JPH08267613A - スクロール型コンプレッサ用シール部材組成物 - Google Patents
スクロール型コンプレッサ用シール部材組成物Info
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- JPH08267613A JPH08267613A JP7607895A JP7607895A JPH08267613A JP H08267613 A JPH08267613 A JP H08267613A JP 7607895 A JP7607895 A JP 7607895A JP 7607895 A JP7607895 A JP 7607895A JP H08267613 A JPH08267613 A JP H08267613A
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Abstract
物を、低摩擦係数であるという摺動特性に加えて、溶融
成形時における良好な流動性および1,1,1,2−テ
トラフルオロエチレンなどの代替フロンガスやPAG系
の潤滑油に耐性を有するという条件を全て兼ね備えたも
のとする。 【構成】 ポリエーテルケトン樹脂60〜95重量%と
流動温度(すなわち、4℃/分の昇温速度で加熱された
樹脂を荷重100kgf/cm2 のもとで、内径1m
m、長さ10mmのノズルから押し出す時に、溶融粘度
が48000ポイズを示す温度)が、300℃以上の液
晶ポリエステル樹脂40〜5重量%を含む樹脂組成物か
らなるスクロール型コンプレッサ用シール部材組成物と
する。または、上記のスクロール型コンプレッサ用シー
ル部材組成物90〜45重量%に対して、フッ素樹脂5
〜20重量%、炭素繊維5〜25重量%、芳香族ポリア
ミド樹脂10重量%以下を添加したことを特徴とするス
クロール型コンプレッサ用シール部材組成物とする。
Description
レッサの摺動面を気密化するために用いるスクロール型
コンプレッサ用シール部材組成物に関する。
造を図1〜4に基づいて説明する。図1に示すように、
スクロール型コンプレッサは、アルミニウムまたはアル
ミニウム合金などの軽金属製の基板3の片面に同材料製
の渦巻き壁4を直立するように形成し、渦巻き壁4の上
端面2の長手方向には溝6(図3参照)を形成し、溝6
に四フッ化エチレン樹脂(以下、PTFEと略記する)
などの潤滑性樹脂からなる渦巻き線形シール部材1(図
2参照)を組み付けた一対のスクロール部材5を有す
る。
ール部材と、これと渦巻き方向が逆向きの渦巻き壁を有
する他方のスクロール部材(図示せず)を、その渦巻き
壁相互を偏心状態にかみ合わせた状態で動作させると
き、一対のスクロール部材は、それぞれの軸周りに相対
的に公転運動を行なうので、渦巻き壁4の間に形成され
る密閉空間が中心方向に移動して空間内の流体は圧縮さ
れ、流体は中心部から吐出されるのである。
ール部材5、5´のシール部材1、1´は、相互に他の
スクロール部材5´、5 の渦巻き壁の底に摺接し、こ
れにより渦巻き壁4の間を通過する流体をシールしてい
る。
シール部材1は、射出成形が不可能であるので生産性が
悪く、また耐クリープ性にも劣るので、近年では射出成
形可能な潤滑性樹脂材料からなるシール部材が開発され
ている。
23488号公報で開示された射出成形可能なスクロー
ル型コンプレッサのシール部材は、芳香族ポリエーテル
ケトン樹脂、ポリアリーレンスルフィド樹脂、ポリエー
テルイミド樹脂を主成分とし、PTFEおよび射出成形
可能な含フッ素樹脂を添加したものである。同発明者ら
の出願による特開昭63−158362号公報で開示さ
れたものは、芳香族ポリエーテルケトン樹脂を主成分と
し、いずれも射出成形が可能であって潤滑性、耐クリー
プ性の点でも優れたものである。
のシール部材用組成物は、射出成形時に必要とされる溶
融状態での流動性が充分に良好でないという問題点があ
る。
動性に起因する不具合について具体的にみると、流動性
不良の成形用樹脂では、渦巻き壁の長手方向に略同じ長
さで(通常、20〜60cm)、線状にシール部材を射
出成形する際に、金型のシール部材の全長(展開長さ)
の中間位置にゲート口を設けなければ端部まで均等に充
填できない。
置して射出成形されたシール部材は、成形後、側面に突
出したゲート部分を後加工にて取り除く必要がある。こ
のため、スクロール型コンプレッサー用シール部材の生
産効率は悪く、すなわち低コスト化の要請に応えること
ができず、また後加工の方法の技能的良否によってゲー
ト部分の成形寸法精度が安定しないので、シール性能の
安定した製品が得られない場合もある。
ると、シール部材は、スクロール型コンプレッサの運転
時に加熱され、その状態でフロンガスなどの冷媒や各種
添加剤を含有した潤滑油に接するので、物性の劣化が起
こり易く、本来の耐摩耗性(長寿命)が長時間安定して
発揮できないという問題点もある。
て、いわゆる特定フロンから環境破壊性のない代替フロ
ンとして、1,1,1,2−テトラフルオロエチレン
(フロンR134a)などが採用されるようになってき
たが、これを熱媒体(冷媒)として用いるコンプレッサ
ーに使用される潤滑油も従来の鉱油を基油とするスニソ
オイルから、ポリアルキレングリコール(以下、PAG
と略記する。)系の潤滑油が採用されるようになってき
た。
圧剤などの添加剤を含んで調製されており、またPAG
は吸湿性があるから、高温でシール部材に接するという
スクロール型コンプレッサーの通常の使用条件でシール
部材を加水分解するという問題点が生ずる。
点を解決して低摩擦係数であるという本来所要の摺動特
性に加えて、溶融成形時における良好な流動性および
1,1,1,2−テトラフルオロエチレンなどの代替フ
ロンガスやPAG系の潤滑油に充分な耐性を有するとい
う条件を全て兼ね備えたスクロール型コンプレッサ用シ
ール部材組成物とすることである。
め、この発明においては、スクロール型コンプレッサ用
シール材組成物を、ポリエーテルケトン樹脂60〜95
重量%と下記の方法で求めた流動温度が300℃以上の
液晶ポリエステル樹脂40〜5重量%を含むものとした
のである。
熱された樹脂を荷重100kgf/cm2 のもとで、内
径1mm、長さ10mmのノズルから押し出すときに、
溶融粘度が48000ポイズを示す温度である。
シール部材組成物90〜45重量%に対して、フッ素樹
脂5〜20重量%、炭素繊維5〜25重量%を添加した
のである。
シール部材組成物90〜45重量%に対して、フッ素樹
脂5〜20重量%、炭素繊維5〜25重量%、芳香族ポ
リアミド樹脂10重量%以下を添加したのである。
いるポリエーテルケトン樹脂とは、フェニルケトン構造
とフェニルエーテル構造を主構造として併せもつ樹脂で
ある。ポリエーテルケトンの構造としては、例えば下記
の化3の式で示されるものを例示することができるが、
これに限定されるものではない。
ら、特に好ましいポリエーテルケトンは、上式(D)で
表わされる繰り返し構造単位のものであり、市販品とし
てはVictrex PEEK(VICTREX社製)
が挙げられる。特に、この発明に用いるポリエーテルケ
トン樹脂としては、分子量の低いVictrex PE
EK 150Pが好ましい。
樹脂は、異種の芳香族ヒドロキシカルボン酸またはこれ
らのエステル形成性誘導体から合成されるか、芳香族ヒ
ドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸および芳香族
ジオールあるいはこれらのエステル形成性誘導体から合
成され、含有する繰り返し構造単位(A)、(B)、
(C)として次に示すものを例示できる。
する繰り返し構造単位:
返し構造単位:
構造単位:
部材としての耐熱性、機械的特性、加工性のバランスが
取れたものであって、より好ましい液晶ポリエステル樹
脂は、前記した化2の式に示される(A)、(B)およ
び(C)で表わされる繰り返し構造単位からなるもので
ある。
合は、全組成物量の5〜40重量%である。5重量%未
満では、組成物の溶融粘度が高くなく、溶融成形時の流
動性を改善するという初期の目的が達成できない。ま
た、40重量%を越えて多量に配合すると、PAGに対
する耐薬品性が低下してその目的を達成できないからで
ある。
したような所定の条件において測定されたものであり、
いわゆる高化式フローテスタを用いて測定することがで
きる。
ール部材組成物に低摩擦係数で非粘着性特性を導入する
ものであって、コンプレッサの設計性能に応じて適当な
摩擦係数となる周知のフッ素樹脂を採用することができ
る。この発明に採用可能なフッ素樹脂の具体例として
は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂(以下、PTFE
と略記する。)、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が挙げられる。このう
ち、最も低摩擦係数であるPTFEが最も好ましいので
あるが、その形態は平均粒径が20μm以下の滑剤級の
粉末が好ましい。
TFEの市販品としては、英国のアイ・シー・アイ社
製:フルオン(商標)L169、同L170、同L17
1、ダイキン工業社製:ルブロン(商標)、L−2、同
LD−1、デュポン社製:テフロン(商標)、TLP−
10、同TLP−10F−1等を挙げることができる。
を維持させるためには、未成形のPTFEよりも一度焼
成したPTFEを粉砕した再生PTFEを用いること
が、繊維状化し難い点で好ましい。また、再生PTFE
に代え、もしくは再生PTFEと共に、未成形のPTF
Eにγ線照射処理してこれを低分子量化したPTFE粉
末を用いることができる。γ線照射処理した市販の潤滑
剤用PTFEとしては、喜多村社製:KT400Hを例
示することができる。
重量%である。フッ素樹脂の配合割合が5重量%未満の
少量では、シール部材用組成物の潤滑性が不充分となっ
て好ましくなく、逆に20重量%を越える多量では、所
期した溶融流動性が得られず、分散性、相溶性が低下し
て均質な組成物が得られにくいといった問題が生じるか
らである。
が好ましくは1〜20μm、より好ましくは10〜18
μmであり、かつアスペクト比が1〜80、より好まし
くは5〜50のものが好ましい。
未満の細径では繊維間の凝集する現象が見られて組成物
中に均一分散し難くなり、20μmを越える太径のもの
では、摺動時にアルミニウム合金製の相手材を摩耗す
る。また、アスペクト比が1未満のものでは、マトリッ
クス自体の補強効果が損なわれて機械的特性が低下し、
逆にアスペクト比が80を越えると、混合時の均一分散
が極めて困難となって、耐摩耗性が充分に改善されずに
品質低下を招くことになるからである。
5重量%であり、好ましくは10〜20重量%である。
なぜなら、5重量%未満の少量では、耐摩耗性の改善効
果がほとんどなく、25重量%を越える多量では、溶融
流動性が著しく低下して良好な成形品が得られないから
である。10〜20重量%であれば、組成物の耐摩耗性
の改善、および溶融流動性の非阻害性において最も好ま
しい結果が得られる。
は、例えば下記の化9の式で示される一般式(メタ系ま
たはパラ系)を繰り返し単位とする公知の樹脂からな
り、このような樹脂のうちメタ系の分子構造を有する芳
香族ポリアミド樹脂の代表例として、米国デュポン社
製:ノーメックス(紙状)、帝人社製:コーネックスが
挙げられ、パラ系の分子構造を有する樹脂の代表例とし
て米国デュポン社製:ケブラー(繊維状)、帝人社製:
テクノーラがある。
維長0.2〜1mmであり、繊維径10〜15μmの繊
維が好ましい。なぜなら、上記範囲未満では均一に分散
させるのに非常な時間とエネルギーを要し、分散系の流
動特性が悪くなるからであり、上記範囲を越えると、マ
トリックス中で分散状態が悪く、機械的強度、耐摩耗性
が劣ることとなって好ましくないからである。
リアミド樹脂としては、アクゾ社製:トワロン(TWA
RON;パラ系、繊維長0.25mm、繊維径13μ
m)がある。
部材組成物への配合割合は、0〜10重量%、すなわち
10重量%以下である。芳香族ポリアミド樹脂を添加す
ることによって、シール部材組成物の耐摩耗性がさらに
改善され、10重量%を越える多量では溶融成形時の流
動性を阻害するからである。このような傾向から、芳香
族ポリアミド樹脂のより好ましい配合割合は、3〜8重
量%である。
の効果を阻害しない範囲内で、例えば自己潤滑性、機械
的強度、熱安定性などの向上、または着色などの目的で
固体潤滑剤、増量剤、充填剤または顔料などであって、
300℃以上でも熱安定性のあるもの、または液晶ホモ
ポリマーのように液晶コポリマーと相性のよいものを適
宜混合してもよい。
ール部材組成物は、ポリエーテルケトン樹脂に所定の液
晶ポリエステル樹脂を所定の割合で配合したことによ
り、液晶ポリエステル樹脂を配合しないポリエーテルケ
トン樹脂に比べて約1.5〜2.5倍の溶融流動性のあ
るものとなる。
脂と所定の液晶ポリエステル樹脂との併用によって、高
温時における剛性および機械的強度が増強されたものと
なり、1,1,1,2−テトラフルオロエチレンなどの
代替フロンガスやPAG系の潤滑油に対する耐性もあ
る。
樹脂を配合したものは極めて低摩擦係数を示し、また炭
素繊維を所定の配合割合で添加しているので、前記した
溶融流動性を阻害することなく、耐クリープ性と共に耐
摩耗性に極めて優れたものとなる。
ミド樹脂を添加したものでは、前記した溶融流動性を阻
害することなく、耐摩耗性がさらに改善されたものとな
る。
成分を所定の割合で配合したことにより、シール部材の
所定の使用条件で、代替フロンガスおよびPAG系の潤
滑油に対する耐性に優れたものとなり、かつ優れた耐摩
耗性を兼ね備えたシール部材用組成物となる。
て示すと次の通りである。なお、括弧〔 〕内に略称を
示した。なお、(A)、(B1 )、(B2 )(C1 )は
前記した液晶ポリエステル樹脂の繰り返し単位を示し、
溶融粘度は、全て前記した所定の方法によって測定し
た。
0P (2)液晶ポリエステル樹脂〔LCP−1〕 構成成分(モル%)がA:B1 :B2 :C1 =60:1
5:5:20であり、前記した高化式フローテスタ(島
津製作所製)による流動温度が323℃であるもの (3)液晶ポリエステル樹脂〔LCP−2〕 ポリプラスチック社製:ベクトラA950(前記した高
化式フローテスタ(島津製作所製)による流動温度が2
61℃であるもの) (4)炭素繊維 呉羽化学社製:M107T(平均繊維径18μm、アス
ペクト比38) (5)ポリテトラフルオロエチレン〔PTFE〕 喜多村社製:KT400H (6)芳香族ポリアミド樹脂〔アラミド繊維〕 アクゾ社製:TWARON(平均繊維長0.25mm、
繊維径13〜14μm) 〔実施例1〜6、比較例1〜3〕上記した原材料1〜6
を表1または表2に示す割合で配合した後、ヘンシェル
ミキサーで充分に混合した後、二軸溶融押出機(池貝鉄
鋼社製:PCM−30型)に供給し、温度380〜40
0℃、スクリュー回転数100〜150rpmの条件で
直径2mmの孔を有するストランドダイから押し出して
ペレット状に造粒した。このペレットをノズル温度38
0〜400℃、金型温度180〜200℃、射出圧力1
500〜2000kgf/cm2 の射出成形機にかけ
て、図2に示すような渦巻状のシール部材1を射出成形
した。
て、試験片を作成し、これを用いて摩擦係数、摩耗量ま
たは組成物の溶融流動性を以下の方法で測定した。
擦摩耗試験機を用い、内径17mm、外径21mm、高
さ10mmのリング試験片を、圧力15kgf/c
m2 、速度:128m/分の条件下において、ねずみ鋳
鉄(FC25)製の相手材に摺接させた。摩耗量は、試
験片の試験前後の高さの差(μm)を測定し、結果を表
1または表2中に併記した。
製:プロマット)を用い、幅1.7mm、厚み1.5m
mの方形状断面を有するインボリュート曲線型の金型を
使用してスパイラルフロー試験を行ない、その流動長
(cm)を測定し、この結果を表1または表2中に併記
した。
に、比較例1では比較的良好な耐摩耗性を示したが、流
動性が低い値であった。比較例2は、流動温度が300
℃以下の液晶ポリエステル樹脂であるため、耐熱性が低
く成形時に発泡が生じた。PEKを配合しなかった比較
例3では、耐薬品性(耐PAG性、耐代替フロン性)に
劣っていた。
件を満足する実施例1〜6は、試験片の摩耗量および摩
擦係数が小さく、また溶融流動性にも優れたものであっ
た。
を表1または表2に示す割合で配合し、実施例1〜6と
全く同様にして試験片を形成し、以下の試験を行ない、
この結果を表1または2中に併記した。
験片をステンレス製の耐圧容器に収容し、ポリアルキレ
ングリコール(PAG、水分1重量%含有)を入れ、内
圧が180℃にて30kgf/cm2 となるように代替
フロンであるCH2 F−CF3 (1,1,1,2−テト
ラフルオロエチレン)を圧入し、そのまま180℃で5
00時間静置した。その後、曲げ試験を実施し、試験前
の曲げ強度を100とする曲げ強度保持率で評価し、結
果を表1または表2中に併記した。
所定量以上(実施例7、または比較例4)でなければ、
組成物が充分な耐薬品性(耐PAG性、耐代替フロン
性)を発揮できないことがわかる。
ルケトン樹脂に所定の物性を有する液晶ポリエステル樹
脂を配合したことにより、低摩擦係数であるという摺動
特性に加えて、溶融成形時における良好な流動性および
1,1,1,2−テトラフルオロエチレンなどの代替フ
ロンガスやPAG系の潤滑油に耐性を有するという条件
を全て兼ね備えたスクロール型コンプレッサ用シール部
材となる利点がある。
性を有する液晶ポリエステル樹脂を配合すると共に、フ
ッ素樹脂を配合したものでは極めて低摩擦係数であり、
この場合においてさらに炭素繊維を所定の配合割合で添
加したものでは、前記した溶融流動性を阻害することな
く、耐クリープ性と共に耐摩耗性に極めて優れたスクロ
ール型コンプレッサ用シール部材となる利点がある。
ものでは、前記した溶融流動性を阻害することなく、耐
摩耗性はより向上する利点がある。
示す斜視図
面図
Claims (6)
- 【請求項1】 ポリエーテルケトン樹脂60〜95重量
%と下記の方法で求めた流動温度が300℃以上の液晶
ポリエステル樹脂40〜5重量%を含む樹脂組成物から
なるスクロール型コンプレッサ用シール部材組成物。 記 流動温度は4℃/分の昇温速度で加熱された樹脂を荷重
100kgf/cm2のもとで、内径1mm、長さ10
mmのノズルから押し出すときに、溶融粘度が4800
0ポイズを示す温度である。 - 【請求項2】 請求項1記載のスクロール型コンプレッ
サ用シール部材組成物90〜45重量%に対して、フッ
素樹脂5〜20重量%、炭素繊維5〜25重量%を添加
したことを特徴とするスクロール型コンプレッサ用シー
ル部材組成物。 - 【請求項3】 請求項1記載のスクロール型コンプレッ
サ用シール部材組成物90〜45重量%に対して、フッ
素樹脂5〜20重量%、炭素繊維5〜25重量%、芳香
族ポリアミド樹脂10重量%以下を添加したことを特徴
とするスクロール型コンプレッサ用シール部材組成物。 - 【請求項4】 前記ポリエーテルケトン樹脂が下記の化
1式で表わされる繰り返し単位からなる構造であること
を特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のスク
ロール型コンプレッサ用シール部材組成物。 【化1】 - 【請求項5】 前記液晶ポリエステル樹脂が下記の化2
の式(A)、(B)および(C)で表わされる繰り返し
構造単位を含む化合物である請求項1〜4のいずれか1
項に記載のスクロール型コンプレッサ用シール部材組成
物。 【化2】 (式中、nは0または1であり、(A):(B)のモル
比は、1:1〜10:1の範囲にあり、(B):(C)
のモル比は、9:10〜10:9の範囲にある。また、
式(B),(C)中の芳香族の置換基は互いにパラまた
はメタの位置にある。) - 【請求項6】 前記スクロール型コンプレッサーが、冷
媒として1,1,1,2−テトラフルオロエチレンを使
用し、潤滑油としてポリアルキレングリコールを使用す
るものである請求項1〜5のいずれか1項に記載のスク
ロール型コンプレッサ用シール部材組成物。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP7607895A JP3576253B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | スクロール型コンプレッサ用シール部材組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP7607895A JP3576253B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | スクロール型コンプレッサ用シール部材組成物 |
Publications (2)
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JPH08267613A true JPH08267613A (ja) | 1996-10-15 |
JP3576253B2 JP3576253B2 (ja) | 2004-10-13 |
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ID=13594785
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP7607895A Expired - Fee Related JP3576253B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | スクロール型コンプレッサ用シール部材組成物 |
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- 1995-03-31 JP JP7607895A patent/JP3576253B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP3576253B2 (ja) | 2004-10-13 |
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