JP5582011B2 - 摺動面部材及びこれを用いた複層摺動部材 - Google Patents

Description

本発明は、軸受又は摺動板等に用いることができる摺動面部材及びこれを用いた複層摺動部材に関する。

特開平８−６０１７０号公報

金網若しくはエキスパンドメタル等を用いた金属製網状体又は綿糸若しくは合成繊維を用いた織布からなる補強基材とこの補強基材にフェノール樹脂若しくはエポキシ樹脂等の樹脂を含浸させてなる樹脂層とをもった摺動面部材及びこの摺動面部材を複数枚積層して平板状若しくは円筒状に形成した複層摺動部材は、知られている。

ところで、斯かる摺動面部材において、表面に露出する補強基材によっても相手材の表面との低摩擦性の摺動を期待する場合には、金網若しくはエキスパンドメタル等を用いた金属製網状体からなる補強基材では、露出する金属製網状体によって摺動する相手材の表面に傷がつけられて相手材の表面の耐久性の確保を期待し難く、綿糸若しくは合成繊維を用いた織布からなる補強基材では、高価となる特殊撚り糸を用いないと優れた摺動性能を得ることができない上に、補強基材と樹脂層との低い密着性に起因する耐久性の劣化を招来する虞がある。

本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高価となる特殊撚り糸を用いないでも、優れた摺動性能を得ることができる上に、摺動表面に補強基材が露出しても、相手材の表面を損傷させることがなく、相手材の表面の耐久性を確保できる上に、低摩擦の摺動を期待でき、補強基材と樹脂層との高い密着性に起因して耐久性を確保できる摺動面部材及びこれを用いた複層摺動部材を提供することにある。

本発明の摺動面部材は、エキスパンド樹脂シートからなる補強基材と、この補強基材のエキスパンド樹脂シートの刻み目に充填されていると共に熱硬化性樹脂を含んだ充填層を有した樹脂層と、この樹脂層からなる面を有した摺動面とを具備している。

本発明の摺動面部材によれば、補強基材がエキスパンド樹脂シートからなっているために、摺動面にエキスパンド樹脂シートの一部が現出して露出していても、金属製網状体からなる補強基材と比較して相手材の表面を損傷させる虞を低減できて、相手材の表面の耐久性を確保できる上に、摩擦係数の急激な増大を回避できて低摩擦性の摺動を確保でき、しかも、エキスパンド樹脂シートの樹脂と充填層を含む樹脂層の樹脂との親和性に起因する化学的接着強度の増加並びにエキスパンド樹脂シートの特有の凹凸形状に起因する機械的な接着強度の増加により補強基材と樹脂層とが強固に密着される結果、高い耐久性を確保でき、加えて、高価となる特殊撚り糸を用いないでも、優れた摺動性能を得ることができる。

本発明において、樹脂層は、エキスパンド樹脂シート及び充填層の少なくとも一方の面を被覆して充填層に一体的に形成されていると共に熱硬化性樹脂を含んだ被覆層を更に有していてもよく、斯かる場合には、好ましい例では、該樹脂層の露出した面は、被覆層の露出した面からなっている。

摺動面が被覆層の面を具備している場合には、被覆層自体の優れた摺動性能を得ることができる一方、斯かる被覆層が仮に摩耗により消失してもエキスパンド樹脂シート及び樹脂層の夫々の一部の現出で一応の摺動性能を確保できることになる。

本発明では、上記のように被覆層を有していてもよいが、斯かる被覆層を形成しないように又は被覆層を形成後に切削等により被覆層を除去してもよく、この場合には、摺動面は、充填層からなる面と補強基材からなる面とを具備しているが、被覆層を有している場合でも、充填層からなる面と補強基材からなる面とを摺動面としてもよい。

摺動面が、充填層からなる面と補強基材からなる面とを具備している場合には、摺動面に切削加工等を施してこれら充填層からなる面と補強基材からなる面との割合を変えることにより、摺動面の摩擦係数を最適に調整することができる。

補強基材のエキスパンド樹脂シートを形成する樹脂材は、好ましい例では、フッ素樹脂及びポリエステル樹脂のうちの少なくとも一つを含んでおり、フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）が特に好ましいが、例えば、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニールエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）、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樹脂（ＦＥＰ）又はエチレン−ポリテトラフルオロエチレン共重合体樹脂（ＥＴＦＥ）であってもよく、ポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）が特に好ましいが、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂（ＰＴＴ）、ポリエチレンナフタレート樹脂（ＰＥＮ）又はポリブチレンナフタレート樹脂（ＰＢＮ）であってもよいが、本発明は、これらの例に限定されず、摺動面部材における補強基材としての補強機能を達成できて低摩擦性を有する上に、相手材の表面との関連で当該相手材の表面を損傷させる虞のないものあれば他の樹脂、例えば、ポリアセタール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂等であってもよい。

補強基材は、好ましい例では、メッシュ短目方向の中心間距離が０．５ｍｍから２．０ｍｍ、メッシュ長目方向の中心間距離が１．５ｍｍから３．０ｍｍ、シート厚が０．１ｍｍから０．８ｍｍ、刻み巾が０．２ｍｍから１．０ｍｍであるエキスパンド樹脂シートからなっている。

補強基材のエキスパンド樹脂シートにおいて、メッシュ短目方向の中心間距離が０．５ｍｍよりも小さく且つメッシュ長目方向の中心間距離が１．５ｍｍがよりも小さくなると、刻み目（メッシュ）への熱硬化性樹脂の充填が困難になると共に刻み目へ充填される熱硬化性樹脂の量が少なくなり、充填層の剪断強度が低下して補強基材に樹脂層がしっかりと保持されない虞が生じ得、メッシュ短目方向の中心間距離が２．０ｍｍよりも大きく且つメッシュ長目方向の中心間距離が３．０ｍｍがよりも大きくなると、被覆層に対する保持性を劣化させて刻み目での被覆層の陥没を惹起する虞を有する。

エキスパンド樹脂シートに用いる樹脂シートのシート厚は、０．１ｍｍから０．８ｍｍであることが好ましいのであるが、０．１ｍｍよりも薄いと、望ましい補強効果及び形状保持性を得ることができず、０．８ｍｍよりも厚いと、樹脂シートからエキスパンド樹脂シートへの加工性が劣化する虞を有する。

補強基材のエキスパンド樹脂シートは、亀甲形又は菱形のメッシュの形状を有しているとよい。

樹脂層の熱硬化性樹脂は、好ましい例では、レゾール型フェノール樹脂を含んでおり、斯かるレゾール型フェノール樹脂としては、ビスフェノールＡを５０モル％から１００モル％を含むフェノール類とホルムアルデヒド類とをアミン類を触媒として合成され、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー測定による数平均分子量Ｍｎが５００から１０００であり、且つ重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎとの比としての分散度Ｍｗ／Ｍｎが２．５から１５であるレゾール型フェノール樹脂が好ましい。

樹脂層は、レゾール型フェノール樹脂に分散されたＰＴＦＥを更に含んでいてもよく、本ＰＴＦＥには、分子量が１，０００，０００から数１０，０００，０００の高分子量ＰＴＦＥ又は分子量が１，０００から数１００，０００の低分子量ＰＴＦＥを使用することが好ましい。

樹脂層が被覆層を有すると共に当該被覆層側を摺動面とする場合には、斯かる被覆層には、ＰＴＦＥが分散されたレゾール型フェノール樹脂を用いることが望ましい。

斯かるレゾール型フェノール樹脂を含んだ摺動面部材は、レゾール型フェノール樹脂を１５質量％から５０質量％、ＰＴＦＥを０質量％から１５質量％及び補強基材を３５質量％から８５質量％含んでいるとよい。

本発明の平板状の複層摺動部材は、上述のいずれかの摺動面部材を複数枚積層した積層体を有しており、摺動面は、該積層体の摺動面部材の樹脂層からなる面を有しており、また、本発明の円筒状の複層摺動部材は、上述のいずれかの摺動面部材を複数回巻き付けた円筒体を有しており、摺動面は、該円筒体の摺動面部材の樹脂層からなる面を有している。

斯かる平板状の複層摺動部材は、上述のいずれかの摺動面部材であって、例えば矩形状又は円形に形成した当該摺動面部材を複数枚積層して積層体とすると共にこの積層体をそのまま摺動面部材のいずれか一方の表面を摺動面とした、複数枚の摺動面部材のみからなっていても、これに代えて、少なくとも一枚の摺動面部材と、この少なくとも一枚の摺動面部材のいずれかの一方の表面を摺動面とする一方、当該少なくとも一枚の摺動面部材のいずれか他方の面に当該摺動面部材とは異なる材質、例えばガラス繊維を含有したフェノール樹脂等の材質からなる矩形状又は円形の平板状部材とを少なくとも一枚積層した、少なくとも一枚の摺動面部材と当該摺動面部材とは異なる材質からなる少なくとも一枚の平板状部材からなる積層体であってもよく、同様に、円筒状の複層摺動部材は、上述のいずれかの摺動面部材であって例えば長尺の矩形状に形成した当該摺動面部材を少なくとも一回巻いた円筒体とし、この円筒体の内周面及び外周面のうちの一方の面を摺動面とした、少なくとも一回巻回された一枚の摺動面部材のみからなっていても、これに代えて、少なくとも一枚の摺動面部材を少なくとも一回円筒状に巻いた円筒体と、この円筒体の内周面及び外周面のうちの一方の面を摺動面とする一方、当該円筒体の内周面及び外周面のうちの他方の面に当該摺動面部材とは異なる材質、例えばガラス繊維を含有したフェノール樹脂等の材質からなる少なくとも一枚の矩形状部材を少なくとも一回円筒状に巻き付けた円筒体とからなる積層体であってもよい。

本発明によれば、高価となる特殊撚り糸を用いないでも、優れた摺動性能を得ることができる上に、摺動表面に補強基材が露出しても、相手材の表面を損傷させることがなく、相手材の表面の耐久性を確保できる上に、低摩擦の摺動を期待でき、補強基材と樹脂層との高い密着性に起因して耐久性を確保できる摺動面部材及びこれを用いた複層摺動部材を提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態の好ましい例の断面説明図である。 図２は、図１に示す例のエキスパンド樹脂シートの平面説明図である。 図３は、図２に示すエキスパンド樹脂シートの一部拡大斜視説明図である。 図４は、図１に示す例の斜視説明図である。 図５は、本発明の実施の形態の好ましい他の例の斜視説明図である。 図６は、図５に示す例の製造方法の説明図である。 図７は、図５に示す例の製造方法の説明図である。 図８は、本発明の実施の形態の好ましい更に他の例の斜視説明図である。 図９は、実施例及び比較例に対する試験方法の斜視説明図である。

次に本発明を、図に示す好ましい実施の形態の例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら例に何等限定されないのである。

図１から図４において、本例の平板状の摺動面部材１は、エキスパンド樹脂シート２からなる補強基材３と、補強基材３のエキスパンド樹脂シート２の刻み目に充填されている充填層４並びに当該エキスパンド樹脂シート２及び充填層４の少なくとも一方の面、本例ではエキスパンド樹脂シート２の一方の面５及び充填層４の一方の面６を被覆していると共に充填層４に一体的に形成された被覆層７を一体に有した熱硬化性樹脂からなる樹脂層８と、樹脂層８の被覆層７の露出した面９を有した摺動面１０とを具備している。

メッシュ１１の形状が菱形であるエキスパンド樹脂シート２は、フッ素樹脂及びポリエステル樹脂のうちの少なくとも一つとからなっており、斯かるエキスパンド樹脂シート２は、メッシュ短目方向の中心間距離ＳＷが０．５ｍｍから２．０ｍｍであって、メッシュ長目方向の中心間距離ＬＷが１．５ｍｍから３．０ｍｍであり、全厚ｄが０．１ｍｍから０．８ｍｍであり、刻み巾Ｗが０．２ｍｍから１．０ｍｍであり、板厚Ｔが０．０５ｍｍから０．６ｍｍあり、そしてボンド長さＢが０．４ｍｍから１．２ｍｍであることが好ましい。

長方形のエキスパンド樹脂シート２の場合には、そろばん目をもってエキスパンド樹脂シート２を使用しても、たたみ目をもってエキスパンド樹脂シート２を使用してもよいが、好ましくは、そろばん目をもって使用する。

エキスパンド樹脂シート２を形成する樹脂において、フッ素樹脂としては、ＰＴＦＥを、ポリエステル樹脂としては、ＰＥＴを夫々含んでいるとよい。

樹脂層８の充填層４及び被覆層７は、熱硬化性樹脂としてレゾール型フェノール樹脂を含んでいても、更には、このレゾール型フェノール樹脂に加えて、当該レゾール型フェノール樹脂に分散されていると共に分子量が１，０００，０００から数１０，０００，０００の高分子量ＰＴＦＥ又は分子量が１，０００から数１００，０００の低分子量ＰＴＦＥからなるＰＴＦＥを含んでいてもよい。

レゾール型フェノール樹脂は、ビスフェノールＡ（Ｃ_１５Ｈ_１６Ｏ_２）を５０モル％から１００モル％を含むフェノール類とホルムアルデヒド類とをアミン類を触媒として合成されたものであって、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー測定による数平均分子量Ｍｎが５００から１０００であり、且つ重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎとの比としての分散度Ｍｗ／Ｍｎが２．５から１５であることが好ましい。

ビスフェノールＡのモル数の比率（５０モル％から１００モル％）は、合成開始時に投入する全フェノール類の合計モル数に対するものであって、合成後において、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー測定による数平均分子量Ｍｎが５００から１０００であり、且つ重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎとの比としての分散度Ｍｗ／Ｍｎが２．５から１５であるレゾール型フェノール樹脂は、エキスパンド樹脂シート２のＰＴＦＥ及びＰＥＴとの親和性に優れているので、エキスパンド樹脂シート自体に表面処理を施すことなしに、エキスパンド樹脂シート２との良好な接着性をもった摺動面部材１となる。

レゾール型フェノール樹脂において、ビスフェノールＡが５０モル％未満では、ＰＴＦＥ及びＰＥＴとの十分な親和性を得ることが困難であり、エキスパンド樹脂シート２との良好な十分な接着性をもった摺動面部材を得ることができず、また、数平均分子量Ｍｎが５００未満では、ＰＴＦＥ及びＰＥＴとの親和性が良好であっても、機械的強度の低下を招来し、数平均分子量Ｍｎが１０００を超えると粘度が高くなりすぎて、エキスパンド樹脂シート２のメッシュ１１への含浸が困難となり、更に、分散度Ｍｗ／Ｍｎが２．５未満では、エキスパンド樹脂シート２との十分な接着力を得ることが困難となる一方、分散度Ｍｗ／Ｍｎが１５を超えると、数平均分子量Ｍｎが１０００を超える場合と同様に、エキスパンド樹脂シート２のメッシュ１１への含浸が困難となる。

ビスフェノールＡが１００モル％未満の場合にレゾール型フェノール樹脂に含まれるビスフェノールＡ以外のフェノール類として、フェノール、クレゾール、エチレンフェノール、アミノフェノール、レゾルシノール、キシレノール、ブチルフェノール、トリメチルフェノール、カテコール、フェニルフェノール等を例示し得、就中、フェノールを好ましい例として挙げることができ、これらビスフェノールＡ以外のフェノール類は、夫々単独で用いても、二種類以上を混合物として用いてもよい。

ホルムアルデヒド類として、ホルマリン、パラホルムアルデヒド、サリチルアルデヒド、ベンズアルデヒド、ｐ−ヒドロキシベンズアルデヒド等を例示し得、就中、ホルマリン又はパラホルムアルデヒドを合成の容易性からの観点から好ましい例として挙げることができ、これらホルムアルデヒド類は、夫々単独で用いても、二種類以上を混合物として用いてもよい。

触媒としてのアミン類として、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、ベンジルジメチルアミン、アンモニア水を例示し得、就中、トリエチルアミン又はアンモニア水を合成の容易性からの観点から好ましい例として挙げることができる。

レゾール型フェノール樹脂に分散配合されるＰＴＦＥとして、成形用のモールディングパウダー（以下、高分子量ＰＴＦＥという）と、放射線照射等により高分子量ＰＴＦＥに比べて分子量を低下させたＰＴＦＥ（以下、低分子量ＰＴＦＥという）とを例示し得、主に添加剤として用いられる低分子量ＰＴＦＥは、粉砕し易く分散性に優れている。

高分子量ＰＴＦＥの具体例として、三井デュポンフロロケミカル社製の「テフロン（登録商標）７−Ｊ」、「テフロン（登録商標）７Ａ−Ｊ」、「テフロン（登録商標）７０−Ｊ」等、ダイキン工業社製の「ポリフロンＭ−１２（商品名）」等、旭硝子社製の「フルオンＧ１６３（商品名）」、「フルオンＧ１９０（商品名）」等を例示し得る。

低分子量ＰＴＦＥの具体例として、三井デュポンフロロケミカル社製の「ＴＬＰ−１０Ｆ（商品名）」等、ダイキン工業社製の「ルブロンＬ−５（商品名）」等、旭硝子社製の「フルオンＬ１５０Ｊ（商品名）」、「フルオンＬ１６９Ｊ（商品名）」、喜多村社製の「ＫＴＬ−８Ｎ（商品名）」、「ＫＴＬ−２Ｎ（商品名）」等を例示し得る。

樹脂層のＰＴＦＥ粉末としては、高分子量ＰＴＦＥ及び低分子量ＰＴＦＥのうちのいずれの粉末をも用いることができるが、レゾール型フェノール樹脂と混合するに際して、均一に分散してボイドの生成を回避するためには低分子量ＰＴＦＥの粉末が好ましい。

ＰＴＦＥ粉末の平均粒径は、レゾール型フェノール樹脂への均一な分散とボイドの生成の回避との観点から、好ましくは１μｍから５０μｍ、より好ましくは１μｍから３０μｍである。

充填層４及び被覆層７に、熱硬化性樹脂としてレゾール型フェノール樹脂のみを含む場合及びレゾール型フェノール樹脂とＰＴＦＥとを含む場合の摺動面部材１において、好ましくは、レゾール型フェノール樹脂の含有量は、１５質量％から５０質量％であり、レゾール型フェノール樹脂に分散されたＰＴＦＥの含有量は、０質量％から１５質量％であり、この場合、補強基材の量は、３５質量％から８５質量％であるとよい。

摺動面部材１において、レゾール型フェノール樹脂の含有量が、１５質量％未満であると、摺動面部材１の製造にあたって成形性に支障を招来する一方、５０質量％を超えると、摺動面部材１の機械的強度を低下させる虞があり、また、摺動面部材１において、レゾール型フェノール樹脂に分散されたＰＴＦＥの含有量が１５質量％を超えると、成形の際の粘度の増大を招来してボイドの生成の虞を有すると共にレゾール型フェノール樹脂の接着性を低下させ、摺動面部材１又は斯かる摺動面部材１を有した複層摺動部材の機械的強度低下をきたし、複層摺動部材にあっては、層間剥離を惹起させたりする虞がある。

レゾール型フェノール樹脂の含有量が１５質量％から５０質量％であると共にレゾール型フェノール樹脂に分散されたＰＴＦＥの含有量が０質量％から１５質量％である摺動面部材１の場合、補強基材の量が３５質量％未満では、補強基材の本来的な補強機能を得られない結果、補強基材による十分な摺動面部材の形状保持性を発揮できない一方、８５質量％を超えると、レゾール型フェノール樹脂の量が少なくなって、成形性を著しく阻害する虞がある。

レゾール型フェノール樹脂の含有量が１５質量％から５０質量％であり、レゾール型フェノール樹脂に分散されたＰＴＦＥの含有量が０質量％から１５質量％であり、そして、補強基材の量が３５質量％から８５質量％である斯かる摺動面部材１は、以上の通り、良好な成形性、機械的強度及び摩擦摩耗特性を有し得る。

厚みＤを有する摺動面部材１の製造方法を説明すると、まず、所定の厚みＴを有したＰＴＦＥとＰＥＴのうちの少なくとも一つとからなる樹脂シートを準備し、この樹脂シートに千鳥状に所定の長さをもったスリット（切目）を形成し、このスリット（切目）を形成した樹脂シートをスリット（切目）に直交する方向に引き伸ばして、所定のメッシュ短目方向の中心間距離ＳＷ、メッシュ長目方向の中心間距離ＬＷ、刻み巾Ｗ及びボンド長さＢをもった図２及び図３に示すエキスパンド樹脂シート２からなる補強基材３を作製する。

次に、撹拌機、温度計及び冷却管を備えたセパラブルフラスコに、例えば、ビスフェノールＡ３００ｇと、３７％ホルムアルデヒド水溶液１９２ｇとを投入し、撹拌しながら２５％アンモニア水溶液９ｇを投入した後、常圧下で昇温し９０℃の温度に到達後、２．５時間縮合反応させ、その後、０．０１５ＭＰａの減圧下で８０℃の温度で水分の除去を行い、次いで、メタノール６４ｇを添加して常圧下で８５℃まで昇温し、４時間縮合反応させて濃縮し、これを樹脂固形分６０質量％となるようにメタノールで希釈してレゾール型フェノール樹脂ワニス（固形分６０質量％、数平均分子量Ｍｎ＝９００、分散度Ｍｗ／Ｍｎ＝５．６）を作成して準備すると共に、更に、この作成したレゾール型フェノール樹脂ワニスに、ＰＴＦＥとして低分子量ＰＴＦＥ（喜多村社製ＫＴＬ−２Ｎ（商品名））粉末及び高分子量ＰＴＦＥ（旭硝子社製フルオンＧ１６３（商品名））を夫々所定量配合して分散含有させ、レゾール型フェノール樹脂ワニスと低分子量ＰＴＦＥ粉末との混合液及びレゾール型フェノール樹脂ワニスと高分子量ＰＴＦＥ粉末との混合液を作成して準備する。

斯かる準備したレゾール型フェノール樹脂ワニスを、準備したエキスパンド樹脂シート２からなる補強基材３に、当該ワニスを収容した容器内での浸漬により又はローラ塗り、スプレー塗り、刷毛塗り等により塗工し、このワニスを塗工した補強基材３を一対のローラに間に通して、補強基材３に塗工したワニスをメッシュ１１に隙間なしに十分に充填し、その後、ワニスを塗工した補強基材３を乾燥炉に配置してワニスを乾燥して、乾燥後、適宜の手段により目的の大きさをもった方形状に切断することにより、エキスパンド樹脂シート２からなる補強基材３と、補強基材３のエキスパンド樹脂シート２の刻み目に充填されていると共に熱硬化性樹脂とてしてのレゾール型フェノール樹脂からなる充填層４並びに当該エキスパンド樹脂シート２及び充填層４の面５及び６を被覆して充填層４に一体的に形成されていると共に熱硬化性樹脂とてしてのレゾール型フェノール樹脂からなる被覆層７を有した樹脂層８と、被覆層７の露出した面９を有した摺動面１０とを具備している図１及び図４に示す平板状の摺動面部材１を得ることができる。

レゾール型フェノール樹脂ワニスと低分子量ＰＴＦＥ粉末との混合液を準備した場合には、上記ワニスの場合と同様に、準備したエキスパンド樹脂シート２からなる補強基材３に、当該混合液を収容した容器内での浸漬により又はローラ塗り、スプレー塗り、刷毛塗り等により塗工し、この混合液を塗工した補強基材３を一対のローラに間に通して、補強基材３に塗工した混合液をメッシュ１１に隙間なしに十分に充填し、その後、混合液を塗工した補強基材３を乾燥炉に配置して混合液の溶剤を飛ばして乾燥して、乾燥後、適宜の手段により目的の大きさをもった方形状に切断することにより、エキスパンド樹脂シート２からなる補強基材３と、補強基材３のエキスパンド樹脂シート２の刻み目に充填されていると共に熱硬化性樹脂としてのレゾール型フェノール樹脂及び低分子量ＰＴＦＥからなる充填層４並びに当該エキスパンド樹脂シート２及び充填層４の面５及び６を被覆して、充填層４に一体形成されていると共に熱硬化性樹脂としてのレゾール型フェノール樹脂及び低分子量ＰＴＦＥからなる被覆層７を一体に有した樹脂層８と、被覆層７の露出した面９を有した摺動面１０とを具備している図１及び図４に示す平板状の摺動面部材１を得ることができる。

レゾール型フェノール樹脂ワニスと高分子量ＰＴＦＥ粉末との混合液を準備した場合には、上記ワニスと低分子量ＰＴＦＥ粉末との混合液の場合と同様に、準備したエキスパンド樹脂シート２からなる補強基材３に、当該混合液を収容した容器内での浸漬により又はローラ塗り、スプレー塗り、刷毛塗り等により塗工し、この混合液を塗工した補強基材３を一対のローラ間に通して、補強基材３に塗工した混合液をメッシュ１１に隙間なしに十分に充填し、その後、混合液を塗工した補強基材３を乾燥炉に配置して混合液の溶剤を飛ばして乾燥して、乾燥後、適宜の手段により目的の大きさをもった方形状に切断することにより、エキスパンド樹脂シート２からなる補強基材３と、補強基材３のエキスパンド樹脂シート２の刻み目に充填されていると共に熱硬化性樹脂としてレゾール型フェノール樹脂及び高分子量ＰＴＦＥからなる充填層４並びに当該エキスパンド樹脂シート２及び充填層４の面５及び６を被覆して、充填層４に一体形成されていると共に熱硬化性樹脂としてレゾール型フェノール樹脂及び高分子量ＰＴＦＥからなる被覆層７を一体に有した樹脂層８と、被覆層７の露出した面９を有した摺動面１０とを具備している図１及び図４に示す摺動面部材１を得ることができる。

平板状の摺動面部材１において、摺動面１０と反対の面（裏面）１５で、エキスパンド樹脂シート２の他方の面１６を、充填層４の他方の面１７と共に当該面１６と面一にして露出させて点在させてもよく、場合により、斯かる面１５を摺動面としてもよく、面１５を摺動面とする場合には、面１５の切削等による削り量の大小により、面１５において、エキスパンド樹脂シート２の露出する面１６と充填層４の露出する面１７との面積割合を変えることができる結果、面１５の摩擦係数を削り量により最適に調整することができる。このようにエキスパンド樹脂シート２の露出する面と充填層４の露出する面とを摺動面とする場合には、被覆層６を設けなくてもよく、また、被覆層６に切削等を施して被覆層６の除去後に現出するエキスパンド樹脂シート２の露出する面と充填層４の露出する面とを摺動面としてもよい。

摺動面部材１の樹脂層８がレゾール型フェノール樹脂のみからなる場合には、摺動面１０と反対の面（裏面）１５を摺動面とするか、被覆層６を除去後に現出するエキスパンド樹脂シート２の露出する面と充填層４の露出する面とを摺動面とすることが望ましい。

斯かる平板状の摺動面部材１から図５に示す平板状の複層摺動部材２１を作製する場合には、図６に示すように複数枚の平板状の摺動面部材１を準備し、この複数枚の平板状の摺動面部材１を図７に示す金型２２の凹所２３に、一方の摺動面部材１の面１５と隣接する他方の摺動面部材１の摺動面１０とが互いに接触するようにして、重ね合わせて配置し、凹所２３においてこの重ね合わせた複数枚の平板状の摺動面部材１からなる積層体２４を、例えば１４５℃の温度で加熱しつつ押圧板２５により７Ｍｐａの圧力を加えて成形すると、図５に示す摺動面１０を有した平板状の複層摺動部材２１を得ることができる。

平板状の摺動面部材１から図８に示す円筒状の複層摺動部材３１を作製する場合には、平板状の摺動面部材１を、摺動面１０が内周側となるようにしてローラに複数回巻きつけて、ローラに卷回された積層体を、上記温度で加熱しつつ押圧ローラにより上記圧力を加えて成形すると、内周面に円筒状の摺動面１０を有した円筒状の複層摺動部材３１を得ることができる。

以下の実施例１から１１並びに比較例１から４について、以下の試験条件をもって摩擦係数及び摩耗量を測定した結果を表１から表５に示す。

＜実施例1＞
エキスパンド樹脂シート（ＰＴＦＥ） ５８質量％
ＳＷ＝０．８４ｍｍ
ＬＷ＝２．０４ｍｍ
ｄ＝０．３１ｍｍ
Ｗ＝０．３４ｍｍ
Ｔ＝０．１４ｍｍ
Ｂ＝０．６１ｍｍ
樹脂層 ４２質量％（レゾール型フェノール樹脂（数平均分子量Ｍｎ＝９００ 分散度 Ｍｗ／Ｍｎ＝５．６） ４２質量％、低分子量ＰＴＦＥ ０質量 ％）
摺動面部材の厚みＤ＝１．０６ｍｍ

＜実施例２＞
エキスパンド樹脂シート（ＰＥＴ） ６０質量％
ＳＷ＝１．１０ｍｍ
ＬＷ＝１．９８ｍｍ
ｄ＝０．３９ｍｍ
Ｗ＝０．３４ｍｍ
Ｔ＝０．１９ｍｍ
Ｂ＝０．６１ｍｍ
樹脂層 ４０質量％（レゾール型フェノール樹脂（数平均分子量Ｍｎ＝９００ 分散度 Ｍｗ／Ｍｎ＝５．６） ４０質量％、低分子量ＰＴＦＥ ０質量 ％）
摺動面部材の厚みＤ＝０．５３ｍｍ

＜実施例３＞
エキスパンド樹脂シート（ＰＴＦＥ） ８５質量％
ＳＷ＝１．２５ｍｍ
ＬＷ＝２．０７ｍｍ
ｄ＝０．６１ｍｍ
Ｗ＝０．５７ｍｍ
Ｔ＝０．４２ｍｍ
Ｂ＝０．９１ｍｍ
樹脂層 １５質量％（レゾール型フェノール樹脂（数平均分子量Ｍｎ＝９００ 分散度 Ｍｗ／Ｍｎ＝５．６） １５質量％、低分子量ＰＴＦＥ ０質量 ％）
摺動面部材の厚みＤ＝０．４３ｍｍ

＜実施例４＞
エキスパンド樹脂シート（ＰＴＦＥ） ５７質量％
ＳＷ＝０．８４ｍｍ
ＬＷ＝２．０４ｍｍ
ｄ＝０．３１ｍｍ
Ｗ＝０．３４ｍｍ
Ｔ＝０．１４ｍｍ
Ｂ＝０．６１ｍｍ
樹脂層 ４３質量％（レゾール型フェノール樹脂（数平均分子量Ｍｎ＝９００ 分散度 Ｍｗ／Ｍｎ＝５．６） ３１質量％、低分子量ＰＴＦＥ １２質 量％）
摺動面部材の厚みＤ＝１．１２ｍｍ

＜実施例５＞
エキスパンド樹脂シート（ＰＥＴ） ５８質量％
ＳＷ＝１．１０ｍｍ
ＬＷ＝１．９８ｍｍ
ｄ＝０．３９ｍｍ
Ｗ＝０．３４ｍｍ
Ｔ＝０．１９ｍｍ
Ｂ＝０．６１ｍｍ
樹脂層 ４２質量％（レゾール型フェノール樹脂（数平均分子量Ｍｎ＝９００ 分散度 Ｍｗ／Ｍｎ＝５．６） ３０質量％、低分子量ＰＴＦＥ １２質 量％）
摺動面部材の厚みＤ＝０．７２ｍｍ

＜実施例６＞
エキスパンド樹脂シート（ＰＴＦＥ） ５７質量％
ＳＷ＝０．８４ｍｍ
ＬＷ＝２．０４ｍｍ
ｄ＝０．３１ｍｍ
Ｗ＝０．３４ｍｍ
Ｔ＝０．１４ｍｍ
Ｂ＝０．６１ｍｍ
樹脂層 ４３質量％（レゾール型フェノール樹脂（数平均分子量Ｍｎ＝９００ 分散度 Ｍｗ／Ｍｎ＝５．６） ３１質量％、高分子量ＰＴＦＥ １２質 量％）
摺動面部材の厚みＤ＝０．７２ｍｍ

＜実施例７＞
エキスパンド樹脂シート（ＰＥＴ） ５８質量％
ＳＷ＝１．１０ｍｍ
ＬＷ＝１．９８ｍｍ
ｄ＝０．３９ｍｍ
Ｗ＝０．３４ｍｍ
Ｔ＝０．１９ｍｍ
Ｂ＝０．６１ｍｍ
樹脂層 ４２質量％（レゾール型フェノール樹脂（数平均分子量Ｍｎ＝９００ 分散度 Ｍｗ／Ｍｎ＝５．６） ３０質量％、高分子量ＰＴＦＥ １２質 量％）
摺動面部材の厚みＤ＝０．７２ｍｍ

＜実施例８＞
エキスパンド樹脂シート（ＰＴＦＥ） ５７質量％
ＳＷ＝０．８４ｍｍ
ＬＷ＝２．０４ｍｍ
ｄ＝０．３１ｍｍ
Ｗ＝０．３４ｍｍ
Ｔ＝０．１４ｍｍ
Ｂ＝０．６１ｍｍ
樹脂層 ４３質量％（レゾール型フェノール樹脂（数平均分子量Ｍｎ＝９００ 分散度 Ｍｗ／Ｍｎ＝５．６） ３１質量％、低分子量ＰＴＦＥ １２質 量％）
摺動面部材の厚みＤ＝０．７２ｍｍ

＜実施例９＞
エキスパンド樹脂シート（ＰＥＴ） ５８質量％
ＳＷ＝１．１０ｍｍ
ＬＷ＝１．９８ｍｍ
ｄ＝０．３９ｍｍ
Ｗ＝０．３４ｍｍ
Ｔ＝０．１９ｍｍ
Ｂ＝０．６１ｍｍ
樹脂層 ４２質量％（レゾール型フェノール樹脂（数平均分子量Ｍｎ＝９００ 分散度 Ｍｗ／Ｍｎ＝５．６） ３０質量％、低分子量ＰＴＦＥ １２質 量％）
摺動面部材の厚みＤ＝０．７２ｍｍ

＜実施例１０＞
エキスパンド樹脂シート（ＰＴＦＥ） ５７質量％
ＳＷ＝０．８４ｍｍ
ＬＷ＝２．０４ｍｍ
ｄ＝０．３１ｍｍ
Ｗ＝０．３４ｍｍ
Ｔ＝０．１４ｍｍ
Ｂ＝０．６１ｍｍ
樹脂層 ４３質量％（レゾール型フェノール樹脂（数平均分子量Ｍｎ＝９００ 分散度 Ｍｗ／Ｍｎ＝５．６） ３１質量％、高分子量ＰＴＦＥ １２質 量％）
摺動面部材の厚みＤ＝０．７２ｍｍ

＜実施例１１＞
エキスパンド樹脂シート（ＰＥＴ） ５８質量％
ＳＷ＝１．１０ｍｍ
ＬＷ＝１．９８ｍｍ
ｄ＝０．３９ｍｍ
Ｗ＝０．３４ｍｍ
Ｔ＝０．１９ｍｍ
Ｂ＝０．６１ｍｍ
樹脂層 ４２質量％（レゾール型フェノール樹脂（数平均分子量Ｍｎ＝９００ 分散度 Ｍｗ／Ｍｎ＝５．６） ３０質量％、高分子量ＰＴＦＥ １２質 量％）
摺動面部材の厚みＤ＝０．７２ｍｍ

＜比較例１＞
ＰＴＦＥ繊維の片撚り糸とＰＥＴ繊維の片撚り糸との双糸の交織布 ４３．５質量％
樹脂層 ５６．５質量％（レゾール型フェノール樹脂（数平均分子量Ｍｎ＝９００ 分 散度 Ｍｗ／Ｍｎ＝５．６） ４３．５質量％、低分子量Ｐ ＴＦＥ １３質量％）
摺動面部材の厚みＤ＝０．７２ｍｍ

＜比較例２＞
ＰＴＦＥ繊維の撚り糸とＰＥＴ繊維の撚り糸との双糸の交織布 ３７質量％
樹脂層 ６３質量％（レゾール型フェノール樹脂（数平均分子量Ｍｎ＝９００ 分散度 Ｍｗ／Ｍｎ＝５．６） ５０質量％、低分子量ＰＴＦＥ １３質 量％）
摺動面部材の厚みＤ＝０．７２ｍｍ

＜比較例３＞
エキスパンドメタルシート（リン青銅） ５４質量％
樹脂層 ４６質量％（レゾール型フェノール樹脂（数平均分子量Ｍｎ＝９００ 分散度 Ｍｗ／Ｍｎ＝５．６） ４６質量％、低分子量ＰＴＦＥ ０質 量％）
摺動面部材の厚みＤ＝０．７２ｍｍ

＜比較例４＞
エキスパンドメタルシート（リン青銅） ５４質量％
樹脂層 ４６質量％（レゾール型フェノール樹脂（数平均分子量Ｍｎ＝９００ 分散度 Ｍｗ／Ｍｎ＝５．６） ３６．８質量％、低分子量ＰＴＦＥ ９ ．２質量％）
摺動面部材の厚みＤ＝０．７２ｍｍ

比較例１から４の摺動面部材は、補強基材としてエキスパンド樹脂シートに代えて交織布又はエキスパンドメタルシートを用いて上記の製造方法と同様にして作製された。

＜試験条件＞
面圧 ２４．５ Ｎ／ｍｍ^２ （２５０ ｋｇｆ／ｃｍ^２）
滑り速度 ８．３８ ｍｍ／ｓ （０．５０ ｍ／ｍｉｎ）
回転速度 １４ ｒｐｍ
環境雰囲気 大気中
潤滑 無潤滑
試験方法 図９に示すように、平板状摺動部材（平板状複層摺動部材）２１に相手材となる回転軸３０を荷重Ａを負荷して固定し、一定の滑り速度でＢ方向に回転させ、平板状摺動部材２１と回転軸３０との間の摩擦係数及び試験時間２０時間の摺動面１０の摩耗量を測定した。なお、実施例１から７では、平板状摺動部材２１のエキスパンド樹脂シート２の面１６と充填層４の面１７とが混在した面１５を回転軸３０に接触させて当該面１５の摩擦係数及び摩耗量を測定し、実施例８から１１では、平板状摺動部材２１の被覆層７のみが露出した面９を有した摺動面１０を回転軸３０に接触させて当該摺動面１０の摩擦係数及び摩耗量を測定し、比較例１及び２では、交織布の面と充填層の面とが混在した面を回転軸３０に接触させて当該面の摩擦係数と摩耗量を測定し、比較例３及び４では、エキスパンドメタルシートの面と充填層の面とが混在した面を回転軸３０に接触させて当該面の摩擦係数と摩耗量とを測定した。補強基材としてエキスパンドメタルシートを用いた比較例３及び４では、試験中に摩擦係数が０．５と非常に高い数値を示したため、試験を途中で中断した。

表１から表５におけるレゾール型フェノール樹脂の数平均分子量Ｍｎ及び分散度Ｍｗ／Ｍｎの測定は、ＧＰＣにより測定し、数値は、ポリスチレン標準物質による研稜線から算出した。計測装置等は以下の通りである。
ＧＰＣ装置：東ソー社製ＨＬＣ−８１２０
カラム：東ソー社製ＴＳＫｇｅｌ Ｇ３０００ＨＸＬ ［排除限界分子量（ポリスチレ ン換算）１×１０３］ １本に続けて、ＴＳＫｇｅｌ Ｇ２０００ＨＸＬ ［ 排除限界 分子量（ポリスチレン換算）１×１０４］ ２本使用
検出器：東ソー社製ＵＶ−８０２０

表１から表５からも明らかであるように、本発明によれば、高価な交織布を用いた比較例１及び２と同等の優れた低摩擦性を得ることができると共に、金属（リン青銅）製網状体からなる補強基材を用いた比較例３及び４と比較して相手材の表面を損傷させる虞を低減できる上に、摩擦係数の急激な増大を回避できて低摩擦性の摺動を確保でき、しかも、エキスパンド樹脂シートの樹脂と充填層を含む樹脂層の樹脂との親和性に起因する化学的接着強度の増加並びにエキスパンド樹脂シートの特有の凹凸形状に起因する機械的な接着強度の増加により補強基材と樹脂層との高い密着性を有しているため、十分な耐久性も確保できる。

１ 摺動面部材
２ エキスパンド樹脂シート
３ 補強基材
４ 充填層
５、６、９ 面
７ 被覆層
８ 樹脂層
１０ 摺動面

Claims (16)

1. エキスパンド樹脂シートからなる補強基材と、この補強基材のエキスパンド樹脂シートの刻み目に充填されていると共に熱硬化性樹脂を含んだ充填層を有した樹脂層と、この樹脂層の露出した面を有した摺動面とを具備しており、樹脂層は、エキスパンド樹脂シート及び充填層の少なくとも一方の面を被覆して充填層と共に一体的に形成されていると共に熱硬化性樹脂からなる被覆層を更に有しており、該樹脂層の露出した面は、被覆層の露出した面からなる摺動面部材。
2. 補強基材のエキスパンド樹脂シートを形成する樹脂は、フッ素樹脂及びポリエステル樹脂のうちの少なくとも一つを含んでいる請求項１に記載の摺動面部材。
3. 補強基材は、メッシュ短目方向の中心間距離が０．５ｍｍから２．０ｍｍであって、メッシュ長目方向の中心間距離が１．５ｍｍから３．０ｍｍであり、刻み巾が０．２ｍｍから１．０ｍｍであり、シート厚が０．１ｍｍから０．８ｍｍであるエキスパンド樹脂シートからなる請求項１又は２に記載の摺動面部材。
4. 補強基材のエキスパンド樹脂シートは、亀甲形又は菱形のメッシュの形状を有している請求項１から３のいずれか一項に記載の摺動面部材。
5. エキスパンド樹脂シートからなる補強基材と、この補強基材のエキスパンド樹脂シートの刻み目に充填されていると共に熱硬化性樹脂を含んだ充填層を有した樹脂層と、この樹脂層の露出した面を有した摺動面とを具備しており、樹脂層の熱硬化性樹脂は、レゾール型フェノール樹脂を含んでいる摺動面部材。
6. 樹脂層は、レゾール型フェノール樹脂に分散されたポリテトラフルオロエチレン樹脂を更に含んでいる請求項５に記載の摺動面部材。
7. エキスパンド樹脂シートからなる補強基材と、この補強基材のエキスパンド樹脂シートの刻み目に充填されていると共に熱硬化性樹脂を含んだ充填層を有した樹脂層と、この樹脂層の露出した面を有した摺動面とを具備しており、樹脂層は、レゾール型フェノール樹脂に分散されたポリテトラフルオロエチレン樹脂を更に含んでいる摺動面部材。
8. レゾール型フェノール樹脂を１５質量％から５０質量％、ポリテトラフルオロエチレン樹脂を０質量％から１５質量％及び補強基材を３５質量％から８５質量％含んでいる請求項５から７のいずれか一項に記載の摺動面部材。
9. ポリテトラフルオロエチレンは、高分子量ポリテトラフルオロエチレン又は低分子量ポリテトラフルオロエチレンである請求項６から８のいずれか一項に記載の摺動面部材。
10. 樹脂層は、エキスパンド樹脂シート及び充填層の少なくとも一方の面を被覆して充填層と共に一体的に形成されていると共に熱硬化性樹脂からなる被覆層を更に有しており、該樹脂層の露出した面は、被覆層の露出した面からなる請求項５から９のいずれか一項に記載の摺動面部材。
11. 該樹脂層の露出した面は、充填層の露出した面と補強基材の露出した面とからなる請求項５から９のいずれか一項に記載の摺動面部材。
12. 補強基材のエキスパンド樹脂シートを形成する樹脂は、フッ素樹脂及びポリエステル樹脂のうちの少なくとも一つを含んでいる請求項５から１１のいずれか一項に記載の摺動面部材。
13. 補強基材は、メッシュ短目方向の中心間距離が０．５ｍｍから２．０ｍｍであって、メッシュ長目方向の中心間距離が１．５ｍｍから３．０ｍｍであり、刻み巾が０．２ｍｍから１．０ｍｍであり、シート厚が０．１ｍｍから０．８ｍｍであるエキスパンド樹脂シートからなる請求項５から１２のいずれか一項に記載の摺動面部材。
14. 補強基材のエキスパンド樹脂シートは、亀甲形又は菱形のメッシュの形状を有している請求項５から１３のいずれか一項に記載の摺動面部材。
15. 請求項１から１４のいずれか一項に記載の摺動面部材を少なくとも一枚有した積層体を有しており、摺動面は、該積層体の摺動面部材の樹脂層からなる面を有している平板状の複層摺動部材。
16. 請求項１から１４のいずれか一項に記載の摺動面部材を少なくとも一回円筒状に巻いた積層体を有しており、摺動面は、該円筒体の摺動面部材の樹脂層からなる面を有している複層摺動部材。

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