JP6961467B2

JP6961467B2 - 樹脂組成物、成形体、摺動部材、及び摺動方法

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Publication number: JP6961467B2
Application number: JP2017218874A
Authority: JP
Inventors: 悠貴 ▲高▼石
Original assignee: Otsuka Chemical Co Ltd
Current assignee: Otsuka Chemical Co Ltd
Priority date: 2017-11-14
Filing date: 2017-11-14
Publication date: 2021-11-05
Anticipated expiration: 2037-11-14
Also published as: JP2019089922A

Description

本発明は、ポリフェニレンサルファイド樹脂を含有する樹脂組成物、該樹脂組成物を用いた成形体、摺動部材、及び摺動方法に関する。

近年、複写機やレーザープリンター等の電子写真方式を用いた画像形成装置が幅広く利用されている。画像形成装置においては、光学部で取り込んだ画像を、現像部・感光部で転写ベルト上にトナーで形成する。そのトナーを紙に転写し、定着部で紙に焼き付ける。定着部において、紙はヒータを内蔵した定着ローラと加圧ローラとの間を通過し、トナーを焼き付けるために１８０℃〜２５０℃程度で加熱、加圧される。従って、定着ローラ、加圧ローラの軸受には、高温下での使用が求められている。また、印刷速度の高速化、消費電力低減が進んでいるため、軸受には、高荷重、高速条件での低摩擦係数（低トルク）化、耐摩耗性の向上が求められている。

上述の用途に用いられる軸受としては、ボールベアリング（転がり軸受）等の金属製の軸受、滑り軸受け等の樹脂製の軸受などが知られている。金属製の軸受は、低トルク化できるものの、定着部の温度を逃がしやすく、形状の成形自由度が低いという問題がある。樹脂製の軸受は、射出成形により形状の成形自由度が高く、断熱性も高いことから、樹脂製の軸受が求められている。しかし、樹脂製の軸受は、摩擦係数が高く、耐摩耗性も十分ではないことから、軸受面にグリースが塗布されて用いられている。

高温下で使用する樹脂製の軸受の摩擦摩耗特性を向上する方法としては、高温特性の優れたポリフェニレンサルファイド樹脂に、高温特性の優れた固体潤滑剤であるポリテトラフルオロエチレン樹脂を配合することが知られている。しかし、ポリフェニレンサルファイド樹脂は、高温下での長期使用に耐えられるエンジニアリングプラスチックスである一方、脆い樹脂であるため、耐摩耗性が十分ではない。また、ポリフェニレンサルファイド樹脂のガラス転移点は約９３℃であり、この温度を超える環境で用いると熱変形による異常摩耗が発生するおそれがある。そのため、成形性や耐摩耗性を損なわない範囲で、無機充填材の配合量を増やしポリフェニレンサルファイド樹脂の配合量を減らすことが求められている。そこで、特許文献１では、ポリフェニレンサルファイド樹脂に、ポリテトラフルオロエチレン樹脂だけでなく、硫酸カリウム、無機繊維状物を配合することが提案されている。

特開平１１−３４３４１５号公報

しかし、特許文献１の樹脂組成物でも、近年の軸受に求められる低トルク化の要求特性を満たすことができない。特に、本発明者らは、特許文献１のような樹脂組成物は、相手部材が炭素鋼である場合は耐摩耗性が優れているが、相手部材がアルミニウム合金のような軟質金属である場合は十分な耐摩耗性が得られないという課題が存在することを見出した。

なお、定着ローラ、加圧ローラの軸には、加工性がよく、軽量であることから、アルミニウム合金が多く用いられていることから、アルミニウム合金に対して、摩擦係数が低いこと、摩耗量が低いことが求められている。

本発明の目的は、アルミニウム合金等の軟質金属に対して優れた耐摩耗性と低い摩擦係数を示すポリフェニレンサルファイド樹脂組成物、該樹脂組成物を用いた成形体、摺動部材、及び摺動方法を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。即ち、本発明の要旨は以下の通りである。

項１ポリフェニレンサルファイド樹脂と、硫酸バリウムと、３７２℃、荷重５ｋｇの条件で測定したＭＦＲ値が５ｇ／１０ｍｉｎ〜３５ｇ／１０ｍｉｎの範囲内にあるポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ａ）とを含有する、樹脂組成物。

項２前記硫酸バリウムの含有量が、樹脂組成物全量１００質量％中において５質量％〜３０質量％である、項１に記載の樹脂組成物。

項３前記ポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ａ）の含有量が、樹脂組成物全量１００質量％中において１０質量％〜４０質量％である、項１または項２に記載の樹脂組成物。

項４３７２℃、荷重５ｋｇの条件で測定したＭＦＲ値が５ｇ／１０ｍｉｎ未満であるポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ｂ）をさらに含有する、項１〜項３のいずれか一項に記載の樹脂組成物。

項５前記ポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ｂ）の含有量が、樹脂組成物全量１００質量％中において５質量％〜２０質量％である、項４に記載の樹脂組成物。

項６前記ポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ａ）と前記ポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ｂ）との質量比（（Ａ）：（Ｂ））が、４０：６０〜９０：１０である、項４または項５に記載の樹脂組成物。

項７摺動部材に用いられる、項１〜項６のいずれか一項に記載の樹脂組成物。

項８項１〜項７のいずれか一項に記載の樹脂組成物を成形してなる、成形体。

項９項１〜項７のいずれか一項に記載の樹脂組成物を成形してなる、摺動部材。

項１０項９に記載の摺動部材をアルミニウム合金と摺接させることを特徴とする、摺動方法。

本発明によれば、アルミニウム合金等の軟質金属に対して優れた耐摩耗性と低い摩擦係数を示すポリフェニレンサルファイド樹脂組成物を提供することができる。

以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示である。本発明は、以下の実施形態に何ら限定されない。

＜樹脂組成物＞
本発明の樹脂組成物は、ポリフェニレンサルファイド樹脂と、硫酸バリウムと、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ａ）とを含有し、必要に応じてポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ｂ）、ポリテトラフルオロエチレン樹脂以外の固体潤滑剤、その他の添加剤をさらに含有することができる。

本発明の樹脂組成物の各構成成分等について以下説明する。

（ポリフェニレンサルファイド樹脂）
本発明で用いるポリフェニレンサルファイド樹脂（以下、「ＰＰＳ」と称する場合がある。）は、下記式（１）で表される繰り返し単位を有する重合体であり、融点が約２８０℃、ガラス転移点が約９３℃の結晶性の熱可塑性樹脂である。ＰＰＳは、その分子構造により、架橋型、半架橋型、直鎖型等などのタイプがあり、本発明ではこれらの分子構造等に限定されることなく使用できる。さらに、２種類以上の分子構造や分子量の重合体を混合して使用することもできる。

ＰＰＳは、耐熱性、結晶化度、成形性の観点から、好ましくは式（１）で表される繰り返し単位を好ましくは７０ｍｏｌ％以上、より好ましくは９０ｍｏｌ％以上含む重合体である。また、ＰＰＳは、その繰り返し単位の好ましくは３０ｍｏｌ％未満、より好ましくは１０ｍｏｌ％未満が、下記式（２）〜（８）で表される繰り返し単位等で構成されていてもよい。

ＰＰＳは、特公昭４５−３３６８号公報により得られる比較的分子量の小さな重合体を得る方法、特公昭５２−１２２４０号公報や特開昭６１−７３３２号公報に記載される比較的分子量の大きな重合体を得る方法などの従来公知の方法によって製造できる。上記方法により得られたＰＰＳは、そのまま使用してもよく、また空気中加熱による架橋／高分子量化、窒素などの不活性ガス雰囲気下あるいは減圧下での熱処理、また有機溶媒、熱水、酸水溶液などによる洗浄を施して使用してもよい。

ＰＰＳのメルトフローレート（以下、「ＭＦＲ」という）値は、溶融混練が可能であれば特に制限はないが、３１５℃、荷重５ｋｇの条件で測定したＭＦＲ値が３００ｇ／１０ｍｉｎ以下であることが好ましく、２００ｇ／１０ｍｉｎ以下であることが好ましく、１５０ｇ／１０ｍｉｎ以下であることがさらに好ましい。下限としては特に制限はないが、溶融粘度の点から１０ｇ／１０ｍｉｎ以上であることが好ましく、５０ｇ／１０ｍｉｎ以上であることがより好ましい。ＭＦＲ値を上記範囲とすることで成形性を損なわず、摺動時の摩耗量をより一層低減することができる。ＰＰＳのＭＦＲ値は、ＪＩＳＫ７２１０に準拠して測定することができる。

ＰＰＳの形状は、溶融混練が可能であれば特に制限はなく、粉末状、顆粒状、ペレット状のいずれも使用することができる。

本発明の樹脂組成物におけるＰＰＳの含有量は、樹脂組成物の合計量１００質量％中において、３０質量％〜８０質量％であることが好ましく、３５質量％〜７４質量％であることがより好ましく、４０質量％〜７１質量％であることがさらに好ましい。

（硫酸バリウム）
本発明で用いる硫酸バリウムには、重晶石と呼ばれる鉱物を粉砕して脱鉄洗浄、水簸して得られる簸性硫酸バリウム（バライト粉）と、人工的に合成する沈降性硫酸バリウムがある。沈降性硫酸バリウムは合成時の条件により粒子の大きさを制御することができ、目的とする粗大粒子の含有量が少ない、微細な硫酸バリウムを製造することができる。不純物をより一層少なくし、粒度分布をより一層均一にする観点から、沈降性硫酸バリウムを用いることが好ましい。

硫酸バリウムは、粉末であることが好ましく、その平均粒子径は、好ましくは０．１μｍ〜５０μｍであり、より好ましくは０．３μｍ〜３０μｍであり、特に好ましくは０．５μｍ〜５μｍである。平均粒子径を上記範囲とすることで摺動時の摩耗量をより一層少なくすることができる。

硫酸バリウムの平均粒子径は、レーザー回折・散乱法により測定することができ、レーザー回折・散乱法により測定される粒度分布における体積基準累積５０％時の粒子径（体積基準累積５０％粒子径）、すなわちＤ_５０（メジアン径）である。この体積基準累積５０％粒子径（Ｄ_５０）は、体積基準で粒度分布を求め、全体積を１００％とした累積曲線において、粒子サイズの小さいものから粒子数をカウントしていき、累積値が５０％となる点の粒子径である。

硫酸バリウムの粒子形状は、球状、柱状、板状、棒状、円柱状、ブロック状、不定形状等の非繊維状粒子であれば特に限定はないが、好ましくは球状である。硫酸バリウムの粒子形状は、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察から解析することができる。

本発明において、繊維状粒子とは、粒子に外接する直方体のうち最小の体積をもつ直方体（外接直方体）の最も長い長径Ｌ、次に長い辺を短径Ｂ、最も短い辺を厚さＴ（Ｂ＞Ｔとする）として、Ｌ／ＢおよびＬ／Ｔがいずれも３以上の粒子のことをいう。また、非繊維状粒子とはＬ／Ｂが３未満の粒子のことをいう。

硫酸バリウムは表面処理されていてもよく、その処理剤としてはコーティング剤、分散剤、改質剤などを挙げることができ、具体的には脂肪酸、ワックス、非イオン系界面活性剤、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、リン系化合物、アルミナなどのアルミニウム塩、二酸化ケイ素などのケイ酸塩、二酸化チタンなどのチタニウム塩等が挙げられる。これらは２種以上を併用して使用することもできる。

本発明の樹脂組成物における硫酸バリウムの含有量は、樹脂組成物の合計量１００質量％中において５質量％〜３０質量％が好ましく、７質量％〜２５質量％がより好ましく、８質量％〜１３質量％がさらに好ましい。

（ポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ａ））
本発明で用いるポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ａ）（以下、「ＰＴＦＥ（Ａ）」と称する場合がある。）は、３７２℃、荷重５ｋｇの条件で測定したＭＦＲ値が５ｇ／１０ｍｉｎ〜３５ｇ／１０ｍｉｎである。

ＰＴＦＥ（Ａ）は、−（ＣＦ_２−ＣＦ_２）−の繰り返し単位を有する重合体であり、例えば、パーフロオロアルキルエーテル基（−Ｃ_ｐＦ_２ｐ−Ｏ−）（ｐは１〜４の整数）あるいはポリフルオロアルキル基（Ｈ（ＣＦ_２）_ｑ）（ｑは１〜２０の整数）を導入した変性ポリテトラフルオロエチレン樹脂を使用することができる。

ＰＴＦＥ（Ａ）は、一般的なモールディングパウダーを得る懸濁重合法、ファインパウダーを得る乳化重合法のいずれを採用して得られたものでもよい。また、高分子量ポリテトラフルオロエチレン樹脂を熱分解や放射線により低分子量化したものもでもよい。

ＰＴＦＥ（Ａ）の３７２℃、荷重５ｋｇの条件で測定したＭＦＲ値は、好ましくは１０ｇ／１０ｍｉｎ〜３０ｇ／１０ｍｉｎであり、より好ましくは１０ｇ／１０ｍｉｎ〜２０ｇ／１０ｍｉｎである。ＰＴＦＥ（Ａ）のＭＦＲ値は、ＪＩＳＫ７２１０に準拠して測定することができる。ポリテトラフルオロエチレン樹脂（以下、「ＰＴＦＥ」と称する場合がある。）は熱可塑性樹脂に分類されるものの、一般的には溶融粘度が異常に高いことから射出成形することはできず、ＰＴＦＥを主成分とする樹脂組成物は樹脂の混合粉末を圧縮し、これを融点以上に加熱して粉末同士を融着させる方法（圧縮成形）で成形体が製造されている。圧縮成形に用いられるＰＴＦＥは高分子量のものが用いられているが、高分子量のＰＴＦＥを一般的な熱可塑性樹脂に配合して溶融混合すると、ＰＴＦＥのフィブリル化や凝集により樹脂組成物の流動性がなくなり、溶融混合や射出成形することができない。このため、射出成形用熱可塑性樹脂の固体潤滑剤として用いるＰＴＦＥは低分子量のものが用いられている。ＰＴＦＥの分子量と溶融粘度は相関することから、上述のＭＦＲ値はＰＴＦＥの分子量の指標とすることができる。

ＰＰＳは一般的に３００℃〜３２０℃で射出成形されることから、スクリューによる剪段力が加わると、分子量が小さいＰＴＦＥ（Ａ）の一部が溶融すると考えられる。ＰＴＦＥの表面エネルギーは他の樹脂に比べて極端に低いことから、溶融したＰＴＦＥ（Ａ）は成形体表層に移行しやすく、摺動時に相手部材の摺動界面へのＰＴＦＥ移着膜形成能が向上し樹脂組成物の摺動性が向上すると考えられる。さらＰＴＦＥが硫酸バリウムとともに移着膜を形成することで凹凸を形成して摺動界面の接触面積が低減し、低摩擦化できるものと考えられる。ＭＦＲ値が３５ｇ／１０ｍｉｎより大きいと、成形体表層に移行する量が多くなりすぎ、摺動時に成形体から脱落し摩擦係数が低くできないことから好ましくない。ＭＦＲ値が５ｇ／１０ｍｉｎより小さいと、成形体表層に移行しにくいため好ましくない。

ＰＴＦＥは、フィブリル化、凝集を抑制するために焼成することがある。分子量により前後するが、焼成体の融点は３２０℃〜３３０℃、未焼成体の融点は３３０℃〜３５０℃にあることから、融点をみることで焼成度を推測することができる。ＰＴＦＥ（Ａ）は、成形時に凝集をより一層抑制するために、融点が３３０℃未満であることが好ましく、下限値は３２０℃であることが好ましい。ＰＴＦＥ（Ａ）の融点は、ＪＩＳ−Ｋ７１２１に準じて測定することができる。

ＰＴＦＥ（Ａ）は粉末であることが好ましく、その平均粒子径は、好ましくは０．１μｍ〜１００μｍであり、より好ましくは１μｍ〜５０μｍであり、さらに好ましくは５μｍ〜２０μｍである。平均粒子径を上記範囲にすることで摺動時の摩擦係数をより一層小さく、摩耗量をより一層少なくすることができる。ＰＴＦＥ（Ａ）の平均粒子径は、レーザー回折・散乱法により測定することができ、レーザー回折・散乱法により測定される粒度分布における体積基準累積５０％時の粒子径（体積基準累積５０％粒子径）、すなわちＤ_５０（メジアン径）である。この体積基準累積５０％粒子径（Ｄ_５０）は、体積基準で粒度分布を求め、全体積を１００％とした累積曲線において、粒子サイズの小さいものから粒子数をカウントしていき、累積値が５０％となる点の粒子径である。

ＰＴＦＥ（Ａ）の粒子形状は、球状、柱状、板状、棒状、円柱状、ブロック状、不定形状等の非繊維状粒子であれば特に限定なく使用することができる。ＰＴＦＥ（Ａ）の粒子形状は、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察から解析することができる。

本発明の樹脂組成物におけるＰＴＦＥ（Ａ）の含有量は、樹脂組成物の合計量１００質量％中において１０質量％〜４０質量％が好ましく、１２質量％〜３５質量％がより好ましく、１３質量％〜２５質量％がさらに好ましい。

（ポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ｂ））
本発明の樹脂組成物は、その好ましい物性を損なわない範囲で、３７２℃、荷重５ｋｇの条件で測定したＭＦＲ値５ｇ／１０ｍｉｎ未満であるポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ｂ）（以下、「ＰＴＦＥ（Ｂ）」と称する場合がある）を含有することができる。本発明の樹脂組成物にＰＴＦＥ（Ｂ）を配合することで、理由は定かではないが、単独では十分な摺動効果を得られないＰＴＦＥ（Ｂ）をＰＴＦＥ（Ａ）と組み合わせることで樹脂組成物の摩擦係数を更に低くすることができる。

ＰＴＦＥ（Ｂ）は、−（ＣＦ_２−ＣＦ_２）−の繰り返し単位を有する重合体であり、例えば、パーフロオロアルキルエーテル基（−Ｃ_ｐＦ_２ｐ−Ｏ−）（ｐは１〜４の整数）あるいはポリフルオロアルキル基（Ｈ（ＣＦ_２）_ｑ）（ｑは１〜２０の整数）を導入した変性ＰＴＦＥを使用することができる。

ＰＴＦＥ（Ｂ）は、一般的なモールディングパウダーを得る懸濁重合法、ファインパウダーを得る乳化重合法のいずれを採用して得られたものでもよい。また、高分子量ＰＴＦＥを熱分解や放射線により低分子量化したものもでもよい。

ＰＴＦＥ（Ｂ）の３７２℃、荷重５ｋｇの条件で測定したＭＦＲ値は、好ましくは０．０１ｇ／１０ｍｉｎ〜４ｇ／１０ｍｉｎであり、より好ましくは０．０１ｇ／１０ｍｉｎ〜２ｇ／１０ｍｉｎである。ＰＴＦＥ（Ｂ）のＭＦＲ値は、ＪＩＳＫ７２１０に準拠して測定することができる。

ＰＴＦＥ（Ｂ）の融点は３３０℃以上であることが好ましく、その上限値は３４０℃であることが好ましい。融点を上記範囲とすることで、ＰＴＦＥ（Ｂ）のフィブリル化、凝集をより一層抑制しつつ、ＰＴＦＥ（Ａ）との相乗効果を得ることができる。ＰＴＦＥ（Ｂ）の融点は、ＪＩＳ−Ｋ７１２１に準じて測定することができる。

ＰＴＦＥ（Ｂ）は、粉末であることが好ましく、その平均粒子径は好ましくは０．１μｍ〜１００μｍであり、より好ましくは１μｍ〜５０μｍであり、さらに好ましくは５μｍ〜２０μｍである。平均粒子径を上記範囲にすることで摺動時の摩擦係数をより一層小さく、摩耗量をより一層少なくすることができる。ＰＴＦＥ（Ｂ）の平均粒子径は、レーザー回折・散乱法により測定することができ、レーザー回折・散乱法により測定される粒度分布における体積基準累積５０％時の粒子径（体積基準累積５０％粒子径）、すなわちＤ_５０（メジアン径）である。この体積基準累積５０％粒子径（Ｄ_５０）は、体積基準で粒度分布を求め、全体積を１００％とした累積曲線において、粒子サイズの小さいものから粒子数をカウントしていき、累積値が５０％となる点の粒子径である。

ＰＴＦＥ（Ｂ）の粒子形状は、球状、柱状、板状、棒状、円柱状、ブロック状、不定形状等の非繊維状粒子であれば特に限定なく使用することができる。ＰＴＦＥ（Ｂ）の粒子形状は、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察から解析することができる。

本発明の樹脂組成物におけるＰＴＦＥ（Ｂ）の含有量は、樹脂組成物の合計量１００質量％中において５質量％〜２０質量％であることが好ましく、７質量％〜１８質量％であることがより好ましく、８質量％〜１７質量％であることがさらに好ましい。

本発明の樹脂組成物におけるＰＴＦＥ（Ａ）とＰＴＦＥ（Ｂ）の質量比（（Ａ）：（Ｂ））は、４０：６０〜９０：１０が好ましく、４５：５５〜８０：２０がより好ましく、５０：５０〜７０：３０がさらに好ましい。

（固体潤滑剤）
本発明の樹脂組成物には、その好ましい物性を損なわない範囲で、通常ポリフェニレンサルファイド樹脂に配合されるポリテトラフルオロエチレン樹脂以外の固体潤滑剤（以下、単に「固体潤滑剤」と称する場合がある。）を配合することができる。

固体潤滑剤としては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン等のポリオレフィン樹脂、グラファイト、二硫化モリブテン、二硫化タングステン、窒化ホウ素等を挙げることができる。これらは、１種又は２種以上を配合してもよい。

本発明の樹脂組成物における固体潤滑剤の含有量は、樹脂組成物の合計量１００質量％中において１質量％〜１０質量％が好ましく、１質量％〜６質量％がより好ましい。

（その他の添加剤）
本発明の樹脂組成物には、その好ましい物性を損なわない範囲で、通常ポリフェニレンサルファイド樹脂組成物に配合される各種添加剤を配合することができる。その他の添加剤として、例えば、繊維状補強材（ガラス繊維、ガラスミルド繊維、炭素繊維、炭素ミルド繊維、ワラストナイト繊維、チタン酸カリウム繊維、アラミド繊維等）、板状充填材（雲母、マイカ、セリサイト、イライト、タルク、カオリナイト、モンモリナイト、ベーマイト、スメクタイト、バーミキュライト、二酸化チタン、チタン酸カリウム、チタン酸ナトリウム、チタン酸リチウムカリウム、チタン酸マグネシウムカリウム、ベーマイト等）、離型剤（飽和脂肪酸エステル、不飽和脂肪酸エステル、ポリオレフィン系ワックス等）、着色剤（カーボンブラック、酸化チタン等の顔料、及び染料等）、難燃剤（臭素系難燃剤、リン系難燃剤、シリコーン系難燃剤等）、紫外線吸収剤（ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、ヒドロキシフェニルトリアジン系化合物、環状イミノエステル系化合物、シアノアクリレート系化合物等）、熱安定剤（フェノール系酸化防止剤、ホスファイト系酸化防止剤、カルボジイミド化合物系加水分解防止剤等）、熱伝導剤（黒鉛粉末、炭素繊維、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等）、帯電防止剤（ポリエーテルエステルアミド、グリセリンモノステアレート等）等が挙げられる。これらは、１種又は２種以上を配合してもよい。

本発明の樹脂組成物がその他の添加剤を含む場合、その配合量は、本発明の樹脂組成物の好ましい物性を損なわない範囲であれば特に制限はない。樹脂組成物の合計量１００質量％中に１０質量％以下、好ましくは５質量％以下である。

＜樹脂組成物の製造方法及び用途＞
本発明の樹脂組成物は、ポリフェニレンサルファイド樹脂と、硫酸バリウムと、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ａ）とを含有し、必要に応じてポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ｂ）、ポリテトラフルオロエチレン樹脂以外の固体潤滑剤、その他添加剤を含む混合物を、混合及び加熱（特に、溶融混練）することによって製造できる。

溶融混練には、例えば、二軸押出機等の公知の溶融混練装置を使用することができる。具体的には、（１）混合機（タンブラー、ヘンシェルミキサー等）で各成分を予備混合して、溶融混練装置で溶融混練し、ペレット化手段（ペレタイザー等）でペレット化する方法；（２）所望する成分のマスターバッチを調整し、必要により他の成分を混合して溶融混練装置で溶融混練してペレット化する方法；（３）各成分を溶融混練装置に供給してペレット化する方法等により製造することができる。

溶融混練における加工温度は、ポリフェニレンサルファイド樹脂が溶融し得る温度であれば特に限定はない。通常、溶融混練に用いる溶融混練装置のシリンダー温度をこの範囲に調整する。

かくして、所望の効果を発揮する本発明の樹脂組成物が製造される。

本発明の樹脂組成物は、目的とする成形体の種類、用途、形状等に応じて、射出成形、インサート成形、圧縮成形、ブロー成形、インフレーション成形等の公知の樹脂成形方法により、各種成形品とすることができ、射出成形、インサート成形が好ましい。また、上記の成形方法を組み合わせた成形方法を採用することができる。

本発明の樹脂組成物を成形することで得られる成形体は、優れた摺動性（低摩擦係数、低摩耗量）を有しており、特にアルミニウム合金等の軟質金属に対して優れた摺動性を有している。従って、本発明の樹脂組成物を成形することで得られる成形体は、摺動部材として好適に用いることができる。また、上記成形体からなる摺動部材をアルミニウム合金からなる部材と摺接した摺動方法は特に優れたものとなる。

アルミニウム合金としては、Ａｌ−Ｍｇ系合金（例えば、ＪＩＳ呼称５０００番台）、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金（例えば、ＪＩＳ呼称６０００番台）、Ａｌ−Ｚｎ系アルミニウム合金（例えば、ＪＩＳ呼称７０００番台）等を挙げることができる。

本発明の樹脂組成物を成形することで得られる成形体は、摩擦係数が低く、耐摩耗性が優れていることから、複写機、プリンタなどの画像形成装置の定着ローラ、加圧ローラの軸受等に好適に用いることができ、軸受面にグリースを塗布しない無潤滑条件下でも用いることができる。

以下に実施例および比較例に基づいて具体的に説明するが、本発明は何らこれに限定されるものではない。なお、本実施例及び比較例で使用した原材料は具体的には以下の通りである。

ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）：大日本インキ化学工業社製、商品名「トープレンＴ−４」、ＭＦＲ１０５ｇ／１０ｍｉｎ
ポリテトラフルオロエチレン樹脂−１（ＰＴＦＥ−１）：旭硝子社製、商品名「フルオンＬ１５０Ｅ」、平均粒子径８μｍ、ＭＦＲ４０ｇ／１０ｍｉｎ、融点３２５℃
ポリテトラフルオロエチレン樹脂−２（ＰＴＦＥ−２）：喜多村社製、商品名「ＫＴＬ−６１０」、平均粒子径１２μｍ、ＭＦＲ１５ｇ／１０ｍｉｎ、融点３２５℃
ポリテトラフルオロエチレン樹脂−３（ＰＴＦＥ−３）：旭硝子社製、商品名「フルオンＬ１６９Ｅ」、平均粒子径１４μｍ、ＭＦＲ０．０２ｇ／１０ｍｉｎ、融点３３２℃
硫酸バリウム１：平均粒子径１μｍ
硫酸バリウム２：平均粒子径１０μｍ
硫酸バリウム３：平均粒子径２７μｍ
硫酸カリウム：平均粒子径１５μｍ
高密度ポリエチレン：プライムポリマー社製、商品名「ハイゼックス２１００ＣＰ」
チタン酸カリウム繊維：大塚化学社製、商品名「ティスモＤ」

ＰＰＳのＭＦＲ値は、ＪＩＳＫ７２１０に準じ、３１５℃、５分滞留、荷重５ｋｇの条件下で測定した。

ＰＴＦＥ１〜３のＭＦＲ値は、ＪＩＳＫ７２１０に準じ、３７２℃、５分滞留、荷重５ｋｇの条件下で測定した。

ＰＴＦＥ１〜３の融点は、示差熱量測定装置（日立ハイテクサイエンス社製、商品名「ＤＳＣ７０００Ｘ」）を用いて、試料１０ｍｇを測定用アルミセルに中に入れ、窒素気流１００ｍｌ／ｍｉｎ条件下、室温から５０℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎで昇温し、５０℃で５分保持した後、昇温速度１０℃／ｍｉｎで４００℃まで昇温して測定した。

平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（島津製作所社製、商品名「ＳＡＬＤ−２１００」）により測定した。

＜実施例１〜実施例７および比較例１〜比較例４＞
表１に示す配合割合で、二軸押出機を用いて溶融混練し、それぞれペレットを製造した。なお、二軸押出機のシリンダー温度は、３２０℃であった。

得られたペレットを射出成形機にて、摩擦試験片（外径２５．６ｍｍ、内径２０ｍｍ、高さ１５ｍｍの中空円筒）に成形し、評価サンプルとした。なお、射出成形機のシリンダー温度は２９０℃、金型温度は１３０℃であった。

＜評価＞
上記で作製した摩擦試験片について、鈴木式摩擦摩耗試験機（エー・アンド・ディ社製、ＥＦＭ−III−Ｆ）を用いて各試験片について平均摩擦係数、摩耗量を求めた。また、摩擦摩耗試験は、次の条件１及び条件２で実施し、相手材は摺動面を＃８００のサンドペーパーで研磨したものを用いた。

評価結果は、平均摩擦係数が０．１０未満を「Ａ」、０．１０以上０．１５未満を「Ｂ」、０．１５以上を「Ｃ」とし、摩擦試験片の比摩耗量（×１０^−４ｍｍ^３／Ｎ／ｋｍ）が５未満を「Ａ」、５以上１５未満を「Ｂ」、１５以上を「Ｃ」として、表１に示した。なお、相手材の比摩耗量（×１０^−４ｍｍ^３／Ｎ／ｋｍ）は全て０であった。

条件１：試験環境温度１５０℃、面圧２ＭＰａ、周速度（回転速度）０．２ｍ／秒、走行距離１４ｋｍ、相手材ＡＬ５０５２（アルミニウム合金）
条件２：試験環境温度１５０℃、面圧２ＭＰａ、周速度（回転速度）０．２ｍ／秒、走行距離１４ｋｍ、相手材Ｓ４５Ｃ（炭素鋼）

Claims

ポリフェニレンサルファイド樹脂と、硫酸バリウムと、３７２℃、荷重５ｋｇの条件で測定したＭＦＲ値が５ｇ／１０ｍｉｎ〜３５ｇ／１０ｍｉｎの範囲内にあるポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ａ）とを含有し、
前記硫酸バリウムの含有量が、樹脂組成物全量１００質量％中において５質量％〜３０質量％であり、
前記ポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ａ）の含有量が、樹脂組成物全量１００質量％中において１０質量％〜４０質量％である、樹脂組成物。
前記硫酸バリウムの平均粒子径が、０．１μｍ以上、３０μｍ以下である、請求項１に記載の樹脂組成物。
３７２℃、荷重５ｋｇの条件で測定したＭＦＲ値が５ｇ／１０ｍｉｎ未満であるポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ｂ）をさらに含有する、請求項１または請求項２に記載の樹脂組成物。
前記ポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ｂ）の含有量が、樹脂組成物全量１００質量％中において５質量％〜２０質量％である、請求項３に記載の樹脂組成物。
前記ポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ａ）と前記ポリテトラフルオロエチレン樹脂（Ｂ）との質量比（（Ａ）：（Ｂ））が、４０：６０〜９０：１０である、請求項３または請求項４に記載の樹脂組成物。
摺動部材に用いられる、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の樹脂組成物を成形してなる、成形体。
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の樹脂組成物を成形してなる、摺動部材。
請求項８に記載の摺動部材をアルミニウム合金と摺接させることを特徴とする、摺動方法。