DE102015004130A1 - UV-aushärtende Harzzusammensetzung, Gleitelement, und Verfahren zur Herstellung eines Gleitelements - Google Patents

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Abstract

Vorgesehen ist eine UV-aushärtende Harzzusammensetzung für eine selbstschmierende Beschichtung. Die Zusammensetzung enthält eine erste (Meth-)Acrylatverbindung, die einen Isocyanursäurering aufweist, der durch die folgende Formel (1) dargestellt wird, eine zweite (Meth-)Acrylatverbindung, die sich von der ersten (Meth-)Acrylatverbindung unterscheidet; ein erstes Polytetrafluorethylenharz mit einer durchschnittlichen Partikelgröße im Bereich von 75 μm bis 180 μm, ein zweites Polytetrafluorethylenharz mit einer durchschnittlichen Partikelgröße im Bereich von 1 μm bis 15 μm, wobei eine Gesamtmenge des ersten Polytetrafluorethylenharzes und des zweiten Polytetrafluorethylenharzes im Bereich von 30 Gewichtsprozent bis 50 Gewichtsprozent bezogen auf eine Gesamtmenge der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung ist; und das zweite Polytetrafluorethylenharz in einer Menge von 20 Gewichtsprozent bis 75 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge des ersten und des zweiten Polytetrafluorethylenharzes enthalten ist.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Prioritäten der japanischen Patentanmeldung JP 2014-073827 , eingereicht am 31. März 2014 und der japanischen Patentanmeldung JP 2015-051715 , eingereicht am 16. März 2015, auf deren Offenbarungsgehalt hiermit in ihrer Gesamtheit Bezug genommen wird.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung:
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine UV-aushärtende Harzzusammensetzung zur Ausbildung einer selbstschmierenden Beschichtung eines Gleitelements, wie zum Beispiel eines ungeschmierten Gleitlagers oder einer Passschraube oder eines Passbolzens, auf ein Gleitelement, das mit der selbstschmierenden Beschichtung versehen ist, sowie auf ein Herstellungsverfahren zur Herstellung des Gleitelements.
  • Beschreibung des Standes der Technik:
  • Ein Gleitlager, bei dem eine Welle bei einer Drehbewegung oder einer Längsbewegung von einer Gleitfläche gehalten wird, ist weit verbreitet. Insbesondere wurde ein ungeschmiertes Gleitlager, das kein Schmieröl für eine Gleitfläche verwendet, für Anwendungen eingesetzt, die einen niedrigen Reibungskoeffizienten, eine lange Haltbarkeit, eine hohe Belastbarkeit, eine hohe Wärmebeständigkeit, eine hohe Ölbeständigkeit und dergleichen erfordern, wie zum Beispiel Schifffahrts- oder Schiffbauanwendungen und die Anwendung im Flugzeugbau.
  • Als ungeschmiertes Gleitlager ist in der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer JP 2007-255712 ein sphärisches Lager für Anwendungen mit hohen Lasten offenbart, bestehend aus einem äußeren Ringelement, das eine konkave erste Lagerfläche aufweist, und aus einem inneren Ringelement, das eine konvexe zweite Lagerfläche aufweist, die relativ zur ersten Lagerfläche gleitend beweglich ist. Bei dem sphärischen Lager besteht entweder das äußere Ringelement oder das innere Ringelement aus einer Titanlegierung, die eine Lagerfläche aus Titannitrid aufweist, die durch ein physikalisches Dampfabscheidungsverfahren (PVD) auf die Titanlegierungsoberfläche aufgebracht wird. Die Lagerfläche des anderen Elements weist eine selbstschmierende Beschichtung auf, die aus Kunstharz hergestellt ist. Die selbstschmierende Beschichtung besteht aus einem Gewebe, das Fasern aus Polytetrafluorethylen (PTFE) und Polyaramid aufweist. Das Gewebe ist mit einer Phenolharzzusammensetzung getränkt.
  • Im US Patent mit der Nummer US 6,180,574 ist eine selbstschmierende Beschichtung offenbart, die aus einer duroplastischen Acryl-Zusammensetzung besteht, bei der Dipentaerythritol-Pentaacrylat in einer Menge von 20 Gewichtsprozent oder mehr und ein festes Schmiermittel, wie zum Beispiel Polytetrafluorethylen in einer Menge von 10 Gewichtsprozent oder mehr bezogen auf die Gesamtmenge der duroplastischen Acryl-Zusammensetzung enthalten ist. 20 Gewichtsprozent oder mehr Triethylenglykoldimethacrylat und 1 Gewichtsprozent oder weniger einer Aramidpulpe können zur selbstschmierenden Beschichtung hinzugefügt werden. Im US-Patent US 6,180,574 ist auch ein Gleitlager offenbart, bei dem die selbstschmierende Beschichtung als eine Beschichtung auf der Innenoberfläche eines äußeren Lagerrings aufgebracht wird.
  • In der japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer JP 2011-247408 A , eingereicht vom Anmelder der vorliegenden Anmeldung, ist ein Gleitlager offenbart, das für Luftfahrtanwendungen und dergleichen geeignet ist. Das Gleitlager enthält eine selbstschmierende Beschichtung, die auf einer Gleitfläche des Gleitlagers ausgebildet ist, wobei die selbstschmierende Beschichtung aus einer selbstschmierenden Kunstharzzusammensetzung besteht, die dadurch erhalten wird, dass 60 Gewichtsprozent bis 80 Gewichtsprozent Polyetherketonharz, 10 Gewichtsprozent bis 30 Gewichtsprozent PTFE, 5 Gewichtsprozent bis 15 Gewichtsprozent Kohlenstofffasern und 15 Gewichtsprozent oder weniger Aramidfasern gemischt werden. Die Gesamtmenge der Kohlenstofffasern und der Aramidfasern beträgt 10 Gewichtsprozent bis 25 Gewichtsprozent in der selbstschmierenden Harzzusammensetzung. Eine Metalloberfläche, auf der die selbstschmierende Beschichtung ausgebildet ist, hat eine Oberflächenrauheit Ra (durchschnittliche Mittelrauheit) von 4,0 μm oder mehr und eine Rmax (maximal Höhe) von 30,0 μm oder mehr.
  • Die ungeschmierten Gleitlager, die in der japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer JP 2007-255712 A , dem US-Patent US 6,180,574 und der japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer JP 2011-247408 A offenbart sind, werden so eingesetzt, dass sie in ein Flugzeug und dergleichen eingebaut werden, und müssen deshalb einen niedrigen Reibungskoeffizienten, eine hohe Belastbarkeit, eine hohe Wärmebeständigkeit, Ölbeständigkeit und dergleichen aufweisen. Ferner besteht ein Bedarf bei Flugzeugherstellern dahingehend, dass eine Größenanpassung dadurch vorgenommen werden kann, dass statt der Durchführung der Größenanpassung an einer Welle die Größe einer Gleitfläche eines Gleitlagers durch Schleifen oder Schneiden in einem Montageschritt des Gleitlagers, wie zum Beispiel des Gleitlagers mit Lagerschalen, durchgeführt werden kann.
  • Im Fall der in der japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer JP 2007-255712 A offenbarten faserigen schmierenden Beschichtung ist es jedoch nicht möglich, die Größenanpassung durch Schleifen oder Schneiden durchzuführen, da die Fasern der schmierenden Beschichtung, wenn sie einer solchen Nachbearbeitung unterzogen werden, durchgeschnitten werden und die schmierende Beschichtung nicht länger als eine Beschichtung funktionieren wird.
  • Die in dem US-Patent US 6,180,574 offenbarte selbstschmierende Beschichtung basiert auf einem duroplastischen Acryl-Harz, weshalb sie Zeit zum Aushärten benötigt. Das bringt ein Problem dahingehend mit sich, dass hierbei die Produktivität gering ist. Wenn außerdem der Versuch unternommen wird, das duroplastische Acryl-Harz in einem unausgehärteten Zustand handzuhaben, um Zeit zu sparen, fließt das unausgehärtete Harz und es kann die Form der selbstschmierenden Beschichtung nicht beibehalten werden. Deshalb ist es schwierig, die auf dem duroplastischen Acryl-Harz basierende selbstschmierende Beschichtung handzuhaben.
  • Die in der japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer JP 2011-247408 A beschriebene selbstschmierende Beschichtung basiert auf dem Polyetherketonharz, das ein Thermoplastharz ist, weshalb die selbstschmierende Beschichtung durch ein Spritzgussverfahren hergestellt werden kann, wodurch eine hohe Produktivität erreicht wird. Zum Verbessern der Anhaftung der Beschichtung an die innen umlaufende Oberfläche des äußeren Rings ist es jedoch erforderlich, dass zuvor ein Sandstrahlvorgang zum Erhöhen der Oberflächenrauigkeit der innen umlaufenden Oberfläche des äußeren Rings durchgeführt wird. Ferner muss in einem Fall, in dem PTFE als ein festes Schmiermittel mit dem Thermoplastharz, wie zum Beispiel Polyetherketonharz, gemischt wird, PTFE in einer Menge von weniger als 30 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge des Thermoplastharzes zugemischt werden. Der Grund hierfür ist wie folgt. Während des Knetens des Harzes beim Spritzguss erzeugt PTFE ein Zersetzungsgas, weil es auf seinen Schmelzpunkt oder höher erwärmt wird, indem es einer hohen Temperatur und einem hohen Druck ausgesetzt wird. Aus Sicherheitsgründen ist es nötig, dass verhindert wird, dass das Zersetzungsgas erzeugt wird. Demgemäß sollte die zugesetzte Menge von PTFE begrenzt werden. Andererseits ist es zur Verbesserung der Schmierfähigkeit der Beschichtung wünschenswert, dass die zugesetzte Menge von PTFE erhöht wird.
  • Unter den oben geschilderten Umständen besteht ein Bedarf nach einer Harzzusammensetzung für eine selbstschmierende Beschichtung, bei der ein ausreichendes Zusetzen von PTFE gewährleistet ist, während der Herstellungsschritte leicht handzuhaben ist und keinen Vorgang zum Aufrauen der Basisoberfläche benötigt.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben genannten Probleme zu lösen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Harzzusammensetzung zur Ausbildung einer selbstschmierenden Beschichtung vorzusehen, die einen niedrigen Reibungskoeffizienten, eine lange Haltbarkeit, eine hohe Belastbarkeit, eine hohe Wärmebeständigkeit und eine hohe Ölbeständigkeit hat sowie dazu fähig ist, eine Größenanpassung durch Schleifen oder Schneiden nach dem Aushärten des Harzes durchzuführen, und die keinen Vorgang zum Aufrauen einer Basisoberfläche benötigt, und auch eine Harzzusammensetzung vorzusehen, die in den Herstellungsschritten einfach handzuhaben ist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Gleitelement vorzusehen, das die selbstschmierende Beschichtung aufweist, die aus der Harzzusammensetzung besteht.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen:
    eine UV-aushärtende Harzzusammensetzung für eine selbstschmierende Beschichtung, wobei die Zusammensetzung enthält: eine erste Methacrylatverbindung, die einen Isocyanursäurering hat, der durch die folgende Formel (1) dargestellt wird:
    Figure DE102015004130A1_0003
    (wobei X eine Gruppe ist, die eine Acryloyl-Gruppe aufweist und nur aus C, H und O gebildet ist, und Y und Z Gruppen sind, die jeweils nur aus C, H und O gebildet sind);
    eine zweite Methacrylatverbindung, die sich von der ersten Methacrylatverbindung unterscheidet;
    ein erstes Polytetrafluorethylenharz mit einer durchschnittlichen Partikelgröße im Bereich von 75 μm bis 180 μm, und
    ein zweites Polytetrafluorethylenharz mit einer durchschnittlichen Partikelgröße im Bereich von 1 μm bis 15 μm,
    wobei eine Gesamtmenge des ersten Polytetrafluorethylenharzes und des zweiten Polytetrafluorethylenharzes im Bereich von 30 Gewichtsprozent bis 50 Gewichtsprozent bezogen auf eine Gesamtmenge der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung ist; und
    das zweite Polytetrafluorethylenharz in einer Menge von 20 Gewichtsprozent bis 75 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge des ersten und des zweiten Polytetrafluorethylenharzes enthalten ist.
  • Bei der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung gemäß dem ersten Aspekt kann die erste Methacrylatverbindung in einer Menge von 15 Gewichtsprozent bis 35 Gewichtsprozent bezogen auf eine Gesamtmenge der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung enthalten sein; und kann eine Gesamtmenge der ersten Methacrylatverbindung und der zweiten Methacrylatverbindung im Bereich von 35 Gewichtsprozent bis 65 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung sein. Ein Schmelzpunkt des ersten Polytetrafluorethylenharzes kann höher als ein Schmelzpunkt des zweiten Polytetrafluorethylenharzes sein.
  • Bei der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung gemäß dem ersten Aspekt wird bevorzugt, wenn die erste Methacrylatverbindung, die den Isocyanursäurering hat, der durch die Formel (1) dargestellt wird, eines aus Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, oder ε-Caprolacton-modifiziertes Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, oder eine Mischung aus dem Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat und dem Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat ist.
  • Bei der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung gemäß dem ersten Aspekt kann die zweite Methacrylatverbindung mindestens eine Methacrylatverbindung enthalten, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat und Isobornylmethacrylat besteht; und die mindestens eine Methacrylatverbindung kann in einer Menge von 5 Gewichtsprozent bis 20 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung enthalten sein. Die zweite Methacrylatverbindung kann mindestens eine Methacrylatverbindung enthalten, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Pentaerythritoltriacrylat, Pentaerythritoltetraacrylat, Dipentaerythritolpentamethacrylat, Dipentaerythritolhexamethacrylat, und Dipentaerythritolpolyacrylat besteht; und die mindestens eine Methacrylatverbindung kann in einer Menge von 8 Gewichtsprozent oder weniger bezogen auf die Gesamtmenge der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung enthalten sein. Die zweite Methacrylatverbindung kann Epoxy-modifiziertes Acrylat auf Bisphenol A-Basisenthalten; und das Epoxy-modifizierte Acrylat auf Bisphenol A-Basis kann in einer Menge von 10 Gewichtsprozent oder weniger bezogen auf die Gesamtmenge der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung enthalten sein. Die zweite Methacrylatverbindung kann Urethanacrylat enthalten; und das Urethanacrylat kann in einer Menge von 2 Gewichtsprozent oder weniger bezogen auf die Gesamtmenge der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung enthalten sein. Die zweite Methacrylatverbindung kann mindestens eine Methacrylatverbindung enthalten, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Urethanacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Propylenglykoldimethacrylat, Butylenglykoldimethacrylat, Hexandioldimethacrylat, Tetraethylenglykoldimethacrylat, Triethylenglykoldimethacrylat, und Tripropylenglykoldimethacrylat besteht; und die mindestens eine Methacrylatverbindung kann in einer Menge von 2 Gewichtsprozent oder weniger bezogen auf die Gesamtmenge der UV-aushärtenden Harzverbindung enthalten sein.
  • Bei der UV-aushärtenden Harzverbindung gemäß dem ersten Aspekt kann die erste Methacrylatverbindung eine Mischung aus Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat und Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat sein; und kann die zweite Methacrylatverbindung eine Mischung aus Epoxy-modifiziertem Acrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexamethacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, und Ethylenglykoldimethacrylat sein.
  • Bei der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung gemäß dem ersten Aspekt kann das erste Polytetrafluorethylenharz und/oder das zweite Polytetrafluorethylenharz ein Polytetrafluorethylenharz sein, das mit Epoxy-modifiziertem Acrylat oberflächenbehandelt ist.
  • Die UV-aushärtende Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner ein Wärmeaushärtemittel enthalten.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Gleitelement vorgesehen, das eine selbstschmierende Beschichtung aufweist, die auf einer Gleitfläche des Gleitelements ausgebildet ist und aus einer UV-aushärtenden Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist. Das Gleitelement kann ein Gleitlager oder ein sphärisches Lager sein. Das Gleitelement kann eine Schraube sein, die einen Kopfteil, einen Wellenteil, einen Gewindeteil und die selbstschmierende Beschichtung aufweist, die auf einer umlaufenden Außenoberfläche des Wellenteils ausgebildet ist.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen
    ein Herstellungsverfahren zum Herstellen eines Gleitelements, aufweisend:
    Aufbringen einer UV-aushärtenden Harzzusammensetzung auf einer Gleitfläche des Gleitelements; und
    Aushärten der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung durch Bestrahlung mit UV-Strahlung zur Ausbildung einer selbstschmierenden Beschichtung,
    wobei die UV-aushärtende Harzzusammensetzung umfasst:
    eine erste Methacrylatverbindung, die einen Isocyanursäurering aufweist, der durch die folgende Formel (1) dargestellt wird:
    Figure DE102015004130A1_0004
    (wobei X eine Gruppe ist, die eine Acryloyl-Gruppe aufweist und nur aus C, H und O gebildet ist, und Y und Z Gruppen sind, die jeweils nur aus C, H und O gebildet sind);
    eine zweite Methacrylatverbindung, die sich von der ersten Methacrylatverbindung unterscheidet;
    ein erstes Polytetrafluorethylenharz mit einer durchschnittlichen Partikelgröße im Bereich von 75 μm bis 180 μm, und
    ein zweites Polytetrafluorethylenharz mit einer durchschnittlichen Partikelgröße im Bereich von 1 μm bis 15 μm,
    wobei eine Gesamtmenge des ersten Polytetrafluorethylenharzes und des zweiten Polytetrafluorethylenharzes im Bereich von 30 Gewichtsprozent bis 50 Gewichtsprozent bezogen auf eine Gesamtmenge der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung ist; und
    das zweite Polytetrafluorethylenharz in einer Menge von 20 Gewichtsprozent bis 75 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge des ersten und des zweiten Polytetrafluorethylenharzes enthalten ist.
  • Bei dem Herstellungsverfahren gemäß dem dritten Aspekt kann die erste Methacrylatverbindung in einer Menge von 15 Gewichtsprozent bis 35 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung enthalten sein; und kann eine Gesamtmenge der ersten Methacrylatverbindung und der zweiten Methacrylatverbindung im Bereich von 35 Gewichtsprozent bis 65 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung sein. Das Herstellungsverfahren zum Herstellen des Gleitelements kann ferner einen Schritt zum Durchführen eines Schneidens oder Schleifens der selbstschmierenden Beschichtung aufweisen, sodass sie eine gewünschte Abmessung hat.
  • Bei dem Herstellungsverfahren zum Herstellen des Gleitelements kann die UV-aushärtende Harzzusammensetzung ferner ein Wärmeaushärtemittel enthalten; ferner kann das Gleitelement ein sphärisches Lager sein, das aus ein äußeres Ringelement aufweist, das eine erste konkave Lagerfläche hat, und das ein inneres Ringelement aufweist, das eine konvexe zweite Lagerfläche hat, das auf der ersten Lagerfläche gleitend beweglich ist; und es kann die selbstschmierende Beschichtung ausgebildet werden durch: Aufbringen der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung auf der ersten Lagerfläche oder der zweiten Lagerfläche als eine Gleitfläche; Aushärten der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung, die auf der ersten Lagerfläche oder der zweiten Lagerfläche aufgebracht ist, bis zu einem halb gehärteten Zustand, durch Bestrahlung mit UV-Strahlung; Einsetzen des inneren Ringelements in das äußere Ringelement, nachdem die UV-aushärtende Harzzusammensetzung halb gehärtet ist; Pressen des äußeren Ringelements zur Verursachung einer plastischen Verformung, sodass das äußere Ringelement der konvexen zweiten Lagerfläche des inneren Ringelements folgt; und vollständiges Aushärten der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung durch Wärme nach der plastischen Verformung.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1A ist ein Längsschnitt durch ein Gleitlager gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang einer Axialrichtung des Gleitlagers; 1B ist ein Querschnitt durch das Gleitlager entlang einer Richtung senkrecht zur Achse.
  • 2 zeigt im Querschnitt einen Prüfungsaufbau, in den das beispielhaft hergestellte Gleitlager eingesetzt wird.
  • 3 ist ein Querschnitt der Struktur eines sphärischen Lagers mit einer selbstschmierenden Beschichtung, die aus einer Harzzusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt ist.
  • Die 4A bis 4C sind Darstellungen, die einen Herstellungsvorgang eines sphärischen Lagers mit der selbstschmierenden Beschichtung erläutern, die aus der Harzzusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt ist.
  • 5A ist ein Längsschnitt durch ein sphärisches Lager an einem Stabende, in das das sphärische Lager gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingebaut ist, und 5B ist ein Querschnitt davon.
  • 6 stellt eine äußere Erscheinungsform einer Passschraube oder eines Passbolzens mit einer selbstschmierenden Beschichtung dar, die auf einer Wellenoberfläche der Passschraube ausgebildet ist und aus einer Harzzusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Es folgt eine Erläuterung einer UV-aushärtenden Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung und eines Gleitelements mit einer selbstschmierenden Beschichtung, die aus der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung hergestellt wird.
  • <Gleitelement>
  • Zunächst wird ein beispielhaftes Gleitelement, das die selbstschmierende Beschichtung aufweist, die aus der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung besteht, unter Bezugnahme auf die 1A und 1B erläutert. Ein in den 1A und 1B dargestelltes Gleitlager weist ein zylindrisches äußeres Ringelement 12 auf, das aus Metall, wie zum Beispiel Lagerstahl, nichtrostendem Stahl, Duraluminiummaterial oder einer Titanlegierung hergestellt ist, sowie eine selbstschmierende Beschichtungsschicht 14, die auf einer umlaufenden Innenoberfläche des äußeren Ringelements 12 ausgebildet ist. Die selbstschmierende Beschichtungsschicht 14 wird dadurch hergestellt, dass eine UV-aushärtende Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung, die unten beschrieben wird, auf der innen umlaufenden Oberfläche des äußeren Ringelements 12 aufgebracht wird und dann die aufgebrachte UV-aushärtende Harzzusammensetzung ausgehärtet wird. Die Einstellung der Abmessung der selbstschmierenden Beschichtung kann durch Schleifen oder Schneiden einfach durchgeführt werden, weshalb die selbstschmierende Beschichtung je nachdem auch als eine „spanend bearbeitbare Beschichtung” (bearbeitbare Beschichtung) bezeichnet werden kann. Das Gleitelement weist nicht nur ein Gleitlager auf, das für Drehbewegungen oder Längsbewegungen (Linearbewegungen) verwendet wird, sondern auch verschiedene Gleitelemente, wie zum Beispiel ein sphärisches Lager und eine Passschraube oder einen Passbolzen, die später noch beschrieben werden. Diese Gleitelemente sind auch von der vorliegenden Erfindung umfasst.
  • <UV-aushärtende Harzzusammensetzung>
  • Die UV-aushärtende Harzzusammensetzung enthält Methacrylat (eine erste Methacrylatverbindung), die einen Isocyanursäurering aufweist, der durch die folgende Formel (1) dargestellt wird, als eine Komponente, die hauptsächlich aus dem Harz besteht.
  • Figure DE102015004130A1_0005
  • In der Formel (1) ist X eine Gruppe, die eine Acryloylgruppe enthält und nur aus C, H und O besteht. Y und Z sind Gruppen, die jeweils nur aus C, H und O bestehen. Y und Z können gegebenenfalls die Acryloylgruppe enthalten. Es wird vorgezogen, dass X eine Acryloxyethyl-Gruppe oder eine ε-Caprolacton-modifizierte Acryloxyethyl-Gruppe ist. Es wird vorgezogen, dass Y und Z die gleiche Gruppe wie X sind. In der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff „Methacrylat” ein Acrylat oder Methacrylat.
  • Das Methacrylat, das den Isocyanursäurering hat, der durch die Formel (1) dargestellt wird (hiernach einfach als das Methacrylat mit dem Isocyanursäurering bezeichnet), hat eine zufriedenstellende Wärmebeständigkeit zusätzlich zu der Fähigkeit, UV-aushärtend zu sein, und wird daher vorzugsweise für eine selbstschmierende Beschichtung von Geleitelementen und dergleichen verwendet. Insbesondere muss das in das Flugzeug eingebaute Gleitelement eine Wärmebeständigkeit von 163 Grad Celsius oder mehr aufweisen, und selbst in diesem Fall wird vorzugsweise das Methacrylat mit dem Isocyanursäurering verwendet.
  • Bevorzugt ist das Methacrylat mit dem Isocyanursäurering dazu geeignet, auf eine Gleitfläche als eine Zusammensetzung aufgebracht zu werden, und ferner dazu geeignet, eine selbstschmierende Beschichtung zu bilden, die nach dem Aushärten mit geringerer Wahrscheinlichkeit verschleißt. Aus dieser Sicht werden vorzugsweise als das Methacrylat mit dem Isocyanursäurering Bis(acryloyloxyethyl)-hydroxyethyl-isocyanurat, Di-(2-(meth)-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-(meth)-acryloxyethyl)-isocyanurat, ε-Caprolacton-modifiziertes Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, und dergleichen verwendet. Die oben genannten Beispiele des Methacrylats mit dem Isocyanursäurering können einzeln oder als Kombination von zwei oder mehr Arten verwendet werden. Insbesondere wird eines aus Di-(2-(meth)-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-(meth)-acryloxyethyl)-isocyanurat, oder ε-Caprolacton-modifiziertes Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat vorzugsweise verwendet oder eine Mischung aus Di-(2-(meth)-acryloxyethyl)-isocyanurat und Tris-(2-(meth)-acryloxyethyl)-isocyanurat wird vorzugsweise verwendet.
  • Vorzugsweise ist das Methacrylat mit dem Isocyanursäurering in einer Menge von 15 Gewichtsprozent bis 35 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge der Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthalten. In einem Fall, in dem der Gehalt des Methacrylat mit dem Isocyanursäurering geringer als 15 Gewichtsprozent beträgt, ist die Fluidität des Harzes nicht ausreichend. Dadurch wird die Anwendung der Harzzusammensetzung schwierig und ist es ferner unwahrscheinlich, dass die Festigkeit der Beschichtung ausreichend ist. In einem Fall, in dem der Gehalt des Methacrylats mit dem Isocyanursäurering 35 Gewichtsprozent übersteigt, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass die Schmierfähigkeit aufgrund eines geringeren Gehalts eines festen Schmiermittels abnimmt, was später noch beschrieben wird.
  • Zusätzlich zur ersten Methacrylatverbindung mit dem Isocyanursäurering enthält die UV-aushärtende Harzzusammensetzung ferner hauptsächlich als eine das Harz bildende Komponente die zweite Methacrylatverbindung, die sich von der ersten Methacrylatverbindung unterscheidet. Vorzugsweise liegt der Gesamtgehalt der ersten Methacrylatverbindung und der zweiten Methacrylatverbindung in der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung im Bereich von 35 Gewichtsprozent bis 65 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung. Indem Fall, in dem die Gesamtmenge des ersten und des zweiten Methacrylats kleiner als 35 Gewichtsprozent ist, ist die Kleberkomponente klein und verringert daher die Klebekraft zwischen der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung und dem Metall, was dann dazu führt, dass das Polytetrafluorethylenharz sich zu einer Zeit des Schneidens und/oder des Schleifens der selbstschmierenden Beschichtung leicht ablöst. Andererseits wird in einem Fall, in dem die Gesamtmenge 65 Gewichtsprozent überschreitet, die Harzkomponente zu viel und wird daher die Fluidität erhöht, was dann wiederum dazu führt, dass die UV-aushärtende Harzzusammensetzung leicht tropft, wenn sie aufgebracht wird.
  • Eine beliebige Methacrylatverbindung, die sich von der ersten Methacrylatverbindung unterscheidet, kann als die zweite Methacrylatverbindung verwendet werden. Die zweite Methacrylatverbindung kann eine Methacrylatverbindung sein, die keinen Isocyanursäurering hat, der durch die Formel (1) dargestellt wird. Zum Beispiel können die unten angegebenen Methacrylatverbindungen als die zweite Methacrylatverbindung verwendet werden. Diese Verbindungen können einzeln oder in einer beliebigen Kombination von zwei oder mehr Arten dieser Verbindungen verwendet werden.
  • Zusätzlich zum Methacrylat mit dem Isocyanursäurering können Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat, und Isobornylmethacrylat einzeln oder in Kombinationen von zwei oder mehr in einer Menge von 5 Gewichtsprozent bis 20 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung enthalten sein. In einem Fall, in dem der Gehalt des oben genannten Adhäsionsförderers geringer als 5 Gewichtsprozent ist, ist der Adhäsionseffekt nicht ausreichend. In einem Fall, in dem der Gehalt des Adhäsionsförderers 20 Prozent übersteigt, besteht die Gefahr, dass in dem Harz Blasen oder dergleichen auftreten könnten, die nach dem Aushärten des Harzes dann Hohlräume bilden, wodurch das Harz an Festigkeit verliert.
  • Zusätzlich zu dem Methacrylat mit dem Isocyanursäurering können auch Pentaerythritoltriacrylat, Pentaerythritoltetraacrylat, Dipentaerythritolpentamethacrylat, Dipentaerythritolhexamethacrylat, und Dipentaerythritolpolyacrylat als Aushärtungsbeschleunigereinzeln oder in einer Kombination von zwei oder mehr davon in einer Menge von 8 Gewichtsprozent oder weniger bezogen auf die Gesamtmenge der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung enthalten sein, um die Aushärtungsgeschwindigkeit zu erhöhen, ohne dabei an Festigkeit und Wärmebeständigkeit nach dem Aushärten zu verlieren. In einem Fall, in dem der Gehalt des Aushärtungsbeschleunigers 8 Gewichtsprozent übersteigt, härtet die Harzzusammensetzung so schnell aus, dass es schwierig wird, die Harzzusammensetzung zur Zeit der Herstellung handzuhaben.
  • Zusätzlich zu dem Methacrylat mit dem Isocyanursäurering kann auch Epoxy-modifiziertes Acrylat auf Bisphenol A-Basis als ein Mittel zur Förderung der chemischen Beständigkeit in einer Menge von 10 Gewichtsprozent oder weniger bezogen auf die Gesamtmenge der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung enthalten sein, um die chemische Beständigkeit zu erhöhen, ohne dabei nach dem Aushärten an Festigkeit zu verlieren. Da das Epoxy-modifizierte Acrylat auf Bisphenol A-Basis Steifigkeit aufweist, besteht, wenn der Gehalt des Epoxy-modifizierten Acrylats auf Bisphenol A-Basis 10 Gewichtsprozent übersteigt, die Gefahr, dass in dem ausgehärteten Harz Risse entstehen.
  • Zusätzlich zu dem Methacrylat mit dem Isocyanursäurering kann auch Urethanacrylat als ein die Zähigkeit erhöhendes Mittel in einer Menge von 2 Gewichtsprozent oder weniger bezogen auf die Gesamtmenge der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung enthalten sein, um die Zähigkeit zu gewährleisten. Da das Urethanacrylat eine bessere Flexibilität aufweist, wenn der Gehalt von Urethanacrylat 2 Gewichtsprozent übersteigt, besteht die Gefahr, dass die mechanische Festigkeit verringert wird und die hohe Belastbarkeit verloren geht.
  • Als ein Hilfs- oder Zusatzmittel für die Vernetzungsreaktion durch UV-Strahlung des Methacrylats mit dem Isocyanursäurering können vernetzbare Monomere einzeln oder in der Kombination von zwei oder mehr in einer Menge von 2 Gewichtsprozent oder weniger bezogen auf die Gesamtmenge der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung enthalten sein. Als die vernetzbaren Monomere wird ein Monomer mit zwei oder mehr ungesättigten Bindungen einer äquivalenten reaktiven Eigenschaft verwendet. Beispiele des vernetzbaren Monomers sind Ethylenglykoldimethacrylat, Propylenglykoldimethacrylat, Butylenglykoldimethacrylat, Hexandioldimethacrylat, Tetraethylenglykoldimethacrylat, Triethylenglykoldimethacrylat und Tripropylenglykoldimethacrylat.
  • Die Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält ein festes Schmiermittel. Vorzugsweise wird die Übertragung der UV-Strahlung durch die Verwendung des festen Schmiermittels nicht gestört, wenn UV-Strahlen zum Aushärten oder zur Polymerisation der Harzzusammensetzung eingestrahlt werden. Aus diesem Gesichtspunkt wird Polytetrafluorethylenharz verwendet (hiernach als „PTFE” gegebenenfalls in abgekürzter Weise verwendet); das PTFE ist ein organisches weißes festes Schmiermittel.
  • Das PTFE kann in einer Menge von 30 Gewichtsprozent bis 50 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge der Harzzusammensetzung enthalten sein. PTFE wird in Pulverform verwendet. Die Partikel von PTFE (PTFE-Partikel) können oberflächenbehandelt werden, sodass auf einer Oberfläche der PTFE-Partikel unter der Verwendung von Natriumnaphthalen eine Ätzung durchgeführt wird und dann die Oberfläche mit Epoxy-modifiziertem Acrylat beschichtet wird. Eine solche Oberflächenbehandlung erhöht die Affinität für aus dem Methacrylat mit dem Isocyanursäurering erzeugtes Acrylharz und festigt ferner die Anbindung an das Acrylharz. Deshalb können in einem Fall, in dem die erfindungsgemäße Harzzusammensetzung als die selbstschmierende Beschichtung verwendet wird, die PTFE-Partikel daran gehindert werden, sich zu einer Zeit des Gleitens von der selbstschmierenden Beschichtung zu lösen, weshalb es möglich ist, den Grad des Verschleißes der selbstschmierenden Beschichtung zu verringern.
  • Aufgrund des Unterschieds in der Partikelgröße des PTFE, variiert die Festigkeit, die Verschleißbeständigkeit und die Schmiereigenschaft der selbstschmierenden Beschichtung. Eine Verwendung von PTFE mit einer großen Partikelgröße verbessert die Belastungsfähigkeit und die Verschleißbeständigkeit der selbstschmierenden Beschichtung und die Verwendung von PTFE mit einer kleinen Partikelgröße verbessert die Schmiereigenschaft der selbstschmierenden Beschichtung. In der vorliegenden Erfindung werden zwei Arten von PTFE mit unterschiedlichen Partikelgrößen, nämlich ein erstes Polytetrafluorethylenharz (PTFE-Harz) (das hiernach als „erstes PTFE” bezeichnet wird) und ein zweites Polytetrafluorethylenharz (PTFE-Harz) (das hiernach als „zweites PTFE” bezeichnet wird) in gemischter Form verwendet. Die durchschnittliche Partikelgröße des ersten PTFE ist im Bereich von 75 μm bis 180 μm und die durchschnittliche Partikelgröße des zweiten PTFE ist im Bereich von 1 μm bis 15 μm. Durch die Verwendung des ersten PTFE mit einer durchschnittlichen Partikelgröße im Bereich von 75 μm bis 180 μm können die Belastungsfähigkeit und die Verschleißbeständigkeit der selbstschmierenden Beschichtung verbessert werden; und durch die Verwendung des zweiten PTFE mit einer durchschnittlichen Partikelgröße im Bereich von 1 μm bis 15 μm kann der Reibungskoeffizient der selbstschmierenden Beschichtung verringert werden. Ferner wird durch die Verwendung des zweiten PTFE, dessen Partikelgröße klein ist, die Viskosität der Harzzusammensetzung erhöht, wodurch es möglich wird, eine Tropfenbildung des Harzes zur Zeit der Herstellung zu unterdrücken. Wenn bei der vorliegenden Erfindung eine durchschnittliche Partikelgröße 45 μm oder mehr ist, wird die durchschnittliche Partikelgröße durch Testsieben JIS 28815 gemessen. Wenn eine durchschnittliche Partikelgröße kleiner als 45 μm ist, wird die Partikelgröße durch ein Laserdiffraktions-/Streuungsverfahren gemessen. Sowohl beim Testsieben als auch beim Laserdiffraktions-/Streuungsverfahren bedeutet die „durchschnittliche Partikelgröße” eine Partikelgröße, die einem kumulativen Prozentwert von 50 Prozent in einer Partikelgrößenverteilung entspricht, nämlich dem mittleren Durchmesser in der kumulativen Verteilung.
  • Bei der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung ist die Gesamtmenge des ersten PTFE und des zweiten PTFE im Bereich von 30 Gewichtsprozent bis 50 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung, wobei das Verhältnis des Gehalts des zweiten PTFE zur Gesamtmenge des ersten PTFE und des zweiten PTFE im Bereich von 20 Gewichtsprozent bis 75 Gewichtsprozent ist. Das zweite PTFE ist nämlich im Bereich von 20 Gewichtsprozent bis 75 Gewichtsprozent der Gesamtmenge des ersten PTFE und des zweiten PTFE enthalten. Ferner ist die Gesamtmenge des ersten PTFE und des zweiten PTFE vorzugsweise im Bereich von 30 Gewichtsprozent bis 40 Gewichtsprozent und es ist das Verhältnis des Gehalts des zweiten PTFE zur Gesamtmenge des ersten PTFE und des zweiten PTFE vorzugsweise im Bereich von 40 Gewichtsprozent bis 60 Gewichtsprozent. In dem Fall, in dem das PTFE mit einer großen Partikelgröße (im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung das erste PTFE) verwendet wird, wird der Reibungskoeffizient der selbstschmierenden Beschichtung tendenziell höher, auch wenn die Verschleißbeständigkeit und die Belastungsfähigkeit der selbstschmierenden Beschichtung verbessert werden. Auf der anderen Seite werden in einem Fall, in dem das PTFE mit der kleineren Partikelgröße (im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung das zweite PTFE), auch wenn der Reibungskoeffizienten der selbstschmierenden Beschichtung verringert wird, die Verschleißbeständigkeit und die Belastungsfähigkeit der selbstschmierenden Beschichtung tendenziell geringer. In der vorliegenden Erfindung kann durch die Verwendung des ersten PTFE und des zweiten PTFE im vorgenannten Verhältnis der Reibungskoeffizient der selbstschmierenden Beschichtung verringert werden, während die Belastungsfähigkeit und die Verschleißbeständigkeit der selbstschmierenden Beschichtung beibehalten werden. Ferner ist der Schmelzpunkt des ersten PTFE vorzugsweise höher als der Schmelzpunkt des zweiten PTFE.
  • Das feste Schmiermittel kann Melamincyanurat zusätzlich zu PTFE enthalten. In diesem Fall ist das Melamincyanurat wünschenswerterweise in einer Menge von 30 Gewichtsprozent oder weniger bezogen auf die Gesamtmenge der Harzzusammensetzung enthalten und ist das Melamincyanurat ferner wünschenswerterweise in einer Menge enthalten, die von 3 Gewichtsprozent bis 10 Gewichtsprozent reicht. In einem Fall, in dem der Gehalt des Melamincyanurats 30 Gewichtsprozent übersteigt, wird der Grad des Verschleißes tendenziell größer, auch wenn der Reibungskoeffizient der selbstschmierenden Beschichtung geringer wird. Die Struktur des Melamincyanurats ist eine Spaltungs-Gleitstruktur, wie zum Beispiel Molybdändisulfid (MoS2) und Graphit, wobei Melaminmoleküle mit sechsgliedrigen Ringstrukturen und Cyanursäuremoleküle durch Wasserstoffbindungen zusammengehalten werden, die plan angeordnet sind, und jede der Ebenen wird durch schwache Bindungen in Schichten stapelartig angeordnet. Es wird angenommen, dass eine derartige Struktur zur Schmierfähigkeit des festen Schmiermittels beiträgt.
  • In einem Fall, in dem das Melamincyanurat zusätzlich zu PTFE als das feste Schmiermittel verwendet wird, liegt der Gesamtgehalt des Melamincyanurats und PTFE wünschenswerterweise im Bereich von 10 Gewichtsprozent bis 55 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge der Harzzusammensetzung. In einem Fall, in dem der Gehalt der festen Schmiermittel kleiner als 10 Gewichtsprozent ist, wird der Reibungskoeffizient der selbstschmierenden Beschichtung höher und erhöht sich der Grad der Abnutzung. In einem Fall, in dem der Gehalt der festen Schmiermittel 55 Gewichtsprozent übersteigt, wird die Festigkeit der selbstschmierenden Beschichtung ungenügend, was zu einer plastischen Verformung führen kann.
  • Die Verwendung von Melamincyanurat zusammen mit PTFE kann den Reibungskoeffizienten der selbstschmierenden Beschichtung im Vergleich mit einem Fall verringern, indem PTFE allein als das feste Schmiermittel verwendet wird. Insbesondere hat sich herausgestellt, dass der Reibungskoeffizient der selbstschmierenden Beschichtung um ungefähr 10 Prozent im Vergleich zu dem Fall verringert werden kann, in dem PTFE allein verwendet wird, indem der Gesamtgehalt des Melamincyanurats und PTFE im Bereich von 30 Gewichtsprozent bis 40 Gewichtsprozent gehalten wird. Da ferner das Melamincyanurat weiß ist, ergibt sich, selbst wenn das Melamincyanurat zur Harzzusammensetzung hinzugefügt wird, kein negativer Einfluss auf die Durchlässigkeit von UV-Strahlung. Deshalb ist das Melamincyanurat als ein festes Schmiermittel geeignet.
  • Zum Beschleunigen der Polymerisationsreaktion des Methacrylats mit dem Isocyanursäurering durch UV-Strahlung ist ein Fotopolymerisationsinitiator günstigerweise in einer Menge von 0,01 Gewichtsprozent bis 5 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht des Methacrylats mit dem Isocyanursäurering enthalten. Beispiele des Fotopolymerisationsinitiators sind unter anderem Benzophenon, 4,4-Bis(diethylamino)benzophenon, 2,4, 6-Trimethylbenzophenon, Methylortho-Benzoylbenzoat, 4-Phenylbenzophenon, t-Butylanthrachinon, 2-Ethylanthrachinon, Diethoxyacetophenon, 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on, Benzyldimethylketal, 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenylketon, Benzoinmethylether, Benzoinethylether, Benzoinisopropylether, Benzoinisobutylether, 2-Methyl-[4-(methylthio)-phenyl]-2-morpholino-1-propanon, 2-Benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholino phenyl)-butanon-1, Diethylthioxanthon, Isopropylthioxanthon, 2,4,6-Trimethylbenzoyl-diphenylphosphinoxid, Bis(2,6-dimethoxy-benzoyl)-2,4,4-trimethylpentylphosphinoxid, Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphinoxid, 2-Hydroxy-1-[4-[4-(2-hydroxy-2-methylpropionyl)benzyl] phenyl]-2-methylpropan-1-on, und Methylbenzoylformat. Die oben genannten Beispiele des Fotopolymerisationsinitiators können einzeln oder in Kombination verwendet werden. Der Fotopolymerisationsinitiator ist jedoch hierauf nicht beschränkt.
  • Zur erfindungsgemäßen Harzzusammensetzung können Glasfasern hinzugefügt werden, um die Festigkeit der selbstschmierenden Beschichtung zu erhöhen. Vorzugsweise werden die Glasfasern in einer Menge von 15 Gewichtsprozent oder weniger bezogen auf die Gesamtmenge der Harzzusammensetzung hinzugefügt. In einem Fall, in dem die Menge, in der die Glasfasern in der Harzzusammensetzung hinzugefügt werden, 15 Gewichtsprozent übersteigt, besteht eine größere Wahrscheinlichkeit, dass der Verschleiß auf einer Oberfläche eines Paarungsmaterials durch die Glasfasern gefördert wird, die zur Zeit des Schneidens und/oder des Schleifens der selbstschmierenden Beschichtung durchtrennt wurden. Hierdurch könnten die Vorteile der spanend bearbeitbaren Beschichtung hinfällig werden. Die Verwendung von Glasfasern ist dahingehend vorteilhaft, dass die Durchlässigkeit für UV-Strahlung dadurch nicht verringert wird.
  • Die Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner ein Phosphat enthalten. Das Phosphat verbessert die anfängliche Formbarkeit zur Zeit der Verwendung der Harzzusammensetzung als selbstschmierende Beschichtung und kann den Reibungskoeffizienten im Vergleich zu einem Fall, in dem kein Phosphat hinzugefügt wird, früh stabilisieren. Es wird bevorzugt, wenn das Phosphat in einer Menge von 1 Gewichtsprozent bis 5 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge der Harzzusammensetzung enthalten ist. Das Phosphat ist beispielsweise ein tertiäres Phosphat, ein sekundäres Phosphat, Pyrophosphat, Phosphit oder Metaphosphat aus Alkalimetall oder einem Erdalkalimetall. Insbesondere ist das Phosphat zum Beispiel Trilithiumphosphat, Dilithiumhydrogenphosphat, Natriumhydrogenphosphat, Lithiumpyrophosphat, Tricalciumphosphat, Calciummonohydrogenphosphat, Calciumpyrophosphat, Lithiummetaphosphat, Magnesiummetaphosphat, und Calciummetaphosphat.
  • Die Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann pyrogenes Siliziumdioxid enthalten. Das pyrogene Siliziumdioxid wird dazu verwendet, Thixotropie herzustellen. Wenn die Harzzusammensetzung eine schlechte Thixotropie hat, wird eine Tropfenbildung verursacht, wenn die Harzzusammensetzung auf der Gleitfläche aufgetragen wird, was die Ausbildung der Beschichtung schwierig macht. Deshalb kann pyrogenes Siliziumdioxid hinzugefügt werden, um die Thixotropie einzustellen. Vorzugsweise ist pyrogenes Siliziumdioxid in einer Menge von 5 Gewichtsprozent oder weniger bezogen auf die Gesamtmenge der Harzzusammensetzung enthalten. In einem Fall, in dem die Menge des hinzugefügten pyrogenen Siliziumdioxids 5 Gewichtsprozent übersteigt, erhöht sich der Verschleiß der Beschichtung, was nicht vorzuziehen ist.
  • Die Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist wünschenswerterweise bei Raumtemperatur in flüssiger Form. Demgemäß kann die Harzzusammensetzung leicht auf die Gleitfläche des Gleitelements aufgetragen werden und kann nach dem Auftragen die Harzzusammensetzung dadurch ausgehärtet werden, dass sie mit UV-Strahlung bestrahlt wird.
  • Je nach der Anwendung der Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann ferner ein Wärmeaushärtemittel zur Harzzusammensetzung hinzugefügt werden, sodass das sekundäre Aushärten der Harzzusammensetzung durch Wärme erreicht werden kann, nachdem das primäre Aushärten der Harzzusammensetzung durch Bestrahlung mit UV-Strahlung erreicht wurde. Dadurch wird die Harzzusammensetzung vollständig ausgehärtet und dadurch ihre Verschleißbeständigkeit verbessert. Das Wärmeaushärtemittel ist zum Beispiel ein organisches Peroxid, wie zum Beispiel Diisopropyl-peroxydicarbonat, Benzoylperoxid, Methylethylketonperoxid, Cyclohexanonperoxid, t-Butylperoxy-2-ethylhexanoat, 1,1,3,3-Tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexanoat, t-Amylperoxy-2-ethylhexanoat, t-Butylhydroperoxid, tert-Butylperoxyneodecanoat, t-Butylperoxybenzoat, Cumenhydroperoxid; und Azo-Verbindungen, wie zum Beispiel 2,2'-Azobisisobutyronitril und 2,2'-Azobisdiethylvaleronitril. Das Wärmeaushärtemittel ist jedoch auf diese nicht eingeschränkt.
  • Zusätzlich zu dem oben genannten ist es möglich, verschiedene Additive, wie zum Beispiel ein Antioxidationsmittel, einen Fotostabilisator, einen Polymerisationsinhibitor und einen Haltbarkeitsstabilisator zur erfindungsgemäßen Harzzusammensetzung nach Bedarf hinzuzufügen. Es ist wünschenswert, wenn die Gesamtmenge der hinzugefügten Additive und des Wärmeaushärtemittels 5 Prozent oder weniger bezogen auf die Gesamtmenge der Harzzusammensetzung beträgt.
  • Bei der erfindungsgemäßen Harzzusammensetzung wird das UV-aushärtende Harz in flüssiger Form als ein Basisharz verwendet. Auf diese Weise lässt sich die Harzzusammensetzung leicht mit dem festen Schmiermittel, das PTFE enthält, mischen, und PTFE kann in einem hohen Gehalt von 30 Gewichtsprozent bis 50 Gewichtsprozent zugesetzt werden. PTFE kann in einem Fall, in dem thermoplastisches Harz als das Basisharz verwendet wird, nicht in einem so hohen Prozentsatz zugesetzt werden. Deshalb ist es möglich, die selbstschmierende Beschichtung mit weniger Reibung und einem geringeren Verschleiß herzustellen.
  • Außerdem ist bei der vorliegenden Erfindung auch ein Herstellungsverfahren zum Herstellen eines Gleitelements mit einer selbstschmierenden Beschichtung vorgesehen, die dadurch erhalten werden kann, dass die UV-aushärtende Harzzusammensetzung, die die erste Methacrylatverbindung mit dem Isocyanursäurering, die durch die oben gezeigte Formel (1) dargestellt wird, die zweite Methacrylatverbindung, die sich von der ersten Methacrylatverbindung unterscheidet, und das erste PTFE und das zweite PTFE enthält, die jeweils als das feste Schmiermittel auf der Gleitfläche des Gleitelements aufgebracht werden und dann die UV-aushärtende Harzzusammensetzung durch UV-Strahlung ausgehärtet wird. Die selbstschmierende Beschichtung ist eine spanend bearbeitbare Beschichtung, an der mittels Schleifen oder Schneiden eine Nachbearbeitung durchgeführt werden kann, um die gewünschte Abmessung zu erhalten.
  • Das erfindungsgemäße Gleitelement kann ein sphärisches Lager sein, dass mit einem äußeren Ringelement, das eine konkave erste Lagerfläche aufweist, und einem inneren Ringelement ausgestattet ist, das eine konvexe zweite Lagerfläche hat, die auf der ersten Lagerfläche gleitend beweglich ist. In einem Fall, in dem ein sphärisches Lager hergestellt wird, wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zuerst eine UV-aushärtende Harzzusammensetzung auf der ersten Lagerfläche oder der zweiten Lagerfläche aufgebracht, welche die Gleitflächen sind. Nachfolgend wird die UV-aushärtende Harzzusammensetzung, die auf der ersten Lagerfläche oder der zweiten Lagerfläche aufgebracht ist, dadurch halb gehärtet, dass sie mit UV-Strahlung bestrahlt wird. Hiernach wird das innere Ringelement in das äußere Ringelement eingesetzt und wird das äußere Ringelement so verpresst, dass es plastisch verformt wird, um der konvexen Oberfläche des inneren Ringelements zu folgen. Dann wird die UV-aushärtende Harzzusammensetzung durch Erwärmen vollständig ausgehärtet. Auf diese Weise kann die selbstschmierende Beschichtung ausgebildet werden. In diesem Fall wird es vorgezogen, wenn die UV-aushärtende Harzzusammensetzung das Wärmeaushärtemittel enthält.
  • Wie oben beschrieben, enthält die UV-aushärtende Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung zwei Arten von Polytetrafluorethylenharzen in einem geeigneten Gehalts-Verhältnis. Dadurch ist es möglich, eine selbstschmierende Beschichtung herzustellen, welche die drei Eigenschaften, welche die hohe Belastbarkeit, Verschleißbeständigkeit, geringer Reibungskoeffizient sind, gleichzeitig erfüllt. Ferner wird die UV-aushärtende Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung auf die Gleitfläche aufgebracht, worauf sie über eine kurze Zeit mit Ultraviolettstrahlung ausgehärtet werden kann. Da Bedingungen einer hohen Temperatur und eines hohen Drucks, wie sie bei der Verwendung von thermoplastischen Harzen nötig wären, nicht benötigt werden, kann eine relativ große Menge von Polytetrafluorethylenharz zugesetzt werden, wodurch es einfach wird, die Teile handzuhaben. Da ferner das Anhaften der ausgehärteten Harzzusammensetzung an eine Aufbringungs-Zieloberfläche (Basisfläche) extrem stark ist, ist ein Prozess zum Aufrauen der Aufbringungs-Zieloberfläche im Voraus nicht notwendig. Demgemäß können die Arbeitssicherheit und Energieersparnis verbessert und die Kosten von Ausrüstungsgegenständen verringert werden. Da ferner die ausgehärtete Harzzusammensetzung durch Schneiden oder Schleifen einfach bearbeitet werden kann, ist es möglich, eine spanend bearbeitbare Beschichtung vorzusehen, an der eine Nachbearbeitung, wie zum Beispiel eine Größeneinstellung, vorgenommen werden kann. Mit dem Herstellungsverfahren zum Herstellen des Gleitelements gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Lager, wie zum Beispiel eine Passschraube/einen Passbolzen und ein sphärisches Lager mit einer selbstschmierenden Beschichtung, die auf einer Gleitfläche oder einem äußeren Ringelement oder einem inneren Ringelement ausgebildet ist, mit niedrigen Kosten und einer hohen Präzision herzustellen.
  • Beispiele
  • Eine Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung und ein Geleitelement, das mit einer selbstschmierenden Beschichtung ausgestattet ist, die aus der erfindungsgemäßen Harzzusammensetzung besteht, werden anhand der folgenden Beispiele erläutert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auf die folgenden Beispiele nicht eingeschränkt.
  • <Herstellung einer UV-aushärtenden Harzzusammensetzung>
  • [Beispiel 1]
  • Durch Mischen wurde eine Harzzusammensetzung in flüssiger Form so hergestellt, dass sie die Zusammensetzung gemäß Tab. 1 hat: eine Mischung aus Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat und Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat (FA-731AT, hergestellt von Hitachi Chemical Co., Ltd.) als die erste Methacrylatverbindung mit dem Isocyanursäurering; Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis (EBECRYL3700 hergestellt von Daicel-Cytec Co., Ltd.), Dipentaerythritolhexaacrylat (A-DPH, hergestellt von Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), Isobornylmethacrylat (Light Ester IB-X, hergestellt von Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), Hydroxyethylmethacrylat (Light Ester HO-250M, hergestellt von Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) und Ethylenglykoldimethacrylat (1G, hergestellt von Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) als die zweite Methacrylatverbindung; Melamincyanurat (MELAPUR MC25, hergestellt von BASF Japan Ltd.), erstes PTFE (KT-60, hergestellt von Kitamura Limited, durchschnittliche Partikelgröße: 130 μm, Schmelzpunkt: 328 Grad Celsius), und zweites PTFE (KTL-10S, hergestellt von Kitamura Limited, durchschnittliche Partikelgröße: 10 μm, Schmelzpunkt: 321 Grad Celsius), als feste Schmiermittel; 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on (DAROCUR 1173, hergestellt von BASF Japan Ltd.) als ein Fotopolymerisationsinitiator; Glasfaser (SS05DE-413, hergestellt von Nitto Boseki Co., Ltd., mittlere Faserlänge: 80 μm, mittlerer Durchmesser 6.5 μm); pyrogenes Siliziumdioxid (AEROSIL R972, hergestellt von Nippon Aerosil Co., Ltd.); und Additive. Als die Additive waren ein Antioxidationsmittel, ein Fotostabilisator, ein Polymerisationsinhibitor und ein Haltbarkeitsstabilisator jeweils in kleinen Mengen in Beispiel 1 enthalten. Der Gesamtgehalt der oben genannten Additive in der Harzzusammensetzung ist in Tab. 1 aufgeführt. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Beispiele 1 bis 4 zusätzlich zu den oben genannten Additiven ferner ein Wärmeaushärtemittel enthalten.
  • [Beispiel 2]
  • Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurat, PTFE KT-60, PTFE KTL-10S, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Beispiel 2 von Tab. 1 beschrieben sind, und eine Harzzusammensetzung wurde in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt.
  • [Beispiel 3]
  • Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurat, PTFE KT-60, PTFE KTL-10S, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Beispiel 3 von Tab. 1 beschrieben sind, und es wurde eine Harzzusammensetzung in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt.
  • [Beispiel 4]
  • Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurat, PTFE KT-60, PTFE KTL-10S, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Beispiel 4 von Tab. 1 beschrieben sind, und es wurde eine Harzzusammensetzung in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt.
  • [Beispiel 5]
  • Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurat, PTFE KT-60, PTFE KTL-10S, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Beispiel 5 von Tab. 1 beschrieben sind, und es wurde eine Harzzusammensetzung in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt.
  • [Beispiel 6]
  • Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurat, PTFE KT-60, PTFE KTL-10S, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Beispiel 6 von Tab. 1 beschrieben sind, und es wurde eine Harzzusammensetzung in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt.
  • [Beispiel 7]
  • Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurate, PTFE KT-60, PTFE KTL-10S, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Beispiel 7 von Tab. 1 beschrieben sind, und es wurde eine Harzzusammensetzung in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt.
  • [Beispiel 8]
  • Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurat, PTFE KT-60, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Beispiel 8 von Tab. 1 beschrieben sind, und es wurde eine Harzzusammensetzung in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt, außer dass PTFE KTL-8FH (hergestellt von Kitamura Limited, durchschnittliche Partikelgröße: 3,5 μm, Schmelzpunkt: 321 Grad Celsius) anstelle von PTFE KTL-10S verwendet wurde.
  • [Beispiel 9]
  • Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurat, PTFE KT-60, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Beispiel 9 von Tab. 1 beschrieben sind, und es wurde eine Harzzusammensetzung in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt, außer dass PTFE Zonyl MP1300 (hergestellt von Du Pont Inc., durchschnittliche Partikelgröße: 12 μm, Schmelzpunkt: 325 Grad Celsius) anstelle von PTFE KTL-10S verwendet wurde.
  • [Beispiel 10]
  • Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurat, PTFE KTL-10S, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Beispiel 10 von Tab. 1 beschrieben sind, und es wurde eine Harzzusammensetzung in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt, außer dass PTFE KT-60 mit einer vor Ort eingestellten Partikelgröße (durchschnittliche Partikelgröße: 80 μm) anstelle des ursprünglichen PTFE KT-60 (durchschnittliche Partikelgröße: 130 μm) verwendet wurde.
  • [Beispiel 11]
  • Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurat, PTFE KTL-10S, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Beispiel 11 von Tab. 1 beschrieben sind, und es wurde eine Harzzusammensetzung in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt, außer dass PTFE KT-40H (hergestellt von Kitamura Limited, durchschnittliche Partikelgröße: 160 μm, Schmelzpunkt: 327 Grad Celsius) anstelle von PTFE KT-60 verwendet wurde.
  • [Beispiel 12]
  • Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurat, PTFE KT-60, PTFE KTL-10S, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Beispiel 12 von Tab. 1 beschrieben sind, und es wurde eine Harzzusammensetzung in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt.
  • [Beispiel 13]
  • Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurat, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Beispiel 13 von Tab. 1 beschrieben sind, und es wurde eine Harzzusammensetzung in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt, außer dass PTFE KT-60 mit einer vor Ort eingestellten Partikelgröße (durchschnittliche Partikelgröße: 80 μm) anstelle des ursprünglichen PTFE KT-60 (durchschnittliche Partikelgröße: 130 μm) verwendet wurde und dass PTFE KTL-8FH (durchschnittliche Partikelgröße: 3,5 μm, Schmelzpunkt: 321 Grad Celsius) anstelle von PTFE KTL-10S verwendet wurde.
  • [Beispiel 14]
  • ε-Caprolacton-modifiziertes Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat (A-9300-1CL, hergestellt von Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) wurde als die erste Methacrylatverbindung anstelle der Mischung aus Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat und Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat verwendet, und Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurat, PTFE KT-60, PTFE KTL-10S, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Beispiel 14 von Tab. 1 beschrieben sind, und es wurde eine Harzzusammensetzung in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt.
  • [Beispiel 15]
  • Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat (M-215, hergestellt von Toagosei Co., Ltd.) wurde als die erste Methacrylatverbindung anstelle der Mischung aus Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat und Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat verwendet, und Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurat, PTFE KT-60, PTFE KTL-10S, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Beispiel 15 von Tab. 1 beschrieben sind, und es wurde eine Harzzusammensetzung in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt.
  • [Vergleichsbeispiel 1]
  • Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurat, PTFE KT-60, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Vergleichsbeispiel 1 von Tab. 2 beschrieben sind, und es wurde eine Harzzusammensetzung in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt, außer dass PTFE KTL-10S nicht verwendet wurde.
  • [Vergleichsbeispiel 2]
  • Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-Isocyanurat, Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurat, PTFE KT-60, PTFE KTL-10S, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Vergleichsbeispiel 2 von Tab. 2 beschrieben sind, und es wurde eine Harzzusammensetzung in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt.
  • [Vergleichsbeispiel 3]
  • Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurat, PTFE KTL-10S, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Vergleichsbeispiel 3 von Tab. 2 beschrieben sind, und es wurde eine Harzzusammensetzung in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt, außer dass PTFE KT-60 nicht verwendet wurde.
  • [Vergleichsbeispiel 4]
  • Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurat, PTFE KT-60, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Vergleichsbeispiel 4 von Tab. 2 beschrieben sind, und es wurde eine Harzzusammensetzung in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt, außer dass PTFE KTL-10S nicht verwendet wurde.
  • [Vergleichsbeispiel 5]
  • Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurat, PTFE KT-60, PTFE KTL-10S, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Vergleichsbeispiel 5 von Tab. 2 beschrieben sind, und es wurde eine Harzzusammensetzung in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt.
  • [Vergleichsbeispiel 6]
  • Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurat, PTFE KT-60, PTFE KTL-10S, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Vergleichsbeispiel 6 von Tab. 2 beschrieben sind, und es wurde eine Harzzusammensetzung in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt.
  • [Vergleichsbeispiel 7]
  • Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurat, PTFE KT-60, PTFE KTL-10S, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Vergleichsbeispiel 7 von Tab. 2 beschrieben sind, und es wurde eine Harzzusammensetzung in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt.
  • [Vergleichsbeispiel 8]
  • Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurat, PTFE KTL-10S, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Vergleichsbeispiel 8 von Tab. 2 beschrieben sind, und es wurde eine Harzzusammensetzung in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt, außer dass PTFE KT-60 nichtverwendet wurde.
  • [Vergleichsbeispiel 9]
  • Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurat, PTFE KT-60, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Vergleichsbeispiel 9 von Tab. 2 beschrieben sind, und es wurde eine Harzzusammensetzung in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt, außer dass PTFE KTL-10S nicht verwendet wurde.
  • [Vergleichsbeispiel 10]
  • Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurat, PTFE KTL-10S, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Vergleichsbeispiel 10 von Tab. 2 beschrieben sind, und es wurde eine Harzzusammensetzung in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel hergestellt, außer dass PTFE KT-60 nicht verwendet wurde.
  • [Vergleichsbeispiel 11]
  • Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurat, PTFE KT-60, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Vergleichsbeispiel 11 von Tab. 2 beschrieben sind, und es wurde eine Harzzusammensetzungin einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt, außer dass PTFE KTL-10S nicht verwendet wurde.
  • [Vergleichsbeispiel 12]
  • Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurat, PTFE KTL-10S, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Vergleichsbeispiel 12 von Tab. 2 beschrieben sind, und es wurde eine Harzzusammensetzung in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt, außerdass PTFE KT-60 nicht verwendet wurde.
  • [Vergleichsbeispiel 13]
  • Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurat, PTFE KT-60, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Vergleichsbeispiel 13 von Tab. 2 beschrieben sind, und es wurde eine Harzzusammensetzung in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt, außer dass PTFE KTL-10S nicht verwendet wurde.
  • [Vergleichsbeispiel 14]
  • Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurat, PTFE KTL-10S, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Vergleichsbeispiel 14 von Tab. 2 beschrieben sind, und es wurde eine Harzzusammensetzung in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel hergestellt, außer dass PTFE M-12 (hergestellt von Daikin Industries, Ltd., durchschnittliche Partikelgröße: 50 μm, Schmelzpunkt: 327 Grad Celsius) anstelle von PTFE KT-60 verwendet wurde.
  • [Vergleichsbeispiel 15]
  • Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurat, PTFE KT-60, PTFE KTL-10S, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Vergleichsbeispiel 15 von Tab. 2 beschrieben sind, und es wurde eine Harzzusammensetzung in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt.
  • [Vergleichsbeispiel 16]
  • Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurat, PTFE KTL-10S, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Vergleichsbeispiel 16 von Tab. 2 beschrieben sind, und es wurde eine Harzzusammensetzung in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt, außer dass PTFE KT-60 nicht verwendet wurde.
  • [Vergleichsbeispiel 17]
  • Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurat, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Vergleichsbeispiel 17 von Tab. 2 beschrieben sind, und es wurde eine Harzzusammensetzung in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt, außer dass PTFE KTL-8N (hergestellt von Kitamura Limited, durchschnittliche Partikelgröße: 3,5 μm, Schmelzpunkt: 321 Grad Celsius) und PTFE Fluon (eingetragene Marke) G163 (hergestellt von Asahi Glass Co., Ltd., durchschnittliche Partikelgröße: 25 μm, Schmelzpunkt: 343 Grad Celsius) anstelle von PTFE KT-60 und PTFE KTL-10S verwendet wurden.
  • [Vergleichsbeispiel 18]
  • Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexaacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Melamincyanurat, der Fotopolymerisationsinitiator, die Glasfaser, das pyrogene Siliziumdioxid und die Additive wurden in entsprechenden Gewichtsverhältnissen (Gewichtsprozent) verwendet, die in den Spalten von Vergleichsbeispiel 18 von Tab. 2 beschrieben sind, und es wurde eine Harzzusammensetzung in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung der Harzzusammensetzung von Beispiel 1 hergestellt, außer dass PTFE KTL-8N (hergestellt von Kitamura Limited, durchschnittliche Partikelgröße: 3,5 μm, Schmelzpunkt: 321 Grad Celsius) und PTFE Fluon (eingetragene Marke) G163 (hergestellt von Asahi Glass Co., Ltd., durchschnittliche Partikelgröße: 25 μm, Schmelzpunkt: 343 Grad Celsius) anstelle von PTFE KT-60 und PTFE KTL-10S verwendet wurden.
  • Die Gesamtmenge der ersten Methacrylatverbindung und der zweiten Methacrylatverbindung in der Harzzusammensetzung der jeweiligen Beispiele 1 bis 15 und Vergleichsbeispiele 1 bis 18, wie oben beschrieben, ist in Tab. 4 oder Tab. 5 angegeben. Ferner sind die Gesamtmenge des ersten PTFE und des zweiten PTFE in der Harzzusammensetzung und das Gehaltsverhältnis des zweiten PTFE bezogen auf die Gesamtmenge des ersten PTFE und des zweiten PTFE in der Harzzusammensetzung der jeweiligen Beispiele 1 bis 15 und Vergleichsbeispiele 1 bis 13, 15 und 16 in Tab. 4 oder Tab. 5 angegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass das erste PTFE mit der durchschnittlichen Partikelgröße im Bereich von 75 μm bis 180 μm in den Vergleichsbeispielen 14, 17 und 18 nicht verwendet wurde. Anstelle des ersten PTFE wurde im Vergleichsbeispiel 14 PTFE M-12 mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 50 μm verwendet und es wurde in den Vergleichsbeispielen 17 und 18 jeweils PTFE G163 mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 25 μm verwendet. Zur Hervorhebung dieses Details bei den Vergleichsbeispielen 14, 17 und 18 sind die Gesamtmenge der zwei Arten von PTFE und das Gehaltsverhältnis des zweiten PTFE bezogen auf die Gesamtmenge der beiden Arten von PTFE in Tab. 5 in Klammern angegeben.
  • TABELLEN 1 bis 2 (folgende) – LEGENDE
    • DAEIC:
      Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat
      TAEIC:
      Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat
      CTAI:
      ε-Caprolacton-modifiziertes Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat
      BEA:
      Epoxyacrylat auf Bisphenol A-Basis
      DPHA:
      Dipentaerythritolhexaacrylat
      IBXMA:
      Isobornylmethacrylat
      HEMA:
      Hydroxyethylmethacrylat
      EGDM:
      Ethylenglykoldimethacrylat
      MC:
      Melamincyanuratharz
      PI:
      Fotopolymerisationsinitiator
      PTFE:
      Polytetrafluorethylenharz
      GF:
      Glasfaser
      FS:
      pyrogenes Siliziumdioxid
  • Figure DE102015004130A1_0006
  • Figure DE102015004130A1_0007
  • Figure DE102015004130A1_0008
  • Figure DE102015004130A1_0009
  • <Herstellung der selbstschmierenden Beschichtung>
  • Ein zylindrisches Gleitlager (Ringlager) mit einer Breite (Länge in der axialen Richtung) von 12,7 mm, einem Außendurchmesser von 30,2 mm und einem Innendurchmesser von 24,9 mm, wie in 1 gezeigt, wurde unter der Verwendung eines Materials hergestellt, das dadurch erhalten wurde, dass Edelstahl SUS630 einer Wärmebehandlung unter Bedingungen von H1150 unterzogen wurde. Die Harzzusammensetzung, die in jedem der Beispiele 1 bis 15 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 18 hergestellt wurde, wurde unter der Verwendung eines Dispensers gleichmäßig auf die innen umlaufende Oberfläche dieses Gleitlagers aufgetragen. Nachfolgend wurde die aufgetragene Harzzusammensetzung mit UV-Strahlung (λ = 365 nm) unter der Verwendung einer UV-Lampe eine Minute lang bestrahlt, um die Harzzusammensetzung auszuhärten, sodass eine spanend bearbeitbare Beschichtung an der innen umlaufenden Oberfläche des Gleitlagers ausgebildet wurde. Als nächstes wurde diese spanend bearbeitbare Beschichtung durch Schneiden und Schleifen bearbeitet, sodass sie eine Beschichtungsdicke von 0,25 mm hatte, und die Lagerbuchse wurde auf den Innendurchmesser von 25,4 mm endbearbeitet.
  • <Auswertung der Anwendbarkeit während der Herstellung der selbstschmierenden Beschichtung>
  • In dem Fall, in dem die Harzzusammensetzung unter der Verwendung eines Dispensers auf die innen umlaufenden Oberfläche eines Gleitlagers aufgebracht wird und in dem die Viskosität der Harzzusammensetzung niedrig ist, kann nach dem Aufbringen der Harzzusammensetzung eine Tropfenbildung von Flüssigkeit auftreten, wodurch es schwierig wird, die Harzzusammensetzung mit gleichmäßiger Dicke aufzubringen. Auf der anderen Seite kann in einem Fall, in dem die Viskosität der Harzzusammensetzung zu hoch ist, die Harzzusammensetzung nicht von dem Dispenser abgegeben werden, wodurch es schwierig wird, die Beschichtung auszubilden. Bei allen Beispielen 1 bis 15 und Vergleichsbeispielen 7 bis 14 konnten die Harzzusammensetzungen von dem Dispenser abgegeben werden, ohne dass dabei die Tropfenbildung von Flüssigkeit auftrat. Auf der anderen Seite trat bei den Vergleichsbeispielen 1 bis 6 eine Tropfenbildung von Flüssigkeit auf und konnten die Harzzusammensetzungen bei den Vergleichsbeispielen 15 bis 18 nicht von dem Dispenser abgegeben werden. Insbesondere waren die Harzzusammensetzungen der Vergleichsbeispiele 17 und 18 wie ein harter Talg (Wachs) und nicht wie eine Flüssigkeit.
  • In einem Fall, in dem die Gesamtmenge des ersten und des zweiten PTFE klein ist, oder in einem Fall, in dem das Verhältnis des zweiten PTFE bezogen auf die Gesamtmenge des ersten und des zweiten PTFE klein ist, wird die Viskosität der Harzzusammensetzung niedrig. Wie in Tab. 4 und Tab. 5 gezeigt, wird bei allen Beispielen 1 bis 15 und Vergleichsbeispielen 9 bis 14, bei denen die Gesamtmenge des ersten und des zweiten PTFE im Bereich von 30 Gewichtsprozent bis 50 Gewichtsprozent war, angenommen, dass eine Tropfenbildung von Flüssigkeit nicht auftrat, weil die Viskosität der Harzzusammensetzung auf einen passenden Wert eingestellt war. Auf der anderen Seite wird bei den Vergleichsbeispielen 1 bis 6, bei denen die Gesamtmenge des ersten und des zweiten PTFE gering war, nämlich im Bereich von 10 Gewichtsprozent bis 20 Gewichtsprozent, angenommen, dass die Tropfenbildung von Flüssigkeit auftrat, weil die Viskosität der Harzzusammensetzung gering war. Ferner wird hinsichtlich der Vergleichsbeispiele 7 und 8, auch wenn die Gesamtmenge des ersten und des zweiten PTFE sogar nur 20 Gewichtsprozent betrug, angenommen, dass die Tropfenbildung von Flüssigkeit nicht auftrat, weil das Verhältnis des zweiten PTFE zur Gesamtmenge des ersten und des zweiten PTFE hoch war, nämlich im Bereich von 75 Gewichtsprozent zu 100 Gewichtsprozent. Als ein Ergebnis hiervon war die Viskosität der Harzzusammensetzung hoch und trat deshalb eine Tropfenbildung von Flüssigkeit in den Vergleichsbeispielen 7 und 8 nicht auf.
  • Wie in Tab. 5 angegeben, wird hinsichtlich der Vergleichsbeispiele 15 und 16 angenommen, dass die Harzzusammensetzung deshalb nicht von dem Dispenser abgegeben werden konnte, weil das Verhältnis des zweiten PTFE zur Gesamtmenge des ersten und des zweiten PTFE hoch war, nämlich im Bereich von 80 Gewichtsprozent bis 100 Gewichtsprozent, und deshalb die Viskosität der Harzzusammensetzung hoch war. Auf der anderen Seite wird bei den Vergleichsbeispielen 8, 10 und 12 angenommen, dass die Harzzusammensetzung deshalb nicht von dem Dispenser abgegeben werden konnte, weil in jedem der Vergleichsbeispiele 8, 10 und 12, auch wenn das Verhältnis des zweiten PTFE zur Gesamtmenge des ersten und des zweiten PTFE 100 Gewichtsprozent betrug, die Gesamtmenge des ersten und des zweiten PTFE im Bereich von 20 Gewichtsprozent bis 40 Gewichtsprozent war, was niedriger war als bei den Vergleichsbeispielen 15 und 16. Als ein Ergebnis hiervon wurde die Viskosität der Harzzusammensetzung bei den Vergleichsbeispielen 8, 10 und 12 niedrig.
  • Zusätzlich ist die Viskosität der Harzzusammensetzung tendenziell höher, wenn PTFE mit einer kleineren Partikelgröße verwendet wird, und tendenziell niedriger, wenn PTFE mit einer größeren Partikelgröße verwendet wird. Wie in Tab. 2 gezeigt, wurde bei jedem der Vergleichsbeispielen 17 und 18 PTFE G163 mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 25 μm anstelle des ersten PTFE mit einer größeren durchschnittlichen Partikelgröße im Bereich von 75 μm bis 180 μm verwendet. Es wird angenommen, dass diese Kombination dazu führte, dass die Viskosität der Harzzusammensetzung hoch wurde, was zu einer harten, talgartigen (wachsartigen) Zusammensetzung führte. Dieses Ergebnis zeigte, dass eine kombinierte Verwendung von PTFE G163 mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 25 μm und des zweiten PTFE mit einer kleineren durchschnittlichen Partikelgröße im Bereich von 1 μm bis 15 μm die exzessive Erhöhung der Viskosität der Harzzusammensetzung nicht verhindern konnte. D. h., dass zum Vermeiden einer exzessiven Erhöhung der Viskosität und zum Vorsehen einer Harzzusammensetzung in flüssigem Zustand mit einer guten Verarbeitbarkeit während des Auftrags es sich herausstellte, dass es notwendig ist, eine entsprechende Differenz zwischen den durchschnittlichen Partikelgrößen des ersten PTFE und des zweiten PTFE zu gewährleisten, wenn zwei Arten von PTFE mit unterschiedlichen Größen kombiniert werden. Spezifisch ist es vorzuziehen, PTFE mit einer durchschnittlichen Partikelgröße im Bereich von 75 μm bis 180 μm als das erste PTFE mit einer großen Partikelgröße und PTFE mit einer durchschnittlichen Partikelgröße im Bereich von 1 μm bis 15 μm als das zweite PTFE mit kleinerer Partikelgröße zu verwenden.
  • Das Ergebnis der Auswertung hinsichtlich der Verarbeitbarkeit während der Herstellung der Beschichtung ist in Tab. 4 und Tab. 5 angegeben. In Tab. 4 und Tab. 5 bedeutet ein Zeichen „+”, dass die Harzzusammensetzung von dem Dispenser abgegeben werden konnte und keine Tropfenbildung von Flüssigkeit beobachtet wurde, und bedeutet ein „–”, dass die Harzzusammensetzung nicht von dem Dispenser abgegeben werden konnte oder dass eine Tropfenbildung von Flüssigkeit beobachtet wurde.
  • Die spanend bearbeitbaren Beschichtungen konnten in den Vergleichsbeispielen 15 bis 18 nicht hergestellt werden. Daher wurden 29 Arten spanend bearbeitbarer Beschichtungen, die jeweils aus den Harzzusammensetzungen der Beispiele 1 bis 15 und Vergleichsbeispielen 1 bis 14 bis auf die Vergleichsbeispiele 15 bis 18 hergestellt wurden, der Auswertung des Verhaltens durch eine Durchführung von Prüfungen wie folgt unterzogen.
  • <Verhaltensauswertung der spanend bearbeitbaren Beschichtung>
  • 1. Radiale statische Grenzlast (statische Belastungsprüfung)
  • Tab. 3 zeigt die Anforderungen gemäß dem Standard AS81934 für diese Prüfung. Wie in der linken Spalte von Tab. 3 gezeigt, ist im Standard AS81934 die radiale statische Grenzlast auf dem Werkstoff (Aluminiumlegierung und Edelstahl) und auf der Größe des Innendurchmessers des Gleitlagers basierend definiert. Je nach dem Werkstoff und der Größe des in den Beispielen 1 bis 15 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 18 verwendeten Gleitlagers entspricht das Gleitlager dem in Tab. 3 beschriebenen Modell Nr. M81934/1-16C016, weshalb auch die maximale Prüflast mit 140 kN (31.400 lb) bestimmt wurde. Tabelle 3
    Modellnummer Radiale statische Grenzlast (lb) Schwinglast (lb)
    M81934/1-08A012 6.900 6.300
    M81934/1-08C012 10.800 6.300
    M81934/1-16A016 20.000 16.500
    M81934/1-16C016 31.400 16.500
    M81934/1-24A016 30.000 22.500
    M81934/1-24C016 47.100 22.500
  • Wie in 2 gezeigt, wird das Gleitlager 10 zuerst in eine Prüfvorrichtung T eingesetzt. Die Prüfvorrichtung T weist ein Basisteil 40 mit einem H-förmigen Querschnitt, das ein Wellenelement 32 lagert, ein Gewicht 41, das die Last in der radialen Richtung des Gleitlagers 10 aufbringt, in das das Wellenelement 32 eingeführt wird, und eine Messuhr 42 auf, die unterhalb des Basisteils 40 vorgesehen ist. Das Wellenelement 32 aus unlegiertem Stahl wird in die innen umlaufende Oberfläche des Gleitlagers 10 eingepasst, um eine Last in der radialen Richtung anzulegen. Die Last wird graduell bis zu einem radialen statischen Grenzlastwert von 140 kN (31.400 lb) erhöht. Nach dem Erreichen des radialen statischen Grenzlastwerts wird die Last allmählich verringert. Während der Prüfung wird mit der Messuhr 42 die Verschiebung gemessen, und die permanente Verformung, wenn die Last wieder auf null zurückgeführt wurde, wird von der Last-Verformungs-Kurve abgelesen. Gemäß der Anforderung nach dem Standard AS81934 sollte diese permanente Verformung (maximal erlaubte permanente Verformung nach Aufbringen der radialen statischen Grenzlast) 0,051 mm (0,002 Zoll) oder weniger betragen. Ferner war bei allen selbstschmierenden Beschichtungen, die mit den Harzzusammensetzungen erreicht wurden, die gemäß den Beispielen 1 bis 15 und Vergleichsbeispielen 1 bis 14 hergestellt wurden, die permanente Verformung unter der Last von 140 kN 0,25 mm oder weniger. Ferner war die permanente Verformung nach der Belastung 0,051 mm oder weniger bei allen selbstschmierenden Beschichtungen, die gemäß den Beispielen 1 bis 15 und Vergleichsbeispielen 1 bis 14 erhalten wurden. Die Ergebnisse der Auswertung der statischen Lastprüfung sind in Tab. 4 und Tab. 5 angegeben. In Tab. 4 und Tab. 5 bedeutet ein Zeichen „+”, dass die permanente Verformung 0,051 mm oder weniger betrug.
    Figure DE102015004130A1_0010
    Figure DE102015004130A1_0011
    Figure DE102015004130A1_0012
    Figure DE102015004130A1_0013
  • 2. Schwingprüfung unter radialer Last
  • Eine Schwingprüfung wurde unter ähnlichen Bedingungen wie dem Standard AS81934 durchgeführt, außer dass die radiale Last 55,1 kN betrug. Die Schwingprüfung wurde bei Raumtemperatur durchgeführt, und die Verschleißbeständigkeit der selbstschmierenden Beschichtung wurde in einem Fall für ausreichend erklärt, wenn der Verschleiß nach 25.000 Zyklen 0,114 mm (0,0045 Zoll) oder weniger betrug, was ähnlich dem Standard AS81934 ist.
  • Das Gleitlager 10 wurde, wie in 2 gezeigt, in die Prüfvorrichtung T eingesetzt, und die Last von 55,1 kN (16.500 lb) wurde in der radialen Richtung angelegt und 15 Minuten lang statisch gehalten. Nach 15 Minuten wurde die Verschiebung in der Messuhr 42 auf 0 gesetzt und die Schwingung der Welle 32 begonnen. Das Wellenelement 32 wurde innerhalb eines Winkelbereichs von ±25 Grad in Schwingung versetzt. Die Bewegung des Wellenelements 32 von der Winkelposition 0 Grad zu +25 Grad und zurück auf 0 Grad und dann auf –25 Grad und wieder zurück auf 0 Grad wurde als ein Zyklus gezählt. Die Schwingungsrate sollte auf 10 Zyklen pro Minute (10 CPM) oder mehr eingestellt werden. Bei der durchgeführten Prüfung war die Schwingungsrate 20 Zyklen pro Minute. Während dieser Schwingprüfung wurde der Verschleiß von der Messuhr 42 abgelesen und aufgezeichnet. Bei allen Beispielen 1 bis 15 und Vergleichsbeispielen 1, 4, 5, 9, 11 und 13 war nach 25.000 Zyklen bei der Schwingprüfung bei Raumtemperatur 0,114 mm oder weniger. Bei den Vergleichsbeispielen 2, 3, 6 bis 8, 10, 12 und 14 überstieg der Verschleiß jedoch 0,114 mm und erfüllte den Standard nicht. Die Ergebnisse des Verschleißes (mm) und der Schwingprüfung sind in Tab. 4 und Tab. 5 angegeben. Bei dem Ergebnis der Auswertung der Schwingprüfung bedeutet das Zeichen „+” den Verschleiß von 0,114 mm oder weniger und bedeutet „–” einen Verschleiß von mehr als 0,114 mm.
  • 3. Auswertung des dynamischen Reibungskoeffizienten
  • Der dynamische Reibungskoeffizient wurde auf der Grundlage des Anfangs-Drehmoments in der Schwingprüfung unter einer radialen Last ausgewertet. Die Schwingprüfung wurde unter ähnlichen Bedingungen wie für den oben angegebenen Standard AS81934 durchgeführt, außer dass, wie in 2 gezeigt, an der Prüfvorrichtung T ein Drehmomentgeber eingesetzt wurde und dass die radiale Last 60,4 kN betrug, was 200 MPa entspricht. Das Anfangs-Drehmoment wurde nach 100 Zyklen in der Schwingprüfung gemessen. In einem Fall, in dem das Anfangs-Drehmoment niedrig ist, ist es möglich zu bedenken, dass auch der dynamische Reibungskoeffizient niedrig ist, da der dynamische Reibungskoeffizient proportional zum Anfangs-Drehmoment ist. Bei dieser Auswertung wurde in einem Fall, in dem das Anfangs-Drehmoment 80 Nm oder weniger war, davon ausgegangen, dass die selbstschmierende Beschichtung eine befriedigende Reibungskoeffizienten-Eigenschaft hatte.
  • Das Anfangs-Drehmoment war bei allen Beispielen 1 bis 15 und Vergleichsbeispiel 14 nach 100 Zyklen in der Schwingprüfung 80 Nm oder weniger. Auf der anderen Seite überstieg bei allen Vergleichsbeispielen 1 bis 13 das Anfangs-Drehmoment 80 Nm. Das Anfangs-Drehmoment (Nm) und das Auswertungsergebnis des dynamischen Reibungskoeffizienten für jedes der Beispiele 1 bis 15 und Vergleichsbeispiele 1 bis 14 ist in Tab. 4 und Tab. 5 angegeben. Bei dem Auswertungsergebnis der dynamischen Reibung gibt das Zeichen „+” an, dass das Anfangs-Drehmoment 80 Nm oder weniger betrug, und das Zeichen „–”, dass das Anfangs-Drehmoment 80 Nm überstieg.
  • 4. Gesamtbewertung
  • Wie in Tab. 4 und Tab. 5 angegeben, wurden die selbstschmierenden Beschichtungen aller Beispiele 1 bis 15 in allen oben genannten Bewertungsergebnissen der statischen Belastungsprüfung, der Schwingprüfung und beim dynamischen Reibungskoeffizienten mit „+” bewertet. Ferner war die Bearbeitbarkeit während der Herstellung der selbstschmierenden Beschichtung bei allen Beispielen 1 bis 15 ebenfalls gut. In den Beispielen 1 bis 15 konnten die selbstschmierenden Beschichtungen hergestellt werden, welche die drei Eigenschaften, nämlich die hohe Belastbarkeit, die Verschleißfestigkeit und den niedrigen Reibungskoeffizienten, gleichzeitig erfüllten. Dieses Ergebnis wurde vermutlich deshalb erreicht, weil bei jedem der Beispiele 1 bis 15 die Gesamtmenge des ersten und des zweiten PTFE im Bereich von 30 Gewichtsprozent bis 50 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung war und ebenfalls weil das Gehaltsverhältnis des zweiten PTFE im Bereich von 20 Gewichtsprozent bis 75 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge des ersten und des zweiten PTFE betrug.
  • Auf der anderen Seite wurden die selbstschmierenden Beschichtungen in den Vergleichsbeispielen 1 bis 14 für mindestens eines der oben erwähnten Auswertungsergebnisse der statischen Belastungsprüfung, der Schwingprüfung und den dynamischen Reibungskoeffizienten mit „–” bewertet. Ferner trat während der Herstellung der Beschichtung in jedem der Vergleichsbeispiele 1 bis 6 die Tropfenbildung von Flüssigkeit auf und konnten die Beschichtungen in den Vergleichsbeispielen 15 bis 18 nicht hergestellt werden. Der Grund dafür liegt vermutlich darin, dass bei den Vergleichsbeispielen 1 bis 18 die Gesamtmenge des ersten und des zweiten PTFE außerhalb des Bereichs von 30 Gewichtsprozent bis 50 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung lag oder weil das Gehaltsverhältnis des zweiten PTFE außerhalb des Bereichs von 20 Gewichtsprozent bis 75 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge des ersten und des zweiten PTFE lag. Zum Beispiel waren bei den Vergleichsbeispielen 1, 4, 5, 9, 11 und 13, bei denen jeweils das Gehaltsverhältnis des zweiten PTFE bezogen auf die Gesamtmenge des ersten und des zweiten PTFE relativ gering war, nämlich im Bereich von 0 Gewichtsprozent bis 25 Gewichtsprozent, die Bewertungsergebnisse der Schwingprüfung „+” und hatten die spanend bearbeitbaren Beschichtungen der Vergleichsbeispiele 1, 4, 5, 9, 11 und 13 eine ausreichend hohe Verschleißbeständigkeit. Bei den Vergleichsbeispielen 1, 4, 5, 9, 11 und 13 waren die Auswertungsergebnisse des dynamischen Reibungskoeffizienten jedoch „–”, weshalb die spanend bearbeitbaren Beschichtungen keine ausreichende Schmiereigenschaft hatten. Ferner war beim Vergleichsbeispiel 14, bei dem PTFE M-12 mit einer kleinen Partikelgröße von 50 μm anstelle des ersten PTFE mit einer größeren Partikelgröße verwendet wurde, das Auswertungsergebnis des dynamischen Reibungskoeffizienten „+”, weshalb die spanend bearbeitbare Beschichtung eine ausreichende Schmiereigenschaft hatte. Beim Vergleichsbeispiel 14 war jedoch das Auswertungsergebnis der Schwingprüfung „–”, weshalb die spanend bearbeitbaren Beschichtung keine ausreichende Verschleißbeständigkeit zeigte.
  • Bei dem oben angegebenen Beispiel wurden die Prüfungen durchgeführt, nachdem das Schneiden und Schleifen der spanend bearbeitbaren Beschichtung durchgeführt wurde, um die Dicke der jeweiligen spanend bearbeitbaren Beschichtung auf 0,25 μm einzustellen. Zusätzlich dazu wurden die in den Beispielen 1 bis 15 und Vergleichsbeispielen 1 bis 14 hergestellten Harzzusammensetzungen jeweils dazu verwendet, spanend bearbeitbare Beschichtungen mit einer Dicke von 0,38 mm und 0,51 mm herzustellen. Dann wurden die gleichen Prüfungen wie oben beschrieben für die Gleitlager durchgeführt, welche die Beschichtung in unterschiedlicher Dicke hatten. Im Ergebnis stellte sich heraus, dass ähnliche Auswertungsergebnisse erreicht wurden.
  • Bei den oben genannten Beispielen wurde die Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung mit der in 1 gezeigten Form auf das Gleitlager aufgebracht. Die Anwendung der vorliegenden Erfindung ist jedoch auf diese Form nicht eingeschränkt, und es ist möglich, die Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung auf Gleitelemente aufzubringen, die eine Vielzahl von Formen und Strukturen haben.
  • <Sphärische Lager >
  • Wie in 3 gezeigt, weist ein sphärisches Lager 20 einen äußeren Ring 22 mit einer sphärisch konkaven innen umlaufenden Oberfläche 22a, einen inneren Ring 26 mit einer sphärisch konvexen außen umlaufenden Oberfläche 26a und eine spanend bearbeitbare Beschichtung 24 auf, die zwischen der innen umlaufenden Oberfläche 22a und der außen umlaufenden Oberfläche 26a ausgebildet ist. Die Dicke der Beschichtung kann zum Beispiel ungefähr 0,25 Millimeter betragen.
  • Das sphärische Lager 20 kann mit einem Prozess hergestellt werden, der zum Beispiel einen Kaltschmiedevorgang verwendet, wie in 4A bis 4C gezeigt. Zuerst wurde eine gemäß Beispiel 2 hergestellte Harzzusammensetzung 24 auf die innen umlaufende Oberfläche 22a des äußeren Rings 22 aufgebracht und die Harzzusammensetzung vorläufig ausgehärtet, indem sie mit UV-Strahlen bestrahlt wurde. Auf diese Weise wurde die spanend bearbeitbare Beschichtung 24 ausgebildet. An diesem Punkt ist die Harzzusammensetzung 24 nicht vollständig ausgehärtet. Dann wird der innere Ring 26 in den äußeren Ring 22 eingesetzt (4A). Als nächstes wird in dem Kaltschmiedevorgang der äußere Ring 22 mit einer Presse plastisch verformt, sodass sie der außen umlaufenden Oberfläche des inneren Rings 26 folgt (4B). Als nächstes wird die spanend bearbeitbare Beschichtung 24 durch das sekundäre Aushärten der spanend bearbeitbaren Beschichtung 24 durch Wärme vollständig ausgehärtet. Nachfolgend wird die Außenseite des äußeren Rings 22 durch einen Schneidvorgang endbearbeitet, um das sphärische Lager 20 fertigzustellen (4C).
  • Da das UV-aushärtende Harz in der Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann die Harzzusammensetzung in einem halb ausgehärteten Zustand (primäres Aushärten) ausgehärtet werden, anstatt vollständig ausgehärtet zu werden. Deshalb kann die Harzzusammensetzung in dem halb ausgehärteten Zustand nach dem primären Aushärten in dem Kaltschmiedevorgang leicht der Verformung des äußeren Rings folgen. Demgemäß ist es möglich, auf dem sphärischen Lager eine Beschichtung auszubilden, die eine gleichmäßige Dicke aufweist. Die Harzzusammensetzung in dem halb ausgehärteten Zustand kann dadurch erhalten werden, dass die Bestrahlungszeit mit UV-Strahlen eingestellt und gekürzt wird, um die Polymerisationsreaktion früh zu stoppen. Da die Beschichtung im halb ausgehärteten Zustand nach dem Kaltschmiedevorgang sandwichartig zwischen dem inneren Ring und dem äußeren Ring angeordnet ist, kann die Beschichtung nach dem Kaltschmiedevorgang nicht mit UV-Strahlen bestrahlt werden. Deshalb wird das sekundäre Aushärten durch Erwärmen durchgeführt, um die Beschichtung einschließlich auch ihres Inneren vollständig auszuhärten. In dieser Hinsicht wird es vorgezogen, wenn in der Harzzusammensetzung ein Wärmeaushärtemittel vorhanden ist. In einem Fall, in dem die Struktur der Gleitfläche oder dergleichen jedoch so beschaffen ist, dass die Beschichtung auch mit UV-Strahlen bestrahlt werden kann, kann UV-Strahlung anstelle von Wärme verwendet werden. Wenn ein Thermoplastharz oder ein duroplastisches Harz als die Harzzusammensetzung verwendet wird, folgt das Harz der Verformung des äußeren Rings nicht richtig, wenn das Harz nicht in einem unausgehärteten Zustand ist. In einem solchen Zustand wird es schwierig, den Kaltschmiedevorgang durchzuführen.
  • <Sphärisches Lager am Ende einer Stange (Gelenkkopflager)>
  • Die 5A und 5B zeigen als Beispiel jeweils ein sphärisches Lager 60 am Ende einer Stange, bei dem das sphärische Lager 20 in den Stangenendkörper 50 integriert ist. Der Stangenendkörper 50 besteht aus einem Kopfteil 52, der ein Durchgangsloch 52a aufweist, in das das sphärische Lager 20 integriert ist, und einem Wellenteil 54, der mit einem Innen- oder Außengewinde 56 ausgestattet ist. Das Wellenteil 54 ist ein Körper mit einer im Wesentlichen zylindrischen Form, der sich von dem Kopfteil 52 in einer radialen Richtung des Durchgangslochs 52a erstreckt. Nach dem Einsetzen des sphärischen Lagers 20 in das Durchgangsloch 52a wird eine (nicht gezeigte) V-förmige Nut, die an dem Rand des Durchgangslochs 52a ausgebildet ist, kalt geschmiedet, sodass das sphärische Lager 20 an dem Stangenendkörper 50 fest angebracht wird.
  • <Passschraube/Passbolzen>
  • Eine Passschraube oder ein Passbolzen 70, wie in 6 gezeigt, weist ein Hauptkörperteil auf, das aus einem Kopfteil 72, einem Wellenteil 74 mit einem großen Durchmesser und einem Außengewindeteil 76 mit einem kleinen Durchmesser, und einer spanend bearbeitbaren Beschichtung 74a, die auf der außen umlaufenden Oberfläche des Wellenteils 74 vorgesehen ist, besteht. Die spanend bearbeitbare Beschichtung 74a wird dadurch hergestellt, dass eine gemäß einem der Beispiele in einer ähnlichen Weise wie in den Beispielen beschrieben hergestellte Harzzusammensetzung gleichmäßig aufgebracht und ausgehärtet wird. Der Hauptkörperteil der Passschraube (bzw. des Passbolzens) 70 besteht zum Beispiel aus SUS630. Die Dicke der spanend bearbeitbaren Beschichtung 74a kann im Bereich von ungefähr 0,25 mm bis 0,5 mm liegen.
  • Die Passschraube bzw. der Passbolzen 70 wird in wichtigen Verbindungsteilen verwendet, die ein hohes Drehmoment übertragen, wie zum Beispiel bei der Schraubenwelle von Schiffen oder Wasserfahrzeugen, einer Steuerfläche von Flugzeugen und einer Pleuelstange von Kraftfahrzeugmotoren. Die Passschraube bzw. der Passbolzen 70, die in solchen wichtigen Verbindungsteilen eingesetzt wird, muss mit hoher Präzision ohne jedes Spiel in ein Bolzenloch eingefügt werden. Deshalb wird der Wellenteil 74 der Passschraube bzw. des Passbolzens 70 mit hoher Präzision endbearbeitet, doch ist es trotzdem vorteilhaft, wenn die Größeneinstellung der Schraube bzw. des Bolzens zur Zeit des Zusammenfügens durchgeführt werden kann. Da die Passschraube bzw. der Passbolzen der vorliegenden Erfindung eine spanend bearbeitbare Beschichtung 74a aufweist, kann der Benutzer die Größe des Außendurchmessers des Wellenteils ganz einfach nach dem Aushärten des Harzes einstellen. Da die Passschraube bzw. der Passbolzen der vorliegenden Erfindung ferner die selbstschmierende spanend bearbeitbare Beschichtung 74a des Wellenteils 74 aufweist, tritt selbst dann, wenn die Schraube bzw. der Bolzen zur Zeit der Montage oder der Demontage eingesetzt oder entfernt wird, kein Oberflächenverschleiß oder dergleichen auf, was der Passschraube bzw. dem Passbolzen 70 eine lange Lebensdauer beschert.
  • Auch wenn die vorliegende Erfindung mit Beispielen erläutert wurde, ist die vorliegende Erfindung auf diese Beispiele nicht eingeschränkt und kann in verschiedenen Ausführungsformen und Aspekten innerhalb des Umfangs der Ansprüche umgesetzt werden. Zum Beispiel ist bei den obigen Ausführungsformen die selbstschmierende Beschichtung auf einer innen umlaufenden Oberfläche eines äußeren Rings eines sphärischen Lagers und an einem sphärischen Lager an einem Stangenende ausgebildet. Die selbstschmierende Beschichtung kann jedoch auch an einer außen umlaufenden Oberfläche eines inneren Rings ausgebildet werden. Ferner wurde die Erläuterung zwar unter Nennung eines sphärischen Lagers, eines sphärischen Lagers an einem Stangenende und einer Passschraube bzw. einem Passbolzen als Beispiele für das Gleitelement gegeben, doch ist die vorliegende Erfindung auf diese nicht eingeschränkt und kann auf ein beliebiges Gleitelement angewendet werden, vorausgesetzt das Gleitelement weist die selbstschmierende Beschichtung auf. Insbesondere wurde die Erläuterung in der oben genannten Ausführungsform zwar unter der Nennung des Gleitelements vorgenommen, das für die Drehbewegung des Elements oder des Teils verwendet wird, doch schließt das Gleitelement der vorliegenden Erfindung nicht nur solche für eine Drehbewegung, sondern auch ein Gleitelement mit ein, das für eine Gleitbewegung in einer beliebigen Richtung verwendet wird, wie zum Beispiel einer Translationsbewegung (Linearbewegung), Schwingbewegung und eine beliebige Kombination davon.
  • Wie oben beschrieben, kann die Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung dadurch als die selbstschmierende Beschichtung verwendet werden, dass sie auf die Gleitfläche des Gleitelements aufgebracht wird und durch UV-Strahlung ausgehärtet wird. Es wird kein Vorgang mit hoher Temperatur und hohem Druck benötigt, um die Harzzusammensetzung auszuhärten. Da ferner die Anhaftung der ausgehärteten Harzzusammensetzung an der Aufbringungsoberfläche (Basisoberfläche) extrem stark ist, wird kein Vorgang benötigt, um die Oberfläche aufzurauen. Deshalb kann eine relativ große Menge PTFE enthalten sein, während gleichzeitig die Arbeitssicherheit gewährleistet und auch die Ausrüstungskosten verringert werden können. Die wie oben beschrieben hergestellte selbstschmierende Beschichtung kann bei verschiedenen Geleitelementen ausgebildet werden, so zum Beispiel Gleitlager, wie zum Beispiel Ringlager und sphärische Lager. Durch Herstellen des Gleitelements mit der selbstschmierenden Beschichtung, die aus der Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, kann an der Oberfläche der Beschichtung ein Schneiden, Schleifen und dergleichen ausgeführt werden, wodurch es möglich wird, die Feineinstellung der Innendurchmesserabmessung des Lagers vorzunehmen, wenn die Welle von einem Endbenutzer installiert wird.
  • Deshalb sind die Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung und das Gleitelement, das mit der selbstschmierenden Beschichtung ausgestattet ist, die aus der Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, in vielen Anwendungsbereichen, wie zum Beispiel Schiffen, Flugzeugen, Kraftfahrzeugen, elektronischen Produkten sowie elektrischen Haushaltsgeräten sehr nützlich.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (18)

  1. UV-aushärtende Harzzusammensetzung für eine selbstschmierende Beschichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung umfasst: eine erste (Meth-)Acrylatverbindung, die einen Isocyanursäurering hat, der durch die folgende Formel (1) dargestellt wird:
    Figure DE102015004130A1_0014
    (wobei X eine Gruppe ist, die eine Acryloyl-Gruppe aufweist und nur aus C, H und O gebildet ist, und Y und Z Gruppen sind, die jeweils nur aus C, H und O gebildet sind); eine zweite (Meth-)Acrylatverbindung, die sich von der ersten (Meth-)Acrylatverbindung unterscheidet; ein erstes Polytetrafluorethylenharz mit einer durchschnittlichen Partikelgröße im Bereich von 75 μm bis 180 μm, ein zweites Polytetrafluorethylenharz mit einer durchschnittlichen Partikelgröße im Bereich von 1 μm bis 15 μm, wobei eine Gesamtmenge des ersten Polytetrafluorethylenharzes und des zweiten Polytetrafluorethylenharzes im Bereich von 30 Gewichtsprozent bis 50 Gewichtsprozent bezogen auf eine Gesamtmenge der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung ist; und das zweite Polytetrafluorethylenharz in einer Menge von 20 Gewichtsprozent bis 75 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge des ersten und des zweiten Polytetrafluorethylenharzes enthalten ist.
  2. UV-aushärtende Harzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (Meth-)Acrylatverbindung in einer Menge von 15 Gewichtsprozent bis 35 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung enthalten ist; und eine Gesamtmenge der ersten (Meth-)Acrylatverbindung und der zweiten (Meth-)Acrylatverbindung im Bereich von 35 Gewichtsprozent bis 65 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung ist.
  3. UV-aushärtende Harzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schmelzpunkt des ersten Polytetrafluorethylenharzes höher als ein Schmelzpunkt des zweiten Polytetrafluorethylenharzes ist.
  4. UV-aushärtende Harzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (Meth-)Acrylatverbindung, die den Isocyanursäurering aufweist, der durch die Formel (1) dargestellt wird, eines aus Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, oder ε-Caprolacton-modifiziertes Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat, oder eine Mischung aus dem Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat und dem Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat ist.
  5. UV-aushärtende Harzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite (Meth-)Acrylatverbindung mindestens eine (Meth-)Acrylatverbindung enthält, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Hydroxyethyl(meth)acrylat, Hydroxypropyl(meth)acrylat und Isobornyl(meth)acrylat besteht; und die mindestens eine (Meth-)Acrylatverbindung in einer Menge von 5 Gewichtsprozent bis 20 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung enthalten ist.
  6. UV-aushärtende Harzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite (Meth-)Acrylatverbindung mindestens eine (Meth-)Acrylatverbindung enthält, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Pentaerythritoltriacrylat, Pentaerythritoltetraacrylat, Dipentaerythritolpenta(meth)acrylat, Dipentaerythritolhexa(meth)acrylat, und Dipentaerythritol-Polyacrylat besteht; und die mindestens eine (Meth-)Acrylatverbindung in einer Menge von 8 Gewichtsprozent oder weniger bezogen auf die Gesamtmenge der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung enthalten ist.
  7. UV-aushärtende Harzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite (Meth-)Acrylatverbindung Epoxy-modifiziertes Acrylat auf Bisphenol A-Basis enthält; und das Epoxy-modifizierte Acrylat auf Bisphenol A-Basis in einer Menge von 10 Gewichtsprozent oder weniger bezogen auf die Gesamtmenge der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung enthalten ist.
  8. UV-aushärtende Harzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite (Meth-)Acrylatverbindung mindestens eine (Meth-)Acrylatverbindung enthält, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Urethanacrylat, Ethylenglykoldi(meth)acrylat, Propylenglykoldi(meth)acrylat, Butylenglykoldi(meth)acrylat, Hexandioldi(meth)acrylat, Tetraethylenglykoldi(meth)acrylat, Triethylenglykoldi(meth)acrylat, und Tripropylenglykoldi(meth)acrylat besteht; und die mindestens eine (Meth-)Acrylatverbindung in einer Menge von 2 Gewichtsprozent oder weniger bezogen auf die Gesamtmenge der UV-aushärtenden Harzverbindung enthalten ist.
  9. UV-aushärtende Harzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (Meth-)Acrylatverbindung eine Mischung aus Di-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat und Tris-(2-acryloxyethyl)-isocyanurat ist; und die zweite (Meth-)Acrylatverbindung eine Mischung aus Epoxy-modifiziertem Acrylat auf Bisphenol A-Basis, Dipentaerythritolhexa(meth)acrylat, Isobornyl(meth)acrylat, Hydroxyethyl(meth)acrylat, und Ethylenglykoldi(meth)acrylat ist.
  10. UV-aushärtende Harzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner ein Wärmeaushärtemittel umfasst.
  11. Gleitelement, das eine selbstschmierende Beschichtung umfasst, die auf einer Gleitfläche des Gleitelements ausgebildet ist und aus einer UV-aushärtenden Harzzusammensetzung gemäß Anspruch 1 hergestellt ist.
  12. Gleitelement gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitelement ein Gleitlager ist.
  13. Gleitelement gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitlager ein sphärisches Lager ist.
  14. Gleitelement gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitelement eine Schraube oder ein Bolzen ist, die einen Kopfteil, einen Wellenteil, einen Gewindeteil und eine selbstschmierende Beschichtung aufweist, die auf einer umlaufenden Außenoberfläche des Wellenteils ausgebildet ist.
  15. Herstellungsverfahren zur Herstellung eines Gleitelements, umfassend: Aufbringen einer UV-aushärtenden Harzzusammensetzung auf einer Gleitfläche des Gleitelements; und Aushärten der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung durch Bestrahlung mit UV-Strahlen zur Ausbildung einer selbstschmierenden Beschichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-aushärtende Harzzusammensetzung umfasst: eine erste (Meth-)Acrylatverbindung, die einen Isocyanursäurering aufweist, der durch die folgende Formel (1) dargestellt wird:
    Figure DE102015004130A1_0015
    (wobei X eine Gruppe ist, die eine Acryloyl-Gruppe aufweist und nur aus C, H und O gebildet ist, und Y und Z Gruppen sind, die jeweils nur aus C, H und O gebildet sind); eine zweite (Meth-)Acrylatverbindung, die sich von der ersten (Meth-)Acrylatverbindung unterscheidet; ein erstes Polytetrafluorethylenharz mit einer durchschnittlichen Partikelgröße im Bereich von 75 um bis 180 um, und ein zweites Polytetrafluorethylenharz mit einer durchschnittlichen Partikelgröße im Bereich von 1 um bis 15 um, wobei eine Gesamtmenge des ersten Polytetrafluorethylenharzes und des zweiten Polytetrafluorethylenharzes im Bereich von 30 Gewichtsprozent bis 50 Gewichtsprozent bezogen auf eine Gesamtmenge der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung ist; und das zweite Polytetrafluorethylenharz in einer Menge von 20 Gewichtsprozent bis 75 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge des ersten und des zweiten Polytetrafluorethylenharzes enthalten ist.
  16. Herstellungsverfahren zur Herstellung des Gleitelements gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (Meth-)Acrylatverbindung in einer Menge von 15 Gewichtsprozent bis 35 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung enthalten ist; und eine Gesamtmenge der ersten (Meth-)Acrylatverbindung und der zweiten (Meth-)Acrylatverbindung im Bereich von 35 Gewichtsprozent bis 65 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung ist.
  17. Herstellungsverfahren zur Herstellung des Gleitelements gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass ferner ein Verfahren eines Schneidens oder Schleifens der selbstschmierenden Beschichtung durchgeführt wird, sodass diese eine gewünschte Abmessung aufweist.
  18. Herstellungsverfahren zur Herstellung des Gleitelements gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-aushärtende Harzzusammensetzung ein Wärmeaushärtemittel enthält; das Gleitelement ein sphärisches Lager ist, das ein äußeres Ringelement, das eine konkave erste Lagerfläche und ein inneres Ringelement, das eine konvexe zweite Lagerfläche aufweist, das auf der ersten Lagerfläche gleitend beweglich ist; und die selbstschmierende Beschichtung ausgebildet wird durch: Aufbringen der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung auf der konkaven ersten Lagerfläche oder der konvexen zweiten Lagerfläche als eine Gleitfläche; Aushärten der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung, die auf der konkaven ersten Lagerfläche oder der konvexen zweiten Lagerfläche aufgebracht ist, bis zu einem halb ausgehärteten Zustand, durch Bestrahlung mit UV-Strahlen; Einsetzen des inneren Ringelements in das äußere Ringelement, nachdem die UV-aushärtende Harzzusammensetzung halb ausgehärtet wurde; Pressen des äußeren Ringelements zur Verursachung einer plastischen Verformung, sodass das äußere Ringelement der konvexen zweiten Lagerfläche des inneren Ringelements folgt; und vollständiges Aushärten der UV-aushärtenden Harzzusammensetzung durch Wärme nach der plastischen Verformung.
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