JPS6044544A - 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】 本発明はポリアリーレンエステルにフルオロカーボン重
合体、およびオキシベンゾイルポリエステルを配合する
ことによって、摺動特性のすぐれた成形品を与える樹脂
組成物に関する。更に詳しくは、耐摩耗、潤滑特性のす
ぐれた無給油軸受を与える樹脂組成物に関する。

ポリアリーレンエステルは、すぐれた而」熱性、機械的
特性、電気的特性、耐薬品性などの特性を有するため、
電気電子分野、機械分野、自動車分野、医療食品工業分
野などの数々の用途に使用されていＺ５゜またポリアリ
ーレンエステルにフルオロカーボン重合体、好ましくは
ポリテトラフルオロエチレンを含有してなる組成物は上
記特性に加えて、自己潤滑特性が付与されるため、上記
分野で摺動を伴なう種々の用途で注目されている。

しかしながらポリアリーレンエステルにフルオロカーボ
ン重合体を含有し°Ｃなる組成物を無給油軸受などに使
用するには、摺動特性が不充分である。一般にプラスチ
ックを軸受などの摺動材として使用するためには、厚擦
係数が低く安定していることに加えて、限界ＰＶ値が高
いことおよび耐摩耗特性を表わす摩耗係数が低いことな
どの特性が要求される。

ｐｖ値とは、軸受にかかる圧力Ｐと摺動速度■との積で
、限界ｐｖ値とは軸受などの接触端面における摩擦熱の
発生により、温度が著しく上昇し、プラスチックの軟化
、溶融、化学的分解などが起り、正常な摩擦運動が続け
られなくなる限界のＰＶ値である。しがしながら限界Ｐ
Ｖ値内での使用条件下でも、必ず少しずつ摩耗は進行す
るので寿命を考慮しなければならない。このために軸受
設計の資料としては、限界ＰＶ値より摩耗係数の方が重
要であり、限界ＰＶ値は軸受などの使用限界の１つの目
安として使われている。

ところで摩耗係数には一般的に次式で表わされる。

Ｋ＝Ｗ／ＰＶＴ 〔Ｗ：摩耗量ｆｒＭ）、Ｐ：圧力（Ｋｇ／　ｄ　）、■
＝速度（ｍ／＝）、Ｔ：時間（ｈｒ）　）このＫの値は
、限界ＰＶ値と同様に、使用するＰＶ値が同じでもＰお
よびＶの値によって、変化するものである。すなわち、
同じＰＶ値でも高圧、低速の条件と低圧、高速の条件に
よって変動するものである。

しかし一般的には圧力と走行距離（速度と時間の積）に
反比例するのでＫの単位とじて場合、この値がＩＸＩ　
Ｏ−以下であれば、無給油の状態で、寿命の因子を考慮
しても、問題なく使用可能であるとされている。

ところがポリアリーレンエステルにフルオロカーボン重
合体を含有してなる組成物から得た軸受を、無給油の状
態で限界ＰＶ値内（約４００　Ｋｇ／ｄ−帆／婉）で使
用した場合、Ｋ値は５Ｘｌ　Ｏ１２Ｘ　ｌ　Ｏ−３の範
囲であり、要求される値より１桁以上大きいため、軸受
寿命は非常に短かい。このため、該組成物に、更にガラ
ス繊維状補強材を充填させることによりに値は若干低下
するものの、相手材金属を損傷するという問題を生ずる
。特に相手材金属が、アルミニウム、ＳＵ串などの軟質
金属である場合この現象は著しく、一旦、金属摩耗粉が
生ずると、これがプラスチック側にざらつき摩耗的に働
き、摩擦係数が不安定になるとともに、プラスチック側
のｇ耗も促進される。また該組成物に更に黒鉛などの固
体潤滑剤を含有させることにより、潤滑性か更に向上し
、熱伝導性も付与されるため、Ｋ値は若干改良されるが
、充分なものとはならない。

本発明者らは、上記問題点を改良するため、鋭意検討し
た結果、ポリアリーレンエステルに、フルオロカーボン
重合体を含有してなる組成物に更にオキシベンゾイルポ
リエステルを含有せしめることによって、摩耗係数にの
給油軸受として使用した場合、寿命因子を考慮しても問
題なく使用でき、また相手材の損傷もないことがわかり
本、発明に至ったのである。

すなわち、ポリアリーレンエステル９５〜８０重１ｉｉ
％、フルオロカーボンｆｆｉ合体２．’５〜６０重Ｊ］
％およびオキシベンゾイルポリエステ７Ｌ１２．５〜６
０重量％の組成物にすることにより、上記問題点を解決
できることがわかり本発明に至ったので、ある。

本発明で使用するポリアリーレンエステルは二価フェノ
ールまたはその誘導体と芳香族二塩基酸またはその誘導
体から合成されるポリエステルである。

具体的には二価フェノールは次の一般式で示されるもの
である。

上記中Ａｒ　はフェニレン核、ビフェニレン核またはナ
フチレン核の如き芳香核を示し、艮は水素原子、アルキ
ル基（例えばメチル基及びエチル基）、ハロゲン化アル
キル基、アリール基（例えばフェニル基及びナフチル基
）、ハロゲン化アリール基、アラルキル基（例えばベン
ジル基及びフエニｔＬエチＩし基）、ハロゲン化アラル
キル基、アルキル置換アリール基、ハロゲン化アルキル
置換アリール基、脂環基またはハロゲン化脂環基を示し
、Ｘはメチレン基、エチレン基、プロピレン基、エチリ
デン基、プロピリデン基及びインプロピリデン基の如き
アルキレン基またはアルキリデン基：芳香族基、第三級
アミノ基（−Ｎ（ａｌｋ））、エーテル基（−０−）、
カルボニル基（−ＣＯ−）、或いは硫黄含有基、例えば
サルファイド（−８−）、スルフォキサイド（−ＳＯ−
）またはスルフォニル（５０２）基により相互に連結さ
れた二つまたはそれ以上のアルキレン若しくはアルキリ
デン基を示す。Ｘはまた指環基、または硫黄含有基、例
えばサルファイド、スルフォキサイド或いはスルフォニ
ル基、エーテＩし基、カルボニル基または第三級アミノ
基でもよい。Ｙはハロゲン原子、ニトロ基またはλ′若
しくはＯＲ／（ただし、λ′は既述せる艮と同意義を有
する）で示される基、ｍは０乃至Ｘ上の置換可能の水素
原子の数までの整数ｎはＯ乃至芳香族核Ａｒ　上の置換
可能な水素原子の数までの整数、Ｐは少なくともｌの整
数、ｑは０乃至ｌの整数、ｒは整数（ただしｑが０であ
るときはｒは０でもよい）を示す。

上式で示したジフェノールにおいて、−個以上の置換基
Ｙがあるときは、これ等置換基は同一でも別異でもよい
。同じことがｋおよびＲ′についてもいえる。芳香族核
の置換基Ｙと水酸基はオルソ−、メタ−またはパラ−位
置の何れでもよい。

またはこれらの混合物を用いてもよい。

１掲の一般式で示されかつ本発明方法実施に当り好適な
るジフェノールの例は次の如くである。

ビス（４−ヒドロキシフェニル）−メタン、ビス（４−
ヒドロキシ−３−メチルフェニル）−メタン、ビス（４
−ヒドロキシ−３，５−ジクロロフェニル）−メタン、
ビス（４−ヒドロキシ−８，５−’）ブロモフェニル）
−メタン、ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジフルオロ
フェニル）−メタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）
−ケトン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−サルファ
イド、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−スルフォン、
４゜４−ジヒドロキシジフェニルエーテル、ｌ。

ｌ−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−エタン、２．２
−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−フロパン、２．２
−ビス（ヒドロキシ−３−メチルフェニル）−フロパン
、２．２−ビス（４−１：　Ｆクキシー３−クロロフェ
ニル）−フロパン、２．２−ビス（４−ヒドロキシ−８
，５−’）クロロフェニル）−プロパン、２．２−ビス
（４−ヒドロキシナフチル）−プロパン、ビス（４−ヒ
ドロキシフェニル）−フェニルメタン、ビス（４−ヒド
ロキシフェニル）−ジフェニルメタン、ビス（４−ヒド
ロキシフェニル）−４−メチルフェニルメタン、１．１
−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−２，２，２−）ジ
クロロエタン、ビス（４−１ドロキシフエニル）−（’
４−１０口フェニル）−メタン、１．１−ビス（４−ヒ
ドロキシフェニル）−シクロヘキサン、ビス（４−ヒド
ロキシフェニル）−シクロヘキサシルメタン、４．４−
ジヒドロキシジフェニル、２．２−ジヒドロキシジフ−
エニル、２゜６−ジヒドロキシナフタレンの如きジヒド
ロキシナフタレン、ヒドロキノン、し、ゾルシノール、
２．６−シヒドロキシトルエン、２゜６−シヒドロキシ
クロロベンゼン、８，６−シヒドロキシトルエン。

二価フェノールの誘導体とは具体的には前記二価フェノ
ールのアルキル、：フェニルなどのジエステ゛ルである
。またこれらの混合物を用いてもよい。

芳香族二塩酸は次の一般式で示されるものである。

ＨＯＯＣ−Ａｒ’−ＣＯＯＨ 上式中、Ａｒ１は０−フェニレン基、ｍ−フェニレン基
、Ｐ−フェニレン基及びテフチレン基の如きアリレン基
を示し、これらのアリレン基はアルキル基またはハロゲ
ン原子で置換されてもよい。

またこれらの混合物を用いてもよい。

芳香族二塩基酸の誘導体とは前記芳香族二塩基酸のジク
ロリドまたはアルキル、フェニルなどのジエステルであ
る。またこれらの混合物を用いてもよい。

芳香族二塩基酸の誘導体とは前記芳香族二塩基酸のジク
ロリドまたはアルキル、フェニ５ルなどのジエステルで
ある。またこれらの混合物を用いてもよい。

本発明組成物の成分として使用されるポリアリーレンエ
ステルは前記の二価フェノールまたはその誘導体と前記
の芳香族二塩基酸またはその誘導体を界面重縮合法、溶
液重縮合法、溶融重縮合法などの任意の方法で合成され
る。

好ましいポリアリーレンエステルはビスフェノールＡ（
２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−プロパン）
残基およびテレフタル酸残基およびイソフタル酸残基か
らなる構造を有するものである。

これは、ユニチカ（株）より「Ｕポリマー」として、上
布されている。

本発明に使用し得るフルオロカーボン重合体は、ポリテ
トラフルオロエチレン、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トラ含むが、特に
ポリテトラフルオロエチレン（以下ＰＴＦＥと略す）が
好ましい。また、ＰＴＦＥ　の中でも平均粒径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＠Ｌ　１６９　、Ｌｉ２Ｏ
。

Ｌ１７１（ＩＣＩ製）、ルブロン■Ｌ−２゜Ｌ−５，Ｌ
Ｄ−１（ダイキン工業社製）、テフロン’ＴＬＰ−４０
、ＴＬＰ−１０Ｆ−４（デュポン社製）などがある。

本発明に使用し得るオキシベンゾイルポリエステルは、
一般に次式（■）の反復単位を有するものであり、 ４００℃以下の温度では、はとんど軟化することなく、
耐摩耗性、耐圧縮クリープ特性、耐薬品性において非常
にすぐれたものである。

また結晶構造が黒鉛や二硫化モリブテンのような固体潤
滑剤に類似した板状結晶を有しているため、自己潤滑性
にすぐれており、特にＰＴＦ　Ｅの耐摩耗性改良材とし
て使用されているものである。たとえばＰＴＦＥ　にオ
キシベンゾイルポリエステルを２０重衛％含有せしめる
と、摩耗量は、ＰＴＦＥ　の約１７１ｏｏｏ以下となり
、摩擦係数もＰＴＦＥの低い値を維持するだけでなく、
安定でかつ相手材を損傷しないという特性を有したすぐ
れた摺動材となる。

このオキシベンゾイルポリエステルの合成法としては、
特公昭４６”６７９５、特公昭４７−４７８７０で用い
られているような高沸点剤を重合媒体として用いる方法
や特開昭５４−４６２８７、特開昭５４−４６２９１に
見られるような重合系に実質的に溶剤を用いない塊状重
合法があり、このものはエコノール■Ｅ−１０１（住友
化学工業製）という商品名で市販されている。

配合喰としては、ポリアリーレンエステル９５〜８０重
量％、フルオロカーボン重合体２．５〜６０重量％、オ
キシベンゾイルポリエステル２．５〜６０重（ｔ％（フ
ルオロカーボン重合体とオキシベンゾイルポリエステル
の合計量としては、全樹脂組成物の５〜７０重量％）配
合したものが有効である。

すなわち、フルオロカーボン重合体とオキシベンゾイル
ポリエステルの合計量が樹脂組成物の７０重ｔ％を越え
、ポリアリーレンエステルの量が８０重量％未満の時は
、樹脂組成物の流動性が失なわれ、たとえ射出成形によ
り成形品を得ることができても、機械的強度において非
常に低くもろいものとなる。

また、フルオロカーボン重合体とオキシベンゾイルポリ
エステルの合計量が５重量％未ＪＦｊの時は、十分な摺
動特性が得られない。

また、フルオロカーボン重合体とオキシベンゾイルポリ
エステルの合計量が、５〜７０重量％であっても、フル
オロカーボンの量が２．５重量％未満であれば、潤滑性
が不十分で、６０重量％を越えると、分散性、相溶性が
低下し、均一な組成物が得られにくい。一方、オキシベ
ンゾイルポリエステルの量は、２．５重量％未満では、
耐摩耗性において不充分で、量がふえるに従って耐摩耗
性の向上は顕著となるが、６０重量％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。

本発明の樹脂組成物には、更に潤滑性を向上させるため
に、黒鉛、二硫化モリブテンなどの固体潤滑剤を加える
ことも可能である。

本発明の樹脂組成物を得るための混合方法としでは、ポ
リアリーレンエステルとフルオロカーボン重合体および
オキシベンゾイルポリエステルを、たとえばヘンシェル
ミキサー、スーパーミキサーなどの混合機でトライブレ
ンドした後、−軸または多軸の押出機で溶融混練し、ス
トランドを押出し、カッターにてペレット化する方法が
一般的であるが特にこれに限定されるものではない。ま
た本発明の組成物から軸受などの成形品を得るには射出
成形を適用するのが一般的である。

本発明にかかる、樹脂組成物はすぐれた摺動特性を有し
、軸受設計の上での一つの資料となる摩耗係数が、ポリ
アリーレンエステルとフルオロカーボン重合体とからな
る組成物のそれにくらべ、１桁以上低い値（ｌ　Ｘ　ｌ
　Ｏ−油軸受として好適な成形材料である。

なお、本発明組成物に対して、本発明の目的をそこなわ
ない範囲で、酸化防止剤および１熱安定剤、紫外線吸収
剤、滑剤、離型剤、染料、顔料などの着色剤、難燃剤、
難燃助剤、帯電防止剤などの通常の添加剤をｉｌｌ以１
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、ポリエ
ステルカーボネートポリエチレンテレフタレート、ポリ
ブチレンテレフタレート、ポリサルホン、ポリエーテル
サルホン、便性ポリフェニレンオキサイドアクリロニト
リル−スチレン−ブタジェン樹脂（ＡＢＳｔＮ脂）、ポ
リフェニレンサルファイド樹脂など）、熱硬化性樹脂（
例えばフェノール樹脂、エポキシ樹脂など）を目的に応
じて配合することができる。　Ｑ 特１ど、ポリカーボネート、ポリエステルカーボネート
、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタ
レートは該ポリアリーレンエステルとの相溶性が良好で
あり加工性が改良されるなど、すぐれた改良効果を有す
るため好ましい。

また、ポリアミド、例えばナイロン＆、ナイロン６６は
該ポリアリーレンの加工性を改良するとともに、耐薬品
性を向りさせるなどの効果を有するため好ましい。

本発明は、以下の実施例によって説明するが、これらは
好適な態様の例示であって本発明の範囲を限定するもの
ではない。

実施例１〜６ 下記構造を主たる構造とするポリアリーレンエステル（
ユニチカ＠製、ＵポリマーＬＴ−１ｏｏ） （但し、ｒｒＬ／ｎ＝約５７５）とＰＴＦＥ（フルオン
ｏｔ　ｔ　６９　、　ｌ　Ｃ１社製）オヨヒ平均粒径約
２０μケ有するオキシベンゾイルポ［株］ リエステル（エコノール　Ｅ　１０１．住友化学工業社
製）を第１表の組成比となるようにヘンシェルミキサー
で混合し、２軸タイプの押出機（油長鉄工製ｐｃｂ１−
ａｏ）でシリンダー中央部温度を３１０〜３３０重機械
製マオネット４７／２８）を用いて、シリンダー中央部
温度を３４０〜３７０℃に設定し、３１５１号ダンベル
および摩耗リング（外径２５．６囮、内径２０　ＩＮ　
、高さ１５個）を成形しｔこ。３１５１号ダンベルから
は引張特性を測定し、摩耗リングからは給水式摩耗試験
機を用いて、圧力Ｐ＝ｆｉＫｇ／　ｄ　、速度４０　ｍ
　／−の条件下相手材をＳＵ羽８０４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、相手材の閏耗量を測定した。

これらの結果を第１表に示す。

表から明らかなように、オキシベン、ジイルポリエステ
ルの添加量とともに、引張強度、伸びは幾分低下するも
のの、耐摩耗性を表わす摩耗係数にの値は顕著となり、
いずれの組成のものも１（値はｉ　ｘ　ｉ　ｏ−”　ｚ
／Ｍ以下で開−係数も低く安定で、相手材である５ＵＳ
３０４のｇ耗もほとんどみられなかった。

オキシベンゾイルポリエステルがまったく含まれていな
い系（比較例１）および２．５重量％より少ない糸（比
較例２）はいずれも耐摩耗性において不充分で、フルオ
ロカーボン重合体の量が２．５重量％より少ない系（比
較例３）は摩擦係数、ｊψ耗係数とも高い。またフルオ
ロカーボン重合体とオキシベンゾイルポリエステルの総
量が７０重重遺越える系（比較例４）は流動性が不足の
ため射出成形困難であった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポリアリーレンエステル９５〜ａｏ重ｔ％、フルオロカ
   ーボン重合体２．５〜６０重量％およびオキシベンゾイ
   ルポリエステル２．５〜６０重債％を含有してなる摺動
   特性のすぐれた樹脂組成物。