JPS61168645A - 導電性摺動材組成物 - Google Patents

導電性摺動材組成物

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JPS61168645A
JPS61168645A JP1136185A JP1136185A JPS61168645A JP S61168645 A JPS61168645 A JP S61168645A JP 1136185 A JP1136185 A JP 1136185A JP 1136185 A JP1136185 A JP 1136185A JP S61168645 A JPS61168645 A JP S61168645A
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Masaki Egami
正樹 江上
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、摩擦係数が小さく、耐摩耗性が優れ、同時
に体積抵抗率が小さいことを目的とする導電性摺動材組
成物に関するものである。
〔従来の技術〕
近年、電子機器、電気機器の小型化または軽量化に伴っ
て、それらの部品に合成樹脂が盛んに利用されるように
なって来た。そして、特に摺動特性と導電性とを兼備し
た摺動材料のプラスチック化が強く要望されるようにな
り、合成樹脂を基材とし、これに耐摩耗性の向上と導電
性の付与とを目的として、黒鉛、導電性カーボン、金属
粉、金属繊維などの充填材を添加した材料が開発された
しかし、黒鉛、導電性カーボンを添加した材料では、摺
動特性は良好であっても体積抵抗率は101〜IQ”、
1cm程度しかなくて満足できるものではない。また、
金属粉を添加するときは、金、銀、銅、アルミニウム、
ニッケル等の粉末が用いられるが、金および銀は化学的
に安定でしかも高導電性のものではあるがきわめて高価
であり、したがってこれらの代替品として使用される銅
、アルミニウムは成形加工する際に酸化されやすく、得
られる製品の導電性は不安定となって導電性付与材には
適しない。さらにニッケル粉は化学的にも比較的安定で
、合成樹脂に添加して得られる製品の導電性右よび安定
性は共に良好ではあるものの、耐摩耗性は著しく悪い。
また、金属繊維には黄銅ファイバー、アルミニウムファ
イバーなどがあるが、これらはいずれも前記の粉末状の
ものと同様に酸化されやすく、通常の市販品の多くは径
60μm、長さ3 mmと寸法が大きく、摺動材料用の
充填材にこのような大型繊維を使用したときは、材料面
より端が突出して相手材表面を損傷することもあること
から、決して望ましいものとは言えない。その結果、こ
の発明者は、潤滑性のある材料を金属で被覆し、これを
合成樹脂に可能な限り多量に充填し、その特性の確認を
試みたが、期待される導電性のものは得られなかった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
そこでこの発明は、摩擦係数が小さくて耐摩耗性および
導電性が共に優れている導電性摺動材用合成樹脂組成物
の開発を技術的課題とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の問題点を解決するために、この発明はオレフィン
の単独重合または共重合によって得られる合成樹脂10
0容量部に対して、ニッケル粉末もしくはニッケル被覆
材と炭素繊維との容量比が15:80から80 : 2
0の範囲にある混合物を、30〜140容量部添加した
ことを特徴とする導電性摺動材組成物を提供するもので
あり、以下にその詳細を述べる。
まず、この発明におけるオレフィンはエチレン、プロピ
レン、ブテン(1−ブテン、2−ブテン、イソブチンな
ど)、ペンテン(1−ペンテン、2−ペンテン、2−メ
チル−1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、2−メチ
ル−2−ブテンなど)、ヘキセン(1−ヘキセン、4−
メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテンなど
)等のエチレン列炭化水素であり、これらを有機過酸化
物(遊離基重合開始剤)、酸(カチオン重合開始剤)、
またはアルカリ金属、アルキル金属化合物、チーグラー
触媒、アルフィン触媒など(アニオン重合開始剤)を用
いてそれぞれ単独かまたは異種の単量体との共存下で重
合させると単独重合体または共重合体が得られるが、共
重合の際の異種の単量体は前記のオレフィンの中から選
択されたもの、また、ジエン類(二重結合を二つ有する
炭化水素でその二重結合は共役、非共役のいずれであっ
てもよい)の中から選ばれたものであってもよい。
この発明のオレフィンの単独重合体または共重合体によ
って得られる合成樹脂とは、前記の単独重合体および共
重合体であることは当然であるが、異種オレフィンを原
料とした単独重合体同士、単独重合体と共重合体、また
は共重合体同士というように2種以上の重合体を混合、
混練して得られる合成樹脂であってもかまわない。
つぎに、この発明におけるニッケル粉末は導電性があれ
ばその形状を特に限定するものではないが、添加量が少
なくても粒子相互の接触による連続性の良いことが望ま
しいことから鱗片状のもの(たとえば、米国インコ社製
:ノバメットニッケルHCA−1)または断面積の小さ
い不定形粒子で構成された鎖状のもの(たとえば、同社
製:ニッケルパウダ255または287(が一層好まし
いものであると言える。
また、この発明におけるニッケル被覆材はたとえば雲母
、黒鉛、石墨、硫化モリブデン、芳香族ポリアミド等の
ような潤滑性のある粉末もしくは繊維の表面を電気的も
しくは化学的にニッケルめっきして、表面に導電性を付
与したものである。
さらに、この発明における炭素繊維は耐摩耗性、耐クリ
ープ性を向上させるという役割を果すが、前記ニッケル
粉またはニッケル被覆材を分散させたとき、これらが相
互に接触して全体の導電性を満遍なく高めようとする目
的に使用されるものであるから、炭素繊維自身に良好な
導電性が必要であることは勿論である。したがって、よ
り高度の導電性が要求されるようなときは、たとえばニ
ッケルなどの金属を被覆した炭素繊維(たとえば東邦ベ
スロン社製:HTCF/Ni)などを使用すればよい。
いずれにしても、このような炭素繊維はこの発明の組成
物の混合、成形等の容易さおよび成形面からの突出等の
点から、径は20 ttm以下、好ましくは6〜15μ
m1長さは6mm以下、好ましくは0.02〜3.Q 
mmのものが望ましく、一般的には東し社製:トレカM
LD  または呉羽化学工業社製:クレハカーボンファ
イバーなどの市販品を例示することができる。
この発明において、ニッケル粉末またはニッケル被覆材
と、炭素繊維との混合割合を容量比で15 : 80か
ら80:20の範囲内に限定する理由は、ニッケル粉末
またはニッケル被覆材の量を前記下限値よりも少なくし
たのでは導電性が期待できず、また逆に上限値よりも多
くすると導電性はあっても摺動性が得られなくなるから
であって、好ましくは40:60から70 : 30の
範囲にするとよい。そして、このようなニッケル粉末ま
たはニッケル被覆材と炭素繊維との混合物を、合成樹脂
100容量部に対して30〜140容量部添加する理由
は、30容量部より少ないときは期待する導電性が得ら
れず、140容量部よりも多いときは摺動特性が悪化す
るか、または、成形が困難になったり、成形できたとし
ても成形品の機械的強度(たとえば衝撃強度)が低下し
て好ましくないからであって、望ましくは50〜100
容量部にするとよい。
ここで、この発明において配合割合をすべて容量比で示
す理由は、ニッケル粉末とニッケル被覆材と、また、通
常の炭素繊維と金属被覆炭素繊維とでは比重が著しく異
なり、重量比ではこの発明の構成範囲を客観的に示し得
ないからであり、各原料についてそれぞれ重量と真比重
とを測定し、その重量を真比重で除した値を容積(体積
)とする方法を用いた。そして、配合量の決まった各原
料を混合する方法は特に限定するものではなく、通常広
く用いられている方法、たとえば、合成樹脂、ニッケル
粉末またはニッケル被覆材、炭素繊維などをそれぞれ個
別に、またはヘンシェルミキサー、ボールミル、タンブ
ラ−ミキサー等の混合機によって適宜乾式混合した後、
溶融混合性のよい射出成形機もしくは溶融押出成形機に
供給するか、または、予め熱ロール、ニーダ、バンバリ
ーミキサ−1溶融押出機などで溶融混合するなどの方法
を利用すればよい!また、この発明の組成物を成形する
にあたっても、特にその方法を限定するものではなく、
圧縮成形、押出成形、射出成形等の通常の方法、または
組成物を溶融混合した後、これをジェットミル、冷凍粉
砕機等によって粉砕し、所望の粒径に分級するかまたは
分級しないままで、得られた粉末を用いた流動浸漬塗装
、静電粉体塗装などを行なうことも可能である。
〔作用〕
以上述べたこの発明の組成物の成形体表面を研磨して摺
動面とした面には、ニッケル粉末を用いたときは、合成
樹脂、炭素繊維、ニッケル粉の三つの相が露呈し、炭素
繊維は潤滑性の向上に役立つと同時に、ニッケル粉末は
互にまたは炭素繊維と密に接して電路を形成し導電性の
増大に寄与することになる。また、ニッケル粉末の代わ
りにニッケル被覆材を用いたときは、ニッケル被覆材に
内蔵されている固体潤滑剤の相も現われて、固体潤滑剤
と炭素繊維とは潤滑性の向上に、ニッケル被覆層は互に
または炭素繊維と密に接して電路を形成し導電性の増大
に寄与するのである。
〔実施例〕
実施例1〜6: この発明におけるオレフィンの単独重合体、共重合体お
よび添加物としてつぎのものを選び、第1表に示す配合
組成物を調製した。なお、添加物の配合割合は合成樹脂
100容量部に対する容量部の値である。
HDPE(高密度ポリエチレン、三井石油化学工業社製
:ハイゼツクス1300−J )、PP(ポリプロピレ
ン、三井石油化学工業社製:ボリプ口J−600) ニッケル粉末(米国インコ社製二ニッケルパウダー25
5、平均粒径3μm)、 ニッケル被覆雲母(平均粒径12μmの金雲母に無電解
法によって平均膜厚0.1μmのニッケルめっき層を形
成したもの)、 炭素繊維(東し社製:トレカMLD−3QQ  、繊維
径7μm1繊維長300μm)、 ニッケル被覆炭素繊維(東邦ベスロン社製:HTCF/
Ni 、  繊維径7.5 pm 、繊維長300 t
tm1平均ニッケル膜厚0.25μm )、 なお、これら諸原料はヘンシェルミキサーで充分混合し
た後、二軸溶融押出機に供給し、第1表に示す溶融混合
条件で押出して造粒した。得られたペレットを第1表の
射出成形条件で外径23mm、内径14 mm 、長さ
13 mmのリング状試験片および幅12.7 mm 
1長さ53 mm 1厚さ3 mmの板状試験片を成形
し、リング状試験片を用いて体積抵抗率の測定および摩
擦摩耗試験を行ない、板状試験片はASTM−D790
に準拠して曲げ強さを測定した。ここで、摩擦係数は滑
り速度を毎分ioom、荷重1 kg/cm”の条件で
スラスト型摩擦試験機を用いて測定し、摩耗係数は滑り
速度毎分128m、荷重1.5 kg / cm” ノ
条件テスラスト型摩耗試験機を用いて求め、いずれも相
手材には軸受鋼SUJ −2(焼入れ、研削仕上げ)を
使用した。得られた結果は第2表にまとめた。
比較例1〜9: 実施例1〜6に右いて用いた合成樹脂以外につぎのよう
なエンジニアリング樹脂を用意した。すなわち、ナイロ
ン66(東し社製:アミランCM−3001N、以下こ
れをPAと略称する)ポリブチレンテレフタレート(三
菱化成工業社製:ノバドウール5010、以下これをP
BTと略称する第2表 )、ポリフェニレンサルファイド(米国フィリップス社
製:ライトンP−4、以下これをPPSと略称する)、
ポリエーテルイミド(米国ゼネラルエレクトリック社製
:ウルテム1000.以下これをPEIと略称する)、
詔よびポリエーテルサルフオン(英国アイ・シー・アイ
社製:ビクトレツクス300P、以下これをPES  
と略称する)の5種類の樹脂であり、これらの配合組成
を第3表に示すようにした以外は実施例1〜6と全く同
様の操作を行ない、得られた組成物について同様の性能
を測定し、その結果を第4表にまとめた。
第2表と第4表とを比較すれば、比較例(第4表)にお
いては体積抵抗率が低い値を示しても摩耗係数が著しく
大きいか、または逆に摩耗係数が小さくても体積抵抗率
が著しく高くて、実施例(第2表)に示されているよう
な体積抵抗率と摩耗係数とが共に小さい値である組成物
は得られないことが明瞭である。
〔効果〕
以上述べたように、この発明の組成物から得られる成形
体は、低摩擦係数を有し、そのうえニッケル粉末または
ニッケル被覆材および炭素繊維の添加により優れた耐摩
耗性を保持しながら導電性が付与されているので、耐摩
耗性と導電性との二つの機能が同時に要求される用途、
たとえば、フロッピディスクドライブ部のアースボタン
、自動車のステアリングコラム部通電ベアリング、OA
機器類のキャリツヂベアリング、複写機のアースもしく
は通電ベアリングなどの素材として格好の第   4 
  表 ものであるといえる。また射出成形も可能であるため、
成形も容易であることから、この発明の意義はきわめて
大きいということができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. オレフィンの単独重合または共重合によつて得られる合
    成樹脂100容量部に対して、ニッケル粉末もしくはニ
    ッケル被覆材と炭素繊維との容量比が15:80から8
    0:20の範囲にある混合物を、30〜140容量部添
    加したことを特徴とする導電性摺動材組成物。
JP1136185A 1985-01-22 1985-01-22 導電性摺動材組成物 Granted JPS61168645A (ja)

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JPH0546855B2 JPH0546855B2 (ja) 1993-07-15

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