JPH02218753A - 摺動部材用樹脂組成物 - Google Patents
摺動部材用樹脂組成物Info
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- JPH02218753A JPH02218753A JP22447288A JP22447288A JPH02218753A JP H02218753 A JPH02218753 A JP H02218753A JP 22447288 A JP22447288 A JP 22447288A JP 22447288 A JP22447288 A JP 22447288A JP H02218753 A JPH02218753 A JP H02218753A
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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。
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、改良された摺動特性および機械的特性を有す
る樹脂組成物に関し、さらに詳しくは、軟質金属または
軟質合金製部品を相手材とする摺動部材用樹脂組成物の
改良に関する。
る樹脂組成物に関し、さらに詳しくは、軟質金属または
軟質合金製部品を相手材とする摺動部材用樹脂組成物の
改良に関する。
(従来技術)
近年、各種合成樹脂を用いた摺動部材が開発されている
。ところが、アルミニウムやアルミニウム合金などの軟
質金属または軟質合金からなる部品を相手材とする合成
樹脂製の摺動部材については、いまだ充分満足できる性
能を有するものは提供されていない。
。ところが、アルミニウムやアルミニウム合金などの軟
質金属または軟質合金からなる部品を相手材とする合成
樹脂製の摺動部材については、いまだ充分満足できる性
能を有するものは提供されていない。
すなわち、油圧機器の軽量化等にともない、アルミニウ
ム合金などの軟質金属または軟質合金が各種部品として
広く使用されているが、これら軟質合金製部品等を相手
材とする摺動部材として。
ム合金などの軟質金属または軟質合金が各種部品として
広く使用されているが、これら軟質合金製部品等を相手
材とする摺動部材として。
ポリテトラフルオロエチレン(PTFEと略記)製なと
の合成樹脂製の摺動部材を使用すると、相手材の損傷や
摩耗が急速に進行するという問題がある。
の合成樹脂製の摺動部材を使用すると、相手材の損傷や
摩耗が急速に進行するという問題がある。
ところで、ポリフェニレンスルフィド(ppsと略記)
は、耐熱性や耐薬品性に優れた樹脂であり、また、充填
材等を用いて強化することにより優れた機械的強度およ
び寸法安定性を示すことが知られている。
は、耐熱性や耐薬品性に優れた樹脂であり、また、充填
材等を用いて強化することにより優れた機械的強度およ
び寸法安定性を示すことが知られている。
しかし、PPSは、それ自体の自己潤滑性は乏しいため
、摺動部材として使用する場合においては、潤滑剤等を
配合している0例えば、PPSに、二硫化モリブデンと
炭素繊維(特公昭57−13586号公報)、PTFE
や金属酸化物、芳香族ポリアミド繊維、金属粉末(特公
昭6〇−11061号公報)、PTFEや二硫化モリブ
デン、ヘキ開性を有する無機充填材(特開昭60−22
8558号公報)などを配合することにより、潤滑性、
耐摩耗性、機械的強度等を付与している。
、摺動部材として使用する場合においては、潤滑剤等を
配合している0例えば、PPSに、二硫化モリブデンと
炭素繊維(特公昭57−13586号公報)、PTFE
や金属酸化物、芳香族ポリアミド繊維、金属粉末(特公
昭6〇−11061号公報)、PTFEや二硫化モリブ
デン、ヘキ開性を有する無機充填材(特開昭60−22
8558号公報)などを配合することにより、潤滑性、
耐摩耗性、機械的強度等を付与している。
また、PTFEをベース樹脂とし、これに充填材として
PPSの粉末を25〜35容積%配合してなる摺動部品
用材料が提案されている(特開昭58−1740号公報
)。
PPSの粉末を25〜35容積%配合してなる摺動部品
用材料が提案されている(特開昭58−1740号公報
)。
しかしながら、これら公知の摺動部材では、軟質合金な
どの柔らかい相手材に対する摺動部材としては必ずしも
充分ではない。
どの柔らかい相手材に対する摺動部材としては必ずしも
充分ではない。
一方、PPSよりも耐熱性に優れたポリアリーレンチオ
エーテルケトン(PTKと略記)を用いるものとしては
、PTFEをベース樹脂としこれにPTKと炭素繊維あ
るいはPTKと黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化タング
ステンを配合した摺動部材が提案されている(特願昭6
3−109917号)が軟質合金などの柔らかい相手材
を目的としたものではない。
エーテルケトン(PTKと略記)を用いるものとしては
、PTFEをベース樹脂としこれにPTKと炭素繊維あ
るいはPTKと黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化タング
ステンを配合した摺動部材が提案されている(特願昭6
3−109917号)が軟質合金などの柔らかい相手材
を目的としたものではない。
(発明が解決しようとする課題)
このように、従来の摺動部材では、相手材がアルミニウ
ム等の軟質金属または軟質合金である場合、相手材を損
傷してしまい、それに伴って摩耗が加速されてしまうと
いう問題があった。
ム等の軟質金属または軟質合金である場合、相手材を損
傷してしまい、それに伴って摩耗が加速されてしまうと
いう問題があった。
本発明の目的は、軟質金属または軟質合金を相手材とし
た時の損傷の問題点を解決し、かつ、高負荷条件、高温
度条件下での使用においても良好な摺動特性と耐久性を
有する摺動部材用樹脂組成物を提供することにある。
た時の損傷の問題点を解決し、かつ、高負荷条件、高温
度条件下での使用においても良好な摺動特性と耐久性を
有する摺動部材用樹脂組成物を提供することにある。
本発明者らは、従来技術の有する問題点を克服するため
に鋭意研究した結果、耐熱性熱可塑性樹脂であるポリア
リーレンスルフィド(PASと略記)および/またはP
TKを使用し、これにPTFE粉末、高強度のピッチ系
炭素繊維および特定の粒径なもつカーボンビーズを配合
した樹脂組成物が、摺動部材とした場合、上記目的を達
成することができることを見出し、その知見に基づいて
本発明を完成するに至った。
に鋭意研究した結果、耐熱性熱可塑性樹脂であるポリア
リーレンスルフィド(PASと略記)および/またはP
TKを使用し、これにPTFE粉末、高強度のピッチ系
炭素繊維および特定の粒径なもつカーボンビーズを配合
した樹脂組成物が、摺動部材とした場合、上記目的を達
成することができることを見出し、その知見に基づいて
本発明を完成するに至った。
(課題を解決するための手段)
すなわち、本発明の要旨は、PASおよびPTKから選
ばれる少なくとも1種の耐熱性熱可塑性樹脂55〜70
重量%、PTFE粉末5〜20重量%、引張強度150
kgf/mm2以上のピッチ系炭素繊維10〜30重量
%、および平均粒径10〜1100LLのカーボンビー
ズ5〜15重量%を含有してなる摺動部材用樹脂組成物
、にある。
ばれる少なくとも1種の耐熱性熱可塑性樹脂55〜70
重量%、PTFE粉末5〜20重量%、引張強度150
kgf/mm2以上のピッチ系炭素繊維10〜30重量
%、および平均粒径10〜1100LLのカーボンビー
ズ5〜15重量%を含有してなる摺動部材用樹脂組成物
、にある。
本発明においては、耐熱性のよいPAS%PTKまたは
これらの混合物に、機械的強度向上のための補強用繊維
としてピッチ系炭素繊維を配合し、固体潤滑剤としてP
TFEとカーボンビーズを組合わせて使用することによ
り、軟質金属または軟質合金製部品を相手材とした場合
に、優れた摺動特性を示すのである。
これらの混合物に、機械的強度向上のための補強用繊維
としてピッチ系炭素繊維を配合し、固体潤滑剤としてP
TFEとカーボンビーズを組合わせて使用することによ
り、軟質金属または軟質合金製部品を相手材とした場合
に、優れた摺動特性を示すのである。
以下、本発明の構成要素について詳述すや。
(耐熱性熱可塑性樹脂)
本発明で使用する耐熱性熱可塑性樹脂は、PPSに代表
されるPASおよび/またはPTKである。
されるPASおよび/またはPTKである。
PAS
本発明で用いるPASは、ポリマーの主構成単位として
p−フェニレンスルフィドの繰返し単位70重量%以上
、さらに好ましくは90重量%以上含むポリアリーレン
スルフィドであり、実質的に線状構造を有するものが好
ましい。実質的に線状構造とは、酸化架橋などによる溶
融粘度の増大処理(キュアー)で得られるような架橋・
分枝構造を有するポリマーではなく、実質的に二官能性
モノマーを主体とするモノマーから得られたポリマーで
ある。p−フェニレンスルフィド単位が50重量%以上
であることに対応して、このPASは、50重量%未滴
の他の共重合構成単位を含んでいても良い、このような
構成単位としては、m−フェニレンスルフィド単位、ジ
フェニルスルフォンスルフィド単位、ジフェニルスルフ
ィド単位、ジフェニルエーテルスルフィド単位、2.6
ナフタレンスルフイド単位などがある。また、p−フェ
ニレンスルフィド繰返し単位70〜95重量%と、m−
フェニレンスルフィド繰返し単位5〜30重量%とから
なるブロック共重合体も好ましく用いられる。
p−フェニレンスルフィドの繰返し単位70重量%以上
、さらに好ましくは90重量%以上含むポリアリーレン
スルフィドであり、実質的に線状構造を有するものが好
ましい。実質的に線状構造とは、酸化架橋などによる溶
融粘度の増大処理(キュアー)で得られるような架橋・
分枝構造を有するポリマーではなく、実質的に二官能性
モノマーを主体とするモノマーから得られたポリマーで
ある。p−フェニレンスルフィド単位が50重量%以上
であることに対応して、このPASは、50重量%未滴
の他の共重合構成単位を含んでいても良い、このような
構成単位としては、m−フェニレンスルフィド単位、ジ
フェニルスルフォンスルフィド単位、ジフェニルスルフ
ィド単位、ジフェニルエーテルスルフィド単位、2.6
ナフタレンスルフイド単位などがある。また、p−フェ
ニレンスルフィド繰返し単位70〜95重量%と、m−
フェニレンスルフィド繰返し単位5〜30重量%とから
なるブロック共重合体も好ましく用いられる。
本発明のPASとしては、融点が250℃を超えるもの
が好ましい、融点が250℃以下では耐熱性樹脂として
の特徴が損なわれてしまうので好ましくない。
が好ましい、融点が250℃以下では耐熱性樹脂として
の特徴が損なわれてしまうので好ましくない。
本発明で使用するPASは、溶融粘度が500ボイズ(
31O℃、剪断速度2005ec−’で測定)以上、好
ましくは2,500〜30,000ボイスの高分子量の
ポリマーである。溶融粘度が500ボイス未満では、機
械的な強度が低い成形体となり好ましくない。
31O℃、剪断速度2005ec−’で測定)以上、好
ましくは2,500〜30,000ボイスの高分子量の
ポリマーである。溶融粘度が500ボイス未満では、機
械的な強度が低い成形体となり好ましくない。
このようなPASは、公知の方法で製造することができ
る0例えば、特開昭61−7332号公報に記載されて
いるように、アルカリ金属硫化物とジハロ芳香族化合物
とをN−メチルピロリドンなどの有機アミド溶媒中で水
の存在下に特定の二段階昇温重合する方法により好適に
得ることができる。
る0例えば、特開昭61−7332号公報に記載されて
いるように、アルカリ金属硫化物とジハロ芳香族化合物
とをN−メチルピロリドンなどの有機アミド溶媒中で水
の存在下に特定の二段階昇温重合する方法により好適に
得ることができる。
PTK
本発明で用いるPTKは、繰返し単位
び−S−基は、ベンゼン環を介してバラ位に結合Jを主
構成単位とするポリアリーレンチオエーテルケトンであ
る0本発明で使用するPTKは、上記繰返し単位が50
重量%以上、好ましくは60重量%以上、さらに好まし
くは70重量%以上含むボリャーであることが好ましい
、上記繰返し単位が50重量%未満では、結晶性が低下
し、それに伴って耐熱性も低下するおそれがある。
構成単位とするポリアリーレンチオエーテルケトンであ
る0本発明で使用するPTKは、上記繰返し単位が50
重量%以上、好ましくは60重量%以上、さらに好まし
くは70重量%以上含むボリャーであることが好ましい
、上記繰返し単位が50重量%未満では、結晶性が低下
し、それに伴って耐熱性も低下するおそれがある。
上記繰返し単位以外の異種繰返し単位としては、ジフェ
ニルスルフォンスルフィド単位、ジフェニルスルフィド
単位、ジフェニルエーテルスルフィド単位、2.6−ナ
フタレンスルフィド単位など各種のものがある。
ニルスルフォンスルフィド単位、ジフェニルスルフィド
単位、ジフェニルエーテルスルフィド単位、2.6−ナ
フタレンスルフィド単位など各種のものがある。
本発明で使用するPTKは、未キユア−ポリマー、より
好ましくは未キュアー線状ポリマーであることが好まし
い、しかし、熱安定性や流動性、結晶性を損なわない限
度において、若干の架橋・分枝構造を導入したPTKで
あってもよい。
好ましくは未キュアー線状ポリマーであることが好まし
い、しかし、熱安定性や流動性、結晶性を損なわない限
度において、若干の架橋・分枝構造を導入したPTKで
あってもよい。
本発明で使用するPTKは、高耐熱性で、溶融加工が可
能であり、かつ、機械的強度に優れたポリマー、である
ために、次のような物性を有するものであることが好ま
しい。
能であり、かつ、機械的強度に優れたポリマー、である
ために、次のような物性を有するものであることが好ま
しい。
(イ)耐熱性が優れている指標として、融点Tmが31
0〜380℃であること。
0〜380℃であること。
(ロ)ポリマーの溶融状態での熱安定性を示す指標とし
て、溶融結晶化温度Tmc (420℃/10分)が2
10℃以上であり、その時の残留溶融結晶化エンタルピ
ーΔHmc (420℃710分)がIOJ/g以上で
あること。
て、溶融結晶化温度Tmc (420℃/10分)が2
10℃以上であり、その時の残留溶融結晶化エンタルピ
ーΔHmc (420℃710分)がIOJ/g以上で
あること。
なお、Tmc (420℃710分)およびΔHmc
(420℃/10分)は、差動走査熱量計(DSCと略
記)でPTKを不活性ガス雰囲気下で50℃に5分間保
持後、75℃/分の速度で420℃まで昇温し、420
℃で10分間保持し、しかる後10℃/分の速度で降温
した際の溶融結晶化のピーク時の温度およびピーク面積
から計算される溶融結晶化エンタルピーである。
(420℃/10分)は、差動走査熱量計(DSCと略
記)でPTKを不活性ガス雰囲気下で50℃に5分間保
持後、75℃/分の速度で420℃まで昇温し、420
℃で10分間保持し、しかる後10℃/分の速度で降温
した際の溶融結晶化のピーク時の温度およびピーク面積
から計算される溶融結晶化エンタルピーである。
(ハ)ポリマーの分子量を示す指標である還元粘度ηr
amが0.2〜2d!/gであること。
amが0.2〜2d!/gであること。
なお、還元粘度η10.は、98%硫駿を溶媒とし、濃
度0.5g/dJ2の溶液の25℃における値である。
度0.5g/dJ2の溶液の25℃における値である。
(ニ)結晶性ポリマーの特性を示す指標として、結晶化
物(280℃/30分アニーリングしたもの)の密度(
25℃)が1.34g/cd以上であること。
物(280℃/30分アニーリングしたもの)の密度(
25℃)が1.34g/cd以上であること。
このような耐熱性で熱安定性に優れたPTKは、例えば
、アプロチック極性有機溶媒、好ましくは有機アミド溶
媒中で、アルカリ金属硫化物とジハロ芳香族化合物、好
ましくは4,4′−ジクロロベンゾフェノンおよび/ま
たは4.4′−ジブロモベンゾフェノンを主体とするジ
ハロ芳香族化合物とを、下記(a)〜(c)の条件で脱
ハロケン化/硫化反応させることにより好適に製造する
ことができる。
、アプロチック極性有機溶媒、好ましくは有機アミド溶
媒中で、アルカリ金属硫化物とジハロ芳香族化合物、好
ましくは4,4′−ジクロロベンゾフェノンおよび/ま
たは4.4′−ジブロモベンゾフェノンを主体とするジ
ハロ芳香族化合物とを、下記(a)〜(c)の条件で脱
ハロケン化/硫化反応させることにより好適に製造する
ことができる。
(a)共存水分量/有機アミド溶媒仕込量の比が2.5
〜15(モル/kg)の範囲であること。
〜15(モル/kg)の範囲であること。
(b)ジハロ芳香族化合物仕込量/アルカリ金属硫化物
仕込量の比が0.95〜1.2(モル1モル)の範囲で
あること。
仕込量の比が0.95〜1.2(モル1モル)の範囲で
あること。
(C)反応を60〜300℃の範囲で行なうこと。ただ
し、210℃以上での反応時間は、10時間以内である
こと。
し、210℃以上での反応時間は、10時間以内である
こと。
また、反応装置として、少なくとも反応液との接液部が
チタン材で構成された装置を使用すれば、より好適に熱
安定性PTKを得ることができる。
チタン材で構成された装置を使用すれば、より好適に熱
安定性PTKを得ることができる。
さらに、重合末期において、−〇〇−基と同等またはそ
れ以上の電子吸引性を有する置換基を1個以上含む少な
くとも1つのハロゲン置換芳香族化合物(モノマーとし
て用いたジハロ芳香族化合物が好ましい)を添加して反
応させること(重合末期の安定化処理)によって、熱安
定性がさらに改良されたPTKを得ることができる。
れ以上の電子吸引性を有する置換基を1個以上含む少な
くとも1つのハロゲン置換芳香族化合物(モノマーとし
て用いたジハロ芳香族化合物が好ましい)を添加して反
応させること(重合末期の安定化処理)によって、熱安
定性がさらに改良されたPTKを得ることができる。
このようなPTKは、例えば特願昭63−109916
号に記載の方法により製造することができる。
号に記載の方法により製造することができる。
本発明のPTKは、耐熱性で高熱安定性であるため、摺
動時の熱による寸法変化が小さく、炭素繊維やカーボン
ビーズの脱落防止能に優れる。その上、PTKは、潤滑
性も優れており、耐熱性熱可塑性樹脂として好ましい特
徴を有している。
動時の熱による寸法変化が小さく、炭素繊維やカーボン
ビーズの脱落防止能に優れる。その上、PTKは、潤滑
性も優れており、耐熱性熱可塑性樹脂として好ましい特
徴を有している。
(PTFE粉末)
本発明で使用するPTFE粉末は、通常、成形用あるい
は固体潤滑剤として市販されている微粉末の樹脂であり
、PASやPTKに配合することにより、特に軟質金属
または軟質合金製部品を相手材とした場合に摩擦係数を
低下させる効果がある。
は固体潤滑剤として市販されている微粉末の樹脂であり
、PASやPTKに配合することにより、特に軟質金属
または軟質合金製部品を相手材とした場合に摩擦係数を
低下させる効果がある。
(炭素繊維)
本発明で使用する炭素繊維は、ピッチ系に属する炭素繊
維であり、引張強度(JIS R−7601)が150
kgf/mrr?以上、好ましくは200kgf/mr
r?以上の高強度のものである。
維であり、引張強度(JIS R−7601)が150
kgf/mrr?以上、好ましくは200kgf/mr
r?以上の高強度のものである。
ピッチ系炭素繊維を配合することにより、耐熱性熱可塑
性樹脂を補強し機械的強度を向上させ、耐摩耗性を低減
させる。ピッチ系炭素繊維の引張強度が150kgf/
mrr?未満であると、強度への寄与が少なくなるため
、摺動部材の耐摩耗性および強度が低下する。
性樹脂を補強し機械的強度を向上させ、耐摩耗性を低減
させる。ピッチ系炭素繊維の引張強度が150kgf/
mrr?未満であると、強度への寄与が少なくなるため
、摺動部材の耐摩耗性および強度が低下する。
炭素繊維の原料は主に、ピッチとポリアクリロニトリル
(PANと略記)であり、それによりピッチ系とPAN
系に大別されるが、本発明で用いる炭素繊維は、ピッチ
系炭素繊維である。PAN系炭素繊維は、耐熱性熱可塑
性樹脂、特にPASやPTKに配合した場合、ピッチ系
炭素繊維を使用した場合と比較して、摩擦係数や摩耗量
が大きくなり、摺動部材用樹脂組成物の充填材としては
好ましくない。
(PANと略記)であり、それによりピッチ系とPAN
系に大別されるが、本発明で用いる炭素繊維は、ピッチ
系炭素繊維である。PAN系炭素繊維は、耐熱性熱可塑
性樹脂、特にPASやPTKに配合した場合、ピッチ系
炭素繊維を使用した場合と比較して、摩擦係数や摩耗量
が大きくなり、摺動部材用樹脂組成物の充填材としては
好ましくない。
ピッチ系炭素繊維は、繊維長0.1〜6mm。
糸径5〜20μmのものが好ましい、繊維長が短すぎる
と補強効果が少なくなり、逆に長ずざると樹脂中への分
散性が悪くなるので、いずれも好ましくない、糸径が太
すぎると繊維の引張強度が低下し補強効果が少なくなり
、細すぎると繊維同士の絡み合いが多(なり樹脂中への
分散性が悪くなるので好ましくない。
と補強効果が少なくなり、逆に長ずざると樹脂中への分
散性が悪くなるので、いずれも好ましくない、糸径が太
すぎると繊維の引張強度が低下し補強効果が少なくなり
、細すぎると繊維同士の絡み合いが多(なり樹脂中への
分散性が悪くなるので好ましくない。
ところで、補強用繊維としてガラス繊維が一般に使用さ
れろことが多いが、軟質金属または軟質合金製部品を相
手材とする場合には、相手材の損傷が激しくなるので好
ましくない。
れろことが多いが、軟質金属または軟質合金製部品を相
手材とする場合には、相手材の損傷が激しくなるので好
ましくない。
(カーボンビーズ)
本発明で用いるカーボンビーズは、平均粒径が10〜1
00μmのものである。カーボンビーズな配合すると、
摺動部材の摺動面に一部露出し、この球状面が他部材に
接触して円滑に摺動する。
00μmのものである。カーボンビーズな配合すると、
摺動部材の摺動面に一部露出し、この球状面が他部材に
接触して円滑に摺動する。
平均粒径が10μm未満ではカーボンビーズの脱落によ
る摺動部材の摩耗が起こる。逆に、1゜0μmを超える
と、混線時にカーボンビーズの破砕が起こり、球状以外
の形状のものが多くできるため、摩擦・摩耗特性が低下
し、相手材の摺動面の損傷を激しくする原因となる。
る摺動部材の摩耗が起こる。逆に、1゜0μmを超える
と、混線時にカーボンビーズの破砕が起こり、球状以外
の形状のものが多くできるため、摩擦・摩耗特性が低下
し、相手材の摺動面の損傷を激しくする原因となる。
また、カーボンビーズは、黒鉛質では層剥離によって摺
動部材の摩耗量が多(なるため、炭素質であることが好
ましい、なお、カーボンブラックなどの粉状炭素材料で
は形状的に摩擦面に対して滑らかさに欠け、また、摺動
部材の摩耗量が増大するため好ましくない0球状充填材
として、ガラスピーズや球状シリカ等も一般的であるが
、これらの充填材を使用すると、相手材である軟質金属
または軟質合金製部品を損傷するため好ましくない。
動部材の摩耗量が多(なるため、炭素質であることが好
ましい、なお、カーボンブラックなどの粉状炭素材料で
は形状的に摩擦面に対して滑らかさに欠け、また、摺動
部材の摩耗量が増大するため好ましくない0球状充填材
として、ガラスピーズや球状シリカ等も一般的であるが
、これらの充填材を使用すると、相手材である軟質金属
または軟質合金製部品を損傷するため好ましくない。
(配合割合)
本発明における組成物を構成する各成分の配合割合は、
耐熱性熱可塑性樹脂55〜70重量%、PTFE粉末5
〜20重量%、ピッチ系炭素繊維10〜30重量%およ
びカーボンビーズ5〜15重量%である。
耐熱性熱可塑性樹脂55〜70重量%、PTFE粉末5
〜20重量%、ピッチ系炭素繊維10〜30重量%およ
びカーボンビーズ5〜15重量%である。
耐熱性、強度等の物性や成形性に優れ、かつ、充分な摺
動特性を有し、しかも軟質金属または軟質合金製部品を
損傷しない樹脂組成物とするためには、PTFE粉末、
ピッチ系炭素繊維および球状炭素材料としてカーボンビ
ーズな前記特車割合で耐熱性熱可塑性樹脂であるPAS
および/またはPTKに配合することが必要である。な
お、耐熱性熱可塑性樹脂がPTKを50重量%以上含む
ものは、PASを50重量%以上含むものに比べて特に
耐熱性の点で好ましい組成物となる特徴がある。
動特性を有し、しかも軟質金属または軟質合金製部品を
損傷しない樹脂組成物とするためには、PTFE粉末、
ピッチ系炭素繊維および球状炭素材料としてカーボンビ
ーズな前記特車割合で耐熱性熱可塑性樹脂であるPAS
および/またはPTKに配合することが必要である。な
お、耐熱性熱可塑性樹脂がPTKを50重量%以上含む
ものは、PASを50重量%以上含むものに比べて特に
耐熱性の点で好ましい組成物となる特徴がある。
PTFE粉末の配合割合は、5〜20重量%、好ましく
は10〜15重量%である。この配合割合が5重量%未
満では、摩擦特性を改善する効果が少なく、逆に、20
重量%を超えて配合すると、機械的強度の低下につなが
るので好ましくない。
は10〜15重量%である。この配合割合が5重量%未
満では、摩擦特性を改善する効果が少なく、逆に、20
重量%を超えて配合すると、機械的強度の低下につなが
るので好ましくない。
ピッチ系炭素繊維とカーボンビーズは、それぞれ単独で
使用した場合と比較して、両者を併用すると耐摩耗性が
飛躍的に改善され、摩擦特性も改善される。
使用した場合と比較して、両者を併用すると耐摩耗性が
飛躍的に改善され、摩擦特性も改善される。
ピッチ系炭素繊維の配合割合は% 10〜30重量%、
好ましくは15〜25重量%である。この配合割合が、
10重量%未満では機械的強度が低下し、30重量%を
超える量では摩擦特性や耐摩擦性なとの摺動特性が悪化
し、さらに成形性不良の要因となる。
好ましくは15〜25重量%である。この配合割合が、
10重量%未満では機械的強度が低下し、30重量%を
超える量では摩擦特性や耐摩擦性なとの摺動特性が悪化
し、さらに成形性不良の要因となる。
カーボンビーズの配合割合は、5重量%未満では摺動特
性が充分でなく、15重量%を超える量では機械的強度
が低下する。
性が充分でなく、15重量%を超える量では機械的強度
が低下する。
また、PTFE粉末とカーボンビーズの過多、ピッチ系
炭素繊維の過小は、機械的強度の低下につながり、一方
、PTFEとカーボンビーズの過小は、耐摩耗性の改善
効果が得られず好ましくない。
炭素繊維の過小は、機械的強度の低下につながり、一方
、PTFEとカーボンビーズの過小は、耐摩耗性の改善
効果が得られず好ましくない。
そして、前記配合割合の範囲内において、耐熱性、摩擦
・摩耗特性などの摺動特性、および軟質金属または軟質
合金製部品を相手材とした場合に相手材を損傷すること
がない優れた摺動部材を得ることができる。この結果、
摩耗量を3XlO−”mr+f/kg−km以下(ただ
し、スラスト型摩擦摩耗試験機を使用し、相手材として
アルミニウムダイキャスト材を使用、摩擦速度12m/
分、面圧1.Okg/cゴ、試験時間15時間)にする
ことが可能となる。
・摩耗特性などの摺動特性、および軟質金属または軟質
合金製部品を相手材とした場合に相手材を損傷すること
がない優れた摺動部材を得ることができる。この結果、
摩耗量を3XlO−”mr+f/kg−km以下(ただ
し、スラスト型摩擦摩耗試験機を使用し、相手材として
アルミニウムダイキャスト材を使用、摩擦速度12m/
分、面圧1.Okg/cゴ、試験時間15時間)にする
ことが可能となる。
二二で各成分を混合する方法は、特に限定されるもので
はなく、通常広く使用されている方法、例えば、各成分
をヘンシェルミキサー等の混合機で混合するなどの方法
を利用すればよい、また、組成物の成形にあたっては、
特にその方法を限定するものではなく、射出成形等の通
常の溶融加工方法で成形することができる。
はなく、通常広く使用されている方法、例えば、各成分
をヘンシェルミキサー等の混合機で混合するなどの方法
を利用すればよい、また、組成物の成形にあたっては、
特にその方法を限定するものではなく、射出成形等の通
常の溶融加工方法で成形することができる。
また、安定剤、離型剤、着色剤、その他の添加剤等を、
本発明の目的を阻害しない範囲で添加することができる
。
本発明の目的を阻害しない範囲で添加することができる
。
(以下余白)
(実施例)
以下、本発明の摺動部材組成物について、合成実験例、
実施例および比較例を挙げて具体的に説明するが、本発
明は、これら実施例のみに限定されるものではない。
実施例および比較例を挙げて具体的に説明するが、本発
明は、これら実施例のみに限定されるものではない。
愈」L鬼1E例1 (PTKの合成)
4.4′−ジクロロベンゾフェノン(DCBPと略記)
(イハラケミカル工業社製)90モル、含水硫化ソーダ
(水分53.6重量%)(三協化成社製)90モルおよ
びN−メチルピロリドン(NMPと略記)90kgをチ
タン製重合缶に仕込み(共存水分量/NMP=5.0モ
ル/kg)、窒素置換後、室温から240℃まで1.5
時間で昇温し、240℃で2時間保持して反応させた。
(イハラケミカル工業社製)90モル、含水硫化ソーダ
(水分53.6重量%)(三協化成社製)90モルおよ
びN−メチルピロリドン(NMPと略記)90kgをチ
タン製重合缶に仕込み(共存水分量/NMP=5.0モ
ル/kg)、窒素置換後、室温から240℃まで1.5
時間で昇温し、240℃で2時間保持して反応させた。
ついで、重合末期の安定化処理のために、DCBP4.
5モル、NMP18kgおよび水90モルを追加し、2
40℃でさらに1時間反応させた。
5モル、NMP18kgおよび水90モルを追加し、2
40℃でさらに1時間反応させた。
重合缶を冷却し、反応液であるスラリーを取り卸し約2
00リツトルのアセトンに投入し、ポリマーを沈殿させ
、口割し、アセトンと水で2回すつ洗浄し、脱液して、
ウェットポリマーを得た。
00リツトルのアセトンに投入し、ポリマーを沈殿させ
、口割し、アセトンと水で2回すつ洗浄し、脱液して、
ウェットポリマーを得た。
得られたウェットポリマーを80℃で12時間減圧乾燥
して、PTK (アイポリ−色粉末)を得た。
して、PTK (アイポリ−色粉末)を得た。
このPTKの融点は360℃、Tmc (420℃71
0分)は290℃、ΔHmc (420℃/10分)は
43J/g、非品物の密度(25℃)は1.30g/c
ポ、アニール物の密度(25℃)は1.35g/ctr
r、nr*aは0.63dJ2/gであった。
0分)は290℃、ΔHmc (420℃/10分)は
43J/g、非品物の密度(25℃)は1.30g/c
ポ、アニール物の密度(25℃)は1.35g/ctr
r、nr*aは0.63dJ2/gであった。
く物性の測定方法〉
1立ユニm:PTK(粉末)を約10mg秤量し、D
S C(Mettler社製TCIOA型)を用い、不
活性ガス雰囲気中で50℃に5分間保持後、lO℃/分
の速度で昇温加熱して測定した。
S C(Mettler社製TCIOA型)を用い、不
活性ガス雰囲気中で50℃に5分間保持後、lO℃/分
の速度で昇温加熱して測定した。
目 エンタルピー、ΔHmcおよび
日 ’Tmc:PTK(粉末)を約1
0mg秤量し、DSCを用い、不活性ガス雰囲気中で5
0℃に5分間保持後、75℃/分の速度で420℃まで
昇温し、420℃で10分間保持したのち、10℃/分
の速度で降温して、残留溶融結晶化エンタルピーΔHm
c(420℃710分)、また、その溶融結晶化温度T
mcを測定した。
0℃に5分間保持後、75℃/分の速度で420℃まで
昇温し、420℃で10分間保持したのち、10℃/分
の速度で降温して、残留溶融結晶化エンタルピーΔHm
c(420℃710分)、また、その溶融結晶化温度T
mcを測定した。
1i:PTK(粉末)を2枚のポリイミド・フィルム(
″カプトン”デュポン社製)の間にはさみ、ホットプレ
スを用い、385℃で2分子熱し、385℃で0.5分
加圧して賦形し、急冷して厚さ約0.15mmの非晶シ
ートを調製した。
″カプトン”デュポン社製)の間にはさみ、ホットプレ
スを用い、385℃で2分子熱し、385℃で0.5分
加圧して賦形し、急冷して厚さ約0.15mmの非晶シ
ートを調製した。
非晶シートの一部はそのままサンプルとして用い。゛ま
た、他の一部は、280℃/30分のアニーリングをす
ることにより結晶化度を高めたアニール物サンプルとし
て用いた。密度は、[臭化リチウム/水1系の密度勾配
管を用い、25℃で測定した。
た、他の一部は、280℃/30分のアニーリングをす
ることにより結晶化度を高めたアニール物サンプルとし
て用いた。密度は、[臭化リチウム/水1系の密度勾配
管を用い、25℃で測定した。
11五12Lユa:PTKサンプルを、98%硫酸に濃
度0.5g/dnとなるように溶解し、ウベローデ型粘
度管を用い、25℃で粘度を測定した。
度0.5g/dnとなるように溶解し、ウベローデ型粘
度管を用い、25℃で粘度を測定した。
衷」U江ユ
ポリフェニレンスルフィド(県別化学工業社製PPS;
310℃、剪断速度200sec−’での溶融粘度3,
000ボイズ)を60重量%、PTFE粉末(喜多村社
製、KTL−610)を15重量%、引張強度200k
gf/mrr?のピッチ系炭素繊維(特開昭61−83
317号公報記載の方法で製造;繊維長6mm、糸径1
2μm)を15重量%、平均粒径60μmのカーボンビ
ーズ(特公昭59−10930号公報に記載の方法に準
じて製造)を10重量%となる割合で各成分を配合し、
押出機で混練して成形用組成物とし、ついで樹脂温度3
20℃、金型温度150℃の条件で射出成形して、内径
20mm、外径25mm、長さ15mmのシリンダー状
物を得た。
310℃、剪断速度200sec−’での溶融粘度3,
000ボイズ)を60重量%、PTFE粉末(喜多村社
製、KTL−610)を15重量%、引張強度200k
gf/mrr?のピッチ系炭素繊維(特開昭61−83
317号公報記載の方法で製造;繊維長6mm、糸径1
2μm)を15重量%、平均粒径60μmのカーボンビ
ーズ(特公昭59−10930号公報に記載の方法に準
じて製造)を10重量%となる割合で各成分を配合し、
押出機で混練して成形用組成物とし、ついで樹脂温度3
20℃、金型温度150℃の条件で射出成形して、内径
20mm、外径25mm、長さ15mmのシリンダー状
物を得た。
摺動試験の相手材として、同一寸法、同一形状のアルミ
ニウムの成形体を使用して摺動特性を評価した。結果を
第1表に示す。
ニウムの成形体を使用して摺動特性を評価した。結果を
第1表に示す。
叉」1辻旦
引張強度260kgf/mrtrのピッチ系炭素繊維(
実施例1と同じ方法で製造;繊維長3mm、糸径8μm
)を使用した以外は実施例1と同様にしてシリンダー状
物を得た。
実施例1と同じ方法で製造;繊維長3mm、糸径8μm
)を使用した以外は実施例1と同様にしてシリンダー状
物を得た。
良施上ユ
引張強度150kgf/mrrfのピッチ系炭素繊維(
実施例1と同じ方法で製造;繊維長6mm、糸径18μ
m)を使用した以外は実施例1と同様にしてシリンダー
状物を得た。
実施例1と同じ方法で製造;繊維長6mm、糸径18μ
m)を使用した以外は実施例1と同様にしてシリンダー
状物を得た。
之較■ユ
PP570重量%、PTFE粉末15重量%、引張強庫
200 k g f/mrrrのピッチ系炭素繊維15
重量%の配合割合とした以外は実施例1と同様に混練成
形してシリンダー状物を得た。
200 k g f/mrrrのピッチ系炭素繊維15
重量%の配合割合とした以外は実施例1と同様に混練成
形してシリンダー状物を得た。
匿校■ユ
PP560重量%、PTFE粉末15重量%、市販のP
AN系炭素繊維(東邦ベスロン社製ベスファイト、引張
強度300kgf/mrr?以上)15重量%、平均粒
径60μmのカーボンビーズ10重量%を実施例1と同
様に混練成形してシリンダー状物を得た。
AN系炭素繊維(東邦ベスロン社製ベスファイト、引張
強度300kgf/mrr?以上)15重量%、平均粒
径60μmのカーボンビーズ10重量%を実施例1と同
様に混練成形してシリンダー状物を得た。
L較■ユ
PP560重量%、PTFE粉末15重量%、市販のガ
ラス繊維(日本電気硝子社製;繊維長3mm、糸径13
um)15重量%、平均粒径60μmのカーボンビーズ
10重量%を実施例1と同様に混練成形してシリンダー
状物を得た。
ラス繊維(日本電気硝子社製;繊維長3mm、糸径13
um)15重量%、平均粒径60μmのカーボンビーズ
10重量%を実施例1と同様に混練成形してシリンダー
状物を得た。
工数!A
カーボンビーズとして実施例1と同じ方法で製造した平
均粒径200μmのものを使用した以外は実施例1と同
様の組成で混練成形してシリンダー状物を得た。
均粒径200μmのものを使用した以外は実施例1と同
様の組成で混練成形してシリンダー状物を得た。
嵐較亘1
PP360重量%%PTFE粉末15重量%、引張強度
200kgf/mrrrのピッチ系炭素繊維15重量%
、平均粒径60μmのガラスピーズ(東芝パロディー二
社製、EGB−731)10重量%を実施例1と同様に
混練成形してシリンダー状物を得た。
200kgf/mrrrのピッチ系炭素繊維15重量%
、平均粒径60μmのガラスピーズ(東芝パロディー二
社製、EGB−731)10重量%を実施例1と同様に
混練成形してシリンダー状物を得た。
K立l
PP370重量%、PTFE粉末15重量%、引張強度
200kgf/mrrrのピッチ系炭素繊維10重量%
、平均粒径60μmのカーボンビーズ5重量%を実施例
1と同様に混練成形してシリンダー状物を得た。
200kgf/mrrrのピッチ系炭素繊維10重量%
、平均粒径60μmのカーボンビーズ5重量%を実施例
1と同様に混練成形してシリンダー状物を得た。
見立■l
PP565重量%、PTFE粉末5重量%、引張強度2
00kgf/m+tfのピッチ系炭素繊維25重量%、
平均粒径60μmのカーボンビーズ5重量%を実施例1
と同様に混練成形しシリンダー状物を得た。
00kgf/m+tfのピッチ系炭素繊維25重量%、
平均粒径60μmのカーボンビーズ5重量%を実施例1
と同様に混練成形しシリンダー状物を得た。
見立亘亙
PP360重量%、PTFE粉末2粉末2冗15重量%
、平均粒径60umのカーボンビーズ5重量%を実施例
1と同様に混線成形しシリンダー状物を得た。
、平均粒径60umのカーボンビーズ5重量%を実施例
1と同様に混線成形しシリンダー状物を得た。
之較皿l
PP555重量%、PTFE粉末5重量%、引張強度2
00kgf/mrrrのピッチ系炭素繊維35重量%、
平均粒径60μmのカーボンビーズ5重量%を実施例1
と同様に押出機で混線しなが、樹脂組成物を射出成形す
ることは出来なかった。
00kgf/mrrrのピッチ系炭素繊維35重量%、
平均粒径60μmのカーボンビーズ5重量%を実施例1
と同様に押出機で混線しなが、樹脂組成物を射出成形す
ることは出来なかった。
11■ユ
PP580重量部とP″TK(合成実験例1で得たPT
K)20重量部の混合物を60重量%使用した以外は実
施例1と同一配合処方の各成分な押出機で混練して成形
用組成物とし、樹脂温度380℃、金型温度200℃の
条件で射出成形して実施例1と同様にしてシリンダー状
物を得た。
K)20重量部の混合物を60重量%使用した以外は実
施例1と同一配合処方の各成分な押出機で混練して成形
用組成物とし、樹脂温度380℃、金型温度200℃の
条件で射出成形して実施例1と同様にしてシリンダー状
物を得た。
見立■1
PPS40重量部とPTK (合成実験例1で得たPT
K)60重量部の混合物を60重量%使用した以外は実
施例1と同一配合処方の各成分な押出機で混練して成形
用組成物とし、樹脂温度380℃、金型温度200℃の
条件で射出成形して、実施例1と同様にしてシリンダー
状物を成形し、評価した。
K)60重量部の混合物を60重量%使用した以外は実
施例1と同一配合処方の各成分な押出機で混練して成形
用組成物とし、樹脂温度380℃、金型温度200℃の
条件で射出成形して、実施例1と同様にしてシリンダー
状物を成形し、評価した。
11皿ユ
PPSの代わりにPTK (合成実験例1で得たPTK
)を使用した以外は実施例1と同一組成の各成分を押出
機で混練して成形用組成物とし、樹脂温度380℃、金
型温度200℃の条件で射出成形して実施例1と同様の
シリンダー状物を得て、同様に評価をした。
)を使用した以外は実施例1と同一組成の各成分を押出
機で混練して成形用組成物とし、樹脂温度380℃、金
型温度200℃の条件で射出成形して実施例1と同様の
シリンダー状物を得て、同様に評価をした。
よ笠五ユ
引張強度70 k g f / m rrrの市販のピ
ッチ系炭素繊維(置割化学工業社製りレハカーボンファ
イバー;繊維長3mm、糸径12.5μm)を用いた以
外は実施例1と同様にしてシリンダー状物を得た。
ッチ系炭素繊維(置割化学工業社製りレハカーボンファ
イバー;繊維長3mm、糸径12.5μm)を用いた以
外は実施例1と同様にしてシリンダー状物を得た。
実施例1〜9、比較例1〜7の結果を第−表に示す。
く物性の測定方法〉
h1長11:ASTM D−648
fuヱヱ1ニスラスト型摩擦摩耗試験機(オリエンチッ
ク社製EFM−III−EN)を使用し、相手材として
アルミダイキャスト材を使用した。試料、相手材共に内
径20mm、外径25mm、長さ15mmのシリンダー
状とし、相手材を固定して試料を回転させて摩擦させた
。
ク社製EFM−III−EN)を使用し、相手材として
アルミダイキャスト材を使用した。試料、相手材共に内
径20mm、外径25mm、長さ15mmのシリンダー
状とし、相手材を固定して試料を回転させて摩擦させた
。
測定条件は、摩擦速度を12m/分に一定して面圧を変
化させていって限界Pv値を求めた。
化させていって限界Pv値を求めた。
11五1:摩擦速度12m/分、面圧1.Okg/cr
dで測定した。測定機、測定試料、相手材は、限界pv
値測定の場合と同じ。
dで測定した。測定機、測定試料、相手材は、限界pv
値測定の場合と同じ。
m:摩擦速度12m/分、面圧1.Okg/ c rd
、試験時間15時間として測定した。測定機、測定試料
、相手材は、限界pv値測定の場合と同じ。
、試験時間15時間として測定した。測定機、測定試料
、相手材は、限界pv値測定の場合と同じ。
の の :試験終了後相手材の摩擦面を清浄した後
、顕微鏡で観察し、未使用品の表面と比較した。
、顕微鏡で観察し、未使用品の表面と比較した。
(以下余白)
第1表から明らかなように、本発明の摺動用樹脂組成物
から得られた摺動部材は、熱変形温度が高く耐熱性が良
好であり、摩擦係数・摩耗量とも少なく摺動特性に優れ
ている。しかも、相手材のアルミニウム製成形体を損傷
することはない。
から得られた摺動部材は、熱変形温度が高く耐熱性が良
好であり、摩擦係数・摩耗量とも少なく摺動特性に優れ
ている。しかも、相手材のアルミニウム製成形体を損傷
することはない。
これに対し、比較例のものは、いずれも耐摩耗性に劣り
、相手材に損傷を与えるなど、所期の目的を達成できな
いものであった。また、炭素繊維を多量に配合すると成
形不能になった(比較例6)。
、相手材に損傷を与えるなど、所期の目的を達成できな
いものであった。また、炭素繊維を多量に配合すると成
形不能になった(比較例6)。
(発明の効果)
本発明により、軟質金属または軟質合金を相手材とする
摺動部材として使用した場合、相手材に損傷を与えるこ
とがなく、しかも高負荷条件、高温条件下での使用にお
いても、良好な摺動特性と耐久性を有する摺動部材用樹
脂組成物を提供することができる。
摺動部材として使用した場合、相手材に損傷を与えるこ
とがなく、しかも高負荷条件、高温条件下での使用にお
いても、良好な摺動特性と耐久性を有する摺動部材用樹
脂組成物を提供することができる。
手続補正書
平成1年12月6日
Claims (1)
- (1)ポリアリーレンスルフィドおよびポリアリーレン
チオエーテルケトンから選ばれる少なくとも1種の耐熱
性熱可塑性樹脂55〜70重量%、ポリテトラフルオロ
エチレン樹脂粉末5〜20重量%、引張強度150kg
f/mm^2以上のピッチ系炭素繊維10〜30重量%
、および平均粒径10〜100μmのカーボンビーズ5
〜15重量%を含有してなる摺動部材用樹脂組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22447288A JP2724843B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 摺動部材用樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22447288A JP2724843B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 摺動部材用樹脂組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02218753A true JPH02218753A (ja) | 1990-08-31 |
JP2724843B2 JP2724843B2 (ja) | 1998-03-09 |
Family
ID=16814333
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22447288A Expired - Lifetime JP2724843B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 摺動部材用樹脂組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2724843B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0578574A (ja) * | 1991-09-25 | 1993-03-30 | Polyplastics Co | 摺動性改良ポリアリーレンサルフアイド樹脂組成物 |
JP2005042107A (ja) * | 2003-07-09 | 2005-02-17 | Toray Ind Inc | 樹脂組成物、錠剤、成形品およびシャーシまたは筐体 |
JP2012180410A (ja) * | 2011-02-28 | 2012-09-20 | Starlite Co Ltd | チップシール用樹脂組成物及びチップシール |
JP2017107154A (ja) * | 2015-12-08 | 2017-06-15 | 株式会社リコー | 定着装置、画像形成装置 |
WO2020066969A1 (ja) * | 2018-09-26 | 2020-04-02 | 住友化学株式会社 | 樹脂組成物及び成形品 |
-
1988
- 1988-09-09 JP JP22447288A patent/JP2724843B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0578574A (ja) * | 1991-09-25 | 1993-03-30 | Polyplastics Co | 摺動性改良ポリアリーレンサルフアイド樹脂組成物 |
JP2005042107A (ja) * | 2003-07-09 | 2005-02-17 | Toray Ind Inc | 樹脂組成物、錠剤、成形品およびシャーシまたは筐体 |
JP2012180410A (ja) * | 2011-02-28 | 2012-09-20 | Starlite Co Ltd | チップシール用樹脂組成物及びチップシール |
JP2017107154A (ja) * | 2015-12-08 | 2017-06-15 | 株式会社リコー | 定着装置、画像形成装置 |
WO2020066969A1 (ja) * | 2018-09-26 | 2020-04-02 | 住友化学株式会社 | 樹脂組成物及び成形品 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2724843B2 (ja) | 1998-03-09 |
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