(57)【要約】  大型ガスケットが必要とされる用途に特に適した、低応力シール一体型ガスケットが提供される。本発明のガスケットは、ガスケット内周の周りから増加している距離で巻かれている延伸ＰＴＦＥテープの少なくとも２回の巻回体を好ましくは含み、ほぼ空気不透過性の層がそのテープ巻回体の間に入れられている。好ましくは、ｅＰＴＦＥの延伸面はフランジ面とほぼ平行であり、長手方向及び横方向に強度を提供する。ほぼ空気不透過性の層は流体が半径方向にガスケットを通って浸透することを防ぐ。
2007532841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周、並びに
少なくとも１種の多孔質延伸ＰＴＦＥテープの少なくとも２回の巻回体、及び該内周から増加している距離で巻かれた少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層の交互した巻回体
を含むガスケットであって、
連続する延伸ＰＴＦＥテープ巻回体が該少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層の該交互した巻回体により接合しているガスケット。
【請求項２】
前記ガスケットが円形である、請求項１に記載のガスケット。
【請求項３】
前記ガスケットが非円形である、請求項１に記載のガスケット。
【請求項４】
前記ガスケットがほぼ正方形、長方形又は楕円形である、請求項１に記載のガスケット。
【請求項５】
前記テープが上及び下部ガスケット面を画定する上及び下部テープ面を含む、請求項１に記載のガスケット。
【請求項６】
前記上及び下部テープ面並びに前記少なくとも１種の延伸ＰＴＦＥテープの延伸面がほぼ前記ガスケットのｘ−ｙ面内にある、請求項５に記載のガスケット。
【請求項７】
未圧縮の前記ガスケットが上及び下部ガスケット面全体でほぼ均一な厚さを有する、請求項５に記載のガスケット。
【請求項８】
前記ｅＰＴＦＥの密度が１．８ｇ／ｃｃ未満である、請求項１に記載のガスケット。
【請求項９】
前記ｅＰＴＦＥの密度が１．２ｇ／ｃｃ未満である、請求項１に記載のガスケット。
【請求項１０】
前記ｅＰＴＦＥの密度が１．０ｇ／ｃｃ未満である、請求項１に記載のガスケット。
【請求項１１】
前記ｅＰＴＦＥテープの少なくとも一部が１軸延伸されている、請求項１に記載のガスケット。
【請求項１２】
前記ｅＰＴＦＥテープの少なくとも一部が２軸延伸されている、請求項１に記載のガスケット。
【請求項１３】
前記ｅＰＴＦＥテープの少なくとも一部が多軸延伸されている、請求項１に記載のガスケット。
【請求項１４】
前記ｅＰＴＦＥテープが多層積層体である、請求項１に記載のガスケット。
【請求項１５】
少なくとも１種の延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）層が少なくとも１種のフィラーを含む、請求項１４に記載のガスケット。
【請求項１６】
前記少なくとも１種のフィラーが、金属、半金属、金属酸化物、ガラス、セラミックス、活性炭、カーボンブラック及び高分子樹脂から選択される少なくとも１種の材料を含む、請求項１５に記載のガスケット。
【請求項１７】
前記少なくとも１種のフィラーがシリカ、硫酸バリウム、グラファイト及びガラスビーズから選択される少なくとも１種の材料を含む、請求項１５に記載のガスケット。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層がフッ素ポリマーを含む、請求項１に記載のガスケット。
【請求項１９】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層が溶融処理可能なフッ素ポリマーを含む、請求項１に記載のガスケット。
【請求項２０】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層がテトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー（ＰＦＡ）を含む、請求項１に記載のガスケット。
【請求項２１】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層がテトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレンコポリマー（ＦＥＰ）を含む、請求項１に記載のガスケット。
【請求項２２】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層がポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、高密度化した延伸ポリテトラフルオロエチレン又は両方を含む、請求項１に記載のガスケット。
【請求項２３】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層が少なくとも１種のＰＦＡ又はＦＥＰをｅＰＴＦＥと組み合わせて含む、請求項１に記載のガスケット。
【請求項２４】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層が上及び下部テープ面の間にほぼ完全に延在する、請求項５に記載のガスケット。
【請求項２５】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層が上及び下部テープ面を超えて延在する、請求項５に記載のガスケット。
【請求項２６】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層が前記延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）より低い空気透過性を有する、請求項１に記載のガスケット。
【請求項２７】
内径、並びに
該内径の周りから増加している距離で回転している、少なくとも１種の多孔質多層延伸ＰＴＦＥテープ及び少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層の交互した回転体を含む少なくとも２回の接合された螺旋体
を含むガスケットであって、
該延伸ＰＴＦＥテープは上及び下部テープ層、並びに該上及び下部テープ層の間に延在する側面を有し、
該少なくとも１種の延伸ＰＴＦＥテープ及び少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層の該交互した回転体が、該少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層によって該延伸ＰＴＦＥテープ側面で接合されており、並びに
該少なくとも１種の延伸ＰＴＦＥテープの該上及び下部テープ層、並びに延伸面が該ガスケットのｘ−ｙ面内にあるガスケット。
【請求項２８】
前記上及び下部テープ層が上及び下部ガスケット面を画定する、請求項２７に記載のガスケット。
【請求項２９】
未圧縮の前記ガスケットが上及び下部ガスケット面全体でほぼ均一な厚さを有する、請求項２７に記載のガスケット。
【請求項３０】
前記ｅＰＴＦＥの密度が１．８ｇ／ｃｃ未満である、請求項２７に記載のガスケット。
【請求項３１】
前記ｅＰＴＦＥの密度が１．２ｇ／ｃｃ未満である、請求項２７に記載のガスケット。
【請求項３２】
前記ｅＰＴＦＥの密度が１．０ｇ／ｃｃ未満である、請求項２７に記載のガスケット。
【請求項３３】
前記ｅＰＴＦＥテープの少なくとも一部が１軸延伸されている、請求項２７に記載のガスケット。
【請求項３４】
前記ｅＰＴＦＥテープの少なくとも一部が２軸延伸されている、請求項２７に記載のガスケット。
【請求項３５】
前記ｅＰＴＦＥテープの少なくとも一部が多軸延伸されている、請求項２７に記載のガスケット。
【請求項３６】
少なくとも１種の延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）層が少なくとも１種のフィラーを含む、請求項２７に記載のガスケット。
【請求項３７】
前記少なくとも１種のフィラーが、金属、半金属、金属酸化物、ガラス、セラミックス、活性炭、カーボンブラック及び高分子樹脂から選択される少なくとも１種の材料を含む、請求項３６に記載のガスケット。
【請求項３８】
前記少なくとも１種のフィラーがシリカ、硫酸バリウム、グラファイト及びガラスビーズから選択される少なくとも１種の材料を含む、請求項３６に記載のガスケット。
【請求項３９】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層がフッ素ポリマーを含む、請求項２７に記載のガスケット。
【請求項４０】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層が溶融処理可能なフッ素ポリマーを含む、請求項２７に記載のガスケット。
【請求項４１】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層がテトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー（ＰＦＡ）を含む、請求項２７に記載のガスケット。
【請求項４２】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層がテトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレンコポリマー（ＦＥＰ）を含む、請求項２７に記載のガスケット。
【請求項４３】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層がポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、高密度化した延伸ポリテトラフルオロエチレン又は両方を含む、請求項２７に記載のガスケット。
【請求項４４】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層が少なくとも１種のＰＦＡ又はＦＥＰをｅＰＴＦＥと組み合わせて含む、請求項２７に記載のガスケット。
【請求項４５】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層が上及び下部テープ層の間にほぼ完全に延在する、請求項２７に記載のガスケット。
【請求項４６】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層が上及び下部テープ層を超えて延在する、請求項２７に記載のガスケット。
【請求項４７】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層が前記延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）より低い空気透過性を有する、請求項２７に記載のガスケット。
【請求項４８】
ｅＰＴＦＥテープ及びフッ素ポリマー層の接合された螺旋体を含むガスケットの形成方法であって、
ａ．延伸面が該ガスケットのｘ−ｙ面内にあり、上及び下部テープ層、並びに該上及び下部層の間に該テープ長で延在する側面を有する、ある長さの多層化した多孔質延伸ＰＴＦＥテープを用意し、
ｂ．少なくとも１種のＦＥＰ及びＰＦＡを含む溶融処理可能なフッ素ポリマーを用意し、
ｃ．該ｅＰＴＦＥ側面及び該溶融処理可能なフッ素ポリマーを接触させ、該延伸ＰＴＦＥテープ側面及び該溶融処理可能なフッ素ポリマーを該ｅＰＴＦＥ及び該フッ素ポリマーの融点を超える温度に加熱し、並びに圧力を与えてその加熱した延伸ＰＴＦＥ側面及びフッ素ポリマーを溶接する工程を含んで、該２つのｅＰＴＦＥテープ側面上にフッ素ポリマー層を形成し、並びに
ｄ．該フッ素ポリマー層を含む該延伸ＰＴＦＥテープをダイの周りに完全に１回転させて巻き、続く回転については該フッ素ポリマーの融点を超える温度で２つのフッ素ポリマー層の接合部に熱を与えて巻き、その加熱したフッ素ポリマーを接触させ、並びに圧力を与えて該２つのフッ素ポリマー層を融合し及びテープ側面に沿って該延伸ＰＴＦＥの回転体を接合する工程を含んで、ダイの外径の周りから増加している距離で該延伸ＰＴＦＥテープ及びフッ素ポリマーの交互した回転体を形成する
工程を含む方法。
【請求項４９】
前記ｅＰＴＦＥテープ及び前記溶融処理可能なフッ素ポリマーを接触させる前記工程が、前記ｅＰＴＦＥテープの少なくとも１つの側面を前記テープの長さに沿って前記溶融処理可能なフッ素ポリマーで被覆する工程を含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記ｅＰＴＦＥの密度が１．８ｇ／ｃｃ未満である、請求項４８に記載の方法。
【請求項５１】
前記ｅＰＴＦＥの密度が１．２ｇ／ｃｃ未満である、請求項４８に記載の方法。
【請求項５２】
前記上及び下部テープ層が上及び下部ガスケット面に対応する、請求項４８に記載の方法。
【請求項５３】
前記ガスケットが未圧縮で、上及び下部ガスケット面全体でほぼ均一な厚さを有する、請求項４８に記載の方法。
【請求項５４】
前記ガスケットが円形である、請求項４８に記載の方法。
【請求項５５】
前記ガスケットが非円形である、請求項４８に記載の方法。
【請求項５６】
少なくとも１種の多孔質ｅＰＴＦＥテープを用意し、
ほぼ空気不透過性の層を形成可能な少なくとも１種の材料を用意し、
該少なくとも１種のｅＰＴＦＥテープ及びほぼ空気不透過性の層を形成可能な該少なくとも１種の材料を巻いて、該ｅＰＴＦＥテープ及びほぼ空気不透過性の層を形成可能な該少なくとも１種の材料の交互した巻回体を形成し、並びに
該巻回体を接合して、内周、並びに該内周の周りに多孔質ｅＰＴＦＥ及び少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層の交互した巻回体を含む一体構造を形成する
工程を含む方法。
【請求項５７】
ｅＰＴＦＥテープ及びほぼ空気不透過性の層を形成可能な少なくとも１種の材料の前記交互した巻回体が前記内周の周りから増加している距離で巻かれている、請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記ｅＰＴＦＥテープ及び前記溶融処理可能なフッ素ポリマーを接触させる前記工程が、前記ｅＰＴＦＥテープの少なくとも１つの側面を前記テープの長さに沿って前記溶融処理可能なフッ素ポリマーで被覆する工程を含む、請求項５６に記載の方法。
【請求項５９】
前記ｅＰＴＦＥの密度が１．８ｇ／ｃｃ未満である、請求項５６に記載の方法。
【請求項６０】
前記ｅＰＴＦＥの密度が１．２ｇ／ｃｃ未満である、請求項５６に記載の方法。
【請求項６１】
前記ｅＰＴＦＥが上及び下部テープ面を含む、請求項５６に記載の方法。
【請求項６２】
前記一体構造がガスケットを含む、請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
前記上及び下部テープ面が上及び下部ガスケット面に対応する、請求項６２に記載の方法。
【請求項６４】
前記ｅＰＴＦＥが上及び下部テープ面の間に延在する側面を含む、請求項６１に記載の方法。
【請求項６５】
前記ｅＰＴＦＥテープ巻回体がテープ側面に沿って揃えられる、請求項６２に記載の方法。
【請求項６６】
前記ｅＰＴＦＥの延伸面が前記少なくとも１種のｅＰＴＦＥテープのｘ−ｙ面内にある、請求項６１に記載の方法。
【請求項６７】
前記ガスケットが未圧縮で、前記上及び下部ガスケット面全体でほぼ均一な厚さを有する、請求項６２に記載の方法。
【請求項６８】
ほぼ空気不透過性の層を形成可能な前記少なくとも１種の材料がフッ素ポリマーである、請求項５６に記載の方法。
【請求項６９】
前記フッ素ポリマーがＰＦＡを含む、請求項６３に記載の方法。
【請求項７０】
前記フッ素ポリマーがＦＥＰを含む、請求項６３に記載の方法。
【請求項７１】
前記ガスケットが円形である、請求項６１に記載の方法。
【請求項７２】
前記ガスケットが非円形である、請求項６１に記載の方法。
【請求項７３】
フッ素ポリマー層の交互した巻回体によって接合されているｅＰＴＦＥテープ巻回体を含むガスケットの形成方法であって、
ａ．ある長さの多孔質ｅＰＴＦＥテープを用意し、
ｂ．溶融処理可能なフッ素ポリマーを用意し、
ｃ．該ｅＰＴＦＥ及び該溶融処理可能なフッ素ポリマーを接触させ、該延伸ＰＴＦＥテープ及び該溶融処理可能なフッ素ポリマーを該ｅＰＴＦＥ及び該フッ素ポリマーの融点を超える温度に加熱し、並びに圧力を与えてその加熱したｅＰＴＦＥテープ及びフッ素ポリマーを溶接する工程を含んで、該ｅＰＴＦＥテープの長さに沿って少なくとも１つのフッ素ポリマー層を形成し、並びに
ｄ．少なくとも１つのフッ素ポリマー層を含む該ｅＰＴＦＥテープを型の周りに巻き付けて該フッ素ポリマーの融点を超える温度で２つの巻回体の接合部に熱を与え、それらテープ巻回体を接触させ、並びに圧力を与えて該テープの長さに沿って該ｅＰＴＦＥの連続する巻回体を接合し、該ｅＰＴＦＥ巻回体の間に少なくとも１つのフッ素ポリマー層を形成する工程を含んで、該ガスケットの内周を画定する型のまわりに該ｅＰＴＦＥテープ及びフッ素ポリマーの交互した巻回体を形成する
工程を含む方法。
【請求項７４】
前記ｅＰＴＦＥテープが上及び下部テープ層、並びに該テープの長さで延在する２つのテープ側面を有し、少なくとも１つのフッ素ポリマー層が各テープ側面上に形成されている、請求項７３に記載の方法。
【請求項７５】
前記ｅＰＴＦＥの延伸面が前記ガスケットのｘ−ｙ面内にある、請求項７３に記載の方法。
【請求項７６】
２つの巻回体の接合部に熱を与える前記工程が、前記ｅＰＴＦＥテープ側面上の前記２つのフッ素ポリマー層の接合部に熱を与えることを含む、請求項７３に記載の方法。
【請求項７７】
圧力を与える前記工程が、前記ｅＰＴＦＥテープ及び前記少なくとも１つのフッ素ポリマー層に圧力を与えることを含む、請求項７３に記載の方法。
【請求項７８】
ガスケットの内周を画定する前記型がダイである、請求項７３に記載の方法。
【請求項７９】
前記ガスケットが円形である、請求項７３に記載の方法。
【請求項８０】
前記ガスケットが非円形である、請求項７３に記載の方法。
【請求項８１】
前記フッ素ポリマーが少なくとも１種のＦＥＰ及びＰＦＡを含む、請求項７３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
シール用途に使用される幅広い種類のガスケットが知られている。
【背景技術】
【０００２】
多孔質延伸ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）はガスケット材料として今日広く使用されている。Goreの米国特許第３９５３５６６号に開示されているように、この材料は、それ自身をガスケットとして非常に望ましいものにする多くの特性を有している。それらの特性には、容易に圧縮可能かつ適合可能であること、耐薬品性であること、比較的高い強度を有すること、及びクリープ緩和及びシール圧の損失が非延伸・非多孔質ＰＴＦＥ単独と比べてかなり起こりにくいことが含まれる。
【０００３】
さらに、２軸又は多軸延伸ＰＴＦＥから作られたガスケットのシール性能は、１軸延伸ＰＴＦＥガスケットと比較して改良されている。例えば、多軸延伸ＰＴＦＥから作られたガスケットは多方向のクリープ緩和及びコールドフローに対して抵抗性である。多軸延伸ＰＴＦＥガスケットにおける多方向の引張強度は、円周及び半径方向の強度をガスケットに与え、ガスケットのカットスルー抵抗を増大する。多軸延伸ＰＴＦＥがもたらす半径方向の強度及びカットスルー抵抗の増大は、延伸ＰＴＦＥの延伸面がその上にガスケットの取り付けられるフランジ面にほぼ並行である場合に実現する。
【０００４】
多くのシール用途では、ガスケットはパイプ間のようなフランジ間の接合をシールするのに使用される。延伸ＰＴＦＥガスケットはフランジ間に配置することができ、次にボルトを締め付けるような力を与えてそのフランジを一緒にプレスできるため、延伸ＰＴＦＥはガスケットに望ましい材料である。この力の付与により延伸ＰＴＦＥは圧縮される。延伸ＰＴＦＥが圧縮されると、初期の細孔容積が減少して延伸ＰＴＦＥが高密度化する。特に金属−金属フランジについては、延伸ＰＴＦＥを完全に高密度化するのに十分な力（又は「応力」）をフランジに与えることが可能である。従って、延伸ＰＴＦＥガスケットの少なくとも一部において細孔容積をほぼゼロに減少することが可能であり、フランジをシールしている高密度化・非孔質ＰＴＦＥガスケットはパイプ内部に含まれる流体がフランジ間から漏えいするのを防ぐ。
【０００５】
多くの用途において、特に金属を容易に破壊するであろうきつい化学品を使用する場合、あるいは金属が運搬中又は保管中の化学品を汚染しうる場合は、ガラスライニングスチール、ガラス、又はファイバーガラス強化プラスチック（「ＦＲＰ」）の配管及び容器が一般的に使用される。この設備は極度にきつい化学品と一緒に使用されることが多く、ＰＴＦＥは耐薬品性が並外れていることでよく知られているため、ＰＴＦＥガスケットを使用してこの設備の接続されたフランジをシールすることが非常に望まれている。残念なことに、非延伸・非孔質ＰＴＦＥガスケットは、一般にこの種類の設備を効果的にシールするのに十分なほど適合可能ではない。ガラスライニングスチールフランジの場合は比較的平滑に仕上げられていても、フランジに関する大量の凸凹又は平坦度の欠如がしばしばみられる。この凸凹又は平坦度の欠如のために、効果的なシールを作製するにはフランジの周に加え内外径間の大きいばらつきにガスケットを適合させる必要がある。このように、非延伸・非孔質ＰＴＦＥガスケットはこれら多くの用途で十分なシールを提供するのに十分なほど適合可能ではない。
【０００６】
延伸ＰＴＦＥは適合可能であるため、これら一般的な凸凹のあるフランジをシールするのに延伸ＰＴＦＥを使用するのが望ましい場合がある。残念なことに多くの用途では、効果的なシールを作製する目的で、延伸ＰＴＦＥガスケットの完全な高密度化に十分なガスケット応力を生じさせる十分な力をフランジに与えることができない。例えば、ガラスライニングスチール配管のフランジ、ガラスフランジ又はＦＲＰ配管のフランジは、大量の応力を与えると変形、破損又は破壊することがある。従ってこれらの用途では、フランジを破壊せずにフランジに与えることのできる最大応力がガスケットを高密度化するのに十分でないため、延伸ＰＴＦＥガスケットは非孔質状態に到達するまで完全に高密度化できず、そのため漏れ止めにならない。延伸ＰＴＦＥガスケットがほぼ非孔質状態まで高密度化されないいくつかの構造においては、ガスケット内部に残存する孔を通って漏えいが生じうる。多くの場合、この漏えいは「スニフィング」法又は「バブルテスト」のいずれかによりガスケットを取り付けた直後に検出される。バブルテストでは、ガスケットを取り付けたフランジに石けん水のような溶液を塗り、配管システム又は容器に内部空気圧を与える。十分な割合の漏えいが存在する場合、泡が石けん水溶液中に生成する。いくつかの場合、泡を生成するには十分でないほど少ない割合で漏えいが存在することがある。そのような場合でかつ腐食性の化学品がプロセスに使用されている場合、漏えいが数ヶ月又は数年にわたって継続することがあり、腐食性の化学品が検出されずにガスケットを通って最終的に漏れ、さらにフランジボルト又はクランプを攻撃してフランジの壊滅的な破損が生じる可能性がある。
【０００７】
Hisanoらの米国特許出願公開２００３／０００３２９０で説明されているように、ｅＰＴＦＥフィルムでマンドレルを包んでチューブ状のエレメントを作ることによりガスケットを製造することは業界で既知であって、そうすることによりそのチューブ状のエレメントをリングへと薄く切ってガスケットを製造する。これらガスケットの積層された層の内部には、ガスケットを通って流体が浸透し漏えいすることを防ぐために小型のｅＰＴＦＥフィルムが間に入っている。そのようなガスケットの製造方法では製造可能なガスケットの大きさに制限がある。これら方法における積層体の厚さは、通常最大で約１０ｍｍ〜１５ｍｍに制限され、これは僅か１５ｍｍ以下のガスケット幅に相当する。これより積層体が厚いと焼結処理中に拘束するのが困難であって、積層体内部に顕著な密度勾配が生じることがある。典型的な用途におけるガスケット幅、特に大径ガスケットのガスケット幅は一般に２５ｍｍ以上のオーダーである。その上チューブ状エレメントを薄く切った場合、ｅＰＴＦＥの積層した層はガスケットの上及び下部面に対して垂直に配向している。そのためｅＰＴＦＥの延伸と横断する方向はｚ方向、すなわちガスケットの厚さ方向に配向しており、半径方向についてガスケットにほとんど又は全く強度を付与しない。
【０００８】
Minorらの米国特許第６４８５８０９号では、第１のほぼ空気不透過性の外層と第２のほぼ空気不透過性の外層との間に配置されている少なくとも１つの延伸ＰＴＦＥの内層を含み、かつほぼ空気不透過性の領域が第１及び第２のほぼ空気不透過性の層を橋渡ししている、多層一体型ガスケットを含む低応力シールガスケット構造が教示されている。「低応力シール」とは、比較的低い応力（すなわち多孔質延伸ＰＴＦＥガスケットを完全に高密度化するのに必要な応力未満、一般的に約２０７００ｋＰａ（３０００ｐｓｉ）未満の応力）を与えた際に、ほぼ気密性の、すなわち空気不透過性のシールを提供するガスケットを意味する。この特許では、マンドレルの周りを層で包み、ガスケットを圧縮処理に通して、個々の部分を圧縮し空気不透過性領域を形成することによって作られた、多層積層シートからスタンプされた又は切り取られたガスケットが開示されている。この特許構造は低応力シールガスケットの作製における多くの課題を克服しうる一方、シート品からガスケットを切り取って作製できるガスケットの大きさには限界がある。シートガスケットから切り取って作製できるガスケットの最大大きさは、シート自体の大きさよりも大きくできない。シートガスケット材料からそのような大きいガスケットを製造することについての他の懸念は、そのようなガスケットを製造するのに伴うコストである。例えば、シート素材からガスケットを切り取る製造効率は、特に大径ガスケットに関しては比較的低い場合がある。
【０００９】
Pitolajの米国特許第４９９０２９６号では、充填された焼結ＰＴＦＥ成分を一緒に溶接する方法が教示されており、そこではある区分の両端を一緒に溶接することにより、その区分に大径ガスケットを形成できる。この方法は、充填された焼結ＰＴＦＥにはおそらく適しているが、溶接した接合部に熱及び圧力を与えた結果として高密度化することがある、柔らかくて多孔質の延伸ＰＴＦＥには適さないと思われる。高密度化によって、より薄く、硬く、及び適合不能な区分がガスケット内部に生じる場合がある。厚さ及び柔らかさが変化しやすいガスケットは、ガラスライニングスチール及びＦＲＰフランジのような壊れやすいフランジを効果的にシールできない場合がある。
【００１０】
Millsらの米国特許第５９６４４６５号では、２軸延伸ＰＴＦＥのフォーム・イン・プレース（form-in-place）型のガスケットが教示されている。フォーム・イン・プレース・ガスケットには、材料使用率が低いといったようなシート素材から切り取られたガスケットでの制約を伴わずに、任意の大きさのフランジへ成形可能であるという長所がある。２軸延伸ＰＴＦＥからなる、Millsらの教示に従って作られたフォーム・イン・プレース・ガスケットは、耐薬品性、寸法安定性及びクリープ緩和に対する抵抗性のような、２軸延伸ＰＴＦＥによって提供される付加的な長所を有する場合がある。しかしながら前述したように、ｅＰＴＦＥを高密度化するために十分なガスケット応力を与えられないため、これらのガスケットはガラスライニングスチール及びＦＲＰフランジを効果的にシールできない。
【００１１】
DoveらのＰＣＴ国際公開ＷＯ０１／２７５０１  Ａ１では、延伸ＰＴＦＥの内層と、ほぼ不透過性の領域によって橋渡しされているほぼ空気不透過性の外層とを含むフォーム・イン・プレース・ガスケットが教示されている。ほぼ空気不透過性の外層及びほぼ空気不透過性の領域は、延伸ＰＴＦＥガスケット材料を通る浸透を防止することを意図している。このガスケット構造の目的は、ｅＰＴＦＥ単体が完全に高密度化できない場合に、多孔質ｅＰＴＦＥを通る漏えいを防ぐことにより低応力で密なシールを提供することにある。しかしながら、ＷＯ０１／２７５０１の教示に従って構成されたガスケットには多くの欠点がある。例えば、完全な高密度のＰＴＦＥ又は高密度化された延伸ＰＴＦＥのような、圧縮不能な材料から作られた空気不透過性の外層は、ガスケットの剛性を増大することがあり、そのガスケットをフォーム・イン・プレース・ガスケットには硬すぎるものにしてしまう。フォーム・イン・プレース・ガスケットについては、フランジ形状に合わせて成形できるように可撓性であることが望ましい。
【００１２】
さらに、米国特許第５９６４４６５号に教示されているように、２軸延伸ＰＴＦＥを含むフォーム・イン・プレース・ガスケットは、両端をスカイブカッティング（skive-cutting）し、そのスカイブカットされた両端を重ね合わせることにより、その両端で通常接合される。DoveらのＰＣＴ国際公開ＷＯ０１／２７５０１  Ａ１に従って構成され、不透過性の外層を備えたフォーム・イン・プレース・ガスケットは、材料の空気不透過性の性質を引き替えにせずに、スカイブカッティング技術を用いたテープの両端を重ねることによって接合できない。スカイブカットが空気不透過性の外層を通ってなされると、多孔質延伸ＰＴＦＥが露出することがあり、ガスケットを通る漏えい経路を提供する。
【００１３】
Hisanoらの米国特許出願２００３／０００３２９０  Ａ１では、幅よりも大きい高さを有する一片に細長く切られた多孔質延伸ＰＴＦＥの積層された層からなるテープ形状のシール材料であって、そこでは積層片の長辺上の積層された端面が締め付け面に接触しているものが教示されている。テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマー又はテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマーのフィルムで積層した積層面において複数の積層片を一緒に接合できる。流体の浸透を防ぐために積層体内部に少なくとも１つの層を間に入れてもよいことも教示されている。テープの長手方向の最初と最後が接合されている閉じたリング又はガスケットの形状では、延伸ＰＴＦＥ層及び流体の浸透を防ぐ層は、ガスケットがフランジ面に取り付けられたときに垂直に配向する。半径方向での流体の浸透を防ぐことを目的とする層は、多孔質ｅＰＴＦＥを通る漏えいを防ぐことによりガスケットに低応力シール能力を提供できる。この方法で作られたガスケットについては、ガスケットがフランジ面に取り付けられたときに、延伸ＰＴＦＥの長手方向の強度は円周方向についてガスケットに強度を提供する。しかしながら幅方向に積層されたｅＰＴＦＥ層を用いると、ｅＰＴＦＥの横方向の強度はガスケットの垂直、すなわち「ｚ」方向に向くことになる。そのため半径方向についてガスケットに強度をほとんど又は全く提供しない。従って米国特許出願公開２００３／０００３２９０  Ａ１の教示するガスケットは、幅方向にコールドフローしがちであって寸法安定性に欠けることがある。ガラスライニングスチールフランジを含むガスケット用途については、ガラスライニングの破損を防ぐためにガスケット材料は寸法的に安定であることが好ましい。
【００１４】
フォーム・イン・プレース・ガスケット、特に２軸延伸ＰＴＦＥガスケットは閉じた形状のガスケットを形成するために、テープの両端を重ねる必要があるという欠点がある。スカイブカットが正しく行われることを保証するためには、通常は熟練した作業者がこれらガスケットの取り付けを行う必要がある。不適切に取り付けると重ねた部分で漏えいが生じることがある。重ねた両端がガスケット内部の弱点であると考えられるため、多くの用途でフォーム・イン・プレース・ガスケットは許容できないと判断されている。この懸念のため２軸延伸ＰＴＦＥフォーム・イン・プレース・ガスケットの使用が嫌気されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
シート素材からガスケットを切り取ることに伴う低収率と高コストを避けるためにテープから形成できて、さらに大きさ又は形状についても制約がなくなるであろうガスケットを提供することが望ましいと思われる。またそのようなガスケットを、テープの両端を重ねることから生じる接合のない、連続一体型ガスケットとすることが望ましいと思われる。さらにそのようなガスケットを、ガラスライニングスチール及びＦＲＰフランジを使用する用途で一般的である低応力でシールでき、スチールフランジをシールするのに一般的に使用する高圧縮応力を与えた際に破損しない、適合可能で、クリープ抵抗性及び耐薬品性のガスケットとすることが望ましいと思われる。そのため本発明の目的の１つは、低応力を与えた際にほぼ気密のシールを提供する、延伸ＰＴＦＥテープから作られる連続一体型ガスケットを提供し、及びそのようなガスケットの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、少なくとも１つのある長さのｅＰＴＦＥテープを巻き、そのテープ巻回体を接合することから形成されるガスケットのような一体構造を提供する。ほぼ空気不透過性の層がテープ巻回体の間に入れられる。ガスケットが形成されると、そのほぼ空気不透過性の層は半径方向についてガスケットを通る浸透又は漏えいを防ぐ。シール性を試験した場合、本発明のガスケットは従来のシート又はテープガスケットより漏えい率が非常に低かった。ｅＰＴＦＥシートから切り取りかつ間に不透過性層を入れていないｅＰＴＦＥテープから形成したガスケットと比較して、約１．５桁以上の漏えい率の減少がほぼ空気不透過性の層を有する本発明のガスケットを用いて実現した。本発明のガスケットにより示されるより低い漏えい率は、延伸ＰＴＦＥの延伸面がフランジ面とほぼ平行に配向していること、及びガスケット内部に入れられたほぼ空気不透過性の層を組み合わせたことに一部起因する。
【００１７】
他の態様で本発明は、ｅＰＴＦＥテープ及びほぼ空気不透過性の層を形成可能な材料を用意し、そのｅＰＴＦＥテープ及びそのほぼ空気不透過性の層を巻き、ｅＰＴＦＥ及びそのほぼ空気不透過性の層が交互した巻回体を形成し、その巻回体を接合する工程を含むガスケットの製造方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の好ましい実施態様では、締め付け面上は低負荷であってガスケットに低応力が与えられたほぼ空気不透過性のシールを提供するガスケットを対象とする。好ましい実施態様の１つでは、ｅＰＴＦＥを含むテープ及びほぼ空気不透過性の層の交互した巻回体を含み、それぞれがガスケットの内径又は内周の周りから増加している距離で巻かれたガスケットが形成される。本発明のガスケットは優れた寸法安定性及びクリープ緩和に対する抵抗性を示す。さらに本発明は本発明の新規構造を形成するための新規方法を対象とする。多層化した多孔質延伸ＰＴＦＥテープのようなｅＰＴＦＥテープ巻回体を、そのテープ巻回体の間のほぼ空気不透過性の層と一緒に接合又は接着するための方法が開示されている。この新規方法は低応力シールガスケットを提供し、特に大型ガスケットに有用である。
【００１９】
前述するように「低応力シールガスケット」とは、比較的低応力（すなわち多孔質延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）ガスケットを完全に高密度化するのに必要な応力未満、一般に約２０７００ｋＰａ（３０００ｐｓｉ）未満の応力）を与えた際にほぼ気密性、すなわち空気不透過性のシールを提供する、本発明のガスケットのようなガスケットを意味する。
【００２０】
ここで使用する「空気不透過性」とは材料を通る空気の輸送に対する抵抗性を意味する。透過性はＡＳＴＭ  Ｄ−１４３４−８２（２００３）のような任意の既知の手法を用いて測定できる。
【００２１】
本発明の典型的な実施態様を図１〜３に図示する。図１〜３は、それぞれが内周又は内径９及び少なくとも１種の多孔質延伸ＰＴＦＥテープ１０の少なくとも２回の巻回体又は回転体を含む、好ましい一体型ガスケットを図示している。ｅＰＴＦＥテープ巻回体は、同様に内周又は内径の周りから増加している距離で巻かれた少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層１１の巻回体と交互している。好ましくは、その少なくとも１種の延伸ＰＴＦＥテープ１０の各回の巻回体又は回転体は、その少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層１１によって交互しかつ接合している。
【００２２】
本発明の代表的なガスケットの横断面図を図１ａ及び１ｂに図示する。延伸ＰＴＦＥテープは上及び下部ガスケット面に対応する上及び下部テープ面１６、並びにその上及び下部テープ面の間に延在する側面１８を有する。好ましくは図１ａ及び１ｂに示すように、ほぼ空気不透過性の層１１は多層化した多孔質ｅＰＴＦＥテープの側面１８に接着され、その側面は上及び下部の積層テープ層の間に延在している。
【００２３】
本発明のガスケットは１つのテープ又は複数のテープから形成でき、ガスケットを形成するために接合可能なテープの数によって特に制限されない。例えば、テープ巻回体を形成するために複数のテープを型の周りに同時に巻き付けてもよい。ガスケットを構成する少なくとも１種のテープはモノリシックの又は多層化した多孔質延伸ＰＴＦＥであってよい。本発明で使用するのに適した好ましい多孔質ｅＰＴＦＥテープは多層化した積層テープであって、ｅＰＴＦＥの延伸面はテープのｘ−ｙ面内にあり、テープの上及び下部テープ層を含むｅＰＴＦＥ層は延伸面と平行である。図５には、テープのｘ−ｙ面内に上及び下部テープ層（５６）を有する、本発明で使用するのに適した多層テープが図示されている。ｅＰＴＦＥテープがモノリシックの場合、ｅＰＴＦＥの延伸面はテープのｘ−ｙ面と平行であることが好ましい。好ましくはテープのｘ−ｙ面はシール面とほぼ平行である。ｅＰＴＦＥの延伸面は、ここに記載するように例えば広角Ｘ線散乱試験法により決定できる。
【００２４】
好ましい多孔質延伸ＰＴＦＥは米国特許第３９５３５６６号及び第４１８７３９０号が教示するような微孔質延伸ＰＴＦＥを含み、これら文献は参照することにより本明細書の一部とする。ＰＴＦＥは１軸、２軸又は多軸で延伸してもよく、好ましくは密度が１．８ｇ／ｃｃ未満、より好ましくは１．２ｇ／ｃｃ未満、さらに好ましくは１．０ｇ／ｃｃ未満であり、最も好ましい密度は０．８ｇ／ｃｃ未満である。数多くの多孔質延伸ＰＴＦＥ層に限定されないものの、好ましい多層テープは、多層化した多孔質延伸ＰＴＦＥテープを形成するのに本技術分野で既知である方法によって作られた、複数の自己接着した多孔質延伸ＰＴＦＥ層から形成される。本発明で使用するのに適した方法は、例えば米国特許第５９６４４６５号及び第６４８５８０９号に記載されており、参照することにより本明細書の一部とする。適当なテープは購入可能であり、例えば商品名ＧＯＲＥ−ＴＥＸ（登録商標）ガスケットテープの、ＧＯＲＥ−ＴＥＸ（登録商標）Ｓｅｒｉｅｓ３００ガスケットテープ及びＧＯＲＥ−ＴＥＸ（登録商標）Ｓｅｒｉｅｓ６００ガスケットテープ（W.L. Gore & Assoc., Inc., Elkton, MD）である。
【００２５】
好ましくは多層ｅＰＴＦＥテープの全ての層はｅＰＴＦＥであるが、代わりにガスケットに所望の特性を提供するために、１つ以上のテープ層がＰＴＦＥ材料以外の材料を含んでもよい。得られるガスケットの特性を高めるために、例えば１種以上の高分子フィルム、金属箔、金属スクリーンなどを多層テープに付与してもよい。好ましい実施態様では、上及び下部の積層体層がｅＰＴＦＥである少なくとも１種の多層化した積層ｅＰＴＦＥテープからガスケットが形成される。
【００２６】
多孔質延伸ＰＴＦＥの少なくとも一部又は多層化したＰＴＦＥテープの少なくとも１層は、ガスケットに所望の特性を提供するために被覆又は充填されていてもよい。例えば、レジリエンス、電気化学的応答、付加された強度、さらなるクリープ緩和の軽減などのような特性を提供するために延伸ＰＴＦＥが被覆されてもよい。さらに多孔質延伸ＰＴＦＥは、例えば米国特許第４０９６２２７号及び第４９８５２９６号（参照することにより本明細書の一部とする）が教示するように、微孔質延伸ＰＴＦＥシートを充填するのに使用されるもののような様々なフィラーで充填してもよい。適当な粒子状フィラーには、例えば金属、半金属、金属酸化物、ガラス、セラミックなどのような無機材料が含まれてもよい。また他の適当な粒子状フィラーには、例えば活性炭、カーボンブラック、高分子樹脂、グラファイトなどから選択される有機材料が含まれてもよい。好ましい実施態様の１つでは、多層化した多孔質延伸ＰＴＦＥテープの少なくとも１層は少なくとも１種のフィラーを含む。好ましくは、その少なくとも１種のフィラーはシリカ、硫酸バリウム及びガラスビーズのうち少なくとも１種を含む。
【００２７】
少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層は、ガスケットの内周のような中心点の周りから増加している距離で、少なくとも２回のｅＰＴＦＥテープ巻回体となるように、少なくとも１種の多孔質ｅＰＴＦＥテープと交互に巻かれている。ほぼ空気不透過性の層はテープ巻き取りの前又は巻き取り処理中にｅＰＴＦＥテープに接着されてもよい。ほぼ空気不透過性の層は流体が半径方向においてガスケットを通って浸透することを防ぎ、ガスケットの低応力シール性を提供する。本発明のほぼ空気不透過性の材料は、テープを形成するのに使用する多孔質延伸ＰＴＦＥ材料よりも空気不透過性である。本発明で使用するのに適した材料には、空気不透過性材料、すなわちテープ材料の多孔質延伸ＰＴＦＥよりも空気に対する透過性が低い空気不透過性層を形成可能な少なくとも１種の材料が含まれる。好ましい空気不透過性材料には、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレンコポリマー（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン／（パーフルオロアルキル）ビニルエーテルコポリマー（ＰＦＡ）、ＰＴＦＥ、高密度化延伸ＰＴＦＥ、及びこれらの組み合わせを含むがこれらに限定されないフッ素ポリマーが含まれる。溶融処理が可能なフッ素ポリマーが好ましく、最も好ましいのはＰＦＡ及びＦＥＰである。空気不透過性材料には、弾性体、フッ素弾性体、パーフルオロ弾性体又はパーフルオロシリコーン弾性体のようなフィラーが含浸された多孔質ＰＴＦＥが含まれてもよい。例えば、側面に沿って揃えられ及びほぼ空気不透過性の層で接合された２つのｅＰＴＦＥテープ巻回体の間の距離を測定することによって計算したときに、空気不透過性層の幅は約０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍであることが好ましい。
【００２８】
本発明のガスケットは、型の周りを少なくとも２回りするまで、型又はダイから増加している距離で型又はダイの外周に巻き付けられた少なくとも１種の多孔質ｅＰＴＦＥテープから好ましくは形成される。ｅＰＴＦＥは、外周から増加している距離で型又はダイの周りに少なくとも２巻き又は２回転、連続して巻き付けてコイルを形成することが好ましい。少なくとも２回の連続した又は隣接するｅＰＴＦＥ巻回体は、少なくとも１種のほぼ空気不透過性の材料の交互した巻回体を、それらｅＰＴＦＥ巻回体の間に入れることによって好ましくは接合されている。少なくとも１種のｅＰＴＦＥテープの少なくとも２回の巻回体及び少なくとも１種のほぼ空気不透過性の材料は接合されて、一体型ガスケットを形成する。ダイ及びガスケットの形状は制限されないため、ほぼ円形、楕円形、長方形又は正方形を含むがこれらに限定されない、円形又は非円形のような任意の所望の形状に形成できる。従ってここで使用する「コイル」とは、中心点、ガスケット内周、又はダイもしくは型の外周の周りから増加している距離で、少なくとも１種のｅＰＴＦＥテープの複数回の回転体又は巻回体から形成される任意の形状をいう。ｅＰＴＦＥテープ巻回体の各回転は、ダイ又はガスケットの内径／内周から増加している距離で隣接するｅＰＴＦＥテープ巻回体の長さに沿って揃えられる。好ましくは、テープ巻回体はテープ側面に沿って揃えられ、少なくとも１つの空気不透過性の層はテープ側面の間に延在してテープのｅＰＴＦＥ巻回体のそれぞれを接合し、一体型ガスケットを形成する。円形ガスケットのような好ましいガスケットには、内径、並びに少なくとも１種の多孔質多層ｅＰＴＦＥテープ及び少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層の交互した回転体を含む少なくとも２回の螺旋体が含まれる。ｅＰＴＦＥテープ及びほぼ空気不透過性の層の螺旋体は、好ましくは内径の周りに増加している距離で少なくとも２回のｅＰＴＦＥ回転体となるように回転する。好ましいｅＰＴＦＥテープは上及び下部テープ層を有する多層テープであって、側面は上及び下部テープ層の間に延在する。ｅＰＴＦＥテープ回転体はテープ側面に沿って揃えられ、ｅＰＴＦＥ回転体の間にある少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層の交互した螺旋体によって側面で接合される。
【００２９】
テープが複数の積層した層を含む場合、テープ側面は上及び下部テープ層（例えば図５、５６）の間に延在する積層された端部（図５、５８）により画定される。複数回のテープ巻回体はテープ側面に沿って揃えられ、少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層は隣接するｅＰＴＦＥテープ側面間の積層された端部上に配置される。ほぼ空気不透過性の層はテープの上部テープ層から下部テープ層へと延在する。好ましくは、空気不透過性の層は上及び下部テープ層の間にほぼ完全に延在し、例えば一般にテープのｘ−ｚ面内に、巻き付けたテープの全長に渡って延在する。好ましいガスケットは、テープのｘ−ｙ面内に上及び下部積層テープ層を有し、それらが上及び下部ガスケット面を画定する、多層化した多孔質多軸延伸ＰＴＦＥテープを含む。ガスケットがモノリシック多孔質ｅＰＴＦＥテープを含む場合、テープのｘ−ｙ面内の上及び下部テープ面は上及び下部ガスケット面に対応又はそれらを画定する。ｅＰＴＦＥテープの延伸面がテープのｘ−ｙ面内にあるように、少なくとも１種のｅＰＴＦＥテープ及び少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層が交互した巻回体が巻かれていることが好ましい。延伸面は未圧縮ガスケットの上及び下部ガスケット面とほぼ平行に配向して、少なくとも円周及び半径の両方向に強度を提供することが好ましい。
【００３０】
図１ａ及び１ｂに図示するように、テープ側面が上及び下部ガスケット面と直交する場合、そこに接合している空気不透過性の層はテープのｘ−ｚ面にほぼ沿って延在して、ガスケットを通る半径方向の液流を阻止する。本発明のガスケットの巻回体を形成するテープ長さはテープの長手方向を通る漏えいを阻止する。本発明の好ましいガスケットは未圧縮のガスケット幅全体でほぼ均一な厚さを有している。そのため本発明の未圧縮のガスケットは、好ましくはガスケットの内外径の間、上及び下部ガスケット面全体で、均一な厚さを有している。
【００３１】
本発明の新規ガスケットは好ましくは以下の新規方法から形成される。
【００３２】
上及び下部テープ層又はテープ面、並びに上及び下部テープ層又はテープ面の間に延在する側面を有するある長さの少なくとも１種の多孔質ｅＰＴＦＥテープを用意し、ほぼ空気不透過性の層を形成可能な少なくとも１種の材料を提供する工程を含む方法が提供される。この方法は、その少なくとも１種のｅＰＴＦＥテープ及びほぼ空気不透過性の材料が形成可能なその少なくとも１種の材料を巻いて、中心点の周りに増加している距離でそのｅＰＴＦＥテープ及びほぼ空気不透過性の層を形成可能なその少なくとも１種の材料の交互した巻回体を形成し、並びにその交互した巻回体を接合してその少なくとも１種のｅＰＴＦＥテープ及びその少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層の一体構造を形成することをさらに含む。
【００３３】
好ましい実施態様の１つでは、その少なくとも１種のｅＰＴＦＥテープ及び少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層は、ダイのようなガスケットの内周を画定する型の周りにコイルにされ又は巻き付けられて、交互した巻回体を形成する。テープはテープ側面に沿って揃えられ、同時にその少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層はｅＰＴＦＥテープ巻回体の間に入れられている。好ましくは、上及び下部テープ層又はテープ面、並びにｅＰＴＦＥの延伸面は両方ともガスケットのｘ−ｙ面内にあるように、その少なくとも１種のｅＰＴＦＥテープは揃えられる。この方法は、その少なくとも１種のｅＰＴＦＥテープ及びその少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層の巻回体をテープ側面に沿って接合することをさらに含む。内周の周りに少なくとも１種のｅＰＴＦＥテープの少なくとも２回の巻回体を含み、各回のｅＰＴＦＥ巻回体が少なくとも１種のほぼ空気不透過性の材料と交互した一体型ガスケットが形成される。好ましい実施態様では、少なくとも１種のｅＰＴＦＥテープを巻いてガスケットを形成する前に、少なくとも１種の多孔質ｅＰＴＦＥテープの２つの側面上に少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層が最初に形成され又は接着される。ｅＰＴＦＥテープ側面上にほぼ空気不透過性の層を形成又は接着する方法は、上及び下部面又は層、並びに上及び下部面又は層の間にテープの長さで延在するテープ側面を有するある長さのテープを用意し、ほぼ空気不透過性の層を形成可能な材料を用意し、そのテープ側面においてそのｅＰＴＦＥテープの長さに沿って材料を揃え、並びにその２つのｅＰＴＦＥテープ側面上にほぼ空気不透過性の層を形成する工程を含む。
【００３４】
好ましくはほぼ空気不透過性の材料は溶融処理可能なフッ素ポリマーであり、その少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層をｅＰＴＦＥテープに形成又は接着する工程は、少なくとも１種のｅＰＴＦＥの側面とその少なくとも１種のほぼ空気不透過性の材料とを接触させ、その多孔質ｅＰＴＦＥテープ及びその少なくとも１種のほぼ空気不透過性の材料の側面に、その多孔質ｅＰＴＦＥ及びその少なくとも１種の材料の融点を超える温度で圧力及び熱を与えて、その加熱した材料及びその多孔質ｅＰＴＦＥを一緒に溶接する工程を含む。ｅＰＴＦＥテープ側面とその材料とを接着するのに十分な圧力が与えられて、テープの側面上にほぼ空気不透過性の層が形成される。１）ｅＰＴＦＥテープ側面とほぼ空気不透過性の層を形成可能な少なくとも１種の材料とを接触させ、２）熱及び３）圧力を材料に与える工程を含む、少なくとも１種のｅＰＴＦＥテープ側面上にほぼ空気不透過性の層を形成する各工程は同時又は逐次的に行ってもよい。さらにほぼ空気不透過性の層は、テープ長の一部についての段階的処理として、あるいは所望のテープ全長に渡る連続処理として、少なくとも１種のｅＰＴＦＥテープ側面上に形成してもよい。
【００３５】
固着を防ぐために、空気不透過性層が形成可能な材料と圧力源及び／又は熱源との間に剥離層を提供してもよい。ほぼ空気不透過性の材料は所望の長さの多孔質ｅＰＴＦＥテープに接着され、その長さは好ましくはガスケット形成に使用するテープ全長である。図６にはホットプレスアセンブリの一部、及びｅＰＴＦＥテープの側面上にほぼ空気不透過性の層を溶接する方法を図示する。
【００３６】
また、ほぼ空気不透過性の層を形成可能な材料は、例えば少なくとも１種のテープの長さに沿ってｅＰＴＦＥテープの側面上に被覆されてもよい。被覆はスプレー、ブラシ又は粉体塗装のような任意の手段によって行うことができる。
【００３７】
少なくとも１種の多孔質ｅＰＴＦＥテープ及び少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層の交互した巻回体を含むガスケットを形成する好ましい方法は、テープの長さに沿ってほぼ空気不透過性の材料層を有するある長さの多孔質ｅＰＴＦＥテープを用意し、そのｅＰＴＦＥテープを型又はダイの周りに巻き付け、２つの連続するｅＰＴＦＥテープ巻回体の接合点に熱を与え、接触させて圧力を与え、並びに所望の幅のガスケットが形成されるまで連続する巻回体を接合する工程を好ましくは含む。少なくとも１種のｅＰＴＦＥテープ及び少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層を巻き付け及び溶接して、ガスケットを形成するための設備の一部を図７に図示する。好ましくは、ほぼ空気不透過性の層が少なくとも１種の多孔質ｅＰＴＦＥテープの両側面に付与される場合、加熱工程は、連続するｅＰＴＦＥ巻回体の２つのほぼ空気不透過性の層の接合点に、ほぼ空気不透過性の層の融点を超える温度の熱を与えることを含む。この方法はさらに、圧力を与えて２つのほぼ空気不透過性の層を一緒に溶接し、連続するｅＰＴＦＥ巻回体を接合することを含む。
【００３８】
１）少なくとも１種のｅＰＴＦＥテープをダイの周りに巻き付け、２）そこに接着されたほぼ空気不透過性の層を有する、その少なくとも１種のｅＰＴＦＥテープ側面の巻回体の接合部に熱を与え、３）接触させ、４）加熱したｅＰＴＦＥ側面に圧力を与えてｅＰＴＦＥ巻回体を溶接する工程を含む、ガスケットの好ましい形成工程は、同時又は逐次的に行ってもよい。さらにガスケットの形成工程は、所望の形状のガスケットが形成されるまで、段階的に又は連続処理として行ってもよい。
【００３９】
他の実施態様では、ｅＰＴＦＥ側面上にほぼ空気不透過性の層を形成する工程、及びｅＰＴＦＥテープを巻き付けてそのｅＰＴＦＥ巻回体を接合する工程は、１つの連続処理に組み合わされる。
【００４０】
本発明のガスケット及び本発明の材料の形成方法を、以下に示す例により例示するがこれらに限定されない。
【実施例】
【００４１】
例１：本発明のｅＰＴＦＥ／ＰＦＡコイルガスケットを以下の方法で製作した。
【００４２】
呼び幅がおよそ１０ｍｍ（０．３９インチ）、呼び厚がおよそ６ｍｍ（０．２３インチ）、長さがおよそ６ｍ（２０フィート）のＧｏｒｅ−Ｔｅｘ（登録商標）Ｓｅｒｉｅｓ６００ガスケットテープ（ｅＰＴＦＥテープ）をW.L. Gore & Associates, Inc., Newark, DEから入手した。幅がおよそ１３ｍｍ（０．５インチ）、厚さがおよそ０．０２５ｍｍ（０．００１インチ）のＴｅｆｌｏｎ（登録商標）ＰＦＡフィルム、タイプＬＰをE.I. du Pont de Nemours, Inc., Wilmington, Delawareから入手した。
【００４３】
ＰＦＡフィルムをｅＰＴＦＥテープの全長に沿ってｅＰＴＦＥテープの２つの側面に溶接した。図６に図示したプレスとほぼ同様のホットプレスを用い、上部定盤６１を約３７５℃に加熱し、下部定盤６２を周囲温度に保持した状態で、ｅＰＴＦＥテープの第１側面にＰＦＡフィルムを溶接した。上部及び下部定盤６１及び６２は長さがおよそ２００ｍｍ（８インチ）であった。従って、ｅＰＴＦＥテープの２００ｍｍの区分が一度に被覆された。ｅＰＴＦＥテープの側面６６が下部定盤６２の上面よりおよそ０．２５ｍｍ〜０．５ｍｍ上に延在している状態で、ｅＰＴＦＥテープ６３を下部定盤内の溝６４に置いた。ＰＦＡフィルム６５をｅＰＴＦＥテープの側面上に置いて中心を揃えた。Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）ポリイミドフィルム６８をE.I. du Pont de Nemours, Inc., Wilmington, Delawareから入手した。一片のＫａｐｔｏｎ（登録商標）フィルム６８を、ＰＦＡが加熱した上部定盤６１に固着するのを防ぐための剥離層として、ＰＦＡフィルム６５の上に置いた。上部定盤６１が下部定盤６２と接触するように、十分な圧力をかけながら上部定盤６１を下げた。上部定盤６１を定位置でおよそ５秒保持し、その後下部定盤６２から持ち上げた。Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）フィルム６８を形成したｅＰＴＦＥ／ＰＦＡ複合テープから取り除いた。ｅＰＴＦＥ／ＰＦＡ複合テープを下部定盤内の溝から取り除き、ｅＰＴＦＥテープの次の２００ｍｍの区分を挿入して積層処理を繰り返した。片方の側面についてｅＰＴＦＥテープの全長がＰＦＡフィルムで被覆された後、レーザーブレードを用いてｅＰＴＦＥ／ＰＦＡ複合テープから余剰のＰＦＡフィルムを切り取った。ｅＰＴＦＥテープの反対の側面を上述した同じ手順に従ってＰＦＡフィルムで被覆した。レーザーブレードを用いてｅＰＴＦＥ／ＰＦＡ複合テープから余剰のＰＦＡフィルムを切り取った。
【００４４】
ガスケットを作るためのアセンブリを図７ａ及び７ｂに図示する。円形のダイ７１がドライブシャフト７２に設けられ、そのダイ７１は直径が約２０３ｍｍ（８インチ）でテープ端を受け入れるためのスロット７３を有していた。ｅＰＴＦＥ／ＰＦＡ複合テープ７５の一端７４を、スロットの中にテープ端を入れて位置決めねじ７７を締め付けることによりダイ７１の中に固定する。複合テープのＰＦＡ被覆した側面７６のうち１つは外周に相当するダイの端部と接触した。ダイを１回転させて、ダイの外周の周りに第１の巻回体７８を作った。下部テープガイド７９を配置して、図７ｂの矢印に示される方向でエアシリンダ８０を介してテープに圧力を与えた。エアシリンダの圧力は８ｐｓｉｇ（５５ｋＰａ）に設定した。ノズルの先端がｅＰＴＦＥテープ巻回体の接合部８２からおよそ６ｍｍに位置するように、Ｌｅｉｓｔｅｒ  Ｈｏｔ  Ｊｅｔ  Ｓ  ホットエアガン８１（Leister Process Technologies, Sarnen, Switzerland）を配置した。ホットエアガンは約６００℃の定格温度に相当する温度設定６（最大）、約８０Ｌ／分の定格風量に相当する風量設定４（最大）に設定した。ダイの回転速度はおよそ０．２５ｒｐｍに設定した（駆動システムにおいて速度制御ポテンショメーター（Rapid-Air, Rockford, IL）を用いた）。ＰＦＡの各側面は熱風８２で溶融し、それぞれ溶融したＰＦＡを有する隣接したｅＰＴＦＥテープ巻回体７５及び７８の側面を接触させてテープ側面を接着した。巻回体７８がおよそ６回ダイの周りに巻かれるまで、この巻き付け処理を続けた。下部テープガイド７９を下げて、ダイ及び複合コイルガスケットをドライブシャフトから取り外した。
【００４５】
多孔質ｅＰＴＦＥ及び空気不透過性ＰＦＡの交互した巻回体を有するコイルガスケットを、最終的な内外径寸法がそれぞれ約２２０ｍｍ（８．６６インチ）と約２７３ｍｍ（１０．７５インチ）となるようＬＭＩレーザーカッターを用いて成形し切り取った。ガスケットの最終的な厚さは約６．６ｍｍ（０．２６インチ）であり、質量はおよそ１３１ｇであった。この例に従って作られた複合ガスケットについて、ここに記載するシール性試験手順に従ってシール性を試験した。結果は図８に見ることができる。
【００４６】
例２：本発明のｅＰＴＦＥ／ＰＦＡ複合コイルガスケットを、例１に記載した手順に実質的に従い製作した。
【００４７】
最終的な内外径寸法が約２２０ｍｍ（８．６６インチ）と約２７３ｍｍ（１０．７５インチ）となるようガスケットを切り取った。ガスケットの最終的な厚さは約６．９ｍｍ（０．２７インチ）であり、質量はおよそ１３８ｇであった。この例に従って作られた複合ガスケットについて、ここに記載するシール性試験手順に従ってシール性を試験した。結果を図８に見ることができる。
【００４８】
例３：本発明のｅＰＴＦＥ／ＰＦＡ複合コイルガスケットを、例１に記載した手順に実質的に従い製作した。
【００４９】
最終的な内外径寸法が約２２０ｍｍ（８．６６インチ）と約２７３ｍｍ（１０．７５インチ）となるようガスケットを切り取った。ガスケットの最終的な厚さは約６．６ｍｍ（０．２６インチ）であり、質量はおよそ１０６ｇであった。この例に従って作られた複合ガスケットについて、ここに記載するシール性試験手順に従ってシール性を試験した。結果を図８に見ることができる。
【００５０】
例４（比較）：内径がおよそ２２０ｍｍ（８．６６インチ）、外径がおよそ２７３ｍｍ（１０．７５インチ）、厚さが５．８ｍｍ（０．２３インチ）及び質量が７６ｇのＧＯＲＥ−ＴＥＸ  ＧＲ（登録商標）シートガスケット用ガスケットを、W.L. Gore & Associates, Inc., Newark, Delawareから入手した。
【００５１】
この例のガスケットについて、ここに記載するシール性試験手順に従ってシール性を試験した。結果を図８に見ることができる。
【００５２】
例５：本発明のｅＰＴＦＥ／ＦＥＰ複合コイルガスケットを、以下の点を除いて例１に記載した手順に実質的に従い製作した。ｅＰＴＦＥテープの初期幅はおよそ２０ｍｍ（０．７９インチ）であった。１３ｍｍ幅のＦＥＰフィルムをE.I. du Pont de Nemours, Inc., Wilmington, Delawareから入手し、複合テープを形成するために例１に記載した手順に従いｅＰＴＦＥの２つの側面に接着した。レーザーブレードを用いて余剰のＦＥＰをテープから切り取った。使用したダイの直径は約４３０ｍｍ（１７インチ）であった。ダイの回転速度は約０．１ｒｐｍに設定した。複合テープ巻回体をおよそ５回ダイの周りに巻き、例１のようなホットエアガン設定を用いて接着した。ｅＰＴＦＥ及び空気不透過性ＦＥＰの交互した回転体を有するガスケットを形成し、汎用のガスケットカッターを用いて最終的な内外径がそれぞれ約４３５ｍｍ及び５３７ｍｍになるよう切り取った。
【００５３】
ガスケットの最終的な厚さは約６ｍｍ（０．２５インチ）であった。このガスケットについて、ここに記載する漏えい試験手順に従って漏えいを試験した。結果を表１に見ることができる。
【００５４】
【表１】
2007532841.tif 000003
【００５５】
例６（比較）：呼び厚が６ｍｍ、呼び幅が５５ｍｍ及び長さがおよそ１８００ｍｍの、図５に表されるようなＧＯＲＥ−ＴＥＸ（登録商標）Ｓｅｒｉｅｓ６００ガスケットテープのサンプルをW.L. Gore & Associates, Inc., Newark, DEから入手した。幅が約２５ｍｍの両面感圧接着剤を、テープの長さに沿ってテープの１つの面に適用し、２つの端部の間に中心を揃えた。感圧接着剤は、ポリエステルキャリアフィルムを有し、かつ片面に剥離紙を有するスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）系接着剤であった。
【００５６】
スカイブカット４３によって接合された長手方向の両端４２を有する、図４ａ及び４ｂに図示するようなガスケットにテープを形成した。このガスケットについて、ここに記載する漏えい試験手順に従って漏えいを試験した。結果を表１に見ることができる。
【００５７】
試験方法及び手順
シール性試験手順：例１〜３及び例４（比較）に実質的に従って作られたガスケットのシール性は、図９に示すようなコンピュータ制御で油圧駆動の試験設備を用いて漏えい率を測定することにより決定した。ガスケット９１を試験設備内の下部定盤９２の上に設置した。ガスケットサンプルを、油圧プレス９８により上部定盤９３及び下部定盤９２の間で約６ＭＰａの応力まで圧縮した。試験流体として圧縮空気ボンベにより供給されるような窒素ガスを用いて、高圧区域９４の内部圧力を約２７ｂａｒに増加した。試験時間全体を通して高圧区域内の内部圧を維持した。ガスケットサンプルを通って窒素ガスが漏えいすると、低圧区域９５内の圧力が増加した。低圧区域内の圧力変化を圧力差スイッチ９６によって監視した。漏えい率を、滞留時間９０分（５４００秒）後の低圧区域内の圧力変化及び以下の式に基づき、試験設備のソフトウェアプログラムによって計算した。
ＬＲ＝（ρnitrogen×Ｖ0×ΔＰ）／（ｄ×Π×Δｔ×ｐatm）
ＬＲ＝漏えい率（ｍｇ／（ｍ×秒））
ρnitrogen＝周囲条件での窒素の密度（ｍｇ／ｃｍ3）
Ｖ0＝試験フランジ内部の体積（ｃｍ3）
ｄ＝平均ガスケット径（ｍ、メートル）
ｄ＝（外径＋内径）／２
ΔＰ＝低圧区域内の内部圧力変化＝Ｐ0−Ｐf
Ｐ0＝初期内部圧力（ｂａｒ、ｔ＝０秒）
Ｐf＝最終圧力（ｂａｒ、ｔ＝Δｔ）
Δｔ＝試験時間（秒）
ｐatm＝大気圧（ｂａｒ）
【００５８】
試験した各例の漏えい率は図８に見ることができる。試験した全ての本発明の例である例１〜３が、比較例と比べて非常に低い漏えい率を有したことをグラフは示している。不透過性層がその間に入っていないｅＰＴＦＥガスケットである例４（比較）と比べて少なくとも約１．５桁の漏えい率の減少が、ほぼ空気不透過性の層を有する本発明の例で実現された。本発明の例により示されたより低い漏えい率は、ガスケットのシール面にほぼ垂直に配向するほぼ空気不透過性の層を組み合わせたことに一部起因し、さらに延伸ＰＴＦＥの延伸面がフランジ面とほぼ平行に配向していることにも起因する。
【００５９】
漏えい試験手順（ガラスライニングスチール試験設備）：例５及び例６（比較）に実質的に従って作られたガスケットの漏えい挙動は、実際のガラスライニングスチールフランジ上で熱サイクルを通して試験した。ガラスライニングスチールフランジの内外径はそれぞれおよそ４３０ｍｍ及び５２０ｍｍであった。試験ガスケットを下部フランジ上に設置した。Millsらの米国特許第５９６４４６５号に教示するスカイブカット重ね合わせ技術を用いて例６（比較）のｅＰＴＦＥテープを取り付けた。テープサンプルの第１の端をスカイブ長約５０ｍｍで斜めにスカイブカットした。テープサンプル上の接着剤から剥離紙を取り除いた。テープが下部フランジの周りに形成されるような位置に接着層はテープを保持した。後に続くテープ端を、先導するテープ端のスカイブカットの上に置いた。先導するテープ端と後に続くテープ端とを重ねた部分が滑らかに移行するように、第２のスカイブカットを後に続くテープ端上に施した。ガスケットの上に上部フランジを配置して下部フランジと位置を合わせた。１２個のＭ２４クランプを用いてフランジを一緒にボルト締めした。クランプを１１１Ｎ・ｍのトルクまで締めて、ガスケットにおよそ２００Ｎ／ｍｍの線力荷重を生じさせた。線力はクランプの締め付けにより供給したガスケット上の力の合計をガスケットの平均円周で割ったものに等しい。平均円周はガスケットの平均径（（ガスケットの外径＋ガスケットの内径）／２）にπを掛けて計算する。初期トルクを掛けて１０分後、クランプを再度１１１Ｎ・ｍまで締め付けた。次に圧縮空気を用いて内部圧力を６ｂａｒまで増加した。加圧下、周囲温度で２４時間滞留させた後、最初の漏えい測定を記録した。その後設備をオーブン内に装着し、圧縮空気を用いて再度６ｂａｒまで加圧した。１６時間にわたりオーブンの温度を２００℃に設定した。室温まで冷却した後、第２の漏えい測定を記録した。その後クランプを再度１１１Ｎ・ｍまで締め付けて、ガスケット上に２００Ｎ／ｍｍの線力を回復させた。圧縮空気を用いて設備を再度６ｂａｒまで加圧した。その後第３及び最後の漏えい測定を行った。漏えい率は、圧力差スイッチによって測定された試験設備内の内部圧力変化に基づき、以下の式に従って計算した。
ＬＲ＝（ρair×Ｖ0×ΔＰ）／（ｄ×Π×Δｔ×ｐatm）
ＬＲ＝漏えい率（ｍｇ／（ｍ×秒））
ρair＝周囲条件での空気の密度（ｍｇ／ｃｍ3）
Ｖ0＝試験フランジ内部の体積（ｃｍ3）
ｄ＝平均ガスケット径（ｍ、メートル）
ｄ＝（外径＋内径）／２
ΔＰ＝内部圧力変化＝Ｐ0−Ｐf
Ｐ0＝初期内部圧力（ｂａｒ、ｔ＝０秒）
Ｐf＝最終圧力（ｂａｒ、ｔ＝Δｔ）
Δｔ＝試験時間（秒）
ｐatm＝大気圧（ｂａｒ）
【００６０】
各例について測定した漏えい率は表１に見ることができる。表１の結果は、室温で２４時間滞留した後に、例６（比較）と比べて本発明の例（例５）が非常に低い漏えい率を有したことを示している。２００℃で１６時間滞留した後、全てのガスケットについてひどい漏えい（圧力差スイッチで測定できないほど大きい圧力変化）が起こった。クランプを１１１Ｎ・ｍのトルクに再度締め付けた後、このときも本発明の例は比較例と比べて漏えいが非常に少なかった。
【００６１】
広角Ｘ線散乱測定：多軸延伸ＰＴＦＥガスケットテープ材料の延伸面は、広角Ｘ線散乱測定により確認した。
【００６２】
ガスケットテープ材料のサンプルを、呼び厚が３ｍｍの、ある長さのＧＯＲＥ−ＴＥＸ（登録商標）Ｓｅｒｉｅｓ３００ガスケットテープから切り取った。ＧＯＲＥ−ＴＥＸ（登録商標）Ｓｅｒｉｅｓ３００ガスケットテープ材料は、厚さ方向に合わせて積層された多層の２軸延伸ＰＴＦＥ膜からなる。ｅＰＴＦＥ膜層はｚ方向に配向した厚さを有し、長手方向（ｘ方向）及び横方向（ｙ方向）に延伸されている。従って延伸面は膜及びガスケットテープのｘ−ｙ面である。
【００６３】
図１０に図示するように、試験サンプルをｘ−ｙ面１８０、ｙ−ｚ面１８１及びｘ−ｚ面１８２に対して平行に、ＧＯＲＥ−ＴＥＸ（登録商標）Ｓｅｒｉｅｓ３００ガスケットテープから切り取った。ＬＭＩレーザーカッターを用い、各面方位からおよそ３ｍｍ×１５ｍｍ×０．５ｍｍになるよう４つの長方形サンプルを切り取った。ｘ−ｙ面１８０から切り取ったサンプルについては、膜層を呼び厚３ｍｍのテープのある区分から除去して、呼び厚０．５ｍｍのテープ区分を作製した。サンプル幅をガスケットテープ幅（ｙ方向）と平行、かつサンプル長をガスケットテープ長（ｘ方向）と平行にして、この０．５ｍｍ厚の区分から、幅及び長さがそれぞれ約３ｍｍ及び１５ｍｍになるように長方形試験サンプルを切り取った。これらのサンプルについては、サンプル長及び幅（ｘ−ｙ面）により画定される面は膜層及びｅＰＴＦＥ延伸面と平行である。
【００６４】
ｘ−ｚ面１８２で切られた試験サンプルについては、およそ０．５ｍｍ離れた２つの平行な切断を３ｍｍ厚のガスケットテープ材料のｘ方向に行った。この０．５ｍｍ幅及び３ｍｍ厚の区分から１５ｍｍ長の試験サンプルを切り取った。これらのサンプルについて３ｍｍ×１５ｍｍの領域はｘ−ｚ面を画定する。
【００６５】
ｙ−ｚ面１８１で切られた試験サンプルについては、およそ０．５ｍｍ離れた２つの平行な切断を３ｍｍ厚のガスケットテープ材料のｙ方向に行った。この０．５ｍｍ幅及び３ｍｍ厚の区分から１５ｍｍ長の試験サンプルを切り取った。これらのサンプルについて３ｍｍ×１５ｍｍの領域はｙ−ｚ面を画定する。
【００６６】
全ての測定は、グラファイトモノクロメータ及び０．３ｍｍピンホールコリメータを備えたＲｉｇａｋｕ  Ｕｌｔｒａ  １８ｋＷ  回転式アノードＸ線発生装置に搭載された、Ｒｉｇａｋｕ  Ｒ−Ａｘｉｓ  ＩＶ  Ｉｍａｇｅ  Ｐｌａｔｅ  Ｘ線分析装置を用いて、透過モードで行った。全ての試験における発生装置の動作条件は５０ｋＶ及び２００ｍＡであった。放射タイプはＣｕＫαであった。サンプル−検出器距離はおよそ１２０ｍｍに設定し、標準シリコン粉末を用いて校正した。全ての測定はおよそ２４±１℃に維持された温度制御ステージ上で行った。２次元画像データをＲｉｇａｋｕ  Ｒ−Ａｘｉｓ  イメージプロセッシングソフトウェアを用いて処理しＩ対２θのスキャンを得た。角度範囲が２θ〜０°から２θ〜５５°の全体で、増分Δ２θ＝０．０４４°として、半径で積分してこのスキャンを収集した。
【００６７】
Ｉ対２θのスキャンをMaterials Data, Inc.から購入したＪａｄｅ  ６．１  ＸＲＤ  Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ＆  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ソフトウェアを用いて処理した。データ処理手順は次の通りであった。スキャン及び関連する空気散乱バックグラウンドファイルをソフトウェアに読み込み、最大強度カウントが２θ＝６°〜８°の範囲に合うようにスケールを合わせた。次に空気散乱ファイルを用いて散乱バックグラウンドを決定し、サンプルから得られたＩ対２θスキャンから差し引いた。最後にソフトウェアの標準ピークサーチ手順を用いて１次散乱ピークの位置及び強度を同定した。データは元々２次元形態で収集されており、リニア検出器を用いて収集したデータに直接類似するであろう形態に補正することなく分析したことに注意すべきである。
【００６８】
典型的なＩ対２θ回折スキャンを図１１に示す。全てのスキャンはポリテトラフルオロエチレンの特徴的な回折ピークを示す。２θ＝１８．１°付近に生じる最も強いピークは｛１００｝結晶面に帰属される。次の最も強い回折ピークは２θ＝３７．１°及び２θ＝４１．４°付近に生じ、それぞれ｛１０７｝及び｛１０８｝結晶面に帰属される（Eduard S. Clark, "Unit Cell Information on Some Important Polymers," Chapter 30, Physical Properties of Polymers Handbook, James E. Mark, Ed. New York,: American Institute of Physics, 1996を参照）。
【００６９】
ＧＯＲＥ−ＴＥＸ（登録商標）Ｓｅｒｉｅｓ３００ガスケットテープ材料は、厚さ方向に合わせて積層された多層の２軸延伸ＰＴＦＥ膜からなる。方位、すなわちテクスチャは延伸中に膜内部のＰＴＦＥにおいて成長し、ガスケットテープ内部で保持されている。このテクスチャに起因して、ガスケットテープサンプルから得られる回折スキャンにおける｛１００｝及び｛１０８｝ピークの相対強度は、ガスケットテープの厚さ方向に対するサンプルの物理的方位の関数となる。
【００７０】
延伸面（ｘ−ｙ面）に垂直な方向でサンプル面にＸ線ビームを入射させてガスケットテープサンプルを測定した場合、｛１００｝ピーク強度に対する｛１０８｝ピーク強度は他の方位で測定したサンプルのものより高い。例えばサンプルをｘ−ｙ面に平行に切り取ってｘ−ｙ面に垂直（ｚ方向と平行）なＸ線ビームで測定した場合のＩ対２θ回折スキャンは、ｘ−ｚ及びｙ−ｚ面で切り取ったサンプルからの、これらの面に垂直（それぞれｙ方向及びｘ方向に平行）なＸ線ビームで測定したスキャンより高い相対｛１０８｝ピーク強度を示す。このことは表２に示されており、ここでのデータはガスケットテープの厚さ方向に対して３つの異なる方位から４カットした１２個のサンプルについての、Ｉ対２θ回折スキャンの分析から示される。表２では、厚さ、密度又は測定時間についてのサンプル間のばらつきを正規化するために、相対｛１０８｝ピーク強度を｛１００｝ピーク強度の百分率として報告している。図１０に図示及び表２に示されるように、Ｘ線ビームがｙ方向と平行方向でｘ−ｚ面に入射するようにしてｘ−ｚ方位のサンプルを測定した。同様に、Ｘ線ビームがｘ方向と平行方向でｙ−ｚ面に入射するようにしてｙ−ｚ方位のサンプルを測定し、Ｘ線ビームがｚ方向と平行方向でｘ−ｙ面に入射するようにしてｘ−ｙ方位のサンプルを測定した。Ｘ線ビームが３ｍｍ×１５ｍｍの面に入射するようにサンプルを切り取って配置した。
【００７１】
【表２】
2007532841.tif 000004
【００７２】
表２では、単一のＩ対２θＸ線スキャン内で、相当する｛１００｝ピーク強度の百分率として表される｛１０８｝相対ピーク強度を様々なガスケット区分について示す。ｚ方向に平行なＸ線ビームを用いてｘ−ｙ方位で測定したサンプル１、４、７及び１２は、上述するようにＸ線ビームを指向させてｘ−ｚ方位又はｙ−ｚ方位で測定したサンプルと比べて非常に高い相対｛１０８｝回折強度を有する。このように最も高い｛１０８｝相対ピーク強度は、Ｘ線ビームが２軸延伸ＰＴＦＥ膜層の延伸面に垂直な方向でサンプルに入射するよう配置したサンプルについて測定される。従って、異なる方位での｛１０８｝相対ピーク強度の比較をガスケットテープにおけるｅＰＴＦＥの延伸面を同定するのに使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明のガスケットの上面図及び横断面図である。
【図２】本発明のガスケットの上面図である。
【図３】本発明のガスケットの上面図である。
【図４】フォーム・イン・プレース・ガスケットの斜方透視図である。
【図５】テープ材料及びその方位の斜法透視図である。
【図６】バリア層を有するテープを組み立てる設備及び方法の立体分解図である。
【図７】本発明のガスケットを組み立てる設備及び方法の側面図である。
【図８】ガスケット応力が約６ＭＰａでの、ガスケットの漏えい率の結果をグラフで示したものである。
【図９】ガスケットのシール性を測定するのに使用した試験装置の側断面図である。
【図１０】ガスケットテープ及びその方位の斜方透視図である。
【図１１】広角Ｘ線散乱試験の結果をグラフで示したものである。
【図１】
2007532841.tif 000005
【図１ａ】
2007532841.tif 000006
【図１ｂ】
2007532841.tif 000007
【図２】
2007532841.tif 000008
【図３】
2007532841.tif 000009
【図４】
2007532841.tif 000010
【図５】
2007532841.tif 000011
【図６】
2007532841.tif 000012
【図７ａ】
2007532841.tif 000013
【図７ｂ】
2007532841.tif 000014
【図８】
2007532841.tif 000015
【図９】
2007532841.tif 000016
【図１０】
2007532841.tif 000017
【図１１】
2007532841.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成17年9月9日(2005.9.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周、並びに
少なくとも１種の多孔質延伸ＰＴＦＥテープの少なくとも２回の巻回体、及び該内周から増加している距離で巻かれた少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層の交互した巻回体
を含むガスケットであって、
連続する延伸ＰＴＦＥテープ巻回体が該少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層の該交互した巻回体により接合しており、かつ該テープが上及び下部ガスケット面を画定する上及び下部テープ面を含むガスケット。
【請求項２】
前記ガスケットが円形である、請求項１に記載のガスケット。
【請求項３】
前記ガスケットが非円形である、請求項１に記載のガスケット。
【請求項４】
前記ガスケットがほぼ正方形、長方形又は楕円形である、請求項１に記載のガスケット。
【請求項５】
前記上及び下部テープ面並びに前記少なくとも１種の延伸ＰＴＦＥテープの延伸面がほぼ前記ガスケットのｘ−ｙ面内にある、請求項１に記載のガスケット。
【請求項６】
未圧縮の前記ガスケットが上及び下部ガスケット面全体でほぼ均一な厚さを有する、請求項１に記載のガスケット。
【請求項７】
前記ｅＰＴＦＥの密度が１．８ｇ／ｃｃ未満である、請求項１に記載のガスケット。
【請求項８】
前記ｅＰＴＦＥの密度が１．２ｇ／ｃｃ未満である、請求項１に記載のガスケット。
【請求項９】
前記ｅＰＴＦＥの密度が１．０ｇ／ｃｃ未満である、請求項１に記載のガスケット。
【請求項１０】
前記ｅＰＴＦＥテープの少なくとも一部が１軸延伸されている、請求項１に記載のガスケット。
【請求項１１】
前記ｅＰＴＦＥテープの少なくとも一部が２軸延伸されている、請求項１に記載のガスケット。
【請求項１２】
前記ｅＰＴＦＥテープの少なくとも一部が多軸延伸されている、請求項１に記載のガスケット。
【請求項１３】
前記ｅＰＴＦＥテープが多層積層体である、請求項１に記載のガスケット。
【請求項１４】
少なくとも１種の延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）層が少なくとも１種のフィラーを含む、請求項１３に記載のガスケット。
【請求項１５】
前記少なくとも１種のフィラーが、金属、半金属、金属酸化物、ガラス、セラミックス、活性炭、カーボンブラック及び高分子樹脂から選択される少なくとも１種の材料を含む、請求項１４に記載のガスケット。
【請求項１６】
前記少なくとも１種のフィラーがシリカ、硫酸バリウム、グラファイト及びガラスビーズから選択される少なくとも１種の材料を含む、請求項１４に記載のガスケット。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層がフッ素ポリマーを含む、請求項１に記載のガスケット。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層が溶融処理可能なフッ素ポリマーを含む、請求項１に記載のガスケット。
【請求項１９】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層がテトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー（ＰＦＡ）を含む、請求項１に記載のガスケット。
【請求項２０】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層がテトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレンコポリマー（ＦＥＰ）を含む、請求項１に記載のガスケット。
【請求項２１】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層がポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、高密度化した延伸ポリテトラフルオロエチレン又は両方を含む、請求項１に記載のガスケット。
【請求項２２】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層が少なくとも１種のＰＦＡ又はＦＥＰをｅＰＴＦＥと組み合わせて含む、請求項１に記載のガスケット。
【請求項２３】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層が上及び下部テープ面の間にほぼ完全に延在する、請求項１に記載のガスケット。
【請求項２４】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層が上及び下部テープ面を超えて延在する、請求項１に記載のガスケット。
【請求項２５】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層が前記延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）より低い空気透過性を有する、請求項１に記載のガスケット。
【請求項２６】
内径、並びに
該内径の周りから増加している距離で回転している、少なくとも１種の多孔質多層延伸ＰＴＦＥテープ及び少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層の交互した回転体を含む少なくとも２回の接合された螺旋体
を含むガスケットであって、
該延伸ＰＴＦＥテープは上及び下部テープ層、並びに該上及び下部テープ層の間に延在する側面を有し、
該少なくとも１種の延伸ＰＴＦＥテープ及び少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層の該交互した回転体が、該少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層によって該延伸ＰＴＦＥテープ側面で接合されており、並びに
該少なくとも１種の延伸ＰＴＦＥテープの該上及び下部テープ層、並びに延伸面が該ガスケットのｘ−ｙ面内にあるガスケット。
【請求項２７】
前記上及び下部テープ層が上及び下部ガスケット面を画定する、請求項２６に記載のガスケット。
【請求項２８】
未圧縮の前記ガスケットが上及び下部ガスケット面全体でほぼ均一な厚さを有する、請求項２６に記載のガスケット。
【請求項２９】
前記ｅＰＴＦＥの密度が１．８ｇ／ｃｃ未満である、請求項２６に記載のガスケット。
【請求項３０】
前記ｅＰＴＦＥの密度が１．２ｇ／ｃｃ未満である、請求項２６に記載のガスケット。
【請求項３１】
前記ｅＰＴＦＥの密度が１．０ｇ／ｃｃ未満である、請求項２６に記載のガスケット。
【請求項３２】
前記ｅＰＴＦＥテープの少なくとも一部が１軸延伸されている、請求項２６に記載のガスケット。
【請求項３３】
前記ｅＰＴＦＥテープの少なくとも一部が２軸延伸されている、請求項２６に記載のガスケット。
【請求項３４】
前記ｅＰＴＦＥテープの少なくとも一部が多軸延伸されている、請求項２６に記載のガスケット。
【請求項３５】
少なくとも１種の延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）層が少なくとも１種のフィラーを含む、請求項２６に記載のガスケット。
【請求項３６】
前記少なくとも１種のフィラーが、金属、半金属、金属酸化物、ガラス、セラミックス、活性炭、カーボンブラック及び高分子樹脂から選択される少なくとも１種の材料を含む、請求項３５に記載のガスケット。
【請求項３７】
前記少なくとも１種のフィラーがシリカ、硫酸バリウム、グラファイト及びガラスビーズから選択される少なくとも１種の材料を含む、請求項３５に記載のガスケット。
【請求項３８】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層がフッ素ポリマーを含む、請求項２６に記載のガスケット。
【請求項３９】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層が溶融処理可能なフッ素ポリマーを含む、請求項２６に記載のガスケット。
【請求項４０】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層がテトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー（ＰＦＡ）を含む、請求項２６に記載のガスケット。
【請求項４１】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層がテトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレンコポリマー（ＦＥＰ）を含む、請求項２６に記載のガスケット。
【請求項４２】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層がポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、高密度化した延伸ポリテトラフルオロエチレン又は両方を含む、請求項２６に記載のガスケット。
【請求項４３】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層が少なくとも１種のＰＦＡ又はＦＥＰをｅＰＴＦＥと組み合わせて含む、請求項２６に記載のガスケット。
【請求項４４】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層が上及び下部テープ層の間にほぼ完全に延在する、請求項２６に記載のガスケット。
【請求項４５】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層が上及び下部テープ層を超えて延在する、請求項２６に記載のガスケット。
【請求項４６】
前記少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層が前記延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）より低い空気透過性を有する、請求項２６に記載のガスケット。
【請求項４７】
ｅＰＴＦＥテープ及びフッ素ポリマー層の接合された螺旋体を含むガスケットの形成方法であって、
ａ．延伸面が該ガスケットのｘ−ｙ面内にあり、上及び下部テープ層、並びに該上及び下部層の間に該テープ長で延在する側面を有する、ある長さの多層化した多孔質延伸ＰＴＦＥテープを用意し、
ｂ．少なくとも１種のＦＥＰ及びＰＦＡを含む溶融処理可能なフッ素ポリマーを用意し、
ｃ．該ｅＰＴＦＥ側面及び該溶融処理可能なフッ素ポリマーを接触させ、該延伸ＰＴＦＥテープ側面及び該溶融処理可能なフッ素ポリマーを該ｅＰＴＦＥ及び該フッ素ポリマーの融点を超える温度に加熱し、並びに圧力を与えてその加熱した延伸ＰＴＦＥ側面及びフッ素ポリマーを溶接する工程を含んで、該２つのｅＰＴＦＥテープ側面上にフッ素ポリマー層を形成し、並びに
ｄ．該フッ素ポリマー層を含む該延伸ＰＴＦＥテープをダイの周りに完全に１回転させて巻き、続く回転については該フッ素ポリマーの融点を超える温度で２つのフッ素ポリマー層の接合部に熱を与えて巻き、その加熱したフッ素ポリマーを接触させ、並びに圧力を与えて該２つのフッ素ポリマー層を融合し及びテープ側面に沿って該延伸ＰＴＦＥの回転体を接合する工程を含んで、ダイの外径の周りから増加している距離で該延伸ＰＴＦＥテープ及びフッ素ポリマーの交互した回転体を形成する
工程を含む方法。
【請求項４８】
前記ｅＰＴＦＥテープ及び前記溶融処理可能なフッ素ポリマーを接触させる前記工程が、前記ｅＰＴＦＥテープの少なくとも１つの側面を前記テープの長さに沿って前記溶融処理可能なフッ素ポリマーで被覆する工程を含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記ｅＰＴＦＥの密度が１．８ｇ／ｃｃ未満である、請求項４７に記載の方法。
【請求項５０】
前記ｅＰＴＦＥの密度が１．２ｇ／ｃｃ未満である、請求項４７に記載の方法。
【請求項５１】
前記上及び下部テープ層が上及び下部ガスケット面に対応する、請求項４７に記載の方法。
【請求項５２】
前記ガスケットが未圧縮で、上及び下部ガスケット面全体でほぼ均一な厚さを有する、請求項４７に記載の方法。
【請求項５３】
前記ガスケットが円形である、請求項４７に記載の方法。
【請求項５４】
前記ガスケットが非円形である、請求項４７に記載の方法。
【請求項５５】
少なくとも１種の多孔質ｅＰＴＦＥテープを用意し、
ほぼ空気不透過性の層を形成可能な少なくとも１種の材料を用意し、
該少なくとも１種のｅＰＴＦＥテープ及びほぼ空気不透過性の層を形成可能な該少なくとも１種の材料を巻いて、該ｅＰＴＦＥテープ及びほぼ空気不透過性の層を形成可能な該少なくとも１種の材料の交互した巻回体を形成し、並びに
該巻回体を接合して、内周、並びに該内周の周りに多孔質ｅＰＴＦＥ及び少なくとも１つのほぼ空気不透過性の層の交互した巻回体を含む一体構造を形成する
工程を含み、上及び下部テープ面が上及び下部ガスケット面に対応している、ガスケットの形成方法。
【請求項５６】
ｅＰＴＦＥテープ及びほぼ空気不透過性の層を形成可能な少なくとも１種の材料の前記交互した巻回体が前記内周の周りから増加している距離で巻かれている、請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
前記ｅＰＴＦＥテープ及び前記溶融処理可能なフッ素ポリマーを接触させる前記工程が、前記ｅＰＴＦＥテープの少なくとも１つの側面を前記テープの長さに沿って前記溶融処理可能なフッ素ポリマーで被覆する工程を含む、請求項５５に記載の方法。
【請求項５８】
前記ｅＰＴＦＥの密度が１．８ｇ／ｃｃ未満である、請求項５５に記載の方法。
【請求項５９】
前記ｅＰＴＦＥの密度が１．２ｇ／ｃｃ未満である、請求項５５に記載の方法。
【請求項６０】
前記ｅＰＴＦＥが上及び下部テープ面を含む、請求項５５に記載の方法。
【請求項６１】
前記一体構造がガスケットを含む、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
前記ｅＰＴＦＥが上及び下部テープ面の間に延在する側面を含む、請求項６０に記載の方法。
【請求項６３】
前記ｅＰＴＦＥテープ巻回体がテープ側面に沿って揃えられる、請求項６１に記載の方法。
【請求項６４】
前記ｅＰＴＦＥの延伸面が前記少なくとも１種のｅＰＴＦＥテープのｘ−ｙ面内にある、請求項６０に記載の方法。
【請求項６５】
前記ガスケットが未圧縮で、前記上及び下部ガスケット面全体でほぼ均一な厚さを有する、請求項６１に記載の方法。
【請求項６６】
ほぼ空気不透過性の層を形成可能な前記少なくとも１種の材料がフッ素ポリマーである、請求項５５に記載の方法。
【請求項６７】
前記フッ素ポリマーがＰＦＡを含む、請求項６１に記載の方法。
【請求項６８】
前記フッ素ポリマーがＦＥＰを含む、請求項６１に記載の方法。
【請求項６９】
前記ガスケットが円形である、請求項６０に記載の方法。
【請求項７０】
前記ガスケットが非円形である、請求項６０に記載の方法。
【請求項７１】
フッ素ポリマー層の交互した巻回体によって接合されているｅＰＴＦＥテープ巻回体を含むガスケットの形成方法であって、
ａ．ある長さの多孔質ｅＰＴＦＥテープを用意し、
ｂ．溶融処理可能なフッ素ポリマーを用意し、
ｃ．該ｅＰＴＦＥ及び該溶融処理可能なフッ素ポリマーを接触させ、該延伸ＰＴＦＥテープ及び該溶融処理可能なフッ素ポリマーを該ｅＰＴＦＥ及び該フッ素ポリマーの融点を超える温度に加熱し、並びに圧力を与えてその加熱したｅＰＴＦＥテープ及びフッ素ポリマーを溶接する工程を含んで、該ｅＰＴＦＥテープの長さに沿って少なくとも１つのフッ素ポリマー層を形成し、並びに
ｄ．少なくとも１つのフッ素ポリマー層を含む該ｅＰＴＦＥテープを型の周りに巻き付けて該フッ素ポリマーの融点を超える温度で２つの巻回体の接合部に熱を与え、それらテープ巻回体を接触させ、並びに圧力を与えて該テープの長さに沿って該ｅＰＴＦＥの連続する巻回体を接合し、該ｅＰＴＦＥ巻回体の間に少なくとも１つのフッ素ポリマー層を形成する工程を含んで、該ガスケットの内周を画定する型のまわりに該ｅＰＴＦＥテープ及びフッ素ポリマーの交互した巻回体を形成する
工程を含み、該ｅＰＴＦＥの延伸面が該ガスケットのｘ−ｙ面内にある方法。
【請求項７２】
前記ｅＰＴＦＥテープが上及び下部テープ層、並びに該テープの長さで延在する２つのテープ側面を有し、少なくとも１つのフッ素ポリマー層が各テープ側面上に形成されている、請求項７１に記載の方法。
【請求項７３】
２つの巻回体の接合部に熱を与える前記工程が、前記ｅＰＴＦＥテープ側面上の前記２つのフッ素ポリマー層の接合部に熱を与えることを含む、請求項７１に記載の方法。
【請求項７４】
圧力を与える前記工程が、前記ｅＰＴＦＥテープ及び前記少なくとも１つのフッ素ポリマー層に圧力を与えることを含む、請求項７１に記載の方法。
【請求項７５】
ガスケットの内周を画定する前記型がダイである、請求項７１に記載の方法。
【請求項７６】
前記ガスケットが円形である、請求項７１に記載の方法。
【請求項７７】
前記ガスケットが非円形である、請求項７１に記載の方法。
【請求項７８】
前記フッ素ポリマーが少なくとも１種のＦＥＰ及びＰＦＡを含む、請求項７１に記載の方法。
【国際調査報告】
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