JPS61185560A - 摺動部材用樹脂組成物 - Google Patents

摺動部材用樹脂組成物

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JPS61185560A
JPS61185560A JP2543385A JP2543385A JPS61185560A JP S61185560 A JPS61185560 A JP S61185560A JP 2543385 A JP2543385 A JP 2543385A JP 2543385 A JP2543385 A JP 2543385A JP S61185560 A JPS61185560 A JP S61185560A
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JP
Japan
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density polyethylene
potassium titanate
polyphenylene ether
resin
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Pending
Application number
JP2543385A
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English (en)
Inventor
Akiyoshi Kawaguchi
河口 明義
Yosaburo Tsujikawa
辻川 洋三郎
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Otsuka Chemical Co Ltd
Original Assignee
Otsuka Chemical Co Ltd
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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】 (発明の技術分野) 本発明は、耐摩擦性及び耐摩耗性に優れた摺動部材用樹
脂組成物に関する。
さらに詳しくは、本発明は動摩擦係数が低く、相手材料
をも含めた摩耗量が少で、限界Pv値が高く、しかも機
械的強度及び寸法精度に優れたポリフェニレンエーテル
系IB動部材用樹脂組成物に関する。
(発明の技術的背景と問題点) 最近、プラスチック摺動部材の用途分野は拡大しており
、従来の金属材料に代わる新素材として有望視されてい
る。しかしプラスチック材料は、摺動部材に望まれる特
性である自己潤滑性に優れている反面、金属材料と比較
して限界Pv値は低く、剛性などの機械的強度が劣ると
いう欠点がある。因に、ここに「限界aPv値」という
のは、一般に、摺動部材がある一定の荷重(P)下にお
いて周速度(V)以上になったとき、材料が融けたり、
焼き付けたりする負荷の限界値を意味する。
従って、軸受などの摺動部品にプラスチックスを適用す
る場合には、強度や剛性などの機械的性質、耐熱性、難
燃性、更には成形品の形状、寸法精度等に優れている以
外に、動摩擦係数が小さく、限界Pv値が高く、摩耗量
が少なく、しかも相手材料を傷めないという摩擦摩耗特
性を備えた材料であることが望ましい。
ところで、既存の樹脂中、以上の要求に最も近いと思わ
れるものの一つにポリフェニレンエーテル系樹脂(以下
rPPEJともいう)がある、このものは、寸法安定性
、耐熱性、機械的強度及び難燃性などの諸点において優
れたエンジニアリング プラスチックであって、今日、
本樹脂単独で、或はこれにガラスファイバーを配合した
強化複合材料として、電気部品や自動車部品などの用途
に有効に利用されている。
しかしながら、上記PPE単独又はこれにガラスファイ
バーを配合した強化複合材料は、いづれも#摩擦性及び
耐摩耗性に欠けるため、これらをベアリング、ブッシン
グ、キャリッジ等の摺動部材用に適用することは困難で
ある。そこでこの欠点を改善する目的で試みられた種々
の既往研究の中、例えばPPHにガラスファイバーとポ
リテトラフルオロエチレン(PTFE)を配合する試み
は、以上の対摩擦性及び対摩耗性を改良するための努力
の一つである。しかしこの公知方法は、限界Pv値の向
上にこそ効果がみられるものの対摩耗性の向上効果は不
充分である。しかも、ガラスファイバーの使用に因り樹
脂の表面性が悪化するため、樹脂自体の摩耗のみならず
、これと摺動する相手材をも摩耗させる、所謂“かじる
°°という欠点が目立つようになる。
そこで本発明者らは、ガラスファイバーに代えてチタン
酸カリウム繊維(以下、「PTW」ともいう)をPPH
に配合することについて研究を重ねた。
本発明者らの知見によれば、PTWをPPHに配合する
ことにより、機械的強度が向上する以外に、成形品表面
が平滑となり、かつ異方性も少ないから、摺動特性をあ
る程度向上させる目的等には有効である。
しかしながら、より詳細に検討してみると、なる程PT
Wの配合により、ガラスファイバー配合樹脂に見られる
I8動相手剤の摩耗は減少するものの、該配合樹脂自身
の摩耗性は余り改善されていないことが判明した。従っ
て、PTW配合樹脂自身の摩耗性を低下させることは1
本樹脂材料を過酷な摺動条件下に適合させるための残さ
れた課題である。
そこで1本発明者は、これまで未解決の問題であったP
TW配合樹脂自体の摩耗性を低下させるという問題につ
いて鋭意研究を続行した結果、ここに、PPEに対して
PTW及び粉末状高密度ポリエチレン(以下、rHDP
Ejともいう)の両者を配合することにより、上記問題
に対する満足な解答が与えられることを見出した。
因に、ポリアセタール、ポリアミド、ポリエチレンテレ
フタレート及ヒポリブチレンテレフタレート等の結晶性
熱可塑性樹脂については、これらの結晶性樹脂にHDP
Eを添加して摺動特性を向上せしめる方法が既に特公昭
46−41456号及び同56−15434号として蕪
知られているが、PPEの如き非品性樹脂については未
だ知られていない。
(発明の目的) 本発明は、摩擦摩耗特性に優れ、機械的強度が高く、か
つ成形品の寸法精度に優れた好適な1M動部品用材料を
提供することである。
(発明の構成) 本発明は、以上の記載から察知されるように、ポリフェ
ニレンエーテル系樹脂、チタン酸カリウムウィスカー及
び粉末状高密度ポリエチレンを含むことを特徴とする摺
動部材用樹脂組成物に係、る、この本発明↑8動部材用
樹脂組成物は、摺動特性が著しく良好であり、その上、
強度及び剛性にも優れ、更に精密成形性に優れていると
いう特長がある。
一般に、結晶性樹脂は非品性樹脂に比較して自己潤滑性
に優れているので、これにPTFE (ポリテトラフル
オロエチレン)やHDPE等の潤滑材を添加することに
よって摺動特性を向上させることはさして難事ではない
が、PPEのような非品性樹脂の場合は、単にHDPE
を添加するだけでは限界Pv値に優れる摺動部品として
の適性を備えた材料を得るのは困難である。しかるに、
本発明によりHDPEに対してPTWを組み合せること
により、意外なことに摺動部材としての適性を有する新
規複合材料の創出が可能となった。
本発明で使用されるPPEは、単環式フェノール類を重
縮合させて得られるフェニレンエーテル(オキシド)ホ
モポリマーまたはコポリマーであり、さらにビニル化合
物をグラフト共重合して得られる変性ポリフェニレンエ
ーテル(オキサイド)である。本系樹脂の中、特に好ま
しいのは、ポリ(2,6−シメチルー1.4−フェニレ
ン)エーテルにスチレン等のビニル化合物をグラフト共
重合した変性ポリフェニレンエーテルであって、このも
のでは芳香族ポリエーテル類の長所である耐熱性を生か
しながら、その欠点である成形加工性が改良されいる。
なお、PPEは、ゼネラルφエレクトリックカンパニー
(GE社)、三菱瓦斯化学■、又は旭化成工業鞠より重
版されているものをそのまま使用できる。
高強度単結晶繊維であって、K O・n (T+ 02
)又はに20− n (TiO2)−’AH20(式中
、nは2〜8の整数)なる化学組成を持つ針状結晶であ
る。本発明においては、各種のPTWのうち、平均繊維
径0.01〜2.0鴻、平均繊維長5〜100#IJI
で、かつ平均繊維長/平均繊維径(アスペクト比)が1
0以上のものが好ましい、このPTWは、無処理でも使
用しうるが、PPEとの界面接着性をもたせるために1
通常、アミノシラン、エポキシシラン、アクリルシラン
などのシランカップリング剤又はチタネートカップリン
グ剤などの目的に応じた表面処理剤で表面処理されてい
るのが好適である。
本発明において、PTWの配合量は、PPHの補強効果
、特に剛性、耐クリープ性、熱変形温度の向上、限界P
v値の向上、更には寸法精度の向上などの点から本発明
組成物の10〜40重量%であることが好ましい、配合
量が105未満では、機械的強度を充分向上さ゛せ、る
ことができず、一方、40%を越えて使用しても使用量
に見合う機械的強度の向上は余り認められず、かつ、組
成物の造粒化を難しくする。
本発明に使用されるHDPEは、エチレンを重合して得
られる密度0.94 g / c−程度以上のものであ
るが、少量のプロピレン、ブテン、ペンテン、スチレン
などのエチレンと共重合しうるα−オレフィンとの共重
合物であってもよい。
本発明の目的上、上記HDPEは、平均粒子径zoot
道以下、分子量50.000〜300,000のものが
好適である。平均粒子径が200μm以上になると、該
HDPEを含む本発明組成物による成形品表面が粗面に
なる他、18動特性も充分には向上しない。また、分子
量が5α000以下になると、組成物調製時の混線過程
において、HDPE粒子が剪断応力により変形したり、
薄層化したり又はシイルム状化したりして、粉末粒子状
のまま保持されることができず、また分子量が300,
000以上になると、混練過程においてHDPEの分散
性が不充分となるなど、いずれも18動特性の向上に貢
献しなくなる。
本発明組成物において、上記HDPHの配合量は、本発
明組成物中2〜15重量%、さらに好ましくは5〜10
重量%である。この配合量が2%未満になると、摺動特
性を充分向上させることができず、他方15%を越える
と、該組成物を用いた成形品の機械的強度や耐熱性が低
下する傾向がある。
以上の組成物には、必要に応じてタルク、マイカ、ワラ
ストナイトなどのフィラー、ガラス繊維、カーボン繊維
などの補強材、顔料、酸化防市剤、帯電防止剤、滑剤、
熱安定剤、難燃剤、可燃剤などを添加してもよい。
特に難燃化の目的には、デカブロムジフェニルオキサイ
ド、ヘキサブロモベンゼン、テトラブロモビスフェノー
ルAなどのハロゲン系難燃剤、トリフェニルホスフェー
ト、トリメジチルホスフェートなどの有機リン系難燃剤
及び5b203などの無機系難燃剤などの群から選ばれ
た1種又は2種以上の可塑剤及び/又′は難燃剤を配合
するのが好ましい。
本発明の組成物は、例えば次のようにして調製される。
即ち、各構成成分をブレンダなどの混合手段を用いて均
一に混合後、該混合物を押出機でペレット化する。この
ペレットは、射出成形などの慣用成形手段により所望の
部材の形状に成される。
本発明の組成物から作成される!8動部材としては、ブ
ッシング、ベアリング、スリーブ、スリップシリンダー
、ガイドレール、キャリッジ、スイッチ部品、ギア、カ
ムなどが挙げることができる。
(実施例) 以下、実施例を掲げ発明具体化の実例を述べるが、各例
示は当然説明用のものであって、発明精神の内包・外延
を規定するもので^はない。
支盈遣」 ユピエースAH60(変性PPE 、三菱瓦斯化学■)
、Tl5M0・D102(PTW、大塊化学■)、Hi
−zex3300FP (HDPE、三井石油化学工業
■)、03MA497(ガラスファイバー、塩ファイバ
ーグラス■)、フルオンL 169 (PTFE、旭硝
子■)及びスジライトマイカ200−Kl (マイカ■
クラレ)を下表−1に示す処方に従って配合して試験用
組成物を調製し、配合物をシリンダ一温度290℃に設
定された40mmφ押出機を介して押出しペレット化後
、下記条件で射出成形を行い、物性測定用テストピース
を作成した  ゛         、   。
シリンダ一温度:290℃ 射出圧カニ 1 、000Kg/c−/射出時間:10
秒 金型温度=80℃ 続いて下記の方法により試験片の物性測定を行った。
摩擦摩耗試験:鉛末式摩耗試験機(東洋ボールドウィン
■)を使用し、相手材料としては545Cを用い、全て
無潤滑の状態で摩擦速度30cm/秒、荷重10Kg/
cfで連続運転し、摩擦圧111110Kmに達したと
きの摩擦係数及び単位距離当りの摩耗量(比摩耗量及び
相手材比摩耗量)を求めた。また限界Pv値は。
摩擦速度(V)30cm/秒を一定として荷重(P)を
変化させて1時間運転したのち摩擦面を観察し、異常な
損傷が生じた時点を判定した。
引張強さ:ASTM  D638 曲げ強さ及び曲げ弾性率:ASTM  D79HDT 
:荷重18.5 Kg/dの条件でASTMD648に
従って測定した。
線膨張係数:90X50X3mmの平板(ファンゲート
)にて、その成形方向(MD)と直角方向(TD)とに
ついて、夫々ストレインゲージ法により求めた。
成形収縮率:前記と同じ平板を用いて、MDとTDとに
ついて夫々測定した。
結果は下表−1に示される。
(以下余白) 上表−1から明らかなように、本発明組成物では、変性
PPE単独組成物(比較例1)及び変性PPEに対しP
TWのみを添加した組成物(比較例2)と比較して、H
DPHの添加により動摩擦係数及び比摩耗量が大幅に減
少し、相手材比摩耗量も少ないことが明らかである。ま
た変性PPEに対しHDPEのみを添加した組成物(比
較例3)と比較して、PTWの配合により、機械物性、
熱的性質及び寸法精度が大幅に向上していることが窺知
される。
一方、比較例4のガラスファイバー及びPTFEに代え
てPTW、HDPEを用いると、動摩擦係数、比摩耗量
及び特に相手材比摩耗量が大幅に減少し、かつ線膨張係
数や成形収縮率の異方性が少なくなる事実が明白である
支ム迩」 ユピx−スAH6045部、TISIMO−01023
0部、Hi−zex3300FP 5部及びトリ、イソ
プロピルフェニルホスフェート 20部からなる組成物
を調製した他は実施例1と同様に行った。得られた試験
片の物性を下表−2に示す。
なお、本実施例組成物の燃焼性を、UL−94の方法に
より調べたところ、燃焼時間の最大値は14秒、平均7
秒で、V−1グレードに格付けされた。
表−2 す、性能の優れた各種ブッシング、ベアリング、スリー
ブ、スリップシリンダー、ガイドレール、キャリッジ、
スイッチ部品、ギア、カム等の製品を通じて産業社会に
貢献しうる。
特 許 出 願 人 大塚化学株式会社手本売ネ市正書 昭和60年 2月25日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 〔1〕ポリフェニレンエーテル系樹脂、チタン酸カリウ
    ムウィスカー及び粉末状高密度ポリエチレンを含むこと
    を特徴とする摺動部材用樹脂組成物。 〔2〕チタン酸カリウムウィスカーを10〜40%、粉
    末状高密度ポリエチレンを2〜15%含む特許請求の範
    囲第1項記載の組成物。 〔3〕粉末状高密度ポリエチレンが、平均粒子径が20
    0μm以下、分子量50,000〜300,000であ
    る特許請求の範囲第1項又は第3項記載の組成物。 〔4〕組成物が、可塑剤及び/又は難燃化剤を含む特許
    請求の範囲第1項から第3項のいづれかに記載の組成物
JP2543385A 1985-02-12 1985-02-12 摺動部材用樹脂組成物 Pending JPS61185560A (ja)

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