(57)【要約】摩擦特性を変化させたポリオキシメチレンポリマー組成物を開示する。本ポリオキシメチレンポリマー組成物は、ポリオキシメチレンポリマー及び少なくとも１種類の摩擦調整剤を含む。摩擦調整剤には、１００，０００ｍｍ２・秒−１より高い動粘度を有する超高分子量シリコーンを含めることができる。それ自体に対して試験した際に、本発明の組成物は非常に低い動摩擦係数を示し、−２０℃〜６０℃のような非常に広い温度範囲にわたって認められる騒音を発生しない。【選択図】図１
2018532848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低摩擦アセンブリであって：
第２の摺動部材と機能的に連結している第１の摺動部材を含み；前記第１の摺動部材及び前記第２の摺動部材は互いと接触状態に保持され且つ互いに対して動くように構成されており；それぞれの摺動部材は成形ポリマー物品を含み；前記第１の摺動部材は、超高分子量シリコーンと混合されたポリオキシメチレンポリマーを含む第１のポリマー組成物から製造され；前記第２の摺動部材は、超高分子量シリコーンと混合されたポリオキシメチレンポリマーを含む第２のポリマー組成物から製造され；前記超高分子量シリコーンは、前記ポリマー組成物を互いに対して試験した際に、前記組成物が６０℃の温度及び８ｍｍ／秒の滑り速度で試験して約０．０６未満の動摩擦係数を示すように前記第１のポリマー組成物及び前記第２のポリマー組成物中に存在している、前記低摩擦アセンブリ。
【請求項２】
前記第１のポリマー組成物及び前記第２のポリマー組成物が、−２０℃〜６０℃の温度範囲内で互いに対して試験した際に３以下の騒音評価値を有する、請求項１に記載の低摩擦アセンブリ。
【請求項３】
前記第１のポリマー組成物が前記第２のポリマー組成物と同じである、請求項１又は２に記載の低摩擦アセンブリ。
【請求項４】
前記第１のポリマー組成物中に含まれる前記超高分子量シリコーン、及び前記第２のポリマー組成物中に含まれる前記超高分子量シリコーンが、ジアルキルポリシロキサン、アルキルアリールシロキサン、ジアリールシロキサン、及び／又はポリシルセスキオキサンを含む、請求項１に記載の低摩擦アセンブリ。
【請求項５】
少なくとも前記第１の摺動部材が、６０℃において３０Ｎの力及び８ｍｍ／秒の速度で相手材に対して試験した際に１，０００サイクル後に０．５ｍｍ未満の摩耗痕幅を示し、前記相手材は前記摺動部材中に含まれる前記ポリオキシメチレンポリマーを含む、請求項１に記載の低摩擦アセンブリ。
【請求項６】
前記第１のポリマー組成物と前記第２のポリマー組成物が異なる量の超高分子量シリコーンを含む、請求項１〜５のいずれかに記載の低摩擦アセンブリ。
【請求項７】
前記第１のポリマー組成物と前記第２のポリマー組成物が同じ量の超高分子量シリコーンを含む、請求項１又は２のいずれかに記載の低摩擦アセンブリ。
【請求項８】
前記第１のポリマー組成物及び前記第２のポリマー組成物が、約０．５重量％〜約１０重量％の量、例えば約０．５重量％〜約８重量％の量、例えば約１重量％〜約５重量％の量の超高分子量シリコーンを含む、請求項１〜７のいずれかに記載の低摩擦アセンブリ。
【請求項９】
前記第１のポリマー組成物中に含まれる前記超高分子量シリコーン、及び前記第２のポリマー組成物中に含まれる前記超高分子量シリコーンが、約１００，０００ｍｍ２・秒−１より高い動粘度を有する、請求項１〜８のいずれかに記載の低摩擦アセンブリ。
【請求項１０】
前記第１の摺動部材及び前記第２の摺動部材がシリコーンオイルを含まない、請求項１〜９のいずれかに記載の低摩擦アセンブリ。
【請求項１１】
前記第１の組成物中に含まれる前記超高分子量シリコーンが超高分子量ポリジメチルシロキサンを含む、請求項１〜１０のいずれかに記載の低摩擦アセンブリ。
【請求項１２】
前記第１の組成物中に含まれる前記ポリオキシメチレンポリマー及び前記第２の組成物中に含まれる前記ポリオキシメチレンポリマーが、両方とも、１９０℃及び２．１６ｋｇの荷重で測定して約０．５ｇ／１０分〜約５０ｇ／１０分、例えば約１ｇ／１０分〜約３５ｇ／１０分のメルトインデックスを有するポリオキシメチレンコポリマーを含む、請求項１〜１１のいずれかに記載の低摩擦アセンブリ。
【請求項１３】
前記低摩擦アセンブリが医療用吸入器又は注射器を含む、請求項１〜１２のいずれかに記載の低摩擦アセンブリ。
【請求項１４】
装置であって：
第２の摺動部材と機能的に連結している第１の摺動部材を含み；前記第１の摺動部材及び前記第２の摺動部材は互いと接触状態に保持され且つ互いに対して動くように構成されており；それぞれの摺動部材は成形ポリマー物品を含み；前記第１の摺動部材は、第１の低摩擦添加剤と混合されたポリオキシメチレンポリマーを含む第１のポリマー組成物から製造され；前記第２の摺動部材は、第２の低摩擦添加剤と混合されたポリオキシメチレンポリマーを含む第２のポリマー組成物から製造され；そして
前記装置は、２５℃より高い周期温度を有する作動環境を有し；前記摺動部材は前記作動環境内に配置され；前記ポリマー組成物を互いに対して試験した際に、前記組成物は６０℃の温度及び８ｍｍ／秒の滑り速度で試験して約０．０６未満の動摩擦係数を示す、前記装置。
【請求項１５】
前記作動環境が前記装置内の内部環境である、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記作動環境が、その中に前記装置が配置される外部環境を含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
前記装置の前記作動環境が、２５℃未満、例えば０℃未満の周期温度も含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１８】
前記装置が医療用吸入器又は注射器を含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１９】
前記装置がコーヒーメーカーを含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項２０】
少なくとも前記第１の摺動部材が６０℃において３０Ｎの力及び８ｍｍ／秒の速度で相手材に対して試験した際に１，０００サイクル後に０．５ｍｍ未満の摩耗痕幅を示し、前記相手材は前記摺動部材中に含まれる前記ポリオキシメチレンポリマーを含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項２１】
前記第１の低摩擦添加剤組成物及び前記第２の低摩擦添加剤が、約０．５重量％〜約１０重量％の量、例えば約０．５重量％〜約８重量％の量、例えば約１重量％〜約５重量％の量の超高分子量シリコーンを含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項２２】
前記第１の摺動部材及び前記第２の摺動部材がシリコーンオイルを含まない、請求項１４〜２１のいずれかに記載の装置。
【請求項２３】
前記第１の組成物中に含まれる前記超高分子量シリコーンが超高分子量ポリジメチルシロキサンを含む、請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
前記第１のポリマー組成物中に含まれる前記超高分子量シリコーン及び前記第２のポリマー組成物中に含まれる前記超高分子量シリコーンが、約１００，０００ｍｍ２・秒−１より高い動粘度を有する、請求項２１に記載の装置。
【請求項２５】
前記第１の摺動部材及び前記第２の摺動部材が、６０℃の温度及び８ｍｍ／秒の滑り速度で互いに対して試験した際に約０．０５未満、例えば約０．０４未満、例えば約０．０３未満の動摩擦係数を有する、請求項１４〜２４のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本出願は、２０１５年９月３０日出願の出願番号６２／２３５，０６４を有する米国仮出願（参照として本明細書中に包含する）に基づき、これに対する優先権を主張する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]ポリアセタールポリマー（一般にポリオキシメチレンポリマーと呼ばれる）は、種々の用途において非常に有用なエンジニアリング材料として認められるようになっている。例えば、ポリオキシメチレンポリマーは優れた機械特性、耐疲労性、耐摩耗性、耐化学薬品性、及び成形性を有しているので、これらは自動車産業及び電気産業において用いるための物品のような構造ポリマー物品において広く用いられている。
【０００３】
[0003]ポリオキシメチレン成形組成物の機械特性は、それらが数多くの用途において用いられる理由の１つである。それらの特性を向上させるために、例えば強化繊維又は摩擦調整剤を用いることによって、ポリオキシメチレンポリマーにしばしば添加剤を与えて特性を特定の用途に適合させている。例えば、ポリマー物品を金属物品、プラスチック物品などのような他の物品と移動接触させる摩擦用途において用いるのに良く適したポリマー組成物を製造するために、ポリオキシメチレンポリマーを摩擦調整剤と混合している。これらの摩擦用途には、ポリマー組成物をギアホイール、プーリー、摺動部材などに成形する態様を含めることができる。摩擦調整剤を加えることによって、低下した摩擦係数、低い摩擦音、及び低い摩耗を有する組成物が与えられる。
【０００４】
[0004]過去においては、ポリオキシメチレン樹脂の耐摩耗性を向上させるために高分子量ポリオレフィンが用いられている。例えば、米国特許５，４８２，９８７（その全部を参照として本明細書中に包含する）においては、ポリオキシメチレンと、高分子量ポリエチレン、高密度ポリエチレン、及び他の成分を含む潤滑系を含む自己潤滑性の低摩耗組成物が開示されている。米国特許５，６４１，８２４（その全部を参照として本明細書中に包含する）においては、ポリオキシメチレンと超高分子量ポリエチレンの自己潤滑性溶融ブレンドが開示されている。摩擦調整ポリオキシメチレンポリマー組成物はまた、米国特許公開２０１５／０１１１７９６（これも参照として本明細書中に包含する）においても開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許５，４８２，９８７
【特許文献２】米国特許５，６４１，８２４
【特許文献３】米国特許公開２０１５／０１１１７９６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
[0005]過去においてポリオキシメチレンポリマーを摩擦調整しているが、更なる改良がなお必要である。例えば、ポリオキシメチレンポリマーのための多くの摩擦調整剤は温度感受性である。多くの摩擦調整剤は、高い温度又は低い温度のどちらか一方においては働かない。したがって、広範囲の温度にわたって機能させることができるポリオキシメチレンポリマーのための摩擦調整剤に対する必要性が存在する。
【０００７】
[0006]更に、多くの用途においては、熱可塑性ポリマーから製造される部品は、これも熱可塑性ポリマーから製造されている他の部品が動いている間に、それにに対して摺動させるか、それに対して擦合(rub)させるか、或いは他の形態で接触させるように意図されている。幾つかの用途においては、スティックスリップ現象に関連する騒音を発生させることなく２つの部品を互いと接触させることが望ましい。例えば、騒音の発生は、騒音の発生が非常に望ましくない民生用機器及び他の消費者製品において特に問題である。これらの用途における騒音の発生はまた、適用温度によっても影響される。而して、広い温度範囲にわたって機能性を有するだけでなく、他の部品と接触している際に減少した騒音の発生をもたらすこともできる、ポリオキシメチレンポリマー中に導入することができる摩擦調整剤に対する必要性も存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
[0007]本発明は、概して、熱可塑性ポリマー及び摩擦調整剤を含むポリマー組成物、並びにこのポリマー組成物から製造される成形物品に関する。本発明によれば、組成物中に導入される摩擦調整剤は、広い温度範囲にわたってもポリマーの摩擦特性を低下させることができる。特に有利なことには、本発明にしたがって製造される部品及び物品は、この部品及び物品を、製品又は物品を対向面に対して摺動させる用途において用いるのに特に適したものにする特徴及び特性を有する。例えば非常に広い温度範囲にわたっても、この物品及び製品は、特に対向する構成要素又は部品も同じか又は同様のポリマー組成物から製造されている場合に、対向する構成要素又は部品に対して摺動させる際に可聴騒音を発生しない。
【０００９】
[0008]一態様においては、本発明は、第２の摺動部材と機能的に連結(operative association)している第１の摺動部材を含む低摩擦アセンブリに関する。第１の摺動部材及び第２の摺動部材は、互いと接触状態に保持され且つ互いに対して動くように構成されている。それぞれの摺動部材は成形ポリマー物品を含む。第１の摺動部材は、超高分子量シリコーンと混合されたポリオキシメチレンポリマーを含む第１のポリマー組成物から製造される。第２の摺動部材は、これも超高分子量シリコーンと混合されたポリオキシメチレンポリマーを含む第２のポリマー組成物から製造される。超高分子量シリコーンは、ポリマー組成物を互いに対して試験した際に、組成物が６０℃の温度のような比較的高い温度及び８ｍｍ／秒の滑り速度で試験しても約０．０６未満の動摩擦係数を示すように第１のポリマー組成物及び第２のポリマー組成物中に存在させることができる。更に、第１の摺動部材は、６０℃において３０Ｎの力及び８ｍｍ／秒の速度で相手材に対して試験した際に１，０００サイクル後に０．５ｍｍ未満の摩耗痕幅を示すことができる。相手材には、摺動部材中に含まれるポリオキシメチレンポリマーを含めることができる。第２の摺動部材も、同等の摩耗痕特性を示すことができる。
【００１０】
[0009]第１の摺動部材中に含まれるポリオキシメチレンポリマーと第２の摺動部材中に含まれるポリオキシメチレンポリマーは同一であってよく、又は異なっていてもよい。更に、第１の摺動部材中に含まれる超高分子量シリコーンは、第２の摺動部材中に含まれるシリコーンと同一であっても又は異なっていてもよい。第１のポリマー組成物及び第２のポリマー組成物には、同じ量か又は異なる量の超高分子量シリコーンを含めることができる。一態様においては、超高分子量シリコーンは、約０．５重量％〜約１０重量％の量、例えば約０．５重量％〜約８重量％の量、例えば約１重量％〜約５重量％の量で第１のポリマー組成物及び第２のポリマー組成物中に含まれる。超高分子量シリコーンは、約１００，０００ｍｍ２・秒−１より高い動粘度を有していてよい。超高分子量シリコーンは、一態様においては超高分子量ポリジメチルシロキサンであってよい。一態様においては、第１の摺動部材及び第２の摺動部材は、両方ともシリコーンオイルを含まない。
【００１１】
[0010]第１の摺動部材は、例えばギア、レバー、カム、ローラー、プーリー、ラッチ、又はクローを構成していてよい。
[0011]一態様においては、装置内に低摩擦アセンブリが含まれる。装置は、２５℃より高く、例えば約４０℃より高く、例えば約５０℃より高く、例えば約６０℃より高い作動環境を有することができる。作動環境には装置内の内部環境を含めることができ、或いは外部環境を含めることができる。内部環境は、例えば装置によって発生する熱のために高い温度を有する可能性がある。或いは、作動環境には、その中で装置を運転する外部環境を含めることができる。一態様においては、装置の環境として０℃未満の温度を含めることもできる。装置は、例えば自動車用サブアセンブリ、家庭用機器、又はコンベヤーシステムを含んでいてよい。１つの特定の態様においては、装置はコーヒーメーカーを含む。
【００１２】
[0012]本発明の他の特徴及び形態を下記においてより詳細に議論する。
[0013]添付の図面への言及を含む明細書の残りにおいて、本発明の完全且つ実施可能な程度の開示をより詳しく示す。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】[0014]図１は、本発明によるコーヒーメーカー装置の斜視図である。
【図２】[0015]図２は、図１のコーヒーメーカー装置内に導入することができる第１の摺動部材及び第２の摺動部材の斜視図である。
【図３】[0016]図３は、本発明にしたがって製造される医療用吸入器の斜視図である。
【図４】[0017]図４は、本発明にしたがって製造することができる注射器の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
[0018]ここで、本発明の幾つかの態様を詳細に言及し、その１つ以上の例を下記に示す。それぞれの例は発明の説明の目的で与えるものであり、発明を限定するものではない。実際に、発明の範囲又は精神から逸脱することなく種々の修正及び変更を本発明において行うことができることは当業者に明らかであろう。例えば、一態様の一部として示されているか又は記載されている特徴を他の態様に関して用いて、更なる態様を与えることができる。而して、本発明はかかる修正及び変更をカバーすると意図される。
【００１５】
[0019]一般に、本発明は、減少した摩擦係数のような改良された摩擦特性を有するポリオキシメチレンポリマー組成物、及びポリオキシメチレンポリマー組成物を含むポリマー物品に関する。摩擦特性は、摩擦調整剤を用いることによって改良される。一般に、本ポリオキシメチレンポリマー組成物は、ポリオキシメチレンポリマー及び超高分子量シリコーンを含む。
【００１６】
[0020]スティックスリップ現象とは、摩擦力を受けて２つの対向する表面又は物品が互いの上で摺動する挙動を指す。静止摩擦とは、互いに対して動いていない２以上の物体の間の摩擦を指す。他方において、動摩擦は、２つの物体を接触状態に保持しながら互いに対して動かす際に生じる。１つの物体の他の物体に対して摺動させるためには、静止摩擦力を克服するために十分な力を１つの物体に対して加えなければならない。２つの物体の間の動きが起こると、２つの表面の間の摩擦の減少によって移動速度の突然の増加が引き起こされることがある。言い換えれば、幾つかの用途においては、１つの物体が他の物体に対して動くと、動きを継続するためにより少ない力しか必要でない。２つの表面の間の摩擦は、動きが継続する速度などの数多くのファクターによって動きの間に増減する可能性がある。スティックスリップは、２つの表面の間で動きが起こる際に、及び動きの状態が変化する際に、表面が互いに対する粘着と互いの上での摺動をどのように交代させるかを表す。
【００１７】
[0021]２つの表面が互いに対して動いてスティックスリップ現象が起こると、２つの表面から騒音が発生することがある。材料のスティックスリップ特性によって、騒音の発生は、非常によく聞こえるか、又は非常に静かである場合がある。スティックスリップ現象中に起こる騒音の発生量は、それから表面が製造される材料のみによっては定まらない可能性があり、環境の温度によっても左右される可能性がある。多くの用途において、２つの部品を互いに対して摺動させている際にスティックスリップ現象によって引き起こされる騒音の発生は非常に望ましくない。例えば、民生用機器、自動車、家庭用品などをはじめとする消費者製品を設計及び製造する際には、製造者及び技術者は、製品を使用している際に騒音の発生が起こらないように製品を設計しようと試みる。例えば、製品の使用中における騒音の発生によって、製品が劣った品質のものであり、安価な材料で製造されているという消費者による印象が引き起こされる可能性がある。
【００１８】
[0022]本発明は特に、部品を互いに対して摺動させた際に騒音の発生が抑止、及び更には排除されるような成形部品を製造するために用いることができるポリマー組成物に関する。特に有利なことには、本発明にしたがって製造される組成物を用いて、非常に広い温度範囲にわたって減少した摩擦特性を有し、したがって製品の運転温度全体にわたって摺動部材が騒音を発生させるのを阻止する対向する摺動部材を製造することができる。
【００１９】
[0023]例えば一態様においては、本発明は、第２の摺動部材と機能的に連結している第１の摺動部材を含む低摩擦アセンブリに関する。第１の摺動部材及び第２の摺動部材は、両方とも本発明にしたがって配合されるポリマー組成物から製造することができる。例えば、それぞれの摺動部材は、超高分子量シリコーンと混合したポリオキシメチレンポリマーを含むポリマー組成物から製造することができる。本組成物は、互いに対して試験した際に、約−２０℃〜６０℃、例えば約０℃〜約６０℃の範囲内の任意の温度で試験して約０．０７未満、例えば約０．０６未満、例えば約０．０５未満、例えば約０．０４未満、例えば更には約０．０３未満の動摩擦係数を示すように配合することができる。本組成物又は成形部品は、試験Ｎｏ．ＶＤＡ−２３０−２０６を有するスティックスリップ試験にしたがって互いに対して試験することができる。
【００２０】
[0024]上記の方法を用いて試験する試験片はまた、分析して摩滅幅である摩耗痕幅を測定することもできる。本発明によれば、本組成物及び成形物品は、３０Ｎの力及び８ｍｍ／秒の速度で試験して１，０００サイクル後に０．５ｍｍ未満、例えば約０．４５ｍｍ未満、例えば更には約０．４ｍｍ未満の摩耗痕幅を示すことができる。本発明にしたがって製造される組成物は、−２０℃〜６０℃、例えば約０℃〜約６０℃の間のいずれの温度においても上記の摩耗痕特性を有することができる。
【００２１】
[0025]本発明にしたがって製造される組成物及び摺動部材は、上記に示すように減少した摩擦特性を有し、したがって非常に広い温度範囲にわたって低い騒音特性を有する。これらの結果は、より高い温度において特に驚くべき且つ予期しなかったものである。例えば、より高い温度においては、熱可塑性ポリマーに対する多くの摩擦調整剤の効果は低下する傾向を有する。
【００２２】
[0026]本発明の摺動部材は、概して熱可塑性ポリマー及び摩擦調整剤から製造される。一態様においては、熱可塑性ポリマーはポリオキシメチレンポリマーを含み、一方で摩擦調整剤は超高分子量シリコーンを含む。１つの特定の態様においては、本組成物は、シリコーンオイルのようなより低い分子量のシリコーンを含まない。熱可塑性ポリマーを含む組成物中に摩擦調整剤を導入することによって、他の表面に対して、特に同じか又は同様の組成物から製造される対向表面に対して、減少した摩擦係数で改良された滑り特性を有する組成物が得られる。
【００２３】
ポリオキシメチレンポリマー
[0027]一態様によれば、熱可塑性ポリマー組成物はポリオキシメチレンポリマーを含む。
【００２４】
[0028]ポリオキシメチレンポリマーの製造は、トリオキサン、又はトリオキサンとジオキソランのような環式アセタールの混合物のようなポリオキシメチレン形成性モノマーを、分子量調整剤としてエチレングリコールの存在下で重合することによって行うことができる。本ポリマー組成物中において用いるポリオキシメチレンポリマーは、ホモポリマー又はコポリマーを含んでいてよい。一態様によれば、ポリオキシメチレンは、少なくとも５０モル％、例えば少なくとも７５モル％、例えば少なくとも９０モル％、例えば更には少なくとも９７モル％の−ＣＨ２Ｏ−繰り返し単位を含むホモ又はコポリマーである。
【００２５】
[0029]一態様においては、ポリオキシメチレンコポリマーを用いる。このコポリマーは、約０．１モル％〜約２０モル％、特に約０．５モル％〜約１０モル％の、鎖中にイオウ原子又は酸素原子を有し、アルキルシクロアルキル、アリール、アラルキル、ヘテロアリール、ハロゲン、又はアルコキシからなる群から選択される１以上の置換基を含んでいてよい、少なくとも２個の炭素原子を有する飽和又はエチレン性不飽和アルキレン基又はシクロアルキレン基を含む繰り返し単位を含んでいてよい。一態様においては環式エーテル又はアセタールを用い、これは開環反応によってコポリマー中に導入することができる。
【００２６】
[0030]好ましい環式エーテル又はアセタールは、式：
【００２７】
【化１】
2018532848.tif 000003
【００２８】
（式中、ｘは０又は１であり、Ｒ２は、適当な場合には、Ｃ１〜Ｃ４アルキル基であるか、又はＣ１〜Ｃ４アルコキシ基であるか、及び／又はハロゲン原子、好ましくは塩素原子である１以上の置換基を有するＣ２〜Ｃ４アルキレン基である）
のものである。単に例として、環式エーテルとしてエチレンオキシド、プロピレン−１，２−オキシド、ブチレン−１，２−オキシド、ブチレン−１，３−オキシド、１，３−ジオキサン、１，３−ジオキソラン、及び１，３−ジオキセパン、並びにコモノマーとしてポリジオキソラン又はポリジオキセパンのような線状のオリゴ又はポリホルマールを述べることができる。
【００２９】
[0031]９９．５〜９５モル％のトリオキサン、及び０．５〜５モル％、例えば０．５〜４モル％の上述のコモノマーの１つから構成されるコポリマーを用いることが特に有利である。
【００３０】
[0032]重合は、沈澱重合として、或いは溶融体中で行うことができる。重合時間又は分子量調整剤の量のような重合パラメーターを好適に選択することによって、得られるポリマーの分子量、及びしたがってＭＶＲ値を調節することができる。
【００３１】
[0033]一態様においては、カチオン重合プロセスを用い、次に溶液加水分解を行って不安定な末端基を除去することによって、ヒドロキシル末端基を有するポリオキシメチレンポリマーを製造することができる。カチオン重合中においては、エチレングリコールのようなグリコールを連鎖停止剤として用いることができる。カチオン重合によって、低分子量の構成成分を含む二峰性の分子量分布が得られる。１つの特定の態様においては、りんタングステン酸のようなヘテロポリ酸を触媒として用いて重合を行うことによって、低分子量の構成成分を大きく減少させることができる。例えば、触媒としてヘテロポリ酸を用いると、低分子量構成成分の量を約２重量％未満にすることができる。
【００３２】
[0034]ヘテロポリ酸とは、脱水によって異なる種類のオキソ酸を縮合することによって形成されるポリ酸を指し、ヘテロ元素が中心に存在し、オキソ酸残基が酸素原子を介して縮合されている単環又は多環錯イオンを含む。かかるヘテロポリ酸は、式：
Ｈｘ［ＭｍＭ’ｎＯｚ］ｙＨ２Ｏ
（式中、
Ｍは、Ｐ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｕ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｔｈ、又はＣｅからなる群から選択される元素を表し；
Ｍ’は、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、又はＮｂからなる群から選択される元素を表し；
ｍは１〜１０であり；
ｎは６〜４０であり；
ｚは１０〜１００であり；
ｘは１以上の整数であり；そして
ｙは０〜５０である）
によって表される。
【００３３】
[0035]上記の式における中心元素（Ｍ）はＰ及びＳｉから選択される１種類以上の元素から構成されていてよく、配位元素（Ｍ’）は、Ｗ、Ｍｏ、及びＶ、特にＷ又はＭｏから選択される少なくとも１つの元素から構成される。
【００３４】
[0036]ヘテロポリ酸の具体例は、りんモリブデン酸、りんタングステン酸、りんモリブドタングステン酸、りんモリブドバナジン酸、りんモリブドタングストバナジン酸、りんタングストバナジン酸、けいタングステン酸、けいモリブデン酸、けいモリブドタングステン酸、けいモリブドタングストバナジン酸、及びこれらの酸塩である。優れた結果は、１２−モリブドリン酸（Ｈ３ＰＭｏ１２Ｏ４０）、及び１２−タングストリン酸（Ｈ３ＰＷ１２Ｏ４０）、並びにこれらの混合物から選択されるヘテロポリ酸を用いて達成された。
【００３５】
[0037]ヘテロポリ酸は、多塩基カルボン酸のアルキルエステル中に溶解することができる。多塩基カルボン酸のアルキルエステルは、室温（２５℃）においてヘテロポリ酸又はその塩を溶解するのに有効であることが見出された。
【００３６】
[0038]共沸混合物が形成されないので、多塩基カルボン酸のアルキルエステルは生成物流から容易に分離することができる。更に、ヘテロポリ酸又はその酸塩を溶解するのに用いる多塩基カルボン酸のアルキルエステルは安全面及び環境面を満足し、更にオキシメチレンポリマーを製造する条件下で不活性である。
【００３７】
[0039]好ましくは、多塩基カルボン酸のアルキルエステルは、式：
（ＲＯＯＣ）−（ＣＨ２）ｎ−（ＣＯＯＲ’）
（式中、
ｎは、２〜１２、好ましくは３〜６の整数であり；そして
Ｒ及びＲ’は、互いから独立して、好ましくはメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、及びｔｅｒｔ−ブチルからなる群から選択される１〜４個の炭素原子を有するアルキル基を表す）
の脂肪族ジカルボン酸のアルキルエステルである。
【００３８】
[0040]一態様においては、多塩基カルボン酸は、上式のジメチル又はジエチルエステル、例えばジメチルアジペート（ＤＭＡ）を含む。
[0041]多塩基カルボン酸のアルキルエステルはまた、次式：
（ＲＯＯＣ）２−ＣＨ−（ＣＨ２）ｍ−ＣＨ−（ＣＯＯＲ’）２
（式中、
ｍは、０〜１０、好ましくは２〜４の整数であり；そして
Ｒ及びＲ’は、互いから独立して、好ましくはメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、及びｔｅｒｔ−ブチルからなる群から選択される１〜４個の炭素原子を有するアルキル基である）
によって表すこともできる。
【００３９】
[0042]上式にしたがうヘテロポリ酸を溶解するのに用いることができる特に好ましい成分は、ブタンテトラカルボン酸テトラエチルエステル、又はブタンテトラカルボン酸テトラメチルエステルである。
【００４０】
[0043]多塩基カルボン酸のアルキルエステルの具体例は、ジメチルグルタル酸、ジメチルアジピン酸、ジメチルピメリン酸、ジメチルスベリン酸、ジエチルグルタル酸、ジエチルアジピン酸、ジエチルピメリン酸、ジエチルスベリン酸、ジメチルフタル酸、ジメチルイソフタル酸、ジメチルテレフタル酸、ジエチルフタル酸、ジエチルイソフタル酸、ジエチルテレフタル酸、ブタンテトラカルボン酸テトラメチルエステル、及びブタンテトラカルボン酸テトラエチルエステル、並びにこれらの混合物である。他の例としては、ジメチルイソフタレート、ジエチルイソフタレート、ジメチルテレフタレート、又はジエチルテレフタレートが挙げられる。
【００４１】
[0044]好ましくは、ヘテロポリ酸は、５重量％より少ない量、好ましくは０．０１〜５重量％の範囲の量（ここで、重量は溶液全体を基準とするものである）で多塩基カルボン酸のアルキルエステル中に溶解する。
【００４２】
[0045]幾つかの態様においては、本発明のポリマー組成物には、他のポリオキシメチレンホモポリマー及び／又はポリオキシメチレンコポリマーを含めることができる。かかるポリマーは、例えば、一般に、少なくとも８０％、例えば少なくとも９０％のオキシメチレン単位を含む非分岐の線状ポリマーである。
【００４３】
[0046]ポリオキシメチレンポリマーは任意の好適な分子量を有していてよい。ポリマーの分子量は、例えば約４，０００グラム／モル〜約２０，０００ｇ／モルであってよい。しかしながら他の態様においては、分子量は約２０，０００ｇ／モルより遙かに高く、例えば約２０，０００ｇ／モル〜約１００，０００ｇ／モルであってよい。
【００４４】
[0047]組成物中に存在させるポリオキシメチレンポリマーは、一般にＩＳＯ−１１３３にしたがって１９０℃及び２．１６ｋｇにおいて求めて約１〜約５０ｇ／１０分の範囲のメルトフローインデックス（ＭＦＩ）を有していてよいが、より高いか又はより低いメルトフローインデックスを有するポリオキシメチレンも本発明に包含される。例えば、ポリオキシメチレンポリマーは、約５ｇ／１０分より高く、約１０ｇ／１０分より高く、又は約１５ｇ／１０分より高いメルトフローインデックスを有する低又は中分子量のポリオキシメチレンであってよい。ポリオキシメチレンポリマーのメルトフローインデックスは、約２５ｇ／１０分未満、約２０ｇ／１０分未満、約１８ｇ／１０分未満、約１５ｇ／１０分未満、約１３ｇ／１０分未満、又は約１２ｇ／１０分未満であってよい。ポリオキシメチレンポリマーは、例えば約５ｇ／１０分未満、約３ｇ／１０分未満、又は約２ｇ／１０分未満のメルトフローインデックスを有する高分子量ポリオキシメチレンであってよい。
【００４５】
[0048]ポリオキシメチレンポリマーは、末端位置にヒドロキシル基のような比較的多い量の官能基を含んでいてよい。より特には、ポリオキシメチレンポリマーは、ポリマー上の全末端部位の少なくとも約５０％より多い箇所に、末端ヒドロキシル基、例えばヒドロキシエチレン基、及び／又はヒドロキシ側基を有していてよい。存在する末端基の総数は全ての側部末端基(side terminal groups)を含むことを理解すべきである。末端ヒドロキシル基に加えて、ポリオキシメチレンポリマーはまた、アルコキシ基、ホルメート基、アセテート基、又はヘミアセタール基のようなこれらのポリマーに関して通常的な他の末端基を有していてもよい。一態様においては、ポリオキシメチレンポリマーは、少なくとも５ミリモル／ｋｇ、例えば少なくとも１０ミリモル／ｋｇ、例えば少なくとも１５ミリモル／ｋｇの末端ヒドロキシル基の含量を有していてよい。例えば一態様においては、ポリマーは、１７ミリモル／ｋｇより多く、例えば約１８ミリモル／ｋｇより多く、例えば約１９ミリモル／ｋｇより多く、例えば２０ミリモル／ｋｇより多い量の末端ヒドロキシル基を含んでいてよい。末端ヒドロキシル基含量は、一般に約１００ミリモル／ｋｇ未満、例えば約５０ミリモル／ｋｇ未満である。
【００４６】
[0049]ポリオキシメチレンポリマーはまた、比較的少ない量の低分子量成分を有していてもよい。本明細書において用いる低分子量成分（又はフラクション）とは、１０，０００ダルトンより低い分子量を有する成分を指す。この点に関し、ポリオキシメチレンポリマーは、ポリオキシメチレンの全重量を基準として約１０重量％未満の量の低分子量成分を含んでいてよい。例えば幾つかの態様においては、ポリオキシメチレンポリマーは、約５重量％未満の量、例えば約３重量％未満の量、例えば更には約２重量％未満の量の低分子量成分を含んでいてよい。
【００４７】
[0050]好適な商業的に入手できるポリオキシメチレンポリマーは、Celanese/TiconaによってHostaform（登録商標）(HF)の商品名で入手できる。
[0051]ポリオキシメチレンポリマーは、少なくとも６０重量％、例えば少なくとも７０重量％、例えば少なくとも８０重量％、例えば少なくとも８５重量％、例えば少なくとも９０重量％、例えば少なくとも９５重量％の量でポリオキシメチレンポリマー組成物中に存在させることができる。一般に、ポリオキシメチレンポリマーは、約１００重量％未満、例えば約９９重量％未満、例えば約９７重量％未満の量で存在させ、ここで重量はポリオキシメチレンポリマー組成物の全重量を基準とするものである。
【００４８】
摩擦調整剤
[0052]本発明によれば、ポリオキシメチレンポリマー組成物及びポリオキシメチレンポリマー組成物を含むポリマー物品には、少なくとも１種類の摩擦調整剤を含めることができる。
【００４９】
[0053]一態様においては、超高分子量シリコーン（ＵＨＭＷ−Ｓｉ）を用いてポリオキシメチレンポリマーを変性することができる。一般に、ＵＨＭＷ−Ｓｉは、１００，０００ｇ／モルより高く、例えば２００，０００ｇ／モルより高く、例えば約３００，０００ｇ／モルより高く、例えば約５００，０００ｇ／モルより高く、約３，０００，０００ｇ／モル未満、例えば約２，０００，０００ｇ／モル未満、例えば約１，０００，０００ｇ／モル未満、例えば約５００，０００ｇ／モル未満、例えば約３００，０００ｇ／モル未満の平均分子量を有していてよい。一般に、ＵＨＭＷ−Ｓｉは、ＤＩＮ−５１５６２にしたがって測定して１００，０００ｍｍ２・秒−１より高く、例えば約２００，０００ｍｍ２・秒−１より高く、例えば約１，０００，０００ｍｍ２・秒−１より高く、例えば約５，０００，０００ｍｍ２・秒−１より高く、例えば約１０，０００，０００ｍｍ２・秒−１より高く、例えば約１５，０００，０００ｍｍ２・秒−１より高く、約５０，０００，０００ｍｍ２・秒−１未満、例えば約２５，０００，０００ｍｍ２・秒−１未満、例えば約１０，０００，０００ｍｍ２・秒−１未満、例えば約１，０００，０００ｍｍ２・秒−１未満、例えば約５００，０００ｍｍ２・秒−１未満、例えば約２００，０００ｍｍ２・秒−１未満の４０℃における動粘度を有していてよい。
【００５０】
[0054]ＵＨＭＷ−Ｓｉは、ポリシロキサン又はポリオルガノシロキサンのようなシロキサンを含んでいてよい。一態様においては、ＵＨＭＷ−Ｓｉは、上記の分子量及び／又は動粘度の要件を有する、ジメチルシロキサンのようなジアルキルポリシロキサン、フェニルメチルシロキサンのようなアルキルアリールシロキサン、ポリシルセスキオキサン、又はジフェニルシロキサンのようなジアリールシロキサン、或いはポリジメチルシロキサン若しくはポリメチルフェニルシロキサンのようなそのホモポリマー、或いはそのコポリマーを含んでいてよい。ポリシロキサン又はポリオルガノシロキサンはまた、分子の末端又は主鎖において、エポキシ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アミノ基又は置換アミノ基、エーテル基、或いはメタ（アクリロイル）基のような置換基で変性されていてもよい。ＵＨＭＷ−Ｓｉ化合物は、単独か又は組み合わせて用いることができる。上記の分子量及び／又は動粘度の要件を有する任意の上記のＵＨＭＷ−Ｓｉ化合物を用いることができる。
【００５１】
[0055]ＵＨＭＷ−Ｓｉはマスターバッチとしてポリオキシメチレンポリマー組成物に加えることができ、ここではＵＨＭＷ−Ｓｉをポリオキシメチレンポリマー中に分散させた後、マスターバッチを他のポリオキシメチレンポリマーに加える。マスターバッチには、約１０重量％〜約５０重量％、例えば約３５重量％〜約４５重量％、例えば約４０重量％のＵＨＭＷ−Ｓｉを含めることができる。
【００５２】
[0056]ＵＨＭＷ−Ｓｉは、約０重量％より多く、例えば約０．１重量％より多く、例えば約０．５重量％より多く、例えば約０．７５重量％より多く、例えば約１重量％より多く、例えば約２重量％より多く、例えば約２．５重量％より多く、一般に約１０重量％未満、例えば約６重量％未満、例えば約５重量％未満、例えば約４重量％未満、例えば約３．５重量％未満、例えば約３重量％未満の量でポリオキシメチレンポリマー組成物中に存在させることができ、ここで重量はポリオキシメチレンポリマー組成物の全重量を基準とするものである。
【００５３】
[0057]本発明者らは、超高分子量シリコーンは、ポリオキシメチレンポリマーと混合すると、拡張された温度範囲にわたって、３０℃より高く、例えば５０℃より高く、例えば更には６０℃より高い温度のような高い温度においても、得られる組成物の摩擦係数を劇的に低下させたことを見出した。他方において、他の公知の摩擦調整剤と混合したポリオキシメチレンポリマーは、温度が上昇するにつれて、摩擦係数の上昇を起こし、システムの摩耗及び可聴騒音の発生が増加する傾向を有する。一態様においては、本発明のポリマー組成物は、超高分子量シリコーンを含む単一の摩擦調整剤のみを含む。しかしながら他の態様においては、本組成物に、超高分子量シリコーンと組み合わせて他の摩擦調整剤を含めることができる。存在させることができる他の摩擦調整剤としては、例えば窒化ホウ素、ポリテトラフルオロエチレン粒子、炭酸カルシウム粒子、超高分子量ポリエチレン粒子、ステアリルステアレート粒子、及び１種類以上のワックス、例えばポリエチレンワックス、アミドワックス、一価アルコールの脂肪酸で構成される脂肪族エステルワックスを含むワックス粒子、グラフト基材としてオレフィンポリマーを用いるグラフトコポリマー、これらの混合物などが挙げられる。他の摩擦調整剤は、それぞれ約０．１重量％〜約５重量％、例えば約０．１重量％〜約２重量％の量で組成物中に存在させることができる。
【００５４】
[0058]一態様においては、本組成物は、シリコーンオイルのようなより低分子量のシリコーンを実質的に含まない。例えば一態様においては、本組成物は、約７５，０００ｇ／モル未満、例えば約５０，０００ｇ／モル未満、例えば約２０，０００ｇ／モル未満、例えば約５，０００ｇ／モル未満の分子量を有するシリコーンを含まない。
【００５５】
他の添加剤
[0059]本発明のポリマー組成物にはまた、例えば酸化防止剤、ホルムアルデヒドスキャベンジャー、酸スキャベンジャー、ＵＶ安定剤又は熱安定剤、強化繊維のような他の公知の添加剤を含めることもできる。更に、本組成物に、加工助剤、例えば接着促進剤、滑剤、成核剤、離型剤、充填剤、顔料のような着色剤、又は静電防止剤、並びに組成物及びそれから製造される物品又は部品に所望の特性を与える添加剤を含めることができる。
【００５６】
[0060]一態様においては、紫外光安定剤を存在させることができる。紫外光安定剤には、ベンゾフェノン類、ベンゾトリアゾール類、又はベンゾエート類を含めることができる。ＵＶ光安定剤は、存在させる場合には、少なくとも約０．０１重量％、例えば少なくとも約０．０５重量％、例えば少なくとも約０．０７５重量％で、約１重量％未満、例えば約０．７５重量％未満、例えば約０．５重量％未満の量でポリマー組成物中に存在させることができ、ここで重量はそれぞれのポリマー組成物の全重量を基準とするものである。
【００５７】
[0061]一態様においては、窒素含有化合物のようなホルムアルデヒドスキャベンジャーを存在させることができる。これらの中では主として、アミノ置換炭素原子又はカルボニル基のいずれかに隣接しているヘテロ原子として少なくとも１つの窒素原子を有する複素環式化合物、例えばピリジン、ピリミジン、ピラジン、ピロリドン、アミノピリジン、及びこれらから誘導される化合物がある。他の特に有利な化合物は、トリアミノ−１，３，５−トリアジン（メラミン）、及びその誘導体、例えばメラミン−ホルムアルデヒド縮合体及びメチロールメラミンである。オリゴマーポリアミドも、ホルムアルデヒドスキャベンジャーとして用いるのに原則として好適である。ホルムアルデヒドスキャベンジャーは、個別か又は組み合わせて用いることができる。
【００５８】
[0062]更に、ホルムアルデヒドスキャベンジャーはグアナミン化合物であってよく、これとしては、脂肪族グアナミンベースの化合物、脂環式グアナミンベースの化合物、芳香族グアナミンベースの化合物、ヘテロ原子含有グアナミンベースの化合物などを挙げることができる。ホルムアルデヒドスキャベンジャーは、少なくとも約０．０１重量％、例えば少なくとも約０．０５重量％、例えば少なくとも約０．０７５重量％で、約１重量％未満、例えば約０．７５重量％未満、例えば約０．５重量％未満の量でポリマー組成物中に存在させることができ、ここで重量はそれぞれのポリマー組成物の全重量を基準とするものである。
【００５９】
[0063]一態様においては、酸スキャベンジャーを存在させることができる。酸スキャベンジャーには、例えばアルカリ土類金属塩を含めることができる。例えば、酸スキャベンジャーには、クエン酸カルシウムのようなカルシウム塩を含めることができる。酸スキャベンジャーは、少なくとも約０．００１重量％、例えば少なくとも約０．００５重量％、例えば少なくとも約０．００７５重量％で、約１重量％未満、例えば約０．７５重量％未満、例えば約０．５重量％未満の量で存在させることができ、ここで重量はそれぞれのポリマー組成物の全重量を基準とするものである。
【００６０】
[0064]一態様においては、成核剤を存在させることができる。成核剤は結晶度を増加させることができ、これにはオキシメチレンターポリマーを含めることができる。例えば１つの特定の態様においては、成核剤に、ブタンジオールジグリシジルエーテル、エチレンオキシド、及びトリオキサンのターポリマーを含めることができる。成核剤は、少なくとも約０．０１重量％、例えば少なくとも約０．０５重量％、例えば少なくとも約０．１重量％で、約２重量％未満、例えば約１．５重量％未満、例えば約１重量％未満の量で組成物中に存在させることができ、ここで重量はそれぞれのポリマー組成物の全重量を基準とするものである。
【００６１】
[0065]一態様においては、立体障害フェノールのような酸化防止剤を存在させることができる。商業的に入手できる例は、ペンタエリトリチルテトラキス［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−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−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオネート］、３，３’−ビス［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオノヒドラジン］、及びヘキサメチレングリコールビス［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］である。酸化防止剤は、少なくとも約０．０１重量％、例えば少なくとも約０．０５重量％、例えば少なくとも約０．０７５重量％で、約１重量％未満、例えば約０．７５重量％未満、例えば約０．５重量％未満の量でポリマー組成物中に存在させることができ、ここで重量はそれぞれのポリマー組成物の全重量を基準とするものである。
【００６２】
[0066]一態様においては、紫外光安定剤に加えて立体障害アミンのような光安定剤を存在させることができる。用いることができるヒンダードアミン光安定剤としては、Ｎ−メチル化されているオリゴマーヒンダードアミン化合物が挙げられる。例えば、ヒンダードアミン光安定剤には、高分子量ヒンダードアミン安定剤を含めることができる。光安定剤は、存在させる場合には、少なくとも約０．０１重量％、例えば少なくとも約０．０５重量％、例えば少なくとも約０．０７５重量％で、約１重量％未満、例えば約０．７５重量％未満、例えば約０．５重量％未満の量でポリマー組成物中に存在させることができ、ここで重量はそれぞれのポリマー組成物の全重量を基準とするものである。
【００６３】
[0067]一態様においては、滑剤（上述の摩擦調整剤は含まない）を存在させることができる。滑剤にはポリマーワックス組成物を含めることができる。更に一態様においては、ポリエチレングリコールポリマー（加工助剤）を組成物中に存在させることができる。ポリエチレングリコールは、例えば、約１０００〜約５０００、例えば約３０００〜約４０００の分子量を有していてよい。例えば一態様においては、ＰＥＧ−７５を存在させることができる。他の態様においては、エチレンビス（ステアラミド）のような脂肪酸アミドを存在させることができる。滑剤は、一般に、少なくとも約０．０１重量％、例えば少なくとも約０．０５重量％、例えば少なくとも約０．０７５重量％で、約１重量％未満、例えば約０．７５重量％未満、例えば約０．５重量％未満の量でポリマー組成物中に存在させることができ、ここで重量はそれぞれのポリマー組成物の全重量を基準とするものである。
【００６４】
[0068]一態様においては、フェノキシ樹脂のような相溶化剤を存在させることができる。一般に、フェノキシ樹脂は、少なくとも約０．０１重量％、例えば少なくとも約０．０５重量％、例えば少なくとも約０．０７５重量％で、約１重量％未満、例えば約０．７５重量％未満、例えば約０．５重量％未満の量で組成物中に存在させることができ、ここで重量はそれぞれのポリマー組成物の全重量を基準とするものである。
【００６５】
[0069]一態様においては、着色剤を存在させることができる。用いることができる着色剤としては、二酸化チタン、ウルトラマリンブルー、コバルトブルーのような任意の所望の無機顔料、並びにフタロシアニン類、アントラキノン類などのような他の有機顔料及び染料が挙げられる。他の着色剤としては、カーボンブラック又は種々の他のポリマー可溶性染料が挙げられる。着色剤は、少なくとも約０．０１重量％、例えば少なくとも約０．０５重量％、例えば少なくとも約０．１重量％で、約５重量％未満、例えば約２．５重量％未満、例えば約１重量％未満の量で組成物中に存在させることができ、ここで重量はそれぞれのポリマー組成物の全重量を基準とするものである。
【００６６】
[0070]一態様においては、カップリング剤を存在させることができる。用いるカップリング剤としては、三官能性又は二官能性試薬のような多官能性カップリング剤が挙げられる。好適なカップリング剤は、ジイソシアネートのようなポリイソシアネートである。カップリング剤は、ポリオキシメチレンポリマーと、強化繊維及び／又は強化繊維上に被覆されているサイジング材料との間の結合を与えることができる。一般に、カップリング剤は、少なくとも約０．１重量％、例えば少なくとも約０．２重量％、例えば少なくとも約０．３重量％で、約５重量％未満、例えば約３重量％未満、例えば約１．５重量％未満の量で存在させる。或いは、組成物は、例えば約０．２重量％未満、例えば約０．１重量％未満、例えば約０．０５重量％未満、例えば約０．０１重量％未満、例えば約０重量％のようにカップリング剤を実質的に含んでいなくてもよい。
【００６７】
[0071]一態様においては、強化繊維を存在させることができる。本発明にしたがって用いることができる強化繊維としては、鉱物繊維、ガラス繊維、アラミド繊維のようなポリマー繊維、鋼繊維のような金属繊維、炭素繊維、又は天然繊維が挙げられる。これらの繊維は未変性であってよく、又は変性することができ、例えばポリマーへの接着性を向上させるためにサイジング剤を与えるか又は化学的に処理することができる。繊維径は、用いる特定の繊維、及び繊維が短繊維形態又は連続形態のいずれであるかによって変化する可能性がある。繊維は、例えば約５μｍ〜約１００μｍ、例えば約５μｍ〜約５０μｍ、例えば約５μｍ〜約１５μｍの直径を有していてよい。存在させる場合には、それぞれの組成物に、少なくとも１重量％、例えば少なくとも５重量％、例えば少なくとも７重量％、例えば少なくとも１０重量％、例えば少なくとも１５重量％で、一般に約５０重量％未満、例えば約４５重量％未満、例えば約４０重量％未満、例えば約３０重量％未満、例えば約２０重量％未満の量の強化繊維を含めることができ、ここで重量はそれぞれのポリオキシメチレンポリマー組成物の全重量を基準とするものである。或いは、ポリオキシメチレンポリマー組成物はまた、組成物が約０．１重量％未満、例えば約０．０５重量％未満、例えば約０．０１重量％未満、例えば約０重量％の量の繊維を含むように、強化繊維を実質的に含まないものであってもよい。
【００６８】
ポリマー物品
[0072]本発明の組成物は、当該技術において公知の任意の技術を用いて配合してポリマー物品に成形することができる。例えば、それぞれの組成物を激しく混合して実質的に均一なブレンドを形成することができる。このブレンドを、昇温温度、例えばポリマー組成物中において用いるポリマーの融点よりも高いが、分解温度よりも低い温度において溶融混練することができる。或いは、通常の一軸又は二軸押出機内でそれぞれの組成物を溶融して混合することができる。好ましくは、溶融混合は、１００〜２８０℃、例えば１２０〜２６０℃、例えば１４０〜２４０℃、又は１８０〜２２０℃の範囲の温度で行う。しかしながら、かかる加工は、それぞれの組成物に関して所望の温度で行って、ポリマーの分解を最小にしなければならない。
【００６９】
[0073]押出の後、組成物をペレットに成形することができる。ペレットは、射出成形、熱成形、ブロー成形、回転成形などのような当該技術において公知の技術によってポリマー物品に成形することができる。本発明によれば、本ポリマー物品は優れた摩擦挙動及び機械特性を示す。したがって、本ポリマー物品は、低い摩耗及び優れた滑り特性が所望の幾つかの用途のために用いることができる。
【００７０】
[0074]ポリマー物品には、他の表面と接触していて、高い摩擦要件が求められる可能性がある任意の可動物品又は成形品が含まれる。例えば、ポリマー物品としては、自動車産業のための物品、特にハウジング、回転ラッチのようなラッチ、窓昇降(windows winding)システム、ワイパーシステム、プーリー、サンルーフシステム、シート調節器具、レバー、ブッシュ、ギア、ギアボックス、クロー、ピボットハウジング、ワイパーアーム、ブラケット又はシートレールベアリング、ジッパー、スイッチ、カム、ローラー又は転がりガイド、摺動部材又は摺動プレートのような滑り板、チェーン部材及びリンクのようなコンベヤーベルト部品、キャスター、ファスナー、レバー、コンベヤーシステムの摩耗片及びガードレール、医療用吸入器及び注射器のような医療器具が挙げられる。ほぼ無限の種々のポリマー物品を本発明のポリマー組成物から形成することができる。
【００７１】
[0075]一態様においては、本発明の組成物を用いて第１の摺動部材及び第２の摺動部材を製造する。第１及び第２の摺動部材は、両方とも本発明による組成物から製造することができる。特に、第１の摺動部材及び第２の摺動部材は、ポリオキシメチレンポリマーを超高分子量シリコーンと組み合わせて含む組成物から製造することができる。成分の相対量は、それぞれの組成物において同一であってよく、又は異なっていてよい。更に、第１の摺動部材中に含まれるポリオキシメチレンポリマーは、第２の摺動部材中に含まれるポリオキシメチレンポリマーと同一であっても又は異なっていてもよい。同様に、第１の摺動部材中に含まれる超高分子量シリコーンは、第２の摺動部材中に含まれる超高分子量シリコーンと同一であっても又は異なっていてもよい。
【００７２】
[0076]第１の摺動部材及び第２の摺動部材は、摺動部材が互いに対して動くように、装置内に含ませて、互いと機能的に連結して配置することができる。例えば一態様においては、第１の摺動部材を固定することができ、一方で第２の摺動部材を第１の摺動部材と交差して動かす。或いは、両方の摺動部材を互いと接触させながら動かすことができる。
【００７３】
[0077]第１の摺動部材及び第２の摺動部材は、一態様においては、広い温度範囲にわたる作動環境を有するか、及び／又は比較的高い温度及び／又は比較的低い温度の作動環境を有する装置内に収容することができ、或いはさもなければその部品とすることができる。本発明にしたがって製造される摺動部材は、例えば広い温度範囲にわたって比較的低い動摩擦係数を示すことができ、したがって装置の運転中に騒音を少ししか発生させないか又は全く発生させないようにすることができる。一態様においては、本装置は約−２０℃〜約１００℃、例えば約０℃〜約６０℃の作動環境を有することができる。装置の作動環境には、２０℃より高く、例えば３０℃より高く、例えば４０℃より高く、例えば５０℃より高く、例えば６０℃より高い温度を含めることができる。本明細書において用いる装置の作動環境の温度は、装置によって発生するか又は影響を受ける内部温度に基づくものであってよく、或いはその中で装置を運転する装置の外部環境の温度を指していてもよい。
【００７４】
[0078]１つの特定の態様においては、本装置は図１に示すコーヒーメーカー１０を含む。コーヒーメーカーは、液体を非常に迅速に加熱して加熱された飲料を生成させるように設計される。したがって、コーヒーメーカーの運転温度、特に内部運転環境は、室温から高い温度へ比較的迅速に変化する可能性がある。図１に示すコーヒーメーカー１０のようなコーヒーメーカーはまた、多くの可動部品を有する。本発明によれば、コーヒーメーカーの種々の内部及び外部部品、特に互いに対して摺動する２つの共働部品を、本発明のポリマー組成物から製造することができる。
【００７５】
[0079]コーヒーを製造する装置は、通常は水加熱ユニット、コーヒー供給ユニット、及び淹出アセンブリを含む。加熱した飲料を生成させるために、コーヒーをコーヒー供給ユニットから、そして加熱された水を水加熱ユニットから淹出アセンブリに供給する。通常の淹出アセンブリは、淹出ヘッド、上部閉止部材、下部閉止部材、及び少なくとも１つのリニアガイド部材を含む。
【００７６】
[0080]図２を参照すると、コーヒーメーカー１０に、第１の摺動部材１２及び第２の摺動部材１４を含めることができる。第１の摺動部材１２及び第２の摺動部材１４は、一態様においては淹出アセンブリの部品又はコーヒー供給ユニットの部品であってよい。例えば、摺動部材１２及び１４は、コーヒーを受容して、コーヒー飲料を製造するように設計された領域、例えばカプセル中に装填するためのものであってよい。加熱された水に近接近しているために、摺動部材１２及び１４は、３０℃より非常に高く、例えば４０℃より高く、例えば５０℃より高く、例えば更には６０℃より高い作動環境に曝される可能性がある。本発明にしたがって製造される摺動部材は、高い温度においても比較的低い動摩擦係数（騒音の発生が減少又は排除される）を示しながら摺動させることができる。運転中の静寂さを維持することにより、コーヒーメーカーを使用する消費者は、このコーヒーメーカーは、高い静寂さを維持しながらコーヒーを製造する能力を有するコーヒーメーカーであることに加えて高い品質のものであるという印象を有するであろう。
【００７７】
[0081]コーヒーメーカーに加えて、本発明の摺動部材は、多くの異なるタイプの装置及び製品において用いることができる。例えば、他の態様における装置には自動車サブアセンブリを含めることができる。自動車サブアセンブリは、自動車の内装に関するサブアセンブリであってよく、或いは自動車の外装に関するサブアセンブリであってよい。本装置にはまた、コーヒーメーカーに加えて他の家庭用機器を含めることもできる。更に他の態様においては、本装置にはコンベヤーシステムを含めることができ、ここでは第１の摺動部材と第２の摺動部材はシステムの作動中に機能的連結状態に保持する。
【００７８】
[0082]一態様においては、本発明の摺動部材を用いて医療製品を製造することができる。例えば、図３を参照すると、吸入器２０が示されている。吸入器２０は、マウスピース２４に取り付けられているハウジング２２を含む。吸入する組成物を含むキャニスターを収容するためのプランジャー２６が、ハウジング２２と機能的に連結している。この組成物はスプレー又は粉末を含んでいてよい。吸入器２０には、第２の摺動部材と機能的に連結している第１の摺動部材を含めることができる。例えば幾つかの態様においては、ハウジング２２に第１の摺動部材を含めることができ、一方でプランジャー２６に第２の摺動部材を含めることができる。或いは、第１の摺動部材によってハウジング２２を構成することができ、第２の摺動部材によってマウスピース２４を構成することができる。更に他の態様においては、ハウジングに対して摺動する内部摺動部材をハウジング２２内に収容すことができる。
【００７９】
[0083]使用中においては、吸入器２０は定量の喘息薬のような医薬を患者に投与する。喘息薬は、噴射剤中に懸濁又は溶解することができ、或いは粉末中に含めることができる。患者が吸入器を作動させて医薬を吸入する際には、バルブを開放して医薬をマウスピースから排出する。
【００８０】
[0084]本発明の他の態様においては、第１の摺動部材及び第２の摺動部材を図４に示す医療用注射器３０内に含める。医療用注射器３０は、プランジャー３４と機能的に連結しているハウジング３２を含む。ハウジング３２又は第１の摺動部材は、プランジャー３４又は第２の摺動部材に対して摺動させることができる。医療用注射器３０はバネ搭載型であってよい。医療用注射器３０は、医薬を患者に、通常は大腿部又は臀部に注射するためのものである。医療用注射器は無針型であってよく、或いは針を含んでいてよい。針を含む場合には、針の先端は、注射の前には通常はハウジング内に保護される。他方において、無針注射器には、針を用いないで皮膚を通して医薬を推進する加圧ガスのシリンダーを含めることができる。
【００８１】
特性
[0085]本発明によるポリオキシメチレンポリマー組成物及びそれから製造されるポリマー物品を用いることによって、改良された摩擦特性を有する組成物及び物品が提供される。本発明によれば、摩擦特性は一般に摩擦係数によって測られる。
【００８２】
[0086]一般に、静止摩擦は、互いに対して動いていない（即ち両方の物体が静止している）２以上の表面の間の摩擦である。一般に、動摩擦は、２つの物体を互いに対して動かす（即ち、少なくとも１つの物体を動かすか、又は繰り返し前後に動かす）際に発生する。更に、スティックスリップは、静止摩擦と動摩擦の間で連続的に交代することによって引き起こされる現象として一般的に知られている。
【００８３】
[0087]本発明によれば、本組成物及びポリマー物品は、ＶＤＡ−２３０−２０６にしたがって求めて約０．０１より大きく、例えば約０．０２より大きく、例えば約０．０３より大きく、例えば約０．０４より大きく、例えば約０．０５より大きく、例えば約０．０６より大きく、そして一般に約０．２未満、例えば約０．１８未満、例えば約０．１５未満、例えば約０．１２未満、例えば約０．１未満、例えば約０．９未満、例えば約０．８未満、例えば約０．７未満、例えば約０．６未満の、他の表面に対する静止摩擦係数を示すことができる。
【００８４】
[0088]本発明によれば、本組成物及びポリマー物品は、ＶＤＡ−２３０−２０６にしたがって求めて約０．０１より大きく、例えば約０．０２より大きく、そして一般に約０．１未満、例えば約０．０８未満、例えば約０．０６未満、例えば約０．０５未満、例えば約０．０４未満の、他の表面に対する動摩擦係数を示すことができる。
【００８５】
[0089]一態様によれば、上記の静止摩擦係数及び動摩擦係数の値、並びに動摩擦係数に対する滑り速度の効果が、本組成物又はポリマー物品と種々の相手材との間で示される。例えば、本組成物又はポリマー物品とポリエチレンテレフタレート表面のようなポリエステル表面との間で上記の値を示すことができる。他の態様においては、本組成物又はポリマー物品と、ポリアセタール表面、鋼材表面のような金属表面、又はポリプロピレン表面若しくは超高分子量ポリエチレン表面のようなポリエチレン表面のようなポリオレフィン表面との間で上記の値を示すことができる。上記に記載したように、一態様においては、相手材も本発明のポリマー組成物から製造することができる。
【００８６】
[0090]本発明のポリオキシメチレンポリマー組成物及びそれから製造されるポリマー物品は改良された摩擦特性を与える一方で、本組成物及び物品は改良された機械特性も示すことができる。例えば、本組成物又はポリマー物品のＩＳＯ試験Ｎｏ．５２７にしたがって求められる弾性率は、約２０００ＭＰａより高く、例えば約２２００ＭＰａより高く、例えば約２４００ＭＰａより高く、例えば約２５００ＭＰａより高く、例えば約２６００ＭＰａより高く、そして一般に約１００００ＭＰａ未満、例えば約７５００ＭＰａ未満、例えば約５０００ＭＰａ未満、例えば約４０００ＭＰａ未満、例えば約３５００ＭＰａ未満、例えば約３０００ＭＰａ未満にすることができる。
【００８７】
[0091]一態様においては、本ポリマー物品又は成形ポリマー物品は、物品の少なくとも１つの表面に対して表面特性及び／又は表面粗さを与えることができる形状特徴を有することができる。例えば、この特徴は、物品の表面上の山部、谷部、突起などであってよい。これらの特徴は、ナノスケール又はミクロスケールのレベルで存在させることができる。理論によっては限定されないが、表面粗さは特定のポリマー物品の成形中に生成させることができる。表面粗さはまた、組成物中に存在する特定の添加剤によって生成させることもできる。
【００８８】
[0092]相手材と接触している際には、物品の表面粗さは、より低い程度の表面粗さを示す物品の動摩擦係数と比べて減少した動摩擦係数に寄与する可能性がある。例えば、表面粗さを示す物品の動摩擦係数は、表面粗さを実質的に有しない物品の動摩擦係数よりも低い可能性がある。
【００８９】
[0093]表面粗さの深さ（Ｒｚ）は、ＤＩＮ−４７６８にしたがって表面形状測定装置又は粗さテスターを用いて測定することができる。表面粗さの深さの平均は、５つの個々のラインの粗さの個々の深さからの平均を表す。例えば、５つの個々の長さにわたって平均した表面上の最も高い点と最も低い点の間で測定を行う。
【００９０】
[0094]一態様ににおいては、本発明にしたがって製造される物品は、約０．１μｍより大きく、例えば約０．２５μｍより大きく、例えば約０．５０μｍより大きく、例えば約１μｍより大きく、例えば約２．５μｍより大きく、例えば約５μｍより大きく、そして約３０μｍ未満、例えば約２０μｍ未満、例えば約１５μｍ未満、例えば約１０μｍ未満、例えば約５μｍ未満、例えば約２．５μｍ未満、例えば約１μｍ未満の平均表面領域粗さを有することができる。
【実施例】
【００９１】
[0095]本発明は、以下の実施例を参照してより良好に理解することができる。
実施例１
[0096]本発明の実施例を、限定ではなく例示の目的のために下記に与える。本発明の利益及び有利性の幾つかを示すために以下の実験を行った。
【００９２】
[0097]ポリオキシメチレンポリマー単独、及びそれを少なくとも１種類の摩擦調整剤と共に含む種々のポリマー組成物を調製した。特に、摩擦調整剤には、超高分子量シリコーン、シリコーンオイル、及びポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）粒子を含めた。
【００９３】
[0098]ZSK-25MC（Werner & Pfleiderer,ドイツ）二軸押出機（ゾーン温度＝１９０℃、溶融温度＝約２１０℃）を用いて、それぞれの組成物の成分を混合して配合した。混練部材を伴うスクリューの構造は、成分の有効で十分な混合が起こるように選択した。組成物を押出してペレット化した。ペレットを１２０℃において８時間乾燥した後に射出成形した。
【００９４】
[0099]組成物／成形体を種々の摩擦及び物理特性に関して試験した。
[00100]本実施例においては、種々の組成物に関して摩擦特性を求めた。
[00101]スティックスリップ試験を行って、動摩擦係数を求めた。スティックスリップ試験はＶＤＡ−２３０−２０６にしたがって行った。ボール・オン・プレート構成を用い、３０Ｎの荷重、８ｍｍ／秒の滑り速度、及び１０００サイクルの試験時間を用いた。温度が動摩擦係数に対して有する効果を求めるために、温度を−２０℃から６０℃で変化させた。
【００９５】
[00102]以下のポリマー組成物を配合して試験した。
【００９６】
【表１】
2018532848.tif 000004
【００９７】
[00103]試料Ｎｏ．１、２、及び４に関しては、用いたＰＯＭコポリマーは、ＩＳＯ試験１１３３にしたがって１９０℃及び２．１６ｋｇの荷重で試験して約８．５ｃｍ３／１０分のメルトボリュームフローレートを有するHF-C9021であった。試料Ｎｏ．３は、１２ｃｍ３／１０分のメルトボリュームフローレートを有するHF-C13031ポリオキシメチレンコポリマーを用いて配合した。
【００９８】
[00104]上記の組成物を配合して、摺動部材の対を含む試験片にした。次に、摺動部材の対を、−２０℃の温度、２３℃の温度、及び６０℃の温度においてスティックスリップ試験にかけた。動摩擦係数の測定においては、組成物を試料Ｎｏ．１及びそれ自体に対して試験した。
【００９９】
[00105]動摩擦係数を求めることに加えて、騒音評価試験を行った。騒音評価試験は、試験ＶＤＡ−２３０−２０６にしたがって行った。
[00106]以下の結果が得られた。
【０１００】
【表２】
2018532848.tif 000005
【０１０１】
[00107]上記に示すように、ポリオキシメチレンポリマーを超高分子量シリコーンと組み合わせた試料Ｎｏ．３は、それ自体に対して試験した際に、−２０℃〜６０℃の温度範囲全体にわたって騒音のリスクを示さなかった。この結果は、特に他の試料と比べると予期せず且つ驚くべきことである。
【０１０２】
[00108]本発明に対するこれら及び他の修正及び変更は、添付の特許請求の範囲においてより詳しく示す本発明の精神及び範囲から逸脱することなく当業者によって実施することができる。更に、種々の態様の複数の形態は、全体的又は部分的の両方で置き換えることができることを理解すべきである。更に、当業者であれば、上記の記載は例のみの目的であり、添付の特許請求の範囲において記載されている発明を更に限定することは意図しないことを認識するであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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