JPH0867796A - 四フッ化エチレン樹脂組成物 - Google Patents

四フッ化エチレン樹脂組成物

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JPH0867796A
JPH0867796A JP20355294A JP20355294A JPH0867796A JP H0867796 A JPH0867796 A JP H0867796A JP 20355294 A JP20355294 A JP 20355294A JP 20355294 A JP20355294 A JP 20355294A JP H0867796 A JPH0867796 A JP H0867796A
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JP
Japan
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tetrafluoroethylene resin
resin composition
carbonate
ptfe
composition
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JP20355294A
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Mitsuru Tanaka
満 田中
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 四フッ化エチレン樹脂組成物を、耐摩耗性に
優れたものとし、しかもアルミニウムのような軟質金属
を相手にした摺動条件でもそのような相手材を損傷しな
い組成物とする。 【構成】 四フッ化エチレン樹脂50〜99容量%に、
炭酸リチウム、炭酸ナトリウムのそれぞれ単独または両
者併用した炭酸金属塩を1〜50容量%添加した四フッ
化エチレン樹脂組成物とする。または、上記の四フッ化
エチレン樹脂組成物に対して、さらにリン酸リチウムを
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
材として使用される四フッ化エチレン樹脂組成物に関す
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
スチックとして各方面に広く利用されてきた。
【0003】しかしPTFE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)が大きいの
で、高荷重下または高温下においてはその使用が制限さ
れる欠点がある。
【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、その場合に用いる充填剤としては、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、青銅、黄銅、酸化鉛、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が挙げられる。
【0005】また、PTFEの耐摩耗性の改善を目的と
して、PTFEにガラス繊維、炭素繊維などの補強剤
と、さらにリン酸リチウムやリン酸カルシウムなどのリ
ン酸金属塩を添加したフッ素樹脂組成物が、特開平3−
223397号公報に開示されている。
【0006】上記開示されたフッ素樹脂組成物は、摺動
相手剤としてSUS304等のステンレス鋼を採用した
際には、比較的良好な耐摩耗性を示す。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、PTFEに補
強剤およびリン酸金属塩を添加した組成物は、摺動相手
材がステンレス鋼より軟質のアルミニウム合金(A50
56等)の場合には、摺動開始直後にアルミニウムが損
傷し、発生したアルミニウム摩耗粉が摺動相手を攻撃す
ることになるので、著しく摩耗が進行するという問題点
がある。
【0008】そこで、この発明の課題は、上記した問題
点を解決して、PTFE組成物を、耐摩耗性に優れたも
のとし、しかもアルミニウムのような軟質金属を相手に
した摺動条件でもそのような相手材を損傷しない組成物
とすることである。
【0009】
【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を主要
成分として、炭酸リチウム、炭酸ナトリウムのそれぞれ
単独または両者併用した炭酸金属塩を添加した四フッ化
エチレン樹脂組成物としたのである。
【0010】また、四フッ化エチレン樹脂50〜99容
量%に、炭酸リチウム、炭酸ナトリウムのそれぞれ単独
または両者併用した炭酸金属塩を1〜50容量%添加し
た四フッ化エチレン樹脂組成物としたのである。
【0011】または、上記の四フッ化エチレン樹脂組成
物に、さらにリン酸リチ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ある。
【0012】以下に、その詳細を述べる。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
あるが、このものは融点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、ダイキン工業社製:ポリフロンが挙げられる。
【0013】この発明に用いる炭酸リチウム、炭酸ナト
リウムまたはリン酸リチウムは、それぞれLi2
3 、Na2 CO3 、Li3 PO4 で示される金属塩で
ある。これらは、その製法によって粉末その他の形態の
ものが得られるが、特に、そのような外観(形状)およ
び製法を限定して採用したものではない。
【0014】上記した金属塩が粉末である場合に、その
平均粒径は200μm 以下とすることが好ましい。なぜ
なら、粉末の平均粒径が200μm を越えると、PTF
E組成物の成形時にクラックが入り易くなって成形性が
劣り、成形体の耐摩耗性が安定しなくなるからである。
【0015】以上述べた炭酸リチウム、炭酸ナトリウム
もしくはこれらの混合物またはこれとリン酸リチウムの
PTFEへの配合割合は、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、金属塩が1容量%未満の少量では、組成物の摩擦摩
耗特性においてこれらの添加による所期した効果が現れ
ず、50容量%を越える多量では、成形性が著しく損な
われ、すなわち所望の形状に成形できなくなって好まし
くないからである。
【0016】なお、上記した金属塩として結晶水を有す
るものを採用する場合は、PTFE組成物の成形(焼
成)時に、結晶水が蒸発してクラックが生じ易くなる
が、このような事態を回避するには、PTFEに混合前
の金属塩を、PTFEの焼成温度(約360〜380
℃)以上の高温で予め熱処理すればよい。
【0017】なお、この発明の効果を損なわない限り、
PTFE組成物に、各種の充填剤を添加してもよい。充
填剤としては、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、ウォラストナイ
ト、チタン酸カリウム繊維、硫酸カルシウム繊維などの
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を挙げること
ができる。
【0018】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。
【0019】
【作用】この発明において添加される炭酸リチウム、炭
酸ナトリウムのそれぞれ単独または両者併用した混合
物、またはリン酸リチウムは、PTFEの耐摩耗性を改
善すると共にアルミニウム合金などの軟質金属製摺動相
手材の表面に強固な転移膜を形成して相手材を摩耗・損
傷から保護する。
【0020】
【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。
【0021】(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)炭酸リチウム〔Li2 CO3 〕、和光純薬社製:
試薬 (3)炭酸ナトリウム〔Na2 CO3 〕、和光純薬社
製:試薬 (4)リン酸リチウム〔Li3 PO4 〕、和光純薬社
製:試薬 (5)リン酸カリウム〔K3 PO4 〕、和光純薬社製:
試薬 (6)硫酸ナトリウム〔Na2 SO4 〕、和光純薬社
製:試薬 (7)ピロリン酸カリウム〔K4 2 7 〕、和光純薬
社製:試薬 (8)炭酸カルシウム〔CaCO3 〕、和光純薬社製:
試薬 (9)リン酸ナトリウム〔Na3 PO4 〕、和光純薬社
製:試薬 (10)リン酸カルシウム〔Ca3 (PO4 2 〕、和
光純薬社製:試薬 以上の原材料を表1または表2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に用いる所
定の形状および寸法の試験片を作成し、その物性値を測
定した。この結果は、表1または表2中に併記した。
【0022】 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
滑条件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1
20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。
【0023】 相手材損傷度 の試験後に摺動面の表面粗さを測定し、全く損傷しな
かった(○印)、表面粗さが5Sを越えて損傷した(×
印)の2段階に評価した。
【0024】
【表1】
【0025】
【表2】
【0026】表1および表2の試験結果から明らかなよ
うに、比較例1,3,5,6,8および9は、摺動相手
のMgを含有するアルミニウム合金を損傷し、比較例
4,7および10では、相手材を損傷しないが摩耗係数
が劣っていた。
【0027】添加材としてリン酸カリウムを用いた比較
例2,11および12は、摩擦・摩耗特性は良好である
が、試験片の表面に充填剤の滲み出しがみられた。この
現象は、リン酸カルシウムの吸湿性が大きいためと考え
られ、この試験片は長期間の摺動特性の維持が不可能で
あった。
【0028】このように、比較例については、所期した
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。
【0029】これに対して所定の条件を全て満足する実
施例1〜5は、摺動相手のアルミニウム合金を全く損傷
せず、試験前後の摩擦係数および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。
【0030】
【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、炭酸リチウム、炭酸ナトリウムのそれぞ
れ単独または両者併用した炭酸金属塩を添加し、または
さらにリン酸リチ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摺動特
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、この組成物は、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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10M 125:10) C10N 10:02 40:02

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 四フッ化エチレン樹脂を主要成分とし
    て、炭酸リチウム、炭酸ナトリウムのそれぞれ単独また
    は両者併用した炭酸金属塩を添加してなる四フッ化エチ
    レン樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 四フッ化エチレン樹脂50〜99容量%
    に、炭酸リチウム、炭酸ナトリウムのそれぞれ単独また
    は両者併用した炭酸金属塩を1〜50容量%添加してな
    る四フッ化エチレン樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の四フッ化エチレ
    ン樹脂組成物に、さらにリン酸リチウムを添加してなる
    四フッ化エチレン樹脂組成物。
JP20355294A 1994-08-29 1994-08-29 四フッ化エチレン樹脂組成物 Pending JPH0867796A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007145305A1 (ja) * 2006-06-15 2007-12-21 Nidec Corporation 潤滑剤の劣化防止方法、潤滑剤、及び動圧軸受装置
JP2008095119A (ja) * 1999-03-08 2008-04-24 Oiles Ind Co Ltd 摺動部材用樹脂組成物及びこれを使用した摺動部材
DE102011005889A1 (de) 2011-03-22 2012-09-27 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Von vorne beschickbare Waschmaschine mit einer Manschette

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2007145305A1 (ja) * 2006-06-15 2007-12-21 Nidec Corporation 潤滑剤の劣化防止方法、潤滑剤、及び動圧軸受装置
DE102011005889A1 (de) 2011-03-22 2012-09-27 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Von vorne beschickbare Waschmaschine mit einer Manschette
DE102011005889B4 (de) 2011-03-22 2020-07-23 BSH Hausgeräte GmbH Von vorne beschickbare Waschmaschine mit einer Manschette

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