JPH1060269A - 摺動性に優れた樹脂組成物 - Google Patents

摺動性に優れた樹脂組成物

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JPH1060269A
JPH1060269A JP21351196A JP21351196A JPH1060269A JP H1060269 A JPH1060269 A JP H1060269A JP 21351196 A JP21351196 A JP 21351196A JP 21351196 A JP21351196 A JP 21351196A JP H1060269 A JPH1060269 A JP H1060269A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 摩擦特性や摩耗特性等の摺動性に優れ、かつ
機械的特性の良好な成形体とすることのできる樹脂組成
物を提供する。 【解決手段】 ナイロン6と超高分子量ポリオレフィン
とからなる樹脂組成物であって、ナイロン6の固有粘度
(98重量%濃硫酸中、25℃で測定した値) が 3.0以上で
あることを特徴とする摺動性に優れた樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、摩擦特性や摩耗特
性等の摺動性に優れ、かつ機械的特性の良好な成形体と
することのできる樹脂組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ナイロン6やナイロン66等のポリアミド
樹脂は、一般に摩擦特性や摩耗特性等の摺動性に優れて
いるので、ギヤ、ベヤリング、カムの軸受等の摺動部材
用途に好適な材料である。しかし、より苛酷な条件下で
使用するためには、摺動性をさらに向上させることが必
要である。
【0003】従来、ポリアミド樹脂の摺動性を向上させ
る方法としては、溶融重合もしくは溶融重縮合で得られ
た固有粘度が 0.7〜 2.5程度のポリアミド樹脂に、フッ
素系共重合体、テフロン(ポリテトラフルオロエチレン
の商品名:登録商標)、二硫化モリブデン、シリコーン
オイル等を添加する方法がある。
【0004】しかし、上記のポリアミド樹脂にフッ素系
共重合体を配合させた樹脂組成物では、摺動性を向上さ
せるためには、フッ素系共重合体を多量に配合する必要
があり、このため機械的特性や耐熱性が著しく低下する
という問題があった。
【0005】また、テフロンは、摺動性改良剤としてよ
く知られているが、一般に高価であるため、コストの点
で高充填することが難しいという問題があった。
【0006】さらに、二硫化モリブデンやシリコーンオ
イル等を配合させたポリアミド樹脂組成物では、より苛
酷な条件下で使用するに適した摺動性を有するものが得
られないという問題があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、滑り摩擦係
数が低くてざらつき摩耗量が少なく、かつ機械的特性の
良好な成形体とすることのできる摺動性に優れた樹脂組
成物を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】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、特定の固有粘
度を有するナイロン6に、超高分子量ポリオレフィンを
配合させることで、この目的が達成できることを見出
し、本発明に到達した。
【0009】すなわち、本発明の要旨は次の通りであ
る。ナイロン6と超高分子量ポリオレフィンとからなる
樹脂組成物であって、ナイロン6の固有粘度(98重量%
濃硫酸中、25℃で測定した値) が 3.0以上であることを
特徴とする摺動性に優れた樹脂組成物。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。
【0011】本発明におけるナイロン6は、ε−カプロ
ラクタムを開環重合して得られるアミド結合を有する重
合体であって、通常公知のアニオン重合法、あるいは水
を触媒とする溶融重合と固相重合との併用により製造さ
れる。
【0012】そしてナイロン6は、溶媒として98重量%
濃硫酸を用い、温度25℃で測定したときの固有粘度が
3.0以上であることが必要であり、固有粘度が 6.0〜16.
0であることが特に好ましい。固有粘度が 3.0未満のも
のでは、摺動性に優れた成形体を得ることができないの
で好ましくない。
【0013】ε−カプロラクタムのアニオン重合は、通
常、不活性ガスを流しながら塩基性重合触媒の存在下、
もしくは塩基性重合触媒と共触媒との存在下に行われ
る。この際、塩基性重合触媒としては、例えばアルカリ
金属、アルカリ土類金属、グリニャール化合物、有機リ
チウム化合物、及びそれらのラクタム塩等が用いられる
が、グリニャール化合物、有機リチウム化合物、及びそ
れらのラクタム塩が特に好ましく用いられる。塩基性触
媒の添加量は、重合されるε−カプロラクタム量に対し
て0.05〜5モル%であることが好ましく、 0.1〜1モル
%であることが特に好ましい。この添加量が0.05モル%
未満では、重合速度が低下して好ましくなく、一方、こ
の添加量が5モル%を超えると、高分子量のナイロン6
が得られないので好ましくない。
【0014】共触媒としては、アセチルカプロラクタ
ム、アジポイルビスカプロラクタム、テレフタロイルビ
スカプロラクタム等のアシルラクタム類や、カルボン酸
ハライド、カルボン酸無水物等のラクタムと反応してア
シルラクタムを与える化合物等が用いられる。共触媒の
添加量は、重合されるε−カプロラクタム量に対して0.
01〜0.5 モル%の範囲とすることが好ましい。
【0015】なお、アニオン重合により得られたナイロ
ン6は、熱水によるモノマー抽出や、酢酸やプロピオン
酸等の有機酸を用いて塩基性重合触媒の不活性化処理を
行ってもよい。
【0016】また、水を触媒とする溶融重合と固相重合
との併用により、本発明におけるナイロン6を製造する
場合には、通常、溶融重合により得られたナイロン6
を、高温減圧下もしくは高温不活性ガス雰囲気下、好ま
しくは温度 150〜 200℃、圧力100〜1mmHg程度もしく
は窒素ガス雰囲気下で固相重合を行えばよい。
【0017】本発明における超高分子量ポリオレフィン
は、粉末状、ペレット状、チョップドファイバー状等、
形状には特に制限はされないが、通常は、重量平均分子
量が100万以上、嵩密度が0.94 g/cm3以上、平均粒径が
100μm以下の微粉末状のものが好ましい。
【0018】このような超高分子量ポリオレフィンとし
ては、超高分子量ポリエチレン、超高分子量ポリプロピ
レン、超高分子量4−メチル−1−ペンテン、超高分子
量ポリブテン−1等が挙げられるが、超高分子量ポリエ
チレンが特に好ましい。
【0019】超高分子量ポリオレフィンの重量平均分子
量が 100万未満のものでは、得られる成形品の摺動性が
不十分となる。また、嵩密度が0.94 g/cm3未満もしくは
平均粒径が 100μmを超えるものでは、摺動性に優れた
成形体を得ることができないので好ましくない。
【0020】なお、超高分子量ポリエチレンの場合に
は、その特性を損なわない範囲で、プロピレン、1−ブ
テン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1−
ヘキセン、1−オクテン、1−デセン等のα−オレフィ
ン類、ブタジエン、イソプレン等のジエン類、シクロペ
ンテン、シクロヘキセン、シクロペンタジエン等のシク
ロオレフィン類、メチルアクリレート、エチルアクリレ
ート、ブチルアクリレート等のアクリレート類が共重合
されたものであってもよい。
【0021】本発明の樹脂組成物の配合割合は、ナイロ
ン6/超高分子量ポリオレフィン=40/60〜99/1(重
量比)の範囲とすることが好ましく、ナイロン6/超高
分子量ポリオレフィン=70/30〜98/2(重量比)の範
囲とすることがより好ましい。この配合割合が40/60
(重量比)未満では、機械的強度が著しく低下するので
好ましくなく、逆にこの配合割合が99/1(重量比)を
超えると、摺動性に優れた成形体を得ることができない
ので好ましくない。
【0022】本発明の樹脂組成物の製造法は特に制限は
されないが、ナイロン6及び超高分子量ポリオレフィン
のいずれもが、溶融粘度が大きくて流動性に乏しいの
で、通常は、重合により得られたナイロン6を旋盤等で
リボン状にしてからチップ状に切断したものを凍結粉砕
して微粉末状にした後、超高分子量ポリオレフィンをド
ライブレンドする方法が好ましい。
【0023】また、ナイロン6の微粉末を得るには、重
合により得られたナイロン6をギ酸、m−クレゾール、
98重量%硫酸等に溶解した後、メタノールや水等の沈殿
溶剤中に投入する方法を採用することもできる。
【0024】さらに、所定量の超高分子量ポリオレフィ
ンを存在させた状態でε−カプロラクタムを反応射出成
形してもよいし、あるいは超高分子量ポリオレフィンを
存在させた状態でε−カプロラクタムを重合して得られ
る樹脂組成物を微粉末状にしてもよい。
【0025】そして、上記の方法で得られた微粉末状の
樹脂組成物を、プレス成形機を用い、通常は、温度を
(ナイロン6の融点+10℃)〜(ナイロン6の融点+ 1
00℃)の範囲、圧力を10〜 200kg/cm2の範囲に設定し
て、1〜20分間程度プレス成形することにより所定の形
状の成形体とする。
【0026】なお、本発明の樹脂組成物には、成形品と
した場合の摺動性、すなわち摩擦/摩耗特性のより一層
の改良のために、上記成分の他に炭素繊維、フッ素樹脂
粉末、二硫化モリブデン、ガラス粉末等の添加剤をプレ
ス成形時に添加することができる。また、成形品の力学
的特性や電気的特性の改良のために、炭酸カルシウム、
硫酸バリウム等の充填剤、チタン酸カリウム等のウィス
カー、カーボンブラック、金属粉末等の導電性改良充填
剤をプレス成形時に添加することができる。さらに必要
に応じて熱安定剤、光安定剤、酸化防止剤、可塑剤、滑
剤、着色剤、顔料、発泡剤、難燃剤、成形性改良剤、強
化剤、潤滑剤、帯電防止剤、離型剤等の添加剤をプレス
成形時に添加してもよい。
【0027】
【実施例】次に、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。なお、実施例及び比較例で用いた原料並びに
測定法は次の通りである。 1.原料 ・超高分子量ポリエチレン 三井石油化学工業社製、ミペロンXM− 220(登録商
標) 重量平均分子量 200万、平均粒径30μm、嵩密度0.94 g
/cm3 2.測定法 固有粘度 98重量%濃硫酸を用い、0.2 g/dl以下の濃度に調製した
5点以上の試料を用いて、25℃で還元比粘度を測定し、
得られた還元比粘度の値を濃度0に外挿することにより
求めた。 滑り摩擦係数及びざらつき摩耗量 外径25.6mm、内径20mm、厚み15mmの円筒形の試験片を作
製した。次いで、鈴木式摩擦摩耗特性試験機を用い、こ
の試験片を金属面(S−45c)に対して、面圧 7.5kg/c
m2、回転速度18m/分の条件で回転を行って摩擦係数を
求めた。また、擦擦摩耗試験後の試験片の重量減少を測
定することにより、ざらつき摩耗量を求めた。 アイゾット衝撃強度 ASTM D− 256に基づいて、長さ10.7cm、幅1.25cm、厚み
0.30mmの試験片(ノッチ付き)を作製し、荷重18.6kg/c
m2で測定した。
【0028】実施例1 ε−カプロラクタム、塩基性重合触媒としてのエチルマ
グネシウムブロマイド(ε−カプロラクタムに対して
0.5モル%)、及び共触媒としてのアセチルカプロラク
タム(ε−カプロラクタムに対して0.07モル%)をフラ
スコ中に入れ、アルゴン気流下、150 ℃で1時間加熱し
て、アニオン重合を行い、固有粘度が6.6のナイロン6
を得た。得られたナイロン6を、旋盤でリボン状にして
からチップ状に切断したものを凍結粉砕して微粉末状と
し、この微粉末状物95重量%に対して、ミペロンXM−
220を5重量%配合して、温度 230℃、圧力50kg/cm
2で、10分間プレス成形し、外径30mm、厚み20mmの円盤
を作製した。次に、切削加工により外径25.6mm、内径20
mm、厚み15mmの円筒形の試験片とし、滑り摩擦係数及び
ざらつき摩耗量を測定した。また、別途に長さ10.7cm、
幅1.25cm、厚み0.30mmの試験片(ノッチ付き)の試験片
を作製し、アイゾット衝撃強度を測定した。
【0029】実施例2 ナイロン6の微粉末状物85重量%に対して、ミペロンX
M− 220を15重量%配合した他は、実施例1と同様にし
て試験片を作製し、物性試験を行った。
【0030】実施例3 エチルマグネシウムブロマイドの添加量(ε−カプロラ
クタムに対して 0.1モル%)及びアセチルカプロラクタ
ムの添加量(ε−カプロラクタムに対して0.03モル%)
を変えた他は、実施例1と同様にしてナイロン6の微粉
末状物を得た。このナイロン6の微粉末状物95重量%に
対して、ミペロンXM− 220を5重量%配合し、実施例
1と同様にして円筒形及び角状の試験片を作製し、物性
試験を行った。
【0031】実施例4 ナイロン6の微粉末状物85重量%に対して、ミペロンX
M− 220を15重量%配合した他は、実施例3と同様にし
て試験片を作製し、物性試験を行った。
【0032】実施例5 共触媒としてアセチルカプロラクタムの代わりに、アジ
ポイルビスカプロラクタム(ε−カプロラクタムに対し
て 0.015モル%)を用いた他は、実施例1と同様にして
ナイロン6の微粉末状物を得た。このナイロン6の微粉
末状物95重量%に対して、ミペロンXM− 220を5重量
%配合し、実施例1と同様にして円筒形及び角状の試験
片を作製し、物性試験を行った。
【0033】実施例6 ナイロン6の微粉末状物85重量%に対して、ミペロンX
M− 220を15重量%配合した他は、実施例5と同様にし
て試験片を作製し、物性試験を行った。
【0034】実施例7 固有粘度が 2.5のナイロン6(市販品)のチップ(直径
3mm、長さ4mm)を、温度 180℃、圧力10mmHgで固相重
合を行って、固有粘度が 3.5のナイロン6を得た。得ら
れたナイロン6のチップを凍結粉砕して微粉末状とし、
このナイロン6の微粉末状物95重量%に対して、ミペロ
ンXM− 220を5重量%配合し、実施例1と同様にして
円筒形及び角状の試験片を作製し、物性試験を行った。
【0035】比較例1 固有粘度が 3.5のナイロン6の代わりに、固有粘度が
2.5のナイロン6(市販品)を用いた他は、実施例7と
同様にしてナイロン6の微粉末状とし、このナイロン6
の微粉末状物95重量%に対して、ミペロンXM− 220を
5重量%配合し、実施例7と同様にして円筒形及び角状
の試験片を作製し、物性試験を行った。
【0036】比較例2 ナイロン6の微粉末状物85重量%に対して、ミペロンX
M− 220を15重量%配合した他は、比較例1と同様にし
て試験片を作製し、物性試験を行った。
【0037】上記実施例1〜7及び比較例1〜2におけ
るナイロン6の固有粘度、ナイロン6とミペロンXM−
220との配合量、滑り摩擦係数、ざらつき摩耗量及びア
イゾット衝撃強度を表1に示した。
【0038】
【表1】
【0039】
【発明の効果】本発明によれば、摩擦特性や摩耗特性等
の摺動性に優れ、かつ機械的特性の良好な成形体とする
ことのできる樹脂組成物を得ることができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ナイロン6と超高分子量ポリオレフィン
    とからなる樹脂組成物であって、ナイロン6の固有粘度
    (98重量%濃硫酸中、25℃で測定した値) が3.0以上で
    あることを特徴とする摺動性に優れた樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 ナイロン6が、固有粘度 6.0〜16.0のも
    のである請求項1記載の摺動性に優れた樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 超高分子量ポリオレフィンが、超高分子
    量ポリエチレンである請求項1又は2記載の摺動性に優
    れた樹脂組成物。
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Cited By (6)

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JP2011080013A (ja) * 2009-10-09 2011-04-21 Mitsui Chemicals Inc ポリオレフィン微粒子ならびに変性ポリオレフィン微粒子、これらを含む樹脂組成物、およびその用途
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WO2024071402A1 (ja) * 2022-09-30 2024-04-04 株式会社クレハ ポリアミド樹脂、ポリアミド樹脂組成物、成形体およびポリアミド樹脂の製造方法

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