JPH11257356A - 摺動部材用樹脂組成物およびこれを使用した摺動部材 - Google Patents

摺動部材用樹脂組成物およびこれを使用した摺動部材

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JPH11257356A
JPH11257356A JP10082602A JP8260298A JPH11257356A JP H11257356 A JPH11257356 A JP H11257356A JP 10082602 A JP10082602 A JP 10082602A JP 8260298 A JP8260298 A JP 8260298A JP H11257356 A JPH11257356 A JP H11257356A
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JP
Japan
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resin composition
weight
sliding member
resin
magnesium silicate
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JP10082602A
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English (en)
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Sumihide Yanase
澄英 柳瀬
Takashi Nakamaru
隆 中丸
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Oiles Industry Co Ltd
Original Assignee
Oiles Industry Co Ltd
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/28—Brasses; Bushes; Linings with embedded reinforcements shaped as frames or meshed materials

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 乾燥摩擦条件または油中ないし油潤滑条件な
どの多くの異なった使用条件においても、摩擦摩耗特性
に優れた摺動部材用樹脂組成物およびこれを使用した摺
動部材を提供する。 【解決手段】 ポリイミド樹脂５〜２５重量％、硅酸マ
グネシウム１〜２０重量％、残部四ふっ化エチレン樹脂
である摺動部材用樹脂組成物。鋼裏金上に形成された多
孔質金属焼結層の孔隙および表面に上記の樹脂組成物を
充填被覆してなる摺動部材、または、金属網状体の網目
および表面に上記の樹脂組成物を充填被覆してなる摺動
部材。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、摩擦摩耗特性に優
れた摺動部材用樹脂組成物およびこれを使用した摺動部
材に関するものである。
【０００２】
【従来技術】従来、四ふっ化エチレン樹脂（以下「ＰＴ
ＦＥ」と略称する）は、自己潤滑性に優れ、摩擦係数が
低く、さらには耐薬品性および耐熱性を具有することか
ら、軸受などの摺動部材に広く使用されている。
【０００３】しかしながら、ＰＴＦＥ単独からなる摺動
部材は、耐摩耗性および耐荷重性に劣るため、摺動部材
の使用用途に応じ、（ａ）黒鉛、二硫化モリブデン等の
固体潤滑剤およびまたはガラス繊維、炭素繊維等の補強
材をＰＴＦＥに含有したり、（ｂ）鋼裏金に裏打ちされ
た多孔質金属焼結層の孔隙および表面にＰＴＦＥを充填
被覆したり、（ｃ）金属網状体の網目および表面にＰＴ
ＦＥを充填被覆したり、して上記欠点を補っている。
【０００４】上記（ｂ）の態様からなる摺動部材は、所
謂複層摺動部材と称されるものであり、例えば、米国特
許第２６８９３８０号明細書（１９５４年）、特公昭３
１−２４５２号公報、特公昭３９−１６９５０号公報、
特公昭４１−１８６８号などに開示されている。これら
公報には、鋼裏金に裏打ちされた多孔質金属焼結層の孔
隙および表面にＰＴＦＥまたは鉛もしくは鉛酸化物から
なる充填材を含有したＰＴＦＥを充填被覆した複層摺動
部材が開示されている。
【０００５】また、上記（ｃ）の態様からなる摺動部材
は、例えば特公昭５５−２３７４０号公報などに開示さ
れている。この公報には金属織物、フルオロプラスチッ
クならびに無機繊維の強化材を含む材料からなり、自己
潤滑性を有するライニングフォイルが開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した各種の摺動部
材は、多くの異なった使用条件、例えば乾燥摩擦条件ま
たは油中ないし油潤滑条件など、各使用条件に則した充
填材が選択されており、すべての使用条件を満足する摺
動部材とは言い難いものである。
【０００７】また、摺動部材用ＰＴＦＥ組成物において
は、多くのエンジニアリングプラスチック用充填材とし
て使用されている、例えば黒鉛や二硫化モリブデンもし
くは他の金属硫化物、金属酸化物、またはガラス繊維や
炭素繊維などの無機繊維を使用する試みが行われている
が、これらの充填材は樹脂層の耐摩耗性の向上に寄与す
ることはあるが、往々にしてＰＴＦＥ固有の低摩擦性を
阻害するという問題を惹起する。
【０００８】本発明は上記実情に鑑みなされたものであ
り、その目的は、乾燥摩擦条件または油中ないし油潤滑
条件などの多くの異なった使用条件においても、摩擦摩
耗特性に優れた摺動部材用樹脂組成物およびこれを使用
した摺動部材を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するべく鋭意検討を重ねた結果、鋼裏金上に形成
された多孔質金属焼結層の孔隙および表面に樹脂組成物
を充填被覆してなるか、または金属網状体の網目および
表面を覆って樹脂組成物を充填被覆してなる摺動部材に
おいて、樹脂組成物として、ＰＴＦＥにポリイミド樹脂
および硅酸マグネシウムとを特定量配合したもの、ある
いはＰＴＦＥにポリイミド樹脂、硅酸マグネシウムおよ
びリン酸塩とを特定量配合したものを使用した摺動部材
は、乾燥摩擦条件または油中ないし油潤滑条件などの多
くの異なった使用条件においても、優れた摩擦摩耗特性
を発揮し得るとの知見を得た。本発明は斯かる知見に基
づき慣性されたものであり、各発明の要旨はつぎのとお
りである。
【００１０】本発明の第一の要旨は、ポリイミド樹脂５
〜２５重量％、硅酸マグネシウム１〜２０重量％、残部
四ふっ化エチレン樹脂、あるいはポリイミド樹脂５〜２
５重量％、硅酸マグネシウム１〜２０重量％、リン酸塩
１〜１０重量％、残部四ふっ化エチレン樹脂からなる摺
動部材用樹脂組成物に存する。
【００１１】そして、本発明の第二の要旨は、鋼裏金上
に形成された多孔質金属焼結層の孔隙および表面に充填
被覆してなる樹脂組成物層、または金属網状体の網目お
よび表面を覆って充填被覆してなる樹脂組成物層からな
り、該樹脂組成物層が、ポリイミド樹脂５〜２５重量
％、硅酸マグネシウム１〜２０重量％、残部四ふっ化エ
チレン樹脂からなる摺動部材、あるいはポリイミド樹脂
５〜２５重量％、硅酸マグネシウム１〜２０重量％、リ
ン酸塩１〜１０重量％、残部四ふっ化エチレン樹脂から
なる摺動部材に存する。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
まず、本発明の摺動部材用樹脂組成物について説明す
る。本発明において、樹脂組成物の主成分をなすＰＴＦ
Ｅとしては、主として、ファインパウダー、例えば三井
デュポンフロロケミカル社製の「テフロン６ＣＪ（商品
名）」、ダイキン工業社製「ポリフロンＦ２０１（商品
名）」、旭硝子社製の「フルオンＣＤ−０７６（商品
名）」「フルオンＣＤ−４（商品名）」が使用される。
【００１３】また、上記のファインパウダーにモールデ
ィングパウダー、例えば三井デュポンフロロケミカル社
製の「テフロン７ＡＪ（商品名）」を樹脂組成物に対し
て２０重量％以下の範囲で配合したものも使用できる。
樹脂組成物中のＰＴＦＥの配合量は、樹脂組成物量から
充填材の配合量を差引いた残りの量である。
【００１４】ポリイミド樹脂としては、芳香族ポリイミ
ド樹脂、例えばレンジング社製「Ｐ８４ポリイミド（商
品名）」、および熱硬化型ポリイミド樹脂、例えばロー
ヌプーラン・ジャパン社製「ビスマレイミド（商品
名）」、三井石油化学社製「テクマイト（商品名）」、
日清紡績社製「カルボジイミド（商品名）」が選択され
て使用される。
【００１５】このポリイミド樹脂は上記主成分をなすＰ
ＴＦＥに配合されて、とくに耐摩耗性および耐熱性を向
上させる。そして、その配合量は５〜２５重量％、好ま
しくは１０〜１５重量％である。
【００１６】硅酸マグネシウムとしては、二酸化硅素
（ＳｉＯ2 ）を４０．０重量％以上、酸化マグネシウム
（ＭｇＯ）を１０．０重量％以上含有し、かつ酸化マグ
ネシウムに対する二酸化硅素の重量比が２．１〜５．０
の範囲のものが好適に使用される。具体的には、２Ｍｇ
Ｏ・３ＳｉＯ2 ・ｎＨ2 Ｏ、２ＭｇＯ・６ＳｉＯ2 ・ｎ
Ｈ2 Ｏなどが例示される。酸化マグネシウムに対する二
酸化硅素の重量比が２．１未満または５．０を超える硅
酸マグネシウムは、ＰＴＦＥの摩擦特性および耐摩耗性
を悪化させる。
【００１７】この硅酸マグネシウムは上記主成分をなす
ＰＴＦＥおよびポリイミド樹脂に配合されて耐摩耗性を
向上させる役割を果たすとともに潤滑油を吸着ないし吸
収する作用を発揮するため、とくに油中ないし油潤滑条
件においては耐摩耗性に加えて低摩擦性を発揮する。そ
して、その配合量は１〜２０重量％、好ましくは５〜１
０重量％である。
【００１８】上述したポリイミド樹脂５〜２５重量％、
硅酸マグネシウム１〜２０重量％、残部ＰＴＦＥからな
る樹脂組成物に、さらに所定量のリン酸塩を配合した樹
脂組成物とすることができる。
【００１９】リン酸塩としては、第二リン酸、第三リン
酸、ピロリン酸、亜リン酸、メタリン酸等の金属塩およ
びこれらの混合物を挙げることができる。この中でも、
第二リン酸、第三リン酸およびピロリン酸の金属塩が好
ましい。金属としては、アルカリ金属およびアルカリ土
類金属が好ましく、とくにリチウム（Ｌｉ）、カルシウ
ム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）およびバリウム（Ｂ
ａ）が好ましい。
【００２０】具体的には、リン酸リチウム（Ｌｉ3 ＰＯ
4 ）、リン酸水素リチウム（Ｌｉ2 ＨＰＯ4 ）、ピロリ
ン酸リチウム（Ｌｉ4 Ｐ2 Ｏ7 ）、リン酸三カルシウム
（Ｃａ3 （ＰＯ4 ）2 ）、ピロリン酸カルシウム（Ｃａ
2 Ｐ2 Ｏ7 ）、リン酸水素カルシウム（ＣａＨＰＯ4 ）
などが例示され、とくにピロリン酸カルシウム（Ｃａ2
Ｐ2 Ｏ7 ）は本発明で使用するリン酸塩としては最も好
ましい。
【００２１】これらリン酸塩はそれ自体、例えば黒鉛や
二硫化モリブデンの様な潤滑性を示す物質ではないが、
ＰＴＦＥに配合されることにより、相手材との摺動にお
いて、相手材表面（摺動面）へのＰＴＦＥの潤滑被膜の
造膜性を助長する効果を発揮し、とくに乾燥摩擦条件に
おいては摩擦摩耗特性を一層向上させる。
【００２２】そして、リン酸塩は、ＰＴＦＥに対して少
量（例えば１重量％）配合することにより、前述した潤
滑被膜の造膜性を助長する効果が現れ始め、１０重量％
まで当該効果は維持される。しかしながら、１０重量％
を超えて配合すると相手材表面への潤滑被膜の造膜量が
多くなり過ぎて却って耐摩耗性を低下させることにな
る。したがって、リン酸塩の配合量は１〜１０重量％、
好ましくは３〜７重量％とされる。
【００２３】本発明においては、上述した成分組成から
なる樹脂組成物に、さらに黒鉛、二硫化モリブデン、二
硫化タングステン、窒化硼素から選択される固体潤滑剤
を５重量％以下、好ましくは１〜３重量％の割合で配合
することができる。これら固体潤滑剤は樹脂組成物の耐
摩耗性を向上させる。
【００２４】つぎに、本発明の摺動部材およびその製造
方法について説明する。まず、鋼薄板からなる裏金とこ
れに裏打ちされた多孔質金属焼結層とからなる基材を使
用した摺動部材（Ｉ）およびその製造法について説明す
る。基材をなす裏金としては、一般構造用圧延鋼板が使
用される。鋼板は、コイル状に巻いてフープ材として提
供される連続条片を使用することが好ましいが、必ずし
も連続条片に限られず、適当な長さに切断した条片を使
用することもできる。これらの条片は、必要に応じて銅
メッキあるいは錫メッキ等を施して耐蝕性を向上させた
ものであってもよい。
【００２５】多孔質金属焼結層を形成する金属粉末は、
その金属自体、摩擦摩耗特性に優れた青銅、鉛青銅ある
いはリン青銅などの、おおむね１００メッシュを通過す
る銅合金粉末が用いられるが、目的に応じては銅合金以
外の、例えばアルミニウム合金、鉄などの粉末も使用し
得る。この金属粉末の粒子形態は、塊状、球状または不
規則形状のものを使用し得る。この多孔質金属焼結層
は、合金粉末同志および前記鋼板等の条片と強固に結合
されていて、一定の厚さと必要とする多孔度を備えてい
なければならない。この多孔質金属焼結層の厚さは、お
おむね０．１５〜０．４０ｍｍ、就中０．２〜０．３ｍ
ｍであることが好ましく、多孔度はおおむね１０容積％
以上、就中１５〜４０容積％であることが推奨される。
【００２６】樹脂組成物は、ＰＴＦＥと前述した各充填
材とを混合した後、得られた混合物に石油系溶剤を加え
て攪拌混合する方法により、湿潤性が付与された樹脂組
成物が得られる。ＰＴＦＥと充填材との混合は、ＰＴＦ
Ｅの室温転移点（１９℃）以下、好ましくは１０〜１８
℃の温度で行われ、また得られた混合物と石油系溶剤と
の攪拌混合も上記と同様の温度で行われる。斯かる温度
条件の採用により、ＰＴＦＥの繊維状化が妨げられ、均
一な混合物を得ることができる。
【００２７】石油系溶剤としては、ナフサ、トルエン、
キシレンのほか、脂肪族系溶剤またはナフテン系溶剤と
の混合溶剤が使用される。石油系溶剤の使用割合は、Ｐ
ＴＦＥ粉末と充填材との混合物１００重量部に対し１５
〜３０重量部とされる。石油系溶剤の使用割合が１５重
量部未満の場合は、後述する多孔質金属焼結層への充填
被覆工程において、湿潤性が付与された樹脂組成物の展
延性が悪く、その結果、焼結層への充填被覆にムラを生
じ易くなる。一方、石油系溶剤の使用割合が３０重量部
を超える場合は、充填被覆作業が困難となるばかりでな
く、樹脂組成物の被覆厚さの均一性が損なわれたり、樹
脂組成物と焼結層との密着強度が悪くなる。
【００２８】本発明の摺動部材（Ｉ）は、以下の（ａ）
〜（ｄ）の工程を経て製造される。 （ａ）鋼薄板からなる裏金上に形成された多孔質金属焼
結層上に湿潤性が付与された樹脂組成物を散布供給し、
ローラで圧延して焼結層に樹脂組成物を充填させるとと
もに焼結層の表面に一様な厚さの樹脂組成物からなる被
覆層を形成する。この工程において、被覆層の厚さは、
樹脂組成物が最終製品に必要とされる被覆厚さの２〜
２．２倍の厚さとされる。多孔質金属焼結層の孔隙中へ
の樹脂組成物の充填は、当該工程でその大部分が進行す
る。
【００２９】（ｂ）上記（ａ）工程で処理された裏金を
２００〜２５０℃の温度に加熱された乾燥炉内に数分間
保持することにより、石油系溶剤を除去し、その後、乾
燥した樹脂組成物をローラによって所定の厚さになる様
に３００〜６００ｋｇｆ／ｃｍ2 の加圧下で加圧ローラ
処理する。
【００３０】（ｃ）上記（ｂ）工程で処理された裏金を
加熱炉に導入して３６０〜３８０℃の温度で数分ないし
１０数分間加熱して焼成を行った後、炉から取り出し、
再度、ローラ処理によって寸法のバラツキを調整する。
【００３１】（ｄ）上記（ｃ）工程で寸法調整された裏
金を冷却し（空冷ないし自然冷却）、その後、必要に応
じて裏金のうねりなどを矯正するため、矯正ローラ処理
を行い、所望の摺動部材とする。
【００３２】上記（ａ）〜（ｄ）の工程を経て得られた
摺動部材において、多孔質金属焼結層の厚さは０．１０
〜０．４０ｍｍ、樹脂組成物から形成された被覆層の厚
さは０．０２〜０．１５ｍｍとされる。このようにして
得られた摺動部材は、適宜の寸法に切断されて平板状態
で滑り板として使用され、また丸曲げされて円筒状の巻
きブッシュとして使用される。
【００３３】つぎに、金属網状体からなる基材を使用し
た本発明の摺動部材（ＩＩ）およびその製造方法につい
て説明する。基材をなす金属網状体としては、（ｉ）直
線状の刃を有する固定下型と、波形状、台形状、三角形
状等の刃を有する可動上型との間に金属薄板を固定下型
の刃に対し直角方向に、または固定下型の刃に対し斜方
向に送入し、可動上型を上下方向に往復させて金属薄板
に切り込みを入れると同時に切り込みを拡開して規則正
しい網目列を形成したエキスパンドメタル、（ｉｉ）縦
糸および横糸として金属細線を織ることにより形成され
る織組ワイヤメッシュ、（ｉｉｉ）金属細線を編むこと
によって形成される編組ワイヤーメッシュ等が使用され
る。
【００３４】エキスパンドメタルとしては、厚さ０．３
〜２ｍｍの金属薄板にエキスパンド加工を施し、各辺
（ストランド）の長さが０．１〜１．５ｍｍ、厚さが
０．１〜１．０ｍｍに形成されたものが好適である。織
組ワイヤーメッシュまたは編組ワイヤーメッシュとして
は、線径が０．１〜０．５ｍｍの金属細線を１０〜２０
０メッシュの網目に織ったり、編んだりして形成された
ものが好適である。
【００３５】エキスパンドメタル、織組または編組ワイ
ヤーメッシュを形成する金属材料としては、ステンレス
鋼、銅、リン青銅、青銅、鉄などの薄板または細線が好
適である。
【００３６】本発明の摺動部材（ＩＩ）は、以下の
（ａ）〜（ｃ）の工程を経て製造され、樹脂組成物とし
ては、前述の摺動部材（Ｉ）の製造方法において記載し
たと同様の樹脂組成物が使用される。
【００３７】（ａ）エキスパンドメタル、織組または編
組ワイヤーメッシュからなる金属網状体上に樹脂組成物
を散布供給し、ローラで圧延して金属網状体の網目を樹
脂組成物で充填するとともに金属網状体の表面に一様な
厚さの樹脂組成物からなる被覆層を形成する。この工程
において、被覆層の厚さは、樹脂組成物が最終製品に必
要とされる被覆厚さの２〜２．５倍とされる。
【００３８】（ｂ）上記（ａ）工程で処理された金属網
状体を２００〜２５０℃の温度に加熱した乾燥炉内に数
分間保持することにより、石油系溶剤を除去し、その
後、乾燥した樹脂組成物をローラによって所定の厚さに
なるように３００〜６００ｋｇｆ／ｃｍ2 の加圧下で加
圧ローラ処理する。
【００３９】（ｃ）上記（ｂ）工程で処理された金属網
状体を加熱炉に導入して３６０〜３８０℃の温度で数分
間ないし１０数分間加熱して樹脂組成物の焼成を行った
後、炉から取り出し、再度、ローラ処理によって寸法の
バラツキを調整し、所望の摺動部材とする。
【００４０】上記（ａ）〜（ｃ）の工程を経て得られた
摺動部材において、金属網状体の表面に形成された樹脂
組成物からなる被覆層の厚さは、通常、０．０５〜１．
０ｍｍとされる。このようにして得られた摺動部材は、
適宜の寸法に切断されて平板状態で滑り板として使用さ
れ、また丸曲げされて円筒状の巻きブッシュとして使用
される。
【００４１】
【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の
実施例に限定されるものではない。なお、以下の例にお
いて、摺動部材（Ｉ）の摺動特性は、つぎの（１）、
（２）および（３）の試験方法により、また、摺動部材
（ＩＩ）の摺動特性は（４）の試験方法により評価し
た。
【００４２】スラスト試験（１）：表１に記載の条件下
で摩擦係数および摩耗量を測定した。そして、摩擦係数
については、試験を開始してから１時間経過以降試験終
了までの安定時の摩擦係数を示し、また、摩耗量につい
ては、試験時間８時間後の摺動面の寸法変化量で示し
た。
【００４３】
【表１】 滑り速度 ２０ｍ／ｍｉｎ 荷重 ２０ｋｇｆ／ｃｍ2 試験時間 ８時間 潤滑 無潤滑 相手材 機械構造用炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）
【００４４】スラスト試験（２）：表２に記載の条件下
で摩擦係数および摩耗量を測定した。そして、摩擦係数
については、試験を開始してから１時間経過以降試験終
了までの安定時の摩擦係数を示し、また、摩耗量につい
ては、試験時間８時間後の摺動面の寸法変化量で示し
た。
【００４５】
【表２】 滑り速度 １０ｍ／ｍｉｎ 荷重 １００ｋｇｆ／ｃｍ2 試験時間 ８時間 潤滑 無潤滑 相手材 機械構造用炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）
【００４６】往復動摺動試験（３）：表３に記載の条件
下で摩擦係数および摩耗量を測定した。そして、摩擦係
数については、試験を開始してから１時間経過以降試験
終了までの安定時の摩擦係数を示し、また、摩耗量につ
いては、試験時間８時間後の摺動面の寸法変化量で示し
た。
【００４７】
【表３】 滑り速度 ５ｍ／ｍｉｎ 荷重 ５０ｋｇｆ／ｃｍ2 試験時間 ８時間 潤滑 潤滑油（出光興産製ＡＴＦ−ＤＩＩ）塗布 相手材 機械構造用炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）
【００４８】往復動摺動試験（４）：表４に記載の条件
下で摩擦係数および摩耗量を測定した。そして、摩擦係
数については、試験を開始してから１時間経過以降試験
終了までの安定時の摩擦係数を示し、また、摩耗量につ
いては、試験時間８時間後の摺動面の寸法変化量で示し
た。
【００４９】
【表４】 滑り速度 ５ｍ／ｍｉｎ 荷重 ２００ｋｇｆ／ｃｍ2 試験時間 ８時間 潤滑 試験前に摺動面に潤滑油（出光興産製ＡＴＦ−ＤＩＩ）塗布 相手材 クロムメッキ被覆機械構造用炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）
【００５０】実施例１〜２５および比較例１〜２ 以下の諸例において、ＰＴＦＥとして、「テフロン６Ｃ
Ｊ」（三井デュポンフロロケミカル社製）、石油系溶剤
として、脂肪族溶剤とナフテン系溶剤との混合溶剤（エ
クソン化学社製の商品名「エクソール」）を使用した。
【００５１】まず、ＰＴＦＥと表５〜表１２に示される
充填材とをヘンシェルミキサー内に供給して攪拌混合
し、得られた混合物１００重量部に対し石油系溶剤２０
重量部を配合し、ＰＴＦＥに室温転移点以下の温度（１
５℃）で混合し、樹脂組成物を得た。
【００５２】得られた樹脂組成物を金属薄板からなる鋼
裏金（厚さ０．７０ｍｍ）上に形成された多孔質金属
（青銅）焼結層（厚さ０．２５ｍｍ）上に散布供給し、
樹脂組成物の厚さが０．２５ｍｍとなるようにローラで
圧延して焼結層の孔隙および表面に樹脂組成物を充填被
覆した複層板を得た。得られた複層板を２００℃の温度
に加熱した熱風乾燥炉中に５分間保持して溶剤を除去し
た後、乾燥した樹脂組成物層をローラによって加圧力４
００ｋｇｆ／ｃｍ2 にて圧延し、焼結層上に被覆された
樹脂組成物層の厚さを０．１０ｍｍとした。
【００５３】つぎに、加圧処理した複層板を加熱炉で３
７０℃、１０分間加熱焼成した後、再度、ローラで加圧
処理し、寸法調整およびうねり等の矯正を行って複層摺
動部材を作製した。矯正の終了した複層摺動部材を切断
し、一辺が３０ｍｍの複層摺動部材試験片を得た。図１
は、このようにして得られた複層摺動部材を示す断面図
であり、図中、符号１は鋼裏金、２は鋼裏金上に裏打ち
された多孔質金属焼結層、３は多孔質金属焼結層２の孔
隙および表面に充填被覆された樹脂組成物からなる被覆
層である。
【００５４】各複層摺動部材のスラスト試験（１）およ
び（２）の結果を表５〜表１２に示す。なお、表中の
「ＳｉＯ2 ／ＭｇＯ」はＭｇＯに対するＳｉＯ2 の重量
比を示し、配合割合は重量％で示す。また、ポリイミド
樹脂、リン酸塩および固体潤滑剤については使用した種
類を○で示した。 （以下余白）
【００５５】
【表５】 実 施 例 １ ２ ３ ４ ５ ──────────────────────────────────── ＰＴＦＥ ９０ ８７ ９０ ８５ ８２ ポリイミド樹脂 ５ ５ ５ ５ ５ 芳香族 − − ○ − − 熱硬化型 ○ ○ − ○ ○ 硅酸マグネシウム ５ ５ ５ １０ １０ ＳｉＯ2 ／ＭｇＯ ２．２ ２．２ ２．２ ２．２ ２．２ 固体潤滑剤 − ３ − − ３ 黒鉛 ○ − 二硫化モリブデン − ○ スラスト試験（１） 摩擦係数（×１０-2） １２ １３ １３ １３ １３ 摩耗量（μｍ） ７ ６ ９ ７ ６ スラスト試験（２） 摩擦係数（×１０-2） １３ １３ １４ １５ １４ 摩耗量（μｍ） １６ １５ １８ １６ １３ ──────────────────────────────────── （以下余白）
【００５６】
【表６】 実 施 例 ６ ７ ８ ９ １０ ──────────────────────────────────── ＰＴＦＥ ８０ ８５ ８２ ８０ ８０ ポリイミド樹脂 ５ １０ １０ １０ １０ 芳香族 − − − − − 熱硬化型 ○ ○ ○ ○ ○ 硅酸マグネシウム １５ ５ ５ １０ １０ ＳｉＯ2 ／ＭｇＯ ２．２ ２．２ ２．２ ２．２ ２．２ 固体潤滑剤 − − ３ − ３ 黒鉛 ○ − 二硫化モリブデン − ○ スラスト試験（１） 摩擦係数（×１０-2） １４ １４ １４ １２ １２ 摩耗量（μｍ） ８ ６ ５ ５ ５ スラスト試験（２） 摩擦係数（×１０-2） １４ １３ １２ １１ １２ 摩耗量（μｍ） １６ １３ １２ １３ １２ ──────────────────────────────────── （以下余白）
【００５７】
【表７】 実 施 例 １１ １２ １３ １４ １５ ──────────────────────────────────── ＰＴＦＥ ７７ ８０ ７５ ８０ ７５ ポリイミド樹脂 １０ １０ １０ １５ １５ 芳香族 ○ − − − ○ 熱硬化型 − ○ ○ ○ − 硅酸マグネシウム １０ １０ １５ ５ １０ ＳｉＯ2 ／ＭｇＯ ２．２ ４．５ ２．２ ２．２ ２．２ 固体潤滑剤 ３ − − − − 黒鉛 ○ 二硫化モリブデン − スラスト試験（１） 摩擦係数（×１０-2） １２ １３ １４ １２ １２ 摩耗量（μｍ） ４ ３ ５ ４ ４ スラスト試験（２） 摩擦係数（×１０-2） １１ １１ １３ １１ １２ 摩耗量（μｍ） １３ １０ １４ １３ １３ ──────────────────────────────────── （以下余白）
【００５８】
【表８】 実 施 例 １６ １７ １８ １９ ２０ ──────────────────────────────────── ＰＴＦＥ ７５ ７２ ７０ ７５ ７０ ポリイミド樹脂 １５ １５ １５ ２０ ２０ 芳香族 − − − − − 熱硬化型 ○ ○ ○ ○ ○ 硅酸マグネシウム １０ １０ １５ ５ １０ ＳｉＯ2 ／ＭｇＯ ４．５ ２．２ ２．２ ２．２ ２．２ 固体潤滑剤 − ３ − − − 黒鉛 ○ 二硫化モリブデン − スラスト試験（１） 摩擦係数（×１０-2） １２ １２ １３ １４ １４ 摩耗量（μｍ） ５ ４ ６ ３ ３ スラスト試験（２） 摩擦係数（×１０-2） １１ １１ １１ １０ ９ 摩耗量（μｍ） １０ ９ １１ １０ ９ ──────────────────────────────────── （以下余白）
【００５９】
【表９】 実 施 例 ２１ ２２ ２３ ２４ ２５ ──────────────────────────────────── ＰＴＦＥ ８３ ８３ ８０ ７７ ７０ ポリイミド樹脂 １０ １０ １０ １０ １０ 芳香族 − ○ − − − 熱硬化型 ○ − ○ ○ ○ 硅酸マグネシウム ５ ５ ５ ５ ５ ＳｉＯ2 ／ＭｇＯ ２．２ ２．２ ２．２ ２．２ ４．５ リン酸塩 ２ ２ ５ ５ ５ ピロリン酸カルシウム − ○ ○ ○ ○ リン酸水素カルシウム ○ − − − − 固体潤滑剤 − − − ３ − 黒鉛 ○ 二硫化モリブデン − スラスト試験（１） 摩擦係数（×１０-2） １３ １４ １２ １１ １１ 摩耗量（μｍ） ４ ５ ４ ３ ３ スラスト試験（２） 摩擦係数（×１０-2） １０ １１ ８ ８ ８ 摩耗量（μｍ） １１ １４ １２ １２ １１ ──────────────────────────────────── （以下余白）
【００６０】
【表１０】 実 施 例 ２６ ２７ ２８ ２９ ３０ ──────────────────────────────────── ＰＴＦＥ ７５ ７２ ７０ ６７ ７５ ポリイミド樹脂 １０ １０ １０ １０ １５ 芳香族 − − − − ○ 熱硬化型 ○ ○ ○ ○ − 硅酸マグネシウム １０ １０ １０ １０ ５ ＳｉＯ2 ／ＭｇＯ ２．２ ２．２ ２．２ ２．２ ２．２ リン酸塩 ５ ５ １０ １０ ５ ピロリン酸カルシウム ○ ○ ○ ○ ○ リン酸水素カルシウム − − − − − 固体潤滑剤 − ３ − ３ − 黒鉛 ○ ○ 二硫化モリブデン − − スラスト試験（１） 摩擦係数（×１０-2） １１ １１ １１ １１ １１ 摩耗量（μｍ） ４ ３ ４ ３ ４ スラスト試験（２） 摩擦係数（×１０-2） ９ ９ １２ １２ １０ 摩耗量（μｍ） １０ ９ １１ １０ １１ ──────────────────────────────────── （以下余白）
【００６１】
【表１１】 実 施 例 ３１ ３２ ３３ ３４ ３５ ──────────────────────────────────── ＰＴＦＥ ７０ ６７ ７０ ６５ ６２ ポリイミド樹脂 １５ １５ ２０ ２０ ２０ 芳香族 − − − − − 熱硬化型 ○ ○ ○ ○ ○ 硅酸マグネシウム １０ １０ ５ １０ １０ ＳｉＯ2 ／ＭｇＯ ２．２ ２．２ ２．２ ２．２ ２．２ リン酸塩 ５ ５ ５ ５ ５ ピロリン酸カルシウム ○ ○ ○ ○ ○ リン酸水素カルシウム − − − − − 固体潤滑剤 − ３ − − ３ 黒鉛 − ○ 二硫化モリブデン ○ − スラスト試験（１） 摩擦係数（×１０-2） １２ １２ １３ １２ １２ 摩耗量（μｍ） ５ ４ ５ ４ ４ スラスト試験（２） 摩擦係数（×１０-2） １１ １１ １０ １１ １１ 摩耗量（μｍ） １２ １１ １１ １２ １０ ──────────────────────────────────── （以下余白）
【００６２】
【表１２】 比 較 例 １ ２ ３ ──────────────────────────────── ＰＴＦＥ ５０ ７０ ８０ ポリイミド樹脂 − − ２０ 芳香族 − 熱硬化型 ○ 硅酸マグネシウム − − ＳｉＯ2 ／ＭｇＯ リン酸塩 − １０ − ピロリン酸カルシウム − リン酸水素カルシウム ○ 鉛 ５０ ２０ − スラスト試験（１） 摩擦係数（×１０-2） １４ １６ １１ 摩耗量（μｍ） ３１ ８ ７ スラスト試験（２） 摩擦係数（×１０-2） ＊ １１ １０ 摩耗量（μｍ） ＊ ８５ ２０ ──────────────────────────────── （注）＊は試験開始後２時間で摩擦係数が急激に上昇し試験を中止したため、測 定できなかった。
【００６３】上述した試験結果から、本発明の実施例の
複層摺動部材は、試験時間を通して安定した性能を発揮
し、摩耗量は極めて少なく、優れた摺動特性を有してい
るものであった。一方、比較例の複層摺動部材、とくに
比較例２および比較例３の複層摺動部材は、摩擦係数に
おいては実施例の複層摺動部材と大きな差は見られなか
ったが、摩耗量が多く、摺動特性に劣るものであった。
【００６４】つぎに、上述した実施例１、４、５、６、
９、１１、１３、１４、１５、１７、２１、２３、２
６、３１および３４と比較例２および３の複層板を切断
した後、曲げ加工を施し、半径２０．０ｍｍ、長さ２
０．０ｍｍ、肉厚１．０５ｍｍの半円筒状の複層摺動部
材試験片を作製した。各複層摺動部材の往復動試験
（３）の結果を表１３〜表１６に示す。
【００６５】
【表１３】 実 施 例 １ ４ ５ ６ ９ ──────────────────────────────────── 摩擦係数（×１０-3） ２７ ２４ ２６ ３０ ２３ 摩耗量（μｍ） ４ ３ ３ ３ ２ ────────────────────────────────────
【００６６】
【表１４】 実 施 例 １１ １３ １４ １５ １７ ──────────────────────────────────── 摩擦係数（×１０-3） ２４ ２７ ３０ ３１ ３０ 摩耗量（μｍ） ２ ３ ４ １ １ ──────────────────────────────────── （以下余白）
【００６７】
【表１５】 実 施 例 ２１ ２３ ２６ ３１ ３４ ──────────────────────────────────── 摩擦係数（×１０-3） ３０ ２４ ２５ ２７ ２８ 摩耗量（μｍ） ３ １ １ ２ ３ ────────────────────────────────────
【００６８】
【表１６】
【００６９】上述の試験結果から、本発明の実施例の複
層摺動部材は、試験時間を通じて極めて低い摩擦係数を
示して安定しており、摩耗量も極めて少ないものであっ
た。
【００７０】実施例３６〜５５および比較例４〜６ 以下の諸例において、ＰＴＦＥとして、「テフロン６Ｃ
Ｊ」（三井デュポンフロロケミカル社製）、石油系溶剤
として、脂肪族溶剤とナフテン系溶剤との混合溶剤（エ
クソン化学社製の商品名「エクソール」）を使用した。
【００７１】まず、ＰＴＦＥと表１７〜表２１に示す充
填材とをヘンシェルキミサー内に供給して攪拌混合し、
得られた混合物１００重量部に対して石油系溶剤２０重
量部を配合し、ＰＴＦＥの室温転移点以下の温度（１５
℃）で混合して樹脂組成物を得た。
【００７２】板厚０．３０ｍｍのリン青銅合金板にエキ
スパンド加工を施し、各片（ストランド）が０．６０ｍ
ｍの方形状の規則正しい網目を備えた厚さ０．４３ｍｍ
のエキスパンドメタルを作製し、これを基材Ａとした。
また、横糸および縦糸に線径０．３ｍｍのリン青銅合金
細線を使用して５０メッシュの網目を有する織組ワイヤ
ーメッシュを作製し、これを基材Ｂとした。
【００７３】上記樹脂組成物をエキスパンドメタルから
なる基材および織組ワイヤーメッシュからなる基材上に
それぞれ供給し、ローラで圧延して基材の網目を樹脂組
成物で充填するとともに基材の表面に樹脂組成物の被覆
層を形成した後、２２０℃の温度に加熱した熱風乾燥炉
中に５分間保持し、樹脂組成物中の溶剤を除去した。つ
いで、網目および表面が樹脂組成物で充填被覆された基
材を加熱炉で３６０℃、１０分間加熱焼成した後、ロー
ラで加圧処理し、寸法調整およびうねり等の矯正を行
い、表面に０．１３ｍｍの厚さの被覆層が形成された基
材を作製した。矯正の終了した基材を切断し、一辺が３
０ｍｍの摺動板試験片を得た。
【００７４】図２はエキスパンドメタルを示す平面図、
図３は図２に示すエキスパンドメタルを基材とした摺動
部材を示す断面図であり、図中、符号４はエキスパンド
メタル、５は辺（ストランド）、６は網目、７はエキス
パンドメタルの網目および表面に充填被覆された樹脂組
成物からなる被覆層である。また、図４は織組ワイヤー
メッシュを基材とした摺動部材を示す断面図であり、図
中、符号８は織組ワイヤーメッシュ、９はワイヤーメッ
シュの網目および表面に充填被覆された樹脂組成物から
なる被覆層である。
【００７５】各摺動部材の往復動試験（４）の結果を表
１７〜表２１に示す。なお、表中の「ＳｉＯ2 ／Ｍｇ
Ｏ」は、ＭｇＯに対するＳｉＯ2 の重量比を示し、配合
量は重量％で示す。 （以下余白）
【００７６】
【表１７】 実 施 例 ３６ ３７ ３８ ３９ ４０ ──────────────────────────────────── ＰＴＦＥ ８０ ７７ ８０ ７５ ７５ ポリイミド樹脂 １０ １０ １０ １０ １０ 芳香族 − − − − − 熱硬化型 ○ ○ ○ ○ ○ 硅酸マグネシウム １０ １０ １０ １５ １５ ＳｉＯ2 ／ＭｇＯ ２．２ ２．２ ２．２ ２．２ ２．２ 固体潤滑剤 − ３ − − − 黒鉛 ○ 二硫化モリブデン − 基材の種類 Ａ Ａ Ｂ Ａ Ｂ 往復動試験（４） 摩擦係数（×１０-3） ３０ ２０ ３１ ３５ ３６ 摩耗量（μｍ） ８ ７ １０ ９ １１ ──────────────────────────────────── （以下余白）
【００７７】
【表１８】 実 施 例 ４１ ４２ ４３ ４４ ４５ ──────────────────────────────────── ＰＴＦＥ ７２ ８０ ７７ ７５ ７２ ポリイミド樹脂 １０ １５ １５ １５ １５ 芳香族 − − − − − 熱硬化型 ○ ○ ○ ○ ○ 硅酸マグネシウム １５ ５ ５ １０ １０ ＳｉＯ2 ／ＭｇＯ ２．２ ２．２ ２．２ ２．２ ２．２ 固体潤滑剤 ３ − ３ − ３ 黒鉛 ○ − ○ 二硫化モリブデン − ○ − 基材の種類 Ｂ Ａ Ａ Ａ Ａ 往復動試験（４） 摩擦係数（×１０-3） ３６ ３４ ３３ ３５ ３４ 摩耗量（μｍ） １８ ２０ １８ ２０ ２２ ──────────────────────────────────── （以下余白）
【００７８】
【表１９】 実 施 例 ４６ ４７ ４８ ４９ ５０ ──────────────────────────────────── ＰＴＦＥ ７５ ７２ ７０ ６７ ７０ ポリイミド樹脂 １０ １０ １０ １０ １０ 芳香族 − − − − − 熱硬化型 ○ ○ ○ ○ ○ 硅酸マグネシウム １０ １０ １０ １０ １５ ＳｉＯ2 ／ＭｇＯ ２．２ ２．２ ２．２ ２．２ ２．２ リン酸塩 ５ ５ １０ １０ ５ ピロリン酸カルシウム ○ ○ ○ ○ ○ リン酸水素カルシウム − − − − − 固体潤滑剤 − ３ − ３ − 黒鉛 ○ − 二硫化モリブデン − ○ 基材の種類 Ａ Ａ Ｂ Ｂ Ａ 往復動試験（４） 摩擦係数（×１０-3） ２８ ２９ ３０ ３０ ２２ 摩耗量（μｍ） １２ ９ １５ １４ １４ ──────────────────────────────────── （以下余白）
【００７９】
【表２０】 実 施 例 ５１ ５２ ５３ ５４ ５５ ──────────────────────────────────── ＰＴＦＥ ７０ ６７ ７５ ７２ ７０ ポリイミド樹脂 １０ １０ １５ １５ １５ 芳香族 − − − − − 熱硬化型 ○ ○ ○ ○ ○ 硅酸マグネシウム １５ １５ ５ ５ １０ ＳｉＯ2 ／ＭｇＯ ２．２ ２．２ ２．２ ２．２ ２．２ リン酸塩 ５ ５ ５ ５ ５ ピロリン酸カルシウム ○ ○ ○ ○ ○ リン酸水素カルシウム − − − − − 固体潤滑剤 ３ ３ − 黒鉛 ○ − 二硫化モリブデン − ○ 基材の種類 Ｂ Ｂ Ａ Ａ Ａ 往復動試験（４） 摩擦係数（×１０-3） ３４ ３４ ３２ ３２ ３３ 摩耗量（μｍ） ２０ １８ １５ １５ １３ ──────────────────────────────────── （以下余白）
【００８０】
【表２１】 比 較 例 ４ ５ ６ ──────────────────────────────── ＰＴＦＥ ７０ ８０ ８０ ポリイミド樹脂 − ２０ ２０ 芳香族 − − 熱硬化型 ○ ○ 硅酸マグネシウム − − − ＳｉＯ2 ／ＭｇＯ リン酸塩 １０ − − ピロリン酸カルシウム − リン酸水素カルシウム ○ 鉛 ２０ − − 基材の種類 Ａ Ａ Ｂ 往復動試験（４） 摩擦係数（×１０-3） １０３ １１２ １１０ 摩耗量（μｍ） ５２ ６０ ６２ ────────────────────────────────
【００８１】以上の試験結果から、本発明の実施例の摺
動部材は、低い摩擦係数で試験時間を通して安定した性
能を発揮し、摩耗量も極めて少ないものであった。一
方、比較例の摺動部材は摩擦係数が高く、摩耗量も多
く、摺動性能の劣ったものであった。
【００８２】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、乾燥摩擦
条件、油中ないし油潤滑条件など多くの異なった使用条
件において優れた摺動特性を発揮する摺動部材が提供さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の摺動部材の一例を示す断面図である。
【図２】基材としてのエキスパンドメタルを示す平面図
である。
【図３】基材としてエキスパンドメタルを使用した本発
明の摺動部材の一例を示す断面図である。
【図４】基材として織組ワイヤーメッシュを使用した本
発明の摺動部材の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 鋼裏金 ２ 多孔質金属焼結層 ３ 樹脂被覆層 ４ エキスパンドメタル ５ 辺 ６ 網目 ７ 樹脂被覆層 ８ 織組ワイヤーメッシュ ９ 樹脂被覆層
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ１０Ｍ 125/00 Ｃ１０Ｍ 125/00 125/24 125/24 125/26 125/26 149/14 149/14 //(Ｃ０８Ｌ 27/18 79:08） Ｃ１０Ｎ 40:02

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ポリイミド樹脂５〜２５重量％、硅酸マ
    グネシウム１〜２０重量％、残部四ふっ化エチレン樹脂
    からなる摺動部材用樹脂組成物。
  2. 【請求項２】 ポリイミド樹脂５〜２５重量％、硅酸マ
    グネシウム１〜２０重量％、リン酸塩１〜１０重量％、
    残部四ふっ化エチレン樹脂からなる摺動部材用樹脂組成
    物。
  3. 【請求項３】 ポリイミド樹脂は、芳香族ポリイミド樹
    脂、熱硬化型ポリイミド樹脂から選択される請求項１又
    は２に記載の摺動部材用樹脂組成物。
  4. 【請求項４】 硅酸マグネシウムは二酸化硅素を４０．
    ０重量％以上、酸化マグネシウムを１０．０重量％以上
    含有し、かつ酸化マグネシウムに対する二酸化硅素の重
    量比が２．１〜５．０の範囲の硅酸マグネシウムである
    請求項１から３のいずれか一項に記載の摺動部材用樹脂
    組成物。
  5. 【請求項５】 さらに、黒鉛、二硫化モリブデン、二硫
    化タングステン、窒化硼素から選択される固体潤滑剤を
    ５重量％以下の割合で含有する請求項１から４のいずれ
    か一項に記載の摺動部材用樹脂組成物。
  6. 【請求項６】 鋼裏金上に形成された多孔質金属焼結層
    の孔隙および表面に樹脂組成物を充填被覆してなる摺動
    部材、または金属網状体の網目および表面を覆って樹脂
    組成物を充填被覆してなる摺動部材であって、樹脂組成
    物が、ポリイミド樹脂５〜２５重量％、硅酸マグネシウ
    ム１〜２０重量％、残部四ふっ化エチレン樹脂からなる
    樹脂組成物であることを特徴とする摺動部材。
  7. 【請求項７】 鋼裏金上に形成された多孔質金属焼結層
    の孔隙および表面に樹脂組成物を充填被覆してなる摺動
    部材、または金属網状体の網目および表面を覆って樹脂
    組成物を充填被覆してなる摺動部材であって、樹脂組成
    物が、ポリイミド樹脂５〜２５重量％、硅酸マグネシウ
    ム１〜２０重量％、リン酸塩１〜１０重量％、残部四ふ
    っ化エチレン樹脂からなる樹脂組成物であることを特徴
    とする摺動部材。
  8. 【請求項８】 樹脂組成物中のポリイミド樹脂は、芳香
    族ポリイミド樹脂、熱硬化型ポリイミド樹脂から選択さ
    れる請求項６又は７に記載の摺動部材。
  9. 【請求項９】 樹脂組成物中の硅酸マグネシウムは、二
    酸化硅素を４０．０重量％以上、酸化マグネシウムを１
    ０．０重量％以上含有し、かつ酸化マグネシウムに対す
    る二酸化硅素の重量比が２．１〜５．０の範囲の硅酸マ
    グネシウムである請求項６から８のいずれか一項に記載
    の摺動部材。
  10. 【請求項１０】 樹脂組成物は、さらに、黒鉛、二硫化
    モリブデン、二硫化タングステン、窒化硼素から選択さ
    れる固体潤滑剤を５重量％以下の割合で含有する請求項
    ６から９のいずれか一項に記載の摺動部材。
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