JPH08506372A - 平軸受け材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 一方がポリテトラフルオロエチレンのおよび他方がポリフェニレンサルファイドの、２種の相互浸透網状組織から形成された平軸受け材料。その材料は少なくとも４０容量％のポリフェニレンサルファイドを含み、残りがポリテトラフルオロエチレンである。

Description

【発明の詳細な説明】 平軸受け材料 この発明は平軸受け材料に関しそしてその製造方法に関する。 非常にできの良い平軸受け材料がＧｌａｃｉｅｒ Ｍｅｔａｌ Ｃｏｍｐａｎ ｙにより開発された。この材料は“ＤＵ”と称されそして約２０容量％の鉛の充 填剤とともにポリテトラフルオロエチレンから本質的になる。その材料は耐磨耗 性表面層を提供する表面層を形成しそして鋼基材に固定された、例えばブロンズ の、焼結金属層に溶浸されている。表面層中のポリテトラフルオロエチレンは低 い磨耗特性を与えそして鉛はその材料の乾性耐磨耗性を必要とする。ＤＵは単一 形入れ子（ｐｌａｉｎ ｂｕｓｈｅｓ）およびスラストワッシャー（ｔｈｒｕｓ ｔ ｗａｓｈｅｒｓ）における適用を見い出している。 ＤＵに均等であるかまたはそれよりも優れた性質を有する、鉛が存在しない平 軸受け材料を開発することが望ましい。多くの試みがなされて来たがしかし成功 しなかった。そのような試みは、鉛とほぼ同じ割合で異なる充填剤を用いること による強度の改善に集中した。ポリテトラフルオロエチレンの割合を有意に減少 させると低磨耗特性そして従って耐磨耗性を減少させてしまうと予想されたので 、ポリテトラフルオロエチレンの割合を有為に減少させることは、実施可能な選 択として見られなかった。さらにポリテトラフルオロエチレンに充填剤を追加す ることは、ポリテトラフルオロエチレンを充填剤と混合するポリテトラフルオロ エチレンの作業がそれをフィビリル化させ（ｆｉｂｒｉｌｌａｔｅ）そして作業 不可能にさせ、したがってそれが焼結金属材料中への首尾の良い溶浸を不可能に してしまうので、ポリテトラフルオロエチレンにさらに充填剤を添加することは 困難であった。事実、ＤＵはフィビリル化（ｆｉｂｒｉｌｌａｔｉｏｎ）を防ぐ ためにかなり用心して適用されねばならなかった。 本発明の目的は改良された耐磨耗性を有する、鉛不含有平軸受け材料を提供す ることである。 本発明は、一方がポリテトラフルオロエチレンの、そして他方がポリフェニレ ンサルファイド（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｓｕｌｐｈｉｄｅ）の、２種の 相互浸透網状組織から形成された平軸受け材料を提供する。 本発明に従う軸受け材料は、ＤＵと比較したときに、非常に改良された耐磨耗 性を有することが見い出された。試験において達成され耐磨耗性は、鉛を含有し ない今まで知られていたすべてのＤＵ代用品より１０倍優れている。事実、その 耐磨耗性はＤＵ自体よりも５倍まで良好であっる。ポリフェニレンサルファイド が平軸受け材料として提案された（英国特許第１，４７５，２９５号明細書参照 ）そしてその明細書は低磨耗特性を改良するために少量のポリテトラフルオロエ チレンの添加を示唆している。この材料は本質的に、ポリテトラフルオロエチレ ンの粒子を含有するポリフェニレンサルファイドマトリックスであるが、それに 対して本発明の材料は、相互浸透しているポリフェニレンサルファイドマトリッ クスとポリテトラフルオロエチレンマトリックスとを有する。ポリテトラフルオ ロエチレン中に混合されている約２０容量％までのポリフェニレンサルファイド を有する軸受け材料がまた知られている。この材料はポリフェニレンサルファイ ド粒子を含有するポリテトラフルオロエチレンマトリックスである。これらの材 料の耐磨耗性は本発明の材料の耐磨耗性に匹敵できない。 好ましくはポリフェニレンサルファイドの容量によるパーセンテージは４５〜 ５５％である。そのパーセンテージが約５０である場合に優れた耐磨耗性試験結 果が得られる。その材料は基材板上に設けられた焼結金属層中に溶浸（ｉｎｆｉ ｌｔｒａｔｅ）することが出来る。 本発明に従う材料は、樹脂、例えばアクリル系樹脂中にポリテトラフルオロエ チレンをカプセル化しそしてそのカプセル化粒子をポリフェニレンサルファイド 粒子と混合し、熱および圧力を適用してその材料を架橋させそしてそれを滑らか な平軸受け表面に形成させることにより製造することが出来る。 ポリテトラフルオロエチレン粒子のカプセル化は混合および適用中にこれがフ ィビリル化する（ｆｉｂｒｉｌｌａｔｉｎｇ）のを防ぎそしてアクリル系樹脂は 残留物を残すことなしに燃焼することが出来る。 混合を容易にするために、カプセル化ポリテトラフルオロエチレンと混合する まえにポリフェニレンサルファイド粒子は、また樹脂、例えばアクリル系樹脂中 にカプセル化されてもよい。 それらが水性分散液として混合されるならば、粒子の混合は容易になる。 別法として、本発明に従う材料は、ポリテトラフルオロエチレンとポリフェニ レンサルファイドとを溶融混合（ｍｅｌｔ ｃｏｍｐｏｕｎｄｉｎｇ）し、例え ば焼結金属層上へのテープとして、支持体上にその混合された材料を押し出し、 そして例えばその材料が金属層中に溶浸する（ｉｎｆｉｌｔｒａｔｅ）するよう に熱および圧力により、支持体にその押し出し材料を結合させる。 さて、次に本発明の例示である詳細な例が記載される。 その例示例において、平軸受け材料は、一方がポリテトラフルオロエチレンの 、および他方がポリフェニレンサルファイドの、２種の相互浸透網状組織から形 成され、しかも両方の材料は５０容量％で存在する。 まず、アクリル系樹脂中にカプセル化されたポリフェニレンサルファイド粒子 の水性分散液を形成した。これはポリフェニレンサルファイド粒子、水、ポリメ タクリル酸メチルおよび界面活性剤のような通常の添加剤を高剪断混合機中で混 合することにより達成した。 次に、アクリル系樹脂中にカプセル化されたポリテトラフルオロエチレン粒子 の水性分散液を形成した。これはポリテトラフルオロエチレン粒子、水、ポリメ タクリル酸メチル、ケロシン（潤滑剤として）および界面活性剤のような通常の 添加剤を、高剪断混合機中で混合することにより達成した。 次に、上記２種の水性分散液は高剪断混合機中で一緒に混合されて、ポリフェ ニレンサルファイドのカプセル化粒子とポリテトラフルオロエチレンのカプセル 化粒子と、容量によりほぼ等量を含有する水性分散液を得た。これに、凝固剤（ 硫化アルミニウム）を加えそして水を斜瀉した。これは、湿潤マッシュ（かゆ状 物：Ｍｕｓh）を提供し、これを鋼基材層上に形成された焼結金属層の表面に適 用した。そのマッシュをロールにかけてそれを平らにしそして焼結金属層の間隙 にそれを押し入れた。軸受け材料の得られたストリップ（帯：ｓｔｒｉｐ）を次 に加熱し、それを乾燥し、アクリル系樹脂を燃焼させそして３７５℃で硬化させ た。これは相互浸透網状組織を形成する、実質的に等しい割合の架橋されたポリ フェニレンサルファイドとポリテトラフルオロエチレンとからなる滑らかな軸 受け表面を有する軸受け材料を提供した。 その軸受け材料は磨耗試験に付され、その試験において、所定の磨耗深さを達 成する時間の数を測定した。上に言及したＤＵ材料は６８０時間と測定されたが それに対してこの実施例の材料は４０００時間を超えた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ， ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ (72)発明者 モイセイ，フィリップ イギリス国シーブイ22 ６ジービー ウオ リックシャー，ラグビー，ウェンワース ロード ４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．一方がポリテトラフルオロエチレンのおよび他方がポリフェニレンサルフ ァイドの、２種の相互浸透網状組織から形成された平軸受け材料。 ２．少なくとも４０容量％のポリフェニレンサルファイドを含み、残りがポリ テトラフルオロエチレンである、請求項１に記載の平軸受け材料。 ３．ポリフェニレンサルファイドの容量によるパーセンテージが４０〜５５で ある、請求項２に記載の平軸受け材料。 ４．該材料が基材板上に配置された焼結金属層中に溶浸されていることを特徴 とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の平軸受け材料。 ５．ポリテトラフルオロエチレン粒子を樹脂中にカプセル化し、そのカプセル 化粒子をポリフェニレンサルファイド粒子および潤滑剤と混合し、支持体にその 混合物を適用し、加熱して該樹脂を燃焼させそして熱と圧力を適用してその材料 を架橋させそしてそれを滑らかな軸受け表面に形成することを包含する、請求項 １〜４のいずれか１項に記載の平軸受け材料を製造する方法。 ６．カプセル化ポリテトラフルオロエチレンと混合するまえに、ポリフェニレ ンサルファイド粒子がまた樹脂中にカプセル化されていることを特徴とする、請 求項５に記載の方法。 ７．粒子が水性分散液として混合されることを特徴とする、請求項５および６ のいずれか１項に記載の方法。 ８．方法が、ポリテトラフルオロエチレンとポリフェニレンサルファイドとを 溶融混合し、混合された材料を押し出し、そして支持体に、押し出された材料を 結合することを包含する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の平軸受け材料を 製造する方法。