JP5422944B2 - 摺動部材用樹脂組成物及び摺動部材並びにハッチカバーの支承装置 - Google Patents
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Description
本発明は、乾燥摩擦、水中若しくは塩水潤滑条件下又は水（雨水）若しくは塩水が間欠的に作用する潤滑条件下において優れた摩擦摩耗特性を発揮する摺動部材用樹脂組成物及び摺動部材並びにハッチカバーの支承装置に関する。
ポリアミド樹脂は、その優れた成形性、耐熱性、強靭性、耐薬品性、耐摩耗性などを具有することから、自動車、電気・電子部品、家庭電化製品などの広範な分野で使用されている。とくに、二硫化モリブデン、黒鉛あるいは四ふっ化エチレン樹脂などの潤滑充填剤を含有したポリアミド樹脂は、摩擦摩耗特性に優れ、相手材への攻撃性が軽減されることから、各種軸受、ギア、すべり板、ガイド部材等に使用されている。例えば、特許文献１には、ポリアミド樹脂を主成分とし、これにポリエチレン樹脂及びポリアリレート樹脂を含有した摺動部材が、また特許文献２には、ポリアミド樹脂を主成分とし、これにポリエチレン樹脂と炭化水素系ワックスと無機ウィスカを含有した摺動部材が開示されている。
この特許文献１及び特許文献２に開示された摺動部材は、いずれも乾燥摩擦（無潤滑）条件下での使用において優れた摩擦摩耗特性を発揮するものである。
また、ポリアミド樹脂を主成分とし、これに潤滑充填剤として四ふっ化エチレン樹脂と二硫化モリブデンとシリコーンオイルとを含有した摺動部材が船舶甲板上のハッチ開口部を覆うハッチカバーの支持装置に使用されている例がある。この用途の摺動部材は、乾燥摩擦、水若しくは塩水中潤滑条件又は摺動面に水（雨水）若しくは塩水が間欠的に作用する潤滑条件が交互に繰り返されといった厳しい条件下での使用となる。特許文献３においては、支持台に設けた盲孔にガラス繊維あるいはガラス粉が混合されたポリテトラフルオロエチレン樹脂を充填した摺動部材が開示されている。
上記した船舶のアッパーデッキプレート（上甲板）上のハッチ（船倉）の開口部を覆うハッチカバーの支承装置に使用される摺動部材には、耐食性と摩擦摩耗特性（低摩擦性と耐摩耗性）及び耐衝撃性に優れていることが必要とされる。前記した摺動部材においては、乾燥潤滑においては優れた摩擦摩耗特性を発揮するが、水中若しくは塩水中の場合又は摺動面に水（雨水）若しくは塩水が間欠的に作用した場合、摩擦係数が急激に上昇し、摩耗量が増大するという問題がある。また、特許文献３に開示された摺動部材おいては、摺動部材に作用する衝撃荷重によって盲孔から該ポリテトラフルオロエチレン樹脂が抜け出すという問題がある。
本発明は上記諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、乾燥摩擦、水中若しくは塩水中潤滑条件及び摺動面に水（雨水）若しくは塩水が間欠的に作用する潤滑条件においても、優れた摩擦摩耗特性を発揮し得る摺動部材用樹脂組成物及び摺動部材並びにハッチカバーの支承装置を提供することにある。
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、ポリアミド樹脂に特定量のポリアリレート樹脂と四ふっ化エチレン樹脂と高分子量シリコーンポリマー及び無機質充填材を配合した樹脂組成物を成形して得られた摺動部材は、乾燥摩擦及び水あるいは塩水が間欠的に作用する摺動用途においても、優れた摩擦摩耗特性を発揮すると共に耐衝撃性及び耐食性を具有していることを見出した。
本発明は上記知見に基づき完成されたものであり、本発明の摺動部材用樹脂組成物は、ポリアリレート樹脂５〜１５質量％、四ふっ化エチレン樹脂１０〜２５質量％、高分子量シリコーンポリマー０．５〜２質量％、無機質充填材０．５〜５質量％及び残部ポリアミド樹脂からなることを特徴とする。
成分中の主成分をなすポリアミド樹脂は、脂肪族ポリアミド樹脂、中でもポリヘキサメチレンアジパミド（以下「ナイロン６６」と略称する。）が好適である。ナイロン６６は、吸水性が低く、高度な剛性、耐熱性、耐摩耗性を備え、かつ、弾性に優れた性能を持っており、海水などの金属にとって過酷な条件下でも、金属のように腐食することはない。
成分中のポリアリレート樹脂（以下「ＰＡＲ」と略称する。）は、芳香族二塩基酸またはその誘導体と二価フェノールまたはその誘導体との重縮合樹脂で、特に、テレフタル酸とイソフタル酸の混合酸とビスフェノールＡとの重縮合樹脂で、下記式で表される繰り返し単位を有するものが好ましい。
ＰＡＲは、具体的にはユニチカ社製の「Ｕポリマー（商品名）」が挙げられる。このＰＡＲは、ポリアミド樹脂（ナイロン６）とのポリマーアロイの形態で使用されるのが好ましい。このポリマーアロイにおけるＰＡＲとポリアミド樹脂との組成比は、ＰＡＲが１０ないし７０質量％であり、ポリアミド樹脂が９０ないし３０質量％であり、最も好ましくはＰＡＲが３０ないし６０質量％であり、ポリアミド樹脂が７０ないし４０質量％である。このポリマーアロイにおいては、ポリアミド樹脂のマトリックス中に１μｍ前後の粒子としてＰＡＲが分散しており、高度の耐衝撃性と耐熱性を有すると共に低温特性にも優れている。
ＰＡＲの配合量は５〜１５質量％、好ましくは５〜１０質量％である。配合量が５質量％未満ではポリマーアロイとしての効果が発揮されず、また１５質量％を超えて配合すると耐摩耗性を低下させる。
成分中の四ふっ化エチレン樹脂（以下「ＰＴＦＥ」と略称する。）は、低摩擦性の向上を目的として配合される。ＰＴＦＥとしては潤滑用の低分子量ＰＴＦＥが好ましい。この低分子量ＰＴＦＥは、放射線照射などにより高分子量ＰＴＦＥ（モールディングパウダーまたはファインパウダー）を分解またはＰＴＦＥの重合時に分子量を調節して分子量を低下させたＰＴＦＥである。具体的には、三井デュポンフロロケミカル社製の「ＴＬＰ−１０Ｆ（商品名）」など、ダイキン工業社製の「ルブロンＬ−５（商品名）」など、旭硝子社製の「フルオン（登録商標）Ｌ１６９Ｅ（商品名）」など、喜多村社製の「ＫＴＬ−８Ｎ（商品名）」などが挙げられる。このＰＴＦＥの配合量は１０〜２５質量％、好ましくは１０〜１５質量％である。配合量が１０質量％未満では充分な低摩擦性を付与することができず、また２５質量％を超えて配合すると強度低下及び耐摩耗性の低下を来たす。
成分中の高分子量シリコーンポリマーは、特に水潤滑における初期なじみ性を向上させ、スティックスリップの発生を抑制する作用を発揮する。この高分子量シリコーンポリマーは、常温で固体状の分子間で架橋構造を有しないガム状シリコーンである。本発明で使用する高分子量シリコーンポリマー（以下「ガム状シリコーン」と略称する。）は、ジメチルポリシロキサンないしそのメチル基の一部が水素基、フェニル基、ハロゲン化フェニル基、フルオロエステル基等の１種または２種以上で置換されたものであり、常温での粘度が１，０００，０００ｃＳｔ（センチストークス）以上の極めて高い粘度のものである。好ましくは常温での粘度が５，０００，０００ｃＳｔ以上のガム状シリコーンが使用される。
ガム状シリコーンの配合量は０．５〜２質量％、好ましくは１〜１．５質量％である。そして、このガム状シリコーンは、主成分をなすポリアミド樹脂と予め混練して、ガム状シリコーンを高濃度に含有したポリアミド樹脂の形態で使用するのが好ましい。具体的には、東レ・ダウコーニング社製のシリコーンコンセントレートＢＹ２７シリーズが挙げられる。
成分中の無機質充填材としては、カーボンブラック及び真球状無多孔質シリカ（非晶質二酸化ケイ素）のうちの少なくとも一つを使用するとよい。カーボンブラックは、水ないし塩水潤滑において摩擦係数を低下させる効果を発揮し、また真球状無多孔質シリカは耐摩耗性の向上に効果を発揮する。カーボンブラックとしては、アセチレンブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、ガスファーネスブラックなどの一般的なカーボンブラック を挙げることができるが、とくにＮ２吸着によるＢＥＴ式表面積が８５０ｍ２／ｇ以上のカーボンブラック 、例えばライオンアクゾ社製「ケッチェンブラック（商品名）」などは好適なものとして挙げられる。カーボンブラックとしての配合量は０．５〜３質量％が適当である。真球状無多孔質シリカは、平均粒径が０．２〜２０μｍの真球状粒子で、無多孔質であるため含水量が少なく、粒子同士の凝集も少ないため分散性が良好である。具体的には、ＡＧＣアスアイテック社製の「サンスフェア−ＮＰ（商品名）」など、アドマテックス社製の「アドマファイン（商品名）」などが挙げられる。この真球状無多孔質シリカとしての配合量は０．５〜２質量％が適当である。そして、この無機質充填材の配合量は０．５〜５質量％、好ましくは０．５〜３．５質量％である。配合量が０．５質量％未満では、低摩擦性の付与あるいは耐摩耗性の向上に効果が発揮されず、また５質量％を超えて配合すると低摩擦性を低下させる。
本発明の摺動部材用樹脂組成物は、常法に従い、上記した各成分の所定量をヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、ボールミル、タンブラーミキサー等の混合機によって混合することによって得られる。
次に、本発明の摺動部材について説明する。本発明の摺動部材は、前記摺動部材用樹脂組成物を成形することによって形成される。摺動部材用樹脂組成物の成形方法としては、直接に射出成形機または押出成形機により摺動部材を成形する方法と、予め摺動部材用樹脂組成物のペレットを作製し、このペレットを射出成形機または押出成形機により成形して摺動部材を形成する方法のいずれであってもよい。
本発明の摺動部材は、乾燥摩擦条件、水ないし塩水潤滑条件、あるいは水ないし塩水が間欠的に作用する潤滑条件下での摺動用途において優れた摩擦摩耗特性を発揮し得るすべり軸受、すべり軸受装置、すべり板等の摺動部材として使用される。
船舶甲板上のハッチ開口部を覆う本発明のハッチカバーの支承装置は、ハッチ開口部周縁の船舶甲板上もしくはハッチカバーの下面側のいずれか一方に固定されたすべり板と、該ハッチ開口部周縁の船舶甲板上もしくはハッチカバーの下面側のいずれか他方に固定されたスライド部材とからなり、該スライド部材は摺動部材からなる。
本発明において、摺動部材からなるスライド部材は、ハッチ開口部周縁の船舶甲板上もしくはハッチカバーの下面側のいずれか一方に固定されたホルダーの凹所に一方の端面を該ホルダーの凹所外に位置させて固定されている。
ホルダーの凹所とスライド部材の他方の端面との間には、シムプレートとゴムプレートのうちの少なくとも一方が介在されていてもよい。
本発明によれば、乾燥摩擦条件、水若しくは塩水中の潤滑条件又は水（雨水）若しくは塩水が間欠的に作用する潤滑条件においても、優れた摩擦摩耗特性を発揮し得る摺動部材用樹脂組成物及び摺動部材並びにハッチカバーの支承装置を提供することができる。
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。実施例及び比較例で使用したポリアミド樹脂、ＰＡＲ、ＰＴＦＥ、ガム状シリコーン及び無機質充填材を下記表１に示す。
［表１］
＜ポリアミド樹脂＞
Ａ−１：ナイロン６６（東レ社製「アミランＣＭ３００１Ｎ（商品名）」）
＜ＰＡＲ（ポリアリレート樹脂）＞
Ｂ−１：ＰＡＲ５０質量％とポリアミド樹脂（ナイロン６）５０質量％とからなるポリ マーアロイ（ユニチカ社製「ＵポリマーＡＸ−１５００（商品名）」）
＜ＰＴＦＥ（四ふっ化エチレン樹脂）＞
Ｃ−１：ダイキン工業社製「ルブロンＬ−５（商品名）」
＜ガム状シリコーン（高分子量シリコーンポリマー）＞
Ｄ−１：ガム状シリコーン５０質量％含有ナイロン６６（東レ・ダウコーニング社製シ リコーンコンセントレートＢＹ２７−００５）
＜無機質充填剤＞
Ｅ−１：カーボンブラック（ライオンアクゾ社製「ケッチェンブラック（商品名）」）
Ｅ−２：真球状無多孔質シリカ（ＡＧＣアスアイテック社製の「サンスフェア−ＮＰ
商品名）」）
＜固体潤滑剤＞
Ｆ−１：二硫化モリブデン（大東潤滑社製「二硫化モリブデンパウダー」）
＜潤滑油＞
Ｇ−１：シリコーン油（信越化学工業社製のジメチルシリコーン油 「ＦＫ９６Ｈ（商
品名）」）
＜ポリアミド樹脂＞
Ａ−１：ナイロン６６（東レ社製「アミランＣＭ３００１Ｎ（商品名）」）
＜ＰＡＲ（ポリアリレート樹脂）＞
Ｂ−１：ＰＡＲ５０質量％とポリアミド樹脂（ナイロン６）５０質量％とからなるポリ マーアロイ（ユニチカ社製「ＵポリマーＡＸ−１５００（商品名）」）
＜ＰＴＦＥ（四ふっ化エチレン樹脂）＞
Ｃ−１：ダイキン工業社製「ルブロンＬ−５（商品名）」
＜ガム状シリコーン（高分子量シリコーンポリマー）＞
Ｄ−１：ガム状シリコーン５０質量％含有ナイロン６６（東レ・ダウコーニング社製シ リコーンコンセントレートＢＹ２７−００５）
＜無機質充填剤＞
Ｅ−１：カーボンブラック（ライオンアクゾ社製「ケッチェンブラック（商品名）」）
Ｅ−２：真球状無多孔質シリカ（ＡＧＣアスアイテック社製の「サンスフェア−ＮＰ
商品名）」）
＜固体潤滑剤＞
Ｆ−１：二硫化モリブデン（大東潤滑社製「二硫化モリブデンパウダー」）
＜潤滑油＞
Ｇ−１：シリコーン油（信越化学工業社製のジメチルシリコーン油 「ＦＫ９６Ｈ（商
品名）」）
実施例１〜２
ナイロン６６（Ａ−１）５１〜７１質量％と、ＰＡＲ（Ｂ−１）１０〜３０質量部と、ＰＴＦＥ（Ｃ−１）１５質量部と、ガム状シリコーン（Ｄ−１）３質量部及びカーボンブラック（Ｅ−１）１質量部をヘンシェル型ミキサーで混合して樹脂組成物を形成した後、該樹脂組成物をスクリュー押出機で溶融混練して押出成形し、ナイロン６６：５２．５〜７２．５質量％、ナイロン６：５〜１５質量％、ＰＡＲ：５〜１５質量％、ＰＴＦＥ：１５質量％、ガム状シリコーン：１．５質量％及びカーボンブラック：１質量％からなるペレットを得た。ついで、このペレットを成形原料としてスクリューインライン式射出成形機に供給して成形し、縦横夫々３０ｍｍ、厚さ３ｍｍの板状成形物（摺動部材）を得た。
ナイロン６６（Ａ−１）５１〜７１質量％と、ＰＡＲ（Ｂ−１）１０〜３０質量部と、ＰＴＦＥ（Ｃ−１）１５質量部と、ガム状シリコーン（Ｄ−１）３質量部及びカーボンブラック（Ｅ−１）１質量部をヘンシェル型ミキサーで混合して樹脂組成物を形成した後、該樹脂組成物をスクリュー押出機で溶融混練して押出成形し、ナイロン６６：５２．５〜７２．５質量％、ナイロン６：５〜１５質量％、ＰＡＲ：５〜１５質量％、ＰＴＦＥ：１５質量％、ガム状シリコーン：１．５質量％及びカーボンブラック：１質量％からなるペレットを得た。ついで、このペレットを成形原料としてスクリューインライン式射出成形機に供給して成形し、縦横夫々３０ｍｍ、厚さ３ｍｍの板状成形物（摺動部材）を得た。
実施例３〜４
ナイロン６６（Ａ−１）５１．５〜７１．５質量％と、ＰＡＲ（Ｂ−１）１０〜３０質量部と、ＰＴＦＥ（Ｃ−１）１５質量部と、ガム状シリコーン（Ｄ−１）３質量部及び真球状無多孔質シリカ（Ｅ−２）０．５質量部をヘンシェル型ミキサーで混合して樹脂組成物を形成した後、該樹脂組成物をスクリュー押出機で溶融混練して押出成形し、ナイロン６６：５３〜７３質量％、ナイロン６：５〜１５質量％、ＰＡＲ：５〜１５質量％、ＰＴＦＥ：１５質量％、ガム状シリコーン：１．５質量％及び真球状無多孔質シリカ：０．５質量％からなるペレットを得た。ついで、このペレットを成形原料としてスクリューインライン式射出成形機に供給して成形し、縦横夫々３０ｍｍ、厚さ３ｍｍの板状成形物（摺動部材）を得た。
ナイロン６６（Ａ−１）５１．５〜７１．５質量％と、ＰＡＲ（Ｂ−１）１０〜３０質量部と、ＰＴＦＥ（Ｃ−１）１５質量部と、ガム状シリコーン（Ｄ−１）３質量部及び真球状無多孔質シリカ（Ｅ−２）０．５質量部をヘンシェル型ミキサーで混合して樹脂組成物を形成した後、該樹脂組成物をスクリュー押出機で溶融混練して押出成形し、ナイロン６６：５３〜７３質量％、ナイロン６：５〜１５質量％、ＰＡＲ：５〜１５質量％、ＰＴＦＥ：１５質量％、ガム状シリコーン：１．５質量％及び真球状無多孔質シリカ：０．５質量％からなるペレットを得た。ついで、このペレットを成形原料としてスクリューインライン式射出成形機に供給して成形し、縦横夫々３０ｍｍ、厚さ３ｍｍの板状成形物（摺動部材）を得た。
実施例５〜７
ナイロン６６（Ａ−１）４８．５〜７１．５質量部と、ＰＡＲ（Ｂ−１）１０〜３０質量部と、ＰＴＦＥ（Ｃ−１）１５質量部と、ガム状シリコーン（Ｄ−１）２〜３質量部及びカーボンブラック（Ｅ−１）１〜３質量部及び真球状無多孔質シリカ０．５質量部をヘンシェル型ミキサーで混合して樹脂組成物を形成した後、該樹脂組成物をスクリュー押出機で溶融混練して押出成形し、ナイロン６６：５０〜７２．５質量％、ナイロン６：５〜１５質量％、ＰＡＲ：５〜１５質量％、ＰＴＦＥ：１５質量％、ガム状シリコーン：１〜１．５質量％、カーボンブラック：１〜３質量％及び真球状無多孔質シリカ０．５質量％からなるペレットを得た。ついで、このペレットを成形原料としてスクリューインライン式射出成形機に供給して成形し、縦横夫々３０ｍｍ、厚さ３ｍｍの板状成形物（摺動部材）を得た。
ナイロン６６（Ａ−１）４８．５〜７１．５質量部と、ＰＡＲ（Ｂ−１）１０〜３０質量部と、ＰＴＦＥ（Ｃ−１）１５質量部と、ガム状シリコーン（Ｄ−１）２〜３質量部及びカーボンブラック（Ｅ−１）１〜３質量部及び真球状無多孔質シリカ０．５質量部をヘンシェル型ミキサーで混合して樹脂組成物を形成した後、該樹脂組成物をスクリュー押出機で溶融混練して押出成形し、ナイロン６６：５０〜７２．５質量％、ナイロン６：５〜１５質量％、ＰＡＲ：５〜１５質量％、ＰＴＦＥ：１５質量％、ガム状シリコーン：１〜１．５質量％、カーボンブラック：１〜３質量％及び真球状無多孔質シリカ０．５質量％からなるペレットを得た。ついで、このペレットを成形原料としてスクリューインライン式射出成形機に供給して成形し、縦横夫々３０ｍｍ、厚さ３ｍｍの板状成形物（摺動部材）を得た。
比較例１
ナイロン６６（Ａ−１）７９質量％と、ＰＴＦＥ（Ｃ−１）２０質量％及び二硫化モリブデン１質量％をヘンシェル型ミキサーで混合して樹脂組成物を形成した後、該樹脂組成物をスクリュー押出機で溶融混練して押出成形し、ペレットを得た。ついで、このペレットを成形原料としてスクリューインライン式射出成形機に供給して成形し、縦横夫々３０ｍｍ、厚さ３ｍｍの板状成形物（摺動部材）を得た。
ナイロン６６（Ａ−１）７９質量％と、ＰＴＦＥ（Ｃ−１）２０質量％及び二硫化モリブデン１質量％をヘンシェル型ミキサーで混合して樹脂組成物を形成した後、該樹脂組成物をスクリュー押出機で溶融混練して押出成形し、ペレットを得た。ついで、このペレットを成形原料としてスクリューインライン式射出成形機に供給して成形し、縦横夫々３０ｍｍ、厚さ３ｍｍの板状成形物（摺動部材）を得た。
比較例２
ナイロン６６（Ａ−１）７７質量％と、ＰＴＦＥ（Ｃ−１）２０質量％と、二硫化モリブデン（Ｆ−１）１質量％及びシリコーン油（Ｇ−１）２質量％をヘンシェル型ミキサーで混合して樹脂組成物を形成した後、該樹脂組成物をスクリュー押出機で溶融混練して押出成形し、ペレットを得た。ついで、このペレットを成形原料としてスクリューインライン式射出成形機に供給して成形し、縦横夫々３０ｍｍ、厚さ３ｍｍの板状成形物（摺動部材）を得た。
ナイロン６６（Ａ−１）７７質量％と、ＰＴＦＥ（Ｃ−１）２０質量％と、二硫化モリブデン（Ｆ−１）１質量％及びシリコーン油（Ｇ−１）２質量％をヘンシェル型ミキサーで混合して樹脂組成物を形成した後、該樹脂組成物をスクリュー押出機で溶融混練して押出成形し、ペレットを得た。ついで、このペレットを成形原料としてスクリューインライン式射出成形機に供給して成形し、縦横夫々３０ｍｍ、厚さ３ｍｍの板状成形物（摺動部材）を得た。
前記実施例１〜７及び比較例１〜２で得た板状成形物（摺動部材）について、つぎのスラスト回転試験及び平面往復層試験により摺動特性を評価した。
スラスト回転試験
表２に記載の条件で摩擦係数及び摩耗量を測定した。摩擦係数については、試験を開始してから１時間経過後以降試験終了までの摩擦係数の変動値を示し、摩耗量については、試験時間（８時間）終了後の寸法変化量で示した。試験結果を表４ないし表６に示す。
表２に記載の条件で摩擦係数及び摩耗量を測定した。摩擦係数については、試験を開始してから１時間経過後以降試験終了までの摩擦係数の変動値を示し、摩耗量については、試験時間（８時間）終了後の寸法変化量で示した。試験結果を表４ないし表６に示す。
［表２］
面圧 ２４．５ＭＰａ（２５０ｋｇｆ／ｃｍ２）
速度 １．０ｍ／ｍｉｎ
試験時間 ８ｈｒ
相手材 ステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４：ＪＩＳ-Ｇ-４３０４）
摩擦環境（潤滑）（１）無潤滑（大気中） （２）塩水濃度３％の塩水中
試験方法 板状成形物（摺動部材）を大気中あるいは塩水中に固定しておき、相 手材になるＳＵＳ３０４製の円筒ブッシュを板状成形物（摺動部材） の上からその表面に所定の荷重（面圧）で押し付けながら、円筒ブッ シュを回転させるスラスト回転試験。
面圧 ２４．５ＭＰａ（２５０ｋｇｆ／ｃｍ２）
速度 １．０ｍ／ｍｉｎ
試験時間 ８ｈｒ
相手材 ステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４：ＪＩＳ-Ｇ-４３０４）
摩擦環境（潤滑）（１）無潤滑（大気中） （２）塩水濃度３％の塩水中
試験方法 板状成形物（摺動部材）を大気中あるいは塩水中に固定しておき、相 手材になるＳＵＳ３０４製の円筒ブッシュを板状成形物（摺動部材） の上からその表面に所定の荷重（面圧）で押し付けながら、円筒ブッ シュを回転させるスラスト回転試験。
平面往復動試験
表３に記載の条件で摩擦係数及び摩耗量を測定した。摩擦係数については、試験を開始してから１時間経過後以降試験終了までの摩擦係数の変動値を示し、摩耗量については、試験時間（１００時間）終了後の寸法変化量で示した。試験結果を表４ないし表６に示す。
表３に記載の条件で摩擦係数及び摩耗量を測定した。摩擦係数については、試験を開始してから１時間経過後以降試験終了までの摩擦係数の変動値を示し、摩耗量については、試験時間（１００時間）終了後の寸法変化量で示した。試験結果を表４ないし表６に示す。
［表３］
面圧 ２４．５ＭＰａ（２５０ｋｇｆ／ｃｍ２）
速度 ０．２ｍ／ｍｉｎ
ストローク ±１０ｍｍ
試験時間 １００ｈｒ
相手材 ステンレス鋼板（ＳＵＳ３１６：ＪＩＳ-Ｇ-４３０４）
摩擦環境（潤滑）（１）無潤滑（大気中） （２）水中
試験方法 相手材になるＳＵＳ３１６製のすべり板を大気中あるいは水中に固定 しておき、板状成形物（摺動部材）をすべり板の表面に所定の荷重（ 面圧）で押し付けながら、板状成形物（摺動部材）をすべり板の表面 に沿って往復動させる平面往復動試験。
面圧 ２４．５ＭＰａ（２５０ｋｇｆ／ｃｍ２）
速度 ０．２ｍ／ｍｉｎ
ストローク ±１０ｍｍ
試験時間 １００ｈｒ
相手材 ステンレス鋼板（ＳＵＳ３１６：ＪＩＳ-Ｇ-４３０４）
摩擦環境（潤滑）（１）無潤滑（大気中） （２）水中
試験方法 相手材になるＳＵＳ３１６製のすべり板を大気中あるいは水中に固定 しておき、板状成形物（摺動部材）をすべり板の表面に所定の荷重（ 面圧）で押し付けながら、板状成形物（摺動部材）をすべり板の表面 に沿って往復動させる平面往復動試験。
以上の試験結果から、実施例と比較例の摺動部材とを比較すると、とくに摩擦環境が塩水でのスラスト回転試験及び水中での平面往復動試験において、特に摩耗量に大きな差が生じているのがわかる。実施例の摺動部材においては、摩擦環境の相違による摺動特性の変動は小さく、あらゆる摩擦環境条件においても優れた摺動特性を発揮するものである。
次に、コンテナ船等の船舶の上甲板上に開口するハッチ開口部を覆うハッチカバーの支承装置について説明する。
図１及び２において、符号１はコンテナ船、２は船側外板（アウターシェル）、３はアッパーデッキプレート（上甲板）、４はロンジバルクヘッド（縦通隔壁）、５はハッチ（船倉）、６はハッチ５の開口部５ａの周縁を囲繞してアッパーデッキプレート３上に立設されたハッチコーミング、６ａはハッチコーミング６を形成するハッチコーミングスカートプレート、６ｂはハッチコーミング６を形成すると共にハッチコーミングスカートプレート６ａの端面に水平状に一体に連設されたハッチコーミングトッププレート、７はハッチ５の開口部５ａを覆うハッチカバー、８はハッチカバー７をハッチコーミング６のハッチコーミングトッププレート６ｂ上において移動可能に支承するハッチカバーの支承装置、９はコンテナ船１のハッチ５内及びハッチカバー７の上面に積載されたコンテナを示す。
図９は、従来のハッチカバーの支承装置を示し、ハッチカバー７のハッチカバートッププレート７ａの周縁部に垂設されたハッチカバースカートプレート７ｂの側面に突設されたブラケット７ｃに上部ライナＬ１が取付けられ、一方、ハッチコーミングトッププレート６ｂの上に下部ライナＬ２が取付けられていて、上部ライナＬ１の下面が下部ライナＬ２の上面に直接接触して、ハッチカバー７が支持されるような構成となっている。
上記従来のハッチカバーの支承装置では、ハッチカバー７を支承する上部ライナＬ１と下部ライナＬ２とがいずれも鋼製であるため、船舶の航行中は、ハッチカバー７とハッチコーミング６との間の船体のねじれによる相対変位が生じると、上部ライナＬ１と下部ライナＬ２とは若干摺動するものの、両者間の摩擦係数が大きいため相対変位を充分吸収しきれず、航海中に繰り返し発生する船体変位がハッチカバー７の形状変化を繰り返し惹起することとなり、ついにはハッチカバー７に部分的に破損を発生させる原因になる。
図１０は、図９に示すハッチカバーの支承装置の改良に係る支承装置であり、ハッチカバースカートプレート７ｂの内側に摩擦係数の低い材料からなる上部ライナＬ１が固着される一方、滑らかな表面をもつ下部ライナＬ２がハッチコーミングトッププレート６ｂ上に上部ライナＬ１と常時接触可能に固着されている構成となっている。そして、上部ライナＬ１は、非鉄金属（銅合金）若しくは非金属（合成樹脂）又は熱可塑性樹脂などの摩擦係数の低い材質のもので構成されており、下部ライナＬ２は、ステンレスプレート又は上部ライナＬ１と同材質のもので構成され、上部ライナＬ１の底面積より広い範囲にわたって張設されている。
上記改良された支承装置においては、摩擦係数の低い材料からなる上部ライナＬ１と平滑な表面の下部ライナＬ２とで摺動面が形成されていて、ハッチカバー７が自由に移動できるので、ハッチコーミング６の変位、すなわち船体の変位がハッチカバー７に伝わらず、その結果、船体の変位に起因するハッチカバースカートプレート７ｂなどの破損を防止できるものである。しかしながら、この支承装置においても、摩擦係数の低い材料からなる上部ライナＬ１と平滑な表面の下部ライナＬ２とで形成された摺動面は、乾燥摩擦条件下、水中若しくは塩水中摩擦条件下又は水若しくは塩水が摺動摩擦面に間欠的に作用するような摩擦条件下においても摺動特性の変動が小さく、あらゆる摩擦環境条件においても優れた摺動特性を発揮するものでなければハッチカバー７の円滑な移動を行わせることができず、あらゆる摩擦環境条件においても優れた摺動特性を発揮する支承装置が望まれている。
図２から図５に示すハッチカバー７の支承装置８は、ハッチコーミングトッププレート６ｂ上に固定された金属製の基台８ａと、基台８ａに固定された横断面方形状の凹所８ｂを有する直方体状の金属製のホルダー８ｃと、凹所８ｂに嵌合保持され、一方の端面が該凹所８ｂ外に位置して配されたスライド部材８ｄと、ハッチコーミングトッププレート６ｂと対面するハッチカバー７のハッチカバーボトムプレート７ｄの下面７ｅに固定されたステンレス鋼製のすべり板８ｅとからなる。ハッチカバー７は、ハッチコーミングトップトッププレート６ｂ上に形成されたスライド部材８ｄと、ハッチカバー７の下面７ｅに固定された金属製のすべり板８ｅとのすべり接触によってハッチコーミングトッププレート６ｂ上に移動可能に支承されている。
スライド部材８ｄは、ＰＡＲ５〜１５質量％、ＰＴＦＥ１０〜２５質量％、ガム状シリコーン０．５〜２質量％、無機質充填材０．５〜５質量％及び残部ポリアミド樹脂からなる摺動部材用樹脂組成物を射出成形することによって形成される摺動部材からなる。
スライド部材８ｄを形成する摺動部材は、前記した摩擦環境の相違、すなわち乾燥摩擦条件下、水中若しくは塩水中摩擦条件下又は水（雨水）若しくは塩水が摺動摩擦面に間欠的に作用するような摩擦条件下においても摺動特性の変動は小さく、あらゆる摩擦環境条件においても優れた摺動特性を発揮するものであることから、ハッチカバー７の支承装置８のスライド部材８ｄに適用することにより、船舶の航行中は、ハッチカバー７とハッチコーミング６との間の船体のねじれによる相対変位が生じても、ハッチカバー７は、スライド部材８ｄとハッチカバー７の下面７ｅに固定された金属製のすべり板８ｅとのすべり接触によってハッチコーミングトッププレート６ｂ上を移動可能に支承されているので、航海中に繰り返し発生する船体の変位がハッチカバー７に伝わらず、その結果、船体の変位に起因するハッチカバー７などの破損を防止できるものである。
図６及び図７は、ハッチカバー７の支承装置８の他の実施の形態を示すものであり、この支承装置８は、凹所８ｂにおいてホルダー８ｃの凹所底面８ｆと凹所８ｂに一方の端面を凹所８ｂ外に位置させて嵌合保持されたスライド部材８ｄとの間にシムプレート１１及びゴムプレート１２の少なくとも一方を介在させたものである。シムプレート１１は、スライド部材８ｄの高さ方向の調整プレートとして作用し、またゴムプレート１２は、すべり板８ｅの表面の不陸を補正するものであり、ゴムプレート１２の弾性変形によりスライド部材８ｄとすべり板８ｅとの円滑な摺動接触面を確保することができる。
図８は、ハッチカバー７の支承装置８の更に他の実施の形態を示すものであり、この支承装置８は、ハッチコーミングトッププレート６ｂ上に固定されたすべり板８ｅと、ハッチコーミングトッププレート６ｂと対面するハッチカバー７の下面７ｅに固定された金属製の基台８ａと、基台８ａに固定された凹所８ｂを有する直方体状の金属製のホルダー８ｃと、一方の端面を凹所８ｂ外に位置させて凹所８ｂに嵌合保持されたスライド部材８ｄとからなる。ハッチカバー７は、ハッチカバー７の下面７ｅに固定されたホルダー８ｃの凹所８ｂに嵌合保持されたスライド部材８ｄと、ハッチコーミングトップトッププレート６ｂ上に固定された金属製のすべり板８ｅとのすべり接触によってハッチコーミングトッププレート６ｂ上に移動可能に支承されている。この支承装置８においては、スライド部材８ｄの下面がすべり板８ｅとの摺動面となるため、該摺動面上への塵埃等異物の堆積を生じることはない。
この支承装置８においても、スライド部材８ｄは、ＰＡＲ５〜１５質量％、ＰＴＦＥ１０〜２５質量％、ガム状シリコーン０．５〜２質量％、無機質充填材０．５〜５質量％及び残部ポリアミド樹脂からなる摺動部材用樹脂組成物を射出成形することによって形成される摺動部材からなる。
本発明の摺動部材用樹脂組成物及び摺動部材は、相手材との摺動において、摺動面の環境条件の変化、すなわち乾燥摩擦条件下、水中若しくは塩水中摩擦条件下又は水（雨水）若しくは塩水が摺動摩擦面に間欠的に作用するような摩擦条件下においても摺動特性の変動は小さく、あらゆる摩擦環境条件においても優れた摺動特性を発揮する。そして、摺動特性に優れた摺動部材をハッチカバーの支承装置のスライド部材に適用した場合、同様に摺動面の環境条件の変化に対しても優れた摺動特性を発揮し、コンテナ船などの船舶の航行中にハッチカバーとハッチコーミングとの間の船体のねじれによる相対変位が生じても、ハッチカバーは、スライド部材と金属製のすべり板とのすべり接触によってハッチコーミングトッププレート上を移動可能に支承されているので、航海中に繰り返し発生する船体の変位がハッチカバーに伝わらず、その結果、船体の変位に起因するハッチカバーなどの破損を防止できる。
１ コンテナ船
２ 船側外板（アウターシェル）
３ アッパーデッキプレート（上甲板）
４ ロンジバルクヘッド（縦通隔壁）
５ ハッチ（船倉）
５ａ 開口部
６ ハッチコーミング
６ａ ハッチコーミングスカートプレート
６ｂ ハッチコーミングトッププレート
７ ハッチカバー
８ 支承装置
８ａ 基台
８ｂ 凹所
８ｃ ホルダー
８ｄ スライド部材
８ｅ すべり板
９ コンテナ
２ 船側外板（アウターシェル）
３ アッパーデッキプレート（上甲板）
４ ロンジバルクヘッド（縦通隔壁）
５ ハッチ（船倉）
５ａ 開口部
６ ハッチコーミング
６ａ ハッチコーミングスカートプレート
６ｂ ハッチコーミングトッププレート
７ ハッチカバー
８ 支承装置
８ａ 基台
８ｂ 凹所
８ｃ ホルダー
８ｄ スライド部材
８ｅ すべり板
９ コンテナ
Claims (7)
- ポリアリレート樹脂５〜１５質量％、四ふっ化エチレン樹脂１０〜２５質量％、高分子量シリコーンポリマー０．５〜２質量％、無機質充填材０．５〜５質量％及び残部ポリアミド樹脂からなっており、高分子量シリコーンポリマーは、常温での粘度が１,０００,０００ｃＳｔ（センチストークス）以上の架橋構造を有しないガム状シリコーンポリマーであることを特徴とする摺動部材用樹脂組成物。
- ポリアミド樹脂は、ポリヘキサメチレンアジパミド及びポリカプロラクタムである請求項１に記載の摺動部材用樹脂組成物。
- 無機質充填材には、カーボンブラック及び真球状無多孔質シリカの少なくとも一つが使用される請求項１又は２に記載の摺動部材用樹脂組成物。
- 請求項１から３のいずれか一項に記載の摺動部材用樹脂組成物を成形してなることを特徴とする摺動部材。
- 船舶の上甲板上に開口するハッチの開口部を覆うハッチカバーの支承装置であって、ハッチの開口部の周縁に該開口部を囲繞して立設されたハッチコーミングもしくは該ハッチコーミングに対面するハッチカバーの下面側のいずれか一方に固定されたすべり板と、該ハッチの開口部の周縁に該開口部を囲繞して立設されたハッチコーミングもしくは該ハッチコーミングに対面するハッチカバーの下面側のいずれか他方に固定されたスライド部材とからなり、該スライド部材は請求項４に記載の摺動部材からなるハッチカバーの支承装置。
- スライド部材は、ハッチ開口部周縁の船舶甲板上もしくはハッチカバーの下面側のいずれか一方に固定されたホルダーの凹所に一方の端面をホルダーの凹所外に位置させて嵌合保持されている請求項５に記載のハッチカバーの支承装置。
- ホルダーの凹所と該凹所に嵌合保持されたスライド部材との間には、シムプレートとゴムプレートのうちの少なくとも一方が介在されている請求項６に記載のハッチカバーの支承装置。
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