JPH06313431A - 摺動部材用組成物 - Google Patents

摺動部材用組成物

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JPH06313431A
JPH06313431A JP10297293A JP10297293A JPH06313431A JP H06313431 A JPH06313431 A JP H06313431A JP 10297293 A JP10297293 A JP 10297293A JP 10297293 A JP10297293 A JP 10297293A JP H06313431 A JPH06313431 A JP H06313431A
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欣之 廣川
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伊三男 外村
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】摺動初期から優れた摩耗特性、焼付特性及び摩
擦特性を確実に発揮し、破壊を生じにくい摺動部材を提
供する。 【構成】耐熱合成樹脂からなるバインダと、該バインダ
中に分散された例えば下式の有機モリブデン化合物及び
固体潤滑剤とを含む摺動部材用組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐熱合成樹脂をバイン
ダとした摺動部材用組成物に関する。この摺動部材用組
成物によって得られる摺動部材は、例えばエンジンのピ
ストンにおけるスカート部等のように、特に油中潤滑下
で摺動される部位に供して好適である。
【0002】
【従来の技術】従来、耐熱合成樹脂をバインダとした摺
動部材の摺動特性を改善する提案として、鉱物Mo
2 、PTFE、C(グラファイト)等の固体潤滑剤の
配合が行われている。例えば、(1)ポリアミドイミド
にPTFEを配合し、摩耗を低減したもの(特開昭54
−162014号公報)、(2)エポキシ樹脂に鉱物M
oS 2 を配合したもの(特開昭57−39916号公
報)、(3)エポキシ樹脂にC(グラファイト)を配合
したもの(特開昭59−190455号公報)、(4)
ポリアミドイミドに鉱物MoS2 を配合したもの(特開
昭63−125821号公報)が知られている。
【0003】また、磁気記録媒体の摺動特性を改善する
提案として、(5)バインダ中に強磁性粉末を分散させ
た磁性層が一般式
【0004】
【化1】
【0005】(ここで、Rは炭素数1〜20のアルキル
基)で表される有機モリブデン化合物を含むもの(特開
昭60−195729号公報)、(6)同磁性層が一般
【0006】
【化2】
【0007】(ここで、Rは炭素数1〜20のアルキル
基)で表される有機モリブデン化合物を含むもの(特開
昭60−195731号公報)、(7)同磁性層が一般
【0008】
【化3】
【0009】(ここで、Rは炭素数1〜20のアルキル
基)で表される有機モリブデン化合物を含むもの(特開
昭60−195731号公報)が知られている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記(1)〜
(4)の各提案における鉱物MoS2 、PTFE、C
(グラファイト)等の固体潤滑剤は、市販のものの粒径
が例えば鉱物MoS2 で10〜30μm、PTFEで5
〜10μm等と比較的大きく、マトリックスとなるバイ
ンダとともに同時に溶剤中で溶かしたときに液中で不均
一に分散しやすい。
【0011】このため、かかる組成物を母材にコーティ
ングすることによりコート摺動部材を製造すれば、摺動
面上に固体潤滑剤の局部的な不存在を生じ、局部的な摩
擦力の増加により摩耗・剥離発生の起点ともなる。こう
して、固体潤滑剤の不均一分散は、摩耗特性、焼付特性
を損なうのみならず、固体潤滑剤の配合比の割には摩擦
特性も低摩擦とならず、かつこれら特性にバラツキを生
じてしまう。そして、最悪の場合にはコート摺動部材の
破壊を引き起こすおそれもある。
【0012】また、かかる組成物を用いて成形摺動部材
を製造すれば、例えば曲げ応力や引張応力等の外力が付
加された場合、成形摺動部材中に不均一に分散された固
体潤滑剤に応力集中を起こし、成形摺動部剤が破壊する
おそれがある。もっとも、コート摺動部材や成形摺動部
材中の固体潤滑剤の粒径を可及的に小さくする手段も考
えられるが、固体潤滑剤の粒径を微細化するためにサン
ドミル、ロールミル、ホモジナイザー等で処理を行え
ば、鉱物MoS2 、PTFE、C(グラファイト)等は
1〜4μm程度にはなるものの、これでも未だ十分にバ
インダとともに溶剤中に均一に分散させることはできな
い。
【0013】一方、上記(5)〜(7)の各提案のよう
に、バインダ中に有機モリブデン化合物のみを配合した
摺動部材では、摺動初期の摺動特性が十分でないことが
判明した。すなわち、バインダ中に有機モリブデン化合
物を分散して得られる摺動部材では、摺動面上の有機モ
リブデン化合物の分子中のMoと同分子中のSとが摺動
の際の熱により活性化し、分子間反応によりMoS2
生成する。かかる生成MoS2 が摺動部材と相手材表面
とに付着するため、摩擦力を低減し、摩擦係数を低下さ
せ、これに伴い耐摩耗性及び焼付面圧も向上する。特
に、潤滑油中では、潤滑油中のSもMoS2 の生成に関
わり、摺動部材の摺動特性がより向上する。
【0014】しかし、本発明者らは、バインダ中に有機
モリブデン化合物のみを配合した摺動部材では、摺動初
期において、始動温度が比較的低い場合や潤滑油温度が
低い場合(約40〜50℃未満)に、有機モリブデン化
合物の分子中のMoと同分子中のS又は潤滑油中のSと
が活性化しにくく、分子間反応によりMoS2 を生成し
にくいことを発見した。したがって、バインダ中に有機
モリブデン化合物のみを配合した摺動部材では、摺動初
期の摺動特性が十分でない。
【0015】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であって、摺動初期から優れた摩耗特性、焼付特性及び
摩擦特性を確実に発揮し、破壊を生じにくい摺動部材を
製造することのできる摺動部材用組成物を提供すること
を目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明の摺動部材用組成
物は、耐熱合成樹脂からなるバインダと、該バインダ中
に分散された有機モリブデン化合物及び固体潤滑剤とを
含むことを特徴とするものである。耐熱合成樹脂からな
るバインダとしては、例えば、ポリイミド(PI)、フ
ェノール(PF)樹脂、ポリアミド(PA66)、ポリ
エーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリアミドイミ
ド(PAI)、エポキシ(EP)樹脂等の他、バインダ
を強化する目的又は硬化促進の目的の下、これらの樹脂
混合物を採用することができる。
【0017】有機モリブデン化合物としては、
【0018】
【化4】
【0019】(ここで、Rはアルキル基、XはO又は
S)、
【0020】
【化5】
【0021】(ここで、Rはアルキル基)、
【0022】
【化6】
【0023】(ここで、Rはアルキル基、x、y、z≦
3)、
【0024】
【化7】
【0025】(ここで、Rはアルキル基、x、y、z≦
3)を採用することができる。具体的には、旭電化工業
(株)製「サクラルーブ230」、同「サクラルーブ3
00」、同「サクラルーブ474」、同「サクラルーブ
500」、同「サクラルーブ600」、同「サクラルー
ブ700」を採用することができる。この有機モリブデ
ン化合物は、塗膜中には0.01〜40重量(wt)
%、成形物中には0.01〜20wt%であることが好
ましい。固体潤滑剤としては、鉱物MoS2 、PTF
E、C(グラファイト)、WS2 等を採用することがで
きる。この固体潤滑剤は、塗膜中には1〜60wt%、
成形物中には1〜30wt%であることが好ましく、固
体潤滑剤と有機モリブデン化合物の両者を混合した場合
の合計量は、最大でも塗膜中で60.01wt%未満、
成形物中では30.01wt%未満であることが好まし
い。有機モリブデン化合物が0.01wt%未満、固体
潤滑剤が1wt%未満であると、摺動面に上記潤滑剤が
存在しにくく、マトリックスとなるバインダが摺動面を
支配しやすいため低摩擦とならず、摺動面での剪断力が
大きく早期に焼付を生じる。逆に、有機モリブデン化合
物及び固体潤滑剤が上記割合を超えれば、マトリックス
となるバインダの強度が著しく低下し、摩耗特性が悪く
なる。この結果、摺動面は積極的に摩耗されるため、粗
さが大きくなり、結果として摩擦係数は上昇し、焼付面
圧も低下する。
【0026】本発明の摺動部材用組成物はコート摺動部
材又は成形摺動部材に製造されうる。コート摺動部材を
製造する場合、耐熱合成樹脂を溶剤で溶解させ、その溶
液中に有機モリブデン化合物及び固体潤滑剤を同時に混
入して組成物を得、この組成物を母材にコーティング
し、コート層を加熱硬化することができる。また、成形
摺動部材を製造する場合、射出成形時にその溶液中に有
機モリブデン化合物及び固体潤滑剤を同時に混入させて
組成物を得、この組成物を所定形状に成形して製造する
ことができる。
【0027】
【作用】バインダ中に有機モリブデン化合物を分散させ
れば、有機モリブデン化合物が均一に分散される。そし
て、こうして得られる摺動部材では、始動温度が比較的
低い場合や潤滑油温度が低い場合(約40〜50℃未
満)の摺動初期においては固体潤滑剤による摺動特性が
得られ、約40〜50℃のMoS2 生成温度に達した後
は有機モリブデン化合物による摺動特性の向上をも得ら
れる。
【0028】
【実施例】
(1)本発明を成形摺動部材に具体化した実施例1〜1
9を比較例1〜14とともに説明する。まず、有機モリ
ブデン化合物として、旭電化工業(株)製「サクラルー
ブ300」、同「サクラルーブ500」、同「サクラル
ーブ600」を用意する。
【0029】このうち、「サクラルーブ500」及び
「サクラルーブ600」は常温において粉末状である。
一方、「サクラルーブ300」は常温において液体状で
あり、バインダを溶解させるメチルエチルケトン又はポ
リグリコールモノエチルエーテルアセテートとの間で溶
解性を有するものである。なお、ここに、「サクラルー
ブ500」及び「サクラルーブ600」は、上記化4に
示すように、モリブデンジチオカーバメイト(Mo−D
TC)である。「サクラルーブ300」は、上記化5に
示すように、モリブデンジチオフォスフェート(Mo−
DTP)である。
【0030】また、バインダとして、PI(東芝ケミカ
ル(株)製、「イミダロイKIR」)、PF(東芝ケミ
カル(株)製、「KM−960」)、PA66(ポリプ
ラスチック(株)製、「1000」)、PEEK(住友
化学工業(株)製、「GK3440」)を用意する。表
1〜3に示すように、上記有機モリブデン化合物を混入
し、組成物を調製する。
【0031】
【表1】
【0032】
【表2】
【0033】
【表3】
【0034】かかる組成物を表1〜3に示す条件で所定
形状に成形する。ここに、注型法では、150kgf/
cm2 の圧力下、170℃×10分で成形を行い、23
0℃×3時間で調整する。また、射出成形では、780
kgf/cm2 の射出圧力、750kgf/cm2 の保
持圧力である。但し、射出成形時、シリンダ温度が30
0℃以上であれば、有機モリブデン化合物が分解するお
それがあるので、300℃以上で10分間以上加熱しな
いようにした。こうして、実施例1〜19及び比較例1
〜14の成形摺動部材を得る。
【0035】実施例1〜19の成形摺動部材では、バイ
ンダ中に有機モリブデン化合物が均一に分散されてい
た。このため、これらの成形摺動部材では、局部的な摩
擦力の増加を生じにくく、特性にバラツキを生じにくい
ことがわかる。また、得られた各成形摺動部材の摩擦係
数、摩耗量(μm)及び焼付面圧(MPa)を測定す
る。ここに、摩擦係数としては、摺動初期S(表1〜3
中にはこのときの温度を括弧書きで示す。)におけるも
のと、摺動後期E(表1〜3中にはこのときの温度を括
弧書きで示す。)におけるものとを測定した。
【0036】ここで、摩擦係数は、スラスト型試験機に
よる滑り速度:60m/分、面圧:9.8MPa、相手
材:ねずみ鋳鉄FC25、潤滑油:添加剤のない鉱油の
潤滑下でのものである。摩耗量は、リングオンブロック
型試験機による滑り速度:5m/分、面圧:0.5MP
a、相手材:ねずみ鋳鉄FC25、試験時間:5分、潤
滑油:添加剤のない鉱油の潤滑下でのものである。焼付
面圧は、スラスト型試験機による滑り速度:60m/
分、相手材:ねずみ鋳鉄FC25、潤滑油:添加剤のな
い鉱油の潤滑下、面圧をある一定周期で上昇させた時、
焼付が発生した面圧である。結果も表1〜3に示す。
【0037】表1〜3より、実施例1〜19の成形摺動
部材では、摺動初期においては、固体潤滑剤による摺動
特性が得られることがわかる。そして、摺動後期におい
ては、摺動面上の有機モリブデン化合物の分子中のMo
と同分子中のS又は潤滑油中のSとが摺動の際の熱によ
り活性化し、分子間反応によりMoS2 を生成する。か
かる生成MoS2 は成形摺動部材と相手材表面とに付着
するため、摩擦力を低減し、摩擦係数を低下させ、これ
に伴い耐摩耗性及び焼付面圧も向上する。このため、M
oS2 生成温度に達した後は有機モリブデン化合物によ
る摺動特性の向上をも得られることがわかる。
【0038】また、実施例1〜19の成形摺動部材で
は、例えば曲げ応力や引張応力等の外力が付加されても
応力集中を生じにくく、成形摺動部材が破壊しにくいこ
とも予想される。 (2)本発明をコート摺動部材に具体化した実施例20
〜40を比較例15〜26とともに説明する。
【0039】有機モリブデン化合物として上記と同種類
のものを用意する。また、バインダとして、PAI(日
立化成工業(株)製、HI−400」)、EP樹脂(大
日本インキ化学工業(株)製、「H−303」)、PI
(三菱ガス化学(株)製、「BIM−450」)、キシ
レン樹脂(三菱ガス化学(株)製、「ニカノールDL−
15」)、ビニル樹脂(積水化学工業(株)製、「エス
レックBL−2」)を用意する。
【0040】メチルエチルケトン、プロピレングリコー
ルメチルエーテルアセテート又はNメチル2ピロリドン
を溶剤とし、表4〜6に示すように、各バインダを調製
する。なお、表5において、樹脂混合物からなるバイン
ダは重量比により得られたものである。表4〜6に示す
ように、上記有機モリブデン化合物を混入し、組成物を
調製する。
【0041】かかる組成物をスプレーにて膜厚10μm
で母材にコーティングし、210℃×90分間加熱硬化
させる。こうして、実施例20〜40及び比較例15〜
26のコート摺動部材を得る。
【0042】
【表4】
【0043】
【表5】
【0044】
【表6】
【0045】得られた各コート摺動部材の摩擦係数、摩
耗量(μm)及び焼付面圧(MPa)を上記と同様に測
定する。結果も表4〜6に示す。表4〜6より、コート
摺動部材においても、成形摺動部材と同様の結果が得ら
れることがわかる。そして、実施例20〜36のコート
摺動部材では破壊を生じにくいことも予想される。
【0046】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の摺動部材
用組成物では、耐熱合成樹脂からなるバインダ中に有機
モリブデン化合物及び固体潤滑剤を分散させているた
め、摺動初期から優れた摩耗特性、焼付特性及び摩擦特
性を確実に発揮し、破壊を生じにくい摺動部材を製造す
ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 C10M 147:02 125:02 125:22) C10N 30:06 40:02 50:08 (72)発明者 廣川 欣之 神奈川県横須賀市公郷町3−69−3 (72)発明者 外村 伊三男 滋賀県彦根市彦富町1007−2 (72)発明者 長崎 全宏 滋賀県彦根市賀田山町883

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】耐熱合成樹脂からなるバインダと、該バイ
    ンダ中に分散された有機モリブデン化合物及び固体潤滑
    剤とを含むことを特徴とする摺動部材用組成物。
JP10297293A 1993-04-28 1993-04-28 摺動部材用組成物 Expired - Fee Related JP3054291B2 (ja)

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