(57)【要約】【課題】摺動面がフッ素樹脂からなり、しかも潤滑油から水系潤滑剤に転換しても摩擦トルクが高くなりにくく、また焼き付きを生じにくい摺動部材と、その製造方法とを提供する。【解決手段】摺動部材は、その全体をフッ素樹脂によって一体に形成するとともに、被摺動部材との摺動面を親水化した。製造方法は、摺動部材１の摺動面２を、Ａｒガスと、気化させた水とを原料として発生させた水のプラズマ７に暴露して親水化する工程を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
全体がフッ素樹脂によって一体に形成され、被摺動部材との摺動面を備えた摺動部材であって、前記摺動面は親水化されていることを特徴とする摺動部材。
【請求項２】
前記請求項１に記載の摺動部材の製造方法であって、Ａｒガスと、気化させた水とを原料として発生させた水のプラズマに暴露して前記摺動面を親水化する工程を含むことを特徴とする摺動部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フッ素樹脂からなる摺動部材と、その製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
環境への負荷を低減するため、例えば被摺動部材と摺動される摺動部材について、潤滑油から水系潤滑剤へ転換することが求められるようになってきている。
ところが、特に摺動面がポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂からなる摺動部材は、水系潤滑剤に転換した環境下において摩擦トルクが高くなったり、焼き付きを生じやすくなったりするという問題がある。
【０００３】
この原因としては、そもそもフッ素樹脂が疎水性であって水をはじきやすいことから、水系潤滑剤が、摺動部材と被摺動部材との摺動によって摺動面から除外されて、両部材間が無潤滑で直接に接触する状態となりやすく、結果的に摩擦トルクが高くなったり、焼き付きを生じやすくなったりするものと考えられる。
特許文献１には、イオンビームを照射することにより、フッ素樹脂の表面を、当該表面に対して直交方向に突出する多数の針状突起を備えた形状（剣山状）に形成することが記載されている。
【０００４】
フッ素樹脂の表面に多数の針状突起を形成すると、その比表面積が増加するため、かかる表面の、水系潤滑剤に対する親和性を向上できる。
しかし特許文献１では、多数の針状突起を、フッ素樹脂の表面に対して直交方向に突出させて形成しており、かかる表面は、摺動面としては十分に機能し得ない。
すなわち多数の針状突起を設けることで、針状突起を設けない平坦な摺動面に比べて、摩擦トルクが増加する。
【０００５】
また個々の針状突起は、被摺動部材と先端の点で接触しているとともに、被摺動部材の荷重が、主に針状突起の軸方向に加わることから、被摺動部材との摺動によって短期間で摩耗しやすく、摩耗すると比表面積が減少して、親和性に基づいて水系潤滑剤を保持する機能が失われる。そして、これらの機能が失われると、被摺動部材との摺動によって、水系潤滑剤が摺動面から除外されて、両部材間が無潤滑で直接に接触する状態となり、摩擦トルクが高くなったり、焼き付きを生じやすくなったりする。
【０００６】
しかも特許文献１には、フッ素樹脂の表面を摺動面として利用することについては一切検討されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１７０９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、摺動面がフッ素樹脂からなり、しかも潤滑油から水系潤滑剤に転換しても摩擦トルクが高くなりにくく、また焼き付きを生じにくい摺動部材と、その製造方法とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、全体がフッ素樹脂によって一体に形成され、被摺動部材との摺動面（２）を備えた摺動部材（１）であって、前記摺動面（２）は親水化されていることを特徴とするものである（請求項１）。なお、カッコ内の英数字は、後述の実施の形態における対向構成要素等を示す。以下、この項において同じ。
本発明によれば、摺動面が親水化されていることで、水系潤滑剤に対する親和性を高めることができる。
【００１０】
そのため、潤滑油から水系潤滑剤に転換しても、保持した水系潤滑剤によって良好な潤滑を確保して、摩擦トルクを高くなりにくくし、また焼き付きを生じにくくすることができる。
本発明は、前記本発明の摺動部材の製造方法であって、前記摺動面（２）を、Ａｒガスと、気化させた水とを原料として発生させた水のプラズマ（７）に暴露して親水化する工程を含むことを特徴とするものである（請求項２）。
【００１１】
本発明によれば、摺動面を、Ａｒガスと、気化させた水とを原料として発生させた水のプラズマに暴露するだけで、かかる摺動面を親水化することができる。そのため本発明の摺動部材の、製造の効率を向上できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、摺動面がフッ素樹脂からなり、しかも潤滑油から水系潤滑剤に転換しても摩擦トルクが高くなりにくく、また焼き付きを生じにくい摺動部材と、その製造方法とを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の摺動部材の、実施の形態の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の製造方法において、摺動面を水のプラズマに暴露して親水化する工程を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の摺動部材の、実施の形態の一例を示す斜視図である。
図１を参照して、この例の摺動部材１は、その全体がフッ素樹脂によって矩形平板状に一体に形成されているとともに、片側の表面が被摺動部材との摺動面２とされている。
また摺動面２は親水化されており、これにより水系潤滑剤に対する親和性を高めて、潤滑油から水系潤滑剤に転換しても、保持した水系潤滑剤によって良好な潤滑を確保して、摩擦トルクを高くなりにくくし、また焼き付きを生じにくくすることができる。
【００１５】
摺動部材１を形成するフッ素樹脂としては、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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（ＰＦＡ）、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（ＦＥＰ）、エチレン−フルオロエチレン交互共重合体（ＥＴＦＥ）等が挙げられる。
図の例の摺動部材１は、摺動面２を、Ａｒガスと、気化させた水とを原料として発生させた水のプラズマに暴露して親水化する、本発明の製造方法によって製造することができる。
【００１６】
図２は、本発明の製造方法において、摺動面を水のプラズマに暴露して親水化する工程を説明する説明図である。
図２を参照して、かかる工程では、真空チャンバ３内に、処理前の摺動部材１を保持するためのホルダ４を配設するとともに、ホルダ４を高周波電源５に接続したプラズマ処理装置６を用いる。
【００１７】
そして、まず摺動部材１を、親水化する面（摺動面２）を上側にして、真空チャンバ３内に設けたホルダ４上に載置した状態で、真空チャンバ３内を、図示しない真空系によって真空引きしながら、Ａｒガスと、気化させた水とを、それぞれ所定の流量となるように導入する。
次いでこの状態で、高周波電源５を駆動させて、真空チャンバ３内に水のプラズマ７を発生させる。
【００１８】
そうすると摺動部材１の摺動面２が、水のプラズマ７に暴露されて親水化される。
かかる工程における処理の条件は任意に設定できるが、例えばＰＴＦＥからなる摺動部材１の摺動面２を親水化するためには、Ａｒの流量が１０ｓｃｃｍ、真空チャンバ３内の真空度が１０〜１００Ｐａ、好ましくは２０〜５０Ｐａの条件で、高周波出力が１５Ｗ以上であるのが好ましく、２５Ｗ以下であるのが好ましい。また処理時間は１０分間以上であるのが好ましく、２０分間以下であるのが好ましい。
【００１９】
水を気化させるには、例えば水の入った容器を減圧する、加熱する等の方法が採用される。また容器を一定の温度に保温することで、水の気化量を安定化できる。
気化させた水の流入量は、ニードルバルブ、マスフロー等で制御し、真空度は真空減圧速度で調整する。
図２の装置は、構造が簡単であるため、安価で汎用性に優れている。
【００２０】
なお本発明は、以上で説明した両図の例には限定されない。
例えば本発明の構成は、任意の形状を有する摺動面を備えた摺動部材に適用できる。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を施すことができる。
【実施例】
【００２１】
〈実施例１〉
摺動部材１として、縦３０ｍｍ×横３０ｍｍ×厚み５ｍｍの平板状のＰＴＦＥ板を用い、図４に示すプラズマ処理装置６のホルダ４上に、ＰＴＦＥ板の片側の表面（摺動面２）を上側にして載置したのち、先に説明した手順で、前記摺動面２を水のプラズマに暴露して親水化し、摺動部材１を製造した。
【００２２】
処理の条件は、Ａｒの流量：１０ｓｃｃｍ、チャンバ内の真空度：２０Ｐａ、高周波出力：２０Ｗ、処理時間：１５分間とした。
〈水接触角測定〉
前記プラズマ処理前後の摺動面２の、前記処理の前後における、水に対する接触角を測定した。すなわち、前記摺動面２上に蒸留水の液滴を滴下し、その直後に実体顕微鏡写真を撮影して、かかる実体顕微鏡写真から、前記液滴の接触角を求めた。結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
表１より、摺動面２をプラズマ処理することで接触角が小さくなり、親水化されていることが確認された。
【符号の説明】
【００２５】
１： 摺動部材、２：摺動面、３：真空チャンバ、４：ホルダ、５：高周波電源、６：プラズマ処理装置、７：プラズマ
【図１】
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【図２】
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