JPH05179231A - シールリング用成形材料 - Google Patents

シールリング用成形材料

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JPH05179231A
JPH05179231A JP3346255A JP34625591A JPH05179231A JP H05179231 A JPH05179231 A JP H05179231A JP 3346255 A JP3346255 A JP 3346255A JP 34625591 A JP34625591 A JP 34625591A JP H05179231 A JPH05179231 A JP H05179231A
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JP
Japan
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powdery
weight
resin
molybdenum
fiber
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JP3346255A
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English (en)
Inventor
Masami Minami
政美 南
Noboru Umemoto
昇 梅本
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、シールリングに成形された際に摺
動特性に優れると共に、耐荷重性(耐クリープ性)、シ
ール性を発揮し、しかも溶融成形による良好な生産性を
兼ね備えたシールリングを成形し得るシールリング用成
形材料とする。 【構成】 パーフルオロアルコキシ樹脂30〜90重量
%と、耐熱性繊維5〜40重量%と、粉末状モリブデ
ン、二硫化モリブデンまたは三酸化モリブデンなどの粉
末状モリブデン化合物、ふっ化カルシウムまたは炭酸カ
ルシウムなどの粉末状カルシウム化合物から選ばれる一
種以上の粉末状充填材5〜30重量%とを配合した樹脂
組成物を主要成分とするシールリング用成形材料とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、油や空気、ガスなど
の漏れを防ぐシールリングの成形用材料であるシールリ
ング用成形材料に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、軸と軸受との間に主として使用
され、油や空気、ガスなどの漏れを防ぐシールリングの
成形用材料として、摺動特性に優れ、かつ耐久性、耐薬
品性にも優れた四ふっ化エチレン樹脂(以下、PTFE
と略記する)がよく知られている。
【0003】このようなPTFEは、単独では外力によ
る変形量が大きく、耐摩耗性も劣るので、充填剤として
ガラス繊維、炭素繊維、セラミックス繊維または金属粉
末等を添加して前記所要特性を向上させている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した充填
剤添加のPTFEは、耐摩耗性の点では改善されるが、
耐クリープ性に劣り、負荷が大きくなると変形するとい
う問題点がある。また、PTFEは、溶触押し出し成
形、射出成形などの溶触成形ができないため、シールリ
ングを成形する場合に圧縮成形等を採用せざるを得ず、
このことが生産性を低減し、生産コストを高める要因に
なっていた。一方、溶触成形性および耐熱性の点のみに
鑑みれば、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテル
エーテルケトン、ポリイミド等の樹脂を採用することも
可能であるが、これらの樹脂は、生産性は良いものの、
摺動特性やシール性が充分ではないという問題点があ
る。
【0005】この発明は、上記した問題点を解決し、シ
ールリングに成形された際に摺動特性に優れると共に、
耐荷重性(耐クリープ性)、シール性を発揮し、しかも
溶触成形による良好な生産性を兼ね備えたシールリング
を成形可能なシールリング用成形材料とすることを課題
としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明は、パーフルオロアルコキシ樹脂30〜9
0重量%と、耐熱性繊維5〜40重量%と、粉末状モリ
ブデン、粉末状モリブデン化合物および粉末状カルシウ
ム化合物から選ばれる一種以上の粉末状充填材5〜30
重量%とを配合した樹脂組成物を主要成分としてなる構
成を採用したのである。以下にその詳細を述べる。
【0007】まず、この発明におけるパーフルオロアル
コキシ樹脂は、パーフルオロアルコキシ側鎖を有する鎖
状フッ素樹脂であって、テトラフルオロエチレンと上記
側鎖を与え得るコモノマーとを必須成分とする共重合体
で、372±1℃における比溶触粘度が103 〜106
ポイズの樹脂である。ここで、パーフルオロアルコキシ
側鎖を与え得るコモノマーの代表的なものとしては、下
記の化1の式で示されるパーフルオロアルキルフルオロ
ビニルポリエーテル類、下記の化2の式で示されるパー
フルオロアルキルフルオロビニルポリエーテル類などが
ある。このような共重合体の代表的な市販銘柄として
は、三井デュポンフロロケミカル社製:テフロンPFA
−340J、350Jまたはダイキン工業社製:ネオフ
ロンPFAなどを例示することができる。
【0008】
【化1】
【0009】
【化2】
【0010】次に、この発明に用いる耐熱性繊維におけ
る耐熱性とは、パーフルオロアルコキシ樹脂の成形温度
(通常330〜400℃)に耐えることを意味するもの
であり、このような耐熱性繊維の具体例としては、ガラ
ス繊維、炭素繊維、グラファイト繊維、ウォラストナイ
ト、チタン酸カリウムホイスカー、カーボンホイスカ
ー、シリコンカーバイトホイスカー、サファイアホイス
カーなどの無機繊維およびホイスカー類、鋼線、銅線、
ステンレス線などの金属繊維、タングステン心線または
炭素繊維などにボロン、炭化ケイ素などを蒸着したいわ
ゆるボロン繊維、炭化ケイ素繊維などの複合繊維および
芳香族ポリイミド繊維などの耐熱性有機繊維を挙げるこ
とができる。繊維の形態としては、押し出しおよび射出
などの溶触成形工程の容易さの面から、長さが10mm以
下、好ましくは6mm以下、その径は2〜15μm位の繊
維状の粉末であることが望ましい。また、繊維と樹脂と
の親和性を増加させる目的でシランカップリンク剤、エ
ポキシカップリング剤などの処理剤で繊維を処理してお
くことも望ましい。
【0011】ここで、パーフルオロアルコキシ樹脂に対
する上記耐熱性繊維の添加量は、成分全体の重量を10
0として、パーフルオロアルコキシ樹脂50〜95重量
%、耐熱性繊維5〜50重量%であることが好ましく、
特に、パーフルオロアルコキシ樹脂60〜90重量%、
耐熱性繊維10〜40重量%であることがより望まし
い。なぜなら、耐熱性繊維の添加量が5重量%未満のと
きは、組成物の機械的性質耐摩耗性の向上はほとんど期
待できず、また、50重量%を越える多量では成形性の
悪化とともにそれに伴う機械的性質の劣化を招き、好ま
しくないからである。
【0012】この発明における粉末状モリブデン化合物
は、2〜6価のモリブデンの硫化物または酸化物、ふっ
化物等の種々の化合物であってよく、例えば二硫化モリ
ブデン、三酸化モリブデン、ふっ化モリブデンなどが挙
げられる。この発明における粉末状カルシウム化合物と
してはカルシウムのふっ化物、炭化物、酸化物などであ
ってよく、例えばふっ化カルシウム、炭酸カルシウム、
酸化カルシウムなどが挙げられる。上記粉末およびモリ
ブデン粉末の粒径は、50μm以下であることがシール
リング用成形材料の機械的耐久性、潤滑性を高めるうえ
で好ましい。
【0013】上記した粉末状モリブデン、粉末状モリブ
デン化合物および粉末状カルシウム化合物から選ばれる
一種以上の粉末状充填剤を添加する場合の配合割合は、
耐熱性繊維5〜40重量%、パーフルオロアルコキシ樹
脂30〜90重量%に対して粉末状充填剤5〜30重量
%である。なぜなら、粉末充填剤の添加量が5重量%未
満の少量では、潤滑性向上がみられず、30重量%を越
える多量では、シールリング剤の機械的特性に好ましく
ない結果を与えるからである。
【0014】また、この発明の効果を損なわない限り、
上記以外の各種の充填剤を添加することもできる。一般
に、その添加量は全量の10重量%以下が望ましい。こ
のような充填剤としては、芳香族ポリエーテルケトン樹
脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルサルフォン
樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンサルファ
イド樹脂、耐熱性ポリアミド樹脂、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、フッ素樹脂等の有機耐熱性高分子材料を始めと
し、グラファイトまたは亜鉛、アルミニウム、マグネシ
ウムなどの金属もしくは酸化物などの熱伝導改良用無機
粉末、ガラスビーズ、シリカバルーン、珪藻土、石綿、
炭酸マグネシウムなどの無機質粉末、グラファイト、カ
ーボン、マイカ、タルクなどの潤滑性向上用無機質粉
末、および酸化鉄、硫化カドミウム、セレン化カドミウ
ム、カーボンブラックなどの無機質顔料、シリコーンオ
イル、エステルオイル、フッ素オイル、ポリフェニレン
エーテルオイル、ワックス、ステアリン酸亜鉛などの内
部潤滑剤的添加剤など数多くのものを例示することがで
きる。
【0015】以上述べたパーフルオロアルコキシ樹脂、
繊維状強化材およびその他添加剤などの混合方法は特に
限定されるものではなく、ヘンシェルミキサー、ボール
ミル、タンブラーミキサーなどの混合機を用いて乾式混
合した後に、熱ロール、ニーダ、バンバリーミキサー、
溶融押出機などで溶融混合して成形材料として例えばペ
レット状にし、これを射出成形機などによってシールリ
ング用成形材料として所定の形状に溶融成形すればよ
い。成形条件は特に限定されることはなく、パーフルオ
ロアルコキシ樹脂の通常の成形条件で実施すればよい。
【0016】
【実施例及び比較例】実施例および比較例に用いた原材
料を一括して示すとつぎのとおりである。なお、〔 〕
内に略号を記した。
【0017】A.パーフルオロアルコキシ樹脂〔PF
A〕 (1)三井デュポンフロロケミカル社製:テフロンPF
A340−Jを粉末状に粉砕したもの(粒径30μm) B.耐熱製繊維粉末 (2)ガラス繊維〔GF−1〕旭ファイバーグラス社
製:CS03DEFT562(長さ3mm、平均径6μ
m) (3)ガラス繊維〔GF−2〕旭ファイバーグラス社
製:MF−KAC(長さ50〜120μm、平均径13
μm) (4)炭素繊維〔CF〕呉羽化学工業社製:M207S
(長さ700μm、平均径14.5μm) C.粉末状充填材 (5)モリブデン〔Mo〕日本新金属社製:モリブデン
粉末(平均粒径3μm) (6)二硫化モリブデン〔MoS2 〕ダウコーニング社
製:モリコートZパウダー(粒径3〜5μm) (7)ふっ化カルシウム〔CaF2 〕和光純薬社製:試
薬 D.比較例に使用の原材料 (8)四ふっ化エチレン樹脂〔PTFE〕三井デュポン
フロロケミカル社製:テフロン7−J (9)ポリフェニレンサルファイド樹脂〔PPS〕トー
プレン社製:T−4 (10)ポリアミドイミド樹脂〔PAI〕アモコ社製:
トーロン4000TF (11)ポリエーテルイミド樹脂〔PEI〕ゼネラル・
エレクトリック社製:ウルテム1000 (12)ポリイミド樹脂〔PI〕デュポン社製:ベルペ
ルSP−21 ただしこのPIは市販の棒材(φ30)を用いた。
【0018】〔実施例1〜7〕前記の各原材料を表1に
示す割合(重量%)でドライブレンドした後、二軸溶融
押出機(池貝鉄工社製:PCM−30)に供給し、36
0℃、スクリュー回転数150rpmで溶融混練しなが
ら径3mmの穴5個のストランドダイから押出し、押出さ
れたストランドを連続的に切断してペレットを作製し
た。得られたペレットを射出成形機(バレル温度320
〜380℃、金型温度210℃、射出圧力800kg/cm
2 )にかけて定められた試験片を成形した。成形品の物
性はつぎのに示す試験方法にて求めた。なお、得ら
れた結果は表1に併記した。
【0019】 摩擦摩耗試験 高真空中スラスト型摩擦摩耗試験機により相手材をステ
ンレス鋼SUS440Cとし、滑り速度毎分32m、荷
重10kg/cm2 の条件のもとに、摩擦係数および摩耗係
数(cm3 /kg・m)を求めた。
【0020】 圧縮クリープ変形率 ASTM−D621に準拠し、荷重140kg/cm2 、2
4時間の圧縮クリープ変形率(%)を求める。
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】〔比較例1〕前記の各原材料を表2に示し
た割合で乾式混合した後、内径30mmの金型に充填し、
450kg/cm2 の圧力をかけて予備成形を行ない、得ら
れた予備成形体を360℃で3時間加熱して焼結成形体
とし、この成形体から試験片を作製し、実施例と全く同
じ条件で物性を測定した。得られた結果を表2に併記し
た。
【0024】〔比較例2〜5〕前記の各原材料を表2に
示す割合で配合し、表2に示した溶融混合条件、射出成
形条件にて、試験片を作製し、実施例と全く同じ条件で
物性を測定した。得られた結果を同表中に併記した。
【0025】表1および表2の物性値から明らかなよう
に実施例1〜7は、いずれも耐摩耗性に優れ、さらに摩
擦係数、圧縮クリープ特性にも優れている。しかし、比
較例1は圧縮クリープ特性に劣り、比較例2〜5はいず
れも摩擦摩耗特性において著しく劣っていた。
【0026】
【効果】この発明のシールリング用成形材料は、以上説
明したように、パーフルオロアルコキシ樹脂本来の特性
を損なうことなく、優れた耐摩耗性、摺動特性、耐クリ
ープ特性を有しており、シールリングに成形された際に
シール性も良好となり、なおかつ射出成形もできるの
で、生産性も良く、種々の分野で使用される密封装置の
シールリング用成形材料としては最適のものであるとい
える。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C09K 3/10 N 9159−4H F16J 15/20 7197−3J

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パーフルオロアルコキシ樹脂30〜90
    重量%と、耐熱性繊維5〜40重量%と、粉末状モリブ
    デン、粉末状モリブデン化合物および粉末状カルシウム
    化合物から選ばれる一種以上の粉末状充填材5〜30重
    量%とを配合した樹脂組成物を主要成分としてなるシー
    ルリング用成形材料。
JP3346255A 1991-12-27 1991-12-27 シールリング用成形材料 Pending JPH05179231A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0933566A1 (de) * 1998-02-02 1999-08-04 Maschinenfabrik Sulzer-Burckhardt AG Dichtungselemente für trockenlaufende Kolbenkompressoren
WO2015190365A1 (ja) * 2014-06-13 2015-12-17 日本バルカー工業株式会社 編組体およびグランドパッキン
JP2017171812A (ja) * 2016-03-24 2017-09-28 朝日化学工業株式会社 耐熱シール材料
JP2020070325A (ja) * 2018-10-30 2020-05-07 三菱電線工業株式会社 シール材及びそれに用いるコーティング剤

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