JPH0971704A

JPH0971704A - 四フッ化エチレン樹脂組成物

Info

Publication number: JPH0971704A
Application number: JP16926496A
Authority: JP
Inventors: Takuya Ishii; 卓哉石井; Yoshiro Oki; 芳郎沖
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1995-06-28
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 1997-03-18

Abstract

(57)【要約】【課題】耐クリープ特性に優れ、しかも水中または多
湿雰囲気において、耐摩耗性に優れ、軟質金属の相手材
を攻撃しない、黒色摩耗粉を出さないという諸性質を全
て満足するＰＴＦＥ組成物を得ることである。【解決手段】四フッ化エチレン樹脂１００体積部に対
して、たとえばイミド基を含有する合成樹脂等であっ
て、剪断速度１０²ｓｅｃ^-1、温度３５０℃における溶
融粘度１０⁴ポアズ以上の有機合成樹脂の粉末３〜４０
体積部と、ｐＨが６. ５〜７．５のマイカもしくはタル
クまたは両者混合した無機充填剤３〜４０体積部を必須
成分とした四フッ化エチレン樹脂組成物、または前記無
機充填剤に代えて繊維長が１ｍｍ以下の芳香族ポリアミ
ド繊維３〜４０体積部を所定量配合した四フッ化エチレ
ン樹脂組成物とする。またはそれらの組成物の成形体か
らなる大気中、水中および多湿雰囲気兼用の非黒色系摺
動部品とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、軸受やシールな
どの摺動部材として利用できる四フッ化エチレン樹脂組
成物およびその成形方法並びに大気中、水中および多湿
雰囲気兼用の非黒色系摺動部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】四フッ化エチレン樹脂（以下、ＰＴＦＥ
と略称する。）は、耐熱性、耐薬品性に優れ、また摺動
開始当初の動摩擦係数が他の樹脂よりも小さいので、軸
受、シール材のような摺動部材として広く利用されてい
るが、耐摩耗性および耐クリープ特性が充分でないの
で、この点を改善するために、種々の充填剤を加えるこ
とが多い。

【０００３】ＰＴＦＥに添加する充填剤としては、ガラ
ス繊維、炭素繊維、金属酸化物、グラファイト、マイ
カ、タルクなどの無機充填剤、または芳香族系ポリエス
テル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアミ
ドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、熱可
塑性ポリイミドなどの有機充填剤などが知られている。

【０００４】また、特開平２−３２１４６号公報には、
ＰＴＦＥを主成分とし、グラファイト、炭素繊維等が配
合されたＰＴＦＥ系材料が開示されている。

【０００５】上記充填剤を配合したＰＴＦＥ系摺動材料
は、大気中の比較的乾燥した条件では摺動初期から相手
材摺動面に移着膜を形成し、それ以後も安定した低摩擦
・低摩耗の定常状態が得られるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ＰＴＦＥ組成
物からなる摺動材は、摺動面に水滴が付着するような多
湿雰囲気または水中での摺動状態では、摺動相手材に移
着膜を形成することができないので、低摩擦・低摩耗の
定常状態には至らないという問題点がある。

【０００７】特に、水中や多湿雰囲気で用いられる摺動
材は、相手材がステンレス材、砲金類である場合が多い
が、このような摺動相手材表面には移着膜が特に生成さ
れ難い。

【０００８】前記したＰＴＦＥ系材料の例として、ＰＴ
ＦＥを主成分としてグラファイト、炭素繊維が配合され
た摺動材（特開平２−３２１４６号）では、水中または
多湿雰囲気中における耐摩耗性は、大気中のそれに比較
してはるかに劣っていた。

【０００９】そして近年では、家庭用機器類の軸受やシ
ール部品などについても摺動部材の用途が広まってきて
いるが、これらはいずれもグラファイトあるいは炭素繊
維を配合した材料を採用したものであり、例示すれば、
ミキサーの軸受、浄水器、混合水栓、簡易シャワー等の
パッキンシール、栓体、バルブシール等がある。また、
工業用途として、ジュース、ビール等の飲料その他の食
品製造機や搬送用コンベヤ等の軸受、シール部品などが
ある。

【００１０】このような水濡れする使用環境においてＰ
ＴＦＥ組成物からなる軸受やシール部品を使用すると、
摺動する相手材を激しく攻撃したり、耐摩耗性が充分に
発揮されずに、水漏れやシステムの効率が低下する問題
が発生し、頻繁にシール材の交換が必要になったり、最
悪の場合には黒色の摩耗粉が排出されて食品などに混入
する場合がある。

【００１１】一般に、食品製造機器の摺動部材から、黒
色の摩耗粉が排出される問題の対策としては、非黒色系
鉱物のマイカやタルクなどを充填する方法が検討され
た。

【００１２】この方法によると、ステンレス鋼等の軟質
相手材の損傷は小さくなるが、鉱物のｐＨ値が７．６以
上のアルカリ性であるために、焼成時にＰＴＦＥ分子中
のＣ−Ｆ結合が切断され、ラジカルが発生する。この場
合、当然に成形品の強度・伸び等の機械的強度は劣化
し、充分な耐摩耗性、耐クリープ性は得られなかった。

【００１３】そして、上記したようにＣ−Ｆ結合が切断
されると、ＰＴＦＥが黒色に変化するので、水中・多湿
雰囲気用摺動部品として非黒色系鉱物を配合したＰＴＦ
Ｅ組成物を摺動材として製品化することはできなかっ
た。

【００１４】なお、マイカ、タルク等を酸処理するか、
またはＯＨ基の部分をＦ元素で置換した合成マイカを配
合した場合は、アルカリ分によるＣ−Ｆ結合の切断は抑
制されたが、水中または多湿雰囲気での耐摩耗性を充分
に補えなかった。

【００１５】その他の非黒色系無機化合物としてウィス
カと呼ばれる短繊維結晶を充填する方法も試験され、ウ
ィスカとしてチタン酸カリウム、ホウ酸ナトリウム、炭
酸カルシウム、酸化亜鉛および酸化チタン等が試験評価
されたが、いずれも水中または多湿雰囲気での耐摩耗性
を満足できるものでなかった。なお、ウィスカは発ガン
性が懸念されるため、飲料・食品機械、水道などの水回
り機器のシールには使用できない。

【００１６】有機充填剤としてポリエーテルエーテルケ
トン樹脂（特開昭６３−１１８３５７号）、ポリエーテ
ルケトン（特開平４−１４９２６０号）、ポリエーテル
ニトリル樹脂（特開平４−１４９２５９号）、ポリフェ
ニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポ
リアミドイミド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂等を
ＰＴＦＥに配合する方法も試みられた。

【００１７】この方法では、耐クリープ特性が改善さ
れ、軟質相手材も損傷しなかったが、水中または多湿雰
囲気での組成物の耐摩耗性は、大気中に比較して著しく
劣っていた。さらに、主成分であるＰＴＦＥの焼成条件
が３６０〜３８０℃×１０時間であるため、成形時に有
機充填剤から分解ガスが発生し、安定した成形条件を確
立できなかった。また成形品の比重は、理論値に対して
５％程度小さくなり、機械的強度の絶対値が低く、バラ
ツキも大きかった。有機充填剤の充填量が多い場合に
は、成形品に割れ（クラック）が発生した。

【００１８】有機充填剤と無機充填剤を併用添加するこ
とについては、有機充填剤として熱可塑性ポリイミド、
無機充填剤としてガラス繊維、ガラスビーズまたはグラ
ファイトを採用した組成物が特開平１−２３３１５０号
に記載されている。

【００１９】このように、有機充填剤と無機充填剤を併
用すると、耐クリープ性の改善効果はあるが、水中また
は多湿雰囲気で使用した場合に、ガラス繊維またはガラ
スビーズが摺動相手材を激しく損傷させ、グラファイト
を添加した組成物は、黒色の摩耗粉を発生させた。

【００２０】さらに、水中または多湿雰囲気で摺動界面
から充填剤を脱落抑制する方法としては、ポリフェニレ
ンサルファイド樹脂などをガラス繊維、ガラスビーズな
どと配合して乾式混合した後、粉末の状態で焼付け処理
したものを充填することも知られている（特開昭５２−
１９７４号、特開昭５２−２４２５２号、特開昭５２−
２２７７１号、特開昭５５−２４４６２号）。

【００２１】しかし、上記した方法でも水中での耐摩耗
性が良好な摺動性が得られず、また前記したように、焼
成時にポリフェニレンサルファイド樹脂が分解するの
で、満足できる機械的強度は得られなかった。

【００２２】そこで、この発明の課題は上記した問題点
を解決して、摺動材として用いるＰＴＦＥ組成物におい
て、このものが耐クリープ特性に優れ、しかも大気中、
水中および多湿雰囲気において、耐摩耗性に優れ、
軟質金属の相手材を攻撃しない、黒色摩耗粉を出さな
いという諸性質を全て満足するＰＴＦＥ組成物を得るこ
とである。

【００２３】

【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１００
体積部に対して、剪断速度１０²ｓｅｃ^-1、温度３５０
℃における溶融粘度１０⁴ポアズ以上の合成樹脂の粉末
３〜４０体積部と、ｐＨが６. ５〜７．５のマイカもし
くはタルクまたは両者混合した無機充填剤３〜４０体積
部を必須成分とするＰＴＦＥ組成物としたのである。

【００２４】または、四フッ化エチレン樹脂１００体積
部に対して、剪断速度１０²ｓｅｃ^-1、温度３５０℃に
おける溶融粘度１０⁴ポアズ以上の合成樹脂の粉末３〜
４０体積部と、繊維長が１ｍｍ以下の芳香族ポリアミド
繊維３〜４０体積部を必須成分とするＰＴＦＥ組成物と
したのである。

【００２５】前記した合成樹脂の粉末は、熱可塑性ポリ
イミド樹脂、非熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリエーテル
イミド樹脂およびポリアミドイミド樹脂からなる群から
選ばれる１種以上の樹脂の粉末を採用することができ
る。

【００２６】また、四フッ化エチレン樹脂１００体積部
に対して、剪断速度１０²ｓｅｃ^-1、温度３５０℃にお
ける溶融粘度１０⁴ポアズ以上の熱可塑性ポリイミド樹
脂の粉末３〜４０体積部と、ｐＨが６. ５〜７．５のマ
イカもしくはタルクまたは両者混合した無機充填剤３〜
４０体積部を必須成分とする四フッ化エチレン樹脂組成
物を焼結成形した成形体からなり、この成形体の熱可塑
性ポリイミド樹脂が結晶化度３０％以上の熱可塑性ポリ
イミド樹脂である四フッ化エチレン樹脂組成物の成形体
としたのである。

【００２７】または、四フッ化エチレン樹脂１００体積
部に対して、剪断速度１０²ｓｅｃ^-1、温度３５０℃に
おける溶融粘度１０⁴ポアズ以上の熱可塑性ポリイミド
樹脂の粉末３〜４０体積部と、繊維長が１ｍｍ以下の芳
香族ポリアミド繊維３〜４０体積部を必須成分とする四
フッ化エチレン樹脂組成物を焼結成形した成形体からな
り、この成形体の熱可塑性ポリイミド樹脂が結晶化度３
０％以上の熱可塑性ポリイミド樹脂である四フッ化エチ
レン樹脂組成物の成形体としたのである。

【００２８】上記の成形方法において、前記したＰＴＦ
Ｅ組成物を乾式混合した後、２５０〜３５０℃で熱処理
し、次いで焼結成形するＰＴＦＥ組成物の成形方法を採
用できる。

【００２９】また、前記したＰＴＦＥ組成物の成形体
を、大気中、水中および多湿雰囲気兼用の非黒色系摺動
部品に採用したのである。

【００３０】この発明のＰＴＦＥ組成物は、ＰＴＦＥの
通常の加熱成形温度（３５０℃以上）で、合成樹脂が無
機充填剤または芳香族ポリアミド繊維を包み込むように
溶融した後、結合する。この結合により、ＰＴＦＥ組成
物の耐クリープ性が改善される。

【００３１】また、所定の溶融粘度の合成樹脂を配合す
ることによって、ＰＴＦＥ組成物の一般的な成形方法で
あるラム連続押出成形において、選択的に合成樹脂が流
動し目視にて判別できる大きな単位の相分離が発生しな
い。さらにまた、成形前に所定の熱処理を施すことで、
合成樹脂の成形時に分解ガスの発生が抑制されて、品質
の良い成形体が得られる。

【００３２】組成物中に所定量配合されるマイカもしく
はタルクまたは両者混合した無機充填剤は、所定のｐＨ
値であるから、組成物の加熱成形時にＰＴＦＥ分子中の
Ｃ−Ｆ結合を切断しない。このため、組成物の耐摩耗
性、耐クリープ特性及び引張り強度を阻害せず、Ｃ−Ｆ
結合の切断によるＰＴＦＥの黒色化現象も起こらない。

【００３３】

【発明の実施の形態】この発明に用いるＰＴＦＥは、テ
トラフルオロエチレンの単独重合体であり、３１０〜３
９０℃で軟化するが完全に溶融しないので、圧縮成形ま
たは押出成形は可能であっても、通常の射出成形は不可
能な樹脂である。この発明に用いるＰＴＦＥは、粉状の
ものが均質に混合し易く好ましい。

【００３４】この発明に使用可能な市販のＰＴＦＥを列
挙すると以下のものがある。すなわち、（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、喜多村社製：再生テフロンＫＴ−
３００Ｈ、ＫＴ−３００Ｍなどである。

【００３５】この発明にＰＴＦＥの充填剤として用いる
合成樹脂の粉末は、剪断速度１０²ｓｅｃ^-1、温度３５
０℃における溶融粘度が１０⁴ポアズ以上の周知の耐熱
性樹脂を使用する。

【００３６】ここで、所定条件の溶融粘度の下限値を限
定する理由は、一般的なＰＴＦＥの加熱成形条件におい
て、ＰＴＦＥに対して合成樹脂を均質に混じり合わせる
ためであり、すなわち一般的なＰＴＦＥ組成物の成形方
法であるラム連続押出成形で、選択的に合成樹脂が流動
し目視にて判別できるような大きな単位の相分離を起こ
させないためである。また、前記した溶融粘度の下限値
未満の溶融粘度の合成樹脂では、ＰＴＦＥ組成物の成形
体のクリープ特性を所期した程度に改善できず、成形品
の機械的強度を著しく劣化させることにもなる。

【００３７】一方、合成樹脂の溶融粘度の上限値を限定
する必要は特に認められないが、実質的な上限値は１０
¹²ポアズ程度である。すなわち、この発明に用いる合成
樹脂の粉末は、剪断速度１０²ｓｅｃ^-1、温度３５０℃
における溶融粘度１０⁴〜１０¹²ポアズのものを使用で
きる。

【００３８】なお、剪断速度が１０²ｓｅｃ^-1で、３５
０℃における溶融粘度が１０⁴ポアズ未満のポリフェニ
レンサルファイド樹脂などの樹脂は、分解ガスが発生
し、しかもラム押出し成形によると、選択的にポリフェ
ニレンサルファイド樹脂が流動し、肉眼でも判別できる
ようなかなり大きな単位の相分離が起こるので、好まし
くない。

【００３９】上記所定条件の溶融粘度を満足する有機合
成樹脂を例示すれば、以下の通りである。なお、（
）内に、略称を示した。

【００４０】ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥ
Ｋ）、ポリエーテルケトン樹脂（ＰＥＫ）、ポリエーテ
ルケトンエーテルケトンケトン樹脂（ＰＥＫＥＫＫ）、
ポリエーテルサルフォン樹脂（ＰＥＳ）、熱可塑性ポリ
イミド樹脂（ＴＰＩ）、非熱可塑性ポリイミド樹脂（Ｐ
Ｉ）、ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ）、ポリアミド
イミド樹脂（ＰＡＩ）、Ｉ型液晶ポリマー（ＬＣＰ）。

【００４１】さらに、市販のものを例示すると、ＰＥＮ
（出光マテリアル社製：ＩＤ３００ＲＦ）、ＰＥＥＫ
（ＩＣＩ社製：ビクトレックスＰＥＥＫ４５０）、Ｐ
ＥＫ（ＩＣＩ社製：ビクトレックスＰＥＫ）、ＰＥＫＥ
ＫＫ（ＢＡＳＦ社製：ウルトラＰＥＫＡ２０００）、
ＴＰＩ（三井東圧化学社製：オーラム）、ＰＥＩ（ＧＥ
プラスチックス社製：ウルテム１０００）、ＰＡＩ（ア
モコ社製：トーロン４０００ＴＦ）、ＬＣＰ（住友化学
社製：スミカスーパーＥ１０００、Ｅ５０００）前記し
た非熱可塑性ポリイミド樹脂の市販品としては、以下の
ものが挙げられる。すなわち、下記の化１式の繰り返し
単位からなるレンジング社製：Ｐ８４である。

【００４２】

【化１】

【００４３】または、下記の化２式の繰り返し単位から
なる宇部興産社製：ＵＩＰ−Ｓ、ＵＩＰ−Ｒなどであ
る。

【００４４】

【化２】

【００４５】また、熱可塑性ポリイミド樹脂としては、
下記の化３式の繰り返し単位からなる三井東圧化学社
製：ＡＵＲＡＭなどが挙げられる。

【００４６】

【化３】

【００４７】（式中、Ｘは直結または炭素数１〜１０の
炭化水素基、六フッ素化されたイソプロピリデン基、カ
ルボニル基、チオ基およびスルホン基からなる群より選
ばれた基を表わし、Ｒ₁〜Ｒ₄は水素、低級アルキル
基、低級アルコキシ基、塩素または臭素を表わし、互い
に同じであっても異なっていてもよい。Ｙは炭素数２以
上の脂肪族基、環式脂肪族基、単環式芳香族基、縮合多
環式芳香族基、芳香族基が直接または架橋員により相互
に連結された非縮合多環式芳香族基からなる群から選ば
れた４価の基を表わす。）また、この発明でイミド基を含有する合成樹脂として
は、上記した非熱可塑性ポリイミド樹脂、熱可塑性ポリ
イミド樹脂の他に、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミ
ドイミド樹脂が挙げられる。

【００４８】この発明に用いる合成樹脂粉末の平均粒径
は、３〜１００μｍであることが好ましい。なぜなら、
このような所定粒径範囲外では、ＰＴＦＥ中の樹脂粉末
の均一分散が困難となり、これを添加した組成物の耐摩
耗性、耐クリープ性などの向上させ得なくなるからであ
る。このような傾向から、特に好ましい平均粒径は、１
０〜５０μｍである。

【００４９】この発明に用いる合成樹脂粉末の配合量
は、ＰＴＦＥ１００体積部に対して３〜４０体積部であ
る。なぜなら、３体積部未満では、ＰＴＦＥの耐摩耗
性、および耐クリープ性を改善することができず、４０
体積部を越えると成形性に悪影響を及ぼすからである。

【００５０】この発明に用いる所定ｐＨ値のマイカは、
天然マイカを酸処理してｐＨ値を６．５〜７．５に調整
したもの、または天然マイカに含まれるＯＨ基をＦ元素
で置換することによって、ｐＨ値を６．５〜７．５に調
整した合成マイカを採用できる。合成マイカの市販品と
しては、ナカコー社製のものが挙げられる。

【００５１】また、この発明に用いる所定ｐＨ値のタル
クについても、天然タルクを酸処理してｐＨ値を６．５
〜７．５に調整したものが採用できる。

【００５２】このような、マイカまたはタルクの平均粒
径は、３〜１００μｍ、好ましくは１０〜４０μｍであ
る。なぜなら、このような所定粒径範囲外では、ＰＴＦ
Ｅ中の樹脂粉末の均一分散が困難となり、これを添加し
た組成物の耐摩耗性、耐クリープ性などの向上させ得な
くなるからである。

【００５３】マイカまたはタルクの配合量は、ＰＴＦＥ
１００体積部に対して３〜４０体積部である。なぜな
ら、３体積部未満では、ＰＴＦＥの耐摩耗性を改善する
ことができず、４０体積部を越えると成形品にクラック
（割れ）を発生させるからである。

【００５４】この発明に用いる芳香族ポリアミド繊維
は、アロマティックポリアミドを略してアラミドとも称
される芳香族ポリアミド樹脂からなる繊維である。芳香
族ポリアミド樹脂は、主鎖にメチレンなどの脂肪族結合
を含まず、芳香族環とアミド結合（−ＮＨＣＯ−）から
なるが、この発明における芳香族ポリアミド繊維は、芳
香族環に対するアミド結合の位置がパラ系またはメタ系
のいずれのものであってもよい。

【００５５】このような芳香族ポリアミド繊維の市販品
を例示すると、アクゾ社製：トワロン、デュポン社製：
ケブラー、帝人社製：コーネックスもしくはテクノー
ラ、またはユニチカ社製：アピエールが挙げられる。

【００５６】この発明に用いる芳香族ポリアミド繊維の
繊維長は、１ｍｍ以下である。なぜなら、１ｍｍ以上の
長繊維では、ＰＴＦＥ中の繊維の均一分散が困難にな
り、耐摩耗性や機械的強度が著しく低下するからであ
る。なお、芳香族ポリアミド繊維の使用可能な最短の繊
維長は、通常、０．１ｍｍである。０．１ｍｍ未満の繊
維長ではＰＴＦＥの耐摩耗性を充分に改善することは困
難である。このような理由から、より好ましい芳香族ポ
リアミド繊維の繊維長は、０．１５〜０．７ｍｍであ
る。

【００５７】このような芳香族ポリアミド繊維のＰＴＦ
Ｅ組成物への配合量は、ＰＴＦＥ１００体積部に対して
３〜４０体積部である。なぜなら、３体積部未満ではＰ
ＴＦＥの耐摩耗性および耐クリープ性を改善することが
できず、４０体積部を越えるとＰＴＦＥ中の芳香族ポリ
アミド繊維の均一分散が困難になると共に、成形性も阻
害されるからである。

【００５８】また、この発明の効果を損なわない範囲で
あれば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ケイ素などの白色
系顔料およびその他の非黒色系顔料を配合してもよい。
さらにまた、食品関係機器に用いる摺動部材であれば、
周知の抗菌剤を適宜に配合してもよい。

【００５９】以上述べた原材料は、所定の配合量を混合
する場合に、タンブラーミキサー、ヘンシェルミキサー
などで乾式混合し、その後、２５０〜３５０℃で熱処理
し、次いで焼結成形することが好ましい。熱処理温度を
限定する理由は、３５０℃を越える高温では、粉末状の
ＰＴＦＥの融着性が低下し、焼結成形が困難になるから
であり、２５０℃未満の低温では、組成物の焼結成形時
に所定の溶融粘度の合成樹脂粉末からの分解ガスの発生
を抑制できないからである。このような傾向から、より
好ましい熱処理温度は、２８０〜３１０℃である。上記
熱処理は、原材料の乾式混合前に合成樹脂に対して行な
っても同じ効果がある。

【００６０】また、この発明において、合成樹脂として
熱可塑性ポリイミドを採用した場合に、熱処理を行なう
ことは特に好ましい。なぜなら、熱可塑性ポリイミドを
上記所定温度で熱処理すると、低分子量の不純物がガス
化し、成形の安定性が得られると共に、この樹脂の結晶
化温度が２８０℃付近であるために、処理後の樹脂粉末
は十分に結晶化処理されたものとなる。

【００６１】このように熱処理された可塑性ポリイミド
をラム押出成形機を用いて成形すると、金型内で結晶化
が起こらず、良好な成形が行なえる。

【００６２】この発明のＰＴＦＥ樹脂組成物の成形方法
は、粉末状の成形材料である組成物を金型に入れて、３
８０〜６００ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力を加えて予備成形し
た後、取り出した圧粉体を３６０〜３８０℃で焼結する
方法、または加熱しながら圧縮成形する方法、またはラ
ム押出機による連続成形方法などを採用することができ
る。

【００６３】

【実施例】実施例１〜１５、比較例１〜１８に用いた原
材料を以下に列挙する。なお、［］内に下記の表１およ
び表２に用いた略称を示した。

【００６４】（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：７−Ｊ（２）熱可塑性ポリイミド樹脂［ＰＩ］三井東圧化学社製：オーラム５００（３）非熱可塑性ポリイミド樹脂［ＰＩ］レンジング社製：Ｐ８４−ＨＴ（４）ポリエーテルイミド樹脂［ＰＥＩ］ＧＥプラスチックス社製：ウルテム１０００、（微粉砕
物、平均粒径２５μｍ）（５）ポリアミドイミド樹脂［ＰＡＩ］アモコ社製：トーロン４０００ＴＦ（６）ポリエーテルエーテルケトン樹脂［ＰＥＥＫ］ＩＣＩ社製：ビクトレックスＰＥＥＫ−１５０Ｐ、（微
粉砕物、平均粒径２０μｍ）（７）ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン樹脂
［ＰＥＥＫ］ＩＣＩ社製：ウルトラＰＥＫＡ２０００、（微粉砕
物、平均粒径３０μｍ）（８）ポリフェニレンサルファイド樹脂［ＰＰＳ］トープレン社製：Ｔ４ＡＧ（９）芳香族系ポリエステル［ＯＢＰ］住友化学社製：スミカスーパー１０１Ｓ（１０）ガラス繊維［ＧＦ］旭ファイバーグラス社製：ＭＦ−ＫＡＣ（１１）炭素繊維［ＣＦ］呉羽化学社製：Ｍ２０７Ｓ（１２）グラファイト［黒鉛］、日本黒鉛社製：ＡＣＰ（１３）マイカ［マイカ］（ｐＨ６．５）ナカコー社
製：ＦＭ−２０（１４）マイカ［マイカ］（ｐＨ７．５、酸処理した
もの）レプコ社製：Ｍ−３２５（１５）マイカ［マイカ］（ｐＨ８．０、酸処理した
もの）レプコ社製：Ｍ−３２５（１６）タルク、（酸処理したもの）日本タルク社製：
ＭＳ（１７）芳香族ポリアミド繊維［ＡＲＦ］（パラ系、
繊維長０．２５ｍｍカットファイバー）アクゾ社製：トワロンＭｉｃｒｏ１０８８（１８）芳香族ポリアミド繊維［ＡＲＦ］（メタ系、
２デニール、繊維長０．６ｍｍカットファイバー）帝人社製：コーネックス（１９）芳香族ポリアミド繊維［ＡＲＦ］（メタ系、
２デニール、繊維長３ｍｍカットファイバー）帝人社製：コーネックス〔実施例１〜１１、１３、１４、比較例２〜９〕表１〜
３に示した配合割合で原材料をヘンシェルミキサーにて
乾式混合した後、電気炉にて３００℃で４時間熱処理し
た。その後、ラム押出機にて３８０℃、圧力４５０ｋｇ
ｆ／ｃｍ²の条件で直径３０ｍｍの棒材を連続成形し
た。この成形体から切削加工して試験片を形成し、以下
の試験に供した。（１）圧縮クリープ試験ＡＳＴＭ−Ｄ６２１に準拠して、一辺が１２．７ｍｍの
立方体試験片を作成し、荷重１４０ｋｇｆ／ｃｍ²、２
４時間の圧縮クリープ変化率（％）を求めた。（２）摩耗試験内径１７ｍｍ、外径２１ｍｍ、高さ１０ｍｍのリング状
試験片を作成し、スラスト型摩擦摩耗試験機に、大気中
または水中で相手材ＳＵＳ３０４、周速１１０ｍ／分、
荷重４ｋｇｆ／ｃｍ²、試験時間５０時間の条件で試験
し、それぞれ試験終了後の摩耗係数（×１０^-10ｃｍ³
／ｋｇｆ・ｍ）を求めた。また、相手材の損傷度合いを
良（〇）、不良（×）の二段階に評価した。以上の結果
および成形品の色調、成形性は、表１〜３中に併記し
た。

【００６５】

【表１】

【００６６】

【表２】

【００６７】

【表３】

【００６８】

【表４】

【００６９】〔実施例１２、１５、比較例１、比較例１
０〜１８〕表２〜４に示した配合割合で原材料をヘンシ
ェルミキサーにて乾式混合した後、ラム押出機にて３８
０℃、圧力４５０ｋｇｆ／ｃｍ²の条件で直径３０ｍｍ
の棒材を連続成形した。この成形体から切削加工して試
験片を形成し、前記の試験に供した。得られた結果は、
表２〜４中に併記した。

【００７０】〔比較例１５〕ＧＦ、ＰＰＳ、ＯＢＰの組
成比（体積比）が２：１：２になるようにした合成樹脂
粉末をヘンシェルミキサーで乾式混合した後、電気炉で
３７０℃で１時間焼き付け処理した。このように熱処理
した合成樹脂粉末からなる充填剤とＰＴＦＥ粉末を表４
に示した配合割合でヘンシェルミキサーで乾式混合した
後、ラム押出機にて３８０℃、圧力４５０ｋｇｆ／ｃｍ
²の条件で直径３０ｍｍの棒材を連続成形した。この成
形体から切削加工して試験片を形成し、前記の試験に供
した。得られた結果は、表４中に併記した。

【００７１】表１〜４の結果からも明らかなように、熱
可塑性ポリイミドを含有するが、所定ｐＨのマイカ、タ
ルクまたは所定繊維長の芳香族ポリアミド繊維を含有し
ない比較例１、２および５は、耐クリープ性は改善され
ているが、水中での耐摩耗性が劣っていた。また、合成
樹脂粉末、マイカまたは芳香族ポリアミド繊維を過剰に
配合した比較例３、４、１７または所定ｐＨ値を越える
マイカを配合した比較例６は、成形困難であった。ま
た、所定繊維長を越える芳香族ポリアミド繊維を配合し
た比較例１８は、水中での耐摩耗性が劣っていた。

【００７２】マイカに代えて、黒鉛を配合した比較例７
は、成形体が黒色化すると共に、水中で摺動相手材を損
傷した。また、ＰＰＳを配合した比較例８、９は、たと
え所定ｐＨのマイカを配合し、さらに熱処理を行っても
成形性が悪く、耐クリープ性および耐摩耗性が劣ってい
た。

【００７３】また、炭素繊維を配合した比較例１１は、
耐摩耗性（大気中および水中）は優れているが、相手材
の攻撃性、耐クリープ性に劣り、黒色を呈した。黒鉛を
添加した比較例１２も、相手材の攻撃性があり、大気中
での耐摩耗性に劣っていた。

【００７４】これに対して、全ての条件を満足する実施
例１〜１５は、大気中または水中の何れにおいても摺動
相手材を攻撃することなく、耐摩耗性、耐クリープ性に
優れていた。なお、このような優れた摺動特性を有する
ＰＴＦＥ組成物からなる摺動材であれば、油中用の摺動
材としての利用性があることは勿論である。

【００７５】

【効果】この発明は、以上説明したように、四フッ化エ
チレン樹脂に対して、所定条件での溶融粘度１０⁴ポア
ズ以上の有機合成樹脂粉末と、ｐＨが６. ５〜７．５の
マイカもしくはタルクまたは両者混合した無機充填剤３
〜４０体積部を所定量配合した四フッ化エチレン樹脂組
成物、または四フッ化エチレン樹脂に対して、所定条件
での溶融粘度１０⁴ポアズ以上の有機合成樹脂粉末と、
繊維長が１ｍｍ以下の芳香族ポリアミド繊維３〜４０体
積部を所定量配合した四フッ化エチレン樹脂組成物とし
たので、このものがＰＴＦＥ本来の優れた摺動特性を有
すると共に耐クリープ特性に優れ、しかも大気中、水中
および多湿雰囲気のいずれにおいても、耐摩耗性に優
れ、軟質金属の相手材を攻撃しない、黒色摩耗粉を
出さないという諸性質を全て満足するという、優れた摩
擦摩耗特性を発揮する四フッ化エチレン樹脂組成物とな
る利点がある。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】四フッ化エチレン樹脂１００体積部に対
して、剪断速度１０²ｓｅｃ^-1、温度３５０℃における
溶融粘度１０⁴ポアズ以上の合成樹脂の粉末３〜４０体
積部と、ｐＨが６. ５〜７．５のマイカもしくはタルク
または両者混合した無機充填剤３〜４０体積部を必須成
分としてなる四フッ化エチレン樹脂組成物。
【請求項２】四フッ化エチレン樹脂１００体積部に対
して、剪断速度１０²ｓｅｃ^-1、温度３５０℃における
溶融粘度１０⁴ポアズ以上の合成樹脂の粉末３〜４０体
積部と、繊維長が１ｍｍ以下の芳香族ポリアミド繊維３
〜４０体積部を必須成分としてなる四フッ化エチレン樹
脂組成物。
【請求項３】合成樹脂の粉末がイミド基を含有する樹
脂の粉末である請求項１または２に記載の四フッ化エチ
レン樹脂組成物。
【請求項４】合成樹脂の粉末が、熱可塑性ポリイミド
樹脂、非熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド
樹脂およびポリアミドイミド樹脂からなる群から選ばれ
る１種以上の樹脂の粉末である請求項１または２に記載
の四フッ化エチレン樹脂組成物。
【請求項５】四フッ化エチレン樹脂１００体積部に対
して、剪断速度１０²ｓｅｃ^-1、温度３５０℃における
溶融粘度１０⁴ポアズ以上の熱可塑性ポリイミド樹脂の
粉末３〜４０体積部と、ｐＨが６. ５〜７．５のマイカ
もしくはタルクまたは両者混合した無機充填剤３〜４０
体積部を必須成分とする四フッ化エチレン樹脂組成物を
焼結成形した成形体からなり、この成形体の熱可塑性ポ
リイミド樹脂が結晶化度３０％以上の熱可塑性ポリイミ
ド樹脂である四フッ化エチレン樹脂組成物の成形体。
【請求項６】四フッ化エチレン樹脂１００体積部に対
して、剪断速度１０²ｓｅｃ^-1、温度３５０℃における
溶融粘度１０⁴ポアズ以上の熱可塑性ポリイミド樹脂の
粉末３〜４０体積部と、繊維長が１ｍｍ以下の芳香族ポ
リアミド繊維３〜４０体積部を必須成分とする四フッ化
エチレン樹脂組成物を焼結成形した成形体からなり、こ
の成形体の熱可塑性ポリイミド樹脂が結晶化度３０％以
上の熱可塑性ポリイミド樹脂である四フッ化エチレン樹
脂組成物の成形体。
【請求項７】請求項１〜４項のいずれか１項に記載の
四フッ化エチレン樹脂組成物を乾式混合した後、２５０
〜３５０℃で熱処理し、次いで焼結成形する四フッ化エ
チレン樹脂組成物の成形方法。
【請求項８】請求項１〜４項のいずれか１項に記載の
四フッ化エチレン樹脂組成物を成形してなる大気中、水
中および多湿雰囲気兼用の非黒色系摺動部品。
【請求項９】請求項５または請求項６に記載の四フッ
化エチレン樹脂組成物の成形体からなる大気中、水中お
よび多湿雰囲気兼用の非黒色系摺動部品。