JP2016044220A

JP2016044220A - 摺動材及びその製造方法

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Publication number: JP2016044220A
Application number: JP2014168533A
Authority: JP
Inventors: 朋康生稲; Tomoyasu Ikuina; 岩原　健吾; Kengo Iwahara; 健吾岩原
Original assignee: Nichias Corp
Current assignee: Nichias Corp
Priority date: 2014-08-21
Filing date: 2014-08-21
Publication date: 2016-04-04
Anticipated expiration: 2034-08-21
Also published as: JP6433720B2

Abstract

【課題】摺動時の摩擦力を抑制できる摺動材を提供するとともに、前記摺動材を簡便に製造する方法を提供する。【解決手段】ポリテトラフルオロエチレン樹脂および積層構造を有する鱗片状材料を含有し空孔率が２０〜５０％であるポリテトラフルオロエチレン多孔質体と、該ポリテトラフルオロエチレン多孔質体に含浸された液体潤滑剤とを含む摺動材。ポリテトラフルオロエチレン樹脂と、鱗片状材料と、造孔剤とを混合して混合物を得る工程と、前記混合物を成形して成形体を得る工程と、前記成形体から造孔剤を除去してポリテトラフルオロエチレン多孔質体を得る工程と、前記ポリテトラフルオロエチレン多孔質体に液体潤滑剤を含浸する工程と、を含む摺動材の製造方法。【選択図】なし

Description

本発明は、摺動材及びその製造方法に関する。

摺動材としては例えば、従来より、ビル、橋梁等の一般建造物の本体下部や、石油化学工場、原子力発電所等のプラント下部に設けられる免震床において免震用滑り支承に用いられるものが広く知られている（例えば特許文献１参照）。

免震用滑り支承は、ビル本体等の上部構造物と基礎等の下部構造物との間に配設され、上部構造物および下部構造物間における相対的な水平方向の変位（水平荷重）を許容しつつ上部構造物の重量を支持する装置であり、通常、上部構造物の下部や下部構造物の上部に水平滑り面を形成し、係る水平滑り面の滑動作用によって上記水平方向の変位を吸収している。

ここで、特許文献１記載の免震床は、その図１に記載されているように、床スラブ１に対して相対移動可能な免震床面２と、免震床面２から離間すると共に床スラブ１に対して固定される固定床面３とを備え、免震床面２に接続される張り出し床面５が、固定床面３上に設けられる滑り支承部６に滑動自在に支承される。上記張り出し床面５は、スライドパネル８で構成されており、特許文献１の図４に記載されているように、蒸気スライドパネル８は、パネル板２２と、その裏面に設けられるステンレス板等の被支承板７とを備えて構成される。よって、滑り支承部６に対する張り出し床面５の上記滑動では、張り出し床面５の被支承板７が滑り支承部６に対してその摩擦力に抗して摺動している。

しかし、摺動材である滑り支承部６の摺動面は例えばポリアミドイミドで構成されており、所定の摩擦力（ポリアミドイミド固有の摩擦力）を有しているので、上記摺動に際して摩擦力の点で改善すべき余地があった。
なお、上記のような免震用の摺動材だけでなく、他の用途（例えば軸受け用、配管すべり支承用、橋梁すべり支承用、車両（電車、自動車等）のエアーサスペンション用のスライディングパッドなど）の摺動材においても同様の課題が存在していた。

特開平５−７９１７２号公報

従って、本発明は、摩擦力を抑制できる摺動材及びその製造方法を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明者等が鋭意検討を行った結果、ポリテトラフルオロエチレン樹脂および積層構造を有する鱗片状材料を含有し空孔率が２０〜５０％であるポリテトラフルオロエチレン多孔質体と、該ポリテトラフルオロエチレン多孔質体に含浸された液体潤滑剤とを含む摺動材及びその製造方法により上記技術課題を解決し得ることを見出し、本知見に基づいて本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、
（１）ポリテトラフルオロエチレン樹脂および積層構造を有する鱗片状材料を含有し空孔率が２０〜５０％であるポリテトラフルオロエチレン多孔質体と、該ポリテトラフルオロエチレン多孔質体に含浸された液体潤滑剤とを含むことを特徴とする摺動材、
（２）前記ポリテトラフルオロエチレン多孔質体が、ポリテトラフルオロエチレン樹脂を６０〜９５質量％含有するとともに、鱗片状材料を５〜４０質量％含有するものである上記（１）に記載の摺動材、
（３）前記鱗片状材料が、グラファイト、窒化ホウ素、タルクおよびマイカから選ばれる一種以上である上記（１）または（２）に記載の摺動材、
（４）前記ポリテトラフルオロエチレン多孔質体と、当該ポリテトラフルオロエチレン多孔質体の主表面に積層された充実材とを含む上記（１）〜（３）のいずれかに記載の摺動材、
（５）前記液体潤滑剤が、シリコーンオイル、流動パラフィン、ナフサ、ホワイトオイル、液体状ポリシロキサンから選ばれる一種以上で構成される上記（１）〜（４）のいずれかに記載の摺動材、
（６）上記（１）〜（５）のいずれかに記載の摺動材を製造する方法であって、
ポリテトラフルオロエチレン樹脂と、鱗片状材料と、造孔剤とを混合して混合物を得る工程と、
前記混合物を成形して成形体を得る工程と、
前記成形体から造孔剤を除去してポリテトラフルオロエチレン多孔質体を得る工程と、
前記ポリテトラフルオロエチレン多孔質体に液体潤滑剤を含浸する工程と
を含むことを特徴とする摺動材の製造方法、
（７）前記ポリテトラフルオロエチレン樹脂と鱗片状材料と造孔剤との合計量を１００体積％とした場合に、前記造孔剤を２０〜５０体積％混合する上記（６）に記載の摺動材の製造方法、
（８）前記造孔剤が、フマル酸である上記（６）または（７）に記載の摺動材の製造方法、
を提供するものである。
なお、以下、適宜、ポリテトラフルオロエチレン樹脂を「ＰＴＦＥ樹脂」、ポリテトラフルオロエチレン多孔質体を「ＰＴＦＥ多孔質体」と称するものとする。

本発明によれば、摺動時の摩擦力を抑制できる摺動材を提供することができるとともに、上記摺動材を簡便に製造する方法を提供することができる。

先ず、本発明の摺動材について説明する。
本発明の摺動材は、ＰＴＦＥ樹脂および積層構造を有する鱗片状材料を含有し空孔率が２０〜５０％であるＰＴＦＥ多孔質体と、ＰＴＦＥ多孔質体に含浸された液体潤滑剤とを含むことを特徴とするものである。
なお、本発明の摺動材は、可動するように構成され、被摺動部に対して可動して摺動する態様と、可動しないように固定されて構成され、可動する被摺動部に対して相対的に摺動する態様とを含む。

本発明の摺動材において、ＰＴＦＥ樹脂は、摺動材の構成成分として使用されたときに摺動作用を発揮するものであれば特に制限されない。ＰＴＦＥ樹脂としては、六フッ化プロピレンから合成される側鎖を有するものや、四フッ化エチレンから合成される直鎖状のもの等から選ばれる一種以上を挙げることができる。

本発明の摺動材において、鱗片状材料は、複数の層が積層されてなる積層体であり、所定の外力（摩擦力）が作用したときに層間剥離（層状に剥離）可能な積層構造を有するものを意味する。
具体的には、鱗片状材料は、例えば平板状、湾曲板状等のフレーク（薄片）形状をなす複数の層が積層されてなる鱗片状のものであって、例えば、鱗片状材料は全体として、所定の角度から観察（例えば顕微鏡観察）した際（例えば平面視（即ち上面視）した際）の面積が、当該観察方向と直交する角度から観察した際の面積よりも大きい形状を有するものとすることができる。
より具体的には、鱗片状材料は、全体として、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察したときに、投影面積が最大となる観察方向（例えば平面視の方向）に投影して得られる第一投影面積Ｓ_１［μｍ^２］と、当該観察方向と直交する交差方向（例えば正面視又は側面視の方向）に投影して得られる第二投影面積Ｓ_０［μｍ^２］との投影面積比（Ｓ_１／Ｓ_０）が２以上であるものとすることができる。特に上記投影面積比（Ｓ_１／Ｓ_０）は、５以上であるものが好ましく、８以上であるものがより好ましい。

かかる鱗片状材料としては、例えば、グラファイト（鱗片状黒鉛）、窒化ホウ素およびマイカ、タルク等の鱗片状無機材料から選ばれる一種以上を挙げることができ、その中でも摩擦係数の低いグラファイト（鱗片状黒鉛）または窒化ホウ素が好ましい。

本発明の摺動材において、ＰＴＦＥ多孔質体の形態は、摺動可能な形態であれば特に制限されない。本実施形態のＰＴＦＥ多孔質体の形態は、例えば板状またはシート状とすることができる。

かかるＰＴＦＥ多孔質体は、ＰＴＦＥ樹脂を６０〜９５質量％含有するものであることが好ましく、７０〜９０質量％含有するものであることがより好ましく、８０〜９０質量％含有するものであることがさらに好ましい。

ＰＴＦＥ多孔質体を構成するＰＴＦＥ樹脂の含有割合が上記範囲内にあることにより、好適な摺動性を容易に発揮することができる。
ここで、ＰＴＦＥ樹脂は、摩擦係数が低いという特性を有しているので、ＰＴＦＥ樹脂が６０質量％未満であると、摩擦係数が低いＰＴＦＥ樹脂の含有割合が減少するため摩擦力抑制効果が発揮し難くなる。

また、ＰＴＦＥ多孔質体は、鱗片状材料を５〜４０質量％含有するものであることが好ましく、１０〜３０質量％含有するものであることがより好ましく、１０〜２０質量％含有するものであることがさらに好ましい。

ＰＴＦＥ多孔質体を構成する鱗片状材料の含有割合が上記範囲内にあることにより、好適な摺動性を容易に発揮することができる。ここで、鱗片状材料は、摺動時に所定の摩擦力が作用すると層間剥離によって摩擦力の一部を逃して摺動面に作用する摩擦力を低減させることができ、上記鱗片状材料の含有割合が５質量％未満である場合には、上記摩擦力低減効果が発揮し難く、鱗片状材料の含有割合が４０質量％を超えると、摺動の際の層間剥離による強度と耐久性の低下を生じ易くなる。

さらに、本発明の摺動材において、ＰＴＦＥ多孔質体は、液晶ポリマーを含んでもよい。かかる液晶ポリマーとしては、芳香族ポリエステル等を挙げることができる。液晶ポリマーは摩擦係数が低いという特性を有しているので、ＰＴＦＥ多孔質体が液晶ポリマーを含有することで摩擦力抑制効果を容易に向上させることができる。
ＰＴＦＥ多孔質体は、液晶ポリマーを０〜１０質量％含有するものであることが好ましく、０〜７質量％含有するものであることがより好ましく、０〜５質量％含有するものであることがさらに好ましい。

また、本発明の摺動材において、ＰＴＦＥ多孔質体は、空孔率が２０〜５０％であるものであり、２５〜４５％であるものがより好ましく、３０〜４０％であるものがさらに好ましい。
ＰＴＦＥ多孔質体の空孔率が上記範囲内にあることにより、摺動材の構造的強度を確保して耐久性を確保できると共に、ＰＴＦＥ多孔質体に含浸させた所定量の液体潤滑剤が空孔内に表面張力により保持され、摺動の際に前記液体潤滑剤が染み出してＰＴＦＥ多孔質体の摩擦係数を低下させることによって好適な摺動性を容易に発揮することができる。
上記空孔率が２０％未満では、ＰＴＦＥ多孔質体における液体潤滑剤の保持量が著しく低下してＰＴＦＥ多孔質体の摩擦係数の低下効果を得難くなり、空孔率が５０％を越えると、構造的強度が低下してＰＴＦＥ多孔質体の耐久性が低下し易くなる。

なお、本出願書類において、ＰＴＦＥ多孔質体の空孔率は、ＰＴＦＥ（フッ素樹脂）の真比重ρとＰＴＦＥ多孔質体の比重ρａとを用いて以下の式から求めた値を意味する。
空孔率（％）=（１−(ρａ／ρ)）×１００
ここで、ＰＴＦＥ（フッ素樹脂）の真比重ρは、ふっ素樹脂ハンドブックの値（２．１７ｇ／ｃｍ^３）であり、ＰＴＦＥ多孔体の比重ρａ（ｇ／ｃｍ^３）は、その体積（ｃｍ^３）と重量（ｇ）を実測することで求められる値である。
なお、空孔率は、上記測定方法により求められる空孔率と相関する場合には、例えば水銀圧入法などにより求めたり、電子顕微鏡等の撮像装置を用いてＰＴＦＥ多孔質体の断面写真を撮影し、その写真に撮影された断面領域内に占める空孔の面積割合（％）を汎用の画像解析装置を用いて測定して求めることもできる。

本発明の摺動材において、液体潤滑剤は、ＰＴＦＥ多孔質体に含浸されるものであり、より具体的には、液体潤滑剤は、ＰＴＦＥ多孔質体の空孔に表面張力によって保持されている。かかる液体潤滑剤は、摩擦係数を低下させて摺動性を向上させ得るものであれば特に制限されない。本実施形態の液体潤滑剤は、摩擦係数を低下させるようなシリコーンオイル、流動パラフィン、ナフサ、ホワイトオイル、液体状ポリシロキサン等から選ばれる一種以上を挙げることができる。このうち、液体状ポリシロキサンは、比較的低分子量のポリシロキサンを挙げることができ、具体的には、ジメチルポリシロキサン、メチルハイドロジェンポリシロキサン、メチルメトキシポリシロキサン等から選ばれる一種以上で構成することができる。

さらに、本発明の摺動材は、上記ＰＴＦＥ多孔質体に接続（連結）される充実材（中実材）を含むものであってもよい。具体的には、本発明の摺動材は、上記ＰＴＦＥ多孔質体の一面（主表面）又は多面に積層された一又は複数の充実材（中実材）を含んで構成することができる。
上記充実材（中実材）は、液体潤滑剤が含浸して保持されるような空孔を有さないものであって、液体潤滑剤が含浸され保持されないか、または若干の液体潤滑剤が含浸されても摺動時の摩擦力の抑制には寄与しない極く微量しか保持されないものを意味する。
かかる充実材としては、例えば、ＰＴＦＥ樹脂や、ＰＴＦＥ樹脂に無機充填材および補強用繊維を混合してなるものからなるものを挙げることができる。
ＰＴＦＥ樹脂としては、上述したものと同様のものを挙げることができる。無機充填材は、シリカ、硫酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウム、酸化亜鉛、ベンガラ、ウォラストナイト等から選ばれる一種以上で構成することができる。補強用繊維は、ガラス繊維、アルミナ繊維、ムライト繊維、シリカアルミナ繊維、ロックウール繊維等の無機繊維や、芳香族ポリエステル等の有機繊維から選ばれる一種以上で構成することができる。

このようにＰＴＦＥ多孔質体に充実材が設けられる場合、摺動材が取り付けられるための取付体に摺動材を取り付ける際（具体的には、接着する際）に、液体潤滑剤を含むため接着し難くなっているＰＴＦＥ多孔質体ではなく、液体潤滑剤を有しない充実材を取付体に接着させることによって摺動材を取付体に容易に取付（接着）固定することができる。

さらに、本発明の摺動材は、上記ＰＴＦＥ多孔質体と液体潤滑剤との他に適宜、充実材を有することによってＪＩＳＫ７１２５の規定に従って測定される摩擦係数が０．０３以下となるように容易に構成することができる。

このように、本発明の摺動材は、ＰＴＦＥ樹脂および積層構造を有する鱗片状材料を含有し空孔率が２０〜５０％であるＰＴＦＥ多孔質体と、該ＰＴＦＥ多孔質体に含浸された液体潤滑剤とを含んで構成される。従って、本発明の摺動材によれば、被摺動部に摺動する際に、低摩擦係数のＰＴＦＥ樹脂によって摩擦力を低減させると共に、所定の摩擦力が負荷されると鱗片状材料が層間剥離して摩擦力の一部を逃して低減させ、さらに空孔率が２０〜５０％であるＰＴＦＥ多孔質体の空孔に保持された液体潤滑剤が摺動の際に染み出して摩擦力を低減させるために、摺動の際の摩擦力を極めて抑制することができる。

本発明の摺動材の用途は特に限定されない。例えば、上部構造と下部構造との間に摺動材が設けられてなる免震用滑り支承、軸受け用、配管すべり支承用、橋梁すべり支承用、車両（電車、自動車等）のエアーサスペンション用のスライディングパッドなどに用いることができる。

次に、本発明の摺動材の製造方法について説明する。本発明の製造方法は、本発明の摺動材を製造する方法であって、ＰＴＦＥ樹脂と、鱗片状材料と、造孔剤とを混合して混合物を得る工程と、前記混合物を成形して成形体を得る工程と、前記成形体から造孔剤を除去してＰＴＦＥ多孔質体を得る工程と、前記ＰＴＦＥ多孔質体に液体潤滑剤を含浸する工程とを含むことを特徴とするものである。
ＰＴＦＥ樹脂や鱗片状材料の具体例は、上述したとおりである。

本発明の製造方法において、造孔剤としては、ＰＴＦＥ樹脂と、鱗片状材料と、造孔剤とを混合してなる混合物から除去し得るものであれば、特に制限されない。
造孔剤としては、例えば、フマル酸、マロン酸、リンゴ酸、コハク酸、アジピン酸などのジカルボン酸、安息香酸、ショウノウ、メントール、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、亜硝酸アンモニウム、アニリン、ナフタレン等や、塩化ナトリウムや炭酸カリウム等の各種の塩から選ばれる一種以上を挙げることができ、フマル酸、マロン酸、リンゴ酸、コハク酸、アジピン酸等のジカルボン酸から選ばれる一種以上であることが好ましく、フマル酸であることがより好ましい。

造孔剤がジカルボン酸から選ばれる一種以上である場合、きめが細かく、寸法精度の良好なＰＴＦＥ多孔質体を、臭気の発生を抑制しつつ容易に作製することができ、特にフマル酸は、加熱焼成時の収縮を抑える効果が大きいため好適に使用することができる。

本発明の製造方法において、造孔剤の平均粒子径は５〜５００μｍであることが好ましく、造孔剤の平均粒子径が上記範囲内にあることにより、水平荷重に対して一定の強度を有するとともに、所定量の液体潤滑剤を容易かつ確実に含浸し得る空孔を簡便に形成することができる。
なお、本実施形態の造孔剤の平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置を用いて測定した算術平均粒子径を意味し、当該平均粒子径は、例えば、（株）島津製作所製レーザー回析式粒度分布測定装置「ＳＬＤＡ−２２００」を用いて測定することができる。

本発明の製造方法は、ＰＴＦＥ樹脂と、鱗片状材料と、造孔剤とを混合して混合物を得る工程を含む。

本発明の製造方法においては、上記ＰＴＦＥ樹脂、鱗片状材料および必要により加えられる液晶ポリマーと、造孔剤との合計量を１００体積％とした場合に、上記造孔剤を２０〜５０体積％混合して混合物を得ることが好ましく、上記造孔剤を２５〜４５体積％混合して混合物を得ることがより好ましく、上記造孔剤を３０〜４０体積％混合して混合物を得ることがさらに好ましい。

上記混合物を得る際の混合方法は、混合成分が均一に分散し得る方法であれば特に制限されず、例えば、各種ミキサーや、ニーダー、加圧ニーダー等の公知の混合装置を用いて、混合時間０．１〜１．０時間、混合温度５〜４０℃で混合することが好ましい。

本発明の製造方法は、上記混合処理によって得られた混合物を成形して成形体を得る工程を含む。

成形方法としては、汎用の成形方法が用いられ、例えば圧縮成形法（直圧成形法）やロール圧延法等を用いることができる。圧縮成形法により成形した場合には、肉厚で高強度なＰＴＦＥ多孔質体の作製が可能なうえに、比較的安価にかつ多数個を同時に製造することができる。
また、製造対象となる摺動材が充実材を含んで構成される場合には、例えば、上記ＰＴＦＥ樹脂と、鱗片状材料と、造孔剤とを混合して得られた混合物を圧縮成形法で成形する際に、得ようとする成形物の形状に対応した成形面形状を有する金型の凹部（キャビティ）に、上記混合物からなる層と、充実材または充実材の形成材料からなる層を積層した状態で加圧成形すればよい。

本発明の製造方法は、上記成形体から造孔剤を除去してＰＴＦＥ多孔質体を得る工程を含む。

上記成形体から造孔剤を除去する方法は特に制限されず、造孔剤の種類に応じて適宜決定することができ、汎用の方法を用いることができるが、例えば加熱気化する方法や、溶媒を用いて溶解除去する方法を用いることができる。
具体的には、例えば、造孔剤としてフマル酸、アジピン酸、コハク酸等を使用する場合には、空気中で加熱することにより簡便に気化して除去することができる。また、例えば、造孔剤として塩化ナトリウムや炭酸カリウム等の各種の塩を使用する場合には、水等の適当な溶媒により簡便に溶解除去することができる。

本発明の製造方法においては、上記成形体から造孔剤を加熱気化して除去すると同時にまたは上記成形体から造孔剤を除去した後に、焼成処理を施す工程を含んでもよい。上記成形体から造孔剤を加熱気化して除去すると同時に焼成処理を施す場合、上記成形体を高温で加熱処理することにより、造孔剤の除去と焼成処理を同時に達成することができる。一方、上記成形体から造孔剤を除去した後に焼成処理を施す場合、上記成形体を低温で加熱処理して造孔剤を除去したり、上記成形体を溶媒を用いて溶解除去した後、所定温度で加熱することにより焼成処理することができる。なお、造孔剤を混合物から除去する際に造孔剤を気化（昇華）させて多孔質化させる方法では、造孔剤を混合物から容易に取り除くことができる。このとき、造孔剤として２００℃で昇華するフマル酸を用いる場合には、ＰＴＦＥ多孔質体を焼成する温度（たとえば３５０〜３９０℃）よりもフマル酸の昇華点が低いため、特別な装置を要さずに混合物を容易に多孔質化できる。

本発明の製造方法においては、上記各工程を施すことにより、上記本発明のＰＴＦＥ多孔質体（上記混合物を成形する工程において、充実材または充実材の形成材料からなる層を積層した状態で加圧成形した場合には、表面に充実材を有するＰＴＦＥ多孔質体）を得ることができる。

本発明の製造方法は、上記ＰＴＦＥ多孔質体に液体潤滑剤を含浸する工程を含む。液体潤滑剤の具体例等については、上述したとおりである。
本工程においては、上記ＰＴＦＥ多孔質体（表面に充実材を有するＰＴＦＥ多孔質体を含む）を所望の液体潤滑剤中に浸漬させることにより、ＰＴＦＥ多孔質体に液体潤滑剤を含浸させることができる。なお、充実材は、液体潤滑剤が含浸して保持されるような空孔を有さないものであるため、通常、充実材には液体潤滑剤が含浸されて保持されない。
本発明の製造方法においては、上記浸漬後に、真空引きする工程をさらに含んでもよく、当該真空引きする工程を含むことにより、ＰＴＦＥ多孔質体中に液体潤滑剤を確実に含浸させた摺動材を作製することができる。このような液体潤滑剤中への浸漬や真空引きする処理は、複数回行ってもよい。
このようにして、ＰＴＦＥ多孔質体に所望量の液体潤滑剤を含浸させることができる。

次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これらは例示であって、本発明を制限するものではない。

（実施例１）
（１）混合物の調製工程
表１に示すように、製造原料として、ＰＴＦＥ樹脂が９０質量％、鱗片状黒鉛が５質量％、芳香族ポリエステル（ポリｐ−ヒドロキシ安息香酸）が５質量％となるように各々秤量した後、造孔剤であるフマル酸が、上記ＰＴＦＥ樹脂と鱗片状黒鉛と芳香族ポリエステルとの合計量を６５体積％とした場合に３５体積％となるように秤量し、上記ＰＴＦＥ樹脂、鱗片状黒鉛、芳香族ポリエステルおよび造孔剤をヘンシェルミキサーで均一に混合し混合粉を得た。

（２）成形工程
得ようとする成形物形状に対応する成形面を有する一対の上型と下型を含む成形金型を用い、上記（１）で得た混合物を、上記下型に設けられた凹部（キャビティ）に層状に挿入し、充実材（例えばＰＴＦＥ樹脂含有割合７９質量％、ガラス繊維含有割合２０質量％、ベンガラ含有割合１質量％からなる充実材）をさらに積層して、圧縮成形機を用い、室温の温度条件下において３０ＭＰａで１０分間加圧した。上記加圧処理後、上記成形金型から離型することにより加圧成形物を得た。

（３）造孔剤の除去工程
上記（２）で得られた加圧成形物を３５０〜３８０℃の温度で加熱することにより、造孔剤を気化させて除去すると同時に焼成処理を施して、空孔率が３５％であるＰＴＦＥ多孔質体と、当該ＰＴＦＥ多孔質体の主表面に積層された充実材とを含む加熱処理物を得た。

（４）液体潤滑剤含浸工程
上記加熱処理物に対し、液体潤滑剤としてシリコーンオイルを、ＰＴＦＥ多孔質体の孔中に含浸させて摺動材を得た。また、得られた摺動材の摩擦係数をＪＩＳＫ７１２５の規定に従って２０００サイクル繰り返し測定したところ、全サイクルに亘って非常に低い値を示していた（表１参照）。

（実施例２）
上記実施例１との違いは、表１に示すように、原料配合割合である。具体的には、原料配合割合は、ＰＴＦＥ樹脂が９０質量％、窒化ホウ素が１０質量％であり、造孔剤の混合割合は、造孔剤であるフマル酸が上記ＰＴＦＥ樹脂と窒化ホウ素の合計量を６５体積％とした場合に３５体積％であり、ＰＴＦＥ多孔質体の空孔率は３５体積％である。

得られた摺動材の摩擦係数を実施例１と同様に２０００サイクル繰り返し測定したところ、全サイクルに亘って非常に低い値を示していた。結果を表１に示す。

（実施例３）
上記実施例１との違いは、表１に示すように、原料配合割合である。具体的には、原料配合割合は、ＰＴＦＥ樹脂が９０質量％、鱗片状黒鉛が１０質量％であり、造孔剤の混合割合は、造孔剤であるフマル酸が上記ＰＴＦＥ樹脂と鱗片状黒鉛の合計量を６５体積％とした場合に３５体積％であり、ＰＴＦＥ多孔質体の空孔率は３５体積％である。

（実施例４）
上記実施例１との違いは、表１に示すように、原料配合割合と、造孔剤の混合割合と、ＰＴＦＥ多孔質体の空孔率である。具体的には、原料配合割合は、ＰＴＦＥ樹脂が９０質量％、鱗片状黒鉛が１０質量％であり、造孔剤の混合割合は、造孔剤であるフマル酸が上記ＰＴＦＥ樹脂と鱗片状黒鉛の合計量を８０体積％とした場合に２０体積％であり、ＰＴＦＥ多孔質体の空孔率は２０体積％である。

（実施例５）
上記実施例１との違いは、表１に示すように、原料配合割合と、造孔剤の混合割合と、ＰＴＦＥ多孔質体の空孔率である。具体的には、原料配合割合は、ＰＴＦＥ樹脂が９０質量％、鱗片状黒鉛が１０質量％であり、造孔剤の混合割合は、造孔剤であるフマル酸が上記ＰＴＦＥ樹脂と鱗片状黒鉛の合計量を５０体積％とした場合に５０体積％であり、ＰＴＦＥ多孔質体の空孔率は５０体積％である。

（実施例６）
上記実施例１との違いは、表１に示すように、原料配合割合である。具体的には、原料配合割合は、ＰＴＦＥ樹脂が９０質量％、タルクが１０質量％であり、造孔剤の混合割合は、造孔剤であるフマル酸が上記ＰＴＦＥ樹脂とタルクの合計量を６５体積％とした場合に３５体積％であり、ＰＴＦＥ多孔質体の空孔率は３５体積％である。

（実施例７）
上記実施例１との違いは、表１に示すように、原料配合割合である。具体的には、原料配合割合は、ＰＴＦＥ樹脂が９０質量％、マイカが１０質量％であり、造孔剤の混合割合は、造孔剤であるフマル酸が上記ＰＴＦＥ樹脂とマイカの合計量を６５体積％とした場合に３５体積％であり、ＰＴＦＥ多孔質体の空孔率は３５体積％である。

（比較例１）
上記実施例１との違いは、表２に示すように、原料配合割合と、造孔剤の混合割合と、ＰＴＦＥ多孔質体の空孔率である。具体的には、原料配合割合は、ＰＴＦＥ樹脂が１００質量％であり、造孔剤の混合割合は、造孔剤であるフマル酸が上記ＰＴＦＥ樹脂の量を１００体積％とした場合に０体積％であり、ＰＴＦＥ多孔質体の空孔率は０％である。

上記摺動材の摩擦係数を実施例１と同様に測定したところ、測定初期から非常に高い値を示したため、４０サイクル繰り返し測定した時点で測定を終了した。結果を表２に示す。

（比較例２）
上記実施例１との違いは、表２に示すように、原料配合割合と、造孔剤の混合割合と、ＰＴＦＥ多孔質体の空孔率である。具体的には、原料配合割合は、ＰＴＦＥ樹脂が７９質量％、ガラス繊維が２０質量％、ベンガラが１質量％であり、造孔剤の混合割合は、造孔剤であるフマル酸が上記ＰＴＦＥ樹脂とガラス繊維とベンガラの合計量を１００体積％とした場合に０体積％であり、ＰＴＦＥ多孔質体の空孔率は０％である。

（比較例３）
上記実施例１との違いは、表２に示すように、原料配合割合と、造孔剤の混合割合と、ＰＴＦＥ多孔質体の空孔率である。具体的には、原料配合割合は、ＰＴＦＥ樹脂が８１質量％、鱗片状黒鉛が５質量％、芳香族ポリエステル（ポリｐ−ヒドロキシ安息香酸）が１４質量％であり、造孔剤の混合割合は、造孔剤であるフマル酸が上記ＰＴＦＥ樹脂と鱗片状黒鉛と芳香族ポリエステルの合計量を１００体積％とした場合に０体積％であり、ＰＴＦＥ多孔質体の空孔率は３％である。

（比較例４）
上記実施例１との違いは、表２に示すように、原料配合割合と、造孔剤の混合割合と、ＰＴＦＥ多孔質体の空孔率である。具体的には、原料配合割合は、ＰＴＦＥ樹脂が６０質量％、鱗片状黒鉛が５質量％、芳香族ポリエステル（ポリｐ−ヒドロキシ安息香酸）が３５質量％であり、造孔剤の混合割合は、造孔剤であるフマル酸が上記ＰＴＦＥ樹脂と鱗片状黒鉛と芳香族ポリエステルの合計量を１００体積％とした場合に０体積％であり、ＰＴＦＥ多孔質体の空孔率は１２％である。

上記摺動材の摩擦係数を実施例１と同様に測定したところ、測定初期から非常に高い値を示したため、１０００サイクル繰り返し測定した時点で測定を終了した。結果を表２に示す。

（比較例５）
上記実施例１との違いは、表２に示すように、原料配合割合と、造孔剤の混合割合と、ＰＴＦＥ多孔質体の空孔率である。具体的には、原料配合割合は、ＰＴＦＥ樹脂が９５質量％、鱗片状黒鉛が５質量％であり、造孔剤の混合割合は、造孔剤であるフマル酸が上記ＰＴＦＥ樹脂と鱗片状黒鉛の合計量を８５体積％とした場合に１５体積％であり、ＰＴＦＥ多孔質体の空孔率は１５％である。

表１に示されるように、実施例１〜実施例７で得られた摺動材は、ＰＴＦＥ樹脂および積層構造を有する鱗片状材料を含有し空孔率が２０〜５０％であるＰＴＦＥ多孔質体と、該ＰＴＦＥ多孔質体に含浸された液体潤滑剤とを含むものであることから、摩擦力を十分に抑制できることが分かる。
さらに、実施例１〜実施例７で得られた摺動材は、空孔率が２０〜５０％であり、ＰＴＦＥ樹脂および鱗片状材料を含有するＰＴＦＥ多孔質体を含むため、２０００サイクル後でも摩擦係数が０．０２９以下を示しており、耐久性を確保できていることが分かる。

一方、表２に示されるように、比較例１〜比較例５で得られた摺動材は、鱗片状材料を含まなかったり（比較例１および比較例２）、空孔率が０〜１５％と低いものである（比較例１〜比較例５）ために、摩擦係数が高く摩擦力を十分に抑制できていないことが分かる。さらに、比較例１〜比較例５で得られた摺動材では、空孔率が０〜１５％と低く、オイル保持量が少ないため、４０サイクル後の摩擦係数が０．０４３以上を示しており、耐久性を適切に確保できていないことが分かる。

Claims

ポリテトラフルオロエチレン樹脂および積層構造を有する鱗片状材料を含有し空孔率が２０〜５０％であるポリテトラフルオロエチレン多孔質体と、
該ポリテトラフルオロエチレン多孔質体に含浸された液体潤滑剤とを含むことを特徴とする摺動材。
前記ポリテトラフルオロエチレン多孔質体が、ポリテトラフルオロエチレン樹脂を６０〜９５質量％含有するとともに、鱗片状材料を５〜４０質量％含有するものである請求項１に記載の摺動材。
前記鱗片状材料が、グラファイト、窒化ホウ素、タルクおよびマイカから選ばれる一種以上である請求項１または請求項２に記載の摺動材。
前記ポリテトラフルオロエチレン多孔質体と、当該ポリテトラフルオロエチレン多孔質体の主表面に積層された充実材とを含む請求項１〜請求項３のいずれかに記載の摺動材。
前記液体潤滑剤が、シリコーンオイル、流動パラフィン、ナフサ、ホワイトオイル、液体状ポリシロキサンから選ばれる一種以上で構成される請求項１〜請求項４のいずれかに記載の摺動材。
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の摺動材を製造する方法であって、
ポリテトラフルオロエチレン樹脂と、鱗片状材料と、造孔剤とを混合して混合物を得る工程と、
前記混合物を成形して成形体を得る工程と、
前記成形体から造孔剤を除去してポリテトラフルオロエチレン多孔質体を得る工程と、
前記ポリテトラフルオロエチレン多孔質体に液体潤滑剤を含浸する工程と
を含むことを特徴とする摺動材の製造方法。
前記ポリテトラフルオロエチレン樹脂と鱗片状材料と造孔剤との合計量を１００体積％とした場合に、前記造孔剤を２０〜５０体積％混合する請求項６に記載の摺動材の製造方法。
前記造孔剤が、フマル酸である請求項６または請求項７に記載の摺動材の製造方法。