(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３１０℃、剪断速度１２００／秒で測定した溶融粘度が２５〜４５０Ｐａ・ｓのポリアリーレンスルフィド（Ａ）４５〜５４．５重量％、フッ素樹脂（Ｂ）４０〜４８重量％、４００〜６００ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ吸油量を有する導電性カーボンブラック（Ｃ）２〜７重量％、及び黒鉛、タルク、マイカ及びクレーからなる群より選ばれる劈開性を有する充填剤（Ｄ）１〜５重量％を含有し、かつ繊維状補強材（Ｅ）を含有しない樹脂組成物を成形してなる、１×１０１〜１×１０１３Ω・ｃｍの範囲内の抵抗率を有する搬送装置用摺動部材。
【請求項２】
半導体搬送装置用回転軸受け、半導体搬送装置用搬送ローラ、及び半導体搬送装置用プーリからなる群より選ばれる搬送装置用摺動部材である請求項１に記載の搬送装置用摺動部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂材料から形成された搬送装置用摺動部材に関し、さらに詳しくは、ポリアリーレンスルフィド、フッ素樹脂、及び導電性カーボンブラックを含有する樹脂組成物を成形してなる搬送装置用摺動部材に関する。本発明の搬送装置用摺動部材は、耐熱性、摺動性、摩擦特性、耐摩耗性、機械的物性などに優れており、しかも電気抵抗率を所望の範囲に制御して帯電防止性を付与することができるため、特に半導体搬送装置などの回転軸受け、搬送ローラ、プーリなどの用途に好適である。
【０００２】
【従来の技術】
ポリフェニレンスルフィド（以下、ＰＰＳと略記）に代表されるポリアリーレンスルフィド（以下、ＰＡＳと略記）は、耐熱性、難燃性、耐薬品性、寸法安定性、機械的性質等に優れたエンジニアリングプラスチックであり、電気・電子部品、精密機械部品、自動車部品などとして用途が広がっている。
近年、ＰＡＳは、前記諸特性を活かして、軸受けやギアなどの摺動部材としての用途においても、その需要が増大している。一般に、合成樹脂製の摺動部材には、耐熱性、摺動特性（摺動性、低動摩擦係数、耐摩耗性）、機械的物性などに優れるとともに、射出成形により精密成形が可能で、さらには、相手材を傷つけないことが要求される。また、合成樹脂製の摺動部材には、静電気を発生させないだけの導電性を有することが要求されることがある。さらに、回転軸受けなどの用途では、回転軸との摺動により、回転軸を振動させたり、摩擦音を発生させたりしないことが要求される。しかしながら、従来公知のＰＡＳ製の摺動部材では、これらの諸特性を十分に満足させることは困難であった。以下、これらの点について、具体的に説明する。
【０００３】
一般に、ベルト伝動による搬送装置では、モータの駆動力をベルトを介して回転軸や搬送ローラに伝え、回転軸に装着された搬送ローラを回転させることにより搬送力を得ている。このような搬送装置においては、回転軸を固定する回転軸受け、回転軸に装着された搬送ローラ、モータの駆動力を回転軸に伝えるプーリなどの摺動部材が用いられている。すなわち、このような搬送装置においては、回転軸と回転軸受け、搬送ローラと回転軸、ベルトとプーリ、ベルトと搬送ローラがそれぞれ摺動するため、回転軸受け、搬送ローラ、及びプーリの材質には、摺動特性に優れた材質を選ぶ必要がある。また、ベルトの代わりにギア等を介して駆動力を回転軸に伝えるタイプの搬送装置においては、その歯車にも摺動特性が要求される。
【０００４】
従来より、ＰＡＳを摺動部材に適用するに際し、摩擦・摩耗特性、機械的強度などを改良するために、フッ素樹脂などの潤滑材、アラミド繊維、チタン酸カリウム繊維、炭素繊維などの繊維状補強材を配合することが提案されている。例えば、特開平３−２９２３６６号公報には、ＰＰＳ、フッ素樹脂、及びアラミド繊維などの充填材からなる耐摩耗性樹脂組成物が提案されている。特開平４−６３８６６号公報には、ＰＰＳに、アラミド繊維、チタン酸カリウム繊維などの補強材、及び潤滑材を含有させた現像装置のマグネットロールギャップ保持コロ用樹脂組成物が提案されている。特開平２−２１８７５３号公報には、ＰＡＳなどの耐熱性熱可塑性樹脂に、ポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末、ピッチ系炭素繊維、及びカーボンビーズを配合した摺動部材用樹脂組成物が提案されている。特開平１０−３６６７９号公報には、ＰＰＳなどの熱可塑性樹脂に、チタン酸カリウムウイスカー、炭素繊維、及びポリテトラフルオロエチレンを配合した摺動部材用樹脂組成物が提案されている。
【０００５】
しかしながら、アラミド繊維、チタン酸カリウム繊維、炭素繊維などの繊維状補強材は、いずれも非常に硬い材料であるため、これらの繊維状補強材を含有するＰＡＳ樹脂組成物から形成した摺動部材は、摺動する相手材を損傷させ易く、かつ、その損傷によって摩擦・摩耗特性が低下するという問題があった。また、このような繊維状補強材を含有する摺動部材を搬送装置の回転軸受けなどに適用した場合、回転軸と回転軸受けとの摺動面に硬い繊維状充填材が突き出して、回転軸を振動させたり、摩擦による音を発生させるという問題があった。
【０００６】
特開平５−１１７６７８号公報には、電子写真装置用の加熱定着用の耐熱性滑り軸受けにおいて、ＰＰＳ樹脂に、四フッ化エチレン樹脂、溶融フッ素樹脂、並びに、芳香族ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、及びフェノール樹脂からなる群から選ばれる一種以上の耐熱性合成樹脂を必須成分として添加した樹脂組成物からなる耐熱性滑り軸受けが提案されている。この耐熱性滑り軸受けは、炭素繊維などの硬い繊維状充填材を含んでいないため、相手材を損傷させるなどの問題がない。しかしながら、この耐熱性滑り軸受けは、各成分の相溶性が悪く機械的物性が不十分であり、摺動特性やクリープ特性も不十分で、しかも帯電防止機能を持っていない。
【０００７】
一方、半導体（半導体素子、半導体部品、集積回路部品、搭載部品など）の搬送装置では、回転軸と回転軸受けとの間の摩擦により発生する静電気により、搬送装置上の半導体が破壊されることがあり、歩留まりが悪いという問題点があった。しかしながら、従来、静電気を発生させることのない適度の導電性を有し、同時に、回転軸を振動させたり、回転軸との摺動により摩擦音を発生することがなく、しかも優れた摺動特性を兼ね備えた合成樹脂製の摺動部材は提供されていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、耐熱性、摺動性、摩擦特性、耐摩耗性、機械的物性などに優れ、しかも電気抵抗率を所望の範囲に制御して帯電防止性を付与することことができる搬送装置用摺動部材を提供することにある。
本発明の他の目的は、相手材を損傷したり、回転軸を振動させたり、摩擦による音を発生させたりしない搬送装置用摺動部材を提供することにある。
【０００９】
本発明者らは、前記従来技術の問題点を克服するために鋭意研究した結果、ポリアリーレンスルフィド、フッ素樹脂、導電性カーボンブラック、及び劈開性を有する充填剤を適切な量比で配合することにより、繊維状補強材を実質的に含有することなく、搬送装置用摺動部材の樹脂材料に適した樹脂組成物の得られることを見いだした。該樹脂組成物を成形してなる摺動部材は、耐熱性、摺動特性（摺動性、低動摩擦係数、耐摩耗性）、機械的物性などに優れるとともに、帯電防止性をも有している。したがって、この摺動部材を搬送装置の回転軸受け、搬送ローラ、プーリなどに適用すると、相手材を損傷したり、回転軸を振動させたり、摩擦による音を発生させたりすることがなく、さらに、静電気の発生による半導体の破壊のおそれもない。
本発明は、これらの知見に基づいて完成するに至ったものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、３１０℃、剪断速度１２００／秒で測定した溶融粘度が２５〜４５０Ｐａ・ｓのポリアリーレンスルフィド（Ａ）４５〜５４．５重量％、フッ素樹脂（Ｂ）４０〜４８重量％、４００〜６００ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ吸油量を有する導電性カーボンブラック（Ｃ）２〜７重量％、及び黒鉛、タルク、マイカ及びクレーからなる群より選ばれる劈開性を有する充填剤（Ｄ）１〜５重量％を含有し、かつ繊維状補強材（Ｅ）を含有しない樹脂組成物を成形してなる、１×１０１〜１×１０１３Ω・ｃｍの範囲内の抵抗率を有する搬送装置用摺動部材が提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
ポリアリーレンスルフィド（ＰＡＳ）
本発明で使用するＰＡＳとは、式［−Ａｒ−Ｓ−］（ただし、−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。［−Ａｒ−Ｓ−］を１モル（基本モル）と定義すると、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、またはフェニレン基である）、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好ましく用いることができるが、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。
【００１２】
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ＰＰＳ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ケト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、靭性や強度などの観点から、直鎖状ポリマーであることが好ましい。
【００１３】
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６３−３３７７５号公報）により得ることができる。
アルカリ金属硫化物としては、例えば、硫化リチウム、硫化ナトリウム、硫化カリウム、硫化ルビジウム、硫化セシウムなどを挙げることができる。反応系中で、ＮａＳＨとＮａＯＨを反応させることにより生成させた硫化ナトリウムなども使用することができる。
【００１４】
ジハロゲン置換芳香族化合物としては、例えば、ｐ−ジクロロベンゼン、ｍ−ジクロロベンゼン、２，５−ジクロロトルエン、ｐ−ジブロモベンゼン、２，６−ジクロロナフタリン、１−メトキシ−２，５−ジクロロベンゼン、４，４′−ジクロロビフェニル、３，５−ジクロロ安息香酸、ｐ，ｐ′−ジクロロジフェニルエーテル、４，４′−ジクロロジフェニルスルホン、４，４′−ジクロロジフェニルスルホキシド、４，４′−ジクロロジフェニルケトンなどを挙げることができる。これらは、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００１５】
ＰＡＳに多少の分岐構造または架橋構造を導入するために、１分子当たり３個以上のハロゲン置換基を有するポリハロゲン置換芳香族化合物を少量併用することができる。ポリハロゲン置換芳香族化合物の好ましい例としては、１，２，３−トリクロロベンゼン、１，２，３−トリブロモベンゼン、１，２，４−トリクロロベンゼン、１，２，４−トリブロモベンゼン、１，３，５−トリクロロベンゼン、１，３，５−トリブロモベンゼン、１，３−ジクロロ−５−ブロモベンゼンなどのトリハロゲン置換芳香族化合物、及びこれらのアルキル置換体を挙げることができる。これらは、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。これらの中でも、経済性、反応性、物性などの観点から、１，２，４−トリクロロベンゼン、１，３，５−トリクロロベンゼン、及び１，２，３−トリクロロベンゼンがより好ましい。
【００１６】
極性溶媒としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（以下、ＮＭＰと略記）などのＮ−アルキルピロリドン、１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン、テトラアルキル尿素、ヘキサアルキル燐酸トリアミドなどに代表されるアプロチック有機アミド溶媒が、反応系の安定性が高く、高分子量のポリマーが得られやすいので好ましい。
【００１７】
ＰＡＳは、３１０℃、剪断速度１２００／秒で測定した溶融粘度が、２０Ｐａ・ｓ以上のものであり、好ましくは２０Ｐａ・ｓ〜５００Ｐａ・ｓ、より好ましくは２５Ｐａ・ｓ〜４５０Ｐａ・ｓである。本発明で使用するＰＡＳの溶融粘度は、２５Ｐａ・ｓ〜４５０Ｐａ・ｓである。ＰＡＳの溶融粘度が小さすぎると、機械的性質が不十分となるおそれがある。ＰＡＳの溶融粘度が大きすぎると、射出成形や押出成形での成形性が不十分となるおそれがある。
本発明で使用するＰＡＳは、重合終了後の洗浄したものを使用することができるが、さらに、塩酸、酢酸などの酸を含む水溶液あるいは、水−有機溶剤混合溶液により処理されたものや、塩化アンモニウムなどの塩溶液で処理を行ったものなどを使用することが好ましい。特に、重合後の後処理により、アセトン／水＝１：２に調整した水−有機溶媒混合液中でのｐＨを８以下にしたＰＡＳを用いると、流動性及び機械的性質をより一層向上させることができる。
【００１８】
本発明で使用する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の際、フィード量が制限されるため、樹脂組成物の押出機内での滞留時間が長くなり、樹脂組成物の劣化の問題が生じるおそれがある。また、製造効率上も望ましくない。
【００１９】
ＰＡＳの配合割合は、樹脂組成物全量基準で、３０〜７９重量％であり、好ましくは４０〜７５重量％、より好ましくは４５〜７５重量％である。本発明で使用するＰＡＳの配合割合は、４５〜５４．５重量％である。ＰＡＳの配合割合が少なすぎると、機械的強度が低下するとともに、クリープ特性が不充分になるおそれがある。また、ＰＡＳの配合割合が少なすぎると、フッ素樹脂としてポリテトラフルオロエチレンを用いる場合には、射出成形性及び押出成形性が不十分となるおそれがある。ＰＡＳの配合割合が多すぎると、良好な摺動特性が得られず、また、導電性が不十分になるおそれがある。
【００２０】
フッ素樹脂
本発明で使用するフッ素樹脂は、特に制限はなく、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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（ＦＥＰ）、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（ＰＦＡ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、フッ化ビニリデン／ヘキサフルオロプロピレン／テトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニル、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、エチレン／クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、プロピレン／テトラフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルパーフルオロビニルエーテル共重合体、フッ化ビニリデン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン／クロロトリフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン／エチレン／イソブチレン共重合体、エチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン／エチルビニルエーテル共重合体等を挙げることができる。これらの中でも、耐熱性、摺動特性などの点で、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡなどが好ましい。これらのフッ素樹脂は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。
樹脂組成物中のフッ素樹脂の配合割合は、２０〜５０重量％であり、好ましくは２３〜５０重量％、より好ましくは２３〜４８重量％である。本発明では、フッ素樹脂の配合割合は、４０〜４８重量％である。フッ素樹脂の配合割合が多すぎると、クリープ特性及び成形性が不十分となり、フッ素樹脂の配合割合が少なすぎると、摺動特性が不十分になる場合がある。
【００２１】
導電性カーボンブラック
本発明で使用する導電性カーボンブラックは、導電性カーボンブラックであれば特に制限はなく、例えば、アセチレンブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、チャンネルブラックを用いることができる。導電性カーボンブラックの添加による機械物性及び成形性の低下を最小限度に抑えるには、少量の添加量で導電性または半導電性を発現させることが好ましく、その観点から、ＤＢＰ吸油量が３６０ｍｌ／１００ｇ以上の導電性カーボンブラックを好適に用いることができる。
【００２２】
導電性カーボンブラックのＤＢＰ吸油量は、ＡＳＴＭ  Ｄ２４１４で規定された方法で測定することができる。具体的には、測定装置（Ａｂｓｏｒｐｏｔｏｍｅｔｅｒ）のチャンバーの中に導電性カーボンブラックを入れ、そのチャンバーの中に、一定の速度でＤＢＰ（ｎ−ジブチルフタレート）を加える。ＤＢＰを吸収するに従い、導電性カーボンブラックの粘度は上昇し、ある程度に達した時までに吸収したＤＢＰの量からＤＢＰ吸油量を算出する。粘度の検出は、トルクセンサーで行う。
【００２３】
導電性カーボンブラックのＤＢＰ吸油量が小さすぎると、樹脂組成物の抵抗率を所望の程度にまで低下させるのに多量の導電性カーボンブラックを配合する必要があり、成形性や機械的物性が低下するおそれを生じる。導電性カーボンブラックのＤＢＰ吸油量の上限は、通常、７５０ｍｌ／１００ｇ程度である。ＤＢＰ吸油量は、好ましくは４００〜６００ｍｌ／１００ｇ程度である。本発明では、４００〜６００ｍｌ／１００ｇである。
導電性カーボンブラックの配合割合は、導電性カーボンブラックの導電性、構造、ＤＢＰ吸油量、ＰＡＳ樹脂の溶融粘度、樹脂組成物の目標抵抗率などに依存する。これらを総合的に勘案すると、導電性カーボンブラックの配合割合は、樹脂組成物全量基準で、１〜２０重量％であり、好ましくは２〜１０重量％、より好ましくは２〜７重量％程度である。本発明では、２〜７重量％である。
【００２４】
導電性カーボンブラックの配合割合が多すぎると、成形性や機械的物性が低下し、少なすぎると、所望の抵抗率を達成することが困難となる。本発明で使用する樹脂組成物は、抵抗率が１×１００〜１×１０１５Ω・ｃｍの範囲内にあることが好ましい。この抵抗率は、より好ましくは１×１０１〜１×１０１３Ω・ｃｍの範囲内である。本発明では、１×１０１〜１×１０１３Ω・ｃｍの範囲内である。抵抗率が高すぎると、帯電防止性が不十分となる。導電性カーボンブラックの前記配合割合の範囲内で、所望の抵抗率を達成することが可能である。
【００２５】
充填剤
本発明の搬送装置用摺動部材には、前記各成分以外に、必要に応じて、各種充填剤を配合することができる。
充填剤としては、例えば、マイカ、シリカ、タルク、アルミナ、カオリン、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、フェライト、クレー、黒鉛、ガラス粉、酸化亜鉛、炭酸ニッケル、酸化鉄、石英粉末、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム等の粒状または粉末状充填剤を挙げることができる。
【００２６】
これらの充填剤の中でも、黒鉛、タルク、マイカ、クレーなどの劈開性を有する充填剤は、搬送装置用摺動部材の優れた摺動特性を保持しつつ、摩耗量を抑制し、それによって、耐久性を飛躍的に高めることができるため好ましい。中でも黒鉛は摩耗性を大きく抑制する効果があり特に好ましい。本発明では、黒鉛、タルク、マイカ及びクレーからなる群より選ばれる劈開性を有する充填剤を使用する。一方、カーボンビーズのような硬い充填剤は、硬い繊維状充填剤と同様に、回転軸を振動させたり、摩擦による音を発生させたりするため、好ましくない。
これらの充填剤は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。これらの充填剤は、樹脂組成物全量基準で、通常２０重量％以下、好ましくは１５重量％以下、より好ましくは１０重量％以下の割合で使用される。劈開性を有する充填剤などは、多くの場合５重量％以下、典型的には１〜５重量％程度の配合量で十分な耐摩耗性の向上効果を得ることができる。本発明で使用する充填材の配合量は、１〜５重量％である。
【００２７】
本発明の搬送装置用摺動部材は、硬い繊維状充填剤（繊維状補強材）を実質的に含有しないことが、相手材を損傷したり、回転軸を振動させたり、摩擦による音を発生させたりしないために、好ましい。本発明では、繊維状補強材を含有しない。
【００２８】
また、充填剤は、必要に応じて、集束剤または表面処理剤により処理されていてもよい。集束剤または表面処理剤としては、例えば、エポキシ系化合物、イソシアネート系化合物、シラン系化合物、チタネート系化合物の官能性化合物が挙げられる。これらの化合物は、充填剤に対して予め表面処理または集束処理を施して用いるか、あるいは組成物の調製の際に同時に添加してもよい。ただし、半導体搬送装置用摺動部材などのように、摺動部材からのブリード成分による汚染が厳しく制限される用途では、ブリードし易い化合物の添加は好ましくない。
【００２９】
その他の添加剤
本発明の樹脂組成物には、充填剤以外のその他の添加剤として、例えば、エポキシ基含有α−オレフィン共重合体のような衝撃改質材、エチレングリシジルメタクリレートのような樹脂改良剤、ペンタエリスリトールテトラステアレートのような滑剤、熱硬化性樹脂、酸化防止剤、紫外線吸収剤、ポロンナイトライドのような核剤、難燃剤、染料や顔料等の着色剤等を適宜添加することができる。ただし、前記したとおり、半導体搬送装置用摺動部材などのように、摺動部材からのブリード成分による汚染が厳しく制限される用途では、ブリードし易い低分子量物などの使用は好ましくない。
【００３０】
樹脂組成物
本発明では、前記の如き各成分の所定量を用いて、一般に熱可塑性樹脂組成物の調製に用いられる設備と方法により、樹脂組成物を調製することができる。例えば、各原料成分をヘンシェルミキサー、タンブラー等の混合機を用いて予備混合し、必要があれば充填剤等の添加剤を加えてさらに混合した後、１軸または２軸の押出機を使用して混練し、溶融押出して、成型用ペレットとすることができる。必要成分の一部をマスターバッチとしてから残りの成分と混合する方法、また、各成分の分散性を高めるために、使用する原料の一部を粉砕し、粒径を揃えて混合し溶融押出することも可能である。さらに成型用ペレットを、射出成形や押出成形などの一般的溶融成形加工法により、搬送装置用摺動部材に成形加工することができる。
【００３１】
搬送装置用摺動部材
搬送装置用摺動部材としては、特に限定されないが、例えば、回転軸受け、コロ軸受け、滑り軸受け、搬送ローラ、プーリなどを挙げることができる。より具体的な用途としては、耐熱性、摺動性、摩擦・摩耗特性、機械的物性、適度の抵抗率などの諸特性を活かして、例えば、電子写真複写機、レーザービームプリンター、静電記録装置などの画像形成装置における各種摺動部材、例えば、現像ロールのギャップ保持コロ軸受け、定着部における加熱ローラの滑り軸受け、加圧ローラの滑り軸受けなどを挙げることができる。
また、本発明の搬送装置用摺動部材は、帯電防止性、高温剛性、難燃性、耐熱性、耐薬品性、寸法安定性、耐クリープ特性などに優れ、ブリード成分による汚染がないので、特に半導体搬送装置などの回転軸受け、搬送ローラ、プーリなどの用途に好適である。
【００３２】
【実施例】
以下に実施例、参考例、及び比較例を挙げて、本発明についてより具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
なお、物性の測定方法は、以下に示すとおりである。
（１）抵抗率
抵抗率は、ＪＩＳ  Ｋ７１９４（導電性プラスチックの４探針法による抵抗率測定試験方法）に準拠して測定した。
（２）動摩擦係数
荷重５×１０５Ｐａ、速度０．２ｍ／ｓ、相手材アルミニウム、走行時間１５時間の条件で、鈴木式摩擦摩耗試験を行い、動摩擦係数を求めた。
（３）搬送装置用摺動部材の評価
搬送用摺動部材として回転軸受けを作成し、これを搬送装置に組み込み、摺動性（動摩擦係数が小さく、かつ、円滑に摺動するほど良好）、耐摩耗性（摩耗量が少ないほど良好）、振動（少ないほど良好）、及び音（小さいほど良好）について、それぞれ下記の４段階で評価した。なお、搬送装置の回転軸受け摺動面にかかる荷重は約４ｋｇ、摺動面の回転軸との相対速度は３０ｍ／ｓ、回転軸の材質はＳＵＳ３０４である。
◎：極めて良好、
○：良好、
△：やや悪い、
×：悪い。
（４）溶融粘度
ＰＡＳの溶融粘度は、キャピログラフ（東洋精機社製）を用いて、温度３１０℃、剪断速度１２００／秒の条件で測定した。
（５）ＰＡＳのｐＨ
アセトン：水＝１：２（容積比）の混合溶媒中で、ＰＡＳのｐＨを測定した。より具体的には、ポリマー２０ｇに対して、アセトン５０ｍｌを添加してよく混合し、さらにイオン交換水１００ｍｌを加え、振盪機にて３０分間振盪した後、上澄み液６０ｍｌを分取し、そのｐＨを測定した。
【００３３】
［合成例１］ＰＡＳ（Ａ）の合成
重合缶に、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）７２０ｋｇと、４６．２１重量％の硫化ナトリウム（Ｎａ2Ｓ）を含む硫化ナトリウム・５水塩４２０ｋｇとを仕込み、窒素ガスで置換後、攪拌しながら徐々に２００℃まで昇温して、水１６０ｋｇを留出させた。このとき、同時に６２モルのＨ2Ｓが揮散した。
上記脱水工程後、重合缶にｐ−ジクロロベンゼン（ｐＤＣＢ）３６４ｋｇと、ＮＭＰ２５０ｋｇを加え、攪拌しながら２２０℃で４．５時間反応させた。その後、攪拌を続けながら水５９ｋｇを圧入し、２５５℃に昇温して５時間反応させた。反応終了後、室温付近まで冷却してから、内容物を１００メッシュのスクリーンに通して粒状ポリマーを篩分し、アセトン洗２回、さらに水洗３回を行い、洗浄ポリマーを得た。さらに、この洗浄ポリマーを３％塩化アンモニウム水溶液で洗浄した後、水洗を行った。脱水後、回収した粒状ポリマーは、１０５℃で３時間乾燥した。このようにして得られたポリマー（Ａ）の収率は８９％で、溶融粘度は１４０Ｐａ・ｓ、ｐＨは６．５、平均粒径は約９００μｍであった。
【００３４】
［合成例２］ＰＡＳ（Ｂ）の合成
重合缶に、ＮＭＰ７２０ｋｇと、４６．２１重量％の硫化ナトリウムを含む硫化ナトリウム・５水塩を４２０ｋｇ仕込み、窒素ガスで置換後、攪拌しながら徐々に２００℃まで昇温して、水１５８ｋｇを留出させた。この時、同時に６２モルのＨ2Ｓが揮散した。
上記脱水工程後、重合缶にｐＤＣＢ３７１ｋｇと、ＮＭＰ１８９ｋｇを加え、攪拌しながら２２０℃で４．５時間反応させた。その後、攪拌を続けながら水４９ｋｇを圧入し、２５５℃に昇温して５時間反応させた。反応終了後、室温付近まで冷却してから、内容物を１００メッシュのスクリーンに通して粒状ポリマーを篩分し、アセトン洗２回、さらに水洗３回を行い、洗浄ポリマーを得た。さらに、この洗浄ポリマーを０．６％の塩化アンモニウム水溶液で洗浄した後、水洗を行った。脱水後、回収した粒状ポリマーは、１０５℃で３時間乾燥した。この様にして得られたポリマー（Ｂ）の収率は９２％で、溶融粘度は５５Ｐａ・ｓであり、ｐＨは６．２、平均粒径は約５００μｍであった。
【００３５】
［参考例１〜３、実施例１、２、比較例１〜６］
表１に示す組成の各成分をヘンシェルミキサーで均一にドライブレンドし、次いで、４５ｍｍφ二軸混練押出機（池貝鉄鋼社製ＰＣＭ−４５）へ供給し、シリンダー温度２６０〜３４０℃にて混練を行い、ペレット状物を作製した。得られたペレット状物を１５０℃で６時間乾燥した後、射出成型機（東芝機械社製ＩＳ−７５）により、金型温度１４５℃、シリンダー温度３００〜３４０℃で、外径１２．５ｍｍ、内径８．３ｍｍ、幅１４ｍの円筒状の回転軸受け、及び電気抵抗率測定のための平板を作製した。結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
（脚注）
（１）ＰＴＦＥ：ポリテトラフルオロエチレン粉末（喜多村社製、ＫＴ−４００Ｍ）
（２）カーボンブラック：ＤＢＰ吸油量５００ｍｌ／１００ｇの導電性カーボンブラック、ケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤ（ライオン社製）
（３）タルク：クラウンタルクＤＲ（松村産業株式会社）
（４）ＣＦ：炭素繊維、カーボンファイバー  Ｍ−１０７Ｔ（呉羽化学工業社製）
（５）カーボンビーズ：ベルパール  Ｃ−８０００（鐘紡社製）
【００３８】
考察
表１に示された実験結果から明らかなように、ＰＡＳ３０〜７９重量％、フッ素樹脂５０〜２０重量％、及び導電性カーボンブラック１〜２０重量％の範囲で配合した樹脂組成物からなる搬送装置用回転軸受（参考例１〜３及び実施例１〜２）は、電気抵抗率が低いため十分な帯電防止効果を発揮するとともに、動摩擦係数が低く、摺動特性に優れる。さらに実用試験においても、摺動性、耐摩耗性に優れ、回転軸と摺動しても振動や音が発生したりすることがない。さらに、少量の劈開性充填剤を配合した本発明の搬送装置用回転軸受け（実施例１〜２）は、耐摩耗性及び摺動特性をさらに改善することができる。
これに対して、導電性カーボンブラック及びＰＴＦＥ未充填の摺動部材（比較例１）は、動摩擦係数が高いため摺動性に劣り、さらに絶縁材料であるため、帯電防止効果がない。ＰＴＦＥの配合割合が少ない摺動部材（比較例２）では、摺動特性、耐摩耗性に劣り、回転軸受けとして使用することができない。多量の炭素繊維を充填した摺動部材（比較例３）と参考例１のＰＡＳ樹脂の一部をカーボンビーズに置き換えた摺動部材（比較例４）は、電気抵抗率が低いため、十分な帯電防止効果を発揮するとともに、動摩擦係数が低く摺動特性に優れるが、回転軸との摺動により振動や音が発生し、実用に供することができない。フッ素樹脂未充填の摺動部材（比較例５）は、動摩擦係数が高く、実用試験においても摺動性及び耐摩耗性が不充分であった。ＰＴＦＥの配合量が５５％と高くした摺動部材（比較例６）は、射出成型で得られる部材の外観が著しく不良となった。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、耐熱性、摺動性、摩擦特性、耐摩耗性、機械的物性などに優れ、しかも電気抵抗率を所望の範囲に制御して帯電防止性を付与することができる搬送装置用摺動部材が提供される。また、本発明の搬送用摺動部材は、相手材を損傷したり、回転軸を振動させたり、摩擦による音を発生させたりすることがない。本発明の搬送用摺動部材は、特に半導体搬送装置などの回転軸受け、搬送ローラ、プーリなどの用途に好適である。