JPS62185747A - 樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ａ、産業上の利用分野 本発明は、低摩擦性および耐摩耗性に優れ、かつ耐熱性
と剛性の良好な、摺動部材に適した樹脂組成物に関する
。

ｂ、従来の技術 ポリテトラメチレンアジパミド樹脂（以下ナイロン４．
６と言う）は、優れた耐熱性、強靭性、耐薬品性を有す
ることから、構造材料として各種用途への実用化が期待
されている。とくに他のエンジニアリング樹脂と比較し
て、自己潤滑性に著しく優れているため、軸受部品や歯
車部品または耐摩耗性を要求される機械部品などの摺動
部品への実用化が期待される。

最近、プラスチック摺動部材は、非潤滑系で苛酷な荷重
下、激しい摩耗を受けるベアリング、雰囲気温度の高い
条件下に使用されるブッシングまたは肉厚の薄い摺動部
品などの分野に用途が拡大しており、この用途分野の拡
大に伴ない、プラスチック摺動部材に対する要求性能も
厳しいものになってきている。

−Ｃに、軸受けなどの摺動部品にプラスチックを適用す
る場合には、動摩擦係数が小さく、限界ｐｖ値が高く、
摩耗量が少なく、しかも相手材を傷めないという摺動特
性以外に、剛性や耐クリープ性などの機械的性質および
熱変形温度や連続使用温度などの耐熱性の優れた材料を
使用することが望ましい。

上記の限界ｐｖ値とは、摩擦摩耗試験において、樹脂力
ｑ容量あるいは著しい摩耗を生じ始める時の面圧（Ｐ）
　と摩擦速度（Ｖ）の積であり、この値が高いほど、高
荷重、高速での苛酷な条件での使用に耐え得る。

ナイロン４．６は、ポリアミド樹脂のなかでも極めて良
好な機械的性質、耐熱性を有する。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点 しかし、ナイロン４．６単独では、上記の摺動部品に要
求される低摩擦性、耐摩耗性などの摺動特性を充分には
満足し得ないのが現状であり、摺動特性の改良が望まれ
ていた。

本発明者らは、ナイロン４．６の上記摺動特性を改良す
るために鋭意検討した結果、ナイロン４．６に特定の平
均粒子径の粉末状ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）を配合することにより、低摩擦性および耐摩耗性が
著しく改良されることを見い出し、かかる知見に基づい
て本発明に到達した。

ｄ８問題点を解決するための手段 本発明は、ポリテトラメチレンアジパミド（ナイロン４
．６）６０〜９８重量％に対し、粉末状ポリテトラフル
オロエチレン（ＰＴＦＥ）　４０〜２重量％からなる混
合物および必要に応じて該混合物１００重量部に対し充
填剤０〜６０重量部を含有することを特徴とする樹脂組
成物を提供するものである。

上記ナイロン４，６は、下記式 ％式％） で示される繰返し構造単位から実質的になるポリアミド
である。

このナイロン４．６の製造法については、特開昭５６−
１４９３０号、同５６−１４９４３１号、同５８−８３
０２９号、持分昭和６０−２８８４３号などに述べられ
ている方法を挙げることができる。また、本発明の樹脂
組成物を得るためには、最低１．５好ましくは２．５〜
５．０の相対粘度（ηｒａＬ　；３０℃、９７％硫酸中
、濃度１０−”ｇ／ｍｊ！で測定）を有するナイロン４
，６を使用するのが有利である。

本発明に用いる粉末状ＰＴＦＨの平均粒子径は１５μｍ
以下、好ましくは１０８ｍ以下である。平均粒子径の下
限にとくに制限はない。ＰＴＦＥの平均粒子径が１５μ
園を超えると、本発明の組成物から作製した成形品表面
が粗密になり好ましくない。

ＰＴＦＨの配合量は、添加効果および剛性分散性の点か
ら２〜４０重量％、好ましくは５〜３０重量％である。

、　ＰＴＦＥの配合量が２重量％未満では動摩擦係数お
よび比摩耗量の改善効果が不充分であり、かつ限界ｐｖ
値を充分に向上させることができず、一方、配合量が４
０重量％を超えると機械的強度、熱変形温度が低下する
傾向にあり好ましくない。

本発明の樹脂組成物の配合方法は特に制限するものでは
ないが、例えばヘンシェルミキサー、タンブラ−などで
混合し、そしてさらにバッチニーダ−、バンバリーミキ
サ−１車軸または２軸スクリユ一押出機で溶融混合する
方法を挙げることができる。またその他の方法として単
に射出成形機内で溶融混合しながら直接成形する方法も
可能である。

本発明の組成物にさらに充填剤を加えると、一段と優れ
た剛性および高い限界ｐｖ値、熱変形温度を有する樹脂
組成物が得られる。

無機充填剤としては、ゴムまたはプラスチックスの補強
充填剤として周知のものが使用される。固体であれば形
状はとくに制限されず、粉末、繊維状粉末、繊維、ウィ
スカー、バルーンなどの形をとり得るが、本発明の樹脂
組成物の優れた低摩擦性および耐摩耗性を維持しつつ充
分な補強効果を得るためには、粉末状もしくはウィスカ
ー状のものが好ましい。

かかる充填剤としては、具体的には、クレー、焼成りレ
ー、タルク、カタルボ、シリカ、アルミナ、酸化マグネ
シウム、ケイ酸カルシウム、アスベスト、　　　。

アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カルシウム、アルミ
ノ硅酸ナトリウム、珪酸マグネシウム、水酸化アルミニ
ウム、水酸化カルシウム、硫酸バリウム、カリウム明パ
ン、ナトリウム明パン、鉄門パン、シラスバルーン、ガ
ラスバルーン、カーボンプラ、７り、コークスプリーズ
、酸化亜鉛、二酸化アンチモン、硼酸、硼砂、硼酸亜鉛
、金属粉、金属ウィスカー、マイカ、グラファイト、酸
化チタン、チタン酸カリウムウィスカー、炭素繊維、ガ
ラス繊維、ガラス繊維粉末、ガラスピーズ、炭酸カルシ
ウム、炭酸亜鉛、ハイドロタルサイト、酸化鉄などが挙
げられる。これらの中でとくに好ましいのはチタン酸塩
であり、特にそのウィスカーが好ましく、なかでも摺動
特性、補強効果のバランスの点からチタン酸カリウムウ
ィスカーが特に好ましい。なお、ガラス繊維は、摺動特
性の点であまり好ましくものではない。かかる充填剤は
、本発明の効果をさらに高めるために、各種の表面処理
がなされたものであってもよい。またこれらは１種また
は２種以上で使用される。

樹脂組成物中の充填剤の含有率は、本発明の樹脂組成物
１００重量部に対して通常６０重量部以下であり、好ま
しくは５〜６０重量部、さらに好ましくは１０〜４０重
量部である。この範囲にあると充填剤の添加目的が達成
される。

充填剤の配合方法はとくに制限するものではなく、上記
ＰＴＦＥと同様な配合方法を挙げることができる。

さらに要求される性能に応じて、他の既知の重合体、た
とえばポリブタジェン、ブタジェン−スチレン共重合体
、アクリルゴム、エチレン−プロピレン重合体、ＥＰＤ
Ｍ、スチレン−ブタジェンブロック重合体、スチレン−
ブタジェン−スチレンブロック重合体、スチレンーブタ
ジエンースチレンラジアルテレブロック重合体、ポリプ
ロピレン、ブタジェン−アクリロニトリル共重合体、ポ
リ塩化ビニル、ポリカーボネート、ＰＥＴ　、　ＰＢＴ
　、ポリアセタール、エポキシ樹脂、ホリフソ化ビニリ
デン、ポリスルホン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、
ポリイソプレン、天然ゴム、塩素化ブチルゴム、塩素化
ポリエチレン、ＰＰＳ樹脂、ポリエーテルエーテルケト
ン、ＰＰＯ樹脂、スチレン−メタクリル酸メチル共重合
体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ゴム変性ｐｐ
ｏ樹脂、スチレン−マレイミド系共重合体、ゴム変性ス
チレン−マレイミド系共重合体などと本発明の樹脂組成
物とを適宜ブレンドして用いてもよい。

これら重合体は１種または２種以上で使用することがで
きる。

その他必要に応じて、二硫化モリブデン、シリコンオイ
ルなどの潤滑剤、理科、難燃剤、老化防止剤、安定剤、
帯電防止剤などを添加することができる。

本発明の樹脂組成物は、優れた摺動特性を有することか
らブッシング、ベアリング、スクープ、スリッピング、
ガイドレール、シール材、スイッチ部品、ギア、カムな
どの各種摺動部品を提供することができる。

ｅ、実施例 以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例および比較例によって得られた樹脂組成物は下記
の試験方法によって評価した。

試験方法 ■　引張強さ：ＡＳＴＭ　Ｄ６３８　　引張速度５０ｆ
ｌ／分■　熱変形温度（ＩＩＤＴ）　：ＡＳＴＭロ６４
８荷重１８．６ｋｇ■　摩擦摩耗試験は、鉛末式摩擦摩
耗試験機を使用し、相手材としては円筒状の鋼を用い、
摩擦速度（Ｖ）　３０ｃｍ／秒、荷重（Ｐ）１０ｋｇ　
／　ｃＪの条件で動摩擦係数を求めた。

上記条件で連続運転し、摩擦距離ＩＱｋｍに達した時の
単位距離、単位重量当りの摩耗量を比摩耗量とした。相
手材比摩耗量についても同様に定義した。

限界ｐｖ値は摩擦速度３０ｃｍ／秒を一定として荷重を
変化させて溶融あるいは著しい摩耗が生じる時点を判定
した。

実施例１〜４ 相対粘度３．５６（３０℃、９７％硫酸中、濃度１０−
”ｇ／　ｍｌで測定）のナイロン４．６と平均粒子径４
μｍの粉末状ポリテトラフルオロエチレン〔旭硝子＠Ｌ
１６９）を、表−１に示した配合処方で、タンブラ−内
で混合し、次に押出機を用いて溶融混合しペレット化し
た。このペレットより、成形温度３００℃、金型温度８
０℃の条件で成形し、上記の試験方法によりその物性を
評価した。

その結果、実施例１〜４の樹脂組成物は、本発明の目的
とする摺動特性、耐熱性および剛性を有するものが得ら
れた。

実施例５〜８ 実施例１〜４の樹脂組成物１００重量部に対し、アミノ
シラン処理をしたチタン酸カリウムウィスカー（人尿化
学薬品■、ティスモＤ１０１、平均繊維長１４μｍ、ア
スペクト比１４）を１５重量部配合した場合の成形品の
物性を、表−１に実施例５〜８として示した。

チタン酸カリウムウィスカーの添加により、実施例１〜
４の樹脂組成物は、その優れた低摩擦性、低摩耗性を維
持しつつ、引張り強さ、熱変形温度が向上し、かつ限界
ｐｖ値が高くなることがわかる。

比較例１〜３ 表−２に示した配合処方にしたがって各成分を配合して
得た樹脂組成物を、実施例と同様に、ペレット化および
射出成形してテストピースを作製し、その物性を評価し
た。その結果を表−２に示す。

その結果、比較例１は、ナイロン４．６単独の物性を示
すもので、実施例１〜４に比べて、剛性および耐熱性は
やや優れているものの、動摩擦係数および比摩耗量、相
手材比摩耗量が大きい。また限界ｐｖ値も実施例に比べ
著しく劣る。

また比較例２．３は、各成分の配合比が本発明の範囲外
にある樹脂組成物の成形品の物性を示したものである。

この結果を実施例１〜４と比較すると、ＰＴＦＥの配合
量が２重量％未満であると、目的とする摺動特性の改良
が不充分であり、一方４０重量％を超えると剛性の低下
が著しく好ましくないことを示している。

とを示している。

比較例４〜７ ナイロン４，６の代わりにナイロン６およびナイロン６
．６を用い、表−２に示す配合処方にしたがって、実施
例と同様にペレット化、射出成形してテストピースを作
製し、その物性を評価した。その結果を表−２に示す。

比較例４．６は、ＰＴＦＥのみを配合した場合、比較例
５．７はさらに充填剤としてチタン酸カリウムウィスカ
ーを配合した場合の物性を示す。

その結果、各比較例は、ナイロン４，６を用いた実施例
３および実施例７に比べると、相手材比摩耗量はわずか
に減少しているが、他の摺動特性は通り、機械的強度も
低下している。特に限界ｐｖ値の低下は著しく、ナイロ
ン４．６を用いることにより、初めて良好な摺動特性が
得られることがわかる。

１０発明の効果 以上の実施例に示したように、本発明の樹脂組成物は、
特定の平均粒子径を有する粉末状ＰＴＦＥを特定量配合
することにより、ナイロンの優れた摺動特性をさらに著
しく改善したものである。また実施例５〜８に示したよ
うに、チタン酸カリウムウィスカーを併用すると、低摩
擦性、耐摩耗性に加えて、高い限界ｐｖ値、機械的強度
を有する樹脂組成物が得られる。

さらにまた、特に苛酷な条件下で使用される摺動部材に
は、一般に限界ｐｖ値が２０００ｋｇ／　ａＪ　・ａｓ
／　ｓｅｃ以上のものが要求されるが、比較例５〜８に
示したように、ナイロン４．６の代わりにナイロン６、
ナイロン６．６などの他の脂肪族ポリアミドを用いた場
合には、１４００〜２０００程度であり、この要求物性
を満足できなかった。

しかし、本発明の樹脂組成物は、ナイロン４，６を用い
ることにより、１８００〜２６００程度の限界ｐｖ値が
得られ、苛酷な条件下においても充分に使用できるもの
である。

本発明の樹脂組成物は優れた摺動特性を有し、がっ、優
れた耐熱性、強靭性、耐薬品性を有することから、摺動
部材を中心とした各種用途に有用であり、特にベアリン
グ、スイッチ、ギアなどの各種部品を提供できるので、
産業上の利用価値は極めて大きい。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリテトラメチレンアジパミド６０〜９８重量％
   および粉末状ポリテトラフルオロエチレン４０〜２重量
   ％からなる混合物および必要に応じて該混合物１００重
   量部に対し充填剤０〜６０重量部を含有することを特徴
   とする樹脂組成物。
2. （２）粉末状ポリテトラフルオロエチレンの平均粒子径
   が１５μｍ以下である特許請求の範囲第（１）項記載の
   樹脂組成物。
3. （３）充填剤がチタン酸カルシウムウィスカーである特
   許請求の範囲第（１）項記載の樹脂組成物。