JPH02263856A - ポリアセタール樹脂摺動部品 - 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、優れた摩擦・摩耗特性を有し、かつ摺動時の
摺動音くきしみ音）が発生しないポリアセタール樹脂摺
動部材、更にこの材料よりなる摺動部品、特にＶＴＲ，
３ｒｎｏ＋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ポ
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一つである。

かかる摺動特性とは、摩擦係数は勿論であるが、これら
の他に、摺動時の摺動音（きしみ音）が重要な特性とし
て取り上げられている。

又、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，８ｍｍビデオ等のテープ走行系に使
用されるガイドローラー、ガイドポール、金属と接触し
摺動する部品等が挙げられる。

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、シリコ
ーンオイル、各種鉱油などの添加が行われている。

フッ素樹脂やポリオレフィン系樹脂の添加は、摺動音特
性を含む摺動特性をある程度改善するが、これらの樹脂
はポリアセタール樹脂との相溶性に乏しいため、成形品
表面に剥離を生じさせたり、成形金型に析出物を発生さ
せ易い。

又、グラファイト、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤の
添加は摩耗による摩耗粉の為、摺動性が徐々に損なわれ
るという欠点がある。

また潤滑油の添加は、摩擦係数や比摩耗量の低減には効
果があるが、摺動音の改善には不十分であり、更に押出
加工時の困難さ、或いは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、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、回転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＜１．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する摺
動部品、特にＶＴＲ，８ｍｍビデオ等のガイドローラー
、ガイドポールの如く、金属シャフト或いは高速走行テ
ープと摺動して摩擦・摩耗時１が優れ、長期使用に対し
ても摩擦面の溶融変化、回転トルク上昇、摺動音等に対
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品用樹脂を得をふとは
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〕

本発明者らは良好な一般物性を有するとともに、特に優
れた摺動特性を持つポリアセタール樹脂材料の開発につ
いて鋭意検討を重ねた結果、ポリアセタール樹脂に特定
の脂肪酸エステルを添加することにより、摺動音（きし
み音）が著しく改善され、摩擦特性及び成形性その他の
一般物性に優れたポリアセタール樹脂摺動部材が得られ
ることを見出し、本発明に到達した。

即ち、本発明は、ポリアセタール樹脂に炭素数２１以上
の脂肪酸と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）を配合してなる摺動性の改良
されたポリアセタール樹脂摺動部材、並びにこの材料か
ら成形してなる摺動部品、特にガイドローラー、ガイド
ポールの如き成形品を提供するものである。

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。

次に本発明で用いられる脂肪酸エステルとしては炭素数
２１以上の脂肪酸と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ベ
ヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸
、モンタン酸、メリシン酸、ラフセル酸、セトレイン酸
、エルカ酸等が挙げられ、又、エステルを構成する多価
アルコールの例としては、エチレングリコール、ポリエ
チレングリコール、プロピレングリコーノベブタンジオ
ーノペグリセリン、エリスリトール、ペンタエリスリト
ール等を挙げる事ができる。

好ましくは、次に示す脂肪酸と多価アルコールとからな
るエステルである。

脂肪酸：ベヘン酸、セロチン酸、モン タン酸、エルカ酸 多価アルコール：エチレングリコール、ポリエチレング
リコーノペプロピレン グリコール、クリセリン、ベン クエリスリトール。

特に好ましいエステルとしては、ポリエチレングリコー
ルジベヘネート、エチレンクリコールジベヘネート、グ
リセリンモノベヘネ−ト、グリセリンモノベヘネート等
が挙げられる。

ここで、炭素数２０以下の脂肪酸とアルコールよりなる
、公知の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、本発明の課題である更に高
度な摺動特性を得る目的で多量の添加を必要とした場合
、これらを均一に添加分散することが困難であり、又、
添加剤の混練時に押出機のスクリュ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、くい込み不良、可塑化不良等の問題を生じ
、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。

かかる不都合を改善する目的で潤滑剤を担持する無機物
又は有機高分子系の担体を使用する提案も見られるが、
かかる担体の併用は他の物性に支障を生じる場合が多く
、必ずしも充分な改良をもたらすものではない。

しかるに、本発明の如く炭素数２１以上の脂肪酸と多価
アルコールよりなる特定の脂肪酸エステルを添加する事
により、上記の如き公知の脂肪酸エステルによる欠点が
解消され、特別の担体を使用しなくても一般に摺動部品
に求められる性能が大巾に改善され、又、特にＶＴＲ，
８ｍｍビデオ等のテープ走行部品に必要な特殊な摺動特
性にふいて優れた効果を示し、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、摺動部品、特にテー
プ走行用のガイドローラーポール等に好適な材料を提供
し得るのである。

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■％
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。更に好ましくは０．５〜５
重量％である。

本発明の摺動部材は、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。

次に本発明の摺動部材又はその成形品の調製は、従来の
樹脂材料の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、斯かる材料の調製において、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。

かかる摺動部材は、目的に応じ射出成形、押出成形及び
これらを切削加工して摺動特性の優れた各種の摺動部品
とすることが出来る。

〔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１〜７及び比較例１〜４ 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）に脂肪酸エステルとしてグリセリン
モノベヘネート、エチレングリコールジベヘネート、ポ
リエチレンクリコールジベヘネート及びグリセリンモノ
ベヘネ−トを表１に示す割合で混合した後、２軸押出機
により、溶融混練し、ペレットを調製した。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、脂肪酸エステル無添加のもの、及び本
願の要件に属さない脂肪酸エステルとしてステアリルス
テアレート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（ベレット調整時所見）： 内径３Ｑｒｎｒｎ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。

成形性； 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１５Ｏｒ、　ｐ、　ｍとした時の
可塑化時間を測定し、ポリアセタール樹脂単独の可塑化
時間（比較例１）に対する比率で表した。この値が大き
いことは、スラリニ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。

摺動音特性： 鈴木式摩擦・摩耗試験機を用い、加圧下（１０ｋｇ／ｃ
ｍ”）　、線速度３００１′Ｉ＋ｍ／ｓｅａ　、接触面
積２．３ｃｍ”で、同じ材料同志を１０時間摺動させる
間のきしみ音の発生状況を騒音計を用い相対的に評価し
た。

５．４３２１ 毛材として金属（３５５Ｃ）を用い、摺動開始直後、及
び所定時間摺動させた後の動摩擦係数を測定した。

実用テスト： 図３に示す試験機を用い、図２に示す如く、シャフト（
金属）と図１に示したガイドローラーを組合わせて用い
、接触荷重１００ｇ。

回転速度５５００ｒ、ｐ、ｒｎで摺動させ、下記評価を
行った。

Ａ９回転トルク 摺動開始直後、及び所定時間摺動後、 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
。

Ｂ、きしみ音発生までの時間 長時間の摺動テストを行い、きしみ音 発生までの時間を求めた。

摩擦係数： 鈴木式摩擦・摩耗試験機を用い加圧１０ｋｇ／ｃｍ２、
線速度３００ｍｍ／ｓｅｃ　、接触面積２．０ＣＩＩ＋
’で、相〔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
ール樹脂に特定の脂肪酸エステルを配合してなる本発明
のポリアセタール樹脂摺動部材は、従来より同じ目的で
用いられている各種潤滑油や炭素数２０以下の脂肪酸と
アルコールよりなる公知の脂肪酸エステルに比べ、摺動
特性、特に摺動音（きしみ音）が飛躍的に改善され、長
期の使用に対しても良好な摺動特性を持続し、摺動部材
として極めて好ましいものである。

又、本発明の摺動部材は、従来よりとか（この種の材料
の問題となっていた押出、成形加工上の難点もなく、し
かも成分の分離も認められず、相手材に対する影響も少
ない。

本発明の材料は上記の如き摺動材としての効果を有する
が故に、オーディオ、ビデオ関係部品、例えばＶＴＲ，
３ｍｍビデオ等のテープ走行用ガイドローラー、ガイド
ボール等に好適である。又、各種焼結合金軸受（モータ
軸受、エンドブラケット、ギヤプスタン軸受等）の代替
、押出しシート化したものによるスラストワッシャー、
あるいはＶＴＲ、テレコ、時計、ファクシミリ、コンピ
ューター等の各種のＯＡ機器等の機構部品等、例えばコ
ントロールカム、スライドレバー、ギヤー等に好ましく
用いられる。

又、ＶＨ３−Ｃカセット及びオーディオカセット等のケ
ースの外ケース、例えばＶＨ３−Ｃカセットの金属シャ
フトの樹脂一体化、オーディオカセットのスライドシー
トの削除、３．５”ＦＤシェル等に好適に用いられる。

その他、各種スイッチのステム及びケース、自動車ケー
ブルのガイド等にも好適に用いられる。

【図面の簡単な説明】

図１　（Ａ）　、　（Ｂ）は夫々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は同じく実用テ
ストに用いたシャフトを図１のがイドローラーと組合せ
た状態を示す平面図である。 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示断面図及び略示平
面図を示す。 １・・・ガイドローラー ２・・・金属シャフト 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（１００ｇｒ） （Ａ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ポリアセタール樹脂に炭素数２１以上の脂肪酸と多
   価アルコールとの脂肪酸エステル０．０５〜１０重量％
   （組成物中）を配合してなる摺動性の改良されたポリア
   セタール樹脂摺動部材。 ２　脂肪酸エステルがベヘン酸、セロチン酸、モンタン
   酸、エルカ酸より選ばれた一種又は二種以上の脂肪酸と
   、グリセリン、エチレングリコール、ポリエチレングリ
   コール、プロピレングリコール、ペンタエリスリトール
   より選ばれた一種又は二種以上の多価アルコールとのエ
   ステルである請求項１記載の摺動性の改良されたポリア
   セタール樹脂摺動部材。 ３　請求項１〜２の何れか１項記載のポリアセタール樹
   脂摺動部材よりなる摺動部品。 ４　請求項１〜２の何れか１項記載のポリアセタール樹
   脂摺動部材よりなる金属シャフトを有するローラー部品
   。 ５　請求項１〜２の何れか１項記載のポリアセタール樹
   脂摺動部材よりなるテープ走行用ガイドローラー。 ６　請求項１〜２の何れか１項記載のポリアセタール樹
   脂摺動部材よりなるテープ走行用ガイドポール。