JPH0312441A - Sliding composition of fluorine-containing resin having high strength - Google Patents

Sliding composition of fluorine-containing resin having high strength

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JPH0312441A
JPH0312441A JP14809089A JP14809089A JPH0312441A JP H0312441 A JPH0312441 A JP H0312441A JP 14809089 A JP14809089 A JP 14809089A JP 14809089 A JP14809089 A JP 14809089A JP H0312441 A JPH0312441 A JP H0312441A
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JP
Japan
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fluororesin
strength
treatment
powder
resin
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JP14809089A
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Kouichi Ida
射田 浩一
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TOKYO SILICONE KK
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Abstract

PURPOSE:To obtain a sliding composition of fluorine-containing resin having high strength having excellent wear resistance, strength and hardness, etc., and extremely low friction and frictional coefficient comprising plastic excepting fluorine resin or rubber and surface-treated fluorine resin powder. CONSTITUTION:(A) Plastic excepting fluorine resin or rubber, preferably heat- resistant resin such as epoxy resin or polyamide-imide is mixed with (B) surface- treated resin powder obtained by chemical treatment (preferably alkali metal solution method, especially alkali metal sodium method) or physical treatment (glow discharge, corona discharge or electron rays, especially glow discharge or corona discharge in single gas or mixed gas of ammonia, air or helium is preferable) to afford the aimed sliding composition of fluorine-containing resin having high strength containing 33-99vol% B.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野] 本発明はプラスチックおよびゴムに対して密着性を著し
く向上させた、フッ素樹脂とプラスチックまたはゴムと
からなる高強度含フッ素樹脂摺動用組成物に関する。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a high-strength fluororesin sliding composition comprising a fluororesin and plastic or rubber, which has significantly improved adhesion to plastics and rubber. .

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕テトラ
フルオロエチレン共重合体(PTFE)を始めとするフ
ッ素樹脂は低摩擦性という優れた性質により単体または
他の無機粉末、無機繊維との混合物、あるいはエポキシ
樹脂などの熱硬化性樹脂との混合物で、成形体(ブロッ
ク、シート等)や塗料の形で各種用途に応じた摺動材料
として利用されている。フッ素樹脂をベースとする固体
潤滑材は、フッ素樹脂の単体で用いた場合、最も低い摩
擦係数を示すが、摺動材料として用いる場合には、耐摩
耗性の不足、耐クリープ性の不足等の問題から繊維等の
添加、熱硬化性樹脂の添加などにより複合化された形で
使用される場合が多い。
[Prior art and problems to be solved by the invention] Fluororesins such as tetrafluoroethylene copolymer (PTFE) have excellent properties of low friction, so they can be used alone or in mixtures with other inorganic powders and inorganic fibers. Alternatively, it is a mixture with a thermosetting resin such as an epoxy resin, and is used as a sliding material for various purposes in the form of molded objects (blocks, sheets, etc.) or paints. Solid lubricants based on fluororesin exhibit the lowest coefficient of friction when used as a single fluororesin, but when used as a sliding material, there are problems such as insufficient wear resistance and creep resistance. Due to this problem, they are often used in a composite form by adding fibers or thermosetting resins.

しかし、複合化された材料は、フッ素樹脂の疎水性、疎
油性、乏しい反応性のために、複合添加物との密着不良
や混合不良の問題が生じ、機械的強度の面で多くの問題
を残している。
However, due to the hydrophobicity, oleophobicity, and poor reactivity of fluororesin, composite materials suffer from poor adhesion and poor mixing with composite additives, resulting in many problems in terms of mechanical strength. I'm leaving it behind.

すなわち、従来はフッ素樹脂と他のプラスチック等を複
合化することにより摺動材料として用いているが、フッ
素樹脂の疎水性、疎油性、乏しい反応性のためにプラス
チック等との密着不良や混合不良が起こり、耐摩耗性、
強度、硬度等の機械的性質の低下が起きる。このため、
高荷重下などの過酷な条件下での使用は困難であり、ま
た低い摩擦および摩耗係数を得るほど多量のフッ素樹脂
を添加することは不可能である。例を挙げると、PTF
Eとエポキシ樹脂等の耐熱性樹脂との複合系では、通常
フッ素樹脂の含有量は体積百分率で20〜30%が限界
である。このようなフッ素樹脂の量では著しく低い摩擦
および摩耗係数を得ることができないにもかかわらず、
耐摩耗性、強度、硬度等の機械的性質が低下してしまう
場合が多い。
In other words, conventionally, fluororesin and other plastics, etc. have been composited together and used as sliding materials, but due to the hydrophobicity, oleophobicity, and poor reactivity of fluororesin, poor adhesion and poor mixing with plastics, etc. occurs, wear resistance,
Deterioration of mechanical properties such as strength and hardness occurs. For this reason,
It is difficult to use under harsh conditions such as under high loads, and it is impossible to add a large enough amount of fluororesin to obtain low friction and wear coefficients. For example, PTF
In a composite system of E and a heat-resistant resin such as an epoxy resin, the content of the fluororesin is usually limited to 20 to 30% by volume. Despite the fact that significantly lower friction and wear coefficients cannot be obtained with such amounts of fluoropolymers,
Mechanical properties such as wear resistance, strength, and hardness often deteriorate.

このように従来では、耐摩耗性、強度、硬度等の機械的
性質に優れ、かつ著しく低い摩擦および摩耗係数を示す
摺動材料が得られないという問題がある。
As described above, there has been a problem in the past that it has not been possible to obtain a sliding material that has excellent mechanical properties such as wear resistance, strength, and hardness, and exhibits extremely low friction and wear coefficients.

また、未処理のフッ素樹脂は相溶性が悪く、使用できる
バインダーに制限があり、エポキシ樹脂、ポリアミドイ
ミド樹脂などの高価な樹脂の使用を強いられ価格の低減
が難しい。
In addition, untreated fluororesins have poor compatibility and are limited in the binders that can be used, forcing the use of expensive resins such as epoxy resins and polyamideimide resins, making it difficult to reduce prices.

さらに、混合が困難なこと、分散不良が発生すること、
貯蔵安定性が低下すること等の問題により価格が上昇す
るという問題もある。
Furthermore, mixing is difficult, poor dispersion occurs,
There is also the problem of increased prices due to problems such as decreased storage stability.

従来、上記のような問題点があるため、その解決策とし
てフッ素樹脂と相性の良い添加物の作製やマイクロカプ
セル化等の処理が行われているが、高価になるわりに、
十分な性能が発現しないという問題がある。
Conventionally, as a solution to the problems mentioned above, treatments such as the creation of additives that are compatible with fluororesin and microencapsulation have been carried out, but they are expensive and
There is a problem that sufficient performance is not achieved.

本発明は耐摩耗性、強度、硬度等の機械的性質に優れ、
かつ著しく低い摩擦および摩耗係数を示す材料を堤供す
ることを目的としている。
The present invention has excellent mechanical properties such as wear resistance, strength, and hardness,
The objective is to provide a material which exhibits extremely low coefficients of friction and wear.

[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために本発明は、フッ素樹脂を除く
プラスチックまたはゴムと表面処理されたフッ素樹脂粉
末とから高強度含フッ素樹脂摺動用組成物を構成したも
のである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a high-strength fluororesin sliding composition composed of plastic or rubber other than fluororesin and surface-treated fluororesin powder. It is.

〔作用〕[Effect]

フッ素樹脂複合系の物性の不良は、フッ素樹脂表面の疎
水性、疎油性、乏しい反応性によって発生するため、本
発明ではフッ素樹脂表面に化成処理または物理的処理等
の表面処理を施すことにより、プラスチックおよびゴム
との密着性の向上、混合に要する労力の軽減、分散不良
発生率の低下、貯蔵安定性の向上を可能としている。
Poor physical properties of fluororesin composite systems occur due to the hydrophobicity, oleophobicity, and poor reactivity of the fluororesin surface, so in the present invention, the fluororesin surface is subjected to surface treatment such as chemical conversion treatment or physical treatment. It improves adhesion to plastics and rubber, reduces the labor required for mixing, reduces the incidence of poor dispersion, and improves storage stability.

本発明ではフッ素樹脂粒子の極表面層に脱フッ素化が起
こり、かわって、水酸基、カルボキシル基等の官能基が
生成するため、相手材との密着性を向上させることがで
きる。また、粒子内部は未処理のフッ素樹脂であるため
、フッ素樹脂が元来保有している摺動性、非粘着性、疎
水性、疎油性、耐熱性等の性質になんら影響しない。こ
のような表面処理したフッ素樹脂を用いるため、未処理
のフッ素樹脂を用いた複合系に見られる摩擦および摩耗
係数の低下に伴う耐摩耗性、強度、硬度等の機械的性質
の低下は殆ど見られない。その上、体積百分率で30〜
99%のフッ素樹脂を用いることができるため、著しく
低い摩擦および摩耗係数を示し摺動材料として優れた成
形体、塗膜が得られる。
In the present invention, defluorination occurs in the extreme surface layer of the fluororesin particles, and functional groups such as hydroxyl groups and carboxyl groups are generated instead, so that the adhesion to the mating material can be improved. Furthermore, since the interior of the particle is an untreated fluororesin, the properties originally possessed by the fluororesin, such as sliding properties, non-adhesiveness, hydrophobicity, oleophobicity, and heat resistance, are not affected in any way. Because this type of surface-treated fluororesin is used, there is almost no decrease in mechanical properties such as wear resistance, strength, and hardness due to the decrease in friction and wear coefficient that is seen in composite systems using untreated fluororesin. I can't do it. Moreover, the volume percentage is 30~
Since 99% fluororesin can be used, molded bodies and coatings can be obtained that exhibit extremely low friction and wear coefficients and are excellent as sliding materials.

このように、本発明はフッ素樹脂粉末の極表面層のみを
化学的処理または物理的処理等の表面処理により活性化
を行っているため、従来の含フッ素樹脂混合物に比べて
、高い機械的強度を発現することができる。また、表面
処理は極表面層のみであるため、フッ素樹脂粉末がもつ
高い摺動性は損なわれていない。そのため、従来では相
反していた機械的強度と優れた摺動性とを兼ね備えた材
料を得ることが可能となる。このように優れた性質を持
つ高強度含フッ素樹脂摺動用組成物は成形体または塗料
の形態として広く摺動材料として使用することができる
In this way, in the present invention, only the extreme surface layer of the fluororesin powder is activated by surface treatment such as chemical treatment or physical treatment, so it has higher mechanical strength than conventional fluororesin mixtures. can be expressed. Furthermore, since the surface treatment is only on the extreme surface layer, the high sliding properties of the fluororesin powder are not impaired. Therefore, it is possible to obtain a material that has both mechanical strength and excellent sliding properties, which were contradictory in the past. High-strength fluorine-containing resin sliding compositions with such excellent properties can be widely used as sliding materials in the form of molded articles or paints.

本発明の使用に適しているフッ素樹脂としては、価格お
よび摺動性の点からPTFEが好ましいが、PFA(テ
トラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエ
ーテル共重合体)、FEP (テトラフルオロエチレン
−ヘキサフルオロプロピレン共重合体)、ETFE (
テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体)、PCT
FE (ポリクロロトリフルオロエチレン)、ECTF
E(クロロトリフルオロエチレン−エチレン共[合体)
 、 pVDF (ポリビニリデンフルオライド)、P
VF(ポリビニルフルオライド)、のように分子中にフ
ッ素原子を有する合成高分子であれば効果は得られる。
As the fluororesin suitable for use in the present invention, PTFE is preferred from the viewpoint of cost and sliding properties, but PFA (tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer), FEP (tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer), ETFE (
Tetrafluoroethylene-ethylene copolymer), PCT
FE (polychlorotrifluoroethylene), ECTF
E (chlorotrifluoroethylene-ethylene co-[combined])
, pVDF (polyvinylidene fluoride), P
The effect can be obtained with synthetic polymers having fluorine atoms in the molecule, such as VF (polyvinyl fluoride).

また、本発明に使用するフッ素樹脂の平均粒子径は5〜
50μmの範囲の物が最も効果的である。
Furthermore, the average particle diameter of the fluororesin used in the present invention is 5 to
A thickness in the range of 50 μm is most effective.

複合する相手材としてはフッ素樹脂を除くプラスチック
またはゴムであれば特に制限はないが、その中でも、特
にエポキシ、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド
、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、
ポリサルホン、ポリカーボネート、ポリアセタール、ナ
イロン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテ
レフタレート、ポリフェニレンオキサイド、ボリアリレ
ート、フェノール、不飽和ポリエステル、シリコーン、
ポリアミドイミド等の耐熱性樹脂が好ましい。
There are no particular restrictions on the mating material to be composited as long as it is plastic or rubber other than fluororesin, but among them, epoxy, polyphenylene sulfide, polyimide, polyetherimide, polyether ether ketone,
Polysulfone, polycarbonate, polyacetal, nylon, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyphenylene oxide, polyarylate, phenol, unsaturated polyester, silicone,
Heat-resistant resins such as polyamideimide are preferred.

表面処理としては化成処理または物理処理のいずれも使
用できるが化成処理としてはアルカリ金属溶液法、好ま
しくはアルカリ金属ナトリウム法が適しており、物理処
理としはてグロー放電、コロナ放電、電子線を利用した
処理法が適している。
Either chemical conversion treatment or physical treatment can be used for surface treatment, but alkali metal solution method, preferably alkali metal sodium method, is suitable for chemical conversion treatment, and glow discharge, corona discharge, or electron beam is used for physical treatment. This treatment method is suitable.

グロー放電を利用した処理では、プラズマ処理法が好ま
しい。
In the treatment using glow discharge, a plasma treatment method is preferable.

また、アルカリ金属ナトリウム法による処理剤としては
一般的に使用されている金属ナトリウムとナフタリンの
錯化合物のテトラヒドロフラン溶液および金属ナトリウ
ムのアンモニウム溶液等いずれでも良いが、生産性、処
理コスト、処理作業の安全性等の点から金属ナトリウム
とナフタリンの錯化合物のテトラヒドロフラン溶液によ
る処理剤が好ましい。アルカリ金属ナトリウム法による
処理の場合には、通常行われている市販の処理剤による
板状、線状の成形品の処理と同様の浸漬、塗布による処
理方法では均一な処理および処理のコントロールが難し
いため、金属ナトリウムとフッ素樹脂粉末の比率を重量
比でl:6〜l:68の範囲とすることが望ましい。重
量比が1:68を越えると表面処理が不可能になり、重
量比が1〜6未満になると強度が低下するからである。
In addition, as a treatment agent for the alkali metal sodium method, any commonly used tetrahydrofuran solution of a complex compound of metal sodium and naphthalene or an ammonium solution of metal sodium may be used, but in terms of productivity, treatment cost, and safety of treatment operations. From the viewpoint of properties and the like, a treatment agent using a solution of a complex compound of sodium metal and naphthalene in tetrahydrofuran is preferable. In the case of treatment using the alkali metal sodium method, it is difficult to achieve uniform treatment and control the treatment using dipping and coating methods, which are the same as those used for treating plate-shaped and linear molded products with commercially available treatment agents. Therefore, it is desirable that the weight ratio of metallic sodium and fluororesin powder be in the range of 1:6 to 1:68. This is because when the weight ratio exceeds 1:68, surface treatment becomes impossible, and when the weight ratio falls between 1 and 6, the strength decreases.

すなわち、金属ナトリウムとフッ素樹脂粉末の比率を重
量比で1:1〜1ニア0の範囲で振り処理を行い、処理
されたフッ素樹脂粉末を水中に入れたところ、1:1〜
1:68までの比率で処理したフッ素樹脂粉末は全て水
中に沈んだが、重量比が1:68を越えると未処理のフ
ッ素樹脂粉末と同様に水面に浮かんだ。このことから処
理可能な範囲は1:1〜1:68であることが判る。さ
らに、この処理したtri〜1X68の比率のフッ素樹
脂粉末を用い複合体を作製し、曲げ強度試験を行ったと
ころ、1:6〜l:68の比率で処理したフッ素樹脂粉
末を用いて作製した複合体の曲げ強度は未処理のフッ素
樹脂粉末を用いて作製した複合体の曲げ強度よりも向上
していたが、1:1〜1:5の比率で処理したフッ素樹
脂粉末を用いて作製した複合体の曲げ強度は未処理のフ
ッ素樹脂粉末を用いて処理した複合体の曲げ強度と同等
あるいは低下していた。このことからあまり処理強度が
強すぎると処理層が脱落しやすくなるためと思われる。
That is, when the ratio of metallic sodium and fluororesin powder was mixed in the range of 1:1 to 1 by weight, and the treated fluororesin powder was placed in water, the ratio was 1:1 to 1:0.
All of the fluororesin powders treated at ratios up to 1:68 sank in water, but when the weight ratio exceeded 1:68, they floated on the water surface like untreated fluororesin powders. From this, it can be seen that the processable range is 1:1 to 1:68. Furthermore, a composite was prepared using the treated fluororesin powder with a ratio of tri to 1 x 68, and a bending strength test was conducted. The flexural strength of the composites was improved compared to that of the composites prepared using untreated fluoropolymer powder, but the flexural strength of the composites prepared using fluoropolymer powder treated at a ratio of 1:1 to 1:5 The flexural strength of the composites was equal to or lower than that of the composites treated with untreated fluororesin powder. This seems to be because if the treatment intensity is too strong, the treated layer will easily fall off.

なお、使用したフッ素樹脂粉末の平均粒子径は5μm、
50μmである。以上のように本発明では金属ナトリウ
ムとフッ素樹脂の割合が重量比でl:6〜1:68の範
囲内であることが望ましい。
The average particle diameter of the fluororesin powder used was 5 μm.
It is 50 μm. As described above, in the present invention, it is desirable that the ratio of metallic sodium to fluororesin is within the range of 1:6 to 1:68 by weight.

また、グロー放電またはコロナ放電を利用した処理の場
合には、アンモニア、空気、ヘリウム、ネオン、アルゴ
ン、窒素、水素の単体またはこれらの混合ガス中でグロ
ー放電またはコロナ放電を発生させるのが好ましい。例
えば、プラズマ処理法により処理する場合には、攪拌機
等を付けた真空容器内にフッ素樹脂粉末を入れ真空容器
内を0゜00 t〜0.00001Tor rに排気後
、真空容器内にアンモニア、空気、ヘリウム、ネオン、
アルゴン、窒素のいずれかまたは二つ以上を導入し、高
周波、マイクロ波等によりプラズマ化し、数分〜数十分
フッ素樹脂粉末を攪拌しながら処理すれば良い。
Further, in the case of treatment using glow discharge or corona discharge, it is preferable to generate glow discharge or corona discharge in a single gas such as ammonia, air, helium, neon, argon, nitrogen, or hydrogen or a mixed gas thereof. For example, when processing by plasma processing, fluororesin powder is placed in a vacuum container equipped with a stirrer, etc., the vacuum container is evacuated to 0°00 t to 0.00001 Torr, and then ammonia and air are added to the vacuum container. , helium, neon,
Either or more of argon and nitrogen may be introduced, turned into plasma by high frequency waves, microwaves, etc., and the fluororesin powder may be treated while stirring for several minutes to several tens of minutes.

表面処理したフッ素樹脂と相手材(フッ素樹脂を除くプ
ラスチックまたはゴム)との複合化の方法はニーダ一方
式、ロール方式、ミル方式環一般に使用されている方法
で良く、特に制限はない。
The method of compounding the surface-treated fluororesin and the mating material (plastic or rubber other than fluororesin) may be any commonly used method such as kneader single type, roll type, or mill type, and is not particularly limited.

また、適宜混合に必要な溶剤の添加、成形に必要な可塑
剤および硬化剤等の添加剤を加えることができる。
Further, a solvent necessary for mixing and additives such as a plasticizer and a curing agent necessary for molding can be added as appropriate.

上記に従い作製した複合系は耐摩耗性、強度、硬度等の
機械的性質に優れ、かつ、著しく低い摩擦および摩耗係
数を示す材料となる。
The composite system produced according to the above method is a material that has excellent mechanical properties such as wear resistance, strength, and hardness, and exhibits extremely low friction and wear coefficients.

〔発明の効果〕 本発明は表面処理したフッ素樹脂と他のプラスチックま
たはゴムにより複合系を形成した際、耐摩耗性、強度、
硬度等の機械的性質に優れ、かつ著しく低い摩擦および
摩耗係数を示す材料が得られるという効果がある。
[Effects of the Invention] The present invention provides improved wear resistance, strength, and
This has the effect of providing a material that has excellent mechanical properties such as hardness and exhibits extremely low friction and wear coefficients.

また、複合系を形成する相手材に制限がないため、要求
する特性に応じて適宜選択することができる。このこと
は従来、高価な相手材の使用や高温硬化などによって引
き起こされる問題を解決し、製品価格の引き下げを可能
とする。さらに、表面処理することによりフッ素樹脂を
含む複合系において原材料調合の際に、フッ素樹脂の相
溶性の悪さからフッ素樹脂またはフッ素樹脂複合系に対
するフッ素樹脂以外の添加物が分散時に凝集し、混合が
困難であるという問題や、原材料が溶剤分散系の場合は
原材料の貯蔵安定性が著しく低下するという問題も解決
できる効果があり、摺動用塗料の寿命を伸ばす一手段と
なる。このことは原材料の分散の初期的な不良および経
時的な悪化が複合系の強度や硬度等の機械的性質、摺動
性、分散性および貯蔵安定性に対して悪影響を及ぼすこ
とを改善できるだけでなく、価格の低減も可能とする効
果がある。
Further, since there are no restrictions on the partner material forming the composite system, it can be selected as appropriate depending on the required properties. This solves the problems traditionally caused by the use of expensive mating materials and high temperature curing, and makes it possible to reduce product prices. Furthermore, due to the poor compatibility of the fluororesin, additives other than the fluororesin to the fluororesin or fluororesin composite system may aggregate during dispersion during the mixing of raw materials in a composite system containing a fluororesin due to surface treatment. This has the effect of solving the problem of difficulty and the problem that the storage stability of the raw material is significantly reduced when the raw material is a solvent dispersion system, and is a means of extending the life of the sliding paint. This can improve the negative effects of initial poor dispersion of raw materials and deterioration over time on mechanical properties such as strength and hardness, sliding properties, dispersibility, and storage stability of composite systems. This has the effect of making it possible to reduce the price.

本発明では、前記に示した通りの効果が得られるため、
コンパクトディスク、VTR等の摺動性、強度、硬度等
の機械的性質が要求される電気・電子機器のギア、軸受
は等の部位に適用することができる。また、水、薬液等
に触れる部分のボルト、ナツト等に適している。このよ
うな部位に通用することにより、ボルト、ナツト等が錆
びて、外れな(なることや水、薬液の純度を損ねるとい
う問題を解決できる。
In the present invention, since the effects as shown above can be obtained,
It can be applied to gears and bearings of electrical and electronic equipment such as compact discs and VTRs that require mechanical properties such as sliding properties, strength, and hardness. It is also suitable for bolts, nuts, etc. that come in contact with water, chemicals, etc. By being applicable to such areas, it is possible to solve the problems of bolts, nuts, etc. rusting and becoming loose, and impairing the purity of water and chemical solutions.

また、自動車のワイパーブレードのようにゴムに摺動性
を要求する場合には、ワイパーブレードとガラスが摩擦
する際に発生する摩擦音の防止と滑らかな滑り性を発現
させることができる。
Furthermore, in cases where rubber is required to have sliding properties, such as in automobile wiper blades, it is possible to prevent frictional noise that occurs when the wiper blade and glass rub, and to achieve smooth sliding properties.

以上のように本発明は、耐摩耗性、強度、硬度等の機械
的性質に優れ、かつ著しく低い摩擦および摩耗係数を示
す安価な材料が得られるため、産業上への貢献が非常に
期待できる発明である。
As described above, the present invention provides an inexpensive material that has excellent mechanical properties such as wear resistance, strength, and hardness, and exhibits extremely low friction and wear coefficients, and is therefore highly expected to make a contribution to industry. It is an invention.

〔実施例〕〔Example〕

災履陥上二土 金属ナトリウムとナフタリンの錯化合物のテトラヒドロ
フラン溶液でPTFEモールディングパウダーを処理す
る。この処理したPTFEモールディングパウダーをポ
リカーボネート、ボリアリレート、ウレア樹脂、フェノ
ール樹脂とそれぞれ混合し実施例1〜4の板状の複合体
を圧縮成形により作製した。なお、混合割合は各々体積
比でl;1とした。この成形体に関して摩擦係数、テー
パー摩耗および曲げ強度試験を行い、未処理のPTFE
モールディングパウダーを用いて同様に作製した複合体
(比較例1〜4)との性能比較を行った。これを表1〜
4に示す。
PTFE molding powder is treated with a tetrahydrofuran solution of a complex compound of sodium di-earth metal and naphthalene. The treated PTFE molding powder was mixed with polycarbonate, polyarylate, urea resin, and phenol resin, respectively, and plate-shaped composites of Examples 1 to 4 were produced by compression molding. The mixing ratio was 1:1 in terms of volume ratio. Friction coefficient, taper wear and bending strength tests were conducted on this molded body, and untreated PTFE
Performance comparisons were made with composites similarly produced using molding powder (Comparative Examples 1 to 4). This is shown in Table 1~
4.

表1 ポリカーボネート複合体(成形条件i 100 kg/
c11.280”C) ウレア樹脂複合体(成形条件: 250 kg/cT、
150°C) フェノール樹脂複合体(成形条件: 350 kg/c
J。
Table 1 Polycarbonate composite (molding conditions i 100 kg/
c11.280”C) Urea resin composite (molding conditions: 250 kg/cT,
150°C) Phenolic resin composite (molding conditions: 350 kg/c)
J.

160°C) 表2 ボリアリレート複合体(成形条件: 200 kg/c
d。
160°C) Table 2 Polyarylate composite (molding conditions: 200 kg/c)
d.

270’C) 上記実施例の結果に見られるように、動摩擦係数は未処
理のPTFEを用いて作製した成形体とかわらず、ざら
つき摩耗に対する耐摩耗性、曲げ強度の向上が可能とな
る。そのため、摺動性と機械的強度を兼ね備えた材料の
開発が可能となる。
270'C) As can be seen from the results of the above examples, the coefficient of dynamic friction is not the same as that of the molded product made using untreated PTFE, and it is possible to improve the wear resistance against rough wear and the bending strength. Therefore, it becomes possible to develop a material that has both sliding properties and mechanical strength.

実益阻l二上叉 He−プラズマ、空気−プラズマによりPTFEモール
ディングパウダーを処理する。プラズマ生成条件として
は、高周波出60W、容器内圧0.02Torrとした
。この処理されたPTFEモールディングパウダーで実
施例1〜4と同様に成形体を作製し、摩擦係数、テーパ
ー摩耗および曲げ強度試験を行い、表面処理方法の違い
による物性への影響を見た。この結果を表5.6に示す
The PTFE molding powder is treated with two upper He-plasma and air-plasma. The plasma generation conditions were a high frequency output of 60 W and a container internal pressure of 0.02 Torr. Molded objects were produced using the treated PTFE molding powder in the same manner as in Examples 1 to 4, and the friction coefficient, taper wear, and bending strength tests were conducted to examine the effects of different surface treatment methods on physical properties. The results are shown in Table 5.6.

He−プラズマ 空気−プラズマ 上記実施例に見られるように、表面処理の方法による差
は殆ど見られないため、いずれの処理方法を用いても同
様の複合体を作製することができる。
He-Plasma Air-Plasma As seen in the above examples, there is almost no difference depending on the surface treatment method, so a similar composite can be produced using any treatment method.

スゴ1生1に二り影 金属ナトリウムとナフタリンの錯化合物のテトラヒドロ
フラン溶液でPFA、FEP、ETFE(エチレン−テ
トラフルオロエチレン共fc合体)、PCTFE (ポ
リクロロトリフルオロエチレン)の各粉末をそれぞれ処
理する。この処理された4種類のフッ素樹脂を実施例4
と同様にポリカーボネートとそれぞれ混合し、実施例1
3〜16の成形体を作製した。
Process each powder of PFA, FEP, ETFE (ethylene-tetrafluoroethylene co-fc combination), and PCTFE (polychlorotrifluoroethylene) with a tetrahydrofuran solution of a complex compound of sodium metal and naphthalene in Sugo 1 Raw 1. . Example 4 The treated four types of fluororesin
and polycarbonate in the same manner as in Example 1.
3 to 16 molded bodies were produced.

この成形体に関して摩擦係数、テーパー摩耗および曲げ
強度試験を行い、未処理のPFA、FEP、ETFE、
PCTFEの各粉末を用いて同様に作製した複合体(比
較1例5〜8)との性能比較を行った。この結果を表7
〜10に示す。
Friction coefficient, taper wear and bending strength tests were conducted on this molded body, and untreated PFA, FEP, ETFE,
Performance comparisons were made with composites similarly prepared using each PCTFE powder (Comparative Examples 5 to 8). This result is shown in Table 7.
~10.

表7 表8 PFA複合体(成形条件; 100kg/cd、FEP
複合体(成形条件; 100 kg/cd、280℃) 280℃) 表9 表10 ETF巳複合体(成形条件; 100kg/cd、26
0℃) PCTFE複合体(成形条件;100 kg/cd、2
60℃) 上記実施例の結果に見られるように分子中にフッ素原子
を有する合成高分子であれば効果は得られる。そのため
、用途に合わせてフッ素樹脂の種類を適宜選択するここ
が可能である。
Table 7 Table 8 PFA composite (molding conditions; 100 kg/cd, FEP
Composite (molding conditions; 100 kg/cd, 280°C) Table 9 Table 10 ETF Snake composite (molding conditions; 100 kg/cd, 26
0°C) PCTFE composite (molding conditions: 100 kg/cd, 2
60° C.) As seen in the results of the above examples, the effect can be obtained if the synthetic polymer has a fluorine atom in the molecule. Therefore, it is possible to appropriately select the type of fluororesin depending on the application.

l1斑土工 金属ナトリウムとナフタリンの錯化合物のテトラヒドロ
フラン溶液でPTFEモールディングパウダーを処理す
る。この処理したPTFEモールディングパウダーをエ
ポキシ樹脂−フェノール樹脂の混合粉末と混合し板状の
複合体を圧縮成形により作製した(実施例17)。なお
、混合割合は体積比で99:1とした。
11 Treat PTFE molding powder with a tetrahydrofuran solution of a complex compound of metal sodium and naphthalene. This treated PTFE molding powder was mixed with a mixed powder of epoxy resin and phenol resin, and a plate-shaped composite was produced by compression molding (Example 17). The mixing ratio was 99:1 by volume.

この複合体に関して摩擦係数、スラスト摩耗、テーパー
摩耗、耐クリープ性、圧縮強度および複合体研磨後の離
型性能試験を行い、市販のテフロン板(比較例9)との
性能比較を行った。その結果を表11に示す。
This composite was tested for friction coefficient, thrust wear, taper wear, creep resistance, compressive strength, and release performance after polishing of the composite, and the performance was compared with a commercially available Teflon plate (Comparative Example 9). The results are shown in Table 11.

表11 化成処理PTFE複合体(成形条件;200kg/Cl
l1゜100°C×1分、200°CX30分焼成)゛
上記実施例の結果に見られるようにスラスト摩耗、テー
パー摩耗、耐クリープ性、圧縮強度は著しい向上が見ら
れ、摩擦係数、スラスト摩耗、テーパー摩耗、離型性に
ついてもテフロン仮にほぼ匹敵する結果を得る。この化
成処理PTFE成形体は通常のテフロン板の硬化温度の
約半分で形成可能であり、かつ多くの物性でテフロン板
を凌ぐ材料である。
Table 11 Chemical conversion treated PTFE composite (molding conditions: 200 kg/Cl
1゜100°C x 1 minute, 200°C x 30 minutes) As seen in the results of the above examples, thrust wear, taper wear, creep resistance, and compressive strength were significantly improved, and friction coefficient and thrust wear were significantly improved. In terms of taper wear and mold releasability, the results are almost comparable to those of Teflon. This chemical conversion treated PTFE molded body can be formed at about half the curing temperature of a normal Teflon plate, and is a material that surpasses Teflon plates in many physical properties.

皇施班土エニ呈主 体積比で窒素ガスlOOに対しアンモニウムガス5の割
合で混合ガスを高周波出力50W、容器内圧を0.02
Torrの条件下でプラズマ化し、PTFEモールディ
ングパウダーを処理する。
Mixed gas with a volume ratio of 5 parts ammonium gas to 100 nitrogen gas, high frequency output 50 W, and internal pressure in the container 0.02
The PTFE molding powder is processed by plasma generation under Torr conditions.

また、金属ナトリウムとナフタリンの錯化合物のテトラ
ヒドロフラン溶液でPTFEモールディングパウダーを
処理する。
Further, the PTFE molding powder is treated with a tetrahydrofuran solution of a complex compound of sodium metal and naphthalene.

これらの処理されたPTF已モールディングパウダーを
ブタジェンゴム(BR)、ニトリルゴム(NBR)、ス
チレン−ブタジェンゴム(SBR)とそれぞれ混合し実
施例18〜23の充填ゴムを作製した。配合方法はゴム
100重量部に対し、表面処理したPTFEパウダーを
30重量部の111合で添加し、かつ加硫剤(イオウ)
、ステア1Jン酸、老化防止剤を適量加え、ノくン/−
、lリーミキサーを用いて混練を行う。加硫条件は、1
45°CX30分間とした。
These treated PTF molding powders were mixed with butadiene rubber (BR), nitrile rubber (NBR), and styrene-butadiene rubber (SBR) to prepare filled rubbers of Examples 18 to 23. The compounding method is to add 30 parts by weight of surface-treated PTFE powder to 100 parts by weight of rubber, and add a vulcanizing agent (sulfur).
, add stearic acid, an appropriate amount of anti-aging agent,
, Kneading is performed using a Lee mixer. The vulcanization conditions are 1
The temperature was set at 45°C for 30 minutes.

この充填ゴムに関して8擦係数の測定と分t−を大態の
観察を行い、未処理のPTFEモーノ1ノデイングパウ
ダーを用いて同様に作製した充填ゴムとの比較を行った
。この結果を表12に示す。
Regarding this filled rubber, the friction coefficient was measured and the minute t- was generally observed, and a comparison was made with a filled rubber similarly prepared using untreated PTFE mono 1 noding powder. The results are shown in Table 12.

表12 表面処理したPTFE含有ゴムの摺動性上記実施例18
〜23より化成処理およびプラズマ処理したPTFEモ
ールディングパウダーを用いることにより、滑り性を有
するゴム材料が得られる。そのため、ゴムのS!擦音が
問題になっているワイパーブレード等をこの複合体で作
製すればゴムの摩擦音を解消することができる。
Table 12 Sliding properties of surface-treated PTFE-containing rubber Example 18 above
By using the PTFE molding powder subjected to chemical conversion treatment and plasma treatment from 23 to 23, a rubber material having slipperiness can be obtained. Therefore, rubber S! If wiper blades and the like, where frictional noise is a problem, are made from this composite, the frictional noise of rubber can be eliminated.

また、比較例として示した未処理のPTFEを含むゴム
系では、混合過程でPTFEの非粘着が災いし、ゴムと
の混合時に分散の進行を示すトルクの増加はなく、PT
FEが均一分散せず、加硫後のゴムが粉をふいたような
状態になり、動摩擦係数にも非常にバラツキが生じた。
In addition, in the rubber system containing untreated PTFE shown as a comparative example, the non-adhesion of PTFE suffered during the mixing process, and there was no increase in torque indicating progress of dispersion during mixing with rubber, and PTFE
FE was not uniformly dispersed, the rubber after vulcanization had a powdery state, and the coefficient of dynamic friction also varied greatly.

ス1」Lし1二λ」− 金属ナトリウムとナフタリンの錯化合物のテトラヒドロ
フラン溶液でPTFEルブリカントパウダーを処理する
。この処理したPTFEルブリカントパウダーを市販の
ウレタンおよびエポキシ樹脂塗料とそれぞれ混合し実施
例24.25の塗膜を作製した。なお、混合割合は固形
分比でPTFEルブリカントパウダーlOO重量部に対
しウレタンおよびエポキシ樹脂塗料60重量部とした。
PTFE lubricant powder is treated with a tetrahydrofuran solution of a complex compound of sodium metal and naphthalene. The treated PTFE lubricant powder was mixed with commercially available urethane and epoxy resin paints, respectively, to prepare the coating films of Examples 24 and 25. The mixing ratio in terms of solid content was 60 parts by weight of the urethane and epoxy resin paint to 10 parts by weight of the PTFE lubricant powder.

この塗膜に関して摩擦係数およびスラスト摩耗試験を行
い、未処理のPTFEルブリカントパウダーを用いて同
様に作製した塗膜(比較例16.17)との性能比較を
行った。この結果を表13.14に示す。
Friction coefficient and thrust wear tests were conducted on this coating film, and the performance was compared with coating films similarly prepared using untreated PTFE lubricant powder (Comparative Examples 16 and 17). The results are shown in Table 13.14.

表13 表14 ウレタン塗料(成膜条件;赤外乾燥60〜80’CX2
時間)エポキシ樹脂(成膜条件;赤外乾燥60〜80°
CXl0分熱風循環乾燥140°C×20分) 上記実施例の結果に見られるように塗料として用いた場
合でも優れた耐摩耗性が得られる。
Table 13 Table 14 Urethane paint (film forming conditions: infrared drying 60-80'CX2
Time) Epoxy resin (film forming conditions: infrared drying 60-80°
(CX10 minutes hot air circulation drying 140°C x 20 minutes) As seen in the results of the above examples, excellent abrasion resistance can be obtained even when used as a paint.

実崖■1旦二主工 体積比でヘリウムガス100に対しアンモニアガス5の
割合で混合ガスを高周波出力50W、容器内圧0.02
Torrの条件下でプラズマ化し、PTFEルブリカン
トパウダー、PFAパウダーFEPパウダーをそれぞれ
処理する。
Actual cliff■1/2 Main process Mixed gas at a volume ratio of 100 parts helium gas to 5 parts ammonia gas, high frequency output 50 W, container internal pressure 0.02
Plasma is generated under Torr conditions and PTFE lubricant powder, PFA powder, and FEP powder are treated respectively.

また、金属ナトリウムとナフタリンの錯化合物のテトラ
ヒドロフラン?容液でPTFEルフ゛リカンドパウダー
、PFAパウダー、FEPパウダーのそれぞれを処理す
る。
Also, tetrahydrofuran, a complex compound of sodium metal and naphthalene? Each of the PTFE resin powder, PFA powder, and FEP powder is treated with the liquid.

これら6種類のパウダーを市販のポリアミドイミドワニ
ス、フェノールワニスと混合し、分散性および分散後の
貯蔵安定を調べた。なお比較のため、上記3種類の未処
理パーフルオロ樹脂パウダーについても同様の試験を行
った。この結果を表15に示す。
These six types of powder were mixed with commercially available polyamide-imide varnish and phenol varnish, and the dispersibility and storage stability after dispersion were examined. For comparison, similar tests were also conducted on the three types of untreated perfluoro resin powders mentioned above. The results are shown in Table 15.

表15 ポリアミドイミドワニス複合系の分散性および貯蔵安定
性表16 フエノールワニス複合系の分散性および確性上記実施例
の結果に見られるように、未処理のパーフルオロ樹脂粉
末に比べ分散性および分散後の貯蔵安定性が著しく改善
される。そのため、分散に要する労力の低減が可能とな
る。また、貯蔵安定性が著しく向上することから保管中
に使用できなくなり廃棄するということを減少させるこ
とができ、生産上利点は大きい。
Table 15 Dispersibility and storage stability of polyamide-imide varnish composite system Table 16 Dispersibility and storage stability of phenol varnish composite system The storage stability of is significantly improved. Therefore, it is possible to reduce the labor required for dispersion. In addition, since the storage stability is significantly improved, it is possible to reduce the number of cases where the product becomes unusable during storage and is discarded, which is a great advantage in terms of production.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)フッ素樹脂を除くプラスチックまたはゴムと表面
処理されたフッ素樹脂粉末とからなる高強度含フッ素樹
脂摺動用組成物。
(1) A high-strength fluororesin sliding composition comprising plastic or rubber other than fluororesin and surface-treated fluororesin powder.
(2)前記フッ素樹脂がテトラフルオロエチレン重合体
、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニ
ルエーテル共重合体およびテトラフルオロエチレン−ヘ
キサフルオロプロピレン共重合体のいずれか1つまたは
2つ以上からなるパーフルオロ樹脂である請求項(1)
記載の高強度含フッ素樹脂摺動用組成物。
(2) The fluororesin is a perfluoro resin consisting of one or more of a tetrafluoroethylene polymer, a tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, and a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer. Certain claims (1)
The high-strength fluororesin sliding composition described above.
(3)前記表面処理が化成処理または物理的処理のいず
れかである請求項(1)記載の高強度含フッ素樹脂摺動
用組成物。
(3) The high strength fluororesin sliding composition according to claim 1, wherein the surface treatment is either a chemical conversion treatment or a physical treatment.
(4)前記化成処理がアルカリ金属溶液法による処理で
ある請求項(3)記載の高強度含フッ素樹脂摺動用組成
物。
(4) The high-strength fluororesin sliding composition according to claim (3), wherein the chemical conversion treatment is a treatment using an alkali metal solution method.
(5)前記物理的処理がグロー放電、コロナ放電、電子
線を利用した処理のいずれかである請求項(3)記載の
高強度含フッ素樹脂摺動用組成物。
(5) The high-strength fluororesin sliding composition according to claim 3, wherein the physical treatment is any one of glow discharge, corona discharge, and electron beam treatment.
(6)前記グロー放電またはコロナ放電を利用した処理
がアンモニア、空気、ヘリウム、ネオン、アルゴン、窒
素、水素の単体またはこれらの混合ガス中でグロー放電
またはコロナ放電を発生させフッ素樹脂粉末を処理する
請求項(5)記載の高強度含フッ素樹脂摺動用組成物。
(6) The treatment using glow discharge or corona discharge generates glow discharge or corona discharge in a single gas such as ammonia, air, helium, neon, argon, nitrogen, or hydrogen or a mixture thereof to treat the fluororesin powder. The high-strength fluororesin sliding composition according to claim (5).
(7)前記表面処理したフッ素樹脂粉末を体積百分率で
30〜99%含有する請求項(1)記載の高強度含フッ
素樹脂摺動用組成物。
(7) The high-strength fluororesin sliding composition according to claim (1), which contains the surface-treated fluororesin powder in a volume percentage of 30 to 99%.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999018149A1 (en) * 1997-10-03 1999-04-15 Minnesota Mining And Manufacturing Company Corona treatment of polymers
US6689455B2 (en) 2001-03-29 2004-02-10 Fuji Photo Film Co., Ltd. Method of producing hexagonal ferrite and magnetic recording medium using said hexagonal ferrite
JP2016013627A (en) * 2014-07-01 2016-01-28 セイコーエプソン株式会社 Liquid discharge device

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