JP4497515B2 - ベアリングリテーナ用合成樹脂組成物及びそれを成型したベアリングリテーナ - Google Patents

Description

本発明は、特異なトライボロジー特性を有するベアリングリテーナ用合成樹脂組成物及びこれを成型したベアリングリテーナに関する。

従来、ベアリングリテーナには、ナイロン６６、ナイロン６、ナイロン１１、ポリフタルアミドなど芳香族ナイロン、などのポリアミド系樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートなどポリエステル系樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレンなどポリオレフィン系樹脂、ポリアセタールなどの樹脂が用いられてきた。中でも、ナイロン６６に代表されるポリアミド系樹脂がリテーナに要求される機械的性質、化学的特性、物理的特性を兼ね備えており、好ましく用いられている。（特許文献１参照） また、本発明者によるＲＢＣ（ＲＢセラミックス）又はＣＲＢＣ（ＣＲＢセラミックス）は、成型できる炭素材料として知られている。（非特許文献１）これを用いた本発明者によるベアリングリテーナ用材料も知られている。（特許文献２及び特許文献３参照）しかし、ＲＢＣ（ＲＢセラミックス）又はＣＲＢＣ（ＣＲＢセラミックス）そのものを用いたベアリングリテーナ用材料は、軽量でリテーナに要求される機械的性質、化学的特性、物理的特性を兼ね備えているが、製造上の温度管理や品質管理が難しいというセラミック特有の問題がある。 また、米ぬかを利用して、多孔質炭素材料を得ようとすることは、堀切川 一男の研究により知られている。（非特許文献１参照）一方、フラーレンは、炭素クラスターとして知られており、サッカーボールの形状をした炭素数６０のフラーレン、ラグビーボールの形状をした炭素数７０のフラーレンやもっと大きい炭素数７６，７８，８２，８４，９０，９６などのフラーレンが知られている（特許文献４参照）。
特開平３−２００８７１号公報 米国特許第６３９５６７７号明細書 特開２００２−１８７７７３号公報 特開２００３−１１９０１１号公報 機能材料 １９９７年 ５月号 Ｖｏｌ．１７ Ｎｏ．５ ｐ２４〜２８

従来のベアリングリテーナ用材料としてよく用いられるナイロン６６などのポリアミド樹脂は、リテーナに要求される機械的性質、化学的性質、物理的性質を兼ね備えているが、摩擦特性、摩耗特性、及び潤滑油保持特性の点で改善の余地が残されていた。
本発明は、摩擦特性、摩耗特性、及び潤滑油保持特性を改善し、しかも生産効率を損なうことのないベアリングリテーナ用合成樹脂組成物及びそれを成形したベアリングリテーナを提供することを課題とする。さらに繊維または炭素クラスターを配合することで機械的性質を同時に向上させたベアリングリテーナ用合成樹脂組成物及びそれを成形したベアリングリテーナを提供することを課題とする。
本発明者は、扱いなれた合成樹脂組成物とりわけポリアミド系組成物に、ＲＢＣ（ＲＢセラミックス）微粉末又はＣＲＢＣ（ＣＲＢセラミックス）微粉末を配合したときの特性に注目し、鋭意研究した結果、有望なベアリングリテーナ用合成樹脂組成物に到達することができた。
本発明の第一発明者である堀切川 一男は、以下に説明するように、米ぬかから得られる脱脂ぬかを利用して新しい炭素材料であるＲＢセラミックス（以下ＲＢＣという。）及びＣＲＢセラミックス（以下ＣＲＢＣという。）を開発した。
日本において９０万トン／年、世界中で３３００万トン／年も排出されている米ぬかを利用して、多孔質炭素材料を得ようとすることは、堀切川 一男の研究により知られている。（非特許文献１参照）
ここには、米ぬかから得られる脱脂ぬかと、熱硬化性樹脂を混合して混錬し、加圧成型した成型体を乾燥させた後、乾燥成型体を不活性ガス雰囲気中で焼成した炭素材料であるＲＢＣ及びその製造方法が示されている。熱硬化性樹脂は、熱硬化しさえすればどのようなものでも良く、代表的にはフェノール系樹脂、ジアリールフタレート系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、トリアジン系樹脂が挙げられる。とくにフェノール系樹脂が好適に用いられる。 脱脂ぬかと熱硬化性樹脂の混合割合は、質量比で、５０〜９０：５０〜１０であるが、好適には７５：２５ が用いられる。
焼成温度は、７００℃〜１０００℃であり、通常はロータリーキルンが用いられ、焼成時間は約４０分から１４０分である。
ＲＢＣをさらに改良した炭素材料であるＣＲＢＣは、米ぬかから得られる脱脂ぬかと、熱硬化性樹脂とから得られるＲＢセラミックスの改良材であって、米ぬかから得られる脱脂ぬかと、熱硬化性樹脂を混合して混錬し、不活性ガス中７００℃〜１０００℃で一次焼成した後、１００メッシュ程度以下に粉砕して炭化粉末とし、該炭化粉末と熱硬化性樹脂を混合して混錬し、圧力２０ＭＰａ〜３０ＭＰａで加圧成型した後、成型体を不活性ガス雰囲気中で再び３００℃〜１１００℃で熱処理して得られる黒色樹脂ないし多孔質セラミックスである。

ＲＢＣ及びＣＲＢＣは、次のような優れた特徴を持っている。
・硬度が高い。
・膨張係数が非常に小さい。
・組織構造がポーラスである。
・電気伝導性を有する。
・比重が小さく軽い。
・摩擦係数が非常に小さい。
・耐摩耗性に優れる。
・材料が米ぬかで地球環境への悪影響が少なく、省資源に繋がる。
本発明においては、ＲＢＣ及びＣＲＢＣを平均粒径３００μｍ以下、好ましくは１〜１５０μｍに微粉末化して用い、合成樹脂と混合することにより得られる合成樹脂組成物又はこの合成樹脂組成物にさらに繊維または炭素クラスターを混練することにより得られる合成樹脂組成物が、ベアリングリテーナとして優れた特性を有することを見出し、これをベアリングリテーナに利用する技術に関する。

本発明者は、RBC又はCRBCの優れた摩擦特性及び摩耗特性、又、多孔質構造に起因する潤滑油保持特性に注目し、鋭意研究した結果、以下の手段により課題が解決されることを見出した。
すなわち、合成樹脂にRBC微粉末又はCRBC微粉末を組成物全体の１０〜７０質量％配合することにより、摩擦特性、摩耗特性、及び潤滑油保持特性が改善されたベアリングリテーナ用合成樹脂組成物を得る。又、このベアリングリテーナ用合成樹脂組成物を射出成形することにより、摩擦特性、摩耗特性、及び潤滑油保持特性が改善されたベアリングリテーナを得る。
さらにRBC微粉末又はCRBC微粉末とともに繊維または炭素クラスターをそれぞれ組成物全体の0.1〜50質量%、0.1〜5質量%配合することにより、摩擦特性、摩耗特性、及び潤滑油保持特性だけでなく機械的強度特性も改善されたベアリングリテーナ用合成樹脂組成物を得る。又、このベアリングリテーナ用合成樹脂組成物を射出成形することにより、摩擦特性、摩耗特性、及び潤滑油保持特性だけでなく機械的性質も改善されたベアリングリテーナが得られる。

本発明のベアリングリテーナ用合成樹脂組成物及びそれを成形したベアリングリテーナはRBC微粉末又はCRBC微粉末を組成物全体の１０〜７０質量％配合することにより、以下の効果を奏することが出来る。
１．摩擦係数を低下させることが出来る。
２．低すべり速度域と高すべり速度域での摩擦係数の差を小さくすることが出来る。
３．摩耗しにくくさせることが出来る。
４．潤滑油保持特性を向上させることが出来る。
５．RBC微粉末またはCRBC微粉末とともに繊維または炭素クラスターを配合することで、前記１〜４に加えて機械的性質も同時に向上させることが出来る。
６．従来のベアリングリテーナと同様の条件で成形できるので、生産効率を損なうことがない。
またさらに、平均粒径１〜１０μｍのＲＢＣ微粉末又はＣＲＢＣ微粉末を配合することにより、1．ないし4．で述べた特性を格段に向上させるとともに、従来のベアリングリテーナが所望していた1．ないし4．で述べた特性を所与するものである。

本発明において用いるＲＢＣ微粉末又はＣＲＢＣ微粉末は、通常、平均粒径３００μｍ以下のものが用いられる。とくに、平均粒径１〜１５０μｍのものを用いて、ＲＢＣ微粉末又はＣＲＢＣの微粉末の含有量が組成物全体の１０〜７０質量％である合成樹脂組成物を成型すると、潤滑油保持性能の高い表面状態を作り出すことができ、ベアリングリテーナとして適していることが判った。 本発明において用いることが出来る合成樹脂としては、ポリアミドが挙げられる。具体的には、ナイロン６６（ポリヘキサメチレンアジポアミド）、ナイロン６（ポリカプラミド）、ナイロン１１（ポリウンデカンアミド）、ナイロン１２、ポリフタルアミドが挙げられる。

さらに、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂を併用することも出来る。このような熱硬化性樹脂としては、フェノール系樹脂、ジアリールフタレート系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、トリアジン系樹脂などが挙げられる。
ＲＢＣ微粉末又はＣＲＢＣ微粉末の添加割合は、ＲＢＣ微粉末又はＣＲＢＣ微粉末の含有量が組成物全体の１０〜７０質量％であることが必要である。とくに４０〜７０質量％の範囲が好ましい。
ＲＢＣ微粉末又はＣＲＢＣの微粉末の添加割合が７０質量％を超えると樹脂組成物の機械的特性が低下し、また１０質量％以下では、潤滑油保持性能が低下する。

成型は、通常、押出成型または射出成型で行われる。
また、金型の温度をやや低めに設定すると良いことが解っている。基本的には合成樹脂のガラス転移点ないし融点の範囲の温度が良い。さらに、金型は、急冷するよりも徐冷する方が、良い表面状態の成型物が得られることが判明している。
本発明のベアリングリテーナ用合成樹脂組成物には、必要に応じて老化防止剤、酸化防止剤や安定剤を加えることができる。
これらは合成樹脂の種類により適宜選択することができる。
本発明で用いられる老化防止剤としては、ポリアミドの場合はアミン系の老化防止剤などが選ばれる。例えば、アミン系老化防止剤としては、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンなどのジアリール−ｐ−フェニレンジアミン系老化防止剤、Ｎ−フェニル−Ｎ’−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ’−（１，３−ジメチル）−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ’−シクロヘキシル−ｐ−フェニレンジアミンなどのアリールアルキル−ｐ−フェニレンジアミン系老化防止剤、アルキレーティッドジフェニルアミド、４，４’−ジ−オクチルジフェニルアミンなどのジフェニルアミン系老化防止剤などが挙げられる。
安定剤としては、リン酸エステル、亜リン酸エステルに代表されるような熱安定剤あるいは光安定剤としては、ヒンダードアミン系光安定剤、フェニルベンゾエート系光安定剤、ニッケル錯塩などがある。
このヒンダードアミン系またはフェニルベンゾエート系光安定剤の具体例として、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セパケート、コハク酸とＮ−（２−ヒドロキシプロピル）−２，２，６，６−テトラメチル−４−ヒドロキシピペリジンとの縮合物、テトラキス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）、１，２，３，４−ブタンテトラカルボキシレート、Ｎ，Ｎ’−ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）ヘキサメチレンジアミンと１，２−ジブロモエタンとの重縮合物、ビス（２，２，６，６−テトラメチルピペリジル）アジペート、ビス（２，２，６，６−テトラメチルピペリジル）フマレート、ポリ〔〔６−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）イミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジイル〕〔（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ〕ヘキサメチレン〔（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ〕〕、２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル−３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート、４−オクチルフェニル−３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート、ｎ−ヘキサデシル−３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエートなどが挙げられる。

本発明のベアリングリテーナ用合成樹脂組成物で用いられる酸化防止剤の例としては、フェノール系、リン系、硫黄系のものなどがある。ここでフェノール系酸化防止剤としては、２，６-ジ-ｔ-ブチル-４-メチルフェノール、トリス（３，５-ジ-ｔ-ブチル-４-ヒドロキシベンジル）イソシアヌレート、テトラキス〔メチレン-３-（３，５-ジ-ｔ-ブチル-４-ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕メタン、ｎ-オクタデシル-３-（３’，５’-ジ-ｔ-ブチル-４’-ヒドロキシフエニル）プロピオネート、４，４’ブチリデンビス-（３-メチル-６-ｔ-ブチルフエノール、トリエチレングリコール−ビス〔３-（３-ｔ-ブチル-４-ヒドロキシ-５-メチルフエニル）プロピオネート〕、３，９-ビス〔２-〔３（３-ｔ-ブチル-４-ヒトロキシ-５-メチルフェニル）プロピオニルオキシ〕-１，１-ジメチルエチル〕-２，４，８，１０-テトラオキサスピロ〔５，５〕ウンデカンなどが挙げられる。

また、リン系酸化防止剤としては、トリスノニルフェニルホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、テトラキス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−４，４’−ビフェニレン−ジ−ホスホナイト、ビス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス（２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェニル）ペンタエリスリトール−ジホスファイト、２，２，−メチレンビス（４，６−ジ−ｔ−ブチルフェニル）オクチルホスファイトなどを挙げることができる。硫黄系酸化防止剤としては、ジラウリル−３，３’−チオジプロピオネート、ジミリスチル−３，３’−チオジプロピオネート、ジステアリル−３，３’−チオジプロピオネート、ペンタエリスリトールテスラキス（３−ラウリルチオプロピオネート）などを挙げることができる。

また、本発明のベアリングリテーナ用合成樹脂組成物には、必要に応じて難燃剤を添加することができる。難燃剤の例としては、テトラブロモビスフェノールＡ誘導体、ヘキサブロモジフェニールエーテル及びテトラブロモ無水フタル酸等のハロゲン含有化合物：トリフェニールホスフェート、トリフェニールホスファイト、赤リン及びポリリン酸アンモニウム等のリン含有化合物：尿素及びグアニジン等の窒素含有化合物：シリコンオイル、有機シラン及びケイ酸アルミニウム等のケイ素含有化合物：三酸化アンチモン及びリン酸アンチモン等のアンチモン化合物等が挙げられる。
さらに、本発明のベアリングリテーナ用合成樹脂組成物中に、硝子繊維、ロックウール、炭素繊維等の無機質繊維、ポリエステル、レーヨン、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリオレフイン、アクリル、アラミド等の合成繊維又は木材パルプ、マニラ麻等の天然パルプ繊維を添加して、成型物の強度を高めることが出来る。
また、繊維は市販のもので、長繊維でも短繊維でも同様に用いることができる。
これらの繊維の配合量は、組成物全体の０．１〜５０質量％配合することができるが、強度及び潤滑特性から１〜３０質量％とくに１０〜２５質量％であることが好ましい。

本発明に於いて用いる炭素クラスターは、フラーレンであり、市販のもので良い。炭素数６０のもの、炭素数７０のもの、あるいはそれらの混合物を用いても良い。市販のフラーレンとしては、フロンティアカーボン株式会社の「フラーレン６０」（製品名）や「ミックスフラーレン」（製品名）がある。「ミックスフラーレン」は、フラーレン６０とフラーレン７０が、約７０：３０の質量比で存在していることが確認されている。さらに、ミックスフラーレンは分散性に優れているので、本発明において好ましく用いることができる。 本発明において、炭素クラスターを用いる場合、ＲＢＣ微粉末又はＣＲＢＣ微粉末の平均粒径は、１〜１０μｍのものが好ましい。フラーレンの添加量は、０．１質量％以下では効果がみられず、５質量％より多く加えても効果の変化がみられない。 本発明の実施の形態をまとめると、以下のとおりである。 （１）ナイロン６６、ナイロン６、ナイロン１１、ナイロン１２、ポリフタルアミドから選ばれる樹脂の１種又は２種以上である合成樹脂と均一に分散させたＲＢセラミックス微粉末又はＣＲＢセラミックスの微粉末を含み、ＲＢセラミックス微粉末又はＣＲＢセラミックスの微粉末の含有量が組成物全体の１０〜７０質量％であるベアリングリテーナ用合成樹脂組成物。 （２）ＲＢセラミックス微粉末又はＣＲＢセラミックスの微粉末の平均粒径が、３００μｍ以下である上記（１）に記載したベアリングリテーナ用合成樹脂組成物。 （３）ＲＢセラミックス微粉末又はＣＲＢセラミックスの微粉末の平均粒径が、１〜１０μｍである上記（１）又は上記（２）に記載したベアリングリテーナ用合成樹脂組成物。 （４）合成樹脂が、ナイロン６６である上記（２）又は上記（３）に記載したベアリングリテーナ用合成樹脂組成物。 （５）さらに、無機繊維及び／又は有機繊維を配合した上記（１）ないし上記（４）のいずれかひとつに記載したベアリングリテーナ用合成樹脂組成物。 （６）無機繊維及び／又は有機繊維が、短繊維であり、配合量が組成物全体の０．１〜５０質量％である上記（５）に記載したベアリングリテーナ用合成樹脂組成物。 （７）無機繊維が硝子繊維である上記（５）又は上記（６）に記載したベアリングリテーナ用合成樹脂組成物。 （８）さらに、フラーレンを配合した上記（１）ないし上記（４）のいずれかひとつに記載したベアリングリテーナ用合成樹脂組成物。 （９）フラーレンの配合量が組成物全体の０．１〜５質量％であり、かつ、ＲＢセラミックス微粉末又はＣＲＢセラミックスの微粉末の平均粒径が１０μｍ以下である上記（８）に記載したベアリングリテーナ用合成樹脂組成物。 （１０）上記（１）ないし上記（９）のベアリングリテーナ用合成樹脂組成物を用いて成型したベアリングリテーナ。

本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明する。
実施例に先立って、比較のための試験片Ａを作製した。
（試験片Ａの作製）
ナイロン６６ペレット１００ｇを原料樹脂とし射出成型して、直径５０ｍｍ厚さ３ｍｍの試験片Ａを作製した。
実施例１
（ＲＢＣ微粉末の作製）
米ぬかから得られる脱脂ぬか７５ｋｇと液体状のフェノール樹脂（レゾール）２５ｋｇを、５０℃〜６０℃に加熱しながら、混合して混錬した。可塑性を有する均質な混合物が得られた。
混合物を、ロータリーキルンを使って窒素雰囲気中で９５０℃で１２０分焼き上げた。得られた炭化焼成物を、１７０メッシュの篩にかけて平均粒径が１４０μｍ〜１６０μｍのＲＢＣ微粉末を得た。
（試験片Ｂの成型）
平均粒径が１５０μｍＲＢＣ微粉末３０ｇとナイロン６６ペレット７０ｇを溶融混合して得られた樹脂組成物を原料樹脂とし射出成型して、直径５０ｍｍ厚さ３ｍｍの試験片Ｂを作製した。

（ＲＢＣ微粉末の製造）
実施例１で製造したＲＢＣ微粉末を用いた。
（試験片Ｃの作製）
平均粒径が１５０μｍＲＢＣ微粉末５０ｇとナイロン６６ペレット５０ｇを溶融混合して得られた樹脂組成物を原料樹脂とし射出成型して、直径５０ｍｍ厚さ３ｍｍの試験片Ｃを作製した。

（ＣＲＢＣ微粉末の製造）
米ぬかから得られる脱脂ぬか７５ｋｇと液体状のフェノール樹脂（レゾール）２５ｋｇを、５０℃〜６０℃に加熱しながら、混合して混錬した。可塑性を有する均質な混合物が得られた。
混合物を、ロータリーキルンを使って窒素雰囲気中１０００℃で１２０分焼き上げた。得られた炭化焼成物を、１００メッシュの篩にかけて、平均粒径が２４０μｍ〜２６０μｍのＲＢＣ微粉末を得た。
得られたＲＢＣ微粉末６５Ｋｇと固体状のフェノール樹脂（レゾール）３５Ｋｇを１００℃〜１５０℃に加熱しながら、混合して混錬した。可塑性を有する均質な混合物が得られた。
次いで、可塑物を圧力２２ＭＰａで直径約２ｃｍの球形に加圧成型した。金型の温度は１５０℃であった。
金型から成型体を取り出し、窒素雰囲気中で５００℃までは３℃／分の昇温速度で温度を上げ、５００℃で３０分間保持し、１０００℃で約１２０分焼成した。
次いで５００℃までは２〜３℃／分の冷却速度で、温度を下げ、５００℃以下になると自然放冷した。
得られた直径約２ｃｍの球形のＣＲＢＣ成型物を、粉砕機を用いて粉砕し、８００メッシュの篩にかけて、平均粒径が３０μｍであるＣＲＢＣ微粉末を得た。
（試験片Ｄの成型）
平均粒径が３０μｍのＣＲＢＣ微粉末５０ｇとナイロン６６ペレット５０ｇを溶融混合して得られた樹脂組成物を原料樹脂とし、射出成型して、直径５０ｍｍ厚さ３ｍｍの試験片Ｄを作製した。

（ＲＢＣ微粉末の製造）
実施例１で製造したＲＢＣ微粉末を用いた。
（試験片Ｅの作製）
平均粒径が１５０μｍのＲＢＣ微粉末７０ｇとナイロン６６ペレット３０ｇを溶融混合して得られた樹脂組成物を原料樹脂とし射出成型して、直径５０ｍｍ厚さ３ｍｍの試験片Ｅを作製した。

（ＲＢＣ微粉末の製造）
実施例１で製造したＲＢＣ微粉末を用いた。
（試験片Fの作製）
平均粒径が１５０μｍのＲＢＣ微粉末１０ｇとナイロン６６ペレット９０ｇを溶融混合して得られた樹脂組成物を原料樹脂とし射出成形して、直径５０ｍｍ厚さ３ｍｍの試験片Fを作製した。

（ＲＢＣ微粉末の製造）
実施例１で製造したＲＢＣ微粉末を用いた。
（試験片Gの作製）
平均粒径が１５０μｍのＲＢＣ微粉末２０ｇとナイロン６６ペレット８０ｇを溶融混合して得た樹脂組成物を原料樹脂とし射出成形して、直径５０ｍｍ厚さ３ｍｍの試験片Gを作製した。

（試験片Hの作製）
市販の硝子繊維２３ｇ及びナイロン６６ペレット７７ｇを均一に溶融混合して得た樹脂組成物を原料樹脂とし射出成形して、直径５０ｍｍ厚さ３ｍｍの比較のための試験片Hを作製した。

（ＲＢＣ微粉末の製造）
実施例１で製造したＲＢＣ微粉末を用いた。
（試験片Iの作製）
平均粒径が１５０μｍのＲＢＣ微粉末１０ｇと実施例７の硝子繊維入りナイロン６６組成物９０ｇを溶融混合して樹脂組成物を得た。この樹脂組成物を原料樹脂とし射出成形して、直径５０ｍｍ厚さ３ｍｍの試験片Iを作製した。

（ＲＢＣ微粉末の製造）
実施例１で製造したＲＢＣ微粉末をさらに粉砕機を用いて粉砕し、８００メッシュの篩にかけて、平均粒径が３０μｍであるＲＢＣ微粉末を得た。
（試験片Jの作製）
平均粒径が３０μｍのＲＢＣ微粉末３０ｇとナイロン６６ペレット７０ｇを溶融混合して得た樹脂組成物を原料樹脂とし射出成形して、直径５０ｍｍ厚さ３ｍｍの試験片Jを作製した。

（ＲＢＣ微粉末の製造）
実施例９で製造したＲＢＣ微粉末を用いた。
（試験片Kの作製）
平均粒径が３０μｍのＲＢＣ微粉末７０ｇとナイロン６６ペレット３０ｇを溶融混合して得た樹脂組成物を原料樹脂とし射出成形して、直径５０ｍｍ厚さ３ｍｍの試験片Kを作製した。

（ＲＢＣ微粉末の製造）
実施例９で製造したＲＢＣ微粉末をさらに粉砕機を用いて微粉砕し、平均粒径が３μｍ（正規分布σ１．６３２）であるＲＢＣ微粉末を得た。
（試験片Lの作製）
平均粒径が３μｍのＲＢＣ微粉末５ｇとナイロン６６ペレット９５ｇを溶融混合して得た樹脂組成物を原料樹脂とし射出成形して、直径５０ｍｍ厚さ３ｍｍの試験片Lを作製した。

（ＲＢＣ微粉末の製造）
実施例１１で製造したＲＢＣ微粉末を用いた。
（試験片Mの作製）
平均粒径が３μｍのＲＢＣ微粉末１０ｇとナイロン６６ペレット９０ｇを溶融混合して得た樹脂組成物を原料樹脂とし射出成形して、直径５０ｍｍ厚さ３ｍｍの試験片Mを作製した。

（ＲＢＣ微粉末の製造）
実施例１１で製造したＲＢＣ微粉末を用いた。
（試験片Nの作製）
平均粒径が３μｍのＲＢＣ微粉末２０ｇとナイロン６６ペレット８０ｇを溶融混合して得た樹脂組成物を原料樹脂とし射出成形して、直径５０ｍｍ厚さ３ｍｍの試験片Nを作製した。

（ＲＢＣ微粉末の製造）
実施例１１で製造したＲＢＣ微粉末を用いた。
（試験片Oの作製）
平均粒径が３μｍのＲＢＣ微粉末３０ｇとナイロン６６ペレット７０ｇを溶融混合して得た樹脂組成物を原料樹脂とし射出成形して、直径５０ｍｍ厚さ３ｍｍの試験片Oを作製した。

（ＲＢＣ微粉末の製造）
実施例１１で製造したＲＢＣ微粉末を用いた。
（試験片Pの作製）
平均粒径が３μｍのＲＢＣ微粉末５０ｇとナイロン６６ペレット５０ｇを溶融混合して得た樹脂組成物を原料樹脂とし射出成形して、直径５０ｍｍ厚さ３ｍｍの試験片Pを作製した。

（ＲＢＣ微粉末の製造）
実施例１１で製造したＲＢＣ微粉末を用いた。
（試験片Qの作製）
平均粒径が３μｍのＲＢＣ微粉末３０ｇとナイロン６６ペレット６９．９ｇさらにフラーレン（フロンティアカーボン株式会社の「ミックスフラーレン」（製品名））０．１ｇを溶融混合して得た樹脂組成物を原料樹脂とし射出成形して、直径５０ｍｍ厚さ３ｍｍの試験片Qを作製した。

（ＲＢＣ微粉末の製造）
実施例１１で製造したＲＢＣ微粉末を用いた。
（試験片Rの作製）
平均粒径が３μｍのＲＢＣ微粉末３０ｇとナイロン６６ペレット６９．５ｇさらにフラーレン（フロンティアカーボン株式会社の「ミックスフラーレン」（製品名））０．５ｇを溶融混合して得た樹脂組成物を原料樹脂とし射出成形して、直径５０ｍｍ厚さ３ｍｍの試験片Rを作製した。

（ＲＢＣ微粉末の製造）
実施例１１で製造したＲＢＣ微粉末を用いた。
（試験片Sの作製）
平均粒径が３μｍのＲＢＣ微粉末３０ｇとナイロン６６ペレット６９ｇさらにフラーレン（フロンティアカーボン株式会社の「ミックスフラーレン」（製品名））１ｇを溶融混合して得た樹脂組成物を原料樹脂とし射出成形して、直径５０ｍｍ厚さ３ｍｍの試験片Sを作製した。

（ＲＢＣ微粉末の製造）
実施例１１で製造したＲＢＣ微粉末を用いた。
（試験片Tの作製）
平均粒径が３μｍのＲＢＣ微粉末３０ｇとナイロン６６ペレット６８ｇさらにフラーレン（フロンティアカーボン株式会社の「ミックスフラーレン」（製品名））２ｇを溶融混合して得た樹脂組成物を原料樹脂とし射出成形して、直径５０ｍｍ厚さ３ｍｍの試験片Tを作製した。

試験片Ａ〜Tとその特性を表１及び表２に示す。

図１に示す摩擦試験機を用いて試験片Ａ〜Tについて以下のテストを行った。テスト条件を表３及び表４に示す。
＜摩擦係数の測定＞
荷重０．４９Ｎ、ストローク５ｍｍ（０．００１−１．０ｍ／ｓについて）、無潤滑下または標準のエステル系潤滑油潤滑下の表４に示す条件下で、ボールＳＵＪ２φ１ｍｍ、弾性率２０６ＧＰａ、ポアソン比０．３の表３に示したボールを用いて、摩擦係数を計測した。

その結果を表５、６にまとめ、図２〜図１１に示す。

図２，図３，図４それぞれ平均粒径が150μｍ，30μｍ，3μｍのRBC微粉末またはCRBC微粉末を用いた試験片の大気中無潤滑下における摩擦係数とすべり速度の関係を示し、ＲＢＣ微粉末またはCRBC微粉末粒子がナイロン６６の摩擦係数を低下させ、低速域と高速域での摩擦係数の差を小さくする効果を有することが解った。
図５は硝子繊維を含む試験片の大気中無潤滑下における摩擦係数とすべり速度の関係を示し、ＲＢＣ微粉末粒子がナイロン６６の摩擦係数を低下させ、低速域と高速域での摩擦係数の差を小さくする効果を有することが解った。
図６は平均粒径が3μｍのRBC微粉末とPA66ペレットさらにフラーレンから成る試験片の大気中無潤滑下における摩擦係数とすべり速度の関係を示し、フラーレンが摩擦係数に悪影響を及ぼさないことが解った。
図７，図８，図９はそれぞれ平均粒径が150μｍ，30μｍ，3μｍのRBC微粉末またはCRBC微粉末を用いた試験片のエステル油潤滑下における摩擦係数とすべり速度の関係を示し、この結果から、ＲＢＣ微粉末、ＣＲＢＣ微粉末粒子がナイロン６６の摩擦係数を大幅に低下させるとともに、低速域と高速域での摩擦係数の差を小さく効果を有することが解った。
図１０は硝子繊維を含む試験片のエステル油潤滑下における摩擦係数とすべり速度の関係を示し、この結果から、ＲＢＣ微粉末、ＣＲＢＣ微粉末粒子がナイロン６６の摩擦係数を低下させるとともに、低速域と高速域での摩擦係数の差を小さく効果を有することが解った。
図１１は平均粒径が3μｍのRBC微粉末とPA66ペレットさらにフラーレンから成る試験片試験片のエステル油潤滑下における摩擦係数とすべり速度の関係を示し、フラーレンが摩擦係数に悪影響を及ぼさないことが解った。
大気中無潤滑下でもエステル油潤滑下でも、ナイロン６６にＲＢＣ微粉末、ＣＲＢＣ微粉末粒子を配合することにより、摩擦係数のすべり速度に対する安定性が改善されることが解った。

＜比摩耗量の測定＞
荷重０．４９Ｎ、ストローク５ｍｍ（０．００１−１．０ｍ／ｓについて）、無潤滑下またはエステル油薄膜潤滑下の表４に示す条件下で、ボールＳＵＪ２φ１ｍｍ、弾性率２０６ＧＰａ、ポアソン比０．３の表３に示したボールを用いて、比摩耗量を計測した。
その結果を表７にまとめ、図１２及び図１３に示す。

図１２は大気中無潤滑下における比摩耗量とＲＢＣ微粉末、ＣＲＢＣ微粉末粒子配合量の関係を示したものであり、ＲＢＣ微粉末、ＣＲＢＣ微粉末粒子配合量が多いほど，また平均粒径が小さいほど比摩耗量が小さくなることが示されている。ＲＢＣ微粉末、ＣＲＢＣ微粉末粒子がナイロン６６の耐摩耗性を最大で３０倍も向上させていることが解る。また大気中無潤滑下においてフラーレンが比摩耗量に対して悪影響を及ぼさないことが解る。
図１３はエステル油薄膜潤滑下における比摩耗量とＲＢＣ微粉末、ＣＲＢＣ微粉末粒子配合量の関係を示したものである。
エステル油薄膜は、摩擦試験片を０．００５質量％に溶媒希釈したエステル油中に３分間浸漬した後、デシケータ中にて２分間の脱気乾燥を施すことにより作製された。
平均粒径１５０μｍまたは３０μｍのRBC微粉末を用いたもののうち試験片Cと試験片D，および平均粒径３μｍのRBC微粉末を用いたすべての試験片について、無潤滑下と比べて１／２００〜１／３００以下小さい比摩耗量の値を示した。この結果、特に平均粒径が１５０μｍまたは３０μｍのＲＢＣ微粉末、ＣＲＢＣ微粉末粒子を用いた場合、５０質量％付近において特に優れた潤滑油保持性が発揮されたと考えられる。また平均粒径が３μｍのRBC微粉末粒子を用いた場合、３０〜５０質量％付近において特に優れた潤滑油保持性が発揮され、好適なRBC微粉末配合率の範囲が広い。またエステル油薄膜潤滑下においてもフラーレンが比摩耗量に対して悪影響を及ぼさないことが解る。

＜潤滑油保持特性の評価＞
荷重０．４９Ｎ、ストローク５ｍｍ、すべり速度０．０１ｍ／ｓについてエステル油薄膜潤滑下で、ボールＳＵＪ２φ１ｍｍ、弾性率２０６ＧＰａ、ポアソン比０．３の表３に示したボールを用いて、エステル油薄膜が潤滑性を示さなくなるまで往復滑り摩擦を行った。摩擦係数が０．２を超える摩擦繰り返し数を臨界摩擦繰り返し数として、この値が大きいほどエステル油薄膜の潤滑性が長く維持されることを意味し、潤滑油保持特性が良いといえる。
その結果を表8および図１４に示す。

図１４はエステル油薄膜潤滑下における臨界摩擦繰り返し数とＲＢＣ微粉末、ＣＲＢＣ微粉末粒子配合量の関係を示したものである。
エステル油薄膜は、摩擦試験片を０．００５質量％に溶媒希釈したエステル油中に３分間浸漬した後、デシケータ中にて２分間の脱気乾燥を施すことにより作製された。
ＲＢＣ微粉末またはＣＲＢＣ微粉末を配合していない試験片Ａと比較してＲＢＣ微粉末またはＣＲＢＣ微粉末を配合した試験片はいずれも臨界摩擦繰り返し数が大きくなっており、潤滑油膜保持特性が改善されたことが解る。特に平均粒径３μｍのＲＢＣ微粉末を用いた試験片は潤滑油保持特性に優れており、３０ｗｔ％のＲＢＣ微粉末を配合することで、平均粒径１５０μｍまたは３０μｍのＲＢＣ微粉末を５０ｗｔ％配合した場合よりも、優れた潤滑油保持特性を得ることができ、従来のベアリングリテーナの課題を格段の特性向上によって解決することができる。またフラーレンが潤滑油保持特性に対して悪影響を及ぼさないことも判った。

本発明の、合成樹脂とくにポリアミドと、均一に分散させたＲＢＣ微粉末又はＣＲＢＣ微粉末を含み、ＲＢＣ微粉末又はＣＲＢＣ微粉末の含有量が組成物全体の１０〜７０質量％であるベアリングリテーナ用合成樹脂組成物は、ベアリングリテーナに要求される機械的性質、化学的性質、物理的性質、摩擦特性、摩耗特性、及び潤滑油保持特性機械的特性において、優れた特性を発揮することが判明し、これを成型したリテーナを備えたベアリングは、使用期間に渡って無給油、長寿命、など多くの可能性をもつ用途に利用できる。

摩擦試験の概略図 無潤滑下における摩擦係数と滑り速度の関係（平均粒径３０μｍＲＢＣ微粉末） 無潤滑下における摩擦係数と滑り速度の関係（繊維強化樹脂組成物） 無潤滑下における摩擦係数とすべり速度の関係（平均粒径３μｍＲＢＣ微粉末） 無潤滑下における摩擦係数とすべり速度の関係（硝子繊維入り） 無潤滑下における摩擦係数とすべり速度の関係（フラーレン入り） エステル油潤滑下における摩擦係数とすべり速度の関係（平均粒径１５０μｍＲＢＣ微粉末） エステル油潤滑下における摩擦係数とすべり速度の関係（平均粒径３０μｍＲＢＣ微粉末） エステル油潤滑下における摩擦係数とすべり速度の関係（平均粒径３μｍＲＢＣ微粉末） エステル油潤滑下における摩擦係数とすべり速度の関係（硝子繊維入り） エステル油潤滑下における摩擦係数とすべり速度の関係（フラーレン入り） 無潤滑下における比摩耗量とＲＢＣ微粉末またはＣＲＢＣ微粉末配合割合の関係 エステル油潤滑下における比摩耗量とＲＢＣ微粉末またはＣＲＢＣ微粉末配合割合の関係 エステル油潤滑下における臨界摩擦繰り返し数とＲＢＣ微粉末またはＣＲＢＣ微粉末配合割合の関係

Claims (10)

1. ナイロン６６、ナイロン６、ナイロン１１、ナイロン１２、ポリフタルアミドから選ばれる樹脂の１種又は２種以上である合成樹脂と均一に分散させたＲＢセラミックス微粉末又はＣＲＢセラミックスの微粉末を含み、ＲＢセラミックス微粉末又はＣＲＢセラミックスの微粉末の含有量が組成物全体の１０〜７０質量％であるベアリングリテーナ用合成樹脂組成物。
2. ＲＢセラミックス微粉末又はＣＲＢセラミックスの微粉末の平均粒径が、３００μｍ以下である請求項１に記載したベアリングリテーナ用合成樹脂組成物。
3. ＲＢセラミックス微粉末又はＣＲＢセラミックスの微粉末の平均粒径が、１〜１０μｍである請求項１又は請求項２に記載したベアリングリテーナ用合成樹脂組成物。
4. 合成樹脂が、ナイロン６６である請求項２又は請求項３に記載したベアリングリテーナ用合成樹脂組成物。
5. さらに、無機繊維及び／又は有機繊維を配合した請求項１ないし請求項４のいずれかひとつに記載したベアリングリテーナ用合成樹脂組成物。
6. 無機繊維及び／又は有機繊維が、短繊維であり、配合量が組成物全体の０．１〜５０質量％である請求項５に記載したベアリングリテーナ用合成樹脂組成物。
7. 無機繊維が硝子繊維である請求項５又は請求項６に記載したベアリングリテーナ用合成樹脂組成物。
8. さらに、フラーレンを配合した請求項１ないし請求項４のいずれかひとつに記載したベアリングリテーナ用合成樹脂組成物。
9. フラーレンの配合量が組成物全体の０．１〜５質量％であり、かつ、ＲＢセラミックス微粉末又はＣＲＢセラミックスの微粉末の平均粒径が１０μｍ以下である請求項８に記載したベアリングリテーナ用合成樹脂組成物。
10. 請求項１ないし請求項９のベアリングリテーナ用合成樹脂組成物を用いて成型したベアリングリテーナ。