JPS60262844A - 耐摩耗性の優れた溶融成形用フツ素系樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈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ッ素系樹脂組成
物に関する。

〈従来の技術〉 近年、オフィス・オートメーション（ＯＡ）　機器を中
心とじ１３機器の小型化に伴ない、軸受け、ブツシュ、
スライダー等の摺動部材が、従来のポールベアリ／り、
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
るものとなっているため、従来の合成樹脂材料では適用
が不可能であった。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
ミト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ン そこで、本発明考らは、フッ素系樹脂を使用することを
検討した。フッ素系樹脂は耐熱性、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った。従って、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
能であった。

本発明者らは、フッ素系樹脂を用いて、高荷重、高速度
、高温度雰囲気下におけろ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。

く問題点を解決するための手段および作用〉すなわち、
本発明はフッ素系樹脂９５〜４０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
フッ素系樹脂組成物である。

７ノ累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、フッ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
効果はフッ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、グラファイト
、炭酸カルシウム、タルク、ガラスピーズ、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ッ素系樹脂組成物は
、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。

クロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）　、ポリフ
ッ化ビニリデノ（ＰＶｄＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶ
Ｆ）　、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロ
ピレノ共重合体（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Ｎ合体（ＰＦＡ
）　、テトラフルオロエチレンーエチレン共Ｍ　合体（
Ｅ　Ｔ　Ｆ　Ｅ　）　、クロロトリフルオロエチレン−
エチレン共’Ｍ　合体＜　ＥＣＴＦＥ）等が挙げられ、
これらは混合物としても使用できろ。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
のカルシウムメタノリヶートである。ワラストナイトは
、例えば米国プロセスド・ミネラルズ社（Ｐｒｏｃｃｅ
ｓｓｅｄ　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
トナイトにシラノカップリング剤をコーティングするこ
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ッ素系樹
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崎からなる相手材を
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
キシベノゾイルポリエステルのこ゛と＞ｉ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、ンリコーノ
オイル、有機酸の金属塩からなる金属石ケノ、ワックス
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ッ素
系樹脂とワラストナイトを例えばヘノノニルミキサー、
スーパーミキサーなどの混合機でトライブレンドした後
、−軸または多軸押出機で溶融混練しストランドに押出
しカッタ　にてペレット化する方法が一般的であるが、
特にＣれに限定されるものではない。

また、例えばＰ　Ｔ　Ｆ　Ｅのようにｌ二記方法でペレ
ット化ができないフッ素系樹脂においてはへツノエルミ
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まい。

このようにして得られた本発明の組成物から軸受け、ブ
ノノユ、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１ζ打ら抜くこ
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って
軸受け、ブンノユ、ギヤー、分離爪等の製品を得ろこと
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 フッ素系樹脂としてＰＦＡ樹脂（三片フロロケミカル（
株）製３４０Ｊ）と各種充填剤を第１表に示す組成比と
なるようにヘノノニルミキサーで混合し、１軸タイプの
押出機（田辺機械　３０ａ押出機）でノリノダ一温度を
３１０〜３５０℃に設定し、押出造粒を行ないベレット
を得た。これらを射出成形機（住友重機製、ネオマット
２５／口 １４０）を用いて曲げ試験片、摩耗試験片（３０ｘ３を
角板）に成形した。曲げ特性はＡＳＴＭＤ７９０−４９
Ｔにより測定した。摩擦摩耗特性は、縮体式摩耗試験機
を用いて室温下で圧力Ｐ＝１０１９／ｄ、速度２０ｍ／
分の速度２０相／材に５４５０リング（外径２３．　ｌ
　ｎ　ｇ、内径２０．２１ｍ夏、接触面積＋ｄ）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。

ｌ）　日東粉化工業（株）製゛ニューライ）　＃ＬＬ２
）　ハヤン化成（株）製ゞ　ミクロンホワイト′３）　
日本黒鉛（株）製ゞＣＰ′ ４）　日東紡（株）製′３ＰＥ−４５３′５）　プロセ
スド＠ミネラルズ社製グレード０Ｍ−１１００−実施例
２ 実施例１と同様のフッ素系樹脂に実施例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ェルミキ
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　＝　５　ｋｑ　／　ｒｊと１５　ｋｇ　
／　Ｃｊ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の通りであり、
本発明組成物は優れた耐摩耗性を示した。

実施例３〜７ 実施例１と同様のフッ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ノノニルミキサーで泥合し
、池貝鉄工（株）製’　ＰＣＭ−４５′２軸押出機を用
いてノリノダ一温度３２０〜３５０℃でペレット化した
。ワラストナイト８゜Ｗ（％の場合はペレット化が困難
であった。得られたベレットを用い射出成形機（住人重
機製１ネオマット’７５／＋４０）を用い曲げ試験片を
成形し、曲げ特性を測定しｔ：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、得られたベレッ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２０　ｔｇ／　ｒｉ、滞留
１０分、ノズルｌ　ｔｚ〆ｘ２６で測定した結果を表４
に示す。

（本頁以下空白） 表　３ 表　４ 実施例δ 次の四〜（ハ）の樹脂および組成物を準備した。

＾：実施例１と同様の方法により得たワラス）・ナイ］
・を４０重量％含有するＰＦＡ樹脂組成物、（Ｂ）：Ｐ
ＴＦＥ樹脂を２０重量％含有するアモコ社製ポリアミド
イミド樹脂ゝト−ロノ’４０００Ｔの組成物（ＴＩ−５
０］３Ｆ２０）、（：ｌ：ＰＴＦＥ樹脂を４０重量％含
有するアモコ？１製ポリアミドイミド樹脂ゞ　トーロノ
’４０００Ｔの組成物（ＴＩ−５０１３Ｆ４０）、０　
住人化学（株）製ポリオキシベノｊイル樹脂１エコノー
ル’２０００． ０　東洋ベアリング（株）製ガラス繊維入りＰＴＦＥ樹
脂・ルーロン゛ＬＤ。３００ｘ　３を内板。

これらの樹脂および組成物（５）〜０から、射出成形に
より３０　Ｘ３ｔの摩耗試験片を得た。このうち但）と
０は常法によりボストキュアを行なった。

これら摩耗試験片に対し、スラスト摩耗テストを島津製
縮体式摩耗試験機を用いて、相手材にアルｊ５０５６の
接触面積２Ｈになるリングを用い雰囲気温度１８０℃で
面圧（荷重）ｌＯλ９／１１速度７ｍ／分速度７摩／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（５）は優れ
た耐摩耗性を示した。

〈発明の効果ン 本発明のフッ素系樹脂組成物は、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。従って、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。

【図面の簡単な説明】

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。 西０本発明組成物 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　フッ素系樹脂９５〜４０重量％およびワラスト
   ナイト５〜６０ｉｉ１９６からなる耐摩耗性の優れた溶
   融成形用７ノ累系樹脂組成物。 Ｃ２）　フッ素系樹脂がテトラフルオロエテレノーパー
   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ッ
   素系樹脂組成物。