JPS60258251A - ポリエ−テルケトン樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、チタン酸カリウム繊維とフッ素樹脂を配合す
ることによって、機械的性質と摺動特性のすぐれた強化
された成形品を与えるポリエーテルｒトン樹脂組成物に
関する。

さらに詳しくは、広い温度範囲にわたって高剛性が保持
され、摩擦係数、摩耗係数が小さく、軸受等の精密摺動
部品に適した樹脂組成物に関する。

ポリエーテルケトンは耐熱性、難燃性、耐薬品性などの
すぐれたエンジニアリングプラスチックスとしてとくに
電気部品や自動車部品などの用途において注目されてい
る。しかし、該樹脂は樹脂単独では機械的強度、剛性度
（弾性率）が十分でなく、高い強度、剛性度が要求され
る機械分野などにおいては、ガラス繊維や炭素繊維など
の繊維状強化材を充填することにより強度や剛性度を改
良した組成物の適用が検討されている。

しかし、ガラス繊維や炭素繊維などの繊維状強化材を充
填した組成物醗こおいては異方性（溶融体の流れ方向と
直角方向の性質の差）が大きく、表面外観の荒れが大き
い。したがって高温での機械的性質とともに、表面平滑
性や摺動特性（摩擦、摩耗特性）、高い寸法精度が要求
される軸受や複写機用歯車等の部品に対してはガラス繊
維や炭素繊維などの繊維状強化材を充填した組成物では
、表面平滑性が低く、摩擦、摩耗が大きく、また摺動の
際に相手材を傷つけたり、異方性が大きいため寸法精度
が出にくい等の欠点があり、該用途分野などでは適用が
制限されている。

また、粉末状無機充填材のみを充填したものでは、該繊
維のような異方性は軽微であるが、補強効果が十分でな
く、強度や剛性度が小さなものしか得られない。

本発明者はかかる状況に鑑みて上述の不都合を解消し得
る組成物について検討を重、ねた結果、ポリエーテルケ
トンにチタン酸カリウム繊維とフッ素樹脂を併用して配
合することにより、表面平滑性が良好で、機械的強度、
剛性度、摺動特性にすぐれ、寸法精度の良好な組成物が
得られることを見い出し、本発明を火成するに至った。

本発明で用いるポリエーテルデトンは反復単位 を単独でまたは他の反復単位と一緒に含み、かつ固有粘
度が０．８ないし２．６が好ましく、さらに０．５ない
し１．８がより好ましい。

他の反復単位としては などを２５ｗｔ％未満含み得るが２５ｗｔ％以上含有し
た重合体は該ポリエーテルテトンの前記特性が失なわれ
好ましくない。また固ゞ有粘度は溶液１００ｄ当り重合
体０．１Ｆを含む密度１．８４ｙ７ｔ４の濃硫酸中の重
合体溶液について２５℃で測定した固有粘度のことであ
る。固有粘度の測定には溶媒流出時間が約２分である粘
度計゛を用いて行った。この固有粘度は重合体の分子量
と一義的に対応する値である。

本発明にかかるポリエーテ？レゲトンの固有粘度は０．
８ないし２．６が好ましく、さらに好まし、１よ。、５
４いＬ／　１．８　”ｉＱあ、ヵ５、。□ゎゆヵ３゜、
３１“・未満では分子量の低さ故に、耐熱性が低く、脆
弱であり十分な強度が得られない。固有粘度が２．６を
越えると溶融粘度が高いため溶融成形時の流動性が不十
分であ゛す、良好な成形品が得られない。固有粘度が０
．８から２．６の範囲のものが良好な表面外観とすぐれ
た物性、加工性が得られ好ましい。

該ポリエーテルゲトンは特開昭５４−９０２９６などに
開示された方法により得られる。

本発明で使用されるチタン酸カリウム繊維は高強度単結
晶繊維（ウィスカー）の一種であり、Ｈ，Ｏを基本とす
る針状−結晶であり、代表的融点は１８００〜１８５０
℃である。平均繊維長は５〜５０μｍ１平均繊維径は０
．０５〜１．０　μｍのものが適用されるが、平均繊維
長は２０〜３０μｍ１平均繊維径は０．１〜０，８μｍ
のものが好ましい。該チタン酸カリウム繊維は、通常無
処理でも使用しうるが、ポリエーテルテトンと親和性を
もたせるために、アミノシラン、エポキシシラン等のシ
ランカップリング剤、クロミッククロライド、その他目
的に応じた表面処理剤を使用することができる。

本発明組成物の成分として使用されるフッ素樹脂とは、
分子中にフッ素原子（Ｆ）を含有する合成高分子をいう
が、その例としては四フッ化エチレン樹脂、四フッ化エ
チレンーパーフロロアルキルビニルエーテル共重合樹脂
、四フッ化エチレンー六フッ化プロピレン共重合樹脂、
四フッ化エチレンーエチレン共重合ｍｆｌＬ三フッ化塩
化エチレン樹脂、フッ化ビニリケン樹脂などが挙げられ
る。

前記フッ素樹脂の内、四フッ化エチレン樹脂（ポリテト
ラフルオロエチレン）は融点が約８８０℃であるが、溶
融粘度が高く融点以上でも流動しない。したがって、該
組成物中での分散状態が成形加工条件によっても変化し
にくく、組成物の特性、機械的強度や摺動特性が変化し
にくいため好ましい。

四フッ化エチレン樹脂としては、平均粒径２０μ未満の
滑剤級ＰＴＦＥ粉末が好ましく、市販されているものの
例としては、フルオン■Ｌｉ２Ｓ、Ｌｉ２Ｏ、Ｌ１７１
（ＩＣＩ製）、ルブロン０Ｌ−２、Ｌ−５、ＬＤ−１（
ダイキン工業社製）、テフロン＠ＴＬＰ−１０、ＴＬＰ
−１０Ｆ−１（デュポン社製）などがある。

配廿量としては、ポリエーテルケトン８０〜９５ｗｔ％
、チタン酸カリウム繊維５〜５９ｗｔ％およびフッ素樹
脂１〜Ｂ　０ｗｔ％　（チタン酸カリウム繊維とフッ素
樹脂の合計量としては全樹脂組成物の５〜７ｇｗｔ％）
配合したもの力（有効である。

すなわち、チタン酸カリウム繊維とフッ素樹脂の合計量
が全樹脂組成物の７Ｑｗｔ％を越え、ポリエーテルケト
ンの量がＢ　□　ｗｔ％ｔ％の時は、溶融混合機での分
散が不十分であり、均一な組成物が得られず、樹脂組成
物の流動性が失われ、成形が困難になる。また、チタン
酸カリウム繊維とフッ素樹脂の合計量が５ｗｔ％　未満
の時は、目的とする補強効果、摺動特性改良効果が不十
分である。

また、チタン酸カリウム繊維とフッ素樹脂の合計量が５
〜７Ｑｗｔ％であっても、チタン酸カリウム繊維の量が
５ｗｔ％未満であれば　剛性度改良効果が不十分であり
、逆に、フッ素樹脂の量が１ｗｔ％未満であれば、摺動
特性改良効果が十分でない。

また、フッ素樹脂の量がＢ　ｇ　ｗｔ％を越えると強度
低下が著しく、チタン酸カリウム繊維の量が６　ｇ　ｗ
、ｔ％を越えると組成物の流動性の著しい低下と得られ
た成形品の強度低下が顕著になる。

本発明の組成物の配合手段は特に限定されない。ポリエ
ーテルゲトン、チタン酸カリウム繊維、フッ素樹脂を各
々別々に溶融混合機に供給する仁とが可能であり、また
あらかじめこれら原料類を乳鉢ヘンシェルミキサー、ボ
ールミル、リボンブレンダーなどを利用して予備混合し
てから溶融混合機に供給することもできる。

なお、本発明組成物に対して、本発明の目的　！１１゜
料などの着色剤、難燃剤、難燃助剤、帯電防止剤などの
通常の添加剤を１種以上添加することができる。

また、他の熱可塑性樹脂（たとえば、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリサ
ルホン、ポリニー、チルサルホン、変性ポリフェニレン
オキサイド、ポリフェンレンサルファイドなと）、熱硬
化性樹脂（例エバフェノール樹脂、エポキシ樹脂など）
またはクレー、マイカ、シリカ、グラフ１イト、ガラス
ピーズ、アルミナ、炭酸カルシウムなどの充填剤もその
目的に応じて適当量を配合することも可能である。

以下、実施例により本発明を説明するが、これらは単な
る例示であり、本発明は仁れに限定されるものではない
。

実施例１〜５ 反復単位０ｏ−／Ｊ５ｃｏ→（）−〇−を有し、固有粘
庁が０．８であるポリエーテルテドンとチタン酸カリウ
ム繊維（大塚化学薬品製ティスモ−Ｄ）四フッ化エチレ
ン樹脂（）シシオン■Ｌ１６９、ＩＣ，Ｉ社製）を第１
表に示した組成で混合し二軸押出機（池貝鉄工製ＰＣＭ
−８０）により８６０℃の温度で溶融混練した後、スト
ランドを水冷、切断しＣペレットを得た。

得られたペレットを射出成形（住友−ネスタール４　’
Ｉ／２８射出成形機、シ１Ｊンダ一温度８８０℃、金型
温度１６０℃）し、成形収縮率測定用試験片、曲げ試験
片、摩耗リング（外径２５．６ｔ１ｇ、内径２０Ｍ１高
さｌ　５　ｗｍ　）を得た。

成形収縮率測定用試験片は６４Ｘ６４Ｘ８耀の平板を使
用し、ゲートは（ｉ４ｎ＋の一辺にＩＨの厚さを有する
フィルムゲートが設けられている。溶融体の流れ方向を
ＭＤ　（Ｍａｃｈ−ｉｎｅ　Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）　、
直角方向をＴＤ　（Ｔ　ｒａｎ−ｓｖｅｒｓｅ　Ｄｉｒ
ｅｃｔｉｏｎ）で表示しト。

成形品の表面光沢は上記成形収縮率測定用試験片を用い
、６０°鏡面光沢（ＪＩＳ　Ｚ８７４１準拠）を測定し
た。

曲げ弾性率はＡＳＴＭ　Ｄ−７１０に準拠し”Ｃ測定し
た。

摺動特性とし′Ｃは、前記摩耗リングを用い、。

鈴木式摩耗試験機により、圧力６ｋｔｉ／ｃ４．速度４
０ｍ／ｍ１ｎＯ条件下相手材を５５５Ｃとし２時間のな
らし運転を行なった後、２０時間の摺動を行ない、摩擦
係数、摩耗係数を測定した。

結果を第１表に示す。

比較例１〜８ 実施例１〜５に使用したポリエーテルデトン、チタン酸
カリウム繊維、四フッ化エチレン樹脂を用いて、これら
の組成を有効な範囲以外の各種配合比について同様の検
討を行っｔこ。

結果を第１表に示す。

比較例４ 実施例１〜５に用いたポリエーテルテトンとガラス繊維
（旭ファイバーグラス製、チョツプドストランドＣ’５
０８−ＭＡ４９７’）　を第１表に示した割合で混合し
、実施例１〜５と同様の検討を行った。

結果を第１表に示す。

本発明組成物は第１表にみられる・ように外観、曲げ弾
性率、摺動特性、加工性において極めてバランスのとれ
た良好な特性を有することがわかる。

すなわち、フッ素樹脂を充填しない系（比較例１）では
、摩擦係数、摩耗係数が大きくチタン酸カリウム繊維を
充填しない系（比較例２）では、成形収縮率の絶対値、
異方性が大きく、また曲げ弾性率が低い。また、チタン
酸カリウム繊維の代りに、ガラス繊維を充填した系（比
較例４）では異方性が大きく、表面光沢が低く、摩擦、
摩耗係数が大きいと６も′・相手材０傷９きも大きパ０
と”“わか　１．、。

る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポリエーテルケトン８０〜９５ｗｔ％、チタンエーテル
   ゲトン樹脂組成物。