JPH0535183B2 - - Google Patents
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- JPH0535183B2 JPH0535183B2 JP59116700A JP11670084A JPH0535183B2 JP H0535183 B2 JPH0535183 B2 JP H0535183B2 JP 59116700 A JP59116700 A JP 59116700A JP 11670084 A JP11670084 A JP 11670084A JP H0535183 B2 JPH0535183 B2 JP H0535183B2
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Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
〈産業上の利用分野〉
本発明は耐摩耗性の優れた溶融成形用フツ素系
樹脂組成物に関する。 〈従来の技術〉 近年、オフイス・オートメーシヨン（OA）機
器を中心とした機器の小型化に伴ない、軸受け、
ブツシユ、スライダー等の摺動部材が、従来のボ
ールベアリング、焼結金属製から無給油（オイル
レス）の合成樹脂製に変換されつつある。 しかしながら、このような摺動部材は、より高
荷重、より高速度かつ150℃以上の高温度雰囲気
下で使用されるものとなつているため、従来の合
成樹脂材料では適用が不可能であつた。しかも、
合成樹脂製摺動部材の相手材がアルミニウムやア
ルミニウム合金等のような軟質材料である場合、
合成樹脂としてポリアミド樹脂やポリアミドイミ
ド樹脂のような硬質材料は相手材を摩耗させるた
め使用できない。 〈発明が解決しようとする問題点〉 そこで、本発明者らは、フツ素系樹脂を使用す
ることを検討した。フツ素系樹脂は耐熱性、耐薬
品性、耐候性、電気特性、非粘着性に優れてお
り、しかも低摩擦係数を有しているが、一方弾性
係数が低く、摺動面にキズが入り易いという欠点
があつた。従つて、低荷重下で摺動部材として使
用する際でも摩耗量が大きく、まして高荷重、高
温度雰囲気下で摺動部材として使用することは不
可能であつた。 本発明者らは、フツ素系樹脂を用いて、高荷
重、高速度、高温度雰囲気下における耐摩耗性の
優れた摺動部材用の材料を提供することを目的と
して鋭意検討した結果、本発明に到達した。 〈問題点を解決するための手段および作用〉 すなわち、本発明はフツ素系樹脂94〜40重量
％、ワラストナイト５〜60重量％からなる耐摩耗
性の優れた溶融成形用フツ素系樹脂組成物であ
る。 フツ素系樹脂とメタケイ酸カルシウムからなる
水性分散液は知られている（特開昭54−150454号
公報）が、フツ素系樹脂とワラストナイトからな
る溶融成形用組成物はまだ知られておらず、ま
た、かかる組成物の優れた耐摩耗性効果も全く知
られていない。耐摩耗性向上効果はフツ素系樹脂
にワラストナイトを含有せしめることにより特異
的に奏される。ガラス繊維、グラフアイト、炭酸
カルシウム、タルク、ガラスビーズ、二硫化モリ
ブデン、炭素繊維、銅、アルミニウム、雲母等の
ワラストナイト以外の充填剤を含有したフツ素系
樹脂組成物は、比較例にも示されるように耐摩耗
性が多少は改善されるが、まだ十分ではない。 以下、本発明を具体的に説明する。 本発明で好ましく用いられるフツ素系樹脂とし
ては、例えばポリテトラフルオロエチレン
（PTFE）、ポリクロロトリフルオロエチレン
（POTFE）、ポリフツ化ビニリデン（PVdF）、ポ
リフツ化ビニル（PVF）、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
（FEP）、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（PFA）、テ
トラフルオロエチレン−エチレン共重合体
（ETFE）、クロロトリフルオロエチレン−エチレ
ン共重合体（ECTFE）等が挙げられ、これらは
混合物としても使用できる。これらのうちで、よ
り好ましくはPFAが用いられる。 本発明で用いられるワラストナイトは、大部分
が天然産のカルシウムメタシリケートである。ワ
ラストナイトは、例えば米国プロセスド・ミネラ
ルズ社（Proccessed Minerals Inc.）からも販売
されている。ワラストナイトは樹脂への分散性が
よく、特別な表面処理なしで樹脂に添加できる。
また、ワラストナイトにシランカツプリング剤を
コーテイングすることにより強度的、電気的、熱
的特性を改良でき、耐水性を上げ、粘度を下げ作
業性をよくし、高充填化を可能とする場合があ
る。ワラストナイトの添加量はフツ素系樹脂とワ
ラストナイトからなる組成物全体の５〜60重量％
が好ましく、より好ましくは20〜50重量％であ
る。添加量が５重量％未満では強度や耐摩耗性の
改善効果が少なく十分な摺動特性、耐摩耗性が得
られない。一方、60重量％を越えるとワラストナ
イトが均一に分散せず、溶融時の流動性が悪くな
り表面外観のよい成形品が得られない。また、強
度も低下し、摺動特性、耐摩耗性も悪化する。特
に耐摩耗性では軟質材料からなる相手材を摩耗し
易くなる。 本発明の樹脂組成物に更に潤滑性を向上させる
為に、オキシベンゾイルポリエステルのごとき高
結晶性耐熱性樹脂、“ケブラー”（商標）のごとき
芳香族ポリアミド系樹脂のごとき有機重合体；黒
鉛、二硫化モリブデンなどの固体潤滑剤；シリコ
ーンオイル、有機酸の金属塩からなる金属石ケ
ン；ワツクス類を少量加えることも可能である。 本発明の樹脂組成物を得る為の混合方法として
はフツ素系樹脂とワラストナイトを例えばヘンシ
エルミキサー、スーパーミキサーなどの混合機で
ドライブレンドした後、一軸または多軸押出機で
溶融混練しストランドに押出しカツターにてペレ
ツ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、例えばPTFEのように上記方法でペレツ
ト化ができないフツ素系樹脂においてはヘンシエ
ルミキサー、スーパーミキサーなどで混合した
後、そのまま次の成形に使用すればよい。 このようにして得られた本発明の組成物から軸
受け、ブツシユ、スライダー、ギヤー、分離爪
（セパレーター）その他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が、スライダー
のごとき成形品では押出成形によりシートを成形
し、スライダーの形状に打ち抜くことやラム押出
機や単軸、２軸押出機で丸棒や平板、円筒のごと
き素材を成形し、この素材から機械加工によつて
軸受け、ブツシユ、ギヤー、分離爪等の製品を得
ることもできる。 〈実施例〉 以下、実施例により本発明を説明する。 実施例 １ フツ素系樹脂としてPFA樹脂（三井フロロケ
ミカル(株)製340J）と各種充填剤を第１表に示す組
成比となるようヘンシエルミキサーで混合し、１
軸タイプの押出機（田辺機械 30φ押出機）でシ
リンダー温度を310〜350℃に設定し、押出造粒を
行ないペレツトを得た。これらを射出成形機（住
友重機製、ネオマツト25／140）を用いて曲げ試
験片、摩耗試験片（30□ ×3t角板）に成形した。
曲げ特性はASTM D790−49Tにより測定した。
摩擦摩耗特性は、鈴木式摩耗試験機を用いて室温
下で圧力Ｐ＝10Kg／cm2、速度20ｍ／分の条件下で
相手材にS45Cリング（外径23.1mmφ、内径20.2mm
φ、接触面積１cm2）を用い１時間運転した後の各
試験片の摩擦係数と摩耗量を測定した。結果は表
１の通りであり、本発明組成物はすぐれた耐摩耗
性を示す。
樹脂組成物に関する。 〈従来の技術〉 近年、オフイス・オートメーシヨン（OA）機
器を中心とした機器の小型化に伴ない、軸受け、
ブツシユ、スライダー等の摺動部材が、従来のボ
ールベアリング、焼結金属製から無給油（オイル
レス）の合成樹脂製に変換されつつある。 しかしながら、このような摺動部材は、より高
荷重、より高速度かつ150℃以上の高温度雰囲気
下で使用されるものとなつているため、従来の合
成樹脂材料では適用が不可能であつた。しかも、
合成樹脂製摺動部材の相手材がアルミニウムやア
ルミニウム合金等のような軟質材料である場合、
合成樹脂としてポリアミド樹脂やポリアミドイミ
ド樹脂のような硬質材料は相手材を摩耗させるた
め使用できない。 〈発明が解決しようとする問題点〉 そこで、本発明者らは、フツ素系樹脂を使用す
ることを検討した。フツ素系樹脂は耐熱性、耐薬
品性、耐候性、電気特性、非粘着性に優れてお
り、しかも低摩擦係数を有しているが、一方弾性
係数が低く、摺動面にキズが入り易いという欠点
があつた。従つて、低荷重下で摺動部材として使
用する際でも摩耗量が大きく、まして高荷重、高
温度雰囲気下で摺動部材として使用することは不
可能であつた。 本発明者らは、フツ素系樹脂を用いて、高荷
重、高速度、高温度雰囲気下における耐摩耗性の
優れた摺動部材用の材料を提供することを目的と
して鋭意検討した結果、本発明に到達した。 〈問題点を解決するための手段および作用〉 すなわち、本発明はフツ素系樹脂94〜40重量
％、ワラストナイト５〜60重量％からなる耐摩耗
性の優れた溶融成形用フツ素系樹脂組成物であ
る。 フツ素系樹脂とメタケイ酸カルシウムからなる
水性分散液は知られている（特開昭54−150454号
公報）が、フツ素系樹脂とワラストナイトからな
る溶融成形用組成物はまだ知られておらず、ま
た、かかる組成物の優れた耐摩耗性効果も全く知
られていない。耐摩耗性向上効果はフツ素系樹脂
にワラストナイトを含有せしめることにより特異
的に奏される。ガラス繊維、グラフアイト、炭酸
カルシウム、タルク、ガラスビーズ、二硫化モリ
ブデン、炭素繊維、銅、アルミニウム、雲母等の
ワラストナイト以外の充填剤を含有したフツ素系
樹脂組成物は、比較例にも示されるように耐摩耗
性が多少は改善されるが、まだ十分ではない。 以下、本発明を具体的に説明する。 本発明で好ましく用いられるフツ素系樹脂とし
ては、例えばポリテトラフルオロエチレン
（PTFE）、ポリクロロトリフルオロエチレン
（POTFE）、ポリフツ化ビニリデン（PVdF）、ポ
リフツ化ビニル（PVF）、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
（FEP）、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（PFA）、テ
トラフルオロエチレン−エチレン共重合体
（ETFE）、クロロトリフルオロエチレン−エチレ
ン共重合体（ECTFE）等が挙げられ、これらは
混合物としても使用できる。これらのうちで、よ
り好ましくはPFAが用いられる。 本発明で用いられるワラストナイトは、大部分
が天然産のカルシウムメタシリケートである。ワ
ラストナイトは、例えば米国プロセスド・ミネラ
ルズ社（Proccessed Minerals Inc.）からも販売
されている。ワラストナイトは樹脂への分散性が
よく、特別な表面処理なしで樹脂に添加できる。
また、ワラストナイトにシランカツプリング剤を
コーテイングすることにより強度的、電気的、熱
的特性を改良でき、耐水性を上げ、粘度を下げ作
業性をよくし、高充填化を可能とする場合があ
る。ワラストナイトの添加量はフツ素系樹脂とワ
ラストナイトからなる組成物全体の５〜60重量％
が好ましく、より好ましくは20〜50重量％であ
る。添加量が５重量％未満では強度や耐摩耗性の
改善効果が少なく十分な摺動特性、耐摩耗性が得
られない。一方、60重量％を越えるとワラストナ
イトが均一に分散せず、溶融時の流動性が悪くな
り表面外観のよい成形品が得られない。また、強
度も低下し、摺動特性、耐摩耗性も悪化する。特
に耐摩耗性では軟質材料からなる相手材を摩耗し
易くなる。 本発明の樹脂組成物に更に潤滑性を向上させる
為に、オキシベンゾイルポリエステルのごとき高
結晶性耐熱性樹脂、“ケブラー”（商標）のごとき
芳香族ポリアミド系樹脂のごとき有機重合体；黒
鉛、二硫化モリブデンなどの固体潤滑剤；シリコ
ーンオイル、有機酸の金属塩からなる金属石ケ
ン；ワツクス類を少量加えることも可能である。 本発明の樹脂組成物を得る為の混合方法として
はフツ素系樹脂とワラストナイトを例えばヘンシ
エルミキサー、スーパーミキサーなどの混合機で
ドライブレンドした後、一軸または多軸押出機で
溶融混練しストランドに押出しカツターにてペレ
ツ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、例えばPTFEのように上記方法でペレツ
ト化ができないフツ素系樹脂においてはヘンシエ
ルミキサー、スーパーミキサーなどで混合した
後、そのまま次の成形に使用すればよい。 このようにして得られた本発明の組成物から軸
受け、ブツシユ、スライダー、ギヤー、分離爪
（セパレーター）その他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が、スライダー
のごとき成形品では押出成形によりシートを成形
し、スライダーの形状に打ち抜くことやラム押出
機や単軸、２軸押出機で丸棒や平板、円筒のごと
き素材を成形し、この素材から機械加工によつて
軸受け、ブツシユ、ギヤー、分離爪等の製品を得
ることもできる。 〈実施例〉 以下、実施例により本発明を説明する。 実施例 １ フツ素系樹脂としてPFA樹脂（三井フロロケ
ミカル(株)製340J）と各種充填剤を第１表に示す組
成比となるようヘンシエルミキサーで混合し、１
軸タイプの押出機（田辺機械 30φ押出機）でシ
リンダー温度を310〜350℃に設定し、押出造粒を
行ないペレツトを得た。これらを射出成形機（住
友重機製、ネオマツト25／140）を用いて曲げ試
験片、摩耗試験片（30□ ×3t角板）に成形した。
曲げ特性はASTM D790−49Tにより測定した。
摩擦摩耗特性は、鈴木式摩耗試験機を用いて室温
下で圧力Ｐ＝10Kg／cm2、速度20ｍ／分の条件下で
相手材にS45Cリング（外径23.1mmφ、内径20.2mm
φ、接触面積１cm2）を用い１時間運転した後の各
試験片の摩擦係数と摩耗量を測定した。結果は表
１の通りであり、本発明組成物はすぐれた耐摩耗
性を示す。
【表】
実施例 ２
実施例１と同様のフツ素系樹脂に実施例１と同
様の各種充填剤を表２に示す組成比となるように
ヘンシエルミキサーで混合し、実施例１と同じ方
法で摩耗試験片を成形し、圧力をＰ＝５Kg／cm2と
15Kg／cm2の２水準にする以外は実施例１と同様に
して摩擦係数、摩耗量を測定した。結果は表２の
通りである。本発明組成物は優れた耐摩耗性を示
した。
様の各種充填剤を表２に示す組成比となるように
ヘンシエルミキサーで混合し、実施例１と同じ方
法で摩耗試験片を成形し、圧力をＰ＝５Kg／cm2と
15Kg／cm2の２水準にする以外は実施例１と同様に
して摩擦係数、摩耗量を測定した。結果は表２の
通りである。本発明組成物は優れた耐摩耗性を示
した。
【表】
実施例 ３〜７
実施例１と同様のフツ素系樹脂にワラストナイ
トを表３に示す配合比になるようにヘンシエルミ
キサーで混合し、池貝鉄工(株)製“PCM−45”２
軸押出機を用いてシリダー温度320〜350℃でペレ
ツト化した。ワラストナイト80wt％の場合はペ
レツト化が困難であつた。得られたレツトを用い
射出成形機（住友重機製“ネオマツト“75/140）
を用い曲げ試験片を成形し、曲げ特性を測定した
結果及び実施例１と同様の条件で摩擦摩耗特性を
測定した結果を表３に示す。また、得られたペレ
ツトを用い溶融粘度を高化式フローテスターで温
度340℃、圧力20Kg／cm2、滞留10分、ノズル１mm
φ×２で測定した結果を表４に示す。
トを表３に示す配合比になるようにヘンシエルミ
キサーで混合し、池貝鉄工(株)製“PCM−45”２
軸押出機を用いてシリダー温度320〜350℃でペレ
ツト化した。ワラストナイト80wt％の場合はペ
レツト化が困難であつた。得られたレツトを用い
射出成形機（住友重機製“ネオマツト“75/140）
を用い曲げ試験片を成形し、曲げ特性を測定した
結果及び実施例１と同様の条件で摩擦摩耗特性を
測定した結果を表３に示す。また、得られたペレ
ツトを用い溶融粘度を高化式フローテスターで温
度340℃、圧力20Kg／cm2、滞留10分、ノズル１mm
φ×２で測定した結果を表４に示す。
【表】
ず
【表】
実施例 ８
次の(A)〜(E)の樹脂および組成物を準備した。
(A)：実施例１と同様の方法により得たワラストナ
イトを40重量％含有するPFA樹脂組成物、 (B)：PTFE樹脂を20重量％含有するアモコ社製ポ
リアミドイミド樹脂“トーロン”4000Tの組成
物（TI−5013F20）、 (C)：PTFE樹脂を40重量％含有するアモコ社製ポ
リアミドイミド樹脂“トーロン”4000Tの組成
物（TI−5013F40）、 (D)：住友化学(株)製ポリオキシベンゾイル樹脂“エ
コノール”2000、 (E)：東洋ベアリング(株)製ガラス繊維入りPTFE樹
脂“ルーロン”LD。30□ ×3t角板。 これらの樹脂および組成物(A)〜(D)から、射出成
形により30□ ×3tの摩耗試験片を得た。このうち
(B)〜(C)は常法によりポストキユアを行なつた。こ
れら摩耗試験片に対し、スラスト摩耗テストを島
津製鈴木式摩耗試験機を用いて、相手材にアルミ
5056の接触面積２cm2になるリングを用い雰囲気温
度180℃で面圧（荷重）10Kg／cm2、速度７ｍ／分
で摩擦摩耗特性を経時的に測定した。結果は第１
図の通りとなり本発明の組成物(A)は優れた耐摩耗
性を示した。 〈発明の効果〉 本発明のフツ素系樹脂組成物は、低摩擦係数を
有しかつ耐摩耗性に優れ、高温、高荷重下での圧
縮強度、曲げ強度、曲げ弾性率において優れてい
る。従つて、本発明の組成物はOA機器等の摺動
部材その他一般工業用機器の摺動部材等の摺動用
途に適用可能であり、さらに、食品加工用機器の
ごとく被加工品の汚染が許されない機械装置のオ
イルレス軸受け、ガイドロール、ガイド板等にも
有用な材料となり得る。
イトを40重量％含有するPFA樹脂組成物、 (B)：PTFE樹脂を20重量％含有するアモコ社製ポ
リアミドイミド樹脂“トーロン”4000Tの組成
物（TI−5013F20）、 (C)：PTFE樹脂を40重量％含有するアモコ社製ポ
リアミドイミド樹脂“トーロン”4000Tの組成
物（TI−5013F40）、 (D)：住友化学(株)製ポリオキシベンゾイル樹脂“エ
コノール”2000、 (E)：東洋ベアリング(株)製ガラス繊維入りPTFE樹
脂“ルーロン”LD。30□ ×3t角板。 これらの樹脂および組成物(A)〜(D)から、射出成
形により30□ ×3tの摩耗試験片を得た。このうち
(B)〜(C)は常法によりポストキユアを行なつた。こ
れら摩耗試験片に対し、スラスト摩耗テストを島
津製鈴木式摩耗試験機を用いて、相手材にアルミ
5056の接触面積２cm2になるリングを用い雰囲気温
度180℃で面圧（荷重）10Kg／cm2、速度７ｍ／分
で摩擦摩耗特性を経時的に測定した。結果は第１
図の通りとなり本発明の組成物(A)は優れた耐摩耗
性を示した。 〈発明の効果〉 本発明のフツ素系樹脂組成物は、低摩擦係数を
有しかつ耐摩耗性に優れ、高温、高荷重下での圧
縮強度、曲げ強度、曲げ弾性率において優れてい
る。従つて、本発明の組成物はOA機器等の摺動
部材その他一般工業用機器の摺動部材等の摺動用
途に適用可能であり、さらに、食品加工用機器の
ごとく被加工品の汚染が許されない機械装置のオ
イルレス軸受け、ガイドロール、ガイド板等にも
有用な材料となり得る。
第１図は本発明の実施例８における本発明組成
物の耐摩耗特性を説明するための、時間と摩耗深
さとの関係を示す図である。 Ａ：本発明組成物
物の耐摩耗特性を説明するための、時間と摩耗深
さとの関係を示す図である。 Ａ：本発明組成物
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ フツ素系樹脂95〜40重量％およびワラストナ
イト５〜60重量％からなる耐摩耗性の優れた溶融
成形用フツ素系樹脂組成物。 ２ フツ素系樹脂が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であ
る特許請求の範囲第１項記載の耐摩耗性の優れた
溶融成形用フツ素系樹脂組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11670084A JPS60262844A (ja) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | 耐摩耗性の優れた溶融成形用フツ素系樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11670084A JPS60262844A (ja) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | 耐摩耗性の優れた溶融成形用フツ素系樹脂組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60262844A JPS60262844A (ja) | 1985-12-26 |
| JPH0535183B2 true JPH0535183B2 (ja) | 1993-05-25 |
Family
ID=14693673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11670084A Granted JPS60262844A (ja) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | 耐摩耗性の優れた溶融成形用フツ素系樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60262844A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3410487B2 (ja) * | 1992-05-21 | 2003-05-26 | ダイキン工業株式会社 | 摺動部品用樹脂組成物 |
| JPH07228744A (ja) * | 1994-02-19 | 1995-08-29 | Nippon Pillar Packing Co Ltd | フッ素系樹脂の摺動部材組成物 |
| US6020417A (en) * | 1997-01-24 | 2000-02-01 | Ntn Corporation | Sheet feed members for image forming devices |
-
1984
- 1984-06-08 JP JP11670084A patent/JPS60262844A/ja active Granted
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| TEFLON PFA=1979 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60262844A (ja) | 1985-12-26 |
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