JP3232097B2 - 平軸受け材料 - Google Patents

平軸受け材料

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    • F16C2208/52—Polyphenylene sulphide [PPS]

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は平軸受け材料に関しそしてその製造方法に
関する。
非常にできの良い平軸受け材料がGlacier Metal Co
mpanyにより開発された。この材料は“DU"と称されそし
て約20容量％の鉛の充填剤とともにポリテトラフルオロ
エチレンから本質的になる。その材料は耐磨耗性表面層
を提供する表面層を形成しそして鋼基材に固定された、
例えばブロンズの、焼結金属層に溶浸されている。表面
層中のポリテトラフルオロエチレンは低い磨耗特性を与
えそして鉛はその材料の乾性耐磨耗性を必要とする。DU
は単一形入れ子（plain bushes）およびスラストワッ
シャー（thrust washers）における適用を見い出して
いる。
DUに均等であるかまたはそれよりも優れた性質を有す
る、鉛が存在しない平軸受け材料を開発することが望ま
しい。多くの試みがなされて来たがしかし成功しなかっ
た。そのような試みは、鉛とほぼ同じ割合で異なる充填
剤を用いることによる強度の改善に集中した。ポリテト
ラフルオロエチレンの割合を有意に減少させると低磨耗
特性そして従って耐磨耗性を減少させてしまうと予想さ
れたので、ポリテトラフルオロエチレンの割合を有為に
減少させることは、実施可能な選択として見られなかっ
た。さらにポリテトラフルオロエチレンに充填剤を追加
することは、ポリテトラフルオロエチレンを充填剤と混
合するポリテトラフルオロエチレンの作業がそれをフィ
ビリル化させ（fibrillate）そして作業不可能にさせ、
したがってそれが焼結金属材料中への首尾の良い溶浸を
不可能にしてしまうので、ポリテトラフルオロエチレン
にさらに充填剤を添加することは困難であった。事実、
DUはフィビリル化（fibrillation）を防ぐためにかなり
用心して適用されねばならなかった。
本発明の目的は改良された耐磨耗性を有する、鉛不含
有平軸受け材料を提供することである。
本発明は、一方がポリテトラフルオロエチレンの、そ
して他方がポリフェニレンサルファイド（polyphenylen
e sulphide）の、２種の相互浸透網状組織から形成さ
れた平軸受け材料を提供する。
本発明に従う軸受け材料は、DUと比較したときに、非
常に改良された耐磨耗性を有することが見い出された。
試験において達成され耐磨耗性は、鉛を含有しない今ま
で知られていたすべてのDU代用品より10倍優れている。
事実、その耐磨耗性はDU自体よりも５倍まで良好であっ
る。ポリフェニレンサルファイドが平軸受け材料として
提案された（英国特許第1,475,295号明細書参照）そし
てその明細書は低磨耗特性を改良するために少量のポリ
テトラフルオロエチレンの添加を示唆している。この材
料は本質的に、ポリテトラフルオロエチレンの粒子を含
有するポリフェニレンサルファイドマトリックスである
が、それに対して本発明の材料は、相互浸透しているポ
リフェニレンサルファイドマトリックスとポリテトラフ
ルオロエチレンマトリックスとを有する。ポリテトラフ
ルオロエチレン中に混合されている約20容量％までのポ
リフェニレンサルファイドを有する軸受け材料がまた知
られている。この材料はポリフェニレンサルファイド粒
子を含有するポリテトラフルオロエチレンマトリックス
である。これらの材料の耐磨耗性は本発明の材料の耐磨
耗性に匹敵できない。
好ましくはポリフェニレンサルファイドの容量による
パーセンテージは45〜55％である。そのパーセンテージ
が約50である場合に優れた耐磨耗性試験結果が得られ
る。その材料は基材板上に設けられた焼結金属層中に溶
浸（infiltrate）することが出来る。
本発明に従う材料は、樹脂、例えばアクリル系樹脂中
にポリテトラフルオロエチレンをカプセル化しそしてそ
のカプセル化粒子をポリフェニレンサルファイド粒子と
混合し、熱および圧力を適用してその材料を架橋させそ
してそれを滑らかな平軸受け表面に形成させることによ
り製造することが出来る。
ポリテトラフルオロエチレン粒子のカプセル化は混合
および適用中にこれがフィビリル化する（fibrillatin
g）のを防ぎそしてアクリル系樹脂は残留物を残すこと
なしに燃焼することが出来る。
混合を容易にするために、カプセル化ポリテトラフル
オロエチレンと混合するまえにポリフェニレンサルファ
イド粒子は、また樹脂、例えばアクリル系樹脂中にカプ
セル化されてもよい。
それらが水性分散液として混合されるならば、粒子の
混合は容易になる。
別法として、本発明に従う材料は、ポリテトラフルオ
ロエチレンとポリフェニレンサルファイドとを溶融混合
（melt compounding）し、例えば焼結金属層上へのテ
ープとして、支持体上にその混合された材料を押し出
し、そして例えばその材料が金属層中に溶浸する（infi
ltrate）するように熱および圧力により、支持体にその
押し出し材料を結合させる。
さて、次に本発明の例示である詳細な例が記載され
る。
その例示例において、平軸受け材料は、一方がポリテ
トラフルオロエチレンの、および他方がポリフェニレン
サルファイドの、２種の相互浸透網状組織から形成さ
れ、しかも両方の材料は50容量％で存在する。
まず、アクリル系樹脂中にカプセル化されたポリフェ
ニレンサルファイド粒子の水性分散液を形成した。これ
はポリフェニレンサルファイド粒子、水、ポリメタクリ
ル酸メチルおよび界面活性剤のような通常の添加剤を高
剪断混合機中で混合することにより達成した。
次に、アクリル系樹脂中にカプセル化されたポリテト
ラフルオロエチレン粒子の水性分散液を形成した。これ
はポリテトラフルオロエチレン粒子、水、ポリメタクリ
ル酸メチル、ケロシン（潤滑剤として）および界面活性
剤のような通常の添加剤を、高剪断混合機中で混合する
ことにより達成した。
次に、上記２種の水性分散液は高剪断混合機中で一緒
に混合されて、ポリフェニレンサルファイドのカプセル
化粒子とポリテトラフルオロエチレンのカプセル化粒子
と、容量によりほぼ等量を含有する水性分散液を得た。
これに、凝固剤（硫化アルミニウム）を加えそして水を
斜瀉した。これは、湿潤マッシュ（かゆ状物:Mush）を
提供し、これを鋼基材層上に形成された焼結金属層の表
面に適用した。そのマッシュをロールにかけてそれを平
らにしそして焼結金属層の間隙にそれを押し入れた。軸
受け材料の得られたストリップ（帯:strip）を次に加熱
し、それを乾燥し、アクリル系樹脂を燃焼させそして37
5℃で硬化させた。これは相互浸透網状組織を形成す
る、実質的に等しい割合の架橋されたポリフェニレンサ
ルファイドとポリテトラフルオロエチレンとからなる滑
らかな軸受け表面を有する軸受け材料を提供した。
その軸受け材料は磨耗試験に付され、その試験におい
て、所定の磨耗深さを達成する時間の数を測定した。上
に言及したDU材料は680時間と測定されたがそれに対し
てこの実施例の材料は4000時間を超えた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 欧州特許出願公開460689（ＥＰ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08L 27/18 C08L 81/02

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】一方がポリテトラフルオロエチレンのおよ
    び他方がポリフェニレンサルファイドの、２種の相互浸
    透網状組織から形成され、ポリフェニレンサルファイド
    の容量によるパーセンテージが45〜55である平軸受け材
    料。
  2. 【請求項２】該材料が基材板上に配置された焼結金属層
    中に溶浸されていることを特徴とする、請求項１記載の
    平軸受け材料。
  3. 【請求項３】ポリテトラフルオロエチレン粒子を樹脂中
    にカプセル化し、そのカプセル化粒子をポリフェニレン
    サルファイド粒子および潤滑剤と混合し、支持体にその
    混合物を適用し、加熱して該樹脂を燃焼させそして熱と
    圧力を適用してその材料を架橋させそしてそれを滑らか
    な軸受け表面に形成することを包含する、請求項１また
    は２記載の平軸受け材料を製造する方法。
  4. 【請求項４】カプセル化ポリテトラフルオロエチレンと
    混合するまえに、ポリフェニレンサルファイド粒子がま
    た樹脂中にカプセル化されていることを特徴とする、請
    求項３記載の方法。
  5. 【請求項５】粒子が水性分散液として混合されることを
    特徴とする、請求項３または４記載の方法。
  6. 【請求項６】ポリテトラフルオロエチレンとポリフェニ
    レンサルファイドとを溶融混合し、混合された材料を押
    し出し、そして支持体に、押し出された材料を結合する
    ことを包含する、請求項１または２記載の平軸受け材料
    を製造する方法。
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