WO2023167117A1 - 摺動用樹脂組成物及び摺動部材 - Google Patents

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WO2023167117A1
WO2023167117A1 PCT/JP2023/006913 JP2023006913W WO2023167117A1 WO 2023167117 A1 WO2023167117 A1 WO 2023167117A1 JP 2023006913 W JP2023006913 W JP 2023006913W WO 2023167117 A1 WO2023167117 A1 WO 2023167117A1
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sliding
weight
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resin composition
resin
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龍斗 武智
葵 齋藤
耕平 ▲高▼橋
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オイレス工業株式会社
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    • F16C33/20—Sliding surface consisting mainly of plastics

Definitions

  • the present invention relates to a sliding resin composition and a sliding member. More specifically, it is a resin composition for sliding that provides a sliding member having a good balance between slidability and coefficient of linear expansion, etc., on the premise that a predetermined amount of inorganic material is blended as a compounding component. and a sliding member derived from such a sliding resin composition.
  • submersible pumps have been used for various purposes such as pumping water from rivers and seas, water heaters, floor heating equipment, automobile engines, inverters, batteries, fuel cells, and other water circulation applications.
  • An example of such a submersible pump (water pump) is equipped with the following configurations 1) to 5) and is configured to include a predetermined sliding member (slide bearing or thrust receiving member) (for example, patent Reference 1). 1) an impeller 2) a shaft for fixing the impeller 3) a slide bearing fixed to the impeller for rotatably supporting the impeller with respect to the shaft 4) sliding on the respective end surfaces of the slide bearings Thrust receiving member 5) Casing and cover that house the impeller and form a pump chamber
  • the sliding bearing which is a sliding member, is a cylindrical bearing that receives a load on the inner diameter and end faces and has the same thickness as the end faces, and is derived from a resin composition that uses a linear polyphenylene sulfide resin as a base resin. It was an injection molded product. That is, it is said to be an injection-molded product derived from a resin composition containing carbon fiber as a carbonized product sintered at 1000 to 1500° C. and at least one of polytetrafluoroethylene resin and graphite with respect to a predetermined base resin. It had its own characteristics.
  • a sliding member using a predetermined uncarbonized carbonaceous fiber, which is different from the uncarbonized carbon fiber of the present invention, as a reinforcing material has been proposed (see, for example, Patent Document 2). More specifically, it is a sliding member made of a sintered body obtained by sintering a composite body having a predetermined shape and comprising the following ingredients 1) to 3).
  • raw material pitch is supplied to a spinning machine, heated to 300 to 400° C., and extruded from a nozzle under pressure with an inert gas to obtain raw material fibers, and then the obtained raw material fibers are treated with an oxidizing agent.
  • the sliding member contains a predetermined amount of carbon fibers as uncarbonized carbonaceous fibers that are insolubilized by being held at about 150 to 500° C. for about 0.5 to 5 hours in an atmosphere. 1) Uncarbonized carbonaceous fibers heat-treated at a temperature of 550° C.
  • Uncarbonized carbonaceous fibers and inorganic powders such as boron compounds or the inorganic fibers are embedded Carbonaceous powder having self-sintering property
  • the uncarbonized carbonaceous fiber is a carbonaceous fiber that has not been carbonized at a normal temperature, for example, heat-treated (burned) at a temperature of 550 ° C. or less. , is defined as carbonaceous fibers with room for further carbonization.
  • the composite consisting of the above 1) to 3) is heated to 1000° C. in a non-oxidizing atmosphere or a nitrogen gas atmosphere at normal pressure and primary sintered.
  • the temperature is raised to 1300° C., 1700° C. or 2000° C. in the same atmosphere for secondary sintering. Therefore, the uncarbonized carbonaceous fiber of Patent Document 2 is finally heat-treated at a temperature of substantially 1000° C. or higher.
  • the sliding member (slide bearing, etc.) used in the submersible pump (water pump) described in Patent Document 1 uses a carbonized product fired at 1000 to 1500 ° C. as a reinforcing fiber for a predetermined resin. It was characterized by Therefore, there is a problem that the slidability of the sliding member and the linear expansion coefficient are poorly balanced. That is, in order to obtain a desired coefficient of linear expansion, if a large amount of conventional carbonized product (hereinafter sometimes referred to as carbonized carbon fiber), graphitized carbon fiber, or inorganic filler is blended with the resin component, Abrasion of the sliding member progressed with the passage of time, which tended to expose carbon fibers, inorganic fillers, and the like to the surface.
  • carbonized carbon fiber conventional carbonized product
  • graphitized carbon fiber graphitized carbon fiber
  • inorganic filler inorganic filler
  • the sliding member described in Patent Document 2 is an invention related to a carbon fiber-reinforced carbon composite material, a so-called C/C composite, and the uncarbonized carbonaceous fiber described in Patent Document 2 is added to the resin composition. There was no description about blending, and no consideration was given.
  • the inventors have made intensive studies and found that in the resin composition for sliding, the predetermined uncarbonized carbon fiber as the compounding component (b) or the compounding component (c) is added to the resin component as the compounding component (a).
  • the present invention provides a sliding resin composition containing at least compounding components (a) to (c), which exhibits excellent slidability and the like over a long period of time when processed into a sliding member.
  • An object of the present invention is to provide a sliding resin composition from which a sliding member can be obtained, and a sliding member derived therefrom.
  • a sliding resin composition characterized by containing the following compounding components (a) to (c) is provided, and the above problems can be solved.
  • Resin component 100 parts by weight
  • Uncarbonized carbon fiber having a 5% by weight reduction temperature of 400 to 550° C.: 10 to 400 parts by weight
  • Inorganic material 10 to 80 parts by weight
  • TG5 the 5% by weight reduction temperature
  • the tensile elastic modulus of compounding component (b) measured according to JIS R 7606:2000 can be set to a value within the range of 10 to 35 GPa. preferable.
  • the coefficient of linear expansion is set to a predetermined value.
  • the tensile elongation of compounding component (b) measured according to JIS R 7606:2000 can be set to a value within the range of 2 to 5%. preferable.
  • the coefficient of linear expansion is reduced to a predetermined value or less. As a result, more excellent slidability can be exhibited over a long period of time.
  • the amount of carbon on the surface of compounding component (b) determined by XPS elemental analysis should be within the range of 85 to 96% by weight of the total amount. is preferred.
  • the carbon content of the compounding component (b) when processed into a sliding member, excellent slidability can be obtained with more quantitativeness. can be exerted over a long period of time.
  • the coefficient of linear expansion measured in accordance with JIS K 7197:2012 should be 5 ⁇ 10 ⁇ 5 /° C. or less. preferably.
  • the weight ratio of compounded component (b)/compounded component (c) is within the range of 1/1 to 10/1. In this way, by limiting the weight ratio of compounded component (b)/compounded component (c) in the resin composition for sliding, when it is processed into a sliding member, the coefficient of friction and the coefficient of linear expansion are further reduced to predetermined values. It becomes easier to adjust to the following values.
  • the compounding component (a) is selected from the group consisting of polyphenylene sulfide resin, polyether sulfone resin, polyether ether ketone resin, polyimide resin, and thermosetting phenol resin. At least one selected is preferred.
  • the type of compounding component (a) the heat resistance can be improved and the coefficient of linear expansion can be lowered. Therefore, by limiting the type of resin component, when it is processed into a sliding member, it has good heat resistance and workability, and has a coefficient of friction and coefficient of linear expansion of a predetermined value or less, and excellent performance over a long period of time. and can be stably exhibited.
  • Another aspect of the present invention is a sliding member having a linear expansion coefficient of 5 ⁇ 10 ⁇ 5 /° C. or less as measured in accordance with JIS K 7197:2012, comprising the following compounding components (a) to ( A sliding member characterized by being derived from a sliding resin composition containing c).
  • FIGS. 1(a) to 1(c) are diagrams for explaining the relationship between the carbon fiber firing temperature and the coefficient of linear expansion, coefficient of friction, and amount of wear of the sliding member.
  • FIG. 2 is a diagram provided to explain the relationship between the sintering temperature of carbon fibers and the 5 wt % reduction temperature (TG5) of carbon fibers.
  • FIGS. 3(a) and 3(b) are diagrams provided for explaining the relationship between the firing temperature of carbon fibers and the tensile elastic modulus and tensile elongation of carbon fibers, respectively.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the sintering temperature of carbon fibers and the volume resistivity (logarithmic notation) of carbon fibers.
  • FIG. 5(a) to 5(c) are diagrams for explaining the relationship between the blending amount of uncarbonized carbon fiber and the coefficient of linear expansion, coefficient of friction, and amount of wear of the sliding member.
  • 6(a) to (c) show the weight ratio of uncarbonized carbon fiber as blending component (b)/inorganic material as blending component (c), linear expansion coefficient, friction coefficient, and wear in the sliding member. It is a figure where it uses in order to demonstrate the relationship with an amount.
  • FIG. 7(a) corresponds to Example 1 of the present invention
  • FIG. 7(b) corresponds to Comparative Example 2 of the present invention. It is a cross-sectional photograph (magnification: 500) provided for description.
  • a first embodiment is a sliding resin composition characterized by containing the following compounding components (a) to (c).
  • Resin component 100 parts by weight
  • Uncarbonized carbon fiber having a 5% by weight reduction temperature of 400 to 550° C.: 10 to 400 parts by weight
  • Inorganic material 10 to 80 parts by weight That is, FIG. ) to (c), a thermogravimetric measuring apparatus (TGA ), a sliding resin composition containing carbon fibers (uncarbonized carbon fibers) having a predetermined 5% by weight reduction temperature (TG5).
  • TGA thermogravimetric measuring apparatus
  • Compounding component (a) (1) Type
  • the type of the resin component that is compounded component (a) is not particularly limited, and any known resin component used for sliding members can be suitably used. More specifically, among such known resin components, polyphenylene sulfide resin (PPS), polyether sulfone resin (PES), polyether ether ketone resin (PEEK), polyimide resin (PI), and thermosetting It is preferably at least one heat-resistant resin selected from the group consisting of phenolic phenolic resins (PF). The reason for this is that these heat-resistant resins usually have a heat resistance of, for example, 40,000 hours of continuous use and a continuous use temperature of 150° C. or higher.
  • the resin component (heat-resistant resin) that is the compounding component (a) may be used as the main component. It is preferably 70% by weight or more, more preferably 90% by weight or more.
  • polyphenylene sulfide resins are more suitable resins as compounding component (a). is an ingredient.
  • PPS resin is usually a crystalline translucent thermoplastic resin, and usually has a high melting point of about 280° C. and a high glass transition point of 93° C., and has extremely high rigidity and excellent properties. This is because it has heat resistance, dimensional stability, abrasion resistance, low water absorption, and the like.
  • the PPS resin has a low melt viscosity and is excellent in productivity in that a large amount of uncarbonized carbon fibers and inorganic materials can be added.
  • the PPS resin has a crosslinked type, a linear type, and a semi-linear type depending on its molecular structure, and each type can be used alone or in combination of two or more types.
  • a linear type with toughness is particularly preferable in order to form a sliding bearing that takes into account abrasive wear conditions such as a drained state in which no water film is formed and a state in which foreign matter is caught.
  • Blending amount The blending amount of the resin component (a) can be determined in consideration of the heat resistance, moldability, mechanical strength, etc. of the sliding member to be obtained.
  • the amount of the compounding component (a) is preferably within the range of 10 to 80% by weight.
  • the reason for this is that when the amount of the compounding component (a) is less than 10% by weight, the uncarbonized carbon fiber (for example, sintered product at 600 to 800 ° C.) as the compounding component (b) and the compounding component (c) When the amount of the inorganic material (talc, etc.) added is large, the melt viscosity of the sliding resin composition becomes excessively high, which deteriorates the molding processability, and eventually, the sliding performance that exhibits excellent sliding properties. This is because it may be difficult to obtain the moving member.
  • the uncarbonized carbon fiber for example, sintered product at 600 to 800 ° C.
  • the amount of compounding component (a) is more preferably in the range of 15 to 60% by weight, more preferably in the range of 20 to 50% by weight, based on the total amount of the sliding resin composition. It is more preferable to set it as a value.
  • Compounding component (b) (1) 5 wt% reduction temperature by thermogravimetric measurement Measured using TGA under the conditions of an air flow rate of 100 ml/min and a temperature increase rate of 5 ° C./min for the predetermined uncarbonized carbon fiber that is the blending component (b).
  • the 5 wt% reduction temperature (hereinafter sometimes simply referred to as TG5) is set to a value within the range of 400 to 550°C. The reason for this is that if the TG5 is less than 400° C., the heat resistance, mechanical strength, etc. are excessively lowered, and the durability is remarkably lowered when processed into a sliding member.
  • TG5 exceeds 550° C., although the heat resistance and mechanical strength of the material itself are improved, the coefficient of friction increases when processed into a sliding member. Therefore, it is more preferable to set the TG5 of such uncarbonized carbon fibers to a value within the range of 430 to 500°C, and more preferably to a value within the range of 450 to 490°C.
  • TG5 can be measured by using the temperature at which the initial weight (100% by weight) is reduced by 5% by weight in the weight loss chart obtained using TGA.
  • the TG5 of such uncarbonized carbon fibers can basically be limited to a value within a predetermined range by limiting the firing temperature to a relatively low value. That is, the carbonized product described in Patent Document 1 of the prior art is a carbon fiber that is fired at least at 1000 ° C. or more, preferably at 1300 to 1500 ° C., and TG5 exceeds 700 ° C. identified separately. In addition, although the uncarbonized carbonaceous fiber described in Patent Document 2 of the prior art is fired at a temperature of 500°C or less, it has been separately found that the degree of carbonization is considerably low and TG5 is less than 400°C. ing.
  • the TG5 of the predetermined uncarbonized carbon fiber that is the blending component (b) is higher than the uncarbonized carbonaceous fiber that is fired at a temperature of 500 ° C. or lower, but is fired at a temperature of 1000 ° C. or higher. It is a low-temperature carbonized product that is clearly distinguished from these carbon fibers.
  • the uncarbonized carbon fiber of the blending component (b) is an uncarbonized carbonaceous fiber (low-temperature carbide) or a carbonized product, as described later, tensile elastic modulus, tensile elongation, XPS surface elemental analysis (carbon content) , volume resistivity, saturated moisture content, etc., a large difference in characteristics can be seen, and a clear distinction can be made.
  • the firing temperature of carbon fibers (including uncarbonized carbon fibers and other carbon fibers; the same applies hereinafter) and one of its thermal decomposition temperatures, 5 by TGA
  • the relationship with the weight percent reduction temperature (TG5) will be explained. That is, the horizontal axis of FIG. 2 represents the sintering temperature (° C.) of the carbon fiber, and the vertical axis represents the TG5 value (° C.) of the carbon fiber.
  • the characteristic curve in FIG. 2 is based on the results of TG5 of the carbon fibers used in Examples 1-3 and Comparative Examples 1-2, which differ only in firing temperature.
  • Example 1 is indicated as Actual 1 and Comparative Example 1 is indicated as Ratio 1, but the same applies hereinafter.
  • the TG5 value tends to decrease, that is, it tends to be proportional. More specifically, when the carbon fiber firing temperature exceeds 1200°C, TG5 exceeds 550°C. TG5 may be less than 400°C when the carbon fiber firing temperature is less than 600°C. Therefore, judging from the result of the characteristic curve shown in FIG. 2, it can be said that the TG5 of the carbon fiber can be accurately controlled at a predetermined temperature by adjusting the firing temperature of the carbon fiber within a predetermined range.
  • the average fiber diameter (average diameter) of the uncarbonized carbon fiber of compounding component (b) is usually 30 ⁇ m or less, preferably a value within the range of 3 to 25 ⁇ m, more preferably 5 to 20 ⁇ m. It is a value within the range and can be determined as appropriate according to usage, usability, and the like.
  • the average length of the uncarbonized carbon fiber of compounding component (b) is usually a value of 500 ⁇ m or less, preferably a value within the range of 50 to 450 ⁇ m, more preferably a value within the range of 100 to 400 ⁇ m. However, this can also be determined as appropriate according to usage, usability, and the like.
  • the tensile elastic modulus of the non-carbonized carbon fiber, which is the compounding component (b), is usually preferably within the range of 10 to 35 GPa. The reason for this is that if the tensile modulus of elasticity is less than 10 GPa, the mechanical strength and wear resistance of the sliding member may be remarkably lowered. On the other hand, if the tensile elastic modulus exceeds 35 GPa, the coefficient of friction of the resulting sliding member may increase. Therefore, the tensile modulus of the compounded component (b) is more preferably in the range of 13 to 30 GPa, more preferably in the range of 16 to 25 GPa. The tensile elastic modulus of such uncarbonized carbon fibers can be measured according to JIS R 7606:2000.
  • FIG. 3A the relationship between the firing temperature of carbon fibers (including uncarbonized carbon fibers and other carbon fibers) and the tensile modulus will be described. That is, in FIG. 3(a), the horizontal axis indicates the sintering temperature (° C.) of the carbon fiber, and the vertical axis indicates the tensile modulus value (GPa) of the carbon fiber.
  • the characteristic curve in FIG. 3(a) is based on the tensile modulus of carbon fibers used in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, which differ only in firing temperature, as will be described later. As can be understood from the characteristic curve in FIG.
  • the tensile elongation of the uncarbonized carbon fiber which is the blending component (b) is usually within the range of 2 to 5%.
  • the reason for this is that if the tensile elongation is less than 2%, the resulting sliding member may have an increased coefficient of friction.
  • the tensile elongation exceeds 5%, the mechanical strength and wear resistance may be remarkably lowered when processed into a sliding member. Therefore, the tensile elongation is more preferably set to a value within the range of 2.1 to 4%, and more preferably set to a value within the range of 2.2 to 3%.
  • the tensile elongation of such uncarbonized carbon fibers can be measured according to JIS R 7606:2000.
  • FIG. 3(b) the relationship between the firing temperature of carbon fibers (including non-carbonized carbon fibers and other carbon fibers) and tensile elongation will be described. That is, in FIG. 3(b), the horizontal axis indicates the sintering temperature (° C.) of the carbon fiber, and the vertical axis indicates the tensile elongation value (%) of the carbon fiber.
  • the characteristic curve in FIG. 3(b) is based on the tensile elongation of carbon fibers used in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, which differ only in firing temperature, as will be described later. As can be seen from the characteristic curve shown in FIG.
  • the carbon content on the surface of the uncarbonized carbon fiber, which is the compounding component (b), by XPS elemental analysis is preferably set to a value within the range of 85 to 96% by weight with respect to 100% by weight of the total amount.
  • the reason for this is that by specifying the carbon content of the surface by such XPS elemental analysis to a value within a predetermined range, unlike conventional carbonized products and uncarbonized carbonaceous fibers, when processed into a sliding member, the friction coefficient , the amount of wear, and the coefficient of linear expansion, it is possible to more easily and stably provide a sliding resin composition having predetermined values or less.
  • the carbon content by XPS elemental analysis is less than 85% by weight, the mechanical strength, wear resistance, etc. of the sliding member may be remarkably lowered.
  • the carbon content by XPS elemental analysis exceeds 96% by weight, the coefficient of friction may increase.
  • the carbon content determined by XPS elemental analysis is more preferably in the range of 86 to 95% by weight, more preferably in the range of 88 to 94% by weight.
  • the amount of carbon can be measured based on the calibration curve of the carbon element according to the XPS elemental analysis method.
  • the volume resistivity of the uncarbonized carbon fiber which is the compounding component (b), is generally preferably within the range of 1 ⁇ 10 0 to 1 ⁇ 10 4 ⁇ cm.
  • the reason for this is that by setting the volume resistivity to a value within a predetermined range, when processed into a sliding member, unlike conventional carbonized products and uncarbonized carbonaceous fibers, it has electrical insulation and antistatic properties. This is because it is possible to more easily and stably provide a sliding member having excellent properties such as the above. More specifically, when the volume resistivity is less than 1 ⁇ 10 0 ⁇ cm, the antistatic property is good, but the electrical insulation of the sliding member is insufficient, and the sliding member is not exposed to the outside.
  • the volume resistivity of the uncarbonized carbon fiber can be measured using a commercially available digital voltmeter or the like according to the four-probe method.
  • FIG. 4 the relationship between the firing temperature of carbon fibers (including uncarbonized carbon fibers and other carbon fibers) and volume resistivity will be described. That is, in FIG. 4, the horizontal axis indicates the sintering temperature (° C.) of the carbon fiber, and the vertical axis indicates the volume resistivity value ( ⁇ cm) of the carbon fiber.
  • the characteristic curve in FIG. 4 is based on the volume resistivity of the carbon fibers used in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, which differ only in the carbon fiber firing temperature, as will be described later. As can be understood from the characteristic curve in FIG. 4, the volume resistivity tends to decrease sharply as the carbon fiber firing temperature increases.
  • the volume resistivity greatly exceeds 1 ⁇ 10 4 ⁇ cm.
  • the carbon fiber is sintered at a temperature of 600 to 800° C., a value within the range of 1 ⁇ 10 0 to 1 ⁇ 10 4 ⁇ cm can be obtained as the volume resistivity.
  • the carbon fiber firing temperature exceeds 1200° C., the volume resistivity becomes a small value of less than 1 ⁇ 10 ⁇ 1 ⁇ cm.
  • the volume resistivity value can be accurately controlled within a predetermined range, which in turn facilitates handling, and furthermore, in a predetermined sliding member, , it can be said that desired antistatic properties and the like can be obtained.
  • the saturated moisture percentage of the uncarbonized carbon fiber which is the blending component (b), can be measured in accordance with JIS K 7209:2000, which defines how to determine the water absorption rate of plastics. Although it is possible, it is usually preferable to set the saturated moisture content of such uncarbonized carbon fibers to a value within the range of 1 to 8% by weight. The reason for this is that by setting the saturated moisture content to a value within a predetermined range, when it is processed into a sliding member and used for a submersible pump bearing or the like, excellent slidability etc. can be further improved over a long period of time. This is because it can be obtained easily and quantitatively.
  • the saturated moisture content when the saturated moisture content is less than 1% by weight, it may become difficult to exhibit excellent slidability and the like. On the other hand, if the saturated moisture content exceeds 8% by weight, the dimensional change due to water absorption increases, and it may become difficult to maintain the dimensional accuracy. Therefore, it is more preferable to set the saturated moisture content to a value within the range of 1.5 to 7% by weight, and more preferably to a value within the range of 2 to 6% by weight.
  • the saturated moisture content is measured according to JIS K 7209:2000, and can be measured as the ratio of the weight increase due to absorbed moisture to the initial weight.
  • the compounding amount of the uncarbonized carbon fiber, which is the compounding component (b) is usually in the range of 10 to 400 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin component, which is the compounding component (a). value.
  • the reason for this is that by setting the blending amount of the uncarbonized carbon fiber, which is the blending component (b), to a value within a predetermined range, when processed into a sliding member, the coefficient of friction, the amount of wear, and the coefficient of linear expansion are reduced. This is because it is possible to more easily and stably provide a sliding resin composition having a specific value or less.
  • the blending amount of the uncarbonized carbon fiber when the blending amount of the uncarbonized carbon fiber is less than 10 parts by weight, it is difficult to adjust the coefficient of linear expansion within a predetermined range when processed into a sliding member. This is because the wear resistance may decrease and the amount of wear may increase.
  • the blending amount of the uncarbonized carbon fiber exceeds 400 parts by weight, it is possible to adjust the coefficient of friction within a predetermined range when the resin composition for sliding is processed into a sliding member. This is because there are cases where it becomes difficult and the molding workability when working into a sliding member is remarkably lowered. Therefore, it is more preferable to set the blending amount of the uncarbonized carbon fiber to a value within the range of 30 to 300 parts by weight, and more preferably to a value within the range of 50 to 200 parts by weight.
  • the blending amount of the uncarbonized carbon fiber and the coefficient of linear expansion measured in accordance with JIS K 7197:2012 when processed into a sliding member (hereinafter simply referred to as It may be called a coefficient of linear expansion.). That is, the horizontal axis of FIG. 5(a) represents the blending amount (parts by weight) of the uncarbonized carbon fiber with respect to 100 parts by weight of the resin component (a), and the vertical axis represents the amount of the uncarbonized carbon fiber, which will be described later.
  • the coefficient of linear expansion (1 ⁇ 10 ⁇ 5 /° C.) obtained when the sliding resin composition according to Example 1 and the like is processed into a sliding member is shown. As will be described later, the characteristic curve in FIG.
  • FIG. 5(b) the relationship between the blending amount of uncarbonized carbon fiber and the coefficient of friction when processed into a sliding member will be described. That is, the horizontal axis of FIG. 5(b) represents the compounding amount (parts by weight) of the uncarbonized carbon fiber with respect to 100 parts by weight of the resin component (a), and the vertical axis represents the amount of the uncarbonized carbon fiber, which will be described later.
  • Example 1 the coefficient of friction (-) obtained when processed into a sliding member is taken and shown.
  • the characteristic curve in FIG. 5(b) is based on the results of the friction coefficients of Examples 1, 4 to 7, and Comparative Examples 3 and 5, as in FIG. 5(a). As can be understood from the characteristic curve shown in FIG.
  • the friction coefficient tends to increase as the amount of uncarbonized carbon fiber added increases. More specifically, when the amount of the uncarbonized carbon fiber blended exceeds 400 parts by weight, the coefficient of friction exceeds 0.4. For example, a low value of 0.1 or less is obtained.
  • FIG. 5(c) the relationship between the blending amount of the uncarbonized carbon fiber and the amount of wear when processed into a sliding member will be described. That is, the horizontal axis of FIG. 5(c) represents the blending amount (parts by weight) of the uncarbonized carbon fiber with respect to 100 parts by weight of the resin component (a), and the vertical axis represents the amount of the uncarbonized carbon fiber, which will be described later.
  • Example 1 the amount of wear ( ⁇ m) under predetermined conditions when processed into a sliding member is taken and shown.
  • the characteristic curve in FIG. 5(c) is based on the results of the wear amounts of Examples 1, 4 to 7, and Comparative Examples 3 and 5, as in FIG. 5(a). As can be understood from the characteristic curve shown in FIG.
  • the wear amount tends to decrease once and then increase. More specifically, when the blending amount of the uncarbonized carbon fiber is less than 10 parts by weight, the wear amount exceeds 100 ⁇ m. Low values of 100 ⁇ m or less are obtained. Therefore, by adjusting the blending amount of the uncarbonized carbon fiber to a value within the range of 10 to 400 parts by weight, excellent slidability, that is, low friction, can be obtained while maintaining a low coefficient of linear expansion in the sliding member. It is possible to obtain values of the modulus and small amount of wear, thus achieving a better balance between the two.
  • Compounding component (c) (1) Type A sliding member characterized by containing a predetermined amount of an inorganic material as the compounding component (c), and obtained by predetermined processing. It is preferable to improve the properties and the like. More specifically, it is preferable to add a predetermined amount of an inorganic material as compounding component (c) to lower the coefficient of linear expansion and improve the slidability of the sliding member.
  • the type of the inorganic material used as component (c) is not particularly limited, but it is preferable to use an inorganic material having a Mohs hardness of 6 or less.
  • the inorganic materials have a low Mohs hardness of 6 or less, so that when used as a sliding member, the sliding resistance between the material and the mating material can be reduced, and the coefficient of friction can be kept low.
  • talc, mica, graphite, gypsum, kaolinite, or a mixture thereof having a Mohs hardness of less than 4.
  • the compounding component (c) is talc (hydrated magnesium silicate: a mineral containing Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2 as a main component), it is relatively inexpensive and It is suitable because it can be uniformly mixed with the resin component. Moreover, if the compounded component (c) is talc or the above-mentioned talc/mica mixture, it is characterized by a relatively uniform apparent density and a relatively low value.
  • the apparent density measured according to JIS K 5101-12:2004 is preferably in the range of 0.1 to 0.8 g/ml.
  • a value in the range of 2 to 0.7 g/ml is more preferable, and a value in the range of 0.3 to 0.6 g/ml is even more preferable.
  • these inorganic materials are more preferable because they do not interfere with the desired fluidity and provide a smooth surface even when the sliding member is manufactured by injection molding, compression molding, or the like. I can say there is.
  • the average particle size measured according to JIS Z 8825: 2013 is preferably set to a value within the range of 1 to 180 ⁇ m.
  • the reason for this is that if the average particle size is less than 1 ⁇ m, it tends to aggregate, making it difficult to handle, and it may be difficult to mix uniformly with a resin component such as a PPS resin. It's for.
  • the average particle diameter exceeds 180 ⁇ m, it may become difficult to obtain a smooth surface when manufacturing a sliding member by injection molding, compression molding, or the like.
  • the average particle size is more preferably in the range of 10 to 110 ⁇ m, more preferably in the range of 15 to 40 ⁇ m. is more preferred.
  • the effect of the average particle size becomes more pronounced as the amount of the inorganic material, which is the compounding component (c), is greater with respect to 100 parts by weight of the resin component, which is the compounding component (a).
  • Blending amount 1 The blending amount of the inorganic material, which is the compounding component (c), is usually set to a value within the range of 10 to 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin component, which is the compounding component (a). The reason for this is that if the blending amount of the compounding component (c) is less than 10 parts by weight, it becomes difficult to adjust the coefficient of linear expansion and the like within a predetermined numerical range when processed into a sliding member. This is because On the other hand, if the amount of the compounding component (c) exceeds 80 parts by weight, the melt viscosity of the resin composition for sliding becomes high, and the moldability when working into a sliding member remarkably deteriorates. This is because there are cases.
  • the blending amount of such compounding component (c) is more preferably set to a value within the range of 15 to 60 parts by weight, more preferably 20 to 50 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the resin component of compounding component (a). It is more preferable to set the value within the range of
  • Blending amount 2 Moreover, it is also preferable to determine the amount of the inorganic material, which is the compounding component (c), in relation to the amount of the uncarbonized carbon fiber, which is the compounding component (b). More specifically, the weight ratio of compounded component (b)/compounded component (c) (hereinafter sometimes simply referred to as the compounding amount ratio b/c) is in the range of 1/1 to 10/1. is preferably the value of The reason for this is that by limiting the ratio b/c of the blending amount in the resin composition for sliding, when it is processed into a sliding member, the coefficient of linear expansion, the coefficient of friction, and the amount of wear can be more easily reduced to predetermined values. This is because it can be adjusted to the following values.
  • the ratio b/c of the blending amount is more preferably set to a value within the range of 1.5/1 to 8/1, and more preferably set to a value within the range of 2/1 to 6/1. .
  • FIG. 6A the relationship between the ratio b/c of the blending amount of the inorganic material and the coefficient of linear expansion will be described. That is, the horizontal axis of FIG. 6(a) shows the compounded component (b)/mixed component (c) ( ⁇ ), which is the ratio of the compounded amount, and the vertical axis shows the ratio according to Example 1 described later. , the coefficient of linear expansion (1 ⁇ 10 ⁇ 5 /° C.) obtained when processed into a sliding member is shown. As will be described later, each data of the characteristic curve in FIG.
  • the ratio b/c of the blending amount is about 10/1, a value of about 4 ⁇ 10 ⁇ 5 /° C. is obtained as the coefficient of linear expansion.
  • the ratio b/c of such compounding amount further exceeds 10/1 and reaches about 40/1, although there is a tendency to slightly decrease, it is approximately 3.5 ⁇ 10 -5 to 4 ⁇ 10 -5 / It is a value within the range of °C or less. Therefore, when determining the blending amount of the inorganic material that is the blending component (c), if the blending ratio b/c is, for example, a value within the range of 1/1 to 10/1, the line in the sliding member It can be said that the expansion coefficient can be accurately adjusted within a desired range.
  • FIG. 6(b) shows the relationship between the ratio b/c of the blending amount of the inorganic material and the coefficient of friction when processed into a sliding member. That is, the horizontal axis of FIG. 6(b) shows the compounding component (b)/the compounding component (c) ( ⁇ ), which is the ratio of the compounding amount, and the vertical axis is based on Example 1 described later. , the coefficient of friction (-) obtained when processed into a sliding member.
  • Each data of the characteristic curve in FIG. 6(b) is based on the friction coefficients of Examples 1, 4 to 7 and Comparative Examples 3 to 6 as in FIG. 6(a). As can be understood from the characteristic curve in FIG.
  • the friction coefficient tends to increase as the blending ratio b/c increases. More specifically, when the blending ratio b/c is around 0/1, the coefficient of friction is about 0.05. However, when it exceeds 0.05 and becomes about 10/1, it gradually rises and a value of 0.2 or less is obtained.
  • FIG. 6(c) shows the relationship between the blending ratio b/c of the blending amount of the inorganic material and the amount of wear when processed into a sliding member. That is, the horizontal axis of FIG. 6(c) shows the compounding component (b)/the compounding component (c) (-), which is the ratio of the compounding amount, and the vertical axis is based on Example 1 described later. , and the amount of wear ( ⁇ m) under predetermined conditions when processed into a sliding member.
  • Each data of the characteristic curve in FIG. 6(c) is based on the wear amounts of Examples 1, 4 to 7 and Comparative Examples 3 to 6 as in FIG. 6(a). As can be understood from the characteristic curve in FIG.
  • the wear amount tends to decrease once and then increase. More specifically, when the blending ratio b/c is around 0/1, the wear amount is about 150 ⁇ m, but when the blending ratio b/c is about 1/1, it decreases to less than 100 ⁇ m. , and then increases to values exceeding 100 ⁇ m when 10/1 is exceeded. Therefore, from FIG. 6(a) to (c), by adjusting the ratio b/c of the blending amount, excellent slidability, that is, low friction It will be appreciated that values for modulus and low wear can be obtained, and thus a better balance between the two can be obtained.
  • FIG. 7A and 7B are cross-sectional photographs of sliding members corresponding to Example 1 and Comparative Example 2, which will be described later.
  • the carbon fibers 10, which are predetermined uncarbonized carbon fibers are distributed relatively uniformly not only in a predetermined direction but also in a direction orthogonal thereto inside a resin component 12 containing an inorganic material 14. It is understood that the sliding member is formed from the dispersed sliding resin composition 16 .
  • FIG. 7(b) as well, it is observed that the carbon fibers 10 are uniformly dispersed. That is, from the cross-sectional photographs of FIGS.
  • Compounding component (d) (1) kind as a compounding component (d), it is preferable to compound a lubricating additive which is a compound different from the resin component of the compounding component (a) and exerts a lubricating effect.
  • a lubricating additive which is a compound different from the resin component of the compounding component (a) and exerts a lubricating effect.
  • the reason for this is that by blending such a lubricating additive together with the compounding components (a) to (c) constituting the sliding resin composition, sliding in the sliding member obtained by processing is improved. This is because the properties and the like can be remarkably improved.
  • the type of lubricating additive is not particularly limited as long as it is a compound that exhibits a predetermined lubricating effect, but polytetrafluoroethylene (PTFE), perfluoroalkoxyalkane (PFA), ethylene- At least one of tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), perfluoroethylene-propene copolymer (FEP), polyvinylidene fluoride (PVDF), silicone grease, silicone oil, and silicone compound is preferred.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PFA perfluoroalkoxyalkane
  • ETFE ethylene- At least one of tetrafluoroethylene copolymer
  • FEP perfluoroethylene-propene copolymer
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PTFE and ETFE which are the above-mentioned fluorocarbon resins, are preferable as the lubricating additive of compounding component (d).
  • PTFE has a low coefficient of friction, exerts a lubricating effect, and exhibits good wear resistance. It is preferable because it provides good performance.
  • PTFE or the like is suitable because it can be uniformly mixed and dispersed even when blended in a relatively wide range with respect to the PPS resin or the like which is the resin component of blending component (a).
  • PTFE and the like are known to have various average particle diameters, and the average particle diameter (for example, D50 in the particle size distribution obtained by laser diffraction method) is set to a value within the range of 1 to 50 ⁇ m. is preferred, a value in the range of 3 to 20 ⁇ m is more preferred, and a value in the range of 5 to 10 ⁇ m is even more preferred.
  • the compounding amount of the lubricating additive which is the compounding component (d)
  • the compounding amount of the lubricating additive is usually in the range of 10 to 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin component, which is the compounding component (a). value.
  • the reason for this is that if the amount of the compounding component (d) is less than 10 parts by weight, even if it is added to the sliding resin composition, the addition effect of imparting lubricity may not be exhibited. .
  • the amount of the compounding component (d) exceeds 80 parts by weight, it may be difficult to adjust the linear expansion coefficient of the lubricating part obtained by processing to a predetermined value or less. is.
  • the blending amount of the compounding component (d) is more preferably in the range of 15 to 60 parts by weight, more preferably 20 to 40 parts by weight, per 100 parts by weight of the resin component (a). It is more preferable to set the value within the range of parts.
  • compounding component (e) compounds other than compounding components (a) to (d) described above, and various additives for achieving various purposes are preferably compounded.
  • friction property improvers include modified polyolefin resins, lubricating oils such as mineral oil, ester oil and silicone oil, waxes such as polyethylene wax, polyethylene oxide wax, ester wax and partially saponified wax, graphite, boron nitride, molybdenum disulfide, It is preferable to blend at least one solid lubricant such as tungsten disulfide.
  • oxidized polyethylene waxes if the oxidized polyethylene wax has a melting point of 120° C.
  • the mechanical strength, heat resistance, etc. of the sliding member can be maintained, and even if it is blended in a relatively small amount, various compounding ingredients can be reduced. It is preferable because it contributes to uniform mixing and facilitates adjustment of lubricity, moldability, and the like. On the other hand, if it is graphite, it is relatively easy to adjust the lubricity, moldability, conductivity, hiding property, etc. by appropriately changing the blending amount and form (average particle size and scaly shape), so it is suitable. It is a compounding component (e).
  • Blending amount when graphite or the like is blended as the blending component (e), the blending amount is usually 1 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin component which is the blending component (a). A value within the range is preferred. The reason for this is that, depending on the type of compounding component (e), if the compounding amount is less than 1 part by weight, the compounding effect, particularly the effect of lubricity, etc., may not be exhibited. . On the other hand, if the blending amount of the blending component (e) exceeds 50 parts by weight, it becomes difficult to uniformly mix the resin component, which is the blending component (a). This is because it may become difficult to adjust moldability, conductivity, opacity, and the like.
  • the amount of the compounding component (e) is more preferable to set the amount of the compounding component (e) to a value within the range of 1.5 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin component (a), and 2 to 30 parts by weight. A value within the range of 10 parts by weight is more preferable.
  • the sliding resin composition of the present invention is mixed with a mixer such as a Henschel mixer, a super mixer, a pole mill, or a tumbler mixer while weighing so that the amount of each compounding component in the composition is within a predetermined range. It is preferable to create as Next, when the resin component that is the blending component (a) of the resin composition for sliding is a thermoplastic resin, the mixture is extruded by a vented single-screw or twin-screw extruder or a non-vented single-screw or twin-screw extruder.
  • a mixer such as a Henschel mixer, a super mixer, a pole mill, or a tumbler mixer
  • the mixture is put into a machine, melt and knead it to form a string-like molding, and then cut the molding to prepare particulate molding material pellets.
  • a molding material pellet By using such a molding material pellet, it is possible to mold it into a desired shape such as a cylindrical bush or a plate-like body by molding means such as an injection molding device in the method of manufacturing a sliding member described later.
  • the resin component (a) of the resin composition for sliding is a thermosetting resin
  • the mixture is prepared in the above-mentioned mixer and then compressed into a mold.
  • the sliding resin composition put into the mold can be cured by applying heat and pressure with the heating press for a predetermined time, and furthermore, after compression molding, it is dried in a drying furnace for a predetermined time. By allowing the curing reaction to proceed sufficiently, a desired sliding member can be obtained.
  • a second embodiment is a sliding member having a linear expansion coefficient of 5 ⁇ 10 ⁇ 5 /° C. or less as measured in accordance with JIS K 7197:2012, and comprising the following compounding components (a) to (c ) is derived from a sliding resin composition.
  • Resin component 100 parts by weight
  • Uncarbonized carbon fiber having a 5% by weight reduction temperature of 400 to 550°C: 10 to 400 parts by weight
  • Inorganic material 10 to 80 parts by weight
  • a submersible pump is one example of a mechanical device or the like using the sliding member of the present invention, but basically any submersible pump with any configuration is suitable as long as it is a submersible pump that uses a sliding member such as a slide bearing. is.
  • a submersible pump typically, 1) an impeller, 2) a shaft for fixing the impeller, 3) a slide bearing fixed to the impeller for rotatably supporting the impeller with respect to the shaft,
  • a submersible pump having 4) a thrust receiving member that slides on the end surfaces of the sliding bearings, and 5) a casing and a cover that accommodates the impeller and forms a pump chamber can be suitably applied.
  • Sliding Member (1) Sliding Resin Composition
  • the sliding resin composition used for the sliding member of the second embodiment can be the same as that described in the first embodiment. Therefore, re-explanation of the sliding resin composition will be omitted here.
  • the basic structure of the sliding member containing uncarbonized carbon fiber and obtained through the sliding resin composition is not particularly limited, and various modifications are possible. is. That is, at least one slide bearing, which is a sliding member provided in a submersible pump, or a plurality of slide bearings may be provided. Preferably, it is a cylindrical bearing or a flanged bearing. In addition to having extremely low water absorbency, it is an injection molded product derived from a sliding resin composition with linear polyphenylene sulfide resin as a base resin because it can exhibit toughness when used as a sliding member. Preferably.
  • the method of manufacturing the sliding member derived from the sliding resin composition is not particularly limited, but typically, it is preferable to use an injection molding method or a compression molding method.
  • the predetermined sliding member can be manufactured by the following steps 1) to 5). 1) Prepare an injection molding machine. 2) While weighing the sliding resin composition, which is a molding material pellet, it is put into a hopper or the like of an injection molding apparatus. 3) The sliding resin composition is melted by the heating device of the injection molding machine. 4) Using an injection molding machine, inject the molten sliding resin composition into a predetermined mold. 5) After cooling, take out the predetermined sliding member.
  • Step 1') to 4' can produce a predetermined sliding member.
  • 1') Prepare a predetermined molding die.
  • 2') The sliding resin composition as a mixture mixed by the mixer is put into a predetermined place of the molding die.
  • 3') Curing by applying heat and pressure with a heating press for a certain period of time.
  • 4') After the compression molding, a predetermined sliding member is taken out after being dried in a drying oven for a predetermined time.
  • Characteristic 1 The coefficient of linear expansion of the sliding member can be measured using a thermomechanical analyzer (TMA) in accordance with JIS K 7197:2012 under the given conditions below. That is, a rectangular test piece having a thickness of 3 mm and a length of 5 mm was prepared by molding, and the rectangular test piece was heated from 25 ° C. to 100 ° C. at a rate of 5 ° C./min using TMA, The amount of change in the length of the rectangular test piece is measured, and the linear expansion coefficient in the thickness direction (MD) of the resin at 35 to 80° C. is obtained as the linear expansion coefficient. In general, it is preferable that the coefficient of linear expansion is 5 ⁇ 10 ⁇ 5 /° C. or less.
  • the linear expansion coefficient of the sliding member it is more preferable to set the linear expansion coefficient of the sliding member to a value within the range of 1 ⁇ 10 -5 /°C to 4.8 ⁇ 10 -5 /°C, more preferably 2 ⁇ 10 -5 /°C to 4.8 ⁇ 10 -5 /°C. A value within the range of 6 ⁇ 10 ⁇ 5 /° C. is more preferable.
  • each data of the characteristic curve in FIG. 1(a) has the same types and blending amounts of the blending components (a) to (c), and differs only in the firing temperature of the carbon fibers. It is based on the linear expansion coefficients of Examples 1-3 and Comparative Examples 1-2. As can be seen from the characteristic curve shown in FIG. 1(a), the firing temperature (° C.) of the carbon fibers does not significantly affect the linear expansion coefficient of the sliding member.
  • Characteristic 2 The coefficient of friction as a sliding member can be measured according to JIS K 7218:1986 using a thrust unidirectional rotation method under the following conditions. Sliding speed: 90m/min Load (surface pressure): 10 kg/cm 2 Test time: 20 hours Specimen: Square plate of 30 mm (width) x 30 mm (length) x 3 mm (thickness) Surface roughness Ra0.1) Lubrication condition: no lubrication It is usually preferable to set the coefficient of friction to a value of 0.4 or less. The reason for this is that if the coefficient of friction exceeds 0.4, the slidability and durability of the sliding member may be remarkably lowered. Although it depends on the purpose and form of the sliding member, the coefficient of friction is more preferably in the range of 0.01 to 0.2, more preferably in the range of 0.03 to 0.1. is more preferred.
  • FIG. 1(b) illustrates the relationship between the firing temperature of carbon fibers (including uncarbonized carbon fibers and other carbon fibers) and the coefficient of friction when processed into a sliding member containing them. It is a diagram for That is, the horizontal axis of FIG. 1(b) represents the firing temperature (° C.) of the carbon fiber, and the vertical axis represents the sliding resin composition containing the carbon fiber fired at a predetermined temperature. It shows the relationship with the coefficient of friction (-) obtained when processed into a moving member. As will be described later, each data of the characteristic curve in FIG. 1(b) has the same types and blending amounts of the blending components (a) to (c), and differs only in the firing temperature of the carbon fibers.
  • the endurance time as an index of slidability as a sliding member can be measured using the above-described thrust unidirectional rotation method. In general, as a measure of good slidability, it is preferable that the sliding member has a durable time of 10 hours or longer. Depending on the purpose and form of the sliding member, the endurance time is more preferably 15 hours or longer, more preferably 20 hours or longer.
  • the amount of wear which is another measure of the slidability of the sliding member, can be measured under the same conditions using the above-described thrust unidirectional rotation method. That is, the thrust unidirectional rotation method is performed for a predetermined time (20 hours), and after 20 hours, the thickness change from the initial value of the test piece made of the sliding member is calculated, and this is used as the wear amount. can be done. In general, as a measure of good slidability, it is preferable that the amount of abrasion of the test piece is 100 ⁇ m or less. Although it depends on the purpose and form of the sliding member, the wear amount of the test piece is more preferably 80 ⁇ m or less, more preferably 50 ⁇ m or less. If a melting phenomenon is observed in the test piece before 20 hours have passed, the test by the thrust unidirectional rotation method is terminated at that time, and the thickness of the test piece made of the sliding member from the initial value Calculate the change and use it as the amount of wear.
  • FIG. 1(c) shows the firing temperature of carbon fibers (including uncarbonized carbon fibers and other carbon fibers) and the wear amount under the above-mentioned predetermined conditions when processed into a sliding member containing it. It is a figure for demonstrating the relationship with. That is, in FIG. 1(c), the horizontal axis indicates the firing temperature (° C.) of the carbon fiber, and the vertical axis indicates the sliding resin composition containing the carbon fiber fired at a predetermined temperature. It shows the relationship between the amount of wear ( ⁇ m) under the above-described measurement conditions when working into a moving member. As will be described later, each data of the characteristic curve in FIG.
  • 1(c) has the same types and blending amounts of the blending components (a) to (c), and differs only in the firing temperature of the carbon fibers. It is based on the wear amounts of Examples 1-3 and Comparative Examples 1-2. As can be understood from the characteristic curve of FIG. 1(c), as the carbon fiber sintering temperature increases, the amount of wear tends to decrease once and then increase. More specifically, when the carbon fiber firing temperature is less than 600° C., the wear amount exceeds 100 ⁇ m, but at 600° C., it becomes 100 ⁇ m or less, and when it exceeds 800° C., it again exceeds 100 ⁇ m. . Therefore, considering the results of the characteristic curves shown in FIGS.
  • the resin as the compounding component (a), the uncarbonized carbon fiber as the compounding component (b), the inorganic material as the compounding component (c), and the lubricating additive as the compounding component (d) used in the examples Agents, etc. are as follows.
  • A Compounding component (a) (A-1) Polyphenylene sulfide resin (PPS resin) (manufactured by Polyplastics, trade name “Durafide”, type of PPS resin: linear type) (A-2) Polyether ether ketone resin (PEEK resin) (manufactured by Solvay Specialty Polymers, trade name “KetaSpire”) (A-3) Polyethersulfone resin (PES resin) (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., trade name "Sumika Excel” (B) Compounding component (b) (B-1) Isotropic pitch-based uncarbonized carbon fiber 1 (calcination temperature: 700° C., baking time: 30 minutes, average diameter: 15 ⁇ m, average length: 200 ⁇ m, saturated moisture content: 5.8% by weight) (B-2) Isotropic pitch-based uncarbonized carbon fiber 2 (firing temperature: 650° C., firing time: 30 minutes, average diameter: 15 ⁇ m
  • Example 1 Preparation of sliding resin composition and evaluation member (1) Preparation of sliding resin composition As shown in Table 1, in a predetermined container equipped with a stirrer, A-1, which is the resin component of compounding component (a) With respect to 100 parts by weight of the PPS resin, 100 parts by weight of B-1 as the uncarbonized carbon fiber of the compounding component (b) and 30 parts by weight of C-1, which is the inorganic material of the compounding component (c). Weighed and housed. Further, as shown in Table 2, it was separately confirmed that TG5 was 450° C. using TGA only for the uncarbonized carbon fiber of compounding component (b).
  • the amount of carbon on the surface of the uncarbonized carbon fiber of compounding component (b) was separately confirmed to be 93% by weight according to XPS elemental analysis.
  • the mixture was stirred at a rotational speed of 400 rpm for 90 seconds so that the components (a) to (c) were uniformly mixed to obtain a sliding resin composition.
  • the obtained sliding resin composition is dried in the atmosphere using a heating furnace heated to 130° C. to obtain a sliding resin composition (powder form) having a moisture content of 0.01% by weight or less. and
  • the obtained sliding resin composition (powder) was melt-kneaded using a twin-screw extruder to obtain a composition in the form of pellets.
  • evaluation member After filling the obtained sliding resin composition (pellet shape) in a predetermined mold using an injection molding device, under predetermined pressure conditions (for example, 10 to 200 MPa), 5 mm (width) x 5 mm (length) x 3 mm (thickness) plate-shaped evaluation member A, and 30 mm (width) x 30 mm (length) x 3 mm (thickness) plate A press-molded evaluation member B was obtained.
  • Such an evaluation member is an alternative member for evaluating various properties of a sliding member obtained by processing a sliding resin composition. Linear expansion coefficient), and evaluation member B is used for evaluation 7 (friction coefficient), evaluation 8 (durability time), and evaluation 9 (abrasion amount), which will be described later.
  • Evaluation of sliding resin composition and sliding member (1) Evaluation 1 (firing temperature) The firing temperature of carbon fibers was evaluated according to the following evaluation criteria. Table 2 shows the results. A: The temperature is 650 to 750°C. ⁇ : The temperature is less than 600 to 650°C, or the temperature is more than 750 to 800°C. ⁇ : Temperature of 500 to less than 600°C, or temperature of more than 800 to 1000°C. x: Temperature below 500°C or above 1000°C.
  • Evaluation 3 (tensile elongation) The tensile elongation of carbon fibers was measured according to JIS R 7606:2000 and evaluated according to the following evaluation criteria. Table 2 shows the results. A: 2.3 to 4%. ⁇ : 2 to less than 2.3%, or more than 4 to 5%. ⁇ : 1.5 to less than 2%, or more than 5 to 6%. x: Less than 1.5% or more than 6%.
  • Evaluation 7 (coefficient of friction) The coefficient of friction, which is one measure of the slidability of the sliding member, was measured on the evaluation member B according to JIS K 7218: 1986, using the above-described thrust unidirectional rotation method, under the above-described predetermined conditions. After the measurement, it was evaluated according to the following evaluation criteria. Table 2 shows the results. A: 0.05 or less. Good: 0.1 or less. ⁇ : 0.4 or less. x: more than 0.4.
  • Evaluation 8 (endurance time) The endurance time, which is one of the indicators of the slidability of the sliding member, is evaluated using the evaluation member B according to JIS K 7218: 1986, using the above-described thrust unidirectional rotation method, and the melting phenomenon occurs. The time until it was completed was measured and evaluated according to the following evaluation criteria. Table 2 shows the results. A: No melting phenomenon was observed over 20 hours. ⁇ : No melting phenomenon was observed for 10 hours or more. ⁇ : No melting phenomenon was observed for 1 hour or longer. x: A melting phenomenon was observed in less than 1 hour.
  • Evaluation 9 The amount of wear, which is one measure of the slidability of the sliding member, was measured for evaluation member B in accordance with JIS K 7218: 1986, using the thrust unidirectional rotation method described above, after 20 hours. The amount of wear was evaluated according to the following evaluation criteria. Table 2 shows the results. If a melting phenomenon is confirmed in the evaluation member before the elapse of 20 hours, the test by the thrust unidirectional rotation method is terminated at that time, and the thickness change from the initial value of the evaluation member is measured. was calculated and defined as the amount of wear. A: 50 ⁇ m or less. O: 80 ⁇ m or less. (triangle
  • Examples 2-3 In Examples 2 and 3, a sliding resin composition and an evaluation member were prepared in the same manner as in Example 1, except that B-2 and B-3 were used as the uncarbonized carbon fiber, which is the compounding component (b). were created and evaluated. The obtained evaluation results and the like are shown in Tables 1 and 2. As shown in Table 2, TGA was used to separately confirm that TG5 was 440° C. and 460° C., respectively, for only the uncarbonized carbon fibers that were the blending component (b). Furthermore, the carbon content on the surface of the uncarbonized carbon fiber, which is the compounding component (b), was separately confirmed to be 90% by weight and 95% by weight, respectively, according to XPS elemental analysis.
  • Examples 4-5 In Examples 4 and 5, the blending amount of the uncarbonized carbon fiber, which is the compounding component (b), was changed to 50 parts by weight and 120 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin component, which is the compounding component (a). A sliding resin composition and an evaluation member were prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except for the above. The obtained evaluation results and the like are shown in Tables 1 and 2.
  • Examples 6-7 In Examples 6 and 7, the blending amount of the inorganic material as the blending component (c) was changed to 60 parts by weight and 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin component as the blending component (a). A sliding resin composition and an evaluation member were prepared in the same manner as in Example 1, and each was evaluated. The obtained evaluation results and the like are shown in Tables 1 and 2.
  • Example 8-9 the resin composition for sliding and the resin composition for evaluation were prepared in the same manner as in Example 1, except that the type of the resin component that was the blending component (a) was changed to A-2 and A-3, respectively. The member was created and each evaluation was performed. The obtained evaluation results and the like are shown in Tables 1 and 2.
  • Example 10-11 In Examples 10 and 11, the type of the inorganic material, which is the compounding component (c), was changed to C-2 and a mixture of C-1/C-2 (mixing weight ratio: 80/20). Except for this, a sliding resin composition and an evaluation member were prepared in the same manner as in Example 1, and each evaluation was performed. The obtained evaluation results and the like are shown in Tables 1 and 2.
  • Example 12-13 In Examples 12 and 13, the type (D-1, D-2) and the amount (5 parts by weight, 25 parts by weight) of the lubricating additive, which is the compounding component (d), were changed and added respectively. Except for this, a sliding resin composition and an evaluation member were prepared in the same manner as in Example 1, and each evaluation was performed. The obtained evaluation results and the like are shown in Tables 1 and 2.
  • Comparative Examples 1 and 2 In Comparative Examples 1 and 2, the sliding resin composition and A member for evaluation was created and each evaluation was performed. The obtained evaluation results and the like are shown in Tables 1 and 2. In addition, as shown in Table 2, TGA was used to separately confirm that TG5 was 390° C. and 560° C. for only the carbon fibers corresponding to the compounding component (b). Furthermore, it was separately confirmed that the carbon content on the surface of the carbon fiber corresponding to compounding component (b) was 84% by weight and 97% by weight, respectively, according to XPS elemental analysis.
  • Comparative Example 3 In Comparative Example 3, with respect to 100 parts by weight of the resin component as the compounding component (a), the blending amount of the uncarbonized carbon fiber as the compounding component (b) was changed to 0.5 parts by weight. In the same manner as in Example 1, a sliding resin composition and an evaluation member were prepared and evaluated. The obtained evaluation results and the like are shown in Tables 1 and 2.
  • Comparative Example 4 In Comparative Example 4, the same as Example 1 except that the amount of the inorganic material as the compounding component (c) was changed to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin component as the compounding component (a). In addition, a sliding resin composition and an evaluation member were prepared and evaluated. The obtained evaluation results and the like are shown in Tables 1 and 2.
  • Comparative Example 5 In Comparative Example 5, 450 parts by weight of the uncarbonized carbon fiber as the compounding component (b) was added to 100 parts by weight of the resin component as the compounding component (a), and the inorganic material as the compounding component (c) was added. A sliding resin composition and an evaluation member were prepared and evaluated in the same manner as in Example 1, except that the amount of each was changed to 10 parts by weight. The obtained evaluation results and the like are shown in Tables 1 and 2.
  • Comparative Example 6 In Comparative Example 6, 50 parts by weight of the uncarbonized carbon fiber as the compounding component (b) was added to 100 parts by weight of the resin component as the compounding component (a), and the inorganic material as the compounding component (c) was added. A sliding resin composition and an evaluation member were prepared and evaluated in the same manner as in Example 1, except that the amount of each was changed to 100 parts by weight. The obtained evaluation results and the like are shown in Tables 1 and 2.
  • the predetermined blending component (b), which is the uncarbonized carbon fiber is blended with at least the resin component, which is the blending component (a).
  • the inorganic material as the component (c) when processed into a sliding member, a good balance between the slidability and the coefficient of linear expansion is obtained, and the coefficient of friction and the amount of wear as slidability are obtained. , the coefficient of linear expansion can be maintained at low values. That is, according to the present invention, it is possible to provide a sliding resin composition that provides excellent slidability and a low coefficient of linear expansion over a long period of time, and a sliding member derived from such a sliding resin composition. It became so.
  • the sliding resin composition of the present invention can be used for various bearings, for example, as a machine part having excellent low friction and wear resistance by predetermined processing. That is, submersible pumps for circulating cooling water, chemicals, solvents, oils, beverages, etc. in automobile engines, inverters, batteries, or fuel cells, hot water in hot water heaters, floor heating equipment, etc., or It is expected to be widely used as a sliding member for other liquid pumps and the like.
  • the sliding bearing of the water pump in Patent Document 1 of the prior art contains at least one of polytetrafluoroethylene resin and graphite as a lubricant, but it is insufficient to obtain slidability.
  • the sliding resin composition of the present invention is particularly suitable for use in submersible pump bearings among a wide range of applications.

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Abstract

水中ポンプ等に用いられる、摺動性と、線膨張係数とのバランス等が良好な摺動部材が得られる摺動用樹脂組成物、及びそのような摺動用樹脂組成物に由来してなる摺動部材を提供する。　下記配合成分（ａ）～（ｃ）を含む摺動用樹脂組成物、及びそのような摺動用樹脂組成物に由来してなる摺動部材である。 （ａ）樹脂成分：１００重量部 （ｂ）５重量％減少温度が４００～５５０℃の未炭化炭素繊維：１０～４００重量部 （ｃ）無機材料：１０～８０重量部

Description

摺動用樹脂組成物及び摺動部材
　本発明は、摺動用樹脂組成物及び摺動部材に関する。
　より具体的には、配合成分として、所定量の無機材料を配合することを前提にして、摺動性と、線膨張係数とのバランス等が良好な摺動部材が得られる摺動用樹脂組成物、及びそのような摺動用樹脂組成物に由来してなる摺動部材に関する。
　従来の水中ポンプは、川や海からの揚水装置を初めとして、給湯機、床暖房機器、自動車のエンジン、インバータ、バッテリ、あるいは燃料電池等の水循環等の各種用途に用いられてきた。
　かかる水中ポンプ（ウォータポンプ）の一例であるが、下記構成１）～５）を備えており、所定の摺動部材（滑り軸受や、スラスト受部材）を含んで構成されていた(例えば、特許文献１参照)。
１）羽根車
２）羽根車を固定するための軸
３）軸に対し、羽根車を回転自在に支承するための羽根車に固定された滑り軸受
４）滑り軸受のそれぞれの端面と摺動するスラスト受部材
５）羽根車を収納しポンプ室を形成するケーシング及びカバー
　そして、摺動部材である滑り軸受は、内径及び端面で荷重を受け、端面と同じ厚みを有する円筒状の軸受であり、直鎖型のポリフェニレンサルファイド樹脂をベース樹脂としてなる樹脂組成物に由来した射出成形品であった。
　すなわち、所定ベース樹脂に対して、１０００～１５００℃で焼成された炭化品としての炭素繊維と、ポリテトラフルオロエチレン樹脂又は黒鉛の少なくとも一つとを含む樹脂組成物に由来した射出成形品であるという特徴があった。
　又、補強材として、本発明の未炭化炭素繊維とは異なる、所定の未炭化炭素質繊維を用いてなる摺動部材も提案されている（例えば、特許文献２参照)。
　より具体的には、所定形状を有し、下記配合成分１）～３）からなる複合体を、焼結することによって得られる焼結体からなる摺動部材である。
　例えば、原料ピッチを紡糸器に供給し、３００～４００℃に加熱した状態で不活性ガスによる加圧下にて、ノズルから押し出して原材料繊維を得て、次いで、得られた原材料繊維を、酸化性雰囲気中、１５０～５００℃程度で０．５～５時間程度保持して不溶化してなる炭素繊維を、未炭化炭素質繊維として、所定量含有してなる摺動部材である。
１）５５０℃以下の温度で熱処理してなる未炭化炭素質繊維
２）ホウ素化合物等の無機粉末又は無機繊維
３）未炭化炭素質繊維、及びホウ素化合物等の無機粉末又は該無機繊維を埋設した自己焼結性を有する炭素質粉末
　なお、未炭化炭素質繊維は、通常温度の炭化処理が施されていない状態の炭素質繊維であって、例えば、５５０℃以下の温度で熱処理（焼成）し、更に炭化する余地がある炭素質繊維と定義されている。
　そして、特許文献２の実施例によれば、上記１）～３）からなる複合体を、いずれも常圧で非酸化性雰囲気中又は窒素ガス雰囲気中で１０００℃まで昇温し一次焼結し、更に、同雰囲気中で１３００℃、１７００℃、又は２０００℃まで昇温し二次焼結している。よって、特許文献２の未炭化炭素質繊維は、最終的には、実質的に１０００℃以上の温度で熱処理されていることになる。
特許６６３９５９２号公報（特許請求の範囲等） 特開平３－２３７０６２号公報（特許請求の範囲等）
　しかしながら、特許文献１に記載された水中ポンプ（ウォータポンプ）に用いられる摺動部材（滑り軸受等）は、所定樹脂に対して、強化繊維として、１０００～１５００℃で焼成された炭化品を用いることを特徴としていた。
　従って、摺動部材における摺動性と、線膨張係数とのバランスが悪いという問題が見られた。
　すなわち、所望の線膨張係数を得るために、樹脂成分に対して、従来の炭化品（以下、炭化炭素繊維と称する場合がある。）や黒鉛化炭素繊維、或いは無機フィラー等を多量に配合すると、時間経過に伴い、摺動部材における摩耗が進行し、それによって、炭素繊維や無機フィラー等が表面に露出しやすくなる傾向が見られた。
　そのため、摺動部材における摩擦係数が増大したり、相手材を損傷させたりすることで、摺動性が著しく低下し、ひいては、過度に発熱して、樹脂成分の耐熱性を超えてしまい、溶融する等の問題が見られた。
　一方、樹脂成分に対する、従来の炭化炭素繊維や黒鉛化炭素繊維、或いは無機フィラー等の配合量が低下すると、摺動部材の機械的強度が低下して、摩耗量が増大することや、摺動部材の線膨張係数が高くなって、摺動熱による寸法変化が大きくなり、所望の寸法精度が維持できないという問題が見られた。
　又、特許文献２に記載された摺動部材においては、極めて低温焼成してなる未炭化炭素質繊維を用いる必要があって、良好な摺動性、更には、低い線膨張係数を維持することが困難になるという問題が見られた。
　すなわち、例えば、不活性ガスによる加圧下に、原料ピッチを３００～４００℃でノズルから押し出して原材料繊維を得て、次いで、酸化性雰囲気中、１５０～５００℃程度で０．５～５時間程度保持してなる未炭化炭素質繊維を用いる必要があった。
　これは、自己焼結性を有する炭素質粉末との界面密着性を高めるためであり、最終的には、前述のように常圧で非酸化性雰囲気中又は窒素ガス雰囲気中で１０００℃まで昇温し一次焼結し、更に、同雰囲気中で１３００℃、１７００℃、又は２０００℃まで昇温し二次焼結しなければ所望の強度を得ることができない。
　更には、特許文献２に記載された摺動部材は、炭素繊維による強化炭素複合材料、所謂Ｃ／Ｃコンポジットに関する発明であり、特許文献２に記載された未炭化炭素質繊維を樹脂組成物に配合することについては一切記載がなく、何ら考慮されていなかった。
　そこで、発明者は鋭意検討し、摺動用樹脂組成物において、配合成分（ａ）である樹脂成分に対して、配合成分（ｂ）である所定の未炭化炭素繊維や、配合成分（ｃ）である無機材料等を所定割合で配合することにより、摺動部材に加工した場合に、低い線膨張係数を維持したまま、摩擦係数が低く、かつ、摩耗量についても少ない値が得られることを見出し、本発明を完成させたものである。
　すなわち、本発明は、少なくとも配合成分（ａ）～（ｃ）を含む摺動用樹脂組成物であって、摺動部材に加工した場合に、優れた摺動性等を長期間に渡って発揮する摺動部材が得られる摺動用樹脂組成物、及びそれに由来した摺動部材を提供することを目的とする。
　本発明によれば、下記配合成分（ａ）～（ｃ）を含有することを特徴とする摺動用樹脂組成物が提供され、上述した問題点を解決することができる。
（ａ）樹脂成分：１００重量部
（ｂ）５重量％減少温度が４００～５５０℃である未炭化炭素繊維：１０～４００重量部
（ｃ）無機材料：１０～８０重量部
　このように、摺動用樹脂組成物において、配合成分（ａ）の樹脂成分に対して、配合成分（ｂ）の、所定条件下、熱重量測定によって得られる５重量％減少温度（以下、ＴＧ５と称する場合がある。）が所定範囲の未炭化炭素繊維、及び配合成分（ｃ）の無機材料を、それぞれ所定割合となるように配合することにより、それを摺動部材に加工した場合に、摩擦係数、摩耗量、及び線膨張係数が、それぞれ所定値以下となって、ひいては、良好な摺動性能を得ることができる。
　又、本発明の摺動用樹脂組成物を構成するにあたり、配合成分（ｂ）の、ＪＩＳ　Ｒ　７６０６：２０００に準拠して測定される引張弾性率を１０～３５ＧＰａの範囲内の値とすることが好ましい。
　このように、摺動用樹脂組成物において、配合成分（ｂ）である、所定の未炭化炭素繊維の引張弾性率を規定することによって、摺動部材に加工した場合に、線膨張係数を所定値以下とし、長期間に渡って優れた摺動性を発揮することができる。
　又、本発明の摺動用樹脂組成物を構成するにあたり、配合成分（ｂ）の、ＪＩＳ　Ｒ　７６０６：２０００に準拠して測定される引張伸びを２～５％の範囲内の値とすることが好ましい。
　このように、摺動用樹脂組成物において、配合成分（ｂ）である、所定の未炭化炭素繊維の引張伸びを規定することによって、摺動部材に加工した場合に、線膨張係数を所定値以下とし、更に優れた摺動性を長期間に渡って発揮することができる。
　又、本発明の摺動用樹脂組成物を構成するにあたり、配合成分（ｂ）の表面におけるＸＰＳ元素分析による炭素量を、全体量に対して、８５～９６重量％の範囲内の値とすることが好ましい。
　このように、摺動用樹脂組成物において、配合成分（ｂ）の炭素量を所定範囲内の値に規定することによって、摺動部材に加工した場合に、より定量性をもって、優れた摺動性を長期間に渡って発揮することができる。
　又、本発明の摺動用樹脂組成物を構成するにあたり、摺動部材に加工した場合に、ＪＩＳ　Ｋ　７１９７：２０１２に準拠して測定される線膨張係数が、５×１０-5／℃以下とすることが好ましい。
　このように、摺動用樹脂組成物に由来した摺動部材における線膨張係数を所定値以下とすることによって、更に定量性をもって、容易かつ安定的に、各種用途に適応する摺動部材とすることができる。
　又、本発明の摺動用樹脂組成物を構成するにあたり、配合成分（ｂ）／配合成分（ｃ）の重量比率を１／１～１０／１の範囲内の値とすることが好ましい。
　このように、摺動用樹脂組成物において、配合成分（ｂ）／配合成分（ｃ）の重量比率を制限することによって、摺動部材に加工した場合に、更に摩擦係数や線膨張係数を所定値以下の値に調整しやすくなる。
　本発明の摺動用樹脂組成物を構成するにあたり、配合成分（ａ）が、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリイミド樹脂、及び、熱硬化性フェノール樹脂からなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。
　このように、配合成分（ａ）の種類を規定することによって、耐熱性を向上させ、線膨張係数を低くすることができる。
　従って、樹脂成分の種類を制限することによって、摺動部材に加工した場合に、良好な耐熱性や加工性を有するとともに、摩擦係数や線膨張係数が所定値以下の、優れた性能を長期的かつ安定的に発揮することができる。
　本発明の別の態様は、ＪＩＳ　Ｋ　７１９７：２０１２に準拠して測定される線膨張係数が、５×１０-5／℃以下である摺動部材であって、下記配合成分（ａ）～（ｃ）を含む摺動用樹脂組成物に由来することを特徴とする摺動部材である。
（ａ）樹脂成分　：１００重量部
（ｂ）５重量％減少温度が４００～５５０℃である未炭化炭素繊維：１０～４００重量部
（ｃ）無機材料　：１０～８０重量部
　このように、配合成分（ａ）の樹脂成分に対して、配合成分（ｂ）の、熱重量測定による５重量％減少温度が所定範囲の未炭化炭素繊維等を配合した摺動用樹脂組成物に由来した摺動部材とすることによって、線膨張係数が小さく、優れた摺動性を長期間に渡って発揮させることができる。
　図１（ａ）～（ｃ）は、それぞれ炭素繊維の焼成温度と、摺動部材における線膨張係数、摩擦係数、摩耗量との関係を説明するために供する図である。
　図２は、炭素繊維の焼成温度と、炭素繊維の５重量％減少温度（ＴＧ５）との関係を説明するために供する図である。
　図３（ａ）～（ｂ）は、それぞれ炭素繊維の焼成温度と、炭素繊維の引張弾性率及び引張伸びとの関係をそれぞれ説明するために供する図である。
　図４は、炭素繊維の焼成温度と、炭素繊維の体積抵抗率（対数表記）との関係を説明するために供する図である。
　図５（ａ）～（ｃ）は、それぞれ未炭化炭素繊維の配合量と、摺動部材における線膨張係数、摩擦係数、摩耗量との関係を説明するために供する図である。
　図６（ａ）～（ｃ）は、それぞれ配合成分（ｂ）である未炭化炭素繊維／配合成分（ｃ）である無機材料の重量比率と、摺動部材における線膨張係数、摩擦係数、摩耗量との関係を説明するために供する図である。
　図７（ａ）は、本発明の実施例１に相当し、図７（ｂ）は、本発明の比較例２に相当し、それぞれ摺動用樹脂組成物の配合成分（ｂ）の分散状態を説明するために供する断面写真（倍率：５００）である。
［第１の実施形態］
　第１の実施形態は、下記配合成分（ａ）～（ｃ）を含有することを特徴とする摺動用樹脂組成物である。
（ａ）樹脂成分：１００重量部
（ｂ）５重量％減少温度が４００～５５０℃の未炭化炭素繊維：１０～４００重量部
（ｃ）無機材料：１０～８０重量部
　すなわち、図１（ａ）～（ｃ）に示すように、摺動用樹脂組成物に由来した摺動部材における線膨張係数や、摩擦係数、摩耗量を制御すべく、図２に示すように、熱重量測定装置（ＴＧＡ）によって測定される、所定の５重量％減少温度（ＴＧ５）を有する炭素繊維（未炭化炭素繊維）を配合してなる摺動用樹脂組成物である。
　そして、そのような未炭化炭素繊維を配合成分（ｂ）として、配合成分（ｃ）である無機材料とともに、配合成分（ａ）である樹脂成分に対して、所定量配合することによって得られる摺動用樹脂組成物である。
　以下、第１の実施形態の摺動用樹脂組成物につき、それを構成する配合成分（ａ）～（ｃ）等を中心にし、適宜、図面を参照しながら、より具体的に説明する。
１．配合成分（ａ）
（１）種類
　配合成分（ａ）である樹脂成分の種類は特に制限されるものでなく、摺動部材に使用される、公知の樹脂成分であれば好適に使用することができる。
　より具体的には、このような公知の樹脂成分中、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリエーテルサルフォン樹脂（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリイミド樹脂（ＰＩ）、及び、熱硬化性フェノール樹脂（ＰＦ）からなる群から選択される少なくとも一種の耐熱性樹脂であることが好ましい。
　この理由は、これらの耐熱性樹脂は、通常、耐熱性として、連続使用時間が、例えば４００００時間で、連続使用温度が１５０℃以上であるためである。従って、環境温度が上昇したような場合であっても、経時的に、良好な機械的強度や摺動性等を維持することができる。
　その上、これらの耐熱性樹脂であれば、相対的に低吸水性であるため、水中ポンプの摺動部材等に使用した場合であっても、かかる摺動部材（滑り軸受等）の寸法変化が小さく、かつ、良好な摺動性を発揮するためである。
　なお、配合成分（ａ）である樹脂成分（耐熱性樹脂）は、主成分として用いられれば良く、その目安としては、例えば、樹脂成分の全体量を１００重量％としたときに、５０重量％以上であることが好ましく、７０重量％以上であることがより好ましく、９０重量％以上であることが更に好ましい。
　又、配合成分（ａ）として、これらの耐熱性樹脂中、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ポリフェニレンサルファイド樹脂の変性物も含む。以下、単に、ＰＰＳ樹脂と称する場合がある。）であれば、より好適な樹脂成分である。
　この理由は、ＰＰＳ樹脂であれば、通常、結晶性の半透明な熱可塑性樹脂であって、通常、融点が約２８０℃、ガラス転移点が９３℃とそれぞれ高く、極めて高い剛性と、優れた耐熱性、寸法安定性、耐摩耗性、低吸水性等を有するためである。
　しかも、ＰＰＳ樹脂であれば、溶融粘度が低く、未炭化炭素繊維や無機材料を多量に添加できる点で生産性に優れているためである。
　その上、ＰＰＳ樹脂は、その分子構造により、架橋型、リニア型、セミリニア型があるが、それぞれ一種単独又は二種以上の組み合わせとして、使用することができるためである。
　そして、ＰＰＳ樹脂の中でも、特に、水膜が形成されない水切れ状態、異物が噛み込んだ状態のようなアブレシブ摩耗形態を考慮した滑り軸受とするためには、靭性のあるリニア型が好ましい。
（２）配合量
　又、配合成分（ａ）である樹脂成分の配合量は、得られる摺動部材の耐熱性、成形性、機械的強度等を考慮して定めることができるが、通常、摺動用樹脂組成物の全体量（１００重量％）とした場合に、配合成分（ａ）の配合量を１０～８０重量％の範囲内の値とすることが好ましい。
　この理由は、かかる配合成分（ａ）の配合量が１０重量％未満になると、配合成分（ｂ）である未炭化炭素繊維（例えば、６００～８００℃の焼成品）や、配合成分（ｃ）である無機材料（タルク等）の配合量が多くなることで、摺動用樹脂組成物の溶融粘度が過度に高くなり、成形加工性を悪化させ、ひいては、優れた摺動性等を発揮する摺動部材を得ることが困難となる場合があるためである。
　一方、かかる配合成分（ａ）の配合量が８０重量％を超えると、配合成分（ｂ）である未炭化炭素繊維や、配合成分（ｃ）である無機材料の配合量が減少して、得られる摺動部材の線膨張係数の調整が困難になったり、機械的強度等が著しく低下したりして、優れた摺動性を発揮できない場合があるためである。
　従って、配合成分（ａ）の配合量を、摺動用樹脂組成物の全体量に対して、１５～６０重量％の範囲内の値とすることがより好ましく、２０～５０重量％の範囲内の値とすることが更に好ましい。
２．配合成分（ｂ）
（１）熱重量測定による５重量％減少温度
　配合成分（ｂ）である所定の未炭化炭素繊維において、ＴＧＡを用いて、空気流量１００ｍｌ／ｍｉｎ、昇温速度５℃／ｍｉｎの条件にて測定される５重量％減少温度（以下、ＴＧ５と、単に称する場合がある。）を４００～５５０℃の範囲内の値とすることを特徴とする。
　この理由は、かかるＴＧ５が４００℃未満になると、耐熱性や機械的強度等が過度に低下し、摺動部材に加工した場合に、耐久性が著しく低下するためである。
　一方、ＴＧ５が５５０℃を超えると、それ自体の耐熱性や機械的強度等は向上するものの、摺動部材に加工した場合に、摩擦係数が増大するためである。
　従って、かかる未炭化炭素繊維のＴＧ５を４３０～５００℃の範囲内の値とすることがより好ましく、４５０～４９０℃の範囲内の値とすることが更に好ましい。
　なお、かかるＴＧ５は、ＴＧＡを用い、得られる減量チャートにおいて、初期重量（１００重量％）から、５重量％減少した温度を目安として、測定することができる。
　又、かかる未炭化炭素繊維のＴＧ５は、基本的に、焼成温度を比較的低く制限することによって、所定範囲内の値に制限することができる。
　すなわち、従来技術の特許文献１等に記載された炭化品は、少なくとも１０００℃以上、好ましくは１３００～１５００℃で、焼成してなる炭素繊維であり、ＴＧ５が７００℃を超えてしまうことが、別途判明している。
　又、従来技術の特許文献２に記載された未炭化炭素質繊維は、５００℃以下の温度で焼成しているが、炭化度が相当低く、ＴＧ５が４００℃未満になることが、別途判明している。
　従って、配合成分（ｂ）である所定の未炭化炭素繊維を製造するに際して、通常、焼成温度を６００～８００℃の範囲内とすることが好ましいと言える。
　よって、配合成分（ｂ）である所定の未炭化炭素繊維のＴＧ５は、炭化程度につき、５００℃以下の温度で焼成している未炭化炭素質繊維よりは高い一方、１０００℃以上の温度で焼成している炭化品よりは低く、これらの炭素繊維と明確に区別される低温炭化物である。
　すなわち、配合成分（ｂ）の未炭化炭素繊維は、未炭化炭素質繊維（低温炭化物）や炭化品とは、後述するように、引張弾性率、引張伸び、ＸＰＳの表面元素分析（炭素量）、体積抵抗率、飽和水分率等において、大きな特性差が見られ、明確に区別することができる。
　ここで、図２に言及し、炭素繊維（未炭化炭素繊維及びそれ以外の炭素繊維を含む。以下、同様である。）の焼成温度と、その熱分解温度の一つである、ＴＧＡによる５重量％減少温度（ＴＧ５）との関係を説明する。
　すなわち、図２の横軸には、炭素繊維の焼成温度（℃）が採ってあり、縦軸に、かかる炭素繊維のＴＧ５の値（℃）が採って示してある。
　そして、図２中の特性曲線は、後述するように、焼成温度のみが異なる実施例１～３、及び比較例１～２に用いた炭素繊維のＴＧ５に関する結果に基づくものである。
　又、図中において、実施例１を実１とし、比較例１を比１と記載しているが、以下同様である。
　かかる図２中の特性曲線から理解されるように、炭素繊維の焼成温度が低いほど、ＴＧ５の値が正確に対応して低くなる傾向、すなわち、比例する傾向がある。
　より具体的には、炭素繊維の焼成温度が１２００℃を超えた場合、ＴＧ５は５５０℃を超えるが、炭素繊維の焼成温度が６００～８００℃の場合、ＴＧ５は４００～５５０℃の範囲内の値であり、炭素繊維の焼成温度が６００℃未満の場合、ＴＧ５は４００℃未満となる場合がある。
　よって、図２に示す特性曲線の結果から判断して、炭素繊維の焼成温度を所定範囲に調整することにより、炭素繊維のＴＧ５を、所定温度に、正確に制御できると言える。
（２）形態
　又、配合成分（ｂ）の未炭化炭素繊維の平均繊維径（平均直径）としては、通常、３０μｍ以下、好ましくは３～２５μｍの範囲内の値、より好ましくは５～２０μｍの範囲内の値であって、用途や使い勝手等に応じて、適宜定めることができる。
　同様に、配合成分（ｂ）の未炭化炭素繊維の平均長さは、通常、５００μｍ以下の値、好ましくは５０～４５０μｍの範囲内の値、より好ましくは１００～４００μｍの範囲内の値であるが、これについても、用途や使い勝手等に応じて、適宜定めることができる。
（３）引張弾性率
　又、配合成分（ｂ）である未炭化炭素繊維の引張弾性率を、通常、１０～３５ＧＰａの範囲内の値とすることが好ましい。
　この理由は、かかる引張弾性率が１０ＧＰａ未満の値になると、摺動部材に加工した場合に、機械的強度や耐摩耗性が著しく低下する場合があるためである。
　一方、かかる引張弾性率が３５ＧＰａを超えると、得られる摺動部材の摩擦係数が増大する場合があるためである。
　従って、配合成分（ｂ）の引張弾性率を、１３～３０ＧＰａの範囲内の値とすることがより好ましく、１６～２５ＧＰａの範囲内の値とすることが更に好ましい。
　なお、かかる未炭化炭素繊維の引張弾性率は、ＪＩＳ　Ｒ　７６０６：２０００に準拠して測定することができる。
　ここで、図３（ａ）に言及し、炭素繊維（未炭化炭素繊維及びそれ以外の炭素繊維を含む。）の焼成温度と、引張弾性率との関係を説明する。
　すなわち、図３（ａ）の横軸に、炭素繊維の焼成温度（℃）が採ってあり、縦軸に、かかる炭素繊維の引張弾性率の値（ＧＰａ）が採って示してある。
　そして、図３（ａ）中の特性曲線は、後述するように、焼成温度のみが異なる実施例１～３、及び比較例１～２で用いた炭素繊維の引張弾性率に基づくものである。
　かかる図３（ａ）中の特性曲線から理解されるように、炭素繊維の焼成温度が高いほど、炭素繊維の引張弾性率の値が著しく高くなる傾向がある。
　より具体的には、炭素繊維の焼成温度が６００℃未満になると、引張弾性率は１０ＧＰａ未満となり、炭素繊維の焼成温度が４５０℃の場合には、引張弾性率は１ＧＰａ未満の相当低い値となる。
　又、炭素繊維の焼成温度が６００～８００℃であれば、引張弾性率は、少なくとも１０ＧＰａ以上の値が得られ、他の製造条件（延伸条件や焼成時間）等を変えれば、最大３５ＧＰａ程度の値が得られることが判明している。
　更に、炭素繊維の焼成温度が１２００℃を超えると、引張弾性率は３５ＧＰａを超えた値となる。
　よって、炭素繊維の焼成温度を所定範囲に調整することにより、その炭素繊維の引張弾性率を、所望の範囲内の値に、確実に制御できると言える。
（４）引張伸び
　又、配合成分（ｂ）である未炭化炭素繊維の引張伸びを、通常、２～５％の範囲内の値とすることが好ましい。
　この理由は、かかる引張伸びが２％未満の値になると、得られる摺動部材の摩擦係数が増大する場合があるためである。
　一方、かかる引張伸びが５％を超えると、摺動部材に加工した場合に、機械的強度や耐摩耗性が著しく低下する場合があるためである。
　従って、かかる引張伸びを、２．１～４％の範囲内の値とすることがより好ましく、２．２～３％の範囲内の値とすることが更に好ましい。
　なお、かかる未炭化炭素繊維の引張伸びは、ＪＩＳ　Ｒ　７６０６：２０００に準拠して測定することができる。
　ここで、図３（ｂ）に言及し、炭素繊維（未炭化炭素繊維及びそれ以外の炭素繊維を含む。）の焼成温度と、引張伸びとの関係を説明する。
　すなわち、図３（ｂ）の横軸に、炭素繊維の焼成温度（℃）が採ってあり、縦軸に、かかる炭素繊維の引張伸びの値（％）が採って示してある。
　そして、図３（ｂ）中の特性曲線は、後述するように、焼成温度のみが異なる実施例１～３、及び比較例１～２で用いた炭素繊維の引張伸びに基づくものである。
　かかる図３（ｂ）に記載された特性曲線から理解されるように、炭素繊維の焼成温度が、少なくも６００℃未満の場合には、焼成温度が低いほど、炭素繊維の引張伸びの値が著しく小さくなる傾向がある。
　より具体的には、炭素繊維の焼成温度が６００℃未満になると、引張伸びは２％を大きく下回る値になる。
　又、炭素繊維の焼成温度が６００～８００℃であれば、引張伸びは、少なくとも２％以上の値が得られ、他の製造条件（延伸条件や焼成時間）等を変えれば、最大５％の値が得られることが判明している。
　更に、炭素繊維の焼成温度が８００℃を超えると、引張伸びは２％未満の小さな値となる。
　よって、炭素繊維の焼成温度を所定範囲に調整することにより、炭素繊維の引張伸びの値を、所望範囲内の値に、正確に制御できると言える。
（５）ＸＰＳの表面元素分析（炭素量）
　又、配合成分（ｂ）である未炭化炭素繊維の表面におけるＸＰＳ元素分析による炭素量を、全体量を１００重量％に対して、８５～９６重量％の範囲内の値とすることが好ましい。
　この理由は、かかるＸＰＳ元素分析による表面の炭素量を所定範囲内の値に規定することによって、従来の炭化品や、未炭化炭素質繊維と異なり、摺動部材に加工した場合に、摩擦係数、摩耗量、及び線膨張係数が、それぞれ所定値以下となる摺動用樹脂組成物を更に容易かつ安定的に提供することができるためである。
　より具体的には、ＸＰＳ元素分析による炭素量が、８５重量％未満の値になると、摺動部材の機械的強度や耐摩耗性等が著しく低下したりする場合があるためである。
　一方、ＸＰＳ元素分析による炭素量が、９６重量％を超えた値になると、摩擦係数が増大する場合があるためである。
　従って、ＸＰＳ元素分析による炭素量を、全体量に対して、８６～９５重量％の範囲内の値とすることがより好ましく、８８～９４重量％の範囲内の値とすることが更に好ましい。
　なお、かかる炭素量は、ＸＰＳ元素分析法に準拠して、炭素元素の検量線をもとに測定することができる。
（６）体積抵抗率
　又、配合成分（ｂ）である未炭化炭素繊維の体積抵抗率を、通常、１×１０0～１×１０4Ω・ｃｍの範囲内の値とすることが好ましい。
　この理由は、かかる体積抵抗率を所定範囲内の値に規定することによって、摺動部材に加工した場合に、従来の炭化品や、未炭化炭素質繊維と異なり、電気絶縁性や帯電防止性等に優れた摺動部材を更に容易、かつ、定量性をもって安定的に提供することができるためである。
　より具体的には、かかる体積抵抗率が、１×１０0Ω・ｃｍ未満の値になると、帯電防止性が良好となるが、摺動部材における電気絶縁性が不十分となって、外部にスパークする等の問題が生じる場合があるためである。
　一方、かかる体積抵抗率が、１×１０4Ω・ｃｍを超えた値になると、電気絶縁性が良好となるが、逆に、摺動部材に静電気がたまってしまい、帯電防止性が不十分となる場合があるためである。
　従って、未炭化炭素繊維の体積抵抗率を、５×１０0～５×１０3Ω・ｃｍの範囲内の値とすることがより好ましく、１×１０1～１×１０3Ω・ｃｍの範囲内の値とすることが更に好ましい。
　なお、未炭化炭素繊維の体積抵抗率は、四端子法に準拠して、市販のデジタルボルトメーター等を用いて測定することができる。
　ここで、図４に言及し、炭素繊維（未炭化炭素繊維及びそれ以外の炭素繊維を含む。）の焼成温度と、体積抵抗率との関係を説明する。
　すなわち、図４の横軸に、炭素繊維の焼成温度（℃）が採ってあり、縦軸に、かかる炭素繊維の体積抵抗率の値（Ω・ｃｍ）が採って示してある。
　そして、図４中の特性曲線は、後述するように、炭素繊維の焼成温度のみが異なる実施例１～３、及び比較例１～２で用いた炭素繊維の体積抵抗率に基づくものである。
　かかる図４中の特性曲線から理解されるように、炭素繊維の焼成温度が高いほど、体積抵抗率が急激に低くなる傾向がある。
　より具体的には、炭素繊維の焼成温度が６００℃未満になると、体積抵抗率は１×１０4Ω・ｃｍを大きく超える値になる。
　又、炭素繊維の焼成温度が６００～８００℃であれば、体積抵抗率として、１×１０0～１×１０4Ω・ｃｍの範囲内の値が得られる。
　更に、炭素繊維の焼成温度が１２００℃を超えると、体積抵抗率は１×１０-1Ω・ｃｍ未満の小さな値となる。
　よって、炭素繊維の焼成温度を所定範囲に調整することにより、体積抵抗率の値を所定範囲内の値に正確に制御でき、ひいては、取り扱いが容易になり、更には、所定の摺動部材において、所望の帯電防止性等が得られると言える。
（７）飽和水分率
　又、配合成分（ｂ）である未炭化炭素繊維の飽和水分率は、プラスチックにおける吸水率の求め方を規定しているＪＩＳ　Ｋ　７２０９：２０００に準拠して測定することができるが、通常、かかる未炭化炭素繊維の飽和水分率を、１～８重量％の範囲内の値とすることが好ましい。
　この理由は、かかる飽和水分率を所定範囲内の値に規定することによって、摺動部材に加工し、水中ポンプ用軸受等に用いた場合に、長期間にわたって、優れた摺動性等を更に容易かつ、定量性をもって得ることができるためである。
　より具体的には、かかる飽和水分率が、１重量％未満の値になると、優れた摺動性等を発揮することが困難になる場合があるためである。
　一方、かかる飽和水分率が、８重量％を超えた値になると、吸水による寸法変化が大きくなり、寸法精度の維持が困難になる場合があるためである。
　従って、かかる飽和水分率を１．５～７重量％の範囲内の値とすることがより好ましく、２～６重量％の範囲内の値とすることが更に好ましい。
　なお、かかる飽和水分率は、ＪＩＳ　Ｋ　７２０９：２０００に準拠して測定されるが、初期重量に対する、吸収した水分による増加重量の割合として測定することができる。
（８）配合量
　又、配合成分（ｂ）である未炭化炭素繊維の配合量を、通常、配合成分（ａ）である樹脂成分１００重量部に対して、１０～４００重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
　この理由は、配合成分（ｂ）である未炭化炭素繊維の配合量を所定範囲内の値に規定することによって、摺動部材に加工した場合に、摩擦係数、摩耗量、及び線膨張係数が所定値以下となる摺動用樹脂組成物を更に容易かつ安定的に提供することができるためである。
　より具体的には、かかる未炭化炭素繊維の配合量が、１０重量部未満の値になると、摺動部材に加工した場合に、線膨張係数の値を所定範囲内に調整することが困難となったり、耐摩耗性が低下し、摩耗量が増大したりする場合があるためである。
　一方、かかる未炭化炭素繊維の配合量が、４００重量部を超えた値になると、摺動用樹脂組成物を摺動部材に加工した場合に、摩擦係数の値を所定範囲内に調整することが困難になったり、摺動部材に加工する際の成形加工性が著しく低下したりする場合があるためである。
　従って、かかる未炭化炭素繊維の配合量を３０～３００重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、５０～２００重量部の範囲内の値とすることが更に好ましい。
　ここで、図５（ａ）に言及し、未炭化炭素繊維の配合量と、摺動部材に加工した場合の、ＪＩＳ　Ｋ　７１９７：２０１２に準拠して測定される線膨張係数（以下、単に、線膨張係数と称する場合がある。）との関係を説明する。
　すなわち、図５（ａ）の横軸には、配合成分（ａ）である樹脂成分１００重量部に対する、未炭化炭素繊維の配合量（重量部）が採ってあり、縦軸に、後述する実施例１等に準拠してなる摺動用樹脂組成物を、摺動部材に加工した場合に得られる線膨張係数（１×１０-5／℃）が採って示してある。
　そして、図５（ａ）中の特性曲線は、後述するように、配合成分（ａ）～（ｃ）の種類及び配合成分（ａ）の配合量が同一であり、配合成分（ｃ）の配合量が１０～８０重量部の範囲内の値である、実施例１、４～７、及び比較例３、５の摺動部材の線膨張係数に基づくものである。
　かかる図５（ａ）に記載された特性曲線から理解されるように、未炭化炭素繊維の配合量が多いほど、若干線膨張係数が小さくなる傾向があることが理解される。
　より具体的には、かかる未炭化炭素繊維の配合量が、１０重量部未満になると、線膨張係数は５×１０-5／℃を超えた値であるものの、１０重量部以上であれば、線膨張係数は５×１０-5／℃以下の値となる傾向がある。
　そして、かかる未炭化炭素繊維の配合量が、４００重量部を超えると、線膨張係数は、４×１０-5／℃以下程度の値になる。
　従って、未炭化炭素繊維の配合量が所定範囲に制御することによって、摺動部材における線膨張係数の値を精度よく調整できることが理解される。
　次いで、図５（ｂ）に言及し、未炭化炭素繊維の配合量と、摺動部材に加工した場合の摩擦係数との関係を説明する。
　すなわち、図５（ｂ）の横軸には、配合成分（ａ）である樹脂成分１００重量部に対する、未炭化炭素繊維の配合量（重量部）が採ってあり、縦軸に、後述する実施例１に準拠し、摺動部材に加工した場合に得られる摩擦係数（－）が採って示してある。
　そして、図５（ｂ）中の特性曲線は、図５（ａ）と同様に、実施例１、４～７、及び比較例３、５の摩擦係数に関する結果に基づくものである。
　かかる図５（ｂ）に記載された特性曲線から理解されるように、未炭化炭素繊維の配合量が多いほど、摩擦係数が増大する傾向がある。
　より具体的には、かかる未炭化炭素繊維の配合量が４００重量部を超えると、摩擦係数は０．４を超えた値となるが、４００重量部未満、特に、１０～２００重量部であれば、０．１以下の低い値が得られている。
　次いで、図５（ｃ）に言及し、未炭化炭素繊維の配合量と、摺動部材に加工した場合の摩耗量との関係を説明する。
　すなわち、図５（ｃ）の横軸には、配合成分（ａ）である樹脂成分１００重量部に対する、未炭化炭素繊維の配合量（重量部）が採ってあり、縦軸に、後述する実施例１に準拠し、摺動部材に加工した場合に、所定条件下での摩耗量（μｍ）が採って示してある。
　そして、図５（ｃ）中の特性曲線は、図５（ａ）と同様に、実施例１、４～７、及び比較例３、５の摩耗量に関する結果に基づくものである。
　かかる図５（ｃ）に記載された特性曲線から理解されるように、未炭化炭素繊維の配合量が多くなるにつれて、一旦摩耗量は減少し、その後、増大する傾向がある。
　より具体的には、かかる未炭化炭素繊維の配合量が１０重量部未満になると、摩耗量は１００μｍを超えた値となるが、４００重量部未満、特に、１０～２００重量部であれば、１００μｍ以下の低い値が得られている。
　従って、未炭化炭素繊維の配合量を、１０～４００重量部の範囲内の値に調整することによって、摺動部材における線膨張係数を低く維持したまま、優れた摺動性、すなわち、低い摩擦係数及び少ない摩耗量の値を得ることができ、ひいては、両者のバランスを更に良好なものとすることができる。
３．配合成分（ｃ）
（１）種類
　配合成分（ｃ）である無機材料を所定量配合することを特徴とし、所定加工して得られる摺動部材において、機械的強度や耐熱性、更には、摺動性や表面平滑性等を向上させることが好ましい。
　より具体的には、配合成分（ｃ）である無機材料を所定量配合し、摺動部材において、線膨張係数等を低下させ、摺動性等を向上させることが好ましい。
　ここで、配合成分（ｃ）である無機材料の種類は特に制限されるものではないが、モース硬度が６以下となる無機材料を配合することが好ましい。
　より具体的には、マイカ、タルク、黒鉛、石膏、カオリナイト、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化ジルコニウム等の少なくとも一つを配合することが好ましい。
　この理由は、これらの無機材料であれば、モース硬度が６以下と硬度が低いため、摺動部材とした際に、相手材との摺動抵抗を減らすことができ、摩擦係数を低く抑えることができるためである。
　又、これら無機材料のうち、モース硬度が４未満であるタルク、マイカ、黒鉛、石膏、カオリナイト、あるいはその混合物（例えば、タルク／マイカの混合重量比：９０／１０～１０／９０）であれば、比較的少量の配合量であっても、良好な摺動性等を発揮できることから、より好適であると言える。
　更に言えば、配合成分（ｃ）が、タルク（含水珪酸マグネシウム：Ｍｇ3Ｓｉ4Ｏ10(ＯＨ)2を主成分とした鉱物)であれば、比較的安価であって、配合成分（ａ）である樹脂成分に対して、均一に混合できることから好適である。
　しかも、配合成分（ｃ）として、タルク、或いは、上述したタルク／マイカの混合物であれば、見掛け密度が比較的均一で、かつ、その値が比較的低いという特徴がある。
　より具体的には、タルク等の場合、ＪＩＳ　Ｋ　５１０１－１２：２００４に準拠して測定される見掛け密度を０．１～０．８ｇ／ｍｌの範囲内の値とすることが好ましく、０．２～０．７ｇ／ｍｌの範囲内の値とすることがより好ましく、０．３～０．６ｇ／ｍｌの範囲内の値とすることが更に好ましい。
　その上、これらの無機材料であれば、射出成形や圧縮成形等によって、摺動部材を製造する際にも、所定の流動性を妨げることなく、平滑な表面が得られることから、更に好適であると言える。
（２）平均粒径
　又、配合成分（ｃ）としての無機材料において、ＪＩＳ　Ｚ　８８２５：２０１３に準拠して測定される平均粒径（例えば、レーザー回折法によって得られる粒度分布におけるＤ５０、以下、同様である。）を１～１８０μｍの範囲内の値とすることが好ましい。
　この理由は、かかる平均粒径が１μｍ未満になると、凝集しやすくなって、取り扱いが困難になるばかりか、ＰＰＳ樹脂等の樹脂成分に対して、均一に混合することが困難となる場合があるためである。
　一方、かかる平均粒径が１８０μｍを超えると、射出成形や圧縮成形等によって、摺動部材を製造する際に、平滑な表面が得られにくくなる場合があるためである。
　従って、配合成分（ｃ）として、タルク等の無機材料を用いた場合、その平均粒径を１０～１１０μｍの範囲内の値とすることがより好ましく、１５～４０μｍの範囲内の値とすることが更に好ましい。
　なお、上記平均粒径の影響は、配合成分（ｃ）である無機材料の配合量が、配合成分（ａ）である樹脂成分１００重量部に対して多いほど、より顕著なものとなる。
（３）配合量１
　配合成分（ｃ）である無機材料の配合量を、通常、配合成分（ａ）である樹脂成分１００重量部に対して、１０～８０重量部の範囲内の値とすることを特徴とする。
　この理由は、かかる配合成分（ｃ）の配合量が、１０重量部未満の値になると、摺動部材に加工した場合に、線膨張係数等を所定数値範囲に調整するのが困難となる場合があるためである。
　一方、かかる配合成分（ｃ）の配合量が、８０重量部を超えた値になると、摺動用樹脂組成物の溶融粘度が高くなり、摺動部材に加工する際の成形加工性が著しく低下する場合があるためである。
　従って、かかる配合成分（ｃ）の配合量を、配合成分（ａ）の樹脂成分１００重量部に対して、１５～６０重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、２０～５０重量部の範囲内の値とすることが更に好ましい。
（４）配合量２
　又、配合成分（ｃ）である無機材料の配合量を、配合成分（ｂ）である未炭化炭素繊維の配合量との関係で、定めることも好ましい。
　より具体的には、配合成分（ｂ）／配合成分（ｃ）の重量比率（以下、単に、配合量の比率ｂ／ｃと称する場合がある。）を１／１～１０／１の範囲内の値とすることが好ましい。
　この理由は、摺動用樹脂組成物において、配合量の比率ｂ／ｃを制限することによって、摺動部材に加工した場合に、更に容易に、線膨張係数、摩擦係数、及び摩耗量を所定値以下の値に調整することができるためである。
　より具体的には、配合量の比率ｂ／ｃが、１／１未満の値になると、摺動部材に加工した場合に、線膨張係数や摩耗量等を所定数値範囲に調整するのが困難となる場合があるためである。
　一方、配合量の比率ｂ／ｃが、１０／１超の値になると、摺動部材に加工した場合に、摩擦係数や摩耗量等を所定数値範囲に調整するのが困難となる場合があるためである。
　従って、配合量の比率ｂ／ｃを、１．５／１～８／１の範囲内の値とすることがより好ましく、２／１～６／１の範囲内の値とすることが更に好ましい。
　ここで、図６（ａ）を参照して、無機材料の配合量に関し、配合量の比率ｂ／ｃと、線膨張係数と、の関係を説明する。
　すなわち、図６（ａ）の横軸には、配合量の比率である配合成分（ｂ）／配合成分（ｃ）（－）が採ってあり、縦軸に、後述する実施例１に準拠し、摺動部材に加工した場合に得られる線膨張係数（１×１０-5／℃）が採って示してある。
　そして、図６（ａ）の特性曲線の各データは、後述するように、配合成分（ａ）である樹脂成分の種類及び配合量が、同一であって、配合成分（ｂ）である未炭化炭素繊維や配合成分（ｃ）である無機材料の種類が、それぞれ同一である、実施例１、４～７及び比較例３～６の線膨張係数に基づくものである。
　かかる図６（ａ）中の特性曲線から理解されるように、配合量の比率ｂ／ｃの値が大きいほど、線膨張係数が低くなって、安定化する傾向が見られている。
　より具体的には、かかる配合量の比率ｂ／ｃが０／１付近では、線膨張係数は６×１０-5／℃程度であるが、かかる配合量の比率ｂ／ｃが１／１程度になると、線膨張係数は急激に低下し、５×１０-5／℃以下の値である。
　又、かかる配合量の比率ｂ／ｃが１０／１程度になると、線膨張係数として、４×１０-5／℃程度の値が得られている。
　但し、かかる配合量の比率ｂ／ｃが更に１０／１を超えて、４０／１程度までは、わずかに低下する傾向があるものの、ほぼ３．５×１０-5～４×１０-5／℃以下の範囲内の値である。
　従って、配合成分（ｃ）である無機材料の配合量を決めるに際して、配合量の比率ｂ／ｃが、例えば、１／１～１０／１の範囲内の値であれば、摺動部材における線膨張係数を所望範囲に精度よく調整できると言える。
　又、図６（ｂ）を参照し、無機材料の配合量に関し、配合量の比率ｂ／ｃと、摺動部材に加工した場合の摩擦係数との関係を説明する。
　すなわち、図６（ｂ）の横軸には、配合量の比率である配合成分（ｂ）／配合成分（ｃ）（－）が採ってあり、縦軸に、後述する実施例１に準拠し、摺動部材に加工した場合に得られる摩擦係数（－）が採って示してある。
　そして、図６（ｂ）の特性曲線の各データは、図６（ａ）と同様に、実施例１、４～７及び比較例３～６の摩擦係数に基づくものである。
　かかる図６（ｂ）中の特性曲線から理解されるように、配合量の比率ｂ／ｃが大きいほど、摩擦係数が増大する傾向がある。
　より具体的には、配合量の比率ｂ／ｃが０／１付近では、摩擦係数は０.０５程度であるが、配合量の比率ｂ／ｃが１／１程度になると、諸条件によって多少のばらつきはあるが、０．０５を超えた程度になり、１０／１程度になると、徐々に上昇し、０．２以下の値が得られている。
　又、図６（ｃ）を参照し、無機材料の配合量に関し、配合量の比率ｂ／ｃと、摺動部材に加工した場合の、摩耗量との関係を説明する。
　すなわち、図６（ｃ）の横軸には、配合量の比率である配合成分（ｂ）／配合成分（ｃ）（－）が採ってあり、縦軸に、後述する実施例１に準拠し、摺動部材に加工した場合に、所定条件下での摩耗量（μｍ）が採って示してある。
　そして、図６（ｃ）の特性曲線の各データは、図６（ａ）と同様に、実施例１、４～７及び比較例３～６の摩耗量に基づくものである。
　かかる図６（ｃ）中の特性曲線から理解されるように、配合量の比率ｂ／ｃが大きくなるに従って、一旦摩耗量は減少し、その後、増大する傾向がある。
　より具体的には、配合量の比率ｂ／ｃが０／１付近では、摩耗量は１５０μｍ程度であるが、配合量の比率ｂ／ｃが１／１程度になると、減少して１００μｍ未満となり、その後、１０／１を超えると、増大して、１００μｍを超える値となる。
　従って、かかる図６（ａ）～（ｃ）から、配合量の比率ｂ／ｃを調整することによって、摺動部材における線膨張係数を低く維持したまま、優れた摺動性、すなわち、低い摩擦係数及び少ない摩耗量の値を得ることができ、ひいては、両者のバランスを更に良好なものにできることが理解される。
　なお、図７（ａ）及び図７（ｂ）は、後述する実施例１及び比較例２に相当する摺動部材の断面写真である。
　かかる図７（ａ）において、所定の未炭化炭素繊維である炭素繊維１０が、無機材料１４を含む樹脂成分１２の内部において、所定方向のみならず、それと直交する方向にも、比較的均一に分散されている摺動用樹脂組成物１６に由来して、摺動部材が構成されていることが理解される。
　一方、図７（ｂ）においても、同様に炭素繊維１０が、均一分散されていることが観察される。
　すなわち、図７（ａ）及び図７（ｂ）の断面写真からは、炭素繊維１０の焼成温度の違いによる炭素繊維１０の均一分散、更には炭素量等の違いによる差異は確認できず、断面組織は同様の状態となっていることが理解される。
　従って、これらの結果からも、所定の未炭化炭素繊維を用いた場合であっても、均一に分散させることができ、ひいては、摺動部材における線膨張係数を低く維持したまま、低い摩擦係数及び摩耗量の値が得られると言える。
４．配合成分（ｄ）
（１）種類
　又、配合成分（ｄ）として、配合成分（ａ）の樹脂成分とは異なる化合物であって、潤滑効果を発揮する潤滑用添加剤を配合することが好ましい。
　この理由は、このような潤滑用添加剤を配合することによって、摺動用樹脂組成物を構成する配合成分（ａ）～配合成分（ｃ）と相まって、加工して得られる摺動部材における摺動性等を著しく向上させることができるためである。
　そして、かかる潤滑用添加剤の種類としては、所定の潤滑効果を発揮する化合物であれば特に制限されるものではないが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、エチレン－テトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、パーフルオロエチレン－プロペンコポリマー（ＦＥＰ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、シリコーングリース、シリコーンオイル、シリコーンコンパウド等の少なくとも一つであることが好ましい。
　又、配合成分（ｄ）の潤滑用添加剤として、上述したフッ素樹脂であるＰＴＦＥ及びＥＴＦＥがそれぞれ好ましいが、特にＰＴＦＥであれば、摩擦係数が低く、潤滑効果を発揮して、良好な耐摩耗性が得られることから好適である。
　又、ＰＴＦＥ等であれば、配合成分（ａ）の樹脂成分であるＰＰＳ樹脂等に対して、比較的広範囲に配合した場合であっても、均一に混合分散できることから好適である。
　その上、ＰＴＦＥ等は、各種平均粒径を有することが知られているが、その平均粒径（例えば、レーザー回折法によって得られる粒度分布におけるＤ５０）を１～５０μｍの範囲内の値とすることが好ましく、３～２０μｍの範囲内の値とすることがより好ましく、５～１０μｍの範囲内の値とすることが更に好ましい。
（２）配合量
　又、配合成分（ｄ）である潤滑用添加剤の配合量を、通常、配合成分（ａ）である樹脂成分１００重量部に対して、１０～８０重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
　この理由は、かかる配合成分（ｄ）の配合量が、１０重量部未満の値になると、摺動用樹脂組成物に添加しても、潤滑性付与という添加効果が発現しない場合があるためである。
　一方、かかる配合成分（ｄ）の配合量が、８０重量部を超えた値になると、加工して得られる潤滑部品における線膨張係数を所定値以下に調整することが困難となる場合があるためである。
　従って、かかる配合成分（ｄ）の配合量を、配合成分（ａ）である樹脂成分１００重量部に対して、１５～６０重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、２０～４０重量部の範囲内の値とすることが更に好ましい。
５．その他の配合成分（ｅ）
（１）種類
　配合成分（ｅ）として、上述した配合成分（ａ）～（ｄ）以外の化合物であって、各種目的を達成するための各種添加物を配合することも好ましい。
　例えば、摩擦特性向上剤として、変性ポリオレフィン樹脂、鉱油、エステル油、シリコーン油等の潤滑油、ポリエチレンワックス、酸化ポリエチレンワックス、エステルワックス、部分けん化ワックス等のワックス、黒鉛、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、二硫化タングステン等の固体潤滑剤の少なくとも一つを配合することが好ましい。
　特に、酸化ポリエチレンワックスの中でも、融点が１２０℃以上の酸化ポリエチレンワックスであれば、摺動部材の機械的強度や耐熱性等を維持しつつ、比較的少量配合であっても、各種配合成分の均一混合性に寄与し、更には、潤滑性、成形性等の調整が容易となることから好ましい。
　一方、黒鉛であれば、その配合量や形態（平均粒径や鱗片状）を適宜変更することによって、潤滑性、成形性、導電性、隠ぺい性等の調整が比較的容易であるから、好適な配合成分（ｅ）である。
（２）配合量
　又、配合成分（ｅ）として、黒鉛等を配合する場合、その配合量を、通常、配合成分（ａ）である樹脂成分１００重量部に対して、１～５０重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
　この理由は、かかる配合成分（ｅ）の種類にもよるが、かかる配合量が、１重量部未満の値になると、配合効果、特に、潤滑性等の効果を発現しない場合があるためである。
　一方、かかる配合成分（ｅ）の配合量が、５０重量部を超えた値になると、配合成分（ａ）である樹脂成分に対して、均一に混合することが困難となったり、潤滑性、成形性、導電性、隠ぺい性等の調整が逆に困難となったりする場合があるためである。
　従って、かかる配合成分（ｅ）の配合量を、配合成分（ａ）である樹脂成分１００重量部に対して、１．５～３０重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、２～１０重量部の範囲内の値とすることが更に好ましい。
６．製造方法
　本発明の摺動用樹脂組成物は、当該組成物中の各種配合成分の配合量が所定範囲となるように秤量しつつ、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、ポールミル又はタンブラーミキサー等の混合機で混合物として作成することが好ましい。
　次いで、摺動用樹脂組成物の配合成分（ａ）である樹脂成分が熱可塑性樹脂の場合には、当該混合物を、ベント付一軸若しくは二軸スクリュー型押出機又は無ベント一軸若しくは二軸スクリュー型押出機に投入し、溶融混錬して紐状の成形物を成形したのち、該成形物を裁断して粒子状の成形材料ペレットとして作成することが好ましい。
　このような成形材料ペレットとすることで、後述の摺動部材の製造方法において、射出成形装置等による成形手段によって円筒ブッシュや板状体等の所望の形状に成形することができる。
　なお、摺動用樹脂組成物の配合成分（ａ）である樹脂成分が熱硬化性樹脂の場合には、上記混合機で混合物として作成した後、圧縮成形するために、当該混合物の状態で金型に投入することが好ましい。
　こうすることで、金型に投入された摺動用樹脂組成物は、所定時間中、加熱プレス機で熱と圧力を加えて硬化させることができ、更に圧縮成形後に、乾燥炉にて所定時間乾燥させ、硬化反応を十分に進行させることで、所望の摺動部材を得ることができる。
［第２の実施形態］
　第２の実施形態は、ＪＩＳ　Ｋ　７１９７：２０１２に準拠して測定される線膨張係数が、５×１０-5／℃以下である摺動部材であって、下記配合成分（ａ）～（ｃ）を含む摺動用樹脂組成物に由来することを特徴とする摺動部材である。
（ａ）樹脂成分：１００重量部
（ｂ）５重量％減少温度が４００～５５０℃の未炭化炭素繊維：１０～４００重量部
（ｃ）無機材料：１０～８０重量部
１．基本構成
　本発明の摺動部材を用いる機械装置等として、水中ポンプが一例であるが、滑り軸受等の摺動部材を用いる水中ポンプであれば、基本的に、いずれの構成の水中ポンプも好適である。
　従って、例えば、典型的には、１）羽根車、２）羽根車を固定するための軸、３）軸に対し、羽根車を回転自在に支承するための羽根車に固定された滑り軸受、４）滑り軸受のそれぞれの端面と摺動するスラスト受部材、５）羽根車を収納しポンプ室を形成するケーシング及びカバーを有する水中ポンプであれば、好適に適用可能である。
２．摺動部材
（１）摺動用樹脂組成物
　第２の実施形態の摺動部材に用いる摺動用樹脂組成物は、第１の実施形態で説明した内容と同様とすることができる。
　従って、ここでの摺動用樹脂組成物の再度の説明は省略するものとする。
（２）摺動用樹脂組成物に由来した摺動部材
　未炭化炭素繊維を含み、摺動用樹脂組成物を経て得られる摺動部材の基本構成は、特に制限されるものでなく、各種変更が可能である。
　すなわち、水中ポンプに備えられた摺動部材である滑り軸受は、少なくとも一つ、或いは複数個設けられている場合もあるが、基本構成として、内径及び端面で荷重を受け、端面と同じ厚みを有する円筒状の軸受又はフランジ付き軸受であることが好ましい。
　そして、吸水性が圧倒的に少ないことに加えて、摺動部材とした場合の靭性を発揮できることから、リニア型のポリフェニレンサルファイド樹脂をベース樹脂としてなる摺動用樹脂組成物に由来した射出成形品であることが好ましい。
３．製造方法
　摺動用樹脂組成物に由来してなる摺動部材の製造方法は特に制限されるものではないが、典型的には、射出成形法や圧縮成形法を用いることが好ましい。
（１）射出成形法
　すなわち、射出成形法によれば、一例ではあるが、下記工程１）～５）によって、所定の摺動部材を製造することができる。
１）射出成形装置を準備する。
２）成形材料ペレットである摺動用樹脂組成物を秤量しつつ、射出成形装置のホッパー等に投入する。
３）射出成形装置の加熱装置によって、摺動用樹脂組成物を溶融状態とする。
４）射出成形装置を用いて、溶融状態の摺動用樹脂組成物を所定金型内に射出する。
５）冷却した後、所定の摺動部材を取出す。
（２）圧縮成形法
　圧縮成形法によれば、これも又一例であるが、下記工程１´）～４´）によって、所定の摺動部材を製造することができる。
１´）所定成形金型を準備する。
２´）混合機で混合された混合物としての摺動用樹脂組成物を、成形金型の所定場所に、投入する。
３´）一定時間、加熱プレス機で熱と圧力を加えて硬化させる。
４´）圧縮成形後に、乾燥炉にて所定時間乾燥後、所定の摺動部材を取出す。
４．特性１（線膨張係数）
　摺動部材としての線膨張係数は、熱機械的分析装置（ＴＭＡ）を用いて、ＪＩＳ　Ｋ　７１９７：２０１２に準拠し、下記所定条件下にて測定することができる。
　すなわち、成形加工により厚み３ｍｍ、一片の長さが５ｍｍの方形状試験片を作成し、当該方形状試験片を、ＴＭＡを用いて、２５℃から１００℃まで５℃／ｍｉｎで昇温し、方形状試験片の長さの変化量を測定し、線膨張係数として３５～８０℃の樹脂の厚み方向（ＭＤ）の線膨張係数を求める。
　そして、通常、かかる線膨張係数が５×１０-5／℃以下であることが好ましい。
　この理由は、かかる線膨張係数が５×１０-5／℃を超えると、摺動熱により所望の寸法精度が維持できず、摺動部材における摺動性や耐久性が著しく低下する場合があるためである。
　但し、かかる線膨張係数が、過度に小さくなると、選択可能な樹脂成分、無機材料、未炭化炭素繊維等の種類、形態、及び配合量等が過度に制限される場合がある。
　従って、摺動部材としての線膨張係数を１×１０-5／℃～４．８×１０-5／℃の範囲内の値とすることがより好ましく、２×１０-5／℃～４．６×１０-5／℃の範囲内の値とすることが更に好ましい。
　ここで、図１（ａ）に再度言及し、炭素繊維（未炭化炭素繊維及びそれ以外の炭素繊維を含む。）の焼成温度と、それを含む摺動部材に加工した場合の線膨張係数との関係を説明する。
　すなわち、図１（ａ）の横軸には、炭素繊維の焼成温度（℃）が採ってあり、縦軸に、所定温度で焼成した炭素繊維を配合してなる摺動用樹脂組成物を、摺動部材に加工した場合に得られる線膨張係数（１×１０-5／℃）との関係を示している。
　そして、図１（ａ）の特性曲線の各データは、後述するように、配合成分（ａ）～（ｃ）の種類や配合量が、それぞれ同一であって、炭素繊維の焼成温度のみが異なる実施例１～３及び比較例１～２の線膨張係数に基づくものである。
　かかる図１（ａ）に記載された特性曲線から理解されるように、炭素繊維の焼成温度（℃）であれば、摺動部材における線膨張係数に対する顕著な影響はないことが理解される。
５．特性２（摩擦係数）
　又、摺動部材としての摩擦係数は、ＪＩＳ　Ｋ　７２１８：１９８６に準じて、スラスト一方向回転法を用い、下記条件にて測定することができる。
すべり速度　：９０ｍ／ｍｉｎ
荷重（面圧）：１０ｋｇ／ｃｍ2
試験時間　　：２０時間
試験片　　　：３０ｍｍ(横幅)×３０ｍｍ(縦幅)×３ｍｍ(厚さ)の角プレート
相手材　　　：中空円筒状（ＳＵＳ３０４製、内径２０ｍｍ、外径２５．６ｍｍ、長さ１５ｍｍ、表面粗さＲａ０．１）
潤滑条件　　：無潤滑
　そして、通常、かかる摩擦係数を０．４以下の値とすることが好適である。
　この理由は、かかる摩擦係数が０．４を超えると、摺動部材における摺動性や耐久性が著しく低下する場合があるためである。
　摺動部材の目的や形態等によるが、かかる摩擦係数として、０．０１～０．２の範囲内の値であることがより好ましく、０．０３～０．１の範囲内の値であることが更に好ましい。
　又、図１（ｂ）は、炭素繊維（未炭化炭素繊維及びそれ以外の炭素繊維を含む。）の焼成温度と、それを含む摺動部材に加工した場合の摩擦係数との関係を説明するための図である。
　すなわち、図１（ｂ）の横軸には、炭素繊維の焼成温度（℃）が採ってあり、縦軸に、所定温度で焼成した炭素繊維を配合してなる摺動用樹脂組成物を、摺動部材に加工した場合に得られる摩擦係数（－）との関係を示している。
　そして、図１（ｂ）の特性曲線の各データは、後述するように、配合成分（ａ）～（ｃ）の種類や配合量が、それぞれ同一であって、炭素繊維の焼成温度のみが異なる実施例１～３及び比較例１～２の摩擦係数に基づくものである。
　かかる図１（ｂ）の特性曲線から理解されるように、炭素繊維の焼成温度が低いほど、摺動部材における摩擦係数が減少する傾向がある。
　より具体的には、炭素繊維の焼成温度が１２５０℃程度であれば、摺動部材における摩擦係数を０．４以下の値に調整でき、炭素繊維の焼成温度が８００℃程度であれば、摩擦係数を０．１程度の値に調整できることが理解される。
６．特性３（耐久時間）
　又、摺動部材としての摺動性の目安としての耐久時間は、上述したスラスト一方向回転法を用いて測定することができる。
　そして、通常、良好な摺動性の目安として、かかる摺動部材としての耐久時間が、１０時間以上であることが好適である。
　摺動部材の目的や形態等によるが、かかる耐久時間として、１５時間以上であることがより好ましく、２０時間以上であることが更に好ましい。
７．特性４（摩耗量）
　又、摺動部材としての摺動性の別な目安としての摩耗量は、上述したスラスト一方向回転法を用いて、同様条件で測定することができる。
　すなわち、スラスト一方向回転法を、所定時間（２０時間）行い、２０時間経過した後の、摺動部材からなる試験片の初期値からの厚さ変化を算出し、それを摩耗量とすることができる。
　そして、通常、良好な摺動性の目安として、かかる試験片の摩耗量が、１００μｍ以下であることが好適である。
　摺動部材の目的や形態等によるが、かかる試験片の摩耗量が８０μｍ以下であることがより好ましく、５０μｍ以下であることが更に好ましい。
　なお、２０時間経過する前に、試験片に溶融現象が確認された場合には、その時点でスラスト一方向回転法による試験を終了し、摺動部材からなる試験片の初期値からの厚さ変化を算出し、それを摩耗量とする。
　又、図１（ｃ）は、炭素繊維（未炭化炭素繊維及びそれ以外の炭素繊維を含む。）の焼成温度と、それを含む摺動部材に加工した場合の上記所定条件下での摩耗量との関係を説明するための図である。
　すなわち、図１（ｃ）の横軸には、炭素繊維の焼成温度（℃）が採ってあり、縦軸に、所定温度で焼成した炭素繊維を配合してなる摺動用樹脂組成物を、摺動部材に加工した場合に、上述の測定条件下での摩耗量（μｍ）との関係を示している。
　そして、図１（ｃ）の特性曲線の各データは、後述するように、配合成分（ａ）～（ｃ）の種類や配合量が、それぞれ同一であって、炭素繊維の焼成温度のみが異なる実施例１～３及び比較例１～２の摩耗量に基づくものである。
　なお、かかる図１（ｃ）の特性曲線から理解されるように、炭素繊維の焼成温度が高くなるにつれて、一旦摩耗量は減少し、その後、増大する傾向がある。
　より具体的には、炭素繊維の焼成温度が６００℃未満になると、摩耗量は１００μｍを超えた値となるが、６００℃では１００μｍ以下となり、８００℃を超えると再び１００μｍを超えた値となる。
　従って、図１（ａ）～（ｃ）に示す特性曲線の結果を併せて考慮すれば、炭素繊維の焼成温度を所定範囲（８００℃以下、特に、６００～８００℃）に調整することによって、摺動部材に加工した場合に、線膨張係数と、摺動性との間で、良好なバランスをとって、線膨張係数を低く維持したまま、摺動性としての摩擦係数及び摩耗量を所定値以下に制御できると言える。
　以下、本発明を実施例に基づき、詳細に説明する。但し、特に理由なく、本発明の権利範囲が、実施例の記載によって狭められることはない。
　又、実施例において用いた配合成分（ａ）である樹脂、配合成分（ｂ）である未炭化炭素繊維、配合成分（ｃ）である無機材料、及び、配合成分（ｄ）である潤滑用添加剤等は、以下の通りである。
（Ａ）配合成分（ａ）
（Ａ－１）ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ樹脂）（ポリプラスチックス社製、商品名「ジュラファイド」、ＰＰＳ樹脂の種類：リニア型）
（Ａ－２）ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ樹脂）（ソルベイスペシャルティポリマーズ社製、商品名「キータスパイア」）
（Ａ－３）ポリエーテルサルフォン樹脂（ＰＥＳ樹脂）（住友化学社製、商品名「スミカエクセル」
（Ｂ）配合成分（ｂ）
（Ｂ－１）等方性ピッチ系未炭化炭素繊維１（焼成温度：７００℃、焼成時間：３０分、平均直径：１５μｍ、平均長さ：２００μｍ、飽和水分率：５．８重量％）
（Ｂ－２）等方性ピッチ系未炭化炭素繊維２（焼成温度：６５０℃、焼成時間：３０分、平均直径：１５μｍ、平均長さ：２００μｍ、飽和水分率：５．５重量％）
（Ｂ－３）等方性ピッチ系未炭化炭素繊維３（焼成温度：７５０℃、焼成時間：３０分、平均直径：１５μｍ、平均長さ：２００μｍ、飽和水分率：６．５重量％）
（Ｂ´）配合成分（ｂ）に相当する炭素繊維
（Ｂ´－１）等方性ピッチ系炭素繊維１（焼成温度：４５０℃、焼成時間：３０分、平均直径：１５μｍ、平均長さ：２００μｍ、飽和水分率：８．５重量％）
（Ｂ´－２）等方性ピッチ系炭素繊維２（焼成温度：１３００℃、焼成時間：３０分、平均直径：１５μｍ、平均長さ：２００μｍ、飽和水分率：０．５重量％）
（Ｃ）配合成分（ｃ）
（Ｃ－１）タルク（日本タルク社製、商品名「ＭＳ－Ｐ」、平均粒径：１４μｍ）
（Ｃ－２）マイカ（ヤマグチマイカ社製、商品名「Ｊ－３１Ｍ」、平均粒径：２３μｍ）
（Ｄ）配合成分（ｄ）
（Ｄ－１）ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）（ＡＧＣ社製、商品名「フルオン（登録商標）ＰＴＦＥ」、平均粒径：５μｍ）
（Ｄ－２）パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）（ダイキン工業社製、商品名「ネオフロン」、平均粒径：５μｍ）
[実施例１]
１．摺動用樹脂組成物及び評価用部材の作成
（１）摺動用樹脂組成物の作成
　攪拌機付きの所定容器内に、表１に示すように、配合成分（ａ）の樹脂成分であるＡ－１としてのＰＰＳ樹脂１００重量部に対して、配合成分（ｂ）の未炭化炭素繊維として、Ｂ－１を１００重量部、配合成分（ｃ）の無機材料であるＣ－１を３０重量部の割合となるように秤量して、収容した。
　又、表２に示すように、配合成分（ｂ）の未炭化炭素繊維のみにつき、ＴＧＡを用いて、ＴＧ５が４５０℃であることを別途確認した。
　更に、配合成分（ｂ）の未炭化炭素繊維の表面における炭素量につき、ＸＰＳ元素分析に準じて、９３重量％であることを別途確認した。
　次いで、配合成分（ａ）～（ｃ）が均一になるように、攪拌機として容量が２０Ｌのミキサーを用いて、回転速度４００ｒｐｍ、９０秒の条件で攪拌し、摺動用樹脂組成物とした。
　次いで、得られた摺動用樹脂組成物を、大気中で１３０℃に加熱してある加熱炉を用いて、乾燥させ、含水率が０．０１重量％以下の摺動用樹脂組成物(粉末状)とした。
　次いで、得られた摺動用樹脂組成物(粉末状)を、二軸押出機を用いて溶融混錬し、ペレット状の組成物とした。
（２）評価用部材の作成
　得られた摺動用樹脂組成物（ペレット状）を、射出成形装置を用いて所定金型内に充填した後、所定加圧条件（例えば、１０～２００ＭＰａ）で、５ｍｍ(横幅)×５ｍｍ(縦幅)×３ｍｍ(厚さ)のプレート状に加圧成形した評価用部材Ａ、及び３０ｍｍ（横幅）×３０ｍｍ（縦幅）×３ｍｍ（厚さ）のプレート状に加圧成形した評価用部材Ｂをそれぞれ得た。
　かかる評価用部材は、摺動用樹脂組成物を加工して得られる摺動部材における各種特性を評価するための代替部材であり、評価用部材のうち、評価用部材Ａは、後述の評価６（線膨張係数）にて使用し、評価用部材Ｂは、後述の評価７（摩擦係数）、評価８（耐久時間）、及び評価９（摩耗量）にてそれぞれ使用する。
２．摺動用樹脂組成物及び摺動部材の評価
（１）評価１（焼成温度）
　炭素繊維の焼成温度につき、下記評価基準に沿って、評価した。結果を表２に示す。
◎：６５０～７５０℃の温度である。
〇：６００～６５０℃未満の温度、又は、７５０超～８００℃の温度である。
△：５００～６００℃未満の温度、又は、８００超～１０００℃の温度である。
×：５００℃未満の温度、又は、１０００℃超の温度である。
（２）評価２（引張弾性率）
　炭素繊維の引張弾性率を、ＪＩＳ　Ｒ　７６０６：２０００に準拠して測定し、下記評価基準に沿って、評価した。結果を表２に示す。
◎：１５～２５ＧＰａである。
〇：１０～１５ＧＰａ未満、又は、２５超～３５ＧＰａである。
△：１～１０ＧＰａ未満、又は、３５超～５０ＧＰａである。
×：１ＧＰａ未満、又は、５０ＧＰａ超である。
（３）評価３（引張伸び）
　炭素繊維の引張伸びを、ＪＩＳ　Ｒ　７６０６：２０００に準拠して測定し、下記評価基準に沿って、評価した。結果を表２に示す。
◎：２．３～４％である。
〇：２～２．３％未満、又は、４超～５％である。
△：１．５～２％未満、又は、５超～６％である。
×：１．５％未満、又は、６％超である。
（４）評価４（体積抵抗率）
　炭素繊維の体積抵抗率を、デジタルボルトメーターを用いて、四端子法により測定し、下記評価基準に沿って、評価した。結果を表２に示す。
◎：５×１０0～１×１０3Ω・ｃｍである。
〇：１×１０0～５×１０0Ω・ｃｍ未満、又は、１×１０3超～１×１０4Ω・ｃｍである。
△：１×１０-1～１×１０0Ω・ｃｍ未満、又は、１×１０4超～１×１０5Ω・ｃｍである。
×：１×１０-1Ω・ｃｍ未満、又は、１×１０5Ω・ｃｍ超である。
（５）評価５（ＴＧ５）
　炭素繊維のＴＧ５（５重量％減少温度）を、ＴＧＡ（メトラー・トレド社製、製品名「ＴＧＡ／ＳＤＴＡ８５１ｅ」）を用いて、空気流量１００ｍｌ／ｍｉｎ、昇温速度５℃／ｍｉｎの条件にて測定し、下記評価基準に沿って、評価した。結果を表２に示す。
◎：４３０～５００℃である。
〇：４００～４３０℃未満、又は、５００超～５５０℃である。
△：３５０～４００℃未満、又は、５５０超～６００℃である。
×：３５０℃未満、又は、６００℃超である。
（６）評価６（線膨張係数）
　摺動部材としての樹脂成形品の線膨張係数を、評価用部材Ａを対象に、ＪＩＳ　Ｋ　７１９７：２０１２に準拠して、熱機械的分析装置（メトラー・トレド社製、製品名「ＴＭＡ／ＳＤＴＡ８４１ｅ」）を用いて測定し、下記評価基準に沿って、評価した。結果を表２に示す。
◎：４．５×１０-5／℃以下である。
〇：５×１０-5／℃以下である。
△：５．５×１０-5／℃以下である。
×：５．５×１０-5／℃超である。
（７）評価７（摩擦係数）
　摺動部材の摺動性の目安の一つとしての摩擦係数を、評価用部材Ｂを対象に、ＪＩＳ　Ｋ　７２１８：１９８６に準じて、上述したスラスト一方向回転法を用い、上述した所定条件で測定した後、下記評価基準に沿って、評価した。結果を表２に示す。
◎：０．０５以下である。
〇：０．１以下である。
△：０．４以下である。
×：０．４超である。
（８）評価８（耐久時間）
　摺動部材の摺動性の目安の一つとしての耐久時間を、評価用部材Ｂを対象に、ＪＩＳ　Ｋ　７２１８：１９８６に準じて、上述したスラスト一方向回転法を用いて、溶融現象が発生するまでの時間を測定し、下記評価基準に沿って、評価した。結果を表２に示す。
◎：溶融現象が、２０時間にわたって観察されなかった。
〇：溶融現象が、１０時間以上にわたって観察されなかった。
△：溶融現象が、１時間以上にわたって観察されなかった。
×：溶融現象が、１時間未満で観察された。
（９）評価９（摩耗量）
　摺動部材の摺動性の目安の一つとしての摩耗量を、評価用部材Ｂを対象に、ＪＩＳ　Ｋ　７２１８：１９８６に準じて、上述したスラスト一方向回転法を用いて、２０時間経過後に測定し、下記評価基準に沿って、摩耗量を評価した。結果を表２に示す。
　なお、２０時間経過する前に、評価用部材に溶融現象が確認された場合には、その時点でスラスト一方向回転法による試験を終了し、かかる評価用部材の初期値からの厚さ変化を算出し、それを摩耗量とした。
◎：５０μｍ以下である。
〇：８０μｍ以下である。
△：１００μｍ以下である。
×：１００μｍ超である。
[実施例２～３]
　実施例２～３においては、それぞれ配合成分（ｂ）である未炭化炭素繊維にＢ－２、Ｂ－３を用いた以外は、実施例１と同様に、摺動用樹脂組成物及び評価用部材を作成し、それぞれの評価を行った。得られた評価結果等を表１及び表２に示す。
　なお、表２に示すように、配合成分（ｂ）である未炭化炭素繊維のみにつき、ＴＧＡを用いて、ＴＧ５が、それぞれ４４０℃、４６０℃であることを別途確認した。
　更に、配合成分（ｂ）である未炭化炭素繊維の表面における炭素量につき、ＸＰＳ元素分析に準じて、それぞれ９０重量％及び９５重量％であることを別途確認した。
[実施例４～５]
　実施例４～５においては、それぞれ配合成分（ｂ）である未炭化炭素繊維の配合量を、配合成分（ａ）である樹脂成分１００重量部に対して、５０重量部及び１２０重量部に変えた以外は、実施例１と同様に、摺動用樹脂組成物及び評価用部材を作成し、それぞれの評価を行った。得られた評価結果等を表１及び表２に示す。
[実施例６～７]
　実施例６～７においては、配合成分（ｃ）である無機材料の配合量を、配合成分（ａ）である樹脂成分１００重量部に対して、６０重量部及び８０重量部にそれぞれ変えた以外は、実施例１と同様に、摺動用樹脂組成物及び評価用部材を作成し、それぞれの評価を行った。得られた評価結果等を表１及び表２に示す。
[実施例８～９]
　実施例８～９においては、配合成分（ａ）である樹脂成分の種類を、それぞれＡ－２及びＡ－３に変えた以外は、実施例１と同様に、摺動用樹脂組成物及び評価用部材を作成し、それぞれの評価を行った。得られた評価結果等を表１及び表２に示す。
[実施例１０～１１]
　実施例１０～１１においては、それぞれ配合成分（ｃ）である無機材料の種類を、Ｃ－２、及び、Ｃ－１／Ｃ－２の混合品（混合重量比：８０／２０）に変えた以外は、実施例１と同様に、摺動用樹脂組成物及び評価用部材を作成し、それぞれの評価を行った。得られた評価結果等を表１及び表２に示す。
[実施例１２～１３]
　実施例１２～１３においては、それぞれ配合成分（ｄ）である潤滑用添加剤の種類（Ｄ－１、Ｄ－２）及び配合量（５重量部、２５重量部）を変えて、それぞれ添加した以外は、実施例１と同様に、摺動用樹脂組成物及び評価用部材を作成し、それぞれの評価を行った。得られた評価結果等を表１及び表２に示す。
[比較例１～２]
　比較例１～２においては、配合成分（ｂ）に相当する炭素繊維として、Ｂ´－１及びＢ´－２に、それぞれ変えた以外は、実施例１と同様に、摺動用樹脂組成物及び評価用部材を作成し、それぞれの評価を行った。得られた評価結果等を表１及び表２に示す。
　なお、表２に示すように、配合成分（ｂ）に相当する炭素繊維のみにつき、ＴＧＡを用いて、ＴＧ５が、それぞれ３９０℃、５６０℃であることを別途確認した。
　更に、配合成分（ｂ）に相当する炭素繊維の表面における炭素量につき、ＸＰＳ元素分析に準じて、それぞれ８４重量％及び９７重量％であることを別途確認した。
[比較例３]
　比較例３においては、配合成分（ａ）である樹脂成分１００重量部に対して、配合成分（ｂ）である未炭化炭素繊維の配合量を、０．５重量部に変えた以外は、実施例１と同様に、摺動用樹脂組成物及び評価用部材を作成し、それぞれの評価を行った。得られた評価結果等を表１及び表２に示す。
［比較例４］
　比較例４においては、配合成分（ａ）である樹脂成分１００重量部に対して、配合成分（ｃ）である無機材料の配合量を、５重量部に変えた以外は、実施例１と同様に、摺動用樹脂組成物及び評価用部材を作成し、それぞれの評価を行った。得られた評価結果等を表１及び表２に示す。
[比較例５]
　比較例５においては、配合成分（ａ）である樹脂成分１００重量部に対して、配合成分（ｂ）である未炭化炭素繊維の配合量を４５０重量部、配合成分（ｃ）である無機材料の配合量を１０重量部にそれぞれ変えた以外は、実施例１と同様に、摺動用樹脂組成物及び評価用部材を作成し、それぞれの評価を行った。得られた評価結果等を表１及び表２に示す。
［比較例６］
　比較例６においては、配合成分（ａ）である樹脂成分１００重量部に対して、配合成分（ｂ）である未炭化炭素繊維の配合量を５０重量部、配合成分（ｃ）である無機材料の配合量を１００重量部にそれぞれ変えた以外は、実施例１と同様に、摺動用樹脂組成物及び評価用部材を作成し、それぞれの評価を行った。得られた評価結果等を表１及び表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　以上、詳述したように、本発明の摺動用樹脂組成物によれば、少なくとも配合成分（ａ）である樹脂成分に対して、所定の未炭化炭素繊維である配合成分（ｂ）を、配合成分（ｃ）である無機材料とともに含有することによって、摺動部材に加工した場合に、良好な摺動性と、線膨張係数とのバランスが得られ、摺動性としての摩擦係数及び摩耗量、線膨張係数をそれぞれ低い値に維持できるようになった。
　すなわち、本発明によれば、優れた摺動性や、低い線膨張係数を、長期間にわたって得られる摺動用樹脂組成物、及びそのような摺動用樹脂組成物に由来した摺動部材が提供できるようになった。
　より具体的には、相手材が、ステンレス（例えば、ビッカース硬さ：１５０ＨＶ以上）のような部材に対しても、摩擦係数が低く、かつ、長時間にわたって摩耗量を少なくできるようになった。
　従って、本発明の摺動用樹脂組成物は、所定加工によって、低摩擦性及び耐摩耗性に優れた機械部品として、例えば、各種軸受への使用可能性が挙げられる。
　すなわち、自動車のエンジン、インバータ、バッテリ、あるいは燃料電池等の冷却水、薬液、溶剤、オイル、飲料等の循環、給湯機、床暖房機器等の熱水の循環を行なうための水中ポンプ、或いは、それ以外の液体ポンプ等の摺動部材として、幅広く使用することが期待される。
　一例として、用途として水中ポンプ用軸受を想定した場合、摺動面に水が充分存在すれば流体潤滑に近い状態となり良好な摺動性が得られるものの、ポンプ稼働初期においては、軸受と相手軸がドライ状態での摩擦になるため、ドライ条件下でも良好な摺動性が要求される。
　更に、熱膨張によるクリアランス変動によって、所定装置におけるガタツキや相手軸への抱き着きへの影響や、水潤滑における摺動性への影響がないように寸法精度を維持する必要があるため、線膨張係数が小さいことが要求される。
　この点、従来技術の特許文献１におけるウォータポンプの滑り軸受は、潤滑剤として、ポリテトラフルオロエチレン樹脂又は黒鉛の少なくとも一つを含んでいるものの、摺動性を得るには不十分である。すなわち、ドライ条件下でも良好な低摩擦性を得るために潤滑剤の配合割合を増やすと、線膨張係数が著しく大きくなり、又、軸受自体の強度が低下し、耐摩耗性を悪化させてしまうことになる。
　一方、線膨張係数を小さく抑え、耐摩耗性を向上させるために、炭素繊維の配合割合を増やすと、低摩擦を得られなくなり、ひいては、相手材を傷つけてしまう等の問題が生じる。
　しかしながら、本発明の摺動用樹脂組成物に由来した摺動部材であれば、炭素繊維の配合割合を相対的に低下させた場合であっても、水中ポンプ用軸受に特有の上記の問題を効果的に抑制することができる。
　従って、本発明の摺動用樹脂組成物、及びそのような摺動用樹脂組成物に由来した摺動部材は、幅広い用途の中でも、特に水中ポンプ用軸受への使用が好適である。

Claims (8)

  1. 　下記配合成分（ａ）～（ｃ）を含有することを特徴とする摺動用樹脂組成物。
    （ａ）樹脂成分：１００重量部
    （ｂ）５重量％減少温度が４００～５５０℃の未炭化炭素繊維：１０～４００重量部
    （ｃ）無機材料：１０～８０重量部
  2. 　前記配合成分（ｂ）の、ＪＩＳ　Ｒ　７６０６：２０００に準拠して測定される引張弾性率を１０～３５ＧＰａの範囲内の値とすることを特徴とする請求項１に記載の摺動用樹脂組成物。
  3. 　前記配合成分（ｂ）の、ＪＩＳ　Ｒ　７６０６：２０００に準拠して測定される引張伸びを２～５％の範囲内の値とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の摺動用樹脂組成物。
  4. 　前記配合成分（ｂ）の表面におけるＸＰＳ元素分析による炭素量を、全体量に対して、８５～９６重量％の範囲内の値とすることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の摺動用樹脂組成物。
  5. 　摺動部材に加工した場合に、ＪＩＳ　Ｋ　７１９７：２０１２に準拠して測定される線膨張係数が５×１０-5／℃以下であることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の摺動用樹脂組成物。
  6. 　前記配合成分（ｂ）／前記配合成分（ｃ）の重量比率を１／１～１０／１の範囲内の値とすることを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の摺動用樹脂組成物。
  7. 　前記配合成分（ａ）が、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリイミド樹脂、及び熱硬化性フェノール樹脂からなる群から選択される少なくとも一種であることを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の摺動用樹脂組成物。
  8. 　ＪＩＳ　Ｋ　７１９７：２０１２に準拠して測定される線膨張係数が、５×１０-5／℃以下である摺動部材であって、下記配合成分（ａ）～（ｃ）を含む摺動用樹脂組成物に由来することを特徴とする摺動部材。
    （ａ）樹脂成分：１００重量部
    （ｂ）５重量％減少温度が４００～５５０℃の未炭化炭素繊維：１０～４００重量部
    （ｃ）無機材料：１０～８０重量部
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