JPS641687B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自己潤滑性とすぐれた耐摩耗性、耐
荷重性を有し、軸受、すべり板などとして好適な
摺動部材に関するものである。

（従来技術） 従来、合成樹脂摺動面層と鋼板などの裏当て層
とからなる複層摺動部材は種々開発されている
が、一例を挙げれば特公昭54−21498に係わる複
合軸受がある。

この複合軸受は、芳香族ポリアミド（メタフエ
ニレンイソフタルアミド）樹脂などからなる糸ま
たは布に、結合剤を浸み込ませると同時に、糸と
糸との間隙に四ふつ化エチレン樹脂などの固体潤
滑剤粒子を介在せしめ、このように構成された低
摩擦面が丈夫な裏当て層に結合されてなるもので
ある。

この複合軸受が効果的に機能するには、固体潤
滑剤粒子が糸と糸との間に一様かつ十分に充填さ
れている場合であつて、固体潤滑剤の量が不十分
であつたり、むらがあつたりすると、必ずしも所
望の低摩擦面が得られない。

それは、糸または布を構成するメタフエニレン
イソフタルアミド樹脂自体は、耐摩耗性にはすぐ
れているが、低摩擦性を有しているとはいえない
からである。

また、糸と糸との間に固体潤滑剤粒子を万遍な
く充填させるには、相当の技術を必要とする。特
公昭54−21498において、一例として説明してい
るフイラメントワインデイングの手法を用いて低
摩擦面を構成するような場合は、糸に付着した固
体潤滑剤粒子は、糸が捲回されたのちは結果とし
て糸と糸との間に介在するという態様を採り易い
が、織布などに当該粒子を充填させることは容易
でない。したがつて得られた製品に性能のバラ付
きを生じ易い。

仮に、固体潤滑剤として四ふつ化エチレン樹脂
粉末を布に十分に含浸させることができたとして
も、その場合は裏当て層との接着性を弱める結果
となり、摺動部材としての耐荷重性などを損なう
という弊害を生じやすい。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上述した従来技術の問題点、すなわ
ち固体潤滑剤としての四ふつ化エチレン樹脂粉末
が十分に糸または布に充填され難い点、またその
充填作業に困難を伴う点、糸または布を構成する
メタフエニレンイソフタルアミド樹脂層が満足の
ゆく低い摩擦係数を持たない点、そして裏当て層
との接着力の低下などの問題を解決した摺動部材
を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明では、まず、メタフエニレンイソフタル
アミド樹脂繊維と四ふつ化エチレン樹脂繊維との
交織布を用い、織布自体の摩擦係数の低減をはか
つた。

この織布は、摺動面側に四ふつ化エチレン樹脂
繊維が面積比で60〜85％と多く現れ、その裏面に
は15〜40％と僅かに現れる織り方としてある。

また、「緯二重織」のような織組織の布は、摺
動面側に四ふつ化エチレン樹脂繊維が面積比で85
％程度現れ、その裏面はメタフエニレンイソフタ
ルアミド樹脂繊維が100％現れるという構成を採
り得る。このような布も勿論、好ましいものとし
て使用することができる。

したがつて、これらの織布は摺動面側において
摩擦係数が小さく、裏面においてメタフエニレン
イソフタルアミド樹脂繊維が多く（または100％）
現れているから裏当て層との接着性にすぐれてい
る。

メタフエニレンイソフタルアミド樹脂繊維は、
耐熱性にすぐれており、また高温における強度低
下が少なく、交織された低摩擦係数を有する四ふ
つ化エチレン樹脂繊維が高荷重下でフローを起こ
して表面から離脱したり、あるいは摩耗して表面
から持ち去られるのを防ぎ、このようにして表面
における四ふつ化エチレン樹脂繊維の耐摩耗性を
高めている。

この交織布を、フエノール樹脂、ポリアミドイ
ミド樹脂などのワニスに浸漬したのち加温乾燥
し、ワニス中の固形分がおおむね50重量％含浸保
持されたプリプレツグを得た。

つぎに、フエノール樹脂、ポリアミドイミド樹
脂などのワニスに、固形分比で四ふつ化エチレン
樹脂粉末が10〜50重量％となるように混じ、これ
を上述したプリプレツグの四ふつ化エチレン樹脂
繊維が多く現れている側の表面に塗布したのち加
温して溶剤を飛ばし指触乾燥状態とした。

このようにして得られたプリプレツグを裏当て
層に重ね合わせ、プレスを用いて加熱加圧して接
着し、順次、表層から(a)四ふつ化エチレン樹脂粉
末とフエノール樹脂、ポリアミドイミド樹脂など
の結合剤とからなる摺動面層、(b)メタフエニレン
イソフタルアミド樹脂繊維と四ふつ化エチレン樹
脂繊維との交織布にフエノール樹脂、ポリアミド
イミド樹脂などの結合剤が含浸されてなる中間
層、そして(c)剛性を有する裏当て層とからなり、
(a)(b)(c)が一体に結合されてなる自己潤滑性に優れ
た摺動部材を得た。

本発明に使用される結合剤そして後述するプラ
イマーとしては、フエノール樹脂、ポリアミドイ
ミド樹脂などのほか、エポキシ樹脂、ポリイミド
樹脂を好ましいものとして例示することができ
る。

裏当て層としては、通常、圧延鋼板、機械構造
用炭素鋼板などの鋼板が用いられるが、このほか
炭素繊維、ガラス繊維などで補強した剛性の大き
い強化プラスチツク板を用いてもよい。

鋼などの金属板を裏当て層として用いる場合
は、グリツトブラスト、脱脂洗滌、プライマー処
理からなる前処理を施すことが好ましい。

プレスによる加熱加圧条件は、結合剤としての
樹脂の種類によつても異なるが、その樹脂の成形
物を得る加熱加圧条件にほぼ同じである。すなわ
ち、成形温度130〜250℃、成形圧力20〜150Kg／
cm²とし、保持時間は１〜30分である。

本発明による摺動部材は、平板状ですべり板と
しての使用の他、湾曲させて回転シヤフトを支え
る態様で使用することができ、また丸曲げして円
筒ブツシユとして使用することもできる。

（実施例） 以下、実施例について説明する。

(a) 摺動面層に使用される処理液の調製 粒径が16ミクロン以下の四ふつ化エチレン樹
脂粉末（三井フロロケミカル社製、TLP―10F
―１）を、固形分38重量％のポリアミドイミド
樹脂ワニス（大日精化工業社製、AI―630）に
混じ、四ふつ化エチレン樹脂粉末が固形分比で
25重量％分散した処理液を得た。

(b) プリプレツグの調製 一方の面に、四ふつ化エチレン樹脂繊維が面
積比で約70％現れているメタフエニレンイソフ
タルアミド樹脂繊維との交織布を用意し、この
交織布をポリアミドイミド樹脂ワニス（大日精
化工業社製、AI―630）に浸漬したのちこれを
取り出し、乾燥炉内で140℃の温度で５分間保
持して、ポリアミドイミド樹脂が44重量％塗工
されたプリプレツグを得た。（このプリプレツ
グ中には約17重量％の溶剤を含む。） (c) 処理液の塗工 四ふつ化エチレン樹脂繊維が多く現れている
プリプレツグの面に、(a)で調製した処理液を塗
工し、ついでこれを乾燥炉内で140℃の温度で
５分間保持し、指触乾燥状態とした。

(d) 裏当て層の調製 圧延鋼板にグリツトブラストを施し、トリク
レン脱脂洗滌後、ポリアミドイミド樹脂ワニス
をプライマーとして薄く（10^-2mm程度）塗工
し、乾燥炉内で４時間を費やして段階的に昇温
させ、最終温度を250℃として樹脂を硬化させ
た。

(e) 摺動部材の製作 (d)によつて得た裏当て層のプライマー処理面
に、(c)によつて得たプリプレツグを重ね合わ
せ、プレスの熱板に挟んで180℃の加熱温度、
20Kg／cm²の加圧力で２分間保持し、これを一体
に接着結合させ、摺動部材を得た。

第１図は、このようにして得た本発明の摺動部
材を模型的に示した拡大縦断面図である。

１は四ふつ化エチレン樹脂粉末、２はポリアミ
ドイミド樹脂からなる結合剤で、１と２とによつ
て摺動面層３が形成される。

４はメタフエニレンイソフタルアミド樹脂繊維
からなる糸、５は四ふつ化エチレン樹脂繊維から
なる糸で、４と５とによつて交織布６が構成され
ており、７はポリアミドイミド樹脂からなる結合
剤で交織布６に一様に含浸されかつ表面に被覆さ
れ、交織布６とこの結合剤とによつて中間層８が
形成されている。

９は圧延鋼板からなる裏当て層、１０はポリア
ミドイミド樹脂からなるプライマー層である。

このプライマー層１０は、裏当て層として金属
板を使用したときは、中間層を裏当て層に確実に
結合させるのにきわめて効果的であるが、強化プ
ラスチツクを裏当て層とした場合は、必ずしも必
要としない。

すなわち、中間層を構成するプリプレツグと裏
当て層を構成するプリプレツグとを重ね合わせて
加熱加圧成形することにより、この両者は両者の
結合剤が融合して強固に一体化することができる
からである。

第２図は、本発明の実施例による摺動部材と比
較例として特公昭54−21498による摺動部材とを
同一条件で試験した結果を示すグラフである。

ここで、比較例は、メタフエニレンイソフタル
アミド樹脂繊維のみからなる織布に、本発明の実
施例の(a)による処理液を含浸させてプリプレツグ
としたものを、実施例の(d)(e)の工程を経て摺動部
材としたものである。

試験条件は、以下に示すとおりである。

荷重 ：204Kg／cm² すべり速度：2m／min 相手材 ：機械構造用炭素鋼（S45C） 潤滑 ：供給なし。乾燥摩擦による。

第２図において、実線は本発明による摺動部
材、破線は比較例である。

始動から400時間経過程度までは著しい差はな
く、むしろ比較例による摺動部材のほうが摩擦係
数は低いが、その後、比較例によるものは摩擦係
数の上昇が見られる。これに反して本発明による
ものは、きわめて安定した摩擦係数を保つてい
る。

この相違は、摩耗がある程度進行したとき、織
布の違いが原因していることは明らかである。す
なわち、比較例によるものがメタフエニレンイソ
フタルアミド樹脂繊維のみからなる織布であるの
に対して、本発明によるものはメタフエニレンイ
ソフタルアミド樹脂繊維と四ふつ化エチレン樹脂
繊維との交織布を使用しており、この中間層の摩
擦係数の差が結果に現れたものと考えることがで
きる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明による摺動部材
は、自己潤滑性にすぐれ、しかもその低摩擦特性
を長時間持続する。また、その材料構成から、耐
荷重性、耐摩耗性に優れ、さらに製造も容易で製
品間のバラ付きもきわめて少ないという特徴を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の摺動部材を模型的に示した
拡大縦断面図である。第２図は、すべり時間と摩
擦係数との関係を示すグラフである。 １…四ふつ化エチレン樹脂粉末、２…結合剤、
３…摺動面層、４…メタフエニレンイソフタルア
ミド樹脂繊維からなる糸、５…四ふつ化エチレン
樹脂繊維からなる糸、６…交織布、７…結合剤、
９…裏当て層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 順次、表層から、(a)四ふつ化エチレン樹脂粉
   末と結合剤とからなる摺動面層、(b)メタフエニレ
   ンイソフタルアミド樹脂繊維と四ふつ化エチレン
   樹脂繊維との交織布に結合剤が含浸されてなる中
   間層、(c)剛性を有する裏当て層とからなり、(a)(b)
   (c)が一体に結合されてなる自己潤滑性にすぐれた
   摺動部材。