(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向外側に形成された歯部を有するリムと、
前記リムの径方向内側に同心円状に配置されたボスと、
前記リムの内周部及び前記ボスの外周部に接続し、且つ前記ボスの径方向外側に同心円状に配置されたウェブと、
を有する射出成形歯車であって、
前記ウェブの厚さに対する前記リムの高さの比率が３以上であり、及び前記リムの高さは１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であり、並びに
非繊維強化樹脂として、メルトフローレート（ＭＦＲ）が１．５〜８．０ｇ／１０分であるポリアセタールホモポリマーを射出成形してなる、射出成形歯車。
【請求項２】
前記ポリアセタールホモポリマーのメルトフローレート（ＭＦＲ）が１．５〜３．０ｇ／１０分である、請求項１に記載の射出成形歯車。
【請求項３】
平均粒径が０．１〜１０．０μｍの結晶核生成無機粒子１０〜９０ｐｐｍをさらに含む、請求項１又は２に記載の射出成形歯車。
【請求項４】
前記結晶核生成無機粒子は、タルク及び窒化ホウ素の少なくともいずれか一方を含む、請求項３に記載の射出成形歯車。
【請求項５】
金属インサート成形してなる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の射出成形歯車。
【請求項６】
電動車用歯車である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の射出成形歯車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形歯車に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形歯車は、動力伝達機構や駆動伝達機構として、複写機、プリンター等のＯＡ機器、ＶＴＲ、ＤＶＤ、ブルーレイ等のデジタル家電、自動車での窓ガラス、シート、及びサンルーフ等の幅広い用途に使用されている。
【０００３】
多様な用途に使用される歯車には、高い伝達精度を要求されるものが多い。そのため、ギアの精度を向上させる方法として、リム及びハブ並びにウェブの厚みを規定することにより、変形を抑制する等の技術が開示されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
最近、大きなトルクを伝達するための歯車として、電動二輪車の駆動部に使用されるものがある。このような大きなトルクの負荷を伝達する歯車において、同時に作動耐久性を確保するために、ポリアミド樹脂をガラス等の繊維で強化した材料に関する技術が開示されている（例えば、特許文献２〜４）。
【０００５】
また、ポリアセタール樹脂は、機械的強度及び剛性が高く、耐油性及び耐有機溶剤性に優れ、広い温度範囲で好適に使用でき、並びに加工が容易である。そのため、代表的なエンジニアリングプラスチックとして、ＯＡ機器、デジタル家電及び自動車の部品、その他の工業部品の歯車の材料に多く用いられている。
【０００６】
前記ポリアセタール樹脂の中でも、ポリアセタールホモポリマーは、ポリアセタールコポリマーに比べて、剛性や靭性に優れ、熱変形温度が高いことが知られている（例えば、特許文献５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３６２１００９号明細書
【特許文献２】特開２００３−２０１３９８号公報
【特許文献３】特開２００８−８４０４号公報
【特許文献４】特許第４２０９６６６号明細書
【特許文献５】特開２００８−２９１０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ガラス等の繊維で補強されたポリアミド樹脂などを用いて作られた射出成形歯車の場合、歯の部分にガラス等の繊維が配向する状態に応じて、歯の強度や耐久性が変わるため、安定した性能が得られにくいという問題がある。
【０００９】
また、繊維強化されたポリアミド樹脂などを用いて作られた射出成形歯車の場合、繊維配向に起因した反りや変形が生じ易い。そのため、歯が噛み合う精度が低下し、結果として、期待する歯の強度や耐久性が得られにくいという問題がある。
【００１０】
さらに、ガラス等の繊維の一部が成形品（射出成形歯車）の表面付近に存在する場合、歯車において良好な表面状態が得られないため、対合する部材との摩擦により、静音性が損なわれやすい。加えて、繊維強化された合成樹脂を射出成形歯車の材料とする場合、金型や、成形機のシリンダーが磨耗するという問題がある。
【００１１】
一方、ポリアセタール樹脂には様々な利点があることは上述した通りである。しかしながら、ポリアセタールを用いた非繊維強化樹脂材料について、ＩＳＯ５２７等に代表される試験方法で測定した引張強度は、ポリアミド等を用いた繊維強化樹脂材料に比べて、大きく下回る。そのため、上記した高トルクの負荷がかかる射出成形歯車の場合、ポリアセタールを用いた非繊維強化樹脂材料は使用できず、結局、ポリアミド等を用いた繊維強化樹脂材料を使用して、歯幅を厚くしたり、予め成形収縮後の寸法を計算した上で射出成形用の金型を作製する等の工夫を行いながら、歯の機械的強度、耐久性及び静音性を確保しようとしている。それでも、上述のように、繊維強化されたポリアミド樹脂などを用いて作られた射出成形歯車における問題は、依然として存在する。なお、本明細書における「非繊維強化樹脂」とは、強化繊維を含まない熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂をいう。
【００１２】
そこで、本発明は、ポリアミド等を用いた繊維強化材料に比べて、優れた作動耐久性及び静音性を保持できる、非繊維強化のポリアセタールホモポリマーを射出成形してなる射出成形歯車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】
【００１３】
ポリアミド等を用いた繊維強化材料を使用した射出成形歯車において、歯の強度を向上させるため、ガラス等の繊維をなるべく中心から放射状に配向させ、歯の高さ方向にガラス等の繊維を均一に充填させることが好ましい。しかし、一般に、射出成形歯車を製造する際の、金型において樹脂が充填されるゲートの位置は、歯の寸法精度を考慮して、ボスかウェブに設定する場合が多い。
【００１４】
射出成形歯車におけるウェブの厚みは、生産性や寸法精度を考慮すれば、あまり大きくすることは好ましくなく、最大でも２〜５ｍｍ程度に設定する場合が多い。そのため、歯を有する（歯部に接続する）リムの高さ、即ち歯幅が１０ｍｍを超えるような射出成形歯車の場合、リブから充填された樹脂が一度リムに突き当たった後で垂直方向に当該樹脂が流れることから、主に歯幅方向にガラス等の繊維が充填される。この場合、ポリアミド等を用いた繊維強化材料に対して期待される歯の強度は得られない。さらに、ポリアミド等を用いた繊維強化材料は、アニール処理を受けることによって、ガラス繊維の配向に依存して歯車が変形しやすくなる。その結果、歯車の作動耐久性及び静音性が損なわれてしまう。
【００１５】
そこで、本発明者らは、以上の知見を生かしつつ、上述した課題を解決するためさらに鋭意検討した。その結果、ポリアセタールホモポリマーを材料とし、且つ特定の形状を有する射出成形歯車とすることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
【００１６】
即ち、本発明は、径方向外側に形成された歯部を有するリムと、前記リムの径方向内側に同心円状に配置されたボスと、前記リムの内周部及び前記ボスの外周部に接続し、且つ前記ボスの径方向外側に同心円状に配置されたウェブと、を有する射出成形歯車であって、前記ウェブの厚さに対する前記リムの高さの比率が３以上であり、及び前記リムの高さは１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であり、並びに非繊維強化樹脂として、メルトフローレート（ＭＦＲ）が１．５ｇ／１０分〜８．０ｇ／１０分であるポリアセタールホモポリマーを射出成形してなる、射出成形歯車に関する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、非繊維強化のポリアセタールホモポリマーを用いることによって、ポリアミド等を用いた繊維強化材料に比べて、優れた作動耐久性と静音性を保持できる射出成形歯車が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】本発明に係る射出成形歯車の垂直方向の断面を示した概略図である。
【図１Ｂ】本発明に係る射出成形歯車の水平方向の断面を示した概略図である。
【図２】本発明におけるポリアセタ−ルホモポリマーの重合器一式を示す概略図である。
【図３】本発明に係る射出成形歯車の評価に用いた歯車強度試験機の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「本実施の形態」という。）について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
【００２０】
本実施の形態に係る射出成形歯車は、径方向外側に形成された歯部を有するリムと、前記リムの径方向内側に同心円状に配置されたボスと、前記リムの内周部及び前記ボスの外周部に接続し、且つ前記ボスの径方向外側に同心円状に配置されたウェブと、を有する射出成形歯車であって、前記ウェブの厚さに対する前記リムの高さの比率が３以上であり、及び前記リムの高さは１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であり、並びに非繊維強化樹脂として、メルトフローレート（ＭＦＲ）が１．５ｇ／１０分〜８．０ｇ／１０分であるポリアセタールホモポリマーを射出成形してなる。
【００２１】
［射出成形歯車の構成］
【００２２】
図１は、本実施の形態に係る射出成形歯車を示す概略図である。このうち、図１Ａは、本実施の形態に係る射出成形歯車の垂直方向の断面を示した概略図である。図１Ｂは、本実施の形態に係る射出成形歯車の水平方向の断面を示した概略図（射出成形歯車の正面図）である。なお、図１Ａ及び図１Ｂは、いずれも前記射出成形歯車の構成の一例を示した図であって、本実施の形態に係る射出成形歯車の具体的構成はこれらの図に制限されない。
【００２３】
前記射出成形歯車は、非繊維強化樹脂としてのポリアセタールホモポリマーを射出成形することにより得られる。ここで、本発明に係る射出成形歯車は、繊維強化した材料ではなく非繊維強化の材料を使用する。その理由は、本発明におけるポリアセタールホモポリマーの特徴である自己潤滑性の損失（表面平滑性の低下が原因）を防止できるためである。特に、ポリアセタールホモポリマーをギア等に用いる場合、非繊維強化樹脂を使用することは、精度及び摺動性の低下を効果的に抑制できるため、好適である。
【００２４】
図１Ｂを見ると、射出成形歯車は、径方向外側に形成された歯部（歯を含む部分）Ｇを有するリムＦと、リムＦの径方向内側に同心円状に配置されたボスＣと、前記リムの内周部及び前記ボスの外周部に接続し、且つボスＣの径方向外側に同心円状に配置されたウェブＤとを備えている。ここで、リブＥは、ウェブＤの同心円上に、不連続に配置されている。なお、射出成形歯車の中心（ボスＣの内側）には軸穴Ｈが形成されており、反対に、射出成形歯車の最外周（リムＦの外側）には歯部Ｇが形成されている。
【００２５】
図１Ａに示したように、本実施の形態に係る射出成形歯車において、ウェブ厚さｅに対するリムの高さｆの比率（ｆ／ｅ）が３以上である。本実施の形態に係る射出成形歯車、即ち、非繊維強化樹脂であるポリアセタールホモポリマーを射出成形することにより得られる、ｆ／ｅが３以上である射出成形歯車の場合、同じ形状を有するガラス繊維を含んだポリアミド樹脂などからなる射出成形歯車と比較して、アニール前後での作動耐久性及び静音性に有意に優れる。また、上記ｆ／ｅは、好ましくは４以上であり、より好ましくは５〜１０である。
【００２６】
リムの高さｆは、ウェブ厚さｅが２〜１０ｍｍの時にｆ／ｅが５〜１０になるという観点から、１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であり、好ましくは１５ｍｍ以上５０ｍｍ以下、より好ましくは２０ｍｍ以上４０ｍｍ以下である。
【００２７】
［非繊維強化樹脂材料及びその調製方法］
【００２８】
本実施の形態における「非繊維強化樹脂材料」とは、ポリアセタールホモポリマーからなる材料であってもよいし、後述するように、ポリアセタールホモポリマーとその他の成分とを含むポリアセタール樹脂組成物であってもよい。
【００２９】
＜ポリアセタールホモポリマー＞
【００３０】
（モノマー原料）
【００３１】
主原料としてのモノマー（主モノマー）であるホルムアルデヒドとしては、安定した分子量の樹脂を継続的に得るという観点から、精製され、不純物濃度が低く、且つ安定したホルムアルデヒドガスを用いることが好ましい。ホルムアルデヒドの精製方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、特公平５−３２３７４号公報及び特表２００１−５２１９１６号公報に開示された方法を利用することができる。
【００３２】
上記ホルムアルデヒドガスとしては、水、メタノールや蟻酸など、重合反応中に重合が停止したり連鎖移動作用を有するような不純物を極力含まないものを用いることが好ましい。かかる不純物を極力含まないホルムアルデヒドガスを用いた場合、予期せぬ連鎖移動反応を効果的に防止でき、目的とする分子量を有する物質が一層得られやすくなる。中でも、水についていえば、目的とする分子量を有する物質を一層得られやすくする観点から、１００ｐｐｍ以下であることが好ましく、５０ｐｐｍ以下であることがより好ましい。
【００３３】
（重合方法）
【００３４】
本実施の形態における非繊維強化樹脂としてのポリアセタールホモポリマーとは、オキシメチレン基を主鎖に有し、ポリマー連鎖の両末端がエステル基又はエーテル基により封鎖されたポリマーを表す。本実施の形態におけるポリアセタールの重合は、公知のスラリー重合法を用いて実施することができる。例えば、特公昭４７−６４２０号公報及び特公昭４７−１００５９号公報に開示された重合法を利用することができる。そして、かかる重合法を用いることにより、不安定な末端部を有する粗ポリアセタールホモポリマーが得られる。前記粗ポリアセタールホモポリマーに対して、後述の末端安定化処理を実施することが好ましい。
【００３５】
（ポリアセタールホモポリマー）
【００３６】
本実施の形態におけるポリアセタールホモポリマーは、そのメルトフローレート（ＭＦＲ）が１．５〜８．０ｇ／１０分である。ＭＦＲが１．５ｇ／１０分以上の場合、成形品の生産を一層安定させることができ、これにより作動耐久性を維持することが顕著に容易となり得る。一方、ＭＦＲが８．０ｇ／１０分以下の場合、安定した成形品が得られると共に、作動耐久性を一層容易に維持することができる。なお、本明細書におけるＭＦＲの測定方法は、後記の実施例に記載された方法を採用する。
【００３７】
また、ポリアセタールホモポリマーのＭＦＲは、高温時の大きな負荷によるクリープ変形を抑制する観点から、好ましくは１．５〜３．０ｇ／１０分である。
【００３８】
＜ポリアセタール樹脂組成物及びその調製方法＞
【００３９】
（連鎖移動剤）
【００４０】
前記連鎖移動剤としては、一般に、アルコール類や酸無水物が用いられる。また、ブロックポリマーや分岐ポリマーを得るために、ポリオール、ポリエーテルポリオールやポリエーテルポリオール・アルキレンオキサイドを用いてもよい。また、連鎖移動剤についても、上述したように、予期せぬ連鎖移動反応を効果的に防止する観点から、不純物を極力含まないものを用いることが好ましい。中でも、水についていえば、２，０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、１，０００ｐｐｍ以下であることがより好ましい。
【００４１】
これらの不純物が非常に少ない連鎖移動剤を得る方法としては、以下に制限されないが、例えば、汎用的であって水分含有量が規定値を超える連鎖移動剤を入手し、これを乾燥窒素でバブリングし、活性炭やゼオライト等の吸着剤により不純物を除去し、精製する方法が挙げられる。なお、連鎖移動剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００４２】
（重合触媒）
【００４３】
重合反応に使用する重合触媒、即ちオニウム塩系重合触媒は、下記式（１）で表される。
【００４４】
［Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｍ＋］Ｘ−  ・・・・・（１）
【００４５】
上記式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、各々独立してアルキル基であり、Ｍは孤立電子対を有する元素であり、Ｘは求核性基である。
【００４６】
上記式（１）で表されるオニウム塩系重合触媒の中でも、重合触媒として高い重合効率を達成できるため、触媒量を軽減させることが可能になるという観点から、第４級アンモニウム塩系化合物又は第４級ホスホニウム塩系化合物が好ましく、テトラメチルアンモニウムブロミド、ジメチルジステアリルアンモニウムアセテート、テトラエチルホスホニウムヨージド及びトリブチルエチルホスホニウムヨージドがより好ましい。
【００４７】
（反応器）
【００４８】
重合に用いられる反応器は、以下に制限されないが、例えば、バッチ式の攪拌機付き反応槽、連続式のコニーダー、二軸スクリュー式連続押し出し混練機、及び二軸パドル型連続混合機が挙げられる。これらの反応器の胴の外周は、反応混合物を加熱及び冷却できる構造を有することが好ましい。
【００４９】
（末端安定化処理）
【００５０】
上記した粗ポリアセタール樹脂の末端安定化処理のうち、エーテル基で封鎖する方法としては、以下に制限されないが、例えば、特公昭６３−４５２公報に記載の方法が挙げられる。また、アセチル基で封鎖する方法としては、以下に制限されないが、例えば、大量の酸無水物を用いてスラリー状態で行うという米国特許第３，４５９，７０９号明細書に記載の方法、及び酸無水物のガスを用いて気相で行うという米国特許第３，１７２，７３６号明細書に記載の方法が挙げられる。上記のエーテル基で封鎖する方法において用いられるエーテル化剤としては、以下に制限されないが、例えば、オルトエステルが挙げられる。一例として、脂肪族又は芳香族酸と、脂肪族、脂環式族又は芳香族アルコールとのオルトエステルが挙げられる。かかるオルトエステルの具体例として、メチルオルトホルメート、エチルオルトホルメート、メチルオルトアセテート、エチルオルトアセテート、メチルオルトベンゾエート、エチルオルトベンゾエート、及びエチルオルトカーボネート等のオルトカーボネートが挙げられる。
【００５１】
エーテル化反応は、以下に制限されないが、例えば、ｐ−トルエンスルホン酸、酢酸及び臭化水素酸などの中強度有機酸、並びにジメチルスルフェート及びジエチルスルフェート等の中強度鉱酸などのルイス酸触媒を、エーテル化剤１重量部に対して０．００１〜０．０２重量部導入して行うことができる。エーテル化反応に用いられる溶媒としては、以下に制限されないが、例えば、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン及びベンゼン等の低沸点の脂肪族、脂環式族及び芳香族の炭化水素、並びに塩化メチレン、クロロホルム及び四塩化炭素などのハロゲン化低級脂肪族化合物などの有機溶媒が挙げられる。
【００５２】
一方、ポリマーの末端をエステル基で封鎖する場合、エステル化に用いられる有機酸無水物として、以下に制限されないが、例えば、下記式（２）で表される有機酸無水物が挙げられる。
【００５３】
Ｒ５ＣＯＯＣＯＲ６  ・・・・・（２）
【００５４】
上記式中、Ｒ５及びＲ６は、各々独立してアルキル基を示す。Ｒ５及びＲ６は、同じであっても異なっていてもよい。
【００５５】
上記式（２）で表される有機酸無水物の中でも、無水プロピオン酸、無水安息香酸、無水酢酸、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水グルタル酸及び無水フタル酸が好ましく、無水酢酸がより好ましい。有機酸無水物は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００５６】
また、気相にてエステル基で封鎖を行う方法としては、以下に制限されないが、オニウム塩系重合触媒を除去した後に末端封鎖を行うという特開平１１−９２５４２号公報に記載の方法が好ましい。なぜなら、ポリマー樹脂におけるオニウム塩系重合触媒が極力残留しないように除去することにより、末端封鎖する際に、オニウム塩系重合触媒によるポリマーの分解反応の促進を効果的に抑制でき、安定化反応におけるポリマー収率を顕著に向上できると共に、ポリマーの着色を効果的に防止することもできるためである。
【００５７】
ポリマーの末端をエーテル基及び／又はエステル基で封鎖することにより、末端の水酸基の濃度が５×１０−７ｍｏｌ／ｇ以下に低減されることが好ましい。より好ましくは、末端の水酸基の濃度が０．５×１０−７ｍｏｌ／ｇ以下である。
【００５８】
（結晶核生成無機粒子）
【００５９】
前記ポリアセタール樹脂組成物は、結晶核生成無機粒子を含んでもよい。
【００６０】
前記結晶核生成無機粒子は、以下に制限されないが、例えば、タルク、シリカ、石英粉末、ガラス粉、珪酸カルシウム、珪酸アルミニウム、カオリン、葉ロウ石、クレー、珪藻土及びウォラストナイト等の珪酸塩、酸化鉄、酸化チタン及びアルミナ等の金属酸化物、硫酸カルシウム及び硫酸バリウム等の金属硫酸塩、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム及びドロマイト等の炭酸塩、並びに炭化珪素、窒化硅素、窒化ホウ素及び各種金属粉末など、ポリアセタールホモポリマーにおいて通常知られている結晶核生成無機物の細分化された固体が挙げられる。これらの結晶核生成無機粒子の中でも、ポリアセタールホモポリマーの結晶化核剤として
結晶化速度を向上させ、結果的に機械特性（機械的強度など）を向上させる観点、及びポリアセタールホモポリマーの熱安定性の損失を防止する観点から、タルク又は窒化ホウ素の少なくともいずれか一方を含むことが好ましい。
【００６１】
前記結晶核生成無機粒子は、ポリアセタール樹脂組成物に対して、１０〜９０ｐｐｍを含む。結晶核生成無機粒子を定量するには、例えば、ポリアセタールホモポリマーを含有する樹脂組成物を塩酸などで加水分解し定量する方法や、高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分析により金属成分を定量する方法が挙げられる。ここで、本明細書における濃度（ｐｐｍ）の測定としては、上記した塩酸で加水分解し定量する方法を採用する。
【００６２】
前記結晶核生成無機粒子の平均粒径は、ポリアセタールホモポリマーと混合した際に良好な結晶核を形成し、強度及び耐久性向上に寄与するという観点から、０．１〜１０．０μｍであり、好ましくは０．５〜５．０μｍである。平均粒径は、公知の方法により測定を行うことができ、例えば、得られた樹脂製機構部品を切り出して顕微鏡法（偏光顕微鏡やＳＥＭ−ＥＤＸ）により測定する方法が挙げられる。ここで、本明細書における平均粒径の測定としては、後記の実施例に記載の方法を採用する。
【００６３】
（表面処理剤）
【００６４】
上記の結晶核生成無機粒子を添加する場合、本実施の形態におけるポリアセタールホモポリマーとの親和性及び分散性を一層向上させるために、公知の表面処理剤を用いてもよい。かかる表面処理剤としては、以下に制限されないが、例えば、アミノシラン及びエポキシシラン等のシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、脂肪酸（飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸）、脂環族カルボン酸、樹脂酸、並びに金属石鹸が挙げられる。前記表面処理剤の添加量としては、物性や熱安定性の低下を抑制する観点から、好ましくは３質量％以下、より好ましくは２質量％以下であり、さらに好ましくは実質的に添加されていないことである。
【００６５】
（仕上げ工程）
【００６６】
上記の末端安定化処理を行ったポリマー粉末は、乾燥後、一般的には、ハンドリングを向上させる目的で、押出機を用いてペレタイズする。ポリアセタールホモポリマーと結晶核生成無機粒子とを、ヘンシェルミキサー、タンブラーやＶ字型ブレンダー等で混合した後、１軸又は多軸の混錬押出機などを用いて溶融混錬することにより、本実施の形態におけるポリアセタール樹脂組成物（即ち、非繊維強化樹脂材料）が得られる。中でも、減圧装置を備えた２軸押出機が好ましい。また、予め混合することなく、定量フィーダー等を使用し、結晶核生成無機粒子を一括に又は分割して、押出機に連続的にフィードすることにより、前記ポリアセタール樹脂組成物を製造することもできる。また、予め、ポリアセタールホモポリマーとその他の成分（以下、「添加剤」という）とからなる高濃度のマスターバッチを作製しておき、押出溶融混練時又は成形時に、このマスターバッチをポリアセタールホモポリマーに添加することによって、ポリアセタール樹脂組成物を得ることもできる。
【００６７】
（その他の添加剤）
【００６８】
その他の添加剤として、本発明の目的を損なわない範囲において、通常のポリアセタールホモポリマーに添加可能な公知の添加剤を、必要に応じて配合してもよい。前記添加剤として、以下に制限されないが、例えば、熱安定剤、酸化防止剤、酸捕捉剤、耐候（光）安定剤、離型剤・潤滑剤、導電材・帯電防止剤、熱可塑性樹脂及び熱可塑性エラストマー、及び顔料が挙げられる。添加方法としては、上記の結晶核生成無機粒子の場合と同様、ポリアセタールホモポリマーとその他の添加剤とを、ヘンシェルミキサー、タンブラーやＶ字型ブレンダー等で混合した後、１軸又は多軸混錬押出機などを用いて溶融混錬することにより、ポリアセタール樹脂組成物が得られる。中でも、減圧装置を備えた２軸押出機が好ましい。また、予め混合することなく、定量フィーダー等を使用し、各成分を１種単独又は数種まとめて、押出機に連続的にフィードすることによりポリアセタール樹脂組成物を得てもよい。また、高濃度のマスターバッチを作製しておき、押出溶融混練時又は成形時に、このマスターバッチをポリアセタールホモポリマーで希釈することによっても、ポリアセタール樹脂組成物が得られる。
【００６９】
以下では、上記した熱安定剤及び酸化防止剤について詳細に説明する。
【００７０】
本実施の形態におけるポリアセタールホモポリマーを含有するポリアセタール樹脂組成物には、熱安定剤及び酸化防止剤が含まれることが好ましい。前記熱安定剤としてはホルムアルデヒド反応性窒素を含むものが好ましい。また、前記酸化防止剤としてはヒンダードフェノール系のものが好ましい。
【００７１】
上記のホルムアルデヒド反応性窒素を含む熱安定剤としては、以下に制限されないが、例えば、ナイロン４−６、ナイロン６、ナイロン６−６、ナイロン６−１０、ナイロン６−１２及びナイロン１２等のポリアミド樹脂、並びにこれらのポリマー（例えば、ナイロン６／６−６／６−１０、及びナイロン６／６−１２等）が挙げられる。また、その他に、アクリルアミド及びその誘導体、又はアクリルアミド及びその誘導体と、他のビニルモノマーとのコポリマーが挙げられる。かかるコポリマーとして、以下に制限されないが、例えば、アクリルアミド及びその誘導体と他のビニルモノマーとを金属アルコラートの存在下で重合して得られたポリ−β−アラニンコポリマーが挙げられる。さらに、その他に、アミド化合物、アミノ置換トリアジン化合物、アミノ置換トリアジン化合物とホルムアルデヒドとの付加物、アミノ置換トリアジン化合物とホルムアルデヒドとの縮合物、尿素、尿素誘導体、ヒドラジン誘導体、イミダゾール化合物、及びイミド化合物なども挙げられる。
【００７２】
前記アミド化合物の具体例としては、以下に制限されないが、イソフタル酸ジアミド等の多価カルボン酸アミド、及びアントラニルアミドが挙げられる。前記アミノ置換トリアジン化合物の具体例としては、以下に制限されないが、２，４−ジアミノ−ｓｙｍ−トリアジン、２，４，６−トリアミノ−ｓｙｍ−トリアジン、Ｎ−ブチルメラミン、Ｎ−フェニルメラミン、Ｎ，Ｎ−ジフェニルメラミン、Ｎ，Ｎ−ジアリルメラミン、ベンゾグアナミン（２，４−ジアミノ−６−フェニル−ｓｙｍ−トリアジン）、アセトグアナミン（２，４−ジアミノ−６−メチル−ｓｙｍ−トリアジン）、及び２，４−ジアミノ−６−ブチル−ｓｙｍ−トリアジンが挙げられる。前記アミノ置換トリアジン類化合物とホルムアルデヒドとの付加物の具体例としては、以下に制限されないが、Ｎ−メチロールメラミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチロールメラミン、及びＮ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチロールメラミンが挙げられる。前記アミノ置換トリアジン類化合物とホルムアルデヒドとの縮合物の具体例としては、以下に制限されないが、メラミン・ホルムアルデヒド縮合物が挙げられる。前記尿素誘導体の例としては、以下に制限されないが、Ｎ−置換尿素、尿素縮合体、エチレン尿素、ヒダントイン化合物、及びウレイド化合物が挙げられる。前記Ｎ−置換尿素の具体例としては、以下に制限されないが、アルキル基などの置換基が置換したメチル尿素、アルキレンビス尿素、及びアリール置換尿素が挙げられる。前記尿素縮合体の具体例としては、以下に制限されないが、尿素とホルムアルデヒドとの縮合体が挙げられる。前記ヒダントイン化合物の具体例としては、以下に制限されないが、ヒダントイン、５，５−ジメチルヒダントイン、及び５，５−ジフェニルヒダントインが挙げられる。前記ウレイド化合物の具体例としては、以下に制限されないが、アラントインが挙げられる。前記ヒドラジン誘導体の例としては、以下に制限されないが、ヒドラジド化合物が挙げられる。前記ヒドラジド化合物の具体例としては、以下に制限されないが、ジカルボン酸ジヒドラジドが挙げられ、さらに具体的には、以下に制限されないが、マロン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、ピメリン酸ジヒドラジド、スペリン酸ジヒドラジド、アゼライン酸ジヒドラジド、セバチン酸ジヒドラジド、ドデカン二酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、フタル酸ジヒドラジド、及び２，６−ナフタレンジカルボジヒドラジドが挙げられる。前記イミド化合物の具体例としては、以下に制限されないが、スクシンイミド、グルタルイミド、及びフタルイミドが挙げられる。
【００７３】
これらのホルムアルデヒド反応性窒素を含む化合物（ポリマーを含む）は、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００７４】
一方、上記の酸化防止剤としては、以下に制限されないが、ヒンダートフェノール系酸化防止剤が好ましい。具体例としては、以下に制限されないが、ｎ−オクタデシル−３−（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル）−プロピオネート、ｎ−オクタデシル−３−（３’−メチル−５’−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル）−プロピオネート、ｎ−テトラデシル−３−（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル）−プロピオネート、１，６−ヘキサンジオール−ビス−［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）−プロピオネート］、１，４−ブタンジオール−ビス−［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）−プロピオネート］、トリエチレングリコール−ビス−［３−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−４−ヒドロキシフェニル）−プロピオネート］、及びペンタエリスリトールテトラキス［メチレン−３−（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタンが挙げられる。中でも好ましくは、トリエチレングリコール−ビス−［３−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−４−ヒドロキシフェニル）−プロピオネート］及びペンタエリスリトールテトラキス［メチレン−３−（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタンである。
【００７５】
これらの酸化防止剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００７６】
本実施の形態に係る射出成形歯車の用途である、各種機構部品は、静音性をさらに高めるために、グリースを塗布しても従来の機構部品と同等の作動耐久性を維持することが望ましい。そのため、ポリアセタールホモポリマー１００重量部に対し、ホルムアルデヒド反応性窒素を含む熱安定剤とヒンダードフェノール系酸化防止剤とを、それぞれ０．０５〜０．５重量部含むことが好ましい。
【００７７】
以下では、上記した酸捕捉剤、耐候（光）安定剤、離型剤・潤滑剤、導電材、帯電防止剤、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、及び顔料について詳細に説明する。
【００７８】
前記酸捕捉剤としては、以下に制限されないが、例えば、上記のアミノ置換トリアジン化合物やアミノ置換トリアジン類化合物とホルムアルデヒドとの縮合物、より具体的には、メラミン・ホルムアルデヒド縮合物が挙げられる。他の酸捕捉剤としては、以下に制限されないが、例えば、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の水酸化物、無機酸塩、カルボン酸塩、並びにアルコキシドが挙げられる。具体的には、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム及びバリウム等の水酸化物、並びに上記で列挙された金属の炭酸塩、リン酸塩、珪酸塩、ホウ酸塩及びカルボン酸塩、さらには層状複水酸化物が挙げられる。
【００７９】
上記カルボン酸塩のカルボン酸としては、１０〜３６個の炭素原子を有する飽和又は不飽和の脂肪族カルボン酸が好ましく、これらのカルボン酸は水酸基で置換されていてもよい。前記飽和又は不飽和の脂肪族カルボン酸塩の具体例としては、以下に制限されないが、ジミリスチン酸カルシウム、ジパルミチン酸カルシウム、ジステアリン酸カルシウム、（ミリスチン酸−パルミチン酸）カルシウム、（ミリスチン酸−ステアリン酸）カルシウム、及び（パルミチン酸−ステアリン酸）カルシウムが挙げられる。中でも、好ましくはジパルミチン酸カルシウム及びジステアリン酸カルシウムである。
【００８０】
上記層状複水酸化物としては、以下に制限されないが、例えば、下記式で表されるハイドロタルサイト類が挙げられる。
【００８１】
〔（Ｍ２＋）１−Ｘ（Ｍ３＋）Ｘ（ＯＨ）２〕Ｘ＋〔（Ａｎ−）ｘ／ｎ・ｍＨ２Ｏ〕Ｘ−
【００８２】
上記式中、Ｍ２＋は２価金属、Ｍ３＋は３価金属、Ａｎ−はｎ価（ｎは１以上の整数）のアニオンを表し、Ｘは０＜Ｘ≦０．３３の範囲にあり、ｍは正の数である。
【００８３】
上記式において、Ｍ２＋の例としてはＭｇ２＋、Ｍｎ２＋、Ｆｅ２＋、Ｃｏ２＋、Ｎｉ２＋、Ｃｕ２＋、Ｚｎ２＋等が挙げられ、Ｍ３＋の例としては、Ａｌ３＋、Ｆｅ３＋、Ｃｒ３＋、Ｃｏ３＋、Ｉｎ３＋等が挙げられ、Ａｎ−の例としては、ＯＨ−、Ｆ−、Ｃｌ−、Ｂｒ−、ＮＯ３−、ＣＯ３２−、ＳＯ４２−、Ｆｅ（ＣＮ）６３−、ＣＨ３ＣＯＯ−、シュウ酸イオン、サリチル酸イオン等が挙げられる。中でも、好ましくはＣＯ３２−及びＯＨ−が挙げられる。具体例としては、Ｍｇ０．７５Ａｌ０．２５（ＯＨ）２（ＣＯ３）０．１２５・０．５Ｈ２Ｏで示される天然ハイドロタルサイト、及びＭｇ４．５Ａｌ２（ＯＨ）１３ＣＯ３・３．５Ｈ２Ｏ、Ｍｇ４．３Ａｌ２（ＯＨ）１２．６ＣＯ３等で示される合成ハイドロタルサイトが挙げられる。
【００８４】
これらの酸捕捉剤は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００８５】
上記の耐候（光）安定剤は、ベンゾトリアゾール系及び蓚酸アニリド系の紫外線吸収剤、並びにヒンダードアミン系光安定剤よりなる群から選択される１種以上が好ましい。
【００８６】
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、以下に制限されないが、例えば、２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチル−フェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−フェニル）ベンゾトリアゾール、２−［２’−ヒドロキシ−３’，５’−ビス（α，α−ジメチルベンジル）フェニル］２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−［２’−ヒドロキシ−３’，５’−ビス−（α、α−ジメチルベンジル）フェニル］−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、及び２−（２’−ヒドロキシ−４’−オクトキシフェニル）ベンゾトリアゾールが挙げられる。蓚酸アリニド系紫外線吸収剤としては、以下に制限されないが、例えば、２−エトキシ−２’−エチルオキザリックアシッドビスアニリド、２−エトキシ−５−ｔ−ブチル−２’−エチルオキザリックアシッドビスアニリド、及び２−エトキシ−３’−ドデシルオキザリックアシッドビスアニリドが挙げられる。中でも、好ましくは２−［２’−ヒドロキシ−３’，５’−ビス−（α，α−ジメチルベンジル）フェニル］−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、及び２−（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−フェニル）ベンゾトリアゾールである。これらのベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤は１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００８７】
上記のヒンダードアミン系光安定剤としては、以下に制限されないが、例えば、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’’−テトラキス−（４，６−ビス−（ブチル−（Ｎ−メチル２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−４−イル）アミノ）−トリアジン−２−イル）−４，７−ジアザデカン−１，１０−ジアミン、ジブチルアミン・１，３，５−トリアジン・Ｎ，Ｎ’−ビス（２，２，６，６，テトラメチル−４−ピペリジル−１，６−ヘキサメチレンジアミンとＮ−（２，２，６，６，テトラメチル−４−ピペリジル）ブチルアミンとの重縮合物、ポリ［｛６−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）アミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジイル｝｛（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝ヘキサメチレン｛（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝］、コハク酸ジメチルと４−ヒドロキシ−２，２，６，６，テトラメチル−１−ピペリジンエタノールとの縮合物、デカン二酸ビス（２，２，６，６−テトラメチル−１（オクチルオキシ）−４−ピペリジニル）エステルと１，１−ジメチルエチルヒドロペルオキシドとオクタンとの反応生成物、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）［［３，５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシフェニル］メチル］ブチルマロネート、メチル１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジルセバケート、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）−セバケート、１，２，３，４−ブタンテトラカルボン酸と１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジノールとβ，β，β’，β’，−テトラメチル−３，９−［２，４，８，１０−テトラオキサスピロ（５，５）ウンデカン］ジエタノールとの縮合物が挙げられる。中でも、好ましくはビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）−セバケート、ビス−（Ｎ−メチル−２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジニル）セバケート、及び１，２，３，４−ブタンテトラカルボン酸と１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジノールとβ，β，β’，β’，−テトラメチル−３，９−［２，４，８，１０−テトラオキサスピロ（５，５）ウンデカン］ジエタノールとの縮合物である。これらヒンダードアミン系光安定剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００８８】
上記の離型剤・潤滑剤としては、以下に制限されないが、例えば、アルコール、脂肪酸及びそれらの脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレングリコール、平均重合度が１０〜５００であるオレフィン化合物、シリコーンが好ましく使用される。
【００８９】
上記の導電剤としては、以下に制限されないが、例えば、導電性カーボンブラック、カーボンナノチューブ、ナノ繊維、ナノ粒子、金属粉末及び繊維が挙げられる。上記の帯電防止剤としては、以下に制限されないが、例えば、脂肪族ポリエーテル（但し、末端が脂肪酸エステルとなった化合物を除く）、末端が脂肪酸エステルとなった脂肪族ポリエーテル、脂肪酸と多価アルコールとから得られる遊離水酸基を有する多価アルコールの脂肪酸エステル、グリセリンモノ脂肪酸エステルのホウ酸エステル、アミン化合物のエチレンオキサイド付加体、塩基性炭酸塩及びそのアニオン交換体を基体としてこれにポリアルキレンポリオール類、並びにアルカリ金属塩溶解ポリアルキレンポリオール類を包接させた帯電防止剤が挙げられる。
【００９０】
上記の熱可塑性樹脂としては、以下に制限されないが、例えば、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリカーネート樹脂、及び未硬化のエポキシ樹脂が挙げられる。また、これらの変性物も含まれ得る。上記の熱可塑性エラストマーとしては、以下に制限されないが、例えば、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、及びポリアミド系エラストマーが挙げられる。
【００９１】
上記の顔料としては、以下に制限されないが、例えば、無機系及び有機系の顔料、メタリック系顔料、並びに蛍光顔料が挙げられる。前記無機系顔料とは、樹脂の着色用として一般的に使用されているものをいい、以下に制限されないが、例えば、硫化亜鉛、酸化チタン、硫酸バリウム、チタンイエロー、コバルトブルー、燃成顔料、炭酸塩、りん酸塩、酢酸塩やカーボンブラック、アセチレンブラック、ランプブラックが挙げられる。前記有機系顔料とは、縮合ウゾ系、イノン系、フロタシアニン系、モノアゾ系、ジアゾ系、ポリアゾ系、アンスラキノン系、複素環系、ペンノン系、キナクリドン系、チオインジコ系、ベリレン系、ジオキサジン系、及びフタロシアニン系などの顔料である。
【００９２】
［射出成形歯車の製造方法］
【００９３】
本実施の形態に係る射出成形歯車の製造方法については、以下に制限されないが、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、耐久性及び品位に優れる観点から、好ましくは、射出成形及び／若しくは射出圧縮成形、又はこれらと金型内複合成形を組み合わせた成形方法である。
【００９４】
上記射出成形の条件としては、以下に制限されないが、好ましくは、成形温度が１８０〜２２０℃、金型温度が３０〜１００℃、射出圧力が１０〜１５０ＭＰａ、射出時間が０．１〜１０秒、及び保圧時間が１〜６０秒である。
【００９５】
［射出成形歯車の用途］
【００９６】
本実施の形態に係る射出成形歯車は、従来の歯車と比較して、顕著に優れた作動耐久性及び静音性を保持できる観点から、電動車用歯車として、電動車全般に適用することができる。ここで、前記電動車として、以下に制限されないが、例えば、シニア四輪、バイク及び電動二輪車が挙げられる。中でも、動力伝達ギアとして、高い耐久性が要求される観点から、好ましくは電動アシスト自転車である。
【００９７】
本実施の形態に係る射出成形歯車は、従来のポリアセタールホモポリマーを用いた射出成形歯車と同等の品質を有し、熱安定性に同等程度に優れる。加えて、本実施の形態に係る射出成形歯車は、ポリアミド樹脂を用いた従来品と比較してさらに、作動耐久性及び長期静音性に有意に優れているため、様々な用途の成形品に使用することができる。
【００９８】
かかる射出成形歯車としては、以下に制限されないが、例えば、ギア、カム、スライダー、レバー、アーム、クラッチ、フェルトクラッチ、アイドラギアー、プーリー、ローラー、コロ、キーステム、キートップ、シャッター、リール、シャフト、関節、軸、軸受け、及びガイドが挙げられる。加えて、アウトサート成形の樹脂部品、インサート成形の樹脂部品、シャーシ、トレー及び側板も挙げられる。
【００９９】
前記射出成形歯車は、グリースを塗布して使用されることが好ましい。これにより、作動耐久性及び静音性が大きく向上し得る。
【０１００】
前記射出成形歯車の具体的な用途としては、以下に制限されないが、例えば、オフィスオートメーション機器用機構部品、カメラ又はビデオ機器用機構部品、音楽、映像又は情報機器用機構部品、通信機器用機構部品、電気機器用機構部品、電子機器用機構部品、自動車用の機構部品（ドア周辺部品、シート周辺部品、空調器周辺部品）、自転車の機構部品（駆動モーター伝達等）、スイッチ部品、文具機構部品、住居設備の機構部品、自動販売機機構部品、スポーツ・レジャー・レクリエーション関係機器の機構部品、及び工業用機器の機構部品が挙げられる。
【０１０１】
特に、前記射出成形歯車として、以下に制限されないが、例えば、はすば歯車、平歯車、内歯車、ラック歯車、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、フェースギア、ねじ歯車、ウォームギア、ウォームホイールギア、ハイポイドギア、及びノビコフ歯車が挙げられる。また、上記のはすば歯車や平歯車などは、シングル歯車及び２段歯車、並びに駆動モータから多段に組み合わせ、回転ムラをなくして減速するような構造を有する組合せ歯車であってもよい。
【実施例】
【０１０２】
以下、本実施の形態に係る射出成形歯車を実施例及び比較例によってさらに具体的に説明するが、本実施の形態はこれらの実施例のみに制限されるものではない。
【０１０３】
［評価サンプルの調製］
【０１０４】
＜ポリアセタールホモポリマー粉末の調製＞
【０１０５】
図２は、ポリアセタ−ルホモポリマーの重合器一式を示す概略図である。図２に示すように、撹拌機を付帯した、ジャケット付き５Ｌ容タンクの重合器を用いて、ポリアセタールホモポリマーを製造した。
【０１０６】
図２は、本発明におけるポリアセタールホモポリマーの重合器を例示しており、撹拌翼付帯撹拌用モータ（ａ）、ジャケット付反応器（ｂ）、スラリー循環ポンプ（ｃ）、ホルムアルデヒドガスの供給（１）、連鎖移動剤および重合溶媒の供給（２）、重合触媒の供給（３）、及びスラリー採取（４）を備える。
【０１０７】
ジャケット付反応器（ｂ）にｎ−ヘキサン（エーテル化反応用溶媒）を２Ｌ満たし、循環ラインを設けた。かかるラインの長さは６φ×２．５ｍとし、スラリー循環ポンプ（ｃ）により２０Ｌ／ｈｒで循環した。この中に、脱水したホルムアルデヒドガス２００ｇ／ｈｒを直接供給した（１）。ジメチルジステアリルアンモニウムアセテート（重合触媒）を反応器（ｂ）直前の循環ラインに供給し（３）、無水酢酸（連鎖移動剤）を次工程に抜いていくスラリー相当分を補う目的で、上記ｎ−ヘキサンに添加した。そして、これらの重合触媒及び連鎖移動剤を連続的にフィードしながら（２）、５８℃で重合を行うことにより、粗ポリマーを含むスラリーを得た。添加した重合触媒及び連鎖移動剤は、最終目的物である樹脂組成物のＭＦＲに応じて調整した。得られたスラリーを、ヘキサンと無水酢酸との１対１混合液中で１４０℃２時間反応させ、分子末端をアセチル化することにより、末端安定化処理を行った。前記反応後のポリマーを濾取し、２ｍｍＨｇ以下に減圧し、８０℃に設定した減圧乾燥機で３時間かけて乾燥を行い、ポリアセタールホモポリマー粉末を得た。
【０１０８】
＜ペレット状サンプルの調製＞
【０１０９】
ポリアセタールホモポリマー粉末と添加剤とを、ヘンシェルミキサーを用いて１分間混合した。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。原料の投入からペレット状サンプルの回収までの間、できるだけ酸素の混入を避けながら（脱気しながら）操作を行った。
【０１１０】
＜ポリアミド樹脂＞
【０１１１】
ガラス繊維を含有する、市販のポリアミド６６（東レ製）を用いた。
【０１１２】
＜射出成形歯車の製造＞
【０１１３】
上記で得られたポリアセタール樹脂組成物のペレット状サンプルを、はす歯歯車金型（上述の図１Ａ及び図１Ｂ）を備えた射出成形機を用いて、シリンダー温度２００℃及び金型温度８０℃に設定し、射出成形を行い、ＪＩＳ３〜５級の試験用歯車を得た。
【０１１４】
また、ポリアセタール樹脂組成物の比較対照として用いたポリアミド樹脂は、シリンダー温度２８０℃及び金型温度８０℃に設定し、ＪＩＳ３〜５級の試験用歯車を得た。
【０１１５】
＜ポリアセタール樹脂組成物の評価＞
【０１１６】
１．ポリアセタール樹脂組成物のＭＦＲ測定
【０１１７】
上記で得られたポリアセタール樹脂組成物のペレット状サンプルを８０℃で３時間乾燥した後、荷重２．１６ｋｇ及びシリンダー温度１９０℃の条件下で、ＭＦＲ（ＡＳＴＭ  Ｄ−１２３８−５７Ｔに準拠）を測定した。一般に、ＭＦＲの値が大きいと、流動性が高く、且つ成形性に優れるという指標となる。
【０１１８】
２．ダンベル試験片の製造
【０１１９】
上記ポリアセタール樹脂組成物のペレット状サンプルを、射出成形機（ＳＨ−７５、住友重機工業（株）製）を用いて、シリンダー温度２００℃及び金型温度９０℃に設定し、射出圧力７０ＭＰａ、射出時間６０秒及び冷却１５秒の射出条件下で、ＩＳＯ５２７に準拠し、金型を利用して成形を行った。かかる成形により、評価用ダンベル試験片を得た。
【０１２０】
３．結晶核生成無機粒子の平均粒径測定
【０１２１】
まず、上記で得られたダンベル試験片を凍結粉砕し、０．１Ｎ塩酸水溶液と混合し、ガラス製耐圧瓶に仕込んだ状態の物を準備した。次に、この物を、滅菌器を用いて、加圧状態下、１３０℃及び６〜１０時間で分解させた。その後、当該分解液を濾過し、その濾過残渣物を、さらに蟻酸及びクロロホルムで洗浄及び濾過し、結晶核生成無機粒子以外の添加剤を除去した。
【０１２２】
残った結晶核生成無機粒子を減圧乾燥した後、デジタルマイクロスコープ（ＶＨＸ−２００／１００Ｆ；５００〜５０００倍、（株）ＫＥＹＥＮＣＥ社製）を用いて、粒子像を観察及び写真撮影し、任意に選んだ１００個の結晶核生成無機粒子の最大粒子径（最大長径）を測定し、その数平均を平均粒径とした。
【０１２３】
４．結晶核生成無機粒子の含有量測定
【０１２４】
まず、上記ダンベル試験片を凍結粉砕後に秤量し、０．１Ｎ塩酸水溶液と混合した後、ガラス製耐圧瓶に仕込んだ状態の物を１０バッチ分準備した。次に、これらを、滅菌器を用いて、加圧状態下、１３０℃及び６〜１０時間で分解させた。その後、１０バッチ分の当該分解液を濾過し、その濾過残渣物を、さらに蟻酸及びクロロホルムで洗浄及び濾過し、結晶核生成無機粒子以外の添加剤を除去した。
【０１２５】
残った結晶核生成無機粒子を減圧乾燥した後、秤量することにより、はじめのポリアセタール樹脂組成物中の結晶核生成無機粒子の含有量を算出し、ｐｐｍで表した。
【０１２６】
＜射出成形歯車の評価＞
【０１２７】
１．試験装置
【０１２８】
作動耐久性及び静音性の評価には、軸間を調整できる、図３に示すような動力吸収式の歯車強度試験機を用いた。試験条件に応じて、適当な駆動モータ及び動力吸収装置（パウダークラッチ／ブレーキ）を選択した。
【０１２９】
図３は、本発明に係る射出成形歯車の評価に用いた歯車強度試験機を例示しており、駆動モータ（ａ１）、軸受支持台（ａ２）、回転計（ａ３）、動力吸収装置（ｂ１）、軸受支持台（ｂ２）、トルク計（ｂ３）、マイクロホン（ｃ１）、騒音計（ｃ２）、防音箱（ｄ１）、金属歯車（Ａ）、及び試験歯車（Ｂ）を備える。
【０１３０】
図３に示すように、歯車強度試験機には、駆動モータ（ａ１）に、軸を介して金属歯車（Ａ）（モジュール：０．８、ピッチ円直径：１００ｍｍ、歯幅：３０ｍｍ、ねじれ角：２０度）のはす歯金属歯車が設置され、任意の回転数で運転できるようになっている。この金属歯車（Ａ）及び試験歯車（Ｂ）は、バックラッシ量０．１ｍｍをとり、噛み合わさっている。試験歯車（Ｂ）は、軸を介して動力吸収装置（ｂ１）に接続し、任意の負荷トルクを付与できる構造となっている。
【０１３１】
２．試験歯車
【０１３２】
図３中の試験歯車（Ｂ）は、はす歯歯車であり、モジュール０．８、ピッチ円直径１００ｍｍ、及びねじれ角１５度であり、直径１．５ｍｍのゲートをボス部に３点配置し（図１Ｂ参照）、その間隔は円周方向で１２０度ごとに均一である。また、図１Ａに示すように、上部リブ高さｇ１及び下部リブ高さｇ２は同じ寸法である。
【０１３３】
３．歯車強度試験機を用いた試験方法
【０１３４】
一定の作動トルクを負荷し、連続１００時間の試験を行った。試験歯車（Ｂ）で発生する応力を同等にして性能を評価するため、試験歯車（Ｂ）の歯幅（リムの高さ）と作動トルクの積を２４０（歯幅１５ｍｍの時は、作動トルク１６Ｎ・ｍとする）として実施した。回転数は１００ｒｐｍに固定した。試験は、室温２３℃、湿度５０％の恒温室で行った。
【０１３５】
（１）作動耐久性
【０１３６】
作動耐久性としては、試験前後における歯車の外観について、以下の基準で評価した。
◎：試験前後で、歯車に肉眼で変形が確認されず、特に問題がなかった。
○：試験前後で、歯車に肉眼で変形が確認されたが、作動性には問題がなかった。
△：作動性に一部問題があった。
×：歯の破損や軸穴の変形などによって作動不良となった。
【０１３７】
（２）静音性の評価
【０１３８】
静音性については、図３に示すように、金属歯車（Ａ）の軸より５０ｍｍ離れた箇所にマイクロホン（ｃ１）を設置し、“運転１”の開始３０分後の１分間（前期静音性）と“運転３”の開始３０分後の１分間（後期静音性）とにおいて、騒音計（ｃ２）（ＪＩＳ  Ｃ１５０２に準拠）を用いて騒音レベルを測定し、以下の基準で評価した。
◎：最大の騒音レベルが７０ｄＢより低い。
○：最大の騒音レベルが７０ｄＢ以上７５ｄＢ未満である。
△：最大の騒音レベルが７５ｄＢ以上８５ｄＢ未満である。
×：最大の騒音レベルが８５ｄＢ以上である。
【０１３９】
（３）アニール後の作動耐久性と静音性の評価
【０１４０】
上記の作動耐久性及び静音性について、射出成形歯車のアニール前後で評価した。アニール後の評価は、射出成形歯車をギアオーブンに１４０℃で２時間放置し、それから２３℃及び湿度５０％の恒温室で２４時間放置した後に行った。
【０１４１】
以下、実施例及び比較例について、下記表１を示しつつ説明するが、特記のない限り、上記した調製及び評価の方法に従い、実験を行った。
【表１】
0005559994.tif 000002
【０１４２】
［実施例１〜４、比較例４〜５］
【０１４３】
非繊維強化樹脂材料中に用いたポリマー、評価条件及び評価結果を表１に示す。
【０１４４】
表１より、ポリアセタールホモポリマーのＭＦＲが本発明の範囲内（１．５〜８．０ｇ／１０分）である実施例１〜４は、作動耐久性（ギア耐久）及び静音性にバランス良く優れることを確認した。特に、ＭＦＲが１．５〜３．０ｇ／１０分である実施例１〜３では、一層作動耐久性に優れることも確認した。
【０１４５】
一方、ポリアセタールホモポリマーのＭＦＲが本発明の範囲外である比較例４〜５は、同じ歯車形状を有する実施例１〜３の場合と比較して、作動耐久性が有意に劣ることを確認した。
【０１４６】
［比較例１〜３］
【０１４７】
比較例１〜３では、ポリアミド樹脂（比較例１〜２）及びポリアセタールホモポリマー（比較例３）１００質量％に対して、表１に記載された量（質量％）のガラス繊維を充填し、ガラス繊維強化ポリマーを製造した。かかる点以外は、上記した評価サンプルの調製を行い、評価を行った。
【０１４８】
表１より、ガラス繊維強化されたポリアミド樹脂又はポリアセタール樹脂を含む評価サンプルを用いた比較例１〜３では、同じ歯車形状を有する実施例１〜４の場合と比較して、作動耐久性及び静音性が有意に劣ることを確認した。
【０１４９】
［実施例５〜６］
【０１５０】
表１に示したように、実施例５〜６は、評価サンプルとして、結晶核生成無機粒子を含有するポリアセタール樹脂組成物（非繊維強化樹脂材料）を用いた点で、実施例１〜４における評価サンプルと相違する。
【０１５１】
実施例５〜６は、同じ歯車形状を有し、且つＭＦＲ値が同じである実施例２の場合と比較して、作動耐久性及び静音性のバランスに一層優れることを確認した。中でも、結晶核生成無機粒子として窒化ホウ素を用いた実施例５は、作動耐久性及び静音性のバランスに顕著に優れることを確認した。
【０１５２】
［実施例１〜４、７〜９、比較例６］
【０１５３】
表１より、射出成形歯車におけるウェブ厚さに対するリムの高さの比率（ｆ／ｅ）が、本発明の範囲内（３以上）である実施例１〜４、７〜９は、作動耐久性及び静音性のバランスにより優れることを確認した。
【０１５４】
一方、ｆ／ｅが本発明の範囲外である比較例６は、アニール後の作動耐久性が有意に劣るため、作動耐久性及び静音性のバランスを欠くことを確認した。
【産業上の利用可能性】
【０１５５】
本発明における非繊維強化樹脂としてのポリアセタールホモポリマーは、繊維強化ポリアミド樹脂などに比べて、作動耐久性及び静音性のバランスに優れる。そのため、本発明に係る射出成形歯車は、自動車分野、電気・電子分野、その他の工業分野で好適に利用できる。
【符号の説明】
【０１５６】
ａ    撹拌翼付帯撹拌用モータ、
ｂ    ジャケット付反応器、
ｃ    スラリー循環ポンプ、
１    ホルムアルデヒドガスの供給、
２    連鎖移動剤及び重合溶媒の供給、
３    重合触媒の供給、
４    スラリー採取、
ａ１    駆動モータ、
ａ２    軸受支持台、
ａ３    回転計、
ｂ１    動力吸収装置、
ｂ２    軸受支持台、
ｂ３    トルク計、
ｃ１    マイクロホン、
ｃ２    騒音計、
ｄ１    防音箱、
Ａ    金属歯車、
Ｂ    試験歯車、
Ｃ    ボス、
Ｄ    ウェブ、
Ｅ    リブ、
Ｆ    リム、
Ｇ    歯部、
Ｈ    軸穴、
ｅ    ウェブ厚さ、
ｆ    リムの高さ、
ｇ１    上部リブ高さ、
ｇ２    下部リブ高さ、
ｈ    ボス厚さ、
ｉ    リム厚さ。
【図１Ａ】
0005559994.tif 000003
【図１Ｂ】
0005559994.tif 000004
【図２】
0005559994.tif 000005
【図３】
0005559994.tif 000006