JP6976370B2 - 耐久性および耐摩耗性に優れたウォームホイール用組成物およびこれを用いて製造されたウォームホイール - Google Patents
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Description
本発明の一つの観点は、ウォームホイール用組成物に関する。一具体例において、前記ウォームホイール用組成物は、ポリアミド樹脂を含み、前記ポリアミド樹脂は、相対粘度(RV):2.5以上のポリアミド66樹脂および相対粘度(RV):1.0以上のポリアミド12樹脂を含む。
前記ポリアミド樹脂は、脂肪族ポリアミド樹脂を含むことができる。例えば、前記ポリアミド樹脂は、ポリアミド66樹脂およびポリアミド12樹脂を含む。前記条件のポリアミド樹脂を含む時、前記組成物の混合性、耐摩耗性および伸び率に優れることができる。
前記改質ナノクレイは、改質剤でナノクレイを処理したものである。前記改質ナノクレイを含む時、耐薬品性および耐摩耗特性に優れることができる。前記ナノクレイは、幅と長さがそれぞれ1nm〜100nmであり、厚さ0.1nm〜3nmである板状の結晶層が積層された構造である。
本発明の他の観点は、前記ウォームホイール用組成物を用いて製造されたウォームホイールに関する。図1は、本発明の一具体例によるウォームホイールを示すものであり、図2は、本発明の一具体例によるウォームホイールの斜視図である。前記図1および図2を参照すれば、本発明のウォームホイール1000は、中央に中空が形成された円筒状のボス部300と、外周面に沿って複数のギヤ歯110が形成されるギヤ部100と、ボス部300の外周面とギヤ部100の内周面との間に形成されるハブ部200とを含み、ボス部300、ギヤ部100、およびハブ部200のうちの1つ以上は、前記ウォームホイール用組成物を用いて製造できる。
本発明の実施例および比較例に使用された成分は、下記の通りである。
(A)ポリアミド66樹脂:(A1)相対粘度(RV):2.2以上2.5未満のポリアミド66樹脂を使用した。(A2)相対粘度:2.5〜2.9のポリアミド66樹脂を使用した。(A3)相対粘度:4.8〜5.3のポリアミド66樹脂を使用した。
(B)ポリアミド12樹脂:(B1)相対粘度:1.4〜3.3のポリアミド12樹脂を使用した。(B2)相対粘度:1.0未満のポリアミド12樹脂を使用した。
(C)ポリアミド6樹脂:(C1)相対粘度:2.4〜2.7のポリアミド6樹脂を使用した。(C2)相対粘度:2.9〜3.3のポリアミド6樹脂を使用した。
(D)改質ナノクレイ:(D1)ビス(水素化タローアルキル)ジメチル塩でベントナイトを処理した改質ナノクレイを使用した。(D2)4級アルキルアンモニウム塩でベントナイトを処理した改質ナノクレイを使用した。(D3)3級アルキルアンモニウム塩でベントナイトを処理した改質ナノクレイを使用した。
下記表1および表2による成分および含有量を適用して、スクリュー回転速度:250rpm、40Φ、feed rate50kg/hの二軸押出機に投入し、溶融混錬および押出温度:260〜280℃の条件で押出してペレット(pellet)状のウォームホイール用組成物(ウォームホイールのギヤ部のギヤ歯)を製造した。その後、前記ウォームホイール用組成物を220トンの射出機に投入し、シリンダゲートの周辺温度:280〜290℃、シリンダの中間温度:270〜280℃、シリンダの入口:260〜270℃、サイクルタイム:190秒、および冷却時間:130秒の条件で射出成形して、下記の図4のようなウォームホイールを製造した。
前記実施例1〜10および比較例1〜6について、下記の条件で物性を評価して、その結果を前記表1および表2に示した。
(1)耐摩耗試験−1(mg):ISO9352規定に基づいて耐摩耗試験を実施した。具体的には、前記耐摩耗試験は、耐摩耗試験機器(Toyoseiki rotary abrasion tester)を用いて実施し、前記実施例および比較例のウォームホイール用組成物を用いて、3mmディスク形態の試験片をそれぞれ製造した。前記試験片を2つの摩耗輪(abrasing wheels、H−10製品)にそれぞれ1kgの重りを用いて荷重を印加しながら、70rpmで3000回回転させた後、試験前後の重量変化量を調べた。
(2)耐摩耗試験−2(mg):前記摩耗輪で2つのH−18製品を適用したことを除き、前記耐摩耗試験−1と同様の方法で評価した。
(3)耐久性評価:前記実施例および比較例のうち、代表的に実施例7および比較例3に対して、下記表3のような条件で耐久性試験を実施して、その結果を下記の図5に示した。
Claims (9)
- ポリアミド樹脂90重量%〜99.9重量%;および
改質ナノクレイ0.1重量%〜10重量%;を含み、
前記ポリアミド樹脂は、相対粘度(RV):2.5以上のポリアミド66樹脂、相対粘度(RV):1.0以上のポリアミド12樹脂、及び相対粘度(RV):2.5以上のポリアミド6樹脂を含み、
前記改質ナノクレイは、3級アルキルアンモニウム塩および4級アルキルアンモニウム塩のうちの1つ以上を含む改質剤で処理されたナノクレイであり、前記ナノクレイは、ベントナイト(bentonite)、ヘクトライト(hectorite)、フルオロヘクトライト(fluorohectorite)、モンモリロナイト(montmorillonite)、サポナイト(saponite)、バイデライト(beidellite)、バーミキュライト(vermiculite)、およびマガディアイト(magadiite)のうちの1つ以上を含む、ことを特徴とするウォームホイール用組成物。 - 前記ウォームホイール用組成物の全重量に対して、ポリアミド66樹脂50重量%〜85重量%、ポリアミド6樹脂5重量%〜20重量%、およびポリアミド12樹脂5重量%〜40重量%を含むことを特徴とする請求項1に記載のウォームホイール用組成物。
- 前記ポリアミド66樹脂の相対粘度(RV)は、2.5〜5.5であり、
ポリアミド6樹脂の相対粘度(RV)は、2.5〜3.5であり、そして
ポリアミド12樹脂の相対粘度(RV)は、1.4〜2.8であることを特徴とする請求項2に記載のウォームホイール用組成物。 - 前記改質ナノクレイは、見掛け密度:0.11g/cm3〜0.25g/cm3および層間距離(d−spacing):10Å〜35Åであることを特徴とする請求項1に記載のウォームホイール用組成物。
- 前記改質剤は、85meq/(100gナノクレイ)〜125meq/(100gナノクレイ)の濃度で含まれることを特徴とする請求項1に記載のウォームホイール用組成物。
- 前記改質剤は、ビス(水素化タローアルキル)ジメチル塩を含むことを特徴とする請求項1に記載のウォームホイール用組成物。
- 前記ポリアミド樹脂の水素結合位置に前記改質ナノクレイが結合した構造を有することを特徴とする請求項1に記載のウォームホイール用組成物。
- 前記ウォームホイール用組成物は、ISO9352に基づくテーバー摩耗性試験(摩耗輪:H−10、一方の輪の加重1kg、70rpm、3000回転)前後の重量の差が200mg以下であることを特徴とする請求項1に記載のウォームホイール用組成物。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載のウォームホイール用組成物を用いて製造されたウォームホイール。
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