(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱性熱可塑性樹脂４０〜８８重量％、四ふっ化エチレン樹脂１０〜５０重量％、黒鉛２〜１０重量％からなる樹脂組成物１００重量部に対して、ふっ素化アルキル基を有するスルホン酸塩が０．１〜１０重量部配合されていることを特徴とする、摺動部材用耐熱性樹脂組成物。
【請求項２】
耐熱性熱可塑性樹脂が、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂およびポリフェニレンサルファイド樹脂から選択される１種以上である、請求項１に記載の摺動部材用耐熱性樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、摺動部材用耐熱性樹脂組成物、詳しくは、高温雰囲気での軟質金属を相手とする摺動部材用の耐熱性樹脂組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、合成樹脂製すべり軸受の用途分野が拡大するにつれて、高温雰囲気下で良好な摺動特性を発揮する耐熱性の合成樹脂製すべり軸受が強く要望されており、いくつかの提案がなされている。例えば、優れた耐熱性、機械的特性を有しており、各種産業分野において広く使用されているポリエーテルエーテルケトン樹脂に四ふっ化エチレン樹脂を添加した樹脂組成物からなる摺動部材はその一つである。このものは、潤滑性物質として四ふっ化エチレン樹脂を添加して摺動特性の向上を図ったものであるが、耐摩耗性、機械的強度が充分でなく、さらに炭素繊維やガラス繊維などの補強材を添加して欠点を補っているのが実情である。
【０００３】
一般に、耐摩耗性および機械的強度の向上を目的として合成樹脂に上記繊維補強材を添加した摺動部材は、繊維補強材が摺動面に露出し、往々にして摺動相手材を損傷させるという問題を生じる恐れがあり、添加にあたってアスペクト比、添加量などを充分注意する必要がある。特に摺動相手材がアルミニウム合金のような軟質金属である場合、この摺動相手材を損傷させるという現象は著しく、相手材の損傷ばかりでなく摺動部材自身の耐摩耗性を低下させるという問題に発展する恐れがある。この摺動相手材を損傷させるという欠点を解決するものとして、ポリエーテルエーテルケトン樹脂に四ふっ化エチレン樹脂および芳香族ポリエステル樹脂を添加した樹脂組成物からなる摺動部材が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したポリエーテルエーテルケトン樹脂、ふっ素樹脂および芳香族ポリエステル樹脂からなる樹脂組成物の摺動部材は、常温では良好な摺動特性を示すが、高温雰囲気下で軟質のアルミニウム合金を摺動相手材とする場合、相手材を傷つけ、その結果摺動部材自体の耐摩耗性も低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、高温雰囲気下において、アルミニウム合金のような軟質金属を摺動相手材とした場合であっても、相手材を損傷することのない摺動特性に優れた摺動部材用耐熱性樹脂組成物を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記目的は、耐熱性熱可塑性樹脂４０〜８８重量％、四ふっ化エチレン樹脂１０〜５０重量％、黒鉛２〜１０重量％からなる樹脂組成物１００重量部に対して、ふっ素化アルキル基を有するスルホン酸塩が０．１〜１０重量部配合されてなる摺動部材用耐熱性樹脂組成物によって達成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明において使用される耐熱性熱可塑性樹脂としては、熱変形温度（１８．６ｋｇｆ／ｃｍ２）が１５０℃以上である熱可塑性樹脂であればよく、具体的には、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、単独で、または２種以上を組み合わせて使用される。
【０００８】
上記耐熱性熱可塑性樹脂に配合される四ふっ化エチレン樹脂は摺動部材としての低摩擦特性を付与するためのもので、モールディングパウダー、ファインパウダーといった主に成形用粉末として使用される高分子量の四ふっ化エチレン樹脂および主に固体潤滑用添加剤粉末として使用される低分子量の四ふっ化エチレン樹脂いずれも使用することができるが、分散性の点で高分子量の四ふっ化エチレン樹脂の方が好ましい。高分子量および低分子量の四ふっ化エチレン樹脂を組み合わせて使用してもよい。
【０００９】
高分子量の四ふっ化エチレン樹脂としては、例えば、三井デュポンフロロケミカル社製の「テフロン７ＡＪ」、「テフロン６ＣＪ」（何れも商品名）、ダイキン工業社製の「ポリフロンＭ−１２」、「ポリフロンＦ−２０１」（何れも商品名）、旭硝子社製の「フルオンＧ−１６３」、「フルオンＣＤ−１２３」（何れも商品名）が挙げられる。
【００１０】
低分子量の四ふっ化エチレン樹脂としては、例えば、三井デュポンフロロケミカル社製の「ＴＬＰ−１０Ｆ」（商品名）、ダイキン工業社製の「ルブロンＬ−２」、「ルブロンＬ−５」（何れも商品名）、旭硝子社製の「フルオンＬ−１６９Ｊ」（商品名）、喜多村社製の「ＫＴＬ−４５０」、「ＫＴＬ−６１０」（何れも商品名）が挙げられる。
【００１１】
上記四ふっ化エチレン樹脂のみの添加では、アルミニウム合金等の軟質金属からなる相手材の損傷は防ぎ得ないが、四ふっ化エチレン樹脂に加えて黒鉛を配合することで相手材の損傷を抑えられる。黒鉛としては、鱗片状黒鉛、鱗状黒鉛、土状黒鉛などの天然黒鉛、石油コークスなどから製造される人造黒鉛が使用される。
【００１２】
ふっ素化アルキル基を有するスルホン酸塩とは、下記式で表わされる化合物である。
【００１３】
【化１】
ＲｆＳＯ３Ｍ
【００１４】
式中、Ｒｆは炭素数８〜２２の長鎖のふっ素化アルキル基、ＭはＮａ（ナトリウム）またはＫ（カリウム）を表わす。具体的には、トーケムプロダクツ社製の「エフトップＥＦ−１０２」（Ｋ塩）、「エフトップＥＦ−１０３」（Ｎａ塩）（何れも商品名）が挙げられる。
【００１５】
上式からなるふっ素化アルキル基を有するスルホン酸塩は、相手材表面への潤滑被膜の造膜性を助長する役割を果たすものである。すなわち、良好な摺動特性を発揮するためには、摺動時に相手材表面に良好な潤滑被膜を形成することが必要である。この潤滑被膜は樹脂組成物からなる摺動部材から相手材表面に樹脂組成物が移着することによって形成されるが、この樹脂組成物の移着量が多くなりすぎると、かえって摺動部材の耐摩耗性を損なう結果となる。ふっ素化アルキル基を有するスルホン酸塩の配合により、樹脂組成物の相手材表面への移着量を適度に抑え、相手材表面に適正な潤滑被膜を造膜させることができる。
【００１６】
上記各成分の配合割合は、耐熱性熱可塑性樹脂４０〜８８重量％好ましくは５２〜８２重量％さらに好ましくは５９〜７６重量％、四ふっ化エチレン樹脂１０〜５０重量％好ましくは１５〜４０重量％さらに好ましくは２０〜３５重量％、黒鉛２〜１０重量％好ましくは３〜８重量％さらに好ましくは４〜６重量％からなる樹脂組成物１００重量部に対して、ふっ素化アルキル基を有するスルホン酸塩が０．１〜１０重量部好ましくは１〜６重量部さらに好ましくは２〜４重量部である。
【００１７】
上記各成分の配合割合未満では、添加効果が充分に発揮されず、上記配合割合を超えると、成形品の機械的強度低下や成形性の悪化を招く。
【００１８】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【００１９】
実施例１〜１４および比較例１〜４
表３〜６に示す各組成からなる樹脂組成物をヘンシェルミキサーで混合し、二軸押出機で溶融混練してペレットを得た。次いで、射出成形機を使用して前記ペレットから試験片を成形した。この試験片を用いて表１に記載の条件で摺動試験を行なった。結果を表３〜６に示す。摩擦係数は、試験開始後定常状態に達したときの値であり、摩耗量は試験前後の寸法変化量で表わした。また、試験後の相手材の表面状態を目視で観察し、表２にしたがって評価した。
【００２０】
【表１】
すべり速度：５ｍ／ｍｉｎ
荷      重：１０ｋｇｆ／ｃｍ２
試験時間  ：２０時間
潤      滑：無潤滑
相  手  材：アルミニウム合金Ａ５０５６
雰囲気温度：２５０℃
【００２１】
【表２】
○：損傷がなく良好な潤滑被膜が形成されている。
△：わずかに損傷が見られるものの、実用上問題はない。
×：損傷が著しく、実用上問題である。
（以下余白）
【００２２】
【表３】
0004447693.tif 000002
（以下余白）
【００２３】
【表４】
0004447693.tif 000003
（以下余白）
【００２４】
【表５】
0004447693.tif 000004
（以下余白）
【００２５】
【表６】
0004447693.tif 000005
【００２６】
表中、略号は次のとおりである。
【００２７】
【表７】
ＰＥＥＫ：ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ビクトレックス・エムシー社製「ＰＥＥＫ４５０Ｐ」（商品名））
ＰＰＳ：ポリフェニレンサルファイド樹脂（トープレン社製「Ｔ−４」（商品名））
ＰＥＳ：ポリエーテルスルホン樹脂（三井化学社製「Ｅ２０２０Ｐ」（商品名））
ＰＴＦＥ１：高分子量四ふっ化エチレン樹脂（三井デュポンフロロケミカル社製「テフロン７ＡＪ」（商品名））
ＰＴＦＥ２：低分子量四ふっ化エチレン樹脂（ダイキン工業社製「ルブロンＬ−５」（商品名））
Ｒｆ：ふっ素化アルキル基を有するスルホン酸塩（トーケムプロダクツ社製「エフトップＥＦ−１０３」（商品名））
【００２８】
試験結果から、本発明の樹脂組成物からなる摺動部材は、高温雰囲気下で軟質金属であるアルミニウム合金を相手材とした場合においても、低い摩擦係数を示すとともに、試験片の摩耗量も少なく、相手材の損傷もほとんどないことがわかる。また、いずれの場合にも相手材表面に良好な潤滑被膜の形成が観察された。これに対して、比較例の樹脂組成物からなる摺動部材は、いずれも相手材の損傷が著しく、さらに、比較例１においては試験片の摩耗量が多く、比較例２および３においては摩擦係数の変動が大きく不安定であった。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、高温雰囲気下において、アルミニウム合金のような軟質金属を摺動相手材とした場合であっても、相手材を損傷することのない摺動特性に優れた摺動部材用耐熱性樹脂組成物が提供される。