JPS62257828A - オ−ブン用クリツプチエ−ン摺動部材 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は主としてプラスチックスの製膜装置１こおける
オープン用クリップチェーンに関し、特にオープンの雰
囲気温度が８０℃〜２５０℃の両温領域をも含む温度範
囲で使用されるオープン用クリップチェー／の摺動部材
１こ関するものである。

〈従来の技術〉 オープン用クリップチェーンの典型的適用例としては、
フィルムの二軸延伸に採用されている代表的方法である
クリップチェーン法がある。

この方法はフィルムを融点以下、二次転移点以上の温度
に加熱しながら、縦横二輪延伸を行う方法であり、ポリ
エチレンテレフタレートフィルム、ポリスチレンフィル
ム、ポリプロピレンフィルム、塩ビフィルム、ポリエチ
レンフィルム等に通常広く採用されている。

かかるフイルム二軸延伸用のクリップチェーン摺動部分
については次のごとき問題点がある。

（１）　　レールと摺動する面のどちらかが一方的１こ
摩滅する構造が採用され、鎖部の摩滅状況を見てその部
分の更新が行われる。かかる摩滅部分の寿命は摺動部の
構造、摺動面の圧力、速度、潤滑油等の因子；こよって
異なるが、１年〜３年が一般的である。

（２）　　一般に潤滑油を使用しているため、フィルム
から発生する微粉や雰囲気中のホコリ等が付着、固化し
、負荷増大やｈｉ能低下に至るので定期的な洗浄作業が
必要である。

（３）　　潤滑油の使用はクリップチェーンの移動速度
に制限を与える。すなわち、チェーンやチェーンクリッ
プ部分からの潤滑油飛散による製品汚れを防ぐにはクリ
ップチェー７の移動速度をあまり速くすることはできず
、　１５０ｍ／Ｂが通常の限界である。この限界は当然
生産速度の限界を意味する。

（４）クリップチェーンを連結せしめているピンとその
スリーブも摺動を受け、このいずれかの表面材である金
属、熱硬化型耐熱ワニス、含油メタル等は、いずれも摩
滅が激しく通常６力月〜２年で交換あるいは表面材の更
新を行う必要があり、メンテナンスｅこ多大の費用を要
する。

従来、摺動材として樹脂が提案された例としては特公昭
５１−３４９５２．５２−５９５０、５３−３６８’５
６、特開昭５０−１５７４６８．５７−１０２９４９．
６０−１２４６８３等がある。このうち特公昭５１−３
４９５２．５２−５９５０．５３−３６８５６および特
開昭５７−１０２９４９はいずれも４弗化エチレン樹脂
あるいは他の潤滑物質とポリイミド樹脂または特定のポ
リアミドイミド樹脂とを含む組成の樹脂被膜を金属面上
に形成せしめる例である。これを本発明対象用途のクリ
ップチェーンにおけるチェーンを連結せしめているピン
の被覆に適用した場合、寿命は通常０．５〜Ｌ５年に過
ぎず、このためピンの被覆更新等のメンテナンスに多大
の費用を要する。また、特開昭５０−１５７４６８は潤
滑剤を含む多孔性プラスチックに関するものであり、一
般用の摺動材としては有用であるが、本発明対象の摺動
部材としては少なくとも耐熱性の面で適用できない。さ
らに、特開昭６０−１２４６８３では、黒鉛質または炭
素質の微粒子状骨材、短繊維献金Ｒ繊維および熱硬化性
樹脂結合剤からなるメカニカルクール用摺動材料として
提案されている。このような熱硬化性樹脂組成物は本発
明対象の用途に使用した場合、摺動面に、主として黒鉛
質または炭素質の粉末が分離堆積して摺動部を汚すため
に駆動負荷が増大し、かつ、この堆積粉末の飛散により
、製品の品位を損なうこと、また、使用できる成形方法
が圧縮成形であるため経済的に不利である等の理由で不
適である。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記のごとく、従来技術ではオープン用クリ７プチエー
ンＰＪ動部材に対しては、耐熱性、寿命、コスト等の面
で問題がある。また、本発明の用途に対しても、摺動材
として必要な樹ＨＦｔの本質的特性についても何ら提案
されていない。

本発明対象のオープン用クリップチェーンの中でも、特
にフィルム延伸用クリップチェーン装置は生産性向上の
面から、近年ますます高速が要求され、この結果延伸の
雰囲気温度が８υ℃〜２５０℃の高温領域をも含む広い
温度範囲およびＰｖ値カフ０〜５００　ｋｇ／ｃ４−ｎ
ｔ／ｍｉｘまでの範囲で、十分に長期間耐える摺動部材
が必要であるが、前記従来の公知技術では、かかる高性
能の摺動部材は得られなかった。

本発明は上記条件下でも十分長期間耐え、かつ、比較的
安価なオーブン用クリップチェーン摺動部材を提供する
ことにある。

本発明者等は研究を重ねた結果、従来のように摺動部材
の特性を機械的強度で捉えるだけでは、より高性能の摺
動部材の開発には不十分であり、フントロールすべき本
質的特性は動的粘弾性特性であることを見い出した。つ
まり、特定の動的粘弾性特性値力；、少なくとも３０℃
〜１５０℃の温度範囲において特定の範囲内の値ととる
ことが必要であることを見い出した。

加うるに、かかる摺動部材の表面特性として、静摩擦係
数が所定条件において、０．３以下である場合が極めて
すぐれていることを見い出し、本発明に到達した。

く問題点を解決するための手段〉 すなわち本発明は、耐熱性樹脂または８熱性樹脂を含む
樹脂組成物を射出成形または押出成形して得られる摺動
部材であって、少なくともＪＬｉｔｌ＋する表面の貯蔵
弾性率Ｅｌ、損失弾性率Ｅ２および静摩擦係数Ｆが下記
式を満足することを特徴とするオーブン用クリップチェ
ーン摺動部材を提供するものである。

ｌ　Ｘ　１×１０１０ｄｙｎ／ｃｍ２≦Ｅ１≦６　Ｘ　
１０”　ｄｙｎ／ｄ２　Ｘ　１０’　ｄｙｎ／ｄ≦Ｅ、
≦２　Ｘ　１０’　ｄｙｎ／ｄＦ≦０，３ （ただしｓ　Ｅ、％Ｅ２は周波数１１０ヘルツで測定さ
れた３０〜１５０℃での値であり、Ｆは相手材を５４５
Ｃ鋼材とし、１００　ｋｑ／ｄ　、　３０℃での値であ
る。） 本発明における貯蔵弾性率Ｅ！および損失弾性率Ｅ２と
は、それぞれ、周波数１１０ヘルツの周期的引張変形下
で測定された動的複素弾性率の実数部、虚数部である。

この測定における変形の大きさは、材料の線型特性を測
定する意味で、０．５％以下が好ましい。また、かかる
動的粘弾性特性の測定器としては、線形領域強制伸長振
動非共振型粘弾性測定器が好適である。

また、測定条件の一つである周波数を１１０ヘルツに設
定した理由は、測定の便宜上選択しやすい周波数であり
、かつ、クリップチェーンの実用的強度と該周波数で測
定した粘弾性特性が最も相関性が高いことによる。

本発明が対象とするＥ、とＥｌの間（こは周知のごとく
第１図の関係がある。δは位相角であり、Ｅは損失成分
を含んだ動的複素弾性率である。

いうまでもなく、Ｅ、とＥｌの関係は Ｅｌ　＝　Ｅ、　ｘ　ｔａｎδ として表わされる。

Ｅ、は貯蔵挿性率と称するいわゆる弾性項であり、オー
ブン用クリップチェーン摺動部材として必要な適度の弾
性を規定する。この値が本発明範囲以下、すなわちＩ　
Ｘ　１０”　ｄｙｎ／ｄ以下の場合はステンター摺動部
材としての耐久性が低く、高温、高面圧での長期使用条
件に十分耐えられない。また、Ｅｌが本発明の上限以上
になると実際上いわゆる脆さがともない、現状では使用
に耐える射出成形または押出成形可能の耐熱性樹脂は存
在しない。

一方、Ｅｌは損失弾性率と称するいわゆる粘性項である
。この値が本発明範囲以下、すなわち２　Ｘ　１０”　
ｄｙｎ／ｄ　以下の場合は靭性に乏しく脆いため、オー
ブン用クリップチェーン摺動部材として要求する高面圧
に耐えられない。また、Ｅｌが本発明範囲以上、すなわ
ち２　Ｘ　１０”　ｄｙｎ／ｄ以上の場合は、いわゆる
ゴム弾性が強くなり、変形や発熱が伴い摺動部材の機能
が低下し、長期間の使用に耐えられない。

さらに、本発明が対象とするオーブン用クリップチェー
ンの表面特性については相手材を８４５ＣＥ材とし、面
圧力１００　ｋｑ／ｃ４．３０℃の条件下で、銘木式摩
耗試験機を用いて測定した静摩擦係数ドが０．３以下で
あることを必要とする。

Ｆが０．３を越えると、摩耗が速く、長期間の使用に耐
えられないのみならず、負荷が大きくなり経済的にも不
利となる。

また、本発明の対象とする上記耐熱性樹脂または樹脂組
成物で４．］成される部分は射出成形、押出成形のいず
れかで成形されることを必要とする。

本発明が対象とする代表的なオーブン用クリップチェー
ン摺動部材としては、例えば軸、軸受ブツシュ、チェー
ンのリンクのブツシュおよびピン、案内レール、案内レ
ールと接触する摺動板などいろいろな摺動面を形成する
部材を挙げることができる。

次に、このように使用される本発明のＥｋｚＥ２を満た
す摺動部材用樹脂素材について述べる。

摺動部材樹脂層の最適厚さは摺動部材の形状、サイズ、
使用条件等により異なり、−概には言えないが、一般に
は０．５１１Ｍ〜４０　ｆｆの範囲にある。

従って、この程度の厚さの摺動部材を成形できることが
必要であり、経済的に有利な射出成形、押出成形で成形
することが有利であることはＺうまでもない。

本発明に逗用できる樹脂を調べた結果、代表例として下
記５種の化学構造式を主成分とする、いわゆる耐熱性樹
脂が特に適当であることを見い出した。

（１）　　ポリエーテルエーテルケトン（２）　　ポリ
エーテルスルホ１ （３）　　ポリスルホン しｌ′ｉ３　　　　　　　　　　　　リ（４）　　ポリ
アミドイミ　ド （Ｊ　　　　　　　　　　　Ｏ ：１：１ （５）　　ボリアリレート これらは−例に過ぎず、本発明はこれらに限るものでは
なく、ＥｌおよびＥ２が本発明の範囲を満たす射出成形
または押出成形可能樹脂であれば本発明の目的を達し得
る可能性を有する。

また、これら高分子材料は互いにブレンドしても良いし
また、他の混和し得る高分子材料と混せして用いてもよ
い。

さらに当然ながら、これらに適当な充填材を添加して、
強化、帯電防止、熱膨張抑制、着色あるいは潤滑性向上
等の効果を与えることもできる。これら充填材としては
、特ｔこ限定するものではないが、耐熱性の優れたｍ維
材料や固体微粉末が有効である。繊維材料としては硝子
繊維、カーボンｄ維、スチールＩａ維、黄銅繊維、芳香
族ポリアミド繊維等の耐熱、耐久性の優れたものが用い
られる。また、固体微粉末としてはカーボンブラック、
グラファイト、コロイダルンリカ、石英粉末、タルク粉
、二硫化タングステン、二硫化モリブデン、弗化黒鉛、
刀化鉛、弗化ボロン、窒化ボロ／、フェライト粉末、マ
グネタイト粉末、炭酸カルシウム粉末、ポリテトラフル
オロエチレン樹脂粉末等が用いられる。

これらの繊維状および微粉末状充填材の添加鼠は、その
用途目的によって異なり、−概に言えないが、一般的に
は樹脂に対し、ｌ〜５０重凰％の範囲で用いられ得る。

〈実施例〉 以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本
発明はこれらに制限されるものではない。

実施例１〜５、比Ｖ例１．　２ 表−１に示す樹脂を使用して直径２０　ｆｆ、長さ１Ｏ
ｆｉの試験片を、射出成形し、切削加工により摺動面（
直径２０ｆｌ）の表面粗さＲａを０．３μに仕上げた。

一方、これらの樹脂のＥ、およびＥ２と温度の関係を、
線形領域強制伸長振動非共振型粘仰性測定器（（株）東
洋ボールドウィン製持正びＩＩＢＲＯＮ。

ＤＤＶ−１−ＥＡ型）を用いて周波数１１０ヘルツで測
定し、結果を第２図に示す。図中、実線は本発明の実施
例、破線は比較例を示す。

上記各試験片を、鋼材５４５Ｃで作成した直径３００ｆ
ｉ、長さ１Ｏｆｆの円板（表面粗さＲａ＝１μ）に１０
＃／ｄの圧力で接触させて固定し、銅円板を１８０℃の
雰囲気で、３０日間摺動速度が１５０１１１　／　ｍに
なるように回転させた。その時の摩耗砿と試！す片の状
態は表１のとおりであった。

第２図で、ＥｌおよびＥ２が図中の枠内に納まる本発明
対象の樹脂、すなわち、ポリエーテルエーテルケトン（
実施例１）、ポリエーテルスルホン（実施例２）、ポリ
スルホン（実施例３）、ポリアミドイミド（実施例４）
、ボリアリレート（実施例５）はいずれも良好な耐摩耗
性を示し、圧縮変形等の外観変化は認められなかった。

一方、ＥｌおよびＥ２の少なくともいずれかが、上記図
中の枠内に納まらない本発明対象外の樹脂、すなわち、
ポリフェニレンスルフィド（比較例１）、ポリアミド（
比較例２）はいずれも摺動グレードではあるものの、耐
摩耗性の低いものであった。また、ポリアミドはこの他
、圧縮変形も大きく、耐熱性の点で耐えられなかった。

実施例６〜８ ポリエステルフィルムの加熱延伸装置における緘延伸部
のオープン用クリップチェーンのレールンこ実施例１で
評価したポリエーテルエーテルケトン、実施例２で評価
したポリエーテルスルホンおｌ蓑Ｐで評価したポリアミ
ドイミドをそれぞれ使用し、オープン内雰囲気温度を２
．００℃に設定し、給油斌を従来のＩ／１０に減じて１
年間運転を実施した。

その結果、いずれの場合も、表２に示す如く実用上長期
間の使用ｔこ十分耐えられると共に、従来の給油を必要
とする鉄製レールの場曾ｔこ比べて製品の両側部汚れト
ラブルが極めて少なくなった。

表　　２ 〈発明の効果〉 本発明のオーブン用クリップチェーン摺動部材は次のよ
うな効果を発揮する。

（イ）貯蔵弾性率Ｅｌが１〜６　Ｘ　１０”　ｄｙｎ／
ｄであるため摺動部材としての耐久性が高く、高温、高
ＰＶの使用条件に耐える。

（切　損失弾性率Ｅ２が２〜２０　ｘ　１０’　ｄｙｎ
／ｃｊ　テあるため、靭性および耐摩耗性が高く長期間
の使用に耐える。

（ハ）　表面の静摩擦係数が０，３以下であるため、負
荷が低く、高速化が容易である。

に）　摺動部材の成形方法として射出成形または押出成
形を適用するので安価である。

【図面の簡単な説明】

第１図はＥｌとＥｌの相関図、第２図は各種樹脂のＥ、
およびＥｌ、と温度の、関係を示すグラフである。 特許田願人東し株式会社 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 耐熱性樹脂または耐熱性樹脂を含む樹脂組成物を射出成
   形または押出成形して得られる摺動部材であつて、少な
   くとも摺動する表面の貯蔵弾性率Ｅ＿１、損失弾性率Ｅ
   ＿２および静摩擦係数Ｆが下記式を満足することを特徴
   とするオープン用クリップチェーン摺動部材。 １×１０＾１＾０ｄｙｎ／ｃｍ＾２≦Ｅ＿１≦６×１０
   ＾１＾０ｄｙｎ／ｃｍ＾２２×１０＾８ｄｙｎ／ｃｍ＾
   ２≦Ｅ＿２≦２×１０＾９ｄｙｎ／ｃｍ＾２Ｆ≦０．３ （ただし、Ｅ＿１、Ｅ＿２は周波数１１０ヘルツで測定
   された３０〜１５０℃での値であり、Ｆは相手材をＳ４
   ５Ｃ鋼材とし、１００ｋｇ／ｃｍ＾２、３０℃での値で
   ある。）