(57)【要約】【課題】摺動特性に優れた潤滑性被膜を提供する。【解決手段】本発明の潤滑性被膜は、固体潤滑剤とこの固体潤滑剤を基材表面上に保持するバインダとからなり、このバインダは、バインダ樹脂とこのバインダ樹脂中に分散した窒化ケイ素の微粒子（強化粒子）との複合材料からなる。潤滑性被膜中の固体潤滑剤は、バインダ樹脂１００重量部に対して３０〜１２０重量部含まれている。この潤滑性被膜は、多量の固体潤滑剤が強固なバインダによって安定的に保持されているため、耐焼付性、低摩擦係数化のみならず、耐摩耗性にも優れる。【選択図】図１
2005170960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、
該基材の表面に形成され摺動特性に優れた潤滑性被膜とからなる摺動部材であって、
前記潤滑性被膜は、固体潤滑剤と、該固体潤滑剤を前記基材表面上に保持するバインダとからなり、
前記バインダは、バインダ樹脂と、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）の微粒子からなり該バインダ樹脂中に分散して該バインダ樹脂を強化する強化粒子との複合材料からなり、
前記潤滑性被膜は、前記バインダ樹脂１００重量部に対して前記固体潤滑剤を３０〜１２０重量部含むことを特徴とする摺動部材。
【請求項２】
前記強化粒子は、平均一次粒径が１μｍ以下である請求項１に記載の摺動部材。
【請求項３】
前記平均一次粒径は、１００ｎｍ以下である請求項２に記載の摺動部材。
【請求項４】
前記潤滑性被膜は、前記バインダ樹脂１００重量部に対して、前記強化粒子を１〜１００重量部含む請求項１に記載の摺動部材。
【請求項５】
前記バインダ樹脂は主にポリアミドイミドからなり、
前記固体潤滑剤は主にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなる請求項１に記載の摺動部材。
【請求項６】
前記潤滑性被膜は、さらに、前記バインダ樹脂と前記基材または前記強化粒子との間の密着性を向上させるカップリング剤を含む請求項１に記載の摺動部材。
【請求項７】
前記潤滑性被膜は、前記バインダ樹脂１００重量部に対して、前記カップリング剤を１〜５０重量部含む請求項６に記載の摺動部材。
【請求項８】
前記カップリング剤は主にシランカップリング剤からなる請求項６または７に記載の摺動部材。
【請求項９】
前記潤滑性被膜は、厚みが０．１〜１２０μｍである請求項１に記載の摺動部材。
【請求項１０】
基材の表面に形成され摺動特性に優れた潤滑性被膜であって、
固体潤滑剤と該固体潤滑剤を前記基材表面上に保持するバインダとからなり、
前記バインダは、バインダ樹脂と、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）の微粒子からなり該バインダ樹脂中に分散して該バインダ樹脂を強化する強化粒子との複合材料からなり、
前記固体潤滑剤は前記バインダ樹脂１００重量部に対して３０〜１２０重量部含まれることを特徴とする潤滑性被膜。
【請求項１１】
基材の表面に塗布されて摺動特性に優れた潤滑性被膜を形成する潤滑性被膜用塗料であって、
バインダ樹脂と、
該バインダ樹脂１００重量部に対して３０〜１２０重量部の固体潤滑剤と、
窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）の微粒子からなる強化粒子とを含むことを特徴とする潤滑性被膜用塗料。
【請求項１２】
バインダ樹脂のワニス中に該バインダ樹脂１００重量部に対して３０〜１２０重量部の固体潤滑剤および窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）の微粒子からなる強化粒子を分散させた潤滑性被膜用塗料を基材の表面に塗布する塗布工程と、
該塗布工程程後に形成された塗膜を加熱して焼成する焼成工程とを備えてなり、
前記強化粒子によって強化された前記バインダ樹脂によって前記固体潤滑剤が保持されてなる潤滑性被膜を前記基材の表面に形成し得ることを特徴とする摺動部材の表面被覆方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体潤滑剤からなる潤滑性被膜、その潤滑性被膜の形成に適した潤滑性被膜用塗料、その潤滑性被膜を基材表面に設けた摺動部材およびその表面被覆方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
二部材が摺接しつつ相対運動を行う場合、耐焼付性や低摩擦係数化等の観点から、それら部材間には高い潤滑性が要求される。この潤滑性の程度は、機器の種類、使用環境、摺動部材の表面性状等によって異なるが、高荷重で高速運転される苛酷な部材ほど、高い潤滑性が要求される。例えば、機械装置等の場合、潤滑油やグリース等によって摺動部材間の潤滑性が確保されることが多い。しかし、使用環境によっては潤滑油やグリース等を使用できなかったり、それらだけでは十分な摺動特性を確保できない場合もある。そこで、摺動部材間の摺動特性の確保やその向上等を図るために、基材の表面に固体潤滑剤からなる潤滑性被膜を設けることも多い。もっとも、固体潤滑剤単体を基材表面へ十分に密着させることは困難なため、通常、バインダ樹脂によって固体潤滑剤を基材表面に固着、保持させて潤滑性被膜を形成してる。このような潤滑性被膜等に関する開示は、例えば、下記の特許文献１〜３にある。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１３６３８号公報
【特許文献２】特開２００１−１５８８５５号公報
【特許文献３】特開２００１−１１３７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、摺接層および中間層の２層構造からなる潤滑性被膜が開示されている。この潤滑性被膜によると、最表面の摺接層が摩滅しても中間層が基材表面に残存するため、摺動特性の低下が防止される。しかし、摺接層自体の耐摩耗性は不十分であるため、全体的に摩耗性し易いことに変わりない。
【０００５】
特許文献２には、特定の樹脂中に繊維状補強剤を添加したバインダで、固体潤滑剤を保持した精密摺動部品およびその樹脂組成物が開示されている。特許文献２の明細書中には繊維状補強剤として窒化ケイ素の繊維でも良い旨の記載があるが、その実施例はなく、実際に使用されている繊維状補強剤は繊維径が１０μｍで繊維長が３ｍｍ程度のガラス繊維等である。また、特許文献２の場合に繊維状補強剤がバインダ樹脂中に添加されているのは、上記組成物からなる部品の寸法安定性つまりは線膨張係数の低減を図るためである。さらに特許文献２では、比較的低荷重、低速度で常温域で使用される部品を対象にしており、苛酷な条件下における摺動特性については想定されていない。
【０００６】
特許文献３には、固体潤滑剤であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）とバインダ樹脂であるポリアミドイミド（ＰＡＩ）とチッ化ケイ素のウィスカーとからなり、ＰＴＦＥとＰＡＩの組成が重量比で５〜１０／９５〜９０であって、かつＰＴＦＥとＰＡＩの合計量１００重量部に対してチッ化ケイ素のウィスカーを１〜１０重量部含む塗料組成物が開示されている。特許文献３の潤滑性被膜は、十分な耐摩耗性を発揮するとしても、固体潤滑剤であるＰＴＦＥの配合量が非常に少ないため、高い耐焼付性や低摩擦係数化の達成は望めず、苛酷な摺動条件下での使用には向かない。なお、前記チッ化ケイ素のウィスカーに替えて、平均粒子径が０．１〜５．０μｍ程度のチッ化ケイ素の粒子を使用しても良い旨が特許文献３には記載されているが、それに関する実施例は一切ない。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものである。つまり、苛酷な摺動条件下で使用した場合であっても、耐摩耗性、耐焼付性および低摩擦係数化等の摺動特性に優れた潤滑性被膜を提供することを目的とする。また、その潤滑性被膜の形成に好適な潤滑性被膜用塗料およびその潤滑性被膜を基材表面に設けた摺動部材を提供することを目的とする。さらに、その潤滑性被膜を基材表面に形成する摺動部材の表面被覆方法も併せて提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は上記課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、固体潤滑剤を保持するバインダをバインダ樹脂と窒化ケイ素の微粒子との複合材料で形成することを思いつき、これに基づき本発明を完成するに至った。
【０００９】
（摺動部材）
すなわち、本発明の摺動部材は、基材と、該基材の表面に形成され摺動特性に優れた潤滑性被膜とからなる摺動部材であって、
前記潤滑性被膜は、固体潤滑剤と、該固体潤滑剤を前記基材表面上に保持するバインダとからなり、
前記バインダは、バインダ樹脂と、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）の微粒子からなり該バインダ樹脂中に分散して該バインダ樹脂を強化する強化粒子との複合材料からなり、前記潤滑性被膜は、前記バインダ樹脂１００重量部に対して前記固体潤滑剤を３０〜１２０重量部含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明の摺動部材は、耐焼付性、耐摩耗性および低摩擦係数化等の摺動特性に優れた潤滑性被膜を備える。それ故、本発明の摺動部材は各種装置に利用され得るが、特に、苛酷な摺動条件下で使用される装置に好適である。
【００１１】
ところで、上記潤滑性被膜が何故優れた摺動特性を発現するかは必ずしも定かではないが、現状次のように考えられる。
先ず、本発明の潤滑性被膜では、固体潤滑剤の含有量が比較的多い。このため、摺動部における潤滑性に優れ、苛酷な摺動条件下であっても、高い耐焼付性と摩擦係数の低減が図られる。なお、摩擦係数の低減は、各種損失低減による効率化、発熱による摺動部の昇温抑制等の効果にもつながる。
【００１２】
次に、このように潤滑性被膜中の固体潤滑剤の含有量が増加すると、相対的にその固体潤滑剤を保持するバインダ量は減少するため、従来ならば、固体潤滑剤を安定して保持できずに、潤滑性被膜の耐摩耗性が大きく低下する可能性もある。しかし、本発明の潤滑性被膜では、固体潤滑剤を保持するバインダが、単にバインダ樹脂のみからなるのではなく、そのバインダ樹脂中に強化粒子を分散させて強化された複合材料からなる。つまり、バインダの主体となるバインダ樹脂が強化粒子によって補強された状態となっている。従って、固体潤滑剤量が増加してバインダ量が相対的に減少したとしても、固体潤滑剤を強固に保持できる。
【００１３】
このような強化粒子として種々のものが考えられ、本発明者が種々の強化粒子について試したところ、窒化ケイ素の微粉末が好適であることがわかった。すなわち、バインダ樹脂と窒化ケイ素の微粒子との複合材料からなるバインダによれば、多量の固体潤滑剤も強固に安定的して保持されて容易に脱落せず、潤滑性被膜の耐焼付性を損うことなく、その耐摩耗性も大きく向上することがわかった。ちなみに、窒化ケイ素同様の無機粒子であるアルミナ粒子、シリカ粒子または炭化ケイ素粒子を強化粒子として用いた場合、得られた潤滑性被膜の耐摩耗性は良好であるものの、耐焼付性を低下させる結果となった。こうして本発明の摺動部材は、その潤滑性被膜によって、優れた耐焼付性、低摩擦係数化および耐摩耗性を発現するようになったと考えられる。
【００１４】
（潤滑性被膜）
本発明は、上記摺動部材としてのみならず、上述した潤滑性被膜としても把握することができる。
すなわち、本発明は、基材の表面に形成され摺動特性に優れた潤滑性被膜であって、
固体潤滑剤と該固体潤滑剤を前記基材表面上に保持するバインダとからなり、
前記バインダは、バインダ樹脂と、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）の微粒子からなり該バインダ樹脂中に分散して該バインダ樹脂を強化する強化粒子との複合材料からなり、前記固体潤滑剤は前記バインダ樹脂１００重量部に対して３０〜１２０重量部含まれることを特徴とする潤滑性被膜としても把握できる。
【００１５】
（潤滑性被膜用塗料）
本発明は、さらに、その潤滑性被膜を形成するのに適した塗料（または塗料組成物）としても把握できる。
すなわち、本発明は、基材の表面に塗布されて摺動特性に優れた潤滑性被膜を形成する潤滑性被膜用塗料であって、
バインダ樹脂と、該バインダ樹脂１００重量部に対して３０〜１２０重量部の固体潤滑剤と、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）の微粒子からなる強化粒子とを含むことを特徴とする潤滑性被膜用塗料としても把握できる。
【００１６】
（摺動部材の表面被覆方法）
また本発明は、前述した摺動部材の基材表面に潤滑性被膜を形成するための表面被覆方法としても把握できる。
すなわち、本発明は、バインダ樹脂のワニス中に該バインダ樹脂１００重量部に対して３０〜１２０重量部の固体潤滑剤および窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）の微粒子からなる強化粒子を分散させた潤滑性被膜用塗料を基材の表面に塗布する塗布工程と、該塗布工程程後に形成された塗膜を加熱して焼成する焼成工程とを備えてなり、
前記強化粒子によって強化された前記バインダ樹脂によって前記固体潤滑剤が保持されてなる潤滑性被膜を前記基材の表面に形成し得ることを特徴とする摺動部材の表面被覆方法としても把握できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
発明の実施形態を挙げて、本発明をより詳しく説明する。なお、以下の実施形態を含め、本明細書で説明する内容は、本発明に係る潤滑性被膜やそれを備えた摺動部材のみならず、潤滑性被膜用塗料や摺動部材の表面被覆方法にも、適宜適用できるものであることを断っておく。また、いずれの実施形態が最良であるか否かは、対象、要求性能等によって異なることを断っておく。
【００１８】
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。
（１）固体潤滑剤
本発明の潤滑性被膜中には、バインダ樹脂１００重量部に対して３０〜１２０重量部の固体潤滑剤が含まれ、その含有量が３５〜５５重量部であるとより好ましい。潤滑性被膜全体を１００質量％としていい替えれば、固体潤滑剤は２０〜５０質量％、２０〜３０質量％含まれると好ましい。固体潤滑剤量が過少であると、潤滑性被膜の耐焼付性や低摩擦係数化が劣り、固体潤滑剤量が過多になると、潤滑性被膜中のバインダ量が相対的に減少して固体潤滑剤の脱落等によりその耐摩耗性が低下する。もっとも、最適な固体潤滑剤の範囲は、固体潤滑剤の種類、潤滑性被膜の用途や仕様によっても異なるため、前記範囲内で適宜調整するのが好ましい。
【００１９】
このような固体潤滑剤には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンヘキサフルオロプロピレンコポリマー（ＦＥＰ）、二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）、二硫化タングステン（ＷＳ2）、フッ化カルシウム（ＣａＦ2）、グラファイト（Ｃ）、窒化ホウ素（ＢＮ）等がある。なお、上記の固体潤滑剤の含有量は、ＰＴＦＥを固体潤滑剤として使用した場合に特に好適な範囲であり、その範囲内でＰＴＦＥの一部を他の上記固体潤滑剤で置換しても良い。また、固体潤滑剤は、その平均粒子径が０．０１〜１０μｍ、さらには０．１〜１μｍの粉末状であると、潤滑性被膜用塗料中における固体潤滑剤の分散性が高まり、得られた被膜表面も平滑となる。
【００２０】
また、固体潤滑剤は、バインダ樹脂との密着性やバインダ樹脂中への分散性等を向上させるために、カップリング剤によって予め処理されたものであっても良い。さらに、潤滑性被膜は、その摺動特性を向上させるために、固体潤滑剤と併せて種々の添加剤を含有していても良い。
【００２１】
（２）バインダ
（ａ）バインダ樹脂
バインダ樹脂は、固体潤滑剤を基材表面に保持するバインダの主体となる。バインダ樹脂は、苛酷な摺動条件下でも潤滑性被膜が安定した摺動特性を発現できるように、耐熱性樹脂、特に熱硬化性樹脂が好ましい。このようなバインダ樹脂として、例えば、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）やポリイミド（ＰＩ）等のポリイミド系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等がある。中でも、コストや摺動特性の点からＰＡＩが好適である。
【００２２】
（ｂ）強化粒子
本発明の強化粒子は、主に窒化ケイ素の微粒子からなり、バインダ樹脂中に分散して強固な複合材料からなるバインダを形成する。これにより、固体潤滑剤は安定的に保持され、さらに、強化粒子はそれ自身硬質であるためバインダ層自体の耐摩耗性も向上し、潤滑性被膜の耐摩耗性は相乗的に高められる。
【００２３】
この強化粒子の平均一次粒径（特に、窒化ケイ素の平均一次粒径）は、１μｍ以下、０．５μｍ以下さらには０．１μｍ以下であると好ましい。より具体的には、その平均一次粒径が２５ｎｍ、４０ｎｍまたは８０ｎｍ程度であると好ましい。この平均一次粒径が小さいと、強化粒子がバインダ樹脂中に微細に分散してバインダが均一に強化されると共に潤滑性被膜の表面が平滑となり易い。但し、平均一次粒径があまりに過小になると、製造困難で高コストとなる。また、取扱いも難しくなったり、凝集等して２次粒子を形成し易くなったりするため好ましくない。逆に、この平均一次粒径が過大になると、相手攻撃性が高まり好ましくない。特に、摺動相手部材が軟質な材質（例えば、Ａｌ、Ｍｇまたはそれらの合金）からなる場合、本発明の摺動部材との間で良好な摺動特性を維持できなくなる。なお、ここで平均一次粒径とは、単一粒子の粒径であり、レーザー回折法などによる計測、または電子顕微鏡などによる観察像から求められる。
【００２４】
また、強化粒子は微粉末であるため、その凝集や取扱性の低下を回避するために、予め溶剤等に分散させたものを使用すると好ましい。このような溶剤として、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、キシレン、トルエン、γ−ブチロ−ラクトン、ダイアセトンアルコール等がある。なお、このとき使用した溶剤は、後述の乾燥工程や焼成工程で排気除去される。
【００２５】
強化粒子は、潤滑性被膜中に、バインダ樹脂１００重量部に対して１〜１００重量部、５〜５０重量部さらには１５〜２０重量部含まれると好適である。強化粒子が過少であると上述した効果に乏しく、強化粒子が過多となると相対的に主体となるバインダ樹脂が減少して良好なバインダが形成されない。
【００２６】
本発明の強化粒子は、主に窒化ケイ素の微粒子からなるが、その一部は上記範囲内で他の微粒子に置換されても良い。
なお、強化粒子はバインダ樹脂中との密着性やバインダ樹脂中への安定した分散性等を向上させるために、カップリング剤によって予め処理されたものであっても良い。
【００２７】
（ｃ）カップリング剤
カップリング剤をバインダ樹脂中に含有させることで、潤滑性被膜（特にバインダ樹脂）と基材または強化粒子との密着性または強化粒子のバインダ樹脂中への分散性が向上する。使用するカップリング剤の種類は、バインダ樹脂、強化粒子、固体潤滑剤または基材の材質を考慮して適宜選択されるが、例えば、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤等が代表的なものである。本発明者の行った試験によると、中でもシランカップリング剤が最適であった。ちなみに、シランカップリング剤には、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、２−（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、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、ｐ−スチリルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１、３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（ビニルベンジル）−２−アミノエチル−３−アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩、特殊アミノシラン、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス（トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等がある。
【００２８】
特に、バインダ樹脂としてポリアミドイミドを用いた場合、好ましいシランカップリング剤は、２−（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、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１、３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン及び／又は３−イソシアネートプロピルトリエトキシシランである。特に、官能基にエポキシ基をもつ２−（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、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシランが好ましい。ちなみに、これら４点は保存安定性にも優れている。
【００２９】
ところで、カップリング剤はバインダ樹脂１００重量部に対して１〜１５重量部、１〜１０重量部さらには１〜４重量部含まれると好ましい。カップリング剤が過少では上述した効果に乏しく、カップリング剤が過多になると相対的にバインダ樹脂量が減少して潤滑性被膜の摺動特性（耐摩耗性等）や密着性が低下するからである。
【００３０】
カップリング剤は、前述したように、固体潤滑剤や強化粒子の前処理に使用されても良いが、バインダ樹脂中にカップリング剤が添加されて、固体潤滑剤や強化粒子と共に混練されるとより好ましい。これにより、バインダ樹脂と固体潤滑剤や強化粒子との密着性のみならず、バインダ樹脂と基材との間の密着性も同時に確保されるからである。
【００３１】
（３）基材および摺動部材
摺動部材を構成する基材は、少なくとも一面に摺動面を備え、その摺動面が潤滑性被膜で被覆されて、本発明の摺動部材を構成する。その基材の材質は、アルミニウム合金、マグネシウム合金、鉄鋼、鋳鉄、樹脂等、いずれの材質でも良く、板状、円筒状、球面状等、いずれの形状でも良い。
【００３２】
本発明の摺動部材やそれが組込まれる装置の種類や使用環境等も問わない。もっとも、本発明の摺動部材は優れた摺動特性を発現する潤滑性被膜を有するため、苛酷な摺動条件下で使用される部材として好適である。具体例を挙げると、例えば、内燃機関のピストン、エアコン用斜板式コンプレッサーの斜板やシュー、シャフト、軸受のレース等である。
【００３３】
摺動部材の用途に応じて要求される摺動特性は異なるが、本発明の潤滑性被膜の厚みは０．１〜１２０μｍ、１０〜１００μｍさらには２０〜６０μｍであると好適である。潤滑性被膜を薄くし過ぎると長期的に安定した摺動特性を確保し得ず、潤滑性被膜を厚くし過ぎると潤滑性被膜の形成に長時間を要し高コストとなるため好ましくない。
【００３４】
（４）表面被覆方法
本発明の表面被覆方法は、バインダ樹脂のワニス中に、固体潤滑剤および強化粒子を分散させた塗料を摺動部材の基材へ塗布、焼成させる工程からなる。使用する塗料は、適当なカップリング剤が適量添加され、溶剤等によって塗布方法に応じた粘度に調整されると好ましい。
【００３５】
塗布工程は、刷毛塗り、スプレー塗布、塗料浴への浸漬等によって行える。より具体的には、例えば、ローラー、ロールコーター、エアースプレー、エアレススプレー、静電塗装、電着塗装、スクリーン印刷など公知の塗布方法を使用すれば良い。
【００３６】
焼成工程は、基材表面に塗布した塗膜を所定条件下で加熱して、強固な潤滑性被膜を形成すると共にその潤滑性被膜を基材表面に密着させる工程である。この焼成工程は、塗布工程後の塗膜を乾燥させる乾燥工程を兼ねるものであっても良い。また、熱硬化性樹脂からなるバインダ樹脂は、この焼成工程で架橋等が進み、硬化する。
【実施例】
【００３７】
実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。
（実施例）
（１）潤滑性被膜用塗料の調製
バインダ樹脂であるＰＡＩの樹脂ワニスに、固体潤滑剤であるＰＴＦＥ粉末（平均一次粒径：０．３μｍ）と、窒化ケイ素粉末（平均一次粒径：４０ｎｍ）と、シランカップリング剤とを添加した。
【００３８】
配合割合は、形成される潤滑性被膜全体を１００質量％（以下、単に「％」で表す。）としたときに、ＰＡＩ：６０％、ＰＴＦＥ：２７％、窒化ケイ素：１１％、シランカップリング剤：２％となるようにした。これをＰＡＩ１００重量部としたときの割合で示すと、ＰＴＦＥ：４５重量部、窒化ケイ素：１８重量部、シランカップリング剤：３重量部となる。
【００３９】
なお、上記ＰＡＩの樹脂ワニスは、溶剤にＰＡＩ樹脂を溶解させたものである。その割合は、ワニス全体を１００質量％としたときに、溶剤：７０質量％（ｎ−メチル−２−ピロリドン５６質量％、キシレン１４質量％）、ＰＡＩ樹脂：３０質量％とした。また、シランカップリング剤には、２−（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、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１、３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシランを用いた。さらに、窒化ケイ素粉末が偏在する場合は、このシランカップリング剤で窒化ケイ素粉末予め処理しておいても良いし、窒化ケイ素粉末を下記の溶剤等に予め分散させておいても良い。
【００４０】
上記混合物をよく撹拌して、窒化ケイ素粉末およびシランカップリング剤をＰＡＩ樹脂ワニス中に十分に分散させた。そこへ溶剤（ｎ−メチル−２−ピロリドン、キシレン又はこれらの混合物）を適当に加えて粘度調整を行い潤滑性被膜用塗料を得た。
【００４１】
（２）表面処理
炭素鋼（Ｓ５５Ｃ）の丸棒（φ１９ｍｍ）を用意し、脱脂したその外周面にエアースプレーにより上記潤滑性被膜用塗料を塗布した（塗布工程）。そして、その塗布した丸棒を８０℃の大気雰囲気からなる加熱炉中に入れ、排気しつつ乾燥させ、その丸棒の表面に塗膜を形成した（乾燥工程）。これをさらに同加熱炉で２３０℃ｘ１時間加熱して、ＰＡＩ樹脂を焼成させた（焼成工程）。こうして丸棒の表面には本発明でいう潤滑性被膜が形成された。但し、本実施例では、得られたその潤滑性被膜の表面をさらに機械加工して、潤滑性被膜の厚みを３０μｍに調整した。
【００４２】
（比較例）
上記窒化ケイ素およびシランカップリング剤をＰＡＩ樹脂ワニス中に含まない潤滑性被膜用塗料を用意した。これを用いて、上記実施例と同様に丸棒の表面に潤滑性被膜を形成した。なお、ＰＡＩ樹脂ワニス１００重量部に対する固体潤滑剤（ＰＴＦＥ）の配合割合は上記実施例の場合と同様である。
【００４３】
（評価）
上記の実施例および比較例で得られた試験片（潤滑性被膜を施した丸棒）を用いて、ジャーナル試験機により摺動評価試験を行った。その摺動相手材には、ハイシリコンのアルミニウム合金（Ａ３９０）からなる半円弧状の軸受を用いた。その摺動面には切削加工を施し、その表面粗さをＲｚ（１０点平均粗さ）：３．２以下とした（実測値はＲｚ：２．５〜３．０）。ちなみに、試験片の表面に形成した潤滑性被膜の表面粗さはＲｚ１．５〜２．５であった。
【００４４】
この摺動相手材および各試験片を用いて、図１に模式的に示すような評価試験を行った。すなわち、潤滑性被膜を設けた試験片２の外周面に、２つの軸受１の内周面１ａをそれぞれ接触させて保持し、その軸受１に荷重を印加させつつ、丸棒を回転させた。このときの試験条件は、すべり速度：６．０ｍ／ｓ、荷重：２０００Ｎ、潤滑状態：潤滑油塗布、試験時間：２０秒とした。
【００４５】
この試験終了後、潤滑性被膜の表面粗さを表面粗さ計により測定し、最大摩耗深さを求めた。その結果、実施例では最大摩耗深さが４．２μｍであったのに対し、比較例では最大摩耗深さが２８．３μｍと大きなものとなった。つまり、本発明の潤滑性被膜を表面に備えた試験片（摺動部材）の場合、従来の潤滑性被膜を備えたものに対して、格段に耐摩耗性が向上することが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】ジャーナル軸受試験機の要部斜視図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    摺動相手材
２    試験片（摺動部材）
【図１】
2005170960.tif 000003