JPS63158362A

JPS63158362A - スクロ−ル型コンプレツサ−用シ−ル部材料

Info

Publication number: JPS63158362A
Application number: JP30506486A
Authority: JP
Inventors: Ken Kuramoto; 倉本　憲
Original assignee: YOBEA RULON KOGYO KK
Current assignee: YOBEA RULON KOGYO KK
Priority date: 1986-12-18
Filing date: 1986-12-18
Publication date: 1988-07-01
Anticipated expiration: 2010-07-26
Also published as: JPH0769015B2

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〕この発明はスクロール型コンプレッサー用のシール部材
料に関するものである。

〔従来の技術〕

スクロール型コンプレッサーは、基板の片面にうず巻装
を形成した一対のスクロール部材を設け、各スクロール
部材のうず巻装相互を偏心状態にかみ合わせ、相対的な
公転用運動を行なわせることによって、うず巻装間の密
閉空間を中心方向に移動させながら流体を圧縮し、これ
を中心部から吐出するようにしたものであり、たとえば
特開昭５０−３２５１２号公報、同５５−８１２９６号
公報等によって既によく知られているものである。

第１図および第２図は従来公知のスクロール部材１を示
すものであり、そのうず巻装２の先端部には溝３が形成
され、その溝３にシール部材料４が装着されている。ま
た第３図は上記スクロール部材１を可動側とし、固定ス
クロール部材１′と偏心させてかみ合わせた状態を示し
ており、両方のうず巻装２の各シール部材料４を相互に
他のスクロール部材料１．１′のうず巻溝の底に摺接さ
せ、相互にシールを図るようになっている。

上記のようなスクロール型コンプレッサーにおいては、
最近その軽量化を図るためにスクロール部材１をアルミ
ニウムまたはアルミニウム合金ノような軽金属類で製作
するようになり、また常時摺接するシール部材料４には
四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥと略称する）が用いら
れるようになって来た。このＰＴＦＥは耐熱性、耐薬品
性、難燃性その他自己潤滑性、非粘着性、低摩擦係数な
どきわめて優れた性能を有する樹脂であるから、軸受等
の摺動部材料、管、バルブその他の成形品等各方面に広
く利用されている。しかし、このような樹脂も耐摩耗性
、耐クリープ性は必ずしも満足できるものではなく、こ
れら性質を改善するためにＰＴＦＥに充填剤を添加した
としても相手材である金属面に傷をっけたり、長時間摺
動したときに耐摩耗性が次第に低下していく危険がある
。

そこでこのような欠点を解決するために、この発明者ら
は特願昭６０−２５４４８１号において新たなシール用
材料、すなわちＰＴＦＥに有機充填剤（たとえばポリフ
ェニレンサルファイド、ポリイミド、芳香族系ポリエス
テル、芳香族系ポリアミド、ポリアミド、ポリエーテル
ケトン等）および射出成形可能なフッ素樹脂粉末を添加
混合した組成物を開示したが、このようなシー、ル部材
料は耐クリープ性の改善が認められても、高荷重下にお
ける使用に際してはかなりの寸法変化が起こり、また冷
媒中で使用されるときは膨潤による寸法変化も起こる恐
れがあり、コンプレッサーの運転効率の低下を招くこと
になる。さらに主成分がＰＴＦＥである組成物は射出成
形が不可能であって、生産性が悪く、当然のことながら
製品コストも高くなって好ましくない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、従来の技術においては、耐熱性、耐薬品性
、難燃性、潤滑性、耐摩耗性、寸法安定性、耐クリープ
性などにすぐれ、しかも射出成形が可能であるといった
素材からなるシール部材料は得られなかったという問題
点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決するために、この発明は芳香族ポリ
エーテルケトン樹脂にフルオロカーボン重合体、炭素繊
維および金属粉末を添加してスクロール型コンプレッサ
ー用シール部材料とする手段を採用したものである。以
下その詳細を述べる。

まず、この発明に使用される芳香族ポリエーテルケトン
は反復単位を単独で、または他の反復単位と一緒に含み、かつ固有
粘度が０．７〜２．６、好ましくは０．８〜１．８のも
のである。ここで他の反復単位としては、など２５重量
−未満含み得るが、２５重量％以上含有した重合体では
、ポリエーテルケトン本来の特性が失われるので好まし
くない。また、固有粘度は溶液１００　ｃｍ３当り重合
体０．１ｇを含む密度１、８４　ｇ／ｃｍ３の濃硫酸中
の重合体溶液について測定した固有粘度であって、測定
には溶媒流出時間が約２分の粘度計を使用した。この固
有粘度は重合体の分子量と一義的に対応する値であって
、固有粘度が０．７よりも低いポリエーテルケトンは耐
熱性が低く成形品が得られても非常に脆く、逆に２．６
を越えるものは溶融粘度が高過ぎて加工性が悪く一般に
は使用できない。

つぎに、この発明；こおけるフルオロカーボン重合体は
、ポリテトラフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエ
チレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリトリ
クロロフルオロエチレン、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を含む
が、特に前記のＰＴＦＥが好ましい。また、ＰＴＦＥで
も平均粒径２０μｍ未満の滑剤縁の粉末が好ましく、市
販されているものの例としては、英国アイ・シー・アイ
社のフルオン（商標）Ｌ１６９、同Ｌ１７０、同Ｌ１７
１、ダイキン工業社のルブロン（商標）Ｌ−２、同Ｌ−
５、ＬＤ−１、米国デュポン社のテフロン（商標）ＴＬ
Ｐ−１ｏ、同ＴＬＰ−１０Ｆ−１などを挙げることがで
きる。

さらにこの発明で使用し得る炭素繊維は、アクリロニト
リル系、ピッチ系、セルロース系等のいずれのものでも
よく、繊維長が０．１〜１０ｍｍのものが好ましいので
、通常樹脂充填剤として使用される６ｍｍ程度の長さの
チョツプドファイバー、ロービング等を用いることがで
きる。この炭素繊維は表面をたとえばエポキシ樹脂、ポ
リアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール
樹脂等の処理剤で処理したものを用いることが好ましい
が、これらに限定されるものではない。このような炭素
繊維としてはパーキュレス社製マグナマイトＡＳ、マグ
ナマイトＨＭＳ、　東し社製トレカＴ３００Ａ、東邦レ
ーヨン社製ベスファイトＨＴＡ、ベスファイト１０００
、県別化学工業社製りレカＭ、クレカＣなどを挙げるこ
とができる。

また、この発明で使用される金属粉は熱伝導率が０．６
〜１２．０　ｋｃａｌ／（ｍ−ｈ・’Ｃ）のもので、銅
合金が望ましいが、これに限るものではない。このよう
な金属粉の例としては福田金属箔工業社製の育銅粉Ｂｒ
ｏ　−Ａｔ　−３５０、日本アトマイズ加工社製の青銅
粉５９１−１２０等がある。

以上の芳香族ポリエーテルケトン、フルオロカーボン重
合体、炭素繊維および金属粉を配合するにあたっては、
芳香族ポリエーテルケトン２０〜８０重量％、フルオロ
カーボン重合体５〜２５重量％、炭素繊維５〜１５重量
％、金属粉１０〜４０重量％とすることが望ましい。な
ぜならば、フルオロカーボン重合体、炭素繊維および金
属粉の合計量が樹脂組成物の８０重量％を越え、芳香族
ポリエーテルケトンの量が２０重量％未満の少量のとき
は、樹脂組成物の流動性が失われ、たとえ射出成形によ
って成形品が得られてもその機械的強度は非常に低く脆
いものとなり、炭素繊維は５重量％未満の少量では機械
的強度が不充分である反面、逆に１５重量％を越える多
量では軟質の相手材を損耗して良好なシール特性が得ら
れず、金属粉においては熱伝導率が０．６　ｋｃａｌ／
（ｍ−ｈ・℃）よりも・小さい値であるときおよび配合
量が１０重量％未満の少量のときは組成物自体の熱伝導
性向上が望めず摺動面における放熱効果が得られないた
め限界ｐｖ値の向上は期待できず、逆に４０重量％を越
える多量では摩擦係数が大きく、またフルオロカーボン
重合体が５重量％未満の少量では潤滑性が不充分であり
、逆に２５重量％を越える多量では分散性、相容性が低
下して均質な組成物が得難いなど多くの問題が生じるか
らである。

これら諸原材料の配合、加熱、溶融、混合などの諸操作
は熟ローラ、バンバリーミキサ、ブラベンダ、押出機な
どを利用し、通常３４０〜４００℃、好ましくは３５０
〜３８０℃で均質な混合物が得られるまで継続して実施
すればよいが、諸原材料を乳鉢、ヘンシェルミキサー、
ボールミル、リボンブレンダーなどで予め混合した後に
溶融混合機、射出成形機、押出成形機等を用い３００〜
４００℃、好ましくは３２０〜３８０℃の温度のもとに
ペレット状、線状、棒状、板状、シート状、その他任意
の形状に適宜成形すればよい。

〔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
つぎのとおりである。すなわち■芳香族ポリエーテルケ
トン樹脂（英国アイ・シー・アイ社製：　ＴＪｄｅｌ−
ＰＥＥＫ　　１５０Ｐ）ＣＰＥＥＫ　と略称する〕、 ■フルオロカーボン重合体（ダイキン工業社裂ニルブロ
ンＬ−５）ＣＰＴＦＥ　］、 ■炭素繊維（呉羽化学社製：クレハＭ２Ｏ７Ｓ）、■青
銅粉末（福田金属箔粉社製：ＡＴ−３５０メツシュ）である。

実施例１〜５：上記の諸原材料■〜■を第１表に示す割合で配合し、ヘ
ンシェルミキサーで充分混合した後、二軸溶融押出機（
池貝鉄工社製：ＰＣＭ−３０型）に供給し、温度３６５
℃、スクリュー回転数１５Ｏｒｐｍ、径２ｒｒｒｎ孔７
個のストランドダイから押出してペレット状に造粒した
。このペレットをバレル温度３１０〜３７０℃、金型温
度２００℃、射出圧力１５００　ｋｇ／ｃｍ２の射出成
形機にかけて所定の試験片を作製し、得られた試験片の
曲げ強度ｋｇ／Ｃｍ２はＡＳＴＭ−Ｄ７９０に、またア
イゾツト衝撃強度ｋｇ−ｃｍ／ｃｍ　はＡＳＴＭ−Ｄ２
５６に基づき、また摩擦係数は銘木・松原式摩擦摩耗試
験殴を用い内径１７ｍｍ、外径２１　ｍｍ　、長さ１０
　ｍｍの摩耗リング試片の圧力１０　ｋｇ／ｃｍ２、速
度毎分１０１ＴＩの条件下における値を、さらに限界Ｐ
Ｖ値ｋｇ／Ｃｍ”・第１表プ分は前記銘木・松原式摩擦摩耗試験機および同寸法の
摩耗リング試片を用い速度Ｖを毎分３０８ｍに一定とし
、スニソ４ＧＳオイル中において圧力ＰをＰＶが５００
０．６０００．７０００−・・ｋｇ／ｃｍ２・−分と５
分間に１０００ずつ増加ｒるように上昇させながら、試
片が溶融を伴った異常摩耗を起こし始めるか、または摩
耗係数が急激に不安定となるときのＰＶ値を、そして実
機耐熱性は第１図に示すシール部材料４を成形し、回転
数毎分５５００回転、雰囲気フレオンガス５容量チ＋オ
イル９５容量チ、温度３００℃以上、運転時間１０時間
の条件下の試験中にシール部材料４が溶融を伴った異常
摩耗を起こすか摩擦係数が急激に不安定になった時間を
もってそれぞれ評価した。また、射出成形性は東洋精機
製ラボプラストミルを用い、スクリュー回転数毎分５０
回転、シリンダ一温度３８０を越えるときＸ印として四
段階に評価した。得られた各測定値を第２表にまとめた
。

第２表比較例１〜５前記諸原材料■〜■を第３表に示す割合で配合した以外
は実施例１〜５と全く同様の操作を行な第　　３　　表第４表つて試験片を作製しその曲げ強度、アイゾツト衝撃強度
、摩擦係数、限界ＰＶ値、実機耐久性、射出成形性を測
定した。得られた結果は第４表にまとめた。

ここで、実施例１〜５と比較例１〜５とを比べると、実
施例１〜５の配合比についてはすべて望ましいと思われ
る範囲内にあるため機械的特性、潤滑特性、限界ｐｖ値
、実磯坩久試験、射出成形性のすべての面において優れ
ている。しかし比較例１〜５については、芳香族ポリエ
ーテルケトン、フルオロカーボン重合体、炭素繊維、金
属粉の配合比が一つでも望ましい範囲からはずれること
によって実施例で述べた諸特性をすべて満足することは
不可能である。たとえば、比較例１において青銅粉が４
０重量襲を越える多量の時は、摩擦係数が高く、機械的
強度が低く、射出成形比も非常に悪い。比較例２．４．
５の場合はいずれも限界ＰＶ値が低く、実機耐久性の面
でかなり劣るっ比較例３は、摩擦係数が高く、限界ｐｖ
値および実機耐久性の面でも劣っている。

〔効果〕

以上のことから明らかなように、この発明のシール部材
料は高速、高荷重下における摺動特性は限界Ｐｖ値を著
しく改善するものであり、また射出成形が可能であるか
ら圧縮成形よりも量産化は遥かに容易であって、成形品
の価格低減に大いに貢献することになる。したがって、
この発明の意義はきわめて大きいということができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はスクロール部材の斜視図、第２図は第１図の要
部断面図、第３図はスクロール部材をかみ合わせたコン
プレッサーの内部構造を例示する断面図である。１．１′・・・スクロール部材、２・・・うず巻装、３
・・・溝、４・・・シール部材料

Claims

【特許請求の範囲】

　芳香族ポリエーテルケトン樹脂２０〜８０重量％にフ
ルオロカーボン重合体５〜２５重量％、炭素繊維５〜１
５重量％および金属粉末１０〜４０重量％を添加したこ
とを特徴とするスクロール型コンプレッサー用シール部
材料。