JPH0339110B2 - - Google Patents

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JPH0339110B2
JPH0339110B2 JP4424082A JP4424082A JPH0339110B2 JP H0339110 B2 JPH0339110 B2 JP H0339110B2 JP 4424082 A JP4424082 A JP 4424082A JP 4424082 A JP4424082 A JP 4424082A JP H0339110 B2 JPH0339110 B2 JP H0339110B2
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JP
Japan
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wear
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fluorocarbon polymer
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JP4424082A
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JPS58160347A (ja
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Teruo Tsumato
Kuniaki Asai
Isamu Nakagawa
Hiroshi Ishida
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Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は芳香族ポリエーテルケトンにフルオロ
カーボン重合体およびオキシベンゾイルポリエス
テルを配合することによつて摺動特性のすぐれた
成形品を与える樹脂組成物に関する。更に詳しく
は、耐摩耗、潤滑特性のすぐれた無給油軸受を与
える樹脂組成物に関する。 芳香族ポリエーテルケトン樹脂は、特開昭54−
90296などの記載にみられるごとく、高い耐熱性、
耐燃性、機械的、電気的性質、耐薬品性を有する
ことが知られている。これらのすぐれた諸性質を
生かして、特に電線やケーブルの絶縁被覆として
の利用が示唆されているが、電線やケーブルの被
覆に留まらず、各種導電体の絶縁被覆や耐食性の
付与などにより、その利用範囲が拡大すること
で、電気、機械など各種産業の発展が期待され
る。また芳香族ポリエーテルケトンにフルオロカ
ーボン重合体、好ましくはポリテトラフルオロエ
チレンを含有してなる組成物は、上記特性に加え
て、自己潤滑特性が付与されるため摺動を伴なう
種々の用途への展開が期待される。 しかしながら、芳香族ポリエーテルケトン樹脂
にフルオロカーボン重合体を含有してなる組成物
を無給油軸受などに使用するには、摺動特性が不
充分である。 一般にプラスチツクを軸受などの摺動材として
使用するためには、摩擦係数が低く安定している
ことに加えて、限界PV値が高いことおよび耐摩
耗特性を表わす摩耗係数が低いことなどの特性が
要求される。 PV値とは、軸受にかかる圧力Pと摺動速度V
との積で限界PV値とは軸受などの接触端面にお
ける摩擦熱の発生により温度が著しく上昇し、プ
ラスチツクの軟化、溶融、化学的分解などが起
り、正常な摩擦運動が続けられなくなる限界の
PV値である。しかしながら限界PV値内での使用
条件下でも、必ず少しずつ摩耗は進行するので寿
命を考慮しなければならない。このために軸受設
計の資料としては、限界PV値より摩耗係数の方
が重要であり、限界PV値は軸受などの使用限界
の1つの目安として使われている。 ところで摩耗係数Kは一般的に次式で表わされ
る。 K=W/PVT 〔W:摩耗量(mm)、P:圧力(Kg/cm2)、V:
速度(m/min)、T:時間(hr)〕 このKの値は限界PV値と同様に、使用するPV
値が同じでもPおよびVの値によつて変化するも
のである。すなわち、同じPV値でも高圧、低速
の条件と低圧、高速の条件によつて変動するもの
である。しかし一般的には圧力と走行距離(速度
と時間の積)に比例するのでKの単位としては
mm/Km/Kg/cm2であらわされ、プラスチツク軸受の場 合、この値が1×10-4以下であれば、無給油の状
態で、寿命の因子を考慮しても問題なく使用可能
であるとされている。 ところが、芳香族ポリエーテルケトン樹脂にフ
ルオロカーボン重合体を含有してなる組成物から
得た軸受を無給油の状態で限界PV値内(約400
Kg/cm2・m/min)で使用した場合、K値は5×
10-4〜5×10-3の範囲であり、要求される値より
1桁以上大きいため、軸受寿命は非常に短かい。
このため、該組成物に更にガラス繊維、炭素繊維
などの繊維状補強材を充填させることによりK値
は若干低下するものの、相手材金属を損傷すると
いう問題を生ずる。特に相手材金属が、アルミニ
ウム、SUSなどの軟質金属である場合、この現
象は著しく、一旦金属摩耗粉が生ずると、これが
プラスチツク側にざらつき摩耗的に働き、摩擦係
数が不安定になるとともに、プラスチツク側の摩
耗も促進される。また該組成物に更に黒鉛などの
固体潤滑剤を含有させることにより、潤滑性が更
に向上し、熱伝導性も付与されるため、K値は若
干改良されるが、充分なものとはならない。 本発明者らは、上記問題点を改良するため、鋭
意検討した結果、芳香族ポリエーテルケトン樹脂
にフルオロカーボン重合体を含有してなる組成物
に更にオキシベンゾイルポリエステルを含有せし
めることによつて、摩耗係数Kの値が1×10-4
mm/Km/Kg/cm2以下の値に低下し、無給油軸受として
使 用した場合、寿命因子を考慮しても問題なく使用
でき、また相手材の損傷もないことがわかり本発
明に至つたのである。 すなわち、芳香族ポリエーテルケトン樹脂95〜
30重量%、フルオロカーボン重合体2.5〜60重量
%およびオキシベンゾイルポリエステル2.5〜60
重量%の組成物にすることにより上記問題点を解
決できることがわかり本発明に至つたのである。 本発明に使用される芳香族ポリエーテルケトン
は反復単位 を単独で、または他の反復単位と一緒に含み、か
つ固有粘度が0.7ないし2.6以下、好ましくは0.8な
いし1.8のものである。他の反復単位としては、 などを25重量%未満含み得るが、25重量%以上含
有した重合体は、該ポリエーテルケトン本来の特
性が失なわれ好ましくない。また固有粘度は溶液
100cm3当り重合体0.1gを含む密度1.84g/cm3の濃
硫酸中の重合体溶液について測定した固有粘度の
ことである。 固有粘度の測定には溶媒流出時間が約2分であ
る粘度計を用いて行なつた。この固有粘度は重合
体の分子量と一義的に対応する値である。また該
ポリエーテルケトンの固有粘度が0.7よりも低い
重合体は、耐熱性が低く成形品が得られても非常
に脆い。一方2.6を越えると溶融粘度が高すぎて
加工性が悪く一般には使用できない。 本発明に使用し得るフルオロカーボン重合体
は、ポリテトラフルオロエチレン、ポリテトラフ
ルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重
合体、ポリトリクロロフルオロエチレン、テトラ
フルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニル
エーテル共重合体などを含むが、特にポリテトラ
フルオロエチレン(以下PTFEと略す)が好まし
い。また、PTFEの中でも平均粒径20μ未満の滑
剤級PTFE粉末が好ましく、市販されているもの
の例としては、フルオン L169,L170,L171
(ICI製)、ルブロン L−2、L−5、LD−1
(ダイキン工業社製)テフロン TLP−10、TLP
−10F−1(デユポン社製)などがある。 本発明に使用し得るオキシベンゾイルポリエス
テルは、一般に次式()の反復単位を有するも
のであり、 400℃以下の温度では、ほとんど軟化することな
く耐摩耗性、耐圧縮クリープ特性、耐薬品性にお
いて非常にすぐれたものである。また結晶構造が
黒鉛や二硫化モリブデンのような固体潤滑剤に類
似した板状結晶を有しているため、自己潤滑性に
すぐれており、特にPTFEの耐摩耗性改良材とし
て使用されているものである。たとえばPTFEに
オキシベンゾイルポリエステルを20重量%含有せ
しめると、摩耗量は、PTFEの約1/1000以下とな
り摩耗係数もPTFEの低い値に維持するだけでな
く、安定でかつ相手材を損傷しないという特性を
有したすぐれた摺動材となる。 このオキシベンゾイルポリエステルの合成法と
しては、特公昭46−6796、特公昭47−47870で用
いられているような高沸点溶剤を重合媒体として
用いる方法や特開昭54−46287、特開昭54−46291
に見られるような重合系に実質的に溶剤を用いな
い塊状重合法があり、このものはエコノール
E101(住友化学工業製)という商品名で市販され
ている。 配合量としては、芳香族ポリエーテルケトン95
〜30重量%、フルオロカーボン重合体2.5〜60重
量%、オキシベンゾイルポリエステル2.5〜60重
量%(フルオロカーボン重合体とオキシベンゾイ
ルポリエステルの合計量としては全樹脂組成物の
5〜70重量%)配合したものが有効である。 すなわち、フルオロカーボン重合体とオキシベ
ンゾイルポリエステルの合計量が樹脂組成物の70
重量%を越え、芳香族ポリエーテルケトンの量が
30重量%未満の時は、樹脂組成物の流動性が失な
われ、たとえ射出成形により成形品を得ることが
できても、機械的強度において非常に低くもろい
ものとなる。また、フルオロカーボン重合体とオ
キシベンゾイルポリエステルの合計量が5重量%
未満の時は、十分な摺動特性が得られない。 また、フルオロカーボン重合体とオキシベンゾ
イルポリエステルの合計量が5〜70重量%であつ
ても、フルオロカーボン重合体の量が2.5重量%
未満であれば、潤滑性が不十分で、60重量%を越
えると、分散性、相溶性が低下し、均一な組成物
が得られにくい。一方、オキシベンゾイルポリエ
ステルの量は2.5重量%未満では、耐摩耗性にお
いて不充分で、量がふえるに従つて耐摩耗性の向
上は顕著となるが、60重量%を越えると組成物の
流動性の著しい低下と、得られた成形品の強度低
下が顕著になる。 本発明の樹脂組成物には、更に潤滑性を向上さ
せるために、黒鉛、二硫化モリブデンなどの固体
潤滑剤を加えることも可能である。 本発明の樹脂組成物を得るための混合方法とし
ては、芳香族ポリエーテルケトンとフルオロカー
ボン重合体およびオキシベンゾイルポリエステル
を、たとえばヘンシエルミキサー、スーパーミキ
サーなどの混合機でドライブレンドした後、一軸
または多軸の押出機で溶融混練し、ストランドを
押出し、カツターにてペレツト化する方法が一般
的であるが特にこれに限定されるものではない。
また本発明の組成物から軸受ななどの成形品を得
るには射出成形を適用するのが一般的である。 本発明にかかる樹脂組成物はすぐれた摺動特性
を有し、軸受設計の上での一つの資料となる摩耗
係数が芳香族ポリエーテルケトンとフルオロカー
ボン重合体とからなる組成物のそれにくらべ、1
桁以上低下値(1×10-5〜10×10-5mm/Km/Kg/cm2
を 有するため、無給油軸受として好適な成形材料で
ある。 本発明は、以下の実施例によつて説明するが、
これらは好適な態様の例示であつて本発明の範囲
を限定するものではない。 実施例 1〜6 なる基本構造単位を有し、固有粘度が1.4の芳香
族ポリエーテルケトンとPTFE(フルオン
L169,ICI社製)および平均粒径約20μを有する
オキシベンゾイルポリエステル(エコノール
E101、住友化学工業社製)を第1表の組成比と
なるようにヘンシエルミキサーで混合し、二軸タ
イプの押出機(池見鉄工製PCM−30)でシリン
ダー中央部温度を340〜360℃に設定し、押出し造
粒を行ないペレツトを得た。これらを1OZ射出成
形機(住友重機械製ネオマツト47/28)を用いて
シリンダー中央部温度を360〜380℃に設定し、
JIS 1号ダンベルおよび摩耗リング(外径25.6
mm、内径20mm、高さ15mm)を成形した。JIS 1号
ダンベルからは引張特性を測定し、摩耗リングか
らは鈴木式摩耗試験機を用いて圧力P=10Kg/
cm2、速度20m/minの条件下相手材をSUS 304と
し、2時間のならし運転を行なつた後、20時間の
摺動を行ない、摩擦係数、摩耗係数、相手材の摩
耗量を測定した。これらの結果を第1表に示す。 表から明らかなように、オキシベンゾイルポリ
エステルの添加量とともに、引張強度、伸びは幾
分低下するものの、耐摩耗性を表わす摩耗係数K
の値の低下は顕著となり、いずれの組成のものも
K値は1×10-4mm/Km/Kg/cm2以下で摩擦係数も低く
安 定で、相手材であるSUS 304の摩耗もほとんど
みられなかつた。
【表】 また、実施例3,5の組成物につき、射出成形
にて外径15mm、内径6mm、長さ10mmの軸受を成形
し、小型軸受試験機を用いてP=10Kg/cm2、速度
20m/minの条件で相手材である軸をSUS 304と
して初期の2時間、50時間、100時間、300時間の
摺動を行ないその摩耗量から摩耗係数を求めた。
これらの結果を第2表に示す。 表から明らかなように、2つの組成ともに、初
期の2hrの摩耗係数は若干高いが時間とともに摩
耗係数は低下し、300hrテストを行なつても異常
はまつたくみられなかつた。
【表】 比較例 1〜4 実施例1〜7とまつたく同じ芳香族ポリエーテ
ルケトン、フルオロカーボン重合体、オキシベン
ゾイルポリエステルを用いて、これらの組成を有
効な範囲以外の各種配合比について同様の検討を
行なつた結果を第3表に示す。 オキシベンゾイルポリエステルがまつたく含ま
れていない系(比較例1)および2.5重量%より
少ない系(比較例2)はいずれも耐摩耗性におい
て不充分で、フルオロカーボン重合体の量が2.5
重量%より少ない系(比較例3)は摩擦係数、摩
耗係数とも高い。またフルオロカーボン重合体と
オキシベンゾイルポリエステルの総量が70重量%
を越える系(比較例4)は、流動性が不足のため
射出成形困難であつた。
【表】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 芳香族ポリエーテルケトン95〜30重量%、フ
    ルオロカーボン重合体2.5〜60重量%およびオキ
    シベンゾイルポリエステル2.5〜60重量%を含有
    してなる摺動特性のすぐれた樹脂組成物。
JP4424082A 1982-03-18 1982-03-18 樹脂組成物 Granted JPS58160347A (ja)

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JP4424082A JPS58160347A (ja) 1982-03-18 1982-03-18 樹脂組成物

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JPS58160347A JPS58160347A (ja) 1983-09-22
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