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JP2983786B2 - Coating agent for forming lubricating film - Google Patents

Coating agent for forming lubricating film

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Publication number
JP2983786B2
JP2983786B2 JP35816492A JP35816492A JP2983786B2 JP 2983786 B2 JP2983786 B2 JP 2983786B2 JP 35816492 A JP35816492 A JP 35816492A JP 35816492 A JP35816492 A JP 35816492A JP 2983786 B2 JP2983786 B2 JP 2983786B2
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JP
Japan
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resin
lubricating film
forming
orthophosphates
solid lubricant
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JP35816492A
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Inventor
公正 村山
修司 山本
晃志 安藤
二郎 山下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、自動車駆動系
や原動機系のトルク伝達部位に使用されている摺動部材
に適用される潤滑被膜形成用被覆剤に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lubricant for forming a lubricating film applied to, for example, a sliding member used in a torque transmitting portion of an automobile driving system or a motor system.

【0002】[0002]

【従来技術】被覆剤を適用することにより、摺動部材に
潤滑被膜を形成させる場合、従来、該被覆剤は、バイン
ダーとして耐油性および耐熱性の優れたポリアミドイミ
ド樹脂、エポキシ樹脂あるいはフェノール樹脂に固体潤
滑剤として二硫化モリブデン、グラファイト微粉末ある
いは、カーボンファイバーなどを分散させた潤滑被膜形
成用被覆剤が適用されてきたが、耐荷重性、耐摩耗性に
限界があり、また、目的に合致した摩耗係数を得ること
ができず、応用分野が限られていた。このため、ニーズ
の多様化に、あるいは顧客の厳しい要求に充分対応でき
なくなってきている。
2. Description of the Related Art When a lubricating film is formed on a sliding member by applying a coating material, the coating material has conventionally been used as a binder with a polyamideimide resin, an epoxy resin or a phenol resin having excellent oil resistance and heat resistance. As a solid lubricant, molybdenum disulfide, graphite fine powder, or a coating agent for forming a lubricating film in which carbon fiber is dispersed has been applied, but there is a limit in load resistance and abrasion resistance, and it meets the purpose It was not possible to obtain a reduced wear coefficient, and the application field was limited. For this reason, it has become difficult to sufficiently respond to diversifying needs or strict requirements of customers.

【0003】[0003]

【本発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、摺
動部材に被覆して、所定の摩擦係数をクリアーしたうえ
で、耐荷重性、耐摩耗性にすぐれた潤滑被膜を形成する
潤滑被膜形成用被覆剤を提供する点にある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a lubricating film which covers a sliding member, clears a predetermined coefficient of friction, and forms a lubricating film having excellent load resistance and wear resistance. An object of the present invention is to provide a coating agent for forming a film.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、固体潤滑剤と
熱硬化性樹脂及び溶剤を含む潤滑被膜形成用被覆剤であ
って、該固体潤滑剤は、正リン酸塩類を含み、該固体潤
滑剤の該樹脂に対する体積比が0.1以上2.0以下の
範囲にあることを特徴とする潤滑被膜形成用被覆剤に関
する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a lubricant for forming a lubricating film, comprising a solid lubricant, a thermosetting resin, and a solvent, wherein the solid lubricant contains normal phosphates, The present invention relates to a coating material for forming a lubricating film, wherein a volume ratio of the lubricant to the resin is in a range of 0.1 to 2.0.

【0005】本発明の固体潤滑剤として使用される正リ
ン酸塩類とは、
[0005] The orthophosphates used as the solid lubricant of the present invention include:

【化1】A3PO4またはB3(PO42 (Aは一
価、Bは二価の金属である)であらわされるリン酸塩で
あり、例えば正リン酸カルシウム(第三リン酸カルシウ
ム)、正リン酸アルミニウム、正リン酸鉛、正リン酸亜
鉛、正リン酸鉄などが挙げられるが、正リン酸塩類であ
れば、これらに限定されるものではない。また、これら
の正リン酸塩類とともに、他の固体潤滑剤を併用するこ
とも可能である。しかしながら、この場合、固体膨潤剤
中正リン酸塩類は、体積%で5%以上100%以下の範
囲で含むものであり、好適には10%以上100%以下
の範囲が好ましい。この固体潤滑剤としては、通常使用
される固体潤滑剤を単独でまたは2種以上を混合して使
用される。但しポリ四フッ化エチレン樹脂(PTFE)
は焼付け荷重性を低下させるので好ましくない。好適に
使用される固体潤滑剤としては、二硫化モリブデン、グ
ラファイト、二硫化タングステン、窒化ホウ素、雲母、
三酸化アンチモンから選ばれる1種以上の固体潤滑剤が
挙げられる。このうち、特に好適には二硫化モリブデ
ン、グラファイト、二硫化タングステン、窒化ホウ素か
ら選ばれた1種以上の固体潤滑剤が使用される。最も好
適には、二硫化モリブデン、グラファイトから選ばれた
固体潤滑剤又は両者を混合した固体潤滑剤が使用され
る。本発明に使用される熱硬化性樹脂とは、耐熱性を有
したものであれば、特に限定されないが、好適には、1
00℃以上の熱変形温度を有した熱硬化性樹脂が用いら
れる。その例としては、ポリアミドイミド樹脂、フェノ
ール樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、ポリイミド
樹脂などが挙げられる。本発明においては、正リン酸塩
類を含む固体膨潤剤と樹脂の体積比が0.1以上2.0
以下であることが必要である。この値が0.1未満の場
合、樹脂被膜が形成され、耐荷重性が弱くなる。2.0
を超える場合は、潤滑被膜の耐摩耗性が弱くなる。好適
には、0.2〜1.8が選択される。本発明の潤滑被膜
形成用被覆剤に使用される溶剤については、固体潤滑剤
および熱硬化性樹脂を溶解するものであれば、格別限定
されるものではないが、熱硬化性樹脂としてポリアミド
イミドを用いる場合には、好適には、チッ素系溶剤が選
択される。例えば、Nメチル2ピロリドン等が挙げられ
る。エポキシ樹脂を用いる場合には、好適には、ケトン
系溶剤、芳香族系溶剤又はエステル系溶剤が選択され
る。例えば、メチルエチルケトン、トルエン、酢酸ブチ
ル等が挙げられる。アルキッド樹脂を用いる場合、好適
には、芳香族系溶剤又はエステル系溶剤が選択される。
例えば、キシレン、酢酸ブチル等が挙げられる。フェノ
ール樹脂を用いる場合には、アルコール系溶剤、ケトン
系溶剤又はエステル系溶剤が選択される。例えば、エタ
ノール、メチルエチルケトン、酢酸ブチル等が挙げられ
る。ポリイミド樹脂を用いる場合、好適には、チッ素系
溶剤が選択される。例えば、Nメチル2ピロリドンが挙
げられる。本発明の潤滑被膜形成用被覆剤においては、
固形分(固体潤滑剤および樹脂)に対して溶剤が体積比
で1:1以上の量で配合される必要がある。溶剤量がこ
の比率以下であると好適な潤滑被膜を形成することが難
しくなる。
Embedded image A phosphate represented by A 3 PO 4 or B 3 (PO 4 ) 2 (A is a monovalent, B is a divalent metal), such as calcium orthophosphate (tricalcium phosphate), Examples include aluminum phosphate, lead orthophosphate, zinc orthophosphate, iron phosphate, and the like, but are not limited thereto as long as they are orthophosphates. It is also possible to use other solid lubricants together with these orthophosphates. However, in this case, the orthophosphates in the solid swelling agent are contained in the range of 5% to 100% by volume, preferably in the range of 10% to 100%. As the solid lubricant, a commonly used solid lubricant is used alone or in combination of two or more. However, polytetrafluoroethylene resin (PTFE)
Is not preferred because it reduces the baking loadability. Preferred solid lubricants include molybdenum disulfide, graphite, tungsten disulfide, boron nitride, mica,
One or more solid lubricants selected from antimony trioxide are exemplified. Of these, one or more solid lubricants selected from molybdenum disulfide, graphite, tungsten disulfide, and boron nitride are particularly preferably used. Most preferably, a solid lubricant selected from molybdenum disulfide and graphite or a solid lubricant obtained by mixing both is used. The thermosetting resin used in the present invention is not particularly limited as long as it has heat resistance.
A thermosetting resin having a heat deformation temperature of 00 ° C. or more is used. Examples thereof include polyamide imide resin, phenol resin, epoxy resin, alkyd resin, and polyimide resin. In the present invention, the volume ratio of the solid swelling agent containing orthophosphates to the resin is 0.1 to 2.0.
It must be: When this value is less than 0.1, a resin film is formed, and the load resistance becomes weak. 2.0
If the ratio exceeds the above range, the wear resistance of the lubricating coating will be weak. Preferably, 0.2 to 1.8 is selected. The solvent used in the lubricant film forming coating agent of the present invention is not particularly limited as long as it dissolves the solid lubricant and the thermosetting resin, and polyamideimide is used as the thermosetting resin. When used, a nitrogen-based solvent is preferably selected. For example, N-methyl-2-pyrrolidone and the like can be mentioned. When an epoxy resin is used, a ketone solvent, an aromatic solvent or an ester solvent is preferably selected. For example, methyl ethyl ketone, toluene, butyl acetate and the like can be mentioned. When an alkyd resin is used, an aromatic solvent or an ester solvent is preferably selected.
For example, xylene, butyl acetate and the like can be mentioned. When a phenol resin is used, an alcohol solvent, a ketone solvent or an ester solvent is selected. For example, ethanol, methyl ethyl ketone, butyl acetate and the like can be mentioned. When a polyimide resin is used, a nitrogen-based solvent is preferably selected. An example is N-methyl-2-pyrrolidone. In the coating material for forming a lubricating film of the present invention,
It is necessary to mix the solvent in a volume ratio of 1: 1 or more with respect to the solid content (solid lubricant and resin). If the amount of the solvent is less than this ratio, it becomes difficult to form a suitable lubricating coating.

【0006】本発明は、正リン酸塩類の使用により優れ
た耐荷重性と低摩擦係数が得られるものであるが、これ
は、潤滑被膜中の正リン酸塩類が接触した部材表面に膜
構造を形成することに基因するものと考えられる。ま
た、固体潤滑剤として、正リン酸塩類と他の固体潤滑剤
を併用することによりより優れた耐荷重性が得られ、ま
た、正リン酸塩類と他の固体潤滑剤の配合比を調整する
ことにより、摩擦係数および耐荷重性など目的、用途に
応じた潤滑性被膜を形成することができる。
According to the present invention, the use of orthophosphates provides excellent load bearing capacity and a low coefficient of friction. This is because the surface of the lubricating film in contact with the orthophosphates has a film structure. It is believed that this is due to the formation of Further, by using a combination of orthophosphates and other solid lubricants as solid lubricants, more excellent load-bearing capacity can be obtained, and also adjusting the mixing ratio of orthophosphates and other solid lubricants. This makes it possible to form a lubricating film according to the purpose and application such as the coefficient of friction and the load resistance.

【0007】[0007]

【実施例】固体潤滑剤として毒性の少ない第三リン酸カ
ルシウムに摺動性の良い二硫化モリブデン、グラファイ
トを配合したもの、バインダーとして耐熱性の優れるポ
リアミドイミド樹脂および溶剤を表1および表2に示す
割合で配合し、粉砕混合を行った後、サンドブラスト法
により表面調整されたSC材試験リングに8〜12μの
厚みを塗布、焼付硬化(180℃で90分)を行ったも
のを試験片とした。試験リングの相手材となブロック
は、無処理とした。試験は、ファレックス社製LEW−
1試験機を用いて行った。試験条件を表3に示す。その
結果を表4および5に示す。摩擦係数の測定は、30L
bsの荷重下において測定した。
EXAMPLE A mixture of low-toxic tribasic calcium phosphate as a solid lubricant mixed with molybdenum disulfide and graphite having good slidability, and a polyamideimide resin and a solvent having excellent heat resistance as a binder are shown in Tables 1 and 2. After pulverizing and mixing, a test piece was prepared by applying a thickness of 8 to 12 μ to an SC material test ring whose surface was adjusted by a sand blast method and performing bake hardening (at 180 ° C. for 90 minutes). The block used as the mating material of the test ring was not treated. The test was performed by LEW- manufactured by Falex.
The test was performed using one testing machine. Table 3 shows the test conditions. The results are shown in Tables 4 and 5. Measurement of friction coefficient is 30L
It was measured under a load of bs.

【0008】[0008]

【表1】 [Table 1]

【表2】 [Table 2]

【表3】 [Table 3]

【表4】 [Table 4]

【表5】 [Table 5]

【0009】[0009]

【発明の効果】本発明のものは、耐荷重性において正リ
ン酸塩類を用いない場合に比べ、約3〜7倍の効果を有
する。また、摩擦係数においても、本発明のものは、正
リン酸塩類を用いない場合と同様に低い値を示し、優れ
た耐荷重性と低い摩擦係数を同時に満足させることがで
き、特に、高面圧下の状態でも低い摩擦係数を保つこと
ができるという特徴を有する。
According to the present invention, the load carrying capacity is about 3 to 7 times more effective than when no orthophosphate is used. In addition, the coefficient of friction of the present invention shows a low value as in the case where no orthophosphates are used, and can satisfy both excellent load bearing capacity and a low coefficient of friction at the same time. It has the feature that a low coefficient of friction can be maintained even in the state of rolling.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例1〜4によって代表される潤滑
被膜と正リン酸塩類を用いない比較例との耐荷重性およ
び摩擦係数の変化の状態を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the state of changes in load resistance and friction coefficient between a lubricating coating represented by Examples 1 to 4 of the present invention and a comparative example not using orthophosphates.

【図2】本発明の実施例5および6によって代表される
潤滑被膜と正リン酸塩類を用いない比較例との耐荷重性
および摩擦係数の変化の状態を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a change in load resistance and a change in friction coefficient between a lubricating coating represented by Examples 5 and 6 of the present invention and a comparative example not using orthophosphates.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C10N 10:04 10:12 30:06 40:02 50:02 (72)発明者 安藤 晃志 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 山下 二郎 神奈川県足柄上郡大井町金子1458−11 (56)参考文献 特開 平4−236299(JP,A) 特開 平5−78687(JP,A) 特開 昭62−45662(JP,A) 特開 昭56−10597(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C10M 107/32 C10M 107/44 C10M 125/22 C10N 40:02 C10N 50:02 CA(STN)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C10N 10:04 10:12 30:06 40:02 50:02 (72) Inventor Koji Ando 1 Toyota Town, Toyota City, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota (72) Inventor Jiro Yamashita 1458-11 Kaneko, Oimachi, Ashigara-gun, Kanagawa Prefecture (56) References JP-A-4-236299 (JP, A) JP-A-5-78687 (JP, A) JP-A-62-45662 (JP, A) JP-A-56-10597 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) C10M 107/32 C10M 107/44 C10M 125/22 C10N 40:02 C10N 50:02 CA (STN)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 固体潤滑剤、熱硬化性樹脂及び溶剤を含
む潤滑被膜形成用被覆剤であって、該固体潤滑剤は、正
リン酸塩類を含み、該固体潤滑剤の該樹脂に対する体積
比が0.1以上2.0以下の範囲にあることを特徴とす
る潤滑被膜形成用被覆剤。
1. A lubricant for forming a lubricating film comprising a solid lubricant, a thermosetting resin, and a solvent, wherein the solid lubricant contains orthophosphates, and a volume ratio of the solid lubricant to the resin. Is in the range of 0.1 to 2.0.
【請求項2】 前記熱硬化性樹脂が、100℃以上の熱
変形温度を有するものである請求項1記載の潤滑被膜形
成用被覆剤。
2. The coating material for forming a lubricating film according to claim 1, wherein the thermosetting resin has a heat distortion temperature of 100 ° C. or more.
【請求項3】 前記熱硬化性樹脂が、ポリアミドイミド
樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂
およびポリイミド樹脂よりなる群から選ばれた樹脂であ
る請求項2記載の潤滑被膜形成用被覆剤。
3. The coating material for forming a lubricating film according to claim 2, wherein the thermosetting resin is a resin selected from the group consisting of a polyamide imide resin, an epoxy resin, an alkyd resin, a phenol resin and a polyimide resin.
【請求項4】 前記固体潤滑剤は、正リン酸塩類を体積
%で5%以上100%以下の範囲で含む請求項1記載の
潤滑被膜形成用被覆剤。
4. The lubricant for forming a lubricating film according to claim 1, wherein the solid lubricant contains orthophosphates in a range of 5% to 100% by volume.
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US7311944B2 (en) * 2002-12-23 2007-12-25 Applied Thin Films, Inc. Aluminum phosphate coatings

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