JPH02294393A

JPH02294393A - 摺動部材用フェノール樹脂組成物

Info

Publication number: JPH02294393A
Application number: JP11527789A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ogoshi; 寛行大越
Original assignee: Oiles Industry Co Ltd
Current assignee: Oiles Industry Co Ltd
Priority date: 1989-05-09
Filing date: 1989-05-09
Publication date: 1990-12-05
Anticipated expiration: 2013-09-03
Also published as: JP2793629B2

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〕本発明は摺動部材用樹脂組成物、とくにフェノール樹脂
を基体とし、これに一定量の炭化フエノ一ル樹脂、アラ
ミド樹脂繊維および固体潤滑剤を配合した摺動部材用フ
ェノール樹脂組成物に関するものである．本発明において、摺動部材とは相手材と低摩擦で摺接す
る面を有し、荷重を支えるか、荷重を他に伝達する部材
を意味し、例えば軸受プッシュ、すべり板、カム、歯車
などを包含するものである。

〔従来技術およびその問題点〕

従来より、綿布、石綿、木粉などを補強材としたフェノ
ール樹脂組成物はよく知られており、また摺動部材とし
ての機械的性質の向上を目的としてガラス繊維あるいは
炭素繊維などの補強繊維を使用することもよく知られて
いる．しかしながら、フェノール樹脂を基体とする摺動部材は
一般には、給油あるいは給水などの潤滑条件下でなけれ
ば使用することができない。それは補強材あるいは補強
繊維そのものは何ら潤滑性を示さないからである．そこで、乾燥潤滑条件下においても使用できるように固
体潤滑剤、例えば黒鉛、二硫化モリブデン、ポリテトラ
フルオロエチレン樹脂などを適宜選択し、これを配合し
た摺動部材も種々提案されているが、これら固体潤滑剤
は多量に配合しなければ効果が得られず、また多量の配
合は摺動部材の強度を著し《低下させる原因となるなど
配合割合がとくに重要となる。

この点を考慮してガラス繊維あるいは炭素繊維などを配
合して強度を補う方策も考えられているが、これら繊維
はフェノール樹脂とのぬれ性が悪く樹脂と繊維との剥離
を生じたり、また摩擦面に露出して相手材、例えば軸と
摺動した場合、相手材をかじるという欠点を惹起する。

摺動部材において相手材を損傷させることは極力避けな
ければならない性質の一つである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は上述した欠点を解決するべ《鋭意研究の結果
、基体を構成するフェノール樹脂に対し、該フェノール
樹脂とぬれ性の良好な炭化フェノール樹脂とアラミド樹
脂繊維および固体潤滑剤を配合したフェノール樹脂組成
物は上述した欠点を一挙に解決するとともに乾燥潤滑条
件下において優れた摺動特性を発揮することを見出し、
本発明をなすに至った。

すなわち、本発明は炭化フェノール樹脂１５〜５０重量
％、アラミド樹脂繊維５〜３０重量％、固体潤滑剤１５
〜２５重量％、残部フェノール樹脂からなることを特徴
とする摺動部材用フェノール樹脂組成物を提供するもの
である。

上述した構成において、炭化フェノール樹脂はレゾール
樹脂あるいはノポラソク樹脂を窒素ガスの雰囲気下に１
０００℃乃至２０００℃の温度で炭化焼成することによ
って得られるもので、炭素含有率が９４〜９９．８重量
％を有し、硬度（ショアー硬度）が概ね１００〜１１０
を示す粒状粉末（平均粒径１５μｍ）である。このよう
な炭化フェノール樹脂としては、例えば鐘紡側製の「ベ
ルパール（商品名）」などが好適なものとして挙げられ
る。

この炭化フェノール樹脂は黒鉛ほどの自己潤滑性は示さ
ないが、基体を構成するフェノール樹脂と良好なぬれ性
を有すること、微粒子粉末であることから分散性がよく
、とくに表面硬度を高めて摺動部材としての耐摩耗性の
向上に寄与する。

しかしながら、多量の配合は摩擦面に露出して相手材を
かじるという欠点、とくに荷重が高くなると急激に生ず
る傾向を示すことからその配合量はとくに注意を有する
。

本発明では、基体に対し概ね１５〜５０重量％の配合割
合で好結果が得られた。

アラミド樹脂繊維は上述した炭化フェノール樹脂と同様
基体を構成するフェノール樹脂と良好なぬれ性を有し、
とくに補強材としての役割を果たすとともに炭化フェノ
ール樹脂の相手材を“かじる”という欠点を補う役割を
果たし、摺動部材としての耐摩耗性の向上に寄与する。

このアラミド樹脂繊維が炭化フェノール樹脂の相手材を
かじるという欠点を補うという理由は詳らかではないが
、アラミド樹脂繊維が摩擦面に散在することにより、表
面の見掛けの硬度を下げ、高荷重下で相手材と炭化フェ
ノール樹脂との直接の接触を防ぐためであると推察する
。

そして、このアラミド樹脂繊維は繊維の長さＬに対する
直径Ｄの割合、すなわちＬ／Ｄ　（アスペクト比）を大
きくとれば大きな機械的強度が得られる反面、繊維があ
まりに長くなると樹脂との混合が困難となり、該繊維の
均一分散性が損なわれ、また成形上の困難性も生ずるの
で最適な長さをとることが必要である。

本発明では直径が９〜１１μｌであって、Ｌ　／，Ｄが
３０〜５０であることが好ましいことを実験により確認
した．このようなアラミド樹脂繊維としては、例えば帝
人■製の「コーネックス」（商品名）が挙げられる．そして、アラミド樹脂繊維の基体に対する配合割合は５
〜３０！量％が適当である。

５重量％以下では上述した炭化フェノール樹脂の欠点を
補うことができないばかりでなく、補強材としての効果
および摺動部材としての耐摩耗性の向上に効果が現れず
、また３０重撥％以上では前記炭化フェノール樹脂の効
果を低下させるとともに摺動部材の表面にケバ立ちを生
じ、耐摩耗性および寸法精度に悪影響を与える。

固体潤滑剤は自己潤滑性を付与する目的で配合されるも
ので、摺動部材の乾燥潤滑条件下での使用を可能とする
。

そして、固体潤滑剤としては、黒鉛、二硫化モリブデン
、二硫化タングステン、ポリテトラフルオロエチレン用
脂粉末から一種もしくは二種以上が選択されて使用され
る。

摺動特性を向上させんがために固体潤滑剤を多量に配合
することは摺動部材の強度低下をきたすことになるため
、その配合量はとくに注意を必要とする。

概ね１５〜２５重量％の配合割合が適当であることを実
験により確認した。

フェノール樹脂は残部としたが、本発明者の実験では３
０〜６５重量％の範囲で配合することにより好結果を得
ている。３０重量％未満では機械的強度が低く、また成
形性にも悪影響が出る。また、６５重量％を超えて多量
に配合すると樹脂の分離を生じやすく、かえって機械的
強度を損なう。

上述したこれら成分組成を混合機（ミキサー）に装填し
均一に混合して混合物を形成したのち、これを成形材料
として、あるいはこれら成分組成に適量のメタノールを
配合して混合機に装填し、混合造粒したのち、これを成
形材料として、圧縮成形、射出成形などの成形方法によ
り所望の摺動部材に形成するものである。

〔作用・効果〕

上述した構成をとることにより、つぎのような作用効果
が得られる。

■摺動部材の摩擦面に炭化フェノール樹脂とアラミド樹
脂繊維が共存することにより、相手材との摩擦において
、耐摩耗性の向上を計ることができる。

■上記■と相俟って、固体潤滑剤の存在により摩擦摩耗
特性の一層の向上が計れるとともに乾燥摩擦条件下での
使用を可能にする。

〔実施例〕

以下、本発明をその実施例により詳細に説明する。

〈実施例：！〉平均粒径１５μｍ以下、炭素含有量が９９．８重量％で
、ショアー硬度が１１０を有する炭化フェノール樹脂粒
子粉末（鑵紡■製「ベルバールＣ−２０００：商品名ｊ
）３０重量％と直径１１μＩ、長さ０．４ｍｍ（Ｌ／Ｄ
：３６）のアラミド樹脂繊維（帝人■製［コーネックス
：商品名］）１０重量％と黒鉛粉末２０重量％と残部フ
ェノール樹脂粉末（群栄化学社製ｒＰＧ２４１７Ｊ　）
を混合機に装填し、均一に混合して混合物を形成し、こ
れを成形材料とした。

ついで、この成形材料を金型中で、温度１７０℃、、圧
力１００ｋｇｆ／ｃｍ”．成形物の肉厚１ｍｍ当たり２
分間を成形時間として圧縮成形し、一辺が４０ｍｍ、厚
さ５ＩＩｌｌｌの方形状成形物を得た（成形時間＝１０
分間）。

く実施例：■〉炭化フェノール樹脂粒子粉末（前記く実施例：Ｉ〉と同
じ）３０重量％とアラミド樹脂繊維（前記〈実施例：！
〉と同じ）１０重量％とポリテトラフルオロエチレン樹
脂粉末２０重量％と残部フェノール樹脂（前記〈実施例
：！と同じ）を混合機に装填し、均一に混合して混合物
を形成し、これを成形材料とした。

以下、前記く実施例：Ｉ〉と同様の方法で、辺が４０＋
＋＋ｍ、厚さ５ＩＩＩＩ＋の方形状成形物を得た。

〈実施例二■〉炭化フェノール樹脂粒子粉末（前記く実施例：Ｉ〉と同
じ）３０重量％とアラミド樹脂繊維（前記く実施例：Ｉ
〉と同じ）ＩＯ重量％と二硫化モリブデン粉末２０重量
％と残部フェノール樹脂（前記く実施例：Ｉと同じ）を
混合機に装填し、均一に混合して混合物を形成し、これ
を成形材料とした。

以下、前記く実施例：ｌ〉と同様の方法で、辺が４０ｍ
＋ｍ、厚さ５ｍｎ＋の方形状成形物を得た。

く比較例：Ｉ〉直径３０μ鋼、長さ１００μｍの炭素繊維３０重量％と
黒鉛粉末２０重世％と残部フェノール樹脂粉末を混合機
に装填し、均一に混合して混合物を形成し、これを成形
材料とした。

ついで、この成形材料を金型中で、温度１７０℃、、圧
力１００ｋｇｆ／ｃｍ２，成形物の肉厚１ｍｍ当たり２
分間を成形時間として圧縮成形し、一辺が４０ｍｍ、厚
さ５ｍｍの方形状成形物を得た（成形時間：１０分間）
。

く比較例：■〉直径３０μｍ、長さ１０．０μｍの炭素繊維３０重量％
とポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末２０重量％と残
部フェノール樹脂粉末を混合機に装填し、均一に混合し
て混合物を形成し、これを成形材料とした．ついで、こ
の成形材料を金型中で、温度１７０℃、、圧力１００ｋ
ｇｆ／ｃｍ”，成形物の肉厚ＩＩＩＩＩＩｌ当たり２分
間を成形時間として圧縮成形し、一辺が４０ｓｕａ、厚
さ５ｍｏ＋の方形状成形物を得た。

上記実施例および比較例で得た方形状成形物を試験片と
して、つぎの条件で摩擦摩耗試験を行った。

く試験条件〉相手材：　Ｓ４５Ｃ（機械構造用炭素！ｉｉｉｌ）荷　
重：　２０ｋｇｆ／Ｃｍ”（スラスト荷重）速度：２１
ｌ／ＩＩＩｉｎ　　　時　間：５０時間濶　滑：ドライ
（乾燥）図は、上記試験条件により行った時間と摩擦係数の変化
を示すグラフである。

図中、○印は実施例州、☆印は実施例：■、△印は実施
例：■、●印は比較例：Ｉ、★印は比較例：Ｈの試験結
果である。

また、試験片の試験時間後の摩耗量（ｍｍ）を測定した
結果を下表に示す。

上述した試験結果から、実施例：！乃至実施例：■から
なる成形物は試験時間中を通じて安定した低い摩擦係数
を示すとともに摩耗量も極めて小さい値を示した。そし
て、これら実施例からなる成形物の相手材表面（摩擦面
）には固体潤滑剤の薄い潤滑被膜が形成されていること
を確認した。

一方、比較例：■からなる成形物は試験時間２０時間経
過後、摩擦係数が急激に上昇するとともに摩耗量の増大
が認められた．この摩耗量が増大したのは、摩擦係数の
急激な上昇により相手材をかじり、相手材の摩耗粉が摩
擦面に介在してアブレッシブ摩耗に移行したためである
と推察される．このものの試験後の相手材表面には多数
の線状摩耗痕が認められた．また、比較例：■からなる成形物は、相手材をかじると
いう現象は認められなかったが、試験時間３０時間経過
後、摩擦係数の上昇が認められた。

【図面の簡単な説明】

図は、試験時間と摩擦係数の変化について試験した結果
を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】（１）炭化フェノール樹脂１５〜５０重量％、アラミド
樹脂繊維５〜３０重量％、固体潤滑剤１５〜２５重量％
、残部フェノール樹脂からなることを特徴とする摺動部
材用フェノール樹脂組成物。（２）アラミド樹脂繊維は直径９〜１１μｍ、アスペク
ト比（Ｌ／Ｄ）が３０〜５０である請求項１記載の摺動
部材用フェノール樹脂組成物。（４）固体潤滑剤は黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化タ
ングステン、ポリテトラフルオロエチレン樹脂から選択
される請求項１記載の摺動部材用フェノール樹脂組成物
。