JPH0616968A

JPH0616968A - 潤滑用被覆組成物

Info

Publication number: JPH0616968A
Application number: JP17816792A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Hirokawa; 欣之廣川; Isao Tonomura; 伊三男外村; Hirobumi Michioka; 博文道岡; Yoshio Fuwa; 良雄不破
Original assignee: Takata Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Takata Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 1992-07-06
Filing date: 1992-07-06
Publication date: 1994-01-25

Abstract

(57)【要約】【目的】適用箇所に必要な最適の摩擦係数を付与する
ことが可能で、また、摩耗量を低減することができ、し
かも、耐久性に優れた潤滑用被覆組成物を提供する。【構成】合成樹脂、固体潤滑剤、摩擦係数調整剤及び
補強剤を含む潤滑用被覆組成物であって、合成樹脂含有
量が２０〜７０重量％、固体潤滑剤含有量が２０〜７０
重量％、摩擦係数調整剤含有量が５〜３０重量％、補強
剤含有量が０．５〜２０重量％であり、該摩擦係数調整
剤が炭素繊維である潤滑用被覆組成物。【効果】所定量の固体潤滑剤により優れた潤滑性が付
与され、一方、摩擦係数調整剤である炭素繊維を所定量
含むことにより、この潤滑性能が調整され、耐摩耗性を
損なうことなく、摩擦係数が所望とする適度な値にされ
る。更に、所定量の補強剤により、耐摩耗性や耐久性が
著しく改善され、使用による摩擦係数の低下は効果的に
抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は潤滑用被覆組成物に係
り、特に適用箇所に必要な最適の摩擦係数を付与するこ
とが可能で、また、摩耗量を低減することができ、しか
も、耐久性に優れた潤滑用被覆組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種機械装置の摩擦面間には、適当な潤
滑剤を供給し、乾燥摩擦を流体摩擦又は境界摩擦に置き
変えることにより、焼付き、摩耗の防止を図っている。

【０００３】従来提供されている潤滑剤のうち、塗料タ
イプのものは、例えば特開昭６３−８６７６４号、特開
昭５５−１５７６６４号、特開昭５７−２００４６３
号、特公昭５５−１３１４号等に見られるように、合成
樹脂及び固体潤滑剤よりなり、特に次のような性能を目
的として製造され、使用されている。

【０００４】潤滑性の向上。即ち、摩擦面の摩擦係
数の低減、摩耗量の低減。かじり防止。耐食性の向上。ところで、摩擦部材には比較的高い、適度な摩擦係数を
有し、かつ摩耗は低く抑えられることが要求される部材
がある。例えば、ベルトプーリでは、ベルトとベルトプ
ーリとの間で過度に摩擦係数が小さいと、ベルトの滑り
が起こる。また、ボルト、ネジ等はその噛み合せ面間の
摩擦係数が過度に小さいと、緩みが生じ易い。その他、
湿式で使用されるクラッチ板や差動制限デファレンシャ
ルギヤの摩擦板等についても、耐摩耗性と共に比較的高
い摩擦係数が必要とされる。

【０００５】このように、適度な比較的高い摩擦係数を
必要とし、かつ、摩耗は低く抑えることが要求される部
材に、従来提供されている潤滑用被覆組成物を塗布使用
すると、前述のの性能のために、摩耗は低く抑えられ
るが、摩擦係数が低くなり過ぎる。特に湿式下で用いら
れるクラッチ板や、差動制限デファレンシャルギヤ用摩
擦板等に従来の潤滑用被覆組成物を用いた場合には、摺
動面間の摩擦係数が小さくなり過ぎて（摩擦係数μ＝
０．０５程度）、トルク伝達に必要な摩擦力が得られ
ず、そのため、摩擦板の枚数の増加や、押しつけ荷重の
増加によって、必要な摩擦力を得なければならないとい
う不具合があった。

【０００６】このような問題点を解決し、摩擦係数を適
度な大きさ（摩擦係数μ＝０．０６以上）にすることが
でき、かつ、摩耗量を低減することができる潤滑用被覆
組成物として、本発明者らは、合成樹脂及び固体潤滑剤
を含む潤滑用被覆組成物であって、摩擦係数調整剤を含
むことを特徴とする潤滑用被覆組成物を開発し、先に本
出願人より特許出願した（特開平２−１５５９５８）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】各種部材においては、
常により一層の特性や耐久性の改善が望まれており、上
記特開平２−１５５９５８に開示される潤滑用被覆組成
物についても、更に耐摩耗性や耐久性を改善することが
望まれている。

【０００８】本発明は上記特開平２−１５５９５８に開
示される潤滑用被覆組成物を改良し、より一層耐摩耗性
や耐久性に優れた潤滑用被覆組成物を提供することを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の潤滑用被覆組成
物は、合成樹脂、固体潤滑剤、摩擦係数調整剤及び補強
剤を含む潤滑用被覆組成物であって、合成樹脂含有量が
２０〜７０重量％、固体潤滑剤含有量が２０〜７０重量
％、摩擦係数調整剤含有量が５〜３０重量％、補強剤含
有量が０．５〜２０重量％であり、該摩擦係数調整剤が
炭素繊維であることを特徴とする。

【００１０】以下に本発明を詳細に説明する。

【００１１】本発明の潤滑用被覆組成物を構成する成分
のうち、合成樹脂としては、特に制限はなく、加熱硬化
型、常温硬化型及び２液硬化型のいずれであっても良
く、また油性、水性を問わない。

【００１２】具体的には、エポキシ樹脂、フェニル系樹
脂、アミノ系樹脂、ポリエステル・アルキッド系樹脂、
ポリウレタン系樹脂、ビニル系樹脂、ポリアミドイミド
系樹脂、シリコン系樹脂、ビスマレイミド・トリアジン
樹脂等を挙げることができる。

【００１３】これらの合成樹脂は１種を単独で用いて
も、２種以上を組み合わせて用いても良い。特に、本発
明においては、形成される潤滑性塗膜の密着性、耐食
性、耐油性等に優れることから、エポキシ樹脂とアミノ
系樹脂との併用が好ましい。この場合、エポキシ樹脂と
アミノ系樹脂との配合割合は、エポキシ樹脂１００重量
部に対して、アミノ系樹脂２０〜１００重量部程度とす
るのが好適である。

【００１４】このような合成樹脂の配合割合は、調製さ
れる潤滑用被覆組成物に対して２０〜７０重量％、好ま
しくは３０〜６０重量％とする。合成樹脂の配合割合が
２０重量％未満では、形成される潤滑性塗膜の密着性、
耐食性、耐油性等において十分な特性が得られず、７０
重量％を超えると摩擦係数の制御が難しくなる。

【００１５】また、固体潤滑剤としても特に制限はな
く、二硫化モリブデン、二硫化タングステン等の硫化
物；ポリテトラフルオロエチレン、フッ化黒鉛等のフッ
素化合物；黒鉛；メラミン−シアヌル酸付加物；窒化ホ
ウ素等を用いることができる。これらの固体潤滑剤は１
種を単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いても
良い。特に、本発明においては、耐荷重性、なじみ性、
フィーリング性に優れることから、硫化物とフッ素化合
物との併用が好ましい。この場合、硫化物とフッ素化合
物との配合割合は、硫化物１００重量部に対してフッ素
化合物５０〜２００重量部程度とするのが好適である。

【００１６】このような固体潤滑剤の配合割合は、調製
される潤滑用被覆組成物に対して２０〜７０重量％、好
ましくは３０〜６０重量％とする。固体潤滑剤の配合割
合が２０重量％未満では、耐荷重性、なじみ性、フィー
リング性等において十分な特性が得られず、７０重量％
を超えると形成される潤滑性塗膜の密着性、耐食性、耐
油性が低下する。

【００１７】本発明において、摩擦係数調整剤として
は、炭素繊維を用いる。炭素繊維は摩擦係数の調整機能
が高く、しかも耐摩耗性の向上に極めて有効である。加
えて、摺動時の静摩擦係数を動摩擦係数よりも低い値に
することが可能である。

【００１８】従って、静摩擦係数が動摩擦係数よりも大
きい場合に発生し易いスティックスリップ現象を抑える
ことが可能となる。このことは、本発明者らの発明に係
る、摩擦多板式差動制限装置（特開平２−２１２６３
３）の中でも明らかにされている。

【００１９】炭素繊維としては、繊維長さが１０μｍ〜
１ｍｍ、繊維径が１０〜５０μｍ程度のものが好適であ
る。

【００２０】このような炭素繊維の配合割合は、調製さ
れる潤滑用被覆組成物に対して５〜３０重量％とする。
炭素繊維の配合割合が５重量％未満では炭素繊維の配合
による十分な改善効果が得られず、３０重量％を超える
場合には、形成される潤滑性塗膜の密着性、耐食性が低
下し、また耐摩耗性の改善効果も低下する。

【００２１】補強剤としては、アルミナ（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）
繊維、チタン酸カリウム（Ｋ₂ Ｏ・６ＴｉＯ₂ ）繊維、
二酸化ケイ素粒子（ＳｉＯ₂ ）、ガラス繊維、炭化ケイ
素（ＳｉＣ）ウィスカー、ホウ酸アルミニウム繊維（９
Ａｌ₂ Ｏ₃ ・２ＢＯ₃ ）、カルシウムメタシリケート繊
維（ＣａＳｉＯ₃ ）、ロックウール（火成岩）、天然蛇
紋岩コンパウンド（Ｍｇ₃ （ＳｉＯ₅ ）（ＯＨ）₅ ）等
が挙げられる。

【００２２】これらの補強剤は、繊維状のものにあって
は、繊維長さが２００μｍ以下、繊維径が１０μｍ以下
のものが好適である。また、粒状のものにあっては、粒
径２０μｍ以下のものが好適である。補強剤としては、
特に繊維状のものが好ましい。

【００２３】このような補強剤の配合割合は、調整され
る潤滑用被覆組成物に対して０．５〜２０重量％とす
る。補強剤の配合割合が２０重量％を超えると塗膜の密
着性、耐食性が低下し、また耐摩耗性の改善効果も低下
し、０．５重量％未満では十分な補強効果が得られない
場合がある。

【００２４】摩擦係数調整剤１００重量部に対して、補
強剤は５〜１００重量部が望ましく、好ましくは５〜６
０重量部とする。

【００２５】本発明の潤滑用被覆組成物は、例えば、合
成樹脂及び固体潤滑剤を所定の割合で配合し、更にこれ
に炭素繊維及び補強剤の所定量を混合することにより容
易に調整することができる。しかも、各成分の配合割合
を調整することにより、摩擦係数を広い範囲で調整する
ことができ、摩耗量は低く抑えることができ、使用によ
る摩擦係数の低下のない高性能潤滑性被膜が提供され
る。

【００２６】なお、合成樹脂と、固体潤滑剤を配合する
際、及び、各成分を配合した後において、適量の溶剤を
用いることにより、配合工程を容易にし、かつ、容易に
使用できる粘度に調整することができる。

【００２７】使用する溶剤は、合成樹脂を溶解可能なも
のであれば特に制限はなく、使用量も、合成樹脂の粘
度、配合比が種々異なるため、特に制限はないが、組成
物１００重量部に対して、溶剤１００〜３００重量部程
度が適量である。また使用する溶剤は、１種の単独溶剤
でも、２種以上の混合溶剤でも良い。

【００２８】さらに、本発明の潤滑用被覆組成物は、上
記４成分の他に、必要に応じて各種改質剤等の添加剤を
含有していても良い。この場合、添加剤配合量は調製さ
れる潤滑用被覆組成物に対して２０重量％以下とする。

【００２９】

【作用】本発明の潤滑用被覆組成物は、所定量の固体潤
滑剤により優れた潤滑性が付与され、一方、摩擦係数調
整剤である炭素繊維を所定量含むことにより、この潤滑
性能が調整され、耐摩耗性を損なうことなく、摩擦係数
が所望とする適度な値にされる。更に、所定量の補強剤
により、耐摩耗性や耐久性が著しく改善され、使用によ
る摩擦係数の低下は効果的に抑制される。

【００３０】

【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限
り、以下の実施例に限定されるものではない。

【００３１】実施例１〜１６，比較例１〜７表１に示す原料を用いて表２，３，４に示す配合にて、
潤滑用被覆組成物を調製した。

【００３２】具体的には、合成樹脂（いずれも加熱硬化
は２００℃で３０分）を１００重量部に対して、１００
〜２００重量部の溶剤（メチルエチルケトン，キシレン
等）で溶解したものに、固体潤滑剤を加え、ボールミル
にて３時間粉砕を行なう。それに対し、所定量の炭素繊
維及び補強剤（ただし、比較例１〜７では補強剤添加せ
ず。）を加え撹拌を行なったものを試料とする。

【００３３】各試料の摩擦係数及び摩耗量の改善効果を
下記，の方法により調べ、その結果を表２，３，４
に示した。また、比較例１、実施例１，２について下記
の方法により耐久試験を行ない、結果を表５に示し
た。

【００３４】摩擦係数の測定下記の試験機、テストピース、テスト条件にて行なっ
た。即ち、一定速度で回転するリングにブロックを一定
の荷重で押し付け、両テストピース間の摩擦係数を測定
した。なお、ブロック及びリングの当接面にはそれぞれ
リン酸亜鉛皮膜処理等の下地処理を行った上、エアスプ
レーにて約２０μｍの塗膜厚になるように各試料を吹き
付け、その後各硬化条件にて硬化させて塗膜を形成し
た。また、リングの非当接面側は差動制限デファレンシ
ャルギヤ用オイル（鉱物油）に浸漬した状態と、浸漬し
ない状態とにした。

【００３５】試験機ＦＡＬＥＸ＃１，Ｒｉｎｇ＆ＢｌｏｃｋＴＥＳＴＭＡＣＨＩＮＥ［Ｆａｖｉｌｌｅ−ＬｅＶａｌｌｙ社製（ＡＳＴＭ
Ｄ 2714）］テストピースリング：ＳＡＥ４６２０ＳＴＥＥＬ，ＨＲｃ５８〜６
３，６〜１２ｒｍｓブロック：ＳＡＥ０−１ＳＴＥＥＬ，ＨＲｃ５８〜６
３，４〜８ｒｍｓテスト条件荷重：１００ｌｂｓ回転速度：３０ｒｐｍ摩耗量の測定鋼製プレートの表面にの摩擦係数の測定の時と同様な
方法により各々の潤滑用被覆組成物を塗布した摩擦板Ａ
と、鋼製（材質：ＪＩＳ規格ＳＫ５Ｍ）で、焼入れ焼戻
しを施した鋼板（硬度ＨＶ４６０）よりなりその表面粗
さが０．５μＲａの摩擦板Ｂ（外径１２０ｍｍ，内径１
００ｍｍ，厚さ１．８ｍｍ）を組み合わせて、スラスト
試験機により摩擦試験を行なった。

【００３６】即ち、差動制限デファレンシャルギヤ用オ
イル中で約５０ｒｐｍにて回転している摩擦板Ｂに対
し、摩擦板Ａを荷重５００ｋｇｆで押しつけ、２００時
間後の摩耗量（摩耗深さ）を調べた。

【００３７】上記摩耗量の測定におけると同様にし
て摩擦板Ａ，Ｂを作製し、差動制限デファレンシャルギ
ヤ用オイル中で約４０ｒｐｍにて回転している摩擦板Ｂ
に対し、摩擦板Ａを荷重７００ｋｇｆにて押しつけ、６
００時間後の摩擦係数を調べ、初期の摩擦係数との比較
を行なった。ただし、摩擦係数の測定は、荷重２５０ｋ
ｇｆにて行なった。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【表２】

【００４０】

【表３】

【００４１】

【表４】

【００４２】

【表５】

【００４３】表２，３，４より明らかなように、実施例
１〜１６の本発明の潤滑用被覆組成物は、炭素繊維のみ
を配合した比較例１〜７の潤滑用被覆組成物よりも、摩
擦係数が高く、しかもその値を広い範囲で調整すること
ができ、一方、摩耗量は著しく少ない。

【００４４】また、表５より、補強剤を含む本発明の潤
滑用被覆組成物は、補強剤を含まない潤滑用被覆組成物
に比べて、耐久性試験後の摩擦係数の低下率が十分に改
善されていることが明らかである。

【００４５】なお、比較例，実施例中の各組成物に用い
た原料の商品名及びメーカー名を表１に示すが、これら
はいずれも今回の試験に用いた原料であり、実使用につ
いてはこの限りでない。

【００４６】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の潤滑用被覆
組成物によれば、摩擦係数を比較的高い値にまで所望に
応じて制御することができ、しかも摩耗量は大幅に低減
することができる上に、使用による摩擦係数の低下を効
果的に抑制することができる。。

【００４７】従って、本発明の潤滑用被覆組成物によれ
ば油中で用いられる差動制限デファレンシャルギヤや、
クラッチ板及びプーリー等の、トルクの伝達が確実に行
なわれるための適度に高い摩擦係数を必要とし、かつ摩
耗量は低く抑えることが必要とされる部材、及びボルト
等の緩みが生じにくい程度の適度に高い摩擦係数を必要
とする部材の摺動性能、摩擦性能、潤滑性能、耐久性を
大幅に向上させることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者道岡博文愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者不破良雄愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】合成樹脂、固体潤滑剤、摩擦係数調整剤
及び補強剤を含む潤滑用被覆組成物であって、合成樹脂
含有量が２０〜７０重量％、固体潤滑剤含有量が２０〜
７０重量％、摩擦係数調整剤含有量が５〜３０重量％、
補強剤含有量が０．５〜２０重量％であり、該摩擦係数
調整剤が炭素繊維であることを特徴とする潤滑用被覆組
成物。