WO2024018835A1 - 樹脂被膜及び摺動部材 - Google Patents

樹脂被膜及び摺動部材 Download PDF

Info

Publication number
WO2024018835A1
WO2024018835A1 PCT/JP2023/023508 JP2023023508W WO2024018835A1 WO 2024018835 A1 WO2024018835 A1 WO 2024018835A1 JP 2023023508 W JP2023023508 W JP 2023023508W WO 2024018835 A1 WO2024018835 A1 WO 2024018835A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
resin coating
resin
base material
sliding
sliding member
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/023508
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
怜 安藤
美穂 瀧澤
宏光 宍戸
秀俊 藤井
昂希 柿沼
Original Assignee
サンデン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by サンデン株式会社 filed Critical サンデン株式会社
Publication of WO2024018835A1 publication Critical patent/WO2024018835A1/ja

Links

Classifications

    • 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
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • 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
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/20—Carboxylic acid amides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/12—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L79/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
    • C08L79/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08L79/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D179/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen, with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C09D161/00 - C09D177/00
    • C09D179/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C09D179/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M125/00—Lubricating compositions characterised by the additive being an inorganic material
    • C10M125/02—Carbon; Graphite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M147/00—Lubricating compositions characterised by the additive being a macromolecular compound containing halogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M149/00—Lubricating compositions characterised by the additive being a macromolecular compound containing nitrogen
    • C10M149/12—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C10M149/14—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds a condensation reaction being involved
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C26/00—Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00

Definitions

  • the present application relates to a resin coating for preventing adhesion for a sliding member, and a sliding member provided with the resin coating on the sliding surface of a base material.
  • Sliding members included in mechanical devices such as compressors are sometimes provided with a resin coating on their sliding surfaces for the purpose of improving wear resistance, seizure resistance, lubricity, etc.
  • Various components have been proposed for this resin film.
  • one of the important things when considering the binder resin that is a component of the resin coating is the type of solvent used to dissolve the binder resin.
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • NMP 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide
  • MPA 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide
  • Patent Document 1 describes a "coating film formed from a resin composition for car air conditioner compressor pistons containing polytetrafluoroethylene, polyamideimide resin and filler, and 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide.” Disclosed.
  • Patent Document 2 describes that ⁇ a sliding paint made by mixing and dispersing a compound containing a binder resin and fluororesin particles in 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide is applied to a base material,
  • a swash plate compressor is disclosed in which a sliding portion is provided with a sliding film formed by heating and curing the sliding coating on a base material.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 still have room for improvement and do not fully satisfy market demands.
  • the invention related to this application uses 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide (MPA) as a solvent, so even if a low molecular weight binder resin is used, a high molecular weight binder resin is used.
  • An object of the present invention is to provide a resin coating for a sliding member that exhibits strength, durability, and lubricity equivalent to that of the resin coating, and a sliding member having the same on the sliding surface of a base material.
  • the resin coating according to the present application is for preventing adhesion for sliding members, and is made of 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide (MPA), a binder resin, and a fluororesin.
  • the particle size of the fluororesin particles is 7 ⁇ m to 25 ⁇ m, and the surface of the resin coating covering the sliding surface of the base material constituting the sliding member is shown in the fluorine element mapping diagram in EDX analysis. It is characterized in that the ratio (%) of the total area of the fluorine element detection site is 4% to 8%.
  • the thickness of the resin coating according to the present application is preferably equal to or larger than the particle size of the fluororesin particles.
  • the thickness of the resin coating according to the present application is preferably 10 ⁇ m to 25 ⁇ m.
  • the resin coating according to the present application further contains graphite, and the content of the graphite is preferably 1% by mass to 10% by mass.
  • the binder resin in the resin coating according to the present application is preferably a polyamide-imide resin or a polyimide resin.
  • the sliding member according to the present application is provided with the above-mentioned resin coating according to the present application on the sliding surface of the base material, and the sliding surface of the base material is roughened in advance. It is preferable.
  • the resin film related to this application does not require a high molecular weight binder resin even when a low molecular weight binder resin is used. It can exhibit the same strength, durability, and lubricity as the adopted material.
  • the sliding member in which the resin coating according to the present application is provided on the sliding surface of the base material, and the sliding surface of the base material is roughened in advance is particularly durable and reliable while complying with environmental regulations. It is excellent.
  • (A) to (D) show images obtained by EDX analysis of the resin coating surface in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 according to the present application.
  • (A) to (D) show photographs of the appearance of the resin coating surface after the sliding performance test in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 according to the present application.
  • the resin coating according to the present application is for preventing adhesion for sliding members.
  • sliding members such as a sliding bearing and a rotating shaft, or a fixed scroll and a movable scroll
  • the base materials that make up the sliding members may slide.
  • the surfaces melt and stick together due to frictional heat. If the sliding members adhere to each other, there is a risk that the mechanical device containing the sliding members will malfunction.
  • the invention of the present application provides a resin coating to be provided on the sliding surface of a base material constituting a sliding member.
  • the resin coating according to the present application contains 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide (MPA), a binder resin, and fluororesin particles, and the particle size of the fluororesin particles is 7 ⁇ m to 25 ⁇ m.
  • the resin coating according to the present application is based on the ratio (%) of the total area of fluorine element detection sites in the fluorine element mapping diagram in EDX analysis on the surface of the resin coating that covers the sliding surface of the base material constituting the sliding member. is characterized by being 4% to 8%.
  • the resin coating according to the present application uses 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide (MPA) as a solvent and uses a low molecular weight binder resin. Also, it can exhibit strength, durability, and lubricity equivalent to those using a high molecular weight binder resin.
  • the resin coating according to the present application contains 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide (MPA), a binder resin, and fluororesin particles.
  • MPA is a solvent (a solvent used to dissolve the binder resin) contained in the paint used when forming the resin film.
  • MPA is a solvent
  • the fluororesin particles function as a solid lubricant, and are used to enhance the lubricity of the resin coating, especially in the case of poor lubrication, and to improve the durability of the resin coating.
  • the thickness of the resin coating according to the present application is preferably equal to or larger than the particle size of the fluororesin particles. If the thickness of the resin coating is smaller than the particle size of the fluororesin particles, a portion of the fluororesin particles will be exposed from the surface of the resin coating.
  • a resin coating of this embodiment is provided on the sliding surface of a base material constituting a sliding member, and a mechanical device incorporating the same is manufactured and operated, fluororesin particles fall off from the resin coating during operation of the mechanical device. There is a risk that the exposed portion of the fluororesin particles may be scraped off due to friction, and the fluororesin particles may enter the mechanical equipment, causing unexpected problems.
  • the thickness of this resin coating is more preferably 10 ⁇ m to 25 ⁇ m. If the thickness of the resin coating is less than 10 ⁇ m, the strength and durability of the resin coating will decrease, causing cracks and chips in the resin coating during operation of the mechanical device, and the sliding of the base material constituting the sliding member. This is not preferable because it tends to peel off from the moving surface. On the other hand, even if the thickness of the resin coating exceeds 25 ⁇ m, the heat dissipation of the sliding member will decrease, and a portion of it will melt due to frictional heat during operation of the mechanical device, causing distortion and deformation on the surface of the resin coating. etc., which tends to prevent the mechanical equipment from operating normally, which is undesirable.
  • binder resin is particularly suitable for the type as long as it dissolves in a predetermined amount in 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide (MPA) used as a solvent when preparing the paint used to form the resin film.
  • binder resins that can be employed in the invention of this application include thermosetting resins such as polyamide-imide resin (PAI), polyimide resin (PI), phenol resin, and epoxy resin.
  • PAI polyamide-imide resin
  • PI polyimide resin
  • Polyamide-imide resin (PAI) and polyimide resin (PI) have high heat resistance, strength, and durability, and have relatively good processability.
  • fluororesin particles There is no particular restriction on the type of fluororesin particles that can be employed in the invention of this application, and examples thereof include polytetrafluoroethylene (PTFE), perfluoroalkoxyalkane (PFA), ethylenetetrafluoroethylene (ETFE), and the like. Among these, it is preferable to use PTFE, which has excellent heat resistance and abrasion resistance.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PFA perfluoroalkoxyalkane
  • ETFE ethylenetetrafluoroethylene
  • the preferred particle size of the fluororesin particles is 7 ⁇ m to 25 ⁇ m. If the particle size of the fluororesin particles is less than 7 ⁇ m, it is necessary to use a large amount of fluororesin particles to improve the strength and durability of the resin coating, and handling of the material tends to be difficult, so it is preferable. do not have. On the other hand, even if the particle size of the fluororesin particles exceeds 25 ⁇ m, it is necessary to make the resin coating extremely thick in order to securely fix the fluororesin particles to the sliding surface of the base material that constitutes the sliding member. This is undesirable because the heat dissipation of the sliding member decreases.
  • the resin coating according to the present application is based on the ratio (%) of the total area of fluorine element detection sites in the fluorine element mapping diagram in EDX analysis on the surface of the resin coating that covers the sliding surface of the base material constituting the sliding member. need to be between 4% and 8%. More specifically, this "proportion (%) of the total area of fluorine element detection sites" is calculated by, for example, obtaining a distribution image of fluorine element using an SEM-EDX analyzer, and then using image analysis software to obtain the fluorine element distribution image. It can be calculated from the total area of fluorine elements obtained by binarizing the image and the visual field area of the image (1.0 mm x 1.3 mm).
  • the proportion (%) of the total area of the fluorine element detection site is less than 4%, the content of fluororesin particles near the surface of the resin coating is too small, which improves the lubricity and durability of the resin coating. This is not preferable because it tends not to be sufficiently effective.
  • the proportion (%) of the total area of the fluorine element detection site exceeds 8%, the content of binder resin in the vicinity of the surface of the resin coating decreases, and the binder resin binds the fluorine resin particles to the resin coating. This is not preferable because the strength and durability of the resin coating tends to decrease as the fluororesin particles tend to partially fall off from the resin coating due to the weakening of the holding force inside the resin coating.
  • the content of the fluororesin particles is preferably 15% by mass to 25% by mass. If the content of the fluororesin particles is less than 15% by mass, it is not preferable because the effect of improving the strength and durability of the resin coating tends not to be obtained. On the other hand, even if the content of the fluororesin particles exceeds 25% by mass, the content of the binder resin decreases relatively, and the adhesion of the resin coating to the sliding surface of the base material constituting the sliding member decreases. This is not desirable as it tends to be
  • the resin coating according to the present application further contains a lubricant such as graphite or molybdenum disulfide.
  • a lubricant such as graphite or molybdenum disulfide.
  • the content of graphite is preferably 1% by mass to 10% by mass. If the content of graphite is less than 1% by mass, it is not preferable because effects such as lowering the coefficient of friction and improving wear resistance of the resin coating tend not to be obtained. On the other hand, even if the content of graphite is 10% by mass or more, the effect of lowering the friction coefficient of the resin coating and improving the wear resistance will not be increased, and it will simply be a waste of resources, which is not preferable.
  • the components and structure of the resin coating have been explained above. Next, a method for forming this resin film will be briefly explained.
  • the resin coating according to the present application is for preventing adhesion of sliding members. Therefore, in order to make the invention of the present application easier to understand, the method for forming the resin film of the present application will be explained with the film forming object being the sliding surface of a base material constituting a sliding member. .
  • the film forming object being the sliding surface of a base material constituting a sliding member.
  • MPA 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide
  • a binder resin, fluororesin particles, and additives such as graphite are brought into contact with each other. Then, stir using a stirrer or the like to prepare a coating material for sliding parts.
  • the binder resin mentioned above may be in the form of a resin varnish in which a predetermined amount of the binder resin is dissolved in 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide (MPA) in advance.
  • MPA 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide
  • the sliding member according to the present application includes the above-mentioned resin coating on the sliding surface of the base material.
  • the surface of the base material is characterized in that it has been roughened in advance.
  • the sliding member related to this application complies with environmental regulations by using 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide (MPA) as a solvent, and has a base material and a resin coating. It has high adhesion with other materials, and has particularly excellent durability and reliability.
  • MPA 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide
  • the metal constituting the base material iron, aluminum, etc. can be used.
  • a method for roughening the sliding surface of this base material conventionally known methods such as shot blasting, sandblasting, alumite treatment, etc. can be employed.
  • a grinder or the like is used to reduce the surface to the desired coating thickness. The surface of the resin coating may be smoothed by grinding.
  • Example 1 first, the solvent 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide (MPA), polyamideimide resin (PAI), polytetrafluoroethylene (PTFE) and graphite were brought into contact and stirred and mixed using a stirrer to prepare a sliding paint.
  • the polytetrafluoroethylene used had an average particle size of 10 ⁇ m.
  • the surface was roughened by shot blasting. At this time, the surface roughness (ten-point average roughness/Rz) of the swash plate base material after the roughening treatment was 9.0 ⁇ m.
  • a sliding paint obtained by adjusting the above-mentioned compounding ratio was applied to the surface of this swash plate base material by a spray method, and then left in a heating device and heat-treated at 230° C. for 30 minutes. At this time, the average thickness of the resin coating after heat treatment was 50 ⁇ m. Next, this resin coating was ground with a grinder to smooth the surface to obtain a swash plate base material with a resin coating having an average film thickness of 25 ⁇ m and a surface roughness (arithmetic mean roughness/Ra) of 0.8 ⁇ m. Table 2 shows the content of each component in the resin coating of this resin-coated swash plate base material.
  • FIG. 1(A) shows an image obtained by this EDX analysis. Note that the white part in this image is the part where fluorine element is present.
  • a swash plate base material with a resin coating was manufactured separately using the method described above, and tested using a rotary friction and wear tester using machine oil as a lubricant and shoes as a mating shaft (high carbon chromium bearing steel material).
  • One cycle consists of a machine load of 10,000 N, a rotational speed of 8,000 rpm, and 30 seconds, and this cycle is repeated 15 times.
  • the number of cycles specified in this test is 15 cycles, but if any abnormal noise or abnormal torque fluctuation occurs in the rotary friction and wear tester before the specified number of cycles (15 cycles) is reached, the test will be canceled.
  • the test was conducted while visually checking for defects such as peeling of the resin coating and abnormal wear.
  • Example 2 differs from Example 1 only in that the proportion (%) of the total area of the fluorine element detection site on the resin coating surface of the resin coating swash plate base material is 4.6%. Therefore, the description of the manufacturing method of the resin-coated swash plate base material and the evaluation method thereof will be omitted.
  • Tables 1 and 2 Various parameters and evaluation results of this Example 2 are shown in Tables 1 and 2.
  • Example 3 the average particle size of polytetrafluoroethylene was 20 ⁇ m, and the ratio (%) of the total area of the fluorine element detection site on the resin coating surface of the resin coating swash plate base material was 6.4%.
  • This embodiment differs from the first embodiment only in this respect. Therefore, the description of the manufacturing method of the resin-coated swash plate base material and the evaluation method thereof will be omitted.
  • Example 4 shows the blending ratios of 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide (MPA), polyamideimide, polytetrafluoroethylene, and graphite, and the fluorine element on the surface of the resin coating in the resin-coated swash plate base material.
  • MPA 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide
  • polyamideimide polytetrafluoroethylene
  • graphite graphite
  • fluorine element on the surface of the resin coating in the resin-coated swash plate base material The only difference from Example 1 is that the proportion (%) of the total area of the detection site is 7.8%. Therefore, the description of the manufacturing method of the resin-coated swash plate base material and the evaluation method thereof will be omitted.
  • Comparative Example 1 shows the mixing ratios of 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide (MPA), polyamideimide, polytetrafluoroethylene, and graphite, and the fluorine element on the surface of the resin coating in the resin-coated swash plate base material.
  • MPA 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide
  • polyamideimide polyamideimide
  • polytetrafluoroethylene polytetrafluoroethylene
  • graphite the fluorine element on the surface of the resin coating in the resin-coated swash plate base material.
  • the only difference from Example 1 is that the ratio (%) of the total area of the detection site is 2.5%. Therefore, the description of the manufacturing method of the resin-coated swash plate base material and the evaluation method thereof will be omitted.
  • FIG. 1(B) shows an image obtained by EDX analysis.
  • Comparative Example 2 shows the mixing ratios of 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide (MPA), polyamideimide, polytetrafluoroethylene, and graphite, and the fluorine element on the surface of the resin coating in the resin-coated swash plate base material.
  • MPA 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide
  • polyamideimide polyamideimide
  • polytetrafluoroethylene polytetrafluoroethylene
  • graphite the fluorine element on the surface of the resin coating in the resin-coated swash plate base material.
  • the only difference from Example 1 is that the ratio (%) of the total area of the detection site is 10.9%. Therefore, the description of the manufacturing method of the resin-coated swash plate base material and the evaluation method thereof will be omitted.
  • FIG. 1(C) shows an image obtained by EDX analysis.
  • Comparative Example 3 shows the mixing ratios of 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide (MPA), polyamideimide, polytetrafluoroethylene, and graphite, and the fluorine element on the surface of the resin coating in the resin-coated swash plate base material.
  • MPA 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide
  • polyamideimide polyamideimide
  • polytetrafluoroethylene polytetrafluoroethylene
  • graphite graphite
  • Comparative Example 4 has the following characteristics: the blending ratio of 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide (MPA), polyamideimide, polytetrafluoroethylene, and graphite, the average particle size of polytetrafluoroethylene being 4 ⁇ m, and the resin.
  • MPA 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide
  • polyamideimide polyamideimide
  • polytetrafluoroethylene polytetrafluoroethylene
  • graphite the average particle size of polytetrafluoroethylene
  • Comparative Example 4 Using the resin coated swash plate base material obtained in Comparative Example 1, a sliding performance test was conducted under the same conditions as in Example 1, and the appearance of the resin coat was visually observed. Problems such as peeling and abnormal wear occurred. Various parameters and evaluation results of Comparative Example 4 are shown in Tables 1 and 2.
  • Comparative Example 5 In Comparative Example 5, the average particle size of polytetrafluoroethylene was 4 ⁇ m, and the ratio (%) of the total area of the fluorine element detection site on the resin coated surface of the resin coated swash plate base material was 10.2%. This example differs from Example 1 only in certain points. Therefore, the description of the manufacturing method of the resin-coated swash plate base material and the evaluation method thereof will be omitted. Using the resin-coated swash plate base material obtained in Comparative Example 5, a sliding performance test was conducted under the same conditions as in Example 1, and the appearance of the resin coating was visually observed. Problems such as peeling and abnormal wear occurred. Various parameters and evaluation results of Comparative Example 5 are shown in Tables 1 and 2.
  • the sliding member contains 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide (MPA), a binder resin, and fluororesin particles, and the average particle diameter of the fluororesin particles is 7 ⁇ m to 25 ⁇ m.
  • MPA 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide
  • Examples 1 to 4 in which the ratio (%) of the total area of the fluorine element detection site in the fluorine element mapping diagram in EDX analysis on the surface of the resin coating covering the sliding surface of the base material is 4% to 8%.
  • the resin coating for sliding members according to the present application can be used to prevent adhesion of sliding members in mechanical devices such as compressors.
  • the sliding member having the resin coating on the sliding surface of the base material according to the present application can be suitably used in mechanical devices such as ordinary compressors, as well as mechanical devices used in particularly harsh environments such as vehicle compressors. Can be done.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Compressor (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

【課題】本件出願に係る発明は、３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド（ＭＰＡ）を溶媒として用いることに伴い、低分子量のバインダー樹脂を採用した場合であっても、高分子量のバインダー樹脂を採用したものと同等の強度、耐久性及び潤滑性を発揮する摺動部材用の樹脂被膜、及び基材表面にこれを備えた摺動部材を提供することを課題とする。 【解決手段】この課題を解決するために、本件出願に係る発明は、ＭＰＡとバインダー樹脂とフッ素樹脂粒子とを含み、当該フッ素樹脂粒子の粒径は、７μｍ～２５μｍであり、当該摺動部材を構成する基材の摺動面を覆う当該樹脂被膜の表面についてＥＤＸ分析でのフッ素元素マッピング図におけるフッ素元素検出部位の総面積の割合（％）が４％～８％であることを特徴とする摺動部材用の樹脂被膜、及び基材の摺動面にこれを備える摺動部材を採用する。

Description

樹脂被膜及び摺動部材
　本件出願は、摺動部材用の凝着防止のための樹脂被膜及び、基材の摺動面にこれを備えた摺動部材に関する。
　コンプレッサー等の機械装置に備わる摺動部材には、耐摩耗性、耐焼付き性、潤滑性等を改善する目的で、その摺動面に樹脂被膜が設けられている場合がある。そして、この樹脂被膜には、様々な成分のものが提案されている。ここで、樹脂被膜の成分であるバインダー樹脂を検討する際に重要となるものの一つが、当該バインダー樹脂を溶解するために用いる溶媒の種類である。従来、この溶媒には、主にＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）が採用されてきた。その理由は、Ｎ－メチル－２－ピロリドンは、様々なバインダー樹脂に対して優れた溶解性を有する極性溶媒であることから、これを用いることで好適な摺動部材用の塗料を得ることができるためである。
　ここで、環境規制等の観点から、このＮＭＰの代替として提案されている溶媒の一つが、３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド（ＭＰＡ）である。しかし、ＭＰＡの溶解度はＮ－メチル－２－ピロリドンと比較して低いため、溶解できるバインダー樹脂の分子量が低くなる。低分子量のバインダー樹脂による樹脂被膜の強度及び耐久性は、高分子量のバインダー樹脂と比較して一般的に低い。
　特許文献１には、「ポリテトラフルオロエチレン、ポリアミドイミド樹脂及びフィラーと、３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミドとを含む、カーエアコンコンプレッサーピストン用の樹脂組成物から形成した塗膜」が開示されている。
　また、特許文献２には、「バインダー樹脂とフッ素樹脂粒子とを含む配合物を３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミドに混合及び分散させてなる摺動用塗料を基材に塗布し、前記基材上の前記摺動用塗料を加熱により硬化させることで形成される摺動皮膜を摺動部に備える斜板式圧縮機」が開示されている。
特開２０２２－１５６８０ 特開２０２０－２０３２４３
　しかし、例えば、車載用コンプレッサーでは、まれに液圧縮での運転が必要となる場合があり、樹脂被膜に対してより高い耐久性が求められている。そのため、この特許文献１及び特許文献２の塗膜及び斜板式圧縮機は、いまだ改善の余地があり、市場要求を十分に満たすものではなかった。
　本件出願に係る発明は、３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド（ＭＰＡ）を溶媒として用いることに伴い、低分子量のバインダー樹脂を採用した場合であっても、高分子量のバインダー樹脂を採用したものと同等の強度、耐久性及び潤滑性を発揮する摺動部材用の樹脂被膜、及び基材の摺動面にこれを備えた摺動部材を提供することを課題とする。
　本件発明者は、鋭意研究の結果、以下の手段を採用することにより、上述の課題を解決するに至った。
Ａ．本件出願に係る樹脂被膜
　本件出願に係る樹脂被膜は、摺動部材用の凝着防止のためのものであって、３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド（ＭＰＡ）とバインダー樹脂とフッ素樹脂粒子とを含み、当該フッ素樹脂粒子の粒径は、７μｍ～２５μｍであり、当該摺動部材を構成する基材の摺動面を覆う当該樹脂被膜の表面についてＥＤＸ分析でのフッ素元素マッピング図におけるフッ素元素検出部位の総面積の割合（％）が４％～８％であることを特徴とする。
　本件出願に係る樹脂被膜の膜厚は、前記フッ素樹脂粒子の粒径以上であることが好ましい。
　本件出願に係る樹脂被膜の膜厚は、１０μｍ～２５μｍであることが好ましい。
　本件出願に係る樹脂被膜は、更にグラファイトを含み、当該グラファイトの含有量は、１質量％～１０質量％であることが好ましい。
　本件出願に係る樹脂被膜におけるバインダー樹脂は、ポリアミドイミド樹脂又はポリイミド樹脂であることが好ましい。
Ｂ．本件出願に係る摺動部材
　本件出願に係る摺動部材は、上述の本件出願に係る樹脂被膜を基材の摺動面に備え、当該基材の摺動面は、予め粗化処理されていることが好ましい。
　本件出願に係る樹脂被膜は、３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド（ＭＰＡ）を溶媒として用いることに伴い、低分子量のバインダー樹脂を採用した場合であっても、高分子量のバインダー樹脂を採用したものと同等の強度、耐久性及び潤滑性を発揮することができる。そして、本件出願に係る樹脂被膜を基材の摺動面に備え、当該基材の摺動面を予め粗化処理した摺動部材は、環境規制等に対応しつつ、特に耐久性及び信頼性に優れたものである。
（Ａ）～（Ｄ）は、本件出願に係る実施例１及び、比較例１～比較例３における、樹脂被膜表面のＥＤＸ分析で得た画像を示す。 （Ａ）～（Ｄ）は、本件出願に係る実施例１及び、比較例１～比較例３における、摺動性能試験後の樹脂被膜表面の外観写真を示す。
　以下に、図１及び図２を参照して、本件出願に係る樹脂被膜及び摺動部材の一実施形態を説明する。
Ａ．本件出願に係る樹脂被膜
　本件出願に係る樹脂被膜は、摺動部材用の凝着防止のためのものである。すべり軸受と回転軸、固定スクロールと可動スクロール等の互いの摺動部材が、これを内部に備える機械装置の運転に伴い高速で長時間摺動すると、摺動部材を構成する基材の摺動面が、摩擦熱により融解して凝着する。そして、互いの摺動部材が凝着すると、これを内在する機械装置が故障するおそれがある。本件出願に係る発明は、これを未然に防ぐ目的で、摺動部材を構成する基材の摺動面に設けるための樹脂被膜を提供するものである。
　本件出願に係る樹脂被膜は、３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド（ＭＰＡ）とバインダー樹脂とフッ素樹脂粒子とを含み、当該フッ素樹脂粒子の粒径は、７μｍ～２５μｍである。そして、本件出願に係る樹脂被膜は、摺動部材を構成する基材の摺動面を覆う樹脂被膜の表面についてＥＤＸ分析でのフッ素元素マッピング図におけるフッ素元素検出部位の総面積の割合（％）が４％～８％であることを特徴とする。本件出願に係る樹脂被膜は、当該要件を具備することにより、３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド（ＭＰＡ）を溶媒として用いることに伴い、低分子量のバインダー樹脂を採用した場合であっても、高分子量のバインダー樹脂を採用したものと同等の強度、耐久性及び潤滑性を発揮することができる。
　本件出願に係る樹脂被膜は、上述のとおり、３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド（ＭＰＡ）とバインダー樹脂とフッ素樹脂粒子とを含む。このうち、ＭＰＡは、樹脂被膜を形成する際に用いる塗料に含まれる溶媒（バインダー樹脂を溶解するために用いる溶媒）である。しかし、摺動部材を構成する基材の摺動面に本件出願に係る樹脂被膜を設けるにあたり、樹脂被膜中から溶媒であるＭＰＡを全て除去することは困難であり、概ね２００００ｐｐｍ以下のＭＰＡが樹脂被膜中に含まれるものとなる。また、フッ素樹脂粒子は固体潤滑剤として機能するものであり、特に貧潤滑時における樹脂被膜の潤滑性を高め、且つ樹脂被膜の耐久性等を向上させるためのものである。
　ここで、本件出願に係る樹脂被膜の膜厚は、フッ素樹脂粒子の粒径以上であることが好ましい。樹脂被膜の膜厚がフッ素樹脂粒子の粒径よりも小さい場合、樹脂被膜の表面からフッ素樹脂粒子が一部露出することとなる。摺動部材を構成する基材の摺動面に、当該態様の樹脂被膜を設けて、これを内在する機械装置を製造し運転すると、機械装置の運転中にフッ素樹脂粒子が樹脂被膜から脱落する、摩擦によりフッ素樹脂粒子の露出部分が削れる等してフッ素樹脂粒子が機械装置内に混入し、予期せぬ不具合を引き起こすおそれがある。また、フッ素樹脂粒子が樹脂被膜から脱落すると、脱落した部分の樹脂被膜の膜厚が極端に小さくなり、樹脂被膜の強度が低下して機械装置の運転中に摺動部材を構成する基材の摺動面から剥離するおそれがある。
　そして、この樹脂被膜の膜厚は、１０μｍ～２５μｍであることがより好ましい。この樹脂被膜の膜厚が１０μｍ未満であると、樹脂被膜の強度及び耐久性が低下して、機械装置の運転中に樹脂被膜に割れや欠けが生じる、摺動部材を構成する基材の摺動面から剥離する傾向にあるため好ましくない。一方、樹脂被膜の膜厚が２５μｍを超えても、摺動部材の放熱性が低下して、機械装置の運転中に、摩擦熱によりその一部が溶解し、樹脂被膜の表面に歪みや変形等が生じ、機械装置を正常に運転できなくなる傾向にあるため好ましくない。
＜バインダー樹脂＞
　バインダー樹脂は、樹脂被膜の形成に用いる塗料を調整する際に、溶媒として用いる３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド（ＭＰＡ）に対して所定量溶解するものであれば、その種類に特段の制限はない。例えば、本件出願に係る発明で採用できるバインダー樹脂としては、ポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ）、ポリイミド樹脂（ＰＩ）、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。このうち、本件出願に係る発明においては、摺動部材同士の凝着等により生じる焼き付きの抑制に優れた、ポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ）又はポリイミド樹脂（ＰＩ）をバインダー樹脂として採用することが好ましい。ポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ）及びポリイミド樹脂（ＰＩ）は、耐熱性、強度及び耐久性が高く、加工性も比較的良好である。
＜フッ素樹脂粒子＞
　本件出願に係る発明で採用できるフッ素樹脂粒子の種類に特段の制限はなく、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ペルフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）等が挙げられる。このうち、耐熱性及び耐摩耗性が優れるＰＴＦＥを用いることが好ましい。
　ここで、フッ素樹脂粒子の好適な粒径は、７μｍ～２５μｍである。このフッ素樹脂粒子の粒径が７μｍ未満であると、樹脂被膜の強度及び耐久性を向上させるために多量のフッ素樹脂粒子を用いる必要があると共に、材料の取り扱いが困難になる傾向があるため好ましくない。一方、フッ素樹脂粒子の粒径が２５μｍを超えても、摺動部材を構成する基材の摺動面に当該フッ素樹脂粒子を確実に固定するために樹脂被膜の膜厚を極端に大きくする必要があり、摺動部材の放熱性が低下するため好ましくない。
　そして、本件出願に係る樹脂被膜は、摺動部材を構成する基材の摺動面を覆う樹脂被膜の表面についてＥＤＸ分析でのフッ素元素マッピング図におけるフッ素元素検出部位の総面積の割合（％）を４％～８％とする必要がある。より具体的には、この「フッ素元素検出部位の総面積の割合（％）」は、例えば、ＳＥＭ－ＥＤＸ分析装置を用いてフッ素元素の分布画像を取得した後、画像解析ソフトを用いて当該画像を二値化して求めたフッ素元素の総面積と、画像の視野面積（１．０ｍｍ×１．３ｍｍ）から算出できる。このフッ素元素検出部位の総面積の割合（％）が４％未満であると、樹脂被膜の表面近傍におけるフッ素樹脂粒子の含有量が少なすぎることから、樹脂被膜の潤滑性及び耐久性を向上させる効果が十分得られない傾向にあるため好ましくない。一方、このフッ素元素検出部位の総面積の割合（％）が８％を超えても、相対的に樹脂被膜の表面近傍におけるバインダー樹脂の含有量が低下し、バインダー樹脂によりフッ素樹脂粒子を樹脂被膜中に保持する力が弱くなることから、フッ素樹脂粒子が樹脂被膜から一部脱落する等して樹脂被膜の強度及び耐久性が低下する傾向にあるため好ましくない。
　更に、フッ素樹脂粒子の含有量は、１５質量％～２５質量％であることが好ましい。このフッ素樹脂粒子の含有量が１５質量％未満であると、樹脂被膜の強度及び耐久性を改善する効果が得られない傾向にあるため好ましくない。一方、フッ素樹脂粒子の含有量が２５質量％を超えても、相対的にバインダー樹脂の含有量が低下し、摺動部材を構成する基材の摺動面に対する樹脂被膜の密着性が低下する傾向にあるため好ましくない。
＜潤滑剤＞
　本件出願に係る樹脂被膜は、更に、グラファイトや二硫化モリブデン等の潤滑剤を含むことが好ましい。樹脂被膜がこれらの潤滑剤を含むものであると、樹脂被膜表面の摩擦係数が低下すると共に耐摩耗性が向上して、摺動部材を構成する基材の摺動面に当該樹脂被膜を設けた際に、摺動特性が良好なものとなるためである。そして、これらの潤滑剤のうち、材料の取り扱い易さや比較的安価であること等の観点から、グラファイトを用いることがより好ましい。
　潤滑剤としてグラファイトを用いる場合、グラファイトの含有量は、１質量％～１０質量％であることが好ましい。このグラファイトの含有量が１質量％未満であると、樹脂被膜の摩擦係数の低下、耐摩耗性の向上等の効果が得られない傾向にあるため好ましくない。一方、グラファイトの含有量が１０質量％以上であっても、樹脂被膜の摩擦係数が低下すると共に耐摩耗性が向上する効果がより大きくなるものでもなく、単なる資源の無駄となるため好ましくない。以上に、樹脂被膜の成分及び構造について説明した。次に、この樹脂被膜の形成方法について簡単に説明する。
　本件出願に係る樹脂被膜は、上述のとおり、摺動部材用の凝着防止のためのものである。そのため、本件出願に係る発明に対する理解をより容易なものとする目的で、その成膜対象を摺動部材を構成する基材の摺動面として、本件出願に係る樹脂被膜の形成方法を説明する。樹脂被膜を基材の摺動面に形成するためには、まず、溶媒である３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド（ＭＰＡ）、バインダー樹脂、フッ素樹脂粒子及びグラファイト等の添加物を接触させて、撹拌機等を用いて攪拌し、摺動部材用塗料を調整する。これをスプレー法等の従来公知の方法で、摺動部材を構成する基材の摺動面に塗布する。次いで、基材が変形するおそれのない温度（例えば、基材がアルミニウム製の場合、１６０℃～１８０℃）で１５分間～１２０分間の熱処理を行うことにより、摺動部材を構成する基材の摺動面に樹脂被膜を形成することができる。なお、上述のバインダー樹脂としては、予め３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド（ＭＰＡ）に所定量バインダー樹脂を溶解した樹脂ワニスの状態のものを用いてもよい。
Ｂ．本件出願に係る摺動部材
　本件出願に係る摺動部材は、基材の摺動面に上述の樹脂被膜を備えるものである。そして、当該基材の表面は、予め粗化処理されていることを特徴とする。本件出願に係る摺動部材は、当該要件を具備することにより、３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド（ＭＰＡ）を溶媒として用いることにより環境規制等に対応しつつ、基材と樹脂被膜との密着性が高く、特に耐久性及び信頼性に優れたものである。
　ここで、基材を構成する金属としては、鉄やアルミニウム等を用いることができる。そして、この基材の摺動面を粗化する方法としては、ショットブラスト法やサンドブラスト法、アルマイト処理等の従来公知の方法を採用することができる。また、摺動部材を構成する基材の摺動面に樹脂被膜を設けるにあたり、所望の膜厚よりも大きい厚さで樹脂被膜を形成した後、研削機等を用いて所望の膜厚まで表面を研削し、樹脂被膜の表面を平滑化してもよい。
　以下に、本件出願に係る発明の実施例及び比較例を示し、当該発明についてより具体的に説明する。なお、本件出願に係る発明の技術的思想は、以下に述べる実施例の記載に限定して解釈されるものではない。
　本実施例１では、まず、表１に記載の配合割合となるよう、溶媒である３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド（ＭＰＡ）と、ポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）及びグラファイトとを接触させて、撹拌機により攪拌混合して摺動用塗料を調整した。なお、ポリテトラフルオロエチレンは、平均粒径が１０μｍのものを使用した。次いで、鋼鉄からなる斜板基材を脱脂処理した後、表面をショットブラスト法で粗化した。このとき、粗化処理後の斜板基材の表面粗さ（十点平均粗さ・Ｒｚ）は、９．０μｍだった。この斜板基材の表面に、上述の配合割合で調整して得た摺動用塗料をスプレー法で塗布した後、加熱装置内に静置して２３０℃で３０分間の熱処理を行った。このとき、熱処理後の樹脂被膜の平均膜厚は、５０μｍだった。次いで、この樹脂被膜を研削機で研削して表面を平滑化し、平均膜厚２５μｍ、表面粗さ（算術平均粗さ・Ｒａ）０．８μｍの樹脂被膜付き斜板基材を得た。この樹脂被膜付き斜板基材における樹脂被膜中の各成分の含有量を表２に示す。
　続いて、この樹脂被膜付き斜板基材における樹脂被膜表面のフッ素元素を、ＳＥＭ－ＥＤＸ分析装置（日本電子株式会社製のＪＳＭ－ＩＴ３００）を用いて、加速電圧２０ｋＶ、観察倍率１００倍、測定時間（積算時間）３０分間の条件で分析した。図１（Ａ）に、このＥＤＸ分析で得た画像を示す。なお、この画像における白色部分が、フッ素元素が存在する部分である。次いで、画像解析ソフト（三谷商事株式会社製のＷｉｎＲＯＯＦ、バージョン７．０．０）を用いて、このＥＤＸ分析で得た画像を二値化してフッ素元素を抽出し、視野面積（１．０ｍｍ×１．３ｍｍ）当たりのフッ素元素マッピング図におけるフッ素元素検出部位の総面積の割合（％）を算出したところ、その数値は５．９％だった。その結果を表２に示す。
　次に、上述の方法で樹脂被膜付き斜板基材を別途製造し、回転式摩擦摩耗試験機を用いて、機械油を潤滑油、シューを相手軸（高炭素クロム軸受鋼鋼材）として、試験機荷重１００００Ｎ、回転速度８０００ｒｐｍ、３０秒間を１サイクルとして、これを１５サイクル繰り返すものである。なお、本試験で規定するサイクル数は１５サイクルであるが、この規定のサイクル数（１５サイクル）に達する前に、回転式摩擦摩耗試験機に異音や異常なトルク変動が生じた場合は試験を中断し、目視により樹脂被膜の剥離や異常摩耗等の不具合を確認しつつ、試験を行うものとした。本実施例においては、規定の時間中に異音や異常なトルク変動等は生じず、本摺動性能試験を行った後に樹脂被膜の外観を目視で観察すると、樹脂被膜に剥離や異常摩耗等の不具合は生じていなかった。この摺動性能試験の試験結果を、表２に示す。なお、表２において、試験後の樹脂被膜に剥離等の不具合が生じなかったものは「〇」、剥離や異常摩耗等の不具合が生じたものは「×」と記載した。また、この摺動性能試験後の樹脂被膜付き斜板基材の外観写真を図２（Ａ）に示す。
　実施例２は、樹脂被膜付き斜板基材における樹脂被膜表面のフッ素元素検出部位の総面積の割合（％）が４．６％である点のみが、実施例１と異なる。そのため、樹脂被膜付き斜板基材の製造方法及びその評価方法については、記載を省略する。そして、この実施例２で得た樹脂被膜付き斜板基材を用いて、実施例１と同様の条件で摺動性能試験を行った後、樹脂被膜の外観を目視で観察したところ、樹脂被膜に剥離や異常摩耗等の不具合は生じていなかった。なお、本実施例においても、規定の時間中に回転式摩擦摩耗試験機に異音や異常なトルク変動等は生じなかった。この実施例２の各種パラメータ及び評価結果を表１及び表２に示す。
　実施例３は、ポリテトラフルオロエチレンの平均粒径が２０μｍである点、及び、樹脂被膜付き斜板基材における樹脂被膜表面のフッ素元素検出部位の総面積の割合（％）が６．４％である点のみが、実施例１と異なる。そのため、樹脂被膜付き斜板基材の製造方法及びその評価方法については、記載を省略する。そして、この実施例３で得た樹脂被膜付き斜板基材を用いて、実施例１と同様の条件で摺動性能試験を行った後、樹脂被膜の外観を目視で観察したところ、樹脂被膜に剥離や異常摩耗等の不具合は生じていなかった。なお、本実施例においても、規定の時間中に回転式摩擦摩耗試験機に異音や異常なトルク変動等は生じなかった。この実施例３の各種パラメータ及び評価結果を表１及び表２に示す。
　実施例４は、３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド（ＭＰＡ）、ポリアミドイミド、ポリテトラフルオロエチレン及びグラファイトの各配合割合、及び、樹脂被膜付き斜板基材における樹脂被膜表面のフッ素元素検出部位の総面積の割合（％）が７．８％である点のみが、実施例１と異なる。そのため、樹脂被膜付き斜板基材の製造方法及びその評価方法については、記載を省略する。そして、この実施例４で得た樹脂被膜付き斜板基材を用いて、実施例１と同様の条件で摺動性能試験を行った後、樹脂被膜の外観を目視で観察したところ、樹脂被膜に剥離や異常摩耗等の不具合は生じていなかった。なお、本実施例においても、規定の時間中に回転式摩擦摩耗試験機に異音や異常なトルク変動等は生じなかった。この実施例４の各種パラメータ及び評価結果を表１及び表２に示す。
比較例
［比較例１］
　比較例１は、３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド（ＭＰＡ）、ポリアミドイミド、ポリテトラフルオロエチレン及びグラファイトの各配合割合、及び、樹脂被膜付き斜板基材における樹脂被膜表面のフッ素元素検出部位の総面積の割合（％）が２．５％である点のみが、実施例１と異なる。そのため、樹脂被膜付き斜板基材の製造方法及びその評価方法については、記載を省略する。また、図１（Ｂ）に、ＥＤＸ分析で得た画像を示す。そして、この比較例１で得た樹脂被膜付き斜板基材を用いて、実施例１と同様の条件で摺動性能試験を行った後、樹脂被膜の外観を目視で観察すると、樹脂被膜に剥離や異常摩耗等の不具合が生じていた。この比較例１の各種パラメータ及び評価結果を表１及び表２に示す。また、この摺動性能試験後の樹脂被膜付き斜板基材の外観写真を図２（Ｂ）に示す。
［比較例２］
　比較例２は、３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド（ＭＰＡ）、ポリアミドイミド、ポリテトラフルオロエチレン及びグラファイトの各配合割合、及び、樹脂被膜付き斜板基材における樹脂被膜表面のフッ素元素検出部位の総面積の割合（％）が１０．９％である点のみが、実施例１と異なる。そのため、樹脂被膜付き斜板基材の製造方法及びその評価方法については、記載を省略する。また、図１（Ｃ）に、ＥＤＸ分析で得た画像を示す。そして、この比較例２で得た樹脂被膜付き斜板基材を用いて、実施例１と同様の条件で摺動性能試験を行った後、樹脂被膜の外観を目視で観察すると、樹脂被膜に剥離や異常摩耗等の不具合が生じていた。この比較例２の各種パラメータ及び評価結果を表１及び表２に示す。また、この摺動性能試験後の樹脂被膜付き斜板基材の外観写真を図２（Ｃ）に示す。
［比較例３］
　比較例３は、３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド（ＭＰＡ）、ポリアミドイミド、ポリテトラフルオロエチレン及びグラファイトの各配合割合、及び、樹脂被膜付き斜板基材における樹脂被膜表面のフッ素元素検出部位の総面積の割合（％）が１５．１％である点のみが、実施例１と異なる。そのため、樹脂被膜付き斜板基材の製造方法及びその評価方法については、記載を省略する。また、図１（Ｄ）に、ＥＤＸ分析で得た画像を示す。そして、この比較例３で得た樹脂被膜付き斜板基材を用いて、実施例１と同様の条件で摺動性能試験を行った後、樹脂被膜の外観を目視で観察すると、樹脂被膜に剥離や異常摩耗等の不具合が生じていた。この比較例３の各種パラメータ及び評価結果を表１及び表２に示す。また、この摺動性能試験後の樹脂被膜付き斜板基材の外観写真を図２（Ｄ）に示す。
［比較例４］
　比較例４は、３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド（ＭＰＡ）、ポリアミドイミド、ポリテトラフルオロエチレン及びグラファイトの各配合割合、ポリテトラフルオロエチレンの平均粒径が４μｍである点、及び樹脂被膜付き斜板基材における樹脂被膜表面のフッ素元素検出部位の総面積の割合（％）が６．４％である点のみが、実施例１と異なる。そのため、樹脂被膜付き斜板基材の製造方法及びその評価方法については、記載を省略する。そして、この比較例１で得た樹脂被膜付き斜板基材を用いて、実施例１と同様の条件で摺動性能試験を行った後、樹脂被膜の外観を目視で観察したところ、樹脂被膜に剥離や異常摩耗等の不具合が生じていた。この比較例４の各種パラメータ及び評価結果を表１及び表２に示す。
［比較例５］
　比較例５は、ポリテトラフルオロエチレンの平均粒径が４μｍである点、及び樹脂被膜付き斜板基材における樹脂被膜表面のフッ素元素検出部位の総面積の割合（％）が１０．２％である点のみが、実施例１と異なる。そのため、樹脂被膜付き斜板基材の製造方法及びその評価方法については、記載を省略する。そして、この比較例５で得た樹脂被膜付き斜板基材を用いて、実施例１と同様の条件で摺動性能試験を行った後、樹脂被膜の外観を目視で観察したところ、樹脂被膜に剥離や異常摩耗等の不具合が生じていた。この比較例５の各種パラメータ及び評価結果を表１及び表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
＜実施例と比較例との対比＞
　以上の結果より、３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド（ＭＰＡ）とバインダー樹脂とフッ素樹脂粒子とを含み、フッ素樹脂粒子の平均粒径が７μｍ～２５μｍであり、摺動部材を構成する基材の摺動面を覆う樹脂被膜の表面についてＥＤＸ分析でのフッ素元素マッピング図におけるフッ素元素検出部位の総面積の割合（％）が４％～８％である実施例１～実施例４は、樹脂被膜付き斜板基材を用いて摺動性能試験を行ったところ、樹脂被膜に剥離や異常摩耗等の不具合は生じなかった。
　一方、フッ素樹脂粒子の平均粒径が７μｍ～２５μｍの数値範囲外であるか、又は、摺動部材を構成する基材の摺動面を覆う樹脂被膜の表面についてＥＤＸ分析でのフッ素元素マッピング図におけるフッ素元素検出部位の総面積の割合（％）が４％～８％の数値範囲外である比較例１～比較例５は、樹脂被膜付き斜板基材を用いて摺動性能試験を行ったところ、樹脂被膜に剥離や異常摩耗等の不具合が生じた。
　本件出願に係る摺動部材用の樹脂被膜は、コンプレッサー等の機械装置における摺動部材の凝着防止のために用いることができる。そして、本件出願に係る樹脂被膜を基材の摺動面に備える摺動部材は、通常のコンプレッサー等の機械装置の他、車両用コンプレッサー等の特に過酷な環境で用いる機械装置において好適に用いることができる。

Claims (6)

  1. 　摺動部材用の凝着防止のための樹脂被膜であって、
    　３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパンアミド（ＭＰＡ）とバインダー樹脂とフッ素樹脂粒子とを含み、
    　当該フッ素樹脂粒子の粒径は、７μｍ～２５μｍであり、
    　当該摺動部材を構成する基材の摺動面を覆う当該樹脂被膜の表面についてＥＤＸ分析でのフッ素元素マッピング図におけるフッ素元素検出部位の総面積の割合（％）が４％～８％であることを特徴とする樹脂被膜。
  2. 　前記樹脂被膜の膜厚は、前記フッ素樹脂粒子の粒径以上である請求項１に記載の樹脂被膜。
  3. 　前記樹脂被膜の膜厚は、１０μｍ～２５μｍである請求項１又は請求項２に記載の樹脂被膜。
  4. 　前記樹脂被膜は、更にグラファイトを含み、
    　当該グラファイトの含有量は、１質量％～１０質量％である請求項１に記載の樹脂被膜。
  5. 　前記バインダー樹脂は、ポリアミドイミド樹脂又はポリイミド樹脂である請求項１に記載の樹脂被膜。
  6. 　請求項１に記載の樹脂被膜を基材の摺動面に備え、
    　当該基材の摺動面は、予め粗化処理されていることを特徴とする摺動部材。
PCT/JP2023/023508 2022-07-22 2023-06-26 樹脂被膜及び摺動部材 WO2024018835A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022-117541 2022-07-22
JP2022117541A JP2024014592A (ja) 2022-07-22 2022-07-22 樹脂被膜及び摺動部材

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024018835A1 true WO2024018835A1 (ja) 2024-01-25

Family

ID=89617648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/023508 WO2024018835A1 (ja) 2022-07-22 2023-06-26 樹脂被膜及び摺動部材

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2024014592A (ja)
WO (1) WO2024018835A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018188621A (ja) * 2017-04-28 2018-11-29 アクロス株式会社 摺動部材用被膜とこれを備える摺動部材
JP2020203243A (ja) * 2019-06-14 2020-12-24 サンデン・アドバンストテクノロジー株式会社 摺動皮膜の形成方法及び斜板式圧縮機
JP2022015680A (ja) * 2020-07-09 2022-01-21 ダイキン工業株式会社 塗料組成物、塗膜及び塗装物品
WO2022254910A1 (ja) * 2021-05-31 2022-12-08 ダイキン工業株式会社 塗料組成物、塗膜及び塗装物品

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018188621A (ja) * 2017-04-28 2018-11-29 アクロス株式会社 摺動部材用被膜とこれを備える摺動部材
JP2020203243A (ja) * 2019-06-14 2020-12-24 サンデン・アドバンストテクノロジー株式会社 摺動皮膜の形成方法及び斜板式圧縮機
JP2022015680A (ja) * 2020-07-09 2022-01-21 ダイキン工業株式会社 塗料組成物、塗膜及び塗装物品
WO2022254910A1 (ja) * 2021-05-31 2022-12-08 ダイキン工業株式会社 塗料組成物、塗膜及び塗装物品

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024014592A (ja) 2024-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105637244B (zh) 具有硫化锌和硫酸钡的滑动轴承材料和滑动轴承复合材料
JP4583750B2 (ja) 摺動材料
US8082899B2 (en) Double-layer lubrication coating composition, double-layer lubrication coating and piston having same coating
EP1469050A1 (en) Coating composition for use in sliding parts
EP2957784B1 (en) Sliding member
EP2995827A1 (en) Sliding member
WO2010126035A1 (ja) 摺動部材用被膜組成物
WO2013047800A1 (ja) しゅう動部材及びしゅう動材料組成物
WO2013039177A1 (ja) しゅう動部材及びしゅう動材料組成物
JP3133209B2 (ja) 潤滑膜形成用組成物及びそれを用いた滑り軸受
US20160251589A1 (en) Composition for lubricating film, sliding member using the composition for lubricating film, and method of manufacturing the composition for lubricating film
EP2224146A1 (en) Sliding member for thrust bearing
JP4767234B2 (ja) 摺動用被覆構造
KR102582842B1 (ko) 접동 부재용 조성물 및 접동 부재
JP5178698B2 (ja) 摺動用樹脂組成物
JP2007269936A (ja) 乾性潤滑被膜組成物
WO2024018835A1 (ja) 樹脂被膜及び摺動部材
JP2000136397A (ja) 固体潤滑皮膜材料及びそれを用いた摺動材料
JP6211924B2 (ja) 摺動用樹脂組成物
JP6650870B2 (ja) 塗膜付摺動部材及び塗膜形成方法
WO2018092857A1 (ja) 樹脂組成物および摺動部材
KR20190023583A (ko) 오일리스 베어링 부시
JP7146833B2 (ja) 乾性潤滑被膜形成用の塗料組成物、乾性潤滑被膜、及び摺動部材
WO2018092856A1 (ja) 樹脂組成物および摺動部材
JP2005170960A (ja) 摺動部材、潤滑性被膜、潤滑性被膜用塗料および摺動部材の表面被覆方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23842766

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1