JPH06220321A - 摺動材用樹脂組成物 - Google Patents
摺動材用樹脂組成物Info
- Publication number
- JPH06220321A JPH06220321A JP1040793A JP1040793A JPH06220321A JP H06220321 A JPH06220321 A JP H06220321A JP 1040793 A JP1040793 A JP 1040793A JP 1040793 A JP1040793 A JP 1040793A JP H06220321 A JPH06220321 A JP H06220321A
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- JP
- Japan
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- resin
- sliding
- aromatic polyamide
- polyimide
- resin composition
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、摺動材用樹脂組成物を、耐熱性を
有しかつ耐摩耗性および摺動特性(摩擦係数)の改良さ
れたポリイミド樹脂系の組成物とすることに加えて、摺
動相手材がステンレススティールやアルミニウム合金な
どといった軟質金属である場合にも、これを損傷しない
ものとする。 【構成】 ポリイミド樹脂に、ポリテトラフルオロエチ
レンなどのポリフッ化オレフィン樹脂および平均粒径が
5〜50μmで粉末状の芳香族ポリアミド樹脂とを必須
成分として添加した摺動材用樹脂組成物とする。
有しかつ耐摩耗性および摺動特性(摩擦係数)の改良さ
れたポリイミド樹脂系の組成物とすることに加えて、摺
動相手材がステンレススティールやアルミニウム合金な
どといった軟質金属である場合にも、これを損傷しない
ものとする。 【構成】 ポリイミド樹脂に、ポリテトラフルオロエチ
レンなどのポリフッ化オレフィン樹脂および平均粒径が
5〜50μmで粉末状の芳香族ポリアミド樹脂とを必須
成分として添加した摺動材用樹脂組成物とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、摺動部品を形成する
材料として汎用の摺動材用樹脂組成物に関する。
材料として汎用の摺動材用樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリイミド樹脂は、その優れた耐熱性を
生かして、高温、高荷重、高速度摺動などの過酷な条件
で使用される部品類に適用され、さらに、これまで金
属、セラミックスに限られていた材料用途へも対応する
べく、その開発がなされてきている。
生かして、高温、高荷重、高速度摺動などの過酷な条件
で使用される部品類に適用され、さらに、これまで金
属、セラミックスに限られていた材料用途へも対応する
べく、その開発がなされてきている。
【0003】たとえば、ポリイミド樹脂の摺動特性を改
良する技術として、特公昭49−5737号公報には、
ポリイミド樹脂にシリコーンカーバイド、二硫化モリブ
デン、クリオライト、粒状のポリテトラフルオロエチレ
ン樹脂、窒化ホウ素、硫化鉄、塩化ナトリウム、アスベ
スト、クレイ、マイカ、バーミキュライト、金属カーバ
イト、カオリン、金属酸化物を添加することが記載され
ている。
良する技術として、特公昭49−5737号公報には、
ポリイミド樹脂にシリコーンカーバイド、二硫化モリブ
デン、クリオライト、粒状のポリテトラフルオロエチレ
ン樹脂、窒化ホウ素、硫化鉄、塩化ナトリウム、アスベ
スト、クレイ、マイカ、バーミキュライト、金属カーバ
イト、カオリン、金属酸化物を添加することが記載され
ている。
【0004】また、特開昭63−314274号公報に
は、ポリイミド樹脂にフェノール樹脂硬化物を添加する
と耐摩耗性が改良され、また黒鉛、金属石鹸、ワックス
などの固体潤滑剤、または鉱油、合成油などの潤滑油を
併用または単独に添加する技術が開示されている。
は、ポリイミド樹脂にフェノール樹脂硬化物を添加する
と耐摩耗性が改良され、また黒鉛、金属石鹸、ワックス
などの固体潤滑剤、または鉱油、合成油などの潤滑油を
併用または単独に添加する技術が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
のポリイミド系の摺動材用樹脂組成物は、摺動相手材が
たとえばステンレススティールやアルミニウム合金など
といった軟質金属である場合には、この表面を損傷し、
摺接面の拡大や摩耗粉の発生といった好ましくない現象
が現れて、結果として摺動材料としての機能が低下する
という問題点がある。
のポリイミド系の摺動材用樹脂組成物は、摺動相手材が
たとえばステンレススティールやアルミニウム合金など
といった軟質金属である場合には、この表面を損傷し、
摺接面の拡大や摩耗粉の発生といった好ましくない現象
が現れて、結果として摺動材料としての機能が低下する
という問題点がある。
【0006】そこで、この発明は上記した問題点を解決
し、摺動材用樹脂組成物を、耐熱性を有し、かつ耐摩耗
性および摺動特性(摩擦係数)の改良されたポリイミド
樹脂系の組成物とすることに加えて、摺動相手材がステ
ンレススティールやアルミニウム合金などといった軟質
金属である場合にも、これを損傷しないものとすること
を課題としている。
し、摺動材用樹脂組成物を、耐熱性を有し、かつ耐摩耗
性および摺動特性(摩擦係数)の改良されたポリイミド
樹脂系の組成物とすることに加えて、摺動相手材がステ
ンレススティールやアルミニウム合金などといった軟質
金属である場合にも、これを損傷しないものとすること
を課題としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、ポリイミド樹脂に、ポリフッ
化オレフィン樹脂と粉末状の芳香族ポリアミド樹脂とを
必須成分として添加した構成を採用したのである。
め、この発明においては、ポリイミド樹脂に、ポリフッ
化オレフィン樹脂と粉末状の芳香族ポリアミド樹脂とを
必須成分として添加した構成を採用したのである。
【0008】以下、その詳細を述べる。
【0009】まず、この発明に用いるポリイミド樹脂
は、芳香族ジアミンと芳香族テトラカルボン酸無水物の
反応によって得られる縮合型ポリイミド若しくは付加型
ポリイミドからなる熱硬化性ポリイミド、または射出成
形が可能な熱可塑性ポリイミドのいずれであってもよ
く、主鎖にイミド結合を有する公知のポリイミド樹脂を
特に限定することなく用いることができる。
は、芳香族ジアミンと芳香族テトラカルボン酸無水物の
反応によって得られる縮合型ポリイミド若しくは付加型
ポリイミドからなる熱硬化性ポリイミド、または射出成
形が可能な熱可塑性ポリイミドのいずれであってもよ
く、主鎖にイミド結合を有する公知のポリイミド樹脂を
特に限定することなく用いることができる。
【0010】このようなポリイミド樹脂として、たとえ
ば下記の化1式、または化2式に示されるものがある。
化1式に示される市販のポリイミド樹脂としては、三井
東圧化学社製:オーラムが挙げられる。
ば下記の化1式、または化2式に示されるものがある。
化1式に示される市販のポリイミド樹脂としては、三井
東圧化学社製:オーラムが挙げられる。
【0011】
【化1】
【0012】
【化2】
【0013】次に、この発明に用いるポリフッ化オレフ
ィン樹脂は、テトラフルオロエチレンの単独重合体もし
くはこれとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体、あ
るいはこれらとオレフィンとの共重合体であって、たと
えば、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエ
チレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、エチレン
−テトラフルオロエチレン共重合体などが挙げられる。
このうち、単独重合体であるポリテトラフルオロエチレ
ンは、この発明の摺動材用樹脂組成物の摩擦係数を最も
効率よく低減することから最適のものであるといえる。
ィン樹脂は、テトラフルオロエチレンの単独重合体もし
くはこれとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体、あ
るいはこれらとオレフィンとの共重合体であって、たと
えば、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエ
チレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、エチレン
−テトラフルオロエチレン共重合体などが挙げられる。
このうち、単独重合体であるポリテトラフルオロエチレ
ンは、この発明の摺動材用樹脂組成物の摩擦係数を最も
効率よく低減することから最適のものであるといえる。
【0014】この発明に用いる芳香族ポリアミド樹脂
は、下記の化3に示される一般式を繰り返し単位とする
樹脂であって、一方のメタ系の分子構造を有する樹脂の
代表例として、米国デュポン社製:ノーメックス、帝人
社製:コーネックスがあり、他方のパラ系の分子構造を
有する樹脂の代表例として米国デュポン社製:ケブラ
ー、帝人社製:テクノーラがある。
は、下記の化3に示される一般式を繰り返し単位とする
樹脂であって、一方のメタ系の分子構造を有する樹脂の
代表例として、米国デュポン社製:ノーメックス、帝人
社製:コーネックスがあり、他方のパラ系の分子構造を
有する樹脂の代表例として米国デュポン社製:ケブラ
ー、帝人社製:テクノーラがある。
【0015】
【化3】
【0016】また、上記した市販の芳香族ポリアミド樹
脂のうち、ノーメックスは紙の形態であり、ケブラーは
繊維であるが、この発明においては粉末状の形態のもの
を採用する。なぜなら、軸受などの摺動部品に成形され
た繊維状芳香族ポリアミド樹脂含有の樹脂組成物は、そ
の摺動面に配向した繊維状芳香族ポリアミド樹脂をブラ
シのように保持することとなるので、摺動相手材が損傷
され易くなり、この発明の所期の目的を達成できないか
らである。
脂のうち、ノーメックスは紙の形態であり、ケブラーは
繊維であるが、この発明においては粉末状の形態のもの
を採用する。なぜなら、軸受などの摺動部品に成形され
た繊維状芳香族ポリアミド樹脂含有の樹脂組成物は、そ
の摺動面に配向した繊維状芳香族ポリアミド樹脂をブラ
シのように保持することとなるので、摺動相手材が損傷
され易くなり、この発明の所期の目的を達成できないか
らである。
【0017】そして、このような粉末状芳香族ポリアミ
ド樹脂の平均粒径は、5〜50μmであることが好まし
い。なぜなら、5μm未満の小径では、充分な耐摩耗性
を得ることができず、50μmを越える大径では、摺動
相手材を損傷する危険性があるからである。
ド樹脂の平均粒径は、5〜50μmであることが好まし
い。なぜなら、5μm未満の小径では、充分な耐摩耗性
を得ることができず、50μmを越える大径では、摺動
相手材を損傷する危険性があるからである。
【0018】このような条件を満足する粉末状の芳香族
ポリアミド樹脂の市販品としては、旭化成社製:アラミ
カ ARP−P(平均粒径20μm)が挙げられる。
ポリアミド樹脂の市販品としては、旭化成社製:アラミ
カ ARP−P(平均粒径20μm)が挙げられる。
【0019】以上述べたポリイミド樹脂、ポリフッ化オ
レフィン樹脂、粉末状の芳香族ポリアミド樹脂の配合割
合は、ポリイミド樹脂100重量部に対して、ポリフッ
化オレフィン樹脂10〜80重量部、粉末状の芳香族ポ
リアミド樹脂10〜50重量部であることが好ましい。
なぜなら、ポリフッ化オレフィン樹脂が10重量部未満
であれば、組成物に低摩擦特性を付与できず、80重量
部を越えると混練工程において不具合が生じるからであ
る。また、粉末状の芳香族ポリアミド樹脂の配合割合が
10重量部未満の少量では組成物に充分な耐摩耗性を付
与できず、50重量部を越える多量では、成形が不具合
となり易いからである。
レフィン樹脂、粉末状の芳香族ポリアミド樹脂の配合割
合は、ポリイミド樹脂100重量部に対して、ポリフッ
化オレフィン樹脂10〜80重量部、粉末状の芳香族ポ
リアミド樹脂10〜50重量部であることが好ましい。
なぜなら、ポリフッ化オレフィン樹脂が10重量部未満
であれば、組成物に低摩擦特性を付与できず、80重量
部を越えると混練工程において不具合が生じるからであ
る。また、粉末状の芳香族ポリアミド樹脂の配合割合が
10重量部未満の少量では組成物に充分な耐摩耗性を付
与できず、50重量部を越える多量では、成形が不具合
となり易いからである。
【0020】なお、この発明の摺動材用樹脂組成物に
は、成形性、寸法安定性、低吸水性、電気的特性、耐候
性などを改善するために、種々公知の充填剤を添加する
ことができるのは勿論である。
は、成形性、寸法安定性、低吸水性、電気的特性、耐候
性などを改善するために、種々公知の充填剤を添加する
ことができるのは勿論である。
【0021】
【作用】この発明の摺動材用樹脂組成物は、耐熱性のあ
るポリイミド樹脂をマトリックスとし、これに摩擦係数
の低減効果に特に優れたポリフッ化オレフィン樹脂を添
加したので、所要の耐熱性および摩擦特性に優れたもの
であり、さらに添加された粉末状の芳香族ポリアミド樹
脂が充分に耐摩耗性を改善し、またこのものは摺動面に
露出してもこの面から容易に離れるので、軟質金属から
なる摺動相手材を損傷しないと考えられる。
るポリイミド樹脂をマトリックスとし、これに摩擦係数
の低減効果に特に優れたポリフッ化オレフィン樹脂を添
加したので、所要の耐熱性および摩擦特性に優れたもの
であり、さらに添加された粉末状の芳香族ポリアミド樹
脂が充分に耐摩耗性を改善し、またこのものは摺動面に
露出してもこの面から容易に離れるので、軟質金属から
なる摺動相手材を損傷しないと考えられる。
【0022】
【実施例】実施例および比較例に使用した原材料を一括
して挙げると以下の通りである。なお、配合割合は全て
重量%であり、〔 〕内に略号を示した。
して挙げると以下の通りである。なお、配合割合は全て
重量%であり、〔 〕内に略号を示した。
【0023】(1)ポリイミド樹脂(化1式に示される
もの)〔PI−1〕 三井東圧化学社製:オーラム PI450 (2)ポリイミド樹脂(化2式に示されるもの)〔PI
−2〕 三笠産業社製:PWA10 (3)ポリテトラフルオロエチレン〔PTFE〕 喜多村社製:KT300H (4)芳香族ポリアミド樹脂粉末〔ARP−P〕 旭化成社製:アラミカ粉末ARP−P、平均粒径20μ
m、 (5)芳香族ポリアミド樹脂繊維〔ARP−F〕 帝人社製:コーネックス繊維、繊維長0.25mm、繊
維径約10μm、 (6)黒鉛〔GRP〕 LONZA社製:KS−6、 〔実施例1〜6および比較例1〜6〕原材料を表1また
は表2に示す割合で配合して乾式混合した後、二軸溶融
押出し機を用いて370〜400℃の条件で押出して造
粒し、得られたペレットを射出成形機に供給して、シリ
ンダー温度370〜400℃、射出圧力1000kgf
/cm2 、金型温度150〜200℃の条件で射出成形
し、試験片を成形した。得られた試験片について、摩擦
係数、摩耗係数、相手材をステンレス鋼またはアルミ合
金とした場合の損傷度合いを、それぞれつぎに示す方法
で測定し、得られた結果を表1中に併記した。
もの)〔PI−1〕 三井東圧化学社製:オーラム PI450 (2)ポリイミド樹脂(化2式に示されるもの)〔PI
−2〕 三笠産業社製:PWA10 (3)ポリテトラフルオロエチレン〔PTFE〕 喜多村社製:KT300H (4)芳香族ポリアミド樹脂粉末〔ARP−P〕 旭化成社製:アラミカ粉末ARP−P、平均粒径20μ
m、 (5)芳香族ポリアミド樹脂繊維〔ARP−F〕 帝人社製:コーネックス繊維、繊維長0.25mm、繊
維径約10μm、 (6)黒鉛〔GRP〕 LONZA社製:KS−6、 〔実施例1〜6および比較例1〜6〕原材料を表1また
は表2に示す割合で配合して乾式混合した後、二軸溶融
押出し機を用いて370〜400℃の条件で押出して造
粒し、得られたペレットを射出成形機に供給して、シリ
ンダー温度370〜400℃、射出圧力1000kgf
/cm2 、金型温度150〜200℃の条件で射出成形
し、試験片を成形した。得られた試験片について、摩擦
係数、摩耗係数、相手材をステンレス鋼またはアルミ合
金とした場合の損傷度合いを、それぞれつぎに示す方法
で測定し、得られた結果を表1中に併記した。
【0024】 摩擦係数:スラスト型摩擦・摩耗試験
機(自社製)を用い、面圧5kgf/cm2 、滑り速度
毎分90m、相手材SUS304、運転時間60分時の
摩擦係数を求めた。 摩耗係数:摩擦係数の測定に用いた試験機を使用
し、面圧3.5kgf/cm2 、滑り速度毎分128
m、相手材;SUS304またはA2017、運転時間
100時間における摩耗試験結果から摩耗係数(×10
-10 cm3 /kgf・m)を求めた。
機(自社製)を用い、面圧5kgf/cm2 、滑り速度
毎分90m、相手材SUS304、運転時間60分時の
摩擦係数を求めた。 摩耗係数:摩擦係数の測定に用いた試験機を使用
し、面圧3.5kgf/cm2 、滑り速度毎分128
m、相手材;SUS304またはA2017、運転時間
100時間における摩耗試験結果から摩耗係数(×10
-10 cm3 /kgf・m)を求めた。
【0025】 相手材の損傷度合い:摩耗試験後のリ
ング状相手材(厚さ6mm、内径6mm、外径33m
m)の表面の損傷の有無または摩耗痕の深さ(μm)
を、表面粗さ計(日本真空技術社製:DEKTAK I
I)を使用して測定した。
ング状相手材(厚さ6mm、内径6mm、外径33m
m)の表面の損傷の有無または摩耗痕の深さ(μm)
を、表面粗さ計(日本真空技術社製:DEKTAK I
I)を使用して測定した。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】〔実施例7,8および比較例7,8〕原材
料を表1または表2に示す割合で配合して乾式混合した
後、金型温度200℃、成形圧力3000kgf/cm
2 の条件で圧縮成形し、さらに金型から取り出して約4
00℃で2時間焼成して試験片を得た。この試験片につ
いて、前記した〜の試験を同様に行ない、得られた
結果を表1中に併記した。
料を表1または表2に示す割合で配合して乾式混合した
後、金型温度200℃、成形圧力3000kgf/cm
2 の条件で圧縮成形し、さらに金型から取り出して約4
00℃で2時間焼成して試験片を得た。この試験片につ
いて、前記した〜の試験を同様に行ない、得られた
結果を表1中に併記した。
【0029】表1または表2の結果から明らかなよう
に、実施例1〜実施例8は、低摩擦係数であると共に低
摩耗係数であり、しかも軟質金属であるステンレス鋼
(SUS304)およびアルミニウム合金(A201
7)のいずれをも損傷しないか、または損傷度合いが極
めて小さかった。
に、実施例1〜実施例8は、低摩擦係数であると共に低
摩耗係数であり、しかも軟質金属であるステンレス鋼
(SUS304)およびアルミニウム合金(A201
7)のいずれをも損傷しないか、または損傷度合いが極
めて小さかった。
【0030】一方、ポリテトラフルオロエチレンの配合
量が過少の比較例1は、摩擦特性が改善されず、ポリテ
トラフルオロエチレンの配合量が過多の比較例2は、高
粘度となって混練できないため、試験片の作成が不可能
であった。また、芳香族ポリアミド樹脂を添加しなかっ
た比較例3、またはポリテトラフルオロエチレンを添加
しなかった比較例4は、耐摩耗性が劣り相手材を著しく
損傷した。
量が過少の比較例1は、摩擦特性が改善されず、ポリテ
トラフルオロエチレンの配合量が過多の比較例2は、高
粘度となって混練できないため、試験片の作成が不可能
であった。また、芳香族ポリアミド樹脂を添加しなかっ
た比較例3、またはポリテトラフルオロエチレンを添加
しなかった比較例4は、耐摩耗性が劣り相手材を著しく
損傷した。
【0031】さらに、繊維状の芳香族ポリアミドを含有
する比較例5は、芳香族ポリアミドを全く含有しない比
較例6〜8に比べて小さい摩擦係数・摩耗係数を示した
が、摺動相手材がA2017である場合に摩耗係数が著
しく大きく、かつこれを損傷した。
する比較例5は、芳香族ポリアミドを全く含有しない比
較例6〜8に比べて小さい摩擦係数・摩耗係数を示した
が、摺動相手材がA2017である場合に摩耗係数が著
しく大きく、かつこれを損傷した。
【0032】
【効果】この発明は、以上説明したように、ポリイミド
樹脂をマトリックスとし、これに摩擦係数低減効果の優
れたポリフッ化オレフィン樹脂を添加すると共に、粉末
状の芳香族ポリアミド樹脂を添加したものであるから、
前記ポリイミド樹脂の耐熱性および機械的強度を維持し
ており、かつ摺動特性(摩擦係数)に優れた摺動材用樹
脂組成物となり、特に摺動相手材がステンレススティー
ルやアルミニウム合金などといった軟質金属である場合
にも、耐摩耗性が非常に良好であり、しかもこれを損傷
しないという利点がある。
樹脂をマトリックスとし、これに摩擦係数低減効果の優
れたポリフッ化オレフィン樹脂を添加すると共に、粉末
状の芳香族ポリアミド樹脂を添加したものであるから、
前記ポリイミド樹脂の耐熱性および機械的強度を維持し
ており、かつ摺動特性(摩擦係数)に優れた摺動材用樹
脂組成物となり、特に摺動相手材がステンレススティー
ルやアルミニウム合金などといった軟質金属である場合
にも、耐摩耗性が非常に良好であり、しかもこれを損傷
しないという利点がある。
Claims (1)
- 【請求項1】 ポリイミド樹脂に、ポリフッ化オレフィ
ン樹脂と粉末状の芳香族ポリアミド樹脂とを必須成分と
して添加してなる摺動材用樹脂組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1040793A JPH06220321A (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | 摺動材用樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1040793A JPH06220321A (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | 摺動材用樹脂組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06220321A true JPH06220321A (ja) | 1994-08-09 |
Family
ID=11749291
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1040793A Pending JPH06220321A (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | 摺動材用樹脂組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06220321A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0939106A1 (de) * | 1998-02-28 | 1999-09-01 | Federal-Mogul Wiesbaden GmbH | Gleitschichtmaterial und Schichtverbundwerkstoff |
US6376061B1 (en) * | 1998-02-28 | 2002-04-23 | Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh | Composite multilayer material |
-
1993
- 1993-01-26 JP JP1040793A patent/JPH06220321A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0939106A1 (de) * | 1998-02-28 | 1999-09-01 | Federal-Mogul Wiesbaden GmbH | Gleitschichtmaterial und Schichtverbundwerkstoff |
US6376061B1 (en) * | 1998-02-28 | 2002-04-23 | Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh | Composite multilayer material |
CZ301623B6 (cs) * | 1998-02-28 | 2010-05-05 | Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh | Vrstvený kompozit s nosnou a kluznou vrstvou |
EP2889330A3 (de) * | 1998-02-28 | 2017-09-20 | Federal-Mogul Wiesbaden GmbH | Gleitschichtmaterial und Schichtverbundwerkstoff |
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