JPH06506970A

JPH06506970A - 導電性ガスケット材料

Info

Publication number: JPH06506970A
Application number: JP4510641A
Authority: JP
Inventors: バチノ　ジョン　イー．; ハンラハン，ジェームズ　アール．
Original assignee: ダブリュ．エル．ゴアアンドアソシエイツ，インコーポレイティド
Priority date: 1991-04-04
Filing date: 1992-04-01
Publication date: 1994-08-04
Anticipated expiration: 2012-10-15
Also published as: US5286568A; DE69204669D1; DE69204669T2; EP0578755B1; WO1992017888A1; JP2664540B2; EP0578755A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】導電性ガスケット材料発明の利用分野本発明は多孔質の導電性ガスケット材料、より詳しくは、シール表面からの良好な離れを提供し、良好な導電性を存する導電性層で被覆した多孔質の導電性ガスケット材料に関する。

背景技術多孔質の導電性ガスケット材料は特殊な要求を有する系のシールとして使用するにおいて大きな価値を有する。これらのガス炉・ノドは、非導電性のポリマーに導電性フィラー粒子を添加し、混合物を多孔質の導電性複合材料に形成した非導電性ポリマーのマトリ・ノクスを典型的に含む。このようなガスケット材料の価値は、導電性の性質によって系の電荷及び静電荷の蓄積を防止若しくは調節し、又はシールした系の１つの面から他の面に電磁線が透過することを調節若しくは防止する能力にあり、一方で同時に、シール表面の不規則性への高い適合性と低い必要締付力を有する軽量のガス炉・ソトを提供し、多孔質の性質によりシールした系の１つの面から他の面への制御された透過性を与える性能を提供する。

これらの材料へのシール性の要求は用途によって変わることがある。これらは厳格なことがあり、事実として、例えば化学プロセス容器、配管、装置において、液体又は気体の密封を提供するようにシール面による圧縮力の下でガスケットの全ての多孔性が除かれる。

また、低い圧縮力が適用され、ガスケットの多孔性や液体や気体の透過性を最小限の受諾できるレベルまでのみ低下するといった厳しさの低い用途で使用されることもある。例えば、これらは化学プロセス装置、電気電子装置、分析機器等の密閉のためのシールを含むことがあり、これらに対して周囲環境の池の影響を排除しながらシールした系の１つの側から他の側までの圧力の平衡状態を許容するといった要望がある。ここで、いずれの場合にも、ガスケット材料は使用に際して締付けしたときに導電性であることが必要である。

多孔質のガスケット材料を金属表面の間に締付けした場合、締付けを外したときにガスケット材料が金属表面にくっつくことかよくある。これは一般にガスケット材料の損傷に帰着し、再使用するに不適切にし、極端な場合としてガスケット材料を金属シール面から°外すためにガスケットを削り取らなければならない場合、金属シール面の損傷に帰着することがある。

多孔質の導電性ガスケット材料をアルミニウムシール面の間に締付けた場合、アルミニウムシール面の間の高い導電性か経時と共に実質的に低下する傾向かある。この傾向と表面にくっつく傾向はガスケット材料において非常に望ましくない。

締付けを解除したときに金属表面から容易に離れ、容易な取り外しや再使用を可能にする多孔質の導電性ガスケット材料か極めて望ましいてあろうことは理解することができる。

発明の要旨本発明は、ガスケット又はシールの用途に使用の後に締付けを解除したときに金属表面にくっつかず、締付けしたときにシール表面の間に導電性を提供するシート又は円筒状の多孔質導電性材料を提供する。

本発明は、導電性粒子をその中に有するポリマーマトリックスを含む導電性層で少なくとも１つの表面を被覆した多孔質導電性基材を含んでなる。

本明細書において用語「多孔質」は、圧縮していない状態で気孔の空間又は多孔性をかなりの量で含む材料を意味する。気孔サイズ、気孔サイズの分布、或いは材料の通気性に関する推測は意図するものではない。

本明細書において用語「導電性」は、使用中、即ち圧縮の下で電気を通す材料を意味し、圧縮していない状態でも導電性であることがある。

発明の詳細な説明本発明の１つの面は、導電性粒子を適切に固定し結合するマトリックスを提供する非導電性ポリマーを含んでなる薄い導電性のコーティング層の使用を含み、凸 −ティング層は多孔質導電性ガスケット材料の少なくとも１つの表面に結合する。

コーティング層のポリマーマトリックス材料は、使用されるシール表面に対して適切な剥離性を育し、導電性フィラー粒子を適切に結合し固定するために使用することができる任意のポリマーであることができ、好ましくは熱可塑性ポリマーであり、より好ましくはフルオロポリマーであり、最も好ましくはテトラフルオロエチレンとフッ素化コモノマー、例えばヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロ（プロピルビニルエーテル）とのコポリマー等である。

コーティング層のフィラー粒子は、充分に高い導電性を有し、コーティングのマトリックスポリマー、ガスケット基材、金属シール表面との適合性を有する任意の固体粒子であることができる。これらは、好ましくは電気を導くために一般に使用される金属の群、例えばアルミニウム、銅、ニッケル、銀、金等、或いは導電性炭素の群、例えばカーボンブラック、グラファイト等、より好ましくはＳｈａｗｉｎｉｇａｎアセチレンブラック、ＬＩＧＥＴアセチレンブラックのようなアセチレンブラックの等級から選択される。

フィラー粒子の濃度は、コーティング層中の全固体の３〜９０％の範囲であることかできるが、好ましくは１０〜５０％の範囲である。充填剤入りコーティング層の材料はドライの状態で基材の表面に適用することかできるか、好ましくは浸漬、スプレー、塗装、ロールコート等による適用のために液体媒体に混合する。

いずれの方法によってもコーティング層材料は薄い均一な層で適用する。液体媒体を除去するための乾燥の後、ポリマーマトリックス材料の化学的硬化又は基材表面への接着を得るだめの熱可塑性ポリマーマトリックス材料の加熱によって、コーティング層と基材の間の強い結合をもたらすことができる。得られたコーティング層は多孔質又は連続質てあってよく、好ましくは厚さが２５ミクロン未満である。

ガスケット基材材料は、導電性シールを提供するために使用されるシート状又は円筒状の任意の多孔質導電性材料であることかできる。基材材料はエラストマー、熱可塑性ポリマー、フルオロポリマー等からなる等級より選択することができ、導電性フィラー粒子を含み、好ましくは導電性フィラー粒子を含む多孔質の充填剤入りポリテトラフルオロエチレンであり、より好ましくは導電性フィラー粒子を含む多孔質の充填剤入り延伸ポリテトラフルオロエチレンである。

好ましい基材材料は高導電性カーボンブラックフィラー粒子を含む多孔質の充填剤入り延伸ポリテトラフルオロエチレンである。基材中の導電性フィラー材料の量は３〜９０重量％、好ましくは１０〜５０％の範囲でよい。１つの適切なテープはポリテトラフルオロエチレンとフィラー粒子を同じ重量部で含み、０．３４　ｇ　／ｃｃ（約８５％の気孔容積）の呼称嵩密度と約６８ガーレイ秒の通気性を有する。

通気性はＴｅ１ｅｄｙｎｅ　Ｇｕｒｌｅｙ　Ｈｉｇｈ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｄｅｎｓｏｍｅｔｅｒ−Ｍｏｄｅｌ　４１２０を用いて測定した。ガーレイ秒の値は水柱１２．２インチの圧力損失で１．０平方インチの試験面積を貫＜　１０ｃｃの空気の通過に必要な時間を秒で表す。

本発明の態様を更に例証するために次の例を用いる。

比較例ＩＧＯＲＥ−ＳＨＩＥＬＤＴＭＧＳ−１０００ガスケツトテープの直径３インチの試験片を、約５０ｐｓｉの締付力できれいな直径３インチのアルミニウム電極の間に締付けた。試験片を通る電気抵抗を３７日間、間隔をおいて測定し、その間約５０ｐｓ　ｉの締付力を保持した。

結果として、電気抵抗は実質的に増加した。

電気抵抗−初期　３７０ミリオ一ム２４時間後　４４０ミリオーム３７日後　３１６０ミリオームＧＯＲＥ−３ＨＩＥＬＤ　Ｇ５−１０００テープはポリテトラフルオロエチレンとフィラー粒子の同じ重量部から作成し、０．３４　ｇ　／ｃｃ（約８５％の気孔容積）の呼称嵩密度と約６８ガーレイ秒の通気性を有する。

比較例２比較例１で使用した直径３インチの試験片を約５０ｐｓｉの締付力できれいな直径３インチのアルミニウム電極の間に締付け、試験した。

２４時間後、取り付は具を外し、試験片を取り出した。

結果として、電極表面への若干のくっつきが生じた。次いでサンプルを約１０００ｐｓｉの典型的なガスケット締付力で２４時間再締付した。

２４時間後、締付ボルトを外した。

結果として、電極板を手で離すことができなかった。板をこさいで離し、試験片にひどい損傷を与えた。金属表面から試験ガスケットを完全に除くために削り取りを必要とした。

例１コーティング材料を次のようにして調製した。

次のものをブレンダーに加えて混合した。

・２３０ｍ　ｌの水一１０ｍ１のＺｏｎｙｌ　ＦＳＮ界面活性剤−５０ｇのＦＥＰ−１２０分散剤（Ｅ、　１．　ＤｕＰｏｎｔ　ｅ　Ｎｅｍｏｕｒｓ　＆　Ｃｏ、、社製造のＴｅｆｌｏｎ　ＦＥＰ粒子の水系分散剤）−９，３ｇのＳｈａｗｉｎｉｇａｎアセチレンブラック（Ｇｕｌｆ　Ｏｉｌ　Ｃａｎａｄａ社）コーテイング液はペンインドブラシを用いて比較例１で使用したテープの両面に適用し、３１０°Ｃに５分間加熱し、このようにしてテープの表面上に薄い多孔質層を適切に固定した。被覆したＧ５−１０００ガスケツトテープは約６７ガーレイ秒の通気性を育した。

被覆したＧ５−１０００ガスケツトテープから直径３インチのディスクを切りだし、約５０ｐｓ　ｉの締付力できれいな直径３インチのアルミニウム電極の間に締付けし、試験した。

結果として、電気抵抗は意外に極めて低く、低いレベルを保った。

電気抵抗−初期　４〜５ミリオ一ム２４時間後　３〜４ミリオーム１１日後　４〜５ミリオーム２０日後　４〜５ミリオーム例２例１に記した被覆テープから直径３インチの２番目のディスクを切りだし、直径３インチのきれいなアルミニウム電極の間に約１０００ｐｓｉの締付力て締付けた。

締付ボルトの除去の後、電極板は試験ガスケットから容易にきれいに離れ、試験ガスケットは損傷なく除去された。

例３例１に記したようにしてコーティング材料を調製した。コーテイング液をペイントブラシを用いて例１で使用したテープの両面に適用し、２９０°Ｃに５分間加熱した。これらの工程を４回繰り返し、テープの表面上に薄い低多孔性の層を形成した。得られたコーティング層は約８ミクロンの厚さを有し、約７００ガーリイ秒の通気性を有した。

被覆したＧ５−１０００ガスケツトテープから直径３インチのディスクを切りだし、約５０ｐｓｉの締付力できれいな直径３インチのアルミニウム電極の間に締付けし、試験した。

結果として、電気抵抗は再び意外にも低く、低いレベルを保った。

電気抵抗−初期　４．５〜５．５ミリオ一ム２４時間後　４．５〜５．５　ミリオーム例４コーティング材料を次のようにして調製した。

次のものをプレンダーに加えて混合した。

・１１２ｍ１の水・５０ｇのＦＥＰ−１２０分散剤・３８．５ｇのニッケルコートグラファイト粒子コーテイング液はペンインドブラシを用いて例３で使用したテープの両面に適用し、２９０°Ｃに５分間加熱し、このようにしてテープの表面上に薄い多孔質層を適切に固定した。被覆したＧ５−１０００ガスケツトテープは約７８ガーレイ秒の通気性を有した。

結果として、電気抵抗は再び予期せずに低く、低いレベルを保った。

電気抵抗−初期　６〜７ミリオ一ム１５時間後　６〜７ミリオーム５日後　６〜７ミリオーム７日後　５〜６ミリオーム補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成５年　７月２２日

Claims

【特許請求の範囲】

１．導電性粒子をその中に有する熱可塑性ポリマーマトリックスを含む導電性の層で少なくとも１つの表面を被覆した多孔質の導電性基材。
２．ポリマーマトリックスがフルオロポリマーである請求の範囲第１項に記載の被覆基材。
３．ポリマーマトリックスがテトラフルオロエチレンとフッ素化コモノマーのコポリマーである請求の範囲第２項に記載の被覆基材。
４．導電性フィラー粒子が炭素と金属からなる等級より選択された請求の範囲第１項に記載の被覆基材。
５．炭素粒子がアセチレンブラックの粒子である請求の範囲第４項に記載の被覆基材。
６．導電性フィラー粒子が炭素と金属からなる等級より選択された請求の範囲第２項に記載の被覆基材。
７．フィラー粒子がアセチレンブラックの粒子である請求の範囲第６項に記載の被覆基材。
８．導電性フィラー粒子が炭素と金属からなる等級より選択された請求の範囲第３項に記載の被覆基材。
９．フィラー粒子がアセチレンブラックの粒子である請求の範囲第８項に記載の被覆基材。
１０．導電性フィラー粒子をその中に有する熱可塑性ポリマーマトリックスを含む導電性の層で少なくとも１つの表面を被覆した充填剤入りポリテトラフルオロエチレンの多孔質導電性基材。
１１．ポリマーマトリックスがフルオロポリマーである請求の範囲第１０項に記載の被覆基材。
１２．ポリマーマトリックスがテトラフルオロエチレンとフッ素化コモノマーのコポリマーである請求の範囲第１１項に記載の被覆基材。
１３．導電性フィラー粒子が炭素と金属からなる等級より選択された請求の範囲第１０項に記載の被覆基材。
１４．フィラー粒子がアセチレンブラックの粒子である請求の範囲第１３項に記載の被覆基材。
１５．導電性フィラー粒子が炭素と金属からなる等級より選択された請求の範囲第１１項に記載の被覆基材。
１６．フィラー粒子がアセチレンブラックの粒子である請求の範囲第１５項に記載の被覆基材。
１７．導電性フィラー粒子が炭素と金属からなる等級より選択された請求の範囲第１２項に記載の被覆基材。
１８．フィラー粒子がアセチレンブラックの粒子である請求の範囲第１７項に記載の被覆基材。
１９．導電性粒子をその中に有する熱可塑性ポリマーマトリックスを含む導電性の層で少なくとも１つの表面を被覆した充填剤入り延伸ポリテトラフルオロエチレンの多孔質導電性基材。
２０．ポリマーマトリックスがフルオロポリマーである請求の範囲第１９項に記載の被覆基材。
２１．ポリマーマトリックスがテトラフルオロエチレンとフッ素化コモノマーのコポリマーである請求の範囲第２０項に記載の被覆基材。
２２．導電性フィラー粒子が炭素と金属からなる等級より選択された請求の範囲第１９項に記載の被覆基材。
２３．カーボン粒子がアセチレンブラックの粒子である請求の範囲第２２項に記載の被覆基材。
２４．導電性フィラー粒子が炭素と金属からなる等級より選択された請求の範囲第２０項に記載の被覆基材。
２５．炭素粒子がアセチレンブラックの粒子である請求の範囲第２４項に記載の被覆基材。
２６．導電性フィラー粒子が炭素と金属からなる等級より選択された請求の範囲第２１項に記載の被覆基材。
２７．炭素粒子がアセチレンブラックの粒子である請求の範囲第２６項に記載の被覆基材。