JPH02206637A - 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優れた潤
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７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
摩耗量が急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材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Ｂ） 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１員傷させること
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重量％とポリ
アミドイミド樹脂粒子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、１ｏｏｏｏ〜５ｏ
ｏｏｏ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、芳香族ポリアミドイミド粒子が用い
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。

本発明において用いられる芳香族ポリアミドイミドとは
、芳香族環に直接結合されたアミド基及びイミド基によ
って連結された繰返し単位を有するポリマーであって、
下記式を満足されるものを゛いう。

２種以上であって、Ｒは水素、アルキル基、アルコキシ
基、ハロゲンのいずれかであり、Ｘは、−〇−−ｃｏ−
−ｓｏ、−５−ｃｎｚ−を表わす。

かかる芳香族ポリアミドイミドは、芳香族トリカルボン
酸であるトリメリット酸クロライド無水物と相当する芳
香族ジアミン、例えばメタフェニレンジアミン、パラフ
ェニレンジアミン、４，４〜ジアミノジフエニルエーテ
ル、４４−ジアミノジフェニルメタン、４，４−ジアミ
ノジフェニルスルホン等々とを低温溶液液重合すること
によって容易に得ることができる。また、芳香族ジアミ
ンのかわりに、芳香族ジイソシアナート、例えば、トリ
レンジイソシアナート、ナフタレン−２，６−ジイソシ
アナート、メタフェニレンジイソシアナート、パラフェ
ニレンジイソシアナート等々と、トリメリット酸又はそ
の無水物とを例えばＮ−メチル−２−ピロリドン等のア
ミド系溶媒中などで加熱反応させることによって得られ
る。

本発明において用いられる芳香族ポリアミドイミドの重
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（η１ｎｈ）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イ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イミド粒子
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５〜５０
μｍ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
脂と芳香族ポリアミドイ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％、芳香族
ポリアミドイミド粒子５〜７０重量％とすることが必要
である。配向芳香族ポリアミドイミド粒子の量が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重量％を越えると硬質の芳香族ポリアミドイミド粒
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。芳香族ポリアミドイミド粒子の最も好適な
混合割合は１０〜４０重量％である。

本発明の潤滑性樹脂組成物とするために、フッ素系樹脂
と芳香族ポリアミドイ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芳香族ポリアミドイミド粒
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、−旦混合粉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、フッ素系樹脂及び芳香族
ポリアミドイミド粒子のほかに、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、例えば離型剤、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損わなわない限り、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イ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
フッ素系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できる。

（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。

く摩擦摩耗性の評価〉 摩擦係数；　鉛末式摩擦摩耗試験機により面圧１０ｋｇ
／ｃ１ａ、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；　鉛末式摩擦摩耗試験機により面圧２ｋｇ／
ｃｆｆｌ、線速度６０印／秒、５０時間、相手材３４５
Ｇ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、ジアミノ
ジフェニルメタン１９．８　ｋｇを加えて溶解し、つい
で、粉末状の無水トリメリット酸クロライド２１、１　
ｂを一度に投入して重合を行った。

撹拌を３時間つづけたのち、得られた粘稠な重合ドープ
を水と共にヘンシェルミキサー内に入れ、３０分間撹拌
し粗砕を行った。粗砕終了後、内容物を取り出して水洗
乾燥した。ついで得られた粗砕物を２７０°Ｃ１Ｉ　Ｔ
ｏｒｒの真空乾燥機で２時間処理した。ついで、得られ
た処理物を、ジェットミル粉砕機にて粉砕したのち分級
し、平均粒径３４μｍの芳香族ポリアミドイミド粒子を
得た。

得られた粒子の対数粘度（ηｉｎｈ　＝ｌ　ｎ　ｙ７ｒ
／’Ｃ１３０°Ｃ１０，２ｇ／　１００ｃｃ、９８％硫
酸中で測定）は４．６５であった。

参考例２ Ｎ−メチル−２−ピロリドンに塩化カルシウムを添加し
た系を溶剤とし、公知の方法でポリメタフェニレンイソ
フタルアミドの重合を行ない、次いで重合ドープを水と
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
５順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
、ついで乾燥粒子をウイレー型粉砕機に投入して粉砕を
行い、振動ふるいにて分級し平均粒径７８μ謂のポリメ
タフェニレンイソフタルアミド粒子を得た。

実施例１〜５ 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で得られた芳香族ポリアミドイミド
樹脂の粒子を、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５０皿
×１００印厚さ５ｍｍの板材成形用の金型内に装填し、
圧力１００１００Ｏ／ｃ＋ｆｌで常温で圧密賦形した。

ついで該圧密体を３２０°Ｃ×３０分、３５０°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表に示
す。

比較例１ 実施例１〜５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製造し、試験評価した。そ
の時の結果を第１表に並記する。

比較例２ 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。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。

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、芳香族ポリアミドイ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
来困難とされたき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点においても多大
な効果を有するものである。

特許出願人　旭化成工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. フッ素系樹脂３０〜９５重量％とポリアミドイミド樹脂
   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