JPS61285249A - 歯車用樹脂組成物 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は歯車用樹脂組成物に関する。更に詳しくはサー
モトロピック液晶ポリマーと呼ばれる溶融特異方性を示
す樹脂を含有し、量産性、精度及び機械的強度に優れた
歯車用樹脂組成物に関するものである。

〔従来の技術及びその問題点〕

樹脂製歯車は、金属歯車に比べ軽量であり、自己潤滑性
、耐腐蝕性、耐騒音性、加工性、量産性等に優れており
、各種諸工業に利用されている。然し乍ら、樹脂の本来
持っている欠点として耐熱性、熱変形性並びに加工時の
収縮率の大きいことなどが挙げられ、小型化、高温雰囲
気下での使用にはその利用が妨げられている。

小型化、高強度化、利用温度範囲の増大という樹脂製歯
車に対する社会的な要請に、熱硬化性樹脂の対応、繊維
の混入、もしくは熱可塑性樹脂の融点の上昇等の改善が
試みられている。

しかし、熱硬化性樹脂は量産性、加工性の点で難があり
、又、繊維の混入、融点の上昇は夫々機械的強度の上昇
、耐熱性の改善という効果は認められるものの、溶融時
の粘度が顕著に増大し、加工性、量産性を犠牲にしてい
る。

このように樹脂が持っている長所を損なわずに高強度化
、小型化、並びに利用温度範囲の拡大を図る試みは鋭意
なされているが、未だ不十分である。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等はかかる問題を解決すべく、研究に取り組み
、基本となる樹脂がサーモトロピック液晶ポリマーと呼
ばれる溶融特異方性を示す樹脂であれば、強度を損なう
ことなく溶融時に著しい粘度の低下が実現でき、尚かつ
繊維の混入による強度の増加を加工性量産性を落とさず
に実現できることを見出し、本発明を完成した。

即ち本発明は、異方性溶融相を形成する溶融加工可能な
樹脂３０〜９８重量％と、繊維２〜７０重量％を含有す
ることを特徴とする歯車用樹脂組成物に係り、本発明の
組成物は所望により潤滑剤及び帯電防止剤を含有し得る
。

本発明は、従来樹脂製歯車には適用が困難であった小型
化、高強度化を可能にすると共に、高温及び化学物質暴
露下での使用をも可能にした歯車用樹脂組成物を提供す
るものである。

本発明に用いる溶融時に著しい粘度低下が実現できる樹
脂は溶融時に光学的異方性を示す、熱可塑性溶融加工可
能なポリマー組成物であり、一般にサーモトロピック液
晶ポリマーに分類される。

かかる異方性溶融相を形成するポリマーは溶融状態でポ
リマー分子鎖が規則的な平行配列をとる性質を有してい
る。分子がこのように配列した状態をしばしば液晶状態
または液晶性物質のネマチ７り相という。このようなポ
リマーは、一般に細長く、偏平で、分子の長軸に沿って
かなり剛性が高く、普通は同軸または平行のいずれかの
関係にある複数の連鎖伸長結合を有しているようなモノ
マーから製造される。

異方性溶融相の性質は、直交偏光子を利用した慣用の偏
光検査法により確認することができる。より具体的には
、異方性溶融相の確認は、Ｌｅ　ｉ　ｔｚ偏光顕微鏡を
使用し、Ｌｅｉｔｚホフトステージにのせた試料を窒素
雰囲気下で４０倍の倍率で観察することにより実施でき
る。上記ポリマーは光学的に異方性である。すなわち、
直交偏光子の間で検査したときに光を透過させる。試料
が光学的に異方性であると、たとえ静止状態であっても
偏光は透過する。

上記の如き異方性溶融相を形成するポリマーの構成成分
としては ■　芳香族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸の１つま
たはそれ以上からなるもの ■　芳香族ジオール、脂環族ジオール、脂肪族ジオール
の１つまたはそれ以上からなるもの■　芳香族ヒドロキ
シカルボン酸の１つまたはそれ以上からなるもの ■　芳香族チオールカルボン酸の１つまたはそれ以上か
らなるもの ■　芳香族ジチオール、芳香族千オールフェノールの１
つまたはそれ以上からなるもの■　芳香族ヒドロキシア
ミン、芳香族ジアミンの１つまたはそれ以上からなるも
の 等があげられ、異方性溶融相を形成するポリマーは ■）■と■からなるポリエステル ■）■だけからなるポリエステル ■）■と■と■からなるポリエステル ■）■だけからなるポリチオールエステル■）■と■か
らなるポリチオールエステル■）■と■と■からなるポ
リチオールエステル■）■と■と■からなるポリエステ
ルアミド■）■と■と■と■からなるポリエステルアミ
ド 等の組み合わせから構成される。

更に上記の成分の組み合わせの範晴には含まれないが、
異方性溶融相を形成するポリマーには芳香族ポリアゾメ
チンが含まれ、かかるポリマーの具体例としては、ポリ
　にトリロー２−メチル−１，４−フェニレンニトリロ
メチリジンー１，４−フェニレンメチリジン）；ポリに
トリロー２−メチル−１，４−フェニレンニトリロメチ
リジン−１，４−フェニレンメチリジン）：およびポリ
　にトリロー２−クロロ−１，４−フェニレンニトリロ
メチリジン−１，４−フェニレンメチリジン）が挙げら
れる。

更に上記の成分の組み合わせの範晴には含まれないが、
異方性溶融相を形成するポリマーとしてポリエステルカ
ーボネートが含まれる。これは本質的に４−オキシベゾ
フ゛イル単位、ジオキシフェニル単位、ジオキシカルボ
ニル単位及びテレフタロイル単位からなるものがある。

以下に上記■）〜■）の構成成分となる化合物を列記す
る。

芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、４．４゛
−ジフェニルジカルボン酸、４，４”−トリフェニルジ
カルボン酸、２．６−ナフタレンジカルボン酸、ジフェ
ニルエーテル−４，４’−ジカルボン酸、ジフェノキシ
エタン−４，４′−ジカルボン酸、ジフェノキシブタン
−４，４゛−ジカルボン酸、ジフェニルエタン−４，４
°−ジカルボン酸、イソフタル酸、ジフェニルエーテル
−３，３°−ジカルボン酸、ジフェノキシエタン−３，
３′−ジカルボン酸、ジフェニルエタン−３，３”−ジ
カルボン酸、ナフタレン−１，６−ジカルボン酸の如き
芳香族ジカルボン酸、または、クロロテレフタル酸、ジ
クロロテレフタル酸、ブロモテレフタル酸、メチルテレ
フタル酸、ジメチルテレフタル酸、エチルテレフタル酸
、メトキシテレフタル酸、エトキシテレフタル酸の如き
前記芳香族ジカルボン酸のアルキル、アルコキシまたは
ハロゲン置換体等があげられる。

脂環族ジカルボン酸としては、トランス−１゜４−シク
ロヘキサンジカルボン酸、シス−１，４−シクロヘキサ
ンジカルボン酸、１．３−シクロヘキサンジカルボン酸
等の脂環族ジカルボン酸またはトランス−１，４−（１
−メチル）シクロヘキサンジカルボン酸、トランス−１
，４−（１−クロル）シクロヘキサンジカルボン酸等、
上記脂環族ジカルボン酸のアルキル、アルコキシ、また
はハロゲン置換体等があげられる。

芳香族ジオールとしては、ハイドロキノン、レゾルシン
、４１４゛−ジヒドロキシジフェニル、４．４°−ジヒ
ドロキシトリフェニル、２，６−ナフタレンジオール、
４，４“−ジヒドロキシジフェニルエーテル、ビス（４
−ヒドロキシフェノキシ）エタン、３．３’−ジヒドロ
キシジフェニル、３．３’−ジヒドロキシジフェニルエ
ーテル、１，６−ナフタレンジオール、２．２−ビス（
４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４
−ヒドロキシフェニル）メタン等の芳香族ジオールまた
は、クロロハイドロキノン、メチルハイドロキノン、１
−ブチルハイドロキノン、フェニルハイドロキノン、メ
トキシハイドロキノン、フェノキシハイドロキノン：　
４−クロルレゾルシン、４−メチルレゾルシン等上記芳
香族ジオールのアルキル、アルコキシまたはハロゲン置
換体があげられる。

脂環族ジオールとしては、トランス−１，４−シクロヘ
キサンジオール、シス−１，４−シクロヘキサンジオー
ル、トランス−１，４−シクロヘキサンジメタツール、
シス−１，４−シクロヘキサンジメタツール、トランス
−１，３−シクロヘキサンジオール、シス−１，２−シ
クロヘキサンジオール、トランス−１，３−シクロヘキ
サンジメタツールの如き脂環族ジオールまたは、トラン
ス−１，４−（１−メチル）シクロヘキサンジオール、
トランス−１，４−（１−クロロ）シクロヘキサンジオ
ールの如き上記脂環族ジオールのアルキル、アルコキシ
またはハロゲン置換体があげられる。

脂肪族ジオールとしては、エチレングリコール、１，３
−プロパンジオール、１．４−ブタンジオール、ネオペ
ンチルグリコール等の直鎖状または分枝状脂肪族ジオー
ルがあげられる。

芳香族ヒドロキシカルボン酸としては、４−ヒドロキシ
安息香酸、３−ヒドロキシ安息香酸、６−ヒドロキシ−
２−ナフトエ酸、６−ヒドロキシ−１−ナフトエ酸等の
芳香族ヒドロキシカルボン酸または、３−メチル−４−
ヒドロキシ安息香酸、３．５−ジメチル−４−ヒドロキ
シ安息香酸、２．６−シメチルー４−ヒドロキシ安息香
酸、３−メトキシ−４−ヒドロキシ安息香酸、３．５−
ジメトキシ−４−ヒドロキシ安息香酸、６−ヒドロキシ
−５−メチル−２−ナフトエ酸、６−ヒドロキシ−５−
メトキシ−２〜ナフトエ酸、３−クロロ−４−ヒドロキ
シ安息香酸、２−クロロ−４−ヒドロキシ安息香酸、２
．３−ジクロロ−４−ヒドロキシ安息香酸、３．５−ジ
クコロ−４−ヒドロキシ安息香’！、２．５−ジクロロ
−４−ヒドロキシ安息香酸、３−ブロモ−４−ヒドロキ
シ安息香酸、６−ヒドロキシ−５−クロロ−２−ナフト
エ酸、６−ヒトロキシー７−クロロー２−ナフトエ酸、
６−ヒドロキシ−５，７−ジクロロ−２−ナフトエ酸等
の芳香族ヒドロキシカルボン酸のアルキル、アルコキシ
またはハロゲン置換体があげられる。

芳香族メルカプトカルボン酸としては、４−メルカプト
安息香酸、３−メルカプト安息香酸、６−メルカブトー
２−ナフトエ酸、７−メルカブトー２−ナフトエ酸等が
あげられる。

芳香族ジチオールとしては、ベンゼン−１，４−ジチオ
ール、ベンゼン−１，３−ジチオール、２．６−ナフタ
レン−ジチオール、２．７−ナフタレン−ジチオール等
があげられる。

芳香族メルカプトフェノールとしては、４−メルカプト
フェノール、３−メルカプトフェノール、６−メルカプ
トフェノール、７−メルカプトフェノール等があげられ
る。

芳香族ヒドロキシアミン、芳香族ジアミンとし・ては４
−アミノフェノール、Ｎ−メチル−４−アミノフェノー
ル、１．４−フェニレンジアミン、Ｎ−メチル−１，４
−フェニレンジアミン、Ｎ、　Ｎ’−ジメチル−１，４
−フェニレンジアミン、３−アミノフェノール、３−メ
チル−４−アミノフェノール、２−クロロ−４−アミノ
フェノール、４−アミノ−１−ナフトール、４−アミノ
−４”−ヒドロキシジフェニル、４−アミノ−４′−ヒ
ドロキシジフェニルエーテル、４−アミノ−４°−ヒド
ロキシジフェニルメタン、４−アミノ−４′−ヒドロキ
シジフェニルスルフィド、４．４°−ジアミノフェニル
スルフィド（チオジアニリン）　、４．４’−ジアミノ
ジフェニルスルホン、２．５−ジアミノトルエン、４．
４°−エチレンジアニリン、４，４“−ジアミノジフェ
ノキシエタン、４．４′−ジアミノジフェニルメタン（
メチレンジアニリン）　、４．４’−ジアミノジフェニ
ルエーテル（オキシジアニリン）などが挙げられる。

上記各成分からなる上記ポリマーＩ）〜■）は、構成成
分及びポリマー中の組成比、シーフェンス分布によって
は、異方性溶融相を形成するものとしないものが存在す
るが、本発明で用いられるポリマーは上記のポリマーの
中で異方性溶融相を形成するものに限られる。

本発明で用いるのに好適な異方性溶融相を形成するポリ
マーである上記１）、ｎ）、ＩＩＩ）のポリエステル及
び■）のポリエステルアミドは、縮合により所要の反復
単位を形成する官能基を有している有機モノマー化合物
同士を反応させることのできる多様なエステル形成法に
より生成させることができる。たとえば、これらの有機
モノマー化合物の官能基はカルボン酸基、ヒドロキシル
基、エステル基、アシルオキシ基、酸ハロゲン化物、ア
ミン基などでよい。上記有機モノマー化合物は、溶融ア
シドリシス法により熱交換流体を存在させずに反応させ
ることができる。この方法ではモノマーをまず一緒に加
熱して反応物質の溶融溶液を形成する。反応を続けてい
くと固体のポリマー粒子が液中に懸濁するようになる。

縮合の最終段階で副生した揮発物（例、酢酸または水）
の除去を容易にするために真空を適用してもよい。

また、スラリー重合法も本発明に用いるのに好適な完全
芳香族ポリエステルの形成に採用できる。この方法では
、固体生成物は熱交換媒質中に懸濁した状態で得られる
。

上記の溶融アシドリシス法およびスラリー重合法のいず
れを採用するにしても、完全芳香族ポリエステルを誘導
する有機モノマー反応物質は、かかるモノマーの常温で
のヒドロキシル基をエステル化した変性形態で（すなわ
ち、低級アシルエステルとして）反応に供することがで
きる。低級アシル基は炭素数約２〜４のものが好ましい
。好ましくは、かかる有機モノマー反応物質の酢酸エス
テルを反応に供する。

更に溶融アシドリシス法又はスラリー法のいずれにも任
意に使用しうる触媒の代表例としては、ジアルキルスズ
オキシド（例、ジブチルスズオキシド）、ジアリールス
ズオキシド、二酸化チタン、二酸化アンチモン、アルコ
キシチタンシリケート、チタンアルコキシド、カルボン
酸のアルカリおよびアルカリ土類金属塩（例、酢酸亜鉛
）、ルイス（例、ＢＦ３　）　、ハロゲン化水素（例、
ＨＣＩ）などの気体状酸触媒などが挙げられる。触媒の
使用量は一般にはモノマーの全重量に基づいて約０．０
０１〜１重量％、特に約０．０１〜０．２重量％である
。

本発明に使用するのに適した完全芳香族ポリマーは、一
般溶剤には実質的に不溶である傾向を示し、したがって
溶液加工には不向きである。

しかし、既に述べたように、これらのポリマーは普通の
溶融加工法により容易に加工することができる。特に好
ましい完全芳香族ポリマーはペンタフルオロフェノール
にはいくらか可溶である。

本発明で用いるのに好適な完全芳香族ポリエステルは一
般に重量平均分子量が約２，０００〜２００．０００　
、好ましくは約１０．０００〜５０，０００、特に好ま
しくは約２０．０００〜２５．０００である。一方、好
適な完全芳香族ポリエステルアミドは一般に分子量が約
ｓ、ｏｏｏ〜５０．０００、好ましくは約１０，０００
〜３０，０００．例えば１５．０００〜１７．０００で
ある。かかる分子量の測定は、ゲルパーミェーションク
ロマトグラフィーならびにその他のポリマーの溶液形成
を伴わない標準的測定法、たとえば圧縮成形フィルムに
ついて赤外分光法により末端基を定量することにより実
施できる。また、ペンタフルオロフェノール溶液にして
光散乱法を用いて分子量を測定することもできる。

上記の完全芳香族ポリエステルおよびポリエステルアミ
ドはまた、６０℃でペンタフルオロフェノールに０．１
重量％濃度で溶解したときに、少なくとも約２．０　ａ
／ｇ、たとえば約２．０〜１０．０ｄｌ／ｇの対数粘度
（１，Ｖ、）を一般に示す。

本発明で用いられるのに特に好ましい異方性溶融相を形
成するポリエステルは、６−ヒドロキシ−２−ナフトイ
ル、２，６−シヒドロキシナフタレン及び２．６−ジカ
ルボキシナフタレン等のナフタレン部分含有反復単位を
約１０モル％以上の量で含有するものである。好ましい
ポリエステルアミドは上述ナフタレン部分と４−アミン
フェノール又は１．４−フェニレンジアミンよりなる部
分との反復単位を含有するものである。具体的には以下
の通りである。

（１）本質的に下記反復単位Ｉおよび■からな・るポリ
エステル。

このポリ−エステルは約１０〜９０モル％の単位Ｉと約
１０〜９０モル％の単位■を含有する。１態様において
単位Ｉは約６５〜８５モル％、好ましくは約７０〜８０
モル％（例、約７５モル％）の量まで存在する。別の態
様において、単位■は約１５〜３５モル％、好ましくは
約２０〜３０モル％というずっと低濃度の量で存在する
。また環に結合している水素原子の少なくとも一部は、
場合により、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４
のアルコキシ基、ハロゲン、フヱニル、置換フェニルお
よびこれらの組み合わせよりなる群から選ばれた置換基
により置換されていてもよい。

（２）本質的に下記反復単位Ｉ、■および■からなるポ
リエステル。

このポリエステルは約３０〜７０モル％の単位■を含有
する。このポリエステルは、好ましくは、約４０〜６０
モル％の単位Ｉ、約２０〜３０モル％の単位■、そして
約２０〜３０モル％の単位■を含有する。また、また環
に結合している水素原子の少なくとも一部は、場合によ
り、炭素数１〜４のアルキル基、炭を数１〜４のアルコ
キシ基、ハロゲン、フェニル、置換フェニルおよびこれ
らの組み合わせよりなる群から選ばれた置換基により置
換されていてもよい。

（３）本質的に下記反復単位■、■、■および■からな
るポリエステル： （式中、Ｒはメチル、クロロ、ブロモまたはこれらの組
み合せを意味し、芳香環上の水素原子に対する置換基で
ある）、からなり、かつ単位■を約２０〜６０モル％、
単位■を約５〜１８モル％１、単位■を約５〜３５モル
％、そして単位■を約２０〜４０モル％の量で含有する
。このポリエステルは、好ましくは、約３５〜４５モル
％の単位Ｉ、約１０〜１５モル％の単位■、約１５〜２
５モル％の単位■、そして約２５〜３５モル％の単位■
を含有する。ただし、単位■と■の合計モル濃度は単位
■のモル濃度に実質的に等しい。

また、環に結合している水素原子の少なくとも一部は、
場合により、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４
のアルコキシ基、ハロゲン、フェニル、置換フェニルお
よびこれらの組み合わせよりなる群から選ばれた置換基
により置換されていてもよい。この完全芳香族ポリエス
テルは、６０℃でペンタフルオロフェノールに０．３ｗ
／ｖχ濃度で溶解したときに少なくとも２．Ｏａ／ｇた
とえば２．０〜１０．０ｄ！／ｇの対数粘度を一般に示
す。

（４）本質的に下記反復単位［■、■および■からなる
ポリエステル： ■　一般式（０−Ａｒ−０）（式中、Ａｒは少なくとも
１個の芳香環を含む２価基を意味する）で示されるジオ
キシアリール単位、少なくとも１個の芳香環を含む２価
基を意味する）で示されるジカルボキシアリール単位、 からなり、かつ単位Ｉを約２０〜４０モル％、単位■を
１θモル％を越え、約５０モル％以下、単位■を５モル
％を越え、約３０モル％以下、そして単位■を５モル％
を越え、約３０モル％以下の量で含有する。このポリエ
ステルは、好ましくは、約２０〜３０モル％（例約２５
モル％）の単位Ｉ、約２５〜４０モル％（例、約３５モ
ル％）の単位■、約１５〜２５モル％（例、約２０モル
％）の単位■、そして約１５〜２５モル％（例、約２０
モル％）の単位■を含有する。また、環に結合している
水素原子の少なくとも一部は、場合により、炭素数１〜
４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、ハロゲ
ン、フェニル、置換フェニルおよびこれらの組み合わせ
よりなる群から選ばれた置換基により置換されていても
よい。

単位■と■は、ポリマー主鎖内でこれらの単位を両側の
他の単位につなげている２価の結合が１または２以上の
芳香環上で対称的配置にある（たとえば、ナフタレン環
上に存在するときは互いにバラの位置か、または対角環
上に配置されている）という意味で対称的であるのが好
ましい。ただし、レゾルシノールおよびイソフタル酸か
ら誘導されるような非対称単位も使用できる。

好ましいジオキシアリール単位■は であり、好ましいジカルボキシアリール単位■は である。

（５１本質的に下記反復単位Ｉ、■および■からなるポ
リエステル： ■　一般式−ＥＯ−Ａｒ−０）　　（式中、計は少なく
とも１個の芳香環を含む２価基を意味する）で示される
ジオキシアリール単位、少なくとも１個の芳香環を含む
２価基を意味する）で示されるジカルボキシアリール単
位、 からなり、かつ単位■を約１０〜９０モル％、単位■を
５〜４５モル％、単位■を５〜４５モル％の量で含有す
る。このポリエステルは、好ましくは、約２０〜８０モ
ル％の単位■、約１０〜４０モル％の単位■、そして約
１０〜４０モル％の単位■を含有する。さらに好ましく
は、このポリエステルは約６０〜８０モル％の単位Ｉ、
約１０〜２０モル％の単位■、そして約１０〜２０モル
％の単位■を含有する。また、環に結合している水素原
子の少なくとも一部は、場合により、炭素数１〜４のア
ルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、ハロゲン、フ
ェニル、置換フェニルおよびこれらの組み合わせよりな
る群から選ばれた置換基により置換されていてもよい。

好ましいジオキシアリール単位■は であり、好ましいジカルボキシアリール単位■は である。

（６）本質的に下記反復単位Ｉ、■、■および■からな
るポリエステルアミド： くとも１個の芳香環を含む２価基または２価トランス−
シクロヘキサン基を意味する）、■　一般式イＹ−Ａｒ
−Ｚ）（式中、計は少なくとも１個の芳香環を含む２価
基、Ｙは０、ＮＨまたはＮＲ，ＺはＮＨまたはＮＲをそ
れぞれ意味し、Ｒは炭素数１〜６のアルキル基か、また
はアリール基を意味する）、■　一般式（０−Ａｒ’−
０）　（式中、Ａｒ’　は少なくとも１個の芳香環を含
む２価基を意味する）、 からなり、かつ単位Ｉを約１０〜９０モル％、単位■を
約５〜４５モル％、単位■を約５〜４５モル％、そして
単位■を約０〜４０モル％の量で含有する。また、環に
結合している水素原子の少なくとも一部は、場合により
、炭素数１〜４のアルキル基で炭素数１〜４のアルコキ
シ基、ハロゲン、フェニル、置換フェニルおよびこれら
の組み合わせよりなる群から選ばれた置換基により置換
されていてもよい。

好ましいジカルボキシアリール単位■はであり、好まし
い単位■は であり、好ましいジオキシアリール単位■はである。

更に、本発明の異方性溶融相を形成するポリマーには、
一つの高分子鎖の一部が上記までに説明した異方性溶融
相を形成するポリマーのセグメントから構成され、残り
の部分が異方性溶融相を形成しない熱可塑性樹脂のセグ
メントから構成されるポリマーも含まれる。

本発明に使用される繊維としては以下のものが挙げられ
る。

金属繊維としては、軟鋼、ステンレス、銅及びその合金
、黄銅、アルミ及びその合金、鉛等の繊維であり、炭素
繊維としては、ポリアクリロニトリルを原料とするＰＡ
Ｎ系、ピッチを原料とするピッチ系繊維が用いられる。

ガラス繊維としては、通常のガラス繊維の他にニッケル
、銅等金属コートしたガラスファイバー、シランファイ
バー、アルミノケイ酸塩ガラスファイバー、中空ガラス
ファイバー、ノンホローファイバー等が使用可能であり
、無機系繊維としては、ロックウール、ジルコニア、ア
ルミナシリカ、チタン酸カリウム、チタン酸バリウム、
炭化ケイ素、アルミナ、シリカ、高炉スラグ等の各種フ
ァイバーが含まれ、ウィスカーとしては、窒化けい素ウ
ィスカー、酸窒化けい素ウィスカー、塩基性硫酸マグネ
シウムワイスカー、チタン酸バリウムウィスカー、炭化
けい素ウィスカー、ボロンウィスカー等が用いられる。

合成繊維としては、完全芳香族ポリアミドであるアラミ
ド繊維、フェノール樹脂繊維であるカイノール等が用い
られる。

鉱石系繊維としは、アスベスト、ウオラストナイト等が
使用され、天然繊維としてはセルロースファイバー、麻
糸等が用いられる。

好ましくは、炭素繊維、ガラス繊維、無機系繊維、合成
繊維であり、特に好ましくはＰＡＮ系、ピッチ系の炭素
繊維、及びチタン酸カリウム等である。

以上の繊維の使用は一種もしくは二種以上の組み合わせ
でも良く、又熱可塑性樹脂への混入に際し通常用いられ
る繊維の表面処理は良好な結果を与える。表面処理はシ
ラン系、チタネート系等のカップリング剤、低分子有機
化合物・高分子化合物コーティング、酸化処理等の手法
が用いられる。

これらの繊維は樹脂を含む総重量の２乃至７０重量％が
用いられ、好ましくは１０乃至５０重量％である。

又、その形状は繊維状であれば良いが、特に混練の容易
さから長さが１２　ｍ／ｍ以下のものが好ましい。

所望により加える潤滑剤は、板状結晶を有して、いる二
硫化モリブデン、グラファイト等の固体潤滑剤、フッ素
系ポリマーであるポリテトラフルオロエチレン、テトラ
フルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体
、ポリトリクロロフルオロエチレン、テトラフルオロエ
チレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体
等や鉱油、シリコーン等のポリマー潤滑剤、低分子有機
化合物であるオイル系潤滑剤等が用いられるが、特に、
二硫化モリブデン、グラファイト、ポリテトラフルオロ
エチレンが好ましい。

これらの潤滑剤は、樹脂を含む総重量の１乃至５０重景
％が用いられるが、好ましくは２乃至３０重量％である
。

更に所望により用いられる帯電防止剤は、空気中の塵の
付着によりギヤに微細な損傷を与えるのを防ぐのに有効
であり、塗布型、練込型の何れでも目的は達成されるが
、加工性を勘案すると、練込み型が好ましい。

又、帯電防止剤はカチオン型、アニオン型、ノニオン型
及び両性型に分類することができ、アニオン型の帯電防
止剤としては、 リン酸エステル型 Ｍ＝に、Ｎａ又は（ＣＪ４０）、ＩＨ Ｍ＝に、Ｎａ又は（Ｃ２８４，０）、Ｈスルホン酸型 ＳＯ３Ｍ ＲＯＳ０３Ｍ　　　Ｍ＝Ｋ又はＮａ 硫酸エステル型 ＲＯ（ＣＪ４０）ｌＩＳＯＪ 等が挙げられる。

カチオン型としては、 第４級アンモニウム塩型 イミダシリン型 アマイドアミン型 Ｘ−＝ＮＯｊ−１ＣＨｚＣＯＯ−９Ｒ（ＣＪ＊０Ｈ）ｚ
−、ＣＨｉＳＯ４−等等が挙げられる。

ノニオン型としては、 アルキルエーテル、エステル型 ＲＯ（Ｃ２Ｈ，，０）　Ｉ、Ｈ ＲＣＯＯ（ＣＺＨ，、Ｏ）　、ｌＨ ポリオキシエチレンソルビタンエステル型ＣＨ，ＣＨＣ
ＯＯＲ アルキルアミン型 アルキルアマイド型 等が挙げられる。

両性型としては ベタイン型 Ｒ−Ｎ’　ＣＨｚＣＯＯ− ■ Ｒ” アラニン型 ＲＮＨＣ）Ｉ　ｚｃＯＯＮａ 等が挙げられる。

これらの帯電防止剤は、通常の熱可塑性樹脂への使用と
同様な手法で用いられるが、熱安定性等を考慮すると、
アニオン、ノニオン、両性型が好ましく、ノニオン型の
帯電防止剤が特に好ましい。

帯電防止剤は樹脂を含む総重量の０．１重量％乃至５重
量％用いられる。

通常の帯電防止剤以外に静電気による障害を防止するた
めの通常の手法を用いることも可能であり、導電性塗料
の塗布又は導電性フィラーを混入する手法が用いられる
が、後者が好ましい。導電性フィラーは、鉄粉、黄銅粉
、銅粉、アルミニウム粉、ニッケル粉等の金属粉及びそ
れらのフレーク、カーボンブラック、アセチレンブラッ
ク等の炭素粉末及びカーボンマイクロバルーン、ニッケ
ル、銀、銅等の金属コートしたガラスフレーク、酸化鉄
、酸化スズ等の金属酸化物等が可能であるが、カーボン
粉末が特に好ましい。

これらの導電性フィラーは樹脂等を含む総重量の０．５
乃至５０重量％用いるが、好ましくは２乃至３０重量％
である。

本発明に使用される異方性溶融相を形成する溶融加工可
能なポリマー組成物には■その他の異方性溶融相を形成
するポリマー、■異方性溶融相を形成しない熱可塑性樹
脂、■熱硬化性樹脂、■低分子有機化合物、■無機物の
内の１つあるいはそれ以上を含有していてもよい。ここ
で組成物中の異方性溶融相を形成するポリマーと残りの
部分とは熱力学的に相溶していてもしていなくてもよい
。

上記■の熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリブタジェン、ポリ
イソプレン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩
化ビニリデン、ポリスチレン、アクリル系樹脂、ＡＢＳ
樹脂、ＡＳ樹脂、ＢＳ樹脂、ポリウレタン、シリコーン
樹脂、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、芳香
族ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、
ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテル、ポリエー
テルイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテル
イミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサ
ルフォン、ポリサルフォン、ポリフェニレンスルフィド
、ポリフェニレンオキシド等が含まれる。

父上記■の熱硬化性樹脂としては、例えばフェノール樹
脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和
ポリエステル樹脂、アルキド樹脂等が含まれる。

又上記■の低分子有機化合物としては、例えば一般の熱
可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂に添加される物質で、すな
わち、可塑剤、酸化防止剤や紫外線吸収剤等の安定剤、
難燃剤、染料や顔料等の着色剤、発泡剤、更に、ジビニ
ル系化合物、過酸化物や加硫剤等の架橋剤及び流動性や
離型性の改善のための滑剤等に使われる低分子有機化合
物が含まれる。

更に上記■の無機化合物としては、一般の熱可塑性樹脂
及び熱硬化性樹脂に添加される物質で、カオリン、焼成
りレー、タルク、カナダマイカ、マイカ、バーミキュラ
イト、けい酸カルシウム、長石粉、酸性白土、ロウ石ク
レー、セリサイト、シリマナイト、ベントナイト、ガラ
スフレーク、ガラス粉、ガラスピーズ、スレート粉、シ
ラン等のけい酸塩、炭酸カルシウム、胡粉、炭酸バリウ
ム、炭酸マグネシウム、ドロマイト等の炭酸塩、パライ
ト粉、プランフィックス、沈降性硫酸カルシウム、焼き
石膏等の硫酸塩、水和アルミナ等の水酸化物、アルミナ
、酸化アンチモン、マグネシア、酸化チタン、亜鉛華、
無定形シリカ、フリント石英、シリカサンド、ホワイト
カーボン、珪藻上等の酸化物等が含まれる。

無機化合物以外でも木粉、やし穀粉、くるみ穀粉、バル
ブ粉等の木質粉も添加することが可能である。

尚、本発明の組成物を用いた歯車の成型方法は通常の熱
可塑性樹脂で用いる成型方法が使用でき、射出成型以外
にも押出成型、プレス成型、打抜き加工、切削加工等の
手段を用いて成型することが可能である。

又、本発明の樹脂組成物は、成型に際してゲート位置に
よって得られる歯車の特性が極めて大きな影響を受ける
。即ち、溶融特異方性を示す樹脂を用いて歯車を成型す
る際、ゲート位置が軸中心部に位置していると極めて高
い歯元強度と、小さな線膨張係数の歯車が得られるとい
う特徴を有する。これは、溶融特異方性を示す樹脂のみ
に顕著な特性であり、本樹脂組成物による歯車の特性を
顕著に向上させる。ここでいう軸中心部とは金型作成時
に設計上可能な限り軸中心に近づけるという意味であり
、事実上軸中心にゲートを設けられない時はその近傍が
あてられる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明に係る樹脂組成物は、優れた機
械的強度を存し、耐熱性、耐熱変形性に優れ、成型時の
収縮率も極めて小さく、歯車用の組成物として最適なも
のであり、成形された歯車は小型化及び使用温度範囲の
拡大が可能である。そして、本歯車用樹脂組成物により
得られる歯車は、歯元強度が高く、高負荷容量に耐えら
れ、成型収縮率が極めて小さい為、単一ピッチ、隣接ピ
ッチ、累積ピッチ、法線ピッチ等の誤差が小さく、通常
の平歯車、円筒歯車だけでなく、特にカミアイピッチ円
が力の伝達方向と同一平面上になく、もしくはピッチツ
ルマキ線がピッチ円筒の軸方向に平行でない歯車類、即
ちハスバ歯車、ヤマバ歯車、スグバカサ歯車、マガリバ
カサ歯車、ゼロールベベルギャ、ネジ歯車、ハイポイド
ギヤ、ウオームギヤ、多条ウオームギヤ等の歯車に有効
である。

これらの歯車は、電子、電気部品分野、自動車部品分野
、雑貨分野等各種分、野に利用が可能である。特に使用
環境の厳しい電子式複写機等の電子、電気分野や、ワイ
パーギヤ等の自動車分野での使用に適している。

〔実施例〕

以下、実施例をもって本発明を説明する。

実施例１ 後記する樹脂Ａ　８０部、ＰＡＮ系炭素炭素繊維２０部
し出し混線後、ニソセイ射出成型機ＦＳ−７５Ｎ　ＩＩ
を用いて試験片を作成した。成型条件はシリンダ一部２
９０℃、ノズル３００℃、金型温度８０℃、射出圧力３
００ｋｇ／ｃｍ”であり、試験片は第１図に示す様な平
歯車の形状でピッチ円直径６０ＩＩＩ／ｆｆｌ、モジュ
ール１．抛／ｍの設定である。成型した試験片を２４時
間、２３℃、５０部湿度の恒温室に放置し、歯元強度、
線膨張係数、比摩耗量、熱変形温度を各々測定した。歯
元強度はウオームギヤのウオームを固定し、平歯車側に
トルクをかけ、破壊時の強度を島津製ネジリ試験機にて
測定した。線膨張係数は８０℃乃至１５０℃間の歯先直
径を読み取り算出した。比摩耗量は銘木式摩耗試験機を
用いた。熱変形温度は同様の成型条件にて試験片を作成
し常法通り（１８，６ｋｇｆ／ｃｍ”）測定した。

以下同様にしセ実施例２乃至１２及び比較例１乃至１３
を試験片を作成し各種測定を行った。

結果は表１乃至４に示す通りである。

使用した異方性溶融相を形成するポリマーＡ。

Ｂ、Ｃ，Ｄは下記の構成単位を有するものである。

＝６０／２０／１０／１０ ＝６０／２０／２０ ニア　０／３０ ＝７０／１５／１５ 上記樹脂Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの具体的製法を次に記す。

く樹脂Ａ〉 ４−アセトキシ安息香酸１０８１重量部、６−アセトキ
シ−２−ナフトエ酸４６０重量部、イソフタル酸１６６
重量部、１，４−ジアセトキシベンゼン１９４重量部を
攪拌機、窒素導入管及び留出管を備えた反応器中に仕込
み、窒素気流下でこの混合物を２６０℃に加熱した。反
応器から酢酸を留出させながら、２６０℃で２．５時間
、次に２８０℃で３時間激しく攪拌した。

更に、温度を３２０℃に上昇させ、窒素の導入を停止し
た後、徐々に反応器中を減圧させ１５分後に圧力を０．
１　ｍｍＨｇに下げ、この温度、圧力で１時間攪拌した
。

得られた重合体は０．１重量％濃度、６０℃でペンタフ
ルオロフェノール中で測定して５．０の固有粘度を有し
ていた。

く樹脂Ｂ〉 ４−アセトキシ安息香酸１０８１重量部、２．６−ジア
セドキシナフタレン４８９重量部、テレフタル酸３３２
重量部を攪拌機、窒素導入管及び留出管を備えた反応器
中に仕込み、窒素気流下でこの混合物を２５０℃に加熱
した。反応器から酢酸を留出させながら、２５０℃で２
時間、次に２８０℃で２．５時間激しく攪拌した。

更に、温度を３２０℃に上昇させ、窒素の導入を停止し
た後、徐々に反応器中を減圧させ３０分後に圧力を０．
２　ｍｍＨｇに下げ、この温度、圧力で１．５時間攪拌
した。

得られた重合体は０．１重量％濃度、６０℃でペンタフ
ルオロフェノール中で測定して２．５の固有粘度を有し
ていた。

く樹脂Ｃ〉 ４−アセトキシ安息香酸１２６１重量部、６−アセトキ
シ−２−ナフトエ酸６９１重量部、を撹拌機、窒素導入
管及び留出管を備えた反応器中に仕込み、窒素気流下で
この混合物を２５０℃に加熱した。反応器から酢酸を留
出させながら、２５０℃で３時間、次に２８０℃で２時
間激しく攪拌した。更に、温度を３２０℃に上昇させ、
窒素の導入を停止した後、徐々に反応器中を減圧させ２
０分後に圧力を０．１　ｍｍＨｇに下げ、この温度、圧
力で１時間攪拌した。

得られた重合体は０．１重量％濃度、６０℃でペンタフ
ルオロフェノール中で測定して５．４の固有粘度を有し
ていた。

〈樹脂Ｄ〉 ６−アセトキシ−２−ナフトエ酸１６１２重量部、４−
アセトキシアセトアニリド２９０重量部、テレフタル酸
２４９重量部、酢酸ナトリウム０．４重量部を攪拌機、
窒素導入管及び留出管を備えた反応器中に仕込み、窒素
気流下でこの混合物を２５０℃に加熱した。反応器から
酢酸を留出させながら、２５０℃で１時間、次に３００
℃で３時間激しく攪拌した。更に、温度を３４０℃に上
昇させ、窒素の導入を停止した後、徐々に反応器中を減
圧させ３０分後に圧力を０．２　ｍｍＨｇに下げ、この
温度、圧力で３０分間攪拌した。

得られた重合体は０．１重量％濃度、６０℃でペンタフ
ルオロフェノール中で測定して３．９の固有粘度を有し
ていた。

尚、使用した繊維、滑剤、帯電防止剤等は以下の通りで
ある。

炭素繊維　ＰＡＮ系；東邦ベスロン■製、Ｃ６−Ｎピッ
チ系゛；呉羽化学■製、Ｃ−１０６Ｓガラス繊維；旭フ
ァイバーガラス■製、８４７テイスモ；大塚化学薬品■
製、チタン酸カリウム二硫化モリブデン；日本モリブデ
ン製■パウダーウオラストナイト；　Ｉｎｔｅｒｐａｃ
ｅ　Ｃｏｒｐ、製グラファイト；　５ｕｐｅｒｉｏｒ　
Ｇｒａｐｈｉｔｏ　Ｃｏ、製ＤＴＦＥ　、ダイキン工業
■製、フルオンＬ１６９帯電防止剤；花王石鹸■製、エ
レクトロストリバーＥＡ ＰＯＭ　　ｉポリプラスチックス■製、ジュラコンＭ９
０ＰＢＴ　　；ポリプラスチックス■製、ジュラネック
ナイロン；ポリプラスチックス■製、６６ナイロン又、
比較例７の絶乾状態は１９０℃、　ｌｈｒのアニーリン
グしたものを９５℃＋　５ｈｒ熱水浸漬後、吸水率１．
３重量％のものを各々試験片として使用した。

表１乃至４の結果からも明らかな様に本発明の歯車組成
物は歯元強度、線膨張係数、比摩耗量、熱変形温度共に
他組成物と比べ有意に優れている。

表５に帯電防止剤を使用した組成物の効果を示した。試
験片を恒温、恒温に調整した塵の少ない部屋で８時間ウ
オームギヤにて連続運転し、２時間静置後、同様にして
歯元強度を測定した。

表６．７に成型に際してのゲート位置の影響を示した。

表に於いてもセンターゲートとは図１に示す如きセンタ
ーｇにゲートが位置することを示し、４点ゲートとは図
２に示す如き４点ａ、ｂ、ｃ、ｄにゲートが位置するこ
とを示す。

【図面の簡単な説明】

図１はセンターゲートの位置を示す図、図２は４点ゲー
トの位置を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　異方性溶融相を形成する溶融加工可能な樹脂３０〜
   ９８重量％と、繊維２〜７０重量％を含有することを特
   徴とする歯車用樹脂組成物。 ２　繊維が、炭素繊維、ガラス繊維、無機系繊維及び合
   成繊維よりなる群から選ばれた一種又は二種以上の繊維
   である特許請求の範囲第１項記載の歯車用樹脂組成物。