JPS61233045A - 摺動材 - 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】 〔技術分野〕 この発明はシラン架橋超高分子ポリエチレン摺動材の改
良に関するものである。

〔従来技術〕

シラン架橋超高分子ポリエチレンは、優れた耐摩耗性、
低い動摩擦係数と自己潤滑性とにより、摺動材として軸
受、ローラ、歯車等に使用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、この摺動材は、限界Ｐｖ値が低いために、長時
間使用していると動摩擦係数が徐々に大きくなり、一定
の幅をもった高いレベルの値を示すようになり、初期値
に近い低レベルの動摩擦係数を維持できなくなるという
欠点があった。

表１の試料Ｎｏ、１８は、このような傾向を実際のデー
タとして確認したものであり、第１〜４図はこれを対応
番号で図示したものである。

同表から明らかなように、摩耗深さＷは摺動材としての
使用条件によって異なるが、特に摩耗し易いといった値
を示していない、しかし、動摩擦係数ＪＪ−には特徴的
である。すなわち、１時間後で０．２１であったものが
、５０時間後では、破線で示すように、０．３１〜０．
４７と幅をもった高いレベルの値を示すようになり、初
期値の０．２１に近い０．３１程度までの比較的低いレ
ベルの動摩擦係数ルにを維持できなくなることが判る。

この発明は、このような従来の問題点を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、動摩擦係数
の初期値を低くすることができ。

かつ長時間使用しても、その初期値に近い低レベルの動
摩擦係数を維持できるとともに摩耗しにくい摺動材を提
供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明による摺動材は、シラン架橋超高分子ポリエチ
レンに、無機質繊維を１５〜３０重量％、潤滑油を５〜
１５重量％含有させたものである。

上記潤滑油は、その潤滑性を利用してシラン架橋超高分
子ポリエチレンの動摩擦係数を下げるために添加したも
のである。無機質繊維は、摺動面の温度を逃がし、シラ
ン架橋超高分子ポリエチレンの温度上昇を抑えるととも
に、特に、その動摩擦係数が大きくなるのを抑えるため
に添加したものである。無機質繊維としては、素材自体
の摩擦係数の小さいものを使用すればよく１例えば、炭
素繊維、チタン酸カリウム繊維を挙げることができる。

無機質繊維の量を１５〜３０重量％としたのは、１・５
重量％では、長時間使用した場合、初期値に近い低レベ
ルの摩擦係数を維持できず、５０時間後には初期値の３
〜５倍悪化してしまうためであり、　３０重量％を越え
ると、混練しにくくなってペレット作製が難しく、仮に
成形しても、製品の機械的強度が著しく低下するからで
ある。

潤滑油の量を５〜１５％としたのは、５重量％未満では
、シラン架橋超高分子ポリエチレンの動摩擦係数を下げ
る効果が小さく、潤滑油を添加しないものと殆んど変わ
らないからであり、１５重量％を越えると、射出成形機
において、ペレットのスクリューへの噛み込みが悪く、
スクリューによる送りがうまくいかなくなったり、ある
いは、型内で潤滑油が分離し易くなって、製品表面がま
だらになって品質が悪くなるためである。

なお、ＰＴＦＥ、黒鉛、二硫化モリブデン等の固体潤滑
材を潤滑補助材として混合することは。

実質的に摺動材としての特性、特に、動摩擦係数を大き
くしない範囲、あるいは、摺動材の成形性、品質を悪化
させない範囲で可能である。この補助材は、動摩耗係数
を低レベル状態で安定化させる目的で、必要に応じ添加
するものである。

〔実施例〕

表１は、この発明の実施例の組成とその特性、すなわち
、動摩耗係数トにと摩耗深さＷとを比較例とともに示し
たものである。

試料Ｎ００１〜１５は無機質繊維として炭素繊維を使用
した実施例、同Ｎｏ、　１９〜２１は無機質繊維として
チタン酸カリウム繊維を使用した実施例、同Ｎｏ。

１．８．１１とＮｏ、１Ｂ−１８は比較例である。実施
例のうち、試料Ｎｏ、４．９，１４．１５は潤滑補助材
を添加した例であり、比較例のうちＮｏ、　１８は前述
した従来のシラン架橋超高分子ポリエチレンのみから成
る摺動材である。

動摩耗係数トには、表１の組成から成る試験片ニラいて
行った２Ｋｇ／ｃｒｎ’　Ｘ　１０ｍ／ｗｉｎの１時間
後と５０時間後の値である。摩耗深さＷは、スリーブ状
の試験片を用いて、下記のＡ条件とＢ条件の下で３００
時間のラジアル回転試験をしたときの最大摩耗深さくｍ
ｍ）である、上記Ａ条件は３Ｋｇｆ／ｃｒｒｆ　Ｘ　１
０ｍ／ｗｉｎである。Ｂ条件は１５Ｋｇｆ／ｃ　ｍ’　
Ｘ　ＩＱ＋ｉ／＋ｍｉｎ　テある。第１〜４図は潤滑油
の量および５４１１質繊維の量と動摩擦係数および摩耗
深さとの関係がそれぞれ対比できるように表１ｔ−ＩＩ
示したものである。

つぎに、上記実施例の特性を、その組成との関連で、比
較例と対比しながら考察する。

まず、動摩擦係数ルにについてみると、第１゜３図のよ
うに、潤滑油が５〜１５重量％、無機質繊維が１５〜３
０重量％の範囲にある試料Ｎ００２〜５．Ｎｏ、７〜１
０．Ｎｏ、１２〜１５．Ｎｏ、１９〜２１が一様に低レ
ベルの値を示している。すなわち、５０時間後において
も、初期値（１時間後）に近い値を示し、それ以上は大
きくなっていない、これは、試料Ｎｏ、１８が、前述の
ように、５０時間後に０．３１〜０．４７と幅をもった
高いレベルの値を示すようになるのと特徴的に異なると
ころであり、この実施例において最も改良されている点
である。

第１図と第３図において、試料Ｎｏ、１８が同Ｎｏ。

１６と同様の傾向を示すのは、３重量％程度の潤滑油の
量では、シラン架橋超高分子ポリエチレンの動摩擦係数
を効果的に下げることができないためと考えられる。

試料Ｎｏ、１７は、潤滑油の量が５〜１５重量％の範囲
にある。しかし、それに拘わらず、５０時間後の動摩擦
係数トには、一定の幅をもった高いレベルの値を示して
いる。これは、無機質ｍ維を全く添加していないためと
考えられる。すなわち、全く添加しないと、試料の摺動
面の温度上昇と動摩擦係数ルにの上昇を抑えられないた
めと推察される。

また、実施例である試料Ｎｏ、２〜５．Ｎｏ、７〜１０
．Ｎｏ。

１２〜１５の動摩擦係数用にの初期値（１時間後）は、
はぼ０．１前後である。従来例である試料Ｎｏ、１８は
それがほぼ０．２であるのと較べれば、絶対値にして約
０．１小さくなっている。このことは、実施例における
５０時間後の動摩擦係数用にが、試料Ｎｏ。

１Ｂの初期値に近い０．２前後であることから明らかな
ように、その係数ルにを低レベルに抑えるのに寄与して
いる。これが実施例における第２の改良点である。

試料Ｎｏ、ｌ、８．１１の動摩擦係数ルにの初期値はほ
ぼ０．１前後で問題はないが、５０時間後では０．３と
従来例である試料Ｎｏ、１８の初期値を越え目立って大
きくなっている。無機質繊維の含量が不足しているため
と考えられる。この実験に関する限り、１５重量％は含
有させなければ動摩擦係数ＪＬＫを低レベルに抑えるこ
とができないと言える。

一方、摩耗深さＷについてみると、第２，４図から明ら
かなように、潤滑油と無機質繊維を添加する場合と、し
ない場合とで差異がか認められる。すなわち、従来例で
ある無添加の試料Ｎｏ、１Ｂの摩耗深さＷは、Ａ条件で
０．０４ｍｍであったものがＢ条件下で０．２５ｍｍで
あるが、実施例である試料Ｎｏ、２〜４．Ｎｏ、７〜１
０．Ｎｏ、１２〜１５．Ｎｏ、１９〜２１は殆んどＱ、
０５ｍｍから０．２ｍｍの範囲にあり、中には半減して
いるものもある。これに対し、比較例であるＮｏ。

１７．１８　と試料Ｎｏ、１．６．１１は、従来例であ
る試料Ｎｏ、１８とほぼ同等の値を示している。これは
、前述の動摩擦係数ルにの場合と対応して、無機質繊維
の含有量が少ないためと考えられる。したがって、潤滑
油と無機質繊維を実施例の範囲において添加することは
、耐摩耗性の改良に顕著な効果をもつものと言える。こ
れが実施例における第３の改良点である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、シラン架橋超
高分子ポリエチレンに、ｓｊａ質繊維を１５〜３０重量
％、潤滑油を５〜１５重量％含有させたから、動摩擦係
数の初期値を低くすることができ、かつ、長時間使用し
ても、その初期値に近い低レベルの動摩擦係数を維持で
きるとともに、摩耗しにくい摺動材を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は、この発明の実施例の組成分の量と特性の
関係を、従来例等の比較例とともに示すグラフである。 第２図 −ｊ酉り崎ｉ速め量　（ｔ！”／、） Ｂ＄ｌデ二１５に９ｆ／ｃｍｘＩＱｍ／ｍ１ｎＸＸ）フ
ｈ「ロニ［コ 第４図 □偲轡尊銑信を量（重蔓−）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）シラン架橋超高分子ポリエチレンに、無機質繊維
   を１５〜３０重量％、潤滑油を５〜１５重量％含有させ
   て成る摺動材。
2. （２）無機質繊維が炭素繊維であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の摺動材。
3. （３）無機質繊維がチタン酸カリウム繊維であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の摺動材。