(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの封止面（２、４）の間の厚みを有し、さらに長さと幅を有し、前記幅が前記厚みの少なくとも１．５倍であるガスケット（１）であって、該ガスケット（１）が、第一個別構成要素（１０）と第二個別構成要素（２０）とを備え、前記第一構成要素及び第二構成要素が、該ガスケット（１）の前記長さに沿って延び、前記第二構成要素（２０）が、前記第一構成要素（１０）を前記二つの封止面（２、４）の少なくとも一方から分離するように前記第一構成要素に対して配置され、
前記第一構成要素（１０）が、該ガスケット（１）の少なくとも前記幅方向において気体及び液体に関して実質的に不透過性であり、
前記第二構成要素（２０）が、該ガスケット（１）の少なくとも前記厚み方向において圧縮性であり、前記第一構成要素（１０）のショアＡ硬度が、前記第二構成要素（２０）のショアＡ硬度の１.５〜２.５倍大であり、
該ガスケット（１）の前記長さに沿って延びる前記第一構成要素（１０）または前記第一構成要素の平均厚みに比較して増大した厚みを有する前記第一構成要素の区域（１１）が、前記第二構成要素（２０）の幅の５０％未満の幅を有する、ガスケット（１）。
【請求項２】
前記第一構成要素（１０）または増大した厚みを有する前記第一構成要素の区域（１１）の幅が、前記第二構成要素の幅の３０％未満である、請求項１に記載のガスケット（１）。
【請求項３】
前記第一構成要素（１０）のショアＡ硬度が、６０〜１００ショアＡの範囲にある、請求項１または２に記載のガスケット（１）。
【請求項４】
前記第二構成要素（２０）のショアＡ硬度が、３０〜７０ショアＡの範囲にある、請求項１〜３のいずれか一項に記載のガスケット（１）。
【請求項５】
前記第一構成要素（１０）の密度がその理論上の密度の少なくとも５０％である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のガスケット（１）。
【請求項６】
前記第一構成要素（１０）の密度が前記第二構成要素（２０）の密度の１.５〜６倍の範囲で大きい、請求項１〜５のいずれか一項に記載のガスケット（１）。
【請求項７】
前記第二構成要素が前記第一構成要素（１０）を封止面（２、４）から分離する領域（１１０）において前記第二構成要素が高度に圧縮されるように、該ガスケット（１）がその幅全体に亘って平均圧力１０ＭＰａで圧縮されたとき、前記高圧縮領域（１１０）における前記第二構成要素（２０）の前記密度が、前記第一構成要素（１０）または増大した厚みを有する前記第一構成要素の区域（１１）が存在しない隣接領域における前記第二構成要素（２０）の前記密度に比較して、少なくとも１.２５倍に増大する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のガスケット（１）。
【請求項８】
前記第一構成要素（１０）が延伸フッ素重合体を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のガスケット（１）。
【請求項９】
前記第二構成要素（２０）が延伸フッ素重合体を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載のガスケット（１）。
【請求項１０】
前記第一構成要素（１０）が中空断面を有すること、及び前記第一構成要素（１０）が独立気泡構造を有する多孔性材料から作られること、の少なくともいずれか一方である、請求項１〜９のいずれか一項に記載のガスケット（１）。
【請求項１１】
前記第二構成要素（２０）が単軸または二軸延伸膜の積重ね体で形成された少なくとも一つの層を備え、前記延伸の方向が該ガスケット（１）の前記長さ及び幅方向と異なる、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のガスケット（１）。
【請求項１２】
該ガスケット（１）が少なくとも一つのさらなる構成要素（４０）を備え、前記さらなる構成要素（４０）の硬度が前記比較的硬い第一構成要素（１０）の硬度より低い、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のガスケット（１）。
【請求項１３】
前記第一構成要素（１０）が、内側個別要素（１０ａ）と、前記内側個別要素（１０ａ）の周りに配置された外側個別要素（１０ｂ）とを備える、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のガスケット（１）。
【請求項１４】
前記ガスケットが二つ以上の第一構成要素（１０、１０’、１０”）を備える、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のガスケット（１）。
【請求項１５】
前記二つ以上の第一構成要素（１０、１０’、１０”）が異なる断面及び／または異なるサイズ及び／または異なる硬度及び／または異なる圧縮性を有する、請求項１４に記載のガスケット（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封止用に使用されるガスケットに関する。封止用に使用される多様なガスケットが知られている。特に、望ましい特性を有する延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）で作られたガスケットが知られている。
【０００２】
より詳しく言うと、本発明は、第一個別構成要素と第二個別構成要素とを備える複合ガスケットに関する。本発明の複合ガスケットは、フランジの表面に順応し、封止するために必要とする荷重力が小さい。本出願において使用される場合、複合ガスケットは、少なくとも二つの構成要素を備えるガスケットとして定義される。
【０００３】
ガスケットは、多種の用途においてフランジを封止するために使用される。フランジのサイズ及び形状は大きく変化する可能性がある。いくつかの場合には、フランジは、平坦ではないか、又は封止をより困難にする表面欠陥を有する場合がある。さらに、いくつかの用途には、グラファイトまたはグラスライニングフランジまたはプラスチックフランジ及び繊維強化プラスチックフランジ（ＦＲＰ）を含む脆弱なフランジが関与し、前記フランジは過大な荷重が加えられた場合クラックを生じやすい。高度な腐食性、高温または製薬環境など多くの用途において、フッ素重合体ガスケットが必要とされる。延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）などフッ素重合体ガスケットは、非常に高い温度安定性を有し、化学的に不活性であるが、封止のために高い荷重を必要とする可能性がある。従って、順応性の封止面を有しかつ封止のために必要な荷重が小さいフッ素重合体ガスケットに対する必要性が存在する。
【０００４】
概して、ガスケットが二つのフランジの間に配置されたとき、一定の平均圧締圧力がフランジによってガスケットに対して加えられなければならない。これは、一方でガスケットの封止面がフランジに対して気密に封止されるための圧力を得るために必要である。他方で、一部のガスケット特に延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）で作られたガスケットは、ガスケットの幅を横切る流体の透過を充分に阻止するためには一定の圧縮を必要とする。いわゆる低応力封止ｅＰＴＦＥガスケットは、一般に、ほどほどの平均圧締圧力しか必要としない。例えば、低圧力封止ｅＰＴＦＥガスケットは、ガスケットを充分に高密度化するために必要な圧力より著しく低い圧締圧力を典型的に必要とする。
【０００５】
低応力封止ガスケットは、例えば、化学的に攻撃的な液体及び気体を含む任意の種類の液体または気体を搬送するための大きな開放断面積及び大きな直径のフランジ（例えば、５０ｃｍ以上）を有する鋼管を含めて、任意のタイプの管類を接続するために使用できる。
【０００６】
高応力は強いフランジを必要とし、さらに圧締圧力はガスケット自体を破損する可能性があるので、平均圧締圧力を低く維持することが好ましい。特に、永続的圧力が数日または数ヶ月または数年の長期に亘って加えられる場合、どちらかと言えば柔らかく圧縮性のガスケットはクリープを生じる。ガスケットのクリープ及び応力緩和は漏出を生じる可能性があり、これによって、初期漏出速度を維持するためにさらに高い表面圧力を必要とする。さらに、平均圧締圧力を低く維持することによって、高応力に耐えられない脆弱なフランジにガスケットの使用が可能になる。
【０００７】
ｅＰＴＦＥガスケットの耐クリープ性を高めるために、米国特許第５４９４３０１号は、ｅＰＴＦＥガスケットのコアを高強度フィルムで包むことを提案する。しかし、ｅＰＴＦＥガスケットの優れた防漏出特性は、軟らかく圧縮性のｅＰＴＦＥがフランジの形状に順応することによって、フランジ表面の粗さ及び凸凹を均す能力によるものである。ガスケットの封止面が圧縮性のｅＰＴＦＥガスケットコアではなくコアの周りに巻かれた高強度フィルムによって形成されると、この特性が失われる。高強度フィルムで包んだ同様のガスケットが米国特許第５４８６０１０号及び第５４９２３３６号において説明される。
【０００８】
米国特許第６０３０９６４号は、基本的に順応性の多孔性ポリテトラフルオロエチレンから成る外側層と、フッ素重合体材料の固い内側層とを備える平らな多層ガスケットを開示する。シール材が剛性であることによって、過剰に柔軟なガスケット製品に伴う困難無しに材料を容易に取り扱って設置できる一方、順応性の外側層は、優れた封止特性を与え、シール材が封止面上のまたはその間の間隙及び欠落を埋めることを可能にする。埋め込まれた剛性材料は、「しまりのない」ガスケット材料に見られる問題を生じずに、取り扱い、切断及び取り付け時にシール材がその位置を保持することを確実にする。さらに、材料はその封止面全体に亘って一貫した特徴を持ち、材料の多様な形状への切断または改造を可能にし、封止面間に最大限の有効封止面積を保証する。
【０００９】
米国特許第６０３０６９４号のガスケットの封止面は軟らかい外側ＰＴＦＥ層によって形成されるので、米国特許第５４９４３０１号、第５４８６０１０号及び第５４９２３３６号の上述の欠点がかなり取り除かれる。しかし、米国特許第６０３０６９４号のガスケットは、まだ、比較的高い圧締圧力を必要とする。
【００１０】
米国特許第６４８５８０９号は、実質的に空気不透過性の第一「外側層」と、実質的に空気不透過性の第二「外側層」と、実質的に空気不透過性の第一層と第二層を橋渡しする実質的に空気不透過性の領域とを備えるガスケットに関する。この場合、上述の外側層は、例えば円盤形ガスケットの半径方向内側部と半径方向外側部に相当し、これらの部分の間に実質的に空気不透過性の領域が配置される。空気不透過性領域は、予備高密度化ｅＰＴＦＥで作られて、空気不透過性領域によってガスケット全体を通過する流体の浸透を阻止するようにまたは少なくとも減少するように、二つの部分を相互に隔離する。この構造が使用時に必要とする平均圧締圧力は比較的低いが、さらなる圧力の低減が望ましい。
【００１１】
同様に、米国特許第７３６１３９８号は、ガスケットを通過する流体の浸透を阻止するためにガスケット上面からガスケット下面まで実質的に連続的な空気不透過性バリアを形成する高密度化領域を備えるｅＰＴＦＥガスケットについて記載する。米国特許第７１７９５２５号は、テープ側面に沿って整列された少なくとも二つの接合された多孔性ｅＰＴＦＥテープと、その間の実質的に空気不透過性の層と、を備えるガスケットに関する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第５４９４３０１号明細書
【特許文献２】米国特許第５４９２３３６号明細書
【特許文献３】米国特許第６０３０９６４号明細書
【特許文献４】米国特許第６０３０６９４号明細書
【特許文献５】米国特許第５４８６０１０号明細書
【特許文献６】米国特許第６４８５８０９号明細書
【特許文献７】米国特許第７３６１３９８号明細書
【特許文献８】米国特許第７１７９５２５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、例えば１０ＭＰａガスケット表面圧力以下の低い平均圧締圧力で優れた防漏出性を与える一方、高い耐クリープ性を示すガスケット、例えばＥＮ１３５５５：２００５に準拠して初期フランジ圧３０ＭＰａ、フランジ剛性５００ｋＮ／ｍｍ及び温度１５０℃のとき少なくとも０．３のＰQR値を有するガスケットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的は、独立請求項の特徴を有するガスケットによって解決される。従属請求項において、革新的ガスケットの好ましい実施形態が定義される。
【００１５】
本発明に係るガスケットは、二つの封止面の間の厚みを有し、さらに長さと幅を有し、幅は厚みの少なくとも１．５倍である。前記ガスケットは、第一個別構成要素と第二個別構成要素とを備え、第一構成要素及び第二構成要素は、ガスケットの長さに沿って延び、第二構成要素は、第一構成要素を二つの封止面の少なくとも一方から分離するように第一構成要素に対して配置される。第一構成要素は少なくともガスケットの幅方向において気体及び液体に関して実質的に不透過性であり、かつ少なくともガスケットの厚み方向において比較的硬いのに対して、第二構成要素は、少なくともガスケットの厚み方向において比較的軟らかくかつ圧縮性であり、厚み方向における比較的軟らかい第二構成要素の硬度は、厚み方向における比較的硬い第一構成要素の硬度より低く、ガスケットの長さに沿って延びる第一構成要素または平均厚みに比較して増大した厚みを有する第一構成要素の区域は、第二構成要素の幅の５０％未満の幅を有する。
【００１６】
言い換えると、本発明に係るガスケットは、二つの対向する封止面を有し、二つの封止面の間の厚み、長さ及び幅によって形成される。ガスケットは、エンドレス、リング形、長方形、正方形など任意の形状を有することができる。リング形（すなわち環状）ガスケットの場合、長さ方向は、円の中心線（ガスケットの円側面の間）に沿って延び、幅方向は、内側円側面すなわち内径から外側円側面すなわち外径へ半径方向に延びる。本出願において使用される場合、封止面は、フランジと当接するガスケットの表面として定義される。ガスケットの幅は、ガスケットの厚みの少なくとも１.５倍である。この革新的ガスケットは、第一個別構成要素と第二個別構成要素とを備え、二つの構成要素は、ガスケットの長さに沿って延びる。第二構成要素は、第一構成要素を少なくとも二つの封止面の一方から分離するように第一構成要素に対して配置される。
【００１７】
本発明の重要な形態は、第一構成要素が少なくともガスケットの幅方向において気体及び液体に関して実質的に不透過性であり、かつ少なくともガスケットの厚み方向において比較的硬いのに対して、第二構成要素は、少なくともガスケットの厚み方向において比較的軟らかく圧縮性である。この文脈において、比較的軟らかい及び比較的硬いという用語は、単に、厚み方向における比較的軟らかい第二構成要素の硬度（たとえばショアＡ硬度として測定して）が厚み方向における比較的硬い第一構成要素の硬度より低いことを示す。本出願において使用される場合、硬度は、規格化された硬度測定方法例えばショアＡ硬度によって測定された硬度として定義される。この文脈において、気体および液体に関して実質的に不透過性とは、気体および液体の移送に対して高い抵抗を持ち、ほぼどのような対流性の空気の流れも防止し、おそらく一部の拡散的移送（例えば、溶解及び拡散による）を許容する。
【００１８】
さらに、本発明によると、第一構成要素または少なくともその平均厚みに比較して増大した厚みを有する第一構成要素の区域は、ガスケットの長さに沿って延び、第二構成要素の幅の５０％未満、好ましくは３０％未満、より好ましくは２０％未満、最も好ましくは１０％未満の幅を有する。従って、第一（硬質）構成要素がガスケットの長さに沿って好ましくは中央に配置されたとき、第二（軟質）構成要素は、硬質構成要素を超えて横方向すなわちガスケットの幅方向に十分に伸びる。以下において、第一構成要素を、「硬質」構成要素と呼び、第二構成要素を「軟質」構成要素と呼ぶ。
【００１９】
その結果、ガスケットが二つのフランジの間に設置されて、フランジによって圧力を受けたとき、硬質構成要素または増大厚みを有する硬質構成要素の区域は、圧縮されないか、少なくとも軟質構成要素ほどは圧縮されない。従って、硬質構成要素は、加えられた力の大部分を吸収する。硬質構成要素と整列する軟質構成要素は、硬質構成要素の左右の軟質構成要素より大きく圧縮される。従って、軟質構成要素が硬質構成要素とフランジの一方との間（軟質構成要素が硬質構成要素を二つの封止面の一方からのみ分離する場合）または硬質構成要素と二つのフランジの各々との間（軟質構成要素が硬質構成要素を両方の封止面から分離する場合）に配置される部分の軟質構成要素に対して増大した圧力が加えられる。特に圧縮が大きいこの領域において、圧力は、フランジの間でガスケットを圧縮する平均圧力に比較して、局部的に増大する。これによって、フランジによってガスケットに加えられる平均表面圧力が比較的低くても高い防漏出性を生じる。
【００２０】
軟質構成要素の密度は、硬質構成要素または増大厚みを有する硬質構成要素の区域が存在しない隣接領域の密度に比較して高圧縮領域において、好ましくは少なくとも１.２５倍、より好ましくは少なくとも２倍増大する。高圧縮領域内における軟質構成要素の密度の増大によって、軟質構成要素の気体および液体の透過性がこの領域において減少する。それによって、硬質構成要素（圧力が加えられなくても幅方向において気体および液体に関して実質的に不透過性）と高圧縮領域における軟質構成要素の高圧縮高密度化材料との結合効果によって、気体および液体に関して透過性を減少したバリアが、ガスケットの幅方向に形成される。
【００２１】
さらに、硬質構成要素または増大厚みを有する硬質構成要素の区域は、軟質構成要素の幅の５０％未満、好ましくは３０％未満、より好ましくは２０％未満、最も好ましくは１０％未満の幅を有するので、高圧縮領域の隣の軟質構成要素の残り部分は、軟質構成要素がガスケットの幅方向に横向きにクリープを生じないように、高圧縮された軟質構成要素の材料を支持する。軟質構成要素の高圧縮材料を十分に支持するために必要とされる硬質構成要素または増大厚みを有する硬質構成要素の区域の幅および厚みに比較した軟質構成要素の幅および厚みは、特に、軟質構成要素の材料の耐クリープ性、硬質構成要素の形状および硬度およびガスケットに加えられた圧締圧力に左右される可能性がある。
【００２２】
上記の有利な効果が際立つために、硬質構成要素または増大厚みを有する硬質構成要素の区域は、軟質構成要素の厚みの８０％未満でかつ軟質構成要素の厚みの５％を超え、より好ましくは、軟質構成要素の厚みの５０％未満でかつ１０％を超え、最も好ましくは軟質構成要素の厚みの５０％から２０％の間の厚みを有する。この場合、軟質構成要素の厚みは、硬質構成要素が存在する領域の外側の初期未圧縮厚みを意味する。
【００２３】
前述のように、軟質構成要素の硬度（例えば、ショアＡ硬度で指定される）は、硬質構成要素の硬度（例えば、同じくショアＡ硬度で指定されるまたはショアＡ硬度へ変換される）より低い。上述の有利な効果を得るために、硬質構成要素のショアＡ硬度は、軟質構成要素のショアＡ硬度の１.１倍以上、より好ましくは、１.２５倍以上、さらに好ましくは１．５倍以上、最も好ましくは２倍以上高いことが好ましい。いくつかのケースにおいて、硬質構成要素の硬度は、ショアＡ硬度の範囲（０〜１００の範囲）を超える。このような場合、硬質構成要素の硬度は、１００ショアＡより高いとみなす。
【００２４】
上記及び下に示される材料特性のいくつかが著しく温度に依存する場合、温度が指示されない場合には、指定または主張される範囲及び関係は室温（約２３℃）と理解するものとする。
【００２５】
特定の条件において、硬質構成要素は、正常条件すなわちガスケットが二つのフランジの間に設置され圧縮されるときほとんど変形しない程度に硬いことが理想的である。しかし、軟質構成要素の材料次第で、硬質構成要素は軟質構成要素を損傷する可能性があるので、硬質構成要素の硬度は、ガスケットが設置されたとき硬質構成要素がわずかに変形するように選択できる。好ましい実施形態によると、硬質構成要素のショアＡ硬度は軟質構成要素のショアＡ硬度より１.１〜３倍、より好ましくは１.５〜２.５倍高くなければならない。
【００２６】
硬質構成要素の好ましいショアＡ硬度は、６０以上、より好ましくは８０以上、最も好ましくは９０以上であり、硬質構成要素のショアＡ硬度の好ましい範囲は６０〜１００ショアＡ、より好ましくは８５〜１００ショアＡである。軟質構成要素の好ましいショアＡ硬度は、８０以下、より好ましくは６０以下であり、軟質構成要素のショアＡ硬度の好ましい範囲は３０〜７０ショアＡ、より好ましくは４０〜６０ショアＡである。
【００２７】
好ましい実施形態において、ガスケットの幅方向に沿った質量グラフは、軟質構成要素が硬質構成要素を封止面から分離する領域において、硬質構成要素または増大した厚みを有する硬質構成要素の区域が存在しない隣接領域に比べて、増大する。それによって、硬質構成要素の硬度と軟質構成要素の硬度との上述の望ましい関係、軟質構成要素の望ましい圧縮性及び高密度化の程度及び硬質構成要素の気体及び液体の低い（ほぼゼロの）透過性を、容易に得ることができる。この文脈において、上述の質量グラフは、ガスケットの幅方向に沿った位置の関数として、幅及び長さ単位あたりのガスケット１の厚み全体を要約したガスケット１の質量を示すグラフとして定義される。
【００２８】
好ましい実施形態によると、硬質構成要素の密度は、その理論上の密度の少なくとも５０％、好ましくは少なくとも８０％であり、９５％かそれ以上まで考えられる。言い換えると、硬質構成要素の気孔率は５０％未満、好ましくは２０％未満であり、５％かそれ以下まで考えられる。理論上の密度は、例えば下記の式によって、原子量及び結晶構造から計算した材料の密度に一致する。
【数１】
0005647350.tif 000002
ここで、Ｎc,xは、単位格子あたりの型Ｘの原子数であり、Ａxは、この型Ｘの原子の原子量（ｋｇ／モル）であり、Ｖcは、単位格子の体積（ｌ／ｍ3）であり、ＮAはアボガドロ数（ｌ／モル）であり、Σは、材料の中に存在する様々な型の全ての原子の合計である。硬質構成要素の密度は理論上の密度と同程度に高いと、硬質構成要素は最大限でも非常に小さい程度まで（密度が理論上の密度に達するまで）しか圧縮できない。このようにして、硬質構成要素は、ガスケットがフランジの間で圧縮されるとき、高圧縮領域において軟質構成要素に対して著しく増大した圧力を加えることができる。硬質構成要素が完全に非圧縮性であるいくつかのケースにおいてこれは有益であるかも知れない。ただし、他の状況においては、完全に非圧縮性の非変形硬質構成要素は、二つの構成要素の材料特性次第では軟質構成要素を損傷するかも知れない。
【００２９】
その代わりにまたはこれに加えて、硬質構成要素の密度は、軟質構成要素の密度より１.２５倍以上、より好ましくは１.５倍以上、さらに好ましくは２倍以上、さらには２.５倍以上、最も好ましくは５倍以上高いことが好ましい。言い換えると、硬質構成要素の気孔率は軟質構成要素の気孔率より低い。軟質構成要素より高い密度すなわち低い気孔率を有する硬質構成要素のこのような材料は、通常、ガスケットがフランジによって圧縮されたとき高圧縮領域において軟質構成要素に対して著しく増大した圧力を加えるのに適する。さらに、硬質構成要素の密度は、軟質構成要素の密度の１.５〜６倍、より好ましくは２.５〜６倍、最も好ましくは３〜６倍高いことが好ましい。二つの構成要素の材料の密度の比率を因数６に制限することによって、また局部的圧縮応力が３０ＭＰａを超えたときの硬質構成要素の塑性変形によって、多くの場合、高圧縮領域において軟質構成要素に対して加えられる著しく増大した圧力を制限でき、それによって、硬質構成要素による軟質構成要素に対する損傷を回避または減少できる。
【００３０】
封止面（一つまたは複数）は軟質構成要素によって形成されるので、軟質構成要素の材料は、必要な場合にはシミングによってすなわち軟質材料のピースを追加することによって、フランジ面の粗さ及び凸凹を均す一方、フランジ間のある程度の表面圧力を維持できるように選択しなければならない。他方で、硬質構成要素の変形が、フランジ圧を受けた高密度化によって少なくとも厚み方向に変形する軟質構成要素の変形より小さいように、フランジの粗さ及び凸凹を均す必要のない硬質構成要素の材料は、軟質構成要素の材料より硬いように選択される。
【００３１】
いずれの場合にも、軟質構成要素は、フランジ剛性５００ｋＮ／ｍｍ、初期表面圧力３０ＭＰａ、室温（２３℃）のときＰQR値（ＥＮ１３５５５：２００５に準拠して応力緩和前と後のガスケット表面圧力の比率として定義され、耐クリープ性を特徴付ける）が少なくとも０.４、より好ましくは少なくとも０.５であるように、過剰なクリープを示してはならない。ＰQR値は、フランジ剛性５００ｋＮ／ｍｍ、初期表面圧力３０ＭＰａ、温度１５０℃のとき、少なくとも０.２であることが好ましく、少なくとも０.３であることがより好ましい。
【００３２】
ガスケットの軟質構成要素及び／または硬質構成要素は、好ましくはポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルフォン、液晶ポリマー、超高分子量ポリエチレン、ポリウレタン、ゴム、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）及びシリコーンから成る群から選択された重合体材料を含むまたはこれから成ることが好ましい。軟質構成要素及び／または硬質構成要素が、フッ素重合体材料、特にフルオロエチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ペルフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、エチレンクロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、フッ化ビニリデンヘキサフルオロプロピレン（ＶＤＦ−ＨＦＰ）、その他のフルオロエラストマーまたは特にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）など、ペルフルオロポリマー、フルオロエラストマー及び／またはパーフルオロエラストマーを含むまたはこれから成ると、特に有利である。これらの材料は、ガスケット材料として、特に圧縮性、化学的抵抗力、強度、耐クリープ性などに関して様々な有利な特性を与える。
【００３３】
化学的抵抗力を犠牲にすることなく硬質構成要素及び／または軟質構成要素の耐クリープ性をさらに向上させるために、金属酸化物（例えば、酸化シリコン、酸化アルミニウム）などセラミック粒子フィラーを、フッ素重合体を主原料とする材料に組み込める。または、硬質構成要素は、金属（例えば、銅）を、好ましくはフッ素重合体保護層で被覆して、含むかまたはこれから構成できる。
【００３４】
上述したように、硬質構成要素の密度（気孔率）は、軟質構成要素の密度（気孔率）より高い（低い）ことが好ましく、既述の倍率で高い（低い）ことがより好ましい。硬質構成要素がフッ素重合体材料を含むまたはフッ素重合体材料から成る場合、硬質構成要素の好ましい密度は、理論上の密度の少なくとも３５％以上、より好ましくは少なくとも６０％、さらに好ましくは少なくとも９０％、最も好ましくは少なくとも９５％である。軟質構成要素がフッ素重合体材料を含むまたはこれから成る場合、軟質構成要素の好ましい絶対密度は１ｇ／ｃｍ3未満、より好ましくは０.８ｇ／ｃｍ3未満、最も好ましくは０.７ｇ／ｃｍ3未満である。
【００３５】
好ましい実施形態において、軟質構成要素及び／または硬質構成要素は、延伸フッ素重合体好ましくは延伸ＰＴＦＥ（ｅＰＴＦＥ）を含む、またはこれから成る。延伸フッ素重合体は、延伸して多孔性かつ透過性の製品を作ることできる任意のフッ素重合体から作ることができる。適切な材料としては、延伸ＰＴＦＥなど（ただし、これに限定されない）延伸性フッ素重合体及び米国特許第５７０８０４４号（ブランカ、１９９８年）、米国特許第６５４１５８９号（ベイリー、２００３年）、米国特許第７５３１６１１号（サボル他、２００９年）、米国特許出願第１１／９０６８７７号（フォード）などに記述されるように重合体で作られた延伸製品を含む。フッ素重合体を延伸させると、延伸工程のプロセスパラメータを適切に設定することによってフッ素重合体の圧縮性及び耐クリープ性を調節できる。好ましくは、軟質構成要素は、単軸、二軸または多軸延伸フッ素重合体の層を含むまたはこれから成る。より好ましくは、軟質構成要素は、二軸または多軸延伸ＰＴＦＥテープまたはその組み合わせを含むまたはこれから成る。
【００３６】
ｅＰＴＦＥから成るまたはｅＰＴＦＥを含む軟質構成要素は、多方向性向き及び横断方向及び長手方向の両方において高い引張強さを有するので低い応力緩和を示し、その結果側方における寸法安定性が高い。すなわち、横断方向における高い強度によって、ガスケットのグラフは、たとえ高い温度でも、圧縮時に幅を増大する傾向を持たない。
【００３７】
要求される特性例えば弾性、硬度、導電性、電気化学反応、耐クリープ性及びこれに類似するものをガスケットに与えるために、軟質及び／または硬質構成要素の少なくとも一部は、被覆するか、または付加的材料またはフィラーを含有することができる。適切な微粒子フィラーとしては、金属、半金属、金属酸化物、ガラス、セラミック及びこれに類似するものなど無機材料を含む。または、例えば炭素、重合体またはエラストマー粒子またはビーズのような有機材料を含むことができる。
【００３８】
または、硬質構成要素は、独立気泡構造を有する多孔性材料から作ることができる。このようにして、硬質構成要素は、気泡が閉鎖されるので比較的硬い。別の硬質構成要素の設計は、チューブであり、要求されるチューブの硬度が与えられるように、チューブの壁の厚みは、低圧縮率を有する材料の場合大きくなるようにすなわち選択された材料の圧縮率が低下すれば増大するように選択しなければならない。
【００３９】
別の実施形態において、硬質構成要素は、不透過性のロールまたはラップフィルム、例えば重ね巻きされたＰＦＡ、ＦＥＰ、ＰＴＦＥ、高密度ＰＴＦＥなどフッ素重合体（好ましくはモノリシック）のフィルムを含むまたはこれから成る。この種のロールまたはラップ硬質構成要素は、優れた耐クリープ性を示す。
【００４０】
硬質構成要素は、二つ（またはそれ以上）の軟質構成要素層の間に簡単に埋め込める。軟質構成要素層は、例えば、接着剤を用いてまたは焼結工程によって相互に付着させるか、または相互に縫合できる。または、軟質構成要素層は、重合体層の接着性を利用して、上下に巻くまたは重ねることができる。軟質構成要素層が延伸ＰＴＦＥ（ｅＰＴＦＥ）を含むか、これから成ると、さらに有利である。好ましい実施形態において、硬質構成要素は、膨潤延伸フッ素重合体を含む、またはこれから成る。フッ素重合体を膨潤させることによって、例えば、延伸フッ素重合体を適切な液体（例えば、溶融または溶解熱可塑性フッ素重合体またはその他の重合体液体）に浸すことによって、強化（例えば、強化ｅＰＴＦＥ）フッ素重合体硬質構成要素を形成できる。または、硬質構成要素は、少なくとも部分的に液体（最終的には乾燥するか硬化される）が充填された他の膨潤多孔性フッ素重合体など、他の膨潤多孔性材料を含むことができる。
【００４１】
その代わりにまたはこれに加えて、硬質構成要素は、ペースト押出しＰＴＦＥを含むまたはこれから成ると有利であり、焼結ＰＴＦＥはほぼ理論上の密度を有するものを容易に生産できるようにする。硬質構成要素は、延伸・焼結ＰＴＦＥを含むこともできる。別の実施形態においては、硬質構成要素は、らせん状に巻き重ねることによってまたはモノリシック金属または重合体コアに巻き付けることによってビードを形成する延伸・焼結ＰＴＦＥを含むことができる。好ましい実施形態において、硬質構成要素は、ペースト押出し・乾燥・焼結ＰＴＦＥを含む、またはこれから成る。それによって、ＰＴＦＥは、柔軟質を維持しながら、所望の硬度を有することができる。
【００４２】
別の好ましい実施形態において、硬質構成要素は、金属、例えばワイヤの形式の金属を含む、またはこれから成る。ただし、高圧縮領域において増大した圧力を受けて変形可能ではない硬質構成要素としての金属は、この領域において軟質構成要素の破壊を生じる可能性がある。これは、部分的に金属硬質構成要素の断面によって左右される。最も好ましくは、硬質構成要素の材料は、高圧縮領域において生じる圧力を受けて少なくともわずかに変形可能である。これは、銅のように比較的モジュラスが小さい金属を使用することによって可能になる。ただし、ほとんどの金属はフッ素重合体より化学的抵抗力が小さいので、好ましくは、金属ワイヤは、所望の塑性変形を示しかつさらにガスケットの使用時に攻撃的媒体からの攻撃及び腐食から金属ワイヤを保護するフッ素重合体層で被覆する。
【００４３】
ガスケットの構造に関しては、軟質構成要素は、ガスケットの長さの少なくとも一部においてガスケットの幅全体に延びることが好ましい。さらに、ガスケットの幅は、ガスケットの長さ全体に沿って一定であることが好ましく、ガスケットの厚みは、ガスケットの幅全体に亘って一定であることが好ましい。前述のように、ガスケットの幅は、ガスケットの厚みの少なくとも１.５倍である。ただし、ガスケットの幅は、その厚みの少なくとも３倍であることがより好ましい。
【００４４】
硬質構成要素は、任意の種類の断面を有することができる。ただし、硬質構成要素が軟質構成要素を損傷することなく所望の効果が得られるので、円形断面、楕円形断面、長方形断面または多角形断面など特定の断面が好ましい。
【００４５】
好ましい実施形態において、硬質構成要素は、その厚みより大きい幅を有するベースとベースから厚み方向に上向きまたは下向き（または両方向に）延びる少なくとも一つの突起部とを有する断面を有し、突起部は、ベースの幅より小さい幅を有する。上述したように、硬質構成要素全体が、軟質構成要素の幅の５０％未満、好ましくは３０％未満、より好ましくは２０％未満、最も好ましくは１０％未満の幅を有することは要求されず、硬質構成要素の増大厚みを有する区域がこの条件を満たせば十分である。上述の好ましい実施形態の場合、突起部が前記増大厚みの区域を形成することを条件として、ベースは、ガスケットの幅の５０％を超える幅を有することができる。硬質構成要素のこの広いベースは、軟質構成要素の中に埋め込まれた硬質構成要素を安定させる。
【００４６】
さらに、既述のように、硬質構成要素は、例えば丸いチューブの形状の、中空断面を有することができる。
【００４７】
硬質構成要素を軟質構成要素の中に埋め込むために、カットラインがガスケットの長さ全体に亘って外面から軟質構成要素の中へ延びるように軟質構成要素を切断できる。その後、硬質構成要素を、軟質構成要素の長さに沿ってカットラインの中に埋め込む。その後、カットラインを接着剤で閉鎖できる。その代わりにまたはこれに加えて、ガスケットの長さの少なくとも一部に沿ってカットラインを通過して延びる少なくとも１本の縫合線を与えることができる。この場合、縫合線がカットライン内に硬質構成要素を固定するように、硬質構成要素は、カットラインにおいて縫合線の背後に埋め込まれる。
【００４８】
または、軟質構成要素は、いくつかの層を含むまたはこれから成ることができる。硬質構成要素は、軟質構成要素の層の間に埋め込まれることが好ましい。軟質構成要素は、軟質構成要素のこれらの層の間に配置された接着剤を含むことができる。好ましくは、軟質構成要素の層は、粘着力によって相互に接着し、硬質構成要素は、軟質構成要素の二つの層の間に固定される。その代わりにまたはこれに加えて、層を相互に固定するために、軟質構成要素の少なくとも二つの層を通過しかつガスケットの長さの少なくとも一部に亘って延びる少なくとも１本の縫合線を設置できる。好ましくは、軟質構成要素の層の間に埋め込まれた硬質構成要素が第一縫合線と第二縫合線との間に配置されるように、少なくとも第一及び第二縫合線が、軟質構成要素の少なくとも二つの層を通過しかつガスケットの長さの少なくとも一部に亘って延びる。
【００４９】
別の実施形態において、軟質構成要素は、硬質構成要素の周りに折り畳まれて、硬質構成要素が軟質構成要素の中に埋め込まれて一側面だけが開放されたガスケットを形成する。硬質構成要素は、折り畳まれた軟質構成要素の開放側面を通過する縫合線を縫うことによって固定できる。軟質構成要素は、ガスケットの適切な順応性を得るために複数の層を含むことができる。
【００５０】
上記の縫合線は、ＰＴＦＥ繊維を含むことが好ましい。
【００５１】
好ましい実施形態において、軟質構成要素の層は、超音波接合を用いて相互に接合される。同様に、軟質構成要素を通過するカットラインは超音波接合を用いて閉鎖できる。同様に、硬質構成要素は、超音波接合を用いて軟質構成要素に接合できる。
【００５２】
硬質構成要素は、溶融して、硬質構成要素を軟質構成要素に接合できる熱可塑材を含むことが好ましい。一つの実施形態において、硬質構成要素は、硬質構成要素の外面の一部にフッ素プラスチック材を有し、フッ素プラスチック材は溶融して、硬質構成要素を軟質構成要素に接合する。一つの実施形態において、フッ素プラスチックフィルムは延伸ＰＴＦＥビードの周りに巻かれ、別の実施形態において、フッ素プラスチックは、押出しＰＴＦＥビードの周りに押出し成形される。
【００５３】
いずれの場合にも、軟質構成要素と硬質構成要素との間に接着剤を配置して、軟質構成要素の中に埋め込まれた硬質構成要素を所望の位置にさらに固定できる。
【００５４】
好ましい実施形態によると、ｅＰＴＦＥの層を連続的に重ねて巻き付けることによって、軟質構成要素に相当する二軸延伸ＰＴＦＥ（ｅＰＴＦＥ）膜の多層積重ね体が製造される。ラ巻き数は、ｅＰＴＦＥ膜の厚み及び所望の最終ガスケット厚み次第であり、数百の巻きを含む可能性がある。この製造工程については、米国特許第５９６４４６５号（Ｍｉｌｌｓ他）において説明されている。本発明の場合、ラッピング工程は、巻き総数の半分の後に中断されて、硬質構成要素（例えばＰＴＦＥビード）が、横送りを用いたらせん状ラッピングによって導入される。横送りの速度は、最終ガスケットの所望の幅に合わせて調整されて、硬質構成要素が、ガスケットの幅に関しても厚みに関しても最終ガスケットの真ん中にあるようにする。
【００５５】
それによって、軟質構成要素が二軸（または、ＰＴＦＥが単軸で延伸された場合には単軸）延伸膜の少なくとも一つの層を含むガスケットを形成でき、延伸の方向は、ガスケットの長さ及び幅の方向と異なる。
【００５６】
概して、軟質構成要素は、一つの延伸フッ素重合体層（例えば、ｅＰＴＦＥ層）を共に形成する延伸フッ素重合体（例えば、ｅＰＴＦＥ）の複数の重ね合わされた膜（例えば、１００枚超え）を含むことが好ましい。
【００５７】
ガスケットは、さらに、ガスケットにおける空気及び液体の透過を減少するために、ガスケットの二つの封止面の一方または両方及び／または封止面の間に延びるガスケットの二つの側面の一方または両方に配置された一つ以上の不透過層を備えることができる。
【００５８】
好ましい実施形態において、ガスケットは、少なくともさらに一つの構成要素を含み、さらなる構成要素の硬度は、硬質構成要素の硬度より低く、さらなる構成要素はガスケットの長さの少なくとも一部においてガスケットの幅全体に延びることが好ましい。さらなる構成要素は、フランジの形状により良く順応して改良された防漏出性を与えるように、ガスケットの変形特性、硬度特性、圧力特性などを調整できるようにする。
【００５９】
別の好ましい実施形態において、硬質構成要素は、内側個別要素と、内側個別要素の周りに配置された外側個別要素とを含むまたはこれらから成る。内側個別要素及び／または外側個別要素は、フッ素重合体を含むまたはこれから成ることが好ましく、外側個別要素の硬度は内側個別要素の硬度より低いことが好ましい。内側個別要素は、さらに、例えばフィラー材料として金属または金属酸化物を含むか、または金属で作ることができる。硬質構成要素を数個の要素から形成することによって、その変形特性、圧縮性などを調整できる。
【００６０】
好ましい実施形態によると、ガスケットは、さらにガスケットの防漏出性を改良するために、二つ以上の硬質構成要素を含む。この種のガスケットが凸凹のフランジの間で圧縮されると、ガスケットの特定の位置において、硬質構成要素の一つの上及び／または下の領域は、フランジと十分に接触しないか、または十分な防漏出性を与えるのに十分なほど圧縮されない。これは、ある程度まで、それぞれの他の硬質構成要素（一つ以上）によって補正される。
【００６１】
同じ断面、サイズ、硬度及び圧縮性を有する数個の硬質構成要素が存在する場合、数個の硬質構成要素の上及び／または下の高圧縮領域が十分に圧縮されるために、ガスケットに対して増大圧締圧力を加えなければならない。ただし、異なる断面（特に、異なる直径を有する丸いまたは楕円形の構成要素または異なる最高高さを有するその他の構成要素）及び／または異なるサイズ及び／または異なる硬度及び／または異なる圧縮性を有する硬質構成要素が設置される場合、比較的広い範囲のフランジ圧に適するガスケットを設計できる。低フランジ圧のとき、硬質構成要素の一つ（通常一番大きいもの）の上及び／または下の領域は大きく圧縮されて、一定の防漏出性を生じる。フランジ圧を高くすると、上記の硬質構成要素はさらに圧縮されて、さらに別の硬質構成要素（例えば、もっと小さく硬いもの）の上及び／または下の領域も圧縮されて、さらにガスケットの防漏出性を増大する。
【００６２】
ガスケットは、例えば、現場成形（form-in-place）ガスケットとして及び／または一体形ガスケットとして形成できる。さらに、ガスケットは、リング形（すなわち、環状）ガスケット、すなわちテープとしてではなく中断のない（完全な）リングとして製造されたガスケットとすることができる。リング形ガスケットの場合、長さ方向は、ガスケットの円の中心線に沿って延び、幅方向は半径方向に延びる。
【００６３】
望ましい実施形態によると、ガスケットは、シート材から切断される。この場合、例えば、シートとして形成され軟質構成要素と硬質構成要素とを備える複合材が用意され、ガスケット例えばリング形ガスケットがこのシートから切り抜かれる。シートは、例えば、第二構成要素を構成する二つ以上の層を固定してその間に硬質構成要素を埋め込むことによって形成できる。
【００６４】
一つの実施形態のガスケットは、ガスケットの初期総表面積及び４ＭＰａの内部ガス圧を参考にしてガスケットを二つのフランジの間で１０ＭＰａの荷重の下で圧縮してＥＮ１３５５５（試験ガスはＨｅの代わりに窒素である）に従って測定して、ガスケットの幅を横切る窒素の漏出速度が、０.１ｍｇ／（ｍ・ｓ）未満、より好ましくは０.０２ｍｇ／（ｍ・ｓ）未満であるように、所望の防漏出性を有するように設計される。
【００６５】
さらに、望ましい実施形態のガスケットは、０.５ＭＰａ〜５０ＭＰａの範囲、より好ましくは５ＭＰａ〜１５ＭＰａの範囲の平均圧締圧力に対して設計される。すなわち、ガスケットは、上記の圧締圧力のとき損傷することなく所望の漏出速度（例えば上記の）を示すことが好ましい。
【００６６】
本発明は、さらに、二つのフランジの間に上記のガスケットを備える装置に関する。フランジは、金属フランジ、セラミックフランジ、グラファイトフランジ、グラスライニング鋼鉄フランジ、プラスチックフランジまたは繊維強化プラスチックフランジ（ＦＲＰ）のような、任意のタイプのフランジであり得る。わずかに凸状輪郭を示す凸凹表面を有するセラミックまたはガラスフランジにも、この革新的ガスケットを使用できる。
【００６７】
本発明のさらに好ましい特徴及び利点は、概略を示す添付図面と一緒に以下の好ましい実施形態の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第一実施形態に従ったガスケットである。
【図２】二つのフランジの間に設置された図１のガスケットである。
【図３】本発明の第二実施形態に従ったガスケットである。
【図４ａ】本発明の第三実施形態に従ったガスケットである。
【図４ｂ】本発明の第三実施形態に従ったガスケットである。
【図４ｃ】本発明の第三実施形態に従ったガスケットである。
【図５】本発明の第四実施形態に従ったガスケットである。
【図６ａ】本発明によるガスケットを通過する縫合線である。
【図６ｂ】本発明によるガスケットを通過する縫合線である。
【図７】本発明の第五実施形態に従ったガスケットである。
【図８ａ】本発明の第六実施形態に従ったガスケットである。
【図８ｂ】本発明の第六実施形態に従ったガスケットである。
【図８ｃ】本発明の第六実施形態に従ったガスケットである。
【図８ｄ】本発明の第六実施形態に従ったガスケットである。
【図９ａ】ガスケットの硬質構成要素の断面の例である。
【図９ｂ】ガスケットの硬質構成要素の断面の例である。
【図９ｃ】ガスケットの硬質構成要素の断面の例である。
【図９ｄ】ガスケットの硬質構成要素の断面の例である。
【図９ｅ】ガスケットの硬質構成要素の断面の例である。
【図９ｆ】ガスケットの硬質構成要素の断面の例である。
【図９ｇ】ガスケットの硬質構成要素の断面の例である。
【図９ｈ】ガスケットの硬質構成要素の断面の例である。
【図１０ａ】本発明によるガスケットの二つの端部であり、前記二つの端部は円形ガスケットを形成するために接続されている。
【図１０ｂ】本発明によるガスケットの二つの端部であり、円形ガスケットを形成するように接続されている。
【図１０ｃ】本発明によるガスケットの二つの端部であり、円形ガスケットを形成するように接続されている。
【図１１ａ】シート材料である。
【図１１ｂ】シート材料から切り抜かれたガスケットである。
【図１２】図１のガスケットの幅方向の質量グラフ及び硬度グラフである。
【図１３ａ】二つのフランジの間で圧縮された後の本発明によるガスケットの断面顕微鏡写真である。
【図１３ｂ】二つのフランジの間で圧縮された後の本発明によるガスケットの断面顕微鏡写真である。
【図１３ｃ】二つのフランジの間で圧縮された後の本発明によるガスケットの断面顕微鏡写真である。
【図１３ｄ】二つのフランジの間で圧縮された後の本発明によるガスケットの断面顕微鏡写真である。
【図１３ｅ】二つのフランジの間で圧縮された後の本発明によるガスケットの断面顕微鏡写真である。
【図１４】ガスケットの防漏出性をテストするための装置である。
【図１５ａ】実施例のデータを示す表である。
【図１５ｂ】実施例のデータを示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００６９】
上述したように、図面は概略図であり、従って縮尺どおりではない。本発明は、第二個別構成要素２０より高い硬度を有する第一個別構成要素１０を備える複合ガスケット１を提供する。第一個別構成要素１０は、第二個別構成要素２０に好適に取り付けられる。
【００７０】
図１において、第一実施形態に従ったガスケット１を示す。複合ガスケットは、第二個別構成要素２０内に配置された第一個別構成要素１０を備え、第一封止面２及び第二封止面４は、第二個別構成要素２０のみを含む。第二構成要素２０は、比較的軟らかく、相互に接着された二つの層２０ａ、２０ｂによって形成され、その間に比較的硬い構成要素１０が埋め込まれる。硬質構成要素１０は、軟質構成要素層の自己粘着性によって、または軟質構成要素層２０ａ、２０ｂを結合する接着剤を塗布することによって所定の位置に保持される。硬質構成要素１０は、軟質構成要素２０の幅の１０％未満の幅、及び軟質構成要素１０の全体厚みの５０％未満の厚みを有する。ガスケット１の幅は、ガスケットの長さ全体に沿って一定であり、ガスケット１の厚み、より正確には軟質構成要素２０の厚みの４倍を超える。外側封止面２及び４は、軟質構成要素２０によって形成される。任意選択的に、封止面２及び４は、気体及び／または液体不透過性被覆層などのさらなる層を備えることができる。封止面２及び４は、硬質構成要素１０の領域において厚みがおそらく多少増大することを除いて、平滑な輪郭すなわち突起部または凹部を持たない表面を有することが好ましい。さらに、ガスケット１の側面３及び５は、同様に、気体及び／または液体不透過性側面層などさらなる層を備えることができる。
【００７１】
硬質構成要素１０は、ガスケットが硬質構成要素１０の両側において同じ特性を示すように、ガスケットの長さに沿って、軟質構成要素２０の中央に配置される。または、硬質構成要素１０は、ガスケット１が、その上側と下側において及び／または幅方向において、それぞれ用途に合わせた異なる封止特性を有するガスケットを得るために、ガスケット１の異なる厚み位置または幅位置に配置され得る。全体は、ガスケット１の平坦な封止面２および４を有する。すなわち、ガスケット１の製造時に硬質構成要素１０が軟質構成要素２０内に埋め込まれたとき、ガスケットの幅全体に亘る実質的に一定の厚みが自動的に得られる。
【００７２】
ガスケット１の硬質構成要素１０及び軟質構成要素２０は、ＰＴＦＥなどフッ素重合体で作られる。硬質構成要素１０は、少なくとも２ｇ／ｃｍ3の密度を有する。これは、本実施例において、その理論上の密度の少なくとも９０％に相当する。軟質構成要素２０は、多くても１ｇ／ｃｍ3の二軸延伸多孔性ＰＴＦＥ（ｅＰＴＦＥ）を含むことができる。または、硬質構成要素１０は、金属から作られるか、または少なくともフッ素重合体で被覆された金属を含むことができる。また、硬質構成要素１０及び軟質構成要素２０は、ＰＴＦＥ以外の重合体特に化学的抵抗力を有する耐熱性のフッ素重合体で作ることができる。
【００７３】
軟質構成要素２０は、封止面２、４が凸凹のフランジに順応できるように、圧縮性であるのに対して、硬質構成要素１０は、基本的に非圧縮性である。硬質構成要素１０のショアＡ硬度は、軟質構成要素２０のショアＡ硬度の少なくとも１.１倍高い。ｅＰＴＦＥ層で形成された軟質構成要素２０は、一般に、４層で形成された場合にはショアＡ硬度３４を有し、もっと多く（例えば２０を超える層）のより薄い層で形成された場合にはショアＡ硬度４６を有する。硬質構成要素は、例えばそれぞれショアＡ硬度７４または９４を有する。
【００７４】
少なくとも室温から最高１５０℃までの範囲の温度のとき、軟質構成要素２０は、硬質構成要素１０より高い耐クリープ性を有し、ＥＮ１３５５５：２００５に準拠した軟質構成要素２０のＰQR値は、フランジ剛性５００ｋＮ／ｍｍ、初期表面圧力３０ＭＰａ、室温（２３℃）のとき、少なくとも０.４であり、フランジ剛性５００ｋＮ／ｍｍ、初期表面圧力３０ＭＰａ、温度１５０℃のときのＰQR値は、少なくとも０.２である。
【００７５】
このような軟質構成要素２０の特性は、フッ素重合体または好ましくはＰＴＦＥなど延伸後に焼結された単軸または好ましくは二軸延伸膜材料により得ることができる。焼結ステップは、優れた耐クリープ性すなわち高いＰQR値を得ることに直接的に関連する。
【００７６】
図１に示されるガスケット１は、ｅＰＴＦＥ膜などのような非常に薄い膜を、例えばミルズによる米国特許第５９６４４６５号またはマイナーによる米国特許第６４８５８０９号に記載される心棒の周りに巻き付けることによって好適に製造される。膜の厚みは、１０〜１００μｍの範囲、好ましくは２０〜５０μｍの範囲であり得る。第一層２０ａの所望の厚みを構成するのに十分な回数を巻いた後、ＰＴＦＥの焼結ビードなどのような硬質構成要素１０が第一層２０ａの表面にらせん状に巻き付けられる。巻き付けられたＰＴＦＥビード１０のピッチは一定であって、連続的ガスケットテープの最終幅に一致する。ＰＴＦＥビードは、ビードをこれより軟らかいｅＰＴＦＥの層の中へ埋め込むのに十分な張力でらせん状に巻かれる。膜及びビードの巻き付け角度は異なる。第二層２０ｂを形成するために、軟質構成要素膜の付加的層が、第一層２０ａ及びＰＴＦＥビードの上に巻き付けられる。心棒に固定したまま、ビードが埋め込まれて巻き付けられた膜のパッケージが次に焼結されて、層２０ａと２０ｂとが接合される。冷却後、多層膜テープをビードに従って心棒かららせん状に切ると、複合体の中央にビードが配置された連続的テープガスケットが得られる。その結果、軟質構成要素２０の各層２０ａ、２０ｂは、単軸または二軸延伸膜の積重ね体から成り、延伸の方向はビード１０の方向と異なり、従ってガスケットの長さ方向及び幅方向と異なる。
【００７７】
好ましい実施形態によると、硬質構成要素１０と軟質構成要素２０の両方は、延伸多孔性フッ素重合体で作られる。適切な材料は、延伸ＰＴＦＥなど（ただし、これに限定されない）延伸性フッ素重合体、及び米国特許第５７０８０４４号（ブランカ、１９９８年）、米国特許第６５４１５８９号（ベイリー、２００３年）、米国特許第７５３１６１１号（サボル他、２００９年）、米国特許出願第１１／９０６８７７号（フォード）において記載された重合体で作られた延伸製品を含む。延伸フッ素重合体は、概して微小繊維によって相互接続されたノードによって形成することもできる。
【００７８】
さらに、硬質構成要素１０は、同様に、例えば溶融押出しまたはペースト押出しフッ素重合体、エラストマー、熱硬化重合体、またはそれらの組み合わせ等から作ることができる。特に、硬質構成要素１０は、焼結押出しＰＴＦＥまたはペースト押出しＰＴＦＥで作ることができる。いずれの場合にも、硬質構成要素１０は、焼結され、並びに／または熱及び／若しくは圧力を加えることによって高密度化または硬化され得る。
【００７９】
同様に、軟質構成要素２０も、延伸フッ素重合体以外の材料、すなわち例えば発泡体、エラストマー、及び不織布等で作ることができる。ただし、好ましい実施形態において、軟質構成要素は、ｅＰＴＦＥなど任意の種類の延伸フッ素重合体を含むかまたはこれから成る。硬質構成要素としてのＰＴＦＥ押出しビードと軟質構成要素としての延伸フッ素重合体は、材料の好ましい組合せである。
【００８０】
図２は、二つのフランジ１０１、１０２の間に取り付けられた図１のガスケット１を示す。構成要素１０は硬くかつ基本的に非圧縮性なので、軟質構成要素２０は、ガスケット１の他の領域に比較して硬質構成要素１０の上下の高圧縮領域１１０において、より強く圧縮されるので、封止面２及び４は、この高圧縮領域１１０においてフランジ１０２、１０２により強く押し付けられる。
【００８１】
それによって、フランジ１０１、１０２と、フランジ１０１、１０２に順応する軟質構成要素２０によって形成されたガスケットの封止面２及び４との間に優れた封止が得られる。さらに、圧縮された軟質構成要素２０は、たとえフランジ圧締力が比較的小さくても、圧縮領域１１０内において気体及び液体の透過性が非常に低い。従って、少なくともガスケット１の幅方向において気体及び液体について基本的に不透過性の硬質構成要素１０と組み合わせると、圧縮されたガスケットは少なくともガスケット１の幅方向において気体及び液体について低い透過性を有するバリアを形成する。
【００８２】
高圧縮領域１１０内において軟質構成要素２０に対して増大した力が作用しているとしても、（ｉ）軟質構成要素２０のクリープ及び損傷を防止する軟質構成要素２０の側方強さ及び安定性によって、及び（ｉｉ）平坦化、即ち楕円形横断面の形成という結果を招く丸くて硬い構成要素１０の塑性変形によって、ガスケット１の劣化が避けられる。前記楕円形横断面の形成は、軟質構成要素に与える応力を小さくして、軟質構成要素の切断を防止する。
【００８３】
言い換えると、ガスケット１がフランジ１０１、１０２の間で圧縮されたとき、硬質構成要素１０は、離散的封止領域１１０に合致する比較的高い圧縮の離散的領域を生成する応力集中要素として機能する。離散的封止領域１１０において、軟質構成要素２０は、硬質構成要素１０が存在しない領域内におけるより大きく圧縮される。複合ガスケット１の構造形によって生成された離散的封止領域１１０は、著しく減少した圧縮荷重で、低い漏出速度を可能にするものである。従って、硬質構成要素１０と軟質構成要素２０の組合せは、低い圧縮荷重で低い漏出速度を可能にする。
【００８４】
軟質構成要素２０の密度は、離散的封止領域１１０において著しく増大し、最大密度すなわち理論上の密度または最大密度に近づく可能性がある。いくつかの実施形態の軟質構成要素は、離散的封止領域１１０において理論上の最大密度の約９０％以上に近づく。例えば、ＰＴＦＥの理論上の最大密度は２.１４ｇ／ｃｃであり、その９０％は、約１.９２６ｇ／ｃｃである。様々な荷重を加えた後の圧縮されたガスケットの断面顕微鏡写真が図１３ａ〜１３ｅに示される。
【００８５】
図３は、基本的に図１のガスケット１に対応するガスケット１の第二実施形態を示す。ただし、図３においてガスケット１の軟質構成要素２０は、単一構成要素で形成される。硬質構成要素１０は、軟質構成要素の製造時にすでに軟質構成要素の中に埋め込まれる。この第二実施形態において、硬質構成要素１０は、発泡工程において、またはより好ましくは同時押出し、すなわち延伸されない硬質構成要素コアを、長手方向及び横断方向に延伸できる軟質構成要素の外装と共に押出し成形することによって、軟質構成要素２０に埋め込める。
【００８６】
図４ａ〜４ｃは、基本的に図１のガスケット１に対応するガスケット１の第三実施形態を示す。ただし、図４ａのガスケット１の軟質構成要素２０は、単一層から作られる。単一層は、膜の積重ね体から構成でき、その長さ全体に沿って片側にスリットが作られる。スリット２１は、軟質構成要素の長さに沿ってスリット２１の中に硬質構成要素１０が配置された後に接着剤を用いて閉鎖される。または、スリット２１は、縫合線（１本または複数本）が作られて硬質構成要素１０を軟質構成要素内に固定するように、軟質構成要素２０を貫通して縫うことによって閉鎖され得る。
【００８７】
図４ｂ及び４ｃのガスケット１の軟質構成要素２０は、単一層から作られ、前記単一層は、上側層２０ａと下側層２０ｂとを備える多層ガスケット２を与えるために折り畳まれたものである。図４ｂにおいて、硬質構成要素１０は、ガスケット１の中心に配置されて、その両方の幅方向に基本的に同一の封止特性を有するガスケット１を生成する。逆に、図４ｃにおいて、硬質構成要素１０は、折り目２２の底に配置されて、軟質構成要素１０は硬質構成要素２０の周りで折り返される。図１〜４ａに示されるガスケット１と同様、図４ｂ及び４ｃのガスケットの側面３、５も、気体及び液体に関して不透過性のさらなる層を備えることができる。
【００８８】
図４ａのガスケットと同様、図４ｂ及び４ｃのガスケットの折り目２２は、接着剤を用いて閉鎖される。または、折り目２２は、縫合線（１本または複数本）が軟質構成要素２０内部に硬質構成要素１０を固定するように、軟質構成要素２０の二つの層２０ａ、２０ｂを貫通して縫うことによって閉鎖できる。
【００８９】
図５は、基本的に図１のガスケット１に対応するガスケット１の第五実施形態を示す。ただし、この実施形態において、軟質構成要素２０は、相互に粘着する四つの層２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄから成る。概して、軟質構成要素２０は、例えば薄膜で形成された任意の数の層から構成できる。さらに、硬質構成要素１０は、概ね平らな封止面２、４を得るために、局部的に変形されたかまたは高密度化された層２０ｂ及び２０ｃ及び隣接する層内に埋め込まれる。この実施形態において、付加的層４０がガスケット１の幅全体に延在する。付加的層４０は、硬質構成要素１０の硬度より低い硬度を有し、かつ軟質構成要素２０より低い耐クリープ性を有するので、フランジ１０２の表面の凸凹を均すためにガスケット１がガスケット１の下側においてフランジ１０２の形状にさらによく順応することを可能にする。付加的層４０は、ガスケット１の上側にも設置されてよい。
【００９０】
この実施形態において、封止面２、４は、ガスケット１の透過性をさらに減少するために、さらなる層３０ａ及び３０ｂによって形成され、前記さらなる層は軟質構成要素２０に取り付けられ、気体及び液体に対して不透過性である。同様に、ガスケット１の側面は、ガスケット１の透過性をさらに減少するために、気体及び液体に対して不透過性のさらなる層３０ｃ、３０ｄで被覆されている。側面のさらなる層３０ｃ、３０ｄは、一方の封止面２から他方の封止面４まで横断することによって、複合ガスケット１の厚みを横切る不透過性材料の層を与える。
【００９１】
封止面を形成するさらなる層３０ａ、３０ｂは、一つの不透過層と一つ以上の軟質材料の外側層とを備える多層構造を好ましく有する。例えば、軟質外側層は、フッ素重合体またはｅＰＴＦＥ膜など軟質構成要素２０と同じ材料から作ることができる。ただし、この比較的薄い軟質外側層に関して耐クリープ性は問題ではないのに対して、さらなる層３０ａ、３０ｂの、凸凹のフランジ表面への順応を可能にするために柔軟さが主要な評価基準なので、軟質外側層の材料は、高温で焼結されない方が好ましい。
【００９２】
これら全てのさらなる層３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄは、例えばＦＥＰ、ＰＦＡまたはＰＴＦＥ共重合体または高密度延伸フッ素重合体などフッ素重合体の押出し成形フィルムで形成できる。さらなる層３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄは、気体及び液体に対して不透過性である。すなわち、どのような気体の対流も阻止する。
【００９３】
層２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、４０は、接着剤で相互に接着される。また、既述のように、軟質構成要素２０は、接着剤によって硬質構成要素１０に接着できる。適切な任意の接着剤を使用できる。好ましくは、例えばフルオロエチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ペルフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）及びテトラフルオロエチレンヘクサフルオロプロピレンフッ化ビニリデン（ＴＨＶ）など熱可塑性フッ素重合体を含めて（ただし、これに限定されない）フッ素重合体接着剤が使用される。接着剤は、層２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、４０の表面に及び／または硬質構成要素１０の表面に塗布されてよい。または、接着剤は、硬質構成要素１０の周りに巻き付けられるフィルムに合体させるか、または層２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ及び４０に取り付けられてよい。本実施形態において、さらなる不透過層３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄは、熱可塑性フッ素重合体フィルムまたはコーティングであり、従って固定のための接着剤は不要である。
【００９４】
さらに、層２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、４０、３０ａ、３０ｂは、ＰＴＦＥ繊維を用いて２本の縫合線７及び８に沿った縫い目によって一緒に保持できる。縫合線７及び８は、ガスケット１をさらに安定させ、硬質構成要素１０を所定の位置に固定する。縫合線７、８がガスケット１を安定させるために与えられる場合、上記の接着剤は必須ではないが、それでも、安定性の向上にとって有益であり得る。
【００９５】
この実施形態において、硬質構成要素１０は、内側個別要素１０ａと外側個別要素１０ｂとから成り、外側個別要素１０ｂは、内側個別要素１０ａの周りに配置され、好ましくは内側個別要素１０ａの硬度及び／またはヤング率及び／または耐塑性変形性よりそれぞれ低い硬度及び／またはヤング率及び／または耐塑性変形性を有する。硬質構成要素１０は二つの要素１０ａ、１０ｂで形成されるので、硬質構成要素の硬度も変形特性も「自動調整」的である。これは、硬質構成要素１０の要素１０ａ、１０ｂが、領域１１０における軟質構成要素を高密度化するために、フランジ圧の増大に伴い増大する圧縮強さを示すこが、前記領域では硬質構成要素１０による軟質構成要素２０に対する損傷が回避されることを意味する。
【００９６】
図６ａ及び６ｂは、図１のガスケットと同様のガスケットを示す。ガスケット１は、軟質構成要素２０の二つ（または別の実施形態において二つを超える、例えば四つ）の層２０ａ、２０ｂを相互に取り付けて、硬質構成要素１０がガスケット１の幅方向に側方に移動しないようにするために、２本の縫合線７及び８を備える。製造時に、まず、軟質構成要素２０の二つの層２０ａ、２０ｂを相互に取り付けるために第一縫合線（縫い目）７が縫われる。次に、硬質構成要素２０が、縫合線７に近接して軟質構成要素２０の二つの層２０ａ、２０ｂの間に配置される。４層（またはそれ以上の層）の場合、硬質構成要素２０は、軟質構成要素の中央の層の間に配置される。その後、硬質構成要素１０が軟質構成要素２０の二つの層２０ａ、２０ｂ及び２本の縫合線７と８の間に埋め込まれて、層２０ａ、２０ｂの間でガスケット１の幅方向への移動が制限されるように、第二縫合線８が作られる。
【００９７】
図６ｂにおいて、図示される軟質構成要素２０の二つの層２０ａ、２０ｂは、製造誤差のために正確に相互に整列していない。しかしながら、ガスケット１は、より均等な側面３及び５及び端面を与えるために、すべての側面で切断できる。さらに、軟質構成要素２０の間から突出する硬質構成要素１０の部分は必要な場合には切断できるすなわち短くできる。
【００９８】
硬質構成要素１０がガスケット１の幅及び／または長さ方向に沿って側方に移動しないように拘束するさらなる可能性がある。例えば、軟質構成要素２０の層は、超音波溶接または同時押出し成形によって、または軟質構成要素２０の中間に硬質構成要素１０を固定する同心チューブなどによる幾何学拘束によって取り付けることができる。概して、硬質構成要素１０は、硬質構成要素１０を軟質構成要素２０内またはその上に十分に保持する任意の手段によって軟質構成要素２０に取り付けられ得る。
【００９９】
図７は、基本的に図１のガスケット１に対応するガスケット１の第五実施形態を示す。ただし、この実施形態において、硬質構成要素１０は、軟質構成要素２０に完全に埋め込まれず、封止面４を形成する軟質構成要素の底面の溝または凹部に配置される。従って、硬質構成要素１０は、二つの封止面２、４の一方のみから軟質構成要素２０を分離する。
【０１００】
図８ａ〜８ｄは、基本的に図１のガスケット１に対応するガスケット１の第六実施形態を示す。ただし、この実施形態によると、数個の硬質構成要素１０、１０’及び１０”が設置される。
【０１０１】
図８ａのガスケット１は、二つの硬質構成要素１０及び１０’を備え、図８ｂのガスケットは、ガスケットの層２０ａ、２０ｂの間に埋め込まれた三つの硬質構成要素１０、１０’、１０”を備える。ガスケット１の固有の材料及び配置に関係なく、数個の硬質構成要素１０、１０’を設置することは、より優れた防漏出性を得るのに役立つ。例えば、凸凹のフランジ１０１、１０２の場合、硬質構成要素１０、１０’の一つの上及び／または下の高圧縮領域または離散的封止領域１１０は、ガスケット１の全ての位置においてフランジ１０１、１０２の間に十分な防漏出性を与えないかも知れない。これは、複数の硬質構成要素１０、１０’を設置することによってある程度まで補償できる。当然、同じ厚み及び硬度（及び圧縮性）を有する数個の硬質構成要素１０、１０’があるとき、数個の硬質構成要素１０、１０’の上及び／または下の数箇所の高圧縮領域１１０が十分に圧縮されるためにガスケット１に与える平均圧力を増大しなければならない。
【０１０２】
しかし、異なる直径及び／または硬度及び／または圧縮性を有する硬質構成要素１０、１０’が使用される場合、軟質構成要素を損傷する危険性すらなく、広範囲のフランジ圧に適するガスケットが提供され得る。例えば、図８ｃに示されるガスケットは、異なる直径を有する二つの（丸い）硬質構成要素１０、１０’を備える。図８ｃのガスケットが設置され、低い平均フランジ圧で圧縮されたとき、大きい硬質構成要素１０’は、大きい硬質構成要素１０’の上下に高圧縮領域を生み出すのに十分なほど軟質構成要素２０を圧縮して、比較的優れた防漏出性という結果を招く。
【０１０３】
大きい硬質構成要素１０’の材料特性（硬度及び圧縮性）は、ガスケットが増大したフランジ圧によって圧縮されたとき大きい硬質構成要素１０’が、軟質構成要素２０に対する損傷を避けるのに十分なほど変形するように選択される。このようにして、軟質構成要素２０は、小さい方の硬質構成要素１０の上下にさらなる高圧縮領域を生じるように、小さい方の硬質構成要素１０の上下の領域においても圧縮される。このさらなる高圧縮領域は、ガスケットが増大したフランジ圧によって圧縮されたとき増大した防漏出性という結果を招く。
【０１０４】
さらに、硬質構成要素１０、１０’は、上述の効果を増強するために異なる断面を有することができる。
【０１０５】
図８ｄに示されるガスケット１の軟質構成要素２０は、三つの層２０ａ、２０ｂ、２０ｃを備え、ガスケット１は、ガスケット１の厚み方向の異なる位置において層２０ａ、２０ｂ及び２０ｃの間に埋め込まれた二つの硬質構成要素１０及び１０’を備える。硬質構成要素１０及び１０’を厚み方向に異なる位置に設置することによって、用途に合わせた封止特性を有するガスケットを設計できる。この場合にも図８ｄの硬質構成要素は、図８ｃに関して上述したように異なる断面、サイズ、硬度及び／または圧縮性を有することができる。
【０１０６】
図８ａ〜８ｄのガスケットが小さい直径のフランジの間に配置される場合、硬質構成要素１０、１０’は相互に近接して、理想的にはできる限りガスケットの中立曲げ線（neutral bending line）に近接して配置されることが好ましい。
【０１０７】
図９ｂ〜９ｆは、これまでの実施形態及び図９ａに示される円形断面とは異なる硬質構成要素１０の断面を示す。特に、硬質構成要素１０は、多角形断面（例えば、図９ｃ及び９ｄ）、正方形または長方形断面（図９ｃ及び９ｇ）または楕円形断面（図９ｂ）を有することができる。さらに、図９ｅ及び９ｆに示されるように、硬質構成要素１０は、硬質構成要素の平均厚みに比較して、増大した厚みの区域１１は、軟質構成要素２０の幅の５０％未満に延在するのであれば、軟質構成要素２０の５０％を超える幅を有することができる。硬質構成要素１０は、図５に関して上に述べたように異なる硬度及び形状を有する数個の要素から構成され、及び／又は中空とすることができる。
【０１０８】
さらに、硬質構成要素１０は、より複雑な形状、特にクローバーの葉形または星形など一つまたは数個の隆起部または突起部を組み入れたより複雑な形状を有してもよい。
【０１０９】
図９ｇに示されるアスペクト比（厚み方向の高さを幅で割った比）１：３を有する長方形断面を有する硬質構成要素１０は、特に有利であることが立証されている。それは、エッジを見せるが、その比較的大きな幅に起因して、適切な材料で作られる限り、軟質構成要素２０に対してほとんど損傷を与えない。アスペクト比１：３を有する下側ベース部とアスペクト比１：１を有する上側部分とを有する図９ｈに示される段状断面についても同じことが言える。この場合、硬質構成要素１０全体のアスペクト比は２：３である。
【０１１０】
図１０ａ〜１０ｃは、円形すなわちリング形のガスケットを生成するために接続されたガスケット１の二つの端部を示す。ガスケット１がガスケットテープとして提供されて、リングガスケットとして使用される場合、テープの二つの端部を接続しなければならない。これは、原則的に、本技術分野で既知の方法によって行える。例えば、第一ステップにおいて、ガスケット１の第一端部（図１０において左側に図示）をフランジ１２（図１０ａにおいては図示せず）に取り付けて（例えば、接着して）、いわゆるスカイブカット（skive-cut）を与える。これは、ガスケット１の下側封止面４との間に好ましくは１５°未満の角度αを形成する第一平面２１に沿ったカットである。次に、ガスケットテープの第一端部がカットされた平面２１の上にリングガスケットの第二端部（図１０ａの右側に図示）を持って来る（例えば、接着する）。その後、ガスケットテープの両端が重なり合う部分において、結果として得られたリングガスケットが、準備されたガスケットテープの厚みの約１２０％の最大厚みを有するように、ガスケットテープの第二端部を第二平面２２に沿ってカットする。
【０１１１】
好ましい実施形態によると、硬質構成要素１０は、ガスケット１（例えばガスケットテープ）の長さ全体に沿って延びる。ただし、例えばリングガスケットの場合、図１０ａに示されるように、ガスケットを設置するときにガスケット１の硬質構成要素１０の両端を重ねることができる。硬質構成要素１０及び軟質構成要素２０の材料、サイズなど次第で、この方法はいくつかのケースにおいては許容できるが、他のケースにおいては、硬質構成要素１０の端部を重ねると、軟質構成要素２０を損傷する可能性がある。さらに、硬質構成要素１０の両端が重なるガスケット１の領域は、十分な圧縮性を持たない可能性があり、これは、ガスケットの防漏出性を不十分にするかも知れない。
【０１１２】
このような作用を避けるために、図１０ｂに示されるように、硬質構成要素１０がガスケット１の長さ全体に延びないガスケット１が使用され得る。これは、硬質構成要素１０が存在しないガスケット１の長さに沿った領域において防漏出性を減少する可能性があるが、リングガスケットの全体的防漏出性は、硬質構成要素１０がガスケット１の長さのほとんど（例えば、少なくとも９８％）に沿って延びる限り、あまり影響を受けないだろう。この場合、スカイブカットの部分における付加的材料が、潜在的空隙を埋めるのに役立つことができる。
【０１１３】
または、ガスケットテープの端部が相互に整列せずにガスケット１の幅方向にわずかに移動させられて、硬質構成要素１０の両端部が１０ｃに示されるように重なり合わないように、ガスケットテープの端部を相互に持って来ることができる。
【０１１４】
別の実施形態において、ガスケット１は、ガスケットテープではなく完全リングガスケットとして製造できる。この場合、硬質構成要素１０は、リングガスケット１の長さ全体に沿って好ましく延在する。それによって、最適の防漏出性が得られる。
【０１１５】
図１１ａは、円形ガスケットの硬質構成要素１０と軟質構成要素２０とを含むシート材２００を示す。この実施形態において、軟質構成要素２０は、例えば、接着剤、超音波溶接、縫合などによって相互に取り付けられた少なくとも二つのシート層で形成され、硬質構成要素１０は軟質構成要素の間に埋め込まれる。ただし、シート材２００は、異なる方法でも形成できる。図１１ｂは、図１１ａのシート材２００から切り抜かれたリング形ガスケットを示す。
【０１１６】
図１２は、再び図１のガスケットを示すとともに、図１のガスケットの（幅方向）質量グラフ及び硬度グラフを示す。幅方向質量グラフは、ガスケット１の幅方向に沿った横断位置（ｘ）の関数として、幅及び長さ単位当たりのガスケット１の全体厚みで合計されたガスケット１の質量（Ｍ）を示す。硬度グラフは、幅位置（ｘ）の関数としてガスケット１のショアＡ硬度（Ｈ）を示す。
【０１１７】
上述したように、図１に示されるガスケットの硬質構成要素１０は、軟質構成要素２０より高い硬度を有する。さらに、硬質構成要素１０は、軟質構成要素２０より高い密度を好ましく有する、というのも、そのような材料は、通常、著しく増大された圧力を軟質構成要素２０に対して加えるのに適するからである。この場合、（幅方向）質量グラフは、軟質構成要素２０のみが存在するガスケット１の領域に比較して硬質構成要素１０と軟質構成要素２０が存在するガスケット１の位置において、値の増大を示す。これは、幅方向質量グラフが不均一であることを意味し、例えば前記グラフは、質量（Ｍ）が隣接する領域（硬質構成要素が存在しない領域）に比較して例えば少なくとも２５％増大する少なくとも一つの領域（硬質構成要素２０が配置される領域に対応する）を示す。
【０１１８】
逆に、単一構成要素で作られた均一な先行技術のガスケットの場合には、質量グラフは平らな水平線、すなわち均一な幅方向質量グラフによって形成される。
【０１１９】
上述したような不均一な幅方向質量グラフは、硬質構成要素１０と軟質構成要素２０が同じ密度を有し、かつガスケット１生産時に硬質構成要素１０を軟質構成要素２０の中に埋め込むとき硬質構成要素１０の上及び／または下の領域において軟質構成要素２０が予圧縮される場合でさえも生じる得る。不均一な幅方向質量グラフは、硬質構成要素１０と軟質構成要素２０が同じ密度を有し、かつ硬質構成要素１０と軟質構成要素２０の両方が存在する領域においてガスケット１の厚みが増大するときにも、同様に生じ得る。
【０１２０】
（幅方向）質量グラフと同様、硬度グラフは、軟質構成要素２０のみが存在するガスケット１の領域に比較して硬質構成要素１０と軟質構成要素２０が存在するガスケット１の位置において、値の増大を示す。これは、硬質構成要素１０が軟質構成要素２０より高い硬度を有することに起因する。
【０１２１】
軟質構成要素２０が硬質構成要素１０を収容する凹部を持たなければ、構成要素１０，２０を上下に置いたとき膨らみが生じるだろう。ただし、これらの構成要素が相互に取り付けられるとき、（例えば、親指の腹によって）圧力が加えられる。結果として生じるガスケット１は、その幅全体に亘ってほぼ一定の厚みを有する。その結果、ガスケット１の密度、従って硬度は、軟質構成要素２０しか存在しないガスケット１の領域に比較して硬質構成要素１０と軟質構成要素２０が存在する場所において増大する。これは、たとえ軟質構成要素と硬質構成要素の出発材料が同じ硬度を有する場合でも、上記の硬度グラフをもたらす。
【０１２２】
図１３ａ〜１３ｄは、平均圧力１ＭＰａ（図１３ａ）、５ＭＰａ（図１３ｂ），１０ＭＰａ（図１３ｃ）及び３０ＭＰａ（図１３ｄ）によって二つのフランジの間で初期圧縮された本発明によるガスケット１の断面顕微鏡写真を示す。図１３ａ〜１３ｄのガスケット１の軟質構成要素２０は、四つのｅＰＴＦＥ層を備え、硬質構成要素１０は、円形ＰＴＦＥ棒である。図１３ａ〜１３ｄから分かるように、図２の硬質構成要素１０と異なり、図１３ａ〜１３ｄの硬質構成要素１０は、圧縮応力を受けて変形する。例えば、硬質構成要素の厚みは、平均圧力３０ＭＰａを受けて少なくとも２５％減少する。
【０１２３】
これは、硬質構成要素１０は、当初は丸い形状を持ち、圧縮荷重が増大すると、硬質構成要素１０は、わずかに変形して楕円形になることを意味する。荷重が増大すると、硬質構成要素１０は変形して平らになるので、軟質構成要素２０の高圧縮領域がガスケットの幅方向に拡大する。この理由により、また、硬質構成要素１０の厚みが減少して硬質構成要素の幅が拡大するとき軟質構成要素２０に課される全体的応力が減少するので、軟質構成要素２０の損傷は硬質構成要素１０の変形の効力によって避けることができる。
【０１２４】
図１３ｅは、平均圧力３０ＭＰａによって二つのフランジの間で圧縮される、本発明によるガスケット１の断面顕微鏡写真を示す。図１３ｅのガスケット１の軟質構成要素２０は、二つのｅＰＴＦＥ層２０ａ、２０ｂのみを備え、硬質構成要素１０は円形ＰＴＦＥ棒である。
【０１２５】
上述のガスケット１は、現場成形ガスケットとして及び／または一体形ガスケットとして形成できる。このガスケットは、ガスケットが平均表面圧力１０ＭＰａ及び内部ガス圧４ＭＰａで二つのフランジ１０１、１０２の間で圧縮されたとき、ガスケット１の幅を横切る窒素漏出速度は０.１ｍｇ／（ｍ・ｓ）未満を示す。
【０１２６】
硬質構成要素１０及び軟質構成要素２０は、低い封止荷重及び順応性の封止面２、４を有する複合ガスケット１を創出するために多くの方法で構成され得る。図１において示す一つの実施形態において、硬質構成要素１０は、軟質構成要素２０の二つの層２０ａ、２０ｂの間に配置される。別の実施形態において、二つ以上の硬質構成要素１０が設置されて、複数の離散的封止領域１１０を創出する（図８ａ〜８ｄ）。一つの実施形態において、軟質構成要素２０は硬質構成要素の周りで折り畳まれる（図４ｂ及び４ｃ）。軟質構成要素２０は、硬質構成要素１０を受け入れるための凹部を備えることができる。多くの用途において、複合ガスケット１がアスペクト比すなわち各々最も大きい寸法で測定したガスケット１の厚みをガスケットの幅で割った値が、１：２、１：８、１：１５または１：２０を超えることが望ましい。
【０１２７】
いくつかの実施形態において、硬質構成要素１０は、複合ガスケット１の断面積に比較して効果的に小さい断面積を有することが望ましい。いくつかの実施形態において、第一個別構成要素１０の断面積は、複合ガスケット１の断面積の１０％以下、２０％以下または４０％以下である。同様に、いくつかの実施形態において、硬質構成要素１０の厚みがガスケット１の最大厚みと比較して大き過ぎないことが重要である。いくつかの実施形態において、硬質構成要素１０の厚みは、複合ガスケット１の全厚みの１０％以下、２５％以下または５０％以下であることが望ましい。
【０１２８】
いくつかの実施形態において、硬質構成要素１０の硬度及び圧縮性は、ガスケット１がガスケット１の意図された用途において生じる荷重によって圧縮されたとき硬質構成要素１０が変形しないように選択される。別の実施形態において、硬質構成要素１０の硬度及び圧縮性は、そのような荷重を受けて硬質構成要素１０が変形するように選択される。いくつかの実施形態において、第一の比較的厚い変形可能な硬質構成要素１０と第二の比較的薄い変形性の小さいまたは非変形性の硬質構成要素１０の組合せは、広い範囲のフランジ圧に関して最良の性能を生じる。
【０１２９】
いくつかの実施形態において、硬質構成要素１０は、一方向において少なくとも５ＭＰａの引張強さを有する。硬質構成要素１０は、厚み１０μｍを超え、２ｍｍを超えまたは３０ｍｍを超え、または厚み０.５〜５０ｍｍ、好ましくは０.５〜５ｍｍなど、多様な厚みで作ることができる。
【０１３０】
実施例
以下に、実施例について説明する。実施例のさらなるデータが図１５ａ及び１５ｂの表に示される。この表において、膜（軟質構成要素を形成する）の硬度は、受入時の膜について示す。多くのケースにおいて、膜の硬度は、ガスケットの製造時に膜を圧縮することによって増大されるので、ガスケット製造品における結果としての軟質構成要素の硬度は表１５ａ及び１５ｂに示される硬度値より高い可能性がある。同様に、「ガスケットの厚み」及び「ビード／膜の厚み比」は、受入時のガスケット構成要素の厚みから類推され、すなわち、ガスケットを形成するために組み立てられ（わずかに圧縮され）る前の構成要素の厚みに関するものである。
硬度測定
【０１３１】
軟質構成要素の硬度は、ショアＡ硬度計を使用してＡＳＴＭ  Ｄ２２４０またはＩＳＯ７６１９に従って測定された。Ａ型の硬度計のプローブは、直径１.１ｍｍ〜１.４ｍｍの鋼鉄棒であり、その前端に直径０.７９ｍｍの平坦部を有する３５°円錐台を有する。Ａ型硬度計のプローブは、８.０６４Ｎの力となる０.８２２ｋｇの重りによってサンプルの中へ押し入れられた。
【０１３２】
ガスケットの硬質構成要素の硬度は、ガスケットの硬質構成要素より大きいが同じ組成を有し同じように加工された長方形サンプルについて実施された硬度測定に基づいて推定された。
漏出試験
【０１３３】
ＤＩＮ２８０９０−１に代わったＥＮ  １３５５５：２００５に基づいて、図１４に概略的に示される鋼鉄フランジ試験装置における漏出試験の実施例としてガスケットの封止性能及び漏出挙動がテストされた。この試験方法において、フランジの形状は、ＥＮ１０９２−１  ＤＮ２００／ＰＮ１０に準拠し、下側フランジ９２及び上側フランジ９３は、フランジの間に配置されたガスケット１に押し付けられる（矢印で示されるように）。試験ガスとして窒素を用いて室温（２３℃）で漏出速度を測定した。試験ガスは、ガス供給源９７を介して４ＭＰａのガス圧で高圧室（「第一室」）９４へ送られ、ガスケット１は、上側フランジ９３と下側フランジ９２との間で様々な荷重で圧縮される。試験ガスケット１を通過して高圧第一室９４から低圧第二室９５への漏出によって、第二室９５における圧力（試験の開始時には周囲レベル）が増大する。第二室はシール９８によって封止されている。この圧力増大は漏出速度に比例し、環境圧力に対する差圧増大として圧力測定装置９６によって測定される。比漏出速度の検出下限は１０-4ｍｇ／（ｓ・ｍ）である。上述の試験方法には、一定の温度が要求される。比漏出速度Ｌは、ガスケットの長さ当たりの高圧力室９４から低圧力室９５へのガスの流量であり、下記のように定義される。
【数２】
0005647350.tif 000003
この場合、Ｌは、比漏出速度［ｍｇ／（ｍ・ｓ）］であり、ρN2は、周囲環境における窒素密度＝１.２５ｍｇ／ｃｍ3であり、Ｖ0は試験フランジ内すなわち低圧第二室９５内の体積であり、ΔＰは試験時の低圧室における圧力変化であり、ｄは平均ガスケット直径であり、Π＝３.１４１６、ΔｔはΔＰを確立するための試験時間であり、Ｐ0は試験開始時の周囲圧力（試験開始時の低圧第二室における圧力に一致する）である。試験手順は、上側フランジおよび下側フランジの荷重をガスケット応力５ＭＰａまで上げるステップから成る。次に、４ＭＰａの窒素圧力を高圧室９４へ与える。低圧室９５における圧力変化を連続的に測定して記録する。１時間後、フランジの荷重をガスケット応力１０ＭＰａ、２０ＭＰａ及び３０ＭＰａまで増大する。各荷重ステップにおいて、１時間漏出をテストする。ＭＰａで示す表面圧力は、初期ガスケット表面積に関するものである。
【０１３４】
順応性試験
漏出試験に加えて、実施例のガスケットのいくつかについて順応性試験を実施した。順応性は、上述の漏出試験手順に従って検査されたが、唯一の相違は、試験前に、深さ０.５ｍｍ及び幅約２０ｍｍの溝が円盤形フランジの半径方向で下側フランジに形成されたことである。
【０１３５】
試験手順は、上側フランジ及び下側フランジに対する荷重を等分布荷重１５０Ｎ／ｍｍまで上げることから成る。この力は、３０ｍｍのガスケット幅の場合の５ＭＰａに相当する。次に高圧室にガス圧４ＭＰａで窒素を供給する。低圧室における圧力変化を連続的に測定して記録する。１時間後、フランジに対する荷重を１５０Ｎ／ｍｍずつ（ガスケット幅３０ｍｍの場合の５ＭＰａに相当）等分布荷重９００Ｎ／ｍｍ（ガスケット幅３０ｍｍの場合の３０ＭＰａに相当）まで増大する。各荷重ステップにおいて１時間漏出をテストする。
【０１３６】
バブル試験
業界で「バブル試験」として知られる別のタイプの密閉性試験が、比較実施例２及び実施例５のガスケットについて実施された。ガスケットは、ガスケットの外周においてフランジの間に延びる１２個のクランプによってガスケットに押し付けられたグラスライニング鋼鉄フランジ（ＤＮ４５０／ＰＮ１０）の間に取り付けられた。まず、ボルトが最終トルク３００Ｎｍまで締め付けられた（十字に数ステップで１００Ｎｍずつ上げて）。最後に、最終工程は３００Ｎｍで締めた。これは、ＡＳＭＥ  ＰＣＣ−１に準拠する標準的ボルト締め付け手順である。３０分の定着時間後、さらに３００Ｎｍの再トルク工程が加えられた。試験対象であるガスケットによって封止されたフランジの間の内側チェンバー内に空気圧１ＭＰａを加えた。次に、フランジとガスケットの組立体に石鹸水を噴霧した。ガスケットの外周に沿った気泡の目視検査によって漏出が検出された。漏出の規模が大きい場合、石鹸水の泡が現れる。
【０１３７】
ガスケットの耐クリープ性を測定するためのＰQR試験
ＥＮ１３５５５：２００５に準拠してテストしたガスケットパラメータＰQRは、応力緩和後と前のガスケット表面圧力の比率、すなわち既知の剛性で変位制御モードにおいて使用される圧縮プレスにおいて応力緩和試験から得られる残留荷重と初期荷重との比率を示す。試験は、それぞれ１５０℃のときフランジ剛性５００ｋＮ／ｍｍを用いてＥＮ１３５５５に準拠して実施された。
【０１３８】
実施例１
本発明によるｅＰＴＦＥ／ＰＴＦＥ複合ガスケットは、下記のように作られた。
【０１３９】
二枚の幅３０ｍｍ及び厚み３ｍｍのゴア（GORE（登録商標））シリーズ３０００ガスケットテープ（Series３００Gasket Tape）（ガスケットの軟質構成要素を形成する）をダブリュエルゴア社（W.L. Gore ＆ Associates, Inc.）（米国デラウェア州ニューアーク）から入手した。受入時のテープは密度０.７６ｇ／ｃｍ3及びショアＡ硬度５７であった。
【０１４０】
ＰＴＦＥの円筒形棒または「ビード」（ガスケットの硬質構成要素を形成する）は、ロバートダブリュゴアに対する米国特許第３９５３５６６号において教示されるようにＰＴＦＥ樹脂のペースト押出し成形によって作られた。押出し品は、２３０℃の対流式オーブンにおいて乾燥された。乾燥したビードの密度は１.６３ｇ／ｃｍ3であった。乾燥ビードを５分間３８０℃で焼結して、直径２.５５ｍｍ、密度２.２１ｇ／ｃｍ3の棒を得た。棒の引張強さは室温で測定して３６.２ＭＰａであった。棒のショアＡ硬度は、値９０を上回った。９０は、棒と同じ方法で処理されたもっと大きい長方形サンプルで測定された値である。
【０１４１】
焼結された比較的硬いビードを二つの比較的軟らかいゴア（GORE（登録商標））シリーズ３０００ガスケットテープ（Series３００Gasket Tape）の層の中間に埋め込んで、複合体が作られた。スプレイマウント（Spray Mount）（３Ｍ、米国ミネソタ州セントポール）の薄い層をゴア（GORE（登録商標））シリーズ３０００ガスケットテープの一つの層の上面に塗布して、焼結ビードをテープの全長に亘ってテープの中央に配置した。次に第二層を第一層の上に重ねて、ビードを層の間に埋め込んで、スプレー接着剤で複合体を一緒に接合した。親指の腹で圧力を加えて、漏出試験機９０のＤＮ２００／ＰＮ１０鋼鉄フランジの上に複合体ガスケットを取り付けるとき、層が分裂しないようにするのに十分な強さで接合した。ガスケット製造品の軟質構成要素のショアＡ硬度が受入時のゴア（GORE（登録商標））シリーズ３０００ガスケットテープの硬度より高くなるように、親指の腹で圧力を加えることによって、ゴアシリーズ３０００ガスケットテープを圧縮した。
【０１４２】
その結果得られた複合ガスケットを上述の試験方法に従って漏出についてテストした。その結果が表１５ａ及び１５ｂに示される。この実施例に関するさらなるデータが、これらの表に示される。漏出試験の結果は、フランジ圧が１０ＭＰａのとき漏出速度Ｌ＝０.４×１０-2ｍｇ／（ｓ・ｍ）であった。
【０１４３】
比較実施例２
幅３０ｍｍ及び厚み３ｍｍのゴア（GORE（登録商標））シリーズ３０００ガスケットテープをダブリュエルゴア社（米国デラウェア州ニューアーク）から入手した。
【０１４４】
実施例１において説明したのと同じ手順でテープガスケットを積み重ねて接合するが、比較ガスケットを形成するためにビードは埋め込まなかった。その結果の漏出速度は、フランジ圧が１０ＭＰａのときＬ＝１.７２ｍｇ／（ｓ・ｍ）であり、実施例１のガスケットの場合より４３０倍高い。
【０１４５】
比較ガスケットの順応性を下側フランジの深さ０.５ｍｍ幅約２０ｍｍの溝でテストした結果、漏出速度はＬ5MPa＝２ｍｇ／（ｓ・ｍ）であった。
【０１４６】
比較ガスケットは、ガスケットの外面に泡が現れたので、１ＭＰａ空気圧で実施されたバブル試験に合格しなかった。
【０１４７】
実施例３
米国特許第３９５３５６６号に説明される方法に基づいて、厚み１.５ｍｍのｅＰＴＦＥ膜を製造した。その結果得られた膜（ガスケットの軟質構成要素に相当する）は、０.４３ｇ／ｃｍ3の密度を有した。室温で測定した引張強さは、長さ方向において１１.５ＭＰａであり、横断方向において２３.２ＭＰａであった。受入時の４層積重ね体のショアＡ硬度は３４であった。
【０１４８】
この厚み１.４ｍｍの膜を、幅３０ｍｍ及び長さ９００ｍｍの４本の細片に切り分けた。その結果得られたｅＰＴＦＥ膜の細片を、スプレイマウント（Spray Mount）接着剤（３Ｍ、米国ミネソタ州セントポール）を用いて接合した。接合は、親指の腹で圧力を加えることによって強化した。実施例１に関連して述べたように、これによって、用意された複合ガスケットの軟質構成要素が３４を超えるショアＡ硬度を有するように、ｅＰＴＦＥ膜の硬度が増大された。その結果得られた二層の一方に、ビードのガイドとなる溝を与えるために、ずんどうのみで中央に溝を作った。
【０１４９】
ビード（ガスケットの硬質構成要素）として、２.２ｇ／ｃｍ3の最大密度まで焼結した直径２.５５ｍｍの押出し成形ＰＴＦＥ棒を使用した。ビードは、実質的に実施例１において説明した方法に準拠して製造され、ショアＡ硬度は９０を超えた。
【０１５０】
溝付き膜積重ね体の中央に幅１５ｍｍの両面接着テープを貼った。層状膜細片の長さに沿った溝の中にビードを置き、接着テープがビードを正確な位置に固定した。両面接着テープは、二つの機能を有する。すなわち、（ｉ）それは、ビードを下側２層膜積重ね体に接合し、かつ（ｉｉ）ビードを間に挟んで第二２層膜積重ね体を第一積重ね体の上面に接合するための接着層を与える。親指の腹で圧力を加えて、膜積重ね体の中央にビードが埋め込まれた平らなガスケットテープが得られた。
【０１５１】
その結果得られた複合ガスケットは、軟質構成要素が存在するが硬質構成要素が存在しない領域においてショアＡ硬度４５であり、軟質構成要素と硬質構成要素の両方が存在する領域においてショアＡ硬度５６であった。
【０１５２】
上述の試験方法に従った漏出試験は、１０ＭＰａのとき漏出速度Ｌ＝０.０１ｍｇ／（ｓ・ｍ）であることを明らかにした。
【０１５３】
実施例４
実質的に実施例３において説明した方法に従ってｅＰＴＦＥ／ＰＴＦＥ複合ガスケットテープを製造した。
【０１５４】
直径３.０ｍｍ、密度２.１ｇ／ｃｍ3、ショアＡ硬度９０を超え、引張強さ５２.５ＭＰａの焼結ＰＴＦＥビードを用いて、実施例３において説明したように、厚み１.５ｍｍの膜四つの層を積み重ねて接合した。その結果得られた漏出速度は、１０ＭＰａのときＬ＝８.５×１０-3ｍｇ／（ｓ・ｍ）であった。
【０１５５】
実施例５
実質的に実施例３において説明した方法に従ってｅＰＴＦＥ／ＰＴＦＥ複合ガスケットテープを製造した。
【０１５６】
直径１.８ｍｍ、密度２.２ｇ／ｃｍ3、ショアＡ硬度９０を超え、引張強さ３０.２ＭＰａの焼結ＰＴＦＥビードを用いて、実施例３において説明したように、厚み１.５ｍｍの膜の四つの層を積み重ねて接合した。漏出試験の結果は、漏出速度は、１０ＭＰａのときＬ＝１.３×１０-2ｍｇ／（ｓ・ｍ）であった。順応性試験の結果は、漏出速度Ｌ5MPa＝７.７×１０-2ｍｇ／（ｓ・ｍ）であった。ガスケットは、空気圧１ＭＰａのとき泡を形成せずバブル試験に合格した。
【０１５７】
実施例６
実質的に実施例３において説明した方法に従ってｅＰＴＦＥ／ＰＴＦＥ複合ガスケットテープを製造した。
【０１５８】
直径１.０ｍｍ、密度２.１ｇ／ｃｍ3の焼結ＰＴＦＥビードを用いて、実施例３において説明したように、厚み１.５ｍｍの膜の四つの層を積み重ねて接合した。ショアＡ硬度９０を超え、引張強さ４６.９ＭＰａのこのビードは、ゼウス（Zeus（登録商標））（米国ニュージャージー州ラリタン）の部品番号０００００４６５６８として市販されている。ビードが層２と３との間の中央に配置された４層複合材について実施された漏出試験の結果、漏出速度は、１０ＭＰａのときＬ＝１.７×１０-2ｍｇ／（ｓ・ｍ）であった。
【０１５９】
実施例７
実質的に実施例３において説明した方法に従ってｅＰＴＦＥ／ＰＴＦＥ複合ガスケットテープを製造した。
【０１６０】
ビードは直径１.８５ｍｍの押出し品から得られた。ビードは、３００℃で２：１の比率で延伸され、密度０.９ｇ／ｃｍ3及び直径１.８ｍｍになった。その結果得られたビードの推定ショアＡ硬度は４６であった。実施例３において説明したように、この４層の膜は、積み重ねられて結合され、複合材の中央にビードが配置された。漏出速度は、１０ＭＰａのときＬ＝６.０×１０-2ｍｇ／（ｓ・ｍ）と測定された。
【０１６１】
実施例８
実質的に実施例３において説明した方法に従ってｅＰＴＦＥ／ＰＴＦＥ複合ガスケットテープを製造した。
【０１６２】
実施例３において説明したように、厚み１.５ｍｍの膜の四つの層を積み重ねて接合した。長方形ｅＰＴＦＥ棒は、米国特許第３９５３５６６号において説明される方法に基づいて作られた密度１.０６ｇ／ｃｍ3の厚い単軸延伸膜から得られた。縁長さ２.５ｍｍのテープから正方形棒を切断した。すなわち幅２.５ｍｍ、厚み２.５ｍｍである。正方形棒のショアＡ硬度は７４であった。層２と３の間に正方形棒を有する４層複合材の漏出速度は、１０ＭＰａのときＬ＝４.８×１０-2ｍｇ／（ｓ・ｍ）と測定された。
【０１６３】
実施例９
実質的に実施例３において説明した方法に従ってｅＰＴＦＥ／ＰＴＦＥ複合ガスケットテープを製造した。
【０１６４】
実施例３において説明したように、厚み１.５ｍｍの膜の四つの層を積み重ねて接合した。ビードは、市販のポリアミド６ワイヤ（パーロン（Ｐｅｒｌｏｎ（登録商標））、コナコード、独国リップシュタット）である。ＰＡ６フィラメントの引張強さ試験の結果、最大応力は５２７ＭＰａであった。フィラメントのショアＡ硬度は、１００を超えた。実施例３において説明したように、厚いｅＰＴＦＥ膜の４層の積重ね体において中央層の間に直径０.７ｍｍのビードを埋め込んだ。漏出試験の結果、漏出速度は、１０ＭＰａのときＬ＝０.１５ｍｇ／（ｓ・ｍ）であり、２０ＭＰａのときＬ＝２.０×１０-3ｍｇ／（ｓ・ｍ）であった。
【０１６５】
実施例１０
無接着剤ｅＰＴＦＥ／ＰＴＦＥ複合ガスケットテープを、その中央に焼結ＰＴＦＥビードを配置してｅＰＴＦＥ層を縫合することにより製造した。ｅＰＴＦＥ層は、実施例３のガスケットの製造に使用されたのと同じ各々厚み１.５ｍｍのｅＰＴＦＥ膜の単一層である。
【０１６６】
厚いｅＰＴＦＥ膜は、米国特許第３９５３５６６号において説明される方法に従って製造された。その結果得られた膜は、厚み１.３ｍｍ、密度０.５ｇ／ｃｍ3であった。幅３０ｍｍの膜の四つのロールに切り分けられて、スプールに巻いて全長１５ｍとした。四つの膜テープを積み重ねて、ダブリュエルゴア社から入手可能なテナラ（Tenara（登録商標））ソーイングスレッドスタイル（Sewing Thread−Style）ＴＲで長手方向に相互に縫い合わせた。工業用ミシン（ジューキ  ＤＬＮ−５４１０Ｍ−７、東京インダストリアル株式会社（TOKYO INDUSTRIAL CO.,LTD））に丸先針（サイズ８０）を使用し、１センチ当たり３針で縫った（縫い目長さ３.０〜３.５の直線縫い目）。四つの膜層を一緒に縫い合わせるために、第一の縫い目は、積重ね体の一つの縁から１１ｍｍの距離に作った。次に、直径１.５ｍｍ、密度２.２ｍｇ／ｃｍ3、ショアＡ硬度９０を超えた焼結ビードを、第一縫い目に近接して４層積重ね体の内側層の間に埋め込んだ。第二縫い目を膜の積重ね体の他方の縁から約１１ｍｍの距離に作り、それによって層２と３との間に及び四つの膜層を一緒に保持する二つの縫い目の間にビードを囲繞した。
【０１６７】
漏出試験の結果、漏出速度は、５ＭＰａのときＬ＝６.２×１０-2ｍｇ／（ｓ・ｍ）であり、１０ＭＰａのときＬ＝１.４×１０-2ｍｇ／（ｓ・ｍ）であり、２０ＭＰａのときＬ＝２.５×１０-3ｍｇ／（ｓ・ｍ）であった。
【０１６８】
実施例１１
実施例１０に従って別個に製造された第二サンプルを用いた漏出試験は、同様の結果を示した。すなわち、５ＭＰａのときＬ＝３.０×１０-2ｍｇ／（ｓ・ｍ）であり、１０ＭＰａのときＬ＝９.１×１０-3ｍｇ／（ｓ・ｍ）であり、２０ＭＰａのときＬ＝２.４×１０-3ｍｇ／（ｓ・ｍ）であった。
【０１６９】
実施例１２
米国特許出願第６４８５８０９号においてＭｉｎｏｒが説明するように、厚み約３０μｍのｅＰＴＦＥ膜を心棒の周りに巻き付けた。１１０巻きの後、直径１.３の焼結ＰＴＦＥビードを、横送りを用いて表面にらせん状に巻き付けた。ビードの巻きピッチは３０ｍｍである。その後、さらに１１０層のｅＰＴＦＥ膜を、ビードと膜の積重ね体の上面に巻き付けた。高い温度で収縮する材料の傾向に対抗するために、埋め込んだＰＴＦＥビードと一緒に微孔性延伸ＰＴＦＥ層を心棒の端部に固定した。巻き付けた層のパッケージを、心棒に固定したまま、３７０℃で２時間、オーブンの中で焼結して、層を一緒に接合した。冷却後、多層ｅＰＴＦＥ膜テープをビードに従って心棒かららせん状に切り取って、複合体の中心に密度の高い焼結ビードを有する連続テープガスケットが作られた。製造されたガスケットの軟質構成要素のショアＡ硬度は５１であった。硬質構成要素のショアＡ硬度は９０を超えており、これは、直径１.３ｍｍのビードと同じように処理された長方形サンプルにおいて測定された値である。
【０１７０】
その結果得られた複合ガスケットは、軟質構成要素が存在するが硬質構成要素が存在しない領域においてショアＡ硬度５１であり、軟質構成要素と硬質構成要素の両方が存在する領域においてショアＡ硬度５４であった。上述したように、ガスケットの生産時に圧縮されるので、ガスケットの軟質構成要素のショアＡ硬度は、受入時のｅＰＴＦＥ膜のショアＡ硬度よりわずかに高い。
【０１７１】
漏出試験の結果、漏出速度は、５ＭＰａのときＬ＝８.４×１０-1ｍｇ／（ｓ・ｍ）であり、１０ＭＰａのときＬ＝１.１×１０-2ｍｇ／（ｓ・ｍ）であり、２０ＭＰａのときＬ＝２.８×１０-3ｍｇ／（ｓ・ｍ）であった。
【０１７２】
実施例１３
実質的に実施例３において説明した方法に従ってｅＰＴＦＥ／ＰＴＦＥ複合ガスケットテープを製造した。
【０１７３】
実施例３において説明したように、厚み１.５ｍｍの膜の四つの層を積み重ねて接合した。ビードは、バイトン（Viton（登録商標））、デュポンパフォーマンスエラストマーズ（Dupon Performance Elastomers）（米国デラウェア州ウィルミントン）から市販されるフルオロエラストマーである。密度１.８ｇ／ｃｍ3、ショアＡ硬度７５、直径２.０ｍｍのバイトン（Viton（登録商標））ビードを、実施例３において説明したように厚いｅＰＴＦＥ膜の４層の積重ね体において中央層の間に埋め込んだ。漏出試験の結果、漏出速度は、５ＭＰａのときＬ＝３.１×１０-1ｍｇ／（ｓ・ｍ）であり、１０ＭＰａのときＬ＝１.１×１０-2ｍｇ／（ｓ・ｍ）であり、２０ＭＰａのときＬ＝３.２×１０-3ｍｇ／（ｓ・ｍ）であった。
【０１７４】
実施例１４
実質的に実施例３において説明した方法に従ってｅＰＴＦＥ／ＰＴＦＥ複合ガスケットテープを製造した。
【０１７５】
実施例３において説明したように、厚み１.５ｍｍの膜の四つの層を積み重ねて接合した。ビードは、テレ社（Telle GmbH）（独国ニュールンベルグ）から市販されるシリコーンビードであり、直径２ｍｍ、密度１.１ｇ／ｃｍ3、ショアＡ硬度６０であった。ビードは実施例３において説明したように厚いｅＰＴＦＥ膜４層の積重ね体において二つの中央層の間に埋め込んだ。漏出試験時に、ビードは部分的に損傷した。漏出試験の結果、漏出速度は、５ＭＰａのときＬ＝６.６×１０-1ｍｇ／（ｓ・ｍ）であり、１０ＭＰａのときＬ＝８×１０-2ｍｇ／（ｓ・ｍ）であり、２０ＭＰａのときＬ＝３.９×１０-3ｍｇ／（ｓ・ｍ）であった。
【０１７６】
実施例１５
実質的に実施例３において説明した方法に従ってｅＰＴＦＥ／ＰＴＦＥ複合ガスケットテープを製造した。
【０１７７】
実施例３において説明したように、厚み１.５ｍｍの膜の四つの層を積み重ねて接合した。ビードは、テレ社（Telle GmbH）（独国ニュールンベルグ）から市販されるポリウレタンビードであり、直径１ｍｍ、密度１.１５ｇ／ｃｍ3、ショアＡ硬度８５であった。ビードは、実施例３において説明したように厚いｅＰＴＦＥ膜４層の積重ね体において中央層の間に埋め込んだ。漏出速度は、１０ＭＰａのときＬ＝１.１４×１０-1ｍｇ／（ｓ・ｍ）であり、２０ＭＰａのときＬ＝３.０２×１０-3ｍｇ／（ｓ・ｍ）であった。
【０１７８】
実施例１６
実質的に実施例３において説明した方法に従ってｅＰＴＦＥ／ＰＴＦＥ複合ガスケットテープを製造した。
【０１７９】
実施例３において説明したように、厚み１.５ｍｍの膜の四つの層を積み重ねて接合した。ビードは、ニュウエイジインダストリーズ社（NewAge（登録商標）Industries,Inc.）（米国、ペンシルバニア州サウサンプトン）から市販される外径１.６ｍｍ、内径０.８ｍｍのＰＴＦＥチューブである。管壁の密度は、２.１７ｇ／ｃｍ3であり、空気を充填した管の平均密度は１.７ｇ／ｃｍ3であった。チューブのショアＡ硬度は、対応する最大密度ビードより低い応力で圧縮されても、９０を上回った。チューブは実施例３において説明したように厚いｅＰＴＦＥ膜４層の積重ね体において中央層の間に埋め込んだ。漏出速度は、５ＭＰａのときＬ＝２.６×１０-1ｍｇ／（ｓ・ｍ）であり、１０ＭＰａのときＬ＝１.６×１０-2ｍｇ／（ｓ・ｍ）であり、２０ＭＰａのときＬ＝３.０×１０-3ｍｇ／（ｓ・ｍ）であった。
【０１８０】
実施例１７
実質的に実施例３において説明した方法に従ってｅＰＴＦＥ／ＰＴＦＥ複合ガスケットテープを製造した。
【０１８１】
実施例３において説明したように、厚み１.５ｍｍの膜の四つの層を積み重ねて接合した。ショアＡ硬度１００を超える、密度９ｇ／ｃｍ3の直径１.３５ｍｍの銅線を、実施例３において説明したように４層で形成された膜の中央層の間に埋め込んだ。
【０１８２】
漏出速度は、５ＭＰａのときＬ＝２.１×１０-2ｍｇ／（ｓ・ｍ）であり、１０ＭＰａのときＬ＝１.０×１０-2ｍｇ／（ｓ・ｍ）であり、２０ＭＰａのときＬ＝３.９×１０-3ｍｇ／（ｓ・ｍ）であった。順応性試験の結果、漏出速度はＬ5MPa＝２.５９×１０-2ｍｇ／（ｓ・ｍ）であった。
【０１８３】
実施例１８
実質的に実施例３において説明した方法に従ってｅＰＴＦＥ／ＰＴＦＥ複合ガスケットテープを製造した。
【０１８４】
実施例３において説明したように、厚み１.５ｍｍの膜の四つの層を積み重ねて接合した。米国特許第３９５３５６６号において説明される方法に基づいて作られた厚み１ｍｍの押出し成形テープから長方形のＰＴＦＥ棒を得た。幅２.８ｍｍ、厚み０.７ｍｍの細片を切り取って、乾燥させ、３５０℃で５分間焼結した。焼結された棒の密度は２.２ｇ／ｃｍ3であり、ショアＡ硬度は９０を上回った。
【０１８５】
漏出速度は、５ＭＰａのときＬ＝２.５×１０-1ｍｇ／（ｓ・ｍ）であり、１０ＭＰａのときＬ＝１.４×１０-2ｍｇ／（ｓ・ｍ）であった。
【０１８６】
実施例１９
実質的に実施例３において説明した方法に従ってｅＰＴＦＥ／ＰＴＦＥ複合ガスケットテープを製造した。
【０１８７】
実施例３において説明したように、厚み１.５ｍｍの膜の四つの層を積み重ねて接合した。米国特許第３９５３５６６号において説明される方法に基づいて作られた厚み１ｍｍの押出し成形テープから長方形のＰＴＦＥ棒を得た。幅５.５ｍｍの細片及び幅３ｍｍの別の細片を切り取って、相互に重ねて、幅５.５ｍｍ厚み１ｍｍのベースと、ベースから延びる幅３ｍｍ厚み１ｍｍの突起部とを有する合計厚み２ｍｍの段状輪郭にした。積重ね体を乾燥させ、３５０℃で５分間焼結した。焼結された棒の密度は２.２ｇ／ｃｍ3であり、ショアＡ硬度は９０を上回った。
【０１８８】
漏出速度は、５ＭＰａのときＬ＝６.３×１０-2ｍｇ／（ｓ・ｍ）であり、１０ＭＰａのときＬ＝７.４×１０-3ｍｇ／（ｓ・ｍ）であった。
【図１】
0005647350.tif 000004
【図２】
0005647350.tif 000005
【図３】
0005647350.tif 000006
【図４ａ】
0005647350.tif 000007
【図４ｂ】
0005647350.tif 000008
【図４ｃ】
0005647350.tif 000009
【図５】
0005647350.tif 000010
【図６ａ】
0005647350.tif 000011
【図６ｂ】
0005647350.tif 000012
【図７】
0005647350.tif 000013
【図８ａ】
0005647350.tif 000014
【図８ｂ】
0005647350.tif 000015
【図８ｃ】
0005647350.tif 000016
【図８ｄ】
0005647350.tif 000017
【図９ａ】
0005647350.tif 000018
【図９ｂ】
0005647350.tif 000019
【図９ｃ】
0005647350.tif 000020
【図９ｄ】
0005647350.tif 000021
【図９ｅ】
0005647350.tif 000022
【図９ｆ】
0005647350.tif 000023
【図９ｇ】
0005647350.tif 000024
【図９ｈ】
0005647350.tif 000025
【図１０ａ】
0005647350.tif 000026
【図１０ｂ】
0005647350.tif 000027
【図１０ｃ】
0005647350.tif 000028
【図１１ａ】
0005647350.tif 000029
【図１１ｂ】
0005647350.tif 000030
【図１２】
0005647350.tif 000031
【図１３ａ】
0005647350.tif 000032
【図１３ｂ】
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【図１３ｃ】
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【図１３ｄ】
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【図１３ｅ】
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【図１４】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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