JP3501890B2 - 耐熱・潤滑性樹脂組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、加熱定着装置な
どに用いる対アルミニウム合金摺接用の摺動部材または
各種の摺動部材として用いられる耐熱・潤滑性樹脂組成
物及び耐熱性滑り軸受に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、合成樹脂製滑り軸受の用途分野が
拡大するにつれて、高温雰囲気下で良好な摩擦摩耗特性
を発揮するような耐熱性の合成樹脂製滑り軸受が強く要
望されるようになってきた。

【０００３】また、軸受の摺動相手材として、比較的軟
質のアルミニウム合金等が使用されることがあるが、そ
の場合においても軸受には摺動相手材を傷つけない特性
が要求される。上記特性の要求される滑り軸受の具体例
としては、複写機やレーザービームプリンタ等の加熱定
着装置用の軸受がある。ここで、そのような滑り軸受の
一般的な使用状態を説明すると、以下の通りである。

【０００４】すなわち、帯電画像を用いて原画像の情報
を記録物質たる転写材に伝達する機構を有する複写機ま
たはレーザービームプリンタ等は、電子写真装置として
総称されるが、装置内の加熱定着部には、図３に例示す
るように、転写材上にそのトナー像を加熱定着させる加
熱ローラ１０と、転写材を加熱ローラ１０に押圧して回
転駆動する加圧ローラ１１が装着されている。

【０００５】前者の加熱ローラ１０は、アルミニウム合
金で形成されたものが多く、ヒータ１２で約１５０〜２
３０℃の温度に加熱される。後者の加圧ローラ１１は、
シリコーンゴム等で被覆された鉄材からなり、このもの
も加熱ローラ１０からの伝熱によって約７０〜１５０℃
にまで加熱される。

【０００６】また、図４に示すものは、上記の加熱定着
装置とは別の機構を有する加熱定着装置であり、金属製
加熱ローラに代えて、耐熱性合成樹脂フィルムに離型剤
をコーティングした無端環状の定着フィルム１５を用
い、この定着フィルム１５を介してセラミックヒータ１
６を加圧ローラ１１に圧接して熱伝導効率を高めたもの
である。この場合、加圧ローラ１１は、セラミックヒー
タ１６に極めて接近しているので、前記した金属製加熱
ローラ１０を用いた定着装置のものよりいっそう高温に
なる。

【０００７】このように高温状態で使用される各ローラ
の端部は、合成樹脂製の滑り軸受１３、１４（図４の装
置では１４に相当する略同形状の軸受）で支持される
が、その材料としては、耐熱性が良く、機械的強度の優
れた熱可塑性合成樹脂であるポリフェニレンサルファイ
ド（以下、ＰＰＳと略称する）樹脂が用いられている。
この場合には、ＰＰＳ樹脂に対して、たとえば黒鉛、四
フッ化エチレン樹脂、潤滑油、金属酸化物、芳香族ポリ
アミド樹脂等の潤滑剤を添加して、自己潤滑性を高める
ようにすることが多い。

【０００８】しかし、上記した従来のＰＰＳ樹脂系の耐
熱・潤滑性組成物は、高温、高負荷条件の下では低摩擦
係数を維持できず、また耐摩耗性を充分に発揮できない
という問題点がある。

【０００９】また、ＰＰＳ樹脂に対して、これより耐熱
性のある合成樹脂粉末および四フッ化エチレン樹脂を添
加した樹脂組成物も開発されており、ＰＰＳ樹脂に芳香
族ポリエステル樹脂および四フッ化エチレン樹脂を配合
した組成物が、特開昭５７−１６７３４８号公報や特開
昭６３−１７５０６５号公報に開示されている。これら
の組成物は、常温では良好な耐摩耗性を示すものであ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ＰＰＳ樹脂に
四フッ化エチレン樹脂および芳香族ポリエステル樹脂を
混合した組成物は、例えば２００℃程度の高温でアルミ
ニウム合金（通常、Ｍｇを含むＡｌ合金）に対して摺動
させると、摺動相手材を傷つけると共に、前記組成物も
摩耗するという問題点がある。

【００１１】このような組成物に対して炭素繊維を配合
すると、耐摩耗性はかなり向上するが、アルミニウム合
金のような軟質金属の摺動相手材を損傷させ、その損傷
に伴って発生した金属粉により、さらに摩擦・摩耗特性
は悪化する恐れがある。

【００１２】また、主成分の合成樹脂に対して、四フッ
化エチレン樹脂とアルカリ金属またはアルカリ土類金属
のリン酸塩などを添加した樹脂組成物が、特開平２−２
１９８４９号、特開平３−２１２４４２号に開示されて
いる。

【００１３】このような樹脂組成物は、ステンレス鋼程
度の硬度のものに対して、室温で摺動させる場合には比
較的良好な摩擦摩耗特性を示すが、前記したように高温
（約２００℃）で軟質のアルミニウム合金を摺動相手材
とする場合においては、相手材を傷つけ、樹脂組成物自
体も摩耗し、未だ充分に満足できる結果を得るものでな
かった。

【００１４】そこで、この発明の課題は、上記した問題
点を解決し、耐熱・潤滑性樹脂組成物を、従来のＰＰＳ
系の潤滑性樹脂組成物よりもいっそう優れた低摩擦特
性、耐摩耗性を具備し、特に軟質合金であるアルミニウ
ム合金に対する非攻撃性をも具備した高性能の耐熱・潤
滑性樹脂組成物とし、またはこれを用いた耐熱性滑り軸
受とすることである。

【００１５】

【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、ポリフェニレンサルファイド
樹脂、下記の化３の式で表わされる繰り返し単位からな
る熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、
ポリシアノアリールエーテル樹脂、ポリアミドイミド樹
脂、ポリエーテルイミド樹脂およびポリエーテルスルフ
ォン樹脂から選ばれる一種以上の耐熱・熱可塑性樹脂３
５〜７４重量％、四フッ化エチレン樹脂１０〜４５重量
％およびリン酸リチウム１６〜３０重量％を含有する対
アルミニウム合金摺接用の耐熱・潤滑性樹脂組成物とし
たのである。

【００１６】

【化３】

【００１７】（式中、Ｘは直接結合、炭素数１〜１０の
炭化水素基、六フッ素化されたイソプロピリデン基、カ
ルボニル基、チオ基およびスルホン基からなる群より選
ばれた基を表わし、Ｒ₁ 〜Ｒ₄ は水素、炭素数１〜５の
低級アルキル基、炭素数１〜５の低級アルコキシ基、塩
素または臭素を表わし、互いに同じであっても異なって
いてもよい。Ｙは下記の化４に示した群より選ばれる一
種以上の４価の基を表わす。）

【００１８】

【化４】

【００１９】または、ポリフェニレンサルファイド樹
脂、上記の化３の式で表わされる繰り返し単位からなる
熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポ
リシアノアリールエーテル樹脂、ポリアミドイミド樹
脂、ポリエーテルイミド樹脂およびポリエーテルスルフ
ォン樹脂から選ばれる一種以上の耐熱・熱可塑性樹脂３
５〜８０重量％、四フッ化エチレン樹脂１０〜４５重量
％、リン酸リチウム８〜３０重量％および芳香族ポリア
ミド繊維２〜２０重量％を必須成分としてなる耐熱・潤
滑性樹脂組成物としたのである。

【００２０】または、上記いずれかの耐熱・潤滑性樹脂
組成物を成形してなる耐熱性滑り軸受としたのである。

【００２１】この発明の耐熱・潤滑性樹脂組成物は、耐
熱性に優れた所定の樹脂を主要成分とし、摺動性に優れ
た四フッ化エチレン樹脂およびリン酸リチウムをそれぞ
れ所定量配合することによって、所要の耐熱性を有する
と共に良好な潤滑性を示す転移膜を相手材上に形成し、
特に軟質のアルミニウム合金であってもその表面を傷つ
けることがなく、良好な潤滑特性を示す。

【００２２】

【発明の実施の形態】この発明の耐熱・潤滑性樹脂組成
物を、特にアルミニウム合金製の摺動部材に用いる場
合、アルミニウム合金は、通常、その組成中アルミニウ
ムを主成分とする一般的なアルミニウム合金であればよ
く、特にその組成を限定したものではない。しかしなが
ら、この発明において特に良好な結果が期待できるアル
ミニウム合金を例示すると、Ａｌ−Ｍｇ系合金（ＪＩ
Ｓ：Ａ５０５６）やＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金（ＪＩＳ：
Ａ６０６３）を挙げることができる。

【００２３】この発明に用いるＰＰＳ樹脂としては、下
記の一般式化５で示されるような種々の繰り返し単位か
らなる重合体が挙げられる。

【００２４】

【化５】

【００２５】これらのうち、特に典型的なものは下記の
化６で示される繰り返し単位からなるものであり、米国
フィリップス・ペトローリアム社から「ライトン」の商
標で市販され、その製造方法は米国特許第３，３５４，
１２９号（対応特許特公昭４５−３３６８号）に開示さ
れている。

【００２６】

【化６】

【００２７】それによると、ライトンはＮ−メチルピロ
リドン溶媒中、１６０〜２５０℃、加圧条件下にｐ−ジ
クロルベンゼンと二硫化ソーダとを反応させることによ
って製造される。この場合、樹脂中に交差結合が全くな
いものから部分的交差結合を有するものに至るまで各種
重合度のものを後熱処理工程にかけて自由に製造するこ
とができるので、目的の溶融ブレンドに適正な溶融粘度
特性を有するものを任意に選択使用することが可能であ
る。また、上記したライトン以外のＰＰＳ樹脂であって
架橋構造をとらない直鎖状ＰＰＳ樹脂を採用してもよ
い。

【００２８】この発明に用いる熱可塑性ポリイミド樹脂
は、前記した化３に示される構造を有するものであっ
て、ジアミン成分として下記の化７で示されるエーテル
ジアミンを使用し、これと一種以上のテトラカルボン酸
二無水物とを反応させて得られるポリアミド酸を脱水環
化して得られる。そのうち特に典型的なもの（Ｒ₁ 〜Ｒ
₄ が全て水素原子であるもの）は、三井東圧化学社から
「ＡＵＲＡＭ」の商標で市販されており、その製造方法
は特開昭６１−１４３４７８号公報、特開昭６２−６８
８１７号公報、特開昭６２−８６０２１号公報に記載さ
れているように周知である。

【００２９】

【化７】

【００３０】この熱可塑性ポリイミド樹脂は、ポリイミ
ド樹脂固有の耐熱性を保ちながら熱可塑性を示すので、
圧縮成形、射出成形または押出成形その他の溶融成形方
法によって比較的容易に成形することができる。

【００３１】また、前記化７の式で示されるジアミンの
具体例として、以下に示すものが挙げられる。すなわ
ち、ビス〔４−（３−アミノフェノキシ）フェニル〕メ
タン、１，１−ビス〔４−（３−アミノフェノキシ）フ
ェニル〕エタン、１，２−ビス〔４−（３−アミノフェ
ノキシ）フェニル〕エタン、２，２−ビス〔４−（３−
アミノフェノキシ）フェニル〕プロパン、２−〔４−
（３−アミノフェノキシ）フェニル〕−２−〔４−（３
−アミノフェノキシ）−３−メチルフェニル〕プロパ
ン、２，２−ビス〔４−（３−アミノフェノキシ）−３
−メチルフェニル〕プロパン、２−〔４−（３−アミノ
フェノキシ）フェニル〕−２−〔４−（３−アミノフェ
ノキシ）−３，５−ジメチルフェニル〕プロパン、２，
２−ビス〔４−（３−アミノフェノキシ）−３，５−ジ
メチルフェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（３−
アミノフェノキシ）フェニル〕ブタン、２，２−ビス
〔４−（３−アミノフェノキシ）フェニル−１，１，
１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、４，４′−
ビス（３−アミノフェノキシ）ビフェニル、４，４′−
ビス（３−アミノフェノキシ）−３−メチルビフェニ
ル、４，４′−ビス（３−アミノフェノキシ）−３，３
´−ジメチルビフェニル、４，４′−ビス（３−アミノ
フェノキシ）−３，５−ジメチルビフェニル、４，４′
−ビス（３−アミノフェノキシ）−３，３′，５，５′
テトラメチルビフェニル、ビス〔４−（３−アミノフェ
ノキシ）フェニル〕ケトン、ビス〔４−（３−アミノフ
ェノキシ）フェニル〕スルフィド、ビス〔４−（３−ア
ミノフェノキシ）フェニル〕スルホン等が挙げられ、こ
れらは単独または二種以上混合して用いられる。

【００３２】また、上記熱可塑性ポリイミド樹脂の溶融
流動性をそこなわない範囲で他のジアミンを混合して用
いることもできる。混合して用いることとのできるジメ
チルアミンとしては、たとえば、ｍ−アミノベンジルア
ミン、ｐ−アミノベンジルアミン、３，３′−ジアミノ
ジフェニルエーテル、３，４′−ジアミノジフェニルエ
ーテル、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル、３，
３′−ジアミノジフェニルスルフィド、３，４′−ジア
ミノジフェニルスルフィド、４，４′−ジアミノジフェ
ニルスルフィド、３，３′−ジアミノジフェニルスルホ
ン、３，４′−ジアミノジフェニルスルホン、４，４′
−ジアミノジフェニルスルホン、３，３′−ジアミノベ
ンゾフェノン、３，４′−ジアミノベンゾフェノン、
４，４′−ジアミノベンゾフェノン、１，３−ビス（３
−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−ア
ミノフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（３−アミノ
フェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（４−アミノフェ
ノキシ）ベンゼン、２，２−ビス〔４−（４−アミノフ
ェノキシ）フェニル〕プロパン、４，４′−ビス（４−
アミノフェノキシ）ビフェニル、４，４′−ビス（４−
アミノフェノキシ）ケトン、ビス〔４−（４−アミノフ
ェノキシ）フェニル〕スルフィド、ビス〔４−（４−ア
ミノフェノキシ）フェニル〕スルホン等が挙げられ、こ
れらのジアミンは通常３０％以下好ましくは５％以下混
合して用いることができる。

【００３３】なお、この発明で特に好ましく用いられる
熱可塑性ポリイミド樹脂は、前記ジアミンとテトラカル
ボン酸二無水物とを有機溶媒中で反応させ脱水閉環して
得られる。この方法で用いられるテトラカルボン酸二無
水物は、下記の化８の式（式中Ｙは前記した化４の場合
と同じ）で表わされるテトラカルボン酸二無水物であ
る。

【００３４】

【化８】

【００３５】すなわち、上記化８の式で表わされるテト
ラカルボン酸二無水物の具体例としては、たとえば、エ
チレンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−ブ
タンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンカルボ
ン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、３，３´，
４，４´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、
２，２´，３，３´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物、３，３´，４，４´−ビフェニルテトラカル
ボン酸二無水物、２，２´，３，３´−ビフェニルテト
ラカルボン酸二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフ
ェニル）エーテル二無水物、ビス（３，４−ジカルボキ
シフェニル）スルホン二無水物、１，１−ビス（２，３
−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、ビス（２，
３−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、ビス
（３，４−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、
２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水
物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無
水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二
無水物、１，２，３，４−ベンゼンテトラカルボン酸二
無水物、３，４，９，１０−ベリレンテトラカルボン酸
二無水物、２，３，６，７−アントラセンテトラカルボ
ン酸二無水物、１，２，７，８−フェナントレンテトラ
カルボン酸二無水物、４，４´−（ｐ−フェニレンジオ
キシ）ジフタル酸二無水物、４，４´−（ｍ−フェニレ
ンジオキシ）ジフタル酸二無水物等が挙げられる。そし
て、これらテトラカルボン酸二無水物は単独または２種
以上混合して用いる。

【００３６】この発明に用いる芳香族ポリエーテルケト
ン樹脂（以下、ＰＥＫと略記する。）は、下記の化９の
式で示した繰り返し単位の一つからなる重合体、または
そのような繰り返し単位と共に、例えば下記の化１０に
示した繰り返し単位をＰＥＫ本来の特性を失わないよう
に共存させた重合体である。

【００３７】

【化９】

【００３８】

【化１０】

【００３９】そのようなＰＥＫの市販品としては、下記
の化１１で表わされるビクトレックス（VICTREX)社製：
ＰＥＥＫ、下記の化１２の式で表わされるビクトレック
ス（VICTREX)社製：ＰＥＫ、または下記の化１３の式で
表わされるＢＡＳＦ社製：Ｕｌｔｒａｐｅｋが挙げられ
る。これらは、特開昭５４−９０２９６号公報などに記
載された周知の方法により、必要に応じて製造すること
もできる。

【００４０】

【化１１】

【００４１】

【化１２】

【００４２】

【化１３】

【００４３】次に、この発明に用いるポリシアノアリー
ルエーテル樹脂（以下、ＰＥＮと略記する。）は、下記
の化１４で表わされる繰り返し単位からなる化合物、ま
たはこの繰り返し単位と共に、下記の化１５の式で表わ
される繰り返し単位とが、ＰＥＮ本来の特性を損なわな
いように、約２０モル％以下の比率で共存した重合体で
ある。

【００４４】

【化１４】

【００４５】

【化１５】

【００４６】このようなＰＥＮは、ｐ−クロルフェノー
ルを溶媒とする０．２ｇ／ｄｌ濃度溶液の６０℃におけ
る還元粘度（ηｓｐ／Ｃ）が０．３ｇ／ｄｌ以上のもの
が好ましい。これらは、出光興産社からポリエーテルニ
トリル（ＩＤ３００）として市販されている。なお、Ｐ
ＥＮの製造方法は、特開昭６３−３０５９号公報の実施
例においても開示されている。

【００４７】この発明に用いるポリアミドイミド樹脂
（以下、ＰＡＩと略記する。）は、下記の化１６の式で
示されるものであり、イミド結合の一部がその開環前駆
体としてのアミド酸結合の状態で留まっているものも含
み、Ｒ₁ は少なくとも１つのベンゼン環を含む芳香族基
であり、そのうちの２価は２個のカルボニル基がＲ₁ の
ベンゼン環内の隣接する炭素原子に結合しているもので
ある。

【００４８】

【化１６】

【００４９】（式中、Ｒ₁ は少なくとも一つのベンゼン
環を含む３価の芳香族基、Ｒ₂ は２価の有機基、Ｒ₃ は
水素、メチル基またはフェニル基を表わす。） なお、化１６式中の望ましいＲ₁ を例示すると、下記の
化１７に示す通りである。

【００５０】

【化１７】

【００５１】また、化１６式中の望ましいＲ₂ を例示す
ると、−（ＣＨ₃ ）_m −、（式中、ｍは４〜１２の飽和
脂肪族炭化水素基）、および下記の化１８に示すものが
ある。

【００５２】

【化１８】

【００５３】（化１８に示した基の一般式中、Ｙは、１
〜３の整数、Ｘ₄ は１〜６個の炭素原子を有する脂肪族
炭化水素基もしくは芳香族基である。） このようなＰＡＩの製造方法は、米国特許第３６２５９
１１号、特公昭５０−３３１２０号公報などの特許公報
類に開示されており、周知であるが、例えば下記の化１
９で表わされるような芳香族トリカルボン酸無水物また
はその誘導体と、Ｈ₂ Ｎ−Ｒ₂ −ＮＨ₂ 、ＯＣＮ−Ｒ₂
−ＮＣＯ、（式中、Ｒ₂ は、前記した化１６または化１
７で説明したものに同じ。）で表わされる有機ジアミン
またはその誘導体とを、ジメチルアセトアミド、ジメチ
ルホルムアミドまたはＮ−メチルピロリドンなどの極性
有機溶媒の中で、所定温度で所要時間反応させてポリア
ミド酸を生成させ、これを加熱等の方法でイミド化状態
に転化する方法がある。

【００５４】

【化１９】

【００５５】この方法で製造されるＰＡＩとしては、下
記の化２０の式で示されるものがあり、その市販品とし
て米国アモコ社製：トーロン（登録商標）が挙げられ
る。

【００５６】

【化２０】

【００５７】以上述べたようなＰＥＫ、ＰＥＮまたはＰ
ＡＩは、耐熱・潤滑性組成物中に所定量配合すれば、こ
れらの耐熱樹脂の特性を充分に発揮する。

【００５８】また、この発明において、耐熱・潤滑性樹
脂組成物に添加されるポリエーテルイミド樹脂は、下記
の化２１で表わされる繰り返し単位を有する重合体が挙
げられる。その市販品としては、ゼネラルエレクトリッ
ク社製：ＵＬＴＥＭが挙げられる。

【００５９】

【化２１】

【００６０】また、この発明において、耐熱・潤滑性樹
脂組成物に添加されるポリエーテルスルフォン樹脂とし
ては、下記の化２２で表わされるような繰り返し単位を
有する重合体が挙げられる。その市販品としては、ＢＡ
ＳＦ社製：Ｕｌｔｒａｓｏｎ、Ａｍｏｃｏ社製：ＲＡＤ
ＥＬ、住友化学工業社製：ＶＩＣＴＲＥＸ ＰＥＳなど
が挙げられる。

【００６１】

【化２２】

【００６２】以上のようなこの発明に用いる耐熱性樹脂
は、２種以上を組み合わせて用いることもできる。好ま
しい組合わせ例としては、ＰＰＳとＰＥＫ、ＴＰＩとＰ
ＥＫ、ＴＰＩとＰＥＩ、ＴＰＩとＰＥＳ、ＰＰＳとＰＡ
Ｉ、ＰＡＩとＰＥＩ、ＴＰＩとＰＥＫとＰＥＩが挙げら
れる。

【００６３】次に、この発明に用いる四フッ化エチレン
樹脂（以下、ＰＴＦＥと略記する）は、四フッ化エチレ
ン重合体であれば、特に限定することなく採用できる。
ＰＴＦＥの種類としては、成形用の粉末であっても、い
わゆる固体潤滑剤用の微粉末であってもよく、市販品と
しては三井・デュポンフロロケミカル社製：テフロン７
Ｊ、ＴＬＰ−１０、旭硝子社製：アフロンＧ１６３、ダ
イキン工業社製：ポリフロンＭ１５、ルブロンＬ５、ヘ
キスト社製：ホスタフロンＴＦ９２０５などを例示する
ことができる。また、アルキルビニルエーテルで変性さ
れたＰＴＦＥを使用することもできる。

【００６４】この発明において、ＰＴＦＥの量を１０〜
４５重量％に限定する理由は、１０重量％より少ないと
潤滑特性が悪く、４５重量％を越えると著しく成形性が
損なわれるからであり、このような傾向からみて、より
好ましい配合割合は、１５〜４０重量％である。

【００６５】この発明に用いるリン酸リチウムは、Ｌｉ
₃ ＰＯ₄ または２Ｌｉ₃ ＰＯ₄ ・Ｈ₂ Ｏであってよい
が、無水物の方がプロセス中の脱水による発泡がない点
でより好ましい。

【００６６】このようなリン酸リチウムは、通常、粉末
状のものを用いているが、このものは製法によって種々
の形態のものが得られ、特にそのような形状を限定する
ことなく採用できる。

【００６７】なお、粉末状のリン酸リチウムは、均一に
分散させて均質な物性を得るために、好ましくは粒径
０．１〜４００μｍの範囲である。なぜなら、０．１μ
ｍ未満の小径粉体を得ることは技術的、製造コスト面か
ら困難であり、４００μｍを越える大径では摩擦摩耗特
性が安定せずに好ましくないからである。このような傾
向から、より好ましくは粒径０．５〜１００μｍの範囲
の粉末状のリン酸リチウムである。

【００６８】この発明においてリン酸リチウムの量を１
６〜３０重量％に限定する理由は、１６重量％未満の少
量では組成物の潤滑特性が悪く、３０重量％を越えると
溶融粘度が高くなって成形性が悪化したり、所期の目的
と反対に耐摩耗性が悪化して好ましくないからである。

【００６９】なお、芳香族ポリアミド繊維を併用する場
合のリン酸リチウムの配合割合は、その下限を８重量％
まで下げても良好な潤滑性が得られ、８重量％未満では
潤滑特性が悪くなる。

【００７０】また、この発明に用いる芳香族ポリアミド
繊維は、化学構造がメタ系、パラ系のいずれであっても
よく、繊維長０．１５〜３ｍｍ、アスペクト比１０〜２
３０のものを採用して好ましい結果を得ている。芳香族
ポリアミド繊維が前記した所定範囲未満の繊維長では、
耐摩耗性が不充分であって好ましくなく、上記範囲を越
える繊維長では組成物中に分散不良となって好ましくな
い。また、上記範囲未満のアスペクト比では、粉末形状
に近くなって耐摩耗性改善効果が不充分となり、上記範
囲を越えるアスぺクト比では組成物中の均一分散が困難
となって好ましくない。

【００７１】この発明に用いることのできる市販の芳香
族ポリアミド繊維としては、デュポン・東レ・ケブラー
社製：ケブラー、ノーメックス、日本アラミド社製：ト
ワロン、帝人社製：テクノーラ、コーネックス等が挙げ
られる。

【００７２】このような芳香族ポリアミド繊維の配合割
合を２〜２０重量％に限定する理由は、この２重量％未
満では組成物の耐摩耗性を改善できず、かつ組成物の潤
滑性が悪く、２０重量％を越えると組成物の耐摩耗性が
初期の目的とは逆に悪化するからである。

【００７３】ここで、耐熱・熱可塑性樹脂に対して各種
の添加物を添加混合する方法は特に限定するものではな
く、広く用いられている通常の方法、たとえば主成分と
なる樹脂、その他の諸原料をそれぞれ個別に、または配
合後にヘンシェルミキサー、ボールミル、タンブラーミ
キサー等の混合機によって適宜乾式混合した後、溶融混
合性のよい射出成形機もしくは溶融押出成形機に供給す
るか、又は予め熱ロール、ニーダ、バンバリーミキサ
ー、溶融押出機などで溶融混合するなどの方法を利用す
ればよい。

【００７４】さらに、この発明の組成物を成形するに
は、特に成形方法を限定するものではなく、圧縮成形、
押出成形、射出成形等の通常の方法、または組成物を溶
融混合した後、これをジェットミル、冷凍粉砕機等によ
って粉砕し、所望の粒径に分級するか、または分級しな
いままで、得られた粉末を用いた流動浸漬塗装、静電粉
体塗装などを行なうことも可能である。

【００７５】また、得られた粉末を溶剤に分散させて、
スプレー塗装または浸漬塗装を行なうことも可能であ
る。

【００７６】なお、この発明においては耐熱・熱可塑性
樹脂を主要成分とする潤滑性組成物に、各種の添加剤を
配合することもできる。例えば、組成物の潤滑性をさら
に改良するために、耐摩耗性の改良剤を配合してもよ
い。耐摩耗性改良剤の具体例としては、カーボン、グラ
ファイト、マイカ、タルク、ウォラストナイト、金属酸
化物の粉末、硫酸カルシウムなどのウィスカ、二硫化モ
リブデン、芳香族ポリエステル樹脂、リン酸塩、ステア
リン酸塩、溶融フッ素樹脂、超高分子量ポリエチレンな
どを例示することができる。

【００７７】上記した材料から成形されるこの発明にお
ける耐熱性滑り軸受は、その形状を限定するものでな
く、加熱・加圧ローラの形状や、周辺装置、ハウジング
に合わせた形態を採用すればよい。例えば、図１に示す
ように、軸受は、単独材料で成形するのみならず、二色
成形の手法を採用して軸受部１と固定用金属部２とから
なる複合材としてもよい。

【００７８】また、図２に示すように、この発明の耐熱
性滑り軸受は、軸受部３と、ＰＰＳ、ポリアミドイミド
（ＰＡＩ）、ポリイミド（ＰＩ）等の耐熱性及び断熱性
に優れた合成樹脂、またはこれらに無機充填剤もしくは
有機充填剤等を添加した樹脂部４とからなるように二色
成形された軸受であってもよい。

【００７９】このような軸受は、成形時のひずみを除い
て高温使用時の寸法安定性を確保するために、１００〜
３２０℃でのそれぞれの樹脂に適合した温度条件で０．
５〜２４時間程度のアニール熱処理をしておくことが望
ましい。

【００８０】

【実施例】この発明の実施例および比較例に用いた諸原
材料を一括して示すと次の通りである。なお、括弧内に
示した番号は以下の表中の原材料の番号に一致し、表中
の成分の配合割合は、全て重量％である。

【００８１】（１）ＰＰＳ樹脂（東ソーサスティール社
製：ＰＰＳ＃１６０）、 （２）ＰＰＳ樹脂（クレハ化学社製 ＫＰＳ−Ｗ２０
５) 、 （３）熱可塑性ポリイミド樹脂〔ＴＰＩ〕（三井東圧化
学社製：ＡＵＲＡＭ＃４５０） （４）ポリエーテルケトン樹脂〔ＰＥＫ−１〕（ＢＡＳ
Ｆ社製：Ｕｌｔｒａｐｅｋ−Ａ１０００） （５）ポリエーテルケトン樹脂〔ＰＥＫ−２〕（ＶＩＣ
ＴＲＥＸ社製：ＰＥＥＫ１５０Ｐ） （６）ポリシアノアリールエーテル樹脂〔ＰＥＮ〕（出
光石油化学工業社製：ＰＥＮ ＩＤ３００ＨＦ） （７）ポリアミドイミド樹脂〔ＰＡＩ〕（テイジン・ア
モコエンジニアリングプラスチックス社製：トーロン４
０００ＴＦ） （８）ポリエーテルイミド樹脂〔ＰＥＩ〕（ゼネラルエ
レクトリック社製：ＵＬＴＥＭ １０００） （９）ポリエーテルサルフォン樹脂〔ＰＥＳ〕（ＢＡＳ
Ｆ社製：Ｕｌｔｒａｓｏｎ Ｅ） （１０）四フッ化エチレン樹脂〔ＰＴＦＥ（Ａ）〕（三
井デュポン・フロロケミカル社製：テフロン７Ｊ、成形
用） （１１）四フッ化エチレン樹脂〔ＰＴＦＥ（Ｂ）〕（喜
多村社製：ＫＴＬ６１０、潤滑用） （１２）リン酸リチウム：Ｌｉ₂ ＰＯ₄ （和光純薬工業
社製：試薬） （１３）リン酸カルシウム：Ｃａ₃ （ＰＯ₄ ）₂ （和光
純薬工業社製：試薬） （１４）リン酸マグネシウム：Ｍｇ₃ （ＰＯ₄ ）₂ （和
光純薬工業社製：試薬） （１５）リン酸アルミニウム：ＡｌＰＯ₄ （和光純薬工
業社製：試薬） （１６）パラ系芳香族ポリアミド繊維〔Ｐ−芳香族ＰＡ
繊維〕（日本アラミド社製：トワロン １０１０カット
ファイバー繊維長０．２５ｍｍ） （１７）メタ系芳香族ポリアミド繊維〔ｍ−芳香族ＰＡ
繊維〕（帝人社製：コーネックスカットファイバー ２
ｄｅ、繊維長１ｍｍ） （１８）カーボンブラック（ライオン社製：ケッチェン
ＥＣ−Ｘ) 、 （１９）グラファイト（ロンザ社製：ＫＳ−６） 〔実施例１〜１５〕表１に示す配合割合（重量％）で諸
原材料をヘンシェルミキサーで充分混合し、二軸溶融押
出機に供給し、シリンダー温度：３００〜４１０℃、回
転数：１００ｒｐｍの溶融混合条件で押出して造粒し、
得られたペレットを樹脂温度３００℃、射出圧力８００
ｋｇｆ／ｃｍ² 、金型温度１４０〜２００℃の射出成形
条件下で外径２８ｍｍ、内径２０ｍｍ、幅５ｍｍのリン
グ状試験片を成形した。この試験片を用いて以下に示す
高温ラジアル摩擦摩耗試験を行なった。

【００８２】［高温ラジアル摩擦摩耗試験］アルミニウ
ム合金Ａ５０５６（表面粗さ３．２Ｓ）製の回転軸を相
手材とし、この相手材の外周にリング状試験片を嵌め、
これを相手材周面に対して３．５ｋｇｆ／ｃｍ² の圧力
で押圧し、前記回転軸は表面温度を２００℃に制御する
と共に、これにトルクメータを取り付けて、周速２．８
ｍ／分で５０時間連続回転させた。

【００８３】この後、試験片の摩耗量としての摩耗係数
×１０^-10 ｃｍ ³／（ｋｇｆ・ｍ）と、回転軸のトルク
（ｋｇｆ・ｃｍ）を測定し、かつ摺動相手材であるアル
ミニウム合金表面の損傷度を観察した。損傷度の評価に
ついては、損傷しない（○印）、やや損傷する（△印）
または損傷する（×印）の三段階評価で表わし、結果は
表３にまとめて示した。

【００８４】

【表１】

【００８５】

【表２】

【００８６】

【表３】

【００８７】［比較例１〜８］表２に示した配合割合で
原材料を配合したこと以外は、実施例と全く同様にして
試験片を作り、前記した高温ラジアル摩擦摩耗試験を行
ない、摩耗係数、回転軸のトルク、摺動相手材の損傷度
を求めて結果を表３中に併記した。

【００８８】表３に示す結果から明らかなように、比較
例１〜８は、摩耗量が多く、また比較例１、８では回転
トルクが大きかった。また、比較例１、５、６および８
では摺動アルミニウム合金製摺動相手材を損傷した。

【００８９】また、リン酸塩として、リン酸カルシウ
ム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウムをそれぞ
れ配合した比較例５〜７は、ほぼ同じ割合でリン酸リチ
ウムを配合した実施例６に比べて摩耗量がが著しく劣っ
ていることがわかる。

【００９０】これに対して、全ての条件を満足する実施
例１〜１５は、摩耗量、回転トルクがともに低く、しか
も相手材のアルミニウム合金（Ａ５０５６）を損傷しな
かった。そして、実施例３〜１５については、リン酸リ
チウムに加えて所定の割合で芳香族ポリアミド繊維を配
合して、ほぼ同様の良好な回転トルク、磨耗量およびア
ルミニウム合金相手材の非損傷性が得られた。

【００９１】なお、実施例８の体積抵抗値を測定したと
ころ、７×１０³ Ωｃｍであり半導電性を示した。

【００９２】

【効果】この発明の耐熱・潤滑性樹脂組成物は、以上説
明したように、所定の耐熱・熱可塑性樹脂を主要成分と
して、四フッ化エチレン樹脂と、リン酸リチウムと、芳
香族ポリアミド繊維を所定量添加した組成物としたの
で、従来の耐熱・潤滑性樹脂組成物よりもいっそう優れ
た低摩擦特性と耐摩耗性があり、特に高温の摺動条件で
アルミニウム合金等の軟質合金に対する非攻撃性を具備
するという高性能の耐熱・潤滑性樹脂組成物となる利点
がある。またこれを成形した滑り軸受は、上記した優れ
た特性を有する耐熱性滑り軸受となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例を示す斜視図

【図２】他の実施例を示す斜視図

【図３】加熱・定着装置における軸受の使用状態を説明
する断面図

【図４】他の加熱・定着装置における軸受の使用状態を
説明する断面図

【符号の説明】

１、３ 軸受部 ２ 固定用金属部 ４ 樹脂部 １０ 加熱ローラ １１ 加圧ローラ １２ ヒータ １３、１４ 合成樹脂製のラジアル軸受 １５ 定着フィルム １６ セラミックヒータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｌ 101/00 Ｃ０８Ｌ 101/00 Ｆ１６Ｃ 29/02 Ｆ１６Ｃ 29/02 (56)参考文献 特開 平２−219849（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−212442（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−223397（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−15228（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−149259（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−236299（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−277319（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−78687（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−112723（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−220321（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−240273（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−234602（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−118824（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−280922（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08L 27/18 C08L 71/10 - 71/12 C08L 79/08 C08L 81/02 C08L 101/00 - 101/16 F16C 29/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリフェニレンサルファイド樹脂、下記
   の化１の式で表わされる繰り返し単位からなる熱可塑性
   ポリイミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリシアノ
   アリールエーテル樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエ
   ーテルイミド樹脂およびポリエーテルスルフォン樹脂か
   ら選ばれる一種以上の耐熱・熱可塑性樹脂３５〜７４重
   量％、四フッ化エチレン樹脂１０〜４５重量％およびリ
   ン酸リチウム１６〜３０重量％を含有する（但し、炭酸
   塩を含有するものを除く。）対アルミニウム合金摺接用
   の耐熱・潤滑性樹脂組成物。 【化１】 （式中、Ｘは直接結合、炭素数１〜１０の炭化水素基、
   六フッ素化されたイソプロピリデン基、カルボニル基、
   チオ基およびスルホン基からなる群より選ばれた基を表
   わし、Ｒ₁ 〜Ｒ₄ は水素、炭素数１〜５の低級アルキル
   基、炭素数１〜５の低級アルコキシ基、塩素または臭素
   を表わし、互いに同じであっても異なっていてもよい。
   Ｙは下記の化２に示した群より選ばれる一種以上の４価
   の基を表わす。） 【化２】
2. 【請求項２】 請求項１に記載の耐熱・熱可塑性樹脂３
   ５〜８０重量％、四フッ化エチレン樹脂１０〜４５重量
   ％、リン酸リチウム８〜３０重量％および繊維長０．１
   ５〜３ｍｍの芳香族ポリアミド繊維２〜２０重量％を必
   須成分として添加してなる（但し、炭酸塩を含有するも
   のを除く。）対アルミニウム合金摺接用の耐熱・潤滑性
   樹脂組成物。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の耐熱・潤滑性
   樹脂組成物を成形してなる対アルミニウム合金摺接用の
   耐熱性滑り軸受。