JPH0848886A - 摺動用樹脂組成物 - Google Patents

摺動用樹脂組成物

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 常温及び高温の両温度領域で、相手材を損傷
することなく良好な摺動特性を有する摺動用樹脂組成物
とする。 【構成】 芳香族ポリアミド繊維10〜30容量%、ポ
リテトラフルオロエチレン樹脂5〜20容量%、酸化鉛
0.1〜5容量%、残部を耐熱性合成樹脂とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は摺動部材として使用さ
れる摺動用樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】潤滑油を使用しない樹脂系の滑り軸受
は、耐摩耗性の合成樹脂をマトリックスとして潤滑剤や
補強材を配合した摺動用樹脂組成物が用いられている。
このような樹脂組成物においては、高温時における摺動
特性を向上するために種々の発明が知られている。
【0003】たとえば、特公平4ー65866号公報
(従来技術1)には、ポリフェニレンサルファイド樹脂
100重量部に対して、フッ素樹脂3〜60重量部、芳
香族ポリアミド樹脂繊維3〜60重量部とした樹脂成形
物が開示されている。この樹脂組成物によって優れた摺
動特性を有しているとしている。
【0004】特開平1ー242662号公報(従来技術
2)には、芳香族ポリエーテルケトン樹脂10〜90重
量%にカーボン繊維5〜60重量%および平均粒子径1
〜200μmの炭素粉5〜30重量%を添加した樹脂組
成物が開示されている。この樹脂組成物によって、高温
高荷重下に耐えうる摺動部材の材料に適するとしてい
る。
【0005】また、特開昭62ー10166号公報(従
来技術3)には、ポリフェニンスルファイド樹脂などの
耐熱性合成樹脂40〜75容量%、芳香族ポリアミド繊
維5〜25容量%、四フッ化エチレン樹脂(以下PTF
Eという。)5〜30容量%、鉛酸化物5〜35容量%
で構成され、かつPTFEと鉛酸化物の容量比が1:
0.5〜1.5であり、両者の合計が15〜55%であ
る摺動用組成物が開示されている。この樹脂組成物によ
って、たとえ相手材がアルミニウム合金などの軟質金属
であっても高温領域で相手材を損傷することなく安定し
た耐摩耗性が得られるとしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ここで、たとえば複写
機のヒートローラまたはこれと対をなす加圧ローラのよ
うなローラの軸受に使用される樹脂組成物では、室温か
ら約150゜Cの高温領域にわたって使用されるため
に、室温から高温領域に至るまで低摩擦性、耐摩耗性な
どの優れた摺動特性を有することが必要となる。さらに
軸がアルミニウム合金やステンレス鋼などの軟質軸の場
合には、これらの軸を損傷しないことも重要である。し
かし、従来技術1では、相手材に対する移行膜の生成量
が少なく、摺動特性が十分でないばかりか、相手材が軟
質軸の場合にはこれを損傷してしまう。また、従来技術
2では、充填材としてカーボン繊維が5〜60重量%含
まれているために、やはり相手材を損傷するという技術
的課題を有している。
【0007】従来技術3では、高温領域における良好な
摺動特性を備えているが、しかし、常温における耐摩耗
性が十分でないという技術的課題を有している。そこ
で、この発明では、常温から高温領域に至るまで、軟質
軸からなる相手材を損傷することなく良好な摺動特性を
有する摺動用樹脂組成物とすることを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、この発明では、芳香族ポリアミド繊維10〜3
0容量%、ポリテトラフルオロエチレン樹脂5〜20容
量%、酸化鉛0.1〜5容量%、残部が耐熱性合成樹脂
からなる摺動用樹脂組成物としている。耐熱性合成樹脂
としては、使用される高温領域の温度に耐える樹脂が選
択して使用される。200゜Cで使用される条件下で
は、特に耐熱性の高いポリエーテルサルフォン、ポリエ
ーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリベンゾイミダ
ゾールなどが使用できる。また、150゜Cで使用され
る条件下では、特にポリフェニレンスルファイド樹脂
(以下、PPSという。)、ポリエーテルエーテルケト
ン樹脂(以下、PEEKという。)、ポリイミド樹脂
(以下、PIという。)、ポリアミドイミド樹脂(以
下、PAIという。)などが望ましい。
【0009】機械的強度を向上するために添加される芳
香族ポリアミド繊維としては、帝人社製テクノーラ(商
標)、コーネックス(商標)やデュポン社製ケブラー
(商標)などが、強靱性と耐熱性に優れるとともに、樹
脂に添加することによって相手材を損傷することが少な
くなる。芳香族ポリアミド繊維の含有量は、10容量%
未満では、樹脂組成物の強度が十分ではなく、30容量
%を越えると軟質軸を損傷する場合があるとともに射出
成形する際の成形性が低下する。このため、15〜25
容量%とすることが望ましい。
【0010】ポリテトラフルオロエチレン樹脂(以下、
PTFEという。)は、市販されているものとしては、
三井デュポン.フロロケミカル社製TLP10Fー1
(商標)、TLP10(商標)、MP1300(商
標)、もしくはダイキン工業社製ルブロンL−5(商
標)、ルブロンL−2(商標)、喜多村社製KTLー5
00(商標)などが使用される。PTFEは、摺動特性
の安定性の点から平均粒子径が25μmのものが望まし
い。ポリテトラフルオロエチレン樹脂の含有量は、5容
量%未満では摺動特性の改良効果が小さい。また20容
量%を越えると樹脂組成物の強度が低下する。そして、
この摺動特性と強度との両者の関係から10〜15容量
%が好ましい。
【0011】酸化鉛は、移行膜を生成して摺動特性を向
上する。酸化鉛としては、一酸化鉛、二酸化鉛、三酸化
二鉛、もしくは四酸化三鉛のいずれかの一種もしくは二
種以上の混合物を使用することができる。特に一酸化鉛
は、摺動特性の改善効果の点から特に望ましい(請求項
2)。酸化鉛の含有量は、0.1容量%未満では摺動特
性の改良効果が少なく、5容量%を越えると室温での耐
摩耗性が低下する。
【0012】さらに、溶融フッ素樹脂の一種もしくは二
種以上の混合物を0.1〜15容量%添加することによ
って、特に室温における耐摩耗性を高めることができる
(請求項4)。溶融フッ素樹脂としては、テトラフルオ
ロエチレンーパーフルオロアルキルビニルエーテル共重
合体(以下、PFAという。)、テトラフルオロエチレ
ンーヘキサフルオロプロピレン共重合体(以下、FEP
という。)、テトラフルオロエチレンーエチレン共重合
体(以下、ETFEという。)などの溶融フッ素樹脂を
使用することができる。溶融フッ素樹脂の含有量は、
0.1容量%未満では添加する効果が十分に得られな
い。また15容量%を越えると、かえって摩擦係数が高
くなる。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように、この発明では、芳
香族ポリアミド繊維10〜30容量%、ポリテトラフル
オロエチレン樹脂5〜20容量%、酸化鉛0.1〜5容
量%、残部が耐熱性合成樹脂からなる樹脂組成物とする
ことによって、常温から高温領域に至るまで軟質軸から
なる相手材を損傷することなく良好な摺動特性を有する
樹脂組成物とすることができる。
【0014】
【実施例】以下、この発明の実施例を比較例とともに詳
細に説明する。まず、この実施例または比較例において
使用した原材料について説明すると、 PPSはフィリップス社製ライトンP−4(商標) PEEKはICI社製450G(商標) PIは三井東圧社製オーラム450(商標) PAIは東レ社製TIー5013(商標) 芳香族ポリアミド繊維は帝人社製テクノーラT−320
(商標) PTFEはダイキン社製ルブロンL−5(商標) 鉛酸化物としては、一酸化鉛(PbO)を、また、溶融
フッ素樹脂としてはFEPを使用した。これらの原材料
を表1に示す割合で配合し、ヘンシェルミキサによりド
ライブレンドした。その後、内径が40mmの押出し機
で溶融混練しながら直径3mmの配合ペレットを得た。
【0015】
【表1】
【0016】このようにして得られたペレットを射出成
形機によって成形して外径が26mm、内径が20m
m、長さ20mmの円筒形状の実施例または比較例のブ
ッシュを準備し、ブッシュ試験機によって試験を行っ
た。なお、ブッシュ試験機による試験条件を表2に示
す。
【0017】
【表2】
【0018】また、試験終了後に、相手材の軸の損傷程
度を確認した。この結果を表3に示す。
【0019】
【表3】
【0020】表3の試験結果から、室温においては、摩
擦係数は比較例8及び比較例12で0.38及び0.2
5とやや高い値を示す程度であった。しかし、摩耗量は
実施例1〜実施例7においては4〜17μmといずれも
20μm以内であった。特にFEPを添加した実施例6
及び実施例7においては、摩耗量が著しく少なくなるこ
とが判明した。一方、比較例8〜比較例12においては
60μm以上の大きな値を示して耐摩耗性が十分でない
ことが判明した。特に、PbOを6、8、10容量%含
有する比較例9〜比較例11においては、PbOの含有
量の増加とともに摩耗量が増加することが判明した。さ
らに、相手材の損傷度合を肉眼で観察した。相手軸に明
確に条痕が認められた場合を×、認められない場合を○
と判定した。この結果、PbOを含まない比較例8及び
比較例12では相手材が損傷していたが、PbOが添加
された実施例1〜7及び比較例9〜11には条痕が観察
されなかった。
【0021】また、150゜Cの高温においては、Pb
Oを含有する実施例1〜実施例7及び比較例9〜比較例
11では、摩擦係数及び相手軸の損傷度合には大きな差
異はみられなかった。また、摩耗量においては比較例9
〜比較例11よりやや低い値を示し、高温における優れ
た摺動特性を示した。なお、実施例2〜実施例5におい
ては、耐熱樹脂としてPPS、PEEK、PI、PAI
とした例であるが、これらの耐熱樹脂による大きな影響
はなく、いずれも使用することが判明した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 71/10 LQK 77/00 LQS LQT 79/08 LRC 81/02 LRG

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 芳香族ポリアミド繊維10〜30容量
    %、ポリテトラフルオロエチレン樹脂5〜20容量%、
    酸化鉛0.1〜5容量%、残部が耐熱性合成樹脂からな
    る摺動用樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 酸化鉛は一酸化鉛であることを特徴とす
    る請求項1記載の摺動用樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 耐熱性合成樹脂はポリフェニレンスルフ
    ァイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリイ
    ミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂であることを特徴とす
    るからなる請求項1記載の摺動用樹脂組成物。
  4. 【請求項4】 溶融フッ素樹脂の一種もしくは二種以上
    の混合物を0.1〜15容量%含む請求項1〜3記載の
    摺動用樹脂組成物。
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