JP2001278997A - Resin composite material and production of the same - Google Patents

Resin composite material and production of the same

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JP2001278997A
JP2001278997A JP2000091507A JP2000091507A JP2001278997A JP 2001278997 A JP2001278997 A JP 2001278997A JP 2000091507 A JP2000091507 A JP 2000091507A JP 2000091507 A JP2000091507 A JP 2000091507A JP 2001278997 A JP2001278997 A JP 2001278997A
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thermoplastic resin
resin
particles
fibers
composite material
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Toron Ron Tan
タン、トロン、ロン
Atsushi Kimoto
本 淳 志 木
Shuetsu Uno
野 修 悦 宇
Satoshi Nanba
波 聡 南
Masatoshi Ando
藤 雅 敏 安
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Toshiba Corp
Toshiba Industrial Technology Corp
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Toshiba Corp
Toshiba Industrial Technology Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resin composite material excellent in low friction factor, abrasion resistance, high strength and thermostability, and provide a method of producing the same. SOLUTION: The resin composite material is composed of the first material containing a thermoplastic resin fiber or particle or fiber and particle as reinforcing component and the second material having a thermoplastic resin different from the above first material as matrix. The above resin composite material is characterized in that the first material of above reinforcing component is composed of a porous material formed by the thermoplastic fiber or particle and at the same time, the above thermoplastic resin fiber or particle is partially melt bonded to each other or through a material having lower melting point than above thermoplastic resin material or a material capable of forming this lower melting point material. The method of producing the resin composite material is characterized by impregnating the second thermoplastic resin material forming matrix by heating and melting in voids of porous material of the above first material to be composited.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、低摩擦係数、耐摩
耗性に優れ、高強度及び耐熱性に優れた樹脂系複合材料
及びその製造方法に関するものである。
The present invention relates to a resin-based composite material having a low coefficient of friction, excellent wear resistance, high strength and excellent heat resistance, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、工業技術の発展に伴って、単体材
料では実現の不可能な複数の機能を兼備した材料、例え
ば、特性の異なる2種の材料を複合化することにより高
度に改良された複合材料の要求が高まっている。このよ
うな異なる2種類の材料を複合化するには、ブレンド法
等を適用して複合材料を製造することができる。ところ
で、複合材料に対する要求特性はより複雑化しており、
例えば、機械的性質と耐熱性に優れたポリイミド樹脂か
らなる第1部材と、摩擦係数が小さく、耐摩耗性に優れ
た四弗化エチレン・パフルオロアルコキシエチレン樹脂
からなる第2部材とを複合化するようなことも求められ
る。しかし、四弗化エチレン・パフルオロアルコキシエ
チレン樹脂の溶融温度がポリイミド樹脂の融着温度より
低く、ポリイミド樹脂の融着処理過程で四弗化エチレン
・パフルオロアルコキシエチレン樹脂が融解し、流出し
てしまうため、製品の形状を維持することができず、目
的とする材料特性を得ることは非常に困難である。
2. Description of the Related Art In recent years, with the development of industrial technology, a material having a plurality of functions that cannot be realized by a single material, for example, two types of materials having different characteristics have been highly improved by being compounded. The demand for composite materials has increased. In order to composite these two different materials, a composite material can be manufactured by applying a blending method or the like. By the way, the required properties for composite materials are becoming more complicated,
For example, a first member made of a polyimide resin having excellent mechanical properties and heat resistance is combined with a second member made of a tetrafluoroethylene / pafluoroalkoxyethylene resin having a small friction coefficient and excellent wear resistance. It is also required to do something. However, the melting temperature of the tetrafluoroethylene / pafluoroalkoxyethylene resin is lower than the melting temperature of the polyimide resin, and during the process of fusing the polyimide resin, the tetrafluoroethylene / pafluoroalkoxyethylene resin melts and flows out. Therefore, the shape of the product cannot be maintained, and it is very difficult to obtain the desired material properties.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、軸受装置等
へ好適に用いることのできる低摩擦係数、耐摩耗性に優
れ、高強度及び耐熱性に優れた樹脂系複合材料及びその
製造方法を提供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a resin-based composite material having a low coefficient of friction, excellent wear resistance, high strength and excellent heat resistance, and a method for producing the same, which can be suitably used for bearing devices and the like. It is intended to provide.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明の樹脂系複合材料
は、請求項1に記載したように、熱可塑性樹脂繊維若し
くは粒子若しくは繊維と粒子を強化成分とする第1部材
と、前記第1部材とは異種の熱可塑性樹脂をマトリック
スとする第2部材とからなる樹脂系複合材料であって、
前記強化成分の第1部材が、熱可塑性樹脂繊維若しくは
粒子により形成された多孔質体からなると共に、前記熱
可塑性樹脂繊維若しくは粒子同志が部分的に融着結合さ
れたものであるか、或いは、前記熱可塑性樹脂繊維より
低融点の物質若しくは低融点の物質を生成し得る物質を
介して部分的に融着結合されたものであること、を特徴
とするものである。本発明の樹脂系複合材料は、請求項
2記載したように、第1部材の熱可塑性樹脂繊維若しく
は粒子若しくは繊維と粒子は、特に限定されるものでは
ないが、平均直径1μm〜1mmの範囲内で、且つアス
ペックト比が1を越えたものを用いることが好ましい。
第1部材の熱可塑性樹脂繊維の平均直径が1μm未満で
は、製造上、歩留が低下し、材料コストが高くなる。ま
た、平均直径が1mmを越えると第1部材の強化繊維の
有効な分散状態が得られず、複合材料の材料特性を十分
に確保できない虞れがある。平均直径のより好ましい範
囲は3μm〜100μmであり、更に好ましくは5μm
〜20μmの範囲である。本発明の樹脂系複合材料は、
請求項3に記載したように、第1部材の熱可塑性樹脂繊
維の充填材は、特に限定されるものではないが、ガラ
ス、アルミナ、シリカ、ジルコニア、ベリリア、炭化ケ
イ素、窒化ケイ素、炭化ボロン、炭化チタン、炭素、グ
ラファイトから選ばれた無機系材料及び二硫化モリブデ
ン、二硫化タングステン、窒化ボロンから選ばれた固体
潤滑材料の少なくとも1種の繊維若しくは粒子からなる
ものを用いることが好ましい。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a resin-based composite material comprising a thermoplastic resin fiber or particles or a first member comprising a fiber and a particle as a reinforcing component; The member is a resin-based composite material including a second member having a different type of thermoplastic resin as a matrix,
The first member of the reinforcing component is made of a porous body formed of thermoplastic resin fibers or particles, and the thermoplastic resin fibers or particles are partially fused and bonded, or It is characterized by being partially fused and bonded through a substance having a lower melting point than the thermoplastic resin fiber or a substance capable of forming a substance having a lower melting point. In the resin-based composite material of the present invention, as described in claim 2, the thermoplastic resin fibers or particles or the fibers and particles of the first member are not particularly limited, but have an average diameter of 1 μm to 1 mm. It is preferable to use one having an aspect ratio exceeding 1.
If the average diameter of the thermoplastic resin fibers of the first member is less than 1 μm, the yield decreases in production and the material cost increases. On the other hand, if the average diameter exceeds 1 mm, an effective dispersion state of the reinforcing fibers of the first member cannot be obtained, and there is a possibility that the material properties of the composite material cannot be sufficiently secured. A more preferable range of the average diameter is 3 μm to 100 μm, more preferably 5 μm.
2020 μm. The resin-based composite material of the present invention,
As described in claim 3, the filler of the thermoplastic resin fiber of the first member is not particularly limited, but is glass, alumina, silica, zirconia, beryllia, silicon carbide, silicon nitride, boron carbide, It is preferable to use an inorganic material selected from titanium carbide, carbon, and graphite, and a solid lubricating material selected from molybdenum disulfide, tungsten disulfide, and boron nitride.

【0005】本発明の樹脂系複合材料は、請求項4に記
載したように、第1部材の熱可塑性樹脂繊維の充填材を
含有した熱可塑性樹脂の充填材の大きさは、特に限定さ
れるものではないが、平均直径0.05μm〜100μ
mの範囲内であり、且つアスペックト比が1を越えた繊
維状充填材を用いることが好ましい。本発明の複合材料
は、請求項5に記載したように、第1部材の熱可塑性樹
脂繊維の充填材を含有した熱可塑性樹脂は、特に限定さ
れるものではないが、平均直径0.05μm〜100μ
mの範囲内の粒子状充填材を用いることが好ましい。本
発明の複合材料は、請求項6に記載したように、マトリ
ックスとなる第2部材の熱可塑性樹脂は、特に限定され
るものではないが、強化成分の第1部の熱可塑性樹脂繊
維の多孔質体の形状が維持できる温度範囲以下の融点若
しくは融着温度を有する熱可塑性樹脂材料を用いること
が好ましい。本発明の樹脂系複合材料は、請求項7に記
載したように、マトリックスとなる第2部材の熱可塑性
樹脂は、特に限定されるものではないが、熱可塑性樹脂
若しくは繊維状若しくは粒子状若しくは繊維と粒子状の
充填材を含有した熱可塑性樹脂であり、その繊維状充填
材が、平均直径0.05μm〜100μmの範囲内で、
且つアスペックト比が1以上のものを用いることが好ま
しい。本発明の樹脂系複合材料は、請求項8に記載した
ように、マトリックスとなる第2部材の熱可塑性樹脂
は、特に限定されるものではないが、粒子状充填材を含
有した熱可塑性樹脂であり、その粒子状充填材が、平均
直径0.05μm〜100μmの範囲内のものを用いる
ことが好ましい。
[0005] In the resin-based composite material of the present invention, the size of the thermoplastic resin filler containing the thermoplastic resin fiber filler of the first member is particularly limited. Although not a mean, average diameter 0.05μm ~ 100μ
It is preferable to use a fibrous filler having an m within the range and an aspect ratio exceeding 1. In the composite material of the present invention, as described in claim 5, the thermoplastic resin containing the filler of the thermoplastic resin fiber of the first member is not particularly limited, but has an average diameter of 0.05 μm or more. 100μ
It is preferable to use a particulate filler in the range of m. In the composite material of the present invention, as described in claim 6, the thermoplastic resin of the second member serving as the matrix is not particularly limited, but the porosity of the thermoplastic resin fiber of the first part of the reinforcing component is not limited. It is preferable to use a thermoplastic resin material having a melting point or a fusion temperature below the temperature range in which the shape of the porous body can be maintained. In the resin-based composite material of the present invention, as described in claim 7, the thermoplastic resin of the second member serving as a matrix is not particularly limited, but is a thermoplastic resin or a fibrous or particulate or fibrous material. And a thermoplastic resin containing a particulate filler, and the fibrous filler has an average diameter of 0.05 μm to 100 μm,
It is preferable to use one having an aspect ratio of 1 or more. In the resin-based composite material of the present invention, as described in claim 8, the thermoplastic resin of the second member serving as a matrix is not particularly limited, but is a thermoplastic resin containing a particulate filler. It is preferable to use a particulate filler having an average diameter in the range of 0.05 μm to 100 μm.

【0006】また、本発明のもう一方の発明の樹脂系複
合材料の製造方法は、請求項9に記載したように、熱可
塑性樹脂繊維若しくは粒子若しくは繊維と粒子により形
成された多孔質体からなると共に、前記熱可塑性樹脂繊
維同志若しくは粒子同志若しくは繊維と粒子の混合が部
分的に融着結合されたものであるか、前記熱可塑性樹脂
繊維若しくは粒子若しくは繊維と粒子より低融点の物質
若しくは低融点の物質を生成し得る物質を介して部分的
に融着結合された熱可塑性樹脂繊維若しくは粒子若しく
は繊維と粒子を強化成分とする第1部材の多孔質体の空
間内に、加熱し、溶融させたマトリックスとなる第2部
材の熱可塑性樹脂を含浸させて、複合化することを特徴
とするものである。本発明の樹脂系複合材料の製造方法
は、請求項10に記載したように、特に限定されるもの
ではないが、マトリックスとなる第2部材の熱可塑性樹
脂の粉体を液体若しくは気体を媒体とし、前記第1部材
の多孔質層の空間内に含浸させた後、前記第2部材の熱
可塑性樹脂を融着処理して複合化することが好ましい。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method for producing a resin-based composite material comprising a thermoplastic resin fiber or particles or a porous body formed of fibers and particles. In addition, the thermoplastic resin fibers or the particles or the mixture of the fibers and the particles are partially fused and bonded, or the thermoplastic resin fibers or the particles or the substance or the material having the lower melting point than the fibers and the particles. Is heated and melted in the space of the porous body of the first member having the thermoplastic resin fibers or particles or the fibers and particles partially strengthened and bonded through a substance capable of producing the above-mentioned substance. The composite material is characterized by being impregnated with a thermoplastic resin of a second member to be a matrix to form a composite. The method for producing a resin-based composite material of the present invention is not particularly limited, as described in claim 10, but the thermoplastic resin powder of the second member serving as a matrix is formed using a liquid or a gas as a medium. After impregnating in the space of the porous layer of the first member, it is preferable that the thermoplastic resin of the second member is subjected to a fusion treatment to form a composite.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】[I] 樹脂系複合材料 (1) 構成成分 (A) 熱可塑性樹脂繊維により形成された多孔質体(第
1部材) 上記第1部材は熱可塑性樹脂繊維により形成された多孔
質体であり、該多孔質体は前記熱可塑性樹脂繊維同志が
部分的に融着結合したもの、或いは、前記熱可塑性樹脂
繊維よりも低融点の物質、若しくは、低融点の物質を生
成し得る物質を介して熱可塑性樹脂繊維同志が部分的に
融着結合されたものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [I] Resin-based composite material (1) Constituent component (A) Porous body formed of thermoplastic resin fiber (first member) The first member is formed of thermoplastic resin fiber. The porous body is formed by partially fusing the thermoplastic resin fibers together, or a substance having a lower melting point than the thermoplastic resin fiber, or a substance having a lower melting point. The thermoplastic resin fibers are partially fused to each other via a material that can be used.

【0008】(a) 熱可塑性樹脂繊維形 状 上記第1部材となる熱可塑性樹脂繊維は、一般に平均直
径が1μm〜1mm、好ましくは10〜100μm、且
つ、一般にアスペックト比が1を越え、好ましくは10
〜50のものが使用される。熱可塑性樹脂 上記熱可塑性樹脂繊維を構成する熱可塑性樹脂として
は、耐熱性に優れた熱可塑性樹脂、一般に融点が200
〜400℃の熱可塑性樹脂が用いられる。これら熱可塑
性樹脂の具体例としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポ
リエーテルエーテルケトン樹脂、四弗化エチレン樹脂、
ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリ
フェニレンサルファイド樹脂等を挙げることができる。
これらの中でもポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテル
ケトン樹脂、四弗化エチレン樹脂、ポリアミドイミド樹
脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンサルファ
イド樹脂等を挙げることができる。これらの中でもポリ
イミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、四弗化
エチレン樹脂を用いることが好ましい。上記熱可塑性樹
脂繊維は、熱可塑性樹脂単独を繊維状としたもの、若し
くは、充填材を含有した熱可塑性樹脂を繊維状としたも
のであることが好ましい。
(A) Thermoplastic resin fiber shape The thermoplastic resin fiber serving as the first member generally has an average diameter of 1 μm to 1 mm, preferably 10 to 100 μm, and generally has an aspect ratio exceeding 1, preferably 10
~ 50 are used. Thermoplastic resin As the thermoplastic resin constituting the thermoplastic resin fiber, a thermoplastic resin having excellent heat resistance, generally having a melting point of 200
A thermoplastic resin of -400 ° C is used. Specific examples of these thermoplastic resins include, for example, polyimide resin, polyetheretherketone resin, ethylene tetrafluoride resin,
Polyamide imide resin, polyether imide resin, polyphenylene sulfide resin and the like can be mentioned.
Among them, polyimide resin, polyether ether ketone resin, ethylene tetrafluoride resin, polyamide imide resin, polyether imide resin, polyphenylene sulfide resin and the like can be mentioned. Among these, it is preferable to use a polyimide resin, a polyetheretherketone resin, and an ethylene tetrafluoride resin. It is preferable that the thermoplastic resin fiber is a fibrous thermoplastic resin alone or a fibrous thermoplastic resin containing a filler.

【0009】充填材 上記熱可塑性樹脂繊維中に含有される充填材としては、
具体的には、例えば、ガラス、アルミナ、シリカ、ジル
コニア、ベリリア、炭化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ボロ
ン、炭化チタン、炭素、グラファイトから選ばれた無機
系材料及び二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒
化ボロンから選ばれた固体潤滑材料の少なくとも1種の
繊維若しくは粒子からなるものを挙げることができる。
これらの中でもガラス、炭素、グラファイト、二硫化モ
リブデンを用いることが好ましい。第1部材の熱可塑性
樹脂繊維に含有される充填材が、上記以外のものでは機
械的性質の向上及び潤滑の効果を十分に発揮することが
でき難い。上記充填材の中の繊維状充填材としては、一
般に平均直径0.05μm〜100μm、好ましくは1
〜10μm、且つ、一般にアスペックト比が1を越え
る、好ましくは10〜50のものを用いることが好まし
い。上記充填材の中の粒子状の充填材としては、一般に
平均直径0.05μm〜100μm、好ましくは0.1
〜10μm、のものを用いることが好ましい。上記充填
材は、熱可塑性樹脂繊維中に一般に1〜90体積%、好
ましくは3〜50体積%、特に好ましくは10〜30体
積%の割合で配合される。
Filler The filler contained in the thermoplastic resin fibers includes:
Specifically, for example, inorganic materials selected from glass, alumina, silica, zirconia, beryllia, silicon carbide, silicon nitride, boron carbide, titanium carbide, carbon, graphite and molybdenum disulfide, tungsten disulfide, boron nitride And at least one kind of solid lubricating material selected from the group consisting of fibers or particles.
Among these, it is preferable to use glass, carbon, graphite, and molybdenum disulfide. If the filler contained in the thermoplastic resin fiber of the first member is other than the above, it is difficult to sufficiently improve the mechanical properties and sufficiently exert the lubricating effect. As the fibrous filler in the filler, an average diameter is generally 0.05 μm to 100 μm, preferably 1 μm.
It is preferable to use those having a diameter of from 10 to 10 μm and generally having an aspect ratio exceeding 1, preferably 10 to 50. As the particulate filler in the filler, an average diameter is generally 0.05 μm to 100 μm, preferably 0.1 μm.
It is preferable to use one having a diameter of 10 to 10 μm. The filler is generally blended in the thermoplastic resin fiber at a ratio of 1 to 90% by volume, preferably 3 to 50% by volume, particularly preferably 10 to 30% by volume.

【0010】(b) 熱可塑性樹脂繊維よりも低融点の物質
若しくは低融点の物質を生成し得る物質(融着結合物
質) 上記熱可塑性樹脂繊維同志を部分的に融着結合させて多
孔質体(第1部材)とするために用いられる熱可塑性樹
脂繊維よりも低融点の物質若しくは低融点の物質を生成
し得る物質としては、具体的には、例えば、四弗化エチ
レン・パフルオロアルコキシエチレン樹脂、ポリアミド
樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂等を挙げることがで
きる。これら融着結合物質は、上記熱可塑性樹脂繊維若
しくは粒子若しくは繊維と粒子100重量部に対して、
一般に10〜60重量部、好ましくは20〜40重量部
の割合で用いるのが普通である。
(B) A substance having a lower melting point than the thermoplastic resin fiber or a substance capable of forming a substance having a lower melting point (fusion bonding substance) The above-mentioned thermoplastic resin fibers are partially fused and bonded to form a porous body. Specific examples of the substance having a lower melting point or a substance capable of producing a substance having a lower melting point than the thermoplastic resin fiber used for (first member) include, for example, ethylene tetrafluoride / pafluoroalkoxyethylene Resins, polyamide resins, polyphenylene ether resins, and the like can be given. These fusion bonding materials, with respect to 100 parts by weight of the thermoplastic resin fibers or particles or fibers and particles,
Generally, it is used in a proportion of 10 to 60 parts by weight, preferably 20 to 40 parts by weight.

【0011】(B) 熱可塑性樹脂(第2部材) 上記第2部材となる熱可塑性樹脂は、溶融状態において
は第1部材の熱可塑性樹脂繊維を分散させるマトリック
スとしての機能を有するが、冷却固化後の使用時におい
ては第1部材の熱可塑性樹脂繊維により補強される。 (a) 熱可塑性樹脂種 類 上記第2部材を構成する熱可塑性樹脂としては、第1部
材の熱可塑性樹脂繊維の多孔質体の形状が維持できる温
度範囲以下の融点若しくは融着温度を有する熱可塑性樹
脂材料を用いることが好ましい。具体的には、例えば、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、四弗化エチ
レン、四弗化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレ
ン、ポリエーテルエーテルケトン等を挙げることができ
る。これらの中でも四弗化エチレン、ポリエーテルエー
テルケトンを用いることが好ましい。上記熱可塑性樹脂
は、熱可塑性樹脂単独、若しくは、充填材を含有した熱
可塑性樹脂であることが好ましい。
(B) Thermoplastic Resin (Second Member) The thermoplastic resin serving as the second member has a function as a matrix in which the thermoplastic resin fibers of the first member are dispersed in a molten state. At the time of later use, it is reinforced by the thermoplastic resin fibers of the first member. (a) Thermoplastic resin type As the thermoplastic resin constituting the second member, a thermoplastic resin having a melting point or a fusion temperature below the temperature range in which the shape of the porous body of the thermoplastic resin fibers of the first member can be maintained. It is preferable to use a plastic resin material. Specifically, for example,
Examples include polyethylene, polypropylene, nylon, ethylene tetrafluoride, ethylene tetrafluoride / perfluoroalkoxyethylene, and polyetheretherketone. Among these, it is preferable to use ethylene tetrafluoride and polyether ether ketone. It is preferable that the thermoplastic resin is a thermoplastic resin alone or a thermoplastic resin containing a filler.

【0012】充填材 上記熱可塑性樹脂繊維中に含有される充填材としては、
具体的には、例えば、ガラス、アルミナ、シリカ、ジル
コニア、ベリリア、炭化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ボロ
ン、炭化チタン、炭素、グラファイトから選ばれた無機
系材料及び二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒
化ボロンから選ばれた固体潤滑材料の少なくとも1種の
繊維若しくは粒子からなるものを挙げることができる。
これらの中でもガラス、炭素、グラファイト、二硫化モ
リブデンを用いることが好ましい。第2部材の熱可塑性
樹脂に含有される充填材が、上記以外のものでは機械的
性質の向上及び潤滑の効果を十分に発揮することができ
難い。上記充填材の中の繊維状充填材としては、一般に
平均直径0.05μm〜100μm、好ましくは1〜1
0μm、且つ、一般にアスペックト比が1を越える、好
ましくは10〜50のものを用いることが好ましい。上
記充填材の中の粒子状の充填材としては、一般に平均直
径0.05μm〜100μm、好ましくは1〜10μ
m、のものを用いることが好ましい。上記充填材は、熱
可塑性樹脂中に一般に1〜90体積%、好ましくは3〜
50体積%、特に好ましくは5〜25体積%の割合で配
合される。
Filler The filler contained in the thermoplastic resin fiber includes:
Specifically, for example, inorganic materials selected from glass, alumina, silica, zirconia, beryllia, silicon carbide, silicon nitride, boron carbide, titanium carbide, carbon, graphite and molybdenum disulfide, tungsten disulfide, boron nitride And at least one kind of solid lubricating material selected from the group consisting of fibers or particles.
Among these, it is preferable to use glass, carbon, graphite, and molybdenum disulfide. If the filler contained in the thermoplastic resin of the second member is other than those described above, it is difficult to sufficiently improve the mechanical properties and sufficiently exert the lubricating effects. As the fibrous filler in the filler, an average diameter is generally 0.05 μm to 100 μm, preferably 1 to 1 μm.
It is preferable to use those having a thickness of 0 μm and an aspect ratio generally exceeding 1, preferably 10 to 50. As the particulate filler in the filler, an average diameter is generally 0.05 μm to 100 μm, preferably 1 to 10 μm.
m is preferably used. The filler is generally 1 to 90% by volume, preferably 3 to 90% by volume in the thermoplastic resin.
It is blended at a ratio of 50% by volume, particularly preferably 5 to 25% by volume.

【0013】(2) 配合割合 上記第1部材の熱可塑性樹脂繊維により形成された多孔
質体と、第2部材の熱可塑性樹脂との配合割合は、第1
部材の熱可塑性樹脂繊維により形成された多孔質体5〜
95体積%、好ましくは3〜50体積%、特に好ましく
は10〜30体積%、第2部材の熱可塑性樹脂95〜5
体積%、好ましくは3〜50体積%、特に好ましくは1
0〜30体積%である。
(2) Mixing ratio The mixing ratio of the porous body formed of the thermoplastic resin fibers of the first member and the thermoplastic resin of the second member is the first ratio.
Porous body 5 formed of thermoplastic resin fiber of member
95% by volume, preferably 3 to 50% by volume, particularly preferably 10 to 30% by volume, the thermoplastic resin 95 to 5 of the second member
% By volume, preferably 3 to 50% by volume, particularly preferably 1
0 to 30% by volume.

【0014】(3) その他の配合成分 上記第1部材の熱可塑性樹脂繊維により形成された多孔
質体及び第2部材の熱可塑性樹脂以外に、本発明の目的
を著しく損なわない範囲内で任意の成分を配合すること
ができる。任意成分としては、フェノール樹脂、エポキ
シ樹脂、シリコーン樹脂を挙げることができる。
(3) Other Ingredients In addition to the porous body formed of the thermoplastic resin fibers of the first member and the thermoplastic resin of the second member, any other components within a range not significantly impairing the object of the present invention. Components can be blended. Examples of the optional component include a phenol resin, an epoxy resin, and a silicone resin.

【0015】(4) 物 性 上記樹脂系複合材料は、第1部材の熱可塑性樹脂繊維と
して、熱可塑性樹脂繊維同志が部分的に融着結合された
ものであるか、或いは、前記熱可塑性樹脂繊維より低融
点の物質若しくは低融点の物質を生成し得る物質を介し
て部分的に融着結合された熱可塑性樹脂繊維により形成
された多孔質体を用いることにより、下記のような性質
を有する樹脂系複合材料とすることができる。摩擦係数 動摩擦係数を、一般に0.5〜0.8、好ましくは0.
2〜0.4のものとすることができる。耐摩耗性 また、摩耗減量を、一般に熱可塑性樹脂単体の1/20
〜1/50に減少とすることができる。高強度 更に、引張強さを、一般に熱可塑性樹脂単体の1.5〜
2倍に向上させることができる。耐熱性 また、連続使用温度を、一般に熱可塑性樹脂単体の1.
5倍に向上させることができる。
(4) Physical Properties The above-mentioned resin-based composite material is a thermoplastic resin fiber of the first member, which is obtained by partially fusing and bonding thermoplastic resin fibers to each other. By using a porous body formed of a thermoplastic resin fiber partially fused and bonded through a substance having a lower melting point than a fiber or a substance capable of producing a substance having a lower melting point, the following properties are obtained. It can be a resin-based composite material. Coefficient of friction Dynamic friction coefficient is generally 0.5 to 0.8, preferably 0.1 to 0.8.
2 to 0.4. Abrasion resistance The abrasion loss is generally reduced to 1/20 of that of the thermoplastic resin alone.
It can be reduced to 1/1/50. High strength In addition, the tensile strength is generally 1.5 to 1.5
It can be improved by a factor of two. Heat resistance In addition, the continuous use temperature is generally set at 1.
It can be improved 5 times.

【0016】[II] 樹脂系複合材料の製造方法 (1) 多孔質体の形成 低融点物質若しくは低融点物質を生成し得る物質の存在
下に或いは不存在下に熱可塑性樹脂繊維を加熱下に圧縮
することにより、熱可塑性樹脂繊維同志を低融点物質を
介して或いは介さずに部分的に融着結合させることによ
り第1部材の熱可塑性樹脂繊維で構成された多孔質体を
形成する。上記第1部材の熱可塑性樹脂繊維で構成され
た多孔質体の空間占有率は、特に限定されるものではな
いが、要求される複合材料の特性に応じて5〜95体積
%、好ましくは10〜30体積%の範囲で適宜に設定さ
れる。上記第1部材の熱可塑性樹脂繊維には、予め熱可
塑性樹脂単体若しくは更に複合材料の特性を向上するた
め、充填材を含有した熱可塑性樹脂を適用することもで
きる。
[II] Method for Producing Resin Composite Material (1) Formation of Porous Body Thermoplastic resin fiber is heated in the presence or absence of a low-melting substance or a substance capable of producing a low-melting substance. By compressing, the thermoplastic resin fibers are partially fused and bonded together with or without the intermediary of a low-melting substance, thereby forming a porous body made of the thermoplastic resin fibers of the first member. The space occupancy of the porous body made of the thermoplastic resin fiber of the first member is not particularly limited, but is 5 to 95% by volume, preferably 10 to 95% by volume depending on the required characteristics of the composite material. It is set appropriately within the range of 3030% by volume. As the thermoplastic resin fiber of the first member, a thermoplastic resin containing a filler may be applied in order to improve the characteristics of the thermoplastic resin alone or the composite material in advance.

【0017】(2) 熱可塑性樹脂の含浸 上記第1部材の熱可塑性樹脂繊維で構成された多孔質体
の空間部分に、第2部材の熱可塑性樹脂を融点以上の温
度以上の温度で、具体的には、融点の50〜100℃以
上の温度で加熱して溶融させた熱可塑性樹脂溶液を含浸
させるか、或いは、上記第1部材の熱可塑性樹脂繊維に
より形成された多孔質体の空間部分に、熱可塑性樹脂の
粉体を水等の液体若しくは空気等の気体の媒体に分散さ
せた混合物を多孔質層の空間内に含浸させて、上記媒体
を分離して、熱可塑性樹脂繊維により形成された多孔質
体の空間部分に熱可塑性樹脂の粉体を含浸させる。
(2) Impregnation of Thermoplastic Resin The thermoplastic resin of the second member is placed in the space of the porous member made of the thermoplastic resin fibers of the first member at a temperature not lower than the melting point or higher. Specifically, it is impregnated with a thermoplastic resin solution heated and melted at a temperature of 50 to 100 ° C. or more of the melting point, or a space portion of a porous body formed by the thermoplastic resin fibers of the first member. In, a mixture of a thermoplastic resin powder dispersed in a liquid medium such as water or a gas medium such as air is impregnated in the space of the porous layer, and the medium is separated and formed of thermoplastic resin fibers. The space portion of the porous body is impregnated with thermoplastic resin powder.

【0018】(3) 複合化 上記多孔質体の空間部分に含浸させた溶融された熱可塑
性樹脂溶液を融点以下の温度のまで冷却するか、或い
は、多孔質体の空間部分に含浸させた熱可塑性樹脂の粉
体を融点以上の温度に、例えば、融点の50〜100℃
以上の温度で加熱溶融することにより、第2部材の熱可
塑性樹脂マトリックス中に繊維同志が部分的に融着結合
している第1部材の熱可塑性樹脂繊維よりなる多孔質体
が存在して、両者が複合化されて一体となった樹脂系複
合材料を製造することができる。上記複合化させる際に
は、一体化をより完全に行うために加圧下に、具体的に
は、100〜500kgf/cmの圧力下で圧縮成形
することが好ましい。このようにして、前記第2部材の
熱可塑性樹脂は、前記第1部材の熱可塑性樹脂繊維の融
点よりも低い温度で含浸若しくは融着処理を行なうた
め、前記第1部材の熱可塑性樹脂繊維の融解、劣化を招
くことなく、要求された特性の樹脂系複合材料を容易に
得ることが可能となる。
(3) Compositing The molten thermoplastic resin solution impregnated in the space of the porous body is cooled to a temperature lower than the melting point or the heat impregnated in the space of the porous body. Bring the plastic resin powder to a temperature above the melting point, for example, 50-100 ° C. of the melting point
By heating and melting at the above temperature, there is a porous body made of the thermoplastic resin fiber of the first member in which the fibers are partially fused and bonded in the thermoplastic resin matrix of the second member, It is possible to manufacture a resin-based composite material in which both are combined and integrated. In making the composite, the compression molding is preferably performed under pressure, more specifically, under a pressure of 100 to 500 kgf / cm 2 in order to perform the integration more completely. In this way, the thermoplastic resin of the second member is impregnated or fused at a temperature lower than the melting point of the thermoplastic resin fiber of the first member. A resin-based composite material having required characteristics can be easily obtained without causing melting and deterioration.

【0019】[III] 形 態 上記方法によって得られる本発明の樹脂系複合材料の形
態について、以下に図面に基づき説明する。図1は、本
発明の樹脂系複合材料1の一実施形態に用いられる、強
化成分の熱可塑性樹脂繊維2より形成された連通孔3を
有する多孔質体4の第1部材を模式的に示す断面図であ
る。図1において、4は樹脂系複合材料1の一方の強化
成分の熱可塑性樹脂繊維2の第1部材であり、この第1
部材の熱可塑性樹脂繊維2は、繊維同士が融着結合若し
くは前記熱可塑性樹脂繊維2を構成する熱可塑性樹脂よ
りも低融点の物質若しくは低融点の物質を生成し得る物
質を介して融着結合されている連通孔3を有する多孔質
体4である。図2は、本発明の樹脂系複合材料1の一実
施形態であり、マトリックスの第2部材6を加熱し、溶
融させた後、前記の第1部材の繊維多孔質体4の連通孔
3の空間内に含浸し、複合化した樹脂系複合材料1を模
式的に示す断面図である。図2において、第2部材6の
粉体を気体若しくは液体の媒体と共に前記の第1部材の
繊維多孔質体4の連通孔3の空間内に含浸させた後、第
2部材6の融着温度まで加熱し、融着処理を行ったもの
である。
[III] Embodiment The embodiment of the resin-based composite material of the present invention obtained by the above method will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a first member of a porous body 4 having a communication hole 3 formed from a thermoplastic resin fiber 2 as a reinforcing component, which is used in one embodiment of a resin-based composite material 1 of the present invention. It is sectional drawing. In FIG. 1, reference numeral 4 denotes a first member of a thermoplastic resin fiber 2 as one reinforcing component of the resin-based composite material 1;
The thermoplastic resin fibers 2 of the member are fused and bonded to each other via a material having a melting point lower than that of the thermoplastic resin constituting the thermoplastic resin fibers 2 or a substance having a lower melting point than the thermoplastic resin constituting the thermoplastic resin fibers 2. It is a porous body 4 having a communication hole 3. FIG. 2 shows an embodiment of the resin-based composite material 1 of the present invention. After heating and melting the second member 6 of the matrix, the communication hole 3 of the fibrous porous body 4 of the first member is heated. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating a resin-based composite material 1 impregnated in a space and composited. In FIG. 2, after the powder of the second member 6 is impregnated into the space of the communication hole 3 of the fibrous porous body 4 of the first member together with the gas or liquid medium, the fusion temperature of the second member 6 is increased. , And subjected to a fusion treatment.

【0020】[IV] 用 途 上記本発明の樹脂系複合材料は、第2部材の熱可塑性樹
脂マトリックス中に繊維同志が部分的に融着結合してい
る第1部材の熱可塑性樹脂繊維よりなる多孔質体が存在
して、両者が複合化されて一体となった構造であること
から、低摩擦系数、耐摩耗性に優れ、高強度及び耐熱性
に優れた樹脂系複合材料であるため、軸受装置等へ好適
に用いることができる。
[IV] Applications The resin-based composite material of the present invention comprises the thermoplastic resin fibers of the first member in which fibers are partially fused to each other in the thermoplastic resin matrix of the second member. Since there is a porous body and both are combined and integrated into a structure, it is a resin-based composite material with low friction coefficient, excellent wear resistance, high strength and excellent heat resistance, It can be suitably used for bearing devices and the like.

【0021】[0021]

【実施例】以下に示す実施例によって、本発明を更に具
体的に説明する。 [I] 試験方法 なお、本発明における機械的性質、摩擦特性、摩耗特
性、耐熱性の評価は、以下に示す測定方法によって行っ
た。機械的性質の測定 上記複合材料の機械的性質は、引張試験、圧縮試験によ
って測定した。摩擦特性の測定 上記複合材料の摩擦特性、摩擦係数の測定は、リングオ
ンディスク摩擦・摩耗試験によって測定した。摩耗特性の測定 上記複合材料の摩耗減量の測定は、リングオンディスク
摩擦・摩耗試験によって測定した。耐熱性 上記複合材料の耐熱性は、高温強度試験によって評価し
た。
The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. [I] Test method The mechanical properties, friction properties, wear properties, and heat resistance of the present invention were evaluated by the following measurement methods. Measurement of mechanical properties The mechanical properties of the composite material were measured by a tensile test and a compression test. Measurement of friction characteristics The friction characteristics and the friction coefficient of the composite material were measured by a ring-on-disk friction / wear test. Measurement of abrasion characteristics The measurement of the abrasion loss of the composite material was measured by a ring-on-disk friction / wear test. Heat resistance The heat resistance of the composite material was evaluated by a high-temperature strength test.

【0022】[II] 実施例 実施例1ポリイミド樹脂繊維多孔質体の製造 図1に示すように、平均直径0.1mm、アスペクト比
100程度のポリイミド樹脂繊維2と平均直径10mm
のウレタン発泡体を混合した後、前記混合体を金型に充
填し、500kgf/cmの圧力で大きさ10mm×
120mm×120mm圧縮成形体を成形した。次に、
前記圧縮成形体を450℃、1時間加熱し、ウレタン発
泡体を蒸発させると共にポリイミド繊維同士の接触部2
aを融着結合させ、空間3占有率25%のポリイミド樹
脂繊維多孔質体4を得た。ポリイミドと四弗化エチレン・パーフルオロアルコキシ
エチレン複合材料の製造 次に、図2に示すように、前記ポリイミド樹脂繊維の多
孔質体4を金型5に挿置し、325℃に加熱し、溶融し
た四弗化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン樹
脂6を金型5内に注入し、500kgf/cmの圧力
で圧縮成形して、ポリイミドと四弗化エチレン・パーフ
ルオロアルコキシエチレン複合材料1を得た。評 価 得られた20体積%ポリイミド繊維で強化した四弗化エ
チレン・パーフルオロアルコキシエチレン複合材料1の
機械的性質と摩擦、摩耗特性を測定した結果、引張強さ
は425kgf/cmと四弗化エチレン・パーフルオ
ロアルコキシエチレン樹脂単体の引張強さの275kg
f/cmより遥かに優れ、動摩擦係数は0.28とポ
リイミド樹脂単体の動摩擦係数の0.45より小さく、
摩耗減量はポリイミド樹脂単体の約1/2であった。1
00℃での引張強度は四弗化エチレン・パーフルオロア
ルコキシエチレンの約1.7倍であった。
[II] Examples Example 1 Production of Porous Polyimide Resin Fiber As shown in FIG. 1, a polyimide resin fiber 2 having an average diameter of 0.1 mm and an aspect ratio of about 100 and an average diameter of 10 mm
After mixing the urethane foam of the above, the mixture was filled in a mold, and the size was 10 mm × at a pressure of 500 kgf / cm 2.
A 120 mm × 120 mm compression molded body was molded. next,
The compression molded body was heated at 450 ° C. for 1 hour to evaporate the urethane foam and to contact the polyimide fibers with each other.
a was fused and bonded to obtain a porous polyimide resin fiber body 4 having a space 3 occupation ratio of 25%. Polyimide and ethylene tetrafluoride / perfluoroalkoxy
2. Production of Ethylene Composite Material Next, as shown in FIG. 2, the porous body 4 of the polyimide resin fiber was inserted into a mold 5, heated to 325 ° C., and melted to obtain ethylene tetrafluoride / perfluoroalkoxyethylene. The resin 6 was injected into the mold 5 and compression-molded at a pressure of 500 kgf / cm 2 to obtain a polyimide 1 and a tetrafluoroethylene / perfluoroalkoxyethylene composite material 1. Evaluation The mechanical properties, friction and wear properties of the obtained tetrafluoroethylene / perfluoroalkoxyethylene composite material 1 reinforced with 20% by volume of polyimide fiber were measured, and the tensile strength was found to be 425 kgf / cm 2. 275kg of tensile strength of ethylene fluoride and perfluoroalkoxyethylene resin alone
far superior to f / cm 2 , the coefficient of kinetic friction is 0.28, which is smaller than the coefficient of kinetic friction of polyimide resin alone of 0.45,
The abrasion loss was about 1/2 of the polyimide resin alone. 1
The tensile strength at 00 ° C. was about 1.7 times that of ethylene tetrafluoride / perfluoroalkoxyethylene.

【0023】実施例2炭素繊維を含有した四弗化エチレン樹脂繊維の多孔質体
の製造 図3に示すように、平均直径8.m、アスペックト比約
20の炭素繊維を体積率10%含有した平均直径0.3
mm、長さ10mmの四弗化エチレン樹脂繊維2’と平
均直径10mmのウレタン発泡体を混合した後、前記混
合体を金型に充填し、400kgf/cmの圧力で大
きさ10mm×120mm×120mm圧縮成形体を成
形した。次に、前記圧縮成形体を375℃、1時間加熱
し、ウレタン発泡体を蒸発させると共に前記四弗化エチ
レン繊維同士の接触部2a’を融着結合させ、空間3’
占有率30%の炭素繊維を含有した四弗化エチレン樹脂
繊維の多孔質体4’を得た。炭素繊維、四弗化エチレン樹脂繊維とポリエーテルエー
テルケトンとの複合材料の製造 次に、図4に示すように、前記炭素繊維を含有した四弗
化エチレン樹脂繊維の多孔質体4’を金型5’に挿置
し、350℃に加熱し、溶融したポリエーテルエーテル
ケトン樹脂6’を金型5’内に注入し、500kgf/
cmの圧力で圧縮成形して、炭素繊維、四弗化エチレ
ン樹脂繊維とポリエーテルエーテルケトンとの複合材料
1’を得た。評 価 得られた30体積%の炭素繊維を含有した四弗化エチレ
ン繊維ととポリエーテルエーテルケトンとの複合材料
1’の機械的性質と摩擦、摩耗特性を測定した結果、引
張強さは400kgf/cmと体積率10%の炭素繊
維を含有した四弗化エチレン樹脂繊維の引張強さの20
0kgf/cmの2倍であり、動摩擦係数は0.25
とポリエーテルエーテルケトン樹脂単体の動摩擦係数の
0.35より小さく、摩耗減量はポリエーテルエーテル
ケトン樹脂単体の約1/3と遥かに摩擦、摩耗特性が向
上した。100℃での引張強度は四弗化エチレン樹脂の
約1.5倍であった。
Example 2 Porous body of ethylene tetrafluoride resin fiber containing carbon fiber
As shown in the preparation 3, the average diameter of 8. m, average diameter 0.3 containing 10% by volume of carbon fibers having an aspect ratio of about 20
After mixing the tetrafluoroethylene resin fiber 2 ′ having a length of 10 mm and a urethane foam having an average diameter of 10 mm, the mixture is filled in a mold, and the size is 10 mm × 120 mm × at a pressure of 400 kgf / cm 2. A 120 mm compression molded body was molded. Next, the compression molded body is heated at 375 ° C. for 1 hour to evaporate the urethane foam and to fuse and bond the contact portion 2a ′ between the tetrafluoroethylene fibers to form a space 3 ′.
A porous body 4 'of ethylene tetrafluoride resin fibers containing carbon fibers having an occupancy of 30% was obtained. Carbon fiber, polytetrafluoroethylene resin fiber and polyether ether
Production of Composite Material with Terketone Next, as shown in FIG. 4, the porous body 4 ′ of the tetrafluoroethylene resin fiber containing the carbon fiber was inserted into a mold 5 ′ and heated to 350 ° C. The molten polyetheretherketone resin 6 ′ is poured into a mold 5 ′, and 500 kgf /
By compression molding at a pressure of cm 2 , a composite material 1 ′ of carbon fiber, ethylene tetrafluoride resin fiber and polyetheretherketone was obtained. Evaluation The mechanical properties, friction and wear characteristics of the obtained composite material 1 ′ of ethylene tetrafluoride fiber containing 30% by volume of carbon fibers and polyetheretherketone were measured. As a result, the tensile strength was 400 kgf. / Cm 2 and 10% by volume of carbon fiber containing 20%
0 kgf / cm 2 and a dynamic friction coefficient of 0.25
And the dynamic friction coefficient of the polyether ether ketone resin alone was smaller than 0.35, and the abrasion loss was about 1/3 of that of the polyether ether ketone resin alone, and the friction and abrasion characteristics were much improved. The tensile strength at 100 ° C. was about 1.5 times that of the tetrafluoroethylene resin.

【0024】実施例3ポリイミド樹脂繊維よりなる多孔質体の製造 図5に示すように、平均直径0.1mm、アスペクト比
100程度のポリイミド樹脂繊維2’’と平均直径10
mmのウレタン発泡体を混合した後、前記混合体を金型
に充填し、1000kgf/cmの圧力で大きさ10
mm×120mm×120mm圧縮成形体を成形した。
次に、前記圧縮成形体を450℃で1時間加熱し、ウレ
タン発泡体を蒸発させると共にポリイミド樹脂繊維同士
の接触部2a’’を融着結合させ、空間占有率35%の
ポリイミド樹脂繊維よりなる多孔質体4’’を得た。ポリイミド樹脂繊維と四弗化エチレン樹脂との複合材料
の製造 次に、図6に示すように、前記ポリイミド樹脂繊維の多
孔質体4’’をセラミックス多孔質体の型5’’に挿置
し、水を媒体とした四弗化エチレン樹脂粉体6’’のデ
ィスパージョンを流し込んだ後、150℃に加熱し、乾
燥する工程を繰返し、四弗化エチレン樹脂粉体6’’を
十分に含浸させた後、500kgf/cmの圧力で圧
縮成形した。次に、前記四弗化エチレン樹脂6’’を含
浸したポリイミド樹脂繊維成形体1’’を375℃、1
時間加熱して、四弗化エチレン樹脂6’’を融着処理し
て、ポリイミド樹脂繊維と四弗化エチレン樹脂との複合
材料1’’を得た。評 価 得られた15体積%四弗化エチレン樹脂とポリイミッド
樹脂繊維との複合材料1’’の機械的性質と摩擦、摩耗
特性を測定した結果、引張強さは550kgf/cm
と四弗化エチレン樹脂単体の引張強さの300kgf/
cmより遥かに優れ、動摩擦係数は0.25とポリイ
ミド樹脂単体の動摩擦係数の0.45より小さく、摩耗
減量はポリイミド樹脂単体の約1/3で、150℃での
引張強度は四弗化エチレン樹脂の約2倍であった。
Example 3 Production of Porous Body Made of Polyimide Resin Fiber As shown in FIG. 5, a polyimide resin fiber 2 ″ having an average diameter of 0.1 mm and an aspect ratio of about 100 and an average diameter of 10
mm of urethane foam, the mixture is filled in a mold, and the size is 10 kg at a pressure of 1000 kgf / cm 2.
A compression molded body of mm × 120 mm × 120 mm was formed.
Next, the compression molded body is heated at 450 ° C. for one hour to evaporate the urethane foam and to fuse and bond the contact portions 2a ″ between the polyimide resin fibers, thereby forming a polyimide resin fiber having a space occupancy of 35%. A porous body 4 ″ was obtained. Composite material of polyimide resin fiber and ethylene tetrafluoride resin
Manufacturing Then, as shown in FIG. 6, the polyimide resin fibers 'type 5 of the ceramic porous body' porous material 4 'is interposed', tetrafluoroethylene resin powder water as a medium After pouring in the 6 ″ dispersion, heating to 150 ° C. and drying are repeated, and sufficiently impregnated with ethylene tetrafluoride resin powder 6 ″, and then compression-molded at a pressure of 500 kgf / cm 2. did. Next, a polyimide resin fiber molded product 1 ″ impregnated with the above-mentioned ethylene tetrafluoride resin 6 ″ was heated at 375 ° C.
The mixture was heated for a period of time to fuse the tetrafluoroethylene resin 6 ″ to obtain a composite material 1 ″ of polyimide resin fiber and tetrafluoroethylene resin. Evaluation The mechanical properties, friction and wear properties of the obtained composite material 1 ″ of 15% by volume of tetrafluoroethylene resin and polyimide resin fiber were measured, and the tensile strength was 550 kgf / cm 2.
Strength of 300kgf /
cm 2 , the coefficient of kinetic friction is 0.25, smaller than the coefficient of kinetic friction of polyimide resin alone, 0.45, the abrasion loss is about 1/3 of that of polyimide resin alone, and the tensile strength at 150 ° C is tetrafluoride It was about twice that of ethylene resin.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明の樹脂系複合材料及びその製造方
法は、第2部材の熱可塑性樹脂マトリックス中に繊維同
志が部分的に融着結合している第1部材の熱可塑性樹脂
繊維よりなる多孔質体が存在して、両者が複合化されて
一体となった構造であることから、低摩擦系数、耐摩耗
性に優れ、高強度及び耐熱性に優れた樹脂系複合材料で
あるため、軸受装置等へ好適に用いることができる。
The resin-based composite material of the present invention and the method for producing the same comprise the thermoplastic resin fibers of the first member in which the fibers are partially fused to each other in the thermoplastic resin matrix of the second member. Since there is a porous body and both are combined and integrated into a structure, it is a resin-based composite material with low friction coefficient, excellent wear resistance, high strength and excellent heat resistance, It can be suitably used for bearing devices and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明実施例の樹脂系複合材料に用い
た第1部材の熱可塑性樹脂繊維よりなる多孔質体を模式
的に示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a porous member made of a thermoplastic resin fiber of a first member used for a resin-based composite material according to an embodiment of the present invention.

【図2】図2は、図1の多孔質体を用いて製造した本発
明の樹脂系複合材料を模式的に示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a resin-based composite material of the present invention manufactured using the porous body of FIG.

【図3】図3は、本発明の他の実施例の樹脂系複合材料
に用いた第1部材の熱可塑性樹脂繊維よりなる多孔質体
を模式的に示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a porous member made of a thermoplastic resin fiber of a first member used for a resin-based composite material according to another embodiment of the present invention.

【図4】図4は、図3の多孔質体を用いて製造した本発
明の樹脂系複合材料を模式的に示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a resin-based composite material of the present invention manufactured using the porous body of FIG.

【図5】図5は、本発明の他の実施例の樹脂系複合材料
に用いた第1部材の熱可塑性樹脂繊維よりなる多孔質体
を模式的に示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a porous member made of a thermoplastic resin fiber of a first member used for a resin-based composite material according to another embodiment of the present invention.

【図6】図6は、図5の多孔質体を用いて製造した本発
明の樹脂系複合材料を模式的に示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the resin-based composite material of the present invention manufactured using the porous body of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ポリイミドと四弗化エチレン・パーフルオロアルコ
キシエチレン複合材料 2 ポリイミド樹脂繊維 2a ポリイミド繊維同士の接触部 3 空間 4 ポリイミド樹脂繊維多孔質体(第1部材) 5 金型 6 四弗化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン
樹脂(第2部材) 1’ 炭素繊維を含有した四弗化エチレン繊維とポリエ
ーテルエーテルケトンとの複合材料 2’ 炭素繊維を含有した四弗化エチレン樹脂繊維 2a’ 四弗化エチレン繊維同士の接触部 3’ 空間 4’ 炭素繊維を含有した四弗化エチレン樹脂繊維の多
孔質体(第1部材) 5’ 金型 6’ ポリエーテルエーテルケトン樹脂(第2部材) 1’’ ポリイミド樹脂繊維と四弗化エチレン樹脂との
複合材料 2’’ ポリイミド樹脂繊維 2a’’ ポリイミド樹脂繊維同士の接触部 3’’ 空間 4’’ ポリイミド樹脂繊維の多孔質体(第1部材) 5’’ セラミックス多孔質体の型 6’’ 四弗化エチレン樹脂粉体(第2部材)
Reference Signs List 1 polyimide and polytetrafluoroethylene / perfluoroalkoxyethylene composite material 2 polyimide resin fiber 2a contact part between polyimide fibers 3 space 4 polyimide resin fiber porous body (first member) 5 mold 6 ethylene tetrafluoride / perfluoropolymer Alkoxyethylene resin (second member) 1 'Composite material of tetrafluoroethylene fiber containing carbon fiber and polyetheretherketone 2' Tetrafluoroethylene resin fiber containing carbon fiber 2a 'Two tetrafluoroethylene fibers 3 'space 4' Porous body of carbon tetrafluoride ethylene resin fiber (first member) 5 'Mold 6' polyetheretherketone resin (second member) 1 '' polyimide resin fiber 2 "polyimide resin fiber 2a" Contact part between polyimide resin fibers 3 "space 4" polyimid Porous resin fibers 'mold 6 of the ceramic porous body''tetrafluoroethylene resin powder (first member) 5' (second member)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08K 3/30 C08K 3/30 3/34 3/34 3/36 3/36 3/38 3/38 3/40 3/40 C08L 23/06 C08L 23/06 23/12 23/12 27/18 27/18 71/00 71/00 Z 77/00 77/00 79/08 79/08 B (72)発明者 木 本 淳 志 神奈川県横浜市鶴見区末広町2丁目4番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 宇 野 修 悦 神奈川県横浜市鶴見区末広町2丁目4番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 南 波 聡 神奈川県横浜市鶴見区末広町2丁目4番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 安 藤 雅 敏 神奈川県横浜市鶴見区末広町2−4 東芝 アイテック株式会社内 Fターム(参考) 4F072 AA02 AA05 AA08 AB05 AB14 AB15 AC03 AD04 AD07 AD42 AD44 AE00 AF02 AF03 AF06 AH12 AH21 4F074 AA74 AA76 AC02 AC09 AC17 AC20 AC29 AC32 AC33 AC34 AE01 AG01 AG11 CA51 CA53 CC04Y DA59 4J002 BB03W BB12W BD15W BD15X CH09W CH09X CL00W CM04X CN01X DA016 DA026 DB016 DE096 DE146 DG026 DJ006 DK006 DL006 FA04X FA09X FD01X FD016 FD176 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C08K 3/30 C08K 3/30 3/34 3/34 3/36 3/36 3/38 3/38 3 / 40 3/40 C08L 23/06 C08L 23/06 23/12 23/12 27/18 27/18 71/00 71/00 Z 77/00 77/00 79/08 79/08 B (72) Inventor Atsushi Kimoto 2-4 Suehiro-cho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Keihin Works, Toshiba Corporation (72) Inventor Shuetsu Uno 2-4-4, Suehiro-cho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture 72) Inventor Satoshi Nanami 2-4-4 Suehiro-cho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Toshiba Keihin Works Co., Ltd. F term (reference) 4F072 AA02 AA05 AA08 AB05 AB14 AB15 AC03 AD04 AD07 AD42 AD44 AE00 AF02 AF03 AF06 AH12 AH21 4F074 AA74 AA76 AC02 AC09 AC17 AC20 AC29 AC32 AC33 AC34 AE01 AG01 AG11 CA51 CA53 CC04Y DA59 4J002 BB03W BB12W BD15W BD15X CH09W CH09X CL00W CM04X CN01XDA09 016 006

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】熱可塑性樹脂繊維若しくは粒子若しくは繊
維と粒子を強化成分とする第1部材と、前記第1部材と
は異種の熱可塑性樹脂をマトリックスとする第2部材と
からなる樹脂系複合材料であって、前記強化成分の第1
部材が、熱可塑性樹脂繊維若しくは粒子により形成され
た多孔質体からなると共に、前記熱可塑性樹脂繊維若し
くは粒子同志が部分的に融着結合されたものであるか、
或いは、前記熱可塑性樹脂繊維より低融点の物質若しく
は低融点の物質を生成し得る物質を介して部分的に融着
結合されたものであることを特徴とする樹脂系複合材
料。
1. A resin-based composite material comprising: a first member having thermoplastic resin fibers or particles or fibers and particles as reinforcing components; and a second member having a matrix of a thermoplastic resin different from the first member. Wherein the first of the enhancing components is
The member is made of a porous body formed of thermoplastic resin fibers or particles, or the thermoplastic resin fibers or particles are partially fused and bonded to each other,
Alternatively, a resin-based composite material which is partially fused and bonded through a substance having a lower melting point or a substance capable of producing a substance having a lower melting point than the thermoplastic resin fiber.
【請求項2】第1部材の熱可塑性樹脂繊維が、平均直径
1μm〜1mmの範囲内で、且つアスペックト比が1を
越えたものであり、前記粒子が平均直径1μm〜1mm
の範囲内である、請求項1に記載の樹脂系複合材料。
2. The thermoplastic resin fiber of the first member has an average diameter in the range of 1 μm to 1 mm and an aspect ratio exceeding 1, and the particles have an average diameter of 1 μm to 1 mm.
The resin-based composite material according to claim 1, which is within the range of.
【請求項3】第1部材の熱可塑性樹脂繊維若しくは粒子
若しくは繊維と粒子が、ポリイミド、ポリエーテルエー
テルケトンから選ばれた少なくとも一種の熱可塑性樹脂
若しくは充填材を含有した熱可塑性樹脂により形成され
たものであり、その充填材がガラス、アルミナ、シリ
カ、ジルコニア、ベリリア、炭化ケイ素、窒化ケイ素、
炭化ボロン、炭化チタン、炭素、グラファイトから選ば
れた無機系材料及び二硫化モリブデン、二硫化タングス
テン、窒化ボロンから選ばれた固体潤滑材料の少なくと
も1種の繊維若しくは粒子からなるものである、請求項
1に記載の樹脂系複合材料。
3. The thermoplastic resin fibers or particles or fibers and particles of the first member are formed of at least one thermoplastic resin selected from polyimide and polyetheretherketone or a thermoplastic resin containing a filler. And the filler is glass, alumina, silica, zirconia, beryllia, silicon carbide, silicon nitride,
It is made of at least one kind of fiber or particle of an inorganic material selected from boron carbide, titanium carbide, carbon, graphite and a solid lubricating material selected from molybdenum disulfide, tungsten disulfide, and boron nitride. 2. The resin-based composite material according to 1.
【請求項4】充填材を含有した熱可塑性樹脂中の充填材
が、平均直径0.05μm〜100μmの範囲内であ
り、且つアスペックト比が1を越えた繊維状充填材であ
る、請求項3に記載の樹脂系複合材料。
4. The filler in the thermoplastic resin containing the filler is a fibrous filler having an average diameter in a range of 0.05 μm to 100 μm and an aspect ratio exceeding 1. 3. The resin-based composite material according to item 1.
【請求項5】充填材を含有した熱可塑性樹脂中の充填材
が、平均直径0.05μm〜100μmの範囲内の粒子
状充填材である、請求項3に記載の樹脂系複合材料。
5. The resin-based composite material according to claim 3, wherein the filler in the thermoplastic resin containing the filler is a particulate filler having an average diameter in a range of 0.05 μm to 100 μm.
【請求項6】マトリックスとなる第2部材の熱可塑性樹
脂が、第1部材の熱可塑性樹脂繊維の多孔質体の形状が
維持できる温度範囲以下の融点若しくは融着温度を有す
る熱可塑性樹脂材料である、請求項1に記載の樹脂系複
合材料。
6. The thermoplastic resin of the second member serving as a matrix is a thermoplastic resin material having a melting point or a fusion temperature below a temperature range in which the shape of the porous body of the thermoplastic resin fibers of the first member can be maintained. The resin-based composite material according to claim 1.
【請求項7】マトリックスとなる第2部材の熱可塑性樹
脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、四弗
化エチレン、四弗化エチレン・パーフルオロアルコキシ
エチレン、ポリエーテルエーテルケトンから選ばれた少
なくとも一種の熱可塑性樹脂若しくは繊維状若しくは粒
子状充填材を含有した熱可塑性樹脂であり、その繊維状
充填材が平均直径0.05μm〜100μmの範囲内
で、且つアスペックト比が1を越えたものである、請求
項1に記載の樹脂系複合材料。
7. The thermoplastic resin of the second member serving as a matrix is at least one type of thermoplastic resin selected from polyethylene, polypropylene, nylon, tetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene / perfluoroalkoxyethylene, and polyetheretherketone. A thermoplastic resin or a thermoplastic resin containing a fibrous or particulate filler, wherein the fibrous filler has an average diameter in a range of 0.05 μm to 100 μm and an aspect ratio exceeding 1. Item 4. The resin-based composite material according to Item 1.
【請求項8】マトリックスとなる第2部材の熱可塑性樹
脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、四弗
化エチレン、四弗化エチレン・パーフルオロアルコキシ
エチレン、ポリエーテルエーテルケトンから選ばれた少
なくとも一種の熱可塑性樹脂若しくは繊維状若しくは粒
子状充填材を含有した熱可塑性樹脂であり、その粒子状
充填材が平均直径0.05μm〜100μmの範囲内の
ものである、請求項1に記載の樹脂系複合材料。
8. The thermoplastic resin of the second member serving as a matrix is at least one kind of thermoplastic resin selected from polyethylene, polypropylene, nylon, ethylene tetrafluoride, ethylene tetrafluoride / perfluoroalkoxyethylene, and polyetheretherketone. The resin-based composite material according to claim 1, wherein the resin-based composite material is a thermoplastic resin or a thermoplastic resin containing a fibrous or particulate filler, and the particulate filler has an average diameter in a range of 0.05 µm to 100 µm. .
【請求項9】熱可塑性樹脂繊維若しくは粒子若しくは繊
維と粒子により形成された多孔質体からなると共に、前
記熱可塑性樹脂繊維同志若しくは粒子同志若しくは繊維
と粒子の混合が部分的に融着結合されたものであるか、
前記熱可塑性樹脂繊維若しくは粒子若しくは繊維と粒子
より低融点の物質若しくは低融点の物質を生成し得る物
質を介して部分的に融着結合された熱可塑性樹脂繊維若
しくは粒子若しくは繊維と粒子を強化成分とする第1部
材の多孔質体の空間内に、加熱し、溶融させたマトリッ
クスとなる第2部材の熱可塑性樹脂を含浸させて、複合
化することを特徴とする樹脂系複合材料の製造方法。
9. A thermoplastic resin fiber or particles or a porous body formed of fibers and particles, and said thermoplastic resin fibers or particles or a mixture of fibers and particles is partially fused and bonded. Is something
The thermoplastic resin fibers or particles or the fiber and the particles having a lower melting point or a substance capable of producing a lower melting point substance than the particles of the thermoplastic resin fibers or the particles partially fused and bonded to the fiber and the particles. A method for producing a resin-based composite material, comprising: impregnating the space of the porous body of the first member to be impregnated with the thermoplastic resin of the second member to be a molten matrix to form a composite. .
【請求項10】熱可塑性樹脂繊維若しくは粒子若しくは
繊維と粒子により形成された多孔質体からなると共に、
前記熱可塑性樹脂繊維同志若しくは粒子同志若しくは繊
維と粒子の混合が部分的に融着結合されたものである
か、前記熱可塑性樹脂繊維若しくは粒子若しくは繊維と
粒子より低融点の物質若しくは低融点の物質を生成し得
る物質を介して部分的に融着結合された熱可塑性樹脂繊
維若しくは粒子若しくは繊維と粒子を強化成分とする第
1部材の多孔質体の空間内に、マトリックスとなる第2
部材の熱可塑性樹脂の粉体を液体若しくは気体を媒体と
して用いて含浸させた後、加熱して複合化することを特
徴とする樹脂系複合材料の製造方法。
10. A thermoplastic resin fiber or particle or a porous body formed by fiber and particle,
The thermoplastic resin fibers or particles or the mixture of fibers and particles is partially fused and bonded, or the thermoplastic resin fibers or particles or the material having a lower melting point or the substance having a lower melting point than the fibers and particles. A second matrix that serves as a matrix is formed in the space of the porous body of the first member having the thermoplastic resin fibers or particles or the fibers and the particles as a reinforcing component, which is partially fused and bonded through a substance capable of forming
A method for producing a resin-based composite material, comprising impregnating a thermoplastic resin powder of a member using a liquid or a gas as a medium, and then heating the composite to form a composite.
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