KR20210064312A - 접동 부재용 조성물 및 접동 부재 - Google Patents

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KR20210064312A
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Abstract

도막과 도포 대상물과의 계면 근방에서 도막 박리를 방지할 수 있으며, 장기간에 걸쳐 윤활 기능을 유지할 수 있는 접동 부재용 조성물 및 접동 부재를 제공하는 것.
접동 부재용 조성물은 바인더 수지와 고체 윤활제와 아미노 수지 비즈 및 우레탄 수지 비즈로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1 종류의 수지 비즈를 함유한다.

Description

접동 부재용 조성물 및 접동 부재
본 발명은 접동 부재(sliding member)용 조성물 및 접동 부재에 관한 것이다.
종래, 폴리이미드 수지 및 폴리아미드이미드 수지 등의 바인더 수지(결합제)와 폴리테트라플루오로에틸렌, 흑연 및 이황화 몰리브덴 등의 고체 윤활제를 함유하는 조성물 도막(film of paint)(塗膜)에 의해 접동 부재를 피복한 도막 부착 접동 부재가 제안되었다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 기재된 도막 부착 접동 부재에서는 접동 부재 표면으로부터 먼 측의 도막층 내 고체 윤활제 농도를 접동 부재 표면에 가까운 측의 도막층 내 고체 윤활제의 농도보다 높게 한다. 이를 통해, 도막 부착 접동 부재는 고체 윤활제의 배합에 의한 도막의 윤활성 향상과 도막의 하지 밀착성 향상의 양립을 실현한다.
특허문헌 1 : 국제공개 제 2015/174292호
그런데, 접동 부재에서는 고체 윤활제에 의한 피막으로의 윤활성 부여와 피막과 피막의 하지와의 밀착성은 이율 배반의 관계에 있으며, 피막의 윤활성을 향상시키려 하면 필연적으로 피막과 하지와의 밀착성은 저하되는 문제가 있다. 예를 들어, 피막에서의 고체 윤활제 배합 비율을 줄이면 윤활성을 충분히 얻지 못해 접동 부재용으로 부적합해진다. 한편, 피막에서의 고체 윤활제의 배합 비율을 늘리면 피막과 피막의 하지와의 밀착성이 저하하여 특히, 고 하중 영역에서는 피막이 하지로부터 쉽게 박리된다.
그 때문에 접동 부재에서는 용도에 따라 피막의 고체 윤활제 배합량을 최적화하여 밀착성과 윤활성과의 균형을 맞춰 원하는 기능을 성립시키고 있으나, 고체 윤활제 배합량의 최적화에 의한 밀착성과 윤활성과의 양립에는 한계가 있다. 또한, 프라이머 처리 등에 의해 피막의 하지인 접동 부재의 표면을 개질함으로써 밀착성 개선도 검토되고 있지만, 하지에 프라이머 처리를 한 경우라도 밀착성의 큰 향상은 기대할 수 없다.
특허문헌 1에 기재된 도막 부착 접동 부재에서는 도막은 하지인 접동 부재와 계면 측면에 고체 윤활제 배합 비율이 낮은 도료를 분사하여 설치한 하층과 하층을 건조하지 않고 고체 윤활제 비율이 높은 도료를 습식ㆍ온(ON)ㆍ습식(wetㆍonㆍ(ON) wet) 도장으로 하층 상에 분사하여 설치한 상층을 구비한다. 이에 따라, 특허문헌 1에 기재된 도막 부착 접동 부재에서는 도막과 고체 윤활제의 농도를 도막 내에서 경사시킨 경사 코트(coat)로 밀착성과 윤활성을 양립시켰다.
한편, 최근 도막 부착 접동 부재에는 보다 고 부하의 접동조건에 부과해도 충분한 밀착성이 요구된다. 접동 조건에 따라서는, 도막과 접동 부재 표면과의 밀착성이 불충분한 경우 접동 부재와 도막의 계면에서 도막이 박리될 우려가 있다. 그 때문에, 도막의 기재 계면 근방으로부터 박리를 방지할 수 있으며, 장기간에 걸쳐 윤활 기능을 유지할 수 있는 접동 부재용 조성물 및 접동 부재가 필요한 실정이다.
본 발명은 이러한 실정을 감안한 것으로, 도막과 도포 대상물의 계면 근방으로부터 도막의 박리를 방지할 수 있으며, 장기간에 걸쳐 윤활 기능을 유지할 수 있는 접동 부재용 조성물 및 접동 부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 접동 부재용 조성물은 바인더 수지와 고체 윤활제와 아미노 수지 비즈 및 우레탄 수지 비즈로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1 종류의 수지 비즈를 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명과 관련된 접동 부재용 조성물에 의하면, 접동 부재용 조성물의 도막이 수지 비즈를 함유하므로 바인더 수지와 접동 부재용 조성물의 도포 대상물인 기재와의 계면 밀착력에 대비하여, 바인더 수지와 수지 비즈와의 계면 밀착력이 약해진다. 이로 인해, 접동 부재용 조성물인 도막에 하중이 가해진 상태에서 접동 부재가 접동하는 경우라도 도막 파괴(destruction)의 기점이 도막과 도포 대상물인 기재와의 계면이 아닌 바인더 수지와 수지 비즈의 계면이 될 것으로 추측된다. 여기서, 바인더 수지와 수지 비즈 계면에서의 도막 파괴는 도막 내부에서 발생하므로 도막과 도막의 도포 대상인 기재와 계면에서의 도막 파괴가 억제되어, 접동 부재용 조성물인 도막의 기재로부터 박리를 억제할 수 있다. 이로 인해, 접동 부재용 조성물은 고체 윤활제에 기반한 윤활 기능을 유지하면서 기재와 얻어진 도막과 계면에서의 도막 파괴에 기반한 도막 박리를 방지할 수 있다. 그 결과, 도막과 도포 대상물의 계면 근방에서 도막 박리를 방지할 수 있으며 장기간에 걸쳐 윤활 기능을 유지할 수 있는 접동 부재용 조성물을 제공할 수 있다.
상기 접동 부재용 조성물에서는 수지 비즈는 아미노 수지 비즈 및 우레탄 수지 비즈를 포함하는 것이 바람직하다. 이 구성으로, 수지 비즈가 아미노 수지 비즈 및 우레탄 수지 비즈를 모두 함유하므로 도막 내부에서 바인더 수지와 수지 비즈의 계면에서의 도막 파괴가 더욱 발생하기 쉬워진다. 이로 인해, 고체 윤활제에 기반한 윤활 기능을 유지하면서 기재와 도막과의 계면에서 도막 파괴에 기반한 도막 박리를 더욱 효율적으로 방지할 수 있다.
상기 접동 부재용 조성물에서는 아미노 수지 비즈가 요소 수지, 멜라민 수지, 아닐린 수지 및 구아나민 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1 종류의 아미노 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 이 구성으로, 접동 부재용 조성물의 도막에 하중이 가해진 상태에서 접동 부재가 접동할 때, 하중에 따라 바인더 수지와 이들 아미노 수지를 함유하는 아미노 수지 비즈 사이의 계면에서 도막이 적절한 정도로 파괴되므로, 보다 도막과 도포 대상물과의 계면 근방에서 도막 박리를 방지할 수 있어진다.
상기 접동 부재용 조성물에서는 아미노 수지가 벤조구아나민ㆍ포름알데히드 축합물, 벤조구아나민ㆍ멜라민ㆍ포름알데히드 축합물 및 멜라민ㆍ포름알데히드 축합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1 종류의 축합물을 포함하는 것이 바람직하다. 이 구성으로, 접동 부재용 조성물의 도막에 하중이 가해진 상태에서 접동 부재가 접동할 때, 하중에 따라 바인더 수지와 이들 아미노 수지를 함유하는 아미노 수지 비즈 사이의 계면에서 도막이 적절한 정도로 파괴되므로, 더욱 도막과 도포 대상물과의 계면 근방에서 도막 박리를 방지할 수 있게 된다.
상기 접동 부재용 조성물은 수지 비즈의 평균 입자 직경이 0.1㎛ 이상 20㎛ 이하이여야 한다. 이 구성으로 접동 부재용 조성물에서는 수지 비즈의 크기가 적절한 범위가 되므로 접동 부재용 조성물인 도막에 하중이 가해진 상태에서 접동 부재가 접동할 때, 하중에 따라 바인더 수지와 수지 비즈 사이의 계면에서 도막이 적절한 정도로 파괴된다. 이로 인해, 더욱 도막과 도포 대상물의 계면 근방에서 도막 박리를 방지할 수 있으며, 장기간에 걸쳐 윤활 기능을 유지할 수 있다.
상기 접동 부재용 조성물에서는 수지 비즈의 배합량이 접동 부재용 조성물의 전체 질량에 대비하여 1 질량% 이상 35 질량% 이하인 것이 바람직하다. 이 구성으로, 접동 부재용 조성물에서 도막 안의 수지 비즈 함유량이 적절한 범위가 되므로 접동 부재용 조성물인 도막에 하중이 가해진 상태에서 접동 부재가 접동할 때, 하중에 따라 바인더 수지와 상기 아미노 수지를 함유하는 수지 비즈 사이의 계면에서 도막이 적절한 정도로 파괴된다. 이로 인해, 도막과 도포 대상물의 계면 근방에서 도막 박리를 방지할 수 있으며, 장기간에 걸쳐 윤활 기능을 유지할 수 있다.
상기 접동 부재용 조성물에서 상기 바인더 수지는 폴리아미드이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 에폭시 수지 및 페놀 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1 종류의 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 이 구성으로, 도포 대상물인 기재와 접동 부재용 조성물인 도막과의 밀착성이 향상되므로 도막과 도포 대상물의 계면 근방에서 도막 박리를 더욱 방지할 수 있게 되어 장기간에 걸쳐 윤활 기능을 유지할 수 있게 된다.
상기 접동 부재용 조성물에서 상기 고체 윤활제는 폴리테트라플루오로에틸렌, 흑연 및 이황화몰리브덴으로 구성된 군에서 선택된 적어도 1 종류의 윤활제를 포함하는 것이 바람직하다. 이 구성으로, 접동 부재용 조성물의 도막 윤활 성능이 향상되므로 더욱 장기간에 걸쳐 윤활 기능을 유지할 수 있게 된다.
본 발명과 관련된 접동 부재는 기재와 상기 기재상에 설치된 상기 접동 부재용 조성물의 제 1 도막층을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명과 관련된 접동 부재에 의하면, 접동 부재용 조성물의 도막이 수지 비즈를 함유하므로 바인더 수지와 접동 부재용 조성물의 도포 대상인 기재와의 계면 밀착력에 대비하여 바인더 수지와 수지 비즈의 계면 밀착력이 약해진다. 이로 인해, 접동 부재는 제 1 도막층에 하중이 가해진 상태에서 접동하는 경우라도 제 1 도막층 파괴의 기점이 제 1 도막층과 도포 대상물인 기재와의 계면이 아닌 바인더 수지와 수지 비즈의 계면이 될 것으로 추측된다. 여기서, 바인더 수지와 수지 비즈의 계면에서의 제 1 도막층 파괴는 제 1 도막층 내부에서 발생하므로, 제 1 도막층과 접동 부재용 조성물의 도포 대상인 기재와의 계면에서 제 1 도막층 파괴가 억제되어 제 1 도막층의 기재로부터의 박리를 억제할 수 있다. 이로 인해, 접동 부재는 고체 윤활제에 기반한 윤활 기능을 유지하면서 기재와 제 1 도막층과의 계면에서 제 1 도막층 파괴에 기반한 제 1 도막층 박리를 방지할 수 있다. 그 결과, 제 1 도막층과 도포 대상물의 계면 근방으로부터 도막 박리를 방지할 수 있으며, 장기간에 걸쳐 윤활 기능을 유지할 수 있는 접동 부재를 제공할 수 있다.
본 발명과 관련된 접동 부재는 또한, 제 1 도막층 상에 설치되며 바인더 수지 및 고체 윤활제를 포함한 제 2 도막층을 구비하는 것이 바람직하다. 이 구성으로 접동 부재는 제 1 도막층 내에 수지 비즈를 함유하므로, 제 1 도막층 안의 바인더 수지와 수지 비즈 사이의 밀착력이 제 1 도막층과 기재 사이의 밀착력에 대비하여 낮아진다. 이로 인해, 제 2 도막층이 다른 부재와 접한 상태에서 접동 부재가 다른 부재와 접동한 경우라도 제 1 도막층 내의 바인더 수지와 수지 비즈 사이에 제 1 도막층이 파괴된다. 그 결과, 제 1 도막층과 기재 사이의 계면 및 제 2 도막층과 제 1 도막층과의 계면에서의 제 1 도막층 파괴를 방지할 수 있다. 그 결과, 기재에서의 제 1 도막층의 박리를 방지할 수 있어 장기간에 걸쳐 윤활 기능을 유지할 수 있는 접동 부재를 구현할 수 있다.
본 발명에 의하면, 도막과 도포 대상물의 계면 근방으로부터 도막 박리를 방지할 수 있으며, 장기간에 걸쳐 윤활 기능을 유지할 수 있는 접동 부재용 조성물 및 접동 부재를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태와 관련된 접동 부재의 일례를 나타내는 단면 모식도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태와 관련된 접동 부재의 다른 예를 나타내는 단면 모식도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 관한 마찰 마모시험의 설명도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 관하여 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명에 관한 접동 부재용 조성물은 바인더 수지와 고체 윤활제와 아미노 수지 비즈 및 우레탄 수지 비즈로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1 종류의 수지를 포함하는 수지 비즈를 함유한다. 이하, 접동 부재용 조성물의 각종 구성 요소에 대해서 상세하게 설명한다.
<바인더 수지>
바인더 수지는 고체 윤활제 및 수지 비즈를 결합시킨다. 바인더 수지는 고체 윤활제 및 수지 비즈를 결합할 수 있는 것이면 특별히 제한은 없다. 이들 바인더 수지는 1 종류를 단독으로 사용해도 되며 2 종류 이상을 병용해도 된다.
이 중에서도 바인더 수지는 도포 대상물인 기재와 도막의 밀착성이 향상되어 도막과 도포 대상물의 계면 근방으로부터 도막 박리를 방지할 수 있어 장기간에 걸쳐 윤활 기능을 유지할 수 있다는 관점에서 폴리아미드이미드 수지(PAI), 폴리아미드 수지(PA), 폴리이미드 수지(PI), 에폭시 수지 및 페놀수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1 종류의 아미노 수지를 포함하는 것이 바람직하며 폴리아미드이미드 수지를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
바인더 수지는 예를 들어, 상품명: HPC-5012 (폴리아미드이미드 수지, 히타치 가세이 가부시키 가이샤 세이) 등의 시판품을 이용해도 된다.
바인더 수지 배합량은 기재의 접동 부재 표면에 대한 밀착성과 접동 부재의 윤활성을 양립하는 관점에서 접동 부재용 조성물의 전체 질량에 대비하여 30 질량% 이상인 것이 바람직하며, 45 질량% 이상인 것이 더 바람직하며, 50 질량% 이상인 것이 더욱 바람직하고, 80 질량% 이하인 것이 바람직하며, 70 질량% 이하인 것이 더 바람직하며, 65 질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이상을 고려하면, 바인더 수지의 배합량은 접동 부재용 조성물의 전체 질량에 대비하여 30 질량% 이상 80 질량% 이하인 것이 바람직하며, 45 질량% 이상 70 질량% 이하인 것이 더 바람직하며, 50 질량% 이상 65 질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
<고체 윤활제>
고체 윤활제는 접동 부재용 조성물의 피막에 윤활성을 부여한다. 고체 윤활제는 접동 부재용 조성물에 윤활성을 부여할 수 있는 것이라면 특별히 제한은 없다. 고체 윤활제로는 예를 들어, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체, 폴리비닐리덴플루오로라이드 및 트리클로로트리플루오로에틸렌 등으로 이루어진 군에서 선택된 불소계 폴리머, 이황화 몰리브덴 및 이황화 텅스텐 등의 이황화 금속, 흑연 등을 들 수 있다. 이들 고체 윤활제는 1 종류를 단독으로 사용해도 되며 2 종류 이상을 병용해도 된다.
이 중에서도 고체 윤활제로는 접동 부재의 도막 윤활 성능이 향상되어 도막과 도포 대상물과 계면 근방에서의 도막 박리를 방지할 수 있어 한층 장기간에 걸쳐 윤활 기능을 유지할 수 있다는 관점에서 불소계 폴리머, 이황화 금속 및 흑연으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1 종류를 포함하는 것이 바람직하며, 폴리테트라플루오로에틸렌, 이황화 몰리브덴 및 흑연으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1 종류의 윤활제를 포함하는 것이 더 바람직하며, 폴리테트라 플루오로에틸렌 및 흑연을 병용하는 것이 더욱 바람직하다.
고체 윤활제로는 상품명: 플루온(등록상표) L173J(폴리테트라플루오로에틸렌, AGC 가부시키 가이샤 세이) 및 상품명: HOP(흑연, 닛폰 고쿠엔 고우교우 가부시키 가이샤 세이) 등의 시판품을 이용해도 된다.
고체 윤활제의 배합량은 윤활성을 저하하지 않고 밀착성을 향상시켜 접동 부재의 피막으로 적절히 이용할 수 있다는 관점에서 접동 부재용 조성물의 전체 질량에 대비하여 5 질량% 이상인 것이 바람직하며, 15 질량% 이상인 것이 더 바람직하며, 25 질량% 이상인 것이 더욱 바람직하고, 밀착성을 손상시키지 않고 윤활성을 향상시켜 접동 부재의 피막으로 적절히 이용할 수 있다는 관점에서 50 질량% 이하인 것이 바람직하며, 45 질량% 이하인 것이 보다 바람직하며, 35 질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이상을 고려하면, 고체 윤활제의 배합량은 기재의 접동 부재 표면에 대한 밀착성과 접동 부재의 윤활성을 양립한다는 관점에서 접동 부재용 조성물의 전체 질량에 대비하여 5 질량% 이상 50 질량% 이하인 것이 바람직하며, 15 질량% 이상 45 질량% 이하인 것이 보다 바람직하며, 25 질량% 이상 35 질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 바인더 수지를 기준으로 한 고체 윤활제의 배합량은 윤활성이 저하하지 않고 밀착성을 향상시켜 접동 부재의 피막으로 적절히 이용할 수 있다는 관점에서 바인더 수지 100질량부에 대비하여 30질량부 이상인 것이 바람직하며, 35질량부 이상인 것이 더 바람직하며, 40질량부 이상인 것이 더욱 바람직하고, 밀착성을 손상시키지 않고 윤활성을 향상시켜 접동 부재의 피막으로 적절히 사용할 수 있다는 관점에서 80질량부 이하인 것이 바람직하며, 75질량부 이하인 것이 더 바람직하며, 70질량부 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이상을 고려하면 고체 윤활제의 배합량은 기재의 접동 부재 표면에 대한 밀착성과 접동 부재의 윤활성을 양립한다는 관점에서 바인더 100질량부에 대비하여 30질량부 이상 80질량부 이하인 것이 바람직하고, 35질량부 이상 75질량부 이하인 것이 더 바람직하며, 40질량부 이상 70질량부 이하인 것이 더욱 바람직하다.
<수지 비즈(Resin beads)>
수지 비즈는 아미노 수지 비즈 및 우레탄 수지 비즈로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1 종류의 수지 비즈를 이용한다. 이 수지 비즈로 아미노 수지 비즈를 사용함으로써 바인더 수지와 도포 대상이 되는 기재 사이의 밀착력에 대비하여 도막 내부에서의 바인더 수지와 아미노 수지 비즈 사이의 밀착력이 약해진다. 이로 인해, 접동 부재가 접동한 경우에 도막 내부의 바인더 수지와 아미노 수지 비즈의 계면에서 도막이 파괴되어 도막과 기재와의 계면에서 도막 파괴를 억제할 수 있어 기재로부터 도막 박리를 억제할 수 있다. 또한, 수지 비즈로 우레탄 수지 비즈를 사용함으로써 바인더 수지와 도포 대상이 되는 기재 사이의 밀착력에 대비하여 바인더 수지와 우레탄 수지 비즈 간의 밀착력이 약해진다. 이로 인해, 접동 부재가 접동한 경우에 도막 내부의 바인더 수지와 우레탄 수지 비즈의 계면에서 도막이 파괴되어 바인더 수지와 우레탄 수지 비즈의 계면에서 도막 파괴가 억제되므로 기재로부터 도막 박리를 억제할 수 있다. 게다가, 우레탄 수지 비즈는 도막에 유연성을 부여할 수 있으므로 접동 부재의 접동 시, 도막에 인가되는 면압을 낮출 수 있다. 이를 통해, 국소적인 응력이 도막에 가해지는 것을 방지할 수 있으므로 도막의 조기 파괴 및 마모를 억제하는 것도 가능하다.
아미노 수지 비즈에 포함되는 아미노 수지는 예를 들어, 벤조구아나민ㆍ 포름알데히드 축합물, 벤조구아나민ㆍ멜라민ㆍ포름알데히드 축합물, 멜라민ㆍ포름알데히드 축합물, 메틸화메라민 수지, 멜라민 수지, 우레아(요소) 수지, 우레아ㆍ멜라닌 수지, 우레아ㆍ포름알데히드 수지, 아닐린 수지 및 구아나민 수지 등을 들 수 있다. 이들 아미노 수지 비즈에 포함되는 아미노 수지는 1 종류여도 되며 2 종류 이상 이어도 된다. 이 중에서도, 도막의 기재로 접동 부재와 도막과 계면에서의 박리를 효과적으로 방지한다는 관점에서 요소 수지, 멜라민 수지, 아닐린 수지 및 구아나민 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1 종류의 아미노 수지가 바람직하며, 벤조구아나민ㆍ포름알데히드 축합물, 벤조구아나민ㆍ멜라민ㆍ포름알데히드 축합물 및 멜라민ㆍ포름알데히드 축합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1 종류의 축합물이 더 바람직하다.
또한, 수지 비즈는 도막의 기재로서 접동 부재와 도막과 계면에서의 박리를 더욱 효과적으로 방지한다는 관점에서 아미노 수지 비즈와 우레탄 수지 비즈를 병용하는 것이 바람직하다.
아미노 수지 비즈의 평균 입자 직경은 도막의 기재로서 접동 부재와 도막과의 계면에서 박리를 방지한다는 관점에서 0.1㎛ 이상인 것이 바람직하며, 0.125㎛ 이상인 것이 더 바람직하며, 0.15㎛이상인 것이 더욱 바람직하고, 20㎛ 이하인 것이 바람직하며, 15㎛ 이하인 것이 더 바람직하며, 12.5㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하며, 10㎛ 이하인 것이 더더욱 바람직하다.
우레탄 수지 비즈는 예를 들어, 폴리올과 폴리이소시아네이트를 반응시켜 얻을 수 있는 비즈 형상의 수지이다. 우레탄 수지 비즈의 평균 입자 직경은 도막의 기재로서 접동 부재와 도막과의 계면에서 박리를 방지한다는 관점에서 2㎛ 이상인 것이 바람직하며, 2.5㎛ 이상인 것이 더 바람직하며, 5㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 20㎛ 이하인 것이 더 바람직하며, 15㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하며, 10㎛ 이하인 것이 더더욱 바람직하다.
이상을 고려하면, 수지 비즈의 평균 입자 직경은 도막의 기재로서 접동 부재와 도막과의 계면에서 박리를 방지한다는 관점에서 0.1㎛ 이상인 것이 바람직하며, 0.155㎛ 이상인 것이 더 바람직하며, 0.2㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 20㎛ 이하인 것이 바람직하며, 15㎛ 이하인 것이 더 바람직하며, 10㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 나아가, 상술한 수지 비즈의 평균 입자 직경은 레이저 회절 착란법의 측정 방법에 의해 측정된 것이다.
아미노 수지 비즈의 배합량은 도막의 기재로서 접동 부재와 도막과의 계면에서의 박리를 방지한다는 관점에서 접동 부재용 조성물의 전체 질량에 대비하여 3 질량% 이상인 것이 바람직하며, 4 질량% 이상인 것이 더 바람직하며, 5 질량% 이상인 것이 더욱 바람직하고, 20 질량% 이하인 것이 바람직하며, 17.5 질량% 이하인 것이 더 바람직하며, 15 질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 바인더 수지를 기준으로 한 아미노 수지 비즈의 배합량은 도막의 기재로서 접동 부재와 도막과의 계면에서 박리를 방지한다는 관점에서 바인더 수지 100질량부에 대비하여 5질량부 이상인 것이 바람직하며, 7.5질량부 이상인 것이 더 바람직하며, 10질량부 이상인 것이 더욱 바람직하고, 40질량부 이하인 것이 바람직하며, 35질량부 이하인 것이 더 바람직하며, 30질량부 이하인 것이 더욱 바람직하다.
우레탄 수지 비즈의 배합량은 도막 기재로서 접동 부재와 도막과의 계면에서 박리를 방지한다는 관점에서 접동 부재용 조성물의 전체 질량에 대비하여 1 질량% 이상인 것이 바람직하며, 3 질량% 이상인 것이 더 바람직하며, 4 질량% 이상인 것이 더욱 바람직하고, 15 질량% 이하인 것이 바람직하며, 13 질량% 이하인 것이 더 바람직하며, 12 질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 바인더 수지를 기준으로 한 우레탄 수지 비즈의 배합량은 도막 기재로서 접동 부재와 도막과의 계면에서 박리를 방지한다는 관점에서 바인더 수지 100질량부에 대비하여 2.5질량부 이상인 것이 바람직하며, 5질량부 이상인 것이 더 바람직하며, 7질량부 이상인 것이 더욱 바람직하고, 30질량부 이하인 것이 바람직하며, 25질량부 이하인 것이 더 바람직하며, 20질량부 이하인 것이 더욱 바람직하다.
아미노 수지 비즈 및 우레탄수지 비즈를 병용하는 경우의 수지 비즈 배합량은 도막의 기재로서 접동 부재와 도막과의 계면에서 박리를 방지한다는 관점에서 접동 부재용 조성물의 전체 질량에 대비하여 1 질량% 이상인 것이 바람직하며, 3 질량% 이상인 것이 더 바람직하며, 4 질량% 이상인 것이 더욱 바람직하고, 35 질량% 이하인 것이 바람직하며, 32 질량% 이하인 것이 더 바람직하며, 30 질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 아미노 수지 비즈 및 우레탄수지 비즈를 병용하는 경우 바인더 수지를 기준으로 한 수지 비즈의 배합량은 도막 기재로서 접동 부재와 도막과의 계면에서 박리를 방지한다는 관점에서 바인더 수지 100질량부에 대비하여 5질량부 이상인 것이 바람직하며, 7.5질량부 이상인 것이 더 바람직하며, 10질량부 이상인 것이 더욱 바람직하고, 65질량부 이하인 것이 바람직하며, 60질량부 이하인 것이 더 바람직하며, 55질량부 이하인 것이 더욱 바람직하다.
이상을 고려하면, 수지 비즈의 배합량은 도막의 기재로서 접동 부재와 도막과의 계면에서 박리를 방지한다는 관점에서 접동 부재용 조성물의 전체 질량에 대비하여 1 질량% 이상인 것이 바람직하며, 3 질량% 이상인 것이 더 바람직하며, 4 질량% 이상인 것이 더욱 바람직하고, 35 질량% 이하인 것이 바람직하며, 32 질량% 이하인 것이 더 바람직하며, 30 질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 바인더 수지를 기준으로 한 우레탄 수지 비즈의 배합량은 도막 기재로서 접동 부재와 도막과의 계면에서 박리를 방지한다는 관점에서 바인더 수지 100질량부에 대비하여 2.5질량부 이상인 것이 바람직하며, 5질량부 이상인 것이 더 바람직하며, 7질량부 이상인 것이 더욱 바람직하고, 65질량부 이하인 것이 바람직하며, 60질량부 이하인 것이 더 바람직하며, 55질량부 이하인 것이 더욱 바람직하다.
본 실시의 형태와 관련된 접동 부재용 조성물에서는 본 발명의 효과가 있는 범위에서 다른 물질을 첨가해도 된다. 다른 물질로는 예를 들어, 종래 공지된 착색 필러, 계면활성제 및 소포제 등을 들 수 있다. 이들 다른 물질은 1 종류를 단독으로 사용해도 되며 2 종류 이상을 병용해도 된다. 또한, 접동 부재용 조성물은 접동 부재 등의 도포 대상 물질로의 도포 방법에 따라 점도 조정을 위해 용제를 함유해도 된다.
<접동 부재용 조성물 제조방법>
접동 부재용 조성물의 제조 방법은 바인더, 고체 윤활제, 충전재 필러로서의 수지 비즈, 필요에 따라 기타 물질 및 용제를 분산 혼합할 수 있는 것이라면 특별히 제한은 없다. 접동 부재용 조성물은 예를 들어, 고체 윤활제, 수지 비즈, 필요에 따라 기타 물질 및 용제를 디졸버 등의 교반기, 보올 밀(ball mill), 샌드 밀(sand mill), 아지 호모 믹서(Ajihomo mixer) 등을 적절히 조합하여 분산 혼합함으로써 제조할 수 있다.
접동 부재용 조성물의 접동 부재 등 도포 대상물에 도포하는 방법은 도포 대상물에 접동 부재용 조성물을 도포할 수 있는 것이라면 특별히 제한은 없다. 접동 부재용 조성물은 스프레이법, 디핑법, 롤코트법, 디스펜서법 등을 들 수 있다.
접동 부재용 조성물의 제조 시 및 도포 대상물 도포 시에는 필요에 따라 접동 부재용 조성물에 용제를 가하여 점도 조정을 해도 된다. 용제로는 접동 부재용 조성물의 점도를 원하는 점도로 조정할 수 있는 것이라면 특별히 제한이 없다. 용제로는 예를 들어, N-메틸-2-피롤리돈, N, N-디메틸포름아미드, 자일렌, 메틸에틸케톤 및 메틸이소부틸케톤 등을 들 수 있다. 이들 용제는 1 종류를 단독으로 사용해도 되며 2 종류 이상을 병용해도 된다. 이들 중에서도 용제로는 N-메틸-2-피롤리돈 및 메틸이소부틸케톤이 바람직하다.
<도막 제조방법>
상기 실시 형태와 관련된 접동 부재용 조성물을 필요에 따라 용제로 희석하여 도포 대상물 위에 도포한 후, 건조 공정 및 소성 공정에 의해 접동 부재용 조성물에 포함된 용제를 증발시킴과 동시에 수지를 가교 반응함으로써 도막(소성막)을 제조할 수 있다. 접동 부재용 조성물의 도포 대상이 되는 기재로는 예를 들어, 수지 부재 및 금속 부재 등을 들 수 있다. 건조 공정에서의 건조 온도는 접동 부재용 조성물에 포함되는 수지에 따라 적절히 설정된다. 건조 공정에서의 건조 온도는 예를 들어, 60℃ 이상 120℃ 이하이다. 여기에서, 접동 부재용 조성물은 건조 공정 후의 막 두께가 예를 들어, 15㎛ 이상 100㎛ 이하가 되도록 도포된다. 소성 공정에서의 소성 온도는 건조 공정과 마찬가지로 접동 부재용 조성물에 포함되는 수지에 따라 적절히 설정된다. 소성 공정에서의 소성 온도는 예를 들어, 150℃ 이상 300℃ 이하이다. 여기에서, 접동 부재용 조성물은 소성,공정 후의 막 두께가 예를 들어, 10㎛ 이상 80㎛ 이하가 되도록 도포된다. 소성 공정 후의 접동 부재용 조성물의 도막(소성막)은 냉각 후, 필요에 따라 연마 조정되어 제품이 된다.
이상 설명한 바와 같이, 상기 실시 형태와 관련된 접동 부재용 조성물에 의하면, 접동 부재용 조성물의 도막이 수지 비즈를 함유하므로, 바인더 수지와 접동 부재용 조성물의 도포 대상인 기재와의 계면 밀착력에 대비하여 바인더 수지와 수지 비즈와의 계면 밀착력이 약해진다. 이로 인해, 접동 부재용 조성물의 도막에 하중이 가해진 상태에서 접동 부재가 접동하는 경우라도 도막 파괴의 기점이 도막과 도포 대상물인 기재와의 계면이 아닌 바인더 수지와 수지 비즈의 계면이 될 것으로 추측된다. 여기서, 바인더 수지와 수지 비즈 계면에서의 도막 파괴는 도막 내부에서 발생하므로 도막과 도막의 도포 대상인 기재와 계면에서의 도막 파괴가 억제되어 접동 부재용 조성물의 도막 기재로부터 박리를 억제할 수 있다. 이로 인해, 접동 부재용 조성물은 고체 윤활제에 기반한 윤활 기능을 유지하면서 기재와 얻은 도막과의 계면에서의 도막 파괴에 기반한 도막 박리를 방지할 수 있다. 그 결과, 도막과 도포 대상물 계면 근방에서의 도막 박리를 방지할 수 있으며, 장기간에 걸쳐 윤활 기능을 유지할 수 있는 접동 부재용 조성물을 구현할 수 있다.
<접동 부재>
다음으로, 본 실시의 형태에 관한 접동 부재에 대해서 설명한다. 본 실시 형태와 관련된 접동 부재는 상기 실시 형태와 관련된 접동 부재용 조성물을 포함하는 도막을 구비하는 것이다. 도 1은 본 실시의 형태와 관련된 접동 부재의 일례를 나타내는 단면 모식도이다. 도 1에 나타내 듯이 접동 부재(1)는 접동 부재용 조성물의 도포 대상물인 기재(11)과 기재(11) 상에 설치된 도막층(12)을 구비한다. 기재(11)는 기재 (11) 상에 접동 부재용 조성물을 도포할 수 있는 것이라면 특별히 제한이 없으며, 예를 들어, 각종 수지 부재 및 각종 금속 부재 등이 이용된다. 도막층(12)은 상기 실시 형태와 관련된 접동 부재용 조성물을 기재(11) 상에 도포한 후, 건조 및 소성함으로써 설치된다.
접동 부재(1)에 의하면, 도막층(12) 안에 수지 비즈를 함유하므로 도막층(12) 안의 바인더 수지와 수지 비즈 사이의 밀착력이 도막층(12)와 기재(11) 사이의 밀착력에 대비하여 낮아진다. 이로 인해, 도막층(12)이 다른 부재와 당접하여 접동 부재(1)가 다른 부재와 접동한 경우라도, 도막층(12) 내의 바인더 수지와 수지 비즈 사이에 도막이 파괴되어 도막층(12)과 기재(11) 사이의 계면(IF1)에서의 도막 파괴를 방지할 수 있다. 그 결과, 기재(11)로부터의 도막층(12) 박리를 방지할 수 있어 장기간에 걸쳐 윤활 기능을 유지할 수 있는 접동 부재를 실현할 수 있게 된다.
도 2는 본 실시의 형태와 관련된 접동 부재의 다른 예를 나타내는 단면 모식도이다. 도 2와 같이 접동 부재(2)는 기재(11)와 기재(11) 상에 설치된 제 1 도막층(12-1)과 제 1 도막층(12-1) 상에 설치된 제 2 도막층(12-2)을 구비한다. 제 1 도막층(12-1)은 도 1에 나타낸 도막층(12)와 마찬가지로 상기 접동 부재용 조성물을 기재(11) 상에 도포함으로써 설치된다. 제 2 도막층(12-2)은 바인더 수지 및 고체 윤활제를 용제에 분산시킨 조성물을 도포함으로써 설치된다. 바인더 수지, 고체 윤활제 및 용제로는 상기 접동 부재용 조성물의 바인더 수지, 고체 윤활제 및 용제와 동일한 것이 이용된다. 즉, 접동 부재(2)는 도 1에 나타낸 도막층(12)의 제 1 도막층(12-1)을 수지 비즈가 함유되지 않은 제 2 도막층용 조성물로 설치된 제 2 도막층(12-2)에 의해 피복한 것이다. 제 2 도막층용 조성물 중 바인더 수지, 고체 윤활제 및 용제의 배합량은 예를 들어, 상술한 접동 부재용 조성물과 동일한 범위로 할 수 있다.
접동 부재(2)에 의하면, 제 1 도막층(12-1) 안에 수지 비즈를 함유하므로 제 1 도막층(12-1) 안의 바인더 수지와 수지 비즈 사이의 밀착력이 제 1 도막층(12-1)과 기재(11) 사이의 밀착력에 대비하여 낮아진다. 이로 인해, 제 2 도막층(12-2)이 다른 부재와 당접하여 접동 부재(2)가 다른 부재와 접동한 경우라도 제 1 도막층(12-1) 내의 바인더 수지와 수지 비즈 사이에 제 1 도막층(12-1)이 파괴된다. 그 결과, 제 1 도막층(12-1)과 기재(11) 사이의 계면(IF1) 및 제 2 도막층(12-2)과 제 1 도막층 (12-1) 과의 계면(IF2)에서 제 1 도막층(12-1)의 파괴를 방지할 수 있다. 또한, 기재(11)로부터의 도막층(12) 박리를 방지할 수 있어 장기간에 걸쳐 윤활 기능을 유지할 수 있는 접동 부재를 실현할 수 있게 된다.
접동 부재(2)를 제조할 때에는 기재(11) 상에 상기 접동 부재용 조성물(도료)을 도포하여 제 1 도막층(12-1)을 설치한 후, 제 1 도막층(12-1)을 건조하지 않고 제 2 도막층(12-2)의 조성물(도료)을 제 1 도막층(12-1) 상에 설치하면 된다. 이 경우 제 1 도막층(12-1)은 소성 후막 두께가 예를 들어, 10㎛ 이상 15㎛ 이하가 되도록 기재(11) 상에 도포한다. 또한, 제 2 도막층(12-2)은 소성 후막 두께가 예를 들어, 10㎛ 이상 15㎛ 이하가 되도록 제 1 도막층(12-1) 위에 도포한다. 그리고, 예를 들어, 합계 막 두께를 20㎛ 이상 30㎛ 이하가 되도록 해도 된다. 접동 부재(2)에서는 제 1 도막층(12-1) 및 제 2 도막층(12-2)의 합계 막 두께가 예를 들어, 20㎛ 이상 30㎛ 이하가 되도록 제 1 도막층(12-1) 및 제 2 도막층(12-2)를 설치한다.
[실시예]
이하, 본 발명의 효과를 명확히 하기 위하여 실시한 실시예를 기반으로 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시예에 의해 어떠한 한정되는 것은 아니다.
상기 실시 형태에 관한 접동 부재용 조성물을 조제하여 도 2에 나타낸 접동 부재(2)를 제작하고, 제작한 접동 부재(2)에 대해 마찰 마모시험을 실시하여 평가했다. 이하, 그 결과에 대해 설명한다.
(실시예 1)
(접동 부재용 조성물 조제)
바인더 수지로는 폴리아미드이미드(PAI) 수지 (상품명:「HPC-5012」), 히타치 가세이 가부시키 가이샤 세이를 이용했다. 고체 윤활제로는 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE) (상품명: 「플루온(등록상표) L173J, AGC 가부시키 가이샤 세이」) 및 흑연 (상품명: 「HOP」, 닛폰 고쿠엔 고우교우 가부시키 가이샤 세이)을 이용하고, 수지 비즈로는 아미노 수지 비즈(멜라민ㆍ포름알데히드 축합물, 평균 입자 직경: 0.2㎛, 상품명: 「에포스터(등록상표) S」, 가부시키 가이샤 닛폰 쇼쿠바이 세이)를 이용했다. 용매로는 N-메틸-2-피롤리돈 및 메틸 이소부틸케톤의 혼합 용제를 이용했다.
폴리아미드이미드 수지 56질량부와 폴리테트라플루오로에틸렌 28질량부와 흑연 2질량부와 아미노 수지 비즈 14질량부를 보올 밀로 충분히 혼합 분산시켜 하층용 조성물로 접동 부재용 조성물(제 1 도막층용 조성물)의 도료를 조제했다.
(제 2 도막층용 조성물 조제)
바인더 수지로는 폴리아미드이미드(PAI) 수지(상품명: 「HPC-5012」), 히타치 가세이 가부시키 가이샤 세이를 이용했다. 고체 윤활제로는 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE) (상품명: 「플루온(등록상표) L173J, AGC 가부시키 가이샤 세이」) 및 흑연 (상품명: 「HOP」, 닛폰 고쿠엔 고우교우 가부시키 가이샤 세이)을 이용했다. 용매로는 N-메틸-2-피롤리돈 및 메틸 이소부틸케톤의 혼합 용제를 이용했다.
폴리아미드이미드 수지 50질량부와 폴리테트라플루오로에틸렌 35질량부와 흑연 15질량부를 보올 밀로 충분히 혼합 분산시켜 제 2 도막층용 조성물의 도료를 조제하였다.
(시험편의 조제)
제 1 도막층용 조성물의 도료를 접동 부재의 시험편(재질: 스테인리스(SUS430))에 스프레이로 소성 후막 두께가 10㎛ 이상 15㎛ 이하가 되도록 도장하고 제 1 도막층(12-1)을 시험편 위에 설치하였다. 다음으로, 접동 부재용 조성물을 건조하지 않고 제 2 도막층 조성물을 소성 후의 막 두께가 10㎛ 이상 15㎛ 이하가 되도록 도장하고 제 1 도막층(12-1) 상에 제 2 도막층(12-2)을 설치했다. 도장 후 시험편을 80℃에서 30분간 건조 후, 230℃에서 30분 소성하였다. 여기서의 도장은 소성 후의 제 1 도막층(12-1) 및 제 2 도막층(12-2)의 막 두께 합계가 20㎛ 이상 30㎛ 이하가 되도록 도장하여 시험용 접동 부재 (2)를 제작했다. 제작한 시험용 접동 부재(2)는 아래의 시험방법에 따라 평가했다. 그 결과, 마모 깊이는 1.7㎛이고, 박리 체적은 0.04㎣이며 시험 후 외관은 양호했다. 제 1 도막층(12-1) 및 제 2 도막층(12-2)의 조성 및 평가 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
(실시예 2)
제 1 도막층용 조성물에서 아미노 수지 비즈 (멜라민 포름알데히드 축합물, 평균 입자 직경: 0.2㎛, 상품명: 「에포스터 (등록상표) S」, 가부시키 가이샤 닛폰 쇼쿠바이 세이) 14질량부를 대신하여, 아미노 수지 비즈 (벤조구아나민ㆍ 멜라민ㆍ포름알데히드 축합물, 평균 입자 직경:3㎛, 상품명: 「에포스터 (등록상표) M30」, 가부시키 가이샤 닛폰 쇼쿠바이 세이) 14질량부를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 시험용 접동 부재(2)를 제작하여 평가했다. 그 결과, 마모 깊이는 2.0㎛이고 박리 체적은 0.01㎣이며 시험 후 외관은 양호했다. 평가 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
(실시예 3)
제 1 도막층용 조성물에서 폴리아미드 이미드 수지를 63질량부 이용한 것 및 아미노 수지 비즈 (멜라민ㆍ포름알데히드 축합물, 평균 입자 직경: 0.2㎛, 상품명: 「에포스터 (등록상표) S」, 가부시키 가이샤 닛폰 쇼쿠바이 세이) 14질량부를 대신하여 아미노 수지 비즈 (벤조구아나민ㆍ멜라민ㆍ포름알데히드 축합물, 평균 입자 직경 :3㎛, 상품명: 「에포스터 (등록상표) M30」, 가부시키 가이샤 닛폰 쇼쿠바이 세이) 7질량부를 사용한 것 이외에는 실시예 1와 마찬가지로 시험용 접동 부재(2)를 제작하여 평가했다. 그 결과, 마모 깊이는 2.2㎛이고 박리 체적은 0.02㎣이며 시험 후 외관은 양호했다. 평가 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
(실시예 4)
제 1 도막층용 조성물에서 아미노 수지 비즈 (멜라민ㆍ포름알데히드 축합물, 평균 입자 직경: 0.2㎛, 상품명: 「에포스터 (등록상표) S」, 가부시키 가이샤 닛폰 쇼쿠바이 세이) 14질량부를 대신하여 아미노 수지 비즈 (벤조구아나민ㆍ 포름알데히드 축합물, 평균 입자 직경: 5㎛, 상품명: 「에포스터 (등록상표) M05」, 가부시키 가이샤 닛폰 쇼쿠바이 세이) 14질량부를 사용한 것 이외에는 실시예 1와 마찬가지로 시험용 접동 부재(2)를 제작하여 평가했다. 그 결과, 마모 깊이는 1.3㎛이고 박리 체적은 0.11㎣이며 시험 후 외관은 양호했다. 평가 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
(실시예 5)
제 1 도막층용 조성물에서 아미노 수지 비즈 (멜라민ㆍ포름알데히드 축합물, 평균 입자 직경: 0.2㎛, 상품명: 「에포스터 (등록상표) S」, 가부시키 가이샤 닛폰 쇼쿠바이 세이) 14질량부를 대신하여 아미노 수지 비즈 (벤조구아나민ㆍ 포름알데히드 축합물, 평균 입자 직경: 9㎛, 상품명: 「에포스터 (등록상표) L15」, 가부시키 가이샤 닛폰 쇼쿠바이 세이) 14질량부를 사용한 것 이외에는 실시예 1와 마찬가지로 시험용 접동 부재(2)를 제작하여 평가했다. 그 결과, 마모 깊이는 1.7㎛이고 박리 체적은 0.10㎣이며 시험 후 외관은 양호했다. 평가 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
(실시예 6)
제 1 도막층용 조성물에서 폴리아미드 이미드 수지를 63질량부 이용한 것, 폴리테트라플루오로에틸렌을 25질량부 사용한 것 및 아미노 수지 비즈 (멜라민ㆍ 포름알데히드 축합물, 평균 입자 직경: 0.2㎛, 상품명: 「에포스터 (등록상표) S」, 가부시키 가이샤 닛폰 쇼쿠바이 세이) 14질량부를 대신하여 우레탄 수지 비즈: 우레탄 가교미립자 (평균 입자직경: 6㎛, 상품명: 「아트펄 (등록상표) C800」, 네가미 고우교우 가부시키 가이샤 세이) 10질량부를 이용한 것 이외에는 실시예 1와 마찬가지로 시험용 접동 부재(2)를 제작하여 평가했다. 그 결과, 마모 깊이는 1.2㎛이고 박리 체적은 0.14㎣이며 시험 후 외관은 양호했다. 평가 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
(실시예 7)
제 1 도막층용 조성물에서 폴리아미드 이미드 수지를 53질량부 이용한 것, 폴리테트라플루오로에틸렌을 26질량부 사용한 것 및 아미노 수지 비즈 (멜라민ㆍ 포름알데히드 축합물, 평균 입자 직경: 0.2㎛, 상품명: 「에포스터 (등록상표) S」, 가부시키 가이샤 닛폰 쇼쿠바이 세이) 14질량부를 대신하여 아미노 수지 비즈 (벤조구아나민ㆍ포름알데히드 축합물, 평균 입자 직경: 5㎛, 상품명: 「에포스터 (등록상표) M05」, 가부시키 가이샤 닛폰 쇼쿠바이 세이) 14질량부 및 우레탄 수지 비즈 (우레탄 가교미립자, 평균 입자 직경: 6㎛, 상품명: 「아트펄 (등록상표) C800」, 네가미 고우교우 가부시키 가이샤 세이) 5질량부를 사용한 것 이외에는 실시예 1와 마찬가지로 시험용 접동 부재(2)를 제작하여 평가했다. 그 결과, 마모 깊이는 0.7㎛이고 박리 체적은 0.01㎣이며 시험 후 외관은 양호했다. 평가 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
(실시예 8)
제 1 도막층용 조성물에서 폴리아미드 이미드 수지를 50질량부 이용한 것, 폴리테트라플루오로에틸렌을 25질량부 사용한 것 및 아미노 수지 비즈 (멜라민ㆍ 포름알데히드 축합물, 평균 입자 직경: 0.2㎛, 상품명: 「에포스터 (등록상표) S」, 가부시키 가이샤 닛폰 쇼쿠바이 세이) 14질량부를 대신하여 아미노 수지 비즈 (벤조구아나민ㆍ포름알데히드 축합물, 평균 입자 직경: 5㎛, 상품명: 「에포스터 (등록상표) M05」, 가부시키 가이샤 닛폰 쇼쿠바이 세이) 13질량부 및 우레탄 수지 비즈 (우레탄 가교미립자, 평균 입자 직경: 6㎛, 상품명: 「아트펄 (등록상표) C800」, 네가미 고우교우 가부시키 가이샤 세이) 10질량부를 사용한 것 이외에는 실시예 1와 마찬가지로 시험용 접동 부재(2)를 제작하여 평가했다. 그 결과, 마모 깊이는 1.1㎛이고 박리 체적은 0.00㎣이며 시험 후 외관은 양호했다. 평가 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
(비교예 1)
제 1 도막층용 조성물에서 폴리아미드이미드 수지를 70질량부 이용한 것 및 아미노 수지 비즈 (멜라민ㆍ포름알데히드 축합물, 평균 입자 직경: 0.2㎛, 상품명: 「에포스터 (등록상표)S」, 가부시키 가이샤 닛폰 쇼쿠바이 세이) 14질량부를 이용하지 않은 것 이외에는 실시예 1와 마찬가지로 시험용 접동 부재(2)를 제작하여 평가하였다. 그 결과, 마모 깊이 및 박리 체적은 측정 불가능하고 시험 후 외관도 평가할 수 없었다. 평가 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
<시험방법>
스즈키식 마찰 마모 시험기(모형 번호: 「EFM-III-EN」, 가부시키 가이샤 오리엔텟구 세이)를 이용한 마찰 마모 시험으로 평가했다. 상대재(mating material)는 외경이 5mm, 높이 15mm의 핀(재질; 철재(SUJ-2)을 이용했다. 이 상대재를 표면 거칠기 Rz[DIN]=1.0±0.5㎛의 범위에 들어가도록 연마했다.
도 3은 본 실시예에 관한 마찰 마모 시험의 설명도이다. 도 3에 나타난 바와 같이 마찰 마모 시험에서는 기재(111)(재질: SUS430) 상에 피막(112)이 설치된 시험용 접동 부재(2)의 디스크(110)의 피막(112) 측을 접동면(110A)로 했다. 마찰 마모 시험에서는 피막(112) 상에 상대재로서 3개의 핀(120)을 고정한 지그(130)를 올린 후 지그(130)의 위쪽에서 1000N(면압: 약 17MPa)의 하중(화살표(140) 참조)을 가한 상태에서 디스크(110)을 주속 100rpm(0.17m/s)으로 50시간 회전(화살표(150) 참조) 시켰다. 시험 후의 접동면(110A)의 마모 깊이(㎛)를 근거로 마모 평가를 실시했다. 피막(112)가 박리한 부분의 박리 체적(㎣)을 근거로 박리 평가를 했다. 또한, 마찰 마모 시험 후의 접동면(110A)를 눈으로 확인한 시험 후 개관을 근거로 외관 평가를 했다. 평가 기준을 하기에 나타낸다.
<마모량 평가>
마모 깊이 1.5㎛ 미만: ◎
마모 깊이 2.5㎛ 미만: ○
마모 깊이 2.5㎛ 이상 또는 측정 불능: ×
<박리 체적 평가>
박리 체적 0.05㎣ 미만: ◎
박리 체적 0.15㎣ 미만: ○
박리 체적 0.15㎣ 이상 또는 측정 불능: ×
<외관 평가>
시험 후 외관에 찰과흔이 인정되지 않는다: ○
시험 후 외관에 찰과흔이 인정되거나 외관평가 불능: ×
<종합 평가>
상기 3가지 평가에서 「◎」이 2개 이상: ◎
상기 3가지 평가에서 「×」가 없다: ○
상기 3가지 평가에서 「×」가 1개 이상: ×
Figure pct00001
상기 표 1에서의 각 성분의 배합량은 다음과 같다.
PAI 수지: 폴리아미드이미드 수지(상품명: 「HPC-5012」, 히타치 가세이 가부시키 가이샤 세이) PTFE: 폴리테트라플루오로에틸렌(상품명: 「풀루 온(등록상표) L173J, AGC 가부시키 가이샤 세이」
흑연: 흑연 (상품명: 「HOP」, 닛폰 고쿠엔 고우교우 가부시키 가이샤 세이)
수지 비즈 A: 멜라민ㆍ포름알데히드 축합물 (평균 입자 직경: 0.2㎛, 상품명: 「에포스터 (등록상표) S」, 가부시키 가이샤 닛폰 쇼쿠바이 세이)
수지 비즈 B: 벤조구아나민ㆍ멜라민ㆍ포름알데히드 축합물(평균 입자 직경: 3㎛, 상품명: 「에포스터 (등록상표) M30」, 가부시키 가이샤 닛폰 쇼쿠바이 세이)
수지 비즈 C: 벤조구아나민ㆍ포름알데히드 축합물(평균 입자 직경: 5㎛, 상품명: 「에포스터 (등록상표) M05」, 가부시키 가이샤 닛폰 쇼쿠바이 세이)
수지 비즈 D: 벤조구아나민ㆍ포름알데히드 축합물(평균 입자 직경: 9㎛, 상품명: 「에포스터 (등록상표) L15」, 가부시키 가이샤 닛폰 쇼쿠바이 세이)
수지 비즈 E: 우레탄 가교 미립자(평균 입자 직경: 6㎛, 상품명: <아트펄 (등록상표) C800>, 네가미 고우교우 가부시키 가이샤 세이)
표 1에서 알 수 있듯이 제 1 도막층용 조성물이 아미노 수지 비즈 및 우레탄수지 비즈로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1 종류의 수지 비즈를 포함하는 경우에는 마모량 평가, 박리 체적 평가 및 외관 평가가 모두 양호해져 뛰어난 내마모 특성 및 내박리 특성을 얻을 수 있음을 알 수 있다 (실시예 1~실시예 8). 이 결과는, 아미노 수지 비즈 및 우레탄 수지 비즈로 구성된 군에서 선택된 적어도 1 종류의 수지 비즈를 이용하여 제 1 도막층(12-1)과 기재(11)와의 계면에서 제 1 도막층(12-1)의 파괴가 억제되어 제 1 도막층(12-1)의 기재(111)로부터의 박리를 억제할 수 있었기 때문으로 생각된다. 특히, 제 1 도막층용 조성물이 아미노 수지 비즈 및 우레탄 수지 비즈 양쪽을 포함하는 경우에는 마모평가 및 박리평가가 더욱 향상됨을 알 수 있다(실시예 7 및 실시예 8). 이에 대해, 제 1 도막층용 조성물이 고체 윤활제로서 아미노 수지 비즈 및 우레탄 수지 비즈 모두 포함되지 않는 경우에는 미리 정해진 시험 시간에 도달하지 않고 도막이 마모 및 박리하여 마모량 평가, 박리부적 평가 및 외관 평가가 불량(측정 불능) 하게 된다는 것을 알 수 있다 (비교예 1). 이 결과는, 제 1 도막층(12-1) 안에 아미노 수지 비즈 및 우레탄 수지 비즈 모두 존재하지 않았기 때문에 제 1 도막층(12-1) 내부에서 수지 비즈와 바인더 수지 사이의 개열이 발현되지 않고 제 1 도막층(12-1)과 기재(111)와의 사이의 계면에서 개열이 진행되었기 때문으로 생각된다.
이상 설명한 바와 같이, 상기 실시 형태에 의하면 도막과 도포 대상물의 계면 근방에서 도막 박리를 방지할 수 있고 장기간에 걸쳐 윤활 기능을 유지할 수 있는 접동 부재용 조성물 및 접동 부재를 제공할 수 있으며 특히, 이러한 접동 부재는 예를 들어, 에어컨 등의 각종 컴프레서, 엔진 피스톤, 내연기관 부품, 미끄럼 베어링, 체인, 기체 및 액체의 전자밸브, 플런저, 밸브 등에 적절히 사용할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 관하여 설명하였는데 본 실시 형태의 내용에 의해 본 발명의 실시 형태가 한정되는 것은 아니다. 또한, 상술한 구성 요소에는 해당 업자가 용이하게 상정할 수 있는 것, 실질적으로 동일한 것, 이른바 균등한 범위의 것이 포함된다. 게다가, 전술한 구성 요소는 적절히 조합하는 것이 가능하다. 또한, 전술한 실시의 형태의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성 요소의 여러 가지 생략, 치환 또는 변경을 할 수 있다.
1, 2…접동 부재, 11, 111…기재, 12…도막층, 12-1…제 1 도막층, 12-2…제 2 도막층, 110…디스크, 110A…접동면, 112…피막, 120…핀, 130…지그(jig)(冶具)

Claims (10)

  1. 바인더 수지와,
    고체 윤활제와,
    아미노 수지 비즈 및 우레탄 수지 비즈로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1 종류의 수지 비즈를 함유하는 것을 특징으로 하는, 접동 부재용 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    수지 비즈는 상기 아미노 수지 비즈 및 상기 우레탄 수지 비즈를 포함하는, 접동 부재용 조성물.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 아미노 수지 비즈가 요소 수지, 멜라민 수지, 아닐린 수지 및 구아나민 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1 종류의 아미노 수지를 포함하는, 접동 부재용 조성물.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 아미노 수지가 벤조구아나민ㆍ포름알데히드 축합물, 벤조구아나민ㆍ멜라민ㆍ포름알데히드 축합물 및 멜라민ㆍ포름알데히드 축합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1 종류의 축합물을 포함하는, 접동 부재용 조성물.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수지 비즈의 평균 입자 직경이 0.1㎛ 이상 20㎛ 이하인, 접동 부재용 조성물.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수지 비즈의 배합량이 상기 접동 부재용 조성물의 전체 질량에 대하여 1 질량% 이상 35 질량% 이하인, 접동 부재용 조성물.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바인더 수지는 폴리아미드이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 에폭시 수지 및 페놀 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1 종류의 수지를 포함하는, 접동 부재용 조성물입니다.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고체 윤활제는 폴리테트라플루오로에틸렌, 흑연 및 이황화 몰리브덴으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1 종류의 윤활제를 포함하는, 접동 부재용 조성물.
  9. 기재와 상기 기재 상에 설치되어 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 접동 부재용 조성물의 제 1 도막층을 구비한, 접동 부재.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 도막층 상에 설치되어 바인더 수지 및 고체 윤활제를 포함하는 제 2 도막층을 더 구비한 것을 특징으로 하는, 접동 부재.
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