滑动用树脂组合物及滑动部件的制作方法

本发明涉及滑动用树脂组合物及滑动部件。更具体而言，涉及能够得到即使在干燥条件下将铝合金等软质的金属作为对象材料的情况下也具有良好的滑动性的滑动部件的滑动用树脂组合物以及来自这样的滑动用树脂组合物的滑动部件。

背景技术：

1、汽车部件、电气/电子产品、办公设备、以及潜水泵等各种产业设备中的滑动部大多使用以规定的树脂为基础树脂的滑动部件。

2、例如，现有的潜水泵用于各种用途，如从河流、海洋进行扬水的扬水装置到热水器、地暖设备、汽车的发动机、逆变器、电池或燃料电池等的水循环等中使用。

3、作为所述潜水泵(水泵)的一例，具备下述结构1)～5)，其含有规定的滑动部件(滑动轴承、推力承受部件)(例如，参照专利文献1)。

4、1)叶轮

5、2)用于固定叶轮的轴

6、3)固定于叶轮的滑动轴承，其用于将叶轮相对于轴支承旋转自如地支撑

7、4)与滑动轴承的各个端面进行滑动的推力承受部件

8、5)收纳叶轮并构成泵室的壳体及罩

9、而且，属于滑动部件的滑动轴承是在内径及端面上承受载荷且端面具有相同的厚度的圆筒状的轴承，是来自以直链型的聚苯硫醚树脂为基础树脂的树脂组合物的注射成型品。

10、即，其特征在于，是来自于对规定基础树脂至少含有碳纤维和选自聚四氟乙烯树脂和石墨中的至少一种的树脂组合物的注射成型品，而且，碳纤维是在1000～1500℃下烧成的碳化物。

11、另外，设置有通过叶轮旋转时的滑动轴承与滑动的推力承受部件的相对旋转而将循环水从滑动轴承的一方的端面侧向轴承内径面侧吸引的吸引机构(槽)，以及，将循环水从滑动轴承的轴承内径面侧排出到另一方的端面侧的排出机构(槽)，从而向滑动面循环供给大量的水。

12、另外，作为增强材料，还提出有使用与本发明的未碳化碳纤维不同的规定的未碳化碳质纤维而成的滑动部件(例如，参照专利文献2)。

13、更具体而言，是由烧结体构成的滑动部件，该烧结体通过烧结由具有规定形状且由下述配合成分1)～3)构成的复合体而得到。

14、例如，将原料沥青供给至纺丝器，加热至300～400℃的状态下，在非活性气体的加压下，从喷嘴挤出而得到原材料纤维，接着，将得到的原材料纤维在氧化性气氛中在150～500℃左右保持0.5～5小时左右，进行不溶化而得到碳纤维，将该碳纤维作为未碳化碳质纤维含有规定量而成的滑动部件。

15、1)在550℃以下的温度下进行热处理而成的未碳化的碳质纤维

16、2)硼化合物等无机粉末或无机纤维

17、3)埋设有未碳化的碳质纤维及硼化合物等的无机粉末或其无机纤维的具有自烧结性的碳质粉末

18、需要说明的是，未碳化碳质纤维是指没有实施通常的碳化处理的状态的碳质纤维，例如，定义为在不超过550℃的温度下进行了热处理(烧成)的仍有进一步进行碳化的余地的碳质纤维。

19、而且，根据专利文献2的实施例，将由上述1)～3)构成的复合体均在常压下在非氧化性气氛中或氮气气氛中升温至1000℃进行一次烧结，进一步在该气氛中升温至1300℃、1700℃或2000℃进行二次烧结。因此，专利文献2的未碳化碳质纤维最终在实质上1000℃以上的温度下进行热处理。

20、[现有技术文献]

21、[专利文献]

22、[专利文献1]日本特许6639592号公报(权利要求书等)

23、[专利文献2]日本特开平3-237062号公报(权利要求书等)

技术实现思路

1、在专利文献1所记载的潜水泵(水泵)的情况下，在泵运转初期，在滑动轴承与轴、滑动轴承与推力承受部件之间不存在循环于滑动面的水，成为干燥条件下的摩擦。因此，要求滑动轴承在干燥条件下也具有良好的滑动性。

2、然而，若存在向滑动面供给的水，则通过水的吸引机构(槽)、排出机构(槽)，有效地向滑动面供给水，该滑动轴承显示良好的滑动性，但是，在干燥条件下，摩擦特性、磨损特性均不令人满意。

3、进而，专利文献1所记载的潜水泵(水泵)所使用的滑动部件(滑动轴承等)的特征在于，相对于规定树脂，使用在1000～1500℃下烧成的碳化物作为强化纤维。

4、因此，在将该滑动部件作为汽车部件、电气/电子产品、办公设备等轴承等滑动部件而始终在干燥条件下使用时，由于配合的碳纤维(碳化物)使对象材料损伤，特别是在将铝合金等软质金属作为对象材料的情况下，存在其损伤变得更显著的问题。该问题即使在使用2000℃以上烧成的石墨化物作为碳纤维的情况下也是同样存在的。

5、作为对策，也考虑不使用碳纤维，但在该情况下，根据使用条件，存在滑动部件(滑动轴承)的强度不足而无法得到充分的耐磨损性的问题。

6、另外，在专利文献2所记载的滑动部件中，需要使用极低温烧成而成的未碳化碳质纤维，存在仍然难以得到良好的滑动性的问题。

7、即，例如需要使用如下得到的未碳化碳质纤维：在惰性气体的加压下将原料沥青在300～400℃下从喷嘴挤出而得到原材料纤维，接着在氧化性气氛中以150～500℃左右保持0.5～5小时左右而成的未碳化碳质纤维。

8、这是为了提高与具有自烧结性的碳质粉末的界面密合性，最终，若不如上所述在常压下在非氧化性气氛中或氮气气氛中升温至1000℃而进行一次烧结，进而，在该气氛中升温至1300℃、1700℃或2000℃而进行二次烧结，则无法得到期望的强度。

9、而且，专利文献2中记载的滑动部件是关于基于碳纤维的强化碳复合材料、所谓c/c复合材料的发明，因此，关于将专利文献2中记载的未碳化碳质纤维配合于树脂组合物的情况完全没有记载，没有任何相关考虑。

10、因此，本发明人进行了深入研究，发现：通过在滑动用树脂组合物中配合规定量的规定的未碳化碳纤维，即使在干燥条件下，即使在对象件使用铝合金等软质金属的情况下，由该滑动用树脂组合物得到的滑动部件也具有良好的滑动性，从而完成了本发明。

11、即，本发明的目的在于提供滑动用树脂组合物和来自其的滑动部件，所述滑动用树脂组合物是将作为配合成分(b)的未碳化碳纤维和作为配合成分(c)的润滑用添加剂分别以成为规定比例的方式配合于作为配合成分(a)的树脂成分而成的，可得到摩擦系数低、且能够长期地减少磨损量的滑动部件。

12、根据本发明，提供一种滑动用树脂组合物，其特征在于，具有下述配合成分(a)～(c)，从而能够解决上述问题。

13、(a)树脂成分：100重量份

14、(b)5重量％减少温度为400～550℃的未碳化碳纤维：10～400重量份

15、(c)润滑用添加剂：10～80重量份

16、这样，对于作为配合成分(a)的树脂成分，将作为配合成分(b)的在规定条件下通过热重量测定得到的5重量％减少温度(以下，有时称为tg5)为规定范围的未碳化碳纤维和作为配合成分(c)的润滑用添加剂分别以规定比例配合而成的滑动用树脂组合物，则在加工成滑动部件的情况下，能够得到摩擦系数低且能够长期地减少磨损量的滑动部件。

17、即，如果是本发明的滑动用树脂组合物，则在加工成办公设备等的轴承等而使用的情况下，即使在干燥条件下在将铝合金等软质的金属作为对象材料的情况下，也能够长期发挥良好的滑动性。

18、另外，构成本发明的滑动用树脂组合物时，配合成分(b)的依据jis r7606：2000测定的拉伸弹性模量优选为10～35gpa的范围内的值。

19、这样，通过规定配合成分(b)的拉伸弹性模量，在加工成规定滑动部件的情况下，能够更容易且稳定地提供摩擦系数及磨损量为规定值以下的滑动用树脂组合物。

20、另外，构成本发明的滑动用树脂组合物时，配合成分(b)的依据jis r7606：2000测定的拉伸伸长率优选为2～5％的范围内的值。

21、这样，通过规定配合成分(b)的拉伸伸长率，在加工成规定滑动部件的情况下，能够更容易且稳定地提供容易使摩擦系数和磨损量为规定值以下的滑动用树脂组合物。

22、另外，在构成本发明的滑动用树脂组合物时，配合成分(b)的表面的基于xps元素分析的碳量相对于总量优选为85～96重量％的范围内的值。

23、这样，通过将配合成分(b)的表面的基于xps元素分析的碳量规定为规定范围内的值，在加工成规定滑动部件的情况下，能够以更定量性长期发挥优异的滑动性等。

24、另外，在构成本发明的滑动用树脂组合物时，优选将配合成分(b)/配合成分(c)的重量比率设为0.5/1～30/1的范围内的值。

25、通过这样规定配合成分(b)/配合成分(c)的重量比率，在加工成规定滑动部件的情况下，能够长期发挥更优异的滑动性等。

26、另外，在构成本发明的滑动用树脂组合物时，配合成分(a)优选为选自由聚苯硫醚树脂、聚醚砜树脂、聚醚醚酮树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚缩醛树脂、聚四氟乙烯树脂、聚酮树脂、热固性酚醛树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂和不饱和聚酯树脂组成的组中的至少一种。

27、这样，通过规定配合成分(a)的种类，在加工成规定滑动部件的情况下，能够更容易且稳定地提供具有良好的加工性和机械强度、并且摩擦系数和磨损量容易成为规定值以下的滑动用树脂组合物。

28、需要说明的是，在使用聚四氟乙烯树脂作为配合成分(a)的情况下，作为配合成分(c)的润滑用添加剂在构成本发明的滑动用树脂组合物时，不是必须的配合成分，可以省略。

29、另外，本发明的另一方式为滑动部件，其特征在于，来自含有下述配合成分(a)～(c)的滑动用树脂组合物。

30、(a)树脂成分：100重量份

31、(b)5重量％减少温度为400～550℃的未碳化碳纤维：10～400重量份

32、(c)润滑用添加剂：10～80重量份

33、这样，来自作为配合成分(b)配合有规定量的规定的未碳化碳纤维等而成的滑动用树脂组合物，且经规定加工而成的滑动部件，则摩擦系数低，且可长期减少磨损量。

34、即，如果是这样的滑动部件，则作为潜水泵等的轴承等，即使在干燥条件下将铝合金等软质的金属作为对象材料的情况下，也能够长期发挥良好的滑动性。