JPH01263145A - 摺動部材用ポリアセタール樹脂組成物並びにこれを用いたガイドローラー又はガイドポール - 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〕 本発明は無機粉末と脂肪酸エステルを含有する摺動部材
用ポリアセタール樹脂組成物、更には斯かる組成物より
成るＶＴＲ１３ｍｍビデオ等の磁気テープの如きテープ
（以下テープという）走行用のガイドローラーもしくは
ガイドボールに関する。

〔従来の技術とその課題〕

ポリアセタール樹脂はバランスのとれた機械的性質を有
し、耐摩擦・摩耗特性、耐薬品性、耐熱性、電気特性等
に優れる為、自動車、電気・電子製品等の摺動部品の分
野で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、摺動特性の一層の
向上と、その長期的な持続性の要求もその−っである。

かかる摺動特性の高度化が要求される摺動部品の代表的
な例として、ＶＴＲ，３ｍｍビデオ等のテープ走行系に
使用されるがイドローラー、ガイドボール等が挙げられ
る。

従来、ガイドローラー等の材料としては、ポリアセター
ル樹脂が主として用いられている。

しかしながら最近の傾向として、テープ走行の高速化が
進み、従来のポリアセタール樹脂組成物では、長期使用
に対する回転トルクの上昇、摩擦面の溶融、キシミ音の
発生などの摺動特性に関する各種の要求性能を同時に満
足することは困難になっているのが現状である。

即ち、前記摺動特性を改善する目的でポリアセタールに
フッ素樹脂やポリオレフィン系の樹脂、シリコーン系樹
脂等地の樹脂の添加混合、更にはグラファイト、二硫化
モリブデン等の固体潤滑剤の配合、又、脂肪酸、脂肪酸
エステル、シリコーンオイノベ各種鉱油などの添加が提
案されているが、ガイドローラー等の摺動部材としては
摺動特性以外に寸法精度も要求され、又場合によっては
切削加工が施されるが、前記のフッ素系樹脂やポリオレ
フィン系樹脂等他樹脂の配合は、摺動面にささくれや毛
羽立ちを発生させ易く、回転トルクの変動や摩耗を引き
起こす。又、一般に公知の潤滑剤の添加は、特に高温時
に樹脂の表面にしみ出しを起こし、成形の際スクリュー
への食い込み不良や可塑化不良等を起こし、著しい場合
には成形不能となる。又、成形が可能であっても使用中
に成形品表面にオイルが浸み出しべとつくため、テープ
走行部品としては全く不適当である。又従来の改良方法
は一時的には極めて優れた摺動特性を示してもこれを長
期にわたって使用すると摺動面の変化を生じ、トルクの
上昇等をもたらし問題となる場合が多い。

斯かる如く、従来より公知の方法では、成形加工性が良
く、短期的にも長期的にも優れた摺動特性を有し、しか
も切削加工性に優れた摺動部材、特にＶＴＲ，３＋ｎ＋
ｎビデオ等のガイドＤ　−ラー、ガイドボールの如く、
金属シャフト或いは高速走行テープと摺動して摩擦・摩
耗特性が優れ、長期使用に対しても摩擦面の溶融変化、
トルク上昇、騒音等に対する優れた効果を有し、短期、
長期共に優れた摺動特性を有するバランスのとれた摺動
部材用樹脂組成物を得ることは至難であり、更に一層の
改良が切望されていた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは斯かる要求に応え得るポリアセタール樹脂
組成物を得るべく鋭意検討を重ねた結果、ポリアセター
ル樹脂に特定粒径の無機粉末と特定の脂肪酸エステルを
添加併用することにより、摺動部材、特にＶＴＲ１３ｍ
ｍビデオ等金属シャフト又は走行テープと摺動するガイ
ドローラー、ガイドボールの材料として極めて優れた性
能が得られることを見出して、本発明に到達した。

即ち本発明は、 （Ａ）　　ポリアセタール樹脂 （Ｂ）平均粒径が５０μｍ以下で、かつ粒径が１００μ
ｍ以下のものの比率が９５％以上である無機粉末　１〜
２０重量％〈組成物中） （Ｃ）炭素数５〜３２の脂肪酸と炭素数２〜３０の一価
モしくは多価アルコールとの脂肪酸エステル　０．０５
〜１０重量％（組成物中）からなる摺動部材用ポリアセ
タール樹脂組成物並びにこれを用いてなるガイドローラ
ー、ガイドポールの如き成形品に関するものである。

以下、本発明の構成について詳しく説明する。

先ず、本発明に用いられる（Ａ）　　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
部分がオキン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１、ポリアセタール
を公知の方法で架橋或いはグラフト共重合して変性した
ものも基体樹脂として使用でき、本発明の効果は発揮さ
れる。重合度等は成形可能な限り特に制限はない。

次に本発明においてポリアセタール樹脂（八）に配合さ
れる無機粉末（Ｂ）　は平均粒径が５０μｍ以下で、か
つ粒径が１００μｍ以下のものの比率が９５％以上であ
るものが用いられる。好ましくは平均粒径が３０μｍ以
下で、かつ粒径が５０μｍ以下のものの比率が９０％以
上であるもの、特に好ましくは平均粒径が１０μｍ以下
のものである。

無機粉末は粒径が大きくなるに伴い、成形品表面に凹凸
を形成し、いわゆる表面粗さの増大により、摺動する相
手材、例えば金属シャフトやテープを損傷し、又、回転
ムラを生じ易く好ましくない。

また本発明においては、使用する無機粉末の種類につい
ては特に限定されるものではないが、炭酸カルシウム、
炭酸マグネシウム、タルク、シリカ、クレー、カオリン
、けい藻土、パーライト、ベントナイト等が挙げられ、
特に炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、シリ
カ及びクレーを用いるのが好ましい。

本発明において無機粉末（Ｂ）の添加量はポリアセター
ル樹脂（Ａ）　　に対して１〜２０重量％（組成物中）
である。これより少ない量では後述の如き（Ｃ）成分と
の相乗効果が得られず、又十分な押出、成形、切削等加
工性を確保することが出来ず、これより多い量では摺動
性の悪化、成形品の表面荒れによる相手材の損傷を招く
場合がある。

次に本発明で用いられる（Ｃ）成分の脂肪酸エステルと
しては炭素数５〜３２の脂肪酸と炭素数２〜３０の一価
もしくは多価アルコールとのエステルである。

かかる脂肪酸エステルを構成する脂肪酸の例としては、
カプロン酸、カプリル酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、
トリデシル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリ
ン酸、ベヘニン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、モン
タン酸、メリシン酸など飽和脂肪酸、或いはオレイン酸
、エライジン酸、リノール酸、リルン酸、アラキドン酸
、ブラシジン酸、エルカ酸、リシノール酸などの不飽和
脂肪酸等が挙げられ、又、エステルを形成するアルコー
ルの例としては、プロピノベイソプロピル、ブチル、オ
クチル、カプリル、ラウリノペミリスチル、ステアリル
、ヘヘニル等ノー価モジ＜はエチレングリコ−／ｌｚ。

プロピレングリコーノベブタンジオーノペグリセリン等
の多価アルコールが挙げられる。好ましくは炭素数１２
〜２２の脂肪酸と炭素数２〜２２の一価もしくは多価ア
ルコールとのエステルテアリ、次に示す脂肪酸とアルコ
ールとからなるエステルはこの例である。

脂　肪　酸：ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸
、ステアリン酸、ベ ヘン酸 アルコール：ブチルアルコーノベイソプロピルアルコー
ル、オクチルアルコ ール、ミリスチルアルコール、 ステアリルアルコール、ベヘニ ルアルコーノベエチレングリコ ール、プロピレングリコーノペ ペンタエリトリット 特に好ましい脂肪酸エステルを例示すると、ミリスチル
ミリステート、ステアリルステアレート、ペンタエリス
リトールモノステアレート、ペンタエリスリトールテト
ラステアレート及びベヘニルベヘネート等が挙げられる
。

本発明において、かかる脂肪酸エステルの添加量は０．
０５〜１０重量％（組成物中）である。０．０５重量％
より少ない量では摺動性改良効果は期待できず、又、逆
に１０重量％より多い量では基体であるポリアセタール
の性質が大巾に損なわれる場合がある。好ましくは０．
１〜５重量％が配合される。

本発明の特徴は前述した如く、ポリアセタール樹脂（Ａ
）　に特定の無機粉末（Ｂ）　と脂肪酸エステノペ特に
前記の如き特定の脂肪酸エステル（Ｃ）を併用して添加
配合する点にある。

脂肪酸エステルの添加は、摺動性の改善、特に高速走行
テープや金属シャフトとの摺動性改良には他の潤滑剤以
上に好適であるが、単独では必要な摺動性を得るに充分
な量を均一に添加することが困難であり、添加剤の混練
時に押出機のスラリニー上で樹脂の滑りの原因となり、
サージング現象を生じたり、ベント孔より未溶融樹脂が
ベントアップする等の問題が生じ、均一な組成物の調製
自体が困難であるのみならず、又、成形時においても、
（い込み不良、可塑化不良等の問題を生じ、更に使用時
においては成形品表面に多量の潤滑剤のしみ出しくブリ
ード）等を生じ、特に本発明の課題である長期間の使用
に対する摺動特性の維持が充分でない。

しかるに、本発明の如く、特定の無機粉末及び脂肪酸エ
ステルを組み合わせて添加する事により、上記の如き脂
肪酸エステル単独配合による欠点が解消され、一般に摺
動部材に求められる性能が大巾に改善され、又、特にＶ
ＴＲ１８ｍｍビデオ等のテープ走行部品に必要な特殊な
摺動特性や、成形品を規定の寸法、形状に仕上げる工程
での切削性等においても優れた効果を示し、特に長期間
の摺動に対してもその良好な摺動特性を維持し、テープ
走行用のガイドローラー、ポール等に好適な組成物を提
供し得るのである。

一般に無機物剛体の添加１ま摩擦・摩耗等の摺動特性を
害することが多いが、本願の如き粒子径よりなる粒状物
、特に炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、ク
レー及びシリカよりなる微細な粒状物は意外にもかかる
欠点がないのみならず、脂肪酸エステルと併用、共存し
た場合に上記の如き顕著な相乗効果を呈するのである。

本発明の組成物は、さらに公知の各種安定剤を添加して
安定性を補強することができる。また、目的とする用途
に応じてその物性を改善するため、更に公知の各種の添
加物を配合し得る。

添加物の例を示せば、各種の着色剤、滑剤、離型剤、核
剤、帯電防止剤、その他の界面活性剤、異種ポリマー、
有機改良剤等である。

又、本発明の目的とする組成物の性能を大巾に低下しな
い範囲内であれば、無機、有機、金属等の繊維状、板状
のフィラー或いは他の粉粒状充填剤を１種又は２種混合
使用することもできる。

尚、本発明の組成物はテープ走行用部品としてガイドロ
ーラー、ガイドボール等に使用される場合、帯電しやす
（、これによる障害が生じることも考えられるので、帯
電防止剤の配合はこの点で特に望ましい。

次に本発明の組成物又は成形品の調製は、従来の樹脂組
成物調製法として一般に用いられる公知の方法により容
易に調製される。例えば各成分を混合した後、１軸又は
２軸の押出機により練込み押出しして、ペレットを調製
し、しかる後、成形する方法、−旦組成の異なるペレッ
ト（マスターバッチ）を調製し、そのペレットを所定量
混合（稀釈）して成形に供し、成形後に目的組成の成形
品を得る方法等、何れも使用できる。

又、斯かる組成物の調製において、基体であるポリアセ
タール樹脂の一部又は全部を粉砕し、これとその他の成
分を混合した後、押出等を行うことは添加物の分散性を
良くする上で好ましい方法である。

また、予め脂肪酸エステルを無機粉末と混合し、含浸さ
せた後、これをポリアセタール樹脂と混練し、押出等を
行う方法も組成物の調製を容易にし、加工性改善の点で
好ましい方法である。

〔実施例〕

以下実施例により、本発明を更に具体的に説明するが、
本発明はこれに限定されるものではない。

実施例１〜１２及び比較例１〜１２ ポリアセタール樹脂（ポリプラスチックス■製、商品名
ジュラコンＭ９０）に無機粉末と脂肪酸エステルを表１
，２に示す割合で混合した後、２軸押比機により、溶融
混練し、ペレ・ソト状の組成物を調製した。次いで、こ
のペレットを用いて、射出成形により試験片を作成し、
評価を行った。

又、比較のため、無機粉末無添加のもの、粒径粗大なも
の、脂肪酸エステル無添加のもの、無機粉末及び脂肪酸
エステルともに無添加のもの、さらに脂肪酸エステル以
外の潤滑剤を添加したものについて、評価を行った。結
果を併せて表１．２に示す。

尚、評価項目及び評価方法は下記の通りである。

押出加工性（組成物ペレット調製時所見）：内径３０ｍ
ｍベント付二軸押出機を使用して押出を行い押出状況を
観察した。押出中のベントアップ、ストランドの発泡状
態、サージング現象等を目視観察にて総合的に５段階で
評価した。

５−４　□　３−２−１ 成形性ニ スクリュー式射出成形機を用い、シリンダー温度１９０
℃、スクリュー回転数１２Ｏｒ、　Ｉ］、　ｍとした時
の可塑化時間を測定した。この値が大きいことは、スク
リュー上でペレットが滑り、くい込みが悪く、成形性が
劣ることを示す。

切削性： 図１に示すガイドローラーを作成し、１４０ｔＸ３時間
エージングを行い、ガイドローラーの内面摺動部を精密
旋盤で切削してその内面を電子顕微鏡で観察して内面の
状態（ささくれ、毛羽立ち）を５段階で評価した。

５−４−３−２−□　１ 摩擦係数、比摩耗量： 絵本式摩擦・摩耗試験機を用い、加圧１０ｋｇ／Ｃｍ２
、線速度３０ｃｍ／ｓｅｃ、接触面積２．Ｑｃｍ”、相
手材として金属（Ｓ５５Ｃ）を用い、動摩擦係数、比摩
耗量を測定した。

実用テスト： 図３に示す試験機を用い、図２に示したシャフト（金属
）と図１に示したガイドローラーを用い、接触荷重１０
０ｇ、回転速度５５００ｒ、　ｐ、　ｍで４８時間摺動
させ、回転トルクの目安値としてモータ負荷電流値を測
定した。

又、摺動後の内面（樹脂の焼付き、摺動傷等を総合）を
電子顕微鏡で観察して１０段階で評価した。

又、摺動前後におけるガイドローラー表面のべとつき状
態について調べた。

〔発明の効果〕

以上の説明及び実施例により明らかなようにポリアセタ
ール樹脂に特定の無機粉末と脂肪酸エステルを配合して
なる本発明の摺動部材は無機粉末、脂肪酸エステルそれ
ぞれ単独で用いるものに比べ、摩擦・摩耗性が飛躍的に
向上し、しかも長期間使用に対してもすぐれた摺動特性
を維持し、摺動部材として好ましいものである。

又、本発明の摺動部材組成物は従来より、とかくこの種
の材料の問題となっていた押出、成形加工上の難点が改
善され、しかも成分の分離、しみ出し等の難点も改良さ
れている。更に摺動時の騒音が少ないことも一つの大き
な利点である。

本発明の摺動部材組成物は上記の如き摺動材としての効
果を有するが故に過酷な摺動性を要求される用途、例え
ばＶＴＲ，８ｍｍビデオ等のテープ走行用ガイドローラ
ー、ガイドポール等に好適であり、又、各種のベアリン
グ、ブツシュローラー等、例えば金属との摺動の材料と
しても好適である。

【図面の簡単な説明】

図１（Ａ）　、　（Ｂ）は夫々切削性評価、実用テスト
に用いたガイドローラーの側面図及び平面図、図２は同
じく切削性評価、実用テストに用いたシャフトの平面図
である。 又、図３（Ａ）　、　（Ｂ）　は夫々同じく実用テスト
においてガイドローラーの回転トルク変化の目安として
の電流値測定用に用いた試験機の略本断面図及び略本平
面図を示す。 １・・・ガイドローラー ２・・・シャフト ３・・・回転モーター ４・・・電流計 ５・・・回転板（円周部にゴムを貼った金属板）６・・
・スプリング Ｐ・・・接触荷重（ｉｏｏｇｒ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　（Ａ）ポリアセタール樹脂 （Ｂ）平均粒径が５０μｍ以下で、かつ粒径が１００μ
   ｍ以下のものの比率が９５％以上である無機粉末１〜２
   ０重量％（組成物中） （Ｃ）炭素数５〜３２の脂肪酸と炭素数２〜３０の一価
   もしくは多価アルコールとの脂肪酸エ ステル０．０５〜１０重量％（組成物中） からなる摺動部材用ポリアセタール樹脂組成物。 ２　（Ｂ）成分の無機粉末が炭酸カルシウム、炭酸マグ
   ネシウム、タルク、クレー及びシリカからなる群より選
   択される１種以上である請求項１記載の摺動部材用ポリ
   アセタール樹脂組成物。 ３　（Ｃ）成分の脂肪酸エステルが炭素数１２〜２２の
   脂肪酸と炭素数２〜２２の一価もしくは多価アルコール
   とのエステルである請求項１又は２記載の摺動部材用ポ
   リアセタール樹脂組成物。 ４　（Ｃ）成分の脂肪酸エステルが下記に示す脂肪酸と
   アルコールとのエステルである請求項１、２又は３記載
   の摺動部材用ポリアセタール樹脂組成物。 脂肪酸：ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ス
   テアリン酸、ベヘン酸 アルコール：ブチルアルコール、イソプロピルアルコー
   ル、オクチルアルコール、ミリスチルアルコール、ステ
   アリルアルコール、ベヘニルアルコール、エチレングリ
   コール、プロピレングリコール、ペンタエリトリット ５　請求項１、２、３又は４記載の摺動部材用ポリアセ
   タール樹脂組成物よりなるテープ走行用ガイドローラー
   又はガイドポール。