KR100879361B1 - 실링재 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 팽창 흑연으로 이루어지는 실링(sealing)재의 결점을 해소할 수 있고, 고온 환경 하에서도 장기간의 사용이 가능하고, 접촉하는 인접부재에 부식을 일으키지 않고, 내구성이 우수하고, 기계적 강도나 내구성과 조화성이나 유연성을 균형 있게 양립시킬 수 있고, 게다가 생산효율이 높고, 다품종 소량생산에의 대응도 용이한 실링재를 제공하기 위한 것이다. 복수개의 팽창 흑연으로 이루어지는 띠 형상 편(片)을 하나로 묶거나 또는 서로 꼬아 이루어지는 실 형상체와, 상기 실 형상체의 바깥면을 피복하도록 엮어 금속선재로 이루어지는 끈 형상체를 복수개 엮어 얻어지는 편조(編組)체를 성형하여 이루어지는 실링재로서, 상기 편조체는 그 편목(編目)에 점토가 충진되어 표면이 점토에 의해 피복되어 있다.

팽창 흑연, 실링재, 점토, 편조체, 금속선재, 스테인레스, 구리

Description

실링재 및 그 제조방법{Sealing Material and Method of Producing the Same}

도1은 본 발명에 따른 실링재의 제조방법의 제1 공정의 설명도이다.

도2는 본 발명에 따른 실링재의 제조방법의 제2 공정의 설명도이다.

도3은 편목(編目)의 피치의 길이방향(L)과 폭방향(W)의 설명도이다.

도4는 본 발명에 따른 실링재의 제조방법의 제3 공정의 설명도이다.

도5는 제3 공정에 의해 얻어지는 편조체를 나타낸 도면이다.

도6은 본 발명에 따른 실링재의 제조방법의 제4 공정의 설명도이다.

도7은 제5 공정 후의 편조체를 나타낸 도면이다.

도8은 본 발명에 따른 실링재의 제조방법의 제6 공정의 설명도이다.

도9는 본 발명에 따른 실링재의 한 예를 나타낸 도면으로, (a)는 외관도, (b)는 단면도이다.

도10은 접어 꺾는 공정에 의해, 편조체의 한쪽 끝 또는 양끝이 바깥쪽으로 접힌 상태를 나타내는 도면으로, (a)는 상단(上端)이 접힌 상태의 도면, (b)는 하단이 접힌 상태의 도면, (c)는 양단(상하단)이 접힌 상태의 도면이다.

도11은 점토 충진 공정을 거친 편조체를 나타낸 단면도이다.

도12는 본 발명에 따른 구면(球面) 가스켓(gasket)의 내열 실성 시험방법을 설명하는 도면이다.

도13은 종래의 실링재의 가압성형 전의 상태를 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요 부호에 대한 설명 *

1: 팽창 흑연 시트

2: 팽창 흑연 시트로 이루어지는 띠 형상 편(片)

3: 금속선재 4: 끈 형상체

5: 편조체(編組體) 6: 점토 분산액

7: 점토막 8: 금형

9: 실(seal)재(材)(구면(球面) 가스켓(gasket))

10: 접힌 부분 11: 점토 필름

20: 실 형상체

발명의 분야

본 발명은, 실링재 및 그 제조방법에 관한 것이고, 보다 상세하게는 팽창 흑 연, 금속, 및 점토의 복합재로 이루어지는 실링재 및 그 제조방법에 관한 것이다.

발명의 배경

종래, 가스켓이나 패킹 등의 실링재로는 아스베스트(석면) 제품이 널리 사용되고 있었다. 그러나 아스베스트가 인체에 중대한 악영향을 끼치는 것이 명백해졌기 때문에, 최근에는 아스베스트를 대신하는 대체 재료를 이용한 제품이 사용되고 있다.

아스베스트 제품을 대신하는 실링재로는, 예를 들어 팽창 흑연으로 이루어지는 실링재가 알려져 있다.

그러나 팽창 흑연은, 내열성, 가소성, 압축 복원성, 내알칼리성, 내수성 등이 우수한 반면, 휨 강도나 인장강도 등의 기계적 강도가 낮다는 결점을 갖고 있다.

또, 팽창 흑연은 내열성이 우수하지만, 산소 존재 하에서는 400℃를 넘는 온도 영역에서 팽창 흑연의 산화 소실이 촉진된다. 그 때문에, 팽창 흑연으로 이루어지는 실링재는, 400℃를 넘는 고온 환경 하에서는 장기간에 걸친 안정한 실(seal)성을 유지하는 것이 곤란하다.

한편, 팽창 흑연의 기계적 강도가 낮은 결점을 해소하기 위해, 팽창 흑연과 금속과의 복합재로 이루어지는 실링재가 제안되어 있다.

예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 압축된 금망으로 이루어지는 보강재와, 그 보강재의 눈(網目)을 충진하는 팽창 흑연으로 이루어지는 실링재가 개시되어 있다.

상기 실링재는, 팽창 흑연 시트와 시트상의 금망으로 이루어지는 보강재를 적층한 적층 시트를 와상(소용돌이 모양)으로 감아 얻어지는 통 형상체(A)의 외주에, 팽창 흑연 시트를 주머니 형상의 금망에 수납하여 시트 형상으로 성형한 외면(外面)층 형성부재(B)를 감은 후(도13 참조), 그것을 압축 성형하여 얻어지는 것이다.

그러나 이 특허문헌 1에 개시된 실링재는 많은 결점을 갖고 있다.

첫째, 특허문헌 1의 실링재에서는, 팽창 흑연의 산화 소실을 방지하기 위해, 팽창 흑연에 오산화인 및 인산염을 혼합하고 있지만, 인을 포함함으로써 실링재가 접촉하는 인접부재(배관 등)에 부식을 일으킬 우려가 있다. 또, 특허문헌 1에는, 불소수지(PTFE)로 이루어지는 윤활 미끄럼층을 바깥면에 형성한 실링재도 개시되어 있으나, PTFE는 약 370℃를 넘으면 불소 가스를 발생시키기 때문에, 이 실링재는 400℃를 넘는 고온 환경 하에서 사용할 수 없다.

둘째, 실링재의 바깥면에 위치하는 외면층 형성부재(B)가 끊긴 부분(切目)(C)을 갖기 때문에, 실링재가 끊긴 부분을 기점으로 하여 파손하여 샐 우려가 있고, 내구성 면에서 문제가 있다.

셋째, 금망이 단일 종류의 금속선으로 구성되어 있기 때문에, 사용하는 금속선의 종류에 따라 실링재의 특성이 크게 좌우된다. 예를 들어, 단단한 금속선을 사용하면 기계적 강도나 내구성은 향상하지만, 조화성이나 유연성은 저하한다. 그 때문에, 기계적 강도나 내구성과, 조화성이나 유연성이라는 상반되는 성질을 조정하여 균형 있게 양립시키는 것이 곤란하다.

넷째, 제조공정이 복잡하고, 각 공정을 자동적으로 연속하여 행하는 것이 곤란하기 때문에, 생산효율이 낮고, 제조비용이 높아진다.

다섯째, 팽창 흑연 시트의 치수에 따라 제품의 사이즈가 결정되기 때문에, 제품 사이즈를 변경하려고 하면, 그 때마다 다른 사이즈의 팽창 흑연 시트를 준비하지 않으면 안되어, 다품종 소량생산에 대응하는 것이 곤란하다.

[특허문헌 1] 일본 특개2001-99325호 공보

본 발명의 목적은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 팽창 흑연으로 이루어지는 실링재의 결점을 해소할 수 있고, 고온 환경 하에서도 장기간에 걸쳐 사용이 가능하고, 접촉하는 인접부재에 부식을 일으키지 않고, 내구성이 우수하고, 기계적 강도나 내구성과 조화성이나 유연성을 균형 있게 양립시킬 수 있고, 게다가 생산효율이 높고, 다품종 소량생산에의 대응도 용이한 실링재 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 상기의 목적 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

발명의 요약

청구항 1에 따른 발명은, 복수개의 팽창 흑연으로 이루어지는 띠 형상 편을 한 개로 묶거나 또는 꼬아서 이루어지는 실 형상체와 상기 실 형상체의 바깥면을 피복하도록 엮인 금속선재로 이루어지는 끈 형상체를 복수개 엮어 얻어지는 편조체를 성형하여 이루어지는 실링재로서, 상기 편조체는 그 편목에 점토가 충진되고 표면이 점토에 의해 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 실링재에 관한 것이다.

청구항 2에 따른 발명은, 상기 금속선재가, 경(硬)금속선재와 연(軟)금속선재로 이루어지고, 상기 경금속선재의 브리넬(Brinell) 경도가 90∼240(㎏/㎟)이고, 상기 연금속선재의 브리넬 경도가 40∼55(㎏/㎟)인 것을 특징으로 하는 청구항 1 기재의 실링재에 관한 것이다.

청구항 3에 따른 발명은, 상기 경금속선재가 질화 처리된 스테인레스로 이루어지고, 상기 연금속선재가 구리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 청구항 2 기재의 실링재에 관한 것이다.

청구항 4에 따른 발명은, 상기 실 형상체의 바깥면을 피복하도록 엮인 금속선재의 편목의 피치가, 길이방향 및 폭방향에서 각각 1.5∼6㎜인 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 3의 어느 한 항 기재의 실링재에 관한 것이다.

청구항 5에 따른 발명은, 상기 편조체가 상기 끈 형상체의 복수개를 주머니로 엮어 얻어진 통 형상체인 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 4의 어느 한 항 기재의 실링재에 관한 것이다.

청구항 6에 따른 발명은, 상기 편조체의 한쪽 끝 또는 양끝이 바깥쪽으로 접어 꺾이고, 그 접힌 부분과 접히지 않은 부분과의 극간(隙間) 부분에 점토가 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 5 기재의 실링재에 관한 것이다.

청구항 7에 따른 발명은, 가스켓인 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 6의 어느 한 항 기재의 실링재에 관한 것이다.

청구항 8에 따른 발명은, 구면 가스켓인 것을 특징으로 하는 청구항 7 기재의 실링재에 관한 것이다.

청구항 9에 따른 발명은, 팽창 흑연 시트를 가는 띠 형상으로 절단하여 팽창 흑연으로 이루어지는 띠 형상 편을 형성하고, 상기 띠 형상 편의 복수개를 하나로 겹치거나 또는 서로 꼰 실 형상체의 바깥면을 피복하도록 금속선재를 엮어 끈 형상체를 형성하고, 상기 끈 형상체의 복수개를 주머니로 엮어 통 형상의 편조체를 형성하고, 상기 편조체에, 액(液) 중에 점토입자가 분산된 점토 분산액을 함침하고, 상기 점토 분산액을 함침한 편조체를 건조하고, 그 건조 후의 편조체를 금형에 의해 성형하여 소정 형상의 실링재로 하는 것을 특징으로 하는 실링재의 제조방법에 관한 것이다.

청구항 10에 따른 발명은, 상기 금속선재가 경금속선재와 연금속선재로 이루어지고, 상기 경금속선재의 브리넬 경도가 90∼240(㎏/㎟)이고, 상기 연금속선재의 브리넬 경도가 40∼55(㎏/㎟)인 것을 특징으로 하는 청구항 9 기재의 실링재의 제조방법에 관한 것이다.

청구항 11에 따른 발명은, 상기 경금속선재가 스테인레스로 이루어지고, 상기 연금속선재가 구리로 이루어지고, 상기 금형에 의한 성형공정에 의해 얻어진 소정 형상의 실링재를 질화 처리하는 것을 특징으로 하는 청구항 10 기재의 실링재의 제조방법에 관한 것이다.

청구항 12에 따른 발명은, 상기 실 형상체의 바깥면을 피복하도록 엮인 금속선재의 편목의 피치가, 길이방향 및 폭방향에서 각각 1.5∼6㎜인 것을 특징으로 하는 청구항 9 내지 11의 어느 한 항 기재의 실링재의 제조방법에 관한 것이다.

청구항 13에 따른 발명은, 상기 편조체에 점토 분산액을 함침하는 공정 전에, 상기 편조체의 한쪽 끝 또는 양끝을 바깥쪽으로 접어 꺾는 것을 특징으로 하는 청구항 9 내지 12의 어느 한 항 기재의 실링재의 제조방법에 관한 것이다.

청구항 14에 따른 발명은, 상기 바깥쪽으로 접힌 부분과 접히지 않은 부분과의 극간 부분에, 상기 점토 분산액으로부터 얻어지는 점토 필름을 장착하는 것을 특징으로 하는 청구항 13 기재의 실링재의 제조방법에 관한 것이다.

청구항 15에 따른 발명은, 상기 실링재가 가스켓인 것을 특징으로 하는 청구항 9 내지 14의 어느 한 항 기재의 실링재의 제조방법에 관한 것이다.

청구항 16에 따른 발명은, 상기 가스켓이 구면 가스켓인 것을 특징으로 하는 청구항 15 기재의 실링재의 제조방법에 관한 것이다.

발명의 상세한 설명

이하, 본 발명에 따른 실링재 및 그 제조방법의 적절한 실시형태에 대해서, 적당히 도면을 참조하면서 설명한다.

또한, 이하의 설명에서는, 본 발명에 따른 실링재로서 구면 가스켓을 예로 들어 설명하지만, 본 발명에 따른 실링재에는 시트 가스켓 등의 다른 종류의 가스켓이나, 패킹이나 조인트 시트 등의 가스켓 이외의 실링재도 포함되는 것이다.

먼저, 본 발명에 따른 실링재의 제조방법에 대해서 설명한다.

제1 공정으로서, 도1에 나타낸 바와 같이, 롤에 감긴 긴 팽창 흑연 시트(1)를 띠 형상으로 절단하여 팽창 흑연으로 이루어지는 가는 띠 형상 편(2)을 형성한다.

팽창 흑연 시트(1)는, 천연 흑연, 열분해 흑연, 키쉬(kish) 흑연 등의 흑연 분말을 진한 황산, 진한 초산 등과 반응시켜 일단 층간 화합물로 한 후, 수세 등에 의해 잔류 분해시켜 잔류 화합물로 하고, 이것을 급열하고 팽창시켜 얻어지는 팽창 흑연을, 압연(壓延) 롤에 의해 성형하여 가소성을 갖는 시트상으로 하는 방법 등의 공지의 제법에 의해 얻을 수 있다.

팽창 흑연 시트(1)의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 0.1∼0.6㎜ 정도의 것이 적절히 이용된다.

이것은, 두께가 0.1㎜ 미만이면 충분한 강도가 얻어지지 않아 후공정의 엮음 가공 시에 띠 형상 편(2)이 끊어질 우려가 있고, 두께가 0.6㎜를 넘으면 엮음 가공을 양호하게 행할 수 없을 우려가 있어, 어떤 경우도 바람직하지 않기 때문이다.

팽창 흑연 시트(1)의 밀도에 대해서도, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 0.70∼2.0g/㎤ 정도의 것이 적절히 이용된다.

이것은, 밀도가 0.70g/㎤ 미만이면 열전도성이나 강도가 저하될 우려가 있고, 2.0g/㎤를 넘으면 가소성이 저하될 우려가 있기 때문이다.

팽창 흑연 시트(1)를 절단하여 얻어지는 띠 형상 편(2)의 폭은 2.0∼8.0㎜로 하는 것이 바람직하다.

이것은, 폭이 2.0㎜ 미만이면 충분한 강도가 얻어지지 않아 후공정인 엮음 가공 시에 띠 형상 편(2)이 끊어질 우려가 있고, 폭이 8.0㎜를 넘으면 엮음 가공을 양호하게 행할 수 없을 우려가 있어, 어떤 경우도 바람직하지 않기 때문이다.

제2 공정에서는, 도2에 나타낸 바와 같이, 제1 공정에서 얻어진 띠 형상 편(2)의 복수개(도시예에서는 2개)로 이루어지는 실 형상체(20)를 중심으로 하고, 그 실 형상체(20)의 바깥면을 피복하도록 금속선재(3)를 엮어 끈 형상체(4)를 형성한다.

실 형상체(20)는, 복수개의 띠 형상 편(2)을 서로 꼬아 연사로 한 것이어도 좋고, 꼬지 않고 단순히 겹친 것이어도 좋다.

도시된 예에서는, 실 형상체(20)가 2개의 띠 형상 편(2)으로 이루어지고, 실 형상체(20)를 피복하는 금속선재(3)가 1개인 경우를 나타내고 있지만, 띠 형상 편(2)은 3개 이상으로 해도 좋고, 금속선재(3)는 2개 이상으로 해도 좋다.

띠 형상 편(2)과 금속선재(3)와의 개수의 비율을 변경함으로써, 팽창 흑연으로 이루어지는 띠 형상 편(2)에 의해 발휘되는 특성과 금속선재(3)에 의해 발휘되는 특성과의 균형을 조정할 수 있고, 사용용도에 따른 특성을 갖는 실링재를 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서는, 금속선재(3)로서 경금속선재와 연금속선재의 2종류의 금속선재를 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 2종류의 금속선재를 겹치거나 또는 서로 꼬아서 하나로 하고, 이것을 실 형상체(20)의 바깥면을 피복하는 엮음사로서 사용하면 된다.

경금속선재로는 브리넬 경도가 90∼240(㎏/㎟)인 것이 이용된다.

이와 같은 경도를 갖는 금속재료는, 고온 하에서의 인장강도 등의 기계적 강도가 높고, 반복 하중에 대한 피로 한도도 높다. 또, 이와 같은 경도를 갖는 금속은 고온 하에서 크리프(creep)가 생기기 어렵다.

따라서 경금속선재는 실링재의 기계적 강도를 향상시킴과 동시에, 고온 하에서의 내크리프성을 높이고, 실링재에 응력 완화가 생기지 않도록 할 수 있다.

경금속선재로서, 예를 들어 스테인레스, 인코넬 등의 탄소강, 니켈, 니켈 합금을 들 수 있다.

경금속선재의 직경은, 0.05∼0.35㎜로 하는 것이 바람직하다. 직경이 0.05㎜ 미만이면 엮음 가공할 때에 끊어질 우려가 있고, 0.35㎜를 넘으면 엮음 가공을 하기 어려워져, 어느 경우도 바람직하지 않기 때문이다.

연금속선재로는 브리넬 경도가 40∼55(㎏/㎟)의 것이 이용된다.

이와 같은 경도를 갖는 금속재료는, 실링재가 접촉하는 인접부재료보다 경도가 낮기 때문에, 실링재가 인접부재료에 대하여 상대적으로 변위한 경우에 인접부재료에 상처를 주지 않는다. 또, 이와 같은 경도를 갖는 금속재료는, 유연성이 우수하고, 소성 가공을 용이하게 행할 수 있다.

따라서 연금속선재가 차지하는 비율이 많을 수록 제2 공정에서의 엮음 가공을 용이하게 행할 수 있다. 또, 엮음 가공하여 얻어진 끈 형상체(4)로부터 얻어진 것을 가압 성형하여 실링재로 할 때, 표면 및 내부가 치밀하게 촘촘한 실링재로 할 수 있다.

또, 이와 같은 경도를 갖는 금속재료는 인접부재료에 대한 조화성이 양호하다. 그 때문에, 연금속선재가 차지하는 비율이 높을수록, 실링재의 실(seal)성을 향상시킬 수 있다.

게다가, 이와 같은 경도를 갖는 금속재료는, 400∼850℃ 정도의 온도 하에서는 변질되기 어렵다. 따라서 실링재의 실성을 고온 하에서 안정시킬 수 있다.

연금속선재로는, 예를 들어 구리, 모넬메탈 등의 구리 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금을 들 수 있다.

연금속선재의 직경은 0.05∼0.35㎜로 하는 것이 바람직하다. 직경이 0.05㎜ 미만이면 엮음 가공할 때에 끊어질 우려가 있고, 0.35㎜를 넘으면 엮음 가공을 하기 어려워져, 어떤 경우도 바람직하지 않기 때문이다.

금속선재(3)로서 경금속선재와 연금속선재의 2종류의 금속선재를 사용하는 경우, 양자의 개수의 비는 1:1∼0.3으로 하는 것이 바람직하다. 이것을 비의 값(경금속선재의 개수/연금속선재의 개수)으로 나타내면 1∼약 3.3이 된다.

비의 값이 1 미만이면 끈 형상체(4)의 기계적 강도가 낮아지고, 반대로 3.3을 넘으면 엮음 가공하기 어려워지는데다가, 끈 형상체의 조화성이 저하되어 실링재의 실성이 저하될 우려가 있기 때문에, 어떤 경우도 그다지 바람직하지 않다.

끈 형상체(20)의 바깥면을 피복하도록 엮이는 금속선재(3)의 편목의 피치는, 길이방향 및 폭방향에서 각각 1.5∼6㎜로 하는 것이 바람직하다. 또한, 도3은 편목의 피치의 길이방향(L)과 폭방향(W)의 설명도이다.

금속선재(3)의 편목의 피치가 1.5㎜ 미만이면, 눈에 팽창 흑연이 들어가기 어렵기 때문에 실링재의 조화성이나 실성이 충분히 얻어지지 않고, 한편 6㎜를 넘으면 실링재의 강도가 저하되기 때문에, 어떤 경우도 바람직하지 않다.

금속선재(3)의 엮는 법(엮음 조직)에 대해서는, 경편(經編)이어도 위편(緯編)이어도 좋지만, 강도 면에서 위편이 바람직하다.

위편으로 하는 경우, 그 구체적인 형태는 특별히 한정되지 않고, 평편, 고무편, 펄편(purl stitch), 턱편(tuck stitch), 부편(浮編), 편휴편(片畦編), 양휴편(兩畦編), 양면편, 레이스편, 첨사편(添絲編) 등의 형태를 채용할 수 있다.

제2 공정에서 형성되는 끈 형상체(4)는, 팽창 흑연으로 이루어지는 실 형상체(20)와 금속선재(3)로 형성되어 있기 때문에, 금속선재만으로 형성되는 것에 비해 조화성이 대폭으로 향상한다. 또, 후공정(제6 공정)에서 끈 형상체(4)로부터 얻어진 편조체를 가압 성형하여 실링재로 할 때, 팽창 흑연이 금속선재(3)의 극간에 들어가기 때문에, 표면 및 내부가 매우 치밀하게 촘촘한 실링재로 할 수 있다.

이와 같이, 끈 형상체(4)에 팽창 흑연으로 이루어지는 띠 형상 편(2)이 이용되고 있음으로써, 금속선재만이 이용되고 있는 경우에 비해 실링재의 실성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

제2 공정에 있어서, 팽창 흑연으로 이루어지는 띠 형상 편(2)과 금속선재(3)와의 개수의 비는 1:0.5∼5.0으로 하는 것이 바람직하다. 이것을 비의 값(띠 형상 편의 개수/금속선재의 개수)으로 나타내면 2∼0.2가 된다.

비의 값이 2를 넘으면, 실링재의 기계적 강도가 저하되고 마찰이 높아질 우려가 있고, 반대로 0.2 미만이면 조화성이 저하하여 실링재의 실성이 저하될 우려 가 있어, 어느 경우도 그다지 바람직하지 않다.

제2 공정에서 얻어진 끈 형상체(4)는, 제3 공정에 공급되기 전에, 다이스를 지남으로써 주위로부터 가압하여 가늘게 하는 공정을 거치는 것이 바람직하다. 또, 이 공정에서 끈 형상체(4)에 꼬임을 주어도 좋다.

제3 공정 전에 이와 같은 공정을 거침으로써, 끈 형상체(4)를 구성하는 팽창 흑연으로 이루어지는 띠 형상 편(2)과 금속선재(3)를 강고하게 일체화할 수 있다.

제3 공정에서는, 도4에 나타낸 바와 같이, 제2 공정에서 얻어진 끈 형상체(4)의 복수개를 주머니로 엮은 후, 소정 길이로 절단함으로써 도5에 나타낸 원통상의 편조체(5)를 형성한다. 주머니로 엮을 때에는, 공지의 주머니 편기(編機)를 사용할 수 있다.

편조체(5)의 직경은 최종제품이 되는 실링재의 치수에 따라 적당히 설정하면 되고, 주머니 편기의 설정에 의해 용이하고 자유자재로 변경할 수 있지만, 예를 들어 Φ=15∼200㎜로 할 수 있다.

편조체(5)의 높이(도5에서의 상하방향 길이)에 대해서도, 최종제품이 되는 실링재의 치수에 따라 적당히 설정하면 되지만, 예를 들어 15∼200㎜로 할 수 있다. 또한, 실링재는 편조체(5)를 높이방향으로 가압 성형함으로써 얻기 때문에, 편조체(5)의 높이는 최종제품이 되는 실링재의 높이보다도 높은 것이다.

주머니 엮음에 사용되는 끈 형상체(4)의 개수는 특별히 한정되지 않지만, 6∼50개로 하는 것이 바람직하다. 이것은 6개 미만이면 편조체(5)의 눈이 엉성하여 강도가 저하하고, 50개를 넘으면 편조(編組)가 어려워지는데다가 비용이 높아져, 어느 경우도 바람직하지 않기 때문이다.

상기한 제2 공정과 제3 공정은, 모두 연속적인 가공이 가능하고, 자동화된 공정으로 할 수 있기 때문에, 생산효율이 높아지고, 제조비용을 낮게 억제할 수 있다.

또, 제조 시에 편조체의 사이즈를 용이하고 자유자재로 변경할 수 있기 때문에, 다품종 소량생산에 대응하는 것이 용이하다.

제4 공정에서는, 제3 공정에서 얻어진 편조체(5)에, 액 중에 점토입자가 분산된 점토 분산액(6)을 함침한다.

점토입자가 분산되는 액체로는, 물, 알코올, 에테르, 초산에틸, 톨루엔 등을 예시할 수 있다.

점토 분산액의 함침방법은, 도6에 나타낸 바와 같이 편조체(5)를 점토 분산액(6)에 침적하는 방법이어도 좋고, 편조체(5)에 점토 분산액(6)을 도포하거나 불어넣는 방법이어도 좋고, 특별히 한정되지 않는다.

점토로는, 천연점토, 합성점토, 변성점토 중 1종 이상을 이용할 수 있다.

보다 구체적으로는, 운모, 버미큐라이트, 몬모릴로나이트, 바이데라이트, 사포나이트, 헥토라이트, 스티븐사이트, 마가디아이트, 아일라라이트, 카네마이트, 일라이트, 세리사이트, 논트로나이트 중 1종 이상이 적절히 이용된다.

변성점토에 이용되는 점토로는, 천연 또는 합성물, 바람직하게는, 예를 들어, 운모, 버미큐라이트, 몬모릴로나이트, 바이데라이트, 사포나이트, 헥토라이트, 스티븐사이트, 마가디아이트, 아일라라이트, 카네마이트, 일라이트, 세리사이트 중 1종 이상, 더 바람직하게는, 그들의 천연 또는 합성물의 어느 하나 또는 그들의 혼합물이 예시된다.

변성점토에 이용되는 유기 카티온으로는, 제4급 암모늄 카티온 또는 제4급 포스포늄 카티온을 포함하는 것이 예시된다. 이 때, 변성점토에서의 유기 카티온 조성을 30중량% 미만으로 하는 구성을 채용할 수 있다.

또, 변성점토에 시릴화제를 반응시킨 것을 사용할 수도 있다. 이 경우, 점토와 시릴화제의 총중량에 대한 시릴화제 조성을 30중량% 미만으로 하는 구성을 채용할 수 있다.

변성점토에 포함되는 유기물로는, 제4급 암모늄 카티온, 제4급 포스포늄 카티온, 이미다졸륨 카티온, 피리듐 카티온을 들 수 있다. 제4급 암모늄 카티온으로는, 특별히 안정되는 것은 아니지만, 디메틸옥타데실 타입, 디메틸스테아릴벤질 타입, 트리메틸스테아릴 타입이 예시된다. 또, 유사한 유기물로서, 제4급 포스포늄 카티온이 예시된다. 이들 유기물은 원료 점토의 이온 교환에 의해 점토에 도입된다.

상기 이온 교환은, 예를 들어 원료 점토를, 과잉의 유기물을 용해한 물에 분산하고, 일정 시간 교반하고, 원심분리 또는 여과에 의해 고액(固液) 분리하고, 물에 의해 세정을 반복함으로써 행해진다. 이들 이온 교환 프로세스는 1회 만이어도 좋고, 여러 번 반복해도 좋다. 여러 번 반복함으로써, 점토에 포함되는 나트륨, 칼슘 등의 교환성 이온이 유기물에 의해 교환되는 비율이 높아진다. 이용하는 유기물 및 교환 비율에 의해 변성점토의 극성에 변화를 갖게 할 수 있고, 다른 극성의 변 성점토는 각각 적절한 첨가물 및 적절한 용제가 다르다. 이 때, 제4급 암모늄 카티온의 도입에 이용되는 시약으로서, 제4급 암모늄 카티온 염화물이 일반적으로 이용된다. 제4급 암모늄 카티온의 도입과 함께 혼입하는 염소는 물 세정에 의해 묽어지지만, 물 세정을 반복해도 그 농도를 150ppm 이하로 하는 것은 곤란하다. 그러나 일렉트로닉스 용도 등에서는 염소의 혼입을 두드러지게 싫어하는 것이 있고, 그 때문에 염소 농도를 150ppm 이하로 억제하지 않으면 안되는 것이 있다. 그와 같은 경우는, 제4급 암모늄 염화물을 이용하지 않고, 염소를 포함하지 않는 다른 시약, 예를 들어 제4급 암모늄 브롬화물, 제4급 암모늄 카티온 수산화물을 이용하지 않으면 안된다.

변성점토에 포함되는 시릴화제는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 프로필트리메톡시실란, 부틸트리메톡시실란, 헥실트리메톡시실란, 옥틸트리메톡시실란, 도데실트리메톡시실란, 옥타데실트리메톡시실란을 예시할 수 있다.

또, 점토에의 시릴화제의 도입방법에 대해서도 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 원료 점토와, 원료 점토에 대하여 2중량%의 시릴화제를 혼합하고, 그들을 볼밀에 의해 1시간 밀(mill)하는 방법을 예시할 수 있다.

본 발명에서 이용되는 변성점토는, 그 처리방법에 따라 각종 극성의 것을 제작할 수 있고, 그 극성에 따라 점토 분산액을 제작하는데 적당한 용제가 다르다. 점토 분산액을 제작할 때의 용제로는, 알코올, 에테르, 초산에틸, 톨루엔 등을 예시할 수 있다.

점토 분산액(6)은, 천연 또는 합성 스멕타이트, 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 점토입자를, 상술한 물이나 유기용매 등의 액체 중에 균일하게 분산시킴으로써 얻을 수 있다.

점토 중에 포함되는 고형분의 비율은 3∼15중량%인 것이 바람직하다. 또, 점토 분산액의 농도는 바람직하게는 0.5∼10중량%, 더 바람직하게는 1∼3중량%가 된다. 게다가, 필요에 따라 첨가물의 1종 이상을 점토 분산액에 첨가하고, 액 중에 균일 분산 또는 용해시킬 수 있다.

첨가물로는, 셀루로이드, 페놀수지, 알키드수지, 유리아수지, 초산셀루로오스, 초산비닐수지, 아크릴수지, 스티렌수지, 염화비닐수지, 멜라민수지, 폴리에틸렌, 폴리우레탄수지, 염화비닐리덴수지, 폴리아미드수지, 불포화폴리에스테르, 규소수지, 아크릴로니트릴-스티렌수지, 불소수지, 에폭시수지, 디아릴프탈레이트수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌수지, 폴리에틸렌텔레프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리아세탈, 폴리이미드, 폴리술폰, 폴리페닐렌에테르, 폴리부틸렌텔레프탈레이트, 폴리에테르술폰, 액정폴리머, 폴리페닐렌술피드, 폴리에테르이미드 중 1종 이상을 이용할 수 있다.

게다가, 점토 분산액(6)에, 적인, 오산화인 등의 인이나, 제1인산리튬, 제2인산리튬, 제1인산칼슘, 제2인산칼슘, 제1인산알루미늄, 제2인산알루미늄 등의 인산염 중 1종 이상을 첨가할 수도 있다.

이들 인 및/또는 인산염을 점토 분산액에 첨가함으로써, 고온 조건 하에서의 팽창 흑연의 산화 소실의 방지효과가 우수한 것이 됨과 동시에, 점토의 존재에 의 해 인을 포함함으로 인한 실링재의 인접부재(배관 등)의 부식을 방지할 수도 있게 된다.

제5 공정에서는, 제4 공정에서 얻어진 점토 분산액을 함침한 편조체를 건조한다.

건조 후의 편조체는, 도7에 나타낸 바와 같이, 편조체를 구성하는 재료(선재)의 표면이 점토막(7)으로 피복된 것이 된다. 또, 눈에 점토가 충진된 것이 된다.

제6 공정에서는, 건조 후의 편조체를 도8에 나타낸 바와 같이 금형(8)의 내부에 수용하여 높이방향(화살표 방향)으로 가압 성형하고, 도9에 나타낸 바와 같은 소정 형상의 실링재(9)로 한다. 도9(a)는 외관도, (b)는 단면도이다.

금형(8)은, 가스켓 등의 실링재의 성형에 사용되는 공지의 구조의 것으로서, 최종제품이 되는 실링재의 형상에 맞춘 내부 형상을 갖는 것이 사용된다.

본 발명에 있어서는, 제6 공정에서의 가압 성형 후, 얻어진 성형체를 질화 처리할 수 있다.

이 경우, 금속선재(3)로서, 스테인레스(경금속선재)와 구리(연금속선재)의 2종류의 금속선재를 사용하는 것이 바람직하다. 또, 질화 처리의 온도는 550∼650℃로 하는 것이 바람직하다.

이와 같은 2종류의 금속선재를 포함하는 실링재를 질화 처리한 경우, 스테인레스가 질화 처리됨으로써 실링재의 기계적 강도가 크게 향상하는 한편, 구리는 질화 처리되지 않고 부드러운 상태를 유지하기 때문에, 실링재의 조화성은 양호한 것 이 된다.

또, 질화 처리는 산소가 없는 상태에서 이루어지기 때문에, 질화 처리 공정에서의 가열에 의해 팽창 흑연의 질화 소실이 생기지 않는다.

질화 처리 방법은 특별히 한정되지 않고, 가스 질화법, 염욕(鹽浴) 질화법, 터프트라이드법, 가스 연질화법, 플라즈마 질화법 등의 공지의 방법을 채용할 수 있다.

이 중, 질소 가스와 수소 가스의 혼합가스를 사용하는 플라즈마 질화법은 스테인리스의 질화 처리에 적당하다.

최종제품으로서 얻어지는 실링재(9)는 본 발명에 따른 실링재이고, 도9에서는 구면 가스켓이 나타내어져 있다. 그러나 본 발명에 따른 실링재가 구면 가스켓에 한정되지 않는 것은 상술한 대로이다.

상술한 방법에 의해 얻어진 본 발명에 따른 실링재는, 팽창 흑연이 갖는 우수한 내열성, 가소성, 압축 복원성, 내알칼리성, 내수성과, 금속선재가 갖는 우수한 기계적 강도를 함께 갖는 것이 된다.

또, 팽창 흑연으로 이루어지는 실 형상체의 바깥면을 피복하도록 금속선재를 엮어 끈 형상체를 형성함으로써, 금속선재에 팽창 흑연 시트를 적층한 경우에 비해, 팽창 흑연과 금속선재가 강고하고 치우침 없이 일체화된다. 그 때문에, 팽창 흑연과 금속선재가 갖는 우수한 특성을 균형 있고 확실하게 발휘할 수 있게 된다.

또, 편조체에 점토 분산액을 함침함으로써, 편조체는 그 편목에 점토가 충진되고 표면이 점토에 의해 피복된 것이 된다. 그 때문에, 매우 높은 내열성(약 800 ∼1000℃)을 갖는 것이 되고, 400℃를 넘는 고온 환경 하에서도 장기간에 걸쳐 사용할 수 있게 된다. 게다가 실링재가 접촉하는 인접부재를 부식시킬 우려가 없다.

또, 끈 형상체를 복수개 엮어 편조체를 성형하여 실링재를 형성하기 때문에, 실링재는 끊긴 부분을 갖지 않는 것이 되고, 끊긴 부분으로부터의 파손이 생기지 않기 때문에, 우수한 내구성을 발휘할 수 있다.

게다가, 금속선재로서 경금속선재와 연금속선재를 사용한 경우, 경금속선재가 갖는 우수한 기계적 강도나 내구성과, 연금속선재가 갖는 우수한 조화성이나 유연성을 함께 가질 수 있다. 또, 경금속선재와 연금속선재의 개수의 비율을 변경함으로써, 기계적 강도나 내구성과, 조화성이나 유연성과의 균형을 용이하게 조정할 수 있다.

본 발명에 따른 제조방법에 있어서는, 상술한 제3 공정과 제4 공정 사이에, 제3 공정에서 얻어진 편조체(5)의 한쪽 끝 또는 양끝을 바깥쪽으로 접어 꺾는 공정(이하, 접어 꺾는 공정이라 한다)을 거칠 수 있다.

도10은, 접어 꺾는 공정에 의해, 편조체(5)의 한쪽 끝 또는 양끝이 바깥쪽으로 접힌 상태를 나타내는 도면이고, (a)는 상단이 접힌 상태의 도면, (b)는 하단이 접힌 상태의 도면, (c)는 양단(상하단)이 접힌 상태의 도면이다.

본 발명에 따른 제조방법에서는, 이와 같이 통형상의 편조체의 한쪽 끝 또는 다른 쪽 끝을 접어 꺾음으로써 성형 전에 편조체의 높이를 낮게 조정할 수 있다. 결국, 접히는 부분(10)의 길이(L)를 변경함으로써, 편조체의 높이를 조정할 수 있다.

이와 같이, 접어 꺾는 공정을 거침으로써, 후공정(제6 공정)의 성형공정 전에 편조체의 높이를 낮게 할 수 있다.

이에 의해, 제6 공정에서 이용되는 금형(8)의 높이를 낮게 하고 소형화할 수 있게 된다.

또, 본 발명에 따른 제조방법에 있어서는, 상술한 접어 꺾는 공정 후에, 접힌 부분(10)과 접히지 않은 부분과의 극간 부분에 점토를 충진하는 공정(이하, 점토 충진 공정이라 한다)을 거칠 수 있다.

점토 충진 공정에서는, 상기 극간 부분에, 상술한 점토 분산액으로부터 얻어지는 점토 필름(11)을 장착한다(도11 참조).

장착되는 점토 필름(11)의 매수는, 특별히 한정되지 않고, 1매여도 좋고 복수매여도 좋다.

점토 필름(11)은 하기의 방법에 의해 제조할 수 있다.

먼저, 상술한 방법에 의해 점토 분산액을 조제한다.

이어서, 점토 분산액을 수평하게 놓고, 점토입자를 천천히 침적시킴과 동시에, 분산매인 액체와 점토입자를 고액(固液) 분리수단에 의해 분리함으로써, 점토 박막을 성형한다.

마지막으로, 점토 박막을 110∼300℃의 온도 조건 하에서 건조함으로써, 점토 필름(11)이 얻어진다.

상기 제법에서의 고액 분리수단으로는, 원심분리, 여과, 진공건조, 동결진공건조, 가열증발의 어느 하나, 또는 이들 수단의 조합이 채용된다.

이들 방법 중, 예를 들어 가열증발법을 이용하는 경우, 진공 흡입에 의해 미리 탈기(脫氣)한 점토 분산액을 평탄한 트레이에 붓고, 수평을 유지한 상태로, 강제 송풍식 오븐 속에서 30∼70℃, 바람직하게는 40∼50℃의 온도 조건 하에서, 3시간에서 반일 정도, 바람직하게는 3∼5시간 건조시킴으로써 점토 필름을 얻는다.

이와 같이 하여 제조된 점토 필름은, 자립막(自立膜)으로서 이용 가능한 강도를 갖고, 점토입자의 적층이 고도로 배향된 것이 된다.

점토입자의 적층이 고도로 배향되는 것은, 점토입자의 단위 구조층(두께 약 1nm)을, 층면의 방향을 동일하게 하여 겹치고, 층면에 수직인 방향으로 높은 주기성을 갖게 하는 것을 의미하고 있다. 이와 같은 점토입자의 배향을 얻기 위해서는, 희박하고 균일한 점토 분산액을 수평하게 놓고, 점토입자를 천천히 침적시킴과 동시에, 예를 들어 분산매인 액체를 천천히 증발시켜 막 형상으로 형성할 필요가 있다.

이와 같이 얻어진 점토 필름은, 막 두께가 3∼100㎛, 바람직하게는 3∼30㎛이고, 가스배리어 성능은 두께 30㎛에서 산소 투과도 0.1cc/㎡ㅇ24hrㅇatm 미만, 수소 투과도 0.1cc/㎡ㅇ24hrㅇatm 미만이다. 헬륨, 수소, 산소, 질소, 공기의 실온에서의 가스 투과계수는 3.2×10^-11㎠s^-1㎝Hg^-1 미만이고, 1000℃에서 24시간 가열 처리한 후에도 가스배리어성의 저하는 보이지 않는다.

또, 차수성은, 차수계수가 2×10^-11㎝/s 이하이고, 광투과성은 가시광(500nm)의 투과성이 75% 이상이고, 면적은 100×40㎝ 이상으로 면적을 크게 하는 것이 가 능하고, 고내열성을 갖고 있다.

상기 점토 필름은 점토입자의 적층이 고도로 배향하고, 핀 홀이 존재하지 않는다. 또, 가요성이 우수하고, 250℃ 이상 600℃까지의 고온에서도 구조가 변화하지 않는 것이다. 게다가 자립막으로서 이용하는 것이 가능하고, 핀 홀이 존재하지 않는 치밀한 재료이고, 기체·액체의 배리어성이 우수한 것이다.

이와 같은 점토 필름은, 상술한 바와 같이, 점토 충진 공정에서 접어 꺾는 공정에 의해 형성된 편조체(5)의 극간 부분에 장착된다. 그 후, 상기 편조체(5)에 점토 분산액(6)을 함침하여 건조시킨다.

점토 충진 공정을 거쳐 얻어진 편조체는, 편조체의 측면에서 점토가 다층 구조가 된다. 결국, 점토층이 편조체(5)의 내면쪽과 외면쪽과 극간 부분의 3층으로 형성된다. 또, 팽창 흑연과 점토 필름과의 상용성 및 조화성은 매우 양호하다.

그 때문에, 상기 편조체를 성형하여 얻어지는 실링재의 내열성 및 실성을 대폭으로 향상시킬 수 있게 된다.

실시예

이하, 본 발명에 따른 실링재의 실시예를 나타냄으로써, 본 발명의 효과를 보다 명확한 것으로 한다. 다만, 본 발명은 하기의 실시예에 전혀 한정되는 것이 아니다.

<실시예 샘플의 제작>

상술한 제1 내지 제6 공정을 거침으로써, 도9에 나타낸 바와 같은 구면 가스켓(외경 Φ70㎜, 내경 Φ53.5㎜, 높이 16㎜)을 제작하고, 이것을 실시예의 구면 가스켓으로 하였다. 또한, 팽창 흑연 시트로는 두께 0.38㎜의 것을 사용하고, 띠 형상 편의 폭은 3㎜로 하였다. 금속선재로는, 직경 0.15㎜의 SUS304(비질화물)를 사용하였다. 금속선재의 눈(도3 참조)의 피치는 길이방향(L)이 4.5㎜, 폭방향(W)이 3㎜로 하고, 제3 공정의 주머니 엮음에서는 24개의 끈 형상체를 사용하였다.

한편, 팽창 흑연만을 재료로 하여 실시예와 동일한 형상을 갖는 구면 가스켓을 제작하고, 이들을 비교예의 구면 가스켓으로 하였다.

<내열 실성 시험>

실시예의 구면 가스켓(9)을, 도12에 나타낸 바와 같이, 2개의 파이프(스테인리스제, 외경 Φ53㎜)의 단부 근방에 각각 형성된 플랜지(스테인리스제) 사이에 장착하고, 스프링을 사이에 두고 볼트에 의해 하중 588.4N(60kgf)으로 조이고, 플랜지 구면부의 온도가 700℃가 되도록 파이프 내부에 채운 SUS 울(wool)(12)을 가스버너(13)에 의해 24시간 가열 처리한 후, 플랜지 구면부의 가동부분을 상하로 6㎜씩 반복 10회 접동(摺動)시키고, 그 후 내압(공기압) 19.6kPa(0.2kgf/㎠)를 가했을 때의 공기가 새는 양을 측정하였다.

그 결과, 공기가 새는 양은 13.9ml/min이고, 자동차용 배기관 부품에의 적용기준값 500ml/30sec를 대폭으로 밑돌았다.

<내열성 시험>

실시예 및 비교예의 구면 가스켓을 전기로(爐) 속에서 600℃에서 24시간 가열하고, 가열 전후의 중량을 측정함으로써, 중량 감소율을 산출하였다. 결과를 표1에 나타낸다.

	실시예	비교예
가열전(g)	58.67	55
가열후(g)	52.20	41.8
중량 감소율(%)	11	24

표1에 나타낸 바와 같이, 실시예의 구면 가스켓의 중량 감소율이 11%인데 대해, 비교예의 구면 가스켓의 중량 감소율은 24%였다. 그 결과로부터, 본 발명에 따른 구면 가스켓이 종래의 것보다도 높은 내열성을 갖는 것이 확인되었다.

본 발명은, 발전소나 화학 플랜트 등의 배관의 접합부 등에 이용되는 가스켓, 패킹, 조인트 시트 등의 실링재로서 이용 가능하다.

청구항 1에 따른 발명에 의하면, 복수개의 팽창 흑연으로 이루어지는 띠 형상 편을 1개로 겹치거나 또는 서로 꼬아 이루어지는 실 형상체와, 상기 실 형상체의 바깥면을 피복하도록 엮인 금속선재로 이루어지는 끈 형상체를, 복수개 엮어 얻 어지는 편조체를 성형하여 이루어지는 실링재이기 때문에, 팽창 흑연이 갖는 내열성, 가소성, 압축 복원성, 내알칼리성, 내수성 등의 우수한 특성을 유지하면서, 금속선재에 의해 휨 강도나 인장강도 등의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.

또, 팽창 흑연으로 이루어지는 실 형상체의 바깥면을 피복하도록 금속선재가 엮여 있기 때문에, 금속선재에 팽창 흑연 시트를 적층한 경우에 비해, 팽창 흑연과 금속선재가 강고하고 치우침 없이 일체화된다. 그 때문에, 팽창 흑연과 금속선재가 갖는 우수한 특성을 균형 있고 확실하게 발휘할 수 있게 된다.

또, 편조체는 그 편목에 점토가 충진되고 표면이 점토에 의해 피복되어 있음으로써, 편조체를 구성하는 재료의 표면이 점토막으로 피복된 것이 된다. 그 때문에, 매우 높은 내열성을 갖는 것이 되고, 400℃를 넘는 고온 환경 하에서도 장기간에 걸쳐 높은 실성(seal性)을 유지한 상태로 사용할 수 있게 된다. 게다가 실링재가 접촉하는 인접부재를 부식시킬 우려가 없다.

또, 끈 형상체를 복수개 엮어 얻어지는 편조체를 성형하여 이루어지는 실링재이기 때문에, 실링재는 끊긴 부분을 갖지 않는 것이 되고, 끊긴 부분으로부터의 파손이 생기지 않기 때문에, 내구성이 우수한 것이 되고, 장기간에 걸쳐 높은 실성을 발휘할 수 있다.

청구항 2에 따른 발명에 의하면, 금속선재가 경금속선재와 연금속선재로 이루어지고, 상기 경금속선재의 브리넬 경도가 90∼240(㎏/㎟)이고, 상기 연금속선재의 브리넬 경도가 40∼55(㎏/㎟)이기 때문에, 경금속선재가 갖는 우수한 기계적 강도나 내구성과, 연금속선재가 갖는 우수한 조화성이나 유연성을 양립시킬 수 있다. 또, 경금속선재와 연금속선재의 개수의 비율을 변경함으로써, 기계적 강도나 내구성과, 조화성이나 유연성과의 균형을 용이하게 조정할 수 있다.

청구항 3에 따른 발명에 의하면, 경금속선재가 질화 처리된 스테인레스로 이루어지고, 연금속선재가 구리로 이루어짐으로써, 질화 처리된 스테인레스에 의해 우수한 기계적 강도가 발휘되고, 구리에 의해 우수한 조화성이 발휘된다.

청구항 4에 따른 발명에 의하면, 실 형상체의 바깥면을 피복하도록 엮인 금속선재의 편목의 피치가, 길이방향 및 폭방향에서 각각 1.5∼6㎜이기 때문에, 금속선재에 의한 우수한 기계적 강도가 발휘됨과 동시에, 금속선재의 눈(網目)에 들어간 팽창 흑연에 의해 우수한 조화성이 발휘된다.

청구항 5에 따른 발명에 의하면, 편조체가 끈 형상체의 복수개를 주머니로 엮어 얻어진 통 형상체이기 때문에, 편조체를 제조하는 공정을 자동화할 수 있다. 그 때문에, 생산효율이 높아지고, 제조비용을 낮게 억제할 수 있다.

또, 제조 시에 편조체의 사이즈를 용이하게 자유자재로 변경할 수 있기 때문에, 다품종 소량생산에 대응하는 것이 용이하다.

청구항 6에 따른 발명에 의하면, 편조체의 한쪽 끝 또는 양끝이 바깥쪽으로 접어 꺾이고, 그 접힌 부분과 접히지 않은 부분과의 극간 부분에 점토가 충진되어 있음으로써, 편조체의 측면에서 점토가 다층 구조로 되기 때문에, 실링재의 내열성 및 실성을 대폭으로 향상시킬 수 있다.

청구항 7에 따른 발명에 의하면, 상술한 우수한 특성을 갖는 가스켓이 된다.

청구항 8에 따른 발명에 의하면, 상술한 우수한 특성을 갖는 구면 가스켓이 된다.

청구항 9에 따른 발명에 의하면, 편조체를 형성하는 공정을 자동화하는 것이 가능해진다. 그 때문에, 생산효율이 높아지고, 제조비용을 낮게 억제할 수 있다.

또, 편조체의 사이즈를 용이하게 자유자재로 변경할 수 있기 때문에, 다품종 소량생산에 대응하는 것이 용이하다.

게다가, 얻어진 실링재는 팽창 흑연이 갖는 우수한 내열성, 가소성, 압축 복원성, 내알칼리성, 내수성 등의 특성과, 금속선재가 갖는 우수한 기계적 강도를 함께 갖게 된다.

또, 팽창 흑연으로 이루어지는 실 형상체의 바깥면을 피복하도록 금속선재를 엮어서 끈 형상체를 형성함으로써, 금속선재에 팽창 흑연 시트를 적층한 경우에 비해, 팽창 흑연과 금속선재가 강고하고 치우침 없이 일체화된다. 그 때문에, 팽창 흑연과 금속선재가 갖는 우수한 특성을 균형 있고 확실하게 발휘할 수 있게 된다.

또, 편조체에 액 중에 점토입자가 분산된 점토 분산액을 함침함으로써, 편조체를 구성하는 재료의 표면이 점토막으로 피복된 것이 된다. 그 때문에, 매우 높은 내열성을 갖는 것이 되고, 400℃를 넘는 고온 환경 하에서도 장기간에 걸쳐 사용하는 것이 가능해진다. 게다가 실링재가 접촉하는 인접부재를 부식시킬 우려가 없다.

또, 끈 형상체를 복수개 엮어 편조체를 성형하여 실링재를 형성하기 때문에, 실링재는 끊긴 부분을 갖지 않는 것이 되고, 끊긴 부분으로부터의 파손이 생기지 않기 때문에, 우수한 내구성을 발휘할 수 있다.

청구항 10에 따른 발명에 의하면, 금속선재가 경금속선재와 연금속선재로 이 루어지고, 상기 경금속선재의 브리넬 경도가 90∼240(㎏/㎟)이고, 상기 연금속선재의 브리넬 경도가 40∼55(㎏/㎟)이기 때문에, 경금속선재가 갖는 우수한 기계적 강도나 내구성과, 연금속선재가 갖는 우수한 조화성이나 유연성을 양립시킬 수 있다. 또, 경금속선재와 연금속선재의 개수의 비율을 변경함으로써, 기계적 강도나 내구성과, 조화성이나 유연성과의 균형을 용이하게 조정할 수 있다.

청구항 11에 따른 발명에 의하면, 경금속선재가 스테인리스로 이루어지고, 연금속선재가 구리로 이루어지고, 금형에 의한 성형공정에 의해 얻어진 소정 형상의 실링재를 질화 처리함으로써, 질화 처리된 스테인리스에 의해 우수한 기계적 강도가 발휘되고, 질화 처리되지 않은 구리에 의해 우수한 조화성이 발휘된다.

청구항 12에 따른 발명에 의하면, 실 형상체의 바깥면을 피복하도록 엮인 금속선재의 편목의 피치가, 길이방향 및 폭방향에서 각각 1.5∼6㎜이기 때문에, 금속선재에 의한 우수한 기계적 강도가 발휘됨과 동시에, 금속선재의 눈에 들어간 팽창 흑연에 의해 우수한 조화성이 발휘된다.

청구항 13에 따른 발명에 의하면, 편조체에 점토 분산액을 함침하는 공정 전에, 편조체의 한쪽 끝 또는 양끝을 바깥쪽으로 접어 꺾음으로써, 성형 전에 편조체의 높이를 낮게 할 수 있고, 금형의 높이를 낮게 하여 소형화하는 것이 가능해진다.

청구항 14에 따른 발명에 의하면, 바깥쪽으로 접힌 부분과 접히지 않은 부분과의 극간 부분에, 점토 분산액으로부터 얻어지는 점토 필름을 장착함으로써, 편조체의 측면에서 점토가 다층구조로 되기 때문에, 실링재의 내열성 및 실성을 대폭으 로 향상시킬 수 있다.

청구항 15에 따른 발명에 의하면, 상술한 우수한 특성을 갖는 가스켓을 제조할 수 있다.

청구항 16에 따른 발명에 의하면, 상술한 우수한 특성을 갖는 구면 가스켓을 제조할 수 있다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (16)

1. 복수개의 팽창 흑연으로 이루어지는 띠 형상 편을 하나로 겹치거나 또는 서로 꼬아 이루어지는 실 형상체와, 상기 실 형상체의 바깥면을 피복하도록 엮인 금속선재로 이루어지는 끈 형상체를, 복수개 엮어 얻어지는 편조체를 성형하여 이루어지는 실링재로서,

   상기 편조체는, 그 편목에 점토가 충진되고 표면이 점토에 의해 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 실링재.
2. 제1항에 있어서, 상기 금속선재가 경금속선재와 연금속선재로 이루어지고, 상기 경금속선재의 브리넬 경도가 90∼240(㎏/㎟)이고, 상기 연금속선재의 브리넬 경도가 40∼55(㎏/㎟)인 것을 특징으로 하는 실링재.
3. 제2항에 있어서, 상기 경금속선재가 질화 처리된 스테인리스로 이루어지고, 상기 연금속선재가 구리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실링재.
4. 제1항 내지 제3항의 어느 한 항에 있어서, 상기 실 형상체의 바깥면을 피복 하도록 엮인 금속선재의 편목의 피치가 길이방향 및 폭방향에서 각각 1.5∼6㎜인 것을 특징으로 하는 실링재.
5. 제4항에 있어서, 상기 편조체가 상기 끈 형상체의 복수개를 주머니로 엮어 얻어진 통 형상체인 것을 특징으로 하는 실링재.
6. 제5항에 있어서, 상기 편조체의 한쪽 끝 또는 양끝이 바깥쪽으로 접어 꺾이고, 그 접힌 부분과 접히지 않은 부분과의 극간 부분에 점토가 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 실링재.
7. 제6항에 있어서, 가스켓인 것을 특징으로 하는 실링재.
8. 제7항에 있어서, 구면 가스켓인 것을 특징으로 하는 실링재.
9. 팽창 흑연 시트를 가는 띠 형상으로 절단하여 팽창 흑연으로 이루어지는 띠 형상 편을 형성하고;

   상기 띠 형상 편의 복수개를 하나로 겹치거나 또는 서로 꼰 실 형상체의 바깥면을 피복하도록 금속선재를 엮어 끈 형상체를 형성하고;

   상기 끈 형상체의 복수개를 주머니로 엮어 통 형상의 편조체를 형성하고;

   상기 편조체에, 액 중에 점토입자가 분산된 점토 분산액을 함침하고;

   상기 점토 분산액을 함침한 편조체를 건조하고;

   상기 건조 후의 편조체를 금형에 의해 성형하여 소정 형상의 실링재로 하는;

   단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 실링재의 제조방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 금속선재가 경금속선재와 연금속선재로 이루어지고, 상기 경금속선재의 브리넬 경도가 90∼240(㎏/㎟)이고, 상기 연금속선재의 브리넬 경도가 40∼55(㎏/㎟)인 것을 특징으로 하는 실링재의 제조방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 경금속선재가 스테인레스로 이루어지고, 상기 연금속선재가 구리로 이루어지고, 상기 금형에 의한 성형공정에 의해 얻어진 소정 형상의 실링재를 질화 처리하는 것을 특징으로 하는 실링재의 제조방법.
12. 제9항 내지 제11항의 어느 한 항에 있어서, 상기 실 형상체의 바깥면을 피복하도록 엮인 금속선재의 편목의 피치가 길이방향 및 폭방향에서 각각 1.5∼6㎜인 것을 특징으로 하는 실링재의 제조방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 편조체에 점토 분산액을 함침하는 공정 전에, 상기 편조체의 한쪽 끝 또는 양끝을 바깥쪽으로 접어 꺾는 것을 특징으로 하는 실링재의 제조방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 바깥쪽으로 접힌 부분과 접히지 않은 부분과의 극간 부분에, 상기 점토 분산액으로부터 얻어지는 점토 필름을 장착하는 것을 특징으로 하는 실링재의 제조방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 실링재가 가스켓인 것을 특징으로 하는 실링재의 제조방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 가스켓이 구면 가스켓인 것을 특징으로 하는 실링재의 제조방법.

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