JPH11320752A - 多層材料 - Google Patents
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Abstract
高い耐摩耗性および耐剥離性を有する多層材料の提供。 【解決手段】 この多層材料は、滑り層が少なくとも1
種類の粉末状ポリアラミドを含有していることおよびP
TFEまたはPTFEと他の弗素系熱可塑性樹脂との組
合せの割合が55〜90容量%であり、他のフィラーの
割合が9.5〜44.5容量%でありそしてポリアラミ
ドの割合が0.5〜10容量%である。負荷耐久性、耐
摩耗性および耐蝕性に関しての要求が高まっている。
Description
多孔質中間層、およびPTFEまたはPTFEと260
℃以上の融点の他の弗素系熱可塑性樹脂との組合せより
なりかつフィラーが混入されているマトリックスがその
上に設けられた滑り層を持つ多層材料に関する。
なく使用できるが、本発明の多層材料は特に油の存在下
でのかゝる軸受にも適している。軸受にとって、例えば
自動車工業において使用されるダンパーかまたは歯車ポ
ンプまたは油圧式エンジンでも使用できる様な非常に低
い摩擦係数が比較的に高い耐摩耗性および耐空洞形成性
と同時に非常に重要である。必要とされる摩耗係数のた
めにかゝる材料は今日の知見によると大部分がPTFE
より成る。何故ならば他のすべての公知の、たとえその
他の性質において適する合成樹脂でもこれらの要求を満
足していないからである。
故に大きな摩耗係数を有しているので、摩擦係数を実質
的に増加することなしに空洞化および摩耗を抑える働き
をする材料を混入しなければならない。
軸受材料は鋼鉄製裏当て材(steel backing) 、多孔質の
ブロンズ層、および約80容量%までがPTFEよりな
りそして残りが鉛または二硫化モリブデンよりなる合成
樹脂で構成されている。この場合に合成樹脂材料をブロ
ンズ製骨格物質中に押し込み、その上に薄い密封層を形
成する。この構造の材料は極端な条件、例えばダンパー
において高負荷、高滑り速度および高加速および軸受ギ
ャップにおける流速によって腐蝕および空洞化を促進す
る傾向があり、それ故に特に高負荷の際に制限された寿
命しか有していない。
えばPVDFまたはPEEKを使用した場合に、上記の
条件のもとで殆ど摩耗せず、かつ決して空洞化しない材
料を製造することは確かに可能であるが、かゝる場合に
は潤滑油を注油した場合に摩擦が著しく増加する。
料に比較して比較的に僅かな改善しか示さない、PTF
Eをベースとする組成物が提案されており、この場合例
えばヨーロッパ特許第0,183,375号のフッ化カ
ルシウムの場合またはドイツ特許(C2)第42279
09号明細書で提案されているポリイミドの場合と同様
に大抵は摩擦が増加する。
号明細書では、向上した耐空洞形成性は使用される鉛粉
末の高い比表面積に起因している。しかしながら滑り要
素のユーザーによって鉛または鉛化合物の使用はますま
す限界と見られており、それ故に完全に満足する解決法
はない。
料においてフィラーとしてポリ−(p−フェニレンテレ
フタレートアミド)を使用できることは確かにしばしば
開示されているが、しかしながら例外なしに例えば英国
特許(A)第2291879号明細書における様に繊維
の状態である。
は、PTFEマトリックス中に組み入れられる特に小繊
維状の種類の繊維が記載されている。この繊維の状態は
PTFEマトリックス中に均一に混入する場合に問題が
あり、加工時に適当な特別な装置を必要とする。かゝる
繊維は更に、肺に入る様な成分を含有しており発癌作用
がある恐れがあるという欠点を有する。
物として埋め込まれ、そしてそうしなければ柔らかいP
TFEマトリックスの破壊および腐蝕を和らげる。
維と交換可能でそしてそれ故に、特定の性質を得るため
明らかに必ずしも必要とされない要素としてアラミド繊
維が、例えばWO 97/03299または英国特許
(A)第2177099号における様に再三再四姿を表
している。
本質的根拠は、繊維の長手方向への特に高い分子配向並
びにそれぞれ個々の硬直な紐状分子の物理的に強い並行
結合(Parallelverknuepfung)関係に基づく並外れた機械
的特性、即ち非常に高い抗張力およびE−モジュールに
ある。
工程を変更することなく、かつ油の存在下に摩擦値に悪
影響を及ぼすことなく高い耐摩耗性および耐剥離性を有
する多層材料を提供することである。
なくとも1種類の粉末状ポリアラミドを含有しているこ
とおよびPTFEまたはPTFEと他の弗素系熱可塑性
樹脂との組合せの割合が55〜90容量%であり、別の
フィラーの割合が9.5〜44.5容量%でありそして
ポリアラミドの割合が0.5〜10容量%である多層材
料で解決される。
リアミド粉末を添加するのが有利でありそして添加して
いない相応する組成物に比較して腐蝕−および空洞化現
象による滑り層表面の破壊を著しく和らげることが判っ
た。これに対して、潤滑物質が存在しない状態で使用す
る場合に本発明の多層材料は同じかまたは実質的に改善
されていることが判る。
塑性樹脂との組合せの割合が65〜80容量%であり、
別のフィラーの割合が10〜34容量%でありそしてポ
リアラミドの割合が2〜10容量%であるのが有利であ
る。
−(p−フェニレンテレフタルアミド)(PPTA)お
よび/またはポリ−(p−ベンズアミド)(PBA)で
あるのが有利である。
小さいのが有利であり、<50μmのポリアラミド粉末
粒度が特に有利である。
構造の金属硫化物、例えば硫化モリブデン、金属フッ化
物、チッ化硼素、グラファイト、カーボンブラック、コ
ークス、酸化鉄のそれぞれ単独またはそれら相互の混合
物がある。
料、繊維材料、固体潤滑剤、熱硬化性−または高温熱可
塑性樹脂よりなる群から選択される1種類状のフィラー
も使用できる。
金属硫化物、六方晶形のチッ化硼素およびFe2 O3 よ
りなる。
ラーと一緒に含有される場合には、その割合は1〜6容
量%であるのが有利である。
ックス材料として使用する場合には、PFA、FEP、
ETFEまたはEPEが適している。その割合は最高で
もPTFEのそれと同じ量である。
使用するための滑り要素に使用するのが特に有利であ
る。
フェニレンテレフタルアミド)粉末またはポリ−(p−
ベンズアミド)粉末を添加してない相応する物質もあ
る。
湿潤剤によって均一に懸濁させる。 - 30%濃度のPTFE分散物を添加しそして均一に混
合する。 - この混合物が凝固するのを硝酸アルミニウム溶液によ
って抑制する。 - 過剰の水を除きそして物質が被覆に適するコンシステ
ンシーを持つまで十分に攪拌する。 - 鋼鉄の上に設けられた多孔質ブロンズ製骨格中にこの
混合物をロール掛けで入れ込む。 - PTFEを380℃で焼結する。 - ロールによって全体構造を加熱圧縮する。
験に付し、次いで摩耗試験する。この場合、80mm
(ストローク)および0.5Hzのランプ作用に基づく
30時間の試験プログラムである。更に材料の摩擦値は
1000Nの液滴潤滑および20mm/秒の滑り速度に
て測定する。
1〜6ではそれぞれ比較可能な材料をポリアラミド粉末
を添加してまたは添加せずに対比している。例7は本発
明の効果をもたらすためにPPTAに構造的に類似する
ポリマー材料も適していることを実証している。
響を実証しそして、摩擦値が僅かしか悪影響を受けない
ことが実証されている。
Claims (11)
- 【請求項1】 金属製支持層、多孔質中間層、およびP
TFEまたはPTFEと260℃以上の融点の他の弗素
系熱可塑性樹脂との組合せよりなりかつフィラーが導入
されているマトリックスがその上に設けられた滑り層を
持つ多層材料において、滑り層が少なくとも1種類の粉
末状ポリアラミドを含有していることおよびPTFEま
たはPTFEと他の弗素系熱可塑性樹脂との組合せの割
合が55〜90容量%であり、他のフィラーの割合が
9.5〜44.5容量%でありそしてポリアラミドの割
合が0.5〜10容量%であることを特徴とする、上記
多層材料。 - 【請求項2】 PTFEまたはPTFEと他の弗素系熱
可塑性樹脂との組合せの割合が65〜80容量%であ
り、フィラーの割合が10〜34容量%でありそしてポ
リアラミドの割合が2〜10容量%である、請求項1に
記載の多層材料。 - 【請求項3】 ポリアラミドがポリ−(p−フェニレン
テレフタルアミド)および/またはポリ−(p−ベンズ
アミド)である請求項1または2に記載の多層材料。 - 【請求項4】 ポリアラミド粉末の粒度が<100μm
である請求項1〜3の何れか一つに記載の多層材料。 - 【請求項5】 ポリアラミド粉末の粒度が<50μmで
ある請求項1〜3の何れか一つに記載の多層材料。 - 【請求項6】 弗素系熱可塑性樹脂がPFA、FEP、
ETFEまたはEPEであることおよびおよびその割合
が最高でPTFEのそれと同じである請求項1〜5のい
ずれか一つに記載の多層材料。 - 【請求項7】 フィラーが鉛、酸化鉛、層状構造の金属
硫化物、例えば硫化モリブデン、金属フッ化物、チッ化
硼素、グラファイト、カーボンブラック、コークス、酸
化鉄のそれぞれ単独またはそれら相互の混合物である請
求項1〜6のいずれか一つに記載の多層材料。 - 【請求項8】 硬質物質、顔料、繊維材料、固体潤滑
剤、熱硬化性−または高温熱可塑性樹脂よりなる群から
選択される1種類以上のフィラーを追加的に含む請求項
7に記載の多層材料。 - 【請求項9】 1〜6容量%のFe2 O3 を少なくとも
1種類の他のフィラーと一緒に含有する請求項7または
8項に記載の多層材料。 - 【請求項10】 フィラーが層状構造の金属硫化物、チ
ッ化硼素およびFe 2 O3 よりなる混合物である請求項
6〜9のいずれか一つに記載の多層材料。 - 【請求項11】 ダンパーまたは他の液圧装置で使用さ
れる滑り要素の為に請求項1〜10のいずれか一つに記
載の多層材料を用いる方法。
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