(57)【要約】      （修正有）【課題】混合物ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）糸の製造方法と、該製造方法によって製造された、引張強度に優れたＰＴＦＥ糸及びＰＴＦＥ糸の強化方法の提供。【解決手段】ＰＴＦＥ：７３〜９５ｗｔ％、ＭｏＳ２：３〜２５ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３：１〜５ｗｔ％及びＡｌ（ＯＨ）３：１〜５ｗｔ％からなる混合物ＰＴＦＥ粉体を用いた混合物ＰＴＦＥ糸製造方法で、混合物ＰＴＦＥ粉体に溶剤のケロシンを入れて保温する保温調整工程と、保温調整された混合物ＰＴＦＥ粉体をシリンダー温度７０〜９０℃で、断面が円形又は楕円形のロッドに押し出す押出工程と、ロッドをシート状に圧延する圧延工程と、シートを多重に折り畳んで１０〜４０ｃｍ／ｓの速度で２５０〜２７０℃のオーブンに通す折り畳み工程と、折り畳んだシートを４５０〜５００℃に加熱後、２００〜６００％の延伸倍率に多段延伸する延伸工程と、を含む、ＰＴＦＥ糸の製造方法。【選択図】図１
2017201068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＴＦＥ：７３〜９５ｗｔ％、ＭｏＳ２：３〜２５ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３：１〜５ｗｔ％、及びＡｌ（ＯＨ）３：１〜５ｗｔ％からなる混合物ＰＴＦＥ粉体を用いた混合物ＰＴＦＥ糸製造方法であって、
前記混合物ＰＴＦＥ粉体に溶剤のケロシン１８〜２５ｗｔ％を入れて３０〜５０℃で４０〜５０時間保温する保温調整工程と、
保温調整された混合物ＰＴＦＥ粉体をシリンダー温度７０〜９０℃で、断面が円形又は楕円形のロッドに押し出す押出工程と、
該ロッドを１００〜１５０℃で厚さ０．３〜０．７ｍｍのシート状に圧延する圧延工程と、
該シートを多重に折り畳んで１０〜４０ｃｍ／ｓの速度で２５０〜２７０℃のオーブンに通す折り畳み工程と、
該折り畳んだシートを４５０〜５００℃に加熱後、２００〜６００％の延伸倍率に多段延伸する延伸工程と
を含んでなることを特徴とする混合物ＰＴＦＥ糸製造方法。
【請求項２】
前記多段延伸が、１２０％倍率の１次延伸、５０％倍率の２次延伸、６０％倍率の３次延伸、３０％倍率の４次延伸、１５％倍率の５次延伸を有する５段階延伸であることを特徴とする請求項１に記載の混合物ＰＴＦＥ糸製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の混合物ＰＴＦＥ糸製造方法によって製造され、直径１〜３ｍｍ、重量１〜１０ｇ／ｍであることを特徴とする混合物ＰＴＦＥ糸。
【請求項４】
請求項３に記載の混合物ＰＴＦＥ糸の外周がアルミナゾル混入ＰＴＦＥ層によって被覆されていることを特徴とする強化混合物ＰＴＦＥ糸。
【請求項５】
請求項３に記載の混合物ＰＴＦＥ糸の外周に、アルミナゾル混入ＰＴＦＥテープを螺旋状に巻回する工程を含む混合物ＰＴＦＥ糸の強化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、引張強度に優れた混合物ＰＴＦＥ（ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）糸の製造方法及び該製造方法によって製造された混合物ＰＴＦＥ糸並びに強化混合物ＰＴＦＥ糸及び混合物ＰＴＦＥ糸の強化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＴＦＥは、テープや紐のような撚糸の形態で製造されて、グランドパッキン等の重要な素材として用いられている。グランドパッキンは液体や気体の漏出を塞ぐ密封材であって、各種バルブに必須的に用いられる。特に原子力発電所、工場、石油化学装置、ポンプ等に多様に用いられている。軸の周りのスタッフィングボックス内に詰め込まれて軸とパッキンとの間の摩擦面を密封するパッキン方式にはＰＴＦＥテープ又は撚糸が主に用いられている。ＰＴＦＥテープ又は撚糸は完璧な密封を必要とするグランドパッキンに用いられるため、耐久性、即ち引張強度に優れることが望まれる。特許文献１にはＰＴＦＥの２軸延伸フィルムを熱処理した後、長手方向に部分的にスリットすることにより、ＰＴＦＥ長繊維を製造する方法が開示されている。このＰＴＦＥ長撚糸は本発明における混合物ＰＴＦＥ糸に該当する。本明細書における「混合物ＰＴＦＥ糸」は、ＰＴＦＥを主成分とするが他の成分も含むＰＴＦＥ糸を意味する用語として用いられている。
ＰＴＦＥ粉体に黒鉛パウダーを混合して製造されたＷ．Ｌ．  Ｇｏｒｅ  ＆  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ，Ｉｎｃ．製のＧＦＯファイバー（登録商標）もグランドパッキン素材に用いられている。尖端繊維で編んだパッキン素材は、ＰＴＦＥが持つ耐薬品性と黒鉛が持つ耐熱性により、各種バルブ、回転機器、回転ポンプ、撹拌機、フランジ等に用いられる。
前記特許文献１に開示された１００％ＰＴＦＥ長繊維をはじめ、今までグランドパッキンに用いられているＧＦＯファイバー（登録商標）は、耐久性のための引張強度に限界があった。
本発明者等は、混合物ＰＴＦＥ撚糸の耐久性を向上させるために引張強度が優れた混合物ＰＴＦＥ糸が開発されれば、グランドパッキンは勿論、各種ポンプ等のバルブ、タイミングベルト、Ｖベルト、各種石油化学装置、かつ自動車、航空機、高速列車、ロケット等の分野で用いられるという考えにより、優れた引張強度を有する本発明の混合物ＰＴＦＥ糸を開発するに至った。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２４４７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は引張強度に優れた混合物ＰＴＦＥ糸の製造方法と、該製造方法によって製造された、グランドパッキン等の素材として用いられる引張強度に優れた混合物ＰＴＦＥ糸並びに強化混合物ＰＴＦＥ糸及び混合物ＰＴＦＥ糸の強化方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第一の態様は、ＰＴＦＥ：７３〜９５ｗｔ％、ＭｏＳ２：３〜２５ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３：１〜５ｗｔ％、及びＡｌ（ＯＨ）３：１〜５ｗｔ％からなる混合物ＰＴＦＥ粉体を用いた請求項１に記載の混合物ＰＴＦＥ糸製造方法であって、
前記混合物ＰＴＦＥ粉体に溶剤のケロシン１８〜２５ｗｔ％を入れて３０〜５０℃で４０〜５０時間保温する保温調整工程（この工程により、粘弾性を持つ）と、
保温調整された混合物ＰＴＦＥ粉体をシリンダー温度７０〜９０℃で、断面が円形又は楕円形のロッドに押し出す押出工程（ロッドに押し出された物の比重は１．５程度である）と、
該ロッドを１００〜１５０℃で厚さ０．３〜０．７ｍｍのシート状に圧延する圧延工程と、
該シートを多重に折り畳んで１０〜４０ｃｍ／ｓの速度で２５０〜２７０℃のオーブンに通す折り畳み工程（この折り畳み工程では、前述の圧延した３００ｍｍ幅のシートを３重に折り畳んで１０〜４０ｃｍ／ｓの速度で２５０〜２７０℃のオーブンに通過させ、１００ｍｍ幅のシートに製造する。また、この折り畳み工程は３重に折り畳まない場合に比べ、混合物ＰＴＦＥ糸に均一な張力を形成することができる。但し、下記で説明するように、３重に折り畳む前のシートの幅が３００ｍｍに限定されるのではない。）と、
該折り畳んだシートを４５０〜５００℃に加熱後、２００〜６００％の延伸倍率に多段延伸する延伸工程と
を含んでなることを特徴とする混合物ＰＴＦＥ糸製造方法に関するものである。
また、請求項２によれば、前記多段延伸が、１２０％倍率の１次延伸、５０％倍率の２次延伸、６０％倍率の３次延伸、３０％倍率の４次延伸、１５％倍率の５次延伸を有する５段階延伸であることが好ましい。５段階延伸の後、ブラシ工程を追加することができる。ブラシ工程は撚糸の長手方向に多数のスリットを形成するためである。ブラシ工程はスリット工程又はナイフ工程ともいう。
【０００６】
本発明の第二の態様は、叙上の第一の態様に係る混合物ＰＴＦＥ糸製造方法によって製造された請求項３に記載の混合物ＰＴＦＥ糸であって、当該混合物ＰＴＦＥ糸の直径１〜３ｍｍ、重量１〜１０ｇ／ｍである。
混合物ＰＴＦＥ糸は、ブラシ工程で長手方向に多数のスリットが連続的に形成されて網目構造をなす。網目構造は混合物ＰＴＦＥ糸を長手方向に対して直角方向に広げた時に確認することができ、一般に混合物ＰＴＦＥ糸は延伸された後に混合物ＰＴＦＥ糸自体の張力により紐のような形態で巻かれている。その後、１０〜３０ｍｍ幅のテープ状にスリットし、撚って混合物ＰＴＦＥ糸にされる。本態様の混合物ＰＴＦＥ糸は、物の発明であるが、構造では特定することができないので、製法限定で記載した。
【０００７】
本発明の第三の態様は、叙上の第二の態様に係る混合物ＰＴＦＥ糸の外周がアルミナゾル混入ＰＴＦＥ層によって被覆されていることを特徴とする請求項４に記載の強化混合物ＰＴＦＥ糸に関する。
【０００８】
本発明の第四の態様は、叙上の第二の態様に係る混合物ＰＴＦＥ糸の外周に、アルミナゾル混入ＰＴＦＥテープを螺旋状に巻回する工程を含む、請求項５に記載の混合物ＰＴＦＥ糸の強化方法に関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の請求項１によれば、グランドパッキン等の素材として用いられる引張強度が優れた混合物ＰＴＦＥ糸の製造方法が提供される。
本発明の請求項２によれば、前記多段延伸が、１２０％倍率の１次延伸、５０％倍率の２次延伸、６０％倍率の３次延伸、３０％倍率の４次延伸、１５％倍率の５次延伸を有する５段階延伸であるので、配向方向の強さ・剛性・耐衝撃強度が増した混合物ＰＴＦＥ糸の製造方法が提供される。
本発明の請求項３によれば、請求項１乃至２の製造方法によって製造された、グランドパッキン等の素材として用いられる引張強度に優れた混合物ＰＴＦＥ糸を提供することができる。
【００１０】
本発明の請求項４によれば、高温（３５０℃）のみならず、常温においても高いシール性を発揮するグランドパッキンを実現できる混合物ＰＴＦＥ糸を提供することができる。
【００１１】
本発明の請求項５によれば、常温においても高いシール性を発揮するグランドパッキンを実現できる混合物ＰＴＦＥ糸の強化方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１はＪＩＳ  Ｌ１０１３に基づいて実施した、本発明の実施例に係る混合物ＰＴＦＥ糸と従来品との破断強度を比較した比較表である。
【図２】図２は本発明の実施形態２に係る強化混合物ＰＴＦＥ糸の構成の一例を示す断面説明図である。
【図３】図３は本発明の実施形態３に係る混合物ＰＴＦＥ糸の強化方法の工程を示す説明図である。
【図４】図４は本発明の実施例１０において行ったグランドパッキンの漏洩試験に用いたテストリグの概要を示す説明図である。
【図５】実施例１０の漏洩試験結果を示すグラフである。
【図６】比較例１６の漏洩試験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［実施形態１］
本発明の実施形態１は、引張強度が優れた混合物ＰＴＦＥ糸の製造方法に関するものであって、以下にその製造工程を示す。
【００１４】
（工程Ｉ）ＰＴＦＥ：７３〜９５ｗｔ％、ＭｏＳ２：３〜２５ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３：１〜５ｗｔ％、及びＡｌ（ＯＨ）３：１〜５ｗｔ％からなる混合物ＰＴＦＥ粉体を準備し、溶剤のケロシン１８〜２５ｗｔ％を、当該ＰＴＦＥ：７３〜９５ｗｔ％、ＭｏＳ２：３〜２５ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３：１〜５ｗｔ％、及びＡｌ（ＯＨ）３：１〜５ｗｔ％からなる混合物ＰＴＦＥ粉体に入れて３０〜５０℃で４０〜５０時間保温する。この保温調整工程を経ると、混合物ＰＴＦＥ粉体が、粘弾性をもつ。
（工程ＩＩ）押出工程
前記工程Ｉ（保温調整工程）で得た粘弾性を持った状態の混合物ＰＴＦＥ糸を、シリンダー温度７０〜９０℃で、円形又は楕円形の断面を有し直径５〜２５ｍｍ、比重が１．５程度のロッド状に押し出す。
（工程ＩＩＩ）圧延工程
工程ＩＩ（前記押出工程）で得たロッドを１００〜１５０℃で幅３００ｍｍ、厚さ０．３〜０．７ｍｍのシート状に圧延する。
【００１５】
（工程ＩＶ）折り畳み工程
前記工程ＩＩＩにおいて圧延した３００ｍｍ幅のシートを３重に折り畳んで１００ｍｍ幅の３層構造のシートに形成する。これは、ロッドをシート状に圧延するとシートの中央部分と周縁部の張力が均一でないためである。
したがって、３００ｍｍ幅のシートを３重に折り畳んで１０〜４０ｃｍ／ｓの速度で２５０〜２７０℃のオーブンを通して１００ｍｍ幅のシートに製造する。この工程は３重に折り畳まない場合に比べ、混合物ＰＴＦＥ糸に均一な張力を形成することができる。
ただし、シートの幅は３００ｍｍに限定されない。例えば、２４０ｍｍ幅のシートを３重に折り畳む場合は、８０ｍｍ幅のシート、２１０ｍｍ幅のシートを３重に折り畳む場合には、７０ｍｍ幅のシートが形成される。この工程の２５０〜２７０℃の温度下ではＰＴＦＥ糸のＡｌ（ＯＨ）３の結晶数（ＯＨ）の一つが消滅する。
本実施形態において、折り畳む数は、３重に限られずに多重であればよく、２重や４重でもよい。
【００１６】
（工程Ｖ）延伸工程
前記工程ＩＶ（折り畳み工程）で３重に折り畳んだシートをオーブンで４５０〜５００℃に加熱後、３０〜１００ｃｍ／ｓの速度で２００〜６００％の延伸倍率で延伸する。
工程Ｖ（延伸工程）は多段延伸が好ましく、特に５段延伸が最も好ましいが、各段階のローラー温度は１００〜１５０℃である。５段延伸の場合、１次ローラーを通しながら１２０％倍率で延伸し、２次ローラーを通しながら５０％倍率で延伸し、３次ローラーを通しながら６０％倍率で延伸し、４次ローラーを通しながら３０％倍率で延伸し、５次ローラーを通しながら１５％倍率で延伸する。
このような多段延伸は各段階のローラーの速度を調整することで、当業者には容易に実施されることができる。
この工程を経ると、Ａｌ（ＯＨ）３から残りの結晶数（ＯＨ）の２つが消滅して酸化アルミニウムになる。該酸化アルミニウムはＰＴＦＥ及びＭｏＳ２と結合するが、この結合は非常に強力で引張強度が優れた混合物ＰＴＦＥ糸になる要因となる。
本実施形態によれば、混合物ＰＴＦＥ糸は延伸工程を経ながら分子配向によって長手方向にスリットが形成されて網目構造をなすことになり、この網目構造は引張強度を向上させることに寄与する。
延伸工程によりスリットが十分に形成されない場合には、スリットを更に形成するために撚糸の長手方向にブラシ工程を追加する。ブラシ工程はスリット工程又はナイフ工程ともいい、本発明が属する技術分野の当業者により容易に実施されることができる。
本発明の延伸工程では、１軸延伸又は２軸延伸をすることができる。１軸延伸については前述のとおり説明したが、長手方向だけでなく、幅方向に２軸延伸をすることができ、２軸延伸は当業者により容易に実施されることができる。
これらの方法により製造された混合物ＰＴＦＥ糸は、１〜３ｍｍの直径と１ｍ当たり１〜１０ｇの重量を有する。
【００１７】
なお、混合物ＰＴＦＥ粉体の製造方法をより詳しく以下に述べる。
ＰＴＦＥ固形分の含有量が２０ｗｔ％のＰＴＦＥ乳化液に、実施例毎に量を変えたＭｏＳ２、Ａｌ２Ｏ３及びＡｌ（ＯＨ）３を水中分散した後、脱水過程で炭酸ナトリウムを０．０１ｗｔ％添加し、ＰＴＦＥ固形分、ＭｏＳ２、Ａｌ２Ｏ３及びＡｌ（ＯＨ）３が水とよく分離したケーキ状に製造し、１６０℃の温度で２０時間乾燥させてインゴットに製造し、インゴットの混合物を３０メッシュ振動網で粉砕して混合物ＰＴＦＥ粉体を得た。より詳しくは、混合物ＰＴＦＥ粉体の製造方法はつぎのとおりである。
【００１８】
＜工程１：水中分散混合工程＞
ＰＴＦＥ固形分の含有量が１０〜２５ｗｔ％のＰＴＦＥ乳化液にＭｏＳ２、Ａｌ２Ｏ３及びＡｌ（ＯＨ）３を水中分散した後、脱水過程で炭酸ナトリウムを添加し、ＰＴＦＥ固形分、ＭｏＳ２、Ａｌ２Ｏ３及びＡｌ（ＯＨ）３が水とよく分離したケーキ状に製造し、１２０〜１９０℃の温度で１６〜２４時間乾燥させてインゴットに製造し、インゴットの混合物を３０〜３５メッシュ振動網で粉砕して混合物ＰＴＦＥ粉体を得る。
脱水過程で添加される炭酸ナトリウムは約０．０１ｗｔ％であるのが好ましい。
本実施形態において、ＰＴＦＥの分子量は、７，０００，０００〜３０，０００，０００モルが好ましく、ＭｏＳ２は純度９９．５ｗｔ％以上、粒径１．４μｍ±５０％、Ａｌ２Ｏ３は純度９９．６ｗｔ％以上、粒径１μｍ±５０％、Ａｌ（ＯＨ）３は純度９９ｗｔ％以上、粒径１μｍ±５０％であるのが好ましい。常温で水中分散して混合し、炭酸ナトリウム０．０１ｗｔ％を添加して攪拌する。
炭酸ナトリウムにより、ＰＴＦＥ固形分、ＭｏＳ２、Ａｌ２Ｏ３、及びＡｌ（ＯＨ）３が水と良く分離すると、ＰＴＦＥ混合物はケーキ状になる。これを１２０〜１９０℃の温度で１６〜２４時間乾燥させてインゴットを作る。該インゴットは、４００〜５００μｍ±２０％の粒径を有するように３０〜３５メッシュ振動網で粉砕して混合物ＰＴＦＥ粉体を得る。
【００１９】
＜工程２：乾燥工程＞
工程１で得た混合物ＰＴＦＥ粉体は、ロッド状で保温調整工程を経る前に乾燥工程を経ることができる。乾燥工程は結露現象を通じて、混合物ＰＴＦＥ粉体を１〜３℃の低温状態で２０〜３０時間維持させて、水分の含量を０．０３ｗｔ％以下にするための工程である。この工程は必要に応じて行うことができる。
【００２０】
［実施形態２］
図２を参照すると、実施形態２に係る強化混合物ＰＴＦＥ糸は、前述の実施形態１の混合物ＰＴＦＥ糸（１）の外周がアルミナゾル混入ＰＴＦＥ層（２）によって被覆されている。アルミナゾル混入ＰＴＦＥ層（２）の混合物ＰＴＦＥ糸（１）への被覆は、後述するとおり、混合物ＰＴＦＥ糸の外周に、アルミナゾル混入ＰＴＦＥテープを螺旋状に巻回することによって得られる。アルミナゾル混入ＰＴＦＥ層（２）の混合物ＰＴＦＥ糸（１）への被覆は、混合物ＰＴＦＥ糸の外周に、アルミナゾル混入ＰＴＦＥテープを巻き付ける以外の方法として、アルミナゾル混入ＰＴＦＥ層をコーティング（含浸）することによっても得られる。
このように混合物ＰＴＦＥ糸（１）の外周がアルミナゾル混入ＰＴＦＥ層（２）によって被覆されると、３５０℃の高温下のみならず、常温下でも優れたシール性を発揮するグランドパッキンを実現できる。
［実施形態３］
図３を参照すると、混合物ＰＴＦＥ糸の強化方法は、実施形態２に係る混合物ＰＴＦＥ糸の外周に、アルミナゾル混入ＰＴＦＥテープを螺旋状に巻回する工程を含んでいる。アルミナゾル混入のテープの厚さとしては、例えば０．０２乃至０．０５ｍｍが採用され得るがこれに限定されない。
【実施例】
【００２１】
混合物ＰＴＦＥ粉体を用いる混合物ＰＴＦＥ糸の製造方法及び該製造方法によって製造された混合物ＰＴＦＥ糸を以下の実施例により詳しく述べる。しかし当該実施例は本発明を例示するためであって、本発明の実施範囲を限定するものではなく、制限するものでもない。
【００２２】
［実施例１〜７］
混合物ＰＴＦＥ粉体の組成を表１に示す。
【００２３】
【表１】
2017201068.tif 000003
【００２４】
これらの混合物ＰＴＦＥ粉体を用い、下記の工程で混合物ＰＴＦＥ糸を作成した。作成した混合物ＰＴＦＥ糸の引張強度を表２に示す。
【００２５】
【表２】
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【００２６】
引張強度は、島津製作所のＡＧ−１０ＫＮＧを用い、ＪＩＳ−Ｌ−１０１３に準じて、チャック間距離：２００ｍｍ、引張速度：２００ｍｍ／ｍｉｎで行った。
＜保温調整工程＞
混合物ＰＴＦＥ粉体に溶剤のケロシン２０ｗｔ％を入れ、４０℃で４５時間保温した。
＜押出工程＞
この保温調整工程を経て、粘弾性を持つ状態になった混合物ＰＴＦＥ粉体を、押出温度８０℃で押し出してロッドにした。
＜圧延工程＞
続いて、押し出されたロッドを１３０°Ｃで幅３００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのシートに圧延した。
＜折り畳み工程＞
続いて、圧延したシートを３重に折り畳んで２６０°Ｃのオーブンを通して１００ｍｍ幅の３層構造のシートを形成した。
＜延伸工程＞
続いて延伸温度４６０℃で１次ローラーを通しながら１２０％倍率で延伸し、２次ローラーを通しながら５０％倍率で延伸し、３次ローラーを通しながら６０％倍率で延伸し、４次ローラーを通しながら３０％倍率で延伸し、５次ローラーを通しながら１５％倍率で延伸した。
＜スリット工程＞
延伸されたシートを幅１０ｍｍにスリットした。
＜撚糸工程＞
スリットしたテープを撚って混合物ＰＴＦＥ糸を製造した。
【００２７】
［実施例８、９］
混合ＰＴＦＥ乳化液における、水以外の組成が実施例１と同じである混合物ＰＴＦＥ粉体を用い、製造工程での各条件が実施例１〜７と異なる表３に示す条件で製造した。表３には、実施例１〜７の条件も示す。
【００２８】
【表３】
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【００２９】
［比較例１〜９］
混合ＰＴＦＥ乳化液における、水以外の組成が表１に示す組成の混合物ＰＴＦＥ粉体を作成し、実施例１〜７と同じ製造条件で混合物ＰＴＦＥ糸を作成した。作成した混合物ＰＴＦＥ糸の引張強度を表２に示す。
【００３０】
［比較例１０、１１］
混合ＰＴＦＥ乳化液における、水以外の組成が実施例１と同じである混合物ＰＴＦＥ粉体を用い、製造工程での各条件の内、ケーキ状混合物の保持温度のみが実施例１〜７の条件と異なり、他の条件は実施例１〜７の条件と同じである条件で作成した（表３参照）。作成した混合物ＰＴＦＥ糸の引張強度を表２に示す。
【００３１】
［比較例１２〜１４］
比較例１２〜１４は、製造方法が実施例と異なり、下記製造条件で作成した。
＜分散工程＞
ＰＴＦＥ固形分、ＭｏＳ２、Ａｌ２Ｏ３及びＡｌ（ＯＨ）３を水中に分散させた。水以外の組成を表１に示す。
＜フリーズドドライ工程＞
分散液を雰囲気圧力１０ｍｍＨｇ、−４０℃で凍結乾燥させ、粉末ペースト状にした。
＜押出工程＞
８０℃で円形に押し出した。
＜圧延工程＞
押出工程で押し出された押出物をテープ状に圧延した。
＜延伸工程＞
圧延したテープを１軸延伸した。
引張強度を表４に示す。
【００３２】
【表４】
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【００３３】
［比較例１５］
比較例１５として、Ｗ．Ｌ．Ｇｏｒｅ  ＆  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ，Ｉｎｃ．で製造するＧＦＯ（登録商標）のＰＴＦＥテープを作成した。作成にはＰＴＦＥ：８４ｗｔ％、カーボンブラック：１５ｗｔ％、及びシリコンオイル：１ｗｔ％の原料を用いた。原料を除いては比較例１２〜１４と同様の製造方法でテープを作成した。引張強度を表４に示す。
【００３４】
［ＳＥＭ分析］
ＳＥＭ観察では比較例１５で無数の穴が観察された。すべてが同一方向に向いていて、１軸延伸により伸ばされたと考えられる。実施例１では穴がほとんど観察されなかった。また、表面には多数の粒子が確認されるが、これは酸化アルミニウムと推測される。実施例１では酸化アルミニウムにより糸の延伸性が抑制され、網目構造になって引張強度が向上したと考えられる。
【００３５】
本発明の実施例は、従来のＰＴＦＥテープである比較例１５と比べて非常に高い引張強度を示した。また、製造条件が本発明とは異なるが、混合物ＰＴＦＥ粉体の組成が本発明の範囲内である比較例１２〜１４も、従来のＰＴＦＥテープである比較例１５と比べて高い引張強度を示した。
【００３６】
本発明に係るＰＴＦＥ：７３〜９５ｗｔ％、ＭｏＳ２：３〜２５ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３：１〜５ｗｔ％、及びＡｌ（ＯＨ）３：１〜５ｗｔ％からなる混合物ＰＴＦＥ粉体と、従来品との破断強度についてＪＩＳ  Ｌ１０１３（化学繊維フィラメント糸試験方法（Ｔｅｓｔｉｎｇ  ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ｍａｎ−ｍａｄｅ  ｆｉｌａｍｅｎｔ  ｙａｒｎｓ））に規定された試験方法に従って比較した。添付図面の図１にその試験結果を示す。
【００３７】
上記実施例１の混合物ＰＴＦＥ糸を５本用意した。（番号（４）の１〜５）また試験の実施の都合上、本発明による各テストピースが直径２ｍｍの円形断面を有していると見做した。
【００３８】
番号（１）の１〜５はＰＴＦＥにＭｏＳ２１５％配合したフィラメント、番号（２）の１〜５はＰＴＦＥにＭｏＳ２２０％配合したフィラメント、番号（３）の１〜６はＰＴＦＥにＭｏＳ２２５％配合したフィラメントを示す。本発明の混合物ＰＴＦＥ糸は従来品の４倍乃至５倍の破断強度を奏した。
【００３９】
本発明の混合物ＰＴＦＥ糸は、グランドパッキンは勿論、各種ポンプ等のバルブ、タイミングベルト、Ｖベルト、各種石油化学装置、自動車、航空機、ロケット等の分野に好適に用いることができる。
【００４０】
［実施例１０］
本発明の実施形態１に係る混合物ＰＴＦＥ糸を実施形態３に記載された強化方法によって補強した強化混合物ＰＴＦＥを実施例１０として用いたグランドパッキンを作製し、Ｍｗｓｓｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅｒ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  ＧｍｂＨのテストリグ（ＴＥＭＥＳ＿ｓｔｂ．ｆｒｅａｋ  Ｖｅｒｓｉｏｎ３．０）にて高温−低温（常温）にて実施した。このテストリグの概要を図４に示す。
ここで、本実施例で用いたテストリグについて以下に説明する。
多くのバルブでは、スタッフィングボックス・パッキングはバルブステムとハウジングの間のギャップを締め付けるために使用される。完全性と締め付けが動作（所定の限度より下の遅い残りを漏らす）のすべての状態で維持される場合、およびステムが容易に（制限のある摩擦力）移動させることができる場合、この種の締め付ポイントの正しい機能が与えられる。完全性は、部分のストレスが限定されていることを意味する。これはバルブの設計の本質的なタスクである。緊張は、通常グランドとボルトを使用して、スタッフィングボックスの軸方向の圧縮によって達成される。軸方向の圧縮は半径方向力あるいはパッキングとステムの間の、およびパックとハウジングの間のよりよい半径方向応力を引き起こす。この半径方向応力は継ぎ目をしっかりと維持する。緊張に関する要求に関して、高い半径方向応力は適用されるべきである。しかしながら、半径方向応力はステムとパッキングの間の摩擦を制限するために上部端上で限定されていなければならない。広範囲な摩擦はバルブの機能不全に結びつくかもしれない。したがって、変形能力および資料の摩擦係数は詳細にスタッフィングボックスの正確な関数を達成すると知られていなければならない。その後−そして単にその後−ボルトの必要な締付け応力値および生じる摩擦力は、信頼できるやり方で決定することができる。
【００４１】
＜測定と制御＞
１．  トランスデューサーの位置
−  熱電対
−  グランドのボルト中の力
−  変形（グランド運動）のパック
−  ステム中の力
−  ステム運動
−  内圧、差圧（漏れ率測定単位）
−  漏れ率（質量分析計）
ハウジングに適用された５つの熱電対は、フランジ１、スタッフィングボックス・パッキングのトップフィールド２、中心（温度制御用の目的でモニターするため）および底部領域各１。
２．トランスデューサーおよびコンバーター
測定された（アナログ）信号のブロックダイアグラムはＦｉｇ．４．７の中で示される。トランスデューサーとコンバーターの類型は、この図の中でまた与えられる。トランスデューサー信号はすべて、テーブル、電子キャビネットヘ導かれ。内部コンディショニングがないトランスデューサーの信号処理モジュールはこのキャビネットにマウントされる。この電子キャビネットから、信号は測定システムヘ導かれる。
３．測定システム
測定システムはテーブルの上部プレート以下にマウントされる。この測定システムはコンピューターによって制御される多重チャネル測定システムである。この測定システムはコンピューター・ネットワーク・ケーブルによってコンピューターに接続される。
４．制御
制御はソフトウェアによって切り替えられる：
−  深冷器の本線供給、
−  質量分析計の本線供給、
−  リーク速度測定単位の３つのバルブ、
−  聴覚のアラーム。
ソフトウェア制御
−  ステム運動、（上／下）
−  熱くなるセットポイント、
−  ミディアムの内圧。
自動安全措置：モーターはファンによって冷やされる。さらに、の中で、彼、自動車で行く、そこに電子、自動的な温度チェックである、中へ構築した。温度が限度を越える場合、原動力供給が中断される。ステム運動はソフトウェアによってチェックされモニターされる。さらに、運動範囲、機械的電子チェックがある。
ステムの標準運動範囲は１００ｍｍである。この範囲内のステム運動残りの間、「閉鎖していた」位置にはスイッチがある。ステムがこのスイッチが開始するこの範囲とモーターの停止から出る場合。万一どんな場合も、ステムが追加の機械的なコンタクトおよび独立したスイッチ限界を推進すれば、トップとボトムエンドでの変位がすべての損害の前に生じる。パックする温度は、ソフトウェア、および温度調節計によって管理される。水冷が理性により失敗する場合、フランジ温度は上げる。この温度が限度を越える場合、加熱のスイッチが切られる。
【００４２】
＜組立工程＞
（ａ１）
−  ステム上に適切な軌道リングを置く。
（ａ２）
−  ハウジングにステムを入れる。
−  ハウジングとステムの間の第１のパッキンリングを置く。
−  軌道リング（パッキンリングを押すユーザー・スペーサーリング／パッキング・フォロアー）上にパッキンリングを押し下げる。
−  他のパッキンリングおよびトップスペーサリングも同じ手順で行う。
−  アセンブリ・ステム・アダプターを除去する。
−  パッキングの上にスペーサーリングを置く。
−  ステムへのステム・アダプター１をマウントする。
−  トップに荷造りするフォロアーを置く。
（ａ３）
−  グランドに入れる。
−  キャップを締め付けることに入れる。
（ａ４）
−  ステム・アダプター１および２を接続する。
−  ナットを締め付ける。
スタッフィングボックス・パッキングを備えたテストは単に信頼できることができる。また、抑制された手順を使用して、締まることが行われる場合、結果は単に比較可能である。締付けはソフトウェア制御の下で実行される。
【００４３】
＜ステム運動＞
ステム移動の１００ｍｍの「標準」範囲がある。その範囲を越えて、運動（終了スイッチによって限定された）の「一般的な」範囲がある。ステムは「一般的な」範囲の外部で移動されてはならない。ステムが「標準」範囲（１００ｍｍの機械的なスイッチは押されない）内にある限り、ステムはソフトウェア制御によって、あるいは押すことによって下へ移動させることができる。
包装材の漏れ率を測定する２つのオプションがある：圧力減衰方法、およびヘリウムを使用する測定は検出器を漏らす。
ほとんど同じ大きさのテスト容積および基準音量が取り込まれ、その後、基準音量が分離される。テスト容積のプレッシャードロップは基準音量に比較的測定される（圧力減衰方法）。差圧変換器を備えたこの種の測定は絶対圧低下を測定するより高い解像度を与える。このタスク用の必要なバルブおよびトランスデューサーは、漏えい率測定要素を構成する。この圧力減衰方法は、１０−４ｍｇ／（ｍｓ）の漏れ速度まで使用することができる。
より低いリーク速度の測定については、ヘリウムリークディテクタ（質量分析計）を使用しなければならない。この方法で、ガス漏洩（パッキングから出て来る）の量が計測される。これを達成するために、Ｏリングは部分（フォロアーとグランドをパックするフォロアーとハウジングのパック、グランドおよび特別のキャップ（キャップとステム））間のギャップを締め付けるために使用される。コンピューター・ソフトウェアは両方の方法を制御するが、圧力減衰方法のみ（漏れ率が適切な場合）を使用することも可能である。通常、ソフトウェア制御の下の両方の方法を継続する可能性がある。質量分析計が継続できなくても、組み合わせると１０−２ｍｇ／（ｍｓ）以上の信頼性がある（ソフトウェア制御）。そのレベル以上で圧力減衰方法は使用される。
【００４４】
このテスト手順では、以下の５つの工程が定義されている。
−  組立工程。
−  ３０ｍｍ（１０〜４０ｍｍ）のストローク、および各ステム移動の後の２０ｓのドウェル時間を備えた室温のステム・サイクルの実施。
−  ／１２０Ｋ  ｍｉｎの高温化で３００℃に加熱する工程。
−  ３０ｍｍ（１０〜４０ｍｍ）のストローク、および各ステム移動の後の２０ｓのドウェル時間で３００℃のステム・サイクルの実施。
−  ４０のヘリウム内圧の差圧およびガス漏れ検知器で漏れを測定する。
＜テスト結果＞
上述のとおりのテストリグによって漏れ率を測定した。結果は図５に示すように、バルブのステムの往復動サイクルを１０００サイクルから１００００サイクルに変動させてもＶＤＩ規格で要求されている基準気密性能１．０ｘ１０−２ｍｂａｒ／ｌ／（ｓ・ｍ））を下回る１．０×１０−４ｍｂａｒ／ｌ／（ｓ・ｍ））であり、常温下においても優れたシール性を達成した。
【００４５】
［比較例１６］
本発明の実施形態２に係る混合物ＰＴＦＥ糸を比較例１６として用いてグランドパッキンを作製し、ＡＰＩ（アメリカ石油協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ））規格の試験方法で漏れ試験を行った。
結果は図６に示すように、バルブのステムの往復動サイクル２６０サイクルで５５ＰＰＭｖの漏れが認められ、パッキンの締付力を増加してもバルブのステムの往復動サイクル６００サイクルで調整不能な漏れが発生した。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の混合物ＰＴＦＥ糸の製造方法と、該製造方法によって製造された混合物ＰＴＦＥ糸並びに強化混合物ＰＴＦＥ糸及び混合物ＰＴＦＥ糸の強化方法によれば、グランドパッキンに適用されるか、或いは炭素繊維糸、炭化繊維糸、アラミド繊維等の化学繊維糸、又は有機・無機材との複合糸に適用される、引張強度が優れたグランドパッキン等の素材として用いられる引張強度に優れた混合物ＰＴＦＥ糸或いは強化混合物ＰＴＦＥ糸を提供することができる。
このため、グランドパッキンは勿論、各種ポンプ等のバルブ、タイミングベルト、Ｖベルト、各種石油化学装置、かつ自動車、航空機、高速列車、ロケット等の分野に適用され得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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