JPS6137301B2

JPS6137301B2 -

Info

Publication number: JPS6137301B2
Application number: JP18585583A
Authority: JP
Inventors: Fumitada Satoji; Noriaki Oda
Original assignee: Du Pont Mitsui Fluorochemicals Co Ltd
Current assignee: Chemours Mitsui Fluoroproducts Co Ltd
Priority date: 1983-10-06
Filing date: 1983-10-06
Publication date: 1986-08-22
Also published as: JPS6079053A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、優れた熔融成形性と改善された物性
を有する繊維状充填材粉末入りパーフルオロアル
コキシ樹脂組成物に関する。パーフルオロアルコキシ樹脂は、優れた耐熱
性、耐薬品性、耐電気絶縁性及び低摩擦係数、非
粘着などフツ素樹脂の卓越した性質のユニークな
性質とを兼備しており且つ押出成形や射出成形な
どの熔融成形が可能な真の熱可塑性樹脂である。一方、該樹脂は比較的柔かい樹脂で、耐摩耗、
耐クリープ性に劣るという欠点を有するため、こ
れらの性質の向上を目的として充填材を添加する
ことが期待される。しかしながら、パーフルオロ
アルコキシ樹脂に例えばガラス繊維粉末を混合
し、熔融混練して共押出成形をしたとしても、押
出ストランド中に多くの気孔が残り、特に繊維の
充填量を増加した場合には繊維粉末の分散不良が
起こり、しばしば共押出中にストランドが切断し
てしまい、良好な成形品を作ることができないと
いう問題があつた。かかる問題を解決することを目的として研究の
結果、本発明者等は、繊維状粉末を充填したパー
フルオロアルコキシ樹脂にポリエーテルスルホン
樹脂などの如き重合体の主鎖中にエーテル結合を
含む耐熱性樹脂を添加した場合には、良好な押出
成形を行なうことができ、且つ、得られた成形品
の性質も優れていることを見出した。斯くして、本発明によれば、パーフルオロアル
コキシ樹脂100容量部と耐熱性繊維粉末40〜130容
量部と耐熱性ポリエーテル樹脂0.5〜30容量部と
を必須成分とするパーフルオロアルコキシ樹脂組
成物が提供される。本発明において、パーフルオロアルコキシ樹脂
とは、パーフルオロアルコキシ側鎖を有する鎖状
フツ素樹脂であつて、テトラフルオロエチレンと
かかる側鎖を与え得るコモノマーとを必須成分と
する共重合体で、372±１℃における比熔融粘度
が１×10³〜10⁶ポイズの範囲の樹脂をいう。パー
フルオロアルコキシ側鎖を与え得るコモノマーと
して代表的なものは、 CF₃（CF₂）nOCX₁＝CX₂X₃（ｎは０〜７、X₁、
X₂及びX₃はＦ又はＨ）の式で示されるパーフルオロアルキルフルオロビ
ニルポリエーテル類、（ｎは０〜７、ｍは１〜５、RfはＦ又はCF₃、
X₁、X₂及びX₃はＦ又はＨ）の式で示されるパーフルオロアルキルフルオロビ
ニルポリエーテル類などがある。かかる共重合体
の代表的銘柄としては、“テフロン”PFA−Ｊ
〔三井フロロケミカル(株)製〕及び“ネフロン”
PFA〔ダイキン工業(株)製〕などがある。本発明でいうパーフルオロアルコキシ樹脂は、
また、上記必須成分に加えてヘキサフルオロプロ
ペン、フツ化ビニリデン、クロロトリフルオロエ
チレンなどのフルオロオレフイン類を共重合させ
たものであつても良く、かかる樹脂の代表的銘柄
としては、“テフロン”EPE−Ｊ〔三井フロロケ
ミカル(株)製〕などがある。本発明において、耐熱性とは、パーフルオロア
ルコキシ樹脂の成形温度（通常330〜400℃）に耐
えることができることを意味する。耐熱性繊維と
して具体的には、ガラス繊維、炭素繊維、グラフ
アイト繊維、チタン酸カリウムホイスカー、シリ
コーンカーバイドホイスカー、サフアイアホイス
カーなどの無機繊維及びホイスカー類、鋼線、銅
線、ステンレス線などの金属繊維、タングステン
心線又は炭素繊維などにボロン、炭化ケイ素など
を蒸着したいわゆるボロン繊維、炭化ケイ素繊維
などの複合繊維及び芳香族ポリアミド繊維などの
耐熱性有機繊維を例示することができる。繊維の
形態としては、押出及び射出などの熔融成形の容
易さの面から、10mm以下の好ましくは５mm以下の
繊維長の粉末であることが望ましい。また、繊維
と樹脂との親和性を増加させる目的で、シランカ
ツプリング剤などの処理剤で繊維を処理しておく
ことも望ましい。既に述べた如く、パーフルオロアルコキシ樹脂
と耐熱性繊維粉末例えばガラス繊維粉末とを単に
熔融混練し共押出した成形物は、繊維状粉末の分
散性が悪く、また多くの気孔を含むものである。
更に高濃度に例えば40容量％以上の繊維粉末を充
填したものをストランド状に共押出した場合に
は、ストランドが切れてしまい、良好な成形を行
なうことができない。しかるに、パーフルオロアルコキシ樹脂と耐熱
性繊維粉末との混合物に、パーフルオロアルコキ
シ樹脂に基いて0.5〜30容量％の耐熱性ポリエー
テル樹脂を添加して、340〜330℃の温度において
上記混合物を熔融混練し共押出した場合には、繊
維粉末の分散性が良好で、気孔のない成形品を得
ることができると共に、耐熱性ポリエーテル樹脂
を添加しなかつた場合に比べて引張り強さ、伸び
及び耐クリープ性の高い押出成形品を得ることが
できる。耐熱性ポリエーテル樹脂としては、ポリエーテ
ルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエ
ーテルスルホン及びポリスルホンなどの如き、ポ
リマーの主鎖中にエーテル結合を持つ耐熱性熱可
塑性樹脂が使用される。上記耐熱性ポリエーテル
樹脂は、熔融粘度がパーフルオロアルコキシ樹脂
の熔融粘度よりも低いもの、例えば後に定義する
メルトインデツクスの値が10〜50のものが好まし
い。かかる耐熱性ポリエーテル樹脂の添加量は比較
的少量でよく、パーフルオロアルコキシ樹脂100
容量部に対して0.5容量部好ましくは１容量部以
上使用すれば良い。その上限値は押出特性の改良
という点からは特に限定されないが、あまりに多
い場合例えば30容量部を越える場合にはパーフル
オロアルコキシ樹脂の優れた特性が失なわれてく
るという欠点であり、15容量部以下の添加量が好
ましい。耐熱性繊維粉末の充填量の下限は必ずしも限定
されるものではないが、耐熱性ポリエーテル樹脂
の添加効果が有効に発揮される耐熱性繊維粉末の
充填量は40容量部好ましくは50容量部以上であ
る。このように、本発明は、耐熱性繊維粉末の充
填量を高くとることができる点において、即ち、
従来押出成形をすることが困難であつた40容量部
とくに50容量部以上の耐熱性繊維粉末を充填した
パーフルオロアルコキシ樹脂組成物の押出成形を
可能にしたばかりではなく、その充填可能量を
130容量部にまで飛躍的に増加させた点におい
て、特徴的である。この結果、本発明によれば、
耐熱性繊維粉末を充填したパーフルオロアルコキ
シ樹脂の耐クリープ特性は４〜10倍程度改善され
る。本発明の組成物は、フツ素樹脂独得の低摩擦係
数非粘着性などの性質を有し、且つ、耐熱性繊維
粉末の添加によつて機械的性質が改良されている
ため、種々の潤滑及び非粘着用途に使用し得る
が、耐クリープ性が優れているため特に耐荷重特
性が期待される軸受材料に好適である。尚、本発明でいうメルトインデツクス（M.I.）
は、東洋精機製作所(株)製のメルトインデクサーを
使用し、あらかじめ乾燥した試料を360℃に加熱
したシリンダーに入れ、６分間予熱後、５Kgの荷
重をかけてオリフイス（内径2.095mm、長さ８
mm）から押出し、10分間に押出された試料の量を
グラム数で表わしたものである。但し、後記の比
較例３における変性ポリフエニレンオキサイド樹
脂は、耐熱性が低くて試料が流出してしまうた
め、６分間の予熱ができなかつた。次に、本発明を実施例、比較例及び参考例によ
つて具体的に説明する。実施例１〜３パーフルオロアルコキシ樹脂ペレツト〔三井フ
ロロケミカル社製“テフロン”340J、メルトイン
デツクス（M.I.）＝14.2〕とガラス繊維（旭フア
イバーグラス社製チヨツプドストランド
03MA497、アミノシラン処理、平均繊維長３
mm）とポリエーテルスルフオン樹脂粉末（I.C.I
社製“PES−300P”、M.I＝25.4）とを表−１に示
した割合でドライブレンドした後、二軸溶融押出
機（池貝鉄工社製PCM−30押出機）に共給して
処理温度360℃、スクリユー回転数150r.p.m.で熔
融混練しながらストランドダイ（径３mm、穴５）
より押出し、押出されたストランドを連続的にカ
ツトし、ペレツトを得た。次に、上記ペレツトを射出成形機（バレル温度
320〜380℃、金型温度210℃、射出圧力800Kg／
cm²）にかけて成形試験片を作成し、その物性を測
定した。押出しストランドの観察評価結果及び試験片の
物性を表−２に示す。実施例４ポリエーテルスルホン樹脂粉末をポリエーテル
エーテルケトン樹脂粉末（I.C.I.社製“PEEKナ
チユラル”M.I.＝18.2）に変更した以外は、実施
例１と同様にしてストランドを押出し、ペレツト
を得て、試験片を作成した。ストランドの観察評価結果及び試験片の物性を
表−２に示す。比較例１耐熱性ポリエーテル樹脂を混合したかつた以外
は、実施例１と同様にしてストランドの押出しを
行なつたが、ストランド切れが多数（例えば10ｍ
当り４〜５回）発生した。このため、処理温度を
360℃から380℃に上げて同様にして押出し試験を
行なつたが、360℃の場合と同様にストランド切
れが多数発生した。押出しストランドの観察評価結果を表−２に示
す。比較例２耐熱性ポリエーテル樹脂の代わりにポリフエニ
レンサルフアイド樹脂粉末（フイリツプスペトロ
リアム社製“ライトンPPSP−４”M.I.＝37.9）
を使用した以外は、実施例１と同様にして試験も
行なつた。押出しにおいて、ストランド10ｍ当り
１回程度のストランド切れが発生した。また、得
られたストランドの表面は荒れており、商品とし
ては不適なものであつた。作成した試験片の耐圧縮クリープ性、曲げ強
さ、引張り強さ、伸びなどの物性は同量のガラス
繊維を混合した実施例１及び４に較べて低かつ
た。ストランドの評価結果及び物性を表−２に示
す。比較例３耐熱性ポリエーテル樹脂に替えて耐熱性の低い
変性ポリフエニレンオキサイド樹脂（エンジニア
リングプラスチツク社製“ノリル731J−802”、
M.I.＝159.3）を使用した以外は、実施例１と同
様にしてストランドの押出しを行なつたが、スト
ランド切れが多数発生した。このため、処理温度
を360℃から340℃及び380℃に変更したが、いず
れの場合もストランド切れが多数発生した。実施例５〜６パーフルオロアルコキシ樹脂として“テフロ
ン”340Jを用い、耐熱性ポリエーテル樹脂として
ポリエーテルイミド樹脂（ゼネラルエレクトリツ
ク社製“ウルテム1000”、M.I.＝28.8）を用い、
耐熱性繊維として実施例５においては芳香族ポリ
アミド繊維（デユポン社製“ケブラ−49”、繊維
長約１mm）、実施例６においてはチタン酸カリウ
ムホイスカー（大塚化学薬品社製“テイスモ
Ｄ”、繊維長0.02〜0.03mm及びグラフアイト粉末
（日本黒鉛社製“ACP−1000”、天然鱗片状黒
鉛、平均粒径約６μ）を用い、上記成分をドライ
ブレンドした。上記成分の混合比を表−１に示
す。押出しストランド及びペレツトの作成及び評
価、試験片の物性測定は実施例１と同様にして行
ない、その結果を表−２に示す。実施例７パーフルオロアルコキシ樹脂（三井フロロケミ
カル社製“テフロン”350−JM.I.＝1.8）と炭素
繊維（羽化学工社製“Ｍ−104T”、繊維長約0.4
mm）とポリエーテルエーテルケトン樹脂（I.C.I
社製“PEEK”ナチユラル）をドライブレンドし
た後、実施例１と同様にして押出しストランド及
びペレツトを得た。次に、上記ペレツトを温度
340℃、圧力18.5Kg／cm²で圧縮成形して試験片を
作成し、その物性を測定した。ストランドの評価結果及び物性を表−２に示
す。比較例４耐熱性ポリエーテル樹脂を使用しなかつた以外
は、実施例７と同様にしてストランドを押出した
が、ストランド切れが多数発生した。このため、
処理温度を360℃から380℃及び400℃に上げて同
様にして押出し成形を行なつたが、ストランド切
れが多数発生した。比較例５耐熱性ポリエーテル樹脂に替えてポリフエニレ
ンサルフアイド樹脂（“ライトン”PPSP−４）を
使用し、炭素繊維の使用量を変更したこと以外は
実施例７と同様にしてストランドを押出したが、
ストランド切れが多数発生した。参考例パーフルオロアルコキシ樹脂（“テフロン”340
−Ｊ）を射出成形機（バレル温度320〜380℃、金
型温度210℃、射出圧力300Kg／cm²）にかけて試験
片を作成し、その物性を測定した。測定結果を表
−２に示す。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１パーフルオロアルコキシ樹脂100容量部と耐
熱性繊維粉末40〜130容量部と耐熱性ポリエーテ
ル樹脂0.5〜30容量部とを必須成分とするパーフ
ルオロアルコキシ樹脂組成物。２耐熱性ポリエーテル樹脂がポリエーテルスル
ホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂又はポリエー
テルエーテルケトン樹脂である特許請求の範囲第
１項の組成物。３耐熱性ポリエーテル樹脂の添加量が１〜15容
量部である特許請求の範囲第２項の組成物。４耐熱性繊維粉末が繊維長５mm以下のものであ
る特許請求の範囲第３項の組成物。５耐熱性繊維粉末の充填量が50〜120容量部で
ある特許請求の範囲第４項の組成物。６特許請求の範囲第５項の熔融成形用組成物。７特許請求の範囲第５項の要滑部材用組成物。