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JP7539638B2 - Sliding material - Google Patents
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JP7539638B2 - Sliding material - Google Patents

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Description

本発明は、摺動材に関し、詳しくは、摺動性を担保するための摺動材に関する。 The present invention relates to a sliding material, and more specifically, to a sliding material for ensuring sliding properties.

従来、回転機器および摺動機器には、摺動材が用いられている。摺動材は、例えば、グラファイトなどの潤滑材と、フェノール樹脂などのバインダーとを含む樹脂成形品である。摺動材は、例えば、各種回転機器の軸受部、および、摺動機器のシール部に配置される。摺動材により、摺動性が担保され、また、摩擦による損傷が低減される。 Conventionally, sliding materials are used in rotating equipment and sliding equipment. The sliding material is, for example, a resin molded product containing a lubricant such as graphite and a binder such as phenolic resin. The sliding material is placed, for example, in the bearing parts of various rotating equipment and the seal parts of sliding equipment. The sliding material ensures slidability and reduces damage due to friction.

摺動材には、優れた摺動特性および耐熱性が要求される。そこで、バインダーを含有する摺動材において、バインダーにノボラック型フェノール樹脂とリグニンとを含有させることが、提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 Sliding materials are required to have excellent sliding properties and heat resistance. Therefore, in sliding materials containing a binder, it has been proposed to include a novolac-type phenolic resin and lignin in the binder (see, for example, Patent Document 1).

特開2020-94079号公報JP 2020-94079 A

一方、摺動材には、用途に応じて、撓み特性が要求される場合がある。そのため、優れた摺動特性および耐熱性を有し、さらに、優れた撓み特性を有する摺動材が、要求される。 On the other hand, sliding materials may be required to have certain flexural properties depending on the application. Therefore, sliding materials that have excellent sliding properties and heat resistance, as well as excellent flexural properties, are required.

本発明は、優れた摺動特性および耐熱性を有し、さらに、優れた撓み特性を有する摺動材である。 The present invention is a sliding material that has excellent sliding properties and heat resistance, as well as excellent flexural properties.

本発明[1]は、バインダーを含有する摺動材であり、前記バインダーが、ノボラック型フェノール樹脂と、ポリエチレングリコールにより変性されたリグニンとを含有する、摺動材を含んでいる。 The present invention [1] is a sliding material containing a binder, and includes a sliding material in which the binder contains a novolac-type phenolic resin and lignin modified with polyethylene glycol.

本発明の摺動材は、バインダーを含有し、そのバインダーが、ノボラック型フェノール樹脂と、ポリエチレングリコールにより変性されたリグニンとを含有する。そのため、本発明の摺動材は、優れた摺動特性および耐熱性を有し、さらに、優れた撓み特性を有する。 The sliding material of the present invention contains a binder, and the binder contains a novolac-type phenolic resin and lignin modified with polyethylene glycol. Therefore, the sliding material of the present invention has excellent sliding properties and heat resistance, and further has excellent flexural properties.

本発明の摺動材は、バインダー(結合剤)を含有している。 The sliding material of the present invention contains a binder.

バインダーは、ノボラック型フェノール樹脂と、ポリエチレングリコール(PEG)により変性されたリグニン(以下、PEG変性リグニンと称する場合がある。)とを含有している。バインダーは、好ましくは、ノボラック型フェノール樹脂と、PEG変性リグニンとからなる。 The binder contains a novolac-type phenolic resin and lignin modified with polyethylene glycol (PEG) (hereinafter, sometimes referred to as PEG-modified lignin). The binder is preferably composed of a novolac-type phenolic resin and PEG-modified lignin.

ノボラック型フェノール樹脂は、例えば、フェノール類と、アルデヒド類との、酸触媒下における反応生成物である。 Novolac-type phenolic resins are, for example, reaction products of phenols and aldehydes in the presence of an acid catalyst.

フェノール類は、フェノールおよびフェノール誘導体(フェノール変性体)である。フェノール類としては、例えば、フェノール、2官能性フェノール誘導体、3官能性フェノール誘導体および4官能性フェノール誘導体が挙げられる。2官能性フェノール誘導体としては、例えば、o-クレゾール、p-クレゾール、p-ter-ブチルフェノール、p-フェニルフェノール、p-クミルフェノール、p-ノニルフェノール、2,4-キシレノールおよび2,6-キシレノールが挙げられる。3官能性フェノール誘導体としては、例えば、m-クレゾール、レゾルシノール、および、3,5-キシレノールが挙げられる。4官能性フェノール誘導体としては、例えば、ビスフェノールAおよびジヒドロキシジフェニルメタンが挙げられる。また、フェノール誘導体としては、ハロゲン化フェノール類も挙げられる。ハロゲン化フェノール類は、フェノールまたはフェノール誘導体のハロゲン化物である。ハロゲンとしては、例えば、塩素および臭素が挙げられる。これらフェノール類は、単独使用または2種類以上併用することができる。なお、フェノールの誘導体において、フェノールが誘導体化(変性)されるタイミングは特に制限されない。例えば、フェノールの誘導体化は、フェノール類とアルデヒド類との反応前であってもよく、反応後であってもよく、反応と同時であってもよい。フェノール類として、好ましくは、フェノールが挙げられる。 Phenols are phenol and phenol derivatives (phenol modified products). Examples of phenols include phenol, bifunctional phenol derivatives, trifunctional phenol derivatives, and tetrafunctional phenol derivatives. Examples of bifunctional phenol derivatives include o-cresol, p-cresol, p-ter-butylphenol, p-phenylphenol, p-cumylphenol, p-nonylphenol, 2,4-xylenol, and 2,6-xylenol. Examples of trifunctional phenol derivatives include m-cresol, resorcinol, and 3,5-xylenol. Examples of tetrafunctional phenol derivatives include bisphenol A and dihydroxydiphenylmethane. Examples of phenol derivatives also include halogenated phenols. Halogenated phenols are halides of phenol or phenol derivatives. Examples of halogens include chlorine and bromine. These phenols can be used alone or in combination of two or more types. In the derivatives of phenol, the timing at which phenol is derivatized (modified) is not particularly limited. For example, the derivatization of phenols may be performed before, after, or simultaneously with the reaction of phenols with aldehydes. As the phenols, phenol is preferably used.

アルデヒド類としては、例えば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、n-ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、フルフラール、グリオキサール、ベンズアルデヒド、トリオキサン、および、テトラオキサンが挙げられる。また、アルデヒドの一部が、フルフリルアルコールなどに置換されていてもよい。これらアルデヒド類は、単独使用または2種類以上併用することができる。アルデヒド類として、好ましくは、ホルムアルデヒドおよびパラホルムアルデヒドが挙げられる。 Examples of aldehydes include formaldehyde, paraformaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, n-butyraldehyde, isobutyraldehyde, furfural, glyoxal, benzaldehyde, trioxane, and tetraoxane. In addition, a part of the aldehyde may be substituted with furfuryl alcohol or the like. These aldehydes may be used alone or in combination of two or more kinds. Preferred examples of aldehydes include formaldehyde and paraformaldehyde.

また、アルデヒド類は、例えば、水溶液として用いることができる。そのような場合において、アルデヒド類の濃度は、例えば、10質量%以上、好ましくは、20質量%以上であり、例えば、99質量%以下、好ましくは、95質量%以下である。 The aldehydes can also be used, for example, as an aqueous solution. In such a case, the concentration of the aldehydes is, for example, 10% by mass or more, preferably 20% by mass or more, and, for example, 99% by mass or less, preferably 95% by mass or less.

また、アルデヒド類とともに、ケトン類を配合することもできる。ケトン類としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、アセトフェノン、および、ジフェニルケトンが挙げられる。これらケトン類は、単独使用または2種類以上併用することができる。ケトン類が配合される場合、ケトン類の配合割合は、固形分基準で、アルデヒド類100質量部に対して、例えば、0.01質量部以上、好ましくは、1質量部以上であり、例えば、200質量部以下、好ましくは、100質量部以下である。 Ketones can also be blended together with aldehydes. Examples of ketones include acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, acetophenone, and diphenyl ketone. These ketones can be used alone or in combination of two or more. When ketones are blended, the blending ratio of the ketones is, for example, 0.01 parts by mass or more, preferably 1 part by mass or more, and for example, 200 parts by mass or less, preferably 100 parts by mass or less, based on the solid content, per 100 parts by mass of aldehydes.

酸触媒としては、例えば、有機酸および無機酸が挙げられる。有機酸としては、例えば、カルボン酸化合物、スルホン酸化合物およびリン酸化合物が挙げられる。カルボン酸化合物としては、例えば、ギ酸、酢酸およびシュウ酸が挙げられる。スルホン酸化合物としては、例えば、メタンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、キュメンスルホン酸、ジノニルナフタレンモノスルホン酸、および、ジノニルナフタレンジスルホン酸が挙げられる。リン酸化合物としては、例えば、リン酸エステル類が挙げられる。リン酸エステル類として、より具体的には、例えば、炭素数1~18のアルキル基を有するリン酸エステル類が挙げられる。リン酸化合物としては、例えば、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸モノブチル、リン酸ジブチル、リン酸トリブチル、および、リン酸トリオクチルが挙げられる。無機酸としては、例えば、リン酸、塩酸、硫酸および硝酸が挙げられる。これら酸触媒は、単独使用または2種類以上併用することができる。酸触媒として、好ましくは、有機酸、より好ましくは、カルボン酸化合物、さらに好ましくは、シュウ酸が挙げられる。 Examples of the acid catalyst include organic acids and inorganic acids. Examples of the organic acids include carboxylic acid compounds, sulfonic acid compounds, and phosphoric acid compounds. Examples of the carboxylic acid compounds include formic acid, acetic acid, and oxalic acid. Examples of the sulfonic acid compounds include methanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, cumenesulfonic acid, dinonylnaphthalene monosulfonic acid, and dinonylnaphthalene disulfonic acid. Examples of the phosphoric acid compounds include phosphoric acid esters. More specifically, examples of the phosphoric acid esters include phosphoric acid esters having an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms. Examples of the phosphoric acid compounds include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, monobutyl phosphate, dibutyl phosphate, tributyl phosphate, and trioctyl phosphate. Examples of the inorganic acid include phosphoric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, and nitric acid. These acid catalysts can be used alone or in combination of two or more kinds. As the acid catalyst, preferably, an organic acid is used, more preferably, a carboxylic acid compound, and even more preferably, oxalic acid is used.

フェノール類とアルデヒド類との反応において、アルデヒド類の配合割合は、フェノール類100質量部に対して、例えば、5質量部以上、好ましくは、10質量部以上である。また、アルデヒド類の配合割合は、フェノール類100質量部に対して、例えば、35質量部以下、好ましくは、30質量部以下である。 In the reaction between phenols and aldehydes, the mixing ratio of the aldehydes is, for example, 5 parts by mass or more, preferably 10 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the phenols. The mixing ratio of the aldehydes is, for example, 35 parts by mass or less, preferably 30 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the phenols.

また、酸触媒の配合割合は、フェノール類100質量部に対して、例えば、0.1質量部以上、好ましくは、0.3質量部以上である。また、酸触媒の配合割合は、フェノール類100質量部に対して、例えば、10質量部以下、好ましくは、5質量部以下である。 The proportion of the acid catalyst is, for example, 0.1 parts by mass or more, preferably 0.3 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the phenols. The proportion of the acid catalyst is, for example, 10 parts by mass or less, preferably 5 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the phenols.

なお、酸触媒の添加のタイミングは、特に制限されない。例えば、酸触媒は、フェノール類および/またはアルデヒド類に予め添加されていてもよい。また、酸触媒は、フェノール類およびアルデヒド類の配合時に同時に添加されてもよい。さらに、酸触媒は、フェノール類およびアルデヒド類の配合後に添加されてもよい。 The timing of adding the acid catalyst is not particularly limited. For example, the acid catalyst may be added to the phenols and/or aldehydes in advance. The acid catalyst may also be added at the same time that the phenols and aldehydes are mixed. Furthermore, the acid catalyst may also be added after the phenols and aldehydes are mixed.

反応条件としては、大気圧下が挙げられる。また、反応温度が、例えば、50℃以上、好ましくは、80℃以上である。また、反応温度が、例えば、200℃以下、好ましくは、180℃以下である。また、反応時間が、例えば、1時間以上、好ましくは、2時間以上である。また、反応時間が、例えば、20時間以下、好ましくは、15時間以下である。 Reaction conditions include atmospheric pressure. The reaction temperature is, for example, 50°C or higher, preferably 80°C or higher. The reaction temperature is, for example, 200°C or lower, preferably 180°C or lower. The reaction time is, for example, 1 hour or longer, preferably 2 hours or longer. The reaction time is, for example, 20 hours or shorter, preferably 15 hours or shorter.

これにより、フェノール類およびアルデヒド類の反応生成物として、ノボラック型フェノール樹脂が得られる。また、ノボラック型フェノール樹脂として、市販品を用いることもできる。 This produces a novolac phenolic resin as a reaction product of the phenols and aldehydes. Commercially available novolac phenolic resins can also be used.

PEG変性リグニンにおいて、ポリエチレングリコール(PEG)は、優れた摺動特性、耐熱性および撓み特性の向上を図るために、用いられる。 In PEG-modified lignin, polyethylene glycol (PEG) is used to improve the sliding properties, heat resistance and flexural properties.

ポリエチレングリコールの数平均分子量は、例えば、100以上、好ましくは、200以上、より好ましくは、300以上、さらに好ましくは、400以上である。また、ポリエチレングリコールの数平均分子量は、例えば、1000以下、好ましくは、900以下、より好ましくは、800以下、さらに好ましくは、600以下である。数平均分子量が上記範囲であれば、摺動特性、耐熱性および撓み特性の両立を図ることができる。なお、数平均分子量は、公知のゲルパーミエーションクロマトグラム法により、ポリエチレングリコール換算分子量として求めることができる。 The number average molecular weight of polyethylene glycol is, for example, 100 or more, preferably 200 or more, more preferably 300 or more, and even more preferably 400 or more. The number average molecular weight of polyethylene glycol is, for example, 1000 or less, preferably 900 or less, more preferably 800 or less, and even more preferably 600 or less. If the number average molecular weight is within the above range, it is possible to achieve both sliding properties, heat resistance, and bending properties. The number average molecular weight can be determined as a polyethylene glycol equivalent molecular weight by a known gel permeation chromatography method.

PEG変性リグニンにおいて、リグニンは、高分子フェノール性化合物である。リグニンは、天然物(天然リグニン)として、植物全般に含まれている。リグニンの基本骨格としては、例えば、グアイアシルリグニン(G型)、シリンギルリグニン(S型)、および、p-ヒドロキシフェニルリグニン(H型)が挙げられる。 In PEG-modified lignin, lignin is a polymeric phenolic compound. Lignin is a natural product (natural lignin) and is found in plants in general. Examples of the basic structure of lignin include guaiacyl lignin (G type), syringyl lignin (S type), and p-hydroxyphenyl lignin (H type).

リグニンは、植物材料から工業的に取り出される。植物材料としては、例えば、リグノセルロースが挙げられる。また、リグニンとしては、例えば、ソーダリグニン、サルファイトリグニンおよびクラフトリグニンが挙げられる。また、リグニンを取り出す方法としては、例えば、ソーダ法、亜硫酸法、水蒸気爆砕法、加溶媒分解法、および、クラフト法が挙げられる。 Lignin is extracted industrially from plant materials. Examples of plant materials include lignocellulose. Examples of lignin include soda lignin, sulfite lignin, and kraft lignin. Methods for extracting lignin include the soda process, the sulfite process, the steam explosion method, the solvolysis method, and the kraft process.

リグニンとして、より具体的には、木本系植物由来リグニン、および、草本系植物由来リグニンが挙げられる。 Specific examples of lignin include lignin derived from woody plants and lignin derived from herbaceous plants.

木本系植物由来リグニンとしては、例えば、針葉樹(例えば、スギなど)に含まれる針葉樹系リグニン、および、広葉樹に含まれる広葉樹系リグニンが挙げられる。なお、木本系植物由来リグニンは、H型の基本骨格を含まない。より具体的には、木本系植物由来リグニンのうち、針葉樹系リグニンは、S型の基本骨格を含まず、G型の基本骨格を有している。また、広葉樹系リグニンは、G型の基本骨格およびS型の基本骨格を有している。 Examples of woody plant-derived lignin include coniferous lignin contained in conifers (e.g., cedar, etc.) and broadleaf lignin contained in broadleaf trees. Note that woody plant-derived lignin does not contain an H-type basic skeleton. More specifically, among woody plant-derived lignins, coniferous lignin does not contain an S-type basic skeleton and has a G-type basic skeleton. Furthermore, broadleaf lignin has both a G-type basic skeleton and an S-type basic skeleton.

草本系植物由来リグニンとしては、例えば、イネ科植物に含まれるイネ系リグニンが挙げられる。イネ科植物としては、例えば、麦わら、稲わら、とうもろこし、および、タケが挙げられる。なお、草本系植物由来リグニンは、H型、G型およびS型の全ての基本骨格を有している。 An example of lignin derived from herbaceous plants is rice lignin, which is contained in plants of the Gramineae family. Examples of plants of the Gramineae family include wheat straw, rice straw, corn, and bamboo. Lignin derived from herbaceous plants has all of the basic skeletons of H-type, G-type, and S-type.

これらのリグニンは、単独使用または2種類以上併用することができる。リグニンとして、好ましくは、H型の基本骨格を含まない木本系植物由来リグニンが挙げられ、より好ましくは、S型の基本骨格を含まず、G型の基本骨格を有する針葉樹系リグニンが挙げられ、とりわけ好ましくは、スギに由来する針葉樹系リグニンが挙げられる。スギに由来する針葉樹系リグニンから得られるPEG変性リグニンは、優れた均質性を有する。 These lignins can be used alone or in combination of two or more kinds. As the lignin, preferably, woody plant-derived lignin that does not contain an H-type basic skeleton is used, more preferably, coniferous lignin that does not contain an S-type basic skeleton and has a G-type basic skeleton is used, and particularly preferably, coniferous lignin derived from Japanese cedar is used. PEG-modified lignin obtained from coniferous lignin derived from Japanese cedar has excellent homogeneity.

PEG変性リグニンは、例えば、特開2017-197517号公報に記載される方法に準拠して、製造される。 PEG-modified lignin is produced, for example, according to the method described in JP 2017-197517 A.

この方法では、例えば、リグニンの原料となる植物材料(リグノセルロース)を、ポリエチレングリコールを用いて蒸解する。 In this method, for example, plant material (lignocellulose), which is the raw material for lignin, is digested using polyethylene glycol.

蒸解方法としては、特に制限されないが、例えば、リグニンの原料となる植物材料と、ポリエチレングリコールと、酸触媒としての無機酸(例えば、塩酸、硫酸など)とを混合し、反応させる。 The digestion method is not particularly limited, but for example, the plant material that is the raw material for lignin, polyethylene glycol, and an inorganic acid (e.g., hydrochloric acid, sulfuric acid, etc.) as an acid catalyst are mixed and reacted.

ポリエチレングリコールの配合割合は、リグニンの原料となる植物材料100質量部に対して、例えば、200質量部以上、好ましくは、300質量部以上である。また、ポリエチレングリコールの配合割合は、リグニンの原料となる植物材料100質量部に対して、例えば、1000質量部以下、好ましくは、600質量部以下である。 The blending ratio of polyethylene glycol is, for example, 200 parts by mass or more, preferably 300 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the plant material that is the raw material for lignin. The blending ratio of polyethylene glycol is, for example, 1000 parts by mass or less, preferably 600 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the plant material that is the raw material for lignin.

また、無機酸(100%換算)の配合割合は、ポリエチレングリコール100質量部に対して、例えば、0.1質量部以上、好ましくは、0.2質量部以上である。また、無機酸(100%換算)の配合割合は、ポリエチレングリコール100質量部に対して、例えば、2質量部以下、好ましくは、1質量部以下である。 The mixing ratio of the inorganic acid (100% conversion) is, for example, 0.1 parts by mass or more, preferably 0.2 parts by mass or more, per 100 parts by mass of polyethylene glycol. The mixing ratio of the inorganic acid (100% conversion) is, for example, 2 parts by mass or less, preferably 1 part by mass or less, per 100 parts by mass of polyethylene glycol.

また、反応条件としては、常圧下が挙げられる。また、反応温度が、例えば、120℃以上、好ましくは、130℃以上である。また、反応温度が、例えば、180℃以下、好ましくは、150℃以下である。また、反応時間が、例えば、60分以上である。また、反応時間が、例えば、240分以下、好ましくは、120分以下である。 Reaction conditions include normal pressure. The reaction temperature is, for example, 120°C or higher, preferably 130°C or higher. The reaction temperature is, for example, 180°C or lower, preferably 150°C or lower. The reaction time is, for example, 60 minutes or longer. The reaction time is, for example, 240 minutes or shorter, preferably 120 minutes or shorter.

また、反応終了後、反応液にアルカリを適宜の割合で添加し、pHを調整する。アルカリとしては、例えば、アンモニアおよび水酸化ナトリウムが挙げられる。これにより、PEG変性リグニンを、溶液に抽出する。調整後のpHは、例えば、8以上、好ましくは、10以上、より好ましくは、10.5以上であり、例えば、14以下である。 After the reaction is completed, an appropriate amount of alkali is added to the reaction solution to adjust the pH. Examples of alkali include ammonia and sodium hydroxide. This allows the PEG-modified lignin to be extracted into the solution. The pH after the adjustment is, for example, 8 or more, preferably 10 or more, more preferably 10.5 or more, and is, for example, 14 or less.

このような方法によって、固形成分としてパルプが得られるとともに、溶液成分としてPEG変性リグニンが得られる。 By this method, pulp is obtained as a solid component and PEG-modified lignin is obtained as a solution component.

次いで、この方法では、濾過、プレス、遠心分離などの公知の分離方法によって、反応生成物から固形成分(パルプ)を分離し、溶液成分を回収する。 Then, in this method, the solid components (pulp) are separated from the reaction product by known separation methods such as filtration, pressing, and centrifugation, and the solution components are recovered.

また、この方法では、必要に応じて、固形成分(パルプ)を洗浄し、固形成分に含浸される溶液(PEG変性リグニン)を、回収することもできる。 In this method, if necessary, the solid component (pulp) can be washed and the solution (PEG-modified lignin) that is impregnated into the solid component can be recovered.

その後、この方法では、無機酸(例えば、塩酸、硫酸など)などを添加し、pHを、調整して、PEG変性リグニンを析出および沈殿させる。 Then, in this method, an inorganic acid (e.g., hydrochloric acid, sulfuric acid, etc.) is added to adjust the pH to precipitate and cause the PEG-modified lignin to precipitate.

調整後のpHは、例えば、1.5以上であり、例えば、5以下、好ましくは、3以下、より好ましくは、2以下である。 The pH after adjustment is, for example, 1.5 or more, and, for example, 5 or less, preferably 3 or less, and more preferably 2 or less.

これにより、PEG変性リグニンを沈殿させることができる。また、得られた沈殿を、例えば、濾過、プレス、遠心分離などの公知の方法で回収することにより、固形分として、PEG変性リグニンを得ることができる。 This allows the PEG-modified lignin to precipitate. The resulting precipitate can then be collected by a known method, such as filtration, pressing, or centrifugation, to obtain the PEG-modified lignin as a solid content.

そして、バインダー(結合剤)は、ノボラック型フェノール樹脂と、PEG変性リグニンとを含んでいる。つまり、バインダーとしては、ノボラック型フェノール樹脂と、PEG変性リグニンとの混合物が挙げられる。 The binder (binding agent) contains novolac phenolic resin and PEG-modified lignin. In other words, the binder can be a mixture of novolac phenolic resin and PEG-modified lignin.

ノボラック型フェノール樹脂とPEG変性リグニンとの配合割合は、固形分(不揮発分)基準で、ノボラック型フェノール樹脂100質量部に対して、PEG変性リグニンが、例えば、10質量部以上、好ましくは、20質量部以上である。また、ノボラック型フェノール樹脂100質量部に対して、PEG変性リグニンが、例えば、300質量部以下、好ましくは、200質量部以下である。 The blending ratio of the novolac phenolic resin and the PEG-modified lignin is, on a solids (non-volatile) basis, for example, 10 parts by mass or more, preferably 20 parts by mass or more, of the PEG-modified lignin per 100 parts by mass of the novolac phenolic resin. Also, for example, 300 parts by mass or less, preferably 200 parts by mass or less, of the PEG-modified lignin per 100 parts by mass of the novolac phenolic resin.

ノボラック型フェノール樹脂とPEG変性リグニンとの配合割合が上記範囲であれば、粘度の過度な上昇を抑制するとともに、優れた成形性を確保することができ、さらに、得られる摺動材の各種物性の向上を図ることができる。 If the blending ratio of novolac-type phenolic resin and PEG-modified lignin is within the above range, an excessive increase in viscosity can be suppressed, excellent moldability can be ensured, and various physical properties of the resulting sliding material can be improved.

また、混練方法としては、特に制限されず、公知の混練機が使用される。混練機としては、例えば、単軸押出機、多軸押出機、ロール混練機、ニーダー、ヘンシエルミキサーおよびバンバリーミキサーが挙げられる。 The kneading method is not particularly limited, and a known kneading machine can be used. Examples of kneading machines include a single-screw extruder, a multi-screw extruder, a roll kneader, a kneader, a Henschel mixer, and a Banbury mixer.

また、混練温度が、80℃以上、好ましくは、90℃以上、より好ましくは、100℃以上である。また、混練温度が、180℃以下、好ましくは、170℃以下、より好ましくは、160℃以下である。また、混練時間が、例えば、3分以上、好ましくは、5分以上である。また、混練時間が、例えば、30分以下、好ましくは、20分以下である。 The kneading temperature is 80°C or higher, preferably 90°C or higher, and more preferably 100°C or higher. The kneading temperature is 180°C or lower, preferably 170°C or lower, and more preferably 160°C or lower. The kneading time is, for example, 3 minutes or more, and preferably 5 minutes or more. The kneading time is, for example, 30 minutes or less, and preferably 20 minutes or less.

これにより、ノボラック型フェノール樹脂と、PEG変性リグニンとを含有する樹脂組成物として、バインダー(結合剤)が得られる。 This results in a binder (binding agent) being obtained as a resin composition containing novolac-type phenolic resin and PEG-modified lignin.

すなわち、上記のバインダーは、ノボラック型フェノール樹脂とPEG変性リグニンとを含有している。そのため、上記のバインダーによれば、摺動特性、耐熱性および撓み特性の向上を図ることができる。 That is, the binder contains a novolac-type phenolic resin and a PEG-modified lignin. Therefore, the binder can improve the sliding properties, heat resistance, and flexural properties.

また、バインダーは、必要により、フェノール樹脂硬化剤を含有できる。フェノール樹脂硬化剤としては、特に制限されず、公知の硬化剤が挙げられる。フェノール樹脂硬化剤としては、例えば、ヘキサメチレンテトラミン、メチロールメラミンおよびメチロール尿素が挙げられる。これらフェノール樹脂硬化剤は、単独使用または2種類以上併用することができる。フェノール樹脂硬化剤の配合割合は、本発明の優れた効果を阻害しない範囲において、目的および用途に応じて、適宜設定される。 The binder may also contain a phenolic resin curing agent, if necessary. The phenolic resin curing agent is not particularly limited, and may be any known curing agent. Examples of the phenolic resin curing agent include hexamethylenetetramine, methylolmelamine, and methylolurea. These phenolic resin curing agents may be used alone or in combination of two or more. The blending ratio of the phenolic resin curing agent is appropriately set according to the purpose and application, within a range that does not impair the excellent effects of the present invention.

また、バインダーは、さらに、添加剤を含有できる。添加剤としては、バインダーに添加される公知の添加剤が挙げられる。添加剤としては、例えば、充填剤、着色剤、可塑剤、安定剤、離型剤が挙げられる。充填材としては、例えば、木粉、パルプおよびガラス繊維が挙げられる。離型剤としては、例えば、金属石鹸が挙げられ、より具体的には、ステアリン酸亜鉛が挙げられる。これら添加剤は、単独使用または2種類以上併用することができる。なお、添加剤の添加のタイミングは、特に制限されず、目的および用途に応じて、適宜設定される。添加剤の配合割合は、本発明の優れた効果を阻害しない範囲において、目的および用途に応じて、適宜設定される。 The binder may further contain additives. Examples of additives include known additives that are added to binders. Examples of additives include fillers, colorants, plasticizers, stabilizers, and release agents. Examples of fillers include wood flour, pulp, and glass fibers. Examples of release agents include metal soaps, more specifically, zinc stearate. These additives may be used alone or in combination of two or more types. The timing of adding the additives is not particularly limited and may be appropriately set depending on the purpose and application. The mixing ratio of the additives may be appropriately set depending on the purpose and application within a range that does not impair the excellent effects of the present invention.

また、摺動材は、必要に応じて、その他のバインダーを含有できる。その他のバインダーは、上記の樹脂組成物(ノボラック型フェノール樹脂およびPEG変性リグニンの混合物)を除くバインダーである。その他のバインダーとしては、例えば、公知の熱硬化性樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、メラミン樹脂およびエポキシ樹脂が挙げられる。その他のバインダーは、単独使用または2種類以上併用することができる。 The sliding material may contain other binders as necessary. The other binders are binders other than the above-mentioned resin composition (a mixture of novolac-type phenolic resin and PEG-modified lignin). Examples of the other binders include known thermosetting resins. Examples of the thermosetting resins include melamine resins and epoxy resins. The other binders may be used alone or in combination of two or more types.

その他のバインダーが配合される場合、その配合割合は、本発明の効果を損なわない範囲において、適宜設定される。好ましくは、その他のバインダーは、配合されない。つまり、好ましくは、摺動材は、バインダーとして、上記の樹脂組成物のみを含有する。 When other binders are blended, the blending ratio is appropriately set within a range that does not impair the effects of the present invention. Preferably, no other binders are blended. In other words, the sliding material preferably contains only the above-mentioned resin composition as a binder.

また、摺動材は、好ましくは、潤滑材を含有する。潤滑材としては、特に制限されず、公知の固体潤滑材が挙げられる。固体潤滑材としては、例えば、グラファイトおよび二硫化モリブデンが挙げられる。これら潤滑材は、単独使用または2種類以上併用することができる。潤滑材として、好ましくは、グラファイトが挙げられる。 The sliding material preferably contains a lubricant. The lubricant is not particularly limited, and examples thereof include known solid lubricants. Examples of solid lubricants include graphite and molybdenum disulfide. These lubricants can be used alone or in combination of two or more types. A preferred example of the lubricant is graphite.

潤滑材の平均粒子径は、例えば、1μm以上、好ましくは、5μm以上である。また、潤滑材の平均粒子径は、例えば、1000μm以下、好ましくは、500μm以下である。 The average particle size of the lubricant is, for example, 1 μm or more, preferably 5 μm or more. The average particle size of the lubricant is, for example, 1000 μm or less, preferably 500 μm or less.

また、摺動材は、好ましくは、繊維基材を含有する。繊維基材としては、特に制限されないが、例えば、有機繊維、金属繊維および無機繊維が挙げられる。有機繊維としては、例えば、芳香族ポリアミド繊維(アラミド繊維)および耐炎化アクリル繊維が挙げられる。金属繊維としては、例えば、銅繊維および真鍮繊維が挙げられる。無機繊維としては、例えば、Al2O-SiO系セラミック繊維、チタン酸カリウム繊維、生体溶解性セラミック繊維、ガラス繊維および炭素繊維が挙げられる。これら繊維基材は、単独使用または2種類以上併用することができる。繊維基材として、摺動性の観点から、好ましくは、無機繊維が挙げられ、より好ましくは、ガラス繊維が挙げられる。 The sliding material preferably contains a fiber base material. The fiber base material is not particularly limited, but examples thereof include organic fibers, metal fibers, and inorganic fibers. Examples of organic fibers include aromatic polyamide fibers (aramid fibers) and flame-resistant acrylic fibers. Examples of metal fibers include copper fibers and brass fibers. Examples of inorganic fibers include Al2O3 - SiO2 ceramic fibers, potassium titanate fibers, biosoluble ceramic fibers, glass fibers, and carbon fibers. These fiber base materials can be used alone or in combination of two or more types. From the viewpoint of slidability, the fiber base material is preferably an inorganic fiber, and more preferably a glass fiber.

繊維基材の平均繊維長さは、例えば、5μm以上、好ましくは、10μm以上である。また、繊維基材の平均繊維長さは、例えば、30000μm以下、好ましくは、25000μm以下である。 The average fiber length of the fiber substrate is, for example, 5 μm or more, preferably 10 μm or more. The average fiber length of the fiber substrate is, for example, 30,000 μm or less, preferably 25,000 μm or less.

摺動材の製造では、例えば、まず、上記のバインダーと、潤滑材および繊維基材とを配合および混練し、摺動材用成形材料(組成物)を製造する。 In the manufacture of the sliding material, for example, the above-mentioned binder is first mixed and kneaded with the lubricant and the fibrous base material to produce a molding material (composition) for the sliding material.

摺動材用成形材料において、繊維基材と潤滑材との総量が、上記のバインダー100質量部に対して、例えば、25質量部以上、好ましくは、50質量部以上である。また、繊維基材と潤滑材との総量が、上記のバインダー100質量部に対して、例えば、200質量部以下、好ましくは、150質量部以下である。 In the molding material for sliding materials, the total amount of the fiber base material and the lubricant is, for example, 25 parts by mass or more, preferably 50 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the binder. Also, the total amount of the fiber base material and the lubricant is, for example, 200 parts by mass or less, preferably 150 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the binder.

また、バインダーと、潤滑材および繊維基材との総量100質量部に対して、バインダーの含有割合が、例えば、30質量部を超過し、好ましくは、40質量部を超過する。また、バインダーと、潤滑材および繊維基材との総量100質量部に対して、バインダーの含有割合が、例えば、90質量部以下、好ましくは、80質量部以下である。 In addition, the binder content is, for example, more than 30 parts by mass, and preferably more than 40 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the total of the binder, lubricant, and fiber base material. In addition, the binder content is, for example, 90 parts by mass or less, and preferably 80 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the total of the binder, lubricant, and fiber base material.

また、バインダーと、潤滑材および繊維基材との総量100質量部に対して、繊維基材の含有割合が、例えば、1質量部以上、好ましくは、5質量部以上である。また、バインダーと、潤滑材および繊維基材との総量100質量部に対して、繊維基材の含有割合が、例えば、65質量部以下、好ましくは、30質量部以下である。 The content of the fiber base material is, for example, 1 part by mass or more, preferably 5 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the total of the binder, lubricant, and fiber base material. The content of the fiber base material is, for example, 65 parts by mass or less, preferably 30 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the total of the binder, lubricant, and fiber base material.

また、バインダーと、潤滑材および繊維基材との総量100質量部に対して、潤滑材の含有割合が、例えば、1質量部以上、好ましくは、3質量部以上である。また、バインダーと、潤滑材および繊維基材との総量100質量部に対して、潤滑材の含有割合が、例えば、30質量部以下、好ましくは、25質量部以下である。 The content of the lubricant is, for example, 1 part by mass or more, preferably 3 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the total of the binder, lubricant, and fiber base material. The content of the lubricant is, for example, 30 parts by mass or less, preferably 25 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the total of the binder, lubricant, and fiber base material.

混練方法としては、特に制限されず、公知の混練機が用いられる。混練機としては、例えば、単軸押出機、多軸押出機、ロール混練機、ニーダー、ヘンシエルミキサーおよびバンバリーミキサーが挙げられる。 The kneading method is not particularly limited, and a known kneader can be used. Examples of kneaders include a single-screw extruder, a multi-screw extruder, a roll kneader, a kneader, a Henschel mixer, and a Banbury mixer.

混練温度は、例えば、80℃以上、好ましくは、90℃以上、より好ましくは、100℃以上である。また、混練温度は、例えば、180℃以下、好ましくは、170℃以下、より好ましくは、160℃以下である。また、混練時間が、例えば、3分以上、好ましくは、5分以上である。また、混練時間が、例えば、30分以下、好ましくは、20分以下である。 The kneading temperature is, for example, 80°C or higher, preferably 90°C or higher, and more preferably 100°C or higher. The kneading temperature is, for example, 180°C or lower, preferably 170°C or lower, and more preferably 160°C or lower. The kneading time is, for example, 3 minutes or higher, and preferably 5 minutes or higher. The kneading time is, for example, 30 minutes or lower, and preferably 20 minutes or lower.

このような摺動材用成形材料は、バインダーとして、上記のノボラック型フェノール樹脂およびPEG変性リグニンの混合物を含有するため、摺動特性および耐熱性に優れ、撓み特性にも優れる摺動材を得ることができる。 Since this molding material for sliding materials contains a mixture of the above-mentioned novolac-type phenolic resin and PEG-modified lignin as a binder, it is possible to obtain a sliding material that has excellent sliding properties, heat resistance, and flexure properties.

次いで、この方法では、上記の摺動材用成形材料を、公知の方法で成形する。これにより、摺動材が得られる。 Next, in this method, the above-mentioned molding material for the sliding material is molded by a known method. This results in the sliding material.

成形方法としては、公知の方法が採用される。成形方法として、より具体的には、例えば、トランスファ成形および圧縮成形が挙げられる。なお、成形条件は、特に制限されず、目的および用途に応じて、適宜設定される。 As the molding method, a known method is used. More specifically, examples of the molding method include transfer molding and compression molding. The molding conditions are not particularly limited and are set appropriately depending on the purpose and application.

例えば、温度条件が、例えば、140℃以上、好ましくは、150℃以上である。また、温度条件が、例えば、200℃以下、好ましくは、180℃以下である。また、圧力条件が、例えば、20MPa以上、好ましくは、30MPa以上である。また、圧力条件が、例えば、100MPa以下、好ましくは、80MPa以下である。また、処理時間が、例えば、2分以上、好ましくは、10分以上である。また、処理時間が、例えば、60分以下、好ましくは、30分以下である。 For example, the temperature condition is, for example, 140°C or higher, preferably 150°C or higher. The temperature condition is, for example, 200°C or lower, preferably 180°C or lower. The pressure condition is, for example, 20 MPa or higher, preferably 30 MPa or higher. The pressure condition is, for example, 100 MPa or lower, preferably 80 MPa or lower. The processing time is, for example, 2 minutes or more, preferably 10 minutes or more. The processing time is, for example, 60 minutes or lower, preferably 30 minutes or lower.

このように、摺動材用成形材料を成形することによって、摺動材が得られる。 In this way, the sliding material is obtained by molding the molding material for the sliding material.

また、摺動材は、必要に応じて、公知の方法で処理されていてもよい。処理としては、例えば、脱脂処理およびプライマー処理が挙げられる。また、成形された摺動材は、公知の方法でアフターキュア(熱硬化処理)されていてもよい。 The sliding material may be treated by a known method as necessary. Examples of such treatments include degreasing and primer treatment. The molded sliding material may be after-cured (thermosetting) by a known method.

アフターキュアにおける処理条件は、特に制限されないが、常圧下が採用される。また、温度条件が、例えば、上記の成形時における温度より10~100℃高い。温度条件は、例えば、150℃以上、好ましくは、160℃以上である。また、温度条件は、例えば、300℃以下、好ましくは、200℃以下である。また、処理時間が、例えば、1時間以上、好ましくは、2時間以上である。また、処理時間が、例えば、10時間以下、好ましくは、8時間以下である。アフターキュアにより、摺動特性および耐熱性の向上を図ることができる。 The processing conditions for the after-cure are not particularly limited, but normal pressure is used. The temperature conditions are, for example, 10 to 100°C higher than the temperature during the above-mentioned molding. The temperature conditions are, for example, 150°C or higher, preferably 160°C or higher. The temperature conditions are, for example, 300°C or lower, preferably 200°C or lower. The processing time is, for example, 1 hour or longer, preferably 2 hours or longer. The processing time is, for example, 10 hours or shorter, preferably 8 hours or shorter. The after-cure can improve the sliding properties and heat resistance.

そして、摺動材は、バインダーを含有し、そのバインダーが、ノボラック型フェノール樹脂と、ポリエチレングリコールにより変性されたリグニンとを含有する。そのため、上記の摺動材は、優れた摺動特性および耐熱性を有し、さらに、優れた撓み特性を有する。 The sliding material contains a binder, and the binder contains a novolac-type phenolic resin and lignin modified with polyethylene glycol. Therefore, the sliding material has excellent sliding properties and heat resistance, and further has excellent flexural properties.

その結果、摺動材は、例えば、各種回転機器の軸受部、摺動機器のシール部などにおいて、好適に用いられる。 As a result, the sliding material is suitable for use in, for example, the bearing parts of various rotating devices and the seal parts of sliding devices.

次に、本発明を、実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明は、下記の実施例によって限定されるものではない。また、以下の説明において特に言及がない限り、「部」および「%」は質量基準である。なお、以下の記載において用いられる配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値)または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値)に代替することができる。 Next, the present invention will be described based on examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples. In the following description, unless otherwise specified, "parts" and "%" are based on mass. Note that the specific numerical values of the compounding ratio (content ratio), physical property values, parameters, etc. used in the following description can be replaced with the upper limit value (a numerical value defined as "equal to or less than") or lower limit value (a numerical value defined as "equal to or more than" or "exceeding") of the corresponding compounding ratio (content ratio), physical property value, parameter, etc. described in the above "Form for carrying out the invention".

製造例1(Mn200-PEG変性リグニン)
以下の方法で、数平均分子量200のポリエチレングリコールにより変性されたリグニン(以下、Mn200-PEG変性リグニン)を製造した。
Production Example 1 (Mn200-PEG-modified lignin)
Lignin modified with polyethylene glycol having a number average molecular weight of 200 (hereinafter, Mn200-PEG-modified lignin) was produced by the following method.

すなわち、市販の数平均分子量200のポリエチレングリコール(PEG200)230質量部と、酸触媒としての硫酸0.69質量部(PEG200 100質量部に対して、0.3質量部)を、反応容器に入れて撹拌した。次いで、絶乾スギ木粉46質量部を、反応容器に投入し、常圧下140℃に昇温して、撹拌しながら90分反応させた。次いで、反応容器を冷却し、温度が40℃以下になったことを確認した後、水酸化ナトリウム(0.2mol/L)を280質量部投入して、30分間撹拌した。次いで、得られた固形成分(パルプ)を、フィルタープレスにより除去し、溶液成分を回収した。次いで、得られた溶液成分に、硫酸を添加し、pHを2.0に調整した。これにより、Mn200-PEG変性リグニンの懸濁液を得た。その後、Mn200-PEG変性リグニンを、遠心分離により回収した。 That is, 230 parts by mass of commercially available polyethylene glycol (PEG200) with a number average molecular weight of 200 and 0.69 parts by mass of sulfuric acid as an acid catalyst (0.3 parts by mass per 100 parts by mass of PEG200) were placed in a reaction vessel and stirred. Next, 46 parts by mass of bone-dried cedar wood flour were placed in the reaction vessel, and the temperature was raised to 140°C under normal pressure, and the mixture was reacted for 90 minutes while stirring. Next, the reaction vessel was cooled, and after confirming that the temperature was 40°C or less, 280 parts by mass of sodium hydroxide (0.2 mol/L) was placed in and stirred for 30 minutes. Next, the obtained solid component (pulp) was removed by a filter press, and the solution component was collected. Next, sulfuric acid was added to the obtained solution component, and the pH was adjusted to 2.0. This resulted in a suspension of Mn200-PEG-modified lignin. Then, the Mn200-PEG-modified lignin was collected by centrifugation.

製造例2(Mn400-PEG変性リグニン)
数平均分子量200のポリエチレングリコールに代えて、数平均分子量400のポリエチレングリコール(以下、Mn400-PEG)を用いた以外は、製造例1と同じ方法で、Mn400-PEG変性リグニンを得た。
Production Example 2 (Mn400-PEG-modified lignin)
An Mn400-PEG modified lignin was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that polyethylene glycol having a number average molecular weight of 400 (hereinafter, Mn400-PEG) was used instead of polyethylene glycol having a number average molecular weight of 200.

製造例3(Mn600-PEG変性リグニン)
数平均分子量200のポリエチレングリコールに代えて、数平均分子量600のポリエチレングリコール(以下、Mn600-PEG)を用いた以外は、製造例1と同じ方法で、Mn600-PEG変性リグニンを得た。
Production Example 3 (Mn600-PEG modified lignin)
An Mn600-PEG modified lignin was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that polyethylene glycol having a number average molecular weight of 600 (hereinafter, Mn600-PEG) was used instead of polyethylene glycol having a number average molecular weight of 200.

製造例4(クラフトリグニン)
クラフトリグニン(SIGMA-ALDRICH社製、木本系植物由来、脂肪族水酸基含有量4.4質量%)を用意した。
Production Example 4 (Kraft Lignin)
Kraft lignin (manufactured by SIGMA-ALDRICH, derived from woody plants, aliphatic hydroxyl group content 4.4% by mass) was prepared.

製造例5(フェノール変性クラフトリグニン)
フェノール328.9質量部をフラスコに入れ、50℃程度まで加熱してフェノールを液化させ、その後、クラフトリグニン(SIGMA-ALDRICH社製、木本系植物由来、脂肪族水酸基含有量4.4質量%)100質量部を添加した。
Production Example 5 (Phenol-modified Kraft Lignin)
328.9 parts by mass of phenol was placed in a flask and heated to about 50° C. to liquefy the phenol, and then 100 parts by mass of kraft lignin (manufactured by SIGMA-ALDRICH, derived from woody plants, aliphatic hydroxyl group content 4.4% by mass) was added.

次いで、98%濃硫酸(酸触媒)3質量部を添加し、その後、130℃、2.5時間反応させた。これにより、クラフトリグニンをフェノールにより変性させた。 Next, 3 parts by mass of 98% concentrated sulfuric acid (acid catalyst) was added, and the mixture was then reacted at 130°C for 2.5 hours. This resulted in the modification of the kraft lignin with phenol.

次いで、得られた生成物を、1000質量部の水によってpHが6~7になるまで繰り返し洗浄し、その後、濾紙(Advantec No.101)を用いた吸引濾過によって、クラフトリグニンのフェノール変性物(フェノール変性リグニン)を取り出した。 The resulting product was then repeatedly washed with 1,000 parts by weight of water until the pH reached 6 to 7, and then the phenol-modified kraft lignin (phenol-modified lignin) was extracted by suction filtration using filter paper (Advantec No. 101).

製造例6(酢酸リグニン)
コーンストーバー100質量部を、95質量%の酢酸1000質量部および硫酸3質量部と混合し、還流下において4時間反応させた。反応後、濾過してパルプを除去し、パルプ廃液を回収した。次いで、ロータリーエバポレーターを用いてパルプ廃液中の酢酸を除去し、体積が1/10になるまで濃縮した後、その濃縮液の10倍量(質量基準)の水を添加し、濾過することにより酢酸により変性されたリグニン(酢酸リグニン)を得た。
Production Example 6 (Lignin Acetate)
100 parts by mass of corn stover was mixed with 1000 parts by mass of 95% acetic acid and 3 parts by mass of sulfuric acid, and reacted under reflux for 4 hours. After the reaction, the pulp was removed by filtration, and the pulp waste liquid was recovered. Next, the acetic acid in the pulp waste liquid was removed using a rotary evaporator, and the liquid was concentrated to 1/10 in volume, and then 10 times the amount (by mass) of the concentrated liquid was added and filtered to obtain lignin modified with acetic acid (acetic acid lignin).

製造例7(フェノール変性酢酸リグニン)
クラフトリグニンに代えて酢酸リグニンを使用した。その他は、製造例5と同様に操作した。これにより、フェノールにより変性された酢酸リグニン(フェノール変性酢酸リグニン)を得た。
Production Example 7 (Phenol-modified acetic acid lignin)
Acetic acid lignin was used instead of kraft lignin. The rest of the procedure was the same as in Production Example 5. As a result, acetic acid lignin modified with phenol (phenol-modified acetic acid lignin) was obtained.

実施例1~9および比較例1~6
ノボラック型フェノール樹脂(旭有機材工業社製CP506)と、製造例1~5のリグニンと、ヘキサメチレンテトラミン(フェノール樹脂硬化剤、リグナイト製)と、ステアリン酸亜鉛(離型剤、和光純薬工業製)とを、表1~表2に記載の割合で混練した。これにより、バインダーを得た。
Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 6
Novolac-type phenolic resin (CP506 manufactured by Asahi Organic Chemicals Co., Ltd.), lignin of Production Examples 1 to 5, hexamethylenetetramine (phenolic resin hardener, manufactured by Lignite Co., Ltd.), and zinc stearate (release agent, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were kneaded in the ratios shown in Tables 1 and 2. Thus, a binder was obtained.

次いで、バインダーと、ガラス繊維(日東紡製 CS3SK-406)と、グラファイト(SECカーボン製 SGP-100)とを、表1~表2に記載の割合で混合した。次いで、混合物を、2本の熱ロールを用いて、100℃で5分間混練した。これにより、摺動材用成形材料を得た。 Then, the binder, glass fiber (CS3SK-406, manufactured by Nitto Boseki), and graphite (SGP-100, manufactured by SEC Carbon) were mixed in the ratios shown in Tables 1 and 2. The mixture was then kneaded for 5 minutes at 100°C using two heated rolls. This produced a molding material for sliding members.

その後、摺動材用成形材料を、170℃で15分間圧縮成形した。これにより、摺動材として、100mmφの円盤形試験片を得た。また、得られた摺動材を、180℃で4時間熱硬化(アフターキュア)させた。 Then, the molding material for the sliding material was compression molded at 170°C for 15 minutes. This resulted in obtaining a disk-shaped test piece with a diameter of 100 mm as the sliding material. The obtained sliding material was then thermally cured (after-cured) at 180°C for 4 hours.

<<評価>>
各実施例および各比較例において得られた摺動材を、下記の方法により評価した。その結果を、表3~表4に示す。
<<Evaluation>>
The sliding materials obtained in each of the Examples and Comparative Examples were evaluated by the following methods, and the results are shown in Tables 3 and 4.

(1)ガラス転移温度
Rheogel-E4000(ユ-ビーエム社製)を用い、固体動的粘弾性を測定した(周波数1Hz、昇温速度2℃/分)。そして、得られるtanδ曲線のピーク温度を、ガラス転移温度(Tg)として求めた。
(1) Glass transition temperature: The solid dynamic viscoelasticity was measured using Rheogel-E4000 (manufactured by UBM Co., Ltd.) (frequency 1 Hz, heating rate 2° C./min). The peak temperature of the obtained tan δ curve was determined as the glass transition temperature (Tg).

(2)摩擦係数
ASTM D1894に準拠して、表面性試験機(新東科学 HEIDON-14S/D)を用いて、摩擦係数(静摩擦係数および動摩擦係数)を求めた。摩擦係数を求めるための各種条件および用いた試験片の寸法を以下に示す。
試験片:直径100mm、厚さ約3mmの円板試験片
相手材 :直径19mm円筒
相手材の材質:S45C
試験速度 :100mm/分
なお、摺動材には、静摩擦係数が0.15以下であることが要求される。また、摺動材には、動摩擦係数が0.10以下であることが要求される。
(2) Friction Coefficient The friction coefficient (static friction coefficient and kinetic friction coefficient) was determined using a surface property tester (Shinto Scientific, HEIDON-14S/D) in accordance with ASTM D 1894. The various conditions for determining the friction coefficient and the dimensions of the test specimen used are shown below.
Test piece: 100 mm diameter, 3 mm thick disc test piece Mating material: 19 mm diameter cylinder Mating material: S45C
Test speed: 100 mm/min. The sliding material is required to have a static friction coefficient of 0.15 or less. The sliding material is also required to have a dynamic friction coefficient of 0.10 or less.

(3)摩耗試験(テーバー型)
JIS-K7204(1999年版)に準拠して摩耗量を測定し、摩耗量を最初のサンプルの質量からどれだけ質量が減少したかを質量%で計算した。摩耗試験の条件および用いた試験片の寸法を以下に示す。
(摩耗試験条件)
荷重 :10N
回転速度 :60rpm
摩耗輪 :H-18
回転数 :1000回転、2000回転
(試験片)
直径100mm、厚さ約3mmの円板試験片
なお、摺動材には、1000回転摩耗試験における質量減少率が2.5%以下であることが要求される。また、摺動材には、2000回転摩耗試験における質量減少率が4.0%以下であることが要求される。
(3) Abrasion test (Taber type)
The amount of wear was measured according to JIS-K7204 (1999 edition), and the amount of wear reduction from the initial sample mass was calculated in mass %. The conditions of the wear test and the dimensions of the test pieces used are shown below.
(Wear test conditions)
Load: 10N
Rotation speed: 60 rpm
Wear wheel: H-18
Rotation speed: 1000 rpm, 2000 rpm (test piece)
A disk test piece with a diameter of 100 mm and a thickness of about 3 mm. The sliding material is required to have a mass loss rate of 2.5% or less in a 1000-revolution abrasion test. The sliding material is also required to have a mass loss rate of 4.0% or less in a 2000-revolution abrasion test.

(4)最大点伸度
JIS K6911(1995)に準拠して、クロスヘッド速度3mm/分、スパン100mmにて、3点曲げ試験し、最大点伸度を測定した。なお、最大点伸度は、破損するまで撓ませたときのひずみ(最大点伸度)であり、下記式により求めた。
(4) Maximum elongation In accordance with JIS K6911 (1995), a three-point bending test was performed at a crosshead speed of 3 mm/min and a span of 100 mm to measure the maximum elongation. The maximum elongation is the strain (maximum elongation) when the sample is bent until it breaks, and was calculated by the following formula:

最大点伸度(ε)=[6T/L]× ΔL
(T:サンプルの厚み、L:支点間距離、ΔL:曲げ撓み量)
Maximum point elongation (ε) = [6T/L 2 ] × ΔL
(T: thickness of sample, L: distance between supporting points, ΔL: bending deflection amount)

Figure 0007539638000001
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Figure 0007539638000002
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Figure 0007539638000003
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Figure 0007539638000004
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Claims (1)

バインダーを含有する摺動材であり、
前記バインダーが、ノボラック型フェノール樹脂と、ポリエチレングリコールにより変性されたリグニンとを含有する、摺動材。
A sliding material containing a binder,
The sliding material, wherein the binder contains a novolac type phenolic resin and lignin modified with polyethylene glycol.
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