JPH0730224B2

JPH0730224B2 - ポリテトラフルオロエチレン樹脂組成物

Info

Publication number: JPH0730224B2
Application number: JP62266573A
Authority: JP
Inventors: 洋浅海; 信三郎鈴木
Original assignee: Nichias Corp
Current assignee: Nichias Corp
Priority date: 1987-01-09
Filing date: 1987-10-23
Publication date: 1995-04-05
Anticipated expiration: 2010-04-05
Also published as: JPS6426661A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂組成物に関
するものであり、特にガスケット等の用途に適したポリ
テトラフルオロエチレン樹脂組成物に関するものであ
る。

［従来の技術］従来、ガスケット材、特に高温高圧下で用いられる化学
プラントや自動車エンジン用のガスケット材としては、
石綿を主成分とし、ゴム、セメントなどの各種バインダ
ーやフッ素樹脂、ワックスなどの成形助剤を添加したも
のや、膨張黒鉛のみで形成したシートまたは膨張黒鉛シ
ートなどに少量のバインダーなどを加えて形成したシー
トなどが知られている。

また、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（以下、PTFEと
いう）は、耐熱性、耐薬品性、すべり性などが優れてお
り、種々の用途に用いられている。また、PTFEに、導電
性の付与、耐摩耗性、耐クリープ性の向上などの目的で
炭素繊維粉末、グラファイト、ブロンズ粉末、ガラス粉
末、ガラス繊維などの充填剤を添加することも知られて
いる。しかしながら、一般に、これらの充填剤の添加量
は60重量％程度以下であった。ただし、特に比重の高い
充填剤を用いたものや、特定の目的において、60重量％
以上含有するものも若干ある。

［発明が解決しようとする問題点］従来、石綿を主成分とするガスケット材については、環
境汚染等の問題があり、その使用には制限があった。ま
た、膨張黒鉛シートを用いたガスケット材などは、作業
性などに問題があり、また、コスト高になるという問題
もあった。

一方、充填剤を高い割合で配合したPTFE組成物の多く
は、多孔質体であったり、耐熱性、耐薬品性が劣る組成
物であったり、塗料用組成物であったりした。また、特
開昭59−221902号には、アルミナ、などの充填剤を高配
合したシートが記載されているが、これらの充填剤は耐
薬品性が劣ったり、また、成形において、成形加工装置
の摩耗が問題になったり、また、PTFEと、充填剤の他に
合成ゴムを必須成分とし、合成ゴムを含まない場合に
は、シートとしての密着性が低下する等の問題があっ
た。

［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
り、特に耐熱性、耐薬品性に優れ、環境汚染等の問題が
なく、成形加工性に優れ、かつ、高温高圧下においても
応力緩和率が小さくシール性に優れた成形品を与えるこ
とを目的とするものであり、少なくとも５重量％のポリ
テトラフルオロエチレン樹脂と少なくとも60重量％の充
填剤を含有し、かつ、充填剤の少なくとも30重量％が粘
土鉱物であり、ポリテトラフルオロエチン樹脂が繊維化
されているポリテトラフルオロエチレン樹脂組成物を提
供するものである。

本発明におけるポリテトラフルオロエチレン樹脂、すな
はち前記PTFE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は到らな
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、ク
ロロトリフルオロエチレン、パーフルオロ（アルキルビ
ニルエーテル）、パーフルオロ（アルコキシビニルエー
テル）、トリフルオロエチレンあるいは、パーフルオロ
アルキルエチレン等が例示される。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、かかるHT
FEは、乳化重合により得られるものが、充填剤との混合
性、あるいは、後で述べる繊維化が容易であることから
好ましいが、乳化重合によって得られるPTFEに、他の重
合法により得られるPTFEの微粉砕物が混合されていても
よい。また、これらのPTFEは、その少なくとも一部が、
剪断力による繊維化されていることが好ましい。かかる
繊維化されたPTFEの存在は、組成物中のPTFEあるいは充
填剤の分散状態を良好なものとし、シート状成形体など
に成形した時の柔軟性や成形加工性を改良し、好まし
い。

このPTFEの繊維化は、充填剤との混合前、混合後あるい
は成形時に機械的剪断力を加えることにより容易に達成
される。例えば、充填剤を含むもしくは含まないPTFE
を、ナフサの如き加工助剤の存在下あるいは非存在下に
高速撹拌することにより、繊維化することが可能であ
る。

本発明における充填剤としては、種々のものが採用可能
であるが、粘土鉱物を充填剤の総量に対し30重量％以上
含有することが必須である。かかる粘土鉱物とは、フェ
ロケイ酸塩類を主成分とするものである。特に、カオリ
ナイトを主成分とする一般にクレーと呼ばれているもの
が、組成物中の分散性が優れ、耐熱性、耐薬品性が優
れ、また、組成物の成形加工性に優れ、成形物に好まし
い機械的物性を与えることから好ましい。かかる粘土鉱
物の量が、充填剤の総量に対し30％よりも少ない場合に
は、成形加工性が好ましくなく、また成形シートに充分
な柔軟性が得られず好ましくない。粘土鉱物は充填剤総
量に対し、30重量％以上が必須であるが、さらに良好な
成形体を与えるためには50重量％であることが好まし
い。最も好ましくは80重量％以上である。これらの粘土
鉱物は、平均粒径300〜0.01μ、さらには100〜0.01μで
あることが好ましい。平均粒径が大きい場合には、組成
物の成形体の表面の平滑性が損なわれ、ガスケットなど
に使用した場合、シール性が落ちるなどの問題が生じ、
好ましくない。また、平均粒径が小さい場合には、組成
物の成形体の柔軟性が悪くなり、耐クリープ性や、シー
ル性が悪くなり、好ましくない。しかしながら、粘土鉱
物の平均粒径が小さな場合であっても、他の粒径の大き
な充填剤と組み合せることにより、耐クリープ性とシー
ル性を両立することも可能である。

粘土鉱物の他の充填剤としては、耐熱性と耐薬品性を有
するものが採用される。例えば、カーボン、グラファイ
トなどの炭素質粉末、長石、シリカ、アルミナなどの酸
化物粉末や窒化硅素、窒化炭素、炭化ジルコン、硫化ニ
ッケル、硝子粉砕物、硫酸ジルコンなどの無機質粉末
や、硝子繊維、カーボン繊維、アルミナ繊維、チタン酸
カリ繊維、シリカ繊維などの無機質繊維、また、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、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリアミ
ド、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルホンなどの有
機物の粉末または繊維などが挙げられる。

本発明の組成物は、PTFEを少なくとも５重量％含有す
る。PTFEの量が５重量％よりも少ない場合には、PTFEの
ほぼ全量を繊維化しても、充分な強度が得られず、成形
体とすることが困難である。また、PTFEの量が少なすぎ
ると成形品の圧縮に対する復元率が低下し、好ましくな
い、特にPTFEを少なくとも10量％含有することが好まし
い。

また、本発明の組成物は、少なくとも60重量％の充填剤
を含有する。充填剤の量が60重量％よりも少ない場合に
は、成形品の応力緩和率が低下し、また圧縮率が悪くな
ることも認められガスケットなどに用いた場合にシール
性が悪くなり、好ましくない。より好ましい充填剤の量
は70重量％以上である。

本発明の組成物は、加工助剤の存在下あるいは非存在下
に、ペースト押出法および／またはカレンダロール法な
どによりシート状物などに成形することが可能である。

［実施例］以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、か
かる実施例によって本発明が何ら限定されるものではな
い。

実施例１〜３、比較例１第１表に示した割合で、乳化重合により得られたPTFE粉
末と、クレー（平均粒径10μ、土屋カオリン工業（株）
製、商品名カタルポ）に加工助剤を添加し高速撹拌した
後、乾燥することによりPTFE組成物を得た。この組成物
に液状潤滑剤20重量％添加し、ペースト押出しした後、
カレンダリングすることによりシート状成形物を得た。
このシート状成形物を焼成した後プレスすることによ
り、試験片を得た。かかる試験片を用いて、圧縮率、復
元率および応力緩和率を測定した結果を第１表に示し
た。

なお、圧縮率、復元率および応力緩和率の測定は、それ
ぞれ、インストロン型万能試験機を用い、以下の方法に
より測定した。

圧縮率、復元率インストロン型万能試験機の定盤に試験片をのせ圧縮治
具により圧縮した。圧縮スピートは1mm/分とした。7kg/
cm²の面上に達した時の厚さを元の厚さとし、圧縮力が3
50kg/cm²の面圧に到達後ただちに圧縮を停止しクロスヘ
ッドを同じ速度で逆移動させ、復元曲線を得た。記録紙
による圧縮復元曲線、圧縮速度、記録紙送り速度から圧
縮率、復元率を求めた。

応力緩和率インストロン型万能試験機の定盤に試験片をのせ、圧縮
治具により圧縮した。圧縮スピートは1mm/分とした。圧
縮力が350kg/cm²に到達後ただちに圧縮を停止した。圧
縮状態で２時間放置し、圧縮力の変化曲線を得た。初期
圧縮力と２時間後の圧縮力から応力緩和率を求めた。

実施例４、５実施例１および３の試験片を、金属板の両面にロールプ
レスにより積層した。組成物は、金属板に対し、極めて
優れた密着性を示した。また、積層物について、実施例
１〜４と同様の測定を行った。その結果を第２表に示し
た。

［発明の効果］本発明の組成物は、耐熱性、耐薬品性に優れ、かつ、良
成形性を有し、かつ、本組成物により成形される成形品
は、耐クリープ性、シール性が優れたものとなるという
優れた効果を有する。また、本発明の組成物は、金属
板、金鋼などにすぐれた密着性を有するため、金属板な
どとの積層も容易にすることができる。

かかる組成物は、ガスケットとして用いることは、環境
汚染などの問題なく、石綿ガスケットに代替し得る性能
を発揮するため、極めて有効である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも５重量％のポリテトラフルオロ
エチレン樹脂と少なくとも60重量％の充填剤を含有し、
かつ、充填剤の少なくとも30重量％が粘土鉱物であり、
ポリテトラフルオロエチン樹脂が繊維化されているポリ
テトラフルオロエチレン樹脂組成物。