JP6243611B2 - 摺動部材及びその製造方法 - Google Patents
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Description
混合工程(1)は、ポリアセタール樹脂(A)と変性植物繊維(B)とを有機液体(C)の存在下に混合する工程である。
混練工程(2)は、上記の混合工程(1)における混合後、得られる混合物を混練する工程である。
成形工程(3)は、混練工程(2)で製造された樹脂組成物を成形して摺動部材を製造する工程である。
<リファイナー処理植物繊維の調製>
針葉樹漂白クラフトパルプ(NBKP)のスラリー(スラリー濃度:2質量%)をシングルディスクリファイナー(熊谷理機工業(株)製)に通液させ、カナディアンスタンダードフリーネス(CSF)が100ml以下となるまで繰り返しリファイナー処理を行った。次いで得られたスラリーを遠心分離機((株)コクサン製)を用いて20質量%まで濃縮し、NBKP(リファイナー処理)を調製した。
上記の含水のNBKP(リファイナー処理)10,000g(固形分2,000g)にN−メチルピロリドン(NMP)を8,000g加え、3本ブレード型撹拌・混合機((株)井上製作所製:「トリミックスTX−50」)に投入した後、攪拌を開始し、40〜50℃で減圧脱水した。次いで、T−NS135(無水コハク酸以外の炭素数が16のASA、星光PMC(株)製)を1,988g、炭酸カリウムを170g加え、65℃で1.5時間反応させた。反応後、アセトン、エタノール、酢酸水、水で順次洗浄し、さらにエタノールによって溶媒置換を行い、エタノール含有のASA変性植物繊維(ASA変性NBKP)を得た。
上記のエタノール含有ASA変性植物繊維に、エタノールを加えて固形分濃度を3.0質量%に調製した。このエタノールに分散されたASA変性NBKP(固形分54g)に、ポリアセタールコポリマー(POM、三菱エンジニアリングプラスチックス製、商品名「ユピタールF30」)を粉砕したPOM粉末(平均粒子径12μm、以下同様)46gをエタノールに分散させ固形分濃度を10.0質量%に調製した分散液を、ビーカー内でプロペラ撹拌しながら混合した。得られた樹脂混合物分散液を吸引ろ過した後、トリミックスにより撹拌しながら減圧乾燥を行いASA変性NBKPとPOMとの混合物(マスターバッチ)を調製した。このマスターバッチの植物繊維由来成分の含有率は、30質量%である。
実施例1の<ASA変性植物繊維の調製>において、植物繊維とASAの反応後、アセトン、エタノール、水で順次洗浄し、カルボキシル基がカリウム塩で変性された水含有ASA変性植物繊維を得た。これを水に分散させて、3質量%の分散液とし、攪拌している所に16質量%の塩化カルシウム水溶液を添加して1時間攪拌することにより、カルボキシル基がカルシウム塩で変性された水含有ASA変性植物繊維を得た。これを吸引ろ過した後、イソプロパノールで溶媒置換することにより、カルボキシル基がカルシウム塩で変性されたイソプロパノール含有ASA変性植物繊維(ASA−Ca変性NBKP)を得た。また、得られたASA−Ca変性NBKPに、イソプロパノールを加えて固形分濃度を3.0質量%に調製した。このイソプロパノールに分散されたASA−Ca変性NBKP(固形分54g)に、POM粉末46gをエタノールに分散させ固形分濃度を10.0質量%に調製した分散液を、ビーカー内でプロペラ撹拌しながら混合した。得られた樹脂混合物分散液を吸引ろ過した後、トリミックスにより撹拌しながら減圧乾燥を行いASA−Ca変性NBKPと樹脂の混合物(マスターバッチ)を調製した。このマスターバッチの植物繊維由来成分の含有率は30質量%である。
実施例1で得られたマスターバッチとPOM粉末とポリテトラフルオロエチレン(MC山三ポリマー社製:商品名「サンフロンSG−3000」)を、表1に示す配合組成で混合したものを、東芝機械製の二軸押出機(TEM18SS、スクリュー径:18mm、L/D:48)にてスクリュー回転100rpm、シリンダー温度190℃、吐出量1kg/時間で溶融混練し、ペレット化した。最終的に得られた樹脂組成物の植物繊維由来成分の含有割合は10質量%である。
実施例1で得られたマスターバッチとPOM粉末とポリエチレンワックス(三井化学社製:商品名「ハイワックス720P」)を、表1に示す配合組成で混合したものを、東芝機械製の二軸押出機(TEM18SS、スクリュー径:18mm、L/D:48)にてスクリュー回転100rpm、シリンダー温度190℃、吐出量1kg/時間で溶融混練し、ペレット化した。最終的に得られた樹脂組成物の植物繊維由来成分の含有割合は10質量%である。
POMのペレット(三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製:商品名「F30−03」)を用いた。
チタン酸カリウムウイスカーとPOMとを、押出機を用いて、表1に示す配合組成でコンパウンドしたペレット(三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製:商品名「ユピタールFT2010」)を用いた。
タルクとPOMとを、押出機を用いて、表1に示す配合組成でコンパウンドしたペレット(三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製:商品名「ユピタールTC3015」)を用いた。
実施例1〜4及び比較例1〜3で得られた樹脂組成物のペレットを、射出成形機(製品名:EC−100S、東芝機械社製)を用い、シリンダー温度195℃に設定し、金型温度を90℃に設定して、ISO9988−2規格に準拠して成形した。こうして、4mm厚ISO多目的ダンベル片(ISO試験片)を得た。そして、このISO多目的ダンベル片(ISO試験片)について、曲げ試験機である全自動曲げ試験機(島津社製)を用いて、ISO178に記載の方法に従って、曲げ試験速度2mm/分で曲げ試験を行い、曲げ応力、曲げ弾性率を測定した。これらを剛性の指標とした。結果を表1に示す。剛性についての合格基準は下記の通りとした。
(合格基準)
曲げ弾性率が3000MPa以上で且つ曲げ強度が70MPa以上であること
実施例1〜4及び比較例1〜3で得られた樹脂組成物のペレットを80℃で4時間乾燥した後、射出成型機(日精樹脂工業社製「PS40」)を用いて、シリンダー温度190℃、金型温度60℃の条件で射出成型し、円筒形スラスト試験片、接触面積2cm2の試験片を作製した。この試験片について、温度23℃で摩擦摩耗試験を行い、同材料に対する動摩擦係数、比摩耗量を測定した。これらを摩擦摩耗特性の指標とした。結果を表1に示す。摩擦摩耗特性の合格基準については下記の通りとした。
(合格基準)
下記(1)〜(4)の全ての要件を満たすこと
(1)比摩耗量(同種同士)が160以下であること
(2)動摩擦係数(同種同士)が0.50以下であること
(3)比摩耗量(対金属)が20以下であること
(4)動摩擦係数(対金属)が0.25以下であること
なお、摩擦摩耗試験の試験条件は以下の通りとした。
(同材 動摩擦係数)
線速度:10cm/秒
面圧:0.25MPa
(同材 摩耗)
線速度:30cm/秒
面圧:0.075MPa
(対金属 動摩擦係数)
線速度:30cm/秒
面圧:0.5MPa
(対金属 摩耗)
線速度:30cm/秒
面圧:0.25MPa
Claims (6)
- ポリアセタール樹脂(A)と、
変性ミクロフィブリル化植物繊維とを含む樹脂組成物からなり、
前記変性ミクロフィブリル化植物繊維が、解きほぐされた状態の変性植物繊維(B)であり、
前記変性植物繊維(B)が、植物繊維(B’)とアルキル無水コハク酸又はアルケニル無水コハク酸とのエステル化物である、摺動部材。 - さらに潤滑剤を含む請求項1に記載の摺動部材。
- 前記潤滑剤が、フッ素系樹脂、ポリオレフィンワックス、オルガノシロキサン、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド及び脂肪酸塩からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項2に記載の摺動部材。
- (1)ポリアセタール樹脂(A)と、植物繊維(B’)を、植物繊維(B’)を膨潤させることが可能な液体中でアルキル無水コハク酸又はアルケニル無水コハク酸で変性して得られる変性植物繊維(B)とを有機液体(C)の存在下で混合する混合工程と、
(2)混合工程(1)で得られた混合物を、必要に応じてポリアセタール樹脂(A)を加え、さらに混練する混練工程と、
(3)混練工程(2)で製造された樹脂組成物を成形して摺動部材を製造する成形工程とを含み、
前記植物繊維(B’)を膨潤させることが可能な液体が、アミド系溶媒からなる非プロトン性有機溶媒で構成され、
前記有機液体(C)が、炭素数1〜4の低級アルコールで構成される、摺動部材の製造方法。 - 混練工程(2)において、さらに潤滑剤を加える請求項4に記載の摺動部材の製造方法。
- 前記潤滑剤が、フッ素系樹脂、ポリオレフィンワックス、オルガノシロキサン、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド及び脂肪酸塩からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項5に記載の摺動部材の製造方法。
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