JP3742568B2 - ポリテトラフルオロエチレン製シートまたはフィルム、それから得られるガスケットテープおよびそれらの製造法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を主体とする一軸延伸テープからなるガスケットテープおよびその製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種のシール用、特に化学プラントなどの薬液を取り扱う装置やプラントのシール用にＰＴＦＥ製のガスケットテープが使用されている。
【０００３】
かかるＰＴＦＥ製ガスケットテープには、一軸延伸テープを使用するタイプ（米国特許第３，９５３，５６６号明細書、米国特許第５，０９８，６２５号明細書）と、二軸延伸テープを使用するタイプ（米国特許第５，９６４，４６５号明細書、米国特許第６，０８０，４７２号明細書）が知られている。
【０００４】
一軸延伸ガスケットテープの場合、延伸方向には強い強度を示すが、延伸方向に直行する方向では強度が不充分であり、耐クリープ性も低く、シール材としての性能に劣っているため、使用する個所が制限されている。
【０００５】
一方、二軸延伸ガスケットテープは、テープの長さ方向および幅方法（二軸延伸方向）の強度および耐クリープ性などのシール特性に優れている。しかし、２方向について均質な延伸物を得るためには高度な品質管理が要求され、その結果、製造コストが高くなり、そのコストが製品に反映するため、高価なものになっている。
【０００６】
また、前記米国特許第５，９６４，４６５号明細書にはさらに、厚さ２５〜５１０μｍという薄膜の二軸延伸フィルムを作製し、この薄膜フィルムを多数（数十枚）重ね合わせてシートとし、スリットしてテープとする技術が記載されている。しかし、そうした薄膜の二軸延伸フィルムを製造するには厳しい製造工程の管理が必要であり、歩留まりを大きくすることも困難である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、製造管理が容易な一軸延伸法により、二軸延伸ガスケットテープに匹敵するガスケットテープを製造する方法、およびその製法で得られたシール材性能に優れたガスケットテープを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、つぎの（１）〜(５)の工程をこの順に行なうＰＴＦＥシートまたはフィルムの製造法に関する。
（１）乳化重合で得られたＰＴＦＥ粉末と押出助剤との混合ペーストを調製する工程、
（２）複数のセパレータが断面形状長方形の押出口内部に設けられたダイを有する押出機により前記混合ペーストを該ダイより押出す工程、
（３）押出された切込みの入った押出物を押出方向に圧延してＰＴＦＥの圧延シートを作製する工程、
（４）得られた圧延シートから押出助剤を除去した後、圧延方向に一軸延伸する工程、
（５）得られた一軸延伸ＰＴＦＥシートに、３４０〜３８０℃の範囲の温度で熱処理を施す工程（５）
ただし前記押出機のダイは、断面形状長方形の押出口内に長辺に平行に複数の、好ましくは２〜８枚の板状のセパレータを有し、該複数のセパレータはいずれもその自由端が押出口の長辺の中点を越えた位置となるように取り付けられており、押出物内部に長辺に平行な切れ込みを入れる働きをする。
【０００９】
本発明のガスケットテープは、前記工程（４）で得られた一軸延伸ＰＴＦＥシートに直ちに熱処理する工程（５）を施してもよいが、前記工程（４）で得られた一軸延伸ＰＴＦＥフィルムを複数枚重ねた後、熱処理する工程（５）を施すか、または前記工程（４）で得られた一軸延伸ＰＴＦＥフィルムと二軸延伸ＰＴＦＥフィルムを好ましくは交互に重ねた後、熱処理する工程（５）を施すことにより、より強度の大きなものにすることができる。
【００１０】
そうした熱処理工程（５）は、３４０〜３８０℃にて３０分間以上行なうことが好ましい。
【００１１】
ガスケットテープなどの一定の幅の製品を目的とする場合は、熱処理工程（５）の後に一定（所定）の幅にスリットしてもよいし、一軸延伸工程（４）の後に一定の幅にスリットし、その後熱処理工程（５）に移ってもよい。
【００１２】
また、前記熱処理工程（５）の後、テープの少なくとも一方の面に接着剤層を設ける工程（６）を施し、接着剤層を有するガスケットテープとしてもよい。
【００１３】
本発明はまた、一軸延伸ＰＴＦＥシートを熱処理したテープであって、そのテープのマトリックス・テンサイル・ストレングス（ＭＴＳ）が長さ方向（ＭＴＳL）において２３００〜５７００psiであり、幅方向（ＭＴＳT）において１３０〜６６０psiであり、ＭＴＳL／ＭＴＳTが約８〜１８であるＰＴＦＥ製ガスケットテープ、または
複数の一軸延伸ＰＴＦＥフィルムを重ねて熱処理を施したテープまたは一軸延伸ＰＴＦＥフィルムと二軸延伸ＰＴＦＥフィルムを好ましくは交互に重ねて熱処理を施したテープであって、そのテープのマトリックス・テンサイル・ストレングス（ＭＴＳ）が長さ方向（ＭＴＳL）において２５００〜８０００psiであり、幅方向（ＭＴＳT）において２００〜７００psiであり、ＭＴＳL／ＭＴＳTが約８〜１１であるＰＴＦＥ製ガスケットテープ
にも関する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明のＰＴＦＥ一軸延伸シートまたはフィルム（以下、特に断らない限りシートで代表する）の製造法は、ＰＴＦＥ粉末の混合ペースト調製工程（１）、混合ペーストの押出工程（２）、押出物の圧延工程（３）、圧延物の一軸延伸工程（４）および一軸延伸物の熱処理工程（５）からなる。
【００１５】
使用するＰＴＦＥ粉末としては、乳化重合法で製造された平均一次粒径が０．１８〜０．２５μｍのの粒子のディスパージョンを凝析した、いわゆるファインパウダーである。また、使用するＰＴＦＥもテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）の単独重合体であってもよいし、ＰＴＦＥの特性を損なわない量（約１重量％以下）のヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）（ＰＡＶＥ）などのパーフルオロオレフィンで変性された変性ＰＴＦＥであっても、ＰＴＦＥと変性ＰＴＦＥの混合物でもよい。
【００１６】
混合ペーストはＰＴＦＥ粉末と押出助剤とから基本的になる。押出助剤としては従来公知の助剤が使用でき、たとえばナフサなどのミネラルオイルが好適である。押出助剤はＰＴＦＥ粉末１００重量部に対して１７〜２５重量部程度である。
【００１７】
さらに、耐クリープ性という性質をシート、ひいてはガスケットテープに付与するために、混合ペースト中にフィラーを配合してもよい。フィラーとしては、酸化チタン、酸化ケイ素、セラミック粉末、グラファイトおよびＤ−グルコサミンよりなる群から選ばれた少なくとも１種が好ましい。Ｄ−グルコサミンは脱臭剤としての作用が期待できる。フィラーの配合量は、ＰＴＦＥ粉末１００重量部に対して０．５〜２５重量部が好ましい。
【００１８】
かくして調製された混合ペーストはついで押出工程（２）において、本発明の特徴の１つであるセパレータ付きのダイを通して押出される。押出機自体は従来のＰＴＦＥのペースト押出し用に使用されているラム加圧シリンダー式のペースト押出機などが使用できる。このペースト押出時の絞り比（reduction ratio）は、１：１２０以下、好ましくは１：１００以下、さらに好ましくは１：５０以下である。
【００１９】
本発明で使用する押出機のセパレータ付きのダイについて図面にしたがって説明する。
【００２０】
図１は押出機のダイの概略正面図であり、ダイ１は断面形状長方形の押出口（オリフィス）２を有しており、押出口２内にはその長辺３に平行に複数の板状のセパレータ４が配設されている。
【００２１】
セパレータ４の固定方法は特に限定されず、鋳造や溶接により固定してもよいし、長さを調節できるように着脱可能にしてもよいし、枚数を増減できるようにしてもよい。また、セパレータの形状は、好ましくは片刃の板状のものである。
【００２２】
これらのセパレータ４の取り付けは、いずれのセパレータ４もその自由端５が押出口２の長辺３の中点６を越えた位置となるように取り付けることが重要である。また、両側の短辺７から交互に同数突出するように偶数枚、好ましくは２、４または６枚設けることが望ましい。各対応するセパレータ４の自由端５の位置は、長辺３の中心線と短辺７の中心線の交点８について点対称となっていることが望ましい。
【００２３】
セパレータ４の自由端５の位置は長辺３の中点６を越えていればよい（長辺の長さの５０％を越える）が、好ましくは長辺の長さの５０〜８５％、特に６０〜７５％が好ましい。セパレータの厚さは０．５〜２ｍｍ、好ましくは約１ｍｍ前後である。
【００２４】
図２に示すように、セパレータは押出物１０の内部に、押出物１０の長辺に平行な切込み１１を入れる働きをする。
【００２５】
かくして得られた切込みの入った押出物は、ついで圧延工程（３）で押出物の押出方向に圧延され、シートまたはフィルムとされる。この圧延工程で押出物は切込みに沿って圧延方向に直交した方向にズレながら圧延される。その結果、圧延方向（後述する延伸方向と同じ）に直交する方向においても強度が得られるものと推定される。圧延に使用する装置や条件は従来からＰＴＦＥの圧延に採用されている装置および条件がそのまま採用される。好ましくは２本のカレンダーロール間で圧延する。
【００２６】
圧延シートの厚さは約０．５〜４ｍｍであり、圧延フィルムの厚さは約１００〜３００μｍが好ましい。
【００２７】
得られた圧延シート（またはフィルム）から押出助剤を定法により除去した後、圧延方向（押出方向）に一軸延伸する（延伸工程（４））。押出助剤の除去方法は特に限定されず、加熱による方法、溶剤による抽出法などが好ましく採用できる。
【００２８】
一軸延伸は、多段ロール式延伸装置などの延伸装置を用い、延伸倍率２〜１０倍、好ましくは２〜５倍で行なう。延伸倍率が低いと長さ方向での強度が低下することとなり、高すぎると幅方向の強度が極端に低下することとなる。厚さとしては、シート状で０．３〜３ｍｍ、フィルム状で２０〜６０μｍである。
【００２９】
ガスケットテープとして、さらに強度や取扱い性、寸法安定性を向上させるために、熱処理を施す（熱処理工程（５））。熱処理は、温度３４０〜３８０℃にて３０分間〜２時間加熱することにより通常行なわれる。
【００３０】
一軸延伸物がフィルム状の場合、複数のフィルムを重ね（ラッピング）て所定の厚さにする。フィルムの重ね方としてはつぎの方法が好ましい。
（Ａ）前記工程（４）で得られた一軸延伸ＰＴＦＥフィルムを複数枚重ねた後、熱処理する工程（５）を施す。
（Ｂ）前記工程（４）で得られた一軸延伸ＰＴＦＥフィルムと二軸延伸ＰＴＦＥフィルム（たとえば米国特許第６，０８４，４７２号明細書記載）を好ましくは交互に重ねた後、熱処理する工程（５）を施す。
【００３１】
（Ｂ）法の場合、一軸延伸フィルムと二軸延伸フィルムとの枚数は、７０／３０〜３０／７０、特に５５／４５〜４５／５５が好ましい。
【００３２】
なお、フィルムを重ねる場合には、テープの幅にスリットする工程は、重ねてラミネートした後では熱処理する前でも後でもよい。
【００３３】
本発明で得られる熱処理後のＰＴＦＥガスケットテープは、シートから作製する場合は、テープのマトリックス・テンサイル・ストレングス（ＭＴＳ）が長さ方向（ＭＴＳL）において２３００〜５７００psiであり、幅方向（ＭＴＳT）において１３０〜６６０psiであり、ＭＴＳL／ＭＴＳTが約８〜１８である。
【００３４】
また、一軸延伸フィルムを重ね合わせて作製する場合は、テープのマトリックス・テンサイル・ストレングス（ＭＴＳ）が長さ方向（ＭＴＳL）において２５００〜８０００psiであり、幅方向（ＭＴＳT）において２００〜７００psiであり、ＭＴＳL／ＭＴＳTが約８〜１１である。
【００３５】
本発明のガスケットテープが有している優れたシール材としての特性はこれらの強度から直ちに導き出せるものではないが、後述する実施例および比較例における結果から明らかなように、一軸延伸のみによって二軸延伸テープに匹敵するシール性能を有しているといえる。
【００３６】
本発明のガスケットテープには、少なくとも片面に接着剤または粘着剤を塗布して仮止め用の接着層を設けてもよい。接着剤または粘着剤としては、従来公知のものがそのまま使用できる。
【００３７】
本発明のガスケットテープは、従来から使用されていた用途にそのまま使用できる。たとえば、化学装置や薬品、食品などの製造プラント関係、半導体製造関係、食品・薬品製造関係などの配管、フランジのほか、各種タンクや蒸留装置のシーリング材として有用である。
【００３８】
【実施例】
つぎに本発明のガスケットテープを実施例に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
【００３９】
実施例１
ＰＴＦＥファインパウダーと押出助剤（ナフサ）を８０／２０（重量比）で混合して押出ペーストを調製した。ついでダイの押出口（１６ｍｍ×４８ｍｍの断面形状長方形）に、図１に示すように自由端が長辺の約６０％（約２９ｍｍ）の位置となるように４枚の厚さ１ｍｍのセパレータをほぼ等間隔に固定した押出機を用いて前記混合ペーストを絞り比１／３３で押出し、４つの切込みを有する押出物を得た。
【００４０】
この押出物を押出方向で２本の５００ｍｍφ圧延ローラ間を通すことにより圧延し、幅１８０ｍｍで厚さ１ｍｍの圧延シートを得た。
【００４１】
この圧延シートを２８０℃に加熱して押出助剤を除去した後、延伸倍率３．５倍で一軸延伸して厚さ０．２８ｍｍの一軸延伸フィルムを作製した。
【００４２】
得られた一軸延伸フィルム１０枚を重ね、２本のローラー間を通して圧着した後、３５０℃で１時間加熱し、ついで幅１５ｍｍにスリットして厚さ３ｍｍのガスケットテープを作製した。
【００４３】
このガスケットテープについて、つぎの性質を調べた。結果を表１に示す。
【００４４】
（圧縮率）
ＡＳＴＭ Ｆ ３６にしたがって測定する。値が大きいほどシール性能に優れていると評価できる。
【００４５】
（回復率）
ＡＳＴＭ Ｆ ３６にしたがって測定する。値が大きいほどシール性能に優れていると評価できる。
【００４６】
（シール性）
ＡＳＴＭ Ｆ ３７−Ｂにしたがって測定する。値が小さいほどシール性能に優れていると評価できる。
【００４７】
（クリープ緩和性）
ＡＳＴＭ Ｆ ３８−Ｂにしたがって測定する。値が小さいほどシール性能に優れていると評価できる。
【００４８】
（ＭＴＳ）
引張強度（ＴＳ）から、次式にしたがってテープの長さ方向のＭＴＳLと幅方向のＭＴＳTを算出する。
【００４９】
ＭＴＳ＝ＴＳ×（ｄＰＴＦＥ／テープのｄＰＴＦＥ）
ＴＳ：テープの引張強度。テープの長さ方向の引張強度（ＴＳL）と幅方向の引張強度（ＴＳT）をそれぞれ測定する（測定法後述）。
テープのｄＰＴＦＥ：テープの比重（測定法後述）
ｄＰＴＦＥ：原料ＰＴＦＥの比重（２．２０ｇ／ｃｃとする）
【００５０】
引張強度（ＴＳ）はつぎの方法で測定する。
【００５１】
熱処理後のＰＴＦＥテープから、幅１／２インチ（１２．５ｍｍ）、長さ７インチ（１７５ｍｍ）の試験片を切出し、幅（ノギス使用）および厚さ（ダイヤルゲージ使用）を精密測定する。この試験片を、つかみ間隔が５インチ（１２５ｍｍ）となるように引張試験機に取り付け、１０インチ（２５０ｍｍ）／ｍｉｎのクロスヘッド速度で引っ張り、試験片切断時の最大荷重を測定する。引張強度（ＴＳ）は次式により求める。
【００５２】
ＴＳ＝Ｆ／（ｂ×ｔ）
Ｆ：切断時の最大荷重（ポンド）
ｂ：試験片の幅（インチ）
ｔ：試験片の厚さ（インチ）
【００５３】
また、比重はつぎの方法で求める。
【００５４】
熱処理後のＰＴＦＥテープから、幅約１５ｍｍおよび長さ約２５０ｍｍの試験片を切出し、長さ（金属製直尺使用）、幅（ノギス使用）および厚さ（ダイヤルゲージ使用）を精密測定する。この試験片を折りたたみ、化学天秤（感量：０．１ｍｇ）で重量を精密測定し、次式にしたがって比重を求める。
【００５５】
テープのｄＰＴＦＥ＝Ｗ／（ｌ×ｂ×ｔ）
Ｗ：テープの重量（グラム）
ｌ：試験片の長さ（ｃｍ）
ｂ：試験片の幅（ｃｍ）
ｔ：試験片の厚さ（ｃｍ）
【００５６】
比較例１
セパレータを装着していないダイを使用して押出したテープを実施例１と同様に圧延し、押出助剤を除去し一軸延伸し熱処理しスリットして、従来の一軸延伸テープを作製した。このテープについて、実施例１と同様にして各性質を測定した。結果を表１に示す。
【００５７】
比較例２
熱処理温度を３００℃としたほかは実施例１と同様にしてＰＴＦＥテープを作製し、実施例１と同様にして各性質を測定した。結果を表１に示す。
【００５８】
比較例３
セパレータを装着していないダイを用いて押出したほかは実施例１と同様にして作製した圧延シート（幅１８０ｍｍ、厚さ１ｍｍ）から押出助剤を除去し、ついで押出・圧延方向と同じ方向およびそれに直交する方向の二軸方向にそれぞれ延伸倍率４倍で二軸延伸して、厚さ０．０７ｍｍの二軸延伸フィルムを作製した。この二軸延伸フィルムを４５枚重ねて圧着し、３５０℃にて１時間熱処理した後、、幅１５ｍｍにスリットして厚さ３．０５ｍｍの二軸延伸テープを作製した。この二軸延伸テープについて実施例１と同様にして各性質を測定した。結果を表１に示す。
【００５９】
実施例２
実施例に１において、セパレータの自由端の位置を押出口の長辺の約７０％（約３３．６ｍｍ）にセットしたほかは同様にしてペースト押出し、得られた押出物を実施例１と同様にして圧延し押出助剤を除去し、延伸倍率５倍で圧延方向と同じ方向に一軸延伸して、厚さ０．２１ｍｍの一軸延伸フィルムを作製した。この一軸延伸フィルムを１０枚重ねて圧着した後、３６０℃にて４０分間熱処理し、ついで、幅１５ｍｍにスリットして厚さ２．００ｍｍの一軸延伸テープを作製した。この一軸延伸テープについて実施例１と同様にして各性質を測定した。結果を表１に示す。
【００６０】
比較例４
実施例２において、セパレータの自由端の位置を押出口の長辺の約３０％（約１４．５ｍｍ）にセットしたほかは同様にしてペースト押出し、得られた押出物を実施例２と同様にして圧延し押出助剤を除去し、一軸延伸（延伸倍率５倍）し、得られた一軸延伸フィルムを１０枚重ねて圧着した後、熱処理（３６０℃にて４０分間）し、ついで幅１５ｍｍにスリットして厚さ２．００ｍｍの比較用の一軸延伸テープを作製した。この一軸延伸テープについて実施例１と同様にして各性質を測定した。結果を表１に示す。
【００６１】
実施例３
一軸延伸倍率を１０倍にしたほかは実施例１と同様にして厚さ０．１２ｍｍの一軸延伸フィルムを作製した。
【００６２】
この一軸延伸フィルム２０枚と比較例３で作製した二軸延伸フィルム１９枚を一軸延伸フィルムが両側にくるように交互に重ねて圧着した後、３５０℃にて１時間熱処理し、ついで幅１５ｍｍにスリットして厚さ３．００ｍｍのガスケットテープを作製した。このテープについて実施例１と同様にして各性質を測定した。結果を表１に示す。
【００６３】
実施例４
実施例１と同条件でペースト押出しして得られた押出物を、その押出方向で２本の５００ｍｍφ圧延ローラ間を通すことにより圧延し、幅１３０ｍｍで厚さ１．５ｍｍの圧延シートを得た。
【００６４】
この圧延シートを２８０℃に加熱して押出助剤を除去した後、延伸倍率３倍で一軸延伸して一軸延伸シートを作製した。得られた一軸延伸シートを幅１５ｍｍにスリットし、ついで３６０℃で３０分間加熱することにより熱処理して、幅１５ｍｍ、厚さ０．８ｍｍのガスケットテープを作製した。
【００６５】
このテープについて実施例１と同様にして各性質を測定した。結果を表１に示す。
【００６６】
【表１】
【００６７】
表１から明らかなように、セパレータを装着していないダイを使用した比較例１、熱処理温度を低温（３００℃）で行なった比較例２およびセパレータの長さを短くした比較例４に比して回復率、シール性、クリープ緩和性およびＭＴＳのいずれにおいても向上している。特に、セパレータを使用して作製した一軸延伸フィルムと二軸延伸フィルムをほぼ１：１で３９枚重ねた実施例３では、従来の二軸延伸フィルムを４５枚重ねた比較例３に匹敵する優れた特性が得られている。
【００６８】
【発明の効果】
本発明によれば、製造管理を厳重にしなければならない二軸延伸法に比して製造を簡単かつ安価に行なうことができる一軸延伸法により、二軸延伸ＰＴＦＥガスケットテープに匹敵する特性を有するＰＴＦＥガスケットテープを製造することができ、高性能で安価なＰＴＦＥガスケットテープを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用する押出機のダイの概略正面図である。
【図２】図１のダイを用いて作製された押出物の概略断面図である。
【符号の説明】
１ ダイ
２ 押出口
３ 長辺
４ セパレータ
５ 自由端
６ 中点
７ 短辺
８ 交点
１０ 押出物
１１ 切込み
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を主体とする一軸延伸テープからなるガスケットテープおよびその製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種のシール用、特に化学プラントなどの薬液を取り扱う装置やプラントのシール用にＰＴＦＥ製のガスケットテープが使用されている。
【０００３】
かかるＰＴＦＥ製ガスケットテープには、一軸延伸テープを使用するタイプ（米国特許第３，９５３，５６６号明細書、米国特許第５，０９８，６２５号明細書）と、二軸延伸テープを使用するタイプ（米国特許第５，９６４，４６５号明細書、米国特許第６，０８０，４７２号明細書）が知られている。
【０００４】
一軸延伸ガスケットテープの場合、延伸方向には強い強度を示すが、延伸方向に直行する方向では強度が不充分であり、耐クリープ性も低く、シール材としての性能に劣っているため、使用する個所が制限されている。
【０００５】
一方、二軸延伸ガスケットテープは、テープの長さ方向および幅方法（二軸延伸方向）の強度および耐クリープ性などのシール特性に優れている。しかし、２方向について均質な延伸物を得るためには高度な品質管理が要求され、その結果、製造コストが高くなり、そのコストが製品に反映するため、高価なものになっている。
【０００６】
また、前記米国特許第５，９６４，４６５号明細書にはさらに、厚さ２５〜５１０μｍという薄膜の二軸延伸フィルムを作製し、この薄膜フィルムを多数（数十枚）重ね合わせてシートとし、スリットしてテープとする技術が記載されている。しかし、そうした薄膜の二軸延伸フィルムを製造するには厳しい製造工程の管理が必要であり、歩留まりを大きくすることも困難である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、製造管理が容易な一軸延伸法により、二軸延伸ガスケットテープに匹敵するガスケットテープを製造する方法、およびその製法で得られたシール材性能に優れたガスケットテープを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、つぎの（１）〜(５)の工程をこの順に行なうＰＴＦＥシートまたはフィルムの製造法に関する。
（１）乳化重合で得られたＰＴＦＥ粉末と押出助剤との混合ペーストを調製する工程、
（２）複数のセパレータが断面形状長方形の押出口内部に設けられたダイを有する押出機により前記混合ペーストを該ダイより押出す工程、
（３）押出された切込みの入った押出物を押出方向に圧延してＰＴＦＥの圧延シートを作製する工程、
（４）得られた圧延シートから押出助剤を除去した後、圧延方向に一軸延伸する工程、
（５）得られた一軸延伸ＰＴＦＥシートに、３４０〜３８０℃の範囲の温度で熱処理を施す工程（５）
ただし前記押出機のダイは、断面形状長方形の押出口内に長辺に平行に複数の、好ましくは２〜８枚の板状のセパレータを有し、該複数のセパレータはいずれもその自由端が押出口の長辺の中点を越えた位置となるように取り付けられており、押出物内部に長辺に平行な切れ込みを入れる働きをする。
【０００９】
本発明のガスケットテープは、前記工程（４）で得られた一軸延伸ＰＴＦＥシートに直ちに熱処理する工程（５）を施してもよいが、前記工程（４）で得られた一軸延伸ＰＴＦＥフィルムを複数枚重ねた後、熱処理する工程（５）を施すか、または前記工程（４）で得られた一軸延伸ＰＴＦＥフィルムと二軸延伸ＰＴＦＥフィルムを好ましくは交互に重ねた後、熱処理する工程（５）を施すことにより、より強度の大きなものにすることができる。
【００１０】
そうした熱処理工程（５）は、３４０〜３８０℃にて３０分間以上行なうことが好ましい。
【００１１】
ガスケットテープなどの一定の幅の製品を目的とする場合は、熱処理工程（５）の後に一定（所定）の幅にスリットしてもよいし、一軸延伸工程（４）の後に一定の幅にスリットし、その後熱処理工程（５）に移ってもよい。
【００１２】
また、前記熱処理工程（５）の後、テープの少なくとも一方の面に接着剤層を設ける工程（６）を施し、接着剤層を有するガスケットテープとしてもよい。
【００１３】
本発明はまた、一軸延伸ＰＴＦＥシートを熱処理したテープであって、そのテープのマトリックス・テンサイル・ストレングス（ＭＴＳ）が長さ方向（ＭＴＳL）において２３００〜５７００psiであり、幅方向（ＭＴＳT）において１３０〜６６０psiであり、ＭＴＳL／ＭＴＳTが約８〜１８であるＰＴＦＥ製ガスケットテープ、または
複数の一軸延伸ＰＴＦＥフィルムを重ねて熱処理を施したテープまたは一軸延伸ＰＴＦＥフィルムと二軸延伸ＰＴＦＥフィルムを好ましくは交互に重ねて熱処理を施したテープであって、そのテープのマトリックス・テンサイル・ストレングス（ＭＴＳ）が長さ方向（ＭＴＳL）において２５００〜８０００psiであり、幅方向（ＭＴＳT）において２００〜７００psiであり、ＭＴＳL／ＭＴＳTが約８〜１１であるＰＴＦＥ製ガスケットテープ
にも関する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明のＰＴＦＥ一軸延伸シートまたはフィルム（以下、特に断らない限りシートで代表する）の製造法は、ＰＴＦＥ粉末の混合ペースト調製工程（１）、混合ペーストの押出工程（２）、押出物の圧延工程（３）、圧延物の一軸延伸工程（４）および一軸延伸物の熱処理工程（５）からなる。
【００１５】
使用するＰＴＦＥ粉末としては、乳化重合法で製造された平均一次粒径が０．１８〜０．２５μｍのの粒子のディスパージョンを凝析した、いわゆるファインパウダーである。また、使用するＰＴＦＥもテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）の単独重合体であってもよいし、ＰＴＦＥの特性を損なわない量（約１重量％以下）のヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）（ＰＡＶＥ）などのパーフルオロオレフィンで変性された変性ＰＴＦＥであっても、ＰＴＦＥと変性ＰＴＦＥの混合物でもよい。
【００１６】
混合ペーストはＰＴＦＥ粉末と押出助剤とから基本的になる。押出助剤としては従来公知の助剤が使用でき、たとえばナフサなどのミネラルオイルが好適である。押出助剤はＰＴＦＥ粉末１００重量部に対して１７〜２５重量部程度である。
【００１７】
さらに、耐クリープ性という性質をシート、ひいてはガスケットテープに付与するために、混合ペースト中にフィラーを配合してもよい。フィラーとしては、酸化チタン、酸化ケイ素、セラミック粉末、グラファイトおよびＤ−グルコサミンよりなる群から選ばれた少なくとも１種が好ましい。Ｄ−グルコサミンは脱臭剤としての作用が期待できる。フィラーの配合量は、ＰＴＦＥ粉末１００重量部に対して０．５〜２５重量部が好ましい。
【００１８】
かくして調製された混合ペーストはついで押出工程（２）において、本発明の特徴の１つであるセパレータ付きのダイを通して押出される。押出機自体は従来のＰＴＦＥのペースト押出し用に使用されているラム加圧シリンダー式のペースト押出機などが使用できる。このペースト押出時の絞り比（reduction ratio）は、１：１２０以下、好ましくは１：１００以下、さらに好ましくは１：５０以下である。
【００１９】
本発明で使用する押出機のセパレータ付きのダイについて図面にしたがって説明する。
【００２０】
図１は押出機のダイの概略正面図であり、ダイ１は断面形状長方形の押出口（オリフィス）２を有しており、押出口２内にはその長辺３に平行に複数の板状のセパレータ４が配設されている。
【００２１】
セパレータ４の固定方法は特に限定されず、鋳造や溶接により固定してもよいし、長さを調節できるように着脱可能にしてもよいし、枚数を増減できるようにしてもよい。また、セパレータの形状は、好ましくは片刃の板状のものである。
【００２２】
これらのセパレータ４の取り付けは、いずれのセパレータ４もその自由端５が押出口２の長辺３の中点６を越えた位置となるように取り付けることが重要である。また、両側の短辺７から交互に同数突出するように偶数枚、好ましくは２、４または６枚設けることが望ましい。各対応するセパレータ４の自由端５の位置は、長辺３の中心線と短辺７の中心線の交点８について点対称となっていることが望ましい。
【００２３】
セパレータ４の自由端５の位置は長辺３の中点６を越えていればよい（長辺の長さの５０％を越える）が、好ましくは長辺の長さの５０〜８５％、特に６０〜７５％が好ましい。セパレータの厚さは０．５〜２ｍｍ、好ましくは約１ｍｍ前後である。
【００２４】
図２に示すように、セパレータは押出物１０の内部に、押出物１０の長辺に平行な切込み１１を入れる働きをする。
【００２５】
かくして得られた切込みの入った押出物は、ついで圧延工程（３）で押出物の押出方向に圧延され、シートまたはフィルムとされる。この圧延工程で押出物は切込みに沿って圧延方向に直交した方向にズレながら圧延される。その結果、圧延方向（後述する延伸方向と同じ）に直交する方向においても強度が得られるものと推定される。圧延に使用する装置や条件は従来からＰＴＦＥの圧延に採用されている装置および条件がそのまま採用される。好ましくは２本のカレンダーロール間で圧延する。
【００２６】
圧延シートの厚さは約０．５〜４ｍｍであり、圧延フィルムの厚さは約１００〜３００μｍが好ましい。
【００２７】
得られた圧延シート（またはフィルム）から押出助剤を定法により除去した後、圧延方向（押出方向）に一軸延伸する（延伸工程（４））。押出助剤の除去方法は特に限定されず、加熱による方法、溶剤による抽出法などが好ましく採用できる。
【００２８】
一軸延伸は、多段ロール式延伸装置などの延伸装置を用い、延伸倍率２〜１０倍、好ましくは２〜５倍で行なう。延伸倍率が低いと長さ方向での強度が低下することとなり、高すぎると幅方向の強度が極端に低下することとなる。厚さとしては、シート状で０．３〜３ｍｍ、フィルム状で２０〜６０μｍである。
【００２９】
ガスケットテープとして、さらに強度や取扱い性、寸法安定性を向上させるために、熱処理を施す（熱処理工程（５））。熱処理は、温度３４０〜３８０℃にて３０分間〜２時間加熱することにより通常行なわれる。
【００３０】
一軸延伸物がフィルム状の場合、複数のフィルムを重ね（ラッピング）て所定の厚さにする。フィルムの重ね方としてはつぎの方法が好ましい。
（Ａ）前記工程（４）で得られた一軸延伸ＰＴＦＥフィルムを複数枚重ねた後、熱処理する工程（５）を施す。
（Ｂ）前記工程（４）で得られた一軸延伸ＰＴＦＥフィルムと二軸延伸ＰＴＦＥフィルム（たとえば米国特許第６，０８４，４７２号明細書記載）を好ましくは交互に重ねた後、熱処理する工程（５）を施す。
【００３１】
（Ｂ）法の場合、一軸延伸フィルムと二軸延伸フィルムとの枚数は、７０／３０〜３０／７０、特に５５／４５〜４５／５５が好ましい。
【００３２】
なお、フィルムを重ねる場合には、テープの幅にスリットする工程は、重ねてラミネートした後では熱処理する前でも後でもよい。
【００３３】
本発明で得られる熱処理後のＰＴＦＥガスケットテープは、シートから作製する場合は、テープのマトリックス・テンサイル・ストレングス（ＭＴＳ）が長さ方向（ＭＴＳL）において２３００〜５７００psiであり、幅方向（ＭＴＳT）において１３０〜６６０psiであり、ＭＴＳL／ＭＴＳTが約８〜１８である。
【００３４】
また、一軸延伸フィルムを重ね合わせて作製する場合は、テープのマトリックス・テンサイル・ストレングス（ＭＴＳ）が長さ方向（ＭＴＳL）において２５００〜８０００psiであり、幅方向（ＭＴＳT）において２００〜７００psiであり、ＭＴＳL／ＭＴＳTが約８〜１１である。
【００３５】
本発明のガスケットテープが有している優れたシール材としての特性はこれらの強度から直ちに導き出せるものではないが、後述する実施例および比較例における結果から明らかなように、一軸延伸のみによって二軸延伸テープに匹敵するシール性能を有しているといえる。
【００３６】
本発明のガスケットテープには、少なくとも片面に接着剤または粘着剤を塗布して仮止め用の接着層を設けてもよい。接着剤または粘着剤としては、従来公知のものがそのまま使用できる。
【００３７】
本発明のガスケットテープは、従来から使用されていた用途にそのまま使用できる。たとえば、化学装置や薬品、食品などの製造プラント関係、半導体製造関係、食品・薬品製造関係などの配管、フランジのほか、各種タンクや蒸留装置のシーリング材として有用である。
【００３８】
【実施例】
つぎに本発明のガスケットテープを実施例に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
【００３９】
実施例１
ＰＴＦＥファインパウダーと押出助剤（ナフサ）を８０／２０（重量比）で混合して押出ペーストを調製した。ついでダイの押出口（１６ｍｍ×４８ｍｍの断面形状長方形）に、図１に示すように自由端が長辺の約６０％（約２９ｍｍ）の位置となるように４枚の厚さ１ｍｍのセパレータをほぼ等間隔に固定した押出機を用いて前記混合ペーストを絞り比１／３３で押出し、４つの切込みを有する押出物を得た。
【００４０】
この押出物を押出方向で２本の５００ｍｍφ圧延ローラ間を通すことにより圧延し、幅１８０ｍｍで厚さ１ｍｍの圧延シートを得た。
【００４１】
この圧延シートを２８０℃に加熱して押出助剤を除去した後、延伸倍率３．５倍で一軸延伸して厚さ０．２８ｍｍの一軸延伸フィルムを作製した。
【００４２】
得られた一軸延伸フィルム１０枚を重ね、２本のローラー間を通して圧着した後、３５０℃で１時間加熱し、ついで幅１５ｍｍにスリットして厚さ３ｍｍのガスケットテープを作製した。
【００４３】
このガスケットテープについて、つぎの性質を調べた。結果を表１に示す。
【００４４】
（圧縮率）
ＡＳＴＭ Ｆ ３６にしたがって測定する。値が大きいほどシール性能に優れていると評価できる。
【００４５】
（回復率）
ＡＳＴＭ Ｆ ３６にしたがって測定する。値が大きいほどシール性能に優れていると評価できる。
【００４６】
（シール性）
ＡＳＴＭ Ｆ ３７−Ｂにしたがって測定する。値が小さいほどシール性能に優れていると評価できる。
【００４７】
（クリープ緩和性）
ＡＳＴＭ Ｆ ３８−Ｂにしたがって測定する。値が小さいほどシール性能に優れていると評価できる。
【００４８】
（ＭＴＳ）
引張強度（ＴＳ）から、次式にしたがってテープの長さ方向のＭＴＳLと幅方向のＭＴＳTを算出する。
【００４９】
ＭＴＳ＝ＴＳ×（ｄＰＴＦＥ／テープのｄＰＴＦＥ）
ＴＳ：テープの引張強度。テープの長さ方向の引張強度（ＴＳL）と幅方向の引張強度（ＴＳT）をそれぞれ測定する（測定法後述）。
テープのｄＰＴＦＥ：テープの比重（測定法後述）
ｄＰＴＦＥ：原料ＰＴＦＥの比重（２．２０ｇ／ｃｃとする）
【００５０】
引張強度（ＴＳ）はつぎの方法で測定する。
【００５１】
熱処理後のＰＴＦＥテープから、幅１／２インチ（１２．５ｍｍ）、長さ７インチ（１７５ｍｍ）の試験片を切出し、幅（ノギス使用）および厚さ（ダイヤルゲージ使用）を精密測定する。この試験片を、つかみ間隔が５インチ（１２５ｍｍ）となるように引張試験機に取り付け、１０インチ（２５０ｍｍ）／ｍｉｎのクロスヘッド速度で引っ張り、試験片切断時の最大荷重を測定する。引張強度（ＴＳ）は次式により求める。
【００５２】
ＴＳ＝Ｆ／（ｂ×ｔ）
Ｆ：切断時の最大荷重（ポンド）
ｂ：試験片の幅（インチ）
ｔ：試験片の厚さ（インチ）
【００５３】
また、比重はつぎの方法で求める。
【００５４】
熱処理後のＰＴＦＥテープから、幅約１５ｍｍおよび長さ約２５０ｍｍの試験片を切出し、長さ（金属製直尺使用）、幅（ノギス使用）および厚さ（ダイヤルゲージ使用）を精密測定する。この試験片を折りたたみ、化学天秤（感量：０．１ｍｇ）で重量を精密測定し、次式にしたがって比重を求める。
【００５５】
テープのｄＰＴＦＥ＝Ｗ／（ｌ×ｂ×ｔ）
Ｗ：テープの重量（グラム）
ｌ：試験片の長さ（ｃｍ）
ｂ：試験片の幅（ｃｍ）
ｔ：試験片の厚さ（ｃｍ）
【００５６】
比較例１
セパレータを装着していないダイを使用して押出したテープを実施例１と同様に圧延し、押出助剤を除去し一軸延伸し熱処理しスリットして、従来の一軸延伸テープを作製した。このテープについて、実施例１と同様にして各性質を測定した。結果を表１に示す。
【００５７】
比較例２
熱処理温度を３００℃としたほかは実施例１と同様にしてＰＴＦＥテープを作製し、実施例１と同様にして各性質を測定した。結果を表１に示す。
【００５８】
比較例３
セパレータを装着していないダイを用いて押出したほかは実施例１と同様にして作製した圧延シート（幅１８０ｍｍ、厚さ１ｍｍ）から押出助剤を除去し、ついで押出・圧延方向と同じ方向およびそれに直交する方向の二軸方向にそれぞれ延伸倍率４倍で二軸延伸して、厚さ０．０７ｍｍの二軸延伸フィルムを作製した。この二軸延伸フィルムを４５枚重ねて圧着し、３５０℃にて１時間熱処理した後、、幅１５ｍｍにスリットして厚さ３．０５ｍｍの二軸延伸テープを作製した。この二軸延伸テープについて実施例１と同様にして各性質を測定した。結果を表１に示す。
【００５９】
実施例２
実施例に１において、セパレータの自由端の位置を押出口の長辺の約７０％（約３３．６ｍｍ）にセットしたほかは同様にしてペースト押出し、得られた押出物を実施例１と同様にして圧延し押出助剤を除去し、延伸倍率５倍で圧延方向と同じ方向に一軸延伸して、厚さ０．２１ｍｍの一軸延伸フィルムを作製した。この一軸延伸フィルムを１０枚重ねて圧着した後、３６０℃にて４０分間熱処理し、ついで、幅１５ｍｍにスリットして厚さ２．００ｍｍの一軸延伸テープを作製した。この一軸延伸テープについて実施例１と同様にして各性質を測定した。結果を表１に示す。
【００６０】
比較例４
実施例２において、セパレータの自由端の位置を押出口の長辺の約３０％（約１４．５ｍｍ）にセットしたほかは同様にしてペースト押出し、得られた押出物を実施例２と同様にして圧延し押出助剤を除去し、一軸延伸（延伸倍率５倍）し、得られた一軸延伸フィルムを１０枚重ねて圧着した後、熱処理（３６０℃にて４０分間）し、ついで幅１５ｍｍにスリットして厚さ２．００ｍｍの比較用の一軸延伸テープを作製した。この一軸延伸テープについて実施例１と同様にして各性質を測定した。結果を表１に示す。
【００６１】
実施例３
一軸延伸倍率を１０倍にしたほかは実施例１と同様にして厚さ０．１２ｍｍの一軸延伸フィルムを作製した。
【００６２】
この一軸延伸フィルム２０枚と比較例３で作製した二軸延伸フィルム１９枚を一軸延伸フィルムが両側にくるように交互に重ねて圧着した後、３５０℃にて１時間熱処理し、ついで幅１５ｍｍにスリットして厚さ３．００ｍｍのガスケットテープを作製した。このテープについて実施例１と同様にして各性質を測定した。結果を表１に示す。
【００６３】
実施例４
実施例１と同条件でペースト押出しして得られた押出物を、その押出方向で２本の５００ｍｍφ圧延ローラ間を通すことにより圧延し、幅１３０ｍｍで厚さ１．５ｍｍの圧延シートを得た。
【００６４】
この圧延シートを２８０℃に加熱して押出助剤を除去した後、延伸倍率３倍で一軸延伸して一軸延伸シートを作製した。得られた一軸延伸シートを幅１５ｍｍにスリットし、ついで３６０℃で３０分間加熱することにより熱処理して、幅１５ｍｍ、厚さ０．８ｍｍのガスケットテープを作製した。
【００６５】
このテープについて実施例１と同様にして各性質を測定した。結果を表１に示す。
【００６６】
【表１】
表１から明らかなように、セパレータを装着していないダイを使用した比較例１、熱処理温度を低温（３００℃）で行なった比較例２およびセパレータの長さを短くした比較例４に比して回復率、シール性、クリープ緩和性およびＭＴＳのいずれにおいても向上している。特に、セパレータを使用して作製した一軸延伸フィルムと二軸延伸フィルムをほぼ１：１で３９枚重ねた実施例３では、従来の二軸延伸フィルムを４５枚重ねた比較例３に匹敵する優れた特性が得られている。
【００６８】
【発明の効果】
本発明によれば、製造管理を厳重にしなければならない二軸延伸法に比して製造を簡単かつ安価に行なうことができる一軸延伸法により、二軸延伸ＰＴＦＥガスケットテープに匹敵する特性を有するＰＴＦＥガスケットテープを製造することができ、高性能で安価なＰＴＦＥガスケットテープを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用する押出機のダイの概略正面図である。
【図２】図１のダイを用いて作製された押出物の概略断面図である。
【符号の説明】
１ ダイ
２ 押出口
３ 長辺
４ セパレータ
５ 自由端
６ 中点
７ 短辺
８ 交点
１０ 押出物
１１ 切込み
Claims (12)
- つぎの（１）〜(５)の工程をこの順に行なうポリテトラフルオロエチレンシートまたはフィルムの製造法。
（１）乳化重合で得られたポリテトラフルオロエチレン粉末と押出助剤との混合ペーストを調製する工程、
（２）複数のセパレータが断面形状長方形の押出口内部に設けられたダイを有する押出機により前記混合ペーストを該ダイより押出す工程、
（３）押出された切込みの入った押出物を押出方向に圧延してポリテトラフルオロエチレンの圧延シートを作製する工程、
（４）得られた圧延シートから押出助剤を除去した後、圧延方向に一軸延伸する工程、
（５）得られた一軸延伸ポリテトラフルオロエチレンシートを３４０〜３８０℃の範囲の温度で熱処理する工程
ただし前記押出機のダイは、断面形状長方形の押出口内に長辺に平行に複数の板状のセパレータを有し、該複数のセパレータはいずれもその自由端が押出口の長辺の中点を越えた位置となるように取り付けられており、押出物内部に長辺に平行な切れ込みを入れる働きをする。 - セパレータが２〜８枚取り付けられているダイを用いる請求項１記載の製造法。
- 前記一軸延伸工程（４）で得られた一軸延伸ポリテトラフルオロエチレンシートを一定の幅にスリットした後熱処理工程（５）を施すか、または熱処理工程（５）で得られた一軸延伸熱処理ポリテトラフルオロエチレンシートを一定の幅にスリットする請求項１または２記載の製造法。
- 前記一軸延伸工程（４）で得られた一軸延伸ポリテトラフルオロエチレンフィルムを複数枚重ねてラミネートした後、熱処理工程（５）を施し、ついで一定の幅にスリットするか、または前記一軸延伸工程（４）で得られた一軸延伸ポリテトラフルオロエチレンフィルムを複数枚重ねてラミネートした後、一定の幅にスリットし、ついで熱処理工程（５）を施こす請求項１または２記載の製造法。
- 前記一軸延伸工程（４）で得られた一軸延伸ポリテトラフルオロエチレンフィルムと別途作製した二軸延伸ポリテトラフルオロエチレンフィルムとを重ねてラミネートした後、熱処理工程（５）を施し、ついで一定の幅にスリットするか、または前記一軸延伸工程（４）で得られた一軸延伸ポリテトラフルオロエチレンフィルムと二軸延伸ポリテトラフルオロエチレンフィルムを重ねてラミネートした後、一定の幅にスリットし、ついで熱処理工程（５）を施こす請求項１または２記載の製造法。
- 前記一軸延伸工程（４）で得られた複数の一軸延伸ポリテトラフルオロエチレンフィルムと別途作製した複数の二軸延伸ポリテトラフルオロエチレンフィルムとを交互に重ねる請求項５記載の製造法。
- 熱処理工程（５）を３４０〜３８０℃にて３０分間以上行なう請求項１〜６のいずれかに記載の製造法。
- 前記工程（１）において、混合ペーストが少なくとも１種のフィラーを含む請求項１〜７のいずれかに記載の製造法。
- 前記フィラーが、酸化チタン、酸化ケイ素、セラミック粉末、グラファイトおよびＤ−グルコサミンよりなる群から選ばれた少なくとも１種である請求項８記載の製造法。
- 前記熱処理工程（５）の後、さらに必要に応じて一定の幅にスリットした後、テープの少なくとも一方の面に接着剤層を設ける工程（６）を施す請求項１〜９のいずれかに記載の製造法。
- 請求項１〜１０のいずれかに記載の製造法で得られたポリテトラフルオロエチレンシートまたはフィルム。
- 請求項１〜１０のいずれかに記載の製造法で得られたポリテトラフルオロエチレン製ガスケットテープ。
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