JPH0530605B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〓産業上の利用分野〓 本発明は、低締付圧で有効に密封することので
きるシール用軟質弗素樹脂製シートの製造方法に
関する。 〓従来の技術〓 弗素樹脂は、優れた耐熱性、耐薬品性と、良好
な電気的特性、低摩擦係数、非粘着性等とを有
し、化学、機械、電気、電子工業技術分野を始
め、半導体、食品産業など多方面にわたつて利用
されている。 特に、上記諸特性のうちで、耐熱性、耐薬品性
を活用して弗素樹脂は容器や配管等のシール材分
野に広く使用されている。 〓発明が解決しようとする課題〓 ところが、弗素樹脂は、材質的にコールドフロ
ーを起こし易く、シール材分野でガガスケツトと
して使用した場合、高い締付圧をかけられないの
で、弗素樹脂に充填剤を入れ、その欠点を補つて
使用している。 しかし充填材入り弗素樹脂は、ガスケツト材と
して用いた場合、一般に締付圧を大きくとる必要
があり、低締付圧で用いられるような箇所、例え
ば、グラスライニング機器、磁製機器、ガラス管
の如き、その接触面が脆弱で締付圧が大きく負荷
できないところでは使用に適さないという問題点
がある。 上記のような箇所には、比較的弾性復元の良好
な素材を弗素樹脂の薄いシートで包んだ包みガス
ケツトが用いられているが、使用条件によつて包
みガスケツトを選別する必要があり、その選定に
煩雑性を伴い、また前記包みシートが薄いため、
機械的強度および薬液浸透性に不安定なところが
ある。 本発明の目的は、低締付圧で有効な密封性が発
揮され、かつ表面なじみ性ならびに耐クリープ特
性に優れた軟質弗素樹脂製シートの製造方法を提
供することにある。 〓課題を解決するための手段〓 本発明による軟質弗素樹脂製シートの製造方法
は、圧縮成形用の弗素樹脂粉末に柔軟性の発現に
有効な珪酸ナトリウム粉末を乾式で混合する際に
無機質の微小球状中空体と共に混合撹拌し、つい
でこの混合樹脂粉末を通常の圧縮成形ならびに焼
成工程（フリーベーキング法）にかけて成形シー
トを作製し、得られた成形シートを130〜3300℃
の温度のもとで、元厚に対し圧延量10〜80％に熱
ロール圧延加工することを要旨としているもので
ある。 〓発明の具体例〓 弗素樹脂粉末の充填剤として用いる珪酸ナトリ
ウム粉末は、周知の如く、Na₂O・nSiO₂の化学
式で表わされ、ｎはモル比SiO₂／Na₂O重量比で
示されるものである。この珪酸ナトリウム粉末は
珪酸ナトリウム溶液を脱水して造られた白色の中
空粉末であり、ｎは通常２〜４のものが使用さ
れ、結晶水は持たないが、約20％程度の付着水を
含有している。 上記の珪酸ナトリウム粉末を圧縮成形用弗素樹
脂粉末に混合し、前述したフリーベーキング法に
よる成形方法で焼成すると、その焼成過程で珪酸
ナトリウム粉末中の付着水が段階的に逐次揮散す
るため、焼成後の成形体内部は、珪酸ナトリウム
粉末の中空体が膨れ上がり、それに伴つて珪酸ナ
トリウム粉末粒（中空体）の近傍で樹脂が延ばさ
れ、クツシヨン性を有する形態に変わり、より弾
力性をもつた成形シートとなる。その場合珪酸ナ
トリウム粉末の付着水の揮散は、圧縮成形用弗素
樹脂の焼成における昇温工定と並行して行われ
る。 前記珪酸ナトリウム粉末の粒は中空体を形成し
ているが、その殻は比較的脆弱で、混合機の撹拌
羽根による剪断力で破壊され、混合後はその中空
体を維持できない。このように珪酸ナトリウム粉
末の粒が破壊された状態で撹拌混合されると、破
壊された殻同志でフロツクを作り、且つ混合分散
状態が不均一となり、前記のような均質な弾力性
を有する成形シートは得られない。 しかし、前記珪酸ナトリウム粉末粒を圧縮成形
用弗素樹脂粉末に混合するに当り、無機質の微小
球状中空体を混入し、この微小球状中空体と共に
混合機で撹拌混合した場合珪酸ナトリウム粉末粒
は破壊されない。 これは、前記無機質の微小球状中空体が撹拌混
合によつて起こる珪酸ナトリウム粉末の粒（又は
殻）の破壊を防止する緩和材的役目を果たしてい
るものと考えられる。また、同時に無機質の微小
球状中空体は一般の充填剤に比べ高い流動性をも
ち、ボールベアリング効果を発揮し、珪酸ナトリ
ウム粉末を圧縮成形用弗素樹脂粉末に均一に分散
させる役割ももつているので、焼成後のシートの
弾力性は一様であり、均質性を有している。 本発明において用いる珪酸ナトリウム粉末の粒
径は、前記成形シートの特性上の観点から、なる
べく細かいものが良く、例えば20〜200〓ｍのも
のが好適で、好ましくは50〜100〓ｍ程度のもが
最適である。また、その添加量については、0.5
〜30wt％の範囲で用いることが良く、好ましく
は１〜20wt％が適量である。上記範囲外である
と、即ち、0.5％以下では、弾力性に乏しく、ま
た30wt％以上では、弾力性が不均一となり、成
形シートの本来の特性を引出せない。 撹拌混合時に用いる微小球状中空体は一般にマ
イクロスフエアー、マイクロバルーン、ホローバ
ブル、シンタクテイツクフオーム材と呼ばれてお
り、この微小球状中空体には、無機質と有機質が
あるが、圧縮成形用弗素樹脂粉末は、前述の如く
フリーベーキング法による成形のため、加熱温度
も、350〜380℃で数時間から数10時間にわたる無
機質の中空体（バルーン）の選定が必要である。
具体的にはガラスバルーン、シリカバルーン、シ
ラスバルーン、カーボンバルーン、アルミナバル
ーン、ジルコニアバルーンなどの使用が好まし
い。 上記の無機質微小球状中空体を珪酸ナトリウム
粉末と共に用いる場合の添加量は、珪酸ナトリウ
ム粉末粒を撹拌混合によつて破壊しない範囲で、
かつ成形シートの特性上の観点から適宜に選択さ
れるものであつて、具体的には１〜15wt％の範
囲であり、好ましくは５〜10wt％である。微小
球状中空体の添加量が１％以下では、珪酸ナトリ
ウム粉末粒の撹拌時の破壊防止には効果が殆どな
く、また15％重量以上では、成形シートの表面性
状が粗雑となり、大きい締付圧が必要となる。ま
た粒径としては、珪酸ナトリウム粉末と同様に、
細かいものが適しており、30〜300〓ｍ程度のも
のが良い。 一方、前述したシート作製上の処理として、前
記組成物のもとで成形・焼成されたシートを熱ロ
ール圧延する場合、熱ロール圧延は130〜300℃の
温度範囲で行い、圧延量は元厚に対して10〜80％
の範囲にする。この熱ロール圧延処理によつてシ
ートに柔軟性と表面なじみ性が付与される。 前記熱ロール圧延における処理温度は、弗素樹
脂のガラス転移点130℃以上で行うことが必要で
あり、また圧延量は低締付圧で密封するため、前
記の如く10〜80％の範囲が良く、好ましくは20〜
60％が適切である。この数値の範囲外では表面な
じみ性およびシートの機械的強度の低下等の問題
が起こるので、好ましくない。 前記熱ロール圧延を弗素樹脂のガラス転移点以
上で行なう必要性は、この温度以上では、分子運
動が比較的活発となるため、熱ロール圧延による
珪酸ナトリウム粉末粒の破壊もなく、かつ機械的
強度の低下もない状態で前述の改質が可能となる
からである。 前記熱ロール圧延処理を行う場合、特に限定さ
れた工程はないが、通常、成形物を直交する方向
に漸次段階的に数回にわたつて通し、逐次所定厚
みまで行うのが望ましい。 また、熱ロール圧延処理を行う前に厚みを均一
化するため、他の厚み調整機（例えばベルトサン
ダー）を通す工程等を用いて前もつて処理しても
良い。 次に本発明の実施例および比較例を示す。 実施例 (1) 平均粒径100〓ｍの珪酸ナトリウム粉末３重量
部と、平均粒径50〓ｍのアルミノシリケート系微
小球状中空体７重量部および圧縮成形用弗素樹脂
粉末90重量部とを秤量し、ヘンシエル混合機で均
一に混合後、予備成形圧350Kg／cm³、20分間の保
持時間で成形し、その予備成形物を脱型後、炉中
に入れて焼成温度370℃、焼成時間10時間、炉の
昇温降温速度50℃／hrで焼成し、大きさ1m×
1m、厚み3.5mmの成形シートを作製し、この成形
シートを厚み調整機にて３mmに調整し、表面温度
150℃で熱ロール中を数回にわたつて直交で通し、
段階的に最終50％まで圧延し、厚み1.5mmの成形
シートを得た。 実施例 (2) 平均粒径50〓ｍの珪酸ナトリウム粉末５重量部
と、平均粒径90〓ｍのアルミナ系微小球状中空体
10重量部および圧縮成形用弗素樹脂粉末85重量部
とを秤量し、均一混合後、実施例(1)と同条件で成
形シートを作製し、この成形シートを厚み調整機
で2.0mmに調整し、表面温度200℃で熱ロール中を
通し、段階的に最終25％圧延して1.5mmの成形シ
ートを得た。 比較例 (1) 実施例(2)と同様の配合および同一成形条件で大
きさ1m×1m、厚さ2.5mmの成形シートを得たが、
その後に行う熱ロール圧延処理を行わなかつた。 比較例 (2) 平均粒径100〓ｍの珪酸ナトリウム粉末10重量
部と、圧縮成形用弗素樹脂粉末90重量部とを秤量
し、混合機にて混合し、実施例(1)と同条件で大き
さ1m×1m、厚み3.5mmの成形シートを得た。 比較例 (3) 圧縮成形用弗素樹脂粉末だけで厚み1.5mmの成
形シートを得た。 上記実施例および比較例のそれぞれの特性を第
１表に示した。 第１表の如く、無機質微小球状中空体を混合充
填しない比較例(2)では、珪酸ナトリウム粉末の分
散状態が悪く、局部的に塊状を呈し、表面性状も
粗雑で、亀裂、膨れ等が起こり、ガスケツト材と
しての機能を有するものではなかつた。 それに対し、実施例のものは、比較例(1)に対し
ても圧縮率が大きく、ガスケツト材本来のシール
性も優れ、150Kg／cm³という低締付圧で良好なシ
ール効果が得られた。さらに比較例(3)と較べて
も、クリープ特性、応力緩和性等に優れているこ
とが認められた。

【表】

【表】 〓発明の効果〓 以上に述べたように本発明によれば、圧縮成形
用の弗素樹脂粉末に珪酸ナトリウム粉末を混合充
填する際、無機質の微小球状中空体と共に撹拌混
合し、混合樹脂粉末を通常の圧縮成形、焼成した
のち、熱ロール圧延処理して軟質弗素樹脂製シー
トとするものであるから、成形シートに弾力性と
大きな圧縮率による表面なじみ性および柔軟性を
機械的強度の低下なく付与させることができる。
また、本発明方法によつて得られた軟質弗素樹脂
シートは、日常の屋内外の雰囲気下での寸法安定
性も極めて良好である。 このようにして得られた本軟質弗素樹脂シート
は、特に接合面が脆弱で高い締付圧が負荷できな
い箇所、例えばガラス管、グラスライニング機
器、磁製機器、等の如き低締付圧で有効に密封す
る必要がある機器、配管等のガスケツト材として
利用できる。また、構成樹脂成分は弗素樹脂を使
用しているので、耐食、耐熱性を要求される用途
に最適である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮成形用の弗素樹脂粉末に珪酸ナトリウム
   粉末を乾式で無機質の微小球状中空体と共に混合
   撹拌し、得られた混合樹脂粉末を予備成形後、焼
   成して成形シートを作り、その成形シートを130
   〜300℃の温度のもとで、元厚に対し圧延量10〜
   80％に熱ロール圧延することを特徴とする軟質弗
   素樹脂製シートの製造方法。