JPH0458839B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0458839B2 JPH0458839B2 JP5834086A JP5834086A JPH0458839B2 JP H0458839 B2 JPH0458839 B2 JP H0458839B2 JP 5834086 A JP5834086 A JP 5834086A JP 5834086 A JP5834086 A JP 5834086A JP H0458839 B2 JPH0458839 B2 JP H0458839B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stretching
- die
- sheet
- temperature
- compression
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 claims description 39
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 42
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 42
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 38
- 239000000463 material Substances 0.000 description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 description 24
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 16
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 16
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 14
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 12
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 11
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 11
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 description 9
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 description 9
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 8
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 8
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 7
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Chemical class 0.000 description 3
- 239000002184 metal Chemical class 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 2
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 2
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MKYBYDHXWVHEJW-UHFFFAOYSA-N N-[1-oxo-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propan-2-yl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(C(C)NC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 MKYBYDHXWVHEJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 229940057995 liquid paraffin Drugs 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000012766 organic filler Substances 0.000 description 1
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 102200082816 rs34868397 Human genes 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
- Sealing Material Composition (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、配管や機械設備等における流体のシ
ールの為のシール材、特にガスケツトに関する。
特に腐食性流体のシールに適するシール材に関す
る。 〔従来の技術と問題点〕 シール材として利用されている熱可塑性樹脂は
少ない。ポリテトラフルオロエチレンに代表され
るフツ素樹脂がその優れた耐化学薬品性、耐熱性
を利用してガスケツト、パツキンに応用され、ま
た、超高分子量ポリエチレンが、低摩擦係数を有
しかつ耐摩耗性に優れている為に摺動部のパツキ
ン(というよりは摺動部のライニング)として応
用されている程度に過ぎない。ポリテトラフルオ
ロエチレンからなるシール材、特にガスケツトで
は、圧縮クリープが大きい為に、せいぜい100℃
程度までの低圧シールにしか使用できないのが現
状であり、改善が望まれている。また、フツ素樹
脂系のシール材は高価である。本発明者らは、既
にポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の耐圧
縮クリーブ性の改善について出願している(特許
出願No.61−10233号)。また、超高分子量ポリエチ
レンは、耐熱性に劣り、特に80〜100℃での圧縮
クリープが大きい為、ガスケツトとしての信頼性
に欠け応用されていないのが現状である。他の熱
可塑性樹脂ではやはり耐圧縮クリープ性に問題が
あつて、シール材、特にガスケツトとしての応用
はほとんどない。 〔本発明が解決しようとする問題点〕 熱可塑性樹脂をシール材、特にガスケツト等の
荷重が賦加された状態で使用されるシール材に応
用する場合の最大の問題点である耐クリープ性、
特に耐圧縮クリープ性を改良し、熱可塑性樹脂か
らなる安価で信頼性の高いシール材を提供する事
が本発明の目的である。 〔問題点を解決するための手段及び作用〕 先述の様に本発明者らは、耐圧縮クリープ性が
大幅に改良されたPTFE系のシール材について先
に出願した。(特許出願No.61−10233号)本発明者
らは、さらに検討を進めた結果、超高分子量熱可
塑性樹脂を延伸することにより、耐圧縮クリープ
性を大幅に改良できることを見い出し、本発明に
至つた。すなわち、本発明は、少なくとも一軸方
向に延伸されており、かつ、3倍以上の延伸倍率
に延伸された超高分子量熱可塑性樹脂、特に超高
分子量ポリオレフインからなるシール材を提供す
る。 本発明に述べる超高分子量熱可塑性樹脂とは、
粘度法による重量平均分子量80万以上、好ましく
は100万以上の熱可塑性樹脂である。粘度測定は
ASTM D2857に準拠する。特に、熱可塑性は有
するが、溶融温度を越えて加熱されても容易に流
動することのない熱可塑性樹脂(以後、難流動性
樹脂と略称する。)が好ましい。具体的には(溶
融温度+50℃)で1rad/secのずり振動において
106poise以上の複素粘度を有する熱可塑性樹脂が
好ましい。最も好ましいのは超高分子量ポリオレ
フインである。ここでいう溶融温度とは、熱可塑
性樹脂が結晶性の場合にはその融点をさし、非晶
性の場合は(ガラス転移温度+100℃)をさす。
ポリエチレン、ポリプロピレン等の超高分子量体
が耐腐食性にも優れていてシール材として好まし
い。また、超高分子量ポリエチレンは既に市販さ
れており、低摩擦係数、耐摩耗性及び低温時の特
性に優れ、本発明のシール材の原料として特に好
ましい。 上記、複素粘度の測定は、米国、レオメトリツ
クス社製の粘弾性測定装置RDS−7700あるいは、
これに準じた測定装置で測定される。 本発明に述べるシール材とは機械設備等で流体
のシールに用いる為のガスケツトやパツキン等を
さす。又、所望の形状のガスケツトやパツキンを
シート状物から打抜き等によつて成形する場合の
シート状物も本発明のシール材に含まれる。本発
明のシール材が平面的なものの場合には、該シー
ル材の厚さは任意ではあるが、ガスケツトに用い
る場合には、厚さが0.1mm〜5mm好ましくは0.5mm
〜3mmのものが使用される。 本発明のシール材は、先に述べた超高分子量熱
可塑性樹脂単体又はこれと異種の超高分子量熱可
塑性樹脂の混合体を原料とする。原料にはガラス
繊維や炭素繊維、グラフアイト、二硫化モリブデ
ン、ブロンズ等の無機充填材及び芳香族ポリアミ
ド繊維や芳香族ポリエステル繊維等の有機系充填
材の少なくとも1種を配合することができる。 本発明のシール材は、先述の超高分子量熱可塑
性樹脂からなる素地を、少なくとも一軸方向に延
伸し、かつ3倍以上の延伸倍率に延伸することに
よつて得ることができるもので、耐圧縮クリープ
性が顕著に改良されている。延伸倍率が3倍未満
であると耐圧縮クリープ性の改良が不十分であ
り、シール材としての実用に適さない。 延伸の方向は、圧縮方向をZ軸とすれば、Z軸
に垂直かつ互いに直交するX軸及びY軸を含む平
面上の少なくとも一軸方向あるいはX軸及びY軸
の二軸方向あるいは多軸方向に延伸されている。 一軸延伸、二軸延伸、多軸延伸のいずれによつ
てもシール材の耐圧縮クリープ性は向上する。一
軸延伸されたものでは圧縮クリープ自体は低い数
値を示すが、圧縮力に垂直な面において延伸軸方
向に収縮し、それに直交する方向に伸長するた
め、使用条件によつては実質的な寸法変化が発生
する場合がある。この為本発明のシール材は二軸
延伸されている方が好ましく、さらに多軸延伸さ
れている方が好ましい。また、二軸延伸において
は、X軸及びY軸における延伸率〔(延伸加工に
よる各軸における伸長率)=(延伸後の長さ)÷(対
応する部分の延伸前の長さ)〕の比は任意に設定
して構わないが、1:3〜1:1が好ましく、特
に1:1.5〜1:1が好ましく、特に、ほぼ1:
1の延伸が行なわれる同時二軸延伸成形によつて
延伸されたものが好ましい。また、多軸延伸では
X軸及びY軸を含む平面内でX軸Y軸をいかなる
角度に移動させても各軸における延伸率がほぼ一
定となつている。多軸延伸性は偏光螢光光度計を
用いて、ジヤーナル・オブ・ポリマーサイエン
ス、C−15、237頁(1966年)、ジヤスコ・レポー
ト、第6巻、116頁(1969年)〔J.Poly.Sci.、C−
15、237(1966)、Jasco Report、6、116(1969)〕
等に示された方法で測定できる。本発明のポリオ
レフイン多軸延伸シートは、上記ジヤスコ・レポ
ートに準じた測定により(IMAX−IMIN)/IMAXが
0.3以下、好ましくは0.1以下の均一に多軸延伸さ
れているシートである。多軸延伸は二軸延伸の特
殊な形であるといえる。 本発明で述べる延伸倍率は、一軸延伸の場合は
延伸軸方向の延伸率に相当し、二軸延伸の場合は
延伸軸であるX軸及びY軸における延伸率の積、
すなわち面積倍率に相当し、多軸延伸の場合はX
軸及びY軸を含む平面内の任意のX軸及びY軸に
おける延伸率の積、すなわち二軸延伸の場合と同
様で面積倍率に相当するものである。 本発明で述べる圧縮クリープの数量は、以下の
測定方法によつて測定される。テストサンプルの
寸法は、長さ100±5.0mm、巾100±5.0mm、厚さ2.0
±0.5mmあるいは3.0±0.5mmとし、該サンプルを鏡
面仕上げされたステンレス板(厚さ4.0mm、クロ
ムメツキ仕上げ)にはさみ、これを所定の温度に
調節された加熱板の間にはさみ、初期寸法を基に
して、所定の圧力に相当する荷重を加える。この
状態を1時間保持する。この後加圧力を保持した
状態で30分のうちに室温まで冷却し、サンプルを
取り出す。但し、テスト中の変形による面積増加
は無視し、荷重はテストの最初に加えた荷重を保
つ。 1サンプル中、少なくとも5個所の位置におい
て、テスト前後の厚さをマイクロメーター(JIS
B7503 1級品)で測定し、テスト前のサンプル
厚さに対する厚さ変化量の割合を百分率で表わ
し、数値平均した。この平均値を本発明に述べる
圧縮クリープとした。原則的にはASTM D6 21
に準拠した。 具体的には実施例による説明の中で説明する。 本発明のシール材は超高分子量熱可塑性樹脂か
らなり、かつ、高度に延伸されている為、からみ
点間の分子鎖が緊張した状態にありながら、分子
のすり抜け現象を行なうことができず、その結果
優れた耐圧縮クリープ性を発現しているものと考
えられる。 本発明のシール材は、例えば超高分子量熱可塑
性樹脂からなるシート状素地を延伸することによ
つて製造することができる。本発明のシール材に
用いる超高分子量熱可塑性樹脂のうち、特に好ま
しいところの難流動性樹脂は、溶融温度を越えて
も極めて高粘度であり、通常の熱可塑性樹脂の成
形加工方法のスクリユー押出、射出成形等が困難
な場合が多く、主に該樹脂粉体の圧縮予備成形→
加圧下焼成又はフリーベーキング→切削という方
法でシート状素地(以下、難加工性シート状素地
と略称)に成形される。熱可塑性樹脂の延伸方法
としては、従来より、チユーブ法、引張り法、ロ
ール法などがある。難加工性シート状素地を3倍
以上に延伸して、例えば、厚さ2mmの本発明のシ
ール材を製造する場合には、チユーブ法、引張り
法では現実に製造することは困難で、ロール法で
も、延伸操作を数回以上繰り返す必要がある。本
発明者らは超高分子量熱可塑性樹脂をダイ内で加
圧下に延伸する成形技術を開発し、本発明のシー
ル材を生産性よく得ることに成功した。すなわち
ガラス転移温度以上分解温度未満の任意の温度に
調節された超高分子量熱可塑性樹脂のシート状素
地をダイ内で加圧下に延伸することを特徴とする
超高分子量熱可塑性樹脂の成形方法である。 ダイ内で加圧下に延伸するとは、圧縮成形ある
いは押出成形において圧縮ダイあるいは押出ダイ
内で、圧縮力あるいは押出力により該シート状素
地をプラグフローさせて延伸することである。こ
こでいうプラグフローとはそれに近い状態も含む
ものである。また、プラグフローさせる為に、潤
滑剤を少なくともダイ内表面にまたは該シート状
素地表面に潤滑剤を存在させることが好ましい。 ダイ内表面に潤滑剤を存在させるには、圧縮成
形の場合には成形前に塗布するのが一般的であり
押出成形の場合には外部から押出ダイ内へ圧入す
るか成形前に塗布するのが一般的である。 本発明に述べる潤滑剤とは、成形時のダイ内表
面温度以下で液体又は固形分が分散した液状のも
のであり、一般に潤滑剤として使用されているも
のが使用できる。例えば流動パラフイン、ポリジ
メチルシロキサン等の各種シリコーン油、ポリエ
チレングリコール、各種界面活性剤、ステアリン
酸、ステアリン酸金属塩等の各種脂肪酸及びその
金属塩、これ等の混合物等である。 シート状素地は延伸に先立ち、ガラス転移温度
以上分解温度未満の任意の温度に調節される。シ
ート状素地内部の温度は、全体に均一であつても
良いが、表層側が中心側より高温であつたり、素
層部のみが溶融温度以上でその内部は全て溶融温
度以下である等、分布させることもできる。 ダイの温度は、少なくともダイ内表面の温度が
(シート状素地の表層部温度−100)℃以上分解温
度未満、好ましくは、シート状素地の表層部温度
以上分解温度未満の範囲で延伸成形性及び生産性
を考慮して任意に選択できる。 加圧下に延伸する際には、10Kg/cm2以上の圧
力、好ましくは50Kg/cm2以上、更に好ましくは80
Kg/cm2以上2000Kg/cm2以下の高圧力を素地に作用
させて延伸する。 該シート状素地をダイ内で加圧下に延伸する場
合にプラグフローさせることは極めて重要であ
る。プラグフローさせる為には成形時に以下の操
作を行うことが好ましい。 延伸倍率が3倍以上の場合には潤滑剤をダイ
内表面に存在させる。 シート状素地の内部に先述の温度分布をつけ
る。 シート状素地をその溶融温度未満の温度とし
ダイ内表面温度を溶融温度以上の温度とする。 シート状素地の表面に他の熱可塑性樹脂を積
層被覆する。該熱可塑性樹脂はシート状素地を
形成する超高分子量熱可塑性樹脂と比べ低い融
点を有するもの及び/または延伸時の温度条件
において低い粘弾性を有するものである。また
積層被覆されたシート状素地を延伸する際に、
該熱可塑性樹脂の融点以上に素地および/また
は少なくともダイ内表面を加熱した場合、延伸
後に該熱可塑性樹脂の剥離が難しくなる。この
ような場合、該熱可塑性樹脂と超高分子量熱可
塑性樹脂との間に該加熱温度よりも高い融点を
有し、かつ先述の熱可塑性樹脂の条件に適合す
る他の熱可塑性樹脂を介在させることが好まし
い。 プラグフローしない状態で加圧を続行して延伸
しようとすると、メルトフラクチヤーあるいは脆
性破壊してしまう。また、プラグフローすること
が難しくなりかけた条件で延伸を行なうと、その
成形品は引張強度の向上、透明性の向上等の通常
の延伸効果及び耐圧縮クリープ性の向上はあるも
のの、圧縮クリープテスト時の加熱加圧条件によ
りサンプル表面に亀裂を生じることがある。この
ような亀裂を生じる場合はガスケツト等のシール
材料としては不適である。 〔図面による説明〕 第1図は圧縮成形によりシート状素地を延伸す
る経過を示す。 第2図はシート状素地を積層した延伸前の素地
を示す。 第3図は本発明を実施するのに適した圧縮ダイ
の構造を示す。 第4図は第3図の圧縮ダイを用いて成形する経
過を示す。 第5図は圧縮成形によるシート状素地の一軸延
伸(5−1)及び二軸延伸または多軸延伸(5−
2)した場合の延伸前後の形状の変化及び延伸倍
率の式を示す。 第6図及び第7図は、ラム押出成形による延伸
を示す。 第1図において圧縮ダイ1の少なくとも内表面
2は、あらかじめシート状素地の表層部温度−
100)℃以上分解温度未満の任意の温度に加熱す
る。先述の温度に調節されたシート状素地を加熱
された圧縮ダイ1の間に置く(1−1)。この時、
圧縮ダイ内表面2に潤滑剤を存在させておくこと
が好ましい。圧縮して素地3をプラグフローさせ
て延伸し(1−2)、そのまま冷却、あるいは固
定化に適した温度に保持して安定化させた後、ダ
イ1を開き、延伸されたシール材4をとり出す
(1−3)。 薄肉のシール材を製造する場合や、生産性向上
の為に1プレスで多数枚のシール材を製造する場
合に、シート状素地として第2図に示すように超
高分子量熱可塑性樹脂どうしの、あるいは他の熱
可塑性樹脂との積層形態をとることが好ましい。
積層の素地とした場合には、延伸成形後に各層を
剥離する。結晶性の超高分子量熱可塑性樹脂どう
しの積層界面は、素地の温度が融点以下であれば
延伸後の剥離が容易であり、また融点以上の場合
は、各層においてその表面部分だけを結晶化させ
た後に積層して素地とすることによつて延伸後の
剥離が可能になる。他の熱可塑性樹脂との積層界
面での剥離は全く問題がない。 第3図において圧縮プレスのダイプレート10
には断熱材11を介して冷却ダイプレート12が
固定されており、冷却ダイプレート12は冷媒を
流す冷媒孔13が設けられ、常時冷却されてい
る。冷却ダイプレート12にはダイ14が取りつ
けられている。ダイプレート10に圧縮力が加わ
つていない状態、すなわち型が開いている状態で
は、ダイ14は冷却ダイプレート12にとりつけ
られた押しバネ16に押されたピン15により冷
却ダイプレートと非接触の状態になる。一定の間
隔で非接触の状態にするためボルト17がとりつ
けられている。ダイ14の裏側にはダイ14が冷
却ダイプレート12に接触した時にダイ14の冷
却速度を調節するための薄い断熱層18が設けら
れている。 第3図のダイを用いて本発明の成形を行う過程
を示す第4図において、薄い型14が開いた状態
(4−A)で型14の横に設置された加熱板19
がダイ14の間に挿入され、若干の型締めが行わ
れてダイ14と加熱板19は接触しダイ14の加
熱が行われる(4−B)。この時、ダイ14は冷
却プレート12と非接触の状態に保たれ、ダイ1
4のみ加熱される。加熱板19は内部にカートリ
ツジヒーター等が組込まれており、常時加熱され
ている。加熱板19によりダイ14が一定温度に
加熱されると、加熱板19は後退し、代わつてダ
イ14の間に枠板21と温調されたシート状素地
を挿入し(4−C)圧縮して延伸させ、ダイ14
は冷却プレート12と接触することにより冷却さ
れ、延伸された板状成形品も冷却される(4−
D)。ダイ内で延伸され、且つ充分に固定された
成形品23は、型を開いて、枠板21と共にダイ
外へ取り出される(4−E)。 第3図、第4図において、ダイ14及び冷却ダ
イプレート12が球面状等の曲面状であれば、そ
れに応じて成形品も曲面状になる。 第6図は本発明のシール材を押出成形する装置
を示す。第6図に於て、内部が4角断面を有する
角柱の加熱シリンダー24と、4角形ラム25か
ら成るラム押出成形機26に、シート状素地を入
れ、ラム25で加熱しつつダイ27へ押出され
る。ダイ27のA部分の途中に、シート状素地の
表面とダイ表面の界面に潤滑剤を塗布するため、
潤滑剤を浸み出す一連の装置を有する。高圧力の
潤滑剤は潤滑剤導入路28より複数の浸出口29
へ導かれ、シート状素地表面へ浸み出し、成形体
表面とダイ表面の界面に潤滑剤を塗布する。潤滑
剤の浸出口29は小さなスリツト状、あるいは焼
結金属等の微細な連通孔を有する物質でできてお
り、その微細孔より潤滑剤が浸み出る。あるいは
成形前にスプレー等で潤滑剤をダイ内表面また
は/及びシート状素地表面に塗布することも可能
である。 表面に潤滑剤が均一に塗布されたシート状素地
は、ダイ27内でシート状素地の表層、内核がほ
ぼ同速度で流動する、いわゆるプラグフローにな
る。次にダイ27のB部分で、プラグフローの素
地を延伸する。ダイ27のB部分はシート状素地
の厚さが小さくなる構造を有する。二軸延伸する
場合のB部分のシートの流動変化を第7図に示し
た。シート状素地はプラグフローのまま流動方
向、及びその直角方向に同時に二軸方向に押出さ
れ二軸延伸される。シートを延伸する力はラム押
出機26より押出す力により行われる。二軸延伸
されたシートはダイのC部分で冷却され、ダイ2
7を出る。 二軸延伸されたシートはロール30により引取
られる。ダイ27より押出された積層延伸シート
を剥離することにより本発明のシール材が得られ
る。 〔発明の効果〕 熱可塑性樹脂は、工業的なシール材として使用
する際の信頼性に欠けていて、ある種の熱可塑性
樹脂がその優れたある特性を利用してシール材と
して使用されているにすぎない。例えば、優れた
耐化学薬品性と耐熱性を利用して、ポリテトラフ
ルオロエチレンに代表されるフツ素樹脂が、ガス
ケツト、パツキン等に使用されているが、ポリテ
トラフルオロエチレンでさえも圧縮クリープが激
しい為単体のガスケツトとしての使用は100℃以
下に限られており、また、高価である。また、超
高分子量ポリエチレンは、低摩擦抵抗性、耐摩耗
性に優れている為に、摺動部のパツキンとしての
使用例はあるものの80〜100℃程度の温度領域に
おける圧縮クリープが大きくシール性能に対する
信頼性に欠ける為、シール材としての使用例が少
ない。 本発明によつて、例えば、超高分子量ポリエチ
レンの耐圧縮クリープは、少なくとも100℃まで
の温度領域で著しく改良され、シール材、特にガ
スケツトとしての使用に十分耐えられるものとな
り、ポリテトラフルオロエチレンからなるものよ
りも安価で、信頼性の高い耐食性のシール材を提
供する事が可能になるものである。 〔実施例〕 以下、実施例を挙げて本発明を説明する。 まず実施例中に述べられている圧縮クリープの
テストを具体的に説明する。 テストサンプルは長さ100±5.0mm、巾100±5.0
mm、厚さ2.0±0.5mmあるいは3.0±0.5mmとした。
このサンプルを、鏡面仕上げされたステンレス板
の清浄な鏡面間にさはむ。該ステンレス板は片面
が表面あらさ0.1S〜0.6S(JIS B 0601)に鏡面
仕上げされ、さらに鏡面をクロムメツキ仕上げさ
れた厚さ4mmのものである。テストに先立ち、サ
ンプルと接する鏡面側をアルコールやアセトン等
を用いて清浄にして置く。これをあらかじめ所定
の温度(実施例中では50℃、100℃、120℃)に加
熱された50tonの加熱能力のある油圧式加熱加圧
プレス板(材質は構造用炭素鋼S45C)の間には
さみ、面圧が210Kg/cm2に相当する力を加えた。
テスト中のサンプルの変形による面積増加は考慮
せず、サンプルに加える力を一定にした状態で1
時間加熱加圧を続けた後、加熱板のヒーター電源
を切り、加熱板に通水し、30分かけて室温に冷却
し取り出した。冷却中加圧力は弁を閉めることで
保持し、オイルのリークやサンプルの熱収縮に起
因する若干の加圧力の低下は無視した。テスト前
後のサンプルの厚さの変化を測定し圧縮クリープ
を算出した。 実施例 1 超高分子量ポリエチレンからなる6mm厚及び10
mm厚のシート状素地(塩谷化成(株)製、ハイモラー
EX1300、粘度法による重量平均分子量350万)を
用いて、延伸倍率が3倍及び5倍に延伸し、約2
mm厚の本発明のシール材を得た。延伸は第4図及
び第5図に示した圧縮成形方法により、多軸延伸
を行なつた。 延伸条件及び圧縮クリープテスト結果を表1に
示した。延伸条件の内、シート状素地の加熱は熱
風循環式オーブン内で、所定の温度雰囲気下に少
なくとも1時間、シート状素地を放置する方法で
行なつた。 潤滑剤としては市販のシリコンオイル(23℃に
おける動粘度が10000csのもの)を用いた。
ールの為のシール材、特にガスケツトに関する。
特に腐食性流体のシールに適するシール材に関す
る。 〔従来の技術と問題点〕 シール材として利用されている熱可塑性樹脂は
少ない。ポリテトラフルオロエチレンに代表され
るフツ素樹脂がその優れた耐化学薬品性、耐熱性
を利用してガスケツト、パツキンに応用され、ま
た、超高分子量ポリエチレンが、低摩擦係数を有
しかつ耐摩耗性に優れている為に摺動部のパツキ
ン(というよりは摺動部のライニング)として応
用されている程度に過ぎない。ポリテトラフルオ
ロエチレンからなるシール材、特にガスケツトで
は、圧縮クリープが大きい為に、せいぜい100℃
程度までの低圧シールにしか使用できないのが現
状であり、改善が望まれている。また、フツ素樹
脂系のシール材は高価である。本発明者らは、既
にポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の耐圧
縮クリーブ性の改善について出願している(特許
出願No.61−10233号)。また、超高分子量ポリエチ
レンは、耐熱性に劣り、特に80〜100℃での圧縮
クリープが大きい為、ガスケツトとしての信頼性
に欠け応用されていないのが現状である。他の熱
可塑性樹脂ではやはり耐圧縮クリープ性に問題が
あつて、シール材、特にガスケツトとしての応用
はほとんどない。 〔本発明が解決しようとする問題点〕 熱可塑性樹脂をシール材、特にガスケツト等の
荷重が賦加された状態で使用されるシール材に応
用する場合の最大の問題点である耐クリープ性、
特に耐圧縮クリープ性を改良し、熱可塑性樹脂か
らなる安価で信頼性の高いシール材を提供する事
が本発明の目的である。 〔問題点を解決するための手段及び作用〕 先述の様に本発明者らは、耐圧縮クリープ性が
大幅に改良されたPTFE系のシール材について先
に出願した。(特許出願No.61−10233号)本発明者
らは、さらに検討を進めた結果、超高分子量熱可
塑性樹脂を延伸することにより、耐圧縮クリープ
性を大幅に改良できることを見い出し、本発明に
至つた。すなわち、本発明は、少なくとも一軸方
向に延伸されており、かつ、3倍以上の延伸倍率
に延伸された超高分子量熱可塑性樹脂、特に超高
分子量ポリオレフインからなるシール材を提供す
る。 本発明に述べる超高分子量熱可塑性樹脂とは、
粘度法による重量平均分子量80万以上、好ましく
は100万以上の熱可塑性樹脂である。粘度測定は
ASTM D2857に準拠する。特に、熱可塑性は有
するが、溶融温度を越えて加熱されても容易に流
動することのない熱可塑性樹脂(以後、難流動性
樹脂と略称する。)が好ましい。具体的には(溶
融温度+50℃)で1rad/secのずり振動において
106poise以上の複素粘度を有する熱可塑性樹脂が
好ましい。最も好ましいのは超高分子量ポリオレ
フインである。ここでいう溶融温度とは、熱可塑
性樹脂が結晶性の場合にはその融点をさし、非晶
性の場合は(ガラス転移温度+100℃)をさす。
ポリエチレン、ポリプロピレン等の超高分子量体
が耐腐食性にも優れていてシール材として好まし
い。また、超高分子量ポリエチレンは既に市販さ
れており、低摩擦係数、耐摩耗性及び低温時の特
性に優れ、本発明のシール材の原料として特に好
ましい。 上記、複素粘度の測定は、米国、レオメトリツ
クス社製の粘弾性測定装置RDS−7700あるいは、
これに準じた測定装置で測定される。 本発明に述べるシール材とは機械設備等で流体
のシールに用いる為のガスケツトやパツキン等を
さす。又、所望の形状のガスケツトやパツキンを
シート状物から打抜き等によつて成形する場合の
シート状物も本発明のシール材に含まれる。本発
明のシール材が平面的なものの場合には、該シー
ル材の厚さは任意ではあるが、ガスケツトに用い
る場合には、厚さが0.1mm〜5mm好ましくは0.5mm
〜3mmのものが使用される。 本発明のシール材は、先に述べた超高分子量熱
可塑性樹脂単体又はこれと異種の超高分子量熱可
塑性樹脂の混合体を原料とする。原料にはガラス
繊維や炭素繊維、グラフアイト、二硫化モリブデ
ン、ブロンズ等の無機充填材及び芳香族ポリアミ
ド繊維や芳香族ポリエステル繊維等の有機系充填
材の少なくとも1種を配合することができる。 本発明のシール材は、先述の超高分子量熱可塑
性樹脂からなる素地を、少なくとも一軸方向に延
伸し、かつ3倍以上の延伸倍率に延伸することに
よつて得ることができるもので、耐圧縮クリープ
性が顕著に改良されている。延伸倍率が3倍未満
であると耐圧縮クリープ性の改良が不十分であ
り、シール材としての実用に適さない。 延伸の方向は、圧縮方向をZ軸とすれば、Z軸
に垂直かつ互いに直交するX軸及びY軸を含む平
面上の少なくとも一軸方向あるいはX軸及びY軸
の二軸方向あるいは多軸方向に延伸されている。 一軸延伸、二軸延伸、多軸延伸のいずれによつ
てもシール材の耐圧縮クリープ性は向上する。一
軸延伸されたものでは圧縮クリープ自体は低い数
値を示すが、圧縮力に垂直な面において延伸軸方
向に収縮し、それに直交する方向に伸長するた
め、使用条件によつては実質的な寸法変化が発生
する場合がある。この為本発明のシール材は二軸
延伸されている方が好ましく、さらに多軸延伸さ
れている方が好ましい。また、二軸延伸において
は、X軸及びY軸における延伸率〔(延伸加工に
よる各軸における伸長率)=(延伸後の長さ)÷(対
応する部分の延伸前の長さ)〕の比は任意に設定
して構わないが、1:3〜1:1が好ましく、特
に1:1.5〜1:1が好ましく、特に、ほぼ1:
1の延伸が行なわれる同時二軸延伸成形によつて
延伸されたものが好ましい。また、多軸延伸では
X軸及びY軸を含む平面内でX軸Y軸をいかなる
角度に移動させても各軸における延伸率がほぼ一
定となつている。多軸延伸性は偏光螢光光度計を
用いて、ジヤーナル・オブ・ポリマーサイエン
ス、C−15、237頁(1966年)、ジヤスコ・レポー
ト、第6巻、116頁(1969年)〔J.Poly.Sci.、C−
15、237(1966)、Jasco Report、6、116(1969)〕
等に示された方法で測定できる。本発明のポリオ
レフイン多軸延伸シートは、上記ジヤスコ・レポ
ートに準じた測定により(IMAX−IMIN)/IMAXが
0.3以下、好ましくは0.1以下の均一に多軸延伸さ
れているシートである。多軸延伸は二軸延伸の特
殊な形であるといえる。 本発明で述べる延伸倍率は、一軸延伸の場合は
延伸軸方向の延伸率に相当し、二軸延伸の場合は
延伸軸であるX軸及びY軸における延伸率の積、
すなわち面積倍率に相当し、多軸延伸の場合はX
軸及びY軸を含む平面内の任意のX軸及びY軸に
おける延伸率の積、すなわち二軸延伸の場合と同
様で面積倍率に相当するものである。 本発明で述べる圧縮クリープの数量は、以下の
測定方法によつて測定される。テストサンプルの
寸法は、長さ100±5.0mm、巾100±5.0mm、厚さ2.0
±0.5mmあるいは3.0±0.5mmとし、該サンプルを鏡
面仕上げされたステンレス板(厚さ4.0mm、クロ
ムメツキ仕上げ)にはさみ、これを所定の温度に
調節された加熱板の間にはさみ、初期寸法を基に
して、所定の圧力に相当する荷重を加える。この
状態を1時間保持する。この後加圧力を保持した
状態で30分のうちに室温まで冷却し、サンプルを
取り出す。但し、テスト中の変形による面積増加
は無視し、荷重はテストの最初に加えた荷重を保
つ。 1サンプル中、少なくとも5個所の位置におい
て、テスト前後の厚さをマイクロメーター(JIS
B7503 1級品)で測定し、テスト前のサンプル
厚さに対する厚さ変化量の割合を百分率で表わ
し、数値平均した。この平均値を本発明に述べる
圧縮クリープとした。原則的にはASTM D6 21
に準拠した。 具体的には実施例による説明の中で説明する。 本発明のシール材は超高分子量熱可塑性樹脂か
らなり、かつ、高度に延伸されている為、からみ
点間の分子鎖が緊張した状態にありながら、分子
のすり抜け現象を行なうことができず、その結果
優れた耐圧縮クリープ性を発現しているものと考
えられる。 本発明のシール材は、例えば超高分子量熱可塑
性樹脂からなるシート状素地を延伸することによ
つて製造することができる。本発明のシール材に
用いる超高分子量熱可塑性樹脂のうち、特に好ま
しいところの難流動性樹脂は、溶融温度を越えて
も極めて高粘度であり、通常の熱可塑性樹脂の成
形加工方法のスクリユー押出、射出成形等が困難
な場合が多く、主に該樹脂粉体の圧縮予備成形→
加圧下焼成又はフリーベーキング→切削という方
法でシート状素地(以下、難加工性シート状素地
と略称)に成形される。熱可塑性樹脂の延伸方法
としては、従来より、チユーブ法、引張り法、ロ
ール法などがある。難加工性シート状素地を3倍
以上に延伸して、例えば、厚さ2mmの本発明のシ
ール材を製造する場合には、チユーブ法、引張り
法では現実に製造することは困難で、ロール法で
も、延伸操作を数回以上繰り返す必要がある。本
発明者らは超高分子量熱可塑性樹脂をダイ内で加
圧下に延伸する成形技術を開発し、本発明のシー
ル材を生産性よく得ることに成功した。すなわち
ガラス転移温度以上分解温度未満の任意の温度に
調節された超高分子量熱可塑性樹脂のシート状素
地をダイ内で加圧下に延伸することを特徴とする
超高分子量熱可塑性樹脂の成形方法である。 ダイ内で加圧下に延伸するとは、圧縮成形ある
いは押出成形において圧縮ダイあるいは押出ダイ
内で、圧縮力あるいは押出力により該シート状素
地をプラグフローさせて延伸することである。こ
こでいうプラグフローとはそれに近い状態も含む
ものである。また、プラグフローさせる為に、潤
滑剤を少なくともダイ内表面にまたは該シート状
素地表面に潤滑剤を存在させることが好ましい。 ダイ内表面に潤滑剤を存在させるには、圧縮成
形の場合には成形前に塗布するのが一般的であり
押出成形の場合には外部から押出ダイ内へ圧入す
るか成形前に塗布するのが一般的である。 本発明に述べる潤滑剤とは、成形時のダイ内表
面温度以下で液体又は固形分が分散した液状のも
のであり、一般に潤滑剤として使用されているも
のが使用できる。例えば流動パラフイン、ポリジ
メチルシロキサン等の各種シリコーン油、ポリエ
チレングリコール、各種界面活性剤、ステアリン
酸、ステアリン酸金属塩等の各種脂肪酸及びその
金属塩、これ等の混合物等である。 シート状素地は延伸に先立ち、ガラス転移温度
以上分解温度未満の任意の温度に調節される。シ
ート状素地内部の温度は、全体に均一であつても
良いが、表層側が中心側より高温であつたり、素
層部のみが溶融温度以上でその内部は全て溶融温
度以下である等、分布させることもできる。 ダイの温度は、少なくともダイ内表面の温度が
(シート状素地の表層部温度−100)℃以上分解温
度未満、好ましくは、シート状素地の表層部温度
以上分解温度未満の範囲で延伸成形性及び生産性
を考慮して任意に選択できる。 加圧下に延伸する際には、10Kg/cm2以上の圧
力、好ましくは50Kg/cm2以上、更に好ましくは80
Kg/cm2以上2000Kg/cm2以下の高圧力を素地に作用
させて延伸する。 該シート状素地をダイ内で加圧下に延伸する場
合にプラグフローさせることは極めて重要であ
る。プラグフローさせる為には成形時に以下の操
作を行うことが好ましい。 延伸倍率が3倍以上の場合には潤滑剤をダイ
内表面に存在させる。 シート状素地の内部に先述の温度分布をつけ
る。 シート状素地をその溶融温度未満の温度とし
ダイ内表面温度を溶融温度以上の温度とする。 シート状素地の表面に他の熱可塑性樹脂を積
層被覆する。該熱可塑性樹脂はシート状素地を
形成する超高分子量熱可塑性樹脂と比べ低い融
点を有するもの及び/または延伸時の温度条件
において低い粘弾性を有するものである。また
積層被覆されたシート状素地を延伸する際に、
該熱可塑性樹脂の融点以上に素地および/また
は少なくともダイ内表面を加熱した場合、延伸
後に該熱可塑性樹脂の剥離が難しくなる。この
ような場合、該熱可塑性樹脂と超高分子量熱可
塑性樹脂との間に該加熱温度よりも高い融点を
有し、かつ先述の熱可塑性樹脂の条件に適合す
る他の熱可塑性樹脂を介在させることが好まし
い。 プラグフローしない状態で加圧を続行して延伸
しようとすると、メルトフラクチヤーあるいは脆
性破壊してしまう。また、プラグフローすること
が難しくなりかけた条件で延伸を行なうと、その
成形品は引張強度の向上、透明性の向上等の通常
の延伸効果及び耐圧縮クリープ性の向上はあるも
のの、圧縮クリープテスト時の加熱加圧条件によ
りサンプル表面に亀裂を生じることがある。この
ような亀裂を生じる場合はガスケツト等のシール
材料としては不適である。 〔図面による説明〕 第1図は圧縮成形によりシート状素地を延伸す
る経過を示す。 第2図はシート状素地を積層した延伸前の素地
を示す。 第3図は本発明を実施するのに適した圧縮ダイ
の構造を示す。 第4図は第3図の圧縮ダイを用いて成形する経
過を示す。 第5図は圧縮成形によるシート状素地の一軸延
伸(5−1)及び二軸延伸または多軸延伸(5−
2)した場合の延伸前後の形状の変化及び延伸倍
率の式を示す。 第6図及び第7図は、ラム押出成形による延伸
を示す。 第1図において圧縮ダイ1の少なくとも内表面
2は、あらかじめシート状素地の表層部温度−
100)℃以上分解温度未満の任意の温度に加熱す
る。先述の温度に調節されたシート状素地を加熱
された圧縮ダイ1の間に置く(1−1)。この時、
圧縮ダイ内表面2に潤滑剤を存在させておくこと
が好ましい。圧縮して素地3をプラグフローさせ
て延伸し(1−2)、そのまま冷却、あるいは固
定化に適した温度に保持して安定化させた後、ダ
イ1を開き、延伸されたシール材4をとり出す
(1−3)。 薄肉のシール材を製造する場合や、生産性向上
の為に1プレスで多数枚のシール材を製造する場
合に、シート状素地として第2図に示すように超
高分子量熱可塑性樹脂どうしの、あるいは他の熱
可塑性樹脂との積層形態をとることが好ましい。
積層の素地とした場合には、延伸成形後に各層を
剥離する。結晶性の超高分子量熱可塑性樹脂どう
しの積層界面は、素地の温度が融点以下であれば
延伸後の剥離が容易であり、また融点以上の場合
は、各層においてその表面部分だけを結晶化させ
た後に積層して素地とすることによつて延伸後の
剥離が可能になる。他の熱可塑性樹脂との積層界
面での剥離は全く問題がない。 第3図において圧縮プレスのダイプレート10
には断熱材11を介して冷却ダイプレート12が
固定されており、冷却ダイプレート12は冷媒を
流す冷媒孔13が設けられ、常時冷却されてい
る。冷却ダイプレート12にはダイ14が取りつ
けられている。ダイプレート10に圧縮力が加わ
つていない状態、すなわち型が開いている状態で
は、ダイ14は冷却ダイプレート12にとりつけ
られた押しバネ16に押されたピン15により冷
却ダイプレートと非接触の状態になる。一定の間
隔で非接触の状態にするためボルト17がとりつ
けられている。ダイ14の裏側にはダイ14が冷
却ダイプレート12に接触した時にダイ14の冷
却速度を調節するための薄い断熱層18が設けら
れている。 第3図のダイを用いて本発明の成形を行う過程
を示す第4図において、薄い型14が開いた状態
(4−A)で型14の横に設置された加熱板19
がダイ14の間に挿入され、若干の型締めが行わ
れてダイ14と加熱板19は接触しダイ14の加
熱が行われる(4−B)。この時、ダイ14は冷
却プレート12と非接触の状態に保たれ、ダイ1
4のみ加熱される。加熱板19は内部にカートリ
ツジヒーター等が組込まれており、常時加熱され
ている。加熱板19によりダイ14が一定温度に
加熱されると、加熱板19は後退し、代わつてダ
イ14の間に枠板21と温調されたシート状素地
を挿入し(4−C)圧縮して延伸させ、ダイ14
は冷却プレート12と接触することにより冷却さ
れ、延伸された板状成形品も冷却される(4−
D)。ダイ内で延伸され、且つ充分に固定された
成形品23は、型を開いて、枠板21と共にダイ
外へ取り出される(4−E)。 第3図、第4図において、ダイ14及び冷却ダ
イプレート12が球面状等の曲面状であれば、そ
れに応じて成形品も曲面状になる。 第6図は本発明のシール材を押出成形する装置
を示す。第6図に於て、内部が4角断面を有する
角柱の加熱シリンダー24と、4角形ラム25か
ら成るラム押出成形機26に、シート状素地を入
れ、ラム25で加熱しつつダイ27へ押出され
る。ダイ27のA部分の途中に、シート状素地の
表面とダイ表面の界面に潤滑剤を塗布するため、
潤滑剤を浸み出す一連の装置を有する。高圧力の
潤滑剤は潤滑剤導入路28より複数の浸出口29
へ導かれ、シート状素地表面へ浸み出し、成形体
表面とダイ表面の界面に潤滑剤を塗布する。潤滑
剤の浸出口29は小さなスリツト状、あるいは焼
結金属等の微細な連通孔を有する物質でできてお
り、その微細孔より潤滑剤が浸み出る。あるいは
成形前にスプレー等で潤滑剤をダイ内表面また
は/及びシート状素地表面に塗布することも可能
である。 表面に潤滑剤が均一に塗布されたシート状素地
は、ダイ27内でシート状素地の表層、内核がほ
ぼ同速度で流動する、いわゆるプラグフローにな
る。次にダイ27のB部分で、プラグフローの素
地を延伸する。ダイ27のB部分はシート状素地
の厚さが小さくなる構造を有する。二軸延伸する
場合のB部分のシートの流動変化を第7図に示し
た。シート状素地はプラグフローのまま流動方
向、及びその直角方向に同時に二軸方向に押出さ
れ二軸延伸される。シートを延伸する力はラム押
出機26より押出す力により行われる。二軸延伸
されたシートはダイのC部分で冷却され、ダイ2
7を出る。 二軸延伸されたシートはロール30により引取
られる。ダイ27より押出された積層延伸シート
を剥離することにより本発明のシール材が得られ
る。 〔発明の効果〕 熱可塑性樹脂は、工業的なシール材として使用
する際の信頼性に欠けていて、ある種の熱可塑性
樹脂がその優れたある特性を利用してシール材と
して使用されているにすぎない。例えば、優れた
耐化学薬品性と耐熱性を利用して、ポリテトラフ
ルオロエチレンに代表されるフツ素樹脂が、ガス
ケツト、パツキン等に使用されているが、ポリテ
トラフルオロエチレンでさえも圧縮クリープが激
しい為単体のガスケツトとしての使用は100℃以
下に限られており、また、高価である。また、超
高分子量ポリエチレンは、低摩擦抵抗性、耐摩耗
性に優れている為に、摺動部のパツキンとしての
使用例はあるものの80〜100℃程度の温度領域に
おける圧縮クリープが大きくシール性能に対する
信頼性に欠ける為、シール材としての使用例が少
ない。 本発明によつて、例えば、超高分子量ポリエチ
レンの耐圧縮クリープは、少なくとも100℃まで
の温度領域で著しく改良され、シール材、特にガ
スケツトとしての使用に十分耐えられるものとな
り、ポリテトラフルオロエチレンからなるものよ
りも安価で、信頼性の高い耐食性のシール材を提
供する事が可能になるものである。 〔実施例〕 以下、実施例を挙げて本発明を説明する。 まず実施例中に述べられている圧縮クリープの
テストを具体的に説明する。 テストサンプルは長さ100±5.0mm、巾100±5.0
mm、厚さ2.0±0.5mmあるいは3.0±0.5mmとした。
このサンプルを、鏡面仕上げされたステンレス板
の清浄な鏡面間にさはむ。該ステンレス板は片面
が表面あらさ0.1S〜0.6S(JIS B 0601)に鏡面
仕上げされ、さらに鏡面をクロムメツキ仕上げさ
れた厚さ4mmのものである。テストに先立ち、サ
ンプルと接する鏡面側をアルコールやアセトン等
を用いて清浄にして置く。これをあらかじめ所定
の温度(実施例中では50℃、100℃、120℃)に加
熱された50tonの加熱能力のある油圧式加熱加圧
プレス板(材質は構造用炭素鋼S45C)の間には
さみ、面圧が210Kg/cm2に相当する力を加えた。
テスト中のサンプルの変形による面積増加は考慮
せず、サンプルに加える力を一定にした状態で1
時間加熱加圧を続けた後、加熱板のヒーター電源
を切り、加熱板に通水し、30分かけて室温に冷却
し取り出した。冷却中加圧力は弁を閉めることで
保持し、オイルのリークやサンプルの熱収縮に起
因する若干の加圧力の低下は無視した。テスト前
後のサンプルの厚さの変化を測定し圧縮クリープ
を算出した。 実施例 1 超高分子量ポリエチレンからなる6mm厚及び10
mm厚のシート状素地(塩谷化成(株)製、ハイモラー
EX1300、粘度法による重量平均分子量350万)を
用いて、延伸倍率が3倍及び5倍に延伸し、約2
mm厚の本発明のシール材を得た。延伸は第4図及
び第5図に示した圧縮成形方法により、多軸延伸
を行なつた。 延伸条件及び圧縮クリープテスト結果を表1に
示した。延伸条件の内、シート状素地の加熱は熱
風循環式オーブン内で、所定の温度雰囲気下に少
なくとも1時間、シート状素地を放置する方法で
行なつた。 潤滑剤としては市販のシリコンオイル(23℃に
おける動粘度が10000csのもの)を用いた。
【表】
比較例 1
超高分子量ポリエチレンからなる4mm厚のシー
ト状素地(塩谷化成(株)製、ハイモラーEX1300、
粘度法による重量平均分子量350万)を2枚重ね
て8mm厚の積層素地とした。これを実施例1と同
様にして圧縮成形により2倍の延伸倍率に多軸延
伸し、約2mm厚の延伸シートを得た。シート状素
地の温度は60℃、型14の温度は160℃で行なつ
た。 該延伸シートの圧縮クリープは、圧力210Kg/
cm2で、温度が50℃の場合に2.0%、100℃の場合に
14.0%であつた(サンプルNo.6)。 比較例 2 超高分子量ポリエチレンからなる2mm厚のシー
ト(塩谷化成(株)製、ハイモラーEX1300、粘度法
による重量平均分子量350万)の圧縮クリープテ
ストを行なつた。圧力210Kg/cm2での圧縮クリー
プは、温度が50℃の場合3.5%、100℃の場合に
20.5%、120℃、43.5%であつた。(サンプルNo.
7) 以上の実施例と比較例の圧縮クリープをテスト
温度に対してプロツトし、第8図に示した。同図
において〜の曲線はそれぞれサンプルNo.1〜
7に相当する。同図によれば、延伸により100℃
付近までの温度領域において耐圧縮クリープ性が
著しく向上し超高分子量ポリエチレンのシール材
としての信頼性が著しく向上していることがわか
る。
ト状素地(塩谷化成(株)製、ハイモラーEX1300、
粘度法による重量平均分子量350万)を2枚重ね
て8mm厚の積層素地とした。これを実施例1と同
様にして圧縮成形により2倍の延伸倍率に多軸延
伸し、約2mm厚の延伸シートを得た。シート状素
地の温度は60℃、型14の温度は160℃で行なつ
た。 該延伸シートの圧縮クリープは、圧力210Kg/
cm2で、温度が50℃の場合に2.0%、100℃の場合に
14.0%であつた(サンプルNo.6)。 比較例 2 超高分子量ポリエチレンからなる2mm厚のシー
ト(塩谷化成(株)製、ハイモラーEX1300、粘度法
による重量平均分子量350万)の圧縮クリープテ
ストを行なつた。圧力210Kg/cm2での圧縮クリー
プは、温度が50℃の場合3.5%、100℃の場合に
20.5%、120℃、43.5%であつた。(サンプルNo.
7) 以上の実施例と比較例の圧縮クリープをテスト
温度に対してプロツトし、第8図に示した。同図
において〜の曲線はそれぞれサンプルNo.1〜
7に相当する。同図によれば、延伸により100℃
付近までの温度領域において耐圧縮クリープ性が
著しく向上し超高分子量ポリエチレンのシール材
としての信頼性が著しく向上していることがわか
る。
第1図は圧縮成形により延伸する経過を示す工
程説明図、第2図は積層した延伸前の素地を示す
説明図、第3図は本発明を実施するのに適した圧
縮ダイの構造を示す断面図、第4図は第3図の圧
縮ダイを用いて成形する経過を示す工程説明図、
第5図は圧縮成形による一軸延伸(第5図A)及
び二軸延伸または多軸延伸(第5図B)した場合
の延伸前後の形状の変化及び延伸倍率の式を示す
説明図、第6図及び第7図はラム押出成形による
延伸を示す説明図、第8図は実施例1と比較例1
及び2との圧縮クリープテストの結果を示すグラ
フで、縦軸は圧縮クリープ(%)、横軸は圧縮ク
リープテスト温度(℃)である。グラフ中の数字
はサンプルNo.を示している。
程説明図、第2図は積層した延伸前の素地を示す
説明図、第3図は本発明を実施するのに適した圧
縮ダイの構造を示す断面図、第4図は第3図の圧
縮ダイを用いて成形する経過を示す工程説明図、
第5図は圧縮成形による一軸延伸(第5図A)及
び二軸延伸または多軸延伸(第5図B)した場合
の延伸前後の形状の変化及び延伸倍率の式を示す
説明図、第6図及び第7図はラム押出成形による
延伸を示す説明図、第8図は実施例1と比較例1
及び2との圧縮クリープテストの結果を示すグラ
フで、縦軸は圧縮クリープ(%)、横軸は圧縮ク
リープテスト温度(℃)である。グラフ中の数字
はサンプルNo.を示している。
Claims (1)
- 1 少なくとも二軸方向に延伸されており、か
つ、3倍以上の延伸倍率に延伸された超高分子量
ポリオレフインからなることを特徴とするシール
材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5834086A JPS62218469A (ja) | 1986-03-18 | 1986-03-18 | 超高分子量ポリオレフィンからなるシ−ル材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5834086A JPS62218469A (ja) | 1986-03-18 | 1986-03-18 | 超高分子量ポリオレフィンからなるシ−ル材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62218469A JPS62218469A (ja) | 1987-09-25 |
| JPH0458839B2 true JPH0458839B2 (ja) | 1992-09-18 |
Family
ID=13081586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5834086A Granted JPS62218469A (ja) | 1986-03-18 | 1986-03-18 | 超高分子量ポリオレフィンからなるシ−ル材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62218469A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107696378B (zh) * | 2017-11-23 | 2023-06-06 | 华南理工大学 | 一种超高分子量聚合物异型制件成型方法及设备 |
-
1986
- 1986-03-18 JP JP5834086A patent/JPS62218469A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62218469A (ja) | 1987-09-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4824898A (en) | Shaped article of a tetrafluoroethylene polymer | |
| US7976751B2 (en) | Expanded porous polytetrafluoroethylene film having elastic recovery property in thickness-wise direction of the film, production process thereof, and use of the porous film | |
| EP0695405B1 (en) | Wrapped composite gasket material | |
| CN100504091C (zh) | 一种聚合物自润滑薄层复合轴套及其制备方法 | |
| US8852486B2 (en) | Low-stress molded gasket and method of making same | |
| WO1997032714A1 (en) | Multiaxially oriented fluoropolymer films and methods of manufacture therefor | |
| US20110189472A1 (en) | Uniaxially and Biaxially-Oriented Polytetrafluoroethylene Structures | |
| US8986590B2 (en) | Polymer article and method for producing polymer article | |
| US4351869A (en) | Sintered polymer moldings and composites having altered cross section(s): fluid compacting and sintering process and apparatus for making same | |
| JPH0458839B2 (ja) | ||
| US20030003290A1 (en) | Sealing material in the form of tape, and production thereof | |
| CN100415820C (zh) | 航空航天飞行器用膨化聚四氟乙烯密封板材的制备方法 | |
| JPH056495B2 (ja) | ||
| CN117048161B (zh) | 一种膨胀多孔ptfe层压板及其制备方法 | |
| CN117719234B (zh) | 一种耐高温抗拉伸的薄膜及其制备方法 | |
| US4976908A (en) | Poly(arylene sulfide) sheet production process | |
| JPH01232013A (ja) | ポリテトラフルオロエチレン系重合体成形品 | |
| KR20210061777A (ko) | 불소계 수지 다공성 막 및 이의 제조 방법 | |
| CN114179473A (zh) | 一种适用于冷冲压成型的双轴取向聚酰胺薄膜及其制备方法和应用 | |
| JPH0262211A (ja) | 配向成形品の成形法 | |
| JP7735064B2 (ja) | 耐熱離型シート及び樹脂の加熱溶融を伴う工程を実施する方法 | |
| JPH03175029A (ja) | 少なくともポリエチレン層とエラストマー層とからなる製品の製造方法および該方法により得られる製品 | |
| JPH0155087B2 (ja) | ||
| JP5767528B2 (ja) | Ptfeおよび変性ptfeのフィルムの加工方法ならびに医療用ゴム栓の製造方法 | |
| EP0281339A2 (en) | A process for laminating a thermoplastic resin film onto a metal sheet |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |