JPS5940197B2 - 気密質カ−ボン摺動材料の製造方法 - Google Patents
気密質カ−ボン摺動材料の製造方法Info
- Publication number
- JPS5940197B2 JPS5940197B2 JP54018587A JP1858779A JPS5940197B2 JP S5940197 B2 JPS5940197 B2 JP S5940197B2 JP 54018587 A JP54018587 A JP 54018587A JP 1858779 A JP1858779 A JP 1858779A JP S5940197 B2 JPS5940197 B2 JP S5940197B2
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- Japan
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- resin
- carbon
- impregnated
- pores
- sliding material
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- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は気密質カーボン摺動材料の製造方法に関する。
カーボン材料から成る摺動部品は乾式あるいは湿式の周
囲環境下で、軸受、ブレード、シール等に使用されて（
・る。
囲環境下で、軸受、ブレード、シール等に使用されて（
・る。
カーボン材料は天然黒鉛、油煙、人造黒鉛、ピッチコー
クス等を所定の割合に配合し、常法によりタールピッチ
、タール等をバインダーとして押合し、粉砕、成形の後
、約１０００℃で焼成したものが多く用いられている。
またさらに２５００〜３０００℃の温度で黒鉛化処理を
行なうものもある。これら、カーボン材料には、バイン
ダーが蒸発するために生ずる第１図に示すような開気孔
２があり、特にメカニカルシールの場合は気密性が要求
されるため、上記開気孔２にフェノール樹脂、エポキシ
樹脂、フラン樹脂等の含浸処理を施して（・る。
クス等を所定の割合に配合し、常法によりタールピッチ
、タール等をバインダーとして押合し、粉砕、成形の後
、約１０００℃で焼成したものが多く用いられている。
またさらに２５００〜３０００℃の温度で黒鉛化処理を
行なうものもある。これら、カーボン材料には、バイン
ダーが蒸発するために生ずる第１図に示すような開気孔
２があり、特にメカニカルシールの場合は気密性が要求
されるため、上記開気孔２にフェノール樹脂、エポキシ
樹脂、フラン樹脂等の含浸処理を施して（・る。
上記樹脂含浸処理を施した場合、機械的強度や、耐荷重
性が向上し、また、耐摩耗性も向上するので軸受にも用
いられている。なお第１図において１はカーボン基材部
分である。上記樹脂含浸処理を施したカーボン材料を１
５０℃、１０時間の熱処理を行なうと微量の寸法変化（
以後ΔＬと記す）が生ずる。この寸法変化はほぼ０．０
１〜０．０５％程度の伸びであり、精密メカニカルシー
ル材料ではこの程度の微少寸法変化が問題となつている
。本発明は上記の欠点を解決するため樹脂含浸を施す前
に、開気孔のうち、より小さな気孔の部分に、樹脂より
も熱膨張係数の小さい無機物質として燐酸アルミニウム
、珪酸エチル又は硼酸を含浸処理し、ΔＬを少なくし、
寸法安定性が高く、かつ完全な気密性を有するカーボン
摺動材料を提供することを目的とするものである。
性が向上し、また、耐摩耗性も向上するので軸受にも用
いられている。なお第１図において１はカーボン基材部
分である。上記樹脂含浸処理を施したカーボン材料を１
５０℃、１０時間の熱処理を行なうと微量の寸法変化（
以後ΔＬと記す）が生ずる。この寸法変化はほぼ０．０
１〜０．０５％程度の伸びであり、精密メカニカルシー
ル材料ではこの程度の微少寸法変化が問題となつている
。本発明は上記の欠点を解決するため樹脂含浸を施す前
に、開気孔のうち、より小さな気孔の部分に、樹脂より
も熱膨張係数の小さい無機物質として燐酸アルミニウム
、珪酸エチル又は硼酸を含浸処理し、ΔＬを少なくし、
寸法安定性が高く、かつ完全な気密性を有するカーボン
摺動材料を提供することを目的とするものである。
さらに詳細に説明すると、カーボン材料の気孔２は大き
な部分は５μｍ−０．１ｍｍ、小さな部分は０．００７
５μｍのものもある。
な部分は５μｍ−０．１ｍｍ、小さな部分は０．００７
５μｍのものもある。
また第２図に示す如く細孔部部分は、より小さな気孔直
径の気孔容積が多くなつている。一方、通常０．０５〜
０．０７ｍｍの境として、これより小さな気孔部分には
樹脂が残りやすく、これより大きな気孔部分には樹脂が
残りにくい傾向がある。
径の気孔容積が多くなつている。一方、通常０．０５〜
０．０７ｍｍの境として、これより小さな気孔部分には
樹脂が残りやすく、これより大きな気孔部分には樹脂が
残りにくい傾向がある。
この一例を示せば第３図のようになつている。真空含浸
した時点では大きな気孔部分にも樹脂が含浸されている
が、硬化処理の際、大きな気孔部分の樹脂は流れ出して
しまうからである。なお第３図において１はカーボン基
材部分、２は気孔部分および３は樹脂含浸部分である。
ところで、このような特徴を有する樹脂含浸カーボン材
料について考察すると、樹脂の熱膨張係数は通常６０〜
２００Ｘ１０−６／℃でありカーボン材料の熱膨張係数
３〜４×１０−６／℃に比べ、約１０〜７０倍と大きな
値となつている。
した時点では大きな気孔部分にも樹脂が含浸されている
が、硬化処理の際、大きな気孔部分の樹脂は流れ出して
しまうからである。なお第３図において１はカーボン基
材部分、２は気孔部分および３は樹脂含浸部分である。
ところで、このような特徴を有する樹脂含浸カーボン材
料について考察すると、樹脂の熱膨張係数は通常６０〜
２００Ｘ１０−６／℃でありカーボン材料の熱膨張係数
３〜４×１０−６／℃に比べ、約１０〜７０倍と大きな
値となつている。
また、樹脂含浸カーボン材料では６〜８×１０−６／℃
と２倍の値を示すようになる。このように熱膨張係数の
大幅に異なる材料を含浸することが上記ΔＬを生じさせ
るものと考えられる。
と２倍の値を示すようになる。このように熱膨張係数の
大幅に異なる材料を含浸することが上記ΔＬを生じさせ
るものと考えられる。
このためには気孔率の少ないカーボン材料を用いて、含
浸樹脂を少なくし上記ΔＬを低下することが必要である
。しかしながら開気孔率１０〜１５％のカーボン材料を
用いて、フラン樹脂の粘度を変えて含浸した結果、第１
表のように粘度の小さい樹脂の場合、上記ΔＬが大きく
なることを見出した。
浸樹脂を少なくし上記ΔＬを低下することが必要である
。しかしながら開気孔率１０〜１５％のカーボン材料を
用いて、フラン樹脂の粘度を変えて含浸した結果、第１
表のように粘度の小さい樹脂の場合、上記ΔＬが大きく
なることを見出した。
このことは、粘度の低い樹脂ほど上記細孔部に樹脂が浸
透しやすく、またΔＬはこのように細孔部に浸透した樹
脂が大きな影響をもつているものと考えられる。
透しやすく、またΔＬはこのように細孔部に浸透した樹
脂が大きな影響をもつているものと考えられる。
本発明はこれらの結果から、カーボン材料の細孔部にま
ず熱膨張係数の低い無機物質として燐酸アルミニウム、
珪酸エチル又は硼酸を含浸処理し、その後気密性を持た
せるための樹脂含浸を施すことによりΔＬの小さな寸法
安定な気密質カーボン摺動材料を得ようとするものであ
る。
ず熱膨張係数の低い無機物質として燐酸アルミニウム、
珪酸エチル又は硼酸を含浸処理し、その後気密性を持た
せるための樹脂含浸を施すことによりΔＬの小さな寸法
安定な気密質カーボン摺動材料を得ようとするものであ
る。
本発明は、カーボン材料の焼成時にバインダーの蒸発に
よつて形成される開気孔の細孔部に、無機物質として燐
酸アルミニウム、珪酸エチル又は硼酸を含浸処理し、そ
の後樹脂含浸を行なうことを特徴とする気密質カーボン
摺動材料の製造方法に関する。
よつて形成される開気孔の細孔部に、無機物質として燐
酸アルミニウム、珪酸エチル又は硼酸を含浸処理し、そ
の後樹脂含浸を行なうことを特徴とする気密質カーボン
摺動材料の製造方法に関する。
なお本発明においてカーボン材料は天然黒鉛、油煙、人
造黒鉛、ピツチコークス等にタールピツチ、タール等の
バインダーを加えて混合、焼成して得られたものである
。
造黒鉛、ピツチコークス等にタールピツチ、タール等の
バインダーを加えて混合、焼成して得られたものである
。
本発明において樹脂含浸を行なう樹脂については特に制
限はないが熱硬化性の樹脂が好ましく、例えばフエノー
ル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂
等が使用される。
限はないが熱硬化性の樹脂が好ましく、例えばフエノー
ル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂
等が使用される。
無機物質は上記樹脂の約％（３０×１０−６／℃）以下
の熱膨張係数を有する。
の熱膨張係数を有する。
この無機物質の含浸量は特に制限はないが細孔部に入る
だけの量、すなわち開気孔率のうちの１〜５％を含浸で
きる量であれば充分である。なお開気孔率は蒸留水を真
空含浸し、その含浸率により求めた。
だけの量、すなわち開気孔率のうちの１〜５％を含浸で
きる量であれば充分である。なお開気孔率は蒸留水を真
空含浸し、その含浸率により求めた。
以下本発明の実施例を説明する。
実施例 １
開気孔率１０〜１５％の人造黒鉛質カーボン材料に粘度
０．２ポイズの第一リン酸アルミニウム水溶液を真空含
浸後、１３０℃で乾燥し、引き続いて非酸化雰囲気中に
て８００℃の熱処理を行なつて、メタリン酸アルミニウ
ム（熱膨張率約２５×１０−６／℃）をカーボンの細孔
部に介在せしめた。
０．２ポイズの第一リン酸アルミニウム水溶液を真空含
浸後、１３０℃で乾燥し、引き続いて非酸化雰囲気中に
て８００℃の熱処理を行なつて、メタリン酸アルミニウ
ム（熱膨張率約２５×１０−６／℃）をカーボンの細孔
部に介在せしめた。
さらにフラン樹脂を常法により真空含浸し、１６０℃で
硬化処理を行なつて気密質カーボン摺動材料を得た。次
にこの気密質カーボン摺動材料１５０℃、１０時間の熱
処理を行なつたところ、ΔＬは０．００３％であつた。
硬化処理を行なつて気密質カーボン摺動材料を得た。次
にこの気密質カーボン摺動材料１５０℃、１０時間の熱
処理を行なつたところ、ΔＬは０．００３％であつた。
また、リン酸アルミニウムの含浸後、上記、樹脂含浸を
行なわないものはΔＬは０．００１％であつた。実施例
２ 開気孔率１０〜１５％の人造黒鉛質カーボン材料に、粘
度１．０ポイズの珪酸エチルのアルコール溶液を真空含
浸後、１３０℃で乾燥し、さらに１１００℃で熱処理を
行なつて、シリカ（熱膨張率１０×１０−６／℃）をカ
ーボンの細孔部に介在せしめた。
行なわないものはΔＬは０．００１％であつた。実施例
２ 開気孔率１０〜１５％の人造黒鉛質カーボン材料に、粘
度１．０ポイズの珪酸エチルのアルコール溶液を真空含
浸後、１３０℃で乾燥し、さらに１１００℃で熱処理を
行なつて、シリカ（熱膨張率１０×１０−６／℃）をカ
ーボンの細孔部に介在せしめた。
さらにフラン樹脂を真空含浸し、１６０℃で硬化処理を
行なつて気密質カーボン摺動材料を得た。次にこの気密
質カーボン摺動材料を１５０℃、１０時間の熱処理を行
なつたところΔＬは０．００５％であつた。実施例 ３ 開気孔率１０〜１５％の人造黒鉛質カーボン材料に、粘
度０．１ポイーズの硼酸水溶液を真空含浸後、１３０℃
で乾燥し、さらに９００℃で加熱処理を行なつて、酸化
硼素（熱膨張率３０×１０−６／℃）をカーボンの細孔
部に介在せしめた。
行なつて気密質カーボン摺動材料を得た。次にこの気密
質カーボン摺動材料を１５０℃、１０時間の熱処理を行
なつたところΔＬは０．００５％であつた。実施例 ３ 開気孔率１０〜１５％の人造黒鉛質カーボン材料に、粘
度０．１ポイーズの硼酸水溶液を真空含浸後、１３０℃
で乾燥し、さらに９００℃で加熱処理を行なつて、酸化
硼素（熱膨張率３０×１０−６／℃）をカーボンの細孔
部に介在せしめた。
さらにフエノール樹脂を真空含浸し、１６０℃で硬化処
理を行なつて気密質カーボン摺動材料を得た。次にこの
カーボン摺動材料を１５０℃、１０時間の熱処理を行な
つたところΔＬは０．００６％であつた。次に上記各実
施例で得られた気密質カーボン摺動材料と従来の気密質
カーボン摺動材料について、９０〜９５℃の高温水中で
の吸水膨潤を測定したところ樹脂のみで含浸した従来の
気密質カーボン摺動材料は０．０１〜０．０２％の吸水
膨潤が認められたが、本発明になる気密質カーボン摺動
材料は０．００５％以下と極めて小さな吸水膨潤にすぎ
なかつた。
理を行なつて気密質カーボン摺動材料を得た。次にこの
カーボン摺動材料を１５０℃、１０時間の熱処理を行な
つたところΔＬは０．００６％であつた。次に上記各実
施例で得られた気密質カーボン摺動材料と従来の気密質
カーボン摺動材料について、９０〜９５℃の高温水中で
の吸水膨潤を測定したところ樹脂のみで含浸した従来の
気密質カーボン摺動材料は０．０１〜０．０２％の吸水
膨潤が認められたが、本発明になる気密質カーボン摺動
材料は０．００５％以下と極めて小さな吸水膨潤にすぎ
なかつた。
このようにして得られた本発明の気密質カーボン摺動材
料の含浸構造を第４図により説明する。
料の含浸構造を第４図により説明する。
第４図において１はカーボン基材部分であり、３は樹脂
含浸部分を示し、４は細孔部に含浸した無機物質含浸部
分を示す。本発明によればΔＬの小さな寸法安定な気密
質カーボン摺動材料を得ることができるとともに、機械
的強度、耐荷重性および耐摩耗性が向上する等の効果が
得られる。
含浸部分を示し、４は細孔部に含浸した無機物質含浸部
分を示す。本発明によればΔＬの小さな寸法安定な気密
質カーボン摺動材料を得ることができるとともに、機械
的強度、耐荷重性および耐摩耗性が向上する等の効果が
得られる。
第１図はカーボン材料の顕微鏡写真、第２図はカーボン
材料の水銀ボロンメータを用いて測定した細孔径分布を
示すグラフ、第３図は樹脂含浸処理後のカーボン材料の
顕微鏡写真、第４図は本発明になる含浸構造を説明する
縦断面図である。
材料の水銀ボロンメータを用いて測定した細孔径分布を
示すグラフ、第３図は樹脂含浸処理後のカーボン材料の
顕微鏡写真、第４図は本発明になる含浸構造を説明する
縦断面図である。
Claims (1)
- １ カーボン材料の焼成時にバインダーの蒸発によつて
形成される開気孔の細孔部に、無機物質として燐酸アル
ミニウム、珪酸エチル又は硼酸を含浸処理し、その後、
樹脂含浸を行なうことを特徴とする気密質カーボン摺動
材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54018587A JPS5940197B2 (ja) | 1979-02-19 | 1979-02-19 | 気密質カ−ボン摺動材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54018587A JPS5940197B2 (ja) | 1979-02-19 | 1979-02-19 | 気密質カ−ボン摺動材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55110193A JPS55110193A (en) | 1980-08-25 |
| JPS5940197B2 true JPS5940197B2 (ja) | 1984-09-28 |
Family
ID=11975752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54018587A Expired JPS5940197B2 (ja) | 1979-02-19 | 1979-02-19 | 気密質カ−ボン摺動材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5940197B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02192063A (ja) * | 1989-01-19 | 1990-07-27 | Nec Corp | 光ディスク装置 |
| JP5626715B2 (ja) * | 2009-02-02 | 2014-11-19 | イーグル工業株式会社 | 摺動部材およびメカニカルシール |
| DE102017115175A1 (de) * | 2017-07-06 | 2019-01-10 | Brückner Maschinenbau GmbH & Co. KG | Gleitelement insbesondere für eine Reckanlage und/oder Transportkette sowie eine zugehörige Reckanlage oder Transportkette |
| JP7064987B2 (ja) * | 2017-07-31 | 2022-05-11 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミックス接合体 |
-
1979
- 1979-02-19 JP JP54018587A patent/JPS5940197B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55110193A (en) | 1980-08-25 |
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