NO161569B - Herdet pakningsmateriale og fremgangsmaate for dets fremstilling. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår herdede pakningsmaterialer,

mer spesielt pakningsmaterialer med forbedrede egenskaper,

samt fremgangsmåte for fremstilling av slike pakningsmaterialer.

Det er kjent mange forskjellige typer pakningsmaterialer, og

mange av dem spiller en viktig rolle innenfor mange typer indu-strier. En pakning er en anordning eller et medium som brukes for å skape og opprettholde en sperre eller en barriere mot overføring av væsker på tvers av skilte overflater i en mekanisk anordning, hvor nevnte overflater ikke beveger seg i forhold til hverandre. Det er mange typer pakningsmaterialer som brukes pr. i dag, f.eks. asbest-gummi, cellulose-gummi, korksammen-setninger, kork-gummi og gummipakninger, og alle har de funnet vid anvendelse innenfor forskjellige typer industri.

En av de mest vanlige typer av pakninger er en kork-gummipakning. Kork er et sterkt kompressibelt materiale som kan brukes for en rekke forskjellige typer pakninger. Ikke desto mindre har materialet visse ulemper. F.eks. er kork porøst og har en tendens til å svelle når det eksponeres over for forskjellige typer brennstoff og andre petroleumsbaserte produkter. Et annet problem i forbindelse med bruken av kork er at det naturlige materiale produseres i begrensete mengder. I de senere år er prisen på naturlig kork øket dramatisk, og dette har ført til tallrike forsøk innenfor moderne industri på å finne erstatningsmaterialer som er effektive men allikevel billigere enn kork.

Et fyllmateriale som er blitt anvendt i økende grad p.g.a. lav

pris og lett tilgjengelighet,er risagner som er et biprodukt ved tresking av ris. De individuelle risagnene er et lett fibrøst materiale som primært inneholder cellulose, men som også kan inneholde opp til 25% uorganiske stoffer, hvorav det meste er sillisiumdioksyd.

Risagner har vært brukt som for for dyr, på forskjellige områder innenfor landbruket, som brennstoff, som råmaterialer for fremstilling av karbonpartikler, organiske og uorganiske kjemikalier, slipemidler og ildfaste stoffer. I tillegg til dette har de vært som fyllstoff for sement, sponplater o.l. Ikke desto mindre så

har de tidligere ikke vært anvendt som erstatninger for kork

i pakningsmaterialer.

Til tross for tallrike forsøk på å anvende risagner i pakningsmaterialer, så har resultatene ikke vært fullt ut tilfredsstillende. Det har vært angitt i rapporter at risagner krever en forbehandling med koblings- og/eller fuktende midler for å gjøre den egnet for anvendelse som fyllstoffer. Alternative behandlinger har bl.a. innbefattet en delvis eller fullstendig forbrenning av agnene for å gi en aske som så kan brukes som et fyllstoff. Ikke desto mindre har man funnet at en slik modifi-kasjon bare øker omkostninger ved fyllstoffet og ikke i særlig grad bedrer dets egenskaper.

Det er følgelig en hensikt ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe risagnsammensetninger hvor risagnene tjener som erstatning for vanlig kjente fyllstoffer.

En annen hensikt ved foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et billig.pakningsmateriale som har overlegne egenskaper.

Videre er det en hensikt, ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe pakningsmaterialer som lar seg tilpasse til f le nskonturer, hvorved man får en overlegen tetning.

Det er også en hensikt ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe forbedrede pakningsmaterialer som vil være resistente overfor brennstoffabsorpsjon.

Disse og andre hensikter ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå fra etterfølgende som beskriver foretrukne utførelser.

Foreliggende oppfinnelse angår pakningsmaterialer som inneholder .et. gummibindestoff, et pulverisert risagnfyllstoff og'en polyester som fortrinnsvis er utkrystalliserbar. Risagnmaterialet virker som et forsterkende fyllstoff, og vil i kombinasjon med nevnte gummi og polyester gi pakningsmaterialer som har evnen til å forme seg etter flensuregelmessigheter. Som et resultat av dette vil pakningene gi bemerkelsesverdige gode lukkende egenskaper. Når de dessuten inneholder nitrilgummier, så vil de også være resistente overfor brennstoffabsorpsjon.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt et herdet pakningsmateriale som er kjennetegnet ved at det er fremstilt fra en blanding inneholdende pr. vekt: 100 deler av et gummi-binde middel; fra 5 til 1.000 deler pulveriserte risagner; og fra 1 til 200 deler av en polyester fremstilt fra minst en monomer diol og minst en monomer disyre eller syrederivat,

og hvor polyesteren i det minste er delvis krystallinsk under romtemperaturbetingelser og har en Tg-verdi fra -50 til +80°C og en vektmidlere molekylvekt fra 1.000 til 500.000.

Bindemiddel og nevnte polyester utgjøres av en polymerblanding som viser Tg-verdier som skyldes polyesteren og bindemiddelet. Polyestere innbefatter fortrinnsvis områder som i det minste

er delvis krystallinske under vanlige romtemperaturbetingelser, men som kan oppnå en i alt vesentlig ikke-krystallinsk tilstand under vanlige driftsbetingelser for pakningsmaterialet.

Videre er det ifølge oppfinnelsen tilveiebragt en fremgangsmåte for fremstilling av det ovenfor angitte pakningsmaterialet, og denne fremgangsmåten er kjennetegnet ved at man fremstiller en blanding som pr. vekt inneholder de ovenfor angitte komponenter, og former nevnte blanding til den ønskede konfigurasjon, hvoretter blandingen herdes.

Et herdbart gummibindemiddel, pulveriserte risagner og en polyester som fortrinnsvis er krystalliserbar, vil være nødvendig for å kunne gjennomføre den foreliggende oppfinnelse. Gummi-bindestoffer er velkjente og har tidligere vært meget anvendt for fremstilling av pakningsmaterialer. Mange typer gummibindemidler kan brukes i foreliggende oppfinnelse. Illustrerende eksempler på slike bindemidler er nitrilgummi, SBR-gummi, cis-polybutadiengummi, butylgummi, cis-polyisoprengummi, EPDM-gummi, neoprengummi, silikongummi, fluorkarbon-

gummi, o.l. Nitrilgummi brukes for tiden for motorpakninger p.g.a. sin resistens overfor olje, og man har funnet at de gir overlegne resultater når de brukes i foreliggende oppfinnelse. Foreliggende oppfinnelse er imidlertid ikke begrenset til bruken av et enkelt gummibindemiddel. Man kan således bruke kombinasjoner av gummibindemidler for å få fremstilt pakninger med spesielt modifiserte egenskaper.

Den andre nødvendige ingrediensen i foreliggende oppfinnelse er et pulverisert risagnmateriale. Risagner selges vanligvis i pulverisert form, og hele fyllmaterialet som brukes i foreliggende oppfinnelse, bør fortrinnsvis være i stand til å passere en sikt på 30 mesh (US standard). Det er imidlertid slik at ikke mer enn 5% av risagner bør være større enn 80 mesh. Det er ikke nødvendig med noen forbehandling med fuktende eller koblende midler. Skjønt en slik forbehandling kan brukes alt etter ønske, så synes man å oppnå små fordeler ved en slik forbehandling i foreliggende oppfinnelse. Som nevnt nedenfor kan imidlertid en forbehandling med olje være fordelaktig.

I tillegg til risagnene og gummibindemiddelet, så inneholder materialet som nevnt også en eller flere polyestere som er fremstilt ved velkjente fremgangsmåter fra mono-

mere dioler og monomere disyrer eller syrederivater.

Typiske syrederivater innbefatter estere av lavtkokende alkoholer og syreanhydrider. Syredelen av polyesteren bør fortrinnsvis være aromatisk eller mettet alifatisk, skjønt man også kan bruke umettede syrer, såsom fumarsyre eller maleinsyre. Enkle- dioler er foretrukket i foreliggende oppfinnelse, men man kan imidlertid også bruke polyeter-glykoler enten som en erstatning for, eller i kombinasjon med enkle dioler. Polyesteren kan være avsluttet med enkle dioler. Polyesteren kan også være avsluttet med akrylat og/eller metakrylgrupper på den måten som er velkjent i plastindustrien.

De forannevnte polyestere vil ha en vektmidlere minimums-molekylvekt på 1 000 og. en vektmidlere maksimal molekylvekt på 500 000 slik dette kan bestemmes ved gelgjennomtrengnings-kromatografi idet man bruker en polystyrenkalibrering. Fortrinnsvis vil imidlertid molekylvekten variere fra 2 000

til 300 000, mest foretrukket fra 2 000 til 50 000.

De mest foretrukne sammensetninger for variable temperatur-formål vil inneholde polyestere med de forannevnte egen-

skaper hvor polyesteren er delvis krystallinsk under romtemperaturbetingelser. Således har polyesteren en Tg-verdi fra -50° til +80°C. Fortrinnsvis bør imidlertid nevnte Tg-verdi verdi være fra -20° til + 35°C.

For å kunne la seg bearbeide ved hjelp av vanlig dampoppvarmet blandeutstyr bør polyesteren være i stand til å få en flytende tilstand under blandingen hvor temperaturen når ca. 148°C. Fortrinnsvis bør den være i stand til å bli flytende ved 132,2-137,5°C, som vanligvis er et forønsket temperaturområde under bearbeiding. Dette at polyesteren kan bli flytende er meget viktig, fordi dette vil lette blandingen av risagnene med gummibindemidlet. I et fravær av polyesteren vil det være nødvendig med langvarig blanding for å få en tilfredsstillende blanding av risagnene og gummibindemidlet. I visse tilfeller, f.eks.

med EPDM-bindemidler, kan det være nødvendig å tilsette olje i tillegg til polyesteren. Illustrerende eksempler på kommersielt tilgjengelige polyestere som kan brukes i foreliggende oppfinnelse er Vitel VPE 4709, VPE 5571 og VPE 10 035 polyestere fra Goodyear Chemical Co.

Skjønt risagner ikke lar seg så lett presse sammen som kork,

så har det vist seg at i den foreliggende kombinasjon så gir

risagnene et meget holdbart pakningsmateriale som er karakterisert ved en glatt, men læraktig overflate. Pakningene vil ha utmerkete lukkende egenskaper, og i tillegg til dette har det vist seg å ha meget god egenskap til å gjenvinne sin opprinnelige tykkelse når den sammenpressende kraften blir fjernet. De gode tettende genskaper synes å oppstå p.g.a. den laminære komponenten i de malte risagnene som gjør at disse tildels legges etter hverandre under fremstillingen slik at man får et platemateriale med en glatt overflate. Selv om en viss laminær orientering ikke er nødvendig, så vil den glatte overflaten på et slikt produkt i kombinasjon med den forsterkende effekten på selve risagnmaterialet ha en tendens til å gi produkter med gode gass-lukkende egenskaper. Selve forsterkningen skyldes at enkelte av de malte risagnpartiklene er fibrøse, at det er betydelige mengder silisiumdioksyd i risagnene og/eller den geometriske formen på

de malte risagnpartiklene. Den siste egenskapen er viktig fordi risagner i så henseende skiller seg fra andre naturprodukter.

Når man f.eks. erstatter risagnene med andre naturprodukter, så som malte peanøttskall, malte maiskolber eller sagflis uten særlig partikkelgeometri, så får man fremstilt pakninger av lavere kvalitet.

En fremgangsmåte for gjennomføring av foreliggende oppfinnelse

er å plassere nevnte gummi (som fortrinnsvis er en nitrilgummi), risagnene og polyesteren i en blander, f.eks. en Banburyblander. Typisk vil blandingen inneholde fra 1 til 200 vektdeler polyester og fra 5 til ca 1 000 vektdeler risagner for hver 100 vektdeler av gummibindemidler. Blandingen vil imid-

lertid fortrinnsvis inneholde fra ca. 10 til ca. 150 deler av polyester og fra 50 til 800 deler risagner for hver 100 deler gummibindemiddel.

Komponentene blir blandet inntil temperaturen i blandingen når 110 til 135°C, hvoretter denne temperaturen holdes inntil man oppnår den forønskete konsistens. Forlenget oppvarming ved høyere temperaturer er ikke ønskelig, fordi gummibindemidlet da lett kan forkulles.

Hvis pakningsmaterialet skal herdes på vanlig kjent måte, kan man tilsette et peroksyd eller et svovel/akseleratorsystem. Sistnevnte type herdningssystem er velkjent og kan bestå av aktivatorer, så som sinkoksyd og stearinsyre; en primær aksele-rator så som en tiazolakselerator; en sekundæreakselerator så

som en tiuramakselerator; og et vulkaniseringsmiddel, f.eks. svovel.

Hvis man skal bruke andre typer herdningssystemer, f.eks. ved hjelp av elektronstråler, så er det ikke nødvendig med noen initiator, og aktiverende forbindelser kan da tilsettes etter behov. Eksempler på primært aktiverende forbindelser er p-fenylendimaleimid, N-fenylmaleimid og akrylatmonomerer; men man kan også bruke sekundære aktivatorer, så som klorerte aromatiske forbindelser og såper.

Man kan også tilsette andre ingredienser forutsatt at disse ikke skadelig påvirker produktets kvalitet. Man kan f.eks. tilsette sot, klebrighetsgjørende midler, bearbeidende olje, myknings-midler, antioksydasjonsmidler, stabilisatorer, midler mot for-kulling og visse typer fyllmaterialer under passende omstendig-heter uten at dette skader produktets kvalitet.

Etter at blandingen er ferdig tas porsjonen ut fra blanderen

og blir deretter kalandrert til et plateprodukt. Dette kan så herdes ved hjelp av elektronstråler eller ved at man oppvarmer en plate som inneholder en vanlig svovel/akselerator. Oppskjæring av materialet i passende pakningsstykker kan utføres enten før eller etter at platen er herdet.

Når man bruker vanlige herdningsmetoder, så har man funnet at

det er nødvendig med temperaturer fra 162 til 168°C i tidsrom på minst 10 til 15 minutter for å få en tilstrekkelig herdning av produktet. Lavere temperaturer vil ikke gi tilstrekkelig herdning. Når herdningen utføres ved hjelp av -elektronstråler, har man funnet det egnet å bruke doser på ca. 12,5 Mrad.

Selve herdningsmetoden vil vanligvis føre til produkter med forskjellige egenskaper. Når f.eks. pakningsmaterialet er blitt herdet ved eksponering overfor elektronstråler, så har produktet en tendens til å få høyere tetthet og høyere strekkfasthet enn når man bruker svovelherdning. På den annen side så vil slike svovelherdete materialer ha høyere svelningsevne i vann enn det man finner i elektronstråleherdete plater. I tillegg vil de sistnevnte plater typisk ha en sammenpressbarhet på mindre enn ca. 8%, mens svovelherdete produkter har en sammenpressbarhet på ca. 2 5%.

Selve herdningsmetoden vil ofte være betinget av pakningsmaterialets anvendelse. Når en pakning plasseres eller kommer i kontakt med en væske så er det fordelaktig hvis pakningen sveller tilstrekkelig til at man får en god tetning og at lekkasjer hindres, men materialet må ikke svelle så mye at det strukturelt blir svekket.

I nærvær av vann vil man vanligvis finne en viss svelning i kork-gummipakninger, noe som skyldes korken, men i et nærvær av brennstoff eller olje vil både korken og bindemidlet svelle. P.g.a. dette vil slike pakninger ofte miste en viss struktur, og dette har ført til at man bruker mer kostbare erstatningsmaterialer, så som fluorelastomerpakninger, i slike miljøer hvor pakninger kommer i kontakt med petroleumsbaserte væsker. Det er derfor en fordel ved hjelp av foreliggende oppfinnelse at pakningsmaterialet kan herdes ved elektronstråler når materialet vil være i kontakt med olje eller brennstoff, fordi svellingen da kan holdes innenfor akseptable grenser.

Som et alternativ til å bruke en blander, kan komponentene blandes

i en mølle og så valses ut til plater ved hjelp av kalendervalser.

I tillegg til dette kan materialet blandes ved hjelp av en eks-truder, f.eks. ved hjelp av en tvillingskrueekstruder. Kalendrering og maling gir et materialet med overflater hvor risagnene er orientert, men en ekstrudering kan også gi slike overflater hvis materialet blir passende behandlet.

Kalendrering blir vanligvis brukt for å relativt tynne plater, fordi tykkere plater har en tendens til ikke å feste seg til valsene og være ujevne. Hvis på den annen side man ønsker tykkere materialer eller plater, så er det fordelaktig å fremstille slike ved hjelp av trykkforming.

Et pakningsmateriale som er fremstilt som beskrevet ovenfor,

er ikke en dispersjon av risagner i en polymeroppløsning, men snarere en blanding av risagner i en polymerblanding som inneholder distinkte polyesterområder. Eksistensen av slike områder kan bekreftes ved differensiell scanningkalorimetri (DSC) målinger av blandinger bestående av gummibindemiddel og polyester. I steden for å kunne observere en enkelt Tg-verdi, noe som vil være tilfelle hvis man har to forenlige polymerer som danner en opp-løsning, så vil man observere to distinkte DSC-overganger som tilsvarer Tg-verdiene for gummibindemidler og polyesteren hhv. Videre vil man kunne observere etter hvert som oppvarmingen fort-setter at man får en endoterm som skyldes at polyesterkrystallene smelter. Hvis blandingen blir raskt avkjølt og så igjen oppvarmet, så vil man ikke kunne observere nevnte endoterm, fordi polyesteren ikke enda er blitt omkrystallisert, d.v.s. at den omkrystalliserer seg meget langsomt. Ved henstand så vil imidlertid polyesteren igjen få en delvis krystallinsk karakter,

og man vil igjen kunne observere eller påvise endotermen ved en DSC-analyse.

De enestående egenskaper man kan observere i pakningsmaterialer fremstilt som beskrevet i foreliggende oppfinnelse, skyldes dels risagnenes forsterkende evne, som gir meget god motstand mot krymping under belastning, og delvis polyesterens delvise krystallinitet. Når f.eks. pakningen brukes som en ventildeksel-pakning, hvor den er utsatt for motorolje, så vil den delvis krystallinske polyesteren smelte etter hvert som motortempera-turen øker, hvorved pakningen vil tilpasse seg til flensens konturer. Videre har pakningen også god strekkfasthet ved romtemperaturbetingelser, men når polyesteren er smeltet har den en tendens til å gi god tilfestning med flensen. Ved avkjøling vil polyesterens delvise krystallinske natur langsomt bli gjen-vunnet. Denne sekvens vil så gjenta seg under etterfølgende motoroppstarting; og derfor kan pakningen kontinuerlig tilpasse seg i eventuelle forandringer som oppstår med hensyn til trykk på flensen, og man får enten eliminert oljelekkasjer eller nedsatt disse til et minimum.

Pakninger fremstilt i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse vil kunne finne anvendelse på en rekke forskjellige områder hvor pakningene blir eksponert overfor vann, olje og/ eller gass. Ved lavtrykksanvendelser hvor trykket varierer fra 3,5-21,4 kg/cm<2> vil pakningene opptre på samme måte som kork-gummipakninger, men ved høyere flenstrykk, d.v.s. trykk på opptil 142,8 kg/cm<2>, vil foreliggende pakninger være langt bedre enn kork-gummipakninger, fordi slike typer pakninger langt .lettere disintegrerer slike trykk. Denne evne til å motstå høye flenstrykk er overraskende og uventet, og skyldes i alt vesentlig risagnenes forsterkende evne (se ovenfor).

Foreliggende oppfinnelse kan lettere forstås med henvisning til de følgende eksempler,.

Eksempler

De følgende materialer er brukt i eksemplene og er identifisert ved en stor bokstav.

Nitrilgummi

EPDM- gummi SBR- gummi

Polyestere

En generelle fremgangsmåte som kan brukes for å fremstille de eksperimentelle polyesterene 605 og 751 er følgende: En 3 liters rundkolbe ble utstyrt med en pakket dampoppvarmet kjøler, en rører, et nitrogentilførselsrør og et termometer. De komponenter som skulle brukes (syrene, glykolene/diolene og en passende kata-lysator så som Fastcat 2001 tinkatalysator) ble tilsatt kolben,

og blandingen ble omrørt og oppvarmet inntil man fikk 230°C. Under oppvarmingen ble nitrogenstrømmen økt inntil den nådde

en mengde på ca. 42 liter pr. time. Destillatet ble oppsamlet,

og da volumet hadde nådd ca. 85% av den forventete mengde på

438 g, ble syretallet undersøkt inntil det hadde falt til mindre enn 1,0. Overskuddet av glykol ble så fjernet, og molekylvekten ble økt ved å evakuere kolben til et trykk på mindre enn 5 mm og gradvis øke temperaturen til 260°C. Etter at sistnevnte temperatur var oppnådd, ble trykket langsomt senket til mindre enn 3 mm og så holdt på dette nivå inntil blandingen i kolben ble for tykk til at den kunne røres, eller at det var tydelig at det ikke opptrådte noen brukbare forandringer. Den teoretisk forventete mengde av destillat er 155 g. Den resulterende polyester ble så delvis avkjølt og så heilt over i en Teflonforet pyrexskål.

Risagner

Risagner ble kjøpt fra Multifil International, Inc. under navnet Fiber X. En siktanalyse av et typisk materiale ga følgende resultat når man brukte U.S.. Standard sikter:

Herdingsakseleratorer

De herdingsakseleratorer som ble brukt for vanlig herding av pakningsmaterialene inneholdt de komponenter som angitt nedenfor, basert på 3 80 g gummibindemiddel.

Nevnte ALTAX er benzotiazyldisulfid, en tiazolakselerator, mens TMTD er en tiuramakselerator, mens nevnt Royalac 133 er en blanding av ditiokarbamat og tiazol. Alle disse akseleratorene er velkjente.

Eksempel 1

Dette eksempel illustrerer de fysiske egenskaper man får på pakningsmaterialer som er fremstilt ved hjelp av forskjellige nitrilgummier som er blandet med risagner og polyester A. Prosentverdiene for komponentene er gitt i vekt-%. Alle prøvene ble herdet ved eksponering overfor en elektronstråle i 11 minutter ved et doseringsnivå på 12,5 Mrad. Alle prøvene inneholdt 1% Schorchgard 0 for å stabilisere gummien under blandingen. De fremstilte platene var seige og hadde en glatt læraktig overflate.

Som vist i tabellene så angir eksemplene 1A-1C at en reduksjon

av mengden av nitrilgummi A og en økning av polyestermengden A,

så får man en reduksjon av sammenpressbarheten men en økning i hardhet. I tillegg til dette så vil strekkfastheten øke, mens svellingen i vann, brennstoff C og ASDM ^3 olje vil bli nedsatt.

Lignende forandringer kunne man observere for nitril B (eksemplene ID og 1E) og nitril C (eksemplene 1F og 1G) når man elliminerte polyester A. Særlig betydningsfull var effekten av polyesteren i eksempel 1F. Dette eksempel viste en bemerkelsesverdig lav svelling i brennstoff C på bare 4%.

Som nevnt tidligere vil polyesteren lette blandingen med risagnene, og således var blandingen i eksemplene 1C, 1E og 1G som ikke inneholdt noe polyester, relativt vanskelig å blande.

Eksempel II

Dette eksempel illustrerer blandinger av nitril A med risagner og forskjellige polyestere. Produktene ble enten herdet ved eksponering overfor en elektronstråle eller på vanlig kjent måte slik det er angitt. Alle prøvene inneholdt 1% Scorchgard 0,

og eksemplene IIA, IIC og IIE, som ble svovelherdet, inneholdt 2,6 vekt-% av den akseleratorpakke som er beskrevet ovenfor.

Det kan angis at alle de prøver hvor man brukte en herding ved hjelp av en elektronstråle, ga en økning av strekkfastheten og tettheten. På den annen side, så ga de prøver som var herdet på vanlig måte en bedre sammenpressbarhet og bedre svelling i vann.

Eksempel III

Dette eksempel illustrerer effekten av forskjellige additiver

på sammensetninger som består av nitrilgummi A, polyester A

og risagner. For en sammenligning er det referert til eksempel IA. Alle prøver ble herdet ved elektronstråle og inneholdt 1% Scorchgard 0. Eksemplene IIIC og IIIF illustrerer også at

i dette system så vil økende mengder av risagner øke strekkfastheten og produktets hardhet.

Norsorex er et polynorbornen som brukes som et gummiadditiv. Vestenamer er en polyoktenamer med høyt innhold av transisomeren og som brukes som et bearbeidingsmiddel og for å redusere svelling av gummiartikler i vann. RB-830 er et 1,2-syndiotaktin-polybutadien som er følsomt overfor strålingsherdning.

Eksempel IV

Dette eksempel illustrerer sammensetninger som inneholder EPDM-gummi, polyester og risagner. Det angitte N-220 karbon frem-stilles av Phillips Petroleum og er et meget finpartiklet materiale som er kjent som et forsterkende materiale. Ved en sammenligning mellom provene IVA og IVB, fremgår det imidlertid at karbonet syres å ha liten forsterkende effekt i de foreliggende sammensetninger.

Eksempel VI

Dette eksempel illustrerer sammensetninger bestående av EPDM-gummi og EPDM-nitrilgummiblandinger. Eksemplene IVA og IVB

er innsatt i tabellen for sammenlignings skyld. Tabellen viser at EPDM og SDR-gummipakninger har betydelig større svelling enn nitrilgummipakninger, når pakningene ble eksponert overfor brennstoff C eller ASTM & 3 olje. Det kan også angis at når mengden av risagner overstiger ca. 60% (som i eksempel VIF), så kan man ikke få fremstilt en plate som lett lar seg forme hvis man ikke tilsetter en bearbeidende olje, f.eks. Circosal 480. Denne bearbeidingsoljen gir imidlertid en relativt høy grad av svelling i ASTM if 3 olje.

Eksempel VII

Dette eksempel illustrerer egenskapene for en pakning fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelse når pakningen ble anvendt i en motor hvor den ble eksponert overfor motorolje ved temperaturer fra 121-135°C i 350 timer. Den motoren som ble brukt var en 1980 Chevrolet Chevette 1,6 L4 motor, med en overlegen kamaksel. Det indre overtrykket under prøven i motoren var fra 0,14-0,28 kg pr. cm2 .

Pakning HIE ble brukt som en frontpakning, og flangetrykket varierte typisk fra 3,51 til ca. 21,1 kg pr. cm<2>. Paknings-tykkelsen var 0,2 cm, og dens egenskaper kunne sammenlignes med Armstrong's kommersielle krok-nitrilgummipakninger YF-334, XC-300 og NK-730. Når imidlertid flangetrykket ble økt til ca. 70,3 kg pr. cm<2>, så tålte pakning HIE dette økt trykket, mens dette ikke var tilfelle med kork-gummipakningene.

Eksempel VIII

Dette eksempel illustrerer egenskaper for pakning IIID når denne ble brukt i en vannpumpe og som en termostathuspakning i oven-nevnte Chevette-motor. Flantegrykket varierte fra 21,1 til 14 0,6 kg pr. cm<2>, noe som er for høyt for korkpakninger, og kjølesystemets temperatur var ca. 95,3°C. Pakningene var tilfredsstillende i 115 timer, da prøven ble avsluttet.

Eksempel IX

Dette eksempel illustrerer de resultater man fikk når risagner ble behandlet med forskjellige materialer. Eksemplene IXA og IXB er prøver hvor risagnene ble behandlet med vinyltrietoksy-silan som selges under varemerket A-151 Silan av Union Carbide. For en sammenligning og referanse er også de ubehandlete prøvene IA og IC hhv. innsatt i tabellen. 01jebehandlete risagner ble også brukt i IXC, og pakningsmaterialet ble sammenlignet med eksempel IIA hvor risagnene var ubehandlet. De oljebehandlete risagnene er fremstilt i Riceland Foods og siktingen er slik at størrelsen er -80 mesh. Risagnene er angitt å inneholde 1% soyabønneolje som et støvabsorberende middel. Eksemplene IA, IC, IXA og IXB ble herdet ved hjelp av en elektronståle, mens eksemplene IIA og IXC ble svovelherdet.

Som en basis for sammenligning inneholder tabellen også data for flere kommersielle pakninger som alle er svovelherdet. Pakningene NC 710 og NC 711 er høykvalitetspakninger som er betydelig mer kostbare enn pakningene ifølge foreliggende oppfinnelse. NC 757 og NC 775 pakningene er billigere, men viser tilsvarende dårlige sammenpressbarhet og gjenvinningsverdi.

I tillegg til dette viser de også betydelig svelling i ASTM #3 olje.

Eksempel X

Dette eksempel illustrerer de gasstettende egenskaper for nitril-gummiholdige pakninger ifølge foreliggende oppfinnelse sammenlignet med tetningsegenskaper for typiske og vanlig kjente kork-gummipakningssammensetninger. Gasslekkasjeprøven ble utført ved hjelp av et elektronmekanisk luftlekkasjeprøveapparat ifølge velkjente fremgangsmåter. Resultatene viser også at hvis det er ønskelig med god gasstetning for en pakning, så vil det være fordelaktig at risagnene på forhånd er behandlet med soyabønne-olje (som vist i eksempel IXC), eller en annen olje.

Foreliggende oppfinnelse er ikke begrenset av de beskrivelse og eksempler som er angitt ovenfor, men innbefatter alle de modifi-kasjoner som inngår i de etterfølgende krav.

Claims (15)

1. Herdet pakningsmateriale, karakterisert ved at det er fremstilt fra en blanding inneholdende pr. vekt: 100 deler av et gummibindemiddel; fra 5 til 1 000 deler pulveriserte risagner; og fra 1 til 200 deler av en polyester fremstilt fra minst en monomer diol og minst en monomer disyre eller syrederivat, og hvor polyesteren i det minste er delvis krystallinsk under romtemperaturbetingelser og har en Tg-verdi fra -50°C til +80°C og en vektmidlere molekylvekt fra 1 000 til 500 000.

2. Herdet pakningsmateriale ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte blanding inneholder for hver 100 deler av gummibindemiddelet fra 50 til 800 deler risagner og fra 10 til 150 deler polyester.

3. Herdet pakningsmateriale ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at gummibindemiddelet er nitrilgummi, SBR-gummi, neoprengummi, EPDM-gummi eller blandinger av disse.

4. Herdet pakningsmateriale ifølge krav 1-3, karakterisert ved at polyesteren inneholder områder hvor polyesteren i det minste delvis er krystallinsk under romtemperaturbetingelser, men som kan få en i alt vesentlig ikke-krystallinsk tilstand ved de driftsbetingelser hvor pakningen anvendes.

5. Herdet pakningsmateriale ifølge krav 1-4, karakterisert ved at nevnte risagner i alt vesentlig består av partikler som er mindre enn 30 mesh (US standard).

6. Herdet pakningsmateriale ifølge krav 5, karakterisert ved at nevnte partikler er mindre enn 80 mesh.

7. Herdet pakningsmateriale ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at nevnte polyester har en molekylvekt fra 2 000 til 300 000.

8. Herdet pakningsmateriale ifølge krav 7, karakterisert ved at nevnte molekylvekt varierer fra 2 000 til 50 000.

9. Herdet pakningsmateriale ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at nevnte Tg-verdi varierer fra -20 til +35°C.

10. Fremgangsmåte for fremstilling av et pakningsmateriale ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at man fremstiller en blanding som pr. vekt inneholder (a) 100 deler av et gummibindemiddel; (b) fra 5 til 1 000 deler pulveriserte risagner; og (c) fra 1 til 200 deler av en polyester fremstilt av minst én monomer diol og minst en monomer di-funksjonell syre eller syrederivat, og hvor nevnte polyester i det minste delvis er krystallinsk under romtemperaturbetingelser og har en Tg-verdi fra -50 til +80°C og en vektmidlere molekylvekt fra 1 000 til 500 000; og former nevnte blanding til den ønskede konfigurasjon, hvoretter blandingen herdes.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at man anvender en blanding for hver 100 deler av risagner og fra 10 til 150 deler polyester.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 10 eller 11, karakterisert ved at man som gummibindemiddel anvender nitrilgummi, SBR-gummi, neoprengummi, EPDM-gummi eller blandinger av disse.

13. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 10-12, karakterisert ved at man anvender risagner som i alt vesentlig består av partikler som er mindre enn 30 mesh (US standard), fortrinnsvis mindre enn 80 mesh.

14. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 10-14, karakterisert ved at man anvender en polyester med en molekylvekt fra 2 000 til 300 000, fortrinnsvis fra 2 000 til 50 000.

15. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 10-16, karakterisert ved at man anvender en polyester med en Tg-verdi fra -20 til +35°C.