JP3153011B2 - 複合摺動材 - Google Patents
複合摺動材Info
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- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は軸受などの摺動部材の
素材であって複数の材料からなる複合摺動材に関する。
素材であって複数の材料からなる複合摺動材に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、自動車、産業機械等の軸受や案
内部品等は、摺接状態で相手材の案内や支持を行なうも
のであるが、このような摺動部材用の素材として、ポリ
イミド樹脂系摺動材が知られている。
内部品等は、摺接状態で相手材の案内や支持を行なうも
のであるが、このような摺動部材用の素材として、ポリ
イミド樹脂系摺動材が知られている。
【０００３】ポリイミド樹脂系摺動材は、テトラカルボ
ン酸二無水物とジアミンの反応により得られるポリイミ
ド樹脂に、四フッ化エチレン樹脂、グラファイト等の充
填剤を添加したもので、特に耐熱性に優れている。前記
ポリイミド樹脂としてはデュポン社製：ＶＥＳＰＥＬな
どの非熱可塑性のものが採用できるが、このものは、明
瞭なガラス転移点を有しないものであって、成形法が焼
結による圧縮成形に限られている。したがって、前記の
摺動材は単独の樹脂組成物から成形されていた。
ン酸二無水物とジアミンの反応により得られるポリイミ
ド樹脂に、四フッ化エチレン樹脂、グラファイト等の充
填剤を添加したもので、特に耐熱性に優れている。前記
ポリイミド樹脂としてはデュポン社製：ＶＥＳＰＥＬな
どの非熱可塑性のものが採用できるが、このものは、明
瞭なガラス転移点を有しないものであって、成形法が焼
結による圧縮成形に限られている。したがって、前記の
摺動材は単独の樹脂組成物から成形されていた。
【０００４】このようなポリイミド樹脂の成形性を改良
して溶融成形を可能にしたものとしては、主鎖に芳香族
エーテルを導入したものがあり、たとえば熱可塑性ポリ
イミド樹脂（三井東圧社製：Ｎｅｗ−ＴＰＩ）は、溶融
押出成形により種々の形状に加工できるものである。
して溶融成形を可能にしたものとしては、主鎖に芳香族
エーテルを導入したものがあり、たとえば熱可塑性ポリ
イミド樹脂（三井東圧社製：Ｎｅｗ−ＴＰＩ）は、溶融
押出成形により種々の形状に加工できるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
のポリイミド樹脂系の摺動材は、放熱性に劣るため、摺
動面が高温になり易く、このために耐摩耗性が低下する
という問題点がある。
のポリイミド樹脂系の摺動材は、放熱性に劣るため、摺
動面が高温になり易く、このために耐摩耗性が低下する
という問題点がある。
【０００６】また、機械的強度のうち、特に耐荷重性が
充分でなく、３００〜７００ｋｇｆ／ｃｍ2 といった高
荷重の摺動条件に耐えることができないという問題点も
ある。
充分でなく、３００〜７００ｋｇｆ／ｃｍ2 といった高
荷重の摺動条件に耐えることができないという問題点も
ある。
【０００７】そこで、この発明は、ポリイミド樹脂本来
の耐熱性を損なうことなく、耐荷重性を補った複合摺動
材とし、しかも高荷重の摺動条件でも摩耗量の少ないも
のとすることを課題としている。
の耐熱性を損なうことなく、耐荷重性を補った複合摺動
材とし、しかも高荷重の摺動条件でも摩耗量の少ないも
のとすることを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、金属製基材の表面に、下記式
で示される熱可塑性ポリイミド樹脂を主成分とする摺動
性シートを積層一体化してなる構成を採用したのであ
る。
め、この発明においては、金属製基材の表面に、下記式
で示される熱可塑性ポリイミド樹脂を主成分とする摺動
性シートを積層一体化してなる構成を採用したのであ
る。
【０００９】記
【００１０】
【化２】
【００１１】以下、その詳細を述べる。
【００１２】この発明に用いる前記〔化２〕の式で示さ
れるポリイミド樹脂は、下記〔化３〕の式で示される
４，４’−ビス（３−アミノフェノキシ）ビフェニル
と、ピロメリット酸二無水物とを反応させることによっ
てポリアミド酸を生成させ、そのポリアミド酸を脱水環
化して得ることができ、熱可塑性を有して溶融成形が可
能であり、耐熱性、摩擦特性、耐摩耗性にも優れたもの
である。このようなポリイミド樹脂としては、三井東圧
化学社製「Ｎｅｗ ＴＰＩ」などを例示することができ
る。
れるポリイミド樹脂は、下記〔化３〕の式で示される
４，４’−ビス（３−アミノフェノキシ）ビフェニル
と、ピロメリット酸二無水物とを反応させることによっ
てポリアミド酸を生成させ、そのポリアミド酸を脱水環
化して得ることができ、熱可塑性を有して溶融成形が可
能であり、耐熱性、摩擦特性、耐摩耗性にも優れたもの
である。このようなポリイミド樹脂としては、三井東圧
化学社製「Ｎｅｗ ＴＰＩ」などを例示することができ
る。
【００１３】
【化３】
【００１４】この発明に用いる金属製基材としては、軸
受けその他の摺動部材の成形材料として通常用いられる
鋼材、鋳鉄、銅、ニッケル、アルミニウム、鉛等の金属
またはこれらの合金であってよく、またその他の一般的
金属材料をも特に限定することなく使用できる。
受けその他の摺動部材の成形材料として通常用いられる
鋼材、鋳鉄、銅、ニッケル、アルミニウム、鉛等の金属
またはこれらの合金であってよく、またその他の一般的
金属材料をも特に限定することなく使用できる。
【００１５】また、この発明の効果を損なわない限り各
種の充填剤を添加することもできる。このような充填剤
として、アラミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリ
エーテルサルフォン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、耐熱
性ポリアミド樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、シリコー
ン樹脂、フッ素樹脂などの有機質耐熱性高分子材料を始
めとし、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム等の金属も
しくはその酸化物などの熱伝導改良用無機粉末、グラフ
ァイト、カーボンファイバー、ガラスビーズ、シリカバ
ルーン、珪藻土、石綿、炭酸マグネシウム、酸化カルシ
ウム、フッ化カルシウム、炭酸カルシウム、水酸化カル
シウム等の無機質粉末、二硫化モリブデン、カーボン、
マイカ、タルク、三酸化モリブデン等の潤滑性向上用無
機質粉末、及び酸化鉄、硫化カドミウム、セレン化カド
ミウム、カーボンブラック等の無機質顔料、シリコーン
オイル、エステルオイル、フッ素オイル、ポリフェニレ
ンエーテルオイル、ワックス、ステアリン酸亜鉛等の内
部潤滑的添加剤など数多くのものを例示することができ
る。
種の充填剤を添加することもできる。このような充填剤
として、アラミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリ
エーテルサルフォン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、耐熱
性ポリアミド樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、シリコー
ン樹脂、フッ素樹脂などの有機質耐熱性高分子材料を始
めとし、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム等の金属も
しくはその酸化物などの熱伝導改良用無機粉末、グラフ
ァイト、カーボンファイバー、ガラスビーズ、シリカバ
ルーン、珪藻土、石綿、炭酸マグネシウム、酸化カルシ
ウム、フッ化カルシウム、炭酸カルシウム、水酸化カル
シウム等の無機質粉末、二硫化モリブデン、カーボン、
マイカ、タルク、三酸化モリブデン等の潤滑性向上用無
機質粉末、及び酸化鉄、硫化カドミウム、セレン化カド
ミウム、カーボンブラック等の無機質顔料、シリコーン
オイル、エステルオイル、フッ素オイル、ポリフェニレ
ンエーテルオイル、ワックス、ステアリン酸亜鉛等の内
部潤滑的添加剤など数多くのものを例示することができ
る。
【００１６】以上述べた熱可塑性ポリイミド樹脂と充填
剤の混合方法は、特に限定されるものではなく、原料を
個別に溶融混合機に供給してもよいし、あらかじめヘン
シェルミキサー、ボールミル、タンブラーミキサー等の
混合機を用いて乾式混合した後に、熱ロール、ニーダ、
バンバリーミキサー、スクリュー押出し機などで溶融混
合して成形材料としてペレット状にしてもよい。
剤の混合方法は、特に限定されるものではなく、原料を
個別に溶融混合機に供給してもよいし、あらかじめヘン
シェルミキサー、ボールミル、タンブラーミキサー等の
混合機を用いて乾式混合した後に、熱ロール、ニーダ、
バンバリーミキサー、スクリュー押出し機などで溶融混
合して成形材料としてペレット状にしてもよい。
【００１７】そして摺動性シートを成形するには、上記
混合した材料を縦型または横型のＴダイを備えた単軸ま
たは２軸スクリュー押出機によりシート状に押出し、室
温好ましくは加熱した縦型または横型ロール引取り装置
により冷却成形する。摺動性シートの厚さは、０．１〜
３ｍｍであることが好ましい。なぜなら、０．１ｍｍ未
満の薄肉では摩耗に対して著しく寿命が短くなり、３ｍ
ｍを越える厚肉では放熱性が劣るので摩耗量が大きくな
るからである。
混合した材料を縦型または横型のＴダイを備えた単軸ま
たは２軸スクリュー押出機によりシート状に押出し、室
温好ましくは加熱した縦型または横型ロール引取り装置
により冷却成形する。摺動性シートの厚さは、０．１〜
３ｍｍであることが好ましい。なぜなら、０．１ｍｍ未
満の薄肉では摩耗に対して著しく寿命が短くなり、３ｍ
ｍを越える厚肉では放熱性が劣るので摩耗量が大きくな
るからである。
【００１８】次いで、上記の摺動性シートと金属製基材
を一体化するには、高周波加熱等の手法で予め所要温度
に加熱した金属製基材に摺動性シートを重ねて加圧し、
融着一体化するか、または接着剤により接着一体化すれ
ばよい。接着剤としては、特に限定されるものではない
が、フェノール樹脂系、エポキシ樹脂系もしくはイミド
樹脂系の一液性もしくは二液性接着剤またはイミド系も
しくは溶融フッ素樹脂系のフィルム状接着剤であってよ
い。
を一体化するには、高周波加熱等の手法で予め所要温度
に加熱した金属製基材に摺動性シートを重ねて加圧し、
融着一体化するか、または接着剤により接着一体化すれ
ばよい。接着剤としては、特に限定されるものではない
が、フェノール樹脂系、エポキシ樹脂系もしくはイミド
樹脂系の一液性もしくは二液性接着剤またはイミド系も
しくは溶融フッ素樹脂系のフィルム状接着剤であってよ
い。
【００１９】
【作用】この発明における複合摺動材は、熱可塑性ポリ
イミド樹脂製の摺動性シートが金属製基材によって機械
的に補強されているので、耐荷重性が向上する。また、
摺動性シートの使用により、摺動材全体に占める樹脂量
が少なく、その分放熱性が向上し、このためポリイミド
樹脂の摩耗量も少なくなる。
イミド樹脂製の摺動性シートが金属製基材によって機械
的に補強されているので、耐荷重性が向上する。また、
摺動性シートの使用により、摺動材全体に占める樹脂量
が少なく、その分放熱性が向上し、このためポリイミド
樹脂の摩耗量も少なくなる。
【００２０】
【実施例】以下、この発明を実施例により更に詳細に説
明する。
明する。
【００２１】まず、実施例および比較例に用いられた摺
動性シートの原材料を一括して示すと、次のとおりであ
る。なお、（ ）内に略号を示した。
動性シートの原材料を一括して示すと、次のとおりであ
る。なお、（ ）内に略号を示した。
【００２２】（１）熱可塑性ポリイミド樹脂（ＰＩ） 三井東圧社製：Ｎｅｗ ＴＰＩ４５０ （２）四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ） 喜多村社製：ＫＴＬ６１０ （３）球状グラファイト（Ｇｒａ−１） 鐘紡化学社製：ベルパールＣ−２０００ （４）グラファイト（Ｇｒａ−２） 日本黒鉛社製：グラファイトＡＣＰ （５）カーボンファイバー（ＣＦ） 呉羽化学工業社製：Ｍ２０７Ｓ （６）ガラスファイバー（ＧＦ） 旭ファイバーグラス社製：ＭＦ−ＫＡＣ 〔実施例１〜４〕以上の原材料を表１に示した割合で配
合してヘンシェルミキサーで乾式混合し、次いでスクリ
ュー押出機で溶融混練し、ペレット状にした。これを先
端にＴダイを取り付けた一軸スクリュー押出機で、シリ
ンダー温度４２０℃、Ｔダイ温度４００℃として押出成
形し、２５０℃に加熱した横型３本ロール巻取機により
巻取り、幅３００ｍｍ、厚さ０．５〜１．０ｍｍのシー
ト材を成形した。
合してヘンシェルミキサーで乾式混合し、次いでスクリ
ュー押出機で溶融混練し、ペレット状にした。これを先
端にＴダイを取り付けた一軸スクリュー押出機で、シリ
ンダー温度４２０℃、Ｔダイ温度４００℃として押出成
形し、２５０℃に加熱した横型３本ロール巻取機により
巻取り、幅３００ｍｍ、厚さ０．５〜１．０ｍｍのシー
ト材を成形した。
【００２３】このシート材片面に、一液性接着剤（セメ
ダイン社製：セメダイン１１０）を塗布し、鋼板（厚さ
４ｍｍ）の片面に重ねて熱板プレス機にて、圧力５〜８
ｋｇｆ／ｃｍ2 、雰囲気温度１６０℃にて１時間圧接保
持した後、外径４５ｍｍ、内径３５ｍｍ、長さ２０ｍｍ
のブッシュ（円筒）状の試験片を形成した。この試験片
を用いて下記の試験を行ない、その結果を表１に示し
た。
ダイン社製：セメダイン１１０）を塗布し、鋼板（厚さ
４ｍｍ）の片面に重ねて熱板プレス機にて、圧力５〜８
ｋｇｆ／ｃｍ2 、雰囲気温度１６０℃にて１時間圧接保
持した後、外径４５ｍｍ、内径３５ｍｍ、長さ２０ｍｍ
のブッシュ（円筒）状の試験片を形成した。この試験片
を用いて下記の試験を行ない、その結果を表１に示し
た。
【００２４】摩耗試験：試験片のラジアル方向から相手
材ＳＵＪ２にて３００ｋｇｆ／ｃｍ2 または７００ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 の荷重を与え、試験軸を回転させて滑り速度
毎分１ｍ、無潤滑連続運転で１００時間摺動の条件下で
摩耗体積を測定し、摩耗係数（×１０-10 ｃｍ3 ／ｋｇ
ｆ・ｍ）を求めた。また、測定時の試験片の摺動面温度
（℃）を測定し、これらの結果を表１に示した。
材ＳＵＪ２にて３００ｋｇｆ／ｃｍ2 または７００ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 の荷重を与え、試験軸を回転させて滑り速度
毎分１ｍ、無潤滑連続運転で１００時間摺動の条件下で
摩耗体積を測定し、摩耗係数（×１０-10 ｃｍ3 ／ｋｇ
ｆ・ｍ）を求めた。また、測定時の試験片の摺動面温度
（℃）を測定し、これらの結果を表１に示した。
【００２５】
【表１】
【００２６】〔比較例１〜４〕摺動材の原材料を表１に
示した割合で配合し、ヘンシェルミキサーで乾式混合
し、次いでスクリュー押出機で溶融混練し、ペレット状
にした。これをシリンダー温度３７０〜４００℃、射出
圧力１０００ｋｇ／ｃｍ2 、金型温度１５０〜２００℃
の条件で射出成形し、さらに切削加工を施して実施例と
全く同様の寸法のブッシュ試験片を得た。
示した割合で配合し、ヘンシェルミキサーで乾式混合
し、次いでスクリュー押出機で溶融混練し、ペレット状
にした。これをシリンダー温度３７０〜４００℃、射出
圧力１０００ｋｇ／ｃｍ2 、金型温度１５０〜２００℃
の条件で射出成形し、さらに切削加工を施して実施例と
全く同様の寸法のブッシュ試験片を得た。
【００２７】得られた試験片に対し、前記摩耗試験を行
ない、この結果を表２中に併記した。
ない、この結果を表２中に併記した。
【００２８】
【表２】
【００２９】表１および表２の結果からも明らかによう
に、熱可塑性ポリイミド樹脂を成形した単独の素材から
なる比較例１〜４は、荷重増大に伴って摺動面温度およ
び摩耗係数が著しく上昇したのに対し、所定の複合摺動
材とした実施例１〜４は３００または７００ｋｇｆ／ｃ
ｍ2 の荷重条件下でも比較的摺動面温度が低く、摩耗係
数も低い値で安定していた。
に、熱可塑性ポリイミド樹脂を成形した単独の素材から
なる比較例１〜４は、荷重増大に伴って摺動面温度およ
び摩耗係数が著しく上昇したのに対し、所定の複合摺動
材とした実施例１〜４は３００または７００ｋｇｆ／ｃ
ｍ2 の荷重条件下でも比較的摺動面温度が低く、摩耗係
数も低い値で安定していた。
【００３０】
【効果】この発明は以上説明したように、ポリイミド樹
脂製の摺動性シートを金属製基材によって補強すると共
に、放熱性を高めて摺動面の温度が上昇し難い複合摺動
材としたので、ポリイミド樹脂本来の耐熱性を有すると
共に、耐荷重性に優れ、荷重負荷時にも摩耗し難い摺動
材となる利点がある。
脂製の摺動性シートを金属製基材によって補強すると共
に、放熱性を高めて摺動面の温度が上昇し難い複合摺動
材としたので、ポリイミド樹脂本来の耐熱性を有すると
共に、耐荷重性に優れ、荷重負荷時にも摩耗し難い摺動
材となる利点がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B32B 15/08 C08J 5/16 CFG C08L 79/08 F16C 33/20
Claims (1)
- 【請求項１】 金属製基材の表面に、下記式で示される
熱可塑性ポリイミド樹脂を主成分とする摺動性シートを
積層一体化してなる複合摺動材。 記 【化１】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22980892A JP3153011B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 複合摺動材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22980892A JP3153011B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 複合摺動材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0671810A JPH0671810A (ja) | 1994-03-15 |
| JP3153011B2 true JP3153011B2 (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=16897994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22980892A Expired - Fee Related JP3153011B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 複合摺動材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3153011B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1163238A (ja) * | 1997-08-15 | 1999-03-05 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | 高分子複合摺動部材とこれを用いたダブルベルト式プレス装置 |
| AT501878B1 (de) * | 2005-04-29 | 2008-05-15 | Miba Gleitlager Gmbh | Lagerelement |
| JP6267174B2 (ja) * | 2015-11-11 | 2018-01-24 | 大同メタル工業株式会社 | 摺動部材 |
| JP6300843B2 (ja) | 2016-02-15 | 2018-03-28 | 大同メタル工業株式会社 | 摺動部材 |
-
1992
- 1992-08-28 JP JP22980892A patent/JP3153011B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0671810A (ja) | 1994-03-15 |
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|---|---|---|---|
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