JP2682655B2 - 充填材含有フッ素樹脂成形品の製造方法 - Google Patents
充填材含有フッ素樹脂成形品の製造方法Info
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Description
く、機械的強度および摺動性に優れた充填材含有フッ素
樹脂成形品を製造するための製造方法に関する。
に、摩擦係数が小さく自己潤滑性を有しているので、摺
動材、管、バルブ、コックなどの成形品として広く使用
されている。
も充分ではないため、フッ素樹脂に種々の充填材を添加
して耐摩耗性ならびに機械的強度を改良することが行な
われている。このようなフッ素樹脂中に添加される充填
材としては、ガラス繊維、炭素繊維、グラファイト、二
硫化モリブデン、ブロンズ粉末などの無機系充填材が広
く知られている。
フッ素樹脂成形品にあっては、含有される充填材が原因
となって、摺接する相手部材を摩耗させ、損傷させる虞
があった。
形品に含有させる充填材として、ポリアミド樹脂粉末等
の有機系の充填材を用いることが提案されている(特開
昭60−238,351号公報)。
フッ素樹脂成形品にあっても、無機系の充填材を含有す
るフッ素樹脂成形品と同様に、その製造に際して、製造
条件によっては、成形品内部に割れが生じたり、成形品
内部に過大な残留ひずみが生じたりする虞があった。
脂成形品の製造方法について鋭意検討したところ、充填
材粉末とフッ素樹脂粉末との混合物の予備成形圧力と、
充填材粉末の容積含有率とを一定の関係を満足するよう
に決定することで、成形品内部に割れや過大な残留ひず
みを生じさせることなく、機械的強度および耐摩耗性に
優れた充填材含有フッ素樹脂成形品を製造できることを
見出した。
部に割れや過大な残留ひずみを生じさせることなく、機
械的強度および耐摩耗性に優れた充填材含有フッ素樹脂
成形品を製造することができる製造方法を提供すること
を第1の目的とする。
ず、相手部材に対する攻撃性の小さい充填材含有フッ素
樹脂を、成形品内部に割れや過大な残留ひずみを生じさ
せることなく製造することができる製造方法を提供する
ことを第2の目的とする。
は、フッ素樹脂粉末と充填材粉末との混合物を予備圧縮
成形した後、得られた予備成形品を焼結して充填材含有
フッ素樹脂成形品を製造する方法において、 前記予備圧縮成形時の成形圧力(Pc)と、フッ素樹脂
粉末および充填材粉末に対する充填材粉末の容積含有率
(C)とが、次の関係式、 Pc=K1・C+K2[MPa] (ただし、K1、K2は定数) を満足し、 前記K1、K2は、焼結前の予備成形品の密度と、焼結後
の成形品の密度とが略等しい値になるように決定される
ことを特徴としている。
ポリテトラフルオロエチレンから成るフッ素樹脂粉末と
ポリアラミド繊維から成る充填材粉末との混合物を予備
圧縮成形した後、得られた予備成形品を焼結して充填材
含有フッ素樹脂成形品を製造する方法において、 前記予備圧縮成形時の成形圧力(Pc)と、フッ素樹脂
粉末および充填材粉末に対する充填材粉末の容積含有率
(C)とが、次の関係式、 Pc=K1・C+K2[MPa] (ただし、K1=40.2±4.0、K2=37.0±3.7)を満足する
ことを特徴としている。
の製造方法によれば、予備成形圧力(Pc)と、充填材粉
末の容積含有率(C)とを所定の関係にすることで、焼
結前の予備成形品の密度と、焼結後の成形品の密度とを
略等しくさせることが可能になり、これにより、焼結時
の成形品に生じる熱膨張や熱収縮を最小限にし、成形品
内部に割れや過大な残留ひずみを生じさせることなく、
機械的強度および耐摩耗性に優れた充填材含有フッ素樹
脂成形品を製造することが可能になる。
維を用いた場合には、焼結して得られるフッ素樹脂成形
品の相手部材に対する攻撃性も小さくなり、相手部材を
摩損させる虞も少なくなる。
準備し、それらを所定の配合割合で混合し、混合粉末を
得る。フッ素樹脂粉末を構成するフッ素樹脂としては、
ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロ
エチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共
重合体であるPFA、テトラフルオロエチレンとヘキサフ
ルオロプロピレンとの共重合体であるFEP、あるいはテ
トラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとパ
ーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体である
EPEなどが用いられる。好ましくはPTFEが用いられる。
充填材粉末を構成する充填材としては、ガラス繊維、炭
素繊維、グラファイト、二硫化モリブデン、ブロンズ粉
末などの無機系充填材、または芳香族ポリエステル、ポ
リイミド、ポリフェニレン、サルファイド、芳香族ポリ
アミド、ポリアラミドなどの有機系充填材などが用いら
れる。好ましくはポリアラミド繊維が用いられる。得ら
れる充填材含有フッ素樹脂成形品の相手部材に対する攻
撃性が小さくなるからである。
っても異なるが、一般に1〜60μmが好ましく、特にPT
FE樹脂粉末の場合には10〜40μmが好ましい。また、充
填材粉末の各粒子の大きさは、充填材の種類によっても
異なるが、一般にフッ素樹脂粉末と同程度の大きさが好
ましく、特にポリアラミド繊維を充填材として用いる場
合には、平均外径が5〜30μmであり、平均長さが0.1
〜10mmであることが好ましい。
混合物を所定の成形圧力(Pc)で予備圧縮成形する。こ
の成形圧力(Pc)は、次式で示されるように、フッ素樹
脂粉末および充填雑粉末に対する充填材粉末の容積含有
率(C)の関数である。
密度と、焼結後の成形品の密度とが略等しい値になるよ
うに定められる。定数K1、K2の値は、フッ素樹脂の種
類、充填材の種類などによっても異なるが、たとえばフ
ッ素樹脂としてPTFEを用い、充填材としてポリアラミド
繊維を用いる場合には、次のようにして実験的に求めら
れる。
アラミド繊維の含有率Cを種々に変化させ、焼結前後の
成形品の密度ρ(縦軸)を、予備成形圧P(縦軸)の関
数として表わす。焼結後の成形品の密度ρは、図中点線
で示すように、予備成形圧Pによらず、ポリアラミド繊
維含有率Cのみの関数となる。また、焼結前の予備成形
品の密度ρは、ポリアラミド繊維含有率Cと予備成形圧
Pとの関数となり、図中実線で示すように右上りの曲線
となる。
ためには、含有率Cが等しい条件の点線と実線との交点
を滑らかに結び(図中、一点鎖線)、この曲線における
ポリアラミド繊維含有率Cと成形圧力Pcとの関係を、第
2図に示す座標で表わし、定数K1、K2を求めるのであ
る。
ミド繊維を用いた場合に、上述のようにして定数K1、K2
を求めた結果、K1=40.2±4.0、K2=37.0±3.7であり、
最も好ましくは、K1=40.2、K2=37.0であった。
力Pcでフッ素樹脂粉末と充填材粉末との混合物を所定形
状に予備圧縮成形し、予備成形品を形成した後、この予
備成形品を焼成し、充填材含有フッ素樹脂成形品を得
る。この焼成温度は、340〜380度であることが好まし
い。このようにして得られた成形品は、そのままの形状
で、もしくは切削加工されて、摺動材、管、バルブ、コ
ック、またはその他の機能材として用いられる。
するが、本発明は、これら実施例に限定されるものでは
なく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
5cmのポリアラミド繊維とを、ポリアラミド繊維含有率
が14.9vol%(容積含有率C=0.149)の割合で混合し、
その混合物を予備成形圧Pc=40.2・C+37.0=40.2・0.
149+37.0≒43[MPa]の圧力で予備圧縮成形し、予備成
形品を得た。この予備圧縮成形には、内径15mmのシリン
ダーと両押式ピストンとから成る金型を用いた。
し、充填材含有フッ素樹脂成形品を得た。
0.016)とし、予備成形圧Pc=40.2・C+37.0=40.2・
0.016+37.0≒37.6[MPa] とした以外は、実施例1と同様にして充填材含有フッ素
樹脂成形品を得た。
0.0vol%とし、予備成形圧Pcを29.4[MPa]とした以外
は、実施例1と同様にして充填材含有フッ素樹脂成形品
を得た。
した以外は、実施例1と同様にして充填材含有フッ素樹
脂成形品を得た。
lに対する摩擦係数μの変化を第3図に示す。図示する
ように、本実施例では、グラスファイバーを充填材とし
て含有した参考例1に比較して、格別に低い摩擦係数を
有し、摺動特性に優れ、その摺動特性が摩擦距離lによ
らず略一定であることが確認された。
る成形品の相手部材に対する攻撃性を確めるために、相
手部材としてアルミニウム板を用い、それと各成形品を
摺動させ、アルミニウム板の摩耗深さを調べた結果を第
4図に示す。図示するように、本実施例では、参考例1
に比較し、アルミニウム板を摩損させず、相手部材に対
する攻撃性が小さいことが確認された。
自身の耐摩耗性を確めるために、相手部材としてアルミ
ニウム板を用い、それと各成形品を摺動させ、成形品の
摩耗量を調べた結果を表1に示す。表1に示すように、
本実施例に係る成形品の摩耗量は、何も充填されていな
いPTFE単体の成形品(比較例1)に比較して著しく小さ
いことが確認された。
い、ポリアラミド繊維含有率を種々に変化させると共
に、予備成形圧力Pを、Pc=40.2・C+37.0付近で種々
に変化させた場合に、成形品の破断ひずみ、破断応力、
破断エネルギーがどのように変化するか調べた結果をそ
れぞれ第5〜7図に示す。
て、予備成形圧力PをPc=40.2・C+37.2近傍にした場
合に、それぞれ破断ひずみ、破断応力、破断エネルギー
が最高値に近づくことが確認され、本発明方法により製
造される充填材含有フッ素樹脂成形品の機械的強度が増
大することが確認された。
圧力(Pc)と、充填材粉末の容積含有率(C)とを所定
の関係にすることで、焼結前の予備成形品の密度と、焼
結後の成形品の密度とを略等しくさせることが可能にな
り、これにより、焼結時の成形品に生じる熱膨張や熱収
縮を最小限にし、成形品内部に割れや過大な残留ひずみ
を生じさせることなく、機械的強度および耐摩耗性に優
れた充填材含有フッ素樹脂成形品を製造することが可能
になる。
維を用いた場合には、焼結して得られるフッ素樹脂成形
品の相手部材に対する攻撃性も小さくなり、相手部材を
摩損させる虞も少なくなる。
・C+K2の求め方を示すグラフ、第3,4図は本発明の実
施例と参考例あるいは比較例との差異を示すグラフ、第
5〜7図は本発明の作用効果を示すグラフである。
Claims (3)
- 【請求項1】ポリテトラフルオロエチレンから成るフッ
素樹脂粉末とポリアラミド繊維から成る充填材粉末との
混合物を予備圧縮成形した後、得られた予備成形品を焼
結して充填材含有フッ素樹脂成形品を製造する方法にお
いて、 前記予備圧縮成形時の成形圧力(Pc)と、フッ素樹脂粉
末および充填材粉末に対する充填材粉末の容積含有率
(C)とが、次の関係式、 Pc=40.2・C+37.0[MPa] を満足することを特徴とする充填材含有フッ素樹脂成形
品の製造方法。 - 【請求項2】ポリテトラフルオロエチレンから成るフッ
素樹脂粉末とポリアラミド繊維から成る充填材粉末との
混合物を予備圧縮成形した後、得られた予備成形品を焼
結して充填材含有フッ素樹脂成形品を製造する方法にお
いて、 前記予備圧縮成形時の成形圧力(Pc)と、フッ素樹脂粉
末および充填材粉末に対する充填材粉末の容積含有率
(C)とが、次の関係式、 Pc=K1・C+K2[MPa] (ただし、K1=40.2±4.0、K2=37.0±3.7)を満足する
ことを特徴とする充填材含有フッ素樹脂成形品の製造方
法。 - 【請求項3】フッ素樹脂粉末と充填材粉末との混合物を
予備圧縮成形した後、得られた予備成形品を焼結して充
填材含有フッ素樹脂成形品を製造する方法において、 前記予備圧縮成形時の成形圧力(Pc)と、フッ素樹脂粉
末および充填材粉末に対する充填材粉末の容積含有率
(C)とが、次の関係式、 Pc=K1・C+K2[MPa] (ただし、K1、K2は定数) を満足し、 前記K1、K2は、焼結前の予備成形品の密度と、焼結後の
成形品の密度とが略等しい値になるように決定されるこ
とを特徴とする充填材含有フッ素樹脂成形品の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63215868A JP2682655B2 (ja) | 1988-08-29 | 1988-08-29 | 充填材含有フッ素樹脂成形品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63215868A JP2682655B2 (ja) | 1988-08-29 | 1988-08-29 | 充填材含有フッ素樹脂成形品の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0262228A JPH0262228A (ja) | 1990-03-02 |
JP2682655B2 true JP2682655B2 (ja) | 1997-11-26 |
Family
ID=16679597
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63215868A Expired - Fee Related JP2682655B2 (ja) | 1988-08-29 | 1988-08-29 | 充填材含有フッ素樹脂成形品の製造方法 |
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JP (1) | JP2682655B2 (ja) |
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---|---|---|---|---|
JP2005298554A (ja) * | 2004-04-07 | 2005-10-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 膜厚方向に弾性回復性を有する延伸ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜、その製造方法、及び該多孔質膜の使用 |
JP2015209480A (ja) * | 2014-04-25 | 2015-11-24 | 三井・デュポンフロロケミカル株式会社 | フッ素樹脂組成物 |
-
1988
- 1988-08-29 JP JP63215868A patent/JP2682655B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH0262228A (ja) | 1990-03-02 |
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