JP2000273321A - 耐摩耗潤滑性熱硬化性樹脂組成物 - Google Patents

耐摩耗潤滑性熱硬化性樹脂組成物

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JP2000273321A
JP2000273321A JP11078789A JP7878999A JP2000273321A JP 2000273321 A JP2000273321 A JP 2000273321A JP 11078789 A JP11078789 A JP 11078789A JP 7878999 A JP7878999 A JP 7878999A JP 2000273321 A JP2000273321 A JP 2000273321A
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thermosetting resin
powder
resin composition
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parts
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Hirokazu Sako
宏和 酒向
Motomu Kamiya
求 神谷
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、機械的強度を備え、耐摩耗性に優れ
るだけでなく潤滑性にも優れる熱硬化性樹脂組成物を提
供することにある。 【解決手段】上記課題を解決するために、本発明は熱硬
化性樹脂にフッ素樹脂パウダー及び/又はポリエチレン
パウダーを混入して形成されることを特徴とする。ま
た、混入されるフッ素樹脂パウダー又はポリエチレンパ
ウダーの粒径は3〜50μmの範囲であることを特徴と
する。さらに、熱硬化性樹脂が100重量部に対して、
フッ素樹脂パウダー及び/又はポリエチレンパウダーが
3〜30重量部混入されることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱硬化性樹脂にフ
ッ素樹脂パウダー及び/又はポリエチレンパウダーを混
入して、熱硬化性樹脂の備える機械的強度を失うことな
く耐摩耗性に優れ、潤滑性に優れる熱硬化性樹脂組成物
に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】今日で
は、自動車や家電製品の機械部品や建材、日用品、雑貨
に至るまで多方面に亘り合成樹脂が繁用されている。そ
して、合成樹脂は摺動部材や回転部材にも使用されるこ
とがあり、この場合、使用される合成樹脂の摩擦係数が
低いこと、耐摩耗性があること及び機械的強度に優れる
ことが要求され、自己潤滑性に優れるという点からフッ
素樹脂やポリエチレン樹脂が使用されることがある。し
かし、フッ素樹脂やポリエチレン樹脂を摺動部材や回転
部材に使用するには、摩耗しやすく、強度が低いという
大きな欠点があるので、これらの欠点を補填するため、
通常ガラス繊維やカーボン、金属粉等の強化剤を混入し
て使用され物性の改質がなされている。
【0003】ところが、上記強化剤を混入すると上記摺
動部材や回転部材と摩擦し合う相手方材料如何では、強
化剤のガラス繊維等により相手方材料に傷をつけてしま
うことがあった。
【0004】そこで、本発明は上記事情に鑑みなされた
もので、強化剤を添加しなくとも機械的強度を備え、耐
摩耗性に優れるだけでなく、潤滑性にも優れる熱硬化性
樹脂組成物を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明者等は熱硬化性樹脂が機械的強度に優れ、耐
摩耗性に優れること及びフッ素樹脂やポリエチレンが潤
滑性に優れることに着目して本発明に想到したものであ
り、本発明が採った請求項1に記載の解決手段は、熱硬
化性樹脂にフッ素樹脂パウダー及び/又はポリエチレン
パウダーを混入して形成されることを内容とする。
【0006】本発明は、従来のフッ素樹脂やポリエチレ
ンにガラス繊維等の強化剤を加えた摺動部材や回転部材
の上記欠点を解決するものであり、基材として熱硬化性
樹脂を使用し、この熱硬化性樹脂の特性を十分発揮し得
るようフッ素樹脂パウダー及び/又はポリエチレンパウ
ダーを混入するので、本発明に係る熱硬化性樹脂組成物
は、機械的強度に優れ、耐摩耗性にも優れる。また、フ
ッ素樹脂とポリエチレン樹脂はポリマーの中で最も低い
摩擦係数を有するもので、潤滑性は極めて高いが反面摩
耗しやすく、また限界PV値が低いという摺動部材や回
転部材として使用するのに大きな欠点を有する。そこ
で、上記熱硬化性樹脂にフッ素樹脂やポリエチレン樹脂
が備える潤滑性を十分に発揮し得るように混入すること
により、本発明に係る熱硬化性樹脂組成物は優れた潤滑
性をも備えるのである。
【0007】また、本発明が採った請求項2に記載の解
決手段は、混入されるフッ素樹脂パウダー又はポリエチ
レンパウダーの粒径が、3〜50μmであることを特徴
とする。
【0008】フッ素樹脂パウダー又はポリエチレンパウ
ダーの粒径が3μmより小さいと潤滑性を十分に発揮で
きないからであり、50μmより大きいと熱硬化性樹脂
組成物の摩耗性が高まってしまうからである。
【0009】さらに、本発明が採った請求項3に記載の
解決手段は、熱硬化性樹脂が100重量部に対して、フ
ッ素樹脂パウダー及び/又はポリエチレンパウダーが3
〜30重量部混入されることを特徴とする。
【0010】フッ素樹脂パウダー及び/又はポリエチレ
ンパウダーの混入量が3重量部より少ないと、熱硬化性
樹脂組成物の潤滑性の低下を招く虞があるからであり、
30重量部より多いと、熱硬化性樹脂組成物の機械的強
度の低下を招く虞があるからである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態を説明
する。本発明に使用される基材たる熱硬化性樹脂には、
ウレタン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、エポキシ
樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等を挙げられる。これら
の中でも、耐摩耗性及び機械的強度に最も優れる点で、
特にウレタン樹脂が好ましい。また、用途に応じて添加
剤として、ジエチルフタレート(DEP)、ジ−n−オ
クチルフタレート(DOP)等の可塑剤、ステアリン
酸、シリコンパウダー、液状シリコン、フッ素系界面活
性剤、チタンカップリング剤等を滑剤として適宜配合し
てもよい。また、種々の難燃剤を配合してもよい。
【0012】また、混入されるフッ素樹脂には、四フッ
化エチレン樹脂、三フッ化塩化エチレン樹脂、四フッ化
エチレン六フッ化プロピレン樹脂等が挙げられる。この
中でも、摩擦係数が最も低い四フッ化エチレン樹脂が特
に好ましい。混入されるフッ素樹脂パウダーの粒径は、
3〜50μmであることが好ましい。また、混入される
ポリエチレンパウダーは低密度、中密度、高密度のいず
れのポリエチレンをも使用でき、その粒径は3〜50μ
mであることが好ましい。さらに、フッ素樹脂パウダー
及び/又はポリエチレンパウダーの混入量は、熱硬化性
樹脂が100重量部に対して、3〜30重量部であるこ
とが好ましい。特に、熱硬化性樹脂組成物の機械的強度
を高度に維持するためには、フッ素樹脂パウダー及び/
又はポリエチレンパウダーの混入量を3〜10重量部と
するのが特に好ましい。
【0013】以下、本発明に係る樹脂組成物の製造方法
を説明する。熱硬化性樹脂のプレポリマーの所定量に、
フッ素樹脂パウダー及び/又はポリエチレンパウダーの
所定量を添加し、十分に撹拌する。その後、上記混合物
を十分に脱泡し、所定温度で加温する。脱泡は通常、真
空脱泡による。
【0014】上記の熱硬化性樹脂のプレポリマーとフッ
素樹脂パウダー及び/又はポリエチレンパウダーの混合
物に、所定温度に予熱された硬化剤を速やかに混合し、
撹拌後所定温度に加熱された金型に注型する。硬化剤
は、使用される熱硬化性樹脂に応じて適宜選択される。
例えば、ポリウレタン樹脂であれば通常3,3−ジクロ
ロ−4、4−ジアミノジフェニルメタン(以下、MOC
Aという。)が好適に使用でき、エポキシ樹脂であれ
ば、ヘキサヒドロ無水フタル酸(HHPA)等が好適に
使用できる。また、硬化剤の予熱温度は、使用する硬化
剤によって適宜選択される。
【0015】上記金型を所定時間加熱後、金型より脱型
し、所定温度で所定時間2次加熱する。
【0016】上記により製造される本発明の熱硬化性樹
脂組成物は、耐摩耗性と摺動性が要求される部品や製品
に広く使用できるものであり、例えばギア、カム、車
輪、ローラー等の摺動部材や回転部材、あるいはスノー
ボードやスキーの裏部材に好適に使用できる。
【0017】
【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。熱硬化性樹脂にポリウレタンを使
用し、予め80℃に加熱されたポリウレタンプレポリマ
ー100重量部に、フッ素樹脂パウダーとしてポリ四フ
ッ化エチレンパウダーを、0重量部(比較例)、5重量
部(実施例1)、10重量部(実施例2)、15重量部
(実施例3)、20重量部(実施例4)、25重量部
(実施例5)、及び30重量部(実施例6)の各添加量
で添加し、十分に撹拌する。その後、20〜30分脱泡
し、80℃で加温する。このようにして形成された各混
合物に、予め120℃で加温された硬化剤MOCAの1
7.4重量部を速やかに混合撹拌し、110℃に予熱さ
れた金型に注型する。その後、1次加熱を110℃で1
時間行った後、2次加熱を110℃で4時間実施して実
施例1〜6並びに比較例に係る7種のサンプルを得た。
【0018】テーバー式摩耗試験による耐摩耗性の評価 上記実施例1〜6並びに比較例に係る各サンプルについ
て、JIS K 6264に準じて摩耗試験を実施し、
各サンプルの摩耗減量を測定した。得られた結果を図1
に示した。尚、摩耗減量の測定は、テーバー式ロータリ
ーアブレッサー(東洋精機製作所社製)により行い、そ
の試験条件は、荷重:1000g、摩耗輪:H−18、
回数:1000回とした。また各サンプルは、試験用と
してφ100×2(mm)の大きさ、形状とした。
【0019】図1から、ポリ四フッ化エチレンパウダー
を添加していない比較例に係るサンプルの摩耗減量が約
120mgであるのに対し、実施例1〜6に係る各サン
プルの摩耗減量は、いずれも約70mg前後であり、実
施例1〜6に係る各サンプルの摩耗性能が優れているこ
とが確認された。
【0020】摩擦係数試験による潤滑性の評価 次に、上記実施例1〜6並びに比較例に係る各サンプル
について、JIS K7125に準じて下記要領で摩擦
係数試験を実施し、各サンプルの摩擦係数を測定した。
得られた結果を図2に示した。尚、各サンプルは、試験
用としてφ29×12.7(mm)の大きさ、形状とし
た。
【0021】a)負荷荷重690g、引張速度100m
m/minにて、静摩擦係数及び動摩擦係数を測定す
る。なお、試験片に対する被摩擦材はSS400研磨板
(メッキ)とする。 b)静摩擦係数は、初期立ち上がり時のピーク値とし、
動摩擦係数は、ピーク値以降の平均値とする。
【0022】図2から明らかなように、比較例に係るサ
ンプルの静摩擦係数が約0.37、動摩擦係数が約0.
31であるのに対し、実施例に係るサンプルの場合、実
施例1から実施例6へと、ポリ四フッ化エチレンパウダ
ーの添加量が増大するに従って、静摩擦係数、動摩擦係
数のいずれもが徐々に低下していき、ポリ四フッ化エチ
レンパウダーを25、重量部、30重量部添加した実施
例5及び6に係るサンプルについては、静摩擦係数が約
0.3、動摩擦係数が約0.2となり、比較例のものと
比べたとき、大幅に摩擦係数が低下(潤滑性が向上)し
ていることが解る。
【0023】
【発明の効果】本発明に係る耐摩耗性潤滑性熱硬化性樹
脂組成物は、熱硬化性樹脂にフッ素樹脂パウダーやポリ
エチレンパウダーを混入することにより、機械的強度を
備え耐摩耗性に優れるとともに、潤滑性をも備え、例え
ば車輪やローラー等の摺動部材や回転部材に好適に使用
でき、前記摺動部材や回転部材が摺動し合ったりする相
手部材を損傷させることがなく、また摺動部材や回転部
材自体も摩耗しにくいので、極めて経済性に優れる。ま
た、潤滑性が高いので、摩擦による騒音の発生が抑制さ
れ、摺動部材や回転部材の静粛性を保持することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、実施例1〜6並びに比較例に係る各
サンプルの摩耗減量を示したグラフ。
【図2】 図2は、実施例1〜6並びに比較例に係る各
サンプルの摩擦係数(潤滑性)を示したグラフ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08L 23:06) Fターム(参考) 4F071 AA03 AA15 AA26 AA27 AA41 AA42 AA49 AA53 AF22 AF28 AH07 AH17 AH18 EA01 EA06 4J002 BB032 BD122 BD152 BD162 CC031 CC161 CD001 CF211 CK021 FB160 FD020 FD140 FD310 GM00 GM02 GN00

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱硬化性樹脂にフッ素樹脂パウダー及び/
    又はポリエチレンパウダーを混入して形成されることを
    特徴とする耐摩耗潤滑性熱硬化性樹脂組成物。
  2. 【請求項2】混入されるフッ素樹脂パウダー又はポリエ
    チレンパウダーの粒径は3〜50μmの範囲であること
    を特徴とする請求項1に記載の耐摩耗潤滑性熱硬化性樹
    脂組成物。
  3. 【請求項3】熱硬化性樹脂が100重量部に対して、フ
    ッ素樹脂パウダー及び/又はポリエチレンパウダーが3
    〜30重量部混入されることを特徴とする請求項1又は
    請求項2に記載の耐摩耗潤滑性熱硬化性樹脂組成物。
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