JPH08127704A - ポリアセタール樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 摺動部品の使用環境温度（２３℃〜８０℃）
条件において優れた耐摩擦摩耗特性を有するポリアセタ
ール樹脂組成物を提供する。 【構成】 ポリアセタール樹脂にポリエチレンとポリオ
レフィンとからなるグラフト共重合体、及び液状エチレ
ン・αーオレフィンランダム共重合体、更に、ポリエチ
レンを配合する。 【効果】 ポリアセタール樹脂に、特殊なオレフィング
ラフト共重合体及び液状オレフィンランダム共重合体を
配合することで、２３℃〜８０℃の環境温度条件下にお
いて優れた摩擦摩耗特性を有し、更に、ポリエチレン
（ＬＤＰＥ）を追添することで更なる改良された摩擦摩
耗特性のポリアセタール樹脂組成物が得られた。この組
成物は、高温環境条件下に高性能を要求される各種摺動
部品の材料として好適に用いることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、使用環境温度（２３℃
〜８０℃）条件において優れた摩擦・摩耗性を有したポ
リアセタール樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリアセタール樹脂は、バランスのとれ
た機械特性を有し、摩擦・摩耗特性、耐薬品性、耐熱
性、電気特性等に優れるため、自動車、電気、電子等の
部品に広く利用されている。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、一般物性と共
に摺動特性の一層の向上が望まれている。要求される摺
動特性とは、常温での低摩擦係数、低比摩耗量は勿論で
あるが、高温条件下での低摩擦係数、低比摩耗量が重要
な特性として取り上げられてきている。常温における摺
動特性を改善するために、これまで種々の方法が試みら
れてきた。

【０００３】例えば、ポリアセタール樹脂にオレフィン
系重合体とビニル系重合体もしくは、エーテル系重合体
とのグラフト共重合体と、全炭素数１２以上の脂肪酸、
アルコール、及び脂肪酸エステルを添加する方法（特開
平２ー１３８３５７号公報）、多官能性イソシアネート
化合物と活性水素を持つ官能基を有するポリオレフィン
およびポリエチレンを添加する方法（特開平４ー１２６
７５８号公報）、ポリエチレンにエチレン性不飽和シラ
ン化合物をグラフト重合させたシラン変性ポリエチレン
を添加する方法（特開平５ー２４７２３５号公報）、エ
チレンとαーオレフィンとの共重合体もしくはその変性
型のポリエチレンワックスを添加する方法（特開平６ー
４９３２０号公報）などが提案されている。

【０００４】いずれの従来技術においても、常温での低
摩擦係数、低比摩耗量はある程度改良されるものの、要
求性の高い高温環境条件下に於ける摺動特性の改良にま
では至っていない。そのため、摺動部にグリース等の潤
滑剤を塗布し摺動特性の向上を計っているのが現状であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はこの様
な従来のポリアセタール樹脂材料が持つ問題点を改良し
潤滑特性に優れた樹脂組成物を提供することにある。即
ち、本発明の目的は、耐摩擦摩耗特性、及び機械的特性
に優れたポリアセタール樹脂組成物を与えることにあ
る。これは、歯車、軸受け、カム、ローラー等摺動部品
のノングリース化が強く要求されていることに対処する
ものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、常温（２
３℃）から高温（８０℃）の環境条件下に於いて、耐摩
擦摩耗特性に優れたポリアセタール樹脂組成物を開発す
べく鋭意研究を重ねた結果、ポリアセタール樹脂に特殊
なオレフィングラフト共重合体、及び、液状オレフィン
ランダム共重合体を添加することにより、前記目的を達
成しうることを見いだし、本発明を完成するに至った。

【０００７】すなわち、本発明は、（Ａ）ポリアセター
ル樹脂；１００重量部に対して（Ｂ）ポリエチレンとポ
レオレフィンとのグラフト共重合体；０．５〜２０重量
％、及び（Ｃ）液状エチレン・αーオレフィンランダム
共重合体；０．１〜１０重量％を配合して成るポリアセ
タール樹脂組成物、である。

【０００８】本発明組成物において、（Ａ）成分として
用いられるポリアセタール樹脂としては、ポリアセター
ルホモポリマー及び主鎖の大部分がオキシメチレン連鎖
よりなるポリアセタールコポリマーのいずれも使用でき
る。また、ポリアセタールを公知の方法でブロック、架
橋あるいはグラフト共重合して変性させたものも基体樹
脂として使用できる。また、好ましいポリアセタール樹
脂はＭＩが１５〜１００ｇｒ／１０分のものであり、特
に好ましくは、ＭＩが３０〜８０ｇｒ／１０分のもので
ある。

【０００９】本発明組成物において、（Ｂ）成分として
はポリエチレンとポレオレフィンとのグラフト共重合体
が用いられる。このようなグラフト共重合体としては、
従来のポリオレフィンのグラフト変性に慣用されている
方法、例えば、過酸化結合を側鎖にもつポリマーのポリ
オレフィンへのグラフト化反応を利用する方法〔「高分
子論文集」、第４４巻、第２号、第８９〜９５ページ
（１９８７年）〕などを用いて製造することができる。

【００１０】このグラフト共重合体で用いるポリエチレ
ンは、エチレン単位９０重量％以上およびブテンー１や
プロピレンなどのビニルモノマー単位１０重量％以下か
らなるポリエチレンを用いることができる。このような
ポリエチレンの中では、数平均分子量が２０００〜１０
０００００であって、比重が０．９１〜０．９８であ
り、融点が１００〜１４０℃の範囲にあるものが好適で
ある。具体的には、一般に市販されているポリエチレン
ワックス、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ），線状低密
度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ），高密度ポリエチレン
（ＨＤＰＥ），超高分子ポリエチレン（ＵＨＰＥ）など
が挙げられる。

【００１１】これらのポリエチレンの中で、数平均分子
量が２万〜５万のエチレンのホモポリマーであるＬＤＰ
Ｅ及び数平均分子量が３０万〜５０万のエチレンのホモ
ポリマーであるＨＤＰＥが好ましく、特にＬＤＰＥが好
適である。また、ポリエチレンにグラフトするオレフィ
ンモノマーとしては、スチレン、アクリルニトリル、ア
クリル酸メチル、メタアクリルサンメチル、シクロペン
タジエン、エチリデンノルボルネン、１，４ーヘキサジ
エン、アクリル酸、メタアクリル酸、アクリルアミド、
アリルアミン、アクリレート、アリルアルコール、α．
βー不飽和カルボン酸の水酸基含有エステルなどが挙げ
られる。α．βー不飽和カルボン酸の水酸基含有エステ
ルの具体的例は、下記の一般（１）式で示されるビニル
モノマーである。

【００１２】

【化２】

【００１３】具体的には、例えば、２ーヒドロキシエチ
ルメタクリレート、２ーヒドロキシプロピルメタクリレ
ート、２ーヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシ
プロピルアクリレート、２ーヒドロキシブチルメタクリ
レート、ｐーヒドロキシフェニルメタクリレート、ｐー
ヒドロキシベンジルメタクリレート、３ークロロー２ー
ヒドロキシプロピルメタクリレート、グリセリンモノメ
タクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレー
ト、ポリプロピレングリコールメタクリレートなどが挙
げられる。

【００１４】好ましい活性水素を持つ官能基を有するビ
ニルモノマーとしては、α．βー不飽和カルボン酸の水
酸基含有エステル，具体的には２ーヒドロキシエチルメ
タクリレート（ＨＥＭＡ）、２ーヒドロキシプロピルメ
タクリレート、２ーヒドロキシエチルアクリレート、ヒ
ドロキシプロピルアクリレートが挙げられる。

【００１５】これらグラフトされるポレオレフィンを形
成するビニルモノマーの中の好ましい組み合わせは、活
性水素を持つ官能基を有するビニルモノマーとプロピレ
ン、スチレン、ブテンー１、メタアクリル酸メチル、ア
クリル酸メチル、アクリルニトリル、酢酸ビニル、シク
ロペンタジエン、エチリデンノルボルネン、１，４ーヘ
キサジエンの共重合体であり、好ましくは、活性水素を
持つ官能基を有するビニルモノマーとスチレンの共重合
体である。

【００１６】これらのビニル共重合体の活性水素を持つ
官能基を有するビニルモノマーは、その他のビニルモノ
マーに対して０．５〜１０重量％、さらに好ましくは、
２〜５重量％である。これらのポリオレフィンのポリエ
チレンに対するグラフト重量％は、対摩耗性の点から通
常は１〜５０重量％、好ましくは、２０〜４０重量％の
範囲から選ばれる。本発明において、（Ｂ）成分のポリ
エチレンとポリオレフィンとのグラフト共重合体は、上
記の（Ａ）成分のポリアセタール樹脂１００重量部に対
して、０．５〜２０重量％、好ましくは、５〜１０重量
％の範囲の割合である。

【００１７】本発明組成物における（Ｃ）成分の液状エ
チレン・αーオレフィンランダム共重合体は、エチレン
と炭素数が３〜２０のαーオレフィンとのランダム共重
合体である。上記の炭素数が３〜２０のαーオレフィン
としては、プロピレン、ブテンー１、ペンテンー１、４
ーメチルペンテンー１、ヘキセンー１、ヘプテンー１、
オクテンー１、ノネンー１、デセンー１、ウンデセンー
１、ドデセンー１、トリデセンー１、テトラデセンー
１、ペンタデセンー１、オコタデセンー１、ノナデセン
ー１またはエイコセンー１などを挙げることができる。
これらの中では生産性などの面でプロピレンが最も好ま
しい。

【００１８】また、液状エチレン・αーオレフィンラン
ダム共重合体のエチレン含有量は２０〜８０モル％、好
ましくは、３０〜７０モル％、さらに好ましくは、４０
〜６０モル％の範囲である。また、液状エチレン・αー
オレフィンランダム共重合体の数平均分子量は５００〜
１００００、好ましくは、６００〜８０００、さらに好
ましくは、７００〜５０００の範囲である。

【００１９】上記のような（Ｃ）成分の液状エチレン・
αーオレフィンランダム共重合体は、例えば、特公平２
ー１１６３号公報に記載されている方法により製造する
ことができる。即ち、チーグラー触媒の存在下に、水素
を分子量調節剤として用い、エチレンと炭素原子数３〜
２０のαーオレフィンとをランダム共重合することによ
り液状エチレン・αーオレフィンランダム共重合体を得
ることができる。

【００２０】本発明において、（Ｃ）成分の液状エチレ
ン・αーオレフィンランダム共重合体は、上記の（Ａ）
成分のポリアセタール樹脂１００重量部に対して、０．
１〜１０重量％、好ましくは、０．２〜８重量％，さら
に好ましくは、０．５〜６重量％の範囲の割合で用いら
れる。本発明の組成物はこのままで用いても良好な物性
を有し、特に摺動特性等に顕著な効果を有するものであ
るが、さらに、前記（Ａ）〜（Ｃ）成分に加えて（Ｄ）
ポリエチレンを併用することにより、更に一層の効果を
得ることができる。

【００２１】ここで（Ｄ）のポリエチレンとしては、エ
チレン単位９０重量％以上およびブテンー１やプロピレ
ンなどのビニルモノマー単位１０重量％以下からなるポ
リエチレンを用いることができる。このようなポリエチ
レンの中で、数平均分子量が２０００〜１００００００
であって、比重が０．９１〜０．９８で融点が１００〜
１４０℃の範囲にあるものが好適である。具体的には、
一般に市販されているポリエチレンワックス、低密度ポ
リエチレン（ＬＤＰＥ），線状低密度ポリエチレン（Ｌ
ＬＤＰＥ），高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ），超高分
子ポリエチレン（ＵＨＰＥ）などが挙げられる。

【００２２】これらのポリエチレンの中で、数平均分子
量が２万〜５万のエチレンのホモポリマーであるＬＤＰ
Ｅ及び数平均分子量が３０万〜５０万のエチレンのホモ
ポリマーであるＨＤＰＥが好ましく、特にＬＤＰＥが好
適である。また、ポリエチレンのメルトインデックス
（ＭＩ）は、ＭＩ＝０．２〜１０ｇｒ／１０分であり、
好ましくは、ＭＩ＝０．５〜５ｇｒ／１０分である。本
発明組成物の製造方法については、ポリオキシメチレン
樹脂組成物の調製に用いられる公知の方法の中から、任
意の方法を適宣選び用いることができる。

【００２３】本発明組成物においては、所望に応じ、本
発明の目的を損なわない範囲で、従来プラスチック添加
剤として慣用されているもの、例えば、酸化防止剤、光
安定剤、無機フィラー、顔料などを添加してもよい。ま
た、通常ポリオキシメチレン樹脂に用いられる添加成
分、例えば、ポリアミド、メラミン、メラミン誘導体、
ジシアンジアミド、脂肪酸カルシウムなどを配合しても
よい。本発明の組成物によれば、常温（２３℃）から高
温（８０℃）までの環境条件下に於いて、優れた摺動特
性を有するポリアセタール樹脂組成物が得ることを確認
した。

【００２４】

【実施例】以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を
詳細に説明するが、本発明はこれにより何ら限定される
ものではない。 （実施例１〜４）両末端アセチル化されたポリオキシメ
チレンホモポリマーに、酸化防止剤として「イルガノッ
クス２４５」（チバガギー社製、商品名）を０．３部添
加したポリアセタール樹脂ホモポリマーと第１表に示す
添加剤とを窒素雰囲気化でブレンドし、２００℃に設定
されたＬ／Ｄ＝２５のベント付き二軸押出式を用い、ス
クリュウー回転数１００ｒｐｍ、吐出量５Ｋｇ／Ｈｒの
条件下で溶融混練りして、表１に示す組成の樹脂組成物
を調整し、さらにペレット化した。

【００２５】次に、このペレットを８０℃で３時間乾燥
した後、シリンダー温度２００℃に設定された３オンス
成形機（住友ネスタール成形機）で、金型温度８０℃、
冷却時間２０秒の条件下で外径２６ｍｍ，内径２０ｍ
ｍ、深さ１７ｍｍの円筒状に成形し、試験片を得た。

【００２６】この試験片について、ＪＩＳ Ｋ−７２１
８の方法（スラストタイプ摩擦摩耗試験法、面圧２Ｋｇ
／ｃｍ2、線速度１０ｃｍ／ｓｅｃ、走行距離１００Ｋ
ｍ、相手材：添加剤を添加する前のポリオキシメチレン
ホモポリマー）で、環境温度を２３度、６０度、８０度
と変えて摩擦係数、摩耗量について測定し、評価を行っ
た。それらの測定及び評価の結果を表１に示す。

【００２７】なお、ここで（Ｂ）、（Ｃ）成分の構成成
分として用いられた物質は次の通りであり、表１〜表２
においては略号で表示した。 （Ｂ）成分の構成成分 ＰＥーｇーＰＳ（７０ー３０）：ポリエチレン（７０重
量％）とポリスチレン（３０重量％）とのグラフト共重
合体 ＰＥーｇ−ＰＳ（７０ー３０）ＨＥＭＡ（１）：ポリエ
チレン（７０重量％）とポリスチレン（２９重量％）ー
ＨＥＭＡ（１重量％）共重合体とのグラフト共重合体 ＰＥーｇーＰＳ（５０ー５０）：ポリエチレン（５０重
量％）とポリスチレン（５０重量％）とのグラフト共重
合体 ＰＥーｇ−ＡＳ（７０ー３０）：ポリエチレン（７０重
量％）とアクニルニトリルースチレン共重合体（３０重
量％）とのグラフト共重合体 （Ｃ）成分の構成成分 ＨＣ６００：三井東圧（株）製、ルーカント（商品名）

【００２８】（実施例５〜６）実施例５〜６には特殊な
オレフィングラフト共重合体及び液状オレフィンランダ
ム共重合体に、さらに、ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を追
添し、測定し、評価した。それらの測定及び評価の結果
を表１に示す。

【００２９】（比較例１〜６）比較例１〜４では特殊な
オレフィングラフト共重合体のみを用い、比較例５では
液状オレフィンランダム共重合体のみを用い、さらに、
比較例６ではポリエチレン（ＬＤＰＥ）のみを用い、実
施例１と同様の方法で評価した。それらの測定及び評価
の結果を表２に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

【００３２】

【発明の効果】本発明は、ポリアセタール樹脂に特殊な
オレフィングラフト共重合体、及び液状オレフィンラン
ダム共重合体を配合することで、２３℃〜８０℃の環境
温度条件下において優れた摩擦摩耗特性を有し、更に、
ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を追添することで更なる改良
された摩擦摩耗特性のポリアセタール樹脂組成物が得ら
れた。この組成物は、高温環境条件下に高性能を要求さ
れる各種摺動部品の材料として好適に用いることができ
る。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）ポリアセタール樹脂１００重量部
   に対して（Ｂ）ポリエチレンとポリオレフィンとからな
   るグラフト共重合体；０．５〜２０重量％と（Ｃ）液状
   エチレン・αーオレフィンランダム共重合体；０．１〜
   １０重量％を配合して成るポリアセタール樹脂組成物。
2. 【請求項２】 （Ｂ）のグラフト共重合体におけるポレ
   オレフィンが活性水素を持つ官能基を有するビニルモノ
   マーとその他のビニルモノマーからなる請求項１記載の
   ポリアセタール樹脂組成物。
3. 【請求項３】 （Ｂ）における活性水素を持つ官能基を
   有するモノマーが下記の一般（１）式である請求項１又
   は２記載のポリアセタール樹脂組成物。 【化１】
4. 【請求項４】 （Ｃ）の平均分子量が５００〜１０００
   ０であり、エチレン含有量が２０〜８０モル％である請
   求項１記載のポリアセタール樹脂組成物。
5. 【請求項５】 ポリアセタール樹脂組成物に、更に、
   （Ｄ）ポリエチレン；０．２〜１０重量％（対ポリアセ
   タール樹脂１００重量部）を配合してなる請求項１〜４
   のいずれか１項記載のポリアセタール樹脂組成物。
6. 【請求項６】 （Ｄ）のポリエチレンがＭＩ＝０．２〜
   １０ｇｒ／１０分である請求項５記載のポリアセタール
   樹脂組成物。