JPH1171493A - 耐圧摺動性四フッ化エチレン樹脂組成物 - Google Patents

耐圧摺動性四フッ化エチレン樹脂組成物

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JPH1171493A
JPH1171493A JP10120844A JP12084498A JPH1171493A JP H1171493 A JPH1171493 A JP H1171493A JP 10120844 A JP10120844 A JP 10120844A JP 12084498 A JP12084498 A JP 12084498A JP H1171493 A JPH1171493 A JP H1171493A
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Kenji Ito
健二 伊藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 １０ＭＰａを越えるような高面圧での摺動条
件でクリープ変形量が小さくシール性を充分に発揮で
き、しかも潤滑油に接する摺動相手のアルミニウム合金
材を摩耗損傷しない樹脂組成物とすることである。 【解決手段】 テトラフルオロエチレンと一部変性テト
ラフルオロエチレンの共重合体からなる変性四フッ化エ
チレン樹脂１００体積部に対して、繊維長０．０５〜１
ｍｍ、アスペクト比５〜８０の炭素繊維５〜４０体積
部、モース硬度４以下の硫酸カルシウムウィスカや酸化
亜鉛ウィスカ２〜３０体積部を配合し、１００℃雰囲気
にてＡＳＴＭ Ｄ６２１の圧縮クリープ特性の２４時間
最大変形率が１５％以下の耐圧摺動性四フッ化エチレン
樹脂組成物とする。または、上記耐圧摺動性四フッ化エ
チレン樹脂組成物の成形体からなる対アルミニウム金属
摺接用シール装置とする。

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、シールリングな
どに使用される耐圧摺動性四フッ化エチレン樹脂組成物
および対アルミニウム金属摺接用シール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、四フッ化エチレン樹脂（以下、
ＰＴＦＥと略記する。）を主成分とする成形体（素材）
は、弾性率が小さく、取扱いの容易性（ハンドリング）
や安定したシール性、および動摩擦係数が低く安定して
いるという特性によって、シールリングのような摺動性
シール装置として広く用いられている。
【０００３】またＰＴＦＥ製の摺動性シール装置（成形
体）は、それを使用する環境や摺接相手の材料特性に応
じて、種々の添加剤が配合されており、例えばガラス繊
維、炭素繊維、グラファイト、マイカ、タルクなどは代
表的な添加剤である。
【０００４】たとえば、ＰＴＦＥの耐クリープ性を改善
するために、主成分のＰＴＦＥに対して熱可塑性ポリイ
ミドを配合すると共に、ガラス繊維、ガラスビーズまた
は黒鉛を配合することが特開平１−２３３１５０号公報
に開示されている。
【０００５】また、同様にＰＴＦＥの耐クリープ性を改
善するために、ＰＴＦＥより耐クリープ性に優れた樹脂
であるテトラフルオロエチレン−フルオロアルキルビニ
ルエーテル共重合体（ＰＦＡ）や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）を添
加する試みがなされたが、その結果は僅かな耐クリープ
性向上に止まり、ＰＦＡやＦＥＰと同様な耐クリープ性
をＰＴＦＥにも付与することはできなかった。
【０００６】また、テトラフルオロエチレンと一部変性
テトラフルオロエチレンの共重合体からなる一部変性テ
トラフルオロエチレン共重合体は、変性ＰＴＦＥ樹脂と
も呼ばれており、これを主成分としてガラス繊維、炭素
繊維などの繊維状充填剤や、黒鉛、マイカ、タルクなど
の鱗片状充填剤を配合して弾性率を高め、耐クリープ性
をある程度改善することができる（特開平５−２３９４
４０号公報）。
【０００７】上記の充填剤配合の一部変性ＰＴＦＥ樹脂
組成物は、摺動相手材がアルミニウム合金であると、高
面圧の摺動条件でこれを損傷し、摺動面は異常摩耗を起
こすことがあった。このような不具合を避けるために、
前述の充填剤の添加量を減らすように試みたが、耐クリ
ープ性や耐摩耗性が低下するばかりであった。
【０００８】また、芳香族ポリアミド繊維（アラミド繊
維）は、アルミニウム合金に摺接してもこれを損傷しな
い繊維であるが、耐クリープ性を改善する効果がない。
アルミニウム合金の摺動摩耗を防止するために、モース
硬度の低いウィスカを樹脂に配合する技術は、特開平６
−１８４３８５号公報に開示されているが、ウィスカに
よる補強効果が充分でないので、高温雰囲気かつ高面圧
の摺動条件で成形体のクリープ変形率が非常に大きく、
また摩耗しやすいものであった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、シールリン
グのような摺動性シール装置を装着した装置類は、装置
全体の小型化や高性能化などの要請があり、以前より高
圧の条件下でも良好に摺動できる特性が要求されるよう
になってきた。
【００１０】具体的に説明すると、冷媒を代替フロンに
変更した熱機関においては、冷媒の常温での蒸気圧が１
ＭＰａから１．７ＭＰａになり、１００℃を越える条件
では５ＭＰａ以上になった。また、高層化する建築物の
屋上の水タンクから、階下へ導通する配管内の水圧は、
従来建築物における配管内水圧の２〜３倍にもなる。ま
た、自動車等の車両用油圧装置については、その負荷が
大きくなる傾向があり、特にトラックなどのパワーステ
アリングに係わる油圧系統では、シール装置の所要面圧
が車両重量規制の緩和に伴って従来の１４ＭＰａを越え
る高圧になってきている。
【００１１】しかし、前述のような従来組成のＰＴＦＥ
系樹脂からなるシールリングその他のシール装置では、
クリープ変形性が大きく、高圧条件に耐えてシール性を
充分に発揮することはできず、特にせん断方向にクリー
プ変形し（連れ込まれ）やすくて異常摩耗も起こりやす
いという問題点があった。
【００１２】特に、前記したトラックやバスなどの自動
車用油圧装置においては、１００℃程度の高温条件でシ
ール性が求められるので、上記したようなクリープ変形
は確実に起こると考えられる。
【００１３】また、油圧シリンダなどに装着されるシー
ルリングなどの摺接用シール装置においては、通常、軸
やシリンダのいずれかをアルミニウム合金で形成して切
削加工性および軽量化を図っているが、このようなシー
ル装置で潤滑油に接して摺動するアルミニウム金属面
は、潤滑油に接しない無潤滑条件（いわゆる乾燥摩擦条
件）で摺動する場合に比べて損傷され易い。
【００１４】なぜなら、高面圧によって摺動面に潤滑油
が充分に供給されないことがあり、また何らかの理由で
摺動面に非常に希薄な油膜が形成されている場合には、
乾燥摩擦面で通常に起こるＰＴＦＥ組成物から摺動相手
材への潤滑物質の移着が起こらない。この場合は、摺動
面に固体潤滑剤または液体潤滑剤のいずれも供給されな
くなり、アルミニウム金属は摩耗損傷することになる。
【００１５】さらに、フロン代替冷媒、空気、ヘリウ
ム、天然ガスなどの各種ガスを圧縮するコンプレッサー
では、常温で面圧が１０ＭＰａに達しない使用条件が予
定されていても、実際には無潤滑シールが摩擦発熱によ
って摺動面および雰囲気温度が１００℃以上で使用され
る場合があり、この場合には無潤滑シールがクリープ変
形してシール性が充分に発揮されないことが予想され
る。
【００１６】特に、シールに摺接する相手材が熱伝導率
の低いステンレス鋼の場合には、相手材へ潤滑物質は移
着するが、ステンレス鋼の蓄熱性により摺動面および雰
囲気温度が高くなる。また、相手材がアルマイトなどの
皮膜処理を施したアルミニウム合金である場合は、表面
粗さが小さいので移着が起こらず、皮膜が損傷してアル
ミニウム合金基材まで傷つけることになる。
【００１７】そこで、この発明の課題は上記した問題点
を解決し、１０ＭＰａを越えるような高面圧での摺動条
件において、クリープ変形量が小さくシール性を充分に
発揮でき、しかも潤滑油に接する摺動状態で摺動相手の
アルミニウム合金材を摩耗損傷しないという特性がある
四フッ化エチレン樹脂組成物とすることである。
【００１８】また、この発明の他の課題は、常温で面圧
が４ＭＰａ以上の無潤滑摩擦条件において、シール性が
充分に発揮できるようにクリープ変形を小さくし、しか
もアルマイトなどで皮膜処理したアルミニウム合金やス
テンレス鋼に摺接した場合においても摺動面を摩耗損傷
させない四フッ化エチレン樹脂組成物とすることであ
る。
【００１９】
【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、テトラフルオロエチレンと一
部変性テトラフルオロエチレンの共重合体からなる変性
四フッ化エチレン樹脂１００体積部に対し、炭素繊維５
〜４０体積部、モース硬度４以下のウィスカ２〜３０体
積部を配合してなる耐圧摺動性四フッ化エチレン樹脂組
成物としたのである。または、前記した耐圧摺動性四フ
ッ化エチレン樹脂組成物の成形体を対アルミニウム金属
摺接用シール装置としたのである。この耐圧摺動性四フ
ッ化エチレン樹脂組成物は、１００℃雰囲気にてＡＳＴ
Ｍ Ｄ６２１の圧縮クリープ特性の２４時間最大変形率
が１５％以下となる物性を有する。
【００２０】前記変性四フッ化エチレン樹脂は、下記の
化２の式で表わされる変性四フッ化エチレン樹脂を採用
することができる。
【００２１】
【化２】
【００２２】（式中、ｍ、ｎは整数、ｍ≫ｎであり、Ｘ
はパーフルオロアルキルエーテル基またはフルオロアル
キル基その他のフルオロアルキルを有する側鎖基であ
る。） 前記の炭素繊維は、繊維長０．０５〜１ｍｍ、アスペク
ト比５〜８０の炭素繊維を採用することが好ましい。前
記のウィスカは、酸化亜鉛ウィスカまたは硫酸カルシウ
ムウィスカを採用することが好ましい。
【００２３】この発明における変性四フッ化エチレン樹
脂は、テトラフルオロエチレンと一部変性テトラフルオ
ロエチレンの共重合体からなる。一部変性テトラフルオ
ロエチレンであるコポリマーの分子構造は、ＴＦＥ分子
構造から変性部分の分子構造が突き出しているため、コ
ポリマー同士の突出部分が引っ掛かりを持つようになっ
ている。そのため、変性四フッ化エチレン樹脂は、通常
の（変性していない）ＰＴＦＥよりも分子鎖同士が滑り
難く、強度および弾性係数が高く、耐クリープ性にも優
れている。
【００２４】そして、この発明では繊維状補強材とし
て、炭素繊維と所定硬度のウィスカを併用することによ
り、炭素繊維は変性ＰＴＦＥの全体をマクロ的に補強
し、ウィスカは前記繊維間をミクロ的に補強し、これら
２種類の繊維補強材が互いの弱点を補うように作用し
て、組成物の耐クリープ性および耐摩耗性を相乗的に向
上させていると考えられる。
【００２５】
【発明の実施の形態】この発明に用いる変性四フッ化エ
チレン樹脂は、前記化２の式で表わされる重合体からな
り、この樹脂は、ＰＴＦＥ本来の特性を保持していて、
溶融加工性を有しない程度に変性されたＰＴＦＥであ
り、変性量を多くした場合の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）やテトラ
フルオロエチレン−フルオロアルキルビニルエーテル共
重合体（ＰＦＡ）のような溶融成形可能な熱可塑性フッ
素樹脂とは、コモノマーが異なるものである。
【００２６】すなわち、変性四フッ化エチレン樹脂を構
成するコモノマーの組成を表わす化２の式中のｍ、ｎ
は、ｍ≫ｎであり、上記したようにＰＴＦＥが本来有す
る非溶融特性を実質上保持するように、整数値ｎに比べ
て整数値ｍの値はかなり大きいｍ＞ｎの関係である。こ
のような一部変性四フッ化エチレン樹脂のｍ＞ｎの関係
を変性量として示せば、０．０１〜０．５重量％であ
る。化２の式中のＸは、ＴＦＥと共重合可能な１価の基
であり、この基は成形温度で熱分解されないものであれ
ば特に基の種類を限定使用したものではなく、例えば−
Ｏ−Ｒｆ（Ｒｆ：パーフルオロアルキル基）で示される
パーフルオロアルキルエーテル基、−ＣＦ3などのフル
オロアルキル基、またはその他のフルオロアルキルを有
する側鎖基を採用できる。
【００２７】このような変性四フッ化エチレン樹脂の重
合法は、モールディングパウダーを重合する場合に採用
される懸濁重合法、ファインパウダーを重合する乳化重
合法のいずれでもよく、分子量は約５０万から１０００
万であることが好ましく、１００万から７００万である
ことがより好ましい。
【００２８】上述の条件を満足する市販の変性四フッ化
エチレン樹脂の例としては、三井・デュポンフロロケミ
カル社製：テフロンＴＧ−７０Ｊ、ダイキン工業社製：
ポリフロンＭ１１１、同社製：ポリフロンＭ１１２、ヘ
キスト社製：ホスタフロンＴＦＭ１６００、同社製：ホ
スタフロンＴＦＭ１７００などが挙げられる。
【００２９】この発明に用いる炭素繊維は、その原材料
からピッチ系またはＰＡＮ系のいずれのものであっても
よいが、２０００℃またはそれ以上の高温で焼成されて
黒鉛（グラファイト）化されたものよりも、１０００℃
程度で焼成された炭化品のものが、摺動相手のアルミニ
ウム合金を摩耗損傷しにくいので好ましい。炭素繊維の
大きさは、繊維長０．０５〜１ｍｍ、好ましくは０．０
５〜０．２ｍｍ、繊維径はφ２０μｍ以下、好ましくは
φ７〜１５μｍ、アスペクト比は５〜８０、好ましくは
５〜３０である。上記範囲未満の繊維長または繊維径で
は、基材の補強効果が乏しく充分な耐クリープ性や耐摩
耗性が得られず、前記範囲を越える繊維長または繊維径
では、成形性が阻害されるとともに摺動相手のアルミニ
ウム合金を摩耗損傷する可能性も高くなって好ましくな
い。
【００３０】上記した条件を満足する市販の炭素繊維と
しては、ピッチ系炭素繊維として、呉羽化学社製：クレ
カミルド Ｍ１０１Ｓ、同Ｍ１０７Ｓ、同Ｍ２０１Ｓ、
同Ｍ２０７Ｓ、または大阪ガスケミカル社製：ドナカー
ボン Ｓ２４１、同Ｓ２４４、同ＳＧ２４１、同ＳＧ２
４１、同ＳＧ２４４がある。また、同様のＰＡＮ系炭素
繊維として、東邦レーヨン社製：ベスファイト ＨＴＡ
−ＣＭＦ０１６０−ＯＨ、同ＨＴＡ−ＣＭＦ００７０−
ＯＨ、または東レ社製：トレカ ＭＬＤ−３０、同ＭＬ
Ｄ−１００がある。
【００３１】次に、この発明に用いるモース硬度４以下
のウィスカとしては、硫酸カルシウムウィスカ、チタン
酸カルシウムウィスカ、酸化亜鉛ウィスカ、硫酸マグネ
シウムウィスカなどが挙げられる。ウィスカによるアル
ミニウム合金の摺動摩擦による損傷性を考慮すると、モ
ース硬度は３以下であることが好ましい。
【００３２】ウィスカの繊維長さは、前記した炭素繊維
の繊維長より若干短い５０μｍ前後であることが好まし
く、炭素繊維より極端に短いウィスカでは、組成物に充
分な耐クリープ性および耐摩耗性が備わらない。
【００３３】このようにＰＴＦＥ組成物中に所定硬度の
ウィスカと炭素繊維とを併用添加すると、炭素繊維は基
材を比較的粗いネットワークで補強し、ウィスカは前記
ネットワークを縫うようにミクロ的に補強するので、組
成物の耐クリープ性および耐摩耗性が著しく向上すると
考えられる。また、ウィスカは炭素繊維に比べて小さい
ので、摩擦面での存在割合が大きく、このような所定モ
ース硬度のウィスカによって、摩擦面における大部分の
摩擦せん断力を受けるため、摺動相手のアルミニウム合
金（ＪＩＳ Ｈ２１１８で規定されるダイカスト用アル
ミニウム合金など）は、摩耗および損傷され難い。
【００３４】以上の条件を満足するウィスカの具体例と
しては、硫酸カルシウムウィスカの無水塩型のもの、ま
たは半水塩型のものが挙げられるが、好ましいウィスカ
は無水塩型のものである。この発明に使用可能な市販の
ウィスカを列記すると、以下の通りである。
【００３５】 ［硫酸カルシウムウィスカ］ 大日精化工業社製：フランクリンファイバー Ａ−３０（無水塩型） 同 社製：フランクリンファイバー Ｈ−３０（半水塩型） （モース硬度２〜３、繊維長５０〜６０μｍ） ［チタン酸カリウムウィスカ］ 大塚化学社製：ティスモ Ｎ （モース硬度４、繊維長１０〜２０μｍ） 川鉄鉱業社製：タイブレック （モース硬度４、繊維長２０μｍ） ［酸化亜鉛ウィスカ］ 松下電気産業社製：酸化亜鉛ウィスカ（モース硬度４、繊維長２〜５０μｍ） ［硫酸マグネシウムウィスカ］ 宇部興産社製：モスハイジ（モース硬度２．５、繊維長１０〜３０μｍ）。
【００３６】前記したように、変性ＰＴＦＥ樹脂１００
体積部に対し、炭素繊維の配合割合は、５〜４０体積部
であり、モース硬度４以下のウィスカの配合割合は、２
〜３０体積部である。
【００３７】なぜなら、炭素繊維の配合割合が４０体積
部を越えると、成形性が悪くなり、摺動相手のアルミニ
ウム金属を摩耗損傷する可能性も高くなる。しかし、炭
素繊維の配合割合が５体積部未満では組成物を補強する
効果が乏しく、充分な耐クリープ性や耐摩耗性が得られ
ない。
【００３８】また、ウィスカの配合割合が、３０体積部
を越える多量では、組成物の成形性が悪くなり、耐摩耗
性も所要程度より低下する。また、ウィスカの配合割合
が、２体積部未満では組成物に所要の補強効果がなく、
アルミニウム金属を摩耗損傷する可能性も高くなり、所
要の摺動特性が得られない。
【００３９】なお、この発明の効果を阻害しないなら
ば、以下に列挙するような周知の樹脂用添加材を配合す
ることもできる。 （１）摩耗補強剤：ＰＴＦＥ潤滑粉、二硫化モリブデン （２）電気特性向上剤：炭化粉末、酸化亜鉛、酸化チタ
ンなど （３）クラッキング性向上剤：黒鉛 （４）熱伝導性向上剤：黒鉛、金属酸化物粉末 （５）靭性向上のための添加剤：ＰＦＡ、ＦＥＰ。
【００４０】以上述べた諸原材料を混合し、混練する手
段は、特に限定するものではなく、粉末原料のみをヘン
シェルミキサー、ボールミキサー、リボンブレンダー、
レディゲミキサー、ウルトラヘンシェルミキサーなどに
て乾式混合すればよい。さらに、湿式法などにより成形
方法に合致する所定粒径の粒子に造粒することが好まし
い。
【００４１】この発明の耐圧摺動性四フッ化エチレン樹
脂組成物でもってシールリングなどの対アルミニウム金
属摺接用シール装置を成形するには、樹脂成形に一般的
に採用される以下の成形法を採用できる。たとえば、フ
リーベーキング法、ホットモールディング法、アイソス
タチックモールディング、連続ラム押出し、ペースト押
出し法、ダイレクトモールドなどである。
【００４２】なお、この発明の耐圧摺動性四フッ化エチ
レン樹脂組成物の好適な用途としては、フロン代替冷媒
が使用されているコンプレッサー用シール、高層マンシ
ョンまたは公共ビルディングなどの高層建築物用の高水
圧シール、トラック、バス、自動車などのパワーステア
リングシールなどが挙げられる。さらに、ショベルカ
ー、フォークリフト、ブルドーザーまたは釘打ち機等の
建設機械関連のシール軸受としても使用可能である。ま
た、安全性を考慮するならば、前述の１００℃雰囲気で
負荷圧力が１０ＭＰａを越えるような仕様より穏やかな
条件で用いるシール装置であってもよい。また、接触す
る相手の材質が、鋼、鋳鉄などのアルミニウム合金より
硬度の高い材質の場合であっても、前記組成物をシール
装置等の成形体として使用可能であるのは勿論である。
【００４３】
【実施例】実施例および比較例に用いる原材料を一括し
て以下に示す。なお、原材料に括弧書きした番号は、表
中の原材料番号と一致している。
【００４４】（１）変性四フッ化エチレン樹脂−１［変
性ＰＴＦＥ−１］ 三井デュポンフロロケミカル社製：テフロンＴＧ７０Ｊ （２）変性四フッ化エチレン樹脂−２［変性ＰＴＦＥ−
２］ ダイキン工業社製：ポリフロンＭ１１１ （３）四フッ化エチレン樹脂［ＰＴＦＥ］ 三井デュポンフロロケミカル社製：テフロン７Ｊ （４）テトラフルオロエチレン−フルオロアルキルビニ
ルエーテル共重合体［ＰＦＡ］ 三井デュポンフロロケミカル社製：ＰＦＡ ＭＰ１０ （５）炭素繊維（ピッチ系）−１［ＣＦ−１］ 呉羽化学社製：クレカミルド Ｍ１０１Ｓ（繊維長１０
０μｍ、繊維径１４．５μｍ） （６）炭素繊維（ＰＡＮ系）−２［ＣＦ−２］ 東邦レーヨン社製：ベスファイト ＨＴＡ−ＣＭＦ０１
６０−ＯＨ（繊維長１６０μｍ、繊維径７μｍ） （７）炭素繊維（ピッチ系）−３［ＣＦ−３］ 呉羽化学社製：クレカミルド Ｍ１０７Ｓ（繊維長７０
０μｍ、繊維径１４．５μｍ） （８）炭素繊維（ピッチ系）−４［ＣＦ−４］ 呉羽化学社製：クレカミルド Ｍ１０１Ｔ（繊維長１０
０μｍ、繊維径１８μｍ） （９）硫酸カルシウムウィスカ［硫酸カルシウムＷ］ 大日精化工業社製：フランクリンファイバー Ａ−３０
（無水塩型）（モース硬度２〜３、繊維長５０〜６０μ
ｍ） （１０）酸化亜鉛ウィスカ［酸化亜鉛Ｗ］ 松下電気産業社製：酸化亜鉛ウィスカ（モース硬度４、
繊維長２〜５０μｍ） （１１）チタン酸カリウムウィスカ［チタン酸カリウム
Ｗ］ 大塚化学社製：ティスモＮ（モース硬度４、繊維長１０
〜２０μｍ） （１２）黒鉛 日本黒鉛社製：ＡＣＰ （１３）ホウ酸アルミニウムウィスカ［ホウ酸アルミニ
ウムＷ］ 四国化成工業社製：アルボレックスＹ（モース硬度７、
繊維長１０〜３０μｍ） （１４）ガラス繊維 旭ファイバーグラス社製：ＭＦ−ＫＡＣ。
【００４５】〔実施例１〜９、比較例１〜１３〕表１お
よび表２に示す配合割合で原材料をヘンシェル乾式混合
機を用いてドライブレンドし、プレス機を用いてφ３０
×１００（ｍｍ）の棒素形材、φ１２４×φ６４×１０
０（ｍｍ）の円筒素形材を予備成形し、３７０℃で４時
間フリーベーキング法により焼成した。これらの素材を
切削加工してφ１７×φ２１×１０（ｍｍ）の摩擦摩耗
試験機用のリング状試験片、１２．７×１２．７×１
２．７（ｍｍ）の圧縮クリープ用の試験片を作製した。
また、円筒素形材についてはスカイビング加工により１
×８０×１０００（ｍｍ）の一般物性用のシート試験片
を作成した。
【００４６】摩擦摩耗試験としては、油潤滑摩擦摩耗
試験および無潤滑摩擦摩耗試験を行ない、の試験で
は、スラスト型試験機を用い、試験条件は１００℃のＡ
ＴＦオイル中に摺接相手材のアルミニウム合金（ＡＤＣ
１２：ＪＩＳ Ｈ２１１８１２種）、周速６ｍ／分、面
圧１２ＭＰａで１０時間供試し、試験終了直前の動摩擦
係数、樹脂試験片の摩耗量、相手材の摩耗量を表３およ
び表４に示した。
【００４７】また、の無潤滑摩擦摩耗試験ではスラス
ト型試験機を用い、試験条件は大気中に摺接相手材の硬
質アルマイト（下地はＡ５０５６）、周速３２ｍ／分、
面圧４ＭＰａで２０時間供試し、試験終了直前の動摩擦
係数、樹脂試験片の摩耗量、相手材の摩耗量を表５に示
した。
【００４８】圧縮クリープ試験は、ＡＳＴＭ Ｄ６２１
に準拠し、常温および１００℃の雰囲気で面圧１４０ｋ
ｇｆ／ｃｍ2 で圧縮し、２４時間後の最大変形率（％）
と、さらにその後２４時間経過後の変形率（永久変形
率：％）を求めた。
【００４９】また、ＡＳＴＭ Ｄ１７０８に準拠し、引
張強度および破断伸び率を測定し、これらの結果を表３
および表４中に併記した。
【００５０】
【表１】
【００５１】
【表２】
【００５２】
【表３】
【００５３】
【表４】
【００５４】
【表５】
【００５５】表３および表４の結果からも明らかなよう
に、実施例の組成物は、１００℃雰囲気にてＡＳＴＭ
Ｄ６２１の圧縮クリープ特性の２４時間最大変形率が１
５％以下であり、オイル雰囲気条件での摩擦摩耗試験で
相手材（ＡＤＣ１２）をほとんど損傷することなく、低
摩擦特性および耐摩耗性に優れていた。
【００５６】それに対して、変性ＰＴＦＥに炭素繊維な
どを配合した比較例２〜５および比較例８は、最大変形
率が１５％以下ではあったが、摩擦摩耗試験で相手材を
著しく損傷した。また、炭素繊維などの配合量が過少の
比較例７は、摺動相手材を摩耗損傷させないが、耐摩耗
性および耐クリープ性が劣っていた。
【００５７】また、表５の結果からも明らかなように、
実施例２、３、６、８の組成物は、無潤滑摩擦摩耗試験
で相手材（硬質アルマイト）をほとんど損傷することな
く、しかも耐摩耗性に優れたものであった。
【００５８】これに対して、硫酸カルシウムウィスカを
配合した比較例６は、相手材をほとんど損傷しないが耐
摩耗性に劣っており、比較例４、５は、樹脂材および相
手材の摩耗量がいずれも大きかった。
【００５９】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように、変性
四フッ化エチレン樹脂に、炭素繊維、および所定硬度の
ウィスカをそれぞれ所定量配合した四フッ化エチレン樹
脂組成物としたので、１０ＭＰａを越えるような高面圧
での摺動条件において、クリープ変形量が小さくシール
性を充分に発揮でき、しかも潤滑油に接する摺動状態
で、摺動相手のアルミニウム合金材を摩耗損傷しない耐
圧摺動性四フッ化エチレン樹脂組成物であるという利点
がある。
【００６０】また、この発明の耐圧摺動性四フッ化エチ
レン樹脂組成物は、常温で面圧４ＭＰａ以上の潤滑油に
接しない無潤滑条件（いわゆる乾燥摩擦条件）の摺動条
件において、クリープ変形が小さくてシール性を充分に
発揮し、しかも摺接する相手材が、熱伝導率の低いステ
ンレス鋼や表面粗さの小さいアルマイト等の皮膜処理を
したアルミニウム合金等である場合に、相手材を摩耗損
傷しないという利点もある。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 テトラフルオロエチレンと一部変性テト
    ラフルオロエチレンの共重合体からなる変性四フッ化エ
    チレン樹脂１００体積部に対し、炭素繊維５〜４０体積
    部、モース硬度４以下のウィスカ２〜３０体積部を配合
    してなる耐圧摺動性四フッ化エチレン樹脂組成物。
  2. 【請求項２】 テトラフルオロエチレンと一部変性テト
    ラフルオロエチレンの共重合体からなる変性四フッ化エ
    チレン樹脂１００体積部に対し、炭素繊維５〜４０体積
    部、モース硬度４以下のウィスカ２〜３０体積部を配合
    してなり、１００℃雰囲気にてＡＳＴＭ Ｄ６２１の圧
    縮クリープ特性の２４時間最大変形率が１５％以下であ
    る耐圧摺動性四フッ化エチレン樹脂組成物。
  3. 【請求項３】 変性四フッ化エチレン樹脂が、下記の化
    １の式で表わされる変性四フッ化エチレン樹脂である請
    求項１または２に記載の耐圧摺動性四フッ化エチレン樹
    脂組成物。 【化１】 （式中、ｍ、ｎは整数、ｍ≫ｎであり、Ｘはパーフルオ
    ロアルキルエーテル基またはフルオロアルキル基その他
    のフルオロアルキルを有する側鎖基である。）
  4. 【請求項４】 炭素繊維が、繊維長０．０５〜１ｍｍ、
    アスペクト比５〜８０の炭素繊維である請求項１〜３の
    いずれか１項に記載の耐圧摺動性四フッ化エチレン樹脂
    組成物。
  5. 【請求項５】 ウィスカが、硫酸カルシウムウィスカで
    ある請求項１〜４のいずれか１項に記載の耐圧摺動性四
    フッ化エチレン樹脂組成物。
  6. 【請求項６】 ウィスカが、酸化亜鉛ウィスカである請
    求項１〜４のいずれか１項に記載の耐圧摺動性四フッ化
    エチレン樹脂組成物。
  7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか１項に記載の耐
    圧摺動性四フッ化エチレン樹脂組成物の成形体からなる
    対アルミニウム金属摺接用シール装置。
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