JP2015124311A - Sliding resin composition - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sliding resin composition that improves in friction such as frictional property and wear resistance.SOLUTION: A sliding resin composition comprises 5-30 vol.% of an ultrahigh-molecular weight polymer with an average molecular weight of 500,000 or more and less than 3000,000, wherein the ultrahigh-molecular weight polymer is at least one selected from polytetrafluoroethylene, polyethylene and polyamide.

Description

本発明は、摺動用樹脂組成物及び該樹脂組成物が摺動面にコーティングされた摺動部材に関する。   The present invention relates to a sliding resin composition and a sliding member having a sliding surface coated with the resin composition.

自動車では、エンジン、トランスミッションなど様々な機器に摺動部材が用いられており、そのような摺動部材の摺動特性を向上させるために様々な開発がされている。摺動部材の摩擦係数を低減させることは自動車の燃費の向上にも繋がるので、特に重要視されている。近年、エンジンの小型化・軽量化への要求が高まり、ピストン周りにおいてもピストンスカートの面積の減少や、ピストンスカート表面とシリンダボア間のクリアランスの減少を招くなど、摺動部材の潤滑状態はますます厳しいものになってきている。   In automobiles, sliding members are used in various devices such as engines and transmissions, and various developments have been made to improve the sliding characteristics of such sliding members. Reducing the coefficient of friction of the sliding member is particularly important because it leads to an improvement in the fuel consumption of the automobile. In recent years, the demand for smaller and lighter engines has increased, and the lubrication state of sliding members has been increasing, such as reducing the area of the piston skirt around the piston and reducing the clearance between the piston skirt surface and the cylinder bore. It's getting tough.

摺動部材の摩擦係数を低減させるための一つの手段として、樹脂組成物がピストンスカート部などの摺動部材に適用されている。この樹脂組成物は、多くの場合、耐熱性樹脂及び添加剤を含む。添加剤としては、アルミナが耐摩耗性を向上させることや、二硫化モリブデン、グラファイトやPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)が摩擦特性を向上させることが知られている。また、添加剤として超高分子量ポリマーを用いた摺動部材用の樹脂組成物も知られている。   As one means for reducing the friction coefficient of the sliding member, a resin composition is applied to the sliding member such as a piston skirt. In many cases, this resin composition contains a heat-resistant resin and an additive. As additives, it is known that alumina improves wear resistance, and molybdenum disulfide, graphite and PTFE (polytetrafluoroethylene) improve friction characteristics. A resin composition for a sliding member using an ultrahigh molecular weight polymer as an additive is also known.

例えば、特許文献1には、(A)数平均分子量1000万〜2000万、平均粒径50〜200μmであるポリテトラフルオロエチレン50〜75質量%、(B)数平均分子量1万〜20万、平均粒径3〜35μmであるポリテトラフルオロエチレン50〜25質量%、(C)前記(A)及び(B)成分の合計量5〜40質量%に対して95〜60質量%のポリアミド樹脂からなる摺動部材用熱可塑性樹脂組成物が記載されている。   For example, Patent Document 1 includes (A) number average molecular weight of 10 to 20 million, polytetrafluoroethylene having an average particle size of 50 to 200 μm, 50 to 75% by mass, (B) number average molecular weight of 10,000 to 200,000, Polytetrafluoroethylene having an average particle diameter of 3 to 35 μm, 50 to 25% by mass, (C) From 95 to 60% by mass of the polyamide resin with respect to the total amount of components (A) and (B) of 5 to 40% by mass A thermoplastic resin composition for a sliding member is described.

また、特許文献2には、熱硬化性樹脂50〜80体積%と、分子量300万以上のポリテトラフルオロエチレン10〜40体積%と、ビスマス及び/又はビスマス合金1〜20体積%とからなることを特徴とする摺動組成物が記載されている。   Patent Document 2 includes 50 to 80% by volume of thermosetting resin, 10 to 40% by volume of polytetrafluoroethylene having a molecular weight of 3 million or more, and 1 to 20% by volume of bismuth and / or bismuth alloy. A sliding composition characterized in that is described.

しかし、このような樹脂組成物を摺動部材に適用した場合であっても、オイルがほとんどない境界潤滑状態である上死点、及び流体潤滑と境界潤滑との中間状態であり、比較的流体潤滑状態に近い混合状態である下死点近傍では、ピストンなどの摺動部材の速度がゼロとなり、油膜が形成されないため、摩擦が大幅に増大する。   However, even when such a resin composition is applied to a sliding member, it is a top dead center that is a boundary lubrication state in which there is almost no oil, and an intermediate state between fluid lubrication and boundary lubrication, and is relatively fluid. In the vicinity of the bottom dead center, which is a mixed state close to the lubrication state, the speed of the sliding member such as the piston becomes zero, and no oil film is formed, so that the friction is greatly increased.

従って、上死点・下死点において摺動部材の摩擦特性及び耐摩耗性などのフリクションを低減することが求められている。   Therefore, it is required to reduce friction such as friction characteristics and wear resistance of the sliding member at the top dead center and the bottom dead center.

特開2007-70537号公報JP 2007-70537 A 特開2004-115577号公報JP 2004-115577 A

前記のように、従来の樹脂組成物を摺動部材に適用した場合、上死点・下死点近傍では摩擦が大幅に増大するため、摩擦特性及び耐摩耗性などのフリクションについては改善の余地がある。   As described above, when the conventional resin composition is applied to the sliding member, the friction greatly increases in the vicinity of the top dead center and the bottom dead center, so there is room for improvement in friction such as friction characteristics and wear resistance. There is.

それ故、本発明は、摩擦特性及び耐摩耗性などのフリクションが改善された摺動用樹脂組成物を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a sliding resin composition having improved friction such as friction characteristics and wear resistance.

本発明者らは、前記課題を解決するための手段を種々検討した結果、摺動用樹脂組成物に平均分子量が50万以上300万未満の特定の超高分子量ポリマーを特定量配合することにより、摩擦特性及び摩耗特性が改善されることを見出し、本発明を完成した。   As a result of various studies on means for solving the above problems, the inventors have blended a specific amount of a specific ultrahigh molecular weight polymer having an average molecular weight of 500,000 to less than 3 million into the sliding resin composition, The present inventors have found that the friction characteristics and wear characteristics are improved, thereby completing the present invention.

すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。
(1) 平均分子量が50万以上300万未満である超高分子量ポリマーを5〜30体積%含む摺動用樹脂組成物であって、超高分子量ポリマーが、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン及びポリアミドから選択される少なくとも1種である摺動用樹脂組成物。
(2) 超高分子量ポリマーがポリテトラフルオロエチレンである(1)の摺動用樹脂組成物。
(3) 超高分子量ポリマーの平均粒径が0.1μm〜10μmである(1)又は(2)の摺動用樹脂組成物。
(4) 樹脂が、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリフェニルサルファイド樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂から選択される少なくとも1種である(1)〜(3)のいずれかの摺動用樹脂組成物。
(5) 平均分子量が50万未満であるポリテトラフルオロエチレン、二硫化モリブデン及びグラファイトから選択される少なくとも1種の固体潤滑剤をさらに含む(1)〜(4)のいずれかの摺動用樹脂組成物。
(6) アルミナ及びシリカから選択される少なくとも1種の硬質粒子をさらに含む(1)〜(5)のいずれかの摺動用樹脂組成物。
(7) 潤滑油を用いた湿式条件で使用され、(1)〜(6)のいずれかの摺動用樹脂組成物が摺動面にコーティングされた摺動部材。
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) A sliding resin composition comprising 5 to 30% by volume of an ultrahigh molecular weight polymer having an average molecular weight of 500,000 to less than 3 million, wherein the ultrahigh molecular weight polymer is selected from polytetrafluoroethylene, polyethylene and polyamide A sliding resin composition which is at least one kind.
(2) The sliding resin composition according to (1), wherein the ultrahigh molecular weight polymer is polytetrafluoroethylene.
(3) The sliding resin composition according to (1) or (2), wherein the ultra-high molecular weight polymer has an average particle size of 0.1 μm to 10 μm.
(4) Any of (1) to (3), wherein the resin is at least one selected from polyimide resin, polyamideimide resin, polyethersulfone resin, polyphenylsulfide resin, polyamide resin, epoxy resin, and phenol resin Such a sliding resin composition.
(5) The sliding resin composition according to any one of (1) to (4), further comprising at least one solid lubricant selected from polytetrafluoroethylene, molybdenum disulfide, and graphite having an average molecular weight of less than 500,000 object.
(6) The sliding resin composition according to any one of (1) to (5), further comprising at least one kind of hard particles selected from alumina and silica.
(7) A sliding member that is used in a wet condition using a lubricating oil, and the sliding resin composition according to any one of (1) to (6) is coated on a sliding surface.

本発明により、摩擦特性及び耐摩耗性に優れた摺動用樹脂組成物及び摺動面に該被膜組成物を備えた摺動部材を提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide a sliding resin composition excellent in friction characteristics and wear resistance and a sliding member provided with the coating composition on a sliding surface.

図1は摩擦特性の評価方法の概略を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an outline of a method for evaluating friction characteristics. 図2は摩耗特性の評価方法の概略を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an outline of a method for evaluating wear characteristics. 図3は本発明の実施例における、実施例1〜4及び比較例1〜4で得られた摩擦係数を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the friction coefficients obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 in Examples of the present invention. 図4は本発明の実施例における、実施例1〜4及び比較例1〜4の摩耗量を示す図である。FIG. 4 is a graph showing the amount of wear in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 in Examples of the present invention. 図5は本発明の実施例における、実施例5及び比較例5〜10で得られた摩擦係数を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the friction coefficients obtained in Example 5 and Comparative Examples 5 to 10 in the examples of the present invention. 図6は本発明の実施例における、実施例6〜19及び比較例1で得られた摩擦係数を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the friction coefficients obtained in Examples 6 to 19 and Comparative Example 1 in Examples of the present invention. 図7は本発明の実施例における、実施例6〜19及び比較例1で得られた焼付荷重を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the seizure loads obtained in Examples 6 to 19 and Comparative Example 1 in the examples of the present invention. 図8は焼付特性の評価方法の概略を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an outline of a method for evaluating seizure characteristics. 図9は剥離特性の評価方法の概略を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an outline of a method for evaluating peeling characteristics. 図10は本発明の実施例における、超高分子量ポリテトラフルオロエチレンの平均粒径と摩擦係数の関係を示す図である。FIG. 10 is a graph showing the relationship between the average particle size of ultrahigh molecular weight polytetrafluoroethylene and the coefficient of friction in the examples of the present invention. 図11は本発明の実施例における、実施例25及び比較例1の樹脂組成物のFMEPの差示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the difference in FMEP of the resin compositions of Example 25 and Comparative Example 1 in the examples of the present invention.

以下、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
1. 摺動用樹脂組成物
本発明は、摺動用樹脂組成物に関する。本発明の樹脂組成物は、潤滑油を用いた湿式条件で使用される摺動部材用の樹脂組成物である。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
1. Sliding resin composition TECHNICAL FIELD This invention relates to the sliding resin composition. The resin composition of the present invention is a resin composition for a sliding member used under wet conditions using a lubricating oil.

本発明の摺動用樹脂組成物は、樹脂及び平均分子量50万以上300万未満の超高分子量ポリマーを含む。超高分子量ポリマーは潤滑油保持成分であり、摺動によるせん断により微細化し、潤滑油と親和することで摺動部材最表面における潤滑油の粘度を上昇させることができる。このため、超高分子量ポリマーを樹脂組成物に配合することにより、ピストンなどの摺動部材の速度がゼロとなる上死点・下死点近傍においても、積極的に油膜を形成し、摩擦を低減することができる。   The sliding resin composition of the present invention comprises a resin and an ultrahigh molecular weight polymer having an average molecular weight of 500,000 to less than 3 million. The ultra high molecular weight polymer is a lubricating oil retaining component, and can be refined by shearing by sliding to increase the viscosity of the lubricating oil on the outermost surface of the sliding member by affinity with the lubricating oil. For this reason, by adding an ultra-high molecular weight polymer to the resin composition, an oil film is actively formed near the top dead center / bottom dead center where the speed of the sliding member such as a piston becomes zero, and friction is applied. Can be reduced.

本発明の摺動用樹脂組成物に用いられる超高分子量ポリマーはポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリエチレン及びポリアミドから選択される少なくとも1種であり、好ましくはポリテトラフルオロエチレンである。   The ultrahigh molecular weight polymer used in the sliding resin composition of the present invention is at least one selected from polytetrafluoroethylene (PTFE), polyethylene, and polyamide, and is preferably polytetrafluoroethylene.

本発明の摺動用樹脂組成物に用いられる超高分子量ポリマーは、平均分子量が50万以上300万未満である。超高分子量ポリマーの平均分子量が50万未満である場合には、潤滑油を増粘させる効果が低いため、充分な摩擦低減効果を得ることができない。一方、超高分子量ポリマーの平均分子量が300万以上である場合には、摺動によるせん断により、超高分子量ポリマーの微細化が起こり難いために、充分な摩擦低減効果を得ることができない。   The ultra high molecular weight polymer used in the sliding resin composition of the present invention has an average molecular weight of 500,000 or more and less than 3 million. When the average molecular weight of the ultrahigh molecular weight polymer is less than 500,000, the effect of increasing the viscosity of the lubricating oil is low, so that a sufficient friction reducing effect cannot be obtained. On the other hand, when the average molecular weight of the ultrahigh molecular weight polymer is 3 million or more, the ultrahigh molecular weight polymer is difficult to be miniaturized due to shearing by sliding, so that a sufficient friction reducing effect cannot be obtained.

本発明の摺動用樹脂組成物に用いられる超高分子量ポリマーの平均粒径は、樹脂組成物をコーティングして形成される被膜の膜厚に応じて適宜選択することができるが、超高分子量ポリマーの微細化の容易性、樹脂組成物のコーティング性及びコーティングして形成された被膜の表面の粗さが良好であるとの観点から、好ましくは0.1μm〜10μmである。平均粒径はレーザー回折散乱法によって決定することができる。   The average particle size of the ultrahigh molecular weight polymer used in the sliding resin composition of the present invention can be appropriately selected according to the film thickness of the film formed by coating the resin composition. From the viewpoints of ease of miniaturization, coating properties of the resin composition, and good surface roughness of the film formed by coating, the thickness is preferably 0.1 μm to 10 μm. The average particle diameter can be determined by a laser diffraction scattering method.

本発明の摺動用樹脂組成物に用いられる樹脂は、特に限定されずに、100℃以上、好ましくは150℃以上の熱変形温度を有する耐熱性樹脂である。耐熱性樹脂の例としては、特に限定されずに、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリフェニルサルファイド樹脂、ポリアミド樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、ポリアミノアミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、キシレン樹脂、ビニルエステル樹脂、フラン樹脂、シリコーン樹脂及び全芳香族ポリエステル樹脂などを挙げることができるが、接着性、耐薬品性、強度などの観点から、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリフェニルサルファイド樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂が好ましく、被膜を形成する際の作業性と摩擦による発熱に対する耐熱性の観点からポリアミドイミド樹脂が更に好ましい。これらの耐熱性樹脂は、1種のみを単独で使用してもよく、2種以上を混合使用してもよい。   The resin used in the sliding resin composition of the present invention is not particularly limited, and is a heat resistant resin having a heat distortion temperature of 100 ° C. or higher, preferably 150 ° C. or higher. Examples of the heat-resistant resin are not particularly limited, but are not limited to polyimide resin, polyamideimide resin, polyetherimide resin, polyethersulfone resin, polyphenylsulfide resin, polyamide resin, alkyd resin, epoxy resin, amino resin, polyamino Amide resin, unsaturated polyester resin, phenol resin, xylene resin, vinyl ester resin, furan resin, silicone resin and wholly aromatic polyester resin can be mentioned, but from the viewpoint of adhesiveness, chemical resistance, strength, etc. Polyimide resin, polyamideimide resin, polyethersulfone resin, polyphenylsulfide resin, polyamide resin, epoxy resin and phenol resin are preferable. Polyamide resin is used from the viewpoint of workability during film formation and heat resistance against heat generated by friction. Resin is more preferable. These heat resistant resins may be used alone or in combination of two or more.

組成物中の樹脂の含有量は、樹脂組成物の強度を維持する観点から、樹脂組成物に対して好ましくは40体積%〜97体積%、更に好ましくは60体積%〜90体積%、特に好ましくは70体積%〜85体積%である。   The content of the resin in the composition is preferably 40% by volume to 97% by volume, more preferably 60% by volume to 90% by volume, particularly preferably from the viewpoint of maintaining the strength of the resin composition. Is 70% to 85% by volume.

本発明の摺動用樹脂組成物は、摩擦特性を向上させるために、1種以上の固体潤滑剤をさらに含むことができる。本発明の組成物に用いることができる固体潤滑剤としては、特に限定されずに、例えば、ポリテトラフルオロチエチレン(PTFE)(平均分子量50万未満)、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、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、テトラフルオロエチレン-エチレン共重合体、ポリビニリデンフルオライド及びポリクロロトリフルオロエチレンなどのフッ素化合物、二硫化モリブデン(MoS2)及び二硫化タングステン(WS2)などの硫化物、グラファイト(黒鉛)、フッ化グラファイト、窒化硼素、マイカなどの層状鱗片状物質、鉛、亜鉛、銅などの軟質金属、メラミンシアヌレートなどが挙げられるが、広い温度範囲における高い自己摺動性の維持の観点から、ポリテトラフルオロエチレン、二硫化モリブデン及びグラファイトが好ましい。これらは1種のみを単独で使用しても良く、2種以上を併用してもよい。 The sliding resin composition of the present invention can further contain one or more solid lubricants in order to improve the friction characteristics. The solid lubricant that can be used in the composition of the present invention is not particularly limited. For example, polytetrafluorothiethylene (PTFE) (average molecular weight less than 500,000), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer Polymers, fluorine compounds such as tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, tetrafluoroethylene-ethylene copolymer, polyvinylidene fluoride and polychlorotrifluoroethylene, molybdenum disulfide (MoS 2 ) and tungsten disulfide (WS) 2 ) sulfides, graphite (graphite), fluorinated graphite, boron nitride, mica and other lamellar substances, soft metals such as lead, zinc and copper, melamine cyanurate, etc. From the viewpoint of maintaining high self-sliding properties, polytetrafluoroethylene, Molybdenum and graphite are preferred. These may be used alone or in combination of two or more.

組成物中の1種以上の固体潤滑剤の含有量は、特に限定されずに用いる固体潤滑剤の種類に応じて選択することができ、例えば、ポリテトラフルオロエチレンは20体積%以下の量で、二硫化モリブデンは30体積%以下の量で、グラファイトは20体積%以下の量で組成物に含まれる。固体潤滑剤をこの範囲の量で用いると、充分な摩擦低減効果が得られ、耐焼付特性に影響を及ぼさず、さらに、樹脂組成物が摺動部材の基剤にコーティングされて形成された被膜が基材から剥離することなく充分な強度を保つことができる。   The content of one or more solid lubricants in the composition is not particularly limited and can be selected according to the type of solid lubricant used, for example, polytetrafluoroethylene is in an amount of 20% by volume or less. Molybdenum disulfide is contained in the composition in an amount of 30% by volume or less, and graphite is contained in an amount of 20% by volume or less. When a solid lubricant is used in an amount within this range, a sufficient friction reducing effect can be obtained without affecting the seizure resistance, and the coating formed by coating the base of the sliding member with a resin composition. Can maintain sufficient strength without peeling from the substrate.

また、本発明の摺動用樹脂組成物は、耐摩耗性及び耐焼付特性を向上させるために、1種以上の硬質粒子をさらに含むことができる。本発明の組成物に用いることができる硬質粒子としては、特に限定されずに、アルミナ(酸化アルミニウム)(Al2O3)、水酸化アルミニウム、アルミナホワイト、シリカアルミナ、ジルコニア、炭化タングステン、炭化チタン、炭化ケイ素、二酸化チタン、酸化鉄、長石、軽石、正長石、イリジウム、石英、シリカ、酸化ベリリウム、酸化ジルコニウム、クロム、ボロンカーバイト、タングステンカーバイト、シリコーンカーバイト、ダイヤモンドなどが挙げられるが、アルミナ及びシリカが好ましい。硬質粒子は、1種のみを単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 In addition, the sliding resin composition of the present invention can further contain one or more kinds of hard particles in order to improve wear resistance and seizure resistance. The hard particles that can be used in the composition of the present invention are not particularly limited, but alumina (aluminum oxide) (Al 2 O 3 ), aluminum hydroxide, alumina white, silica alumina, zirconia, tungsten carbide, titanium carbide , Silicon carbide, titanium dioxide, iron oxide, feldspar, pumice, orthoclase, iridium, quartz, silica, beryllium oxide, zirconium oxide, chromium, boron carbide, tungsten carbide, silicone carbide, diamond, etc. Alumina and silica are preferred. Only one hard particle may be used alone, or two or more hard particles may be used in combination.

組成物中の1種以上の硬質粒子の含有量は、樹脂組成物をコーティングして形成される被膜の強度を保つことができる量であれば特に限定されず、例えば、アルミナは10体積%以下の量で組成物に含まれる。   The content of the one or more hard particles in the composition is not particularly limited as long as the strength of the film formed by coating the resin composition can be maintained. For example, alumina is 10% by volume or less. In the composition.

本発明の摺動用樹脂組成物は、前記の成分以外の他の一般的な添加剤を含むこともできる。添加剤としては、固体潤滑剤や硬質粒子を分散させるための分散剤、硬質粒子への親和性の向上や接着性向上を補助するシランカップリング剤、表面張力をコントロールするレベリング剤や界面活性剤、チクソトロピック特性をコントロールする増粘剤、顔料などが挙げられる。顔料としては、カーボンブラック、酸化チタン、酸化鉄などに代表される着色顔料、錆の発生を抑制する防錆顔料、被膜の性状をコントロールする体質顔料などが挙げられる。   The sliding resin composition of the present invention can also contain other general additives other than the above-mentioned components. Additives include solid lubricants and dispersants for dispersing hard particles, silane coupling agents that help improve affinity and adhesion to hard particles, leveling agents and surfactants that control surface tension And thickeners and pigments for controlling thixotropic properties. Examples of the pigment include color pigments typified by carbon black, titanium oxide, and iron oxide, rust preventive pigments that suppress the generation of rust, and extender pigments that control the properties of the film.

本発明の摺動用樹脂組成物は、また、耐熱性樹脂を溶解するための有機溶剤を含むことができる。本発明に用いることができる有機溶剤は、特に限定されずに耐熱性樹脂の種類に応じて選択される。例えば、耐熱性樹脂としてポリアミドイミド樹脂を用いる場合には、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、N-エチルピロリドン(NEP)、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン(DMI)及びγ-ブチロラクトンなどを用いることができる。また、エポキシ樹脂を用いる場合には、メチルエチルケトン及びトルエンなどを用いることができる。   The sliding resin composition of the present invention can also contain an organic solvent for dissolving the heat resistant resin. The organic solvent that can be used in the present invention is not particularly limited and is selected according to the type of the heat-resistant resin. For example, when a polyamideimide resin is used as the heat resistant resin, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N-ethylpyrrolidone (NEP), 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone (DMI) and γ -Butyrolactone can be used. Moreover, when using an epoxy resin, methyl ethyl ketone, toluene, etc. can be used.

本発明の樹脂組成物は、例えば、前記の耐熱性樹脂を有機溶剤に溶解した溶解液を準備し、超高分子量ポリマー、並びに必要に応じて固体潤滑剤、硬質粒子及び他の一般的な添加剤をこの溶解液に混合することにより調製することができる。   The resin composition of the present invention is prepared, for example, by preparing a solution obtained by dissolving the above heat-resistant resin in an organic solvent, ultrahigh molecular weight polymer, and solid lubricant, hard particles, and other general additions as required. It can be prepared by mixing the agent into this solution.

2. 摺動部材
本発明は、潤滑油を用いた湿式条件で使用され、前記の摺動用樹脂組成物が摺動面にコーティングされた摺動部材にも関する。本発明の摺動部材は、コーティングされた樹脂組成物が特定の分子量の超高分子量ポリマーを特定量含むことを特徴とする。これにより、摺動部材が優れた摩擦特性及び摩耗特性を示す。
2. Sliding member The present invention also relates to a sliding member which is used under wet conditions using a lubricating oil and whose sliding surface is coated with the sliding resin composition. The sliding member of the present invention is characterized in that the coated resin composition contains a specific amount of an ultrahigh molecular weight polymer having a specific molecular weight. Thereby, the sliding member exhibits excellent friction characteristics and wear characteristics.

本発明の摺動部材は、前記の摺動用樹脂組成物を摺動部材の基材の摺動面にコーティングすることによって得ることができる。   The sliding member of the present invention can be obtained by coating the sliding resin composition on the sliding surface of the base member of the sliding member.

本発明において、摺動部材とは摺動部分を有する機械部品を意味し、具体的には、湿式クラッチ、エンジンのピストン、ギヤ、スプライン、軸受、ワッシャー、動弁系部品などが挙げられる。本発明の摺動部材は、潤滑油を用いた湿式条件で摺動させることを意図したものである。   In the present invention, the sliding member means a mechanical part having a sliding part, and specifically includes a wet clutch, an engine piston, a gear, a spline, a bearing, a washer, and a valve operating system part. The sliding member of the present invention is intended to slide under wet conditions using lubricating oil.

本発明の摺動部材の基材は、各種装置の摺動部品であれば形状などに特に限定はなく、金属系基材、セラミックス系基材、樹脂系基材などいずれであってもよいが、金属製であることが好ましい。基材を構成する金属としては、鋳鉄、鋼、アルミニウムに加えてCμ、Mg、Znなどを含むアルミニウム合金、銅に加えてZn、Al、Snなどを含む銅合金などが好ましい。   The base material of the sliding member of the present invention is not particularly limited in shape as long as it is a sliding part of various apparatuses, and may be any of a metal base material, a ceramic base material, a resin base material, etc. It is preferably made of metal. The metal constituting the substrate is preferably an aluminum alloy containing Cμ, Mg, Zn and the like in addition to cast iron, steel and aluminum, and a copper alloy containing Zn, Al, Sn and the like in addition to copper.

摺動用樹脂組成物の基剤へのコーティング方法としては、特に限定されずに、スプレーコーティングなどの公知のコーティング方法を用いることができ、その後、耐熱性樹脂を乾燥、硬化させることができる条件で焼成することにより、樹脂組成物を得ることができる。焼成条件は、特に限定されずに、例えば、100℃〜370℃の温度で30分〜3時間である。   The method for coating the base of the sliding resin composition is not particularly limited, and a known coating method such as spray coating can be used, and then the heat-resistant resin can be dried and cured. By baking, a resin composition can be obtained. The firing conditions are not particularly limited, and are, for example, 30 minutes to 3 hours at a temperature of 100 ° C. to 370 ° C.

本発明の摺動部材に用いる潤滑油としては、特に限定されずに、例えば、ATF(オートマチック・トランスミッションオイル)、CVTF(無段変速機オイル)、ギヤ油などの駆動系油、ガソリン、軽油などの燃料油、エンジン油などが挙げられる。
本発明の摺動部材は、ピストン、軸受及びワッシャーなどであることができる。
The lubricating oil used for the sliding member of the present invention is not particularly limited. For example, ATF (automatic transmission oil), CVTF (continuously variable transmission oil), drive oil such as gear oil, gasoline, light oil, etc. Fuel oil, engine oil and the like.
The sliding member of the present invention can be a piston, a bearing, a washer or the like.

以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれら実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the technical scope of the present invention is not limited to these examples.

実施例1:テストピースの作成
80体積%のポリアミドイミド樹脂(PAI樹脂)をN-メチル-2-ピロリドン(NMP)に溶解した。得られたポリアミドイミド樹脂の溶解液に5体積%の平均分子量200万のポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を加え、ニーダーで1時間混練を行い、樹脂組成物を得た。
Example 1: Creating a test piece
80% by volume of polyamideimide resin (PAI resin) was dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). 5% by volume of polytetrafluoroethylene (PTFE) having an average molecular weight of 2 million was added to the obtained solution of polyamideimide resin and kneaded for 1 hour to obtain a resin composition.

得られた樹脂組成物を鋳造アルミAC8Aよりなるプレート形状の基材表面にスプレーコーティングを行い、180℃で90分間焼成してN-メチル-2-ピロリドンを揮発させることにより、膜厚約10μmの被膜を形成して摩擦特性評価用のテストピースを作製した。   The obtained resin composition is spray-coated on the surface of a plate-shaped substrate made of cast aluminum AC8A, and baked at 180 ° C. for 90 minutes to volatilize N-methyl-2-pyrrolidone, thereby having a film thickness of about 10 μm. A coating was formed to produce a test piece for evaluation of friction characteristics.

また、得られた樹脂組成物を鋳造アルミAC8Aよりなるブロック形状の基材表面に、スプレーコーティングを行い、180℃で90分間焼成して有機溶剤を揮発させることにより、膜厚約10μmの被膜を形成して摩耗特性評価用ブロックテストピースを作製した。   The resulting resin composition is spray coated on the surface of a block-shaped substrate made of cast aluminum AC8A, and baked at 180 ° C for 90 minutes to evaporate the organic solvent, thereby forming a film with a thickness of about 10 µm. A block test piece for evaluating wear characteristics was formed.

1. 摩擦特性評価
図1に示すように、直径10mmのSUJ2よりなる軸受球を平板テストピース上面に押しつけて、摩擦特性を評価した。試験条件は、エンジン油をプレート上(58×38mm)に1mg均一に滴下して、荷重10N、摺動速度2Hz(最大0.1m/s)にて50往復揺動試験における平均摩擦係数を評価した。同試験は油量が微量であり、貧潤滑条件下での試験であるため、ピストン挙動における上下死点付近での潤滑状態を再現した試験であるといえる。
1. Evaluation of friction characteristics As shown in Fig. 1, the friction characteristics were evaluated by pressing a bearing ball of SUJ2 with a diameter of 10 mm against the upper surface of a flat test piece. The test conditions were as follows: 1 mg of engine oil was uniformly dropped onto the plate (58 x 38 mm), and the average friction coefficient was evaluated in a 50 reciprocating rocking test at a load of 10 N and a sliding speed of 2 Hz (maximum 0.1 m / s). . Since the amount of oil is very small and the test is under poor lubrication conditions, it can be said that the test reproduces the lubrication state near the top and bottom dead center in the piston behavior.

2. 摩耗特性評価
図2に示すように、ブロックテストピースを回転するねずみ鋳鉄FC250よりなる相手材円筒テストピースの側面に押し付けて、摩耗特性を評価した。試験条件は、エンジン油中(80℃)においてならし運転後、試験面圧30MPaにて一定時間の摩耗試験を行った後のコーティング層の摩耗深さを測定して、摩耗特性を評価した。
2. Evaluation of wear characteristics As shown in Fig. 2, the wear characteristics were evaluated by pressing the block test piece against the side of a mating cylindrical test piece made of gray cast iron FC250. The test condition was that the wear characteristics were evaluated by measuring the wear depth of the coating layer after performing a wear test for a fixed time at a test surface pressure of 30 MPa after running-in operation in engine oil (80 ° C.).

実施例2〜4
ポリテトラフルオロエチレンの含有量を10、20、30体積%に変え、それに対応してポリアミドイミド樹脂の量を変えた以外は実施例1と同様にした。表1に、実施例2〜4の樹脂組成物の組成を示した。
Examples 2-4
The same procedure as in Example 1 was conducted except that the polytetrafluoroethylene content was changed to 10, 20, and 30% by volume, and the amount of the polyamideimide resin was changed accordingly. Table 1 shows the compositions of the resin compositions of Examples 2 to 4.

比較例1
従来の樹脂組成物として、有機溶剤としてN-メチル-2-ピロリドン(NMP)を用い、86体積%のポリアミドイミド樹脂、7体積%の二硫化モリブデン(MoS2)、2体積%のグラファイト及び5体積%のテフロン(登録商標)(ポリテトラフルオロエチレン)を含む組成物を用いた。この組成物は、特開平7-97517号公報に記載の通りに調製した。表1に、比較例1の樹脂組成物の組成を示した。
Comparative Example 1
As a conventional resin composition, using N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as an organic solvent, 86 volume% polyamideimide resin, 7 volume% molybdenum disulfide (MoS 2 ), 2 volume% graphite and 5% A composition containing% by volume of Teflon (polytetrafluoroethylene) was used. This composition was prepared as described in JP-A-7-97517. Table 1 shows the composition of the resin composition of Comparative Example 1.

比較例2〜4
ポリテトラフルオロエチレンの含有量を、1、3、50体積%に変え、それに対応してポリアミドイミド樹脂の量を変えた以外は実施例1と同様にした。表1に、比較例2〜4の樹脂組成物の組成を示した。
Comparative Examples 2-4
The same procedure as in Example 1 was conducted, except that the polytetrafluoroethylene content was changed to 1, 3, and 50% by volume, and the amount of the polyamideimide resin was changed accordingly. Table 1 shows the compositions of the resin compositions of Comparative Examples 2 to 4.

Figure 2015124311
Figure 2015124311

実施例1〜4及び比較例1〜4で得られた摩擦係数の評価を図3に示した。実施例1〜4では、比較例1〜4に対して摩擦係数が著しく低減した。実施例1〜4を比較例1と比較すると、平均分子量200万のポリテトラフルオロエチレンを添加することにより、摩擦係数が大幅に低減することが示された。また、ポリテトラフルオロエチレンの含有量の増加にともない、摩擦係数の低減が認められるが、ポリテトラフルオロエチレンの含有量が30体積%以上になると、摩擦係数の値はほぼ一定値に漸近していた(実施例4、比較例4)。   The evaluation of the coefficient of friction obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 is shown in FIG. In Examples 1 to 4, the friction coefficient was significantly reduced compared to Comparative Examples 1 to 4. When Examples 1 to 4 were compared with Comparative Example 1, it was shown that the coefficient of friction was greatly reduced by adding polytetrafluoroethylene having an average molecular weight of 2 million. In addition, a decrease in the friction coefficient is observed as the polytetrafluoroethylene content increases, but when the polytetrafluoroethylene content exceeds 30% by volume, the value of the friction coefficient gradually approaches a constant value. (Example 4, Comparative Example 4).

また、実施例1〜4及び比較例1〜4の摩耗量をグラフに表したものを図4に示した。ポリテトラフルオロエチレンの含有量の増加にともない、摩耗量は増加し、ポリテトラフルオロエチレンが50体積%の場合(比較例4)、摩耗量は約12.5μmとなり、材料の信頼性が得られる下限の約10μmよりも摩耗量が大きかった。   Further, FIG. 4 shows graphs of the wear amounts of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4. As the polytetrafluoroethylene content increases, the amount of wear increases, and when polytetrafluoroethylene is 50% by volume (Comparative Example 4), the amount of wear is about 12.5 μm, the lower limit for obtaining material reliability. The amount of wear was greater than about 10 μm.

図3及び図4より、超高分子量ポリマーの樹脂組成物中の含有量は、5〜30体積%であることが好ましく、10〜20体積%であることが更に好ましい。   3 and 4, the content of the ultrahigh molecular weight polymer in the resin composition is preferably 5 to 30% by volume, and more preferably 10 to 20% by volume.

実施例5
ポリアミドイミド樹脂をエポキシ樹脂に変えた以外は実施例3と同様にした。表2に、実施例5の樹脂組成物の組成を示した。
Example 5
Example 3 was repeated except that the polyamideimide resin was changed to an epoxy resin. Table 2 shows the composition of the resin composition of Example 5.

比較例5〜10
比較例5では、平均分子量200万のポリテトラフルオロエチレンを用いずに樹脂組成物を実施例1と同様に調製した。比較例6〜8では、ポリテトラフルオロエチレンの分子量を実施例3の分子量から表2に記載された通りの分子量に変えた以外は、実施例3と同様にして樹脂組成物を調製した。比較例9、10では、ポリテトラフルオロエチレンに変えて二硫化モリブデン(MoS2)(比較例9)、グラファイト(比較例10)を用いる以外は実施例3と同様にした。表2に、比較例5〜10の樹脂組成物の組成を示した。
Comparative Examples 5-10
In Comparative Example 5, a resin composition was prepared in the same manner as Example 1 without using polytetrafluoroethylene having an average molecular weight of 2 million. In Comparative Examples 6 to 8, resin compositions were prepared in the same manner as in Example 3, except that the molecular weight of polytetrafluoroethylene was changed from the molecular weight of Example 3 to the molecular weight described in Table 2. Comparative Examples 9 and 10 were the same as Example 3 except that molybdenum disulfide (MoS 2 ) (Comparative Example 9) and graphite (Comparative Example 10) were used instead of polytetrafluoroethylene. Table 2 shows the compositions of the resin compositions of Comparative Examples 5 to 10.

Figure 2015124311
Figure 2015124311

実施例5及び比較例5〜10で得られた摩擦係数の評価を図5に示した。実施例5は実施例3と同程度の摩擦係数を示し、耐熱性樹脂として、ポリアミドイミド樹脂と同様にエポキシ樹脂(ただし、硬化剤としてアミノ樹脂を使用)を用いることができた。また、平均分子量200万のポリテトラフルオロエチレンを用いなかった場合(比較例5)や、分子量が実施例3のものとは異なるポリテトラフルオロエチレンを用いた場合には、実施例3と比較して摩擦低減効果が小さかった。また、平均分子量200万のポリテトラフルオロエチレンに変えて吸油特性の極めて低い固体潤滑剤である二硫化モリブデン(MoS2)(比較例9)、グラファイト(比較例10)を用いた場合も、実施例3と比較して摩擦低減効果が小さかった。 The evaluation of the friction coefficient obtained in Example 5 and Comparative Examples 5 to 10 is shown in FIG. Example 5 showed the same coefficient of friction as Example 3, and an epoxy resin (however, an amino resin was used as a curing agent) could be used as the heat-resistant resin in the same manner as the polyamide-imide resin. Further, when polytetrafluoroethylene having an average molecular weight of 2 million was not used (Comparative Example 5), or when polytetrafluoroethylene having a molecular weight different from that of Example 3 was used, it was compared with Example 3. The friction reducing effect was small. Also implemented in the case of using molybdenum disulfide (MoS 2 ) (Comparative Example 9) and graphite (Comparative Example 10), which are solid lubricants with extremely low oil absorption characteristics instead of polytetrafluoroethylene with an average molecular weight of 2 million. Compared with Example 3, the friction reducing effect was small.

[固体潤滑剤及び硬質粒子の配合量の摩擦係数、焼付特性及び剥離特性への影響]
実施例6〜19では、固体潤滑剤及び硬質粒子の配合量の摩擦係数への影響を評価した。実施例6〜8では、固体潤滑剤として二硫化モリブデン(MoS2)をそれぞれ所定の量で用い、それに対応してポリアミドイミド樹脂の量を変えた以外は実施例3と同様にした。実施例9〜11では、固体潤滑剤としてグラファイトをそれぞれ所定の量で用い、それに対応してポリアミドイミド樹脂の量を変えた以外は実施例3と同様にした。実施例12〜14では、固体潤滑剤として平均分子量2〜3万のテフロン(登録商標)(ポリテトラフルオロエチレン)をそれぞれ所定の量で用い、それに対応してポリアミドイミド樹脂の量を変えた以外は実施例3と同様にした。実施例15、16では、固体潤滑剤として二硫化モリブデン(MoS2)、グラファイト及び平均分子量2〜3万のテフロン(登録商標)をそれぞれ所定の量で用い、それに対応してポリアミドイミド樹脂の量を変えた以外は実施例3と同様にした。実施例17〜19では、固体潤滑剤として二硫化モリブデン(MoS2)、グラファイト及び平均分子量2〜3万のテフロン(登録商標)をそれぞれ所定の量で用い、硬質粒子としてアルミナ(Al2O3)をそれぞれ所定の量で用い、それに対応してポリアミドイミド樹脂の量を変えた以外は実施例3と同様にした。表3に、実施例6〜19の樹脂組成物の組成を示した。
[Effects of blending amount of solid lubricant and hard particles on friction coefficient, seizure characteristics, and peeling characteristics]
In Examples 6 to 19, the influence of the blending amount of the solid lubricant and the hard particles on the friction coefficient was evaluated. Examples 6 to 8 were the same as Example 3 except that molybdenum disulfide (MoS 2 ) was used in a predetermined amount as a solid lubricant, and the amount of polyamideimide resin was changed accordingly. Examples 9 to 11 were the same as Example 3 except that graphite was used in a predetermined amount as a solid lubricant, and the amount of polyamideimide resin was changed accordingly. In Examples 12 to 14, except that Teflon (registered trademark) (polytetrafluoroethylene) having an average molecular weight of 20,000 to 30,000 was used as a solid lubricant in predetermined amounts, and the amount of polyamideimide resin was changed accordingly. Was the same as in Example 3. In Examples 15 and 16, molybdenum disulfide (MoS 2 ), graphite, and Teflon (registered trademark) having an average molecular weight of 20,000 to 30,000 were used as solid lubricants in predetermined amounts, respectively, and the amount of polyamideimide resin corresponding thereto Example 3 was repeated except that In Examples 17 to 19, molybdenum disulfide (MoS 2 ), graphite, and Teflon (registered trademark) having an average molecular weight of 20,000 to 30,000 are used as solid lubricants in predetermined amounts, respectively, and alumina (Al 2 O 3 ) is used as hard particles. ) Was used in a predetermined amount, and the same procedure as in Example 3 was performed except that the amount of polyamideimide resin was changed accordingly. Table 3 shows the compositions of the resin compositions of Examples 6 to 19.

Figure 2015124311
Figure 2015124311

実施例6〜19で得られた摩擦係数及び焼付特性をそれぞれ図6及び7に示し、剥離特性の評価結果を表3に示した。焼付特性及び剥離特性の評価は以下の通り行った。   The friction coefficients and seizure characteristics obtained in Examples 6 to 19 are shown in FIGS. 6 and 7, respectively, and the evaluation results of the peeling characteristics are shown in Table 3. Evaluation of seizure characteristics and peeling characteristics was performed as follows.

〈焼付特性の評価〉
(1) 焼付特性を評価するためのテストピースとしては、摩擦特性評価用のテストピースを使用した。
(2) 図8に示すように、回転する平板テストピースをねずみ鋳鉄FC250よりなる相手材の円筒テストピースの端面に押しつけて、焼付特性を評価した。
(3) 試験条件は、エンジン油中(80℃)においてならし運転後、試験荷重をステップアップさせた時の試験面圧20MPa時の摩擦係数にて摩擦特性を評価し、さらに試験荷重をステップアップさせ、平板テストピースの樹脂組成物の被膜が摩滅、または剥離したときに相手剤と基材とが直接接触し、トルクが急上昇する荷重(焼付荷重)にて焼付特性を評価した。
<Evaluation of seizure characteristics>
(1) As a test piece for evaluating seizure characteristics, a test piece for evaluating friction characteristics was used.
(2) As shown in FIG. 8, the rotating flat plate test piece was pressed against the end face of the mating cylindrical test piece made of gray cast iron FC250 to evaluate the seizure characteristics.
(3) The test conditions were as follows: after the leveling operation in engine oil (80 ° C), evaluate the friction characteristics with the coefficient of friction at the test surface pressure of 20MPa when the test load is stepped up, and step the test load When the coating film of the resin composition of the flat plate test piece was worn away or peeled off, the counter agent and the substrate were in direct contact with each other, and the seizure characteristics were evaluated with a load (seizure load) at which the torque increased rapidly.

〈剥離特性の評価〉
(1) 剥離特性を評価するためのテストピースは、摩擦特性評価用のテストピースと同様にして作製した。
(2) 図9に示すように、直径1/8インチのSUJ2よりなる軸受球を平板テストピース上面に押しつけて、剥離特性を評価した。
(3) 試験条件は、エンジン油を平板上に均一に塗布した状態で、試験荷重を0.5〜10Nに徐々にスイープ増加させていき(1ストローク中に変動)、速度15mm/秒で200回摺動させ、試験後に被膜が残存している最大荷重を剥離荷重として計測し、比較評価した。
<Evaluation of peeling properties>
(1) A test piece for evaluating the peeling characteristics was produced in the same manner as the test piece for evaluating the friction characteristics.
(2) As shown in FIG. 9, a bearing ball made of SUJ2 having a diameter of 1/8 inch was pressed against the upper surface of a flat plate test piece to evaluate the peeling characteristics.
(3) The test conditions were as follows: engine oil was evenly applied on a flat plate, the test load was gradually increased to 0.5 to 10N (fluctuated during one stroke), and slid 200 times at a speed of 15mm / sec. The maximum load at which the coating film remained after the test was measured as a peel load and subjected to comparative evaluation.

実施例6〜19のいずれにおいても、平均分子量200万のポリテトラフルオロエチレンが樹脂組成物に配合されているため、比較例1と比較すると摩擦係数は大幅に低減した。また、実施例6〜19の焼付特性について、いずれも焼付面圧は20MPa以上であり、摺動部材としての使用に問題無いと考えられる。しかし、剥離特性の結果から、固体潤滑剤および硬質粒子の配合量が増加すると、樹脂組成物をコーティングして形成される被膜の脆弱化が進行し、より剥離しやすい被膜となった。以上の結果より、固体潤滑剤としての平均分子量50万未満のポリテトラフルオロエチレンは20体積%以下の量で、二硫化モリブデンは30体積%以下の量で、グラファイトは20体積%以下の量で組成物に含まれることが好ましく、また、硬質粒子としてのアルミナは10体積%以下の量で組成物に含まれることが好ましい。   In any of Examples 6 to 19, since polytetrafluoroethylene having an average molecular weight of 2 million was blended in the resin composition, the coefficient of friction was significantly reduced as compared with Comparative Example 1. Further, regarding the seizure characteristics of Examples 6 to 19, the seizure surface pressure is 20 MPa or more, and it is considered that there is no problem in use as a sliding member. However, as a result of the release characteristics, when the blending amount of the solid lubricant and the hard particles is increased, the coating formed by coating the resin composition is increasingly weakened, and the coating is more easily peeled off. Based on the above results, polytetrafluoroethylene having an average molecular weight of less than 500,000 as a solid lubricant is 20 volume% or less, molybdenum disulfide is 30 volume% or less, and graphite is 20 volume% or less. It is preferable to be contained in the composition, and alumina as hard particles is preferably contained in the composition in an amount of 10% by volume or less.

[超高分子量ポリマーの平均粒径の摩擦係数への影響]
本発明の樹脂組成物における超高分子量ポリテトラフルオロエチレンの平均粒径の摩擦係数への影響を調べた。実施例3の樹脂組成物について、超高分子量ポリテトラフルオロエチレンの平均粒径を0.1、1、5、10、20μm(それぞれ実施例20〜24)としたものを準備し、膜厚10μmのコーティングが形成された摩擦特性評価用のテストピースを作製し、評価を行った。得られた結果を表4及び図10に示す。
[Effect of average particle size of ultrahigh molecular weight polymer on friction coefficient]
The influence of the average particle size of the ultrahigh molecular weight polytetrafluoroethylene on the friction coefficient in the resin composition of the present invention was examined. For the resin composition of Example 3, prepared an ultra high molecular weight polytetrafluoroethylene having an average particle size of 0.1, 1, 5, 10, 20 μm (Examples 20 to 24, respectively), and a coating with a film thickness of 10 μm A test piece for evaluation of frictional characteristics formed with was produced and evaluated. The obtained results are shown in Table 4 and FIG.

Figure 2015124311
Figure 2015124311

表4及び図10より、超高分子量ポリテトラフルオロエチレンの平均粒径が0.1μm〜10μmである場合には、優れた摩擦低減効果が得られ、また、樹脂組成物のコーティング性及びコーティングして形成された被膜の表面の粗さについても良好であった。   From Table 4 and FIG. 10, when the average particle size of the ultrahigh molecular weight polytetrafluoroethylene is 0.1 μm to 10 μm, an excellent friction reducing effect is obtained, and the coating properties of the resin composition and coating The surface roughness of the formed film was also good.

[浮動ライナ式フリクション測定用エンジンを用いたフリクション評価]
本発明の樹脂組成物の組成を最適化した実施例25の樹脂組成物及び比較例1の樹脂組成物について、浮動ライナ式フリクション測定用エンジンを用いてフリクション低減効果を確認した。
[Friction evaluation using floating liner type friction measurement engine]
For the resin composition of Example 25 and the resin composition of Comparative Example 1 in which the composition of the resin composition of the present invention was optimized, the effect of reducing friction was confirmed using a floating liner type friction measurement engine.

実施例25の樹脂組成物の組成を表5に示す。

Figure 2015124311
The composition of the resin composition of Example 25 is shown in Table 5.
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試験は以下の方法で行った。
(1) 被膜組成物を鋳造アルミAC8Aよりなるピストンのスカート表面に100番のメッシュサイズのスクリーンを用いてスクリーン印刷を行い、180℃で90分間焼成してN-メチル-2-ピロリドンを揮発させることにより、膜厚約10μmのコーティングを形成したピストンを作製した。
The test was conducted by the following method.
(1) The coating composition is screen printed on the skirt surface of a piston made of cast aluminum AC8A using a screen of mesh size No. 100 and baked at 180 ° C for 90 minutes to volatilize N-methyl-2-pyrrolidone. As a result, a piston having a coating thickness of about 10 μm was produced.

(2) 作製したピストンにピストンリングなどを取り付け、浮動ライナ式フリクション測定用エンジンに組み込み、摩擦損失を摩擦平均有効圧力(FMEP)(ピストンの運動により生じた摩擦仕事をエンジン行程容積で除した値である)により評価した。ピストンと摺動する相手材には、面粗さが十点平均粗さ(Rz)で2〜4μmである鋳鉄シリンダライナを用いた。同装置では、シリンダライナにて結合された荷重測定用センサーによりピストンが上下方向に摺動する際にシリンダライナーに加わる摩擦力を測定している。 (2) A piston ring, etc., is attached to the manufactured piston and incorporated in a floating liner type friction measurement engine, and friction loss is calculated as friction mean effective pressure (FMEP) (value obtained by dividing friction work generated by piston motion by engine stroke volume). ). A cast iron cylinder liner having a surface roughness of 2 to 4 μm in terms of 10-point average roughness (Rz) was used as the counterpart material that slides with the piston. In this apparatus, a frictional force applied to a cylinder liner is measured when a piston slides in a vertical direction by a load measuring sensor coupled by a cylinder liner.

(3) 浮動ライナ式フリクション測定用エンジンにてフリクションを測定する際の試験条件は、エンジン回転数800〜2400rpm、負荷300〜900kPa、潤滑油温度80℃である。 (3) Test conditions for measuring friction with a floating liner type friction measuring engine are an engine speed of 800 to 2400 rpm, a load of 300 to 900 kPa, and a lubricating oil temperature of 80 ° C.

実施例25及び比較例1の樹脂組成物を用いた場合のFMEPの差を図11に示す。この図において、縦軸の値が正の場合にはフリクション低減効果が無く、負の値を示す場合にはフリクション低減効果があることを意味する。図11から、実施例25の樹脂組成物は比較例1の樹脂組成物に対して優れたフリクション低減効果を示すことが示された。   FIG. 11 shows the difference in FMEP when the resin compositions of Example 25 and Comparative Example 1 are used. In this figure, when the value on the vertical axis is positive, there is no friction reduction effect, and when the value is negative, it means that there is a friction reduction effect. From FIG. 11, it was shown that the resin composition of Example 25 showed an excellent friction reducing effect with respect to the resin composition of Comparative Example 1.

本発明の樹脂組成物を用いることにより、摩擦特性及び耐摩耗性などのフリクションが改善された摺動用樹脂組成物を提供することが可能となる。   By using the resin composition of the present invention, it is possible to provide a sliding resin composition having improved friction characteristics and wear resistance.

Claims (7)

平均分子量が50万以上300万未満である超高分子量ポリマーを5〜30体積%含む摺動用樹脂組成物であって、超高分子量ポリマーが、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン及びポリアミドから選択される少なくとも1種である摺動用樹脂組成物。   A sliding resin composition comprising 5 to 30% by volume of an ultrahigh molecular weight polymer having an average molecular weight of 500,000 to less than 3 million, wherein the ultrahigh molecular weight polymer is selected from at least polytetrafluoroethylene, polyethylene and polyamide One type of sliding resin composition. 超高分子量ポリマーがポリテトラフルオロエチレンである請求項1の摺動用樹脂組成物。   2. The sliding resin composition according to claim 1, wherein the ultrahigh molecular weight polymer is polytetrafluoroethylene. 超高分子量ポリマーの平均粒径が0.1μm〜10μmである請求項1又は2の摺動用樹脂組成物。   3. The sliding resin composition according to claim 1 or 2, wherein the ultra high molecular weight polymer has an average particle size of 0.1 μm to 10 μm. 樹脂が、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリフェニルサルファイド樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂から選択される少なくとも1種である請求項1〜3のいずれか1項の摺動用樹脂組成物。   The resin according to any one of claims 1 to 3, wherein the resin is at least one selected from a polyimide resin, a polyamideimide resin, a polyether sulfone resin, a polyphenyl sulfide resin, a polyamide resin, an epoxy resin, and a phenol resin. Kinetic resin composition. 平均分子量が50万未満であるポリテトラフルオロエチレン、二硫化モリブデン及びグラファイトから選択される少なくとも1種の固体潤滑剤をさらに含む請求項1〜4のいずれか1項の摺動用樹脂組成物。   The sliding resin composition according to any one of claims 1 to 4, further comprising at least one solid lubricant selected from polytetrafluoroethylene, molybdenum disulfide, and graphite having an average molecular weight of less than 500,000. アルミナ及びシリカから選択される少なくとも1種の硬質粒子をさらに含む請求項1〜5のいずれか1項の摺動用樹脂組成物。   6. The sliding resin composition according to claim 1, further comprising at least one hard particle selected from alumina and silica. 潤滑油を用いた湿式条件で使用され、請求項1〜6のいずれか1項の摺動用樹脂組成物が摺動面にコーティングされた摺動部材。   A sliding member, which is used under wet conditions using a lubricating oil, wherein the sliding resin composition according to any one of claims 1 to 6 is coated on a sliding surface.
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