JP2502118B2

JP2502118B2 - 軟質シ―トガスケツト

Info

Publication number: JP2502118B2
Application number: JP7822388A
Authority: JP
Inventors: 洋浅海; 武弘吉田; 信三郎鈴木; 典雄高田; 健一中村
Original assignee: Nichias Corp
Current assignee: Nichias Corp
Priority date: 1987-04-03
Filing date: 1988-04-01
Publication date: 1996-05-29
Anticipated expiration: 2011-05-29
Also published as: JPH01198675A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、軟質シートガスケットに関するものであ
る。

［従来技術］従来、バルブ類、ポンプ類、配管用継手類、各種機器
類などに低締付圧で用いる軟質シートガスケットとして
は、ゴムシート、ゴムを結合材とした軟質石綿ジョイン
トシートおよびバーミキュライトシート、膨張黒鉛シー
ト、ポリテトラフルオロエチレン樹脂ディスパージョン
含浸石綿クロスおよびガラスクロス、カーボンクロスな
どが知られている。

［発明が解決しようとする問題点］従来の軟質シートガスケットは、それぞれ次に示す様
な問題点があった。ゴムシートは、耐熱性が低いため、
高温での使用が困難である。ゴムを結合材とした軟質石
綿ジョイントシートおよびバーミキュライトシートは、
ゴムの熱劣化により焼付きを生じる。またシール性が悪
い、膨張黒鉛シートは強度が低く取扱性が悪い。また、
高価である。ポリテトラフルオロエチレン樹脂ディスバ
ージョンを含浸したガラスクロス、カーボンクロスは、
応力緩和が大きくシール性が悪い、また、高価である。
また、石綿を用いたものは、環境汚染の問題があり、使
用に制限がある。

［問題点を解決するための手段］本発明は、前述の問題点を解決すべくなされたもので
ある。すなわち、優れた耐熱性、シール性を有し、か
つ、環境汚染の問題がなく、安価であり、さらに耐薬品
性に優れた軟質シートガスケットを提供しようとするも
のであり、５重量％以上の未焼成ポリテトラフルオロエ
チレン樹脂および50重量％以上の無機質充填材を含み、
未焼成ポリテトラフルオロエチレン樹脂がフィブリル化
されており無機質充填材がそのフィブリル間に存在して
おり、無機質充填材が含水珪酸塩鉱物を主成分とする充
填材であることを特徴とする軟質シートガスケットを提
供するものである。

本発明において、ポリテトラフルオロエチレン樹脂
（以下、PTFEという）としては、テトラフルオロエチレ
ンの単独重合体にとどまらず、熔融流動性を付与するに
到らない程度の少量（例えば0.5モル％程度以下）の他
の共単量体を共重合体せしめて変性させたものを含まれ
る。かかる共重合体としては、ヘキサフルオロプロピレ
ン、パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）、パーフ
ルオロ（アルコキシアルキルビニルエーテル）、トリフ
ルオロエチレン、パーフルオロアルキルエチレンなどが
例示される。また、あまりに低分子量のものでは液状あ
るいはゲル状となり好ましくなく、好ましくは、標準比
重から計算される分子量が10³以上の固体を50％以上含
むものである。また、乳化重合により得られたPTFEがフ
ィブリル化し易いために好ましい。

本発明において、無機質充填材としては、耐熱性、耐
薬品性に優れた無機質粉末、無機質繊維粉末が好ましく
採用される。無機質充填材が含水珪酸塩鉱物を主成分と
することが特に好ましい。含水珪酸塩鉱物は後述する
が、上記無機質粉末として使用される。無機質粉末とし
ては、平均粒径が100μ程度以下のものが好ましく採用
される。平均粒径が大きすぎると、シートガスケットと
した時の表面平滑性が損なわれ、好ましくない。また、
平均粒径の大きな無機質粉末では、シートガスケットの
緻密性が得られず、シール性が充分でなくなり好ましく
ない。また、硬質の無機質粉末を用いた場合に、成形時
に成形装置を損傷することがあり好ましくない。さらに
好ましくは、平均粒径0.1〜50μ程度の無機質粉末であ
る。また、最密充填をするためには、粒径の異なる２種
または３種以上の無機質粉末を混合使用することが好ま
しい。かかる無機質粉末を混合使用することが好まし
い。かかる無機質粉末としては、ケイ素およびアルミニ
ウムを主体とし、マグネシウム、鉄、アルカリ土類金
属、アルカリ金属などを含む含水珪酸塩鉱物の粉末であ
る一般に粘土と呼ばれる粉末、ワラストナイトなどの天
然鉱物粉末が好ましく採用される。特に、カオリナイ
ト、ハロイサイト、加水ハロイサイトなどに代表される
カオリン型の粘土が好ましい。また、無機質繊維粉末と
しては、直径３〜30μ程度、特に好ましくは直径６〜15
μ程度であり、長さ50〜300μ、特に好ましくは70〜200
μ程度が好ましく採用される。かかる無機質繊維粉末と
しては、カーボン繊維粉末、ガラス繊維粉末、アルミナ
繊維粉末などが例示される。

また、本発明において、無機質充填材としては、無機
質粉末の単独もしくは無機質粉末と若干の無機質繊維粉
末の混合物が採用される。無機質繊維粉末を単独で用い
ることは、シートガスケットの成形が困難であり、好ま
しくない。また、無機質粉末と無機質繊維粉末の混合物
を用いることは、無機質粉末単独の場合に比べシートガ
スケットとしての圧縮性が高くなり、低締付圧において
のシール性が向上するため好ましい。無機質粉末と無機
質繊維粉末の混合物を用いる場合の混合割合は、無機質
粉末100重量部当り無機質繊維粉末が10重量部程度以下
とすることが好ましい。無機質繊維粉末の割合が大きす
ぎると、シートガスケットの成形が困難になり好ましく
ない。

本発明の軟質シートガスケットは、PTFEを５重量％以
上、無機質充填材を50重量％以上含有する。PTFEの量が
５重量％よりも小さい場合には、シートガスケットとし
ての成形が困難であり、また、成形されたシートも圧縮
に対する復元率が小さなものとなり、ガスケットとして
の使用に耐え難いものとなるため好ましくない。特にPT
EEが10重量％以上含まれることが好ましい。また、無機
質充填材の量が50重量％よりも小さい場合には、応力緩
和率が大きなものとなり、シール性が低下するため好ま
しくない。さらに無機質充填材の量が50重量％よりも小
さい場合には、高温下、高圧下、あるいは高振動下にお
いて、変形を起こし易く、初期のシール性が長期にわた
って保持することができない。すなわち耐久性の低いも
のとなる。また、高価なPTEEの量が大きくなるためシー
トガスケットとしても高価なものになり汎用に適さなく
なり、好ましくない。無機質充填材の量が大きくなる
と、応力緩和率が小さくなるが、密度の高い、すなわ
ち、緻密なシートガスケットを得難くなる。すなわち、
シール性が低下し易くなる傾向がある。特に好ましい無
機質充填材の含有量は60〜90重量％である。

本発明の軟質シートガスケットにおいて、PTEEはフィ
ブリル化されており、未焼成である。PTEEが焼成されて
いると、硬くなるため、ガラスライニング用など、強い
締付圧をかけられない時に、シール性が悪くなる傾向が
ある。また、無機質充填材はPTEEのフィブリル間に存在
している。

PTEEがフィブリル化されていることにより、PTEEは三
次元網目構造を構成し、また、かかるPTEEの三次元網目
構造内に無機質充填材が分散されて存在している。PTEE
がフィブリル化され三次元網目構造を有するため、無機
質充填材が強固に保持され、ガスケットとしての充分な
物性を発揮するとともに、ガスケット全般にわたって均
一にPTEEが存在するため、耐水性、耐油性といった優れ
た効果が発揮されるものと考えられる。PTEEのフィブリ
ル化および無機質充填材のフィブリル間への配合は次に
示す方法などにより容易に達成される。所定割合のPTEE
粉末と無機質充填材を、ナフサなどの加工助剤の存在下
または非存在下に、例えばミキサーなどにより高速攪拌
する方法など高剪断力下に攪拌混合することにより達成
される。また、この混合物を、シリンダ断面積とノズル
部断面積の比の大きな押出機で押出すことによりさらに
PTEEは高度にフィブリル化され得る。

本発明の軟質シートガスケットは、前述したPTEEフィ
ブリル間に無機質充填材が配合された組成物をロール圧
延やカレンダリングなど、従来公知のシート化方法によ
り、シート化することによって成形可能である。また、
シート成形された成形物を、さらにロール圧延すること
により、表面の平滑性が優れ、緻密なシール性の優れた
軟質シートガスケットを成形することができる。

また、本発明の軟質シートガスケットは、後述の実施
例に示す方法で測定される圧縮率が30％以下であり、復
元率が10％以下のものであることが、応力緩和が小さ
く、寿命が長くなり、好ましい。

また、本発明の軟質シートガスケットは、PTEE、無機
質充填材の他に、必要に応じ、耐熱性、耐薬品性を有す
る樹脂、たとえば、パーフルオロエチレン−プロピレン
樹脂、バーフルオロアルコキシ樹脂、フェノール樹脂な
ど、また、カーボン粉末などを含んでいてもよい。

［作用］本発明の軟質シートガスケットは、耐熱性、耐薬品性
の優れた、PTEEおよび無機質充填材からなるため、耐熱
性、耐薬品性が極めて優れる。また、PTEEがフィブリル
化しており、からまり合ったフィブリル間に無機質充填
材が強固に保持されているため、シートガスケットとし
て充分な強度を保持することができるものと考えられ
る。また、PTEEが撥水性であるため、シートガスケット
が撥水性となり、耐水性が優れるものと考えられる。ま
た、無機質充填材として、無機質粉末と無機質繊維粉末
の混合物を用いると、無機質繊維粉末がからまり合うた
め、シートガスケットの圧縮性が高くなり、馴じみ性が
良くなるため、低締付圧での優れたシール性が発揮され
るものと考えられる。また、粒径の異なる２種または３
種以上の無機質粉末を混合使用すると、軟質シートガス
ケット中の空隙部分が極めて小さくなり、シール性が向
上するものと考えられる。さらに、PTEEは熔融流動性を
生じないため、高温での使用においても焼付を起こさ
ず、また長期間使用においてもシール性が保持されるも
のと考えるものと考えられる。

［実施例］以下に実施例を掲げて本考案を具体的に説明するが、
本発明は、かかる実施例によって何ら限定されるもので
はない。

実施例１〜５第１表に示す組成割合のPTFE粉末（旭フロロポリマー
製CD−１）、無機質充填材（カオリナイトクレー（平均
粒径10μ）：土屋カオリン工業製カタルポ、アルミナ繊
維：ニチアス製ファインレックス）および1,1,1−トリ
クロロエタン250重量部をミキサーにより20分間攪拌混
合した後、ろ過し、常温で乾燥させ、乾燥混合物を得
た。この混合物に高粘度有機溶剤（エクソン（株）製ア
イソパーＭ）17重量部を加えニーダーで10分間撹拌した
後、約15時間熟成した。この熟成物を、押出部断面寸法
105mmであり、押出部形状が角度40°の円錐形であり、
シリンダー断面積とノズル部断面積との比が15である金
型に注入し、常温、圧力40kgf/cm²、押出速度120mm/hr
で押出し、棒状物を得た。この棒状物を外径200mm、長
さ400mmの鉄製２転ローラに挿入し、巾300mm、厚さ1mm
の長尺シートを得た。この長尺シートを300℃で熱風乾
燥した後、再び鉄製２転ローラに挿入し、表面の平滑な
シートを得た。このシートを用いて行なった試験結果を
第２表に示した。

実施例６〜９実施例１〜４のシートガスケットをさらに、カレンダ
リングすることにより密度2.3g/cm³のシートガスケット
を得た。それぞれのシートガスケットについて応力緩和
率（％）（ASTMF38100℃×24h）を測定した結果を第３
表に示した。

実施例10〜11 組成割合を第４表に示すものとする他は実施例１と同
様にして、軟質シートガスケットを得た。この軟質シー
トガスケットを用いて行なった試験結果を第４表に示し
た。

［効果］本発明の軟質シートガスケットは、耐熱性が優れるた
め、高温での使用が可能であり、また、熱劣化、硬化、
焼付きなどがないため、長期間の連続使用が可能である
ため、補修費用が大幅に低減され、また、焼付防止剤の
使用が無用であるなどの効果を有する。また、本発明の
軟質シートガスケットは柔軟性に優れるため低締付圧に
おいても優れたシール性を発揮することができる。すな
わち、ガラスライニングなどの高締付圧とすることがで
きないものへの適用も可能であるという効果を有する。
さらに、本発明の軟質シートガスケットは石綿を全く含
まないため、環境汚染の問題がない。また、耐油性、耐
水性が極めて優れるため、各種薬品液流体のシール材と
して優れた効果を発揮し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例１の軟質シートガスケットの横断面図
であり、第２図は、実施例５の軟質シートガスケットの
横断面図である。１はカオリナイトクレー、２はPTFE、３はアルミナ繊維
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中村健一神奈川県横浜市緑区青葉台１―６―９ (56)参考文献特開昭52−22053（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−130756（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】５重量％以上の未焼成ポリテトラフルオロ
エチレン樹脂および50重量％以上の無機質充填材を含
み、未焼成ポリテトラフルオロエチレン樹脂がフィブリ
ル化されており無機質充填材がそのフィブリル間に存在
しており、無機質充填材が含水珪酸塩鉱物を主成分とす
る充填材であることを特徴とする軟質シートガスケッ
ト。