JP2002114883A - ふっ素樹脂組成物およびその成形体 - Google Patents

ふっ素樹脂組成物およびその成形体

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JP2002114883A
JP2002114883A JP2000306086A JP2000306086A JP2002114883A JP 2002114883 A JP2002114883 A JP 2002114883A JP 2000306086 A JP2000306086 A JP 2000306086A JP 2000306086 A JP2000306086 A JP 2000306086A JP 2002114883 A JP2002114883 A JP 2002114883A
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fluororesin
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ptfe
tetrafluoroethylene
fluororesin composition
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JP2000306086A
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Akira Setogawa
晃 瀬戸川
Hiroo Kusano
広男 草野
Yasuaki Yamamoto
康彰 山本
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 テトラフルオロエチレン系重合体本来の良好
な特性を有するとともに、相手摺動材の平均粗さが0.
5μm以上でも優れた耐摩耗性を有するふっ素樹脂組成
物およびその成形体を提供する。 【解決手段】 この摺動部材は、テトラフルオロエチレ
ン系重合体(PTFE)と、改質PTFE40〜60重
量%とを含有したふっ素樹脂組成物からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、無潤滑軸受け、ガ
スケットやベアリングパッド等に使用されるふっ素樹脂
組成物およびその成形体に関し、特に、テトラフルオロ
エチレン系重合体(PTFE)本来の良好な特性を有す
るとともに、相手摺動材の平均粗さが0.5μm以上で
も優れた耐摩耗性を有するふっ素樹脂組成物およびその
成形体に関する。
【0002】
【従来の技術】ふっ素樹脂は、電気特性、耐菓品性、耐
熱性に優れており、産業用、民生用の各種用途に広く利
用されている。しかし、ふっ素樹脂は、摺動環境下では
摩耗が大きく、使用できないケースがある。このため、
従来より改質PTFEを加えたふっ素樹脂成形体が知ら
れており、これにより摩耗やクリープ変形を改善してい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のふっ素
樹脂成形体では、相手摺動材の平均粗さが0.5μm以
上になると摩耗性が低下してしまうという問題がある。
【0004】従って、本発明の目的は、PTFE本来の
良好な特性を有するとともに、相手摺動材の平均粗さが
0.5μm以上でも優れた耐摩耗性を有するふっ素樹脂
組成物およびその成形体を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、テトラフルオロエチレン系重合体60〜4
0重量%と、酸素濃度100torr以下の不活性ガス
雰囲気の下、テトラフルオロエチレン系重合体にその融
点以上に加熱された状態で電離性放射線を照射線量1k
Gy〜10MGyの範囲で照射して形成された改質テト
ラフルオロエチレン系重合体40〜60重量%とを含有
することを特徴とするふっ素樹脂組成物を提供する。
【0006】本発明は、上記目的を達成するため、テト
ラフルオロエチレン系重合体60〜40重量%と、酸素
濃度100torr以下の不活性ガス雰囲気の下、テト
ラフルオロエチレン系重合体にその融点以上に加熱され
た状態で電離性放射線を照射線量1kGy〜10MGy
の範囲で照射して形成された改質テトラフルオロエチレ
ン系重合体40〜60重量%とを含有するふっ素樹脂組
成物からなることを特徴とするふっ素樹脂成形体を提供
する。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態に係る成形体
としての摺動部材を説明する。この摺動部材は、テトラ
フルオロエチレン系重合体(以下「PTFE」とい
う。)と、所定の雰囲気および温度の条件の下でPTF
Eに電離性放射線を照射して形成された改質PTFEと
を含有するふっ素樹脂組成物からなる。
【0008】上記PTFEの中には、パーフルオロ(ア
ルキルビニルエーテル)、ハキサフルオロプロビレン、
(パーフルオロアルキル)エチレン、あるいはクロロト
リフルオロエチレン等の共重合体モノマーに基づく重合
単位を1モル%以下含有するものも含まれる。また、上
記共重合体形式のふっ素樹脂の場合、その分子構造の中
に少量の第3の成分を含んでもよい。
【0009】電離性放射線を照射するときの雰囲気は、
過度の酸素濃度で照射すると、架橋が抑制されPTFE
の分解が起こるため、酸素濃度100torr以下で行
って改質することが望ましく、さらに10torr以下
で改質することが望ましい。
【0010】電離性放射線を照射するときは、PTFE
をその結晶融点(327℃)以上に加熱した状態で行う
必要がある。PTFEをその結晶融点以上に加熱するこ
とは、ふっ素樹脂を構成する主鎖の分子運動を活性化さ
せることになり、その結果、分子間の架橋反応を効率良
く促進させることが可能となる。但し、過度の加熱は、
逆に分子主鎖の切断と分解を招くようになるので、この
ような解重合現象の発生を抑制する意味合いから、過熱
温度はふっ素樹脂の結晶融点よりも10〜30℃高い範
囲内に抑えるべきである。
【0011】電離性放射線としては、例えば、γ線、電
子線、X線、中性子線、あるいは高エネルギーイオン等
が使用される。その照射線量は、1kGy〜10MGy
の範囲内であることが望ましく、ふっ素樹脂の低摩擦
性、耐摩耗性および耐荷重特性を改善する観点からする
と、10kGy〜1500kGyの範囲内であることが
望ましい。
【0012】改質PTFEは、40〜60重量%の割合
で含有させことが望ましい。改質PTFEを40重量%
未満の割合で含有した場合は、摩耗性に優れた改質PT
FEの含有量が不足するため、比摩耗量が大きくなって
しまう。また、改質PTFEが60重量%より多い割合
で含有した場合は、引張強さと伸びが不十分なため、比
摩耗量が大きくなってしまう。
【0013】この摺動部材を形成する方法として、電離
性放射線を照射した改質ふっ素樹脂粉体と未照射のふっ
素樹脂粉体(またはペレット)の混合物を加圧成形する
方法、ふっ素樹脂と他の耐熱性材料を混合し、これを摺
動部材の形状に成形する方法等を挙げることができる。
成形体を得るには、融点温度以上から加圧冷却する成形
方法が望ましい。
【0014】本実施の形態の摺動部材によれば、未照射
のPTFE60〜40重量%と改質PTFE40〜60
重量%とを含有することにより、PTFE本来の良好な
特性を有するとともに、相手摺動材の平均粗さが0.5
μm以上でも優れた耐摩耗性を有する。この結果、例え
ば、無潤滑軸受け、ガスケット、ベアリングパッド、複
写機用ロール等に適用することができ、従来、ふっ素樹
脂の適用が困難であった用途での使用が期待される。
【0015】
【実施例】<実施例1〜3>改質PTFE粉末を使用
し、これに未改質PTFE粉末を40重量%(実施例
1)、50重量%(実施例2)、60重量%(実施例
3)含有するように配合し、300℃のミキサで混合し
た後、金型に充填して350℃、100kg/cm 2
熱プレスを行い、冷却時も加圧しながら50mm(縦)
×50mm(横)×10mm(厚さ)のブロックを作製
した。
【0016】<比較例1〜4>実施例1〜3と同様の改
質PTFE粉末を使用し、これに未改質PTFE粉末を
20重量%(比較例1)、30重量%(比較例2)、7
0重量%(比較例3)、80重量%(比較例4)含有す
るように配合し、300℃のミキサで混合した後、金型
に充填して350℃、100kg/cm2で熱プレスを
行い、50mm(縦)×50mm(横)×10mm(厚
さ)のブロックを作製した。
【0017】<比較例5>実施例1〜3と同様の改質P
TFE粉末を使用し、これに未改質PTFE粉末を30
0℃のミキサで混合した後、金型に充填して350℃、
100kg/cm 2で熱プレスを行い、50mm(縦)
×50mm(横)×10mm(厚さ)のブロックを作製
した。
【0018】表1は、実施例及び比較例のブロックの摩
擦係数および比摩耗量を測定した試験結果を示す。
【表1】
【0019】摺動試験は、リングオンディスク型摩擦摩
耗試験装置を使用し、SUS304製の円盤状リング
(外径Φ25.6mm、内径Φ20.6mm、平均粗さ
0.8μm)により実施例1〜7および比較例1〜3の
それぞれの被試験体に対し2.5kg/cm2の圧力を
加え、速度0.5m/secの条件の下に行った。この
ときの圧力と速度の乗数値PV値は、1.25kg・m
/cm2・secであった。試験時間50時間後の被試
験シートの重量減少を測定した後、この被試験シートの
減少重量を減量容積に換算し、これを円盤状リングの接
触面積で除して摩耗深さを算出した。比摩耗量K(mm
3/Nm×10-8 )は、次の摩耗の関係式により求め
た。 W=KPVT なお、式中Wは摩耗深さ(m)、Pは荷重(MPa)、
Vは速度(m/sec)、Tが時間(hr)である。
【0020】表1から明らかなように、比較例のいずれ
もが比摩耗量が大きいのに対して、本実施例による摺動
部材の場合、いずれも良好な潤滑性を裏付ける低い摩擦
係数を有していながら、優れた耐摩耗性、引張強さ、伸
びを有していることが認められる。また、 本実施例の
比摩耗量は、汎用の摺動材料として一般的に用いられる
ガラス充填PTFEのレベルより小さい5000mm3
/Nm×10-8以下とすることができた。また、本実施
例の伸びは、180%以上であり、引張強さは、14.
7MPa以上であるので、四ふっ化エチレン樹脂成形粉
の規格(JISK 6896)に適合させることができ
た。
【0021】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、P
TFEと、改質PTFE40〜60重量%とを含有する
ので、PTFE本来の良好な特性を有するとともに、相
手摺動材の平均粗さが0.5μm以上でも優れた耐摩耗
性を有する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F16J 15/10 F16J 15/10 G 4F204 15/20 15/20 4J002 // B29K 27:12 B29K 27:12 (72)発明者 山本 康彰 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日立 電線株式会社総合技術研究所内 Fターム(参考) 3J011 DA02 SC05 3J040 EA16 FA07 HA30 3J043 AA02 CB14 4F070 AA24 AB01 HA03 HA04 HA05 HB01 HB02 4F071 AA27 AG14 AH17 BB03 BC17 4F204 AA16 AH13 FA01 FB01 FF21 FN11 FN15 FQ01 FQ15 4J002 BD15W BD15X GM00

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】テトラフルオロエチレン系重合体60〜4
    0重量%と、 酸素濃度100torr以下の不活性ガス雰囲気の下、
    テトラフルオロエチレン系重合体にその融点以上に加熱
    された状態で電離性放射線を照射線量1kGy〜10M
    Gyの範囲で照射して形成された改質テトラフルオロエ
    チレン系重合体40〜60重量%とを含有することを特
    徴とするふっ素樹脂組成物。
  2. 【請求項2】テトラフルオロエチレン系重合体60〜4
    0重量%と、 酸素濃度100torr以下の不活性ガス雰囲気の下、
    テトラフルオロエチレン系重合体にその融点以上に加熱
    された状態で電離性放射線を照射線量1kGy〜10M
    Gyの範囲で照射して形成された改質テトラフルオロエ
    チレン系重合体40〜60重量%とを含有するふっ素樹
    脂組成物からなることを特徴とするふっ素樹脂成形体。
  3. 【請求項3】前記ふっ素樹脂組成物を加圧しながらテト
    ラフルオロエチレン系重合体の融点以上の温度から冷却
    して形成されることを特徴とする請求項2記載のふっ素
    樹脂成形体。
  4. 【請求項4】摺動部材に適用されることを特徴とする請
    求項2記載のふっ素樹脂成形体。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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EP2527397A1 (en) 2005-10-31 2012-11-28 Daikin Industries, Ltd. Method for molding polytetrafluoroethylene, polytetrafluoroethylene molded body, crosslinkable polytetrafluoroethylene, powdered polytetrafluoroethylene crosslinked body, resin blend composition of matter and resin blend molded body
WO2015115655A1 (ja) * 2014-02-03 2015-08-06 Ntn株式会社 摺動部材、転がり軸受および保持器
JP2015194249A (ja) * 2014-03-24 2015-11-05 Ntn株式会社 転がり軸受用保持器および転がり軸受

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