JPH02199176A - 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、
電気部品、機械部品等に好適な優れた摺動特性を有する
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。

かかる摺動部材においては、従来、摺動性の良い合成樹
脂として、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエチレン
、フッ素系樹脂等が用いられている。

これらは、低荷重、低速領域においては、無潤滑下でも
要求される摺動特性を満足するが、高荷重、高速領域に
なるに従って、摩擦熱の為に焼きつきを起こしたり、フ
ローするなど使用ができなくなる。また、フッ素樹脂、
特に四フッ化エチレン樹脂は、それ自体、高い耐熱性と
共に優れた摺動性を与えるものの、高荷重域では塑性変
形が著しく、長時間安定した摺動性が得られないという
欠点を有する。

これらの欠点を改良する目的で、これらの合成樹脂に潤
滑油を加え、いわゆる含油プラスチックとする方法が採
られたが、この方法においては、加温加熱によって油が
浸み出てしまう、成形性が悪い、得られる成形材料物性
が低下する、−旦油が切れると異常摩耗を起こす等、多
くの問題があった。

一方、上述の液状の潤滑油に代わって、固体潤滑材を加
え摺動特性を向上させる方法も既に知られている。例え
ば、ポリフェニレンサルファイドに、四フッ化エチレン
樹脂、金属酸化物粉末あるいは芳香族ポリアミド繊維を
含有させる方法（特開昭５７−１００１２３号公報）、
オレフィン系合成樹脂にニッケル粉末及び炭素繊維を添
加する方法（特開昭６１−１６８６４５号公報）、ある
いは、熱可塑性樹脂に、酸化不融化処理したポリフェニ
レンサルファイド樹脂粉末を配合する方法（特開昭６３
−２７５６６７号公報）等があげられる。

かかる方法によって、上述の含油プラスチックにおける
油の浸み出しに起因する問題は解決されるものの、金属
あるいは無機物の粒子を含有させるために、相手材の摺
動面を傷つけ、安定した摺動特性が得られない。特に機
器軽量化の為、相手材が、樹脂あるいはアルミニウム、
黄銅等の軟質金属の場合には異常摩耗を引き起こす。ま
た、芳香族ポリアミド繊維あるいは炭素繊維等を加える
ことによって、得られる成形品の材料物性は高めること
が出来るものの、成形時の分散が困難であること、摩擦
に際してフィブリル状の摩耗粉を発生して堆積するなど
の新たな問題を引き起こすものであった。また酸化不融
化処理したポリフェニレンサルファイド樹脂粉末では、
充分な耐熱性が得られず、高荷重、高速領域の摺動材と
して不完である。

（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、高
荷重、高速領域の摺動に際して、相手材を傷つけること
な（、摩擦係数が小さく、優れた摺動特性を有し、かつ
耐熱性、材料物性に優れた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） 本発明者は、上記の目的を達成するため、耐熱性及び機
械的特性に優れるポリイミド系樹脂に注目し、鋭意研究
を重ねた結果、後述する熱可塑性樹脂にポリイミド樹脂
粒子を特定量配合した組成物が、耐熱性、高荷重、高速
領域での摺動性に優れ、更に材料物性に優れた成形品が
、射出成形によって容易にかつ効率的に得られることを
見出し、本発明を完成するに至ったものである。

即ち本発明は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して、ポ
リイミド樹脂粒子１〜１００重量部を配合してなること
を特徴とする潤滑性樹脂組成物である。

本発明において、熱可塑性樹脂は、特に限定されるもの
ではなく、例えば、ポリエチレン樹脂（低密度、高密度
、超高分子量）、塩素化ポリオレフィン樹脂、ポリプロ
ピレン樹脂、変性ポリオレフィン樹脂、エチレン・ビニ
ルアセテート共重合体、エチレン・エチルアクリレート
共重合体、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアセク
ール樹脂、ナイロン６．６６．６１０．１２等々のポリ
アミド樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、
ポリウレタンエラストマー、熱可塑性ポリイミド樹脂、
熱可塑性ポリエーテルイミド樹脂、熱可塑性ポリアミド
イミド樹脂、アイオノマー樹脂、ポリフェニレンオキサ
イド樹脂、メチルペンテン樹脂、ポリアリルスルホン樹
脂、ポリアリルエーテル樹脂、ポリエーテルスルホン樹
脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケ
トン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリスル
ホン樹脂、全芳香族ポリエステル、ポリエチレンテレフ
タレート樹脂、熱可塑性エラストマーその他各種の熱可
塑性高分子物質のブレンド物、共重合体等々を例示する
ことができる。これらの例示された熱可塑性樹脂におい
て、特に高い耐熱性の潤滑性樹脂組成物を得るには、全
芳香族ポリエステル樹脂、ポリアリルエーテルスルホン
樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテル
ケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、熱可塑
性ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリイミド
樹脂あるいはこれらの樹脂のブレンド物を用いるのが好
適である。

本発明において用いられるポリイミド樹脂とは、テトラ
カルボン酸又はその誘導体とジアミン化合物とから脱水
縮合・閉環されたイミド結合ポリマーをいう。本発明に
おいては、繰返し単位中の他の構成は特に制限されるも
のではなく、例えば、脂肪族のジアミンと脂肪族のテト
ラカルボン酸との組合せ、脂環族のジアミン及びテトラ
カルボン酸の組合せ、芳香族ジアミン及びテトラカルボ
ン酸との組合せ、あるいはこれらのジアミン、テトラカ
ルボン酸を組合せた共重合体、更には、一般にビスマレ
イミドとして総称されるポリイミド等々であってよい。

このうち特に下式（１）で示される芳香族ポリイミド及
び下式（２）で示されるビスマレイミドをジアミン等の
硬化材により加熱硬化したポリイミド樹脂は、耐熱性、
耐薬品性及び機械的性、質に特に優れ本発明において最
も好ましく用いられるポリイミド樹脂である。

（Ｘは一〇　　、　　−ＣＯ、Ｃｕｔ　　、　　Ｓｏ！
−を示す）の中から選ばれる１種又は２種以上を表わす
。

但し、式（２）中Ａｒ３は、　”ｙ、−＜ＨシーＳＯ！
−を示す）の中から選ばれる１種又は２種以上を表わす
。

これらの芳香族ポリイミドは、相当する芳香族ジアミン
及び芳香族テトラカルボン酸無水物との反応により一旦
ポリアミド酸を経た後、あるいは直接加熱処理あるいは
化学的脱水処理によって閉環され、相当する芳香族ポリ
イミドとして得られる。また、式（２）で示されるビス
マレイミドを、例えば、芳香族ジアミン等の硬化剤と共
に加熱すること、あるいは、過酸化物を加えて加熱硬化
する方法によって、式（２）で示されるイミド結合を持
ったポリイミド樹脂とすることができる。

かかるポリイミド樹脂から粒子を得るには、例えば上述
の方法によって得られた樹脂を、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、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、例えば重
合段階において加熱処理によって不溶化して沈殿生成す
る粒子をそのまま、あるいは必要に応じて粉砕・分級を
行って得ることもできる。

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ポリイミド樹脂粒子の粒子径
（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３μｌｌ〜３００μｍの範囲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〜
２００μ鋼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く、又射
出成形時の成形加工性にも優れる。

本発明の潤滑性樹脂組成物は、前述の熱可塑性樹脂１０
０重量部に対して、上述のポリイミド樹脂粒子が１〜１
００重量部配合されることが重要である。ポリイミド樹
脂粒子の量が１重量部以下では充分な摺動特性を得るこ
とが出来ず、また、１００重量部以上では、高い耐熱性
は得られるが、摺動性はむしろ低下するので好ましくな
い。

ポリイミド樹脂粒子の配合比率が上述の範囲であれば、
摩擦係数が小さく、高荷重、高速領域においても優れた
摺動特性を発揮することが出来るが、ポリイミド樹脂粒
子の配合比率が５〜５０重量部において特に優れた摺動
特性を発揮する。

本発明の潤滑性樹脂組成物とするために、熱可塑性樹脂
とポリイミド樹脂粒子を上述の配合比率に混合するには
、従来がらよく知られた方法を利用すればよく、例えば
熱可塑性樹脂の粉末とポリイミド樹脂粒子とを、ヘンシ
ェルミキサー、ボールミル、タンブラミキサー等の混合
機によって混合した後、溶融混合性のよい射出成形機も
しくは押出機に供給するか、または予め熱ローラ、／Ｘ
ＩＸパンーミキサー等によって熱可塑性樹脂を溶融させ
混合する方法等も利用できる。

本発明の組成物を摺動材等に成形するにあたっても、そ
の方法を特に限定するものではないが、射出成形はもち
ろんのこと、圧縮成形、押出成形も容易になし得る。

本発明の潤滑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂及びポリイ
ミド樹脂粒子のほかに、一般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できる。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、四フッ化エチレン樹脂、グラ
ファイト、フッ化黒鉛、タルク、窒化ホウ素、フッ素系
オイル、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
損わない限り、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
たポリイミド樹脂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、高速領域の摩擦であっ
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かつ具体的に説
明する。

尚、実施例において用いられた熱可塑性樹脂は、次に示
す通りであり、実施例中では〔〕内に示す略称で表示す
る。

（１）ポリアセクール（ＰＯＭ） （旭化成工業社製；テナック５０１０）（２）ナイロン
６６　（Ｎｙ６６） （旭化成工業社製；レオナ１３００３）（３）ポリエー
テルスルホン（ＰＥＳ）（住友化学社製；ピクトレック
ス３００　Ｐ）（４）ポリエーテルイミド（ＰＥＩ） （ＧＢ社製；ウルテム１０００） （５）芳香族ポリエステル（ＡｒＥＳ）（住友化学社製
；エコノールＥ２０００）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１０ｋｇ
／ｃｊ、線速度６０ｃｍ／秒、相手材３４５Ｃ無給油で
測定した。

摩擦係数；　鉛末式摩擦摩耗試験機により面圧２ｋｇ／
ｃｄ、線速度６０Ｃ１ｌ／秒、相手材３４５Ｃ無給油で
測定した。

溶融限界ＰＶ値： 材料が一定の荷重（Ｐ）におい て、ある周速度（Ｖ）以上になっ た時、溶けたり、焼付いたりする 負荷の限界値Ｐと■との積である。

参考例 特公昭３６−１０９９９号公報に従って、５１のＮ−メ
チル−２−ピロリドンに塩化リチウム６４ｇｒ及び４．
４′　−ジアミノジフェニルエーテル３００ｇｒを溶解
したのち、０°Ｃに冷却した。ついで、ピロメリット酸
二無水物３２７ｇｒを、系内の温度が１０°Ｃ以上とな
らないように粉末のまま加え重縮合を行った。ついで、
得られたこのポリアミド酸溶液を、平底バット内に流延
して１８０°Ｃに加熱し、更に２７０°Ｃに加熱して溶
媒除去及び脱水閉環を行わせてポリイミドを得た。つい
で、得られた平板状のポリイミドを粗砕したのち、シェ
アドミル型粉砕機を用いて粉砕したのち分級し、平均粒
径４６μ−のポリイミド粒子を得た。

実施例１〜３ 参考例によって得られたポリイミド樹脂粒子とＰＯＭの
粉末を第１表に示す割合で混合後、２軸押比機により溶
融混練して押出し、ペレット状の組成物を得た。ついで
、このベレットを用いて、射出成形により試験片を作成
し、摩擦摩耗性の評価を行った。また比較のため、粒子
を添加しないものについても同様に評価し、結果を第１
表に併記した。

第１表からも明らかな通り、本発明の樹脂組成物から得
られた成形物の摺動性は優れたものであることが認めら
れた。又、比較例に示した芳香族ポリアミド粒子を含ま
ない成形物は、試験条件下で焼付きを起こしたのに対し
、本発明の樹脂組成物からなる成形物は、更に苛酷な条
件での使用も可能であり、耐熱性にも優れることが立証
された。

実施例４〜８ ケルイミド６０１（三井石油化学社製ビスマレイミド樹
脂）をジェットミルにて再粉砕、分級し、平均粒径２５
μ鋤の粒子を得た。この粒子を用いて実施例１〜３と同
様の方法にて、第２表に示される組成物を得、同様の評
価を行った結果を第２表に示す、いずれも極めて高い摺
動特性を有することが認められた。

（発明の効果） 以上の説明並びに実施例により明らかな如く、熱可塑性
樹脂に、特定量のポリイミド樹脂粒子を配合することに
よって、高荷重、高速領域での摺動特性が著しく改善さ
れ、その結果、軽量かつ高性能の摺動部材を得ることが
出来る。又、本発明の組成物は、耐熱性、機械的性質に
も優れ、バランスのとれた優れた性質を兼ね備えるもの
である。

特許出願人　　　旭化成工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　熱可塑性樹脂１００重量部に対して、ポリイミド樹脂
   粒子１〜１００重量部を配合してなることを特徴とする
   潤滑性樹脂組成物