JPS6140357A - ポリフエニレンサルフアイド樹脂組成物 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は優れた摺動特性、寸法精度、機械物性をあわせ
有するポリフェニレンサルファイド樹脂組成物に関する
。

（従来の技術） ポリフェニレンザル７アイド（ｐ、ＰＳ）Ｉｆ脂は、２
００℃近辺の高温下での長期使用に耐えるエンジニアリ
ングプラスチックとして、近年需要が増大しており、ギ
ア、カム、軸受等の機構部品に使用されつつある。

しかしながら、ＰＰＳ樹脂は、それ自体、脆い樹脂であ
る為、耐摩耗性及び機械的強度に劣る大きな欠点があり
、その改善の為、補強材として〃フス繊維、炭素繊維が
使用されているの、が実状である。

しかしこれらのガラス繊維あるいは炭素繊維強化ＰＰＳ
樹脂組成物を成形すると表面が粗く、かつ、モース硬度
が６．０〜７．０と硬い材料で強化されている為、軟質
の金属材料あるいは８４５Ｃ＃のような比較的硬い材料
を相手材とした場合でも相手材の摩耗量が大きいという
摺動部材料としての致命的欠点を有していた。

この欠点を解決する為に、固体潤滑剤として、二硫化モ
リブデンまたは二硫化タングステンを、三硫化ビスマス
等と所定比率で添加する方法（Ｕ　Ｓ　Ｐ　３８８２０
３０、特開昭５２−２６５５９）、フッ素樹脂と黒鉛と
の所定の混合物に、更に常温で液状の潤滑油を添加する
方法（特公昭５６−５０１２４）等が知られているが、
いずれもガラス繊維、炭素繊維を強化材としている限り
においては、殊に表面粗さを問題とする寸法精度面で不
充分である。又、前者は潤滑特性の付与効果が少なく、
一方後者は潤滑特性はかなり改良されるが、液状の潤滑
油を添加する為、機械的物性の低下が大きく、かつ、高
温で使用する際には潤滑油の飛散及びそれによる他部品
の汚染もみられるのが実状である。

一方、Ｐ’ＰＳ樹脂をモース硬度４．０という比較的軟
かいチタン酸カリウム繊維で強化すれば、相手材料を傷
つけないことは容易に予測できるが、ＰＰＳ樹脂にチタ
ン酸カリウム繊維を充填したのみでは、表面粗さが極め
て小さく、＾強度が得られても、耐摩耗性が余り改善さ
れないのが欠点であった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的はＰＰＳ樹脂の優れた加工性、耐熱性、耐
薬品性などの特徴を損うことなく、寸法精度、殊に表面
精度、機械的物性、耐摩擦摩耗性の優れたｐｐｓｗ脂組
成物を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明はポリフェニレンサルファイド（ｐ　ｐ　ｓ　）
樹脂に、粉末状高分子系固体潤滑剤を５〜２０重量％、
繊維状補強材としてチタン酸カリウム繊維を１０〜４０
重量％配合したことを特徴とするポリフェニレンサルフ
ァイド樹脂組成物に係る。

本発明に用いられるＰＰＳ樹脂は一般式＋Ｓ＋ｉｉ−で
示される、結晶性、熱可塑性樹脂であり、例えばフィリ
ップス・ベトロリウム社製の［ライドンＰ　−４Ｊ（一
般グレード、粉末状）や、「ライドンＰ−４」をペレッ
ト化した「ライドンＲ−６」をそのまま使用することが
できる。

また溶融粘度調整のために一部「ライドンＰ−６」（低
重合度品、粉末状）や、亮重合度品（特開昭５１−１４
４４９５号により公知）を、前記「ライドンＰ−４」ま
たは「ライドンＲ−６」に代えて使用してもよい。

本発明に使用される粉末状高分子系固体潤滑剤としては
、電子顕微鏡に上る計測により平均粒子径が１００μ−
以下、好ましくは２０μ−以下のポリテトラフルオロエ
チレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン
の微粉末等を例示でき、これ６は１種もしくは２種以上
混合して用いることができる。なかでもポリテトラプル
オロエチレンは、耐熱性、耐、薬品性の面から信頼性の
高い固体潤滑剤であ・る、又、高密度ポリエチレン、超
高分子量ポリエチレンは、長期耐熱性、高度の耐薬品性
を要求しない摺動部材に充分に使用に耐え、摺動特性に
ついてはポリテトラフルオロエチレンに全く遜色のない
潤滑性付与効果を示し、経済的な摺動部材に適している
。

尚、固体潤滑剤の平均粒子径は１００μ蒙以下であるこ
とが好ましく、１００μ−を越えると、成形物表面が荒
れ、寸法精度を損うほかに、外観も悪くなる傾向が生じ
る。又、添加量についてはＰＰＳ樹脂に対して５〜２０
重量％量刑ましく、この範囲で潤滑性付与効果及Ｖ機械
物性が優れている６本発明においてチタン酸カリウム繊
維としては一般式に、Ｏ・ｎ（ＴｉＯｘ）＊たはＫ　、
ｏ　ψｎ（Ｔ　ｉｏ　２）・１／２Ｈ２ｏ　（式中、ｎ
は２〜８の整数を表わす）で示される単結晶＃ｌ維であ
り、具体的には、例えば、４−チタン酸カリウム繊屑１
％　６−チタン酸カリ盲ンム繊維または８−チタン酸カ
リウム＃ＩＩＬ雑などの単一組成物あるいはこれらの混
合組成物であってもよく、平均繊維径３μ輸以下、平均
繊維長５〜２００μｍで、かつ平均＃Ｉ＆雑長雑事／平
均繊維径スペクト比）が１０以上のものが好適である。

炭素繊維としてはピッチ系あるいはＰＡＮ（ポリアクリ
ロニトリル）系の如何をとわず使用可能であり、また炭
化焼成された炭素繊維のみならず、更に高温で処理され
た黒鉛繊維も使用可能である。炭素繊維の繊維サイズと
しては織雑径が７〜２０μ輪、繊維長が０．１〜６１＋
１１１１．好ましくは０．１〜３ｆｉＩＩのものが好適
に用いられる。

これらの繊維状補強材はＰ　Ｐ　Ｓ　８１脂との濡れ性
を更に高める為に、シラン系、チタネート系等のカップ
リング剤で表面処理をしたものを使用することもできる
。

チタン酸カリウム繊維の配合量としてはＰＰＳ樹脂に対
して１０〜４０重量％が適当であり、この範囲においで
は補強効果が大きく、機械的物性の向上効果も＃ＩＦで
ある。

なお、低荷重下における摺動材料としてはチタン酸カリ
ウム繊維単独による強化でも充分実用性があるが、高荷
重下に使用される摺動部材としては炭素繊維を併用する
ことが好ましい。その添加量としてはＰＰＳ樹脂に対し
て３〜２０〜重量％が量刑であり、特にチタン酸カリウ
ム繊維／炭素繊維（重量比）＝１〜１０の割合で配合す
ると、高荷重＼下での摩擦摩耗試験において、ＰＰＳ樹
脂組成物自体のみならず相手材の摩耗量も極めて小さく
、かつ動摩擦係数も小さく、極めて望ましい摺動特性が
得られ、また表面粗度はサブミクロンオーダーの鏡面に
仕上る特徴を有する。又、高分子系固体潤滑剤を併用し
ている為、液状潤滑油を使用する場合にみちれる８！械
的物性のかなり大幅な低下や潤滑油の飛散、汚染といっ
た欠点がみられず、極めて望ましい摺動材料が得られる
。

炭素繊維が３重量％未満であると、高荷重下での組成物
自体の耐摩耗性が乏しく、２０重量刑を越えると表面粗
さが大きくなり、かつ相手材の摩耗が大となる。チタン
酸カリウム繊維／炭素繊維＝１〜１０の配合割合に限定
したのも、チタン酸カリウム織雑量が炭素ＲＩ＆雑量よ
り下廻れば、相手材を傷つけやすく表面精度も悪くなり
、その比が１０を越えると炭素繊維の高荷重における耐
摩耗性改良効果が殆どみられなくなるからである。

尚、本発明の組成物には必要に応じて、Ｍ　ｏ　Ｓ　２
、グラファイトなどの固体潤滑剤、タルク、炭酸カルシ
ウム等の充填剤、顔料、難燃剤、帯電防止剤、又、用途
によっては繊維状補強材としてガラス繊維、潤滑剤とし
て鉱油等の液状潤滑剤を適宜添加して用いてもよい。

本発明の組成物は通常押出機で溶融混和し、ペレット化
した後、例えば射出成形して所望の形状に成形され使用
される。

本発明の組ＩＩＬ４１１Ｆから作製される摺動部品とし
ては、例えばブッシング、ベアリング、スリーブ、スリ
ップリング、〃イドレール、スイッチ部品、ギア、カム
などが挙げられ、従来のプラスチック材料では適用でき
なかった高耐熱、精審摺動部品への展開が図れるものと
期待される。

又、本発明のＰＰＳ樹脂組成物はもともと繊維長の短い
繊維状補強材を使用している為、リサイクル性が良好で
、加工機械の損傷も少なく、省資源、省エネルギー型の
成形材料としても実用的価値が大きい。

（実　施　例） 以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳しく説明する
が、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。

実施例１〜６および比較例１〜３ 第１表に示す割合（重量部）で各配合成分をブレンダー
で混合し、６５＋ｎｍ単軸スクリュー押出槻を用いて、
押出温度３４０°Ｃで溶融混練したのち、ペレタイザー
にてペレット状に加工した。

かくして得られたペレットを射出温度３２０℃、金型温
度１２０℃、射出圧力（１次圧）１２００ｋｇｆ／ｃｍ
２、保圧（２次圧）５００ｋｇｆ／ｃｍ２、射出・保圧
時間２０秒の条件で射出成形することにより、下記試験
法に従った試験片をそれぞれ成形し、それらの物性測定
を行った。

車引張強さ：＾ＳＴＭ　Ｄ６３８、試験片　Ｔｙｐｅ　
ｌ、引張速度１０ｍｍ／ｍｉｎ ＊曲げ強さ、曲げ弾性率： ＡＳＴＭ　Ｄ７９０．厚さ６．４＋ａｍ、幅１３ｍｌ１
１試験速度５　ｍＩＩＩ／ｍｉｎ 本摩擦摩耗試験： 結水式摩擦摩耗試験［ＥＦＭ−１ｆｆ−ＥＮ、（株）東
洋ボールドウィン製１、相手材８４５Ｃ 荷重：１０ｋｇｆ／ｃＩ１１２、周速度３０ｃｍ／ｓｅ
ｃ。

走行距離１０に− 木表面粗さ：曲げ試験片の表面を表面粗さ計［サーアコ
ム３０４Ｂ、（株）東京精密製１にて、２．４１以上測
定し、Ｒａ（中心線平均粗さ）で表示 表において （１）ＰＴＦＥパウダー： ルブロンし一２１ダイキン工業（株）製、平均粒径０，
３μ１１ （２）ＰＴＦＥバウグー： テフロンＴ　Ｌ　Ｐ　−１０［三片７０ロケミカル（株
）製、平均粒径１３μ＃＋１ （３）ＨＤＰＥパウグー： 高密度ポリエチレン粉末、Ｈｉｚｅに２１００ＪＰ〔三
片石油化学（株）製、平均粒径７０μ、１（４）チタン
酸カリウム繊糺； ＴＴＳＭＯ−Ｄ　１．０２［大塚化学（株）製１平均ｍ
雑径０．３μ論、平均繊維長１５μ船、エポキシシラン
処理品 （５）炭素繊ｍ： クレハカーボンファイバーＭ−１０７Ｔ繊維径１８μ翰
、繊、１ｉｉｏ、７ｍｍ第１表よりＰＰＳ樹脂にチタン
酸カリウムｍ維を充填したのみでは、機械的物性及び寸
法精度は非常に良いが、耐摩耗性が非常に悪い。それに
対して高分子系固体潤滑剤を添加するとかなり比摩耗量
は向上するが今−歩不充分である。一方、繊維状補強材
として炭素繊維を単独で使用した場合には、相手材の摩
耗が激しく、かつ、表面精度が悪い。しかし炭素繊維を
チタン酸カリウム繊維と、チタン酸カリウムＭ＆誰１０
〜４０量刑％、炭素Ｍ＆雑３〜２０重量刑の範囲内でか
っ、チタン酸カリウム繊維／炭素ｉ維（重量比）＝１〜
１０の割合で配合すると、相手材を殆ど傷つけないで、
しかも表面精度の良い、機械物性の優れた摺動材料が得
られることが明らかである。

（発明の効果） 本発明の組成物を成形して得られる成形品はＰＰＳ樹脂
の優れた加工性、耐熱性、耐薬品性などの特徴を損うこ
となく、寸法精度、殊に表面精度、機械的物性、耐摩擦
摩耗性などの優れたものである。

（以　上） 特許出願人　　大塚化学株式会社 代　理　人　　弁理士　１）村　　巌 手続補正書（方式） ％式％ ２、発明の名称 ポリフェニレンサルファイド樹脂組成物３、＠正をする
者 事件との関係　　特許出願人 大塚化学株式会社 ４、代理人 〒５３０大阪市北区曽根崎１丁目２番８号５、補正命令
の日付 昭和５９年１１月７日（発送日昭和５９年１１月２７日
）６、補正の対象 明細書 ７、補正の内容

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリフエニレンサルフアイド（ＰＰＳ）樹脂に、
   粉末状高分子系固体潤滑剤を５〜２０重量％、繊維状補
   強材としてチタン酸カリウム繊維を１０〜４０重量％配
   合したことを特徴とするポリフエニレンサルフアイド樹
   脂組成物。
2. （２）ＰＰＳ樹脂に粉末状高分子系固体潤滑剤を５〜２
   ０重量％、繊維状補強材としてチタン酸カリウム繊維を
   １０〜４０重量％及び炭素繊維を３〜２０重量％の範囲
   内で、かつチタン酸カリウム繊維／炭素繊維（重量比）
   ＝１〜１０の割合で配合されていることを特徴とするポ
   リフエニレンサルフアイド樹脂組成物。
3. （３）粉末状高分子系固体潤滑剤として、平均粒子径１
   ００μｍ以下のポリテトラフルオロエチレン、高密度ポ
   リエチレン、超高分子量ポリエチレンから選ばれた１種
   以上を使用する特許請求の範囲第１項又は第２項に記載
   の組成物。