JPH0881608A - フッ素樹脂組成物 - Google Patents
フッ素樹脂組成物Info
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- JPH0881608A JPH0881608A JP24724694A JP24724694A JPH0881608A JP H0881608 A JPH0881608 A JP H0881608A JP 24724694 A JP24724694 A JP 24724694A JP 24724694 A JP24724694 A JP 24724694A JP H0881608 A JPH0881608 A JP H0881608A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 フッ素樹脂に、高い耐摩耗性を付与するとと
もに、摺動相手材の耐摩耗性も向上させる。 【構成】 フッ素樹脂組成物は、ポリテトラフルオロエ
チレンなどのフッ素樹脂９９〜４０重量部と、薄膜硬度
計によるビッカース硬さＨｖが５０〜３２０ｋｇｆ／ｍ
ｍ2 の炭素繊維１〜６０重量部の割合で構成されてい
る。前記硬度を有する炭素繊維は、（１）非液晶性ピッ
チ系の炭素繊維化可能な繊維を不融化処理した後、最高
到達温度２８００〜３３００℃で黒鉛化処理する方法、
（２）液晶ピッチ系の炭素繊維化可能な繊維を不融化処
理した後、最高到達温度１７００〜３０００℃で黒鉛化
処理する方法により得ることができる。
もに、摺動相手材の耐摩耗性も向上させる。 【構成】 フッ素樹脂組成物は、ポリテトラフルオロエ
チレンなどのフッ素樹脂９９〜４０重量部と、薄膜硬度
計によるビッカース硬さＨｖが５０〜３２０ｋｇｆ／ｍ
ｍ2 の炭素繊維１〜６０重量部の割合で構成されてい
る。前記硬度を有する炭素繊維は、（１）非液晶性ピッ
チ系の炭素繊維化可能な繊維を不融化処理した後、最高
到達温度２８００〜３３００℃で黒鉛化処理する方法、
（２）液晶ピッチ系の炭素繊維化可能な繊維を不融化処
理した後、最高到達温度１７００〜３０００℃で黒鉛化
処理する方法により得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、機械的強度および摺動
性、特に耐摩耗性に優れるフッ素樹脂組成物に関する。
性、特に耐摩耗性に優れるフッ素樹脂組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】ポリテトラフルオロエチレン（以下、Ｐ
ＴＦＥと略称する）は耐熱性、耐薬品性に優れているだ
けでなく、特に摩擦係数が小さく摺動特性にも優れてい
る。しかしながら、耐摩耗性は必ずしも十分ではない。
ＴＦＥと略称する）は耐熱性、耐薬品性に優れているだ
けでなく、特に摩擦係数が小さく摺動特性にも優れてい
る。しかしながら、耐摩耗性は必ずしも十分ではない。
【０００３】そこで、ＰＴＦＥに、ガラス繊維、ガラス
粉末又はビーズ、炭素繊維、グラファイト、二硫化モリ
ブデン、金属潤滑剤、金属酸化物などの充填剤を添加し
ている。これらの充填剤を添加した樹脂組成物は、マト
リックス樹脂単体と比較して摩擦係数が低下し、摩耗量
も低減する。そのため、前記樹脂組成物は、軸受、歯
車、ブッシュ、パッキンなどのシール材、ピストンリン
グ、ボールシート、スライディングバンドなどの各種産
業用摺動部材に広く使用されている。
粉末又はビーズ、炭素繊維、グラファイト、二硫化モリ
ブデン、金属潤滑剤、金属酸化物などの充填剤を添加し
ている。これらの充填剤を添加した樹脂組成物は、マト
リックス樹脂単体と比較して摩擦係数が低下し、摩耗量
も低減する。そのため、前記樹脂組成物は、軸受、歯
車、ブッシュ、パッキンなどのシール材、ピストンリン
グ、ボールシート、スライディングバンドなどの各種産
業用摺動部材に広く使用されている。
【０００４】しかし、エネルギーの伝達効率を高めると
ともに、メインテナンスフリーとするため、摺動部材と
して、高い耐摩耗性を有し、かつ相手材に対する低い摩
耗性を有する炭素繊維を用いた成形品においても、前記
の要求を満足するには至っていない。例えば、市場を寡
占している汎用炭素繊維（ＧＰＣＦ）を充填材として用
いた成形体では、硬度が高いため、相手材の主流になり
つつあるアルミニウム材に対して、成形体の低摩耗性
や、相手材に対する低摩耗性を十分に発揮できない。さ
らに、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維を充
填材として用いた成形体では、ＰＡＮ系炭素繊維の硬度
が汎用炭素繊維（ＧＰＣＦ）よりも高いため、相手材で
あるアルミニウム材を損傷し、成形体の低摩耗性、およ
び相手材に対する低摩耗性を充足できない。
ともに、メインテナンスフリーとするため、摺動部材と
して、高い耐摩耗性を有し、かつ相手材に対する低い摩
耗性を有する炭素繊維を用いた成形品においても、前記
の要求を満足するには至っていない。例えば、市場を寡
占している汎用炭素繊維（ＧＰＣＦ）を充填材として用
いた成形体では、硬度が高いため、相手材の主流になり
つつあるアルミニウム材に対して、成形体の低摩耗性
や、相手材に対する低摩耗性を十分に発揮できない。さ
らに、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維を充
填材として用いた成形体では、ＰＡＮ系炭素繊維の硬度
が汎用炭素繊維（ＧＰＣＦ）よりも高いため、相手材で
あるアルミニウム材を損傷し、成形体の低摩耗性、およ
び相手材に対する低摩耗性を充足できない。
【０００５】特開平５−３２８４２号公報および特開平
５−４３７６３号公報には、含酸素気体の存在下、酸化
処理した炭素繊維とフッ素樹脂とを含む樹脂組成物が開
示されている。このような炭素繊維を用いると、フッ素
樹脂に対する親和性及び濡れ性を高めることができると
ともに、耐摩耗性を向上できる。しかし、成形品の耐摩
耗性のみならず、相手材に対する摩耗性を低減するには
限度がある。このように、成形品自体の耐摩耗性を向上
させると、相手材が摩耗し易くなるため、成形品および
相手材の双方の耐摩耗性を高めることは困難である。
５−４３７６３号公報には、含酸素気体の存在下、酸化
処理した炭素繊維とフッ素樹脂とを含む樹脂組成物が開
示されている。このような炭素繊維を用いると、フッ素
樹脂に対する親和性及び濡れ性を高めることができると
ともに、耐摩耗性を向上できる。しかし、成形品の耐摩
耗性のみならず、相手材に対する摩耗性を低減するには
限度がある。このように、成形品自体の耐摩耗性を向上
させると、相手材が摩耗し易くなるため、成形品および
相手材の双方の耐摩耗性を高めることは困難である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、摺動特性、特に耐摩耗性に優れた成形品を得ること
ができるフッ素樹脂組成物を提供することにある。
は、摺動特性、特に耐摩耗性に優れた成形品を得ること
ができるフッ素樹脂組成物を提供することにある。
【０００７】本発明の他の目的は、相手材に対する摩耗
性をも低減できるフッ素樹脂組成物を提供することにあ
る。
性をも低減できるフッ素樹脂組成物を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者らは、フッ素樹脂組成物からなる成形品の
摩耗係数、相手材の摩耗係数を低下させるべく鋭意検討
した結果、特定の性質を有する炭素繊維を用いると、フ
ッ素樹脂組成物の摺動特性（特に耐摩耗性）、及び相手
材の摩耗係数が著しく低下することを見いだし、本発明
を完成した。
め、本発明者らは、フッ素樹脂組成物からなる成形品の
摩耗係数、相手材の摩耗係数を低下させるべく鋭意検討
した結果、特定の性質を有する炭素繊維を用いると、フ
ッ素樹脂組成物の摺動特性（特に耐摩耗性）、及び相手
材の摩耗係数が著しく低下することを見いだし、本発明
を完成した。
【０００９】すなわち、本発明のフッ素樹脂組成物は、
フッ素樹脂と、薄膜硬度計によるビッカース硬さＨｖ５
０〜３２０ｋｇｆ／ｍｍ2 の炭素繊維とを含んでいる。
フッ素樹脂と、薄膜硬度計によるビッカース硬さＨｖ５
０〜３２０ｋｇｆ／ｍｍ2 の炭素繊維とを含んでいる。
【００１０】なお、本明細書において、「ビッカース硬
さ」は、炭素繊維の軸方向に垂直な直径方向の断面の硬
度Ｈｖを意味し、炭素繊維の繊維束を、炭素繊維よりも
軟質のアクリル樹脂、ＮＢＲ（アクロニトリルブタジエ
ンゴム）などで基台上に固定し、薄膜硬度計を用いて炭
素繊維の直径方向の断面に荷重を作用させて測定した値
である。
さ」は、炭素繊維の軸方向に垂直な直径方向の断面の硬
度Ｈｖを意味し、炭素繊維の繊維束を、炭素繊維よりも
軟質のアクリル樹脂、ＮＢＲ（アクロニトリルブタジエ
ンゴム）などで基台上に固定し、薄膜硬度計を用いて炭
素繊維の直径方向の断面に荷重を作用させて測定した値
である。
【００１１】以下に、本発明を詳細に説明する。
【００１２】本発明のフッ素樹脂組成物に含まれるフッ
素樹脂としては、例えば、テトラフルオロエチレン、ク
ロロトリフルオロエチレン、ビニルフルオライド、ビニ
リデンフルオライド、ヘキサフルオロプロピレン、パー
フルオロアルキルビニルエーテルなどのフッ素含有モノ
マーの単独又は共重合体；前記フッ素含有モノマーと、
エチレン、プロピレン、各種のアクリレートなどの共重
合性モノマーとの共重合体が含まれる。より具体的に
は、フッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロ
エチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニ
リデンフルオライドなどの単独重合体；テトラフルオロ
エチレン−エチレン共重合体、クロロトリフルオロエチ
レン−エチレン共重合体、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、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、
テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−
パーフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレ
ン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロエチレン
−クロロトリフルオロエチレン共重合体などの共重合体
が例示される。これらのフッ素樹脂は一種又は二種以上
混合して使用できる。
素樹脂としては、例えば、テトラフルオロエチレン、ク
ロロトリフルオロエチレン、ビニルフルオライド、ビニ
リデンフルオライド、ヘキサフルオロプロピレン、パー
フルオロアルキルビニルエーテルなどのフッ素含有モノ
マーの単独又は共重合体；前記フッ素含有モノマーと、
エチレン、プロピレン、各種のアクリレートなどの共重
合性モノマーとの共重合体が含まれる。より具体的に
は、フッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロ
エチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニ
リデンフルオライドなどの単独重合体；テトラフルオロ
エチレン−エチレン共重合体、クロロトリフルオロエチ
レン−エチレン共重合体、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、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、
テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−
パーフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレ
ン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロエチレン
−クロロトリフルオロエチレン共重合体などの共重合体
が例示される。これらのフッ素樹脂は一種又は二種以上
混合して使用できる。
【００１３】これらのフッ素樹脂の中で、好ましい樹脂
には、テトラフルオロエチレン単独重合体、テトラフル
オロエチレン−エチレン共重合体、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な
どのテトラフルオロエチレン共重合体が含まれる。特に
好ましいフッ素樹脂にはテトラフルオロエチレン単独重
合体が含まれる。
には、テトラフルオロエチレン単独重合体、テトラフル
オロエチレン−エチレン共重合体、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な
どのテトラフルオロエチレン共重合体が含まれる。特に
好ましいフッ素樹脂にはテトラフルオロエチレン単独重
合体が含まれる。
【００１４】本発明のフッ素樹脂組成物は、特定の性質
を有する炭素繊維を含んでいる。この炭素繊維は、薄膜
硬度計によるビッカース硬さＨｖが、５０〜３２０ｋｇ
ｆ／ｍｍ2 、好ましくは７５〜３００ｋｇｆ／ｍｍ2 、
より好ましくは８５〜３００ｋｇｆ／ｍｍ2 程度であ
り、１００〜２９０ｋｇｆ／ｍｍ2 （例えば、１００〜
２７０ｋｇｆ／ｍｍ2 程度）である場合が多い。Ｈｖが
５０ｋｇｆ／ｍｍ2 未満であると、摩耗した炭素粉が摺
動面に介在し、摩耗が生じ易くなり、Ｈｖが３２０ｋｇ
ｆ／ｍｍ2 を超えると、相手材の摩耗が大きくなる傾向
を示す。
を有する炭素繊維を含んでいる。この炭素繊維は、薄膜
硬度計によるビッカース硬さＨｖが、５０〜３２０ｋｇ
ｆ／ｍｍ2 、好ましくは７５〜３００ｋｇｆ／ｍｍ2 、
より好ましくは８５〜３００ｋｇｆ／ｍｍ2 程度であ
り、１００〜２９０ｋｇｆ／ｍｍ2 （例えば、１００〜
２７０ｋｇｆ／ｍｍ2 程度）である場合が多い。Ｈｖが
５０ｋｇｆ／ｍｍ2 未満であると、摩耗した炭素粉が摺
動面に介在し、摩耗が生じ易くなり、Ｈｖが３２０ｋｇ
ｆ／ｍｍ2 を超えると、相手材の摩耗が大きくなる傾向
を示す。
【００１５】前記炭素繊維の繊維径及び繊維長は、特に
制限されないが、通常、繊維径が１〜２０μｍ程度、繊
維長が１０μｍ以上の短繊維として使用される。繊維長
は５０μｍ〜５ｍｍ（例えば、５０μｍ〜１ｍｍ）程度
である場合が多い。
制限されないが、通常、繊維径が１〜２０μｍ程度、繊
維長が１０μｍ以上の短繊維として使用される。繊維長
は５０μｍ〜５ｍｍ（例えば、５０μｍ〜１ｍｍ）程度
である場合が多い。
【００１６】前記フッ素樹脂と、炭素繊維との割合は、
成形品の用途などにより選択できるが、通常、フッ素樹
脂／炭素繊維＝９９／１〜４０／６０（重量部）、好ま
しくは９５／５〜６０／４０（重量部）、さらに好まし
くは９２／８〜６５／３５（重量部）程度である。この
ような組成割合の樹脂組成物を成形すると、摺動特性、
機械的強度、成形性などのバランスがとれた成形品が得
られ、成形品は特に耐摩耗性に優れている。
成形品の用途などにより選択できるが、通常、フッ素樹
脂／炭素繊維＝９９／１〜４０／６０（重量部）、好ま
しくは９５／５〜６０／４０（重量部）、さらに好まし
くは９２／８〜６５／３５（重量部）程度である。この
ような組成割合の樹脂組成物を成形すると、摺動特性、
機械的強度、成形性などのバランスがとれた成形品が得
られ、成形品は特に耐摩耗性に優れている。
【００１７】なお、本発明のフッ素樹脂組成物は、特性
を損なわない範囲で、例えば、他の炭素繊維、ガラス繊
維、アラミド繊維、ボロン繊維、炭化硅素繊維などの短
繊維及び長繊維、ウイスカー類、これらにニッケル、ア
ルミニウム、銅などの金属がコーティングされた繊維状
強化剤類；カーボンブラック、黒鉛、二硫化モリブデ
ン、マイカ、タルク、炭酸カルシウムなどのフィラー類
からなる強化剤；Ｓｎ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｌｉやこれ
らの合金からなる金属潤滑剤、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｃ
ｏ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｐｂなどの金属酸化物やＣｏ−Ａｌ2
Ｏ3 などの複合金属酸化物、着色剤、安定剤などの種々
の添加剤を含有していてもよい。
を損なわない範囲で、例えば、他の炭素繊維、ガラス繊
維、アラミド繊維、ボロン繊維、炭化硅素繊維などの短
繊維及び長繊維、ウイスカー類、これらにニッケル、ア
ルミニウム、銅などの金属がコーティングされた繊維状
強化剤類；カーボンブラック、黒鉛、二硫化モリブデ
ン、マイカ、タルク、炭酸カルシウムなどのフィラー類
からなる強化剤；Ｓｎ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｌｉやこれ
らの合金からなる金属潤滑剤、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｃ
ｏ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｐｂなどの金属酸化物やＣｏ−Ａｌ2
Ｏ3 などの複合金属酸化物、着色剤、安定剤などの種々
の添加剤を含有していてもよい。
【００１８】本発明の樹脂組成物は、慣用の成形方法に
より成形品に成形できる。例えば、（１）前記フッ素樹
脂と炭素繊維とをヘンシェルミキサーなどの混合機を用
いて、均一に混合し、この混合物を、金型内で圧縮成形
し、得られた成形体をフッ素樹脂の溶融温度以上の温度
で加熱処理（アニーリング）する方法、（２）前記混合
物を加熱し、溶融状態で成形する押出成形法又は射出成
形法が使用できる。成形体を予め作製する前者の成形方
法では、フッ素樹脂と炭素繊維とをより均一に混合する
ことが重要である。押出成形法又は射出成形法は、前記
混合物中のフッ素樹脂が溶融可能な温度で行うことがで
きる。
より成形品に成形できる。例えば、（１）前記フッ素樹
脂と炭素繊維とをヘンシェルミキサーなどの混合機を用
いて、均一に混合し、この混合物を、金型内で圧縮成形
し、得られた成形体をフッ素樹脂の溶融温度以上の温度
で加熱処理（アニーリング）する方法、（２）前記混合
物を加熱し、溶融状態で成形する押出成形法又は射出成
形法が使用できる。成形体を予め作製する前者の成形方
法では、フッ素樹脂と炭素繊維とをより均一に混合する
ことが重要である。押出成形法又は射出成形法は、前記
混合物中のフッ素樹脂が溶融可能な温度で行うことがで
きる。
【００１９】本発明で使用する炭素繊維は、前述のよう
な特性を有していればよく、炭素繊維の製造方法は特に
制限されない。前記炭素繊維は、例えば、炭素繊維化可
能な繊維（特にピッチ系繊維）を焼成し、炭化又は黒鉛
化、特に黒鉛化処理することにより製造できる。炭素繊
維は、焼成過程又は焼成後に酸化処理することなく製造
される。また、炭素繊維化能な繊維は、焼成に先立っ
て、不融化又は耐炎化処理するのが好ましい。
な特性を有していればよく、炭素繊維の製造方法は特に
制限されない。前記炭素繊維は、例えば、炭素繊維化可
能な繊維（特にピッチ系繊維）を焼成し、炭化又は黒鉛
化、特に黒鉛化処理することにより製造できる。炭素繊
維は、焼成過程又は焼成後に酸化処理することなく製造
される。また、炭素繊維化能な繊維は、焼成に先立っ
て、不融化又は耐炎化処理するのが好ましい。
【００２０】なお、不融化処理とは、ピッチ系繊維を、
酸素存在下、例えば２００〜４５０℃程度の温度で加熱
し、表面に耐熱層を形成し、焼成時の溶融を防止する処
理を言い、耐炎化処理とは、ピッチ系繊維以外の炭素繊
維化可能な繊維を、上記と同様にして処理することを言
う。
酸素存在下、例えば２００〜４５０℃程度の温度で加熱
し、表面に耐熱層を形成し、焼成時の溶融を防止する処
理を言い、耐炎化処理とは、ピッチ系繊維以外の炭素繊
維化可能な繊維を、上記と同様にして処理することを言
う。
【００２１】炭素繊維とは、炭化又は黒鉛化処理された
繊維を言う。炭化処理とは、炭素繊維化可能な繊維を例
えば、４５０〜１５００℃程度の温度で焼成処理するこ
とを言う。黒鉛化処理とは、例えば、１５００〜３３０
０℃程度の温度で焼成処理することを言い、黒鉛の結晶
構造を有していなくても、上記温度で処理した場合に
は、黒鉛化処理されたものとする。
繊維を言う。炭化処理とは、炭素繊維化可能な繊維を例
えば、４５０〜１５００℃程度の温度で焼成処理するこ
とを言う。黒鉛化処理とは、例えば、１５００〜３３０
０℃程度の温度で焼成処理することを言い、黒鉛の結晶
構造を有していなくても、上記温度で処理した場合に
は、黒鉛化処理されたものとする。
【００２２】前記炭素繊維の原料としては、例えば、コ
ールタールピッチ、石炭液化油などの石炭系ピッチ、エ
チレンタール、デカントオイルピッチなどの石油系ピッ
チ、前記ピッチを改質した改質ピッチ（例えば、水素化
処理したピッチ、熱処理により改質したピッチ、溶媒分
別したピッチ、蒸留により分別したピッチ又はこれらの
方法を組み合わせて改質したピッチ）、ナフタレンなど
の芳香族炭化水素やその誘導体から合成されるピッチ
（例えば、フリーデルクラフツ触媒を用いて熱処理した
ナフタリンピッチなど）などのピッチ；セルロース、ポ
リアクリロニトリル、レーヨン、フェノール樹脂などの
高分子などが挙げられる。
ールタールピッチ、石炭液化油などの石炭系ピッチ、エ
チレンタール、デカントオイルピッチなどの石油系ピッ
チ、前記ピッチを改質した改質ピッチ（例えば、水素化
処理したピッチ、熱処理により改質したピッチ、溶媒分
別したピッチ、蒸留により分別したピッチ又はこれらの
方法を組み合わせて改質したピッチ）、ナフタレンなど
の芳香族炭化水素やその誘導体から合成されるピッチ
（例えば、フリーデルクラフツ触媒を用いて熱処理した
ナフタリンピッチなど）などのピッチ；セルロース、ポ
リアクリロニトリル、レーヨン、フェノール樹脂などの
高分子などが挙げられる。
【００２３】前記原料のうち、ピッチ（例えば、前記コ
ールタールピッチ、石炭液化油などの石炭系ピッチ、エ
チレンタール、デカントオイルピッチなどの石油系ピッ
チ、前記ピッチを改質した改質ピッチなど）を原料とす
る炭素繊維化可能な繊維を用いるのが好ましい。前記ピ
ッチを原料とする炭素繊維化可能な繊維は、非液晶性ピ
ッチ系繊維であってもよく、メソフェーズピッチ、異方
性ピッチなどを用いた液晶ピッチ系繊維であってもよ
い。
ールタールピッチ、石炭液化油などの石炭系ピッチ、エ
チレンタール、デカントオイルピッチなどの石油系ピッ
チ、前記ピッチを改質した改質ピッチなど）を原料とす
る炭素繊維化可能な繊維を用いるのが好ましい。前記ピ
ッチを原料とする炭素繊維化可能な繊維は、非液晶性ピ
ッチ系繊維であってもよく、メソフェーズピッチ、異方
性ピッチなどを用いた液晶ピッチ系繊維であってもよ
い。
【００２４】非液晶性ピッチ系の炭素繊維化可能な繊維
を用いる場合、前記性質を有する炭素繊維は、例えば、
炭素繊維化可能な繊維を不融化処理した後、最高到達温
度２８００〜３３００℃、好ましくは２９００〜３３０
０℃、さらに好ましくは３０００〜３３００℃で黒鉛化
処理することにより製造できる。最高温度での保持時間
は、適当に選択でき、例えば、２〜４８時間、好ましく
は４〜１２時間程度である。
を用いる場合、前記性質を有する炭素繊維は、例えば、
炭素繊維化可能な繊維を不融化処理した後、最高到達温
度２８００〜３３００℃、好ましくは２９００〜３３０
０℃、さらに好ましくは３０００〜３３００℃で黒鉛化
処理することにより製造できる。最高温度での保持時間
は、適当に選択でき、例えば、２〜４８時間、好ましく
は４〜１２時間程度である。
【００２５】また、液晶ピッチ系の炭素繊維化可能な繊
維を用いる場合、前記性質を有する炭素繊維は、例え
ば、炭素繊維化可能な繊維を不融化処理した後、最高到
達温度１７００〜３０００℃、好ましくは１８００〜２
８００℃、より好ましくは２０００〜２８００℃、特に
２２００〜２８００℃程度で黒鉛化処理することにより
製造できる。最高到達温度での保持時間は、例えば、２
〜４８時間、好ましくは４〜１２時間程度である。
維を用いる場合、前記性質を有する炭素繊維は、例え
ば、炭素繊維化可能な繊維を不融化処理した後、最高到
達温度１７００〜３０００℃、好ましくは１８００〜２
８００℃、より好ましくは２０００〜２８００℃、特に
２２００〜２８００℃程度で黒鉛化処理することにより
製造できる。最高到達温度での保持時間は、例えば、２
〜４８時間、好ましくは４〜１２時間程度である。
【００２６】なお、前記炭素繊維の製造に際して、焼成
（黒鉛化処理）過程又は焼成後に酸化処理すると、前記
のように、成形品の耐摩耗性を向上させるとともに、相
手材の摩耗性を低減することが困難である。そのため、
前記ビッカース硬度を有する炭素繊維は、焼成（黒鉛化
処理）過程又は焼成後に酸化処理することなく製造され
る。
（黒鉛化処理）過程又は焼成後に酸化処理すると、前記
のように、成形品の耐摩耗性を向上させるとともに、相
手材の摩耗性を低減することが困難である。そのため、
前記ビッカース硬度を有する炭素繊維は、焼成（黒鉛化
処理）過程又は焼成後に酸化処理することなく製造され
る。
【００２７】本発明のフッ素樹脂組成物は、耐熱性、耐
薬品性、摺動特性、特に耐摩耗性に優れているので、種
々の成形品、特に摺動部材の成形材料として利用でき
る。
薬品性、摺動特性、特に耐摩耗性に優れているので、種
々の成形品、特に摺動部材の成形材料として利用でき
る。
【００２８】
【発明の効果】本発明のフッ素樹脂組成物は、特定の炭
素繊維を含んでいるため、摺動特性、特に耐摩耗性に優
れた成形品を得ることができる。特に、フッ素樹脂組成
物により成形された複合材自体の耐摩耗性のみならず、
相手材に対する摩耗性も低減できる。
素繊維を含んでいるため、摺動特性、特に耐摩耗性に優
れた成形品を得ることができる。特に、フッ素樹脂組成
物により成形された複合材自体の耐摩耗性のみならず、
相手材に対する摩耗性も低減できる。
【００２９】
【実施例】以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細
に説明するが、本発明は、これらの実施例により限定さ
るものではない。
に説明するが、本発明は、これらの実施例により限定さ
るものではない。
【００３０】比較例１ 炭素繊維［（株）ドナック製、ＳＧ−２４１（平均繊維
径１３μｍφ、平均繊維長１３０μｍ）］１０重量部お
よびＰＴＦＥ［ダイキン工業（株）製、Ｍ−１２］９０
重量部をスーパーミキサーで混合した。得られた粉末状
混合物を金型に入れ６００ｋｇ／ｃｍ2 で加圧すること
により、成形品（５０ｍｍφ×６２ｍｍ）を得た。この
成形品を切削加工することにより、摺動試験片を調製し
た。
径１３μｍφ、平均繊維長１３０μｍ）］１０重量部お
よびＰＴＦＥ［ダイキン工業（株）製、Ｍ−１２］９０
重量部をスーパーミキサーで混合した。得られた粉末状
混合物を金型に入れ６００ｋｇ／ｃｍ2 で加圧すること
により、成形品（５０ｍｍφ×６２ｍｍ）を得た。この
成形品を切削加工することにより、摺動試験片を調製し
た。
【００３１】薄膜硬度計による前記炭素繊維のビッカー
ス硬度は、３９９ｋｇｆ／ｍｍ2 であった。
ス硬度は、３９９ｋｇｆ／ｍｍ2 であった。
【００３２】比較例２ 比較例１の炭素繊維に代えて、炭素繊維［（株）東レ
製、ＭＬＤ１００（平均繊維径７μｍφ、平均繊維長１
００μｍ）］を用いる以外、比較例１と同様にして、摺
動試験片（炭素繊維／フッ素樹脂＝１０／９０（重量
比））を得た。また、炭素繊維のビッカース硬度は、６
０５ｋｇｆ／ｍｍ2 であった。
製、ＭＬＤ１００（平均繊維径７μｍφ、平均繊維長１
００μｍ）］を用いる以外、比較例１と同様にして、摺
動試験片（炭素繊維／フッ素樹脂＝１０／９０（重量
比））を得た。また、炭素繊維のビッカース硬度は、６
０５ｋｇｆ／ｍｍ2 であった。
【００３３】比較例３ 比較例１の炭素繊維に代えて、炭化処理された炭素繊維
［（株）ドナック製、Ｓ−２４１（平均繊維径１３μｍ
φ、平均繊維長１３０μｍ）］を、２００ｐｐｍの酸素
を含む窒素ガス雰囲気下、２５００℃で２時間焼成した
炭素繊維を用いる以外、比較例１と同様にして摺動試験
片（炭素繊維／フッ素樹脂＝１０／９０（重量比））を
得た。得られた炭素繊維のビッカース硬度は、３４０ｋ
ｇｆ／ｍｍ2 であった。
［（株）ドナック製、Ｓ−２４１（平均繊維径１３μｍ
φ、平均繊維長１３０μｍ）］を、２００ｐｐｍの酸素
を含む窒素ガス雰囲気下、２５００℃で２時間焼成した
炭素繊維を用いる以外、比較例１と同様にして摺動試験
片（炭素繊維／フッ素樹脂＝１０／９０（重量比））を
得た。得られた炭素繊維のビッカース硬度は、３４０ｋ
ｇｆ／ｍｍ2 であった。
【００３４】比較例４ 炭素繊維［（株）ドナック製、Ｓ−２４４（平均繊維径
１３μｍφ、平均繊維長７００μｍ）］２０重量部と、
テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体樹脂（ＥＴ
ＦＥ）［旭硝子（株）製、アフロンＣＯＰ］８０重量部
とを、３００℃にて２軸押出機を用いて混練し、射出成
形機を用いて摺動試験片を作製した。また、炭素繊維の
ビッカース硬度は、４５５ｋｇｆ／ｍｍ2 であった。
１３μｍφ、平均繊維長７００μｍ）］２０重量部と、
テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体樹脂（ＥＴ
ＦＥ）［旭硝子（株）製、アフロンＣＯＰ］８０重量部
とを、３００℃にて２軸押出機を用いて混練し、射出成
形機を用いて摺動試験片を作製した。また、炭素繊維の
ビッカース硬度は、４５５ｋｇｆ／ｍｍ2 であった。
【００３５】比較例５ 炭素繊維［（株）ドナック製、Ｓ−２４４（平均繊維径
１３μｍφ、平均繊維長７００μｍ）］２０重量部と、
テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニル
エーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）［三井デュポンフロロ
ケミカル（株）製、テフロンＰＦＡ］８０重量部とを、
２軸押出機を用いて３８０℃で混練し、射出成形機によ
り摺動試験片を作製した。また、炭素繊維のビッカース
硬度は、４５５ｋｇｆ／ｍｍ2 であった。
１３μｍφ、平均繊維長７００μｍ）］２０重量部と、
テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニル
エーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）［三井デュポンフロロ
ケミカル（株）製、テフロンＰＦＡ］８０重量部とを、
２軸押出機を用いて３８０℃で混練し、射出成形機によ
り摺動試験片を作製した。また、炭素繊維のビッカース
硬度は、４５５ｋｇｆ／ｍｍ2 であった。
【００３６】実施例１ 異方性ピッチを原料とした炭素繊維マット［（株）ペト
カ製（平均繊維径１１μｍφ）］を、平均繊維長１３０
μｍに粉砕分級し、アルゴンガス雰囲気下、２３５０℃
で焼成した炭素繊維１０重量部およびＰＴＦＥ［ダイキ
ン工業（株）製、Ｍ−１２］９０重量部をスーパーミキ
サーで混合した。得られた粉末状混合物を金型に入れ６
００ｋｇ／ｃｍ2 で加圧することにより、成形品（５０
ｍｍφ×６２ｍｍ）を得た。得られた成形品を切削加工
することにより摺動試験片を作製した。また、炭素繊維
のビッカース硬度は、１１５ｋｇｆ／ｍｍ2 であった。
カ製（平均繊維径１１μｍφ）］を、平均繊維長１３０
μｍに粉砕分級し、アルゴンガス雰囲気下、２３５０℃
で焼成した炭素繊維１０重量部およびＰＴＦＥ［ダイキ
ン工業（株）製、Ｍ−１２］９０重量部をスーパーミキ
サーで混合した。得られた粉末状混合物を金型に入れ６
００ｋｇ／ｃｍ2 で加圧することにより、成形品（５０
ｍｍφ×６２ｍｍ）を得た。得られた成形品を切削加工
することにより摺動試験片を作製した。また、炭素繊維
のビッカース硬度は、１１５ｋｇｆ／ｍｍ2 であった。
【００３７】実施例２ 実施例１の炭素繊維に代えて、炭化処理された炭素繊維
［（株）ドナック製、Ｓ−２４１（平均繊維径１３μｍ
φ、平均繊維長１３０μｍ）］を、アルゴンガス雰囲気
下、３０００℃で５時間焼成した炭素繊維を用いる以
外、実施例１と同様にして摺動試験片（炭素繊維／フッ
素樹脂＝１０／９０（重量比））を得た。また、炭素繊
維のビッカース硬度は、１５１ｋｇｆ／ｍｍ2 であっ
た。
［（株）ドナック製、Ｓ−２４１（平均繊維径１３μｍ
φ、平均繊維長１３０μｍ）］を、アルゴンガス雰囲気
下、３０００℃で５時間焼成した炭素繊維を用いる以
外、実施例１と同様にして摺動試験片（炭素繊維／フッ
素樹脂＝１０／９０（重量比））を得た。また、炭素繊
維のビッカース硬度は、１５１ｋｇｆ／ｍｍ2 であっ
た。
【００３８】実施例３ 異方性ピッチを原料とした炭素繊維マット［（株）ペト
カ製（平均繊維径１１μｍφ）］を、平均繊維長７００
μｍに粉砕分級し、アルゴンガス雰囲気下、１８００℃
で焼成した炭素繊維２０重量部とテトラフルオロエチレ
ン−エチレン共重合体樹脂（ＥＴＦＥ）［旭硝子（株）
製、アフロンＣＯＰ］８０重量部とを、３００℃にて２
軸押出機を用いて混練し、射出成形機により摺動試験片
を作製した。また、得られた炭素繊維のビッカース硬度
は、２４０ｋｇｆ／ｍｍ2 であった。
カ製（平均繊維径１１μｍφ）］を、平均繊維長７００
μｍに粉砕分級し、アルゴンガス雰囲気下、１８００℃
で焼成した炭素繊維２０重量部とテトラフルオロエチレ
ン−エチレン共重合体樹脂（ＥＴＦＥ）［旭硝子（株）
製、アフロンＣＯＰ］８０重量部とを、３００℃にて２
軸押出機を用いて混練し、射出成形機により摺動試験片
を作製した。また、得られた炭素繊維のビッカース硬度
は、２４０ｋｇｆ／ｍｍ2 であった。
【００３９】実施例４ 異方性ピッチを原料とした炭素繊維マット［（株）ペト
カ製（平均繊維径１１μｍφ）］を、平均繊維長７００
μｍに粉砕分級し、アルゴンガス雰囲気下、１８００℃
で焼成した炭素繊維２０重量部と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樹脂
（ＰＦＡ）［三井デュポンフロロケミカル（株）製、テ
フロンＰＦＡ］８０重量部とを、３８０℃にて２軸押出
機を用いて混練し、射出成形機により摺動試験片を作製
した。また、得られた炭素繊維のビッカース硬度は、２
４０ｋｇｆ／ｍｍ2 であった。
カ製（平均繊維径１１μｍφ）］を、平均繊維長７００
μｍに粉砕分級し、アルゴンガス雰囲気下、１８００℃
で焼成した炭素繊維２０重量部と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樹脂
（ＰＦＡ）［三井デュポンフロロケミカル（株）製、テ
フロンＰＦＡ］８０重量部とを、３８０℃にて２軸押出
機を用いて混練し、射出成形機により摺動試験片を作製
した。また、得られた炭素繊維のビッカース硬度は、２
４０ｋｇｆ／ｍｍ2 であった。
【００４０】そして、実施例よび比較例で得られた摺動
試験片の摺動特性を、鈴木式摩擦摩耗試験機を用いて測
定した。なお、比較例１〜３、実施例１及び２で得られ
た試験片については、相手材ＪＩＳ ＡＤＣ１２、荷重
４ｋｇｆ／ｃｍ2 、速度１．０ｍ／秒、試験時間２０時
間の条件で測定した。一方、比較例４〜５、実施例３及
び４で得られた試験片については、相手材ＪＩＳ Ｓ４
５Ｃ、荷重４ｋｇｆ／ｃｍ2 、速度１．０ｍ／秒、試験
時間８時間の条件で測定した。炭素繊維のビッカース硬
度Ｈｖとともに、摺動特性の結果を表に示す。
試験片の摺動特性を、鈴木式摩擦摩耗試験機を用いて測
定した。なお、比較例１〜３、実施例１及び２で得られ
た試験片については、相手材ＪＩＳ ＡＤＣ１２、荷重
４ｋｇｆ／ｃｍ2 、速度１．０ｍ／秒、試験時間２０時
間の条件で測定した。一方、比較例４〜５、実施例３及
び４で得られた試験片については、相手材ＪＩＳ Ｓ４
５Ｃ、荷重４ｋｇｆ／ｃｍ2 、速度１．０ｍ／秒、試験
時間８時間の条件で測定した。炭素繊維のビッカース硬
度Ｈｖとともに、摺動特性の結果を表に示す。
【００４１】なお、表中、ビッカース硬度の単位はｋｇ
ｆ／ｍｍ2 、摩耗係数の単位は（１０-5×ｍｍ／ｋｍ）
／（ｋｇｆ／ｃｍ2 ）、および相手材の摩耗係数は（１
０-3×ｍｇ／ｋｍ）である。
ｆ／ｍｍ2 、摩耗係数の単位は（１０-5×ｍｍ／ｋｍ）
／（ｋｇｆ／ｃｍ2 ）、および相手材の摩耗係数は（１
０-3×ｍｇ／ｋｍ）である。
【００４２】
【表１】 表より明らかなように、比較例で得られた試験片に比べ
て、実施例により得られた試験片（成形品）は、成形品
自体の耐摩耗性が高いだけでなく、相手材に対する摩耗
性が小さいので、相手材を損傷させる虞がない。
て、実施例により得られた試験片（成形品）は、成形品
自体の耐摩耗性が高いだけでなく、相手材に対する摩耗
性が小さいので、相手材を損傷させる虞がない。
Claims (6)
- 【請求項１】 フッ素樹脂と、薄膜硬度計によるビッカ
ース硬さＨｖが５０〜３２０ｋｇｆ／ｍｍ2 である炭素
繊維とを含むフッ素樹脂組成物。 - 【請求項２】 フッ素樹脂９９〜４０重量部、炭素繊維
１〜６０重量部の割合からなる請求項１記載のフッ素樹
脂組成物。 - 【請求項３】 フッ素樹脂が、テトラフルオロエチレン
の単独重合体又は共重合体である請求項１記載のフッ素
樹脂組成物。 - 【請求項４】 フッ素樹脂９２〜６５重量部、およびビ
ッカース硬さＨｖが７５〜３００ｋｇｆ／ｍｍ2 の炭素
繊維８〜３５重量部の割合で構成されているフッ素樹脂
組成物。 - 【請求項５】 フッ素樹脂が、ポリテトラフルオロエチ
レン、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、又
は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請求項４記載のフッ素樹脂組
成物。 - 【請求項６】 炭素繊維が、焼成過程又は焼成後に酸化
処理することなく得られた繊維であって、（１）不融化
処理された非液晶性ピッチ系の炭素繊維化可能な繊維を
最高到達温度２８００〜３３００℃で黒鉛化処理した繊
維、又は（２）不融化処理された液晶ピッチ系の炭素繊
維化可能な繊維を最高到達温度１７００〜３０００℃で
黒鉛化処理した繊維である請求項１又は４記載のフッ素
樹脂組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24724694A JPH0881608A (ja) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | フッ素樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24724694A JPH0881608A (ja) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | フッ素樹脂組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0881608A true JPH0881608A (ja) | 1996-03-26 |
Family
ID=17160636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24724694A Pending JPH0881608A (ja) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | フッ素樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0881608A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002088250A (ja) * | 2000-09-12 | 2002-03-27 | Polymatech Co Ltd | 熱伝導性高分子組成物及び熱伝導性成形体 |
| WO2004094528A1 (ja) * | 2003-04-23 | 2004-11-04 | Nok Corporation | ポリテトラフルオロエチレン樹脂組成物 |
| WO2014185291A1 (ja) * | 2013-05-13 | 2014-11-20 | イーグル工業株式会社 | Ｐｔｆｅ樹脂組成物 |
| CN109517304A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-03-26 | 氟乐泰科（厦门）新材料有限公司 | 一种超耐磨氟橡胶混炼胶及其制备方法 |
| JP2020070383A (ja) * | 2018-11-01 | 2020-05-07 | 光洋シーリングテクノ株式会社 | オイルシール用ゴム組成物及びオイルシール |
-
1994
- 1994-09-13 JP JP24724694A patent/JPH0881608A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002088250A (ja) * | 2000-09-12 | 2002-03-27 | Polymatech Co Ltd | 熱伝導性高分子組成物及び熱伝導性成形体 |
| WO2004094528A1 (ja) * | 2003-04-23 | 2004-11-04 | Nok Corporation | ポリテトラフルオロエチレン樹脂組成物 |
| WO2014185291A1 (ja) * | 2013-05-13 | 2014-11-20 | イーグル工業株式会社 | Ｐｔｆｅ樹脂組成物 |
| JP2020070383A (ja) * | 2018-11-01 | 2020-05-07 | 光洋シーリングテクノ株式会社 | オイルシール用ゴム組成物及びオイルシール |
| CN109517304A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-03-26 | 氟乐泰科（厦门）新材料有限公司 | 一种超耐磨氟橡胶混炼胶及其制备方法 |
| CN109517304B (zh) * | 2018-12-18 | 2021-01-12 | 氟乐泰科（厦门）新材料有限公司 | 一种超耐磨氟橡胶混炼胶及其制备方法 |
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