JPH02206638A - 潤滑性樹脂組成物 - Google Patents

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） 本発明は、潤滑性樹脂組成物に関する。更に詳しくは、
電気機器部品、機械部品等に好適な摺動特性に優れた潤
滑性樹脂組成物に関する。

（従来技術及びその問題点） 近年、機器類の軽量化ニーズに伴って、金属製品に代っ
て合成樹脂製品が機械部品として数多く用いられるよう
になり、例えば軸受、スライドベース等の摺動部材にお
いても合成樹脂製品が使用され始めている。

かかる摺動部材としては、従来、摺動性に優れたフッ素
系樹脂、特に四フッ化エチレン樹脂が主に用いられて来
た。しかしながら、かかる樹脂は、低速、低荷重領域で
の使用においては、要求される摺動特性を満足するもの
の、高速、中〜高荷重領域においては、塑性変形（クリ
ープ）が著しく、長時間安定した摺動性が得られないこ
と、また、摺動時の摩耗粉の発生量が多いという欠点を
有するものであった。

このため、従来より、より苛酷な条件下でも摺動性、と
くに耐摩耗性を呈するように種々の充填側を添加して補
強する方法が試みられている。例えば、ガラス繊維、炭
素繊維あるいは芳香族ポリアミド繊維を添加する方法（
例えば、特開昭６２−１２７２２７号公報）、あるいは
ポリイミド樹脂もしくはポリアミドイミド樹脂を添加す
る方法（特公昭４７−３１０９７号公報）が既に知られ
ているが、これらの方法においては、耐摩耗性の点では
改良が見られるものの、摩擦特性の点ではかえってフッ
素系樹脂の特性を活かしきれず、また相手材を損傷させ
るという欠点を有し、充分満足し得るものではなかった
。

また、芳香族ポリアミドとしてメタ配向芳香族ポリアミ
ド粉末を添加する方法も既に知られている。特開昭６０
−２３８３５１号公報によれば、この方法によって相手
材を損傷させることなく高い摺動特性を得られることが
開示されている。

しかしながら、メタ配向芳香族ポリアミド粒子を用いる
方法においては、高速領域の摺動に際して、ある時期に
摩耗量が急激に増大する所謂異常摩耗が発生ずることが
判明した。即ち、高速領域での摺動に際しては、メタ配
向芳香族ポリアミドでは充分な耐熱性を発揮出来ず、ま
た本質的に固体潤滑剤としての硬度が不足する結果、高
速領域での使用に際して、ある時期から異常摩耗が発生
するものと推定される。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、特
に高速領域の摺動に際して、相手材を損傷させることな
く、優れた摺動特性を有し、かつ長時間使用による異常
を起こさない潤滑性樹脂組成物を提供しようとするもの
である。

（課題を解決するための手段） 即ち、本発明は、フッ素糸樹脂３０〜９５重量％とポリ
イミド樹脂粒子５〜７０重量％とからなることを特徴と
する潤滑性樹脂組成物である。

本発明に用いるフッ素系樹脂とは、ポリオレフィン類の
水素がフッ素に置換された樹脂をいい、具体的には、ポ
リテトラフルオロエチレンの単独重合体、テトラフルオ
ロエチレンとへキサフルオロプロピレン、エチレン、パ
ーフルオロアルキルビニルエーテル等々との共重合体、
ポリビニリデンフルオライド、ビニリデンフルオライド
とテトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン
、エチレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル等々
との共重合体などの１種または２種以上があげられるが
、これに限定されるものではない。

かかる、フッ素系樹脂の平均分子量が、１ｏｏｏ。

〜５００００のものが通常好ましく本発明に用いられる
。

本発明においては、ポリイミド樹脂粒子が用いられるこ
とが極めて重要である。即ち、高速領域での高い摺動性
と、長時間安定した摺動特性を得るためには、固体潤滑
剤自体が高い耐熱性を有する必要があるからである。又
、相手材に損傷を与えることなく摩耗特性を高めるため
には、適度な硬度が要求されるからである。

本発明において用いられるポリイミド樹脂とは、テトラ
カルボン酸又はその誘導体とジアミン化合物とから脱水
縮合・閉環されたイミド結合々であってよい、このうち
特に下式（１）で示される芳香族ポリイミド及び下式（
２）で示されるビスマレイミドをジアミン等の硬化剤に
より加熱硬化したポリイミド樹脂は、耐熱性、耐薬品性
及び機械的性質に特に優れ、本発明において最も好まし
く用いられるポリイミド樹脂である。

−をいう１本発明においては、繰返し単位中の他の構成
は特に制限されるものではなく、例えば、脂肪族のジア
ミンと脂肪族のテトラカルボン酸との組合せ、脂環族の
ジアミン及びテトラカルボン酸の組合せ、芳香族ジアミ
ン及びテトラカルボン酸との組合せ、あるいはこれらの
ジアミン、テトラカルボン酸を組合せた共重合体、更に
は、一般にビスマレイミドとして総称されるポリイミド
等−０−１ＣＯ−−ＣＨ２Ｓｏｗ−を示 す）の中から選ばれる１種又は２種以上を表わす。

−Ｇ　Ｏ−−ＣＨｚ　−−Ｓ　Ｏｚ−を示す）の中から
選ばれる１種又は２種以上を表わす。

これらの芳香族ポリイミドは、相当する芳香族ジアミン
及び芳香族テトラカルボン酸無水物との反応により、−
旦ボリアミド酸を経た後、あるいは直接加熱処理あるい
は化学的脱水処理によって閉環され、相当する芳香族ポ
リイミドとして得られる。また、式（２）で表わされる
ビスマレイミドを、例えば、芳香族ジアミン等の硬化剤
と共に加熱すること、あるいは、過酸化物を加えて加熱
硬化する方法によって、式（２）で示されるイミド結合
を持ったポリイミド樹脂とすることができる。

かかるポリイミド樹脂から粒子を得るには、例えば上述
の方法によって得られた樹脂を、通常汎用的に用いられ
る機械的粉砕手段、例えば、ボールミル、ジェットミル
等により粉砕することによって得られる。又、例えば重
合段階において加熱処理によって不溶化して沈澱生成す
る粒子をそのまま、あるいは必要に応じて粉砕・分級を
行って得ることもできる。

本発明においては、粒子を得る手段は特に制限を受ける
ものではない。

本発明において用いられるポリイミド樹脂粒子の粒子径
（平均粒子径を表わし、以後単に粒径と略称する）は、
摺動材とした時の相手側の材質等により多少は異なるが
、通常１００μｍ以下のものが好ましく用いられる。特
に高い摺動特性を得る為には、粒径が５〜５０μｍの範
囲にある粒子を用いるのがよい。

粒子の形状は、球状、リン片状、棒状等々いずれのもの
であっても高い摺動特性を得ることが出来るが、特に高
い摺動特性を得る為には球状であるのが望ましい。

本発明の潤滑性樹脂組成物において、前述のフッ素系樹
脂とポリイミド樹脂粒子との混合割合は１、重要な因子
であり、フッ素系樹脂３０〜９５重量％、ポリイミド樹
脂粒子５〜７０重量％とすることが必要である。

ポリイミド樹脂粒子の量が５重量％未満では、その効果
が小さく、摩耗量が大きく、また７０重量％を越えると
硬質のポリイミド樹脂粒子自体が基材として作用し、摩
擦係数が増大するため好ましくない。ポリイミド樹脂粒
子の最も好適な混合割合は１０〜４０重量％である。

本発明の潤滑性樹脂組成物とするために、フッ素系樹脂
とポリイミド樹脂粒子を上述の配合割合に混合するには
、従来から知られた方法を利用すればよく、例えば、フ
ッ素系樹脂の粉末とポリイミド樹脂粒子とを、ヘンシェ
ルミキサー、ボールミル、タンブラ−ミキサー等々の混
合機によって混合すればよい、また、溶融性のフッ素系
樹脂を用いる場合にあっては、粉末どうしを混合した後
、溶融混合性のよい射出成形機あるいは押出成形機に供
給するか、または予め熱ローラ、バンバリーミキサ−等
によってフッ素系樹脂を溶融させ混合する方法等も採用
できる。

本発明の組成物を用いて摺動材等に成形する方法は、特
に限定されるものではないが、通常、溶融性のフッ素系
樹脂を用いる場合には射出成形を適用することが出来る
し、また、−旦混合粉体を圧縮することによって賦形し
、ついで加熱加圧下に成形する所謂圧縮成形が採用され
る。また、場合によっては押出し成形することも可能で
あり、使用目的に合わせて成形法を適宜選択すればよい
。

本発明の潤滑性樹脂組成物は、フッ素系樹脂及びポリイ
ミド樹脂粒子のほかに、一般に合成樹脂に広く配合し得
る添加剤を、潤滑性樹脂組成物の特性を低下させない範
囲において適宜併用することも出来る。このような添加
剤としては、たとえば離型剤、難燃剤、耐候性改良剤等
々が例示されるがこれらに限定されるものではなく、従
来から公知、公用の固体もしくは液状の潤滑剤を併用す
ることは勿論可能であり、グラファイト、フッ化黒鉛、
タルク、窒化ホウ素、シリコーン系樹脂又はオイル、そ
の他工業用潤滑剤等も使用目的に応じて適宜選択使用す
ることができる。いずれも、本発明の潤滑性樹脂組成物
の潤滑性を損わない限り、中間製品もしくは最終製品に
おいて化学的もしくは物理的な処理によって性質改善の
ための変性が可能であることは勿論である。

（作用） 本発明の潤滑性樹脂組成物は、耐熱性、機械特性に優れ
たポリイミド樹脂が細かく分散して摺動接触面を形成す
る結果、摩擦係数が小さく、高速領域の摩擦であっても
安定した摺動特性が得られ、同時に基材のフッ素系樹脂
が補強される結果、摩耗が小さく長時間安定した摺動特
性を得ることが出来る。

（実施例） 以下、実施例によって本発明を更に詳細にかつ具体的に
説明する。

く摩擦摩耗性の評価〉 摩擦係数；鉛末式摩擦摩耗試験機により面圧１０　Ｋｇ
／ｃｒｍ”、線速度６０ｃｍ／秒、５０時間、相手材３
４５Ｃ無給油で 測定した。

摩耗係数；鉛末式摩擦摩耗試験機により面圧２Ｋｇ／Ｃ
ｍ！、線速度６０ｃｍ／秒、５０時間、相手材５４５Ｃ
無給油で測定し た。

参考例１ 特公昭３６−１０９９９号公報に従って、５１のＮ−メ
チル−２−ピロリドンに塩化リチウム６４ｇｒ及び４．
４′−ジアミノジフェニルエーテル３００ｇｒを溶解し
たのち、０°Ｃに冷却した。ついでピロメリット酸二無
水物３２７ｇｒを、系内の温度が１０゛Ｃ以上とならな
いように粉末のまま加え重縮合を行った。ついで、得ら
れたこのポリアミド酸溶液を、平底バット内に流延して
１８０°Ｃに加熱し、更に２７０°Ｃに加熱して溶媒除
去及び脱水閉環を行わせてポリイミドを得た。ついで、
得られた平板状のポリイミドを粗砕したのち、ジェット
ミル型粉砕機を用いて粉砕したのち分級し、平均粒径４
６μｍ及び２１μｍのポリイミド粒子を得た。

参考例２ Ｎ−メチル−２−ピロリドンに塩化カルシウムを添加し
た系を溶剤とし、公知の方法でポリメタフェニレンイソ
フタルアミドの重合を行ない、次いで重合ドープを水と
共にヘンシェルミキサー内に入れ３０分間撹拌し粉砕を
行った。このヘンシェルミキサーには、器壁との間隔が
５１１ＩＩ１１となる位置に竪型のブレードが備えつけ
である。粉砕操作を終了後、内容物を取出しポリマー粒
子を水洗し、ついで乾燥した。得られた乾燥粒子をウイ
レー型粉砕機に投入して粉砕を行い、振動ふるいにて分
級し平均粒径７８μｍのポリメタフェニレンイソフタル
アミド粒子を得た。

実施例１〜５ フッ素系樹脂粉末（三井フロロケミカル社製；テフロン
？ＡＪ）と参考例１で得られたポリイミド樹脂粒子を、
第１表に示す割合でボールミル中で混合し、得られた混
合粉末を１４０°Ｃで乾燥後、辺５０ｍ１１×１００Ｉ
ＩＩＩ１１厚さ５ｓｍの板材成形用の金型内に装填し、
圧力１０００Ｋｇｆ／ｃｍｚで常温で圧密賦形した。つ
いで咳圧密体を３２０　’ＣＸ　３０分、３５０°Ｃで
１．５時間、３３０°Ｃで４５分間、常圧下で焼成して
成形材を得た。

該成形材から試験片を切り出し、前述の試験法に従って
摩擦摩耗性の評価を行った。その測定結果を第１表に示
す。

比較例１ 実施例１〜５で用いられたフッ素系樹脂と参考例２で得
られたポリメタフェニレンイソフタルアミド粒子から、
実施例と同様にして成形体を製造し、試験評価した。そ
の時の結果を第１表に並記する。

比較例２ フッ素樹脂単体品（ポリテトラフルオロエチレン）から
試験片を切り出し、本実施例と同一条件での摩擦摩耗評
価を行った。その結果を第１表に並記したが、数時間で
異常摩耗が起き、評価を途中で断念した。これらの結果
からも明らかなように、本発明の樹脂組成物からなる成
形品の摺動特性は極めて優れていることが認められた。

（以下余白） （発明の効果） 以上の説明ならびに実施例により明らかな如く、フッ素
系樹脂にポリイミド樹脂粒子を配合することによって、
特に高速領域での摺動特性が著しく改善され、更に長時
間安定な摺動特性が得られる。

その結果、従来困難とされて来た高速領域での軸受等摺
動材の樹脂化が可能となり、軽量化と共に経済性の点に
おいても多大な効果を有するものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. フッ素系樹脂３０〜９５重量％とポリイミド樹脂粒子５
   〜７０重量％とからなることを特徴とする潤滑性樹脂組
   成物