JP5365939B2 - 自動車用シールリング、産業ガス圧縮機用シールリング及び摺動部品 - Google Patents
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Description
即ち、本発明の要旨は、以下の通りである。
第1成分として、
接着性フルオロカーボン系樹脂(A)、または、
前記樹脂(A)と前記樹脂(A)とは異なるフルオロカーボン系樹脂(B)との容積比
(A/B)が5/95〜99/1である樹脂混合物を、
第2成分として、熱可塑性ポリイミド(C)1〜99容積%を含む樹脂組成物からなり、
前記接着性フルオロカーボン系樹脂(A)が、テトラフルオロエチレンに基づく第一繰返し単位、ジカルボン酸無水物基を有し、且つ環内に重合性不飽和基を有する環状炭化水素モノマーに基づく第二繰返し単位、および、その他のモノマーに基づく第三繰返し単位を含有し、第一繰返し単位、第二繰返し単位および第三繰返し単位の合計モル量に対して、第一繰返し単位が50〜99.89モル%、第二繰返し単位が0.01〜5モル%、第三繰返し単位が0.1〜49.99モル%である含フッ素共重合体である、自動車用シールリング又は産業ガス圧縮機用シールリング若しくは摺動部品。
接着性フルオロカーボン系樹脂(A)、または、
前記樹脂(A)と前記樹脂(A)とは異なるフルオロカーボン系樹脂(B)との容積比(A/B)が5/95〜99/1である樹脂混合物を、
第2成分として、熱可塑性ポリイミド(C)1〜99容積%を含む樹脂組成物からなる。即ち、当該樹脂組成物は、前記樹脂(A)と熱可塑性ポリイミド(C)とを必須成分として含むもの、または、前記樹脂混合物と熱可塑性ポリイミド(C)とを必須成分として含むものである。
尚、本発明では、「シールリング」とは、自動車(例えばカーエアコンのコンプレサーなど)や産業ガス圧縮機に用いられるピストンリングなどの気体、液体、固体、粉体などを封止する部品を意味し、「摺動部品」とは、産業ガス圧縮機のピストンリングの近傍で、ピストンやピストンロッドなどの荷重を受けつつ低摩擦で移動(摺動)する部品を意味する。また、シールリングが摺動部品として使用される場合、摺動部品がシールリングとして使用される場合も本発明の範疇である。
本発明に係るシールリングの具体例としては、ピストンリング、ロッドパッキン、グランドパッキンなどが挙げられ、また、摺動部品の具体例としては、ライダリング、軸受などが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
本発明では、より気密性が要求される産業ガス圧縮機用の摺動部品としての機能も有するシールリングとして特に好適である。
酸無水物基を有するモノマーとしてNAH(無水ハイミックス酸、日立化成工業株式会社製)を、追加モノマーとしてCF2=CFO(CF2)3F(ペルフルオロプロピルビニルエーテル、旭硝子株式会社製)(以下、PPVEという)を用いて、接着性フルオロカーボン系樹脂(A)(接着性フッ素樹脂)を製造した。
後述する実施例および比較例において作製した各評価用サンプルを用いて、平均分散粒子径測定および物性測定(曲げ試験)を行った。評価結果は、表3および表6に示す。
各分散粒子径測定用サンプルを、液体窒素に浸漬して冷凍したサンプルを冷凍割断し、断面をSEM(日立ハイテクノロジーズ社製、S−3400N)にて観察して、ドメインの粒子径を、SEM付属の測長機能を用いて測定した。平均分散粒子径は樹脂組成物に含まれる各成分の相容性を判断する指針となるものである。平均分散粒子径が、m−PFAを含まない場合に比べて小さくなっており、さらにそのサイズが小さくなっているほど、相容性が良好と判断することができる。
各物性測定用の評価サンプルを用いて、JIS K7203に準拠して曲げ試験を行い、曲げ弾性率、曲げ最大強度、曲げ破断歪を測定した。
上記の評価のうち、曲げ試験の結果をもとに、シールリング又は摺動部品としての適合性を評価した。評価基準は、以下のとおりである。尚、高い機械強度の指標である曲げ強度としては、曲げ最大強度を採用した。
下記(i)および、(ii)または(iii)を満たすものを○とし、(i)および、(ii)または(iii)のいずれかを満たさないものを×とした。
(i)曲げ最大強度が30MPa以上である。
(ii)曲げ弾性率が1000MPa以上、2000MPa未満、かつ、曲げ破断歪が4%以上である。
(iii)曲げ弾性率が2000MPa以上、4000MPa未満、かつ、曲げ破断歪が2%以上である。
接着性フルオロカーボン系樹脂(A)として、製造例で作製したm−PFA、フルオロカーボン系樹脂(B)として、旭硝子株式会社製PFA(製品名「Fluon(登録商標)PFA P63」、比重2.15)、熱可塑性ポリイミド(C)として、三井化学株式会社製TPI(製品名「AURUM(登録商標) PD−500」、比重1.33)、を用い、表1に示す容積基準の組成(表2には、質量基準の組成を示した)の樹脂組成物を、定法に従って、2軸混練押出機(テクノベル社製、KZW15TW−45MG−NH)により調製し、ペレットとして得た。得られた樹脂組成物を用い、定法に従って圧縮成形により、前記の平均分散粒子径測定用の評価用サンプル(厚さ1mmシート)を成形した。また、定法に従ってトランスファー成形により、前記の物性測定用の評価サンプル(外径φ60mm×内径φ30mm×長さ100mmの略円筒形)を成形した。
表1に示す容積基準の組成(表2には、質量基準の組成を示した)の樹脂組成物を、実施例1と同様にして調製し、定法に従って圧縮成形により、物性測定用評価サンプル(外径φ60mm×内径φ30mm×長さ100mmの略円筒形)を成形した。
前記の三井化学株式会社製TPIを用いて、定法に従ってホットモールディング法にて圧縮成形して、後述する物性測定用評価サンプル(外径φ60mm×内径φ30mm×長さ100mmの略円筒形)を成形した。
PTFEとして、旭硝子株式会社製PTFE(製品名「Fluon(登録商標)PTFE G165」、比重2.17)を使用して、定法に従ってフリーベーキング法にて圧縮成形して、後述する物性測定用評価サンプル(外径φ60mm×内径φ30mm×長さ100mmの略円筒形)を成形した。
表4に示す容積基準の組成(表5には、質量基準の組成を示した)となるように各成分の粉末を、定法に従って、ミキサーにより撹拌混合した。得られた混合物をホットモールディング法にて圧縮成形して、表4(表5)に示す組成の樹脂組成物からなる物性測定用評価サンプル(外径φ60mm×内径φ30mm×長さ100mmの略円筒形)を成形した。なお、炭素繊維(CF)は、PAN系のミドル繊維(比重1.76)を使用した。
表4に示す容積基準の組成(表5には、質量基準の組成を示した)となるように各成分の粉末を、定法に従って、ミキサーにより撹拌混合した。得られた混合物をフリーベーキング法にて圧縮成形して、表4(表5)に示す組成の樹脂組成物からなる物性測定用評価サンプル(外径φ50mm×長さ50mmの略円柱)を成形した。
Claims (4)
- 第1成分として、
接着性フルオロカーボン系樹脂(A)、または、
前記樹脂(A)と前記樹脂(A)とは異なるフルオロカーボン系樹脂(B)との容積比
(A/B)が5/95〜99/1である樹脂混合物を、
第2成分として、熱可塑性ポリイミド(C)1〜99容積%を含む樹脂組成物からなり、
前記接着性フルオロカーボン系樹脂(A)が、テトラフルオロエチレンに基づく第一繰返し単位、ジカルボン酸無水物基を有し、且つ環内に重合性不飽和基を有する環状炭化水素モノマーに基づく第二繰返し単位、および、その他のモノマーに基づく第三繰返し単位を含有し、第一繰返し単位、第二繰返し単位および第三繰返し単位の合計モル量に対して、第一繰返し単位が50〜99.89モル%、第二繰返し単位が0.01〜5モル%、第三繰返し単位が0.1〜49.99モル%である含フッ素共重合体である、自動車用シールリング又は産業ガス圧縮機用シールリング若しくは摺動部品。 - 前記樹脂組成物が、充填剤を50容積%以下含む請求項1記載の自動車用シールリング又は産業ガス圧縮機用シールリング若しくは摺動部品。
- 前記樹脂組成物において、前記樹脂(A)または前記樹脂混合物、前記熱可塑性ポリイミド(C)および前記充填剤の各容積比率の合計が100容積%である請求項1または2記載の自動車用シールリング又は産業ガス圧縮機用シールリング若しくは摺動部品。
- 前記接着性フルオロカーボン系樹脂(A)が、酸無水物基、カルボキシ基、酸ハライド基およびカーボネート基からなる群より選択される少なくとも一種の官能基を有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の自動車用シールリング又は産業ガス圧縮機用シールリング若しくは摺動部品。
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