JP2010106257A - 導電性ポリエチレン樹脂組成物、導電性ポリエチレン樹脂成形体、滑り軸受、および摺動シート - Google Patents

導電性ポリエチレン樹脂組成物、導電性ポリエチレン樹脂成形体、滑り軸受、および摺動シート Download PDF

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Abstract

【課題】安定した体積抵抗値を有し、加えて、低摩擦特性、耐摩耗特性も併せ持つ導電性ポリエチレン樹脂組成物、およびこれからなる樹脂成形体、滑り軸受、摺動シートを提供する。
【解決手段】重量平均分子量１００万〜４００万の非射出成形性超高分子量ポリエチレン樹脂１００重量部と、ケッチェンブラック２〜１５重量部と、ポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末、黒鉛粉末およびシリコーン樹脂粉末から選ばれた少なくとも１つの平均粒子径１〜３０μｍの粉末０．５〜５重量部とを配合する。
【選択図】図５

Description

本発明は導電性ポリエチレン樹脂組成物およびこれからなる樹脂成形体、滑り軸受、摺動シートに関する。
導電性を有する樹脂組成物は、産業界において広く普及し、さまざまな用途、とりわけ導電性を要求される用途に利用されている。このような導電性樹脂組成物としては、例えば、種々の樹脂にカーボンブラックなどの導電性フィラーを高充填した組成物があり、経済性に優れることもあって、産業界を中心として広く利用されている。
近年、導電性の高分子材料は、ＩＣチップの包装関係に普及し、材料のバリエーションも、汎用プラスチックスからエンジニアリングプラスチックスに至るまで多様化してきている。また、精密機器やこれらをとりまく周辺機器の制電対策がますます重要になっている。用いられる導電性充填材も、カーボンブラック以外に、炭素繊維、黒鉛、金属コートフィラー、金属繊維等が、目的および機能に応じて広く使い分けられている。しかしながら、導電性充填材は、高分子の機械特性の低下や、成形性を困難にする等の問題を有している。
ポリエチレン（以下、ポリエチレンをＰＥと記す）樹脂は、摩擦摩耗特性、機械強度に優れ、広く応用されており、かつ導電性充填材を含む導電性ＰＥ樹脂組成物も広く普及している。近年、精密機器の普及とともに、より高い制電機能が要求されており、従来以上の低摩擦低摩耗特性、安定した導電性が要求されるようになってきている。上記のＰＥ樹脂にカーボンブラックに代表される導電性充填材を複合化したものは優れた導電性を有しており、優れた導電性が要求される用途には有効である。
例えば、超高分子量ポリエチレン（以下、超高分子量ポリエチレンをＵＨＭＷＰＥと記す）と粒状グラッシーカーボンとからなる導電性複合体が知られている（特許文献１参照）。この導電性複合体は極めて狭い温度範囲において抵抗の最大変化率が極めて大きいという正特性温度係数を有するものである。
また、密度が０．８４〜０．９０ｇ／ｃｍ3のＰＥ系樹脂１００重量部と、金属フィラーおよび／またはカーボンブラック５０〜１０００重量部とを含む熱可塑性導電樹脂組成物が知られている（特許文献２参照）。この熱可塑性導電樹脂組成物は、射出成形等の成形加工性に優れるものである。
また、重量平均分子量が５．０×１０5以上であると共に多分散度が１５〜１００の範囲にあるＵＨＭＷＰＥにケッチェンブラックを分散させて、１０5〜１０9Ω・ｃｍの範囲の体積固有抵抗率を有する半導電性ＵＨＭＷＰＥ組成物が知られている（特許文献３参照）。該組成物の製造時において、ＵＨＭＷＰＥとケッチェンブラックとは、スクリュー押出機にて溶融混練されている。
特開平７−９４０１８号公報 特開平１０−２５１４５９号公報 特開２００８−１３８１３４号公報
しかしながら、特許文献１に開示された導電性複合体は、１２５〜１４０℃という極めて狭い温度範囲において抵抗の最大変化率が極めて大きいという正特性温度係数を有するため、ヒューズや面状発熱体でしか使用することができなく、用途に汎用性がなかった。特に滑り軸受用途への使用は困難であった。
また、特許文献２に開示された熱可塑性導電樹脂組成物は、ベース樹脂に対して４倍以上の比重を持つ金属フィラーを配合するため均一混合が困難であり、導電性にばらつきが生じる。また、カーボンブラックはベース樹脂に対して嵩密度が非常に小さいため、ベース樹脂１００重量部に対して５０重量部ものカーボンブラックを配合した場合においては均一混合が困難であり、導電性にばらつきが生じる。
また、特許文献３に開示された半導電性ＵＨＭＷＰＥ組成物においては、スクリュー押出機にて導電性フィラーと溶融混錬できるＵＨＭＷＰＥ樹脂（射出成形可能なＵＨＭＷＰＥ樹脂）をベース樹脂に採用しているが、このようなＵＨＭＷＰＥ樹脂は、低摩擦特性ではあるものの耐摩耗性が不十分であるとされている。
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あり、余り高くない中程度の導電性（例えば体積抵抗値１．０×１０4〜１．０×１０10Ωｃｍ）を有する樹脂組成物であって、安定した体積抵抗値を有し、加えて、低摩擦特性、耐摩耗特性も併せ持つ導電性ＰＥ樹脂組成物、およびこれからなる樹脂成形体、滑り軸受、摺動シートを提供するものである。
本発明の導電性ＰＥ樹脂組成物は、非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂１００重量部と、導電性カーボン２〜１５重量部と、ポリテトラフルオロエチレン（以下、ポリテトラフルオロエチレンをＰＴＦＥと記す）樹脂粉末、黒鉛粉末およびシリコーン樹脂粉末から選ばれた少なくとも１つの粉末０．５〜５重量部とを配合したことを特徴とする。
上記導電性ＰＥ樹脂組成物の配合材について、上記非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂が、重量平均分子量１００万〜４００万のＵＨＭＷＰＥ樹脂であることを特徴とする。また、上記非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂の粒子が非球状であることを特徴とする。
上記非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂の粒子の平均粒子径が、上記導電性カーボンの平均粒子径および上記粉末の平均粒子径の３倍以上であることを特徴とする。また、上記非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂の粒子の平均粒子径が１００〜２００μｍであり、上記導電性カーボンの平均粒子径が１μｍ以下であり、上記粉末の平均粒子径が１〜３０μｍであることを特徴とする。また、上記導電性カーボンが、ケッチェンブラックであることを特徴とする。
本発明の導電性ＰＥ樹脂成形体は、上記導電性ポリエチレン樹脂組成物の圧縮成形による成形体であって、その体積抵抗値が１．０×１０4〜１．０×１０10Ωｃｍであることを特徴とする。また、上記導電性ＰＥ樹脂成形体の表面は、ＵＨＭＷＰＥ樹脂の粒子同士の粒界に上記導電性カーボンと、ＰＴＦＥ樹脂粉末、黒鉛粉末およびシリコーン樹脂粉末から選ばれた少なくとも１つの粉末とが配されていることを特徴とする。
本発明の滑り軸受は、上記導電性ＰＥ樹脂成形体からなることを特徴とする。また、上記滑り軸受はプレーン軸受であることを特徴とする。なお、ここでプレーン軸受とは、滑り面を含む軸受全体が同一材料で一体的に形成された軸受を意味する。また、上記滑り軸受は裏金に接着された積層軸受であることを特徴とする。
本発明の摺動シートは、上記導電性ＰＥ樹脂成形体を切削加工してなることを特徴とする。
本発明の導電性ＰＥ樹脂組成物は、非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂１００重量部と、導電性カーボン２〜１５重量部と、ＰＴＦＥ樹脂粉末、黒鉛粉末およびシリコーン樹脂粉末から選ばれた少なくとも１つの粉末０．５〜５重量部とを配合したので、圧縮成形することで、均一かつ安定な体積抵抗値を有する成形体が得られる。
非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂が重量平均分子量１００万〜４００万のＵＨＭＷＰＥ樹脂であるので、均一かつ安定な体積抵抗値と共に、低摩擦特性、耐摩耗特性を併せ持つ成形体が得られる。また、非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂の粒子が非球状であるので、非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂の粒子同士が接触しやすいため圧縮成形で融着しやすく成形体の機械的強度が高くなる。
非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂の粒子の平均粒子径が、他の配合材の平均粒子径の３倍以上であるので、非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂の粒子に他の配合材が付着しやすく配合材の特性が発揮されやすい。また、非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂の粒子の平均粒子径が１００〜２００μｍであり、導電性カーボンの平均粒子径が１μｍ以下であり、各粉末の平均粒子径が１〜３０μｍであるので、配合材の特性がより発揮されやすい。
本発明の導電性ＰＥ樹脂成形体は、体積抵抗値が １．０×１０4〜１．０×１０10Ωｃｍであり、成形体の表面は、ＵＨＭＷＰＥ樹脂の粒子同士の粒界に導電性カーボンと、ＰＴＦＥ樹脂粉末、黒鉛粉末およびシリコーン樹脂粉末から選ばれた少なくとも１つの粉末とが配されている。このような構造を有する成形体であるので、中程度の導電性を求められる用途に好適に使用することができる。プレーンタイプの滑り軸受としても、シート状に加工し金属裏金に接着した積層タイプの滑り軸受としても、あるいはシート状に加工した摺動シートとしても、体積抵抗値の安定性が優れ、低摩擦特性、耐摩耗特性に優れる。
本発明の導電性ＰＥ樹脂組成物を成形して得られるプレーンタイプの滑り軸受の斜視図である。 本発明の導電性ＰＥ樹脂組成物をシート状に加工した摺動シートを金属裏金に貼り付けた積層タイプの滑り軸受の斜視図である。 本発明の導電性ＰＥ樹脂組成物の摩擦係数の経時変化を示す図である。 本発明の導電性ＰＥ樹脂組成物の摩耗深さを示す図である。 実施例２の成形体表面の拡大写真およびその模式図である。
本発明の導電性ＰＥ樹脂組成物のベース樹脂は、非射出成形性のＵＨＭＷＰＥ樹脂である。ＵＨＭＷＰＥ樹脂は、エチレンを重合して得られる結晶性の熱可塑性樹脂であるＰＥ樹脂の通常２万〜３０万の分子量を、５０万〜７００万までに高めたＰＥ樹脂であり、このものは非粘着性、低摩擦特性を有し、絶縁性が高く静電気を帯びやすい。また、ＵＨＭＷＰＥ樹脂は、耐摩耗性が向上し低摩擦特性と相俟って、滑り軸受材としても使用されている。しかし、ＵＨＭＷＰＥ樹脂の中でも特に分子量が１００万をこえるものは、溶融時の粘度が極めて高く、ほとんど流動しないため、通常の射出成形法によって成形することは非常に困難であり、圧縮成形やラム押出し成形によって素材を成形した後、機械加工によって所望の形状に加工される。このような非射出成形性のＵＨＭＷＰＥ樹脂は、射出成形可能なＵＨＭＷＰＥ樹脂よりも低摩擦特性であり、耐摩耗性にも優れている。
本発明で使用できるＵＨＭＷＰＥ樹脂は、重量平均分子量１００万〜４００万のＵＨＭＷＰＥ樹脂の粉末である。このようなＵＨＭＷＰＥ樹脂粉末としては、三井化学社製、商品名ハイゼックスミリオン（重量平均分子量５０万〜６００万）、ミペロン（重量平均分子量２００万）が挙げられる。
非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂の粒子は非球状であることが望ましい。非球状の中でも、特定形状を有する粒子ではなく、各粒子がそれぞれ異なった形状の異形状粒子であることが望ましい。異形状粒子のＵＨＭＷＰＥ樹脂は、圧縮成形する際に、配合材が配合されていても粒子間での接触が多く発生し、粒子同士が融着しやすく成形体の引張り強度や曲げ強度等の機械的強度が高くなり、耐摩耗性が優れるようになる。
非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂の粒子の平均粒子径は、他の配合材の平均粒子径の３倍以上の大きさであれば、ＵＨＭＷＰＥ樹脂の粒子間に配合材が容易に入り込むことができると同時にＵＨＭＷＰＥ樹脂の粒子同士も接触し合うことができるため、機械的強度や耐摩耗性が低下することがなく、各配合材の特性が発揮されやすい。具体的な範囲としては、非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂の粒子の平均粒子径が１００〜２００μｍであり、導電性カーボンの平均粒子径が１μｍ以下であり、各粉末の平均粒子径が１〜３０μｍであることが、配合材である導電性カーボンおよび各粉末の特性がより発揮されやすいので好ましい。なお、平均粒子径はレーザー解析法による測定値である。レーザー解析粒度分布測定装置としては、リーズ・アンド・ノースラップ社製、マイクロトラックＨＲＡがある。
導電性の付与は、導電性カーボンを配合することでなされる。導電性カーボンは、カーボンファイバーやカーボンナノチューブ、フラーレン、あるいはカーボンパウダーがあり、いずれも使用できる。これらの中で、カーボンパウダーは形状異方性が無くコストパフォーマンスに優れるため好ましい。カーボンパウダーとしてはカーボンブラックがあり、カーボンブラックとしては、サーマルブラック法、アセチレンブラック法等の分解法、チャンネルブラック法、ガスファーネスブラック法、オイルファーネスブラック法、松煙法、ランプブラック法等の不完全燃焼法のいずれの製法で製造されたものも使用できるが、導電性の観点からファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック（登録商標）が好ましく用いられ、このうちケッチェンブラックが導電性に優れるためより好ましい。
ケッチェンブラックは、その一次粒子径が３０〜３８ｎｍであることが好ましい。この一次粒子径範囲であると、少量の配合量であっても十分な体積抵抗値が得られるようになる。また、ケッチェンブラックのＢＥＴ比表面積は、１０００〜１５００ｍ2／ｇが好ましい。この比表面積範囲であると、少量の配合量であっても体積抵抗値の安定性が優れるようになる。このようなケッチェンブラックとしては、ケッチェンブラックインターナショナル社製、ケッチェンブラックＥＣ−６００ＪＤが挙げられる。
本発明の導電性ＰＥ樹脂組成物は、上記非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂および導電性カーボンに、さらにＰＴＦＥ樹脂粉末、黒鉛粉末およびシリコーン樹脂粉末から選ばれた少なくとも１つの粉末を配合する。これらの粉末は得られる成形体に潤滑性を付与する潤滑性付与材となり、これらの粉末を配合することにより導電性樹脂組成物の低摩擦特性が安定化する。また、これらの潤滑性付与材を配合することにより、非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂の粒子同士の界面に導電性カーボンが均一に分散しやすくなり、少量のカーボン配合量であっても体積抵抗値の安定性が優れるようになると考えられる。
本発明の導電性ＰＥ樹脂組成物における低摩擦特性の安定化をより優れたものとするために、上記各粉末は、平均粒径が１〜３０μｍであることが好ましい。
ＰＴＦＥ樹脂粉末は、成形用の粉末であってもよく、固体潤滑剤用の粉末であってもよい。また、アルキルビニルエーテルで変性されたＰＴＦＥ樹脂の粉末であれば、導電性ＰＥ樹脂組成物の耐摩耗性が高められるので好ましい。
黒鉛粉末は、天然黒鉛と人造黒鉛に大別される。人造黒鉛は製造工程中にできるカーボランダムのため潤滑性能を阻害されることと、黒鉛化の十分に進んだ黒鉛を造ることが難しいため一般的には潤滑剤には適していないとされている。天然黒鉛は完全に黒鉛化されたものが産出されるため、非常に高い潤滑特性を有しており固体潤滑剤として適している。しかし、不純物を多く含み、この不純物が潤滑性を低下させるため、不純物を除去しなければならないが、完全に除去することは困難である。
本発明に好ましい黒鉛粉末としては、安定した低摩擦特性が得やすいため、固定炭素９８．５重量％以上の人造黒鉛である。
シリコーン樹脂粉末は、球状のシリコーン樹脂が低摩擦特性の安定性に優れ好適に使用できる。本発明におけるシリコーン樹脂粉末は、メチルシルセスキオキサン単位およびフェニルシルセスキオキサン単位からなるか、またはフェニルシルセスキオキサン単位からなり、メチルシルセスキオキサン単位は(ＣＨ3)ＳｉＯ3/2、フェニルシルセスキオキサン単位は(Ｃ6Ｈ5)ＳｉＯ3/2で示され、また、(ＣＨ3）2(Ｃ6Ｈ5)ＳｉＯ1/2、(ＣＨ3）3ＳｉＯ1/2、(Ｃ6Ｈ5）3ＳｉＯ1/2、(ＣＨ3）（Ｃ6Ｈ5）2ＳｉＯ1/2、(ＣＨ3）2ＳｉＯ2/2、(Ｃ6Ｈ5）2ＳｉＯ2/2、(ＣＨ3）（Ｃ6Ｈ5）ＳｉＯ2/2およびＳｉＯ4/2を少量含んでいてもよい。上記球状のシリコーン樹脂は、耐摩耗性の低下を防止する特性を有する。
本発明の導電性ＰＥ樹脂組成物における配合割合は、上記非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂１００重量部に対して、上記導電性カーボンを２〜１５重量部と、上記ＰＴＦＥ樹脂粉末、上記黒鉛粉末および上記シリコーン樹脂粉末から選ばれた少なくとも１つの粉末を０．５〜５重量部の割合で配合する。
導電性カーボンが２〜１５重量部の範囲であると、導電性ＰＥ樹脂組成物の体積抵抗値を１．０×１０4〜１．０×１０10Ωｃｍにすることができる。導電性カーボンが２重量部未満であると、１．０×１０10Ωｃｍの体積抵抗値が得られず、１５重量部をこえると成形性に劣る。
ＰＴＦＥ樹脂粉末、黒鉛粉末および／またはシリコーン樹脂粉末が０．５重量部未満であると、低摩擦特性が得られず、またその安定性に劣り、５重量部をこえると、耐摩耗性が劣る場合がある。
本発明の導電性ＰＥ樹脂成形体の表面は、非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂の粒子同士の粒界に導電性カーボンと潤滑性付与材となる粉末とが配されている。導電性カーボンは潤滑性付与材の働きなどにより粒界に均一に分散するようになり、導電性ＰＥ樹脂成形体の体積抵抗値を１．０×１０4〜１．０×１０10Ωｃｍにすることができる。
体積抵抗値が１．０×１０4〜１．０×１０10Ωｃｍであり、かつ耐摩擦摩耗性に優れているため、本発明の導電性ＰＥ樹脂成形体は、中程度の導電性を求められる用途に好適に使用することができる。例えば、プレーンタイプの滑り軸受としても、シート状に加工し金属裏金に接着した積層タイプの滑り軸受としても、あるいはシート状に加工した摺動シートとしても、体積抵抗値の安定性が優れ、低摩擦特性、耐摩耗特性に優れる。
また、厚さ０．０４〜１．０ｍｍのシート状に成形しても、体積抵抗値の安定性が優れ、低摩擦特性、耐摩耗特性に優れる。このため、各種静電気除去シートまたは導電シートとして好適に使用できる。
本発明の導電性ＰＥ樹脂組成物を用いた各種製品は以下の製造方法で製造することができる。非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂の粒子と、導電性カーボンと、ＰＴＦＥ樹脂粉末、黒鉛粉末および／またはシリコーン樹脂粉末との各原料を秤量し、均一混合物とする。この均一混合物を成形金型内に投入し、予備成形、焼成、本成形からなる圧縮成形によって成形素材であるビレットを成形する。このビレットから所望する各種製品形状に機械加工によって製造する。シートへの加工は、ビレットを旋盤に取り付け、かつら剥きのごとくスカイブ加工することで行なう。
また、ラム連続押し出し成形にて丸棒あるいはチューブ材を成形することも可能である。これらの素材をもとに機械加工によって各種製品形状に加工する。例えば図１のようなブッシュ（円筒軸受）にすることができる。
このようにして得られた導電性ＰＥ樹脂組成物からなる各種製品は、安定的な導電性を有し、低摩擦特性であり耐摩耗特性に優れるため、滑り軸受としても使用できる。特に相手材の面粗さが高いざらつき面に対しての耐摩耗特性に優れるため、屋外、粉体環境に適用可能な滑り軸受として使用できる。本発明の導電性ＰＥ樹脂成形体から得られる滑り軸受は、硬質材料を含まないため、相手材が合成樹脂やアルミニウムおよびその合金、銅およびその合金のような軟質材であっても、相手材を摩耗させることがない。
本発明の滑り軸受の実施形態を図１および図２に基づいて説明する。本発明の導電性ＰＥ樹脂組成物からなる滑り軸受は、図１に示すように、圧縮成形によって製造されたビレットから切り出したプレーンタイプの滑り軸受１として使用できる。また、図２に示すように、本発明の導電性ＰＥ樹脂成形体をシート状に加工した摺動シート３を、金属裏金２に貼り付けた積層タイプの滑り軸受１としても使用できる。図２に示す金属裏金を有する積層タイプの滑り軸受は、導電性ＰＥ樹脂組成物の使用量が、図１のようなプレーン軸受より少量で済み、プレーン軸受より高面圧での使用が可能になるメリットがある。
本発明の導電性ＰＥ樹脂組成物を成形して得られる滑り軸受は、テープやレールをガイドするガイドローラ、支持軸を支持するラジアル軸受およびスラスト軸受、アースボタン等の静電気を除去する必要のある各種滑り軸受に使用できる。
また、柔軟性に優れるため、板状あるいはシート状として撓ませながら使用することができる。撓ませながら使用できるため、静電気の除電が必要な部分に密着して接触可能であり、確実に静電気を除電することができる。
本発明の導電性ＰＥ樹脂組成物からなる摺動シートは、スラストワッシャや、電磁波シールド、自動車の静電気除去シート、ＩＣパッケージ用、電極の引き出し配線、ポンプのアース材等各種の導電シートまたは除電シートに使用できる。
実施例および比較例に用いる原材料を一括して以下に示す。また、配合割合を表１に示す。
（１）非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂−１：三井化学社製；ハイゼックスミリオン２４０Ｓ、重量平均分子量は２００万、レーザー解析法による平均粒子径は１２０μｍ、異形状(男爵芋様)粒子である。
（２）非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂−２：三井化学社製；ハイゼックスミリオン２４０Ｍ、重量平均分子量は２４０万、レーザー解析法による平均粒子径は１６０μｍ、異形状(男爵芋様)粒子である。
（３）導電性カーボン：ケッチェンブラックインターナショナル社製；ケッチェンブラックＥＣ−６００ＪＤ、１次粒子径は３４ｎｍ（レーザー解析法による平均粒子径は０．５μｍ以下）であり、ＢＥＴ比表面積は、１２７０ｍ2／ｇである。
（４）ＰＴＦＥ樹脂粉末：喜多村社製；ＫＴＬ−６１０、レーザー解析法による平均粒子径１２μｍである。
（５）黒鉛粉末：Ｔｉｍｃａｌ Ｇｒａｐｈｉｔｅ ａｎｄ Ｃａｒｂｏｎ社製；ＴＩＭＲＥＸ ＫＳ−２５、固定炭素９９．９重量％、レーザー解析法による平均粒子径２５μｍである。
（６）シリコーン樹脂粉末：信越化学工業社製；ＫＭＰ−５９０、レーザー解析法による平均粒子径２μｍである。
（７）射出成形可能なＵＨＭＷＰＥ樹脂：三井化学社製；リュブマー、重量平均分子量は２５万〜６０万である。
（８）ポリエーテルエーテルケトン樹脂：ビクトレックス・エムシー社製；ＰＥＥＫ−４５０Ｐ
実施例１〜実施例４および比較例１
表１に示した配合割合で原材料をヘンシェルミキサー乾式混合機にてドライブレンドし、プレス機を用いて０．５ＭＰａの圧力を加え、外径φ１２２ｍｍ、内径φ６４ｍｍ、高さ１００ｍｍの円筒素形材を予備成形し、３７０℃で５時間焼成した。焼成された円筒素形材からスカイブ加工にて厚さ１ｍｍのシート材（成形体）を得た。このシート材より、縦３０ｍｍ、横１０ｍｍの試験片をカットした。
比較例２および比較例３
表１に示した配合割合で原材料をヘンシェルミキサー乾式混合機にてドライブレンドし、２軸溶融押出機によってペレットを製造した。このペレットを射出成形機で、直径４０ｍｍ、長さ１０ｍｍの円柱素形材に成形した後、この円柱素形材を切削加工して、厚さ１ｍｍ、縦３０ｍｍ、横１０ｍｍの試験片に仕上げた。
以上の試験片を用いて摩擦摩耗試験および導電性試験を行なった。摩擦摩耗試験の結果を図３、図４に、導電性試験の結果を表１に示す。また、実施例２の試験片の表面の顕微鏡（×５００）写真を図５に示す。
摩擦摩耗試験は、ピンオンディスク型試験機を使用した。試験条件は、相手材に炭素鋼Ｓ４５Ｃを用い、試験片をゴム製基材の表面に貼り付けた状態（相手材との接触面：先端φ５ｍｍ×幅１０ｍｍ）で、滑り速度３０ｍ／ｍｉｎ、面圧０．５ＭＰａ、相手材の表面温度５０℃にて３０時間供試し、１０時間毎の動摩擦係数および試験終了直後の摩耗深さを測定した。
導電性試験は、ＪＩＳ Ｋ６３７１に準拠し、電圧電流法で、体積抵抗値（Ωｃｍ）を測定した。
図３、図４および表１に示したとおり、本発明の導電性ＰＥ樹脂組成物からなる成形体である実施例は、体積抵抗値（ＪＩＳ Ｋ６３７１）が、１．０×１０4〜１．０×１０10Ωｃｍの範囲にあり、初期の摩擦係数が低く、３０時間の試験運転において摩擦係数の変化が小さく、耐摩耗性も満足していた。また、本発明の導電性ＰＥ樹脂組成物の必須成分である潤滑性付与材を含まない比較例１は、実施例と比較して経時的に摩擦係数が高くなっており、摩擦特性が不安定である。また、本発明の導電性ＰＥ樹脂組成物のベース樹脂と異なる樹脂を用いた比較例２および比較例３は、試験片自体あるいは相手材の摩耗量が実施例と比較し、大きくなっていた。
本発明の導電性ＰＥ樹脂組成物は、均一かつ安定な体積抵抗値と共に、低摩擦特性、耐摩耗特性を併せ持つ成形体が得られるので、テープやレールをガイドするガイドローラ、支持軸を支持するラジアル軸受およびスラスト軸受、アースボタン等の静電気を除去する必要のある各種滑り軸受に利用できる。
１ 滑り軸受
２ 金属裏金
３ 摺動シート

Claims (15)

  1. 非射出成形性超高分子量ポリエチレン樹脂１００重量部と、導電性カーボン２〜１５重量部と、ポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末、黒鉛粉末およびシリコーン樹脂粉末から選ばれた少なくとも１つの粉末０．５〜５重量部とを配合したことを特徴とする導電性ポリエチレン樹脂組成物。
  2. 前記非射出成形性超高分子量ポリエチレン樹脂が、重量平均分子量１００万〜４００万の超高分子量ポリエチレン樹脂であることを特徴とする請求項１記載の導電性ポリエチレン樹脂組成物。
  3. 前記非射出成形性超高分子量ポリエチレン樹脂の粒子が非球状であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の導電性ポリエチレン樹脂組成物。
  4. 前記非射出成形性超高分子量ポリエチレン樹脂の粒子の平均粒子径は、前記導電性カーボンの平均粒子径および前記粉末の平均粒子径の３倍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記載の導電性ポリエチレン樹脂組成物。
  5. 前記非射出成形性超高分子量ポリエチレン樹脂の粒子の平均粒子径が１００〜２００μｍであり、前記導電性カーボンの平均粒子径が１μｍ以下であり、前記粉末の平均粒子径が１〜３０μｍ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導電性ポリエチレン樹脂組成物。
  6. 前記導電性カーボンが、ケッチェンブラックであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項記載の導電性ポリエチレン樹脂組成物。
  7. 前記ポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末が、アルキルビニルエーテルで変性された変性ポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項記載の導電性ポリエチレン樹脂組成物。
  8. 前記黒鉛粉末が、固定炭素９８．５重量％以上の人造黒鉛であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項記載の導電性ポリエチレン樹脂組成物。
  9. 前記シリコーン樹脂粉末が、球状のシリコーン樹脂粉末であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項記載の導電性ポリエチレン樹脂組成物。
  10. 請求項１ないし請求項９のいずれか一項記載の導電性ポリエチレン樹脂組成物の圧縮成形による成形体であって、前記成形体の体積抵抗値は１．０×１０4〜１．０×１０10Ωｃｍであることを特徴とする導電性ポリエチレン樹脂成形体。
  11. 前記導電性ポリエチレン樹脂成形体の表面は、前記超高分子量ポリエチレン樹脂の粒子同士の粒界に前記導電性カーボンと前記粉末とが配されていることを特徴とする請求項１０記載の導電性ポリエチレン樹脂成形体。
  12. 請求項１０または請求項１１記載の導電性ポリエチレン樹脂成形体からなることを特徴とする滑り軸受。
  13. 前記滑り軸受はプレーン軸受であることを特徴とする請求項１２記載の滑り軸受。
  14. 前記滑り軸受は裏金に接着された積層軸受であることを特徴とする請求項１２記載の滑り軸受。
  15. 請求項１０または請求項１１記載の導電性ポリエチレン樹脂成形体を切削加工してなることを特徴とする摺動シート。
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