JPS63457B2

JPS63457B2 -

Info

Publication number: JPS63457B2
Application number: JP54145708A
Authority: JP
Inventors: Kikuo Sumyoshi; Kazuo Hirai
Original assignee: Oiles Industry Co Ltd
Current assignee: Oiles Industry Co Ltd
Priority date: 1979-11-10
Filing date: 1979-11-10
Publication date: 1988-01-07
Also published as: JPS5670880A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、軸受、すべり板、リテーナーなど
に用いられて好適な合成樹脂複層摺動材の製造方
法に関するものである。従来、とくに熱可塑性合成樹脂摺動部材の耐摩
耗性、耐荷重性を向上させる手段として、金属裏
金に該熱可塑性合成樹脂を薄層として被着させた
複層構成の摺動部材が知られている。このような複層構成の摺動部材においては、比
較的軟質の合成樹脂であつても、それが鋼などの
裏金上に薄層として被着されていると、樹脂自体
のたわみやへたりを生ずることがないから、結果
として摺動部材としての耐摩耗性、耐荷重性が向
上する。また摺動面において生じた摩擦熱は、樹脂層が
薄いので裏金に容易に伝わり、そして摺動部材か
ら放散されて温度上昇を低く抑えることができる
から、上述した性能の向上を一層助長する。このほか、樹脂の膨張収縮あるいは経年変形も
受け難いから、摺動部材として寸法安定性が著し
く向上する。このように複層構成の合成樹脂摺動部材は、合
成樹脂のもつ特性を生かしながらその欠点を大巾
に改善し得るが、それでも苛酷な摩擦条件下で
は、樹脂層が摺動面において溶融流動したり、裏
金から剥離するなどの問題が残されている。このような問題はもはや合成樹脂を単に複層と
するという手段だけでは解決できない。本発明者らは、このような問題について鋭意研
究した結果、合成樹脂のもつ摩擦摩耗特性を生か
し、かつ熱に対する抵抗性を高めると同時に、鋼
などの裏金に対する接着性を向上せしめ、苛酷な
条件下でも効果的に使用することができる複層摺
動部材として、特願昭54−45427「合成樹脂複層摺
動部材」を開発した。このものは熱硬化性ポリイミド樹脂４〜25重量
％、四ふつ化エチレン樹脂（PTFE）５〜15重量
％、潤滑油剤２〜15重量％そして残部熱可塑性樹
脂からなる組成物が、金属裏金上に一体に被着形
成せしめられてなる合成樹脂複層摺動材に係わ
り、金属裏金上に該樹脂組成物を被着形成せしめ
る手段としても二三の有効な方法を開示した。す
なわち、前処理を施した裏金を加温しておき、こ
れに樹脂組成物の粉末を散布して該裏金上で溶融
させ、該溶融層を加圧板によつて押圧するか、あ
るいは押圧操作を施すことなく所定時間保持した
のち冷却せしめ、所望の複層摺動部材を得るとい
う方法である。第二の方法は、比較的大量生産に適した方法で
コイル状に捲いてフープ材として提供されかつ前
処理が施された連続条片を裏金として用い、これ
を押出成形機に装着したクロスヘツドダイに供給
し、樹脂組成物を溶融してノズルから押出し、該
裏金表面に連続して一体に樹脂を被着形成させる
という方法である。そして、第三の方法は、第二の方法と同様に裏
金としてコイル状に捲いてフープ材として提供さ
れかつ同様に前処理が施された連続条片を使用す
る。この条片を予め加温するかあるいは加温する
ことなしに、所定の速度で供給し、裏金上に樹脂
組成物粉末を散布してこれを溶融せしめ、ロール
圧下で該樹脂の被着層を形成せしめるという方法
である。ここで、前処理とは、裏金表面に予め金属メツ
キを施すかあるいは施すことなしにこれに焼結金
属多孔質層を設けたもの、あるいはシヨツトプラ
ストまたは酸処理によつて適宜表面を荒らしたも
の、あるいはこのように処理した表面を清浄にし
て合成樹脂プライマーを焼付けたものなどを例示
した。本発明者らは、その後さらに研究開発を重ねた
結果、上述した特願昭54−45427に係わる組成物
を用いて第二、第三の方法を採用する場合は何ん
ら問題はないが、第一の方法において、とくに組
成物樹脂層に押圧操作を施すことなしに福層摺動
材を得る場合に往々にして問題が生ずることを見
出した。すなわち、量産規模で効率よく複層摺動材を得
ようとするに際し、押圧操作を施さない場合は裏
金もしくは雰囲気温度を急激に昇温させることが
できないこと、被着に要する加温保持時間を短縮
することが困難であること、溶融樹脂の流動性が
劣ることなどである。あえてこのような点を無視して被着操作を進め
ると樹脂組成物同志の融着が不均一になり、かつ
被着層がいちぢるしく粗になるばかりか被着層と
下地金属との密着性も低下してくる。そこで本発明者らは、摺動材としての諸性能に
可及的に悪影響を及ぼすことなく、しかも溶融樹
脂層に押圧操作を施すことなく所望の複層摺動材
を量産規模で効率よく得る方法について鋭意研究
の結果、潤滑油剤成分の配合量を変えることな
く、熱硬化性ポリイミド樹脂成分およびPTFE成
分の配合量を共に減ずることによつて達成し得る
ことを見出した。すなわち、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹
脂、ポリカーボネイト樹脂、ポリオレフイン樹
脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチ
レンテレフタレート樹脂から選択した熱可塑性合
成樹脂粉末を76〜96重量％とし、これに熱硬化性
ポリイミド樹脂粉末1.5〜４未満重量％、四ふつ
化エチレン樹脂粉末0.5〜５未満重量％、潤滑油
剤２〜15重量％を配合し、これらを均一に混合し
て粉体流動性を有する合成樹脂組成物を得、つい
で該合成樹脂組成物を金属裏金上に一様に散布供
給して該裏金上で溶融せしめ、該裏金上に該組成
物からなる樹脂層を一体に被着形成せしめること
ができたのである。この発明では、金属裏金に前処理として合成樹
脂プライマーを焼付けたものを使用する場合にと
くに適しており、しかも樹脂組成物の被着形成時
に溶融樹脂層に押圧操作を施すことなく、効率よ
く複層摺動材を得ることができる。この発明で使用されるポリイミド樹脂は、ビス
マレイミドＡにイソシアヌル酸とブチルグリシジ
ルエーテルとの附加反応生成物Ｂを附加重合して
得られる重合生成物、たとえば東芝ケミカル社製
の商品名イミダロイ、あるいはビスマレイミドＡ
とアルキレンジアミドＢとの附加重合生成物、た
とえばローヌプーラン社の商品名キネルなど熱硬
化性のポリイミド樹脂である。これらのポリイミド樹脂は、一般に耐熱性がよ
いこと、接着性にすぐれかつ高温においても接着
強度の低下がきわめて少いこと、寸法安定性にす
ぐれること、摩擦摩耗特性がよいことなどの特長
を有するものである。組成物中におけるポリイミド樹脂成分の量は
1.5〜４重量％が望ましく、おおむね200メツシユ
を通過する未硬化の状態の粉末が用いられる。ポ
リイミド樹脂成分は、組成物の硬度を高めるほ
か、裏金に対する接着強度を向上せしめ、被着さ
れた樹脂組成物の流動性を抑えるという作用効果
を有し、その結果樹脂層の剥離やへたりを無く
し、かつ耐摩耗性、耐荷重性の向上に寄与する。なお、このポリイミド樹脂は硬化（附加重合）
が進む過程で水分やその他の揮発分の生成を伴な
わず、しかもこのもの自体吸湿性がきわめて小さ
いから、被着形成される樹脂層に気泡や亀裂を生
ぜしめる恐れもない。この発明では、その配合量が1.5重量％以下で
はほとんど効果が期待できず、４重量％以上では
形成された樹脂層の融着が不均一となり、かつ粗
になるため靭性を損うばかりか、被着作業性を悪
くする。 PTFEは、微粉末の状態で0.5〜５重量％配合
される。５重量％以上ではポリイミド樹脂成分と同様に
樹脂層の融着が不均一となり、かつ粗になるので
樹脂層の靭性を損うばかりか、被着作業性を悪く
する。 0.5重量％以下では、潤滑油剤成分との相乗効
果による自己潤滑性の賦与という効果が規待でき
なくなる。潤滑油剤としては、エンジン油などの鉱油、鯨
油、ヒマシ油などの動植物油、シリコン油などの
合成潤滑油など常温で液体のもの、およびパラフ
インなどの石油ワツクス類、高級脂肪酸およびそ
のエステルなど動植物ワツクス類、そして石けん
など常温で固体であるが、組成物の樹脂層形成温
度までの温度で液体となるものが用いられる。配合量は２〜15重量％、就中５〜10重量％が望
ましい。これら潤滑油剤は組成物にすぐれた自己潤滑性
を与え、とくにすべり速度が比較的大きい場合に
も摩擦係数の低下に寄与する。したがつて摩擦熱の発生も少くなるから、副次
効果として耐摩耗性、耐荷重性が向上する。２重量％以下の配合量では、ほとんど効果が認
められず、配合量の増加に伴なつて潤滑効果も大
となるが、その反面機械的強度を低下させるばか
りでなく、樹脂層の被着形成および被着強度にも
悪影響を及ぼすから15重量％を上限とした。潤滑剤としては上述したもののほか、従来一般
に固体潤滑剤として使用されている黒鉛、二硫化
モリブデン、酸化鉛、窒化ホウ素その他軟質金属
などの粉末も必要に応じて配合することができ
る。この発明に使用される熱可塑性合成樹脂は、ボ
リイミド樹脂の硬化温度、すなわち附加重合が滞
りなく進行する温度200〜280℃で普通に成形する
ことができるものであり、しかも該樹脂自体に良
好な摩擦摩耗特性と相当の機械的強度を有してい
るものであることが必要である。このような特長を有する熱可塑性合成樹脂とし
ては、第１表に掲げるものがある。この発明に使用される合成樹脂組成物は、粉末
状のポリイミド樹脂初期重合物（たとえば200℃
の熱板におけるキユアタイムが40〜60秒）、
PTFE粉末、熱可塑性合成樹脂粉末そして潤滑油
剤の所定量を常温もしくは若干加温された状態で
撹拌混合することによつて得られる。

【表】

【表】高速ミキサーたとえばヘンシエルミキサーなど
による撹拌混合手段は、この発明の組成物を得る
のに有効である。得られた組成物は粉体流動性を有していること
が必要である。この発明に使用される裏金は、一般構造用圧延
鋼板が好適であるが、目的用途によつては他の圧
延鋼板あるいは鋼以外の金属板（アルミニウム、
銅およびそれらの合金）も使用することができ
る。この裏金表面に種々の前処理が施されるので
あるが、本発明においてはすでに述べたように合
成樹脂プライマーを焼付けた間を被着表面とする
ことがもつとも望ましい。プライマーの種類としては、フエノール変性ア
ルキツド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、エポキシ
樹脂、フラン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレ
タン樹脂などの合成樹脂、あるいはポリオレフイ
ンを主体とする樹脂層の被着用としては、とくに
テトライソプロピルチタネートの如き有機チタニ
ウムエステルが用いられ、これらプライマー層の
厚さは、おおむね0.005〜0.030mm（５ミクロン〜
30ミクロン）とすることが望ましい。このように前処理が施された裏金上に粉末状の
樹脂組成物を供給し、200〜280℃の温度で融着せ
しめる。この際、樹脂被着層を比較的厚く形成せしめる
場合など、必要に応じてバーもしくはロールによ
つて供給された粉末状の樹脂組成物層を軽くなら
して表層を平らにするなど（ただし押圧操作不
要）の手段を講ずることができる。また裏金は、樹脂組成物を供給する前に予め所
定の温度に加温しておいてもよく、また組成物を
供給散布後加温してもよい。いずれも裏金からの熱の伝達によつて樹脂の融
着が行なわれることが望ましく、たとえば雰囲気
温度が高過ぎることなどがら、供給散布された組
成粉末が、その表層から溶融が始まるような条件
は望ましくない。融着に要する時間は、樹脂層の厚さが0.5mmの
場合を例示すると、第２表のとおりである。

【表】この発明によつて被着形成される樹脂層の厚さ
はおおむね0.1〜2.5mmで、0.1mmよりも薄いとピン
ホールの発生が多くなるのでよくない。 2.5mm以上の厚さでは融着に要する時間が過大
となるばかりか、被着層の均質性が損なわれ、ま
た被着層に亀裂を生ずるなどの弊害もある。なお、組成物中の潤滑油剤成分が多い場合、た
とえばエンジン油などを10重量％以上配合して被
着層の接着性が懸念される場合は、該組成物の主
体をなす熱可塑性合成樹脂のみを、前処理を施し
た裏金に薄く被着せしめ、その上に該組成物を散
布供給して被着させるという手段をとることによ
り、接着性が確実となりかつ接着強度を高めるこ
とができる。以下実施例について説明する。実施例 200℃の熱板におけるキユアータイムが40〜60
秒のポリイミド樹脂（東芝ケミカル社製、商品名
イミダロイ）粉末２重量％、PTFE粉末（三井フ
ロロケミカル社のPTFEフアインパウダー）１重
量％、SAE30番相当のエンジン油（丸善石油社
製商品名スワマツクHD）６重量％、二硫化モリ
ブデン粉末１重量％そして残部ポリアミド樹脂
（ダイセル社製12ナイロン、商品名ダイアミド）
粉末の各成分を高速ミキサーによつて撹拌混合し
て粉末状の樹脂組成物を得た。つぎに、一般構造用圧延鋼板をシヨツドブラス
ト（フルカバレージの状態）後、溶剤によつて洗
滌脱脂し、ついでこの表面にフエノール変性アル
キツド樹脂プライマーを塗布し、250〜300℃の温
度で0.03〜0.05mmの厚さに焼付けた。このように前処理を施した裏金に上述した粉末
状の樹脂組成物を散布供給し、供給粉末の厚さを
一定にかつその表面を平らにならして215〜230℃
の温度に保持された電気炉内で80秒間保持後冷却
し、0.3〜0.4mmの厚さの樹脂被着層を有する複層
摺動材を得た。実施例実施例において、12ナイロンの代りに６ナイ
ロンの粉末を用いて、電気炉内で220〜240℃の温
度で80秒間保持したのち冷却し、0.3〜0.4mmの厚
さの樹脂被着層を有する複層摺動材を得た。このようにして得られた複層肪動材について、
JIS K6744にしたがつて剥離試験、JIS K6804に
準じて圧縮せん断試験を行ない、それぞれ11〜13
Kg／20mm、230〜260Kg／cm²の値を得た。これらの値は、12ナイロン、６ナイロン単体の
場合の値、すなわち15〜16Kg／20mm、270〜300
Kg／cm²に比較しても15〜20％程度の低下に止ま
り、６重量％の潤滑油を含有する樹脂組成物とし
てはきわめてすぐれた強度を有するものであり、
実用上何んら問題ない。摩擦係数、摩耗量などの軸受性能は、鈴木式ス
ラスト試験機を用い、すべり速度33.3ｍ／min、
荷重30Kg／cm²、雰囲気温度60℃、無給油で10時間
試験した結果、摩擦係数0.06〜0.10、摩耗量0.01
mm以下であつた。 12ナイロン、６ナイロンそれぞれ単体の場合の
値に比較して、摩擦係数において1/6〜1/2、摩耗
量においては数値をもつて比較が困難な程（数
100分の１以下）性能が向上した。以上説明したように、この発明による合成樹脂
複層摺動材の製造方法は、きわめてすぐれた摺動
材を効率よく提供することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

１ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ
カーボネイト樹脂、ポリオレフイン樹脂、ポリエ
チレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフ
タレート樹脂から選択した熱可塑性合成樹脂粉末
を76〜96重量％とし、これに熱硬化性ポリイミド
樹脂粉末1.5〜４未満重量％、四ふつ化エチレン
樹脂粉末0.5〜５未満重量％、潤滑油剤２〜15重
量％を配合し、これらを均一に混合して粉体流動
性を有する合成樹脂組成物を得、ついで該合成樹
脂組成物を金属裏金上に一様に散布供給して該裏
金上で溶融せしめ、該裏金上に該組成物からなる
樹脂層を一体に被着形成せしめることを特徴とし
た合成樹脂複層摺動材の製造方法。