JP2002542432A - 低圧ガスケットの現場成形と方法 - Google Patents

低圧ガスケットの現場成形と方法

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JP2002542432A JP2000600024A JP2000600024A JP2002542432A JP 2002542432 A JP2002542432 A JP 2002542432A JP 2000600024 A JP2000600024 A JP 2000600024A JP 2000600024 A JP2000600024 A JP 2000600024A JP 2002542432 A JP2002542432 A JP 2002542432A
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Abstract

(57)【要約】 ガスケットを用いてガスケット式接合部で接合される二つの部品の一方（１０）に固定されるガスケットシール（１９）又は中間嵌め具を形成する方法が開示される。該方法は、ガスケットに適した形状の有壁モールドキャビティ（１３）を持つモールド（１２）であって、少なくとも一つの壁（１８）が一方の部品の接合面であり、モールドキャビティの残りの壁（１４）がモールド片に形成されるモールドを提供する工程を含む。一方の部品の上記接合面上にモールド片を配することによりモールドを閉止して、閉じた略トロイド状の空間としてモールドキャビティを形成する。ついで、モールドキャビティ内に溶融したガスケット形成熱可塑性材料を注入し、該熱可塑性材料は接合面とガスケットの間の接着剤接合をなす接合剤を含む。熱可塑性材料を冷却してガスケットを固化させ、接合面にそれを固着させ、接合面からモールド片を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 この出願は、成形ガスケットシステムと方法と題されて１９９９年２月１９日
に出願された仮特許出願第６０／１２０９４３号の優先権を主張し、その一部継
続である。
【０００２】 （発明の技術分野） この発明は、それらが適用される部品と一体であるガスケット、シール又は中
間嵌め具（transition fittings）を製造する方法に関する。この発明は、また
、エラストマー組成物、より詳細には、単一又は多成分のエラストマー組成物と
それらのガスケット、シールないし中間嵌め具の形成における使用にも関する。
【０００３】 （発明の背景） 多くの種類の装置、導管、配管、鋳造物及び他の部分が、接合部において気体
、液体、電気的、化学的ないし音の絶縁シールを形成するためにガスケット式接
合部によって互いに接合される。ガスケット式接合部を製作する通常の方法では
、ガスケットを別個に形成し、それを、大抵は手で、フランジや他の一又は複数
の部品の接合面上に位置せしめ、ガスケットを接着剤あるいは機械的締結具によ
り一方又は他方の部品に取り付け、ついで接合部を形成する二の部品（部分）を
ボルト止め又は他の方法で締結することがなされる。これらの手順は、多くの労
力を要するもので、部品を何度も扱うことを必要とし、同時に品質と操作性の検
査を何度も行う必要がある。典型的には、取扱いと検査が、製造の３段階、すな
わち、材料の製造中、部品の製作中、及び組立構造体の製作中に必要とされる。
【０００４】 ガスケット式接合部において接続されるべき部品の一つ（又は複数）の上の所
定位置にガスケットを形成または成形することを可能にし、また、所望される場
合にはそれを部品の一つと程度の差はあれ一体化して形成することも可能にする
ことが要求されている。本発明は、発泡ガスケットと、中実又はハードなガスケ
ットとの双方に対して、その要求を満たす。本発明は、ポリプロピレン製部品の
ための適所に成形されたガスケットの作製において特に有用である。
【０００５】 （発明の概要） 本発明の主要な態様では、ガスケット、シールないし中間部材（transition p
art）を部品上に直接成形する方法が開示される。以下により十分に説明する図
によって最もよく示されるように、接合面又はフランジを有する部品が、ついで
該部品の回りに締結される型と接合せしめられて、略トロイダル形である密封モ
ールドキャビティが形成され、前記部品の接合面又はフランジにより一又は複数
のモールド壁が形成されていることが分かる。ついで、接合剤（bonding agent
）を含むか、あるいは、別の形で接合面に接合可能とされたガスケット又はシー
ラント材料が、溶融状態ないし流動可能状態でモールドキャビティ内に注入され
る。固化をすると、それが直接前記部品に結合する。これにより、接合面又はフ
ランジに接着剤のビード（bead）を付着させ、ついで既製のガスケットをその面
に配置するという、一般的な従来技術の手順である別個の工程の必要性が排除さ
れる。ガスケット又はシール材料に内在させる接合剤を慎重に選択することによ
り、モールドの開放時にガスケット材料が部品の接合面に確実に接着されたまま
の状態となり、モールドからきれいに離脱させることが可能になる。加えて、モ
ールドは、適切な離型剤、例えば、モールドの表面に適用されるが接合面には適
用されないシリコーン離型剤で処置してもよい。
【０００６】 本発明のさらに別の態様では、例えば、水系ポリウレタンから構成されうるス
リップ被覆材料（slip coat material）のモールドへの適用を含む。スリップ被
覆の目的は、ガスケットの外側又は非接合面上に膜を形成することにある。これ
は、それがガスケットの外面上に非粘着性の面をつくり出し、これらの面での接
合剤の作用を効果的に絶つ点において特に有用である。この特徴は、同じ材料で
できている部品の表面がガスケットで接合されうるが、後で各部品又はガスケッ
トに損傷を与えずにそれらを分離できることが望ましい場合のガスケットの利用
において、特に重要である。
【０００７】 本発明の他の重要な態様では、好ましくはガスケットの形成過程において、エ
ラストマー発泡型製品（elastomeric cellular product）を生成する発泡型押出
加工（foamed extrusion procedure）を施されうる新規の改良されたエラストマ
ー組成物が提供される。本発明のエラストマー組成物は、少なくとも一種の熱可
塑性ゴム化合物と接合剤の混合物を含有する。上記少なくとも一種の熱可塑性ゴ
ム化合物は、Leichtの米国特許第４６７７１３３号とLeichtの米国特許第４７６
４５３５号に開示されているような２種の熱可塑性ゴム化合物の混合物をさらに
含むものとしてもよく、これら米国特許の開示は、すべての目的のために出典明
示によりその全体がここに取り込まれる。
【０００８】 接合剤は、既製の冷却された部品にガスケット又はシール材を接合するのに適
した一又は任意の数の複数の高分子接着剤を含みうる。接合剤は、典型的には、
ガスケットないしシール材を作るのに使用される混合物の３０重量％未満（５重
量％が好ましい）を構成する。ガスケット材料中に導入されうる接合剤について
は、いくつかの例によって最も良く例示されうるが、これらにに限定されるもの
ではない。ガスケットが接合されるべき部品（部分）がナイロンで形成されてい
る場合、アクリル接合剤が使用されうる。接合されるべき部品がポリエチレンで
形成されている場合は、接合剤として炭化水素樹脂を使用するのが好ましい。接
合されるべき部品がポリプロピレンで形成されている場合には、接合剤は、好ま
しくは、アイソタクチック・ポリプロピレン、アタクチック・ポリプロピレン及
び低分子量ポリアミドの混合物から形成される。詳細には、ポリプロピレン接合
剤は、一般にエポキシ用硬化剤として使用される、約５〜５０％の脂肪酸二量体
ベースのポリアミドを含有し、残りがアイソタクチック・ポリプロピレンとアタ
クチック・ポリプロピレンを１：１から１：１０までの範囲の比（１：５．５の
比が好ましい）で含有するものとできる。
【０００９】 さらに本発明によれば、ガスケットを用いてガスケット式接合部によって接合
される２つの部品の一方にガスケットを固着して形成する方法が提供される。該
方法は、ガスケットに対して望ましい形状の有壁モールドキャビティを有するモ
ールドを提供することを含み、そのモールドキャビティの少なくとも一つの壁が
一方の部品の接合面となり、そのモールドキャビティの残りの壁がモールド片に
（mold piece）に形成される。離型剤を、接合面を除いたモールドキャビティの
壁部に適用してもよい。前記モールドは、一方の部品の接合面の上にモールド片
を配することによって閉止され、モールドキャビティを、溶融したガスケット形
成熱可塑性材料が注入される閉じた略トロイド状（toroidal）空間として確立す
る。熱可塑性材料は、ガスケット熱可塑性材料が冷却されてガスケットを固化さ
せ、それを接合面に固着するように接合面間の接着結合を確立する、接合剤を含
む。ついでモールド片が接合面から取り除かれ、その適所にガスケットが固着さ
れた部品が、他方の部品と連結できる状態となる。
【００１０】 前記方法は、離型剤を適用した後であって前記モールドを閉止する前に、スリ
ップ被覆材料を用いて接合面以外の壁キャビティの壁部を被覆することを含んで
もよい。スリップ被覆材料は、ガスケットの面上に、接合面に隣接する面以外に
形成される膜を形成するように作用する。
【００１１】 前述した方法の実施においては、一方の部品はポリプロピレン製であり得、接
合剤は、ポリアミドをベースとした約５パーセントから約５０パーセントの脂肪
酸二量体を含有し、残りが約１：１と約１：１０の間の比のアイソタクチック・
ポリプロピレンとアタクチック・ポリプロピレンであり、接合剤はガスケット形
成熱可塑性材料の約３０パーセント未満を構成する。
【００１２】 さらに、前記一方の部品は、ナイロン製で、前記接合剤は、ガスケット形成熱
可塑性材料の約３０パーセント未満を構成するアクリル材料であってもよい。
【００１３】 また、前述した方法は、ポリエチレンで形成された一方の部品と、ガスケット
形成熱可塑性材料の約３０パーセント未満を構成する炭化水素樹脂である接合剤
とを用いて、実施することとしてもよい。
【００１４】 シリコーンが、前述した方法の実施において好ましい離型剤であり、スリップ
被覆材料は、水系ポリウレタンである。
【００１５】 本発明の好ましい形態では、ガスケット式接合部にて共に接合される２つの部
品のうちの一方に固着されるガスケットの形成での利用に適合したエラストマー
組成物は、少なくとも一種の熱可塑性ゴム材料と、組成物が溶融状態から固化す
る際に一方の部品が形成される材料にその組成物を接合することを可能にする接
合剤とを含む。ポリプロピレン部品に固着されるガスケットの形成に際して使用
される特に好適なエラストマー組成物の一つは、接合剤がポリアミドに基づく約
５パーセントから約５０パーセントまでの脂肪酸二量体を含み、残りが約１：１
と約１：１０の間の比でアイソタクチック・ポリプロピレンとアタクチック・ポ
リプロピレンを含み、接合剤が当該組成物の約３０パーセント未満を含んでいる
ものである。ナイロン部品に固着されるガスケットの形成に際して使用される特
に適したエラストマー組成物の一つは、上記接合剤が該組成物の約３０パーセン
ト未満を含むアクリル材料であるものである。さらに、ポリエチレン部品に固着
されるガスケットの形成の際に使用される特に適したエラストマー組成物の一つ
は、接合剤が組成物の約３０パーセント未満を構成する炭化水素樹脂であるもの
である。
【００１６】 （好適な実施態様の説明） まず、図１に着目すると、図１は、断面図としてガスケット収容部品１０を示
している。明確化のため、部品１０には金属のクロスハッチングが施されている
が、これをプラスチックや他の材料で形成してもよいことが理解されるべきであ
る。部品１０は、ガスケットの形成時に部品１０に接着されることになるガスケ
ットの部分の所望の形状を有する溝１１をその中に有している。部品１０と接合
されるものは、モールド片１２であり、これも部分断面図で示してある。モール
ド片１２も金属としてクロスハッチングしてあるが、プラスチックや他の材料と
してもよいものである。モールド１２は、モールド片のガスケット形成壁部の残
りを定める壁１４を持つ溝１３を有している。
【００１７】 モールド片については、上面図の形で図２に示してあり、この図は、モールド
片が備えている注入口１５と通気口１６を最も良く示している。
【００１８】 このように、図１及び図２から、ガスケット収容部品１０とモールド片１２と
が閉じたキャビティ１７を規定し、このキャビティがガスケット収容片それ自体
によって形成される少なくとも一つの壁１８を有するモールドキャビティである
ことが分かる。該モールドキャビティは、略トロイド状になっていると言うこと
もできる閉ループの形に配されているが、システムのガスケットの要求を満たす
不規則な閉ループの形状を有するものであってもよい。
【００１９】 作用について説明すると、モールド片１２には、好ましくはモールドキャビテ
ィの壁部上に離型剤が被覆される。ついでモールド片１２は、図１に示されるよ
うにモールドキャビティを形成するようにガスケット収容部品１０の溝とモール
ド片１２の溝を正確に一致させて、ガスケット収容部品１０の上に位置せしめ、
それに締結あるいは当接させる。ついで、流入口１５を通じてモールドキャビテ
ィへ溶融した熱可塑性材料を導入し、モールドキャビティ内のガス体を、流れる
ガスケット材料が通気口１６から流れる前に漸次排気される。閉ループのモール
ドキャビティにそれを完全に満たすに足りる材料を内在させるように十分な溶融
熱可塑性材料が注入され、その結果、連続したガスケットが形成される。ついで
、モールドキャビティ内の熱可塑性材料を硬化又は固化させることができるよう
にモールドとモールド片１２と部品１０が冷却され、ガスケットが十分に固化し
た時に、モールド片１２が取り除かれ、ガスケットが図３に示したように適所に
残される（図３ではそれを符号１９で示してある）。所望される場合には、上述
の離型剤の塗布の後とモールドの閉止の前にキャビティを形成するモールド片１
２の壁部にスリップ被覆材を塗布してもよい。スリップ被覆材は形成されるガス
ケットの表面に膜を形成するように作用する。これはガスケットの外面に非粘着
性の表面をつくり出し、外面における接合剤の作用を効果的に消滅させる。これ
は、同じ材料製の部品の表面をガスケットで接合されるが、部品又はガスケット
の何れかを損傷することなく後でそれらを分離させることができることが望まし
いガスケットにおいて重要である。
【００２０】 図４は図１と同様の図であるが、モールド片１２とガスケット収容部品１０の
間に、調節され選択された寸法の小さな間隙２０が形成される構成を示している
。ガスケット形成材料がこの構成におけるモールドキャビティ内に導入されると
、その幾らかが、材料の冷却条件によって決まる所定の距離にわたって間隙内に
流れ出る。 図４に示された装置において製作された最終ガスケットは図５に示されており
、形成されたガスケットははみ出し（flashed）領域２１及び２２を有している
ことが分かる。これらは、ガスケットとガスケット収容部品１０の間の接着面積
を増加させるのに役立つ。
【００２１】 図６、７、８及び９は、全て、本発明において可能になる多大な設計の柔軟性
を例証している。柔軟性は、ガスケットの近傍のガスケット収容部品１０の形状
の柔軟性と、ガスケット自体の形状の柔軟性の双方を含む。しかして、図６のガ
スケット２３はガスケット収容部品の角部に形成され固着されている。図７のガ
スケット２４はガスケット収容部品１０の実質的に平坦な表面に固着されている
。図８のガスケット２５はガスケット収容部品の縁部に形成され、ガスケットに
は、接着面積を増大させるためのはみ出し領域２６がまた設けられている。図９
では、ガスケット収容部品１０状のガスケット保持溝２７は、ガスケット２８の
底部が溝に物理的に係止されそれに固着されるように留め継ぎ（mitered）され
ている。
【００２２】 上記から、本発明では、設計において多大な柔軟性を持ち、ガスケットの多く
の手作業での取り扱いとそれに伴う問題を解消しコストを削減するガスケット成
形方法及び技術が提供されることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 接合面又はフランジを有するガスケット収容部品をそれに接合し
たモールド片と共に模式的に示す断面図であり、図２の１−１線に沿って見た図
である。
【図２】 図１中に示したモールド片の下側の模式的な部分平面図であり、
図１の２−２線に沿って見た図である。
【図３】 ガスケット収容部品を、その上に成形したガスケットと共に示す
模式的な部分断面図である。
【図４】 ガスケットの接着性を増大させるためにガスケットの各側に沿っ
てはみ出し領域を形成する目的で配置されたガスケット収容部品とモールド片を
示す図１と同様の図である。
【図５】 図４に配されたような装置によりガスケット収容部品上に形成さ
れたガスケットを示す図３と同様の図である。
【図６】 ガスケット収容部品上に本発明によって形成されたガスケットの
多くの可能な配置と形状を示す部分断面図である。
【図７】 図６と同様の図である。
【図８】 図６と同様の図である。
【図９】 図６と同様の図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年４月３０日（２００１．４．３０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】 ガスケット式接合部において接続されるべき部品の一つ（又は複数）の上の所
定位置にガスケットを形成または成形することを可能にし、また、所望される場
合にはそれを部品の一つと程度の差はあれ一体化して形成することも可能にする
ことが要求されている。本発明は、発泡ガスケットと、中実又はハードなガスケ
ットとの双方に対して、その要求を満たす。本発明は、ポリプロピレン製部品の
ための適所に成形されたガスケットの作製において特に有用である。欧州特許出 願公開第０８４８５３号はエラストマーガスケット成形材料を、それを保持する ことになる部品上の溝に注入し、加硫させて材料を部品に接着させる成形方法を 開示している。モールドは溝（暗示的）と協働してガスケットの形状を定めてい る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｋ 77:00 Ｂ２９Ｋ 77:00 Ｂ２９Ｌ 23:00 Ｂ２９Ｌ 23:00 31:24 31:24 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ガスケットを用いてガスケット式接合部の形で接合される二
    つの部品の一方に固定されるガスケットシール又は中間嵌め具を形成する方法に
    おいて、 上記ガスケットに適した形状の有壁モールドキャビティを持つモールドであっ
    て、少なくとも一つの壁が上記一方の部品の接合面であり、上記モールドキャビ
    ティの残りの壁がモールド片に形成されるモールドを提供し、 上記一方の部品の上記接合面上に上記モールド片を配することにより上記モー
    ルドを閉止して、閉じた略トロイド状の空間として上記モールドキャビティを形
    成し、 上記モールドキャビティ内に溶融したガスケット形成熱可塑性材料を注入し、
    該熱可塑性材料は上記接合面と上記ガスケットの間の接着剤接合をなす接合剤を
    含み、 上記熱可塑性材料を冷却して上記ガスケットを固化させ、上記接合面にそれを
    固着させ、 上記接合面から上記モールド片を除去する、 ことを含んでなる方法。
  2. 【請求項２】 上記モールドを閉止する前に上記接合面以外の上記モールド
    キャビティの壁に離型剤を塗布することをさらに含んでなる請求項１に記載の方
    法。
  3. 【請求項３】 上記離型剤の塗布後と上記モールドの閉止前に上記接合面以
    外の上記壁キャビティの壁にスリップ被覆材料を被覆することをさらに含んでな
    り、該スリップ被覆材料が上記接合面に隣接する表面以外に形成される膜をガス
    ケットの表面に形成するように作用する請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 上記一方の部品がポリプロピレン製であり、上記接合剤が、
    約５〜５０％のポリアミドベースの脂肪酸二量体を含有し、残りがアイソタクチ
    ック及びアタクチックなポリプロピレンを約１：１から１：１０までの範囲の比
    で含み、上記接合剤が上記ガスケット形成熱可塑性材料の約３０％未満を構成す
    る請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 上記一方の部品がナイロン製であり、上記接合剤が、上記ガ
    スケット形成熱可塑性材料の約３０％未満を構成するアクリル材料である請求項
    １に記載の方法。
  6. 【請求項６】 上記一方の部品がポリエチレン製であり、上記接合剤が、上
    記ガスケット形成熱可塑性材料の約３０％未満を構成する炭化水素樹脂である請
    求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 上記離型剤がシリコーンを含んでなる請求項２に記載の方法
    。
  8. 【請求項８】 上記スリップ被覆材料が水系ポリウレタンを含んでなる請求
    項３に記載の方法。
  9. 【請求項９】 上記接合面の間に間隙が形成され、上記ガスケットの形成過
    程で溶融熱可塑性材料が上記間隙に導入されて、上記ガスケットの縁部にはみ出
    し領域が形成される請求項１に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 ガスケット式接合部に互いに接合される二つの部品の一方
    に固定されるガスケット、シール又は中間嵌め具を形成する方法に使用されるの
    に適したエラストマー組成物において、少なくとも１種のゴム材料と、上記組成
    物が溶融状態から固化する際に上記一方の部品が形成される材料に上記組成物を
    接合可能にする接合剤とを含有するエラストマー組成物。
  11. 【請求項１１】 上記接合剤が、約５〜５０％のポリアミドベースの脂肪酸
    二量体を含有し、残りがアイソタクチック及びアタクチックなポリプロピレンを
    約１：１から１：１０までの範囲の比で含み、上記接合剤が上記組成物の約３０
    ％未満を構成する、ポリプロピレン製部品に固定されるガスケット、シール又は
    中間嵌め具に使用されるのに特に適した請求項１０に記載のエラストマー組成物
    。
  12. 【請求項１２】 上記接合剤が、上記組成物の約３０％未満を構成するアク
    リル材料である、ナイロン製部品に固定されるガスケット、シール又は中間嵌め
    具に使用されるのに特に適した請求項１０に記載のエラストマー組成物。
  13. 【請求項１３】 上記接合剤が、上記組成物の約３０％未満を構成する炭化
    水素樹脂である、ポリエチレン製部品に固定されるガスケット、シール又は中間
    嵌め具に使用されるのに特に適した請求項１０に記載のエラストマー組成物。
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