JPS6153779B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、例えばVTRのドラム材、ヘツドモ
ールド材、テープガイド材の如く、磁気テープが
摺動する部品に使用するのに適した精密機構用摺
動部品に関するものである。 従来此種の摺動部品には、摩擦、摩耗特性、帯
電性、熱膨張性、寸法精度等の広範囲な特性が同
時に要求される。例えばその構成材料としては金
属材料が加工されて用いられているが、この代替
材料として、低収縮性不飽和ポリエステル樹脂を
主体とした複合材BMC（バルク・モールデイン
グ・コンパウンド）が使用されている。この複合
材は、不飽和ポリエステルと適当な熱可塑性樹脂
とからなつているが、充填剤の主体がガラス繊維
であるために、繊維の配向によつてBMC材の熱
膨張係数に異方性が生じ、それ故、寸法精度が要
求される精密機構部品への適用は困難であつた。
又、この繊維の配向による異方性は成形品の機械
的強度等のバラツキを大きくする要因でもある。
更に、例えばヘツドドラム材として使用したとき
に、ガラス繊維のエツジが磁気テープに接触し、
効果として磁気テープが受ける損傷が大きくな
り、使用に耐えることができない。 本発明は、このような欠陥を是正すべくなされ
たものであつて、基体を構成する内側成形部と、
この内側成形部の外面に一体的に設けられて摺動
面を構成する外側成形部とからなり、前記内側成
形部が、この内側成形部全体に対して40〜65容量
％の割合の粒状無機充填剤を含有する不飽和ポリ
エステル樹脂組成物からなり、前記外側成形部
が、この外側成形部全体に対して５〜15容量％の
割合のグラフアイトと、この外側成形部全体に対
して25〜55容量％の割合の粒状無機充填剤とを主
成分とする充填剤を含有し、このグラフアイトと
粒状無機充填剤とを主成分とした充填剤が前記外
側成形部全体に対して40〜65容量％の割合である
不飽和ポリエステル樹脂組成物からなつているこ
とを特徴とする精密機構用摺動部品に係るもので
ある。 本発明によれば、樹脂組成物の充填剤として粒
状無機充填剤を所定の量含有しているから、従来
のガラス繊維に比べて、配向による異方性が無い
為に成形品の成形寸法精度及び機械的強度等を向
上させることができる。 本発明において、内側成形部の粒状無機充填剤
の含有量を40〜65容量％の範囲に限定したのは、
40容量％より少ないと、成形品の強度が不均一と
なり、また後述するように熱膨張係数が大きくな
りすぎる為に金属材料の代替品としてのメリツト
がなくなるからである。また粒状無機充填剤の含
有量が65容量％より多いと、樹脂分が少なくなつ
て成形が不可能になるとともに成形品の強度が劣
化するからである。また、粒状無機充填剤、例え
ば、ガラスビーズは表面にシランカツプリング剤
がコーテイングされたものがよく、またその粒径
は30〜100μであるのが望ましい。即ち粒径が30
μ未満のものは製造困難であり、100μを越える
と大きすぎてかえつて成形体の寸法精度を悪くす
るからである。この粒径は40〜50μであるのが更
に望ましい。また他の無機充填剤、例えば炭酸カ
ルシウムの粒径は数μであるが、概して無機充填
剤の粒径は小さい方が収縮率を小さくする上で有
利であり、通常は１〜100μに選定される。 また、本発明の摺動部品においては、内側及び
外側成形部とも所定量の粒状無機充填剤を含有し
ているので、上述したような成形寸法精度の向
上、機械的強度の改善等の効果を奏する上に、外
側成形部側の粒状無機充填剤の例えば磁気テープ
に対する接触が良好であつて、磁気テープの損傷
を防止し、摩耗特性を改善することが可能とな
る。しかも摺動面を構成する外側成形部には、所
定量のグラフアイトを含有させているので、所望
の導電性（帯電防止）が得られ、摩擦係数を良好
にでき、例えばヘツドドラム材として最適とな
る。また重要なことに、成形品を２重構造にした
ので、基体である内側成形部によつて外側成形部
を堅固に保持し得る上に、全体としてのグラフア
イトの使用量を減らせて成形時の寸法精度を上げ
ことができる。 この成形品において、外側成形部のグラフアイ
トの含有量を５〜15容量％としたのは、含有量が
５容量％未満では少なすぎて効果に乏しくなり、
また含有量が15容量％を越えると成形型（例えば
金型）との焼付きが生じて離型性が悪くなり、し
かも樹脂組成物が柔かくなりすぎて摩耗が増大す
るからである。更に外側成形部における粒状無機
充填剤の含有量を35〜55容量％の範囲に限定した
理由は、グラフアイトを上記範囲で添加する必要
上、35容量％未満では抗折強度等の機械的強度が
弱くなり、また55容量％を越えるとやはり機械的
強度が低下し、しかも相対的に樹脂分の割合が少
なくなつて成形不可能となるからである。また、
外側成形部において、グラフアイトと粒状無機充
填剤とを主成分として含む充填剤全体の含有量を
40〜65容量％としたのは、内側成形部の場合と同
様、40容量％未満であると成形品の充分な強度が
得られず、65容量％を越えると樹脂分が少なくな
つて成形不可能になるからである。 以下、本発明による樹脂組成物を図面に付き詳
細に説明する。 まず、本発明による樹脂組成物の組成について
詳細に説明する。 この組成物のベースとなる樹脂分は、不飽和ポ
リエステル樹脂と熱可塑性樹脂とからなつていて
よく、これらは通常は不飽和ポリエステル樹脂の
架橋剤（重合性単量体）に溶解して配合される。
この場合不飽和ポリエステル20〜70容量％（好ま
しくは30〜50容量％）に対し、熱可塑性樹脂が１
〜25容量％（好ましくは５〜20容量％）であり、
またこの溶液中の重合性単量体の量は30〜70容量
％であるのが望ましい。この樹脂分の割合は、上
述した粒状無機充填剤の量によつて決まり、樹脂
組成物全体に対して35〜60容量％（好ましくは40
〜50容量％）となる。即ち35容量％未満であると
成形不可能となつて目的とする成形品が得られな
くなり、60容量％を越えると成形品の強度が不均
一となつて所望の性能を付与できなくなるからで
ある。 使用可能な不飽和ポリエステル樹脂は、例えば
α，β―エチレン型不飽和ジカルボン酸、その酸
無水物またはその混合物を多価アルコールまたは
多価アルコールの混合物と縮合することにより製
造できる。或いはアルキレンオキシドの開環反応
によつて得られる生成物等の一般の不飽和アルキ
ドを共重合性モノマーに溶解して得られる。以下
「ジカルボン酸」とは、その酸の無水物をも包含
する意図で用いることがある。 使用できる不飽和ジカルボン酸の好ましい例
は、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸等であ
る。しかしながらシトラコン酸及びこれらに類似
のものも或る場合には有用である。また、約25モ
ル％までの少量部の飽和ジカルボン酸で置きかえ
ることができる。その例としてはフタル酸、イソ
フタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロ無水フタ
ル酸、こはく酸、アジピン酸、セバシン酸、メチ
ルこはく酸及びこれらに類似のものがある。ただ
し、本発明のポリエステル中に存在するカルボン
酸はすべてが不飽和のものであることが好まし
い。と言うのはこの様なポリエステルによる最大
交さ結合ポテンシヤルが三成分樹脂組成物の性能
において重要な役割を演ずるからである。 ポリエステルを製造するに際して有用な多価ア
ルコールとしては１，２―プロパンジオール（以
下「プロピレングリコール」と称する）、ジプロ
ピレングリコール、エチレングリコール、ジエチ
レングリコール、１，３―ブタンジオール、ネオ
ペンチルグリコール等のグリコール類、トリメチ
ロールエタン、トリメチロールプロパン、ヘキサ
ントリオール、ペンタエリスリトール等の３価ア
ルコール及びこれらに類似のものがある。 本発明の組成物に有用な不飽和線状ポリエステ
ルとして、フマル酸またはマレイン酸をベースと
するポリエステルが本発明の三成分系で効果的で
あるのが好ましい。適当な不飽和ポリエステルの
例としては、(1)プロピレングリコールとマレイン
酸またはフマル酸、(2)１，３―ブタンジオールと
マレイン酸またはフマル酸、(3)エチレングリコー
ルおよびプロピレングリコール（エチレングリコ
ールは50モル％またはそれ以下）とマレイン酸ま
たはフマル酸、(4)プロピレングリコール及びジプ
ロピレングリコール（後者は50モル％またはそれ
以下）とマレイン酸またはフマル酸、(5)ジエチレ
ングリコールとマレイン酸またはフマル酸の各ポ
リ縮合生成物である。これらの例は適当なポリエ
ステルの例示であつて、それらがすべてであると
いうわけではない。不飽和ポリエステルとして
は、100以下の酸価まで縮合したポリエステルが
一般に有用である。しかし、70以下の酸価が好ま
しい。重合可能なポリエステルの分子量はかなり
の範囲にわたり得る。しかし、通常本発明の実施
に有用なそれらのポリエステルは約500〜約
5000、好ましくは、約700〜約2000の分子量を有
する。 次に本発明の組成物の樹脂分中に配合される熱
可塑性樹脂は、成形時における低収縮性を付与す
るものであつて、好ましくは重合可能な反応基
CH₂＝Ｃ〓を有する物質またはその混合物から誘
導した熱可塑性重合体を含んでいる。このような
重合体は、単量体溶液中で不飽和ポリエステルと
一緒にすると共溶性のある液状混合物になつても
よいし、またなつていなくてもよい。これらの混
合物は、長い間静置すると遊離して二つの液体相
になる傾向があるが、使用直前に、例えばプリミ
ツクスもしくはプリフオーム成型法に樹脂を使用
する直前に二相を完全に混合するならば、実施可
能である。本発明の三成分系液体組成物は（それ
が共溶性即ち混和性であると否とを問わず）熱と
圧力の下で硬化すると、低収縮または膨張の現象
が見られるためには硬化生成物は依然として不混
和のままであるかまたは不混和にならなければな
らない。硬化組成物のグロス不混和性は、サンプ
ルを反射光によつて例えば40倍ないし60倍または
それ以上の倍率で顕微鏡で調べるとみられ、典型
的には白色又は灰色がかつた白色の球が透明なマ
トリツクス中に分散している明瞭な二相構造の形
態をとる。本組成物に用いられる熱可塑性樹脂と
しては、例えばメチルメタクリレート、エチルメ
タクリレート、ブチルメタクリレート、メチルア
クリレート、エチルアクリレート等のホモポリマ
ー；メチルメタアクリレートとアクリル酸及びメ
タクリル酸の低級アルキルエステルとの共重合
体；及びメチルメタクリレートと少量の一種また
はそれ以上の次のもの、即ちラウリルメタクリレ
ート、イソボルニルメタクリレート、アクリルア
ミド、ヒドロキシエチルメタクリレート、スチレ
ン、２―エチルヘキシルアクリレート、アクリロ
ニトリル、メタクリル酸、メタクリルアミド、メ
チロールアクリルアミド及びセチルステアリルメ
タクリレートとの共重合体がある。熱可塑性樹脂
の他の有用な例としてはスチレン／アクリロニト
リル共重合体、塩化ビニル／酢酸ビニル共重合
体、セルローズアセテートブチレート及びセルロ
ーズアセテートプロピオネートがある。或いは、
飽和ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビ
ニル樹脂が使用されてもよい。本発明に有用な熱
可塑性重合体の分子量は広い範囲にわたり、
10000〜10000000である。好ましい分子量の範囲
は25000〜500000である。熱可塑性重合体は全三
成分樹脂系をベースとして１〜25容量％にわたる
量で存在すべきである。熱可塑性重合体の好まし
い濃度は５〜20容量％の範囲内にある。 また上述の不飽和ポリエステル及び熱可塑性樹
脂の溶剤（又は架橋剤）としての単量体は、一分
子当り少くとも一個の重合可能な反応基CH₂＝Ｃ
〓を有する液体単量体物質（もしくは単量体の混
合物）であつてよい。この液体単量体物質は、不
飽和ポリエステルと共重合可能であり、それと共
に架橋または熱硬化した構造を形成するものでな
ければならない。それはまた広い範囲の濃度にわ
たり、上述の不飽和ポリエステル及び上述の熱可
塑性樹脂を溶解する能力を有しなければならな
い。その例としては、単独の単量体としてのまた
は少量（50容量％未満）の他の単量体物質、例え
ばアクリル酸もしくはメタクリル酸の低級アルキ
ルエステル、クロロスチレン、１，３―ブタンジ
オールジメタアクリレート、ジアリルフタレート
及び類似物を混合したスチレン及びビニルトルエ
ンがある。単量体液体は、三成分樹脂組成物の合
計の30〜70容量％、好ましくは40〜60容量％にわ
たる量で用いられる。 本発明の樹脂組成物が硬化されるべき場合に
は、過酸化物もしくは他の通常の重合開始剤を配
合する。有用な開始前にはベンゾイルパーオキシ
ド、ｔ―ブチルパーオクトエート、ジ―ｔ―ブチ
ルパーベンジエート、シクロヘキサノンパーオキ
シド、ジ―ｔ―ブチルパーオキシド及びこれらの
類似物がある。開始剤は操作工程の直前に樹脂系
に加える。その量は組成物が操作に必要な時間の
間流体のままであるような量である。開始剤の有
用な濃度は、三成分樹脂組成物に基づき0.1％〜
３％にわたる。組成物の硬化は典型的には密閉し
た、好ましくは、加圧したモールドの中で加熱加
圧下で行う。良く理解されているような普通の機
能を果すために、重合抑制剤、開始剤、増粘剤及
び離型剤を組成物に加えることができる。 次に、本発明による樹脂組成物に含有せしめる
粒状無機充填剤を説明する。この粒状無機充填剤
は樹脂組成物の補強材として作用し、この組成物
からなる成形体を低収縮にして寸法精度をとるた
めに必要であるが、例えば磁気テープの摺動部品
に使用する点から非磁性であるのが望ましく、例
えばガラスビーズをはじめ、炭酸カルシウム、硫
酸バリウム、水酸化アルミニウム、炭酸マグネシ
ウム、アルミナ、チタン白、クレイ、シリカ、タ
ルク等の非磁性無機充填剤、またはこれらの混合
物が挙げられる。これらの粒状無機充填剤は、種
類及び配合量の選定によつて、成形品の比重を増
減できると共に、その特性及び外観も変化させる
ことができる。また、これらの粒状無機充填剤ま
たは粒状無機充填剤とグラフアイトとからなる充
填剤が内側成形部または外側成形部のそれぞれの
樹脂組成物全体に占める割合はいずれも40〜65容
量％（好ましくは50〜60容量％）に選定すること
が極めて重要である。即ち、既述したように、含
有量が40容量％未満であると成形品の強度が不均
一となり、更に熱膨張係数が大きくなりすぎるか
らであり、一方65容量％を越えると樹脂分が少な
くなつて成形不可能になるからである。 次に、本発明による樹脂組成物を使用して精密
成形品を成形する方法を説明する。 VTR、テープレコーダ、ターンテーブル等に
おいては、寸法精度が要求される精密機構部品が
使用されているが、これを上述したBMC複合材
で構成した場合、充填剤の充填量を制御しても数
％の成形収縮量を示すのが一般的である。この問
題点を解決するには、予め任意の形状のBMC材
を通常の圧縮成形法、トランスフア成形、射出成
形法等によつて成形し、この成形体を金型内に挿
入し、次いでこの成形体と金型との間に、目的に
応じて適当に設計されたBMC材を注入し、最終
形状に成形するようにしたインサート成形法を採
用するのが極めて有利である。 このインサート成形法においては、先に挿入す
るインサート材としては金属材料を使用すること
も考えられるが、BMC材との熱膨張係数の差に
よる密着性の劣化、任意形状にするための加工の
繁雑さ、高価格化及び生産性の悪さ等の点で、
BMCインサート材に比較して劣つている。例え
ば、金型と同材質の金属（例えばα鉄）をインサ
ートすると、次に注入するBMC材の熱膨張係数
が一般に大きいために成形体が金型から剥離収縮
し、寸法精度が悪くつてしまう。一方、BMC材
より熱膨張係数の大きい金属（例えばアルミニウ
ム）をインサートした場合には、成形品全体とし
ての収縮量が大きくなる。従つて、互いに接着性
の良い低収縮BMC材をインサートすれば、上述
の問題は解決され、寸法精度を向上させることが
できる。ところが、先に挿入するインサート材と
して従来のガラス繊維系のBMC材（不飽和ポリ
エステル樹脂組成物）を使用すると、このような
BMC材では、ガラス繊維の配向によつてBMC材
の熱膨張係数が変わる（従つて熱膨張係数に異方
性が生じる）為にそのバラツキが大きくなり、そ
の結果最終成形品の寸法精度が悪くなつてしま
う。またインサート材の成形に射出成形法を導入
した場合、ガラス繊維系の樹脂組成物ではスクリ
ユーの損傷が大きくなつてしまう。これらのこと
から、ガラス繊維系の樹脂組成物を精密機構部品
に適用することは殆ど不可能なのである。 そこで本発明においては、任意形状の既述した
ガラスビーズ系低収縮BMC材を内側成形部とし
て予めインサートしておき、しかる後に同ガラス
ビーズ系BMC材を外側成形部として注入し、最
終形状に成形することが望ましい。本発明による
成形品では、目的に応じて（例えば難燃化等）既
述した種々の粒状無機充填剤を併用して用いるこ
とも可能であるが、この場合に、生産性及び経済
性の面から射出成形法を導入する必要があれば、
充填剤の粒径は、後述するプリミツクスの流動特
性を考慮して100μ以下に選定することが望まし
い。 次に、本発明によるガラスビーズ系樹脂組成物
ついての実験例を説明する。 下記組成の原料を混合してプリミツクスとし
た。 樹脂分： 不飽和ポリエステル樹脂のスチレン溶液 600ml （ポリマール9607：武田薬品工業 社製で34重量％のスチレン含有） アクリル樹脂のスチレン溶液 400ml （ポリマール9761：武田薬品工業 社製で67重量％のスチレン含有） 非磁性粒状無機充填剤 ガラスビーズ（粒径40μ）1100ml（実験例１） 1500ml（実験例２） 離型剤： ステアリン酸亜鉛 40ｇ 重合開始剤： ターシヤリー・ブチル・ パーオキシ・ベンゾエート 10ｇ このプリミツクスを金型によつて150℃及び50
Kg／cm²で加熱加圧成形した。得られた成形品にお
いて、圧縮方向及びそれと直交する２方向の計３
方向で熱膨張係数α_0〜50℃（０〜50℃の温度範
囲）を測定した。用いたガラスビーズの熱膨張係
数は9ppm／℃であつた。実験例１においては、
いずれの方向でもα_0〜50℃＝23.5±0.5ppm／℃
の等方的な値が得られた。また実験例２において
も、α_0〜50℃＝18.5±0.5ppm／℃で３方向での
異方性は見られなかつた。 同様の実験をガラスビーズ含有量が10〜75容量
％の範囲で行ない、結果を第１図に示した。ま
た、比較のために、ガラス繊維CS―06（旭フア
イバーガラス社製：長さ６mm、直径50〜70μ）を
使用した測定結果を示してある。第１図から明ら
かなように、本発明による樹脂成形品の熱膨張係
数α_0〜50℃は、ガラスビーズ含有量の増加とと
もに減少する。金属材料との併用或いは代替を考
えた場合、成形品の熱膨張係数はα_0〜50℃≦
30ppm／℃であることが要求されるが、その為
には、本発明による成形品のガラスビーズ含有量
は第１図から40容量％以上でなければならないこ
とがわかる。一方従来のガラス繊維系BMCで
は、α_0〜50℃≦30ppm／℃を得るには約45容量
％以上の充填が必要であり、熱膨張係数α
_0〜50℃のバラツキも大きい。このバラツキは、
ガラス繊維の配向による熱膨張係数の異方性が原
因している。従つて、本発明のように粒状の無機
充填剤を使用すると熱膨張係数に異方性が無くな
り、上記バラツキを少なくすることができるので
ある。 第２図には、第１図と同様のガラスビーズ系樹
脂成形品とガラス繊維系樹脂成形品とについてそ
れぞれの抗折強度frを比較して示してある。本発
明によるガラスビーズ系樹脂成形品では、ガラス
ビーズの充填量の増加とともに抗折強度frは増加
するが、充填量が60容量％を越えると気孔率が大
きくなる為に抗折強度frは急激に減少し、65容量
％を越えると従来のガラス繊維系の抗折強度より
も小さくなる。このことから、本発明による粒状
無機充填剤の添加量は65容量％が限界となる。一
方、従来のガラス繊維系樹脂成形品では、充填量
が10容量％と小さくても抗折強度frは比較的大き
く、充填量の増加とともに若干増加するが、その
バラツキが大きく、また40容量％以上になると本
発明によるガラスビーズ系よりも抗折強度が小さ
くなる。 第１図及び第２図の結果からわかるように、ガ
ラスビーズ充填剤を40〜65容量％含有する本発明
の粒状粒子分散型BMC材は、従来のガラス繊維
含有BMC材と比較して、等方性低熱膨張率及び
等方性機械的強度が要求される精密機構部品への
適用に好適である。 本発明による樹脂組成物は例えば第３図に示す
VTRのドラム材として使用するのに好適であ
る。これを以下に詳述する。 VTRの回転ヘツドドラム１はほぼ円筒状に構
成されており、下面には一対のビデオ用磁気ヘツ
ド２が取り付けられている。この磁気ヘツド２は
ヘツドドラム１の外周面に若干突出するようにし
て配されている。このようにして磁気ヘツド２が
取り付けられている回転ヘツドドラム１は取付け
板３を介して回転軸４に固着されている。この回
転軸４は、ヘツドドラム１の下側に配されている
ほぼ円筒状の固定ガイドドラム５に嵌合されたベ
アリング６と、この固定ドラム５を支持しかつブ
ラケツト（図示せず）を介してシヤーシに保持さ
れているケーシング７に嵌合されているベアリン
グ８とによつて回転可能に支持されている。回転
ヘツドドラム１及び固定ガイドドラム５は２重構
造の樹脂成形品からなつている。即ち、その内側
成形部９，１０は本発明による不飽和ポリエステ
ル樹脂組成物、例えば粒径40μのガラスビーズを
40〜65容量％含有する不飽和ポリエステル樹脂か
らなつている。また、この内側成形部９１０と一
体の外側成形部１１，１２は、５〜15容量％のグ
ラフアイトと35〜55容量％のガラスビーズ（粒径
40μ）とを全体として40〜65容量％を含有する不
飽和ポリエステル樹脂からなつている。 上述のドラム１，５には精密な寸法精度と良好
なテープ接触とが要求されるので、従来の繊維状
充填剤を含有する樹脂で構成することは殆ど不可
能である。何故ならば、このような繊維系の
BMC材では繊維の配向によつてBMC材の熱膨張
係数が変わる為に成形品の寸法にバラツキが生じ
る等、その寸法精度が著しく低下してしまい、更
に繊維のエツジが磁気テープと接触する為にテー
プを損傷させてしまう。しかるに本例によるドラ
ム１，５では、樹脂に粒状の充填剤（例えばガラ
スビーズ）を含有せしめ、しかも前述のような２
重構造とすることによつて、上記欠点を克服して
いる。即ち、内側成形部９，１０では、充填剤が
粒状である為に樹脂の熱膨張係数に方向性が無
く、それ故成形時にも高い寸法精度を維持するこ
とができる。また、外側成形部１１，１２では、
樹脂にグラフアイト及び粒状充填剤を含有せしめ
ているのでテープとの接触が良好となり、テープ
の損傷を少なくすることができる。 なおこの外側成形部１１，１２を形成するに
は、上述したインサート成形法を適用できる。こ
の場合、金型とインサート材（ガラスビーズ含有
BMC材）との間隔を１mm以上とし、ここにグラ
フアイト及びガラスビーズを含有したBMC材を
注入すればよい。また低収縮性を図る上で、イン
サート材の周面に予め所定厚さの外側成形部分
（グラフアイト及びガラスビーズ含有）をインサ
ート成形しておき、次いでこのインサート材を使
用して２回目のインサート成形を行うのが望まし
い。即ち、この場合は、外側成形部１１，１２
は、最初のインサート材周面のグラフアイト及び
ガラスビーズ含有BMC材を次のインサート材と
しているので、２回目のインサート成形時に注入
するBMC材の厚み（容量）を減らすことができ
るからである。 外側成形部１１，１２の樹脂組成物（上述の不
飽和ポリエステル樹脂がベース）に含有せしめる
グラフアイトは、樹脂組成物に導電性（例えば
10⁸Ω・cm以下の抵抗率）を付与しかつ摩擦係数
を下げる上で必須不可欠なものである。その含有
量を外側成形部の樹脂組成物全体に対して５〜15
容量％と限定したのは、既述したように、含有量
が５容量％未満では少なすぎて効果に乏しくなり
（特に10⁸Ω・cm以下の抵抗率が得られなくなつて
帯電防止効果が低下し）、また含有量が15容量％
を越えると成形型（例えば金型）との焼付きが生
じて離型性が悪くなり、しかも樹脂組成物が柔か
くなりすぎて摩耗が増大するからである。なおグ
ラフアイトの粒径は15〜100μであるのが望まし
い。またグラフアイトの一部分はカーボン繊維で
置換することも可能である。 なおこのグラフアイト以外に、導電性及び潤滑
性付与のためのカーボンブラツクや潤滑性付与の
ための二硫化モリブデン、ポリエチレンパウダ
ー、フツ化黒鉛またはテフロンパウダー等の固体
潤滑剤を同時添加してもよい。グラフアイトを含
むこれらの添加剤の１種または２種以上が後述の
無機充填剤の一部分と置換して添加されてよい
が、この添加剤が樹脂組成物全体に占める割合は
10容量％以下であるのが望ましい。即ちこの添加
剤は成形体に潤滑性を付与するためのものであつ
て、添加量があまり少ないとその効果に乏しくな
り、また10容量％を越えると柔くなつてかえつて
摩耗量が増大するからである。またグラフアイト
及び二硫化モリブデンを使用する場合には、グラ
フアイト及び／又は二硫化モリブデンの含有量は
樹脂組成物全体に対して15容量％以下にすべきで
あるが、これを越えると金型との焼付きを生じて
離型性が劣化するからである。なお、既述したよ
うに、グラフアイトの含有量は少なくとも５容量
％であるから、残りの０〜10容量％がグラフアイ
ト及び／又は二硫化モリブデンが占めることにな
る。従つて、この残りの部分全体がグラフアイト
で占められるときに、既述したグラフアイト含有
量の上限（15容量％）が決まることになる。外側
成形部においては、グラフアイトをはじめとする
固体潤滑剤及びガラスビーズ等の粒状無機充填剤
が、すべて樹脂組成物に対する充填剤となるの
で、この充填剤の全含有量を40〜65容量％（好ま
しくは50〜60容量％）に選定する必要がある。即
ち、含有量が40容量％未満であると成形品の充分
な強度が得られず、更に熱膨張係数が大きくなり
すぎるからであり、一方65容量％を越えると樹脂
分が少なくなつて成形不可能になるからである。 次に、外側成形部１１，１２に使用した樹脂組
成物を下記の実験例について詳しく説明する。 下記表―１に示す組成（単位は容量％）からな
る樹脂組成物の成形体試作品（実験例３〜７）を
作成した。なおPHRとは、樹脂100重量部に対す
る添加量のことである。

【表】

【表】 上記表―１に示した各樹脂組成物をヘツドドラ
ム状に成形し、この成形体を磁気テープの摺動部
品とした場合の諸特性を他の金属材料と比較して
下記表―２に示す。

【表】 この結果から、本実験例による成形体は、摩擦
係数が小さくそれ自体の摩耗もあまり大きくな
く、また特に磁気テープの熱膨張係数を考慮する
とその熱膨張係数は極めて好ましい範囲内にある
ことがわかり、しかも成形体表面も比較的平滑で
あつて摺動部品として優れている。 また第４図には、第１図及び第２図と同様のガ
ラスビーズ系樹脂組成物及びガラス繊維系樹脂組
成物についてのそれぞれの抗折強度を比較して示
した。この図の横軸には粒径44μのグラフアイト
の添加量を10容量％（充填体積分率では0.1）と
一定にし、粒径50μのガラスビーズを添加した場
合のグラフアイトとガラスビーズとの合計充填量
が体積分率で示されている。これによつても、充
填剤の充填体積分率が0.5付近から更に増える
と、本実施例による成形体の強度がガラス繊維系
に比べて大きくなることがわかる。また、体積分
率が0.45（45容量％）未満になると抗折強度がガ
ラス繊維系より悪くなるので、ガラスビーズの充
填量は35容量％以上としなければならないことも
わかる。 また第５図には、第４図と同様のガラスビーズ
及びグラフアイトの充填体積分率を横軸にとり、
それぞれの特性のデータが示されている。これに
よれば、ガラスビーズとグラフアイト（体積分率
0.1）との充填量が、体積分率で0.6付近のとき
に、抗折強度及び圧縮弾性率比が最大となり、こ
れを越えると極端に低下してゆくことがわかる。
従つて、充填量の上限を体積分率で0.6（60容量
％）としなければならない。これに対応して、ガ
ラスビーズの充填量は50容量％以下でなければな
らないが、グラフアイトの量を５容量％としても
第４図と同一の結果が得られたので、ガラスビー
ズの充填量の上限は55容量％とすべきである。 更に第６図には、第４図及び第５図と同様のガ
ラス繊維系の成形体とガラスビーズ系の本発明に
よる成形体とについて、シヤトル回数による磁気
テープ摺動時の動摩擦係数の変化を示した。この
シヤトルテストとは、磁気テープを一対のリール
に巻渡し、この間に上記成形体からなるヘツドド
ラムを配した状態で、磁気テープの同一部分をヘ
ツドドラムに接触させつつ繰返し往復（シヤト
ル）させることを意味する。第６図によれば、ガ
ラス繊維系では、シヤトル回数の増加に伴なつて
動摩擦係数が増大し、例えばシヤトル回数500回
後にヘツドドラムに対する磁気テープの摺動部分
をバージンテープ（未だヘツドドラムによつてこ
すられていない部分）に戻すと、動摩擦係数が初
期値とほぼ同じ値に戻ることがわかる。これは、
ヘツドドラム側は摩耗がなく一定しており、磁気
テープ側が摩擦によつて損傷されたことを示して
いる。即ち、仮にヘツドドラム側が損傷している
とすれば、バージンテープに戻したときに、動摩
搾係数は初期値より大きくなるはずであるが、テ
ストの結果そのようにはならなかつたからであ
る。一方、本発明によるガラスビーズ系のヘツド
ドラムでは、動摩擦係数が、シヤトル回数を増加
させても或いはバージンテープに戻しても殆んど
変化せず、一定であることがわかる。これは、ヘ
ツドドラム側は勿論のこと、磁気テープ側も殆ん
ど摩耗されず、損傷を受けていないことを示して
いる。 本発明は、従来金属材料が使用されてきた精密
機構部品として、加工が容易で廉価な樹脂組成物
を使用できないかという考えに基づいてなされた
ものである。そのような樹脂組成物として、無機
充填剤を含有するBMC材が考えられるが、従来
のBMC材では機械的強度の面のみから繊維状の
無機充填剤しか使用されてこなかつた。しかしな
がら、これらのBMC材では、含有する繊維の配
向に影響されてその熱膨張係数のバラツキが大き
くなり、精密な寸法精度が要求される部品に適用
するのは無理である。更に、これら従来のBMC
材を、例えば、VTRのヘツドドラムに適用する
と、含有する繊維のエツジが磁気テープに接触す
る為にこれら磁気テープの損傷が大きくなり使用
に耐えることができない。この為、従来のBMC
材では、金属材料の代替品として精密機構部品に
適用するのは実際上不可能と思われていた。 ところが本発明においては、BMC材成形品に
含有せしめる無機充填剤を粒状とし、成形品を内
側成形部と外側成形部との２重構造にしてその外
側成形部に所定量のグラフアイトを含有せしめる
ことによつて、上記欠点を克服することができた
のである。即ち、本発明の内側成形部において
は、無機充填剤が粒状である為に成形品の熱膨張
係数に異方性が無く、更に不要なグラフアイトを
含んでいないので、高い寸法精度を維持すること
ができる。また外側成形部においては、充填剤が
粒状でありかつグラフアイトを含有しているの
で、例えば、VTRのヘツドドラムに適用した場
合に、テープとの接触が良好となり摩擦特性が改
善されるのでテープの損傷を減らすことができ
る。更に、本発明による成形品は、機械的強度の
面でも従来の繊維系BMCより秀れている。この
ように本発明によれば、従来不可能であつた金属
材料と代替性のある好適な樹脂組成物を得ること
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はガラスビーズ系及びガラス繊維系
BMC材のガラス充填量による熱膨張係数の変化
を比較して示すグラフ、第２図は同充填量による
抗折強度の変化を比較して示すグラフ、第３図は
本発明の一実施例によるVTRのドラム部分の縦
断面図、第４図はガラスビーズ系及びガラス繊維
系BMC材のガラス及びグラフアイト充填量によ
る抗折強度の変化を比較して示すグラフ、第５図
は同充填量による各種特性の変化を示すグラフ、
第６図は同BMC材からなるヘツドドラムを使用
して磁気テープを摺動させることによりシヤトル
テストを行なつた場合のシヤトル回数による動摩
擦係数の変化を比較して示すグラフである。 なお図面に用いた符号において、１……回転ヘ
ツドドラム、２……磁気ヘツド、５……固定ガイ
ドドラム、９，１０……内側成形部、１１，１２
……外側成形部、である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基体を構成する内側成形部と、この内側成形
   部の外面に一体的に設けられて摺動面を構成する
   外側成形部とからなり、 前記内側成形部が、この内側成形部全体に対し
   て40〜65容量％の割合の粒状無機充填剤を含有す
   る不飽和ポリエステル樹脂組成物からなり、 前記外側成形部が、この外側成形部全体に対し
   て５〜15容量％の割合のグラフアイトと、この外
   側成形部全体に対して35〜55容量％の割合の粒状
   無機充填剤とを主成分とする充填剤を含有し、こ
   のグラフアイトと粒状無機充填剤とを主成分とし
   た充填剤が前記外側成形部全体に対して40〜65容
   量％の割合である不飽和ポリエステル樹脂組成物
   からなつていることを特徴とする精密機構用摺動
   部品。