JPH06212080A - 潤滑性樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 潤滑性樹脂組成物を、摺動する相手剤がアル
ミニウム合金などの軟質材である場合にも、これを損傷
せずに良好な潤滑特性を発揮するようにする。 【構成】 ポリフェニレンサルファイド樹脂などの熱可
塑性樹脂に、四フッ化エチレン樹脂などからなる成形用
の粉末または固体潤滑剤用の微粉末状のフッ素樹脂５〜
３５容量％と、酸化第一スズ（ＳｎＯ）または酸化第二
スズ（ＳｎＯ₂ ）などの粒径０．１〜１００μｍの粉末
状の酸化スズ３〜３５容量％とを必須成分として添加し
た潤滑性組成物とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は各種の摺動部材料とし
て利用される潤滑性組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、機械製品の軽量化の要求に応じ
て、従来の金属製機械部品を合成樹脂製部品に置き換え
る技術が様々な分野で開発されつつあり、軸受などの摺
動部材においてもこれに対応する技術が開発されてい
る。

【０００３】熱可塑性合成樹脂に潤滑性を付与する場合
には、別途潤滑剤などを添加した複合材料としなければ
ならない。その場合に用いられる潤滑剤としては、たと
えば黒鉛、四フッ化エチレン樹脂、潤滑油、ケイ酸塩、
芳香族ポリアミド樹脂等がある。

【０００４】また、軸受に摺動状態で保持される相手材
としては、安価なアルミニウム合金Ａ５０５６等が使用
される場合が多い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の軸
受用の材料たる潤滑性組成物は、高負荷条件のもとで良
好な摩擦摩耗特性を発揮させるという点で決して充分で
なものでなく、特に、熱可塑性樹脂に四フッ化エチレン
樹脂および耐熱性の合成樹脂粉末を添加した複合材料
は、摺動する相手材が軟質金属のアルミニウム合金の場
合に、これを傷つけ、その損傷にともない摩擦・摩耗特
性が急激に悪化するという問題点がある。

【０００６】そこで、この発明は、上記した問題点を解
決し、潤滑性組成物を、摺動する相手材がアルミニウム
合金などの軟質材である場合にも、これを損傷せずに良
好な潤滑特性を発揮するようにすることを課題としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明は、熱可塑性樹脂に、フッ素樹脂５〜３
５容量％と酸化スズ３〜３５容量％とを添加する構成を
採用したのである。

【０００８】以下に、その詳細を述べる。まず、この発
明における熱可塑性樹脂は、特に限定されるものでな
く、以下に示すような樹脂を採用することができる。

【０００９】すなわち、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデ
ン樹脂、ポリエチレン（低密度、高密度または超高分子
量のもの）、塩素化ポリオレフィン、ポリプロピレン、
変性ポリオレフィン、水架橋ポリオレフィン、エチレン
−ビニルアセテート共重合体、エチレン−エチルアクリ
レート共重合体、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリアミ
ド、メタクリル樹脂、ポリアセタール、ポリカーボネイ
ト、セルロース樹脂、ポリビニルアルコール、ポリウレ
タンエラストマー、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテル
イミド、ポリアミドイミド、アイオノマー樹脂、ポリフ
ェニレンオキサイド、メチルペンテンポリマー、ポリア
リルスルホン、ポリアリルエーテル、ポリエーテルエー
テルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリスルホ
ン、全芳香族ポリエステル、ポリエチレンテレフタレー
ト、熱可塑性ポリエステルエラストマー、その他各種の
熱可塑性のポリマーアロイなどを任意に選択し使用する
ことが可能である。

【００１０】上記した熱可塑性樹脂のうち、耐熱性が良
く機械的強度が優れたものとしては、ポリフェニレンサ
ルファイド（以下、ＰＰＳと略記する）樹脂が挙げられ
る。ＰＰＳ樹脂は下記の化１の式で示されるものであっ
てよいが、下記化２の式で示されるものは、米国フィリ
ップス・ペトローリアム社から「ライトン」の商標名で
市販され、その製造方法は、米国特許第３３５４１２９
号公報、特公昭４５−３３６８号公報に開示されてい
る。それによると、ＰＰＳ樹脂は、Ｎ−メチルピロリド
ン中、１６０〜２５０℃、加圧条件下にｐ−ジクロルベ
ンゼンと二硫化ソーダとを反応させることによって製造
され、樹脂中に交差結合が全くないもの、部分的交差結
合を有するものなど、各種重合度のものを後熱処理工程
にかけて自由に製造することができ、また架橋構造をと
らず直鎖滋養のものも製造できる。このようにＰＰＳ樹
脂は、目的の溶媒ブレンドに適正な溶融粘度特性を有す
るものを任意に選択使用することが可能であり、この発
明においても好ましい材料である。

【００１１】

【化１】

【００１２】

【化２】

【００１３】また、この発明におけるフッ素樹脂は、四
フッ化エチレン樹脂（以下、ＰＴＦＥと略記する）、エ
チレン−テトラフルオロエチレン共重合体、テトラフル
オロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共
重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロ
ピレン共重合体、ポリトリクロロフルオロエチレン、ポ
リテトラフルオロエチレン−クロロトリフルオロエチレ
ン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、等があげられるが、特
にＰＴＦＥが適当である。そして、ＰＴＦＥは、その形
態として成形用の粉末であっても、また、いわゆる固体
潤滑剤用の微粉末であってもよく、市販例としては、三
井デュポン・フロロケミカル社製：テフロン７Ｊ、ＴＬ
Ｐ−１０、旭硝子社製：フルオンＧ１６３、ダイキン工
業社製：ポリフロンＭ１５、ルブロンＬ５などを挙げる
ことができる。

【００１４】この発明に用いる酸化スズとしては、酸化
第一スズ（ＳｎＯ）または酸化第二スズ（ＳｎＯ₂ ）の
いずれであってもよい。これらは、通常、粉末状の形態
であって、製法によって種々の外観のものが得られる
が、特にそのような形状を限定することなく使用でき
る。なお、粉末状である場合の粒径は、０．１〜１００
μｍの範囲が好ましく、より好ましくは０．５〜６０μ
ｍである。なぜなら、０．１μｍ未満の粉体を得るには
技術上、コスト上からも適当でなく、１００μｍを越え
る大径では、摩擦摩耗特性が安定せず好ましくないから
である。

【００１５】この発明において、フッ素樹脂の量を５〜
３０容量％に限定する理由は５容量％より少ないと潤滑
特性が悪く、３５容量％をこえると著しく成形性がそこ
なわれるからである。また、酸化スズの量を３〜３５容
量％に限定する理由は、この範囲外では潤滑特性が悪
く、３５容量％を越えると得られた組成物が極端にもろ
くなるからである。

【００１６】ここで、配合割合の決まった各添加物を混
合する方法は特に限定するものではなく、通常広く用い
られている方法、たとえば主成分となる樹脂、その他の
諸原料をそれぞれ個別に、またはヘンシェルミキサー、
ボールミル、タンブラーミキサー等の混合機によって適
宜乾式混合した後、溶融混合性のよい射出成形機もしく
は溶融押出成形機に供給するか、または、予め熱ロー
ル、ニーダ、バンバリーミキサー、溶融押出機などで溶
融混合するなどの方法を利用すればよい。さらに、この
発明の組成物を成形するにあたっても、特にその方法を
限定するものではなく、圧縮成形、押出成形、射出成形
等の通常の方法、または組成物を溶融混合した後、これ
をジェットミル、冷凍粉砕機等によって粉砕し、所望の
粒径に分級するか、または分級しないままで得られた粉
末を用いて流動浸漬塗装、静電粉体塗装などを行なうこ
とも可能である。また、得られた粉末を溶剤に分散さ
せ、スプレー塗装または浸漬塗装を行なうことも可能で
ある。

【００１７】なお、この発明の熱可塑性樹脂を主成分と
する潤滑性組成物に対し、潤滑特性を悪化させない範囲
内において、各種添加剤を配合することもできる。また
その他に、潤滑性をさらに改良するために、各種耐摩耗
性改良剤を配合してもよい。そのような耐摩耗性改良剤
の好ましい例としては、芳香族ポリアミド繊維、グラフ
ァイト、芳香族ポリエステル樹脂等を例示できる。

【００１８】

【作用】以上述べたこの発明の組成物は、必須成分とし
てフッ素樹脂および酸化スズを併用することによって、
摺動相手材表面に潤滑性の良好な転移膜を形成し、相手
材がアルミニウム合金などの軟質金属などであってもこ
れを傷つけることなく、良好な潤滑特性を示す。

【００１９】

【実施例】まず、実施例および比較例に用いた諸原材料
を一括して示すとつぎのとおりである。なお各成分の配
合割合は、すべて容量％である。

【００２０】（１）ＰＰＳ樹脂( 東ソーサスティール社
製：ＰＰＳ＃１６０） （２）ＰＰＳ樹脂（クレハ化学社製：ＫＰＳ−Ｗ２０
５） （３）ナイロン６６（東レ社製：アミランＣＭ３００１
Ｎ） （４）ポリアセタール（ポリプラスチックス社製：ジュ
ラコンＭ９０−０２） （５）酸化スズ：ＳｎＯ（和光純薬工業社製：試薬） （６）四フッ化エチレン樹脂（三井デュポン・フロロケ
ミカル社製：テフロン７Ｊ） （７）芳香族ポリアミド繊維（帝人社製：コーネックス
ファイバー、１ｍｍ） （８）芳香族ポリエステル樹脂（住友化学工業社製 ：
エコノールＥ１０１Ｍ） （９）グラファイト（日本黒鉛社製：ＡＣＰ） （１０）酸化銅：ＣｕＯ（和光純薬工業社製：試薬） 〔実施例１〜３〕表１に示す割合で諸原材料を配合し
た。そして組成物の成形にあたっては、まず原材料をヘ
ンシェルミキサーで充分混合し、二軸溶融押出機に供給
し、表２に示した溶融混合条件で押出して造粒し、得ら
れたペレットを射出成形機に供給し、表２に示した射出
成形条件で外径35mm、内径25mm、幅６mmのリング状試験
片を成形し、この試験片を用いて以下に示す高温ラジア
ル摩擦摩耗試験を行なった。

【００２１】（ａ）高温ラジアル摩擦摩耗試験：密閉さ
れた２００℃の雰囲気下で駆動される回転軸に、同軸外
周にアルミニウム合金（Ａ５０５６）製筒形の相手材を
嵌め、この相手材の外周に回転自在に嵌めたリング状試
験片を相手材周面に対して２．７ｋｇｆ／ｃｍ² の圧力
で押圧し、前記回転軸には、トルクメータを取り付け、
周速が３ｍ／分であるよう１６８時間連続回転した後、
試験片の摩耗量（ｍｇ）、回転軸のトルク（ｋｇｆ・ｃ
ｍ）を測定し、かつ相手材の損傷度を観察した。損傷度
については、相手材上に転移膜を形成しており損傷しな
い（○印）、やや損傷する（△印）または損傷する（×
印）の三段階評価で表わした。得られた結果は表３にま
とめた。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】

【表３】

【００２５】〔比較例１〜５〕表１に示した割合で原材
料を配合したこと以外は実施例１と全く同様にして試験
片を作り、諸特性を求め、得られた結果を表３に併記し
た。

【００２６】〔実施例４〜５〕表１に示す割合で諸原料
を配合した。成形するにあたっては、まず原材料をヘン
シェルミキサーで充分混合した後、二軸押出機に供給
し、第２表に示した溶融混合条件で押出し、造粒し、そ
のペレットを射出成形機に供給し、第２表に示した射出
成形条件で、内径１７ｍｍ、外径２１ｍｍ、長さ１０ｍ
ｍのリング状試験片を成形した。このリング状試験片を
用いて摩擦摩耗試験を行ない、この結果を表４にまとめ
た。

【００２７】（ｂ）摩擦摩耗試験：スラスト型摩耗試験
機を用い、摺動相手材にアルミニウム合金Ａ５０５６を
用い、滑り速度３２ｍ／分、荷重３．１ｋｇｆ／ｃｍ²
の条件で１００時間連続試験して摩擦係数、摩耗係数お
よび相手材の損傷度合いを調べた。損傷度合いの評価方
法は、相手材を傷つけないものを○印、相手材を傷つけ
たものを×印として二段階で示した。

【００２８】

【表４】

【００２９】〔比較例６、７〕表１および表２に示した
配合割合、混合条件および成形条件で、実施例４、５と
同様の試験片を作成し、前記した試験（ｂ）を行なって
摩擦係数、摩耗係数、相手材の損傷度を調べた。

【００３０】表３に示す結果から、比較例１〜５におい
ては、いずれも摩耗量、回転トルクが大きく、また、比
較例１、２、４および５では連続回転後の相手材の損傷
が大きかった。一方、実施例１〜３では、摩耗量、回転
トルクとも小さく、しかも相手材のアルミニウム合金を
損傷させないことがわかる。

【００３１】また、表４に示す結果から、比較例６、７
においては、いずれも摩耗係数が大きく、相手材の損傷
度も大きかった。一方、実施例４、５では摩耗係数が小
さく、しかも相手材のアルミニウム合金は損傷しなかっ
た。

【００３２】

【効果】この発明の潤滑性樹脂組成物は、以上説明した
ように、アルミニウム合金等の軟質材を摺動相手として
優れた耐摩耗性を有し、しかもこのような摺動相手材が
損傷しないので、軸受材等の摺動材としてきわめて優れ
た物性を有するといえる。また、熱可塑性樹脂を用いて
いるので、溶融成形により成形が容易であり、ＰＰＳ樹
脂などの耐熱性樹脂を採用すれば、高温条件下、軟質材
を摺動相手材として耐摩耗性を要求される用途には格好
のものとなる利点もある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 27:12）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂に、フッ素樹脂５〜３５容
   量％と酸化スズ３〜３５容量％とを添加したことを特徴
   とする潤滑性樹脂組成物。