JPH0297595A - 摺動材の製造方法 - 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、軸受けやメカニカルシーリングなどの摺動材
及びその製造方法に関するものである。

【従来の技術】

軸受けやメカニカルシーリングなどの摺動材として、カ
ーボングラファイト等の滑性を有する骨材を７二／−ル
樹脂等の樹脂バインダーで固めた樹脂成形品の摺動材が
特公昭６３−７５７２号公報などにおいて提供されでい
る。このような樹脂成形品として得られる摺動材は、７
エ／−ル樹脂バインダーの割合を多くしたりあるいは少
なくしたりｉ＊ｖすることによって全体としての固さや
強度等を調整することができ、この調整によって耐摩耗
特性や耐熱特性などの改良をおこなうことができる。

【発明が解決しようとする課題】

しかし、摺動材を用いる場合に金属音を発生するいわゆ
る「Ｉ＠さ」という現象が生じることがあり、この「＠
さ」という現象は摺動材が均一に擦れ合っていないため
に生じるものであるために、シール特性の上で問題とな
るものであるが、この「鳴き」という現象を確実に防ぐ
調整条件は現状では見出だされていない。 例えば、滑性骨材と７エノール樹脂バインダーはニーグ
ーや加圧ニーグー、ヘンシェルミキサー等で混練するこ
とによって混合されているが、滑性骨材とフェノール樹
脂バインダーとは本質的に馴染みが悪く均一に混合する
ことが非常に困難であって、摺動材中で柔らかい滑性骨
材と固い７エ／−ル樹脂バインダーとが偏在することが
多い。 そしてこの偏在によって均一な擦れ合いがなされにくく
なるということが予想され、「鳴き」の発生の大きな要
因の一つであると考えられる。従って「鳴き」の発生を
防止するためには滑性骨材と７エ／−ル廿（脂バインダ
ーとを均一に分散させることが必要であると考えられる
。しかしながら、このように滑性骨材と７エノール樹脂
バインダーとを均一に分散させるだけでは、「鳴き」の
発生を十分に防止することができないのが現状である。 本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、［鳴き
］の発生を防止することができる摺動材及びその製造方
法を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

本発明は、滑性骨材と７エノール樹脂バイングーとを主
要成分として成形された摺動材において、その曲げ弾性
率を曲げ強度で除した値が１３０〜２５０の範囲内の物
性を有するように形成することを特徴とするものである
。またこのような摺動材をｇ１造するにあたって、７エ
／−ル類とホルムアルデヒド類とを触媒の存在下で滑性
骨材と混合しつつ反応させることによって、滑性骨材と
７二／−ル樹脂バイングーとが凝集された複合粒子を調
製し、この複合粒子を成形するようにしたことを特徴と
するものである。 以下本発明の詳細な説明する。 滑性骨材としてはカーボングラファイトやロウ石、アル
ミナなどの無機質粉粒体を用いることができるものであ
り、滑性骨材と７二７−ル樹脂バインダーとを主成分と
して成形し、滑性骨材を７エ／−ル樹脂で固めな摺動材
を得ることができる。 成形をおこなうにあたっては、滑性骨材と７エ／−ル樹
脂バイングーとを任意の方法で混練し、造粒してこれを
圧縮成形や射出成形することによっておこなうことがで
きるが、滑性骨材と７二／−ル樹脂バインダーとは一般
に馴染みが悪いために、このように滑性骨材と７エ／−
ル樹脂バイングーとを混練することによっては十分に均
一に混合することが困難である。 そこで本発明では、特願昭６１−１９１０８３号におい
て提供される方法に準じて滑性骨材と７エ／−ル樹脂バ
インダーとの複合粒状物を作成し、これを成形に供する
のが好ましい。すなわち、７エ／−ル類とホルムアルデ
ヒド類とを触媒の存在下で滑性骨材と混合しつつ反応さ
せることによって、滑性骨材と７エノール樹脂バイング
ーとが凝集された複合粒子を調製し、この複合粒子を成
形することによって摺動材を製造するのである。 この方法について詳細に説明する。フェノール類として
はフェノールの他にフェノールの誘導体を用いることが
できるものであり、例えば鴫−クレゾール、レゾルシ／
−ル、３，５−キシレ／−ルなどの３官能性のもの、ビ
ス７エ／−ルＡ１ノヒドロキシノフェニルメタンなどの
４官能性のもの、０−クレゾール、ｐ−クレゾール。ｐ
−ｔｅｒブチル７エ７−ル、ｐ−フェニル７エ／−ル、
ｐ−クミル７エ／−ル、ｐ−７ニルフエノール、２，４
又は２，６−キシレ／−ルなどの２官能性の〇−又はｐ
−置換の７エノール類などを挙げることができ、さらに
塩素または臭素で置換されたハロゲン化７エ７−ルなど
も使用することができる。もちろんこれらから−種類選
択して用いる他、複数種のものを混合して用いることも
できる。またホルムアルデヒド類としては水溶液の形態
であるホルマリンが最適であるが、パラホルムアルデヒ
ドのような形態のものを用いることもでき、その他ホル
ムアルデヒドの一部あるいは大部分をフルフラールやフ
ルフリルアルコールに置き換えて用いることも可能であ
る。 さらに反応触媒としては、フェノール類のベンゼン核と
ベンゼン核との間に−ＮＣＨ，結合を生成するような塩
基性ｐ＃！Ｊ質、例えばヘキサメチレンテトラミン、ア
ンモニア及びメチルアミン、ジメチルアミン、エチレン
ジアミン、モノエタノールアミン等の＠１級や第２級の
アミン類などを用いることができる。さらにこれらと併
用して、アルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物や
第３級アミンなどのフェノール樹脂の合成時に一般によ
く使用される塩基性触媒を用いることもできる。そして
これら７エ／−ル類とホルムアルデヒド類及び反応触媒
を反応釜など反応容器にとって、７エ／−ル類とホルム
アルデヒド類とを反応させるのであるが、このとき反応
容器にさらに滑性骨材の粉粒体を配合し、この滑性骨材
の存在下で７エ／−ル類とホルムアルデヒド類との反応
をおこなわせるものである。このようにして攪拌しっつ
滑性骨材の存在下で７二ノール類とホルムアルデヒド類
とを反応させると、反応の当初では反応系は粘稠なマヨ
ネーズ状で攪拌に伴って流動する状態であるが、反応が
進むにつれて次第に滑性骨材を含む７エ／−ル類とホル
ムアルデヒド類との縮合反応物が系中の水と分離し始め
、そして反応生成されるフェノール樹脂と滑性骨材とが
凝集した複合粒子が突然に反応容器の全体に分散される
状態になる。さらに所望する程度に７ヱ７−ル樹脂の反
応を進めて冷却したのちに攪拌を停止する゛と、この複
合粒子は沈澱して水と分離されるにの複合粒子は微小な
球状粒体となっており、反応容器から取り出して濾過す
ることによって容易に分離することができ、これを乾燥
することによって成形に適した粒体にすることができる
。このようにして得られる複合粒子は滑性骨材と７エ７
−ル樹脂バイングーとが凝集されたものであるために、
各粒子において滑性骨材と７エ／−ル樹脂バイングーと
の割合が一定であり、従ってこの複合粒子を用いて圧縮
成形や射出成形など任意の成形法で成形をおこなうこと
によって、滑性骨材とフェノール樹脂バイングーとが均
一に分散された摺動材を得ることができることになるも
のである。 しかし、滑性骨材と７二／−ルム（脂バイングーとを均
一に分散させるだけでは摺動材に「鳴き」が発生するこ
とを十分に防止することはできないものであり、本発明
にあっては、曲げ弾性率を曲げ強度で除した値が１３０
〜２５０の範囲内の物性を有するように摺動材を製造す
る必要がある０曲げ弾性率及び曲げ強度はそれぞれＪＩ
Ｓ　　Ｋ　　６９１１に基づいて測定されｋｇｆ／ｌｌ
ｌｌｌ１２を単位とする数値で定義されるものである。 そして１３０〜２５０という数値の範囲は実験的に求め
られたものであり、この範囲に入る物性を有する摺動材
は、その滑性骨材のａＭや、滑性骨材と７エノール樹脂
バインダーの配合割合が変わっても「鳴き」の現象はあ
られれない。曲げ弾性率を曲げ強度で除した値が２５０
よりも大きい物性値を有する場合は摺動材が固すぎるも
のであり、７エ／−ル０（脂バイングーの配合量を少な
くしたり、あるいは滑性骨材とフェノール樹脂バイング
ーの重量比率を一定にするときは滑性骨材として比重の
小さいものを用いて７エ／−ル樹脂バインダーの容積比
を少なくして２５０より小さな値になるように調整すれ
ばよい、また曲げ弾性率を曲げ強度で除した値が１３０
よりも小さい物性値を有する場合は摺動材が柔らかすぎ
るものであり、７エ／−ル樹脂バインダーの配合量を多
くしたり、あるいは滑性骨材と７二／−ルＯ（脂バイン
グーの重量比率を一定にするときは滑性骨材として比重
の大きなものを用いて７エ７−ルム（脂バイングーの容
積比を多くして１３０より大きな値になるように調整す
ればよい。

【実施例］ 以下本発明を実施例によって詳述する。 １〜１３　１　　　　　１〜６ 第１表及び第２表に示す配合材料を反応容器に仕込み、
さらにフェノール３９７．５重量部、３７％ホルマリン
４６６重量部、ヘキサメチレンテトラミン３８．２重量
部を仕込み、約６０分間を要して７０℃に昇温し、その
まま１８０分間反応をおこなった後水冷をおこなった。 そしてこれを濾別し、風乾したのちに４０℃にセットし
た熱風循環式乾燥機中で乾燥することによって、滑性骨
材と７エメール樹脂バイングーとが凝集した球状の自硬
化性複合粒子を得た。この複合粒子の粒径は１ｍｍアン
ダーであり、複合粒子中に占める７工ノール樹脂バイン
グーの割合を第１表及びｔＪＳ２表に示す。 このようにして作成した複合粒子を１６５℃に加熱した
金型に充填し、１００　ｋｇｆ／　ｃＩ１１２の成形圧
をかけて１５分間加熱加圧成形したのちに、さらに３０
０℃のオープン中に入れて１０時間アフターキュアーす
ることによって、密度が１．７１ｇ／ｃｍ’の摺動材の
試験片を作成した。この摺動材の試験片についてＪＩＳ
　　Ｋ　　６９１１に基づいて曲げ強度、曲げ弾性率、
圧縮強度、圧縮弾性率、アイゾツト衝撃強度、ショアー
Ｄ硬度を測定した。 結果を第１表及び第２表に示す。また上記試験片から第
１図に示す寸法（第１図の数値の単位はｌＩＩＩｍ）の
リングを切り出し、熱水耐摩耗試験機にかけて摩耗試験
をおこなった。摩耗試験はリングに切り出した試験片を
メカニカルシールとして使用すると共に摺接する相手材
としてアルミナ材を使用し、９０°Ｃの工業用水を２　
、　Ｏｋｇｆ／　ｃ鶴２で作用させつつ、モータを駆動
源として３６００ｒｐωの回転数で１００時間運転する
ことによっておこなった。 結果をｔｊＳ１表及び第２表に示す。 従」１烈」」」− 反応容器にフェノール９４０重量部、３７％ホルマリン
６８９重量部、シュウ酸３．７６重量部を仕込み、約９
０分間を要して還流させ、そのまま１２０分間反応させ
た後に常圧脱水を１５０℃までおこない、７０　Ｔｏｒ
ｒで１５０℃まで減圧脱水をおこなうことによって、軟
化、αが９５℃の固形／ボラック型７エ７−ルム（脂（
第２表に「ノボラ７り樹脂」と表示）を得た。この樹脂
６００重量部にメチルアルコール４００重量部を加えて
良く溶解させ、固形分が６０重量％のワニスを得た。 次に１２表の配合でニーグーに投入すると共にさらにヘ
キサメチレンテトラミンを３重量部投入し、１時開混練
した。これをニーグーから払い出してメタノールを揮散
させた後に粗砕機にかけて１１以下の粉粒体に粉砕した
。これを上記［実施例１〜１３及び比較例１〜６］と同
様にして成形して密度が１．７３ｇ／ｃａ’の摺動材の
試験片を作成した。この摺動材の試験片について同様に
して各種の特性を測定した。結果を第２表に示す。 従」■阻３ユ」− 反応容器に７工ノール６５８重量部、３７％ホルマリン
７７１重量部、ヘキサメチレンチＦラミン６３爪量部を
仕込み、約６０分間を要して７０℃まで昇温させ、その
まま３時間反応させた。次に７０Ｔｏｒｒで８０℃まで
減圧濃縮した後に素早く払い出すことによってレゾール
型７エ７−ル樹脂（第２表に「レゾール樹脂」と表示）
を得た。この樹脂６００重量部にメチルアルコール４０
０重量部を加えて良く溶解させ、固形分が６０重量％の
ワニスを得た。 次に第２表の配合でニーグーに投入して１時開混練し、
これをニーグーから払い出してメタノールを揮散させた
後に粗砕機にかけて１ａｌＬ１１以下の粉粒体に粉砕し
た。これを上記［実施例１〜１３及び比較例１〜６」と
同様にして成形して密度が１゜７１　ｇ／　ａｓ’の摺
動材の試験片を作成した。この摺動材の試験片について
同様にして各種の特性を測定した。結果を第２表に示す
。 第１表及び第２表の結果、曲げ弾性率を曲げ強度で除し
た値が１３０〜２５０の範囲になるように摺動材を形成
することによって、「ｒＳ！」の発生を防止できること
が確認される。 【発明の効果】 上述のように本発明にあっては、曲げ弾性率を曲げ強度
で除した値が１３０〜２５０の範囲の物性を有するよう
に摺動材を形成することによって、［鳴き］の発生を防
止することができるものである。 またフェノール類とホルムアルデヒド類とを触媒の存在
下で滑性骨材と混合しつつ反応させて滑性骨材と７エノ
ール樹脂バイングーとがａ集された複合粒子を調製し、
この複合粒子を成形するようにすることによって、滑性
骨材と７ヱ／−ルｆ１５脂バインダーとが均一に分散さ
れた摺動材を得ることがでさ、このように滑性骨材と７
エ７−ル樹脂バイングーとを均一に分散させると共に上
記のように曲げ弾性率を曲げ強度で除した値が１３０〜
２５０の範囲になるように設定することで、摺動材に「
ｒｒＱさ」が発生することを確実に防止することがでさ
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は摩耗試験の試験用のリングの一部切欠正面図で
ある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）滑性骨材とフェノール樹脂バインダーとを主成分
   として成形された摺動材であって、その曲げ弾性率を曲
   げ強度で除した値が１３０〜２５０の範囲内の物性を有
   することを特徴とする摺動材。
2. （２）フェノール類とホルムアルデヒド類とを触媒の存
   在下で滑性骨材と混合しつつ反応させることによって、
   滑性骨材とフェノール樹脂バインダーとが凝集された複
   合粒子を調製し、この複合粒子を成形することを特徴と
   する曲げ弾性率を曲げ強度で除した値が１３０〜２５０
   の範囲内の物性を有する摺動材の製造方法。