(57)【要約】【課題】摺動部材などに好適に利用される成形体を容易に形成し得る組成物、および該組成物由来の成形体を提供すること。【解決手段】エンジニアリングプラスチックと高分子型低摩擦材料とを含有する樹脂組成物、ならびに該エンジニアリングプラスチックを主成分とする基材の表面が高分子型低摩擦材料で被覆された成形体が提供される。上記高分子型低摩擦材料としては、超高分子量ポリエチレンが好適に用いられる。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジニアリングプラスチックと高分子型低摩擦材料とを含有する樹脂組成物。
【請求項２】
前記エンジニアリングプラスチックが、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリオキシメチレン、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、液晶ポリマー、ポリサルフォン、およびポリアミドでなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１に記載の樹脂組成物。
【請求項３】
前記高分子型低摩擦材料が超高分子量ポリエチレンである、請求項１または２に記載の樹脂組成物。
【請求項４】
エンジニアリングプラスチックを主成分とする基材の表面が、高分子型低摩擦材料で被覆された成形体。
【請求項５】
前記エンジニアリングプラスチックが、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリオキシメチレン、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、液晶ポリマー、ポリサルフォン、およびポリアミドでなる群から選択される少なくとも１種である、請求項４に記載の成形体。
【請求項６】
前記高分子型低摩擦材料が超高分子量ポリエチレンである、請求項４または５に記載の成形体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面の摩擦特性が高められた成形体を調製し得る樹脂組成物、および該組成物に由来する成形体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表面の摩擦特性が高められた成形体が、摺動用部材をはじめとする各種用途に利用されている。このような成形体としては、金属基材表面にポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂をコートした成形体、樹脂に潤滑性の粉末または繊維を混合して得られる成形体などが知られている。例えば、熱可塑性樹脂にグラファイト、二硫化モリブデンなどの粘度鉱物の粉末を混合して得られる成形体；エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂に炭素繊維やアラミド繊維などを混合して得られる摺動部材（特許文献１）などが利用されている。上記成形体のうち、フッ素樹脂をコートした成形体の場合には、フッ素樹脂は一般に溶剤に溶解しないため、該フッ素樹脂を基材表面に付与するには、焼き付け塗工などの工程を必要とする。そのため、金属基材以外の場合には適用できず、製造にあたっても複雑な工程を必要とする。上記潤滑性の粉末または繊維を有する成形体の場合には、成形体表面に粘度鉱物が露出して摩擦係数が低下するが、その程度は未だ不充分である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１３０８７６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の課題を解決し、その目的とするところは、摺動部材、精密部品などとして好適に利用される成形体を容易に形成し得る組成物、および該組成物由来の成形体を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の樹脂組成物は、エンジニアリングプラスチックと高分子型低摩擦材料とを含有する。
【０００６】
本発明の成形体は、エンジニアリングプラスチックを主成分とする基材の表面が、高分子型低摩擦材料で被覆されている。
【０００７】
好適な実施態様においては上記エンジニアリングプラスチックは、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリオキシメチレン、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、液晶ポリマー、ポリサルフォン、およびポリアミドでなる群から選択される少なくとも１種である。
【０００８】
好適な実施態様においては、上記高分子型低摩擦材料は超高分子量ポリエチレンである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の樹脂組成物に含有されるエンジニアリングプラスチックは、該組成物を用いて成形を行った際に、得られる成形体の本体（基材）部分を構成する材料であり、通常、当該分野でエンジニアリングプラスチックとして知られている樹脂が用いられる。このような樹脂としては、射出成形、押出成形などの成形が可能であり、後述の高分子型低摩擦材料との融点（もしくは軟化点）の差が５０℃である樹脂が好ましく、１００℃以上である樹脂がさらに好ましい。本発明の組成物に含有され得るエンジニアリングプラスチックとしては、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、およびポリアミド（例えば、ポリアミド６、ポリアミド６６）などが挙げられる。
【００１０】
本発明の樹脂組成物に含有される高分子型低摩擦材料としては、超高分子量ポリエチレンが用いられる。超高分子量ポリエチレンとは、粘度平均分子量が１，０００，０００を超えるポリエチレンである。その粘度平均分子量は好適には、２，０００，０００〜７，０００，０００である。
【００１１】
この高分子型低摩擦材料は、組成物全体の重量を基準として１０重量％以下、好ましくは０．１〜５．０重量％、さらに好ましくは１．０〜３．０重量％の割合で含有される。この超高分子量ポリエチレンは、約１３０〜１４０℃、通常、約１３６℃の融点を有する。
【００１２】
本発明の組成物には、必要に応じて充填剤、添加剤などが含有される。充填剤しては、カーボンファイバーなどが挙げられ、該充填剤が含有される場合には、組成物全体の４０〜６０重量％、好ましくは約５０重量％の割合で含有される。添加剤としては、固体潤滑材、酸化防止剤などが挙げられ、該添加剤は、組成物全体の１０重量％以下の割合で含有される。
【００１３】
本発明の樹脂組成物を用いて成形体を製造するには、例えば、上記エンジニアリングプラスチック、高分子型低摩擦材料および必要に応じて充填剤などの添加剤を通常の方法によりブレンドし、加熱・混練し、成形を行う。例えば、射出成形、押出成形などにより、所望の成形体が製造される。
【００１４】
成形時の熱により、上記エンジニアリングプラスチックは溶融もしくは成形可能な程度にまで軟化し、上記低摩擦材料は溶融する。形成された成形体表面には、上記低摩擦材料による薄膜が形成される。成形体内部には、上記低摩擦材料が低い割合で存在するか、あるいは実質的に存在しない。上記低摩擦材料でなる薄膜は、通常、５μｍ以下、好ましくは２μｍ以下である。このような薄膜を有する成形体は表面の摩擦係数が低いため、摺動を目的とする各種部材として好適である。例えば、シリンダーベース、ポールベースなどのビデオ用部品、各種軸受け、歯車などの低摩擦特性を必要とする部品に好適に用いられる。
【００１５】
【実施例】
（実施例１）
ポリエーテルイミドを主成分とする複合材料であるエポクラスターＡＥＩ５０１（クラスターテクノロジー社製；重量平均分子量５０，０００〜６０，０００のポリエーテルイミド、カーボンファイバー、および粘土鉱物を含む）および超高分子量ポリエチレン（粘度平均分子量：３，５００，０００）５重量部を４００℃で混練し、ペレットを得た。このペレットを用いて、４００℃（金型温度１７０℃）で射出成形することにより、２０ｍｍ×２０ｍｍ×３ｍｍの板状の試験片を得た。
【００１６】
上記試験片を用い高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）試験片（直径３／８インチの球）を１０００回にわたり往復摺動させて、摩擦係数を測定した。摺動試験機としては、神鋼造機社製摩擦摩耗試験機を用いた。試験時の温度は２２℃、荷重は１９６０ｍＮ、ストローク（振幅幅）は６ｍｍ、周波数は２．００Ｈｚ（１秒間の往復回数：２）であった。その結果を図１に示す。
【００１７】
これとは別に、上記高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）試験片の代わりにステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）試験片を用いて同様の試験を行った。その結果を図２に示す。
【００１８】
図１および図２からこの試験片の摩擦係数はいずれも約０．１６〜０．１７程度であることがわかる。
【００１９】
（比較例１）
超高分子量ポリエチレンを用いなかったこと以外は実施例１と同様に試験片を調製し、往復摺動試験を行った。高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）試験片を用いた結果を図３に、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）試験片を用いた結果を図４に示す。
【００２０】
図３および図４から、超高分子量ポリエチレンを用いない場合は、摩擦係数は０．４０〜０．４６程度であり、実施例１に比較して２．５倍以上高いことがわかる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、このように、表面が低摩擦材料でコートされた成形体を容易に製造し得る樹脂組成物および該組成物由来の成形体が提供される。この成形体は、シリンダーベース、ポールベースなどのビデオ用部品、各種軸受け、歯車など低摩擦特性を必要とする部品に広く利用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】超高分子量ポリエチレンを低摩擦材料として用いた本発明の成形体の摺動試験を行った際における、摺動回数と摩擦係数との関係を示すグラフである。
【図２】超高分子量ポリエチレンを低摩擦材料として用いた本発明の成形体の摺動試験を行った際における、摺動回数と摩擦係数との関係を示すグラフである。
【図３】超高分子量ポリエチレンを用いずに得られた成形体の摺動試験を行った際における、摺動回数と摩擦係数との関係を示すグラフである。
【図４】超高分子量ポリエチレンを用いずに得られた成形体の摺動試験を行った際における、摺動回数と摩擦係数との関係を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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