JP7476439B2 - 塗料組成物及び乾性潤滑被膜 - Google Patents
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Description
固形成分として、少なくとも、板状で層間に陽イオン性の有機化合物を有する層状チタン酸化合物粒子と、バインダー樹脂と、を含む、塗料組成物である。
本実施の形態に係る塗料組成物は、優れた低摩擦性を有するとともに、ゴム部材の表面に対し非粘着な乾性潤滑被膜を形成するための塗料組成物である。
[(A)層状チタン酸化合物粒子]
(A)層状チタン酸化合物粒子は、TiO6八面体の連鎖により形成される層状の結晶構造を有し、層間に陽イオン性の有機化合物を有する物質である。ここで、「板状」とは、例えば走査型電子顕微鏡等を用いて粒子形状を観察した場合に、板状の粒子形状を有していることをいい、具体的には、厚さと、厚さ方向に対し垂直方向の面の最大長さ(端部から端部を結ぶ直線距離のうち、最大の長さ)との比(厚さ方向に対し垂直方向の面の最大長さ/厚さ)が、3以上のものをいう。なお、その面の形状は限定されない。
(B)バインダー樹脂としては、特に限定されるものではなく、例えば、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、シリコーンポリエステル樹脂等が挙げられる。その中でも、シリコーン樹脂を含むバインダー樹脂であることが、潤滑性を維持しながらもゴム部材に対する粘着性を低下させることができる点で、特に好ましい。これらのバインダー樹脂は、1種単独で、あるいは2種以上を併せて用いることができる。
本実施形態に係る塗料組成物は、固形成分として(C)球状粒子をさらに含有することができる。このような球状粒子は、それ自身がゴム部材や樹脂部材に対し非粘着である。したがって、層状チタン酸化合物粒子に由来する表面の滑らかさを維持しながら、乾性潤滑被膜及びゴム部材の界面近傍で、球状粒子の一部がゴム部材と直接接触して、粘着性を低下させることができる。また、球状粒子は、上述した板状の層状チタン酸化合物粒子とともに乾性潤滑被膜中に含まれると、その板状の層状チタン酸化合物粒子が球状粒子を支え、球状粒子が所定の位置に固定される。このようにして球状粒子の位置が固定されると、球状粒子のうち表面からその一部を露出したものが存在することにより、潤滑面に接する相手材が滑ることできるようになる。これにより、より低い摩擦係数を達成することができる。
(D)有機溶剤は、上述したバインダー樹脂を溶解させるためのものである。有機溶剤としては、使用するバインダー樹脂に対する溶解力、乾燥性等を考慮して選定することが好ましい。具体的には、例えば、シリコーン樹脂をバインダー樹脂として使用する場合には、トルエン、キシレン等の有機溶剤が挙げられる。これらの有機溶剤は、1種単独で、あるいは2種以上を併せて用いることができる。
また、本実施の形態に係る塗料組成物は、必要に応じて、種々の添加剤成分を含有させることができる。具体的に、その添加剤としては特に限定されないが、例えば、沈降防止剤、湿潤分散剤、消泡剤、表面調整剤等の塗料添加剤を使用することができる。
以下、上述した各成分の含有比率について説明するが、以下に示す式中、[A]、[B]、及び[C]との記載は、それぞれ、(A)層状チタン酸化合物粒子、(B)バインダー樹脂、及び(C)球状粒子の固形分中の含有量(体積部)を表す。以下も同様である。
本実施の形態に係る塗料組成物の製造方法としては、特に限定されず、従来公知の方法により製造することができる。
上述したように、本実施の形態に係る塗料組成物は、乾性潤滑被膜を形成するためのものであり、この塗料組成物を塗布対象となる被塗物に塗布して、その後、硬化処理を施すことによって、乾性潤滑被膜を形成することができる。
(被塗物)
被塗物としては、特に限定されるものではなく、例えば、ゴム部材、等が挙げられ、これらの部材の表面に塗料組成物を塗布して被膜を形成することができる。また、その被塗物となる部材の種類に応じて、上述したバインダー樹脂を選定することによって、いずれの被塗物に対しても高い密着性を有する被膜を形成することができ、摩擦係数及び粘着性を効果的に低減させることが可能な被膜となる。特に、被塗物としてゴム部材を用いる場合、従来の乾性潤滑被膜に含有されるバインダー樹脂が、それらの化学的な類似性や、相互の極性の程度等により、ゴム部材や樹脂部材と強く結合することがある。このような場合であっても、板状の層状チタン酸化合物粒子を用いることにより、板状の層状チタン酸化合物粒子が、乾性潤滑被膜の低粘着性及び低摩擦性を発現させることができる。
被塗物に対して塗料組成物を塗布する方法としては、特に限定されず、一般的な塗料と同様に、例えば、エアースプレー塗布、浸漬(ディッピング)塗布、吹付けによるタンブリング、スクリーン印刷等の手法により行うことができる。これらの塗布方法の選択は、被塗物の形状や処理数量に応じて決定することができる。
形成する乾性潤滑被膜の膜厚としては、特に限定されるものではなく、被塗物の用途等に応じて適宜決定すればよいが、例えば、5μm~50μm程度とすることが好ましく、10μm~15μm程度とすることがより好ましい。
塗料組成物を被塗物に塗布して形成した塗膜の硬化処理は、通常の塗膜の焼付手法により行うことができる。具体的には、例えば、その塗膜に対して、熱風加熱、赤外線加熱、高周波加熱等を行うことによって焼成することで、塗膜を硬化させることができる。このように、塗膜を硬化させて得られる被膜が、乾性潤滑被膜となる。
上述のようにして乾性潤滑被膜用塗料組成物を、金属部材等の被塗物の表面に塗布し硬化することによって、乾性潤滑被膜を形成することができる。具体的に、本実施の形態に係る塗料組成物により形成される乾性潤滑被膜は、板状の層状チタン酸化合物粒子と、バインダー樹脂と、を含有する被膜である。
乾性潤滑被膜用塗料組成物を製造し、得られた塗料組成物を被塗物(シリコーンゴム)に塗布して硬化させることで乾性潤滑被膜を形成し、その乾性潤滑被膜について摩擦摩耗試験を実施した。摩擦摩耗試験の確認項目は、その乾性潤滑被膜の摩擦係数とした。
表1に示す体積比となるよう固形成分を秤量した。また、これらの固形成分の合計量と同量の有機溶剤(トルエン及びキシレンの混合溶剤)を用意して、固形成分と混合させた。さらに、添加剤として、湿潤分散剤を加えて、各成分を十分に撹拌分散させた。
次に、シリコーンゴムを被塗物として用い、そのシリコーンゴムの表面に、得られた塗料組成物をエアースプレー塗布の手法で均一塗布した。続いて、シリコーンゴムを熱風循環炉に装入し、焼成温度150℃、焼成時間40分の条件で塗膜を熱硬化させることによって、乾性潤滑被膜を形成させた。乾性潤滑被膜の膜厚は10μmであった。
[潤滑性評価試験]
形成させた乾性潤滑被膜について、摩擦摩耗試験機(フリクションプレーヤー)(株式会社レスカ製,フリクションプレーヤーFRP-2100)を使用して摩擦係数を測定した。フリクションプレーヤー試験の設定条件としては、相手材をSUJ-2 3/8inchφボールとし、荷重0.49N(50gf)、摺速度0.1m/s(回転円径:φ15mm)、測定時間60分として行った。
〇:0.60以下
×:0.60超
下記表1に、実施例、比較例にて製造した塗料組成物の固形分の組成と、潤滑性評価試験の結果をまとめて示す。なお、各成分の含有量は、体積分率で表し、[A]/[B]については体積比で表す。
Claims (5)
- 乾性潤滑被膜を形成するための塗料組成物であって、
固形成分として、少なくとも、板状で層間に陽イオン性の有機化合物を有する層状チタン酸化合物粒子と、シリコーン樹脂を含むバインダー樹脂と、を含む、
塗料組成物。 - さらに球状粒子を含む、
請求項1に記載の塗料組成物。 - 前記層状チタン酸化合物粒子は、平均粒径が0.1μm~60μmである、
請求項1又は2に記載の塗料組成物。 - ゴム部材の表面に乾性潤滑被膜を形成するための塗料組成物である、
請求項1乃至3のいずれかに記載の塗料組成物。 - 固形成分として、少なくとも、板状で層間に陽イオン性の有機化合物を有する層状チタン酸化合物粒子と、シリコーン樹脂を含むバインダー樹脂と、を含む、
乾性潤滑被膜。
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