JPH1067892A - 低い摩擦係数の材料、該材料の製造法並びに該材料からなる低摩擦滑走物体 - Google Patents

低い摩擦係数の材料、該材料の製造法並びに該材料からなる低摩擦滑走物体

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JPH1067892A
JPH1067892A JP9195389A JP19538997A JPH1067892A JP H1067892 A JPH1067892 A JP H1067892A JP 9195389 A JP9195389 A JP 9195389A JP 19538997 A JP19538997 A JP 19538997A JP H1067892 A JPH1067892 A JP H1067892A
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fluorographite
polythene
low coefficient
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Gian Paolo Gambaretto
ガンバレット ジァン−パオロ
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CENTEIRO TRADING Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な機械的性質および強度を付与された成
分と摩擦係数を低下させるのを補助する成分の混合物か
らなる低い摩擦係数を示す材料。 【解決手段】 本発明による低い摩擦係数を示す材料
は、第一成分がポリテンであり、第二成分がフルオログ
ラファイトである。 【効果】 公知のスキーソールの摩擦係数に相応するμ
=0.2を下回る摩擦係数を示す材料により滑走特性が
改善された。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、低い摩擦係数の材
料、該材料の製造法並びに該材料からなる低摩擦滑走物
体に関する。
【0002】
【従来の技術】現在の公知技術水準によれば、スキーソ
ールのために使用された材料は、高分子量の高密度ポリ
テン(ポリエチレン)である。
【0003】ポリプロピレン、ポリメタクリレート、ポ
リテトラフルオロエチレンのような他の材料は、その低
い表面張力値および従ってその低い摩擦係数により、滑
走材料として更に適していたかもしれない。しかしなが
ら、これらの材料は、当面の間、前記材料をスキーソー
ルに使用することに興味を起こさせないような化学的性
質および物理的化学的性質を示している。
【0004】他方、(表面張力が31〜33ダイン/c
mにすぎないという事実にもかかわらず)ポリテンの有
用な性質は、酸化に対する高い耐性および機械的性質、
例えば弾性率、大きな引張り強さ、高い破壊荷重による
ものであり、これら全ての要因は、分子量の増大ととも
に増大する。
【0005】理論的には、スキーソールはできるだけ平
滑でなければならず、表面が波打つようになるか(従っ
てより高い摩擦力を生じる)、極めて低いことがある表
面張力を示すような方法で氷雪によって浸食されない材
料でなければならない。
【0006】従って今日では、高分子量(U.H.M.
W.)のポリテンが、良好な機械的性質および十分な強
度を示す材料を使用するために選択されており、かつス
キーワックスは、 A)ソール表面上の波打ちおよび凹凸の除去、 B)表面張力の低下、 C)ソールと雪で覆われた地面との間に位置する潤滑剤
の提供のために再分類されている。
【0007】通常のスキーワックスは、化学構造体がポ
リエテン中に部分的に可溶性であるために主として線状
パラフィンからなる。しかしながら、この溶解度は、重
合度が増大する場合に減少し、かつ高分子量のポリエテ
ン中では、パラフィンの溶解度は実際にはゼロである。
【0008】従って、高分子量のポリテンの使用は、該
ポリテンの機械的性質ためだけでなく、同時に、材料自
体の多孔性に影響を及ぼす機械的方法での該ポリテンの
含浸能力の増大も予見されていた。
【0009】本質的に、問題は、機械的性質が、高分子
量のポリテンの機械的性質でなければならず、他方、パ
ラフィンによるスキーソールの含浸能力は、本質的に、
材料の多孔性による物理的性質の吸収によるものでなけ
ればならないことである。
【0010】その上更に、前記タイプの多孔性スキーソ
ールを使用する場合、ソール自体が16〜18ダイン/
cmの表面張力を示しかつポリテン中に完全に溶解しな
い“Cera F”(過フッ化パラフィン)のような特
別なスキーワックスを吸収できるという利点が得られ
た。
【0011】使用されているスキーソールの別のタイプ
は、高分子量のポリテンとグラファイトとを用いて得ら
れたものである。
【0012】グラファイトは、硬い材料であるが、しか
し、低い表面張力および低い摩擦係数を示す固体潤滑剤
として機能する。
【0013】0.2であるポリテン自体の静的係数
(μ)は、実際にはグラファイト上のグラファイトにつ
いては0.12である。ポリテンへのグラファイトの添
加が意図するのは、ポリテンのμ(静摩擦係数)=0.
2の値からグラファイトのμ=0.12に移るスキーソ
ールの摩擦係数を低下させ;スキーソールがあまり磨滅
しないようにするためにスキーソールを硬くし、かつ該
スキーソールの厚みの点で更に均一にし、この場合、同
じ程度の滑走機能が、使用の間に形成された波打ちのそ
れぞれの剥離後にも維持されており;グラファイトが潤
滑剤としてこのように作用することにより更に良好な機
械的性質を示す無孔スキーソールをも製造することであ
る。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、摩擦係数を低下させることによって、特に、公知の
最良のスキーソールの摩擦係数に相応するμ=0.2を
下回る材料の摩擦係数を得ることによってスキーソール
の材料の滑走特性を更に改善することである。
【0015】前記課題並びに付加的な課題は、それぞれ
本発明の実施例および本発明による種々の材料を用いて
製造されたスキーによってカバーされたkmでの距離に
対してプロットされた材料の一定数の試料の摩擦係数μ
のダイアグラムを示す図1に関して以下に更に詳細にさ
れる。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、請求項
1の特徴部を示す低い摩擦係数の材料を用い、かつそれ
ぞれ、請求項8に記載の滑走物体の製造の際および特に
請求項9に記載の雪上で使用するスキーの製造に前記材
料を使用して達成される。
【0017】本発明の種々の実施例を記載する前に、更
に詳細に、本発明の混合物を構成する際に使用された材
料の性質に関連しているいくつかの特許明細書を記載し
ておく。
【0018】フルオログラファイトは、元素状のフッ素
を用いるグラファイトの直接的なフッ素化によって得ら
れた固体潤滑剤である。該フルオログラファイトの摩擦
係数は、グラファイトの0.12と比べて0.08であ
る(1985年4月17日付けの特開昭60−6759
3号公報を参照)。
【0019】これは、一般に、別のタイプの炭素から得
られ、かつ炭素原子の種々の層の間にフッ素原子が点在
している炭素重合体と見なすことができるフッ化炭素の
特別な種類である。
【0020】また、前記の方法に使用するグラファイト
自体の異なる性質は、得られたフルオログラファイトの
摩擦係数に影響を及ぼすことがある(1985年4月1
7日付の特開昭60−67594号公報を参照)。
【0021】該フルオログラファイトの一般式は、(C
F)nであり、式中、分子比F/Cは、0.5〜1.
3、更に一般的には0.95〜1.3で変動することが
ある。
【0022】該フルオログラファイトの色は、フッ素含
量に応じて、黒色から灰色、灰色から白色へと変化す
る。該フルオログラファイトの実際の固有密度は、2.
5〜2.8g/cm3で変動し、他方、該フルオログラ
ファイトの嵩密度は、前記方法に使用する開始時のグラ
ファイトのタイプに応じて0.5〜0.9g/cm3
変動する。
【0023】フルオログラファイトは、絶対項での極め
て良好な固体潤滑剤を形成するための12〜13ダイン
/cmの公知の極めて低い表面張力を示している。
【0024】また、固体潤滑剤としてのフルオログラフ
ァイトの使用がこのように久しい以前から知られている
ことも記載されなければならない。
【0025】脂肪、過フッ化オイル、テフロンパウダー
等を含有する多くの潤滑剤が使用されていた(例えば1
989年10月24日付の特公平1−266192号公
報;1984年8月28日付の特公昭59−14999
6号公報および1973年4月26日付のドイツ連邦共
和国特許第1594392号明細書等を参照)。
【0026】その上更に、前記物質は、単独でかまたは
グラファイト、MoS2、ガラス繊維等と一緒に種々の
ポリマー材料中に組み込まれていた。
【0027】これまで、摩擦係数を低下させ、かつ耐摩
耗性を改善させるために使用されたポリマー材料は、例
えばポリアミド樹脂(1991年11月11日付の特公
平2−252453号公報);エチレン−テトラフルオ
ロエチレンコポリマー(1982年1月23日付けのロ
シア共和国特許第899597号明細書);エポキシ−
シリコーン(1983年7月30日付のロシア共和国特
許第1031993号明細書);フルオロポリマーおよ
びポリアセタール(1987年3月10日付の特公昭第
62−54753号公報)である。
【0028】しかしながら、今日まで、例えばスキーソ
ールおよび高分子量のポリテンが通常使用される全ての
他の分野において、例えば摩擦係数を低下させ、かつ低
い摩擦係数を示す滑走物体を製造する際にこの材料を使
用する目的でフルオログラファイトをポリテン、特に高
分子量のポリテン中に組み込むことは提案されていなか
った。
【0029】種々の例が以下に記載されており、この場
合、フルオログラファイトがポリテンと混合されている
場合に得られた摩擦係数μに対する作用を示している。
【0030】例1、2および3は、混合物中のパーセン
トでの割合の関数で摩擦係数μに対する影響を示してい
る。実施例からは、期待することができたように、フル
オログラファイトの高い割合が値μを減少させているよ
うである。
【0031】フルオログラファイトが使用されていない
例4は、フルオログラファイトの添加が摩擦係数μに作
用する重要な影響を十分に示すための判断規準として有
用である。
【0032】
【実施例】
例 1 R.M.(分子比)F/C=1.3および粒径15ミク
ロン以下を有する粉末形のフルオログラファイト10重
量%およびHostalen GUR 4150タイプ
の高分子量のポリテン90重量%を含有する混合物を製
造した。
【0033】50〜100気圧の範囲内の種々の圧力お
よび220℃の最高温度が適用された処理サイクルで、
配合された材料を溶融する際に、直径250mmおよび
長さ150mmの円筒が得られた。シートに変形された
前記材料上で、摩擦係数を、ASTM D3702によ
り、材料表面カウンタとしてのスチールC40を用いて
測定した。負荷および速度の条件は、以下のように選択
した:負荷 = 0.21Mpaの単位圧力=21kg
/cm2に相応する6ポンド回転速度 = 1.41m
/sに相応する1000rpm。
【0034】シート形での材料上で測定された摩擦係数
μは、μ=0.27であった。
【0035】例 2 例1と同様に処理し、かつ同じ装入材料を使用して、フ
ルオログラファイト20重量%およびポリテン80重量
%を含有する混合物を製造した。
【0036】シート形での材料上で測定された摩擦係数
μは、μ=0.22であった。
【0037】例 3 例1と同様に処理し、かつ同じ装入材料を用いて、フル
オログラファイト30重量%およびポリテン70重量%
を含有する混合物を製造した。
【0038】シート形での材料上で測定された摩擦係数
μは、μ=0.13であった。
【0039】例 4 例1と同様に処理し、かつポリテン材料Hostale
n GUR 4150だけを使用して、先に供給した。
【0040】シート形での材料上で測定された摩擦係数
μは、μ=0.35であった。
【0041】動摩擦係数μの平均値は、表1中に記載さ
れている。
【0042】
【表1】
【0043】図1中には、時間の経過とともに、試料の
挙動が使用時間に対してかまたはそれぞれのスキー上で
カバーされたkm数に対してプロットされている試験さ
れた種々の混合物の摩擦係数の変動が示されている。図
1中には、係数μが縦座標軸上に示され、カバーされた
km数は横座標軸上に示されており、この場合、摩擦係
数は、本質的に一定のままであるように見えるが、勿論
それは、得られた材料の良好な走行もしくは滑走の性質
が、成分が緊密に均一に配合されている材料自体の固有
の性質であるという事実によるものであり、スキーワッ
クスが使用される場合とは異なるが、それでもやはりス
キーワックスに基礎材料を貫通させる力が作用し、常
に、残りの物質を、外面的に滑走面に塗布した。
【図面の簡単な説明】
【図1】試験された種々の混合物の摩擦係数の変動を示
す線図。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2つの成分の内の1つが良好な機械的性
    質および強度を付与するものであり、第二の成分が、摩
    擦係数の低下を補助するものであるような2つの成分の
    混合物からなる低い摩擦係数を示す材料において、該混
    合物の第一成分がポリテンであり、第二成分がフルオロ
    グラファイトであることを特徴とする、低い摩擦係数を
    示す材料。
  2. 【請求項2】 ポリテン中のフルオログラファイトの含
    量が、3重量%〜50重量%および有利に10重量%〜
    30重量%の範囲内にある、請求項1に記載の材料。
  3. 【請求項3】 使用されるポリテンが高分子量のポリテ
    ンである、請求項1に記載の材料。
  4. 【請求項4】 使用されるフルオログラファイトが、
    0.5〜1.3、有利に0.95〜1.3の範囲内の分
    子比R.M.F/Cを示す、請求項1に記載の材料。
  5. 【請求項5】 使用されるフルオログラファイトの粒径
    が、100ミクロン以下、有利に15ミクロン以下であ
    る、請求項1に記載の材料。
  6. 【請求項6】 請求項1から5までのいずれか1項に記
    載の低い摩擦係数を示す材料を製造するための方法にお
    いて、ポリテンとフルオログラファイトとの混合物を高
    温での溶融または焼結によって取得し、かつ凝固後に処
    理し、0.20以下の摩擦係数μを示す表面を取得する
    ことを特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項
    に記載の低い摩擦係数を示す材料の製造法。
  7. 【請求項7】 混合物の溶融を、最高220℃の温度で
    圧力が50気圧から100気圧へ変動する処理サイクル
    で行う、請求項6に記載の方法。
  8. 【請求項8】 請求項1から5までのいずれか1項に記
    載の低い摩擦係数を示す材料からなる低い摩擦係数を示
    す滑走物体において、係数μが0.20以下を示すこと
    を特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項に記
    載の低い摩擦係数を示す材料からなる低い摩擦係数を示
    すにより製造される滑走物体。
  9. 【請求項9】 滑走物体が雪上で使用されるスキーであ
    る、請求項8に記載の滑走物体。
  10. 【請求項10】 スキー全体が前記材料からなる、請求
    項9に記載の滑走物体。
  11. 【請求項11】 雪表面に接触しているスキーの部分だ
    けが前記材料からなる、請求項9に記載の滑走物体。
JP9195389A 1996-07-24 1997-07-22 低い摩擦係数の材料、該材料の製造法並びに該材料からなる低摩擦滑走物体 Pending JPH1067892A (ja)

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