JPH047376A

JPH047376A - 摺動部用塗料組成物

Info

Publication number: JPH047376A
Application number: JP11128790A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Oki; 芳郎沖; Yoshibumi Terayama; 寺山　義文
Original assignee: Chukoh Chemical Industries Ltd; NTN Engineering Plastics Corp
Current assignee: Chukoh Chemical Industries Ltd; NTN Engineering Plastics Corp
Priority date: 1990-04-25
Filing date: 1990-04-25
Publication date: 1992-01-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は産業機器の摺動部用塗料に用いる摺動部用塗
料組成物に関する。

〔従来の技術］一般に、機械・化学・電気・食品・宇宙・航空産業等の
各産業機器における滑り面、滑り軸受などの摺動部には
、無給油状態でも良好な低摩擦特性、耐摩耗性、耐熱性
を保つように滑り性の良好な摺動部用塗料が用いられて
いる。

このような摺動部用塗料には、大別して２つのタイプが
ある。第１のタイプとしては、テトラフルオロエチレン
樹脂（以下、ＰＴＦＥと略称する）、テトラフルオロエ
チレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体
（以下、ＰＦＡと略称する）、テトラフルオロエチレン
・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（以下、ＦＥＰと
略称する）その他のフッ素系重合体をバインダー樹脂と
共に有機溶媒に分散したものである。上記バインダー樹
脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミ
ドイミド樹脂またはポリイミド樹脂等がある。このよう
なバインダー樹脂を含んだ第１のタイプは、焼成時にバ
インダー樹脂が表面工ぶルギーの差によって下地側に片
寄るため密着性が良く、また、フッ素系重合体は表層側
に移動してその非粘着性が表層に現れる。このタイプは
、焼成時にフッ素系重合体を溶融する必要がなく、焼成
温度は前記したバインダー樹脂の溶融・硬化温度（１８
０〜２５０°Ｃ程度）とすればよいため、加工が容易で
ある。

しかし、この第１のタイプの摩擦特性および耐摩耗性は
、たとえば事務用機器などにおける２〜３　ｋｇｆ／ｃ
４程度の低荷重下での使用には充分耐え得るが、自動車
用摺動部材などにおける１０ｋｇｆ／（−４以上の高荷
重の使用条件では充分とはいえない。また、表層にはバ
インダー樹脂も混在するため、フッ素樹脂本来の優れた
非粘着性は得られなかった。

このような欠点に対処するものとして、非粘着性に優れ
たポリフェニレンサルファイド樹脂（以下、ＰＰＳと略
称する）を用いたものも公知であり（特開昭５７−９０
０４３号、特開昭５７−９００４４号）、ＰＴＦＥと配
合したものも知られている。

しかし、ＰＰＳは、ガラス転移点が約１００’Ｃであり
、耐熱性に劣るものであった。また、ＰＰＳとガラス転
移点２３０°Ｃのポリエーテルサルファイド樹脂（以下
、ＰＥＳと略称する）を配合したものも知られているが
、耐熱性は満足し得るものではない。

第２のタイプとして、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰまたは
テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（以下、Ｅ
ＴＦＥと略称する）を単独または充填剤と共に、前記し
たフッ素系重合体に配合したものがある。この摺動部用
塗料は、下地材である摺動部に密着させるため所定のプ
ライマーを塗布し、フッ素系重合体の溶融を利用して熱
融着して用いる。使用例としては、フライパン、鍋、包
丁またははさみなどのシルバーストーン（デュポン社製
）が揚げられる。

上記した第２のタイプは、表層でフッ素系重合体がフィ
ルム化するので非粘着性に優れている。

しかし、前記した第１のタイプ以上に耐摩耗性に劣り、
破れ、剥れ等の問題を起こすことから工業用摺動材料と
して用いることができなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上のように、フッ素系重合体本来の良好な非粘着性を
表層に有しながら低摩擦性、耐摩耗性に優れた摺動部用
塗料組成物は得られていないという問題点があり、これ
を解決することが課題となっていた。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するために、この発明はポリフェニレ
ンサルファイド樹脂１００重量部、ポリエーテルサルフ
ォン樹脂２０〜１００重量部と、フッ素系重合体１０〜
１００重量部およびフン他船２０〜５０重量部を必須成
分とする摺動部用塗料組成物を採用したものである。

また、上記のフッ素系重合体はテトラフルオロエチレン
・エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン・パーフ
ルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオ
ロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体および
テトラフルオロエチレン重合体からなる群から選ばれる
ＩＮ以上の重合体であればよく、上記ポリエーテルサル
フォン樹脂、フッ素系重合体およびフン他船が平均粒径
１１０１ｒ以下の微粒子であればよい。以下、その詳細
を述べる。

この発明におけるＰＰＳは、特に限定されるものではな
く、主要構造単位として、−数式で示される繰り返し単
位からなるポリマーである。

ＰＰＳは、吹き付は塗装に際して有機溶剤あるいは水に
均一に分散させて用いるため、平均粒径５ｎ以下の低分
子量のものが好ましい。このような条件を満たす市販の
ＰＰＳとしては、米国フィリップスペトロリアム社製ラ
イドンシー１あるいは米国特許第４０４６７４９号記載
のＰＰＳオリゴマーが望ましい、しかし、塗装方法とし
て、流動浸漬等のパウダーコーティング法を採用するな
らば直鎖状ｐｐｓ　（たとえば呉羽化学工業社製：ＫＳ
Ｐ）、架橋型ＰＰＳ　（たとえばトーブレン社製：Ｔ−
４）も使用し得る。

また、この発明におけるポリエーテルサルフォン樹ｙＪ
Ｆｊ（以下、ＰＥＳと略称する）は、特に限定されるも
のではなく、主要構造単位とじてで示される繰り返し単
位からなる非品性熱可塑性樹脂である。このようなＰＥ
Ｓは、平均粒径１０趨以下のものが好ましく、冷凍粉砕
などの手法で微粒子化したものを採用し得る。また、そ
の配合割合をＰ　Ｐ　Ｓ　１００重量部に対して２０〜
１００重量部とする理由は、２０重量部未満の少量では
形成された塗膜に充分な耐摩耗性が得られず、１００重
量部を越える多量では、摺動部下地材との密着強度が弱
まり、耐摩耗性に劣るからである。

また、この発明におけるフッ素系重合体は、ＰＴＦＥ、
ＰＦＡ、ＥＴＦＥ、ＦＥＰからなる群から選ばれる１種
以上の重合体であればよい。フッ素系重合体は、配合時
の分散性を考慮して、平均分子量５ｏｏｏｏ以下が好ま
しく、５０００〜３００００が特に好ましい。同様に、
平均粒径では、２０−以下が好ましく、５〜１０−が特
に好ましい。このような条件を満たす市販のフッ素系重
合体としては、次のものが挙げられる。すなわち、ＰＴ
ＦＥとして旭硝子社製ルーブリカントＬ１６９、ヘキス
ト社製ＴＦ９５０２、セントラル硝子社製セフラルルー
ブ、ＥＴＦＥとして旭硝子社製アフロンＣＯＰ、ＰＦＡ
として三井デュポン・フロロケミカル社製ＭＰＩＯなど
である。

素糸重合体が１０重量部未満の少量では充分な非粘着性
および摺動特性が得られず、１００重量部を越える多量
では、摺動部下地材との密着強度が弱まり耐摩耗性に劣
るからである。フッ素系重合体の併用例としては、ＥＴ
ＦＥとＰＴＦＥまたはＰＦＡとＰＴＦＥなどが挙げられ
る。

この発明におけるフッ化鉛は、形成される塗膜表面の平
滑性を保つため、平均粒径Ｉｏｎ以下の一般工業用のも
のを使用し得る。その配合割合は、ＰＰ５１００重量部
に対して２０〜５０重量部としている。なぜなら２０重
量部未満の少量では塗膜に充分な摺動特性が得られず、
５０重蓋部を越える多量では、摺動部下地材との密着強
度が弱まり耐摩耗性に劣るからである。

なお、この発明の目的を損なわない範囲で、樹脂組成物
に汎用される添加剤類を配合してもよい。

添加剤類の適当な配合割合は、それぞれ比重が異なるた
め体積部でこれを示せば、Ｐ　Ｐ　Ｓ　１００体積部に
対して５〜５０体積部が好ましく、１５〜３５体積部が
特に好ましい０代表的な添加剤類を以下に列挙する。

潤滑剤：グラファイト、二硫化モリブデン、補強剤ニガ
ラス繊維、カーボン繊維、ボロン繊維、炭化ケイ素繊維
、カーボンウィスカー、アスベスト、金属繊維、ロックウールなど、難燃剤：酸化アンチモン、炭酸マグネシウム、炭酸カル
シウムなど、電気特性向上剤：クレー、マイカなど、熱伝導度向上剤
二鉄、亜鉛、アルミニウム、銅その他の金属化合物その他の充填材ニガラスビーズ、ガラス球、アルミナ、
タルク、ケイソウ土、水和アルミナ、シラスバルーン、酸化亜鉛、酸化チタン、その他金属酸化物で５００°Ｃ以上で安定な天然若しくは合成の化合物、以上の材料を配合した組成物を製造するには、水または
有機溶剤へ分散させ、磁性ボール等によって粉砕し、均
質に混合する。このようにして得られた摺動部用塗料組
成物は、スプレー塗装、流動浸漬、静！塗装等によって
塗装する。

〔作用〕

以上述べたように、この発明の摺動部用塗料組成物は、
必須成分としてＰＰＳ、ＰＥＳ、フッ素系重合体および
フッ化鉛をそれぞれ所定の割合で併用することにより、
フッ素系重合体の非粘着性を表層に有して低摩擦性であ
り、かつ耐摩耗性に優れた塗膜を形成する。

〔実施例］実施例および比較例１〜４に用いた諸原料を一括して示
すと以下の通りである。

■ＰＰＳ　（米国フィリップス社製１−１）■ＥＴＦＥ
　（旭硝子社製ニアフロンｃｏｐ　）■ＰＦＡ（三井・
デュポンフロロケミカル社製：テフロンＰＦ＾門Ｐ−１
０） ■ＦＥＰ　（三井・デュポンフロロケミカル社製：テフ
ロン１００） ■ＰＴＦＥ　（ヘキスト社製：　ＴＦ９２０５）■ポリ
エーテルサルフォン樹脂（ＩＣ１社製：ｖＩＣＴＲＥＸ
５００３Ｐ　）　　（Ｐ　Ｅ　Ｓ　）■フッ化鉛（一般
試薬） ■グラファイト（日本黒鉛社製：ＡＣＰ）■界面活性剤
（ローム＆ハス社製ニドライドンＸ１００）［相］プロ
ピレングリコール（一般試薬）実施例１〜４：前記した有機粉体、無機充填側、界面活性剤および溶剤
を第１表に示す組成で一括して仕込み、第表塗料化した。すなわち、ＰＰＳを２５０ｇとして、各実
施例の組成の全量を１．５リツトルの容器に入れ、多数
の磁性ポール（直径２０５ｍ＋または２５ｍａ＋のもの
をそれぞれ０．５４　ｋｇずつ）を混在させて、回転数
８Ｏｒｐｍで８０時間、この磁性ボールを回転して組成
物を粉砕、混合した。

なお、第１表中の組成比は、ＰＰ５１００重量部に対す
る重量部で示した。

得られた塗料をスプレーガンでリング状の外径３３閣、
内径６ｍ、長さ６ｍの５ＵＪ２プレートに吹き付け、３
７０°Ｃで４５分間焼付けて平滑な塗膜を得た。この塗
膜に対して＊Ｓ摩耗特性、密着性、表面硬度、非粘着性
および耐熱性を以下の方法で調べ、得られた結果を第２
表にまとめて示した。

（１）摩擦試験相手材として５ＵＪ２の内径１７■、外径２１＋ｍ＋、
長さ１０■のリング試片を採用し、滑り速度１２．０ｍ
／分、面圧５．Ｏｋｇｆ／ｃｄの条件でスラスト型開Ｓ
試験機を用い動摩擦係数を測定した。

（２）摩耗試験相手材として５ＵＪ２の内径１７ｍ、外径２１ａｗ、長
さ１０ｍｎのリング試片を採用し、滑り速度１．０ｍ／
分、面圧３０．ｏｋｇｆ／ｃｄの条件でスラスト型摩擦
試験機を用い５０時間後の摩耗量（■）を測定した。

（３）密着性試験塗膜に１ｍ１１角の基盤目状のクロスカットを１０列Ｉ
Ｏ行形成し、感圧接着テープを用いて剥がれ強度試験を
行なった。その評価は、たとえばクロスカットの１００
目中ａ目剥がれた場合、（１００−ａ）／１００と表示
して評価した。

（４）−表面硬度試験鉛筆硬度試験機を用いて、荷重５００ｇでの塗膜引っか
き痕の発生を鉛筆硬度で評価した。

（５）非粘着性試験塗膜表面に水を滴下した際、両者の境界の接触角を接触
角測定器で測定した。

比較例１〜４：前記した有機粉体、無機充填側、界面活性剤および溶剤
を第１表に示す組成で一括して仕込み、実施例１〜４と
全く同様の手法で塗料および塗膜を得た。さらに、実施
例と比較するため、前記した試験（１）〜（６）を行な
い、この結果を第２表中に併記した。

比較例５：ＰＴＦＥ系熱融着熱融着タイプＡ社製プライマーａをス
プレーガンで外径３３ｍｍ、内径６ＩｆｉＩ１１、長さ
６ｒＩｍのＳＵＪ　２プレートに吹き付け、１００°Ｃ
で１０分間乾燥し、その上に同社製のプライマーｂを別
途同様に吹き付け、１００℃で１０分間乾燥した。さら
にトップコートとしてＰＴＦＥ系ディスバージョンを吹
き付け、３７０°Ｃで４５分間焼付けた。

比較例６：ＰＦＡ系熱融熱融着タイプ販Ｂ社製プライマーをスプレ
ーガンで外径３３ｓ１内径６ＩＩＩＩｌ１１長さ６ｗｎ
のＳＵＪ　２プレートに吹き付け、１００°Ｃで１０分
間乾燥し、その上にトップコートとしてＰＦＡ系ディス
バージョンを吹き付け、３５０″Ｃで３０分間焼付けた
。

比較例７：ポリアミドイミドとＰＴＦＥとからなるエナメルタイプ
の市販Ｃ社製塗料をスプレーガンで外径３３諭、内径６
ｍ、長さ６ＷのＳＵＪ　２に吹き付け、１００°Ｃで１
０分間乾燥し、さらに２３０°Ｃで４５分間焼付けた。

比較例５〜７で得られた塗膜に対して、前記試験（１）
〜（６）を行ない、得られた結果を第２表中に併記した
。

第２表からも明らかなように、ＰＰＳ、ＰＥＳ、フッ素
系重合体およびフッ化鉛からなる実施例１〜４は、動摩
擦係数が０．１５０〜０．１８０と低く、また、接触角
は１１０度と大きく、フッ素重合体本来の非粘着性が表
層に充分現われると共に、摩耗量も０．７■以下となり
、耐摩耗性にもきわめて優れた性質を示した。このよう
な特性は、ＰＴＥＦとＥＴＦＥを併用した実施例２で特
に顕著であった。

しかし、ＰＰＳにＰＥＳのみを４０重量部配合した比較
例１．ＰＴＥＦを３０重量部配合した比較例２、ＰＴＥ
Ｆを３０重量部とフッ化鉛３０重量部とを配合した比較
例３およびＰＴＥＦを３０重量部とＰＥＳを４０重量部
とを配合した比較例４は、実施例１〜４に比較して耐摩
耗性に劣っており、とくに、比較例１は、非粘着性にも
劣るものであった。また、ＰＴＦＥ系の熱融着タイプで
ある比較例５およびＰＦＡ系タイプである比較例６は、
非粘着性に優れるが、いずれも耐摩耗性および表面硬度
に劣り、摩耗量試験開始後、約１時間で下地が露出した
。バインダー樹脂とＰＴＦＥ混合のエナメルタイプであ
る比較例７は、摩擦係数が高く、耐摩耗性および非粘着
性に劣るものであった。

〔効果〕

この発明の摺動部用塗料組成物は、以上説明したように
、フッ素系重合体本来の非粘着性を表層に有すると共に
、低摩擦性でありかつ耐摩耗性に優れる塗膜を得ること
ができ、従来の塗料組成物に比べてはるかに優れた特性
を示すものであって、工業用摺動部用塗料として好適な
ものである。したがって、この発明の意義は、きわめて
大きいといえる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ポリフェニレンサルファイド樹脂１００重量部、
ポリエーテルサルフォン樹脂２０〜１００重量部と、フ
ッ素系重合体１０〜１００重量部およびフッ化鉛２０〜
５０重量部を必須成分とする摺動部用塗料組成物。
（２）フッ素系重合体がテトラフルオロエチレン・エチ
レン共重合体、テトラフルオロエチレン・パーフルオロ
アルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチ
レン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体およびテトラ
フルオロエチレン重合体からなる群から選ばれる１種以
上の重合体である請求項１記載の摺動部用塗料組成物。
（３）ポリエーテルサルフォン樹脂、フッ素系重合体お
よびフッ化鉛が平均粒径１０μｍ以下の微粒子である請
求項１記載の摺動部用塗料組成物。