JP3303692B2

JP3303692B2 - 寸法精度に優れた摺動部材用樹脂組成物

Info

Publication number: JP3303692B2
Application number: JP31355396A
Authority: JP
Inventors: 聡永野; 秀夫野村
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1996-11-25
Filing date: 1996-11-25
Publication date: 2002-07-22
Anticipated expiration: 2016-11-25
Also published as: JPH10152618A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、優れた寸法精度と
摺動特性を有し、かつ良好な機械物性および熱安定性を
有する成形体を与える摺動部材用樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の軽薄短小化の進展に伴い、種々の
機構部品用途においても、軽量化、コストダウンの要求
が強まり、合成樹脂が使われることが多くなってきた。
こうした機構部品用途においては、良好な摺動特性とと
もに優れた寸法精度が要求される場合が多い。一般に、
結晶性樹脂は摺動特性に優れることが知られており、従
来から、ポリアセタール、ポリアミド、ポリテトラフル
オロエチレン等の結晶性樹脂、あるいはそれらに固体潤
滑剤、潤滑油等を摺動性改良材として添加した組成物や
寸法精度の向上のために種々の充填材を高充填した組成
物等が使用されてきた。これらは、通常の機械使用温度
雰囲気、たとえば、ー４０℃〜７０℃の温度範囲におい
ては良好な摺動特性を示すものの、樹脂の結晶化に伴う
収縮や熱処理工程等における後収縮によりに寸法変化を
起こしたり、高温多湿の条件下では、磨耗量の増大、変
形などを起こし使用することができなかった。また、Ｏ
Ａ・ＡＶ機器や電子部品などにおいて、部品の高密度化
や表面実装等の組立工程における高温雰囲気下では、上
記のような結晶性樹脂では耐熱性が不足し、いわゆるク
リープ変形をおこすため使用に耐えなかった。さらに、
これら結晶性樹脂は成形収縮率や線膨張係数が大きいた
め、ＯＡ・ＡＶ機器や電子部品などの小型精密機構部品
などで要求される寸法精度を満足することができなかっ
た。一方、非晶性樹脂は結晶性樹脂に見られるような結
晶化に伴う収縮や熱処理による後収縮を起こしにくく、
また、ガラス転移温度（以下Ｔｇと略記することがあ
る）が高い非晶性樹脂は、高温雰囲気下でクリープ変形
を起こしにくいため、はるかに優れた寸法精度の成形品
をつくることができる。しかしながら、一般に非晶性樹
脂は摺動特性が結晶性樹脂に比べて悪いため、摺動特性
向上のための様々な検討が行われてきた。非晶性樹脂の
摺動特性の改良のためには、ポリテトラフルオロエチレ
ンなどのフッ素樹脂や、カーボンファイバー、グラファ
イトなどの充填材をマトリクス樹脂に配合することが効
果があることが知られているが、いわゆる軸受け部品
や、ベアリングなどの高荷重、高速条件下（高ＰＶ条
件：たとえば、ＰＶ＝１００ｋｇ／ｃｍ²・ｍ／ｍｉ
ｎ）では、摺動特性の改善に大きな効果があるものの、
ＯＡ・ＡＶ機器などで要求される低荷重、低速度条件
（低ＰＶ条件：たとえば、ＰＶ＝２ｋｇ／ｃｍ²・ｍ／
ｍｉｎ）ではかえって摩擦係数の上昇をまねき使用する
ことができない。また、ＯＡ・ＡＶ機器などで要求され
る寸法精度に対しても満足のいく結果が得られなかっ
た。たとえば、特開昭59-197455 号公報には、芳香族ポ
リエステルにフッ素樹脂と芳香族ポリアミドとを配合し
た樹脂組成物が、自己潤滑性と耐磨耗性に優れ摺動部材
に好適であることが開示されている。しかしながら、上
記の低ＰＶ条件下では、むしろ摩擦係数が上昇し、使用
することができない。また、たとえば特開昭59-182852
号公報には、ポリエーテルイミドにフッ素樹脂と潤滑剤
および補強材を配合した樹脂組成物が、耐磨耗性に優れ
ベアリング部品に好適であること、また、特開昭60-384
65号公報には、芳香族ポリサルホンにフルオロカーボン
重合体と炭素繊維とを配合した樹脂組成物が耐磨耗性、
潤滑特性に優れ、無給油軸受けに好適であることが開示
されている。しかしながら、こうした組成物においても
低ＰＶ条件下では、むしろ摩擦係数が上昇してしまうた
め、満足のいく結果が得られなかった。また、寸法精度
もＯＡ・ＡＶ機器で要求されるレベルには到達しなかっ
た。さらにたとえば、特開昭61-2750 号公報、特開昭60
-38464号公報、特開昭60-35048号公報、および特開昭60
-38456号公報には、それぞれポリカーボネート、ポリエ
ーテルイミド、ポリエステルカーボネート、ポリアリー
レンエステルに、繊維状強化材もしくは無機充填材とフ
ッ素樹脂とをブレンドした組成物が、高い耐熱性、低い
成形収縮率（良好な寸法精度）を示すことが開示されて
いる。しかし、これら公報において摺動特性の改良効果
が開示されておらず、また、これら組成物の摩擦係数は
上記の低ＰＶ条件下ではなんら改良されず、使用するこ
とができなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の問題
点を解決して、優れた寸法精度と低荷重、低速度条件
（低ＰＶ条件）下における優れた摺動特性を有し、かつ
良好な機械物性および熱安定性を有する成形体を与える
摺動部材用樹脂組成物を提供することを目的とするもの
である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点を解決するために鋭意検討した結果、ガラス転移温度
が１４０℃以上の非晶性樹脂に、周期律表の１Ａまたは
２Ａ族に属する金属の酸化物、過酸化物、複酸化物、お
よび炭酸化物から選ばれた少なくとも１種以上の化合物
と、導電性充填剤をそれぞれ特定量配合することによ
り、上記目的が達成される摺動部材用樹脂組成物を得、
該組成物を用いることにより寸法精度と摺動特性に優れ
た部品をつくることができることを見いだし本発明にい
たった。すなわち、本発明は以下に示すとおりである。（１）ガラス転移温度が１４０℃以上の非晶性樹脂１
００重量部に対して、導電性充填剤５〜１００重量部
と、周期律表の１Ａまたは２Ａ族に属する金属の酸化
物、過酸化物、複酸化物、および炭酸化物から選ばれた
少なくとも１種以上の化合物５〜１２０重量部を配合し
てなる摺動部材用樹脂組成物。（２）ガラス転移温度が１４０℃以上の非晶性樹脂がポ
リカーボネート、ポリサルホン、ポリエーテルイミド、
ポリアリレート、および変性ポリフェニレンエーテルの
中から選ばれた少なくとも１種以上の樹脂であることを
特徴とする（１）記載の摺動部材用樹脂組成物。（３）周期律表の１Ａまたは２Ａ族に属する金属の酸化
物、過酸化物、複酸化物、および炭酸化物から選ばれた
少なくとも１種以上の化合物が、タルク、ウォラストナ
イト、ドロマイト、酸化マグネシウム、チタン酸カリウ
ムから選ばれる少なくとも１種以上の化合物であること
を特徴とする（１）記載の摺動部材用樹脂組成物。（４）導電性充填剤が、カーボンファイバー、カーボン
ブラック、グラファイトから選ばれた少なくとも１種以
上のものであることを特徴とする（１）記載の摺動部材
用樹脂組成物。（５）上記（１）、（２）、（３）または（４）に記載
の摺動部材用樹脂組成物からなる成形体。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明で使用される非晶性樹脂
は、ガラス転移温度が１４０℃以上であることが好まし
く、１７０℃以上であることがさらに好ましい。ガラス
転移温度が１４０℃未満である場合、高温雰囲気下での
クリープ変形を起こしやすく寸法精度に優れた成形品を
得ることが困難となるため好ましくない。ガラス転移温
度が１４０℃以上である非晶性樹脂としては、以下に説
明するポリカーボネート、ポリサルホン、ポリエーテル
イミド、ポリアリレート、および変性ポリフェニレンエ
ーテル等が例示されるが、これらに限定されるものでは
ない。ポリカーボネートは、二価フェノールと炭酸誘導
体が互いに縮合して得られる分子構造の化合物として定
義される。代表的な例としては次のような繰り返し単位
を有するものがあげられるが、これらに限定されるもの
ではない。

【０００６】

【化１】ポリカーボネートとしては、上記構造単位中のＸはアル
キレン基、かつｐは１であることが好ましい。さらに好
ましくは、Ｘがジメチルメチレンである構造を持つもの
である。市販品の例としては、住友ダウ株式会社の商品
名カリバー３００および２００、三菱エンジニアリン
グプラスチック株式会社の商品名ユーピロンＳ−１０
００，Ｓ−２０００およびＳ−３０００などがあげられ
る。ポリサルホンは、アリーレン単位、エーテル結合お
よびスルホン結合の三者が必須の構成単位であって、ア
リーレン単位がエーテルおよびスルホン結合と共に無秩
序にまたは秩序正しく位置するポリアリーレン化合物と
して定義される。代表的な例としては次のような繰り返
し単位を有するものがあげられるが、これらに限定され
るものではない。

【０００７】

【化２】 [ （ＩＩ）の化合物はランダム共重合体を含む。式中、
Ｒ₁は炭素原子数１ないし６のアルキル基、炭素原子数
３ないし１０のアルケニル基、フェニル基、またはハロ
ゲン原子を表し、ｐは０ないし４の整数である。ｍ、ｎ
は平均のくり返し単位数を示し、ｍ、ｎは０．１〜１０
０の正数である。同一または異なる核上の各Ｒ₁は相互
に異なっていてもよい。各ｐは相互に異なっていてもよ
い。]

【０００８】

【化３】 ( この化合物はランダム共重合体を含む。式中、Ｒ₁は
炭素数１ないし６のアルキル基、炭素原子数３ないし１
０のアルケニル基、フェニル基、またはハロゲン原子を
表し、ｐは０ないし４の整数である。ｑ、ｍ、ｎは平均
のくり返し単位数を示し、ｑは１〜３の正数、ｍ、ｎは
０．１〜１００の正数である。同一または異なる核上の
各Ｒ₁は相互に異なっていてもよい。各Ｐは相互に異な
っていてもよい。) ポリサルホンとしては、（ＩＩ）の構造単位中のｍ／
（ｍ＋ｎ）は０．８以上であることが好ましい。また、
（ＩＩＩ）の構造単位中のｍ／（ｍ＋ｎ）は０．８以
上、かつｑは１であることが好ましい。これらの中でも
（Ｉ）、（ＩＩ）の繰り返し構造単位を持つものが好ま
しい。市販品の例としては、（Ｉ）のものは住友化学工
業株式会社の商品名スミカエクセルPES ３６００Ｐ，
４１００Ｐおよび４８００Ｐが、（ＩＩ）のものはＡＭ
ＯＣＯ社の商品名UDEL Ｐ−１７００があげられる。こ
のなかで（Ｉ）の繰り返し単位を持ち、かつジメチルホ
ルムアミド(DMF) を溶媒とした1%溶液を用いた還元粘度
が0.28以上0.38以下である芳香族ポリサルホンが特に好
ましい。ポリサルホンの末端構造は、各々の樹脂の製法
に従って決まるものであり、たとえば、Ｃｌ，ＯＨ，Ｏ
Ｒ（Ｒはアルキル基）などがあげられるが、これらに限
定されるものではない。ポリエーテルイミドは、次のよ
うな一般式で表される重合体である。

【０００９】

【化４】ここで、Ｒは、たとえば、

【００１０】

【化５】などがあげられる。これらの中でも特に好ましいもの
は、次の構造を持つものである。

【００１１】

【化６】市販品としては、ゼネラルエレクトリック社の商品名UL
TEM １０００があげられる。ポリアリレートは、二価フ
ェノールまたはその誘導体と芳香族二塩基酸とが互いに
縮合して得られる分子構造の化合物として定義される。
代表的な例としては次のような繰り返し単位を有するも
のがあげられるが、これらに限定されるものではない。

【００１２】

【化７】ポリアリレートとしては、上記構造単位中のＸはアルキ
レン基、かつｐは１であることが好ましい。さらに好ま
しくは、Ｘがジメチルメチレンである構造を持つもので
ある。市販品の例としては、ユニチカ株式会社の商品名
ＵポリマーＵ−１００があげられる。変性ポリフェニ
レンエーテルは、一価フェノールまたはその誘導体の１
種または２種以上と酸化カップリング触媒とを用い、酸
素または酸素含有ガスで酸化重合して得られる分子構造
の化合物、およびこうして得られた化合物に他の重合体
をグラフト変性して得られる化合物をそれぞれ単独で、
あるいは別の樹脂成分とのブレンド物として定義され
る。一価フェノールまたはその誘導体の１種または２種
以上と酸化カップリング触媒とを用い、酸素または酸素
含有ガスで酸化重合して得られる分子構造の化合物の代
表的な例としては次のような繰り返し単位を有するもの
があげられるが、これらに限定されるものではない。

【００１３】

【化８】ここで、Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃およびＲ₄の具体例として
は、水素原子、塩素原子、臭素原子、フッ素原子、ヨ
ウ素原子、メチル、エチル、ｎ−またはｉｓｏープロピ
ル、ｐｒｉ−、ｓｅｃ−またはｔ−ブチル、クロロエチ
ル、ヒドロキシエチル、フェニルエチル、ベンジル、ヒ
ドロキシメチル、カルボキシエチル、メトキシカルボニ
ルエチル、シアノエチル、フェニル、クロロフェニル、
メチルフェニル、ジメチルフェニル、エチルフェニルお
よびアリル基などがあげられる。これらの中でも特に好
ましいものは、次の構造を持つものである。

【００１４】

【化９】また、上記化合物にグラフト変性される他の重合体とし
ては、たとえば、エチレンープロピレンポリエン共重合
体、スチレンおよびその誘導体の単量体あるいはその重
合体などがあげられる。こうして得られた化合物とのブ
レンド物として組み合わされる別の樹脂成分としては、
ポリスチレン、ポリクロロスチレン、ポリーαーメチル
スチレンなどのホモポリマーおよびこれらの共重合体、
スチレンーアクリロニトリル共重合体、スチレンージビ
ニルベンゼン共重合体、スチレンーアクリロニトリルー
αーメチルスチレン共重合体などの共重合体およびこれ
らのゴム変性化合物、ポリプロピレンまたはその共重合
体およびその変性化合物、ポリアミドおよびその変性化
合物があげられる。市販品としては、ゼネラルエレクト
リック社の商品名ノリル７３１Ｊ、ＳＥ１Ｊ、ＳＥ１
００Ｊ、ＥＮ２６５、ＥＮ２１２、三菱エンジニアリン
グプラスチック（株）の商品名ユピエースＡＮ２０、
ＡＮ６０、ＡＶ２０、ＡＶ６０、ＡＸ５０１０があげら
れる。

【００１５】本発明で用いられる、１Ａまたは２Ａ族に
属する金属の酸化物、過酸化物は、一般式Ｍ₂Ｏ、Ｍ’
ＯまたはＭ’Ｏ₂（これらの式中、Ｍは１Ａ族、Ｍ’は
２Ａ族に属する金属元素である。）で表されるものであ
る。特にＭはＮａ、Ｋから選ばれたものが好ましく、
Ｍ’はＭｇ，Ｃａ，Ｂａから選ばれたものであることが
好ましい。この例としては、和光純薬工業（株）より入
手できる酸化カルシウム（99.9％）、酸化マグネシウム
（重質、試薬特級）、酸化バリウム（化学用）、過酸化
バリウム（和光一級）、協和化学工業（株）より入手で
きる商品名パイロキスマ３３２０、ミクロマグ3-30など
が挙げられるがこれに限定されるものではない。本発明
で用いられる、１Ａまたは２Ａ族に属する金属を含む複
酸化物とは、一般式Ｍ₂Ｏ・ｍＭ”Ｏ₂・ｘＨ₂Ｏ、ｐ
Ｍ’Ｏ・ｍＭ”Ｏ₂・ｘＨ₂Ｏ、Ｍ₂Ｏ・ｐＭ''' ₂
Ｏ₃・ｍＭ”Ｏ₂・ｘＨ₂ＯまたはＭ₂Ｏ・ｐＭ’Ｏｍ
Ｍ''' ₂Ｏ₃・ｎＭ”Ｏ₂・ｘＨ₂Ｏ（これらの式中、
Ｍは１Ａ族に属する金属元素、Ｍ’は２Ａ族に属する金
属元素、Ｍ”は４価の金属元素、Ｍ''' は３価の金属元
素、ｐ，ｍ，ｎは１以上の正数、ｘは０以上の正数）
で表されるものである。特に、ＭはＫであることが好ま
しく、Ｍ’はＭｇ，Ｃａ，Ｂａから選ばれたものである
ことが好ましい。この例としては、タルク、ウォラスト
ナイト、アタパルジャイト、セリサイト、マイカ、チタ
ン酸カリウム、チタン酸バリウムなどが挙げられるがこ
れらに限定されるものではない。本発明で用いられる、
１Ａまたは２Ａ族に属する金属を含む炭酸化物とは、一
般式Ｍ₂ＣＯ₃、Ｍ’ＣＯ₃またはＭ’・Ｍ”（Ｃ
Ｏ₃）₂（これらの式中、Ｍは１Ａ族、Ｍ’およびＭ”
は２Ａ族に属する金属元素）で表されるものである。特
に、ＭはＫであることが好ましく、Ｍ’およびＭ”はＭ
ｇ，Ｃａ，Ｂａから選ばれたものであることが好まし
い。この例としては、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、
ドロマイトなどが挙げられるがこれらに限定されるもの
ではない。これらのうち、タルク、ウォラストナイト、
ドロマイト、酸化マグネシウム、チタン酸カリウムであ
ることが好ましく、ウォラストナイト、タルクであるこ
とが特に好ましい。これらは、単独で、または２種以上
を同時に用いることができる。さらに、必要に応じてシ
ランカップリング剤などの表面処理を施した状態で使用
される。また、本発明で用いられる1 Ａ、または2 Ａ族
に属する金属の酸化物、過酸化物、複酸化物、及び炭酸
化物から選ばれた少なくとも1 種以上の化合物の平均粒
子径は、０．１〜１００μｍのものが好ましく、０．
１〜８０μｍのものが好ましく、０．１〜６０μｍのも
のがさらに好ましい。平均粒子径が１００μｍよりも大
きい場合、該摺動部材用組成物に摺動特性を付与する効
果は、１００μｍ以下のものとさほど変わらないが、成
形品の外観、成形品中での均一分散性などの面から好ま
しくない。また、平均粒子径が０．１μｍよりも小さい
場合、該摺動部材用組成物に摺動特性を付与する効果が
小さく好ましくない。

【００１６】本発明で使用されるカーボンファイバー
は、化学組成の９０％以上が炭素よりなる繊維状物質と
して定義され、原料としてはポリアクリロニトリル、ピ
ッチ、再生セルロースなどが用いられる。これらの原料
を用いて紡糸された繊維前駆体を１０００〜２０００℃
で処理したもの、あるいは２０００〜３０００℃で黒鉛
化したものが高強度、高弾性を示すため、一般に用いら
れる。本発明では、導電性付与とともに摺動特性の付与
が重要であり、この場合、ポリアクリルニトリルを原料
とするもの、ピッチを原料とするものが好ましく、ピッ
チを原料とするものがさらに好ましい。本発明で使用さ
れるカーボンファイバーの平均繊維長は、３０〜５００
μｍのものが好ましく、３０〜２００μｍのものがさら
に好ましい。平均繊維長が５００μｍ以上の場合、カー
ボンファイバーの配向に伴う異方性のため寸法精度が悪
くなるため好ましくない。また、平均繊維長が３０μｍ
未満の場合、組成物の剛性が不十分となるため好ましく
ない。本発明で使用されるカーボンファイバーの平均繊
維径は、５〜３０μｍのものが好ましく、５〜２０μｍ
のものがさらに好ましい。平均繊維径が５μｍ未満であ
っても、本組成物に要求される寸法精度、摺動特性、機
械物性および熱安定性の向上効果は５μｍ以上のものと
さほど変わらないが、組成物製造のために押出機などを
用いて溶融混練する場合に押出物の外観、ならびに成形
品中での均一分散性が悪くなり好ましくない。また、平
均繊維径が３０μｍ以上の場合は、成形品の外観ならび
に成形品中での均一分散性が悪くなるため好ましくな
い。ポリアクリロニトリルを原料としたカーボンファイ
バーの市販品としては、三菱レーヨン（株）の商品名
パイロフィルＭ−ＦＥ，Ｍ−ＭＥ、東邦レーヨン（株）
の商品名ベスファイトＨＴＡ−ＣＭＦ−００７０Ｎ／
Ｓ、ＨＴＡ−ＣＭＦ−０１６０Ｎ／Ｓなどがあげられ
る。また、ピッチを原料としたカーボンファイバーの市
販品としては、呉羽化学（株）の商品名Ｍ２００７
Ｓ、大阪ガス（株）の商品名ドナカーボＳ−２４１，
Ｓ−２４２，Ｓ−２４９、ＳＧ−２４１，ＳＧ−２４
２，ＳＧ−２４９などがあげられる本発明で使用される
カーボンブラックは、ＡＳＴＭ−ＤＥ２４１４−８８に
規定されたＤＢＰ（ジブチルフタレート）吸油量が１５
０〜７５０ｍｌ／１００ｇの導電性カーボンブラックと
して定義される。ＤＢＰ吸油量が１５０ｍｌ／１００ｇ
未満の導電性カーボンブラックでは、導電性付与効果が
小さく導電性カーボンブラックの添加量が樹脂１００重
量部に対して５０重量部を越えることになり、該組成物
の溶融粘度が上昇するとともに成形性が低下し機械的特
性も低下するため好ましくない。また、ＤＢＰ吸油量が
７５０ｍｌ／１００ｇより大きい導電性カーボンブラッ
クでは、７５０ｍｌ／１００ｇ以下のものと導電性付与
効果はさほど変わらないが、導電性カーボンブラックの
製造上の制約から現実的に入手が困難である。ＤＢＰ吸
油量が３００〜７５０ｍｌ／１００ｇの導電性カーボン
ブラックが好ましい。市販品としては、ライオンアクゾ
社の商品名ケッチェンブラックＥＣ、ＥＣ６００Ｄ
Ｊ、キャボット社の商品名バルカンＸＣ−７２などが
あげられる。本発明で使用されるグラファイトは、天然
鱗片状黒鉛、天然土状黒鉛、人造黒鉛などがあるが、天
然鱗片状黒鉛が好ましい。天然鱗片状黒鉛は、外見がう
ろこ、葉状、針状を呈するものを大部分含む天然産の黒
鉛で、天然土状黒鉛に比べ固定炭素分が高く、ＳｉＯ₂
などの灰分が少なく、耐熱性、電気抵抗、潤滑性の点で
格段に優れたものである。また、人造黒鉛と比較しても
結晶性が高く、耐熱性、潤滑性の点ではるかに優れたも
のである。また、黒鉛の平均粒径は重量平均で５〜１０
０μｍのものが好ましく、５〜８０μｍのものが好まし
く、５〜６０μｍのものがさらに好ましい。５μｍ未満
のものであっても、摺動性の付与効果は５μｍ以上のも
のとさほど変わらないが、押出機などを用いて溶融混練
する場合、スクリューへのかみこみが悪く、計量が不安
定となり、押出物の引き取り性が悪くなり、また、衝撃
強度も低くなるため好ましくない。平均粒径が１００μ
ｍよりも大きい場合、成形品の外観、成形品中での均一
分散性などが悪くなるため、好ましくない。市販品とし
ては、中越黒鉛（株）の商品名ＣＰＢ−３，ＣＰＢ−
３０，ＣＰＢ−３０００、日本黒鉛（株）の商品名Ｃ
Ｐ，ＣＰＢなどがあげられる。

【００１７】本発明の摺動部材用樹脂組成物において、
導電性充填剤として、カーボンファイバー、カーボンブ
ラックおよびグラファイトは、単独で、または２種以上
を同時に用いることができる。これら導電性充填剤の配
合割合は、樹脂１００重量部に対し、５〜１００重量部
であり、好ましくは５〜８０重量部であり、さらに好ま
しくは５〜５０重量部である。導電性充填剤の配合割合
が１００重量部よりも多い場合は、成形加工時の流動性
が悪くなり、良好な成形品を得ることが難しくなるとと
もに、成形品の外観が悪くなり、さらに成形機のシリン
ダーや金型の磨耗が大きくなるため好ましくない。ま
た、導電性充填剤の配合割合が５重量部未満の場合も、
目的とする摺動特性の向上効果が不十分となり好ましく
ない。本発明の摺動部材用樹脂組成物において、周期律
表の１Ａまたは２Ａ族に属する金属の酸化物、過酸化
物、複酸化物、および炭酸化物から選ばれた少なくとも
１種以上の化合物の配合割合は、樹脂１００重量部に対
し、５〜１２０重量部であり、好ましくは５〜１００重
量部であり、さらに好ましくは、５〜８０重量部であ
る。周期律表の１Ａまたは２Ａ族に属する金属の酸化
物、過酸化物、複酸化物、および炭酸化物から選ばれた
少なくとも１種以上の化合物の配合割合が１２０重量部
よりも多い場合は、成形加工時の流動性が悪くなり、良
好な成形品を得ることが難しくなるとともに、成形品の
外観が悪くなり、さらに成形機のシリンダーや金型の磨
耗が大きくなるため好ましくない。また、周期律表の１
Ａまたは２Ａ族に属する金属の酸化物、過酸化物、複酸
化物、および炭酸化物から選ばれた少なくとも１種以上
の化合物の配合割合が５重量部未満の場合も、目的とす
る摺動特性の向上効果が不十分となり好ましくない。な
お、本発明で用いられる摺動部材用樹脂組成物に対し
て、本発明の目的を損なわない範囲で周期律表の１Ａま
たは２Ａ族に属する金属の酸化物、過酸化物、複酸化
物、および炭酸化物から選ばれた少なくとも１種以上の
化合物以外の充填材、たとえば、ガラスファイバー、ガ
ラスビーズ、ガラスバルーンなどの補強材；染料、顔料
などの着色剤；酸化防止剤；熱安定剤；紫外線吸収剤；
帯電防止剤；界面活性剤などの通常の添加剤を１種以上
添加することができる。また、たとえば高級脂肪酸、高
級脂肪酸エステル、高級脂肪酸金属塩、フルオロカーボ
ン系界面活性剤等の外部滑剤効果を有するものを１種以
上添加することも可能である。また、少量の熱可塑性樹
脂、たとえば、ポリアミド、ポリエステル、ポリフェニ
レンスルフィド、ポリエーテルケトン、液晶ポリエステ
ル等や、少量の熱硬化性樹脂、たとえば、フェノール樹
脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の１種または２種
以上を添加することもできる。本発明の摺動部材用樹脂
組成物を得るための原料成分の配合手段は特に限定され
ず、各成分を各々別々に溶融混合機に供給するか、また
はこれらの原料成分を乳鉢、ヘンシェルミキサー、ボー
ルミル、リボンブレンダーなどを利用して予備混合して
から溶融混合機に供給することもできる。本発明の摺動
部材用樹脂組成物は、可動部を有する種々の機構部品、
たとえば、電気・電子部品（スイッチ、リレー、コネク
ター、ソケット等）、ＯＡ・ＡＶ機器（プリンター、複
写機、ファクシミリ、ビデオデッキ、ビデオカメラ、フ
ロッピーディスクドライブ、ハードディスクドライブ、
ＣＤ−ＲＯＭドライブ、光磁気ディスクドライブ等）、
その他の機構部品（スチールカメラ、電磁波を用いた加
熱調理器、自動車部品）に好適に用いられる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。なお、実施例中の物性
は次の方法で測定した。（１）寸法精度６４mm×６４mm×３mmt の平板試験片を用い、樹脂の流
動方向の各辺の長さをその端部と中央部で測定した。こ
こで、端部の測定値の平均値をｍｄ、中央部の測定値を
ｍｄｃとして、成形収縮率を下記式により求めた。樹脂の流動方向端部の収縮率ＭＤ：ＭＤ＝（（樹脂流動方向の金型寸法ーｍｄ）／樹脂流動
方向の金型寸法）×１００％樹脂の流動方向中央部の収縮率ＭＤｃ：ＭＤｃ＝（（樹脂流動方向の金型寸法ーｍｄｃ）／樹脂
流動方向の金型寸法）×１００％成形品の寸法精度は、上記計算値をもとに、ＭＤーＭＤ
ｃの絶対値を比較することで判断した。すなわち、ＭＤ
ーＭＤｃの絶対値が小さければ小さいほど寸法精度に優
れていることを示している。（２）摩擦係数内径１７mm、外径２１mm、高さ１０mmのリング状試験片
を用い、図１に示す装置により、荷重（３）を１０００
mm／min.の速度で上下移動させることによりロードセル
（１）で荷重を検出し、試験片（２）とビデオテープ
（４）との摺動性を下記式（オイラーの式）から摩擦係
数として測定した。 μ＝（ｌｎＴーｌｎＷ）／θ （ここで、Ｔはロードセルで検出された引き上げ荷重
（ｇ）、Ｗは荷重（３）（ｇ），θはビデオテープの巻
き付き角度（ｒａｄ）である。）（３）曲げ強度６．４×１２．７×１２７mmの試験片を用い、ＡＳＴＭ
Ｄ７９０に準拠して測定した。（４）荷重たわみ温度（ＴＤＵＬ）６．４×１２．７×１２７mmの試験片を用い、ＡＳＴＭ
Ｄ６４８に準拠して測定した。

【００１９】実施例１〜５、比較例１〜４ポリサルホン（住友化学工業（株）製、商品名スミカエ
クセルPES ３６００Ｐ）と、導電性充填材として、カ
ーボンブラック（ライオンアクゾ社製、商品名ケッチェ
ンブラックＥＣ）、カーボンファイバー（大阪ガス
（株）製、商品名ドナカーボＳ−２４９）、グラファイ
ト（中越黒鉛（株）製、商品名ＣＰＢ−３）、および周
期律表１Ａまたは２Ａ族に属する金属の酸化物、過酸化
物、複酸化物、および炭酸化物から選ばれた少なくとも
１種以上の化合物として、タルク（日本タルク（株）
製、商品名Ｘ−５０）とを表１に示す組成でヘンシェル
ミキサーで混合後、二軸押し出し機（池貝鉄工（株）
製、商品名ＰＣＭ−３０）を用いて、シリンダー温度３
４０℃で造粒し、樹脂組成物を得た。これらの樹脂組成
物を１４０℃で４時間乾燥後、射出成形機（日精樹脂工
業（株）製、ＰＳ４０Ｅ５ＡＳＥ）を用いて、シリンダ
ー温度３６０℃、金型温度１６０℃で６４mm×６４mm×
３mmt の平板試験片、リング状試験片、６．４mm×１
２．７mm×１２７mmの試験片を成形した。これらの試験
片を用い、寸法精度、摩擦係数、曲げ強度、および荷重
たわみ温度の測定を行った。結果を表１に示す。同様に
して、タルクを含まない樹脂組成物（比較例１）、導電
性充填材を含まない樹脂組成物（比較例２）、カーボン
ブラックの充填量が２０重量部、タルクの充填量が１５
０重量部である樹脂組成物（比較例３）、および導電性
充填材の充填量が６０重量部（カーボンブラック３０重
量部、およびカーボンファイバー３０重量部の合計）、
タルクの充填量が６４重量部である樹脂組成物（比較例
４）について、寸法精度、摩擦係数、曲げ強度、および
荷重たわみ温度の測定を行った。結果を表１に示す。導
電性充填材とタルクとを含む樹脂組成物（実施例１〜
５）は、タルクを含まない樹脂組成物（比較例１）、お
よび導電性充填材を含まない樹脂組成物（比較例２）に
比べ、摩擦係数が低く、かつ優れた寸法精度、機械物
性、および耐熱性を有することがわかる。また、カーボ
ンブラックの充填量が２０重量部、タルクの充填量が１
５０重量部である樹脂組成物（比較例３）、および導電
性充填材の充填量が６０重量部（カーボンブラック３０
重量部、およびカーボンファイバー３０重量部の合
計）、タルクの充填量が６４重量部である樹脂組成物
（比較例４）は、造粒時の粘度上昇が大きく造粒そのも
のができなかった。

【００２０】比較例５導電性充填材の充填量が２５．７重量部（カーボンブラ
ック１１．４重量部、カーボンファイバー１４．３重量
部の合計）、タルクの充填量が１７．１重量部、および
フッ素樹脂としてＰＴＦＥ（セントラル硝子（株）製、
商品名セフラルルーブＩ）１０重量部を含む樹脂組成物
について、実施例１と同様にして、寸法精度、摩擦係
数、曲げ強度、および荷重たわみ温度の測定を行った。
結果を表２に示す。この場合、寸法精度や機械物性は優
れるものの、摩擦係数が大きく実用に耐えなかった。

【００２１】実施例６〜９タルクに代えて、ウォラストナイト（ＮＹＣＯ社製、商
品名ＮＹＡＤ＃４００）、ドロマイト（ヘキスト合成
（株）製、商品名マイクロドールＩ）、酸化マグネシウ
ム（協和化学（株）製、商品名パイロキスマ３３２
０）、チタン酸カリウム（チタン工業（株）製、商品名
ＨＴ３００）を用いる以外は実施例１と同様な方法で実
験を行った。結果を表２に示す。ウォラストナイト、ド
ロマイト、酸化マグネシウム、チタン酸カリウムと導電
性充填材とを含む樹脂組成物は、摩擦係数が低く、かつ
優れた寸法精度、機械物性、および耐熱性を有すること
がわかる。

【００２２】実施例１０ポリサルホンに代えて、ポリカーボネート（住友ダウ
（株）製、商品名カリバー２００）を用いる以外は実施
例１と同様な方法で実験を行った。結果を表２に示す。
ポリカーボネートに導電性充填材とタルクとを含む樹脂
組成物は、摩擦係数が低く、かつ優れた寸法精度、機械
物性、および耐熱性を有することがわかる。

【００２３】実施例１１ポリサルホン、導電性充填材、およびタルクに加え、ポ
リフェニレンスルフィド（（株）トープレン製、商品名
Ｔ−３）を含む樹脂組成物について、実施例１と同様な
方法で実験を行った。結果を表２に示す。ポリサルホ
ン、導電性充填材、およびタルクに加え、ポリフェニレ
ンスルフィドを含む樹脂組成物は、摩擦係数が低く、か
つ優れた寸法精度、機械物性、および耐熱性を有するこ
とがわかる。

【００２４】比較例６ポリサルホンに代えて、ポリフェニレンスルフィドにカ
ーボンブラック１０重量部とタルク１５重量部とを含む
ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物を用い、シリンダ
ー温度を２８０℃、金型温度を１６０℃として射出成形
する以外は実施例１と同様な方法で実験を行った。結果
を表２に示す。この場合、摩擦係数は低いものの、寸法
精度が悪化し、実用に耐えなかった。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】

【００２７】

【発明の効果】本発明の摺動部材用樹脂組成物は、優れ
た寸法精度と低荷重、低速度条件（低ＰＶ条件）下にお
ける優れた摺動特性を有し、かつ良好な機械物性および
熱安定性を有する成形体を与える。

【図面の簡単な説明】

【図１】樹脂試験片の摩擦係数の測定装置の概念図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平４−117182（ＪＰ，Ａ) 特開平５−170937（ＪＰ，Ａ) 特開平10−36679（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−190448（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08L 1/00 - 101/16 C08K 3/00 - 13/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス転移温度が１４０℃以上の非晶性樹
脂１００重量部に対して、導電性充填剤５〜１００重量
部と、周期律表の１Ａまたは２Ａ族に属する金属の酸化
物、過酸化物、複酸化物、および炭酸化物から選ばれた
少なくとも１種以上の化合物５〜１２０重量部を配合し
てなり、フッ素樹脂を含有しないことを特徴とする摺動
部材用樹脂組成物。
【請求項２】ガラス転移温度が１４０℃以上の非晶性樹
脂がポリカーボネート、ポリサルホン、ポリエーテルイ
ミド、ポリアリレート、および変性ポリフェニレンエー
テルの中から選ばれた少なくとも１種以上の樹脂である
ことを特徴とする請求項１記載の摺動部材用樹脂組成
物。
【請求項３】周期律表の１Ａまたは２Ａ族に属する金属
の酸化物、過酸化物、複酸化物、および炭酸化物から選
ばれた少なくとも１種以上の化合物が、タルク、ウォラ
ストナイト、ドロマイト、酸化マグネシウム、チタン酸
カリウムから選ばれる少なくとも１種以上の化合物であ
ることを特徴とする請求項１記載の摺動部材用樹脂組成
物。
【請求項４】導電性充填剤が、カーボンファイバー、カ
ーボンブラック、グラファイトから選ばれた少なくとも
１種以上のものであることを特徴とする請求項１記載の
摺動部材用樹脂組成物。
【請求項５】請求項１、２、３、または４に記載の摺動
部材用樹脂組成物からなる成形体。