JPH07504479A - 耐薬品性のダイヤフラム - Google Patents

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】 耐薬品性のダイヤフラム 技術分野 本発明はポンプやバルブに使用するダイヤフラムに関する。より詳しくは、本発 明は中実のポリテトラフルオロエチレン層に接着した柔軟なポリマーからなるダ イヤフラムに関する。

背景技術 ゴムとプラスチックの業界は、何年もの間、強化した柔軟な複合材料を形成する ために柔軟なポリマーと組み合わせて強化用布帛部材を使用し、各種の機械的商 品、例えばタイヤ、ホース、ライナー、ダイヤフラム、シール、ガスケット、保 護布帛、テープ、アキュムレーター、エアーバッグ、燃料電池、燃料タンク、フ レキシブル継ぎ手、医療用チューブ、建築用軸受は等を製造してきた。

強化した柔軟な材料の中の強化用部材の目的は複合材料の変形を制限し、目的と する用途の要求を満たし、複合材料を強化し、寸法安定性を維持し、エネルギー を吸収し、有効寿命を長くすることである。

長年にわたり、強化用布帛の改良は綿、レーヨン、ナイロン、ポリエステル、ガ ラス、鋼、ポリアラミド、及びポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の繊維 を通じて進歩してきた。これらの材料は個々の繊維又はコードの形態や、織物、 編み物、編組の布帛の形態で使用されてきた。これらの強化用布帛の各々は、強 化した柔軟な複合材料の物理的特性に独特な属性を提供し、それぞれ特定の重要 な物理的特性、例えば強度、伸び、剛性、柔軟性、耐疲労性、耐クリープ性、及 び化学的熱的安定性における制約を受ける。

複合材料を強化するための布帛の使用における特別な進歩がＢｕｒｒｏｗｓらの 米国特許第２７７２４４４号に教示され、配向した繊維の形態でＰＴＦＥを使用 することを概説している。業界は配向した繊維の形態のＰＴＦＥを複合構造体の 中に使用することを検討してきたが、その低い引張強度、乏しい耐クリープ性、 大きい常温流れのため、柔軟な複合材料中の強化材としてのその使用が非常に制 限されてきた。Ｗｅｓ　ｔ　ｌｅｙらの米国特許第３５１３０６４号は、布帛の 低い物理的特性が最終用途に十分である保護被服の用途に、ＰＴＦＥ繊維をフル オロエラストマーとフルオロプラスチックに組み合わせて使用することを開示し ている。

強化複合材料が実証された使用効果を有する領域の１つに、バルブやポンプに使 用するダイヤフラムがある。これまでに、強化用布帛と組み合わせて広範囲の柔 軟なポリマーが使用されてきた。使用する特定の材料の識別点はダイヤフラムの 最終用途によるが、耐薬品性と耐熱性を必要とする領域にダイヤフラムを使用す る場合、フルオロポリマー、例えばテトラフルオロエチレンのコポリマー、フッ 化ビニリデンのコポリマー、クロロトリフルオロエチレンのコポリマーからなる からなるフッ化熱可塑性樹脂が典型的に使用される。

これらの物質は良好な程度の耐薬品性を示し、適度に柔軟であり、広い温度範囲 にわたって強靭である。ここで、より危険な化学物質が存在し、より大きな耐環 境性が必要な場合、その高い分子量と高いフッ素化度の両方が、得られるダイヤ フラムに耐薬品性を付与するため、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が 選択の材料である。しかしながら、ＰＴＦＥはダイヤフラムに使用する他の柔軟 なポリマーのような物理的特性を有しなく、単体のダイヤフラムとして使用した 場合、非常に短い屈曲寿命となるであろう。

ＰＴＦＥダイヤフラムを正常に使用するために、危険性のある化学物質をポンプ 輸送するためのダイヤフラムポンプは二つのダイヤフラムをぴったりはめ込み、 第１のダイヤフラムは危険性化学物質による劣化に耐えるためのフルオロカーボ ン樹脂からなり、第２のダイヤフラムはポンプを駆動するに必要な機械的、空気 圧、又は油圧の力に耐えるための布帛強化エラストマーからなる。しかしながら 、二つのダイヤフラム系は弱点を有する。二つのダイヤフラムをぴったりはめ込 むポンプは、一つのダイヤフラムをぴったりはめ込むポンプに比較して、ダイヤ フラムをお互いに適切な向きに維持するために付加的なハードウェアを必要とす る。ポンプを運転するためには、ダイヤフラムを適切な向きと適切な順序でぴっ たりとはめ込まなければならない。二つのダイヤフラム系に伴うもう１つの問題 は、二つのダイヤフラムが互いに離れてダイヤフラムの間にギャップ又はキャビ ティを形成することがあり、その結果、ポンプを継続して運転すると二つのダイ ヤフラムの間に負の圧力が発生することである。二つのダイヤフラムの間に負の 圧力が発生した場合、ダイヤフラムの間に物質が吸い込まれる傾向がある。この ことは、ダイヤフラム系の早期の破損及び／又はポンプ輸送する物質の汚染を生 じさせることがある。ダイヤフラムの間に吸い込まれた物質が事実危険性である 場合、危険性物質がポンプから流出し、ポンプの近くの人間に容認できない危険 を生じることがある。また、二つのダイヤフラム系は装着が難しい。典型的に二 つのダイヤフラム系は、適用する荷重の下でＰＴＦＥダイヤフラムに生じる変形 と布帛強化エラストマーダイヤフラムに生じる変形が同じでなく、二つのダイヤ フラムの間の圧縮力の低下に帰結することがあるため、装着時及び装着後の成る 時期に二つのダイヤフラムに一緒にトルクを与える必要がある。また、駆動手段 によって生じ、布帛強化エラストマーを含むダイヤフラムによって伝達された力 はＰＴＦＥダイヤフラムの全体に均等に分配されないことがあり、それによって ダイヤフラム系の早期の破損を生じることがある。

本発明の目的は、柔軟な裏地に確実に取り付けたＰＴＦＥ面を有する複合ダイヤ フラムの製造である。

発明の詳細な説明 次の層、即ち順次に中実なポリテトラフルオロエチレンの連続層と、延伸多孔質 ポリテトラフルオロエチレン繊維を含む少なくとも１枚の布帛及び少なくとも１ 種の柔軟なポリマーを含む１層の複合材料を含んでなる複合ダイヤフラムを開示 する。柔軟なポリマーは熱硬化性エラストマー、熱可塑性エラストマー、熱可塑 性ポリマーからなり１４００ＭＰａ未満の曲げ弾性率を有する等級より選択する 。

所望のエラストマ一層を複合材料層に取り付けることができる。

所望のエラストマ一層の上に、同心円状に配置した一連の弾性リブを形成するこ とができる。

或いは、次の層、即ち順次に中実ポリテトラフルオロエチレンの連続層とエラス トマ一層を含んでなる複合ダイヤフラムを開示する。

エラストマ一層の上に、作成した一連の弾性リブを同心円状に配置して形成する 。

図面の簡単な説明 図１は本発明の複合ダイヤフラムの横断面図である。

図２は本発明の平らな態様のダイヤフラムの透視図である。

図３は本発明の成形した態様のダイヤフラムの透視図である。

図３Ａは図３の線３Ａにそって示したダイヤフラムの横断面図である。

図４は本発明の複合ダイヤフラムの横断面図である。

発明の詳細な説明 次に図面に関し、ｌＯは図１に示す本発明の複合ダイヤフラムの横断面図である 。複合ダイヤフラムは順次に次の層、即ち中実のポリテトラフルオロエチレン（ ＰＴＦＥ）層１１と強化した柔軟な複合材料１５を含んでなる。或いはエラスト マ一層１４を強化した柔軟な複合材料に接着することができる。

中実なＰＴＦＥ層１１は最大密度のＰＴＦＥの層である。最大密度ＰＴＦＥの例 は削いだＰＴＦＥである。この材料は不活性な外側面を有する複合ダイヤフラム を提供し、それによってダイヤフラムの耐久性と耐薬品性を高める。中実ＰＴＦ Ｅ層は、強化した柔軟な複合材料に接着した内側面を有する。所望により、この 内側面にＰＴＦＥの表面エネルギーを増すための処理を行うことがあり、それに よって強化した柔軟な複合材料への接着性を向上させる。当該技術で一般に知ら れる処理にアルカリナツタネート、又は他の表面改質剤の使用があり、ポリマー への接着性を改良する。

さらに図１に関し、強化した柔軟な複合材料１５は、延伸多孔質ポリテトラフル オロエチレン（ｅＰＴＦＥ）繊維を含む布帛１３を混合した柔軟なポリマー１２ を含む。あとでこのような個々に被覆した布帛層（又はブライ）を多層構造体に 結合することができる。このような多層構造体は、他の強化用布帛を基礎にした 層を用いて結合することができる。

１つの層は、他の繊維（例、石英、ガラス、アラミド、ナイロン）を混合したｅ ＰＴＦＥ繊維より織ることができる。

ｅＰＴＦＥ繊維の布帛１３（織り、編み、編組、巻き）にｅ　ＰＴＦＥ繊維の表 面エネルギーを増すための処理を行うことができ、成る熱硬化性又は熱可塑性の 柔軟な高分子材料１２を混合し、強化した柔軟な複合材料１５を得ることができ る。当該技術で一般に知られる処理にアルカリナツタネート、又は他の表面改質 剤の使用があり、ポリマーへの接着性を改良する。布帛に対する柔軟なポリマー の体積比は５対９５％と９５対５％の間である。

米国特許第３９５３５６６号と米国特許第４１８７３９０号（いずれもボア）は 、それぞれｅＰＴＦＥ物品の製造プロセス、及び多種多様な成形ｅＰＴＦＥ物品 、例えばフィルム、チューブ、ロッド、連続フィラメントを教示している。ボア の米国特許第３９５３５６６号と米国特許第４１８７３９０号の両者は本明細書 でも参考にして含まれる。

本明細書で参考にするボアの米国特許第３９６２１５３号に開示の方法によって ｅＰＴＦＥのフィラメントを各種のデニールで調製し、次いで織り、編み、編組 、巻き技術を用いて布帛を構成する。次いでこれらの布帛をアルカリナツタネー ト又は他の表面改質剤のようなエツチング剤で処理し、ポリマーへの接着性を改 良することができる。

さらに図１に関して、ｅＰＴＦＥ繊維を含む布帛を、溶液コーティング、溶融コ ーティング、カレンダリング、押出、貼合わせ、プレス成形、回転成形、熱成形 、又は真空成形の方法によって柔軟なポリマーでラミネート、コーティング、又 は含浸する。得られた強化した柔軟な複合布帛は一体の物品を形成する。

強化した柔軟な複合材料は、ｅＰＴＦＥ繊維で作成した又はそれを含有する少な くとも１層の布帛と、１４００Ｍｐａ未満の曲げ弾性率を有する１種以上のポリ マーを含み、前記強化した柔軟な複合材料は、５％歪みにおける１７０Ｍｐａ未 満の弾性率と、引張試験によって測定した６７０ジユール／　ｃ　ｍより高い布 帛マトリックス（容積による）の「エネルギー管理」特性を有する。

本明細書における用語「エネルギー管理」とは、布帛の容積で標準化した、破損 の前に材料が耐えることができる全仕事量と定義する。

本発明において、強化した柔軟な複合材料のエネルギー管理容量は、引張試験で 得られる応カー歪み曲線下の全面積を計算し、繊維マトリックス（容積による） の６７０ジユール／　ｃ　ｍより高い結果となることを特徴とする。

これらの独特な「エネルギー管理」特性と、ｅＰＴＦＥ繊維の目立った特性、即 ち環境的安定性（熱と化学的の両者）、及び高度の耐磨耗性、低い摩擦係数、高 度の自己潤滑性のような表面特性が一緒になってダイヤフラムに使用する強化し た柔軟な複合材料を提供する。

他の強化した複合材料と比較した場合、本発明で提示する強化した柔軟な複合材 料は、破損する前に材料が耐えることができる全仕事量として定義の高いエネル ギー管理値を示す。強化した柔軟な複合材料は脆性よりも靭性を示し、それによ って強化した柔軟な複合材料の極限強度に達した後でも、強化した柔軟な複合材 料にさらに仕事を与えることができる。

強化した柔軟な複合材料の柔軟性は、物理的試験の際に強化した柔軟な複合材料 によって示される対応した歪みレベルにおける比較的低い応力レベルによって実 証される。また、強化した柔軟な複合材料は物理的試験において高い引張強度と 破裂強度を示す。公知の強化複合材料と比較した場合、本発明で提示の強化した 柔軟な複合材料は靭性、柔軟性、高いエネルギー管理値を有する強度といった機 械的属性の特徴のある組み合わせを表す。

本発明の１つの好ましい態様において、柔軟なポリマーは、水素を含むフルオロ エラストマー、水素を含まないフルオロエラストマー、パーフルオロエラストマ ー、及びシリコーン部分を含むフルオロエラストマー、ニトリルエラストマー、 アクリルエラストマー、オレフィンジエンエラストマー、クロロスルホン化ポリ エチレンエラストマー、ポリクロロプレンエラストマー、ブチルとハロゲン化ブ チルのエラストマー、スチレン−ブタジェンエラストマー、ポリジエンエラスト マー、シリコーンエラストマーからなる部類より選択した熱硬化性エラストマー である。上記の部類の熱硬化性エラストマーは１４００Ｍｐａ未満の曲げ弾性率 （ＡＳＴＭ　０７９０−８４ａ）を有することが好ましい。

本発明のもう１つの好ましい態様において、柔軟なポリマーは、コポリエーテル エステルエラストマー、ポリウレタンエラストマー、スチレンポリオレフィンブ ロックコポリマーエラストマー、ポリアミドエラストマー、エチレンコポリマー エラストマーからなる部類の熱可塑性エラストマーと、Ｃｏｒａｎらの米国特許 第４１３０５３５号に記載のような動的加硫プロセスによって製造し、硬化性エ ラストマーとプラスチックの配合物が熱可塑性エラストマーの組成物を形成した 熱可塑性エラストマーから選択する。上記の部類の熱可塑性エラストマーは１４ ００Ｍｐａ未満の曲げ弾性率（ＡＳＴＭ　０７９０−８４ａ）を有する。

本発明のもう１つの好ましい態様において、柔軟なポリマーは１４００Ｍｐａ未 満の曲げ弾性率（ＡＳＴＭ　０７９０−８４ａ）を有する熱可塑性樹脂であり、 テトラフルオロエチレンのコポリマー、フッ化ビニリデン（ｖｉｎｙｌｉｄｉｎ ｅ　ｆｌｕｏｒｉｄｅ）のコポリマー、りｏｏトリフルオロエチレンのコポリマ ーからなるフッ化熱可塑性樹脂、ポリオレフィン、及び可塑化ポリ塩化ビニルか らなる部類より選択する。

さらに図１に関して、任意の公知の手段によって、強化した柔軟な複合材料１５ に中実ＰＴＦＥ層１１を接着する。好ましくは、強化した柔軟な複合材料の柔軟 なポリマー１２は熱可塑性樹脂であり、このため、熱可塑性樹脂を流動させ、中 実なＰＴＦＥ層に接着させるように強化した柔軟な複合材料に含まれる柔軟なポ リマーに充分な程度の熱と圧力を適用することにより、中実なＰＴＦＥ層を強化 した柔軟な複合材料に接着することができる。本発明のダイヤフラムは圧力貼合 わせ、プレス成形、オートクレーブ成形、回転成形、熱ロール間貼合わせ、真空 成形、又は熱成形法によって作成することができる。

さらに図１に関して、所望によるエラストマ一層１４を強化した柔軟な複合材料 １５に接着することができる。エラストマ一層は、弾性回復のような付加的弾性 を本発明のダイヤフラムに付与する。エラストマ一層は弾性ポリマーを含むこと ができ、熱硬化性エラストマー又は熱可塑性エラストマーであることができる。

熱硬化性エラストマーは、水素を含むフルオロエラストマー、水素を含まないフ ルオロエラストマー、パーフルオロエラストマー、及びシリコーン部分を含むフ ルオロエラストマー、ニトリルエラストマー、アクリルエラストマー、オレフィ ンジエンエラストマー、クロロスルホン化ポリエチレンエラストマー、ポリクロ ロプレンエラストマー、ブチルとハロゲン化ブチルのエラストマー、スチレンブ タジェンエラストマー、ポリジエンエラストマー、シリコーンエラストマーから なる部類より選択することができる。上記の部類の熱硬化性エラストマーは１４ ００Ｍｐａ未満の曲げ弾性率（ＡＳＴＭ　０７９０−８４ａ）を有することが好 ましい。

熱可塑性エラストマーはコポリエーテルエステルエラストマー、ポリウレタンエ ラストマー、スチレンポリオレフィンブロックコポリマーエラストマー、ポリア ミドエラストマー、エチレンコポリマーニラストマーからなる部類と、Ｃｏｒａ ｎらの米国特許第４１３０５３５号に記載のような動的加硫プロセスによって製 造し、硬化性エラストマーとプラスチックの配合物が熱可塑性エラストマーの組 成物を形成した熱可塑性エラストマーから選択する。上記の部類の熱可塑性エラ ストマーは１４００Ｍｐａ未満の曲げ弾性率（ＡＳＴＭ　０７９０−８４ａ）を 有する。

エラストマ一層は強化又は非強化の形態のいずれでもよい。強化した形態のエラ ストマ一層は強化用布帛を埋封した弾性ポリマーを含む。強化用布帛はエラスト マーを強化するために現状で使用する任意の布帛であることができる。このよう な布帛には高分子繊維、例えばナイロン繊維、ポリエステル繊維、ポリアラミド 繊維、ＰＴＦＥ繊維、ｅＰＴＦＥ繊維を含む布帛がある。

次に図２に関して、平らな又は平面状の形態の複合ダイヤフラム２０を示してい る。中実のＰＴＦＥ層１１、強化した柔軟な複合材料１５、及びエラストマ一層 １４を順次に示している。ダイヤフラムの周囲のエツジを取り付けるための手段 を、ダイヤフラムを適所に固定するためのボルトや他の手段を入れることができ る一連の通し孔として開示している。或いは、ダイヤフラムの周囲のエツジを取 り付ける手段は周囲のビードであることもできる。

次に図３に関して、成形した形態の複合ダイヤフラム３０を示している。ダイヤ フラムの周囲エツジを取り付ける手段を周囲のビード３３として開示している。

或いは、ダイヤフラムの周囲エツジを取り付けるための手段は一連の通し孔であ ることもできる。成形した形態の複合ダイヤフラム３０は、本発明のダイヤフラ ムを往復運動させる手段に本発明のダイヤフラムを取り付けるための中央の通し 孔３４を有する。

さらに図３に関し、成形した形態の複合ダイヤフラムは凸面３２と凹面３１を含 む。ダイヤフラムの凸面と凹面の形状と配置は、ダイヤフラムを配置する物品の 設計の要請に依存する。

成形した形態の複合ダイヤフラムを製造するために、成形プロセスを行う。本発 明のダイヤフラムを構成する各種の層を、所望の形状を有する型の中に配置する 。次いで各種の層を含む型をプレス成形、オートクレーブ成形、回転成形、真空 成形、又は熱成形法によって充分な程度の熱と圧力に供し、層が型に一致し、型 から取り出した後に所望の形状を保持するようにする。

次に図３Ａに関し、図３のダイヤフラムの線３Ａにそった横断面図を示している 。ダイヤフラムの背面４３に接して、同心円状に配置した一連の弾性リブ４１を エラストマ一層１４に形成している。これらの弾性リブは本発明のダイヤフラム の変位部分４２に位置する。ダイヤフラムの変位部分４２とは、ダイヤフラムを 使用するときに往復して曲がるダイヤフラムの部分と定義する。これらの弾性リ ブは、ダイヤフラムの往復運動に伴う力の分布によって中実のＰＴＦＥ層１１層 成１状のしわが生成することを防ぐ。これらのリブがない場合、中実のＰＴＦＥ 層に放射状のしわが生じることがあり、それによって中実のＰＴＦＥ層が弱くな り、中実のＰＴＦＥ層に放射状のしわの箇所で生じた仕事の集中により、ダイヤ フラムの早期の破損が起きることがある。中実のＰＴＦＥ層にではなくエラスト マ一層にリブを配置することは、リブの設計に大きな自由度を与える。ダイヤフ ラムが往復して曲がるときにリブに関わる力をエラストマ一層が拡散し、その結 果、長方形のような角のある輪郭を有するリブであっても中実のＰＴＦＥ表面上 に力を集中させず、そのため本発明のダイヤフラムの使用寿命を長くする効果を 有するようである。ダイヤフラムのエラストマ一層に形成する一連の弾性リブの 形状と配置は、ダイヤフラムを設置する物品の設計の要求に依存する。

図４に関して、同心円状に配置した一連のリブ４１を含むエラストマ一層１４に 接着した中実のＰＴＦＥ層１１層成１るダイヤフラム４０を示している。これら の弾性リブは、ダイヤフラムの往復運動に伴う力の分布により、中実ＰＴＦＥ層 １１に放射状のしわが生成することを防ぐ。これらのリブがない場合、中実のＰ ＴＦＥ層に放射状のしわが生じることがあり、それによって中実のＰＴＦＥ層が 弱くなり、中実のＰＴＦＥ層に放射状のしわの箇所で生じた仕事の集中により、 ダイヤフラムの早期の破損が起きることがある。エラストマ一層１４は強化又は 非強化の形態のいずれでもよい。強化形態のエラストマ一層は、強化用布帛を埋 封した弾性ポリマーを含む。強化用布帛はエラストマーの強化に現状で使用され ている任意の布帛でよい。このような布帛にはナイロン繊維、ポリエステル繊維 、ポリアラミド繊維、ＰＴＦＥ繊維、ｅＰＴＦＥ繊維のような高分子繊維がある 。

中実ＰＴＦＥ層１１とエラストマ一層１４の識別点は、本願の先の記載と同じで ある。

〔試験方法〕

曲げ弾性率 柔軟なポリマーの曲げ弾性率を、ＡＳＴＭ　０７９０−８４ａの「非強化並びに 強化プラスチック及び電気絶縁性材料の曲げ特性の試験方法」によって測定する 。

引張試験 材料の破壊時の応力、破壊時の歪み、５％伸びでの応力、５％歪みでの弾性率、 エネルギー管理特性をＡＳＴＭ　０８８２−８３方法Ａを用いて測定する。帯状 図表レコーダーを備えた一定の掴み具離れ速度タイプの機器（インストロン試験 機、！１２２型）を使用する。

ダイを用いて材料を経糸と緯糸の両方向に２．５ｃｍｘ１５．２ｅｍのサンプル に切る。或いは、ダイを用いてサンプルを１５．２ｅｍの犬の骨の形状に切る。

サンプルは状態調節をしない。試験は２１℃の温度と６５％の相対湿度に調節し た部屋で行う。

試験片のゲージ長さはｌｏ、２ｃｍであり、採用する歪み速度は５．０８ｃｍ／ 分である。帯状図表レコーダーを１２．７０ｃｍ／分で動かすか、又は帯状図表 の速度対歪割合の比を２．５：１で動かす。ロードセルの限界を超えなければ全 サンプルを破壊試験する。

ロードセルの限界を超える場合、試験を中止し、その値は荷重限界を超えるもの と記す。

破壊時の応力／歪みレベルと５％歪みでの応力を記録する。５％歪みの前にサン プルが破壊した場合、破壊時の応力を表示し、５％歪み値がないことを銘記する 。

材料のエネルギー管理は、この試験で得られる応カー歪み曲線の下の全面積を計 算することによってめる。この値は布帛容積について標準化し、容積によりＪ／ ｃｍ（布帛の厚さ）として記録する。

材料の５％歪みにおける弾性率は、材料の５％歪みにおける応力の値をめ、この 値を布帛マトリックスの厚さで割って算出する。

次の例は本発明の開示事項をさらに説明するために提示するものであり、本発明 の範囲を限定するものではない。当業者には、本発明の思想と範囲から離れるこ となく種々の変更を加えたものや同等のものが容易に提案できるであろう。

〔例〕

例１ 次の仕方で本発明の複合ダイヤフラムを作成した。

経方向に２１繊維／　ｃ　ｍと緯方向に２０繊維／　ｃ　ｍを有する手織４００ デニールｅＰＴＦＥ繊維の布帛（Ｗ、Ｌ、　Ｇｏｒｅ　＆　Ａｓ５ｏｃ、、　Ｉ ｎｃ、。

Ｅｌｋｔｏｎ、　ＭＤより入手可能のＲａ５ｔｅＸ繊維）を含む強化した柔軟な 複合材料を作成した。テトラフルオロエチレンとパーフルオロ（プロピルビニル エーテル）のコポリ７−　（ＰＦＡ）　（ｌｌ！、１．　ｄｕＰｏｎｔ　ｄｅＮ ｅｍｏｕｒｓ、　Ｃｏ、より入手可能の５００ＬＰ）の厚さ０．１３ｍｍの２枚 の層の間に、平織り布帛をサンドイッチ状に挾んだ。ＭＩＬ−Ｄ−２２２４１Ｔ ｙｐｅ２、０ｒａｄｅ　Ａに合格の削ぎＰＴＦＥテープ（Ｃａｄｉｌｌａｃ　Ｐ ｌａｓｔｉｃｓ。

Ｐｅｎｎ５ａｕｋｅｎ、　ＮＪ）の厚さ０．５１ｍｍの層をＰＦＡ層の表面に配 置し、強化した柔軟な複合材料を温度３６５℃で圧力１０３１０３Ｏの真空プレ スの中に３０分間入れた。得られた強化した柔軟な複合材料は０．９４ｍｍの厚 さを有した。

強化した柔軟な複合材料のＰＦＡ表面をナトリウムナツタネートエツチング剤（ Ｗ、Ｌ、　Ｇｏｒｅ　＆　Ａｓ５ｏｃ、、Ｉｎｃ、、　Ｎｅｗａｒｋ、　ＤＢよ り入手可上に接着剤（Ｌｏｒｄ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、　Ｂｒ１ｅ、　ＰＡ より入手可能のＣｈｅｔｌｏｋ２５０）をブラシで施し、周囲条件下で乾燥させ た。接着剤はトルエンで３０重量％に希釈しておいた。

厚さ４．２ｍｍの弾性ポリマー　（Ｅ、　１．　ｄｕＰｏｎｔ　ｄｅ　Ｎｅｍｏ ｕｒｓ　Ｃｏ、より入手可能のＮｅｏｐｒｅｎｅ　ＧＫを基礎にしたＮｅｏｐｒ ｅｎｅ化合物）層を、前にＰＦＡ表面に施しておいた接着剤に適用した。強化し た柔軟な材料を１００℃に加熱したテーブルプレスの中に３０秒間配置して弾性 ポリマー層をＰＦＡ表面に接着した。

強化した柔軟な材料のプレフォームを得られた材料から切り出し、この材料のプ レフォームを成る形状を有する型の中に入れた。型をテーブルプレスの中に配置 し、強化した柔軟な材料に１６７℃の温度で７５８０Ｍｐａを２０分間適用し、 ダイヤフラムを形成した。

冷えた後に型からダイヤフラムを取り出し、最終成形品から全ての余分の材料を 切り取った。次いで最終成形品を、４０ＯＮの空気圧で１２７ｃｍの水ヘッドに 抗して６６サイクル／分の速度で作動するＷｉｌｄｅｎ　Ｍ−４ポンプの中で試 験した。ダイヤフラムに通し孔が開くか、定期検査の後にダイヤフラムの破損が 間近いと評価されるまでダイヤフラムをポンプの中に入れたままにした。３つの ダイヤフラムからなる母集団を作成し、試験した。試験結果を表１に示す。

比較例１ 次の仕方で比較用複合ダイヤフラムを作成した。

さきにナトリウムナツタネートエツチング剤（Ｗ、Ｌ、　Ｇｏｒｅ　＆　Ａｓ５ ｏｃ、。

Ｉｎｃ、、　Ｎｅｗａｒｋ、　ＤＢより入手可能のＴｅｔｒａ　Ｅｔｃｈエツチ ング剤）でエツチングしておいた例１と同様な布帛を２層のＰＦＡフィルムの間 に配置して強化した柔軟な複合材料を作成した。ＰＦＡの１層は０゜０５ｍｍの 厚さを有し、他のＰＦＡ層は０．５１ｍｍの厚さを有した。　強化した柔軟な複 合材料を温度３４０℃で圧力１０３０Ｍｐａの真空プレスの中に６０分間入れた 。得られた強化した柔軟な複合材料は０．７１ｍｍの厚さを有した。

０．０５ｍｍのＰＦＡ層を含む強化した柔軟な材料の表面をナトリウムナツタネ ートエツチング剤で処理した。例１と同様にして、処理したＰＦＡ表面の上にブ ラシで接着剤を施した。

弾性ポリマー層を一対の加熱したカレンダーロールを用いて適用した以外は例１ と同様にし、処理したＰＦＡ層に一層の弾性ポリマーを施した。

強化した柔軟な材料の２つのプレフォームを切り出し、例１と同様な形状に成形 した。得られたダイヤフラムを例１と同様にして試験した。試験結果を表１に示 す。

表１ 例１　４８１８０００サイクル（＋／−１４３２Ｍ）比較例１　７０３０００サ イクル（＋／−５３Ｍ）五至 次の仕方で本発明の複合ダイヤフラムを作成した。

強化した柔軟な複合材料を例１と同様にして作成した。強化した弾性ポリマーを 強化した柔軟な複合材料のＰＦＡ表面に適用した。

順次に厚さ０．２０ｍｍの弾性ポリマー層、ナイロンスクリムの強化用布帛（Ｗ ｅｓｔｉｎｇｈｏｕｓｅ　Ａｉｒ　Ｂｒａｋｅ　Ｃｏｍｐａｎｙ、　Ｇｒｅｅｎ ｓｂｕｒｇ、　Ｐａより入手可能のＷＡ８Ｃ０７２００−４６）、厚さ３．９４ ｍｍの弾性ポリマー層からなる強化した弾性ポリマーを処理したＰＦＡ表面の上 に配置し、９３℃に加熱したテーブルプレスの中で４８Ｍｐａの圧力を適用し、 滞留時間を３０秒として柔軟な強化複合材料に接着した。

強化した柔軟な材料の３つのプレフォームを切り出し、例１と同じ形状に成形し た。得られたダイヤフラムを例１と同様にして試験した。その試験結果を表２に 示す。

氾 次の仕方で本発明の複合ダイヤフラムを作成した。

例１と同様にして強化した柔軟な材料を作成した。強化した柔軟な材料の２つの プレフォームを得られた材料から切り出し、これらの材料のプレフォームを成る 形状を有する型の中に入れた。型の形状は例１の型の形状とは次のように相違し た。即ち、型の表面に長方形の輪郭を有する３本の溝を機械加工し、熱と圧力を 型に適用したときに弾性ポリマーが型の溝に中に流入し、得られるダイヤフラム に図３Ａに示すような弾性リブが形成されるようにした。得られたダイヤフラム を例１と同様にして試験した。結果を表２に示す。

例４ 次の仕方で本発明の複合ダイヤフラムを作成した。

強化した柔軟な複合材料を例２と同様にして作成した。強化した柔軟な材料の２ つのプレフォームを得られた材料から切り出し、これらの材料のプレフォームを 例３と同様な型の中に入れた。形成した弾性リブを有する得られたダイヤフラム を例１と同様にして試験した。この試験結果を表２に示す。

表２ 例２　６５５８０００サイクル（＋／−２００２Ｍ）例４　＞８３２４０００サ イクル 比較例２ 次の仕方で比較用複合ダイヤフラムを作成した。

ＭＩＬ−Ｄ−２２２４１Ｔｙｐｅ　２．０ｒａｄｅ　Ａに合格の削ぎＰＴＦＥテ ープ（Ｃａｄｉｌｌａｃ　Ｐｌａｓｔｉｃｓ、　Ｐｅｎｎ５ａｕｋｅｎ、　ＮＪ ）の厚さ０．５１ｍｍの層を入手した。削ぎＰＴＦＥテープの１つの表面をエツ チング剤（Ｗ、　Ｌ。

Ｇｏｒｅ　＆　Ａｓ５ｏｃ、、　Ｉｎｃ、、　Ｎｅｗａｒｋ、　ＤＥより入手可 能のＴｅｔｒａ　Ｅｔｃｈエツチング剤）で処理した。ＰＴＦＥテープの処理表 面に接着剤（ＬｏｒｄＣＯｒｐｏｒａｔｉｏｎ、　Ｅｒ１ｅ、　ＰＡより入手可 能のＣｈｅ＋ｎ１ｏｋ　２５０）をブラシで塗り、周囲条件下で乾燥させた。接 着剤はトルユ、ンで３０重量％に希釈しておいた。

強化した弾性ポリマーを接着剤表面のあるＰＴＦＥテープの表面に施した。強化 した弾性ポリマーは、順次に厚さ０．２０ｍｍのエラストマ一層（Ｅ、１．ｄｕ Ｐｏｎｔ　ｄｅ　Ｎｅｒｎｏｕｒｓ、　Ｃｏ、より入手可能のＮｅｏｐｒｅｎｅ 　ＧＫを基礎にしたＮｅｏｐｒｅｎｅ化合物）、ナイロンスクリムの強化用布帛 （Ｗｅｓｔｉｎｇｈｏｕｓｅ　Ａｉｒ　Ｂｒａｋｅ　Ｃｏｍｐａｎｙ、　Ｇｒｅ ｅｎｓｂｕｒｇ、　Ｐａより入手可能のＷＡＢＣｏ　７２００−４６）及び前述 のエラストマーの０．７６ｍｍの６枚の層から構成された。

材料のプレフォームを切り出し、例１と同様の形状の型の中に入れた。例１と同 様にして材料をダイヤフラムに成形した。得られたダイヤフラムを例１と同様に して試験した。試験結果を表３に示す。

例５ 次の仕方で本発明の複合ダイヤフラムを作成した。

削ぎＰＴＦＥテープの厚さ０．５１ｍｍの層を入手し、エツチング剤で処理し、 比較例２と同様にして接着剤をブラシで塗布した。

強化した弾性ポリマーを、接着剤表面を含むＰＴＦＥテープの表面に適用した。

強化した弾性ポリマーは順次に厚さ０．２０ｍｍ又は厚さ０．７６ｍｍの層のエ ラストマー　（Ｅ、　１．　ｄｕＰｏｎｔ　ｄｅ　Ｎｅｍｏｕｒｓ。

Ｃｏ、より入手可能のＮｅｏｐｒｅｎｅ　ＧＫを基礎にしたＮｅｏｐｒｅｎｅ化 合物）、ナイロンスクリムの強化用布帛、及び前述のエラストマーの厚さ３゜９ ４ｍｍの層より構成された。

材料のプレフォームを切り出し、得られるダイヤフラムが形成された弾性リブを 含むように、例３と同様に３本の溝を型の中に機械加工した形状の型の中に入れ た。得られたダイヤフラムを例１と同様にして試験した。試験結果を表３に示す 。

表３ 例５　８９１７０００サイクル（＋／−１８１４Ｍ）比較例２　３００１０００ サイクル 補正書の翻訳文提出書 ＦＩＧ、　３Ａ゛ （特許法第１８４条の８） 平成６年８月Ｌ８日

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．次の層を順次に含んでなる複合ダイヤフラム：（ａ）中実なポリテトラフル オロエチレンの１つの連続層、（ｂ）延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレン繊 維を含む少なくとも１枚の布帛、及び熱硬化性エラストマー、熱可塑性エラスト マー、熱可塑性ポリマーからなる部類より選択され、１４００Ｍｐａ未満の曲げ 弾性率を有する少なくとも１種の柔軟なポリマーを含む１層の複合材料。
2. ２．柔軟なポリマーが、水素を含むフルォロエラストマー、水素を含まないフル オロエラストマー、パーフルオロエラストマー、シリコーン部分を含むフルオロ エラストマー、ニトリルエラストマー、アクリルエラストマー、オレフィンジエ ンエラストマー、クロロスルホン化ポリエチレンエラストマー、ポリクロロプレ ンエラストマー、ブチル及びハロゲン化ブチルのエラストマー、スチレン−ブタ ジエンエラストマー、ポリジエンエラストマー、及びシリコーンエラストマーか らなる部類より選択された請求の範囲第１項に記載の複合ダイヤフラム。
3. ３．柔軟なポリマーがコポリエーテルエステルエラストマー、ポリウレタンエラ ストマー、スチレンポリオレフィンブロックコポリマーエラストマー、ポリアミ ドエラストマー、エチレンコポリマーエラストマー、及び動的加硫プロセスによ って得られた熱可塑性エラストマーからなる部類より選択された請求の範囲第１ 項に記載の複合ダイヤフラム。
4. ４．柔軟なポリマーが、テトラフルオロエチレンのコポリマー、フッ化ビニリデ ン（ｖｉｎｙｌｉｄｉｎｅｆｌｕｏｒｉｄｅ）のコポリマー、クロロトリフルオ ロエチレンのコポリマーからなるフッ化熱可塑性樹脂、ポリオレフィン、及び可 塑化ポリ塩化ビニルからなる部類より選択された請求の範囲第１項に記載の複合 ダイヤフラム。
5. ５．複合材料の層に接着したエラストマー層をさらに含む請求の範囲第１項に記 載の複合ダイヤフラム。
6. ６．エラストマー層に埋封された強化用布帛をさらに含む請求の範囲第５項に記 載の複合ダイヤフラム。
7. ７．エラストマー層に形成した一連の同心円状に配置した弾性リブをさらに含む 請求の範囲第５項に記載の複合ダイヤフラム。
8. ８．複合材料の層が、柔軟なポリマーを貼合わせた延伸多孔質ポリテトラフルオ ロエチレン繊維の布帛を含む請求の範囲第１項に記載の複合ダイヤフラム。
9. ９．複合材料の層が、柔軟なポリマーを被覆した延伸多孔質ポリテトラフルオロ エチレン繊維の布帛を含む請求の範囲第１項に記載の複合ダイヤフラム。
10. １０．複合材料の層が、柔軟なポリマーを含浸した延伸多孔質ポリテトラフルオ ロエチレン繊維の布帛を含む請求の範囲第１項に記載の複合ダイヤフラム。
11. １１．次の層を順次に含んでなる複合ダイヤフラム：（ａ）中実なポリテトラフ ルオロエチレンの１つの連続層、（ｂ）エラストマー層に形成して一連の同心円 状に配置した弾性リブを有するエラストマー層。
12. １２．平面状の形状を有する請求の範囲第１項〜第１１項のいずれか１項に記載 の複合ダイヤフラム。
13. １３．成形した形状を有する請求の範囲第１項〜第１１項のいずれか１項に記載 の複合ダイヤフラム。