JPS6051748A - 導電性摺動樹脂材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は導電性摺動樹脂材料に関するものであシ、さら
に詳しく述べるならば、ＶＴＲのカセットリール、複写
器の紙送勺回転部材、その他の事務機あるいは電子機器
の部品等に適用できる、摺動特性と導電性とを付与した
樹脂材料に関する。

従来技術 近年ＶＴＲの需要が急速に伸びて来ているが、カセット
リールはテープ走行時の摩擦や剥離によって静電気を生
じる傾向があるので帯電防止樹脂をカセットリールに用
い、カセットリールの帯電が画像に悪影響を及ぼすこと
を防止したことが、ＶＴＲの品質向上に貢献し且つその
普及に大きく寄与している。またＶＴＲのリール台はプ
ーリーと一体化され、そしてベルト駆動されるが、ベル
トとリールの摩擦によってリール台が帯電し、そして電
荷がリール台からＩＣに放電してＶＴＲの故障の原因と
なるという問題も帯電防止樹脂により解決されつつある
。

さらに静電複写機などの紙送シローラーを軸支する軸受
け、最近グラスチック軸受が使用されつつあるが、紙に
帯電した静電気により、コピームラ、軸と紙の付着によ
る送シの不正確、軸からの放電悔という問題がある。帯
電防止機構を設けたりローラーに付着した紙を剥離する
ための剥離機構を設けると機構が複雑となシ、複写機の
信頼性低下を招くおそれがあるとともに、重量増、コス
ト増を招く。

プラスチックのような高分子材料は通常１０１４Ω・α
以上の体積抵抗率を有しておシ、摩擦などによシ容易に
帯電現象を生じる。この上うな帯電によって高分子材料
は埃を吸着したシ、電撃ショックを受ける場合が１）、
必要に応じてこの対策としてプラスチックに帯電防止剤
を練込んだ材料が供給されている。

前述のＶＴＲのリール台などの材料は単なる帯電防止で
は満足出来ず、更に抵抗値の低い導電性が要求され、電
荷を積極的にアースに逃がすことが画像品質の一層の向
上のだめに要請されている。

また、米国ではマイコン、ＶＴＲの電子機器に電波障害
をなくする目的で電波封じ込めの規制がちシ、このため
には電子機器のハウジンググに使用するプラスチックス
材料に導電性の付与が必要となって来ている。プラスチ
ックに導電性をもたせる方法として、（１）導電性カー
ボンの添加、（２）金属粉末、繊維の添加、（３）カー
ビン繊維の添加、又は（４）成形品表面のメタライソン
グが行われている。（４）のメタライソングは、電子機
器又はＩＣなどのハウジングに適用可能であるが、回転
、摺動などの運動を伴う部材には適用不可能である。（
２）及び（３）の金属粉末・繊維又はカービン繊維の添
加は、例えば摺動部材に適用された場合は、相手材を疵
つけるという問題がある。さらに、例えばカーはン繊維
添加グラスチックを摺動部材として使用した際に摩擦係
数が使用時間とともに増加するという欠点がある。（１
）の導電性カービンの添加は、炭素祠料の中で固有体積
抵抗が低いカービンブラック（非晶質炭素）をプラスチ
ックに添加する方法である。

そしてこの方法によシ、ポリアセクール樹脂に８〜１５
ｍ１％のカーボンブラックを添加することによって１０
２〜１０３Ω・α程度の固有体積抵抗とした導電性樹脂
材料が得られる。しかしながら、この導電性樹脂材料は
導電性を有するものの、摺動特性がカーゼンブラ、り無
添加のものと比軟して劣る。特に、上記導電性樹脂材料
を軸受として使用するのには不適当である。

このように、従来よシ樹脂材料に導電性を伺与する提案
が為されているが、摺動性は考慮の外にあつたＯ 発明の目的 そこで本発明では導電性と摺動特性の両方を兼備した樹
脂材料を提供することを目的とする。さらに、本発明で
は軸受に導電恰を付与し、軸に帯電（７ない軸受装置と
適用できる新規な軸受材を提供する。

発明の構成 本発明の上記目的は、熱可塑性樹脂に、カーボンシラツ
クと、潤滑油とを混入してなシ、電気伝導性と優れた摺
動特性とを有することを特徴とする４電性摺動樹脂材料
（以下、摺動材料と称する）を提供することによｐ達成
される。

本発明の摺動材料において、基材となる樹脂材料は、熱
可塑性を有する材料であればよく、その中でポリフェニ
レンオキシド、ポリブチレンフタレート、ポリアミド（
商品名ナイロン）、ポリカー茶ネート、及びポリアセタ
ールが好ましく、ポリアセタールが特に好ましい。ポリ
アセタールとしては、コヂリマータイプとホモポリマー
タイプのうち、前者が好ましい。

本発明の摺動材料の一成分であるカービンブラックは導
電性を付与する成分である。カービンブラックの添加量
の上限は、樹脂への混錬添加上限曖と一致する。しかし
ながら、特に所望の特性によって次の範囲を選択するこ
とが好ましい。すなわち、本発明の摺動材料の特性とし
て高い電気伝導度を特に望む場合は、カービンブラック
の添加量は７〜３０％がよく、良好な摺動特性を望む場
合は、３−１０％がよく、両特性が良好なものを望む場
合は７−１０％がよい。カービンブラックの種類として
は特に制限はないが、アセチレンブラック（アセチレン
を無定形に炭化したもの）〃；好ましく、１０Ｘ以下の
超微粒カービンブラック（例えば特殊ファーネスタイプ
のカービンブラックとしてケ、チヱンブラックの商品名
で市販されている）ものが特に好ましい。

本発明の摺動材料の一成分である關滑油は側渭性能を付
与する成分である。本発明の摺動材料においては、グラ
ファイトによる摺動性能向上と、潤滑油による潤滑性能
向上によって、優れた潤滑性能が得られる。このような
潤滑油は一般に樹脂成分粒子の間に分散しているが、カ
ービンブラックに含有された状態で摺動材料に分散して
いることもある。柵滑油の種類は２５０℃までの耐熱性
をもつものが好ましいが、特に制限はない。特にジェッ
トエンノンオイルが好ましいが一般のエンノンオイル（
１８０℃以下の耐熱性をもつ）でもよ−。また潤滑油の
添加量は１０チ以下が好ましく、約１．５〜３％が特に
好ましい。

本発明の摺動材料の任意成分であるフッ素樹脂は摺動特
性を向上させる効果をｔつ成分である。

この効果の面からはフッ素樹脂の粒子が２５μｍ以上で
あることが好ましい。粒子ｌが７〜８μｍであると摺動
特性向上効果は奏されるが、体積抵抗が１０　〜工ＯΩ
・αとなって優れカー電気伝導性は得られない。フッ素
樹脂の添加量は一般に５チ以下であるか、フッ素樹脂の
粒子径が２５μｍ〜４０μｍであるならば、さらに多い
添加量であっても採用可能である。

次に、本発明の摺動材料成分の相互作用について説明す
る。

第１図は、ＪＩＳＫ６９１１の樹脂の体積抵抗測定法に
準拠してめたデータを実線によって、２チ濶ｉ油、４％
ポリテトラフルオロエチレン、カーボンブラック（横軸
に示す添加量）、残部ポリアセタール樹脂よシなる摺動
材の固有体積抵抗率（ρ）を示すグラフである。第１図
の点線は、潤滑油及びポリテトラフルオロエチレンを含
まないカーボンブラック添加ポリアセタール樹脂（従来
技術）の固有体積抵抗率（ρ）を示すグラフである。第
１図より、ポリテトラフルオロエチレン及び潤滑油は導
電性を若干低下させることが分かる。本来、ポリテトラ
フルオロエチレン及び潤滑油性絶縁性であるから、これ
らの絶縁性成分の添加によって、添加量に応じて、導電
性は低下すると考えられる。

一方、カーフげンプシックの添加量に応じて、本発明の
摺動材料も従来技術の材料も同じ傾向で、固有体積抵抗
率（ρ）が低下していることが第１図よシ分かるから、
ポリテトラフルオロエチレン及び潤滑油はカーがンノラ
ックの本来の導電性付与効果を奪うものではないと認め
られる。

カーボンブラックは摩擦係数を高め、また摩耗量を多く
するなど、熱可塑性樹脂の摺動特性を劣化させる成分で
あるが、カーボンブラックがフッ素樹脂及び／又は潤滑
油と共存すると、摺動特性を劣化させる程度（例えば摩
擦係数増加割合）は大幅に少なくなる。

ニアたがって、本発明の摺動材料において、各成分の添
加量を適切に選択することによって、従来の導電性樹脂
材料と同等以上の導電性を有【７且つ従来の導電性樹脂
には見られない潤滑性、低摩擦性、負荷能力及びこれら
の性質の安定性を有する摺動材料が提供される。なお負
荷能力が低下すると摺動材料は相手材から受ける荷重に
よって低荷重下で破壊し、あるいは破壊に至らないまで
も疲労が起こシ易くなって、摺動特性が不良となる。

フッ素樹脂は、耐熱性に優れているが耐摩耗性はあまシ
良くない樹脂である。〕７ツ素樹脂がカーはンゾラック
と共存することによって、摺動材料が偏摩耗に対して極
めて優れた抵抗性を備えるに至る。すなわち、本発明の
摺動材料は荷重が非一様に加えられる片当シ摺動部とし
て用いられた場合極めて少ない摩耗量を示す。

本発明に係る摺動材料の製法を以下説明する。

粒度を調製した所定の成分を秤量した後、混合し、さら
に必要によシカツブリング剤、粘度調節剤等を添加した
後、混錬機によシ押出しペレット化し、その後成型機に
て所定形状に成形する。また潤滑油をカーボンブラック
に含浸させる場合は、カーボンブラックを潤滑油と攪拌
すると潤滑油含油カーボンブラックが容易に得られる。

実施例 以下、本発明の実施例を第１表により説明する。

第１表において、ＰＯＭはコ１υノマータイグのポリア
セタール、ＣＢはカーボンブラック（商品名ケッチェン
ブラック）、０１ｔはジェットエンノンオイル、４Ｆは
ポリテトラフルオロエチレンであシ、数字は全体に対す
る百分率を示す。これらのＰＯＭ等を混線機によシ成形
した。「導電性」は固有体状抵抗率（ρ）、単位ｎ　−
ｃｒｒｔを示す。

「μ」は摩擦係数、「荷重」は以下の耐荷重測定条件で
測定した負荷能力（単位ｋｙ　）を示す。

（イ）試験機ニスラスト型摩擦摩耗試験機（ロ）摺動速
度：　０．２　ｍ／８ｅ　ｃＣ）荷重：５ｋｌ？／ｈｒ
で段階的に増加に）相手材：　５ＵＪ−２（焼入） （ホ）潤滑ニドライ条件 （へ）荷重印加法ニスラスト荷重 田、下余白 ＰＯＭに代えてポリアミドを使用したところ同様の特性
が得られた。

第１表より、導電性（固有体積抵抗率ρ）は１００−７
１０”Ω’ｆ；７１１　、　、”中０．３〜０．６　、
荷重（負荷能力）２５〜４０ｋｇの範囲で特性が変化し
ておシ、さらに、導電性と摺動特性の何れか一方が良好
な組成あるいは両者とも良好な組成を選択しうろことが
分かる。

効果 （イ）本発明の摺動材料は単に帯電防虫機能だけでなく
導電性能をもつから、通電又は接地される電気部品とし
て使用され、帯電に起因する弊害、例えばＶＴＲの画家
桟音又は複写器の紙付着などを徹底的に防止できる。ま
た、ＩＯのノやヮケーソとして使用し、工Ｃｚ４ッケー
ゾを接地電位とすることもできる。

（ロ）本発明の摺動材料の字擦特性は長い時間にわたっ
て安定しているから、回転、摺動を伴う電気部品の信頼
性が高められる。

（ハ）本発明の摺動材料は耐摩耗性に優れているから、
これを回転・摺動を伴う電気部品に肘用すると、部品交
換が少なくなυ、またメンテナンスフリーも期待される
。

に）負荷能力に優れた性質及び上記（イ）の効果を利用
して、通電が必要な小型位置軸受装置に本発明の摺動材
料を使用することができる。

（ホ）本発明の摺動材料は相手材を疵つけないから相手
材として軟質＠量の樹脂材料を使用し、樹脂材料製品材
同志が摺動する軽量軸受装置を製造しうる。

（へ）本発明の摺動材料はスラスト荷重下で高い負荷能
力を有するため、これを通電式スラスト情愛として使用
することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はカーがンブラック添加量と固有体積抵抗率（ρ
）の関係を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱可塑性樹脂に、カーデンブラックと、潤滑油とを
   混入してなシ、電気伝導性と優れた摺動特性とを有する
   ことを特徴とする導電性摺動樹脂材料。 ２、熱可塑性樹脂がフッ素樹脂を含んでなると