JPH06184385A - 四フッ化エチレン樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ＰＴＦＥ組成物を、耐摩耗性に優
れたものとすると共に、アルミニウムなどの軟質金属を
摺動相手材とした場合でもこれを損傷しないものする。 【構成】 四フッ化エチレン樹脂５０〜９９容量％に、
大きさ１〜２００μｍで、粉末状、球状、繊維状などの
種々の形状の硫酸カルシウム（ＣａＳＯ₄ ）１〜５０容
量％を添加した四フッ化エチレン樹脂組成物とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、各種機器類の摺動部
用材料としての四フッ化エチレン樹脂組成物に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、四フッ化エチレン樹脂（以下、
これをＰＴＦＥと略記する）は、耐熱性、耐薬品性に優
れているばかりでなく、摩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など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て
きた。

【０００３】しかしこのものは、耐摩耗性が必ずしも満
足できず、また荷重による変形（クリープ）が大きく、
高荷重下または高温下における使用は制限される。

【０００４】このようなＰＴＦＥの耐摩耗性の欠点を改
善するために、各種の充填剤を添加する試みもなされて
おり、そのような充填剤としては、たとえばガラス繊維
粉末、ガラスビーズ、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、ポリフェニレンサルファイド、芳香
族系ポリアミドなどの有機充填剤などが挙げられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した各種
の充填材を添加したＰＴＦＥ組成物でも、耐摩耗性の改
善を充分に図ることはできず、特に、ＰＴＦＥと摺動す
る相手材が軟質金属のアルミニウムである場合には、摺
動開始直後に、アルミニウムが損傷して摩耗粉が発生
し、このアルミニウム粉がＰＴＦＥを攻撃するので、摩
耗が促進されるという問題点がある。

【０００６】そこで、この発明は、上記した問題点を解
決し、ＰＴＦＥ組成物を、耐摩耗性に優れたものとする
と共に、さらにアルミニウムなどの軟質金属を摺動相手
材とした場合でもこれを損傷しないものすることを課題
としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、四フッ化エチレン樹脂に、硫
酸カルシウムを添加した四フッ化エチレン樹脂組成物と
する手段を採用したのである。以下、その詳細を述べ
る。

【０００８】先ず、この発明におけるＰＴＦＥは、テト
ラフルオロエチレンを繰り返し単位とする分子量３００
万〜１０００万の重合体であって、融点３２７℃以上の
温度での溶融粘度が高いので、成形に際して圧縮成形は
可能であるが、通常の射出成形は不可能な樹脂である。
市販のＰＴＦＥとしては、伊国モンテジソン社製：アル
ゴフロン、デュポン社製：テフロン、英国アイ・シー・
アイ社製：フルオン、ダイキン工業主製：アルゴフロン
が挙げられる。

【０００９】この発明に用いる硫酸カルシウムとして
は、無水物または水和物のいずれであってもよく、単結
晶化した種々の形態のものであってよい。すなわち、硫
酸カルシウムは、その製法によって粉末状、球状、繊維
状などの種々の形状のものが得られるが、特にそのよう
な形状を限定することなく使用できる。なお、種々の形
状の大きさ（最大寸法）は、１〜２００μｍの範囲が好
ましく、より好ましくは５〜１００μｍである。なぜな
ら、１μｍ未満の大きさでは組成物の成形性が損なわ
れ、また２００μｍを越える大きさでは、組成物の摩擦
摩耗特性が安定しないこととなって好ましくないからで
ある。

【００１０】以上述べた硫酸カルシウムのＰＴＦＥへの
添加量は、ＰＴＦＥ５０〜９９容量％に対して１〜５０
容量％であることが好ましい。なぜなら、１容量％未満
の少量では、摩擦摩耗特性において所期の効果が認めら
れず、５０容量％を越える多量では、組成物の成形性が
著しく損なわれて好ましくないからである。

【００１１】なお、このようなＰＴＦＥ組成物は、この
発明の効果を損なわない限り、各種の充填材を添加して
もよい。その場合に用いる充填材としては、たとえばポ
リアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリア
リーレンスルフィド樹脂、芳香族ポリエーテルケトン樹
脂、ポリアリーレンエーテルスルホン樹脂、フェノール
系樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、シ
リコーン樹脂、溶融フッソ樹脂などの耐熱性高分子材料
を始めとし、グラファイト繊維、ウォラストナイト、チ
タン酸カリウム繊維などの耐熱性無機単一繊維、硫酸マ
グネシウム系繊維などの複合繊維、芳香族アミド繊維な
ど耐熱性有機繊維、さらに二硫化モリブデン、グラファ
イト、カーボン、マイカ、タルク、三酸化モリブデンな
どの潤滑性向上用無機粉末、酸化鉄、硫化カドミウム、
セレン化カドミウム、カーボンブラックなどの着色用無
機顔料など数多くのものを挙げることができる。

【００１２】そして、これら諸原料を混合し成形するに
際しては、従来から広く行なわれている充填剤入りＰＴ
ＦＥの周知の成形条件で成形すればよい。そのような方
法としては、たとえば、タンブラーミキサー、ヘンシェ
ルミキサーなどの混合機によって乾式混合し、これを金
型に入れて３８０〜６００ｋｇ／ｃｍ² の圧力を加えて
予備成形した後、金型から取り出された圧縮成形体を３
７０℃で焼結する方法、加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
を採用できる。

【００１３】

【作用】この発明において添加される硫酸カルシウム
は、ＰＴＦＥの耐摩耗性を改善し、かつ軟質金属などの
摺動相手材の表面に強固な転移膜を形成して相手材を保
護する。

【００１４】

【実施例】実施例および比較例に使用した原材料を一括
して示すと以下の通りである。なお、〔 〕内に略号ま
たは化学記号を示し、配合割合は全て容量％である。

【００１５】（１）四フッ化エチレン樹脂〔ＰＴＦＥ〕 三井・デュポンフロロケミカル社製：テフロン７Ｊ （２）硫酸カルシウム〔ＣａＳＯ₄ 〕 大日精化工業社製：フランクリン・フアイバー Ａ−３
０ （３）リン酸リチウム〔Ｌｉ₃ ＰＯ₄ 〕 和光純薬社製：試薬 （４）酸化銅〔ＣｕＯ〕 和光純薬社製：試薬 （５）酸化鉛〔ＰｂＯ〕 三井金属工業社製：リサージＹ （６）酸化亜鉛〔ＺｎＯ〕 松下電器産業社製：パナテトラ （７）炭酸カルシウム〔ＣａＣＯ₃ 〕 日窒工業社製：ＮＡ６００ （８）芳香族ポリエステル樹脂〔ＯＰ〕 住友化学工業株式会社製：エコノールＥ１０１Ｍ 以上の原材料を表１に示した割合で配合し乾式混合した
後、これを金型に入れて５００ｋｇ／ｃｍ² の圧力で予
備成形し、その圧縮成形品を３７０℃で焼成した。この
成形体から以下に示す試験方法またはに用いる所定
の形状および寸法の試験片を作成し、物性値を測定し
た。この結果は、表１中に併記した。

【００１６】 摩擦係数および摩耗係数 ピンオンディスク型摩擦摩耗試験機を用いて、滑り速度
８．３ｍ／分、荷重７００ｇｆ、ディスク型相手材：ア
ルミニウム合金Ａ５０５６（表面粗さ３．２Ｓ）、無潤
滑の条件下におけるピン型試験片（直径８ｍｍ、ピン先
端の曲率半径：Ｒ５０）の摩擦係数を試験開始１分後、
および同１２０分後について求めた。また、前記試験機
を１２０分間運転した後と運転前の重量変化および材料
の比重から摩耗係数（ｃｍ³ ／ｋｇｆ・ｍ）を算出し
た。

【００１７】 相手材損傷度 の試験後に摺動面の表面粗さ形状を測定し、全く損傷
しなかった（○印）、損傷した（×印）の２段階に評価
した。

【００１８】

【表１】

【００１９】表１の試験結果から明らかなように、実施
例１および実施例２は、相手材を全く損傷せず、試験時
間中の摩擦係数および試験前後の摩耗係数は安定して低
く、耐摩耗性に優れた物性を示した。

【００２０】これに対して、硫酸カルシウム以外の化合
物を添加配合した比較例のうち、比較例１，２および４
〜６は、相手材を損傷し、比較例３は摩耗係数が劣って
おり、所期の耐摩耗性および相手材損傷性の両方を満足
するものはなかった。

【００２１】

【効果】この発明は、以上説明したように、四フッ化エ
チレン樹脂に、硫酸カルシウムを添加した四フッ化エチ
レン樹脂組成物としたので、四フッ化エチレン樹脂本来
の特性に加えて、耐摩耗性に優れたものとなり、しかも
アルミニウムなどの軟質金属を摺動相手材とした場合で
もこれを損傷しないという利点があり、特に軸受などの
摺動部用材料には最適のものであるといえる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 四フッ化エチレン樹脂に、硫酸カルシウ
   ムを添加してなる四フッ化エチレン樹脂組成物。