JPH01152042A - 導電性複合材の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、導電性複合材の製造法に関する。更に詳しく
は、静電防止機能を有しかつ摩擦摩耗特性にすぐれた導
電性複合材の製造法に関する。

〔発明の詳細な説明〕

ＯＡ機器の記憶部として利用されているフロッピーディ
スクドライブ、ハードディスクドライブなどの駆動部、
伝達部の部品には、ノイズ防止や記憶データーの破壊防
止という観点から、静電防止機能を有することが要求さ
れており、また低フリクシヨンロスという摩擦摩耗特性
にすぐれていることも求められている。

静電防止に関しては、従来から高分子材料に導電性を付
与する配合剤を添加することが有効な手段として一般的
に行われており、また低フリクシヨンロスに関しては、
ポリテトラフルオロエチレン粒子の添加やコーティング
といった方法などがとられている。しかしながら、ポリ
テトラフルオロエチレン粒子の添加は、粒子が脱落し易
いため摩耗量が大きく、またコーティングでは摩耗によ
る機能低下という問題がみられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

水出願人は先に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）のファインパウダーに液体潤滑剤を添加してこれを
押出し、せん断条件下で成形した後液体潤滑剤を除去し
、次いで延伸した後加熱する方法あるいはＰＴＦＥの未
焼成成形体をこれを濡らし得る液体中で延伸させた後加
熱する方法などで得られたＰＴＦＥ多孔質体の空孔部に
ポリイミド樹脂を含浸させることにより、摩耗特性にす
ぐれた摺動材料を得る方法を提案している（特開昭６１
−２２８，１２２号公報）。

また、導電性を有するＰＴＦＥ樹脂シートの製造に関し
ては、導電性カーボン粉末を充填したＰＴＦＥファイン
パウダーのペースト押出物をロール圧延してシート状と
なし、この未焼成シートを前記圧延方向と平行方向への
張力を加えながら焼成する方法が知られており、これに
よって高い導電性と大なる強度を有しかつ表面が平滑な
樹脂シートが得られるとされている（特公昭５７−４９
，０２０号公報）。

本発明者らは、これらの先行技術、特に後者の導電性物
質を充填したＰＴＦＥファインパウダーをＰＴＦＥが繊
維化するせん断条件下で成形する方法の際、導電性物質
充填ＰＴＦＥファインパウダーにゴムまたはポリイミド
樹脂を混合して用いることにより、あるいはこの場合の
ＰＴＦＨのファインパウダーに代えてそれのディスパー
ジョンを用いることにより、導電性にすぐれかつ低フリ
クシヨンロスの材料が得られることを見出した。

〔問題点を解決するための手段〕

従って１本発明は導電性複合材の製造法に係り、導電性
複合材の製造は、導電性物質を混合したゴムまたはポリ
イミド樹脂をポリテトラフルオロエチレンのファインパ
ウダーまたはディスパージョンと混合し、混合物をポリ
テトラフルオロエチレンが繊維化するせん断条件下で成
形し、これを加熱硬化させることにより行われる。

導電性物質としては、例えばカーボンブラック、金属粉
末、金属メツキ粉末、カーボン短繊維、メタライズド［
繊維などが、複合材巾約５〜５０体積％を占めるような
割合で用いられる。

これらの導電性物質を混合するために、ポリイミド樹脂
と同様に用いられるゴムとしては、ニトリルゴム、ヒド
リンゴム、フッ素ゴム、エチレン・プロピレン系共重合
ゴム、シリコーンゴムなどが用いられる。これらのゴム
には、当然それらの各種配合剤が添加されるが、配合剤
の一部は最初からゴムに添加せずに、ＰＴＦＩＩ！との
混合物を形成させた後添加することもできる。

ＰＴＦＥは、ファインパウダーまたはディスパージョン
の診で、固型分として約ｌθ〜７０体積％占める量で用
いられる。ファインパウダーの代りにモールディングパ
ウダーを用いると、ｌｌ維化が行われず、摩擦摩耗特性
、特に耐摩耗性の改善が達成されない。

導電性物質を混合したゴムまたはポリイミド樹脂は、Ｐ
ＴＦＥのファインパウダーまたはディスパージョンと混
合するに際し、予め塩化メチレン、ジオキサン、ケトン
類、酢酸エステル類などの有機溶剤を添加しておき、混
合を容易にさせるようにすることが好ましい。同様の理
由により、ＰＴＦＥのファインパウダーを用いる場合に
も、トリクロルトリフルオロエタン、シリコーン油、塩
化メチレンなどの有機溶剤を添加しておくことが好まし
い。

これら両者の混合は、例えば次のような方法により、種
々の方法で行なうことができる。

（１）導電性物質を混合したゴムに有機溶剤を加えて調
製した液状物を、約１５℃以下、好ましくは約１０〜５
℃にその温度を下げた後、ＰＴＦＥディスパージョン中
に滴下し、これをメタノールなどの不溶性溶剤中に滴下
して沈殿を形成させ、そこに溶液法で各種ゴム配合剤を
加え、キャストし、減圧乾燥する方法 （２）導電性物質およびゴム配合剤を配合したゴム配合
物の有機溶剤溶液に、有機溶剤中に浸漬したＰＴＦＥフ
ァインパウダーを、約１５℃以下、好ましくは約１０℃
以下の温度で密封容器中で混合し、この密封容器を回転
させながら減圧して溶剤を除去した後、加圧下に円柱状
などに予備成形する方法（３）導電性物質を練り込んだ
ポリイミド樹脂フェスに有機溶剤を加えた後、ＰＴＦＥ
ファインパウダーを添加し、約１５℃以下、好ましくは
約１０℃以下の温度でボールミルで混合し１次に密封筒
に入れ、減圧下で回転し、一定重量となった時点で加圧
下に円筒状に押固める方法 このようにして得られた混合物は、混合物中のＰＴＦＥ
が繊維化するせん断条件下で成形される。それに先立っ
て絞り率約５０〜１００のスリットダイを通して押出し
、これを約２〜３倍延伸しながらシート状に圧延するな
どのせん新条件を適用することにより、ＰＴＦＥ成分の
繊維化（フィブリル化）が行われる。その後、ゴムであ
れば用いられたゴムの種類に応じた加硫温度に加熱する
ことにより、あるいはポリイミド樹脂であればその硬化
温度（約１５０〜２５０℃）に加熱することにより、加
熱硬化が行われるが、最近ではイミド化された溶剤可溶
タイプのものも市販されている（例えば三菱化成製品ポ
リイミド２０１１１０）ので、その場合には溶剤除去後
圧縮成形または射出成形により硬化させる。

〔作用〕および〔発明の効果〕 本発明によれば、導電性物質をゴムまたはポリイミド樹
脂に保持せしめて導電性を確保すると共に、これらに混
合されたポリテトラフルオロエチレンをせん断条件下で
繊維化させることにより、ポリテトラフルオロエチレン
についても脱落性がなく、従って耐摩耗性にすぐれ、低
摩擦抵抗を長期間保持できる導電性複合材が得られる。

即ち、ポリテトラフルオロエチレンは、繊維化すること
で粒子間に結晶状の橋架けができ、これにより摩擦・摩
耗特性を向上させる。これに対して、繊維化されないポ
リテトラフルオロエチレンのモールディングパウダーを
用いた場合には、このような効果は得られない、また、
複合材は、全体もしくは大部分がポリテトラフルオロエ
チレンの複合体より形成されているので、コーテイング
物にみられるような摩耗による機能低下もみられない。

従って、このような効果を奏する本発明の導電性複合材
は、前記のＯＡ機器のみならず、ＡＶ機器。

自動車用機器など電気ノイズが問題となる各種機器など
に有効に使用することができる。

〔実施例〕

次に、実施例について本発明を説明する。

実施例に トリルゴム（バイエル社製品Ｐｅｒｂｕｔａｎ　ＮＮ３
８０７ＮＳ）５００、ケッチエンブラックＥＣ２２５ｇ
および亜鉛華２５ｇをオープンロールで混合し、コンパ
ウンドとした後、これに塩化メチレン２５００ｍ　Ｑを
加えた。

この液状物の温度を６℃迄下げた後、攪拌しながらポリ
テトラフルオロエチレンディスパージョン（三井・デュ
ポンフロロケミカル製品テフロン４１−Ｊ、固型分濃度
２０％）２１５０ｍ　Ｑを１２０分間かけて滴下しなが
ら加えた。滴下終了後、これにメタノールを加えて沈殿
を形成させた。

得られた沈殿物に、塩化メチレンおよびメチルエチルケ
トン各１０００ｍ　１１を加えて溶解させた後、ステア
リン酸７．５ｇ、老化防止剤ＲＤ（住友化学工業製品ア
ンチゲンＲＤ−Ｇ）　ｌＯｇ、可塑剤ＤＯＰ３５ｇ、イ
オウ４ｇ、加硫促進剤ＴＭＴ（入内新興化学製品ツクセ
ラーＴＴ）１２．５ｇ、同ＣＺ（同社製品ツクセラーＣ
Ｚ）ｌｏｇおよび塩化メチレン５００ｍ　Ｑの混合液を
これに加え、テフロン枠中でキャストし、減圧乾燥して
混合物を得た。

この混合物を、絞り率５０のスリットダイ（５Ｘ　１０
０Ｉｌｌｌ）を通して押出し、押出速度の３倍の速度で
引取りながら、厚さ２ｍｍのシート状にカレンダーロー
ルで圧延した。この帯状シートを、１５０＋ａｍ間隔で
切断し、１７０℃、８分間の条件下でプレス加硫して。

厚さ１ｍｍのシートを得た。

比較例１ 実施例１において、ポリテトラフルオロエチレンのディ
スパージョンの代りに、同じ固型分量のモールディング
パウダー（同社製品テフロン８２０−Ｊ）が用いられた
。

実施例２ カーボンブラック配合導電性シリコーンゴムコンパウン
ド（信越シリコーン製品ＫＥ３６０１Ｕ）４６０ｇ、ジ
クミルパーオキサイド４ｇおよび塩化メチレン１０００
ＩＩＱの溶液に、トリクロルトリフルオロエタン１００
０ｍ　Ｑ中に浸漬したポリテトラフルオロエチレンファ
インパウダー（三井・デュポン　フロロケミカル製品テ
フロン６−Ｊ）　１３２０ｇを、密封容器中で液温６℃
で混合した。

この密封容器を回転させながら、減圧して溶剤を除去し
た後、抑圧３０Ｋｇ／ｃｉで１５０ｍｍ径の円柱状に予
備成形した。この予備成形物を、実施例１と同じスリッ
トを通して押出し、押出速度の３倍の速度で引取った。

この帯状シートを、１５０ｍｎ＋間隔で切断し、１８０
℃、５分間の条件下でプレス加硫して、厚さ１ｍｏ＋の
シートを得た。

比較例２ 実施例２において、ポリテトラフルオロエチレンファイ
ンパウダーの浸漬液が用いられなかった。

以上の各実施例および比較例で得られたシートについて
、摺動速度０．５ｍ／秒、荷重２５ｇの条件下で５ｍｍ
径のステンレス鋼球を用いての摩擦係数の測定およびテ
ーパー摩耗試験機を用い、荷重ＩＫｇ、Ｈ−１８砥石、
１０００回の条件下での摩耗量の測定をそれぞれ行なっ
た。得られた結果は１体積固有抵抗の値と共に、次の表
１に示される。

表１ °リ　エ　　　　失旦凰旦尖づ且ゴ 体積固有抵抗（Ω−Ｃａｌ）　　４０　　３８　　１３
　　５摩擦係数　　　　　　０．５３　０．６４　０，
４０　１．４摩耗量（Ｘ　１０−”ｍ　Ｑ　）　　　２
．２　２０．１　２８．３　２５０実施例３ 熱硬化性ポリイミド樹脂フェス（三井東圧化学製品ＬＡ
ＲＣ−ＴＰＩ）　１０００ｇ　ニケッチェンブラックＥ
ｃ１９０ｇを加え、この混合物を加圧式ニーダ−で均一
になる迄練り込んだ、これにジオキサン１ｏｏｏＩＩＱ
を加えた後、ポリテトラフルオロエチレンファインパウ
ダー（テフロン６−Ｊ）４４０ｇを添加し、Ｏ”Ｃの条
件下でボールミルで混合した。

混合物をボールミルから取出し、今度は密封筒に入れて
減圧条件下で半日間回転し、全体の重量が１６００ｇに
なった時点で、圧力２０Ｋｇ／ｃＪで円筒状に押固め、
これを絞り率１００で、厚さ２ｍｍ、幅１００＋ｏ＋ｍ
の帯状に押出した。

この帯状シートを、毎秒１０％の延伸速度で１００％延
伸し、延伸方向の長さを保持したまま加熱しつつ、減圧
下で厚み方向にプレスし、得られたプレスシートを２７
０℃に１８時間、次いで３５０℃に６時間保持してから
徐冷した。得られたシートの厚さは、１ｍｍであった。

比較例３ 実施例３において、ポリテトラフルオロエチレンのファ
インパウダーの代りに、モールディングパウダー（ダイ
キン工業製品ト１２）が用いられた。

比較例４ 実施例３において、ジオキサンおよびポリテトラフルオ
ロエチレンファインパウダーを用いずに、厚さＩＩＩＩ
ｌのシートを作製した。

このシートの片面側に、ケッチエンブラック−ポリテト
ラフルオロエチレン（テフロン４ｌ−Ｊ）［８積比Ｉ：
２］混合物のディスパージョン（固型分濃度２０％）を
コーティングし、シートに寸法変化がみられないように
固定しながら、３５０”Ｃで６時間加熱し、シート表面
にコーティング層を形成させた。

実施例３および比較例３〜４の各シートについて、摺動
速度０．５ｍ／秒、荷重８Ｋｇ／ｄ、相手材鋼の条件下
での摩擦係数を摩耗試験の前後で測定すると共に、体Ｍ
固有抵抗および比摩耗率（鋼材をＩＮの力で１ｍ動かし
たとき、測定試料が摩耗した量に換算した値）の測定を
それぞれ行なった。得られた結果は、次の表２に示され
る。

表２ ゛　　　　　　　　　　災づ　　胆　　胆体積固有抵抗
（Ω−ａｍ）　　　１５　　　１３　　　９摩擦係数

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．導電性物質を混合したゴムまたはポリイミド樹脂を
   ポリテトラフルオロエチレンのファインパウダーまたは
   ディスパージョンと混合し、混合物をポリテトラフルオ
   ロエチレンが繊維化するせん断条件下で成形し、これを
   加熱硬化させることを特徴とする導電性複合材の製造法
   。
2. ２．ゴムまたはポリイミド樹脂が複合材中約１０〜７０
   体積％を占めるような割合で用いられる特許請求の範囲
   第１項記載の導電性複合材の製造法。