JPS6036180B2 - 潤滑性にすぐれた合成樹脂組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、自己潤滑性、耐摩耗性にすぐれており、と
くに軸受、すべり板、歯車などの情動部材に用いられて
好適な合成樹脂組成物に関するものである。

従来、合成樹脂摺動部材の自己潤滑性、耐摩耗性などの
摺動特性を向上させることを目的として、黒鉛、二硫化
モリブデンなどの固体潤滑剤を配合したもの、四ふつ化
エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）などの低摩擦合成樹脂をブレ
ンドしたもの、あるいはまた鉱油、動槽動油あるいはワ
ックス、金属石けんなどの潤滑油剤を分剤含有させたも
のなどがあるが、固体潤滑剤を配合したものは、耐荷重
性等の向上は期待できるにしても、自己潤滑性の向上は
ほとんど期待できず、ＰＴＦＥなどの低摩擦係数を有す
る合成樹脂をブレンドしたものでは、摩擦係数の低下に
は相当の効果を期待できる反面、成形物の機械的強度な
らびに耐荷重性の低下は免れない。

鍵油などの潤滑油剤を分散含有させたもの、たとえば特
公昭４６−５３２１、特公昭４７−４２６１５によって
開示された方法によるものでは、摺動部材としてきわめ
てすぐれだ性能を発揮するが、摺動部材としての耐熱性
が主成分としての熱可灘性合成樹脂によって左右される
から、比較的雰囲気温度が高い使用条件下では、へたり
等を生じて満足のいく結果が得られない場合がある。

また他の物体に接着したり、被看させて使用するような
場合には、含油性であることがマイナス要因になるとい
う問題点もある。

この発明は、このような門合点を解決したもので、熱硬
化性ポリィミド樹脂４〜２５重量％、ＰＴＦＥ５〜１５
重量％、潤滑油剤２〜１５重量％そして残部熱可塑性合
成樹脂からなる射出成形が可能で潤滑性にすぐれ、かつ
耐熱性が改善された合成樹脂組成物を提供するものであ
る。

この発明で使用されるポリィミド樹脂は、ビスマレイミ
ドに、ィソシアヌル酸 とブチルグリシジルエーテル との附加反応生成物 を附加重合して得られる重合生成物、たとえば東芝ケミ
カル社製の商品名イミダロイ「あるいはビスマレイミド
とアルキレンジアミンＮＨ２−Ｒ−Ｎ比との附加重合生
成物、たとえばローヌプーラン社の商品名キネルなど、
熱硬化性のポリィミド樹脂である。

これらポリィミド樹脂は、一般に耐熱性がよいこと、接
着性にすぐれかつ高温においても接着強度の低下が少し
、こと、機械的強度の熱依存性が小さいこと、寸法安定
性にすぐれること、摩擦摩耗特性がよいことなどの特長
を有するものである。

ポリィミド樹脂の組成物への配合は、おおむね２００メ
ッシュを通過する未硬化の状態の粉末を用いる。配合量
は４〜２５重量％、就中７〜２の重量％が望ましい。

ポリィミド樹脂成分は、組成物の硬度を高め、組成物が
摺動部材として用いられた場合に、雰囲気温度あるいは
摩擦熱によるへたりをなくし、その結果耐摩耗性の向上
に寄与する。

４重量％以下ではほとんど効果が期待できず、２５重量
％以上では鞠性を損うばかりか成形性にも良い影響を与
えない。

なお、このポリィミド樹脂は、フェノール樹脂などと異
なり、硬化が進む過程で水分その他揮発分の生成を全く
伴なわなし・から、この発明の組成物の成分としてよく
その目的を達し、何んらマイナス要因を含まないとう特
長を有する。

ＰＴＦＥは、微粉末の状態で５〜１５重量％配合される
。

摩擦係数を低下させる目的では、多量に配合することが
望ましいが、配合量の増加にともなって耐摩耗性ならび
に機械的性質を低下させるから、配合量の上限を１５重
量％とした。下限の５重量％以下ではほとんど効果が期
待できない。

潤滑油剤としては、エンジン油などの鉱油、鯨油、ヒマ
シ油などの動植物油、シリコン油などの合成潤滑油等、
常温で液体のもの、およびパラフィンなどの石油ワック
ス類、高級脂肪酸ェステルなどの動植物ワックス類そし
て石けんなど、常温で固体である組成物の成形温度まで
の温度で液体となるものが用いられる。配合量は２〜１
５重量％就中５〜１の重量％が望ましい。

これら潤滑油剤は組成物が摺動部村として用いられた場
合に、自己潤滑性を与えるものであるが、固体潤滑剤と
異なる点は、とくにその速度特性の向上に寄与する点で
ある。

そして摩擦係数を低下せしめることによって摩擦熱の発
生も少くなるから、副次効果として耐荷重性、耐摩耗性
の向上にも貢献する。

しかし摺動部材を使用する雰囲気温度が高いと、この副
次効果は低下する傾向がある。

この潤滑油剤の配合は、２重量％以下では効果がほとん
ど認められず、配合量が増加するにしたがつて潤滑効果
は向上するが機械的強度が低下し、とくに１５重量％を
超えて多量に配合すると組成物の成形性に悪影響を及ぼ
すので上記配合量を上限とした。

潤滑油剤としては、上述したもののほか、従来一般に合
成樹脂に混じて使用される固体潤滑剤すなわち、黒鉛、
二硫化モリブデン、酸化鉛、窒化ホウ素、轍質金属など
の各粉末も必要に応じて配合することができる。

この発明に使用される熱可塑・性合成樹脂は、ポリィミ
ド樹脂成分の硬化温度すなわち、附加重合が滞りなく進
行する温度範囲２００〜２８０ｑｏで普通に射出成形す
ることができるものであり、しかも使用される熱可塑性
合成樹脂自体に良好な摩擦摩耗特性と相当の機械的強度
を有している樹脂である。

このような特徴を有する熱可塑性合成樹脂としては、第
１表に掲げる如きものがある（ただし、ポリアミド‘こ
は芳香族ポリアミドを含まない。

）なお、この発明に使用するポリィミド樹脂の熱分解温
度は３２０こ○以上で第１表あり、表示した熱可塑性合
成樹脂の成形温度においては何んら支障を生じない。

この発明の合成樹脂組成物を得るには、粉末状のポリィ
ミド樹脂初期附加重合物、ＰＴＦＥ粉末、熱可塑性合成
樹脂そして潤滑油剤の所定量を常温もしくは若千加溢さ
れた状態で縄洋混合することによって得られる。

使用する潤滑油剤が常温で固形状のワックスの如き場合
は、該ワックスが溶融する温度で損拝混合してもよく、
また該ワックスを溶剤に溶かして用い、蝿梓混合過程も
しくは混合終了後に、使用した溶剤を飛ばすという方法
をとることもできる。

いずれにしても、この鷹梓混合過程においては主成分を
なす熱可塑性合成樹脂が実質的に熔融して一体に凝集し
て塊状にならないことが望まれる。

高速ミキサーたとえばへンシェルミキサーなどはこの発
明の組成物を得るのに有効である。この組成物は、その
まま被覆用に供することもできるし、また押出、射出成
形用に供する．こともできる。とくに成形用として供す
る場合は、この組成物をたとえば押出機にかけて紐状に
引き出したのち冷却固化せしめ、これを細かく切断して
べレット状の組成物とすることもできる。

このべレット状組成物を得る場合、押出成形機によって
組成物は一度熔融し、熱履歴を経ることになるから、ポ
リィミド樹脂成分の附加重合（硬化）が進行する。

第１表で比較的成形温度の高いたとえば６−６ナイロン
、ポリカーボネート、ポリエ‐チレンテレフタレートな
どをこの発明の熱可塑性合成樹脂成分として使用してべ
レット状組成物を作る場合には、普通の硬化速度のポリ
ィミド樹脂（２００００熱板におけるキュアタィムが４
０〜６０秒）を使毛することもできるが、これよりも硬
化速度が遅い樹脂を使用するなどの手段を必要とする場
合もある。

以下実施例について説明する。実施例 １ ２００００の熱板におけるキュアタィムが４０〜６０秒
のポリィミド樹脂（東芝ケミカル社製 商品名ィミダロ
ィ）粉末１０重量％、ＰＴＦＥ粉末８重量％、ＳＡＥ３
抗蛋相当のエンジン油（丸善石油社製、商品名スワマツ
クＨＤ）８重量％、二硫化モリブデン粉末１重量％、そ
して残部ポリアミド樹脂（ダイセル社製１２ナイロン、
商品名ダイアミド）粉末の各成分を、高速ミキサーによ
って澱梓混合して、粉末状組成物を得た。

この粉末状組成物をスクリュゥ蓬が３０側の二鞠押出成
形機によって溶融してノズルから紐状に引出し、冷却し
たのち切断してべレット状組成物を得た。

押出成形機のバレル温度２００〜２２０００、押出速度
は２５０夕／分であった。

実施例 ０ 実施例１において、１２ナイロンの代物こ６−６ナイロ
ン粉末を用い、粉末状組成物を得た。

実施例 山２００午○の熱板におけるキュアータィムが
４０一６０秒のポリィミド樹脂粉末１の重量％、ＰＴＦ
Ｅ粉末８重量％、ＳＡＥ３０番相当のエンジン油８重量
％、二硫化モリブデン粉末１重量％、そして残部ポリア
セタール樹脂（ポリプラスチック社製、商品名ジュラコ
ンＭ９０）粉末の各成分を、高速ミキサーによって擬拝
混合して、粉末組成物を得た。

この粉末組成物を実施例１の押出機を使用してバレル温
度温度１９０〜２１０ｏｏ、押出速度２００夕／分の条
件でべレット状組成物とした。以上のようにして得られ
た組成物を射出成形した試験片を作り、性能を試験した
。

第２表にその結果を示した。

第２表 表で、無添加（比較品）とは、それぞれの実施例の主成
分をなす熱可塑性合成樹脂のみからなる成形品、ポリイ
ミドなし（比較品）とは、それぞれの実施例の組成物か
らポリィミド樹脂を取去り、取去った分を主成分として
の熱可塑性合成樹脂で補ったものである。

試験条件は、引張強ごについてはＡＳＴＭＤ６３８に準
じて行なった。

この発明の組成物中には潤滑油剤およびＰＴＦＥの如き
機械的強さを低下させる成分をむので、無添加のものに
比較して１咳数％程度の強度低下は免れないが硬度につ
いてはポリィミド樹脂成分が配されているため、ほとん
どその低下は認められなかつた。

なお熱可塑性合成樹脂として、６−６ナイロンを熱可塑
性合成樹脂成分として使用した実施例ロによる成形品に
ついては、その理由は詳かでないが硬度のみならず全般
的に強度低下はほとんど認められない程わずかであった
。

軸受性能試験については、鈴木式スラスト試験機を用い
て、すべり速度４８肌／肌、荷重２ｋ９／球雰囲気温度
８０〜１００ｏｏで無給油で１０時間試験した結果につ
いて示したものである。

この発明の実施例の成形品およびポリィミドなし（比較
品）の試験片の摩擦係数が、無添加（比較品）の試験片
の摩擦係数に比較して著しく小さくなっているのは、主
として潤滑油剤ＰＴＦＥ成分の効果である。

したやって、この発明の実施例による成形品とそれぞれ
のポリィミドなし（比較品）の成形品との比較において
は、摩擦係数についてはその差違は認められない。

しかし、摩耗量については高温雰囲気であることと、す
べり速度が大きいという条件もあるが、性能に大きな差
が見られた。

無添加のもの、すなわち熱可塑性合成樹脂単体では、試
験開始後、へたりを伴なう摩耗が大きくその量は測定不
能であった。

ポリィミドなしのものは、摩擦性能だけは著し〈改善さ
れているので、かなり良好な結果を示したが、それでも
上述した条件が厳しく影響して、へたりを伴なう摩耗が
見られた。

これに反して、この発明のものは表面硬度が向上してい
てへたり性が著しく改善されており、このことが耐摩耗
性の向上に大きく寄与していることが分った。

すなわち、従釆、熱可塑性合成樹脂摺動部材の弱点であ
った高温雰囲気中での使用と、速度特性が著しく改善さ
れたことは、この発明の大きな特徴である。

なお、ポリアミド樹脂などで生じ易いスティックスリッ
プ性も、含油性とすることでも相当改善されるが、この
発明による摺動葡村においては、ステイツクスＩＪツプ
は全く認められなかった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ （イ）イソシアヌル酸とブチルグリシジルエーテル
   との附加反応生成物または（ロ）アルキレンジアミンの
   いずれか一者とビスマレイミドとの重合生成物からなる
   熱硬化性ポリイミド樹脂４〜２５重量％、四ふつ化エチ
   レン樹脂５〜１５重量％、潤滑油剤２〜１５重量％そし
   て残部がポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネイ
   ト、ポリオレフイン、ポリエステルから選択されたいず
   れか一者の熱可塑性合成樹脂からなる射出成形が可能な
   潤滑性にすぐれた合成樹脂組成物。