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JP6735571B2 - ポリテトラフルオロエチレン樹脂組成物 - Google Patents

ポリテトラフルオロエチレン樹脂組成物 Download PDF

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Description

本発明は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂組成物に関する。さらに詳しくは、自動車のCVT用オイルシールリングの成形材料などとして有効に用いられるポリテトラフルオロエチレン樹脂組成物に関する。
自動車のCVT(Continuously Variable Transmission：無段階変速機)や動力舵取り装置等に用いられるオイルシールリングには耐圧性が要求されており、かかる耐圧性を満足させるために、本来耐圧性にすぐれているガラス繊維等を充填したポリテトラフルオロエチレン樹脂等が用いられているが(特許文献１参照)、この場合にはハウジング等に用いられる相手金属に対する攻撃性が大であるという傾向がみられる。
また、通常シールリングは、装置への組み込みを容易にするために、合口部を設けるべく円周上の一箇所がカットされているが、かかるカット断面同士が油圧により押され固着してしまうと、その後シールリングがハウジング側に張り付くことができなくなってしまうため、再度油圧がかかった際にオイルを密封することが困難となり、オイルが吹き抜けてしまうようになってしまう。かかるオイルの吹き抜けによって、エンジンがかからなくなる等の不具合が発生するようになる。
特開２０００−１５８９号公報
本発明の目的は、シールリング合口部のカット断面同士が油圧により押されて固着することを防止せしめたシールリングを与え得るポリテトラフルオロエチレン樹脂組成物を提供することにある。
かかる本発明の目的は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂67〜75体積％および平均粒径45〜80μm、アスペクト比1〜2のコークス粉またはブロンズ粉である充填剤33〜25体積％よりなるポリテトラフルオロエチレン樹脂組成物によって達成される。
本発明に係るポリテトラフルオロエチレン樹脂組成物から得られるシールリングは、シールリング合口部のカット断面同士が油圧により押されて固着することを防止することが可能となるため、自動車やCVTの動力舵取り装置等に適用されるシール材に用いられるオイルシールリングとして有効に用いられる。
ポリテトラフルオロエチレン樹脂としては、テトラフルオロエチレンの単独共重合体あるいは2重量％以下の共重合可能な単量体、例えばパーフルオロアルキルエーテル基、フルオロアルキル基またはその他のフルオロアルキル基を有する側鎖基で変性された共重合体のいずれをも用いることができる。
ポリテトラフルオロエチレン樹脂は、それと特定粒径との充填剤からなる組成物中
67〜75体積％、好ましくは69〜72体積％の割合で用いられる。ポリテトラフルオロエチレン樹脂がこれよりも少ない割合で用いられると、ポリテトラフルオロエチレン樹脂本来の性質の発現が困難となる。
充填剤としては、平均粒径(レーザー回折式粒度分布測定装置で測定)が45〜80μm、好ましくは50〜75μmのコークス粉またはブロンズ粉が、組成物中33〜25体積％、好ましくは31〜28体積％の割合で用いられる。充填剤の平均粒径がこれ以外のものが用いられた場合や、充填剤がこれ以下の割合で用いられると、所望の固着防止効果が得られないようになる。一方、充填剤がこれ以上の割合で用いられると、相手材に対する攻撃性が高くなり、シール材としての機能を失ってしまうようになる。なお、ブロンズ粉としては球状のものはもちろん、不定形ブロンズ、多孔質ブロンズのいずれも用いることができる。
また、充填剤はアスペクト比が1〜2の球状に近い形状ものが用いられる。繊維状物等のアスペクト比が高いものは、得られるシール材に耐摩耗性などの特性を付与するものの、後記比較例４〜６に示されるように所望の固着防止効果を期待することが難しくなる。
以上の各成分は、ヘンシェルミキサ、ユニバーサルミキサ等のミキサを用いて混合し、約40〜80MPaの成形圧に約1.5〜3分間程度保持して予備成形した後、約360〜380℃で約2〜3時間程度焼成して成形される。なお、体積％は、比重を勘案して重量％から換算される。繊維状物の比重は、炭素繊維は1.6、ガラス繊維は2.54の値が用いられる。
次に、実施例について本発明を説明する。
実施例１
ポリテトラフルオロエチレン樹脂(三井・デュポンフロロケミカル製品テフロン＜登録商標＞7-J)70体積％および平均粒径が48μmのコークス(オリエンタル産業製品AT-No.5C)30体積％をヘンシェルミキサで混合し、得られた混合物を圧縮成形器を用い69MPaの成形圧に2分間保持した後、4×4×8mmの直方体状に予備成形し、次いで375℃で3時間焼成し、テストピースを作製した。
得られたテストピースをカミソリを用いて長軸方向に２等分にカットし、4×4×4mm の立方体２個のカット断面同士を、Dry(空気中)環境下、面圧7MPa、温度160℃で1時間固着させた後、オートグラフで引張り、剥離可能となる応力を固着応力として測定したところ、0.15MPaであり、○と判定した。ここでは、固着応力が0.25 MPa未満のものを○、0.25MPa以上のものを×と判定した。
実施例２
実施例１において、ポリテトラフルオロエチレン樹脂量が75体積％に、またコークス量が25体積％にそれぞれ変更されて用いられたところ、固着応力は0.18MPa(判定：○)であった。
比較例１
実施例１において、ポリテトラフルオロエチレン樹脂量が80体積％に、またコークス量が20体積％にそれぞれ変更されて用いられたところ、固着応力は0.29MPa(判定：×)であった。
比較例２
実施例１において、ポリテトラフルオロエチレン樹脂量が85体積％に、またコークス量が15体積％にそれぞれ変更されて用いられたところ、固着応力は0.47MPa(判定：×)であった。
比較例３
実施例１において、ポリテトラフルオロエチレン樹脂量が90体積％に、またコークス量が10体積％にそれぞれ変更されて用いられたところ、固着応力は0.52MPa(判定：×)であった。
比較例４
実施例１において、コークスの代わりに炭素繊維(繊維径10μm、繊維長70μm)が同量(30体積％)用いられたところ、固着応力は0.45MPa(判定：×)であった。
比較例５
実施例１において、コークスの代わりにガラス繊維(繊維径10μm、繊維長30μm)が同量(30体積％)用いられたところ、固着応力は0.40MPa(判定：×)であった。
比較例６
比較例５において、ポリテトラフルオロエチレン樹脂量が90体積％に、またガラス繊維量が10体積％に変更されて用いられたところ、固着応力は0.72MPa(判定：×)であった。
比較例７
実施例１において、コークスとして平均粒径が35μmのものが同量(30体積％)用いられたところ、固着応力は0.28MPa(判定：×)であった。
比較例８
比較例７において、ポリテトラフルオロエチレン樹脂量が90体積％に、またコークス量が10体積％に変更されて用いられたところ、固着応力は0.74MPa(判定：×)であった。
比較例９
実施例１において、コークスのかわりに平均粒径30μmの球状ブロンズが同量(30体積％)用いられたところ、固着応力は0.33MPa(判定：×)であった。
比較例１０
実施例１において、コークスのかわりに平均粒径96μmの球状ブロンズが同量(30体積％)用いられたところ、固着応力は0.27MPa(判定：×)であった。
実施例３
実施例１において、コークスのかわりに平均粒径75μmの不定形ブロンズが同量(30体積％)用いられたところ、固着応力は0.17MPa(判定：○)であった。
比較例１１
実施例１において、コークスのかわりに平均粒径43μmの不定形ブロンズが同量(30体積％)用いられたところ、固着応力は0.37MPa(判定：×)であった。
実施例４
実施例１において、コークスのかわりに平均粒径50μmの多孔質ブロンズが同量(30体積％)用いられたところ、固着応力は0.14MPa(判定：○)であった。
比較例１２
実施例１において、コークスのかわりに平均粒径35μmの多孔質ブロンズが同量(30体積％)用いられたところ、固着応力は0.34MPa(判定：×)であった。

Claims (3)

  1. ポリテトラフルオロエチレン樹脂67〜75体積％および平均粒径45〜80μm、アスペクト比1〜2のコークス粉またはブロンズ粉である充填剤33〜25体積％よりなるポリテトラフルオロエチレン樹脂組成物。
  2. 請求項１記載のポリテトラフルオロエチレン樹脂組成物から作製されたオイルシールリング。
  3. 自動車の無段階変速機または動力舵取り装置に適用されるシール材として用いられる請求項２記載のオイルシールリング。
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