JPH01297449A - 四フッ化エチレン樹脂組成物 - 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〕 この発明は各種機器類の摺動部用材料としての四フッ化
エチレン樹脂組成物に関するものである。

〔従来の技術〕

四フッ化エチレン樹脂（以下これをＰＴＦＥと略記する
）は耐熱性、耐薬品性に優れているばかりでなく、摩擦
係数が小さく自己潤滑性を有するので、軸受、歯車のよ
うな摺動部用材料、管、バルブその他の成形品等いわゆ
るエンジニアリングプラスチックの代表的なものとして
各方面に広く利用されて来たが、耐摩耗性は必ずしも満
足できないし、また荷重による変形（クリープ）が大き
く、高荷重下または高温下における使用が制限される。

従来、耐摩耗性を改善するために、各種の充填剤、たと
えばガラス繊維粉末、ガラスピーズ、炭素繊維、グラフ
ァイト、二硫化モリブデンなどの無機充填剤、または芳
香族系ポリエステル、ポリイミド、ポリフェニレンサル
ファイド、芳香族系ポリアミドなどの有機充填剤などを
添加する試みが数多（なされて来たが、このような方法
では耐摩耗性の改善は未だ充分とは言えない。また、耐
クリープ性を改善するために充填剤の増量または複合化
、さらにはＰＴＦＥ自体の改質等による数多くのクリー
プ性の改善策が採られたが、このような従来の方法では
クリープ性の改善が出来ても、ａ械的強度が低下したり
、摺動特性が劣って好ましくない。さらに、ＰＴＦＥは
金属などの相手材と摺動する場合、その相手材へＰＴＦ
Ｈの転移膜を形成して摺動特性を向上させるのであるが
、耐摩耗性、耐クリープ性を向上させるために充填剤を
添加した従来のＰＴＦＥ組成物では、相手材へＰＴＦＥ
だけを転移させるものはなく、添加されている充填剤の
成分をも相手材へ転移させ、その結果、摺動特性が劣る
という障害が生ずるようになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上述べたように、従来の技術においては、耐摩耗性、
耐クリープ性に優れ、さらに、相手材へＰＴＦＥのみを
転移させるというＰＴＦＥ組成物は得られないという問
題点があり、これを解決することが課題となっていた。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するために、この発明はＴ’ＴＦＩＩ
！にフッ化カルシウムおよび酸化カルシウムの少なくと
もいずれか一種類を添加した樹脂組成物とする手段を採
用したものである。以下、その詳細を述べる。

まず、この発明におけるＰＴＦＥはテトラフルオロエチ
レン（四フッ化エチレン）の単独重合体であって、アル
ボフロン（伊国モンテジソン社製）、テフロン（米国デ
ュポン社製）、フルオン（英国アイ・シー・アイ社製）
、ポリフロン（ダイキン工業社製）等の登録商標名で市
販されているフ・ノ素樹脂の一種であって、圧縮成形は
可能であっても通常の射出成形は不可能な樹脂である。

つぎに、この発明におけるフッ化カルシウム（以下Ｃａ
Ｆｚと略記）とは、通常市販されているフッ化カルシウ
ムであり、その平均粒径は５０ｐＩ１１以下であること
が望ましく、特に３０μｍ以下であることが好ましい。

また、酸化カルシウム（以下ＣａＯと略記）は通常常温
で空気中の水分と反応して水酸化カルシウムになるため
、ＣａＯ華体の微粉末では市販されていない、したがっ
て、この発明におけるＣａＯとは塊状のＣａＯを微粉砕
したものや、粉末状のＣａＯの表面を処理剤などで処理
し、水と反応をおさえたものであり、その平均粒径は５
０μｍ以下であることが望ましく特に３０μｍ以下であ
ることが好ましい。

ここで、ＣａＦｚまたはＣａＯの平均粒径が５０μｍよ
りも大きいものを添加するとＰＴＦＢ中でのＣａＦｚ、
ＣａＯの分散が悪くなり、耐クリープ特性、摺動特性が
劣ってしまうので好ましくない。

なお、この発明においては、発明の効果を損わない限り
各種の充填剤を添加しても良い。充填剤の種類としては
、たとえば、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミ
ド樹脂、ポリアリーレンスルフィド樹脂、芳香族ポリエ
ーテルケトン樹脂、ポリアリーレンエーテルスルホン樹
脂、フェノール系樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリ
イミド樹脂、シリコーン樹脂、熔融フ・ノ素樹脂等の耐
熱性高分子材料を始めとし、ガラス繊維、炭素繊維、グ
ラファイト繊維、ウオラストナイト、セラミック繊維、
チタン酸カリウム繊維、鋼線、銅線、ステンレス綿など
の耐熱性無機単一繊維、タングステン心線もしくは炭素
繊維などにボロンもしくは炭化珪素等を蒸着した、いわ
ゆるボロン繊維もしくは炭化珪素繊維などの耐熱性無機
複合繊維、芳香族アミド繊維などの耐熱性有機繊維、グ
ラファイトまたは亜鉛、アルミニウム、マグネシウム、
り艮、モリフ′デン、タングステン、ニオフ゛、ガラス
ピーズ、シリカバルーン、珪藻土、石綿、などの無機粉
末、さらに、二硫化モリブデン、グラファイト、カーボ
ン、マイカ、タルク、二酸化モリブデン等の１ｆｆｌＷ
ｔ性向上用無性向上用酸化鉄、硫化カドミウム、セレン
化カドミウム、カーボンブラック等の着色用無機顔料な
ど数多くのものを挙げることができる。

以上述べたＣａＦｚおよびＣａＯの両方またはいずれか
一方のＰＴＦＥへの添加量は、ＰＴＦＢ　１００重計部
に対して５〜９０重量部であることが望ましい。そして
、これら諸原材料を混合し成形するに際しては、従来か
ら広く行なわれている充填剤入りＰＴＦＥの通常の成形
条件で成形すればよく、たとえば、タンブラ−ミキサー
、ヘンシヱルミキサー等の混合機によって乾式混合し、
これを金型にいれて３８０〜６００ｋＨ７／ｃｄの圧力
を加えて予備成形した後、金型から取り出された圧縮成
形体を３７０℃で焼結する方法、その低加熱加圧しなが
ら回分式に圧縮成形する方法またはラム押出機による連
続成形方法などのいずれであってもよい。

〔作用〕

この発明において、添加されたＣａＦ　ｚ、ＣａＯは、
ＰＴＦＨの耐摩耗性、耐クリープ性を改善し、かつ、摺
動時に相手材へＰＴＦＥのみを転移させ、摺動特性を向
上させるという作用を示す。

〔実施例〕

この発明の実施例および比較例に使用した原材料を一括
して示す。

■ＰＴＦＥ　（ヘキスト社製：　ＴＦＭ１７００　）■
ＣａＦｚ　（和光純薬工業社製：試薬、平均粒径１６μ
ｍ） ■ＣａＯ（同上社製の試薬を微粉砕したもの、平均粒径
２５μｌＩ） ■水酸化カルシウム（同上社製：試薬）■炭酸カルシウ
ム（日窒工業社製：試薬）■硫酸カルシウム（和光純薬
工業社製：試薬）このよ・うな原材料を表に示した配合
割合（重量％で示す）で乾式混合した後、これを金型に
入れて５００　ｋｇ／−の圧力で予備成形し、その圧縮
成形品を３７０℃で焼成した。この成形体から各種試験
方法に規定されている寸法、形状の試験片を作製した。

各物性値を求めるための試験方法はつぎのとおりである
。すなわち、 ［１圧縮クリープ変形率（％）： ＡＳＴＭ　−Ｄ６２１　ニｍ拠し、荷重１４０ｋｇ／ｃ
４．２４時間の圧縮クリープ変形率（％）を求める。

（２）摩擦係数ニ スラスト型摩擦試験機を用いて滑り速度毎分１５０ｍ、
荷重ｌ　ｋｇ　／　ｃｉ、相手材ステンレス鋼５Ｏ３４
４０Ｃ，無潤滑の条件下における試験片（内径１７龍、
外径２１ｎ、長さ１０自粛の円筒状）の摩擦係数を求め
る。

（３）摩耗係数（ＸＩＯ−”　ｃｄ／ｋｇ　−ｍ）　　
ニスラスト型摩耗試験機を用いて滑り速度毎分１２８ｍ
、荷重２．３に＋ｒ／ｃａｌ、相手材ステンレス鋼５Ｕ
５４４０Ｃ１無潤滑の条件下の摩耗係数を求める（上記
（２）の試験片と同様）。

（４）上記の摩耗試験後における相手材５ｔｌＳ４４０
Ｃの摺動面を、フーリエ変換型赤外分光光度計を用い、
反射法にて転移膜の成分を調べ、つぎのように判定した
。すなわち、ＰＴＦＥのみを転移させている（○印）お
よびＰＴＦＥと添加した充填剤の成分とを転移させてい
る（×印）の二段階評価を行なう。

以上の諸物性を測定し、その結果を表に併記した。

表から明らかなように、実施例りおよび２は圧縮クリー
プ特性に優れ、かつ、摺動時に相手材へＰＴＦＥのみを
転移させており、摩擦係数、摩耗係数の測定結果も優れ
ている。これに対して、比較例１〜３は摺動時に相手材
へＰＴＦＥだけではなく、添加した充填剤の成分をも転
移させており、摩擦係数、摩耗係数が著しく劣っている
。

〔効果〕

この発明の樹脂組成物はＰＴＦＥ本来の優れた特性に加
えて、優れた耐クリープ性、潤滑性、耐摩耗性をも兼ね
備えており、特に軸受などの摺動部用材料には最適のも
のであり、この発明の意義はきわめて大きいといえる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）四フッ化エチレン樹脂にフッ化カルシウムおよび
   酸化カルシウムの少なくともいずれか一種類を添加した
   ことを特徴とする四フッ化エチレン樹脂組成物。