JPH02212539A - 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、例えば軸受け、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６２１２７２２７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ｉ負傷させ
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
ド粒子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ずことが
判明した。即ち、高速領域での摺動に際しては、メリ配
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％と芳香
族ポリエーテルケトン系ポリマー粒子５〜７０重世％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。

さらに本発明においては、芳香族ポリエーテルケトン系
ポリマー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エーテルケトン系
ポリマーとは、下記一般式〔１〕及び（ＩＩ）で表わさ
れるものである。

ある。）で表わされる置換基を有するか又は置換基を有
さない２価の芳香族残基であって、同−又は異なったも
のでもよい。

具体的には、例えば 〇− ３Ｏ□ −Ｃｌｌｚ　　、　　−Ｃ（ＣＩ＋３）　２のいずれか
で かかるポリマーはコポリマーあるいはターポリマであっ
てもよく、また、ポリマーを構成する繰返し単位の４０
モル％以下がエーテルケトン系以外の繰返し単位を有す
るコポリマーであることも許される。また式（１）及び
（ＩＩ）において、Ａｒｃ、Δｒ２＋　Ａｒ３は核置換
基を有していてもよく、例えば、クロル、ブロム等のハ
ロゲン基、メチル、エチル等の低級アルキル基、メトキ
シ、エトキシ基等のアルコキシ基などの置換基があげら
れるが、これに限定されるものではない。置換基の数は
、１又は２以」二であってもさしつかえない。

芳香族ポリエーテルケトン系ポリマーの中でもとりわけ
、芳香族ポリエーテルエーテルケ］・ンは、その構造か
らも予想される通り、剛直であって寸法安定性、耐熱性
、耐薬品性、耐衝撃性等に優れる。

かかる芳香族ポリエーテルケトン系ポリマーは、相当す
るジハロゲン化ゲトンとジヒドロキシ化合物とから、い
わゆる芳香族求核置換重合によって高収率で結晶性の高
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芳香族ポリエーテルケトン系
ポリマーの重合度は特に制限をうけるものではないが、
通常は対数粘度（μ　１ｎｈ）で０．８以」二のものが
用いられる。

かかる芳香族ポリエーテルケトン系ポリマーから粒子を
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、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
って不溶化して沈澱生成する粒子にそのまま、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うけるも
のではない。

本発明において用いられる芳香族ポリエーテルケトン系
ポリマー粒子の粒子径（平均粒子径を表わし、以後単に
粒子径と略称する）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１．　Ｏ０μｍ以下のも
のが好ましく用いられる。

特に高い摺動性を得る為には、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
脂と芳香族ポリエーテルケトン系ポリマ粒子との混合割
合は、重要な因子であり、フッ素系樹脂３０〜９５重量
％、芳香族ポリエーテルケトン系ポリマー粒子５〜７０
重量％とすることが必要である。芳香族ポリエーテルケ
トン系ポリマー粒子の量が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
硬質の芳香族ポリエーテルケ［・ン系ポリマー粒子自体
が基材として作用し、摩瞭係数が増大するため好ましく
ない。芳香族ポリエーテルケトン系ポリマー粒子の最も
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
と芳香族ポリエーテルケトン系ポリマ粒子を上述の配合
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エー
テルケトン系ポリマー粒子とを、ヘンシエルミキサー、
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、−旦混合扮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
ポリエーテルケトン系ポリマー粒子のほかに、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、本発
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
た芳香族ポリエーテルゲトン系ポリマ粒子が細かく分散
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；銘木式摩擦摩耗試験機により面圧１０ｋｇ／
ｃ＋ｆｌ、線速度６０Ｃ１１１／秒、５０時間、相手材
３４５Ｃ無給油 で測定した。

摩耗係数；銘木式摩擦摩耗試験機により面圧’；ｌ　ｋ
ｇ　／　ｃ＋ａ　、線速度６０ｃｍ／秒、５０時間、相
手材３４５Ｃ無給油 で測定した。

参考例１ 攪拌機、窒素導入管およびコンデンサーを備えり重合器
に４．４′　−ジフルオロヘンヅフェノン４３６ｇｒ、
ハイドロキノン２２０ｇｒおよびジフェニルスルホン６
００ｇを加え、攪拌しながらジャケット温度２００″Ｃ
でン容解させた。次いで無水炭酸カリウムを加え、ジャ
ケット温度２２０°Ｃで１時間、２７０　’Ｃで１時間
、３３０　’Ｃで１時間、重合を行った。冷却して得ら
れた重合物をヘンシェルミキサー内に入れ、３０分間攪
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　ｍｍとなる位置に竪型のブレードが備え
つけである。粉砕終了後、内容物を取り出しポリマー粒
子をアセトンで２回、水で３回、そしてヌクノル／アセ
トンで数回洗浄することによりジフェニルスルホンおよ
び無機塩を除去し、次いで乾燥した。得られた乾燥粒子
をウィレー型粉砕機に投入して粉砕、分級を行い、平均
粒径がそれぞれ４２μｍ、９５μｍの芳香族ポリエーテ
ルエーテルケトンの粒子を得た。

得られた粒子の対数粘度（η１ｎｈ＝ｆｆｉｎ　ηｒ／
ｃ、３０’Ｃ１０，２ｇ　／　１００ｃｃ、９８％硫酸
中で（測定）は４．２３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
た系をン容剤とし、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ヲ行い、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分間攪拌し粉砕を
行った。粉砕終了後、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ィレー型
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７８μｍ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、比較例１ フッ素系樹脂粉末（三共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エーテルエー
テルケトンの粒子を第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
５０ｍｍＸ１００ｍｍ、厚さ５価の板材成形用の金型内
に装填し、圧力１０００に、ｇ　ｆ　／−常温で圧密賦
形した。ついで該圧密体を３２０　’ＣＸ　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表に示
す。

比較例２ 実施例１〜５で用いられたフッ素樹脂と参考例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。

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、芳香族ポリエーテルケトン系ポリマー粒子を
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点に
おいても多大な効果を有するものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. フッ素系樹脂３０〜９５重量％と芳香族ポリエーテルケ
   トン系ポリマー粒子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