JP4044725B2 - 改質エンジニアリングプラスチックの製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、改質エンジニアリングプラスチックの製造方法に関する。特に、耐摩耗性を改善した改質エンジニアリングプラスチックの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジニアリングプラスチックは、プラスチックのうちで特に機械的強度（強靱性）や耐熱性にすぐれ、耐久性を要求される部品の材料として、機械、電気その他の分野に広く用いられるプラスチックの総称である。
【０００３】
摺動部材の材料は、相手の部材との接触部位で大きなせん（剪）断が加わるので、エンジニアリングプラスチックのうちでも、摩擦係数が充分低く、そして耐摩耗性が充分大きいものが要求される。
【０００４】
エンジニアリングプラスチックの摩擦係数を低下させるために、潤滑剤としてポリテトラフルオロエチレンを添加することが行なわれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、エンジニアリングプラスチックにポリテトラフルオロエチレンを添加しても、摩擦係数が低下するのみで、耐摩耗性の充分な向上は得られない。
【０００７】
また本発明の目的は、耐摩耗性の向上した改質エンジニアリングプラスチックの製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の改質エンジニアリングプラスチックの製造方法は、弗素原子を有する有機重合体を含む改質エンジニアリングプラスチックの製造方法において、エンジニアリングプラスチックとしてのポリイミドと弗素樹脂としてのポリテトラフルオロエチレン又はテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体とを混合するか、若しくは、エンジニアリングプラスチックとしてのポリエーテルエーテルケトンと弗素樹脂としてのポリテトラフルオロエチレンとを混合する混合工程と、前記混合されたエンジニアリングプラスチックと前記弗素樹脂とを１０ｔｏｒｒ以下の酸素分圧の下、前記弗素樹脂の結晶融点以上の温度で架橋させる架橋工程と、を備えることを特徴とする。改質エンジニアリングプラスチックとは、機械的強度、耐熱性にすぐれ、摩擦係数が低く、必要に応じて耐摩耗性が改善されたプラスチックを言う。
【００１２】
本発明のエンジニアリングプラスチックには、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトンが包含される。
【００１３】
弗素樹脂は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体である。
【００１４】
テトラフルオロエチレンの共重合体は、パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）、ヘキサフルオロプロピレン、（パーフルオロアルキル）エチレン、クロロトリフルオロエチレン等の共重合成分を、１モル％以下含むことができる。さらにそれ以外の共重合成分を含むこともできる。
【００１５】
エンジニアリングプラスチックと弗素樹脂とは弗素樹脂の結晶融点以上の温度、好ましくは、弗素樹脂の結晶融点より１０ないし３０℃高い温度で架橋される。これは、弗素樹脂の分子運動を活発にして、架橋を促進する一方、熱による解重合を防ぐためである。また、架橋後の改質エンジニアリングプラスチックの粉砕を困難にしないためでもある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
エンジニアリングプラスチックと弗素樹脂の架橋は、例えば電離放射線や中性子線を照射することにより行なわれる。電離放射線は、例えば、Ｘ線、γ線、電子線、高エネルギーイオン束である。電離放射線の照射量は、１ｋＧｙから１０ＭＧｙまでの範囲から選ばれる。電離放射線照射による架橋は、１０ｔｏｒｒ以下の酸素分圧のもとに行なうのが、適当である。
【００１７】
エンジニアリングプラスチックと弗素樹脂の架橋は、全体の５ないし３０重量％の弗素樹脂の存在のもとに行なうのが適当である。５重量％未満では耐摩耗性の充分な改善が得られず、３０重量％を超える弗素樹脂を加えると、架橋後の改質エンジニアリングプラスチックの機械的強度（強靱性）が著しく損なわれる。
【００１８】
前述のように、エンジニアリングプラスチックと弗素樹脂の架橋は、弗素樹脂の結晶融点以上の温度、好ましくはそれより１０ないし３０℃高い温度で行なわれるが、例えば、ポリテトラフルオロエチレンの結晶融点は３２７℃、典型的なテトラフルオロエチレン−パーフルオロ（アルキルエーテル）共重合体の結晶融点は３１０℃、典型的な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の結晶融点は２７５℃である。
【００１９】
改質エンジニアリングプラスチックには、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、難燃剤、着色剤等を含んでもよい。
【００２０】
本発明の改質エンジニアリングプラスチックは、しゅう（摺）動部品、シール部品、パッキン（グ）、ガスケット、半導体製造用容器、同用治具等の成形品の材料として、有用である。
【００２１】
【実施例】
以下に実施例により本発明の効果を具体的に示す。
［実施例］
４０mm２軸押出し機を用いて、表１に示す組成の５種のペレットを製作した。
表中、ＰＥＥＫはポリエーテルエーテルケトン、ＰＩはポリイミド、ＰＴＦＥはポリテトラフルオロエチレン、ＦＥＰはテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体を示す。ＰＥＥＫとしては三井東圧化学の４５０Ｐを、ＰＩとしては同社ＡＵＲＵＭ４５０、ＰＴＦＥとしては株式会社喜多村のＫＴ４００Ｈ（粒子径２５ミクロン）、ＦＥＰとしては三井デュポンフロロケミカル社のＮＰ−２０を用いた。
【００２２】
【表１】
実施例１ないし３（ＰＥＥＫペレット）では押出し温度を３９０℃、実施例４と５（ＰＩペレット）では押出し温度を４００℃とした。押出し機のスクリュー回転数１５ｒｐｍで混練し、２mmφの丸ペレットを作った。ペレットを、押出し温度と同じ温度の電熱プレスを用い、圧力２０ＭＰａで、３０mmφ、高さ３０mmのロッドに成形した。
【００２４】
各ロッドに表１に示す線量のγ線を照射して、高分子を架橋させた。酸素濃度０．５ｔｏｒｒの窒素ガス雰囲気中で、実施例１ないし４（ＰＴＦＥ添加）では温度３４０℃で、実施例５（ＦＥＰ添加）では２９０℃で、照射した。
【００２５】
照射後、各ロッドを切削加工して、３０ｍｍφ、厚さ０．５ｍｍのシートを製作し、各シートについて摩耗試験および引張り試験を行なった。摩耗試験には、スラスト型摩擦摩耗試験装置を用いて、ＪＩＳ Ｋ７２１８に従い、円筒状リング（外径２５．６ｍｍφ、内径２０．６ｍｍφ）で各シートに０．２ＭＰａの圧力を加えて、毎分５０ｍの速度で行なった。圧力と速度の積ＰＶ値は１０ＭＰａ・ｍ／min である。
【００２６】
２５時間摩擦後の検体の重量減少を測定し、重量減少から比摩耗量を、摩擦力から摩擦係数を算出した。結果を組成および照射線量とともに表２に示す。
【００２７】
引張り試験は、ＪＩＳ Ｋ７１１３に従い、１号型小形試験片ダンベル１（１／５）を用いて試験片を打ち抜き、自動引張り試験機（オリエンテックＲＴＣ−１３１０）を用いて、毎分２０ｍの引張り速度で行なった。結果は表２に併せて示した。
【００２８】
【表２】
［比較例］
実施例１ないし５と同様の方法で、表３に示す組成の２種のペレットを製作し、表３に示す照射線量のγ線を照射した（比較例２は照射なし）。実施例の試料と同様の方法で２種の検体（比較例１及び２）を作成し、摩耗試験および引張り試験を行なった。結果を組成および照射線量とともに表３に示す。
【００３０】
【表３】
表２および表３から明らかなように、実施例１ないし５は比較例１及び２に比して比摩耗量がはるかに小さく、比較例１（弗素樹脂なし）に比べ摩擦係数が小さい。引張り強さはγ線照射をしない比較例２と同等以上である。伸び量は比較例１（弗素樹脂なし）に比べて若干小さい。弗素樹脂で架橋しない比較例１は、摩擦係数が大きく、比摩耗量は著しく大きい。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によると、耐摩耗性の向上した改質エンジニアリングプラスチックの製造方法が提供される。これは、本発明の改質エンジニアリングプラスチックの製造方法では、エンジニアリングプラスチックを、それと架橋し得る弗素樹脂と、１０ｔｏｒｒ以下の酸素分圧の下、弗素樹脂の結晶融点以上の温度で架橋させることによる。
Claims (5)
- 弗素原子を有する有機重合体を含む改質エンジニアリングプラスチックの製造方法において、
エンジニアリングプラスチックとしてのポリイミドと弗素樹脂としてのポリテトラフルオロエチレン又はテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体とを混合するか、若しくは、エンジニアリングプラスチックとしてのポリエーテルエーテルケトンと弗素樹脂としてのポリテトラフルオロエチレンとを混合する混合工程と、
前記混合されたエンジニアリングプラスチックと前記弗素樹脂とを１０ｔｏｒｒ以下の酸素分圧の下、前記弗素樹脂の結晶融点以上の温度で架橋させる架橋工程と、を備えることを特徴とする改質エンジニアリングプラスチックの製造方法。 - 前記架橋工程は、前記エンジニアリングプラスチックと前記弗素樹脂とを電離放射線により架橋させることを特徴とする請求項１記載の改質エンジニアリングプラスチックの製造方法。
- 前記電離放射線は、Ｘ線、γ線、電子線、高エネルギーイオン束から選ばれることを特徴とする請求項２記載の改質エンジニアリングプラスチックの製造方法。
- 前記架橋工程は、前記エンジニアリングプラスチックと前記弗素樹脂とを中性子線により架橋させることを特徴とする請求項１記載の改質エンジニアリングプラスチックの製造方法。
- 前記混合工程は、前記エンジニアリングプラスチックを７０ないし９５重量％と前記弗素樹脂を５ないし３０重量％の割合で混合することを特徴とする請求項１記載の改質エンジニアリングプラスチックの製造方法。
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