JPH01198674A - シートガスケツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、シートガスケッ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ットとしては、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
ケットとしては、ゴムシートガスケットや、ゴムを結合
材としたバーミキュライトシートガスケット、膨張黒鉛
シートガスケットなどが知られている。

［発明が解決しようとする問題点１ 石綿を含まないシートガスケットは次の様な問題点があ
り実用に耐えないものであった。ゴムシートガスケット
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ュライトシートガスケット、
膨張黒鉛シートガスケットは、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った。さらに、バーミキ
ュライトを用いたシートガスケットは、シール性が悪く
、膨張黒鉛を用いたシートガスケッ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、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、焼成され
ていることを特徴とする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（、好ましくは標準比
重から計算される分子量カ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ＰＴ
ＦＥがフィ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１
００μ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、シートガスケットの表面の平滑性が失われたり、ま
た、シール性が悪くなったり、シート成形が難かしくな
ったりして好ましくない。また、最密充填をするために
は１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、シートガスケットのシール性
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ットは、ＰＴＦ　Ｅ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ットの成形が困難となり、また、
成形されたシートガスケットも、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、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
の贋が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ねたって保持
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ＰＴＦＥ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。

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ットは、上述のＰＴＦ　Ｅ
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、フェノール樹脂
などが例示される。無機質繊維粉末を含むことにより、
シートガスケッ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１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、シートガスケット全体量に
対し８０重量％を下回らない量であることが必要である
。ＰＴＦ　Ｅと無機質微粉末の合計量が少なすぎると、
ガスケッ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Ｐ’ｒＦＥ
と無機質微粉末の合計量に対し、ＩＯ巾量％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ッ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、ＰＴＦ　Ｅ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ットにお
いて、ＰＴＦ　Ｅは焼成前にフィブリル化されており、
そのからまりあったフィ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。ＰＴＦ　Ｅがフィブリル化さ
れていることにより、無機質微粉末は強固に保持され、
シート成形が容易になり、シートガスケットの強度も向
上する。

本発明のシートガスケッ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
高速攪拌するなど、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をフィブリル化
される。ＰＴＦ　Ｅがフィ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ットが製
造される。

焼成は、ＰＴＦ　Ｅが焼成され得る条件そ行なわれ、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℃〜３８
０℃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〜ｌＯ時間程度の時間が
採用される。ＰＴＦ　Ｅ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〜ｌＯ時間程度である。

また、ＰＴＦＨのフィブリル化をより高度にするために
、前述の高剪断力下の攪拌混合の後、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っ
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ット
を製造することも出来る。

また、本発明の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ットは、耐熱性、耐薬品性の優れ
るＰＴＦ　Ｅおよび無機質微粉末を主体とするため、耐
熱性、１桑品性が極めて優れる。

またＰＴＦ　Ｅがフィブリル化されており、からまり合
ったフィブリル間に無機質微粉末が強固に保持されてい
るため、シートガスケッ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、シートガスケッ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
能になっ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、シートガスケッ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り、ＰＴＦ
Ｅ焼成時に合成樹脂が熔融し、シートガスケット中の空
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、シートガスケットの空
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は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
かる実施例によっ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ｌＯμ、土屋カオリン工業製カタルボ）および
Ｉ、　１．　Ｉ−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）を加えニーグーで１０分攪拌し
た後、約１５時間熟成した。この熟成物を、押出品断面
寸法ＩＱ５　ｍｍであり、押出品形状が角度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／ｃ
ｍ”　、押出速度１２０　ｍｍ／ｈｒで押出して棒状物
を得た。この棒状物を外径２００　ｍｍ、長さ４００ｍ
ｍの鉄製２転ローラに圧縮比１８、速度１８０ｍｍ／ｈ
ｒで挿入し、中３００　ｍｍ、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４００　
ｋｇｆ／ｃｍ”で鉄製２転ローラに挿入し、シートガス
ケットを得た。このシートガスケットを用いておこなっ
た試験結果を第１表に示した。

第１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ットを得た。この
シートガスケットを用いて行なった試験結果を第２表に
示した。

第２表 （第２表中、アルミナ繊維はニチアス製ファインフレッ
クス、ＰＦ＾は三井デュポンフロロ製パーフルオロアル
コキシ樹脂微粉末ＮＰ−１０，カーボン粉末は三菱化成
製ＭＡ−１００である） 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ットを得た。このシートガスケット
を用いて行なった試験結果を第３表に示した。

第３表 （第３表中、カーボン粉末は三菱化成！！２ＭＡ−１０
０である）［効果］ 本発明のシートガスケットは、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ットは柔軟性
に優れかつ１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のシートガスケットの横断面図である。 １は無機質微粉末、２はＰＴＦ　Ｅ、３は無機質繊維粉
末、４は合成樹脂である。 消　ｌ　　圀 不　２　図 ヨ ＄　３　回 第　４　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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、焼成され
   ていることを特徴とするシートガスケット。