JP2912054B2 - 摺動材 - Google Patents
摺動材Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は油圧装置やコンプレッサ
ー等の各種機器に組み込んで使用するのに好適な摺動材
に関する。
ー等の各種機器に組み込んで使用するのに好適な摺動材
に関する。
【０００２】
【従来の技術】油圧装置やコンプレッサー等の各種機器
にはブッシュ、ピストンリング、シールリング等が組み
込まれるが、これらには摺動特性（例えば、低摩擦性、
耐摩耗性）が要求される。
にはブッシュ、ピストンリング、シールリング等が組み
込まれるが、これらには摺動特性（例えば、低摩擦性、
耐摩耗性）が要求される。
【０００３】そして、かような摺動特性の要求される用
途にはフッ素樹脂にガラス繊維を混合した組成物を所定
形状に成形した摺動材がブッシュ、ピストンリング、シ
ールリング等として組み込まれて使用されている。
途にはフッ素樹脂にガラス繊維を混合した組成物を所定
形状に成形した摺動材がブッシュ、ピストンリング、シ
ールリング等として組み込まれて使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、これ
ら各種機器には信頼性向上の要求が強く、当然のことな
がら組み込む摺動材にも性能向上が切望されている。例
えば、摺動材には過酷な使用条件下でも低摩擦性を維持
したまま耐摩耗性を向上させたい（摩耗量を小さくして
長寿命化する）という要求があるが、従来品ではこの期
待に応えることができない。
ら各種機器には信頼性向上の要求が強く、当然のことな
がら組み込む摺動材にも性能向上が切望されている。例
えば、摺動材には過酷な使用条件下でも低摩擦性を維持
したまま耐摩耗性を向上させたい（摩耗量を小さくして
長寿命化する）という要求があるが、従来品ではこの期
待に応えることができない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は従来技術の有
する上記課題を解決するため鋭意研究の結果、充填材に
特定の処理を施すことにより、低摩擦性を維持して耐摩
耗性を向上でき、長寿命の摺動材が得られることことを
見出し、本発明を完成するに至った。
する上記課題を解決するため鋭意研究の結果、充填材に
特定の処理を施すことにより、低摩擦性を維持して耐摩
耗性を向上でき、長寿命の摺動材が得られることことを
見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】即ち、本発明に係る摺動材はフッ素樹脂
と、一般式Ｒ−ＣＯＣｌ（Ｒは炭素数１〜２０のフッ化
アルキル基）で表される含フッ素酸クロライドで処理し
た充填材から成ることを特徴とするものである。
と、一般式Ｒ−ＣＯＣｌ（Ｒは炭素数１〜２０のフッ化
アルキル基）で表される含フッ素酸クロライドで処理し
た充填材から成ることを特徴とするものである。
【０００７】本発明に係る摺動材の成分の一つとして用
いるフッ素樹脂は特に限定されず、例えば、ポリテトラ
フルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレ
ン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（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
ーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリクロロトリフルオロエ
チレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレン−テトラフルオロエチ
レン共重合体（ＥＴＦＥ）等を単独あるいは混合して用
い得る。
いるフッ素樹脂は特に限定されず、例えば、ポリテトラ
フルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレ
ン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（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
ーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリクロロトリフルオロエ
チレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレン−テトラフルオロエチ
レン共重合体（ＥＴＦＥ）等を単独あるいは混合して用
い得る。
【０００８】また、フッ素樹脂と混合して用いられる充
填材も従来から摺動材成分として用いられているガラス
繊維、ガラスフレーク、炭素繊維、無機ウイスカー（炭
化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナ繊維等）、金属粉末
（銅、亜鉛、ニッケル、アルミニウム、黄銅等）、金属
化合物（水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ホ
ウ酸亜鉛等）を使用できる。
填材も従来から摺動材成分として用いられているガラス
繊維、ガラスフレーク、炭素繊維、無機ウイスカー（炭
化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナ繊維等）、金属粉末
（銅、亜鉛、ニッケル、アルミニウム、黄銅等）、金属
化合物（水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ホ
ウ酸亜鉛等）を使用できる。
【０００９】そして、本発明者の実験によりこれら充填
材としてガラス繊維または炭素繊維を用いる場合には、
直径が１〜２０μｍ好ましくは３〜１５μｍで、アスペ
クト比（長さを直径で除した値）が１〜５０好ましくは
３〜４０のものが、フッ素樹脂との分散性および耐摩耗
性の点で好適であることが判明した。
材としてガラス繊維または炭素繊維を用いる場合には、
直径が１〜２０μｍ好ましくは３〜１５μｍで、アスペ
クト比（長さを直径で除した値）が１〜５０好ましくは
３〜４０のものが、フッ素樹脂との分散性および耐摩耗
性の点で好適であることが判明した。
【００１０】本発明においては上記のような種々の充填
材を使用できるが、重要なことはこの充填材を含フッ素
酸クロライドで処理して用いることである。この含フッ
素酸クロライドは一般式Ｒ−ＣＯＣｌ（Ｒは炭素数１〜
２０のフッ化アルキル基）で表され、その具体例として
はペンタフルオロプロピオニルクロライド、ヘプタフル
オロブチリルクロライド、ノナフルオロペンチルクロラ
イド、パーフルオロオクタノイルクロライド、パーフル
オロデカノイルクロライド等が挙げられる。
材を使用できるが、重要なことはこの充填材を含フッ素
酸クロライドで処理して用いることである。この含フッ
素酸クロライドは一般式Ｒ−ＣＯＣｌ（Ｒは炭素数１〜
２０のフッ化アルキル基）で表され、その具体例として
はペンタフルオロプロピオニルクロライド、ヘプタフル
オロブチリルクロライド、ノナフルオロペンチルクロラ
イド、パーフルオロオクタノイルクロライド、パーフル
オロデカノイルクロライド等が挙げられる。
【００１１】充填材の含フッ素酸クロライド処理は通常
湿式法が採用される。例えば、脱水したトルエン、テト
ラヒドロフラン、ジメチルアセトアミド、クロロホルム
等の不活性有機溶媒中に含フッ素酸クロライドおよびピ
リジン、トリエチルアミン、トリ・ｎ−ブチルアミン等
の３級アミン類等の触媒を加え、更に乾燥した充填材を
入れ、含フッ素酸クロライドの沸点以下の温度で約３〜
３０時間攪拌する方法により処理を行うことができる。
このときの触媒の添加量は含フッ素酸クロライドと等モ
ルとし、含フッ素クロライドの添加量は充填材１００重
量部に対し約０．１〜２０重量部とする。そして、有機
溶媒はその中に添加される含フッ素酸クロライド、触媒
および充填材の合計量の濃度が約１〜５０重量％になる
量とする。
湿式法が採用される。例えば、脱水したトルエン、テト
ラヒドロフラン、ジメチルアセトアミド、クロロホルム
等の不活性有機溶媒中に含フッ素酸クロライドおよびピ
リジン、トリエチルアミン、トリ・ｎ−ブチルアミン等
の３級アミン類等の触媒を加え、更に乾燥した充填材を
入れ、含フッ素酸クロライドの沸点以下の温度で約３〜
３０時間攪拌する方法により処理を行うことができる。
このときの触媒の添加量は含フッ素酸クロライドと等モ
ルとし、含フッ素クロライドの添加量は充填材１００重
量部に対し約０．１〜２０重量部とする。そして、有機
溶媒はその中に添加される含フッ素酸クロライド、触媒
および充填材の合計量の濃度が約１〜５０重量％になる
量とする。
【００１２】含フッ素酸クロライド処理により充填材が
どのように変化するのかは必ずしも明確ではないが、充
填材がガラス繊維のように−ＯＨ基を有する場合は、こ
の−ＯＨ基と含フッ素酸クロライドの−ＣＯＣｌ基とが
反応し−ＣＯＯ−結合を形成するものと推論される。ま
た、これ以外の場合には縮合、水素結合等を生ずるもの
と思われる。そして、いずれの場合も後述の実施例に示
すようにその効果が確認されている。なお、充填材が炭
素繊維のようなそれ自身では−ＯＨ基を有しない場合に
は、含フッ素酸クロライド処理に先立ち、電解酸化、薬
液酸化、気相酸化等の公知の方法により、−ＯＨ基を導
入しておくこともできる。
どのように変化するのかは必ずしも明確ではないが、充
填材がガラス繊維のように−ＯＨ基を有する場合は、こ
の−ＯＨ基と含フッ素酸クロライドの−ＣＯＣｌ基とが
反応し−ＣＯＯ−結合を形成するものと推論される。ま
た、これ以外の場合には縮合、水素結合等を生ずるもの
と思われる。そして、いずれの場合も後述の実施例に示
すようにその効果が確認されている。なお、充填材が炭
素繊維のようなそれ自身では−ＯＨ基を有しない場合に
は、含フッ素酸クロライド処理に先立ち、電解酸化、薬
液酸化、気相酸化等の公知の方法により、−ＯＨ基を導
入しておくこともできる。
【００１３】本発明に係る摺動材はフッ素樹脂とかよう
な含フッ素酸クロライド処理した充填材を必須成分とし
て含む混合物から成るものであり、両者の配合割合はフ
ッ素樹脂および充填材の種類によって種々変わり得る
が、通常、フッ素樹脂１００重量部に対し、充填材１〜
３０重量部好ましくは３〜２０重量部である。充填材の
量が少な過ぎると耐摩耗性が向上せず、また、充填材が
多過ぎるとフッ素樹脂と充填材との結着力が弱くなり摺
動材の脆さが目立つようになる。
な含フッ素酸クロライド処理した充填材を必須成分とし
て含む混合物から成るものであり、両者の配合割合はフ
ッ素樹脂および充填材の種類によって種々変わり得る
が、通常、フッ素樹脂１００重量部に対し、充填材１〜
３０重量部好ましくは３〜２０重量部である。充填材の
量が少な過ぎると耐摩耗性が向上せず、また、充填材が
多過ぎるとフッ素樹脂と充填材との結着力が弱くなり摺
動材の脆さが目立つようになる。
【００１４】本発明においては、所望により各種添加材
を配合することもできる。添加材の具体例としては二硫
化モリブデン、窒化ホウ素、グラファイト等の固体潤滑
材、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリパ
ラオキシベンゾイル、シリコーン等の樹脂粉末等が挙げ
られる。添加材を配合する場合は摺動材重量中に占める
添加材の割合が約１〜３０重量％になるようにするのが
好ましい。添加材が多過ぎると摺動材が脆くなる。
を配合することもできる。添加材の具体例としては二硫
化モリブデン、窒化ホウ素、グラファイト等の固体潤滑
材、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリパ
ラオキシベンゾイル、シリコーン等の樹脂粉末等が挙げ
られる。添加材を配合する場合は摺動材重量中に占める
添加材の割合が約１〜３０重量％になるようにするのが
好ましい。添加材が多過ぎると摺動材が脆くなる。
【００１５】本発明に係る摺動材は従来から知られてい
るフッ素樹脂の成形法と同じ方法により得ることができ
る。例えば、フッ素樹脂および含フッ素酸クロライド処
理した充填材を均一に混合し、この混合物を金型に入れ
３００〜６００ｋｇ／ｃｍ2 の条件で加圧して成形し、
次いで金型から取り出してフッ素樹脂の融点以上の温度
で加熱して焼成する方法で製造できる。勿論、この方法
により得られる成形物を更に加工して所望の形状とする
こともできる。例えば、上記方法により棒状物や円筒状
物を得、これを切削加工して、ラセン渦巻き状摺動材、
平板状摺動材、リング状摺動材等とすることもできる。
るフッ素樹脂の成形法と同じ方法により得ることができ
る。例えば、フッ素樹脂および含フッ素酸クロライド処
理した充填材を均一に混合し、この混合物を金型に入れ
３００〜６００ｋｇ／ｃｍ2 の条件で加圧して成形し、
次いで金型から取り出してフッ素樹脂の融点以上の温度
で加熱して焼成する方法で製造できる。勿論、この方法
により得られる成形物を更に加工して所望の形状とする
こともできる。例えば、上記方法により棒状物や円筒状
物を得、これを切削加工して、ラセン渦巻き状摺動材、
平板状摺動材、リング状摺動材等とすることもできる。
【００１６】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。
する。
【００１７】実施例１ ５リットルのフラスコにトルエン２ｋｇおよび直径１０
μｍ、平均長さ５０μｍのガラス繊維を１００ｇ仕込
み、５時間還流させて脱水する。次に、２０ｇのヘプタ
フルオロブチリルクロライドを加え、これにピリジン
６．８ｇを徐々に滴下し、更に室温にて１２時間攪拌す
ることよりガラス繊維を処理する。その後、濾過により
ガラス繊維を単離し、これを大量のトルエンで洗浄し、
１００℃で１０時間乾燥する。
μｍ、平均長さ５０μｍのガラス繊維を１００ｇ仕込
み、５時間還流させて脱水する。次に、２０ｇのヘプタ
フルオロブチリルクロライドを加え、これにピリジン
６．８ｇを徐々に滴下し、更に室温にて１２時間攪拌す
ることよりガラス繊維を処理する。その後、濾過により
ガラス繊維を単離し、これを大量のトルエンで洗浄し、
１００℃で１０時間乾燥する。
【００１８】この含フッ素酸クロライド処理したガラス
繊維７５ｇとＰＴＦＥ粉末４００ｇおよび窒化ホウ素２
５ｇをヘンシェルミキサーで均一に混合し、この混合物
１５０ｇを長さ３００ｍｍ、内径３０ｍｍの円筒状金型
に入れ、室温（約２５℃）で圧力６００ｋｇ／ｃｍ2 に
２分間加圧した後金型から取り出し、温度３７０℃で８
時間加熱することにより焼成して、棒状の摺動材を得
た。
繊維７５ｇとＰＴＦＥ粉末４００ｇおよび窒化ホウ素２
５ｇをヘンシェルミキサーで均一に混合し、この混合物
１５０ｇを長さ３００ｍｍ、内径３０ｍｍの円筒状金型
に入れ、室温（約２５℃）で圧力６００ｋｇ／ｃｍ2 に
２分間加圧した後金型から取り出し、温度３７０℃で８
時間加熱することにより焼成して、棒状の摺動材を得
た。
【００１９】実施例２ ヘプタフルオロブチリルクロライドに代えてパーフルオ
ロオクタノイルクロライドを用いること以外は実施例１
と同様に作業して摺動材を得た。
ロオクタノイルクロライドを用いること以外は実施例１
と同様に作業して摺動材を得た。
【００２０】実施例３ ガラス繊維として直径１３μｍ、平均長さ１２０μｍの
ものを用いること、およびヘプタフルオロブチリルクロ
ライドに代えペンタフルオロプロピオニルクロライドを
用いること以外は実施例１と同様に作業して摺動材を得
た。
ものを用いること、およびヘプタフルオロブチリルクロ
ライドに代えペンタフルオロプロピオニルクロライドを
用いること以外は実施例１と同様に作業して摺動材を得
た。
【００２１】実施例４ ガラス繊維に代え直径１２．５μｍ、平均長さ１３０μ
ｍの炭素繊維を用いること、および配合を炭素繊維５０
ｇ、ＰＴＦＥ粉末４２５ｇ、窒化ホウ素２５ｇとするこ
と以外は実施例１と同様に作業して摺動材を得た。
ｍの炭素繊維を用いること、および配合を炭素繊維５０
ｇ、ＰＴＦＥ粉末４２５ｇ、窒化ホウ素２５ｇとするこ
と以外は実施例１と同様に作業して摺動材を得た。
【００２２】実施例５ 炭素繊維として直径７μｍ、平均長さ７０μｍのものを
用いること以外は実施例４と同様に作業して摺動材を得
た。
用いること以外は実施例４と同様に作業して摺動材を得
た。
【００２３】実施例６ 直径１２．５μｍ、平均長さ１３０μｍの炭素繊維６０
ｇを１０リットルの硝酸（濃度６０重量％）中に入れ、
９０℃にて２４時間加熱して酸化処理する。この酸化処
理後にイオン交換水で洗浄し、１３０℃で２４時間乾燥
する。
ｇを１０リットルの硝酸（濃度６０重量％）中に入れ、
９０℃にて２４時間加熱して酸化処理する。この酸化処
理後にイオン交換水で洗浄し、１３０℃で２４時間乾燥
する。
【００２４】この乾燥炭素繊維をヘプタフルオロブチリ
ルクロライド処理に供すること以外は実施例１と同様に
作業して摺動材を得た。
ルクロライド処理に供すること以外は実施例１と同様に
作業して摺動材を得た。
【００２５】実施例７ 窒化ホウ素を用いないこと以外は実施例１と同様に作業
して摺動材を得た。
して摺動材を得た。
【００２６】比較例１ ガラス繊維に対する含フッ素酸クロライド処理を行わな
いこと以外は実施例１と同様に作業して摺動材を得た。
いこと以外は実施例１と同様に作業して摺動材を得た。
【００２７】比較例２ 炭素繊維に対する含フッ素酸クロライド処理を行わない
こと以外は実施例１と同様に作業して摺動材を得た。
こと以外は実施例１と同様に作業して摺動材を得た。
【００２８】上記実施例および比較例の摺動材を切削加
工して外径２５．６ｍｍ、内径２０ｍｍ、高さ１５ｍｍ
の円筒状サンプルを作成し、このサンプルについて、動
摩擦係数および摩耗量の試験を行なった結果を表１に示
す。試験には松原式摩擦摩耗試験装置を用い、相手材を
鋳鉄とし、滑り面速度０．５ｍ／ｓｅｃ、面圧１５ｋｇ
／ｃｍ2 、冷凍機油存在下にて１００℃に加熱する条件
にてリングオンリング方式にて測定した。動摩擦係数は
定常状態に達したときの値であり、摩耗量は２時間連続
摺動させた後のサンプル高さの減少量（μｍ）で示し
た。
工して外径２５．６ｍｍ、内径２０ｍｍ、高さ１５ｍｍ
の円筒状サンプルを作成し、このサンプルについて、動
摩擦係数および摩耗量の試験を行なった結果を表１に示
す。試験には松原式摩擦摩耗試験装置を用い、相手材を
鋳鉄とし、滑り面速度０．５ｍ／ｓｅｃ、面圧１５ｋｇ
／ｃｍ2 、冷凍機油存在下にて１００℃に加熱する条件
にてリングオンリング方式にて測定した。動摩擦係数は
定常状態に達したときの値であり、摩耗量は２時間連続
摺動させた後のサンプル高さの減少量（μｍ）で示し
た。
【００２９】
【表１】
【００３０】
【発明の効果】本発明は上記のように構成され、含フッ
素酸クロライドにより処理した充填材をフッ素樹脂と混
合して用いるようにしたので、低摩擦性でしかも耐摩耗
性の優れた摺動材を提供できる。
素酸クロライドにより処理した充填材をフッ素樹脂と混
合して用いるようにしたので、低摩擦性でしかも耐摩耗
性の優れた摺動材を提供できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ１０Ｎ 20:06 30:06 40:02 40:30 40:34 50:08 60:00 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C10M 169/04 C10M 125/02 - 125/08 C10M 107/38 C10N 40:02 C10N 40:30 - 40:34 ＷＰＩ／Ｌ（ＱＵＥＳＴＥＬ)
Claims (2)
- 【請求項１】 フッ素樹脂と、一般式Ｒ−ＣＯＣｌ（Ｒ
は炭素数１〜２０のフッ化アルキル基）で表される含フ
ッ素酸クロライドで処理した充填材から成る摺動材。 - 【請求項２】 充填材が直径１〜２０μｍで、アスペク
ト比が１〜５０のガラス繊維または炭素繊維である請求
項１記載の摺動材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14965591A JP2912054B2 (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 摺動材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14965591A JP2912054B2 (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 摺動材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04345691A JPH04345691A (ja) | 1992-12-01 |
| JP2912054B2 true JP2912054B2 (ja) | 1999-06-28 |
Family
ID=15479967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14965591A Expired - Fee Related JP2912054B2 (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 摺動材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2912054B2 (ja) |
-
1991
- 1991-05-23 JP JP14965591A patent/JP2912054B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04345691A (ja) | 1992-12-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |