JPH03223397A - 摺動部材用ふっ素樹脂組成物 - Google Patents
摺動部材用ふっ素樹脂組成物Info
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- JPH03223397A JPH03223397A JP10467890A JP10467890A JPH03223397A JP H03223397 A JPH03223397 A JP H03223397A JP 10467890 A JP10467890 A JP 10467890A JP 10467890 A JP10467890 A JP 10467890A JP H03223397 A JPH03223397 A JP H03223397A
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Landscapes
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- Sliding-Contact Bearings (AREA)
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。
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、ふっ素樹脂組成物、特にガラス繊維、ガラス
粉末、炭素繊維又は炭素粉末から成る充填剤、及びリン
酸塩を含有する四フッ化エチレン樹脂組成物に関するも
のである。
粉末、炭素繊維又は炭素粉末から成る充填剤、及びリン
酸塩を含有する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rPTFE」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材用材料、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いる。しかしなが
ら、耐摩耗性は必ずしも充分満足し得るものではなく、
また荷重による変形(クリープ)が大きく、高荷重下又
は高温下における使用が制限される。
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材用材料、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いる。しかしなが
ら、耐摩耗性は必ずしも充分満足し得るものではなく、
また荷重による変形(クリープ)が大きく、高荷重下又
は高温下における使用が制限される。
従来、この耐摩耗性ならびに耐クリープ性を改善するた
めに、各種の充填剤、例えば、ガラス繊維、ガラスピー
ズ、炭素繊維及び炭素粉末等を添加する試みがなされて
来た。
めに、各種の充填剤、例えば、ガラス繊維、ガラスピー
ズ、炭素繊維及び炭素粉末等を添加する試みがなされて
来た。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、ガラス繊維等の充填剤の硬度が高いため
、これらの充填剤が相手材を傷つける場合があり、更に
は、PTFE自身をも削り取ってしまうためアブレッシ
ブ摩耗を引き起す危険性があった。その結果、充填量次
第では、却って摩耗量が増加してしまうという欠点があ
った。
、これらの充填剤が相手材を傷つける場合があり、更に
は、PTFE自身をも削り取ってしまうためアブレッシ
ブ摩耗を引き起す危険性があった。その結果、充填量次
第では、却って摩耗量が増加してしまうという欠点があ
った。
[課題を解決するための手段]
上記課題を解決するために、本発明は、充填剤としての
ガラス繊維、ガラス粉末、炭素繊維又は炭素粉末に加え
て、更にリン酸塩を均一混合して成る摺動部材用ふっ素
樹脂組成物を提供するものである。
ガラス繊維、ガラス粉末、炭素繊維又は炭素粉末に加え
て、更にリン酸塩を均一混合して成る摺動部材用ふっ素
樹脂組成物を提供するものである。
本発明の摺動部材用ふっ素樹脂組成物は、軸受、カム、
ギアー、すべり板、可撓軸用ライナーチュブ等に好適に
用いることができる。
ギアー、すべり板、可撓軸用ライナーチュブ等に好適に
用いることができる。
本発明のふっ素樹脂としては、従来公知の、例えばPT
FE、FEP (テトラフルオロエチレンへキザフルオ
ロプロピレン共重合体)及びPFA(テトラフルオロエ
チレン−パーフルオロアルキルエーテル共重合体)等を
挙げることができる。
FE、FEP (テトラフルオロエチレンへキザフルオ
ロプロピレン共重合体)及びPFA(テトラフルオロエ
チレン−パーフルオロアルキルエーテル共重合体)等を
挙げることができる。
この中でも、特にPTFEが好適である。PTFEは四
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)及びポリフ
ロン(ダイキン工業社製)等の登録商標名で市販されて
いるふっ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。
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)及びポリフ
ロン(ダイキン工業社製)等の登録商標名で市販されて
いるふっ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。
本発明のふっ素樹脂組成物の充填剤として使用するガラ
ス繊維又はガラス粉末は、従来から当該技術分野におい
て通常使用されているガラス繊維又はガラス粉末、即ち
非晶質性のケイ酸塩ガラス及びホウ酸塩ガラス等に加え
て、ウオラストナイト、チタン酸カリウムウィスカ等も
含むものである。
ス繊維又はガラス粉末は、従来から当該技術分野におい
て通常使用されているガラス繊維又はガラス粉末、即ち
非晶質性のケイ酸塩ガラス及びホウ酸塩ガラス等に加え
て、ウオラストナイト、チタン酸カリウムウィスカ等も
含むものである。
ガラス繊維の径(φ)は1〜20−のものが好ましく、
特に径が1101J前後のものが好適である。
特に径が1101J前後のものが好適である。
ガラス繊維長(β)としては、20μs〜1關が好まし
く、特に、50〜300μsが好ましい。また、アスペ
クト比としては約 51以上が望ましい。
く、特に、50〜300μsが好ましい。また、アスペ
クト比としては約 51以上が望ましい。
ガラス粉末としては当該技術分野で従来から使用されて
いる公知のものを使用することができる。
いる公知のものを使用することができる。
また、同様に本発明ふっ素樹脂組成物の充填剤として使
用することのできる炭素繊維(CF)としては、低温(
約1000〜1500℃)処理したピッチ系炭素繊維及
び高温(約2000〜2500℃)処理したピッチ系炭
素繊維、PAN系炭素繊維並びにフェノール系炭素繊維
が好適なものである。
用することのできる炭素繊維(CF)としては、低温(
約1000〜1500℃)処理したピッチ系炭素繊維及
び高温(約2000〜2500℃)処理したピッチ系炭
素繊維、PAN系炭素繊維並びにフェノール系炭素繊維
が好適なものである。
炭素繊維の径(φ)及び繊維長(ρ)は、それぞれ1〜
20μs及び30μs〜3 mmが好ましく、特に径が
約10uM前後で長さが約100−前後のものが好まし
い。
20μs及び30μs〜3 mmが好ましく、特に径が
約10uM前後で長さが約100−前後のものが好まし
い。
ピッチ系炭素繊維の具体例としては日東紡績■製の商品
名ザイラス(φ=12−1R= 100−)、PAN系
炭素繊維の具体例としては、三菱レーヨン■製のパイロ
フィル及びフェノール系炭素繊維の具体例としては日本
カイノール■製カイノールCF +6B Tを挙げるこ
とができる。
名ザイラス(φ=12−1R= 100−)、PAN系
炭素繊維の具体例としては、三菱レーヨン■製のパイロ
フィル及びフェノール系炭素繊維の具体例としては日本
カイノール■製カイノールCF +6B Tを挙げるこ
とができる。
更に、本発明で充填剤として使用することができる炭素
粉末の好適具体例としては、例えば、鐘紡■製の球状フ
ェノール樹脂であるベルパールC600(ベルパールR
800を600℃で処理したもの)及びベルバールC2
000(ベルバールR800を2000℃で処理したも
の)を挙げることができる。
粉末の好適具体例としては、例えば、鐘紡■製の球状フ
ェノール樹脂であるベルパールC600(ベルパールR
800を600℃で処理したもの)及びベルバールC2
000(ベルバールR800を2000℃で処理したも
の)を挙げることができる。
また、平均粒径的14μsを有する仮焼コークスも好ま
しい炭素粉末の一例である。
しい炭素粉末の一例である。
炭素粉末の平均粒径は1〜40μsの範囲が好適である
。
。
本発明で用いる充填剤の添加量としては、適当な耐摩耗
性、耐クリープ性を付与するためには、ガラス繊維及び
ガラス粉末の場合には約1〜40重量%、特に、約5〜
30重量%が好ましく、炭素繊維及び炭素粉末の場合は
約1〜30重量%、特に約2〜20重量%が好ましい。
性、耐クリープ性を付与するためには、ガラス繊維及び
ガラス粉末の場合には約1〜40重量%、特に、約5〜
30重量%が好ましく、炭素繊維及び炭素粉末の場合は
約1〜30重量%、特に約2〜20重量%が好ましい。
本発明のリン酸塩としては、第三リン酸、第ニリン酸、
ピロリン酸、亜リン酸、メタリン酸等の金属塩及びそれ
らの混合物を挙げることができる。
ピロリン酸、亜リン酸、メタリン酸等の金属塩及びそれ
らの混合物を挙げることができる。
この中でも、第三リン酸、第ニリン酸及びピロリン酸の
金属塩が好ましい。金属としては、アルカリ金属、アル
カリ土類金属及び遷移金属が考えられ、中でもアルカリ
及びアルカリ土類金属が好ましく、特に、Ll、Ca、
Mg及びBaが好ましい。
金属塩が好ましい。金属としては、アルカリ金属、アル
カリ土類金属及び遷移金属が考えられ、中でもアルカリ
及びアルカリ土類金属が好ましく、特に、Ll、Ca、
Mg及びBaが好ましい。
具体的には、L IP OSL r HP O4,3
42 L r P OXCa (P O4) 2.4
2 7 3 Ca P O及びCa HP O(・2 H20)
2 2 7 4 が本発明で使用するリン酸塩としては最も好ましい。
42 L r P OXCa (P O4) 2.4
2 7 3 Ca P O及びCa HP O(・2 H20)
2 2 7 4 が本発明で使用するリン酸塩としては最も好ましい。
更にまた、Ca1o(PO4)6 (OH)2で表わさ
れるハイドロキシアパタイトも本発明のリン酸塩として
好適に使用することができる。
れるハイドロキシアパタイトも本発明のリン酸塩として
好適に使用することができる。
リン酸塩は、均一に混合するためにも平均粒径20μs
以下のものが好ましい。
以下のものが好ましい。
また、リン酸塩中に結晶水を有しているものについては
、本発明のふっ素樹脂組成物の焼成温度、即ち、約36
0〜380℃の範囲以上の温度で予め熱処理することに
よって、前記焼成中にリン酸塩の結晶水が蒸発するのを
防ぎ、得られた成形品にクラックが入ることを防止する
ことができる。
、本発明のふっ素樹脂組成物の焼成温度、即ち、約36
0〜380℃の範囲以上の温度で予め熱処理することに
よって、前記焼成中にリン酸塩の結晶水が蒸発するのを
防ぎ、得られた成形品にクラックが入ることを防止する
ことができる。
リン酸塩の添加量としては、耐摩耗性を向上させるため
に01〜15重量96が好ましく、特に3〜IO重量%
が好適である。
に01〜15重量96が好ましく、特に3〜IO重量%
が好適である。
尚、本発明ふっ素樹脂組成物中の充填剤及びリン酸塩の
合計量は40重量%を越えないことが好ましい。
合計量は40重量%を越えないことが好ましい。
本発明で使用するリン酸塩は、モース硬度が2〜4の範
囲にあり、モース硬度が4〜6である充填剤と何らかの
相互作用をすることによって、充填剤が原因となる相手
部材又はふっ素樹脂組成物自体の摩耗を効果的に抑制す
ることができるものと考えられる。
囲にあり、モース硬度が4〜6である充填剤と何らかの
相互作用をすることによって、充填剤が原因となる相手
部材又はふっ素樹脂組成物自体の摩耗を効果的に抑制す
ることができるものと考えられる。
尚、本発明のふっ素樹脂組成物には、ガラス繊維等の充
填剤及びリン酸塩に加えて、当該技術分野で公知である
ところの、成形性、耐摩耗性及び耐荷重性等の向上を図
る目的で使用されるその他の添加剤、例えば二硫化モリ
ブデン及びグラフ。
填剤及びリン酸塩に加えて、当該技術分野で公知である
ところの、成形性、耐摩耗性及び耐荷重性等の向上を図
る目的で使用されるその他の添加剤、例えば二硫化モリ
ブデン及びグラフ。
イト、その他顔料並びに導電性付与材等を適宜、添加混
合することができる。
合することができる。
本発明のふっ素樹脂組成物は、通常公知の方法によって
各種摺動部材に成形加工することができる。
各種摺動部材に成形加工することができる。
まず、上記のような添加量により混合して得られた混合
粉末を常温にて加圧成形し、圧粉体を製造する。
粉末を常温にて加圧成形し、圧粉体を製造する。
成形圧力は300〜8Hkg/CM?の範囲が好ましい
。
。
得られた圧粉体を焼成する工程は、ふっ素樹脂粉末を溶
融し樹脂粉末混合物を互いに融着させるために実施され
るものであり、通常常圧下、360〜380℃で2〜3
0時間の範囲内でふっ素樹脂粉末の種類、量等に応じた
条件下で行なわれる。
融し樹脂粉末混合物を互いに融着させるために実施され
るものであり、通常常圧下、360〜380℃で2〜3
0時間の範囲内でふっ素樹脂粉末の種類、量等に応じた
条件下で行なわれる。
尚、機械加工は、焼成して得た成形素材を室温まで冷却
させた後、従来の方法、例えば超硬工具を用いる旋盤等
で行ない得る。
させた後、従来の方法、例えば超硬工具を用いる旋盤等
で行ない得る。
本発明を以下の実施例を参照しつつ詳説する。
[実施例1〜25]
種々のリン酸塩及び充填剤を下記の表に示す割合でPT
FEに混合し、ヘンシェルミキサーにより均一に混合し
、該混合粉末を金型内に装填し、成形圧力500kg/
aJ下で常温成形して圧粉体を成形し、該圧粉体を常圧
下370℃で5時間焼成して成形素材を形成し、これを
室温に冷却後加工して辺30w X 30薗X厚さ 5
1mの板状摺動部材試料片を得た。
FEに混合し、ヘンシェルミキサーにより均一に混合し
、該混合粉末を金型内に装填し、成形圧力500kg/
aJ下で常温成形して圧粉体を成形し、該圧粉体を常圧
下370℃で5時間焼成して成形素材を形成し、これを
室温に冷却後加工して辺30w X 30薗X厚さ 5
1mの板状摺動部材試料片を得た。
これを下記の条件で中空円筒状の軸材(内径20閣×外
径25.6閣、材質: SUS 304)の端面と摺接
させるスラスト試験を行った。
径25.6閣、材質: SUS 304)の端面と摺接
させるスラスト試験を行った。
試験条件
速 度 : 11 m/win
荷
重
0
Kg/肩
時
間
h+
潤
滑ニ
ドライ
得られた結果を表に示す。
尚、
摩擦係数は試験開始後1〜8時間の変動値を示す。
以上の結果から明らかなように、ガラス繊維等を充填剤
として含むふっ素樹脂組成物に対し、本発明で使用する
リン酸塩を適当量含有させることによって、該樹脂の耐
摩耗性が顕著に改善されたことが判る。
として含むふっ素樹脂組成物に対し、本発明で使用する
リン酸塩を適当量含有させることによって、該樹脂の耐
摩耗性が顕著に改善されたことが判る。
[実施例26コ
本発明のリン酸塩及び充填剤の添加量を変化させて、そ
れに伴いふっ素樹脂組成物の耐摩耗性がどのように変化
するか調べた。尚、スラスト試験の条件は、前記の通り
であった。
れに伴いふっ素樹脂組成物の耐摩耗性がどのように変化
するか調べた。尚、スラスト試験の条件は、前記の通り
であった。
得られた結果を、第1図〜第4図に示す。第1図及び第
2図から明らかなように、ガラス繊維及びリン酸塩の添
加割合は、それぞれ1〜40重量%及び01〜15重量
%が好ましいことが判る。
2図から明らかなように、ガラス繊維及びリン酸塩の添
加割合は、それぞれ1〜40重量%及び01〜15重量
%が好ましいことが判る。
また、第3図及び第4図から、炭素繊維等及びリン酸塩
の添加割合は、それぞれ1〜30重量%及び0.1〜1
5重量%が好ましいことが分る。
の添加割合は、それぞれ1〜30重量%及び0.1〜1
5重量%が好ましいことが分る。
第1図〜第4図はふっ素樹脂組成物のスラスト試験にお
ける摩耗深さを示す図である。 尚、第1図のふっ素樹脂組成物においては、ガラス繊維
(MFA)15重量%を含むPTFE (フルオンG
19G)中に更に種々の量のリン酸水素カルシウム(無
水)を含有させて測定した値を示す。 第2図のふっ素樹脂組成物においては、リン酸水素カル
シウム(無水)5重量%を含む同PTFE中に更に種々
の量のガラス繊維(MFA)を含有させて測定した値を
示す。 第3図のふっ素樹脂組成物においては、高温処理CF(
ザイラス)15重量%を含む同PTFE中に更に種々の
量のピロリン酸カルシウムを含有させて測定した値を示
す。 第4図のふっ素樹脂組成物においては、ピロリン酸カル
シウム5重量%を含む同PTFE中に更に種々の量の高
温処理CF (ザイラス) を含有さ せて測定した値を示す。 第4図
ける摩耗深さを示す図である。 尚、第1図のふっ素樹脂組成物においては、ガラス繊維
(MFA)15重量%を含むPTFE (フルオンG
19G)中に更に種々の量のリン酸水素カルシウム(無
水)を含有させて測定した値を示す。 第2図のふっ素樹脂組成物においては、リン酸水素カル
シウム(無水)5重量%を含む同PTFE中に更に種々
の量のガラス繊維(MFA)を含有させて測定した値を
示す。 第3図のふっ素樹脂組成物においては、高温処理CF(
ザイラス)15重量%を含む同PTFE中に更に種々の
量のピロリン酸カルシウムを含有させて測定した値を示
す。 第4図のふっ素樹脂組成物においては、ピロリン酸カル
シウム5重量%を含む同PTFE中に更に種々の量の高
温処理CF (ザイラス) を含有さ せて測定した値を示す。 第4図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)ふっ素樹脂にガラス繊維、ガラス粉末、炭素繊維
及び炭素粉末から成る群より選ばれた少なくとも一種の
充填剤、並びにリン酸塩を均一混合してなる摺動部材用
ふっ素樹脂組成物。 (2)ふっ素樹脂が四フッ化エチレン樹脂であることを
特徴とする請求項1記載の組成物。 (3)リン酸塩がLi_3PO_4、Li_2HPO_
4、Li_4P_2O_7、Ca_3(PO_4)_2
、Ca_2P_2O_7、CaHPO_4(・2H_2
O)又はハイドロキシアパタイトのいずれかであること
を特徴とする請求項1又は2記載の組成物。(4)充填
剤がガラス繊維又はガラス粉末であることを特徴とする
請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物。 (5)ガラス繊維又はガラス粉末が1〜40重量%、リ
ン酸塩が0.1〜15重量%含まれることを特徴とする
請求項4記載の組成物。 (6)ガラス繊維又はガラス粉末が5〜30重量%、リ
ン酸塩が3〜10重量%含まれることを特徴とする請求
項5記載の組成物。 (7)充填剤が炭素繊維又は炭素粉末であることを特徴
とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物。 (8)炭素繊維又は炭素粉末が1〜30重量%、リン酸
塩が0.1〜15重量%含まれることを特徴とする請求
項7記載の組成物。 (9)炭素繊維又は炭素粉末が2〜20重量%、リン酸
塩が3〜10重量%含まれることを特徴とする請求項8
記載の組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10467890A JP3003103B2 (ja) | 1989-11-30 | 1990-04-20 | 摺動部材用ふっ素樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31213989 | 1989-11-30 | ||
JP1-312139 | 1989-11-30 | ||
JP10467890A JP3003103B2 (ja) | 1989-11-30 | 1990-04-20 | 摺動部材用ふっ素樹脂組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03223397A true JPH03223397A (ja) | 1991-10-02 |
JP3003103B2 JP3003103B2 (ja) | 2000-01-24 |
Family
ID=26445097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10467890A Expired - Lifetime JP3003103B2 (ja) | 1989-11-30 | 1990-04-20 | 摺動部材用ふっ素樹脂組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3003103B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06313186A (ja) * | 1993-04-30 | 1994-11-08 | Yamakita Sangyo Kk | 固体潤滑剤およびしゅう動装置 |
US5498654A (en) * | 1992-06-05 | 1996-03-12 | Taiho Kogyo Co., Ltd. | Sliding bearing material |
CN111849096A (zh) * | 2020-07-07 | 2020-10-30 | 扬州大学 | 填充有羟基磷灰石纳米片的聚四氟乙烯及其制备方法 |
-
1990
- 1990-04-20 JP JP10467890A patent/JP3003103B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5498654A (en) * | 1992-06-05 | 1996-03-12 | Taiho Kogyo Co., Ltd. | Sliding bearing material |
WO2004085581A1 (ja) * | 1992-06-05 | 2004-10-07 | Keiichi Shimasaki | すべり軸受材料 |
JPH06313186A (ja) * | 1993-04-30 | 1994-11-08 | Yamakita Sangyo Kk | 固体潤滑剤およびしゅう動装置 |
CN111849096A (zh) * | 2020-07-07 | 2020-10-30 | 扬州大学 | 填充有羟基磷灰石纳米片的聚四氟乙烯及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3003103B2 (ja) | 2000-01-24 |
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