滑性物質が基材から抜け落ちることなく組織内にとどま
るため、その摩擦係数が安定して維持され、また網目に
より基材が補強されて摩耗も小さく機械的強度の低下も
なく、従来の含油プラスチックの欠点がすべて解消され
るものと考えられる。 【００２４】 【実施例】まず、以下に示す実施例および比較例に使用
した原材料はつぎのとおりである。なお〔 〕中は略号
を示す。 (1) ポリエチレン（三井石油化学社製；ハイゼックス１
３００Ｊ）〔ＰＥ〕、(2) １２ナイロン（ダイセル化学
社製；ダイアミドＬ１６４０Ｐ）〔ＰＡ１２〕、(3) ６
６ナイロン（東レ社製；アミランＣＭ３００１Ｎ）〔Ｐ
Ａ６６〕、(4) ポリアセタール（ポリプラスチックス社
製；ジュラコンＭ９０−０２）〔ＰＯＭ〕、(5) ポリブ
チレンテレフタレート（三菱化成工業社製；ノバドウー
ル５０１０）〔ＰＢＴ〕、(6) ポリフェニレンサルファ
イド（米国フィリップスペトローリアム社製；ライトン
Ｐ−４パウダー）〔ＰＰＳ〕、(7) ポリエーテルイミド
（米国ゼネラルエレクトリック社製；ウルテム１００
０）〔ＰＥＩ〕、(8) ポリイミド樹脂（西独国テクノシ
ミー社製；ポリアミドビスマレイミドＣ１８３）〔ＰＡ
ＢＭ〕、(9) カルボキシル基含有オルガノポリシロキサ
ン（信越化学工業社製；カルボキシル変性シリコーンオ
イルＸ−２２−３７０１Ｅ）、(10)アミノ基含有オルガ
ノポリシロキサン（信越化学工業社製；アミノ変性シリ
コーンオイルＫＦ８６１）、(11)アルコール性水酸基含
有オルガノポリシロキサン（信越化学工業社製；シリコ
ーンジオールＸ−２２−１６０Ｃ）、(12)不官能性オル
ガノポリシロキサン（信越化学工業社製；シリコーンオ
イルＫＦ９６ ３０００ｃＳｔ）、である。 【００２５】実施例１〜１４：合成樹脂に表１に示すよ
うにオルガノポリシロキサンを配合し、ヘンシェルミキ
サーで十分混合した後、二軸溶融押出機に供給し、表２
に示した溶融混合条件で押出し、造粒し、そのペレット
を射出成形機に供給し、表２に示した射出成形条件で、
内径１４ｍｍ、外径２３ｍｍ、長さ１３ｍｍのリング状
試験片と、ＡＳＴＭ−Ｄ６３８タイプIVのダンベル試験
片を成形した。 【００２６】このうちリング状試験片を用いて摩擦摩耗
試験を行った。摩擦試験はスラスト型摩擦試験機を用
い、滑り速度毎分１０ｍ、荷重１０ｋｇ／ｃｍ² の条件
で運転開始１分後および６０分後の摩擦係数を測定し
た。摩耗試験はスラスト型摩耗試験機を用い、滑り速度
毎分３２ｍ、荷重３．１ｋｇ／ｃｍ² の条件で行った。
いずれの試験も相手材には軸受鋼ＳＵＪ２（焼き入れ、
研削仕上げ）を使用した。またダンベル試験片を用い、
２３±２℃の雰囲気下、チャック間距離６４ｍｍ、引張
り速度毎分５ｍｍの条件で引張り強さを求めた。結果を
表３にまとめた。 【００２７】 【表１】【００２８】 【表２】 【００２９】 【表３】 【００３０】比較例１〜１４：表４および表５に示した
配合組成、混合条件および成形条件で、実施例１〜１１
４と同様の試験片を作製し、同様の測定を行ない、結果
を表６にまとめた。なお比較例２、３、４、６および７
においては、成形体は成形中に分離して不均一なものに
なり、これらの比較例の摺動後の相手材の表面はべとつ
いていた。 【００３１】 【表４】【００３２】 【表５】 【００３３】 【表６】 【００３４】以上の実施例１〜１４および比較例１〜１
４を比較すると、表３および表６に示した測定値から明
らかなように、比較例においては摩擦係数および摩耗係
数は比較的小さいが、引張り強さの低下が著しい（たと
えば比較例５および７）か、摩擦係数が安定しない（比
較例２、３、４、５、６および７）か、摩擦係数および
摩耗係数が実施例に比べて大きい（比較例１〜１４）か
であって、いずれも期待する性質は得られていない。 【００３５】これに対して実施例１〜１４は、いずれも
引張り強さを低下させることなく摩擦係数も摩耗係数も
共に小さく、また成形性もよく、通常の含油プラスチッ
クの欠点を呈することなく、きわめて好ましいものであ
った。また従来広く用いられている硬質の充填剤を添加
することなしに低摩擦、低摩耗の目的を達成しているの
で、摺動時に相手材を損傷させることもなかった。 【００３６】 【効果】以上述べたように、この発明の潤滑性樹脂組成
物からなる成形体は、合成樹脂本来の機械的性質を保有
しつつ、低摩擦係数で安定した摺動特性を有し、成形性
も良好で、しかも優れた耐摩耗性を保有するものであっ
て、従来見ることのできなかった摺動性、成形性および
経済性の三者を同時に満足させる材料であるから、軸受
材などには最適のものであるといえる。したがって、こ
の発明の意義はきわめて大きい。

【手続補正書】 【提出日】平成９年２月２５日 【手続補正１】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】発明の名称 【補正方法】変更 【補正内容】 【発明の名称】 潤滑性樹脂組成物および潤滑性樹脂成
形体の製造方法 【手続補正２】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】特許請求の範囲 【補正方法】変更 【補正内容】 【特許請求の範囲】 （１） 合成樹脂１００重量部に対し、カルボキシル基
を含む単位を有するオルガノポリシロキサン０．５〜２
０．０重量部と、さらにアミノ基、アルコール性水酸基
から選ばれる少なくとも１種類の基を含む単位を有する
オルガノポリシロキサン０．５〜２０．０重量部を配合
して、前記合成樹脂中に三次元網目構造のオルガノポリ
シロキサンを分散保持させたことを特徴とする潤滑性樹
脂組成物。（２） 上記合成樹脂が、ポリエチレン、ポリアミド、
ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリフ
ェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリイミ
ドからなる群から選ばれる１種以上の合成樹脂である特
許請求の範囲第１項記載の潤滑性樹脂組成物。（３） 合成樹脂１００重量部に対し、カルボキシル基
を含む単位を有するオルガノポリシロキサン０．５〜２
０．０重量部と、さらにアミノ基、アルコール性水酸基
から選ばれる少なくとも１種類の基を含む単位を有する
オルガノポリシロキサン０．５〜２０．０重量部とを溶
融混合し、前記オルガノポリシロキサンのカルボキシル
基と、もう一方のオルガノポリシロキサンの官能基とを
反応させて前記合成樹脂中にオルガノポリシロキサンを
分散保持させた状態で成形することからなる潤滑性樹脂
成形体の製造方法。（４） 前記成形が押出成形または射出成形である特許
請求の範囲第３項記載の潤滑性樹脂成形体の製造方法。 【手続補正３】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】０００８ 【補正方法】変更 【補正内容】 【０００８】 【問題点を解決するための手段】上記の問題点を解決す
るために、この発明は、合成樹脂１００部（部は重量
部、以下同じ）に対し、カルボキシル基を含む単位を有
するオルガノポリシロキサン０．５〜２０．０部と、さ
らにアミノ基、アルコール性水酸基から選ばれる少なく
とも１種類の基を含む単位を有するオルガノポリシロキ
サン０．５〜２０．０部を配合して、前記合成樹脂中に
三次元網目構造のオルガノポリシロキサンを分散保持さ
せた潤滑性樹脂組成物とする手段を採用したのである。
または、合成樹脂１００部に対し、カルボキシル基を
含む単位を有するオルガノポリシロキサン０．５〜２
０．０部と、さらにアミノ基、アルコール性水酸基から
選ばれる少なくとも１種類の基を含む単位を有するオル
ガノポリシロキサン０．５〜２０．０部とを溶融混合
し、前記オルガノポリシロキサンのカルボキシル基と、
もう一方のオルガノポリシロキサンの官能基とを反応さ
せて前記合成樹脂中にオルガノポリシロキサンを分散保
持させた状態で成形する潤滑性樹脂成形体の製造方法と
したのである。以下その詳細を述べる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１） 合成樹脂１００重量部に対し、カルボキシル基
   を含む単位を有するオルガノポリシロキサン０．５〜２
   ０．０重量部と、さらにアミノ基、アルコール性水酸基
   から選ばれる少なくとも１種類の基を含む単位を有する
   オルガノポリシロキサン０．５〜２０．０重量部を配合
   したことを特徴とする潤滑性樹脂組成物。