TW554141B

TW554141B - Sliding element and pump

Info

Publication number: TW554141B
Application number: TW091107433A
Authority: TW
Inventors: Hiroshi Onoda; Tetsuji Watanabe; Kimio Kotake; Yoshikazu Kainuma
Original assignee: Nippon Mitsubishi Oil Corp; Nisseki Ryoyu Engineering And
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2002-04-12
Publication date: 2003-09-21
Also published as: JP2003138042A; KR20040089076A; WO2003037965A1

Description

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本發明係關於滑動構件，特別浦、水車等的圓筒狀柏承、财磨護環、=件於幫以及板狀輪葉(vane)等之中。此外’本“係^ 【技術背景】在處理流體的-般幫浦之中，滑動構件大多

n(wearing ring)、襯套、套管、密封環及車二:、 4，該4零組件在幫浦機能、構造上:葉此需要尺寸安定性。文曰]°丨位’因、習知該等零組件係利用金屬、陶瓷、塑膠及碳等而成仁疋金屬製者的熱膨脹偏大，陶瓷則偏脆弱性難長期使用，塑膠則隨熱膨脹或膨潤而使滑動性惡而頰致幫浦效率降低等尚待改善事項。 ’導

在曰本專利特開200 U2484號公報中，記載著半徑熱膨脹率較小之碳纖維強化塑膠。此情況下，對溫^料向 =尺寸變化較小，而可發現提昇幫浦效率的效果。ς1化隨流體的種類，碳纖維強化塑膠的基質樹脂將膨潤，=右引發相當於熱膨脹的尺寸變化之情況發生。有【發明揭示】本發明係^供一種當使用如石油類、水、驗性水溶液各種〃IL體之情況時，隨流體濕潤的尺寸變化較小，可將隙維持在一定範圍的滑動構件，特別係圓筒狀或板狀滑^

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構件，此外，特別係使用圓管、密封環等且效率佳的幫備有使用此種優的軸承、耐磨護動構件的輪葉等亦提供一種具疴狀滑動構件、或者板狀滑浦0 越滑動構件，環、襯套、套的安定性優越本發明係提供一種滑動構件盥磁孅跄々#处从私 J田s百裱氧樹脂組成物 ;奴纖維之奴纖維強化塑膠所構成的滑動構件；其特= 本發明亦提供一種滑動構件，係與碳纖維之碳纖維強化塑膠所構成態使用之滑動構件；由含有環氧樹脂組成物 ’且依接觸到流體的狀

時該環氧樹脂組成物的硬化物，在25 t下，所造成的膨潤之尺寸變化率均在〇 . 5%以下在此滑動構件中，上述環氧樹脂組成物， (A)環氧樹脂1 〇〇質量份；及 (C)二氨基二苯砜2〇〜45質量份。在使用該流體〇最好含有：上述環氧樹脂組成物最好含有·· (A)環，樹脂與（B)熱可塑性樹脂總計1 00質量份；及 (C) 一氣基一本硬20〜45質量份。上述環氧樹脂（A )最好含有由·· (al )聯苯酚a型環氧樹脂、

(a2)聯笨酚f型環氧樹脂、

滑動構件的幫浦

本發明亦包含有具備上述【發明之較佳實施形態】 [尺寸變化率] 在本發明中首先，準備由 ’隨膨潤的尺寸變化率係依下述進行測量。環氧樹脂組成物硬化物所構成的6 〇 mm X 1 0mm

554141 五、發明說明（4) X 3mm之板狀”式驗體’將此試驗體在】⑽。。下施小時真

空脫軋之後，將長邊f + A r 、遠（b0mm之—邊）的長度設定為L1。其 ’使此§式驗體接觸到孤瓶後蜩幻/瓜體，將膨潤到達平衡點時的上述長邊長度設定為L2 〇此日车卜；+、σ , L + 1 Λη/0/, 此0f上边尺寸變化率為（L2-L1)/L1 χ 1 00(/〇。一連串的試驗均在25亡下進行。 2流=照本發明之滑動構件的使用環境，可進行適當選擇。代表例有如：石油類（原油、石油腦、輕油、煤油、，LPG)、純水、驗性水溶液等。採用針對原油、石油腦、輕油、煤油及LPG中任—者的尺寸變化率均在〇5%以下二且針對純水與鹼性水溶液（濃度12質量％的氫氧化鈉水溶Ύ寸變化率亦在〇.5%以下的環氧樹脂為滑動構各種使用環境下可良好使用，故屬較佳狀況。就同樣觀點’ λ以採用針對該等所有（即原油、石油腦、粒油煤油、lpg、純水及上述鹼性水溶液）的尺寸變化率均在0. 5 %以下之環氧樹脂組成物的滑動構件為更佳。 J Ξ ί t本發明尺寸變化率之環氧樹脂組成物的碳纖維強化塑膠製滑動構件’便屬於在各滑動構件間的間隙維持、耐腐蝕性、耐磨損性、不易彎曲性均優越。 [環氧樹脂組成物] ί ΐ樹脂組成物係指至少包含一種環氧樹脂與硬化劑的組成物。本發明之滑動構件中所使用的環氧樹脂組成物，最好具備優越耐熱性。此硬化物的玻璃轉化點在17〇 I以上，尤以在20 0 °C以上為佳。若玻璃轉化點低於17(rc時，當使用

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於屬於利用高溫流體的幫浦之際便可能產生變形而頗為最好對使用流體且巾所使用的環氧樹脂組成物，化物吸水率最好耐;及=;/衷氧樹脂組成物的硬好在3%以下，尤以在1% f 乂在3/°以下為佳，吸油率最話，便有斟灿> A \下為更佳。若吸水率超過5%的點。若吸油7 6f化率將超越上述範圍之傾向的缺赶趙上、十二率低於3%的話，便有對石油類的尺寸變化率將赵越上述範圍之傾向的缺點。干τ

之Π率厂及油率係將質量W1(試驗體：60mmx μ㈣X 3麵 =板y的環氧樹脂組成物硬化物，浸潰於水或石油類 α 濕到達平衡點之時點下的質tW2所求得的數值，以（W2-W1 )/wi X 1〇〇(%)表示。含環氧樹脂組成物僅要硬化後，在25它下之隨膨潤的尺寸，1率在〇· 5%以下的話便可。其中，最好為含有（A)環氧樹脂與（C)二氨基二苯砜（硬化劑）的環氧樹脂組成物，或者έ有（A )環氧樹脂、（b )熱可塑性樹脂、及（[)二氨基二苯颯的樹脂組成物。

该環氧樹脂（A)係可由下示成分（ai)、（a2)、（a3)及 (a 4 )中’單獨選擇其中一種或組合二種以上使用的環氧樹脂0 成分（a 1):聯苯酚a型環氧樹脂、成分（a 2 ):聯苯酚F型環氧樹脂、成分（a3):成分（a3_l)及/或成分（a3-2)

C:\2D-OODE\91-O7\91107433.ptd 第9頁 ^54141 五、發明說明（6) 成分（a3-1) ··苯齡盼酸清漆型環氧樹脂、成分（a3-2):甲齡驗駿清漆型環氧樹脂、成分（a4):4官能基縮水甘油基氨型環氧樹脂。單ΞΪ2可塑性樹脂⑻係可由下示成分⑻）〜⑻）中二種或組合二種以上使用的環氧樹脂。成分（b 1 ):苯氧樹脂、成分（b 2 ):聚乙稀甲縮駿樹脂、成分（b 3 ):共聚合聚醋樹脂。本明中所採用的(al)成分調配比率最好〜切，尤以2 5〜3 5皙詈份盔杜 * w 貝里爷扣收，上彳為佳。右（al)成分少於20質量份的居’樹月曰組成物的黏度將蠻莴，纖維束的傾向，此外，當在；門：：：寺將有較難含浸於有消失之傾向的缺點。反：]:才料的預浸潰時，黏性將漬時的黏性將變強m =超過40質量份的話，預浸设合材料時的複合材料物性 J:门"呀田作性降低傾向的缺點。[將名化，且將有耐熱性與耐濕成分（a3)的調配比率最好在2〇〜7〇 3〇〜55質量份為佳。若；：二尤2 當作CERP之耐埶柯隊你七π ^ / 貝里伤的活，便有量份的話，環g Ρ\ "、向的缺點；反之，若超過7〇質難含浸於纖維；;嶋，而有碳纖維等較 ^ $米中之傾向的缺點。本發明中被當作4 | ^ t 之成分（a4)的調配比目率此基吾纟^甘油氨型環氧樹脂而使用〜25質量份為# 率最好在35質量份以下，尤以在15 為佳。若成分(⑷超過35質量份的話，預浸物 554141 五、發明說明（7) 的儲藏安定性及耐濕性將有惡化傾向的缺點。八本發明中所採用的（B)成分調配比率最好為5〜2〇質量伤，尤以10〜15質量份為佳。若使用成分（B)的話，便可【止成型加工時的黏度將降低，就從防止樹脂外漏、滲出 ::點而言丄最好在5質量份以上。若超越20質量份的話 1又便將增南，在製造預浸物時，便有樹脂較難含浸於CF 立而頭之傾向的缺點。、率：ΐ述丄H ί分(al)〜(a4)及成分(B)的較佳調配比 ί:ί: Ή用二種以上之情況時，該等成分的最 Λ二用成分(al)，而使用成分⑷）、⑽ a ()的情況時，最好分別採用20〜40質量份、20 :2份链35!量份、5〜2°質量份的相對:二行調 ^ ±&如§成分（A)僅使用（al)，並使用成分（B)的情況時，最好分別依2。〜4。質量份、5〜用二 :配。當成分⑴僅使用(al)，且未使用成心全部的成分(A)便成為成分(al)。（B)清況手本發明中所採用成分的調配比率，係當與？)總量：為100質量份之時，最好為2〇〜45質量份刀，尤二〇〜二質量份為佳。若成分(c)低於2〇質量份的話，财軌十將降低，而有較難獲得正確成型物之傾之，若超過45質量份的話，儲藏安缺點反濕性將有變惡劣傾向的缺點。、安定性及耐 2明之成分⑷）的聯苯盼A型環氧樹溫下為固態、半固態、液狀的聯笨则環第11頁 C:\2D-CODE\9l-07\91107433.ptd 554141 五、發明說明（8) 用二者以上最好採用液狀聯苯酚A型環一者’或4 氧樹脂。譬如液狀物可採用如：愛比克825、 32SO, ^ θ „ 51 y^；2b^ (商品名，東都化成公司f )、賫炎寳feYD128 〜愛比克隆啊均以名= 克日隆本二 ^)^DER330 ^DER331 ^DER332 ^ . ^ ,；〇w ；b ； i=3; 2ΓΓΥ2°5、阿拉爾達德cy23〇、阿拉：達仏CY232、阿拉爾達德CY22〗、阿拉爾達裨g 2 S =二、阿拉爾達德GY280 (均為商品名，旭化成 %氧a司製）荨❶半固態狀者可採用如：愛比成名，日本環氧樹脂公司製）等。固態二扣 1001 ' t^l〇〇2 >t^l 004 名，日本環氧樹脂公司製）、愛f A a 為商〇口

、愛寶德YD〇14、愛寶二17寶二Υ\011、愛寶德YD012 ηοπ, Λ _ 爻資 feYD017、愛寶德YD019、愛寶 #YD 克二1 :名，東都化成公司製）、愛比克隆86。，愛比上 =V/。比克隆3050、、愛比克隆4050、愛比克隆 =二商ηα名，大曰本油墨化學工業公、嶋62U、順關（均為商品名，刪化學 i達德_71、阿拉爾達 feGJ7072(均為商品名，旭化成環氧公司製）等。备：3 H聯# _，^氧樹脂或(a2) ·㈣F，環氧樹脂备作成刀（A)的其中一部分使用之情況時，本發明樹脂組 C:\2D-00DE\91-07\91107433.ptd $ 12頁 554141 五、發明說明（9) -- 成物的黏度調整將較為容易，頗適合於製造或成型可容易的含浸於碳纖維中之預浸物。以下，所謂20 °C下的液狀樹脂係指通常在2〇它下為1〇〇〜lOOOOOmPa .s，最好1 000〜5000 0mPa .s範圍内的樹

本發明之成分U2)的聯苯紛F型環氧樹脂的例子，可舉例如：愛比克80 6、愛比克80 7 (曰本環氧樹脂公司穿〇、愛寶德YDF170(東都化成公司製）、愛比克隆83〇、愛比克隆 830S、愛比克隆830LVP、愛比克隆835、愛比克 (大日本油墨化學工業公司製）等等，依上述商克品隆名8 3市5 \V 者。該等全部在20 °C下為液狀。成分U3)的苯酚酚醛清漆型環氧樹脂及/或甲酚酚醛清漆型環氧樹脂’可使用在常溫下為液狀、半固態狀、固態狀者’可單獨使用或適當組合使用。

該苯酚酚醛清漆型環氧樹脂可使用在常溫下為液狀、半固態狀、固態狀者。液狀者可使用如··愛比克丨52(商品名’日本環氧樹脂公司製）、DEN431、DEN438 (均為商品名，DOW化學公司製）愛比克隆!^ —73 8 (商品名，日本化=公司製）專’半固悲狀者可使用如：愛比克154(商品名，曰本環氧樹脂公司製）、愛寶德YDPN_6 3 8 (商品名，東都化成公司製）、DEN439 (商品名，D〇W化學公司製）、愛比克隆 N-740 (商品名，曰本化藥公司製）等等。固態者可採用如·· 愛寶德YDPN-601、愛寶德YDPN_6 0 2 (均為商品名，東都化成公司製）、愛比克隆N-770、愛比克隆N-775、EPPN-201

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(均為商品名，曰本化藥公司製）等等。忒甲酚酚醛清漆型環氧樹脂係通常在2〇 I下為固態者，可採用如：愛寶德YDCN701、愛寶德YDCN7〇2、愛寶德取^03、愛寶德YDCNm(均為商品名，東都化成公司製）、炎比克隆N-660、愛比克隆^65、愛比克隆N一667、愛比克隆N-6 70、t比克隆N-673、t比克隆N —68〇、愛比克隆N-690、愛比克隆N-695 (均為商品名，大日本油墨化學

工業公司製）、ESCN - 195X、ESCN - 2 20 (均為商品名，住友化子工業公司製）、EOCN-1 020、EOCN- 1 025、EOCN-1027、 EOCN- 102S、EOCN-l〇3S、E0CN —1〇4S(均為商品名，日本化藥公司製）等。成分（a4)之4官能基縮水甘油基氨型環氧樹脂的例子，可舉例如：YH434 C商品名，東都化成公司製）、YH434L(商品名，東都化成公司製）、住友環氧ELM434、住友環氧 ELM434HV(均為商品名，住友化學工業公司製）、愛比克 6 04 (商品名’日本環氧樹脂公司）、Μγ72〇(商品名，汽巴嘉基公司製）等。成分（B)之苯氧基樹脂之例子可舉例如：酚能德YP-50、酚能德YP-70(均為商品名，東都化成公司製）、愛比克 OL-53(商品名’曰本環氧樹脂公司製）、住友環氧 ESP-50C商品名，住友化學工業公司製）等等。，成分(c)之二氨基二苯砜可採用4,4，-二氨基二苯砜及3, 3 -二^氨基二苯硬中之任一者，亦可為該等的混合物。二氨基二苯硬在室溫下為粉末狀，粒徑上限最好為2〇

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五、發明說明（11) // m以下，尤以1 7 // m以下為佳，更以1 2从m以下為更佳，且粒徑下限最好為〇· 01 以上，尤以〇· ；1 以上為佳，更以在1 //m以上為更佳。此粉末佔二氨基二笨硬粉末粒整體的比率，最好在65質量％以上，尤以在70質量％以1 佳’更以在8 0質量％以上為更佳。若屬於此種粒护分 '、話，便可獲得均句的硬化物。刀布的當採用成分（A)與成分（B)總計為1 〇〇質量份（成分（β)的量^^(Kzer·。））、以及由成分⑹2G〜45質量份所構成的銥氧树脂組成物之情況時，因為可明顯的發揮 ^

屬較：狀…外’在本發明之環氧樹組：物父中’在未扣及其性能的前提下，可調配韌性賦 ^著色劑等'或者上述成分（al)〜（a4)以外的環氧樹，口丄，可舉例如：環式脂肪族環氧樹脂、3官能基縮水型環氧樹脂等。合所需可含有的韌性賦. 、CTBN改質環氧樹脂、氨橡膠添加環氧樹脂、交】夕改負環氧樹脂、熱可^

在本發明之樹脂組成物中，分（a 1 )〜（a4 )以外的環氧樹脂氧樹脂、三縮水甘油基甲烷型油基氛型環氧樹脂、_化聯苯本發明之樹脂組成物中，配脂’可舉例如：反應性彈性體甲酸乙酯改質環氧樹脂、丁腈烯酸橡膠微粒添加環氧樹脂、彈性體添加環氧樹脂等等。本發明之樹脂組成物中，配例如·無機微粒（譬如：氧化|呂、合所需可含有的填料，1 滑石、微粉狀氧化矽、

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斯田鐵、海泡石、鹼性硫酸鎂、鋅粉末微粒（譬如：丙烯酸微粒、環氧樹脂微粒等）。 / I呂粉等）、有機聚氨基曱酸醋微本發明之樹脂組成物中，配合所需與1，丄而j &有的者色劑’ Ί51 舉例如：有機顏料（譬如：偶氮顏料、献主 ^ 、顏枓）、無機顏料（譬如：二氧化鈦、糸紅等）。鋅Θ、鈷紫、氧化鐵他二⑹之硬化劑之夕卜，配合需要亦可調配其 ::硬：劑、硬化促進劑。除成分(c)以外之可調配的硬胺、4基二乙基苯等。除成分⑹之夕I =己的硬化促進劑’可舉例如:三氟丨二氣化硼單乙氨等BF3錯體等等。 [%氧樹脂組成物之製造法] 二氧樹脂？成物的製造法雖無特別的限制將除U4)之外的樹脂成分（譬如成分（al)、（a2)、（a3)及 =:在140〜20(rc下進行加熱混合後，經冷卻或降溫至120，c以下之後，添加成分(a4)，在樹脂 :口物皿度降至90 C以下時，再添加硬化成分（c)的方

法^再者，當混合該硬化成分（(：）之情況時，在成型後的子隙產生較少之目的下，最好採用一邊進行攪拌一邊施七真空脫氣的方法。 2照此方法的話，成分（c)將形成均自分散於樹脂組成物中的”，具優越的儲藏安定性。另外，在樹脂溫度高於90 C的尚溫下’若添加硬化成分⑹且經混合的話，硬

554141 五、發明說明（13) ΐΐΓ:)的其中部分將溶解於樹脂中，樹脂與硬化劑將奋易反應，而產生損及強化纖^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ 者二基慮= 混合時激烈反應而有安全性的-η 時’因除孔隙，甚至於當與其他樹=時而較難去 JLiJ- Π*=- tV' AJL, P^lf ^ 子成Ϊ«物的耐》晶性或 [L纖维 1 性將有降低傾向的缺點。碳纖維最好採用拉張彈性率45〜 650GPa者為更佳。此外，其〇者尤以200〜〜4700MPa，尤以240〇〜45〇〇Mpa=佳。，強度最好在11〇〇 (纖維方向的線膨脹率），最好為纖維的熱膨脹率藉由採用此種物性的碳纖維更抑曾;x 10-6"C。碳纖維強化塑膠本身的熱膨服率更；=基質属於圓筒狀的情況時，θ為可抑制安 H =動構件向熱膨脹率設定在所需值了將固涛狀滑動構件的半徑方碳纖維可採用如：螺旋（i十h、山維等。配合必要亦可合併使用形成碳以二：削材質等之後，依獲得所需膨服率材碳纖維與其使用碳短纖’不如使用連續碳纖維。第17頁 C: \2D-OODE\9〗-07\91107433.ptd 554141 五、發明說明（14) 其:’所謂厂連續碳纖維」係指未經切斷磨寻短纖加工處理過的碳纖維、除晶鬚狀碳Ϊ维之外的t碎維。碳短纖的長度通常在0.1〜10mm。、勺夂纖 [滑動構件] 纖^€_脂組成物與碳纖維的石山 ί 成：使環氧樹脂組成物含浸於碳纖維

’· ”，、而獲得碳纖維強化塑膠，並_纟適A 型便可獲得。如亚猎由過當的成 1具體而言，使含有上述成分 ⑷）、（…、（a3)及（a4)中之—敢好有成分 tilt 11? ^ ^ \f ^ ^ ^ ^ ^ t ^ 形及成„ 化型”獲成碳纖維強 70細程度，尤以50〜6 :積二L最好在45〜或熱膨脹係數的特性亦八私姑Α為佳。就队妷纖維彈性率積含率在45體積％以上。刀若1軍的人觀^而言’最好碳纖維體點❶ 因此將產生較難獲得良好成型體傾向的缺其I:Ϊ件形狀的代表例’除如圓筒狀或板狀之外，尚有圓筒狀滑動構件可使用為套管、密封環等。狀取?耐磨、襯套、等例子均可當二如月：”可使用為如:輪葉等。該田1下如幫浦的構成零件使用。 C:\2D-CODE\9l-〇7\9l107433.

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此外’滑動構件係分面的成對構件，並採用方面。當該等實際進行其中一者將被固定住，移動。本發明之滑動構件’亦可使用於移動部者。別具有成對可進行相對滑動之、、典幫浦等旋轉機器或往返運動機^ $ 運轉時，大多採用成對滑動構^ 而另一者則進行旋轉或往返運動 t，可使用於被固定部分的滑動構为的滑動構件，亦可同時使用於二 [圓筒狀滑動構件] 圓筒狀滑動構件之半徑方向 30 X 1 〇-6 〇熱膨脹率最好為—1χ 1 (Η

、相關圓筒狀滑動構件之半徑方向熱膨二，滑動構件使用為耐磨護環的情況行:方法 …)所示係圓筒狀滑動構件為安裝在動葉輪：二明。圖的動葉輪耐磨護環5之情況，換句話顯、輪體7外圍« 動構件的情況。動葉輪耐磨護環外徑0不，：内，端3 變化，而變化為△川時，上述UfC的溫〇/(〇 ·△〇而求得。再者，圖便利用z 件係當配設於軸承座本體8内周面的軸不圓筒狀滑動况，換句話說，顯示外筒端滑動構件的谐/銥4之内徑0 2相對At t的變化而變化為（0 2+ / °虽耐磨護熱膨脹率便利用△ 0 2八0 2 · △!：)而求得。）時’上知 [圓筒狀滑動構件的製造方法] $ 連續碳纖維藉由朝圓筒狀滑動構件筒型的話，則為圓筒的圓周方向）棬繞σ方向（若屬於3 捲繞一圈以上，便可才

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554141 五發明說明（17) 二又而適當變更。一般厚度的情況，链右。此外，在最外声（至少A圓从20〜300層左中，乂在（）為囫同外側與内側中之-者、酉己合需要最好層積上織物預浸物層：：）積上1〜5層程度為佳。若最外層屬於又 U以㊁：情況時，在研削、研磨加工之際，、： =物所形現象的優點。將有不易產生毛邊 [圓筒狀滑動構件的利用] 2此經加工為圓筒狀的圓筒狀滑動 ;狀滑動構件的方A，安裝於經加工】L係依女裝該圓斤明基體係若考慮動葉輪幫浦的話使或動葉輪本體。便為如叙體本體圓筒狀滑動構件通常使用於由内筒 :，的圓筒狀滑動構件)與外筒：動,件(譬如動件：的其中-者或同時均使用於二者籌件與外同端滑動構虽僅使用於内動構件可採用4人』而 < 八〒者忙，另一者的滑材料等金屬、陶竞、塑膠、碳、強化纖維複合好為金屬。玉性或成本上較有助益的方面而言，最不易生鏽的ί t SUS304、SUS4〇3等耐磨損性較高且用此材；。不鏽鋼材。此外，内筒端滑動構件的軸亦可使襯：下套”式進行詳細說明。相關軸承、耐磨護環、在、封環的具體使用處所，如圖2〜圖6所示。

C:\2D-OODE\91·07\91107433. 第21頁 554141 五、發明說明（18) :2所示係離心型幫浦的例於襯套21(在此本發明的滑動構件件使用磨護環22(在此本發明的滑動構件屬於滑動;=筒）、财構件之内筒）。相關密封部23料細圖示如圖3成對滑動滑動構件使用於密封環31。圖本，明的子，其動葉輪部41的詳細部 =幫浦的例 ^ ^ ^ # ^ # # ^ J ^ ^ ^ 本發明的滑動構件為成對滑動構件的外筒）、。诗1(在此圖5所示係將本發明之圓筒用的幫浦構造之一例。葬ώ構件δ作耐磨護環使 =?連、，、。於未圖示的馬達等之上的主軸3而進行旋 :::1從A方向被吸入並經昇壓，而朝動葉輪圓周方 :吐出，然後再從殼體内形成一體的未圖示出口吐出。若 :m:護環的#，吸入端動葉輪耐磨護環5a與吸入端 ΐ ΐ f Si #4a形H而f面端動葉輪耐磨護環5b 與#面縞軸承座耐磨護環4b則形成一對。此例中的耐磨蠖環均屬於具特定厚度與長度的圓筒型，如圖i所示，安裝於動葉輪本體7與軸承座本體8上。本發明之幫浦，在成對的耐磨護環（即4 a與5 a、或4 b與 5b)的各成對中，可使其中一者的耐磨護環由本發明的^ 筒，=動構件所形成。但是，譬如在吸入端，當動葉輪耐磨護環5a採用本發明之耐磨護環，而軸承用金屬製的情況時，在背面最好亦考慮類似』為動葉輪耐磨護環5b採用本發明之耐磨護環而轴承座耐磨

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- I 五、發明說明（19) 護環4b則採用金屬製。处幫浦形狀並非僅限於如圖5所示，配合使用材月包力、流體種類等均可進行變更。广幫浦在本發明中，當將圓筒狀滑動構件於幫浦中時，亦可同時均使用於軸承而使用耐磨護環。产了遛”隻％與動葉輪 =1磨護環使用本發明之滑動構件的情況時的耐磨護環材料可採用如:金屬、陶瓷成對之灰、強化纖維塑膠等。特別是就加工性、價格之^、 =金屬’尤其是如_04、SUS4〇3等耐磨損性^ ’最不易生鏽的不鏽鋼材為佳。、車又同，且耐磨護環的直經、厚声、▲ 與外筒耐磨護環的形狀，雖圓；：：可適：變更。内筒易成型乃屬較佳狀況者，般普遍性且較容磨護環形狀等其他形狀。另外：f圓錐型(喇叭型）等耐盥「如拉 _ , 另外’在本說明書中，「外動構件二二】Ϊ為】：成:^卜侧滑動構件與内側滑構件。並非一概僅限制「圓筒狀」的滑動當將本發明之圓筒狀滑動時，因為隨吸濕、膨潤的尺+ :吏用為耐磨濩J哀的情況旋轉軸中心精度的前C尺= 匕較η此在充分保證徑與内筒之外徑間的差）？:外筒之間隙（外筒之内下，甚至於即便設定在〇 2% 從^内筒外徑）的0· 4%以產生摩擦生熱的現象發生”：上U:接觸可防止身又上，因為亦有旋轉軸中心

第23頁 C:\2D-C0DE\91-〇7\91107433.ptd 554141 五、發明說明（20) f ί 2問題’因此最好設定在0.02%以上，尤以在〇·05%以上為佳’更以在〇. 1 %以上為更佳。將於直徑80mm之圓筒狀滑動構件的情況時，最好將間隙设疋在〇.08mm〜〇.16mm程度。 [平板狀滑動構件] 舉板狀滑動構件為本發明滑動構件的一形態。此例乃如 11射狀構槽的旋轉器72，與具有插入該 _ !浦的輪葉71。圖8所示係詳細部分。間隙 73 =輪葉71與本體殼體間的間隙。 -ΐ ^ Fb1 "73 膠習知方法的平板狀碳纖維強化塑物譬且成物含浸於碳纖維中而形成預浸八e積並經硬化後便可製得。針將碳纖維單方向排列的預浸物’使纖唯方θ 二 ΐ依°。、±45。、及9°。，或者。。二, 動構件。仃層肖τ獲付具所需彈性率的板狀滑，類=滑動構件可利用縱橫排列的強度。此外，因為熱傳性佳且可良好的去险j持孝父兩的冷卻效果極大。再者，θ ” ’月動熱，因此隙(間隙)可形成最小，小’因此輪葉間取』且因為可抑制輪葉進出入的響聲而 554141 輪葉滑動，構件的較佳表面上的表件長度方向動構件長度度方向上，之碳纖維強好採用各層此日^的層積變化。當屬因此可達例子，具層，與位上，配置方向上，配置於士化塑膠。硬化後形總數量將於一般厚五、發明說明（21) 平滑的進行板狀滑動位於板之二好在滑動構層最好在滑必要時在長的層所構成數層，但最狀預浸物，厚度而適當 30 0 層。低噪音化。有細長板狀構造，且具有於表層間的核層。表層最呈平行於碳纖維的層。核配置碳纖維的垂直角度， 60 °或± 45 °角度範圍内各層的預浸物雖可層積複成0· 05〜0· 3mm程度的板隨單層厚度與滑動構件的度的情況時便譬如2 0〜再者最表面上，最好層積碳纖維織物預浸物丨〜i 〇二’ ί :1〜5層為佳。此情況下’藉由所形成的織物層 =為產生輪葉滑動部分之間隙等而所進行的研削、研 :π動構件的後加工處理上，將變為較容易，就此之，乃屬較佳狀況。 ^次’採用實施例更詳細說明本發明。評估上所採用幫浦係揚程55mm、容量14mVh、輸出3· 70kW、旋轉數

2 9 〇〇 rpm的單向離心幫浦。形狀大致如同圖4與圖5所示者。圖5所示係幫浦中，吸入端的成對耐磨護環與背面y 的成對耐磨護環之直徑與長度各不同，但此處所使用浦則吸入端、背面端均為相同形狀。、再者，實施例中的幫浦性能測量，流體係採用201 的水，並根據J I S的方法求取吐出量與幫浦效率（單純效率

「554141 五、發明說明（22) ^ =水動力/軸動力χ 1⑽）的關係、吐出量與全壓力的關係吐出量與軸動力的關係。 h 以下所示僅為實施例而已，本發明並未受其任何限制 [實施例1 ] (1)成分（a 2 ):聯苯酚F型環氧樹脂 3 0質量份 (東都化成公司製，商品名：愛寶德YDF1 70) (2 )成分（a 3 ):苯酚酚醛清漆型環氧樹脂 3 5質量份 (東都化成公司製，商品名：愛寶德YDPN638 ) (3 )成分（a4 ) : 4官能基縮水甘油基二氨型環氧樹脂 2 2質量份 (東都化成公司製，商品名··愛寶德YH434L) (4) 成分（b 1 ):苯氧基樹脂 1 3質量份 (東都化成公司製，商品名：芬諾德γ p 一 7 〇 ) (5) 成分（C):二氨基二苯砜 35質量份 (和歌山精化工業公司製，商品名：禧卡邱S粉碎物）將上述（1 )、（2)及（4)在1 60 °C下混合溶解2小時後，將溫度降低至1 2 0 °c，然後添加（3 )並混合。將此混合物的溫度再降溫之後，添加硬化劑的（5 )，然後持續施行真空脫^ 氣20分鐘後，獲得環氧樹脂組成物。將此壤氧樹脂組成物依丨8 〇艺X 2小時的條件進行加熱後’獲得樹脂硬化物。當將此樹脂硬化物在室溫下，浸漬，石油類（原油、石油腦、輕油、煤油）、純水、1 2質量^ 氮氧化納水溶液中時，於平衡時的尺寸變化率均在〇 · 以

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雜r此夕製造出使上述環氧樹脂組成物含浸於日本石黑μ、，准（版）製的碳纖維（商品名：ΧΝ_60)中，且碳纖維體積約55%的厚度約〇.25mm預浸物（1)，與製造出使上述琿】，脂組成物含浸於東麗（股）製的碳纖維布（商品名：c〇63\^4 中，且碳纖維體積含率約50%的層積厚度（層積後之厚声約〇· 25ππη 預浸物（II)。使用該等，在心軸上層積5層之預浸物（11)的〇。偏向層’然後將預浸物（I)的〇。偏向層與預浸物（Π)的9〇。偏向層’分別各一層交插互替層積總計層積20層，然後再層積5層之預浸物（I I)的〇。偏向層，之後在施行熱硬化。^ 果，獲得外徑102mm、内徑87mm的圓筒成型體。將此碳纖強化塑膠製的圓筒切斷成既定長度，經研削、研磨，而加工呈外徑101.0mm、内徑88.5mm、長度22.5mm的形狀。然後，經鑿穿安裝孔後，便獲得碳纖維強化塑膠製的耐磨護環。將其安裝於動葉輪的吸入端與背面二者上。此外，軸承座耐磨護環係吸入端與背面端均採用SUS403 製内徑1 0 1. 1 mm者。即，耐磨護環的間隙在直徑上為 0.1mm 〇

此幫浦的性能，即吐出量與幫浦效率的關係、吐出量與全壓力的關係、吐出量與軸動力的關係’分別如圖9、圖 1 0、圖11所示。另外，儘管如此狹窄的間隙，亦不致產生摩擦生熱。 [比較例1 ] 動葉輪耐磨護環係採用外徑1 00· 7mm、長度22· 5mm的

C:\2D-C0DE\9卜07\91107433 .ptd 第27頁 554141 五、發明說明（24) SUS403製者。另外，軸承座耐磨護環係採用如同實施例1 的SUS403製内徑101· lfflm者。即，耐磨護環的間隙在直徑上=0· 4mni。此外，軸承座耐磨護環與動葉輪耐磨護環的熱膨脹率，在直徑方向均為約丨9 χ i Ο-” t。此幫浦的性能如圖9、圖1 0、圖丨丨所示。幫浦的性能雖低於實施例工，但卻未產生摩擦生埶。 [比較例2 ] (2’）苯酚酚醛清漆型環氧樹脂 50質量份 ,(東都化成公司製，商品名：愛寶德YDPN638 ) (3’）4官能基縮水甘油基二氨型環氧樹脂 50質量份 (東都化成公司製，商品名：愛寶德YH434) (5,）一二氨基二笨颯 50質量份 (6 )三氯化硼的二乙氨錯體 2質量份节將上，述（2 )與成分（3 ’）在7 〇下均勻混合後，添加硬化劑的（5’）後，再添加硬化促進劑的（6)，經充分攪拌混合而獲得環氧樹脂組成物。 /將此f氧樹脂組成物化」80。。x 2小時的條件進行加熱後’獲得樹脂硬化物。當將此樹脂硬化物在室溫下，浸潰 ^ —油類（原油、石油腦、輕油、煤油）、純水、1 2量％虱氧化鈉水溶液中日夺，於平衡時的尺寸變化率，雖在石油類中為0· 5/。以下，但在純水、丨2%氫氧化鈉水溶液中卻為 0 · 8 % 〇 ,ΠΛ採用上述環氧樹脂組成物之外’其餘均如同實轭例1 1作耐磨護環，並進行評估。

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但疋’從開始你用暫而無法安定的運轉 < ’㈣分鐘便發生摩擦生熱，【產業上可利用性】依照本發明的話，可一鹼性水溶液等各種产^ μ 種17便使用如石油類、水、寸變化或劣化均較小的滑動濕潤所造成的尺性、間隙維持在一定範圍種可將耐久幫浦。艾，、優越女疋性、效率佳的【元件編號說明】 1 動葉輪 2a, 2b 殼體 3 主軸 4 轴承座耐磨護環 4a 吸入端轴承座耐磨護環 4b 背面端軸承座耐磨護環 5 動葉輪耐磨護環 5a 吸入端動葉輪耐磨護環 5b 背面端動葉輪而f 磨護環 7 動葉輪本體 8 軸承座本體 22 而十磨護環 23 密封部 31 密封環 41 動葉輪部

C: \2D-C0DE\91-07\91107433.ptd 第29頁 554141 五、發明說明 (26) 61 套筒 71 輪葉 72 旋轉器 73 間隙 ΙΒη 第30頁 C:\2D-C0DE\91-07\91107433.ptd ^54141 圖式簡單說明圖 1(a) 、（^炎的模式国馬供說明圓筒狀滑動構株> J犋式圖。再件杈方向之熱膨脹圖2為供顯示、晋面n 月動構件所使用處所用的抓面圖。用的離心型幫浦例剖圖3為圖2所示暫、占 ® /1 * 丁幫浦之密封部分的詳蝻圍圖4為供_千、、典心_ 叶、、、田圖。剖面圖動構件所使用處所用的動葉輪型幫浦例 i :4所示幫浦之動葉輪部詳細圖。面圖。的直立型幫浦例剖圖7為供顯示滑動構件所使處圖。用的輪葉幫浦例剖面圖8為說明輪葉間隙的模式圖。係圖間的關圖9為實施例與比較例之幫浦吐出圖。至丹幫浦效率出量與全壓力間之關係出量與軸動力間之關係圖1 〇為實施例與比較例之幫浦吐圖圖〇圖11為實施例與比較例之幫浦吐

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Claims

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山· 一種滑動構件，係由含有環氧樹脂組成物與碳纖維之石反纖維強化塑膠所構成的滑動構件，其特徵在於：該環氧樹脂組成物的硬化物，在25。〇下，其於使用石油類、純水及鹼性水溶液所造成的膨潤引起之尺寸變化在0. 5%以下。 -

5· 2 2 替換本山2· —種滑動構件，係由含有環氧樹脂組成物與碳纖維之石反纖維強化塑膠所構成，且依接觸到流體的狀態使用之動構件，其特徵在於：泫壞氧樹脂組成物的硬化物，在2 5 〇c下，直於士

體所造成的膨潤引起之尺寸變化率均在〇· 5% ^下。Μ A 3.如申請專利範圍第丨或2項之滑動樹脂組成物，係含有：，、τ上連％苹 (A)環氧樹脂1 〇〇質量份；及 (C) 一氣基一笨石風20〜45質量份。其中上述環氧 4.如申請專利範圍第1或2項之滑動構件樹脂組成物，係含有： (A)環氧樹脂與（B )埶可领柹糾^、Λ Λ …、J型r生树脂總計1 〇〇質量份· β (C)二氨基二苯硬20〜45質量份。、，及 5 ·如申請專利範圍第3項不υι /月動構件，其中上沭紅

脂組成物（A)，係含有：〃 τ二4 %虱樹 (al)聯笨酚Α型環氧樹脂、 (a2)聯笨酚F型環氧樹脂、 U3-1)苯盼盼酸清漆型環氧樹脂、 (a3-2)曱盼盼酸清漆型環氡樹脂；以及

C: \總檔\91 \91107433\91107433(替換)· 1 · Ptc 第32頁 554141

j號 9110741 申請專利範圍 (a4 ) 4官能基縮水甘油基氨所構成的組群中選擇一種或二^树脂 6·如申請專利範圍第4項之滑動^上的環氧樹脂。脂組成物（A),係含有：，其申上述環氧樹 (al )聯笨酚A型環氧樹脂、 (a2)聯苯酚f型環氧樹脂、 (a3-l)苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、 (ϋ甲紛紛路清漆型環氧樹脂；以 (a )4 s能基縮水甘油基氨所構成的組群中選擇一種或二種 7.如巾請專利範圍第4項之滑動上的環氧樹脂。性樹脂，係含有由：一中上述熱可塑 (b 1 )笨氧樹脂、 (b2 )聚乙烯甲縮醛樹脂、及 (b 3 )共聚合聚酯樹脂所構成的組群中選擇一種或二種以 8·如申請專利範圍第丨或2項之滑動=熱可塑性維係拉張彈性率45Gpa 〜95〇Gpa範圍内，其中上逃二。、 9 ·如申睛專利範圍第i項之滑、連續啖尺纖叫，「·]叫六y卜同<^成 · :動f件中’其中-者為圓筒狀滑動4:磨幾壤用^ 者圓筒狀滑動構件之間所形成的間隙，用，且右t琦狀滑動構件外徑的0 · 4%以下。在頡内筒之二另〜 1 〇·如申請專利範圍第1或2項之滑動構件構件係成對當作内筒與外筒使用之2件，其卜動構件中，其中一者盍圖筒狀滑私^耐磨幾理m魄滑動

«I ^\m\9l\911〇7433\911〇7433^^).1.ptc 554141 _案號91107433_年月日修正 * 1_ 六、申請專利範圍幫浦之輪葉用的板狀滑動構件用，而該輪葉幫浦係具有放射狀溝槽的旋轉器，與插入該溝槽内的輪葉；且在與旋轉器間所形成的間隙係0. 3〜2. 0mm。 11. 一種幫浦，係具備有申請專利範圍第1至1 0項中任一項所述的滑動構件。

C:\ 總檔\91\91107433\91107433(替換)-l.ptc 第34頁