JP7414007B2 - 摺動布帛 - Google Patents

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Description

本発明は、耐摩耗性を有する摺動布帛に関する。
従来からフッ素樹脂の低摩擦係数を生かし、摺動部材の表層にラミネートやコーティングされて使用されている。しかしながら、フッ素樹脂のラミネートやコーティングではフッ素樹脂膜が薄く、かつ非接着性のため剥がれやすいので、長期的に摺動性を維持するためにはラミネートやコーティングを繰り返す必要があった。このような欠点を解消するためにフッ素樹脂を繊維化し、織り編み物や不織布として摺動部材の表面に配置させることで摩擦耐久性を向上させ、さらに他素材と接着しやすい織り編み物と複合してより強固に接着する摺動布帛が開発されている。
例えば、特許文献１には、ＰＴＦＥ繊維を含んだ摺動織物とベース織物からなる多重織物であって、ベース面を最適な構成とすることで、耐熱性と耐摩耗性が高く、高温環境下に曝された場合でも長期摺動性を発揮することができる耐熱摩耗性多重織物が開示されている。
さらにせん断力を伴う繰り返しの摩擦力を受けた場合でも摩耗耐久性を有する摺動布帛を得るため、フッ素樹脂繊維と高強度繊維からなる摺動布帛が開発されている。
例えば、特許文献２には、フッ素繊維糸条と、引張強度が２ＧＰａ以上である高強度繊維糸条とが交織された織物であって、フッ素繊維が織物のいずれか一方の片面面積の３０％以上の面積を被覆していることを特徴とするフッ素繊維交織織物が開示されている。そして特許文献２には、さらに上記構成により、複合材料軸受けの基材とした際にフッ素繊維の低摩擦性が発揮され、かつ、フッ素繊維が剥がれることがなく、優れた耐久性、機械的特性を有する複合材料摺動材を提供できることが開示されている。
特許文献３には、布帛の少なくとも片面において、タテ糸および／またはヨコ糸として、フッ素樹脂繊維と他の繊維とが交互に配置された、圧縮量が２５μｍ以下の摺動布帛が開示されている。
特許第６３９８１８９号公報 特開２００５－２２０４８６号公報 国際公開第２０１８／０７４２０７号
しかしながら上記特許文献１に記載の耐熱摩耗性多重織物は、フッ素繊維からなる層とフッ素繊維以外の繊維からなる層からなる多重織組織である。そのため、フッ素繊維からなる層の圧縮変形や摩耗の程度によっては厚さ方向に寸法が変化し、ベアリングや摺動布帛として用いる場合には部材間でガタツキが発生しやすくなる傾向にあり、より長期間摺動性を発揮させるには、いまだ改善の余地あった。
さらに特許文献２に記載のフッ素繊維交織織物は、いずれか一方の片面に占めるフッ素繊維の面積を増加させる手段として、経糸または緯糸のいずれかにフッ素繊維、他方に高強度繊維を用いた綾織組織や朱子織組織とする技術である。しかし、綾織り組織や朱子織組織は平織組織と比べ経糸／緯糸の交錯点が少なく、織物の寸法安定性に劣り、せん断力を伴う繰り返しの摩擦力を受けた場合の摩耗耐久性が十分でないという問題があった。一方、平織組織を採用した手段も開示されている。しかし、その場合、表面のフッ素繊維の被覆率を上げるためには高強度繊維の比率を下げる必要があり、織物の強度が低下する。その結果得られた織物はせん断力を伴う繰り返しの摩擦力を受けた場合の摩耗耐久性が十分でないという問題があった。
特許文献３に具体的に開示された、繊度の大きいポリテトラフルオロエチレン繊維と繊度の小さいポリフェニレンスルフィド繊維や炭素繊維等の他の繊維を交互に配列して経糸、緯糸に用いた一重平織物は、ガタツキがない点で優れた布帛であったが、表裏同様にポリテトラフルオロエチレン繊維と他の繊維が出現するものであるため、長時間、せん断力を伴う繰り返しの摩擦力を受けるような長時間摺動性については、改善の余地があった。
よって本発明は耐摩耗性が高く、せん断力を伴う繰り返しの摩擦力を受けた場合でも、長期間摺動性を発揮することができる摺動布帛を提供することを課題とする。
かかる課題を解決するため本発明は、次の構成を有する。
（１）フッ素樹脂繊維Ａと、引張強度が１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の少なくとも１種類以上の繊維Ｂを用いてなる一重平織物であり、前記布帛の一方の面に占めるフッ素樹脂繊維Ａの面積率と他方の面に占めるフッ素樹脂繊維Ａの面積率の比が１．５以上である摺動布帛。
（２）経糸または緯糸のいずれか一方に下記フッ素樹脂繊維Ａ１と下記繊維Ｂ１を１本交互に配し、前記フッ素樹脂繊維Ａ１および前記繊維Ｂ１に直交する緯糸または経糸に下記繊維Ｂ２と、下記繊維Ｃを一本交互に配し、かつ下記式（ｉ）、（ｉｉ）を満たす（１）に記載の摺動布帛。
フッ素樹脂繊維Ａ１：総繊度ａ１のフッ素樹脂繊維Ａ
繊維Ｂ１：総繊度ｂ１の繊維Ｂ
繊維Ｂ２：総繊度ｂ２の繊維Ｂ
繊維Ｃ：フッ素樹脂繊維Ａ２または繊維Ｂ３であり、前記フッ素樹脂繊維Ａ２は総繊度ｘ２のフッ素樹脂繊維Ａであり、繊維Ｂ３は総繊度ｘ２の前記繊維Ｂである。
ａ１／ｂ１≧１．５・・（ｉ）
ｂ２／ｘ２≧１．５・・（ｉｉ）
（３）ｂ２／ｂ１≧１．５である（２）に記載の摺動布帛。
（４）ａ１／ｘ２≧１．５である（２）または（３）に記載の摺動布帛。
（５）前記繊維Ｃがフッ素樹脂繊維Ａ２である（２）～（４）のいずれかに記載の摺動布帛。
（６）フッ素樹脂繊維Ａがポリテトラフルオロエチレン樹脂からなる、（１）～（５）のいずれかに記載の摺動布帛。
（７）前記繊維Ｂが引張強度２０～５０ｃＮ／ｄｔｅｘの繊維であることを特徴とする、（１）～（６）のいずれかに記載の摺動布帛。
（８）前記繊維Ｂが引張弾性率４５０～８００ｃＮ／ｄｔｅｘの繊維であることを特徴とする、（１）～（７）のいずれかに記載の摺動布帛。
（９）前記繊維Ｂが有機繊維であることを特徴とする、（１）～（８）のいずれかに記載の摺動布帛。
（１０）前記繊維Ｂが液晶ポリエステル繊維であることを特徴とする（１）～（９）のいずれかに記載の摺動布帛。
（１１）（１）～（１０）のいずれかに記載の摺動布帛を少なくとも一部に使用する、ロボットアーム用ケーブルカバー。
（１２）（１）～（１０）のいずれかに記載の摺動布帛を少なくとも一部に使用する、ベアリング部材。
本発明によれば、耐摩耗性が高く、せん断力を伴う繰り返しの摩擦力を受けた場合で、長期間摺動性を発揮することができる摺動布帛が提供される。
本発明の一実施態様に係る、実施例１に記載の布帛の表面および裏面の平面図である。 比較例２に記載の布帛の表面および裏面の平面図である。 比較例３に記載の布帛の表面および裏面の平面図である。
本発明による摺動布帛は、フッ素樹脂繊維Ａと、引張強度が１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の少なくとも１種類以上の繊維Ｂを用いてなる一重平織物であり、前記布帛の一方の面に占めるフッ素樹脂繊維Ａの面積率と他方の面に占めるフッ素樹脂繊維Ａの面積率の比が１．５以上であることを特徴とする。
＜布帛設計＞
本発明の摺動布帛は、一重平組織である。経糸と緯糸の交錯点が最も多い平組織とすることで、布帛の寸法安定性が向上する。その結果、せん断力を伴う繰り返しの摩擦力を受けた場合でも、布帛を構成する繊維の強度や剛性を最大限発揮することができるため、摩耗耐久性の優れた布帛が得られる。さらに一重平組織とすることで、二重組織や三重組織といった多層組織と比べ圧縮変形や摩損による厚さ方向の寸法変化を抑制し、ベアリングや摺動布帛として用いる場合の部材間のガタツキや寸法ずれを防止することができる。
さらに一重平組織の中でも、経糸および緯糸のいずれにも、繊度の異なる２種類の繊維を交互配列する組織であることが好ましい。このような組織とすることで、フッ素樹脂繊維Ａの面積率と他方の面に占めるフッ素樹脂繊維Ａの面積率を制御することが容易となる。
前記繊度の異なる２種類の繊維を交互配列する際の形態としては、例えば繊維Ａと繊維Ｂを交互配列するとき、Ａ３本とＢ３本を交互に配列する３本交互や、Ａ２本とＢ２本を交互に配列する２本交互、Ａ１本とＢ１本を交互に配列する１本交互などがある。中でもＡ１本とＢ１本を交互に配列する１本交互に配置する形態では、表面と裏面が対称となる領域が最も小さくなるため、表面と裏面におけるフッ素樹脂繊維Ａの面積率の比をより大きくすることができる。よって交互配列は１本交互であることが好ましい。また１本交互とした場合には、フッ素樹脂繊維Ａが布帛中に過度に局在化することがなく、布帛全体にわたって強度と低摩擦性のバランスがとれた状態を実現でき、摩耗耐久性を向上することができる。
本発明の摺動布帛は、布帛の一方の面に占めるフッ素樹脂繊維Ａの面積率と他方の面に占めるフッ素樹脂繊維Ａの面積率の比が１．５以上である。ここでいうフッ素樹脂繊維Ａの面積率とは、布帛の表面をマイクロスコープにより撮影した際に、撮影面積αに占めるフッ素樹脂繊維Ａが占める面積βの割合を意味し、以下の式で求められる。
フッ素樹脂繊維Ａの面積率＝β／α×１００［％］
また、ここでいうところの布帛の一方の面に占めるフッ素樹脂繊維Ａの面積率と他方の面に占めるフッ素樹脂繊維Ａの面積率の比とは、布帛の表面と裏面のうち、フッ素樹脂繊維Ａの面積率が大きい方の面（以下摺動面と証する場合もある）におけるフッ素樹脂繊維Ａの面積率Ｓａ、他方の面のフッ素樹脂繊維Ａの面積率をＳｂとして以下の式で求められる。
面積率の比＝Ｓａ／Ｓｂ
ここで布帛のフッ素樹脂繊維Ａの面積率が大きいほど、その面の低摩擦性は向上するが、接着性は低下する。すなわち摺動布帛において、フッ素樹脂繊維Ａの面積率が大きい面は摺動面として有用であり、摺動面に占めるフッ素樹脂繊維Ａの面積率は大きいほど好ましく、他方の面はフッ素樹脂繊維Ａの面積率が小さいほど好ましい。よって摺動布帛を構成するパラメータとして、「布帛の一方の面に占めるフッ素樹脂繊維Ａの面積率と他方の面に占めるフッ素樹脂繊維Ａの面積率の比」に着目し、この比を適正化することで優れた摩耗耐久性が得られることを見出した点が、本発明の基礎となっている。
このような観点から、布帛の一方の面に占めるフッ素樹脂繊維Ａの面積率と他方の面に占めるフッ素樹脂繊維Ａの面積率の比が１．５以上であればよく、このとき、摺動面のフッ素樹脂繊維Ａに起因する低摩擦性と他方の面の繊維Ｂに起因する強度のバランスが取れ、優れた摩耗耐久性を得ることができる。さらに好ましくは２．０以上であり、４．０以上であることが特に好ましい。布帛の一方の面に占めるフッ素樹脂繊維Ａの面積率と他方の面に占めるフッ素樹脂繊維Ａの面積率の比が１．０以上１．５未満の範囲内であると、低摩擦性と強度のバランスが崩れ、せん断力を伴う繰り返しの摩擦力を受けた場合に摩耗耐久性を得ることができない。布帛の一方の面に占めるフッ素樹脂繊維Ａの面積率と他方の面に占めるフッ素樹脂繊維Ａの面積率の比の実質的な上限は１００である。
本発明の摺動布帛において、一方の面に占めるフッ素樹脂繊維Ａの面積率と他方の面に占めるフッ素樹脂繊維Ａの面積率の比を調整する手段は、左記面積比を達成し、かつ組織を一重平織物とする以外特に限定するものではないが、経糸または緯糸のいずれか一方に下記フッ素樹脂繊維Ａ１と総繊度ｂ１の繊維Ｂ１を１本交互に配し、前記フッ素樹脂繊維Ａ１および前記繊維Ｂ１に直交する緯糸または経糸に下記繊維Ｂ２と、繊維Ｃを一本交互に配し、かつ下記式（ｉ）、（ｉｉ）を満たす摺動布帛とすることで実現できる。
フッ素樹脂繊維Ａ１：総繊度ａ１のフッ素樹脂繊維Ａ
繊維Ｂ１：総繊度ｂ１の繊維Ｂ
繊維Ｂ２：総繊度ｂ２の繊維Ｂ
繊維Ｃ：フッ素樹脂繊維Ａ２または繊維Ｂ３であり、前記フッ素樹脂繊維Ａ２は総繊度ｘ２のフッ素樹脂繊維Ａであり、繊維Ｂ３は総繊度ｘ２の前記繊維Ｂである。
ａ１／ｂ１≧１．５・・（ｉ）
ｂ２／ｘ２≧１．５・・（ｉｉ）
なお、繊維Ｃとしてフッ素樹脂繊維Ａ２を用いる場合、フッ素樹脂繊維Ａ１、Ａ２のうち、総繊度の大きい方の繊維をＡ１とする。また、繊維Ｃとして繊維Ｂ３を用いる場合、繊維Ｃを配する経糸または緯糸は２種の繊維Ｂ、すなわち繊維Ｂ２、繊維Ｂ３を用いることになるが、総繊度の小さい方を総繊度ｘ２の繊維Ｂ３とし、総繊度の大きい方を総繊度ｂ２の繊維Ｂ２として取り扱う。
フッ素樹脂繊維Ａに直交する繊維の繊度が大きいほどこれら直交する２繊維が重なり合う面積は大きくなり、直交する繊維の繊度が小さいほど、重なり合う面積が小さくなる。よってフッ素樹脂繊維Ａに直交する緯糸または経糸に繊度の異なる二種類の繊維を一本交互に配することで、表面と裏面のフッ素樹脂繊維Ａの比率を調整できるのである。上記繊度比ａ１／ｂ１は、１．５以上が好ましく、さらに好ましくは１．５～３０．０の範囲内である。中でも５．０～１５．０の範囲内であれば、表面と裏面のフッ素樹脂繊維Ａの比率を適正範囲に調整でき、かつ布帛の凹凸を抑制し、製織性にも優れるため特に好ましい条件として挙げることができる。
さらに上記繊度比ｂ２／ｘ２は、１．５以上であることが好ましく、さらに好ましくは１．５～３０．０の範囲内である。中でも５．０～１５．０の範囲内であれば、表面と裏面のフッ素樹脂繊維Ａの比率を適正範囲に調整でき、かつ布帛の凹凸を抑制し、製織性にも優れるため特に好ましい条件として挙げることができる。
前記繊維Ｃが、フッ素樹脂繊維Ａ２であると、表面と裏面のフッ素樹脂繊維Ａの面積率の比がより一層大きくなるため、特に好ましい条件として挙げることができる。
＜フッ素樹脂繊維Ａ＞
本発明において、フッ素樹脂繊維の成分であるフッ素樹脂としては、主鎖または側鎖にフッ素原子を１個以上含む単量体単位で構成されたものであればよい。その中でも、フッ素原子数の多い単量体単位で構成されたものが好ましい。
上記フッ素原子を１個以上含む単量体単位は、重合体の繰り返し構造単位の７０モル％以上含むことが好ましく、９０モル％以上を含むことがより好ましく、９５モル％以上含むことがさらに好ましい。
フッ素原子を１個以上含む単量体としては、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、クロロトリフルオロエチレンなどのフッ素原子含有ビニル系単量体が挙げられ、中でも少なくともテトラフルオロエチレンを用いることが好ましい。
フッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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－ｐ－フルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレン－テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等を単独または２種類以上ブレンドしたものを使用することができる。
テトラフルオロエチレン単位を含むフッ素樹脂においては、摺動特性の点からテトラフルオロエチレン単位の含有量は多い方が好ましく、全体の９０モル％以上、好ましくは９５モル％以上がテトラフルオロエチレンであるコポリマーであることが好ましく、テトラフルオロエチレンのホモポリマーとしてのポリテトラフルオロエチレン繊維を用いるのが最も好ましい。
本発明で用いるフッ素樹脂繊維の形態としては、１本のフィラメントで構成されるモノフィラメント、複数本のフィラメントで構成されるマルチフィラメントのいずれも用いることができるが、製織性や布帛とした際の表面凹凸の観点から、マルチフィラメントであることが好ましい。
また、本発明で用いるフッ素樹脂繊維の総繊度としては、５０～６０００ｄｔｅｘの範囲内が好ましい。総繊度の異なる２種類のフッ素樹脂繊維を用いる場合、総繊度の大きいフッ素樹脂繊維の総繊度は１０００～６０００ｄｔｅｘの範囲であることが好ましく、さらに好ましくは３０００～５５００ｄｔｅｘの範囲内である。総繊度の小さいフッ素樹脂繊維の総繊度は５０～１０００ｄｔｅｘの範囲であることが好ましく、さらに好ましくは４００～９００ｄｔｅｘの範囲内である。布帛を構成する繊維の総繊度が５０ｄｔｅｘ以上であると繊維の強力が強く、摩耗時の繊維破断が抑制できるほか、製織時の糸切れを低減できるので工程通過性が向上する。６０００ｄｔｅｘ以下であれば荷重負荷時に厚さ方向の圧縮量を低減できるので、部材間でのガタツキを抑制でき、長期耐久性が向上する。
上記において、総繊度の異なる２種類のフッ素樹脂繊維Ａを用いる場合、総繊度の大きいフッ素樹脂繊維の総繊度ａ１と総繊度の小さいフッ素樹脂繊維の総繊度ｘ２の繊度比率ａ１／ｘ２は、１．５以上であることが好ましく、さらに好ましくは１．５～３０．０の範囲内である。中でも５．０～１５．０の範囲内であることが特に好ましい。
＜繊維Ｂ＞
本発明において、繊維Ｂとしては、引張強度が１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の少なくとも１種類以上の繊維とするが、引張強度が１０～５０ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好まく、さらには引張強度が２０～５０ｃＮ／ｄｔｅｘである。これによりせん断力を伴う繰り返しの摩擦力が加わった場合でも織物の破断をよりいっそう抑制でき、表面のフッ素樹脂繊維が摩耗することによる自己潤滑膜の形成を助けるため、より好ましい条件として挙げることができる。
本発明を構成する繊維Ｂの引張弾性率としては、２０～８００ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲内が好ましい。さらに繊維Ｂの引張弾性率が４５０～８００ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲内であれば、せん断力を伴う繰り返しの摩擦力が加わった場合でも布帛構造を維持することができ、特に優れた摩耗耐久性を得ることができる。繊維Ｂの引張弾性率が２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であると布帛の寸法安定性が向上し、摩耗耐久性に優れる布帛が得られる。８００ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であれば繊維の剛性が高くなり過ぎず、剛性の低いフッ素樹脂繊維と交織する場合においても製織性を損なうことがないため好ましい。
本発明を構成する繊維Ｂの伸度としては、１～１５％が好ましく、さらに好ましくは１～５％の範囲内である。中でも１～３％であれば摩擦力が加わった際に布帛の寸法変化を低減することができるため、特に好ましい条件として挙げることができる。繊維Ｂの伸度が１％以上であると製織時の糸切れを低減できるので工程通過性が向上する。１～１５％の範囲内であれば布帛の寸法安定性が向上し、摺動布帛として寸法精度が求められる部分への適用が可能となる。
本発明を構成する繊維Ｂの種類は上記の条件を満たす範囲内で特に限定するものではないが、例えば、ポリパラフェニレンテレフタルアミド、ポリメタフェニレンイソフタルアミド、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）、超高分子量ポリエチレン（UHMWPE）、液晶ポリエステル等の有機繊維や、ガラス、炭素、炭化ケイ素等の無機繊維を使用することができ、１種または２種以上を用いることができる。特に繊維Ｂとして有機繊維を用いることで、摺動布帛とした際にせん断力に対する耐久性を向上できるため、より好ましい条件として挙げることができる。中でも、高強度・高弾性率である液晶ポリエステル繊維を用いることが特に好ましい。
本発明を構成する繊維Ｂの形態は特に限定するものではなく、フィラメント（長繊維）およびスパン（紡績糸）のいずれを採用しても良いが、引張強度や引張剛性の観点から、フィラメントであることが好ましい。さらに１本のフィラメントで構成されるモノフィラメント、複数本のフィラメントで構成されるマルチフィラメントのいずれも用いることができるが、製織性や布帛とした際の表面凹凸の観点からマルチフィラメントであることが好ましい。
また、本発明の繊維Ｂの総繊度としては、２００～４０００ｄｔｅｘの範囲内が好ましい。総繊度の異なる２種類の繊維Ｂを用いる場合、総繊度の大きい繊維Ｂの総繊度は５００～４０００ｄｔｅｘの範囲であることが好ましく、さらに好ましくは８００～２０００ｄｔｅｘの範囲内である。総繊度の小さい繊維Ｂの総繊度は２００～１０００ｄｔｅｘの範囲であることが好ましく、さらに好ましくは４００～９００ｄｔｅｘの範囲内である。布帛を構成する繊維の総繊度が２００ｄｔｅｘ以上であると繊維の強力が強く、摩耗時の繊維破断が抑制できるほか、製織時の糸切れを低減できるので工程通過性が向上する。４０００ｄｔｅｘ以下であれば布帛表面の凹凸が小さく、低摩擦性への影響を押さえることができる。
上記において、フッ素樹脂繊維Ａと交互配列する繊維Ｂの総繊度ｂ１（ただし経糸と緯糸のいずれにもフッ素樹脂繊維Ａを配する場合は、繊度の大きいフッ素樹脂繊維Ａと交互配列する繊維Ｂの総繊度ｂ１）とこれに直交する繊維Ｂの総繊度ｂ２の繊度比ｂ２／ｂ１は、１．５以上であることが好ましく、さらに好ましくは１．５～３０．０の範囲内である。中でも５．０～１５．０の範囲内であることが特に好ましい。
上記の構成で得られた摺動布帛の摩耗耐久性をさらに高めるために、前記摺動布帛に樹脂を含浸して使用することも可能である。ここで、樹脂含浸する樹脂は、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いることができる。特に限定されるものではないが、熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、珪素樹脂、ポリイミド樹脂、ビニルエステル樹脂などやその変性樹脂など、熱可塑性樹脂であれば塩化ビニル樹脂、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル、ポリアミドなど、さらには熱可塑性ポリウレタン、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、ネオプレン、ポリエステル等の合成ゴム又はエラストマーなどが好ましく使用できる。中でも、フェノール樹脂とポリビニルブチラール樹脂とを主成分とする樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリエステル樹脂が、耐衝撃性、寸法安定性、強度、価格などから好ましく使用できる。かかる熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂には、工業的にその目的、用途、製造工程や加工工程での生産性あるいは特性改善のため通常使用されている各種添加剤を含んでいてもよい。例えば、変性剤、可塑剤、充填剤、離型剤、着色剤、希釈剤などを含有せしめることができる。なお、ここでいう主成分とは、溶媒を除いた成分のうちで重量比率が一番大きい成分をいい、フェノール樹脂とポリビニルブチラール樹脂を主成分とする樹脂の場合では、これら２種類の樹脂の重量比率が１番目、２番目（順不同）に大きいことを意味する。
前記摺動布帛に樹脂を含浸する方法としては、熱硬化性樹脂を用いる場合は、熱硬化性樹脂を溶剤に溶解してワニスに調整し、ナイフコート加工やロールコート加工、コンマコート加工、グラビアコート加工などで布帛に含浸コートする方法が一般的に用いられる。また、熱可塑性樹脂を用いる場合には溶融押し出しラミネートなどが一般的に用いられる。
本発明の摺動布帛に、必要に応じ潤滑剤などを添加することも可能である。潤滑剤の種類は特に限定されないが、シリコン系の潤滑剤やフッ素系の潤滑材であることが好ましい。
かくして得られる本発明の摺動布帛は、経糸と緯糸の交錯点が多い一重平組織であるため、外力による布帛の歪みやそれに伴う応力集中を抑制し、布帛を構成する繊維の強度や剛性を最大限発揮することができるため、摩耗耐久性の優れた布帛が得られる。加えてフッ素樹脂繊維Ａと繊維Ｂの構成を最適化することで、摺動面の低摩擦性と布帛強度を両立することができ、せん断力を伴う繰り返しの摩擦力を受けた場合でも、高い摺動耐久性を発揮する摺動布帛が得られる。そのため、本発明の摺動布帛は、せん断力を伴う繰り返しの摩擦力を受けるために従来長期間使用することが困難であった用途において、高い摺動耐久性を発揮でき、工業的に極めて実用性が高い用途にも用いることができる。なかでもロボットアーム用ケーブルカバーやベアリング部材用途に好ましく用いられる。本発明の摺動布帛を少なくともその一部に使用したロボットアーム用ケーブルカバーは、低摩擦性と布帛強度を有するため、装置の一部と擦れ合った場合でも早期に破断することがないため、製品寿命を向上することができる。本発明の摺動布帛を少なくともその一部に使用したベアリング部材は、表面と裏面のフッ素樹脂繊維比率を最適化することで、ベアリングの低トルク化と基材との高い接着性を両立することができるほか、寸法安定性の高い一重平織物であるためガタツキが少なく、寸法精度の高い摺動部を形成することができる。
以下、本発明の実施例を比較例と共に説明する。
なお、本実施例で用いる各種特性の測定方法は、以下のとおりである。
（１）繊度
ＪＩＳ Ｌ１０１３：２０１０（化学繊維フィラメント糸試験方法）に準じて繊維の繊度を測定した。
（２）繊度比
比較対象となる２種類の繊維について、繊度の大きい繊維の繊度をＴＬ［ｄｔｅｘ］、繊度の小さい繊維の繊度をＴＳ［ｄｔｅｘ］とし、以下の式から算出した。
繊度比＝ＴＬ／ＴＳ
（３）繊維の引張強度
ＪＩＳ Ｌ１０１３：２０１０（化学繊維フィラメント糸試験方法）に準じて破断強度を測定した。
（４）繊維の引張弾性率
ＪＩＳ Ｌ１０１３：２０１０（化学繊維フィラメント糸試験方法）に準じて繊維の引張弾性率を測定した。
（５）繊維の伸度
ＪＩＳ Ｌ１０１３：２０１０（化学繊維フィラメント糸試験方法）に準じて繊維の伸度を測定した。
（６）織り密度
ＪＩＳ１０９６：２０１０（織物及び編物の生地試験方法）に準じ、試料を平らな台上に置き，不自然なしわ及び張力を除いて，異なる箇所について５０ｍｍの間隔中に含まれるたて糸及びよこ糸の本数を数え，それぞれの平均値を単位長さについて算出した。
（７）布帛のカバーファクター
各素材の比重差を鑑みて、以下の式により布帛のカバーファクター（ＣＦ）を算出した。ただし、経糸および緯糸としてそれぞれ２種類以上の繊維を用いる場合を想定し、経糸に用いる繊維を経糸１、経糸２、・・・、緯糸に用いる繊維を緯糸１、緯糸２、・・・のように番号付けする。
ＣＦ＝（経糸１の繊度（ｄｔｅｘ）／経糸１の比重）１／２×経糸１の密度（本／ｉｎ（２．５４ｃｍ））＋（経糸２の繊度（ｄｔｅｘ）／経糸２の比重）１／２×経糸２の密度（本／ｉｎ（２．５４ｃｍ））＋・・・＋（緯糸１の繊度（ｄｔｅｘ）／緯糸１の比重）１／２×緯糸１の密度（本／ｉｎ（２．５４ｃｍ））＋（緯糸２の繊度（ｄｔｅｘ）／緯糸２の比重）１／２×緯糸２の密度（本／ｉｎ（２．５４ｃｍ））＋・・・
（８）布帛の厚さ
ＪＩＳ Ｌ１０１３：２０１０（織物及び編物の生地試験方法）に準じて布帛の厚さを測定した。
（９）フッ素樹脂繊維Ａの面積率＝β／α×１００［％］
布帛表面をキーエンス製マイクロスコープＶＨＸ－２０００にて５０倍に拡大した写真を撮影し、撮影面積をα、そのうちフッ素樹脂繊維Ａが占める面積をβとし、以下の計算式からフッ素樹脂繊維Ａの面積率を算出した。
フッ素樹脂繊維Ａの面積率＝β／α×１００［％］
なお、撮影面積αとフッ素樹脂繊維Ａが占める面積βは、三谷商事製画像解析ソフトＷｉｎＲ００Ｆ２０１３を用いて算出した。
（１０）布帛の一方の面に占めるフッ素樹脂繊維Ａの面積率と他方の面に占めるフッ素樹脂繊維Ａの面積率の比
布帛の表面と裏面のうち、フッ素樹脂繊維Ａの面積率が大きい方の面におけるフッ素樹脂繊維Ａの面積率をＳａ、他方の面のフッ素樹脂繊維Ａの面積率をＳｂとして以下の式で求めた。
フッ素樹脂繊維Ａの面積率の比＝Ｓａ／Ｓｂ
（１１）動摩擦係数
以下に示すリング摩耗試験により測定した。
ＪＩＳ Ｋ７２１８：１９８６ （プラスチックの滑り摩耗試験方法）Ａ法に準じ、織物は、縦３０ｍｍ、横３０ｍｍにサンプリングし、同じ大きさの厚さ２ｍｍのＰＯＭ樹脂板の上にのせてサンプルホルダーに固定した。
相手材はＳ４５Ｃで作られた、外径 ２５．６ｍｍ、内径 ２０ｍｍ、長さ １５ｍｍ の中空円筒形状の表面をサンドパーパーで磨き、粗さ測定器（ミツトヨ製ＳＪ－２０１）にて測定し０．８μｍｍ±０．１ＲＡの範囲の相手材を使用した。
リング摩耗試験機は、オリエンテック製ＭＯＤＥＬ：ＥＦＭ－ＩＩＩ－ＥＮを用い、摩擦荷重：２ＭＰａ、摩擦速度：２００ｍｍ／秒にて試験を行い、摺動トルクを測定し、測定開始後測定される摺動トルクが安定したところで、その安定部分の動摩擦係数を計算した。
（１２）摩耗耐久性
上記のリング摩耗試験を摺動距離５０００ｍまで実施した後に試験後の布帛表面を観察し、布帛の破断や繊維の破断がほとんどないものを◎、布帛の破断はないが繊維の一部が破断しているものを〇、布帛の摩擦された部分が一部破断しているものを△、布帛の摩擦された部分が完全に破断しているものを×とした。
（１３）ガタツキ
得られた布帛を３ヶ月の期間、ベアリングの摺動材として用い、部材間のガタツキ程度を確認し、ガタツキがほとんどないものを◎、わずかなものを○、顕著であるが破壊がいないものを△、破壊されたものを×とした。
実施例１
経糸に総繊度４４０ｄｔｅｘ、単糸数６０フィラメントのＰＴＦＥ繊維と総繊度８５０ｄｔｅｘ、単糸数１４４フィラメント、引張強度２４ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張弾性率６９０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が２．８％の液晶ポリエステル繊維とを、１（本）：１（本）にて交互に配置し、緯糸に総繊度５３２０ｄｔｅｘ、単糸数２４０フィラメントのＰＴＦＥ繊維と総繊度４２５ｄｔｅｘ、単糸数７２フィラメント、引張強度２４ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張弾性率６９０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２．８％の液晶ポリエステル繊維とを、１（本）：１（本）にて交互に配置し、織機にて一重平織物を製作した。その後８０℃の精練槽にて精練を行い、２００℃でセットした。図１は上記で得られた布帛の表面および裏面の平面図であり、摺動面に相当する表面には、総繊度の大きい「緯糸に用いたフッ素樹脂繊維Ａ１」１と総繊度の小さい「経糸に用いたフッ素樹脂繊維Ａ２」２がより多く露出し、裏面には、総繊度の小さい「緯糸に用いた繊維Ｂ１」３と総繊度の大きい「経糸に用いた繊維Ｂ２」４がより多く露出する布帛であることが示されている。
この織物の織密度、厚さ、表面と裏面のフッ素樹脂繊維Ａの面積率および面積率の比、動摩擦係数、摩耗耐久性、ガタツキの評価結果を表１にまとめた。
実施例２
経糸に総繊度４４０ｄｔｅｘ、単糸数６０フィラメントのＰＴＦＥ繊維と総繊度８５０ｄｔｅｘ、単糸数１４４フィラメント、引張強度２０ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張弾性率４９０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が３．６％のポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維とを、１（本）：１（本）にて交互に配置し、緯糸に総繊度５３２０ｄｔｅｘ、単糸数２４０フィラメントのＰＴＦＥ繊維と総繊度４２５ｄｔｅｘ、単糸数７２フィラメント、引張強度２０ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張弾性率４９０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が３．６％のポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維とを、１（本）：１（本）にて交互に配置し、織機にて一重平織物を製作した。その後８０℃の精練槽にて精練を行い、２００℃でセットした。
この織物の織密度、厚さ、表面と裏面のフッ素樹脂繊維Ａの面積率および面積率の比、動摩擦係数、摩耗耐久性、ガタツキの評価結果を表１にまとめた。
比較例１
経糸に総繊度４４０ｄｔｅｘ、単糸数６０フィラメントのＰＴＦＥ繊維と総繊度８５０ｄｔｅｘ、単糸数１４４フィラメント、引張強度８．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張弾性率１１５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が１３．０％のポリエステル繊維とを、１（本）：１（本）にて交互に配置し、緯糸に総繊度５３２０ｄｔｅｘ、単糸数２４０フィラメントのＰＴＦＥ繊維と総繊度４２５ｄｔｅｘ、単糸数７２フィラメント、引張強度８．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張弾性率１１５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が１３．０％のポリエステル繊維とを、１（本）：１（本）にて交互に配置し、織機にて一重平織物を製作した。その後８０℃の精練槽にて精練を行い、２００℃でセットした。
この織物の織密度、厚さ、表面と裏面のフッ素樹脂繊維Ａの面積率および面積率の比、動摩擦係数、摩耗耐久性、ガタツキの評価結果を表１にまとめた。
実施例３
経糸に総繊度４４０ｄｔｅｘ、単糸数６０フィラメントのＰＴＦＥ繊維と総繊度８５０ｄｔｅｘ、単糸数１４４フィラメント、引張強度２４ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張弾性率６９０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が２．８％の液晶ポリエステル繊維とを、１（本）：１（本）にて交互に配置し、緯糸に総繊度２６６０ｄｔｅｘ、単糸数１２０フィラメントのＰＴＦＥ繊維と総繊度４２５ｄｔｅｘ、単糸数７２フィラメント、引張強度２４ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張弾性率６９０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２．８％の液晶ポリエステル繊維とを、１（本）：１（本）にて交互に配置し、織機にて一重平織物を製作した。その後８０℃の精練槽にて精練を行い、２００℃でセットした。
この織物の織密度、厚さ、表面と裏面のフッ素樹脂繊維Ａの面積率および面積率の比、動摩擦係数、摩耗耐久性、ガタツキの評価結果を表１にまとめた。
実施例４
経糸に総繊度４４０ｄｔｅｘ、単糸数６０フィラメントのＰＴＦＥ繊維と総繊度４２５ｄｔｅｘ、単糸数７２フィラメント、引張強度２４ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張弾性率６９０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が２．８％の液晶ポリエステル繊維とを、１（本）：１（本）にて交互に配置し、緯糸に総繊度１３３０ｄｔｅｘ、単糸数６０フィラメントのＰＴＦＥ繊維と総繊度４２５ｄｔｅｘ、単糸数７２フィラメント、引張強度２４ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張弾性率６９０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２．８％の液晶ポリエステル繊維とを、１（本）：１（本）にて交互に配置し、織機にて一重平織物を製作した。その後８０℃の精練槽にて精練を行い、２００℃でセットした。
この織物の織密度、厚さ、表面と裏面のフッ素樹脂繊維Ａの面積率および面積率の比、動摩擦係数、摩耗耐久性、ガタツキの評価結果を表１にまとめた。
実施例５
経糸に総繊度４４０ｄｔｅｘ、単糸数６０フィラメントのＰＴＦＥ繊維と総繊度４２５ｄｔｅｘ、単糸数７２フィラメント、引張強度２４ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張弾性率６９０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が２．８％の液晶ポリエステル繊維とを、１（本）：１（本）にて交互に配置し、緯糸に総繊度８８０ｄｔｅｘ、単糸数６０フィラメントのＰＴＦＥ繊維と総繊度４２５ｄｔｅｘ、単糸数７２フィラメント、引張強度２４ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張弾性率６９０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２．８％の液晶ポリエステル繊維とを、１（本）：１（本）にて交互に配置し、織機にて一重平織物を製作した。その後８０℃の精練槽にて精練を行い、２００℃でセットした。
この織物の織密度、厚さ、表面と裏面のフッ素樹脂繊維Ａの面積率および面積率の比、動摩擦係数、摩耗耐久性、ガタツキの評価結果を表１にまとめた。
比較例２
経糸および緯糸に総繊度４４０ｄｔｅｘ、単糸数６０フィラメントのＰＴＦＥ繊維と総繊度４２５ｄｔｅｘ、単糸数７２フィラメント、引張強度２４ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張弾性率６９０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が２．８％の液晶ポリエステル繊維とを、１（本）：１（本）にて交互に配置し、織機にて一重平織物を製作した。その後８０℃の精練槽にて精練を行い、２００℃でセットした。
図２は上記で得られた布帛の表面および裏面の平面図であり、表面、裏面において、「緯糸に用いたフッ素樹脂繊維Ａ１」１と「経糸に用いたフッ素樹脂繊維Ａ２」の露出の合計面積と、「緯糸に用いた繊維Ｂ１」３と「経糸に用いた繊維Ｂ２」４の露出の合計面積が同程度であったことが示されている。
この織物の織密度、厚さ、表面と裏面のフッ素樹脂繊維Ａの面積率および面積率の比、動摩擦係数、摩耗耐久性、ガタツキの評価結果を表１にまとめた。
比較例３
経糸に総繊度４２５ｄｔｅｘ、単糸数７２フィラメント、引張強度２４ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張弾性率６９０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が２．８％の液晶ポリエステル繊維を用い、緯糸に総繊度４４０ｄｔｅｘ、単糸数６０フィラメントのＰＴＦＥ繊維を用い、織機にて一重平織物を製作した。その後８０℃の精練槽にて精練を行い、２００℃でセットした。
この織物の織密度、厚さ、表面と裏面のフッ素樹脂繊維Ａの面積率および面積率の比、動摩擦係数、摩耗耐久性、ガタツキの評価結果を表２にまとめた。
図３は上記で得られた布帛の表面および裏面の平面図であり、表面、裏面において、「緯糸に用いたフッ素樹脂繊維Ａ１」１と「経糸に用いたフッ素樹脂繊維Ａ２」の露出の合計面積と、「緯糸に用いた繊維Ｂ１」３と「経糸に用いた繊維Ｂ２」４の露出の合計面積が同程度であったことが示されている。
比較例４
経糸に総繊度４２５ｄｔｅｘ、単糸数７２フィラメント、引張強度２４ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張弾性率６９０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が２．８％の液晶ポリエステル繊維を用い、緯糸に総繊度５３２０ｄｔｅｘ、単糸数２４０フィラメントのＰＴＦＥ繊維を用い、織機にて一重平織物を製作した。その後８０℃の精練槽にて精練を行い、２００℃でセットした。
この織物の織密度、厚さ、表面と裏面のフッ素樹脂繊維Ａの面積率および面積率の比、動摩擦係数、摩耗耐久性、ガタツキの評価結果を表２にまとめた。
比較例５
経糸に総繊度４２５ｄｔｅｘ、単糸数７２フィラメント、引張強度２４ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張弾性率６９０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が２．８％の液晶ポリエステル繊維を用い、緯糸に総繊度４４０ｄｔｅｘ、単糸数６０フィラメントのＰＴＦＥ繊維を用い、織機にて一重１／３綾織物を製作した。その後８０℃の精練槽にて精練を行い、２００℃でセットした。
この織物の織密度、厚さ、表面と裏面のフッ素樹脂繊維Ａの面積率および面積率の比、動摩擦係数、摩耗耐久性、ガタツキの評価結果を表２にまとめた。
比較例６
表面が経糸および緯糸に総繊度４４０ｄｔｅｘ、単糸数６０フィラメントのＰＴＦＥ繊維を用いた平織物、裏面が経糸および緯糸に総繊度４２５ｄｔｅｘ、単糸数７２フィラメント、引張強度２４ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張弾性率６９０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が２．８％の液晶ポリエステル繊維を用いた平織物である、二重織物を織機にて製作した。その後８０℃の精練槽にて精練を行い、２００℃でセットした。
この織物の織密度、厚さ、表面と裏面のフッ素樹脂繊維Ａの面積率および面積率の比、動摩擦係数、摩耗耐久性、ガタツキの評価結果を表２にまとめた。
比較例７
経糸および緯糸に総繊度４４０ｄｔｅｘ、単糸数６０フィラメントのＰＴＦＥ繊維と総繊度２２０ｄｔｅｘ、単糸数３６フィラメント、引張強度５ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張弾性率４０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が３０％のＰＰＳ繊維とを、１（本）：１（本）にて交互に配置し、織機にて一重平織物を製作した。その後８０℃の精練槽にて精練を行い、２００℃でセットした。
この織物の織密度、厚さ、表面と裏面のフッ素樹脂繊維Ａの面積率および面積率の比、動摩擦係数、摩耗耐久性、ガタツキの評価結果を表２にまとめた。
比較例８
経糸および緯糸に総繊度４４０ｄｔｅｘ、単糸数６０フィラメントのＰＴＦＥ繊維と総繊度４０ｄｔｅｘ、単糸数７５０フィラメント、引張強度２０ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張弾性率１３００ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が１％の炭素繊維とを、４（本）：４（本）にて交互に配置し、織機にて一重平織物を製作した。その後８０℃の精練槽にて精練を行い、２００℃でセットした。
この織物の織密度、厚さ、表面と裏面のフッ素樹脂繊維Ａの面積率および面積率の比、動摩擦係数、摩耗耐久性、ガタツキの評価結果を表２にまとめた。
１：緯糸に用いたフッ素樹脂繊維Ａ１
２：経糸に用いたフッ素樹脂繊維Ａ２
３：緯糸に用いた繊維Ｂ１
４：経糸に用いた繊維Ｂ２

Claims (12)

  1. フッ素樹脂繊維Ａと、引張強度が１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の少なくとも１種類以上の繊維Ｂを用いてなる一重平織物であり、前記布帛の一方の面に占めるフッ素樹脂繊維Ａの面積率と他方の面に占めるフッ素樹脂繊維Ａの面積率の比が１．５以上である摺動布帛。
  2. 経糸または緯糸のいずれか一方に下記フッ素樹脂繊維Ａ１と下記繊維Ｂ１を１本交互に配し、前記フッ素樹脂繊維Ａ１および前記繊維Ｂ１に直交する緯糸または経糸に下記繊維Ｂ２と、下記繊維Ｃを一本交互に配し、かつ下記式（ｉ）、（ｉｉ）を満たす請求項１に記載の摺動布帛。
    フッ素樹脂繊維Ａ１：総繊度ａ１のフッ素樹脂繊維Ａ
    繊維Ｂ１：総繊度ｂ１の繊維Ｂ
    繊維Ｂ２：総繊度ｂ２の繊維Ｂ
    繊維Ｃ：フッ素樹脂繊維Ａ２または繊維Ｂ３であり、前記フッ素樹脂繊維Ａ２は総繊度ｘ２のフッ素樹脂繊維Ａであり、繊維Ｂ３は総繊度ｘ２の前記繊維Ｂである。
    ａ１／ｂ１≧１．５・・（ｉ）
    ｂ２／ｘ２≧１．５・・（ｉｉ）
  3. ｂ２／ｂ１≧１．５である請求項２に記載の摺動布帛。
  4. ａ１／ｘ２≧１．５である請求項２または請求項３に記載の摺動布帛。
  5. 前記繊維Ｃがフッ素樹脂繊維Ａ２である請求項２～４のいずれかに記載の摺動布帛。
  6. フッ素樹脂繊維Ａがポリテトラフルオロエチレン樹脂からなる、請求項１～５のいずれかに記載の摺動布帛。
  7. 前記繊維Ｂが引張強度２０～５０ｃＮ／ｄｔｅｘの繊維であることを特徴とする、請求項１～６のいずれかに記載の摺動布帛。
  8. 前記繊維Ｂが引張弾性率４５０～８００ｃＮ／ｄｔｅｘの繊維であることを特徴とする、請求項１～７のいずれかに記載の摺動布帛。
  9. 前記繊維Ｂが有機繊維であることを特徴とする、請求項１～８のいずれかに記載の摺動布帛。
  10. 前記繊維Ｂが液晶ポリエステル繊維であることを特徴とする請求項１～９のいずれかに記載の摺動布帛。
  11. 請求項１～１０のいずれかに記載の摺動布帛を少なくとも一部に使用する、ロボットアーム用ケーブルカバー。
  12. 請求項１～１０のいずれかに記載の摺動布帛を少なくとも一部に使用する、ベアリング部材。
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