(57)【要約】      （修正有）【課題】圧力増大の問題を解決するために、ガスケットを貫通する空気の通過を許容すると同時にガスケットを介する液体の通過を防止する、種々の環境で使用することができるガスケットを提供すること。【解決手段】物品、具体的にはシーリングガスケット１０は、マイクロポーラス延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）の１以上の層１２と１以上の空気透過層１４を含む。シーリングガスケット１０は、ガスケット１０を介する空気の通過を提供すると同時にガスケット１０を通る液体の通過を制限する。シーリングガスケット１０は、部品間の通気を必要としつつ、部品間の液体の通過を制限する必要がある２つの部品間に使用し得る。１つの態様では、空気透過度は、ＡＳＴＭ  Ｄ  ７３７試験で決定して、１平方フィート当たり０．０１立方フィート毎分（ＣＦＭ）以上である。【選択図】図２
2012057795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロポーラス延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）の１以上の層（１２）と、
１以上のマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層（１２）と積層された１以上の空気透過層１４と
を含み、１以上のマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層（１２）及び１以上の空気透過層（１４）が、液体の通過を実質的に制限しつつ、１以上のマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層（１２）及び１以上の空気透過層（１４）を介する空気の通過を可能にするように適合されている、シールを提供するための空気透過性ガスケット（１０）。
【請求項２】
１以上のマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層（１２）が２つのマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層を含む、請求項１記載のガスケット（１０）。
【請求項３】
１以上の空気透過層（１４）が、２つのマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層（１２）の間に位置するように適合されている、請求項２記載のガスケット（１０）。
【請求項４】
１以上の空気透過層（１４）が織物からなる、請求項１記載のガスケット（１０）。
【請求項５】
１以上のマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層（１２）が０．０２〜５μｍの細孔径を有する、請求項１記載のガスケット（１０）。
【請求項６】
１以上の空気透過層（１４）が不織フェルト材料からなる、請求項１記載のガスケット（１０）。
【請求項７】
１以上の空気透過層（１４）が不織材料からなる、請求項１記載のガスケット（１０）。
【請求項８】
１以上の空気透過層（１４）が織布材料からなる、請求項１記載のガスケット（１０）。
【請求項９】
１以上のマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層（１２）及び１以上の空気透過層（１４）を介する空気透過度が、ＡＳＴＭ  Ｄ  ７３７試験で決定して、１平方フィート当たり０．０２立方フィート毎分（ＣＦＭ）以上である、請求項１記載のガスケット（１０）。
【請求項１０】
１以上のマイクロポーラス層（１２）と、
１以上のマイクロポーラス層（１２）と積層された１以上の空気透過層（１４）と
を含み、１以上のマイクロポーラス層（１２）積層された１以上の空気透過層（１４）を介する空気透過度が、ＡＳＴＭ  Ｄ  ７３７試験で決定して、１平方フィート当たり０．０２立方フィート毎分（ＣＦＭ）以上である、シールを提供するためのガスケット（１０）。
【請求項１１】
１以上のマイクロポーラス層（１２）がマイクロポーラス延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）（１２）からなる、請求項１０記載のガスケット（１０）。
【請求項１２】
１以上のマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層（１２）が２つのマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層（１２）を含む、請求項１１記載のガスケット。
【請求項１３】
１以上の空気透過層（１４）が、２つのマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層（１２）の間に位置するように適合されている、請求項１２記載のガスケット。
【請求項１４】
１以上の空気透過層（１４）が織物（１４）からなる、請求項１０記載のガスケット（１０）。
【請求項１５】
１以上のマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層（１２）が０．０２〜５μｍの細孔径を有する、請求項１１記載のガスケット（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール用物品に関し、さらに具体的には、空気透過性シーリングガスケットであって、このガスケットを介する液体の通過を制限するシーリングガスケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスケットは、互いに接合する必要がある２つの部品間のシール（密封）を提供するために使用し得る。ガスケットはさらに、２つの部品間の液体の通過を制限又は防止するシールを提供するのに使用し得る。しかし、ある種の技術では、圧力増大の問題を解決するために部品間の通気が必要とされると同時に液体の通過を制限する必要がある。従って、ガスケットを貫通する空気の通過を許容すると同時にガスケットを介する液体の通過を防止する、種々の環境で使用することができるガスケットがあれば有用であろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第４４９７９１４号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
以下の概要は、本明細書で述べる系及び／又は方法の幾つかの態様を基本的に理解するための簡略化された概略を示す。この概要は本明細書で述べる系及び／又は方法の広範な概観ではない。かかる系及び／又は方法の重要／決定的な要素を特定したり、又はその範囲を定めたりすることを意図したものではない。その唯一の目的は、後に挙げるより詳細な説明の前置きとして簡略化した形態で幾つかの概念を示すことである。
【０００５】
１つの態様では、本発明は、１以上のマイクロポーラス延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）の層と、この１以上のマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層と積層された１以上の空気透過層とを含んでおり、これら１以上のマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層と１以上の空気透過層が、液体の通過を実質的に制限する一方で、これら１以上のマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層と１以上の空気透過層を貫通する空気の通過を許容するように適合している、シールを提供するガスケットを提供する。
【０００６】
別の態様では、本発明は、１以上のマイクロポーラス層、この１以上のマイクロポーラス層と積層された１以上の空気透過層を含んでおり、１以上のマイクロポーラス層に積層された１以上の空気透過層を通る空気透過度がＡＳＴＭ  Ｄ  ７３７試験により決定したときに０．５”水柱の圧力低下で少なくとも０．０１立方フィート／分（ＣＦＭ）／平方フィートである、シールを提供するガスケットを提供する。
【０００７】
さらに別の態様では、本発明は、１以上のマイクロポーラス延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）の層と、この１以上のマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層に貼付されるように適合した１以上の空気透過層とを含んでおり、これら１以上のマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層と１以上の空気透過層が、液体の通過を実質的に制限する一方で、これら１以上のマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層と１以上の空気透過層を貫通する空気の通過を許容するように適合している、物品を提供する。
【０００８】
本発明の上記及びその他の態様は、添付の図面を参照した以下の説明を読めば、本発明の属する技術分野の当業者には明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の部品と第２の部品との間に配置された、本発明の１つの態様による一例のシーリングガスケットの透視図である。
【図２】図２は、第１の部品と第２の部品との間に配置された前記例のシーリングガスケットの分解透視図である。
【図３】図３は、本発明の別の態様に従う第２の例のシーリングガスケットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の１以上の態様を具体化する代表的な実施形態について記載し、図面に例示する。これらの例示した例は本発明を限定するものではない。例えば、本発明の１以上の態様は他の実施形態に、また他のタイプのデバイスにも利用することができる。さらに、本明細書では便宜上ある種の術語を使用するが、本発明を限定するものではない。さらにまた、図面中、同じ要素を示すのには同じ参照番号を使用する。
【００１１】
図１に、本発明の１つの態様による通気性ガスケットを例示する。代表的な実施形態の通気性ガスケットは、２つの部品を共に密封しつつガスケット１０を通る液体の通過を最小限にするのに使用することができる。図１に示されているように、ガスケット１０は第１の合わせ部品６と第２の合わせ部品８との間に配置されてシールを提供する。第１の合わせ部品６は開口７を含んでいることができ、これにより空気が第１の合わせ部品６を貫通し、開口７に入り、ガスケット１０を通り、第２の合わせ部品８中に入ることができる。ガスケット１０は、電気用途、圧力及び空気圧用途、電池用途などの多くの異なる環境で使用することができる。例えば、ガスケット１０は、圧力の上昇を回避するために空気の圧力の解放を必要とするミクロ空気圧バルブ用途に使用することができる。
【００１２】
図１と２は、ガスケット１０の代表的な実施形態を示している。ガスケット１０は、用途に応じて多くの様々な形状をとり得る。例えば、ガスケット１０は合わせ部品に適合するような大きさと形状をとり得る。かかる例では、ガスケット１０は円形、卵形、正方形などでよい。同様に、ガスケット１０は中央に孔がないディスクの形状であってもよい。同様に、ガスケット１０の大きさは用途に応じて変化し、１つの例ではは５〜１３ｍｍの直径を有し得る。しかし、ガスケットの直径はこれより小さくても大きくてもよい。
【００１３】
ガスケット１０は両面が疎水性であり得、そのためガスケット１０は水を始めとする液体のガスケットを介する通過を防止するか又はこれに抵抗する。ガスケット１０はガス透過性であり、そのためガスケットは空気、二酸化炭素、水蒸気などを始めとするガスのこれを介する通過を許容する。以下に記載するように、ガスケットに疎油化処理を施して疎油性、すなわち油、化学薬品などに対する抵抗性を改良することができる。疎油化処理の追加により、ガスケット１０のいずれかの面からの油又は油性物質による汚れに対するガスケット１０の抵抗性が増大する。
【００１４】
ここで図２を参照すると、例示のガスケット１０は、ガスケット中への及び／又はこれを介する空気又は水蒸気のようなガスの流れを可能にするポリマーマイクロポーラス層（以後、マイクロポーラスｅＰＴＦＥ層という）１２を含んでいる。マイクロポーラスｅＰＴＦＥ層１２は延伸ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）層からなり得る。
【００１５】
マイクロポーラスｅＰＴＦＥ層１２は対向する表面間でこの層を完全に貫通して延びる複数の細孔を含んでおり、従ってこのマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層１２は空気透過性であることができる。マイクロポーラスｅＰＴＦＥ層１２内の細孔の平均の大きさは用途に応じて変化し得るが、マイクロポーラスと見られるには充分である。例えば、細孔の大きさは０．００５μｍ〜１０．０μｍの範囲でよい。電池用途のようなガスケット１０を通る気流が非常に低い必要がある用途の場合、マイクロポーラスｅＰＴＦＥ層１２の平均の細孔の大きさは上記範囲の下限に近く、例えば０．００５〜０．０２μｍでよい。ミクロ空気圧バルブ用途のようなガスケット１０を通る気流がより大きい必要がある用途の場合、マイクロポーラスｅＰＴＦＥ層１２の平均の細孔の大きさは上記範囲の上限に近く、例えば１０．０μｍ以下でよい。
【００１６】
ガスケット１０は１以上のマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層１２を含んでいてもよい。例えば、図２に示した実施形態の場合、ガスケット１０は支持構造体１４を包囲する２つのマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層１２を含んでいる。しかし、用途に応じて、２より多いか又は２より少ないマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層１２を使用してもよい。例えば、図３に示した実施形態の場合、ガスケット１０は複数のマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層を含んでいる。ガスケット１０を通る気流が非常に低い必要がある用途では多数のマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層を含み得る。ガスケット１０を通る気流がより大きい必要がある用途では、より少ないマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層、例えば２つの層、さらには単一のマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層を含み得る。同様に、マイクロポーラスｅＰＴＦＥ層１２の配置もまた用途に依存する。マイクロポーラスｅＰＴＦＥ層１２は互いに隣接して並んで配置されてもよいし、又は支持構造体１４で分離されていてもよい。
【００１７】
ろ過又は通気用途に適した多くの延伸ＰＴＦＥ膜は比較的薄くて繊細である。基体裏材のような支持構造体１４をガスケットに含ませてマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層１２に対する支えを提供することができる。また、この支持構造体１４は、用途によりガスケット１０に必要とされる所望の厚さと圧縮性を提供することができる。支持構造体１４はさらに、マイクロポーラスｅＰＴＦＥ層１２と同じ及び／又は異なる粒子及び流体の流れを制限又は防止し、及び／又はマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層１２又は他の層を損傷から保護することができる。
【００１８】
支持構造体１４は織物、ポリマー材料のフェルトスクリム、又は多孔性織布若しくは不織布、フェルト、スクリーン、ネットなどを始めとする多くの材料から作成し得る。支持構造体１４として適切なポリマー材料としては、特に限定されないが、ポリエステル、ポリエチレン、ポリエステル−ポリエチレンブレンド、ポリプロピレンなどがある。例えば、低温用途の場合、ポリエステル、ポリエチレン又はブレンドを使用し得る。耐薬品性を必要とする中程度の温度の用途の場合、ポリプロピレンを使用し得る。高温又は中程度の高温用途の場合、Ｔｅｆｌｏｎフェルト又は高温フェルト若しくはスクリーンを使用し得る。しかし、支持構造体１４は上記材料に限定されることはなく、用途に応じて多くの異なる材料からなり得るものと了解されたい。
【００１９】
図２及び３に示されているように、支持構造体１４とマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層１２は互いに貼付されるように適合している。貼付により、支持構造体及びマイクロポーラスｅＰＴＦＥの層間の、不必要なポケット、ブリスター、ギャップなどを層間に生成し得るシフト及び動きが制限される。ポケット、ブリスター、ギャップなどの存在はガスケット１０を介する透過性の一貫性を低下させ得る。支持構造体１４をマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層１２に貼付する１つの方法としては積層を挙げることができる。熱積層、接着積層、エッジ積層などを始めとする多くの積層法が利用できる。
【００２０】
マイクロポーラスｅＰＴＦＥ膜は、優れた疎水特性を有しているが、親油性であることが知られている。すなわち、マイクロポーラスｅＰＴＦＥ層１２を形成する材料は油を吸収することによって汚染され易い。一旦これが起こると、ｅＰＴＦＥ膜の汚染された領域は「汚れた」と考えられる。一旦ｅＰＴＦＥ膜が汚れると、細孔は水を始めとするある種の液体により容易に湿潤され得、そのｅＰＴＦＥ膜はもはや疎水性とは考えられない。
【００２１】
ガスケット１０は、マイクロポーラスｅＰＴＦＥ層と支持構造体１４の両方が汚れるのを低減すると共にそれらの疎油特性を増進するように処理することができる。ガスケット１０の処理により、化学薬品及び液体に対するさらなる抵抗性が得られる。幾つかの異なる疎油化処理及び方法を使用できる。例えば、１つ又は全ての層を処理してもよい。同様に、ｅＰＴＦＥ膜、支持構造体、又は両方を処理してもよい。また、処理は積層前又は積層後に行ってもよい。
【００２２】
疎油化処理には、マイクロポーラスｅＰＴＦＥ層１２及び支持構造体１４の表面上に処理材を付着させることが含まれる。この処理の結果、ガスケット１０の実質的に全ての表面に薄く均一なコーティングが付けられる。所定の量の処理材が表面上に付着した後、流れ領域内の細孔の大きさは未処理の積層品のものと比べて劇的には低下しない。従って、処理された表面上で改良された疎油特性が得られる。
【００２３】
疎油化処理材は、フッ素化ポリマー処理又はペルフルオロアルキル部分を始めとする幾つかの適切な材料からなり得る。１つのかかるフッ素化ポリマー処理材は、Ｆａｂａｔｉ  １００と呼ばれるペルフルオロアルキルアクリルコポリマーでよい。Ｆａｂａｔｉ  １００は、ＴＡＮ［１，１，２，２−テトラヒドロペルフルオロオクチルアクリレート］、ブチルアクリレート、架橋剤ＴＭＩ（イソプロペニル−ａ，ａ−ジメチルベンジルイソシアネート）、Ｖａｚｏ  ５２開始剤［２，３−ジメチル−２，２’−アゾビスペンタンニトリル］を利用してＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）中で合成されたものである。このＦａｂａｔｉ  １００処理材は熱による後処理硬化で架橋され得る。さらに別の適切なペルフルオロアルキルアクリルコポリマーはＦａｂａｔｉ  ２００である。Ｆａｂａｔｉ  ２００はＦａｂａｔｉ  １００と似ているが架橋剤（ＴＭＩ）を有しておらず、ブチルアクリレートの代わりにＨＢＡ［４−ヒドロキシブチルアクリレート］を使用する。従って、このＦａｂａｔｉ  ２００処理材は後処理加熱を必要としない。
【００２４】
様々な無機溶媒を、疎油性フッ素化ポリマー処理材を含有する溶液中に使用することができる。用語「無機溶媒」とは、非水性溶媒及び非水性溶媒の組合せを指し、特に無機化合物を含む溶媒をいう。適切な無機溶媒としては、二酸化炭素（ＣＯ2）、アンモニア（ＮＨ3）、尿素［（ＮＨ2）2ＣＯ］、無機酸、例えば塩酸、硫酸、四塩化炭素及び四フッ化炭素並びに炭素の酸化物、例えば二酸化炭素（ＣＯ2）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭酸カリウム、及び重炭酸ナトリウムを挙げることができる。溶媒又は複数の溶媒の選択は、溶媒に対する処理材の溶解性、溶媒の分子量及び溶媒の極性を始めとする様々な要因の影響を受け得る。幾つかの例では、処理材は無機溶媒に完全に溶解し得る。しかし、他の例では、処理材は無機溶媒に十分には溶解しない。
【００２５】
既に述べたように、支持構造体１４とマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層１２は、支持構造体１４とマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層１２の積層の前、又はその後に一緒に処理することができる。処理中、フッ素化ポリマー溶液は支持構造体１４とマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層１２を濡らし飽和させる。無機溶媒を使用することにより、支持構造体１４及びマイクロポーラスｅＰＴＦＥ層１２の全体へのフッ素化ポリマー処理材の分布が容易になり得る。その後、無機溶媒を除去する。フッ素化ポリマー処理材は延伸ＰＴＦＥ膜及び支持構造体に付き、ガスケットの両面の疎油性を高める。
【００２６】
既に述べたように、ガスケット１０の空気透過性は用途に応じて変化し得る。透過性可変性に関与する幾つかの要因としては、特に限定されないが、マイクロポーラスｅＰＴＦＥ層１２及び支持構造体１４の平均の細孔の大きさ、支持構造体１４又はマイクロポーラスｅＰＴＦＥの層の数、ガスケット１０の圧縮などがある。幾つかの用途で、ガスケット１０を通る空気透過度は、１２５Ｐａｓｃａｌの圧力低下におけるＡＳＴＭ  Ｄ  ７３７試験で決定して０．５”水柱の圧力低下で１平方フィート当たり０．０１立方フィート毎分（ＣＦＭ）でよい。しかし、空気透過度は、電池用途のような空気流れが殆どなく中程度の拡散が必要とされる用途では、それより低く、例えば０．００５ＣＦＭでよい。また、空気透過度は、０．５”水柱の圧力低下で０．０１ＣＦＭよりずっと高く、例えば１４〜１６ＣＦＭまででもよい。
【００２７】
ここで、ガスケット１０の作動について説明する。記載されているように、ガスケット１０は多くの異なる環境で使用され得、そのうちの幾つかでは２つの部品間の通気が必要とされる。図１で、第１の合わせ部品６は開口７を含んでおり、周囲の空気が第１の合わせ部品６を貫通することが可能である。空気は開口７を貫通しガスケット１０を貫通し得る。ガスケット１０の細孔の大きさ、層の数などの要因によって、ガスケット１０の空気透過性、従って貫通する空気の量が決定される。流体、液体  固体などがガスケット１０を貫通するのが防止される。ガスケット１０を貫通した後、空気は第２の合わせ部品８に入る。同様に、空気は第２の合わせ部品８から、ガスケット１０を通り、開口７から出て行くことができる。従って、ガスケット１０はこれら２つの部品間に空気透過性シールを提供する。
【００２８】
上記代表的な実施形態を参照して本発明を説明して来た。本明細書を読み理解すると修正及び変更が思い当たるであろう。本発明の１以上の態様を有する代表的な実施形態は、特許請求の範囲に入る限り、かかる修正と変更を全て包含するものである。
【図１】
2012057795.tif 000003
【図２】
2012057795.tif 000004
【図３】
2012057795.tif 000005