JP2007186621A - Resin porous body - Google Patents

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Hideyuki Tsutsui
英之 筒井
Masakazu Hirata
正和 平田
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-strength resin porous body having a high open-cell ratio and holding a large amount of a lubricating oil, etc. <P>SOLUTION: The porous body made of a resin is obtained by molding the resin comprising a pore-forming material and, as necessary, short fibers compounded therein, providing a molded product and then extracting the pore-forming material with a solvent dissolving the pore-forming material without dissolving the resin and has open cells. The total volume of the open cells is in ≥10% ratio to the whole volume and the flexural strength is ≥50 MPa. Furthermore, the size of the pores forming the open cells is 0.001-1,000 μm. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は樹脂多孔質体に関し、特に高連通孔率と高強度を併せ持つ樹脂多孔質体に関する。   The present invention relates to a resin porous body, and more particularly to a resin porous body having both a high porosity and high strength.

樹脂多孔質体は様々な方法で製造されるが、代表的な製造方法としては以下の3つの方法がある。気孔を発泡により形成する「発泡法」、粉体を調整した加熱・加圧条件で成形して粉体間の間隙を意図的に形成して多孔質体とする「焼結法」、溶媒で抽出可能な気孔形成材粉末を樹脂に配合・成形し、成形後に抽出して多孔質体とする「抽出法」である。
「発泡法」は高連通孔率の樹脂多孔質体を作製できる方法であるが、主にゴムなどの柔軟な材料に適した方法であり、強度が高い剛直な樹脂では作製することが困難である。なお、連通孔率とは、樹脂多孔質体において相互に連続している気孔の総体積が樹脂多孔質体の体積に占める割合をいう。近年、超臨界流体を使用した樹脂多孔質体の成形方法が開発され、繊維強化した強度の高い熱可塑性樹脂でも多孔質化することができるようになったが、この方法では低連通孔率の材料しか作製できず、また連続した気孔とはならないため、油などを含浸させて使用することができない。
「焼結法」は溶融粘度の高いフッ素樹脂やポリイミド樹脂などに適しているが、高連通孔率は得られない。また、樹脂の結合が不十分であるため強度が低い。
「抽出法」は比較的容易に連通孔率が高い多孔質体を製造することができる。従来、「抽出法」により高連通孔率の多孔質体を製造するものとして、常温では固体であるが、多孔質体の骨格を形成する高分子物質の成形温度では溶融して液体状態として存在することができる気孔形成材を用いて多孔質体を成形するもの(特許文献1参照)、粒状気孔形成材を高分子物質に分散させてなる成形材料を、該粒状気孔形成材の一部が溶融する温度で成形し、該成形体を上記高分子物質は溶解しないが上記気孔形成材は溶解する溶媒で洗浄することにより連通孔を形成するもの(特許文献2参照)、特に連続気泡を有するポリオレフィン多孔質体を製造するもの(特許文献3参照)などがある。
The resin porous body is manufactured by various methods, and there are the following three methods as typical manufacturing methods. “Foaming method” in which pores are formed by foaming, “sintering method” in which a powder is formed under a controlled heating / pressurizing condition and a gap between the powders is intentionally formed into a porous body, with a solvent This is an “extraction method” in which an extractable pore-forming material powder is blended and molded into a resin and extracted after molding to form a porous body.
The “foaming method” is a method that can produce a porous resin body with a high porosity, but it is mainly suitable for flexible materials such as rubber, and it is difficult to produce with a rigid resin with high strength. is there. In addition, a communicating porosity means the ratio for which the total volume of the mutually continuous pore in a resin porous body accounts to the volume of a resin porous body. In recent years, a method for forming a porous resin body using a supercritical fluid has been developed, and it has become possible to make a porous structure even with a fiber reinforced high-strength thermoplastic resin. Since only the material can be produced and the pores are not continuous, they cannot be used by impregnating with oil or the like.
The “sintering method” is suitable for a fluorine resin or a polyimide resin having a high melt viscosity, but a high communication porosity cannot be obtained. In addition, the strength is low due to insufficient bonding of the resin.
In the “extraction method”, a porous body having a high communication porosity can be produced relatively easily. Conventionally, a porous body with a high porosity is produced by the “extraction method”, which is solid at room temperature, but melts and forms a liquid state at the molding temperature of the polymer material forming the skeleton of the porous body. A porous material is molded using a pore-forming material that can be formed (see Patent Document 1), and a molding material obtained by dispersing a granular pore-forming material in a polymer substance is used as a part of the granular pore-forming material. Molding is performed at a melting temperature, and the molded body does not dissolve the polymer substance, but the pore-forming material forms a communicating hole by washing with a dissolving solvent (see Patent Document 2), particularly having open cells. There exists what manufactures a polyolefin porous body (refer to patent documents 3).

しかしながら、「抽出法」で作製する樹脂多孔質体は、気孔形成材の抽出性を考慮して薄肉のものが多く、ポリオレフィン樹脂を使用した印判用インク保持材(特許文献3参照)や、ポリウレタン、ポリエステルなどを使用した合成皮革(特許文献4、特許文献5等参照)等に適用されている。または、熱可塑性エラストマーを多孔質化してクッション材(特許文献1、特許文献2等参照)として使用されている例もある。これらの樹脂多孔質体では、高連通孔率と柔軟性は確保されているが、樹脂自体の強度が低いため樹脂多孔質体の強度も低い。
また、上記抽出法を利用する各特許文献において気孔形成材として開示されている塩化ナトリウム、塩化アンモニウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、塩化カルシウムなどは、比較的水に溶解しやすく、安価で入手しやすいので気孔径の大きな多孔質体の製造に用いる気孔形成材として有効であるが、微細な気孔を形成する場合には、気孔形成材を完全に溶解抽出するのは困難である。
特開2001−2825号公報 特開2002−194131号公報 特開2002−60534号公報 特開2003−342341号広報 特開2003−342410号広報
However, the porous resin body produced by the “extraction method” is often thin in consideration of the extractability of the pore-forming material, and the ink holding material for stamps using a polyolefin resin (see Patent Document 3) or polyurethane It is applied to synthetic leather using polyester or the like (see Patent Document 4, Patent Document 5, etc.). Alternatively, there is an example in which a thermoplastic elastomer is made porous and used as a cushioning material (see Patent Document 1, Patent Document 2, etc.). In these resin porous bodies, high communication porosity and flexibility are secured, but the strength of the resin porous body is low because the strength of the resin itself is low.
Further, sodium chloride, ammonium chloride, sodium sulfate, sodium nitrate, potassium sulfate, magnesium sulfate, calcium chloride and the like disclosed as pore forming materials in each patent document using the above extraction method are relatively easy to dissolve in water. However, since it is inexpensive and easily available, it is effective as a pore-forming material for use in the production of a porous body having a large pore diameter. However, when forming fine pores, it is difficult to completely dissolve and extract the pore-forming material. is there.
JP 2001-2825 A JP 2002-194131 A JP 2002-60534 A Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2003-342341 JP 2003-342410 A

本発明はこのような問題に対処するためになされたもので、連通孔率が高く潤滑油などを多量に保持でき、かつ高強度である樹脂多孔質体の提供を目的とする。   The present invention has been made to cope with such problems, and an object of the present invention is to provide a porous resin body that has a high communication porosity, can hold a large amount of lubricating oil, and has high strength.

本発明の樹脂多孔質体は、表面連通孔を有する樹脂多孔質体であって、上記連通孔の総体積が樹脂多孔質体の全体積の 10%以上の割合であり、かつ、曲げ強度が 50 MPa 以上であることを特徴とする。なお、上記の樹脂多孔質体の全体積に占める連通孔の総体積の割合が連通孔率である。   The resin porous body of the present invention is a resin porous body having surface communication holes, the total volume of the communication holes being a ratio of 10% or more of the total volume of the resin porous body, and the bending strength. It is characterized by 50 MPa or more. In addition, the ratio of the total volume of the communication hole which occupies for the whole volume of said resin porous body is a communication hole ratio.

上記連通孔は、少なくとも気孔形成材が配合された樹脂を成形して成形体とした後、該気孔形成材を溶解し、かつ上記樹脂を溶解しない溶媒を用いて上記成形体から上記気孔形成材を抽出して得られることを特徴とする。   The communication hole is formed by molding a resin containing at least a pore forming material into a molded body, and then dissolving the pore forming material and using the solvent that does not dissolve the resin from the molded body to the pore forming material. It is obtained by extracting.

上記樹脂多孔質体は、短繊維を配合されてなることを特徴とする。
また、上記連通孔を形成する気孔の大きさが 0.001μm〜1000μm であることを特徴とする。なお、本発明において、「気孔の大きさ」は気孔径を意味するものとする。
また、上記気孔形成材は、アルカリ性の化合物であることを特徴とする。
The porous resin body is characterized by containing short fibers.
The pores forming the communicating holes are 0.001 μm to 1000 μm. In the present invention, the “pore size” means the pore diameter.
The pore-forming material is an alkaline compound.

本発明の樹脂多孔質体は、連通孔の体積が全体積の 10%以上の割合であり、かつ曲げ強度が 50 MPa 以上であるので、潤滑油などの液体を含浸させることができ摺動面に対し潤滑油を安定的に供給することができ、バックメタルなどの補強材を要することなく、機械部品として使用することができる。
また、本発明の樹脂多孔質体は短繊維を配合されてなるので、高連通孔率でも高強度な樹脂部材となる。
また、本発明の樹脂多孔質体は、連通孔を形成する気孔の大きさが 0.001μm〜1000μm であるので、気孔が小さすぎることによる気孔形成材の抽出不足や、油を含浸する場合の含油不足がおきにくく、逆に気孔が大きすぎることによる破損のし易さを回避することができる。
また、射出成形可能な樹脂材料を使用することにより、射出成形が可能となり、精密部品でも安価に製造することができる。
Since the porous resin body of the present invention has a communication hole volume of 10% or more of the total volume and a bending strength of 50 MPa or more, it can be impregnated with a liquid such as a lubricating oil, and can slide on the sliding surface. On the other hand, the lubricating oil can be stably supplied and can be used as a machine part without requiring a reinforcing material such as a back metal.
Moreover, since the porous resin body of the present invention is blended with short fibers, it becomes a high strength resin member even with a high communication porosity.
In addition, since the porous resin body of the present invention has a pore size of 0.001 μm to 1000 μm to form the communication holes, the pore formation material is insufficiently extracted due to the pores being too small, or the oil impregnation when oil is impregnated. Insufficiency is unlikely to occur, and conversely, the ease of breakage due to too large pores can be avoided.
In addition, by using a resin material that can be injection-molded, injection molding becomes possible, and even precision parts can be manufactured at low cost.

連通孔率が高く潤滑油などを多量に保持でき、かつ高強度の樹脂多孔質体の提供について鋭意検討の結果、抽出法において、水溶性かつアルカリ性等の気孔形成材を用いることで、広範囲の樹脂で樹脂多孔質体を射出成形等により作製できるとともに、必要に応じて短繊維を配合して補強することが可能で高強度とすることができ、結果、連通孔率が 10%以上でかつ曲げ強度が 50 MPa 以上である樹脂多孔質体が得られることを見出した。本発明はこのような知見に基づくものである。   As a result of intensive studies on the provision of high-strength resin porous bodies with a high communication porosity and a large amount of lubricating oil, etc., as a result of using a water-soluble and alkaline pore forming material, A resin porous body can be made of resin by injection molding, etc., and it can be reinforced by blending short fibers as necessary, resulting in high strength. As a result, the communication porosity is 10% or more and It was found that a porous resin body having a bending strength of 50 MPa or more can be obtained. The present invention is based on such knowledge.

本発明の樹脂多孔質体に用いる樹脂としては、樹脂多孔質体の曲げ強度を 50 MPa 以上とできる樹脂であればよく、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エラストマーまたはゴムなどの樹脂粉末やペレットを使用できる。樹脂粉末、ペレットの粒径や形状は、溶融成形する場合には、溶融時に気孔形成材と混練されるので、特に限定されるものではない。ドライブレンドしてそのまま圧縮成形する場合には 1μm〜500μm のものが好ましい。
熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレンなどのポリエチレン樹脂、変性ポリエチレン樹脂、水架橋ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、クロロトリフルオロエチレン樹脂、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレンテレフタラート樹脂、ポリブチレンテレフタラート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂肪族ポリケトン樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ポリオキサゾリン樹脂、ポリフェニレンサルフィド(以下、PPSと記す)樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド9T樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(以下、PEEKと記す)樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂などを例示できる。また、上記合成樹脂から選ばれた2種以上の材料の混合物、すなわちポリマーアロイなどを例示できる。
The resin used in the resin porous body of the present invention may be any resin that can make the bending strength of the resin porous body 50 MPa or more. Resin powder or pellets such as thermoplastic resin, thermosetting resin, elastomer or rubber Can be used. The particle size and shape of the resin powder and pellets are not particularly limited when melt molding because they are kneaded with the pore forming material at the time of melting. In the case of dry blending and compression molding as it is, it is preferably 1 μm to 500 μm.
Examples of the thermoplastic resin or thermosetting resin include polyethylene resins such as low density polyethylene, high density polyethylene, and ultrahigh molecular weight polyethylene, modified polyethylene resins, water-crosslinked polyolefin resins, polyamide resins, aromatic polyamide resins, polystyrene resins, Polypropylene resin, silicone resin, urethane resin, polytetrafluoroethylene resin, chlorotrifluoroethylene resin, tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer resin, tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin, vinylidene fluoride resin , Ethylene / tetrafluoroethylene copolymer resin, polyacetal resin, polyethylene terephthalate resin, polybutylene terephthalate resin, polyphenylene ether resin, Recarbonate resin, aliphatic polyketone resin, polyvinylpyrrolidone resin, polyoxazoline resin, polyphenylene sulfide (hereinafter referred to as PPS) resin, polyethersulfone resin, polyetherimide resin, polyamideimide resin, polyamide 9T resin, polyether Examples include ether ketone (hereinafter referred to as PEEK) resin, thermoplastic polyimide resin, thermosetting polyimide resin, epoxy resin, phenol resin, unsaturated polyester resin, and vinyl ester resin. Moreover, the mixture of 2 or more types of materials chosen from the said synthetic resin, ie, a polymer alloy, etc. can be illustrated.

上記樹脂の中で、自動車部品、機械部品、電気・電子部品等の工業用途に使用できる樹脂が好ましく、特に、引張り強さが 49 MPa 以上、曲げ弾性率が 1.9 GPa 以上、100℃以上の耐熱性(熱変形温度( 18.6 kg/cm2 ))を有するエンジニアリング樹脂、耐熱性がさらに高く、150℃以上の高温でも長期間使用できる特殊エンジニアリング樹脂またはスーパーエンジニアリング樹脂、および摺動特性などの機械的性質または熱的性質の一部が特に優れているため工業用途に使用できる樹脂が好ましい。
本発明に使用できる好ましい樹脂の具体例としては、PEEK樹脂、PPS樹脂、ポリアミドイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂、ポリアミド9T樹脂、エポキシ樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、超高分子量ポリエチレンが挙げられる。
Among the resins mentioned above, resins that can be used for industrial applications such as automobile parts, machine parts, electrical / electronic parts, etc. are preferable, and in particular, a tensile strength of 49 MPa or more, a flexural modulus of 1.9 GPa or more, and a heat resistance of 100 ° C. or more. Engineering resin with heat resistance (heat deformation temperature (18.6 kg / cm 2 )), special engineering resin or super engineering resin that has higher heat resistance and can be used for a long time even at high temperatures of 150 ° C or higher, and mechanical properties such as sliding characteristics Resins that can be used in industrial applications are preferred because some of their properties or thermal properties are particularly excellent.
Specific examples of preferable resins that can be used in the present invention include PEEK resin, PPS resin, polyamideimide resin, thermoplastic polyimide resin, thermosetting polyimide resin, polyamide 9T resin, epoxy resin, polytetrafluoroethylene resin, tetrafluoroethylene. -Perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin, unsaturated polyester resin, and ultrahigh molecular weight polyethylene.

エラストマーまたはゴムとしては、例えば、アクリロニトリルブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム等の加硫ゴム類;ポリウレタンエラストマー、ポリエステルエラストマー、ポリアミドエラストマー、ポリブタジエン系エラストマー、軟質ナイロン系エラストマー等の熱可塑性エラストマー類が例示できる。   Examples of the elastomer or rubber include acrylonitrile butadiene rubber, isoprene rubber, styrene rubber, butadiene rubber, nitrile rubber, chloroprene rubber, butyl rubber, acrylic rubber, silicone rubber, fluorine rubber, ethylene propylene rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, chlorinated Examples thereof include vulcanized rubbers such as polyethylene rubber and epichlorohydrin rubber; and thermoplastic elastomers such as polyurethane elastomer, polyester elastomer, polyamide elastomer, polybutadiene elastomer, and soft nylon elastomer.

本発明に用いる樹脂は炭素繊維やガラス繊維などの短繊維を配合して使用する。短繊維は樹脂の機械的強度を向上させるために用いられ、短繊維の配合割合は後述の樹脂多孔質体の段階で曲げ強度が 50 MPa 以上となるように配合すればよい。
樹脂多孔質体の曲げ強度が 50 MPa 未満であると曲げ強度不足による破損が起こりやすくなり、高荷重や高速条件で使用される転がり軸受用保持器、高荷重や高速条件で使用されるすべり軸受、構造部材としても機能する必要のあるフィルタや断熱材等の機械的強度を要する用途では使用できない。
The resin used in the present invention is used by blending short fibers such as carbon fibers and glass fibers. The short fibers are used to improve the mechanical strength of the resin, and the blending ratio of the short fibers may be blended so that the bending strength becomes 50 MPa or more at the stage of the resin porous body described later.
If the bending strength of the porous resin body is less than 50 MPa, breakage is likely to occur due to insufficient bending strength, and cages for rolling bearings used under high load and high speed conditions, and slide bearings used under high load and high speed conditions. It cannot be used in applications requiring mechanical strength, such as filters and heat insulating materials that need to function as structural members.

本発明において気孔形成材は、成形時における気孔形成材の融解を防止するため、樹脂の成形温度よりも高い融点の物質を使用するが、これに限定されるものではなく、樹脂の成形温度よりも高い融点の物質と、樹脂の成形温度よりも低い融点の物質とを併用することもできる。
気孔形成材としては、樹脂に配合されて成形体とされた後、その樹脂を溶解しない溶媒を用いて成形体から溶解されて抽出できる物質であれば使用できる。
気孔形成材は、無機塩化合物、有機塩化合物、またはこれらの混合物であることが好ましく、特に洗浄抽出工程が容易となる水溶性物質であることが好ましい。また、アルカリ性物質、好ましくは防錆剤として利用できる弱アルカリ塩を使用できる。弱アルカリ塩としては、有機アルカリ金属塩、有機アルカリ土類金属塩、無機アルカリ金属塩、無機アルカリ土類金属塩などが挙げられる。未抽出分が脱落した時でも、比較的軟らかく、シール面を損傷し難いことから、有機アルカリ金属塩、有機アルカリ土類金属塩を用いることが好ましい。なお、これらの金属塩は 1 種または 2 種以上混合して用いてもよい。また、洗浄用溶媒として安価な水を使用することができ、気孔形成時における廃液処理などが容易となることから水溶性の弱アルカリ塩を使用することが好ましい。
In the present invention, the pore-forming material uses a substance having a melting point higher than the molding temperature of the resin in order to prevent melting of the pore-forming material at the time of molding, but is not limited to this. It is also possible to use a material having a higher melting point and a material having a lower melting point than the molding temperature of the resin.
As the pore-forming material, any substance that can be extracted from a molded body by using a solvent that does not dissolve the resin after being blended with a resin to form a molded body can be used.
The pore-forming material is preferably an inorganic salt compound, an organic salt compound, or a mixture thereof, and particularly preferably a water-soluble substance that facilitates the washing and extraction process. Further, an alkaline substance, preferably a weak alkali salt that can be used as a rust preventive agent can be used. Examples of the weak alkali salt include organic alkali metal salts, organic alkaline earth metal salts, inorganic alkali metal salts, inorganic alkaline earth metal salts, and the like. Even when the unextracted part falls off, an organic alkali metal salt or an organic alkaline earth metal salt is preferably used because it is relatively soft and hardly damages the sealing surface. These metal salts may be used alone or in combination of two or more. In addition, it is preferable to use a water-soluble weak alkali salt because inexpensive water can be used as a cleaning solvent, and waste liquid treatment at the time of pore formation is facilitated.

本発明に好適に用いることができる水溶性有機アルカリ金属塩としては、安息香酸ナトリウム(融点 430℃)、酢酸ナトリウム(融点 320℃)、セバシン酸ナトリウム(融点 340℃)、コハク酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウムなどが挙げられる。融点が高く、多種の樹脂に対応でき、かつ水溶性が高いという理由から、安息香酸ナトリウム、酢酸ナトリウムまたはセバシン酸ナトリウムが特に好ましい。
無機アルカリ金属塩としては、例えば、硫酸カリウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、珪酸ナトリウム、三リン酸ナトリウム、メタリン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、モリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸カリウム、タングステン酸ナトリウムなどが挙げられる。これらの中で、融点が高く、多種の樹脂に対応でき、かつ水溶性が高いという理由から、硫酸カリウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、珪酸ナトリウム、三リン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、メタリン酸ナトリウムが特に好ましい。
Water-soluble organic alkali metal salts that can be suitably used in the present invention include sodium benzoate (melting point 430 ° C.), sodium acetate (melting point 320 ° C.), sodium sebacate (melting point 340 ° C.), sodium succinate, stearic acid Sodium etc. are mentioned. Sodium benzoate, sodium acetate, or sodium sebacate is particularly preferred because of its high melting point, compatibility with various resins, and high water solubility.
Examples of the inorganic alkali metal salt include potassium sulfate, potassium carbonate, sodium carbonate, sodium silicate, sodium triphosphate, sodium metaphosphate, sodium pyrophosphate, sodium molybdate, potassium molybdate, and sodium tungstate. Among these, potassium sulfate, potassium carbonate, sodium carbonate, sodium silicate, sodium triphosphate, sodium pyrophosphate, sodium metaphosphate are used because of their high melting point, compatibility with various resins, and high water solubility. Particularly preferred.

気孔形成材の配合割合は、樹脂多孔質体の段階で連通孔率が 10%以上となり、かつ曲げ強度が 50 MPa 以上となる割合で配合する。具体的には、樹脂粉末、気孔形成材、および短繊維などの他の材料を含めた全量に対して、10 体積%〜60 体積%、好ましくは 20 体積%〜50 体積%とする。   The composition ratio of the pore-forming material is such that the communicating porosity is 10% or more and the bending strength is 50 MPa or more at the resin porous body stage. Specifically, it is 10 vol% to 60 vol%, preferably 20 vol% to 50 vol%, based on the total amount including other materials such as resin powder, pore forming material, and short fibers.

樹脂材料と気孔形成材の混合法は特に限定されるものではなくドライブレンド、溶融混練など樹脂の混合に一般に使用する混練法が適用できる。
また、気孔形成材を液体溶媒中に溶解させて透明溶液とした後、この溶液に樹脂粉末を分散混合させて、その後、この溶媒を除去する方法を用いることができる。気孔形成材を液体溶媒中に一旦溶解させ樹脂粉末と分散混合させることで、気孔形成材抽出後の樹脂多孔質体において、気孔が均一に分布した連通孔となり、かつ、元の気孔形成材の粒子径より小さい径の気孔を形成することができる。
分散混合させる方法としては、液中混合できる方法であれば特に限定されるものではなく、ボールミル、超音波分散機、ホモジナイザー、ジューサーミキサー、ヘンシェルミキサーなどが例示できる。また、分散液の分離を抑えるために少量の界面活性剤を添加することも有効である。なお、混合時においては、混合により気孔形成材が完全に溶解するよう溶媒量を確保する。
また、溶媒を除去する方法としては、加熱蒸発、真空蒸発、窒素ガスによるバブリング、透析、凍結乾燥などの方法を用いることができる。手法が容易で、設備が安価であることから加熱蒸発により液体溶媒の除去を行なうことが好ましい。
樹脂に気孔成形材を配合した混合物の成形に関しては、圧縮成形、射出成形、押し出し成形、ブロー成形、真空成形、トランスファ成形などの任意の成形方法を採用できる。また成形前に作業性を向上させるため、ペレットやプリプレグなどに加工してもよい。
The mixing method of the resin material and the pore forming material is not particularly limited, and a kneading method generally used for mixing the resin such as dry blending and melt kneading can be applied.
Alternatively, a method may be used in which the pore-forming material is dissolved in a liquid solvent to form a transparent solution, and then resin powder is dispersed and mixed in the solution, and then the solvent is removed. The pore-forming material is once dissolved in a liquid solvent and dispersed and mixed with the resin powder, so that the pores are uniformly distributed in the porous resin body after extraction of the pore-forming material, and the original pore-forming material A pore having a diameter smaller than the particle diameter can be formed.
The method of dispersing and mixing is not particularly limited as long as it can be mixed in a liquid, and examples thereof include a ball mill, an ultrasonic disperser, a homogenizer, a juicer mixer, and a Henschel mixer. It is also effective to add a small amount of a surfactant in order to suppress separation of the dispersion. At the time of mixing, the amount of solvent is secured so that the pore forming material is completely dissolved by mixing.
As a method for removing the solvent, methods such as heat evaporation, vacuum evaporation, bubbling with nitrogen gas, dialysis, and freeze-drying can be used. Since the method is easy and the equipment is inexpensive, it is preferable to remove the liquid solvent by heat evaporation.
For molding a mixture in which a pore molding material is blended with a resin, any molding method such as compression molding, injection molding, extrusion molding, blow molding, vacuum molding, transfer molding or the like can be employed. Moreover, in order to improve workability | operativity before shaping | molding, you may process into a pellet, a prepreg, etc.

得られた成形体からの気孔形成材の抽出は、上記気孔形成材を溶解し、かつ上記樹脂を溶解しない溶媒で成形体を洗浄することにより行なう。
該溶媒としては、例えば、水、および水と相溶しうる溶媒としてアルコール系、エステル系、ケトン系溶媒などを用いることができる。これらの中で、樹脂および気孔形成材の種類によって上記条件に従い適宜選択される。また、これらの溶媒は1種または2種以上を混合し使用してもよい。廃液処理などが容易、安価などの利点から水を用いることが好ましい。
該抽出処理を行なうことにより、気孔形成材が充填されていた部分が溶解され、該溶解部分に連通孔が形成された樹脂多孔質体が得られる。
Extraction of the pore-forming material from the obtained molded body is performed by washing the molded body with a solvent that dissolves the pore-forming material and does not dissolve the resin.
As the solvent, for example, water and alcohol solvents, ester solvents, ketone solvents, and the like can be used as solvents compatible with water. Among these, it is appropriately selected according to the above conditions depending on the type of resin and pore forming material. These solvents may be used alone or in combination of two or more. It is preferable to use water because of its advantages such as easy waste liquid treatment and low cost.
By performing the extraction treatment, a portion filled with the pore forming material is dissolved, and a porous resin body in which communication holes are formed in the dissolved portion is obtained.

本発明の樹脂多孔質体において連通孔を形成する気孔の大きさは 0.001μm〜1000μm になるように制御することが好ましい。気孔の大きさは、基本的には気孔形成材自体の平均粒子径を管理することで調整し、微小な連通孔が必要である場合には、上述のように分散混合により微小化を図ることができる。気孔の大きさが 0.001μm 未満であると気孔形成材の抽出不足が生じ、油を含浸する場合の含油不足が起こりやすくなる。1000μm をこえると連通孔が大きすぎることによる破損が起こりやすくなる。   In the porous resin body of the present invention, it is preferable to control the size of the pores forming the communication holes to be 0.001 μm to 1000 μm. The size of the pores is basically adjusted by controlling the average particle diameter of the pore-forming material itself, and if minute communication holes are required, the pore size can be reduced by dispersion mixing as described above. Can do. If the pore size is less than 0.001 μm, the pore forming material will be insufficiently extracted, and oil impregnation will be likely to occur when oil is impregnated. If it exceeds 1000μm, the communication hole is likely to be damaged due to being too large.

以下に示す実施例の原料を用いて各実施例のダンベル試験片を得た。
<実施例に用いた原料>
PEEK樹脂粉末:ビクトレックス社製150P
PPS樹脂粉末:大日本インキ社製T4AG
三リン酸ナトリウム粉末:太平化学産業社製トリポリリン酸ナトリウム、平均粒子径 30μm
炭酸カリウム粉末:日本曹達社製炭酸カリウム、平均粒子径 50μm
炭素繊維:東邦テナックス社製HTAC6S
The dumbbell test piece of each Example was obtained using the raw material of the Example shown below.
<Raw materials used in Examples>
PEEK resin powder: 150P made by Victrex
PPS resin powder: T4AG manufactured by Dainippon Ink
Sodium triphosphate powder: sodium tripolyphosphate manufactured by Taihei Chemical Industry Co., Ltd., average particle size 30μm
Potassium carbonate powder: Potassium carbonate manufactured by Nippon Soda Co., Ltd., average particle size 50μm
Carbon fiber: HTAC6S manufactured by Toho Tenax Co., Ltd.

実施例1
PEEK樹脂粉末と炭素繊維と三リン酸ナトリウム粉末とを体積比 50 : 10 : 40 の割合で強制サイドフィーダ付き二軸押出機にて混錬し、ペレタイザーでペレット化し、射出成形にてJIS K 7113 1号ダンベル試験片に成形し、80℃の温水に 100 時間以上浸漬して気孔形成材を抽出し、120℃で 8 時間以上乾燥して樹脂多孔質体のダンベル試験片を得た。連通孔率および以下に示す曲げ試験にて曲げ強度を測定した。結果を表1に示す。
<曲げ試験>
JIS K 7113 1号ダンベル試験片を用いて、JIS K 7171曲げ試験(3点曲げ)に準拠して曲げ強度を測定した。
Example 1
PEEK resin powder, carbon fiber, and sodium triphosphate powder are kneaded in a volume ratio of 50:10:40 with a twin screw extruder with a forced side feeder, pelletized with a pelletizer, and JIS K 7113 by injection molding. Molded into a No. 1 dumbbell test piece, immersed in hot water at 80 ° C. for 100 hours or more to extract the pore-forming material, and dried at 120 ° C. for 8 hours or more to obtain a resin porous dumbbell test piece. The bending strength was measured by the communication porosity and the bending test shown below. The results are shown in Table 1.
<Bending test>
Using a JIS K 7113 No. 1 dumbbell test piece, the bending strength was measured based on a JIS K 7171 bending test (three-point bending).

実施例2
PEEK樹脂粉末と炭素繊維と三リン酸ナトリウム粉末とを体積比 50 : 15 : 35 の割合で強制サイドフィーダ付き二軸押出機にて混錬し、以下実施例1と同様に処理して得たダンベル試験片の連通孔率および曲げ強度を測定した。結果を表1に示す。
Example 2
PEEK resin powder, carbon fiber, and sodium triphosphate powder were kneaded by a twin screw extruder with a forced side feeder at a volume ratio of 50:15:35, and then treated in the same manner as in Example 1. The communication hole ratio and bending strength of the dumbbell specimen were measured. The results are shown in Table 1.

実施例3
PEEK樹脂粉末と炭素繊維と三リン酸ナトリウム粉末とを体積比 60 : 10 : 30 の割合で強制サイドフィーダ付き二軸押出機にて混錬し、以下実施例1と同様に処理して得たダンベル試験片の連通孔率および曲げ強度を測定した。結果を表1に示す。
Example 3
PEEK resin powder, carbon fiber, and sodium triphosphate powder were kneaded by a twin-screw extruder with a forced side feeder at a volume ratio of 60:10:30, and then treated in the same manner as in Example 1. The communication hole ratio and bending strength of the dumbbell specimen were measured. The results are shown in Table 1.

実施例4
PEEK樹脂粉末と三リン酸ナトリウム粉末とを体積比 70 : 30 の割合で強制サイドフィーダ付き二軸押出機にて混錬し、以下実施例1と同様に処理して得たダンベル試験片の連通孔率および曲げ強度を測定した。結果を表1に示す。
Example 4
Communication of dumbbell specimens obtained by kneading PEEK resin powder and sodium triphosphate powder at a volume ratio of 70:30 in a twin-screw extruder with a forced side feeder and processing in the same manner as in Example 1 below. Porosity and bending strength were measured. The results are shown in Table 1.

実施例5
PPS樹脂粉末と炭素繊維と三リン酸ナトリウム粉末とを体積比 50 : 15 : 35 の割合で強制サイドフィーダ付き二軸押出機にて混錬し、以下実施例1と同様に処理して得たダンベル試験片の連通孔率および曲げ強度を測定した。結果を表1に示す。
Example 5
PPS resin powder, carbon fiber, and sodium triphosphate powder were kneaded by a twin screw extruder with a forced side feeder at a volume ratio of 50:15:35, and then treated in the same manner as in Example 1. The communication hole ratio and bending strength of the dumbbell specimen were measured. The results are shown in Table 1.

比較例1
ポリアミドイミド樹脂焼結体(サンゴバン社製MELDIN9000)を切削してJIS K 7113 1号ダンベル試験片を作製し、得られたダンベル試験片の連通孔率および曲げ強度を測定した。結果を表1に示す。
Comparative Example 1
A polyamideimide resin sintered body (MELDIN 9000 manufactured by Saint-Gobain Co., Ltd.) was cut to prepare a JIS K 7113 No. 1 dumbbell test piece, and the communication hole ratio and bending strength of the obtained dumbbell test piece were measured. The results are shown in Table 1.

なお、各実施例において、連通孔率は、樹脂成形体において相互に連続している気孔の総体積が樹脂成形体の全体積中に占める割合であり、具体的には、数1内の式(1)に示す方法で算出した。

Figure 2007186621
上記、数1において、各符号の意味を以下に示す。
V;射出成形法にて成形された洗浄前成形体の体積
ρ;射出成形法にて成形された洗浄前成形体の密度
W;射出成形法にて成形された洗浄前成形体の重量
1;樹脂粉末の体積
ρ1;樹脂粉末の密度
1;樹脂粉末の重量
2;気孔形成材の体積
ρ2;気孔形成材の密度
2;気孔形成材の重量
3;洗浄後の多孔質体の体積
3;洗浄後の多孔質体の重量
V'2;洗浄後に多孔質体に残存する気孔形成材の体積 In each example, the communication porosity is the ratio of the total volume of pores that are continuous with each other in the resin molded body to the total volume of the resin molded body. It was calculated by the method shown in (1).
Figure 2007186621
In the above Equation 1, the meaning of each symbol is shown below.
V: Volume ρ of the molded body before cleaning molded by the injection molding method; density W of the molded body before cleaning molded by the injection molding method; Weight V 1 of the molded body before cleaning molded by the injection molding method Resin powder volume ρ 1 ; resin powder density W 1 ; resin powder weight V 2 ; pore former volume ρ 2 ; pore former density W 2 ; pore former weight V 3 ; Volume W 3 of porous body; Weight V ′ 2 of porous body after washing; Volume of pore forming material remaining in porous body after washing

Figure 2007186621
Figure 2007186621

表1に示すように本発明の樹脂多孔質体を用いた実施例では曲げ強度は 70 MPa 以上の高強度が得られたが、比較例1では連通孔率は 10%を上回るものの曲げ強度は 14 MPa と低強度であった。   As shown in Table 1, in the example using the porous resin body of the present invention, a high strength of 70 MPa or more was obtained, but in Comparative Example 1, the bending strength was 10%, although the communicating porosity was over 10%. The strength was as low as 14 MPa.

本発明の樹脂多孔質体は曲げ強度に優れ、かつ、連通孔から摺動面に潤滑油を供給することができるので、転がり軸受、滑り軸受等の摺動界面を有し機械的強度を必要とする機械部品用途に好適に利用できる。   The resin porous body of the present invention is excellent in bending strength and can supply lubricating oil to the sliding surface from the communication hole, so it has a sliding interface such as a rolling bearing and a sliding bearing and requires mechanical strength. It can be suitably used for machine parts.

Claims (5)

表面連通孔を有する樹脂多孔質体であって、前記連通孔の総体積が樹脂多孔質体の全体積の 10%以上の割合であり、かつ、曲げ強度が 50 MPa 以上であることを特徴とする樹脂多孔質体。   A porous resin body having surface communication holes, characterized in that the total volume of the communication holes is 10% or more of the total volume of the resin porous body, and the bending strength is 50 MPa or more. Resin porous body. 前記連通孔は、少なくとも気孔形成材が配合された樹脂を成形して成形体とした後、該気孔形成材を溶解し、かつ前記樹脂を溶解しない溶媒を用いて前記成形体から前記気孔形成材を抽出して得られることを特徴とする請求項1記載の樹脂多孔質体。   The communication hole is formed by molding a resin containing at least a pore-forming material into a molded body, and then dissolving the pore-forming material and using the solvent that does not dissolve the resin from the molded body to the pore-forming material. The porous resin body according to claim 1, which is obtained by extracting 前記樹脂多孔質体は、短繊維が配合されてなることを特徴とする請求項1または請求項2記載の樹脂多孔質体。   The resin porous body according to claim 1 or 2, wherein the resin porous body contains short fibers. 前記連通孔を形成する気孔の大きさが 0.001μm〜1000μm であることを特徴とする請求項1、請求項2または請求項3記載の樹脂多孔質体。   4. The resin porous body according to claim 1, wherein the pores forming the communication holes have a size of 0.001 to 1000 [mu] m. 前記気孔形成材は、アルカリ性の化合物であることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項記載の樹脂多孔質体。
The resin porous body according to any one of claims 1 to 4, wherein the pore forming material is an alkaline compound.
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