(57)【要約】  超高圧力および速度環境で使用するためのポリマー軸受製品。超高ＰＶ環境用のポリマースラスト軸受が提供される。このポリマースラスト軸受は、内周および外周を有する環状軸受本体と、内周から外周へと環状軸受本体を横切って延びる複数の潤滑剤流路を含む。環状軸受本体は、典型的には少なくとも約１４０℃のガラス転移温度を有するポリマー（例えば、芳香族ポリイミドまたはポリ（アリールエーテルケトン））と、少なくとも１種の摩擦および摩耗添加剤とを含むポリマー組成物を含む。ポリマースラスト軸受は、速度と圧力の積が、約１，１００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（２３５４０ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上である、潤滑環境における速度および圧力に耐えるように設計される。
2013543958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超高ＰＶ環境用のポリマースラスト軸受であって、
内周および外周を有する環状軸受本体と、
内周から外周へと前記環状軸受本体を横切って延びる複数の潤滑剤流路とを含み；
前記環状軸受本体は、少なくとも約１４０℃のガラス転移温度を有する少なくとも１種のポリマーと、少なくとも１種の摩擦および摩耗添加剤とを含むポリマー組成物を含み；
前記ポリマースラスト軸受は、速度と圧力の積が、約１，１００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（２３５４０ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上である、潤滑環境における速度および圧力に耐えるように設計されている、ポリマースラスト軸受。
【請求項２】
超高ＰＶ環境用のポリマースラスト軸受であって、
内周および外周を有する環状軸受本体と、
内周から外周へと環状軸受本体を横切って延びる複数の潤滑剤流路とを含み；
前記環状軸受本体は、一方で少なくとも１種の芳香族ポリイミドおよび／または少なくとも１種のポリ（アリールエーテルケトン）と、他方で少なくとも１種の摩擦および摩耗添加剤とを含むポリマー組成物を含み；
前記ポリマースラスト軸受は、速度と圧力の積が、約１，１００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（２３５４０ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上である、潤滑環境における速度および圧力に耐えるように設計されている、ポリマースラスト軸受。
【請求項３】
前記ポリマースラスト軸受が、０．０４以下の摩擦係数を有し、前記摩擦係数が、修正ＡＳＴＭ  Ｄ３７０２法によって決定される、請求項１または２に記載のポリマースラスト軸受。
【請求項４】
前記ポリマースラスト軸受が、約１以下の摩耗指数を有し、前記摩耗指数が、修正ＡＳＴＭ  Ｄ３７０２法によって決定される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のポリマースラスト軸受。
【請求項５】
前記少なくとも約１４０℃のガラス転移温度を有する少なくとも１種のポリマーが、約２００℃以上のガラス転移温度を有する、請求項１、３および４のいずれか一項に記載のポリマースラスト軸受。
【請求項６】
前記少なくとも約１４０℃のガラス転移温度を有する少なくとも１種のポリマーが、約２４０℃以上のガラス転移温度を有する、請求項５に記載のポリマースラスト軸受。
【請求項７】
前記少なくとも約１４０℃のガラス転移温度を有する少なくとも１種のポリマーが、約２７０℃以上のガラス転移温度を有する、請求項５に記載のポリマースラスト軸受。
【請求項８】
前記少なくとも約１４０℃のガラス転移温度を有する少なくとも１種のポリマーが、芳香族ポリイミド、ポリ（アリールエーテルケトン）、ポリベンゾイミダゾールまたはこれらの組合せである、請求項１および３〜７のいずれか一項に記載のポリマースラスト軸受。
【請求項９】
前記少なくとも約１４０℃のガラス転移温度を有する少なくとも１種のポリマーが、芳香族ポリイミドである、請求項８に記載のポリマースラスト軸受。
【請求項１０】
前記環状軸受本体が、少なくとも１種の芳香族ポリイミド、および少なくとも１種の摩擦および摩耗添加剤を含む、請求項２に記載のポリマースラスト軸受。
【請求項１１】
前記芳香族ポリイミドが、ポリアミド−イミド、ポリエーテルイミド、またはこれらの組合せである、請求項９または１０に記載のポリマースラスト軸受。
【請求項１２】
前記芳香族ポリイミドが、ポリアミド−イミドである、請求項１１に記載のポリマースラスト軸受。
【請求項１３】
前記少なくとも約１４０℃のガラス転移温度を有する少なくとも１種のポリマーが、少なくとも１種の芳香族ポリアミド−イミドと、少なくとも約１４０℃のガラス転移温度を有する、芳香族ポリアミド−イミド以外の少なくとも１種のポリマー、例えば、芳香族ポリエーテルイミド、ポリ（エーテルエーテルケトン）、ポリベンゾイミダゾールまたはこれらの組合せとからなる組合せである、請求項１、３〜７のいずれか一項に記載のポリマースラスト軸受。
【請求項１４】
前記少なくとも１種の摩擦および摩耗添加剤が、ポリテトラフルオロエチレン、グラファイト、二硫化モリブデン、炭素繊維、またはこれらの組合せからなる群から選択される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のポリマースラスト軸受。
【請求項１５】
前記環状軸受本体が、ポリマー組成物からなる単一部品である、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のポリマースラスト軸受。
【請求項１６】
前記潤滑剤流路が、前記環状軸受本体の嵌合面の表面積の約５％〜約２５％を占める、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のポリマースラスト軸受。
【請求項１７】
速度と圧力の積が、約１，１００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（２３５４０ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上であるような速度および圧力に、ポリマー軸受製品をさらすことを含む方法であって、
前記ポリマー軸受製品が、少なくとも約１４０℃のガラス転移温度を有するポリマーと、少なくとも１種の摩擦および摩耗添加剤とを含むポリマー組成物を含む、方法。
【請求項１８】
速度と圧力の積が、約１，１００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（２３５４０ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上であるような速度および圧力に、ポリマー軸受製品をさらすことを含む方法であって、
前記ポリマー軸受製品が、一方で少なくとも１種の芳香族ポリイミドおよび／または少なくとも１種のポリ（アリールエーテルケトン）と、他方で少なくとも１種の摩擦および摩耗添加剤とを含むポリマー組成物を含む、方法。
【請求項１９】
前記ポリマー軸受製品を、潤滑環境において、前記速度および圧力にさらす、請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記ポリマー軸受製品が、回転物体と相互作用する、請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記ポリマー軸受製品が、パワートレーン構成システム内に位置する、請求項１７〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記ポリマー軸受製品が、少なくとも１種の芳香族ポリイミドと少なくとも１種の摩擦および摩耗添加剤とを含むポリマー組成物を含む、請求項１７〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
ポリマー軸受製品を含むパワートレーン構成部品を含むシステムであって、この軸受製品が、少なくとも約１４０℃のガラス転移温度を有するポリマーと、少なくとも１種の摩擦および摩耗添加剤とを含むポリマー組成物を含み、
前記パワートレーン構成部品は、速度と圧力の積が、約１，１００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（２３５４０ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上である速度および圧力に、前記ポリマー軸受製品をさらすように設計されている、システム。
【請求項２４】
ポリマー軸受製品を含むパワートレーン構成部品を含むシステムであって、この軸受製品が、一方で少なくとも１種の芳香族ポリイミドおよび／または少なくとも１種のポリ（アリールエーテルケトン）と、他方で少なくとも１種の摩擦および摩耗添加剤とを含むポリマー組成物を含み、
前記パワートレーン構成部品は、速度と圧力の積が、約１，１００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（２３５４０ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上である速度および圧力に、前記ポリマー軸受製品をさらすように設計されている、システム。
【請求項２５】
前記パワートレーン構成部品が、変速機を含む、請求項２３または２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記ポリマー軸受製品が、前記パワートレーン構成部品内の潤滑環境に維持される、請求項２３〜２５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２７】
前記ポリマー軸受製品が、ポリマースラスト軸受を含む、請求項２３〜２６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２８】
前記ポリマー軸受が、内周および外周を有する環状軸受本体；前記内周から前記外周へと前記環状軸受本体を横切って延びる複数の潤滑剤流路を含む、請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記パワートレーン構成部品が、ポリマー軸受製品と隣接し、かつこれと相互作用する回転構成部品を含む、請求項２３〜２８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３０】
前記回転構成部品が、約２００ｐｓｉ（１４．０６ｋｇ／ｃｍ２）〜約２５００ｐｓｉ（１７５．７５ｋｇ／ｃｍ２）の荷重、および約４４０ｆｐｍ（１３４．１１ｍ／分）〜約５５００ｆｐｍの速度に、前記ポリマー軸受製品をさらす、請求項２３〜２９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３１】
前記荷重が、約３００ｐｓｉ（２１．０９ｋｇ／ｃｍ２）〜約９００ｐｓｉ（６３．２７ｋｇ／ｃｍ２）であり、前記速度が、約２８００ｆｐｍ（８５３．４４ｍ／分）〜約３６００ｆｐｍ（１０９７．２８ｍ／分）である、請求項３０に記載のシステム。
【請求項３２】
前記荷重が、約６００ｐｓｉ（４２．１８ｋｇ／ｃｍ２）〜約２５００ｐｓｉである、請求項３０に記載のシステム。
【請求項３３】
前記速度が、約３０００ｆｐｍ〜約５５００ｆｐｍである、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
前記ポリマー軸受製品が、少なくとも１種の芳香族ポリイミドと少なくとも１種の摩擦および摩耗添加剤とを含む、ポリマー組成物を含む、請求項２３〜３３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３５】
前記芳香族ポリイミドが、ポリアミド−イミド、ポリエーテルイミド、またはこれらの組合せである、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３６】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載のポリマースラスト軸受を含む、パワートレーン構成部品。
【請求項３７】
クラッチ、トルクコンバーター、トルクダンパー、またはコンセントリックスレーブシリンダーである、請求項３６に記載のパワートレーン構成部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の参照
本願は、２０１０年１１月１１日に出願された米国仮特許出願第６１／４１２７８９号明細書に対する優先権を主張する。尚、上記文献の開示内容は、参照として本明細書に組み込むものとする。
【０００２】
本発明は、一般に、軸受製品、より具体的には、超高圧および超高速環境で使用するためのポリマー軸受製品に関する。
【背景技術】
【０００３】
軸受は、一般に、回転面との摩擦を低減するために用いられる。超高圧および超高速（ＰＶ）環境（すなわち、圧力および速度の積が、約１，１００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（２３５４０ｋｇ／ｃｍ２ｘｍ／分）以上である環境または条件下、例えば、各種の最新式自動車変速機およびドライブトレーン装置）において、軸受部品は、このような環境で一般的な荷重および速度に耐えると同時に、好適な摩耗性能を有するように、通常、金属から製造されている。このような超高ＰＶ用途で用いられる軸受の種類の例として、スチール針軸受および玉軸受が挙げられる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様では、超高ＰＶ環境用のポリマースラスト軸受が提供される。ポリマースラスト軸受は、内周および外周を有する環状軸受本体と、内周から外周へと環状軸受本体を横切って延びる複数の潤滑剤流路を含む。環状軸受本体は、少なくとも約１４０℃のガラス転移温度を有する少なくとも１種のポリマーと、少なくとも１種の摩擦および摩耗添加剤とを含むポリマー組成物を含む。ポリマースラスト軸受は、速度と圧力の積が、約１，１００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（２３５４０ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上である、潤滑環境における速度および圧力に耐えるように設計される。
【０００５】
別の態様では、超高ＰＶ環境においてポリマー軸受製品を使用する方法が提供される。この方法は、ポリマー軸受製品を、速度と圧力の積が、約１，１００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（２３５４０ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上であるような速度および圧力にさらすことを含む。このポリマー軸受製品は、少なくとも約１４０℃のガラス転移温度を有する少なくとも１種のポリマーと、少なくとも１種の摩擦および摩耗添加剤とを含むポリマー組成物を含む。
【０００６】
本発明の別の態様では、ポリマー軸受製品を含むパワートレーン部品が提供される。上記のポリマー軸受製品は、少なくとも約１４０℃のガラス転移温度を有する少なくとも１種のポリマーと、少なくとも１種の摩擦および摩耗添加剤とを含むポリマー組成物を含む。上記パワートレーン部品は、ポリマー軸受製品を、速度と圧力の積が、約１，１００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（２３５４０ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上であるような速度および圧力にさらすように設計される。
【０００７】
本発明の別の態様では、ポリマー軸受製品を含むパワートレーン部品を含むシステムが提供される。上記のポリマー軸受製品は、少なくとも約１４０℃のガラス転移温度を有する少なくとも１種のポリマーと、少なくとも１種の摩擦および摩耗添加剤とを含むポリマー組成物を含む。上記パワートレーン部品は、ポリマー軸受製品を、速度とび圧力の積が、約１，１００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（２３５４０ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上であるような速度および圧力にさらすように設計される。上記システムは、好ましくは、潤滑剤を含む。
【０００８】
さらに別の態様では、本発明は、内周および外周を有する環状軸受本体；内周から外周へと環状軸受本体を横切って延びる複数の潤滑剤流路を含み、環状軸受本体は、一方で少なくとも１種の芳香族ポリイミドおよび／または少なくとも１種のポリ（アリールエーテルケトン）と、他方で少なくとも１種の摩擦および摩耗添加剤とを含むポリマー組成物を含み；ポリマースラスト軸受は、速度と圧力の積が、約１，１００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（２３５４０ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上である、潤滑環境における速度および圧力に耐えるように設計されている、超高ＰＶ環境用のポリマースラスト軸受に関する。本発明はまた、ポリマー軸受製品を、速度と圧力の積が、約１，１００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（２３５４０ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上であるような速度および圧力にさらすることを含む方法であって、ポリマー軸受製品が、一方で少なくとも１種の芳香族ポリイミドおよび／または少なくとも１種のポリ（アリールエーテルケトン）と、他方で少なくとも１種の摩擦および摩耗添加剤とを含むポリマー組成物を含む、方法にも関する。最後に、本発明の最後の態様は、ポリマー軸受製品を含むパワートレーン部品を含むシステムに関し、上記ポリマー軸受製品は、一方で少なくとも１種の芳香族ポリイミドおよび／または少なくとも１種のポリ（アリールエーテルケトン）と、他方で少なくとも１種の摩擦および摩耗添加剤とを含むポリマー組成物を含み、上記パワートレーン部品は、ポリマー軸受製品を、速度と圧力の積が、約１，１００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（２３５４０ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上であるような速度および圧力にさらすように設計される。
【０００９】
本発明の上記およびその他の特徴は、添付の特許請求の範囲と関連させながら、以下の詳細な説明を読むことにより、当業者には明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の１つ以上の実施形態によるポリマースラスト軸受の斜視図である。
【図２】本発明の１つ以上の実施形態によるポリマー軸受を用いたシステムの断面図である。
【図３】軸受用途のためのポリマー組成物の性能を試験するための試験装置の分解斜視図である。
【図４】自動変速機油浴中でのＰＶ限界試験に付したポリマー軸受製品を含む図３の試験装置を用いた試験ランについて測定されたサンプル温度および摩擦係数（ＣＯＦ）を示すグラフである。
【図５】自動変速機油浴中でのＰＶ限界試験に付したポリマー軸受製品を含む図３の試験装置を用いた試験ランについて測定されたＰＶおよび摩擦係数（ＣＯＦ）を示すグラフである。
【図６】自動変速機油浴中でのＰＶ限界試験に付したポリマー軸受製品を含む図３の試験装置を用いた試験ランについて測定されたＰＶおよびサンプル温度を示すグラフである。
【図７】自動変速機油浴中でのＰＶ限界試験に付したポリマー軸受製品を含む図３の試験装置を用いた試験ランについて測定されたＰＶおよびチャンバー温度を示すグラフである。
【図８】自動変速機油浴中で、５０時間にわたり、７８７ｐｓｉ（５５．３７ｋｇ／ｃｍ２）の軸方向圧力および１５５０ｆｐｍ（４７２．４４ｍ／分）の速度にさらしたポリマー軸受製品を含む、図３の試験装置を用いた試験ランについて測定されたチャンバー温度およびサンプル温度を示すグラフである。
【図９】自動変速機油浴中で、５０時間にわたり、７８７ｐｓｉ（５５．３７ｋｇ／ｃｍ２）の軸方向圧力および１５５０ｆｐｍ（４７２．４４ｍ／分）の速度にさらしたポリマー軸受製品を含む、図３の試験装置を用いた試験ランについて測定された摩擦係数およびトルクを示すグラフである。
【図１０】自動変速機油を再循環しながら、ＰＶ限界試験に付したポリマー軸受製品を含む、図３の試験装置を用いた試験ランについて測定された対応表面温度およびサンプル温度を示すグラフである。
【図１１】自動変速機油を再循環しながら、ＰＶ限界試験に付したポリマー軸受製品を含む、図３の試験装置を用いた試験ランについて測定された対応表面温度およびサンプル温度を示すグラフである。
【図１２】自動変速機油を再循環しながら、ＰＶ限界試験に付したポリマー軸受製品を含む、図３の試験装置を用いた試験ランについて測定された対応表面温度およびサンプル温度を示すグラフである。
【図１３】自動変速機油を再循環しながら、ＰＶ限界試験に付したポリマー軸受製品を含む、図３の試験装置を用いた試験ランについて測定された対応表面温度およびサンプル温度を示すグラフである。
【図１４】自動変速機油を再循環しながら、ＰＶ限界試験に付したポリマー軸受製品を含む、図３の試験装置を用いた試験ランについて測定されたＰＶ、サンプル温度およびチャンバー温度を示すグラフである。
【図１５】自動変速機油を再循環しながら、ＰＶ限界試験に付したポリマー軸受製品を含む、図３の試験装置を用いた試験ランについて測定されたＰＶおよび摩擦係数（ＣＯＦ）を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
超高ＰＶ環境における使用のために新規のポリマースラスト軸受が開発された。本明細書で用いる「超高ＰＶ環境」という用語は、荷重圧力と速度の積が、約１，１００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（ポンド／平方インチフィート／分）（２３５４０ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）に等しいか、またはこれを超えるような荷重および速度に、軸受が暴露される環境または状態を指す。超高ＰＶ状態は、多くの最新式自動変速機およびドライブトレーンシステムにおいて起こりうる。特定の実施形態では、上記のポリマー軸受は、好適な摩耗性能を持ちながら、このような環境に一般的な荷重および速度に耐える。また、こうしたポリマー軸受を使用する新規の方法およびシステムも開発された。
【００１２】
ポリマー組成物の荷重および速度支持力は、軸受表面の摩擦係数または温度が安定化できなくなる荷重と速度の組合せとして表すことができる。本明細書で用いる「ＰＶ限界」という用語は、軸受表面の摩擦係数または温度が安定化できなくなる荷重と速度の組合せによって決定される圧力−速度関係を示すのに用いられ、投影軸受面積に基づく単位圧力Ｐ（ｐｓｉまたは（ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分））と線形速度Ｖ（ｆｐｍまたは（ｍ／分））の積によって表現される。このトルクまたは温度の増加によって、軸受の故障または過剰な摩耗が起こる。ポリマースラスト軸受については、線形速度は、平均線形速度として表され、ポリマースラスト軸受の場合、これは、軸受の角速度並びに内径および外径の関数である。
【００１３】
本発明の目的では、１ｐｓｉは、０．０７０３ｋｇ／ｃｍ２に相当し、１ｆｐｍは、０．３０４８ｍ／分に相当し、１００ｐｓｉ−ｆｐｍは、０．０２１４（ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）に相当し、１インチ（ｉｎ）は、２．５４センチメートル（ｃｍ）、０．０２５４ｍまたは２５．４ｍｍに相当する。これらの変換値は、本文全体に適用され、括弧内に示す。
【００１４】
本明細書で用いるように、「摩耗」という用語は、一般に、軸受表面と相互作用する表面に対する軸受表面の相対運動によって軸受表面から除去されるポリマー組成物の量を指す。ポリマー組成物の摩耗は、一般に、「摩耗指数」として記録される。同じ操作条件下でのポリマー組成物の性能の相対測度として、摩擦指数は、極めて信頼性が高いことが証明されている。摩擦指数は、摩擦率（ｉｎ／時または（ｍ／時））をＰとＶの積で割ったものである。ポリマー軸受製品は、初期ならし運転期間中と、ならし運転後の操作中では、異なる摩耗率および摩耗指数を呈示しうる。具体的に別途記載のない限り、本明細書に記載する摩耗指数は、初期ならし運転後のポリマー軸受製品の性能特徴を指すものとする。
【００１５】
また、具体的に別途記載のない限り、摩耗指数は、（ｉｎ３  分）／（時間  ｌｂ  ｆｔ）＊１０−１０、またはこれに代わり、（ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）＊１０−１０の単位で記録または記載する。
【００１６】
ポリマー軸受製品の性能特性、例えば、ＰＶ限界や摩擦係数および摩耗指数を分析するための試験装置１４０を図３に示す。試験装置１４０は、回転スピンドル１４２を含み、これは、回転サンプルホルダー１４４を介して試験サンプル１４６にトルク（τ）を供給する。試験サンプル１４６は、スチールワッシャー１４８と嵌合するが、このワッシャーは、固定サンプルホルダー１５０内に含まれ、これによって固定されている。固定サンプルホルダー１５０を介して、軸方向荷重（Ｆ）を試験サンプル１４６に加える。スチールワッシャー１４８と接触する試験サンプル１４６の表面積、試験サンプル１４６の回転速度、および試験サンプル１４６に加えられる力はわかっているため、ポリマー組成物の様々な性能特性を分析することができ、このような特性として、例えば、ポリマー組成物の摩擦係数（ＣＯＦ）、摩耗指数（ＷＦ）、およびＰＶ限界がある。例えば、試験サンプル１４６は、各種ＡＳＴＭ試験プロトコル（例えば、ＡＳＴＭ  Ｄ３７０２およびＤ３７０６）に従って分析してよい。ある態様では、試験装置１４０は、潤滑環境における試験サンプル１４６の性能特性を分析するために、潤滑剤浴を含んでいてもよい。例えば、試験サンプル１４６およびスチールワッシャー１４８の周辺にタンクを設置して、このタンクに、潤滑剤、例えば、変速機油を少なくとも部分的に充填してもよい。特定の態様では、強制再循環システムを用いて、タンクから潤滑剤を排出し、潤滑剤を冷却した後、これをタンクに再循環させてもよい。
【００１７】
本明細書で用いる「トルク」という用語は、一般に、円形路内で運動するサンプル同士の摩擦力によって、回転しようとする反応を指す。これは、拘束力と、摩擦トルクを均衡するように作用する半径の積である。トルクは、ｌｂ＊ｉｎまたはＮ＊ｍの単位で記録または記載される。
【００１８】
特定の実施形態において、摩耗率および摩擦係数（ＣＯＦ）は、既存のＡＳＴＭ  Ｄ３７０２規格試験方法（ＡＳＴＭ  Ｄ３７０２＿９４（２００９年再承認）、その全内容を本明細書に参照として組み込む）から得られる試験方法に従って決定した。本明細書において以後、「修正ＡＳＴＭ  Ｄ３７０２法」という表現は、本発明の目的のために、既存のＡＳＴＭ  Ｄ３７０２規格試験方法から得られた試験方法であるものとして理解されたい。以下には、ＡＳＴＭ  Ｄ３７０２規格試験方法との相違点のみを記載する。
【００１９】
修正ＡＳＴＭ  Ｄ３７０２法では、試験機械、特に、ＡＳＴＭ  Ｄ３７０２に記載され、また図３の試験装置に相当するＭｕｌｔｉ−Ｓｐｅｃｉｍｅｎ  Ｆａｌｅｘ（登録商標）Ｔｅｓｔ  Ｍａｃｈｉｎｅ、Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｖｅｒｓｉｏｎ（Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．Ｓｅｒ．Ｎｏ．８００６３５００１７６６；Ｆａｌｅｘ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｓｕｇａｒ  Ｇｒｏｖｅ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）が、潤滑剤、特に、Ｖａｌｖｏｌｉｎｅ  Ｄｅｘｒｏｎ  ＩＩＩ（登録商標）自動変速機油（Ｖａｌｖｏｌｉｎｅ  Ｏｉｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）を含む固定スチールワッシャー（例えば、固定スチールワッシャーは、１６±２ｕｉｎ  Ｒａ表面粗さの１０１８スチールである）に対し、荷重下で回転する試験サンプル１４６と共に動作する。荷重は、死重を加えるのではなく、空気圧システムによって、１０：１レバーアームまで加える。トルク（τ）の測定のために、０〜１００ｌｂ（ｋｇ）ロードセルをサンプル台の下部に取り付ける。各比荷重について、トルク（τ）値を試験機械でモニターする。典型的には、サンプル熱電対を対応表面至近（例えば、サンプルから１．５ｍｍ地点）に、この表面と接触させずに配置する。
【００２０】
２ガロンの温度制御タンクから、Ｌｅｅｓｏｎ  Ｓｐｅｅｄ  Ｍａｓｔｅｒギヤポンプによって、９０℃の温度で、潤滑剤を供給する。潤滑剤流量は、０．２Ｌ／分であり、容量が０．１〜０．７５Ｌ／分流量のＨｅｄｌａｎｄ流量計によって、制御する。潤滑剤はサンプル台の基部へと送られ、サンプルの中心から、回転試験表面全体に渡って流れる。続いて、潤滑剤は、下部の穴を通じてチャンバーから排出され、重力によって、オイルタンクへと再循環する。各試験は、４０時間ではなく、２５時間の初期ならし運転期間と、これに続く２５時間の試験期間から構成され、これを、試験期間が合計１００時間に達するまで繰り返すが、それぞれ、同じ選択荷重および速度で行う。２５時間の試験期間ごとに、試験サンプルの厚さの変化を測定する。ＡＳＴＭ  Ｄ３７０２規格試験方法と同様に、厚さの測定前に、室温で最小１時間試験サンプルのコンディショニングを順守する。試験サンプル１４６の厚さの測定は、ＡＳＴＭ  Ｄ３７０２に記載の４か所ではなく、９か所で実施する。試験サンプル１４６には、９か所にマーキング（例えば、試験サンプル１４６の側面への光エッチング）を施して、次の厚さ測定が、同じ９か所で実施できるようにする。
【００２１】
修正ＡＳＴＭ  Ｄ３７０２法の試験サンプル１４６は、本発明のポリマー軸受製品に相当するが、このサンプルは、公知の加工方法、例えば、射出成型、押出、吹込成形、発泡加工などにより、製造することができる。所望であれば、試験サンプル１４６を任意に硬化してもよい。また、サンプルをさらに穿孔して、中心かつオフセット穴を設けることにより、試験機械の大きなスラストワッシャーサンプルホルダーに嵌まるようにする。
【００２２】
修正ＡＳＴＭ  Ｄ３７０２法の試験サンプル１４６は、内径１．８６９”（ｃｍ）、外径２インチ（５．０８ｃｍ）および潤滑剤流路として２６の半径方向溝を有する。各半径方向溝は、０．０４インチ（１ｍｍ）の幅と０．０１２インチ（３００ミクロン）の深さを有する。接触面積は、０．３２６ｉｎ２（ｃｍ２）であり、平均半径（ｒ）は、０．９６７ｉｎ（２．４５６ｃｍ２）である。本発明の目的のために、「平均半径」という用語は、試験サンプル１４６の内径および外径の平均値を指す。
【００２３】
本発明の目的のために、時間当たりの摩耗（ｉｎ／時（ｍ／時））で表される摩耗率は、２５時間のならし運転後（２５時間の第１試験期間の前）に実施される試験サンプル１４６についての８つの厚さ測定値（特に、Ｘ１ａ、Ｘ１ｂ、Ｘ１ｃ、Ｘ１ｄ、Ｘ１ｅ、Ｘ１ｆ、Ｘ１ｇ、Ｘ１ｈおよびＸ１ｉで表される）と、２５時間の第１試験期間（Ｔ）後に実施される試験サンプル１４６についての９つの厚さ測定値（特に、Ｘ２ａ、Ｘ２ｂ、Ｘ２ｃ、Ｘ２ｄ、Ｘ２ｅ、Ｘ２ｆ、Ｘ２ｇ、Ｘ２ｈおよびＸ２ｉで表される）とから計算する。
【００２４】
摩耗率は、具体的には、以下の計算式によって算出される：
摩耗率（ｍ／時（ｉｎ／時））＝［（Ｘ１ａ＋Ｘ１ｂ＋Ｘ１ｃ＋Ｘ１ｄ＋Ｘ１ｅ＋Ｘ１ｆ＋Ｘ１ｇ＋Ｘ１ｈ＋Ｘ１ｉ）−（Ｘ２ａ＋Ｘ２ｂ＋Ｘ２ｃ＋Ｘ２ｄ＋Ｘ２ｅ＋Ｘ２ｆ＋Ｘ２ｇ＋Ｘ２ｈ＋Ｘ２ｉ）］／９＊Ｔ
（式中、Ｔ＝２５時間、
Ｘは、インチ（ｍ）で表される厚さである）。
【００２５】
従って、摩耗指数は、上に説明した摩耗率から算出することができる。
【００２６】
本発明の目的のために、摩擦係数は、以下の計算式によって算出される：
ＣＯＦ＝トルク（τ）／（平均半径＊荷重）
（式中、トルク（τ）は、前述のように測定され、平均半径（ｒ）は、０．９６７ｉｎ（２．４５６ｃｍ２）である）。
【００２７】
ポリマースラスト軸受
超高ＰＶ環境での使用のために、ポリマースラスト軸受が開発された。例えば、本発明の１つ以上の実施形態によるポリマースラスト軸受は、圧力と速度の積が、約１，１００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（２３５４０ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）に等しい、またはこれを超える環境において使用することができる。
【００２８】
ある実施形態では、ポリマースラスト軸受は、内周および外周を有する環状軸受本体の形態をしている。この、環状軸受本体は、内周から外周へと環状軸受本体を横切って延びる複数の潤滑剤流路を含んでいてよい。環状軸受本体は、少なくとも約１４０℃のガラス転移温度を有する少なくとも１種のポリマーを含むポリマー組成物から形成してよい。このポリマー組成物から形成されるポリマースラスト軸受は、速度と圧力の積が、少なくとも約１，１００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（２３５４０ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）である、潤滑環境における速度および圧力に耐えうる。
【００２９】
本明細書で用いる「潤滑剤」という用語は、２つの運動表面（その１つは、スラスト軸受の表面を含んでよい）の間に施すことによって、これら表面同士の摩擦を低減することができる物質、例えば、液体である。ある実施形態では、潤滑剤には、油、例えば、モーター油または変速機油が含まれる。こうした潤滑剤は、当該技術分野では公知である。
【００３０】
本発明のポリマースラスト軸受の環状軸受本体は、少なくとも約１４０℃のガラス転移温度を有する少なくとも１種のポリマーと、少なくとも１種の摩擦および摩耗添加剤とを含むポリマー組成物を含む。ポリマー組成物の重量は、環状軸受本体の重量に基づき、通常、１０％を超え、往々にして５０％超、またはさらに９０％超であり；多くの実施形態では、環状軸受本体は、ポリマー組成物から構成される。環状軸受本体は、１つの部品から構成することもできるし、または数個の部品から構成することもできる。環状軸受本体は、特に、数個の部品から構成され、前記部品の少なくとも１つ、また場合によっては、これら部品の全てが、ポリマー組成物から成り；数個構成環状軸受本体の少なくとも１つの部品が、ポリマー組成物以外の材料（例えば、金属またはスチール）［以後、他の部品と呼ぶ」から成る場合には、前記他の部品の重量は、環状軸受本体の重量に基づき、通常、９０％未満、往々にして５０％未満、または１０％未満である。本発明によれば、特定の好ましい環状軸受本体は、ポリマー組成物から成る単一部品である。
【００３１】
一例としてのポリマースラスト軸受１１０を図１に示す。ポリマースラスト軸受１１０は、一般に環の形状をしていてよく、シャフトを受けるための外周１１４および内周１１６を有する。少なくとも片側に、嵌合面１１２が、外周１１４と内周１１６との間に延在する。嵌合面１１２は、複数の潤滑剤流路１１８を含んでいてよい。図示した実施形態では、複数の潤滑剤流路１１８は、半径方向に向かう線形の溝であるが、他の形状を用いてもよい。さらに、潤滑剤流路１１８は、様々な断面形状を有していてよく、限定されないが、三角形、台形、および円形がある。ポリマースラスト軸受１１０はまた、内周１１６に沿って１つ以上の潤滑剤流路１２０を含んでいてもよい。潤滑剤流路１１８および１２０は、ポリマースラスト軸受１１０が潤滑環境におけるシャフト上に位置するとき、ポリマースラスト軸受１１０周囲の潤滑剤の流れを促進する。
【００３２】
ある実施形態では、潤滑剤流路１１８は、嵌合面１１２の表面積の約５％〜約２５％を占める。特定の実施形態では、潤滑剤流路１１８は、嵌合面１１２の表面積の約１０％〜約２０％、または嵌合面の表面積の約１５％を占める。ポリマースラスト軸受１１０が潤滑環境において用いられる場合、潤滑剤流路１１８は、ポリマースラスト軸受１１０に対する流体力学的揚力および冷却を提供しうる。特定の実施形態では、潤滑剤流路１１８は、約５０μｍ〜約１０００μｍ、約２５０μｍ〜約７５０μｍ、または約５００μｍの深さを有する。ある実施形態では、ポリマースラスト軸受１１０は、嵌合面１１２に対して垂直な厚さが約１ｍｍ〜約３．５ｍｍ、または約１．５ｍｍ〜約２ｍｍである。
【００３３】
一実施形態例では、ポリマースラスト軸受１１０は、以下を含むポリマー組成物から形成される：少なくとも約１４０℃のガラス転移温度を有する単一ポリマーまたはポリマーの混和性ブレンド（混和性ブレンドの各ポリマーは、個々に取り上げると、少なくとも約１４０℃のガラス転移温度を有し、前記単一ポリマーまたは前記ポリマーの混和性ブレンドは、ポリマー組成物のマトリックスを形成する）と、ポリマーマトリックスの性能特性を改善する１種以上の摩擦および摩耗添加剤（前記摩擦および摩耗添加剤は、ポリマーマトリックスに分散している）。
【００３４】
特定の実施形態では、ポリマー組成物は、少なくとも約１４０℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する唯一のポリマーを含む。特定の別の実施形態では、ポリマー組成物は、数種のポリマーを含んでおり、その各々は、個々に取り上げる（すなわち、混合されていない）と、少なくとも約１４０℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する。特定の実施形態では、少なくとも約１４０℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する少なくとも１種のポリマーは、約１７０℃以上、約２００℃以上、約２４０℃以上、または約２７０℃以上のＴｇを有する。従って、例えば、一例としてのポリマー組成物は、少なくとも約２４０℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する唯一のポリマーを含み；別のポリマー組成物の例は、２種、３種または４種以上のポリマーを含み、その各々は、個々に取り上げると、少なくとも約１７０℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する。
【００３５】
特定のポリマーについて得られるＴｇの特定の値は、Ｔｇを決定するのに用いられる具体的方法によって変わることは公知である。本発明の目的のために、ガラス転移温度は、本明細書に記載の方法を用いて、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により決定する。具体的には、ＤＳＣ分析は、以下に記載する特定のパラメーターを用い、ＩＳＯ  １３３５７−２（Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｇｌａｓｓ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）およびＡＳＴＭ  Ｄ−３４１８（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ  ａｎｄ  Ｅｎｔｈａｌｐｉｅｓ  ｏｆ  Ｆｕｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  ｂｙ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）に準拠して実施すべきである。
【００３６】
ＤＳＣ測定は、Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｄｖａｎｔａｇｅ  ｖｅｒｓｉｏｎ  ５．１．２を用いたＴＡ  ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓからのＱ１０００またはＱ２０ＤＳＣを用いて、実施してよい。キャリアガスは、５０ｍｌ／分の流量で、純度が９９．９９８％の窒素である。標準的手順に従い、補助装置（例えば、冷却装置および流量計）を用いてもよい。分析しようとするポリマーサンプルは、粉末、ペレット、または顆粒の形態をしている。必要であれば、ハンドカッターを用いて、ペレットのようなサンプル形態を小さな切片に切断することができる。１０ｍｇのサンプルを計量して、アルミニウムＤＳＣパンに導入した後、適切なクリンパーを用いて、ＤＳＣパンをアルミニウム蓋で密閉する。
【００３７】
サンプルをＤＳＣ計器内に配置した後、以下のプロトコルに従って加熱する：（１）２０℃／分の加熱速度で、３０℃から４５０℃に昇温し、（２）４５０℃で１分保温し、（３）２０℃／分の冷却速度で、４５０℃から３０℃に降温し、（４）３０℃で１分保温した後、（５）２０℃／分の加熱速度で、３０℃から４５０℃に昇温する。第２の加熱工程中に得られたデータから、ガラス転移温度を決定する。ＤＳＣ実験のために、２つの補外したベースラインの間の等距離にある線と、曲線が交差する点として定義される中点値温度を用いる中点値分析によって、Ｔｇを決定する。ＤＳＣによりＴｇが明らかではない場合には、動的機械分析（ＤＭＡ）を用いる。
【００３８】
ＤＭＡ測定は、Ｏｒｃｈｅｓｔｒａｔｏｒ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ  ｖｅｒｓｉｏｎ  Ｖ７．２．０．２を用いたＴＡ  ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓからのＡＲＥＳ  ＲＤＡ３を用いて実施してよい。オーブンガスパージは、４０ｐｓｉの流量設定（オーブン稼働中）で、純度が９９．９９８％の窒素である。モーター空気およびＲＳＡ−ＩＩＩモータートランスデューサー空気についての典型的設定値は、それぞれ、６０ｐｓｉおよび６０ｐｓｉである。標準的手順に従い、補助装置（例えば、冷却装置および流量計）を用いてもよい。
【００３９】
試験サンプルは、以下の範囲の長方形の形状である：サンプルの長さ（Ｌ）＝５０ｍｍ、幅（Ｗ）＝１０〜１２ｍｍ、および厚さ（Ｔ）＝３〜４ｍｍ。標準的試験サンプルは、ＡＳＴＭまたはＩＳＯ引張試験片または曲げ試験片についての標準的型を用いた射出成形工程から製造する。これらの成形したサンプルは、Ｂｕｅｈｌｅｒ  ＩＳＯＭＥＴ低速切断機を用いて、適切な寸法に切断してもよい。試験に先立ち、ポリマー組成物に応じて変動する指定の温度条件下、空気循環オーブン内で１時間超にわたり、すべてのサンプルをアニーリングする。
【００４０】
ＤＭＡ実験は、歪制御を含むＴｏｒｓｉｏｎ  Ｍｏｄｅ  ｆｏｒ  Ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ  Ｇｅｏｍｅｔｒｉｅｓで実施する。ギャップ長さは、所望の適切な試験長さ（Ｌ＝３０〜３５ｍｍ）に設定する。試験サンプルの幅および厚さを測定して、０．０１ｍｍの位で四捨五入し、測定値を記録する。試験サンプルは、上部（可動）ジグと下部（固定）試験ジグの間でクランプする。この工程において、７０ｃＮ．ｍの限界設定値を有するトルクドライバーを用いてもよい。全ての試験について、０．０５％の伸び率および１０ラド／秒の試験周波数を使用する。５℃／分の動的加熱速度で、３０℃〜４５０℃の温度範囲にわたり、全ての試験を実施する。温度の関数としての、貯蔵弾性率（Ｇ’）、損失弾性率（Ｇ’’）、および損失正接（Ｇ’’／Ｇ’）の熱−機械スペクトルを所望の試験条件について収集する。次に、Ｔｇを決定し、損失正接ピークにおける最大値に相当する温度として記録する。
【００４１】
ある実施形態では、ポリマースラスト軸受１１０は、潤滑システムにおいて約０．０４以下の摩擦係数（ＣＯＦ）を有するポリマー組成物を含む。特定の実施形態では、ポリマースラスト軸受１１０は、潤滑システムにおいて、約０．０３以下、０．０２以下、０．０１以下のＣＯＦを有するポリマー組成物を含む。ある実施形態では、ポリマースラスト軸受１１０は、有利には、約１，１００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（２３５４０ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上のＰＶ限界を有する。特定の実施形態において、ポリマースラスト軸受１１０は、好ましくは、約１，５００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（３２，１００ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上、より好ましくは、約１，７５０，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（３７４５０ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上、より好ましくは、約２，０００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（４２，８００ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上、最も好ましくは、約２，５００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（５３，５００ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上のＰＶ限界を有し、さらには約３，０００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（６４，２００ｋｇ／ｃｍ２ｘｍ／分）以上のＰＶ限界も可能である。ある実施形態において、ポリマースラスト軸受１１０は、約０．２以下の摩耗指数（ＷＦ）を有する。特定の実施形態では、ポリマースラスト軸受１１０は、約０．１以下、約０．０５以下、約０．０１以下のＷＦを有する。好ましい実施形態では、ポリマースラスト軸受１１０は、約１．０以下、０．８０以下、０．６０以下、０．５０以下、０．２０以下、０．１０以下、０．０８以下、０．０５以下、０．０１以下のＷＦを有する。
【００４２】
摩擦係数（ＣＯＦ）および摩耗指数（ＷＦ）は、前述したように、修正ＡＳＴＭ  Ｄ３７０２法に従って測定することは理解されたい。
【００４３】
少なくとも約１４０℃のガラス転移温度を有する少なくとも１種のポリマーは、芳香族ポリイミド、例えば、ポリアミド−イミド（ＰＡＩ）若しくははポリエーテルイミド；またはポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）；またはポリ（アリールエーテルケトン）（ＰＡＥＫ）ポリマー、例えば、ポリ（エーテルエーテルケトン）（ＰＥＥＫ）ポリマー、スルホン化ＰＥＥＫ若しくはスルファミド化ポリ（エーテルエーテルケトン）であってよい。芳香族ポリイミドの例としては、Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  ＣｏｍｐａｎｙによるＶＥＳＰＥＬ（登録商標）非溶融加工性ポリエーテルイミド、および三井化学株式会社によるＡＵＲＵＭ（登録商標）溶融加工性ポリエーテルイミド、Ｓｏｌｖａｙ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，ＬＬＣによるＴＯＲＬＯＮ（登録商標）溶融加工性芳香族ポリアミド−イミドがある。ポリ（アリールエーテルケトン）の一例として、Ｓｏｌｖａｙ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，ＬＬＣによるＫＥＴＡＳＰＩＲＥ（登録商標）ＰＥＥＫポリマーがある。
【００４４】
ポリマー組成物は、前述のポリマーまたは本明細書に記載するポリマーのいずれか１つ以上を含むポリマーの組合せを含んでもよい。ポリマーの組合せは、混和性ブレンド、部分的に混和性のブレンドまたは非混和性ブレンドであってよい。例えば、ポリマー組成物は、ＴＯＲＬＯＮ（登録商標）４０００Ｔ  ＰＡＩのようなポリアミド−イミドと、スルホン化ポリ（エーテルエーテルケトン）、スルファミド化ポリ（エーテルエーテルケトン）、ＭＡＴＲＩＭＩＤ（登録商標）５２１８ポリイミド、またはポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）のブレンドを含んでいてもよい。あるいは、ポリマー組成物は、ポリ（エーテルエーテルケトン）と、ＴＯＲＬＯＮ（登録商標）４０００Ｔ  ＰＡＩのようなポリアミド−イミドの非混和性ブレンドを含んでいてもよい。また、その他のポリマーブレンドも可能である。
【００４５】
少なくとも約１４０℃のガラス転移温度を有する少なくとも１種のポリマーの重量は、ポリマー組成物の全量に基づき、一般に、少なくとも約２５％、好ましくは少なくとも約５０％である。特定の実施形態では、これは、少なくとも約６０％、少なくとも約７０％、少なくとも約８０％または少なくとも約９０％である。特定の別の実施形態では、上記の重量は、ポリマー組成物の全量に基づき、約５０％〜約９９％、約６０％〜約９８％、約７０％〜約９７％、約８０％〜約９６％、または約９０％〜約９５％の範囲である。
【００４６】
様々な摩擦および摩耗添加剤をポリマー組成物に含有させてよい。本発明によれば、「摩擦および摩耗添加剤」とは、減摩成分を含んでいない同等のポリマー組成物と比較して、低い摩擦係数を有するポリマー組成物を結果として提供するポリマー組成物の成分を意味するものとする。従って、減摩添加剤によって、得られるポリマー組成物および前記ポリマー組成物を含む製品に、より滑りやすいまたはすべすべした、若しくは滑らかな感触がもたらされると共に、ポリマー組成物（またはこのポリマー組成物を含む製品）と、このポリマー組成物と接触する材料との摩擦が低減する。
【００４７】
１種以上の摩擦および摩耗添加剤の重量は、ポリマー組成物の全量に基づき、一般に、少なくとも約０．５％であり、好ましくは少なくとも約１％である。これは、ポリマー組成物の全量に基づき、少なくとも約２％、少なくとも約５％、少なくとも約１０％または少なくとも約２０％であってもよく；さらに、多くとも約５０％、多くとも約４０％、多くとも約３０％、多くとも約２０％、多くとも約１０％、または多くとも約５％であってもよい。特定の別の実施形態では、上記の重量は、ポリマー組成物の全量に基づき、約１％〜約５０％、約２％〜約４０％、約３％〜約３０％、約４％〜約２０％、または約５％〜約１０％の範囲である。
【００４８】
減摩添加剤は、好ましくは、ポリ（テトラフルオロエチレン）のようなフルオロポリマー、炭素繊維、無機繊維、ポリマー繊維、グラファイト、シリコーン油、シロキサンポリマー、二硫化モリブデン、窒化ホウ素、炭化ケイ素、シリカ、窒化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、およびこれらの混合物からなる群から選択される。これは、より好ましくは、フルオロポリマー、炭素繊維、ポリマー繊維、グラファイト、二硫化モリブデン、およびこれらの混合物からなる群から選択される。
【００４９】
本発明の実施に使用するのに好適なフルオロポリマーは、潤滑剤として用いるのに当該技術分野では公知のフルオロポリマーのいずれであってもよく、好ましくは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）である。ＰＴＦＥ樹脂は、耐化学性並びに減摩性および靱性について広く知られており、ＰＴＦＥ粉末は、多種多様な材料の減摩性を改善するために長く用いられている。ＰＴＦＥ球体またはビーズは、内部離型剤として作用ささせたり、摩擦および摩耗特性が増強された、滑らかで滑りやすい表面を形成したりするために、成形用樹脂組成物に導入してもよい。好適なフルオロポリマー樹脂は、様々な供給源から市販されているものを容易に入手することができ、そのようなものとして、例えば、ＤｕＰｏｎｔ  Ｃｏｍｐａｎｙ製のＺｏｎｙｌ（登録商標）フルオロアディテブ、Ｄａｉｋｉｎ  Ａｍｅｒｉｃａ  Ｉｎｃ製のＤａｉｋｉｎ−Ｐｏｌｙｆｌｏｎ（商標）ＰＴＦＥ、Ｓｏｌｖａｙ  Ｓｏｌｅｘｉｓ製のＰｏｌｙｍｉｓｔ（登録商標）ＰＴＦＥ、およびＤｙｎｅｏｎ製のＰｏｌｙｌｕｂｅ  ＰＡ  ５９５６がある。
【００５０】
本明細書で用いる「炭素繊維」という用語は、グラファイト化、部分的グラファイト化および非グラファイト化炭素強化繊維またはこれらの混合物を含むものとする。本発明に有用な炭素繊維は、様々なポリマー先駆物質、例えば、レーヨン、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、芳香族ポリアミドまたはフェノール樹脂の熱処理および熱分解によって有利に得ることができ；本発明に有用な炭素繊維はまた、ピッチ材料から得ることも可能である。「グラファイト繊維」という用語は、炭素繊維の高温熱分解（２０００℃超）によって得られる炭素繊維を指すものとし、ここで、炭素原子は、グラファイト構造と類似した様式で位置している。本発明に有用な炭素繊維は、好ましくは、ＰＡＮを基材とする炭素繊維、ピッチを基材とする炭素繊維、グラファイト繊維、およびこれらの混合物からなる群から選択される。
【００５１】
本発明の実施に用いるのに好適な炭素繊維としては、ピッチから製造される、高い熱伝導率および低いまたは負の熱膨張係数を有する高度にグラファイト化された炭素繊維がある。炭素繊維の例として、ピッチを基材とする炭素繊維があり、一般に、約１４０Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有する。好ましくは、炭素繊維は、約３００Ｗ／ｍＫを上回る熱伝導率を有する。本発明の特定の実施形態では、炭素繊維は、約６００Ｗ／ｍＫを上回る熱伝導率を有する。他の実施形態は、約９００Ｗ／ｍＫ超、および約１０００Ｗ／ｍＫ超の熱伝導率を有する炭素繊維を用いる。さらに高い熱伝導率、すなわち１３００Ｗ／ｍＫから、単結晶グラファイトの熱伝導率まで、すなわち１８００Ｗ／ｍＫ以上の繊維も好適である。
【００５２】
グラファイト化ピッチを基材とする炭素繊維は、少なくとも約５０重量％のグラファイト状炭素、約７５重量％超のグラファイト状炭素、実質的に１００重量％までのグラファイト状炭素を含むものが、商業的供給源から容易に入手可能である。本発明の実施に用いるのに特に好適な高度グラファイト状炭素繊維は、さらに、高い伝導性を特徴とするものであってもよく、また、このような繊維は、一般に、平方インチ当たり約８０〜約１２０百万ポンド、すなわち百万ｌｂｓ／ｉｎ２（ＭＳＩ）の弾性率を有するものを用いる。特定の実施形態では、高度グラファイト状炭素繊維は、約８５〜約１２０ＭＳＩの弾性率を有し、別の実施形態では、約１００〜約１１５ＭＳＩを有する。
【００５３】
特定の実施形態では、軸受け表面を有する製品は、少なくとも２種の摩擦および摩耗添加剤の混合物を含む。少なくとも２種の減摩添加剤の混合物は、グラファイトのような微粒子固体タイプ減摩添加剤から選択される少なくとも１種の減摩添加剤と、滑らかな強化用繊維および／またはＰＴＦＥから選択される少なくとも１種の別の減摩添加剤とから構成してもよい。
【００５４】
ある実施形態では、ポリマー組成物、特にポリマースラスト軸受１１０は、ポリマーマトリックス材料中、または材料上に含有させたＰＴＦＥ、グラファイト、および任意に二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）を含む。特定の実施形態では、ＰＴＦＥは、ポリマー組成物の全量に基づき、約１％〜約２０％、または好ましくは約２％〜約１０％の濃度で存在する。特定の実施形態では、グラファイトは、ポリマー組成物の全量に基づき、約１％〜約５５％、または好ましくは約２％〜約２０％の濃度で存在してよい。ある実施形態では、ポリマー組成物、特にポリマースラスト軸受１１０は、炭素繊維を含んでよい。特定の実施形態では、炭素繊維は、ポリマー組成物の全量に基づき、約１％〜約４０％の濃度で存在してよい。
【００５５】
任意に、少なくとも約１４０℃のガラス転移温度を有するポリマー並びに摩擦および摩耗添加剤以外の１種以上の成分をポリマー組成物に含有させてもよい。これらの成分は、ポリマーであっても、全くポリマーでなくてもよい。
【００５６】
従って、例えば、補強または充填添加剤をポリマー組成物に含有させてポリマー組成物の特性のいくつか、特に以下の特性を改善することができる：短期機械的能力（すなわち、機械的強度、靱性、硬度、剛性）、熱伝導性、クリープ強さおよび耐破壊性、高温寸法安定性、耐疲労性など。摩擦および摩耗添加剤以外の添加剤としては、以下のものがある：ガラス繊維；石綿繊維；ホウ素繊維（例えば、タングステンまたはカーボネート糸へのホウ素微細顆粒の付着によって得られる）；金属繊維；窒化ケイ素Ｓｉ３Ｎ４のようなセラミック繊維；タルク−ガラス繊維；ウォラストナイトマイクロファイバーのようなケイ酸カルシウム繊維；炭化ケイ素繊維；金属ホウ化物繊維（例：ＴｉＢ２）およびこれらの混合物。また、二酸化チタンおよび／または群青顔料などの顔料をポリマー組成物に含有させてもよい。
【００５７】
本発明の特定の実施形態では、ポリマー組成物はさらに、実質的に約１４０℃未満、例えば、１３５℃未満、または１００℃未満のガラス転移温度を有する１種以上のポリマー、例えば、硫化ポリフェニレン（典型的には約８８℃のＴｇ）またはポリフタルアミド（典型的には約８５℃〜約１３０℃のＴｇ）を含む。実質的に約１４０℃未満のガラス転移温度を有する１種以上のポリマーをポリマー組成物に添加することは、特定の態様において、特に、ポリマースラスト軸受が満たすべき技術的要件に応じて、ポリマー組成物のコスト−特性バランスを最適化する目的のために有用となりうる。実際、本出願人の専門的知識によれば、実質的に約１４０℃未満のガラス転移温度を有する特定のポリマー、例えば、硫化ポリフェニレンおよびポリフタルアミド（これらは、少なくとも約１４０℃のガラス転移温度を有するポリマーに比べ、一般に実質的によりコスト的に魅力がある）は、少なくとも約１４０℃のガラス転移温度を有するポリマーによってもたらされる高レベルの耐摩擦および摩耗性を実質的に損なうことなく、ポリマー組成物に含有させることができる。実質的に約１４０℃未満のガラス転移温度を有する少なくとも１種のポリマーの重量は、少なくとも約１４０℃のガラス転移温度を有する少なくとも１種のポリマーの重量に基づき、有利には、多くとも１．０、好ましくは多くとも０．７５、より好ましくは多くとも０．５、および最も好ましくは多くとも０．２であり；これは、少なくとも０．０１、少なくとも０．０２、少なくとも０．０５、少なくとも０．１、少なくとも０．２または少なくとも０．５であってよい。また、本発明の特定の実施形態によれば、少なくとも約１４０℃のガラス転移温度を有する少なくとも１種のポリマーと、実質的に約１４０℃未満のガラス転移温度を有する少なくとも１種のポリマーとの合計重量は、ポリマー組成物の全量に基づき、約５０％〜約９９％、約６０％〜約９８％、約７０％〜約９７％、約８０％〜約９６％、または約９０％〜約９５％の範囲であってよい。
【００５８】
ある実施形態では、ポリマー組成物、特にポリマースラスト軸受１１０（または他の軸受製品）は、ポリ（アリールエーテルケトン）ポリマーを含んでもよい。本明細書で用いる「ポリ（アリールエーテルケトン）」（ＰＡＥＫ）という用語は、その反復単位の５０重量％超が、少なくとも１つのアリーレン基、少なくとも１つのエーテル基（−Ｏ−）および少なくとも１つのケトン基［−Ｃ（＝Ｏ）−］を含む１つ以上の化学式の反復単位（Ｒ１）である、あらゆるポリマーを包含する。
【００５９】
反復単位（Ｒ１）は、一般に、少なくとも１つの−Ａｒ−ＣＯ−Ａｒ−部分、特に、少なくとも１つの
【化１】
2013543958.tif 000003
部分を含み、とりわけ、以下：
【化２】
2013543958.tif 000004
（式中、
Ａｒは、独立して、フェニレン、ビフェニレンまたはナフチレンから選択される二価芳香族ラジカルであり、
Ｘは、独立して、Ｏ、Ｃ（＝Ｏ）または直接結合であり、
ｎは、０から３までの整数であり、
ｂ、ｃ、ｄおよびｅは、０または１であり、
ａは、１〜４の整数であり、
好ましくは、ｂが１のとき、ｄは０である）
並びにこれらの混合物から選択される。
【００６０】
より好ましくは、反復単位（Ｒ１）は、以下：
【化３】
2013543958.tif 000005
【化４】
2013543958.tif 000006
【化５】
2013543958.tif 000007
およびこれらの混合物から選択される。
【００６１】
さらに好ましくは、反復単位（Ｒ１）は、以下：
【化６】
2013543958.tif 000008
並びにこれらの混合物から選択される。
【００６２】
最も好ましくは、反復単位（Ｒ１）は、以下：
【化７】
2013543958.tif 000009
である。
【００６３】
ポリ（エーテルエーテルケトン）（ＰＥＥＫ）ポリマーとは、その反復単位の５０重量％超が、式（７）の反復単位（Ｒ１）である、あらゆるポリマーを指すものとする。ＰＥＫポリマーとは、その反復単位の５０重量％超が、式（６）の反復単位（Ｒ１）である、あらゆるポリマーを指すものとする。
【００６４】
ＰＥＥＫホモポリマーとは、全部でないにしても、ほぼ全部の反復単位が、式（７）の反復単位（Ｒ１）である、あらゆるポリマーを指すものとする。ＰＥＫポリマーとは、全部でないにしても、ほぼ全部の反復単位が、式（６）の反復単位（Ｒ１）である、あらゆるポリマーを指すものとする。
【００６５】
ポリ（アリールエーテルケトン）は、とりわけ、ホモポリマー、ランダム、交互またはブロックコポリマーであってよい。ポリ（アリールエーテルケトン）が、コポリマーであるとき、これは、特に（ｉ）式（６）〜（２５）から選択される少なくとも２つの異なる式の反復単位（Ｒ１）、または（ｉｉ）１つ以上の式（６）〜（２５）の反復単位（Ｒ１）と、反復単位（Ｒ１）とは異なる反復単位（Ｒ１＊）を含んでいてよい。
【００６６】
ポリ（アリールエーテルケトン）の反復単位の好ましくは７０重量％超、より好ましくは８５重量％超が反復単位（Ｒ１）である。さらに好ましくは、ポリ（アリールエーテルケトン）のほぼ全部の反復単位が反復単位（Ｒ１）である。最も好ましくは、ポリ（アリールエーテルケトン）のほぼ全部、または全部の反復単位が反復単位（Ｒ１）である。
【００６７】
ポリエーテルエーテルケトン（Ｐ１）は、１ｇ／１００ｍｌのポリエーテルエーテルケトン濃度の９５〜９８％硫酸中で測定して、少なくとも０．６０ｄｌ／ｇ、少なくとも０．６５ｄｌ／ｇ、または少なくとも０．７０ｄｌ／ｇ（ｄ＝１．８４ｇ／ｍｌ）の還元粘度（ＲＶ）を有することができる。測定は、Ｎｏ  ５０  Ｃａｎｎｏｎ−Ｆｌｅｓｋｅ粘度計を用いて実施し、ＲＶは、２５℃で、溶解から４時間未満の時間内に測定する。さらに、ポリエーテルエーテルケトン（Ｐ１）のＲＶは、とりわけ、多くとも１．２０ｄｌ／ｇ、または多くとも１．１０ｄｌ／ｇでありうる。ポリエーテルエーテルケトン（Ｐ１）はまた、０．７０〜０．９０ｄｌ／ｇ、または０．９０〜１．１０ｄｌ／ｇのＲＶを有することもできる。
【００６８】
ポリエーテルエーテルケトン（Ｐ１）は、ＡＳＴＭ  Ｄ３８３５に従い、細管レオメーターを用いて測定し、４００℃および１０００ｓ−１のせん断速度で、少なくとも０．１２ｋＰａ．ｓ、好ましくは少なくとも０．２５ｋＰａ．ｓ、より好ましくは少なくとも０．３２ｋＰａ．ｓ、さらに好ましくは少なくとも０．３８ｋＰａ．ｓの溶融粘度を有する。細管レオメーターとして、Ｋａｙｅｎｅｓｓ  Ｇａｌａｘｙ  Ｖ  Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒ（Ｍｏｄｅｌ ８０５２  ＤＭ  ）を用いることができる。さらに、ポリエーテルエーテルケトン（Ｐ１）は、ＡＳＴＭ  Ｄ３８３５に従い、細管レオメーターを用いて測定し、４００℃および１０００ｓ−１のせん断速度で、多くとも１．００ｋＰａ．ｓ、好ましくは多くとも０．５０ｋＰａ．ｓ、より好ましくは多くとも０．４４ｋＰａ．ｓの溶融粘度を有する。
【００６９】
ポリ（アリールエーテルケトン）（Ｐ１）、特にポリエーテルエーテルケトン（Ｐ１）を製造する、当該技術分野で公知の一方法は、少なくとも１種のビスフェノールと少なくとも１種のジハロベンゾイド化合物、および／または少なくとも１種のハロフェノール化合物の通常ほぼ等モル混合物を反応させる（求核重縮合反応）ステップを含む。上記の方法において好ましいビスフェノールは、ｐ−ヒドロキノンであり；上記の方法において好ましいジハロベンゾイド化合物は、４，４’−ジフルオロベンゾフェノンであり；上記の方法において好ましいハロフェノール化合物は、４−（４−フルオロベンゾイル）フェノールである。ポリエーテルエーテルケトン（Ｐ１）を製造するための、当該技術分野で公知の別の方法は、溶剤としてアルカリ性スルホン酸を用い、縮合剤の存在下で、フェノキシフェノキシ安息香酸などを求電子重合するステップを含む。ポリエーテルエーテルケトンは、特に、ＫＥＴＡＳＰＩＲＥ（登録商標）ＰＥＥＫとして、Ｓｏｌｖａｙ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｌ．Ｌ．Ｃ．から市販のものが入手可能である。
【００７０】
ある実施形態では、ポリマー組成物、特に、ポリマースラスト軸受１１０（または他の軸受製品）は、芳香族ポリイミドポリマーを含んでいてもよい。本発明の芳香族ポリイミド（Ｐ２）は、その反復単位（Ｒ１）の５０重量％超が、少なくとも１つの芳香環と少なくとも１つのイミド基を含む、あらゆるポリマーである。芳香族ポリイミド（Ｐ２）は、例えば、芳香族ポリアミドイミド、またはポリエーテルイミドとして分類されうる。
【００７１】
反復単位（Ｒ１）に含まれるイミド基は、イミド基そのもの［式（２６）］であってもよいし、および／またはそのアミド酸形態［式（２７）］であってもよい：
【化８】
2013543958.tif 000010
【００７２】
イミド基そのもの、および／またはその対応するアミド酸形態は、以下に示すように、芳香環に結合しているのが有利である：
【化９】
2013543958.tif 000011
（式中、Ａｒ’は、少なくとも１つの芳香環を含む部分を表す）。
【００７３】
イミド基は、縮合芳香族系として存在するのが有利であり、これにより、例えば、ベンゼンを含む［フタルイミド型構造、式（３０）］およびナフタレンを含む［ナフタルイミド型構造、式（３１）］５員または６員ヘテロ芳香環が得られる。
【化１０】
2013543958.tif 000012
【００７４】
第１の具体的実施形態では、芳香族ポリイミド（Ｐ２）の反復単位（Ｒ１）は、場合によってはイミド基のアミド酸形態に含まれるもの以外のエーテル基およびアミド基を一切含まない［反復単位（Ｒ１ａ）］。
【００７５】
反復単位（Ｒ１ａ）は、以下の式（３２）、（３３）および（３４）の反復単位、並びにこれらの混合物から選択するのが好ましい：
【化１１】
2013543958.tif 000013
式中、
−Ａｒは、以下から選択され：
【化１２】
2013543958.tif 000014
およびこれらの混合物、
（Ｘは、
【化１３】
2013543958.tif 000015
（ｎ＝１、２、３、４若しくは５）、
【化１４】
2013543958.tif 000016
およびこれらの混合物から選択される）；
−Ｒは、以下から選択される：
【化１５】
2013543958.tif 000017
およびこれらの混合物、
（Ｙは、
【化１６】
2013543958.tif 000018
（ｎ＝１、２、３、４若しくは５）、
【化１７】
2013543958.tif 000019
およびこれらの混合物から選択される）。
【００７６】
第２の具体的実施形態では、芳香族ポリイミド（Ｐ２）は、芳香族ポリアミド−イミドである。本発明の目的のために、芳香族ポリアミド−イミドとは、その反復単位（Ｒ１）の５０重量％超が、少なくとも１つの芳香環、少なくとも１つのイミド基（そのものおよび／またはそのアミド酸形態）、およびイミド基のアミド酸形態に含まれない少なくとも１つのアミド基を含む、あらゆるポリマーを指すものとする［反復単位（Ｒ１ｂ）］。
【００７７】
反復単位（Ｒ１ｂ）は、以下の反復単位（３５）および（３６）、並びにこれらの混合物から選択するのが好ましい：
【化１８】
2013543958.tif 000020
式中、
−Ａｒは、以下から選択され：
【化１９】
2013543958.tif 000021
およびこれらの混合物
【化２０】
2013543958.tif 000022
（Ｘは、
【化２１】
2013543958.tif 000023
（ｎ＝１、２、３、４若しくは５）、
【化２２】
2013543958.tif 000024
（ｎ＝１、２、３、４若しくは５）、およびこれらの混合物から選択される）；
−Ｒは、以下から選択される：
【化２３】
2013543958.tif 000025
およびこれらの混合物（Ｙは、
【化２４】
2013543958.tif 000026
（ｎ＝１、２、３、４若しくは５）、
【化２５】
2013543958.tif 000027
（ｎ＝１、２、３、４若しくは５）、およびこれらの混合物から選択される）。
【００７８】
より好ましくは、反復単位（Ｒ１ｂ）は、以下から選択する：
（Ｒ１ｂ−１）
【化２６】
2013543958.tif 000028
および／または対応するアミド−アミド酸を含む反復単位：
【化２７】
2013543958.tif 000029
（式（３８）に示す２つのアミド基と芳香環との結合は、１，３および１，４ポリアミド−アミド酸立体配置を表すことは理解されたい）；
（Ｒ１ｂ−２）
【化２８】
2013543958.tif 000030
および／または対応するアミド−アミド酸を含む反復単位：
【化２９】
2013543958.tif 000031
（式（４０）に示す２つのアミド基と芳香環との結合は、１，３および１，４ポリアミド−アミド酸立体配置を表すことは理解されたい）；並びに
（Ｒ１ｂ−３）
【化３０】
2013543958.tif 000032
および／または対応するアミド−アミド酸を含む反復単位：
【化３１】
2013543958.tif 000033
（式（４２）に示す２つのアミド基と芳香環との結合は、１，３および１，４ポリアミド−アミド酸立体配置を表すことは理解されたい）。
【００７９】
反復単位（Ｒ１ｂ）は、反復単位（Ｒ１ｂ−２）と（Ｒ１ｂ−３）の混合物であるのが好ましい。反復単位の全部でないにしても、ほぼ全部が、この基準を満たすポリアミド−イミドで、優れた結果が得られたが、これは、特に、Ｓｏｌｖａｙ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓから、ＴＯＲＬＯＮ（登録商標）ポリアミド−イミドとして市販のものが入手可能である。
【００８０】
芳香族ポリアミド−イミドは、特に、（ｉ）トリメリット酸無水物およびトリメリット酸無水物一酸ハロゲン化物から選択される少なくとも１種の酸性モノマーと、（ｉｉ）ジアミンおよびジイソシアネートから選択される少なくとも１種のコモノマーとの重縮合反応を含む方法によって製造することができる。
【００８１】
トリメリット酸無水物一酸ハロゲン化物の中でも、トリメリット酸無水物一酸塩化物が好ましい。
【００８２】
コモノマーは、少なくとも１つの芳香環を含むのが好ましい。さらに、これは、多くとも２つの芳香環を含むのが好ましい。より好ましくは、コモノマーは、ジアミンである。さらに好ましくは、ジアミンは、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、ｍ−フェニレンジアミンおよびこれらの混合物から選択する。
【００８３】
第３の実施形態では、芳香族ポリイミド（Ｐ２）は、芳香族ポリエーテルイミドである。本発明の目的のために、芳香族ポリエーテルイミドとは、その反復単位（Ｒ１）の５０重量％超が、少なくとも１つの芳香環、少なくとも１つのイミド基（そのものおよび／またはそのアミド酸形態）、および少なくとも１つのエーテル基を含む、あらゆるポリマーを意味するものとする［反復単位（Ｒ１ｃ）］。
【００８４】
反復単位（Ｒ１−ｃ）は、任意に、イミド基のアミド酸形態に含まれない少なくとも１つのアミド基をさらに含んでもよい。
【００８５】
芳香族ポリエーテルイミドの第１のクラスは、反復単位（Ｒ１）が以下から選択されるものからなる：
（Ｒ１ｃ−１）
【化３２】
2013543958.tif 000034
並びに
（Ｒ１ｃ−２）
【化３３】
2013543958.tif 000035
式中、
−Ａｒは、以下から選択され：
【化３４】
2013543958.tif 000036
およびこれらの混合物、（Ｘは、
【化３５】
2013543958.tif 000037
（ｎ＝１、２、３、４若しくは５）、
【化３６】
2013543958.tif 000038
およびこれらの混合物から選択される）；
−Ｒは、以下から選択されるエーテル含有部分である：
【化３７】
2013543958.tif 000039
およびこれらの混合物、
【００８６】
芳香族ポリエーテルイミドの第１クラスに関する限りでは、好ましいＡｒは、
【化３８】
2013543958.tif 000040
である。
【００８７】
芳香族ポリエーテルイミドの第１クラスに属する非常に好ましい芳香族ポリイミド（Ｐ２）は、反復単位（Ｒ１）が、以下の式のもの：
【化３９】
2013543958.tif 000041
および／またはその２つの対応するアミド酸形態［式（４３）の完全なイミド形態に対する式（４４）および（４５）を参照］
である。
【００８８】
反復単位の全部ではないにしても、ほぼ全部が、式（４８−ａ）のものである、および／または２つの対応するアミド酸形態である、芳香族ポリエーテルイミドは、特に、三井化学から、ＡＵＲＵＭ（登録商標）ポリイミドとして市販のものが入手可能である。
【００８９】
芳香族ポリエーテルイミドの第１クラスに属する他の非常に好ましい芳香族ポリイミド（Ｐ２）は、反復単位（Ｒ１）が、以下の式のもの：
【化４０】
2013543958.tif 000042
および／またはその２つの対応するアミド酸形態［式（４３）の完全にイミドの形態に対する式（４４）および（４５）を参照］
である。
【００９０】
反復単位の全部ではないにしても、ほぼ全部が、式（４８−ｂ）のものである、および／または２つの対応するアミド酸形態である、芳香族ポリエーテルイミドは、特に、ＤｕＰｏｎｔから、ＶＥＳＰＥＬ（登録商標）ポリイミドとして市販のものが入手可能である。
【００９１】
芳香族ポリエーテルイミドの第２のクラスは、以下のものからなる：反復単位（Ｒ１）が、反復単位（Ｒ１ｃ−４）：
【化４１】
2013543958.tif 000043
そのもの、および／またはそのアミド酸形態：
【化４２】
2013543958.tif 000044
および／または
【化４３】
2013543958.tif 000045
式中、
−→は、異性を示し、従って、あらゆる反復単位において、矢印が指し示す基は、図示する通り、または置き換えられた位置に存在する可能性があり；
−Ｅは、以下から選択され：
【化４４】
2013543958.tif 000046
（Ｅ−ｉ）
（Ｒ’は、互いに独立して、１〜６個の炭素原子、アリールまたはハロゲンを含むアルキルラジカルである）；
【化４５】
2013543958.tif 000047
（Ｅ−ｉｉ）
（ｎ＝１〜６の整数）；
【化４６】
2013543958.tif 000048
（Ｅ−ｉｉｉ）
（Ｒ’は、互いに独立して、１〜６個の炭素原子、アリールまたはハロゲンを含むアルキルラジカルである）；
【化４７】
2013543958.tif 000049
（Ｅ−ｉｖ）
（Ｒ’は、互いに独立して、１〜６個の炭素原子、アリールまたはハロゲンを含むアルキルラジカルであり；
Ｙは、以下から選択され：
（Ｙ−ｉ）１〜６炭素原子のアルキレン、特に、
【化４８】
2013543958.tif 000050
（ｎ＝１〜６の整数）、
（Ｙ−ｉｉ）１〜６炭素原子のペルフルオロアルキレン、特に、
【化４９】
2013543958.tif 000051
（ｎ＝１〜６の整数）、
（Ｙ−ｉｉｉ）４〜８炭素原子のシクロアルキレン；
（Ｙ−ｉｖ）１〜６炭素原子のアルキリデン；
（Ｙ−ｖ）４〜８炭素原子のシクロアルキリデン；
【化５０】
2013543958.tif 000052
−Ａｒ’’は、以下から選択される：
（Ａｒ’’−ｉ）６〜２０個の炭素原子を有する芳香族炭化水素ラジカルおよびそのハロゲン化置換物、またはそのアルキル置換誘導体（アルキル置換基は、１〜６個の炭素原子を有する）、例えば、以下：
【化５１】
2013543958.tif 000053
およびそのハロゲン化置換物、またはアルキル置換誘導体（アルキル置換基は、１〜６個の炭素原子を有する）；
（Ａｒ’’−ｉｉ）
【化５２】
2013543958.tif 000054
（Ｙは、上に定義した（Ｙ−ｉ）、（Ｙ−ｉｉ）、（Ｙ−ｉｉｉ）、（Ｙ−ｉｖ）、（Ｙ−ｖ）、（Ｙ−ｖｉ）、（Ｙ−ｖｉｉ）、（Ｙ−ｖｉｉｉ）、（Ｙ−ｉｘ）および（Ｙ−ｘ）から選択される）、
（Ａｒ’’−ｉｉｉ）２〜２０個の炭素原子を有するアルキレンおよびシクロアルキレンラジカル、並びに
（Ａｒ’’−ｉｖ）ポリジオルガノシロキサン末端基。
【００９２】
反復単位（Ｒ１）が、反復単位（Ｒ１ｃ−４）である芳香族ポリエーテルイミドは、当該技術分野で公知の方法のいずれによって製造してもよく、そのような方法としては、式：
【化５３】
2013543958.tif 000055
（Ｅは、上に定義した通りである）
のいずれかの芳香族ビス（エーテル無水物）と、式：
Ｈ２Ｎ−Ａｒ’’−ＮＨ２  （５３）
（Ａｒ’’は、上に定義した通りである）
のジアミノ化合物との反応がある。一般に、反応は、公知の溶剤、例えば、ｏ−ジクロロベンゼン、ｍ−クレゾール／トルエン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）などを用いて有利に実施することができ、溶剤中で、二無水化物とジアミンとの相互作用を約２０℃〜約２５０℃の温度で実施する。
【００９３】
あるいは、これらポリエーテルイミドは、式（５２）のいずれかの二無水化物と、式（５３）のいずれかのジアミノ化合物の混合物を高温で加熱すると同時に相互混合しながら、両者の溶融重合を行うことにより、製造することができる。
【００９４】
式（５２）の芳香族ビス（エーテル無水物）としては、例えば、以下のものがある：
−２，２−ビス［４−（２，３−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物；
−４，４’−ビス（２，３−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルエーテル二無水物；
−１，３−ビス（２，３−ジカルボキシフェノキシ）ベンゼン二無水物；
−４，４’−ビス（２，３−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルフィド二無水物；
−１，４−ビス（２，３−ジカルボキシフェノキシ）ベンゼン二無水物；
−４，４’−ビス（２，３−ジカルボキシフェノキシ）ベンゾフェノン二無水物；
−４，４’−ビス（２，３−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルホン二無水物；
−２，２−ビス［４（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物；
−４，４’−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルエーテル二無水物；
−４，４’−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルフィド二無水物；
−１，３−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ベンゼン二無水物；
−１，４−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ベンゼン二無水物；
−４，４’−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ベンゾフェノン二無水物；
−４−（２，３−ジカルボキシフェノキシ）−４’−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニル−２，２−プロパン二無水物など、およびこれら二無水物の混合物。
【００９５】
式（５３）の有機ジアミンとしては、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、２，２−ビス（ｐ−アミノフェニル）プロパン、４，４’−ジアミノジフェニル−メタン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、１，５−ジアミノナフタレン、３，３’−ジメチルベンジジン、３，３’−ジメトキシベンジジンがある。
【００９６】
反復単位（Ｒ１ｃ−４）において、Ｅは、好ましくは（Ｅ−ｉ）
【化５４】
2013543958.tif 000056
（Ｒ’は、互いに独立して、１〜６個の炭素原子、アリールまたはハロゲンを含むアルキルラジカルであり；より好ましくは、Ｅは、非置換ｍ−フェニレンである）
から選択される。
【００９７】
さらに、反復単位（Ｒ１ｃ−４）において、Ａ’’は、好ましくは（Ａｒ’’−ｉｉ）
【化５５】
2013543958.tif 000057
（Ｙは、上に定義した（Ｙ−ｉ）、（Ｙ−ｉｉ）、（Ｙ−ｉｉｉ）、（Ｙ−ｉｖ）、（Ｙ−ｖ）、（Ｙ−ｖｉ）、（Ｙ−ｖｉｉ）、（Ｙ−ｖｉｉｉ）、（Ｙ−ｉｘ）および（Ｙ−ｘ）から選択される）
から選択される。
【００９８】
より好ましくは、Ａ’’は、
【化５６】
2013543958.tif 000058
である。
【００９９】
反復単位（Ｒ１ｃ−４）が、式（５４）の反復単位そのもの、すなわちイミド形態、および／またはアミド酸形態［式（５５）および（５６）］であるとき、良好な結果が得られる：
【化５７】
2013543958.tif 000059
および／または
【化５８】
2013543958.tif 000060
および／または
【化５９】
2013543958.tif 000061
（式（５５）および（５６）において、→は、異性を示し、従って、あらゆる反復単位において、この矢印が指し示す基は、図示する通り、または置き換えられた位置に存在しうる）。
【０１００】
反復単位（Ｒ１ｃ−４）が、式（５４）の反復単位そのもの、すなわちイミド形態、および／またはアミド酸形態［式（５５）および（５６）］であるとき、優れた結果が得られる。
【０１０１】
全部ではないにしても、ほぼ全部の反復単位が、式（５４）の反復単位、および／またはその対応するアミド酸形態（５５）および／または（５６）である、芳香族ポリエーテルイミドは、Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ（現在はＳＡＢＩＣ）から、ＵＬＴＥＭ（登録商標）ポリエーテルイミドとして市販のものが入手可能である。
【０１０２】
反復単位（Ｒ１ｃ−４）が、以下に示すように、式（５７）の反復単位そのもの、すなわちイミド形態、および／またはアミド酸形態［式（５８）および（５９）］、並びにこれらの混合物であるとき、良好な結果が得られる：
【化６０】
2013543958.tif 000062
式中、
−（５８）および（５９）は、式（５７）のイミド形態に対応するアミド酸形態であり；
−→は、異性を示し、従って、あらゆる反復単位において、この矢印が指し示す基は、図示する通り、または置き換えられた位置に存在する可能性があり；
−Ａｒ’’は、以下の構造から選択される：
【化６１】
2013543958.tif 000063
（結合基は、オルト、メタまたはパラ位置にあり、Ｒ’は、水素原子であるか、または１〜６個の炭素原子を含むアルキルラジカルである）、
【化６２】
2013543958.tif 000064
（Ｒは、６個以下の炭素原子からなる脂肪族二価基、例えば、メチレン、エチレン、イソプロピレンなどである）。
【０１０３】
全部ではないにしても、ほぼ全部の反復単位が、式（５７）の反復単位、および／または式（５８）および／または（５９）のその対応するアミド酸形態である、芳香族ポリエーテルイミドは、Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ（現在のＳＡＢＩＣ）から、ＥＸＴＥＭ（登録商標）ポリエーテルイミドとして市販のものが入手可能である。
【０１０４】
７５重量％以上、好ましくは９０重量％超の芳香族ポリイミド（Ｐ２）の反復単位が、反復単位（Ｒ１）であるのが好ましい。より好ましくは、全部ではないにしても、ほぼ全部の芳香族ポリイミド（Ｐ２）の反復単位が、反復単位（Ｒ１）である。
【０１０５】
ポリマー組成物は、唯一の芳香族ポリイミド（Ｐ２）を含むことができる。あるいは、これは、２種、３種、または４種以上の芳香族ポリイミド（Ｐ２）を含むこともできる。
【０１０６】
システム
新規のパワートレーン構成システムが、システム内で超高ＰＶ状態に暴露されるポリマー軸受製品を用いて開発された。これらのパワートレーン構成システムとしては、エンジン（例えば、内燃機関）、変速機、または差動装置の構成システムが挙げられる。特定の実施形態では、パワートレーン構成システムは、変速機、例えば、自動変速機、手動変速機、連続可変変速機、またはデュアルクラッチ変速機である。例えば、ポリマー軸受製品は、クラッチ、トルクコンバーター、トルクダンパー、またはコンセントリックスレーブシリンダーの構成部品として、使用してよい。ポリマー軸受製品は、軽荷重変速機構成システム、重荷重変速機構成システム、および／またはオフロード変速機構成システムに使用してもよい。
【０１０７】
「軸受製品」とは、比較的高い荷重、比較的高い速度、またはその両方にさらされる軸受表面を有する製品を指す。本明細書で用いる「軸受製品」および「軸受」は、例えば、滑動、旋回、振動、往復運動、回転などによって、相対運動中の表面と相互作用する表面を有するあらゆる製品を指す。このような製品の例として、限定するものではないが、スラスト軸受、スリーブ軸受、ジャーナル軸受、スラストワッシャー、防舷材、軸受パッド、針軸受、玉軸受（玉を含む）、バルブシート、ピストンリング、バルブガイド、圧縮機羽根、およびシール（固定用および運動用の両方）がある。特定の実施形態では、軸受製品は、アキシャル軸受、例えば、スラスト軸受であってよい。本明細書に開示するアキシャル軸受は、超高ＰＶシステムにおいて針軸受の代わりに用いてもよい。
【０１０８】
ポリマー軸受製品は、少なくとも約１４０℃のガラス転移温度を有する少なくとも１種のポリマーと、少なくとも１種の摩擦および摩耗添加剤とを含むポリマー組成物を含む。ポリマー組成物の重量は、ポリマー軸受製品に基づき、通常、１０％を超え、往々にして５０％を超え、または９０％も超え；多くの実施形態では、ポリマー軸受製品は、ポリマー組成物から構成される。ポリマー軸受製品は、１つの部品から構成することもできるし、または数個の部品から構成することもできる。ポリマー軸受製品は、特に、数個の部品から構成され、前記部品の少なくとも１つ、また場合によっては、これら部品の全てが、ポリマー組成物から成るものであり；数個構成ポリマー軸受製品の少なくとも１つの部品が、ポリマー組成物以外の材料（例えば、金属またはスチール）から成るもの［以後、他の部品と呼ぶ」であるとき、前記他の部品の重量は、ポリマー軸受製品の重量に基づき、通常、９０％未満、往々にして５０％未満、または１０％未満である。本発明によれば、特定の好ましいポリマー軸受製品は、ポリマー組成物から成る単一部品であり；別の好ましいポリマー軸受製品は、ポリマー組成物から成る数個の部品で構成される。
【０１０９】
好ましくは、上記のシステムはさらに、潤滑剤、例えば、モーター油または変速機油も含む。
【０１１０】
本発明の別の態様は、前述したパワートレーン構成システムで使用される際、超高ＰＶ状態に暴露されるポリマー軸受製品を含む、パワートレーン構成システムに関する。「ポリマー軸受製品」という用語は、前述したポリマー軸受製品を意味する。パワートレーン構成部品は、例えば、クラッチ、トルクコンバーター、トルクダンパー、またはコンセントリックスレーブシリンダーであってよい。
【０１１１】
図２は、パワートレーン構成部品のようなシステム１３０を示し、これは、ポリマー軸受製品１３８、例えば、ポリマースラスト軸受（例：図１のポリマースラスト軸受１１０）を用いる。例示する実施形態では、ポリマー軸受製品１３８は、シャフト１３２上で、回転部品１３４と固定部品１３６との間に配置される。ある実施形態では、固定部品１３６は、逆回転部品であるか、またはシャフト１３２と一緒に回転する回転部品１３４とは異なる角速度で回転する部品であってよい。システム１３０は、モーター油または変速機油などの潤滑剤を含んでいてもよく、これは、ポリマー軸受製品１３８、固定部品１３６、回転部品１３４、およびシャフト１３２の相互作用する表面同士の間に提供される。システム１３０は、不足−供給潤滑方式または完全潤滑方式で、例えば、相互作用面同士の間に、潤滑剤を循環させてもよい。不足−供給方式の場合には、潤滑剤は、約０．０２５Ｌ／分以下の流量で循環させてよい。完全潤滑方式の方が好ましいが、この場合には、約０．０２５Ｌ／分以上、例えば、約０．０２５Ｌ／分〜約１Ｌ／分、または約０．０２５Ｌ／分〜約０．１Ｌ／分、または約０．０２５Ｌ／分〜約０．０５Ｌ／分の流量で循環させてよい。ある実施形態では、上記のシステムは、ポリマー軸受製品１３８を約９０℃以上、約１２０℃以上、または約１３０℃以上の潤滑剤温度に暴露する。
【０１１２】
例としての実施形態において、ポリマー軸受製品１３８は、ポリマーマトリックス材料と、このポリマーマトリックス材料の性能特性を改善する１種以上の添加剤から構成される。ある実施形態では、ポリマーマトリックス材料は、約１４０℃以上のＴｇを有するポリマーを含む。特定の実施形態では、ポリマーは、約２００℃以上、約２４０℃以上、または約２７０℃以上のＴｇを有する。ある実施形態では、ポリマー軸受製品１３８は、潤滑システムにおいて、約０．０４以下のＣＯＦを有する材料を含む。特定の実施形態では、ポリマー軸受製品１３８は、潤滑システムにおいて、約０．０３以下、０．０２以下、または０．０１以下のＣＯＦを有する材料を含む。ある実施形態では、ポリマー軸受製品１３８は、約１，１００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（２３５４０ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上のＰＶ限界を有する。特定の実施形態では、ポリマー軸受製品１３８は、約１，５００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（３２，１００ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上、約１，７５０，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（３７，４５０ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上、または約２，０００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（４２，８００ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上、最も好ましくは、約２，５００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（５３，５００ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上、あるいは約３，０００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（６４，２００ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上のＰＶ限界を有する。ある実施形態において、ポリマー軸受製品１３８は、約０．２以下のＷＦを有する。特定の実施形態では、ポリマー軸受製品１３８は、約０．１以下、０．０５以下、または０．０１以下のＷＦを有する。好ましい実施形態では、ポリマースラスト軸受１１０は、約１．０以下、０．８０以下、０．６０以下、０．５０以下、０．２０以下、０．１０以下、０．０８以下、０．０５以下、または０．０１以下のＷＦを有する。
【０１１３】
前述のように、摩擦係数（ＣＯＦ）および摩耗指数（ＷＦ）は、修正ＡＳＴＭ  Ｄ３７０２方法に従って測定することは理解されたい。
【０１１４】
ポリマーマトリックス材料は、ＰＩ（例えば、芳香族ＰＡＩ）、ＰＡＥＫ（例えば、ＰＥＥＫ）、またはＰＰＡポリマーを含んでもよい。各種の添加剤をポリマーマトリックス材料に含有させてもよい。ある実施形態では、ポリマー軸受製品１３８は、ポリマーマトリックス材料中または上に含有させたＰＴＦＥ、グラファイト、および／またはＭｏＳ２を含む。ある実施形態では、ポリマー軸受製品１３８は、ポリマーマトリックス材料に含有させた炭素繊維を含んでもよい。
【０１１５】
ある実施形態では、システム１３０は、速度と圧力の積が、約１，１００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（２３５４０ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上であるような速度および圧力にポリマー軸受製品１３８をさらす。特定の実施形態では、速度と圧力の積が、約１，５００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（３２，１００ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上、約１，７５０，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（３７，４５０ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上、約２，０００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（４２，８００ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上、最も好ましくは、約２，５００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（５３，５００ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上、あるいはまた約３，０００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（６４，２００ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上であるような速度および圧力にポリマー軸受製品１３８をさらす。
【０１１６】
一例としての実施形態では、システム１３０は、約２００ｐｓｉ（１４．０６ｋｇ／ｃｍ２）以上、約３００ｐｓｉ（２１．０９ｋｇ／ｃｍ２）以上、４００ｐｓｉ（２８．１２ｋｇ／ｃｍ２）以上、５００ｐｓｉ（３５．１５ｋｇ／ｃｍ２）以上、６００ｐｓｉ（４２．１８ｋｇ／ｃｍ２）以上、または７００ｐｓｉ（４９．２１ｋｇ／ｃｍ２）以上の圧力にポリマー軸受製品１３８をさらす。一例としての実施形態では、システム１３０は、約２８００ｆｐｍ（８５３．４４ｍ／分）以上、３０００ｆｐｍ（９１４．４０ｍ／分）以上、または３２００ｆｐｍ（９７５．３６ｍ／分）以上の速度にポリマー軸受製品１３８をさらす。ある実施形態では、システム１３０は、約２００ｐｓｉ（１４．０６ｋｇ／ｃｍ２）〜約２５００ｐｓｉ（１７５．７５ｋｇ／ｃｍ２）の圧力、および約４４０ｆｐｍ（１３４．１１ｍ／分）〜約５５００ｆｐｍ（１６７６．４０ｍ／分）の速度にポリマー軸受製品１３８をさらすが、その際、ＰとＶの積は、約１，１００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（２３５４０ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上である。一例としての実施形態では、システム１３０は、約３００ｐｓｉ（２１．０９ｋｇ／ｃｍ２）〜約９００ｐｓｉ（６３．２７ｋｇ／ｃｍ２）の圧力、および約２８００ｆｐｍ（８５３．４４ｍ／分）〜約３６００ｆｐｍ（１０９７．２８ｍ／分）の速度にポリマー軸受製品１３８をさらす。
【０１１７】
方法
超高ＰＶ環境においてポリマー軸受製品を用いるための新規の方法が開発される。一例としての実施形態では、この方法は、速度と圧力の積が、約１，１００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（２３５４０ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上であるような速度および圧力にポリマー軸受製品をさらすことを含む。例えば、ポリマー軸受製品は、それを超高ＰＶ環境にさらすパワートレーン構成システムで使用することができる。特定の実施形態では、図２に示すシステム１３０のような、回転部品同士の摩擦を低減するためのシステムにおいて、ポリマー軸受製品を超高ＰＶ状態にさらすことができる。ある実施形態では、ポリマー軸受製品は、図１のポリマースラスト軸受１１０のようなポリマースラスト軸受である。一例としての実施形態では、ポリマー軸受製品は、潤滑環境において使用され、その際、ポリマー軸受製品の相互作用面上に潤滑剤が施される。本方法は、不足−供給潤滑方式または完全潤滑方式で、例えば、相互作用面同士の間で、潤滑剤を循環させることを含んでもよい。不足−供給方式の場合には、潤滑剤は、約０．０２５Ｌ／分以下の流量で循環させてよい。完全潤滑方式の場合には、約０．０２５Ｌ／分以上、例えば、約０．０２５Ｌ／分〜約１Ｌ／分、若しくは約０．０２５Ｌ／分〜約０．１Ｌ／分、または約０．０２５Ｌ／分〜約０．０５Ｌ／分の流量で循環させてよい。ある実施形態では、本方法は、ポリマー軸受製品を約９０℃以上、約１２０℃以上、または約１３０℃以上の潤滑剤温度に暴露することを含んでもよい。
【０１１８】
例としての実施形態において、ポリマー軸受製品は、ポリマーマトリックス材料と、このポリマーマトリックス材料の性能特性を改善する１種以上の添加剤から構成される。ある実施形態では、ポリマーマトリックス材料は、約１４０℃以上のＴｇを有するポリマーを含む。特定の実施形態では、ポリマーは、約２００℃以上、約２４０℃以上、または約２７０℃以上のＴｇを有する。ある実施形態では、ポリマー軸受製品は、潤滑システムにおいて、約０．０４以下のＣＯＦを有する材料を含む。特定の実施形態では、ポリマー軸受製品は、潤滑システムにおいて、約０．０３以下、０．０２以下、または０．０１以下のＣＯＦを有する材料を含む。ある実施形態では、ポリマー軸受製品は、約１，１００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（２３５４０ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上のＰＶ限界を有する。特定の実施形態では、ポリマー軸受製品は、約１，５００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（３２，１００ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上、約１，７５０，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（３７，４５０ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上、約２，０００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（４２，８００ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上、最も好ましくは約２，５００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（５３，５００ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上、または約３，０００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（６４，２００ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上のＰＶ限界を有する。ある実施形態において、ポリマー軸受製品は、約０．２以下のＷＦを有する。特定の実施形態では、ポリマー軸受製品は、約０．１以下、０．０５以下、または０．０１以下のＷＦを有する。好ましい実施形態では、ポリマースラスト軸受１１０は、約１．０以下、０．８０以下、０．６０以下、０．５０以下、０．２０以下、０．１０以下、０．０８以下、０．０５以下、または０．０１以下のＷＦを有する。
【０１１９】
前述のように、摩擦係数（ＣＯＦ）および摩耗指数（ＷＦ）は、修正ＡＳＴＭ  Ｄ３７０２法に従って測定することは理解されたい。
【０１２０】
ポリマーマトリックス材料は、ＰＩ（例えば、芳香族ＰＡＩ）、ＰＡＥＫ（例えば、ＰＥＥＫ）、またはＰＰＡポリマーを含んでもよい。各種の添加剤をポリマーマトリックス材料に含有させてもよい。ある実施形態では、ポリマー軸受製品は、ポリマーマトリックス材料に含有させたＰＴＦＥ、グラファイト、および／またはＭｏＳ２を含む。ある実施形態では、ポリマー軸受製品は、ポリマーマトリックス材料に含有させた炭素繊維を含んでもよい。
【０１２１】
ある実施形態では、本方法は、速度と圧力の積が、約１，１００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（２３５４０ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上であるような速度および圧力にポリマー軸受製品３８をさらす。特定の実施形態では、速度と圧力の積が、約１，５００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（３２，１００ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上、約１，７５０，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（３７，４５０ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上、約２，０００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（４２，８００ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上、最も好ましくは、約２，５００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（５３，５００ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上、または約３，０００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（６４，２００ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上であるような速度および圧力にポリマー軸受製品をさらす。ポリマー軸受製品は、実質的な期間にわたって、断続的または連続的にこうした超高ＰＶ状態に暴露されうる。
【０１２２】
一例としての実施形態では、本方法は、約２００ｐｓｉ（１４．０６ｋｇ／ｃｍ２）以上、または約３００ｐｓｉ（２１．０９ｋｇ／ｃｍ２）以上、４００ｐｓｉ（２８．１２ｋｇ／ｃｍ２）以上、５００ｐｓｉ（３５．１５ｋｇ／ｃｍ２）以上、６００ｐｓｉ（４２．１８ｋｇ／ｃｍ２）以上、または７００ｐｓｉ（４９．２１ｋｇ／ｃｍ２）以上の圧力にポリマー軸受製品をさらす。一例としての実施形態では、本方法は、約２８００ｆｐｍ（８５３．４４ｍ／分）以上、３０００ｆｐｍ以上、または３２００ｆｐｍ（９７５．３６ｍ／分）以上の速度にポリマー軸受製品をさらす。ある実施形態では、本方法は、約２００ｐｓｉ（１４．０６ｋｇ／ｃｍ２）〜約２５００ｐｓｉ（１７５．７５ｋｇ／ｃｍ２）の圧力および約４４０ｆｐｍ（１３４．１１ｍ／分）〜約５５００ｆｐｍの速度にポリマー軸受製品をさらすが、その際、ＰとＶの積は、約１，１００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（２３５４０ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）以上である。一例としての実施形態では、本方法は、約３００ｐｓｉ（２１．０９ｋｇ／ｃｍ２）〜約９００ｐｓｉ（６３．２７ｋｇ／ｃｍ２）の圧力、および約２８００ｆｐｍ（８５３．４４ｍ／分）〜約３６００ｆｐｍ（１０９７．２８ｍ／分）の速度にポリマー軸受製品をさらす。
【実施例】
【０１２３】
実施例１
８５重量％のＴｏｒｌｏｎ純正樹脂４０００Ｔ（Ｓｏｌｖａｙ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，ＬＬＣ）、１２重量％のグラファイト、および３％のＰＴＦＥから構成されるポリマー軸受製品を、図３の試験装置１４０を用いて分析した。ポリマー軸受製品は、直径が１．１インチ（２．７９ｃｍ２）であり、４つの半径方向溝を有した。各半径方向溝は、幅０．１４インチ、深さ０．１１５インチであった。２回の試験ランを実施して、ポリマー軸受製品のＰＶ限界を分析した。各ランについて、Ｖａｌｖｏｌｉｎｅ  Ｄｅｘｒｏｎ  ＩＩＩ（登録商標）自動変速機油（Ｖａｌｖｏｌｉｎｅ  Ｏｉｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）浴にポリマー軸受製品を維持しながら、速度を８００ｆｔ／分に維持すると共に、圧力を徐々に増加した。これらの試験実施の結果を図４に示す。ポリマー軸受製品は、２，０００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（４２，８００ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）で安定していた。
【０１２４】
実施例２
実施例１の組成物から形成されるポリマー軸受製品を、図３の試験装置１４０を用いて分析した。ポリマー軸受製品は、直径が１．１インチ（２．７９ｃｍ２）で、４つの半径方向溝を有した。各半径方向溝は、幅０．１４インチ（３．５６ｃｍ）、深さ０．１１５インチ（２９２１ミクロン）であった。Ｖａｌｖｏｌｉｎｅ  Ｄｅｘｒｏｎ  ＩＩＩ（登録商標）自動変速機油（Ｖａｌｖｏｌｉｎｅ  Ｏｉｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）浴において１５５０ｆｐｍ（４７２．７５ｍ／分）の速度にポリマー軸受製品を暴露して、圧力を６時間にわたり徐々に増加した。ＰＶ、ＣＯＦ、サンプル温度、およびチャンバー温度を試験ラン中に測定した。試験ランの結果を図５、６および７に示す。ＰＶ限界は、２，０００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（４２，８００ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）を上回った。
【０１２５】
実施例３
実施例１の組成物から形成されるポリマー軸受製品を、図３の試験装置１４０を用いて分析した。ポリマー軸受製品は、直径が１．１インチ（２．７９ｃｍ２）で、４つの半径方向溝を有した。各半径方向溝は、幅０．１４インチ（３．５６ｃｍ）、深さ０．１１５インチ（２９２１ミクロン）であった。Ｖａｌｖｏｌｉｎｅ  Ｄｅｘｒｏｎ  ＩＩＩ（登録商標）自動変速機油（Ｖａｌｖｏｌｉｎｅ  Ｏｉｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）浴において、７８７ｐｓｉの圧力および１５５０ｆｐｍ（４７２．７５ｍ／分）の速度にポリマー軸受製品を暴露した。チャンバー温度、サンプル温度、ＣＯＦおよびトルクを測定した。試験ランの結果を図８および９に示す。サンプルの摩耗指数は約０．２であった。
【０１２６】
実施例４
実施例１の組成物から形成されるポリマー軸受製品を、図３の試験装置１４０を用いて分析した。ポリマー軸受製品は、直径が１．１インチ（２．７９ｃｍ２）で、４つの半径方向溝を有した。各半径方向溝は、幅０．１４インチ（３．５６ｃｍ）、深さ０．１１５インチ（２９２１ミクロン）であった。０．０２５Ｌ／分でＶａｌｖｏｌｉｎｅ  Ｄｅｘｒｏｎ  ＩＩＩ（登録商標）自動変速機油（Ｖａｌｖｏｌｉｎｅ  Ｏｉｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）を再循環させながら、１０００ｐｓｉ超の圧力および１７７０ｆｐｍ（５３９．４９６ｍ／分）の速度にポリマー軸受製品を暴露した。チャンバー温度および対応表面温度を測定した。試験ランの結果を図１０に示す。サンプルは、約１，８４０，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（３９３７６ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）で融解した。
【０１２７】
実施例５
実施例１の組成物から形成されるポリマー軸受製品を、図３の試験装置１４０を用いて分析した。ポリマー軸受製品は、直径が１．１インチ（２．７９ｃｍ２）で、４つの半径方向溝を有した。各半径方向溝は、幅０．１４インチ（３．５６ｃｍ）、深さ０．１１５インチ（２９２１ミクロン）であった。０．０２５Ｌ／分でＶａｌｖｏｌｉｎｅ  Ｄｅｘｒｏｎ  ＩＩＩ（登録商標）自動変速機油（Ｖａｌｖｏｌｉｎｅ  Ｏｉｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）を再循環させながら、１７００ｐｓｉ超の圧力および１７７０ｆｐｍ（５３９．４９６ｍ／分）の速度にポリマー軸受製品を暴露した。チャンバー温度および対応表面温度を測定した。試験ランの結果を図１１に示す。試験は、約３，０００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（６４，２００ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）で停止した。
【０１２８】
実施例６
実施例１の組成物から形成されるポリマー軸受製品を、図３の試験装置１４０を用いて分析した。ポリマー軸受製品は、直径が１．１インチ（２．７９ｃｍ２）で、４つの半径方向溝を有した。各半径方向溝は、幅１ｍｍ、深さ１００ミクロンであった。０．０２５Ｌ／分でＶａｌｖｏｌｉｎｅ  Ｄｅｘｒｏｎ  ＩＩＩ（登録商標）自動変速機油（Ｖａｌｖｏｌｉｎｅ  Ｏｉｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）を再循環させながら、約２０００ｐｓｉまでの圧力および１７７０ｆｐｍ（５３９．４９６ｍ／分）の速度にポリマー軸受製品を暴露した。チャンバー温度および対応表面温度を測定した。試験実施の結果を図１２に示す。試験は、約２０００ｐｓｉで停止した。
【０１２９】
実施例７
実施例１の組成物から形成されるポリマー軸受製品を、図３の試験装置１４０を用いて分析した。ポリマー軸受製品は、直径が２インチ（５．０８ｃｍ）で、１０の半径方向溝を有した。各半径方向溝は、幅４ｍｍ、深さ５００ミクロンであった。０．０２５Ｌ／分でＶａｌｖｏｌｉｎｅ  Ｄｅｘｒｏｎ  ＩＩＩ（登録商標）自動変速機油（Ｖａｌｖｏｌｉｎｅ  Ｏｉｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）を再循環させながら、約２０００ｐｓｉまでの圧力および３２２２ｆｐｍ（９８２．０６６ｍ／分）の速度にポリマー軸受製品を暴露した。チャンバー温度および対応表面温度を測定した。試験ランの結果を図１３に示す。試験は、試験装置のモーターの過トルク発生のために、約１，８４０，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（３９３７６ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）で停止した。
【０１３０】
以上の記載内容は、あくまで本発明の好ましい実施形態に関するものであり、以下に示す特許請求の範囲およびその同等物によって定められる本発明の全体的精神および範囲から逸脱することなく、様々な変更および改変を実施しうることは理解すべきである。
【０１３１】
実施例８
７８重量％のＴｏｒｌｏｎ純正樹脂４０００Ｔ（Ｓｏｌｖａｙ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，ＬＬＣ）、２０重量％のグラファイト、および２％のＰＴＦＥから構成されるポリマー軸受製品を、図３の試験装置１４０を用いて分析した。ポリマー軸受製品は、直径が２インチ（５．０８ｃｍ）であり、２６の半径方向溝を有した。各半径方向溝は、幅１ｍｍ、深さ３００ミクロンであった。流量０．２０Ｌ／分で、９０℃のＶａｌｖｏｌｉｎｅ  Ｄｅｘｒｏｎ  ＩＩＩ（登録商標）自動変速機油（Ｖａｌｖｏｌｉｎｅ  Ｏｉｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）を再循環させながら、３２２２ｆｐｍ（９８２．０６６ｍ／分）の速度にポリマー軸受製品を暴露し、圧力を６時間にわたり徐々に増加した。試験実施中、ＰＶ、ＣＯＦ、サンプル温度、およびチャンバー温度を測定した。ＣＯＦは、前述の修正ＡＳＴＭ  Ｄ３７０２法に従って決定した。試験ランの結果を図１４および１５に示す。ＰＶ限界は、２，５００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（５３，５００ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）を上回った。
【０１３２】
実施例９
７８重量％のＴｏｒｌｏｎ純正樹脂４０００Ｔ（Ｓｏｌｖａｙ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，ＬＬＣ）、２０重量％のグラファイト、および２％のＰＴＦＥから構成されるポリマー軸受製品の摩耗、摩耗率および摩耗指数の決定
【０１３３】
前述の修正ＡＳＴＭ  Ｄ３７０２法に従い、摩耗、摩耗率および摩耗指数を決定したが、これは、以下に詳しく説明するように実施した。
【０１３４】
内径１．８６９インチ（４．７４７ｃｍ）、外径２インチ（５．０８ｃｍ）、接触面積０．３２６ｉｎ２、平均半径０．９６７インチで、２６の半径方向溝（各々、幅１ｍｍ、深さ３００ミクロン）を有する試験サンプルを、７８重量％のＴｏｒｌｏｎ純正樹脂４０００Ｔ（Ｓｏｌｖａｙ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，ＬＬＣ）、２０重量％のグラファイト、および２％のＰＴＦＥを含む組成物から成る射出成型プラークから製造した。試験サンプルを再硬化させた。さらに、サンプルを穿孔して、中心かつオフセット穴を設けることにより、試験機械（Ｍｕｌｔｉ−Ｓｐｅｃｉｍｅｎ  Ｆａｌｅｘ（登録商標）Ｔｅｓｔ  Ｍａｃｈｉｎｅ、Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｖｅｒｓｉｏｎ（Ｓｅｒｉａｌ  Ｎｏ．９００６３１００１８１６Ｒ；Ｆａｌｅｘ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｓｕｇａｒ  Ｇｒｏｖｅ，Ｉｌｌ．）の大きなスラストワッシャーサンプルホルダーに嵌まるようにし、メタノールで洗浄することにより、残留油を全て除去した。ＡＳＴＭ  Ｄ３７０２に記載されており、かつ図３の試験装置１４０に相当するＭｕｌｔｉ−Ｓｐｅｃｉｍｅｎ  Ｆａｌｅｘ（登録商標）Ｔｅｓｔ  Ｍａｃｈｉｎｅを、潤滑剤としてＶａｌｖｏｌｉｎｅ  Ｄｅｘｒｏｎ  ＩＩＩ（登録商標）自動変速機油（Ｖａｌｖｏｌｉｎｅ  Ｏｉｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）を再循環させながら、固定スチールワッシャー（例えば、固定スチールワッシャーは、１６±２ｕｉｎ  Ｒａ表面粗さを有する１０１８スチールであり、これは、本来の装置製造者であるＦａｌｅｘから購入したものであり、またＡＳＴＭ  Ｄ３７０２に記載されている）に対して荷重下で回転する試験サンプルと一緒に操作した。荷重は、死重を加えるのではなく、空気圧システムよって、１０：１レバーアームまで加える。サンプル熱電対を、サンプルと接触させずに、対応表面至近（サンプルから１．５ｍｍ）に配置する。
【０１３５】
流量０．２０Ｌ／分のＶａｌｖｏｌｉｎｅ  Ｄｅｘｒｏｎ  ＩＩＩ（登録商標）自動変速機油（Ｖａｌｖｏｌｉｎｅ  Ｏｉｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）を、２ガロンの温度制御タンクからＬｅｅｓｏｎ  Ｓｐｅｅｄ  Ｍａｓｔｅｒギヤポンプによって供給した。流量は、０．１〜０．７５Ｌ／分流量の能力を有するＨｅｄｌａｎｄ流量計によって制御した。変速機油をサンプル台の基部へと送り、サンプルの中心から、回転する試験表面全体に行き渡らせた。変速機油を下部の穴を通じてチャンバーから排出して、重力により油タンクに再循環させた。
【０１３６】
試験条件は、以下のように選択した：回転速度６３６５ｒｐｍ；圧力Ｐ４００ｐｓｉ（２８．１２ｋｇ／ｃｍ２）、速度（Ｖ）約３２２２ｆｐｍ（９８２．０６６ｍ／分）およびＰＶ１，３００，０００ｐｓｉ−ｆｐｍ（２７８２０ｋｇ／ｃｍ２×ｍ／分）を得るための荷重１３１  ｌｂｓ（５９．４ｋｇ）。各試験は、２５時間の初期ならし運転期間と、続く２５時間の試験時間からなり、この試験時間は、各々同じ選択荷重および速度で、合計１００時間に達するまで繰り返した。２５時間の試験時間が終わる毎に、試験を停止し、サンプルホルダーを試験リグから外して、試験サンプルをホルダーから取り出した。室温で少なくとも１時間後に、０．０００１ｉｎまで測定可能なマイクロメーターで試験サンプルの厚さの変化を測定した。
【０１３７】
試験サンプルの厚さの測定は、ＡＳＴＭ  Ｄ３７０２に記載のように４か所ではなく、９か所で実施した。従って、試験サンプルは９か所でマーキング（例えば、試験サンプルの側面に光エッチングする）を施すことにより、次の厚さ測定が、同じ８か所で実施できるようにする。サンプルをサンプルホルダーに再度取り付け、試験リグに配置して、試験時間が合計１００時間に達するまで同じ手順を繰り返し、２５時間毎に測定を実施した。１時間当たりの摩耗（ｉｎ／時）で表される摩耗率は、２５時間のならし運転後（２５時間の第１試験期間の前）に実施される試験サンプルについての９つの厚さ測定値（特に、Ｘ１ａ、Ｘ１ｂ、Ｘ１ｃ、Ｘ１ｄ、Ｘ１ｅ、Ｘ１ｆ、Ｘ１ｇ、Ｘ１ｈおよびＸ１ｉで表される）と、２５時間の第１試験期間（Ｔ）後に実施される試験サンプル１４６についての９つの厚さ測定値（特に、Ｘ２ａ、Ｘ２ｂ、Ｘ２ｃ、Ｘ２ｄ、Ｘ２ｅ、Ｘ２ｆ、Ｘ２ｇ、Ｘ２ｈおよびＸ２ｉで表される）とから計算した。
【０１３８】
摩耗率は、具体的には、以下の計算式によって算出される：
摩耗率（ｍ／時（ｉｎ．／時））＝［（Ｘ１ａ＋Ｘ１ｂ＋Ｘ１ｃ＋Ｘ１ｄ＋Ｘ１ｅ＋Ｘ１ｆ＋Ｘ１ｇ＋Ｘ１ｈ＋Ｘ１ｉ）−（Ｘ２ａ＋Ｘ２ｂ＋Ｘ２ｃ＋Ｘ２ｄ＋Ｘ２ｅ＋Ｘ２ｆ＋Ｘ２ｇ＋Ｘ２ｈ＋Ｘ２ｉ）］／９ＸＴ
（式中、Ｔ＝２５時間、
Ｘは、インチ（Ｍ）の厚さである）。
【０１３９】
摩耗指数＝摩耗率／ＰＶ＝摩耗率／１，３００，０００
【０１４０】
結果を表１にまとめる。
【０１４１】
【表１】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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