KR100943472B1

KR100943472B1 - 금속제 가스켓의 제조 방법

Info

Publication number: KR100943472B1
Application number: KR1020077030788A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 니카모토; 나오키 마츠모토; 토시히로 히가시라; 나미에키 오사와; 토모노리 후나츠
Original assignee: 이시노 가스켓 코교 가부시키가이샤; 에누오케 가부시키가이샤
Priority date: 2005-07-21
Filing date: 2006-07-19
Publication date: 2010-02-19
Also published as: US8117749B2; KR20080036961A; CN101228377A; JPWO2007010914A1; CN101228377B; EP1908999B1; JP4606462B2; US20090229106A1; WO2007010914A1; EP1908999A4; EP1908999A1

Abstract

얇은 두께의 금속판에 경사면을 형성하여 입체형상으로 하고, 그 경사면을 사이에 둔 상하에 걸쳐 형성된 비드부 표면에 경화된 고무층으로 이루어지는 실링부가 설치된 금속제 가스켓의 제조에 있어서, 비드부의 정점부터 경사면의 상부 근방에 걸친 실링부와 경사면의 하부 근방부터 하부 평탄부분에 걸친 실링부가, 그들 양 실링부 형성 재료의 건조, 경화 전에 양 실링부로부터 경사면을 따라 확산된 용액상 고무 재료에 의해 접속시켜 금속제 가스켓을 제조한다. 용액상 고무 재료의 도포는 스크린 인쇄법에 의해 행해지는 것이 바람직하다. 실크 스크린 인쇄 방식으로 형성한 고무부는 건조, 경화 후의 두께의 균일화에 공헌할 수 있다.

금속판, 비드부, 고무층, 실링부, 금속제 가스켓, 고무 재료.

Description

금속제 가스켓의 제조 방법{PROCESS FOR PRODUCING METALLIC GASKET}

본 발명은 금속제 가스켓의 밀봉 구조, 특히 실크 스크린 인쇄에 의해 금속제 가스켓에 실링부를 설치한 금속제 가스켓의 제조 방법에 관한 것이다.

종래로부터 실린더 헤드 가스켓 등의 금속제 가스켓에서는, 도 5에 도시한 바와 같이, 얇은 두께의 금속판(1)의 적당한 곳에 형성된 개구 가장자리부 등을 따라 실링부(2)가 설치되어 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조). 이 실링부(2)는 예컨대, 도 6(A)에 도시한 바와 같이 완만한 단면 크랭크 형상(계단형, 하프 비드라고도 함), 또는 도 7(A)에 도시한 바와 같이 단면 산형상으로 형성된 비드부(풀 비드라고도 함)에도 설치되어 있다.

특허 문헌 1: 일본 특허 공개 2002-228001호 공보

이 때, 실링부(2)는 얇은 고무층을 형성하고 있으며, 그 두께는 균일한 것이 바람직하다. 따라서, 미리 평탄한 얇은 두께의 금속판(1)에 고무층을 달구어 붙인 후, 이 평탄한 얇은 두께의 금속판(1)의 적당한 곳을 절곡하여 비드부를 형성함으로써 소정의 실린더 헤드 가스켓으로 한 것이 있는데(프리코트법), 이러한 절곡 공정을 후처리로 한 경우, 실링부(2)의 고무 두께는 대략 균일하게 할 수 있으나, 그 설비 투자가 방대한 데다가, 금속제 가스켓을 제작한 후의 남은 재료의 리사이클화 가 곤란하고, 게다가 실링부(2) 이외에도 고무층을 형성하고 있기 때문에 재료 비용이 앙등한다는 문제가 발생하였다.

따라서, 도 8(A), (B)에 도시한 바와 같이, 실린더 헤드 형상으로 성형한 후의 얇은 두께의 금속판(1)의 표면에 저점도의 또는 용융 또는 용액상으로 한 고무 재료로 이루어지는 실링부(2)를, 실크 스크린 인쇄, 패드 인쇄, 롤 코터 인쇄 등에 의해 복수회에 걸쳐 각각 폭을 조정하여 층상으로 도포하고 돋운 후, 이것을 건조 및 가열 경화시켜 얇은 두께의 금속판(1)의 표면에 원하는 단면 형상을 갖는 실링부(2)를 형성한 것(애프터코트법)이 알려져 있다(예컨대, 상기 특허 문헌 1 참조).

(발명이 해결하고자 하는 과제)

그런데, 상기와 같이 구성된 애프터코트법에 의한 금속제 가스켓의 밀봉 구조에서는, 도 6(A)에 도시한 바와 같이 완만한 단면 크랭크 형상, 또는 도 7(A)에 도시한 바와 같이 단면 산형상으로 형성된 비드부에 실링부(2)를 형성한 경우, 그 고무층은 용융 또는 용액 상태의 고무 잉크로 형성되므로, 예컨대 도 6(A)에 도시한 완만한 단면 크랭크 형상의 비드부의 경우에는, 도 6(B)에 도시한 바와 같이 상단 굴곡부분(정점)에 위치하는 고무 잉크가 경사면을 따라 하단측으로 흐르고, 건조, 경화에 의해 얇아진 고무부(2)의 정점 부근의 고무층은 상단 평탄부분보다 얇은 고무층으로 되어 버린다. 또한, 상단 굴곡부분(정점)에 위치하는 고무 잉크가 경사면을 따라 하단측으로 흐름에 따라, 건조 경화에 의해 얇아진 고무부(2)의 하단 평탄부분 부근의 고무층은 상단 평탄부분보다 두꺼운 고무층으로 되어 버린다.

마찬가지로, 도 7(A)에 도시한 산형상의 비드부의 경우에는, 도 7(B)에 도시한 바와 같이 그 정점(능선)을 중심으로 도시 좌우의 하단측으로 고무 잉크가 경사면을 따라 흐르고, 건조 경화에 의해 얇아진 고무부(2)의 정점 부근의 고무층은 하단 평탄부분보다 얇은 고무층으로 되어 버린다.

이와 같이 얇은 고무층으로 되어 버린 부분은 밀봉 면압 발생 부위이므로, 상대면의 면조도 흡수성이 저하하게 된다는 문제가 발생한다. 또한, 두꺼운 고무층으로 되어 버린 부분은 고면압의 발생에 의해 중요한 실링부의 면압을 저하시키게 된다는 문제가 발생한다.

나아가, 이러한 고무 두께가 균등해지기 어려운 인쇄 방식의 경우, 전술한 특허 문헌 1에 개시된 바와 같이 한 번의 인쇄로는 원하는 고무 두께로 성형할 수 없다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위하여, 인쇄 방식으로 형성한 고무부의 경화 후의 두께의 균일화에 공헌할 수 있는 금속제 가스켓의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

그 목적을 달성하기 위하여, 청구항 1에 기재된 금속제 가스켓의 제조 방법은, 얇은 두께의 금속판에 경사면을 형성하여 입체형상으로 하고, 그 경사면을 사이에 둔 상하에 걸쳐 형성된 비드부 표면에 경화된 고무층으로 이루어지는 실링부가 설치된 금속제 가스켓의 제조에 있어서, 비드부의 정점부터 경사면의 상부 근방에 걸친 실링부와 경사면의 하부 근방부터 하부 평탄부분에 걸친 실링부가, 그들 양 실링부 형성 재료의 건조, 경화 전에 양 실링부로부터 경사면을 따라 확산된 용액상 고무 재료에 의해 접속되는 것을 특징으로 한다.

청구항 2에 기재된 금속제 가스켓의 실링부 형성 방법은, 경사면을 사이에 두고 입체형상으로 형성된 얇은 두께의 금속판의 경사면을 사이에 둔 상하에 걸쳐 형성된 비드부 표면에, 스크린 인쇄에 의해 용액상 고무 재료를 도포한 후, 그 용액상 고무 재료를 건조, 경화시킨 고무층으로 이루어지는 실링부를 형성하는 금속제 가스켓의 실링부 형성 방법에 있어서, 스크린판의 유제에 의해 경사면의 중도부에서 분단한 용액상 고무 재료를, 스크린판을 제거함으로써, 그 분단 부분에 경사면 상방으로부터 흐른 용액상 고무 재료를 경사면 하방에 인쇄한 용액상 고무 재료에 합류시켜 건조, 경화시켜 금속제 가스켓을 제조하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 금속제 가스켓의 실링부 형성 방법은, 용액상 고무 재료의 고형분 농도가 5~60중량%, 점도(실온)가 100~100000cps인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 금속제 가스켓의 실링부 형성 방법은, 용액상 고무 재료를 경사면의 중도부에서 분단하는 마스크 폭이 0.2~2.0mm인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 금속제 가스켓의 실링부 형성 방법은, 비드부의 정점부터 경사면 중도부까지의 용액상 고무 재료의 인쇄 폭이 0.1~4.0mm인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 금속제 가스켓의 실링부 형성 방법은, 용액상 고무 재료의 인쇄 막두께가 1~500㎛인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 금속제 가스켓의 실링부 형성 방법은, 비드부의 경사면을 사이에 둔 높이차가 0.05~0.5mm인 것을 특징으로 한다. 박판의 프레스 굽힘 가공이 용이한 높이차로는 이러한 높이차인 것이 바람직하다.

본 발명의 금속제 가스켓의 실링부 형성 방법은, 분단부가 슬릿형인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 금속제 가스켓의 실링부 형성 방법은, 분단부가 딤플형(원형에 한정되지 않으며, 직사각형, 정사각형 등의 형상도 포함함)인 것을 특징으로 한다.

(발명의 효과)

본 발명의 금속제 가스켓의 제조 방법에 따르면, 비드부의 정점부터 경사면의 상부 근방에 걸친 실링부와 경사면의 하부 근방부터 하부 평탄부분에 걸친 실링부가, 그들 양 실링부의 건조, 경화 전에 경사면을 따라 확산된 용액상 고무 재료에 의해 접속되어 있음으로써, 스크린 인쇄 방식으로 형성한 고무부의 건조, 경화 후의 두께의 균일화에 공헌할 수 있다.

즉, 비드부의 정점부터 경사면의 상부 근방에 걸친 실링부(비드 정점부)에서는 용액상 고무 재료가 경사면을 따라 흐르고 또한 표면 장력도 작아지므로 경사면이 아닌 곳의 잉크가 확산되고, 한편 경사면의 하부 근방부터 하부 평탄부분에 걸친 실링부(비드 바닥부)에서는 표면 장력이 작아지므로 잉크가 확산되며(흐른다), 따라서 도포한 잉크의 건조, 경화 전에 비드 정점부로부터 흘러나온 잉크와 비드 바닥부에서 확산된 잉크가 연결됨으로써 고무막 두께의 균일화가 달성된다.

도 1은 본 발명의 금속제 가스켓의 단면 크랭크 형상 실링부 구조의 일례를 나타내며, (A)는 용액상 고무 재료 경화 전의 요부의 단면도, (B)는 용액상 고무 재료 경화 후의 요부의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 금속제 가스켓의 제조 공정의 도중을 도시한 설명도이다.

도 3은 본 발명의 금속제 가스켓의 단면 산형상 실링부 구조의 일례를 나타내며, (A)는 용액상 고무 재료 경화 전의 요부의 단면도, (B)는 용액상 고무 재료 경화 후의 요부의 단면도이다.

도 4는 본 발명의 금속제 가스켓의 단면 산형상 실링부 구조의 다른 예에 있어서, 용액상 고무 재료 경화 전의 요부의 단면도이다.

도 5는 종래의 금속제 가스켓의 정면도이다.

도 6은 종래의 금속제 가스켓의 실링부 구조의 일례를 나타내며, (A)는 용액상 고무 재료 경화 전의 요부의 단면도, (B)는 용액상 고무 재료 경화 후의 요부의 단면도이다.

도 7은 종래의 금속제 가스켓의 실링부 구조의 다른 예를 나타내며, (A)는 용액상 고무 재료 경화 전의 요부의 단면도, (B)는 용액상 고무 재료 경화 후의 요부의 단면도이다.

도 8의 (A)는 금속제 가스켓의 사시도, (B)는 금속제 가스켓의 요부의 정면도이다.

<부호의 설명>

1…얇은 두께의 금속판 1A…경사면

2…실링부(고무부) 2A…비드 정점부

2B…비드 바닥부 2C…이음매

다음, 본 발명의 금속제 가스켓의 제조 방법을 도면을 참조하여 설명한다.

도 1에서, 1은 얇은 두께의 금속판, 2는 실링부(고무부)이다. 이 고무부(2)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 용액상 고무 재료를 스크린판(3)을 이용한 실크 스크린 인쇄에 의해 메시 형태로 인쇄(도포)한 것으로서, 건조, 경화 전의 상태에서는 얇은 두께의 금속판(1)의 경사면(1A)의 중도부에서 끊긴 상태(경사면(1A)의 상부 근방에 걸친 비드 정점부(2A)와 경사면(1A)의 하부 근방에 걸친 비드 바닥부(2B))에서 도포된다. 도포된 용액상 고무 재료는 실크 스크린의 유제 폭에 해당하는 분단 폭을 형성시킨다. 또한, 스크린 인쇄법 대신 메탈 마스크 인쇄법을 이용할 수도 있다.

예컨대, 비드 정점부(2A)의 정점을 사이에 둔 인쇄 폭은 2mm이며, 비드 바닥부(2B)의 인쇄 폭은 1.4mm이다. 그리고, 본 실시예에서는 이들 비드 정점부(2A)와 비드 바닥부(2B)간 용액상 고무 재료의 분단 폭(간극)은 0.6mm이다. 이 분단 폭은 0.4~0.8mm의 범위인 것이 바람직하다. 분단 폭이 0.4mm 이하인 경우에는, 합류 부분에서의 고무부(2)의 이음매(2C)(도 1(B) 참조)가 눈에 띄지 않게 되는데, 이음매 부분의 실크 스크린 유제의 내구성이 뒤떨어지게 된다는 문제가 발생하고, 분단 폭이 0.8mm를 초과하면 상단측의 비드 정점부(2A)의 용액상 고무 재료가 경사면을 흘러도 분단 폭을 메우지 않을(비드 바닥부(2B)의 용액상 고무 재료와 합체되지 않을) 우려가 있다. 단, 일반적으로는 분단 폭은 사용되는 고무 잉크나 고무 인쇄부의 치수 형상에 의존하기 때문에, 0.2~2mm, 바람직하게는 0.4~1.6mm 정도로 설정할 수 있다.

도 3(A)에 도시한 바와 같이, 다른 실시예인 단면 산형의 경우에는, 정점을 사이에 둔 비드 정점부(2A)의 인쇄 폭은 2mm이고, 비드 바닥부(2B)의 인쇄 폭은 4mm이다. 그리고, 이들 비드 정점부(2A)와 비드 바닥부(2B)와의 용액상 고무 재료의 분단 폭(틈)은 0.4mm이다. 즉, 전술한 도 1(A)의 경우에는, 용액상 고무 재료가 흐르는 것은 한 방향뿐이지만, 도 3(A)의 경우에는 용액상 고무 재료가 흐르는 것은 정점을 경계로 두 방향이기 때문에 그 분단 폭은 짧게 되어 있으며, 이 경우의 분단 폭은 0.3~0.6mm의 범위인 것이 바람직하다. 단, 전술한 바와 같이, 일반적으로는 분단 폭은 사용되는 고무 잉크나 고무 인쇄부의 치수 형상에 의존하기 때문에 0.2~2.0mm, 바람직하게는 0.3~1.2mm 정도의 범위로 설정된다. 이 분단 폭의 하한값은 유제의 내구성 및 비드 선단부의 막 두께의 균일성이라는 관점에서 결정된다.

이러한 구성에서는,

(1)바람직하게는 약 0.05~0.3mm의 두께를 갖는 얇은 두께의 금속판(1)은, SUS판의 펀칭 후에 포밍을 행하여, 종래 기술에서 설명한 외관의 가스켓 형상으로 한다. 실링부(2)는 그 밀봉성(상대측과의 밀착성, 탄성)을 확보하기 위하여 비드부를 형성하여 입체 형상으로 한다.

(2)포밍 후의 얇은 두께의 금속판(1)은 세정 후에 표면에 접착제를 칠하고, 그 접착제를 건조, 달구어 붙인 후, 실크 스크린 인쇄에 의해 고무 잉크(용액상 고무 재료)를 필요 부분의 표면에 인쇄한다. 접착제 및 고무 잉크의 양자를 이용하 는 대신, 접착제 함유 고무 잉크를 사용할 수도 있다.

(3)이때의 인쇄 상태는 전술한 마스크에 의해 경사면(1A)의 중도부가 끊긴 상태에서 용액상 고무 재료가 메시 형태로 인쇄된다.

(4)인쇄 후의 용액상 고무 재료는 점착되지 않는 상태까지 풍건하고, 얇은 두께의 금속판(1)을 뒤집어서 뒷면에도 용액상 고무 재료를 도포한다(도시하지 않음).

고무 재료로는, 예컨대 불소 고무, (수소화)니트릴 고무 등의 일반적인 고무 재료가 사용된다. 용액상 고무 재료는 유기 용제 등의 용제를 포함하며, 그 고형분 농도는 5~60중량%, 바람직하게는 10~40중량%(실시예에서는 30중량%), 점도(실온)는 100~100000cps, 바람직하게는 1000~50000cps(실시예에서는 250cps)의 범위이다.

또한, 용액상 고무 재료를 경사면(1A)의 중도부에서 분단하는 분단 폭은 0.2~2.0mm이고, 이 분단 폭의 바람직한 범위는 하프 비드 또는 풀 비드에 따라서도 달라진다. 즉, 하프 비드에서는 0.4~1.6mm, 그리고 풀 비드에서는 0.3~1.2mm, 특히 바람직하게는 0.3~0.6mm의 범위로 설정된다.

나아가, 비드 정점부(2A)의 인쇄 폭은 0.1~4.0mm, 바람직하게는 0.2~2.0mm이다. 또한, 용액상 고무 재료의 인쇄 막두께는 10~500μm, 바람직하게는 10~100μm이다. 또한, 이들은 비드 정점부(2A) 및 비드 바닥부(2B)의 경사면을 사이에 둔 높이차(예컨대, 0.05~0.5mm, 바람직하게는 0.1~0.2mm임)나 경사각도, 건조, 경화 후의 막두께 설정 등을 고려하여 결정된다.

또한, 분단부는 슬릿형으로 하였으나, 연속되지 않은 딤플형으로 할 수도 있다.

(5)이러한 상태에서 용액상 고무 재료를 건조, 경화시키면, 도 1(B) 및 도3(B)에 도시한 바와 같이, 스크린판(3)을 제거함으로써 분단된 부분이 상방측의 용액상 고무 재료의 유입에 의해 서로 달라붙은 상태에서 건조, 경화되어 접속부를 형성하여 대략 균일한 막두께의 실링부(2)를 형성시킬 수 있다.

상기 각 실시예에서는 고형분 농도 30중량%, 점도(실온) 250cps의 접착제 함유 고무 잉크를 사용하여 스크린 인쇄한 후 스크린판(3)을 제거하고, 그 분단 부분에 경사면(1A) 상방으로부터 흐른 용액상 고무 재료를 경사면(1A) 하방에 인쇄된 용액상 고무 재료에 합류시킨 후, 200℃에서 오븐 가황하였더니, 어느 실시예에서도 평탄부 두께 목표값 25μm에 대하여 접속부를 제외하고 20~30μm의 범위 내의 두께의 고무부(2)가 형성되어 있었다.

또한 이상에서는, 스크린판(3)에 의해 분단되는 곳이 도 1(A)의 예에서는 한 곳, 도 3(A)의 예에서는 2곳이었으나, 이에 한정되지 않으며, 3곳 이상의 다수 곳(예컨대 도 4에 도시한 4곳 등)일 수도 있다.

Claims

얇은 두께의 금속판에 경사면을 형성하여 입체형상으로 하고, 그 경사면을 사이에 둔 상하에 걸쳐 형성된 비드부 표면에 경화된 고무층으로 이루어지는 실링부가 설치된 금속제 가스켓의 제조에 있어서,

비드부의 정점부터 경사면의 상부 근방에 걸친 실링부와 경사면의 하부 근방부터 하부 평탄부분에 걸친 실링부가, 그들 양 실링부 형성 재료의 건조, 경화 전에 양 실링부로부터 경사면을 따라 확산된 용액상 고무 재료에 의해 접속되는 것을 특징으로 하는 금속제 가스켓의 제조 방법.
경사면을 통하여 입체형상으로 형성된 얇은 두께의 금속판의 경사면을 사이에 둔 상하에 걸쳐 형성된 비드부 표면에, 스크린 인쇄에 의해 용액상 고무 재료를 도포한 후, 그 용액상 고무 재료를 건조, 경화시킨 고무층으로 이루어지는 실링부를 형성하는 금속제 가스켓의 실링부 형성 방법에 있어서,

스크린판의 유제에 의해 경사면의 중도부에서 분단한 용액상 고무 재료를, 스크린판을 제거함으로써, 그 분단 부분에 경사면 상방으로부터 흐른 용액상 고무 재료를 경사면 하방에 인쇄한 용액상 고무 재료에 합류시켜 건조, 경화시키는 것을 특징으로 하는 금속제 가스켓의 제조방법.
제 2 항에 있어서, 용액상 고무 재료를 경사면의 중도부에서 분단하는 마스 크 폭이 0.2~2.0mm인 것을 특징으로 하는 금속제 가스켓의 제조 방법.
제 3 항에 있어서, 하프 비드부의 경우, 분단하는 마스크 폭이 0.4~1.6mm인 것을 특징으로 하는 금속제 가스켓의 제조 방법.
제 3 항에 있어서, 풀 비드부의 경우, 분단하는 마스크 폭이 0.3~1.2mm인 것을 특징으로 하는 금속제 가스켓의 제조 방법.
제 5 항에 있어서, 풀 비드부의 경우, 분단하는 마스크 폭이 0.3~0.6mm인 것을 특징으로 하는 금속제 가스켓의 제조 방법.
제 2 항에 있어서, 분단부가 슬릿형인 것을 특징으로 하는 금속제 가스켓의 제조 방법.
제 2 항에 있어서, 분단부가 딤플형인 것을 특징으로 하는 금속제 가스켓의 제조 방법.