(57)【要約】【課題】  金属部分等と接触する用途などにおいて使用される樹脂製多孔体であり、該多孔体の未抽出分の気孔形成材が使用中に滲み出しても金属部分を錆びさせることがない樹脂製多孔体およびその製造方法の提供を目的とする。【解決手段】  気孔形成材が配合された樹脂を成形して成形体とした後、該気孔形成材を溶解し、かつ上記樹脂を溶解しない溶媒を用いて上記成形体から上記気孔形成材を抽出して得られる樹脂製多孔体。また、上記気孔形成材は、水溶性物質である。また、上記気孔形成材は、上記樹脂の成形温度より高い融点を有する。また、上記気孔形成材は、アルカリ性の化合物である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
連通孔を有する樹脂製多孔体であって、前記連通孔は、気孔形成材が配合された樹脂を成形して成形体とした後、該気孔形成材を溶解し、かつ前記樹脂を溶解しない溶媒を用いて前記成形体から前記気孔形成材を抽出して得られる連通孔であることを特徴とする樹脂製多孔体。
【請求項２】
前記気孔形成材は、前記樹脂の成形温度より高い融点を有する物質であることを特徴とする請求項１記載の樹脂製多孔体。
【請求項３】
前記気孔形成材は、水溶性物質であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の樹脂製多孔体。
【請求項４】
連通孔率が３０％以上であることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の樹脂製多孔体。
【請求項５】
前記気孔形成材は、アルカリ性の化合物であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項記載の樹脂製多孔体。
【請求項６】
前記アルカリ性の化合物は、有機アルカリ金属塩および有機アルカリ土類金属塩から選ばれた少なくとも１つの金属塩であることを特徴とする請求項５項記載の樹脂製多孔体。
【請求項７】
前記アルカリ性の化合物は、安息香酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、セバシン酸ナトリウム、三リン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウムまたは炭酸カリウムから選ばれた少なくとも１つの化合物であることを特徴とする請求項５記載の樹脂製多孔体。
【請求項８】
樹脂に気孔形成材を配合する工程と、前記気孔形成材を含む樹脂を成形して成形体とする工程と、前記気孔形成材を溶解し、かつ前記樹脂を溶解しない溶媒を用いて前記成形体から前記気孔形成材を抽出する工程とを備えてなることを特徴とする樹脂製多孔体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂製多孔体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
連通孔率の調整が可能で、しかも安価な多孔体の製造方法として脱塩法が知られている。脱塩法は、塩化ナトリウムや硫酸ナトリウムなどの粉末状の気孔形成材を樹脂やゴムなどに添加した成形材料を、気孔形成材を含む充実成形体として成形し、得られた充実成形体を水などで洗浄することにより気孔形成材を溶出して、気孔形成材が存在していた部分に気孔を形成する多孔体の製造方法である。
従来、脱塩法により連通孔率が高い多孔体を製造するものとして、常温では固体であるが、多孔体の骨格を形成する高分子物質の成形温度では溶融して液体状態として存在することができる気孔形成材を用いて多孔体を成形するもの（特許文献１参照）、粒状気孔形成材を高分子物質に分散させてなる成形材料を、該粒気孔形成材の一部が溶融する温度で成形し、該成形体を上記高分子物質は溶解しないが上記気孔形成材は溶解する溶媒で洗浄することにより気孔を形成するもの（特許文献２参照）、特に連続気泡を有するポリオレフィン多孔体を製造するもの（特許文献３参照）などがある。
また、抽出物の分離および被抽出物の再利用を容易にするため、水溶性粉末からなる気孔形成材を用いて、これを温水により抽出するもの（特許文献４参照）がある。
【０００３】
上記各特許文献に気孔形成材として開示されている塩化ナトリウム、塩化アンモニウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、塩化カルシウムなどは、比較的水に溶解しやすく、安価で入手しやすいので気孔径の大きな多孔体の製造に用いる気孔形成材として有効である。しかしながら、微細な気孔を形成する場合には、気孔形成材を完全に溶解抽出するのは困難である。このため、気孔形成材を例えば潤滑油を含浸して使用する場合、この未抽出分の気孔成形材が使用中に滲み出し金属部分を錆びさせるなどの不具合が発生する場合がある。
【特許文献１】特開２００１−２８２５号公報（段落「００１１」）
【特許文献２】特開２００２−１９４１３１号公報（段落「０００９」）
【特許文献３】特開２００２−６０５３４号公報（段落「０００４」）
【特許文献４】特開２００２−３２２３１０号公報（段落「０００７」、「０００８」）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明はこのような問題に対処するためになされたもので、連通孔率が高く潤滑油などを多量に保持できる樹脂製多孔体であって、特に金属部分等と接触する用途などにおいて使用され、該多孔体の未抽出分の気孔形成材が使用中に滲み出しても金属部分を錆びさせることがない樹脂製多孔体およびその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の樹脂製多孔体は、気孔形成材が配合された樹脂を成形して成形体とした後、該気孔形成材を溶解し、かつ上記樹脂を溶解しない溶媒を用いて上記成形体から上記気孔形成材を抽出して得られることを特徴とする。
また、上記気孔形成材は、上記樹脂の成形温度より高い融点を有することを特徴とする。また、上記気孔形成材は、水溶性物質であることを特徴とする。
【０００６】
上記気孔形成材は、アルカリ性の化合物であることを特徴とする。また、該アルカリ性の化合物は、有機アルカリ金属塩および有機アルカリ土類金属塩から選ばれた少なくとも１つの金属塩であり、また安息香酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、セバシン酸ナトリウム、三リン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウムまたは炭酸カリウムであることを特徴とする。
【０００７】
本発明の樹脂製多孔体の製造方法は、樹脂に気孔形成材を配合する工程と、上記気孔形成材を含む樹脂を成形して成形体とする工程と、上記気孔形成材を溶解し、かつ上記樹脂を溶解しない溶媒を用いて上記成形体から上記気孔形成材を抽出する工程とを備えてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の樹脂製多孔体は、連通孔率が高いので保油体等の用途に好適に利用できる。また、樹脂製多孔体の製造に用いる気孔形成材として、酸性塩ではなく、アルカリ性塩、特に防錆剤の役割を果たす有機アルカリ金属塩などを用いることにより、周囲に鉄鋼等がある軸受などに該樹脂製多孔体を使用する場合において、多孔体に残存している該気孔形成材が滲み出しても該鉄鋼の錆びを防止できるので、多孔質保油体等に利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の樹脂製多孔体は、気孔形成材、特にアルカリ性の気孔形成材が配合された樹脂を成形して成形体とした後、該気孔形成材を溶解し、かつ上記樹脂を溶解しない溶媒を用いて上記成形体から上記気孔形成材を抽出して得られるものであり、有機アルカリ金属塩などを用いることにより、該気孔形成材が完全に溶解・抽出されない場合であっても該気孔形成材は防錆剤として作用するので、周囲に鉄鋼がある軸受などにも好適に利用できる。
以下、本発明の樹脂製多孔体を構成する樹脂、気孔形成材、成形方法、抽出方法などについて説明する。
【００１０】
本発明の樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エラストマーまたはゴムなどの樹脂粉末やペレットを使用できる。樹脂粉末、ペレットの粒径や形状は、溶融成形する場合には、溶融時に気孔形成材と混練されるので、特に限定されるものではない。ドライブレンドしてそのまま圧縮成形する場合には 1〜500μｍのものが好ましい。
熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレンなどのポリエチレン樹脂、変性ポリエチレン樹脂、水架橋ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、クロロトリフルオロエチレン樹脂、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樹脂、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樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレンテレフタラート樹脂、ポリブチレンテレフタラート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂肪族ポリケトン樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ポリオキサゾリン樹脂、ポリフェニレンサルフィド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂などを例示できる。また、上記合成樹脂から選ばれた２種以上の材料の混合物、すなわちポリマーアロイなどを例示できる。
【００１１】
上記樹脂の中で、自動車部品、機械部品、電気・電子部品等の工業用途に使用できる樹脂が好ましく、特に、引張り強さが 49 MPa 以上、曲げ弾性率が 1.9 GPa 以上、100℃以上の耐熱性（熱変形温度（ 18.6 kg/cm2 ））を有するエンジニアリング樹脂、耐熱性がさらに高く、150℃以上の高温でも長期間使用できる特殊エンジニアリング樹脂またはスーパーエンジニアリング樹脂、および摺動特性などの機械的性質または熱的性質の一部が特に優れているため工業用途に使用できる樹脂が好ましい。
本発明に使用できる好ましい樹脂の具体例としては、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンサルフィド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂、ポリアミド９Ｔ樹脂、エポキシ樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、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コポリマー樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、超高分子量ポリエチレンが挙げられる。
【００１２】
エラストマーまたはゴムとしては、例えば、アクリロニトリルブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム等の加硫ゴム類；ポリウレタンエラストマー、ポリエステルエラストマー、ポリアミドエラストマー、ポリブタジエン系エラストマー、軟質ナイロン系エラストマー等の熱可塑性エラストマー類が例示できる。
【００１３】
本発明に使用できる気孔形成材としては、気孔形成材が配合された樹脂を成形して成形体とした後、該気孔形成材を溶解し、かつ気孔形成材配合樹脂を溶解しない溶媒を用いて、樹脂成形体から抽出できる物質であれば使用できる。
特に、気孔形成材としては、防錆剤として利用できる弱アルカリ塩を好ましく使用できる。弱アルカリ塩としては、有機アルカリ金属塩、有機アルカリ土類金属塩、無機アルカリ金属塩、無機アルカリ土類金属塩などが挙げられる。未抽出分が脱落した時でも、比較的軟らかく、転動面やすべり面を損傷し難いことから、有機アルカリ金属塩、有機アルカリ土類金属塩を用いることが好ましい。なお、これらの金属塩は１種または２種以上混合して用いてもよい。また、洗浄用溶媒として安価な水を使用することができ、気孔形成時における廃液処理などが容易となることから水溶性の弱アルカリ塩を使用することが好ましい。
【００１４】
成形時における気孔形成材の溶解を防止するため、気孔形成材は使用する樹脂の成形温度よりも高い融点の物質を使用することが好ましい。
本発明に好適に用いることができる水溶性有機アルカリ金属塩としては、安息香酸ナトリウム（融点 430℃）、酢酸ナトリウム（融点 320℃）またはセバシン酸ナトリウム（融点 340℃）、コハク酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウムなどが挙げられる。融点が高く、多種の樹脂に対応でき、かつ水溶性が高いという理由から、安息香酸ナトリウム、酢酸ナトリウムまたはセバシン酸ナトリウムが特に好ましい。
無機アルカリ金属塩としては、例えば、モリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸カリウム、タングステン酸ナトリウム、三リン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、炭酸カリウムなどが挙げられる。
【００１５】
また、気孔形成材は上記樹脂の成形温度よりも高い融点の物質と、上記樹脂の成形温度よりも低い融点の物質との混合物として使用することができる。
上記樹脂の成形温度よりも低い融点の物質としては、ペンタエリスリトール、ホウ酸（ 171℃）等が挙げられる。
【００１６】
気孔形成材は樹脂製多孔体の用途に応じた平均粒径に管理する。樹脂製多孔体を保油体として用いる場合は、平均粒径 1〜500 μｍの気孔形成材が好ましい。
気孔形成材の割合は、樹脂粉末、多孔体形成材料および充填材などの他の材料を含めた全量に対して、３０体積％〜９０体積％、好ましくは４０体積％〜９０体積％とする。３０体積％以下では多孔体の気孔が連続孔になり難く、９０体積％以上では所望の機械的強度が得られない。
また配合時において、気孔形成材の抽出に使用する溶媒に不溶な充填材を配合してもよい。例えば、該溶媒が水である場合には、多孔体の機械的強度を向上させるなどの目的で、ガラス繊維、炭素繊維などを配合してもよい。
【００１７】
樹脂材料と気孔形成材の混合法は特に限定されるものではなくドライブレンド、溶融混練など樹脂の混合に一般に使用する混練法が適用できる。
また、気孔形成材を液体溶媒中に溶解させて透明溶液とした後、この溶液に樹脂粉末を分散混合させて、その後、この溶媒を除去する方法を用いることができる。
分散混合させる方法としては、液中混合できる方法であれば特に限定されるものではなく、ボールミル、超音波分散機、ホモジナイザー、ジューサーミキサー、ヘンシェルミキサーなどが例示できる。また、分散液の分離を抑えるために少量の界面活性剤を添加することも有効である。なお、混合時においては、混合により気孔形成材が完全に溶解するよう溶媒量を確保する。
また、溶媒を除去する方法としては、加熱蒸発、真空蒸発、窒素ガスによるバブリング、透析、凍結乾燥などの方法を用いることができる。手法が容易で、設備が安価であることから加熱蒸発により液体溶媒の除去を行なうことが好ましい。
樹脂に気孔成形材を配合した混合物の成形に関しては、圧縮成形、射出成形、押し出し成形、ブロー成形、真空成形、トランスファ成形などの任意の成形方法を採用できる。また成形前に作業性を向上させるため、ペレットやプリプレグなどに加工してもよい。
【００１８】
得られた成形体からの気孔形成材の抽出は、上記気孔形成材を溶解し、かつ上記樹脂を溶解しない溶媒で成形体を洗浄することにより行なう。
該溶媒としては、例えば、水、および水と相溶しうる溶媒としてアルコール系、エステル系、ケトン系溶媒などを用いることができる。これらの中で、樹脂および気孔形成材の種類によって上記条件に従い適宜選択される。また、これらの溶媒は１種または２種以上を混合し使用してもよい。廃液処理などが容易、安価などの利点から水を用いることが好ましい。
該抽出処理を行なうことにより、気孔形成材が充填されていた部分が溶解され、該溶解部分に気孔が形成された樹脂製多孔体が得られる。
【実施例】
【００１９】
実施例１
体積比１：１の超高分子量ポリエチレン粉末（三井化学（株）製ミペロンＸＭ２２０）と安息香酸ナトリウム粉末（和光純薬（株）製試薬）をミキサーにて５分間混合して混合粉末を得た。この混合粉末を用いて、直径φ３０×厚さｔ５ｍｍのディスクを加熱圧縮成形法（２００℃×３０分）にて成形した。この成形体を８０℃の温水で超音波洗浄器にて１０時間洗浄して安息香酸ナトリウム粉末を溶出させた。その後１００℃で８時間乾燥し連通孔率４３％の多孔体を得た。７体積％の安息香酸ナトリウムが未溶出であり、多孔体に残存した。
【００２０】
実施例２
体積比１：１の超高分子量ポリエチレン粉末（三井化学（株）製ミペロンＸＭ２２０）と酢酸ナトリウム粉末（和光純薬（株）製試薬）をミキサーにて５分間混合して混合粉末を得た。この混合粉末を用いて、直径φ３０×厚さｔ５ｍｍのディスクを加熱圧縮成形法（２００℃×３０分）にて成形した。この成形体を８０℃の温水で超音波洗浄器にて１０時間洗浄して酢酸ナトリウム粉末を溶出させた。その後１００℃で８時間乾燥し連通孔率４４％の多孔体を得た。６体積％の酢酸ナトリウムが未溶出であり、多孔体に残存した。
【００２１】
実施例３
体積比１：１の四フッ化エチレン樹脂粉末（ダイキン工業（株）製  Ｍ１５）と安息香酸ナトリウム粉末（和光純薬（株）製試薬）をミキサーにて５分間混合して混合粉末を得た。この混合粉末を用いて、直径φ３０×厚さｔ５ｍｍのディスクを加熱圧縮成形法（３５０℃×３０分）にて成形した。この成形体を８０℃の温水で超音波洗浄器にて１０時間洗浄して安息香酸ナトリウム粉末を溶出させた。その後１００℃で８時間乾燥し連通孔率４８％の多孔体を得た。２体積％の安息香酸ナトリウムが未溶出であり、多孔体に残存した。
【００２２】
比較例１
体積比１：１の超高分子量ポリエチレン粉末（三井化学（株）製ミペロンＸＭ２２０）と塩化ナトリウム粉末（和光純薬（株）製試薬）をミキサーにて５分間混合して混合粉末を得た。この混合粉末を用いて、直径φ３０×厚さｔ５ｍｍのディスクを加熱圧縮成形法（２００℃×３０分）にて成形した。この成形体を８０℃の温水で超音波洗浄器にて１０時間洗浄して塩化ナトリウム粉末を溶出させた。その後１００℃で８時間乾燥し連通孔率４４％の多孔体を得た。６体積％の塩化ナトリウムが未溶出であり、多孔体に残存した。
【００２３】
比較例２
体積比１：１の超高分子量ポリエチレン粉末（三井化学（株）製ミペロンＸＭ２２０）とペンタエリスリトール（融点２６０℃。アルコール類）をミキサーにて５分間混合して混合粉末を得た。この混合粉末を用いて、直径φ３０×厚さｔ５ｍｍのディスクを加熱圧縮成形法（２００℃×３０分）にて成形した。この成形体を８０℃の温水で超音波洗浄器にて１０時間洗浄してペンタエリスリトールを溶出させた。その後１００℃で８時間乾燥し連通孔率４１％の多孔体を得た。９体積％のペンタエリスリトールが未溶出であり、多孔体に残存した。
【００２４】
なお、各実施例において、連通孔率は、樹脂成形体において相互に連続している気孔の総体積が樹脂成形体の体積に占める割合をいう。
具体的には、連通孔率は数１内の式（１）に示す方法で算出した。
【数１】
2005330474.tif 000002
上記、数１において、各符号の意味を以下に示す。
Ｖ；加熱圧縮成形法にて成形された洗浄前成形体の体積
ρ；加熱圧縮成形法にて成形された洗浄前成形体の密度
Ｗ；加熱圧縮成形法にて成形された洗浄前成形体の重量
Ｖ1；樹脂粉末の体積
ρ1；樹脂粉末の密度
Ｗ1；樹脂粉末の重量
Ｖ2；気孔形成材の体積
ρ2；気孔形成材の密度
Ｗ2；気孔形成材の重量
Ｖ3；洗浄後の多孔体の体積
Ｗ3；洗浄後の多孔体の重量
Ｖ'2；洗浄後に多孔体に残存する気孔形成材の体積
【００２５】
錆試験
実施例および比較例で作製したディスクを合成潤滑油ＰＡＯ（シンフルード８０１、新日鉄化学製）を薄く塗布したＳＰＣＣ鋼板（４０×４０×ｔ２）で挟み、ＪＩＳＫ２２４６「さび止め油」に規定された湿潤試験方法（４９±１℃、相対温度９５％以上）にて錆試験を行なった。９６時間（ｈ）、１９２時間（ｈ）、３８４時間（ｈ）後の合わせ面の発錆状況を比較した。結果を表１に示す。
【表１】
2005330474.tif 000003
【００２６】
表１に示すように本発明による実施例１では３８４ｈ後も錆が認められなかった。これに対し比較例１では９６ｈで錆が認められた。これは微量の塩化ナトリウムの溶出により発錆が加速されたものと考えられる。また、発錆の加速要因がない比較例２よりも実施例は防錆性が高かった。これは気孔形成材として用いた安息香酸ナトリウムが防錆剤として作用していると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の樹脂製多孔体は防錆性に優れるため、転がり軸受、滑り軸受の保持器などの材料として、周囲に鉄鋼がある用途に好適に用いることができる。