説明

ガスケット素材およびその製造方法

繊維成分、ゴム成分と追加の弾力性材料を含んでなるガスケット材料が記述される。追加の弾力性材料は化学剥離加工バーミキュライト(CEV)を含む。斬新な製造プロセスも記述される。製造物は高温時のシーリングの能力、そしてストレス保持力に優れる。好ましくは、ガスケット材料のガス透過率は1.0ml/分未満、そしてガスケット材料のホットクリープは15%未満である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願発明はガスケット材料、特に、「it」カレンダー加工によって生産されたガスケット材料に関する。
【背景技術】
【0002】
「it」カレンダー加工プロセスは1900年以前に発明された。「it」カレンダー加工プロセスは例えば特許文献1の明細書で記述される。プロセスは周知であり、詳細に記述されることは不要である。「it」カレンダー加工では、シート材料が一連の非常に薄い(例えば17.78μm(0.0004インチ)の)レイヤー(層)として形成され、続いて加熱されたカレンダーボウルの円周の上に構成される。シート形成は、カレンダーボウルと未加熱の補助ローラーとの挟圧に、比較的堅く繊維(ファイバー、fibre)で充填された硬化可能なエラストマー生地をフィーディングし、挟圧幅を、連続的にあるいは段階ごとに、望ましいシート補強と圧縮レートを達成するように調整することで行われる。このプロセスで繊維、エラストマー、有機溶剤、充填剤と硬化剤を含むエラストマー生地が、熱せられた円柱の表面でシート形状に徐々に形成される。該シートは一連の非常に薄いレイヤーとして徐々に増強されることにより、溶剤が硬化の間に生地から蒸発することを可能にする。望ましい厚さが達成されたとき、硬化されたシートは横断的に切断され、そしてガスケットあるいは他の製品への製造処理のために、円柱から取り除かれる。
【特許文献1】英国特許1541013号
【特許文献2】英国特許2204266号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
前述の製造法は、元来、アスベストを作るために使われた−そして最近ではグラスファイバー強化エラストマー結合シートを作るために使われている。
特許文献2 は生地の50重量%のトルエンを溶剤として使用してハンマーミルで粉砕処理されたセルロース繊維がitカレンダー加工プロセスに使用されたことを記述する。
【0004】
パラ−アミドのような繊維(ファイバー)を小繊維化させたものを、ゴム溶液と混ぜ(任意に充填剤が存在している状態でもよい)、そして次に「it」カレンダー加工を受けさせることができることは知られている。溶剤が蒸発するにつれて、ゴム溶液は小繊維化された繊維のメッシュの隙間を満たして、そしてそれによって繊維性の材料によって支えられたゴムガスケットを形成する。
【0005】
「it」カレンダー加工は典型的にはこのように有機溶剤ベースのエラストマーを弾力性材料として使用することにより、実行される。
化学剥離加工バーミキュライト(CEV)ベースのガスケット材料が高いストレス保持力、高い耐負荷能力、高い耐薬品性、そして改善された高温シーリング能力を有することが知られている。CEV材料は通常、コア材料を必要とする。サポート材料がない薄膜が成功裏に作り出されてはいるが、さらなる加工性向上、強度増加および柔軟性増加は、若干の用途で有利であろう。
【0006】
驚くべきことに、水ベースの弾力材料であるCEVが少なくとも部分的にゴムを置換するために利用できることが発見された。小繊維化された繊維メッシュの間隙が水蒸発の後に同じくCEVによって満たされるかどうか、あるいはCEVがもう1つのメカニズムによって含まれるかどうかは明確ではない。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本願発明の最初の態様によれば、繊維成分、ゴム成分と追加の弾力性材料(ここで追加の弾力性材料は、化学剥離加工バーミキュライトCEVを含んでなる)を含んでなるガスケット材料を提供する。
【0008】
有利には、小繊維化された繊維とCEVを共に使用することによって、ガスケット材料中に必要とされるゴムの分量がずっと低いものとなる。さらに、コアのないCEVガスケット材料が製造可能となる、というのも小繊維化されたファイバーはCEVベースのプロダクトに対して、コアの必要を避けるために十分なほどの使用時の完全性を提供するからである。
【0009】
ゴムの低い分量は有利である、なぜならCEVが高温においてゴムの性能を凌ぐため、それらは、最終製品の有機材料のより低い分量を生じ、より高温のシーリング能力において、高いストレス保持、高い対負荷能力と減少した縮小をもたらすからである。
【0010】
加えるに、本願発明のとおりに作られた材料は驚くほど柔軟である。
好ましくは、ガスケット材料のガス透過率は1.0ml/分未満、いっそう好ましくは0.5ml/分未満、最も好ましくは0.15ml/分未満である。
【0011】
ガス透過率はBS 7531:1992年、APPENDIX Eによって決定される。
好ましくは、該ガスケット材料の熱クリープは15%未満、いっそう好ましくは11%未満、最も好ましくは7%未満しかない。
【0012】
ホットクリープはBSF130:1987年、APPENDIX Bによって決定される。
好ましくは、最終の乾燥したガスケット材料中にゴム成分は10重量%未満の分量で存在し、さらに好ましくは8重量%未満、最も好ましくは6重量%未満で存在する。
【0013】
好ましくは、ガスケット材料はシートの形状である。好ましくは、該シートは「it」カレンダー加工技術によって作られる。
好ましくは、繊維成分は小繊維化された繊維成分と、好ましくは、追加の繊維成分を含んでなる。
【0014】
好ましくは、小繊維化された繊維成分はパラ−アラミドあるいはセルロースのような適当な小繊維化された繊維を含んでなる。いっそう好ましくは、小繊維化された繊維はパラ−アラミドである。最も好ましくは、該パラ−アラミドはケブラー(Kevlar)(商標)、トワロン(Twaron)(商標)、およびアルモス(Armos)(商標)、もしくは該パラ−アラミドはケブラー(Kevlar)(商標)、トワロン(Twaron)(商標)、またはアルモス(Armos)(商標)、特にケブラー(商標)またはトワロン(商標)、もしくはケブラー(商標)およびトワロン(商標)の適当な小繊維化された繊維等級である。好ましくは、さらなる繊維成分はロックファイバーのような合成鉱物繊維を含んでなる。好ましくは、さらなる繊維は紡がれた繊維であり、任意に表面加工されていてもよい。適当なロックウールファイバー成分についての例は、ラピナス・ファイバーズ・ベーウィ(Lapinus Fibres BV)社から入手可能なロックシール(Rockseal(商標))−RS401、ロクサル(Roxul)(商標)1000、それにRF 51(BB)6を含む。
【0015】
本願発明に使用するための適当なゴムは、シリコンと炭素ベースのエラストマー重合体
などのような適当なエラストマーをいずれも含む。適当な材料は天然ゴムと、ニトリルブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、シロキサン(特にジアルキルシロキサンのようなオルガノシロキサン)のような合成ゴム、およびエチレン−プロピルジエン単量体のようなジエンを含む。
【0016】
好ましくは、追加の弾力性材料は最終の乾燥したガスケットの1−95重量%含まれ、いっそう好ましくは、20−90重量%、最も好ましくは、最終の乾燥したガスケットの50−85重量%含まれる。
【0017】
任意に、CEV成分は乾燥したCEVから少なくとも部分的に得られる。好ましくは、追加の弾力性材料のCEV成分は追加の弾力性材料の少なくとも25重量%である。
好ましくは、追加の弾力性材料はさらにプレート状充填剤材料、好ましくは、粉砕された充填剤材料のような充填剤を含む。
【0018】
好ましくは、CEVの割合は追加の弾力性材料の少なくとも30重量%、いっそう好ましくは、少なくとも35重量%である。
典型的に、CEVの分量は、追加の弾力性材料の1−99重量%の範囲内に収まり得る、いっそう典型的には10−90重量%、最も典型的には30−70%である。
【0019】
好ましくは、生地に添加する前のCEV固形分の量は20−40重量%であり、いっそう好ましくは、20−45重量%、最も好ましくは15−50重量%である。
任意に、化学剥離加工バーミキュライトは引き続く「it」カレンダー加工において、含水量がより少ない濡れたガスケット生地材料を供給するために、十分に乾燥したCEVを含む。
【0020】
好ましくは、カレンダー加工に先立って、生地材料は10−50重量%の間の水分量を有する、いっそう好ましくは、15−45重量%、最も好ましくは「it」カレンダー加工の前に20−40重量%である。
【0021】
好ましくは、繊維成分は最終の乾燥したガスケットの6−70重量%であり、いっそう好ましくは、17−60%、最も好ましくは25−50重量%の分量にある。
好ましくは、小繊維化された繊維は最終の乾燥したガスケットの1−25重量%の間に、いっそう好ましくは、2−20%、最も好ましくは3−15重量%含まれる。特に望ましい分量は3−10重量%である。好ましくは、追加の繊維は最終の乾燥したガスケットの5−45重量%、いっそう好ましくは、15−40重量%、最も好ましくはガスケットの22−35重量%含まれる。
【0022】
好ましくは、小繊維化された繊維の平均長さは100から3000μmの間でありいっそう好ましくは300から2000の間、最も好ましくは500から1500の間である。典型的に、繊維長さは500μmより大きい。繊維長さがKajaaniアナライザ例えばFS200あるいはFS300によって、そしてTAPPI T271を使って測定される。
【0023】
好ましくは、小繊維化された繊維の幹の平均直径は、1から50μmの間であり、いっそう好ましくは、2から30μmの間に、最も好ましくは、5から20μmの間にある。
好ましくは、原繊維の平均直径は、0.05から5μmの間にあり、いっそう好ましくは、0.1から2μmの間、最も好ましくは、0.2から0.8μmの間である。
【0024】
幹が小繊維化された繊維と原繊維の直径はカナディアン・フリーネス(Canadian Freeness)社の検査機ISO 5267−21980あるいはTappi
T227によって決定され得る。
【0025】
好ましくは、追加の繊維の平均長さ30から500μmの間にあり、いっそう好ましくは、50から450の間、最も好ましくは80から400の間である。
好ましくは、追加の繊維の数平均の直径は、0.1から15μmの間、いっそう好ましくは、1から15μmの間、最も好ましくは、3から15μmの間である。
【0026】
好ましくは、追加の繊維の重量平均の直径は、0.1から25μmの間、いっそう好ましくは、1から20μmの間、最も好ましくは、5から15μmの間である。
追加の繊維の平均長さは、結果を標準化する基準を使うならば、適当な技法のどれによってでも決定され得る。例えば、繊維長さは、ISO水準137に基づいているLapinus Fibres BVテスト方法「TV305」を使って決定し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【0027】
測定原則TV305:繊維長さ
繊維の長さは、カメラとイメージ分析ソフトウェアを使用し、顕微鏡を使って自動的に測られる。正確な自動定量のためにペトリ皿の上によく分散されたサンプルを準備することは重要である。サンプルは10分間にわたり590℃で加熱され清浄にされる。
【0028】
熱で清浄にされた繊維0.4グラムが36mlの分散溶液(エチレングリコール 49.5体積%、水 49.5体積%、消泡性分散助剤 1%)中で超音波を使用して分散された。この分散液の0.7mlは36mlの分散溶液で再び薄められた。0.7mlのこの分散液がペトリ皿の上に適用されて、そして表面上にくまなく広げられた。
【0029】
1.25倍×1倍の倍率を持つ顕微鏡が繊維の長さを測るために使われる。その後エクセルマクロが重み付き平均長さを計算するために使われる。結果の再現精度のために、測定回数は500より高くなくてはならない。
【0030】
数平均および重量平均の追加の繊維直径が同じく結果を標準化するための基準を使っている適当な技法であればいずれによっても決定される。例えば、繊維直径長さは、ISO水準137に基づいているラピナス・ファイバーズ・ベーウィ(Lapinus Fibres BV)社の試験法「TV165」を使って決定し得る。
【0031】
測定原則TV165:繊維直径および比表面積
繊維の直径は、カメラとイメージ分析ソフトウェアを使用し、顕微鏡を使って自動的に測られる。正確な自動定量のためにペトリ皿の上によく分散されたサンプルを準備することは重要である。
【0032】
サンプルは10分間にわたり590℃で加熱され清浄にされる。そののちサンプルはおよそ30μmの長さが得られるまでプレスされる。
プレスされた繊維0.05グラムが36mlの分散溶液(エチレングリコール 49.5体積%、水 49.5体積%、消泡性分散助剤 1%)中で超音波を使用して分散された。この分散液の0.05mlがペトリ皿の上に適用されて、そして表面上にくまなく広げられた。
【0033】
1.25倍×10倍の倍率を持つ顕微鏡が繊維の直径を測るために使われる。その後エクセルマクロが数平均直径、重量平均直径および比表面積を計算するために使われる。結果の再現精度のために、測定回数は1000−1200の間でなくてはならない。
【0034】
あるいはその代わりに、その他の繊維長さがカジャアニ(Kajaani)社分析器例
えばFS200あるいはFS300によって、そしてTAPPI T271を使って測定され得、その他の繊維の直径は上記と同様のカナディアン・フリーネス(Canadian Freeness)社の検査機器によって決定され得る。
【0035】
好ましくは、追加の弾力性材料のCEVは適当な充填剤エージェントと混ぜられる、好ましくは、ガス剥離バーミキュライトのようなプレート状充填剤エージェントであり、好ましくは、加熱剥離加工バーミキュライト(TEV)である。好ましくは、充填剤エージェントは粉砕される。好ましくは、充填剤エージェントは最終の乾燥したガスケット材料の65重量%未満含まれる、いっそう好ましくは、60重量%未満、最も好ましくは、最終の乾燥したガスケットの50重量%未満含まれる。多くの場合最終の乾燥したガスケット中のTEVの含量は40重量%未満である。
【0036】
好ましくは、存在するなら、非乾燥状態で得られたCEVの、乾燥して得られたCEVに対する相対的な比率は0.01:1から20:1の間であり、いっそう好ましくは0.05:1から10:1の間であり、最も好ましくは0.1:1から4:1の間である。
【0037】
該使用される充填剤材料は粉砕されるか、さもなければ粒度で50μm未満の粒度に減らされてもよい、しかしながら、好ましくは、平均の粒度は50μm以上、好ましくは、50−300μm、いっそう好ましくは50−250μm、最も好ましくは50−200μmである。他の可能な添加物としてはタルク、マイカ、未剥離バーミキュライトを含む。
【0038】
ここでいう乾燥したCEVとは、20重量%未満の水分量、いっそう好ましくは、10重量%未満、最も好ましくは5重量%未満、を有する。
任意に、ガスケット材料生地のCEV成分は乾燥したCEVとスラリー形式で入手可能なCEVの混合物を含む。しかしながら、いずれにしても、上に定義されるように、受容できる固形分範囲でCEVを使うことは必要である。発明のとおりに高い固体含有量を維持すると同時に、湿潤生地材料中の高い固体含有量が次のカレンダー加工処理における問題発生の減少を助ける。
【0039】
好ましくは、乾燥したCEVは適当な乾燥技法によって用意される。適当な乾燥技法は次のものを含む:−
ケーキ乾燥させ粉末化する方法;
フィルムドライさせ粉末化する方法;
ロータリー熱風乾燥;
スプレードライ;
フリーズドライ;
空気圧乾燥;
部分的に乾燥した固体の流動床乾燥;および
真空棚乾燥を含む真空法。
【0040】
好ましくは、本願発明のどんな態様でも、またはどんな態様のどんな望ましい特徴でも最初の態様、第2の態様、およびそれ以上の態様、もしくは最初の態様、第2の態様、またはそれ以上の態様と、相互に排他的でない組み合わせにより結合され得る。
【0041】
実施されるとき、ゴムはカップリング剤によってバーミキュライトにつながれてもよい。
カップリング剤はシラン、例えばトリエトキシビニルシラン(CHCHO)SiCH=CHのようなビニル官能基を有するシランであってもよい。
【0042】
また、弾力がある材料において例えばインシチュ(本来の使用場所)で、ガスケットが加熱されたときにTEVを形成し、弾性回復力がある層を膨張させて封止性能を向上させることができる、未剥離加工(膨張可能)なバーミキュライトを含むことも可能である。
【0043】
ガスケット材料で本願発明のどんな態様でも、プレート状充填剤の微片が存在しているとき、自らガスケットの平面の中に沿って配向し、多数のごく小さい葉バネ(リーフスプリング)のように振る舞うことでシーリング力を向上させる傾向があることが発見された。
【0044】
本願発明のどんな態様のとおりに従う場合でもプレート状充填剤はタルク、二硫化モリブデン、六角形のホウ素窒化物、ソープストーン、パイロフィライト、粉砕された加熱剥離加工バーミキュライト、マイカ(雲母)、フルオロマイカ、粉末黒鉛、ガラスフレーク、金属フレーク、セラミックフレーク、あるいはカオリナイトから成るグループから選択され得る。しかしながら特に好ましいバーミキュライト材料はプレートの平均サイズが50−300μmの範囲のものであり、例えばW R グレイス(W R Grace &
Co.)社から入手可能なFPSVである。FPSVはW R グレイス社の登録商標である。
【0045】
一般に、プレート状充填剤は少なくとも平均厚さの3倍のプレート平均幅を持っている。
ガスケット材料はプレート状充填剤を重量にして5−80%、例えば20−50%を含み得る、好ましくは、プレート状充填剤の25−40%が最終の乾燥したガスケットに存在している。
【0046】
任意に、本願発明のいかなる態様でも充填剤はまたどんなゴム重合体も分解する温度で膨張するように選択された膨張可能材料も含まれる。
本願発明のガスケットはらせん状に傷ついたガスケット中に実用され得る。
【0047】
本願発明のこの付加的特徴に従うガスケットでは、ゴムを分解させる温度で、膨張可能材料が、ゴムの欠けた空間を少なくとも部分的に満たすために拡張し得、それによってシーリング封鎖が持続するのを手伝う。
【0048】
好ましくは、膨張可能材料は、剥離の後も良い耐熱性を持っているという点で、未剥離加工のバーミキュライトである。もう1つの可能性は部分的に剥離されたバーミキュライト、すなわち通常完全にそれを剥離するのに要求されるより低い温度で剥離されたバーミキュライトを使うことである。未剥離加工あるいは部分的に剥離加工されたバーミキュライトは剥離が起こる温度を減らすために(それ自体では知られている方法によって)処理され得、例えば温度は160℃ぐらいまでも低くすることができる。他の可能な膨張可能材料は、拡張可能な黒鉛、ケイ酸ナトリウム、およびパーライトを含む。
【0049】
本願発明の第二の態様に従えば、次のステップを含むガスケット材料の生産プロセスが提供される:
繊維成分、そしてCEVを混合し湿潤生地にする
当該の湿潤生地を「it」カレンダー加工する。
【0050】
好ましくは、湿潤生地はゴム成分を含む。
驚くべきことに、水性の生地をitカレンダーして1枚のガスケット材料とすることが可能であることが見いだされた。典型的に、「it」カレンダー加工は溶剤ベースのゴム材料と小繊維化された繊維に実行される、しかし濡れたCEVシーリング層生地、また、成功裏に小繊維化された繊維を含み得、そして同じく成功裏にカレンダー加工された材料
のラミネートシートに形成され得ることが発見された。
【0051】
好ましくは、本願発明によるガスケットにはラミネートされたレイヤーの複数が含まれる。
典型的に、「it」カレンダー加工は最初のプライマー(下塗り)層(任意にゴム溶液を含む)の積層、典型的にはこれに引き続いてスタート層(任意にパラ−アラミド繊維を含む)の積層、典型的にはこれに続くボディー層であって本願発明の最初の態様のガスケット材料成分と溶剤を含む湿潤生地の積層、典型的にはこれに続くフィニッシュ(仕上げ)層、を含む。最初のプライマー層、スタート層、およびフィニッシュ層の成分は「it」カレンダー加工の先行技術で知られるとおりだが、しかしスタート層とフィニッシュ層は、任意のどんな態様あるいは本願発明の望ましい特徴にも任意に従い得るが、好ましくは、どんな繊維成分も存在しない。
【0052】
好ましくは、同時に、湿潤生地は上に言及した態様あるいは好ましい特徴のいずれものとおりであり得る。
好ましくは、「it」カレンダー加工の間のローラースピードは、硬化に対して、最適化され、好ましくは0.1−7.5rpmの間、いっそう好ましくは、0.5−5.0rpm、最も好ましくは、0.5−3.0rpmである。
【0053】
好ましくは、挟圧にかかる負荷は1.5m長さの挟圧毎に1−30トン(メートルトン、tonnes)の間にあり、いっそう好ましくは、1.5m長さの挟圧毎に3−25トン、最も好ましくは1.5m長さの挟圧毎に5−20トンである。
【0054】
熱いボウルの温度は好ましくは、適当な硬化温度であり、好ましくは80−200℃、いっそう好ましくは、90−170℃、最も好ましくは、100−160℃の間にある。冷たいボウルの温度は、70未満℃いっそう好ましくは、50℃未満、最も好ましくは、より低い30℃未満である。いずれにしても、冷たいボウルは熱いボウルの温度未満しかない。冷たいボウルは典型的には0℃以上に操作されるであろう。
【0055】
好ましくは、最終の乾燥したガスケットの厚さは0.1mm−10mmの間で、より好ましくは、0.25−6mm、最も好ましくは、0.5−4mmである。
好ましくは、本願発明のプロセスは、必要とされる厚さのガスケット材料の平板を形成するために光沢機の熱いボウルからラミネートをカッティングするステップを含む。
【0056】
本願発明のガスケット材料は同じく加硫剤、カップリング剤、酸化防止剤と加工助剤(例えば分散剤、界面活性剤など)保湿剤、他の充填剤と顔料のような他の添加物を含むかもしれない。このような生地を使用するカレンダー加工機を準備するために、熱せられたボウルの表面はカレンダー加工の始めと終わりにおいて生地の接着度をコントロールするために、保証しないエラストマー成分の溶剤溶液でプライマー処理され得る。
【0057】
本願発明の実施態様は今や、例示方法のみによって詳述される。
ガスケット例1
この例は表面層部の異なる配合(配合2)とボディー(コア)部(配合1)とを持つために製造された。
【0058】
ボディー配合1
配合
kg
ロックウールファイバー(ラピナスファイバーズ(Lapinus Fibres)社製ロクサル(Roxul) 1000) 20.0
アラミドファイバー(オープン)(デュポン(DuPont)社製ケブラー(Kevlar)) 14.0
ニトリルブタジエンゴム(NBR)溶液 湿潤時35.0kg(乾燥時5.6kg)
加熱剥離加工バーミキュライト(グレイス(Grace) FPSV) 28.0
化学剥離加工バーミキュライト(グレイス PCEV粉末) 20.5
化学剥離加工バーミキュライト(グレイス HTS分散液) 湿潤時75.0kg(乾燥時11.25kg)
シランカップリング剤(シルクエスト(Silquest) A 151) 湿潤時0.8kg(乾燥時0.44kg)
硬化剤系* 1.46
水 6.0
*硬化剤系:−
ZDC 0.085kg(ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛)
TMTD 0.450kg(テトラメチルチウラム ジスルフィド)
ステアリン酸 0.085kg
硫黄 0.420kg
亜鉛華 0.420kg
混合
この混合はプローシェアミキサー(ソリテック(Solitec)社)で、次の手順にしたがい、150rpmの混合速度と周囲温度において実行された。
【0059】
0 分 ロックウールファイバー;アラミドファイバー;ニトリルゴム溶液および硬化剤系を添加
5 化学剥離加工バーミキュライト分散液を添加
10 化学剥離加工バーミキュライト粉末、加熱剥離加工バーミキュライトおよびシランカップリング剤を添加
30 水を添加
40 ミキサーから排出
スタートおよびフィニッシュ表面−配合2
配合
加熱剥離加工バーミキュライト(グレイス FPSV粉末) 21.5kg
化学剥離加工バーミキュライト(グレイス PCEV粉末) 11.4kg
化学剥離加工バーミキュライト(グレイス HTS分散液) 湿潤時60.9kg(乾燥時9.135kg)
NBR溶液※ 湿潤時7.0kg(乾燥時1.12kg)
シランカップリング剤(シルクエスト A151) 湿潤時0.75kg(乾燥時0.21kg)
※溶液で使用されたNBRはロンドンのウェックス・ケミカルズ(Wex Chemicals)社から入手可能なアーニポール(Arnipol) BLT(導入時トルエン中16重量%溶液として存在)。
混合
使用されたミキサーは’GR’ミキサーであってベイカー・パーキンス・ケミカル・マシナリー(Baker Perkins Chemical Machinery Ltd.)社から入手可能な大型工業用食品ミキサーであるストークオントレント(Stoke−on−Trent)の類似品である。
【0060】
該ミキサーは50rpmの速度で使用された。
サイクル:
a)ミキサーパンに、30.9kgの溶液、それに続いてすべての乾燥した粉を添加:10分間混合。
【0061】
b)シランを加え5分間混合。
c)NBR溶液を加えて10分間混合。
d)残りのHTS分散液を三等分したそれぞれ10kgのロットを、合間に5分間ずつ混合しながら添加。
【0062】
e)さらに15分間混合。そののちミキサーから排出。
カレンダー加工
プライマー層:天然ゴム#/トルエン溶液(1kg天然ゴム、15kgトルエン)
スタート表面:配合2
ボディー:配合1
フィニッシュ表面:配合2
カレンダー加工機:l.5m幅;6m円周
加熱ボウルは表面温度が105−115℃となるまで蒸気過熱された
初期挟圧負荷5−7トン
稼動挟圧負荷13−15トン
#−TSR20:ヘクト・ヘイワース・アンド・アルコン(Hecht, Heyworth & Alcon)社製“ブラウンクレープゴム(Brown Crepe Rubber)”。

カレンダー加工機は加熱ボウル温度が105−115℃かつ初期表面速度が約18m/分(3rpm)で運転された。1kgの天然ゴムをトルエン15kgに溶解してなる天然ゴム/トルエン溶液(プライマー層)の250mlがカレンダー加工機の挟圧に適用され、それに続いて2.5kgの配合2、42kgのボディー配合1、および2.5kgのフィニッシュ表面配合2が適用され、コア層と表層を有する厚さ1.6mm厚の望ましいプロダクトのロールを生じさせた。
【0063】
ロール製造の間に熱いボウルの表面スピードは、ボディーがきれいにカレンダー加工機ボウルの上を走って、そして滑らかな表面仕上げでシートを作成させるために、徐々に6m/分に減らされた。
【0064】
プライマー層とスタート表面はカレンダー加工機の挟圧負荷が5−7トン−で適用された:この負荷は、あらかじめセットされた13メートルトンのレベルまで増加することも可能である[およその厚さ0.2mmで達成される]。ロールの終わりに向かってカレンダー加工機の挟圧負荷はフィニッシュ表面が平滑になることを保証するべく15トンに増加した。該カレンダー加工機はそれから停止され、ロールがホットボウルから排出された。

ガスケット例2
この例はスタート表層(配合3)、ボディー(コア)部(配合4)およびフィニッシュ部(配合5)を有するものを製造する。
スタート表面−−配合3
配合
kg
アラミドファイバー(デュポン社製ケブラー) 5.0
天然ゴム(小塊)# 3.5
ニトリルゴム/シリカマスターバッチ(小塊)※ 3.0
(ニトリルゴム100部+シリカ70部)
NBR(小塊)(ハブロン(Hubron) Ltd社製SEETEC B6280)
3.0
加熱剥離加工バーミキュライト(グレイス FPSV) 5.0
シリカ粉(水晶)(WBBミネラルズ(WBB Minerals)社製HPF2シリカフラワー(Silica Flour)) 19.0
石灰質クレイ(イングリッシュ・チャイナ・クレイ(English China Clays)社製ポラライト(Polarite)) 5.0
酸化鉄顔料(Wハウリー・アンド・サン(W Hawley & Son Ltd)社製バーントシエナ(Burnt Sienna) FP301816グレード) 2.0
硬化剤系* 0.795
シランカップリング剤(シルクエスト A 151) 0.18(湿潤時)(乾燥時0.099)
トルエン 34.68(=40リットル)
水 4.3
*硬化剤系:−
ZDC 0.035kg(ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛)
TMTD 0.110kg(テトラメチルチウラム ジスルフィド)
ステアリン酸 0.050kg
硫黄 0.100kg
亜鉛華 0.500kg
#天然ゴム(小塊)とはTSR20:ヘクト、ヘイワースアンドアルコン社製“ブラウンクレープゴム”。
※ニトリルゴム/シリカマスターバッチ(小塊)は
ニトリルゴムの100部(ハブロン社製SEETEC B6280)とアモルファスシリカ(ハブロン社製ラバーシル(Rubbersil) RS200P)70部を配合することによって、高い表面積(eg. 180m/g)を有するものとして製造された。
混合
この混合はプローシェアミキサー(ロディジェ−モートン(Lodige−Morton)社)で、次の手順にしたがい、150rpmの混合速度と周囲温度において実行された。
【0065】
0分 アラミドファイバーを添加
5 天然ゴム、ニトリルゴム/シリカマスターバッチ、ニトリルゴムおよび30Lトルエンを添加
25 加熱剥離加工バーミキュライト、シリカ粉、石灰化クレイ、酸化鉄顔料および硬化剤系を添加
45 10リットルのトルエンを添加
70 水を添加
75 ミキサーから排出
ボディー−配合4
配合
kg
ロックウールファイバー(ラピナス・ファイバー社製ロクサル 1000) 32.0
アラミドファイバー(デュポン社製ケブラー) 7.5
NBR溶液※ 湿潤時30.0kg(乾燥時4.8kg)
加熱剥離加工バーミキュライト(グレイス FPSV) 28.0
化学剥離加工バーミキュライト(グレイス PCEV粉末) 22.75
化学剥離加工バーミキュライト(グレイス HTS分散液) 湿潤時60.0kg(乾燥時9.0kg)
硬化剤系* 1.245
シランカップリング剤(シルクエスト A151) 湿潤時0.8kg(乾燥時0.44kg)
*硬化剤系:−
kg
ZDC 0.070(ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛)
TMTD 0.385(テトラメチルチウラム ジスルフィド)
ステアリン酸 0.070
硫黄 0.360
亜鉛華 0.360
混合
この混合はプローシェアミキサー(ソリテック社)で、次の手順にしたがい、150rpmの混合速度と周囲温度において実行された。
【0066】
0分 アラミドファイバー、ロックウールファイバー、および硬化剤系を添加
10 NBR溶液を添加
15 化学剥離加工バーミキュライト分散液を添加
20 化学剥離加工バーミキュライト粉末、加熱剥離加工バーミキュライトおよびシランカップリング剤を添加
50 ミキサーから排出
フィニッシュ−配合5
配合
kg
ロックウールファイバー(ラピナス・ファイバー社製ロクサル 1000) 32.0
アラミドファイバー(デュポン社製ケブラー) 2.0
NBR溶液※ 湿潤時30.0kg(乾燥時4.8kg)
加熱剥離加工バーミキュライト(グレイス FPSV) 28.0
化学剥離加工バーミキュライト(グレイス PCEV粉末) 22.75
化学剥離加工バーミキュライト(グレイス HTS分散液) 湿潤時60.0kg(乾燥時9.0kg)
硬化剤系* 1.245
シランカップリング剤(シルクエスト A 151) 湿潤時0.8(乾燥時0.44kg)
*硬化剤系:−
kg
ZDC 0.070(ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛)
TMTD 0.385(テトラメチルチウラム ジスルフィド)
ステアリン酸 0.070
硫黄 0.360
亜鉛華 0.360
混合
この混合はプローシェアミキサー(ソリテック社)で、次の手順にしたがい、150rpmの混合速度と周囲温度において実行された。
【0067】
0分 アラミドファイバー、ロックウールファイバーおよび硬化剤系を添加
10 NBR溶液を添加
15 化学剥離加工バーミキュライト分散液を添加
20 化学剥離加工バーミキュライト粉末、加熱剥離加工バーミキュライトおよびシランカップリング剤を添加
50 ミキサーから排出
カレンダー加工
プライマー層:天然ゴム#/トルエン溶液(1kg天然ゴムに対して15kgトルエン)
スタート表面:配合3
ボディー:配合4
フィニッシュ:配合5
カレンダー加工機:−1.5m幅;6.0m円周
ホットボウルは表面温度105−115℃に蒸気加熱
初期挟圧負荷5−7トン
稼動挟圧負荷13−15トン

カレンダー加工機は加熱ボウル温度が105−115℃かつ初期表面速度が約18m/分(3rpm)で運転された。1kgの天然ゴムをトルエン15kgに溶解してなる天然ゴム/トルエン溶液(プライマー層)の250mlがカレンダー加工機の挟圧に適用され、それに続いて2.5kgの配合3が適用された。それから配合4(ボディー)が、表示のシート厚みが1.25−1.35mmとなるまで添加された。配合5(フィニッシュ)がそれから挟圧に適用され、コア層と表層を有する厚さ1.5−1.6mmの望ましい挟圧厚みが得られるまで添加された。ロールの形成において、加熱ボウルの表面速度は、ボディーとフィニッシュがきれいにカレンダー加工機のボウルの上を走って、そして滑らかな表面仕上げでシートを作成させるために、徐々に6m/分に減らされた。
【0068】
プライマー層とスタート表面はカレンダー加工機の挟圧負荷が5−7トンにセットして適用された:この負荷は、あらかじめセットされた13トンのレベルまで増加することも可能である[およその厚さ0.2mmで達成される]。ロールの終わりに向かってカレンダー加工機の挟圧負荷はフィニッシュ表面が平滑になることを保証するべく15トンに増加させた。
【0069】
カレンダー加工機はそれから停止され、ロールがホットボウルから排出された。
【0070】
【表1】

【0071】
表2に例2と他の商業的入手可能な素材とを比較した比較データを示す。
【0072】

【表2】


【0073】
BSF130:1987年のホットクリープ試験は、300℃で実際的な負荷の下にガスケット材料の厚さの減少値を測定するものである。[BSF130は、BSiによって発行された標準であってテストおよび必要なテスト装置を詳細に記述している]BS7531:1992年のガス透過率試験は高圧窒素を試験媒体として非常に実際的な方法でシ
ート状ガスケット素材の透過率の室温測定を提供する。
【0074】
ホットクリープ結果において一般に受け入れられる目標は10%だが、より低い結果が望ましい。
例2の配合は素晴らしいホットクリープ結果を示す、というのもこれは操作時の温度で焼損する材料の量を示している。焼損はガスケットの厚さの減少を生起し、これがボルト伸張、引き続いてボルト負荷損失を起こす。ボルト負荷が減少すれば重大なガスケット不具合が生起する可能性がある。
【0075】
しかしながら、テスト結果はまた、これほどエラストマー材料量が低い分量なら問題となり得るシートの透過率を犠牲にする(増加させる)ことなく、素晴らしいホットクリープ結果を示す。このように、本願発明は稼動温度での低いクリープを有すると同時に低いガス透過率を保持するという課題を解決する。
【0076】
この出願に関して本願明細書と同時またはそれ以前に提出され、および本願明細書とともに公衆に対し閲覧可能にされたすべての論文と文書、そしてそのような論文と文書の内容は、ここに参照によって含まれるという点に注意すべきである。
【0077】
この明細書(添付の請求項、要旨と図面のいずれをも含む)で開示されたすべての特徴または同様に開示されたいずれの方法あるいはプロセスにおけるすべてのステップ、もしくはこの明細書(添付の請求項、要旨と図面のいずれをも含む)で開示されたすべての特徴および同様に開示されたいずれの方法あるいはプロセスにおけるすべてのステップは、少なくともいくつかの特徴またはステップもしくは特徴およびステップが相互に排他的であることを除けば、どんな組み合わせででも組み合わせ得る。
【0078】
この明細書(添付の請求項、要旨と図面のいずれをも含む)で開示されたそれぞれの特徴は、その他のことを明示的に規定されていない限り、同等、等価、あるいは類似の目的のための代替の特徴に置換され得る。このように、その他を明示的に規定されていない限り、開示されたそれぞれの特徴は、等価、あるいは類似の特徴の一般的な一連に対する、1つの例というだけのものである。
【0079】
本願発明は細部や前述の実施態様に限定されていない。本願発明は本願明細書(添付の請求項、要旨と図面のいずれをも含む)に開示された特徴のうちのどんな斬新な一つ、またはどんな斬新な組み合わせにでも、または開示された方法またはプロセスのステップのうちのどんな斬新な一つ、またはどんな斬新な組み合わせにでも拡張する。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
繊維成分、ゴム成分及び、追加の弾力性材料を含むガスケット材料であって、前記追加の弾力性材料は化学剥離加工バーミキュライト(CEV)を含むガスケット材料。
【請求項2】
前記ゴム成分は、最終の乾燥したガスケット材料中、10重量%未満の分量で存在する請求項1に記載のガスケット材料。
【請求項3】
前記ガスケット材料はシート形状である請求項1または2に記載のガスケット材料。
【請求項4】
前記繊維成分が、小繊維化された繊維を含む請求項1〜3のいずれか一項に記載のガスケット材料。
【請求項5】
前記繊維成分が追加の繊維を含む請求項4に記載のガスケット材料。
【請求項6】
前記追加の弾力性材料は最終の乾燥したガスケットに対して1−95重量%含まれる請求項1〜5のいずれか一項に記載のガスケット材料。
【請求項7】
前記CEV成分が少なくとも部分的に乾燥したCEVに由来する請求項1〜6のいずれか一項に記載のガスケット材料。
【請求項8】
前記追加の弾力性材料はプレート状の充填材料をさらに含む請求項1〜7のいずれか一項に記載のガスケット材料。
【請求項9】
前記繊維成分が、6−70重量%の分量で存在している請求項1〜8のいずれか一項に記載のガスケット材料。
【請求項10】
前記小繊維化された繊維が最終の乾燥したガスケットの1−25重量%の間で含まれる請求項4−9のいずれか一項に記載ガスケット材料。
【請求項11】
前記追加の繊維は最終の乾燥したガスケットの5−45重量%含まれる請求項5−10のうちのいずれか一項に記載のガスケット材料。
【請求項12】
繊維成分とCEVとを湿潤生地にするように混合する工程と、
前記湿潤生地を「it」カレンダー加工する工程とを少なくとも備えるガスケット材料の製造方法。
【請求項13】
前記混合工程ではゴム成分も組み入れる、請求項12に記載のガスケット材料の製造方法。
【請求項14】
前記ガスケットは積層された層を複数備える、請求項1−11のいずれか一項に記載のガスケット材料の製造方法。

【公表番号】特表2008−527101(P2008−527101A)
【公表日】平成20年7月24日(2008.7.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−549954(P2007−549954)
【出願日】平成18年1月11日(2006.1.11)
【国際出願番号】PCT/GB2006/000084
【国際公開番号】WO2006/075149
【国際公開日】平成18年7月20日(2006.7.20)
【出願人】(502254213)フレキシタリック インベストメンツ インコーポレイテッド (5)
【氏名又は名称原語表記】FLEXITALLIC INVESTMENTS INCORPORATED
【Fターム(参考)】