JP6120817B2 - 紫外線硬化性樹脂組成物、その硬化物及び摺動部材 - Google Patents
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Description
固体潤滑剤としてポリテトラフルオロエチレン樹脂と、シリコンアクリレート、アクリル基を導入したポリロタキサン及び架橋ポリロタキサンを有するポリウレタン系エラストマー材料の中から選ばれる可とう性付与剤とを含み、前記イソシアヌル酸環を有する(メタ)アクリレート化合物の前記紫外線硬化性樹脂組成物中の含有量が20重量%〜80重量%であり、前記ポリテトラフルオロエチレン樹脂の前記紫外線硬化性樹脂組成物中の含有量が10重量%〜50重量%であり、前記可とう性付与剤が前記シリコンアクリレートである場合には、前記可とう性付与剤は、前記紫外線硬化性樹脂組成物中に0.3重量%〜6重量%含まれ、前記可とう性付与剤が前記アクリル基を導入したポリロタキサン又は前記架橋ポリロタキサンを有するポリウレタン系エラストマー材料である場合には、前記可とう性付与剤は、前記紫外線硬化性樹脂組成物中に0.2重量%〜15重量%含まれることを特徴とする紫外線硬化性樹脂組成物が提供される。
最初に、本発明の紫外線硬化性樹脂組成物により形成された自己潤滑性ライナーを有する摺動部材の例を図1を参照しながら説明する。図1に示す球面滑り軸受20は、凹球面状の内周面22aを有する外輪(レース)22と、凸球面状の外周面26aを有する内輪(ボール)26と、内周面22aと外周面26aとの間に形成された自己潤滑性ライナー層24を有する。外輪(レース)22及び内輪(ボール)26は、軸受鋼、ステンレス鋼、ジュラルミン材、チタン合金などの金属から形成され、自己潤滑性ライナー層24は自己潤滑性を有する樹脂層であり、以下に記載する本発明の紫外線硬化性樹脂組成物を外輪22の内周面に塗布し、硬化させることで形成される。自己潤滑性ライナーは、切削および/または研削により寸法調整が容易であり、この意味で適宜「マシナブルライナー」(加工可能なライナー)と呼ぶことがある。なお、摺動部材は、少なくともその一部に摺動面を有する部材であれば特に限定されない。したがって、球面滑り軸受のみならず、回転運動や並進(直動)運動に使用されるスリーブ軸受などの種々の摺動部材が包含され、これらの摺動部材もまたは本発明の対象である。
紫外線硬化性樹脂組成物(以下、適宜、単に「樹脂組成物」と記載する)は、主に樹脂を構成する成分として、下記一般式(1)で表されるイソシアヌル酸環を有する(メタ)アクリレート化合物を含む。
<紫外線硬化樹脂組成物の製造>
[実施例1]
イソシアヌル酸環を有する(メタ)アクリレート化合物として、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート(A−9300−1CL、新中村化学工業社製)と、可とう性付与剤としてシリコンジアクリレート(EBECRYL350、ダイセル・オルネクス社製)、固形潤滑剤としてメラミンシアヌレート(MELAPUR MC25、BASF社製)及びPTFE(KT−60、喜多村社製)と、光重合開始剤として2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン(DAROCURE1173、BASF社製)と、ガラス繊維(平均繊維長80μm×平均径φ11μm、PT80E−401、日東紡社製)と、ヒュームドシリカ(AEROSIL R972、日本アエロジル社製)と、添加剤を、それぞれ、表1に記載の組成となるように混合して液状の樹脂組成物を調合した。添加剤として、熱硬化剤、酸化防止剤、光安定剤、重合禁止剤、保存安定剤をそれぞれ微量で含み、その総含有量を表1に示した。
ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、シリコンジアクリレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表1に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、シリコンジアクリレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表1に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、シリコンジアクリレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表1に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、シリコンジアクリレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表1に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、シリコンジアクリレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表1に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、シリコンジアクリレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表1に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、シリコンジアクリレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表1に記載の重量%で用い、メラミンシアヌレートを用いなかった以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、シリコンジアクリレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、添加剤とを表1に記載の重量%で用い、ヒュームドシリカを用いなかった以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、シリコンジアクリレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表1に記載の重量%で用い、ガラス繊維を用いなかった以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、シリコンジアクリレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、添加剤とを表1に記載の重量%で用い、ガラス繊維及びヒュームドシリカを用いなかった以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、シリコンジアクリレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表1に記載の重量%で用い、さらに、ビスフェノールA型エポキシアクリレート(EBECRYL3700、ダイセル・オルネクス社製)を10重量%で添加した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、シリコンジアクリレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表1に記載の重量%で用い、さらに、ビスフェノールA型エポキシアクリレートを5重量%、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート(A−DPH、新中村化学工業社製)を5重量%、イソボルニルメタクリレート(ライトエステルIB−X、共栄社化学社製)を4重量%、ヒドロキシエチルメタクリレート(ライトエステルHO−250(N)、共栄社化学社製)を4重量%、エチレングリコールジメタクリレート(1G、新中村化学工業社製)を2重量%で添加した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、シリコンジアクリレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表2に記載の重量%で用い、さらに、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレートを5重量%、ペンタエリトリトールトリアクリレート(ライトアクリレートPE-3A、共栄社化学社製)を5重量%、ヒドロキシエチルメタクリレートを5重量%で添加した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、シリコンジアクリレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表2に記載の重量%で用い、さらに、ペンタエリトリトールトリアクリレートを5重量%、エチレングリコールジメタクリレートを5重量%で添加した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートの代わりに、ジ−(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート及びトリス−(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート(FA−731AT、日立化成社製)をそれぞれ22.5重量%及び22.5重量%で用い、シリコンジアクリレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表2に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートの代わりに、ジ−(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート(M―215、東亞合成社製)を45重量%で用い、シリコンジアクリレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表2に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
シリコンジアクリレートの代わりに、シリコンヘキサアクリレート(EBECRYL1360、ダイセル・オルネクス社製)を0.5重量%で用い、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表2に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
シリコンジアクリレートの代わりに、シリコンヘキサアクリレートを3重量%で用い、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表2に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
シリコンジアクリレートの代わりに、シリコンヘキサアクリレートを6重量%で用い、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表2に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、シリコンジアクリレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表2に記載の重量%で用い、さらに、シリコンヘキサアクリレートを1.5重量%で添加した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
シリコンジアクリレートの代わりに、一般式(2)で表されるアクリル基導入ポリロタキサン(直鎖状分子の分子量:35,000)(SA3400C、アドバンスト・ソフトマテリアルズ社製)を0.5重量%で用い、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表2に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
シリコンジアクリレートの代わりに、一般式(2)で表されるアクリル基導入ポリロタキサン(直鎖状分子の分子量:35,000)を1重量%で用い、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表2に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
シリコンジアクリレートの代わりに、一般式(2)で表されるアクリル基導入ポリロタキサン(直鎖状分子の分子量:35,000)を3重量%で用い、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表2に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
シリコンジアクリレートの代わりに、一般式(2)で表されるアクリル基導入ポリロタキサン(直鎖状分子の分子量:35,000)を6重量%で用い、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表2に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
シリコンジアクリレートの代わりに、一般式(2)で表されるアクリル基導入ポリロタキサン(直鎖状分子の分子量:35,000)を10重量%で用い、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表2に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
シリコンジアクリレートの代わりに、一般式(2)で表されるアクリル基導入ポリロタキサン(直鎖状分子の分子量:35,000)を15重量%で用い、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表3に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
シリコンジアクリレートの代わりに、一般式(2)で表されるアクリル基導入ポリロタキサン(直鎖状分子の分子量:20,000)(SA2400C、アドバンスト・ソフトマテリアルズ社製)を0.5重量%で用い、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表3に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
シリコンジアクリレートの代わりに、一般式(2)で表されるアクリル基導入ポリロタキサン(直鎖状分子の分子量:20,000)を6重量%で用い、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表3に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
シリコンジアクリレートの代わりに、一般式(2)で表されるアクリル基導入ポリロタキサン(直鎖状分子の分子量:20,000)を10重量%で用い、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表3に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
シリコンジアクリレートの代わりに、一般式(2)で表されるアクリル基導入ポリロタキサン(直鎖状分子の分子量:20,000)を15重量%で用い、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表3に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
シリコンジアクリレートの代わりに、一般式(2)で表されるアクリル基導入ポリロタキサン(直鎖状分子の分子量:35,000)を3重量%及び一般式(2)で表されるアクリル基導入ポリロタキサン(直鎖状分子の分子量:20,000)を3重量%で用い、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表3に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
シリコンジアクリレートの代わりに、一般式(3)で表される化合物を含む架橋ポリロタキサンを有するウレタン系エラストマー材料(SH3400M、アドバンスト・ソフトマテリアルズ社製)を0.5重量%で用い、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表3に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
シリコンジアクリレートの代わりに、一般式(3)で表される化合物を含む架橋ポリロタキサンを有するウレタン系エラストマー材料を1重量%で用い、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表3に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
シリコンジアクリレートの代わりに、一般式(3)で表される化合物を含む架橋ポリロタキサンを有するウレタン系エラストマー材料を3重量%で用い、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表3に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
シリコンジアクリレートの代わりに、一般式(3)で表される化合物を含む架橋ポリロタキサンを有するウレタン系エラストマー材料を6重量%で用い、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表3に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
シリコンジアクリレートの代わりに、一般式(3)で表される化合物を含む架橋ポリロタキサンを有するウレタン系エラストマー材料を10重量%で用い、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表3に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
シリコンジアクリレートの代わりに、一般式(3)で表される化合物を含む架橋ポリロタキサンを有するウレタン系エラストマー材料を15重量%で用い、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表3に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表4に記載の重量%で用い、シリコンジアクリレートを用いなかった以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、シリコンジアクリレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表4に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、シリコンジアクリレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表4に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、シリコンジアクリレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表4に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、シリコンジアクリレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表4に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、シリコンジアクリレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表4に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、シリコンジアクリレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表4に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
シリコンジアクリレートの代わりに、シリコンヘキサアクリレートを10重量%で用い、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表4に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
シリコンジアクリレートの代わりに、一般式(2)で表されるアクリル基導入ポリロタキサン(直鎖状分子の分子量:35,000)を20重量%で用い、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表4に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
シリコンジアクリレートの代わりに、一般式(2)で表されるアクリル基導入ポリロタキサン(直鎖状分子の分子量:20,000)を20重量%で用い、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表4に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
シリコンジアクリレートの代わりに、一般式(3)で表される化合物を含む架橋ポリロタキサンを有するウレタン系エラストマー材料を20重量%で用い、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートと、メラミンシアヌレートと、PTFEと、光重合開始剤と、ガラス繊維と、ヒュームドシリカと、添加剤とを表4に記載の重量%で用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調合した。
CTAI:ε‐カプロラクトン変性トリス‐(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート
DATIC:ジ‐(2‐アクリロキシエチル)イソシアヌレート
TAEIC:トリス‐(2‐アクリロキシエチル)イソシアヌレート
可とう性付与剤A:シリコンアクリレート
可とう性付与剤B:アクリル基導入ポリロタキサン
可とう性付与剤C:架橋ポリロタキサンを有するポリウレタン系エラストマー材料
SDA:シリコンジアクリレート
SHA:シリコンヘキサアクリレート
AP3:一般式(2)で表されるアクリル基導入ポリロタキサン(直鎖状分子の分子量:35,000)
PA2:一般式(2)で表されるアクリル基導入ポリロタキサン(直鎖状分子の分子量:20,000)
PoEr:一般式(3)で表される化合物を含む架橋ポリロタキサンを有するウレタン系エラストマー材料
BEA:ビスフェノールA型エポキシアクリレート
DPHA:ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート
PETA:ペンタエリトリトールトリアクリレート
IBXMA:イソボルニルメタクリレート
HEMA:ヒドロキシエチルメタクリレート
EGDM:エチレングリコールジメタクリレート
MC:メラミンシアヌレート樹脂
PTFE:ポリテトラフルオロエチレン樹脂
光重合剤:2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン
GF:ガラス繊維
FS:ヒュームドシリカ
添加剤:熱硬化剤、酸化防止剤、光安定剤、重合禁止剤、保存安定剤
SUS630ステンレス鋼をH1150条件で熱処理した材料を用いて図1に示すような球面状の滑り軸受20を作製した。球面状の滑り軸受20において、レース外径22b:25.4mm、ボール内径26b:12.7mm、レース幅22c:9.9mm、ボール幅26c:12.7mm、ライナー24の厚み:0.25mmとした。
スウェジ加工により割れが発生せず、航空機用の球面滑り軸受として使用可能なマシナブルライナーのヤング率の範囲を有限要素解析(FEA)により検討した。
(レース)を塑性変形させた後のライナー厚みの最大と最小の差である。以上から、スウェジ加工で割れが生じず、航空機用の球面滑り軸受として使用可能なマシナブルライナーの条件は、スウェジ加工時のマシナブルライナーのエッジ部の圧縮応力が300MPa未満であり、コンフォミティが0.076mm以下であることがわかった。
○:スウェジ加工時のマシナブルライナーのエッジ部の圧縮応力が300MPa未満であり、コンフォミティが0.076mm以下である。
×:スウェジ加工におけるマシナブルライナーのエッジ部の圧縮応力が300MPa以上であるか、またはコンフォミティが0.076mmを超える。
1.ヤング率の測定
次に、実施例1〜4、22〜27、33〜38、比較例1、6、7、9及び11で調製した樹脂組成物から得られた試料でヤング率を測定した。ヤング率の測定は、JIS7161の測定方法にしたがって、各実施例及び比較例の樹脂組成物から試験片としてダンベル状3号を作製して引張り試験機で実施し、得られた測定値をマシナブルライナーのヤング率とした。表6に、実施例1〜4、22〜27、33〜38、比較例1、6、7、9及び11における樹脂組成物中の可とう性付与剤の含有量及び測定したヤング率を示す。実施例1〜4、比較例6及び7は、可とう性付与剤としてシリコンアクリレートであるシリコンジアクリレートを用い、実施例22〜27及び比較例9は、可とう性付与剤としてアクリル基導入ポリロタキサン(直鎖状分子の分子量:30,000)を用い、実施例33〜38及び比較例11は、可とう性付与剤として架橋ポリロタキサンを有するポリウレタン系エラストマー材料を用いた例である。そして、比較例1は、樹脂組成物中に可とう性付与剤を含んでいない例である。尚、表6に記載した全ての実施例及び比較例では、樹脂組成物中において、イソシアヌル酸環を有する(メタ)アクリレートと可とう性付与剤との合計含有量は51重量%とした。
まず、実施例1〜38及び比較例1〜11で調製した樹脂組成物から得られたマシナブルライナーのスウェジ加工性を以下の評価基準に従って判断した。結果を表7〜9に示す。
A :スウェジ加工により、マシナブルライナーに割れが発生しなかった。
B1:スウェジ加工により、マシナブルライナーに割れが発生した。
B2:スウェジ加工時に、マシナブルライナーが変形して外輪の外へ飛び出した。
○:スウェジ加工性が良好(評価結果:A)であり、コンフォミティがAS81820規格要求を満たした(0.076mm以下であった)。
△:スウェジ加工性が良好(評価結果:A)であったが、コンフォミティがAS81820規格要求を満たさなかった(0.076mmを超えた)。
×:スウェジ加工性が不良であった(評価結果:B1またはB2)
この試験におけるAS81820規格要求を表10に示す。AS81820規格は、ポリテトラフルオロエチレン含有ライナーを備えた航空機用球面すべり軸受の規格であり、表10の左欄に示すように、球面状の滑り軸受の材料(アルミ合金とステンレス鋼)及び内径寸法ごとにラジアル静的限界荷重を定めている。実施例1〜38で用いた球面状の滑り軸受の材料及び寸法からすれば、表10に記載の型式番号MS14104−8に相当するので、最大試験荷重は80kN(17900lb)とした。
まず、図5に示すように球面滑り軸受20を試験治具T2にセットする。試験治具T2は、球面滑り軸受20を外輪(レース)の端部で支持する段付きの断面中空状軸の基部70と、球面滑り軸受20のアキシャル方向に負荷をかけるための段付きシャフト71と、基部70の下方に設置されたダイヤルゲージ72を有する。球面すべり軸受20の内輪の内径に、段付きシャフト71を嵌合させ、アキシャル方向に荷重を負荷する。荷重は、表10の右欄に記載される規格上のアキシャル静的限界荷重値9.3kN(2,100lb)まで徐々に増加させ、限界荷重値に達したら徐々に除荷させる。試験中はダイヤルゲージ72で変位を測定し、荷重をゼロに戻したときの永久歪量を荷重−変位曲線から読み取る。AS81820規格要求によると、このときの永久歪量(アキシャル静的限界荷重負荷後の最大許容永久歪量)は、0.127mm(0.005in)以下でなければならない。負荷後の永久歪量は、実施例1〜38のいずれの例の自己潤滑性ライナーでも0.127mm以下であった。評価結果を表11及び表12に示す。
揺動試験は、常温、温度163℃(+6℃/−0℃)の高温及び温度−54℃以下の低温の3つの温度条件下で行われる。この試験におけるAS81820規格要求は、常温揺動試験における許容可能なライナー摩耗量の上限値は、1,000サイクル後0.089mm(0.0035in)、5,000サイクル後0.102mm(0.0040in)、25,000サイクル後0.114mm(0.0045in)である。高温揺動試験における25,000サイクル後の摩耗量の上限値は0.152mm(0.0060in)である。また、低温揺動試験における25,000サイクル後の摩耗量の上限値は0.203mm(0.0080in)である。
図4のように球面滑り軸受20を試験治具T1にセットして、表10の右欄に記載された規格上の要求荷重46.3kN(10,400lb)をラジアル方向に掛けて静的に15分間保持する。15分経過後ダイヤルゲージ42の変位量をゼロにセットして軸部材32の揺動を開始する。軸部材32は±25°の角度範囲で揺動させる。角度位置0°から+25°まで行って0°へ戻り、次に−25°まで行って再度0°へ戻るまでを1サイクルとし、揺動速度は毎分10サイクル(10CPM)以上とする。今回の試験では毎分20サイクルとした。揺動試験中はダイヤルゲージ42から摩耗量を読み取り、記録する。常温揺動試験25000サイクル後の摩耗量は、実施例1〜38のいずれの例の自己潤滑性ライナーでも0.114mm以下であった。評価結果を表11及び表12に示す。
図4の試験治具T1において軸部材32とライナーを温度163℃〜169℃に保った以外は、常温揺動試験と同様の方法で、揺動荷重46.3kNの一定方向ラジアル荷重下で±25°揺動(10CPM以上)させる高温揺動試験を行った。高温揺動試験25000サイクル後の摩耗量は、実施例1〜38のいずれの例の自己潤滑性ライナーでも0.152mm以下であった。評価結果を表11及び表12に示す。
図4の試験治具T1において軸部材32とライナーを温度−54℃以下の低温に保ち、ラジアル荷重を常温揺動試験の75%の34.7kNとし、揺動速度を毎分5サイクル(5CPM)以上とした以外は、常温揺動試験と同様の方法で、揺動荷重34.7kNの一定方向ラジアル荷重下で±25°揺動(5CPM以上)させる低温揺動試験を行った。低温揺動試験25000サイクル後の摩耗量は、実施例1〜38のいずれの例の自己潤滑性ライナーでも0.203mm以下であった。評価結果を表11及び表12に示す。
この試験におけるAS81820規格要求は、耐油性確認試験後の許容可能なライナー磨耗量上限値が0.152mm(0.0060in)である。上記のようにして作製したマシナブルライナーを有する球面滑り軸受20を温度71℃±3℃で、下記に示す6種類の油剤a〜fにそれぞれ24時間浸漬させた後、油剤から取り出して30分以内に上記の常温揺動試験を行った。ただし、油剤bについては温度43℃±3℃で、24時間浸漬させた。また、油剤eについては上記の揺動試験の75%の面圧条件とした。
油剤b.MIL−DTL−5624タービン燃料油JP4またはJP5
油剤c.MIL−PRF−7808潤滑油
油材d.MIL−PRF−5606油圧作動油
油剤e.AS8243凍結防止剤
油剤f.MIL−PRF−83282作動液
上記球面滑り軸受20をロッドエンドボディ50に組み込んだロッドエンド球面滑り軸受60の例を図6に示す。ロッドエンドボディ50は、球面滑り軸受20を組み込む貫通穴52aを有する頭部52と、メネジまたはオネジ56を設けた軸部54からなる。軸部54は頭部52から貫通穴52aの半径方向に延在する略円筒体である。球面滑り軸受20は貫通穴52aに挿入された後、貫通穴52aの縁に形成されているV溝(不図示)をカシメることによってロッドエンドボディ50に固定される。
22 外輪
24 マシナブルライナー
26 内輪
40,70 基部
50 ロッドエンドボディ
60 ロッドエンド球面滑り軸受
T1,T2 試験冶具
Claims (17)
- 紫外線硬化性樹脂組成物であって、下記一般式(1)で表されるイソシアヌル酸環を有する(メタ)アクリレート化合物と、
固体潤滑剤としてポリテトラフルオロエチレン樹脂と、
シリコンアクリレート、アクリル基を導入したポリロタキサン及び架橋ポリロタキサンを有するポリウレタン系エラストマー材料の中から選ばれる可とう性付与剤とを含み、
前記イソシアヌル酸環を有する(メタ)アクリレート化合物の前記紫外線硬化性樹脂組成物中の含有量が20重量%〜80重量%であり、
前記ポリテトラフルオロエチレン樹脂の前記紫外線硬化性樹脂組成物中の含有量が10重量%〜50重量%であり、
前記可とう性付与剤が前記シリコンアクリレートである場合には、前記可とう性付与剤は、前記紫外線硬化性樹脂組成物中に0.3重量%〜6重量%含まれ、
前記可とう性付与剤が前記アクリル基を導入したポリロタキサン又は前記架橋ポリロタキサンを有するポリウレタン系エラストマー材料である場合には、前記可とう性付与剤は、前記紫外線硬化性樹脂組成物中に0.2重量%〜15重量%含まれることを特徴とする紫外線硬化性樹脂組成物。 - 前記イソシアヌル酸環を有するアクリレート化合物が、ジ-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート、トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート及びε‐カプロラクトン変性トリス‐(2‐アクリロキシエチル)イソシアヌレートのいずれか、ジ‐(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートとトリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートの混合物であることを特徴とする請求項1に記載の紫外線硬化性樹脂組成物。
- 前記イソシアヌル酸環を有するアクリレート化合物が、ジ-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートとトリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートの混合物またはε‐カプロラクトン変性トリス(2‐アクリロキシエチル)イソシアヌレートであることを特徴とする請求項1又は2に記載の紫外線硬化性樹脂組成物。
- 前記可とう性付与剤が前記シリコンアクリレートであり、
前記シリコンアクリレートが、シリコンジアクリレート及びシリコンヘキサアクリレートの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の紫外線硬化性樹脂組成物。 - 前記可とう性付与剤が前記アクリル基を導入したポリロタキサンであり、
前記アクリル基を導入したポリロタキサンが、
アクリル基が導入された複数のシクロデキストリン類と、
前記複数のシクロデキストリン類に串刺し状に包接されるポリエチレングリコール鎖と、
前記ポリエチレングリコール鎖の両末端に配置されるアダマンタン基とを有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の紫外線硬化性樹脂組成物。 - 前記ポリエチレングリコール鎖の分子量が、20,000〜40,000であることを特徴とする請求項5に記載の紫外線硬化性樹脂組成物。
- 前記可とう性付与剤が前記架橋ポリロタキサンを有するポリウレタン系エラストマー材料であり、
前記架橋ポリロタキサンを有するポリウレタン系エラストマー材料が、水酸基導入ポリロタキサンと、イソシアネート基を有する架橋剤とを含み、
前記水酸基導入ポリロタキサンが、水酸基が導入された複数のシクロデキストリンと、前記複数のシクロデキストリンに串刺し状に包接されるポリエチレングリコール鎖と、前記ポリエチレングリコール鎖の両末端に配置されるアダマンタン基とを有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の紫外線硬化性樹脂組成物。 - 前記紫外線硬化性樹脂組成物が、前記固体潤滑剤として、メラミンシアヌレートを30重量%以下で含むことを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の紫外線硬化性樹脂組成物。
- さらに、熱硬化剤を含むことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の紫外線硬化性樹脂組成物。
- さらに、ビスフェノールA型エポキシアクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ペンタエリトリトールトリアクリレート及びジペンタエリトリトールヘキサ(メタ)アクリレートからなる群から選択される少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の紫外線硬化性樹脂組成物。
- さらに、エチレングリコールジ(メタ)アクリレートを含むことを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の紫外線硬化性樹脂組成物。
- さらに、ヒュームドシリカまたはガラス繊維の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の紫外線硬化性樹脂組成物。
- 請求項1〜12のいずれか一項に記載の紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させた硬化物。
- 請求項1〜12のいずれか一項に記載の紫外線硬化性樹脂組成物による自己潤滑性ライナーが摺動面に形成されていることを特徴とする摺動部材。
- 前記摺動部材が、滑り軸受であることを特徴とする請求項14に記載の摺動部材。
- 前記滑り軸受が、球面滑り軸受であることを特徴とする請求項15に記載の摺動部材。
- 前記自己潤滑性ライナーのヤング率が0.4GPa〜1.0GPaであることを特徴とする請求項14〜16のいずれか一項に記載の摺動部材。
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