JPS6055093A - 複合摺動部材 - 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】 この発明は、摩擦係数が小さく、耐摩耗性および耐熱性
にすぐれていることを目的とする複合摺動部材に関する
ものである。

従来、潤滑油の使用できない乾燥摺動部材たとえば軸受
、歯車等にポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、
ポリアミド、ポリエーテルなどの合成樹脂が広く用いら
れていることはよく知られているが、これら合成樹脂は
摩擦係数が小さく、耐摩耗性も良いと言われるものの実
際面では充分満足できるものではないので、通常樹脂単
独ではなくてこれらに金属酸化物、二硫化モリブデン、
グラファイト等の固体潤滑剤を配合したものが使用され
る。しかし、そのようなものであってもなお耐摩耗性お
よび摩擦係数は共に満足できるものではなく、耐熱性を
必要とする用途においては窒化ホウ素などが用いられる
こともあるが、これとても摩擦係数は大きく充分なもの
とは言えない。

この発明はこのような現状に着目してなされたものであ
って、ジフェニルボロシロキサンポリマーの有機溶媒溶
液を、グラファイト、セラミックなどの耐熱性基材上に
塗布もしくは含浸してポリマーの薄膜を形成し、ついで
これを不活性ガス雰囲気中もしくは減圧下で焼成したこ
とを特徴とする複合摺動部材を提供するものである。以
下にその詳細を述べる。

まず、この発明におけるジフェニルボロシロキサンポリ
マーは、ジフェニルジクロロシランとホウ酸とを混合し
、脱塩酸反応（たとえば、窒素雰囲気中１００℃、１８
時間）、加水分解反応、脱水縮合反応（たとえば、窒素
雰囲気中４ｏｏ℃、４〜６時間）等の諸反応を順次経て
得られるポリマーであり、ジフェニルシクロシロキサン
を基準としたＧＰＣによる平均分子量が約、１２００程
度のものであり、ケイ素とホウ素との比によって多少変
化するが融点は７０℃前後であり、室温では淡黄色透明
な固体であるか、融点以」二では粘稠な液体となり、こ
のままでは保形性は全くなく成形は不可能である。この
ようなポリマーは、アルコール系蓉たは塩素系の溶媒に
は難溶であるか、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳
香族系溶媒、またはアセトン、テトラヒドロフラン（Ｔ
ＨＦ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）等の極性溶媒
には可溶であるから、これら溶媒を用いて粘度の比較的
低いポリマー溶液を調製することができる。ここで、こ
の発明においては、このようなポリマー溶液をグラファ
イト、セラミックなどの耐熱性基材上に塗布もしくは含
浸させるために、ポリマー濃度を溶媒１リットル当り２
００〜４００ｇ程度とすることが望ましい。なぜならば
、ポリマー量が過大になるほど溶液粘度は増大し、塗布
、含浸が容易に行なえなくなり、また、膜厚が過大にな
ると最終製品表面に亀裂が入りやすく、逆にポリマー量
が過小のときは膜厚を少なくとも１０μｍ程度（これよ
り薄くなると焼成処理中に基材面が露出して効果が期待
できない）にするため、重ね塗りが必要となり好ましく
ないからである。

つぎにこの発明の耐熱性基材とは、後述する二次焼成温
度（たとえば８００〜１４５０℃）に耐える材質のもの
であれば、前記したグラファイト、セラミックに限定す
るものではなく、また、通常□用いられる高温用摺動部
材、ころがり軸受用保持器など形状、寸法等についても
何ら限定する必要もない。

塗布もしくは含浸を終わると、ポリマー溶液の溶媒を除
去する必要があるが、この処理は、ポリマーが加水分解
を受けて変質する危険が多分にあるので、短時間に要領
よく行なうことが望ましい。

たとえば、１９０℃前後に設定された熱板上に乗せて加
熱するなどの方法はきわめて簡単でよい。

このようにして溶媒を除去すれば、耐熱性基村上にジフ
ェニルボロシロキサンポリマーの薄膜が形成される。

ついで、この薄膜形成の耐熱性基材を、不活性ガス（た
とえば窒素ガス）の雰囲気下４００〜６００℃で一次焼
成するが、このような−次焼成を受けたポリマーの重合
度は上昇し、褐色透明で昇温しでも自然流動性は失われ
、また、ベンゼン、テトラハイドロフラン等の溶剤に難
溶なものとなる。

なお、焼成に際して雰囲気が空気であると酸化反応が起
こる危険性があって好ましくなく、また、不活性雰囲気
（たとえば窒素ガス中）における焼成温度を４００〜６
００℃と限定する理由は、４００℃よりも低温では重合
反応が起こりにくく、たとえ起こるとしても完了までに
は長時間を必要とし、逆に６００℃を越えて特に７００
℃以上の高温下では、急激な発泡現象が起こり、焼成前
の形状を留めなくなって好ましくないからである。この
ようにして−次焼成を行なった後、引き続いて不活性ガ
ス雰囲気中もしくは減圧下における二次焼成を行なうが
、温度条件が急激な昇温を避ける一方で必要以上に緩慢
とならないように、−次焼成温度で約３０程度度保持し
た後、１〜２時間程度をかけて８００〜１４５０℃に昇
温し、最終温度に約３０程度度保持するといったような
条件を一つの基準にしておけばよい。ここで、二次焼成
温度を８００〜１４５０℃と定める理由は、ジフェニル
ボロシロキサンポリマーの焼成温度と得られる焼成品の
摩擦係数との関係が」常の場合、第１表のように、８０
０℃よりも低温または１４５０℃よりも高温では摩擦係
数が大きくて好ましくないからであり、中でも最も好ま
しい温度範囲は９００〜１０００℃であると言える。な
お、第１表に示す値は、サパン型摩耗試験機を用い、荷
重２ｋｇｆ。

滑り速度毎分１２０ｍの条件下で、軸受鋼（５ＵＪ−２
、ＨＲＣ６０〜６２、表面−＋　２０００ラツプ）を相
手材としたときの測定値である。

以上述べた二次焼成を終われば、たとえば炉内で２００
℃付近まで冷却して焼成品を取り出すが、このようにし
て得られた焼成品は、基材の摩擦係数および比摩耗量の
両方もしくはいずれか一方を著しく低下させるという効
果を現わし、この発明の意義はきわめて大きいというこ
とができる。

第　１　表 以下、この発明の実施例を示す。

〔実施例〕

ジフェニルボロシロキサンポリマー３ｇをアセトンｌＱ
ｍｌ　中に溶解し、塗布液を調製し、これを、電動機用
カーボンブラシ、グラファイト成形体〔イビデン（株）
：Ｔ−５）、磁器（ムライト）円盤〔日本化学陶業（株
）：フリケンタイトコおよび炭化ケイ素成形体〔京都セ
ラミック（株）：　５Ｃ−２０１）のそれぞれの表面に
塗布（１回の塗布で約１０μｍの焼成皮膜が得られる）
した後、１９０℃のホットプレート上で加熱し、アセト
ンを除去した。このようにして、ジフェニルボロシロキ
サンポリマーの薄膜を形成したそれぞれの耐熱性基材を
５００℃窒素雰囲気中で３０分間保持した後、真空炉に
移し、９００℃で約３０分焼成し、炉中で約２００℃ま
で冷却した後取り出した。得られた各焼成品の表面皮膜
について、サバン型摩耗試験機を用い、滑り速度毎分１
２Ｑｍ。

荷重２ｋｇｆ、相手材軸受鋼（ＳＵＪ　−２、ＨＲＣ６
０〜６２、表面４２０００ラツプ）の条件の下で、摩擦
係数および比摩耗量ｃｍ’／ｋｇｆ−ｍをめた。

その結果を第２表にまとめたが、基材の材質によって多
少の違いはあるが、この発明の複合摺動部材の摩擦係数
および比摩耗量の両方もしくは一方を低下させる効果の
著しいことが、この表から明らかとなった。

第２表 特許出願人　エヌ・チー・エヌ 東洋ベアリング株式会社 同　代理人　鎌　１）　文　二

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ジフェニルボロシロキサンポリマーの有機溶媒溶液を、
   グラファイト、セラミックなどの耐熱性基村上に塗布も
   しくは含浸してポリマーの薄膜を形成し、ついでこれを
   不活性ガス雰囲気中もしくは減圧下で焼成したことを特
   徴とする複合摺動部材。