JPH0920861A

JPH0920861A - スクロール型コンプレッサ用シール部材組成物

Info

Publication number: JPH0920861A
Application number: JP8079034A
Authority: JP
Inventors: Takumi Shimokusuzono; 工下楠薗
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1996-04-01
Publication date: 1997-01-21

Abstract

(57)【要約】【課題】スクロール型コンプレッサ用シール部材組成
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。【解決手段】ポリシアノアリールエーテル樹脂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１ｍｍ、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、３０
０℃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％以下を添加した組成物
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、スクロール型コ
ンプ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。

【０００２】

【従来の技術】一般に、スクロール型コンプレッサの構
造を図１〜４に基づいて説明すると、このものは、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
した一対のスクロール部材５からなる。そして、渦巻き
壁４の上端面の長手方向には溝６（図３参照）が形成さ
れており、溝６に四フッ化エチレン樹脂（以下、ＰＴＦ
Ｅと略記する）などの潤滑性樹脂製の渦巻き線形シール
部材１（図２参照）を組み付け、一方のスクロール部材
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ものである。
すなわち、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わせることによって、渦巻き壁
４の間に形成される密閉空間を中心方向に移動させなが
ら空間内の流体を圧縮し、流体を中心部から吐出するよ
うに動作させる。

【０００３】その際、図４に示すように、一対のスクロ
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。

【０００４】ＰＴＦＥを主要成分としたシール部材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材が開発されている。

【０００５】本願の発明者らが出願し、特開昭６２−２
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。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
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。

【０００７】シール部材用組成物の溶融状態における流
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。

【０００８】このようにして、中間位置にゲート口を配
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。

【０００９】また、シール部材に所要の物性についてみ
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。

【００１０】特に、近年の地球環境擁護の要求に応じ
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。

【００１１】ところが、ＰＡＧ系の潤滑油は、通常、極
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。

【００１２】そこで、この発明の課題は、上記した問題
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。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、スクロール型コンプレッサ用
シール部材組成物を、ポリシアノアリールエーテル樹脂
６０〜９５重量％と下記の方法で求めた流動温度が３０
０℃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。

【００１４】記流動温度：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。

【００１５】また、前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％、強化繊維５〜２５重量％を添加した
のである。

【００１６】また、前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％以下を添加したのである。

【００１７】この発明に係るスクロール型コンプレッサ
用シール部材組成物は、ポリシアノアリールエーテル樹
脂（ＰＥＮ）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
しないポリシアノアリールエーテル樹脂に比べて約１．
５〜２．５倍の溶融流動性が得られる。

【００１８】また、この組成物はＰＥＮ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。

【００１９】このような組成物に対して、さらにフッ素
樹脂を配合したものは極めて低摩擦係数を示し、さらに
炭素繊維などの強化繊維を所定の配合割合で添加したか
ら、前記した良好な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ついても極めて優れた物性
を示す。

【００２０】上記組成物に対して、さらに芳香族ポリア
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。

【００２１】このようにシール部材用組成物は、所定の
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。

【００２２】

【発明の実施の形態】まず、この発明に用いるポリシア
ノアリールエーテル樹脂（以下、ＰＥＮと略記する。）
は、下記の化２で示される繰り返し単位からなる化合
物、またはこの繰り返し単位と共に、下記化３の式で示
す他の繰り返し単位とが、ＰＥＮ本来の特性を損なわな
いように約２０モル％以下の比率で共存する重合体であ
る。

【００２３】

【化２】

【００２４】

【化３】

【００２５】このようなＰＥＮは、例えばｐ−クロルフ
ェノールを溶媒とする０．２ｇ／ｄｌ濃度の溶液の６０
℃における還元粘度（ηｓｐ／Ｃ）が０．３ｄｌ／ｇ以
上のものが好ましい。これらは、たとえば出光興産社か
ら、ポリエーテルニトリル（ＩＤ３００）として市販さ
れている。

【００２６】なお、ＰＥＮの製造方法は、特開昭６３−
３０５９号公報の実施例にも開示されている。この方法
によると、前記化２の式で示されるポリシアノアリール
エーテルを製造するには、例えば、攪拌装置、精留装置
およびアルゴンガス吹き込管を備えた内容積１００リッ
トルの反応器にジクロロベンゾニトリル５．２１１ｋ
ｇ、レゾルシン３．３０ｋｇ、炭酸カリウム４．２７ｋ
ｇ、炭酸リチウム４３０ｇ、溶媒としてＮ−メチルピロ
リドン４．３リットル、トルエン２リットルを入れ、こ
こにアルゴンガスを吹き込みながら、室温で１時間攪拌
し、ついで１９５℃に昇温して３．５時間反応させる。
反応終了後、生成物をメタノール中に投入して重合体を
析出させ、ミキサーで粉砕した後、水１００リットルで
３回、メタノール１００リットルで２回洗浄し、乾燥さ
せて前記化２の式で示されるポリシアノアリールエーテ
ル６．１５ｋｇ（収率９５％）を得ることができる。

【００２７】次に、この発明に用いる液晶ポリエステル
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。

【００２８】（Ａ）芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来
する繰り返し構造単位：

【００２９】

【化４】

【００３０】（Ｂ）芳香族ジカルボン酸に由来する繰り
返し構造単位：

【００３１】

【化５】

【００３２】

【化６】

【００３３】（Ｃ）芳香族ジオールに由来する繰り返し
構造単位：

【００３４】

【化７】

【００３５】

【化８】

【００３６】また、スクロール型コンプレッサのシール
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。

【００３７】このような液晶ポリエステル樹脂の配合割
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、成形時の流動性を改
善するという所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。

【００３８】次に、この発明に用いるフッ素系樹脂とし
ては、例えばポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴ
ＦＥと略称する）、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（ＰＦＡと略称す
る）、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（ＦＥＰと略称する）、エチレン−テトラ
フルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥと略称する）、テ
トラフルオロエチレン−フルオロアルキルビニルエーテ
ル−フルオロオレフィン共重合体（ＥＰＥと略称す
る）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥと
略称する）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共
重合体（ＥＣＴＦＥと略称する）、ポリフッ化ビニリデ
ン（ＰＶＤＦと略称する）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ
と略称する）等が挙げられる。これらは、それぞれ単独
もしくは、例えば１：１０から１０：１の範囲で前記２
種以上の共重合体や３元共重合体等のフッ素化ポリオレ
フィン等であってもよく、これらは良好な固体潤滑剤と
しての特性を示す。

【００３９】このうちＰＴＦＥは、融点が約３２７℃で
あり、約３４０〜３８０℃でも溶融粘度が約１０¹¹〜１
０¹²ポイズと高く、融点を越えても流動し難く、フッ素
樹脂の中では最も耐熱性に優れた樹脂であると考えられ
ている。

【００４０】このようなＰＴＦＥを採用する場合は、こ
れが成形用の粉末であってもよく、また、いわゆる固体
潤滑剤用の微粉末であってもよく、市販品としては三井
・デュポンフロロケミカル社製：テフロン７Ｊ（商品
名）、ＴＬＰ−１０（商品名）、旭硝子社製：フルオン
Ｇ１６３（商品名）、ダイキン工業社製：ポリフロンＭ
１５（商品名）、ルブロンＬ５（商品名）などを例示す
ることができる。また、アルキルビニルエーテルで変性
されたようなＰＴＦＥであってもよい。

【００４１】ＰＴＦＥは、一般に四フッ化エチレンの単
独重合体であり、市販の圧縮成形可能な樹脂を用いるこ
とができ、例えば喜多村社製：ＫＴ４００Ｈ（商品名）
等を採用できる。

【００４２】ＰＦＡとしては、三井・デュポンフロロケ
ミカル社製：テフロンＰＦＡ−Ｊ（商品名）、ＭＰ−１
０（商品名）、ヘキスト社製：ホスタフロンＴＦＡ（商
品名）、ダイキン工業社製：ネオフロンＰＦＡ（商品
名）を、ＦＥＰとしては三井・デュポンフロロケミカル
社製：テフロンＦＥＰ−Ｊ（商品名）、ダイキン工業社
製：ネオフロンＦＥＰ（商品名）を、ＥＴＦＥとしては
三井・デュポンフロロケミカル社製：テフゼル（商品
名）、旭硝子社製：アフロンＣＯＰ（商品名）を、ま
た、ＥＰＥとしては三井・デュポンフロロケミカル社
製：テフロンＥＰＥ−Ｊ（商品名）などを挙げることが
できる。

【００４３】ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等のパーフルオ
ロ系フッ素樹脂は、骨格である炭素原子の周囲を全てフ
ッ素原子または微量の酸素原子で取り囲まれた状態であ
り、Ｃ−Ｆ間の強固な結合により、フッ素系樹脂のなか
でも比較的耐熱温度が高く、また、低摩擦係数、非粘着
性、耐薬品性等の諸特性に優れており好ましい。ＰＶＤ
Ｆとしては、呉羽化学工業社製；ＫＦポリマー（商品
名）などを例示できる。

【００４４】より具体的には、この発明に用いるフッ素
樹脂は、シ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フッ素樹脂を採用することが
できる。前述のフッ素樹脂の具体例のうち、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１μｍ以上２０μｍ以下の滑剤級の粉末
が好ましい。

【００４５】平均粒径が１μｍ以上２０μｍ以下で滑剤
級の粉末ＰＴＦＥ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Ｌ１７１、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。

【００４６】なお、シール部材組成物に良好な溶融粘度
を維持させるためには、非加熱で未成形の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Ｐ
ＴＦＥに代え、もしくは再生ＰＴＦＥと共に、未成形の
ＰＴＦＥにγ線照射処理してこれを低分子量化したＰＴ
ＦＥ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：ＫＴ４００
Ｈを例示することができる。

【００４７】上記したフッ素樹脂の配合割合は５〜２０
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に、分散性、相溶性も低下
して均質な組成物が得られ難いという問題が生じるから
である。

【００４８】前述のフッ素系樹脂群は、また微分熱分解
開始温度が比較的高い点からも好ましいといえる。例え
ば、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦの分解点は、それぞれ約４９０
℃、約３５０℃であり、これらの微分熱分解開始温度
は、それぞれ約５５５℃、約４６０℃をも示し、フッ素
系樹脂の中でもパーフルオロ系のＰＴＦＥ、ＰＦＡ、Ｆ
ＥＰ等は、高温特性に優れていて好ましい。

【００４９】そのため、ポリシアノアリールエーテル樹
脂からなるシール部材を溶融成形などによって製造する
過程で、前記した様な数々の熱履歴にも比較的良く耐え
得る。特に、ＰＴＦＥの分解点は、ポリシアノアリール
エーテル樹脂の融点（３４０℃前後）よりも約１００℃
高いので好ましい。

【００５０】これらのフッ素系樹脂を５〜２０重量％、
好ましくは５〜１５重量％添加することで、機械的特性
に優れ、標準品などで圧縮強さが、約２１００ｋｇｆ／
ｃｍ²前後で良好な耐クリープ特性および断熱性、耐熱
水性などの熱特性に優れるポリシアノアリールエーテル
樹脂の特性に加えて、耐衝撃性、耐疲労性、耐摩耗性な
どを向上することもできる。

【００５１】次に、この発明に用いる強化繊維の一例で
ある炭素繊維は、現在汎用されている１０００℃以上、
好ましくは１２００〜１５００℃の高温に耐えるもので
あれば、レーヨン系、ポリアクリロニトリル系、リグニ
ン−ポバール系混合物、特殊ピッチ系など原料の種類の
如何に拘わらず使用できる。そして、その形状は長短い
ずれの単繊維であってもよく、クロス、フェルト、ペー
パ、ヤーン等のように一次加工を経た編織布、不織布、
糸、紐等の製品形体のものでもよい。上記炭素繊維は、
その材質を特に制限することなく、ピッチ系、ＰＡＮ
系、カーボン質のいずれであってもよい。

【００５２】また、炭素繊維の形態は、平均繊維径約１
〜２０μｍ、繊維長約１０〜１０００μｍ、好ましくは
平均繊維径１０〜５００μｍのものであれば、前記樹脂
組成物中に均一に分散し、これを充分に補強するので好
ましい。

【００５３】なお、より好ましい炭素繊維径は、平均径
で約５〜１４μｍ、また繊維長は約１０〜５００μｍで
ある。適度な弾性率があり、引張強度等の機械的特性と
スクロール部材５、５’等の相手材への攻撃性や成形時
の樹脂組成物の流動性等があるからである。

【００５４】炭素繊維は、前記したような種々の有機高
分子繊維を平均１０００〜３０００℃程度に焼成して生
成される。この構造は、主に炭素原子六角網平面から構
成される。網平面が繊維軸に平行に近く配列したものと
しては、高配向、異方性を有するＰＡＮ系や液晶ピッチ
系の炭素繊維が挙げられる。

【００５５】一方、網平面が乱雑に集合したものとして
は、等方性を有するピッチ系炭素繊維が挙げられる。高
配向で異方性の炭素繊維は、特定の方向の弾力性や引張
強度に優れており、等方性の炭素繊維は、全方向から受
ける荷重に対しても比較的良く耐え得る。

【００５６】上記のピッチ系炭素繊維は、例えば、石油
精製で副生される石油ピッチなどの構造上無定形の等方
性ピッチ系炭素繊維と、一定方向の構造のものとして、
例えば光学異方性の異方性ピッチ系炭素繊維が挙げられ
る。

【００５７】等方性ピッチ系炭素繊維は、石油系、石炭
系、合成品系、液化石炭系などの炭素繊維に分類でき、
各原料を溶融紡糸でピッチ繊維にし、不融化処理をした
後に炭素化して製造される。

【００５８】また、液晶ピッチ系炭素繊維は、ピッチ類
を不活性化気相中で加熱し、３５０〜５００℃で液晶状
態とした後、固化してコークスとする。これを溶融紡糸
して酸化雰囲気で加熱すると酸化繊維となって不溶不融
の繊維となり、さらにこれを例えば不活性気相中で約１
０００℃以上に加熱する方法等により製造できる。

【００５９】これらは、引張弾性率が平均３０〜５０Ｇ
Ｐａ程度の低弾性率から平均２４０〜５００ＧＰａ程度
の中・高弾性率のものを選択的に採用でき、このように
機械的特性（引張強度）に優れた繊維を所定の樹脂組成
物に混合することにより、所要の機械的強度のシール材
が得られる。このようなピッチ系炭素繊維の例として
は、呉羽化学社製：クレハＭ１０７Ｔ，Ｍ２０７Ｓ（繊
維長は、１２〜１３μｍ）等の「クレハ」（商品名）シ
リーズ全般が挙げられる。

【００６０】また、ＰＡＮ系炭素繊維は、ポリアクリロ
ニトリル繊維等のアクリル系繊維を加熱して焼く方法で
製造することができる。このものは、加熱温度によって
所定の引張弾性率に調整でき、例えば、約１０００〜１
５００℃で加熱すると引張弾性率は平均２０〜３０ＧＰ
ａ、引張強度は平均３００〜６０００ＭＰａになる。ま
た、約２０００℃で加熱すれば引張弾性率を平均３５０
〜５００ＧＰａにでき、好ましくは平均４００〜５００
ＧＰａにできる。

【００６１】このようにＰＡＮ系炭素繊維は、高い引張
強度の繊維であって、加熱温度によって引張強度を平均
５００〜６０００ＭＰａの範囲で調整でき、平均５００
〜３０００ＭＰａの範囲のものを製造可能と考えられ
る。引張強度の値が所定範囲より低すぎると圧縮クリー
プなどの補強ができず、所定範囲より高すぎると、スク
ロール部材５，５’等の相手材を攻撃することも予想さ
れる。

【００６２】このＰＡＮ系炭素繊維の例としては、東邦
レーヨン社製「ベスファイト」（商品名）シリーズ全般
があげられ、その具体例としては、ベスファイトＨＴＡ
−ＣＭＦ−００４０−Ｅ、ベスファイトＨＴＡ−ＣＭＦ
−０１６０−Ｅ、ベスファイトＨＴＡ−ＣＭＦ−１００
０−Ｅ、ベスファイトＨＴＡ−Ｃ６−Ｅ等（いずれも、
繊維長７〜８μｍ）があげられる。また、東レ社製の
「トレカ」（商品名）シリーズ全般があり、トレカＭＬ
Ｄ−３００、トレカＭＬＤ−１０００等が挙げられる。

【００６３】これらの炭素繊維の有する引張強度は、５
５０〜１０００ＭＰａが好ましく、ビッカース硬度（Ｈ
ｖ）は４００〜６００が好ましい。引張強度が５５０Ｍ
Ｐａより小さいものや、ビッカース硬度（Ｈｖ）が４０
０より小さいものは、炭素繊維を添加する補強効果が期
待できず、引張強度が１０００ＭＰａより大きいもの
や、ビッカース硬度（Ｈｖ）が６００より大きいもの
は、相手材を攻撃して摩耗させることとが予想されて好
ましくない。これらの炭素繊維は、酸やアルカリ等の薬
品類の影響を受け難く、また耐摩耗性も有する。

【００６４】なお、これらの炭素繊維と前記した樹脂群
との密着性を高め、油中摺動材の機械的特性等を向上さ
せるために、これらの炭素繊維の表面をエポキシ系樹
脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ
アセタール系樹脂等含有の処理剤やシラン系カップリン
グ剤等により表面処理を施してもよい。

【００６５】上記炭素繊維のなかで、引張強度が５５０
〜１０００ＭＰａ、引張弾性率３０〜５０ＧＰａの範囲
にあるものが特に好ましい。引張強度、引張弾性率が下
限値以下では炭素繊維による補強効果が得られず、上限
値以上では耐摩耗性に劣るからである。

【００６６】特に、好ましいこの発明に用いる炭素繊維
の具体的形態は、平均繊維径が好ましくは４〜２０μ
ｍ、より好ましくは１０〜１８μｍであり、かつアスペ
クト比が１〜８０、より好ましくは５〜５０のものであ
る。

【００６７】なぜなら、炭素繊維の平均繊維径が１μｍ
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
からである。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からである。

【００６８】このような炭素繊維の配合割合は、５〜２
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。

【００６９】この発明に用いる芳香族ポリアミド樹脂
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。

【００７０】

【化９】

【００７１】パラ系芳香族ポリアミド繊維は、繊維軸方
向に分子鎖が配列しているので、軸方向に高弾性・高強
度であるが、直角方向には分子間力が弱いものである。
このようにパラ系芳香族ポリアミド繊維は軸方向の強度
によって、配合された樹脂組成物の耐摩耗性をよく向上
させることができ、一方、繊維直角方向に圧縮力を受け
ると分子鎖が座屈しまたは破壊され易いので、軟質摺動
相手材などを損傷しないと考えられる。

【００７２】また、パラ系以外の芳香族ポリアミド繊維
を採用する場合は、四フッ化エチレン樹脂などのフッ素
系樹脂の所定量を含むものを添加することによって、前
記組成物と同様に軟質の摺動相手材を損傷せず、耐摩耗
性に優れた組成物とすることができる。

【００７３】このような芳香族ポリアミド繊維は、繊維
長約０．１５〜３ｍｍ、アスペクト比約１〜２３０程度
の範囲のものがよい。また、平均繊維径が約１〜２０μ
ｍのものが好ましく、より好ましくは約５〜１５μｍの
ものである。また、アスペクト比は、約１〜６０のもの
が好ましく、より好ましくは約１５〜４０のものであ
る。芳香族ポリアミド繊維が所定範囲未満の繊維長で
は、耐摩耗性が不充分となり、上記範囲を越える繊維長
では組成物中の分散不良で好ましくない。また、アスペ
クト比が１未満のものでは、粉末形状に近くなって耐摩
耗性改善効果が不充分となってマトリックスの補強効果
がなくなり、機械的特性も低くなる。また、６０を越え
ると混合時の均一な分散が困難となり、組成物の摩耗特
性が一様でなくなる。

【００７４】また、平均繊維径が約１μｍ未満の細径の
ものでは、マトリックスに混合した際に、繊維間に凝集
が起こって均一な分散が困難であり、平均繊維径が約２
０μｍを越える太径のものでは、組成物が軟質相手材を
摺動摩耗するおそれがある。平均繊維径が約５〜１５μ
ｍのものでは、前記傾向が比較的みられ難く、極めて好
ましい。

【００７５】この発明に用いる芳香族ポリアミド樹脂の
より好ましい具体的な形態は、繊維長０．２〜１ｍｍで
あり、繊維径１０〜１５μｍである。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、耐摩耗性が劣って好ましくないからである。

【００７６】このような条件を満足する市販の芳香族ポ
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。

【００７７】このような芳香族ポリアミド樹脂のシール
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若干で
も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。

【００７８】前記強化繊維の配合割合を、繊維長に応じ
て分布させることは好ましく、例えば繊維の全体重量
（１００重量部）のうち、繊維長が０．１ｍｍ未満のも
のが１〜１０重量部、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ未満の
ものは１〜５０重量部、０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ未満
のものは１０〜６０重量部、０．５ｍｍ以上０．７ｍｍ
以下のものは５〜７０重量部、０．７ｍｍを越えるもの
は１〜１０重量部というように分布していてもよい。繊
維全体量のうち、繊維長が０．１〜０．５ｍｍ、または
０．２〜０．７ｍｍのものが５０〜１００重量％、好ま
しくは７０〜１００重量％の範囲で組成物中に含有され
ていれば、適度な機械的強度を有するシール材になって
好ましい。

【００７９】なお、上記以外の添加剤として、この発明
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。

【００８０】また、この発明の組成材料と相手部材また
は成形用金型の少なくとも一つの摺動面の表面・形状粗
さは、最大粗さ（Ｒｍａｘ）、算術平均粗さ（Ｒａ）、
十点平均粗さ（Ｒｚ）などのＪＩＳで定義された評価法
によって測定されるが、約３〜２５μｍ以下であり、約
８μｍ以下が好ましく、約３．２μｍ以下であれば、よ
り好ましい。

【００８１】なぜなら、表面・形状粗さが前記した所定
範囲を越えると、摺動面に傷が多く付いて摩耗の原因に
なる可能性があり、金型からの離型性にも悪影響を及ぼ
す傾向があるからである。なお、表面粗さの下限値は、
加工時の効率を考慮し、約０．１μｍ以上あればよい。
また、相手材や成型用金型の表面の仕上加工などに長時
間を要して効率的に製造できないことや、樹脂材の転移
膜の形成に影響される可能性もあるため、摩耗に影響し
ない仕様や条件であれば、前記摺動面の表面・形状粗さ
は、約３〜８μｍの範囲以下としても良いと考えられ
る。

【００８２】

【実施例】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、全て前記の所定方法によって測定し
た。

【００８３】（１）ポリシアノアリールエーテル樹脂
〔ＰＥＮ〕出光興産社製：ＰＥＮ−ＩＤ３００ＨＦ、融点（ｍ．
ｐ．＝３４０℃）（２）液晶ポリエステル樹脂〔ＬＣＰ−１〕（構成成分（モル％）がＡ：Ｂ₁：Ｂ₂：Ｃ₁＝５０：
２０：５：２５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３５２℃である。）（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。）（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３６０〜３８
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３６
０〜３８０℃、金型温度２００℃、射出圧力１５００〜
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。

【００８４】また、上記した成形条件と全く同様にして
試験片を作成し、その摩擦係数、摩耗量または溶融流動
性を以下の方法で測定した。

【００８５】［摩擦係数および摩耗量］鈴木・松原式摩
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。

【００８６】［流動性試験］住友重機社製射出成形機：
プロマットを用い、幅１．７ｍｍ、厚み１．５ｍｍ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、その場合の流動長
（ｃｍ）を測定し、この結果を表１または表２中に併記
した。

【００８７】

【表１】

【００８８】

【表２】

【００８９】表１および表２の結果からも明らかなよう
に、比較例１では比較的良好な耐摩耗性を示したが、液
晶ポリエステル樹脂を含んでいないので、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を採用したため、耐熱性が低く成形
時に発泡が生じた。ＰＥＮ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。

【００９０】このような比較例に対して、全ての配合条
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。

【００９１】〔実施例７、比較例４〜７〕原材料１と２
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。

【００９２】［冷媒・冷凍機油に対する耐久性試験］試
験片をステンレス性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ＣＨ₂Ｆ−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。

【００９３】この試験結果からは、ＰＥＮの配合割合が
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。

【００９４】

【効果】この発明は、以上説明したように、ポリシアノ
アリールエーテル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。

【００９５】またはポリシアノアリールエーテル樹脂に
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などの強化繊
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。

【００９６】そして、芳香族ポリア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
摩耗性はより向上する利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】スクロール型コンプレッサのスクロール部材を
示す斜視図

【図２】実施例を示す斜視図

【図３】図１の要部縦断面図

【図４】一対のスクロール部材を組み合わせた状態の断
面図

【符号の説明】

１、１´ シール部材３基板４渦巻き壁５、５´ スクロール部材６溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０４Ｃ 27/00 ３２１Ｆ０４Ｃ 27/00 ３２１Ｆ１６Ｊ 15/16 Ｆ１６Ｊ 15/16 Ｚ //(Ｃ０８Ｌ 67/02 27:12）Ｂ２９Ｋ 71:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリシアノアリールエーテル樹脂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４℃／分の昇温速度で加熱された樹脂を荷重１００ｋｇ
ｆ／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。
【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％および強化繊維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％および
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】前記液晶ポリエステル樹脂が下記の化１
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１〜３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】（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５】前記スクロール型コンプレッサが、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１〜４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。