CZ20011381A3

CZ20011381A3 - Ploąný polotovar a způsob jeho výroby

Info

Publication number: CZ20011381A3
Application number: CZ20011381A
Authority: CZ
Inventors: Oswin Dr. Ing. Oettinger; Manfred Jung; Silvia Mechen
Original assignee: Sgl Carbon Ag
Priority date: 2000-04-19
Filing date: 2001-04-18
Publication date: 2002-01-16
Also published as: PL347113A1; DE10019678A1; EP1148083B1; CA2344413A1; ES2215806T3; US20020018888A1; DE50101574D1; US6596369B2; ATE260949T1; EP1148083A3; EP1148083A2

Description

Plošný polotovar a způsob jeho výroby

Oblast techniky

Vynález vychází z plošného polotovaru obsahujícího převrstvenou desku, přičemž deska sestává ze substrátu fluorované plastické hmoty, obsahujícího plniva, a převrstvení z fluorovaných plastických hmot a přičemž převrstvení je ve srovnání s deskou měkké a tenké a alespoň z části pokrývá povrch desky. Vynález se dále týká způsobu výroby plošného polotovaru, u něhož se po l yt e t r a f l uo r et hy l e nový prášek smíchá se ztužující fází, směs se lisuje za studená do dutého válce, dutý válce se spéká a z dutého válce se loupe alespoň jedna deska. Vynález se také týká součásti zhotovené z plošného polotovaru.

Dosavadní stav techniky

Plošná těsnění z fluorované plastické hmoty vykazují ve srovnání polymery, i mpermeabil s vláknitými těsněními, které jsou pojeny jinými ve srovnání s grafitovými těsněními lepší jsou u těsnění z flurováných lita při tlaku, respektive tečení plošných těsnění z nebo

Nevýhodné však plášti ckých hmot silně výrazný sklon relativně malá k sedání stab i nebo fluoro vane plastické hmo ty, č í mž se uchyceného mezi dvě navzá j em v případě plošného těsnění sepnuté příruby časem ně působí cí plošné stlačení.

Tím nastávají zejména snižuje na za vyšších teplot nežádoucí netěsnosti.

K zabránění tečení těsnících materiálů z fluorované plastické hmoty se v současnosti používají fluorované plastické hmoty, které jsou plněny anorganickými substancemi, jako například skleněnými vlákny, křemenem, karbidem křemíku nebo síranem barnatým. Tím se sice může vytvořit z hlediska tečení • »· · ·· ·· «· · · » « » • · · · ·· ·· · • ··· • ·· • ·· • ·· ···♦· stabilní a v tlaku odolný těsnící materiál, avšak snižuje se ieho přizpůsobivost na po opracování více nebo méně drsné povrchy. takže se mohou vytvářet vylisované povrchové kanály netěsnosti mezi těsněním a přírubou.

Ke zúžení tohoto problému byly například vyvinuty vrstvené materiály z fluorovaných plastických hmot, známé například

4,961 ,891, s deskou sestávající z plněného substrátu fluorované plastické hmoty, která má oboustranné poměrně tlusté, měkké převrst ven í z fluorované plastické hmoty..

Takové vrstvenné ma t. e r i á 1 y na základě dobré deformovatě 1nosti měkkého vnějšího převrstvení a z toho již při vyplývající přizpůsobivosti v povrchových nerovnostech malém až středním plošném stlačení nízké krátkodobé netěsnosti.

Nyní se ale překvapívě ukázalo, že takovéto vrstvené materiály mají po delší době podobné nízkou stabilitu z hlediska tečení, jako tomu bylo v případě v úvodu uvedených těsnění z neplněných nebo málo plněných fluorovaných materiálů. Důvodem proto je, že měkká vnější převrstvení jsou tlustá. Na základě známých postupů lisování působí relativně tlusté převrstveni jako mazlavý film, vysoký skluz těsnění vzhledem k ztrátě předepnutí, čímž časem těsnících spojů.

Podstata vynálezu který vyvolává neočekávaně povrchu příruby, což vede ke poklesne těsnost takovýchto

Předložený vynález spočívá v úkolu vytvořit plošný polotovar, zejména z něho zhotovenou součást vpředu uvedeného typu, zejména plošné těsnění, které se vyznačuje vysokou těsností v těsnícím spoji a zároveň vysokou mezí tečení. Kromě toho spočívá úkol v přípravě cenově příznivého způsobu výroby takovéhoto polotovaru.

··· * ·» ·· ·· · ·* · · ·· * · · ·· • * · · ·· · · · • «»·····»· * «♦· · · · ·*· ·· ♦· «· ·· ···

Úkol se z hlediska plošného polotovaru vyřeší podle nároku 1 tím. že u polotovaru činí střední tvouštka převrstvení nejvíce 20 pm a deska má tvrdost Shore alespoň 65.

Úkol z hlediska způsobu výroby polotovaru se podle nároku 11 vyřeší tím. že se duté válce s p é k a j í v atmosféře inertního plynu, přednostně v dusíku, načež se na alespoň jeden povrch desky ponořením.. nástřikem, štěrkováním, rosením a tiskovými postupy, zejména sítovým tiskem, nanáší po 1ytetraf1uorethylenová disperze, přičemž se deska opatří tenkým převrstvením po .1 ytetraf 1 uorethyl enovou disperzí se střední tlouštkou vrstvy nejvíce 20 pm, přednostně 2 pm až 8 pm.

Polotovar podle vynálezu podle nároku 1 má výhodu, že z důvodu relativně tenké krycí vrstvy je možné mikroskopické zazubení tvarovým stykem povrchů součásti (těsnění), tvořené deskou, s povrchem proti ní předepnuté součástí, například povrchem příruby, čímž dochází k zabránění tečení. Pomocí tenkého měkkého převrstvení v kombinaci s relativně tvrdou deskou se účinně působí proti tendencím k tečení, takže se docílí oproti stavu techniky značně zlepšená odolnost těsnění proti tlaku, které bylo zhotoveno z polotovaru podle vynálezu. S nejvíce 20 pm leží střední tlouštka vrstvy ve spodní oblasti obvyklých drsností příruby, takže se jednak kanály netěsnosti vyvolané drsností povrchu mohou uzavřít také při malých předepnutích a jednak může ale také nastat výhodné zazubení povrchů.

Podle zvláště přednostní alternativy se stanoví, že tenké převrstvení se místy prorazí a je jím převrstvena jen část povrchu desky, přednostně 50 % až přibližně 100 %. Například se převrstvení pomocí sítotisku vytiskne síťovitě nebo mřížkovitě, takže jsou převrstvené úseky desky vytvořeny

• 4 •···· • 44

4· přednostně jako příčné navzájem probíhající mřížky, které z cela obepínai í nepřekryté úseky povrchu desky a tím nevznikají žádné průchozí netěsnosti .

To má výhodu. že nepře vr s t. ve n é úseky povrchu desky mohou bez překážky vstoupit.

do tvarového styku zazubením s přiřazenými povrchy. Takovéto přímé zazubení značně inhibuie tečení předepnutého těsnění.

Pro funkci podle vynálezu polotovaru a z něho vyrobeného těsnění je důležitá vysoká tvrdost desky. Při výrobě polotovaru podle nároku 11 se vysoká tvrdost dosahuje tím. že se duté válce, z nichž se desky vyrábí loupáním, spékají v atmosféře inertního plynu, přednostně dusíku. Kromě toho je pro vysokou tvrdost desky příznivá také relativně dlouhá doba spékání při teplotě spékání.

Nanesení tenkého převrstvení nastává postupy povrchového nanášení, zejména sítotiskem, tak, tenké převrstvení po 1ytetraethylenovou disperzí že deska má se střední tlouštkou vrstvy nejvíce 20 |im, přednostně 2 pm až 8 pm.

Podle zvláště přednostní podoby provedení způsobu podle vynálezu se stanoví, že se střední tlouštka vrstvy převrstvení po 1ytetraf1uorethylenovou disperzí v podobě folie nebo sítě nastaví v závislosti na velikosti oka 3Íta použitého při sítotisku. Tím je možné jednoduché a cenově příznivé zhotovení při vysoké opakovatelnosti.

	Pomocí	dalších, v	závislých nárocích	uvedenýc h
opatření	jsou	možná výhodná	další vyt vore n í a	z 1 e p š e n í
vynálezu	-
Přehled	obrázků	na výkresech

Příklady provedení vynálezu jsou znázorněny na ·♦ ·· ·· · ·· · ···· ···· • « ···« » · · * ········♦ * ··· »··« ·· · ··· ·· ·· ·* t* ··· výkresech a blíže objasněny v nás ledující mm popi s u.

Na výkresech znázorňuje:

schémat i cké zobrazení řezu plošným těsněním, které je zhotoveno z p1 osného polotovaru podle vynálezu, které není v měřit, k u .

obr. 2	postupový diagram zpúsobxi výroby plošného	těsnění
	podle obr. 1 a
obr. 3	pohled na převrstvení polotovaru nebo plošného	těsnění
	z obr. 1 s mřížkovou strukturou.

Příklady provedení vynálezu

Prstencové plošné těsnění znázorněné v řezu na obr. 1, k utěsnění neznázorněného přírubové spoje je zhotoveno, přednostně vylisováno, z plošného polotovaru podle vynálezu a sestává z desky 4, opatřené oboustranně tenkým převrstvením 2.

Deska £ sestává v podstatě z materiálu matrice, vyztuženého plnivy. Plniva zahrnují jednu nebo více následujících anorganických substancí, které se mohou nanášet buď v zrnité nebo vláknité formě. Anorganickými substancemi mohou být. oxid hlinitý (AI2O3), oxid křemičitý (SiOz), karbid křemíku (SiC), sklo, negrafitový a grafitový uhlík, nebo destičková slída, přičemž plnivo přednostně činí více než 25 hmotn. %. Materiál matrice desky 4 zahrnuje přednostně fluorovanou plastickou hmotu ze skupiny po 1ytetraf1uorethyleno (PTFE), modifikovaného po 1ytetraf1uorethylenu (TFM), kopolymeru tetraf1uorethylenu a hexaf1uorpropylenu (FEP), nebo kopolymeru perf1uora1koxylu (PFA). Obecně platí, že tvrdost desky 4 je o to větší, čím vyšší je stupeň plnění. Podle vynálezu je stupeň plnění desky 4 plnivy volen tak, že v kombinaci se spékáním ·

·· ♦··

9 · ♦ 9 9 999

9 9 9 99999

9·· 9 9 999 99 · 9 9 9 9 9 9 99

999 «9 9 9 ·· 9 9999 má deska 4 z plastické hmoty tvrdost Shore přednostního provedení činí tvrdost Shore alespoň 68. zejména alespoň 70.

alespoň 65. Podle desky 4 přednostně v ada m i p o vrch u,

Převrstvení 2 desky 4 má za úkol p o š k rá bání m , uzavřít, napři klad jako rýhami nebo povrchovými nerovnostmi vyvolané kanály netěsností v přírubovém spojení pomocí elastických a/nebo plastických deformací na těsnících površích uspořádání. Převrstvení 2 s po č í vá přednostně ve vodná té disperzi fluorové plastické která o b s ah u je například polytetraf1uorethylen (PTFE), módi f i kovaný polytetraf1uorethylen ( TFM) , kopolymer tetraf1uorethylenu a hexaf1uorpropy 1 enu nebo kopolymer perf1uora 1koxy1u možná (PFA). K dosažení co vysoké odolnosti těsnění J_ proti tlaku, činí jeho střední tlooštka vrstvy podle vynálezu více než 0 pm a nejvíce 20 pm, podle přednostního provedení nejvíce pm. Zvláště dobrá odolnost proti tlaku při vysoké těsnosti může být docílena středními tloušťkami vrstvy v rozsahu 2 pm až

V tabulce 1 jsou uvedeny charakteristické parametry výrobního procesu a rovněž materiálové vlastnosti 7 příkladů plošných těsnění, přičemž vedle složení plošného těsnění _L, tloušťky převrstvení 2, doby spékání a atmosféry při spékání jsou uvedena srovnávací kriteria rozhodující pro použití v těsnících spojeních - tvrdost Shore desky £ podle DIN 53505, hodnota stanovená podle DIN 28090-2 při T = 150 °C a plošném stlačení 20 MPa (DIN 28091-3) a rovněž

DIN 28090-1 při plošném stlačení

MPa x 105 p_a.

Jako srovnání slouží netěsnost změřená podle a vnitřním tlaku dusíku následně popsané plošné těsnění podle stavu techniky (příklad 1).

Příklad 1: Skelným vláknem vyztužené PTFE plošné těsnění J s 25 %ním podílem skelného vlákna bez převrstvení 2.

« ·♦ ♦ •« · · - · · · ·· · · -» ♦ · · · ·· • · ♦ ♦ ·· ♦ · · • ♦·······♦ · • · · · · · · · · · ··· ·· ♦· »· «· ··· dílů prášku PTFE (po 1ytetraf1uorethylen) (TFM

1700) od firmy Dyneon, Burgkirchen bylo homogenně smícháno v laboratorní míchačce od firmy

R02) s 25 dí1y de 1 ubri kovaných skelných v 1á ke n (MF 7904) od firmy Bayer,

Leverkusen. Následně se prášek formy ve t va r u ocelového dutého válce vnitřním průměrem mm a vnějším průměrem 120 mm a po ma1u se v jednom tahu za studená lisoval až na měrný plošný ak

MPa. Po odformování byl výl i sek spékán na vzduchu v peci cirkulací vzduchu, přičemž po pomalém ohřevu byl udržován hodiny na sintrovací teplotě

375 ⁰ C. Po ochlazení v peci byl a na rovných plochách čelních stran dutého válce stanovena tvrdost Shore materiálu v návaznosti na DIN

53505, přičemž se obdržela hodnota 60.

Χ> (0 (0 o £ c (0 \ >φ ζΤ; -p £ φ c >

0,004

0,17

SOOOO

Ε000Ό

0,0002

0,0005

0,005

(Ό

a

9‘S

C 0) '03 -p TJ iH Φ 03 Í0 N >

O xr

CM

3

O

<33

CD

-P <0 O Φ

o

O

co

CO

O X“

co

N

X O > x;

+> cn

<0 i~ > a MD Φ C a

£

x:

JZ

x:

£

x:

— — O

o

co

CO

co

pr od na s t e p 1

CM

CN

CM

CN

c

<0 '03

x:

i, 44

O

•id

Λ2

44

Já

*

'φ 'Φ

P

'—1

'•M

A

a a

T3

(0

'-M

(0 (0

N

P

• 23

3

03

(0

O £ -

>

TJ

< Ό

TJ

TD

23 TJ

P n

-P >X 03 Q.

-p

a

(0

O

X

t, a > a o > xj a > φ a >1- · <n

ε a

žádný

os

CM V

CO

2> Φ > >X X a o o ťD —

-P — X (0 -p >

>

c O-

A

«X

A

O ‘

O '00

O NU

O 'Φ

O 44

o

•id

«

o

A *

O

44 ·

o —

o —<

o ~

N '<C

ε

o

ε

o

'<3 E

o

MO S

IN >

N >

0- >

0

N

0

IS

— c

: n

— tyi

X >

>

«M

*“

·> ·*·*

I M—

> -

•

u.

0

X

á

X

o

X

a

X —

E^-* .

tu

i

cx

♦

: ix

Φ -P

Pu 44

U. 44

U. Λί

O

E-

o

H

«3 *

Έ-

(0 *

£- «η

H «

t- (0

•

u

X

k

*u ·

<c

*

«

*

• * <J

•

* <0

g

• *

• ‘

X)

a

τ>

*O

a

Ό

•o a

X3

η a

Ό T)

T) XI

n x>

CO CN

CO

0M

CO

CN

CO

CM

* <

«

«.

·.

•

*

*· ♦

_K

·. «

to in

o o

co cn

TJ

co

03

TJ

CD

tn ό

co

σ> τι

N CS

CĎ v

tp ΤΓ

in <n

OM

in

<n

CN

to

W CM

to

cn cm

>u

T—

CM

CO

xr

to

<0

N

cx

JJd □

<0 ♦ *»· • 9

• · 9 9 • 9 9 9 • 9 99 • 9 9 9

99 • 9

9

9 99 9

V návaznosti na to se PTFE dutý válec předehřál na 120 °C, nalisoval se na kovový trn a v loupacím stroji se loupal na PTFE pásy s tlouštkou 2 mm. Tyto PTFE pásy tvořící meziprodukt byly přiříznutv a umístěny do laminovacího lisu. Následně byla z pásů vystřihována prstencová plošná těsnění a takto získaná plošná těsnění 1 se zkoušela podle DIN 28090—1 (vnitřní průměr di=50 mm a vnější průměr da=90 mm) z hlediska netěsnosti. Kromě toho se na prstencových plošných těsněních 1 měřila hodnota změn za tepla podle DIN 29090-2 (vnitřní průměr di=55 mm a vnější průměr da = 75 mm).

Při zjišťování netěsnosti se plošné těsnění J. zatížilo po předchozím zpracování ve zkušebním lisu plošným tlakem 20

MPa při vnitřním tlaku dusíku 40x10⁵ Pa. Pomocí zachycovacího postupu se potom stanovila rychlost průchodu netěsností.

přičemž jak vyplývá z tabulky 1. obdržela hodnota 0,004 mg/(ms).

Dále se na plošných těsněních zjišťovala hodnota sedání za tepla, která v procentech udává deformaci těsnění J, při konstantně udržovaném plošném tlaku (20 MPa), při teplotě

150 °C a po době působení stability tečení materiálu, uvedena v tabulce 1 a činí hodin a tím představuje hodnotu Zjištěná hodnota sedání za tepla je pod 1e očekávání

Důvodem toho je poměrně malý stupeň plnění 25 % (tabulka sloupec 2).

Příklad 2: Skelným vláknem vyztužené PTFE plošné těsnění _L se %ním podílem skelného vlákna bez převrstvení 2

Místo podílu skelného vlákna uvedeného v příkladu který činil 25 hmotnostních dílů, bylo v tomto příkladu po už i hmotnopstních dílů skelných vláken.

Dá 1 e na rozdíl od příkladu nebyly za studená i sova né duté válce PTFE skelnými vlákny spékány na vzduchu, nýbrž pod inertní atmosférou. Toto se realizovalo tím, že se na pec s cirkulací vzduchu nasadil zvon, který se několikrát evakuoval a byl před

•		*·	··	·· *
		•	•	« ·	•		··
•	•	•	•	4 v	•	•	•
•
•	• ·	e	•	• ·	•	£	•
···		··		♦ e			·· ·

spékáním vypláchnut plynným dusíkem. Při spékání dutého válce činila sintrovací doba alespoň 1.5 hodiny na ieden cent i metr tloušťky stěn v dutého válce za si ntrovací v předloženém případě cca 20 hodin při 375 ⁰C. Po ochlazení pece byla stanovena analogicky s příkladem tvrdost Shore.

přičemž se důvodu vyššího skelných vláken a speciálního postupu spékání obdržela hodnota 70.

Na závěr byl dutý válec dále zpracováván loupáním na

PTFE pásy s tloušťkou 2,2 mm. Zřetelně povrchově drsné pásy byly potom kalandrovány na tloušťku 2,0 mm. Z tohoto polotovaru byla podle příkladu 1 vyražena plošná těsnění 1.

Z důvodu vyššího podílu skelného vlákna a speciálního spékacího postupu, to znamená delší sintrovací doby a spékání pod inertním plynem, se obdrží vyšší tvrdost Shore materiálu, což přináší velmi nízké hodnoty sedání za tepla, jen 2 Kromě toho netěsnost zkoušená pomocí dusíku zaujímá při vnitřním tlaku 4 0 x10^s

MPa a plošném

MPa relativně vysokou hodnotu

0,17 mg/(ros), protože možnost přizpůsobení nepřevrstvených těsnících ploch je na základě vysoké materiálové tvrdosti omezena.

Příklad 3: Skelným vláknem vyztužené PTFE plošné těsnění 1 se 40 ^ním podílem skelného vlákna a oboustranně navařenou PTFE folií 50 pm tlustou.

Meziprodukt z příkladu 2 (tvrdost Shore 70) byl odebrán po loupacím postupu. Na oba drsné povrchy meziproduktu byla plošně na vzduchu navařena 50 pm tlustá fólie sestávající z modifikovaného po 1ytetraf1uorethy1enu (TFM 1700), přičemž se obdržela tvrdá deska 4 s oboustranně měkkým převrstvením. Z převrstvené desky 4 byla opět vyražena plošná těsnění 1 a analogicky s předcházejícími příklady změřena netěsnost

•	····			94	•
··	¢-	• ·	•	• · ·	• ·
•		•	*		• ·	•
	• *	•	•	•	• ♦ · ·	•
9	• · ··	* · >·	•	♦ · · ··	• >· ·

a změny	z a	t e o l a ..
	Z	důvodu	měkkého PTFE	převrstven í	2 a	z toho
vyp1ýva	j í c í	dobré	možnosti oproti	příkladu 2	uz avř í t	kanály
netěsnost í	se sice	docílí podstatně	nižší n e tě	s n o s t jen	0.0005
mg/(ms)	( v i	z tabulka 1). Značně však	narušt a i í	vlivem v	p r umě r u
50 pm	tlustého převrstvení 2_ sedání	za tepla	na 34	.Jak je

uvedeno na straně 2. spočívá důvod v tom,, že pomocí známých nanášecích postupů nanesené relativně tlusté převrstvení 2 působí jako mazací fi Im. který způsobuje neočekávaně vysoký skluz těsnění vzhledem k povrchům příruby.

Příklad 4, 5 a 6: Skelným vláknem vyztužené PTFE plošné těsnění se 40 %ním podílem skelného vlákna a oboustranně neneseným převrstvením 2 PTFE disperzí se střední tlouštkou vrstvy 3 pm (příklad 6), 6 pm (příklad 5) a 12 pm (příklad 4)

V následujícím popsaná' plošná těsnění a jej i ch výroba představují přednostní podoby provedení vynálezu,.

přičemž kroky k výrobě jsou shrnuty v blokovém schématu podle

Nejprve se smíchalo 58.8 dílů (hmotn. PTFED prášku s 39,2 díly (hmotn. S) skelných vláken. Následně se za míchání přidaly k zabarvení plošného těsnění j_ 2 díly (hmot. %) barevného pigmentu od firmy Ferro. Odchylně od příkladu 2 se sintrovací doba na sintrovací teplotě za přívodu kyslíku prodloužila z 20 na 26 hodin. Před loupáním spečeného dutého válce se na čelních plochách spečeného dutého válce opět stanovila tvrdost Shore, přičemž byla zjištěna hodnota 73.

Tvrdý PTFE pás byl po loupání přiříznut do deskovité • · · · • · · · • · · · • · · · ·· • · · podoby na tloušťku 2.2 mm a umístěn do lamí načni ho lisu. Následně se na oba povrchy takto vyrobené desky £ pomocí sítotisku plnoplošně nanesla PTFE disperze. Alternativně by se mohlo nanesení PTFE disperze provést postupy iako ponoření.

stříkání	s p a c h t 1 o v á n í ,	r o s	e n í	nebo ji nými ti	skovými postupy.
	Převrstvovací směs	př i	tom sestávala	z 88,5 X vodnaté
PTFE di	sper ze (E 15264)	o d	f i	r my Dyne o n,	10 % o dpě ň o v a č e
( F ume xo1	od firmy C i ba)	a	1 .5	% z a hus £ o vad 1 a	(V i s c a 1e x VG od
f ir my 0 i	ba) . Převrstvení	Z	byla	provedena třemi různými tisky.

Síta sestávala z polyesterové tkaniny vyrobené z polyesterových monof i

1G o průměru 48 um (písmeno T). Počet monofilG činil ve směru osnovy a ve směru útku 48 (příklad 4), (příklad 5) a 120 (příklad

6) na centimetr.

Napři ště budou tato síta označena 4 8 T,

90T a

120T. Bylo stanoveno.

že s rostoucí hustotou filament bylo nanášeno na tvrdou PTFE desku 4 stále více disperze.

Po následující m sušení a/nebo spékání. během něhož byly odstraněny pomocné látky,, se porovnávaly se s převrstvením. Jeslí že výchozí získaly převrstvené desky £ hmotnost í před disperzní hustotou čistého PTFE se koreluje (2,2 g/cm³ ) hmo t nos t n í a rozměry příbytek desek £ desky £, lze z toho stanovit střední tloušťku vrstvy disperze.

Při převrstvení desky £ pomocí sítotisku je požadovaná střední tloušťka vrstvy převrstvení £ po 1ytetraf1uorethylenovou disperzí nastavitelná v závislosti na velikosti oka síta použitého při sítotisku. Převrstvení 2, bylo tím tlustší, čím větší byla velikost oka síta. Jednotlivě to vedlo pro příklady 4, 5 a 6 k následujícím výsledkům:

Příklad 4 • ♦ · · · < · · · · • · · · · · · · • · ♦ · · » ·

Síto vrstvy 12 um.	s vel	i kost, í	oka	48T	vedl	0	ke	3 t. ř e d n í	t 1 o uš t c e
Příklad 5
Síto vrstvy 6 m.	s vel	i kost i	oka	90T	v e d 1	o	ke	s t ř e d n í	tloušťce
Příklad 6
Sí to	s ve )	I i kost í	oka	1 20T	ve d 1	o	ke	střední	tloušťce

vrstvy 3 pru.

V návaznosti na proces povrchového nanášení byl y převrstvené desky ± tloušťce 2,2 mm válcovány.

nebo kalandrovány na tloušťku 2 čímž byl povrch hladší a tenké z disperze nanesené a tepelně zpracované převrstvení kompr i mova1 kal andro vání převrstvení může vést protrhne. To

2. to však není nevýhodou.

desky 4. s tomu, že poněvadž potom s e tenkým se převrstvení 2 se plochy bez takto převrstvení jak to byl

2, ale o již popsáno stále obklopené materiálem převrstvení g, v předchozím, mohou zazubit s dosedajícími prot i p1ochami například přírub, což pozitivně působí na potlačení tečení.

Pokusy za pomoc i optického mi kroskopu jednak výbrusech potvrzují převrstvení a naznačují, nemusí nanesená vrstva tvořit na př í čných shora uvedené střední tloušťky porvch desky 4_ převrstven jen částečně, desek 4 s různou tloušťkou převrstvení 2, a 12 um byla opět vyražena plošná těsnění že s klesající tloušťkou vrstvy vždy uzavřený film, takže je Z převrstvených PTFE která činí 3 um, 6 um

1_ ke stanovení sedání za tepla a netěsností.

• · · · • · · · · ♦ • · · ·«·· · · · • ♦ ·«·· · ·

-14• · · v··· ·· ····· ·< «· « · «

Ze 3ro vn a n í sedání za tepla ied nak pro příklad 3 a jednak pro příklady 4. 5 a 6 podle tabulky vyplývá, že

p ř e v r s t v e n í	4 s t 1 o i	i š t k o u	50	μ má oproti podstatně tenšímu
př e vr s t. ve n í	£ ( 3 pm <	iž 12	μ m 1	značně snížené sedání	za tepla.
totiž z 34	% na jen 6	až 10	%.

Na základě u příkladů 4, a 6 relativně tenkého převrstveni 4 (3 μm až 12 um) bylo očekáváno,, že netěsnost bude podobně vysoká jako u nepřevrstvených, podobně tvrdých plošných těsnění z příkladu 2. Netěsnost bvla však překvapivě ve srovnání s příkladem 2 o přibližně tři mocniny čísla deset nižší .

Příklad 7: Skelným vláknem vyztužené PTFE plošné těsnění £ se 40 Sním podílem skelného vlákna a oboustranně naneseným převrstvením £ z PTFE disperze ve formě mřížkového vzoru

PTFE substrát a PTFE převrstvovací směs byly vyrobeny stejným způsobem, jak je popsáno v příkladech 4, 5 a 6. Na rozdíl od těchto příkladů však bylo použito síto z monofilu s hustotou filament 90 filament na centimetru (90T). Část sítové tkaniny byla provedena podle obr. 3 pro PTFE disperzi nepropustná. Tyto nepropustné partie síta měly kvadratickou podobu s délko hrany dva milimetry. Nepropustné čtverce 10 jsou umístěny s odstupem 2 mm tak, že se obdrží pravidelná mřížka, jejíž mřížkové čáry 8. jsou na obr. 3 znázorněny černě a mají ší řku 2 mm.

Pomocí tohoto síta může být PTFE substrát převrstven požadovaným způsobem PTFE disperzi' jen rovnoběžně, respektive podél mřížkových čar 8. Pomocí síta 90 T a receptury disperze, uvedené v příkladech 4 až 8, se nastaví typická lokální tlouštka převrstvení 2., která činí 6 mikrometrů.

e · · ·

V návaznosti na proces povrchového převrstvování nejprve převrstvená deska 4_ termicky zpracovala a následně a z tlouštky 2.2 mm na 2.0 mm. čímž se (válcovala nebo) kalandroval měla hladký povrch a bvl naneseným z disperze.

a utěsněna tenkým převrstvením 2_, vyrobeného polotovaru se následně razí 1 a těsnění

Při p o u ž i t. í jako ploché těsnění

j. v těsnícím spoji nedovo1 i 1 t. a ko výmt o vzorem převrstvení způsobem převrstvený žádné průchozí materiál s mřížkovým netěsnostní kanály.

poněvadž nepřekryté plochy jsou úplně obklopeny převrstvenými plochami.

Nepřevrstvené plochy PTFE substrátu mohou zajistit zvi á š t ě dobré zazubení přitlačenou plochou příruby, což positivně působí na odolnost za tlaku. zatímco mřížkovitě převrstvené plochy PTFE substrátu dbají o dobrou těsnost.

Tímto materiálem docílené sedání za tepla leží o 5,5 X níže než sedání za tepla prakticky plnoplošně, avšak také tence převrstvených materiálů podle příkladů 4 až 6.

Netěsnost, která činí 0,005 mg/(ms), je sice o něco větší než příslušná hodnota podle příkladů 4 až 6, je však o dva řády lepší než u nepře vrstveného materiálu podle příkladu 2, tabulka 1.

Povrch desky 4. je v tomto příkladě převrstven jen zčásti. Stupeň převrstvení je tedy menší než 100 %. Při jiných rozměrech převrstvených a nepřevrstvených ploch a rovněž při jiných vzorech převrstvení 2. se mění stupeň převrstveni 2. Leží přednostně mezi 50 % a 100 %, když se má docílit podobně příznivá kombinace hodnoty změn za tepla a netěsnosti jako v tomto příkladě 7.

Souhrnně se stanoví, že plošné těsnění 1 z relativně · · ·

4 ·· 4 4 4 ♦ · · 4 44 4 ♦ 44 4 < 4444444 » 4 4 · 44 444 44

444 4444 44·

444 44 44 4 4 44444 proti tečení odolné a trvdé PTFE desky 4 s relativně tenkým a měkkým PTFE převrstvením 2 zajišťuje jak nízkou hodnotu sedání za tepla tak také nízké netěsnoti.

Přídavné pokusy ke shora uvedeným příkladům ukazují, že se nejvyšší tvrdost desky 4_ docílila tehdy, když se spékalo za vyloučení vzduchu a když byla vědomě volena dlouhá sintrovací doba na sintrovací teplotě větší než 1,5 hodiny na cm tloušťky dutého válce.

Použití vynálezu není omezeno na plošná těsnění _1_, z polotovaru podle vynálezu se mohou vyrobit také jiné součásti, u nichž se využijí popsané výhody, jako například malé sedaní za tepla.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY γ V 2οο1 ···· ·· · · ·· · • » ·· · * ··· • ···· · · · • · 9 9 9 9 9 9 999

Plošný polotovar obsahující převrstvenou desku (4).

p ř i č e mž:

deska (4) sestává ze substrátu fluorované plastické hmoty.

obsahujícího plniva. a převrstvení (2) z fluorovaných plastických hmot a přičemž převrstvení (2) je ve srovnání s deskou (4) měkké a tenké a převrstvení (2) alespoň z částí pokrývá povrch desky (4) vyznačují c í se

m.

střední tlouštka převrstvení (2) činí nejvíce 20 ma t. e r i á 1 substrátu desky (4) má tvrdost

Shore alespoň

Plošný polotovar podle nároku

1. vyznačující se tím, že plniva des k y (4) obsahují jednu nebo více inertních i c kýc h substancí v zrnité nebo vláknité podobě.

přičemž pln i va jsou obsažena s p o d í em více než 25 hmotn.

P1 osný polotovar plniva desky ( 4 ) podle nároku obsahují
2, vyznačující se tím, že jednu nebo více z následujících substancí: oxid h 1 i n i t. ý karbid křemíku (SiC), sklo, ( AI 2 Oz ) , oxid křemičitý ( S i O? ) , negrafitový a grafitový uhlík.
4. Plošný polotovar podle nároků až 3. vyznačující se tím.

že materiál matrice desky (4) sestává z fluor obsahující plastické hmo t y.
5. Plošný polotovar podle nároků

1 až 4. vyznačující se tím.

že materiál matrice desky (4) sestává z plně fluorovaných plastických hmot ze skupiny po 1ytetraf1uorethylenu (PTFE), modifikovaného po 1ytetraf1uorethy1enu (TFM), kopolymeru tetraf1uorethylenu a hexafluorpropy1enu (FEP), nebo kopolymeru perf1uora 1koxy1u (PFA).

« •··« · · ·· ·· « · · · · ·· · • · · ♦ · « *
6. Plošný polotovar podle jednoho z d ř e d c h o z í c h nároků, vyznačující se tím, že tenké převrstvení (2) desky (4) obsahuje vodnatou disperzi z fluorované elastické hmoty, která obsahuje po IvtetraíIuorethylen (PTFE). modifikovaný polytetrafluorethylen (TFM). kopolymer tetraf1uorethvlenu a hexafIuorpropylena ( FEP> , nebo kopolymer perf1uoralkoxylu (PFA).

7 . Plošný polotovar p o d 1 e jedno ho z předchozích nároků. vyznačující se tím, ž e tenké převrstvení (2} i e b u ď celoplošné, nebo mí s t n ě přerušené a jen část povrchu desky (4), přednostně 50 % až do 100 je i í m pokryta. 8 . Plošný polotovar podle nároku 7 , vyznačující se tím, že

nebo mřížkoví té, přičemž převrstvení (2) je s í £ o v i t é, převrstvené části desky (4) jsou vytvořeny jako kolmo navzájem probíhající mřížkové čáry (8), které obepínají nepřevrstvenou část desky (4).
9. Plošný polotovar podle jednoho z předchozích nároků, vyznačující se tím, že tvrdost Shore materiálu substrátu pro desku (4) činí alespoň 68, zejména alespoň 70 a střední tlouštka převrstvení (2) činí nejvíce 15 pm, zejména leží uvnitř rozsahu 2 pm až 8 um.
10. Součást, zejména plošné těsnění, vyznačující se tím, že je vyrobena, přednostně vyražena, z plošného polotovaru podle jednoho z nároků 1 až 9.
11. Způsob výroby plošného polotovaru z fluorovaných plastických hmot podle jednoho z nároků 1 až 9, u něhož se po 1ytetraf1uorethylenový prášek smíchá se ztužující fází, směs se lisuje za studená do dutého válce, dutý válec se spéká a z dutého válce se loupe alespoň jedna deska (4), • · · · · « · • · ♦ ♦ · ««··

9 9 · · · · 9 99

9 ♦ · · 9 · · · · *· ·«· 9 9 9 9 9 99

999 9· 99 9 9 99999 vyznačující se tím. že se dutý válec soéká pod atmosférou inertního plynu, přednostně pod dusíkem, a na alespoň jeden povrch desky (4) se ponořením, nástřikem, štěrkováním, rosením a tiskovými postupy, zejména sítovým tiskem, nanáší po 1ytetraf1uorethylenová disperze, přičemž se deska (4) opatří tenkým ořevrstvením (2) po IytetrafIuorethylenovou disperzí se střední tloušťkou vrstvy nejvíce 20 pm. přednostně 2 pm až 8 pm.
12. Způsob podle nároku 11. vyznačující se tím. že se na desku (4) ze substrátu z fluorované plastické hmoty nanesou pomocí sítotisku různé tiskové vzory s různým množstvím disperze na jednotku plochy.
13. Způsob podle jednoho z nároků 11 až 12, vyznačující se tím, že se deska (4) po převrstvení převrstvením (2) polytetraf1uorethylenovou disperzí suší a/nebo spéká.
14. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím, že se po sušení a/nebo spékání převrstvení (2) z po 1ytetraf1uorethylenové disperze, nanesené na desku (4), zapracuje válcováním nebo lisováním do povrchu desky (4).

Způsob že při hodinu podle jednoho z nároků 11 až 14. vyznačující se tím.

spékání dutého válce činí sintrovací doba alespoň 1 na centimetr tlouštky stěny dutého válce za sintrovací teploty, přičemž s introvací teplota leží v teplotním rozsahu mezi

350 a 390 o C.

Způsob podle jednoho z nároků 11 až 15, vyznačující se tím.

že se jako fáze používá anorganická.

inertní substance v zrnité nebo vláknité formě v množství alespoň

25 hmotn.

vztaženo na směs .

• · · · · ·9 9

9 9 9 9 9 9 99

9 9 9 99 99

9999
17. Způsob podle nároku 16, vyznačující se tím, že se jako z t užu j í c í fáze používá anorganická, inertní substance ze skupiny oxid hlinitý (AlzOs), oxid křemičitý (S i Oz ) , karbid křemíku (SiC), sklo, negrafitový a grafitový uhlík, slída.
18. Způsob podle jednoho z nároků 11 až 17, vyznačující se tím, že se z převrstvené desky (4) zhotoví, přednostně ražením, jedno nebo více plošných těsnění (1), zejména prstencových těsnění.