(57)【要約】【課題】高回転機器のスラスト軸受けにおいて、摺動時の低摩耗性と耐久性を実現することを目的とする。【解決手段】回転軸に接触する樹脂表面の平面平滑性が、中心線平均粗さ（Ｒａ）において５〜１０００μｍである芳香族ポリアミドイミド樹脂組成物で形成されてなるスラスト軸受け。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に接触する樹脂表面の平面平滑性が、中心線平均粗さ（Ｒａ）において５〜１０００μｍである芳香族ポリアミドイミド樹脂組成物で形成されることを特徴とするスラスト軸受け。
【請求項２】
芳香族ポリアミドイミド樹脂組成物が、（Ａ）一般式（１）で表される繰り返し単位を主要構造単位として有するポリアミドイミド樹脂０．１〜９９．９重量部および（Ｂ）ポリアリーレンスルフィド樹脂９９．９〜０．１重量部を加熱溶融混練してなる樹脂組成物である請求項１記載のスラスト軸受け。
【化１】
2004060692.tif 000010
（式中、Ａｒは少なくとも一つの炭素６員環を含む３価の芳香族基、Ｒは２価の芳香族基および／または脂肪族基を示す。）
【請求項３】
樹脂表面に潤滑剤を塗布する請求項１記載のスラスト軸受け。
【請求項４】
回転軸に接触する樹脂表面に、格子間距離が５〜１０００μｍの格子状の凹面又は凸面が形成された請求項１記載のスラスト軸受け。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パーソナルコンピューター等の情報機器類、コピー機やプリンター等の事務機器やＤＶＤ等のマルチメディア用機器等に使用されるモーターやローラーやブッシュ等に用いられるスラスト軸受けに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、情報機器、事務機器、マルチメディア機器の性能向上に伴い、それらに用いられるモーター等の回転機器の回転数が非常に高くなってきている。１００００回転を越えるモーター等に用いるスラスト軸受けとしては、特開２００１−１２４７３号公報や特開２００１―３２３９１号公報等に開示されている高耐熱性、高硬度で且つ良好な平面平滑性を有するポリエーテルエーテルケトン製シート材を用いて種々検討されている。しかし、ポリエーテルエーテルケトン製シートの耐熱性は実質１５０℃程度しかなく、更に平面の平滑性が良好なポリエーテルエーテルケトン製シートでは、潤滑剤が摺動中に飛散し十分な潤滑が長期にわたって保持できない欠点を持っている。このため、回転に伴う発熱に対応できず、用いた樹脂が溶融摩耗してしまい、スラスト軸受けとしての耐久性が低下してしまう。現在、開発が進んでいる３００００ｒｐｍ以上などの超高回転機器のスラスト軸受けには、従来の技術では対応できないのが現状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、高回転機器のスラスト軸受けにおいて、摺動時の低摩耗性と耐久性を実現することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、情報機器、事務機器、マルチメディア機器向け等スラスト軸受けにおいて、回転軸に接する表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）が５〜１０００μｍで、さらに格子間距離が５〜１０００μｍの格子状の凹面又は凸面を有し、摺動性に優れた芳香族ポリアミドイミド樹脂組成物、具体的には（Ａ）芳香族ポリアミドイミド樹脂を０．１〜９９．９重量％と（Ｂ）ポリアリーレンスルフィド樹脂９９．９〜０．１重量％を成分とする樹脂組成物を用いて形成されたスラスト軸受けに関するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の芳香族ポリアミドイミド樹脂組成物に使用する芳香族ポリアミドイミド樹脂は、次の一般式（１）で表される繰り返し単位を主要構造単位として有するポリアミドイミド樹脂である。
【化２】
2004060692.tif 000002
（式中、Ａｒは少なくとも一つの炭素６員環を含む３価の芳香族基、Ｒは２価の芳香族および／または脂肪族基を示す。）
【０００６】
Ａｒの具体例としては、以下のものが例示されるが、２種以上の構造を混合して使用することもできる。
【化３】
2004060692.tif 000003
【０００７】
これらのうち、Ａｒとしては、下記構造が好ましい。
【化４】
2004060692.tif 000004
【０００８】
Ｒの具体例としては、以下の構造が例示されるが、２種以上の化合物を混合して用いることもできる。
【化５】
2004060692.tif 000005
【化６】
2004060692.tif 000006
【０００９】
これらのうち、Ｒとして下記の構造が好ましい。
【化７】
2004060692.tif 000007
【００１０】
本発明に使用する芳香族ポリアミドイミド樹脂は、公知のいずれの方法によっても製造することができる。製造方法を下記に例示するが、それら製造方法に限定されるものではない。トリカルボン酸クロライドおよびジアミンを原料とするジアミン重合法、トリカルボン酸とジイソシアネートを原料とするジイソシアネート重合法、トリカルボン酸とジアミンを原料とする直接重合法などが例示される。
【００１１】
本発明に用いる樹脂組成物に好適な芳香族ポリアミドイミド樹脂の重合度は、ジメチルホルムアミド中３０℃で濃度１ｇ／ｄｌで測定した還元粘度で表示するならば、０．１５ｄｌ／ｇ〜１．０ｄｌ／ｇが好適に用いられ、より好ましくは、０．２ｄｌ／ｇ〜０．６ｄｌ／ｇが、最も好ましくは、０．２〜０．５ｄｌ／ｇである。
【００１２】
また、本発明の樹脂組成物に使用される（Ｂ）成分であるポリアリーレンスルフィド樹脂（以下、ＰＡＳ樹脂と略記する。）とは、式［−Ａｒ’−Ｓ−］（但し、−Ａｒ’−は、アリーレン基である。）で表されるアリーレンスルフィドの繰り返し単位を主たる構成要素とする芳香族ポリマーである。本発明で使用するＰＡＳは、この繰り返し単位を通常５０モル％以上、好ましくは７０モル％以上、より好ましくは９０モル％以上含有するポリマーである。アリーレン基としては、例えば、ｐ−フェニレン基、ｍ−フェニレン基、置換フェニレン基（置換基は、好ましくは炭素数１〜６のアルキル基、またはフェニル基である。）、ｐ，ｐ’−ジフェニレンスルホン基、ｐ，ｐ’−ビフェニレン基、ｐ，ｐ’−ジフェニレンカルボニル基、ナフチレン基などを挙げることができる。ＰＡＳとしては、主として同一のアリーレン基を有するポリマーを用いることが好ましいが、加工性や耐熱性の観点から、２種以上のアリーレン基を含んだコポリマーを用いることもできる。
【００１３】
これらのＰＡＳの中でも、ｐ−フェニレンスルフィドの繰り返し単位を主構成要素とするポリフェニレンスルフィド（以下、ＰＰＳと略記する。）が、加工性に優れ、しかも工業的に入手が容易であることから特に好ましい。この他に、ポリアリーレンケトンスルフィド、ポリアリーレンケトンケトンスルフィドなどを使用することができる。コポリマーの具体例としては、ｐ−フェニレンスルフィドの繰り返し単位とｍ−フェニレンスルフィドの繰り返し単位を有するランダムまたはブロックコポリマー、フェニレンスルフィドの繰り返し単位とアリーレンケトンスルフィドの繰り返し単位を有するランダムまたはブロックコポリマー、フェニレンスルフィドの繰り返し単位とアリーレンケトンケトンスルフィドの繰り返し単位を有するランダムまたはブロックコポリマー、フェニレンスルフィドの繰り返し単位とアリーレンスルホンスルフィドの繰り返し単位を有するランダムまたはブロックコポリマーなどを挙げることができる。これらのＰＡＳは、結晶性ポリマーであることが好ましい。また、ＰＡＳは、靭性や強度の観点から、直鎖状ポリマーであることが好ましい。このようなＰＡＳは、極性溶媒中で、アルカリ金属硫化物とジハロゲン置換芳香族化合物とを重合反応させる公知の方法（例えば、特公昭３−３３７７５号公報）により得ることができる。
【００１４】
本発明で使用されるＰＡＳは、温度３１０℃、剪断速度１２００／秒で測定した溶融粘度が、通常、１０〜６００Ｐａ・ｓ、好ましくは５０〜５５０Ｐａ・ｓ、より好ましくは７０〜５５０Ｐａ・ｓである。溶融粘度が異なる２種以上のＰＡＳをブレンドして使用する場合には、ブレンド物の溶融粘度が前記範囲内にあることが好ましい。そして、ＰＡＳの溶融粘度が１００Ｐａ・ｓ以上であることが、機械的強度や靭性などの観点から特に望ましい。ＰＡＳの溶融粘度が小さすぎると、機械的強度や靭性などの物性が不充分となる恐れがある。一方、ＰＡＳの溶融粘度が大きすぎると、溶融流動性が不充分となり、射出成形性や押出成形性が不充分となる恐れがある。
【００１５】
更に、本発明で使用されるＰＡＳは、１００μｍ以上の平均粒子径を有する粒状物であることが望ましい。ＰＡＳの平均粒子径が小さすぎると、押出機による溶融押出しの際、フィード量が制限されるため、芳香族ポリアミドイミド樹脂組成物の押出機内での滞留時間が長くなり、該樹脂組成物の劣化等の問題が生じる恐れがある。また、該樹脂組成物の製造効率上も望ましくない。
【００１６】
本発明に使用される芳香族ポリアミドイミド樹脂組成物は、芳香族ポリアミドイミド樹脂とＰＡＳ樹脂を溶融混練して製造される。溶融混練する温度は、２５０〜４００℃、好ましくは２８０〜３６０℃である。混練方法は、押出機、ニーダー、バンバリーミキサー、またはミキシングロール等で行うことが出来るが、好ましくは２軸押出機による方法である。
【００１７】
本発明に使用される芳香族ポリアミドイミド樹脂組成物には、この発明の目的を損なわない範囲で次のような公知の添加剤を配合することができる。所望に応じて、充填材、顔料、滑剤、可塑剤、安定剤、紫外線剤、難燃剤、難燃助剤の添加剤、他の樹脂などの成分を適宣配合することができる。
【００１８】
充填材の例としては、ガラスビーズ、ウォラストナイト、マイカ、タルク、カオリン、二酸化珪素、クレー、ベントナイト、シラス、アスベスト、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、カーボンブラック、シリカ、ケイソウ土、グラファイト、カーボンブラック、カーボランダム、二硫化モリブデンに代表される鉱物質充填材；ガラス繊維、ミルドファイバー、チタン酸カリウム繊維、ボロン繊維、炭化珪素繊維、アラミド繊維等を挙げることが出来る。充填材は、芳香族ポリアミドイミド樹脂組成物に対して、１〜７０重量％使用することが出来る。好ましい充填材は、ガラス繊維、ミルドファイバー、炭素繊維、チタン酸カリウム繊維であり、ウレタン、アミノ系等のシランカップリング剤で処理したものも好適に使用できる。
【００１９】
また、可塑剤として、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシランなどのアミノ基を含有するシラン化合物；γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルメチルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ−ウレイドプロピルメチルトリエトキシシラン、γ−（２−ウレイドエチル）アミノプロピルトリメトキシシランなどのウレイド基を含有するシラン化合物；γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルジメチルメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシランなどのエポキシ基を含有するシラン化合物；γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルメチルジメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルメチルジエトキシシラン、　γ−イソシアネートプロピルエチルジメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルエチルジエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリクロロシランなどのイソシアネート基を含有するシラン化合物；γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルエチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、β−メルカプトエチルトリメトキシシラン、β−メルカプトエチルトリエトキシシラン、β−メルカプトエチルジメトキシシランなどのメルカプト基を含有するシラン化合物；等の官能基を含有するシラン化合物が挙げられる。その他の可塑材として、ジメチルフタレート、ジオクチルフタレート等のフタル酸化合物等が挙げられる。
【００２０】
顔料としては、酸化チタン、硫化亜鉛、酸化亜鉛等が例示できる。
【００２１】
滑剤としては、鉱物油、シリコン油、エチレンワックス、ポリプロピレンワックス、ステアリン酸ナトリウムなどの金属塩、モンタン酸ナトリウム等の金属塩、モンタン酸アミドなどが代表的なものとして例示される。
【００２２】
難燃剤としては、トリフェニルフォスフェートのようなリン酸エステル類、デカブロモビフェニル、ペンタブロモトルエン、ブロモ化エポキシ樹脂、等の臭化化合物；メラミン誘導体などの含窒素リン化合物等が挙げられる。難燃助剤を使用しても良く、その例としては、アンチモン、ほう素、亜鉛等の化合物等が挙げられる。
【００２３】
また、他樹脂の例としては、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル類、４フッ化エチレンをはじめとするフッ素樹脂、ポリフェニレンエーテル、ポリスルフォン、ポリカーボネート、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリチオエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン等の芳香族樹脂が挙げられる。また、ポリスルフィドゴム、ポリエステルエラストマー、ポリアミドエラストマー、ポリエステルアミドエラストマー、ポリオレフィンエラストマー、シリコンゴム、フッ素ゴム等のエラストマー類を配合できる。
【００２４】
本発明においては、上記のような添加剤を加えて、（Ａ）芳香族ポリアミドイミド樹脂を０．１〜９９．９重量％と（Ｂ）ポリアリーレンスルフィド樹脂９９．９〜０．１重量％を成分とする芳香族ポリアミドイミド樹脂組成物を得るが、射出成形を行う場合は、通常の射出成形法によって行われ、シリンダー温度は、２９０〜３６０℃の範囲で行い、金型は十分な耐熱性を得るために１２０〜１６０℃にすることが望ましい。また、耐熱性を改良し、且つ残留応力を取り除く目的で成形後に熱処理することが望ましい。特に、金型温度が１２０℃より低い温度で成形した場合は熱処理するのが好ましい。熱処理の方法は、特に限定されるものではなく、例えば通常の熱風式オーブン、電子レンジまたはオーブンレンジを用いられる。熱処理温度は、１５０〜３００℃、好ましくは、１８０〜２８０℃、最も好ましくは、２００〜２６０℃である。熱処理時間は、処理温度にもよるが、３０秒〜４８時間、好ましくは１時間〜３６時間であり、常圧もしくは減圧で行うこともできる。
【００２５】
本発明のスラスト軸受けは、芳香族ポリアミドイミド樹脂組成物を用いて作成したシートから打ち抜き等を行って作成しても、射出成形によって作成しても構わないが、軸受け表面の平面平滑性を中心線平均粗さ（Ｒａ）で５〜１０００μｍに保つ必要がある。軸受け表面の粗さを得る方法は特に限定しないが、例えば、シート表面の梨地処理や、射出成形品では用いる金型の表面を梨地処理や規則的な細密格子状に凹面または凸面に加工等を行った金型を用いることにより容易に得ることができる。これらの金型を用いて成形されたスラスト軸受けは、凹面と凸面が逆である同様のパターンが転写される。Ｒａが５μｍ未満の場合、潤滑剤が飛散し十分な潤滑効果が得られない。Ｒａが１０００μｍを超えると、潤滑剤の保持性が悪くなり好ましくない。更に、Ｒａの範囲は、好ましくは８μｍから５００μｍ、更に好ましくは、１０μｍから２００μｍである。特に、１００００ｒｐｍ以上の高回転の場合、顕著に効果が現れ、格子間距離の範囲は、５μｍから１０００μｍでり、好ましくは８μｍから５００μｍ、更に好ましくは１０μｍから２００μｍである。そして、格子間距離が５μｍ未満であると潤滑性が十分に発揮きい。
【００２６】
本発明の中心線平均粗さ（Ｒａ）とは、粗さ曲線からその中心の方向に測定長さ（Ｌ）の部分を抜き取り、この抜き取り部品の中心線をＸ軸、縦倍率の方向をＹ軸とし、粗さ曲線をＹ＝ｆ（Ｘ）で表したとき、式１によって求められる値をマイクロメートル（μｍ）で表したものである。また、粗さ曲線とは、電気的フィルターを用いて断面曲線から凹凸の波長の長い成分（うねり）を除去したものである。さらに断面曲線とは、被測定面に直角な平面で被測定面を切断したとき、その切り口に表れる輪郭と定義した。
【数１】
2004060692.tif 000008
【００２７】
本発明のスラスト軸受けに用いられる潤滑剤は、主に潤滑オイルを用いる。例えば、鉱物油、エステル油、シリコン油、エチレン油等が挙げられる。酸性や塩基性が強い等、著しく樹脂を劣化させる潤滑剤は好ましくなく、さらに樹脂表面から撥油する潤滑剤は好ましくない。
【００２８】
【実施例】
本発明の実施例により更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
【００２９】
〔スラスト板の表面の測定方法〕
作成したスラスト板の表面は、超深度形状測定顕微鏡（キーエンス社製Ｖ−８５００）を用いて観察した。さらに、その画像を解析ソフト（キーエンス社製ＶＫ−Ｈ１Ｗ）を用いて３Ｄ画像解析を行ったものを図２および図３とした。図２は、格子溝部分が、凹形状を示し、図３は、格子溝部分が凸形状を示す。
【００３０】
実施例１
ポリアミドイミド樹脂組成物（三菱ガス化学社製商品名：エーアイポリマーＭＳ−６）を射出成形し、表面状態が図２に示す格子間距離（ａ―ａ’）１１μｍ、中心線平均粗さ（Ｒａ）１２μｍの格子状に凹面処理された直径１．０ｃｍ、厚み０．３ｃｍの円板を作成した。この円板の表面に潤滑オイル（信越化学工業社製シリコーンオイルＫＦ−９６）を０．２ｃｃ塗布したものをスラスト軸受けとした。図１に準じた装置にスラスト軸受けを装着し、回転軸は、ＳＵＳ４２０Ｊ製で直径４．２ｍｍのものを用いた。回転軸上には５００ｇｆの荷重を加え、３００００ｒｐｍ、１０００時間摺動させた。その際のスラスト軸受けの摩耗量を測定した。結果は、表１に示した。
【００３１】
実施例２
実施例１に記載のポリアミドイミド樹脂組成物を用いて、表面状態が図３に示す格子間距離（ａ―ａ’）１６８μｍ、中心平均粗さ（Ｒａ）１２２μｍの格子状凸面処理された直径１．０ｃｍ、厚み０．３ｃｍの円板を作成して用いた以外は、実施例１と同様にして実験を行った。結果は、表１に示した。
【００３２】
比較例１
実施例１に記載のポリアミドイミド樹脂組成物を用いて、表面状態が図２に示す格子間距離（ａ−ａ’）２μｍ、中心線平均粗さ（Ｒａ）３μｍの直径１．０ｃｍ、厚み０．３ｃｍの円板を作成して用いた以外は、実施例１と同様にして実験を行った。結果は、表１に示した。
【００３３】
比較例２
実施例１に記載のポリアミドイミド樹脂組成物を用いて、表面状態が図３に示す格子間距離（ａ―ａ’）３μｍ、中心線平均粗さ（Ｒａ）２μｍの直径１．０ｃｍ、厚み０．３ｃｍの円板を作成して用いた以外は、実施例１と同様にして実験を行った。結果は、表１に示した。
【００３４】
【表１】
2004060692.tif 000009
【００３５】
【発明の効果】
本発明により得られた回転軸に接する表面の平面平滑性の中心線平均粗さ（Ｒａ）が５〜１０００μｍで、さらに格子間距離が５〜１０００μｍの格子状の凹表面又は凸表面を有し、摺動性に優れたポリアミドイミド樹脂組成物を用いて形成されたスラスト軸受けは、耐摩耗性、耐久性が向上した。
【図面の簡単な説明】
【図１】回転部品の断面図
【図２】格子部分が、凹形状を有するスラスト軸受け表面の３Ｄ解析図
【図３】格子部分が、凸形状を有するスラスト軸受け表面の３Ｄ解析図
【符号の説明】
１．ラジアル軸受け
２．スラスト軸受け
３．回転軸
４．潤滑剤
５．ａ―ａ’：格子間距離
【図１】
2004060692.tif 000011
【図２】
2004060692.tif 000012
【図３】
2004060692.tif 000013