JPH0438791B2

JPH0438791B2 -

Info

Publication number: JPH0438791B2
Application number: JP63250344A
Authority: JP
Priority date: 1988-10-04
Filing date: 1988-10-04
Publication date: 1992-06-25
Also published as: JPH0297595A

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、カーボングラフアイト等の滑性を有する骨
材をフエノー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
において提供されている。このような樹脂成形品
として得られる摺動材は、フエノール樹脂バイン
ダーの割合を多くしたりあるいは少なくしたり調
整することによつて全体としての固さや強度等を
調整することができ、この調整によつて耐摩耗特
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「鳴き」という現象が生じることがあ
り、この「鳴き」という現象は摺動材が均一に擦
れ合つ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、滑性骨材とフエノール樹脂バインダー
はニーダーや加圧ニーダー、ヘンシエルミキサー
等で混練することによつて混合されているが、滑
性骨材とフエ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
あつて、摺動材中で柔らかい滑性骨材と固いフエ
ノー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つ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」発生
の大きな要因の一つであると考えられる。従つて
「鳴き」の発生を防止するためには滑性骨材とフ
エノール樹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フエノール樹脂バインダーと
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きる摺動材
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】

本発明に係る摺動材の製造方法は、フエノール
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つて、滑性
骨材とフエ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して曲げ
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を製造することを特徴とす
るものである。以下本発明を詳細に説明する。滑性骨材としてはカーボングラフアイトやロウ
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、滑性骨材とフエノール樹脂バ
インダーとを主成分として成形し、滑性骨材をフ
エノール樹脂で固めた摺動材を得ることができ
る。成形をおこなうにあたつては、滑性骨材とフ
エノール樹脂バインダ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
によつておこなうことができるが、滑性骨材とフ
エノー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フエノール樹脂バ
インダーとを混練することによつては十分に均一
に混合することが困難である。そこで本発明では、特開昭63−48319号公報に
おいて提供される方法に準じて滑性骨材とフエノ
ー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、フエ
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つ
て、滑性骨材とフエ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
することによつ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。フエノール
類としてはフエノールの他にフエノールの誘導体
を用いることができるものであり、例えばｍ−ク
レゾール、レゾルシノール、３，５−キシレノー
ルなどの３官能性のもの、ビスフエノールＡ、ジ
ヒドロキシジフエニルメタンなどの４官能性のも
の、ｏ−クレゾール、ｐ−クレゾール。ｐ−ter
ブチルフエノール、ｐ−フエニルフエノール、ｐ
−クミルフエノール、ｐ−ノニルフエノール、
２，４又は２，６−キシレノールなどの２官能性
のｏ−又はｐ−置換のフ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
ハロゲン化フエノールなども使用することができ
る。もちろんこれらから一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、フエノール類のベンゼン核とベンゼン
核との間に−NCH₂結合を生成するような塩基性
物質、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、ジメチルルアミン、エチ
レンジアミン、モノエタノールアミン等の第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級アミンなどのフエ
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。そしてこれらフエ
ノー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つて、フエノール類とホル
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フエノール類とホル
ムアルデヒド類との反応をおこなわせるものであ
る。このようにして撹拌しつつ滑性骨材の存在下
でフエ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
ズ状で撹拌に伴つ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フエノール
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エノー
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
所望する程度にフエノール樹脂の反応を進めて冷
却したのちに撹拌を停止すると、この複合粒子は
沈澱して水と分離される。この複合粒子は微小な
球状粒体となつており、反応容器から取り出して
濾過することによつて容易に分離することがで
き、これを乾燥することによつて成形に適した粒
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フエノール樹脂バインダー
とが凝集されたものであるために、各粒子におい
て滑性骨材とフエノール樹脂バインダーとの割合
が一定であり、従つ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
うことによつて、滑性骨材とフエノール樹脂バイ
ンダーとが均一に分散された摺動材を得ることが
できることになるものである。しかし、滑性骨材とフ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、本発明にあつては、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。曲げ弾
性率及び曲げ強度はそれぞれJIS K6911に基づい
て測定されkgf／mm²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、その滑性骨材の種類や、
滑性骨材とフエノール樹脂バインダーの配合割合
が変わつても「鳴き」の現象はあらわれない。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、フエノール樹脂バインダーの配合量を少な
くしたり、あるいは滑性骨材とフエノール樹脂バ
インダ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フエノール樹脂
バインダーの容量比を少なくして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、フエノー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フエノール樹脂バイン
ダ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フエノール樹脂バイ
ンダ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つて詳述する。実施例１〜13及び比較例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、さらにフエノール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分間反応をおこなつた後水冷
をおこなつた。そしてこれを濾別し、風乾したの
ちに40℃にセツトした熱風循環式乾燥機中で乾燥
することによつて、滑性骨材とフエノール樹脂バ
インダ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フエノール樹脂バインダ
ーの割合を第１表及び第２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、100kgf／cm²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300
℃のオーブン中に入れて10時間アフターキユアー
することによつて、密度が1.71ｇ／cm³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
ヨアー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mm）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つ
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℃の工業水用を
2.0kgf／cm²で作用させつつ、モータを駆動源とし
て3600rpmの回転数で100時間運転することによ
つておこなつた。結果を第１表及び第２表に示す。従来例１，２反応容器にフエノール940重量部、37％ホルマ
リン689重量部、シユウ酸3.76重量部を仕込み、
約90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、
70Torrで150℃まで減圧脱水をおこなうことによ
つて、軟化点が95℃の固形ノボラツク型フエノー
ル樹脂（第２表に「ノボラツク樹脂」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。次に第２表の配合でニーダ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時間混練した。これをニーダーから払い出
してメタノールを揮散させた後に粗砕機にかけて
１mm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／cm³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。従来例３，４反応容器にフエノール658重量部、37％ホルマ
リン771重量部、ヘキサメチレレンテトラミン63
重量部を仕込み、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
によつてレゾール型フエノール樹脂（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。次に第２表の配合でニーダーに投入して１時間
混練し、これをニーダ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１mm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／cm³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。

【表】

【表】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つて、「鳴き」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つては、フエノール類
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フエノール
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ようにすることによ
つて、滑性骨材とフエノール樹脂バインダーとが
均一に分散された摺動材を得ることができ、この
ように滑性骨材とフエノール樹脂バインダーとを
均一に分散させると共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、両要因の相乗効果で摺動材に「鳴き」が
発生することを確実に防止することができるもの
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

【特許請求の範囲】

１フエ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
によつて、滑性骨材とフエ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
を成形して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を製造す
ることを特徴とする摺動材の製造方法。