WO2016152741A1 - スラストワッシャ - Google Patents

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WO2016152741A1
WO2016152741A1 PCT/JP2016/058588 JP2016058588W WO2016152741A1 WO 2016152741 A1 WO2016152741 A1 WO 2016152741A1 JP 2016058588 W JP2016058588 W JP 2016058588W WO 2016152741 A1 WO2016152741 A1 WO 2016152741A1
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WO
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thrust washer
resin
acid
resin composition
polyamide resin
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Inventor
工 林
篤史 徳田
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Ntn株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L77/06—Polyamides derived from polyamines and polycarboxylic acids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/20—Sliding surface consisting mainly of plastics

Definitions

  • the present invention relates to a thrust washer used for a transmission of an automobile or a construction machine.
  • Thrust washers used for transmissions and engine cranks of automobiles and construction machines are annular flat plate-like sliding members.
  • a thrust washer is used for the purpose of reducing the size and weight.
  • demands for improvement in heat resistance, toughness, low friction, and wear resistance have been increasing with recent improvements in fuel efficiency and speed.
  • Patent Document 1 exemplifies a polyamide resin (polyamide 6 resin, polyamide 66 resin) filled with glass fiber or carbon fiber as a resin material of a thrust washer.
  • a polyamide which comprises a diamine component which is 9-nonanediamine and has an intrinsic viscosity [ ⁇ ] measured in concentrated sulfuric acid at 30 ° C. of 0.4 to 3.0 dl / g (see Patent Documents 3 and 4). .
  • the present invention has been made to cope with such problems, and an object of the present invention is to provide a thrust washer that is excellent in heat resistance, toughness, low friction, and wear resistance, and that can reduce manufacturing costs.
  • the thrust washer of the present invention is a thrust washer formed by molding a resin composition.
  • This resin composition is a composition in which a polyamide resin composed of a dicarboxylic acid or a dicarboxylic acid derivative component and a diamine component is used as a base resin, and a fibrous reinforcing material is blended with the polyamide resin.
  • the acid derivative component (hereinafter also simply referred to as “dicarboxylic acid component”) is mainly composed of terephthalic acid or the terephthalic acid derivative, and the diamine component is composed mainly of an aliphatic diamine having 9 or 10 carbon atoms, and the fibrous structure.
  • the reinforcing material is at least one selected from glass fibers and carbon fibers, and is characterized in that it is contained in an amount of 10% by mass or more and less than 60% by mass with respect to the entire resin composition.
  • the resin composition is characterized in that the fluororesin is contained in an amount of 5 to 25% by mass with respect to the entire resin composition. That is, the polyamide resin as the base resin is obtained from (1) terephthalic acid or the terephthalic acid derivative and an aliphatic diamine having 10 carbon atoms, or (2) terephthalic acid or the terephthalic acid derivative and carbon It is obtained from an aliphatic diamine having the formula 9.
  • the aliphatic diamine constituting the polyamide resin is 1,10-decanediamine.
  • the aliphatic diamine constituting the polyamide resin is at least one selected from 1,9-nonanediamine and 2-methyl-1,8-octanediamine.
  • the polyamide resin contains carbon 14 which is a radioisotope.
  • the thrust washer is a transmission thrust washer.
  • the thrust washer of the present invention is made of glass fiber and carbon fiber, with a predetermined polyamide resin whose main component is terephthalic acid or a derivative thereof as a dicarboxylic acid component, and an aliphatic diamine having 9 or 10 carbon atoms as a diamine component. Since a resin composition containing a predetermined amount of at least one selected fibrous reinforcing material is molded, it is excellent in heat resistance, toughness, low friction, and wear resistance, and becomes a highly durable and low torque thrust washer. . Further, melt wear and deformation can be suppressed even under conditions of high temperature and high speed rotation, and the transmission can be prevented from seizing and locking due to the thrust washer.
  • the dicarboxylic acid component is terephthalic acid or a derivative thereof, and the polyamide resin whose main component is a predetermined aliphatic diamine having 10 carbon atoms as the diamine component, the crystallization rate is very fast.
  • the cycle time at the time of molding can be shortened, the productivity can be improved, and the manufacturing cost can be reduced.
  • it can be suitably used as a thrust washer for use in transmissions of automobiles and construction machinery.
  • the polyamide resin as the base resin has a high melting point and has extremely high heat resistance compared to polyamide 66 resin (melting point: 267 ° C.) used as a conventional thrust washer material, under more severe conditions ( Melting wear and deformation can be suppressed even at high temperature and high speed. In addition, it exhibits low water absorption, excellent oil resistance, and can be used without problems even under oil lubrication conditions.
  • the resin composition has a lower friction because the fluororesin is contained in an amount of 5 to 25% by mass with respect to the entire resin composition.
  • Part of the components constituting the polyamide resin (for example, 1,9-nonanediamine and 1,10-decanediamine) can be synthesized from plant-derived raw materials, and the polyamide resin contains carbon 14 which is a radioisotope. Compared with petroleum-derived synthetic resins, the substantial carbon dioxide emission during combustion can be reduced.
  • the thrust washer of the present invention is a resin-made thrust washer formed by molding a resin composition into an annular flat plate shape.
  • the resin composition used as the resin material is formed by using a predetermined polyamide resin as a base resin and adding a predetermined amount of fibrous reinforcing material thereto.
  • the polyamide resin used in the present invention is obtained by polymerizing a dicarboxylic acid or its derivative component and a diamine component. For example, it can be obtained by polycondensation of dicarboxylic acid or dicarboxylic acid dichloride constituting each component and diamine.
  • the dicarboxylic acid component constituting the polyamide resin has terephthalic acid as a main component. By using terephthalic acid as the main component, the polyamide resin has excellent high-temperature rigidity.
  • the diamine component which comprises the said polyamide resin has an aliphatic diamine which consists of C9 or C10 as a main component.
  • 1,10-decanediamine is preferably used as the aliphatic diamine. Since both terephthalic acid and 1,10-decanediamine have high chemical structure symmetry, a highly crystalline polyamide resin can be obtained by using them as the main components. Since the number of carbon atoms in the monomer unit of the diamine component as the main component is 10 and an even number, a more stable crystal structure is obtained and crystallinity is improved (even-odd effect) as compared with the case of an odd number. Further, when the diamine component as a main component has 8 or less carbon atoms, the melting point of the polyamide resin may exceed the decomposition temperature. When the diamine component has 12 or more carbon atoms, the polyamide resin has a low melting point, and the thrust washer may be deformed when used at a high temperature.
  • This polyamide resin may be obtained by replacing a part of terephthalic acid, which is a dicarboxylic acid component, and 1,10-decanediamine, which is a diamine component, with other copolymerization components.
  • terephthalic acid which is a dicarboxylic acid component
  • 1,10-decanediamine which is a diamine component
  • the melting point and crystallinity decrease as the amount of other copolymerization components increases
  • the total amount of terephthalic acid and 1,10-decanediamine as the main components is the total number of moles (100 mol%) of the raw material monomers.
  • dicarboxylic acid components other than terephthalic acid used as other copolymerization components include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid,
  • Examples include aliphatic dicarboxylic acids such as undecanedioic acid and dodecanedioic acid, alicyclic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid, and aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, and naphthalenedicarboxylic acid.
  • diamine components other than 1,10-decanediamine used as other copolymerization components include 1,2-ethanediamine, 1,3-propanediamine, 1,4-butanediamine, and 1,5-pentanediamine. 1,6-hexanediamine, 1,7-heptanediamine, 1,8-octanediamine, 1,9-nonanediamine, 1,11-undecanediamine, aliphatic diamine such as 1,12-dodecanediamine, cyclohexanediamine, etc. Aromatic diamines such as alicyclic diamine and xylylenediamine.
  • the polyamide resin may be copolymerized with lactams such as caprolactam.
  • the weight average molecular weight of this polyamide resin is preferably 15000 to 50000, more preferably 26000 to 50000. If the weight average molecular weight of the polyamide resin is less than 15000, the rigidity of the resin may be reduced. On the other hand, when the weight average molecular weight of the polyamide resin exceeds 50,000, crystallization is slowed down and the fluidity of the resin during injection molding is lowered.
  • the relative viscosity of the polyamide resin is not particularly limited, but in order to facilitate the molding of the thrust washer, the relative viscosity measured at a concentration of 1 g / dL and 25 ° C. using 96% by mass sulfuric acid as 0 is 0. It is preferably 4 to 3.0.
  • examples of the aliphatic diamine include linear 1,9-nonanediamine and branched 2-methyl-1,8-octanediamine.
  • the 1,9-nonanediamine component is 60 mol% or more, preferably 75 mol% or more, more preferably 90 mol% or more with respect to the entire diamine component. If the composition of the diamine component is within this range, it is preferable because the obtained polyamide is excellent in all of heat resistance, moldability, chemical resistance, low water absorption, light weight, and mechanical properties.
  • diamine components other than aliphatic diamines having 9 carbon atoms include ethylenediamine, propylenediamine, 1,4-butanediamine, 1,6-hexanediamine, 1,8-octanediamine, 1,10- Decanediamine, 1,12-dodecanediamine, 3-methyl-1,5-pentanediamine, 2,2,4-trimethyl-1,6-hexanediamine, 2,4,4-trimethyl-1,6-hexanediamine , Aliphatic diamines such as 5-methyl-1,9-nonanediamine; cycloaliphatic diamines such as cyclohexanediamine, methylcyclohexanediamine, and isophoronediamine; p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, xylenediamine, 4,4′- Diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodi Enirusuruhon, aromatic diamines such as 4,
  • the dicarboxylic acid constituting this polyamide resin is mainly composed of terephthalic acid.
  • dicarboxylic acid components other than terephthalic acid include malonic acid, dimethylmalonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, 2-methyladipic acid, trimethyladipic acid, pimelic acid, 2,2-dimethylglutaric acid, 3, 3 -Aliphatic dicarboxylic acids such as diethyl succinic acid, azelaic acid, sebacic acid, suberic acid; alicyclic dicarboxylic acids such as 1,3-cyclopentanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid; isophthalic acid, 2,6 -Naphthalenedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-phenylenedioxydiacetic acid, 1,3-phenylened
  • the proportion of terephthalic acid in the dicarboxylic acid is 60 mol% or more, preferably 75 mol% or more, more preferably 90 mol% or more with respect to the entire dicarboxylic acid component.
  • the terephthalic acid component is less than 60 mol%, the physical properties such as heat resistance, chemical resistance and boiling water resistance of the resulting polyamide may be lowered, which is not preferable.
  • This polyamide resin is preferably composed essentially of terephthalic acid and an aliphatic diamine consisting of 9 carbon atoms.
  • another resin can be blended in the range which does not reduce the effect of this invention.
  • the intrinsic viscosity of the polyamide resin is not particularly limited, but in order to facilitate the molding of the thrust washer as in the case of (1) above, 96 mass% sulfuric acid is used as a solvent, and the concentration is 1 g / dL at 25 ° C.
  • the intrinsic viscosity to be measured is preferably 0.4 to 3.0.
  • the polyamide resins (1) and (2) preferably have a melting point of 300 ° C. or higher.
  • the polyamide resin (1) preferably has a melting point of 310 ° C. or higher.
  • the upper limit is not particularly limited, but is preferably about 320 to 340 ° C. in consideration of moldability and the like.
  • the melting point range is preferably 300 to 340 ° C., more preferably 300 to 330 ° C., and particularly preferably 300 to 320 ° C.
  • Other polyamide resins commonly used as thrust washer materials (polyamide 66 resin (267 ° C) has a higher melting point and excellent heat resistance, so even if it is used at high temperature and high speed rotation, the thrust washer melts and deforms.
  • the melting point of the polyamide resin was lowered from the molten state to 25 ° C. at a temperature lowering rate of 20 ° C./min in an inert gas atmosphere using a differential scanning calorimeter (DSC). It can be measured as the temperature (Tm) of the endothermic peak that appears when the temperature is raised at a rate of temperature increase of ° C / min.
  • DSC differential scanning calorimeter
  • the glass transition temperature of the polyamide resin (1) is preferably 130 ° C. or higher. More preferably, it is 150 degreeC or more.
  • the polyamide resin (2) preferably has a glass transition temperature of 120 ° C. or higher. More preferably, it is 125 ° C. or higher. Because it has a glass transition temperature higher than that of other polyamide resins (polyamide 66 resin (49 ° C)), which is commonly used as a thrust washer material, it suppresses melt wear and deformation of thrust washers even when used at high temperature and high speed.
  • the glass transition temperature appears when the polyamide resin is rapidly cooled in an inert gas atmosphere using a differential scanning calorimeter (DSC) and then heated at a rate of temperature increase of 20 ° C./min. It can be measured as the temperature (Tg) at the midpoint of the stepwise endothermic peak (JIS K 7121).
  • Glass fiber, carbon fiber, or a mixture thereof is used as the fibrous reinforcing material to be blended with the polyamide resin as the base resin.
  • the glass fiber is obtained by spinning from inorganic glass containing SiO 2 , B 2 O 3 , Al 2 O 3 , CaO, MgO, Na 2 O, K 2 O, Fe 2 O 3 or the like as a main component.
  • alkali-free glass (E glass), alkali-containing glass (C glass, A glass) or the like can be used.
  • alkali-free glass is preferable.
  • the alkali-free glass is a borosilicate glass that contains almost no alkali component in the composition.
  • the alkali component is hardly contained, there is almost no influence on the polyamide resin, and the properties of the resin composition do not change.
  • the glass fiber include Asahi Fiber Glass Co., Ltd .: 03JAFT692, MF03MB120, MF06MB120, and the like.
  • Carbon fiber can be used regardless of the type of raw material such as polyacrylonitrile (PAN), pitch, rayon, and lignin-poval mixture.
  • PAN polyacrylonitrile
  • pitch-based carbon fibers include: Kureha Co., Ltd .: Kureka M-101S, M-107S, M-101F, M-201S, M-207S, M-2007S, C-103S, C -106S, C-203S and the like.
  • PAN-based carbon fiber for example, manufactured by Toho Tenax Co., Ltd .: Besfight HTA-CMF0160-0H, HTA-CMF0040-0H, HTA-C6, HTA-C6-S, or Toray Industries, Inc .: Trading Card MLD-30, MLD-300, T008, T010 and the like.
  • the blending amount of the fibrous reinforcing material is 10% by mass or more and less than 60% by mass with respect to the entire resin composition.
  • the amount is preferably 20 to 50% by mass.
  • the fibrous reinforcing material is less than 10% by mass, mechanical strength such as rigidity and wear resistance as a thrust washer (particularly for transmission) may not be obtained.
  • it may be inferior to a moldability as a fibrous reinforcement is 60 mass% or more.
  • Fluorine resin can be added to the resin composition in order to further reduce friction.
  • Any fluororesin can be used as long as it has heat resistance that can withstand the operating temperature of the thrust washer.
  • the fluororesin include polytetrafluoroethylene (PTFE) resin, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether (PFA) copolymer resin, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene (FEP) copolymer resin, and tetrafluoroethylene.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PFA tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether
  • FEP tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer resin
  • tetrafluoroethylene -Ethylene (ETFE) copolymer resin.
  • PTFE resin is preferable because of its excellent low friction property.
  • the PTFE resin is preferably in the form of a powder so as to be uniformly mixed in the resin composition.
  • the blending amount of the fluororesin is preferably 5 to 25% by mass with respect to the entire resin composition. If the fluororesin is less than 5% by mass, there is a possibility that sufficient low friction is not imparted to the thrust washer. On the other hand, if the fluororesin exceeds 25% by mass, the original mechanical strength of the predetermined polyamide resin may be impaired, and the moldability may be remarkably deteriorated.
  • additives may be blended with the resin composition as necessary as long as the function and moldability of the thrust washer are not impaired.
  • examples of such additives include inorganic additives such as silica, calcium carbonate, mica, talc, wollastonite, glass flakes, and clay.
  • the means for mixing each material constituting the resin composition is not particularly limited, and the raw materials may be individually supplied to the melt mixer, or may be used in general such as a Henschel mixer, a ball mixer, a ribbon blender, etc. Two or more types may be mixed at the same time using the above mixer.
  • the mixing temperature is usually 300 to 340 ° C., preferably 300 to 320 ° C.
  • compression molding, extrusion molding, injection molding, etc. can be employ
  • the resin temperature is set to be equal to or higher than the melting point of the above polyamide resin, and the mold temperature is maintained below the glass transition temperature of the polyamide resin.
  • plant-derived materials may be used as the dicarboxylic acid component or the diamine component.
  • the polyamide resin (2) for example, butadiene which is a starting material for 1,9-nonanediamine and / or 2-methyl-1,8-octanediamine is produced using a plant-derived material
  • a plant-derived diamine can be produced through a hydration and dimerization reaction.
  • the method for producing plant-derived butadiene include a method in which biomass-derived ethanol is dehydrated and condensed in a bimolecular contact manner.
  • 1,10-decanediamine using castor oil as a starting material can be used.
  • the substantial emission amount of carbon dioxide accompanying the incineration of thrust washers can be reduced as compared with the case where plant-derived raw materials are not used.
  • whether or not it is a plastic using a plant-derived raw material can be determined by measuring the concentration of 14 C, which is a radioisotope, with respect to carbon constituting the resin. Since the half-life of 14 C is 5730 years, carbon derived from fossil resources, which is supposed to be produced after more than 10 million years, does not contain 14 C at all. From this, if 14 C is contained in the resin, it can be determined that at least plant-derived raw materials are used.
  • FIG. 1A is a perspective view of a thrust washer according to the present invention
  • FIG. 1B is a plan view thereof
  • FIG. 1C is a sectional view thereof.
  • the thrust washer 1 has an annular flat plate shape, and a groove 2 and a hole 3 penetrating both planes of the thrust washer are formed on a flat surface (a thrust sliding surface of the thrust washer). Further, a projection 4 for fixing the thrust washer 1 is formed.
  • the thrust washer 1 for an automatic transmission is used under oil lubrication conditions in order to suppress wear of the thrust washer or the counterpart material during sliding contact (sliding contact) with an aluminum alloy or carbon steel as the counterpart material.
  • the groove 2 and the hole 3 serve as this oil passage.
  • 2 to 8 grooves 2 are formed on at least one surface of the thrust washer.
  • the grooves are preferably arranged radially at substantially equal angles around the axis of the annular thrust washer, and are uniformly arranged from the inner peripheral side to the outer peripheral side.
  • Examples of the cross-sectional shape of the groove include a substantially rectangular cross-section (square, rectangle, trapezoid, etc.), a cross-sectional groove shape having an obtuse inclined surface with respect to the thrust sliding surface, and a cross-sectional groove shape having an arc shape. .
  • the thrust washer 1 a molded body of a resin composition based on the above-mentioned polyamide resin having a high glass transition temperature, excellent rigidity, and excellent oil resistance is used. Even when the total area is large, deformation under high temperature and high speed rotation conditions can be suppressed. In addition, it is excellent in toughness, low friction, wear resistance, etc., and can fully meet the demands for thrust washers (especially for transmissions) in recent years.
  • the position and number of gates can be set as appropriate, but the gate marks and the welds formed in the region where the resin composition merges at the time of molding are the thickness of the thrust washer. It is preferable to design so as to avoid thin portions (grooves and hole portions).
  • one gate position 5 is provided on the outer peripheral surface portion of the thrust washer at a substantially intermediate portion between the groove and the groove adjacent to the groove. By forming at this gate position, the weld portion is formed in the vicinity of the periphery of the opposite side portion facing the gate position with reference to the central portion of the thrust washer.
  • the thrust washer of the present invention by forming on the outer peripheral surface portion, it is possible to avoid an adverse effect caused by gate marks on the thrust sliding surface. Furthermore, in the thrust washer of the present invention, by forming a molded body that is injection-molded using the above-described polyamide resin as a base resin, it is excellent in toughness and can be prevented from cracking at the weld portion.
  • Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 These raw materials are blended in the proportions shown in Table 1 and dry-mixed, then extruded and granulated using a twin-screw melt extruder at 330 to 340 ° C., and the resulting pellets are supplied to an injection molding machine.
  • a test piece was molded by injection molding under the conditions of a cylinder temperature of 325 to 340 ° C., an injection pressure of 1000 kg / cm 2 , and a mold temperature of 100 to 150 ° C.
  • the test piece for the frictional wear test is the ring-shaped test piece 6 shown in FIG. 2, and the dimensions are an outer diameter of 21 mm, an inner diameter of 17 mm, and a wall thickness of 10 mm.
  • 2A is a plan view of the ring-shaped test piece
  • FIG. 2B is a cross-sectional view thereof.
  • Examples 7 to 12 and Comparative Examples 4 to 6 These raw materials are blended in the proportions shown in Table 2 and dry mixed, then extruded and granulated at 320 to 330 ° C. using a twin-screw melt extruder, and the resulting pellets are supplied to an injection molding machine.
  • a test piece was molded by injection molding under the conditions of a cylinder temperature of 320 to 340 ° C., an injection pressure of 1000 kg / cm 2 , and a mold temperature of 120 to 150 ° C.
  • the test piece for the frictional wear test is the ring-shaped test piece 6 shown in FIG. 2 as described above, and the dimensions are an outer diameter of 21 mm, an inner diameter of 17 mm, and a wall thickness of 10 mm.
  • the obtained test piece was subjected to the following (1) friction and wear test and (2) tensile test, and the obtained results are shown in Tables 1 and 2.
  • Tables 1 and 2 the moldability at the time of molding the above-mentioned test pieces, those that could be molded without any problem were marked with “ ⁇ ”, and those with poor flowability that did not yield a uniform molded product were marked with “X”. Also written.
  • Friction and wear test Using a thrust type wear tester (manufactured in-house), surface pressure of 2 MPa, sliding speed of 128 m / min, mating material: SUJ2, Mobile VELOCITE NO. 3 (VG2), the friction coefficient and the specific wear amount after 50 hours ( ⁇ 10 ⁇ 8 (mm 3 / N ⁇ mm) were obtained at an operation time of 50 hours.
  • the thrust washer of the present invention is excellent in heat resistance, toughness, low friction and wear resistance, it can be suitably used as a thrust washer for use in transmissions of automobiles and construction machinery.

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Abstract

耐熱性、靱性、低摩擦性、および耐摩耗性に優れるスラストワッシャを提供する。スラストワッシャ１は、樹脂組成物を成形してなり、この樹脂組成物は、ジカルボン酸成分とジアミン成分とからなるポリアミド樹脂をベース樹脂とし、これに繊維状補強材を配合してなる組成物であり、ジカルボン酸成分がテレフタル酸を主成分とし、ジアミン成分が１，９－ノナンジアミンまたは１，１０－デカンジアミンを主成分とし、繊維状補強材は、ガラス繊維および炭素繊維から選ばれる少なくとも１つであり、樹脂組成物全体に対して１０質量％以上６０質量％未満含まれる。

Description

スラストワッシャ
　本発明は、自動車や建設機械のトランスミッションに使用するスラストワッシャに関する。
　自動車、建設機械などのトランスミッションやエンジンのクランク部に使用するスラストワッシャは、円環平板状の摺動部材である。オートマチックトランスミッション（ＡＴ）のスラスト摺動部に使用されていた従来のスラストニードル軸受に代えて、小型軽量化などの目的でスラストワッシャが使用されている。この種のスラストワッシャでは、近年における燃費改善や高速化に伴い、耐熱性、靱性、低摩擦性、耐摩耗性への改善要求が強くなっている。
　従来、このような用途に使用されるスラストワッシャとしては、円環の内部に、内周側から半径方向外側へ延びる潤滑油の環状導入空間が形成され、かつ、射出成形による一体形状として成形されて、内部に接合部分を有さずに成形されてなる樹脂製スラストワッシャが提案されている（特許文献１参照）。特許文献１では、スラストワッシャの樹脂材料として、ガラス繊維や炭素繊維が充填されたポリアミド樹脂（ポリアミド６樹脂、ポリアミド６６樹脂）などが例示されている。
　また、溶融摩耗を起こすことなく、生産性を向上できるものとして、射出成形可能なフェノール樹脂にガラス繊維や炭素繊維を配合し、フィルムゲート方式を用いて射出成形した樹脂製スラストワッシャが提案されている（特許文献２参照）。
　また、摺動特性に優れたポリアミド組成物、または自動車部品用成形材料として、ジカルボン酸成分の６０～１００モル％がテレフタル酸であるジカルボン酸成分と、ジアミン成分の６０～１００モル％が１，９－ノナンジアミンであるジアミン成分とからなり、濃硫酸中３０℃で測定した極限粘度［η］が０．４～３．０ｄｌ／ｇであるポリアミドが開示されている（特許文献３および４参照）。
特開２０１３－２０４７７０号公報 特開２００２－１３９０２７号公報 特開平７－２２８７７４号公報 特開平７－２２８７６９号公報
　しかしながら、自動車、建設機械などの高馬力化、高速化に伴いスラストワッシャに対する上記諸特性向上の要求が一層強まっており、通常のポリアミド６樹脂やポリアミド６６樹脂を材料とする場合は、耐摩耗性や耐熱性が満足できないおそれがある。また、従来のスラストニードル軸受に代えて使用されるスラストワッシャは、近年における燃費改善や高速化に伴い、耐熱性、靱性、低摩擦性、耐摩耗性への改善要求が強くなっているが、要求特性を満足するスラストワッシャが得られていない。フェノール樹脂の場合も靱性の面で満足できないおそれがある。さらに、燃費向上の面から低摩擦係数材料への期待がより一層強くなっている。
　本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、耐熱性、靱性、低摩擦性、および耐摩耗性に優れ、製造コストも低減できるスラストワッシャの提供を目的とする。
　本発明のスラストワッシャは樹脂組成物を成形してなるスラストワッシャである。この樹脂組成物は、ジカルボン酸または該ジカルボン酸誘導体成分と、ジアミン成分とからなるポリアミド樹脂をベース樹脂とし、これに繊維状補強材を配合してなる組成物であり、上記ジカルボン酸または該ジカルボン酸誘導体成分（以下、単に「ジカルボン酸成分」ともいう）がテレフタル酸または該テレフタル酸誘導体を主成分とし、上記ジアミン成分が炭素数９または１０からなる脂肪族ジアミンを主成分とし、上記繊維状補強材は、ガラス繊維および炭素繊維から選ばれる少なくとも１つであり、樹脂組成物全体に対して１０質量％以上６０質量％未満含まれることを特徴とする。また、必要に応じて、上記樹脂組成物は、フッ素樹脂が上記樹脂組成物全体に対して５～２５質量％含まれることを特徴とする。
　すなわち、ベース樹脂となるポリアミド樹脂が、（１）テレフタル酸または該テレフタル酸誘導体と、炭素数１０からなる脂肪族ジアミンとから得られ、または、（２）テレフタル酸または該テレフタル酸誘導体と、炭素数９からなる脂肪族ジアミンとから得られる。
　（１）の場合、上記ポリアミド樹脂を構成する脂肪族ジアミンは、１，１０－デカンジアミンである。
　（２）の場合、上記ポリアミド樹脂を構成する脂肪族ジアミンは、１，９－ノナンジアミンおよび２－メチル－１，８－オクタンジアミから選ばれる少なくとも１つである。
　また、上記ポリアミド樹脂が、放射性同位元素である炭素１４を含むことを特徴とする。また、上記スラストワッシャは、トランスミッション用のスラストワッシャであることを特徴とする。
　本発明のスラストワッシャは、ジカルボン酸成分がテレフタル酸またはその誘導体を、ジアミン成分が炭素数９または１０からなる脂肪族ジアミンを、それぞれ主成分とする所定のポリアミド樹脂に、ガラス繊維および炭素繊維から選ばれる少なくとも１つの繊維状補強材を所定量含む樹脂組成物を成形してなるので、耐熱性、靱性、低摩擦性、および耐摩耗性に優れ、高耐久性かつ低トルクなスラストワッシャとなる。また、高温、高速回転となる条件下でも、溶融摩耗や変形を抑制でき、スラストワッシャが原因でトランスミッションが焼付きロックすることを防止できる。さらに、ジカルボン酸成分がテレフタル酸またはその誘導体を、ジアミン成分が炭素数１０からなる所定の脂肪族ジアミンを、それぞれ主成分とするポリアミド樹脂をベース樹脂とするので、結晶化速度が非常に速く、成形時のサイクルタイムを短くすることができ、生産性を向上でき、製造コストの低減が図れる。これらの結果、自動車や建設機械のトランスミッションに使用するスラストワッシャとして好適に利用できる。
　ベース樹脂となる上記ポリアミド樹脂は、融点が高く、従来のスラストワッシャ材料として用いられているポリアミド６６樹脂（融点２６７℃）などと比較して、非常に高い耐熱性を備え、より厳しい条件下（高温、高速回転）でも溶融摩耗や変形を抑制できる。また、低い吸水性を示し、耐油性も優れており、油潤滑条件下でも問題なく使用できる。
　上記樹脂組成物は、フッ素樹脂が上記樹脂組成物全体に対して５～２５質量％含まれるので、より低摩擦となる。
　ポリアミド樹脂を構成する成分の一部（例えば１，９－ノナンジアミンや１，１０－デカンジアミン）が植物由来の原料より合成することができ、該ポリアミド樹脂に放射性同位元素である炭素１４を含むので、石油由来の合成樹脂に比べて燃焼時の実質的な二酸化炭素排出量を低減できる。
本発明のスラストワッシャの一例を示す図である。 リング状試験片を示す図である。
　本発明のスラストワッシャは、樹脂組成物を円環平板状に成形してなる樹脂製のスラストワッシャである。樹脂材料とする樹脂組成物は、所定のポリアミド樹脂をベース樹脂とし、これに所定量の繊維状補強材を配合してなる。
　本発明で用いるポリアミド樹脂は、ジカルボン酸またはその誘導体成分とジアミン成分とを重合させて得られる。例えば各成分を構成するジカルボン酸またはジカルボン酸ジクロライドと、ジアミンとを重縮合して得られる。上記ポリアミド樹脂を構成するジカルボン酸成分は、テレフタル酸を主成分とする。テレフタル酸を主成分とすることで、ポリアミド樹脂の高温剛性などに優れる。また、上記ポリアミド樹脂を構成するジアミン成分は、炭素数９または炭素数１０からなる脂肪族ジアミンを主成分とする。
（１）ジアミン成分として炭素数１０からなる脂肪族ジアミンを用いる場合
　この脂肪族ジアミンとしては、１，１０－デカンジアミンを用いることが好ましい。テレフタル酸および１，１０－デカンジアミンは、いずれも化学構造の対称性が高いため、これらを主成分とすることで、高い結晶性のポリアミド樹脂が得られる。主成分とするジアミン成分のモノマー単位の炭素数が１０であり、偶数であるので、奇数である場合と比較して、より安定な結晶構造をとり、結晶性が向上する（偶奇効果）。また、主成分とするジアミン成分の炭素数が８以下の場合には、上記ポリアミド樹脂の融点が分解温度を上回るおそれがある。ジアミン成分の炭素数が１２以上の場合には、上記ポリアミド樹脂の融点が低くなり、高温使用時にスラストワッシャが変形する等のおそれがある。
　このポリアミド樹脂は、ジカルボン酸成分であるテレフタル酸およびジアミン成分である１，１０－デカンジアミンの一部を、他の共重合成分で置き換えたものとしてもよい。ただし、他の共重合成分が多くなると、融点および結晶性が低下することから、主成分となるテレフタル酸および１，１０－デカンジアミンの総量は、原料モノマーの総モル数（１００モル％）に対して、９５モル％以上とすることが好ましい。また、実質的にテレフタル酸および１，１０－デカンジアミンのみから構成し、他の共重合成分を実質的に含まないことが特に好ましい。
　このポリアミド樹脂において、他の共重合成分として用いる、テレフタル酸以外のジカルボン酸成分としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸などの脂肪族ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環族ジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸が挙げられる。また、他の共重合成分として用いる、１，１０－デカンジアミン以外のジアミン成分としては、１，２－エタンジアミン、１，３－プロパンジアミン、１，４－ブタンジアミン、１，５－ペンタンジアミン、１，６－ヘキサンジアミン、１，７－ヘプタンジアミン、１，８－オクタンジアミン、１，９－ノナンジアミン、１，１１－ウンデカンジアミン、１，１２－ドデカンジアミンなどの脂肪族ジアミン、シクロヘキサンジアミンなどの脂環族ジアミン、キシリレンジアミンなどの芳香族ジアミンが挙げられる。また、上記ポリアミド樹脂には、カプロラクタムなどのラクタム類を共重合させてもよい。
　このポリアミド樹脂の重量平均分子量は、好ましくは１５０００～５００００であり、より好ましくは２６０００～５００００である。上記ポリアミド樹脂の重量平均分子量が１５０００未満であると、該樹脂の剛性が低下するおそれがある。一方、上記ポリアミド樹脂の重量平均分子量が５００００をこえると、結晶化が遅くなり、射出成形時における樹脂の流動性が低下する。また、このポリアミド樹脂の相対粘度は、特に限定されないが、スラストワッシャの成形を容易にするためには、９６質量％硫酸を溶媒とし、濃度１ｇ／ｄＬ、２５℃で測定される相対粘度を０．４～３．０とすることが好ましい。
（２）ジアミン成分として炭素数９からなる脂肪族ジアミンを用いる場合
　この脂肪族ジアミンとしては、直鎖状の１，９－ノナンジアミン、分岐状の２－メチル－１，８－オクタンジアミンが挙げられる。ジアミン成分としては、ジアミン成分全体に対して、１，９－ノナンジアミン成分が６０モル％以上であり、好ましくは７５モル％以上、より好ましくは９０モル％以上である。ジアミン成分の組成がこの範囲であれば、得られるポリアミドの耐熱性、成形性、耐薬品性、低吸水性、軽量性、力学特性のいずれにも優れるので好ましい。
　このポリアミド樹脂において、炭素数９からなる脂肪族ジアミン以外のジアミン成分としては、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、１，４－ブタンジアミン、１，６－ヘキサンジアミン、１，８－オクタンジアミン、１，１０－デカンジアミン、１，１２－ドデカンジアミン、３－メチル－１，５－ペンタンジアミン、２，２，４－トリメチル－１，６－ヘキサンジアミン、２，４，４－トリメチル－１，６－ヘキサンジアミン、５－メチル－１，９－ノナンジアミンなどの脂肪族ジアミン；シクロヘキサンジアミン、メチルシクロヘキサンジアミン、イソホロンジアミンなどの脂環式ジアミン；ｐ－フェニレンジアミン、ｍ－フェニレンジアミン、キシレンジアミン、４，４’－ジアミノジフェニルメタン、４，４’－ジアミノジフェニルスルホン、４，４’－ジアミノジフェニルエーテルなどの芳香族ジアミン、あるいはこれらの任意の混合物を挙げることができる。
　このポリアミド樹脂を構成するジカルボン酸はテレフタル酸を主成分とする。テレフタル酸以外のジカルボン酸成分としては、マロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、２－メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、２，２－ジメチルグルタル酸、３，３－ジエチルコハク酸、アゼライン酸、セバシン酸、スベリン酸などの脂肪族ジカルボン酸；１，３－シクロペンタンジカルボン酸、１，４－シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸；イソフタル酸、２，６－ナフタレンジカルボン酸、２，７－ナフタレンジカルボン酸、１，４－ナフタレンジカルボン酸、１，４－フェニレンジオキシジ酢酸、１，３－フェニレンジオキシジ酢酸、ジフェン酸、ジ安息香酸、４，４’－オキシジ安息香酸、ジフェニルメタン－４，４’－ジカルボン酸、ジフェニルスルホン－４，４’－ジカルボン酸、４，４’－ビフェニルジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、あるいはこれらの任意の混合物を挙げることができる。これらのうち芳香族ジカルボン酸が好ましく使用される。さらに、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸などの多価カルボン酸を溶融成形が可能な範囲内で用いることもできる。
　このポリアミド樹脂において、ジカルボン酸に占めるテレフタル酸の割合は、ジカルボン酸成分全体に対して、６０モル％以上であり、好ましくは７５モル％以上、より好ましくは９０モル％以上である。テレフタル酸成分が６０モル％未満の場合には、得られるポリアミドの耐熱性、耐薬品性、耐沸騰水性などの諸物性が低下するおそれがあり、好ましくない。
　このポリアミド樹脂は、実質的にテレフタル酸および炭素数９からなる脂肪族ジアミンのみから構成することが好ましい。なお、上記ポリアミド樹脂と相溶性がある樹脂であれば、本発明の効果を低下させない範囲で他の樹脂をブレンドすることができる。
　このポリアミド樹脂の極限粘度は、特に限定されないが、上記（１）の場合と同様にスラストワッシャの成形を容易にするためには、９６質量％硫酸を溶媒とし、濃度１ｇ／ｄＬ、２５℃で測定される極限粘度が０．４～３．０とすることが好ましい。
　上記（１）（２）のポリアミド樹脂は、その融点が３００℃以上であることが好ましい。特に上記（１）のポリアミド樹脂は、その融点が３１０℃以上であることが好ましい。また、上限は特に限定されないが、成形加工性などを考慮して３２０～３４０℃程度とすることが好ましい。融点範囲としては、３００～３４０℃が好ましく、３００～３３０℃がより好ましく、３００～３２０℃が特に好ましい。スラストワッシャ材料として一般に使用される他のポリアミド樹脂（ポリアミド６６樹脂（同２６７℃）よりも融点が高く、耐熱性に優れるので、高温、高速回転で使用されても、スラストワッシャの溶融摩耗や変形を防止できる。なお、融点は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いて、不活性ガス雰囲気下で、上記ポリアミド樹脂を溶融状態から２０℃／分の降温速度で２５℃まで降温した後、２０℃／分の昇温速度で昇温した場合に現れる吸熱ピークの温度（Ｔｍ）として測定できる。
　上記（１）のポリアミド樹脂は、そのガラス転移温度が１３０℃以上であることが好ましい。より好ましくは１５０℃以上である。また、上記（２）のポリアミド樹脂は、そのガラス転移温度が１２０℃以上であることが好ましい。より好ましくは１２５℃以上である。スラストワッシャ材料として一般に使用される他のポリアミド樹脂（ポリアミド６６樹脂（同４９℃）よりも高いガラス転移温度であるので、高温、高速回転で使用されても、スラストワッシャの溶融摩耗や変形を抑制できる。なお、ガラス転移温度は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いて、不活性ガス雰囲気下で、上記ポリアミド樹脂を急冷した後、２０℃／分の昇温速度で昇温した場合に現れる階段状の吸熱ピークの中点の温度（Ｔｇ）として測定できる（ＪＩＳ Ｋ７１２１）。
　ベース樹脂とする上記ポリアミド樹脂に配合する繊維状補強材としては、ガラス繊維、炭素繊維、またはこれらの混合物を用いる。ガラス繊維は、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｆｅ２Ｏ３などを主成分とする無機ガラスから紡糸して得られる。一般に、無アルカリガラス（Ｅガラス）、含アルカリガラス（Ｃガラス、Ａガラス）などを使用できる。上記ポリアミド樹脂への影響を考慮すれば無アルカリガラスが好ましい。無アルカリガラスは、組成物中にアルカリ成分をほとんど含んでいないホウケイ酸ガラスである。アルカリ成分がほとんど入っていないので、ポリアミド樹脂への影響がほとんどなく樹脂組成物の特性が変化しない。ガラス繊維としては、例えば、旭ファイバーグラス社製：０３ＪＡＦＴ６９２、ＭＦ０３ＭＢ１２０、ＭＦ０６ＭＢ１２０などが挙げられる。
　炭素繊維は、ポリアクリロニトリル系（ＰＡＮ系）、ピッチ系、レーヨン系、リグニン－ポバール系混合物など原料の種類によらないで使用できる。ピッチ系炭素繊維としては、例えば、クレハ社製：クレカ　Ｍ－１０１Ｓ、同Ｍ－１０７Ｓ、同Ｍ－１０１Ｆ、同Ｍ－２０１Ｓ、同Ｍ－２０７Ｓ、同Ｍ－２００７Ｓ、同Ｃ－１０３Ｓ、同Ｃ－１０６Ｓ、同Ｃ－２０３Ｓなどが挙げられる。また、ＰＡＮ系炭素繊維としては、例えば、東邦テナックス社製：ベスファイト　ＨＴＡ－ＣＭＦ０１６０－０Ｈ、同ＨＴＡ－ＣＭＦ００４０－０Ｈ、同ＨＴＡ－Ｃ６、同ＨＴＡ－Ｃ６－Ｓ、または、東レ社製：トレカ　ＭＬＤ－３０、同ＭＬＤ－３００、同Ｔ００８、同Ｔ０１０などが挙げられる。
　繊維状補強材の配合量は、樹脂組成物全体に対して１０質量％以上６０質量％未満とする。好ましくは２０～５０質量％である。なお、繊維状補強材としてガラス繊維と炭素繊維との混合物を用いる場合は、合計量を上記範囲内とする。繊維状補強材が１０質量％未満であると、スラストワッシャ（特にトランスミッション用）としての剛性や耐摩耗性などの機械的強度が得られないおそれがある。また、繊維状補強材が６０質量％以上であると、成形性に劣るおそれがある。
　上記樹脂組成物には、より低摩擦化を図るため、フッ素樹脂を配合できる。フッ素樹脂としては、スラストワッシャの使用温度に耐える耐熱性を有するものであれば使用できる。フッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、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（ＰＦＡ）共重合体樹脂、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン（ＦＥＰ）共重合体樹脂、テトラフルオロエチレン－エチレン（ＥＴＦＥ）共重合体樹脂などが挙げられる。これらの中でも、低摩擦性に優れることからＰＴＦＥ樹脂が好ましい。
　ＰＴＦＥ樹脂は、上記樹脂組成物中に均一に混和するために粉状の形態のものが好ましく、例えば、モールディングパウダー、ファインパウダー、または成形焼成後にγ線などの電子線照射をして粉砕した再生ＰＴＦＥなどであってよい。成形性に優れる再生ＰＴＦＥが好ましい。
　フッ素樹脂の配合量は、樹脂組成物全体に対して５～２５質量％とすることが好ましい。フッ素樹脂が５質量％未満であると、スラストワッシャに十分な低摩擦性が付与されないおそれがある。また、フッ素樹脂が２５質量％をこえると、上記所定のポリアミド樹脂本来の機械的強度が損なわれるおそれや、成形性が著しく悪くなるおそれがある。
　また、上記樹脂組成物には、スラストワッシャの機能や成形性を損なわない範囲であれば、必要に応じて、他の添加剤を配合してもよい。このような添加剤として、例えば、シリカ、炭酸カルシウム、マイカ、タルク、ウォラストナイト、ガラスフレーク、クレーなどの無機添加剤が挙げられる。
　上記樹脂組成物を構成する各材料を混合する手段は、特に限定されるものではなく、原料を個別に溶融混合機に供給してもよく、または予めヘンシェルミキサー、ボールミキサー、リボンブレンダーなどの汎用の混合機を用いて２種以上のものを同時に混合してもよい。その場合の混合温度は、通常３００～３４０℃、好ましくは３００～３２０℃である。また、成形方法は、圧縮成形、押出し成形、射出成形などを採用でき、均一溶融ブレンド体を形成して、射出成形または押出し成形を行なうこともできる。この中でも、生産性に優れ、後述の溝などを高精度で容易に形成できることから、射出成形を採用することが好ましい。射出成形時は、樹脂温度を上述のポリアミド樹脂の融点以上とし、金型温度を該ポリアミド樹脂のガラス転移温度未満に保持して行なう。
　本発明で用いるポリアミド樹脂において、ジカルボン酸成分またはジアミン成分として、植物由来の原料を用いてもよい。上記（２）のポリアミド樹脂の場合、例えば、１，９－ノナンジアミンおよび／または２－メチル－１，８－オクタンジアミンの出発原料となるブタジエンを植物由来の原料を用いて製造し、このブタジエンを用いて水和２量化反応を経て植物由来のジアミンを製造することができる。植物由来のブタジエンの製造方法としては、バイオマス由来のエタノールを２分子接触的に脱水縮合させる方法が挙げられる。また、上記（１）のポリアミド樹脂の場合、例えば、ひまし油を出発原料とした１，１０－デカンジアミンを使用できる。
　植物由来の原料を採用することで、スラストワッシャの焼却処分に伴う二酸化炭素の実質的な排出量を、植物由来の原料を用いない場合よりも低減できる。ここで、植物由来の原料を用いたプラスチックであるかどうかは、樹脂を構成している炭素について、放射性同位元素である１４Ｃの濃度を測定することで判別できる。１４Ｃの半減期は５７３０年であることから、１千万年以上の歳月を経て生成されるとされる化石資源由来の炭素には １４Ｃが全く含まれない。このことから樹脂中に １４Ｃが含まれていれば、少なくとも植物由来の原料を用いていると判断できる。
　本発明のスラストワッシャの一例を図１に基づいて説明する。図１（ａ）は本発明のスラストワッシャの斜視図であり、図１（ｂ）はその平面図であり、図１（ｃ）はその断面図である。図１に示すように、スラストワッシャ１は、円環平板状であり、その平面（スラストワッシャのスラスト滑り面）に溝２と、スラストワッシャの両平面を貫通する孔３が形成されている。また、スラストワッシャ１を固定するための突起４が形成されている。
　オートマチックトランスミッション用のスラストワッシャ１は、相手材となるアルミニウム合金や炭素鋼との滑り接触（摺接）時にスラストワッシャまたは相手材の摩耗を抑えるために油潤滑条件下にて使用される。溝２や孔３は、この油通路となる。溝２は、スラストワッシャの少なくとも一方の面に通常２～８本形成する。溝は、環状のスラストワッシャの軸を中心として放射状に略均等角度に配置され、内周側から外周側へかけて一様に配置されていることが好ましい。溝の断面形状としては、断面略矩形状（正方形、長方形、台形など）、スラスト滑り面を基準として溝側面が鈍角な傾斜面を有する断面溝形状、円弧状を有する断面溝形状などが挙げられる。
　本発明ではスラストワッシャ１として、ガラス転移温度が高く、剛性に優れ、耐油性にも優れる上述のポリアミド樹脂をベース樹脂とする樹脂組成物の成形体を用いているため、油通路となる溝の総面積が大きくなるような場合でも、高温、高速回転条件下での変形などを抑制できる。また、靱性、低摩擦性、耐摩耗性などにも優れ、近年におけるスラストワッシャ（特にトランスミッション用）への要求に十分に対応することができる。
　また、スラストワッシャ１を射出成形で成形する場合、ゲートの位置および個数は適宜設定できるが、ゲート痕や、成形時に樹脂組成物が合流する領域に形成されるウエルド部が、スラストワッシャの肉厚の薄い部分（溝や孔の部分）を回避するように設計することが好ましい。例えば、図１に示すように、ゲート位置５を、溝とその溝と隣り合うもう一方との溝との略中間部分のスラストワッシャの外周面部に１箇所設ける。このゲート位置で成形することで、ウエルド部は、スラストワッシャの中心部分を基準として、ゲート位置から相対する反対側部分の周辺近傍部分に形成される。また、外周面部に形成することで、スラスト滑り面のゲート痕による悪影響などを回避できる。さらに、本発明のスラストワッシャでは、上述のポリアミド樹脂をベース樹脂とする樹脂組成物を用いて射出成形された成形体とすることで、靱性に優れ、上記ウエルド部での割れを防止できる。
　以下に実施例を挙げて本発明をさらに説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
　実施例および比較例に用いる原材料を一括して以下に示す。
（１）樹脂材料
　ポリアミド樹脂Ａ：テレフタル酸と１，１０－デカンジアミンを主原料に使用した樹脂（ユニチカ社製ＸｅｃｏＴ ＸＮ５００）
　ポリアミド樹脂Ｂ：テレフタル酸と１，９－ノナンジアミンを主原料に使用した樹脂（クラレ社製ジェネスタ Ｎ１０００Ａ）
　ポリアミド６６樹脂：東レ社製アミランＣＭ３００１
（２）繊維状補強材
　ガラス繊維：旭ファイバーグラス社製０３ＪＡＦＴ６９２（平均繊維径１０μｍ、平均繊維長３ｍｍ）
　炭素繊維：東邦テナックス社製ＨＴＡ－Ｃ６（平均繊維径７μｍ、平均繊維長６ｍｍ）
（３）フッ素樹脂
　ＰＴＦＥ樹脂粉末：喜多村社製ＫＴＬ－６１０（再生ＰＴＦＥ）
実施例１～実施例６、比較例１～比較例３
　これらの原材料を表１に示す割合で配合し乾式混合した後、二軸溶融押出し機を用いて３３０～３４０℃の条件で押出して造粒し、得られたペレットを射出成形機に供給して、シリンダー温度３２５～３４０℃、射出圧力１０００ｋｇ／ｃｍ２ 、金型温度１００～１５０℃の条件で射出成形し試験片を成形した。摩擦摩耗試験の試験片は、図２に示すリング状試験片６とし、その寸法は外径２１ｍｍ、内径１７ｍｍ、肉厚１０ｍｍである。なお、図２（ａ）はリング状試験片の平面図であり、図２（ｂ）はその断面図である。
実施例７～実施例１２、比較例４～比較例６
　これらの原材料を表２に示す割合で配合し乾式混合した後、二軸溶融押出し機を用いて３２０～３３０℃の条件で押出して造粒し、得られたペレットを射出成形機に供給して、シリンダー温度３２０～３４０℃、射出圧力１０００ｋｇ／ｃｍ２ 、金型温度１２０～１５０℃の条件で射出成形し、試験片を成形した。摩擦摩耗試験の試験片は、上記同様、図２に示すリング状試験片６とし、その寸法は外径２１ｍｍ、内径１７ｍｍ、肉厚１０ｍｍである。
　得られた試験片について、下記に示す（１）摩擦摩耗試験、（２）引張り試験を行ない、得られた結果を表１および表２に示した。また、上記の試験片成形時の成形性について、問題なく成形できたものは「○」、流動性が悪く均一な成形品が得られなかったものは「×」とし、表１および表２に併記した。
（１）摩擦摩耗試験
　スラスト型摩耗試験機（自社製）を用い、面圧２ＭＰａ、滑り速度毎分１２８ｍ、相手材：ＳＵＪ２、Ｍｏｂｉｌ ＶＥＬＯＣＩＴＥ ＮＯ．３（ＶＧ２）中にて運転時間５０時間で、５０時間後の摩擦係数および比摩耗量（×１０－８（ｍｍ３／Ｎ・ｍｍ）を求めた。
（２）引張り試験
　上記表に示す組成かつ成形条件で各実施例および比較例に対応するダンベル試験片を成形し、成形後に８０℃９５％ＲＨ下で３～５時間調湿した。調湿後の試験片について、ＩＳＯ５２７－１（ＪＩＳ Ｋ ７１６１）に準拠し、引張速度５ｍｍ／ｍｉｎの条件で引張り強さ（ＭＰａ）を測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　各実施例では、低摩擦で耐摩耗性に優れているが、各比較例では、摩擦係数が高く、比摩耗量も大きな値を示した。
　本発明のスラストワッシャは、耐熱性、靱性、低摩擦性、および耐摩耗性に優れるので、自動車や建設機械のトランスミッションに使用するスラストワッシャとして好適に利用できる。
　　１　スラストワッシャ
　　２　溝
　　３　孔
　　４　突起
　　５　ゲート位置
　　６　リング状試験片

Claims (6)

  1. 　樹脂組成物を成形してなるスラストワッシャであって、
    　前記樹脂組成物は、ジカルボン酸または該ジカルボン酸誘導体成分と、ジアミン成分とからなるポリアミド樹脂をベース樹脂とし、これに繊維状補強材を配合してなる組成物であり、
    　前記ジカルボン酸または該ジカルボン酸誘導体成分が、テレフタル酸または該テレフタル酸誘導体を主成分とし、前記ジアミン成分が炭素数９または１０からなる脂肪族ジアミンを主成分とし、
    　前記繊維状補強材は、ガラス繊維および炭素繊維から選ばれる少なくとも１つであり、前記樹脂組成物全体に対して１０質量％以上６０質量％未満含まれることを特徴とするスラストワッシャ。
  2. 　前記脂肪族ジアミンは、１，１０－デカンジアミンであることを特徴とする請求項１記載のスラストワッシャ。
  3. 　前記脂肪族ジアミンは、１，９－ノナンジアミンおよび２－メチル－１，８－オクタンジアミから選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする請求項１記載のスラストワッシャ。
  4. 　前記樹脂組成物は、フッ素樹脂が前記樹脂組成物全体に対して５～２５質量％含まれることを特徴とする請求項１記載のスラストワッシャ。
  5. 　前記ポリアミド樹脂が、放射性同位元素である炭素１４を含むことを特徴とする請求項１記載のスラストワッシャ。
  6. 　前記スラストワッシャは、トランスミッション用のスラストワッシャであることを特徴とする請求項１記載のスラストワッシャ。
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