JPS60137954A - 導電性摺動材組成物 - Google Patents
導電性摺動材組成物Info
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- JPS60137954A JPS60137954A JP24925683A JP24925683A JPS60137954A JP S60137954 A JPS60137954 A JP S60137954A JP 24925683 A JP24925683 A JP 24925683A JP 24925683 A JP24925683 A JP 24925683A JP S60137954 A JPS60137954 A JP S60137954A
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Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は摩擦係数が小さく、耐摩耗性か殴れ、同時に
体積抵抗率が小さいことを目的とする導電性摺動材組成
物に関するものである。
体積抵抗率が小さいことを目的とする導電性摺動材組成
物に関するものである。
各種エツジニアリングプラスチックとして、摩擦係数が
小さく、耐熱性、耐熱性、耐薬品性等が要求される用途
に、ふっ素樹脂(中でも特に四ふつ化エチレン樹脂)が
広く用いられることはよく知られているが、この樹脂は
耐摩耗性、耐圧縮クリープ性が劣ることから種々の充填
材が併用されなりればならないとか、樹脂自身の電気絶
縁性が優れていて、10′4Ω・cm以上の体積抵抗率
を示すといった特徴を有するものである。
小さく、耐熱性、耐熱性、耐薬品性等が要求される用途
に、ふっ素樹脂(中でも特に四ふつ化エチレン樹脂)が
広く用いられることはよく知られているが、この樹脂は
耐摩耗性、耐圧縮クリープ性が劣ることから種々の充填
材が併用されなりればならないとか、樹脂自身の電気絶
縁性が優れていて、10′4Ω・cm以上の体積抵抗率
を示すといった特徴を有するものである。
近時、事務機械化の急速な進展に伴って、摺動特性と優
れた導電性とを兼ね備えた摺動材料か強く要望されるよ
うになり、四ふつ化エチレンAal tlMを基材とし
、これに耐摩耗性の向上と導電性のイ・]与とを目的と
して、黒鉛、導電性カーボン、金属粉、金属繊維などの
充填材を添加した材料が開発されてきた。しかし、黒鉛
、導電性カーボンを添加した材料は、摺動特性において
は良好であっても、体積抵抗率においては101〜10
2Ω・(111程度てしかなく決して好ましい材料とは
言えない。また、金属粉としては、金、銀、銅、アルミ
ニウム、ニッケル等の粉末が用いられ、金および銀は化
学的に安定であり高導電性のものであるかきわめて高価
であるために、しはしは銅、アルミニウム、ニッケル等
が用いられる。しかし、銅、アルミニウムは四ふつ化エ
チレン樹脂の成形温度で酸化されやすく、これらを添加
した製品の導電性は不安定となるので、四ふつ化エチレ
ンに対する導工性伺与材には不適合である。一方、ニッ
ケル粉は比較的安定で、四ふつ化エチレン樹脂に添加し
て得られる製品の導電性およびその安定性は良好である
ものの、耐摩耗性は著しく悪い。さらに、金属fJII
K、Iljは、黄銅ファイバー、アルミニウムファイ
ノく−などが市販されていても、前記粉末状のものと同
様に酸化されやすくて材質的に好ましくなtI)ばかり
てなく、通常市販されているものの多くは径が60μ■
11、長さが3 mmと寸法が大きく、摺動材料用の充
填材(ここれを使用すれは、材料面より突出して相手材
表面を傷つけたりするので、決して望ましい材料とは言
えない。
れた導電性とを兼ね備えた摺動材料か強く要望されるよ
うになり、四ふつ化エチレンAal tlMを基材とし
、これに耐摩耗性の向上と導電性のイ・]与とを目的と
して、黒鉛、導電性カーボン、金属粉、金属繊維などの
充填材を添加した材料が開発されてきた。しかし、黒鉛
、導電性カーボンを添加した材料は、摺動特性において
は良好であっても、体積抵抗率においては101〜10
2Ω・(111程度てしかなく決して好ましい材料とは
言えない。また、金属粉としては、金、銀、銅、アルミ
ニウム、ニッケル等の粉末が用いられ、金および銀は化
学的に安定であり高導電性のものであるかきわめて高価
であるために、しはしは銅、アルミニウム、ニッケル等
が用いられる。しかし、銅、アルミニウムは四ふつ化エ
チレン樹脂の成形温度で酸化されやすく、これらを添加
した製品の導電性は不安定となるので、四ふつ化エチレ
ンに対する導工性伺与材には不適合である。一方、ニッ
ケル粉は比較的安定で、四ふつ化エチレン樹脂に添加し
て得られる製品の導電性およびその安定性は良好である
ものの、耐摩耗性は著しく悪い。さらに、金属fJII
K、Iljは、黄銅ファイバー、アルミニウムファイ
ノく−などが市販されていても、前記粉末状のものと同
様に酸化されやすくて材質的に好ましくなtI)ばかり
てなく、通常市販されているものの多くは径が60μ■
11、長さが3 mmと寸法が大きく、摺動材料用の充
填材(ここれを使用すれは、材料面より突出して相手材
表面を傷つけたりするので、決して望ましい材料とは言
えない。
この発明は、このような現状に着目してなされたもので
あって、四ふつ化エチレン樹脂100容量部に対して、
ニッケル粉末と炭素繊維との容量比が15 :80から
80:20の範囲にある混合物を、30〜150容量部
添加したことを特徴とする導電性摺動材組成物を提供す
るものである。
あって、四ふつ化エチレン樹脂100容量部に対して、
ニッケル粉末と炭素繊維との容量比が15 :80から
80:20の範囲にある混合物を、30〜150容量部
添加したことを特徴とする導電性摺動材組成物を提供す
るものである。
以下その詳細を述べる。
この発明における四ふつ化エチレン樹脂はテトラフルオ
ロエチレンの重合体であり、アルボフロン、テフロン、
フルオン、ポリフロノ等の登録商標名で市販されている
ふっ素樹脂の一種である。
ロエチレンの重合体であり、アルボフロン、テフロン、
フルオン、ポリフロノ等の登録商標名で市販されている
ふっ素樹脂の一種である。
吸水性はなく、不燃性で強酸、強アルカリ、有機溶剤に
対しきわめて安定で、通常400 ’C以上で初めて分
解が起こるほど耐熱性も良好な樹脂であるため、通常の
場合、粉末冶金と同様の方法で、粉末状の樹脂を金型に
入れ、徐々に加II(100〜600 kg/ctn”
) L T成形した後350〜3’80℃付近で焼成
する方法が採用されている。ここで、室温下で加圧し、
予め成形したものを常圧下で焼結させると、得られる成
形体は充填密度が小さくて、体積抵抗率の太きいものに
なることから、この発明においては加圧および加熱を同
時に行なうことが望ましい。
対しきわめて安定で、通常400 ’C以上で初めて分
解が起こるほど耐熱性も良好な樹脂であるため、通常の
場合、粉末冶金と同様の方法で、粉末状の樹脂を金型に
入れ、徐々に加II(100〜600 kg/ctn”
) L T成形した後350〜3’80℃付近で焼成
する方法が採用されている。ここで、室温下で加圧し、
予め成形したものを常圧下で焼結させると、得られる成
形体は充填密度が小さくて、体積抵抗率の太きいものに
なることから、この発明においては加圧および加熱を同
時に行なうことが望ましい。
つぎに、この発明におけるニッケル粉末は導電性があれ
ばその形状を特に限定するものではないが、少量の添加
であっても粉末粒子の連続性の良いものであることが望
ましいことから、鱗片状のもの(たとえば米国インコ社
製=7バメツトニツケル11’CA −1)または断面
積の小さい不定形粒子で構成されている鎖状のもの(た
とえば同社製:ニッケルパウダ255もしくは287)
等が一層好ましいものであると言える。
ばその形状を特に限定するものではないが、少量の添加
であっても粉末粒子の連続性の良いものであることが望
ましいことから、鱗片状のもの(たとえば米国インコ社
製=7バメツトニツケル11’CA −1)または断面
積の小さい不定形粒子で構成されている鎖状のもの(た
とえば同社製:ニッケルパウダ255もしくは287)
等が一層好ましいものであると言える。
さらに、この発明における炭素繊維は耐摩耗性、耐クリ
ープ性を向上させるという役割を果すが、分散する前記
ニッケル粉末相互に接触して、全体の導電性を高めよう
とする目的に使用されるものであるから、炭素繊維自身
に良好な導電性が必要であることは勿論であるが、さら
に高度の?n電性が要求されるようなときには、金属(
たとえはニッケル)被覆の炭素繊維(たとえは東邦ベス
ロン社製品)などを使用することもてきる。この発明に
おいては、混合、成形等の容易さおよび成形面からの突
出防市の点から、炭素繊維は径20μm以下好ましくは
15〜6μIn 、長さllnm以下好ましくは03〜
0.02 mmのものが望ましく、一般的には東し社製
:トレカMLD−39また+1呉羽化学工業社製:クレ
ノ1カーボンファイノ<−M2O2Sなどの市販品を例
示することができる。
ープ性を向上させるという役割を果すが、分散する前記
ニッケル粉末相互に接触して、全体の導電性を高めよう
とする目的に使用されるものであるから、炭素繊維自身
に良好な導電性が必要であることは勿論であるが、さら
に高度の?n電性が要求されるようなときには、金属(
たとえはニッケル)被覆の炭素繊維(たとえは東邦ベス
ロン社製品)などを使用することもてきる。この発明に
おいては、混合、成形等の容易さおよび成形面からの突
出防市の点から、炭素繊維は径20μm以下好ましくは
15〜6μIn 、長さllnm以下好ましくは03〜
0.02 mmのものが望ましく、一般的には東し社製
:トレカMLD−39また+1呉羽化学工業社製:クレ
ノ1カーボンファイノ<−M2O2Sなどの市販品を例
示することができる。
この発明において、前記四ふつ化エチレン樹脂、ニッケ
ル粉末および炭素繊維の三者の配合割合を容量比で示し
たが、その理由は重量比では通常の炭素繊維と金属被覆
した炭素繊維とては止車が著しく異なり、同体積でも重
量が異なるため、配合比を重量比で表わしたのではこの
発明の構成を明確な範囲で示すことは不可能であって好
ましくないからであり、容量は重量と真比重とを測定し
、その重■を真比重で除した値で示す方法を採用した。
ル粉末および炭素繊維の三者の配合割合を容量比で示し
たが、その理由は重量比では通常の炭素繊維と金属被覆
した炭素繊維とては止車が著しく異なり、同体積でも重
量が異なるため、配合比を重量比で表わしたのではこの
発明の構成を明確な範囲で示すことは不可能であって好
ましくないからであり、容量は重量と真比重とを測定し
、その重■を真比重で除した値で示す方法を採用した。
ここて、ニッケル粉末と炭素繊維との混合割合は、ニッ
ケル粉末を15;80よりも少なくしても、また80:
20よりも多くしても導電性と摺動特性とを兼備させる
ことかできなくなり、好ましくは40:60から70:
30の範囲内にするとよい。このようなニッケル粉末と
炭素繊維との混合物を、四ふつ化エチレン樹脂100容
量部に対して30〜150容量部、好ましくは50〜1
00容量部、混合する理由は混合物が30容11部より
も少ないときは、充分な導電性が得られず、150容量
部より多いときは摺動特性が悪化するか、もしくは成形
体が非常に脆くなって好ましくないからである。
ケル粉末を15;80よりも少なくしても、また80:
20よりも多くしても導電性と摺動特性とを兼備させる
ことかできなくなり、好ましくは40:60から70:
30の範囲内にするとよい。このようなニッケル粉末と
炭素繊維との混合物を、四ふつ化エチレン樹脂100容
量部に対して30〜150容量部、好ましくは50〜1
00容量部、混合する理由は混合物が30容11部より
も少ないときは、充分な導電性が得られず、150容量
部より多いときは摺動特性が悪化するか、もしくは成形
体が非常に脆くなって好ましくないからである。
以上のようにして四ふつ化エチレン樹脂に混合したニッ
ケル粉末および炭素繊維の分散を均一にするためには、
四ふつ化エチレン樹脂の粒度も小さいほど望ましく、通
常の場合、平均粒径40μm以下であれば支障はない。
ケル粉末および炭素繊維の分散を均一にするためには、
四ふつ化エチレン樹脂の粒度も小さいほど望ましく、通
常の場合、平均粒径40μm以下であれば支障はない。
これら王者の混合物を成形出金1こ入れて400〜t
o o o kg/cm2(四名、つ化エチレン樹脂の
みのときよりも高し)圧力で予備成形し、一度常圧に戻
して350〜380℃に加熱した後再び加圧するか、ま
たは、加圧しながら加熱するかして、粒子間の焼結を充
分に行なった後冷却し、要求される寸法安定性や形状に
対応できるよう必要に応じて形状の調整を加えれば、所
望の成形体が得られる。
o o o kg/cm2(四名、つ化エチレン樹脂の
みのときよりも高し)圧力で予備成形し、一度常圧に戻
して350〜380℃に加熱した後再び加圧するか、ま
たは、加圧しながら加熱するかして、粒子間の焼結を充
分に行なった後冷却し、要求される寸法安定性や形状に
対応できるよう必要に応じて形状の調整を加えれば、所
望の成形体が得られる。
得られた成形体は四ふつ化エチレン樹脂特有の低摩擦係
数を有し、その上ニッケル粉末および炭素繊維の添加に
より良好な耐摩耗性を保ちつつ導電性をも竹馬されてい
るので、耐摩耗性と導電性の二つの機能が同時に要求さ
れる軸受材−4ま最適のものであり、この発明のχ1、
義はきわめて太きいと言える。
数を有し、その上ニッケル粉末および炭素繊維の添加に
より良好な耐摩耗性を保ちつつ導電性をも竹馬されてい
るので、耐摩耗性と導電性の二つの機能が同時に要求さ
れる軸受材−4ま最適のものであり、この発明のχ1、
義はきわめて太きいと言える。
以下に実施例および比較例をボす。
〔実施例1〕
四ふつ化エチレン樹脂(旭硝子社製:フルオ70163
)100容量部(ζ鎖状構造のニッケル粉末(米国イ/
コ社製−ニッケルパウター255)48容量部および表
面にニッケルメッキを施した炭素繊維(東邦イス0フ社
製: I−I TCF、/Ni 、繊維径75μm、繊
維長30 Q 7cm、平均ニッケル膜II O,25
μm)37容量部をヘンシェルミキサーで充分に混合し
た後、内径3 Q 111111の円筒状の金型に充填
し、800 kg/c+n2の圧力をかけて予備成形し
た。予備成形体の入った金型を常圧下で加熱し、360
℃のもとに1時間保持した。保持後爵び800 kg、
/c+n2の圧力を加え、そのまま冷却し、得られた成
形体について摩擦摩耗試験および体積抵抗率の測定を試
みた。ここで、1〒二擦係数は、mり速度100 m/
min、荷重1 kg/coン(7) 条件でX ラス
ト型摩擦試験機を用いて測定し、摩耗係数は滑り速度1
2 B nyinin 、荷重L 6 kg/cm2(
y) % 件でスラスト型摩耗試験機を用し)、0ずれ
も相手材に(ま軸受鋼5UJ−2(焼入れ、研削仕」二
げ)をイ吏月1した。得られた結果は第1表にまとめt
こ。
)100容量部(ζ鎖状構造のニッケル粉末(米国イ/
コ社製−ニッケルパウター255)48容量部および表
面にニッケルメッキを施した炭素繊維(東邦イス0フ社
製: I−I TCF、/Ni 、繊維径75μm、繊
維長30 Q 7cm、平均ニッケル膜II O,25
μm)37容量部をヘンシェルミキサーで充分に混合し
た後、内径3 Q 111111の円筒状の金型に充填
し、800 kg/c+n2の圧力をかけて予備成形し
た。予備成形体の入った金型を常圧下で加熱し、360
℃のもとに1時間保持した。保持後爵び800 kg、
/c+n2の圧力を加え、そのまま冷却し、得られた成
形体について摩擦摩耗試験および体積抵抗率の測定を試
みた。ここで、1〒二擦係数は、mり速度100 m/
min、荷重1 kg/coン(7) 条件でX ラス
ト型摩擦試験機を用いて測定し、摩耗係数は滑り速度1
2 B nyinin 、荷重L 6 kg/cm2(
y) % 件でスラスト型摩耗試験機を用し)、0ずれ
も相手材に(ま軸受鋼5UJ−2(焼入れ、研削仕」二
げ)をイ吏月1した。得られた結果は第1表にまとめt
こ。
第1表
〔実施例2〕
炭素繊維として東し社製の繊維径7μm、繊Vlt。
長30μmnのもの37容量部を用シ)tこ以外(ま実
施例1と全く同じ方法によって圧縮加p45成ル(本を
(尋た。この成形体についても実施例1と同様に摩擦1
%粍試験および体枦抵抗率の測定を行な0、その結果を
第1表に併記した。
施例1と全く同じ方法によって圧縮加p45成ル(本を
(尋た。この成形体についても実施例1と同様に摩擦1
%粍試験および体枦抵抗率の測定を行な0、その結果を
第1表に併記した。
〔実施例3〕
ニッケル粉末として鱗片状ニッケル粉末(米国イ7コ社
製:ノバメット・ニッケルocA−’1)48容量部を
、また、炭素繊維として実施例2て用いたと同じ東し社
製の炭素繊#fli 37容量部を用いた以外は実施例
1と全(同し方法で圧縮加熱成形体を得た。この成形体
についても実施例1と同様、摩擦摩耗試験および体積抵
抗率の測定を行ない、その結果を第1表に併記した。
製:ノバメット・ニッケルocA−’1)48容量部を
、また、炭素繊維として実施例2て用いたと同じ東し社
製の炭素繊#fli 37容量部を用いた以外は実施例
1と全(同し方法で圧縮加熱成形体を得た。この成形体
についても実施例1と同様、摩擦摩耗試験および体積抵
抗率の測定を行ない、その結果を第1表に併記した。
〔実施例4〕
四ふつ化エチレン樹脂100容量部に対して、ニッケル
粉末および炭素繊維の配合割合をそれぞれ73容量部お
よび70容量部とした以外は実施例1と全く同じ原料な
らびに方法を用いて圧縮加熱成形体を得た。この成形体
について実施例1と同様摩擦摩耗試験および体積抵抗率
の測定を行ない、その結果を第1表に併記した。
粉末および炭素繊維の配合割合をそれぞれ73容量部お
よび70容量部とした以外は実施例1と全く同じ原料な
らびに方法を用いて圧縮加熱成形体を得た。この成形体
について実施例1と同様摩擦摩耗試験および体積抵抗率
の測定を行ない、その結果を第1表に併記した。
(比較例1〜5〕
実施例1と同じ四ふつ化エチレン樹脂、ニッケル粉末お
よび実施例2と同じ炭素繊維を第2表に示す配合割合で
混合した以外は実施例1と全く同し方法で圧縮加熱成形
体を丙だ。これら成形体に第 2 表 ついても実施例1と同唾に摩擦摩耗試験および体積抵抗
率の測定を行ない、その結果を一括して第3表にまとめ
た。
よび実施例2と同じ炭素繊維を第2表に示す配合割合で
混合した以外は実施例1と全く同し方法で圧縮加熱成形
体を丙だ。これら成形体に第 2 表 ついても実施例1と同唾に摩擦摩耗試験および体積抵抗
率の測定を行ない、その結果を一括して第3表にまとめ
た。
第 3 表
第1表および第3表に示した実施例1〜4および比較例
1〜5の各成形体の慴質、特に体積抵抗率と摩耗係数と
の関係、をより明確にするために、体積抵抗率を横:l
’+bとし、摩耗係数を縦軸(両軸とも対数目盛)とし
た図面に各測定値を記入すると1図のようになる。ここ
で、○印に付けた1〜4はそれぞれ実施例1〜4を、ま
た、X印に付けた1〜5はそれぞれ比較例1〜5を示し
、比較例においては、体積抵抗率か低くても摩耗係数が
著しく大きい(比(咬例2および3)か、または、摩↑
L係数が小さくても体積抵抗率か著しく高く(比較例1
.4および5)で、いずれも期待される性r↓は得られ
ていないか、実施例1〜4の、結果はいずれも体積抵抗
率は低く、しかも摩耗係数も小さいという好ましい性能
を示していることか明瞭にJ!l角イてきる。
1〜5の各成形体の慴質、特に体積抵抗率と摩耗係数と
の関係、をより明確にするために、体積抵抗率を横:l
’+bとし、摩耗係数を縦軸(両軸とも対数目盛)とし
た図面に各測定値を記入すると1図のようになる。ここ
で、○印に付けた1〜4はそれぞれ実施例1〜4を、ま
た、X印に付けた1〜5はそれぞれ比較例1〜5を示し
、比較例においては、体積抵抗率か低くても摩耗係数が
著しく大きい(比(咬例2および3)か、または、摩↑
L係数が小さくても体積抵抗率か著しく高く(比較例1
.4および5)で、いずれも期待される性r↓は得られ
ていないか、実施例1〜4の、結果はいずれも体積抵抗
率は低く、しかも摩耗係数も小さいという好ましい性能
を示していることか明瞭にJ!l角イてきる。
に図はこの発明の実施例および比較例において得た成形
体の体積抵抗率と摩耗係数との関係を示す図面である。 一′、)・・・実施例、X・比較例
体の体積抵抗率と摩耗係数との関係を示す図面である。 一′、)・・・実施例、X・比較例
Claims (1)
- 四ふつ化エチレン樹脂100容量部に対して、ニッケル
粉末と炭素繊維との容量比が15:80から80:20
の範囲にある混合物を、30〜150容猾部添加したこ
とを特徴とする導電性摺動材組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24925683A JPH0229697B2 (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | Dodenseishudozaisoseibutsu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24925683A JPH0229697B2 (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | Dodenseishudozaisoseibutsu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60137954A true JPS60137954A (ja) | 1985-07-22 |
| JPH0229697B2 JPH0229697B2 (ja) | 1990-07-02 |
Family
ID=17190250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24925683A Expired - Lifetime JPH0229697B2 (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | Dodenseishudozaisoseibutsu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0229697B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008135787A1 (en) * | 2007-05-04 | 2008-11-13 | Peratech Limited | Polymer composition |
| US7794629B2 (en) | 2003-11-25 | 2010-09-14 | Qinetiq Limited | Composite materials |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0473394U (ja) * | 1990-11-01 | 1992-06-26 |
-
1983
- 1983-12-26 JP JP24925683A patent/JPH0229697B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7794629B2 (en) | 2003-11-25 | 2010-09-14 | Qinetiq Limited | Composite materials |
| WO2008135787A1 (en) * | 2007-05-04 | 2008-11-13 | Peratech Limited | Polymer composition |
| GB2465077A (en) * | 2007-05-04 | 2010-05-12 | Peratech Ltd | Polymer composition with electrically-conductive filler |
| GB2450587B (en) * | 2007-05-04 | 2010-08-18 | Peratech Ltd | Polymer composition |
| US20110253948A1 (en) * | 2007-05-04 | 2011-10-20 | Peratech Limited | Polymer Composition |
| US8765027B2 (en) | 2007-05-04 | 2014-07-01 | Peratech Limited | Polymer composition |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0229697B2 (ja) | 1990-07-02 |
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