JP4525166B2 - Sliding member and sliding seismic isolation device using the sliding member - Google Patents
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Description
本発明は、すべり部材及び該すべり部材を使用したすべり免震装置に関する。 The present invention relates to a sliding member and a sliding seismic isolation device using the sliding member.
従来、綿布基材入りフェノール樹脂すべり部材を得るにあたり、黒鉛や二硫化モリブデン又は四ふっ化エチレン樹脂の粉末などをフェノール樹脂ワニスに分散含有させたものに綿布基材を浸漬して引上げ、適宜加温して溶剤を逸散してこれら固体潤滑剤が基材に付着含浸せしめられたプリプレグを得、これを成形材料として積層すべり部材とするなどの方法が用いられている。 Conventionally, in order to obtain a phenol resin sliding member containing a cotton cloth base material, the cotton cloth base material is dipped in a phenol resin varnish dispersed with graphite, molybdenum disulfide or ethylene tetrafluoride resin powder, etc. A method is used in which a prepreg in which the solid lubricant is adhered and impregnated on a base material is obtained by heating to dissipate the solvent, and this is used as a laminated sliding member as a molding material.
しかしながら、綿布基材の浸漬、引上げによりプリプレグを形成するに際しての作業性を保つべく、固体潤滑剤の混入割合を比較的低く抑える必要があり、その結果前記公知の方法で得られた固体潤滑剤入りすべり部材では、あまり摩擦係数が低下され得ず、また必ずしも充分な耐摩耗性が得られない。 However, in order to maintain workability when forming the prepreg by dipping and pulling up the cotton fabric base material, it is necessary to keep the mixing ratio of the solid lubricant relatively low, and as a result, the solid lubricant obtained by the above-mentioned known method In the sliding member, the friction coefficient cannot be lowered so much and sufficient wear resistance cannot be obtained.
加えて、仮に固体潤滑剤の混入割合を高め得たとしても、単なる浸漬によっては繊維基材の繊維組織間隙に樹脂と固体潤滑剤との混合物が充分に充填されず、また該混合物が基材に必ずしも充分には付着され得ず、このようなプリプレグを用いて積層成形すると、得られた成形物が層間剥離を起こす虞があり、その結果すべり部材の機械的強度が著しく低下する虞がある。 In addition, even if the mixing ratio of the solid lubricant can be increased, the mixture of the resin and the solid lubricant is not sufficiently filled into the fiber structure gap of the fiber base material by simple dipping, and the mixture is not However, when such a prepreg is used for lamination molding, the resulting molded product may cause delamination, and as a result, the mechanical strength of the sliding member may be significantly reduced. .
このような問題を解決するべく、補強基材に予め合成樹脂ワニスを含浸せしめ、ついでこのワニス含浸基材に固体潤滑剤入りワニスを塗布するか、固体潤滑剤の水分散体を塗布するなどして該基材のほぼ表面にのみ固体潤滑剤を付着せしめる方法がある(特許文献1所載)。しかしながら、ここに開示された方法においても、すべり部材の低摩擦性、耐摩耗性などが必ずしも充分ではない。 In order to solve such a problem, a reinforcing base material is impregnated with a synthetic resin varnish in advance, and then a varnish containing a solid lubricant is applied to the varnish-impregnated base material, or an aqueous dispersion of a solid lubricant is applied. Thus, there is a method in which a solid lubricant is adhered only to substantially the surface of the substrate (described in Patent Document 1). However, even in the method disclosed herein, the low friction and wear resistance of the sliding member are not always sufficient.
特に近年において、このようなすべり部材を建築、土木分野における建物や橋梁、高架道路を支持する弾性支承装置と併用して設置し、当該建物等に加わる地震力を減少させるべくすべり免震装置に適用した場合には、低摩擦性及び耐摩耗性の観点から到底使用に耐え難いという問題がある。 In particular, in recent years, such slip members have been installed in combination with elastic bearing devices that support buildings, bridges, and elevated roads in the field of construction and civil engineering. When applied, there is a problem that it is difficult to withstand use from the viewpoint of low friction and wear resistance.
このようなすべり部材をすべり免震装置に適用したものとして、不飽和ポリエステル樹脂に四ふっ化エチレン樹脂を添加した樹脂組成物をポリエチレンテレフタレートの織布に含浸してなる免震装置が提案されている(特許文献2所載)。この免震装置は、前記したすべり部材ではなし得なかった免震装置への適用を可能とするものであるが、やはりすべり免震装置としては低摩擦性の点で必ずしも満足のいくものではない。すなわち、すべり免震装置にあっては、摩擦係数の大小によって地震力によるすべり出しに大きく影響し、例えば摩擦係数が0.1程度の場合、地震力が0.1G(ガル)以上にならないとすべり免震装置はすべり出さず、免震装置の機能を阻害することになる。 As an application of such a sliding member to a sliding seismic isolation device, there has been proposed a seismic isolation device in which a polyethylene terephthalate woven fabric is impregnated with a resin composition obtained by adding ethylene tetrafluoride to unsaturated polyester resin. (Patent Document 2). This seismic isolation device can be applied to a seismic isolation device that could not be achieved by the above-mentioned sliding member, but it is not necessarily satisfactory in terms of low friction as a sliding seismic isolation device. . In other words, the slip isolation device greatly affects the slippage due to the seismic force due to the magnitude of the friction coefficient. For example, when the friction coefficient is about 0.1, the slippage must be less than 0.1 G (gal). The seismic isolation device does not slide out, and the function of the seismic isolation device is hindered.
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、低摩擦性を有し、大きな地震力から小さな地震力においても充分な免震機能を発揮させることができる免震装置への適用を可能とするすべり部材及び該すべり部材を使用したすべり免震装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object of the present invention is to provide a seismic isolation that has low friction and can exhibit a sufficient seismic isolation function even from a large seismic force to a small seismic force. It is an object of the present invention to provide a sliding member that can be applied to a device and a sliding seismic isolation device using the sliding member.
本発明の第一の態様のすべり部材は、無機繊維及び有機繊維のうちの少なくとも一方の繊維からなる織布と該織布に充填被覆された四ふっ化エチレン樹脂とからなる表層材が繊維織布強化熱硬化性合成樹脂からなる基体の表面に一体に接合されていると共に、該表層材には少なくとも一つの凹部が形成されており、該凹部にはシリコーン油5〜30重量%とシリコーンワックス20〜40重量%とメラミンシアヌレート20〜40重量%と四ふっ化エチレン樹脂20〜50重量%とから成る潤滑組成物が充填されていることを特徴とする。
In the sliding member according to the first aspect of the present invention, a surface layer material comprising a woven fabric composed of at least one of inorganic fibers and organic fibers and a tetrafluoroethylene resin filled and coated on the woven fabric is a fiber woven fabric. The surface layer material is integrally joined to the surface of a substrate made of a cloth-reinforced thermosetting synthetic resin, and at least one recess is formed in the surface material. A lubricating composition comprising 20 to 40% by weight,
第一の態様のすべり部材によれば、表層材の表面には四ふっ化エチレン樹脂層が露出しており、かつ表層材に形成された少なくとも一つの凹部には、シリコーン油5〜30重量%とシリコーンワックス20〜40重量%とメラミンシアヌレート20〜40重量%と四ふっ化エチレン樹脂20〜50重量%とから成る潤滑組成物が充填されているために、該四ふっ化エチレン樹脂の低摩擦性と該潤滑組成物とが相俟って低摩擦性を長期にわたって維持することができる。 According to the sliding member of the first aspect, the ethylene tetrafluoride resin layer is exposed on the surface of the surface material, and at least one recess formed in the surface material has a silicone oil content of 5 to 30% by weight. And 40% by weight of silicone wax, 20 to 40% by weight of melamine cyanurate, and 20 to 50% by weight of ethylene tetrafluoride resin. The friction and the lubricating composition can be combined to maintain low friction over a long period of time.
無機繊維は、本発明の第二の態様のすべり部材のように、好ましくはガラス繊維及び炭素繊維のうちの少なくとも一方を含んでおり、また有機繊維は、本発明の第三の態様のすべり部材のように、好ましくはアラミド繊維及び芳香族ポリエステル繊維のうちの少なくとも一方を含んでいる。 The inorganic fiber preferably contains at least one of glass fiber and carbon fiber as in the sliding member of the second aspect of the present invention, and the organic fiber is the sliding member of the third aspect of the present invention. As described above, at least one of an aramid fiber and an aromatic polyester fiber is preferably included.
これらの無機繊維及び有機繊維は、表層材の骨格をなす織布を形成するものである。そして、織布の織物組織は特に限定されるものではなく、平織、斜文織、朱子織などいずれであってもよい。 These inorganic fibers and organic fibers form a woven fabric that forms the skeleton of the surface layer material. The woven structure of the woven fabric is not particularly limited, and may be any of plain weave, oblique weave, satin weave, and the like.
凹部は、本発明の第四の態様のすべり部材のように、円柱状の凹部及び互いに直交する二つの矩形長溝からなる凹部のうちの少なくとも一方を含んでいてもよい。 The concave portion may include at least one of a cylindrical concave portion and a concave portion formed of two rectangular long grooves orthogonal to each other, like the sliding member of the fourth aspect of the present invention.
表層材に形成された凹部は、主に潤滑組成物を保持するものであり、特に形状は限定されないが、加工性等の観点からは本発明の第四の態様のすべり部材のように、円柱状の凹部又は互いに直交する二つの矩形長溝からなる凹部であることが好ましく、また、凹部から潤滑組成物を繰り出せて表層材の表面に潤滑組成物からなる被覆層を満遍なく形成できる形状であれば一個でもよいが、複数個の凹部であるとこれを効果的になし得るので好ましい。 The concave portion formed in the surface layer material mainly holds the lubricating composition, and the shape is not particularly limited, but from the viewpoint of workability and the like, like the sliding member of the fourth aspect of the present invention, It is preferably a columnar concave portion or a concave portion consisting of two rectangular long grooves orthogonal to each other, and if the lubricating composition can be fed out from the concave portion and a coating layer made of the lubricating composition can be uniformly formed on the surface of the surface layer material One may be used, but a plurality of recesses is preferable because this can be effectively achieved.
上部構造物と下部構造物との間に配設される本発明の第一の態様のすべり免震装置は、上部構造物と下部構造物とのうちのいずれか一方の構造物に固定されるすべり板と、上部構造物と下部構造物とのうちのいずれか他方の構造物に固定されると共に該表層材の表面においてすべり板に摺動自在に接触する上記のいずれかの態様のすべり部材とを具備している。 The sliding seismic isolation device according to the first aspect of the present invention disposed between the upper structure and the lower structure is fixed to either one of the upper structure and the lower structure. The sliding member according to any one of the above aspects, which is fixed to the sliding plate and any one of the upper structure and the lower structure and slidably contacts the sliding plate on the surface of the surface layer material It is equipped with.
第一の態様のすべり免震装置によれば、上部構造物又は下部構造物に固定されたすべり部材の表層材の表面には四ふっ化エチレン樹脂層が露出しており、かつ表層材に形成された少なくとも一つの凹部には、シリコーン油5〜30重量%とシリコーンワックス20〜40重量%とメラミンシアヌレート20〜40重量%と四ふっ化エチレン樹脂20〜50重量%とから成る潤滑組成物が充填されており、この表層材の表面に露出する四ふっ化エチレン樹脂層と該表層材の凹部に充填された潤滑組成物とが下部構造物又は上部構造物に固定されたすべり板と摺動することにより、低摩擦性を発揮し、地震力の大小に拘らずすべり出しが速やかに行われるので、大きな地震力から小さな地震力においても充分な免震機能を発揮させることができる。 According to the slip seismic isolation device of the first aspect, an ethylene tetrafluoride resin layer is exposed on the surface of the surface material of the sliding member fixed to the upper structure or the lower structure, and is formed on the surface material. In at least one of the recesses, a lubricating composition comprising 5 to 30% by weight of silicone oil, 20 to 40% by weight of silicone wax, 20 to 40% by weight of melamine cyanurate, and 20 to 50% by weight of ethylene tetrafluoride resin. And a sliding plate fixed to the lower structure or the upper structure and the lubricating composition filled in the concave portion of the surface layer material and the ethylene tetrafluoride resin layer exposed on the surface of the surface layer material. By moving, it exhibits low friction and slides out quickly regardless of the magnitude of the seismic force, so that it can exert a sufficient seismic isolation function even from a large seismic force to a small seismic force
すべり板は、好ましくは本発明の第二の態様のすべり免震装置のように、その表面にエポキシ樹脂と硬化剤とエポキシ基を有する反応性シリコーンオイルとトリアジンチオールとからなる組成物の潤滑被膜を具備しており、この場合、すべり部材は、該表層材の表面において該組成物の潤滑被膜を介してすべり板に摺動自在に接触するようになっている。 The sliding plate is preferably a lubricating coating of a composition comprising an epoxy resin, a curing agent, a reactive silicone oil having an epoxy group, and a triazine thiol on the surface thereof, as in the sliding seismic isolation device of the second aspect of the present invention. In this case, the sliding member is slidably in contact with the sliding plate through the lubricating film of the composition on the surface of the surface layer material.
第二の態様のすべり免震装置によれば、すべり板は、その表面に形成されたエポキシ樹脂と硬化剤とエポキシ基を有する反応性シリコーンオイルとトリアジンチオールとからなる組成物の潤滑被膜を介してすべり部材の表層材及び該表層材に形成された凹部に充填された潤滑組成物と摺動することになるので、特に高面圧時のこれらの間の摩擦係数が0.02前後の低摩擦性を発揮し、地震力の大小に拘らずすべり出しが速やかに行われることになる結果、大きな地震力から小さな地震力においても充分な免震機能を発揮させることができる。 According to the sliding seismic isolation device of the second aspect, the sliding plate has a lubricating film of a composition comprising an epoxy resin formed on the surface thereof, a curing agent, a reactive silicone oil having an epoxy group, and triazine thiol. Since it slides with the surface layer material of the sliding member and the lubricating composition filled in the recess formed in the surface layer material, the friction coefficient between them is particularly low at around 0.02 at high surface pressure. As a result of exhibiting friction and sliding quickly regardless of the magnitude of the seismic force, a sufficient seismic isolation function can be exhibited even from a large seismic force to a small seismic force.
潤滑被膜を構成する組成物は、本発明の第三の態様のすべり免震装置のように、エポキシ樹脂と硬化剤との和100重量部と、エポキシ基を有する反応性シリコーンオイルとトリアジンチオールとの和2〜30重量部とからなっているとよい。 The composition constituting the lubricating coating comprises 100 parts by weight of an epoxy resin and a curing agent, a reactive silicone oil having an epoxy group, and triazine thiol, as in the sliding seismic isolation device of the third aspect of the present invention. It is good to consist of 2 to 30 parts by weight.
エポキシ基を有する反応性シリコーンオイルとトリアジンチオールとの和が2重量部未満の場合は、配合効果が得られず、30重量部を超える場合は、すべり板の表面に形成される潤滑被膜の機械的強度の低下が著しく、潤滑被膜を構成する組成物が第三の態様のすべり免震装置のようになっているとこれらの不具合をなくし得る。 If the sum of the reactive silicone oil having an epoxy group and the triazine thiol is less than 2 parts by weight, the blending effect cannot be obtained, and if it exceeds 30 parts by weight, the lubricating coating machine formed on the surface of the sliding plate If the composition constituting the lubricating coating is like the slip-type seismic isolation device of the third aspect, these problems can be eliminated.
エポキシ樹脂と硬化剤との配合重量割合は、本発明の第四の態様のすべり免震装置のように、エポキシ樹脂のエポキシ当量をEとしたときに、(エポキシ樹脂):(硬化剤)=E:10〜E:300であると好ましい。 The blending weight ratio of the epoxy resin and the curing agent is (epoxy resin) :( curing agent) = when the epoxy equivalent of the epoxy resin is E as in the slip isolation device of the fourth aspect of the present invention. It is preferable that it is E: 10-E: 300.
エポキシ基を有する反応性シリコーンオイルとトリアジンチオールとの配合重量割合は、本発明の第五の態様のすべり免震装置のように、(トリアジンチオール)/(エポキシ基を有する反応性シリコーンオイル)=0.03〜1であると好ましい。 The blending weight ratio of the reactive silicone oil having an epoxy group and the triazine thiol is (triazine thiol) / (reactive silicone oil having an epoxy group) = as in the slip isolation device of the fifth aspect of the present invention = It is preferable in it being 0.03-1.
第五の態様のすべり免震装置によれば、エポキシ基を有する反応性シリコーンオイルは、リニア構造を有する油状物質であるが、上記配合割合のトリアジンチオールと反応することにより三次元網目構造化し、潤滑被膜の靭性を向上させると共に、すべり板の表面と潤滑被膜との接合強度を向上させる役割を果たすので、すべり部材との摩擦において、潤滑被膜の剥離等の不具合を生じることがない。 According to the slip isolation device of the fifth aspect, the reactive silicone oil having an epoxy group is an oily substance having a linear structure, but reacts with triazine thiol in the above blending ratio to form a three-dimensional network structure, Since it plays a role of improving the toughness of the lubricating coating and improving the bonding strength between the surface of the sliding plate and the lubricating coating, there is no problem such as peeling of the lubricating coating in friction with the sliding member.
本発明によれば、大きな地震力から小さな地震力においても充分な免震機能を発揮させることができるすべり部材及びすべり部材を使用したすべり免震装置を提供することができる。本発明のすべり部材を使用したすべり免震装置においては、摩擦係数が0.02前後の値を示すことから、すべり出しの加速度を小さく保ったまま免震周期の長周期化が可能となるばかりでなく、すべり免震装置の設計自由度を大幅に増大させることができる。 According to the present invention, it is possible to provide a slip member that can exhibit a sufficient seismic isolation function even from a large seismic force to a small seismic force and a slip seismic isolation device using the slip member. In the seismic isolation device using the sliding member of the present invention, the friction coefficient shows a value of around 0.02, so that the seismic isolation cycle can be lengthened while keeping the acceleration of the slipping out small. Therefore, the design freedom of the slip isolation device can be greatly increased.
次に、本発明の実施の形態の例を、図に示す例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら例に何等限定されないのである。 Next, an example of an embodiment of the present invention will be described in more detail based on an example shown in the figure. The present invention is not limited to these examples.
図1及び図2において、すべり部材1は、繊維織布強化熱硬化性合成樹脂からなる四角柱の基体2と、該基体2の一方の面3に一体に接合された表層材4と、該表層材4に形成された複数個の凹部5と、該表層材4の凹部5に充填され、かつ表層材4の表面6に被覆された潤滑組成物からなる被覆層7とからなる。なお、すべり部材1は、図3示すように円柱をなすものであってもよく、更に、凹部5は、図3に示すように互いに直交する二つの矩形長溝からなる一個の凹部であってもよい。
1 and 2, the sliding
図4に示すすべり部材1の基体2の製造装置において、アンコイラ9に巻かれた繊維織布からなる補強基材10は、送りローラ11によって熱硬化性合成樹脂ワニス13を貯えた容器14に送られ、容器14内に設けられた案内ローラ15及び16によって容器14内に貯えられた熱硬化性合成樹脂ワニス13内を通過せしめられることにより、該補強基材10の表面に該熱硬化性合成樹脂ワニス13が塗工される。ついで、熱硬化性合成樹脂ワニス13が塗工された補強基材10は送りローラ17によって圧縮ロール18及び19に送られ、該圧縮ロール18及び19によって補強基材10の表面に塗工された熱硬化性合成樹脂ワニス13が繊維組織間隙にまで含浸せしめられる。そして、熱硬化性合成樹脂ワニス13が含浸塗布された補強基材10に対して乾燥炉20内で溶剤を飛ばすと同時に樹脂の反応が進められ、これにより成形可能なプリプレグ(樹脂加工基材)21が作製される。このようにして得られたプリプレグ21を図5に示すように所望の寸法に切断してこれを複数枚重ね合わせて積層にしたのち、積層方向に加熱、加圧成形して繊維織布強化熱硬化性合成樹脂からなる基体2が作製される。
In the manufacturing apparatus for the
基体2に用いられる繊維織布としては、綿布、ガラス繊維布、炭素繊維布などが好適である。また、熱硬化性合成樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などが好適であり、これら熱硬化性合成樹脂の揮発性溶剤としては、メタノール、アセトン、メチルエチルケトンなど使用する熱硬化性合成樹脂によって適宜選択される。そして、熱硬化性合成樹脂を揮発性溶剤に溶かして形成される熱硬化性合成樹脂ワニスの固形分は、おおむね30〜65重量%であり、樹脂ワニスの粘度は、おおむね800〜5000cP、就中1000〜4000cPが好ましい。
As the fiber woven fabric used for the
表層材4は、無機繊維又は有機繊維からなる織布に四ふっ化エチレン樹脂(以下「PTFE」と略称する。)ディスパージョンをコーティングして形成したものである。このコーティングにより、PTFEが該織布の繊維組織間隙に充填されると共に該織布の表面に被覆される。表層材4に用いられる織布としては、ガラス繊維、炭素繊維などの無機繊維からなる織布又はアラミド繊維、芳香族ポリエステル繊維などの有機繊維からなる織布が好適である。そして、これら繊維からなる織布の織物組織は、特に限定されるものではなく、平織、斜文織、朱子織などいずれであってもよい。これら織布にコーティングされるPTFEディスパージョンとしては、三井・デュポンフロロケミカル社製の「テフロン(登録商標)30−J(商品名)」、ダイキン工業社製の「ポリフロンD−1、D−2(商品名)」、旭硝子社製の「フルオンAD639(商品名)」などが使用されて好適である。 The surface layer material 4 is formed by coating a woven fabric made of inorganic fibers or organic fibers with a tetrafluoroethylene resin (hereinafter abbreviated as “PTFE”) dispersion. By this coating, PTFE is filled in the fiber tissue gap of the woven fabric and coated on the surface of the woven fabric. The woven fabric used for the surface layer material 4 is preferably a woven fabric made of inorganic fibers such as glass fibers or carbon fibers, or a woven fabric made of organic fibers such as aramid fibers or aromatic polyester fibers. The woven fabric texture of these fibers is not particularly limited, and may be any of plain weave, oblique weave, satin weave and the like. As PTFE dispersion coated on these woven fabrics, “Teflon (registered trademark) 30-J (trade name)” manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemical Co., Ltd., “Polyflon D-1, D-2” manufactured by Daikin Industries, Ltd. (Trade name) "," Fullon AD639 (trade name) "manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., etc. are preferably used.
表層材4は、前記基体2の一方の面3に接着剤などにより一体に接合される。このように基体2の一方の面3上に一体に接合された表層材4には、その厚さ方向に凹んだ複数個の凹部5が形成される。表層材4に形成される複数個の凹部5は、表層材4の表面の面積に占める凹部5の開口部の面積の総和が20〜30%の割合となるように形成される。この凹部5は、後述する潤滑組成物を充填保持するものであり、潤滑組成物の低摩擦性等の摩擦特性を良好に発揮させるためには、表層材4の表面の面積に占める凹部5の開口部の面積の総和が少なくとも20%必要とされる。しかしながら、表層材4の表面の面積に占める凹部5の開口部の面積の総和が30%を超えると表層材4の強度低下を来すことになる。
The surface layer material 4 is integrally bonded to one surface 3 of the
凹部5は、ドリル等の孔あけ加工でもって形成してもよいが、表層材4に予め複数個の貫通孔を形成しておき、この表層材4を基体2の一方の面3に一体に接合し、該貫通孔を閉塞することにより凹部5を形成してもよい。
The
表層材4に形成された複数個の凹部5に充填される潤滑組成物は、シリコーン油5〜30重量%とシリコーンワックス20〜40重量%とメラミンシアヌレート20〜40重量%とPTFE20〜50重量%とを含んでいる。
The lubricating composition filled in the plurality of
潤滑組成物において、シリコーンワックスは、主として摩擦係数を低減する作用を発揮すると共に、後述するシリコーン油を吸収保持する担体としての役割を果たす。シリコーンワックスとしては、ジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン、長鎖アルキル変性ポリシロキサン、トリフルオロプロピルメチルポリシロキサンなどが好適である。具体的には、例えば旭化成ワッカーシリコーン社製の「シリコーンワックスW23(商品名)」が挙げられる。このシリコーンワックスの配合割合は、20〜40重量%、好ましくは25〜30重量%である。配合割合が20重量%未満の場合は、所望の低摩擦特性が得られず、また、40重量%を超えた場合は、成形性が悪くなると共に、成形体(固体潤滑剤)の強度が低下する。 In the lubricating composition, the silicone wax mainly exerts an effect of reducing the friction coefficient and plays a role as a carrier that absorbs and holds the silicone oil described later. As the silicone wax, dimethylpolysiloxane, methylphenylpolysiloxane, long-chain alkyl-modified polysiloxane, trifluoropropylmethylpolysiloxane and the like are suitable. Specific examples include “silicone wax W23 (trade name)” manufactured by Asahi Kasei Wacker Silicone. The blending ratio of the silicone wax is 20 to 40% by weight, preferably 25 to 30% by weight. When the blending ratio is less than 20% by weight, desired low friction characteristics cannot be obtained. When the blending ratio exceeds 40% by weight, the moldability deteriorates and the strength of the molded body (solid lubricant) decreases. To do.
シリコーン油は、特に高荷重条件下での使用において、上記シリコーンワックスと協働して低摩擦性を向上させる。シリコーン油としては、ジメチルシリコーン油又はジメチルポリシロキサンのメチル基の一部をポリエーテル基、フェニル基、アルキル基、アラルキル基若しくはふっ素化アルキル基等で置換したシリコーン油を好ましい例として挙げることができる。粘度(25℃)が100〜50000cSt、好ましくは500〜10000cStのものが使用されて好適である。具体的には、信越化学工業社製のジメチルシリコーン油「KF96H(商品名)」、旭化成ワッカーシリコーン社製のジメチルシリコーン油「AKシリーズ(商品名)」を挙げることができる。このシリコーン油は、前述したシリコーンワックスと混合されることにより、そのほとんどが該ワックスに吸収保持されるので、比較的多量の配合が可能である。そして、シリコーン油の配合割合は、5〜30重量%、好ましくは10〜25重量%である。配合割合が5重量%未満の場合は、高荷重条件下での使用において、摺動面への供給量が少なく低摩擦性の向上に充分効果が発揮されず、また30重量%を超えた場合は、成形時に流出(ブリードアウト)すると共に、成形体の保形性を低下させる虞がある。 Silicone oils work with the silicone wax to improve low friction, especially when used under high load conditions. Preferred examples of the silicone oil include dimethyl silicone oil or silicone oil in which a part of the methyl group of dimethylpolysiloxane is substituted with a polyether group, a phenyl group, an alkyl group, an aralkyl group, a fluorinated alkyl group, or the like. . A viscosity (25 degreeC) of 100-50000 cSt, Preferably 500-10000 cSt is used suitably. Specific examples include dimethyl silicone oil “KF96H (trade name)” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. and dimethyl silicone oil “AK series (trade name)” manufactured by Asahi Kasei Wacker Silicone. Since most of this silicone oil is absorbed and retained by the above-mentioned silicone wax, a relatively large amount of the silicone oil can be blended. And the compounding ratio of a silicone oil is 5 to 30 weight%, Preferably it is 10 to 25 weight%. When the blending ratio is less than 5% by weight, when used under high load conditions, the amount supplied to the sliding surface is small and the effect of improving the low friction property is not sufficiently exerted, and when it exceeds 30% by weight May flow out (bleed out) at the time of molding and may reduce the shape retention of the molded body.
メラミンシアヌレートは、メラミンとシアヌル酸又はイソシアヌル酸との付加化合物であり、6員環構造のメラミン分子とシアヌル酸(イソシアヌル酸)分子が水素結合により平面状に配列し、その平面が弱い結合力で層状に重なり合っており、二硫化モリブデンやグラファイトのような劈開性を有するものである。このメラミンシアヌレートは、固体潤滑剤の低摩擦性及び耐摩耗性を向上させる作用を有する。その配合割合は、通常20〜40重量%、好ましくは25〜35重量%である。配合割合が20重量%未満では、低摩擦性及び耐摩耗性を向上させる作用が充分発揮されず、また40重量%を超えた場合は、却って耐摩耗性を低下させる虞がある。 Melamine cyanurate is an addition compound of melamine and cyanuric acid or isocyanuric acid. A 6-membered ring melamine molecule and cyanuric acid (isocyanuric acid) molecule are arranged in a plane by hydrogen bonds, and the plane has weak bonding strength. The layers overlap each other and have cleavage properties such as molybdenum disulfide and graphite. This melamine cyanurate has the effect | action which improves the low friction property and abrasion resistance of a solid lubricant. The blending ratio is usually 20 to 40% by weight, preferably 25 to 35% by weight. When the blending ratio is less than 20% by weight, the effect of improving the low friction property and the wear resistance is not sufficiently exhibited, and when it exceeds 40% by weight, the wear resistance may be lowered.
PTFEは、主として低摩擦性を付与する作用を発揮する。本発明で使用されるPTFEは、モールディングパウダー又はファインパウダーとして主に成形用に使用されるPTFE(以下、「高分子量PTFE」と略称する。)と、放射線照射などにより高分子量PTFEを分解又はPTFEの重合時に分子量を調節して、高分子量PTFEに比べて分子量を低下させた、粉砕し易く、また分散性がよい、主に添加材料として使用されるPTFE(以下、「低分子量PTFE」と略称する。)とに大別される。PTFEとしては、高分子量PTFE単独又は高分子量PTFEと低分子量PTFEとの混合物を使用することができる。混合物としての高分子量PTFEと低分子量PTFEとの配合割合(重量)は、通常1:1〜3:1である。 PTFE mainly exerts an effect of imparting low friction. The PTFE used in the present invention is PTFE mainly used for molding as molding powder or fine powder (hereinafter abbreviated as “high molecular weight PTFE”), and the high molecular weight PTFE is decomposed or irradiated by radiation. PTFE used as an additive material (hereinafter abbreviated as “low molecular weight PTFE”), which has a molecular weight lower than that of high molecular weight PTFE, is easy to grind, and has good dispersibility. ). As PTFE, high molecular weight PTFE alone or a mixture of high molecular weight PTFE and low molecular weight PTFE can be used. The blending ratio (weight) of the high molecular weight PTFE and the low molecular weight PTFE as a mixture is usually 1: 1 to 3: 1.
モールディングパウダー用高分子量PTFEとしては、三井・デュポンフロロケミカル社製の「テフロン(登録商標)7−J(商品名)」、「テフロン(登録商標)7A−J(商品名)」、「テフロン(登録商標)70−J(商品名)」等、ダイキン工業社製の「ポリフロンM−12(商品名)」等、旭硝子社製の「フルオンG163(商品名)」、「フルオンG190(商品名)」等が挙げられる。ファインパウダー用高分子量PTFEとしては、三井・デュポンフロロケミカル社製の「テフロン(登録商標)6CJ(商品名)」等、ダイキン工業社製の「ポリフロンF201(商品名)」等、旭硝子社製の「フルオンCD076(商品名)」、「フルオンCD090(商品名)」等が挙げられる。 As high molecular weight PTFE for molding powder, “Teflon (registered trademark) 7-J (trade name)”, “Teflon (registered trademark) 7A-J (trade name)”, “Teflon (manufactured by Mitsui DuPont Fluoro Chemical Co., Ltd.)” "Registered trademark" 70-J (trade name) "," Polyflon M-12 (trade name) "manufactured by Daikin Industries, Ltd.," Fluon G163 (trade name) "," Fluon G190 (trade name) "manufactured by Asahi Glass Or the like. As high molecular weight PTFE for fine powder, “Teflon (registered trademark) 6CJ (trade name)” manufactured by Mitsui / Dupont Fluoro Chemical Co., Ltd., “Polyflon F201 (trade name)” manufactured by Daikin Industries, Ltd., etc., manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. “Full-on CD076 (product name)”, “Full-on CD090 (product name)”, and the like.
また、高分子量PTFEとしては、上記高分子量PTFE以外に、高分子量PTFEをスチレン系、アクリル酸エステル系、メタクリル酸エステル系、アクリロニトリル系重合体などで変性したものも使用でき、具体的には、三菱レイヨン社製の「メタブレンA−3000(商品名)」等が挙げられる。低分子量PTFEとしては、三井・デュポンフロロケミカル社製の「TLP−10F(商品名)」等、ダイキン工業社製の「ルブロンL−5(商品名)」等、旭硝子社製の「フルオンL169J(商品名)」等、喜多村社製の「KTL−8N(商品名)」等が挙げられる。 Further, as the high molecular weight PTFE, in addition to the above high molecular weight PTFE, those obtained by modifying the high molecular weight PTFE with a styrene-based, acrylate-based, methacrylic ester-based, acrylonitrile-based polymer, etc. can be used. Examples thereof include “Metablene A-3000 (trade name)” manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Low molecular weight PTFE includes “TLP-10F (trade name)” manufactured by Mitsui DuPont Fluoro Chemical Co., “Lublon L-5 (trade name)” manufactured by Daikin Industries, Ltd., and “Fullon L169J (trade name) manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. Product name) "and" KTL-8N (product name) "manufactured by Kitamura.
PTFEの配合割合は、20〜50重量%、好ましくは25〜40重量%である。配合割合が20重量%未満の場合は、所望の低摩擦性が得られず、また50重量%を超えた場合は、耐摩耗性を悪化させると共に、成形体としての保形性が悪化し、成形体の強度低下を来すことになる。 The blending ratio of PTFE is 20 to 50% by weight, preferably 25 to 40% by weight. When the blending ratio is less than 20% by weight, the desired low friction property cannot be obtained, and when it exceeds 50% by weight, the wear resistance is deteriorated and the shape retention as a molded body is deteriorated, The strength of the molded body will be reduced.
上述した成分組成からなる潤滑組成物は、次のようにして基体2の表層材4の複数個の凹部5に充填される。ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、ボールミル、タンブラー等の混合機によって上述の各成分の所定量を混合し、得られた混合物を少なくとも成分中のワックスが溶融する温度で溶融混練したのち、この混練物を複数個の凹部5が形成された基体2の表層材4に供給する。ついで、所定の圧力で圧縮して該混練物を表層材4の凹部5に充填する。
The lubricating composition having the above-described component composition is filled in the plurality of
このようにして、繊維織布強化熱硬化性合成樹脂からなる基体2と、該基体2の一方の面3に一体に接合された表層材4と、該表層材4に形成された複数個の凹部5と、該表層材4の凹部5に充填された潤滑組成物とからなるすべり部材1が作製される。
In this way, the
このすべり部材1を使用したすべり免震装置を図6に示す。図6において、建物、橋梁、高架道路等の上部構造物Gには、前記すべり部材1が固定されており、橋脚、橋台等の下部構造物Bにはすべり板25が固定されており、該すべり板25の表面とすべり部材1の表層材4の表面の複数個の凹部5に充填された潤滑組成物からなる被覆層7とが摺動面となっている。
A sliding seismic isolation device using this sliding
すべり板25としては、その一方の表面に潤滑被膜26を有するステンレス鋼板(SUS403)27からなるすべり板が使用される。
As the sliding
ステンレス鋼板27の一方の表面に形成される潤滑被膜26としては、エポキシ樹脂と硬化剤とエポキシ基を有する反応性シリコーンオイルとトリアジンチオールとからなる組成物の潤滑被膜が使用されて好適である。
As the lubricating
ステンレス鋼板27の一方の表面に、エポキシ樹脂と硬化剤とエポキシ基を有する反応性シリコーンオイルとトリアジンチオールとからなる組成物の潤滑被膜26を形成する方法について述べる。エポキシ樹脂及びエポキシ基を有する反応性シリコーンオイルを有機溶剤に溶解又は分散させたのち、硬化剤、トリアジンチオールを溶解させるか、又はエポキシ樹脂を有機溶剤に溶解したのち、エポキシ基を有する反応性シリコーンオイル、硬化剤及びトリアジンチオールを溶解又は分散させて、固形分が30〜40重量%、粘度(常温)が100〜200cSt程度の溶液を作製する。この溶液を、予めショットブラスト、脱脂など通常一般に行われている処理が施されたステンレス鋼板27に刷毛塗り、吹付けなどの手段により塗膜を形成し、硬化処理を行って硬化塗膜を得る。塗膜形成後の硬化処理条件は、どのような硬化剤を用いるかで様々な条件を採り得る。一例として、硬化剤として脂環族アミンを用いた場合を挙げると、塗膜形成後、自然乾燥によるか、熱風乾燥炉で30分間程度予備乾燥を行って溶剤を逸散させたのち、180℃の温度で30分間程度加熱焼付けして行う。このようにして得られる潤滑被膜26はおおむね20〜40μmの厚さである。
A method for forming a
上記潤滑被膜26において、エポキシ樹脂としては、従来公知のものが使用でき、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂等のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、脂環型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは単独であるいは2種以上併せて用いられる。具体的には、油化シェルエポキシ社製のビスフェノールA型の液状又は固形状のエポキシ樹脂「エピコート(商品名)」が挙げられる。このエポキシ樹脂は、潤滑被膜の母体をなすものであり、また下地(ステンレス鋼板27)との接着剤として機能するものである。
In the lubricating
硬化剤としては、従来からエポキシ樹脂の硬化剤として用いられているのもが使用でき、例えば、ポリアミン、酸無水物、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、メルカプタン系化合物が挙げられる。 As the curing agent, those conventionally used as curing agents for epoxy resins can be used, and examples thereof include polyamines, acid anhydrides, phenol resins, polyamide resins, and mercaptan compounds.
ポリアミンとしては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどの脂肪族ポリアミン、イソホロンジアミン、ビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘキシル)メタンなどの脂環族アミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、メタフェニレンジアミンなどの芳香族アミン、アミノエチルピペラジン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカンなどの複素環式アミン、ジシアンジアミド及びこれらを変性したものが含まれる。変性の手法としては、例えば、エポキシ樹脂、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、アクリロニトリル、ケトン類との付加物の形にすることが挙げられる。上記ポリアミンの具体例としては、油化シェルエポキシ社製の変性脂肪族ポリアミン「エピキュアT(商品名)」、変性脂環族アミン「エピキュア113(商品名)」、変性芳香族アミン「エピキュアW(商品名)」が挙げられる。 Examples of polyamines include aliphatic polyamines such as diethylenetriamine and triethylenetetramine, alicyclic amines such as isophoronediamine and bis (4-amino-3-methylcyclohexyl) methane, and aromatics such as diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, and metaphenylenediamine. Includes heterocyclic amines, aminoethylpiperazine, heterocyclic amines such as 3,9-bis (3-aminopropyl) -2,4,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane, dicyandiamide and their modified ones It is. Examples of the modification method include making an adduct with an epoxy resin, ethylene oxide, propylene oxide, acrylonitrile, and ketones. Specific examples of the polyamine include modified aliphatic polyamine “EpiCure T (trade name)” manufactured by Yuka Shell Epoxy, modified alicyclic amine “EpiCure 113 (trade name)”, modified aromatic amine “Epicure W ( Product name) ".
酸無水物としては、ドデシル無水コハク酸、ポリアゼライン酸無水物などの脂肪族酸無水物、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸などの脂環族無水物、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸などの芳香族無水物、テトラブロモ無水フタル酸、無水ヘット酸などのハロゲン系酸無水物が含まれ、一般に三級アミンやイミダゾール誘導体を硬化促進剤として用いる。具体例としては、油化シェルエポキシ社製の「エピキュア134A(商品名)」が挙げられる。 Examples of acid anhydrides include aliphatic acid anhydrides such as dodecyl succinic anhydride and polyazeline acid anhydride, alicyclic anhydrides such as hexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, and methylnadic anhydride, phthalic anhydride, Aromatic anhydrides such as trimellitic anhydride and pyromellitic anhydride, and halogen acid anhydrides such as tetrabromophthalic anhydride and het anhydride are included, and tertiary amines and imidazole derivatives are generally used as curing accelerators. Specific examples include “Epicure 134A (trade name)” manufactured by Yuka Shell Epoxy.
フェノール樹脂としては、ノボラック型フェノール樹脂が挙げられ、一般に硬化促進剤が併用される。 Examples of the phenol resin include novolak type phenol resins, and generally a curing accelerator is used in combination.
ポリアミド樹脂としては、不飽和脂肪酸の2量体であるダイマー酸とポリアミンから得られるポリアミドが挙げられる。 Examples of the polyamide resin include polyamide obtained from dimer acid and polyamine which are dimers of unsaturated fatty acids.
メルカプタン系化合物とは、分子構造式の両端にメルカプト基−SHを有する脂肪族多硫化重合物のことであり、それ単独ではエポキシ樹脂と反応しないため、前記ポリアミンや三級アミンとの併用が必要である。メルカプタン系化合物の具体例としては、油化シェルエポキシ社製の「カップキュア3800(商品名)」が挙げられる。 A mercaptan compound is an aliphatic polysulfide polymer having a mercapto group -SH at both ends of the molecular structural formula, and it does not react with an epoxy resin by itself, so it needs to be used in combination with the polyamine or tertiary amine. It is. Specific examples of mercaptan compounds include “Cup Cure 3800 (trade name)” manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.
エポキシ樹脂と硬化剤との配合割合は、エポキシ樹脂中のエポキシ基又は水酸基の数とこのエポキシ基又は水酸基と反応する硬化剤中の官能基の数との比率により決定される。例えば、硬化剤としてポリアミンを用いる場合、エポキシ樹脂のエポキシ当量をE、ポリアミンのアミン当量をAとすると、エポキシ樹脂Egに対してポリアミン(0.8〜1.2)×Agである。ここで、エポキシ当量とは、エポキシ基1グラム当量を含むエポキシ樹脂のグラム数、アミン当量とは、エポキシ基と反応する活性水素1グラム当量を含むポリアミンのグラム数である。したがって、エポキシ樹脂と硬化剤との配合重量割合は、使用するエポキシ樹脂の種類及び硬化剤の種類によって変化するが、次のように設定される。すなわち、エポキシ樹脂Egに対して表1に示す割合で配合される。ここで、Eはエポキシ樹脂のエポキシ当量の値である。 The blending ratio of the epoxy resin and the curing agent is determined by the ratio between the number of epoxy groups or hydroxyl groups in the epoxy resin and the number of functional groups in the curing agent that reacts with the epoxy groups or hydroxyl groups. For example, when polyamine is used as the curing agent, assuming that the epoxy equivalent of the epoxy resin is E and the amine equivalent of the polyamine is A, it is polyamine (0.8 to 1.2) × Ag with respect to the epoxy resin Eg. Here, the epoxy equivalent is the number of grams of epoxy resin containing 1 gram equivalent of epoxy groups, and the amine equivalent is the number of grams of polyamine containing 1 gram equivalent of active hydrogen that reacts with epoxy groups. Therefore, the blending weight ratio of the epoxy resin and the curing agent varies depending on the type of epoxy resin and the type of curing agent used, but is set as follows. That is, it mix | blends in the ratio shown in Table 1 with respect to the epoxy resin Eg. Here, E is an epoxy equivalent value of the epoxy resin.
また、硬化促進剤を併用する場合は、エポキシ樹脂Egに対して硬化促進剤を1〜20g配合すればよい。 Moreover, what is necessary is just to mix | blend 1-20g of hardening accelerators with respect to the epoxy resin Eg, when using together a hardening accelerator.
エポキシ基を有する反応性シリコーンオイルとは、ジメチルポリシロキサンのメチル基の一部をエポキシ基を有する官能基で置換したシリコーンオイルである。例えば、下記式(1)、(2)又は(3)で表される。 The reactive silicone oil having an epoxy group is a silicone oil in which a part of methyl group of dimethylpolysiloxane is substituted with a functional group having an epoxy group. For example, it is represented by the following formula (1), (2) or (3).
式(1)、(2)及び(3)中、Xはエポキシ基含有基、例えば、下記式(4)、(5)、(6)又は(7)を示し、mは5〜10000の整数であり、nは2〜100の整数である。 In the formulas (1), (2) and (3), X represents an epoxy group-containing group, for example, the following formula (4), (5), (6) or (7), and m is an integer of 5 to 10,000. And n is an integer from 2 to 100.
上述のエポキシ基を有する反応性シリコーンオイル中、下記式(8)及び(9)のシリコーンオイルが好ましい。 Of the above reactive silicone oils having an epoxy group, silicone oils of the following formulas (8) and (9) are preferred.
式(8)及び(9)中、mは5〜10000の整数であり、nは2〜100の整数である。 In formulas (8) and (9), m is an integer of 5 to 10,000, and n is an integer of 2 to 100.
エポキシ基を有する反応性シリコーンオイルは、リニア構造を有する油状物質であるが、後述するトリアジンチオールと反応することにより三次元網状構造化する。この三次元網状構造体はもはや油状ではないが、潤滑性は保持されている。また、この三次元網状構造は潤滑被膜26の靭性を向上させる役割を果たす。
The reactive silicone oil having an epoxy group is an oily substance having a linear structure, but forms a three-dimensional network structure by reacting with triazine thiol described later. This three-dimensional network structure is no longer oily but retains lubricity. The three-dimensional network structure plays a role of improving the toughness of the lubricating
トリアジンチオールは、下記式(10)で表される。 Triazine thiol is represented by the following formula (10).
式(10)中、Aは、メルカプト基−SH、ジブチルアミノ基−N(C4H9)2、又はアニリノ基−NHC6H5である。 In formula (10), A is a mercapto group —SH, a dibutylamino group —N (C 4 H 9) 2 , or an anilino group —NHC 6 H 5 .
このトリアジンチオールは、前述のようにエポキシ基を有する反応性シリコーンオイルの架橋剤としての役割をもち、エポキシ基を有する反応性シリコーンオイルを三次元網目構造化させる。 As described above, the triazine thiol has a role as a crosslinking agent for the reactive silicone oil having an epoxy group, and causes the reactive silicone oil having an epoxy group to have a three-dimensional network structure.
また、トリアジンチオールは、従来、特にゴムや塩化ビニルの架橋剤として、金属とゴムとの接着剤として、そして金属の表面処理剤としても用いられている。きわめて反応性に富み、潤滑被膜26を形成する際に、エポキシ樹脂とも反応して前記エポキシ基を有するシリコーンオイルの三次元網目構造体としっかり結合させると共に、下地表面(ステンレス鋼板27)とも反応して下地と被膜との接着強度を向上させる役割をも果たしているものと考えられる。
Triazine thiol has been conventionally used as a crosslinking agent for rubber and vinyl chloride, as an adhesive between metal and rubber, and as a metal surface treatment agent. When the lubricating
エポキシ基を有する反応性シリコーンオイルに対するトリアジンチオールの配合割合は、エポキシ基を有するシリコーンオイルを架橋して三次元網目構造化するのに必要な量以上であればよく、好ましくは(トリアジンチオールの配合重量)/(エポキシ基を有する反応性シリコーンオイルの配合重量)=0.03〜1である。 The mixing ratio of the triazine thiol to the reactive silicone oil having an epoxy group may be more than the amount necessary to crosslink the silicone oil having an epoxy group to form a three-dimensional network structure, preferably (the mixing of triazine thiol) (Weight) / (blending weight of reactive silicone oil having epoxy group) = 0.03-1.
エポキシ基を有する反応性シリコーンオイルとトリアジンチオールとの配合量は、エポキシ樹脂と硬化剤との和を100重量部として、エポキシ基を有する反応性シリコーンオイルとトリアジンチオールとの配合量の和が、2〜30重量部、好ましくは、5〜20重量部である。配合割合が2重量部未満の場合は、配合効果が得られず、30重量部を超える場合は、潤滑被膜の機械的強度の低下が著しい。 The amount of the reactive silicone oil having an epoxy group and the triazine thiol is 100 parts by weight of the sum of the epoxy resin and the curing agent, and the sum of the amount of the reactive silicone oil having an epoxy group and the triazine thiol is 2 to 30 parts by weight, preferably 5 to 20 parts by weight. When the blending ratio is less than 2 parts by weight, the blending effect cannot be obtained, and when it exceeds 30 parts by weight, the mechanical strength of the lubricating coating is significantly reduced.
つぎに本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に何等限定されないのである。 Next, the present invention will be described in detail based on examples. The present invention is not limited to these examples.
〔すべり板の作製〕
幅62mm、長さ178mmのステンレス鋼板(SUS304)を準備し、この鋼板の一方の表面をショットブラストにより粗面化すると共に脱脂処理を施した。エポキシ樹脂として、エポキシ当量190の油化シェルエポキシ社製の「エピコート828(商品名)」76重量部、硬化剤として、変性脂環族アミン系の油化シェルエポキシ社製の「エピキュア113(商品名)」24重量部、エポキシ基を有する反応性シリコーンオイルとして、測鎖に脂環式エポキシ基を有する前記式9に相当するエポキシ当量3600の信越化学工業社製のエポキシ変性シリコーンオイル「KF−102(商品名)」4.8重量部、トリアジンチオールとして、三協化成社製の2−ジブチルアミノ−4,6−ジチオール−s−トリアジン「ジスネットDB(商品名)」0.2重量部を、これら成分全体の含有量(固形分)が33重量%となるように、有機溶剤のメチルエチルケトンに溶解して得た溶液を、上記鋼板の粗面化した面に吹き付け手段により吹き付けて塗膜を形成し、熱風乾燥炉で30分間予備乾燥を行って溶剤を逸散させたのち、180℃の温度で30分間加熱焼付処理を行い、厚さ40μmの潤滑被膜を形成し、これをすべり板とした。
[Production of sliding plate]
A stainless steel plate (SUS304) having a width of 62 mm and a length of 178 mm was prepared, and one surface of the steel plate was roughened by shot blasting and degreased. As an epoxy resin, 76 parts by weight of “Epicoat 828 (trade name)” manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd. having an epoxy equivalent of 190, and as a curing agent, “Epicure 113 (Product) made by a modified alicyclic amine-based Yuka Shell Epoxy Co., Ltd. Name) "Reactive silicone oil having 24 parts by weight of epoxy group, epoxy modified silicone oil" KF- "manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. having an epoxy equivalent of 3600 corresponding to the above formula 9 having an alicyclic epoxy group in the chain. 102 (trade name) "4.8 parts by weight, 0.2 parts by weight of 2-dibutylamino-4,6-dithiol-s-triazine" Disnet DB (trade name) "manufactured by Sankyo Kasei Co., Ltd. as triazine thiol The solution obtained by dissolving in the organic solvent methyl ethyl ketone so that the content (solid content) of these components as a whole is 33% by weight. The coated surface is sprayed on the surface that has been surfaced by a spraying means, preliminarily dried in a hot air drying furnace for 30 minutes to dissipate the solvent, and then heated and baked for 30 minutes at a temperature of 180 ° C. A 40 μm lubricating film was formed and used as a sliding plate.
〔基体の作製〕
強化繊維布として平織綿布を準備し、該綿布を送りローラにて、樹脂固形分64.5重量%のフェノール樹脂ワニスを貯えた容器内を通過させ、該綿布の表面に樹脂ワニスを塗工し、圧縮ロールによって綿布の表面に塗工された樹脂ワニスを繊維組織間隙にまで含浸せしめたのち、乾燥炉内で溶剤を逸散させると同時に樹脂の反応を進め、プリプレグ(樹脂加工綿布)を得た。このプリプレグを直径60mmの円形状に切断し、これを6枚重ね合わせて積層したのち、積層方向に加熱、加圧成形し、これを繊維織布強化熱硬化性合成樹脂からなる基体とした。
[Preparation of substrate]
A plain woven cotton cloth is prepared as a reinforcing fiber cloth, and the cotton cloth is passed by a feed roller through a container storing a phenol resin varnish having a resin solid content of 64.5% by weight, and the resin varnish is applied to the surface of the cotton cloth. After impregnating the resin varnish coated on the surface of the cotton cloth with a compression roll to the gap between the fiber structures, the solvent is dissipated in the drying furnace and the reaction of the resin proceeds simultaneously to obtain a prepreg (resin-treated cotton cloth) It was. This prepreg was cut into a circular shape with a diameter of 60 mm, and six of them were stacked and laminated, and then heated and pressure-molded in the laminating direction, and this was used as a substrate made of a fiber woven cloth reinforced thermosetting synthetic resin.
〔表層材の作製〕
織布として平織ガラス繊維織布を準備し、この織布にPTFEディスパージョンとして旭硝子社製の「フルオンPTFEディスパージョンXAD912(商品名)」を充填被覆して該織布の面にPTFE層を形成し、これを表層材とした。
[Production of surface material]
A plain woven glass fiber woven fabric is prepared as a woven fabric, and this woven fabric is filled and coated with “Full-on PTFE dispersion XAD912 (trade name)” manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. as a PTFE dispersion to form a PTFE layer on the surface of the woven fabric. This was used as the surface layer material.
前記6枚重ね合わせた基体の上に接着剤を介して上記表層材を一体に接合して積層体(基体の厚さ9mm、表層材の厚さ1mm)とした。この積層体の表層材に孔明け加工により直径8mm、深さ1mmの円形凹部を14個形成(表層材の表面の面積に占める凹部の開口部の面積の総和は25%)した。
The surface layer material was integrally bonded onto the six substrates stacked with an adhesive to form a laminate (substrate thickness 9 mm,
〔潤滑組成物の作製〕
潤滑組成物(1)の作製
シリコーン油としてジメチルシリコーン油〔信越化学工業社製の「KF96H(商品名)」〕10〜25重量%と、シリコーンワックスとして50℃での粘度が300cStを呈する旭化成ワッカーシリコーン社製の「シリコーンワックスW23(商品名)」25〜30重量%と、メラミンシアヌレートとして三菱化学社製の「MCA(商品名)」25重量%と、PTFEとして高分子量PTFE〔旭硝子社製の「フルオンG163(商品名)」〕25〜40重量%とをヘンシェルミキサーに投入して混合物を作製した。得られた混合物を成分中のシリコーンワックスの融点以上の80℃の温度に加熱し、溶融混練して潤滑組成物(1)の混練物を作製した。
(Preparation of lubricating composition)
Preparation of Lubricating Composition (1) Asahi Kasei Wacker exhibiting 10 to 25% by weight of dimethyl silicone oil [“KF96H (trade name)” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.] as a silicone oil and a viscosity of 300 cSt at 50 ° C. as a silicone wax “Silicone Wax W23 (trade name)” manufactured by Silicone Co., 25 to 30% by weight, “MCA (trade name)” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation as melamine cyanurate, 25% by weight, and high molecular weight PTFE (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) as PTFE “Fluon G163 (trade name)” of 25 to 40% by weight was charged into a Henschel mixer to prepare a mixture. The obtained mixture was heated to a temperature of 80 ° C. higher than the melting point of the silicone wax in the component, and melt kneaded to prepare a kneaded product of the lubricating composition (1).
潤滑組成物(2)の作製
シリコーン油としてジメチルシリコーン油(上記と同じ)10〜25重量%と、シリコーンワックス(上記と同じ)25重量%と、メラミンシアヌレート(上記と同じ)25重量%と、PTFEとして高分子量PTFE(上記と同じ)12.5〜20重量%と低分子量PTFE〔旭硝子社製の「フルオンL169J(商品名)」〕10〜20重量%とをヘンシェルミキサーに投入して混合物を作製した。得られた混合物を成分中のシリコーンワックスの融点以上の80℃の温度に加熱し、溶融混練して潤滑組成物(2)の混練物を作製した。
Preparation of Lubricating Composition (2) 10 to 25% by weight of dimethyl silicone oil (same as above), 25% by weight of silicone wax (same as above) and 25% by weight of melamine cyanurate (same as above) as silicone oil , 12.5 to 20% by weight of high molecular weight PTFE (same as above) as PTFE and 10 to 20% by weight of low molecular weight PTFE (“Fluon L169J (trade name)” manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) are mixed into a Henschel mixer. Was made. The obtained mixture was heated to a temperature of 80 ° C. above the melting point of the silicone wax in the components, and melt kneaded to prepare a kneaded product of the lubricating composition (2).
実施例1〜4
上記積層体の表層材に潤滑組成物(1)の混練物の所定量を供給したのち、積層体と表層材の凹部を含む表面に供給した潤滑組成物(1)の混練物とを、80℃の温度で1分間圧縮成形し、該表層材の凹部に該混練物を充填すると共に該表層材の表面に該混練物の被覆層を形成し、これらを摺動部材とした。実施例1〜4の潤滑組成物(1)の成分組成を表2に示す。
Examples 1-4
After supplying a predetermined amount of the kneaded product of the lubricating composition (1) to the surface layer material of the laminate, the kneaded product of the lubricating composition (1) supplied to the surface including the recesses of the laminate and the surface layer material was 80 The mixture was compression-molded at a temperature of 1 ° C. for 1 minute, and the kneaded material was filled in the concave portions of the surface layer material, and a coating layer of the kneaded material was formed on the surface of the surface layer material. Table 2 shows the component compositions of the lubricating compositions (1) of Examples 1 to 4.
(表2)
実施例 1 2 3 4
潤滑組成物(1)(重量%)
シリコーン油 10 10 20 25
シリコーンワックス 25 30 30 25
メラミンシアヌレート 25 25 25 25
PTFE(高分子量) 40 35 25 25
(Table 2)
Example 1 2 3 4
Lubricating composition (1) (wt%)
PTFE (high molecular weight) 40 35 25 25
実施例5〜7
上記積層体の表層材に潤滑組成物(2)の混練物の所定量を供給したのち、積層体と表層材の凹部を含む表面に供給した潤滑組成物(2)の混練物とを、80℃の温度で1分間圧縮成形し、該表層材の凹部に該混練物を充填すると共に該表層材の表面に該混練物の被覆層を形成し、これらを摺動部材とした。実施例5〜7の潤滑組成物(2)の成分組成を表3に示す。
Examples 5-7
After supplying a predetermined amount of the kneaded product of the lubricating composition (2) to the surface layer material of the laminate, the kneaded product of the lubricating composition (2) supplied to the surface including the concave portion of the laminate and the surface layer material is 80 The mixture was compression molded at a temperature of 1 ° C. for 1 minute, and the kneaded material was filled in the concave portions of the surface layer material, and a coating layer of the kneaded material was formed on the surface of the surface layer material. Table 3 shows the component compositions of the lubricating compositions (2) of Examples 5 to 7.
(表3)
実施例 5 6 7
固体潤滑剤(重量%)
シリコーン油(ジメチルシリコーン油) 10 20 25
シリコーンワックス 25 25 25
メラミンシアヌレート 25 25 25
PTFE(高分子量) 20 20 12.5
PTFE(低分子量) 20 10 12.5
(Table 3)
Examples 5 6 7
Solid lubricant (wt%)
Silicone oil (dimethyl silicone oil) 10 20 25
PTFE (high molecular weight) 20 20 12.5
PTFE (low molecular weight) 20 10 12.5
比較例
アラミド繊維織布30重量%とエポキシ樹脂39重量%とPTFE31重量%とからなるプリプレグ3枚(表層材)を、平織綿布にフェノール樹脂ワニスを含浸塗工したプリプレグ5枚(基体)の上に載せ、これらを圧縮成形して基体と表層材とを一体に接合し、これをすべり部材とした。相手材となるすべり板は上記と同じすべり板を使用した。
Comparative Example Three prepregs (surface layer material) composed of 30% by weight of aramid fiber woven fabric, 39% by weight of epoxy resin and 31% by weight of PTFE, and 5 sheets of prepreg (substrate) obtained by impregnating a plain woven cotton fabric with a phenol resin varnish. These were compression molded to integrally bond the substrate and the surface layer material, and this was used as a sliding member. The same slip board as the above was used for the slip board used as a counterpart material.
つぎに、上記実施例1〜7のすべり部材及び比較例からなるすべり部材について、下記に示す試験条件1及び試験条件2にて摩擦性能を試験した。
Next, the friction performance of the sliding members of Examples 1 to 7 and the sliding member made of the comparative example was tested under the
<試験条件1>
面圧 17N/mm2
速度 10mm/sec、100mm/sec、200mm/sec、300mm/s ec、400mm/sec、500mm/sec、600mm/sec
相手材(すべり板) 上記すべり板
潤滑 潤滑無し
試験方法 二軸試験機の台上にすべり板(潤滑被膜を上方にして)を固定し、該すべり 板にすべり部材の表層材を被覆層を介して摺動自在に接触させると共に、該 すべり部材に面圧が17N/mm2(一定)となるように荷重を加え、すべ り板側を上記の各速度で加振(±100mm)し、摩擦係数を測定した。
<
Surface pressure 17N / mm 2
Speed 10mm / sec, 100mm / sec, 200mm / sec, 300mm / sec, 400mm / sec, 500mm / sec, 600mm / sec
Mating material (sliding plate) The above sliding plate Lubrication No lubrication Test method A sliding plate (with the lubricating coating facing upward) is fixed on the base of a biaxial testing machine, and the surface material of the sliding member is placed on the sliding plate with a coating layer. The sliding member is slidably contacted, and a load is applied to the sliding member so that the surface pressure becomes 17 N / mm 2 (constant), and the sliding plate side is vibrated (± 100 mm) at each of the above speeds to produce friction. The coefficient was measured.
<試験条件2>
面圧 17N/mm2
速度 100mm/sec
相手材(すべり板) 上記すべり板
潤滑 潤滑無し
摺動距離 400m
試験方法 二軸試験機の台上にすべり板(潤滑被膜を上方にして)を固定し、該すべり 板にすべり部材の表層材を被覆層を介して摺動自在に接触させると共に、該 すべり部材に面圧が17N/mm2(一定)となるように荷重を加え、すべ り板側を上記速度で加振(±100mm)し、摺動距離80m、160m、 240m、320m、400mにそれぞれ達した時点の摩擦係数を測定した 。
<
Surface pressure 17N / mm 2
Speed 100mm / sec
Mating material (sliding plate) Above sliding plate Lubrication No lubrication Sliding distance 400m
Test method A sliding plate (with the lubricating film facing upward) is fixed on the stand of the biaxial testing machine, and the surface layer material of the sliding member is slidably brought into contact with the sliding plate via the coating layer, and the sliding member A load is applied so that the surface pressure becomes 17 N / mm 2 (constant), and the sliding plate side is vibrated at the above speed (± 100 mm) to reach sliding distances of 80 m, 160 m, 240 m, 320 m, and 400 m, respectively. The coefficient of friction at the time was measured.
上記試験条件1で行った実施例1〜7及び比較例からなるすべり部材の試験結果(摩擦係数)を表4に、試験条件2で行った実施例1〜7及び比較例からなるすべり部材の試験結果(摩擦係数)を表5に示す。
Table 4 shows the test results (friction coefficient) of the sliding members composed of Examples 1 to 7 and Comparative Examples performed under the
上記試験条件1は、速度依存性についての試験であり、試験結果から判るように実施例1〜実施例7のすべり部材とすべり板との組合せにおいては、速度依存性が極めて少ない、すなわち速度の変化に対して摩擦係数の変動が極めて少ないという結果を示したのに対し、比較例のすべり部材とすべり板との組合せにおいては、速度の変化に応じて摩擦係数の上昇が認められ、速度依存性に劣るという結果を示した。
The
また、上記試験条件2は、耐久試験であり、試験結果から判るように実施例1〜実施例7のすべり部材とすべり板との組合せにおいては、摺動距離を通じて摩擦係数が0.02前後の低い摩擦係数を示して安定した摺動が行われたのに対し、比較例のすべり部材とすべり板との組合せにおいては、摺動距離を通じて高い摩擦係数を示した。
The
これらの結果をすべり免震装置に適用した場合、すべり部材とすべり板との組合せにおける摩擦係数が0.02前後を示すことにより、すべり出しの加速度を小さく保ったまま免震周期の長周期化が可能となる。また、すべり免震装置の設計自由度を大幅に増大させることができる。 When these results are applied to a slip isolation device, the friction coefficient in the combination of a slip member and a slip plate is around 0.02, which increases the length of the base isolation cycle while keeping the acceleration of the slide small. It becomes possible. Moreover, the design freedom of the slip isolation device can be greatly increased.
1 すべり部材
2 基体
4 表層材
5 凹部
25 すべり板
26 潤滑被膜
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