JPH0260694B2 - - Google Patents
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- JPH0260694B2 JPH0260694B2 JP59271015A JP27101584A JPH0260694B2 JP H0260694 B2 JPH0260694 B2 JP H0260694B2 JP 59271015 A JP59271015 A JP 59271015A JP 27101584 A JP27101584 A JP 27101584A JP H0260694 B2 JPH0260694 B2 JP H0260694B2
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- sliding
- graphite
- carbon black
- present
- resin
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Lubricants (AREA)
Description
(産業上の利用分野)
本発明は導電性摺動樹脂材料に関するものであ
り、さらに詳しく述べるならば、VTRのカセツ
トリール、複写器の紙送り回転部材、その他の事
務機あるいは電子機器の部品等に適用できる、摺
動特性と導電性とを付与した樹脂材料に関する。
(従来の技術)
近年VTRの需要が急速に伸びて来ているが、
カセツトリールはテープ走行時の摩擦や剥離によ
つて静電気を生じる傾向があるので帯電防止樹脂
をカセツトリールに用い、カセツトリールの帯電
が画像に悪影響を及ぼすことを防止したことが
VTRの品質向上に貢献し且つその普及に大きく
寄与している。またVTRのリール台はプーリー
と一体化され、そしてベルト駆動されるが、ベル
トとリールの摩擦によつてリール台が帯電し、そ
して電荷がリール台からICに放電してVTRの故
障の原因となるという問題も帯電防止樹脂により
解決されつつある。
さらに静電複写機などの紙送りローラーを軸支
する軸受は、最近プラスチツク軸受が使用されつ
つあるが、紙に帯電した静電気により、コピーム
ラ、軸と紙の付着による送りの不正確、軸からの
放電という問題がある。帯電防止機構を設けたり
ローラーに付着した紙を剥離するための剥離機構
を設けると機構が複雑となり、複写機の信頼性低
下を招くおそれがあるとともに、重量増、コスト
増を招く。
プラスチツクのような高分子材料は通常
1014Ω・cm以上の体積抵抗率を有しており、摩擦
などにより容易に帯電現象を生じる。このような
帯電によつて高分子材料は埃を吸着したり、ある
いは電撃シヨツクを受ける場合があり、必要に応
じてこの対策としてプラスチツクに帯電防止剤を
練込んだ材料が供給されている。しかしながら、
前述のVTRのリール台などの材料は単なる帯電
防止では満足出来ず、更に抵抗値の低い導電性が
要求され、電荷を積極的にアースに逃がすことが
画像品質の一層の向上のために要請されている。
また、米国ではマイコン、VTRの電子機器に電
波障害をなくする目的で電波封じ込めの規制があ
り、このためには電子機器のハウジングに使用す
るプラスチツク材料に導電性の付与が必要となつ
て来ている。プラスチツクに導電性をもたせる方
法として、(1)導電性カーボンの添加、(2)金属粉
末、繊維の添加、(3)カーボン繊維の添加、又は(4)
成形品表面のメタライジングが行われている。(4)
のメタライジングは、電子機器又はICなどのハ
ウジングに適用可能であるが、回転、摺動などの
運動を伴う部材には適用不可能である。(2)及び(3)
の金属粉末・繊維又はカーボン繊維の添加は、例
えば摺動部材に適用された場合は、相手材を疵つ
けるという問題がある。さらに、例えばカーボン
繊維添加プラスチツクを摺動部材として使用した
際に摩擦係数が使用時間とともに増加するという
欠点がある。(1)の導電性カーボンの添加は、炭素
材料の中で固有体積抵抗が低いカーボンブラツク
(非晶質炭素)をプラスチツクに添加する方法で
ある。そしてこの方法により、ポリアセタール樹
脂に8〜15重量%のカーボンブラツクを添加する
ことによつて102〜103Ω・cm程度の固有体積抵抗
とした導電性樹脂材料が得られる。しかしなが
ら、この導電性樹脂材料は導電性を有するもの
の、摺動特性がカーボンブラツク無添加のものと
比較して劣る。特に、上記導電性樹脂材料を軸受
として使用するのには不適当である。
(発明が解決しようとする問題点)
上述のように、従来より樹脂材料に導電性を付
与する提案が為されているが、摺動性は考慮の外
にあつた。
そこで本発明では導電性と摺動特性の両方を兼
備した樹脂材料を提供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段)
上記した目的は、本発明によれば、2〜30重量
%のカーボンブラツク、0.1〜30重量%の繊維状
分散フツ素樹脂、0.5〜30重量%のグラフアイト、
そして残余の熱可塑性樹脂からなることを特徴と
する導電性摺動樹脂材料によつて達成することが
できる。なお、以下、屡々“%”なる記号を用い
るが、この記号は特に断りのある場合を除いて、
上記と同様に、“重量%”を意味することを理解
されたい。
本発明の摺動材料において、基材となる樹脂材
料は、熱可塑性を有する材料である。この基材の
必須成分であるフツ素樹脂は詳しくは後述する様
に摺動特性を向上させる効果をもつ成分である。
フツ素樹脂以外の基材成分としては、ポリフエニ
レンオキシド、ポリフチレンフタレート、ポリア
ミド(例えば商品名ナイロン)、ポリカーボネー
ト、及びポリアセタールが好ましく、ポリアセタ
ールが特に好ましい。ポリアセタールとしては、
コポリマータイプとホモポリマータイプのうち前
者が好ましい。
フツ素樹脂は、フアインパウダと称せられる押
出成形用PTFE粉末であつてよく、これを他の成
分とともに十分混練することによつて、これらの
粉末が繊維状に分散する。全体を100重量%とし
た場合、繊維状分散フツ素樹脂の割合は0.1〜30
重量%が好ましい。0.2〜10%がより好ましい。
この割合が0.1重量%未満であると、繊維状フツ
素樹脂の効果が十分でなく、一方30重量%を越え
ると樹脂の成形が困難になる。
基材中に分散している繊維状分散フツ素樹脂の
太さは、一般に、0.1〜10μm程度である。
本発明に係る導電性摺動樹脂材料におけるフツ
素樹脂成分の特徴は、繊維状分散フツ素樹脂が摺
動部表面に露出していることによつて相手材との
摩擦係数を低下させ、またフツ素樹脂が上記樹脂
材料内部にも繊維状に立体的に分散して存在して
いるために基材を補強し、特に固形添加物が存在
するとそれを抱持し、その脱落を防止する等によ
り優れた耐摩耗性が得られることにある。
第2図は本発明の樹脂材料を厚さ5mmの板材と
し、これを折曲げて破断し、その一部に電極を蒸
着して測定した電子顕微鏡写真(倍率150倍)で
ある。この図面において、マトリツクス(基材)
はポリアセタール樹脂である。この図面よりフツ
素樹脂が繊維状を呈することは明らかであろう。
本発明の摺動材料の一成分であるカーボンブラ
ツクは導電性を付与する成分である。カーボンブ
ラツクの添加量の上限は、樹脂への混錬添加上限
量と一致する。しかしながら、特に所望の特性に
よつて次の範囲を選択することが好ましい。すな
わち、本発明の摺動材料の特性として高い電気伝
導度を特に望む場合は、カーボンブラツクの添加
量は2−30%がよく、良好な摺動特性を望む場合
は3−10%がよく、両特性が良好なものを望む場
合は7−10%がよい。カーボンブラツクの種類と
しては特に制限はないが、アセチレンブラツク
(アセチレンを無定形に炭化したもの)が好まし
く、あるいは10Å以下の超微粒カーボンブラツク
(例えば特殊フアーネスタイプのカーボンブラツ
クとしてケツチエンブラツクの商品名で市販され
ている)ものが特に好ましい。
次に、本発明の摺動材料成分の相互作用につい
て説明する。
第1図は、JISK6911の樹脂の体積抵抗測定法
に準拠して求めたデータを実線によつて、4%ポ
リテトラフルオロエチレン、カーボンブラツク
(横軸に示す添加量)、残部ポリアセタール樹脂よ
りなる摺動材の固有体積抵抗率(ρ)を示すグラ
フである。第1図の点線は、ポリテトラフルオロ
エチレンを含まないカーボンブラツク添加ポリア
セタール樹脂(従来技術)の固有体積抵抗率
(ρ)を示すグラフである。第1図より、ポリテ
トラフルオロエチレンは導電性を若干低下させる
ことが分かる。本来ポリテトラフルオロエチレン
は絶縁性であるから、この絶縁性成分の添加によ
つて、添加量に応じて、導電性は低下すると考え
られる。一方、カーボンブラツクの添加量に応じ
て、本発明の摺動材料も従来技術の材料も同じ傾
向で、固有体積抵抗率(ρ)が低下していること
が第1図より分かるから、ポリテトラフルオロエ
チレンはカーボンブラツクの本来の導電性付与効
果を奪うものではないと認められる。
カーボンブラツクは摩擦係数を高め、負荷能力
を低下させ、また摩耗量を多くするなど、熱可塑
性樹脂の摺動特性を劣化させる成分であるが、カ
ーボンブラツクが繊維状に分散するフツ素樹脂と
共存すると、摺動特性はカーボンブラツク添加よ
りも向上する。
したがつて、本発明の摺動材料において、各成
分の添加量を適切に選択することによつて、従来
の導電性樹脂材料を同等以上の導電性を有し且つ
従来の導電性樹脂には見られない潤滑性、低摩擦
性、負荷能力及びこれらの性質の安定性を有する
摺動材料が提供される。なお負荷能力が低下する
と摺動材料は相手材から受ける荷重によつて低荷
重下で破壊し、あるいは破壊に至らないまでも疲
労が起こり易くなつて、摺動特性が不良となる。
次表は、2種のポリテトラフルオロエチレンに
よる摩擦係数低下効果の差を示す表である。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a conductive sliding resin material, and more specifically, it can be used for VTR cassette reels, copy machine paper feeding rotating members, other office machines or electronic equipment parts, etc. The present invention relates to a resin material that has sliding properties and conductivity that can be applied to. (Conventional technology) Demand for VTRs has been increasing rapidly in recent years, but
Since cassette reels tend to generate static electricity due to friction and peeling when the tape runs, it is possible to use antistatic resin in the cassette reel to prevent the electrification of the cassette reel from adversely affecting images.
It has contributed greatly to improving the quality of VTRs and to their widespread use. In addition, the reel stand of a VTR is integrated with a pulley and driven by a belt, but the friction between the belt and the reel causes the reel stand to become electrically charged, and the charge is discharged from the reel stand to the IC, causing VTR failure. This problem is also being solved by antistatic resins. Furthermore, plastic bearings have recently been used to support paper feed rollers in electrostatic copying machines, etc., but static electricity charged on the paper can cause uneven copying, inaccurate feeding due to adhesion of the paper to the shaft, and problems with the shaft. There is a problem with discharge. Providing an antistatic mechanism or a peeling mechanism for peeling off the paper adhered to the rollers would complicate the mechanism, potentially reducing the reliability of the copying machine, and increasing weight and cost. Polymeric materials such as plastics are usually
It has a volume resistivity of 10 14 Ω・cm or more, and is easily charged by friction. Due to such electrification, polymeric materials may attract dust or be subjected to electric shocks, and as a countermeasure to this, materials in which antistatic agents are mixed into plastic are supplied as necessary. however,
Materials such as the VTR reel stand mentioned above cannot be satisfied with simply preventing static electricity; they also require conductivity with a low resistance value, and in order to further improve image quality, it is necessary to actively dissipate the charge to the ground. ing.
Additionally, in the United States, there are regulations regarding radio wave containment in order to eliminate radio wave interference in electronic devices such as microcomputers and VCRs, and for this purpose, it has become necessary to impart conductivity to the plastic materials used in the housings of electronic devices. There is. Methods for making plastic conductive include (1) addition of conductive carbon, (2) addition of metal powder or fiber, (3) addition of carbon fiber, or (4)
The surface of the molded product is metallized. (Four)
Metallizing can be applied to housings such as electronic devices or ICs, but it cannot be applied to members that involve movement such as rotation or sliding. (2) and (3)
When the addition of metal powder, fiber or carbon fiber is applied to a sliding member, for example, there is a problem in that it damages the mating material. Furthermore, when carbon fiber-added plastics are used as sliding members, for example, there is the disadvantage that the coefficient of friction increases with time of use. Addition of conductive carbon (1) is a method of adding carbon black (amorphous carbon), which has the lowest specific volume resistance among carbon materials, to plastic. By this method, a conductive resin material having a specific volume resistivity of about 10 2 to 10 3 Ω·cm can be obtained by adding 8 to 15% by weight of carbon black to the polyacetal resin. However, although this conductive resin material has conductivity, its sliding properties are inferior to those without carbon black added thereto. In particular, the conductive resin material described above is unsuitable for use as a bearing. (Problems to be Solved by the Invention) As described above, proposals have been made to impart conductivity to resin materials, but sliding properties have not been taken into account. Therefore, an object of the present invention is to provide a resin material that has both electrical conductivity and sliding properties. (Means for Solving the Problems) According to the present invention, the above-mentioned objects are achieved by: 2 to 30% by weight of carbon black, 0.1 to 30% by weight of fibrous dispersed fluororesin, 0.5 to 30% of graphite Aito,
This can be achieved by using a conductive sliding resin material characterized by being made of the remaining thermoplastic resin. Note that the symbol "%" is often used below, but this symbol is used unless otherwise specified.
As above, it should be understood that "% by weight" is meant. In the sliding material of the present invention, the resin material serving as the base material is a thermoplastic material. The fluororesin, which is an essential component of this base material, is a component that has the effect of improving sliding properties, as will be described in detail later.
As base material components other than fluororesin, polyphenylene oxide, polyphthalene phthalate, polyamide (for example, trade name nylon), polycarbonate, and polyacetal are preferable, and polyacetal is particularly preferable. As polyacetal,
Of the copolymer type and the homopolymer type, the former is preferred. The fluororesin may be a PTFE powder for extrusion molding called fine powder, and by thoroughly kneading this with other components, these powders are dispersed in the form of fibers. When the total weight is 100%, the proportion of fibrous dispersed fluororesin is 0.1 to 30
Weight percent is preferred. More preferably 0.2% to 10%.
If this proportion is less than 0.1% by weight, the effect of the fibrous fluororesin will not be sufficient, while if it exceeds 30% by weight, molding of the resin will become difficult. The thickness of the fibrous dispersed fluororesin dispersed in the base material is generally about 0.1 to 10 μm. The characteristics of the fluororesin component in the conductive sliding resin material according to the present invention are that the fibrous dispersed fluororesin is exposed on the surface of the sliding part, thereby reducing the coefficient of friction with the mating material; Since the fluororesin exists in the resin material as a three-dimensionally dispersed fiber, it reinforces the base material, and especially if solid additives are present, they hold them and prevent them from falling off. This means that superior wear resistance can be obtained. FIG. 2 is an electron micrograph (magnification: 150 times) obtained by bending and breaking a 5 mm thick plate made of the resin material of the present invention, and depositing an electrode on a part of the plate. In this drawing, the matrix (base material)
is polyacetal resin. It is clear from this drawing that the fluororesin has a fibrous shape. Carbon black, which is one component of the sliding material of the present invention, is a component that imparts electrical conductivity. The upper limit of the amount of carbon black added coincides with the upper limit of the amount added to the resin by kneading. However, it is preferable to select the following range depending on particularly desired characteristics. That is, if high electrical conductivity is particularly desired as a property of the sliding material of the present invention, the amount of carbon black added is preferably 2-30%, and if good sliding properties are desired, the amount of carbon black added is preferably 3-10%. If you want something with good both properties, 7-10% is good. There are no particular restrictions on the type of carbon black, but acetylene black (amorphous carbonized acetylene) is preferred, or ultrafine carbon black with a particle size of 10 Å or less (for example, a special furnace type carbon black such as Ketsutien Black) is preferred. Particularly preferred are those commercially available under the name ). Next, the interaction of the sliding material components of the present invention will be explained. Figure 1 shows data obtained in accordance with JISK6911 resin volume resistivity measurement method, indicated by the solid line, for a slider made of 4% polytetrafluoroethylene, carbon black (addition amount shown on the horizontal axis), and the remainder polyacetal resin. It is a graph showing specific volume resistivity (ρ) of a dynamic material. The dotted line in FIG. 1 is a graph showing the specific volume resistivity (ρ) of a carbon black added polyacetal resin (prior art) that does not contain polytetrafluoroethylene. From FIG. 1, it can be seen that polytetrafluoroethylene slightly lowers the conductivity. Since polytetrafluoroethylene is originally insulating, it is thought that addition of this insulating component reduces conductivity depending on the amount added. On the other hand, it can be seen from Figure 1 that the sliding material of the present invention and the material of the prior art have the same tendency, and the specific volume resistivity (ρ) decreases depending on the amount of carbon black added. It is recognized that fluoroethylene does not take away the original conductivity imparting effect of carbon black. Carbon black is a component that degrades the sliding properties of thermoplastic resin by increasing the coefficient of friction, reducing load capacity, and increasing the amount of wear.However, carbon black coexists with fluororesin, which is dispersed in the form of fibers. As a result, the sliding properties are improved more than when carbon black is added. Therefore, by appropriately selecting the amount of each component added, the sliding material of the present invention has a conductivity equal to or higher than that of conventional conductive resin materials, and is superior to conventional conductive resin materials. A sliding material is provided that has unprecedented lubricity, low friction, load capacity and stability of these properties. Note that if the load capacity decreases, the sliding material will break under low load due to the load received from the mating material, or even if it does not lead to breakage, fatigue will easily occur, resulting in poor sliding characteristics. The following table shows the difference in friction coefficient reduction effect between two types of polytetrafluoroethylene.
【表】
第1表において、試料2、3はポリテトラフル
オロエチレン4%、カーボンブラツク6%、グラ
フアイト20%及びポリアセタール残部の配合量を
用い、また、試料4、5はポリテトラフルオロエ
チレン5%、カーボンブラツク6%、オイル2
%、ポリアセタール残部の配合量を用いた。試料
2、4は繊維化できるポリテトラフルオロエチレ
ン(商品名ポリフロンM12)、試料3、5は粒状
分散するポリテトラフルオロエチレン(商品名ル
ブロン)を用いた。
第1表のデータから、繊維状分散樹脂(ポリテ
トラフルオロエチレン)が存在する本発明の摺動
材料は、比較例よりも、格段に優れた摩擦係数低
下効果を有していることが明らかである。なお、
本発明の摺動材料の一任意成分であるグラフアイ
トは特に導電性を高める一方潤滑特性を高めるこ
とによつて摺動特性を改良する成分である。本発
明が摺動材料の一成分であるカーボンブラツク
は、カーボン添加無添加のものと比較して摺動特
性を劣化させるが、グラフアイトはカーボンブラ
ツクによる摺動特性劣化を補い、しかもカーボン
無添加のものよりも良好な摺動特性を実現する。
またグラフアイトは、樹脂材料より固有体積抵抗
が10-10倍以上低いにもかかわらず、単独に添加
したのみでは樹脂に導電性を付与することが難し
く、ある程度の導電性を付与するにも、40%(重
量百分率)以上の多量のグラフアイト添加が必要
である。しかるに、グラフアイトがカーボンブラ
ツクと共存すると、グラフアイト及びカーボンブ
ラツクの添加量が少量であつても、顕著な導電性
向上が実現される。本発明に係る摺動材料の一成
分であるフツ素樹脂は、単独では耐熱性に優れて
いるが耐摩耗性はあまり良くない樹脂である。フ
ツ素樹脂がカーボンブラツクと共存することによ
つて、本発明の摺動材料が偏摩耗に対して極めて
優れた抵抗性を備えるに至る。すなわち、本発明
の摺動材料は荷重が非一様に加えられる片当り摺
動部として用いられた場合極めて少ない摩耗量を
示す。
グラフアイトの添加量上限は、グラフアイトを
樹脂材料と混錬できる上限量と同じであつてよ
く、通常グラフアイト添加量の上限は約40%であ
る。然しながら、グラフアイト量が多いと摺動材
料の強度が低下する結果摺動特性も不十分になる
ために、特に摺動特性良好な摺動材料を提供しよ
うとする場合は、グラフアイト添加量上限は30%
以下が好ましく、25%以下がより好ましい。ま
た、摺動特性の面からはグラフアイトは5%以上
が好ましく、15%以上がさらに好ましい。本発明
の摺動材料において、グラフアイトの添加量は一
般に0.5−30%であり、約20%が最も好ましい。
グラフアイトが後述の潤滑油保持に併用される場
合は、グラフアイトの添加量は10−25%が好まし
い。本発明の摺動材料において、グラフアイトの
添加量は一般に3−40%であり、約20%が最も好
ましい。
グラフアイトとしては、天然に産する土状黒鉛
や鱗状黒鉛が使用されるほか、石炭、石油、コー
クス等から得られる非結晶質炭素を加熱により結
晶化した人造黒鉛も使用される。但し、人造黒鉛
の方が天然黒鉛よりも摩耗量で測定した摺動特性
を約10倍(摩耗量1/10倍)向上させる。本発明
の摺動材料に使用されるグラフアイトの粒度に関
しては特に制限がないが、50μm以下が好ましい。
本発明の摺動材料の一任意成分である潤滑油は
潤滑性能を付与する成分である。本発明の摺動材
料においては、グラフアイトによる摺動性能向上
と、潤滑油による潤滑性能向上によつて、優れた
潤滑性能が得られる。このような潤滑油は、樹脂
材料中に含有される場合と、グラフアイトに含有
(含油)される場合と、及びこれらを同時に行う
場合とがある。
潤滑油の種類は250℃までの耐熱性をもつもの
が好ましいが特に制限はない。特にジエツトエン
ジンオイルが好ましいが一般のエンジンオイル
(180℃までの耐熱性を有する。)でもよい。また
潤滑油の添加量は10%以下が好ましく、約1.5〜
3.5%が特に好ましい。
本発明に係る摺動材料の製法を以下説明する。
粒度を調製した所定の成分を秤量した後、混合
し、さらに必要によりカツプリング剤、粘度調節
剤等を添加した後、混錬機により押出し、ペレツ
ト化し、その後成型機にて所定形状に成形する。
また潤滑油をグラフアイト又はカーボンブラツク
に含浸(含油)させる場合は、グラフアイト等を
潤滑油の中で撹拌すると、容易に含油樹脂が得ら
れる。
(実施例)
以下、本発明の実施例を第2〜4表により説明
する。
第2〜4表において、CBはカーボンブラツク
(商品名ケツチエンブラツク)、Grは規格G117の
人造グラフアイト、OILは合成潤滑油
(SHC630)、4Fは繊維化できるポリテトラフルオ
ロエチレン(商品名ポリフロンM12)でありGr
等の残部はPOMで示したコポリマータイプのポ
リアセタールである。尚実施例で使用した4Fは
十分混練されると熱可塑性の基材樹脂例えばポリ
アセタール中で繊維状を呈す。
第2〜4表中、「導電性」は体積抵抗率(ρ−
単位Ω・cmを示す。)
「摩耗」は、滑り距離10Km、最初の10分間は
2.5Kg、以降は10Kg(一定)の荷重、摺動速度
0.2m/sec、相手材SUJ2(焼入)、ドライ潤滑、
スラスト型摩擦摩耗試験機の条件で混定した摩耗
量(単位mg)を示す。
「μ」は摩擦係数、「荷重」は前述の荷重条件
で測定した負荷能力(単位Kg)を示す。
負荷能力測定条件:
(イ) 試験機:スラスト型摩耗摩擦試験機
(ロ) 摺動速度:0.2m/sec
(ハ) 荷重:5Kg/hrで段階的に増加
(ニ) 相手材:SUJ−2(焼入)
(ホ) 潤滑:ドライ条件
(ヘ) 荷重印加法:スラスト荷重[Table] In Table 1, samples 2 and 3 contain 4% polytetrafluoroethylene, 6% carbon black, 20% graphite, and the remainder of polyacetal, and samples 4 and 5 contain 5% polytetrafluoroethylene. %, carbon black 6%, oil 2
%, and the blending amount of the remaining polyacetal was used. Samples 2 and 4 used polytetrafluoroethylene (trade name: Polyflon M12) which could be made into fibers, and polytetrafluoroethylene (trade name: Lublon) which could be dispersed into granules was used for samples 3 and 5. From the data in Table 1, it is clear that the sliding material of the present invention in which the fibrous dispersed resin (polytetrafluoroethylene) is present has a much better effect of reducing the coefficient of friction than the comparative example. be. In addition,
Graphite, which is an optional component of the sliding material of the present invention, is a component that improves the sliding properties by particularly increasing the electrical conductivity and the lubricating properties. Carbon black, which is one of the components of the sliding material of the present invention, deteriorates the sliding characteristics compared to a material without carbon additives, but graphite compensates for the deterioration in sliding characteristics caused by carbon black, and also has no carbon additives. Achieves better sliding characteristics than those of
Furthermore, although graphite has a specific volume resistivity that is more than 10 -10 times lower than that of resin materials, it is difficult to impart conductivity to the resin when added alone; A large amount of graphite addition of 40% (weight percentage) or more is required. However, when graphite coexists with carbon black, a significant improvement in conductivity is realized even if the amounts of graphite and carbon black added are small. The fluororesin that is one component of the sliding material according to the present invention is a resin that alone has excellent heat resistance but does not have very good wear resistance. The coexistence of fluororesin and carbon black provides the sliding material of the present invention with extremely excellent resistance to uneven wear. That is, the sliding material of the present invention exhibits an extremely small amount of wear when used as a one-sided sliding portion to which a load is applied non-uniformly. The upper limit of the amount of graphite added may be the same as the upper limit of the amount of graphite that can be kneaded with the resin material, and usually the upper limit of the amount of graphite added is about 40%. However, if the amount of graphite is large, the strength of the sliding material will be reduced and the sliding properties will be insufficient. is 30%
It is preferably at most 25%, more preferably at most 25%. Furthermore, from the viewpoint of sliding properties, the graphite content is preferably 5% or more, more preferably 15% or more. In the sliding material of the present invention, the amount of graphite added is generally 0.5-30%, most preferably about 20%.
When graphite is used in conjunction with lubricant retention as described below, the amount of graphite added is preferably 10-25%. In the sliding material of the present invention, the amount of graphite added is generally 3-40%, most preferably about 20%. As graphite, naturally occurring earthy graphite and scaly graphite are used, as well as artificial graphite obtained by crystallizing amorphous carbon obtained from coal, oil, coke, etc. by heating. However, artificial graphite improves the sliding properties measured by the amount of wear by about 10 times (1/10 times the amount of wear) than natural graphite. There is no particular restriction on the particle size of graphite used in the sliding material of the present invention, but it is preferably 50 μm or less. Lubricating oil, which is an optional component of the sliding material of the present invention, is a component that imparts lubricating performance. In the sliding material of the present invention, excellent lubrication performance can be obtained due to the improvement in sliding performance due to graphite and the improvement in lubrication performance due to the lubricating oil. Such lubricating oil may be contained in the resin material, contained (oil-impregnated) in graphite, or both simultaneously. The type of lubricating oil is preferably one having heat resistance up to 250°C, but there is no particular restriction. Jet engine oil is particularly preferred, but general engine oil (having heat resistance up to 180°C) may also be used. In addition, the amount of lubricating oil added is preferably 10% or less, and approximately 1.5~
3.5% is particularly preferred. The method for manufacturing the sliding material according to the present invention will be explained below.
After weighing and mixing the predetermined ingredients whose particle sizes have been adjusted, a coupling agent, a viscosity modifier, etc. are added as necessary, and then extruded using a kneading machine to form pellets, and then molded into a predetermined shape using a molding machine.
When graphite or carbon black is impregnated (oil-impregnated) with a lubricating oil, an oleoresin can be easily obtained by stirring the graphite or the like in the lubricating oil. (Example) Examples of the present invention will be described below with reference to Tables 2 to 4. In Tables 2 to 4, CB is carbon black (product name: KETSUCHEN BLACK), Gr is standard G117 artificial graphite, OIL is synthetic lubricating oil (SHC630), and 4F is polytetrafluoroethylene that can be made into fibers (product name: Polyflon). M12) and Gr
The remainder is a copolymer type polyacetal shown as POM. When the 4F used in the examples is sufficiently kneaded, it becomes fibrous in a thermoplastic base resin such as polyacetal. In Tables 2 to 4, "conductivity" refers to volume resistivity (ρ-
The unit is Ω・cm. ) "Wear" is a sliding distance of 10 km, and the first 10 minutes are
2.5Kg, thereafter 10Kg (constant) load, sliding speed
0.2m/sec, mating material SUJ2 (quenched), dry lubrication,
Shows the amount of wear (unit: mg) mixed under the conditions of a thrust type friction and wear tester. "μ" indicates the friction coefficient, and "load" indicates the load capacity (unit: Kg) measured under the above-mentioned load conditions. Load capacity measurement conditions: (a) Testing machine: Thrust type wear and friction tester (b) Sliding speed: 0.2m/sec (c) Load: Increase stepwise at 5Kg/hr (d) Compatible material: SUJ-2 (Quenching) (E) Lubrication: Dry condition (F) Load application method: Thrust load
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
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【表】【table】
【表】
POMに代えてポリアミドを使用したところ同
様の特性が得られた。
第2〜4表より、導電性(固有体積抵抗率ρ)
は100〜1014Ω・cm・μ≒(=0.1)=〜(=0.5=)、
荷重
(負荷能力)(25)〜(60)Kgの範囲で特性が変化
しており、さらに、導電性と摺動特性の何れか一
方が良好な組成あるいは両者とも良好な組成を選
択しうることが分かる。
(効果)
(イ) 本発明の摺動材料は単に帯電防止機能だけで
なく導電性能をもつから、通電又は接地される
電気部品として使用され、帯電に起因する弊
害、例えばVTRの画像残音又は複写器の紙付
着などを徹底的に防止できる。また、ICのパ
ツケージとして使用し、ICパツケージを接地
電位とすることもできる。
(ロ) 本発明の摺動材料の摩擦特性は極めて良好で
あり且つ長い時間にわたつて安定しているか
ら、回転、摺動部を伴う電気部品の信頼性が高
められる。
(ハ) 本発明の摺動材料は耐摩耗性に優れているか
ら、これを回転・摺動を伴う電気部品に付用す
ると、部品交換が少なくなり、またメンテナン
スフリーも期待される。
(ニ) 負荷能力に優れた性質及び上記(イ)の効果を利
用して、通電が必要な小型軽量軸受装置に本発
明の摺動材料を使用することができる。
(ホ) 本発明の摺動材料はスラスト荷重下で高い負
荷能力を有するため、これを通電式スラスト軸
受として使用することもできる。[Table] Similar properties were obtained when polyamide was used in place of POM. From Tables 2 to 4, conductivity (specific volume resistivity ρ)
is 10 0 ~ 10 14 Ω・cm・μ≒(=0.1)=~(=0.5=),
The characteristics change in the load (loading capacity) range of (25) to (60) kg, and it is possible to select a composition that has good conductivity or sliding characteristics, or both. I understand. (Effects) (a) Since the sliding material of the present invention not only has an antistatic function but also has conductive properties, it can be used as an electrical component that is energized or grounded, and can be used to prevent harmful effects caused by static electricity, such as image after-sound on a VTR. Thoroughly prevents paper from sticking to the copier. It can also be used as an IC package, and the IC package can be grounded. (b) Since the frictional properties of the sliding material of the present invention are extremely good and stable over a long period of time, the reliability of electrical components with rotating and sliding parts is improved. (c) Since the sliding material of the present invention has excellent wear resistance, when it is applied to electrical parts that rotate and slide, it is expected that parts replacement will be reduced and that maintenance will be free. (d) Taking advantage of the excellent load capacity and the effect of (a) above, the sliding material of the present invention can be used in small and lightweight bearing devices that require electricity. (e) Since the sliding material of the present invention has a high load capacity under thrust loads, it can also be used as an energized thrust bearing.
第1図はカーボンブラツク添加量と固有体積抵
抗率(ρ)の関係を示すグラフ、第2図はフツ素
樹脂の繊維の構造を示す電子顕微鏡写真である。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the amount of carbon black added and the specific volume resistivity (ρ), and FIG. 2 is an electron micrograph showing the structure of fluororesin fibers.
Claims (1)
重量%の繊維状分散フツ素樹脂、0.5〜30重量%
のグラフアイト、そして残余の熱可塑性樹脂から
なることを特徴とする導電性摺動樹脂材料。 2 10重量%以下の潤滑油をさらに含有する、請
求項1に記載の導電性摺動樹脂材料。[Claims] 1 2-30% by weight carbon black, 0.1-30
% by weight of fibrous dispersed fluororesin, 0.5-30% by weight
A conductive sliding resin material characterized by comprising graphite, and a residual thermoplastic resin. 2. The conductive sliding resin material according to claim 1, further comprising 10% by weight or less of lubricating oil.
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|---|---|---|---|
| JP59271015A JPS61151267A (en) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | Electrically conductive sliding resin material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59271015A JPS61151267A (en) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | Electrically conductive sliding resin material |
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| JPH0260694B2 true JPH0260694B2 (en) | 1990-12-18 |
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-
1984
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