JPH02251599A - ガラス繊維含有ポリテトラフルオロエチレン組成物およびその成形品 - Google Patents

ガラス繊維含有ポリテトラフルオロエチレン組成物およびその成形品

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JPH02251599A
JPH02251599A JP7440389A JP7440389A JPH02251599A JP H02251599 A JPH02251599 A JP H02251599A JP 7440389 A JP7440389 A JP 7440389A JP 7440389 A JP7440389 A JP 7440389A JP H02251599 A JPH02251599 A JP H02251599A
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中野 健次
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Nihon Valqua Kogyo KK
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Nippon Valqua Industries Ltd
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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】 発明の技術分野 本発明は、耐圧縮クリープ性、耐摩耗性および摩擦特性
に優れたガラス繊維入りポリテトラフルオロエチレン組
成物およびその成形品に関する。
発明の技術的背景およびその問題点 ポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)は、耐熱
性および耐薬品性に優れるとともに、摩擦係数が小さく
自己潤滑性を有しているため、軸受、スライディングパ
ッドなどの摺動材、パツキン、ガスケットなどのシール
材、および管、バルブ、コックなどの成形品として広く
用いられている。
このようなPTFEは、それ自体では、耐摩耗性、耐圧
縮クリープ性などの機械的特性が必ずしも良好ではない
ため、たとえばPTFEを軸受などの高加重を受ける摺
動材として用いる場合には、種々の充填剤を添加してP
TFEの耐摩耗性ならびに耐圧縮クリープ性を改善する
などの方法がとられている。
ところで従来からPTFHの耐摩耗性ならびに耐圧縮ク
リープ性を向上させるために添加される充填材としては
、ガラス粉末が用いられており、たとえば、PTFE粉
末にガラス粉末を10〜30重量%添加したPTFE組
成物を所定形状に成形することにより、PTFEが本来
有する摩擦係数が低く、耐熱性および耐薬品性が優れて
いるという特性を有するとともに、耐摩耗性ならびに耐
圧縮クリープ性に優れた成形品を得ることができ、たと
えば、ガラス繊維粉末を15重量%添加したPTFE組
成物から製造した成形品では、摩耗速度が約1/100
0に減少すると報告されている。
ところが、このようなガラス繊維含有PTFE組成物か
ら得た成形品は、PTFEとガラス繊維との密着性が乏
しいため、未だ充分な耐圧縮クリープ性が得られていな
かった。また、このPTFE成形品は、同様の理由から
製品中に空隙(ボイド)が伴い易く、緻密性に欠るとい
う不都合も有しており、高加重を受ける摺動材またはシ
ール材としてはなお問題が残されていた。
さらに、ガラス繊維含有PTFE成形品にあっては、摺
動材として用いた場合に摩擦係数が不安定であるという
ガラス繊維充填材に特有の問題点があった。
たとえば、上記のようなガラス繊維含有PTFE組成物
から得られる軸受を用い、鋼製の軸を回転摺動させた場
合、他の充填材を用いたPTFE製の軸受と比較して摩
擦係数が高く、かつその変動も大きかった。
このようなガラス繊維が充填材として添加されたPTF
E組成物からなる成形品の欠点を解決するため、特開昭
52−24,252号公報あるいは特公昭59−18.
420号公報には、PTFEにガラス繊維とともにポリ
フェニレンサルファイド(P P S)を添加したPT
FE組成物が開示されている。
しかしながら、ガラス繊維とともにポリフェニレンサル
ファイドを含むPTFE組成物は、加圧圧縮して予備成
形品を調製し、この予備成形品を焼成して製品を製造し
ようとする場合、焼成時に内部でPPS分解ガスが発生
するため、特に予備成形品が肉厚であると逃げ道を失な
った分解ガスにより製品にクラックが入り易いという問
題点があった。
発明の目的 本発明は、上記のような従来技術に伴う問題点を解決し
ようとするものであり、格別に優れた耐摩耗性ならびに
耐圧縮クリープ性を有するとともに、表面が緻密で優れ
た摺動特性を有する成形品を製造することができ、成形
時にクラックが発生するなどの問題がないガラス繊維含
有PTFE組成物およびその成形品を提供することを目
的としている。
発明の概要 本発明に係るガラス繊維含有ポリテトラフルオロエチレ
ン(PTFE)組成物は、平均粒径5〜500μmのP
TFE粉末45〜88重量%と、直径30μm以下であ
り、かつ繊維長1000μm以下であるガラス繊維粉末
10〜35重量%と、ポ、リオキシベンゾイルポリエス
テル樹脂2〜20重量%とを配合してなることを特徴と
する。
本発明に係るガラス繊維含有PTFE成形品は、上記の
ようなガラス繊維含有PTFE組成物を所定形状に成形
してなることを特徴とする。
このような本発明に係るガラス繊維含有PTFE組成物
は、特定粒径を有するPTFE粉末、特定形状のガラス
繊維粉末およびポリオキシベンゾイルポリエステル(P
 OB)粉末から構成されているために、成形が容易で
PPS粉末を用いた場合のように成形時にクラックが発
生することがなく、しかも耐摩耗性、耐圧縮クリープ性
、摺動特性などの機械的特性、特に高温時での機械的特
性に優れた成形品を提供することができる。
また、本発明に係る成形品は、高加重を受ける摺動材、
シール材などとして幅広く用いることができる。
発明の詳細な説明 以下、本発明に係るガラス繊維含有PTFE組成物およ
びその成形品について具体的に説明する。
本発明に係るガラス繊維含有PTFE組成物は、PTF
 E粉末、ガラス繊維粉末およびPOB粉末を配合して
調製される。
このような本発明で用いられるPTFE粉末は、テトラ
フルオロエチレンの単独重合体であってもよく、またテ
トラフルオロエチレンと2重量%以下の他の単量体との
共重合体であってもよい。
このようなテトラフルオロエチレンと共重合される単量
体としては、具体的には、炭素数3〜6のパーフルオロ
アルケン、炭素数3〜6のパーフルオロアルキルビニル
エーテル、クロロトリフルオロエチレンなどが用いられ
る。
このようなPTFEあるいはPTFE共重合体は、溶融
加工性を有せず、通常粉末として用いられる。
このようなPTFE粉末は、5〜500μm1好ましく
は5〜100μmの平均粒径を有することが望ましい。
このようなPTFE粉末は、本発明に係るPTFE組成
物中に45〜88重量%好ましくは65〜85重量%の
量で用いられる。
本発明に係るPTFE組成物に用いられるガラス繊維粉
末は、30μm以下好ましくは3〜30μmの平均直径
を有し、1000μm以下好ましくは10〜1000μ
m好ましくは20〜300μmの繊維長を有することが
望ましい。
平均直径30μm以下であり、がっ繊維長1000μm
以下であるガラス繊維粉末を用いることにより、引張り
強さ、伸びなどの機械的強度に優れ、かつ均質で表面が
平滑な成形品を得ることができる。
このようなガラス繊維粉末は、本発明に係るPTFE組
成物中に10〜35重量26好ましくは15〜25重量
%の量で用いられる。
ガラス繊維粉末を10重量%以上の量で用いる。
ことにより、成形品の摩耗特性を改善することができ、
一方30重量%未満の量で用いることにより、引張り強
さ、伸びなどの機械的強度が低下することを防止できる
本発明で用いられるPOBは、下記式(I)で示される
ような反復単位を有する。
これらPOBは、高沸点溶剤を重合媒体として用いる方
法(特公昭4B−6,798号公報および特公昭47−
47,870号公報参照)、あるいは重合系に実質的に
溶剤を用いない塊状重合法(特開昭54−48,291
号公報参照)などにより製造でき、たとえば、エコノー
ル■E−101(住人化学工業■製)という商品名で市
販されている。
このようなPOBは、本発明に係るPTFE組成物中に
2〜20重量%、好ましくは3〜15重量%の量で用い
られる。
POBを2重量%以上の量で用いることにより、成形品
の圧縮クリープ特性、摩擦特性および摩耗特性の改善効
果を得ることができ、さらに20重量%以下の量で用い
ることにより、引張り強さ、伸びなどの機械的強度が低
下することを防止できる。
本発明に係るガラス繊維含有PTFE成形品は、上記し
たようなPTFE粉末、ガラス繊維粉末およびPOB粉
末を均一に混合してなるガラス繊維含有組成物を予備成
形し、次いで焼成することにより得ることができる。
PTFE組成物を調製するに際しては、PTFE粉末、
ガラス繊維粉末およびPOB粉末を、乾式混合あるいは
湿式混合のいずれの方法で混合してもよいが、ヘンシェ
ルミキサーなどの混合機で乾式混合することが好ましい
予備成形は、従来公知のいずれの方法で行なってもよく
、たとえば、圧縮成形、ラム押出成形、アイソスタチッ
ク成形および自動成形などにより行なうことができる。
このような予備成形は、通常、150〜800kgr/
cd好ましくは300〜600kgf/cdに加圧して
行なわれることが望ましい。
このような予備成形に次いで行なわれる焼成は、フリー
ベーク法あるいはホットコイニング法などにより行なう
ことができ、通常340〜380℃、好ましくは360
〜380℃に加熱して行なわれる。
このようにして得られるガラス繊維含有成形品は、特に
高温、高加重に晒される軸受およびスライディングパッ
ドなどの摺動材、あるいはビストンシールおよびオイル
シールなどのシール材、特に回転部に用いられるシール
材などとして好ましく用いられる。
発明の効果 本発明に係るガラス繊維含有PTFE組成物は、成形が
容易であるとともに焼成時にクラックが発生することが
なく、しかも耐摩耗性、耐圧縮クリープ性、摺動特性な
どの機械的特性、特に高温時での機械的特性に優れた成
形品を提供することができる。
また、本発明に係る成形品は、特に高温、高加重を受け
る摺動材、シール材などとして幅広く用いることができ
る。
以下本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら
実施例に限定されるものではない。
実施例 平均粒径的25μmのPTFEモールディングパウダー
75重量部と、平均粒径20μmのPOB (エコノー
ル■E−101、住友化学工業■製)5重量部と、平均
直径10μmで繊維長分布30〜120μm(平均繊維
長約80μm)のガラス繊維粉末20重量部とをヘンシ
ェルミキサーで均一に混合した後、得られたガラス繊維
含有PTFE組成物を金型に充填し、成形圧500kg
f’/c−で予備成形を行なって丸棒状の予備成形品と
し、この予備成形品を温度370℃で3時間加熱して焼
成することにより成形品を得た。
次に得られた成形品を切削し、外径25.6mm、内径
20關、厚さ8市の摩擦摩耗試験片と、外径12.7m
m、高さ25.4mmのクリープ試験片を作成した。
圧縮クリープ試験片を用いて、ASTM−D−621に
準拠して圧縮加重140 kg f/cd、試験温度2
5℃で圧縮クリープ試験を行なった。得られた結果を表
1に示す。
動摩擦係数と磨耗係数は、摩擦摩耗試験片を用い、スラ
スト型摩擦摩耗試験機により、摺動速度0.5m/s、
面圧6kgf’/cj、試験温度25℃で相手材を鋼材
5S41として測定した。
得られた摩耗係数の測定値を表2に示し、動摩擦係数の
経時変化を第1図に示す。
比較例1 充填材を添加せず平均粒径的25μmのPTFEモール
ディングパウダーのみを用いた以外は、実施例と同様に
して成形品を製造し、この成形品からクリープ試験片を
作成し、実施例と同様に圧縮クリープ試験を行なった。
得られた結果を表1に示す。
比較例2 平均粒径的25μmのPTFEモールディングパウダー
80重量部と、平均直径10μmで繊維長分布30〜1
20μm(平均繊維長約80μm)のガラス繊維粉末2
0重量部とをヘンシェルミキサーで均一に混合してガラ
ス繊維含有PTFE組成物を得た以外は、実施例1と同
様にして成形品を製造し、この成形品から試験片を作成
し、それぞれの試験片について、実施例と同様の試験を
行なった。
得られた結果を表1、表2および第1図に示す。
比較例3 平均粒径的25μmのPTFEモールディングパウダー
75重量部と、平均直径10μmで繊維長分布30〜1
20μm(平均繊維長約80μm)のガラス繊維粉末2
0重量部と、PPS粉末(ライドンP−4、フィリップ
ス ペトローリアム インターナショナル社製)5重量
部とをヘンシェルミキサーで均一に混合して得たガラス
繊維含有PTFE組成物を用いた以外は、実施例と同様
にして成形品を製造し、この成形品から摩耗試験片を作
成したが、成形品のいくつかに焼成によりクラックが生
じ、試験片の製造に用いることができなかった。
得られた摩耗試験片を用い、実施例と同様にして摩耗係
数を測定した。得られた摩耗係数の測定値を表2に示す
表1 表2 4、
【図面の簡単な説明】
第1図は、 摩擦係数の経時変化を示すグラフで ある。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)平均粒径5〜500μmのポリテトラフルオロエ
    チレン粉末45〜88重量%と、直径30μm以下で繊
    維長1000μm以下のガラス繊維粉末10〜35重量
    %と、ポリオキシベンゾイルポリエステル樹脂2〜20
    重量%とを配合したことを特徴とするガラス繊維含有ポ
    リテトラフルオロエチレン組成物。
  2. (2)請求項1記載のガラス繊維含有ポリテトラフルオ
    ロエチレン組成物を所定形状に成形してなることを特徴
    とするガラス繊維含有ポリテトラフルオロエチレン成形
    品。
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