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，涉及以配合规定量的无机材料为前提，可得到滑动性与线膨胀系数的平衡等良好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、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。

2、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)。

3、1)叶轮

4、2)用于固定叶轮的轴

5、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

6、4)与滑动轴承的各个端面进行滑动的推力承受部件

7、5)收纳叶轮并构成泵室的壳体及罩

8、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。

9、即，其特征在于，是来自向规定的基础树脂包含属于1000～1500℃下烧成的碳化物的碳纤维和选自聚四氟乙烯树脂和石墨中的至少一种而成的树脂组合物的注射成型品。

10、另外，还提出有作为增强材料使用了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)。

11、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。

12、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，将其作为未碳化碳质纤维含有规定量而成的滑动部件。

13、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

14、2)硼化合物等无机粉末或无机纤维

15、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

16、需要说明的是，未碳化碳质纤维是未实施通常温度的碳化处理的状态的碳质纤维，例如定义为在550℃以下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。

17、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℃以上的温度下进行了热处理。

18、[现有技术文献]

19、[专利文献]

20、[专利文献1]日本特许6639592号公报(权利要求书等)

21、[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、然而，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，对规定树脂使用在1000～1500℃下烧成的碳化物作为强化纤维。

2、因此，存在滑动部件的滑动性与线膨胀系数的平衡差的问题。

3、即，为了得到期望的线膨胀系数，若对于树脂成分大量配合以往的碳化物(以下，有时称为碳化碳纤维)、石墨化碳纤维或无机填料等，则观察到了如下倾向：随着时间经过，滑动部件中的磨损变严重，由此，观察到碳纤维、无机填料等容易在表面露出。

4、由此，滑动部件的摩擦系数增大或使对象部件损伤，从而滑动性显著降低，进而过度发热，超过树脂成分的耐热性，出现发生熔融等问题。

5、另一方面，相对于树脂成分降低以往的碳化碳纤维、石墨化碳纤维或无机填料等的配合量，则滑动部件的机械强度降低，磨损量增大，滑动部件的线膨胀系数变高，由滑动热引起的尺寸变化变大，出现无法维持期望的尺寸精度的问题。

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，存在难以维持良好的滑动性以及低的线膨胀系数的问题。

7、即，例如，需要使用如下而得的未碳化碳质纤维：在惰性气体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、鉴于此，发明人进行了深入研究的结果发现，在滑动用树脂组合物中，通过对作为配合成分(a)的树脂成分以规定比例配合作为配合成分(b)的规定的未碳化碳纤维和作为配合成分(c)的无机材料等，从而在加工成滑动部件时能够在维持低的线膨胀系数的状态下得到摩擦系数低且磨损量也少的值，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该滑动用树脂组合物的滑动部件，所述滑动用树脂组合物至少包含配合成分(a)～(c)，在加工成滑动部件时，可得到长期发挥优异的滑动性等的滑动部件。

12、根据本发明，提供一种滑动用树脂组合物，其特征在于，含有下述配合成分(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)无机材料：10～80重量份

16、如此，在滑动用树脂组合物中，对于属于配合成分(a)的树脂成分，将属于配合成分(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)在规定范围的未碳化碳纤维以及属于配合成分(c)的无机材料以各自成为规定的比例的方式进行配合，由此将其加工成滑动部件时，摩擦系数、磨损量及线膨胀系数分别成为规定值以下，进而能够得到良好的滑动性能。

17、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。

18、这样，在滑动用树脂组合物中，通过规定作为配合成分(b)的规定的未碳化碳纤维的拉伸弹性模量，在加工成滑动部件时，使线膨胀系数为规定值以下，能够长期发挥优异的滑动性。

19、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。

20、这样，在滑动用树脂组合物中，通过规定作为配合成分(b)的规定的未碳化碳纤维的拉伸伸长率，在加工成滑动部件时，使线膨胀系数为规定值以下，能够长期发挥优异的滑动性。

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

22、这样，在滑动用树脂组合物中，通过将配合成分(b)的碳量规定为规定范围内的值，在加工成滑动部件时，能够以更定量性长期发挥优异的滑动性。

23、另外，在构成本发明的滑动用树脂组合物时，在加工成滑动部件时，依据jis k7197：2012测定的线膨胀系数优选为5×10-5/℃以下。

24、这样，通过使来自滑动用树脂组合物的滑动部件的线膨胀系数为规定值以下，能够进一步具有定量性，容易且稳定地形成适应各种用途的滑动部件。

25、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1/1～10/1的范围内的值。

26、这样，在滑动用树脂组合物中，通过限制配合成分(b)/配合成分(c)的重量比率，在加工成滑动部件时，更容易将摩擦系数、线膨胀系数调整为规定值以下的值。

27、构成本发明的滑动用树脂组合物时，配合成分(a)优选为选自聚苯硫醚树脂、聚醚砜树脂、聚醚醚酮树脂、聚酰亚胺树脂及热固性酚醛树脂中的至少一种。

28、这样，通过规定配合成分(a)的种类，能够提高耐热性，降低线膨胀系数。

29、因此，通过限制树脂成分的种类，在加工成滑动部件时，具有良好的耐热性、加工性，并且能够长期且稳定地发挥摩擦系数、线膨胀系数为规定值以下的优异的性能。

30、本发明的另一方式是一种滑动部件，其特征在于，是依据jis k 7197：2012测定的线膨胀系数为5×10-5/℃以下的滑动部件，其来自含有下述配合成分(a)～(c)的滑动用树脂组合物。

31、(a)树脂成分：100重量份

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

33、(c)无机材料：10～80重量份

34、这样，通过设为来自对作为配合成分(a)的树脂成分配合了作为配合成分(b)的基于热重量测定的5重量％减少温度在规定范围的未碳化碳纤维等的滑动用树脂组合物的滑动部件，线膨胀系数小，能够长期发挥优异的滑动性。