JPS63118357A - 四フツ化エチレン樹脂組成物 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は四フッ化エチレン樹脂組成物に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

四フッ化エチレン樹脂（以下これをＰＴＦＥと略称する
）は耐熱性、耐薬品性に優れているばかりですく、４擦
係数が小さく自己潤滑性を有するので、軸受、歯車のよ
うな摺動部用材料、管、バルブ、その他の成形品等いわ
ゆるエンジニアリングプラスチックの代表的なものとし
て各方面に広く利用されで来たが、耐摩耗性は必ずしも
満足できないので、種々の充填剤を加えてこれを改善し
ようとする試みが数多くなされて来た。充填剤としては
、ガラス繊維粉末、ガラスピーズ、炭素繊維。

グラファイト、二硫化モリブデンなどの無機充填剤また
は芳香族系ポリエステル、ポリイミド、ボ材料は荷重に
よる変形（クリープ）が大きく、高性能シールリングの
ストレートカット品として使用する場合、シーリングの
合い口すきまが使用時にすくすったとき、合い口部に一
定の圧縮応力を生じ変形する。再びシールリングを使用
すると合い口部の変形によりシール性能が低下する。そ
こで充填剤の増量または複合化、さらにはＰＴＦＥ自体
の改質等による数多くのクリープ性の改善策が採られた
が、このような方法ではクリープ性の改善ができても機
械的強度が低下したり、摺動特性が劣ったりして好まし
くない。また、ＰＴＦＥの薄肉材料の周囲にクリープ性
の小さい熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂等を射出成形して
積層体もしくは複合体とする方法もあるが成形に手間が
かかり経済上不利である。なお、耐クリープ性の良いＰ
ＴＦＥとしてたとえばヘキスト社製ホスタフロンＴＦＭ
１７００等の商品名で市販されている変性四フッ化エチ
レン樹脂があるが、この樹脂は通常のＰＴＦＥと比較し
て遥かに高価であるばかりでなく、摺動特性は著しく劣
っている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように従来の技術においては耐熱性、耐薬品性に優
れたＰＴＦＥも荷重による変形（クリープ）が大きく、
シールリング用としての性能が充分ではなく、これを改
善するために各種充填剤を混入しても機械的強度または
摺動特性が低下して好ましくなく、成形は容易でなく高
価であるなど。

耐クリープ性１機械的強度、摩擦摩耗特性、シール性能
等のすべての面で満足できるものは得られなかったとい
う問題点があった。

ｃ問題点を解決するための手段〕 上記の問題点を解決するために、この発明はＰＴＦＥに
平均粒径１〜５０μｍのポリエーテルエーテルケトン微
粉末を必須成分として１０〜５０重け％添加したＰ　Ｔ
　Ｆ　Ｅ　！１１５５物とする手段を採用したものであ
る。以下その詳細を述べる。

まず、この発明におけるＰＴＦＥはテトラフルオロエチ
レン（四フッ化エチレン）の単独重合体でアって、アル
ボフロン（伊国モンテジソン社製）、テフロン（米国デ
ュポン社製）、フルオン（英国アイ・シー・アイ社製）
、ポリフロン（ダイキン工業社製）等の登録商標名で市
販されているフッ素樹脂の一種であって、圧縮成形は可
能であっても通常の射出成形は不可能であり、この発明
においては粉状のものが好ましい。

つぎに、この発明の必須成分として添加されるポリエー
テルエーテルケトンはたとえば英国アイ・シー・アイ社
からピクトレックスの登録商標名で市販されている重合
体であり、耐熱性、耐燃性、機械的強度など優れた諸特
性を有する の構造をもった樹脂（以下これをＰＥＥＫと略称する）
であり、この微粉末は市販品であっても、また、たとえ
ば冷凍粉砕機のような粉砕機を用いて塊状のものを粉砕
して得られるものであってもよい。ただこの発明の効果
を期待するためには。

ＰＥＥＫの微粉末の平均粒径は１〜５０μｍであること
が望ましい。なぜならば平均粒径が１μｍ未満であって
もまた５０μｍを越えてもＰＴＦＥ中のＰＥＥＫの均一
分散が困難となり、耐摩耗性、耐圧縮クリープ特性、シ
ール特性などの著しい向上は期待されなくなるからであ
る。そしてＰＥＥＫ微粉末の好ましい平均粒径は５〜３
０μｍである。また、ＰＥＥＫ微粉末の添加量はＰＴＦ
Ｅ　５０〜９０重量％に対してＰＥＥＫを５０〜１０重
量％（好ましくは４０〜１５重量％）とすることが望ま
しい。

なぜならば、ＰＥＥＫが１０重量％未満の少量では耐摩
耗性、耐圧縮クリープ特性、シール特性の改善効果は期
待出来ず、逆に５０重量％を越える多量ではコスト上昇
が先行し、それに見合う諸特性の改善効果が現われず経
済的不利を招くからである。

以上のＰＴＦＥとＰＥＥＫとの混合物は、従来から広く
行なわれている充填剤入りＰＴＦＥの通常の成形条件で
成形すればよく、たとえば、タンブラ−ミキサー、ヘン
シェルミキサー等の混合機によって両樹脂を粉状で乾式
混合し、これを金型に入れて３８０〜６００　ｋｇ／ｃ
ｒｎ２の圧力を加えて予備成型した後、金型から取り出
された圧縮成形体を３７０　℃で焼結する方法、その他
船熱加圧しながら回分式に圧縮成形する方法またはラム
押出機による連続成形方法などのいずれであってもよい
。

〔実施例〕

実施例１： 平均粒径１０μｍのポリエーテルエーテルケトン（英国
アイ・シー・アイ社製ピクトレックスＰＥＥＫ−１５０
Ｐ　　の冷凍粉砕品）３０重量％と平均粒径２５μｍの
ポリテトラフルオロエチレン（三片デュポンフロロケミ
カル社製テフロン７　Ｊ　）　７０重量％とをヘンシェ
ルミキサーでよく混合した後、内径３０　ｍｍの円筒状
の金型に充填し、４５０ｋｇ／ｃｍ２の圧力をかけて予
備成形を行ない得られた予備成形体を３６０℃で３時間
加熱して焼結成形体とし。

この成形体から各種試験方法に規定されている寸法、形
状の試験片を作製した。各特性値を求めるために用いた
試験方法はつぎのとおりである。すなわち、 （１）圧縮クリープ性（ＡＳＴＭ−Ｄ６２１　）荷重１
４０ｋｇ／ｃｍ２．２４時間の圧縮クリープ変形率（％
）、 （２）引張り強さく　ｋｇ／ｃｍ２）および伸び（％）
（ＡＳＴＭ−Ｄ６３８　） （３）摩擦係数 スラスト型摩擦試験機による滑り速度１５０ｍ／分、荷
重１　ｋｇ／ｃｍ２．相手材アルミニウム合金Ａ３０５
６（旋削仕上げ、表面粗さ３Ｓ）。

無潤滑の条件下。

（４）摩耗係数（×１０１０−１Ｏ０／ｋｇ・ｍ）スラ
スト型摩耗試験機による滑り速度１２８亀／分　、荷重
２．３　ｋｇ／ｃｍ２、相手材アルミニウム合金Ａ３０
５６（旋削仕上げ、表面粗さ３Ｓ）、無潤滑の条件下、 （５）シールリングのシール性 図に示すシールリング油漏れ量測定試験機を用い１分間
の油漏れ量（ｍｌ　）を測定した。

この試験機はプーリ１と一体で回転するシリンダー２の
中にピストン３が挿入され、このピストン３は先端部に
設けられた２本のリング溝４および４′　に装着された
シールリング５および５′を介してシリンダー２の内面
に接し、シールリング５および５′の中間に油入口Ａか
ら注入される油が封入されている。したがって、ピスト
ン３を固定してプーリ１を回転させ油出口ＢおよびＣか
ら漏れ出る油の蚤によってシールリング５および５′の
シール性を測定することができる。測定条件はつぎのと
おりである。

試料・・・ストレートカット品、１００℃で１時間試験
機にて運転後のもの。

油・・・・・・自動変速機油デキシロン■、油圧３ｋｇ
／ｃｍ、油温４０℃、 シリンダー回転数５００Ｏｒｐｍ であって、得られた結果を表にまとめた。

表 平均粒径１０μｍのポリニー針７今インの代わりに平均
粒径４０μｍのポリエーテルエーテルケトンを用いたこ
と以外は実施例１と全く同じ方法で成形し、成形体から
各試験片を作製して同様の諸特性を調べた。得られた結
果は表に併記した。

りに平均粒径８０μｍのポリニー９トンを用いた以外は
実施例１と全く同じ方法で成形し、成形体から各試験片
を作製し、その諸特性を調へた。

得られた結果は表に併記した。

りに平均粒径２５μｍのポリフェニレンサルファイド（
米国フィリップスペトロリウス社製：ライトンＰＰ５−
Ｐ４　）を用いたこと以外は実施例１と全く同じ方法で
成形、試験片の作製および諸特性の測定を行なった。得
られた結果は表に併記した。

比較例３： 平均粒径１０μｍのポリエーテルエーテルケトンの代わ
りに平均粒径２５μｍのポリオキシベンゾイル（住人化
学工業社製：エコノールＥＩＯＩ）を用いたこと以外は
実施例１と全く同じ方法で成形、試験片の作製および諸
特性の測定を行、一つな。

得られた測定結果は表に併記した。

比較例４： 平均粒径１０μｍのポリエーテルエーテルケトンの代わ
りに平均粒径１０μｍの３．３’、４．４’−ビフェニ
ルテトラカルボン酸二無水物と４．．４１′−ジアミノ
ジフェニルエーテルとを重合およびイミド化した芳香族
ポリイミド樹脂粉末を用いたこと以外は実施例１と全く
同じ方法で成形、試験片の作製およびその諸特性を調べ
た。得られた結果は表に併記した。

以上の実施例１および２ならびに比較例１〜４の測定結
果を比較すれば、この発明に基づ〈実施例１と実施例２
とは圧縮クリープ変形率、引張り強さ、引張り伸び、摩
擦係数、摩耗係数およびシール性能のすべてにおいて均
衡のとれた好結果を示しているのに対し、比較例１にお
いては圧縮クリープ特性が若干低下し、耐摩耗性および
シール性能は著しく劣り、また比較例２〜４においでは
特に圧縮クリープ変形率およびシール性能が著しく劣っ
ていることが明らかである。このような結果からこの発
明の組成物は、その成形体の圧縮クリープ変形率が非常
に小さく、シかもシール性能がきわめて優れていること
から、シール部用材料特にシールリング材料には格好の
ものであるということがわかった。

〔効果〕

この発明の組成物は基材の四フッ化エチレン樹脂本来の
優れた低摩擦特性を充分に保持しながら。

さらに優れた圧縮クリープ特性およびシール性能をも兼
備しでいて、従来その類を見ないものであり、シール材
特にシールリングの成形用材料には最適のものであると
いうことができる。したがって、この発明の意義はきわ
めで大きいのである。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例においでシール性能の測定に使
用したシールリング油漏れ量測定試験機の一部切欠の側
面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 四フッ化エチレン樹脂と必須成分である平均粒径１〜５
   ０μｍのポリエーテルエーテルケトン樹脂１０〜５０重
   量％とからなることを特徴とする四フッ化エチレン樹脂
   組成物。