JPH07173400A

JPH07173400A - 潤滑性樹脂組成物

Info

Publication number: JPH07173400A
Application number: JP32178393A
Authority: JP
Inventors: Mari Kataoka; 真理片岡
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1993-12-21
Filing date: 1993-12-21
Publication date: 1995-07-11

Abstract

(57)【要約】【目的】潤滑性樹脂組成物を、機械的特性を低下させ
ることなく、摩擦特性を改善し、かつ良好な耐摩耗性を
発揮するものとする。【構成】ポリエチレン、ポリアミド、ポリアセタール
などの熱可塑性樹脂、または熱硬化性樹脂１００重量部
に対して、分子量５００〜５００００の液状のポリブタ
ジエンなどの液状ジエン系重合体を０．５〜３０重量部
およびシリコーン油３〜３０重量部、またはシリコーン
油に代えてフッ素油３〜３０重量部を配合してなる潤滑
性樹脂組成物とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は各種の摺動材料として
用いられる潤滑性樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、機械製品の軽量化の要求に応じ
て、従来の金属製機械部品を合成樹脂製部品に置き換え
る技術が様々な分野で開発されつつあり、軸受などの摺
動部材においてもこれに対応する技術が開発されてい
る。

【０００３】たとえば、ポリアミド樹脂などは、それ自
体にある程度の摺動性があり、比較的穏やかな摺動条件
下では摺動部材として適した材料である。しかし、この
ものは、高速度かつ高荷重の摺動条件で用いられると、
摺動面に溶融や焼付といった現象、すなわち摩擦係数の
増大、摩耗の急激な進行が起こる。

【０００４】高速度かつ高荷重の摺動条件での摩擦特性
を向上させるには、主要成分の合成樹脂に潤滑油を分散
保持させる、いわゆる含油プラスチックとすることが一
般的に行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の含油プ
ラスチックからなる潤滑性樹脂組成物では、摩擦特性は
改良されているが、耐摩耗特性を改善するという点では
決して充分でないという問題点がある。

【０００６】また、潤滑油を多量に添加すれば、主要成
分である合成樹脂の引っ張り強度に代表される機械的特
性が低下するので、摺動材が使用状態で不具合に変形し
易くなるという問題点もある。

【０００７】そこで、この発明は、上記した問題点を解
決し、潤滑性樹脂組成物を、機械的特性を低下させるこ
となく、摩擦特性が改善され、かつ充分に耐摩耗性を発
揮できるものとすることを課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明においては、合成樹脂１００重量部に対
して、液状ジエン系重合体０．５〜３０重量部およびシ
リコーン油３〜３０重量部を配合した潤滑性樹脂組成物
としたのである。

【０００９】また、合成樹脂１００重量部に対して、液
状ジエン系重合体０．５〜３０重量部およびフッ素油３
〜３０重量部を配合した潤滑性樹脂組成物とする構成を
採用することもできる。

【００１０】以下に、その詳細を述べる。まず、この発
明における合成樹脂は、特に限定されるものでなく、以
下に示すような熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を採用
することができる。

【００１１】すなわち、フェノール樹脂、ユリア樹脂、
メラミン樹脂、メラミンフェノール共縮合樹脂、キシレ
ン変成フェノール樹脂、ユリアグアナミン共縮合樹脂、
アミノ樹脂、アセトグアナミン樹脂、メラミングアナミ
ン樹脂、ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、
キシレン樹脂、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹
脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ポリテトラフルオ
ロエチレン−クロロトリフルオロエチレン樹脂、テトラ
フルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合
体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビ
ニルエーテル共重合体、フッ化ビニリデン樹脂、エチレ
ン−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−クロ
ロフルオロエチレン共重合体、塩化ビニル樹脂、塩化ビ
ニリデン樹脂、ポリエチレン（低密度、高密度または超
高分子量のものを含む）、塩素化ポリオレフィン、ポリ
プロピレン、変成ポリオレフィン、水架橋ポリオレフィ
ン、エチレン−ビニルアセテート共重合体、エチレン−
エチルアクリレート共重合体、ポリスチレン、ＡＢＳ樹
脂、ポリアミド樹脂、メタクリル樹脂、ポリアセター
ル、ポリカーボネイト、セルロース樹脂、ポリビニルア
ルコール、ポリウレタンエラストマー、ポリイミド、ポ
リエーテルイミド、ポリアミドイミド、アイオノマー樹
脂、ポリフェニレンオキサイド、メチルペンテンポリマ
ー、ポリアリルスルホン、ポリアリルエーテル、ポリエ
ーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、
ポリスルホン、全芳香族ポリエステル、ポリエチレンテ
レフタレート、熱可塑性ポリエステルエラストマー、そ
の他各種の高分子化合物のブレンド物などを例示するこ
とができる。

【００１２】次に、この発明における液状ジエン系重合
体は、ブタジエン、イソプレン、クロロプレンのような
ジエン構造を有するジエン系モノマーを単独重合または
共重合して得られる化合物であって、その重量平均分子
量は、５００〜５００００の範囲にあり、好ましくは５
００〜１００００の範囲にあり、常温下で液状を呈する
重合体である。

【００１３】このような、液状ジエン系重合体の具体例
としては、ブタジエン単重合体、イソプレン単重合体、
ブタジエン−スチレン共重合体、ブタジエン−イソプレ
ン共重合体、ブタジエン−２−エチルヘキシルアクリレ
ート共重合体、ブタジエン−ｎ−オクタデシルアクリレ
ートなどを挙げることができる。

【００１４】そして、このような液状ジエン系重合体
は、イソシアネート基、水酸基、エポキシ基などの官能
基を有するものであることが好ましい。イソシアネート
基含有液状ジエン系重合体の市販品としては、末端イソ
シアネート基含有ポリブタジエン（出光石油化学社製：
ＰｏｌｙｂｄＨＴＰ−９）など、水酸基含有液状ジ
エン系重合体の市販品としては、末端水酸基含有ポリブ
タジエン（出光石油化学社製：ＰｏｌｙｂｄＲ−４
５ＨＴ）など、エポキシ基含有ジエン系重合体の市販品
としては、末端エポキシ基含有ポリブタジエン（出光石
油化学社製：ＰｏｌｙｂｄＲ−４５ＥＰＴ）などが
挙げられる。

【００１５】上記した液状ジエン系重合体の合成樹脂１
００重量部に対する配合量は、０．５〜３０重量部、よ
り好ましくは、２〜２５重量部である。なぜなら、液状
ジエン系重合体が０．５重量部未満の少量では、潤滑性
の改善効果が不充分であり、３０重量部を越える多量で
は、合成樹脂の機械的強度が著しく低下して好ましくな
いからである。

【００１６】また、この発明に用いるシリコーン油は、
シロキサン結合の鎖状構造からなる低分子量重合体であ
って、通常その末端はアルキル基でブロックされてい
る。すなわち、このようなシリコーン油としては、式、（ＣＨ₃）₃ＳｉＯ〔（ＣＨ₃）₂ＳｉＯ〕_nＳｉ（Ｃ
Ｈ₃）₃ （式中、ｎ＝０〜２２００）で示すものが例示でき、市
販品としては、信越化学工業社製：シリコーンオイルＫ
Ｆ９６３０００などが挙げられる。

【００１７】さらにこの発明においては、上記したシリ
コーン油に水酸基、アミノ基、カルボキシル基、メルカ
プト基、イソシアネート基から選ばれる一種以上の官能
基を導入した変性シリコーン油であることが好ましい。

【００１８】この発明に用いるフッ素油は、含フッ素モ
ノマーの低重合体であって、常温で液体または半固体状
を呈するものであれば、特に限定することなく使用で
き、たとえば、三フッ化塩化エチレンの低重合体、パー
フルオロエーテルなどであってよい。市販のパーフルオ
ロエーテルとしては、伊国モンテカチーニ社製：Ｆｏｍ
ｂｌｉｎＺ２５（分子量約１５０００）などが挙げ
られる。

【００１９】また、このようなフッ素油は、前記したシ
リコーン油の場合と同様の理由から、水酸基、アミノ
基、カルボキシル基、メルカプト基、イソシアネート基
から選ばれる一種以上の官能基を導入した変性フッ素油
であることが好ましい。

【００２０】液状ジエン系重合体の官能基とシリコーン
油またはフッ素油の官能基の好ましい組合わせとして
は、以下の〜の場合が挙げられる。

【００２１】液状ジエン系重合体の官能基がイソシ
アネート基であって、シリコーン油またはフッ素油の官
能基が、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、メルカプ
ト基である場合。

【００２２】液状ジエン系重合体の官能基が水酸基
であって、シリコーン油またはフッ素油の官能基が、イ
ソシアネート基である場合。

【００２３】液状ジエン系重合体の官能基がエポキ
シ基であって、シリコーン油またはフッ素油の官能基
が、カルボキシル基、アミノ基、メルカプト基である場
合。

【００２４】液状ジエン系重合体、シリコーン油および
フッ素油に官能基を持たせることが好ましい理由は、こ
れらを配合した潤滑性樹脂組成物では、液状ジエン系重
合体の官能基とシリコーン油またはフッ素油の官能基が
反応して、合成樹脂中に潤滑性を持った三次元網目が形
成され、その網目が細かく分散して存在するようになる
からである。すなわち、このような三次元網目が細かく
分散して存在する脂樹脂組成物は、その摩擦係数が小さ
く、しかも潤滑性物質が基材から抜け落ちることなく組
織内に止まるために、安定した摩擦係数であり、網目に
よって補強されて耐摩耗性は向上し、また機械的強度の
低下もない。

【００２５】この発明の潤滑性樹脂組成物には、上記し
た液状ジエン系重合体の他に、たとえば、離型剤、難燃
剤、耐候性改良剤、潤滑剤、強化剤など合成樹脂に添加
される一般的な添加剤を、この発明の効果を阻害しない
範囲で併用してもよい。このような添加剤は、前記液状
ジエン系重合体と同時に添加するか、または予め添加剤
と液状ジエン系重合体等を混合して合成樹脂に配合す
る。

【００２６】上記した潤滑剤としては、四フッ化エチレ
ン樹脂粉末、グラファイト、フッ化黒鉛、タルク、窒化
ホウ素などの固体潤滑剤が挙げられる。

【００２７】強化剤としては、ガラス繊維、カーボン繊
維、アルミナ繊維、アスベスト、ロックウール、ウォラ
ストナイト、チタン酸カリウムホイスカーなどの繊維状
強化剤、またはガラス粉末、タルク、クレイ、炭酸カル
シウムなどを代表例とする無機質充填剤が挙げられる。

【００２８】以上述べたこの発明に用いる材料を混合
し、成形するには従来からよく知られた方法を採用する
ことができる。

【００２９】すなわち、合成樹脂と原材料を混合するに
は、フルオロハイドロカーボンなどの適当な溶媒に溶か
した材料を、ヘンシェルミキサー、ボールミル、タンブ
ラーミキサーなどの混合機によって混合し、溶媒を除去
した後、溶融混合性のよい射出成形機に供給するか、ま
たは予め熱ローラ、ニーダ、バンバリーミキサー、溶融
押出機にて溶融混合してもよい。

【００３０】次いで、この混合物の成形方法としては、
圧縮成形法、押出成形法、射出成形法など組成物の物性
に応じた適当な方法を採用できる。また、前記溶融混合
した後、混合物をジェットミル、冷凍粉砕機で粉砕し、
そのまま、もしくは所要の粒径に分級した粉体を粉末塗
料として、流動浸漬塗装、静電粉体塗装に用いることも
できる。

【００３１】

【作用】この発明の潤滑性樹脂組成物は、主要成分であ
る合成樹脂に、液状ジエン系重合体、シリコーンオイ
ル、フッ素油が所定量均質に分散保持されており、これ
ら添加成分は、主要成分の合成樹脂本来の機械的強度を
損なうことなく、摩擦特性を低減しかつ耐摩耗性を向上
させる。

【００３２】

【実施例】まず、実施例および比較例に用いた諸原材料
を一括して示すとつぎのとおりである。なお、〔〕内
に略号を示した。

【００３３】（１）ポリエチレン（三井石油化学社製：
ハイゼックス１３００Ｊ）〔ＰＥ〕（２）ナイロン１２（ダイセルヒュルス社製：ダイアミ
ドＬ１６４０Ｐ）〔ＰＡ１２〕（３）ポリアセタール（ポリプラスチックス社製：ジュ
ラコンＭ９０−０２）〔Ｐ０Ｍ〕（４）イソシアネート基含有液状ジエン系重合体（出光
石油化学社製：末端イソシアネート基含有ブタジエンＨ
ＴＰ−９）〔ＯＣＮ−ＰＢ〕（５）水酸基含有シリコーン油（信越化学工業社製：シ
リコーンオイルＸ２２−１６０Ｃ）〔ＨＯ−ＳＩＬ〕（６）カルボキシル基含有シリコーン油（信越化学工業
社製：カルボキシル変性シリコーンオイルＸ２２−３７
０１Ｅ）〔ＨＯＯＣ−ＳＩＬ〕（７）アミノ基含有シリコーン油（信越化学工業社製：
アミノ変性シリコーンオイルＫＦ−８６１）〔Ｈ₂Ｎ−
ＳＩＬ〕（８）メルカプト基含有シリコーン油（信越化学工業社
製：メルカプト変性シリコーンオイルＸ−２２−９８
０）〔ＨＳ−ＳＩＬ〕（９）水酸基含有ポリフルオロエーテル（伊国モンテカ
チーニ社製：ＦｏｍｂｌｉｎＺＤＯＬＴＸ、分子
量２２００）〔ＨＯ−ＦＣＯ〕（１０）カルボキシル基含有ポリフルオロエーテル（伊
国モンテカチーニ社製：ＦｏｍｂｌｉｎＺＤＩＡ
Ｃ）〔ＨＯＯＣ−ＦＣＯ〕（１１）ジブチルスズラウレート（触媒）。

【００３４】〔実施例１〜９〕表１に示す割合で合成樹
脂に液状ジエン系重合体、シリコーン油、フッ素油を配
合し、ヘンシェルミキサーで充分混合した後、二軸溶融
押出機に供給して表２に示した溶融混合条件で押出し、
造粒してそのペレットを射出成形機に供給し、表２に示
した射出成形条件で内径１４ｍｍ、外径２３ｍｍ、長さ
１３ｍｍのリング状試験片と、ＡＳＴＭ−Ｄ６３８タイ
プ４のダンベル試験片を形成した。

【００３５】そして、リング状試験片を用いて以下に示
す摩擦試験、摩耗試験を行ない、ダンベル試験片を用い
て以下の引張り強さ試験を行ない、得られた結果を表３
にまとめた。

【００３６】摩擦試験：スラスト型摩擦試験機を用い
て、滑り速度１０ｍ／分、荷重１０ｋｇ／ｃｍ²の条件
で相手材を軸受鋼ＳＵＪ（焼き入れ、研削仕上げ）とし
て、運転開始１分後、および６０分後の摩擦係数を測定
した。

【００３７】摩耗試験：スラスト型摩擦試験機を用い
て、滑り速度３２ｍ／分、荷重３．１ｋｇ／ｃｍ²の条
件で相手材を軸受鋼ＳＵＪ（焼き入れ、研削仕上げ）と
して、摩耗係数（×１０^-10ｃｍ³／ｋｇ・ｍ) を測定
した。

【００３８】引張り強さ試験：ＡＳＴＭ−Ｄ６３８に従
い、タイプ４のダンベル試験片を用いて、２３±２℃の
雰囲気で、チャック間距離６４ｍｍ、引張り速度５ｍ／
分の条件で引張り強さを求めた。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【表２】

【００４１】

【表３】

【００４２】〔比較例１〜３〕表１および表２に示した
配合組成、混合条件及び成形条件としたこと以外は実施
例１〜６と全く同様にして試験片を作成し、同様の試験
を行なった。得られた結果は、表３中に併記した。

【００４３】表３に示す測定値から明らかなように、実
施例１〜６は、同じ合成樹脂を採用した比較例１に比べ
て摩耗係数が向上しており、しかも摩擦係数および合成
樹脂本来の引張り強さを阻害していない。

【００４４】また、実施例７、８では、それぞれ同じ合
成樹脂を採用した比較例２または比較例３に比べて摩耗
係数および引張り強さが向上し、しかも摩擦係数は僅か
に増加するに留まった。

【００４５】また、実施例は、試験片の製造の際の成形
性も良好であったことから、摺動材として製造および使
用に耐えるものであり、これまでの含油プラスチックの
欠点を改善したきわめて優れたものであることが確認で
きた。

【００４６】

【効果】この発明の潤滑性樹脂組成物は、以上説明した
ように、合成樹脂に所定量の液状ジエン系重合体と共に
シリコーン油またはフッ素油を配合したものであって、
合成樹脂本来の機械的特性を低下させることなく、摩擦
特性が改善され、かつ良好な耐摩耗性を発揮するものと
なる利点がある。また、この発明の潤滑性樹脂組成物は
成形性も良好であるので、摺動材として汎用でき、その
利用価値も高いということができる。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０８Ｌ 83:04）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】合成樹脂１００重量部に対して、液状ジ
エン系重合体０．５〜３０重量部およびシリコーン油３
〜３０重量部を配合してなる潤滑性樹脂組成物。
【請求項２】合成樹脂１００重量部に対して、液状ジ
エン系重合体０．５〜３０重量部およびフッ素油３〜３
０重量部を配合してなる潤滑性樹脂組成物。