DE69106402T2 - Dichtungsmasse für plattenförmiges Material. - Google Patents

Dichtungsmasse für plattenförmiges Material.

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Description

  • Diese Erfindung betrifft ein blattförmiges Dichtungsmaterial, und spezieller ein blattförmiges Dichtungsmaterial, aus dem Dichtungen geschnitten werden können, die beim Dichten gegen sogenannte "aggressive Chemikalien" verwendet werden.
  • Solche Dichtungen werden zum Beispiel in der Zellstoff- und Papierindustrie, der petrochemischen Industrie, der galvanotechnischen Industrie und der lebensmittelverarbeitenden Industrie verwendet, und es ist gut bekannt, sie aus einem gesinterten Polytetrafluorethylen- (PTFE-)-Harz, das heißt, aus einem Harz, dessen vorherrschende sich wiederholende Einheit -CF&sub2;.CF&sub2;- ist, herzustellen. Um die Kriechrelaxation oder das kalte Fließen, das solche Harze unter Flanschdruck erleiden, auf annehmbare Grenzen zu reduzieren, war es lange üblich, das PTFE mit einem anorganischen Füllstoff (einem anderen als dem zuvor bei der Dichtung verwendeten Asbest) zu beladen, der in der Lage ist, nicht nur das Material zu verstärken, um ein gutes Dichten zur Verfügung zu stellen, sondern auch dem Angriff jeglicher Flüssigkeit, welche begrenzt werden soll, standzuhalten. So kann Bariumsulphat als inerter Füllstoff, falls stark alkalische Flüssigkeiten beteiligt sind, und Quarz (kristallines Siliciumdioxid) als inerter Füllstoff gegen starke Säuren verwendet werden. Für Fluorwasserstoffsäure wird Graphit eingesetzt.
  • Dichtungen der eben beschriebenen Art, die für eine Verwendung bis zu 260ºC empfohlen sind, waren zumindest während der vergangenen 10 Jahre erhältlich (siehe zum Beispiel die Broschüre GDAL-11/78-30M, veröffentlicht 1978 von Garlock of Canada Ltd) und sind weiterhin erhältlich (siehe zum Beispiel GYLON: Non-asbestos gasketing, TP-Rev 6/86-20M, Garlock 1986). Ein typisches Produkt enthält etwa 45 Gew.-% Quarz einer Teilchengröße von 75 um und darunter, wobei dessen Großteil ein Sieb mit Maschen von 53 um passiert.
  • Eine geeignete Methode zur Herstellung von Blättern, aus denen die Dichtungen geschnitten werden können, das sogenannte HS-10-Verfahren von du Pont, ist in einem Artikel beschrieben, der von der Valve Manufacturers Association of America veröffentlicht wurde und den Titel "PTFE-based gasketing materials" trägt. welcher von David G Lingard von Garlock Inc auf dem in Houston, Texas, im August 1986 abgehaltenen Seminar Asbestos Substitute Gasket and Packing Materials präsentiert wurde. Um sicherzustellen, daß die Materialien gute dichtende Eigenschaften aufweisen, ist der eingesetzte inerte Füllstoff sehr fein - z.B. 75 um und darunter, wie bereits angegeben, oder in der Regel nicht größer als 106 um (= BS-Sieb Nr. 150), so daß die Oberflächen der Dichtung der zu dichtenden Oberfläche eng angepaßt werden kann. Es ist jedoch sehr schwierig, einen so feinen Füllstoff in ein PTFE-Harz so einzubringen, daß er darin gleichmäßig dispergiert ist, und der entstehende Mangel an Homogenität schlägt sich oft in einer Dichtungsfähigkeit nieder, die über den Bereich des gesinterten blattförmigen Produktes hinweg erheblich variiert.
  • Wir kamen auf die Idee, daß nur aufgrund dessen, daß der Füllstoff in den Oberflächen des Dichtungsmaterials sehr fein sein muß, nicht folgt, daß ein sehr feiner Füllstoff in der gesamten Dicke des Materials verwendet werden muß; und daß, falls ein relativ grober Füllstoff im Körper, zum Unterschied von den Oberflächen, verwendet wird, die Schwierigkeiten des Einbringens des Füllstoffs bis zu diesem Ausmaß verringert werden.
  • Erfindungsgemäß wird ein blattförmiges Dichtungsmaterial zur Verfügung gestellt, aus dem Dichtungen zum Dichten gegen eine aggressive Chemikalie geschnitten werden können, welches Material Oberflächen aus einem gesinterten PTFE-Harz aufweist, in welchem ein inerter anorganischer Füllstoff dispergiert ist, dessen Gesamtheit im wesentlichen von einer Teilchengröße von weniger als 106 um ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Oberflächen ein Kern gesinterten PTFE-Harzes angeordnet ist, in welchem ein relativ grober inerter anorganischer Füllstoff dispergiert ist. Mit "relativ grob" meinen wir, daß zumindest 17,5 Gew.-% des Kernfüllstoffes von einer Teilchengröße sein sollte, die größer als 106 um ist. Um ein Gleichgewicht von wünschenswerten Eigenschaften im gesinterten blattförmigen Produkt und den daraus hergestellten Dichtungen zu erzielen, ist bevorzugt, daß 20-30 Gew.-% des Kernfüllstoffes von einer Teilchengröße über 106 um sein sollten. Der Rest ist von einer Teilchengröße unter 106 um. Vorzugsweise sind zumindest 7,5 Gew.-% des Kernfüllstoffes, und insbesondere 10-25 Gew.-%, von einer Teilchengröße, die größer als 150 um ist. Vorzugsweise besitzt der Kernfüllstoff keinen wesentlichen Gehalt an Teilchen einer Größe von über 250 um.
  • Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel weiter veranschaulicht.
  • Beispiel Herstellung von Oberflächenschichten
  • Paraflin wurde mit PTFE-Pulver mit einer Güte zur Herstellung von Streifen gemischt, wobei die Menge an Paraffin so war, daß es vom Polymer vollständig absorbiert wurde. Feingeriebener Quarz (wobei etwa 98 Gew.-% ein Sieb mit Maschen von 106 um passierte und etwa 85 % 45 um passierte) wurde dann mit dem Parafllin/Polymer-Gemisch gemischt.
  • Das Gemisch wurde fibrilliert, indem es zwischen Kalanderwalzen durchlaufen gelassen wurde, und das erhaltene Blatt wurde kreuzweise fibrilliert, indem mehrfache Dicken in rechten Winkeln zum vorigen Durchlaufen neuerlich zwischen den Kalanderwalzen durchlaufen gelassen wurden. Diese kreuzweise Fibrillierung wurde mehrere Male wiederholt, um die Festigkeit und Gleichförmigkeit des Blattes aufzubauen. Bei Beendigung dieses Stadiums war die Dicke des Blattes 0,5 mm bei zweiachsiger Ausrichtung des PTFE.
  • Herstellung eines Kerns
  • Ein Kern wurde hergestellt, indem im allgemeinen die soeben beschriebene Vorgangsweise befolgt wurde, mit dem Unterschied, daß der verwendete Quarz relativ grob war: etwa 26 Gew.-% von ihm wurden von einem Sieb mit Maschen von 106 um zurückgehalten (d.h., etwa 74% passierten es), während etwa 12,5 Gew.- % an einem Sieb von 150 um, etwa 7,5 % an eiiiem Sieb von 200 um und < 1% an 250 um zurückgehalten wurden.
  • Herstellung eines Schichtblattes
  • Der Kern wurde zwischen zwei Oberflächenschichten gelegt, und das Gebilde wurde durch Kalandern zu einem Schichtkörper geformt. Dann wurde das Paraffin durch Erhitzen vollständig von dem Blatt entfernt, und das Material wurde dann durch Erhitzen auf 350-400ºC gesintert. Die Eigenschaften des Produktes waren wie folgt:
  • Dicke (mm) 1,6
  • Spezifisches Gewicht 2,1
  • Kompressibilität (%) (ASTM F36) 7,3
  • Rückgewinnung (%) (ASTM F36) 44
  • Zugfestigkeit (ASTM F152) 11,5 (Richtung A) 10,2 (bei 90º zu A)
  • Belastungsrelaxation (MPa) 17,2
  • (BS-Zustand/40 MPa/250ºC)
  • Gasaustritt (ml/min) (DIN) 0,77
  • Flüssigkeitsaustritt (ml/Stunde) (ASTM F37) 0,42
  • *Säurebeständigkeit +0,1
  • *% Veränderung in der Dicke nach dem Eintauchen in 98% H&sub2;SO&sub4; während 16 Stunden bei Raumtemperatur.
  • Wenn im allgemeinen der Vorgangsweise des obigen Beispiels gefolgt wird, wird ein gesintertes blattförmiges Dichtungsmaterial, aus dem alkalibeständige Dichtungen geschnitten werden können, hergestellt, indem anstelle von Quarz Bariumsulphat mit den Merkmalen der oben für Quarz beschriebenen Teilchengröße verwendet wird.

Claims (5)

1. Blattförmiges Dichtungsmaterial, aus dem Dichtungen zum Dichten gegen eine aggressive Chemikalie geschnitten werden können, welches Material Oberflächen aus einem gesinterten PTFE-Harz aufweist, in welchem ein inerter anorganischer Füllstoff dispergiert ist, dessen Gesamtheit im wesentlichen von einer Teilchengröße von weniger als 106 um ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Oberflächen ein Kern gesinterten PTFE-Harzes angeordnet ist, in welchem ein inerter anorganischer Füllstoff dispergiert ist, von dessen Gewicht zumindest 17,5 % von Teilchen einer Größe von über 106 um gebildet werden.
2. Blattförmiges Dichtungsmaterial nach Anspruch 1, in welchem 20-35 Gew.-% des Kernfüllstoffes von einer Teilchengröße von über 106 um sind.
3. Blatfförmiges Dichtungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, in welchem zumindest 7,5 Gew.-% des Kernfüllstoffes von einer Teilchengröße von über 150 um sind.
4. Blattförmiges Dichtungsmaterial nach Anspruch 1, 2 oder 3, in welchem sowohl der Oberflächenfüllstoff als auch der Kernfüllstoff aus Quarz sind.
5. Dichtung, geschnitten aus dem blattförmigen Dichtungsmaterial eines vorhergehenden Anspruchs.
DE69106402T 1990-02-15 1991-01-22 Dichtungsmasse für plattenförmiges Material. Expired - Fee Related DE69106402T2 (de)

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