(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも高密度ポリエチレンを含み、１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）が１５μｍ以上であり、かつ山谷平均間隔（Ｓｍ）が０．１８０ｍｍ≦Ｓｍ≦０．３００ｍｍである摺動面を、少なくとも一方の側に有する摺動シート。
【請求項２】
前記摺動面の１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）、局部山頂の平均間隔（Ｓ）及び前記山谷平均間隔（Ｓｍ）が以下の条件の全てを満たす請求項１に記載の摺動シート。
・１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）：４０μｍ以下
・局部山頂の平均間隔（Ｓ）：０．０７０ｍｍ≦Ｓ≦０．１５０ｍｍ
・山谷平均間隔（Ｓｍ）：０．１８０ｍｍ≦Ｓｍ≦０．３００ｍｍ
【請求項３】
前記摺動面は、前記山谷平均間隔（Ｓｍ）内に、それぞれ、高さが異なる複数の局部山頂を有する請求項１又は請求項２に記載の摺動シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摺動面を有する摺動シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂パイプ等のプラスチック部材の取り扱いに関し、例えば、アルミ製の保管棚などに樹脂パイプを保管する場合はプラスチック部材の摺動動作（他の部材（保管棚の表面など）とプラスチック部材を接触させて摺りながら動かす動作）を伴う場合が多い。この際、一般的には保管棚等に低摩擦性材料を使用することによって、保管部と樹脂パイプとの摺動性を向上させ、樹脂パイプ等への傷入りを防止している。
【０００３】
上述のような低摩擦性材料（摺動シート）には、例えば、ポリアセタール、ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレンや、その他、スーパーエンジニアリング・プラスチック（スーパエンプラ）と称される材料が多く用いられている。このような材料は、高い表面平滑性や高硬度、高綿密性などを材料的観点からの高付加価値によって低摩擦性を発現している。しかし、このような材料的に付加価値の高い材料は一般に高価である。このため、これら高付加価値の材料は、レール、軸受けや歯車等の高付加価値用途に多く用いられているが、例えば、大面積に採用するなどの場合にはコスト的に不利である。
【０００４】
一方、多孔質組織材を摺動面部材とするシートであって、摺動面の表面粗さ（算術表面粗さ）を規定したシート状摺動材が提案されている（例えば、下記特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１９１３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように材料的観点からの機能付加によって優れた摺動性（低摩擦性）を発揮しようとした場合には、コストの面で不利である。一方、前記特許文献１には、摺動面の形状特性（表面粗さ）が開示されているが、前記シート状摺動材はシートの耐久性の向上を目的としたものである。このため、前記表面粗さを規定することで、シートの摺動性を向上させることができるものではない。
【０００７】
このように、高付加価値材料を用いたり潤滑材等を添加するのではなく、主に形状的な観点から摺動性を向上させることで、低コストで作製でき、優れた低摩擦性を発揮できる摺動シートの開発が望まれている。
【０００８】
上述の要望を達成すべく、本発明は、優れた摺動性を有する摺動シートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
［１］  少なくとも高密度ポリエチレンを含み、１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）が１５μｍ以上であり、かつ山谷平均間隔（Ｓｍ）が０．１８０ｍｍ≦Ｓｍ≦０．３００ｍｍである摺動面を、少なくとも一方の側に有する摺動シート。
【００１０】
［２］  前記摺動面の１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）、局部山頂の平均間隔（Ｓ）及び前記山谷平均間隔（Ｓｍ）が以下の条件の全てを満たす［１］に記載の摺動シート。
・１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）：４０μｍ以下
・局部山頂の平均間隔（Ｓ）：０．０７０ｍｍ≦Ｓ≦０．１５０ｍｍ
・山谷平均間隔（Ｓｍ）：０．１８０ｍｍ≦Ｓｍ≦０．３００ｍｍ
［３］  前記摺動面は、前記山谷平均間隔（Ｓｍ）内に、それぞれ、高さが異なる複数の局部山頂を有する［１］又は［２］に記載の摺動シート。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、優れた摺動性を有する摺動シートを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の摺動シートの表面の形状を説明するための拡大図である。
【図２】本発明の摺動シートの作製に用いられる装置の概略図である。
【図３】比較例で用いられる摺動シートの作製に用いられる装置の概略図である。
【図４】実施例の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
《摺動シート》
本発明の摺動シートは、少なくとも高密度ポリエチレンを含み且つ１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）が１５μｍ以上の摺動面を、少なくとも一方の側に有する。本発明の摺動シートは、高密度ポリエチレン（以下、「ＨＤＰＥ」と称することがある。）を含む樹脂材料を用いて形成された摺動面を有し、前記摺動面の１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）を、１５μｍ以上とすることで、例えばポリブテン製パイプ等に対して優れた摺動性（低摩擦性）を発揮することができる。尚、本明細書において摺動性（低摩擦性）は、垂直加重（ｋｇ）と、樹脂部材（例えば、ポリブテン）と摺動面との摩擦力（Ｎ）との関係から求められる「静摩擦係数」を基準に判断することができる。即ち、静摩擦係数が小さいほど摺動性に優れることとなる。
【００１４】
本発明において摺動シートの形態は、摺動シートが摺動面を形成する樹脂材料で一体的に形成された形態が挙げられるが、例えば、基体上に当該基体と同種又は異種の樹脂材料で形成される摺動面を有している形態であってもよい。前記基体としては、ＨＤＰＥの他、各種樹脂など用途に応じて所望の材料を用いることができる。本発明の摺動シートは、製造性やコストの観点から、摺動面を形成する材料で一体的に摺動シートが形成されていることが好ましい。また、本発明の摺動シートは、少なくとも一方の側に摺動面を有していればよいが、シートの両側に摺動面を有していてもよい。シートの両側に摺動面が形成されている場合、両摺動面の１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）は同一であってもよいし異なっていてもよい。また、本発明の摺動シートは、両側に摺動面が設けられている場合であっても、いずれか一方の摺動面の１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）が上記範囲を満たすものであればよい。
【００１５】
摺動シート自体の厚さ及び摺動面の厚さ、並びに、摺動シート全体の厚さに対する摺動面の厚さの比は、後述する表面粗さを達成できる程度であれば特に限定はないが、例えば、摺動面を含めた摺動シート自体の厚さが５０μｍ〜１０００μｍが好ましく、１００μｍ〜５００μｍが更に好ましく、２００μｍ〜３００μｍが特に好ましい。
【００１６】
（摺動面）
本発明の摺動シートは、１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）が１５μｍ以上の摺動面を有する。即ち、前記摺動面は、１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）１５μｍを満足する凹凸形状を有している。前記摺動面の１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）が１５μｍ未満であると、被接触物に対する十分な摺動性を発揮することができない。前記１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）の上限は特に限定されるものではないが、耐久性（擦れ耐性）等を考慮すると、４０μｍ以下が好ましく、３０μｍ以下が好ましく、２０μｍ以下が特に好ましい。
【００１７】
尚、本明細書において「１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）」は、ＪＩＳ Ｂ−０６０１（１９９４）に定義される１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）を意味し、基準長さ（ｌ）：２．５ｍｍ及び評価長さ（ｌｎ）：１２．５ｍｍにおいて求められる値を意味する。
【００１８】
また、優れた摺動性（低摩擦性）及び摺動面の耐久性（擦れ耐性）を達成する観点から、前記摺動面の局部山頂の平均間隔（Ｓ）は、０．０７０ｍｍ≦Ｓ≦０．１５０ｍｍであることが好ましく、０．０７０ｍｍ≦Ｓ≦０．１２０ｍｍが更に好ましく、０．０７０ｍｍ≦Ｓ≦０．１００ｍｍが特に好ましい。
【００１９】
尚、本明細書において「局部山頂の平均間隔（Ｓ）」は、ＪＩＳ Ｂ−０６０１（１９９４）に定義される局部山頂の平均間隔（Ｓ）を意味し、基準長さ（ｌ）：０．２５ｍｍ及び評価長さ（ｌｎ）：１．２５ｍｍにおいて求められる値を意味する。
【００２０】
同様に、優れた摺動性（低摩擦性）及び摺動面の耐久性（擦れ耐性）を達成する観点から、前記摺動面の山谷平均間隔（Ｓｍ）は、０．１８０ｍｍ≦Ｓｍ≦０．３００ｍｍであることが好ましく、０．１８５ｍｍ≦Ｓ≦０．２８０ｍｍが更に好ましく、０．１９０ｍｍ≦Ｓ≦０．２６０ｍｍが特に好ましい。
【００２１】
尚、本明細書において「山谷平均間隔（Ｓｍ）」は、ＪＩＳ Ｂ−０６０１（１９９４）に定義される山谷平均間隔（Ｓｍ）を意味し、基準長さ（ｌ）：２．５ｍｍ及び評価長さ（ｌｎ）：１２．５ｍｍにおいて求められる値を意味する。
【００２２】
更に、上述の観点から、前記摺動面は、１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）、局部山頂の平均間隔（Ｓ）及び山谷平均間隔（Ｓｍ）が以下の条件の全てを満たすことが好ましい。
・１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）：４０μｍ以下
・局部山頂の平均間隔（Ｓ）：０．０７０ｍｍ≦Ｓ≦０．１５０ｍｍ
・山谷平均間隔（Ｓｍ）：０．１８０ｍｍ≦Ｓｍ≦０．３００ｍｍ
【００２３】
図１を用いて本発明における摺動面の凹凸形状について説明する。図１は、本発明の摺動シートの表面の形状を説明するための拡大図である。図１において、摺動面１上には図１に示すような凹凸形状が設けられており、形状効果によって被接触物２に対して高い摺動性を発揮することができる。上述のように、本発明においては、摺動面の凹凸の表面粗さを１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）で規定している。また、好ましい態様として、摺動面の凹凸の間隔を更に山谷平均間隔（Ｓｍ）及び局部山頂の平均間隔（Ｓ）を組み合わせて規定することができる。尚、図１において、一点鎖線Ａは、図１に示す摺動面１の谷（凹部）の粗さ曲線の平均線（凹凸の断面曲線の抜き取り部分におけるろ波うねり曲線を直線におきかえた線）を示す。
【００２４】
本発明において被接触物２については特に限定はないが、本発明の摺動シートを樹脂パイプの保管棚等に用いる場合には、例えば、ポリブテン製のパイプ等を挙げることができる。
【００２５】
−高密度ポリエチレン−
本発明の摺動シートは、少なくとも摺動面が高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を含む材料で形成されており、シート全体がＨＤＰＥを含む材料で形成されていることが好ましい。前記高密度ポリエチレンとは、密度０．９４１〜０．９７０程度のポリエチレンを意味する。ＨＤＰＥは、一般に硬いポリエチレンとして知られており、中圧法又は低圧法で合成することができる。前記中圧法としては、フィリプス法が挙げられ、前記低圧法としてはチーグラー法が挙げられる。前記高密度ポリエチレンとしては、日本ポリエチレン（株）製「ノバテックＨＤ」、（株）プライムポリマー「ハイゼックス」、旭化成ケミカルズ（株）「サンテック」、東ソー（株）「ニポロンハード」等が挙げられる。
【００２６】
本発明において、前記ＨＤＰＥの物性は特に限定するものではないが、硬度としては、おおよそ６０〜７０（ショアーＤ）程度が好ましい。また、融点は、おおよそ１２０〜１４０℃程度が好ましく、脆化温度は−６０℃よりも低いことが好ましい。
【００２７】
前記ＨＤＰＥの平均分子量は、溶融時の流動性に影響を与え、例えば、メルトフローインデックス(ＭＦＲ)を一つの基準とすることができる。一般に平均分子量が高くなるとＭＦＲは低くなる。このため、成形方法によって好ましいＭＦＲは異なるが、例えば、射出成形用で、５．０〜３０．０ｇ／１０ｍｉｎ程度、フィルム用で０．８〜２．０ｇ／１０ｍｉｎ程度、押出成形や中空成形用で、０．２〜０．６ｇ／１０ｍｉｎ程度が好ましい。
【００２８】
前記摺動面や摺動シートは、他のＨＤＰＥ以外の樹脂を含むものであってもよいが、摺動面や摺動シートを形成する樹脂材料中のＨＤＰＥ含有量は、８０質量％以上が好ましく、９０質量％以上が更に好ましく、９５質量％以上が特に好ましい。
【００２９】
前記摺動面には本発明の効果を阻害しない限り、潤滑剤等の他の添加剤を含めることができる。前記添加剤としては、公知のものを適宜選定して用いることができる。
【００３０】
（製造方法）
本発明の摺動シートの製造方法については特に限定はないが、例えば、市販のＨＤＰＥシートを加熱して表面加工を施したり、押出成形の際に所望のゴムローラ等を用いて表面形状を形成することで、シート表面に所望の１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）などを有する凹凸形状することができる。
【００３１】
図２を用いて本発明の摺動シートの作製方法の一例について説明する。図２は、本発明の摺動シートの作製に用いられる装置の概略図である。図２において、シート製造装置１００は、押出口１０と、ゴムロール１４と、マットロール１６と、巻き取りロール１８と、から構成されており、ゴムロール１４とマットロール１６とを用いて、シート１２の表裏面を押圧することで、シート１２表面（摺動面１２Ａ側の面）に所望の凹凸形状を形成することができる。図２においては、シート１２の紙面上側（ゴムロール１４と接触する側）に摺動面が形成される。また、図２中の直線状の矢印は、シート１２の搬送方向を示す。
【００３２】
図２において、押出口１０からシート状に溶融押出されたシート１２は、ゴムロール１４によって表面（摺動面１２Ａ）が押圧される共にマットロール１６によって裏側から押圧される。この際、シート製造装置１００は、マットロール１６の回転軸がゴムロール１４の回転軸よりも少しシートの搬送方向下流側に位置するように構成されている。図２においては押出口１０から水平方向にシート１２が押し出されている態様を示しているが、押出口１０のシート押出方向などはこれに限定されるものではない。また、本発明の摺動シートは溶融押出法以外の方法によっても形成可能である。
【００３３】
ゴムロール１４は、表面をゴムで被覆されたロールである。ゴムロール１４としては、シート１２の摺動面に本発明に規定される１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）等を有する凹凸形状を形成することが可能なように表面粗さ等がコントロールされた押圧面を有するロールを用いることができる。一方、マットロール１６としては、表面に細かい網目の入った金属ロールやなし地処理などで押圧面の表面粗さをコントロールしたロールを用いることができる。また、マットロール１６を用いると、ある程度押圧面の目が荒いマットロール１６によってシート１２が裏側から押圧されるため、片側のみからゴムロール１４を用いてシート１２の摺動面形状を形成する場合に比してシート１２の摺動面に所望の凹凸形状を形成しやすい。
【００３４】
尚、シート１２の搬送速度、各ロールの押圧力、表面温度、ロール間距離などは特に限定なく、本発明の効果を損なわない範囲で適宜選定することができる。
【００３５】
次いで、シート１２は、マットロール１６に押圧された後、複数のテンションロール１７を介して巻き取りロール１８によって巻き取られる。
【００３６】
以上のように、シート１２の摺動面の凹凸形状を形成するために、ゴムロール１４を用いると、例えば、エアナイフ等の他の手段を用いる場合に比して、所望の凹凸形状を形成しやすい。また、シート１２の摺動面側のみならず、裏面側からもマットロール等押圧面にある程度の表面粗さを有するロールを用いて押圧することで、上述の１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）、局部山頂の平均間隔（Ｓ）、山谷平均間隔（Ｓｍ）等を満たす摺動面を形成しやすくすることができる。
【００３７】
本発明の摺動シートは、上述のように樹脂パイプの保管棚に用いられる保護シート（摺動シート）の他、種々用途の摺動シートとして用いることができる。また、本発明の摺動シートの製造方法は上述の製造方法に限定されることなく、形成されるシートの摺動面の１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）が上述の範囲を満たす限り、種々の製造方法を適用することができる。
【実施例】
【００３８】
次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
【００３９】
下記表１に示される形状を有するＨＤＰＥ製（商品名「サンテック−ＨＤ」（グレード：Ｂ７７０（密度：０．９５５ｋｇ／ｍ３）、旭化成工業(株)製）の摺動シートを形成し、摺動シートの摺動面とポリブテンとの垂直荷重（ｋｇ）に対する摩擦力を（Ｎ）を測定した。表１中、１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）、山谷平均間隔（Ｓｍ）及び局部山頂の平均間隔（Ｓ）は、測定結果から任意の３点を選択し、その値の平均値を基準とした。また、参考基準として、作新工業（株）製の「Ｓａｘｉｎニューライト」グレード：ＮＬ−Ｗを用いて、本発明の摺動シートの特性を比較した。結果を図４に示す。
【００４０】
この際、ＨＤＰＥタイプ１は、図３に示すように、図２において摺動面１２Ａの凹凸形状を形成しているゴムロール１４をエアナイフ２０に変更し、シート１２の裏側を押圧しているマットロール１６を鏡面ロール２２に変更したシート製造装置２００を用いてシートを形成した。また、ＨＤＰＥタイプ２は、図３におけるエアナイフ２０と図２におけるマットロール１６とを組み合わせた製造装置を用いてシートを形成した。ＨＤＰＥタイプ３及び４は、図２に示すシート製造装置１００を用いて各シートを形成した。尚、ＨＤＰＥタイプ２〜４においては摺動面の凹凸形状を形成するために、図２に示すようにマットロール１６を用いたが、ＨＤＰＥタイプ４では、ＨＤＰＥ２及び３の製造で用いたマットロールよりも押圧面の目が荒いロールを用いた。
【００４１】
【表１】
0005940316.tif 000002
【００４２】
図４に示すように、摺動面の形成にゴムロールを用いたＨＤＰＥタイプ３及び４（実施例）の摺動面は、極めて低い摩擦係数（グラフの傾き＝静摩擦係数）を示すことがわかる。特に、一般的に摺動性の高い材料として使用されているニューライトよりも、低い摩擦係数を達成していることがわかった。
【００４３】
また、製造した各ＨＤＰＥタイプ３〜４について擦れ耐久性試験を行ったところ、耐久試験後も前記摩擦係数が維持されていることがわかった。
【００４４】
以上のように、本発明によれば、優れた摺動性を有する摺動シートを形成することができる。また、本発明の摺動シートの材料にはＨＤＰＥが用いられるため、高機能ポリマー等を使用した場合に比して材料費のコストを低下させることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１，１２Ａ  摺動面
２  被接触物
１０  押出口
１２  シート
１４  ゴムロール
１６  マットロール
１７  テンションロール
１８  巻き取りロール
２０  エアナイフ
２２  鏡面ロール
【図３】
0005940316.tif 000003
【図１】
0005940316.tif 000004
【図２】
0005940316.tif 000005
【図４】
0005940316.tif 000006