JPH03265646A - 摺動部材用合成樹脂組成物 - 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、軸受、カム、歯車、すべり板、可撓軸用ライ
ナーチューブ、ガイド部材等に用いられて好適な摺動部
材用合成樹脂組成物に関する。

（従来の技術） 一般に軸受等の摺動用途に用いられる合成樹脂に自己潤
滑性、耐摩耗性などの摺動特性を向上させる目的で、ま
た強度等９機械的性質を向上させる目的で、ポリ四フッ
化エチレン樹脂（以下ＰＴＦＥと略記）およびあるいは
ガラス繊維、炭素繊維等を配合することはよく知られて
おり、例えば特開昭５５−２２７号、特開昭５８−１７
９２６２号、特開昭６１１９０５５３号、特開昭６１−
１６２５４９号、特開昭６２−１８５７４７号、特開昭
６２−２２３２６２号、特開昭６３−２７８９６８号、
特開平１−１２７３０６号、特開平１−２５９０５９号
等において種々提案されている。

これら従来技術に開示された摺動部材は、ベース樹脂に
対し一定割合のＰＴＦＥを配合することにより摺動特性
を向上させ、一定割合のガラス繊維、炭素繊維などを配
合することにより耐摩耗性、機械的性質を向上させるも
ので、いずれも摺動面に潤滑油を供給することなく乾燥
摩擦条件下での使用を目的とするものである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、乾燥摩擦条件下において使用される摺動
部材においては、相手材例えば軸などの表面（摺動面）
への潤滑被膜形成の巧拙がその性能に大きく左右するも
のである。

しかるに、上述した従来技術に開示された摺動部材にお
いては、相手材表面への潤滑被膜の形成が必ずしも良好
とは言い難く、結果として断続運転による再起動時の摩
擦係数が高く、動摩擦係数が不安定であるという問題を
生ずる。

また、ガラス繊維、炭素繊維等を配合して、摺動部材の
耐摩耗性および機械的性質を向上させる試みは種々行わ
れているが、これらの繊維はそれ自体硬質であることか
ら、配合割合にはとくに注意が必要で、強度等の向上を
目的として多量に配合すると相手材を損傷させたり、相
手材表面に形成された潤滑被膜を掻き取ったりする欠点
があり、これらの欠点に起因してアブレソシブ摩耗に発
展するという問題を生ずる。

本発明は、上述した問題を解決するべくなされたもので
、相手材表面への潤滑被膜の形成能に優れ、摺動特性な
らびに機械的性質に優れた摺動部材用合或樹台紐威物を
酸物ことを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 上述した目的を達成するべく、本発明はっぎの技術的手
段（構成）を採る。

すなわち、合成樹脂に、ａ）ポリ四フッ化エチレン樹脂
３〜４０重量％、ｂ）リン酸塩０．５〜１５重量％、Ｃ
）ガラス繊維、ガラス粉末、炭素繊維、炭素粉末から選
択される補強充填材１〜３０重量％を均一に混合してな
る摺動部材用合威樹台紐底物組成る。

本発明に使用される合成樹脂は、摺動部材に要求される
機械的性質、化学的性質を備えており、加うるに耐摩耗
性や自己潤滑性を具有しているものであれば二層好まし
い。また、用途によっては振動などを吸収し得る弾性を
有するものも好ましこのような合成樹脂としては、ポリ
アセクール樹脂、ポリアミド樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリア
ミドイミド樹脂、ボリイ呉ド樹脂、ポリエーテルイミド
樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエ
チレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレー
ト樹脂、ボリアリレート樹脂、ポリフェニレンサルファ
イド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂５ポリエーテル
エーテルケトン樹脂ポリカーボネート樹脂、ポリエーテ
ルエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フ
ェノール樹脂等を挙げることができる。

上記ベース樹脂に配合されるＰＴＦＥは、ベース樹脂の
自己潤滑性、低摩擦性に寄与するもので、本発明におい
て好適なＰＴＦＥとしては、例えば三井デュポンフロロ
ケミカル社製の商品名「テフロン７ＪＪ、ｒテフロン７
ＡＪＪ、ダイキン工業−社製の商品名「ルブロンＬ−２
Ｊ、ｒルブロンＬ５」、「ルブロンＬＤ−ＩＪ　、喜多
村社製の商品名ｒＫＴＬ−６１０Ｊ等が挙げられる。

そして、ベース樹脂に対するＰＴＦＥの配合割合は３〜
４０重量％、就中１０〜２５重量％が好ましい。

３重量％未溝の配合割合ではベース樹脂の自己潤滑性、
低摩擦性に効果が現れず、また４０重量％を超えて配合
すると、成形性の悪化、機械的強度の低下をきたす。

リン酸塩はそれ自体、例えば黒鉛のような潤滑性を示す
物質ではないが、ベース樹脂に対し前述したＰＴＦＥと
ともに配合することにより、８９ＰＴＦＥと相俟ってベ
ース樹脂の摩擦摩耗特性の向上に効果を発揮する。この
リン酸塩の配合により摩擦摩耗特性が向上する理由は詳
らかではないが、ベース樹脂に対しＰＴＦＥとリン酸塩
とを同時に配合した摺動部材においては、摺動摩擦試験
後の相手材表面（摺動面）にベース樹脂とＰＴＦＥとリ
ン酸塩とが複合化された潤滑被膜が形成されていたこと
から考察して、本発明者等はこのリン酸塩の摩擦摩耗特
性向上に対する効果は潤滑被膜の優れた造膜性にあるも
のと推察する。

本発明において使用されるリン酸塩としては、第三リン
酸、第ニリン酸、ビロリン酸、亜リン酸、メタリン酸等
の金属塩及びそれらの混合物を挙げることができ、中で
も第三リン酸、第ニリン酸及びビロリン酸の金属塩が上
述した潤滑被膜の造膜性の点で好ましいことを確認した
。

金属としては、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属
、特にリチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネ
シウム（Ｍｇ）、バリウム（Ｂａ）が好ましい。

リン酸塩は、少量の配合割合、例えば０．５重量％の配
合で潤滑被膜の造膜性の効果が現れ始め、１５重量％の
配合割合まで当該造膜性の効果は維持される。しかし、
１５重量％を超えて配合すると、潤滑被膜の造膜量が多
くなりすぎ、返って耐摩耗性を低下させる。

したがって、リン酸塩の配合割合は０．５〜１５重量％
、就中３〜１０重量％が好ましい。

補強充填材としてのガラス繊維、ガラス粉末、炭素繊維
、炭素粉末はベース樹脂に配合されて、とくに摺動部材
としての機械的強度を向上させる役割と摺動部材の摺動
面の表面硬度を高めて耐摩耗性を向上させる役割を果た
す。

これら補強充填材の配合割合は１〜３０重量％、就中５
〜２０重量％が好ましい。

一般に、補強充填材の多量の配合は相手材との摺動にお
いて、相手材を損傷させ、その摩耗粉の介在に起因して
アブレッシブ摩耗を引き起こすなどの理由から避けるべ
きであるが、本発明においては、上述したリン酸塩の潤
滑被膜の造膜性の効果により、これら補強充填材と相手
材との直接の接触を防ぐことから３０重量％という多量
の配合が可能となる。

補強充填材として使用されるガラス繊維は、従来から当
該技術分野において通常使用されているガラス繊維、即
ち非晶質性のケイ酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラス等に加え
て、ウオラストナイト、チタン酸カリウムウィスカ等も
使用することができる。

炭素繊維としては、ポリアクリロニトリル、レーヨン、
ポリビニルアルコール、フェノール、ピッチ等を出発原
料とする炭素繊維が使用される。

これらの繊維はその径が１〜２０μｍ、就中５〜１５μ
ｍのもので、長さは２０〜６０００μｍ、就中５０〜３
００μｍのものが好適である。

ガラス粉末としては、上述した非晶質性のケイ酸塩ガラ
ス、ホウ酸塩ガラス等からなる粉末が使用される。

炭素粉末としてはコークス粉末、無煙炭粉末、カーボン
ブラック粉末、木炭粉末などの無定形炭素粉末あるいは
フェノール樹脂粉末等の高分子化合物粉末を不活性雰囲
気中５５０℃を超える温度で熱処理してなる粉末（鐘紡
社製の商品名「ヘルパール」）などが使用される。

これらの粉末の粒径は１００μｍ以下、就中１〜４０μ
ｍのものが使用される。

本発明の摺動部材用合成樹脂組成物は、上述した成分組
成からなるものであるが、これら成分組成に加えて、成
形性、耐摩耗性、耐荷重性の一層の向上を計るべく、例
えば二硫化モリブデン、グラファイトなどの固体潤滑剤
、鉛などの軟質金属などを５重量％以下の割合で配合す
ることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について説明する。

実施例１．２．３、比較例１： ポリアミド樹脂（以下ＰＡという二乗し社製、商品名「
ナイロン６６Ｃ門３００１Ｎ　Ｊ　”）粉末に、ＰＴＦ
Ｅ　（ダイキン工業社製、商品名「ルブロンＬ５」）粉
末とガラス繊維（以下ＧＰという〉、炭素粉末（以下ｃ
ｐという）もしくは炭素繊維（以下ＣＦという）および
リン酸塩粉末を混合して得た混合粉末を成形材料とし、
これをスクリュウインライン型射出成形機によって、成
形温度２５０〜２９０℃および射出成形圧カフ００ｋｇ
　／　ｃｎｉの条件で成形し、−辺が３０ｍｍ厚さ５ｍ
ｍの方形状試験片を得た。

実施例４．５．６、比較例２： ポリフェニレンサルファイド樹脂（以下ＰＰＳというニ
ド−プレン社製、商品名ｒＴ−４Ｊ　）粉末に前記ＰＴ
ＦＥ粉末とＧＦ、　ＣＦもしくはＣＰおよびリン酸塩粉
末を混合して得た混合粉末を成形材料とし、これをスク
リュウインライン型射出成形機によって、成形温度２７
０〜３００℃および射出成形圧力８００ｋｇ　／ｃｉの
条件で成形し、−辺が３０ｍｍ、厚さ５間の方形状試験
片を得た。

実施例７．８： ポリカーボネート樹脂（以下ＰＣという：三菱瓦斯化学
社製、商品名「ニーピロン５２０００　Ｊ　）粉末に前
記ＰＴＦＥ粉末とＧＦもしくはＣＰおよびリン酸塩粉末
をそれぞれ混合して得た混合粉末を成形材料とし、これ
をスクリュウインライン型射出成形機によって、成形温
度２５０〜３００℃および射出成形圧力１０００ｋｇ／
ｃｄの条件で成形し、−辺が３０ｍｍ、厚５１１ｍの方
形状試験片を得た。

実施例９、ｌＯ１比較例３： フェノール樹脂（以下ＰＨという：昭和ユニオン合成社
製、商品名ｒＢＲＰ−５２０Ｊ　）粉末に、前記ＰＴＦ
Ｅ粉末とＣＦもしくはＣＰおよびリン酸塩粉末とを混合
して得た混合粉末を成形材料とし、これを圧縮成形機に
よって、成形温度１６０℃、成形圧２００ｋｇ／ｄの条
件で成形し、−辺が３０ｍｍ　、厚さ５ｍｍの方形状試
験片を得た。

上記各実施例、比較例で得られた成形物について以下の
条件にてスラスト試験を行った結果を表に示す。

すべり速度：　２０ｍ／ｍｉｎ 荷　　　重：　１０ｋｇ／ｃｍ２ 相　手　材：　ＳＯＳ　３０４（外径２５．５ｍｍ、内
径２０．０ｍｍ）１１８００エメリー仕上げ 澗　　　滑：無潤滑 時　　　間：　２４Ｈｒ 表中ａはＰＴＦＥ、　　ｂはリン酸塩、Ｃは補強充填材
である。また、摩擦係数は試験開始後１時間以降の変動
幅を示す。

（以下余白） 上述した試験結果から、実施例１乃至１０の試験片は比
較例にくらべて試験時間中を通して安定した低い摩擦係
数を示し、摩耗量も極めて小さい値を示した。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の摺動部材用合或樹台紐底
物組成再起動時の摩擦係数が低くかつ動摩擦係数が安定
しており、すべり速度に関係なく耐摩耗性に優れている
ので、軸受、カム、歯車。

すべり板、可撓軸用ライナーチューブ、ガイド部材等に
用いて良好な性能を発揮するものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）合成樹脂に、 ａ）ポリ四フッ化エチレン樹脂３〜４０重量％、ｂ）リ
   ン酸塩０．５〜１５重量％、 ｃ）ガラス繊維、ガラス粉末、炭素繊維、炭素粉末から
   選択される補強充填材１〜３０重量％を均一に混合して
   なる摺動部材用合成樹脂組成物。 ２）前記リン酸塩が、アルカリ金属もしくはアルカリ土
   類金属のリン酸塩である請求項１に記載の摺動部材用合
   成樹脂組成物。 ３）前記リン酸塩が、リン酸リチウム、リン酸カルシウ
   ム、リン酸マグネシウムもしくはリン酸バリウムのうち
   の少なくとも１種以上である請求項２に記載の摺動部材
   用合成樹脂組成物。