JP2002146202A - 改質エンジニアリングプラスチック、その製造方法およびそれを用いた成形品 - Google Patents
改質エンジニアリングプラスチック、その製造方法およびそれを用いた成形品Info
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Abstract
ラスチックおよびその製造方法の実現。 【解決の手段】エンジニアリングプラスチックと弗素樹
脂との混合体を架橋可能な温度で架橋させ、耐摩耗性の
向上した改質エンジニアリングプラスチックを得る。
Description
ングプラスチック、その製造方法およびそれを用いた成
形品に関する。特に、耐摩耗性を改善した改質エンジニ
アリングプラスチック、その製造方法およびそれを用い
た成形品に関する。
スチックのうちで特に機械的強度(強靱性)や耐熱性に
すぐれ、耐久性を要求される部品の材料として、機械、
電気その他の分野に広く用いられるプラスチックの総称
である。
位で大きなせん(剪)断が加わるので、エンジニアリン
グプラスチックのうちでも、摩擦係数が充分低く、そし
て耐摩耗性が充分大きいものが要求される。
を低下させるために、潤滑剤としてポリテトラフルオロ
エチレンを添加することが行なわれている。
ングプラスチックにポリテトラフルオロエチレンを添加
しても、摩擦係数が低下するのみで、耐摩耗性の充分な
向上は得られない。
た改質エンジニアリングプラスチックを提供することに
ある。
改質エンジニアリングプラスチックの製造方法を提供す
ることにある。
改質エンジニアリングプラスチックの成形品を提供する
ことにある。
め、本発明の改質エンジニアリングプラスチックは、エ
ンジニアリングプラスチックと弗素樹脂との混合体を架
橋して成ることを特徴とする。改質エンジニアリングプ
ラスチックとは、機械的強度、耐熱性にすぐれ、摩擦係
数が低く、必要に応じて耐摩耗性が改善されたプラスチ
ックを言う。
素原子を有する有機重合体を含む改質エンジニアリング
プラスチックの製造方法において、エンジニアリングプ
ラスチックと弗素樹脂と混合する、混合のステップと、
混合されたエンジニアリングプラスチックと弗素樹脂
を、それらが架橋可能な温度で架橋させる架橋のステッ
プから成ることを、特徴とする。
るため、改質エンジニアリングプラスチックの成形品に
おいて、エンジニアリングプラスチックと弗素樹脂とを
含有する成形品を架橋して成ることを特徴とする。
は、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミ
ド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケト
ン、ポリフェニレンサルファイド、ポリサルフォン、ポ
リエーテルサルフォン、ポリオキシベンゾイルエステ
ル、液晶ポリエステルが包含される。
エチレン、テトラフルオロエチレンとパーフルオロ(ア
ルキルエーテル)の共重合体、テトラフルオロエチレン
とヘキサフルオロプロピレンの共重合体、テトラフルオ
ロエチレンと上記以外の共重合成分との共重合体であ
る。
ーフルオロ(アルキルビニルエーテル)、ヘキサフルオ
ロプロピレン、(パーフルオロアルキル)エチレン、ク
ロロトリフルオロエチレン等の共重合成分を、1モル%
以下含むことができる。さらにそれ以外の共重合成分を
含むこともできる。
の架橋可能な温度とは、例えば、弗素樹脂の結晶融点以
上の温度である。好ましくは、弗素樹脂の結晶融点より
10ないし30℃高い温度である。これは、弗素樹脂の
分子運動を活発にして、架橋を促進する一方、熱による
解重合を防ぐためである。また、架橋後の改質エンジニ
アリングプラスチックの粉砕を困難にしないためでもあ
る。
弗素樹脂の架橋は、例えば電離放射線や中性子線を照射
することにより行なわれる。電離放射線は、例えば、X
線、γ線、電子線、高エネルギーイオン束である。電離
放射線の照射量は、1kGyから10MGyまでの範囲
から選ばれる。電離放射線照射による架橋は、10to
rr以下の酸素分圧のもとに行なうのが、適当である。
の架橋は、全体の5ないし30重量%の弗素樹脂の存在
のもとに行なうのが適当である。5重量%未満では耐摩
耗性の充分な改善が得られず、30重量%を超える弗素
樹脂を加えると、架橋後の改質エンジニアリングプラス
チックの機械的強度(強靱性)が著しく損なわれる。
ックと弗素樹脂の架橋は、弗素樹脂の結晶融点以上の温
度、好ましくはそれより10ないし30℃高い温度で行
なわれるが、例えば、ポリテトラフルオロエチレンの結
晶融点は327℃、典型的なテトラフルオロエチレン−
パーフルオロ(アルキルエーテル)共重合体の結晶融点
は310℃、典型的な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の結晶融点は275℃であ
る。
酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、難燃剤、着色剤
等を含んでもよい。
クは、しゅう(摺)動部品、シール部品、パッキン
(グ)、ガスケット、半導体製造用容器、同用治具等の
成形品の材料として、有用である。
示す。 [実施例]40mm2軸押出し機を用いて、表1に示す組
成の5種のペレットを製作した。表中、PEEKはポリ
エーテルエーテルケトン、PIはポリイミド、PTFE
はポリテトラフルオロエチレン、FEPはテトラフルオ
ロエチレンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体を示
す。PEEKとしては三井東圧化学の450Pを、PI
としては同社AURUM450、PTFEとしては株式
会社喜多村のKT400H(粒子径25ミクロン)、F
EPとしては三井デュポンフロロケミカル社のNP−2
0を用いた。
は押出し温度を390℃、実施例4と5(PIペレッ
ト)では押出し温度を400℃とした。押出し機のスク
リュー回転数15rpmで混練し、2mmφの丸ペレット
を作った。ペレットを、押出し温度と同じ温度の電熱プ
レスを用い、圧力20MPaで、30mmφ、高さ30mm
のロッドに成形した。
て、高分子を架橋させた。酸素濃度0.5torrの窒
素ガス雰囲気中で、実施例1ないし4(PTFE添加)
では温度340℃で、実施例5(FEP添加)では29
0℃で、照射した。
mφ、厚さ0.5mmのシートを製作し、各シートにつ
いて摩耗試験および引張り試験を行なった。摩耗試験に
は、スラスト型摩擦摩耗試験装置を用いて、JIS K
7218に従い、円筒状リング(外径25.6mmφ、
内径20.6mmφ)で各シートに0.2MPaの圧力
を加えて、毎分50mの速度で行なった。圧力と速度の
積PV値は10MPa・m/min である。
し、重量減少から比摩耗量を、摩擦力から摩擦係数を算
出した。結果を組成および照射線量とともに表2に示
す。
い、1号型小形試験片ダンベル1(1/5)を用いて試
験片を打ち抜き、自動引張り試験機(オリエンテックR
TC−1310)を用いて、毎分20mの引張り速度で
行なった。結果は表2に併せて示した。
で、表3に示す組成の2種のペレットを製作し、表3に
示す照射線量のγ線を照射した(比較例2は照射な
し)。実施例の試料と同様の方法で2種の検体(比較例
1及び2)を作成し、摩耗試験および引張り試験を行な
った。結果を組成および照射線量とともに表3に示す。
例1ないし5は比較例1及び2に比して比摩耗量がはる
かに小さく、比較例1(弗素樹脂なし)に比べ摩擦係数
が小さい。引張り強さはγ線照射をしない比較例2と同
等以上である。伸び量は比較例1(弗素樹脂なし)に比
べて若干小さい。弗素樹脂で架橋しない比較例1は、摩
擦係数が大きく、比摩耗量は著しく大きい。
質エンジニアリングプラスチックが得られる。これは、
本発明の改質エンジニアリングプラスチックが、エンジ
ニアリングプラスチックと弗素樹脂との架橋体から成る
ことによる。
改質エンジニアリングプラスチックの製造方法が提供さ
れる。これは、本発明の改質エンジニアリングプラスチ
ックの製造方法では、エンジニアリングプラスチック
を、それと架橋し得る弗素樹脂と、架橋可能な温度で架
橋させることによる。
ク成形品は、低い摩擦係数に由来するすぐれた潤滑性を
もち、しかも耐摩耗性を有する。従って、耐摩耗性が強
く要求される成形品の分野にエンジニアリングプラスチ
ックの応用が拡大される。
Claims (12)
- 【請求項1】 エンジニアリングプラスチックと
弗素樹脂との混合体を架橋して成ることを特徴とする、
改質エンジニアリングプラスチック。 - 【請求項2】 前記エンジニアリングプラスチッ
クが、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイ
ミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケト
ン、ポリフェニレンサルファイド、ポリサルフォン、ポ
リエーテルサルフォン、ポリオキシベンゾイルエステ
ル、液晶ポリエステルのうちから選ばれる、請求項1の
改質エンジニアリングプラスチック。 - 【請求項3】 前記弗素樹脂が、テトラフルオロ
エチレン重合体、パーフルオロ(アルキルエーテル)共
重合体またはヘキサフルオロプロピレン共重合体であ
る、請求項1または2の改質エンジニアリングプラスチ
ック。 - 【請求項4】 前記弗素樹脂が、ポリテトラフル
オロエチレン、テトラフルオロエチレンとパーフルオロ
(アルキルエーテル)の共重合体又はテトラフルオロエ
チレンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体である、
請求項1または2の改質エンジニアリングプラスチッ
ク。 - 【請求項5】 弗素原子を有する有機重合体を含
む改質エンジニアリングプラスチックの製造方法におい
て、 エンジニアリングプラスチックと弗素樹脂と混合する、
混合のステップと、 前記混合されたエンジニアリングプラスチックと前記弗
素樹脂を、それらが架橋可能な温度で架橋させる架橋の
ステップから成ることを特徴とする、改質エンジニアリ
ングプラスチックの製造方法。 - 【請求項6】 前記架橋のステップは、前記エン
ジニアリングプラスチックと前記弗素樹脂を、前記弗素
樹脂の結晶融点以上の温度で架橋させるステップであ
る、請求項5の改質エンジニアリングプラスチックの製
造方法。 - 【請求項7】 前記架橋のステップは、前記エン
ジニアリングプラスチックと前記弗素樹脂を、10to
rr以下の酸素分圧のもとに架橋させるステップであ
る、請求項5又は6の改質エンジニアリングプラスチッ
クの製造方法。 - 【請求項8】 前記架橋のステップは、前記エン
ジニアリングプラスチックと前記弗素樹脂を電離放射線
により架橋させるステップである、請求項5、6又は7
の改質エンジニアリングプラスチックの製造方法。 - 【請求項9】 前記架橋のステップは、前記エン
ジニアリングプラスチックと前記弗素樹脂を、X線、γ
線、電子線、高エネルギーイオン束から選ばれる電離放
射線により架橋させるステップである、請求項8の改質
エンジニアリングプラスチックの製造方法。 - 【請求項10】 前記架橋のステップは、前記エンジニ
アリングプラスチックと前記弗素樹脂を中性子線により
架橋させるステップである、請求項5、6または7のエ
ンジニアリングプラスチックの製造方法。 - 【請求項11】 前記混合のステップは、前記エンジニ
アリングプラスチックを、5ないし30重量%と前記弗
素樹脂を95ないし70重量%混合するステップであ
る、請求項5ないし10いずれかの改質エンジニアリン
グプラスチックの製造方法。 - 【請求項12】 エンジニアリングプラスチックと弗素
樹脂とを含有する成形品を架橋して成ることを特徴とす
る成形品。
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