KR20130052606A - 수지 조성물 및 성형품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 낮은 동마찰 계수 및 높은 한계 PV 치를 겸비한 성형품을 얻을 수 있는 수지 조성물을 제공한다. 방향족 폴리에테르케톤 수지(I) 및 불소 수지(II)를 포함하는 수지 조성물이며, 불소 수지(II)는 테트라플루오로에틸렌 및 하기의 화학식 1로 표시되는 퍼플루오로에틸렌성 불포화 화합물의 공중합체이고, 방향족 폴리에테르케톤 수지(I)와 불소 수지(II)와의 질량비 (I):(II)가 95:5 내지 50:50이고, 불소 수지(II)가 방향족 폴리에테르케톤 수지(I) 중에 입자상으로 분산되어 있으며, 불소 수지(II)의 평균 분산 입자 직경이 3.0㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 수지 조성물이다.
<화학식 1>
CF2=CF-Rf 1
(식 중, Rf 1은 -CF3 또는 -ORf 2를 나타내고, Rf 2는 탄소수 1 내지 5의 퍼플루오로알킬기를 나타낸다)

Description

수지 조성물 및 성형품{RESIN COMPOSITION AND MOLDED ARTICLE}
본 발명은 수지 조성물 및 성형품에 관한 것이다.
최근 들어, 경량화나 저비용화를 목적으로, 금속 부품을 수지화하는 검토가 활발하게 행해져, 폴리아미드계 수지, 폴리카르보네이트계 수지, 폴리아세탈계 수지 등의 열가소성 수지를 사용한 자동차 부품, 공업 부품 또는 전기 전자 부품이 실용화되고 있다. 기어, 베어링 리테이너 등의 미끄럼 이동 용도에 있어서도, 금속제 미끄럼 이동 부재에서 수지제 미끄럼 이동 부재로의 치환이 진행되고 있지만, 고가중·고온·고속 회전 등의 조건에서 사용되는 미끄럼 이동 부재에는 상기와 같은 열가소성 수지로는 미끄럼 이동성이 불충분하여, 마모, 용융, 깨짐, 절결 등의 문제가 발생하는 경우가 있었다.
한편, 불소 수지는, 미끄럼 이동성, 내열성, 내품성, 내용제성, 내후성, 유연성, 전기적 성질 등의 특성이 우수하여, 자동차, 산업 기계, OA 기기, 전기 전자 기기 등의 폭넓은 분야에서 사용되고 있고, 특히 미끄럼 이동성이 우수하며, 그의 낮은 마찰 계수는 수지 중에서도 특출나다. 그러나, 결정성의 내열성 열가소성 수지에 비해, 기계적 특성이나 하중 굴곡 온도로 나타나는 물리적인 내열성이 떨어지는 경우가 많고, 또한 비정질성의 내열성 열가소성 수지에 비하여 치수 안정성이 떨어지는 경우가 있어서, 사용 범위가 한정되어 있는 것이 실정이었다.
이러한 상황 하에서, 열가소성 수지의 미끄럼 이동성을 개량하여, 보다 광범위한 미끄럼 이동 부재로의 적용을 도모하기 위한 검토가 이루어지고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, 가열 변형 온도가 100℃ 이상인 열가소성 수지 60 내지 99 중량부와 탄소 섬유 40 내지 1 중량부를 포함하여 이루어지는 수지 조성물 100 중량부에 대하여 불소 수지 및 흑연의 총량 1 내지 50 중량부를 함유하는 수지 조성물이 개시되어 있다. 특허문헌 2에는, 성형 온도가 300℃ 이상인 열가소성 내열 수지(A)와, 특정한 구조를 갖는 α-플루오로아크릴산플루오로아크릴을 필수 성분으로서 중합하여 얻어지는 중합체(B)를 포함하여 이루어지는 수지 조성물이 개시되어 있다.
미끄럼 이동성을 개선하는 목적 이외에도, 열가소성 수지에 대하여 불소 수지를 첨가하는 것이 알려져 있다. 예를 들어, 특허문헌 3에는, 엔지니어링 플라스틱의 성형 가공에 있어서, 압출 압력 및 압출 토크를 저하시키는 등의 성형 가공성을 향상시키기 위해서, 불소 함유 중합체를 엔지니어링 플라스틱의 질량 및 불소 함유 중합체의 질량의 합계의 0.005 내지 1 질량％ 첨가하는 것이 개시되어 있다. 특허문헌 4에는, PFA 수지 수분산액 중에 PEEK 수지의 미분말을, PFA:PEEK 중량비로 75:25 내지 70:30의 비율로 혼합하여, 이 분산액을 통상법에 따라 조면화된 금속 표면에 직접 도착하고, 소성함으로써 접착 내구성이 있는 PFA-PEEK 복합 도막을 형성하는 것이 개시되어 있다.
또한, 폴리에테르에테르케톤 수지(PEEK)는 열가소성 수지 중에서도 비교적 우수한 미끄럼 이동성을 나타내며, 기어, 베어링 리테이너 등의 미끄럼 이동 용도에서 실용화되어 있다. 그러나, 고하중 등의 가혹한 미끄럼 이동 조건 하에서는 아직 미끄럼 이동성은 충분하다고는 할 수 없으며, PEEK의 미끄럼 이동성을 개량하기 위하여 PTFE 분말을 배합한 PEEK 조성물이 개발되어 시판되고 있다. 상기 PTFE 분말 배합 PEEK 조성물은 확실히 동마찰 계수는 저감되어 있지만, 한계 PV 치로 대표되는 미끄럼 이동 특성은 낮은 수준이어서, 추가의 미끄럼 이동성의 개량이 요구되고 있다.
일본 특허 공개 평8-48887호 공보 일본 특허 공개 평10-195302호 공보 국제 공개 제2003/044093호 팸플릿 일본 특허 공개 평6-316686호 공보
그래서 본 발명은 낮은 동마찰 계수 및 높은 한계 PV 치를 겸비한 성형품을 얻을 수 있는 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 방향족 폴리에테르케톤 수지 중에 분산되는 불소 수지의 평균 분산 입자 직경이 수천㎚의 오더로 미분산되면, 동마찰 계수나 한계 PV 치의 미끄럼 이동성이 비약적으로 향상되는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀이다.
즉, 본 발명은 방향족 폴리에테르케톤 수지(I) 및 불소 수지(II)를 포함하는 수지 조성물이며, 불소 수지(II)는 테트라플루오로에틸렌 및 하기의 화학식 1로 표시되는 퍼플루오로에틸렌성 불포화 화합물의 공중합체이고, 방향족 폴리에테르케톤 수지(I)와 불소 수지(II)와의 질량비 (I):(II)가 95:5 내지 50:50이고, 불소 수지(II)가 방향족 폴리에테르케톤 수지(I) 중에 입자상으로 분산되어 있으며, 불소 수지(II)의 평균 분산 입자 직경이 3.0㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 수지 조성물이다.
<화학식 1>
CF2=CF-Rf 1
(식 중, Rf 1은 -CF3 또는 -ORf 2를 나타내고, Rf 2는 탄소수 1 내지 5의 퍼플루오로알킬기를 나타낸다)
불소 수지(II)의 평균 분산 입자 직경은 0.30㎛ 이하인 것이 바람직하다.
불소 수지(II)는 용융 유속이 0.1 내지 100g/10분인 것이 바람직하다.
방향족 폴리에테르케톤 수지(I)는 폴리에테르에테르케톤인 것이 바람직하다.
본 발명은 상술한 수지 조성물을 포함하여 이루어지는 성형품이기도 하다.
상기 성형품은, 미끄럼 이동 부재로서 사용될 수 있다. 특히 시일재, 기어, 액추에이터, 피스톤, 베어링 또는 부시로서의 사용을 예시할 수 있다.
본 발명의 수지 조성물은, 상기 구성을 포함하여 이루어지므로, 낮은 동마찰 계수 및 높은 한계 PV 특성을 갖는 성형품을 얻을 수 있다. 또한, 얻어지는 성형품은 우수한 미끄럼 이동성을 나타낸다.
이하에 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은 방향족 폴리에테르케톤 수지(I) 및 불소 수지(II)를 포함하는 수지 조성물이다.
상기 방향족 폴리에테르케톤 수지(I)로서는, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르케톤케톤 및 폴리에테르케톤에테르케톤케톤을 포함하여 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하고, 폴리에테르케톤 및 폴리에테르에테르케톤을 포함하여 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 보다 바람직하며, 폴리에테르에테르케톤인 것이 더욱 바람직한다.
상기 방향족 폴리에테르케톤 수지(I)는 1000sec-1, 400℃에서의 용융 점도가0.05 내지 0.50kNsm-2인 것이 바람직하다. 용융 점도가 상기 범위인 것에 의해, 가공 특성이 향상되며, 낮은 동마찰 계수 및 높은 한계 PV 특성을 얻을 수 있다. 용융 점도의 바람직한 하한은 0.10kNsm-2이다. 용융 점도의 바람직한 상한은 0.45kNsm-2이다.
상기 방향족 폴리에테르케톤 수지(I)는 유리 전이 온도가 130℃ 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 135℃ 이상이며, 더욱 바람직하게는 140℃ 이상이다. 상기 범위의 유리 전이 온도인 것에 의해, 내열성이 우수한 수지 조성물을 얻을 수 있다. 상기 유리 전이 온도는, 시차 주사 열량 측정(DSC) 장치에 의해 측정된다.
상기 방향족 폴리에테르케톤 수지(I)는 융점이 300℃ 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 320℃ 이상이다. 상기 범위의 융점인 것에 의해, 얻어지는 성형품의 내열성을 향상시킬 수 있다. 상기 융점은, 시차 주사 열량 측정(DSC) 장치에 의해 측정된다.
상기 불소 수지(II)는 테트라플루오로에틸렌(TFE) 및 하기의 화학식 1로 표시되는 퍼플루오로에틸렌성 불포화 화합물의 공중합체이다. 불소 수지(II)로서는 1종을 사용해도 되고, 2종 이상을 사용해도 된다. 상기 Rf 1이, -ORf 2일 경우, 상기 Rf 2는 탄소수가 1 내지 3의 퍼플루오로알킬기인 것이 바람직하다.
<화학식 1>
CF2=CF-Rf 1
(식 중, Rf 1은 -CF3 또는 -ORf 2를 나타내고 Rf 2는 탄소수 1 내지 5의 퍼플루오로알킬기를 나타낸다)
화학식 1로 표현되는 퍼플루오로에틸렌성 불포화 화합물로서는, 헥사플루오로프로필렌, 퍼플루오로(메틸비닐에테르), 퍼플루오로(에틸비닐에테르) 및 퍼플루오로(프로필비닐에테르)를 포함하여 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하고, 헥사플루오로프로필렌 및 퍼플루오로(프로필비닐에테르)를 포함하여 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 보다 바람직하다.
불소 수지(II)로서는, 낮은 동마찰 계수가 얻어지는 것에서 퍼플루오로 중합체가 바람직하다.
상기 불소 수지(II)는 90 내지 99 몰％의 TFE 및 1 내지 10 몰％의 상기 화학식 1로 나타내어지는 퍼플루오로에틸렌성 불포화 화합물로부터 구성되는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 93 내지 99 몰％의 TFE 및 1 내지 7 몰％의 상기 화학식 1로 나타내어지는 퍼플루오로에틸렌성 불포화 화합물로부터 구성되는 불소 수지이다.
상기 불소 수지(II)는 372℃, 5000g 하중의 조건 하에서 측정한 용융 유속(MFR)이 0.1 내지 100g/10분인 것이 바람직하고, 10 내지 40g/10분인 것이 보다 바람직하다. MFR가 상기 범위인 것에 의해, 본 발명의 수지 조성물로부터 제조되는 성형품의 동마찰 계수를 낮게 할 수 있고, 또한 한계 PV 치도 향상시킬 수 있다. MFR의 더욱 바람직한 하한은 12g/10분이며, 특히 바람직한 하한은 15g/10분이다. 동마찰 계수의 저감의 관점에서, MFR의 더욱 바람직한 상한은 38g/10분이며, 특히 바람직한 상한은 35g/10분이다.
상기 불소 수지(II)의 융점은 특별히 한정되지 않지만, 성형할 때에 사용되는 방향족 폴리에테르케톤 수지(I)가 용융되는 온도에서 이미 불소 수지(II)가 용융되어 있는 것이 성형에 있어서 바람직하기 때문에, 상기 방향족 폴리에테르케톤 수지(I)가 융점 이하의 온도인 것이 바람직하다. 예를 들어, 불소 수지(II)의 융점은, 230 내지 350℃인 것이 바람직하다.
상기 불소 수지(II)는 공지된 방법에 의해 불소 가스 처리된 것이어도 되고, 암모니아 처리된 것이어도 된다.
본 발명의 수지 조성물은, 방향족 폴리에테르케톤 수지(I)와 불소 수지(II)와의 질량비 (I):(II)가 95:5 내지 50:50이다. 상기 범위로 설정함으로써, 낮은 동마찰 계수 및 높은 한계 PV 특성을 겸비한 성형품을 제조할 수 있다. 불소 수지(II)의 함유량이 방향족 폴리에테르케톤 수지(I)와의 질량비로 50을 초과하면, 강도가 떨어지는 경향이 있고, 5 미만이면 충분한 동마찰 계수가 얻어지지 않는다. 보다 바람직한 범위는, 90:10 내지 60:40이다.
본 발명의 수지 조성물에 있어서, 불소 수지(II)는 방향족 폴리에테르케톤 수지(I) 중에 입자상으로 분산되어 있으며, 불소 수지(II)의 평균 분산 입자 직경이 3.0㎛ 이하이다. 평균 분산 입자 직경이 너무 크면, 충분한 미끄럼 이동성이 얻어지지 않는다. 하한은 특별히 한정되지 않지만 0.01㎛이면 좋다.
불소 수지(II)의 평균 분산 입자 직경은, 2.0㎛ 이하인 것이 바람직하다. 평균 분산 입자 직경이 2.0㎛ 이하이면, 높은 한계 PV 특성을 갖는 성형품을 얻을 수 있다.
불소 수지(II)의 평균 분산 입자 직경은, 1.0㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
종래부터, 미끄럼 이동 부재의 깨짐이나 절결을 해소하기 위해서, 내충격성이 개량된 방향족 폴리에테르케톤이 요구되어 왔다. 일반적으로, 열가소성 수지의 내충격성을 개량하기 위해서는, 고무 성분을 얼로이하는 방법이 채용된다. 그러나, 방향족 폴리에테르케톤은 고내열의 열가소성 수지이고, 그의 성형 가공 온도는 350℃를 초과하며, 통상은 400℃ 가까이에서 성형이 행해진다. 가령 방향족 폴리에테르케톤에 고무 성분을 얼로이했다고 하더라도, 성형 가공 시에 고무 성분이 열 열화되어 실용적이지 않다. 따라서, 방향족 폴리에테르케톤의 내충격성을 개량하기 위한 유효한 수단은 실질상으로 발견되지 않고 있는 것이 현 상황이다.
이러한 현 상황 하에서, 본 발명자들은 불소 수지(II)의 평균 분산 입자 직경이 1.0㎛ 이하이면, 낮은 동마찰 계수 및 높은 한계 PV 특성을 갖는 성형품이 될 뿐만 아니라, 뜻밖에도 성형품의 내충격성이 극적으로 향상되는 것을 알아내었다.
불소 수지(II)의 평균 분산 입자 직경은, 더욱 우수한 내충격성을 갖는 성형품이 얻어지는 점에서 0.30㎛인 것이 더욱 바람직한다.
불소 수지(II)의 평균 분산 입자 직경은, 본 발명의 수지 조성물의 프레스 시트를 투과 전자 현미경(TEM)으로 현미경 관찰을 행하여, 얻어진 화상을 광학 해석 장치로 2치화 처리함으로써 구할 수 있다.
본 발명의 수지 조성물은, 방향족 폴리에테르케톤 수지(I) 및 불소 수지(II)를 포함하는 것이지만, 필요에 따라서 다른 성분을 포함하고 있어도 된다. 상기 다른 성분으로서는 특별히 한정되지 않지만, 티탄산칼륨 등의 위스커, 유리 섬유, 아스베스토 섬유, 카본 섬유, 세라믹 섬유, 티탄산칼륨 섬유, 아라미드 섬유, 그 밖의 고강도 섬유 등의 섬유상의 강화재; 탄산칼슘, 탈크, 운모, 클레이, 카본 분말, 그래파이트, 글래스 비즈 등의 무기 충전재; 착색제; 난연제 등 통상 사용되는 무기 또는 유기 충전재; 미네랄, 플레이크 등의 안정제; 실리콘 오일, 이황화몰리브덴 등의 윤활제; 안료; 카본 블랙 등의 도전제; 고무 등의 내충격성 향상제; 그 밖의 첨가제 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 수지 조성물을 제조하는 방법으로서는 특별히 한정되지 않으며 성형용 조성물 등의 수지 조성물을 혼합하기 위하여 통상 사용되는 배합 밀, 밴버리 믹서, 가압 니더, 압출기 등의 혼합기를 사용하여, 통상의 조건에 따라 행할 수 있다. 혼합기로서는 2축 압출기가 바람직하고, 특히 L/D가 큰 스크류 구성을 갖는 2축 압출기가 바람직하다.
본 발명의 수지 조성물을 제조하는 방법으로서는, 예를 들어, 방향족 폴리에테르케톤 수지(I) 및 불소 수지(II)를 용융 상태에서 혼합하는 방법을 들 수 있다.
방향족 폴리에테르케톤 수지(I)와 불소 수지(II)를 충분히 혼련함으로써, 원하는 분산 상태를 갖는 본 발명의 수지 조성물을 얻을 수 있다. 분산 상태는 성형품의 동마찰 계수 및 한계 PV 특성에 영향을 주므로, 수지 조성물로부터 얻어지는 프레스 시트에 있어서 원하는 분산 상태가 얻어지도록, 혼련 방법의 선택은 적절하게 행해져야 한다.
본 발명의 수지 조성물을 제조하는 방법으로서는, 예를 들어, 방향족 폴리에테르케톤 수지(I) 및 불소 수지(II)를 적절한 비율로 혼합기에 투입하고, 원하는 바에 따라 상기 다른 성분을 첨가하여, 수지(I) 및 (II)의 융점 이상에서 용융 혼련함으로써 제조하는 방법 등을 들 수 있다.
상기 다른 성분은, 방향족 폴리에테르케톤 수지(I) 및 불소 수지(II)에 미리 첨가하여 혼합해 두어도 되고, 방향족 폴리에테르케톤 수지(I) 및 불소 수지(II)를 배합할 때에 첨가해도 된다.
상기 용융 혼련 시의 온도로서는, 사용하는 방향족 폴리에테르케톤 수지(I), 불소 수지(II)의 종류 등에 따라 적절히 설정하면 되지만, 예를 들어, 360 내지 400℃인 것이 바람직하다. 혼련 시간으로서는, 통상, 1분 내지 1시간이다.
상기 수지 조성물은, 상기 수지 조성물로부터 얻어지는 성형체의 동마찰 계수를 0.21 이하로 할 수 있다. 상기 범위의 동마찰 계수인 것에 의해, 미끄럼 이동 부재용 성형품으로서 보다 적합하게 사용될 수 있다.
상기 수지 조성물은, 상기 수지 조성물로부터 얻어지는 성형체의 한계 PV 치를 800 이상으로 할 수 있다. 보다 바람직하게는 1300 이상이며, 더욱 바람직하게는 1500 이상이다.
상기 수지 조성물은, 상기 수지 조성물로부터 얻어지는 성형체의 노치 부착 아이조드 강도를 30kJ/㎡ 이상으로 할 수 있다. 보다 바람직하게는 40kJ/㎡ 이상이다. 높은 아이조드 강도를 얻기 위해서는, 불소 수지(II)의 평균 분산 입자 직경을 1.0㎛ 이하로 제어할 필요가 있다.
본 발명의 수지 조성물로부터 형성되는 성형품도 본 발명의 하나이다.
본 발명의 수지 조성물로부터 형성되는 성형품은, 미끄럼 이동성과 내충격성과 함께, 내열성, 내약품성, 내용제성, 강도, 강성, 약품 저투과성, 치수 안정성, 난연성, 전기 특성 및 내구성을 겸비하는 성형품이며, 전기 전자·반도체 분야에 있어서는, CMP 리테이너 링, 에칭 링, 실리콘 웨이퍼 캐리어, IC 칩 트레이 등의 반도체·액정 제조 장치 부품, 절연 필름, 소형 버튼 전지, 케이블 커넥터, 알루미늄 전해 콘덴서 본체 케이스; 자동차 분야에 있어서는, 스러스트 워셔, 오일 필터, 오토 에어컨 컨트롤 유닛의 기어, 스로틀 보디의 기어, ABS 부품, AT 시일 링, MT 시프트 포크 패드, 베어링, 시일, 클러치 링; 산업 분야에 있어서는, 압축기 부품, 대량 수송 시스템의 케이블, 컨베이어 벨트 체인, 유전 개발 기계용 커넥터, 수압 구동 시스템의 펌프 부품(베어링, 포트 플레이트, 피스톤의 구상 조인트); 항공 우주 분야에 있어서는, 항공기의 캐빈 내장 부품, 전선 피복, 케이블 보호, 연료 파이프 보호재; 및 식품·음료 제조 설비 부품이나 의료 기구 부품(멸균 기구, 가스·액체 크로마토그래프) 등에 사용할 수 있다.
상기 성형품의 형상으로서는 특별히 한정되지 않으며 예를 들어, 피복재; 시트 형상; 필름 형상; 로드 형상; 파이프 형상 등의 다양한 형상으로 할 수 있다.
본 발명은 상기 수지 조성물을 포함하여 이루어지는 미끄럼 이동 부재용 성형품이기도 하다. 상기 수지 조성물을 사용하여 성형된 미끄럼 이동 부재용 성형품은 동마찰 계수가 낮기 때문에, 미끄럼 이동 부재로서 적절하게 이용될 수 있다. 또한, 불소 수지를 함유하는 것이기 때문에, 내약품성, 내후성, 비점착성, 발수성, 전기 특성 등도 우수하다.
상기 미끄럼 이동 부재용 성형품으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 시일재, 기어, 액추에이터, 피스톤, 베어링, 베어링 리테이너, 부시, 스위치, 벨트, 베어링, 캠, 롤러, 소켓 등을 들 수 있다.
상기 성형품의 제조 방법에 있어서의 성형기에 관한 각종 조건으로서는 특별히 한정되지 않으며 예를 들어, 종래 공지된 것과 같이 행할 수 있다. 성형 온도는, 통상, 사용되는 상기 방향족 폴리에테르케톤 수지(I)의 융점 이상의 온도인 것이 바람직하다. 또한, 성형 온도는, 상기 불소 수지(II)의 분해 온도와 상기 방향족 폴리에테르케톤 수지(I)의 분해 온도 중 낮은 쪽의 온도 미만의 온도인 것이 바람직하다. 이러한 성형 온도로서는, 예를 들어 250 내지 400℃여도 좋다.
본 발명의 성형품은, 목적으로 하는 성형품의 종류, 용도, 형상 등에 따라 사출 성형, 압출 성형, 프레스 성형, 블로우 성형, 캘린더 성형, 유연 성형 등의 일반적으로 열가소성 수지 조성물에 대하여 사용되고 있는 성형 방법에 의해 성형할 수 있다. 또한 상기 성형 방법을 조합한 성형 방법을 채용할 수도 있다. 또한, 본 발명의 수지 조성물과 다른 중합체를 복합 성형하여 성형해도 된다.
실시예
다음으로 본 발명을 실시예를 들어서 설명하지만, 본 발명은 이러한 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
<MFR의 측정>
ASTM D3307-01에 따라, 멜트 인덱서(가부시키가이샤 도요 세이키 세이사쿠쇼 제조)를 사용하여, 372℃, 5000g 하중 하에서 내경 2㎜, 길이 8㎜의 노즐로부터 10분 간 정도로 유출되는 중합체의 질량(g/10분)을 구하였다.
<프레스 시트 성형품의 제작>
실시예, 비교예에서 제조한 수지 조성물을 사용하여, 열 프레스기에 의해 380℃, 5㎫의 조건 하에서 압축 성형하여, 두께 3㎜의 시트를 제작하였다.
<한계 PV 치의 측정>
상술한 방법으로 제작한 프레스 시트로부터, 세로 3㎝·가로 3㎝·두께 3㎜의 시험편을 잘라내고, JIS K7218의 A법에 준하여, 마찰 마모 시험기(가부시키가이샤 A&D 제조)를 사용하여, 강재 S45C(#240 샌드페이퍼 처리)를 상대재로 하여 3m/초 일정, 면압을 20N으로부터 10분마다 20N씩 상승시킴으로써, 한계 PV 치를 측정하였다.
<동마찰 계수의 측정>
상술한 방법으로 제작한 프레스 시트를 사용하여, 볼온디스크형의 SRV 마찰 마모 시험기(옵티몰 사 제조)에 의해, 실온, 50㎐의 조건에서, 동마찰 계수를 구하였다.
<노치 부착 아이조드 강도의 측정>
상술한 방법으로 제작한 프레스 시트로부터, JIS K7110에 준하여, 노치 부착 아이조드 강도 측정용의 시험편을 잘라내고, 아이조드 충격 시험기(가부시키가이샤 도요 세이키 세이사쿠쇼 제조)를 사용하여, 실온에서 노치 부착 아이조드 강도를 측정하였다.
<평균 분산 입자 직경의 산출>
상술한 방법으로 제작한 프레스 시트를 사용하여, 선단 부분이 가로 세로 1㎜가 되도록 트리밍용 칼날로 트리밍을 행하고, 그 후, 울트라 마이크로톰(라이카 사 제조 울트라컷 S)의 시료 홀더에 고정시켜, 챔버 내를 액체 질소로 -80℃까지 냉각시키고, 두께 90㎚의 초박편을 잘라냈다. 얻어진 초박편을 20％ 에탄올 용액을 부착시킨 백금 링으로 회수하고, 구리제 시트 메쉬(오켄 쇼지 가부시키가이샤 제조 200A, φ3.0㎜)에 부착시켰다.
그 후, 투과형 전자 현미경(가부시키가이샤 히타치 세이사쿠쇼 제조 H7100FA)을 사용하여, 구리제 시트 메쉬에 부착시킨 초박편의 관찰을 행하였다.
현미경 관찰에 의해 얻어진 네거 필름을 스캐너(세이코 엡슨 가부시키가이샤 제조 GT-9400UF)로 전자 영상화하고, 광학 해석 장치(가부시키가이샤 니레코 제조 루젝스 AP)를 사용하여 전자상의 2치화 처리를 행하여, 분산상의 평균 분산 입자 직경을 구하였다.
실시예 및 비교예에서는, 하기의 재료를 사용하였다.
방향족 폴리에테르케톤 수지(I): 폴리에테르에테르케톤(상품명: 450G, 빅트렉스 저팬 가부시키가이샤 제조)
불소 수지(II-1): 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌 공중합체(조성 중량비; 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌/퍼플루오로(프로필 비닐에테르)=87.5/11.5/1.0 MFR; 27g/10분)
불소 수지(II-2): 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로 알킬비닐에테르 공중합체(조성 중량비; 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(프로필 비닐에테르)=94.5/5.5 MFR:23g/10분)
불소 수지(III): 폴리테트라플루오로에틸렌(상품명: 루브론 L5, 다이킨 고교 가부시키가이샤 제조)
불소 수지(IV): 에틸렌/테트라플루오로에틸렌 공중합체(상품명: 네오플론 EP541, 다이킨 고교 가부시키가이샤 제조)
<실시예 1 및 2>
방향족 폴리에테르케톤 수지(I) 및 불소 수지(II)를 표 1에 나타내는 비율(질량부)로, 용융 혼련 장치(상품명: 라보 플라스토 밀, 가부시키가이샤 도요 세이키 세이사쿠쇼 제조)에 투입하고, 온도 380℃, 스크류 회전수 80rpm의 조건 하에서 10분 간, 용융 혼련하여, 수지 조성물을 제조하였다. 얻어진 수지 조성물을 사용하여, 상기한 방법으로 프레스 시트를 제작하고, 한계 PV 치, 동마찰 계수, 노치 부착 아이조드 강도의 측정을 행하였다. 또한, 프레스 시트로부터 초박편을 잘라내어, 불소 수지(II)의 평균 분산 입자 직경을 산출하였다.
<실시예 3 내지 6>
방향족 폴리에테르케톤 수지(I) 및 불소 수지(II)를 표 1에 나타내는 비율(질량부)로 예비 혼합을 행하고, 2축 압출기(φ15㎜, L/D=60)를 사용하여, 실린더 온도 380℃, 스크류 회전수 350rpm의 조건 하에서 용융 혼련하여, 수지 조성물을 제조하였다. 얻어진 수지 조성물을 사용하여, 상기한 방법으로 시험편을 제작하고, 한계 PV 치, 동마찰 계수, 노치 부착 아이조드 강도의 측정을 행하였다. 또한, 상기 시험편으로 불소 수지(II)의 평균 분산 입자 직경을 산출하였다.
<비교예 1>
방향족 폴리에테르케톤 수지(I)만을 사용하여, 상기한 방법으로 시험편을 제작하고, 한계 PV 치, 동마찰 계수, 노치 부착 아이조드 강도의 측정을 행하였다.
<비교예 2 및 3>
방향족 폴리에테르케톤 수지(I), 불소 수지(III) 또는 불소 수지(IV)를 표 1에 나타내는 비율(질량부)로 예비 혼합을 행하고, 2축 압출기(φ15㎜, L/D=60)를 사용하여, 실린더 온도 380℃, 스크류 회전 수 350rpm의 조건 하에서 용융 혼련하여, 수지 조성물을 제조하였다. 얻어진 수지 조성물을 사용하여, 상기한 방법으로 프레스 시트를 제작하고, 한계 PV 치, 동마찰 계수, 노치 부착 아이조드 강도의 측정을 행하였다. 또한, 프레스 시트로부터 초박편을 잘라내어, 불소 수지(II)의 평균 분산 입자 직경을 산출하였다.
Figure pct00001
비교예 3의 결과는, 불소 수지로서 에틸렌/테트라플루오로에틸렌 공중합체를 사용하여도, 동마찰 계수 및 내마모성의 어느 쪽도 개선되지 않는 것을 나타낸다. 비교예 2의 결과가 나타내는 대로, 폴리테트라플루오로에틸렌을 첨가하면 동마찰 계수는 저하됐지만, 내마모성에는 변화가 없었다.
본 발명의 수지 조성물은, 높은 미끄럼 이동성이 요구되는 자동차 부품, 공업 부품, 전기 전자 부품 등에 사용되는 성형 재료로서 적절하게 이용 가능하다.

Claims (7)

  1. 방향족 폴리에테르케톤 수지(I) 및 불소 수지(II)를 포함하는 수지 조성물이며,
    불소 수지(II)는 테트라플루오로에틸렌 및 하기의 화학식 1로 표시되는 퍼플루오로에틸렌성 불포화 화합물의 공중합체이고,
    방향족 폴리에테르케톤 수지(I)와 불소 수지(II)와의 질량비 (I):(II)가 95:5 내지 50:50이고,
    불소 수지(II)가 방향족 폴리에테르케톤 수지(I) 중에 입자상으로 분산되어 있으며,
    불소 수지(II)의 평균 분산 입자 직경이 3.0㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
    <화학식 1>
    CF2=CF-Rf 1
    (식 중, Rf 1은 -CF3 또는 -ORf 2를 나타내고, Rf 2는 탄소수 1 내지 5의 퍼플루오로알킬기를 나타낸다)
  2. 제1항에 있어서,
    불소 수지(II)의 평균 분산 입자 직경이 0.30㎛ 이하인 수지 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    불소 수지(II)는 용융 유속이 0.1 내지 100g/10분인 수지 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    방향족 폴리에테르케톤 수지(I)는 폴리에테르에테르케톤인 수지 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 수지 조성물로 이루어지는 성형품.
  6. 제5항에 있어서,
    미끄럼 이동 부재로서 사용되는 성형품.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    시일재, 기어, 액추에이터, 피스톤, 베어링 또는 부시인 성형품.
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