JPH06246861A

JPH06246861A - 繊維強化樹脂複合積層材

Info

Publication number: JPH06246861A
Application number: JP3872093A
Authority: JP
Inventors: Masato Ohira; 正人大平; Kunitoshi Taniguchi; 邦利谷口
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-02-26
Filing date: 1993-02-26
Publication date: 1994-09-06

Abstract

(57)【要約】（修正有）【構成】ガラス繊維などの無機繊維を強化用繊維とす
る複数層のプリプレグを積層した積層材の表面 (摺動
面) に、樹脂中に有機繊維10〜70重量％と潤滑剤５〜30
重量％とを含有する耐摩耗層を設けた複合積層材。樹脂
としては熱硬化性樹脂、好ましくは縮合多環芳香族化合
物（例、ナフタレン）単独またはこれとフェノールとの
混合物と、２以上のヒドロキシメチル基またはハロメチ
ル基を有する芳香族化合物（例、パラキシレングリコー
ル）とを、これらの反応成分の一方と反応性または水不
溶性の有機スルホン酸触媒を用いて反応させて得た縮合
多環系芳香族樹脂を用いる。【効果】耐熱性、機械的強度、摺動性の各特性に優
れ、摺動部材として最適の積層材が比較的安価かつ容易
に得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、新規な樹脂積層材に関
し、特に一般産業用航空宇宙用などに使用可能な高耐熱
性を有し、かつ摺動性に優れた積層材に関する。

【０００２】

【従来の技術】繊維強化プラスチックの一つとして、合
成樹脂を補強用繊維に含浸させたプリプレグと呼ばれる
基材を積層し、加圧加熱成形したものが知られており、
スポーツ・レジャー用品から自動車・航空機用に至る各
種素材として幅広く利用されている。

【０００３】プリプレグ積層材は、鉄鋼、造船、ガラ
ス、製紙等の工業分野では、各種摺動部材としても使用
されている。摺動部材として用いる場合、摩擦熱による
材料の劣化を防止するために耐熱性に優れていることが
要求される。従って、摩擦摩耗特性 (耐摩耗性・低摩擦
係数) のみならず、耐熱性にも優れたプリプレグ積層材
の開発が望まれている。

【０００４】摺動部材として従来より用いられてきたの
は、フェノール樹脂あるいは変性フェノール樹脂をマト
リックスとするプリプレグ積層材であるが、これは耐熱
性の面で不十分であった。

【０００５】耐熱性と摺動性に優れる樹脂として、ポリ
イミド(PI)樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹
脂、ポリエーテルスルホン(PES) 樹脂、ポリアミドイミ
ド(PAI) 樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂
などのいわゆるエンジニアリング・プラスチックが使用
されている。しかしながら、PIは高価であるし、PEEK、
PES 、PAI およびPTFEは、樹脂のみでは剛性や耐クリー
プ性に劣るため摺動部材の用途に応じて例えば黒鉛、二
硫化モリブデン、ガラス繊維などの充填材を配合する
が、溶融粘度および成形温度が高いため、成形が難しい
という問題点を有していた。また従来は、繊維も短繊維
のため、特に高強度を必要とする部材には適用できなか
った。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した樹
脂系摺動部材が抱える問題点がなく、摺動部材に好適な
剛性・強度、耐熱性および摩擦摩耗特性を有する、プリ
プレグ型の熱硬化性樹脂系積層材 (積層板、積層管) を
提供することを目的とする。

【０００７】本発明者らは、先に、耐熱性に優れ、かつ
比較的安価な熱硬化性樹脂として、縮合多環芳香族化合
物または縮合多環芳香族化合物と単環芳香族化合物との
混合物からなる原料物質と、少なくとも２個のヒドロキ
シメチル基またはハロメチル基を有する芳香族化合物か
らなる架橋剤とを、酸触媒を用いて反応させることによ
り得られる縮合多環系芳香族樹脂を提案した (特開平３
−393 号) 。

【０００８】さらに本発明者らは、反応を適度な段階で
止めて低粘度化した上記種類の縮合多環芳香族樹脂を補
強用繊維に含浸させて熱硬化性樹脂プリプレグを製造す
る方法も提案した (特願平２−320114号、特願平４−11
4908号) 。

【０００９】この方法で得られる熱硬化性樹脂プリプレ
グは、マトリックス樹脂である上記縮合多環系芳香族樹
脂が耐熱性に優れ、かつ比較的安価な樹脂であることか
ら、耐熱性を必要とする摺動部材の製造への適用の可能
性がある。しかし、このプリプレグの積層と加熱加圧成
形により得た板状または管状の積層材を実際に摺動部材
として試してみたところ、耐熱性と剛性・強度は良好で
あるものの、摩擦摩耗特性の面で不十分であった。摩擦
摩耗特性が不十分であると、摩耗による減肉で積層材自
体の寿命が短くなるばかりでなく、相手材を過度に傷つ
けてしまう場合もあり、望ましくない。特に、積層材の
強化用繊維として最も一般的なガラスクロスを用いた場
合、相手材を傷つけるという問題が著しく、摺動部材と
して使用することは不適当であった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述した
問題点を解決するために鋭意研究を進めた結果、摺動面
に樹脂と有機繊維と潤滑剤とからなる耐摩耗層を形成
し、これとガラス繊維あるいは炭素繊維等の無機繊維で
補強した強化層とを複合化することにより、摩擦摩耗特
性に優れ、しかも機械的強度、耐熱性に優れた積層材を
製造できることを見いだし、本発明を完成した。ここで
いう耐摩耗層は、相手材を傷つけずそれ自体が摩擦摩耗
特性に優れた有機繊維と潤滑剤を含む有機繊維強化樹脂
層のことである。全層が有機繊維補強の単一層なら摩擦
摩耗特性は優れるものの、機械的強度、耐熱性が不足
し、また全層が無機繊維補強の単一層なら機械的強度、
耐熱性は優れるものの、摩擦摩耗特性が低いという欠点
がある。

【００１１】ここに本発明は、複数層の樹脂含浸繊維強
化層を積層してなる積層材であって、該繊維強化層中に
存在する繊維が無機繊維であり、積層材の表面の少なく
とも一部に、有機繊維と樹脂と潤滑剤からなり、有機繊
維含有量が30〜70重量％、潤滑剤含有量が５〜30重量％
である耐摩耗層を有することを特徴とする、繊維強化樹
脂複合積層材を要旨とする。

【００１２】好適態様にあっては、少なくとも前記繊維
強化層に使用したマトリックス樹脂が、前述した縮合多
環系芳香族樹脂である。より好ましくは、繊維強化層と
耐摩耗層のいずれも、そのマトリックス樹脂が前述した
縮合多環系芳香族樹脂からなる。

【００１３】しかし、本発明では、繊維強化層および耐
摩耗層のマトリックス樹脂は、この樹脂に限定されるも
のではなく、その他の熱硬化性樹脂 (例えばエポキシ樹
脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ジアリルフタレ
ート樹脂等) も使用できる。特に耐摩耗層の樹脂とし
て、熱分解温度が比較的低いフェノール樹脂 (10％重量
減少温度が350 ℃〜450 ℃のフェノール樹脂) を用いた
場合、高温下での摩擦摩耗特性が向上する。これは熱分
解生成物が摺動面に介在し潤滑効果を表すからである。
従って、耐摩耗層のマトリックス樹脂がこの種のフェノ
ール樹脂であることも好ましい。

【００１４】

【作用】以下、本発明の構成をその作用と共に詳述す
る。本発明の複合積層材は、従来の積層材と同様の構成
の複数層の樹脂含浸繊維強化層 (以下、強化層という)
を積層した積層材において、この強化層中の繊維が無機
繊維であり、かつ積層材の表面の少なくとも一部に、樹
脂中に有機繊維と潤滑剤とを含有させた耐摩耗層が形成
されている点に特徴がある。この耐摩耗層は潤滑性（摩
擦摩耗特性）に優れ、摺動面として好適な特性を備えて
いる。

【００１５】本発明の別の特徴は、少なくとも強化層の
マトリックス樹脂が前記の縮合多環系芳香族樹脂からな
ることである。この縮合多環系芳香族樹脂とその製造方
法についてまず説明する。

【００１６】原料物質の縮合多環芳香族化合物として
は、ナフタレン、アセナフテン、フェナントレン、アン
トラセン、ピレンなどの縮合多環炭化水素類、ならびに
ナフトールおよびそのアルキル置換体等のヒドロキシ含
有誘導体が挙げられる。この縮合多環芳香族化合物に混
合して原料物質として使用しうる単環芳香族化合物とし
ては、フェノール、アルキルフェノール、レゾルシン等
のフェノール類やジフェニル、ジフェニルエーテル、ア
ルキルベンゼン等が挙げられる。

【００１７】また、以上のような縮合多環または単環芳
香族化合物から誘導された２以上の芳香族単位がメチレ
ン基、フェニレン基またはキシリレン基等で連結されて
なる多核構造の芳香族化合物も多環または単環の原料物
質として使用できる。さらには、上記のような芳香族化
合物を主成分とする石炭系または石油系の重質油類、ピ
ッチ類も原料物質として使用可能である。

【００１８】この原料物質と反応させる架橋剤は、少な
くとも２個のヒドロキシメチル基またはハロメチル基を
有する芳香族化合物、即ち、ベンゼン、キシレン、ナフ
タレン、アントラセン等の単環もしくは縮合多環芳香族
化合物またはそれらのアルキル誘導体等の炭化水素化合
物のポリ (ヒドロキシメチル) またはポリ (ハロメチ
ル) 置換誘導体である。ジヒドロキシメチルベンゼン
(キシリレングリコール）、ジヒドロキシメチルキシレ
ン、トリヒドロキシメチルベンゼン、ジヒドロキシメチ
ルナフタレン等のヒドロキシメチル化合物の使用が好ま
しい。

【００１９】上記の原料物質と架橋剤とを酸触媒の存在
下に反応させる。好ましい酸触媒は、原料物質または架
橋剤の少なくとも一方と反応性であるか、または水不溶
性の、スルホン酸基含有触媒である。

【００２０】反応性のスルホン酸基含有酸触媒として
は、架橋剤のヒドロキシメチル基またはハロメチル基と
反応し易い有機芳香族スルホン酸〔例、縮合多環芳香族
核 (ナフタレン核など) またはフェノール核を有する有
機スルホン酸、またはカルボキシル基、アミノ基、エポ
キシ基、不飽和炭化水素基等を有する有機芳香族スルホ
ン酸〕、ならびに原料芳香族化合物と反応するヒドロキ
シメチル基、ハロメチル基またはホルミル基を有する有
機芳香族スルホン酸〔例、ヒドロキシメチルベンゼンス
ルホン酸、クロロメチルベンゼンスルホン酸、ホルミル
ベンゼンスルホン酸、これらのナフタレン誘導体等〕が
使用できる。

【００２１】水不溶性の有機スルホン酸基含有酸触媒と
しては、スチレン重合体をジビニルベンゼンで架橋させ
てからスルホン化したポリスチレンスルホン酸樹脂、フ
ェノールスルホン酸、ナフタレンスルホン酸等をアルデ
ヒドか少なくとも２個のヒドロキシメチル基もしくはハ
ロメチル基を有する芳香族化合物からなる架橋剤と縮合
させたフェノールスルホン酸樹脂、或いは縮合多環系芳
香族樹脂のスルホン化物等を挙げることができる。ま
た、ジノニルナフタレンスルホン酸、ジドデシルベンゼ
ンスルホン酸などの疎水基を有する水不溶性の有機スル
ホン酸化合物も酸触媒として使用できる。

【００２２】酸触媒の使用量は、原料物質の反応性、反
応温度などにより異なるが、一般的には原料物質と架橋
剤との混合物に対し0.2 重量％以上必要で、好ましくは
１〜20重量％である。架橋剤と被架橋原料 (原料物質＋
酸触媒) の配合比は、モル比で0.7 〜６が好ましい。反
応温度は約50〜200 ℃、好ましくは80〜180 ℃である。
反応圧力は、通常常圧ないし若干の加圧であるが、反応
の結果生成する縮合水を反応系から除去して反応効率を
高めるために減圧下で反応させることもできる。反応
は、溶融状態で行なうのが簡単であるが、適当な溶媒ま
たは分散媒を用いて実施することもできる。

【００２３】前記の反応の進行に伴って反応物の粘度が
上昇し、熱硬化性樹脂 (Ｂステージ樹脂) が得られる
が、さらにこれを加熱して反応を進めると、不溶不融性
の硬化体が生成する。従って、強化用繊維の含浸に用い
るには、Ｂステージの段階で温度を下げて反応を停止さ
せる。この段階の樹脂は未だ加熱溶融性を有している。
積層材のマトリックス樹脂として繊維の含浸に用いるに
は、70℃における粘度が10,000〜30,000 cpsの範囲内の
ものが好ましい。この状態の樹脂は 100〜350 ℃に加熱
することによって容易に熱硬化物となる。

【００２４】本発明の積層材においては、前述したよう
に、少なくとも強化層に使用した熱硬化性樹脂が、より
好ましくは強化層と耐摩耗層の両方に使用した熱硬化性
樹脂が、上記の縮合多環系芳香族樹脂であることが好ま
しい。縮合多環系芳香族樹脂は、比較的安価であるにも
かかわらず、耐熱性に優れ、機械的性質も良好であるか
らである。

【００２５】しかし、強化層と耐摩耗層にいずれについ
ても、他の熱硬化性樹脂を使用することもできる。使用
しうる他の熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェ
ノール樹脂、変性フェノール樹脂、ポリイミド樹脂が代
表的であるが、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリ
エーテルスルホン樹脂、ポリアミドイミド樹脂なども使
用できる。積層材の使用時に要求される耐熱性やその他
の性質に応じて、適当な熱硬化性樹脂を選択すればよ
い。特に、耐摩耗層については、前述したように、10％
重量減少温度が 350〜450 ℃の範囲内である熱分解温度
が比較的低いフェノール樹脂も好適である。

【００２６】本発明の積層材は、中間成形基材であるい
わゆるプリプレグ（強化用繊維に熱硬化性樹脂を含浸さ
せたもの）を積層成形することにより製造されるが、本
発明においては、積層材の本体をなす強化層の基材とな
るプリプレグ（無機繊維を使用）と、表面の摺動面をな
す耐摩耗層の基材となるプリプレグ（有機繊維を使用
し、充填剤を配合）、の２種類のプリプレグを形成す
る。

【００２７】強化層と耐摩耗層を形成するためのプリプ
レグの製造は、溶剤法とホットメルト法のいずれの方法
でも実施できる。溶剤法は、樹脂を有機溶剤に溶解した
溶液（ワニス）を強化用繊維に含浸させ、加熱により脱
溶媒してプリプレグを得る方法である。ホットメルト法
は、少なくとも一方に加熱溶融した樹脂を塗工した２枚
の離型紙の間に強化用繊維を挟み、これを加熱ロールの
間に通して樹脂を溶融させ、繊維に含浸させる方法であ
る。

【００２８】本発明の積層材に用いる強化用繊維は、強
化層においては無機繊維、耐摩耗層においては有機繊維
である。

【００２９】強化層に使用可能な無機繊維の例として
は、炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維、炭化珪素繊維、
炭化チタン繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維などが挙げ
られる。ガラス繊維として特に好ましいのは、Ｃガラス
(例、日東紡製) あるいはECRガラス (例、旭ファイバ
ーグラス製) である。強化層中の繊維の形態は、長繊維
フィラメントを一方向に引き揃えたロービング、ガラス
クロスなどのシート状のもの、さらにはチョップドスト
ランドマットなど、高強度の積層体とすることができる
ものであれば特に制限はない。強化層中の繊維含有量
は、30〜70重量％の範囲内とすることが好ましい。

【００３０】耐摩耗層に使用可能な有機繊維としては、
芳香族ポリアミド繊維 (例、デュポン社製アラミド繊
維) 、ポリイミド繊維、ポリアミドイミド繊維、耐炎化
繊維、芳香族ポリエステル繊維 (例、ポリアリレート繊
維) 、カイノール繊維 (日本カイノール社製のフェノー
ル樹脂繊維) など、比較的耐熱性に優れた有機繊維が好
ましい。繊維の形態は、ロービング、クロス、チョップ
ドストランドマットなど、積層体が形成可能である限
り、特に制限されない。

【００３１】耐摩耗層に使用する潤滑剤としては、黒
鉛、二硫化モリブデン、フッ素樹脂(PTFE)、フッ化黒
鉛、液晶ポリマー (例、住友化学社製エコノール101)、
芳香族ポリアミド樹脂等の粉状あるいはウイスカー状の
固体潤滑剤が挙げられる。潤滑剤が固体の場合、その平
均粒径は0.1 〜20μm のものが好ましい。また、シリコ
ーン系、ポリα−オレフィン(PAO) 系、鉱油系などの液
状潤滑剤も使用できる。これらの潤滑剤は、単独で用い
てもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。

【００３２】潤滑剤のマトリックス樹脂への配合は、溶
液法でプリプレグを製造する場合には、樹脂ワニスに通
常の攪拌で潤滑剤を混合することで簡単に実施できる。
ホットメルト法の場合には、単味の溶融樹脂にロール混
練などで潤滑剤を配合すればよい。潤滑剤が樹脂中に均
一に分散可能である限り、任意の配合方法を採用でき
る。

【００３３】耐摩耗層の形成に用いるプリプレグの作製
は、溶液法の場合、潤滑剤を混合した樹脂ワニスを、例
えばガラス繊維などの強化用繊維のサーフェスマット基
材に含浸させた後、乾燥させて溶媒を除去し、サーフェ
スマットのプリプレグを作製することにより実施でき
る。ホットメルト法の場合も、溶融樹脂に上記のように
固体潤滑剤を予め配合しておく点を除いて、従来と同様
にプリプレグを作製できる。

【００３４】耐摩耗層の強化用繊維の含有量は10〜70重
量％、好ましくは30〜60重量％である。この繊維含有量
が10重量％未満であると、耐摩耗層の強度、耐衝撃性が
低下し、摺動面の欠け等が発生しやすくなる。繊維含有
量が70重量％を越えると、含浸性が悪くなるばかりでな
く、層間の接着力が低下し、成形中あるいはポストキュ
ア中に層間剥離等の欠陥が生じやすくなる。

【００３５】耐摩耗層の潤滑剤の含有量は５〜30重量
％、好ましくは10〜20重量％である。潤滑剤配合量が５
重量％未満では摩擦摩耗特性の改善効果が小さく、30重
量％を超えると層間の接着力が低下し、成形が難しくな
るばかりか、耐摩耗層の強度も低下する。

【００３６】上記のようにして、無機繊維を用いた強化
層用プリプレグと、有機繊維を用い、潤滑剤を配合した
耐摩耗層用プリプレグとを別個に作製した後、これらを
所定枚数積層して、加圧成形することにより、強化層と
耐摩耗層を同時に成形して、本発明の複合積層材を得る
ことができる。例えば、板状の複合積層材 (積層板)の
場合には、積層した強化層用プリプレグの片側または両
側の表面に耐摩耗層用プリプレグを所定枚数積層し、圧
縮成形すればよい。管状の複合積層材 (積層管) の場合
には、ロール巻き成形、シートワインディング成形、テ
ープワインディング成形などが適用できる。耐摩耗層は
管の内面と外面のいずれか、或いは内外両面に設けるこ
とができる。強化層を先に成形してから、耐摩耗層を成
形することも可能であるが、上記のように同時に成形す
る方が、作業効率の面からも、また層間接着強度の面か
らも好ましい。

【００３７】本発明の複合積層材における耐摩耗層と強
化層の肉厚構成は、用途によっても異なるが、耐摩耗層
が全肉厚の1/10〜1/2 であることが好ましい。耐摩耗層
の肉厚が全肉厚の1/10未満の場合、耐摩耗層が摩耗して
なくなった時点が製品の寿命となるので、寿命が短くな
る。耐摩耗層の肉厚が全肉厚の１/2を超えると、積層板
全体の耐熱性および剛性が低下し、好ましくない。得ら
れた積層材は、最後に180〜230 ℃の温度に４〜12時間
加熱することによりポストキュア (後硬化) させること
が好ましい。この熱処理により架橋がさらに進み、積層
材の耐熱性および機械的特性が著しく向上する。

【００３８】以下、実施例により本発明をさらに具体的
に説明する。実施例において、部および％は、特に指定
のない限り、重量部および重量％である。

【００３９】

【実施例】

(実施例１)縮合多環芳香族化合物としてナフタレン(NA
P) を100 部、架橋剤としてパラキシレングリコール(PX
G) を173 部(PXG/NAPモル比 1.6) 、酸触媒として架橋
剤のヒドロキシメチル基と反応性のあるβ−ナフタレン
スルホン酸 8.3部からなる混合物を、110 ℃で３時間加
熱・攪拌することにより付加縮合反応させて、Ｂステー
ジ状態の縮合多環系芳香族樹脂を得た。この樹脂は外観
が褐色透明であり、70℃における溶融粘度が16,500 cp
s、数平均分子量が580 であった。

【００４０】この縮合多環系芳香族樹脂を100 部をテト
ラヒドロフラン(THF) 70％とジオキサン30％の混合溶媒
100 部に溶解させ、常温における粘度が100 cps の樹脂
ワニスを調製した。

【００４１】この縮合多環系芳香族樹脂のワニスにＣガ
ラスクロス (平織り、210 g/m²、厚み0.25 mm)を通過さ
せることにより、ガラス繊維に樹脂を含浸させた。その
後、ガラスクロスを60℃で１時間乾燥して溶媒を除去
し、樹脂含有量39％の強化層形成用のガラスクロスプリ
プレグを作製した。

【００４２】別の上記樹脂ワニス100 部に潤滑剤として
黒鉛粉末 (ロンザグラファイト、KS６、平均粒径６μ
ｍ) 25部を配合し、均一に分散するよう十分に混合し
た。この黒鉛配合樹脂ワニス中にアラミド繊維クロス
(平織り、162 g/m²、厚み0.24 mm)を通過させた後、60
℃で１時間乾燥させることにより、耐摩耗層形成用のア
ラミドクロスプリプレグを作製した。このプリプレグ中
の黒鉛と樹脂を合わせた含有量は40％であり、うち13％
が黒鉛、27％が樹脂であった。繊維含有量は残り60％で
あった。

【００４３】こうして得たガラスクロスプリプレグおよ
び黒鉛含有アラミドクロスプリプレグを、成形後の厚み
がそれぞれ10mmおよび５mmとなる枚数だけ積層し、120
℃で20分間予熱した後、ホットプレスにより100 kgf/cm
²の圧力下、190 ℃で60分間加圧加熱成形した。その
後、オーブン中で210 ℃で５時間、さらに230 ℃で５時
間ポストキュアを行い、アラミドクロス補強層５mmとガ
ラスクロス補強層10mmからなる肉厚15mmの複層積層板を
得た。得られた積層板はボイド、クラック等はなく、成
形性も良好であった。

【００４４】この複合積層板の肉厚中央部分から厚さ５
mmの曲げ試験片を採取し、室温および250 ℃で曲げ強度
を測定した。250 ℃で100 時間熱エージングした後の曲
げ強度も同様に測定し、耐熱性を評価した。

【００４５】摩擦摩耗特性の評価は、耐摩耗層（アラミ
ドクロス補強層）を摺動面として、ピン・オン・ディス
ク試験により行った。試験条件は、滑り速度７ｍ／秒、
荷重10 kgf/cm²、相手材はS45C (炭素鋼）である。

【００４６】試験結果を表１に示す。表１から分かるよ
うに、この積層板は耐熱性に優れ、250 ℃で高強度を保
持し、熱エージング後も全く強度低下が認められなかっ
た。また、この積層板は摩擦摩耗特性にも優れていた。

【００４７】(実施例２)実施例１と同様の方法で縮合多
環系芳香族樹脂の樹脂ワニスを調整し、この樹脂ワニス
100 部に、実施例１の黒鉛粉末16.5部とPTFE粉末 (ダイ
キン工業製ルブロンL-2 、平均粒径５μm ) 16.5部を配
合し、これらの粉末が均一に分散するよう十分に攪拌し
た。この黒鉛/PTFE 粉末配合樹脂ワニスを用いて、実施
例１と同様の方法でアラミドクロスプリプレグを作製し
た。この黒鉛/PTFE 含有アラミドクロスプリプレグと、
実施例１と同じ方法で作製したガラスクロスプリプレグ
とを用いて、実施例１と同様に複合積層板の作製を行っ
た。この積層板の耐熱性および摩擦摩耗特性を実施例１
と同様の方法で評価したところ、表１に示すように、耐
熱性および摩擦摩耗特性のいずれも優れていた。

【００４８】(実施例３)実施例１でアラミドクロスのか
わりにカイノール繊維クロスを用いた以外は実施例１と
同様の方法で、カイノールクロスプリプレグおよびＣガ
ラスクロスプリプレグを作製した。このカイノールクロ
スプリプレグの黒鉛と樹脂を合わせた含有量は49％であ
り、うち16％が黒鉛、33％が樹脂であった。繊維含有量
は残り51％であった。この２種類のプリプレグを用いて
実施例１と同様の方法で複層積層板を作製した。

【００４９】この複層積層板の耐熱性および摩擦・摩耗
特性を実施例１と同様の方法で評価したところ、表１か
らわかるように、優れた耐熱性および摩擦・摩耗特性を
有していた。

【００５０】(比較例１)実施例１と同様の方法で黒鉛配
合樹脂ワニスからアラミドクロスプリプレグを作製し
た。このアラミドクロスプリプレグを成形後の厚みが15
mm となる枚数だけ積層し、実施例１と同じ条件で成形
およびポストキュアを行い、積層板を得た。得られた積
層板はボイド、クラック等はなく成形性も良好であっ
た。

【００５１】この積層板の耐熱性および摩擦・摩耗特性
を実施例１と同様の方法で評価したところ、摩擦・摩耗
特性の点では優れていたが、耐熱性が低かった。

【００５２】(比較例２)実施例１と同様の方法で、樹脂
ワニスから樹脂含有量39％のＣガラスクロスプリプレグ
を作製した。このＣガラスクロスプリプレグを、成形後
の厚みが15 mmとなる枚数だけ積層し、実施例１と同じ
条件で成形およびポストキュアを行い、積層板を得た。
得られた積層板はボイド、クラック等はなく成形性も良
好であった。

【００５３】この積層板の耐熱性および摩擦・摩耗特性
を実施例１と同様の方法で評価したところ、熱間強度お
よび耐熱性は高かったが、摩擦・摩耗特性が劣ってい
た。

【００５４】(比較例３)実施例１と同様の方法で黒鉛配
合樹脂ワニスを調整した。この黒鉛配合樹脂ワニス中を
実施例１のＣガラスクロスを通過させることにより、Ｃ
ガラス繊維に黒鉛配合樹脂を含浸させ、その後60℃で１
時間乾燥させて溶媒を除去し、樹脂と黒鉛を合わせた含
有量45％ (うち15％が黒鉛、30％が樹脂) のガラスクロ
スプリプレグを作製した。

【００５５】このガラスクロスプリプレグを成形後の厚
みが15 mm となる枚数だけ積層し、実施例１と同じ条件
で成形およびポストキュアを行い、積層板を得た。得ら
れた積層板はボイド、クラック等はなく成形性も良好で
あった。

【００５６】この積層板の耐熱性および摩擦・摩耗特性
を実施例１と同様の方法で評価したところ、耐熱性の点
では優れていた。摩擦・摩耗特性については、比較例２
に比べれば改善効果は認められるものの、実施例１〜３
に比べると劣っていた。

【００５７】(比較例４)実施例１の樹脂ワニスから樹脂
含有量33％のアラミドクロスプリプレグを作製した。さ
らに比較例３と同様の方法で黒鉛配合Ｃガラスクロスプ
リプレグを作製した。得られたアラミドクロスプリプレ
グおよび黒鉛配合Ｃガラスクロスプリプレグを、成形後
の厚みがそれぞれ10mmおよび５mmとなる枚数だけ積層
し、実施例１と同じ条件で成形およびポストキュアを行
い、強化層がアラミドクロス補強層、耐摩耗層が黒鉛配
合Ｃガラスクロス補強層である積層板を得た。得られた
積層板はボイド、クラック等はなく成形性も良好であっ
た。

【００５８】この積層板の耐熱性および摩擦・摩耗特性
を実施例１と同様の方法で評価したところ、耐熱性およ
び摩擦・摩耗特性を実施例１と同様の方法で評価したと
ころ、耐熱性、摩擦・摩耗特性いずれの点でも劣ってい
た。

【００５９】

【表１】

【００６０】

【発明の効果】本発明の積層材は、耐熱性、機械的強
度、摺動性の各特性に優れており、高温環境下で使用さ
れる摺動部材として非常に好適であり、摺動部材の性能
改善やコスト低減に寄与する技術である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数層の樹脂含浸繊維強化層を積層して
なる積層材であって、該繊維強化層中に存在する繊維が
無機繊維であり、積層材の表面の少なくとも一部に、有
機繊維と樹脂と潤滑剤からなり、有機繊維含有量が10〜
70重量％、潤滑剤含有量が５〜30重量％である耐摩耗層
を有することを特徴とする、繊維強化樹脂複合積層材。
【請求項２】少なくとも前記繊維強化層に使用した樹
脂が、縮合多環芳香族化合物または縮合多環芳香族化合
物と単環芳香族化合物との混合物からなる原料物質と少
なくとも２個のヒドロキシメチル基またはハロメチル基
を有する芳香族からなる架橋剤とを酸触媒の存在下に反
応させて得た縮合多環系芳香族樹脂であることを特徴と
する、請求項１記載の繊維強化樹脂複合積層材。