JP4993908B2 - Resin composition, sliding member and sliding device - Google Patents

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Description

本発明は、低摩擦係数と優れた耐摩耗性を併有する樹脂組成物、摺動部材及び摺動装置に係り、更に詳細には、潤滑油や作動油などの潤滑剤存在下で好適に使用される樹脂組成物、これを摺動部位に適用した摺動部材、この摺動部材を適用した摺動装置及び自動車用ピストンに関する。   The present invention relates to a resin composition, a sliding member, and a sliding device having both a low coefficient of friction and excellent wear resistance. More specifically, the present invention is suitably used in the presence of a lubricant such as lubricating oil or hydraulic oil. The present invention relates to a resin composition, a sliding member in which the resin composition is applied to a sliding portion, a sliding device to which the sliding member is applied, and an automobile piston.

内燃機関においては、高回転、高圧縮比、軽量化及び燃費向上が、従来にも増して強く要求されている。
このような要求を実現するためには、摺動部位においてはフリクション低減及び耐摩耗性・耐焼付き性の向上が必要となってきている。
In internal combustion engines, higher rotation, higher compression ratio, lighter weight, and improved fuel efficiency are more strongly demanded than ever before.
In order to realize such a demand, it is necessary to reduce friction and improve wear resistance and seizure resistance at the sliding portion.

また、摺動部位の低フリクション化や耐摩耗性・耐焼付き性向上を実現するための一つの方策として、従来より、ポリアミドイミド、ポリイミド、エポキシ等のバインダー及び二硫化モリブデン、グラファイト、ポリテトラフルオロエチレン等の固体潤滑剤を配合してなる潤滑塗料をコーティングする方法が採用されている。   In addition, as one of the measures to realize low friction and improved wear resistance and seizure resistance at the sliding part, binders such as polyamide imide, polyimide, epoxy and the like, molybdenum disulfide, graphite, polytetrafluoro A method of coating a lubricating paint formed by blending a solid lubricant such as ethylene is employed.

具体的には、ポリアミドイミド及びポリイミドのうち少なくとも一方をバインダーとして50〜73wt%、これに固体潤滑剤としてポリテトラフルオロエチレンを3〜15wt%、二硫化モリブデンを20〜30wt%、及びグラファイトを2〜8wt%の範囲で、合計27〜50wt%の固体潤滑剤を添加することを特徴とした摺動用樹脂組成物が開示されている(特許文献1参照。)。   Specifically, at least one of polyamide-imide and polyimide is 50 to 73 wt% as a binder, polytetrafluoroethylene 3 to 15 wt%, molybdenum disulfide 20 to 30 wt%, and graphite 2 as a solid lubricant. A sliding resin composition characterized by adding a total of 27 to 50 wt% solid lubricant in the range of ˜8 wt% is disclosed (see Patent Document 1).

また、ポリアミドイミド樹脂と、エポキシシランおよびエポキシ樹脂から選ばれる少なくとも1種の塗膜改質剤と、窒化珪素およびアルミナから選ばれる少なくとも1種の硬質粒子と、を有する乾性被膜潤滑剤よりなる被膜層が、母材の摺動面となる表面の少なくとも一部に形成されており、母材の摺動面となる表面の少なくとも一部が、表面粗さが十点平均粗さで8〜18μmRzとなるように条痕を有する摺動部材が開示されている(特許文献2参照。)。
特許第3017626号明細書 特開2004−149622号公報
A film comprising a dry film lubricant comprising a polyamide-imide resin, at least one film modifier selected from epoxy silane and epoxy resin, and at least one hard particle selected from silicon nitride and alumina. The layer is formed on at least a part of the surface that becomes the sliding surface of the base material, and at least a part of the surface that becomes the sliding surface of the base material has a surface roughness of 10 to 18 μmRz in terms of a 10-point average roughness. A sliding member having streaks is disclosed (see Patent Document 2).
Japanese Patent No. 3017626 JP 2004-149622 A

しかしながら、上記特許文献1に記載の摺動用樹脂組成物にあっては、摺動部位のフリクション低減を、主にポリテトラフルオロエチレンを添加することによって達成しているが、潤滑油存在下では、ポリテトラフルオロエチレンは樹脂組成物の親油性を阻害するため、濡れ性確保の観点から添加量が制限される。
このためフリクション低減効果には限界があり、更なるフリクション低減効果を得るのは困難な状況である。
However, in the sliding resin composition described in Patent Document 1, the friction reduction of the sliding part is achieved mainly by adding polytetrafluoroethylene, but in the presence of lubricating oil, Since polytetrafluoroethylene inhibits the lipophilicity of the resin composition, the addition amount is limited from the viewpoint of ensuring wettability.
For this reason, the friction reduction effect is limited, and it is difficult to obtain a further friction reduction effect.

また、上記特許文献2に記載の乾性被膜潤滑剤よりなる被膜層により、摺動部材の耐摩耗性は向上するが、摺動部材のフリクションは母材樹脂の摩擦係数に依存することから、フリクション低減のためには、ポリテトラフルオロエチレン、二硫化モリブデン、グラファイト等の固体潤滑剤を添加する必要があり、フリクションという観点においては、依然として不十分なものであった。   Further, the coating layer made of the dry coating lubricant described in Patent Document 2 improves the wear resistance of the sliding member. However, since the friction of the sliding member depends on the friction coefficient of the base resin, the friction is reduced. In order to reduce it, it is necessary to add a solid lubricant such as polytetrafluoroethylene, molybdenum disulfide, graphite, etc., which is still insufficient from the viewpoint of friction.

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、潤滑油や作動油などの潤滑剤存在下で好適に使用され、低摩擦係数と優れた耐摩耗性を併有する樹脂組成物、これを摺動部位に適用した摺動部材、この摺動部材を適用した摺動装置及び自動車用ピストンを提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and the object of the present invention is to be suitably used in the presence of a lubricant such as lubricating oil or hydraulic oil, and to have a low coefficient of friction and excellent performance. Another object of the present invention is to provide a resin composition having both wear resistance, a sliding member in which the resin composition is applied to a sliding part, a sliding device to which the sliding member is applied, and an automobile piston.

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、ポリアミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂及びエポキシ樹脂から成る群より選ばれた少なくとも1種の母材樹脂と、表面エネルギーが200〜400μN/cmであり、且つ波長600nmにおける可視光透過率が10%以上であるフッ素樹脂と、モース硬度が1〜2である黒鉛と、を含有する樹脂組成物を用いることなどにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have made a polyamide resin, a polysulfone resin, a polyetherimide resin, a polyethersulfone resin, a polyamideimide resin, a polyimide resin, a polyetheretherketone resin, and an epoxy resin. At least one base resin selected from the group consisting of: a fluororesin having a surface energy of 200 to 400 μN / cm and a visible light transmittance of 10% or more at a wavelength of 600 nm; and a Mohs hardness of 1 to The present inventors have found that the above object can be achieved by using a resin composition containing graphite 2 and the present invention has been completed.

即ち、本発明の樹脂組成物は、潤滑剤の存在下で摺動する摺動部材の基材の摺動部位の少なくとも一部に形成にされる被膜に含まれ、母材樹脂とフッ素樹脂と黒鉛とを含有して成る樹脂組成物であり、かかる母材樹脂は、ポリアミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂及びエポキシ樹脂から成る群より選ばれた少なくとも1種を含有し、かかるフッ素樹脂は、そのフッ素樹脂の表面エネルギーが200〜400μN/cmであり、且つそのフッ素樹脂の波長600nmにおける可視光透過率が10%以上であり、そのフッ素樹脂の含有量が当該樹脂組成物全量を基準として10〜30%であり、かかる黒鉛は、その黒鉛のモース硬度が1〜2であることを特徴とする。 That is, the resin composition of the present invention is contained in a coating formed on at least a part of the sliding portion of the base material of the sliding member that slides in the presence of the lubricant, and the base resin and the fluororesin A resin composition comprising graphite, and the base resin is polyamide resin, polysulfone resin, polyetherimide resin, polyethersulfone resin, polyamideimide resin, polyimide resin, polyetheretherketone resin and epoxy resin. The fluororesin has a surface energy of 200 to 400 μN / cm, and the fluororesin has a visible light transmittance of 10% or more at a wavelength of 600 nm. , and the content thereof in the fluororesin is from 10 to 30% based on the resin composition the total amount, such graphite, the graphite Wherein the Mohs hardness of 1-2.

また、本発明の摺動部材は、上記本発明の樹脂組成物を適用して成ることを特徴とする。
このような摺動部材の具体的な一態様としては、例えば樹脂組成物を含有して成る被膜をピストンのスカート部に適用して成る自動車用ピストンなどを挙げることができる。
Further, the sliding member of the present invention is characterized by the formation Turkey by applying the resin composition of the present invention.
As a specific embodiment of such a sliding member, for example, an automobile piston formed by applying a coating film containing a resin composition to the piston skirt can be cited.

更に、本発明の摺動装置は、上記本発明の摺動部材を備えることを特徴とする。 Furthermore, the sliding device of the present invention is characterized by a Turkey which a sliding member of the present invention.

本発明によれば、母材樹脂とフッ素樹脂と黒鉛とを含有して成り、該母材樹脂は、ポリアミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂及びエポキシ樹脂から成る群より選ばれた少なくとも1種を含有し、該フッ素樹脂は、該フッ素樹脂の表面エネルギーが200〜400μN/cmであり、且つ該フッ素樹脂の波長600nmにおける可視光透過率が10%以上であり、フッ素樹脂の含有量が、当該樹脂組成物全量を基準として10〜30%であり、該黒鉛は、該黒鉛のモース硬度が1〜2である樹脂組成物を潤滑剤の存在下で摺動する摺動部材の基材の摺動部位の少なくとも一部に形成にされる被膜に用いることなどとしたため、潤滑油や作動油などの潤滑剤存在下で好適に使用され、低摩擦係数と優れた耐摩耗性を併有する樹脂組成物、樹脂組成物を摺動部位に適用した摺動部材、この摺動部材を適用した摺動装置及び自動車用ピストンを提供することができる。 According to the present invention, the matrix resin comprises a matrix resin, a fluororesin, and graphite, and the matrix resin includes a polyamide resin, a polysulfone resin, a polyetherimide resin, a polyethersulfone resin, a polyamideimide resin, a polyimide resin, Containing at least one selected from the group consisting of a polyether ether ketone resin and an epoxy resin, the fluororesin having a surface energy of 200 to 400 μN / cm, and the fluororesin at a wavelength of 600 nm The visible light transmittance is 10% or more, the fluororesin content is 10 to 30% based on the total amount of the resin composition, and the graphite has a Mohs hardness of 1 to 2 and the like be used to coat the objects on the form at least a portion of the sliding portion of the base material of the sliding member that slides in the presence of a lubricant Therefore, a resin composition that is preferably used in the presence of a lubricant such as lubricating oil or hydraulic oil, and has both a low friction coefficient and excellent wear resistance, a sliding member in which the resin composition is applied to a sliding portion, A sliding device to which a sliding member is applied and a piston for an automobile can be provided.

以下、本発明の樹脂組成物について詳細に説明する。本明細書及び特許請求の範囲において、「%」は特記しない限り質量百分率を表すものとする。   Hereinafter, the resin composition of the present invention will be described in detail. In the present specification and claims, “%” represents mass percentage unless otherwise specified.

上述の如く、本発明の樹脂組成物は、潤滑剤の存在下で摺動する摺動部材の基材の摺動部位の少なくとも一部に形成にされる被膜に含まれ、母材樹脂とフッ素樹脂と黒鉛とを含有して成る。
そして、かかる母材樹脂は、ポリアミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂又はエポキシ樹脂、及びこれらの任意の組合わせに係る母材樹脂を含有する。
また、かかるフッ素樹脂は、そのフッ素樹脂の表面エネルギーが200〜400μN/cmであり、且つフッ素樹脂の波長600nmにおける可視光透過率が10%以上であり、フッ素樹脂の含有量が、当該樹脂組成物全量を基準として10〜30%である。
更に、かかる黒鉛は、その黒鉛のモース硬度が1〜2である。
As described above, the resin composition of the present invention is contained in the coating formed on at least a part of the sliding portion of the base material of the sliding member that slides in the presence of the lubricant. It contains resin and graphite.
Such a matrix resin includes a polyamide resin, a polysulfone resin, a polyetherimide resin, a polyethersulfone resin, a polyamideimide resin, a polyimide resin, a polyetheretherketone resin or an epoxy resin, and a matrix according to any combination thereof. Contains material resin.
Further, such a fluororesin is the surface energy of ranging from 200 to 400 N / cm of the fluororesin, and Der visible light transmittance of 10% or more at a wavelength of 600nm of fluorine resin is, the content of the fluororesin, the resin Ru 10-30% der whole composition as the reference.
Further, such graphite has a Mohs hardness of 1-2.

ここで、含有する母材樹脂としては、樹脂組成物を形成した際に、使用環境に応じた耐熱性を有していることが望ましい。
例えば、自動車用内燃機関に適用する場合には、自動車用内燃機関の部品は、部品温度が150℃程度に上昇することから、150℃以上の耐熱性を有することが望ましい。
かかる150℃以上の耐熱性を有するか否かを測定するには、例えばISO75で規定される1.8MPa応力作用下での熱変形温度が非強化状態で150℃以上であるか否かを測定すればよい。
Here, as the base material resin to be contained, when the resin composition is formed, it is desirable to have heat resistance according to the use environment.
For example, when applied to an internal combustion engine for automobiles, it is desirable that the components of the internal combustion engine for automobiles have a heat resistance of 150 ° C. or higher because the component temperature rises to about 150 ° C.
In order to measure whether or not the heat resistance is 150 ° C. or higher, for example, it is measured whether or not the heat deformation temperature under the 1.8 MPa stress action defined by ISO 75 is 150 ° C. or higher in an unstrengthened state. do it.

また、詳しくは後述するが、本発明の樹脂組成物は、その使用態様の1つとして、基材の摺動部位の少なくとも一部を被覆して用いる場合があるので、例えばエアースプレーやスクリーン印刷、ディッピングなどによるコーティングによって被膜化が容易な母材樹脂材料であることが望ましい。   Further, as will be described in detail later, the resin composition of the present invention may be used by covering at least a part of the sliding portion of the substrate as one of its usage modes, for example, air spray or screen printing. It is desirable that the base resin material be easily formed into a film by coating by dipping or the like.

これらの条件を満たす母材樹脂として、代表的には、上述したような熱可塑性樹脂であるポリアミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、又は熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂などを挙げることができる。なお、これらを適宜混合させても共重合させてもよい。   As the base resin satisfying these conditions, typically, the above-mentioned thermoplastic resins such as polyamide resin, polysulfone resin, polyetherimide resin, polyethersulfone resin, polyamideimide resin, polyimide resin, polyetherether are used. Examples thereof include a ketone resin and an epoxy resin which is a thermosetting resin. These may be mixed as appropriate or copolymerized.

また、ガラス転移温度が250℃以上と耐熱性が高く、分子鎖中に架橋構造を有するため被膜が強固であり、更に基材との密着性に優れているという観点からは、ポリアミドイミド樹脂を母材樹脂として含有させることが望ましい。   In addition, from the viewpoint of having a glass transition temperature of 250 ° C. or higher and high heat resistance, and having a cross-linked structure in the molecular chain, the coating film is strong, and further, excellent adhesion to the substrate is used. It is desirable to contain it as a base material resin.

母材樹脂としてポリアミドイミド樹脂を適用する場合には、乾燥ないし焼成して被膜化する前においてポリアミドイミド樹脂材料は、その数平均分子量が1000〜10000であることが好ましく、2000〜8000であることがより好ましく、4000〜8000であることが更に好ましい。   When a polyamideimide resin is applied as a base resin, the number average molecular weight of the polyamideimide resin material is preferably 1000 to 10000 before being dried or fired to form a film, and is 2000 to 8000. Is more preferable, and it is still more preferable that it is 4000-8000.

数平均分子量が1000未満の場合は、分子鎖の絡み合いが少ないため、樹脂組成物の耐摩耗性が低下する場合がある。
一方、数平均分子量が10000を越える場合は、ポリアミドイミド樹脂の母材樹脂としての摩擦係数が高くなり、その結果、樹脂組成物の摩擦係数が高くなることがある。また、樹脂組成物の基材との密着性が低下し、剥離が発生し易くなることがある。
When the number average molecular weight is less than 1000, there is little entanglement of molecular chains, and thus the abrasion resistance of the resin composition may be lowered.
On the other hand, when the number average molecular weight exceeds 10,000, the friction coefficient of the polyamideimide resin as a base resin increases, and as a result, the friction coefficient of the resin composition may increase. Moreover, the adhesiveness with the base material of a resin composition may fall, and it may become easy to generate | occur | produce peeling.

また、含有するフッ素樹脂は、表面エネルギーが200〜400μN/cmであり、且つ波長600nmにおける可視光透過率が10%以上であることを要する。   Moreover, the fluororesin to be contained needs to have a surface energy of 200 to 400 μN / cm and a visible light transmittance of 10% or more at a wavelength of 600 nm.

一般的に、潤滑油や作動油などの潤滑剤の表面エネルギーは250〜350μN/cm程度である。一方、フリクション低減のために適用される一般的なフッ素樹脂の表面エネルギーは170〜200μN/cm程度であることから、潤滑条件下で一般的なフッ素樹脂を適用した場合は、油との親和性が悪化するため、フッ素樹脂を含有させても無潤滑条件下のようなフリクション低減効果は得られない。
そこで、本発明においては、フッ素樹脂の表面エネルギーを上記200〜400μN/cmの範囲へと改質することによって、好ましくは表面エネルギーを250〜350μN/cmの範囲へと改質することによって、油膜生成、及び油中添加剤の吸着等が阻害されることがなくなり、油膜と固体潤滑材の相乗効果を発揮することができる。
Generally, the surface energy of lubricants such as lubricating oil and hydraulic oil is about 250 to 350 μN / cm. On the other hand, the surface energy of a general fluororesin applied for reducing friction is about 170 to 200 μN / cm. Therefore, when a general fluororesin is applied under lubrication conditions, it has an affinity for oil. Therefore, even if a fluororesin is contained, the effect of reducing friction as in a non-lubricated condition cannot be obtained.
Therefore, in the present invention, an oil film is obtained by modifying the surface energy of the fluororesin to the range of 200 to 400 μN / cm, preferably by modifying the surface energy to the range of 250 to 350 μN / cm. Generation and adsorption of additives in oil are not hindered, and a synergistic effect between the oil film and the solid lubricant can be exhibited.

また、フッ素樹脂はフリクションが低いために耐摩耗性が劣っており、一般的なフッ素樹脂を含有させた場合には、フッ素樹脂が存在する部位周辺が選択的に摩耗し、結果として樹脂組成物全体の摩耗量が増加する傾向がみられる。   In addition, since the fluororesin has low friction, the wear resistance is inferior. When a general fluororesin is contained, the area around the fluororesin is selectively worn, resulting in a resin composition. There is a tendency for overall wear to increase.

フッ素樹脂の耐摩耗性を改善するためには、結晶サイズを縮小することが有効である。即ち、結晶サイズを縮小化することにより、結晶の流動性が増大して相手材への移着が容易となり、移着膜生成が促進され、耐摩耗性を改善することができる。また、摩耗粉サイズが縮小することによっても耐摩耗性を改善することが可能となる。   In order to improve the wear resistance of the fluororesin, it is effective to reduce the crystal size. That is, by reducing the crystal size, the fluidity of the crystal is increased and the transfer to the counterpart material is facilitated, the generation of the transfer film is promoted, and the wear resistance can be improved. Further, wear resistance can be improved by reducing the size of the wear powder.

結晶サイズの大小に関しては、可視光透過率で判別することが可能であり、例えば、上述したように、フッ素樹脂の波長600nmにおける可視光透過率を10%以上とすることによって、十分な耐摩耗性を得ることができる。   The size of the crystal can be determined by the visible light transmittance. For example, as described above, by setting the visible light transmittance at a wavelength of 600 nm of the fluororesin to 10% or more, sufficient wear resistance is obtained. Sex can be obtained.

上述の如き、表面エネルギーが200〜400μN/cm、且つ波長600nmにおける可視光透過率が10%以上であるフッ素樹脂は、例えば酸素分圧が1333Pa以下の不活性ガス雰囲気下、そのフッ素樹脂原料の融点以上に加熱し、フッ素樹脂原料に電離性放射線を1〜10kGyの範囲で照射し、その後、酸素存在下で熱エネルギーを付与することによって得ることができる。   As described above, a fluororesin having a surface energy of 200 to 400 μN / cm and a visible light transmittance of 10% or more at a wavelength of 600 nm is, for example, in an inert gas atmosphere having an oxygen partial pressure of 1333 Pa or less. It can be obtained by heating above the melting point, irradiating the fluororesin raw material with ionizing radiation in the range of 1 to 10 kGy, and then applying thermal energy in the presence of oxygen.

なお、上記の改質したフッ素樹脂は、従来のフッ素樹脂と比較して不飽和結合量が増加しており、樹脂組成物に添加して用いた場合に、フッ素樹脂の分子鎖中の不飽和結合が母材樹脂の例えば官能基と反応することによって、母材樹脂とフッ素樹脂の密着性が向上するという副次的な効果も発現する。   In addition, the above-mentioned modified fluororesin has an increased amount of unsaturated bonds as compared with conventional fluororesins, and when added to a resin composition, the unsaturated fluorocarbon resin in the molecular chain of the fluororesin is used. When the bond reacts with, for example, a functional group of the base resin, a secondary effect of improving the adhesion between the base resin and the fluororesin is also exhibited.

また、本発明の樹脂組成物においては、含有するフッ素樹脂は平均粒径が1〜50μmのフッ素樹脂粒子であることが好ましく、平均粒径が1〜30μmのフッ素樹脂粒子であることがより好ましい。
フッ素樹脂粒子の平均粒径が1μm未満の場合には、母材樹脂中に均一に分散させることが困難となり、一方で、平均粒径が50μmを超える場合には、粗大粒子となるために、母材樹脂の強度、特に衝撃強度及び疲労強度を低下させる可能性がある。
Moreover, in the resin composition of this invention, it is preferable that the fluororesin to contain is a fluororesin particle with an average particle diameter of 1-50 micrometers, and it is more preferable that it is a fluororesin particle with an average particle diameter of 1-30 micrometers. .
When the average particle size of the fluororesin particles is less than 1 μm, it becomes difficult to uniformly disperse in the matrix resin, whereas when the average particle size exceeds 50 μm, the particles become coarse particles. There is a possibility that the strength of the base material resin, particularly impact strength and fatigue strength, may be reduced.

更に、本発明の樹脂組成物においては、フッ素樹脂の含有量が、当該樹脂組成物全量を基準として10〜30%であることを要する
フッ素樹脂の含有量が5%未満の場合には、十分なフリクション低減効果が得られないことがあり、一方で、含有量が40%を越える場合には、これ以上フッ素樹脂を含有させてもフリクション低減効果が飽和するとともに、機械的強度が低いフッ素樹脂の含有量が増えるため、樹脂組成物の機械的特性が大幅に低下してしまうことがある。
Further, in the resin composition of the present invention requires that the content of the fluorine resin is 1 0-30% referenced to the resin composition the total amount.
When the content of the fluororesin is less than 5%, a sufficient friction reducing effect may not be obtained. On the other hand, when the content exceeds 40%, the fluororesin may be further contained. Since the effect of reducing friction is saturated and the content of the fluororesin having low mechanical strength increases, the mechanical properties of the resin composition may be greatly deteriorated.

一方、含有する黒鉛は、モース硬度が1〜2であることを要する。   On the other hand, the graphite contained needs to have a Mohs hardness of 1-2.

母材樹脂中に上述の如きフッ素樹脂のみを含有させた場合には、母材樹脂よりも低硬度であるフッ素樹脂が存在することにより、耐摩耗性が低下してしまう。
そこで、本発明においては、低フリクションと耐摩耗性の確保を両立するため、母材樹脂中に上述のフッ素樹脂と共に上記のモース硬度1〜2である黒鉛を含有させることを要する。
また、黒鉛は母材樹脂に比較して高硬度であり、特定の結晶面におけるせん断強度が低いことから、一般的に低フリクションと耐摩耗性の確保の観点から充填材として添加されるケースが多いが、本発明においては黒鉛のモース硬度を1〜2と規定する。
黒鉛のモース硬度を1未満にした場合は、耐摩耗性の向上効果が殆どなく、一方で、モース硬度が2を超える場合には、黒鉛が摺動相手材へ食い込むためフリクションが増大するとともに、特に摺動相手材がアルミニウム合金等の軟質金属の場合には、相手材の磨耗を促進してしまうからである。
When only the fluororesin as described above is contained in the base material resin, the wear resistance is lowered due to the presence of the fluororesin having a lower hardness than the base material resin.
Therefore, in the present invention, in order to achieve both low friction and ensuring wear resistance, it is necessary to contain graphite having the Mohs hardness of 1 to 2 together with the above fluororesin in the base material resin.
Graphite is harder than the base resin and has low shear strength at specific crystal planes, so it is generally added as a filler from the viewpoint of ensuring low friction and wear resistance. In many cases, the Mohs hardness of graphite is defined as 1 to 2 in the present invention.
When the Mohs hardness of the graphite is less than 1, there is almost no effect of improving the wear resistance. On the other hand, when the Mohs hardness exceeds 2, the graphite bites into the sliding counterpart material, and the friction increases. This is because the wear of the mating material is promoted particularly when the sliding mating material is a soft metal such as an aluminum alloy.

また、本発明の樹脂組成物においては、含有する黒鉛は、平均粒径が1〜30μmの黒鉛粒子であることが好ましく、平均粒径が1〜10μmの黒鉛粒子であることがより好ましい。
黒鉛粒子の平均粒径が1μm未満の場合には、母材樹脂中に均一に分散させることが困難となり、一方で、平均粒径が30μmを超える場合には、粗大粒子となるために、母材樹脂の強度、特に衝撃強度及び疲労強度を低下させる可能性があり、また樹脂組成物の平滑性が低下してフリクションが悪化することがある。
Moreover, in the resin composition of this invention, it is preferable that the graphite to contain is a graphite particle with an average particle diameter of 1-30 micrometers, and it is more preferable that it is a graphite particle with an average particle diameter of 1-10 micrometers.
When the average particle size of the graphite particles is less than 1 μm, it becomes difficult to uniformly disperse in the matrix resin. On the other hand, when the average particle size exceeds 30 μm, the particles become coarse particles. There is a possibility that the strength of the material resin, particularly impact strength and fatigue strength may be lowered, and the smoothness of the resin composition may be lowered to deteriorate the friction.

更に、本発明の樹脂組成物においては、含有する黒鉛の形状は、樹脂組成物を薄肉にすることで配向方向を制御可能な鱗片状であることが望ましい。
鱗片状の黒鉛粒子を摺動方向と平行に配向させることにより、フリクション低減が可能になるだけでなく、黒鉛粒子のエッジが露出し難くなるために、相手材攻撃性が減少する。
なお、鱗片状の黒鉛粒子の場合には、レーザー回折式粒度分析計を用いて平均粒径を規定すればよい。
Furthermore, in the resin composition of the present invention, it is desirable that the shape of the graphite contained is a scaly shape whose orientation direction can be controlled by making the resin composition thin.
By orienting the scale-like graphite particles in parallel with the sliding direction, not only friction can be reduced, but also the edge of the graphite particles becomes difficult to be exposed, so that the attack of the counterpart material is reduced.
In the case of scaly graphite particles, the average particle diameter may be defined using a laser diffraction particle size analyzer.

更にまた、本発明の樹脂組成物においては、黒鉛の含有量が、当該樹脂組成物全量を基準として2〜40%であることが好ましく、2〜10%であることがより好ましい。
黒鉛の含有量が2%未満の場合には、耐摩耗性の改善効果が認められず、一方で、黒鉛の含有量が40%を越える場合には、樹脂組成物の平滑性が低下するために、フリクションが増大し、フッ素樹脂を含ませたことによるフリクション低減効果が消失することがある。
Furthermore, in the resin composition of the present invention, the graphite content is preferably 2 to 40%, more preferably 2 to 10%, based on the total amount of the resin composition.
When the graphite content is less than 2%, the effect of improving the wear resistance is not observed. On the other hand, when the graphite content exceeds 40%, the smoothness of the resin composition decreases. In addition, the friction increases, and the effect of reducing the friction due to the inclusion of the fluororesin may be lost.

次に、本発明の摺動部材及び摺動装置について詳細に説明する。
上述の如く、本発明の摺動部材は、上記本発明の樹脂組成物を適用して成るものである。
このような樹脂組成物を適用することにより、摺動させる際の摩擦係数を低減し、耐摩耗性を向上させることができる。また、摺動部位の全面に被膜を形成してもよい。
ここで、「基材」としては、特に限定されるものではないが、例えば鉄基合金やアルミニウム合金などの金属やポリエーテルエーテルケトンやポリフェニレンスルフィドなどの樹脂、カーボン繊維強化プラスチックなどの炭素材等を用いることができる。
上述したように、本発明の摺動部材は、その一態様として、例えばピストンのスカート部に適用して成る自動車用ピストンを挙げることができ、他の態様として、例えば軸受や人工関節の摺動部分などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
Next, the sliding member and the sliding device of the present invention will be described in detail.
As described above, the sliding member of the present invention is also of Ru formed by applying the resin composition of the present invention.
The Rukoto apply such a resin composition, to reduce the coefficient of friction when sliding, it is possible to improve the wear resistance. Moreover, you may form a film in the whole surface of a sliding site | part.
Here, the “base material” is not particularly limited, but for example, metals such as iron-based alloys and aluminum alloys, resins such as polyetheretherketone and polyphenylene sulfide, carbon materials such as carbon fiber reinforced plastics, etc. Can be used.
As described above, the sliding member of the present invention can include, for example, an automobile piston applied to the skirt portion of the piston as one aspect thereof, and as another aspect, for example, sliding of a bearing or an artificial joint. Although a part etc. can be mentioned, it is not limited to these.

更に、本発明の摺動部材においては、被膜の膜厚は2〜70μmとすることが好ましく、2〜50μmとすることがより好ましい。
膜厚が2μm未満の場合には、十分な耐久性を保持することが困難である一方、膜厚が70μmを超える場合には、均質な被膜を作製することが困難となるからである。
Furthermore, in the sliding member of the present invention, the thickness of the coating is preferably 2 to 70 μm, and more preferably 2 to 50 μm.
When the film thickness is less than 2 μm, it is difficult to maintain sufficient durability, while when the film thickness exceeds 70 μm, it is difficult to produce a uniform film.

更にまた、本発明の摺動部材においては、摺動部位の表面粗さが、最大表面粗さRzで15μm以下であることが、本発明の樹脂組成物の耐摩耗性をより効果的に発揮することができるという観点から好ましく、10μm以下であることがより好ましく、8μm以下であることが特に好ましい。
摺動部位の表面粗さが、最大表面粗さRzで15μmを超える場合には、凸部頂点での接触面圧が高くなり、樹脂組成物の摩耗量が増大してしまうからである。
Furthermore, in the sliding member of the present invention, the surface roughness of the sliding part is 15 μm or less in terms of the maximum surface roughness Rz, and the wear resistance of the resin composition of the present invention is more effectively exhibited. It is preferable from a viewpoint that it can do, More preferably, it is 10 micrometers or less, It is especially preferable that it is 8 micrometers or less.
This is because when the surface roughness of the sliding portion exceeds 15 μm in terms of the maximum surface roughness Rz, the contact surface pressure at the apex of the convex portion increases and the amount of wear of the resin composition increases.

また、本発明の摺動装置は、上記本発明の摺動部材を備える装置である。
ここで、「潤滑剤」としては、例えば、従来公知の潤滑油や作動油を好適に用いることができ、グリース、水、アルコールなど添加して用いることができるが、特に摩擦調整剤を添加した潤滑油を用いることが望ましい。
Further, the sliding device of the present invention is the equipment with the sliding member of the present invention.
Here, as the “lubricant”, for example, a conventionally known lubricating oil or hydraulic oil can be suitably used, and grease, water, alcohol, etc. can be added and used, but a friction modifier is particularly added. It is desirable to use a lubricating oil.

以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples.

(実施例1)
<フッ素樹脂粉末の準備>
テトラフルオロエチレンのモールディングパウダー(旭硝子社製、G163)に、酸素分圧133Pa、窒素分圧106657Paの雰囲気、350℃加熱条件のもとで電子線(加圧電圧2MeV)を照射線量100kGyで照射し、テトラフルオロエチレンを改質し、その後、平均粒径が10μmとなるまでジェットミルで粉砕して、テトラフルオロエチレン改質粉末を得た。これをフッ素樹脂粉末1とした。
Example 1
<Preparation of fluororesin powder>
Tetrafluoroethylene molding powder (G163, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) is irradiated with an electron beam (pressurized voltage 2 MeV) at an irradiation dose of 100 kGy under an atmosphere with an oxygen partial pressure of 133 Pa and a nitrogen partial pressure of 106657 Pa under heating conditions of 350 ° C. Then, the tetrafluoroethylene was modified, and then pulverized with a jet mill until the average particle size became 10 μm to obtain a tetrafluoroethylene-modified powder. This was designated as fluororesin powder 1.

<樹脂組成物前駆体の準備>
N−メチル−2−ピロリドン(NMP)を溶媒とし、イソシアネート法で合成したポリアミドイミド樹脂材料(数平均分子量:6000)75質量部に対して、上記フッ素樹脂粉末1を20質量部、黒鉛粉末(人造黒鉛、モース硬度:2、平均粒径:4μm、形状:鱗片状)を5質量部添加し、ビーズミルで30分間撹拌して、樹脂組成物前駆体を得た。これを樹脂組成物前駆体1とした。
<Preparation of resin composition precursor>
With respect to 75 parts by mass of a polyamideimide resin material (number average molecular weight: 6000) synthesized by an isocyanate method using N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a solvent, 20 parts by mass of the fluororesin powder 1 and graphite powder ( 5 parts by mass of artificial graphite, Mohs hardness: 2, average particle size: 4 μm, shape: scale-like) was added, and the mixture was stirred for 30 minutes with a bead mill to obtain a resin composition precursor. This was designated as resin composition precursor 1.

<摺動部材の作製>
上記樹脂組成物前駆体1を、基材である脱脂済みのアルミニウム合金AC8A製プレート(25×75×15mm、長手方向の最大表面粗さRz=10μm)に膜厚が20±5μmとなるようにエアースプレーで塗布し、空気中、180℃で60分間焼成し、樹脂組成物の被膜を形成して、本例の摺動部材を得た。
なお、得られた樹脂組成物の被膜において、フッ素樹脂の表面エネルギーが280μN/cmであることを水とヨウ化メチレンの接触角測定により確認し、フッ素樹脂の波長600nmにおける可視光透過率が23%であることをJIS K7361の方法により確認し、黒鉛のモース硬度が2であることをモース硬度試験機により確認した。
<Production of sliding member>
The resin composition precursor 1 is formed on a degreased aluminum alloy AC8A plate (25 × 75 × 15 mm, maximum longitudinal surface roughness Rz = 10 μm) as a base material so that the film thickness becomes 20 ± 5 μm. The sliding member of this example was obtained by coating with air spray and baking in air at 180 ° C. for 60 minutes to form a coating of the resin composition.
In the obtained resin composition coating, it was confirmed by measuring the contact angle between water and methylene iodide that the surface energy of the fluororesin was 280 μN / cm, and the visible light transmittance of the fluororesin at a wavelength of 600 nm was 23. %, It was confirmed by the method of JIS K7361, and it was confirmed by a Mohs hardness tester that the Mohs hardness of graphite was 2.

(実施例2)
<樹脂組成物前駆体の準備>
NMPを溶媒とし、イソシアネート法で合成したポリアミドイミド樹脂材料(数平均分子量:2000)69質量部に対して、上記フッ素樹脂粉末1を20質量部、黒鉛粉末(人造黒鉛、モース硬度:2、平均粒径:4μm、形状:鱗片状)を6質量部、ポリエーテルエーテルケトン樹脂粉末(ビクトレックスエムシー社製、450PF、平均粒径:3μm)5質量部添加し、ビーズミルで30分間撹拌して、樹脂組成物前駆体を得た。これを樹脂組成物前駆体2とした。
(Example 2)
<Preparation of resin composition precursor>
With respect to 69 parts by mass of polyamideimide resin material (number average molecular weight: 2000) synthesized by isocyanate method using NMP as a solvent, 20 parts by mass of the fluororesin powder 1 and graphite powder (artificial graphite, Mohs hardness: 2, average) 6 parts by mass of particle size: 4 μm, shape: scaly, 5 parts by mass of polyetheretherketone resin powder (manufactured by Victorex MC, 450PF, average particle size: 3 μm), and stirred for 30 minutes in a bead mill, A resin composition precursor was obtained. This was designated as resin composition precursor 2.

<摺動部材の作製>
上記樹脂組成物前駆体2を用いた以外は、実施例1の摺動部材の作製と同じ操作を繰り返して、本例の摺動部材を得た。
なお、得られた樹脂組成物の被膜において、実施例1と同様の方法で、フッ素樹脂の表面エネルギーが280μN/cmであり、フッ素樹脂の波長600nmにおける可視光透過率が23%であり、黒鉛のモース硬度が2であることを確認した。
<Production of sliding member>
Except using the said resin composition precursor 2, the same operation as preparation of the sliding member of Example 1 was repeated, and the sliding member of this example was obtained.
In addition, in the coating film of the obtained resin composition, the surface energy of the fluororesin is 280 μN / cm and the visible light transmittance at a wavelength of 600 nm of the fluororesin is 23% in the same manner as in Example 1. It was confirmed that the Mohs hardness was 2.

(比較例1)
<樹脂組成物前駆体の準備>
NMPを溶媒とし、イソシアネート法で合成したポリアミドイミド樹脂材料(数平均分子量:2000)65質量部に対して、ポリテトラフルオロエチレン粉末(旭硝子社製、L150J(乳化重合タイプ)、平均粒径:10μm)を10質量部、二硫化モリブデン粉末(住鉱潤滑剤社製、平均粒径1.5μm)を20質量部、黒鉛粉末(人造黒鉛、モース硬度:2、平均粒径:4μm、形状:鱗片状)を5質量部添加し、ビーズミルで30分間撹拌して、樹脂組成物前駆体を得た。これを樹脂組成物前駆体3とした。
(Comparative Example 1)
<Preparation of resin composition precursor>
Polytetrafluoroethylene powder (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., L150J (emulsion polymerization type)), average particle diameter: 10 μm with respect to 65 parts by mass of polyamideimide resin material (number average molecular weight: 2000) synthesized by isocyanate method using NMP as a solvent ) 10 parts by mass, molybdenum disulfide powder (manufactured by Sumiko Lubricant Co., Ltd., average particle size 1.5 μm), 20 parts by mass, graphite powder (artificial graphite, Mohs hardness: 2, average particle size: 4 μm, shape: scale 5 parts by mass was added, and the mixture was stirred for 30 minutes with a bead mill to obtain a resin composition precursor. This was designated as resin composition precursor 3.

<摺動部材の作製>
上記樹脂組成物前駆体3を用いた以外は、実施例1の摺動部材の作製と同じ操作を繰り返して、本例の摺動部材を得た。
なお、得られた樹脂組成物の被膜において、実施例1と同様の方法で、フッ素樹脂の表面エネルギーが190μN/cmであり、フッ素樹脂の波長600nmにおける可視光透過率が0%であり、黒鉛のモース硬度が2であることを確認した。
<Production of sliding member>
Except using the said resin composition precursor 3, the same operation as preparation of the sliding member of Example 1 was repeated, and the sliding member of this example was obtained.
In addition, in the coating film of the obtained resin composition, the surface energy of the fluororesin is 190 μN / cm, the visible light transmittance of the fluororesin at a wavelength of 600 nm is 0% in the same manner as in Example 1, and the graphite It was confirmed that the Mohs hardness was 2.

(比較例2)
<樹脂組成物前駆体の準備>
NMPを溶媒とし、イソシアネート法で合成したポリアミドイミド樹脂材料(数平均分子量:2000)80質量部に対して、ポリテトラフルオロエチレン粉末(旭硝子社製、L150J(乳化重合タイプ)、平均粒径:10μm)を10質量部、アルミナ粉末(アドマテックス社製、A0−900H、平均粒径:5μm)を10質量部添加し、ビーズミルで1時間撹拌して、樹脂組成物前駆体を得た。これを樹脂組成物前駆体4とした。
(Comparative Example 2)
<Preparation of resin composition precursor>
Polytetrafluoroethylene powder (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., L150J (emulsion polymerization type)), average particle diameter: 10 μm with respect to 80 parts by mass of polyamideimide resin material (number average molecular weight: 2000) synthesized by isocyanate method using NMP as a solvent 10 parts by mass of alumina powder (manufactured by Admatechs, A0-900H, average particle size: 5 μm) was added, and the mixture was stirred with a bead mill for 1 hour to obtain a resin composition precursor. This was designated as resin composition precursor 4.

<摺動部材の作製>
上記樹脂組成物前駆体4を用いた以外は、実施例1の摺動部材の作製と同じ操作を繰り返して、本例の摺動部材を得た。
なお、得られた樹脂組成物の被膜において、実施例1と同様の方法で、フッ素樹脂の表面エネルギーが190μN/cmであり、フッ素樹脂の波長600nmにおける可視光透過率が0%であることを確認した。
<Production of sliding member>
Except using the said resin composition precursor 4, the same operation as preparation of the sliding member of Example 1 was repeated, and the sliding member of this example was obtained.
In addition, in the coating film of the obtained resin composition, the surface energy of the fluororesin is 190 μN / cm and the visible light transmittance at a wavelength of 600 nm of the fluororesin is 0% by the same method as in Example 1. confirmed.

(比較例3)
<樹脂組成物前駆体の準備>
NMPを溶媒とし、イソシアネート法で合成したポリアミドイミド樹脂材料(数平均分子量:6000)80質量部に対して、上記フッ素樹脂粉末1を20質量部添加し、ビーズミルで30分間撹拌して、樹脂組成物前駆体を得た。これを樹脂組成物前駆体5とした。
(Comparative Example 3)
<Preparation of resin composition precursor>
20 parts by mass of the fluororesin powder 1 is added to 80 parts by mass of a polyamide-imide resin material (number average molecular weight: 6000) synthesized by an isocyanate method using NMP as a solvent, and stirred for 30 minutes by a bead mill. A product precursor was obtained. This was designated as resin composition precursor 5.

<摺動部材の作製>
上記樹脂組成物前駆体5を用いた以外は、実施例1の摺動部材の作製と同じ操作を繰り返して、本例の摺動部材を得た。
なお、得られた樹脂組成物の被膜において、実施例1と同様の方法で、フッ素樹脂の表面エネルギーが280μN/cmであり、フッ素樹脂の波長600nmにおける可視光透過率が23%であることを確認した。
<Production of sliding member>
Except using the said resin composition precursor 5, the same operation as preparation of the sliding member of Example 1 was repeated, and the sliding member of this example was obtained.
In the film of the resin composition thus obtained, the surface energy of the fluororesin was 280 μN / cm and the visible light transmittance at a wavelength of 600 nm of the fluororesin was 23% in the same manner as in Example 1. confirmed.

[評価試験]
(摩擦試験)
本発明の樹脂組成物の摩擦特性を把握するため、実施例1〜3並びに比較例1及び2の摺動部材の摩擦試験をエンジンオイル滴下条件下で実施した。
[Evaluation test]
(Friction test)
In order to grasp the friction characteristics of the resin composition of the present invention, the friction test of the sliding members of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 was performed under engine oil dropping conditions.

摩擦特性の測定には、往復動するプレート上に円柱状試験片を押し当てる方式の往復動摩擦試験機(協和技研、FRICTION ANALYZER RTF−3)を使用した。摺接する相手材には、硬度がロックウェル硬さで95〜103HRB、表面粗さが中心線平均粗さで0.2μmRa程度のFCA材を用い、相手材形状は直径8mm、高さ25mmの円柱状とした。
一方、摺動面に滴下するエンジンオイルには日産純正エンジンオイルのSJストロングセーブXMスペシャル 5W−30を用いた。
For the measurement of the friction characteristics, a reciprocating friction tester (Kyowa Giken, FRICTION ANALYZER RTF-3) of a type in which a cylindrical test piece is pressed on a reciprocating plate was used. The material to be slidably contacted is an FCA material having a Rockwell hardness of 95 to 103 HRB, a surface roughness of about 0.2 μmRa on the center line average roughness, and the shape of the mating material is a circle having a diameter of 8 mm and a height of 25 mm. It was columnar.
On the other hand, Nissan engine oil SJ Strong Save XM Special 5W-30 was used as the engine oil dropped on the sliding surface.

図1は、摩擦試験の概要を示す説明図である。同図に示すように、摩擦試験を実施するに当たり、樹脂組成物で被覆したアルミニウム合金AC8A製プレート1を往復動するスライド台10にプレートの長手方向が矢印Aで示すスライド台移動方向と平行となるように取り付け、FCA製円柱状試験片20を試験片の長手方向がスライド台移動方向に直交するように取り付けた。   FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of the friction test. As shown in the figure, in carrying out the friction test, the longitudinal direction of the plate on the slide base 10 reciprocating the aluminum alloy AC8A plate 1 coated with the resin composition is parallel to the slide base movement direction indicated by the arrow A. The cylindrical test piece 20 made of FCA was attached so that the longitudinal direction of the test piece was orthogonal to the moving direction of the slide base.

次に、上部から矢印Bで示す980Nの垂直荷重をFCA製試験片(圧子)20に付与し、FCA製試験片と樹脂組成物の圧接部にエンジンオイルを2cc滴下した。
樹脂組成物で被覆したアルミニウム合金AC8A製プレートを設置したスライド台の移動量は50mmとし、移動速度は1.0m/secとした。摩擦試験は、合計18000サイクル実施し、試験開始から3000サイクル毎に1往復した際の摩擦係数の波形を測定器に取り込み、静摩擦係数及び動摩擦係数を求めた。静摩擦係数の経時変化を図2に示す。
Next, a vertical load of 980 N indicated by an arrow B was applied to the FCA test piece (indenter) 20 from the top, and 2 cc of engine oil was dropped onto the pressure contact portion between the FCA test piece and the resin composition.
The moving amount of the slide table on which the aluminum alloy AC8A plate coated with the resin composition was installed was 50 mm, and the moving speed was 1.0 m / sec. The friction test was carried out for a total of 18000 cycles, and the waveform of the friction coefficient at the time of one reciprocation every 3000 cycles from the start of the test was taken into a measuring instrument to obtain the static friction coefficient and the dynamic friction coefficient. The change with time of the static friction coefficient is shown in FIG.

図2より、実施例1及び2並びに比較例3については、比較例1及び2よりも静摩擦係数が低下する。これは、樹脂組成物中に含まれる表面エネルギーが200〜400μN/cmであり、且つ波長600nmにおける可視光透過率が10%以上であるフッ素樹脂がオイル潤滑下においても固体潤滑剤として有効に機能しているためと考えられる。   From FIG. 2, the static friction coefficients of Examples 1 and 2 and Comparative Example 3 are lower than those of Comparative Examples 1 and 2. This is because a fluororesin having a surface energy contained in the resin composition of 200 to 400 μN / cm and a visible light transmittance of 10% or more at a wavelength of 600 nm effectively functions as a solid lubricant even under oil lubrication. It is thought to be because.

次に、動摩擦係数の経時変化を図3に示す。図3より、実施例1及び2並びに比較例3については、静摩擦係数と同様に、比較例1及び2よりも低下する傾向が認められる。実施例1及び2並びに比較例3の動摩擦係数が低下しているのは、樹脂組成物中に含まれる表面エネルギーが200〜400μN/cmであり、且つ波長600nmにおける可視光透過率が10%以上であるフッ素樹脂が相手材に移着膜を生成するとともに、その移着膜の親油性が高いためと考えられる。   Next, the change with time of the dynamic friction coefficient is shown in FIG. From FIG. 3, for Examples 1 and 2 and Comparative Example 3, a tendency to be lower than those of Comparative Examples 1 and 2 is recognized, similarly to the static friction coefficient. The dynamic friction coefficients of Examples 1 and 2 and Comparative Example 3 are decreased because the surface energy contained in the resin composition is 200 to 400 μN / cm and the visible light transmittance at a wavelength of 600 nm is 10% or more. This is probably because the fluororesin produces a transfer film on the counterpart material and the transfer film has high lipophilicity.

(摩耗試験)
また、18000サイクル終了後に樹脂組成物で被覆したアルミニウム合金AC8A製プレートの摺動部位の両端部及び中央部において、移動方向に対し直角方向の表面粗さを測定し、樹脂組成物の摩耗深さを求めた。摩擦試験後の摩耗深さの測定結果を表1に示す。
(Abrasion test)
Further, the surface roughness in the direction perpendicular to the moving direction was measured at both ends and the center of the sliding portion of the aluminum alloy AC8A plate coated with the resin composition after the end of 18000 cycles, and the wear depth of the resin composition was measured. Asked. Table 1 shows the measurement results of the wear depth after the friction test.

Figure 0004993908
Figure 0004993908

表1より、実施例1及び2については、モース硬度が1〜2である黒鉛を添加することにより、比較例3よりも樹脂組成物の摩耗が抑制されている。
特に、実施例2については更にポリエーテルエーテルケトン樹脂を含有させたため、実施例1に比較してフリクションを低減させつつ、耐摩耗性も向上させることが可能になっている。
From Table 1, about Example 1 and 2, abrasion of a resin composition is suppressed rather than the comparative example 3 by adding the graphite whose Mohs hardness is 1-2.
In particular, since the polyether ether ketone resin was further contained in Example 2, it was possible to improve wear resistance while reducing friction as compared with Example 1.

一方、比較例1では、一般的なポリテトラフルオロエチレンを含有させたため、黒鉛を含有させたにもかかわらず、テトラフルオロエチレン含有部が選択的に摩耗し、結果的に樹脂組成物全体の摩耗が促進され、実施例1及び2に比較して摩耗深さが増大したと考えられる。   On the other hand, in Comparative Example 1, since general polytetrafluoroethylene was contained, the tetrafluoroethylene-containing portion was selectively worn even though graphite was contained, resulting in wear of the entire resin composition. It is considered that the wear depth was increased as compared with Examples 1 and 2.

また、比較例2については、樹脂組成物自体の摩耗量は抑制されているが、FCA製円柱状試験片の頂点部分に縦傷が発生した。   Moreover, about Comparative Example 2, although the abrasion loss of resin composition itself was suppressed, the vertical crack generate | occur | produced in the vertex part of the cylindrical test piece made from FCA.

摩擦試験の概要を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline | summary of a friction test. 静摩擦係数の経時変化を示すグラフである。It is a graph which shows a time-dependent change of a static friction coefficient. 動摩擦係数の経時変化を示すグラフである。It is a graph which shows a time-dependent change of a dynamic friction coefficient.

符号の説明Explanation of symbols

1 プレート
10 スライド台
20 円柱状試験片
1 plate 10 slide table 20 cylindrical specimen

Claims (15)

潤滑剤の存在下で摺動する摺動部材の基材の摺動部位の少なくとも一部に形成にされる被膜に含まれ、
母材樹脂とフッ素樹脂と黒鉛とを含有して成る樹脂組成物であって、
上記母材樹脂は、ポリアミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂及びエポキシ樹脂から成る群より選ばれた少なくとも1種を含有し、
上記フッ素樹脂は、該フッ素樹脂の表面エネルギーが200〜400μN/cmであり、且つ該フッ素樹脂の波長600nmにおける可視光透過率が10%以上であり、
上記フッ素樹脂の含有量が、当該樹脂組成物全量を基準として10〜30%であり、
上記黒鉛は、該黒鉛のモース硬度が1〜2である、ことを特徴とする樹脂組成物。
Included in the coating formed on at least part of the sliding portion of the base material of the sliding member that slides in the presence of the lubricant,
A resin composition comprising a base material resin, a fluororesin, and graphite,
The base material resin contains at least one selected from the group consisting of polyamide resin, polysulfone resin, polyetherimide resin, polyethersulfone resin, polyamideimide resin, polyimide resin, polyetheretherketone resin and epoxy resin. ,
The fluororesin has a surface energy of 200 to 400 μN / cm of the fluororesin, and a visible light transmittance of 10% or more at a wavelength of 600 nm of the fluororesin,
The content of the fluororesin is 10 to 30% based on the total amount of the resin composition,
The graphite is characterized in that the graphite has a Mohs hardness of 1 to 2.
上記母材樹脂が、ポリアミドイミド樹脂及びポリエーテルエーテルケトン樹脂から成ることを特徴とする請求項1に記載の樹脂組成物。2. The resin composition according to claim 1, wherein the base material resin comprises a polyamide-imide resin and a polyether ether ketone resin. 上記フッ素樹脂は平均粒径1〜50μmのフッ素樹脂粒子であることを特徴とする請求項1又は2に記載の樹脂組成物。 The resin composition according to claim 1 or 2 , wherein the fluororesin is fluororesin particles having an average particle diameter of 1 to 50 µm. 上記フッ素樹脂は平均粒径1〜30μmのフッ素樹脂粒子であることを特徴とする請求項1又は2に記載の樹脂組成物。 The resin composition according to claim 1 or 2 , wherein the fluororesin is fluororesin particles having an average particle diameter of 1 to 30 µm. 上記黒鉛は平均粒径1〜30μmの黒鉛粒子であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つの項に記載の樹脂組成物。 The resin composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the graphite is graphite particles having an average particle diameter of 1 to 30 µm. 上記黒鉛は平均粒径1〜10μmの黒鉛粒子であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つの項に記載の樹脂組成物。 The resin composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the graphite is graphite particles having an average particle diameter of 1 to 10 µm. 上記黒鉛は鱗片状の黒鉛粒子であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つの項に記載の樹脂組成物。 The resin composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the graphite is scaly graphite particles. 上記黒鉛の含有量が、当該樹脂組成物全量を基準として2〜40%であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つの項に記載の樹脂組成物。 The resin composition according to any one of claims 1 to 7 , wherein the graphite content is 2 to 40% based on the total amount of the resin composition. 上記黒鉛の含有量が、当該樹脂組成物全量を基準として2〜10%であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つの項に記載の樹脂組成物。 The resin composition according to any one of claims 1 to 7 , wherein a content of the graphite is 2 to 10% based on the total amount of the resin composition. 上記母材樹脂は、少なくともポリアミドイミド樹脂を含有し、該ポリアミドイミド樹脂は数平均分子量が1000〜10000であるポリアミドイミド樹脂材料を焼成して成るものに由来することを特徴とする請求項1〜9のいずれか1つの項に記載の樹脂組成物。 The base metal resin contains at least a polyamideimide resin, and the polyamideimide resin is derived from a material obtained by firing a polyamideimide resin material having a number average molecular weight of 1000 to 10,000 . The resin composition according to any one of items 9 to 9 . 請求項1〜10のいずれか1つの項に記載の樹脂組成物を適用して成ることを特徴とする摺動部材。 Sliding member characterized by the application to formed Turkey resin composition according to any one of claims 1 to 10. 上記樹脂組成物を適用して成る被膜の厚みが2〜70μmであることを特徴とする請求項11に記載の摺動部材。 The sliding member according to claim 11 , wherein a thickness of the coating formed by applying the resin composition is 2 to 70 μm. 上記被膜の摺動部位の表面粗さが、最大表面粗さRzで15μm以下であることを特徴とする請求項11又は12に記載の摺動部材。 The sliding member according to claim 11 or 12 , wherein the surface roughness of the sliding portion of the coating is 15 µm or less in terms of the maximum surface roughness Rz. 請求項11〜13のいずれか1つの項に記載の摺動部材を備えることを特徴とする摺動装置。 Sliding device comprising a benzalkonium comprises a sliding member according to any one of claims 11 to 13. 請求項11〜13のいずれか1つの項に記載の摺動部材をピストンスカート部に適用して成ることを特徴とする自動車用ピストン。 An automobile piston, wherein the sliding member according to any one of claims 11 to 13 is applied to a piston skirt portion.
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