JPH0920883A

JPH0920883A - スクロール型コンプレッサ用シール部材組成物

Info

Publication number: JPH0920883A
Application number: JP7899596A
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】ポリエーテルケトンエーテルケトンケト
ン樹脂などの融点が３５０℃以上のポリエーテルケトン
系樹脂６０〜９５重量％と所定流動温度が、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％、炭素繊維などの強化繊維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

【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】一般的な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２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、ＰＴ
ＦＥ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
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、ポリエーテルケトンエーテルケト
ンケトン樹脂などの融点が３５０℃以上のポリエーテル
ケトン系樹脂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％、炭素繊維などの強化繊維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、ポリエーテルケトンエーテルケ
トンケトン樹脂などの融点が３５０℃以上のポリエーテ
ルケトン系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エーテルケトンケトン樹脂
（ＰＥＫＥＫＫ）などの融点が３５０℃以上のポリエー
テルケトン系樹脂に比べて約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ＰＥＫＥＫＫなどの所
定の融点のポリエーテルケトン系樹脂と所定の液晶ポリ
エステルとの併用によって、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、また炭
素繊維などの強化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。

【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】この発明に用いられるポリエーテ
ルケトンエーテルケトンケトンその他のＰＥＫ系樹脂と
しては、その融点が３５０℃以上であるケトン系ポリマ
ーを限定なく採用することができる。

【００２３】ＰＥＫ系樹脂は、エーテル結合（−Ｏ−）
とケトン結合（−ＣＯ−）の両者を含んで芳香族環を結
合したものであり、例として下記の化２で表わされる構
造単位を有する結晶性の樹脂が挙げられる。これらのＰ
ＥＫ系樹脂は、熱的寸法性に優れており、熱固定などの
熱収縮や、圧縮機用などの高圧下でのシール部材として
用いた場合でも寸法変化が少なく、このような寸法精度
を必要とするスクロール型コンプレッサ用シールにて高
圧下で使用される場合に好適なものである。

【００２４】具体的には、この発明に用いるポリエーテ
ルケトンエーテルケトンケトン樹脂（以下、ＰＥＫＥＫ
Ｋと略記する。）などのポリエーテルケトン系樹脂は、
フェニルケトンとフェニルエーテルを組み合わせて結合
した繰り返し単位を有する耐熱性の結晶性高分子であっ
て、下記の化２の式で示されるものが代表例である。

【００２５】

【化２】

【００２６】化２の式で示されるＰＥＫＥＫＫの市販品
としては、ＢＡＳＦ社製：ＵＬＴＲＡＰＥＫ−Ａ１０
００，Ａ２０００などがある。

【００２７】上記のＰＥＫ系樹脂以外に前記化２のポリ
エーテルケトン（ＰＥＫ）樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）
は約１６５℃、融点（Ｔｍ）は３６５℃であり、代表的
な例として、ビクトレックスリミテド社製：ＶＩＣＴＲ
ＥＸ−ＰＥＫ２２０Ｇ（商品名）が挙げられる。ま
た、化２のポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）樹脂
のガラス転移点（Ｔｇ）は約１６０℃、融点（Ｔｍ）は
３６０〜３８０℃であり、代表的な例として、独国ヘキ
スト社製：ＨＯＳＴＡＴＥＣ（商品名）が挙げられる。

【００２８】因みに、前記した化２のポリエーテルケト
ンエーテルケトンケトン（ＰＥＫＥＫＫ）樹脂のガラス
転移点（Ｔｇ）は約１７０〜１７５℃、融点（Ｔｍ）は
３７５〜３８１℃であり、代表的な例として、独国ビー
・エー・エス・エフ社製：ＵＬＴＲＡＰＥＫ−Ａ１０
００，Ａ２０００（商品名）等が挙げられる。

【００２９】前記ＰＥＫ系樹脂の融点の上限値は、各結
合基間に働く結合エネルギーの度合いによって決まる
が、約５００℃がその上限であると考えられる。また、
成形性と耐熱性とを考慮した熱可塑性全芳香族ポリエー
テルケトン樹脂の融点の上限値は、４５０℃、また分子
結合によっては４００℃であると推定される。また、前
記ケトン系ポリマーのガラス転移点が、１５０〜２５０
℃の範囲にあることからも、この発明に用いる前記ＰＥ
Ｋ系樹脂が、優れた耐熱性を有していることが判る。

【００３０】次に、この発明に用いる液晶ポリエステル
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。

【００３１】（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：

【００３２】

【化３】

【００３３】（Ｂ）芳香族ジカルボン酸に由来する繰り
返し構造単位：

【００３４】

【化４】

【００３５】

【化５】

【００３６】（Ｃ）芳香族ジオールに由来する繰り返し
構造単位：

【００３７】

【化６】

【００３８】

【化７】

【００３９】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。

【００４０】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
満の少量では、組成物の溶融粘度が高く、溶融成形時の
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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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前述のフッ素樹脂
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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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、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。

【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。

【００５２】また、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。また炭素繊維の形態は、繊維径約
１〜２０μｍ、繊維長約１０〜１０００μｍ、好ましく
は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も
のといえる。なお、より好ましい炭素繊維径は、平均約
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。

【００５３】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。この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あげられ、一方、この網平面が乱雑
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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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、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、１
２〜１３μｍ）等の「クレハ」（商品名）シリーズ全般
が挙げられる。

【００５８】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となる。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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】この発明に用いる炭素繊維として具体的に
より好ましい形態としては、平均繊維径が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。

【００６５】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。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。

【００６６】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。

【００６７】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８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。

【００６８】

【化８】

【００６９】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。

【００７０】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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】より具体的に好ましい芳香族ポリアミド樹
脂の形態としては、繊維長０．２〜１ｍｍであり、繊維
径１０〜１５μｍのものが好ましい。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、耐摩耗性が劣って好ましくないからである。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】前記強化繊維の配合割合は、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。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】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。

【００８０】

【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。

【００８１】（１）ポリエーテルケトンエーテルケトン
ケトン樹脂〔ＰＥＫＥＫＫ〕ＢＡＳＦ社製：ＵＬＴＲＡＰＥＫＡ１０００（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：
２５：５：２５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２６１℃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）。

【００８２】〔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３９０〜４００℃、スクリュー回転数１００〜１５０
ｒｐｍ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３９０〜４１０℃、金型温度２００℃、射出
圧力１５００〜２０００ｋｇ／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。

【００８３】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、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。

【００８４】［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。

【００８５】［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。

【００８６】

【表１】

【００８７】

【表２】

【００８８】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。ＰＥＫＥＫＫ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。

【００８９】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。

【００９０】〔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。

【００９１】［冷媒・冷凍機油に対する耐久性試験］試
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。

【００９２】この試験結果からは、ＰＥＫＥＫＫ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。

【００９３】

【効果】この発明は、以上説明したようにポリエーテル
ケトンエーテルケトンケトン樹脂などの融点が３５０℃
以上のポリエーテルケトン系樹脂に、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
る良好な流動性と、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。

【００９４】また、ポリエーテルケトンエーテルケトン
ケトン樹脂などの融点が３５０℃以上のポリエーテルケ
トン系樹脂に、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発明では極
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。

【００９５】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Ｃ０８Ｌ 71/10 ＬＱＫＣ０８Ｌ 71/10 ＬＱＫ 77/10 ＬＱＴ 77/10 ＬＱＴＦ０４Ｃ 18/02 ３１１Ｆ０４Ｃ 18/02 ３１１Ｔ 27/00 ３２１ 27/00 ３２１ // Ｂ２９Ｃ 45/00 9543−4ＦＢ２９Ｃ 45/00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】融点が３５０℃以上のポリエーテルケト
ン系樹脂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。
【請求項６】融点が３５０℃以上のポリエーテルケト
ン系樹脂が、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン
樹脂である請求項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。