JP3673355B2

JP3673355B2 - Lubricating resin composition having biodegradability

Info

Publication number: JP3673355B2
Application number: JP1681897A
Authority: JP
Inventors: 正和平田; 真理片岡; 省二大淵; 正伸味岡
Original assignee: NTN Corp; Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: NTN Corp; Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1997-01-30
Filing date: 1997-01-30
Publication date: 2005-07-20
Anticipated expiration: 2017-01-30
Also published as: JPH10212400A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、生分解性および潤滑性を有する潤滑性樹脂組成物に関し、さらにこのような生分解性を有する潤滑性樹脂組成物の成形体である滑り軸受または歯車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、滑り軸受や歯車のような摺動部品は、所要の摺動性能を保持しつつ部材の軽量化を図る必要性から、金属材料に代えてプラスチックが採用されることが多くなってきている。
【０００３】
このような摺動部品の成形材料として採用されるプラスチックは、それ自身がある程度の摺動特性（低摩擦性、耐摩耗性など）を備えているものが好ましく、例えばポリアミド、ポリアセタールなどが用いられている。
【０００４】
ところで、プラスチック製品全体に係わる問題として、その使用後に海洋や地中などに廃棄されると、長期間原型を留めたり分解されずに残留し、生物の生活環境を害するという問題がある。
【０００５】
このような問題を解決するために開発された周知の生分解性ポリマーとしては、自然界において徐々に加水分解されてオリゴマーやモノマーになるポリ（α−ヒドロキシ酸）、または主として生体内または生体外における酵素分解作用によって分解されるポリ（β−ヒドロキシアルカノエート）、ポリ（ω−ヒドロキシアルカノエート）、またはポリアルキレンアルカノエートなどが知られている。
【０００６】
上記のポリ（α−ヒドロキシ酸）としては、ポリ乳酸やポリグリコール酸が挙げられ、ポリ（β−ヒドロキシアルカノエート）としては、ヒドロキシ吉草酸とヒドロキシ酪酸とのコポリマーなどが挙げられ、ポリアルキレンアルカノエートとしては、１，４−ブタンジオールとコハク酸との脱水縮合物（すなわちポリブチレンサクシネート）が挙げられる。これ等のポリマーのうち、ポリ乳酸は体内で数カ月から１年で１００％生分解し、また土壌や海水中などの湿った環境下では数週間で分解を始めて約１年ないし数年で消滅し、さらに分解生成物は人体に無害な乳酸、さらには二酸化炭素と水にまで分解される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記したような生分解性ポリマーは、全てのプラスチック製品に代替できるものではなく、特に摺動部品を形成するようなエンジニアリングプラスチックの所要機能を阻害しないように生分解性ポリマーを使用する技術は未開発であった。
【０００８】
また、プラスチック廃棄物処理の問題を完全に解決するためには、できるだけ多くの部品を生分解性樹脂で形成した製品を製造することが求められている。
【０００９】
そこで、本願の各請求項に記載した発明の課題は、上記した問題を解決して、摺動部品として安定して低い摩擦係数を有し、かつ耐摩耗性に優れ、しかも生分解性を有する潤滑性樹脂組成物を提供することであり、さらにはこのような生分解性および潤滑性を兼ね備えた滑り軸受および歯車を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本願の各請求項に記載の発明においては、脂肪族ポリエステルに固体潤滑剤を配合した生分解性を有する潤滑性樹脂組成物としたのである。固体潤滑剤の配合割合は、５〜３０容量％であることが好ましい。
【００１１】
また、上記脂肪族ポリエステルとしては、ヒドロキシカルボン酸および／または脂肪族多価アルコールと脂肪族多塩基酸を重合成分とする単独重合体、共重合体またはそれらの混合物が好ましく、さらにはポリ乳酸、乳酸と乳酸以外のヒドロキシカルボン酸とを重合成分とする共重合体、乳酸と脂肪族多価アルコールおよび脂肪族多塩基酸とを重合成分とする共重合体、ポリ乳酸と乳酸以外のヒドロキシカルボン酸の重合体との混合物、またはポリ乳酸と脂肪族多価アルコールと脂肪族多塩基酸からなる重合体との混合物が好ましい。前記した脂肪族ポリエステルの乳酸成分の含有量は５０〜１００重量％であることが好ましい。
【００１２】
前記した固体潤滑剤は、四フッ化エチレン樹脂、黒鉛およびマイカからなる群から選ばれる一種以上の固体潤滑剤を採用することが好ましく、生分解性を有する潤滑性樹脂組成物を成形した具体的な摺動部品としては、滑り軸受または歯車である。
【００１３】
上記したように構成される生分解性を有する潤滑性樹脂組成物、滑り軸受または歯車は、安定して低い摩擦係数を示し、かつ耐摩耗性に優れた物性を示し、しかも所定期間使用した後、土壌や海水などの環境に廃棄されたときには主成分の脂肪族ポリエステルもしくは潤滑油または両者が生分解性を発揮し、自然環境に生息する生物に害を及ぼさないものにまで分解される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
この発明に用いる脂肪族ポリエステルは、摺動性樹脂組成物の主要成分となるものであり、種々の使用目的に対応する使用耐久性を有するものを採用すればよいので、特に限定されるものではない。
【００１５】
この発明に使用できる摺動性樹脂の主要成分として採用できる脂肪族ポリエステルの具体例としては、ヒドロキシカルボン酸、もしくは脂肪族多価アルコールと脂肪族多塩基酸とからなる脂肪族ポリエステルの単独重合体、共重合体またはそれらの混合物が挙げられる。
【００１６】
特に、ポリ乳酸、乳酸成分含有量が５０重量％以上の乳酸と乳酸以外のヒドロキシカルボン酸との共重合体、および乳酸と脂肪族多価アルコールおよび脂肪族多塩基酸との共重合体、または乳酸成分含有量が５０重量％以上のポリ乳酸と乳酸以外のヒドロキシポリカルボン酸の重合体の混合物、およびポリ乳酸と脂肪族多価アルコールと脂肪族多塩基酸からなる重合体との混合物である生分解性プラスチックが好ましい。
【００１７】
このような脂肪族ポリエステルは、分子の一部がジイソシアネートなどの結合剤や多糖類などの架橋剤によって鎖延長したものであってもよい。
【００１８】
この発明に用いる脂肪族ポリエステルは、一種類または二種類以上のヒドロキシカルボン酸あるいは一種類または二種類以上の脂肪族多塩基酸（好ましくは脂肪族ジカルボン酸）及び／またはこれらの無水物と、一種類または二種類以上の脂肪族多価アルコール（好ましくは脂肪族ジオール）とを脱水重縮合することによって製造することができるものである。
【００１９】
この発明に用いるヒドロキシカルボン酸の具体例としては、グリコール酸、乳酸、３−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ吉草酸、５−ヒドロキシ吉草酸、６−ヒドロキシカプロン酸などが挙げられる。
【００２０】
上記した脂肪族多塩基酸およびその無水物の具体例としては、シュウ酸、コハク酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸などの脂肪族ジカルボン酸など、およびそれらの無水物が挙げられる。
【００２１】
前記の脂肪族多価アルコールの具体例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，９−ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、テトラメチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノールなどが挙げられる。
【００２２】
脂肪族ポリエステルの架橋剤としては、例えば多官能基を有する多糖類などが挙げられる。多糖類の具体例としては、セルロース、硝酸セルロース、酢酸セルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、セルロイド、ビスコースレーヨン、再生セルロース、セロハン、ヘミセルロース、デンプン、アミロペクチン、デキストリン、デキストラン、グリコーゲン、ペクチン、キチン、キトサン、アラビアガム、グァーガム、ローカストビーンガム、アカシアガムなどであり、これらの誘導体や混合物であってもよい。これらのうち、アセチルセルロースやエチルセルロースは特に好ましいものである。
【００２３】
この発明に用いる脂肪族ポリエステルの製造方法は、特に限定されるものではなく、例えば乳酸を、または乳酸と乳酸以外のヒドロキシカルボン酸を、または脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸を有機溶媒および触媒の存在下、そのまま脱水縮合する直接脱水縮合法を採用することができ、または乳酸を、または乳酸と乳酸以外のヒドロキシカルボン酸を一旦脱水し、環状二量体とした後、開環重合する間接重合法を採用してもよい。
【００２４】
この発明に用いる脂肪族ポリエステルとしての共重合体（コポリマー）は、ランダム共重合体またはブロック共重合体に応じてそれぞれ異なる機械的物性を示すが、この発明では各重合成分の混合比や分子量を何ら制限することなく、目的とする樹脂組成物の用途に応じて調製されたものを使用する。
【００２５】
この発明に用いる脂肪族ポリエステルの分子量は、樹脂組成物の使用目的に応じた機械的強度を有するように調整する。一般的には重量平均分子量として１〜５００万が好ましい。所定範囲より分子量が小さい脂肪族ポリエステルは、機械的強度が充分でなく、所定範囲を越えて分子量が大きいものは取扱が困難になったり、成形加工性が悪くなる場合がある。このような傾向から、より好ましい脂肪族ポリエステルの分子量は、３．０〜３００万、５．０〜１００万、７〜５０万または９〜３０万である。
【００２６】
また、脂肪族ポリエステルの重量平均分子量および分子量分布は、その重合方法おいて、溶媒の種類、触媒の種類および量、反応速度、反応時間、反応系の脱水の程度などの反応条件を適宜選択することにより、所望のものに調整することとができる。
【００２７】
この発明に用いる固体潤滑剤としては、主要成分の生分解性合成樹脂に対して良く分散して使用目的に応じた摺動性を付与するものであれば、特にその種類を限定することなく使用できる。固体潤滑剤は繊維状または粉状の形態で使用され、その具体例としては、マイカ、黒鉛、四フッ化エチレン樹脂などのフッ素系樹脂、ワラストナイト、シリカ、炭酸カルシウム、クレー（ケイ酸アルミニウム）、炭酸マグネシウム、タルク（ケイ酸マグネシウム）、水酸化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、セルロースパウダー、金属石けん、ワックス、青銅粉、ケルメット粉、炭素繊維、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、フッ化黒鉛、窒化ホウ素、窒化ケイ素などが挙げられ、これら二種以上を混合して用いてもよい。
【００２８】
また、上記した固体潤滑剤のうち、四フッ化エチレン樹脂、黒鉛、マイカは、特に充填効率が高く、組成物の摩擦係数を低くし耐摩耗性を向上させるので、より好ましいものである。
【００２９】
このような固体潤滑剤の潤滑性樹脂組成物中の配合割合は、５〜３０容量％である。なぜなら５容量％未満の少量では、この潤滑性樹脂組成物の摩擦係数を充分に低減させることができず使用に耐える摺動材が得られない。また、３０容量％を越えて多量に潤滑油を配合すると、組成物の機械的強度が損なわれ、また生分解率が損なわれる場合があり、成形性も悪化するからである。特に、四フッ化エチレン樹脂などのフッ素系樹脂を多量に配合すると、土壌中で分解されない率（残存率）が高くなるので、前記所定量を越えて配合することは好ましくない。
【００３０】
この発明における潤滑性樹脂組成物は、以上述べた必須成分に加えて、引張り強度、耐熱性、耐衝撃性、耐候性などの諸物性を向上させる目的に応じて、第３成分として酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、充填剤、帯電防止剤、表面ぬれ改善剤、焼却補助剤、顔料などの添加剤、または少量の他の樹脂を添加してもよい。
【００３１】
以上述べたような原材料を用いたこの発明の潤滑性樹脂組成物の製造方法は、特に制限されるものではないが、通常は熱可塑性樹脂に対する周知の混合・成形方法を採用することができる。
【００３２】
すなわち、脂肪族ポリエステル、固体潤滑剤、必要に応じて第３成分を所要の配合割合で高速攪拌機または低速攪拌機などを用いて均一に混合し、次いで充分に混練能力のある一軸または多軸の押出機で溶融混練した状態で押出しまたは射出等の方法によって成形し、滑り軸受や歯車などの成形体を製造できる。
【００３３】
【実施例】
実施例および比較例使用した原材料を一括して示すと以下の通りである。なお、〔〕内に略称を示し、表中に示した配合割合は全て容量％である。
（１）ポリ乳酸〔ＰＬＡ▲１▼〕
（２）ポリ乳酸とポリブチレンサクシネートの７：３（重量比）混合物〔ＰＬＡ▲２▼〕
（３）ポリ乳酸とポリブチレンサクシネートとの共重合体〔ＰＬＡ▲３▼〕
（４）ポリ乳酸とポリカプロラクトンの９：１（重量比）混合物〔ＰＬＡ▲４▼〕
（５）ポリ乳酸とポリカプロラクトンとの共重合体〔ＰＬＡ▲５▼〕
（６）ポリアセタール〔ＰＯＭ〕
ポリプラスチック社製：Ｍ−９０−０２
（７）四フッ化エチレン樹脂〔ＰＴＦＥ〕
喜多村社製：ＫＴ４００Ｈ
（８）黒鉛〔ＧＲＰ〕
ＬＯＮＺＡ社製：ＫＳ１０
（９）マイカ〔ＭＩＣＡ〕
ナカコー社製：ＦＭ−２０。
【００３４】
〔実施例１〜５、比較例１、２〕
以上の原材料を表１に示した割合で配合し、ヘンシェルミキサーで混合した後、混練押出し機を用いて成形用ペレットを製造した。このペレットを６０℃で１０時間乾燥した後、射出成形機よって試験片を形成し、以下の試験を行ない、その摺動特性と生分解性を調べた。この結果は表１中に併記した。
【００３５】
１．摩擦係数の測定
スラスト摩擦摩耗試験機を用い、滑り速度１６ｍ／分、面圧３ｋｇｆ／ｃｍ²、室温の雰囲気中で摺動相手材を軸受鋼（ＳＵＪ２）とし、無潤滑の条件で摩擦係数を測定した。
２．比摩耗量の測定
スラスト摩擦摩耗試験機を用い、滑り速度１６ｍ／分、面圧３ｋｇｆ／ｃｍ²、室温の雰囲気中で摺動相手材を軸受鋼（ＳＵＪ２）とし、無潤滑の条件で比摩耗量（×１０^-10ｃｍ³／（ｋｇ・ｍ））を測定した。
３．土壌分解試験
試験片を温度３５℃、水分３０％の土壌中に６か月間埋設し、外観変化と試験期間経過後の重量変化（試験当初の試験片自重を１００とする残存率％）を調べた。
【００３６】
【表１】

【００３７】
表１の結果からも明らかなように、固体潤滑剤を含有しない樹脂組成物である比較例１は、土壌分解性はかなりあるが摺動性能が悪く、また、自己潤滑性のあるＰＯＭからなる比較例２は、摺動性能は良いが全く分解しなかった。
【００３８】
上記した比較例に対し、全ての配合条件を満足する実施例１〜５は、摺動状態では全く損傷なく、摩擦係数は低く比摩耗量は少なくて優れた摺動性能であり、しかも土壌分解性試験後では、指で触れる程度の僅かな外力で形が崩れる状態となり、実質的に土壌中から取り出してその形状を観察できない程度に分解されていた。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本願の潤滑性樹脂組成物に係る発明は、脂肪族ポリエステルに固体潤滑剤を添加した潤滑性樹脂組成物としたので、摺動部品として安定して低い摩擦係数を有し、かつ耐摩耗性に優れ、しかも生分解性を有する潤滑性樹脂組成物となる利点がある。
【００４０】
また、前記した潤滑性樹脂組成物からなる滑り軸受および歯車に係る発明は、安定して低い摩擦係数であり、かつ耐摩耗性に優れたものであることに加えて生分解性を有する利点がある。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lubricating resin composition having biodegradability and lubricity, and further relates to a sliding bearing or gear which is a molded body of the lubricating resin composition having such biodegradability.
[0002]
[Prior art]
Generally, sliding parts such as sliding bearings and gears are increasingly used instead of metal materials because of the need to reduce the weight of the members while maintaining the required sliding performance. .
[0003]
The plastic used as a molding material for such a sliding component is preferably one having a certain level of sliding characteristics (low friction, wear resistance, etc.), such as polyamide or polyacetal. ing.
[0004]
By the way, as a problem related to the entire plastic product, there is a problem that if it is disposed of in the ocean or in the ground after its use, it remains for a long time and remains without being decomposed, which harms the living environment of living organisms.
[0005]
Known biodegradable polymers developed to solve these problems include poly (α-hydroxy acids) that are gradually hydrolyzed into oligomers and monomers in nature, or mainly in vivo or in vitro. Known are poly (β-hydroxyalkanoate), poly (ω-hydroxyalkanoate), polyalkylenealkanoate and the like which are decomposed by enzymatic degradation.
[0006]
Examples of the poly (α-hydroxy acid) include polylactic acid and polyglycolic acid, and examples of the poly (β-hydroxyalkanoate) include a copolymer of hydroxyvaleric acid and hydroxybutyric acid. Examples of the acid include a dehydration condensate (that is, polybutylene succinate) of 1,4-butanediol and succinic acid. Among these polymers, polylactic acid is 100% biodegradable within a few months to one year in the body, and in a moist environment such as soil and seawater, it begins to degrade in a few weeks and disappears in about a year to several years. Furthermore, the decomposition products are decomposed into lactic acid, which is harmless to the human body, and further into carbon dioxide and water.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, biodegradable polymers such as those mentioned above are not a substitute for all plastic products, and are technologies that use biodegradable polymers so as not to interfere with the required functions of engineering plastics that form sliding parts. Was undeveloped.
[0008]
In addition, in order to completely solve the problem of plastic waste disposal, it is required to manufacture a product in which as many parts as possible are formed from a biodegradable resin.
[0009]
Therefore, the problem of the invention described in each claim of the present application is to solve the above-mentioned problems, to stably have a low coefficient of friction as a sliding part, and to have excellent wear resistance and biodegradability. It is to provide a lubricating resin composition, and further to provide a sliding bearing and a gear having such biodegradability and lubricity.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, in the invention described in each claim of the present application, a lubricating resin composition having biodegradability is obtained by blending a solid lubricant with an aliphatic polyester. The blending ratio of the solid lubricant is preferably 5 to 30% by volume.
[0011]
The aliphatic polyester is preferably a homopolymer, a copolymer or a mixture thereof containing hydroxycarboxylic acid and / or aliphatic polyhydric alcohol and aliphatic polybasic acid as polymerization components. Copolymers containing lactic acid and hydroxycarboxylic acids other than lactic acid as polymerization components, copolymers containing lactic acid and aliphatic polyhydric alcohols and aliphatic polybasic acids as polymerization components, and hydroxycarboxylic acids other than polylactic acid and lactic acid Or a mixture of a polymer composed of polylactic acid, an aliphatic polyhydric alcohol and an aliphatic polybasic acid. The content of the lactic acid component in the aliphatic polyester is preferably 50 to 100% by weight.
[0012]
The solid lubricant described above preferably employs one or more solid lubricants selected from the group consisting of tetrafluoroethylene resin, graphite and mica, and is a specific example of molding a lubricating resin composition having biodegradability. Examples of such sliding parts are sliding bearings or gears.
[0013]
The biodegradable lubricating resin composition, slide bearing or gear configured as described above has a stable and low coefficient of friction and excellent wear resistance, and has been used for a predetermined period of time. When discarded in an environment such as soil or seawater, the main component, aliphatic polyester and / or lubricating oil, is biodegradable and decomposes into those that do not harm living organisms in the natural environment.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The aliphatic polyester used in the present invention is a main component of the slidable resin composition, and since it is only necessary to employ one having durability for use corresponding to various purposes of use, it is not particularly limited. Absent.
[0015]
Specific examples of the aliphatic polyester that can be used as the main component of the slidable resin that can be used in the present invention include a hydroxycarboxylic acid or a homopolymer of an aliphatic polyester comprising an aliphatic polyhydric alcohol and an aliphatic polybasic acid. , Copolymers or mixtures thereof.
[0016]
In particular, polylactic acid, a copolymer of lactic acid having a lactic acid component content of 50% by weight or more and a hydroxycarboxylic acid other than lactic acid, and a copolymer of lactic acid, an aliphatic polyhydric alcohol, and an aliphatic polybasic acid, or A mixture of polylactic acid having a lactic acid component content of 50% by weight or more and a polymer of hydroxypolycarboxylic acid other than lactic acid, and a mixture of polylactic acid, an aliphatic polyhydric alcohol and an aliphatic polybasic acid. Biodegradable plastics are preferred.
[0017]
Such an aliphatic polyester may be one in which a part of the molecule is chain-extended by a binder such as diisocyanate or a crosslinking agent such as polysaccharide.
[0018]
The aliphatic polyester used in the present invention comprises one or more kinds of hydroxycarboxylic acids or one or more kinds of aliphatic polybasic acids (preferably aliphatic dicarboxylic acids) and / or their anhydrides, It can be produced by dehydration polycondensation of one kind or two or more kinds of aliphatic polyhydric alcohols (preferably aliphatic diols).
[0019]
Specific examples of the hydroxycarboxylic acid used in the present invention include glycolic acid, lactic acid, 3-hydroxybutyric acid, 4-hydroxybutyric acid, 4-hydroxyvaleric acid, 5-hydroxyvaleric acid, 6-hydroxycaproic acid and the like.
[0020]
Specific examples of the aliphatic polybasic acid and its anhydride include oxalic acid, succinic acid, malonic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanediic acid. And aliphatic dicarboxylic acids such as acids, and anhydrides thereof.
[0021]
Specific examples of the aliphatic polyhydric alcohol include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, and 3-methyl-1,5. -Pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,9-nonanediol, neopentyl glycol, tetramethylene glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol and the like.
[0022]
Examples of the aliphatic polyester crosslinking agent include polysaccharides having a polyfunctional group. Specific examples of polysaccharides include cellulose, cellulose nitrate, cellulose acetate, methyl cellulose, ethyl cellulose, celluloid, viscose rayon, regenerated cellulose, cellophane, hemicellulose, starch, amylopectin, dextrin, dextran, glycogen, pectin, chitin, chitosan, Arabia Examples thereof include gum, guar gum, locust bean gum, acacia gum and the like, and derivatives and mixtures thereof. Of these, acetylcellulose and ethylcellulose are particularly preferred.
[0023]
The production method of the aliphatic polyester used in the present invention is not particularly limited. For example, lactic acid, lactic acid and a hydroxycarboxylic acid other than lactic acid, or aliphatic diol and aliphatic dicarboxylic acid are used as an organic solvent and a catalyst. A direct dehydration condensation method can be employed in which it is dehydrated and condensed as it is, or lactic acid or hydroxycarboxylic acid other than lactic acid and lactic acid other than lactic acid are once dehydrated to form a cyclic dimer, followed by indirect polymerization that undergoes ring-opening polymerization. Legal may be adopted.
[0024]
The copolymer (copolymer) as the aliphatic polyester used in the present invention exhibits different mechanical properties depending on the random copolymer or block copolymer. In this invention, the mixing ratio and molecular weight of each polymerization component are set. What was prepared according to the use of the target resin composition is used without restrict | limiting at all.
[0025]
The molecular weight of the aliphatic polyester used in the present invention is adjusted so as to have mechanical strength according to the purpose of use of the resin composition. Generally, the weight average molecular weight is preferably 1 to 5 million. An aliphatic polyester having a molecular weight smaller than a predetermined range does not have sufficient mechanical strength, and those having a molecular weight exceeding the predetermined range may be difficult to handle or may have poor moldability. From such a tendency, the molecular weight of the more preferable aliphatic polyester is 3.0 to 3 million, 5.0 to 1 million, 7 to 500,000, or 9 to 300,000.
[0026]
The weight average molecular weight and molecular weight distribution of the aliphatic polyester are appropriately selected in the polymerization method, such as the type of solvent, the type and amount of the catalyst, the reaction rate, the reaction time, and the degree of dehydration of the reaction system. Thus, it can be adjusted to a desired one.
[0027]
The solid lubricant used in the present invention is not particularly limited as long as it is well dispersed with respect to the main component biodegradable synthetic resin and imparts slidability according to the purpose of use. it can. Solid lubricants are used in the form of fibers or powders. Specific examples thereof include fluorocarbon resins such as mica, graphite and tetrafluoroethylene resin, wollastonite, silica, calcium carbonate, clay (aluminum silicate ), Magnesium carbonate, talc (magnesium silicate), aluminum hydroxide, aluminum sulfate, barium sulfate, calcium sulfate, cellulose powder, metal soap, wax, bronze powder, cermet powder, carbon fiber, molybdenum disulfide, tungsten disulfide, Examples thereof include graphite fluoride, boron nitride, and silicon nitride, and a mixture of two or more of these may be used.
[0028]
Of the above-described solid lubricants, tetrafluoroethylene resin, graphite, and mica are more preferable because they have particularly high filling efficiency and lower the friction coefficient of the composition and improve the wear resistance.
[0029]
The blending ratio of such a solid lubricant in the lubricating resin composition is 5 to 30% by volume. This is because if the amount is less than 5% by volume, the friction coefficient of the lubricating resin composition cannot be sufficiently reduced, and a sliding material that can withstand use cannot be obtained. Further, when a large amount of lubricating oil is blended exceeding 30% by volume, the mechanical strength of the composition is impaired, the biodegradation rate may be impaired, and the moldability is also deteriorated. In particular, when a large amount of fluorine-based resin such as tetrafluoroethylene resin is blended, the rate of not being decomposed in the soil (residual rate) increases, so blending exceeding the predetermined amount is not preferable.
[0030]
In addition to the essential components described above, the lubricating resin composition in the present invention includes an antioxidant as a third component depending on the purpose of improving various physical properties such as tensile strength, heat resistance, impact resistance, and weather resistance. Additives such as heat stabilizers, UV absorbers, fillers, antistatic agents, surface wetting improvers, incineration aids, pigments, or small amounts of other resins may be added.
[0031]
The method for producing the lubricating resin composition of the present invention using the raw materials as described above is not particularly limited, but generally known mixing and molding methods for thermoplastic resins can be employed.
[0032]
That is, aliphatic polyester, solid lubricant and, if necessary, the third component are uniformly mixed at a required blending ratio using a high-speed stirrer or a low-speed stirrer, and then uniaxial or multiaxial extrusion with sufficient kneading ability Molded bodies such as sliding bearings and gears can be manufactured by extrusion or injection in a melt-kneaded state with a machine.
[0033]
【Example】
The raw materials used in Examples and Comparative Examples are collectively shown as follows. In addition, abbreviations are shown in [], and all blending ratios shown in the table are% by volume.
(1) Polylactic acid [PLA (1)]
(2) 7: 3 (weight ratio) mixture of polylactic acid and polybutylene succinate [PLA (2)]
(3) Copolymer of polylactic acid and polybutylene succinate [PLA (3)]
(4) 9: 1 (weight ratio) mixture of polylactic acid and polycaprolactone [PLA (4)]
(5) Copolymer of polylactic acid and polycaprolactone [PLA (5)]
(6) Polyacetal [POM]
Polyplastics company: M-90-02
(7) Tetrafluoroethylene resin [PTFE]
Kitamura Co., Ltd .: KT400H
(8) Graphite [GRP]
LONZA: KS10
(9) Mica [MICA]
Made by Nakako: FM-20.
[0034]
[Examples 1 to 5 , Comparative Examples 1 and 2]
The above raw materials were blended in the proportions shown in Table 1, mixed with a Henschel mixer, and then molded pellets were produced using a kneading extruder. After the pellets were dried at 60 ° C. for 10 hours, test pieces were formed by an injection molding machine, and the following tests were performed to examine the sliding characteristics and biodegradability. The results are also shown in Table 1.
[0035]
1. Measurement of friction coefficient Using a thrust friction and wear tester, the sliding material is bearing steel (SUJ2) in an atmosphere at a sliding speed of 16 m / min, surface pressure of 3 kgf / cm ² , and room temperature. It was measured.
2. Measurement of specific wear amount Using a thrust friction wear tester, the sliding counterpart is bearing steel (SUJ2) in a sliding speed of 16 m / min, surface pressure of 3 kgf / cm ² , and room temperature atmosphere. The amount (× 10 ⁻¹⁰ cm ³ / (kg · m)) was measured.
3. Soil degradation test specimens were embedded in soil with a temperature of 35 ° C and moisture of 30% for 6 months, and the appearance changes and weight changes after the test period (remaining rate% with the test specimen's own weight as 100) were examined. It was.
[0036]
[Table 1]

[0037]
As is apparent from the results in Table 1, Comparative Example 1 which is a resin composition not containing a solid lubricant is composed of POM having a soil degradability but a poor sliding performance and having a self-lubricating property. Comparative Example 2 had good sliding performance but did not decompose at all.
[0038]
In contrast to the comparative example described above, Examples 1 to 5 , which satisfy all the blending conditions, have no damage in the sliding state, have a low coefficient of friction and a low specific wear amount, and have excellent sliding performance. After the sex test, the shape collapsed with a slight external force enough to be touched with a finger, and it was decomposed to such an extent that the shape could not be observed when taken out from the soil.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, the invention related to the lubricating resin composition of the present application is a lubricating resin composition obtained by adding a solid lubricant to an aliphatic polyester, and thus has a low friction coefficient stably as a sliding part, In addition, there is an advantage that the lubricating resin composition is excellent in wear resistance and biodegradable.
[0040]
In addition, the invention relating to the sliding bearing and the gear made of the above-described lubricating resin composition has the advantage of having a biodegradability in addition to a stable and low friction coefficient and excellent wear resistance. is there.

Claims

The main component is aliphatic polyester having a lactic acid component content of 50 to 100% by weight , and 5 to 30% by volume of one or more solid lubricants selected from the group consisting of ethylene tetrafluoride resin, graphite and mica. A lubricating resin composition having biodegradability.

The biodegradability according to claim 1, wherein the aliphatic polyester is a homopolymer, a copolymer, or a mixture thereof containing a hydroxycarboxylic acid and / or an aliphatic polyhydric alcohol and an aliphatic polybasic acid as polymerization components. A lubricating resin composition.

The aliphatic polyester is a polylactic acid, a copolymer containing lactic acid and a hydroxycarboxylic acid other than lactic acid as a polymerization component, a copolymer containing lactic acid, an aliphatic polyhydric alcohol and an aliphatic polybasic acid as a polymerization component, The biodegradability according to claim 1 or 2 , which is a mixture of lactic acid and a polymer of a hydroxycarboxylic acid other than lactic acid, or a mixture of polylactic acid, an aliphatic polyhydric alcohol and an aliphatic polybasic acid. A lubricating resin composition.

A sliding bearing formed by molding the biodegradable lubricating resin composition according to any one of claims 1 to 3 .

The gear formed by shape | molding the lubricating resin composition which has biodegradability of any one of Claims 1-3 .