(57)【要約】本発明は、粒状グレードポリテトラフルオロエチレンと複数のミクロスフィアとを含む組成物であって、複数のミクロスフィアが、約０．９グラム／立方センチメートルより小さい平均比重を示す組成物である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒状グレードポリテトラフルオロエチレンと、
複数のミクロスフィアと、を含む組成物であって、
前記複数のミクロスフィアが、約０．９グラム／立方センチメートルより小さい平均比重を有する、組成物。
【請求項２】
前記粒状グレードポリテトラフルオロエチレンが、約５マイクロメートル〜約５００マイクロメートルの範囲の平均粒子サイズを有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記粒状グレードポリテトラフルオロエチレンが、約１０マイクロメートル〜約５０マイクロメートルの範囲の平均粒子サイズを有する、請求項２に記載の組成物。
【請求項４】
前記複数のミクロスフィアが、前記組成物の総重量を基準にして該組成物の約１重量％〜約４５重量％を構成する、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
前記複数のミクロスフィアが、前記組成物の総重量を基準にして該組成物の約２０重量％〜約３０重量％を構成する、請求項４に記載の組成物。
【請求項６】
前記複数のミクロスフィアが、約１０マイクロメートル〜約７０マイクロメートルの範囲の平均粒子サイズを有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
前記複数のミクロスフィアが、少なくとも約６９メガパスカルの平均粉砕強度を示す、請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
前記複数のミクロスフィアが、少なくとも約１１７メガパスカルの平均粉砕強度を示す、請求項７に記載の組成物。
【請求項９】
前記複数のミクロスフィアが、少なくとも約１００メガパスカル−立方センチメートル／グラムの対密度平均粉砕強度比を示す、請求項１に記載の組成物。
【請求項１０】
前記複数のミクロスフィアが、少なくとも約２００メガパスカル−立方センチメートル／グラムの対密度平均粉砕強度比を有する、請求項９に記載の組成物。
【請求項１１】
前記組成物が、圧縮鋳造可能であるか、焼結可能であるか、またはそれらの組み合わせである、請求項１に記載の組成物。
【請求項１２】
複数のミクロスフィアが、ガラスミクロスフィアを含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項１３】
粒状グレードポリテトラフルオロエチレンと、
複数のミクロスフィアと、を含む組成物であって、
前記複数のミクロスフィアが、少なくとも約１００メガパスカル−立方センチメートル／グラムの対密度平均粉砕強度比を示す、組成物。
【請求項１４】
前記複数のミクロスフィアが、少なくとも約２００メガパスカル−立方センチメートル／グラムの対密度平均粉砕強度比を示す、請求項１３に記載の組成物。
【請求項１５】
前記複数のミクロスフィアが、前記組成物の総重量を基準にして該組成物の約１重量％〜約４５重量％を構成する、請求項１３に記載の組成物。
【請求項１６】
前記複数のミクロスフィアが、前記組成物の総重量を基準にして該組成物の約２０重量％〜約３０重量％を構成する、請求項１５に記載の組成物。
【請求項１７】
前記組成物が、圧縮鋳造可能であるか、焼結可能であるか、またはそれらの組み合わせである、請求項１３に記載の組成物。
【請求項１８】
前記複数のミクロスフィアが、ガラスミクロスフィアを含む、請求項１３に記載の組成物。
【請求項１９】
粒状グレードポリテトラフルオロエチレンと複数のミクロスフィアとを含む組成物であって、前記複数のミクロスフィアが、約０．９グラム／立方センチメートルより小さい平均比重を有する、前記組成物を調製することと、
前記組成物を圧縮成形して、圧縮組成物を形成することと、
前記圧縮組成物を焼結して、物品を形成することと、
を含む、物品の形成方法。
【請求項２０】
前記複数のミクロスフィアが、少なくとも約６９メガパスカルの平均粉砕強度を示す、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記焼結が、自由焼結を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記物品が、約１．０グラム／立方センチメートルより小さい比重を示す、請求項１９に記載の方法により形成される物品。
【請求項２３】
前記物品をＡＳＴＭＤ６９５−０２に準じて試験したとき、前記物品が、少なくとも約１９．３メガパスカルの圧縮強度を示す、請求項１９に記載の方法により形成された物品。
【請求項２４】
前記物品をＡＳＴＭＤ４７４５−０１に準じて試験したとき、前記物品が、少なくとも約４．１メガパスカルの引張強さを示す、請求項１９に記載の方法により形成された物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の背景）
本発明は一般に、充填されたフルオロポリマー組成物に関する。特に、本発明はミクロスフィア充填ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）組成物、およびミクロスフィア充填ＰＴＦＥ組成物から物品を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＴＦＥは、良好な耐薬品性、低摩擦係数、低誘電率、広い使用温度範囲、および良好な引張強さを示すフルオロポリマーである。従って、ＰＴＦＥは、シーリング材やガスケット材などの様々な工業的用途での使用に適する。ＰＴＦＥは、高分子量（例えば、約１．０×１０6グラム／ｍｏｌ〜約１．０×１０8グラム／ｍｏｌ）を有し、約３４２℃の最初の結晶融点を上回る高い融解粘度（約１．０×１０11ポアズ）を示す。次の融点（最初の融解・冷却後）は約３２７℃である。これらの特徴により、ＰＴＦＥは、一般的に非融解処理され、従来の熱可塑性の処理方法は適用できないとされる。従って、一般的に、ＰＴＦＥのグレードを規定する、ＰＴＦＥを処理するための代替技術が必要とされる。
【０００３】
ガスケット材としての使用に適したＰＴＦＥ材料は、通常、微粉末グレードＰＴＦＥと粒状グレードＰＴＦＥの、２つのグレードがある。微粉末グレードＰＴＦＥおよびその誘導体化合物は、特定のガスケット形状から、型打ちや切断可能なシート形状にするために、一般的にペースト押し出し成形技術の使用が求められる。ペースト押し出し成形は、微粉末グレードＰＴＦＥを処理するために特定の高価な機器と、揮発性溶媒とを必要とする。さらに、微粉末グレードＰＴＦＥは、製造されたシートを圧縮するために、典型的には、更なる処理工程に相当するカレンダ成形が行われる。従って、微粉末グレードＰＴＦＥからガスケットおよび他のシーリング材を製造するには、一般的に費用がかかる上、時間を要する。
【０００４】
粒状グレードＰＴＦＥは、ガスケット材としても使用されうる。しかしながら、粒状グレードＰＴＦＥの機械的性質は、一般的に微粉末グレードＰＴＦＥの機械的性質よりも劣る。それにも関わらず、粒状グレードＰＴＦＥは、大きなビレット、または円柱状塊の圧縮成形および切削により処理することができ、ペースト押し出し成形よりも安価である。その一方、微粉末グレードＰＴＦＥは、一般的に圧縮成形によっては処理できず、より高価なペースト押し出し成形処理に限定されている。
【０００５】
微粉末グレードＰＴＦＥと粒状グレードＰＴＦＥは、それぞれ、寸法安定性の低さおよび高い圧縮比などのいくつかの制限がある。これらの要因は、通常、低い収率および物品寿命の短縮をもたらす。充填材料は、通常、寸法安定性の向上および圧縮比の低下のために用いられる。しかしながら、充填材料は、一般的に生産されたガスケットの引張強さを低減させ、それに対応して生産されたガスケットの引裂き力または他のせん断力に対する抵抗性を減じる。従って、良好な寸法安定性、低い圧縮比、良好な引張強さを示し、かつその生産が安価なＰＴＦＥ組成物に対する必要性がある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（発明の簡単な要旨）
本発明は、粒状グレードポリテトラフルオロエチレンと複数のミクロスフィアとを含む組成物であって、複数のミクロスフィアが、約０．９グラム／立方センチメートルより小さい平均比重を有する、組成物に関する。
【０００７】
本発明はさらに、粒状グレードポリテトラフルオロエチレンと複数のミクロスフィアとを含む組成物であって、複数のミクロスフィアが、少なくとも約１００メガパスカル−立方センチメートル／グラムの対密度平均粉砕強度比（average crush strength-to-density ratio）を示す、組成物に関する。
【０００８】
本発明はさらに、物品を形成する方法に関する。本方法は、粒状グレードポリテトラフルオロエチレンと複数のミクロスフィアとを含む組成物であって、複数のミクロスフィアが、約０．９グラム／立方センチメートルより小さい平均比重を有する、組成物を提供することに関する。本方法はさらに、圧縮組成物を成形するために、組成物を圧縮成形すること、および物品を形成するために圧縮組成物を焼結することを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（詳細な説明）
本発明は、粒状グレードＰＴＦＥと複数の低密度ミクロスフィアを含む組成物を包含する。組成物は、圧縮鋳造および焼結可能であり、種々の物品の製造に用いることができる。後述するように、本発明の組成物から製造される好適な物品の例には、機械加工部品、シール、ガスケット、管類、バルブ部品、およびポンプ部品が含まれる。製造される物品は、良好な寸法安定性、低い圧縮比、高い圧縮強度、低熱膨張率（ＣＯＴＥ）、低密度（すなわち、低比重）を示し、製造が安価である。従って、本発明の組成物は、ガスケット物品の原料としての使用に特に適する。
【００１０】
粒状グレードＰＴＦＥは、製造された物品が良好な耐薬品性、低摩擦係数、低誘電率、広範な使用温度範囲、および良好な引張強さを示すことを可能にする。「粒状グレードＰＴＦＥ」という語は、本明細書において、懸濁重合によって形成され、かつ圧縮鋳造可能なＰＴＦＥを示す。粒状グレードＰＴＦＥは、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）のホモポリマーであり得るか、ＴＦＥのコポリマーであり得、粒状グレードＰＴＦＥの総重量を基準にして他のモノマーの約２．０重量％より少ない。コポリマーは、通常「変性ＰＴＦＥ」あるいは「ＴＦＭ」と称される［例えば、ダイニオン（ＤＹＮＥＯＮ）社（Ｄｙｎｅｏｎ，ＬＬＣ、オークデール、ミネソタ州（Ｏａｋｄａｌｅ，  ＭＮ））から入手可能な、商業上ダイニオン（ＤＹＮＥＯＮ）ＴＦＭ（ＤＹＮＥＯＮ  ＴＦＭ）と呼ばれるもの］。コポリマー中、ＴＦＥとともに用いられる好適なモノマーの例には、パーフルオロプロピルビニルエーテルが含まれる。
【００１１】
粒状グレードＰＴＦＥは、まず懸濁重合によって形成されて、大きな平均粒子サイズ（例えば、約８００マイクロメートル）を有する凝集粒子を得ることができる。次に、凝集粒子を研磨してサイズを小さくし、粒状グレードＰＴＦＥの好適な粒子サイズを得ることができる。粒状グレードＰＴＦＥの好適な平均粒子サイズの例は、約５マイクロメートル〜約５００マイクロメートルの範囲である。粒状グレードＰＴＦＥの特に好適な平均粒子サイズの例は、約１０マイクロメートル〜約５０マイクロメートルの範囲である。
【００１２】
好適な粒状グレードＰＴＦＥの例は、粒状の流動性（granular free-flow）ＰＴＦＥ、粒状の半流動性ＰＴＦＥ（granular semi-free flow）、粒状の非流動性（granular non-free-flow）（標準流動）ＰＴＦＥ、それらの誘導体、およびそれらの組み合わせを含む。好適な粒状グレードＰＴＦＥの商業的に入手可能な例は、商業上、ダイニオン（ＤＹＮＥＯＮ）ＴＦ１６２０ＰＴＦＥ、ダイニオン（ＤＹＮＥＯＮ）ＴＦ１６４１ＰＴＦＥ、ダイニオン（ＤＹＮＥＯＮ）ＴＦ１６４５ＰＴＦＥ、ダイニオン（ＤＹＮＥＯＮ）ＴＦ１７５０ＰＴＦＥ、ダイニオン（ＤＹＮＥＯＮ）ＴＦＭ１６００ＰＴＦＥ、ダイニオン（ＤＹＮＥＯＮ）ＴＦＭ１７００ＰＴＦＥ、ダイニオン（ＤＹＮＥＯＮ）ＴＦＭ１７０５ＰＴＦＥ、ダイニオン（ＤＹＮＥＯＮ）ＴＦＭＸ１６３０ＰＴＦＥ、ダイニオン（ＤＹＮＥＯＮ）ＴＦＲ１１０５ＰＴＦＥ、およびダイニオン（ＤＹＮＥＯＮ）ＴＦＲ１５０２ＰＴＦＥと呼ばれるものが含まれ、これらは、すべてダイニオン（ＤＹＮＥＯＮ）社（オークデール、ミネソタ州）から入手可能である。
【００１３】
低密度ミクロスフィアは、粒状グレードＰＴＦＥと混合され、本発明の組成物を形成する。低密度ミクロスフィアの好適な材料の例は、ガラス、シリカ、セラミック、それらの誘導体、およびそれらの組み合わせから誘導されるミクロスフィアを含む。低密度ミクロスフィアが低密度であることにより、従来のＰＴＦＥ物品と比較し同様に密度が低い物品を製造することが可能となる。このことは、特に大型シートおよびビレット（すなわち、円柱状塊）などの製造物品の扱いを容易にする。低密度ミクロスフィアの好適な平均比重の例は、約０．９グラム／立方センチメートル（ｇ／ｃｍ3）より低い比重を含む。特に好適な低密度ミクロスフィアの平均比重の例は、約０．１ｇ／ｃｍ3〜約０．８ｇ／ｃｍ3の範囲である。
【００１４】
低密度ミクロスフィアの好適な平均粒子サイズの例は、約１０マイクロメートル〜約７０マイクロメートルの範囲であり、これは、低密度ミクロスフィアが粒状グレードＰＴＦＥとともに高い流動性を示すことを可能とする。後述するように、高い流動性は、本発明の組成物を、実質的に同じ方法で、ほとんど、あるいはまったく凝集がないか、あるいは凝塊なしに、鋳型に充填することを可能とする。
【００１５】
低密度ミクロスフィアは、望ましくも良好な破壊抵抗性を示し、本発明の組成物を形成する際の高い残存率を得る。低密度ミクロスフィアの好適な平均粉砕強度の例は、少なくとも約６９メガパスカル（ＭＰａ）（約１０，０００ポンド／平方インチ（ｐｓｉ））を含む。低密度ミクロスフィアの特に好適な平均粉砕強度の例は、少なくとも約１１７ＭＰａ（約１７，０００ｐｓｉ）を含む。本明細書において使用される場合、平均粉砕強度は、低密度ミクロスフィアの試料サイズが１０ミリリットルであり、低密度ミクロスフィアがグリセロール２０．６グラム中に分散されており、かつデータ整理がコンピュータソフトウェアを用い自動化されている例外があるが、ＡＳＴＭＤ３１０２−７２に準拠して測定される。１０体積％の低密度ミクロスフィア崩壊時の静水圧の値（すなわち、９０％残存）が報告されている。
【００１６】
低密度ミクロスフィアは、望ましくも、良好な対密度平均粉砕強度比を示す。このことは、軽量かつ良好な圧縮強度を兼ね備えた製造物品をもたらす。低密度ミクロスフィアの対密度平均粉砕強度比は、低密度ミクロスフィアの平均粉砕強度を低密度ミクロスフィアの平均比重で除することによって計算される：
【数１】
2008525622.tif 000002
【００１７】
前述のとおり、平均比重は、ＡＳＴＭＤ７９２−００に準じて測定され、平均粉砕強度は、先に述べた例外があるが、ＡＳＴＭＤ３１０２−７２に準じて測定される。低密度ミクロスフィアの好適な対密度平均粉砕強度比の例は、少なくとも約１００ＭＰａ−立方センチメートル／グラム（ＭＰａ−ｃｍ3／ｇ）を含む。低密度ミクロスフィアの好適な対密度平均粉砕強度比の例は、少なくとも約２００ＭＰａ−ｃｍ3／ｇを含む。ここに列挙される対密度平均粉砕強度比の単位は、明確化を目的として、必要な計算数を減らすために最小のＳＩユニット単位（ＳＩ  ｕｎｉｔ  ｄｅｎｏｍｉｎａｔｉｏｎ）に変更されない。対密度平均粉砕強度比は、圧／比重の比であるため、実際に使用される単位は、その単位がＭＰａ−ｃｍ3／ｇに類似である限り重要ではない。
【００１８】
低密度ミクロスフィアの特に好適な例は、３Ｍ株式会社（３Ｍ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、セントポール、ミネソタ州（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，  ＭＮ））から入手可能な、商業上３Ｍスコッチライト（ＳＣＯＴＣＨＬＩＴＥ）Ｓ６０ミクロスフィア、および３ＭスコッチライトＳ６０ＨＳミクロスフィアと呼ばれる、ソーダ石灰−ホウケイ酸塩ガラスミクロスフィアを含む。Ｓ６０ミクロスフィアは平均比重が約０．６ｇ／ｃｍ3、平均粉砕強度が約６９ＭＰａ（約１０，０００ｐｓｉ）、および対密度平均粉砕強度比が約１１５ＭＰａ−ｃｍ3／ｇを示す。Ｓ６０ＨＳミクロスフィアは、平均比重が約０．６ｇ／ｃｍ3、平均粉砕強度が約１２４ＭＰａ（約１８，０００ｐｓｉ）、および対密度平均粉砕強度比が約２０７ＭＰａ−ｃｍ3／ｇを示す。非ＰＴＦＥ材料を伴うＳ６０ＨＳミクロスフィアの使用は、米国特許出願第６０／５３３，３２０号明細書（代理人整理番号５８６９２ＵＳ００２）、同第６０／５３３，３４８号明細書（代理人整理番号５９４９０ＵＳ００２）、および同第６０／５５５，２１５号明細書（代理人整理番号５９６８８ＵＳ００２）に示される。
【００１９】
本明細書において示される全ての濃度は、特に言及しない限り重量パーセントとして表される。本発明の組成物中の好適な成分濃度は、本発明の組成物の全成分重量を基準にして、粒状グレードＰＴＦＥが約５５％〜約９９％、低密度ミクロスフィアが約１％〜約４５％の範囲である。本発明の組成物中の特に好適な成分濃度は、本発明の組成物の全成分重量を基準にして、粒状グレードＰＴＦＥが約７０％〜約８０％、低密度ミクロスフィアが約２０％〜約３０％の範囲である。当業者は製造された物品の同等の物性を得るために好適な成分濃度範囲がわかるであろう。
【００２０】
本発明の組成物は、個別の必要とされる要求に応じ、更なる材料を、種々の濃度で含むこともできる。例えば、本発明の組成物は、さらに色素、抗酸化剤、ＵＶ安定化剤、強化剤、その他の充填物（有機および無機）、およびそれらの組み合わせを含んでいてもよい。
【００２１】
本発明の組成物は種々の混合技術により製造されうる。粒状グレードＰＴＦＥと低密度ミクロスフィアは、常温・常圧では粒子状物質として存在するため、本発明の組成物の好適な製造方法の例には、二工程混合法が含まれる。第一工程は、低密度ミクロスフィアを粒状グレードＰＴＦＥとともに混合し、容器中でそれらを数分間見た目に完全に混合されるまで予備混合することを含む。第二工程は、予備混合した組成物を、その組成物が実質的に均質（すなわち、低密度ミクロスフィアが実質的に粒状グレードＰＴＦＥの粒子間に分散される）になるまで、強力ミキサーでさらに混合することを含む。好適な強力ミキサーの例は、アボットストーンスタンピング社（Ａｂｂｏｔｔｓｔｏｗｎ  Ｓｔａｍｐｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ，  Ｉｎｃ、アボッツタウン、ペンシルバニア州（Ａｂｂｏｔｔｓｔｏｗｎ，  ＰＡ））から市販の、商業上ＡＳＣトルネード  インダストリアル  アジテーター（ＡＳＣ  ＴＯＲＮＡＤＯ  ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  ａｇｉｔａｔｏｒ）と呼ばれるものを含む。
【００２２】
組成物の実質的な均質性は、種々の方法によって判断できる。例えば、混合の程度は、光学顕微鏡で視覚的に検査できる。あるいは、組成物の一部を成形して、物品を形成し得、それらの物品の密度を比較し得る。それらの物品の密度が変動するときは、その組成物は実質的に均質ではない。組成物が実質的に均質でないと判断されれば、引き続き混合工程を使用することができる。組成物が実質的に均質になるまで混合されれば、その組成物は物品を形成するのに使用可能となる。
【００２３】
混合過程の間、粒状グレードＰＴＦＥと低密度ミクロスフィアは、高レベルのストレスにさらされている。それにもかかわらず、上述の混合過程後、視覚顕微鏡法検査により確認できるように、本発明の組成物の実質的に全ての低密度ミクロスフィアは原型を保っている。低密度ミクロスフィアの高い残存率は、低密度ミクロスフィアが示す高い平均粉砕強度によるものと思われる。このことは、実質的な均質性を得るために、強力な混合条件下で本発明の組成物を混合することを可能にする。
【００２４】
流動性粒状ＰＴＦＥを含む本発明の組成物は、溶媒添加、アグロメレーション、緻密化、溶媒除去および造粒分類（すなわち、大きすぎる粒子や微粒子の除去）などの従来の技術を用いさらに処理されうる。
【００２５】
本発明は、前述の組成物から物品を形成する方法も包含する。物品を形成する好適な方法の例は、圧縮成形、焼結、および続く機械加工（例えば、切削）などの、粒状グレードＰＴＦＥ化合物から物品を形成するあらゆる方法を含む。好適な圧縮成形過程の例は、液圧プレスなどの圧縮鋳型で、実施される寸法に組成物を圧縮することを含む。前述のとおり、小さい粒子サイズの粒状グレードＰＴＦＥおよび低密度ミクロスフィアは、高い流動性と圧縮成形系への組成物の均一的充填をもたらす。このことは、製造物品の物性を損なう凝集および凝塊の影響を減じる。圧縮成形の好適な圧は、約１３．８メガパスカル（ＭＰａ）（約２，０００ポンド／平方インチ（ｐｓｉ））〜約８２．７ＭＰａ（約１２，０００ｐｓｉ）の範囲である。圧縮圧は、一方向（すなわち、自動圧縮成形）あるいは全側面（すなわち、均衡圧縮成形）にかけることができる。圧縮組成物は、組成物を強固にするために加熱することにより圧縮鋳型に保持される間、組成物の結晶融点を越える温度で焼結することもできる。好適な焼結条件の例は、約３７０oＣの温度で圧縮組成物を加熱することを含む。そして続いて冷却工程に送られうる。また、組成物を焼結物品に処理すると、その物品は審美的に満足な明白色を呈する。
【００２６】
本発明の組成物は、処理された組成物を、圧縮鋳型から取り出し、圧縮鋳型なしに焼結用オーブンに入れ加熱できる（すなわち、組成物は圧縮鋳型なしに焼結できる）という意味で、自由焼結可能でもある。自由焼結は、種々の鋳型系により製造されるため、本発明の組成物の多様性が増す。
【００２７】
圧縮成形に続く焼結は、最終物品の形成、あるいはその後機械加工される中間物品を形成するために使用されうる。本発明の組成物から形成され得る中間物品の例は、ビレット（すなわち、円柱状塊）を含む。ビレットは、切削され（すなわち、スライスや剥離され）フィルムやシートを形成しうる。本発明の組成物は、寸法安定性がある物品も形成する。従って、従来のＰＴＦＥ物品とは対照的に、組成物から形成されるビレットは、物品の中心部位において低い縮小率を示す（すなわち、低い縮小勾配あるいは「砂時計」効果がある）。このことは、切削時の高い収率をもたらし、続く機械加工工程の必要なく実質的に所望のサイズに物品を圧縮成形することを可能とする。
【００２８】
前述のとおり、本発明の組成物は、種々の物品の形成に用いられうる。製造された物品は組成物が低密度のため軽量である。本発明の一実施形態において、製造された物品は約１．０ｇ／ｃｍ3より小さい比重を示し得る。低密度、粒状グレードＰＴＦＥによりもたらされる耐候性とともに、種々の過酷な環境条件（例えば、熱および化学的暴露）下で使用される浮揚機器（例えば、ブイ）に好適な物品となりうる。本明細書において使用されるＰＴＦＥ／ミクロスフィア物品の平均比重は、ＡＳＴＭＤ７９２−００に準じて測定される。
【００２９】
粒状グレードＰＴＦＥは、低誘電率を示す製造物品とすることもできる。このことは、電線およびケーブルの絶縁層として機能する本発明の組成物から形成される物品とすることもできる。ワイヤーおよびケーブルは、過酷な環境条件にさらされる場合があり、そのような物品は、粒状グレードＰＴＦＥの性質の恩恵を受けるであろう。
【００３０】
本発明の組成物から形成される物品は、良好な圧縮強度も示す。このことにより本発明の組成物から形成される物品は、高いレベルの圧縮力に耐えうる。このことは、一般的に隣接する対の部品の間に配置され、高い圧縮レベルにさらされうるガスケット材などの物品として、特に好適なものとなる。ＡＳＴＭＤ６９５−０２に準ずる好適な圧縮強度の例は、少なくとも約１９．３ＭＰＡ（約２，８００ｐｓｉ）を含み、ＡＳＴＭＤ６９５−０２に準ずる好適な圧縮係数の例は、少なくとも約３００ＭＰＡ（約４４，０００ｐｓｉ）を含む。
【００３１】
本発明の組成物から形成される物品は、良好な引張強さをも示し、そのような物品は使用における引裂き力や破壊に耐える物品となりうる。ＡＳＴＭＤ４７４５−０１に準ずる好適な引張強さの例は、少なくとも約４．１ＭＰａ（約６００ｐｓｉ）を含む。良好な引張強さは、特に薄膜物品に有用である。例えば、約１．３ミリメートルの厚さに機械加工された本発明の組成物から形成される物品は、少なくとも約２．４ＭＰａ（約３５０ｐｓｉ）の引張強さを示す。このように本発明の組成物は、耐久性がある薄膜物品として利用でき、種々の工業的用途に利用できる。
【００３２】
（特性分析および特性決定法）
本発明の組成物の製造および特性決定に種々の技術が利用できる。それらの技術のうちのいくつかはここに使用される。これらの技術の説明を以下に示す。
【実施例】
【００３３】
本発明を以下の実施例中でさらに具体的に記載するが、本発明の範囲内の多くの改良および変形は当業者に明白であるので、それらはあくまでも例示であることを意味する。特に断りのない限り、下記実施例において記載される全ての部、パーセンテージ、および比は、重量あたりであり、実施例中で用いられる全ての試薬は、以下に示される化学物品供給業者から得たか、入手可能であり、あるいは、従来技術により合成できる。
【００３４】
下記実施例において以下の組成物の略語が用いられる。
「ＴＦ１７５０」：商業上ダイニオン（ＤＹＮＥＯＮ）ＴＦ１７５０ＰＴＦＥと呼ばれる、ダイニオン（ＤＹＮＥＯＮ）社（オークデール、ミネソタ州）から市販の粒状グレードＰＴＦＥ。
「ＴＦ１６２０」：商業上ダイニオン（ＤＹＮＥＯＮ）ＴＦ１６２０ＰＴＦＥと呼ばれる、ダイニオン（ＤＹＮＥＯＮ）社（オークデール、ミネソタ州）から市販の粒状グレードＰＴＦＥ。
「ＴＦＭ１７００」：商業上ダイニオン（ＤＹＮＥＯＮ）ＴＦＭ１７００ＰＴＦＥと呼ばれる、ダイニオン（ＤＹＮＥＯＮ）社（オークデール、ミネソタ州）から市販の粒状グレードＰＴＦＥ。
「Ｓ６０ミクロスフィア」：商業上３ＭスコッチライトＳ６０ミクロスフィアと呼ばれる、３Ｍカンパニー（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ、セントポール、ミネソタ州）から市販のソーダ石灰−ホウケイ酸塩ガラスミクロスフィア。
「Ｓ６０ＨＳミクロスフィア」：商業的に３ＭスコッチライトＳ６０ＨＳミクロスフィアと呼ばれる、３Ｍカンパニー（セントポール、ミネソタ州）から市販のソーダ石灰−ホウケイ酸塩ガラスミクロスフィア。
「トップケム２０００（Ｔｏｐ−Ｃｈｅｍ−２０００）」：商業上クリンガー（ＫＬＩＮＧＥＲ）トップケム２０００ガスケット材と呼ばれる、サーモシール社（Ｔｈｅｒｍｏｓｅａｌ，  Ｉｎｃ．、シドニー、オハイオ州（Ｓｙｄｎｅｙ，  ＯＨ））から市販のＰＴＦＥガスケット材。
「シグマ５００（Ｓｉｇｍａ  ５００）」：商業上シグマ５００ガスケット材と呼ばれる、フレキシタリックグループ社（Ｆｌｅｘｉｔａｌｌｉｃ  Ｇｒｏｕｐ  Ｉｎｃ．、ヒューストン、テキサス州（Ｈｏｕｓｔｏｎ，  ＴＸ））から市販のＰＴＦＥガスケット材。
「ダーロン９０００（Ｄｕｒｌｏｎ９０００）」：商業上ダーロン９０００ガスケット材と呼ばれる、ガスケットリソース社（Ｇａｓｋｅｔ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，  Ｉｎｃ．、エクストン、ペンシルバニア州（Ｅｘｔｏｎ，  ＰＡ））から市販のＰＴＦＥガスケット材。
「シーロン（Ｓｅａｌｏｎ）」：商業上シーロンガスケット材と呼ばれる、アメラフレックス  ルバー＆ガスケット社（Ａｍｅｒａｆｌｅｘ  Ｒｕｂｂｅｒ  ＆  Ｇａｓｋｅｔ  Ｃｏ．，Ｉｎｃ、ディアパーク、テキサス（Ｄｅｅｒ  Ｐａｒｋ，  ＴＸ））から市販のＰＴＦＥガスケット材。
「ティーロン１５８０（Ｔｅａｌｏｎ１５８０）」：商業上ティーロン１５８０ガスケット材と呼ばれる、テディット  ノースアメリカ社（Ｔｅａｄｉｔ  Ｎｏｒｔｈ  Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃ．、ヒューストン、テキサス州）から市販のＰＴＦＥガスケット材。
「ティーロン１５９０」：商業上ティーロン１５９０ガスケット材と呼ばれる、テディット  ノースアメリカ  インク（ヒューストン、テキサス州）から市販のＰＴＦＥガスケット材。
「ヴァーグＰＴＦＥ（Ｖｉｒｇ．ＰＴＦＥ）」：商業上ヴァーグＰＴＦＥ材と呼ばれる、ケムプラストＵＳＡ（Ｃｈｅｍｐｌａｓｔ  ＵＳＡ、フォートウェイン、インディアナ州（Ｆｏｒｔ  Ｗａｙｎｅ，  ＩＮ））から市販のＰＴＦＥガスケット材。
【００３５】
（実施例１〜６）
実施例１〜６は、表１に示される粒状グレードＰＴＦＥ（例えば、ＴＦ１７５０およびＴＦＭ１７００）および低密度ミクロスフィア（例えば、Ｓ６０ＨＳミクロスフィア）の組成濃度（重量％）を有する本発明の組成物である。物品を、種々の圧縮圧以外は後述の特定のＡＳＴＭに準じ組成物を圧縮成形および焼結することによって形成した。表１は、実施例１〜６の組成物を圧縮鋳型に使用するための圧縮圧も示す。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
実施例１〜６の組成物から形成された物品の引張強さ、張力係数、および／または引張り伸びを定量的に測定した。表２は、実施例１、２、および４〜６の組成物から形成された物品のＡＳＴＭＤ４７４５−０１に準じ試験した引張強さを示す。表３は、実施例３〜６の組成物から形成された物品のＡＳＴＭＤ４７４５−０１に準じて試験した張力係数を示す。表４は実施例１〜６の組成物から形成された物品について、ＡＳＴＭＤ４７４５−０１に準じて試験した引張り伸びを示す。
【００３８】
【表２】
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【００３９】
表２〜４において示されるデータは、本発明の組成物から形成された物品が、良好な引張強さ、張力係数、および引張り伸びを有することを明らかにする。良好な引張強さと良好な引張り伸びの組み合わせは、本物品が丈夫で種々の工業的用途に利用できることを示す。特に、実施例６の組成物により形成された物品は、引張強さが６．８９ＭＰａ、張力係数が２２８ＭＰａ、かつ１００％の引張り伸びを示した。これは、部分的には、良好な物性を示すＴＦＭ１７００を用いたことによるものと思われる。
【００４０】
実施例１〜６の組成物から形成された物品の比重、硬度、および縮小率を定量的に測定した。表５は、実施例１〜６の組成物から形成された物品の比重（Ｄ７９２−００に準じて試験）、初期および１５秒硬度（Ｄ２２４０−０４に準じて試験）、および縮小率（Ｄ４８９４−０４に準じて試験）を示す。
【００４１】
【表３】
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【００４２】
表５のデータは本発明の組成物の密度が低いことを示す。示されるように、物品の密度はその圧縮圧に比例し、それは部分的には物品の圧縮成形時に生じる圧縮のレベルにより生じるものである（すなわち、圧縮圧が高ければ、一般的によりコンパクトな物品になる）。密度も低密度ミクロスフィアの濃度に反比例する。高濃度の低密度ミクロスフィアは、対応する物品も同様に低密度となる。
【００４３】
表５のデータは本物品が良好な硬度と低い縮小率を有することを示す。低い縮小率は、本発明の組成物から形成された物品が圧縮成形時に所望の寸法を実質的に保持することを可能にする。
【００４４】
実施例４および６の組成物から形成された物品の圧縮係数および圧縮強度を定量的に測定した。表６は、実施例４および６の組成物から形成された物品について、ＡＳＴＭ  Ｄ６９５−０２に準じて試験した圧縮係数および圧縮強度を示す。
【００４５】
【表４】
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【００４６】
表６のデータは、実施例４および６の組成物から形成された物品の良好な圧縮係数と圧縮強度を示す。従って、本発明の組成物は、シーリング材およびガスケット材などの種々の用途に好適である。実施例６の組成物により形成された物品は、前述の良好な張力的性質に加え、高い圧縮係数と圧縮強度も示す。
【００４７】
実施例４および６の組成物について、２５℃、大気圧でのねじり変形に対する抵抗性も試験した。表７に示された厚みと原寸法を有するガスケットサンプルを、実施例４および６ならびに比較例Ａ〜Ｇの組成物について形成した。ガスケットは、１−１／２  ＡＮＳＩ  クラス１５０フランジ中に導入され、４段階でトルクをかけた。１番目、２番目、および３番目の段階は、それぞれ２５フットポンド、５２フットポンド、および７６フットポンドのねじり圧をかけた。つぎにガスケットを３時間フランジに残し、７６フットポンドに再度達するまで４番目の段階のねじり圧をかけた。このガスケットを１時間フリンジ中に置いたあと、フランジから取り出し、ねじり寸法を測定した。表７は、実施例４〜６および比較例Ａ〜Ｇの組成物から形成されたガスケットのサンプル厚、原寸法（内径×外径）、ねじり寸法（内径×外径）、および原寸法とねじり寸法間の変化の割合を示す。
【００４８】
【表５】
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【００４９】
表８のデータは、本発明の組成物から形成された物品が、ねじり負荷に対する良好な抵抗性を有することを示す。実施例４および６の組成物のガスケットは、それぞれ、内径の変化の割合がわずか４．２％および外径の変化の割合がわずか３．４％であったことを示した。比較例Ａのガスケットのみ、ねじりに対しより良い結果を示した。しかしながら、比較例Ａは、微粉末グレードＰＴＦＥを用いるトップケム２０００である。前述のとおり、微粉末グレードＰＴＦＥは、物品を形成するために高価な押し出し成形処理系が必要である。一方、本発明の組成物の粒状グレードＰＴＦＥは、より安価な圧縮成形および焼結を用いることができる。
【００５０】
実施例４および６の組成物から形成された物品の熱膨張率（ＣＯＴＥ）を定量的に測定した。表８は、実施例４および６ならびに比較例ＡおよびＣ〜Ｆの組成物から形成された物品について、ＡＳＴＭＥ８３１−０３に準じて試験したＣＯＴＥを示す。
【００５１】
【表６】
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【００５２】
表８のデータは、本発明の組成物から形成される物品が、低いＣＯＴＥを有することを示す。このことは、高温条件においても目立った変形が生じることなく物品を使用できることを可能とする。これは、同様に使用時中の物品の製品寿命も向上させる。比較例Ａのガスケットのみ、より良いＣＯＴＥの結果を示した。しかしながら、前述のとおり、比較例Ａは、製品の製造に高価な押し出し成形処理系を必要とする微粉末グレードＰＴＦＥを使用するトップケム２０００である。一方、本発明の組成物の粒状グレードＰＴＦＥは、より安価な圧縮成形および焼結を用いることができる。
【００５３】
（実施例７〜１０）
実施例７〜１０は、表９に示される粒状グレードＰＴＦＥ（例えば、ＴＦ  １６２０）および低密度ミクロスフィア（例えば、Ｓ６０ＨＳおよびＳ６０ミクロスフィア）の組成濃度（重量パーセント）を有する本発明の組成物である。圧縮圧が１０ＭＰａ（１４５０ｐｓｉ）であった以外は、後述の特定のＡＳＴＭに準じて、組成物を圧縮成形および焼結することにより物品を形成した。
【００５４】
【表７】
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【００５５】
実施例７〜１０の組成物から形成された物品の比重、縮小率、引張強さ、引張り伸び、および硬度を定量的に測定した。表１０は、実施例７〜１０の組成物から形成された物品の比重（Ｄ７９２−００に準じて試験）、縮小率（Ｄ４８９４−０４に準じて試験）、引張強さおよび伸び率（ＡＳＴＭ  Ｄ４７４５−０１に準じて試験）、ならびに硬度（Ｄ２２４０−０４に準じて試験）を示す。
【００５６】
【表８】
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【００５７】
表１０のデータは、さらに本発明の組成物から形成された物品の良好な物性を示す。特に、実施例７および８（９０％ＴＦ１６２０）の組成物から形成された物品は、高い引張強さと引張り伸びを示した。
【００５８】
好ましい実施形態を示すことにより本発明の詳細を説明したが、当業者は本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに、形態および詳細を変更しうることを認識するであろう。
【国際調査報告】
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