バルカー技術誌

2004年

秋号

No.9 AUTUMN 2004

●技 術 論 文
バルフロン新ライニング材PLPシート …………………… 1
バルカー・ハイパフォーマンス・ポリマーズ株式会社
小島泰信●技 術 論 文
高機能ノンアスベストシートガスケット「ブラックハイパー№GF300」 ……………………………… 5
製商品開発部黒河真也●技 術 論 文
ニューバルフロン獏融着技術の開発（大型LCDプロセスチャンバー用絶縁フレーム）………… 12
バルカー・ハイパフォーマンス・ポリマーズ株式会社
樹脂製品開発部

http://www.valqua.co.jp

長谷川

賢

山崎

裕之

バルフロン 新ライニング材 PLPシート
バルカー・ハイパフォーマンス・ポリマーズ株式会社

小島 泰信

バ
ル
カ
ー
技
術
誌

Valflon® PLP Sheet is a new lining sheet we developed to reduce the need for frequent washing of lined tanks
and other products containing high-purity chemicals, thereby reducing the operational start-up period andcost and dramatically enhancing product life and reliability.
The chief characteristics of Valflon ® PLP Sheet are its dramatically better chemical permeability andcleanliness than those of conventional PFA sheets, PTFE sheets, and modified PTFE sheets that use glass

Autumn 2004
NO.9

cloth as the backing material.
Key word: chemical permeability, modified PTFE, frequent washing, PTFE, PFA.

1.

はじめに

バルフロンPLPシートはこのPTFE樹脂を変性させたタイプ（変性PTFE）に、かつ比重を変化させない半導体製造における薬液供給システムに使われる薬液タンクは、その耐薬品性と純粋性からふっ素樹脂のケミカルエッチング法による接着性付与によって製作した、ライニング用高比重シートです。

ライニングタンクが使われている。
中でも特に薬液純度が求められている容器には、不純【PLPシートの特徴】

物混入がほとんど無いふっ素樹脂のシートを缶壁に直耐 薬 品 性：PTFEと全く同じで、化学薬品や溶剤

接貼り付けるシートライニング製法のライニングタンに対して腐食・溶解・膨潤劣化がある。

クが主流である。
バルフロンPLPシートは従来のシートライニング製
法のシートに比べ表面の平滑性、薬液の耐透過性を改善し、ライニングタンクのクリーン化と長寿命化を図った新世代のライニングシートである。

2.

ガス透過が極端に少なくなっている。
表面平滑性：変性PTFE特有の優れた表面平滑性がある。
溶 接 性：変性PTFE特有の溶接棒材（PFA）との融合性が良く、優れた溶接性がある。

PLPシートとは

従来薬液供給システムに使用されていたシートライ
ニング製法のタンクのライニングシート材は大半がPTFE材、一部にPFA材が使われている。

1

耐 透 過 性：比重2.20と高比重になっている。薬液や施 工 性：ガラスクロスラミネートが無いため、塑性加工が容易で、鏡板やマンホール
フレアー部などの缶体との馴染みが良く、ライニング時のシート表面への傷発生が少ない。

技 術 論 文
バルフロン 新ライニング材 PLPシート

3.

耐透過性能

当社で実施したライニングタンクに使われるシート
各種の薬液透過のテスト結果を図１に示す。
同テスト結果は図３に示すような装置での実験デー
タから導き出した各シートの透過係数を示すが、これらはそれぞれのシートの比重及びシートの厚さに反比例した。つまり、透過係数は使用される樹脂の比重と厚さに左右されることがよく判る。
ふっ素樹脂の耐薬品性は周知の通り抜群であり、そ

図３ 薬液透過テストの耐久性も限界が未だに判らない程抜群である。しかし、ふっ素樹脂も高分子材料であり、薬液の浸透、透減圧時にシート側から浸透液の逆流も考えられ、内部過が無いわけではない。透過した薬液はやがてはライ

流体の汚染の危険性が高くなる。したがって、ライニ

ニング材と缶体を接合している接着剤を劣化させたり、ングシートの耐透過性能はライニングタンクを汚染を

缶体表面を腐食させたりし、ライニングタンクとして防ぐ、より長く使用するための最も重要な性能と言えの寿命を縮める上に、圧力変化がある使用状況下ではるのである。

グラスバックシートの欠点

図１に示した各シートを種別に区分すると、①PFA②PTFE ③変性PTFEの３種に分けられる。
②③が２つずつあるのは、ライニングの際にシート

Autumn 2004

4.

バ
ル
カ
ー
技
術
誌

表面に接着性を付与する方法の違いである。
周知の通りふっ素樹脂は非粘着性物質であるため、缶体との接着のために接着側表面を改質しなければならない。図内のGBとはグラスバッキングの略でガラス
クロスシートをラミネートする方法を採ったものであ
図１

ライニングシート材質別透過量

り、ETとはエッチングの略でケミカルエッチングにて表面改質をしたものである。
（PLPシートは前述の通り、後者のケミカルエッチング処理品である）
この表面改質の違いによって何故透過係数が異なるのかは図２に示すとおりライニングシートになった際の比重に差が生じるからである。
GB加工をするシート素材そのものはET加工品同様に元々比重の高い優れたシートであるのだが、GB加工の際にその比重を低下させてしまうからである。
GB加工は図４に示すとおり、PTFEシート表面に溶
融性の高いPFA層を極僅かに設け、このPFA層にガラ
スクロスシートを埋め込む方法で形成される。
PTFEとPFAは溶融結合であるため両者を結合させる場合は双方の融点以上に加熱圧着し、その後は形状維持のため速やかに冷却させ固化させなければならな

図２

ライニングシート比重・厚さ別透過量

い。

2

NO.9

バ
ル
カ
ー
技
術
誌

Autumn 2004

図４ ライニングシート接着面改質方法

元々高比重（高結晶化）であった材料の一部あるいは全ては加熱溶融により結晶が解かれ、その後の急冷

NO.9

シートのクロス側約半分の変色して見える部分がGB加工により低比重化した部分である。

により結晶化が進まずに低比重（低結晶化）になり、

図５に示すGB加工品はラミネート側のみを加熱する

本来保有していた高比重という高機能を失ってしまう。

方法（新式の加熱ロール方式）で得られたGBシートの

一方、ET加工はケミカル処理での表面改質であるためため母材シートの約半分程が低比重化しているが、市シートそのものの比重を変えてしまうような高温処理

場には母材シート全てを加熱してラミネートする方法はなく本来の機能は維持される。

（旧式の加熱炉方式）を採っているメーカーもあり同製

図５に変性PTFEのGB加工品とET加工品（PLPシート）の断面図を示す。
GB加工品の図中の下部がガラスクロスであり、母材

図５ シート断面写真および略図

3法シートでは母材全てが低比重化して、耐透過性能を大幅に低下させることになる。

技 術 論 文
バルフロン 新ライニング材 PLPシート

5.

その他の性能盻 溶接性
図８に各種ライニングシートでの溶接強度と温度の関係を示す。

盧 接着特性
図６にエッチングシートとGBシートの比較を示す。

1200(N/㎜2 )

300

(N)

1000
350

800
600

250

400

200

200

150

0

バ
ル
カ
ー
技
術
誌

100

50

眈 施工性
エッチングシートの場合、図９に示す様なタンク鏡

図６ 接着強度の比較

盪 表面平滑性部のシートを前もって癖付け加工ができる。
この加工により、鏡部の溶接ラインはGBシート品に比べ極めて短い。

Autumn 20040

図８ 溶接強度の比較

表面粗さの測定一例
PLPシート ：Ra 0.05〜0.06
PTFEシート：Ra 0.08〜0.10

NO.9

蘯 洗浄性
図７に洗浄時のパーティクル量の比較を示す。

図７ 洗浄性の比較

図９ ライニング施工性

4

高機能ノンアスベストシートガスケット「ブラックハイパー№GF300」
製商品開発部

黒河 真也

バ
ル
カ
ー
技
術
誌

The regulation on asbestos products has been tightened up within and outside Japan in consideration of thebad influence to the human health. The compressed asbestos fiber sheet (CAF) has been used for years in
the field of oil-refining industry, the chemical industry and so on. Recently in response to the tendency ofasbestos elimination, the non-asbestos compressed fiber sheet (CFS) has been partially adopted as CAF
substituted. However, it was impossible to substitute CFS for CAF perfectly because of CAF s relatively
lower heat resistance. We developed the Black Hyper No. GF300 as a new product which substitutes for theAutumn 2004

CAF. The Black Hyper No. GF300 mainly consists of Graphite and PTFE, and it is the non-asbestos sheet

NO.9

which has the outstanding heat resistance and chemical resistance. In this report, we introduce thecharacteristics of the Black Hyper No. GF300.
Key word: asbestos, Graphite, PTFE, non-asbestos, heat resistance, chemical resistance

1.

はじめに

るが、取扱性に難があることや応力緩和が大きいなど、近年の非石綿化の流れを受けて、我々ガスケットメ
ーカーでは石綿ジョイントシートや石綿うず巻き形ガス ケ ッ ト を 代 替 す べ く 、 ノ ン ア®

ス

脂シートガスケットが各社からラインアップされてい製品を順次上市してきた。

それぞれに問題を有しており、石綿ジョイントシート
を置き換える製品にはなりえていない。
本報では、石綿ジョイントシート代替が期待される製品として、上述したノンアスベストシートガスケッ

そのうち、うず巻き形ガスケットやメタルジャケッ

トのウィークポイントを改善し、高温域での使用を可

トガスケットなどのセミメタリックガスケットでは、能にしたブラックハイパー GF300について、その特石綿製品と同等の性能を有する製品が開発・販売され徴及び特性を紹介する。

ており、市場でも多くの実績を上げつつある。
一方、シートガスケットでは、各ガスケットメーカ
ーより、石綿ジョイントシートを代替すべく、耐熱性
有機繊維や無機繊維などを配合したノンアスベストジ

2.

非石綿化の動向ョイントシートが上市されているが、ゴム成分の熱硬

近年、人体に対する石綿の悪影響を考慮し、諸外国化現象が顕著であるため、100℃以上では、ガスケット

では石綿製品に関する規制が強化されてきた。欧州で厚さや初期締付面圧など、使用上の制限を設けており、は、2005年には石綿含有製品の販売および新規使用の

高温域での使用実績は多くないのが実状である。また、禁止、2010年には交換部品を含む全面使用禁止を、

ノンアスベストジョイントシート以外のシートガスケ

1999年に決定している。また、米国では、石綿製品のットとしては、膨張黒鉛シートガスケットやフッ素樹

法的規制は存在していないものの、石綿訴訟が活発で

5

技 術 論 文
高機能ノンアスベストシートガスケット「ブラックハイパー№GF300」あり補償問題が各メーカーの経済負担を大きくしてい

割れや経時劣化が生じないことが最大の特徴である。

ることなどから、実質的に石綿は使用されていない。
このような石綿規制の動きは、オーストラリア、ニュ盧 コンセプトージーランド、チリ、アルゼンチン、ブラジルなど各○材料劣化からの解放

国にも広がりつつある。このため、世界レベルで石綿の使用量は激減してきている状況である。

熱硬化や経時劣化の要因となるゴムを含んでいないため、材料的な劣化を起こさず、従来のノンアスベス

こうした流れの中、日本では、労働安全衛生法施行

トシートガスケットの使用が困難であった100℃以上の令が改正され、2004年10月以降、10品目（1．石綿セメ

高温領域（最高使用温度300℃）での使用が可能となっント円筒、2．押出成形セメント板、3．住宅屋根用化

た。

粧スレート、4．繊維強化セメント板、5．窯業サイデ
ィング、6．クラッチフェーシング、7．クラッチライ○良好なハンドリング性の実現

ニング、8．ブレーキパッド、9．ブレーキライニング、柔軟なPTFEをバインダーとして配合することで、

10．接着剤）を対象として、石綿を1％以上含有する製従来の膨張黒鉛シートの欠点である脆さや傷つきやす品の製造、輸入、譲渡、提供、使用が禁止された。今さを解消した。

回の規制では、シール材は規制対象外であるが、今後、対象製品の見直しが行われる可能性はある。
あわせて、2004年2月には厚生労働省より各ユーザー

盪 製作寸法
JIS規格品、JPI規格品、その他各種寸法打ち抜き品
最大外径：φ1,235mm

ールについての調査が行われており、非石綿製品への呼び厚さ：1.0、1.5、2.0、3.0mm

移行は加速していくものと予想される。

色

調：ブラック（プリントカラー：ホワイト）

また、規制に至らない場合も、石綿の流通量の減少に伴い、石綿の供給不安や価格の高騰、石綿品質の低蘯 用途・適用流体

下など、多くのリスク要因が存在している。

3.

表１ ブラックハイパーGF300の用途例、適用流体例

ブラックハイパー№GF300の特徴
用途

ブラックハイパー№GF300は、独自のコンセプトと新規の特殊加工技術を導入し、黒鉛とPTFEを主要構成材料とした耐熱性、耐薬品性に優れるノンア

適用

ス®

流体

シートである。

Autumn 2004

業界団体に宛てて、石綿製品の代替に関するスケジュ

バ
ル
カ
ー
技
術
誌

従来石綿ジョイントシートが使用されてきた、石油精製、化学、船舶、など各種産業の配管フランジ、弁NO.9

ガスケット、各種機器の接合面ガスケットなど
特に100℃以上の温度条件下での用途に最適
水、海水、熱水、水蒸気、空気、酸（熱濃硫酸、濃硝酸等
酸化性酸を除く）、アルカリ、塩類水溶液、油類、アルコール、脂肪族・芳香族系溶剤とその蒸気など

ゴムバインダーを用いていないので、熱硬化に伴う盻 設計資料m、y値は、JIS B 8265付属書３に定められている石
綿ジョイントシートの値が適用できる。
表２ ブラックハイパーGF300のガスケット係数

厚さ［mm］my［N/mm2｛kgf/mm2｝
］

3.0

2.00

11.0｛1.12｝

1.5

2.75

25.5｛2.60｝

6眈 使用可能範囲
表３ ブラックハイパーGF300の使用温度、圧力

製品名

ブラックハイパー

製品番号№GF300

使用温度［℃］−200〜300

最高使用圧力［MPa］

3.5

注1）使用温度、最高使用圧力は、それぞれ個別の使用限界を示す。
注2）流体区分により、使用温度、最高使用圧力は異なる。
（図1参照）

バ
ル
カ
ー
技
術
誌

4.

ブラックハイパー№GF300の特性

盧 ガスケット一般物性

図１ ブラックハイパーGF300の使用可能領域

表４に、ブラックハイパー№GF300の物性を示す。

Autumn 2004

応力緩和特性は、石綿ジョイントシートに比べても小引張強さについては、GF300は石綿ジョイントシー

さく、高温下でも長期間使用できることを示す。また、

トの約1／3と小さく、後述する圧壊特性に影響を与え

耐油性および耐燃料油性については、ゴムバインダーており、フランジとの接触面にペーストを塗布する場を使用しないことにより、石綿ジョイントシート以上

合は締め付けに注意が必要である。

に優れた特性を有している。
一方で、柔軟性は石綿ジョイントシートより劣り、ジョイントシートのように円筒に丸めての運搬は難し

盪 圧縮復元特性
図２にブラックハイパー№GF300の圧縮復元曲線を示す。GF300は、石綿ジョイントシートと比較して、いが、使用上の問題ないと考えられる。
表4 ブラックハイパーGF300の物性値

NO.9

ブラックハイパー 石綿ジョイントシート項目ブラックハイパー 石綿ジョイントシート
項

厚さ

mm

№GF300

№1500

1.5

1.5

常態試験

目
№GF300耐燃料油＜JIS燃料油

B

№1500

RT×5h＞

厚さ増加率

%

0.7

14.5

重量増加率

%

3.3

9.4

圧縮率（34.3MPa）

%

7

9

復元率（34.3MPa）

%

52

61

引張強さ（横方向）

MPa

9.7

28.4

100℃×22h

%

15.7

31.0

柔軟性（縦方向）

厚さの倍数

36

11

200℃×22h

%

34.4

39.7

密度

kg/m3

2,030

1,880

200℃×96h

%

37.4

46.6

200℃×168h

%

39.4

52.8

耐油＜IRM903 OIL

150℃×5h＞

引張強さ減少率

%

4.2

26.8

厚さ増加率

%

0.5

20.1

重量増加率

%

3.0

24.9

7

応力緩和率＜ASTM F-38

締付20.6MPa＞

応力緩和率＜社内トルク法
300℃×15h%

締付14.7MPa＞
50.0

46.3

物性値はすべて測定値例であり、規格値ではありません。

技 術 論 文
高機能ノンアスベストシートガスケット「ブラックハイパー№GF300」

やや硬い傾向があるが圧縮率の違いは約２％であり、実用上問題ないレベルといえる。

●試験条件
試験寸法

：JIS 10K-25A、t1.5mm

圧縮方法：圧縮試験機

フランジ面粗度：Ra=5.7μm、Rz=22μm（中心値）
試験流体：窒素ガス（内圧1.0MPa）

漏洩検出方法 ：石鹸膜流量計
測定感度：1.7×10-4Pa・m3/s（0.1cc/min相当：
測定感度未満を検出せずとする）

蘯−２ 常温液体シール特性
ブラックハイパー№GF300の常温液体シール特性は、既存の石綿ジョイントシートと同性能であり、充分なシール性能を有している。
表６ ブラックハイパーGF300の常温液体シール特性

バルカーシールペースト塗布箇所
図２ ブラックハイパーGF300の圧縮復元曲線

試

料

塗布なし

蘯 常温シール特性

面圧14.7MPa相当*

ブラックハイパー№GF300の常温ガスシール特性を表５に示す。GF300の常温シール特性は、石綿ジョイ

ブラックハイパー№GF300

漏洩検出せず石綿ジョイントシート№1500

漏洩検出せずントシートと同等で、シートガスケットとして充分な*JPI-7S-81-96参考2の最小締付圧力特性を有している。
但し、ガスシールの場合は、石綿ジョイントシートと同様、ペーストの使用が望ましい。その際は、内径断面への塗布が推奨される。

●試験方法
ボルト締めによりガスケット面圧14.7MPaを与えた
後、水圧5.1MPaを負荷し、10分放置後、濾紙をガスケ
ット外周部に接触させ、濡れを観察することにより漏表５ ブラックハイパーGF300の常温ガスシール特性

洩の有無を確認した。

バルカーシールペースト塗布箇所●試験条件

ガスケット ガスケット

試験寸法：JIS 10K-25A、t1.5mm

なし

内径断面

接面

圧縮方法

：ボルト締結面圧

面圧

面圧

34.3MPa*

30MPa

20MPa

ブラックハイパー№GF300

漏洩
検出せず

漏洩
検出せず

漏洩
検出せず

石綿ジョイントシート
№1500

漏洩
検出せず

漏洩
検出せず

漏洩
検出せず

塗布

試料

Autumn 2004

蘯−１ 常温ガスシール特性

バ
ル
カ
ー
技
術
誌

*ガス系流体の推奨締付面圧

フランジ面粗度：Ra=2.4μm、Rz=12μm（中心値）
試験流体：水道水（内圧5.1MPa）

漏洩検出方法 ：濾紙による漏洩水の検出
蘯−４ 熱サイクルシール特性
熱サイクルシール特性はガスシール、液シール共に
図３の加熱サイクルパターンを負荷して、シール性能を確認した。

●試験方法
圧縮試験機により、ガスケットに所定面圧を与えた後、窒素ガス内圧1.0MPaを負荷し、10分放置後、石鹸膜流量計により漏洩測定を行った。
図３ 加熱サイクルパターン

8

NO.9

盻−１ 熱サイクルガスシール特性

表８ ブラックハイパーGF300の熱サイクル液体シール特性

ブラックハイパー№GF300の熱サイクルガスシール
特性は、最高使用温度300℃での加熱サイクルを負荷した場合も良好であった。

料

ブラックハイパー

石綿ジョイントシート№GF300

№1500

温度［℃］

バ
ル
カ
ー
技
術
誌

Autumn 2004
NO.9

ブラックハイパー

石綿ジョイントシート№GF300

№1500

300

300

内圧［MPa］

0.5

1

1.5

0.5

1

1.5

加熱前

Seal

Seal

Seal

Seal

Seal

Seal

１cyc.

Seal

Seal

Seal

Seal

Seal

Seal

２cyc.

Seal

Seal

Seal

Seal

Seal

Seal

３cyc.

Seal

Seal

Seal

Seal

Seal

Seal

５cyc.

Seal

Seal

Seal

Seal

Seal

Seal

10cyc.

Seal

Seal

Seal

Seal

Seal

Seal

300

内圧［MPa］

0.5

1

0.5

1

加熱前

Seal

Seal

Seal

Seal

１cyc.

Seal

Seal

Seal

Seal

２cyc.

Seal

Seal

Seal

Seal

３cyc.

Seal

Seal

Seal

Seal

５cyc.

Seal

Seal

Seal

Seal

10cyc.

Seal

Seal

Seal

Seal

加
熱
サ
イ
ク
ル

料

温度［℃］

表７ ブラックハイパーGF300の熱サイクルシール特性

試

試

加
熱
サ
イ
ク
ル

締付面圧

：14.7MPa相当

フランジ面粗度：Ra=2.4μm、Rz=12μm（中心値）
試験流体：水道水（最高内圧1.5MPa）

漏洩検出方法 ：濾紙による漏洩水の検出●試験方法
ガスケットをフランジ間に装着、ボルト締結し、図３の加熱サイクルを与え、常温時に内部流体を導入し、10分放置後漏洩を検出した。
●試験条件

眈 圧壊特性眈−１ ペーストを塗布しない場合・内径断面にのみペーストを塗布した場合の圧壊特性
ブラックハイパー№GF300が締付時に圧壊が発生す

試験寸法：JIS 10K-25A、t1.5mm

る面圧は、t1.5にて98.0MPa以上、t3.0にて73.5MPa以上

圧縮方法：ボルト締結である。石綿ジョイントシートと比較すると、圧壊面締付面圧：34.3MPa相当

圧は低くなっているが、ガスシールに推奨されるガス

フランジ面粗度：Ra=2.4μm、Rz=12μm（中心値）

ケット面圧34．3MPaの２倍以上の面圧に耐えうる圧壊試験流体

特性を有している。

：窒素ガス（最高内圧1.0MPa）

漏洩検出方法 ：水没法
測定感度：1.7×10 -4Pa・m 3/s（0.1cc/min相
当：測定感度未満をSealとする）

盻−２ 熱サイクル液体シール特性
ブラックハイパー№GF300の熱サイクル液体シール
特性は、最高使用温度300℃での加熱サイクル負荷後も良好であった。
●試験方法
ガスケットをフランジ間に装着、ボルト締結し、図３の加熱サイクルを与え、常温時に内部流体を導入し、10分放置後濾紙をガスケット外周部に接触させ、濡れを観察することにより漏洩の有無を確認した。
●試験条件

図４ ペーストなしの場合・内径断面にのみペースト塗布の場
合のGF300圧壊特性●試験方法
ガスケットをフランジ間に装着し、圧縮試験機にて所定面圧に相当する荷重を負荷後、取り出し亀裂・異試験寸法：JIS 10K-25A、t1.5mm

常変形の有無を確認した。亀裂等なければ一段階上の圧縮方法：ボルト締結フランジ

面圧を負荷し、発生していればその面圧を圧壊面圧と9

技 術 論 文
高機能ノンアスベストシートガスケット「ブラックハイパー№GF300」した。

表９ ブラックハイパーGF300の高温硬化割れ特性

●試験条件
試験寸法

フランジ面粗度：Ra=5.7μm、Rz=22.0μm（中心値）
面圧負荷段階 ：①49.0MPa、②58.8MPa、③73.5MPa、④98.0MPa、⑤122.5MPa、⑥149.0MPa、⑦196.0MPa
使用ペースト ：バルカーシールペースト
眈−２ フランジ−ガスケット接面にペースト塗布し№GF300

№6500

№1500

円

φ60

○

×

×

柱

φ90

○

×

×

直

φ120

○

×

×

径

φ150

○

×

○

●試験方法

た場合の圧壊特性
フランジ−ガスケット接面にペーストを塗布した場

ブラックハイパー ノンアスジョイントシート 石綿ジョイントシート

試料：外径100×内径64mm

加熱後の試料をφ60、φ90、φ120、φ150の円筒に半周巻きつけ、割れ発生の有無を確認した。
（○割れな合、ブラックハイパー№GF300に圧壊が発生する面圧し、×割れ発生）は、t1.5にて58.8MPa以上、t3.0にて49.0MPa以上であり、●試験条件

これら以下の面圧では圧壊を生じなかった。通常の使試験寸法：長さ100mm、幅20mm、厚さ1.5mm

用においてはこれら以下の面圧で使用されることから、（長手方向が繊維方向と直角になるよう試料作製）

ペーストを塗布したとしても使用上圧壊が問題になる

加熱条件：300℃、24時間

ただし、ガスシール性能を向上させるためにペース眄

溶出ハロゲンイオン濃度測定

トを使用する場合は、内径端面に塗布することが望ま

ブラックハイパーGF300の溶出塩化物イオン濃度は、しい。フランジ−ガスケット接面に塗布する場合は、防食タイプである石綿ジョイントシート（1500AC）よ

片締めや締付過多に注意が必要である。

りも低濃度であった。GF300はPTFEを主要構成材料のひとつとしているが、フッ化物イオンの溶出は少な

Autumn 2004

可能性は低いと思われる。

バ
ル
カ
ー
技
術
誌

く、塩化物イオンとの合計でも35ppmと実使用上問題ないと考えられる水準である。

NO.9

表10 ブラックハイパーGF300の溶出ハロゲンイオン

ブラック
ハイパー

石綿ジョイントシート№GF300№1500№1500ACCl−ppm（塩化物イオン）

13

343

35

F−
ppm
（フッ化物イオン）

22

１未満

１未満

イオン種

図5 フランジ−ガスケット接面にペースト塗布した場合のGF300圧壊特性

眇 高温硬化割れ特性
ブラックハイパー№GF300では、300℃×24時間の加単位

上記特性値はすべて測定値例であり、規格値ではありません。

熱によっても硬化現象が生じておらず柔軟性を保持していた。これは、熱劣化の要因となる、ゴムバインダーを含んでいないことによる。
一方、石綿ジョイントシートおよびノンアスジョイ
ントシートでは加熱による硬化現象が顕著に見られる●測定条件
抽出条件：100℃、2時間
測定機器：イオンクロマトグラフ（DX-500型、DIO
NEX 社製）ことから、熱硬化現象に関してブラックハイパー№
GF300が優位にあることが確認された。

眩 耐芳香族系溶剤性
既存の石綿ジョイントシートは、含有するゴムの耐薬品性の問題から、ベンゼンなどに代表される芳香族10

系溶剤には基本的に使用不可（条件により使用可能）

ブラックハイパー№GF300の低温特性は良好であり、
最低 -196℃にて常温と同じシール性能を保持していた。

としている。
これに対し、ブラックハイパー№GF300は、ゴムバ

これは低温シール性に優れているといわれる膨張黒鉛

インダーを含んでいないため、耐溶剤性に優れている。

シートと同水準である。

表11のデータでも、浸漬後の厚さ増加率・重量増加率●試験方法

ともに極めて小さく、芳香族系溶剤に耐性を有していることがわかる。

ガスケットをフランジ間に装着、ボルト締結し、低温槽あるいは液体窒素槽に浸漬し、フランジ温度が安定した後、圧力降下法にて漏洩量を測定した。
●測定条件

表11 ブラックハイパーGF300の耐芳香族系溶剤特性

ブラック
溶剤

バ
ル
カ
ー
技
術
誌

項目

単位

ハイパー

石綿ジョイント
シート№GF300

№1500

試験寸法

：JIS 10K-25A、t1.5mm

締付面圧：40MPa相当

フランジ面粗度：Ra=2.4μm、Rz=12μm（中心値）
試験流体：ヘリウムガス

Autumn 2004

厚さ増加率

%

1.1

40.6

重量増加率

%

3.4

23.8

厚さ増加率

%

1.3

42.3

5.

重量増加率

%

3.9

25.9

本報では、シートガスケットのノンアス化の切り札

厚さ増加率

%

1.3

38.4

重量増加率

%

4.0

25.1

ベンゼン

トルエン

キシレン
上記特性値はすべて測定値例であり、規格値ではありません。

おわりにとの位置付けで製品化した、ブラックハイパー№
GF300を紹介してきた。ご紹介してきたように、この製品は、熱硬化および経時劣化が生じないといった、既存のノンアスベストシートガスケットにはない特長を持ち合わせ、これまで、ノンアス化の最大の懸案で●測定条件あった100℃以上での使用を可能にしたノンアスシート
ガスケットである。

浸漬時間：24時間

今後、国内外ともに、石綿製品の規制は強化される

試料厚さ：t1.5mm

ことが予想され、環境問題、企業コンプライアンスの

NO.9
眤 低温シール特性

観点からも、ノンアスベスト化は避けられないものと考えられる。
現時点では、石綿ジョイントシートの供給に問題は

表12 ブラックハイパーGF300の低温シール特性

ブラック

ノンアス

膨張黒鉛

ないが、変化に際しての混乱がないよう、早期にノンアスベストシートガスケット使用の目途をたてられる

温度

内圧

［℃］

［MPa］

ハイパー ジョイントシート№GF300№6500

シート№VF-35E

漏洩量［Pa・m3/s］
2.5

1.2×10−4

1.5×10−4

3.4×10−4

4.0

3.7×10−4

2.9×10−4

8.9×10−4

2.5

2.0×10−5

1.0×10−4

4.1×10−5

4.0

6.1×10−5

2.4×10−3

3.9×10−4

2.5

1.0×10−4−

2.0×10−5

4.0

1.2×10−4−

2.5×10−4

常温

−50℃

−196℃
上記特性値はすべて測定値例であり、規格値ではありません。

11

ことをお勧めしたい。
当社の、ブラックハイパー№GF300をはじめとする
各種のノンアスベスト製品が、ノンアス化をスムースに進めることと確信している。また、そのための様々なサポートを行っていく所存である。

6.

参考文献

山中幸、黒河真也, 環境に優しいシール技術 新しい
ノンアスベストシートガスケット, プラントエンジニ
ア, Vol.36, No.2, Feb., 2004

技 術 論 文

ニューバルフロン獏融着技術の開発（大型LCDプロセスチャンバー用絶縁フレーム）

バルカー・ハイパフォーマンス・ポリマーズ株式会社
樹脂製品開発部

長谷川 賢
山崎 裕之
バ
ル
カ
ー
技
術
誌

New Valflon® is a next generation modified PTFE with high reliablity which has both excellent physicalproperties - heat stability, chemical resistance, uncohesion, and low friction- and good machining
performance -weldability same as conventional Valflon® PFA. Furthermore, New Valflon® has better creep
resistance and flexural fatigue than conventioanl Valflon® PTFE.

Autumn 2004

This time, applying the self melt bonding, we established the technology which enables to manufacture thelarge frame material over 1500 mm x 1500mm for the LCD process chamber insulation frame.
Key word：modified PTFE, creep resistance, flexural fatigue and self melt bonding

1.

はじめに
NO.9

従来製作されていた融着製品は、ニューバルフロン獏
中空容器としてサイズ：１褄〜20褄の物であった。
この製品の特徴としては、
盧 融着部は目視での判別は困難
盪 融着部強度は母材と同一
蘯

溶接と異なり接合部の隙間が無いため、薬液のしみ込みが無い
盻

従来PTFEに比べ溶出イオンが少なく耐薬液透過性に優れている眈 角形、丸形等の任意形状の製作が可能
等が上げられる。
しかし、これ以上の大型融着品については、融着の再現性が悪い、融着後の寸法のバラツキが大きい、未融着部が多く発生する等の問題が生じていた。
そのため基礎データ測定を元にして融着方法の再検

写真1 ニューバルフロン獏中空容器中央部分で融着されている

2.

融着性能

盧 引張強度
ニューバルフロン獏の融着特性を引張強度において母材、溶接と比較する。

討を行い、寸法安定性の良い融着用素材及び素材保
持・加熱方法を確立させた。

12

有効径：Φ24）

図１ 引張強度用試験片図解

図２ ヘリウムリーク試験装置

Autumn 2004

（

）

（

バ
ル
カ
ー
技
術
誌

（

）

グラフ１ ニューバルフロン獏引張強度
（
融着品

（ ）

NO.9

）

従来のバルフロン

グラフ３ 融着品と従来品の透過漏洩量

表１ 融着品と従来品の透過漏洩量及び透過係数

（

）

透過漏洩量

透過係数

Pa･m3/s

Pa･m3･m/s･Pa･m2

融着品

2.7×10−8

7.8×10−13

従来品

5.0×10−8

2.1×10−12

グラフ2 ニューバルフロン獏伸びニューバルフロン獏の融着の引張強度と伸びは、広い

融着品は、従来品の透過漏洩量を若干下回る良好な

温度範囲で母材とほぼ同等の特性を示している。溶接特性を有しており、融着界面からのＨeリークは確認さと比較して２〜３倍の数値を有している。

れなかった。

盪 ヘリウムリーク特性
融着品のヘリウム透過漏洩量を測定し、従来のバルフロン獏と比較検証する
試料サイズ：Φ85×t1.0

13

技 術 論 文
ニューバルフロン獏融着技術について
大型LCDプロセスチャンバー用絶縁フレーム

3.

従来のフレームは1500mm角一ヶ押し成形板から製作

LCDプロセスチャンバー絶縁フレームの製作しており、これを超える2000mmクラスの製品は製作できなかった。しかし、本融着法を用いれば製作可能となり、製品の寸法変化にも迅速に対応が可能となっ実際の絶縁フレーム製作を以下に示す。部品形状

た。

400mm×275mm×t15mmのL字形素材を四つそれぞれ

液晶製造装置は世代毎に大型化しており、現状PTFE

突き合わせて写真２の大型額縁状素材を融着した。更

絶縁フレームについても2000mmクラスの製品が採用にこの素材を切削加工し写真３のLCDプロセスチャン

されている。

バー絶縁フレームを製作した。

融着工法を採用した製作実績も3000mm角クラスに至るものとなっている。
〈参考文献〉（1）技術資料 97FO98-0 バルカー獏 ニューバルフロン獏
EX1, EX2

写真3
切削加工して完成したLCDプ
ロセスチャンバー絶縁フレーム
寸法 760㎜×500㎜×t10㎜

Autumn 2004

写真2
融着した大型額縁状素材各辺の中央四カ所で融着
寸法 800㎜×550㎜×t15㎜

バ
ル
カ
ー
技
術
誌

4月22、23日ケルン（ドイツ）でアメリカ、ドイツ、デンマークなど世界よりアラミド繊維を使用した製品についてのシンポジュームが開催された。当社の五十嵐CTOと小池研究員が「パッNO.9

キン、ガスケットにおけるアラミド繊維の応用展開」について講演し、好評の中、終了した。

繊維の拡大写真14

〔 事業所名 〕
本〔 電話番号 〕〔 FAX番号 〕

社（03）5352-3421㈹ （03）5352-3436㈹東京事業所（03）3560-0701㈹ （03）3560-0727㈹大阪営業所（06）6443-5221㈹ （06）6448-1019

仙台営業所（002）264-5514㈹ （022）265-0266

福島営業所（0240）34-2471㈹ （0240）34-2473

日立営業所（0294）22-2317㈹ （0294）24-6519

豊田営業所（0566）77-7011㈹ （0566）77-7002

名古屋営業所（052）671-6251㈹ （052）682-7264

京滋駐在所（077）581-3201㈹ （077）514-3346

岡山営業所（086）460-1181㈹ （086）460-1182

松山営業所（089）974-3331㈹ （089）972-3567

発行日・・・2004年10月15日

北九州営業所（093）
5352-4181㈹ （093）531-4755

編集発行・・日本バルカー工業株式会社 東京事業所

中国営業所（0827）81-0230㈹ （0827）81-0250

宇部駐在所（0836）31-2727㈹ （0836）32-0771

三会堂ビルディング５階

長崎営業所（095）861-2545㈹ （095）862-0126

TEL:03-3560-0708

九州営業所（096）364-3511㈹ （096）364-3570

大分駐在所（097）555-9586㈹ （097）555-9340

甲府駐在所（055）242-0018㈹ （055）242-0018

VALQUA TECHNOLOGY NEWS

秋号

No.9
Autumn 2004

〒107-0052
東京都港区赤坂１丁目９番13号

FAX:03-3560-0730
E-mail:y-tsuda@valqua.co.jp
制作・・・・㈱帆風

日本バルカー工業株式会社
VALQUAの登録商標はVALUEとQUALITYを意味します。

http://www.valqua.co.jp
本誌の内容は当社のホームページにも掲載しております。