(57)【要約】【課題】低い摩擦係数と優れた耐摩耗性を併有し、潤滑油・作動油存在下で優れた摩擦特性を発揮するフッ素樹脂、フッ素樹脂の改質方法、摺動部材及び摺動装置を提供すること。【解決手段】主骨格樹脂の炭素原子に結合した水素原子及び／又はフッ素原子の一部が含酸素官能基で置換された構造を有するフッ素樹脂である。波長６００ｎｍにおける可視光透過率が上記主骨格樹脂よりも増加している。  フッ素樹脂の改質方法である。主骨格樹脂の炭素原子に結合した水素原子及び／又はフッ素原子の一部を引き抜いて不飽和結合を導入する工程と、不飽和結合の乖離エネルギーを酸素存在下で付与する工程を有する。  このようなフッ素樹脂を摺動部位に含有する摺動部材及び摺動装置である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
主骨格樹脂の炭素原子に結合した水素原子及び／又はフッ素原子の一部が含酸素官能基で置換されて成り、波長６００ｎｍにおける可視光透過率が上記主骨格樹脂よりも増加していることを特徴とするフッ素樹脂。
【請求項２】
波長６００ｎｍにおける可視光透過率が１０％以上であることを特徴とする請求項１に記載のフッ素樹脂。
【請求項３】
表面エネルギーが２０〜４０ｄｙｎ／ｃｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載のフッ素樹脂。
【請求項４】
主骨格樹脂が、テトラフルオロエチレン樹脂、パーフルオロエチレンプロピレン樹脂、パーフルオロアルコキシ樹脂又はビニリデンフルオライド樹脂から成ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載のフッ素樹脂。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つの項に記載のフッ素樹脂の前駆体であって、主骨格樹脂の炭素原子に結合した水素原子及び／又はフッ素原子の一部を引き抜いて不飽和結合を導入して成ることを特徴とするフッ素樹脂前駆体。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１つの項に記載のフッ素樹脂の製造方法であって、
主骨格樹脂の炭素原子に結合した水素原子及び／又はフッ素原子の一部を引き抜いて不飽和結合を導入する工程と、不飽和結合の解離エネルギーを酸素存在下で付与する工程を有することを特徴とするフッ素樹脂の改質方法。
【請求項７】
上記不飽和結合を導入する工程では、主骨格樹脂とモノマーが同一の成分以外は付加しないことを特徴とする請求項６に記載のフッ素樹脂の改質方法。
【請求項８】
上記不飽和結合の解離エネルギーを酸素分圧１３．３ｋＰａ以上で与えることを特徴とする請求項６又は７に記載のフッ素樹脂の改質方法。
【請求項９】
上記不飽和結合の解離エネルギーを熱エネルギーにより与えることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１つの項に記載のフッ素樹脂の改質方法。
【請求項１０】
上記熱エネルギーを、当該フッ素樹脂の混合工程及び成形工程の少なくとも一方で与えることを特徴とする請求項９に記載のフッ素樹脂の改質方法。
【請求項１１】
上記成形に適用する成形方法が、射出成形、ラム成形又は圧縮成形であることを特徴とする請求項１０に記載のフッ素樹脂の改質方法。
【請求項１２】
請求項１〜４のいずれか１つの項に記載のフッ素樹脂を摺動部位に含有して成ることを特徴とする摺動部材。
【請求項１３】
上記摺動部位における上記フッ素樹脂の含有量が５〜７０％であることを特徴とする請求項１２に記載の摺動部材。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の摺動部材を備える摺動装置であって、上記摺動部材が潤滑油又は作動油の存在下で摺動することを特徴とする摺動装置。
【請求項１５】
上記摺動部材が、摺動部位の表面粗さがＲｚ＝１０μｍ以下の相手材と摺動することを特徴とする請求項１４に記載の摺動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低摩擦係数と耐摩耗性を併有するフッ素樹脂に係り、更に詳細には、潤滑油や作動油の潤滑下で好適に使用されるフッ素樹脂、これを用いた摺動部材及び摺動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フッ素樹脂は低い摩擦係数を有することから多くの摺動部位に使用されているが、バンド構造を有するが故に耐摩耗性には劣っている。かかるフッ素樹脂の耐摩耗性向上策としては、ガラス繊維や炭素繊維等の繊維系充填材又はブロンズ等の金属充填材を添加することが一般的であるが、これらの添加を行うと、摺動相手材がアルミ合金など非鉄金属の場合には、充填材が摺動相手材をの摩耗を促進してしまう。一方、このような相手材の摩耗を低減すべく、フッ素樹脂への上記充填材の添加を抑制すると、所定の耐摩耗性が得られなくなる。
【０００３】
上述の問題の解決手段として、フッ素樹脂に、不活性ガス雰囲気下で且つその融点以上に加熱された状態で電離性放射線を照射することにより改質を行った改質フッ素樹脂が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この改質フッ素樹脂は、充填材を加えることなく耐摩耗性を大幅に向上可能であるため、ドライ潤滑下においては優れた摺動特性を示す。
ところが、この改質フッ素樹脂は、通常のフッ素樹脂と同様に表面エネルギーが低く撥油性を示すことから、潤滑油及び作動油存在下では油膜生成が抑制され、十分な摩擦係数低減効果が得られない。
【０００４】
このように、フッ素樹脂の耐摩耗性が改善されたとしても、フッ素樹脂は表面エネルギーが低く撥油性を示すことから、潤滑油及び作動油存在下では油膜生成が阻害されて潤滑油及び作動油による流体潤滑効果が発現し難くなる。
これに対し、潤滑油及び作動油との濡れ性を改善する手法として、コロナ処理、ＲＦボンバード処理ないしはＤＣボンバード処理（例えば、特許文献２参照。）、フッ素樹脂を構成する以外のモノマーを官能基として導入する方法（例えば、特許文献３参照。）、プラズマ処理などが知られている。
【特許文献１】特開平１１−１１６６２４号公報
【特許文献２】国際公開９８／４４０２６号公報
【特許文献３】特開２００１−２０８２４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記いずれの手法においても、表面エネルギーを増大させるための特別な工程が必要となるため、コスト高となってしまうという問題があった。
また、上述の電離性放射線処理によるフッ素樹脂の改質方法と、潤滑油及び作動油との濡れ性改善方法とを併用すれば、潤滑油及び作動油存在下で優れた摩擦特性を示すフッ素樹脂を製造することが理論上は可能であるが、２種の製造工程を追加しなければならず、コスト面がネックとなり実用化されていないのが現状である。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、低い摩擦係数と優れた耐摩耗性を併有し、潤滑油・作動油存在下で優れた摩擦特性を発揮するフッ素樹脂、フッ素樹脂の改質方法、このフッ素樹脂を用いた摺動部材及び摺動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、所定の含酸素官能基を適切な不飽和結合導入処理などによって導入することにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明のフッ素樹脂は、主骨格樹脂の炭素原子に結合した水素原子及び／又はフッ素原子の一部が含酸素官能基で置換されて構成されるフッ素樹脂であり、波長６００ｎｍにおける可視光透過率が上記主骨格樹脂よりも増加していることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のフッ素樹脂の改質方法は、フッ素樹脂の改質方法であって、
主骨格樹脂の炭素原子に結合した水素原子及び／又はフッ素原子の一部を引き抜いて不飽和結合を導入する工程と、不飽和結合の解離エネルギーを酸素存在下で付与する工程を有することを特徴とする。
【００１０】
更に、本発明の摺動部材は、上述の如きフッ素樹脂を摺動部位に含有して構成されることを特徴とし、更にまた、本発明の摺動装置は、かかる摺動部材を備える摺動装置であって、上記摺動部材が潤滑油又は作動油の存在下で摺動することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、所定の含酸素官能基を適切な不飽和結合導入処理などによって導入すること等としたため、低い摩擦係数と優れた耐摩耗性を併有し、潤滑油・作動油存在下で優れた摩擦特性を発揮するフッ素樹脂、フッ素樹脂の改質方法、このフッ素樹脂を用いた摺動部材及び摺動装置を提供することができる。
即ち、主骨格樹脂の炭素原子に結合する水素原子又はフッ素原子の一部を含酸素官能基で置換し、且つ波長６００ｎｍにおける可視光線透過率を該主骨格樹脂よりも増加させたフッ素樹脂を摺動部材に用いることで、潤滑油及び作動油存在下で良好な摩擦特性を実現することができる。
更に、本発明によれば、実質的に電離性放射線の照射工程のみの追加で、潤滑油及び作動油存在下で良好な摩擦特性を発揮するフッ素樹脂を製造可能であるため、フッ素樹脂の摺動特性改善に対する投資が安価で済むという利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明のフッ素樹脂につき詳細に説明する。なお、本明細書において、「％」は特記しない限り質量百分率を表すものとする。
上述の如く、本発明のフッ素樹脂は、主骨格樹脂の炭素原子に結合した水素原子及び／又はフッ素原子の一部が含酸素官能基で置換された構造を有するフッ素樹脂であり、波長６００ｎｍにおける可視光透過率が上記主骨格樹脂よりも増加しているものである。
【００１３】
ここで、主骨格樹脂としては、各種フッ素樹脂を挙げることができるが、本発明のフッ素樹脂は摺動用途で使用されることから、これらのフッ素樹脂の中でも摺動特性に優れるものを主骨格樹脂とすることが好ましく、具体的には、テトラフルオロエチレン樹脂、パーフルオロエチレンポリプロピレン樹脂、パーフルオロアルコキシ樹脂及びビニリデンフルオライド樹脂のいずれか１種以上が望ましい。
【００１４】
また、主骨格樹脂の炭素原子に結合した水素原子及び一部のフッ素原子の少なくとも一方と置換された含酸素官能基としては、酸素原子を含む官能基であればよいが、水酸基、カルボニル基、カルボキシル基、ケトン基及びエーテル基などを例示することができる。
水素原子とフッ素原子の双方が含酸素官能基によって置換されていてもよく、該当する水素原子は全部置換されてもよいが、少なくとも１個のフッ素原子は残存している必要があり、主骨格樹脂の炭素原子に結合したフッ素原子の全部が置換されることはない。
なお、説明の便宜上、「置換」と記載したが、置換反応に起因するものに限定する意味ではなく、付加反応によって置換されたとしても、本発明の範囲に含まれる。
【００１５】
かかる含酸素官能基の導入によって、得られるフッ素樹脂の潤滑油や作動油との濡れ性が改善される。
例えば、含酸素官能基を導入することによって、得られるフッ素樹脂の表面エネルギーを２０〜４０ｄｙｎ／ｃｍ、好ましくは２５〜３５ｄｙｎ／ｃｍとすることが可能になる。
一般的に、潤滑油や作動油の表面エネルギーは２５〜３５ｄｙｎ／ｃｍであることから、このようにフッ素樹脂の表面エネルギーを２０〜４０ｄｙｎ／ｃｍ、好ましくは２５〜３５ｄｙｎ／ｃｍとすることによって、潤滑油・作動油に対するフッ素樹脂の濡れ性を大幅に向上することができ、潤滑油及び／又は作動油存在下においても濡れ性が原因で油膜生成が抑制されるのを回避することができる。
【００１６】
また、本発明のフッ素樹脂は、波長６００ｎｍにおける可視光線透過率が、主骨格樹脂の当該可視光線透過率よりも増大しているものである。
かかる可視光透過率の増大は、後述するように、電離性放射線を照射後にフッ素樹脂の結晶サイズが縮小することに起因する現象である。
本発明のフッ素樹脂を用いた摺動部材が摺動する際には、結晶サイズが縮小化しているので、摩耗粉のサイズが従来のフッ素樹脂よりも減少するとともに結晶の流動性が増大して相手材への移着が容易になり、移着膜の生成が促進されてフッ素樹脂同士の摺動が引き起こされるため、フッ素樹脂自体としての摩耗が減少する。
【００１７】
なお、本発明のフッ素樹脂は、固体潤滑材として使用可能であり、この場合、他の樹脂に５〜７０％の割合で添加するのが好適である。
添加量が５％未満では、十分な摩擦特性が得られず、一方、添加量を７０％よりも増大させても摩擦特性改善効果が飽和してしまい、これ以上の摩擦特性改善効果が得られない。
【００１８】
次に、本発明のフッ素樹脂の改質方法について説明する。
上述の如く、本発明のフッ素樹脂の改質方法は、上記フッ素樹脂を製造する方法であって、主骨格樹脂の炭素原子に結合した水素原子及び／又はフッ素原子の一部を引き抜いて不飽和結合を導入する工程と、不飽和結合の解離エネルギーを酸素存在下で付与する工程を有する。
【００１９】
ここで、不飽和結合を導入する工程は、特に限定されるものではないが、主骨格樹脂とモノマーを同じくする成分（例えば、他のポリマー）以外を存在させずに、酸素濃度１０Ｔｏｒｒ以下の不活性ガス雰囲気下で、且つ主骨格樹脂の融点以上に加熱された状態で、電離性放射線を１〜１０ｋＧｙの範囲で照射して行うことが望ましい。
この際、酸素濃度が１０Ｔｏｒｒを超えていたり、加熱温度が主骨格樹脂の融点未満であったりすると、不飽和結合が形成されずに主骨格樹脂の主鎖切断が選択的に発生し、主骨格樹脂自体が分解してしまうことがある。
また、電離性放射線の強度が１ｋＧｙ未満では不飽和結合の形成が抑制され、一方、電離性放射線の強度が１０ｋＧｙを超えると主骨格樹脂自体の分解が促進されてしまうことがある。
なお、電離性放射線としては、特に限定されるものではないが、α線、陽子線、重イオン、β線、Ｘ線、γ線及び中性子線などを用いることができる。
【００２０】
一方、不飽和結合を解離させる工程においては、不飽和結合の解離エネルギーを、酸素分圧１３．３ｋＰａ以上の条件で熱エネルギーとして与えることが望ましいが、特に限定されるものではない。
この工程において、主骨格樹脂に導入された不飽和結合は、解離されて酸素原子と反応し、水酸基、カルボニル基、カルボキシル基、ケトン基及びエーテル基などの含酸素官能基に変化し、本発明のフッ素樹脂が生成する。
酸素分圧が１３．３ｋＰａ未満の場合は、不飽和結合と酸素原子との化学反応が抑制されて十分な量の含酸素官能基を形成することができないことがあり、この結果、フッ素樹脂の潤滑油及び／又は作動油との濡れ性が余り改善されないことがある。
【００２１】
なお、本発明においては、上記不飽和結合の解離工程で付与する熱エネルギーを、主骨格樹脂との混合ないしは樹脂成形の際に供給することも可能である。
即ち、上述の如く、主骨格樹脂に不飽和結合を導入して得られた本発明のフッ素樹脂の前駆体を樹脂成形の原料として使用し、これに熱エネルギーを与えるとともに主骨格樹脂との混合ないしは成形を行うことが可能であり、これにより、本発明のフッ素樹脂を製造すると同時に成形も完了させて、本発明のフッ素樹脂から成る樹脂成形品を得ることが可能になる。
このように、主骨格樹脂に不飽和結合を導入して得られる化合物は、本発明のフッ素樹脂の前駆体であり、加熱を伴う成形工程においては、そのままの状態で成形原料として機能する。
【００２２】
なお、かかる本発明のフッ素樹脂前駆体をそのまま成形原料として用いることができる成形方法としては、加熱処理を行う限り特に限定されるものではないが、射出成形、ラム成形及び圧縮成形などを挙げることができる。
【００２３】
本発明において、上述した不飽和結合の導入及び不飽和結合の解離は、下記の表１に示すＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換赤外分光光度計）の分析結果から確認できる。
即ち、電離性放射線を照射すると、不飽和結合に帰属するピークのピーク面積が増大し、更に不飽和結合の解離工程を実施すると、増大したピーク面積が減少していることから、不飽和結合が生成及び解離したことが確認される。
【００２４】
【表１】
2006008813.tif 000002
【００２５】
上記の工程を経て、炭素原子に結合する水素原子又はフッ素原子の一部を含酸素官能基で置換することによって、得られるフッ素樹脂の表面エネルギーを２０〜４０ｄｙｎ／ｃｍ、好ましくは２５〜３５ｄｙｎ／ｃｍとすることが可能になる。
一般的に、潤滑油や作動油の表面エネルギーは２５〜３５ｄｙｎ／ｃｍであることから、フッ素樹脂の表面エネルギーを２０〜４０ｄｙｎ／ｃｍ、好ましくは２５〜３５ｄｙｎ／ｃｍとすることによって、潤滑油・作動油に対するフッ素樹脂の濡れ性は大幅に向上し、潤滑油及び／又は作動油存在下においても濡れ性が原因で油膜生成が抑制されることがなくなる。
【００２６】
一方、上述のように、酸素濃度１０Ｔｏｒｒ以下の不活性ガス雰囲気下で、且つその融点以上に加熱された状態で電離性放射線を１〜１０ｋＧｙの範囲で主骨格樹脂に照射すると、不飽和結合の生成と同時に結晶サイズの縮小化が発生する。
具体的には、図１に示すように、電離性放射線の照射後には可視光線の透過率が増大することから、結晶サイズが縮小したことを確認できる。
【００２７】
結晶サイズが縮小化すると、かかるフッ素樹脂を摺動させた場合に摩耗粉のサイズが減少するとともに、結晶の流動性が増大することで相手材への移着が容易になり、移着膜の生成が促進されてフッ素樹脂同士の摺動となるため、フッ素樹脂自体の摩耗が減少する。
また、これに加えて、電離性放射線の照射により、フッ素樹脂の分子鎖内に架橋構造が形成されることによってもフッ素樹脂の耐摩耗性は向上する。
上述の結晶サイズの縮小化によって耐摩耗性を十分に向上させるためには、波長６００ｎｍにおける可視光透過率を１０％以上にすることが好ましく、波長６００ｎｍにおける可視高等科率が１０％未満では結晶サイズの縮小化が十分ではなく、十分な耐摩耗性を得られないことがある。
【００２８】
次に、本発明の摺動部材及び摺動装置について説明する。
本発明の摺動部材は、上述した本発明のフッ素樹脂を摺動部位に適用したものであるが、当該摺動部位には、本発明のフッ素樹脂が５〜７０％の割合で含まれていることが好ましい。
このフッ素樹脂の含有量が５％未満では、フッ素樹脂添加による摩擦改善効果が十分に発揮されず、７０％を超えると、成形が困難になることがある。
【００２９】
また、上述のように、本発明のフッ素樹脂は潤滑油・作動油に対する濡れ性が改善されていることから、本発明の摺動部材も潤滑油・作動油存在下で使用されるのに適しているが、この場合、摺動相手材の摺動表面の表面粗さをＲｚ＝１０μｍ以下、好ましくはＲｚ＝５μｍ以下にすることが望ましい。
摺動相手材の表面粗さＲｚが１０μｍを超えると、本発明のフッ素樹脂が相手材摺動面に移着するのが阻害され、摩擦係数低減効果が発現せず、却って摩耗が促進されることがある。
【００３０】
なお、本発明の摺動装置は、本発明の摺動部材を備える装置で、この摺動部材を潤滑油や作動油の存在下で摺動させるものである。
摺動相手材の好適な表面粗さについては、上記摺動部材の場合と同様である。
【実施例】
【００３１】
以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００３２】
（実施例１）
フッ素樹脂（主骨格樹脂）として、フッ素樹脂の中でも低摩擦性に優れるテトラフルオロエチレンを用い、このモールディングパウダー（旭硝子社製、商品名Ｇ１６３）に、酸素濃度１Ｔｏｒｒ、窒素濃度８００Ｔｏｒｒの雰囲気下、３５０℃の加熱条件下で電子線（加圧電圧２ＭｅＶ）を照射線量１００ｋＧｙで照射して不飽和結合を導入し、目的とするフッ素樹脂の前駆体を得、次いで、平均粒径が約２０μｍとなるまでジェットミルで粉砕した。
主骨格樹脂であるフッ素樹脂（Ｇ１６３）９０％に対し、上記の不飽和結合導入処理を行ったフッ素樹脂（フッ素樹脂前駆体）を１０％添加し、この粉末混合物をミキサーで十分に混合した後、３００℃で１２時間熱処理し、高温揮発成分を除去し、フッ素樹脂混合物、即ち本発明のフッ素樹脂の一例と主骨格樹脂との混合物を得た
次いで、得られたフッ素樹脂混合物を５０ＭＰａの成形圧で円筒形に予備成形し、次いで、電気炉中３５０〜４００℃の温度で３時間焼成した。得られたフッ素樹脂成形物を旋盤で加工し、図２に示すストレート合口２０を有するリング試験片１０を作成した。
【００３３】
（実施例２）
上記フッ素樹脂（Ｇ１６３）７０％に対し、実施例１と同様の方法で不飽和結合を導入したフッ素樹脂３０％を添加し、実施例１と同様にリング試験片に加工した。
【００３４】
（実施例３）
上記フッ素樹脂（Ｇ１６３）６０％に対し、実施例１と同様の方法で不飽和結合を導入したフッ素樹脂３０％、更にポリアミドイミド粉末（Ａｍｏｃｏ社製、商品名トーロン４２０３Ｌ  平均粒径１５μｍ）を１０％添加した。その後、実施例１と同様にリング試験片に加工した。
【００３５】
（比較例１）
フッ素樹脂（Ｇ１６３）を５０ＭＰａの成形圧で円筒形に予備成形し、その後、電気炉中３５０〜４００℃の温度で３時間焼成した。得られたフッ素樹脂成形物を実施例１と同様にしてリング試験片に加工した。
【００３６】
（比較例２）
フッ素樹脂に大気中で２００Ｗ・ｍｉｎ／ｍ２の条件でコロナ処理を実施し、フッ素樹脂に官能基を付与した。コロナ処理を行った後、５０ＭＰａの成形圧で円筒形に予備成形し、その後、電気炉中３５０〜４００℃の温度で３時間焼成した。得られたフッ素樹脂成形物を実施例１と同様にしてリング試験片に加工した。
【００３７】
（比較例３）
フッ素樹脂に大気中で２００Ｗ・ｍｉｎ／ｍ２の条件でコロナ処理を実施し、フッ素樹脂に官能基を付与した。コロナ処理を実施したフッ素樹脂７０％にグラファイト粉末（エスイーシー社製、商品名ＳＧＬ３μｍ）２０％、炭素繊維（呉羽化学工業社製、商品名クレカチョップＭ−２００７Ｓ、繊維直径１４．５μｍ、繊維長９０μｍ）１０％を添加し、混合物をミキサーで十分に混合した。
次いで、５０ＭＰａの成形圧で円筒形に予備成形し、その後、電気炉中３５０〜４００℃の温度で３時間焼成した。得られたフッ素樹脂成形物を実施例１と同様にしてリング試験片に加工した。
【００３８】
［性能評価］
（接触角測定及び表面エネルギーの算出）
実施例１〜３及び比較例１〜３の試験片について、純水及びヨウ化メチレンとの接触角測定を行い、この測定値から表面エネルギーを算出した。得られた結果を表２に示す。
【００３９】
【表２】
2006008813.tif 000003
【００４０】
表２に示したように、実施例１〜３の試験片では、比較例１〜３の試験片と比較して表面エネルギーが著しく増加しており、本発明に係る不飽和結合導入処理と不飽和結合の解離処理との組み合わせによって、主骨格樹脂の炭素原子に結合する水素原子又はフッ素原子の一部が含酸素官能基で置換されていることが分かった。
【００４１】
（摺動特性改善効果）
実施例１〜３及び比較例１〜３の試験片について、自動変速機用作動油（出光興産社製、商品名マチックＪ）を用い、下記の要領で摩擦試験を行った。
摺接する相手材にはアルミダイキャスト材（ＡＤＣ−１２）を選定した。また、図３に示す縦型ピンオンディスク方式の摩擦摩耗試験機に取り付けるために、このアルミダイキャスト材をディスク２５に加工したが、その形状は直径６０ｍｍ、厚さ１０ｍｍで、摺接面の表面粗さはＲａ＝１０μｍ程度とした。
【００４２】
ここで、図３に示す摩擦試験機につき説明すると、この試験機は、上部にリングホルダー２１を有し、このリングホルダー２１は、リング試験片内周面１７ａ側に設置したスナップリング２２のバネ力によって、リング試験片外周面１７ｂをホルダー溝部に押し付けて固定しており、摺動時にリング試験片１０が径方向に移動することが無いようにしている。
一方、試験機の下部には、回転軸２７に結合されたディスクホルダー２６を有し、ディスク２５をディスクホルダー２６にボルトで固定すると、ディスク２５はリング試験片１０に対し回転自在となる。次に、リングホルダー２１を下降させることで、リング試験片１０とディスク２５を摺接関係とさせ、更にリングホルダー２１の軸線方向から圧力Ｐを加えることで、リング試験片１０とディスク２５を圧接させる。なお、この際、リング試験片１０とディスク２５の摺接部は自動変速機用作動油（マチックＪ）２８中に浸漬されている。
【００４３】
上記試験機を用い、圧接面圧：５ＭＰａ、摩擦速度：１０ｍ／秒、試験時間：６時間の試験条件で行った摩耗試験の結果を図４及び表３に示す。
【００４４】
図４より、実施例１〜３の試験片は、摩擦試験を６時間継続可能であり、試験中の摩擦係数もほぼ安定しているのに対し、比較例１〜３の試験片については、試験途中でリング試験片の異常摩耗が発生したことが分かる。
また、実施例１と実施例２を比較すると、本発明に係る不飽和結合導入処理と不飽和結合の解離処理との組み合わせを実施したフッ素樹脂の添加量を増大させるほど、摩擦係数が低下する傾向にあることが分かる。なお、この摩擦係数の低減効果は、表２に示したように、表面エネルギーの増大によって、潤滑油及び作動油との濡れ性が改善され、油膜生成能力が向上したことによって発現したものであると考えられる。
一方、実施例３については、上記のように濡れ性を改善したフッ素樹脂中に潤滑油や作動油との濡れ性に優れたＰＡＩ粉末を添加することにより、更に油膜生成が促進され、摩擦係数が低下している。
【００４５】
【表３】
2006008813.tif 000004
【００４６】
表３は、摩擦試験終了後のリング試験片及びディスク試験片の摩耗量測定結果を示しているが、実施例１〜３については、架橋構造の付与及び結晶サイズの縮小化に伴う摩耗粉の縮小化により、リング試験片の摩耗量が著しく低減していることが分かる。
一方、比較例１〜３については、試験条件自体が一般的なフッ素樹脂のＰＶ限界を超えているため、試験開始から比較的短時間（代表的には１時間程度）で異常摩耗が発生した。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】テトラフルオロエチレン樹脂に対し、本発明に係る不飽和結合の導入処理と不飽和結合の解離エネルギー付与処理を実施した際の可視光線透過率の変化を示すグラフである。
【図２】摩擦試験に使用したリング試験片の形状を示す斜視図である。
【図３】摩擦試験に用いた縦型リングオンディスク方式の摩擦摩耗試験機の概略図である。
【図４】摩擦係数の経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１０    リング試験片
２０    合口
２１    リングホルダー
２２    スナップリング
２３    トルク検出器
２４    ロードセル
２５    ディスク
２６    ディスクホルダー
２７    回転軸
２８    自動変速機用作動油
【図１】
2006008813.tif 000005
【図２】
2006008813.tif 000006
【図３】
2006008813.tif 000007
【図４】
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