(57)【要約】【課題】高速、高負荷摺動条件における摺動特性の向上を可能とする斜板式コンプレッサーの斜板用摺動材組成物を提供すること。【解決手段】  ベース樹脂と固体潤滑剤とを含む斜板式コンプレッサーの斜板用摺動材組成物において、  前記ベース樹脂が、下記式（１）を満たすポリイミド樹脂およびポリアミドイミド樹脂から選ばれる少なくとも一種であり、前記固体潤滑剤がポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロエチレン・プロペンコポリマー（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂、エチレン・テトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、エチレン・クロロトリフルオロエチレンコポリマー（ＥＣＴＦＥ）および黒鉛からなる群から選択された少なくとも一種であることを特徴とする、斜板式コンプレッサーの斜板用摺動材組成物。      Ｙ≧−０．７６Ｘ＋２００  ・・・  式（１）［上記式（１）中、Ｙは２５℃における樹脂の引張強度（ＭＰａ）、Ｘは２５℃における樹脂の伸び（％）を意味する］【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース樹脂と固体潤滑剤とを含む斜板式コンプレッサーの斜板用摺動材組成物において、
前記ベース樹脂が、下記式（１）を満たすポリイミド樹脂およびポリアミドイミド樹脂から選ばれる少なくとも一種であり、前記固体潤滑剤がポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロエチレン・プロペンコポリマー（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂、エチレン・テトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、エチレン・クロロトリフルオロエチレンコポリマー（ＥＣＴＦＥ）および黒鉛からなる群から選択された少なくとも一種であることを特徴とする、斜板式コンプレッサーの斜板用摺動材組成物。
Ｙ≧−０．７６Ｘ＋２００  ・・・  式（１）
［上記式（１）中、Ｙは２５℃における樹脂の引張強度（ＭＰａ）、Ｘは２５℃における樹脂の伸び（％）を意味する］
【請求項２】
前記ベース樹脂が、下記式（２）をさらに満たすポリイミド樹脂およびポリアミドイミド樹脂から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする、請求項１に記載の斜板式コンプレッサーの斜板用摺動材組成物。
Ｙ≧１００００／（Ｘ−６５）  ・・・  式（２）
［上記式（２）中、Ｙは２５℃における樹脂の引張強度（ＭＰａ）、Ｘは２５℃における樹脂の伸びを意味する］
【請求項３】
二硫化モリブデン、ｈ−ＢＮ、二硫化タングステンおよびＰｂからなる群から選択された少なくとも一種をさらに含有することを特徴とする、請求項１または２に記載の斜板式コンプレッサーの斜板用摺動材組成物。
【請求項４】
基材に、請求項１〜３のいずれかに記載の摺動材組成物を被覆形成することを特徴とする、斜板式コンプレッサー斜板用摺動材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摺動材組成物に関するものであり、さらに詳しく述べるならば斜板式コンプレッサーの斜板用摺動材組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
斜板用摺動材組成物において、従来、被覆組成物としてベース樹脂に対し、添加剤として固体潤滑剤と呼ばれる二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、ＰＴＦＥ、黒鉛、微細な硬質物質等を配合し、使用してきた。
被覆組成物には、自動車用コンプレッサーでの始動回転時に冷媒のみで潤滑されるような油が乏しい潤滑状態時に、シューとの摺動において低摩擦効果を発揮し、発熱を抑える効果がある。
一方、高温環境下など、車内を急速に冷却したい状況において、コンプレッサーの運転状態は高速・高負荷摺動条件となる。その場合の被覆組成物は偏摩耗や高負荷による摩滅や剥離を伴ない、急激に表面が損傷し、焼付くという欠点があった。
焼付を防ぐために、基材に銅系、アルミ系、錫系の表面処理等を行い中間層を設けたり、添加剤の種類、配合量、粒径等を変化させたりすることで摺動特性の向上を検討している（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−８９５１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、中間層を設けると、コスト高に至ってしまう。また、添加剤を変化させても摺動特性の向上には改良の余地があった。
そこで、本発明は、高速、高負荷摺動条件における摺動特性の向上を可能とする斜板式コンプレッサーの斜板用摺動材組成物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、以下の斜板式コンプレッサーの斜板用摺動材組成物により、上記目的を達成できることを見出した。
（１）  ベース樹脂と固体潤滑剤とを含む斜板式コンプレッサーの斜板用摺動材組成物において、
前記ベース樹脂が、下記式（１）を満たすポリイミド樹脂およびポリアミドイミド樹脂から選ばれる少なくとも一種であり、前記固体潤滑剤がポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロエチレン・プロペンコポリマー（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂、エチレン・テトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、エチレン・クロロトリフルオロエチレンコポリマー（ＥＣＴＦＥ）および黒鉛からなる群から選択された少なくとも一種であることを特徴とする、斜板式コンプレッサーの斜板用摺動材組成物。
Ｙ≧−０．７６Ｘ＋２００  ・・・  式（１）
［上記式（１）中、Ｙは２５℃における樹脂の引張強度（ＭＰａ）、Ｘは２５℃における樹脂の伸び（％）を意味する］
（２）前記ベース樹脂が、下記式（２）をさらに満たすポリイミド樹脂およびポリアミドイミド樹脂から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする、上記（１）に記載の斜板式コンプレッサーの斜板用摺動材組成物。
Ｙ≧１００００／（Ｘ−６５）  ・・・  式（２）
［上記式（２）中、Ｙは２５℃における樹脂の引張強度（ＭＰａ）、Ｘは２５℃における樹脂の伸びを意味する］
（３）二硫化モリブデン、ｈ−ＢＮ、二硫化タングステンおよびＰｂからなる群から選択された少なくとも一種をさらに含有することを特徴とする、上記（１）または（２）に記載の斜板式コンプレッサーの斜板用摺動材組成物。
（４）基材に、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の摺動材組成物を被覆形成することを特徴とする、斜板式コンプレッサー斜板用摺動材。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の斜板式コンプレッサーの斜板用摺動材組成物によれば、引張強度、伸びが最適な樹脂をベース樹脂として使用することで、該組成物を基材に被覆した際の被覆層の耐摩耗性が向上し、基材との密着力も高まる。これにより、高速、高負荷摺動条件における耐焼付性、耐剥離特性を向上することができる。また、被覆層の耐摩耗性が向上することで、中間層等を廃止でき、コストを低減することができる。以下の説明では主としてＰＴＦＥをフッ素樹脂の代表例として説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明に係る斜板式コンプレッサーの斜板用摺動材組成物（以下、本発明の摺動材組成物とも言う。）は、ベースとなる樹脂と固体潤滑剤とを含み、樹脂が特定の引張強度特性または伸び特性を満たすポリイミド樹脂またはポリアミドイミド樹脂であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の摺動材組成物に用いるベース樹脂は、下記式（１）を満たすものである。
Ｙ≧−０．７６Ｘ＋２００  ・・・  式（１）
［上記式（１）中、Ｙは２５℃における樹脂の引張強度（ＭＰａ）、Ｘは２５℃における樹脂の伸びを意味する］
上記式（１）を満たすことで引張強度および伸びがさらに最適化され、耐摩耗性の向上が可能となる。
【０００９】
本発明の摺動材組成物に用いるベース樹脂は、さらに、下記式（２）を満たすことが好ましい。
Ｙ≧１００００／（Ｘ−６５）  ・・・  式（２）
［上記式（２）中、Ｙは２５℃における樹脂の引張強度（ＭＰａ）、Ｘは２５℃における樹脂の伸びを意味する］
上記式（２）を満たすことで引張強度および伸びがさらに最適化され、耐摩耗性の向上が可能となる。
【００１０】
ベース樹脂となるポリイミド樹脂およびポリアミドイミド樹脂は、引張強度と伸びのどちらか一方のみの性質を備えるよりも上記のようにある程度の引張強度と伸びを兼ね備えていることが必要となる。なお、樹脂の引張強度および伸びは、ＪＩＳ  Ｋ７１２７に準拠して測定される。
【００１１】
本発明の摺動材組成物に用いる樹脂としては、上記引張強度特性または伸び特性を有するポリイミド樹脂またはポリアミドイミド樹脂であれば限定されないが、高温での摺動特性（特に低摩擦）の観点からポリイミド樹脂が好ましく用いられる。また、ポリイミド樹脂またはポリアミドイミド樹脂を単独で用いてもよく、複数種を混合して用いてもよい。
【００１２】
摺動材組成物中における上記樹脂の含有量は３０〜８０ｖｏｌ％が好ましく、４０〜７０ｖｏｌ％がさらに好ましい。
【００１３】
本発明の摺動材組成物において用いられる固体潤滑剤としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロエチレン・プロペンコポリマー（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂、エチレン・テトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、エチレン・クロロトリフルオロエチレンコポリマー（ＥＣＴＦＥ）および黒鉛からなる群から選択された少なくとも一種を含有する。以下の説明では主としてポリテトラフルオロエチレン（以下「PTFE」という）をフッ素樹脂の代表例として説明する。ポリテトラフルオロエチレンは高速摺動条件において摩擦係数を低くすることにより摺動材組成物被膜の表面の荒れを防止する。PTFEの添加量を増加させると摩擦係数は低下する傾向にあるが、PTFEが多くなりすぎると被膜自身の耐摩耗性が低下し、摩耗量が増大する。したがってPTFEの添加量は０〜７０ｖｏｌ％が好ましく、より好ましくは５〜３０ｖｏｌ％である。また、PTFEは一度融点以上の温度で焼成したものを粉砕した焼成粉で、平均分子量が３００万以下のものが好ましい。
【００１４】
黒鉛（グラファイト）としては天然黒鉛、人造黒鉛のいずれでもよいが、天然黒鉛は耐焼付性の観点から、人造黒鉛が耐摩耗性の観点から好ましい。グラファイトの平均粒径は特に限定されず、０．１〜３５μｍのものを用いることが、膜厚との関係から好ましい。本発明の摺動材組成物中における黒鉛の添加量は、０〜５０ｖｏｌ％が好ましく、より好ましくは５〜３０ｖｏｌ％である。上記範囲内であれば耐焼付性と耐摩耗性のバランスが良いことから好ましい。
【００１５】
固体潤滑剤には、上記PTFEおよび黒鉛のほかに、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、ＢＮ（窒化硼素）、二硫化タングステン（ＷＳ２）、Ｐｂ等を用いることができ、これらは１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。特に、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）が好ましく用いることができる。本発明の摺動材組成物中における二硫化モリブデンの添加量は、０〜７０ｖｏｌ％が好ましく、より好ましくは５〜３０ｖｏｌ％である。上記範囲内であれば潤滑条件下での摺動特性が良好であるため好ましい。
【００１６】
本発明の摺動材組成物には必要に応じて、さらに、アルミナ、シリカ、二酸化チタン（ＴｉＯ２）のような酸化物、窒化珪素のような窒化物、炭化珪素（SiC）のような炭化物、硫化亜鉛（ZnS）のような硫化物を硬質物として添加してもよい。これにより、耐摩耗性が向上する。硬質物の形状としては、球状のものが相手材への攻撃性を少なくする点で望ましい。添加量が多すぎると相手材の摩耗量が増大し、少ないと被膜の摩耗量が増大する。硬質物は０〜５ｖｏｌ％の添加量が好ましく０．１〜２ｖｏｌ％であることが好ましい。硬質物の粒径は０．０１〜３μｍであることが好ましい。
【００１７】
ベース樹脂と添加剤との混合物によって被膜を形成する方法は、例えば特開平１１−０１３６３８号に記載の方法によることができる。被膜の厚さは３〜４０μｍが好ましい。被膜の表面粗さはＲｚ０．５〜４μｍが好ましい。被膜の表面には、さらに摺動方向に伸びる山部と溝部とを交互にかつ規則的に形成しても良い。
【００１８】
本発明では、上記の摺動材組成物を含有する塗布液を斜板基材の摺動面上に塗布し（樹脂コーティング層）、被覆形成することにより、耐摩耗性及び摺動特性に優れた斜板式コンプレッサー斜板を得ることができる。
【００１９】
斜板基材としては、鉄系、銅系、アルミニウム系等の材料を用いることができる。
【００２０】
基材表面上への樹脂コーティング層を形成するには、ロールコート、スプレーコート、ディッピング、スクリーン印刷、パッド印刷などの方法が挙げられる。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２２】
＜実施例１−１〜１−３、比較例１−１〜１−４＞
表１および図１に記載のベース樹脂（ポリイミド樹脂またはポリアミドイミド樹脂）５５ｖｏｌ％と、PTFE（喜多村社製）２２．５ｖｏｌ％、黒鉛（日本黒鉛社製）２２．５ｖｏｌ％、および有機溶剤（ＮＭＰ）適量をボールミルに投入し、粉砕混合して樹脂コーティング層形成用の塗布液を調製した。
【００２３】
得られた塗布液を斜板基材（鉄系）上に厚さ３０μｍとなるように被覆した後、その表面を粗さが６μｍＲｚ、膜厚１５μｍとなるように研磨し、実施例１−１〜１−３、比較例１−１〜１−４の摺動材を製造した。以下の試験条件のもと、焼付き面圧（MPa）と摩耗深さ（μｍ）を測定した。結果を表１に示す。
＜試験条件＞
試験機：３ピン／ディスクタイプ焼付試験機
回転数：４０００rpm
潤滑条件：ミスト潤滑
相手軸：SUJ2（シュー形状）
負荷条件：予荷重１ＭＰａより、３ＭＰａ／１５分漸増
【００２４】
【表１】
2009062935.tif 000002
【００２５】
表１および図１の結果から、式（１）および式（２）を満たすベース樹脂を含んだ本発明の組成物を用いた摺動材はいずれも、焼付き面圧や耐摩耗性が格段に向上していることが明らかである。
【００２６】
＜実施例２−１、比較例２−１＞
表２に示すベース樹脂（ポリイミド樹脂またはポリアミドイミド樹脂）６０ｖｏｌ％と、PTFE（喜多村社製）２０ｖｏｌ％、黒鉛（日本黒鉛社製）１５ｖｏｌ％、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）５ｖｏｌ％、および有機溶剤（ＮＭＰ）適量を用いた以外は実施例１−１と同様にして、実施例２−１、比較例２−１の摺動材を製造した。焼付き面圧（MPa）と摩耗深さ（μｍ）の測定結果を表２に示す。
【００２７】
【表２】
2009062935.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】樹脂の引張強度と伸びの関係を示すグラフである。
【図１】
2009062935.tif 000004