特許第5905219号(P5905219)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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特許5905219寸法安定性に優れるポリアセタール樹脂成形体
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5905219
(24)【登録日】2016年3月25日
(45)【発行日】2016年4月20日
(54)【発明の名称】寸法安定性に優れるポリアセタール樹脂成形体
(51)【国際特許分類】
   C08J 5/00 20060101AFI20160407BHJP
   C08L 59/00 20060101ALI20160407BHJP
   C08K 3/38 20060101ALI20160407BHJP
   C08K 3/34 20060101ALI20160407BHJP
   C08K 5/101 20060101ALI20160407BHJP
【FI】
   C08J5/00CEZ
   C08L59/00
   C08K3/38
   C08K3/34
   C08K5/101
【請求項の数】5
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2011-199498(P2011-199498)
(22)【出願日】2011年9月13日
(65)【公開番号】特開2013-60520(P2013-60520A)
(43)【公開日】2013年4月4日
【審査請求日】2014年9月9日
(73)【特許権者】
【識別番号】303046314
【氏名又は名称】旭化成ケミカルズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】柳澤 孝文
(72)【発明者】
【氏名】茶谷垣内 良一
【審査官】 大村 博一
(56)【参考文献】
【文献】 特開昭51−069554(JP,A)
【文献】 特開平06−100759(JP,A)
【文献】 特開2003−268194(JP,A)
【文献】 特開昭62−187751(JP,A)
【文献】 特開平01−263145(JP,A)
【文献】 特開平03−111446(JP,A)
【文献】 特開平06−212051(JP,A)
【文献】 特開2008−214471(JP,A)
【文献】 特開2006−143869(JP,A)
【文献】 国際公開第99/043751(WO,A1)
【文献】 国際公開第2004/058885(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08J 5/00−5/02;5/12−5/22
C08K 3/00−13/08
C08L 1/00−101/14
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリアセタール樹脂(A)、脂肪酸エステル(B)及び粒径0.5〜100μmの結晶核剤(C)を含むポリアセタール樹脂組成物を含有し、
前記脂肪酸エステル(B)が、ミリスチン酸セチル、ミリスチン酸テトラデシル及びラウリン酸オクタデシルからなる群より選ばれる少なくとも1種であり、
前記脂肪酸エステル(B)の含有量がポリアセタール樹脂(A)100質量部に対して0.2〜5.0質量部であり、
前記結晶核剤(C)の含有量がポリアセタール樹脂(A)100質量部に対して0.001〜0.01質量部であり、
前記ポリアセタール樹脂(A)の80質量%以上がポリアセタールホモポリマーである、
ポリアセタール樹脂成形体。
【請求項2】
前記結晶核剤(C)が窒化ホウ素、タルク及びシリカからなる群より選ばれる少なくとも一つである請求項1に記載のポリアセタール樹脂成形体。
【請求項3】
射出成形品である請求項1又は2に記載のポリアセタール樹脂成形体。
【請求項4】
請求項1〜のいずれか一項に記載のポリアセタール樹脂成形体を含む精密機構部品。
【請求項5】
ギヤである請求項に記載の精密機構部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポリアセタール樹脂成形体に関する。
【背景技術】
【0002】
ポリアセタール樹脂は結晶化し易く、また、ポリアセタール樹脂ホモポリマーから得られる成形体は、ポリアセタールコポリマーから得られる成形体に比べて、剛性及び耐久性といった機械的性質と摩擦摩耗性能とに優れる。そのため、ポリアセタール樹脂ホモポリマーから得られる成形体は、自動車部品、電気・電子部品などに広く用いられている。しかしながら、ポリアセタール樹脂は結晶性樹脂であるため、成形後に得られる成形体を長時間放置したり、高温雰囲気下に曝したりすることにより、該成形体は、後収縮、すなわち二次収縮による寸法変化を生じ、寸法管理が困難である。特にポリアセタール樹脂のホモポリマーはコポリマーに比べて分子構造上、二次収縮による寸法変化量が大きい。この二次収縮を改良する方法としては、例えば、従来結晶核剤を配合する方法(例えば、特許文献1参照)及び炭素数が3以上の多価アルコールと脂肪酸とのフルエステル化合物を配合する方法(例えば、特許文献2参照)が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2001−172345号公報
【特許文献2】特開2002−020577号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記特許文献に開示された技術では、ポリアセタールホモポリマーにおいて寸法安定性に優れる成形体を得るには充分とはいえず、改善の余地がある。
【0005】
そこで、本発明は摺動性、精度及び耐久性に優れ、従来成し得なかった成形体の寸法管理を容易にし、より一層寸法安定性に優れるポリアセタール樹脂成形体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、ポリアセタール樹脂(A)と、脂肪酸エステル(B)と、特定の粒径の結晶核剤(C)とを含むポリアセタール樹脂組成物を含有し、前記脂肪酸エステル(B)を用いて得られる成形品の寸法変化率が0.005〜0.5%であるポリアセタール樹脂成形体が、上記課題を解決することを見出し、本発明を完成するに至った。
【0007】
すなわち、本発明は以下の発明に関する。
【0008】
[1]
ポリアセタール樹脂(A)脂肪酸エステル(B)及び粒径0.5〜100μmの結晶核剤(C)を含むポリアセタール樹脂組成物を含有し、
前記脂肪酸エステル(B)を用いて得られる下記成形品の下記寸法変化率が0.005〜0.5%である、ポリアセタール樹脂成形体;
[成形品]
前記脂肪酸エステル(B)0.5質量部をポリアセタール樹脂(旭化成ケミカルズ(株)社製 テナック7010)100質量部に添加して下記条件で成形して得られる成形品(平歯車)。
(成形条件)
射出成形機:FANUC 50t スクリュー径φ26
シリンダー温度:200℃
金型温度:80℃
冷却時間:30秒
金型形状:m=0.6、z=100、b=8.0の平歯車
[寸法変化率(%)]
寸法変化率(%)=(寸法(II)−寸法(I))/寸法(I)×100
(寸法(I):前記成形品(平歯車)を、23℃・50%の環境で168時間放置した(操作(X))後の成形品(平歯車)の歯先円直径寸法、
寸法(II):前記操作(X)後の成形品(平歯車)を、さらに70℃の温度で4時間加熱し、23℃・50%の環境で168時間放置した後の成形品(平歯車)の歯先円直径寸法。)。
【0009】
[2]
前記脂肪酸エステル(B)の融点が30〜70℃である[1]に記載のポリアセタール樹脂成形体。
【0010】
[3]
前記脂肪酸エステル(B)の炭素数が20以上である[1]または[2]に記載のポリアセタール樹脂成形体。
【0011】
[4]
前記結晶核剤(C)が窒化ホウ素、タルク及びシリカからなる群より選ばれる少なくとも一つである[1]〜[3]のいずれかに記載のポリアセタール樹脂成形体。
【0012】
[5]
前記ポリアセタール樹脂組成物が、ポリアセタール樹脂(A)100質量部に対し、脂肪酸エステル化合物(B)を0.1〜5.0質量部、結晶核剤(C)を0.0001〜0.1質量部含む[1]〜[4]のいずれかに記載のポリアセタール樹脂成形体。
【0013】
[6]
前記ポリアセタール樹脂(A)の80質量%以上がポリアセタールホモポリマーである[1]〜[5]のいずれかに記載のポリアセタール樹脂成形体。
【0014】
[7]
射出成形品である[1]〜[6]のいずれかに記載のポリアセタール樹脂成形体。
【0015】
[8]
[1]〜[7]のいずれかに記載のポリアセタール樹脂成形体を含む精密機構部品。
【0016】
[9]
ギヤである[8]に記載の精密機構部品。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、摺動性、精度及び耐久性に優れ、従来成し得なかった成形体の寸法管理を容易にし、より一層寸法安定性に優れるポリアセタール樹脂成形体を提供することができる。この成形体を用いることにより、優れた精密機構部品を得ることが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明を実施するための形態(以下、単に「本実施形態」という。)について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の本実施形態に限定されるものではない。また、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
【0019】
本実施形態のポリアセタール樹脂成形体は、ポリアセタール樹脂(A)、脂肪酸エステル(B)及び粒径0.5〜100μmの結晶核剤(C)を含むポリアセタール樹脂組成物を含有し、前記脂肪酸エステル(B)を用いて得られる下記成形品の下記寸法変化率が0.005〜0.5%である。
【0020】
[成形品]
前記脂肪酸エステル(B)0.5質量部をポリアセタール樹脂(旭化成ケミカルズ(株)社製 テナック7010)100質量部に添加して下記条件で成形して得られる成形品(平歯車)。
【0021】
(成形条件)
射出成形機:FANUC 50t スクリュー径φ26
シリンダー温度:200℃
金型温度:80℃
冷却時間:30秒
金型形状:m=0.6、z=100、b=8.0の平歯車
以下、m:モジュール、z:歯数、b:歯厚を指す。
【0022】
[寸法変化率(%)]
寸法変化率(%)=(寸法(II)−寸法(I))/寸法(I)×100
(寸法(I):前記成形品(平歯車)を、23℃・50%の環境で168時間放置した(操作(X))後の成形品(平歯車)の歯先円直径寸法、
寸法(II):前記操作(X)後の成形品(平歯車)を、さらに70℃の温度で4時間加熱し、23℃・50%の環境で168時間放置した後の成形品(平歯車)の歯先円直径寸法。)。
【0023】
以下では、該ポリアセタール樹脂組成物を構成する成分、該ポリアセタール樹脂組成物の製造方法、ポリアセタール樹脂成形体の特性、ポリアセタール樹脂成形体の製造方法、ポリアセタール樹脂成形体の用途の順に説明する。
【0024】
1.ポリアセタール樹脂組成物を構成する成分
(1)ポリアセタール樹脂(A)
まず、本実施形態に用いるポリアセタール樹脂組成物に含まれるポリアセタール樹脂(A)としては、例えば、ポリアセタールホモポリマー及びポリアセタールコポリマーが挙げられる。
【0025】
ポリアセタールホモポリマーは、ホルムアルデヒド単量体又はその3量体(トリオキサン)や4量体(テトラオキサン)等のホルムアルデヒドの環状オリゴマーを単独重合して得られるものであり、実質的にオキシメチレン単位だけからなる。すなわち、下記一般式(1)で示されるオキシメチレン単位を全体の95質量%以上、好ましくは98質量%以上、より好ましくは99質量%以上含む。
【0026】
【化1】
ポリアセタールコポリマーは、ホルムアルデヒド単量体又はその3量体(トリオキサン)や4量体(テトラオキサン)等のホルムアルデヒドの環状オリゴマーと、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、エピクロルヒドリン、1,3−ジオキソランや1,4−ブタンジオールホルマールなどのグリコール若しくはジグリコールの環状ホルマール等の環状エーテル又は環状ホルマールとを共重合させて得られるものである。また、ポリアセタールコポリマーは、単官能グリシジルエーテルを共重合させて得られる分岐を有するポリアセタールコポリマー、多官能グリシジルエーテルを共重合させて得られる架橋構造を有するポリアセタールコポリマーであってもよい。さらに、両末端若しくは片末端に水酸基などの官能基を有する化合物、例えばポリアルキレングリコールなどの存在下、ホルムアルデヒド単量体又は上記ホルムアルデヒドの環状オリゴマーを重合して得られるブロック成分を有するポリアセタールブロックコポリマー;同じく、両末端若しくは片末端に水酸基などの官能基を有する化合物、例えば水素添加ポリブタジエングリコールなどの存在下、ホルムアルデヒド単量体又はその3量体(トリオキサン)や4量体(テトラオキサン)等のホルムアルデヒドの環状オリゴマーと、環状エーテル又は環状ホルマールとを共重合させて得られるブロック成分を有するポリアセタールブロックコポリマーであってもよい。
【0027】
以上のように、本実施形態に用いるポリアセタール樹脂(A)として、ポリアセタールホモポリマー及びポリアセタールコポリマーのいずれも用いることが可能である。また、ポリアセタール樹脂(A)は1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0028】
ポリアセタール樹脂(A)の製造方法としては従来公知の方法を用いることができる。またはポリアセタール樹脂(A)として、市販されているポリアセタール樹脂を用いても構わない。本実施形態においては、耐久性が著しく向上することから、ポリアセタール樹脂(A)の80質量%以上がポリアセタールホモポリマーであることが好ましい。
【0029】
(2)脂肪酸エステル(B)
本実施形態に用いる脂肪酸エステル(B)(以下、単に「物質(B)」とも記す。)は、下記成形品の下記寸法変化率が0.005〜0.5%になる物質であればよく、好ましくは下記寸法変化率が0.01〜0.4%になる物質であり、より好ましくは下記寸法変化率が0.08〜0.3%になる物質である。当該範囲の寸法変化率になる脂肪酸エステル(B)を用いることにより、より一層寸法安定性に優れるポリアセタール樹脂成形体を得ることができる。
【0030】
[成形品]
前記脂肪酸エステル(B)0.5質量部をポリアセタール樹脂(旭化成ケミカルズ(株)社製 テナック7010)100質量部に添加して下記条件で成形して得られる成形品(平歯車)。
【0031】
(成形条件)
射出成形機:FANUC 50t スクリュー径φ26
シリンダー温度:200℃
金型温度:80℃
冷却時間:30秒
金型形状:m=0.6、z=100、b=8.0の平歯車
[寸法変化率(%)]
寸法変化率(%)=(寸法(II)−寸法(I))/寸法(I)×100
(寸法(I):前記成形品(平歯車)を、23℃・50%の環境で168時間放置した(操作(X))後の成形品(平歯車)の歯先円直径寸法、
寸法(II):前記操作(X)後の成形品(平歯車)を、さらに70℃の温度で4時間加熱し、23℃・50%の環境で168時間放置した後の成形品(平歯車)の歯先円直径寸法。)。
【0032】
ここで、寸法変化率において「−」とは寸法(I)>寸法(II)となることを意味し、「+」とは寸法(I)<寸法(II)となることを意味する。
【0033】
物質(B)としては、例えば、下記一般式(2)で表される脂肪酸エステル化合物を挙げることができる。
【0034】
【化2】
(式(2)中、R1は、脂肪酸残基を表し、R2は、アルコールの残基を表す。)
具体的に好適な脂肪酸エステル化合物としては、融点が30℃〜70℃の範囲にある、ミリスチン酸セチル、ミリスチン酸テトラデシル、パルミチン酸セチル、ラウリン酸オクタデシル、ステアリン酸グリセリルなどが挙げられる。さらに好ましくは、融点が40℃〜60℃の範囲にあるミリスチン酸セチル、ミリスチン酸テトラデシル、パルミチン酸セチル、ラウリン酸オクタデシルである。融点が前記範囲にある脂肪酸エステル化合物を用いると、得られる成形体の寸法安定性が極めて優れる。なお、脂肪酸エステル(B)の融点は、後述の実施例に記載の方法により測定することができる。
【0035】
また、脂肪酸エステル(B)としては、炭素数が20以上の脂肪酸エステル化合物も好適であり、さらに好ましくは炭素数が25以上の脂肪酸エステル化合物が好適である。炭素数が前記範囲にある脂肪酸エステル化合物を用いると、得られる成形体の寸法安定性が極めて優れる。
【0036】
脂肪酸エステル(B)は1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0037】
本実施形態に用いるポリアセタール樹脂組成物において、脂肪酸エステル(B)の含有量は、ポリアセタール樹脂(A)100質量部に対して0.1〜5.0質量部の範囲にあることが好ましく、生産性及び摺動性、寸法安定性の観点から特に好ましくは0.2〜3.0質量部である。
【0038】
(3)結晶核剤(C)
本実施形態に用いる結晶核剤(C)(以下、単に「物質(C)」とも記す。)の粒径は、0.5〜100μmであり、1.0〜80μmであることが好ましく、1.5〜50μmであることがより好ましい。物質(C)の粒径が前記範囲内であると、より一層寸法安定性に優れるポリアセタール樹脂成形体を得ることができる。
【0039】
なお、結晶核剤(C)の粒径は、後述の実施例に記載の方法により測定することができる。
【0040】
本実施形態に用いる物質(C)としては、具体的には寸法安定性の観点から窒化ホウ素、タルク及びシリカからなる群より選択される少なくとも1種が挙げられる。物質(C)は1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0041】
本実施形態に用いるポリアセタール樹脂組成物は、物質(C)をポリアセタール樹脂(A)100質量部に対し0.0001〜0.1質量部含むことが好ましい。特に、ポリアセタール樹脂組成物における物質(C)の含有量は、ポリアセタール樹脂(A)100質量部に対して、寸法安定性及び成形後の歯車精度の点から0.001〜0.01質量部の範囲が好ましい。
【0042】
(4)その他の添加剤
本実施形態に用いるポリアセタール樹脂組成物には、本実施形態の目的を損なわない範囲で、適宜公知の添加剤を添加することもできる。当該添加剤としては、例えば、酸化防止剤、ホルムアルデヒド反応性窒素含有重合体又は化合物、ギ酸捕捉材、耐候(光)安定剤、離型剤、補強剤、導電材、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、顔料、可塑剤、過酸化物分解剤、塩基性補助剤、帯電防止剤、難燃剤、染料、充填剤等が挙げられる。これらの添加剤は1種単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。また、これらの添加剤の添加量は、本実施形態の目的を損なわない範囲であれば特に限定されないが、例えば、ポリアセタール樹脂(A)100質量部に対して、0〜10質量部である。
【0043】
2.ポリアセタール樹脂組成物の製造方法
本実施形態のポリアセタール樹脂成形体は、ポリアセタール樹脂(A)、脂肪酸エステル(B)及び粒径0.5〜100μmの結晶核剤(C)を含むポリアセタール樹脂組成物を含有する。本実施形態に用いるポリアセタール樹脂組成物の製造方法としては、例えば、脂肪酸エステル(B)及び粒径0.5〜100μmの結晶核剤(C)をポリアセタール樹脂(A)に添加して溶融混練する方法が挙げられる。
【0044】
本実施形態に用いるポリアセタール樹脂組成物の製造方法において、上記物質(B)及び(C)をポリアセタール樹脂(A)に添加する形態は、特に制限するものではない。固体であっても溶融状態であっても構わない。また、上記物質(B)及び(C)がポリアセタール樹脂(A)に均一に分散し、寸法安定性・摺動性・精度・耐久性の効果に対しては、物質(B)及び(C)とポリアセタール樹脂(A)とを、溶融混練する前に予め混合することが好ましい。この予め混合する方法は、公知の手法で適宜選択すればよく、特に制限するものではない。本実施形態に用いるポリアセタール樹脂組成物の製造方法において、上記物質(B)及び(C)をポリアセタール樹脂(A)に配合する方法は特に制限されるものではない。一般的には、押出機を用い、ポリアセタール樹脂(A)と物質(B)及び(C)とを溶融混練することで、本実施形態に用いるポリアセタール樹脂組成物を製造することができる。この時の押出機は1軸であっても2軸であっても構わない。また、ポリアセタール樹脂(A)の重合時に上記物質(B)及び(C)を加えても構わない。本実施形態に用いるポリアセタール樹脂組成物の製造時、本実施形態の目的を損なわない範囲で、適宜公知の添加剤を添加することもできる。当該添加剤は、上記(4)その他の添加剤と同様である。
【0045】
3.ポリアセタール樹脂成形体の特性
本実施形態のポリアセタール樹脂成形体は、例えば、OAメーカーにおいて成形体の製造から製品であるOA機器へ組み込むまでの期間及び船舶などを使った輸送時の高温条件などを考慮すると、寸法変化率が±0.04%の範囲であることが好ましく、±0.035%の範囲であることがより好ましく、±0.03%の範囲であることがさらに好ましい。
【0046】
なお、本実施形態において、ポリアセタール樹脂成形体の寸法変化率は後述の実施例に記載の方法で測定することができる。
【0047】
4.ポリアセタール樹脂成形体の製造方法
本実施形態のポリアセタール樹脂成形体は、上記ポリアセタール樹脂組成物を成形することにより得られる。該成形方法としては既存のポリアセタール樹脂を成形する方法を用いてもよい。例えば、通常の射出成形に加え、射出圧縮成形、ガスアシスト射出成形、発砲射出成形、金型内複合成形(金属インサート成形、金属アウトサート成形)等の成形方法のいずれかによって成形することができる。中でも、生産性に優れる観点から、好ましくは、射出成形、射出圧縮成形及び金型内複合成形からなる群より選択される少なくとも1種の成形方法が挙げられる。
【0048】
本実施形態のポリアセタール樹脂成形体は、射出成形品であることが好ましい。
【0049】
5.ポリアセタール樹脂成形体の用途
本実施形態のポリアセタール樹脂成形体の用途としては、従来公知のポリアセタール樹脂成形体と比較して一層優れた寸法安定性、精度、耐久性を保持できる観点から、精密機構部品などが挙げられる。本実施形態の精密機構部品は、上記ポリアセタール樹脂成形体を含む。
【0050】
本実施形態の精密機構部品としては、自動車部品、電気・電子部品などに広く用いられている歯車及びカム・スライダー・レバー・アーム・クラッチ・プーリー・ローラー・コロ・関節・軸・軸受けといった機械の動作に影響を与える精密機構部品などが挙げられる。本実施形態の効果が特に現れるため、本実施形態の精密機構部品として好ましくは歯車である。歯車の種類・形状は特に制限されない。具体的には、平歯歯車、内歯車、ラック、はすば歯車、やまば歯車、すぐばかさ歯車、はすばかさ歯車、まがりばかさ歯車、冠歯車、フェースギヤ、ねじ歯車、円筒ウォームギヤ、ハイポイドギヤ、ノビコフ歯車などが挙げられる。中でも精密機構部品がギヤであることが好ましい。
【実施例】
【0051】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0052】
実施例及び比較例に用いたポリアセタール樹脂組成物の原料成分を以下に説明する。
【0053】
<原料成分>
1.ポリアセタール樹脂(A)
ポリアセタール樹脂(A)として用いた(A−1)及び(A−2)を以下に挙げる。
(A−1)ポリアセタールホモポリマー(旭化成ケミカルズ(株)社製 テナック7010)。
(A−2)ポリアセタールコポリマー(旭化成ケミカルズ(株)社製 テナック7520)。
【0054】
2.脂肪酸エステル(B)
脂肪酸エステル(B)として用いた(B−1)〜(B−6)を以下に挙げる。
(B−1)ミリスチン酸セチル(融点:49℃、寸法変化率:0.1%、炭素数:30)。
(B−2)ミリスチン酸テトラデシル(融点:59℃、寸法変化率:0.16%、炭素数:28)。
(B−3)パルミチン酸セチル(融点:48℃、寸法変化率:0.12%、炭素数:32)。
(B−4)ラウリン酸オクタデシル(融点:40℃、寸法変化率:0.07%、炭素数:30)。
(B−5)ステアリン酸グリセリル(融点:68℃、寸法変化率:0.006%、炭素数:21)。
(B−6)ステアリルアルコール(融点:73℃、寸法変化率:0.002%、炭素数:18)。
【0055】
脂肪酸エステル(B)の融点は、高感度型示差走査熱量計(エスアイアイナノテクノロジー(株)社製、商品名「EXSTAR DSC7020」)を用いて測定した。その際、まず、脂肪酸エステル(B)を室温から100℃まで昇温し1分間その温度で保持し、完全に脂肪酸エステル(B)を融解させた。その後、脂肪酸エステル(B)を20℃まで冷却し、再度2.5℃/分の速度にて昇温し、その時の発熱スペクトルのピークの温度を脂肪酸エステル(B)の融点とした。
【0056】
また、上記各脂肪酸エステル(B)に関する寸法変化率は、以下のとおり求めた。
【0057】
[成形品の作製]
上記各脂肪酸エステル(B)0.5質量部をポリアセタール樹脂(旭化成ケミカルズ(株)社製 テナック7010)100質量部に添加して下記条件で成形して成形品(平歯車)を得た。
【0058】
(成形条件)
射出成形機:FANUC 50t スクリュー径φ26
シリンダー温度:200℃
金型温度:80℃
冷却時間:30秒
金型形状:m=0.6、z=100、b=8.0の平歯車
[寸法変化率の算出方法]
上記作製した成形品(平歯車)を、23℃・50%の環境で168時間放置した(操作(X))後の成形品(平歯車)の歯先円直径寸法を測定し、寸法(I)とした。
【0059】
前記操作(X)後の成形品(平歯車)を、さらに70℃の温度で4時間加熱し、23℃・50%の環境で168時間放置した後の成形品(平歯車)の歯先円直径寸法測定し、寸法(II)とした。
【0060】
これらの寸法(I)及び寸法(II)を用いて下記式より寸法変化率を算出した。
【0061】
寸法変化率(%)=(寸法(II)−寸法(I))/寸法(I)×100
3.結晶核剤(C)
結晶核剤(C)として用いた(C−1)〜(C−4)を以下に挙げる。
【0062】
(C−1)窒化ホウ素(電気化学工業(株)製、デンカボロンナイトライド、粒径:6.0μm)。
【0063】
(C−2)タルク(日本タルク(株)製、MSタルク、粒径:15.6μm)。
【0064】
(C−3)シリカ(アドマテックス(株)製、アドマファイン、粒径:1.6μm)。
【0065】
(C−4)炭酸カルシウム(白石工業(株)製、BRILLIANT−1500、粒径:0.15μm)。
【0066】
(C−5)タルク(日本タルク(株)製、タルク、粒径:105μm)。
【0067】
なお、結晶核剤(C)の粒径は、以下のとおり測定した。走査型電子顕微鏡:日本電子(株)製JSM−6700Fにて結晶核剤(C)を測定し、得られた粒子像から無作為に選択した100個の最大粒子径の平均値を結晶核剤(C)の粒径とした。
【0068】
4.その他添加剤(D)
その他の添加剤として用いた(D−1)及び(D−2)を以下に挙げる。
【0069】
(D−1)エチレン・スチレングラフト共重合体(日油株式会社製、商品名:モディパーA1100)。
【0070】
(D−2)1−ブテン・エチレン共重合体(三井化学株式会社製、商品名:タフマーA70090)。
【0071】
参考例1
[ポリアセタール樹脂組成物の製造]
(A−1)ポリアセタールホモポリマーを予めクラッシャーを用いて粉砕した。粉砕した(A−1)ポリアセタールホモポリマーの粉末100質量部、(B−1)ミリスチン酸セチル0.05質量部、及び(C−1)窒化ホウ素0.003質量部を、ヘンシェルミキサーを用いて1分間混合して混合物を得た。その後、200℃に設定したベント付きスクリュー型二軸押出機(BT−30、プラスチック工業(株)社製;L/D=44)を用いて、スクリュー回転数を100rpmとし、24アンペアで、前記混合物を溶融混練して、ポリアセタール樹脂組成物のペレット状サンプルを得た。
【0072】
[ポリアセタール樹脂成形体の製造]
ポリアセタール樹脂成形体の評価を行なうために、高精度が要求される精密機構部品の代表として以下の歯車成形品を製造した。詳細には、シリンダー温度200℃に設定されたFANUC(株)製α50i−A成形機を用いて、金型温度80℃、冷却時間30秒の条件で、上記製造したポリアセタール樹脂組成物のペレット状サンプルを成形し、下記寸法の歯車成形品を製造した。得られた歯車成形品を用いて以下のとおり各特性評価を行った。評価結果を表1に示す。
【0073】
[歯車金型形状]
m=0.6、z=100、b=8.0の平歯車
[評価項目]
<寸法性>
ポリアセタール樹脂成形体の寸法管理の簡便性を評価するため、以下の寸法性の測定を行なった。
【0074】
上記成形後、得られた歯車成形品について、23℃・50%の環境で168時間放置した後の直径寸法(I)と、その後70℃の温度で4時間加熱し、23℃・50%の環境に168時間放置した後の直径寸法(II)とを、(株)ミツトヨ製マイクロメーターで測定し、各測定値から寸法変化率%[((直径寸法(II)−直径寸法(I))/直径寸法(I))×100]を算出した。結果を表1に示した。
【0075】
<精度>
ポリアセタール樹脂成形体の精度及び該精度の安定性を評価するために、上記得られた歯車成形品の寸法精度を以下のとおり測定した。歯車成形品の寸法精度測定には、単一ピッチ誤差、隣接ピッチ誤差を用いた。ここでピッチ誤差は、諸元(初期の歯車成形品の形状)に対する精度であり、JIS D1702で定められる方法で測定した。具体的には、上記成形後、得られた歯車成形品について、23℃・50%の環境で168時間放置した後の上記各寸法精度と、その後70℃の温度で4時間加熱し、23℃・50%の環境に168時間放置した後の上記各寸法精度とを、JIS D 1702:1998に準じて、歯車測定機(大阪精密機械(株)製GC−1HP)を用いて、測定子0.5mmで測定した。結果を表1に示した。
【0076】
<摺動性及び耐久性>
ポリアセタール樹脂成形体の摺動性及び耐久性を評価するために、上記得られた歯車成形品の耐久試験を以下のとおり実施した。歯車成形品の耐久試験には東芝ソシオテック製の歯車耐久試験機を用いた。具体的には、駆動側・従動側の両方に上記の方法で得られた歯車成形品を軸間距離61.2mm、バックラッシ量0.1mmで噛み合わせ、トルク1.4N・m、回転数636rpmでグリース無しで510hr回転させた後の摩耗量の合計を測定した。さらに、試験前後における歯車外観等について、以下の基準で判断した。結果を表1に示した。
【0077】
◎:試験前後で、歯車に肉眼で変形が確認されず、特に問題が無かった。
【0078】
○:試験前後で、歯車に肉眼で変形が確認されたが、作動性には問題が無かった。
【0079】
△:試験前後で、歯車に肉眼で変形が確認され、作動性に一部問題があった。
【0080】
×:歯の破損や軸穴の変形などによって作動不良となった。
【0081】
参考例2、実施例〜4]
ポリアセタール樹脂組成物を製造する際の(B−1)ミリスチン酸セチルの配合量を、表1に示すとおり変更した以外は、参考例1と同様の操作を行った。各評価結果を表1に示す。物質(B)の配合量が本実施形態の好ましい範囲においては寸法変化率が低く、耐久試験による摩耗量も少なく、成形時において剥離等が観察されない成形品が安定的に得られた。
【0082】
参考例3〜4、実施例5及び7
ポリアセタール樹脂組成物を製造する際の脂肪酸エステル(B)の種類を、表1に示すとおり変更した以外は、実施例3と同様の操作を行った。各評価結果を表1に示す。物質(B)が本実施形態の好ましい物質においては得られる成形体の寸法安定性が極めて優れ、加熱前後の精度変化も縮小する傾向にあることがわかった。
【0083】
参考例5〜8
ポリアセタール樹脂組成物を製造する際の(C−1)窒化ホウ素の配合量を、表1に示すとおり変更した以外は、実施例3と同様の操作を行った。各評価結果を表1に示す。物質(C)の配合量が本実施形態の好ましい範囲においては成形後の精度が向上し、耐久試験による摩耗量も少なくなる傾向にあることがわかった。
【0084】
[実施例13及び14]
結晶核剤(C)の種類を、表2に示すとおり変更した以外は実施例3と同様の操作を行った。各評価結果を表2に示す。
【0085】
[実施例15]
ポリアセタールホモポリマー(A−1)を、同方向噛合い式2軸押出機で溶融させた。この2軸押出機の溶融ゾーンとベント口との間に、85℃の温度で溶融させたミリスチン酸セチル(B−1)と窒化ホウ素(C−1)とを、ポリアセタールホモポリマー(A−1)100質量部に対してそれぞれ順に0.5質量部、0.003質量部を、液添ポンプを用いて添加し、ポリアセタールホモポリマー(A−1)と溶融混練した。更に、エチレン・スチレングラフト共重合体(D−1)1.5質量部、及び1−ブテン・エチレン共重合体(D−2)1.0質量部を添加し、溶融混練してポリアセタール樹脂組成物を得た。得られたポリアセタール樹脂組成物を80℃で3時間乾燥した後、該ポリアセタール樹脂組成物を用いた以外は参考例1に記載の[ポリアセタール樹脂成形体の製造]と同様にして、歯車成形品を製造した。得られた歯車成形品を用いて参考例1と同様にして各特性評価を行った。評価結果を表2に示す。
【0086】
参考例9
ポリアセタールホモポリマー(A−1)をポリアセタールコポリマー(A−2)に変更した以外は実施例3と同様の操作を行った。評価結果を表2に示す。
【0087】
[比較例1]
ポリアセタール樹脂組成物の代わりにポリアセタールホモポリマー(A−1)を用いた以外は参考例1に記載の[ポリアセタール樹脂成形体の製造]と同様にして、歯車成形品を製造した。得られた歯車成形品を用いて参考例1と同様にして各特性評価を行った。評価結果を表2に示す。
【0088】
[比較例2]
結晶核剤(C)を添加せずに、脂肪酸エステル(B)のミリスチン酸セチル(B−1)のみを表2に示す配合量でポリアセタールホモポリマー(A−1)に添加し、溶融混練してポリアセタール樹脂組成物を製造した以外は、参考例1と同様の操作を行った。評価結果を表2に示す。
【0089】
[比較例3]
脂肪酸エステル(B)を添加せずに、結晶核剤(C)の窒化ホウ素(C−1)のみを表2に示す配合量でポリアセタールホモポリマー(A−1)に添加し、溶融混練して樹脂組成物を製造した以外は、参考例1と同様の操作を行った。評価結果を表2に示す。
【0090】
[比較例4]
脂肪酸エステル(B)をステアリルアルコール(B−6)にし、表2に示す配合量で(B−6)及び(C−1)成分をポリアセタール樹脂(A−1)に添加し、溶融混練して樹脂組成物を製造した以外は、参考例1と同様の操作を行った。評価結果を表2に示す。
【0091】
[比較例5]
結晶核剤(C)を炭酸カルシウム(C−4)にし、表2に示す配合量で(B−1)及び(C−4)成分をポリアセタール樹脂(A−1)に添加し、溶融混練して樹脂組成物を製造した以外は、参考例1と同様の操作を行った。評価結果を表2に示す。
【0092】
[比較例6]
結晶核剤(C)をタルク(C−5)にし、表2に示す配合量で(B−1)及び(C−5)成分をポリアセタール樹脂(A−1)に添加し、溶融混練して樹脂組成物を製造した以外は、参考例1と同様の操作を行った。評価結果を表2に示す。
【0093】
【表1】
【0094】
【表2】