(57)【要約】【課題】  密閉性を確保しつつ、耐摩耗性の高い摺動材を提供する。【解決手段】  基材１１１の摺動部に接着剤層１１２を介して繊維１１３が固定されてなる摺動材１００であって、  前記接着剤層１１２において前記繊維１１３が相互に絡み合っているとともに、前記繊維１１３の一部が前記接着剤層１１２から露出していることを特徴とする摺動材１００である。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の摺動部に接着剤層を介して繊維が固定されてなる摺動材であって、
前記接着剤層において前記繊維が相互に絡み合っているとともに、前記繊維の一部が前記接着剤層から露出していることを特徴とする摺動材。
【請求項２】
前記接着剤層から露出した前記繊維は、相互に絡み合っていないことを特徴とする請求項１記載の摺動材。
【請求項３】
前記繊維の長さが、１ｍｍ〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１または２記載の摺動材。
【請求項４】
前記接着剤層から露出している前記繊維の長さが、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の摺動材。
【請求項５】
前記繊維の直径が、０．１デニール〜２．９デニールであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の摺動材。
【請求項６】
前記繊維が、ナイロン繊維、および／または、ポリエステル系繊維である請求項１〜５のいずれかに記載の摺動材。
【請求項７】
前記接着剤層は、スプレーコーティング法、ロールコーティング法、グラビアコーティング法、フィルムコーティング法、はけ塗り、押出成形、および射出成形よりなる群から選択される少なくとも一種以上の方法を用いてなる請求項１〜６のいずれかに記載の摺動材。
【請求項８】
自動車用ウェザーストリップである請求項１〜７のいずれかに記載の摺動材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摺動材に関し、より詳細には、自動車用ウェザーストリップとして用いられる摺動材に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の窓ガラスにおいては、通風換気或いは外部との通話などのために、昇降による開閉操作が必要である。この場合の窓ガラスの昇降開閉操作を容易にしながら、しかも窓ガラスと窓枠との間の密閉性の保持を可能とするために、通常、窓ガラスと窓枠との間にウェザーストリップなどと呼ばれる摺動材が設けられている（特許文献１参照）。
【０００３】
従来の摺動材では、窓ガラスなどの相手材との摩擦による異音、摩擦抵抗の低減や、密閉性などの向上を目的として、摺動面に接着剤を塗布して、ナイロン短繊維などの繊維の植毛を施すことが広く行われている。
【特許文献１】特開平１１−１１５４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の摺動材では静電植毛が主流を占めている。具体的には、０．５〜５ｍｍ程度に短くカットされた多数本の繊維に電荷を付与し電極内で飛翔させ、基材の摺動部に塗布された接着剤に繊維を固着させることにより植毛が行われる。かような摺動材４００では、図４の模式断面図に示すように、基材４１１の摺動部上に形成された接着剤層４１２を介して繊維４１３がそれぞれ独立して、投錨して立設する。
【０００５】
しかしながら、静電植毛により植毛が施された摺動材では、植毛が剥離したり、摩耗されたりすることにより植毛による機能が比較的短時間で低下するため、耐久性が課題となっていた。また、ウェザーストリップにおける耐久性を確保するために相手材との接触面圧を低くすると、密閉性が低下するなどの問題が発生する。
【０００６】
従って、本発明の目的は、密閉性を確保しつつ、耐久性の高い摺動材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】
【０００７】
本発明は、基材の摺動部に接着剤層を介して繊維が固定されてなる摺動材であって、
前記接着剤層において前記繊維が相互に絡み合っているとともに、前記繊維の一部が前記接着剤層から露出していることを特徴とする摺動材により上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、摺動材における繊維の耐摩耗性および耐剥離性を向上させることができる。これにより、ガラスなどの相手材との接触面圧を高くしても繊維による機能を長期に亘り確保することができ、密閉性、耐久性に優れる摺動材を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
まず、本発明の摺動材１００の植毛部分の模式図を図１（Ａ）に示す。また、図１（Ａ）の円Ｂで囲った部分の拡大模式図を図１（Ｂ）に示す。
【００１０】
本発明の摺動材１００は、図１（Ａ）の模式図を示すように基材１１１の摺動部上に形成された接着剤層１１２を介して繊維１１３が植毛され、かつ、図１（Ｂ）に示すように接着剤層１１２において繊維１１３は相互に絡み合っている構成を有する。
【００１１】
このように、本発明の摺動材は、接着剤層において繊維が相互に絡み合うことにより、繊維の耐剥離性、耐摩耗性が向上し、耐久性に優れる。これにより、窓ガラスなどの相手材との接触面圧を高くすることも可能であり、前記摺動材は密閉性などにも優れる。
【００１２】
本願において、接着剤層において繊維が相互に絡み合うとは、繊維同士が互いに絡んでいる状態を意味し、望ましくは、繊維が三次元ランダムに配向されており、かつ、相互に絡み合う状態である。
【００１３】
本発明の摺動材において、接着剤層から露出した前記繊維は、相互に絡み合っていないのが望ましい。これにより得られる摺動材の密閉性、摺動する相手材との摩擦抵抗などが向上する。なお、接着剤層から露出した前記繊維において、一部の繊維同士が接触していてもよい。
【００１４】
接着剤層から露出させる繊維は、接着剤層において繊維が露出する面の面積１ｃｍ２あたり、好ましくは１００〜１０００本、より好ましくは２００〜８００本程度とするのがよい。露出させる繊維の密度が、高すぎると接着剤層から露出した前記繊維が相互に絡み合う恐れがあり、少なすぎると繊維による効果が所望するほど得られない恐れがある。
【００１５】
本発明の摺動材において、繊維の長さは特に制限されないが、接着剤層から繊維の一部を絡ませずに露出させることを考慮すると、好ましくは１ｍｍ〜５ｍｍ、より好ましくは２ｍｍ〜４ｍｍとするのがよい。
【００１６】
このとき、接着剤層から露出させる繊維の長さは、特に制限されないが、好ましくは０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ、より好ましくは０．２ｍｍ〜０．３ｍｍとするのがよい。これにより、接着剤層から露出させる繊維の絡み合いを防止して、得られる摺動材の密閉性、摩擦抵抗などを向上させることができる。
【００１７】
また、繊維の直径は、摺動材の耐久性、密閉性などを考慮すると、細い方が望ましい。具体的には、０．１デニール〜２．９デニールとするのがよい。
【００１８】
繊維の材質は、従来の摺動材において一般的に用いられているものであれば特に制限されない。具体的には、ガラス繊維、ロックウール、チタン酸カリウム繊維、セラミック繊維、シリカ繊維、シリカ−アルミナ繊維、カオリン繊維、ボーキサイト繊維、カヤノイド繊維、ホウ素繊維、マグネシア繊維、金属繊維などの無機繊維、リンターパルプ、木材パルプ、合成パルプ、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリイミド系繊維、ポリビニルアルコール変性繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリプロピレン繊維、ポリベンゾイミダゾール繊維、アクリル繊維、炭素繊維、フェノール繊維、ナイロン繊維、セルロース繊維などの有機繊維の一種又は複数種を用いることができる。なかでも、耐摩耗性などに優れることから、ポリアミド６、ポリアミド６６及びポリアミド６Ｔなどのナイロン繊維、および／または、ポリエステル系繊維を用いるのが望ましい。
【００１９】
接着剤層は、相互に絡み合った繊維の他に、接着剤を含む。前記接着剤としては、特に制限されないが、シリコン系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂、フェノール樹脂などが挙げられ、なかでもウレタン系樹脂およびシリコン系樹脂が好ましく挙げられる。接着剤は、一種単独で用いられてもよく、二種以上を混合して用いられてもよい。
【００２０】
接着剤層における接着剤の含有量は、接着剤層に含まれる接着剤と繊維との総質量に対して２０〜６０質量％とするのがよい。接着剤の含有量が少なすぎると繊維の結合強度が低下して摺動材の耐久性が低下する恐れがあり、接着剤の含有量が多すぎると摺動材の摩擦特性が低下する恐れがある。従って、接着剤の含有量は、上記範囲内とするのがよい。
【００２１】
接着剤層の厚さは、繊維の剥離を防止する観点からは、好ましくは３〜４０μｍ、より好ましくは５〜３５μｍとするのがよい。
【００２２】
本発明において、接着剤層は、摺動材における繊維の耐摩耗性、耐剥離性に優れることから、比較的軟らかくすることができる。これにより、摺動材の異音、摩擦抵抗などを低減させることができる。具体的には、接着剤層の硬さは、標準状態（温度２３℃、湿度５０％ＲＨ）において、好ましくは２．０μｍ〜５．０μｍ、より好ましくは２．５μｍ〜４．５μｍである。なお、接着剤層の硬さは、後述する実施例に記載の記載の方法により測定できる。
【００２３】
接着剤層には、必要に応じて、減摩剤、耐熱安定剤、帯電防止剤、耐候安定剤、老化防止剤、充填剤、着色剤などの添加物を、本発明の目的を損なわない範囲で配合することができる。減摩剤として、一例を挙げると、ポリブチレンテレフタレート、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、ポリオキシメチレン、カーボン粒子などが挙げられる。これらによれば、摺動材における異音を低減させることができる。
【００２４】
本発明の摺動材に用いられる基材としては、前記摺動材が用いられる用途に合せて適宜選択して用いればよいが、耐摩耗性、耐屈曲性、耐引裂性、反撥弾性、伸び、引張り強度、耐寒性、耐熱性、耐老化性、耐油性、耐溶剤性、耐薬品性などに優れたゴムが望ましく、例えばニトリルゴム（ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フロロシリコーンゴム（ＦＶＭＱ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、エチレン-プロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレン-プロピレン-ジエン共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）などが好ましく挙げられる。これらの他にも、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアセタール、硬質ポリ塩化ビニルなどの硬質樹脂、ポリウレタン、軟質ポリ塩化ビニル、ＴＰＯなどの軟質樹脂なども好ましく挙げられる。これらは一種単独で用いてもよく、二種以上を混合して用いてもよい。
【００２５】
前記基材の形状は、本発明の摺動材の用途に合せて適宜決定すればよく、直線的な板状の他、図２に示す基材１１１が有する形状、特開平１１−１１５４９１号公報などに記載のように基材が取付部分とヒレ部とからなる形状など、種々の形状が挙げられる。また、基材が、取付部分とヒレ部とからなる場合、取付部分は硬質樹脂から構成され、ヒレ部は軟質樹脂から構成されるなどして、取付部分とヒレ部とで材質が異なっていてもよい。
【００２６】
本願の摺動材において、上述した基材の摺動部に接着剤層が形成される。摺動部は、本発明の摺動材が例えば自動車用ウェザーストリップとして用いられた場合には、窓ガラス表面や窓ガラス端部と摺動する部位である。このように摺動部とは、相手材と摺動する部位である。
【００２７】
前記接着剤層は、スプレーコーティング法、ロールコーティング法、グラビアコーティング法、フィルムコーティング法、はけ塗り、押出成形、および射出成形よりなる群から選択される少なくとも一種以上の方法を用いてなるものが好ましく挙げられる。これらの方法であれば、基材の摺動部に接着剤層を形成するのが容易である。
【００２８】
以下に、本発明の摺動材の製造方法を、好ましい一実施形態を例に挙げて説明する。すなわち、本発明の摺動材の製造方法としては、繊維および接着剤を含む混合液を、基材に塗布および乾燥させる方法などが好ましく用いられる。このように本発明によれば、従来の静電植毛を用いずに簡便な方法により摺動材を製造できる。
【００２９】
前記混合液において、前記繊維および前記接着剤については、上述した通りであるためここでは詳細な説明を省略する。前記混合液に用いられる溶媒としては、クロロホルム、１，２−ジクロロエタンなどの塩素系溶媒、トルエン、キシレン、及びこれらの混合溶媒などの芳香族系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、２−ブタノールなどのアルコール系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルフォキシド、ジオキサン、テトラハイドロフラン、アセトン、酢酸エチル、酢酸メチル、シエチルエーテル、メチルエチルケトンなどが挙げられる。
【００３０】
前記混合液を塗布する基材は、上述した通りであるが、押出成形、圧縮成形、トランスファー成形、射出成形など公知の方法を用いて、予め所定の形状に成形させたものを用いるのがよい。
【００３１】
前記混合液を基材に塗布するには、スプレーコーティング法、ロールコーティング法、グラビアコーティング法、フィルムコーティング法、はけ塗りなどの方法を用いて行えばよい。この時、得られる接着剤層の厚さ、繊維の長さ、配合量などを調整することにより、接着剤層における繊維の絡み合い、接着剤層表面から露出する繊維の長さなどを調整することができる。
【００３２】
基材上に塗布した混合液を乾燥させるには、公知の方法を用いて行えばよいが、６０〜２００℃程度の温度で乾燥させるのがよい。
【００３３】
本発明の摺動材の製造方法としては、上述した方法の他に押出成形を用いる場合には、繊維および接着剤を６０〜２５０℃程度の温度で溶融混練した後に、（１）混練物を基材上に押出成形する方法、（２）基材が配置された所定の型に混練物を注入する方法、なども用いられる。この時、接着剤層と基材との接着強度を向上させるために、基材を６０〜２００℃程度に加温していてもよい。
【００３４】
また、本発明の摺動材は、繊維および接着剤と、基材に用いられる材料と、をそれぞれ溶融混練したものを共押出することによっても製造できる。さらに、上述の通りにして得られた接着剤層表面を、サンドペーパを用いて削るなど公知の方法を用いて、接着剤層表面から露出した繊維の起毛性を向上させるのが望ましい。
【００３５】
本発明の摺動材の用途としては、自動車のウェザーストリップ、ガラスランチャンネル、ピストンシール、ダストブーツ、ピストンカップ、ショツクアブソーバーのダストカバー、ステアリング系におけるラック・アンド・ピニオンブーツ、ドライブ系における等速ジョインドーツ、ワイパーブレード；機械部品である歯車、回転軸受、直動ベアリング部材、シャフト、シリンダー、カム、レバー、キーステム、ラチェット、ローラ、ボール、スクリュー、ガイド、スライド等；油圧装置やコンプレッサー用のブッシュ、ピストンリンク、シーリング等；ＶＴＲテープのリール、ＶＴＲリールハブ、ＣＤプレイヤーのＣＤトレー部；高周波コネクター用インシュレーター、磁気テープガイド、オーディオカセット；ＯＡ機器記録媒体・記録装置部品、複写機・ファクシミリ・コンピューター等の印刷紙と接触する部品；プリンター・テレビ・ステレオ・コンピューター等各種機器のハウジング・エンクロージャー・シャーシー等；各種機器の回転台；冷蔵庫内装材；建築材料部品等が挙げられる。
【００３６】
なかでも、本発明の摺動材は、繊維の剥離性、耐摩耗性、密閉性、耐久性などに優れることから、窓ガラスの開閉など摺動部の摩擦が頻繁に繰り返される自動車用ウェザーストリップとして用いるのが特に好ましい。ウェザーストリップは、例えば、自動車等に用いられるグラスラン、ドアウェザーストリップ、ボディサイドウェザーストリップ、インサイドシール及びアウトサイドシール等に好適に用いることができる。
【００３７】
本発明の好適な一実施形態として、上述した摺動材を自動車におけるグラスランとして用いたものの断面図を図２に示す。なお、図２は、図３に示すドアサッシュ１１５およびドアガラス１１４を有する自動車ドア１５０の側面図におけるＡ−Ａ断面図である。図２において、自動車のドアガラス１１４の端縁をシールする摺動材（グラスラン）１００を示している。この摺動材１００は、ドアサッシュ１１５内周に嵌合するように、底部および一対の側壁部を有する略コ字状の断面形状にゴムなどを用いて押出成形されており、かつ、各側壁部の先端からそれぞれ底部へ向かってシールリップが形成された基材１１１を有し、基材１１１のドアガラス１１４と接するシールリップ外表面および底部表面に、接着剤層（図示せず）を介して繊維１１３が固定されている構成を有する。この繊維１１３が固定されている部分（図２における円で囲った部分）は、図１（Ａ）に示す通りである。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されることはない。
【００３９】
（実施例１）
ウレタン（ポリエステルポリオールとヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）とを重合させたもの、ポリオール分子量１０００００）３０重量部と、シリコン（反応硬化型シリコン、分子量１０００００）７０重量部と、トルエン５０重量部と、メチルエチルケトン５０重量部と、を混合した後、さらにナイロン繊維（直径０．１デニール、長さ５ｍｍ）を１０重量部添加した。得られた混合液を、エチレン-プロピレン-ジエン共重合体ゴムからなる基材（厚さ５ｍｍ）にスプレーガンにて塗布し、１００℃で１０分間乾燥させた。これにより基材上に接着剤層を介して繊維が固定された摺動材を得た後、サンドペーパで接着剤層表面を削り、接着剤層の厚さを３５μｍとし、接着剤層から露出した繊維の密度を４００本／ｃｍ２とし、接着剤層から露出した繊維の長さを０．５ｍｍとした。
【００４０】
（実施例２および３）
接着剤層および繊維の構成を表１に示すように変更した以外は実施例１と同様にして摺動材を作製した。
【００４１】
（比較例１）
ウレタン（ポリエステルポリオールとヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）とを重合させたもの、ポリオール分子量１０００００）３０重量部と、シリコン（反応硬化型シリコン、分子量１０００００）７０重量部と、ポリメタクリル酸メチル１０重量部と、トルエン５０重量部と、メチルエチルケトン５０重量部と、を混合した。得られた混合液をエチレン-プロピレン-ジエン共重合体ゴムからなる基材（厚さ５ｍｍ）にスプレーガンにて塗布し、ナイロン繊維（直径３デニール、長さ５ｍｍ）を静電植毛により植毛（繊維密度；４００本／ｃｍ２）した後、前記混合液を１００℃で１０分間乾燥させた。なお、接着剤層から露出した繊維の長さは０．５ｍｍとした。
【００４２】
（比較例２および３）
接着剤層および繊維の構成を表１に示すように変更した以外は比較例１と同様にして摺動材を作製した。
【００４３】
（評価）
上記実施例および比較例で得られた摺動材について、下記に示す手順に従って、摺動材における繊維の絡み状態、接着剤層の硬さ、耐摩耗性判定、を行うことにより評価した。評価結果は、表１にまとめて示す。
【００４４】
（繊維の絡み状態）
摺動材の断面方向から、マイクロスコープにより４００倍で観察した。
【００４５】
（硬さ）
超軽荷重薄膜硬度テスタ（Ｈｙｓｉｔｒｏｎ  Ｉｎｃ．社製）を用いて、以下の条件にて測定した。
【００４６】
試験温度…２３℃
試験湿度…５０％ＲＨ
最大押し込み荷重 …２０μＮ
負荷・除荷速度 …１６．７μＮ／ｓｅｃ
使用圧子：Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈ型（三角錐形状）
稜角 …１４３．２度、先端径１００〜２００ｎｍ
なお、「稜角」とは針の先端の角度をいう。
【００４７】
（耐摩耗性判定）
摺動材を下記条件下、ガラス製摩耗子で摺動面を一定回数摩耗し、基材が露出するまでの摺動回数を測定することにより行った。
【００４８】
試験温度…２３℃
試験湿度…５０％ＲＨ
摩耗子…厚さ３．５ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ３０ｍｍのガラス板（角Ｒ：２）
荷重…１ｋｇｆ
摺動速度…１００ｍｍ／ｓｅｃ
摩耗子ストローク…１００ｍｍ
【００４９】
【表１】
2006321459.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１（Ａ）は本発明の摺動材の植毛部分の模式図を示し、図１（Ｂ）は図１（Ａ）において円Ｂで囲った部分の拡大模式図を示す。
【図２】本発明の一実施形態を示すガラスラン（図３のＡ−Ａ）の断面図を示す。
【図３】自動車ドアの斜視図である。
【図４】静電植毛により植毛が施された従来の摺動材の植毛部分の拡大断面図を示す。
【符号の説明】
【００５１】
１００、４００…摺動材、
１１１、４１１…基材、
１１２、４１２…接着剤層、
１１３、４１３…繊維、
１１４…ドアガラス、
１１５…ドアサッシュ、
１５０…自動車ドア。
【図１】
2006321459.tif 000004
【図２】
2006321459.tif 000005
【図３】
2006321459.tif 000006
【図４】
2006321459.tif 000007