JP2005256246A

JP2005256246A - 耐磨耗性に優れた摺動材用不織布シート

Info

Publication number: JP2005256246A
Application number: JP2004072291A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Sawara; 義徳佐原
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2004-03-15
Publication date: 2005-09-22

Abstract

【課題】製造が容易で低コストで耐磨耗性、耐久性に優れた摺動材用不織布シート、さらには導電性にも優れた摺動材用不織布シート提供する。
【解決手段】自己潤滑性を有する有機繊維を主材とし、バインダー繊維で接合されてなるサーマルボンド不織布であって、前記バインダー繊維が前記自己潤滑性を有する有機繊維を構成する樹脂（Ａ）と同系統で、該樹脂（Ａ）より低い融点の樹脂（Ｂ）を少なくとも表面に有する繊維であり、前記自己潤滑性を有する繊維の全不織布質量に対する割合が３０〜９０質量％である耐磨耗性に優れた摺動材用不織布シート及び導電性繊維を含有させた摺動材用不織布シート。
【選択図】なし

Description

本発明はOA機器や家電機器等における摺動部に使用されるシート状摺動部材に関するものである。さらに詳しくは繊維から得られた不織布シート製の摺動部材に関するものである。

従来、OA機器及び家電機器等における摺動部に使用されるシート状摺動部材としては高分子量ポリエチレン樹脂系シート及びフッ素樹脂系シートが使用されているが、耐久性の向上が望まれている。

耐久性に優れた摺動材に関しては、高分子量ポリエチレン系シートとしては、特許文献１に見られるように、超高分子量ポリエチレン粉末を複雑な方法で成形して連続気孔が形成されたブロック状の多孔質体を得、これを所定の厚さに切削してシート状にするなど非常に製造法が複雑であり、また、フッ素樹脂系シートとしては、特許文献２に見られるように、ガラスクロスにＰＴＦＥ水分散液を塗布・焼成したものや特許文献３に見られるように、ＰＴＦＥ多孔質樹脂繊維織布と多孔質フィルムからなるものなどが提案されているが、いずれも製造コストが高く、また、潤滑油を保持させることが必要なものであった。また、静電気を嫌う用途で摺動特性と導電性とを両立させることは容易ではなかった。
特開平９−１４２６８号公報特開２００１−２４９５５８号公報特開２００１−２２８７３１号公報

本発明は、製造が容易で低コストで耐磨耗性、耐久性に優れた摺動材用不織布シート提供しようとするものである。

本発明者らは上記課題を解決するため、鋭意研究した結果、遂に本発明を完成するに到った。即ち本発明は、以下の構成を採用するものである。
１．自己潤滑性を有する有機繊維を主材とし、バインダー繊維で接合されてなるサーマルボンド不織布であって、前記バインダー繊維が前記自己潤滑性を有する有機繊維を構成する樹脂（Ａ）と同系統で、該樹脂（Ａ）より低い融点の樹脂（Ｂ）を繊維表面の少なくとも一部に有する繊維であり、前記自己潤滑性を有する繊維の全不織布質量に対する割合が３０〜９０質量％であることを特徴とする耐磨耗性に優れた摺動材用不織布シート。
２．前記自己潤滑性を有する有機繊維が、超高分子量ポリエチレン繊維及び／又はフッ素樹脂繊維であることを特徴とする前記１に記載の耐磨耗性に優れた摺動材用不織布シート。
３．前記自己潤滑性を有する有機繊維が、３００Ｋにおける繊維軸方向の熱伝導率が少なくとも０．３Ｗ／ｃｍＫ以上で、かつ繊維軸に垂直方向の熱伝導率の少なくとも１５倍以上ある有機繊維であることを特徴とする前記１又は２に記載の耐磨耗性に優れた摺動材用シート。
４．前記バインダー繊維が、樹脂（Ｂ）として低分子量ポリエチレン又は変性フッ素樹脂を有することを特徴とする前記１〜３のいずれかに記載の耐磨耗性に優れた摺動材用不織布シート。
５．前記不織布が、導電性繊維を全不織布質量に対して５〜３０質量％含有することを特徴とする前記１〜４のいずれかに記載の耐磨耗性に優れた摺動材用不織布シート。
６．前記導電性繊維が、カーボン及び／又は金属粒子が練り込まれるか、もしくはコーティングされてなる繊維であることを特徴とする前記５に記載の耐磨耗性に優れた摺動材用不織布シート。

本発明による摺動材用不織布シートは、製造が容易で低コストで耐磨耗性、耐久性に優れた摺動材用不織布シートである。特別な潤滑油を使用しないで長期間の摺動性を維持でき、しかも導電性繊維を含有させることにより、容易に摺動性と導電性を両立させることができるという利点がある。また、繊維から得られたシートでシート中に空隙が存在するため、潤滑油を併用することも可能である。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明における自己潤滑性を有する有機繊維とは、それ自身で潤滑性を有する有機繊維であり、潤滑剤を使用せずに低い摩擦係数を示す繊維である。
具体的には、超高分子量ポリエチレン繊維、超高分子量ポリプロピレン繊維、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）繊維、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）、テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等の繊維などを挙げることができる。

本発明におけるバインダー繊維とは、自己潤滑性を有する有機繊維を接合できる繊維であり、自己潤滑性を有する有機繊維に混用されて、加熱することによって自己潤滑性を有する有機繊維を接合し、不織布を形成できるホットメルト接着剤系繊維である。

具体的には、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、エチレンプロピレン共重合体などの変性ポリオレフィン樹脂や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）、テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等の変性フッ素樹脂などを用いた繊維である。これらの樹脂のみからなる繊維でもよいが、これらの樹脂を鞘成分やサイドバイサイド成分などとして有したり、コーティングされたりして接着層として、バインダー樹脂が繊維表面の少なくとも一部に存在する複合繊維であることが好ましい。

バインダー繊維の接着成分は、主材の自己潤滑性を有する有機繊維を形成する樹脂と同じ系統の樹脂であることが必要である。
例えば、自己潤滑性を有する有機繊維が超高分子量ポリエチレン繊維である場合は、バインダー繊維の接着成分は、超高分子量ポリエチレンよりも融点が低い低分子量ポリエチレンや変性ポリオレフィン樹脂であり、自己潤滑性を有する有機繊維がポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）繊維である場合は、バインダー繊維の接着成分は、ポリテトラフルオロエチレンよりも融点が低いテトラフルオロエチレン共重合体等の変性フッ素樹脂などであることが好ましい。

自己潤滑性を有する有機繊維が超高分子量ポリエチレン繊維である場合は、３００Ｋにおける繊維軸方向の熱伝導率が少なくとも０．３Ｗ／ｃｍＫ以上で、かつ繊維軸に垂直方向の熱伝導率の少なくとも１５倍以上ある有機繊維であることが好ましい。より好ましくは、熱伝導率が少なくとも０．４Ｗ／ｃｍＫ以上で、かつ繊維軸に垂直方向の熱伝導率の少なくとも２０倍以上ある有機繊維である。
繊維軸方向の熱伝導率が高いことにより、長繊維の超高分子量ポリエチレン繊維で構成すれば、繊維軸方向へ摩擦熱などの放熱も可能となる。

自己潤滑性を有する繊維の全不織布質量に対する割合は３０〜９０質量％である。自己潤滑性を有する繊維の全不織布質量に対する含有量が、９０質量％を超えるとバインダー繊維の含有量が少なくなりすぎて耐磨耗性が低下し、３０質量％未満であると摺動性が不充分になってしまう。

本発明の不織布において摺動性に加えて導電性を賦与するには、導電性繊維を不織布中に含有させることが好ましい。導電性繊維の全不織布質量に対する含有量は、５〜３０質量％であることが好ましい。このことにより、摺動性を維持し且つ帯電防止性能に優れたシートとなる。導電性繊維のシート質量に占める割合が５質量％未満では帯電防止性能が不安定となり、３０質量％以上であれば摺動性が悪くなる傾向がある。

本発明における導電性繊維としては、帯電防止性能を有する繊維であれば、使用可能であるが、自己潤滑性を有する繊維と同じか同系統の樹脂にカーボン及び／又は金属粒子が練り込まれてなるか、コーティングされてなる繊維、芯部にカーボンを有するコンジュゲート繊維などであることが好ましい。

本発明の不織布の製造方法は、特に限定されず、一般的な不織布の製造方法を採用することができる。
例えば、自己潤滑性を有する有機繊維、バインダー繊維さらには導電性繊維とを混合したウェブを製造し、該ウェブをカレンダー装置などで加熱圧着する方法が挙げられる。

次に実施例を用いて、本発明を具体的に説明するが、これらに限定されるものではない。なお、本発明において用いた評価方法は以下のとおりである。
・摩擦係数：
ＪＩＳＫ７１２５に準拠し、摩擦速度２００mm/min、摩擦子５０×５０mmのＳＵＳ板、荷重１５００ｇｆにて静摩擦係数μ_sと動摩擦係数μ_dを測定した。
・表面抵抗値：
三菱化学社のLorester MP MCP-T３５０にて測定した。
・耐摩耗性：
ＪＩＳＬ１０９６に準拠し測定後、目視にて摩耗状態を評価した。
◎：非常に良好、○：良好、△：やや不良、×：不良
・熱伝導率：
藤代他，低温工学，２８巻，５３３頁（１９９３）に記載されている方法に準じて、定常熱流法により測定した。

実施例１
主材として超高分子量ポリエチレン繊維（３００Ｋにおける繊維軸方向の熱伝導率が０．４５Ｗ／ｃｍＫ、繊維軸に垂直方向の熱伝導率の２４倍）を５０質量％、バインダー繊維として低分子量ポリエチレン（融点130℃）をコーティングしたポリプロピレン繊維５０質量％から常法によってウェブを得て加熱カレンダー処理してバインダー繊維で融着した本発明の不織布シート（目付：２５ｇ/m²）を得た。
得られた不織布シートについて、摩擦係数、耐摩耗性を評価した結果を表１に示した。

実施例２
実施例１において、バインダー繊維を３０質量％とし、導電性繊維（カーボンを芯に有するコンジュゲートタイプ）を２０質量％とする以外は実施例１と同様にして不織布シートを得た。得られた不織布シートについて、摩擦係数、耐摩耗性及び導電性を評価した結果を表１に示した。

比較例１〜３
比較のために、市販の高分子量ポリエチレンシート（比較例１）、市販の導電性不織布（比較例２）及びポリエステルのサーマルボンド不織布（比較例３）について、摩擦係数、耐摩耗性及び導電性を評価した結果を表１に示した。
を使用した。

実施例１の不織布シートは、従来品の高分子量ポリエチレンシートに比べ耐摩耗性に優れ、ポリエステルのサーマルボンド不織布シートに比べ摺動性及び耐摩耗性に優れる。
また、実施例２の不織布シートは、摺動性及び耐摩耗性に優れるのみならず、導電性にも優れることが分かる。

本発明の不織布シートは、製造が容易で低コストで耐磨耗性、耐久性に優れた摺動材用不織布シートであるため、OA機器や家電機器等における摺動部に使用でき、産業界に寄与することが大である。

Claims

自己潤滑性を有する有機繊維を主材とし、バインダー繊維で接合されてなるサーマルボンド不織布であって、前記バインダー繊維が前記自己潤滑性を有する有機繊維を構成する樹脂（Ａ）と同系統で、該樹脂（Ａ）より低い融点の樹脂（Ｂ）を繊維表面の少なくとも一部に有する繊維であり、前記自己潤滑性を有する繊維の全不織布質量に対する割合が３０〜９０質量％であることを特徴とする耐磨耗性に優れた摺動材用不織布シート。
前記自己潤滑性を有する有機繊維が、超高分子量ポリエチレン繊維及び／又はフッ素樹脂繊維であることを特徴とする請求項１に記載の耐磨耗性に優れた摺動材用不織布シート。
前記自己潤滑性を有する有機繊維が、３００Ｋにおける繊維軸方向の熱伝導率が少なくとも０．３Ｗ／ｃｍＫ以上で、かつ繊維軸に垂直方向の熱伝導率の少なくとも１５倍以上ある有機繊維であることを特徴とする請求項１又は２に記載の耐磨耗性に優れた摺動材用シート。
前記バインダー繊維が、樹脂（Ｂ）として低分子量ポリエチレン又は変性フッ素樹脂を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の耐磨耗性に優れた摺動材用不織布シート。
前記不織布が、導電性繊維を全不織布質量に対して５〜３０質量％含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の耐磨耗性に優れた摺動材用不織布シート。
前記導電性繊維が、カーボン及び／又は金属粒子が練り込まれるか、もしくはコーティングされてなる繊維であることを特徴とする請求項５に記載の耐磨耗性に優れた摺動材用不織布シート。