JPH0524189B2

JPH0524189B2 -

Info

Publication number: JPH0524189B2
Application number: JP63078222A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Asaumi; Takehiro Yoshida; Shinzaburo Suzuki; Norio Takada; Kenichi Nakamura
Original assignee: Nichias Corp
Current assignee: Nichias Corp
Priority date: 1987-04-03
Filing date: 1988-04-01
Publication date: 1993-04-07
Also published as: JPH01198674A

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］本発明は、シートガスケツトに関するものであ
る。［従来の技術］従来、バルブ類、ポンプ類、配管用継手類、各
種機器類などに用いるシートガスケツトとして
は、石綿を主成分とする石綿ジヨイントシートが
用いられていた。しかし、石綿は環境汚染問題が
あり、その使用について制限が加えられてきてい
る。また、石綿を用いないシートガスケツトとし
ては、ゴムシートガスケツトや、ゴムを結合材と
したバーミキユライトシートガスケツト、膨張黒
鉛シートガスケツトなどが知られている。［発明が解決しようとする問題点］石綿を含まないシートガスケツトは次の様な問
題点があり実用に耐えないものであつた。ゴムシ
ートガスケツトは、耐熱性が低く、高温での使用
が出来ない。また、ゴムを結合材としたバーミキ
ユライトシートガスケツト、膨張黒鉛シートガス
ケツトは、結合材であるゴムの熱劣化により焼付
をおこす問題があつた。さらに、バーミキユライ
トを用いたシートガスケツトは、シール性が悪
く、膨張黒鉛を用いたシートガスケツトは機械的
強度が低く取扱い性が悪く、また高価であるとい
う問題があつた。［問題点を解決するための手段］本発明は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂と
無機質微粉末を含み、ポリテトラフルオロエチレ
ン樹脂と無機質微粉末の合計量に対し、ポリテト
ラフルオロエチレン樹脂が５重量％以上であり、
無機質微粉末が50重量％以上であり、ポリテトラ
フルオロエチレン樹脂と無機質微粉末の合計量が
全体に対し80重量％以上であり、無機質微粉末が
含水珪酸塩鉱物であり、焼成されていることを特
徴とするシートガスケツ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％以下）の他の共単量体を共重合せ
しめて変性されたものも含まれる。かかる共単量
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、液状また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がフイブリル化し
易いため好ましい。本発明において、無機質微粉末としては、平均
粒径が100μ程度以下の耐熱性、耐薬品性に優れ
た無機質微粉末が好ましく採用される。平均粒径
が大きすぎる場合には、シートガスケツトの表面
の平滑性が失われたり、また、シール性が悪くな
つたり、シート成形が難かしくなつたりして好ま
しくない。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種以上の無機質微粉末を混
合使用することが好ましい。かかる無機質微粉末
としては、種々採用可能であるが、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
酸塩鉱物が成形の容易性、シートガスケツトのシ
ール性および応力緩和率が優れるなどの理由から
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のカオリン型の
粘土鉱物が好ましい。また、本発明のシートガスケツトは、PTFEと
無機質微粉末の合計量に対して、PTFEが５重量
％以上であり、無機質微粉末が50重量％以上であ
る。PTFEの量が５重量％よりも小さい場合に
は、緻密でシール性の優れたシートガスケツトの
成形が困難となり、また、成形されたシートガス
ケツトも、圧縮に対する復元率が小さなものとな
り、ガスケツ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、PTFEが10重量％
以上であることが好ましい。また、無機質微粉末
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。さらに無機質微粉末の量が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、変形を起し易く、初期の
シール性が長期にわたつ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PTFEの量が大きくなるためシートガスケツ
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。特に無機質微粉末の量が60重
量％以上であるものが、シール性、耐久性、価格
面などすべてにバランス良く優れるため好まし
い。また、本発明のシートガスケツトは、上述の
PTFEおよび無機質微粉末の他に無機質繊維粉
末、合成樹脂、カーボン粉末などを含んでいても
よい。かかる、無機質繊維粉末としては、耐熱
性、耐薬品性の優れたものが採用され、例えば、
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、合成樹脂として
は、耐熱性の優れたパーフルオロアルコキシ樹
脂、パーフルオロエチレンプロピレン樹脂、フエ
ノール樹脂などが例示される。無機質繊維粉末を
含むことにより、シートガスケツトの圧縮性が高
くなり、好ましい。かかる無機質繊維粉末として
は、直径３〜30μ程度、特に好ましくは６〜15μ
程度であり、長さ50〜300μ程度特に好ましくは
70〜200μ程度のものが好ましく採用される。合
成樹脂を含むことにより無機質微粉末の保持性が
向上し、またシール性も向上するため好ましい。
また、カーボン粉末を含むことにより、最密充填
ができ、シール性が向上するため好ましい。かか
るカーボン粉末としては、粒径が0.01〜0.1μの範
囲のものが好ましく採用される。これら無機質繊
維粉末、合成樹脂およびカーボン粉末などを含む
場合には、PTFEと無機質微粉末の合計量が、シ
ートガスケツト全体量に対し80重量％を下回らな
い量であることが必要である。PTFEと無機質微
粉末の合計量が少なすぎると、ガスケツトとして
適当な応力緩和率が得られ難くなり、長期使用に
耐え難くなり好ましくない。また、無機質繊維粉
末およびカーボン粉末の量は、それぞれPTFEと
無機質微粉末の合計量に対し、10重量％以下であ
ることが好ましい。無機質繊維粉末またはカーボ
ン粉末の量が大きすぎるとシートガスケツトの成
形が難しくなる。合成樹脂の量は、PTFEと無機
質微粉末の合計量に対し、10重量％以下であるこ
とが好ましい。合成樹脂の量が多すぎると、圧縮
に対する復元率が小さくなり、好ましくない。特
に、PTFEと無機質微粉末の合計量に対し、無機
質繊維粉末および合成樹脂の量がそれぞれ５重量
％以以下、カーボン粉末が10重量％以下であるこ
とが好ましい。また、本発明のシートガスケツト
において、PTFEは焼成前にフイブリル化されて
おり、そのからまりあつたフイブリル間に無機質
微粉末が存在していることが好ましい。PTFEが
フイブリル化されていることにより、無機質微粉
末は強固に保持され、シール成形が容易になり、
シートガスケツトの強度も向上する。本発明のシートガスケツトは以下に述べる方法
などにより製造することが出来る。PTFE粉末、
無機質微粉末および必要により無機質繊維粉末、
合成樹脂、カーボン粉末を所定割合で混合する。
この混合物に、ナフサなどの加工助剤を添加し、
あるいは添加せずに、ミキサーで高速撹拌するな
ど、高剪断力を加える。高剪断力が加えられるこ
とにより、混合物中のPTFEをフイブリル化され
る。PTFEがフイブリル化された混合物をカレン
ダリングなどにより、所定形状のシートに加工す
る。このシートを焼成することによりシートガス
ケツトが製造される。焼成は、PTFEが焼成され得る条件で行なわ
れ、通常はPTFEの第一次転移点（約327℃程度）
以上の温度で行なわれる。焼成温度があまりに高
温であると、極微量ではあるが有毒ガスが出るの
で注意が必要である。通常は327℃〜400℃の温度
範囲内で行なわれるが、加熱経済点、速度、安全
度からみて340℃〜380℃が好ましい。焼成時間
は、成形品の厚さなどにより適宜選ばれるが、通
常３分程度〜10時間程度の時間が採用される。
PTFEは、焼成が足りない場合には充分な物理的
性質が発揮されず、むしろ焼過ぎ程度のほうが好
ましい。好ましくは10分〜10時間程度である。また、PTFEのフイブリル化をより高度にする
ために、前述の高剪断力下の撹拌混合の後、シリ
ンダ断面積とノズル断面積の比の大きな押出機に
より押出しを行なつてもよい。また、カレンダリ
ングなどによりシート成形した後あるいは、
PTFEを焼成した後、再度カレンダリングあるい
はロール圧延することにより、表面の平滑性に優
れ、緻密なシール性の向上したシートガスケツト
を製造することも出来る。また、本発明のシートガスケツトは、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％以上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。［作用］本発明のシートガスケツトは、耐熱性、耐薬品
性の優れるPTFEおよび無機質微粉末を主体とす
るため、耐熱性、耐薬品性が極めて優れる。また
PTFEがフイブリル化されており、からまり合つ
たフイブリル間に無機質微粉末が強固に保持され
ているため、シートガスケツトとして充分な強度
が得られるものと考えられる。また、PTFEが撥
水撥油性であるため、シートガスケツトが撥水撥
油性となり、耐水性、耐油性が優れるものと考え
られる。さらにPTFEが焼成されているために、
高い締付圧においても使用が可能になつたものと
考えられる。また、無機質繊維粉末を加えること
により、無機質繊維粉末同志のからまり合いによ
り、シートガスケツトの圧縮性が高まるとともに
馴じみ性が向上し、低締付圧でのシールが可能と
なると考えられる。また、合成樹脂を加えること
によ、PTFE焼成時に合成樹脂が熔融し、シート
ガスケツト中の空隙を埋めるため、無機質微粉末
の保持性が向上するとともに、シール性も向上す
るものと考えられる。また、カーボン粉末を加え
ることにより、シートガスケツトの空隙が埋めら
れるとともに、カーボン粉末の低摩擦性により締
付時に無機質微粉末のすべりが促進されるため、
なじみ性、シール性が向上するものと考えられ
る。また、PTFE熔融流動を生じないため、高温
での使用においても焼付を起こさず、長期使用に
おいてもシール性が保持されるものと考えられ
る。［実施例］以下に実施例を掲げて本発明を具体的に説明す
るが、かかる実施例によつて本発明は何ら限定さ
れるものではない。実施例１第１表に示す組成割合のPTFE（旭フロロポリ
マー製CD−１）、無機質微粉末（カオリナイトク
レー、平均粒径10μ、土屋カオリン工業カタル
ポ）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分間撹拌し、ろ過した
後、ろ過物を常温で乾燥させた。この乾燥体に高
粘度有機溶剤（エクソン(株)製アイソパーＭ）を加
えニーダーで10分撹拌した後、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40Kg／cm²、押出速度120
mm／hrで押圧して棒状物を得た。この棒状物を外
径200mm、長さ400mmの鉄製２転ローラに圧縮比
18、速度180mm／hrで挿入し、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、350℃で３時間焼成した。この
焼成品を面圧400Kgｆ／cm²で鉄製２転ローラに挿
入し、シートガスケツトを得た。このシートガス
ケツトを用いておこなつた試験結果を第１表に示
した。

【表】実施例２〜６第１表の組成割合に代えて、第２表の組成割合
とする他は実施例１と同様にしてシートガスケツ
トを得た。このシートガスケツトを用いて行なつ
た試験結果を第２表に示した。

【表】実施例７〜10 組成割合を第３表に示すものとする他は実施例
１と同様にしてシートガスケツトを得た。このシ
ートガスケツトを用いて行なつた試験結果を第３
表に示した。

【表】

【表】［効果］本発明のシートガスケツトは、耐熱性が高く高
温使用が可能である。また、熱劣化硬化、焼付を
生じないので、長期間の連続使用が可能であり、
補修費用が大幅に低減されるとともに、焼付防止
剤が不要であるなどの効果を有する。また、石綿
を含んでいないため、環境汚染の問題がない。ま
た、本発明のシートガスケツトは柔軟性に優れか
つ、強度が大きいため、取扱性が極めて優れる。
さらに、耐水性、耐油性が極めて優れるため各種
液体のシール材として優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図はそれぞれ、
実施例１，２，３，４のシートガスケツトの横断
面図である。１は無機質微粉末、２はPTFE、３は無機質繊
維粉末、４は合成樹脂である。

Claims

【特許請求の範囲】

１ポリテトラフルオロエチレン樹脂と無機質微
粉末を含み、ポリテトラフルオロエチレン樹脂と
無機質微粉末の合計量に対し、ポリテトラフルオ
ロエチレン樹脂が５重量％以上であり、無機質微
粉末が50重量％以上であり、ポリテトラフルオロ
エチレン樹脂と無機質微粉末の合計量が全体に対
し80重量％以上であり、無機質微粉末が含水珪酸
塩鉱物であり、焼成されていることを特徴とする
シートガスケツト。