JP6865559B2 - Molding materials for sliding members, sliding members and their manufacturing methods - Google Patents

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Description

本発明は、摺動部材用成形材料、摺動部材及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a molding material for a sliding member, a sliding member, and a method for manufacturing the same.

従来、産業機器、事務機器、輸送機器等の摺動部材として、曲げ強度及びドライ環境下での摺動特性(例えば耐摩耗性の高さ、摩擦係数の低さ等)に優れ、かつ反り及び摺動時の音鳴きが生じ難い金属製摺動部材が多用されている。しかし、近年、各種機器の小型化、低コスト化及び軽量化といったニーズに応えるため、金属製摺動部材を樹脂製摺動部材に代替しようとする傾向がある。樹脂製摺動部材用の樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等が挙げられるが、高荷重条件下や高速条件下で使用されてきた従来の金属製摺動部材を代替する樹脂製摺動部材には、溶融しない熱硬化性樹脂の方が形状保持性の観点から好適であり、中でも耐熱性、寸法精度、コスト及び軽さのバランスに優れるフェノール樹脂が特に好適である。 Conventionally, as a sliding member for industrial equipment, office equipment, transportation equipment, etc., it has excellent bending strength and sliding characteristics in a dry environment (for example, high wear resistance, low friction coefficient, etc.), and has excellent warpage and warpage. Metal sliding members that do not easily make noise when sliding are often used. However, in recent years, in order to meet the needs for miniaturization, cost reduction, and weight reduction of various devices, there is a tendency to replace metal sliding members with resin sliding members. Examples of the resin for the resin sliding member include a thermoplastic resin and a thermosetting resin, but the resin is made of a resin that replaces the conventional metal sliding member that has been used under high load conditions and high speed conditions. As the sliding member, a thermosetting resin that does not melt is more suitable from the viewpoint of shape retention, and a phenol resin having an excellent balance of heat resistance, dimensional accuracy, cost, and lightness is particularly preferable.

また、フェノール樹脂にガラス繊維、有機系繊維、カーボン繊維等の繊維材料等を加えることで、形成される摺動部材の摺動特性等をさらに向上することができる。このようなフェノール樹脂及び繊維材料を含有する摺動部材用成形材料としては、例えばフェノール樹脂にガラス繊維及びワックスを配合した摺動部材用成形材料(特許文献1参照)、フェノール樹脂、黒鉛、及び平均繊維長が200〜300μmのアラミド繊維を含有する摺動部材用成形材料(特許文献2参照)などが提案されている。 Further, by adding a fiber material such as glass fiber, organic fiber, or carbon fiber to the phenol resin, the sliding characteristics of the formed sliding member can be further improved. Examples of the molding material for a sliding member containing such a phenol resin and a fiber material include a molding material for a sliding member in which glass fiber and wax are mixed with a phenol resin (see Patent Document 1), a phenol resin, graphite, and the like. A molding material for a sliding member (see Patent Document 2) containing an aramid fiber having an average fiber length of 200 to 300 μm has been proposed.

しかしながら、上記特許文献1に記載のガラス繊維を含む摺動部材用成形材料により形成される摺動部材は、空気や液体を輸送するポンプ等の部品として、摺動面に砂や埃等の異物が挟まりやすい状況で用いられる場合には表面に細かい傷が付き摩耗が進行し易い。また、上記特許文献2に記載の有機系繊維を含む摺動部材用成形材料により形成される摺動部材は、アラミド繊維により機械的強度及び摺動特性に改善効果が見られるものの生産性に難がある。具体的には、射出成形を行う場合、薄肉部や細密部分の充填性が低くなり易く、また研削加工等の加工を行う際にもアラミド繊維が加工性を低下させる傾向にある。さらに、有機系繊維やカーボン繊維を用いた場合、摺動部材のコストパフォーマンスが低下するという別の不都合が生じるおそれがある。 However, the sliding member formed of the molding material for the sliding member containing the glass fiber described in Patent Document 1 is a component such as a pump for transporting air or liquid, and has a foreign substance such as sand or dust on the sliding surface. If it is used in a situation where it is easy to get caught, the surface will be finely scratched and wear will easily proceed. Further, the sliding member formed of the molding material for the sliding member containing the organic fiber described in Patent Document 2 has an effect of improving the mechanical strength and the sliding property by the aramid fiber, but the productivity is difficult. There is. Specifically, when injection molding is performed, the filling property of the thin-walled portion and the fine-walled portion tends to be low, and the aramid fiber tends to reduce the workability even when performing processing such as grinding. Further, when organic fibers or carbon fibers are used, another inconvenience that the cost performance of the sliding member is lowered may occur.

そこで、フェノール樹脂に添加する繊維材料として、比較的安価な木粉を用いることが検討されている。木粉を用いた摺動部材用成形材料としては、例えば木粉40〜60質量%、グラファイト10〜15質量%、及び酸化チタン10〜20質量%を配合した摺動部材用成形材料が提案されている(特許文献3参照)。 Therefore, it has been studied to use relatively inexpensive wood flour as a fiber material to be added to the phenol resin. As a molding material for a sliding member using wood powder, for example, a molding material for a sliding member containing 40 to 60% by mass of wood powder, 10 to 15% by mass of graphite, and 10 to 20% by mass of titanium oxide has been proposed. (See Patent Document 3).

しかしながら、上記特許文献3の摺動部材用成形材料により形成される摺動部材は、金属製摺動部材と比べると、曲げ強度及びドライ環境下での摺動特性が不十分で、かつ反り及び摺動時の音鳴きを十分に抑制できない。そのため、上記従来の摺動部材用成形材料により形成される摺動部材によっては、金属製摺動部材を完全に代替することは難しい。 However, the sliding member formed of the molding material for the sliding member of Patent Document 3 has insufficient bending strength and sliding characteristics in a dry environment as compared with the metal sliding member, and has insufficient warpage and warpage. The noise during sliding cannot be sufficiently suppressed. Therefore, it is difficult to completely replace the metal sliding member with the sliding member formed of the conventional molding material for the sliding member.

特開2006−328215号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-328215 特開2004−204031号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-24031 特開平4−320443号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-320443

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、曲げ強度及びドライ環境下での摺動特性に優れ、かつ反り及び摺動時の音鳴きが生じ難い摺動部材を形成できる摺動部材用成形材料を提供することにある。 The present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is to have excellent bending strength and sliding characteristics in a dry environment, and to prevent warping and noise during sliding. An object of the present invention is to provide a molding material for a sliding member capable of forming a member.

上記課題を解決するためになされた摺動部材用成形材料は、フェノール樹脂と黒鉛と木粉とを含有し、上記木粉の最大粒径が90μm以上400μm以下である。 The molding material for a sliding member made to solve the above problems contains phenol resin, graphite and wood powder, and the maximum particle size of the wood powder is 90 μm or more and 400 μm or less.

当該摺動部材用成形材料は、基材であるフェノール樹脂に、固体潤滑材である黒鉛と、繊維材料として機能する木粉とを添加し、この木粉の最大粒径を90μm以上400μm以下としたものである。当該摺動部材用成形材料は、上記木粉の最大粒径を上記上限以下とすること、つまり比較的大きな木粉が含まれないようにすることで、形成される摺動部材の表面に木粉が突出することによる摺動特性の低下を抑制できる。また、当該摺動部材用成形材料は、上記木粉の最大粒径を上記下限以上とすること、つまり木粉の粒径を小さくし過ぎないことにより、木粉に繊維材料としての機能を確実に発揮させることができ、その結果、形成される摺動部材の強度を向上できる。このように、当該摺動部材用成形材料は、上記木粉の最大粒径を上記範囲とすることで、曲げ強度及びドライ環境下での摺動特性に優れ、かつ反り及び摺動時の音鳴きが生じ難い摺動部材を形成できる。また、当該摺動部材用成形材料は、繊維材料として木粉を用いることで、形成される摺動部材の比重を低減しつつ強度を向上することができる。 The molding material for the sliding member is made by adding graphite, which is a solid lubricant, and wood powder, which functions as a fiber material, to phenol resin, which is a base material, so that the maximum particle size of the wood powder is 90 μm or more and 400 μm or less. It was done. The molding material for the sliding member is made of wood on the surface of the sliding member formed by setting the maximum particle size of the wood powder to be equal to or less than the upper limit, that is, preventing the inclusion of relatively large wood powder. It is possible to suppress the deterioration of sliding characteristics due to the protrusion of powder. Further, the molding material for the sliding member ensures that the wood powder functions as a fiber material by setting the maximum particle size of the wood powder to be equal to or higher than the above lower limit, that is, by not making the particle size of the wood powder too small. As a result, the strength of the formed sliding member can be improved. As described above, the molding material for the sliding member has excellent bending strength and sliding characteristics in a dry environment by setting the maximum particle size of the wood powder in the above range, and warps and sounds during sliding. It is possible to form a sliding member that is less likely to squeal. Further, by using wood powder as the fiber material in the molding material for the sliding member, the strength can be improved while reducing the specific gravity of the formed sliding member.

上記フェノール樹脂100質量部に対する上記木粉の含有量としては、15質量部以上75質量部以下が好ましい。このように、上記フェノール樹脂100質量部に対する木粉の含有量を上記範囲とすることで、摺動部材の生産性と、射出成形や切削加工を行う際の成形性とを向上できる。 The content of the wood flour with respect to 100 parts by mass of the phenol resin is preferably 15 parts by mass or more and 75 parts by mass or less. As described above, by setting the content of wood powder with respect to 100 parts by mass of the phenol resin in the above range, the productivity of the sliding member and the moldability at the time of injection molding or cutting can be improved.

上記フェノール樹脂100質量部に対する上記黒鉛の含有量としては、10質量部以上120質量部以下が好ましい。このように、上記黒鉛の含有量を上記範囲とすることで、形成される摺動部材の耐摩耗性を向上して摺動時の摩耗量をより減少させることができ、また摺動時の音鳴きをより抑制することができる。 The content of graphite with respect to 100 parts by mass of the phenol resin is preferably 10 parts by mass or more and 120 parts by mass or less. By setting the graphite content in the above range in this way, the wear resistance of the formed sliding member can be improved and the amount of wear during sliding can be further reduced, and the amount of wear during sliding can be further reduced. The squeal can be further suppressed.

上記黒鉛に対する上記木粉の質量比としては、0.4以上4.5以下が好ましい。このように、上記黒鉛に対する上記木粉の質量比を上記範囲とすることで、形成される摺動部材の摺動特性と成形性とをバランスよく向上できる。 The mass ratio of the wood flour to the graphite is preferably 0.4 or more and 4.5 or less. By setting the mass ratio of the wood powder to the graphite in the above range, the sliding characteristics and moldability of the formed sliding member can be improved in a well-balanced manner.

当該摺動部材用成形材料は、無機フィラーをさらに含有するとよい。当該摺動部材用成形材料が無機フィラーをさらに含有することで、形成される摺動部材の強度を補強効果によって向上することができ、その結果、曲げ強度及びドライ環境下での摺動特性の向上と、反りの抑制とをより確実に達成することができる。 The molding material for the sliding member may further contain an inorganic filler. When the molding material for the sliding member further contains an inorganic filler, the strength of the formed sliding member can be improved by the reinforcing effect, and as a result, the bending strength and the sliding characteristics in a dry environment can be improved. Improvement and suppression of warpage can be achieved more reliably.

上記無機フィラーが、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、タルク、マイカ又はこれらの組み合わせであるとよい。このように、上記無機フィラーが炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、タルク、マイカ又はこれらの組み合わせであることで、形成される摺動部材の強度及び摺動特性をバランスよく向上することができる。 The inorganic filler may be calcium carbonate, aluminum hydroxide, talc, mica or a combination thereof. As described above, when the inorganic filler is calcium carbonate, aluminum hydroxide, talc, mica, or a combination thereof, the strength and sliding characteristics of the formed sliding member can be improved in a well-balanced manner.

上記課題を解決するためになされた別の発明は、上述の摺動部材用成形材料により形成される摺動部材である。 Another invention made to solve the above problems is a sliding member formed of the above-mentioned molding material for a sliding member.

当該摺動部材は、上述の摺動部材用成形材料により形成されるため、曲げ強度及びドライ環境下での摺動特性に優れ、かつ反り及び摺動時の音鳴きが生じ難い。 Since the sliding member is formed of the above-mentioned molding material for the sliding member, it is excellent in bending strength and sliding characteristics in a dry environment, and is less likely to warp and make noise during sliding.

上記課題を解決するためになされたさらに別の発明は、上述の摺動部材用成形材料を成形する工程を備える摺動部材の製造方法である。 Yet another invention made to solve the above problems is a method for manufacturing a sliding member, which comprises a step of molding the above-mentioned molding material for a sliding member.

当該摺動部材の製造方法は、上述の摺動部材用成形材料を用いることで、曲げ強度及びドライ環境下での摺動特性に優れ、かつ反り及び摺動時の音鳴きが生じ難い摺動部材を容易かつ確実に製造できる。 By using the above-mentioned molding material for sliding members, the sliding member is excellent in bending strength and sliding characteristics in a dry environment, and is less likely to warp and make noise during sliding. Members can be manufactured easily and reliably.

本発明の摺動部材用成形材料、摺動部材及びその製造方法によれば、曲げ強度及びドライ環境下での摺動特性に優れ、かつ反り及び摺動時の音鳴きが生じ難い摺動部材を提供することができる。 According to the molding material for a sliding member, the sliding member, and the manufacturing method thereof of the present invention, the sliding member is excellent in bending strength and sliding characteristics in a dry environment, and is less likely to warp and make noise during sliding. Can be provided.

実施例で行った耐摩耗性試験を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the abrasion resistance test performed in an Example.

以下、本発明の摺動部材用成形材料、摺動部材及びその製造方法について詳説する。 Hereinafter, the molding material for the sliding member, the sliding member, and the manufacturing method thereof of the present invention will be described in detail.

<摺動部材用成形材料>
当該摺動部材用成形材料は、フェノール樹脂と黒鉛と木粉とを含有し、上記木粉の最大粒径が90μm以上400μm以下である。当該摺動部材用成形材料は、本発明の効果を損なわない範囲において、その他の任意成分を含有していてもよい。以下、各成分について説明する。
<Molding material for sliding members>
The molding material for the sliding member contains phenol resin, graphite, and wood powder, and the maximum particle size of the wood powder is 90 μm or more and 400 μm or less. The molding material for a sliding member may contain other optional components as long as the effects of the present invention are not impaired. Hereinafter, each component will be described.

[フェノール樹脂]
フェノール樹脂は、フェノール類とアルデヒド類とを原料としたオリゴマーであり、後述する硬化工程により硬化させることで三次元架橋構造を形成し、不溶不融の状態となる。フェノール樹脂としては、ノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂等が挙げられる。レゾール型フェノール樹脂としては、例えばメチロール型フェノール樹脂、ジメチレンエーテル型フェノール樹脂等が挙げられ、これらの中で、加工時の欠けを発生し難くする観点から、ジメチレンエーテル型フェノール樹脂が好ましい。フェノール樹脂としては、これらの中で、形成される摺動部材の耐摩耗性を向上する観点から、ノボラック型フェノール樹脂が好ましい。フェノール樹脂は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
[Phenol resin]
Phenol resin is an oligomer made from phenols and aldehydes, and is cured by a curing step described later to form a three-dimensional crosslinked structure, resulting in an insoluble and infusible state. Examples of the phenol resin include novolak type phenol resin and resol type phenol resin. Examples of the resole-type phenol resin include methylol-type phenol resins and dimethylene ether-type phenol resins. Among these, dimethylene ether-type phenol resins are preferable from the viewpoint of making it difficult for chips to occur during processing. Among these, the novolak type phenol resin is preferable as the phenol resin from the viewpoint of improving the wear resistance of the sliding member to be formed. The phenol resin can be used alone or in combination of two or more.

上記フェノール類としては、例えばクレゾール、エチルフェノール、キシレノール、p−t−ブチルフェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール、ドデシルフェノール等のアルキルフェノールや、p−フェニルフェノール、フェノールなどが挙げられる。これらの中で、フェノールが好ましい。上記フェノール類は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the phenols include alkylphenols such as cresol, ethylphenol, xylenol, pt-butylphenol, octylphenol, nonylphenol and dodecylphenol, and p-phenylphenol and phenol. Of these, phenol is preferred. The above-mentioned phenols can be used alone or in combination of two or more.

上記アルデヒド類としては、例えばホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド等が挙げられる。これらの中で、パラホルムアルデヒドが好ましい。上記アルデヒド類は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the aldehydes include formaldehyde and paraformaldehyde. Of these, paraformaldehyde is preferred. The above aldehydes can be used alone or in combination of two or more.

上記フェノール樹脂の数平均分子量(Mn)の下限としては、350が好ましく、450がより好ましい。一方、上記Mnの上限としては、1,200が好ましく、900がより好ましい。上記フェノール樹脂のMnが上記下限より小さい場合、形成される摺動部材の耐ヒートショック性が不十分となるおそれがある。逆に、上記フェノール樹脂のMnが上記上限を超える場合、当該摺動部材用成形材料を製造する際の作業性が低下するおそれがある。なお、上記フェノール樹脂の数平均分子量及び後述する重量平均分子量は、ゲル濾過クロマトグラフの面積法により測定される値である。 As the lower limit of the number average molecular weight (Mn) of the phenol resin, 350 is preferable, and 450 is more preferable. On the other hand, as the upper limit of Mn, 1,200 is preferable, and 900 is more preferable. If the Mn of the phenol resin is smaller than the above lower limit, the heat shock resistance of the formed sliding member may be insufficient. On the contrary, when the Mn of the phenol resin exceeds the upper limit, the workability in manufacturing the molding material for the sliding member may be lowered. The number average molecular weight of the phenol resin and the weight average molecular weight described later are values measured by the area method of the gel filtration chromatograph.

上記フェノール樹脂の重量平均分子量(Mw)の下限としては、400が好ましく、1,000がより好ましく、1,500がさらに好ましい。一方、上記Mwの上限としては、9,000が好ましく、5,000がより好ましく、4,000がさらに好ましい。上記フェノール樹脂のMwが上記下限より小さい場合、摺動部材への成形が困難となるおそれがある。逆に、上限フェノール樹脂のMwが上記上限を超える場合、当該摺動部材用成形材料を製造する際の作業性が低下するおそれがある。 The lower limit of the weight average molecular weight (Mw) of the phenol resin is preferably 400, more preferably 1,000, and even more preferably 1,500. On the other hand, the upper limit of the Mw is preferably 9,000, more preferably 5,000, and even more preferably 4,000. If the Mw of the phenol resin is smaller than the lower limit, it may be difficult to mold the sliding member. On the contrary, when the Mw of the upper limit phenol resin exceeds the above upper limit, the workability in manufacturing the molding material for the sliding member may be lowered.

上記フェノール樹脂の分散比(Mw/Mn)の下限としては、1.5が好ましく、3がより好ましく、5がさらに好ましい。一方、上記分散比の上限としては、20が好ましく、15がより好ましく、10がさらに好ましい。上記分散比を上記範囲とすることで、形成される摺動部材の摩擦係数を低減することができ、その結果、摺動時の摩耗量をより低減することができる。 The lower limit of the dispersion ratio (Mw / Mn) of the phenol resin is preferably 1.5, more preferably 3, and even more preferably 5. On the other hand, as the upper limit of the dispersion ratio, 20 is preferable, 15 is more preferable, and 10 is further preferable. By setting the dispersion ratio in the above range, the friction coefficient of the formed sliding member can be reduced, and as a result, the amount of wear during sliding can be further reduced.

上記フェノール樹脂におけるフェノール類モノマー及びフェノール類ダイマーの合計含有量の上限としては、20質量%が好ましく、12質量%がより好ましく、6質量%がさらに好ましい。一方、上記合計含有量の下限としては、例えば0.1質量%である。フェノール類モノマー及びフェノール類ダイマーの合計含有量を上記範囲とすることで、形成される摺動部材の摩擦係数を低減することができる。なお、上記フェノール類モノマー及びフェノ−ル類ダイマーの合計含有量は、ゲル濾過クロマトグラフの面積法により測定される値である。 The upper limit of the total content of the phenolic monomer and the phenolic dimer in the phenolic resin is preferably 20% by mass, more preferably 12% by mass, and even more preferably 6% by mass. On the other hand, the lower limit of the total content is, for example, 0.1% by mass. By setting the total content of the phenolic monomer and the phenolic dimer within the above range, the friction coefficient of the formed sliding member can be reduced. The total content of the phenolic monomer and the phenolic dimer is a value measured by the area method of the gel filtration chromatograph.

上記フェノール樹脂は、分散比が上記範囲であり、かつフェノール類モノマー及びフェノール類ダイマーの合計含有量が上記範囲であることが特に好ましい。上記フェノール樹脂における分散比及びフェノール類モノマー及びフェノール類ダイマーの合計含有量をいずれも上記範囲とすることで、形成される摺動部材の摩擦係数をより低減することができ、その結果、摺動時の摩耗量をより低減することができる。 It is particularly preferable that the phenol resin has a dispersion ratio in the above range and a total content of the phenolic monomer and the phenolic dimer in the above range. By setting the dispersion ratio in the phenol resin and the total content of the phenol monomer and the phenol dimer within the above ranges, the friction coefficient of the formed sliding member can be further reduced, and as a result, sliding The amount of wear during time can be further reduced.

当該摺動部材用成形材料におけるフェノール樹脂の含有割合の下限としては、20質量%が好ましく、30質量%がより好ましい。一方、上記フェノール樹脂の含有割合の上限としては、80質量%が好ましく、70質量%がより好ましく、60質量%がさらに好ましい。上記フェノール樹脂の含有割合が上記下限より小さい場合、成形性が低下するおそれがある。逆に、上記フェノール樹脂の含有割合が上記上限を超える場合、黒鉛、木粉等の他の成分が不足し、形成される摺動部材の摺動特性等が低下するおそれがある。 The lower limit of the content ratio of the phenol resin in the molding material for the sliding member is preferably 20% by mass, more preferably 30% by mass. On the other hand, the upper limit of the content ratio of the phenol resin is preferably 80% by mass, more preferably 70% by mass, and even more preferably 60% by mass. If the content ratio of the phenol resin is smaller than the lower limit, the moldability may be lowered. On the contrary, when the content ratio of the phenol resin exceeds the upper limit, other components such as graphite and wood powder may be insufficient, and the sliding characteristics of the formed sliding member may be deteriorated.

(フェノール樹脂の製造方法)
上記フェノール樹脂の製造方法としては、例えばフェノール類、アルデヒド類及び触媒の混合液を調製する工程(調製工程)と、上記調製した混合液を還流温度で縮合反応させる工程(縮合反応工程)と、縮合反応後の混合液からモノマー等を除去する工程(除去工程)とを備える方法等が挙げられる。
(Manufacturing method of phenol resin)
Examples of the method for producing the phenol resin include a step of preparing a mixed solution of phenols, aldehydes and a catalyst (preparation step), a step of condensing the prepared mixed solution at a reflux temperature (condensation reaction step), and the like. Examples thereof include a method including a step (removal step) of removing the monomer and the like from the mixed solution after the condensation reaction.

(調製工程)
ノボラック型フェノール樹脂を合成する場合、触媒としては、例えば塩酸、硫酸、リン酸等の無機酸や、シュウ酸、パラトルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、キシレンスルホン酸等の有機酸や、酸化亜鉛、塩化亜鉛、酸化マグネシウム、酢酸亜鉛等の酸性無機塩などの酸触媒などが挙げられる。これらの中で、無機酸が好ましく、リン酸がより好ましい。また、上記混合液におけるアルデヒド類のフェノール類に対するモル比としては、例えば0.75以上0.95以下である。
(Preparation process)
When synthesizing a novolak type phenol resin, examples of the catalyst include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and phosphoric acid, organic acids such as oxalic acid, paratoluene sulfonic acid, benzene sulfonic acid and xylene sulfonic acid, and zinc oxide. Examples thereof include acid catalysts such as acidic inorganic salts such as zinc chloride, magnesium oxide and zinc acetate. Of these, inorganic acids are preferred, and phosphoric acid is more preferred. The molar ratio of aldehydes to phenols in the mixed solution is, for example, 0.75 or more and 0.95 or less.

レゾール型フェノール樹脂を合成する場合、触媒としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属水酸化物などのアルカリ触媒などが挙げられる。また、上記混合液におけるアルデヒド類のフェノール類に対するモル比としては、例えば1.1以上4.0以下である。 When synthesizing a resole-type phenol resin, examples of the catalyst include an alkali catalyst such as an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, and lithium hydroxide. The molar ratio of aldehydes to phenols in the mixed solution is, for example, 1.1 or more and 4.0 or less.

上記混合液における触媒の含有量の下限としては、フェノール類100質量部に対して、例えば0.05質量部であり、0.1質量部が好ましい。一方、上記触媒の含有量の上限としては、フェノール類100質量部に対して、例えば70質量部であり、50質量部が好ましい。 The lower limit of the catalyst content in the mixed solution is, for example, 0.05 parts by mass, preferably 0.1 parts by mass, based on 100 parts by mass of the phenols. On the other hand, the upper limit of the content of the catalyst is, for example, 70 parts by mass and 50 parts by mass is preferable with respect to 100 parts by mass of phenols.

上記混合液には、エチレングリコール等の添加剤をさらに加えてもよい。上記混合液における添加剤の含有量としては、フェノール類100質量部に対して、例えば40質量部以上60質量部以下である。 Additives such as ethylene glycol may be further added to the mixed solution. The content of the additive in the mixed solution is, for example, 40 parts by mass or more and 60 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of phenols.

(縮合反応工程)
縮合反応における反応時間としては、例えば2時間以上12時間以下である。
(Condensation reaction step)
The reaction time in the condensation reaction is, for example, 2 hours or more and 12 hours or less.

(除去工程)
除去工程においてモノマー等を除去する方法としては、例えば縮合反応後の混合液へメチルイソブチルケトン等の有機溶媒を添加して有機溶媒層(上層)と水溶液層(下層)とに相分離させる工程と、上記上層を水洗する工程と、減圧蒸留等で上層からメチルイソブチルケトン等の有機溶媒を除去する工程とを備える方法や、縮合反応後の混合液から減圧蒸留により水及びモノマーを除去する方法等が挙げられる。
(Removal process)
As a method for removing the monomer and the like in the removing step, for example, a step of adding an organic solvent such as methylisobutylketone to the mixed solution after the condensation reaction to phase-separate the organic solvent layer (upper layer) and the aqueous solution layer (lower layer). A method including a step of washing the upper layer with water and a step of removing an organic solvent such as methylisobutylketone from the upper layer by vacuum distillation or the like, a method of removing water and a monomer by vacuum distillation from the mixed solution after the condensation reaction, etc. Can be mentioned.

[黒鉛]
黒鉛は、当該摺動部材用成形材料において、形成される摺動部材の摩擦係数を低減する固体潤滑材として機能する。当該摺動部材用成形材料は、黒鉛を含有することにより、形成される摺動部材が定常摩耗に移行した際に摩擦係数を安定化させることができる。上記黒鉛としては、例えば鱗片状黒鉛、鱗状黒鉛、土状黒鉛等の天然黒鉛や、人造黒鉛などが挙げられる。これらの中でも、天然黒鉛が好ましく、土状黒鉛がより好ましい。黒鉛は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
[graphite]
Graphite functions as a solid lubricant that reduces the friction coefficient of the sliding member formed in the molding material for the sliding member. Since the molding material for the sliding member contains graphite, the friction coefficient can be stabilized when the formed sliding member shifts to steady wear. Examples of the graphite include natural graphite such as scaly graphite, scaly graphite, and earthy graphite, and artificial graphite. Among these, natural graphite is preferable, and earth-like graphite is more preferable. Graphite can be used alone or in combination of two or more.

当該摺動部材用成形材料における黒鉛の含有量の下限としては、フェノール樹脂100質量部に対して、10質量部が好ましく、15質量部がより好ましく、20質量部がさらに好ましい。一方、上記黒鉛の含有量の上限としては、フェノール樹脂100質量部に対して、120質量部が好ましく、90質量部がより好ましく、80質量部がさらに好ましく、70質量部が特に好ましい。上記黒鉛の含有量を上記範囲とすることで、形成される摺動部材の摺動時の摩耗量を低減して耐摩耗性をより向上することができ、また音鳴きをより抑制することもできる。上記黒鉛の含有量が上記下限より小さい場合、形成される摺動部材の耐摩耗性が低下するおそれがある。逆に、黒鉛の含有量が上記上限を超える場合、形成される摺動部材の強度が低下するおそれや、摺動時の摩耗量がかえって増大するおそれがある。 The lower limit of the graphite content in the molding material for the sliding member is preferably 10 parts by mass, more preferably 15 parts by mass, and even more preferably 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the phenol resin. On the other hand, the upper limit of the graphite content is preferably 120 parts by mass, more preferably 90 parts by mass, further preferably 80 parts by mass, and particularly preferably 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the phenol resin. By setting the graphite content in the above range, the amount of wear of the formed sliding member during sliding can be reduced to further improve the wear resistance, and the squealing can be further suppressed. it can. If the graphite content is less than the lower limit, the wear resistance of the formed sliding member may decrease. On the contrary, when the graphite content exceeds the above upper limit, the strength of the formed sliding member may decrease or the amount of wear during sliding may increase.

[木粉]
当該摺動部材用成形材料における木粉は、樹木を微細粒子に加工したもので、主に繊維材料として機能する。木紛は、針葉樹又は広葉樹に由来するものがあるが、比較的均質な粉末が得られることから、針葉樹に由来する木紛を含むことが好ましい。木粉は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
[Wood flour]
The wood powder in the molding material for the sliding member is obtained by processing a tree into fine particles and mainly functions as a fiber material. Some wood powders are derived from softwoods or hardwoods, but it is preferable to include wood powders derived from softwoods because a relatively homogeneous powder can be obtained. Wood flour can be used alone or in combination of two or more.

当該摺動部材用成形材料は、黒鉛及び木粉を組み合わせて用いることにより、形成される摺動部材の耐摩耗性を低下させずに摩擦係数を低減できると共に、カーボン繊維、ガラス繊維等を用いなくても物性強度を維持することができる。さらに、繊維材料としてカーボン繊維やガラス繊維を用いた摺動部材は切削加工等の加工が困難になるのに対し、当該摺動部材用成形材料により形成される摺動部材は木粉を用いているので切削加工が非常に容易である。 By using graphite and wood powder in combination as the molding material for the sliding member, the friction coefficient can be reduced without lowering the wear resistance of the sliding member to be formed, and carbon fiber, glass fiber, etc. are used. Physical strength can be maintained without it. Further, while a sliding member using carbon fiber or glass fiber as a fiber material is difficult to process such as cutting, the sliding member formed by the molding material for the sliding member uses wood powder. Therefore, cutting is very easy.

上記木粉の最大粒径は、90μm以上400μm以下である。当該摺動部材用成形材料は、上記木粉の最大粒径を上記範囲とすることで、木粉に繊維材料としての機能を確実に発揮させつつ、形成される摺動部材の表面に木粉が突出することによる摺動特性の低下できる。その結果、曲げ強度及びドライ環境下での摺動特性に優れ、かつ反り及び摺動時の音鳴きが生じ難い摺動部材を形成できる。 The maximum particle size of the wood powder is 90 μm or more and 400 μm or less. By setting the maximum particle size of the wood powder in the above range, the molding material for the sliding member ensures that the wood powder functions as a fiber material, and the wood powder is formed on the surface of the sliding member. The sliding characteristics can be reduced due to the protrusion of the powder. As a result, it is possible to form a sliding member which is excellent in bending strength and sliding characteristics in a dry environment and is less likely to warp and make noise when sliding.

上記木粉の最大粒径の下限としては、100μmが好ましく、120μmがより好ましい。一方、上記木粉の最大粒径の上限としては、360μmが好ましく、300μmがより好ましい。上記木粉の最大粒径が上記下限より小さい場合、形成される摺動部材の強度が不十分となることで耐摩耗性が低下するおそれがある。逆に、上記木粉の最大粒径が上記上限を超える場合、形成される摺動部材の摩擦を木粉が阻害することで耐摩耗性が低下するおそれや、反りを十分に抑制できないおそれがある。ここで「最大粒径」とは、当該摺動部材形成用成形材料を電子顕微鏡で観察し、各木粉の最長幅を「粒径」としたときに、視野中の任意の100個の木粉における粒径の最大値を示す。 The lower limit of the maximum particle size of the wood powder is preferably 100 μm, more preferably 120 μm. On the other hand, the upper limit of the maximum particle size of the wood powder is preferably 360 μm, more preferably 300 μm. If the maximum particle size of the wood powder is smaller than the lower limit, the strength of the formed sliding member may be insufficient and the wear resistance may be lowered. On the contrary, when the maximum particle size of the wood powder exceeds the upper limit, the wood powder may hinder the friction of the formed sliding member, which may reduce the wear resistance or the warp may not be sufficiently suppressed. is there. Here, the "maximum particle size" means any 100 trees in the field of view when the molding material for forming the sliding member is observed with an electron microscope and the longest width of each wood powder is defined as the "particle size". Indicates the maximum value of particle size in powder.

なお、最大粒径が上記範囲である木粉は、例えば篩分け等により容易に得ることができる。例えば最大粒径180μmの木粉は、原料となる木粉を目開き180μmの篩を用いて篩分けすることで得ることができる。木紛の最大粒径は、摺動部材用成形材料に添加する前であれば、レーザ回析式粒度分布測定装置により測定する事もできる。 Wood flour having a maximum particle size in the above range can be easily obtained by, for example, sieving. For example, wood flour having a maximum particle size of 180 μm can be obtained by sieving wood flour as a raw material using a sieve having an opening of 180 μm. The maximum particle size of wood powder can also be measured by a laser diffraction type particle size distribution measuring device before it is added to the molding material for sliding members.

当該摺動部材用成形材料における上記木粉の含有量の下限としては、フェノール樹脂100質量部に対して、15質量部が好ましく、25質量部がより好ましく、30質量部がさらに好ましい。一方、上記木粉の含有量の上限としては、75質量部が好ましく、60質量部がより好ましく、55質量部がさらに好ましい。木粉の含有量が上記下限より小さい場合、摺動部材の成形が困難となり生産性が低下するおそれがある。逆に、木粉の含有量が上記上限を超える場合、形成される摺動部材の摩擦を木粉が阻害することで耐摩耗性が低下するおそれがある。また、形成される摺動部材の反りを十分に抑制できないおそれや、摺動部材の成形が困難となり生産性が低下するおそれがある。 The lower limit of the content of the wood powder in the molding material for the sliding member is preferably 15 parts by mass, more preferably 25 parts by mass, and even more preferably 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the phenol resin. On the other hand, as the upper limit of the content of the wood flour, 75 parts by mass is preferable, 60 parts by mass is more preferable, and 55 parts by mass is further preferable. If the content of wood powder is less than the above lower limit, it may be difficult to mold the sliding member and the productivity may decrease. On the contrary, when the content of wood powder exceeds the above upper limit, the wood powder inhibits the friction of the formed sliding member, which may reduce the wear resistance. In addition, the warpage of the formed sliding member may not be sufficiently suppressed, or the sliding member may be difficult to mold and the productivity may decrease.

また、当該摺動部材用成形材料における黒鉛の含有量と木粉の含有量とは、形成される摺動部材の摺動特性、曲げ強度等の向上や、反りの抑制などの観点から、一定の範囲内とすることが好ましい。具体的には、当該摺動部材用成形材料における黒鉛に対する木粉の質量比(木粉/黒鉛)の下限としては、0.4が好ましく、0.5がより好ましく、0.6がさらに好ましい。一方、黒鉛に対する木粉の質量比の上限としては、4.5が好ましく、3.5がより好ましく、2.5がさらに好ましい。 Further, the graphite content and the wood powder content in the molding material for the sliding member are constant from the viewpoints of improving the sliding characteristics of the formed sliding member, bending strength, etc., and suppressing warpage. It is preferably within the range of. Specifically, the lower limit of the mass ratio of wood powder (wood powder / graphite) to graphite in the molding material for the sliding member is preferably 0.4, more preferably 0.5, and even more preferably 0.6. .. On the other hand, as the upper limit of the mass ratio of wood flour to graphite, 4.5 is preferable, 3.5 is more preferable, and 2.5 is further preferable.

[無機フィラー]
当該摺動部材用成形材料は、無機フィラーをさらに含有することが好ましい。当該摺動部材用成形材料が無機フィラーをさらに含有することで、形成される摺動部材の強度を補強効果によってさらに向上することができる。無機フィラーは、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
[Inorganic filler]
The molding material for the sliding member preferably further contains an inorganic filler. When the molding material for the sliding member further contains an inorganic filler, the strength of the formed sliding member can be further improved by the reinforcing effect. The inorganic filler may be used alone or in combination of two or more.

上記無機フィラーとしては、特に限定されず従来のフェノール樹脂成形材料において慣用されている無機フィラーを適宜用いればよいが、例えば球状フィラー、板状フィラー等を用いることができる。上記球状フィラーとしては、例えば炭酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、水酸化アルミニウム、クレー、パーライト、シラスバルーン、けいそう土、焼成アルミナ、ケイ酸カルシウム等に由来するものが挙げられる。また、上記板状フィラーとしては、例えばタルク、マイカ等が挙げられる。これらの中で、特に摩耗特性への影響を抑える観点から、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、タルク及びマイカが好ましい。当該摺動部材用成形材料が炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、タルク、マイカ又はこれらの組み合わせを含有することで、形成される摺動部材の強度及び摺動特性をバランスよく向上することができる。なお、本明細書において、無機フィラーには繊維フィラーが含まれないものとする。 The inorganic filler is not particularly limited, and an inorganic filler commonly used in conventional phenol resin molding materials may be appropriately used, and for example, a spherical filler, a plate-shaped filler, or the like can be used. Examples of the spherical filler include those derived from calcium carbonate, barium sulfate, calcium sulfate, aluminum hydroxide, clay, pearlite, silas balloon, diatomaceous earth, calcined alumina, calcium silicate and the like. Examples of the plate-shaped filler include talc and mica. Of these, calcium carbonate, aluminum hydroxide, talc and mica are particularly preferable from the viewpoint of suppressing the influence on wear characteristics. When the molding material for the sliding member contains calcium carbonate, aluminum hydroxide, talc, mica or a combination thereof, the strength and sliding characteristics of the formed sliding member can be improved in a well-balanced manner. In addition, in this specification, it is assumed that the inorganic filler does not contain a fiber filler.

当該摺動部材用成形材料が無機フィラーを含有する場合、無機フィラーの含有量の下限としては、フェノール樹脂100質量部に対して、30質量部が好ましく、40質量部がより好ましい。一方、上記無機フィラーの含有量の上限としては、70質量部が好ましく、60質量部がより好ましい。上記無機フィラーの含有量が上記下限より小さい場合、形成される摺動部材の耐摩耗性が低下するおそれがある。逆に、上記無機フィラーの含有量が上記上限を超える場合、形成される摺動部材の摩擦係数が増大するおそれがある。 When the molding material for the sliding member contains an inorganic filler, the lower limit of the content of the inorganic filler is preferably 30 parts by mass and more preferably 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the phenol resin. On the other hand, as the upper limit of the content of the inorganic filler, 70 parts by mass is preferable, and 60 parts by mass is more preferable. If the content of the inorganic filler is less than the above lower limit, the wear resistance of the formed sliding member may decrease. On the contrary, when the content of the inorganic filler exceeds the upper limit, the friction coefficient of the formed sliding member may increase.

(その他の任意成分)
当該摺動部材用成形材料は、その他の任意成分をさらに含有していてもよい。上記その他の任意成分としては、例えば上記木粉以外の他の繊維材料や、硬化剤、充填材、離型剤、硬化促進剤、カップリング剤、溶媒等が挙げられる。
(Other optional ingredients)
The molding material for the sliding member may further contain other optional components. Examples of the other optional components include fiber materials other than the above wood flour, curing agents, fillers, mold release agents, curing accelerators, coupling agents, solvents and the like.

上記他の繊維材料としては、例えばアラミド繊維等の有機系繊維や、ガラス繊維、カーボン繊維などが挙げられる。当該摺動部材用成形材料における上記他の繊維の含有量の上限としては、フェノール樹脂100質量部に対して、10質量部が好ましく、1質量部がより好ましい。上記他の繊維材料の含有量が上記上限を超える場合、当該摺動部材用成形材料の加工性が低下するおそれや、原料コストが増大するおそれがある。特に、ガラス繊維等の比較的硬質な繊維材料は、配合量が多すぎると摺動の際に相手材の摩耗量を増大させるおそれがあるため、極力添加を抑えることが望ましい。 Examples of the other fiber materials include organic fibers such as aramid fibers, glass fibers, and carbon fibers. The upper limit of the content of the other fibers in the molding material for the sliding member is preferably 10 parts by mass and more preferably 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the phenol resin. If the content of the other fiber material exceeds the above upper limit, the processability of the molding material for the sliding member may decrease or the raw material cost may increase. In particular, for a relatively hard fiber material such as glass fiber, if the blending amount is too large, the amount of wear of the mating material may increase during sliding, so it is desirable to suppress the addition as much as possible.

上記硬化剤は、フェノール樹脂の硬化反応を促進する。フェノール樹脂がノボラック型フェノール樹脂である場合、当該摺動部材用成形材料は、硬化剤を通常含有する。上記硬化剤としては、例えばヘキサメチレンテトラミン等が挙げられる。当該摺動部材用成形材料が硬化剤を含有する場合、硬化剤の含有量の下限としては、フェノール樹脂100質量部に対して、5質量部が好ましい。一方、上記含有量の上限としては、20質量部が好ましい。 The curing agent accelerates the curing reaction of the phenol resin. When the phenol resin is a novolak type phenol resin, the molding material for the sliding member usually contains a curing agent. Examples of the curing agent include hexamethylenetetramine and the like. When the molding material for a sliding member contains a curing agent, the lower limit of the content of the curing agent is preferably 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the phenol resin. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 20 parts by mass.

上記充填材は、形成される摺動部材の強度、耐久性、耐摩耗性等を向上させる。上記充填材としては、例えば上記黒鉛以外の炭素材、エラストマー、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等が挙げられる。 The filler improves the strength, durability, wear resistance, etc. of the sliding member to be formed. Examples of the filler include carbon materials other than graphite, elastomers, PTFE (polytetrafluoroethylene) and the like.

上記離型剤は、形成される摺動部材の離型性を向上する。上記離型剤としては、例えばステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛等が挙げられる。当該摺動部材用成形材料における離型剤の含有量としては、フェノール樹脂100質量部に対し、例えば0.2質量部以上5質量部以下とすることができる。 The release agent improves the releasability of the formed sliding member. Examples of the release agent include calcium stearate, zinc stearate and the like. The content of the mold release agent in the molding material for the sliding member can be, for example, 0.2 parts by mass or more and 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the phenol resin.

上記硬化促進剤は、フェノール樹脂の硬化反応をより促進する。上記硬化促進剤としては、例えば酸化マグネシウム、消石灰等が挙げられる。 The curing accelerator further accelerates the curing reaction of the phenol resin. Examples of the curing accelerator include magnesium oxide and slaked lime.

[摺動部材用成形材料の製造方法]
当該摺動部材用成形材料の製造方法としては、特に限定されず公知の摺動部材用成形材料の製造方法を採用できる。具体的には、例えば上述の各種成分を加圧ニーダー、ミキシングロール、二軸押出機等で加熱溶融させて混練した後、得られる混練物をシート状に成形し、このシート状成形品をさらにペレタイザー、パワーミル等を用いて粉砕する方法等が挙げられる。なお、上記混練物をそのまま当該摺動部材用成形材料として成形に供することもできる。
[Manufacturing method of molding material for sliding members]
The method for producing the molding material for the sliding member is not particularly limited, and a known method for producing the molding material for the sliding member can be adopted. Specifically, for example, the above-mentioned various components are heated and melted by a pressure kneader, a mixing roll, a twin-screw extruder or the like and kneaded, and then the obtained kneaded product is molded into a sheet shape, and this sheet-shaped molded product is further obtained. Examples thereof include a method of crushing using a pelletizer, a power mill and the like. The kneaded product can be used as it is for molding as a molding material for the sliding member.

<摺動部材>
当該摺動部材は、上述の当該摺動部材用成形材料から形成される。当該摺動部材の形状としては、特に限定されないが、例えば円板状、角板状、円柱状、角柱状、リング状等が挙げられる。また、当該摺動部材の用途としては、特に限定されないが、好適なものとして、例えばスラストワッシャー、プーリ、軸受、ギア、ベアリング、ポンプ部品、斜板等が挙げられる。
<Sliding member>
The sliding member is formed from the above-mentioned molding material for the sliding member. The shape of the sliding member is not particularly limited, and examples thereof include a disk shape, a square plate shape, a columnar shape, a prismatic shape, and a ring shape. The application of the sliding member is not particularly limited, but suitable ones include, for example, thrust washers, pulleys, bearings, gears, bearings, pump parts, swash plates, and the like.

<摺動部材の製造方法>
当該摺動部材の製造方法は、上述の当該摺動部材用成形材料を成形する工程(成形工程)を備える。当該摺動部材の製造方法は、上記成形工程と同時、又は成形工程後に、当該摺動部材用成形材料に含有されるフェノール樹脂を硬化させる工程(硬化工程)をさらに備えることが好ましい。当該摺動部材の製造方法は、上記成形工程前に、当該摺動部材用成形材料を溶融混練する工程(溶融混練工程)をさらに備えてもよい。
<Manufacturing method of sliding member>
The method for manufacturing the sliding member includes a step (molding step) of molding the above-mentioned molding material for the sliding member. It is preferable that the method for manufacturing the sliding member further includes a step (curing step) of curing the phenol resin contained in the molding material for the sliding member at the same time as the molding step or after the molding step. The method for manufacturing the sliding member may further include a step of melt-kneading the molding material for the sliding member (melt-kneading step) before the molding step.

(溶融混練工程)
当該摺動部材用成形材料を溶融混練する方法としては、例えば上述の摺動部材用成形材料の製造方法における溶融混練と同様の方法を用いることができる。
(Melting and kneading process)
As a method of melt-kneading the molding material for a sliding member, for example, the same method as the melt-kneading in the above-mentioned method for manufacturing a molding material for a sliding member can be used.

(成形工程)
本工程では、当該摺動部材用成形材料を成形する。当該摺動部材用成形材料を成形する方法としては、特に限定されないが、例えば射出成形、移送成形、圧縮成形等が挙げられる。これらの中で、射出成形が好ましい。射出成形により成形する場合、シリンダー前部の温度としては、例えば70℃以上120℃以下とすることができる。シリンダー後部の温度としては、例えば30℃以上60℃以下とすることができる。
(Molding process)
In this step, the molding material for the sliding member is molded. The method for molding the molding material for the sliding member is not particularly limited, and examples thereof include injection molding, transfer molding, and compression molding. Of these, injection molding is preferred. When molding by injection molding, the temperature of the front part of the cylinder can be, for example, 70 ° C. or higher and 120 ° C. or lower. The temperature of the rear part of the cylinder can be, for example, 30 ° C. or higher and 60 ° C. or lower.

(硬化工程)
本工程では、当該摺動部材用成形材料に含有されるフェノール樹脂を硬化させる。フェノール樹脂を硬化させる方法としては、通常、成形工程で得られた成形品を加熱する方法等が挙げられる。上記加熱の温度としては、例えば150℃以上200℃以下とすることができる。また、上記加熱の時間としては、例えば30秒以上90秒以下とすることができる。
(Curing process)
In this step, the phenol resin contained in the molding material for the sliding member is cured. Examples of the method of curing the phenol resin include a method of heating a molded product obtained in a molding step. The heating temperature can be, for example, 150 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. The heating time can be, for example, 30 seconds or more and 90 seconds or less.

成形工程により得られた成形品、又は硬化工程により得られた硬化物は、そのまま摺動部材として用いることもできるが、アフターキュアを行った後に摺動部材として用いることが好ましい。アフターキュアを施すことで、摺動特性や寸法精度を向上させることができる。アフターキュアの方法としては、例えば上記成形品又は硬化物を加熱する方法等が挙げられる。上記加熱の温度としては、例えば150℃以上230℃以下とすることができる。上記加熱の時間としては、例えば3時間以上24時間以下とすることができる。 The molded product obtained by the molding step or the cured product obtained by the curing step can be used as it is as a sliding member, but it is preferable to use it as a sliding member after aftercuring. By applying aftercure, the sliding characteristics and dimensional accuracy can be improved. Examples of the aftercure method include a method of heating the molded product or the cured product. The heating temperature can be, for example, 150 ° C. or higher and 230 ° C. or lower. The heating time can be, for example, 3 hours or more and 24 hours or less.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

まず、本実施例に用いたノボラック型フェノール樹脂、木粉及び無機フィラーについて説明する。 First, the novolak-type phenol resin, wood powder, and inorganic filler used in this example will be described.

[ノボラック型フェノール樹脂の製造]
温度計、攪拌装置及びコンデンサーを備えた反応容器内に、フェノール193質量部、37質量%ホルマリン142質量部(ホルムアルデヒド/フェノールのモル比:0.85)及びシュウ酸0.97質量部(フェノールの配合量に対して0.5質量%)をそれぞれ仕込んだ後、徐々に還流温度(98〜102℃)まで昇温し、同温度で6時間の縮合反応を行った。次いで、減圧濃縮を行ったところ、199質量部(フェノールの仕込み量に対して103質量%)のノボラック型フェノール樹脂が得られた。このノボラック型フェノール樹脂は、数平均分子量が512、重量平均分子量が3,842、分散比が7.5であった。
[Manufacturing of novolak type phenolic resin]
In a reaction vessel equipped with a thermometer, agitator and a condenser, 193 parts by mass of phenol, 142 parts by mass of 37% by mass formalin (formaldehyde / molar ratio of phenol: 0.85) and 0.97 parts by mass of oxalic acid (of phenol). After charging 0.5% by mass with respect to the blending amount, the temperature was gradually raised to the reflux temperature (98 to 102 ° C.), and the condensation reaction was carried out at the same temperature for 6 hours. Then, when the mixture was concentrated under reduced pressure, 199 parts by mass (103% by mass with respect to the amount of phenol charged) of a novolak type phenol resin was obtained. This novolak type phenol resin had a number average molecular weight of 512, a weight average molecular weight of 3,842, and a dispersion ratio of 7.5.

[木粉]
木粉A(最大粒径360μm):三和セルロシン製、40メッシュの篩で篩分け
木粉B(最大粒径180μm):三和セルロシン製、80メッシュの篩で篩分け
木粉C(最大粒径100μm):三和セルロシン製、170メッシュの篩で篩分け
木粉X(最大粒径500μm):三和セルロシン製、32メッシュの篩で篩分け
木粉Y(最大粒径80μm) :三和セルロシン製、200メッシュの篩で篩分け
[Wood flour]
Wood flour A (maximum particle size 360 μm): Sanwa cellulosin sieved with a 40 mesh sieve Wood flour B (maximum particle size 180 μm): Sanwa cellulosin sieved with an 80 mesh sieve Wood flour C (maximum grain size) Diameter 100 μm): Sanwa Cellulosin, sieved with 170 mesh sieve Wood flour X (maximum particle size 500 μm): Sanwa Cellulosin, sieved with 32 mesh sieve Wood flour Y (maximum particle size 80 μm): Sanwa Sieve with a 200 mesh sieve made of cellulosin

[無機フィラー]
水酸化アルミニウム(昭和電工製)
タルク(日本タルク製)
マイカ(トピー工業製)
[Inorganic filler]
Aluminum hydroxide (manufactured by Showa Denko)
Talc (made by Japan Talc)
Mica (manufactured by Topy Industries)

<摺動部材用成形材料の製造>
[実施例1]
下記表1に示すように、ノボラック型フェノール樹脂100質量部と、グラファイト(黒鉛)(日本黒鉛工業製の「青PA」)23質量部と、木粉A(最大粒径360μm)45質量部と、無機フィラーとしての炭酸カルシウム(丸尾カルシウム製)45質量部と、硬化剤としてのヘキサメチレンテトラミン14質量部と、離型剤としてのステアリン酸カルシウム1質量部とを配合し、均一に混合した。次に、得られた混合物を熱ロールにて均一に加熱混練してシート状にし、冷却後、パワーミルで粉砕してグラニュール状の摺動部材用成形材料を得た。
<Manufacturing of molding materials for sliding members>
[Example 1]
As shown in Table 1 below, 100 parts by mass of novolak type phenol resin, 23 parts by mass of graphite (graphite) (“Blue PA” manufactured by Nippon Graphite Industries), and 45 parts by mass of wood flour A (maximum particle size 360 μm). , 45 parts by mass of calcium carbonate (manufactured by Maruo Calcium) as an inorganic filler, 14 parts by mass of hexamethylenetetramine as a curing agent, and 1 part by mass of calcium stearate as a release agent were mixed and mixed uniformly. Next, the obtained mixture was uniformly heated and kneaded with a hot roll to form a sheet, cooled, and then pulverized with a power mill to obtain a granule-shaped molding material for a sliding member.

得られた実施例1の摺動部材用成形材料を以下の成形条件で射出成形して硬化させることで板状の試験片を得た。
(成形条件)
シリンダー温度:前部90℃、後部40℃
金型温度 :170℃
硬化時間 :60秒
A plate-shaped test piece was obtained by injection molding and curing the obtained molding material for a sliding member of Example 1 under the following molding conditions.
(Molding condition)
Cylinder temperature: front 90 ° C, rear 40 ° C
Mold temperature: 170 ℃
Curing time: 60 seconds

[実施例2〜13及び比較例1〜3]
実施例1において、フェノール樹脂、木粉、黒鉛及び無機フィラーの種類及び含有量を表1に示す通りとした以外は、実施例1と同様に操作して、実施例2〜13及び比較例1〜3の摺動部材用成形材料及び試験片を製造した。
[Examples 2 to 13 and Comparative Examples 1 to 3]
In Example 1, the same operations as in Example 1 were carried out except that the types and contents of the phenol resin, wood powder, graphite and inorganic filler were as shown in Table 1, and Examples 2 to 13 and Comparative Example 1 were operated. To 3 molding materials for sliding members and test pieces were manufactured.

<評価>
上記得られた試験片を用いて、下記方法に従い、反り、曲げ強度、耐摩耗性及び音鳴きについて評価を行った。評価結果を表1にあわせて示す。
<Evaluation>
Using the obtained test piece, warpage, bending strength, wear resistance and squeal were evaluated according to the following method. The evaluation results are also shown in Table 1.

[曲げ強度]
JIS−K6911:2006年に準じて各試験片の曲げ強度を測定した。曲げ強度は、80MPa以上の場合を「A(良好)」、80MPa未満の場合を「B(良好でない)」と評価できる。
[Bending strength]
The bending strength of each test piece was measured according to JIS-K6911: 2006. The bending strength can be evaluated as "A (good)" when it is 80 MPa or more, and as "B (not good)" when it is less than 80 MPa.

[反り]
各試験片から10mm×150mm×3mmの短冊状部材を切り出し、その一方の表面を下にして平坦な試験台上に載置した。この短冊状部材の長辺方向における一方の端部周辺の表面を試験台に対して固定した状態で、上記試験台から浮き上がった他方の端部における反り(短冊状部材の他方の端部における下面と試験台の表面との距離)を隙間ゲージで測定した。反りは、n=3で測定し、その平均値を以下の基準で「A(特に良好)」、「B(良好)」又は「C(良好でない)」と評価した。
A:0.04mm以下
B:0.04mm超0.10mm未満
C:0.10mm以上
[warp]
A strip-shaped member of 10 mm × 150 mm × 3 mm was cut out from each test piece and placed on a flat test table with one surface facing down. In a state where the surface around one end of the strip-shaped member in the long side direction is fixed to the test table, the warp at the other end raised from the test table (the lower surface of the strip-shaped member at the other end). And the distance from the surface of the test stand) were measured with a feeler gauge. The warp was measured at n = 3, and the average value was evaluated as "A (particularly good)", "B (good)" or "C (not good)" according to the following criteria.
A: 0.04 mm or less B: More than 0.04 mm and less than 0.10 mm C: 0.10 mm or more

[耐摩耗試験]
スラスト試験機(東測精密工業製の「AFT−6A」)により各試験片の耐摩耗性を測定した。具体的には、図1に示すように、板状の試験片X1と、この試験片X1の上面に配設される円筒状の相手部材X2とを図示しないスラスト試験機に配設した。相手部材X2は、外径26.6mm、内径20mm、高さ15mmの中空円筒状の炭素鋼(S45C)である。試験片X1と相手部材X2との間は無潤滑(ドライ環境)とした。相手部材X2は、上部から試験面圧Aを与えつつ一定方向Bに回転させた。試験条件は、試験面圧Aを0.49MPa、試験速度を1.34m/s、試験時間を1時間とした。試験後、摩耗量(mm)をすべり距離(m)(試験速度に試験時間を乗じた値)及び荷重(N)(試験面圧Aに試験片X1及び相手部材X2の接触面積を乗じた値)で除すことで比摩耗量を求めた。耐摩耗性は、以下の基準に基づいて「A(良好)」又は「B(良好でない)」と評価できる。
A:比摩耗量が10×10−5mm/N・m未満
B:比摩耗量が10×10−5mm/N・m以上
[Abrasion resistance test]
The wear resistance of each test piece was measured with a thrust tester (“AFT-6A” manufactured by Azumahaka Precision Industries). Specifically, as shown in FIG. 1, a plate-shaped test piece X1 and a cylindrical mating member X2 arranged on the upper surface of the test piece X1 are arranged in a thrust tester (not shown). The mating member X2 is a hollow cylindrical carbon steel (S45C) having an outer diameter of 26.6 mm, an inner diameter of 20 mm, and a height of 15 mm. The space between the test piece X1 and the mating member X2 was unlubricated (dry environment). The mating member X2 was rotated in a certain direction B while applying a test surface pressure A from above. The test conditions were a test surface pressure A of 0.49 MPa, a test speed of 1.34 m / s, and a test time of 1 hour. After the test, the amount of wear (mm 3 ) was multiplied by the sliding distance (m) (the value obtained by multiplying the test speed by the test time) and the load (N) (test surface pressure A multiplied by the contact area of the test piece X1 and the mating member X2). The specific wear amount was calculated by dividing by (value). Abrasion resistance can be evaluated as "A (good)" or "B (not good)" based on the following criteria.
A: Specific wear amount is less than 10 × 10-5 mm 3 / N ・ m B: Specific wear amount is 10 × 10-5 mm 3 / N ・ m or more

[音鳴き]
図1に示す試験において、速度及び荷重が一定となった状態における音鳴きの発生を音響振動測定機(リオン株式会社製の「NL−21」)で測定した。測定位置と摺動部との距離は20cmとした。音鳴きは、その音量について、以下の基準に基づいて「A(特に良好)」、「B(良好)」又は「C(良好でない)」と評価した。
A:音鳴きの発生が終始認められなかった(試験装置の駆動音である70dB以下)
B:微小な音鳴きの発生が認められた(70dB超90dB未満)
C:激しい音鳴きの発生が終始認められた(90dB以上)
[Sound]
In the test shown in FIG. 1, the generation of squealing when the speed and load were constant was measured with an acoustic vibration measuring machine (“NL-21” manufactured by Rion Co., Ltd.). The distance between the measurement position and the sliding part was 20 cm. The squeal was evaluated as "A (particularly good)", "B (good)" or "C (not good)" based on the following criteria.
A: No squealing was observed from beginning to end (70 dB or less, which is the driving sound of the test equipment).
B: A minute squeal was observed (more than 70 dB and less than 90 dB).
C: The occurrence of intense squealing was observed from beginning to end (90 dB or more).

Figure 0006865559
Figure 0006865559

上記表1の結果から明らかなように、フェノール樹脂と黒鉛と最大粒径が90μm以上400μm以下の木粉とを含有する実施例の摺動部材用成形材料は、曲げ強度、反り、耐摩耗性及び音鳴きのいずれの評価も良好又は特に良好である試験片を形成することができた。一方、上記木粉の最大粒径を90μm未満又は400μm超とした比較例1〜2の摺動部材用成形材料は、曲げ強度、反り、耐摩耗性及び音鳴きの評価のうち少なくとも1つが良好でなかった。また、黒鉛を用いなかった比較例3の摺動部材用成形材料は、耐摩耗性及び音鳴きの評価が良好でなかった。 As is clear from the results in Table 1 above, the molding materials for sliding members of the examples containing phenol resin, graphite, and wood powder having a maximum particle size of 90 μm or more and 400 μm or less have bending strength, warpage, and abrasion resistance. And, it was possible to form a test piece in which both the evaluations of the squeal and the squeal were good or particularly good. On the other hand, the molding material for sliding members of Comparative Examples 1 and 2 in which the maximum particle size of the wood powder is less than 90 μm or more than 400 μm is good at least one of the evaluations of bending strength, warpage, wear resistance and squeal. It wasn't. Further, the molding material for the sliding member of Comparative Example 3 in which graphite was not used did not have good evaluation of wear resistance and squeal.

本発明の摺動部材用成形材料、摺動部材及びその製造方法によれば、曲げ強度及びドライ環境下での摺動特性に優れ、かつ反り及び摺動時の音鳴きが生じ難い摺動部材を提供することができる。 According to the molding material for a sliding member, the sliding member, and the manufacturing method thereof of the present invention, the sliding member is excellent in bending strength and sliding characteristics in a dry environment, and is less likely to warp and make noise during sliding. Can be provided.

X1 試験片
X2 相手部材
X1 test piece X2 mating member

Claims (4)

フェノール樹脂と黒鉛と木粉とを含有し、
上記木粉の最大粒径が90μm以上400μm以下であり、
上記フェノール樹脂100質量部に対する上記木粉の含有量が、15質量部以上75質量部以下であり、
上記フェノール樹脂100質量部に対する上記黒鉛の含有量が、10質量部以上120質量部以下であり、
無機フィラーをさらに含有し、
上記無機フィラーが、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、タルク、マイカ又はこれらの組み合わせである摺動部材用成形材料。
Contains phenolic resin, graphite and wood powder,
Maximum particle size of the wood flour Ri der than 400μm or less 90 [mu] m,
The content of the wood flour with respect to 100 parts by mass of the phenol resin is 15 parts by mass or more and 75 parts by mass or less.
The content of the graphite with respect to 100 parts by mass of the phenol resin is 10 parts by mass or more and 120 parts by mass or less.
Contains more inorganic filler,
The inorganic filler, calcium carbonate, aluminum hydroxide, talc, mica or molding material for these Kumiawasedea Ru sliding member.
上記黒鉛に対する上記木粉の質量比が、0.4以上4.5以下である請求項1に記載の摺動部材用成形材料。 The molding material for a sliding member according to claim 1 , wherein the mass ratio of the wood powder to the graphite is 0.4 or more and 4.5 or less. 請求項1又は請求項2に記載の摺動部材用成形材料により形成される摺動部材。 A sliding member formed of the molding material for a sliding member according to claim 1 or 2. 請求項1又は請求項2に記載の摺動部材用成形材料を成形する工程
を備える摺動部材の製造方法。
A method for manufacturing a sliding member, comprising a step of molding the molding material for the sliding member according to claim 1 or 2.
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