JPH0543763A - フツ素樹脂組成物 - Google Patents
フツ素樹脂組成物Info
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- JPH0543763A JPH0543763A JP34964791A JP34964791A JPH0543763A JP H0543763 A JPH0543763 A JP H0543763A JP 34964791 A JP34964791 A JP 34964791A JP 34964791 A JP34964791 A JP 34964791A JP H0543763 A JPH0543763 A JP H0543763A
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- fluororesin composition
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- Chemical Treatment Of Fibers During Manufacturing Processes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 フッ素樹脂に、高い機械的特性及び耐摩耗性
を付与する。 【構成】 フッ素樹脂組成物は、ポリテトラフルオロエ
チレンなどのフッ素樹脂９９〜４０重量部と、炭素繊維
１〜６０重量部の割合からなる。炭素繊維は、（００
２）面の面間隔ｄ（００２）が３．３６〜３．４５オン
グストローム、Ｃ軸方向の結晶子の大きさ（Ｌｃ）が３
５〜４００オングストローム、およびａ軸方向の結晶子
の大きさ（Ｌａ）が４０〜８００オングストロームであ
る。前記炭素繊維は、不融化処理又は耐炎化処理された
炭素繊維化可能な繊維を、含酸素化合物濃度２０〜５０
００ｐｐｍの不活性ガスの存在下、７００℃以上の温度
で焼成することにより得られる。
を付与する。 【構成】 フッ素樹脂組成物は、ポリテトラフルオロエ
チレンなどのフッ素樹脂９９〜４０重量部と、炭素繊維
１〜６０重量部の割合からなる。炭素繊維は、（００
２）面の面間隔ｄ（００２）が３．３６〜３．４５オン
グストローム、Ｃ軸方向の結晶子の大きさ（Ｌｃ）が３
５〜４００オングストローム、およびａ軸方向の結晶子
の大きさ（Ｌａ）が４０〜８００オングストロームであ
る。前記炭素繊維は、不融化処理又は耐炎化処理された
炭素繊維化可能な繊維を、含酸素化合物濃度２０〜５０
００ｐｐｍの不活性ガスの存在下、７００℃以上の温度
で焼成することにより得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、機械的強度及び摺動
性、特に耐摩耗性に優れたフッ素樹脂組成物、および補
強用炭素繊維の製造方法に関する。
性、特に耐摩耗性に優れたフッ素樹脂組成物、および補
強用炭素繊維の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ポリテトラフルオロエチレン（以下、Ｐ
ＴＦＥと略称する）は耐熱性、耐薬品性に優れているだ
けでなく、特に摩擦係数が小さく摺動特性にも優れてい
る。しかしながら、耐摩耗性は必ずしも十分ではなく、
また荷重による変形（クリープ）、特に高温荷重下での
変形が大きい。従って、高温荷重下での使用において
は、特に大きな制約を受ける。
ＴＦＥと略称する）は耐熱性、耐薬品性に優れているだ
けでなく、特に摩擦係数が小さく摺動特性にも優れてい
る。しかしながら、耐摩耗性は必ずしも十分ではなく、
また荷重による変形（クリープ）、特に高温荷重下での
変形が大きい。従って、高温荷重下での使用において
は、特に大きな制約を受ける。
【０００３】そこで、ＰＴＦＥに、ガラス繊維、ガラス
粉末又はビーズ、炭素繊維、グラファイト、二硫化モリ
ブデン、金属潤滑剤、金属酸化物などの充填剤を添加し
ている。これらの充填剤を添加した樹脂組成物は、マト
リックス樹脂単体と比較して摩擦係数が低下し、摩耗量
も低減する。そのため、前記樹脂組成物は、軸受、歯
車、ブッシュ、パッキンなどのシール材、ピストンリン
グ、ボールシート、スライディングバンドなどの各種産
業用摺動部材に広く使用されている。
粉末又はビーズ、炭素繊維、グラファイト、二硫化モリ
ブデン、金属潤滑剤、金属酸化物などの充填剤を添加し
ている。これらの充填剤を添加した樹脂組成物は、マト
リックス樹脂単体と比較して摩擦係数が低下し、摩耗量
も低減する。そのため、前記樹脂組成物は、軸受、歯
車、ブッシュ、パッキンなどのシール材、ピストンリン
グ、ボールシート、スライディングバンドなどの各種産
業用摺動部材に広く使用されている。
【０００４】一方、摺動部材には、エネルギーの伝達効
率を高めるとともに、メインテナンスフリーとするた
め、高い機械的特性及び低摩耗性が要求されると共に、
摺動相手材に対する低摩耗性も要求される。これらの充
填剤を添加すると、成形品の機械的特性及び耐摩耗性が
向上するものの、炭素系充填剤、特に、高い機械的特
性、相手材に対する低摩耗性を有する炭素繊維を添加し
た成形品においてさえも、前記の要求を満足するには至
っていない。
率を高めるとともに、メインテナンスフリーとするた
め、高い機械的特性及び低摩耗性が要求されると共に、
摺動相手材に対する低摩耗性も要求される。これらの充
填剤を添加すると、成形品の機械的特性及び耐摩耗性が
向上するものの、炭素系充填剤、特に、高い機械的特
性、相手材に対する低摩耗性を有する炭素繊維を添加し
た成形品においてさえも、前記の要求を満足するには至
っていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、機械的特性、及び摺動特性、特に耐摩耗性に優れた
成形品を得ることができるフッ素樹脂組成物を提供する
ことにある。
は、機械的特性、及び摺動特性、特に耐摩耗性に優れた
成形品を得ることができるフッ素樹脂組成物を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者らは、フッ素樹脂組成物からなる成形品の
機械的強度を向上させるべく鋭意検討した結果、特定の
性質を有する炭素繊維を用いる場合には、フッ素樹脂組
成物の成形品の機械的特性及び摺動特性、特に耐摩耗性
が向上することを見いだし、本発明を完成した。
め、本発明者らは、フッ素樹脂組成物からなる成形品の
機械的強度を向上させるべく鋭意検討した結果、特定の
性質を有する炭素繊維を用いる場合には、フッ素樹脂組
成物の成形品の機械的特性及び摺動特性、特に耐摩耗性
が向上することを見いだし、本発明を完成した。
【０００７】すなわち、本発明は、フッ素樹脂と、Ｘ線
広角回折法による（００２）面の面間隔ｄ（００２）が
３．３６〜３．４５オングストローム、Ｃ軸方向の結晶
子の大きさ（Ｌｃ）が３５〜４００オングストローム、
およびａ軸方向の結晶子の大きさ（Ｌａ）が４０〜８０
０オングストロームである炭素繊維とを含むフッ素樹脂
組成物を提供する。
広角回折法による（００２）面の面間隔ｄ（００２）が
３．３６〜３．４５オングストローム、Ｃ軸方向の結晶
子の大きさ（Ｌｃ）が３５〜４００オングストローム、
およびａ軸方向の結晶子の大きさ（Ｌａ）が４０〜８０
０オングストロームである炭素繊維とを含むフッ素樹脂
組成物を提供する。
【０００８】本発明に使用する炭素繊維は、炭素繊維化
可能な繊維又は炭素繊維を、酸素分子として２０〜５０
００ｐｐｍの含酸素化合物を含む不活性ガスの存在下、
７００℃以上の温度で焼成することにより製造できる。
可能な繊維又は炭素繊維を、酸素分子として２０〜５０
００ｐｐｍの含酸素化合物を含む不活性ガスの存在下、
７００℃以上の温度で焼成することにより製造できる。
【０００９】本発明のフッ素樹脂組成物に含まれるフッ
素樹脂としては、例えば、例えば、テトラフルオロエチ
レン、クロロトリフルオロエチレン、ビニルフルオライ
ド、ビニリデンフルオライド、ヘキサフルオロプロピレ
ン、パーフルオロアルキルビニルエーテルなどのフッ素
含有モノマーの単独又は共重合体；前記フッ素含有モノ
マーと、エチレン、プロピレン、各種のアクリレートな
どの共重合性モノマーとの共重合体が含まれる。より具
体的には、フッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポ
リビニリデンフルオライドなどの単独重合体；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、
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、テトラフルオロエチレン−ヘキサフ
ルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテ
ル共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合
体、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体な
どの共重合体が例示される。これらのフッ素樹脂は一種
又は二種以上混合して使用できる。これらのフッ素樹脂
の中で、テトラフルオロエチレン単独重合体が好まし
い。
素樹脂としては、例えば、例えば、テトラフルオロエチ
レン、クロロトリフルオロエチレン、ビニルフルオライ
ド、ビニリデンフルオライド、ヘキサフルオロプロピレ
ン、パーフルオロアルキルビニルエーテルなどのフッ素
含有モノマーの単独又は共重合体；前記フッ素含有モノ
マーと、エチレン、プロピレン、各種のアクリレートな
どの共重合性モノマーとの共重合体が含まれる。より具
体的には、フッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポ
リビニリデンフルオライドなどの単独重合体；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、
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、テトラフルオロエチレン−ヘキサフ
ルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテ
ル共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合
体、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体な
どの共重合体が例示される。これらのフッ素樹脂は一種
又は二種以上混合して使用できる。これらのフッ素樹脂
の中で、テトラフルオロエチレン単独重合体が好まし
い。
【００１０】本発明のフッ素樹脂組成物は、特定の性質
を有する炭素繊維を含んでいる。この炭素繊維は、Ｘ線
広角回折法による（００２）面の面間隔ｄ（００２）が
３．３６〜３．４５オングストローム、学振法［例え
ば、(1) 「人造黒鉛の格子定数および結晶子径の大きさ
測定法」日本学術振興会第１１７委員会、(2) 「炭素繊
維（増補改訂版）」大谷杉郎・奥田謙介・松田滋著、第
７３３頁〜第７４０頁、近代編集参照］によるＣ軸方向
の結晶子の大きさ（Ｌｃ）が３５〜４００オングストロ
ーム、およびａ軸方向の結晶子の大きさ（Ｌａ）が４０
〜８００オングストロームである。好ましい炭素繊維
は、ｄ（００２）が３．３６〜３．４３オングストロー
ム、Ｌｃが３５〜３００オングストローム、Ｌａが４０
〜６００オングストロームであり、さらに好ましい炭素
繊維は、ｄ（００２）が３．３６〜３．４３オングスト
ローム、Ｌｃが３５〜２５０オングストローム、Ｌａが
４０〜５５０オングストロームである。Ｌｃ及びＬａ
が、それぞれ４００オングストローム、８００オングス
トロームを越えると、摩擦係数は低下する傾向を示すが
摩耗係数が大きくなり、耐摩耗性が低下する。
を有する炭素繊維を含んでいる。この炭素繊維は、Ｘ線
広角回折法による（００２）面の面間隔ｄ（００２）が
３．３６〜３．４５オングストローム、学振法［例え
ば、(1) 「人造黒鉛の格子定数および結晶子径の大きさ
測定法」日本学術振興会第１１７委員会、(2) 「炭素繊
維（増補改訂版）」大谷杉郎・奥田謙介・松田滋著、第
７３３頁〜第７４０頁、近代編集参照］によるＣ軸方向
の結晶子の大きさ（Ｌｃ）が３５〜４００オングストロ
ーム、およびａ軸方向の結晶子の大きさ（Ｌａ）が４０
〜８００オングストロームである。好ましい炭素繊維
は、ｄ（００２）が３．３６〜３．４３オングストロー
ム、Ｌｃが３５〜３００オングストローム、Ｌａが４０
〜６００オングストロームであり、さらに好ましい炭素
繊維は、ｄ（００２）が３．３６〜３．４３オングスト
ローム、Ｌｃが３５〜２５０オングストローム、Ｌａが
４０〜５５０オングストロームである。Ｌｃ及びＬａ
が、それぞれ４００オングストローム、８００オングス
トロームを越えると、摩擦係数は低下する傾向を示すが
摩耗係数が大きくなり、耐摩耗性が低下する。
【００１１】また、好ましい炭素繊維は、波長５１４．
５ｎｍのアルゴンレーザ光を用いたラマンスペクトル分
析において、１３６０±１００ｃｍ-1の波長域における
スペクトル強度の積分値をＧ1 、１５８０±１００ｃｍ
-1の波長域におけるスペクトル強度の積分値をＧ2 とす
るとき、Ｇ＝Ｇ2 ／Ｇ1 で表されるＧ値が、０．８〜
２．５である。好ましいＧ値は、０．９〜２．５、特に
０．９〜２．３程度である。なお、前記スペクトル強度
の積分値は、スペクトル強度の曲線において前記波長域
の面積強度に対応する。前記Ｇ値は、炭素繊維の結晶質
部分の割合を示すパラメータであり、この値が２．５を
越える場合には、摩擦係数が低下する傾向を示すが摩耗
係数が大きくなり、耐摩耗性が低下する。
５ｎｍのアルゴンレーザ光を用いたラマンスペクトル分
析において、１３６０±１００ｃｍ-1の波長域における
スペクトル強度の積分値をＧ1 、１５８０±１００ｃｍ
-1の波長域におけるスペクトル強度の積分値をＧ2 とす
るとき、Ｇ＝Ｇ2 ／Ｇ1 で表されるＧ値が、０．８〜
２．５である。好ましいＧ値は、０．９〜２．５、特に
０．９〜２．３程度である。なお、前記スペクトル強度
の積分値は、スペクトル強度の曲線において前記波長域
の面積強度に対応する。前記Ｇ値は、炭素繊維の結晶質
部分の割合を示すパラメータであり、この値が２．５を
越える場合には、摩擦係数が低下する傾向を示すが摩耗
係数が大きくなり、耐摩耗性が低下する。
【００１２】さらに、熱安定性の高い炭素繊維が好まし
い。好ましい炭素繊維は、空気雰囲気下、５７５℃で４
時間加熱したときの減量が１．７５重量％以下、好まし
くは０．１〜１．２重量％程度である。炭素繊維の原料
が１．７５重量％を越える場合には、熱安定性が低下す
ると共に、黒鉛化構造の成長も不十分であるためか、耐
摩耗性がさほど向上しない。
い。好ましい炭素繊維は、空気雰囲気下、５７５℃で４
時間加熱したときの減量が１．７５重量％以下、好まし
くは０．１〜１．２重量％程度である。炭素繊維の原料
が１．７５重量％を越える場合には、熱安定性が低下す
ると共に、黒鉛化構造の成長も不十分であるためか、耐
摩耗性がさほど向上しない。
【００１３】炭素繊維の繊維径及び繊維長は、特に制限
されないが、通常、繊維径が１〜２０μｍ程度、繊維長
が１０μｍ以上の短繊維として使用される。繊維長は、
特に５０μｍ〜５ｍｍ程度であるのが好ましい。
されないが、通常、繊維径が１〜２０μｍ程度、繊維長
が１０μｍ以上の短繊維として使用される。繊維長は、
特に５０μｍ〜５ｍｍ程度であるのが好ましい。
【００１４】前記フッ素樹脂と、炭素繊維との割合は、
成形品の用途などにより選択できるが、通常、フッ素樹
脂９９〜４０重量部、炭素繊維１〜６０重量部の割合が
好ましい。さらに好ましい割合は、フッ素樹脂９２〜６
５重量部、炭素繊維８〜３５重量部程度である。このよ
うな組成割合の樹脂組成物を成形すると、高い摺動特
性、機械的強度、成形性などのバランスがとれた成形品
が得られ、成形品は特に耐摩耗性に優れている。
成形品の用途などにより選択できるが、通常、フッ素樹
脂９９〜４０重量部、炭素繊維１〜６０重量部の割合が
好ましい。さらに好ましい割合は、フッ素樹脂９２〜６
５重量部、炭素繊維８〜３５重量部程度である。このよ
うな組成割合の樹脂組成物を成形すると、高い摺動特
性、機械的強度、成形性などのバランスがとれた成形品
が得られ、成形品は特に耐摩耗性に優れている。
【００１５】なお、本発明のフッ素樹脂組成物は、特性
を損わない範囲で、例えば、他の炭素繊維、ガラス繊
維、アラミド繊維、ボロン繊維、炭化硅素繊維などの短
繊維及び長繊維、ウイスカー類、これらにニッケル、ア
ルミニウム、銅などの金属がコーティングされた繊維状
強化剤類；カーボンブラック、二硫化モリブデン、マイ
カ、タルク、炭酸カルシウムなどのフィラー類からなる
強化剤；Ｓｎ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｌｉやこれらの合金
からなる金属潤滑剤、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｃｏ、Ｓｉ、
Ｃｕ、Ｐｂなどの金属酸化物やＣｏ−Ａｌ2 Ｏ3 などの
複合金属酸化物、着色剤、安定剤などの種々の添加剤を
含有していてもよい。
を損わない範囲で、例えば、他の炭素繊維、ガラス繊
維、アラミド繊維、ボロン繊維、炭化硅素繊維などの短
繊維及び長繊維、ウイスカー類、これらにニッケル、ア
ルミニウム、銅などの金属がコーティングされた繊維状
強化剤類；カーボンブラック、二硫化モリブデン、マイ
カ、タルク、炭酸カルシウムなどのフィラー類からなる
強化剤；Ｓｎ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｌｉやこれらの合金
からなる金属潤滑剤、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｃｏ、Ｓｉ、
Ｃｕ、Ｐｂなどの金属酸化物やＣｏ−Ａｌ2 Ｏ3 などの
複合金属酸化物、着色剤、安定剤などの種々の添加剤を
含有していてもよい。
【００１６】本発明のフッ素樹脂組成物に使用する前記
フッ素樹脂と炭素繊維は、粉末状混合物であってもよ
く、粉末状混合物を造粒した造粒物などであってもよ
い。フッ素樹脂組成物による成形品は、慣用の方法、例
えば、フッ素樹脂組成物を金型内で圧縮成形し、得られ
た成形品を、必要に応じて加熱処理することにより得る
ことができる。
フッ素樹脂と炭素繊維は、粉末状混合物であってもよ
く、粉末状混合物を造粒した造粒物などであってもよ
い。フッ素樹脂組成物による成形品は、慣用の方法、例
えば、フッ素樹脂組成物を金型内で圧縮成形し、得られ
た成形品を、必要に応じて加熱処理することにより得る
ことができる。
【００１７】本発明で使用する炭素繊維は前記のような
特性を有していればよく、その炭素繊維の製造方法は、
特に限定されない。前記炭素繊維は、例えば、炭素繊維
化可能な繊維又は炭素繊維を、酸素分子として２０〜５
０００ｐｐｍの含酸素化合物を含む不活性ガスの存在
下、７００℃以上の温度で焼成することにより得ること
ができる。
特性を有していればよく、その炭素繊維の製造方法は、
特に限定されない。前記炭素繊維は、例えば、炭素繊維
化可能な繊維又は炭素繊維を、酸素分子として２０〜５
０００ｐｐｍの含酸素化合物を含む不活性ガスの存在
下、７００℃以上の温度で焼成することにより得ること
ができる。
【００１８】本発明の製造方法で使用される炭素繊維化
可能な繊維としては、石炭系ピッチ、石油系ピッチ又は
液晶ピッチなどのピッチ系繊維、セルロース、ポリアク
リロニトリル、レーヨン、フェノール樹脂などの高分子
繊維などが挙げられる。これらの繊維は少なくとも一種
使用できる。炭素繊維化可能な繊維は、少なくとも不融
化処理又は耐炎化処理されているのが好ましい。不融化
処理とは、ピッチ系繊維を、酸素存在下、例えば２００
〜４５０℃程度の温度で加熱し、表面に耐熱層を形成
し、焼成時の溶融を防止する処理を言い、耐炎化処理と
は、ピツチ系繊維以外の炭素繊維化可能な繊維を、上記
と同様にして処理することを言う。
可能な繊維としては、石炭系ピッチ、石油系ピッチ又は
液晶ピッチなどのピッチ系繊維、セルロース、ポリアク
リロニトリル、レーヨン、フェノール樹脂などの高分子
繊維などが挙げられる。これらの繊維は少なくとも一種
使用できる。炭素繊維化可能な繊維は、少なくとも不融
化処理又は耐炎化処理されているのが好ましい。不融化
処理とは、ピッチ系繊維を、酸素存在下、例えば２００
〜４５０℃程度の温度で加熱し、表面に耐熱層を形成
し、焼成時の溶融を防止する処理を言い、耐炎化処理と
は、ピツチ系繊維以外の炭素繊維化可能な繊維を、上記
と同様にして処理することを言う。
【００１９】炭素繊維とは、炭化又は黒鉛化処理された
繊維を言う。炭化処理とは、炭素繊維化可能な繊維を例
えば、４５０〜１５００℃程度の温度で焼成処理するこ
とを言う。黒鉛化処理とは、例えば、１５００〜３３０
０℃程度の温度で焼成処理することを言い、黒鉛の結晶
構造を有していないときでも、上記温度で処理した場合
には、黒鉛化処理されたものとする。
繊維を言う。炭化処理とは、炭素繊維化可能な繊維を例
えば、４５０〜１５００℃程度の温度で焼成処理するこ
とを言う。黒鉛化処理とは、例えば、１５００〜３３０
０℃程度の温度で焼成処理することを言い、黒鉛の結晶
構造を有していないときでも、上記温度で処理した場合
には、黒鉛化処理されたものとする。
【００２０】含酸素化合物は、炭素繊維化可能な繊維ま
たは炭素繊維を酸化処理できる化合物であればよく、例
えば、空気、酸素、オゾン、水蒸気、一酸化炭素、二酸
化炭素、二酸化窒素などが挙げられる。これらの含酸素
化合物は少なくとも一種使用される。不活性ガスとして
は、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトンな
どが挙げられる。不活性ガスは混合ガスとしても使用で
きる。
たは炭素繊維を酸化処理できる化合物であればよく、例
えば、空気、酸素、オゾン、水蒸気、一酸化炭素、二酸
化炭素、二酸化窒素などが挙げられる。これらの含酸素
化合物は少なくとも一種使用される。不活性ガスとして
は、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトンな
どが挙げられる。不活性ガスは混合ガスとしても使用で
きる。
【００２１】不活性ガス中の含酸素化合物の含有量は、
酸素分子として２０〜５０００ｐｐｍ、好ましくは５０
〜１０００ｐｐｍ程度である。２０ｐｐｍ未満では、炭
素繊維の濡れ性、成形品の機械的特性や耐摩耗性がさほ
ど改善されず、５０００ｐｐｍを越えると、繊維自体の
強度が低下し易く、成形品の機械的特性や耐摩耗性もさ
ほど改善されない。
酸素分子として２０〜５０００ｐｐｍ、好ましくは５０
〜１０００ｐｐｍ程度である。２０ｐｐｍ未満では、炭
素繊維の濡れ性、成形品の機械的特性や耐摩耗性がさほ
ど改善されず、５０００ｐｐｍを越えると、繊維自体の
強度が低下し易く、成形品の機械的特性や耐摩耗性もさ
ほど改善されない。
【００２２】前記雰囲気下での焼成により前記繊維が気
相酸化される。前記繊維の焼成温度は、前記繊維の種類
により異なるが、通常、７００℃以上であればよく、好
ましくは１５００〜３０００℃、更に好ましくは２２０
０〜３０００℃程度である。炭素繊維の黒鉛化構造を成
長させるため、焼成温度は、２２００℃以上、特に２５
００℃以上であるのが好ましい。焼成温度が７００℃未
満では、炭素繊維の濡れ性、成形品の機械的特性及び耐
摩耗性がさほど改善されない。なお、炭素繊維化可能な
繊維は、この焼成工程で炭化又は黒鉛化処理され炭素繊
維となる。
相酸化される。前記繊維の焼成温度は、前記繊維の種類
により異なるが、通常、７００℃以上であればよく、好
ましくは１５００〜３０００℃、更に好ましくは２２０
０〜３０００℃程度である。炭素繊維の黒鉛化構造を成
長させるため、焼成温度は、２２００℃以上、特に２５
００℃以上であるのが好ましい。焼成温度が７００℃未
満では、炭素繊維の濡れ性、成形品の機械的特性及び耐
摩耗性がさほど改善されない。なお、炭素繊維化可能な
繊維は、この焼成工程で炭化又は黒鉛化処理され炭素繊
維となる。
【００２３】なお、焼成された炭素繊維の比表面積は、
前記特性を有する限り特に制限されないが、０．６〜１
００ｍ2 ／ｇ、好ましくは０．６〜３０ｍ2 ／ｇ、さら
に好ましくは０．６〜１０ｍ2 ／ｇ程度である。このよ
うな比表面積を有する炭素繊維は、フッ素樹脂との濡れ
性に優れ、フッ素樹脂に対して高い機械的特性及び耐摩
耗性を付与する。
前記特性を有する限り特に制限されないが、０．６〜１
００ｍ2 ／ｇ、好ましくは０．６〜３０ｍ2 ／ｇ、さら
に好ましくは０．６〜１０ｍ2 ／ｇ程度である。このよ
うな比表面積を有する炭素繊維は、フッ素樹脂との濡れ
性に優れ、フッ素樹脂に対して高い機械的特性及び耐摩
耗性を付与する。
【００２４】
【発明の効果】本発明のフッ素樹脂組成物によれば、特
定の結晶構造を有する炭素繊維を含んでいるので、機械
的特性、及び摺動特性、特に耐摩耗性に優れた成形品を
得ることができる。
定の結晶構造を有する炭素繊維を含んでいるので、機械
的特性、及び摺動特性、特に耐摩耗性に優れた成形品を
得ることができる。
【００２５】
【実施例】以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細
に説明する。
に説明する。
【００２６】比較例 炭化処理された炭素繊維［（株）ドナック社製、ＳＧ−
２４１］１０重量部、及びＰＴＦＥ［三井デュポンフロ
ロケミカル（株）社製、テフロン７−Ｊ］９０重量部を
スーパーミキサーで混合した。得られた粉末状混合物を
金型に入れ４５０ｋｇ／ｃｍ2 で加圧することにより、
５０ｍｍφ×６２ｍｍの成形品を得た。
２４１］１０重量部、及びＰＴＦＥ［三井デュポンフロ
ロケミカル（株）社製、テフロン７−Ｊ］９０重量部を
スーパーミキサーで混合した。得られた粉末状混合物を
金型に入れ４５０ｋｇ／ｃｍ2 で加圧することにより、
５０ｍｍφ×６２ｍｍの成形品を得た。
【００２７】実施例１〜３ 比較例で用いた炭素繊維を、２００ｐｐｍの酸素を含む
窒素ガス雰囲気下、２５００℃（実施例１）、２７００
℃（実施例２）、３０００℃（実施例３）で２時間焼成
した。また、比較例の炭素繊維に代えて、得られた各炭
素繊維を用いる以外、比較例と同様にして、成形品を得
た。
窒素ガス雰囲気下、２５００℃（実施例１）、２７００
℃（実施例２）、３０００℃（実施例３）で２時間焼成
した。また、比較例の炭素繊維に代えて、得られた各炭
素繊維を用いる以外、比較例と同様にして、成形品を得
た。
【００２８】比較例及び実施例１〜３で得られた成形品
を、窒素ガス雰囲気下、昇温速度１２０℃／ｈｒで、室
温から３８０℃に昇温し、同温度で５時間保持した後、
降温速度７５℃／ｈｒで室温まで冷却した。そして、成
形品を切削加工し、ＪＩＳＫ６８９１に準じて引張強度
を測定した。また、成形品の摺動特性を、鈴木式摩擦摩
耗試験機（相手材：Ｓ４５Ｃ、荷重：１５ｋｇｆ／ｃｍ
2 、速度０．５ｍ／秒、試験時間：８時間）により測定
した。炭素繊維の特性を表１に、成形品の特性を表２に
示す。
を、窒素ガス雰囲気下、昇温速度１２０℃／ｈｒで、室
温から３８０℃に昇温し、同温度で５時間保持した後、
降温速度７５℃／ｈｒで室温まで冷却した。そして、成
形品を切削加工し、ＪＩＳＫ６８９１に準じて引張強度
を測定した。また、成形品の摺動特性を、鈴木式摩擦摩
耗試験機（相手材：Ｓ４５Ｃ、荷重：１５ｋｇｆ／ｃｍ
2 、速度０．５ｍ／秒、試験時間：８時間）により測定
した。炭素繊維の特性を表１に、成形品の特性を表２に
示す。
【００２９】なお、表２において、破断強度の単位はｋ
ｇ／ｃｍ2 、伸度の単位は％、降伏点強度の単位はｋｇ
／ｃｍ2 、比重の単位はｇ／ｃｍ3 である。また、摩耗
係数の単位は１０5 ×［（ｍｍ／ｋｍ）／（ｋｇ／ｃｍ
2 ）］、相手材の摩耗の単位は１０3 ×（ｍｇ／ｋｍ）
である。表２中、動摩擦係数の値は平均値である。
ｇ／ｃｍ2 、伸度の単位は％、降伏点強度の単位はｋｇ
／ｃｍ2 、比重の単位はｇ／ｃｍ3 である。また、摩耗
係数の単位は１０5 ×［（ｍｍ／ｋｍ）／（ｋｇ／ｃｍ
2 ）］、相手材の摩耗の単位は１０3 ×（ｍｇ／ｋｍ）
である。表２中、動摩擦係数の値は平均値である。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】 表より、各実施例で得られた成形品は、いずれも降伏点
が高く、大きな荷重が作用しても永久歪が生じにくい。
また、比較例の成形品に比べて、各実施例で得られた成
形品は摺動特性、特に耐摩耗性に優れている。
が高く、大きな荷重が作用しても永久歪が生じにくい。
また、比較例の成形品に比べて、各実施例で得られた成
形品は摺動特性、特に耐摩耗性に優れている。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｄ０１Ｆ 9/12 7199−3Ｂ 11/12 7199−3Ｂ Ｄ０６Ｍ 11/34 // Ｃ０８Ｌ 27:12 Ｄ０６Ｍ 101:40
Claims (6)
- 【請求項１】 フッ素樹脂と、Ｘ線広角回折法による
（００２）面の面間隔ｄ（００２）が３．３６〜３．４
５オングストローム、Ｃ軸方向の結晶子の大きさ（Ｌ
ｃ）が３５〜４００オングストローム、およびａ軸方向
の結晶子の大きさ（Ｌａ）が４０〜８００オングストロ
ームである炭素繊維とを含むフッ素樹脂組成物。 - 【請求項２】 フッ素樹脂がポリテトラフルオロエチレ
ンである請求項１記載のフッ素樹脂組成物。 - 【請求項３】 フッ素樹脂９９〜４０重量部、炭素繊維
１〜６０重量部の割合からなる請求項１記載のフッ素樹
脂組成物。 - 【請求項４】 炭素繊維が、波長５１４．５ｎｍのアル
ゴンレーザ光を用いたラマンスペクトル分析において、
１３６０±１００ｃｍ-1の波長域におけるスペクトル強
度の積分値をＧ1 、１５８０±１００ｃｍ-1の波長域に
おけるスペクトル強度の積分値をＧ2 とするとき、Ｇ＝
Ｇ2 ／Ｇ1 で表されるＧ値が、０．８〜２．５である請
求項１記載のフッ素樹脂組成物。 - 【請求項５】 炭素繊維を空気雰囲気下、５７５℃で４
時間加熱した場合の酸化原料が１．７５重量％以下であ
る炭素繊維を使用している請求項１記載のフッ素樹脂組
成物。 - 【請求項６】 炭素繊維の比表面積が０．６〜１００ｍ
2 ／ｇである請求項１記載のフッ素樹脂組成物。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40725790 | 1990-12-07 | ||
| JP2-407257 | 1990-12-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0543763A true JPH0543763A (ja) | 1993-02-23 |
Family
ID=18516875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34964791A Pending JPH0543763A (ja) | 1990-12-07 | 1991-12-06 | フツ素樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0543763A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5593776A (en) * | 1994-02-08 | 1997-01-14 | Osaka Gas Company, Limited | Fluororesin composites |
| JP2000357520A (ja) * | 1999-06-11 | 2000-12-26 | Toyobo Co Ltd | バナジウム系レドックスフロー電池用炭素電極材 |
| JP2003041083A (ja) * | 2001-07-25 | 2003-02-13 | Du Pont Mitsui Fluorochem Co Ltd | 変性ポリテトラフルオロエチレン組成物 |
| WO2004094528A1 (ja) * | 2003-04-23 | 2004-11-04 | Nok Corporation | ポリテトラフルオロエチレン樹脂組成物 |
| US8840733B2 (en) | 2011-07-15 | 2014-09-23 | Olympus Medical Systems Corp. | Endoscope cleaning/disinfecting apparatus |
| WO2014185291A1 (ja) * | 2013-05-13 | 2014-11-20 | イーグル工業株式会社 | Ｐｔｆｅ樹脂組成物 |
-
1991
- 1991-12-06 JP JP34964791A patent/JPH0543763A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5593776A (en) * | 1994-02-08 | 1997-01-14 | Osaka Gas Company, Limited | Fluororesin composites |
| JP2000357520A (ja) * | 1999-06-11 | 2000-12-26 | Toyobo Co Ltd | バナジウム系レドックスフロー電池用炭素電極材 |
| JP2003041083A (ja) * | 2001-07-25 | 2003-02-13 | Du Pont Mitsui Fluorochem Co Ltd | 変性ポリテトラフルオロエチレン組成物 |
| WO2004094528A1 (ja) * | 2003-04-23 | 2004-11-04 | Nok Corporation | ポリテトラフルオロエチレン樹脂組成物 |
| US8840733B2 (en) | 2011-07-15 | 2014-09-23 | Olympus Medical Systems Corp. | Endoscope cleaning/disinfecting apparatus |
| WO2014185291A1 (ja) * | 2013-05-13 | 2014-11-20 | イーグル工業株式会社 | Ｐｔｆｅ樹脂組成物 |
| US20160083565A1 (en) * | 2013-05-13 | 2016-03-24 | Eagle Industry Co., Ltd. | Ptfe resin composition |
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