(57)【要約】      （修正有）【課題】優れた耐久性を有するポリアセタール樹脂組成物を含む歯車を、高い生産性をもって提供する。【解決手段】ポリアセタール樹脂組成物を含む歯車において、歯先密度を特定の値とすることによって、耐久性がより向上し、かつ成形時における生産性も改善可能であることを見出した。本発明の歯車は、ポリアセタール樹脂組成物を含有する歯車であって、歯先密度が１．４２０ｇ／ｃｍ３以上の設定とした。【選択図】図１Ａ
2019143807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリアセタール樹脂組成物を含有する歯車であって、歯先密度が１．４２０ｇ／ｃｍ3以上である歯車。
【請求項２】
前記ポリアセタール樹脂組成物がポリアセタールホモポリマーを含む、請求項１に記載の歯車。
【請求項３】
前記ポリアセタール樹脂組成物のメルトフローレートが０．８〜３．０ｇ／１０分である、請求項１又は２に記載の歯車。
【請求項４】
前記ポリアセタール樹脂組成物のメルトフローレートが０．８〜１．４ｇ／１０分である、請求項１又は２に記載の歯車。
【請求項５】
非繊維強化である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の歯車。
【請求項６】
１６０〜３００ＭＰａの射出圧力で原料を射出成形する工程を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の歯車の製造方法。
【請求項７】
前記射出成形において、射出後に原料を金型内圧縮する、請求項６に記載の歯車の製造方法。
【請求項８】
射出成形後に成形物を１００〜１６０℃の温度範囲で２〜８時間熱処理する工程を含む、請求項６又は７のいずれかに記載の歯車の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂製歯車は、複写機やプリンター等のＯＡ機器、ＶＴＲやＤＶＤ等のデジタル家電、自動車の窓ガラス、シートやサンルーフ等の動力伝達機構部品や駆動伝達機構部品として幅広い用途において使用されている。
【０００３】
このように多様な用途に使用される歯車には、高い精度を要求されるものが多い。ギアの精度を向上させる方法として、リム、ハブ及び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１参照）。
【０００４】
また最近、電動二輪車の駆動部向けに、より大きなトルクを伝達することが可能な樹脂製歯車が求められるようになってきている。このような大きなトルクを伝達し、かつ高い耐久性を有する歯車として、ガラス等の繊維で強化したポリアミド樹脂を用いた歯車が開示されている（例えば、特許文献２〜４参照）。
【０００５】
また、樹脂製歯車に好適に用いられる材料としてポリアセタール樹脂が知られている。ポリアセタール樹脂は機械的強度が高く、耐油性及び耐有機溶剤性に優れ、広い温度範囲で使用でき、加工が容易であるというのがその理由である。
【０００６】
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より機械的強度に優れ、熱変形温度が高いことが知られている（例えば、特許文献５参照）。さらに、ポリアセタールホモポリマーを材料とし、かつ特定の形状を有する歯車とすることにより、歯車の耐久性及び静音性を向上させる技術が開示されている（例えば、特許文献６参照）。該文献には、結晶核生成無機粒子を含むポリアセタールホモポリマーを材料とすることで、機械物性をより向上させる技術も開示されている。
【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
【特許文献６】特開２０１１−５７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
樹脂製歯車として、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た場合、歯の部分における繊維の配向状態を制御することが難しく、歯車の機械的強度や耐久性が一定しないため、安定した性能が得られにくいという問題がある。
【０００９】
また、ポリアセタールホモポリマーは結晶化速度が速いために、射出成形において金型内での樹脂の固化が速くなり、金型内での流動長が短くなる傾向にある。特に結晶核生成無機粒子を含む場合はこの傾向が顕著である。このような樹脂を歯車に用いた場合、特に歯先への樹脂の充填が不十分になるという問題がある。また、ゲート径を大きくした金型構造とすることが必要となり、保圧時間を始めとするサイクル時間が長くなることや、複数個取りも困難となることなど、生産性の低下を招くという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した。その結果、ポリアセタール樹脂組成物を含む歯車において、歯先密度を特定の値とすることによって、耐久性がより向上し、かつ成形時における生産性も改善可能であることを見出し、本発明を完成させた。
【００１１】
すなわち、本発明は以下のとおりである。
【００１２】
［１］
ポリアセタール樹脂組成物を含有する歯車であって、歯先密度が１．４２０ｇ／ｃｍ3以上である歯車。
【００１３】
［２］
前記ポリアセタール樹脂組成物がポリアセタールホモポリマーを含む、［１］に記載の歯車。
【００１４】
［３］
前記ポリアセタール樹脂組成物のメルトフローレートが０．８〜３．０ｇ／１０分である、［１］又は［２］に記載の歯車。
【００１５】
［４］
前記ポリアセタール樹脂組成物のメルトフローレートが０．８〜１．４ｇ／１０分である、［１］又は［２］に記載の歯車。
【００１６】
［５］
非繊維強化である、［１］〜［４］のいずれかに記載の歯車。
【００１７】
［６］
１６０〜３００ＭＰａの射出圧力で原料を射出成形する工程を含む、［１］〜［４］のいずれかに記載の歯車の製造方法。
【００１８】
［７］
前記射出成形において、射出後に原料を金型内圧縮する、［６］に記載の歯車の製造方法。
【００１９】
［８］
射出成形後に成形物を１００〜１６０℃の温度範囲で２〜８時間熱処理する工程を含む、［６］又は［７］のいずれかに記載の歯車の製造方法。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、優れた耐久性を有する歯車を、高い生産性をもって得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１Ａ】図１Ａは、本実施形態の歯車の一例の断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本実施形態の歯車の一例の上面図である。
【図２】図２は、本実施形態に用いるポリアセタ−ルホモポリマーの重合器一式の一例を示す概略図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る歯車の評価に用いる歯車強度試験機の一例の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「本実施形態」という。）について詳細に説明する。なお、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で適宜変形して実施することができる。
【００２３】
［歯車］
本実施形態の歯車は、ポリアセタール樹脂組成物を含有し、歯先密度が１．４２０ｇ／ｃｍ3以上である。歯先密度が１．４２０ｇ／ｃｍ3以上であることによって、歯車の耐久性がより優れたものとなる。なお歯先密度は、後述の実施例に記載の方法で測定した値である。
【００２４】
本実施形態の歯車において、歯先密度の上限は特に制限されないが、好ましくは１．４３０ｇ／ｃｍ3以下、より好ましくは１．４２８ｇ／ｃｍ3以下、さらに好ましくは１．４２６ｇ／ｃｍ3以下である。
【００２５】
歯先密度が上記範囲である歯車は、特に限定されないが、例えば、後述の歯車の製造方法により得ることができる。
【００２６】
本実施形態の歯車は、成形品の寸法安定性と寸法精度との観点から、非繊維強化であることが好ましい。ここで非繊維強化とは、強化繊維の含有量がポリアセタールホモポリマー１００質量部に対して１質量部以下であることをいう。強化繊維とは、ガラスファイバーやカーボンファイバー等、公知の強化用繊維を指し、材料の機械的強度を高めるために通常は１０質量％以上添加されるものである。
【００２７】
［ポリアセタール樹脂組成物］
本実施形態に用いるポリアセタール樹脂組成物は、そのメルトフローレート（以下「ＭＦＲ」とも記す）が０．８〜３．０ｇ／１０分であることが好ましい。また、高温時の大きな負荷によるクリープ変形を抑制するという観点から、ポリアセタール樹脂組成物のＭＦＲは、好ましくは０．８〜２．５ｇ／１０分であり、さらに好ましくは０．８〜１．４ｇ／１０分である。
【００２８】
ポリアセタール樹脂組成物のＭＦＲが０．８ｇ／１０分以上の場合、成形品の生産が一層安定するとともに、耐久性を維持することが顕著に容易となり得る。一方、ポリアセタール樹脂組成物のＭＦＲが３．０ｇ／１０分以下の場合、耐久性がより向上する。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用いる。
【００２９】
前記ポリアセタール樹脂組成物は、ポリアセタールホモポリマーを含むことが好ましい。ポリアセタールホモポリマーを含むことにより歯車の耐久性及び長時間駆動時の静音性がより一層向上する傾向にある。
【００３０】
前記ポリアセタール樹脂組成物において、ポリアセタールホモポリマーの含有量は、８０〜１００質量％であることが好ましく、９０〜９９質量％であることがより好ましく、９５〜９８質量％であることがさらに好ましい。
【００３１】
［ポリアセタールホモポリマー］
本実施形態においてポリアセタールホモポリマーとは、主鎖の構造が実質的に−（ＣＨ2Ｏ）−のみで構成されるポリマーをいう。ここで「実質的に」とは−（ＣＨ2Ｏ）−以外の繰り返し単位（コモノマー）の含有量が０．１ｍｏｌ％以下であることをいう。
【００３２】
ポリアセタールホモポリマーが含まれていることの確認方法は、以下に示すとおり、1Ｈ−ＮＭＲ法を用いる。歯車をヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）により濃度１．５質量％となるように２４時間かけて溶解させる。この溶液を用いて1Ｈ−ＮＭＲの測定を行い、オキシメチレン成分ａとオキシメチレン成分ａ以外のコモノマー成分（例えば、オキシアルキレン成分）ｂに帰属されるピ−クの積分値の比率から、オキシメチレン成分１００ｍｏｌ％に対するコモノマー成分ｂの割合（ｂ／ａ）を求めることができる。
【００３３】
［ポリアセタールホモポリマーの製造方法］
（モノマー原料）
本実施形態に用いるポリアセタールホモポリマーは、特に限定されないが、例えば、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を重合することによって得られる。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。
【００３４】
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、重合反応中に重合を停止させ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。中でも水の含有量は、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という観点から、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。
【００３５】
（重合方法）
本実施形態に用いるポリアセタールホモポリマーの製造は、特に限定されないが、例えば、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。
【００３６】
（連鎖移動剤）
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、ブロックコ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、連鎖移動剤中の水の含有量は、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。
【００３７】
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、例えば連鎖移動剤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。
【００３８】
（重合触媒）
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。
【００３９】
［Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4Ｍ+］Ｘ-  ・・・・・（１）
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。
【００４０】
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。
【００４１】
（反応器）
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。
【００４２】
（末端安定化処理）
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。
【００４３】
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質量部に対して０．００１〜０．０２質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。
【００４４】
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。
【００４５】
Ｒ5ＣＯＯＣＯＲ6  ・・・・・（２）
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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、例えば、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。
【００４８】
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。
【００４９】
［添加剤］
本実施形態に用いるポリアセタール樹脂組成物は、本発明の主旨を損なわない範囲で、結晶核生成無機粒子、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、及び顔料等の添加剤を含有していてもよい。
【００５０】
（結晶核生成無機粒子）
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。
【００５１】
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（例えば、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（例えば、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（例えば、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。
【００５２】
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を含むことが好ましい。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（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。
【００５３】
前記結晶核生成無機粒子の平均粒径は、ポリアセタール（例えば、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。
【００５４】
前記結晶核生成無機粒子の含有量は、ポリアセタール樹脂組成物（例えば、ポリアセタールホモポリマー）に対して、０．０１〜５００ｐｐｍであることが好ましく、０．０５〜１００ｐｐｍであることがより好ましく、１〜９０ｐｐｍであることがさらに好ましい。
【００５５】
（熱安定剤及び酸化防止剤）
本実施形態に用い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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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、例えば、
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。
【００６０】
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、例えば、
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。
【００６１】
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、例えば、メラミン・ホルムアルデヒド縮合物が挙げられる。
【００６２】
前記尿素誘導体の例としては、以下に制限されないが、例えば、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。
【００６３】
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、例えば、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。
【００６４】
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、例えば、尿素とホルムアルデヒドとの縮合体が挙げられる。
【００６５】
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、例えば、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。
【００６６】
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、例えば、アラントインが挙げられる。
【００６７】
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、例えば、ヒドラジド化合物が挙げられる。
【００６８】
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、例えば、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、例えば、
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。
【００６９】
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、例えば、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。
【００７０】
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。
【００７１】
一方、上記の酸化防止剤としては、以下に制限されないが、例えば、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、例えば、
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］メタン等が挙げられる。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
本実施形態においては、ポリアセタール（例えば、ポリアセタールホモポリマー）１００質量部に対し、熱安定剤と酸化防止剤とを、それぞれ０．０５〜０．５質量部含むことが好ましい。
【００７５】
（酸捕捉剤）
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、以下に制限されないが、例えば、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。
【００７６】
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、例えば、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。
【００７７】
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。
【００７８】
〔（Ｍ2+）1-X（Ｍ3+）X（ＯＨ）2〕X+〔（Ａn-）x/n・ｍＨ2Ｏ〕X-
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。
【００７９】
上記式において、Ｍ2+の例としては以下に制限されないが、例えば、Ｍｇ2+、Ｍｎ2+、Ｆｅ2+、Ｃｏ2+、Ｎｉ2+、Ｃｕ2+、Ｚｎ2+等が挙げられ、Ｍ3+の例としては、以下に制限されないが、例えば、Ａｌ3+、Ｆｅ3+、Ｃｒ3+、Ｃｏ3+、Ｉｎ3+等が挙げられ、Ａn-の例としては、以下に制限されないが、例えば、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、以下に制限されないが、例えば、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。
【００８０】
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。
【００８１】
前記酸捕捉剤の含有量は、ポリアセタール（例えば、ポリアセタールホモポリマー）１００質量部に対して、０．００１〜２．０質量部であることが好ましく、０．０１〜１．０質量部であることがより好ましく、０．０１５〜０．５質量部であることがさらに好ましい。
【００８２】
（耐候（光）安定剤）
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
前記耐候（光）安定剤の含有量は、ポリアセタール（例えば、ポリアセタールホモポリマー）１００質量部に対して、０．００１〜５．０質量部であることが好ましく、０．０１〜４．０質量部であることがより好ましく、０．０１５〜３．０質量部であることがさらに好ましい。
【００９１】
（離型剤・潤滑剤）
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。
【００９２】
前記離型剤・潤滑剤の含有量は、ポリアセタール（例えば、ポリアセタールホモポリマー）１００質量部に対して、０．００１〜５．０質量部であることが好ましく、０．０１〜４．０質量部であることがより好ましく、０．０１５〜３．０質量部であることがさらに好ましい。
【００９３】
（導電材・帯電防止剤）
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。
【００９４】
前記導電材・帯電防止剤の含有量は、ポリアセタール（例えば、ポリアセタールホモポリマー）１００質量部に対して、０．００１〜５．０質量部であることが好ましく、０．０１〜４．０質量部であることがより好ましく、０．０１５〜３．０質量部であることがさらに好ましい。
【００９５】
（熱可塑性樹脂及び熱可塑性エラストマー）
熱可塑性樹脂としては、以下に制限されないが、例えば、ポリアセタールコポリマー、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、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリ乳酸及び未硬化のエポキシ樹脂等が挙げられる。また、これらの変性物も含まれ得る。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。
【００９６】
熱可塑性樹脂及び熱可塑性エラストマーの含有量は、ポリアセタール（例えば、ポリアセタールホモポリマー）１００質量部に対して２０質量部以下が好ましく、１０質量部以下がより好ましく、５質量部以下がさらに好ましい。
【００９７】
（顔料）
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、以下に制限されないが、例えば、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。
【００９８】
前記顔料の含有量は、ポリアセタール（例えば、ポリアセタールホモポリマー）１００質量部に対して、０．００１〜５．０質量部であることが好ましく、０．０１〜４．０質量部であることがより好ましく、０．０１５〜３．０質量部であることがさらに好ましい。
【００９９】
（表面処理剤）
上記の結晶核生成無機粒子を添加する場合、本実施形態に用いるポリアセタール（例えば、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。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、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。
【０１００】
（ポリアセタール樹脂組成物の製造方法）
本実施形態に用いるポリアセタール樹脂組成物は、例えば、以下の方法により製造することができる。
【０１０１】
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（例えば、ポリアセタールホモポリマー）と必要に応じて結晶核生成無機粒子やその他添加物を、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、本実施形態に用いる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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
また、予め、ポリアセタール（例えば、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（例えば、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。
【０１０４】
［歯車の製造方法］
本実施形態の歯車は、例えば、ポリアセタール（例えば、ポリアセタールホモポリマー）に、必要に応じて結晶核生成無機粒子、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、及び顔料等の添加剤を加えたポリアセタール樹脂組成物を成形することによって得られる。
【０１０５】
本実施形態に係る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原料（例えば、上記ポリアセタール樹脂組成物）を成形する方法を挙げることができる。中でも、生産性、耐久性及び品位という観点から、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。
【０１０６】
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３０〜１２０℃、射出時間が０．１〜１０秒である。
【０１０７】
本実施形態に係る歯車の製造方法においては、特に射出圧力が１６０〜３００ＭＰａで原料を射出成形する工程を含むことが好ましい。当該射出圧力は１８０〜３００ＭＰａであることがより好ましく、２００〜３００ＭＰａであることがさらに好ましい。射出成形においては、射出圧力が高すぎる場合ジェッティング等の成形不良を起こす可能性があるため、射出圧力は高くても１５０ＭＰａ程度以下に設定されることが通常である。しかし、射出圧力を上記範囲とすることで、原料としてＭＦＲが３．０ｇ／１０分以下という極めて高粘度のポリアセタール樹脂組成物を用いても歯車の歯先への樹脂の充填が可能となる。その結果、歯先密度を特定の範囲に制御することができ、耐久性に優れた歯車を高い生産性で製造することが可能となる。なお、ジェッティングの問題は、ゲート径を大きくすることで改善が可能であることを見出した。
【０１０８】
本実施形態に係る歯車の製造方法においては、歯先密度を向上させ、歯車の耐久性を改善するという観点から、さらに保圧を通常よりも高めに設定することが好ましい。保圧力としては、１００ＭＰａ以上が好ましく、１２０ＭＰａがより好ましく、１５０ＭＰａ以上が特に好ましい。保圧時間は、金型の構造によって変わるものの、金型内に射出された樹脂に十分に圧力を加えることと、成形サイクルを維持すること、以上２点の観点から、４０秒以上が好ましく、５０秒以上がより好ましく、６０秒以上が特に好ましい。
【０１０９】
本実施形態に係る歯車の製造方法は、歯先密度を向上させ、歯車の耐久性を改善するという観点から、射出成形において、射出後に原料をさらに金型内圧縮することが好ましい。通常射出成形は、型閉工程の後、樹脂が金型内に射出され、その後の保圧工程、さらに冷却工程を経て、型開工程を経ることで、成形品を得る。ここで金型内圧縮とは、射出成形において、射出開始時間から型開時間までの間において、樹脂を加圧成形することを特徴とする成形方法である。金型内圧縮の好ましいタイミングは、金型内に射出された樹脂に十分に圧力を加えることと、成形サイクルを維持すること、以上２点の観点から、保圧工程時に樹脂を加圧成形することが好ましい。
【０１１０】
本実施形態に係る歯車の製造方法においては、成形品の残留歪みを除去し、機械的強度を向上させる観点から、成形物をさらに熱処理（アニール）する工程を含むことが好ましい。熱処理の好ましい条件は、アニールのバラつきを抑える観点から、１００℃以上１６０℃以下、２時間以上８時間以下であり、より好ましくは１２０℃以上１６０℃以下、３時間以上５時間以下である。
【０１１１】
［歯車の用途］
本実施形態に係る歯車は、従来のポリアセタール（例えば、ポリアセタールホモポリマー）やポリアミド樹脂を用いたものと比較して、さらに耐久性及び生産性に有意に優れているため、様々な用途に使用することができる。
【０１１２】
特に、前記歯車として、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。
【０１１３】
かかる歯車が好適に用いられる部品としては、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。
【０１１４】
前記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。
【０１１５】
また、本実施形態に係る歯車は、従来の歯車と比較して、顕著に優れた耐久性を保持できる観点から、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は、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、電動アシスト自転車が好ましい。
【０１１６】
本実施形態に係る歯車は、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、耐久性及び静音性が大きく向上し得る。
【実施例】
【０１１７】
以下、本実施形態に係る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、本実施形態はこれらの実施例のみに制限されるものではない。
【０１１８】
［評価サンプルの調製］
＜ポリアセタールホモポリマー粉末の調製＞
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。
【０１１９】
図２は、本実施形態に用い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）、連鎖移動剤及び重合溶媒の供給（２）、重合触媒の供給（３）、及びスラリー採取（４）を備える。
【０１２０】
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／時間で循環した。この中に、脱水したホルムアルデヒドガス２００ｇ／時間を直接供給した（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。
【０１２１】
＜ポリアセタール樹脂組成物ペレットの調製＞
ポリアセタールホモポリマー粉末と添加剤（ポリアセタールホモポリマー１００質量部に対して熱安定剤０．３質量部、酸化防止剤０．３質量部、結晶核生成無機粒子０又は２０又は５０ｐｐｍ）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）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ペレットを得た。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。
【０１２２】
＜歯車の製造＞
上記で得られたポリアセタール樹脂組成物ペレットを、はす歯歯車金型（図１Ａ及び図１Ｂ参照）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１００℃に設定し、射出成形を行い、ＪＩＳ４級の試験用歯車を得た。
【０１２３】
保圧の設定に関しては、標準条件を１２０ＭＰａ・６０秒とし（保圧：中と表現）、一部の実施例においては、１５０ＭＰａ・６０秒とした（保圧：高と表現）。
【０１２４】
また、一部の実施例においては、保圧開始１０秒後に、歯車のウェブ面に１０ｋＮの圧縮力を２秒加える工程を実施した（圧縮成形：有と表現）。
【０１２５】
＜ポリアセタール樹脂組成物の評価＞
１．ポリアセタール樹脂組成物のＭＦＲ測定
上記で得られたポリアセタール樹脂組成物ペレットを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。
【０１２６】
＜歯車の評価＞
１．試験装置
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。
【０１２７】
図３は、本実施形態に係る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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
２．試験歯車
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。
【０１３０】
３．歯車の歯先密度の測定
歯車の歯先密度は、図１Ｂ中で示すリムＦとの境界で歯部Ｇを切削し、電子比重計（ＥＬＥＫＴＲＯＮ  ＴＥＫ社、ＳＤ−２００Ｌ）を用いて、水中置換法にて測定した。任意の５つの歯に対して測定を実施し、その平均値を歯先密度とした。
【０１３１】
４．歯車強度試験機を用いた試験方法
２Ｎ・ｍのトルクを負荷し、連続１００時間の試験を行った。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。
【０１３２】
（１）耐久性
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。
【０１３３】
◎：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。
【０１３４】
○：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。
【０１３５】
△：作動性に一部問題があった。
【０１３６】
×：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】
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。
【０１３８】
[実施例１〜４、比較例１〜３]
表１に示す条件で、上述した方法により、ポリアセタール樹脂組成物を製造し、該ポリアセタール樹脂組成物を射出成形することにより歯車（射出成形樹脂歯車）を製造した。
【０１３９】
表１より、射出圧力、アニール等の効果によって、射出成形樹脂歯車の歯先部密度を特定の範囲内（１．４２０ｇ／ｃｍ3以上）とした実施例１〜４は、耐久性（ギア耐久）及び生産性にバランスよく優れることを確認した。特に、ＭＦＲが０．８〜１．５ｇ／１０分であるポリアセタール樹脂組成物を用いた実施例１〜２は、高トルク下における耐久性に有意に優れることも確認した。一方、射出成形樹脂歯車の歯先密度を特定の範囲外（１．４２０ｇ／ｃｍ3未満）とした比較例１〜３は、同じ歯車形状を有する実施例１〜４の場合と比較して、耐久性が有意に劣ることを確認した。
【０１４０】
[実施例５〜８]
表１に示す条件で、上述した方法により、ポリアセタール樹脂組成物を製造し、該ポリアセタール樹脂組成物を射出成形することにより歯車（射出成形樹脂歯車）を製造した。
【０１４１】
表１に示したように、実施例５〜８の歯車の製造方法は、アニール条件の変わりに、圧縮成形や保圧効果、さらにそれらの組み合わせによって歯先部の密度を１．４２０ｇ／ｃｍ3以上とした点で実施例１の歯車の製造方法と相違する。実施例５〜８の歯車は、同じ歯車形状を有し、且つポリアセタール樹脂組成物のＭＦＲ値が同じである実施例１の歯車と比較して、同等の耐久性を得られることを確認した。中でも、圧縮成形とアニール条件とを組み合わせた実施例７の歯車は、耐久性と生産性とのバランスに顕著に優れることを確認した。
【０１４２】
[実施例９〜１１]
表１に示す条件で、上述した方法により、ポリアセタール樹脂組成物を製造し、該ポリアセタール樹脂組成物を射出成形することにより歯車（射出成形樹脂歯車）を製造した。
【０１４３】
さらに、表１に示したように、実施例９〜１１の歯車の製造方法は、結晶核生成無機粒子としてタルクを５０ｐｐｍ含有するポリアセタール樹脂組成物を用いた点で、実施例１〜８における歯車の製造方法と相違する。実施例９〜１１の歯車は、同じ歯車形状を有し、且つポリアセタール樹脂組成物のＭＦＲ値が同じである実施例４及び比較例３の歯車と比較して、耐久性及び生産性のバランスに優れることを確認した。中でも、ポリアセタール樹脂組成物のＭＦＲ値が０．８〜１．５ｇ／１０分である実施例９の歯車は、耐久性が顕著に優れることを確認した。
【０１４４】
【表１】
2019143807.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
本発明に係る歯車は、従来の繊維強化ポリアミド樹脂などに比べて、耐久性及び生産性のバランスに優れる。そのため、本発明に係る歯車は、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】
【０１４６】
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】
2019143807.tif 000004
【図１Ｂ】
2019143807.tif 000005
【図２】
2019143807.tif 000006
【図３】
2019143807.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成31年4月26日(2019.4.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリアセタール樹脂組成物を含有する歯車であって、歯先密度が１．４２１ｇ／ｃｍ3以上である歯車。
【請求項２】
前記ポリアセタール樹脂組成物がポリアセタールホモポリマーを含む、請求項１に記載の歯車。
【請求項３】
前記ポリアセタール樹脂組成物のメルトフローレートが０．８〜３．０ｇ／１０分である、請求項１又は２に記載の歯車。
【請求項４】
前記ポリアセタール樹脂組成物のメルトフローレートが０．８〜１．４ｇ／１０分である、請求項１又は２に記載の歯車。
【請求項５】
非繊維強化である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の歯車。
【請求項６】
１６０〜３００ＭＰａの射出圧力で原料を射出成形する工程を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の歯車の製造方法。
【請求項７】
前記射出成形において、射出後に原料を金型内圧縮する、請求項６に記載の歯車の製造方法。
【請求項８】
射出成形後に成形物を１００〜１６０℃の温度範囲で２〜８時間熱処理する工程を含む、請求項６又は７のいずれかに記載の歯車の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３８】
[実施例１〜３、参考例１、比較例１〜３]
表１に示す条件で、上述した方法により、ポリアセタール樹脂組成物を製造し、該ポリアセタール樹脂組成物を射出成形することにより歯車（射出成形樹脂歯車）を製造した。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３９】
表１より、射出圧力、アニール等の効果によって、射出成形樹脂歯車の歯先部密度を特定の範囲内（１．４２０ｇ／ｃｍ3以上）とした実施例１〜３及び参考例１は、耐久性（ギア耐久）及び生産性にバランスよく優れることを確認した。特に、ＭＦＲが０．８〜１．５ｇ／１０分であるポリアセタール樹脂組成物を用いた実施例１〜２は、高トルク下における耐久性に有意に優れることも確認した。一方、射出成形樹脂歯車の歯先密度を特定の範囲外（１．４２０ｇ／ｃｍ3未満）とした比較例１〜３は、同じ歯車形状を有する実施例１〜３及び参考例１の場合と比較して、耐久性が有意に劣ることを確認した。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４３】
さらに、表１に示したように、実施例９〜１１の歯車の製造方法は、結晶核生成無機粒子としてタルクを５０ｐｐｍ含有するポリアセタール樹脂組成物を用いた点で、実施例１〜８における歯車の製造方法と相違する。実施例９〜１１の歯車は、同じ歯車形状を有し、且つポリアセタール樹脂組成物のＭＦＲ値が同じである参考例１及び比較例３の歯車と比較して、耐久性及び生産性のバランスに優れることを確認した。中でも、ポリアセタール樹脂組成物のＭＦＲ値が０．８〜１．５ｇ／１０分である実施例９の歯車は、耐久性が顕著に優れることを確認した。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４４】
【表１】
2019143807.tif 000008