(57)【要約】【課題】  ショックアブソーバーガイドブシュ、コンプレッサー用ブシュなどには鉱油ベース、合成油ベースなどの潤滑油が使用されているが、金属裏金に裏打ちされた多孔質金属焼結層の表面に、ポリテトラフルオロエチレン組成物を含浸および被覆してなる摺動材料は、潤滑油の種類により摩擦係数および摩耗量に大きな差が生じる。【解決手段】  架橋ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を含むポリテトラフルオロエチレン(PTFE)からなるポリテトラフルオロエチレン組成物を含浸および被覆する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属裏金に裏打ちされた多孔質金属焼結層の表面に、架橋ポリテトラフルオロエチレンを含むポリテトラフルオロエチレンからなる組成物を含浸および被覆してなる摺動材料。
【請求項２】
前記組成物中に前記架橋ポリテトラフルオロエチレンが1.0〜50容量%含まれることを特徴とする請求項1に記載の摺動材料。
【請求項３】
前記組成物に加えて、下記群から選択される少なくとも1種類の充填剤が含有されていることを特徴とする請求項1又は２に記載の摺動材料。
（イ）グラファイト、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤、
（ロ）球状カーボン、カーボン繊維、金属酸化物、セラミックス等の耐摩耗性添加剤
（ハ）金属硫化物、鉛、亜鉛等の摩擦調整剤
【請求項４】
前記充填剤の含有量が、該充填剤及び前記組成物の合計に対して0.1〜15容量％であることを特徴とする請求項３に記載の摺動材料。
【請求項５】
ショックアブソーバーのブシュに使用される請求項１から４までの何れか1項に記載の摺動材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ショックアブソーバーガイドブシュ、コンプレッサー用ブシュなどの油潤滑条件下での使用に適した摺動材料であり、金属裏金に裏打ちされた多孔質金属焼結層の表面に、ポリテトラフルオロエチレン組成物を含浸および被覆してなる摺動材料に関するものである。
【０００２】
ショックアブソーバーは潤滑油を封入したシリンダー内を上下動するピストンを有しており、ピストンとシリンダーの間にはガイドブシュが液密に封入されている。ガイドブシュに要求される特性は、（イ）低摩擦性、（ロ）異物埋収性、（ハ）液体のキャビテーショ
ンに対する耐キャビテーション性などである。ポリテトラフルオロエチレン（以下「PTFE」という）はこれらの要求特性を基本的に満足するが、乗用車の乗り後心地の改善のために一層の性能向上が要求されている。
【背景技術】
【０００３】
特許文献１（特公昭６１−５２３２２号公報）によると、PTFEに添加剤として４ふっ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂(PFA)を添加したものが潤滑油中での耐キャビテーション性の改善することが開示された。
【特許文献１】特公昭６１−５２３２２号公報
【特許文献２】特許第３００３８８９号公報
【非特許文献１】日立電線（株）社技報、No.20(2001-1)第１53〜158頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
PTFEは、その材料の特性から、無潤滑での使用に適しており、市場においても無潤滑軸受の代表的材料とされている。しかし、油潤滑での使用部位には好んで使用されておらず、油潤滑域で使用する場合には、油と相性のよい添加材（例えばPb、Zn、Gr等）、または、硬質物（例えばアルミニウム、珪素等の酸化物）を加えるか、または他の樹脂とのブレンドした複合材料としている。
ショックアブソーバーにはショックアブソーバーフルードとして、鉱油ベース、合成油ベースなどの潤滑油が使用されているが、従来のPTFE系摺動材料は潤滑油の種類により摩擦係数および摩耗量に大きな差が生じる。
本発明は、潤滑油に影響されず、優れた摩擦摩耗特性をもつ摺動材料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、金属裏金に裏打ちされた多孔質金属焼結層の表面に、架橋ポリテトラフルオロエチレンを含むポリテトラフルオロエチレン(PTFE)からなるポリテトラフルオロエチレン組成物（以下「PTFE組成物」という）を含浸および被覆してなる摺動材料に関するものである。以下、本発明を説明する。
フッ素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ビニルフルオライド、ビニリデンフルオライドなどの基本構造が重合または共重合した構造を有しており、一般には直鎖型が多い。かかるフッ素樹脂をPTFE組成物に使用することができる。本発明は、架橋PTFEとしてモノマーを介さずに直接ふっ素を含むC-F分子構造が架橋したPTFEを一部含有するPTFEを多孔質焼結金属に含浸・被覆することを特徴とするものである。かかる架橋PTFEは非特許文献１に記述され、耐クリープ性に優れているためにガラス繊維などにより繊維強化する必要がなく、ガラス繊維による相手材損傷が起こり難い性質を利用してリップシールやバルブシートに使用することが提案されている。
【０００６】
本発明者らは架橋PTFEと通常のPTFEを混合すると、潤滑油中下での低摩擦及び耐摩耗性に優れることを見出した。この理由は次のところにあると考えられる。(a)樹脂を構成する個々の低分子量PTFE分子を架橋することにより高分子の架橋PTFEが得られる；(b)このため、低分子を架橋した組織は微細であり、かつC-F分子が直接相互に固定されているので、材料の剛性および耐クリープ性が高い；(c)このため、架橋PTFEの塑性変形が抑制され、そして耐摩耗性が向上する;(d)架橋PTFEは通常のPTFEよりも無潤滑条件で摩擦係数が若干高い；但し剛性が向上することで油膜が形成し易くなるために低摩擦係数になる。
【０００７】
一方通常のPTFEは、摩擦係数は小さいが、剛性が低いため、樹脂膜の破断が起こり易く、摩擦摩耗特性に劣る。このために、従来はPTFEにPFA,ポリアミドイミド樹脂などの添加剤を添加することにより特性の改良をしていたが、耐摩耗性はある程度向上したが潤滑油による影響が大きく、ショックアブソーバーの性能向上に沿うものではなかった。PFAはPTFE（C2F4）とパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体であり、本発明で使用される架橋PTFEと構造式が非常に似ているが、分子間にOが介在（エーテル結合）しており、架橋PTFEと比較して結合力が弱く、流動しやすい特性と予測される。ポリアミドイミド樹脂は他材料との結合力強く、バインダーとして利用されるものの、それ自身の摩擦は大きいためPTFEが特徴とする小さな摩擦係数は犠牲になってしまう。したがって、本発明においては、通常のPTFEと架橋PTFEを混合することにより良好な摩耗特性が得られる。
【０００８】
PTFEに架橋PTFEを添加することで樹脂膜の剛性が高くなり、本来PTFEの有する低摩擦係数が確保され、摩擦摩耗特性に優れた材料が得られる。但し、架橋PTFEの量が多いと、材料の剛性が高くなり摩擦が高くなり、一方、架橋PTFEの量が少ないと耐摩耗性の効果が得られない。したがって、架橋PTFEの量としては、1.0〜50vol%が好ましい。
【０００９】
架橋PTFEは、PTFEを不活性ガス雰囲気中において融点付近で電子線、γ線に代表される電離性放射線を照射して得ることができる。架橋PTFEの化学式は例えば、
【化１】
2005163957.tif 000002
【００１０】
の構造式で表される。
前記PTFE組成物に加えて、下記群から選択される少なくとも1種類の充填剤が含有され、これらが多孔質金属焼結層の表面に含浸および被覆されていることが好ましい。
（イ）グラファイト、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤、
（ロ）球状カーボン、カーボン繊維、金属酸化物、セラミックス等の耐摩耗性添加剤
（ハ）  金属硫化物、鉛、亜鉛等の摩擦調整剤
から選択される少なくとも1種類の充填剤を多孔質金属焼結層の表面に含浸および被覆することができる。充填剤の含有量が、該充填剤及びPTFE組成物の合計に対して、0.1〜15容量％であることが好ましい。
【００１１】
焼結合金層の焼結合金の組成及び厚さは公知のものであり、特許文献２（特許第３００３８８９号公報）の段落番号0008、0009に記載されたものを使用することできる。
含浸及び被覆の方法は特許文献２の段落番号0018に記載された方法とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
基礎試験（ドライ条件）
鋼板上にりん青銅を多孔質に焼結した材料の摺動材料を構成する各成分の混合物を含浸した後、350〜400℃で焼成を行い、摺動材料を得た。
摺動材料はPTFEのみ（図１において一点鎖線）；PTFE＋PFA（図１において実線）；PTFE ＋架橋PTFE（図１において点線）の3種類につき、先ずドライ条件での摺動特性を調べた。
PTFEとしては、三井デュポンフロロケミカルの製品PTFE:316Jを使用し、架橋PTFEは日立電線株式会社の製品XF-1Aを使用した。  また、焼結層表面からの樹脂膜の厚さは0.02〜0.04mmである。
【００１３】
≪試験条件≫
試験機：スラスト試験機
面圧：10MPa
潤滑：ドライ
速度：0.15m/s
時間：20時間
相手軸：SCM415（焼入）
【００１４】
摩擦係数の変化を図１に示す。この図からPTFE+PFAの摺動材料は摩擦係数が試験時間の終わりでは高くなっているが、ほぼ全体を通じてどの材料も摩擦係数が安定していることが分かる。また図２に示す摩耗量からどの摺動材料も摩耗量には差がないことが分かる。
【００１５】
実施例1(オイル潤滑)
基礎試験の成分の他に、硬質粒子として、平均粒径はSiCが0.3μm、Al2O3が0.3μm、Znが50μmを使用した。潤滑油にはショックアブソーバー油を使用し、表１のオイルAは鉱油ベースの標準品、オイルBがオイルAに耐摩耗性向上添加剤を添加した製品であった。
【００１６】
【表１】
2005163957.tif 000003
【００１７】
表１に示すように、PTFEに架橋PTFEを配合することにより、摩擦係数が小さく、オイルの種類により変化しない安定した摩擦係数が得られた。また、摩耗もPTFE単独（供試材No.７）と比較して、最大で18倍も小さい結果が得られた。興味深いのは、架橋PTFEと構造式が似ているPFAを配合したPTFE（供試材No.８）と比較しても最大１０倍の耐摩耗性が得られたことである。また、摩耗について油種の影響を受けにくいことも明らかである。このように、架橋PTFEを配合することにより配合した樹脂組成の比較例に対して、摩擦係数が低く、かつ潤滑油種による差が少なくなり、また摩耗量も少なくなることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明によると、ショックアブソーバーガイドブシュ、コンプレッサー用ブシュなどの特性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ドライ潤滑条件下における摩擦係数の変化を示すグラフである。
【図２】ドライ潤滑条件下における摩耗量を示すグラフである。
【図１】
2005163957.tif 000004
【図２】
2005163957.tif 000005