JPH02163147A - 潤滑性樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、潤滑性樹脂組成物に関する。更に詳しくは、
電気機器部品、機械部品等に好適な摺動特性にイＲれた
潤滑性樹脂組成物に関する。

（従来技術及びその問題点） 近年、機器類の軽量化ニーズに伴って、金属製品に代っ
て合成樹脂製品が機械部品として数多く用いられるよう
になり、例えば軸受、スライドベース等の摺動部材にお
いても合成樹脂製品が使用され始めている。

かかる摺動部材としては、従来、摺動性に優れたフッ素
系樹脂、特に四フッ化エチレン樹脂が主に用いられて来
た。しかしながら、かかる樹脂は、低速、低荷重領域で
の使用においては、要求される摺動特性を満足するもの
の、高速、中〜高荷重領域においては、塑性変形（クリ
ープ）が著しく、長時間安定した摺動性が得られないこ
と、また、摺動時の摩耗粉の発生量が多いという欠点を
有するものであった。

このため、従来より、より苛酷な条件下でも摺動性、と
くに耐摩耗性を呈するように種々の充填剤を添加して補
強する方法が試みられている。例えば、ガラス繊維、炭
素繊維あるいは芳香族ポリアミド繊維を添加する方法（
例えば、特開昭６２−１２７２２７号公報）、あるいは
ポリイミド樹脂もしくはポリアミドイミド樹脂を添加す
る方法（特公昭４７−３１０９７号公報）が既に知られ
ているが、これらの方法においては、耐摩耗性の点では
改良が見られるものの、摩擦特性の点ではかえってフッ
素系樹脂の特性を活かしきれず、また相手材を損傷させ
るという欠点を有し、充分満足し得るものではなかった
。

また、芳香族ポリアミドとしてメタ配向芳香族ポリアミ
ド粉末を添加する方法も既に知られている。特開昭６０
−２３８３５１号公報によれば、この方法によって相手
材を損傷させることなく高い摺動特性を得られることが
開示されている。

しかしながら、メタ配向芳香族ポリアミド粒子を用いる
方法においては、高速領域の摺動に際して、ある時期に
摩耗量が象、激に増大する所謂異常摩耗が発生すること
が判明した。即ち、高速領域での摺動に際しては、メタ
配向芳香族ポリアミドでは充分な耐熱性を発揮出来ず、
また本質的に固体潤滑剤としての硬度が不足する結果、
高速領域での使用に際して、ある時期から異常摩耗が発
生するものと推定される。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、特
に高速領域の摺動に際して、相手材を損傷させることな
く、優れた摺動特性を有し、かつ長時間使用による異常
を起こさない潤滑性樹脂組成物を提供しようとするもの
である。

（課題を解決するための手段） 即ち、本発明は、フッ素系樹脂３０〜９５重■％とパラ
配向芳香族ポリアミド粒子５〜７０重量％とからなるこ
とを特徴とする潤滑性樹脂組成物である。

本発明に用いるフッ素系樹脂とは、ポリオレフィン類の
水素がフッ素に置換された樹脂をいい、具体的には、ポ
リテトラフルオロエチレンの単独重合体、テトラフルオ
ロエチレンとへキサフルオロプロピレン、エチレン、パ
ーフルオロアルキルビニルエーテル等々との共重合体、
ポリビニリデンフルオライド、ビニリデンフルオライド
とテトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン
、エチレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル等々
との共重合体などの１種または２種以上があげられるが
、これに限定されるものではない。

かかるフッ素系樹脂の平均分子量が、１００００〜５０
０００のものが通常好ましく本発明に用いられる。

本発明においては、パラ配向芳香族ポリアミド粒子が用
いられることが極めて重要である。即ち、高速領域での
高い摺動性と、長時間安定した摺動特性を得るためには
、固体潤滑剤自体が高い耐熱性を有する必要があるから
である。又、相手材に損傷を与えることなく摩耗特性を
高めるためには、適度な硬度が要求されるからである。

本発明において、「パラ配向芳香族ポリアミド」　　Ｈ 位に２価の結合手が位置する芳香族基が連結されてなる
ポリアミドをいい、該芳香族基は具体的には、２価の結
合手が１．４−フェニレン（パラフェニレン）や４．４
′−ビフェニレン、１，４−ナフチレンの如く、芳香族
環より同軸的に反対方向に、または１，５−ナフチレン
や２．６−ナフチレンの如く、平行軸的に反対方向に配
置されているような芳香族基を意味する。これらの芳香
族基には、メチル基やエチル基等の低級アルキル基やメ
トキシ基、エトキシ基、クロル基等のハロゲン基等が１
個または２個以上含まれていてもよい。

これらのパラ配向芳香族ポリアミドの典型的なものとし
ては、ボリーパラヘンズアミド、ポリパラフェニレンテ
レフタルアミド、ポリ−４，４′−ジアミノヘンズアニ
リドテレフタルアミド、ポリーＮ、Ｎ’−ｐ−フェニレ
ンビス（ｐ−ベンズアミド）テレフタルアミド、ポリ−
パラフェニレン−２，６−ナツタルアミド、コポリ−パ
ラフェニレン／３．４’　　（オキシジフェニレン）テ
レフタルアミド、コポリ−パラフェニレン／４．４’（
３，３′−ジメチルビフェニレン）−テレフタルアミド
、ポリ−２−クロロ−パラフェニレンテレフタルアミド
等があげられる。これらのうち、ポリ−パラフェニレン
テレフタルアミド、またはポリマーを構成する繰返し単
位の６０モル％以上が、パラフェニレンテレフタルアミ
ド単位であるコポリマーは、寸法安定性、耐熱性、耐薬
品性の点から好ましい。

かかるパラ配向芳香族ポリアミドは、相当する芳香族環
性ジアミン及び芳香族環性二塩基酸ハライドとから、い
わゆる低温溶液重合法（例えば、特公昭３５−１４３９
９号公報等参照）によって高収率で高重合度ポリマーと
して得られる。

本発明において用いられるパラ配向芳香族ポリアミドの
重合度は、特に制限を受けるものではないが、通常は対
数粘度（ηｔｎｈ）で０．８以上のものが用いられる。

かかる芳香族ポリアミドから粒子を得るには、単離精製
されたポリマーを、通常汎用的に用いられる機械的粉砕
手段、例えば、ボールミル、ハンマーミル、ジェットミ
ル等により粉砕することによって得られる。又、例えば
特開昭６２３２１２３号公報に開示された方法によって
も微細な粒子を得ることができる。本発明においては、
粒子を得る手段は特に制限を受けるものではない。

本発明において用いられる芳香族ポリアミド粒子の粒子
径（平均粒子径を表わし、以後単に粒径と略称する）は
、摺動材とした時の相手側の材質等により多少は異なる
が、通常１００μｍ以下のものが好ましく用いられる。

特に高い摺動特性を得る為には、粒径が５〜５０μｍの
範囲にある粒子を用いるのがよい。

粒子の形状は、球状、リン片状、棒状等々いずれのもの
であっても高い摺動特性を得ることが出来るが、特に高
い摺動特性を得る為には球状であるのが望ましい。

本発明の潤滑性樹脂組成物において、前述のフッ素系樹
脂とノタラ配向芳香族ポリアミド粒子との混合割合は、
重要な因子であり、フッ素系樹脂３０〜９５重量％、パ
ラ配向芳香族ポリアミド粒子５〜７０重量％とすること
が必要である。パラ配向芳香族ポリアミド粒子の量が５
重量％未満では、その効果が小さく、摩耗量が大きく、
また７０重世％を越えると硬質のパラ配向芳香族ポリア
ミド粒子自体が基材として作用し、摩擦係数が増大する
ため好ましくない。パラ配向芳香族ポリアミド粒子の最
も好適な混合割合はｌＯ〜４０重景％で重量。

本発明の潤滑性樹脂組成物とするために、フッ素系樹脂
とパラ配向芳香族ポリアミド粒子を上述の配合割合に混
合するには、従来から知られた方法を利用すればよく、
例えば、フッ素系樹脂の粉末とパラ配向芳香族ポリアミ
ド粒子とを、ヘンシェルミキサー、ボールミル、タンブ
ラ−ミキサー等々の混合機によって混合すればよい。ま
た、溶融性のフッ素系樹脂を用いる場合にあっては、粉
末どうしを混合した後、溶融混合性のよい射出成形機あ
るいは押出成形機に供給するか、または予め熱ローラ、
バンバリーミキサ−等によってフッ素系樹脂を溶融させ
混合する方法等も採用できる。

本発明の組成物を用いて摺動材等に成形する方法は、特
に限定されるものではないが、通常、溶融性のフッ素系
樹脂を用いる場合には射出成形を適用することが出来る
し、また、−旦混合わ〕体を圧縮することによって賦形
し、ついで加熱加圧下に成形する所謂圧縮成形が採用さ
れる。また、場合によっては押出し成形することも可能
であり、使用目的に合わせて成形法を適宜選択すればよ
い。

本発明の潤滑性樹脂組成物は、フッ素系樹脂及びパラ配
向芳香族ポリアミド粒子のほかに、−Ｓに合成樹脂に広
く配合し得る添加剤を、潤滑性樹脂組成物の特性を低下
させない範囲において適宜併用することも出来る。この
ような添加剤としては、たとえば離型剤、難燃剤、耐候
性改良剤等々が例示されるがこれらに限定されるもので
はなく、従来から公知、公用の固体もしくは液状の潤滑
剤を併用することは勿論可能であり、グラファイト、フ
ッ化黒鉛、タルク、窒化ホウ素、シリコーン系樹脂又は
オイル、その他工業用潤滑剤等も使用目的に応じて適宜
選択使用することができる。いずれも、この発明の潤滑
性樹脂組成物の潤滑性をｔｉわない限り、中間製品もし
くは最終製品において化学的もしくは物理的な処理によ
って性質改善のための変性が可能であることは勿論であ
る。

（作用） 本発明の潤滑性樹脂組成物は、耐熱性、機械特性に優れ
た芳香族ポリアミド粒子が細かく分散して摺動接触面を
形成する結果、摩擦係数が小さく、高速領域のＪ！ｉ！
擦であっても安定した摺動特性が得られ、同時に基材の
熱可塑性樹脂が補強される結果、摩耗が小さく長時間安
定した摺動特性を得ることが出来る。

実施例 以下、実施例によって本発明を更に詳細にかつ具体的に
説明する。

摩擦摩耗性の評価 摩擦係数；　鉛末式摩擦摩耗試験機により面圧１０にｇ
／ｃｍ”、線速度６０ｃｍ／秒、５０時間、相手材３４
５Ｃ無給油で 測定した。

摩耗係数；　鉛末式ＦＲ擦摩耗試験機により面圧２　Ｋ
ｇ／ｃｍ”、線速度６０ｃｍ／秒、５０時間、相手材５
４５Ｃ無給油で測定 した。

参考例１ 撹拌機を備えた重合器中のＮ−メチル−２−ピロリドン
２５０Ｋｇに塩化リチウム８．５　Ｋｇ及びパラフェニ
レンジアミン１０．８Ｋｇを加えて溶解し、ついで粉末
状のテレフタル酸クロライド２０．３Ｋｇを一度に投入
して重合を行った。投入後約３分で撹拌が困難となった
ので撹拌を停止し、そのまま３０分間放置したのち、チ
ーズ状に固化した重合固化ドープを得た。

ついでこの重合固化ドープを水と共にヘンシェルミキサ
ー内に入れ、３０分間撹拌し粉砕を行った。このヘンシ
ェルミキサーには、器壁との間隔が５ｍｍとなる位置に
竪型のブレードが備えつけである。粉砕操作を終了後、
内容物を取出しポリマー粒子を水洗し、ついで乾燥した
。得られた乾燥粒子をウイレー型粉砕機に投入して粉砕
を行い、平均粒子径がそれぞれ３７μｍ、８４μｍのポ
リ−パラフェニレンテレフタルアミドの粒子を得た。

得られた粒子の対数粘度（ηｔｎｈ＝ｆｎηｒ／ｃ１３
０°Ｃ１０，２ｇ／１００ｃｃ、９８％硫酸中で測定）
は４，７８であった。

参考例２ 参考例１と同様にしてメタフェニレンジアミン及びイソ
フタル酸クロライドとから、ポリメタフェニレンイソフ
タルアミドの粒子（平均粒子径７８μｍ）を得た。

実施例１〜６、比較例１ フッ素系樹脂粉末（三井フロロケミカル社製；テフロン
７ＡＪ）と参考例１で得られたポリパラフェニレンテレ
フタルアミドの粒子を、第１表に示す割合でボールミル
中で混合し、得られた混合粉末を１４０°Ｃで乾燥後、
辺５０ｍｍＸ　１００ｍｍ厚さ５ｍｍの板材成形用の金
型内に装填し、圧力１００１００Ｏ／ｃｍ”で常温で圧
密賦形した。ついで咳圧密体を３２０°Ｃ×３０分、３
５０°Ｃで１．５時間、３３０°Ｃで４５分間、常圧下
で焼成して成形材を得た。

該成形材から試験片を切り出し、前述の試験法に従って
摩擦摩耗性の評価を行った。その測定結果を第１表に、
及び、実施例４と後記比較例２については、経時時間に
対する摩耗量についての測定結果を第１図に示した。

これらの結果からも明らかなように、本発明の樹脂組成
物からなる成形品の摺動特性は極めて優れていることが
認められた。

比較例２ 実施例１〜６で用いられたフッ素系樹脂と参考例２で得
られたポリメタフェニレンイソフタルアミド粒子から、
実施例と同様にして成形体を型造し、試験評価した。そ
の時の結果を第１表に並記した。また経時時間に対する
摩耗量を実施例４と比較した時の結果を第１図に示した
が、比較例２の成形材は１８０時間以降、急激に摩耗量
が増大し、異常摩耗が起きていることが認められた。

比較例３ フッ素樹脂単体品（ポリテトラフルオロエチレン）から
試験片を切り出し、本実施例と同一条件での摩擦摩耗評
価を行った。その結果を第１表に並記したが、数時間で
異常摩耗が起き、評価を途中で断念した。

（以下余白） （発明の効果） 以上の説明ならびに実施例により明らかな如く、フッ素
系樹脂に、パラ配向芳香族ポリアミド粒子を配合するこ
とによって、特に高速領域での摺動特性が著しく改善さ
れ、更に長時間安定な摺動特性が得られる。その結果、
従来困難とされて来た高速領域での軸受等摺動材の樹脂
化が可能となり、軽量化と共に経済性の仁においても多
大な効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明（実施例４）及び比較例２の摩耗量評
価試験結果を示すものである。 特許出願人　　旭化成工業株式会社 一芽１に日１１時間 （ｈｒ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）フッ素系樹脂３０〜９５重量％とパラ配向芳香族
   ポリアミド粒子５〜７０重量％とからなることを特徴と
   する潤滑性樹脂組成物