[go: up one dir, main page]

JP2006063279A - In-liquid sliding material - Google Patents

In-liquid sliding material Download PDF

Info

Publication number
JP2006063279A
JP2006063279A JP2004250440A JP2004250440A JP2006063279A JP 2006063279 A JP2006063279 A JP 2006063279A JP 2004250440 A JP2004250440 A JP 2004250440A JP 2004250440 A JP2004250440 A JP 2004250440A JP 2006063279 A JP2006063279 A JP 2006063279A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
liquid
sliding
forming material
pore
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004250440A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideyuki Tsutsui
英之 筒井
Masaki Egami
正樹 江上
Masakazu Hirata
正和 平田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTN Corp, NTN Toyo Bearing Co Ltd filed Critical NTN Corp
Priority to JP2004250440A priority Critical patent/JP2006063279A/en
Publication of JP2006063279A publication Critical patent/JP2006063279A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an in-liquid sliding material exhibiting excellent abrasion resistance in a liquid, which easily forms a liquid lubricating membrane even on a surface having a shape where a liquid lubricating membrane is hard to form and which exhibits excellent abrasion resistance even when the liquid lubricating membrane is not formed. <P>SOLUTION: The in-liquid sliding material for forming a sliding member used in the liquid comprises a resin porous body having a communicated hole ratio of at least 30%. The resin porous body contains communicated holes obtained by molding a resin having a pore-forming material incorporated therewith to give a molded body and subsequently extracting the pore-forming material from the molded body using a solvent which dissolves the pore-forming material but not the resin. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は油中や水中などの液体中で使用される摺動部材を形成するための液中摺動材料に関する。   The present invention relates to a submerged sliding material for forming a sliding member used in a liquid such as oil or water.

油中や水中などの液体中で使用される摺動部材は、その摺動面に該液体を保持し液体潤滑膜を形成することで潤滑特性を示す。
油中で使用される摺動部材としては、エンジンオイル中で摺動する自動車エンジン部のメタル軸受などがある。該軸受では、摺動特性を向上させるため、摺動面にエンジンオイルを保持し、油膜を形成しやすくなるように摺動面となる該軸受表面に溝やディンプルが形成されている。また、同様の原理で焼結金属なども表面に油膜が形成されやすく油中摺動材料として多用されている。
水中で使用される摺動材料としては、耐食性や耐薬品性に優れることから主に樹脂が使用されている。このような樹脂は水と親和性の高い黒鉛などを配合することにより、摺動表面に水を保持し潤滑剤とすることで高い摺動特性を示す。
従来、水中などでも使用できる摺動材料として、ポリテトラフルオロエチレンに、マイカまたはタルクとポリイミド粉末を配合することにより、従来の黒鉛を配合した樹脂材料よりも耐摩耗性を向上させたもの(特許文献1参照)などがある。
A sliding member used in a liquid such as oil or water exhibits lubrication characteristics by holding the liquid on the sliding surface and forming a liquid lubricating film.
Examples of the sliding member used in oil include a metal bearing of an automobile engine part that slides in engine oil. In the bearing, in order to improve sliding characteristics, engine oil is held on the sliding surface, and grooves and dimples are formed on the surface of the bearing that becomes the sliding surface so that an oil film can be easily formed. In addition, sintered metal or the like is often used as a sliding material in oil because the oil film is easily formed on the surface by the same principle.
Resin is mainly used as a sliding material used in water because it is excellent in corrosion resistance and chemical resistance. Such a resin exhibits high sliding properties by blending with water or the like having high affinity with water to retain water on the sliding surface and use it as a lubricant.
Conventionally, as a sliding material that can be used even in water, polytetrafluoroethylene blended with mica or talc and polyimide powder to improve wear resistance compared to conventional resin materials blended with graphite (patent Reference 1).

しかしながら、メタル軸受や焼結金属などの金属摺動材料は、その製品形状が平面同士などのように油膜が形成され難い形状である場合や、起動時などの油膜が形成されていない状態では、金属の強い凝着により摩耗し、また摺動相手材を損傷させるという問題がある。
また、水中で使用される特許文献1の摺動材料は、母材がポリテトラフルオロエチレンであるために強度が低く高面圧条件では使用できないという問題がある。また射出成形できないことから、複雑な製品形状の場合には切削加工を要するため高価であるという問題がある。
特開平9−71704号公報
However, metal sliding materials such as metal bearings and sintered metal, when the product shape is difficult to form an oil film such as flat surfaces, or in the state where the oil film is not formed such as at the start, There is a problem that the metal wears due to strong adhesion and damages the sliding material.
Moreover, since the base material is polytetrafluoroethylene, the sliding material of Patent Document 1 used in water has a problem that it has low strength and cannot be used under high surface pressure conditions. Further, since injection molding cannot be performed, there is a problem that a complicated product shape is expensive because it requires cutting.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-71704

本発明はこのような問題に対処するためになされたもので、液中で優れた耐摩耗性を有する液中摺動材料であって、液体潤滑膜が形成され難い表面形状でも容易に液体潤滑膜を形成でき、また液体潤滑膜が形成されない場合でも耐摩耗性に優れる液中摺動材料を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to cope with such problems, and is a liquid sliding material having excellent wear resistance in liquid, and can be easily liquid lubricated even in a surface shape on which a liquid lubricating film is difficult to be formed. An object of the present invention is to provide a submerged sliding material that can form a film and has excellent wear resistance even when a liquid lubricating film is not formed.

本発明の液中摺動材料は、液中で使用される摺動部材を形成するための液中摺動材料であって、30 %以上の連通孔率を有する樹脂多孔体からなることを特徴とする。
また、上記樹脂多孔体は、気孔形成材が配合された樹脂を成形して成形体とした後、該気孔形成材を溶解し、かつ上記樹脂を溶解しない溶媒を用いて上記成形体から上記気孔形成材を抽出して得られる連通孔を有することを特徴とする。
The submerged sliding material of the present invention is a submerged sliding material for forming a sliding member used in the liquid, and is made of a porous resin body having a communication porosity of 30% or more. And
The porous resin body is formed by molding a resin containing a pore forming material into a molded body, and then dissolving the pore forming material and using the solvent that does not dissolve the resin from the molded body to the pores. It has the communicating hole obtained by extracting a forming material, It is characterized by the above-mentioned.

該液中摺動材料により形成された摺動部材は、該摺動面が平面形状などであっても、その表面連通孔に油などが保持され、該表面に容易に油膜などの液体潤滑膜を形成することができ、その剥離も起こりにくい。   The sliding member formed of the sliding material in liquid has a liquid lubricating film such as an oil film that is easily retained on the surface even if the sliding surface has a planar shape or the like. Can be formed, and its peeling is less likely to occur.

本発明の液中摺動材料は、30 %以上の連通孔率を有する樹脂多孔体からなるので、その摺動面形状が平面形状などのように液体潤滑膜が形成され難い形状であっても、容易に液体潤滑膜を形成することができ、かつ膜剥離が起こりにくく優れた摺動特性を発揮できる。
本発明の液中摺動材料を形成する樹脂多孔体は、用途や仕様に応じて任意の樹脂および充填材を選択して用いることができるので、優れた強度、耐熱性、低摩擦係数、耐摩耗性などを併せもたせることができる。また、バックメタルなどの補強部材を併用することなく、該液中摺動材料のみを用いて必要特性を満足する摺動部材を形成できる。
また、射出成形可能な樹脂を用いることにより、複雑な形状の摺動部材であっても安価に製造することができる。
Since the sliding material in liquid of the present invention is composed of a resin porous body having a communication porosity of 30% or more, even if the sliding surface shape is difficult to form a liquid lubricating film such as a planar shape. The liquid lubricating film can be easily formed, and the film can be hardly peeled off and can exhibit excellent sliding characteristics.
Since the resin porous body forming the in-liquid sliding material of the present invention can be used by selecting any resin and filler according to the application and specifications, it has excellent strength, heat resistance, low friction coefficient, Abrasion and the like can also be given. In addition, a sliding member that satisfies the required characteristics can be formed using only the sliding material in liquid without using a reinforcing member such as a back metal.
Further, by using an injection moldable resin, even a sliding member having a complicated shape can be manufactured at low cost.

本発明の液中摺動材料は、任意の液体中で使用される液中摺動部材を形成するための材料である。上記液体としては、潤滑油、加工油、食品油などの油、水、海水または種々の水溶液、塩酸、硫酸、硝酸などの薬品、石油ベンジン、アセトン、エタノールなどの有機溶剤などが挙げられる。
該液中摺動材料は、樹脂多孔体を形成する樹脂を用途や仕様に応じて選択することにより、任意の液中摺動部材の材料として使用することができる。液中摺動部材としては、例えば、軸受、歯車、シールリング、ローラなどが挙げられる。
液中摺動材料を使用する環境が、液体が希薄な場合、低速高面圧であり液体潤滑膜が形成され難い場合、または摺動初期の摺動特性が重視される場合には、予め使用環境と同じ液体、または該液体と相互溶解できる液体を樹脂多孔体に含浸させておくことが好ましい。なお、含浸方法としては、減圧含浸、加圧含浸など任意の方法を用いることができる。
以下、連通孔率、および本発明の液中摺動材料を構成する樹脂、気孔形成材、成形方法、抽出方法について説明する。
The submerged sliding material of this invention is a material for forming the submerged sliding member used in arbitrary liquids. Examples of the liquid include oils such as lubricating oil, processing oil, and food oil, water, seawater, various aqueous solutions, chemicals such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and nitric acid, and organic solvents such as petroleum benzine, acetone, and ethanol.
The submerged sliding material can be used as a material for an arbitrary submerged sliding member by selecting a resin that forms the resin porous body according to the application and specifications. Examples of the submerged sliding member include a bearing, a gear, a seal ring, and a roller.
Use in advance when the environment where the sliding material in the liquid is used is thin, when the liquid lubrication film is difficult to be formed due to low pressure and high surface pressure, or when the sliding characteristics at the beginning of sliding are important. It is preferable to impregnate the porous resin body with the same liquid as the environment or a liquid that can be mutually dissolved with the liquid. As an impregnation method, any method such as reduced pressure impregnation or pressure impregnation can be used.
Hereinafter, the communication porosity, the resin, the pore forming material, the molding method, and the extraction method that constitute the submerged sliding material of the present invention will be described.

球体を点接触により最も密に充填する形態として面心立方格子、六方最密充填があり、それらの充填率は、(球の体積÷外接立方体の体積)÷(正三角形の高さ÷底辺)÷(正四面体の高さ÷一辺)で計算され、共に 74 %である。(100−充填率)として定義される気孔率としては 26 %になる。
以上の計算は、同一サイズの球体を考えた場合であるが、複数のサイズの球体を充填した場合は、六方最密充填よりも充填率は大きくなり、気孔率は小さくなる。
また、粉末状の球体樹脂粒子を圧縮成形した後に焼結する場合、点接触はあり得ず、球体樹脂粒子は変形して面接触する。このため、六方最密充填よりも充填率はより大きくなり、気孔率はより小さくなる。このため従来の焼結樹脂成形体の気孔率は 20 %程度が限界となっている。
Face-centered cubic lattice and hexagonal close-packed packing are the most densely packed spheres by point contact, and their filling ratio is (volume of sphere ÷ volume of circumscribed cube) ÷ (height of equilateral triangle ÷ base) ÷ (Height of regular tetrahedron ÷ one side) and both are 74%. The porosity defined as (100-filling factor) is 26%.
The above calculation is a case where spheres of the same size are considered. However, when spheres of a plurality of sizes are filled, the filling rate becomes larger than the hexagonal close-packed filling, and the porosity becomes smaller.
Further, when the powdered spherical resin particles are sintered after compression molding, there is no point contact, and the spherical resin particles are deformed and brought into surface contact. For this reason, a filling rate becomes larger than a hexagonal close-packing, and a porosity becomes smaller. For this reason, the porosity of conventional sintered resin moldings is limited to about 20%.

本発明における連通孔率は、上記の気孔率と略同一定義で、かつ気孔が連続している状態の気孔率をいう。すなわち、相互に連続している気孔の総体積が樹脂成形体に占める割合をいう。
具体的には、連通孔率は数1内の式(1)に示す方法で算出した。

Figure 2006063279
上記、数1において、各符号の意味を以下に示す。
V;加熱圧縮成形法にて成形された洗浄前成形体の体積
ρ;加熱圧縮成形法にて成形された洗浄前成形体の密度
W;加熱圧縮成形法にて成形された洗浄前成形体の重量
1;樹脂粉末の体積
ρ1;樹脂粉末の密度
1;樹脂粉末の重量
2;気孔形成材の体積
ρ2;気孔形成材の密度
2;気孔形成材の重量
3;洗浄後の多孔体の体積
3;洗浄後の多孔体の重量
V’2;洗浄後に多孔体に残存する気孔形成材の体積 The communication porosity in the present invention is the same definition as the above porosity, and refers to the porosity in a state where the pores are continuous. That is, it refers to the ratio of the total volume of pores that are continuous to the resin molded body.
Specifically, the communication porosity was calculated by the method shown in Equation (1) in Equation 1.
Figure 2006063279
In the above Equation 1, the meaning of each symbol is shown below.
V: Volume ρ of the pre-cleaning molded body formed by the heat compression molding method; density W of the pre-cleaning molded body molded by the heat compression molding method; Weight V 1 ; Volume ρ 1 of resin powder; Density W 1 of resin powder; Weight V 2 of resin powder; Volume ρ 2 of pore forming material; Density W 2 of pore forming material; Weight V 3 of pore forming material; Washing The volume W 3 of the porous body after; the weight V ′ 2 of the porous body after cleaning; the volume of the pore forming material remaining in the porous body after cleaning

本発明においては、以下に述べる製造方法により、30 %以上、好ましくは 30 %〜 90 %、より好ましくは 30〜70 %の連通孔率を有する樹脂多孔体が得られる。   In the present invention, a resin porous body having a communication porosity of 30% or more, preferably 30% to 90%, more preferably 30 to 70% is obtained by the production method described below.

本発明に使用できる樹脂多孔体は、気孔形成材が配合された樹脂を成形して成形体とした後、該気孔形成材を溶解し、かつ上記樹脂を溶解しない溶媒を用いて成形体から気孔形成材を抽出して得られる。例えば、成形温度X℃の樹脂Aに、このX℃より高い融点Y℃を有する水溶性粉末Bを配合して、X℃で成形して成形体とした後、該成形体より水溶性粉末Bを水で抽出して多孔体が得られる。
なお、樹脂多孔体の製造方法は、これに限られるものでなく、30 %以上の連通孔率となる任意の方法を採用できる。
The resin porous body that can be used in the present invention is obtained by molding a resin containing a pore-forming material into a molded body, then dissolving the pore-forming material and using a solvent that does not dissolve the resin from the molded body. It is obtained by extracting the forming material. For example, a water-soluble powder B having a melting point Y ° C. higher than X ° C. is blended with a resin A having a molding temperature X ° C., and molded at X ° C. to form a molded body. Is extracted with water to obtain a porous body.
In addition, the manufacturing method of a resin porous body is not restricted to this, The arbitrary methods used as the communicating porosity of 30% or more are employable.

本発明に使用できる樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エラストマーまたはゴムなどの樹脂粉末やペレットを使用できる。樹脂粉末、ペレットの粒径や形状は、溶融成形する場合には、溶融時に気孔形成材と混練されるので、特に限定されるものではない。ドライブレンドしてそのまま圧縮成形する場合には1 〜 500 μmの平均粒径が好ましい。
熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレンなどのポリエチレン樹脂、変性ポリエチレン樹脂、水架橋ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、クロロトリフルオロエチレン樹脂、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樹脂、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樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレンテレフタラート樹脂、ポリブチレンテレフタラート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂肪族ポリケトン樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ポリオキサゾリン樹脂、ポリフェニレンサルフィド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂などを例示できる。また、上記合成樹脂から選ばれた2種以上の材料の混合物、すなわちポリマーアロイなどを例示できる。
As resin which can be used for this invention, resin powder and pellets, such as a thermoplastic resin, a thermosetting resin, an elastomer, or rubber | gum, can be used. The particle size and shape of the resin powder and pellets are not particularly limited when melt molding because they are kneaded with the pore forming material at the time of melting. In the case of dry blending and compression molding as it is, an average particle diameter of 1 to 500 μm is preferable.
Examples of the thermoplastic resin or thermosetting resin include polyethylene resins such as low density polyethylene, high density polyethylene, and ultrahigh molecular weight polyethylene, modified polyethylene resins, water-crosslinked polyolefin resins, polyamide resins, aromatic polyamide resins, polystyrene resins, Polypropylene resin, silicone resin, urethane resin, polytetrafluoroethylene resin, chlorotrifluoroethylene resin, tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer resin, tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin, vinylidene fluoride resin , Ethylene / tetrafluoroethylene copolymer resin, polyacetal resin, polyethylene terephthalate resin, polybutylene terephthalate resin, polyphenylene ether resin, Recarbonate resin, aliphatic polyketone resin, polyvinylpyrrolidone resin, polyoxazoline resin, polyphenylene sulfide resin, polyethersulfone resin, polyetherimide resin, polyamideimide resin, polyetheretherketone resin, thermoplastic polyimide resin, thermosetting Examples thereof include a functional polyimide resin, an epoxy resin, a phenol resin, an unsaturated polyester resin, and a vinyl ester resin. Moreover, the mixture of 2 or more types of materials chosen from the said synthetic resin, ie, a polymer alloy, etc. can be illustrated.

エラストマーまたはゴムとしては、例えば、アクリロニトリルブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム等の加硫ゴム類;ポリウレタンエラストマー、ポリエステルエラストマー、ポリアミドエラストマー、ポリブタジエン系エラストマー、軟質ナイロン系エラストマー等の熱可塑性エラストマー類が例示できる。   Examples of the elastomer or rubber include acrylonitrile butadiene rubber, isoprene rubber, styrene rubber, butadiene rubber, nitrile rubber, chloroprene rubber, butyl rubber, acrylic rubber, silicone rubber, fluorine rubber, ethylene propylene rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, chlorinated Examples thereof include vulcanized rubbers such as polyethylene rubber and epichlorohydrin rubber; and thermoplastic elastomers such as polyurethane elastomer, polyester elastomer, polyamide elastomer, polybutadiene elastomer, and soft nylon elastomer.

気孔形成材としては、樹脂の成形温度よりも高い融点を有し、該樹脂に配合されて成形体とされた後、その樹脂を溶解しない溶媒を用いて成形体から溶解されて抽出できる物質であれば使用できる。
気孔形成材は、無機塩化合物、有機塩化合物、またはこれらの混合物であることが好ましく、特に洗浄抽出工程が容易となる水溶性物質であることが好ましい。また、アルカリ性物質、好ましくは防錆剤として使用できる弱アルカリ性物質が好ましい。弱アルカリ塩としては、有機アルカリ金属塩、有機アルカリ土類金属塩、無機アルカリ金属塩、無機アルカリ土類金属塩などが挙げられる。未抽出分が脱落したときも、比較的軟らかく、転動面やすべり面を損傷し難いことから、有機アルカリ金属塩、有機アルカリ土類金属塩を用いることが好ましい。なお、これらの金属塩は1種または2種以上混合して用いてもよい。また、洗浄用溶媒として安価な水を使用することができ、気孔形成時における廃液処理などが容易となることから水溶性の弱アルカリ塩を使用することが好ましい。
また、成形時における気孔形成材の溶解を防止するため、気孔形成材は使用する樹脂の成形温度よりも高い融点の物質を使用する。
本発明に好適に用いることができる水溶性有機アルカリ金属塩としては、安息香酸ナトリウム(融点 430 ℃)、酢酸ナトリウム(融点 320 ℃)またはセバシン酸ナトリウム(融点 340 ℃)、コハク酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウムなどが挙げられる。融点が高く、多種の樹脂に対応でき、かつ水溶性が高いという理由から、安息香酸ナトリウム、酢酸ナトリウムまたはセバシン酸ナトリウムが特に好ましい。
無機アルカリ金属塩としては、例えば、炭酸カリウム、モリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸カリウム、タングステン酸ナトリウムなどが挙げられる。
The pore-forming material is a substance that has a melting point higher than the molding temperature of the resin and can be extracted by being dissolved from the molded body using a solvent that does not dissolve the resin after being blended with the resin to form a molded body. If you can use it.
The pore-forming material is preferably an inorganic salt compound, an organic salt compound, or a mixture thereof, and particularly preferably a water-soluble substance that facilitates the washing and extraction process. Further, an alkaline substance, preferably a weak alkaline substance that can be used as a rust preventive is preferred. Examples of the weak alkali salt include organic alkali metal salts, organic alkaline earth metal salts, inorganic alkali metal salts, inorganic alkaline earth metal salts, and the like. It is preferable to use an organic alkali metal salt or an organic alkaline earth metal salt because even when the unextracted component falls off, it is relatively soft and hardly damages the rolling surface and the sliding surface. In addition, you may use these metal salts 1 type or in mixture of 2 or more types. In addition, it is preferable to use a water-soluble weak alkali salt because inexpensive water can be used as a cleaning solvent, and waste liquid treatment at the time of pore formation is facilitated.
In order to prevent dissolution of the pore forming material during molding, the pore forming material uses a substance having a melting point higher than the molding temperature of the resin used.
Examples of water-soluble organic alkali metal salts that can be suitably used in the present invention include sodium benzoate (melting point: 430 ° C.), sodium acetate (melting point: 320 ° C.) or sodium sebacate (melting point: 340 ° C.), sodium succinate, and stearic acid. Sodium etc. are mentioned. Sodium benzoate, sodium acetate, or sodium sebacate is particularly preferred because of its high melting point, compatibility with various resins, and high water solubility.
Examples of the inorganic alkali metal salt include potassium carbonate, sodium molybdate, potassium molybdate, and sodium tungstate.

気孔形成材は液中摺動材料の用途に応じた平均粒径を管理する。
気孔形成材の割合は、樹脂粉末、多孔体形成材料および充填材などの他の材料を含めた全量に対して、30 体積%〜 90 体積%、好ましくは 40体積%〜90体積%とする。30体積%以下では多孔体の気孔が連続孔になり難く、90体積%以上では所望の機械的強度が得られない。
また配合時において、気孔形成材の抽出に使用する溶媒に不溶な充填材を配合してもよい。
The pore forming material manages the average particle size according to the use of the sliding material in liquid.
The ratio of the pore forming material is 30% by volume to 90% by volume, preferably 40% by volume to 90% by volume, with respect to the total amount including other materials such as resin powder, porous body forming material and filler. If the volume is 30% by volume or less, the pores of the porous body are hardly formed into continuous pores.
Moreover, you may mix | blend the filler insoluble in the solvent used for extraction of a pore formation material at the time of a mixing | blending.

例えば液中摺動材料の摩擦・摩耗特性を改善して各種機械物性を向上させる目的で、ガラス繊維、ピッチ系炭素繊維、PAN系炭素繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、炭化ケイ素繊維、窒化ケイ素繊維、窒化硼素繊維、石英ウール、金属繊維等の繊維類またはこれらを布状に編んだもの、炭酸カルシウム、リン酸リチウム、炭酸リチウム、硫酸カルシウム、硫酸リチウム、タルク、シリカ、クレー、マイカ等の鉱物類、酸化チタンウィスカ、チタン酸カリウムウィスカ、ホウ酸アルミニウムウィスカ、硫酸カルシウムウィスカなどの無機ウィスカ類、カーボンブラック、黒鉛、ポリエステル繊維、ポリイミド樹脂やポリベンゾイミダゾール樹脂等の各種熱硬化性樹脂などを配合できる。
また、摺動性を向上させる目的で、アミノ酸化合物やポリオキシベンゾイルポリエステル樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、液晶樹脂、アラミド樹脂のパルプ、ポリテトラフルオロエチレンや窒化硼素、二硫化モリブデン、二硫化タングステン等を配合できる。
For example, glass fiber, pitch-based carbon fiber, PAN-based carbon fiber, aramid fiber, alumina fiber, boron fiber, silicon carbide fiber, for the purpose of improving various mechanical properties by improving the friction and wear characteristics of the sliding material in liquid. Fibers such as silicon nitride fiber, boron nitride fiber, quartz wool, metal fiber, or those knitted into cloth, calcium carbonate, lithium phosphate, lithium carbonate, calcium sulfate, lithium sulfate, talc, silica, clay, mica Minerals such as titanium oxide whisker, potassium titanate whisker, aluminum borate whisker, calcium sulfate whisker, etc., various thermosetting resins such as carbon black, graphite, polyester fiber, polyimide resin and polybenzimidazole resin Etc. can be blended.
For the purpose of improving slidability, amino acid compounds, polyoxybenzoyl polyester resin, polybenzimidazole resin, liquid crystal resin, aramid resin pulp, polytetrafluoroethylene, boron nitride, molybdenum disulfide, tungsten disulfide, etc. Can be blended.

また、熱伝導性を向上させる目的で、炭素繊維、金属繊維、黒鉛粉末、酸化亜鉛、窒化アルミ粉等を配合してもよい。および上記充填材を複数組み合わせて使用することも可能である。
なお、この発明の効果を阻害しない配合量で一般合成樹脂に広く適用しえる添加剤を併用してもよい。例えば離型剤、難燃剤、帯電防止剤、耐候性改良剤、酸化防止剤、着色剤、導電性付与剤等の工業用潤滑剤を適宜添加してもよく、これらを添加する方法も特に限定されるものではない
Moreover, for the purpose of improving thermal conductivity, carbon fiber, metal fiber, graphite powder, zinc oxide, aluminum nitride powder or the like may be blended. It is also possible to use a combination of a plurality of the above fillers.
In addition, you may use together the additive which can be widely applied to general synthetic resin with the compounding quantity which does not inhibit the effect of this invention. For example, industrial lubricants such as mold release agents, flame retardants, antistatic agents, weather resistance improvers, antioxidants, colorants, and conductivity-imparting agents may be added as appropriate, and the method of adding these is also particularly limited. Not what

樹脂材料と気孔形成材の混合法は特に限定されるものではなくドライブレンド、溶融混練など樹脂の混合に一般に使用する混練法が適用できる。
また、気孔形成材を液体溶媒中に溶解させて透明溶液とした後、この溶液に樹脂粉末を分散混合させて、その後、この溶媒を除去する方法を用いることができる。
分散混合させる方法としては、液中混合できる方法であれば特に限定されるものではなく、ボールミル、超音波分散機、ホモジナイザー、ジューサーミキサー、ヘンシェルミキサーなどが例示できる。また、分散液の分離を抑えるために少量の界面活性剤を添加することも有効である。なお、混合時においては、混合により気孔形成材が完全に溶解するよう溶媒量を確保する。
また、溶媒を除去する方法としては、加熱蒸発、真空蒸発、窒素ガスによるバブリング、透析、凍結乾燥などの方法を用いることができる。手法が容易で、設備が安価であることから加熱蒸発により液体溶媒の除去を行なうことが好ましい。
The mixing method of the resin material and the pore forming material is not particularly limited, and a kneading method generally used for mixing the resin such as dry blending and melt kneading can be applied.
Alternatively, a method may be used in which the pore-forming material is dissolved in a liquid solvent to form a transparent solution, and then resin powder is dispersed and mixed in the solution, and then the solvent is removed.
The method of dispersing and mixing is not particularly limited as long as it can be mixed in a liquid, and examples thereof include a ball mill, an ultrasonic disperser, a homogenizer, a juicer mixer, and a Henschel mixer. It is also effective to add a small amount of a surfactant in order to suppress separation of the dispersion. At the time of mixing, the amount of solvent is secured so that the pore forming material is completely dissolved by mixing.
As a method for removing the solvent, methods such as heat evaporation, vacuum evaporation, bubbling with nitrogen gas, dialysis, and freeze-drying can be used. Since the method is easy and the equipment is inexpensive, it is preferable to remove the liquid solvent by heat evaporation.

樹脂に気孔成形材を配合した混合物の成形に関しては、目的とする摺動部材に応じて、圧縮成形、射出成形、押し出し成形、ブロー成形、真空成形、トランスファ成形などの任意の成形方法を採用できる。複雑形状の形成が容易であることから射出成形が好ましい。また成形前に作業性を向上させるため、ペレットやプリプレグなどに加工してもよい。   Regarding molding of a mixture in which a pore molding material is blended with a resin, any molding method such as compression molding, injection molding, extrusion molding, blow molding, vacuum molding, transfer molding or the like can be adopted depending on the intended sliding member. . Injection molding is preferred because it is easy to form complex shapes. Moreover, in order to improve workability | operativity before shaping | molding, you may process into a pellet, a prepreg, etc.

得られた成形体からの気孔形成材の抽出は、上記気孔形成材を溶解し、かつ上記樹脂を溶解しない溶媒で成形体を洗浄することにより行なう。
該溶媒としては、例えば、水、および水と相溶しうる溶媒としてアルコール系、エステル系、ケトン系溶媒などを用いることができる。これらの中で、樹脂および気孔形成材の種類によって上記条件に従い適宜選択される。また、これらの溶媒は1種または2種以上を混合し使用してもよい。廃液処理などが容易、安価などの利点から水を用いることが好ましい。
該抽出処理を行なうことにより、気孔形成材が充填されていた部分が溶解され、該溶解部分に気孔が形成された樹脂多孔体が得られる。
Extraction of the pore-forming material from the obtained molded body is performed by washing the molded body with a solvent that dissolves the pore-forming material and does not dissolve the resin.
As the solvent, for example, water and alcohol solvents, ester solvents, ketone solvents, and the like can be used as solvents compatible with water. Among these, it is appropriately selected according to the above conditions depending on the type of resin and pore forming material. These solvents may be used alone or in combination of two or more. It is preferable to use water because of its advantages such as easy waste liquid treatment and low cost.
By performing the extraction treatment, the portion filled with the pore forming material is dissolved, and a porous resin body having pores formed in the dissolved portion is obtained.

本発明の液中摺動材料は、該液中摺動材料を形成する樹脂多孔体が上記製造方法により製造されるので、上記列挙したように樹脂材料として成形温度が200℃以下のポリエチレン樹脂、ポリアセタール樹脂などから、300℃をこえるポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂などまで広範囲に自由に選択できると共に、充填材も潤滑油の影響なく配合できる。例えば、樹脂多孔体を繊維強化すれば高強度の液中摺動材料とでき、耐熱性の高い樹脂と潤滑油を使用すれば耐熱性液中摺動材料とできる。また、射出成形可能な樹脂を使用することで、複雑な形状でも安価に製造することができる。   In the submerged sliding material of the present invention, since the resin porous body forming the submerged sliding material is produced by the above production method, a polyethylene resin having a molding temperature of 200 ° C. or less as the resin material as listed above, From polyacetal resin, polytetrafluoroethylene resin exceeding 300 ° C., polyether ether ketone resin, etc. can be freely selected in a wide range, and fillers can be blended without the influence of lubricating oil. For example, if the porous resin body is reinforced with fibers, a high-strength sliding material in liquid can be obtained, and if a heat-resistant resin and lubricating oil are used, a sliding material in heat-resistant liquid can be obtained. Further, by using an injection moldable resin, even a complicated shape can be manufactured at low cost.

実施例1
ポリエーテルエーテルケトン樹脂粉末(ビクトレックス社製150PF)と炭素繊維(東レ(株)製MLD100)と安息香酸ナトリウム粉末(和光純薬(株)製試薬)とを体積比 50 : 10 : 40 の割合でミキサーにて5分間混合して混合粉末を得た。この混合粉末を、加熱圧縮成形( 380 ℃× 30 分)した後、切削加工にて所定の成形体(φ17mm ×φ21mm ×10mm の試験片)とした。該成形体を 80 ℃の温水で超音波洗浄器にて 10 時間洗浄して安息香酸ナトリウム粉末を溶出させた。その後 100 ℃で 8 時間乾燥し連通孔率 38 %の多孔体を得た。
Example 1
Polyether ether ketone resin powder (150 PF manufactured by Victrex), carbon fiber (MLD100 manufactured by Toray Industries, Inc.) and sodium benzoate powder (reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in a volume ratio of 50:10:40 And mixed with a mixer for 5 minutes to obtain a mixed powder. The mixed powder was heat compression molded (380 ° C. × 30 minutes), and then cut into a predetermined molded body (test piece of φ17 mm × φ21 mm × 10 mm). The molded body was washed with warm water at 80 ° C. for 10 hours with an ultrasonic cleaner to elute the sodium benzoate powder. Thereafter, it was dried at 100 ° C. for 8 hours to obtain a porous body having a communication porosity of 38%.

実施例2
ポリフェニレンサルフィド樹脂粉末(大日本インキ(株)製T4AG)と炭素繊維(東レ(株)製MLD100)と安息香酸ナトリウム粉末(和光純薬(株)製試薬)とを体積比 50 : 10 : 40 の割合でミキサーにて5分間混合して混合粉末を得た。この混合粉末を、加熱圧縮成形( 330 ℃× 30 分)した後、切削加工にて所定の成形体(φ17mm ×φ21mm ×10mm の試験片)とした。該成形体を 80 ℃の温水で超音波洗浄器にて 10 時間洗浄して安息香酸ナトリウム粉末を溶出させた。その後 100 ℃で 8 時間乾燥し連通孔率 38 %の多孔体を得た。
Example 2
Volume ratio of polyphenylene sulfide resin powder (T4AG manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd.), carbon fiber (MLD100 manufactured by Toray Industries, Inc.) and sodium benzoate powder (reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 50:10:40 Was mixed with a mixer for 5 minutes to obtain a mixed powder. The mixed powder was heat compression molded (330 ° C. × 30 minutes), and then cut into a predetermined molded body (test piece of φ17 mm × φ21 mm × 10 mm). The molded body was washed with warm water at 80 ° C. for 10 hours with an ultrasonic cleaner to elute the sodium benzoate powder. Thereafter, it was dried at 100 ° C. for 8 hours to obtain a porous body having a communication porosity of 38%.

比較例1
ポリエーテルエーテルケトン樹脂粉末(ビクトレックス社製150PF)と炭素繊維(東レ(株)製MLD100)とを体積比 85 : 15 の割合でミキサーにて5分間混合した後、加熱圧縮成形( 380 ℃× 30 分)し、切削加工にて所定の試験片(φ17mm ×φ21mm ×10mm)を得た。
Comparative Example 1
Polyetheretherketone resin powder (150PF manufactured by Victrex) and carbon fiber (MLD100 manufactured by Toray Industries, Inc.) were mixed at a volume ratio of 85:15 with a mixer for 5 minutes, and then heat compression molded (380 ° C. × 30 minutes), and a predetermined test piece (φ17 mm × φ21 mm × 10 mm) was obtained by cutting.

比較例2
焼結金属(連通孔率 30%、Cu−Sn系)を切削加工にて所定の試験片(φ17mm ×φ21mm ×10mm)とした。
Comparative Example 2
Sintered metal (communication porosity 30%, Cu—Sn system) was cut into predetermined test pieces (φ17 mm × φ21 mm × 10 mm).

比較例3
ポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末(三井デュポンフロロケミカル社製7J)と黒鉛(日本黒鉛(株)製ACP)とを体積比 85 : 15 の割合でミキサーにて5分間混合した後、加熱圧縮成形( 380 ℃× 30 分)し、切削加工にて所定の試験片(φ17mm ×φ21mm ×10mm)を得た。
Comparative Example 3
Polytetrafluoroethylene resin powder (Mitsui DuPont Fluoro Chemical 7J) and graphite (Nippon Graphite Co., Ltd. ACP) were mixed at a volume ratio of 85:15 for 5 minutes with a mixer, and then heat compression molded (380 And predetermined test pieces (φ17 mm × φ21 mm × 10 mm) were obtained by cutting.

実施例1、実施例2、および比較例1〜比較例3で作製した試験片について、リングオンディスク試験機にて以下の油中摺動試験および水中摺動試験を行なった。結果を表1に示す。
油中摺動試験:
油中での摩擦摩耗特性を調べるために以下の試験条件にてリングオンディスク試験を行ない比摩耗量を測定した。また、相手材の損傷を調べた。なお、相手材の損傷がなかったものは○、相手材が損傷したものは×とした。
液体:オートマチックトランスミッション油(昭和シェル石油社製デキシロン2)
面圧: 5.5 MPa
速度: 64m/分
時間: 5 時間
試験片:φ17mm ×φ21mm ×10mm
相手材:φ33mm×6mm, SUJ2(硬さ:HRC62、表面粗さ:Ra=0.5μm )
The test pieces prepared in Example 1, Example 2, and Comparative Examples 1 to 3 were subjected to the following oil-in-oil sliding test and underwater sliding test using a ring-on-disk tester. The results are shown in Table 1.
Sliding test in oil:
In order to investigate the friction and wear characteristics in oil, a ring-on-disk test was performed under the following test conditions, and the specific wear amount was measured. Also, the damage of the counterpart material was examined. The case where the counterpart material was not damaged was marked with ◯, and the case where the counterpart material was damaged was marked with X.
Liquid: Automatic transmission oil (Dexylon 2 from Showa Shell Sekiyu KK)
Surface pressure: 5.5 MPa
Speed: 64m / min Time: 5 hours Specimen: φ17mm × φ21mm × 10mm
Mating material: φ33mm × 6mm, SUJ2 (Hardness: HRC62, Surface roughness: Ra = 0.5μm)

水中摺動試験:
水中での摩擦摩耗特性を調べるために以下の試験条件にてリングオンディスク試験を行ない比摩耗量を測定した。また、相手材の損傷を調べた。なお、相手材の損傷がなかったものは○、相手材が損傷したものは×とした。
液体:純水
面圧: 0.4 MPa
速度: 110m/分
時間: 50 時間
試験片:φ17mm ×φ21mm ×10mm
相手材:φ33mm×6mm, SUS304(表面粗さ:Ra=0.5μm )
Underwater sliding test:
In order to investigate the friction and wear characteristics in water, a ring-on-disk test was performed under the following test conditions, and the specific wear amount was measured. Also, the damage of the counterpart material was examined. The case where the counterpart material was not damaged was marked with ◯, and the case where the counterpart material was damaged was marked with X.
Liquid: Pure water Surface pressure: 0.4 MPa
Speed: 110m / min Time: 50 hours Test piece: φ17mm × φ21mm × 10mm
Mating material: φ33mm × 6mm, SUS304 (Surface roughness: Ra = 0.5μm)

Figure 2006063279
Figure 2006063279

各実施例では比摩耗量が、油中で10×10-8mm3/(N・m )以下、水中でも30×10-8mm3/(N・m )以下であり耐摩耗性に優れていた。また、相手材への損傷も見られなかった。 In each example, the specific wear amount is 10 × 10 -8 mm 3 / (N · m) or less in oil and 30 × 10 -8 mm 3 / (N · m) or less in water, providing excellent wear resistance. It was. Also, no damage to the mating material was seen.

本発明の液中摺動材料は、液中で優れた耐摩耗性などを有するので、液中摺動部で使用される軸受、歯車、シールリング、ローラなどの液中摺動部材の材料として好適に用いることができる。   Since the submerged sliding material of the present invention has excellent wear resistance in the submerged liquid, it is a material for submerged sliding members such as bearings, gears, seal rings, and rollers used in submerged sliding parts. It can be used suitably.

Claims (2)

液中で使用される摺動部材を形成するための液中摺動材料であって、
該液中摺動材料は、30 %以上の連通孔率を有する樹脂多孔体からなることを特徴とする液中摺動材料。
A sliding material in liquid for forming a sliding member used in liquid,
The in-liquid sliding material is composed of a porous resin body having a communicating porosity of 30% or more.
前記樹脂多孔体は、気孔形成材が配合された樹脂を成形して成形体とした後、該気孔形成材を溶解し、かつ前記樹脂を溶解しない溶媒を用いて前記成形体から前記気孔形成材を抽出して得られる連通孔を有することを特徴とする請求項1記載の液中摺動材料。   The porous resin body is formed by molding a resin containing a pore forming material into a molded body, and then dissolving the pore forming material and using the solvent that does not dissolve the resin from the molded body to the pore forming material. The in-liquid sliding material according to claim 1, further comprising a communication hole obtained by extracting the water.
JP2004250440A 2004-08-30 2004-08-30 In-liquid sliding material Pending JP2006063279A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004250440A JP2006063279A (en) 2004-08-30 2004-08-30 In-liquid sliding material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004250440A JP2006063279A (en) 2004-08-30 2004-08-30 In-liquid sliding material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006063279A true JP2006063279A (en) 2006-03-09

Family

ID=36110038

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004250440A Pending JP2006063279A (en) 2004-08-30 2004-08-30 In-liquid sliding material

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006063279A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008303948A (en) * 2007-06-06 2008-12-18 Hitachi Constr Mach Co Ltd Sliding member and sliding bearing bushing
WO2013021584A1 (en) * 2011-08-08 2013-02-14 株式会社 東芝 Underwater sliding member, method for producing same and hydraulic machine
JP2021070717A (en) * 2019-10-29 2021-05-06 株式会社イノアックコーポレーション Silicone porous body and method for producing the same

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008303948A (en) * 2007-06-06 2008-12-18 Hitachi Constr Mach Co Ltd Sliding member and sliding bearing bushing
WO2013021584A1 (en) * 2011-08-08 2013-02-14 株式会社 東芝 Underwater sliding member, method for producing same and hydraulic machine
CN103717924A (en) * 2011-08-08 2014-04-09 株式会社东芝 Underwater sliding member, method for producing same and hydraulic machine
US9404536B2 (en) 2011-08-08 2016-08-02 Kabushiki Kaisha Toshiba Underwater sliding member, method for manufacturing underwater sliding member, and hydraulic machine
JP2021070717A (en) * 2019-10-29 2021-05-06 株式会社イノアックコーポレーション Silicone porous body and method for producing the same
JP7466288B2 (en) 2019-10-29 2024-04-12 株式会社イノアックコーポレーション Silicone porous body and method for producing same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7703983B2 (en) Sliding material and sliding bearing
JP4848121B2 (en) Sliding material
CN1806131B (en) Sliding bearing
JP6606513B2 (en) Water lubricated bearing material
JPH07268126A (en) Lubricating resin composition
JP2008304018A (en) Underwater rolling bearing
JP4541765B2 (en) Roller bearing cage and rolling bearing
CN1946783B (en) Resin porous body and manufacturing method thereof
JP2006063279A (en) In-liquid sliding material
JP4851695B2 (en) Sliding material
JP2006125482A (en) Seal member and bearing using the same
JP2006009834A (en) Sliding bearing
JP5033311B2 (en) Resin oil body and method
JP4155981B2 (en) Resin porous body and method for producing the same
JP4206377B2 (en) Resin oil body and method for producing the same
JP2006250262A (en) Sliding bearing for precision sliding-component
JP2007016905A (en) Sliding base isolation device
JP4541769B2 (en) Roller bearing cage and rolling bearing
JP2007186621A (en) Resin porous body
JP2006123058A (en) Sliding member for machine tool
JP2006028379A (en) Porous resin oil retainer
JP4478085B2 (en) Roller bearing cage and rolling bearing