KR101481903B1 - 성형형, 주머니상체 및 흑연 재료의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용이하게 분체를 충전하여 밀봉할 수 있으며, 압력 매체가 침입하기 어려운 구조의 성형형, 주머니상체, 및 이 성형형을 이용한 흑연 재료의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 성형형 (1)은 분체를 충전하여 이용하는 성형형 (1)이며, 상기 성형형은, 성형형 (1)의 개구 (7)에 따라 주위를 회전하는 스페이서 (9)와, 수용부 (6)을 갖고, 상기 수용부 (6)의 개구단 (7a)로부터 연장되어, 해당 스페이서 (9)를 포섭하도록 내측으로부터 외측으로 절곡되는 제1 밀봉부 (4)를 갖는 주머니상체 (1a)와, 상기 제1 밀봉부 (4)의 외주원측에 접촉하도록 제2 밀봉부 (8b)를 구비한 덮개 (8)과, 상기 스페이서 (9), 제1 밀봉부 (4) 및 제2 밀봉부 (8b)를 외측으로부터 체결하는 유지구 (10)을 포함한다. 상기 주머니상체 (1a)는 개구 (7)을 갖고, 개구 (7)을 덮개 (8)로 폐쇄하여 이용하는 CIP 성형용의 주머니상체 (1a)이며, 성형체를 수용하는 바닥부와 본체부를 포함하는 수용부 (6)과, 개구 (7)에 평행한 제1 밀봉부 (4)의 단면이 상기 본체부 (3)의 개구 (7)에 평행한 단면보다도 큰 제1 밀봉부 (4)와, 상기 본체부 (3)과 상기 제1 밀봉부 (4)를 본체부에 대하여 수직 또는 경사진 면에 따라 연결하는 경계 부분 (5)를 포함한다. 또한, 상기 성형형 (1)을 이용한 흑연 재료의 제조 방법을 제공한다.

Description

성형형, 주머니상체 및 흑연 재료의 제조 방법{FORMING MOLD, POCKET STRUCTURED BODY AND METHOD FOR MANUFACTURING GRAPHITE MATERIAL}

본 발명은, 세라믹 등의 CIP(Cold Isostatic Press; 냉간 정수압 가압) 성형에 사용하는 성형형, 주머니상체, 및 이 성형형을 이용한 흑연 재료의 제조 방법에 관한 것이다.

세라믹 등의 CIP 성형에 사용하는 가압 성형형으로서, 성형형의 상면을 구성하는 덮개 금형, 측부를 구성하는 고무형, 중자 및 저면을 구성하는 코어 금형으로 이루어지는 성형형이 알려져 있다(특허문헌 1, 종래 기술). 이 성형형에서는, 내부에 세라믹 분말을 충전하고, 덮개를 덮은 후, 이음매를 밀봉 테이프로 밀봉하여, 성형에 사용한다(특허문헌 1, 도 3, 도 4).

또한, 특허문헌 1에서는, 이것을 개량하기 위한 가압 성형형으로서 덮개형과, 바닥형과, 본체형으로 이루어지는 연질재의 외형과, 가압 성형형 내부로의 압력 매체의 침입을 방지하기 위한 비닐 주머니가 기재되어 있다(특허문헌 1, 도 1, 도 2).

일본 특허 공개 (평)7-24819호 공보

그러나, 상기 기재된 성형 용기에는 다음의 문제가 있다.

밀봉 테이프로 밀봉하는 형식의 성형 용기로는, 최근 대형화된 흑연 재료의 성형에는 적합하지 않다. 그 이유는 0.1 m³에나 달하는 부피의 성형이 행해지고 있는 흑연 재료에서는, 큰 성형체의 수축에 따라 밀봉 부분에서는 고무형에 장력이 가해져 크게 인장된다. 밀봉 테이프에서는 충분한 밀봉을 유지할 수 없어, 압력 매체의 침입이 일어나게 된다. 점착제가 도포된 밀봉 테이프를 이용한 경우에는, 반복하여 사용하면 밀봉 테이프의 점착재가 고무형, 금형에 부착된다. 반복하여 사용하면 표면에 요철이 다수 형성되고, 표면의 요철로부터 물 등 압력 매체가 내부에 침입하게 된다. 반복하여 사용할 때에는, 물 등의 압력 매체가 내부에 침입하지 않도록 하기 위해, 부착된 점착제를 제거하는 것이 필요하게 된다. 부착된 점착제는 강한 압축 응력이 가해져 있기 때문에, 강하게 고무 또는 금속과 점착되어 있다. 이러한 점착제를 제거하는 것은 곤란하다.

또한, 외형을 비닐 주머니로 덮는 형식의 성형 용기에서는, 비닐 주머니에는 가압 성형형을 봉입하기 위한 큰 개구부가 있으며, 상기 특허문헌 1의 도 1에서는, 개구부를 묶어 밀봉하고 있는 것이 기록되어 있다. 큰 개구부를 묶는 등의 방법으로 밀봉하여도 CIP 성형에서는 높은 압력이 가해지기 때문에, 비닐 주머니를 묶었을 때에 형성되는 주름으로부터, 압력 매체(액체)가 내부에 침입하는 문제가 있다. 또한, 비닐 주머니로 덮인 분말이 충전된 외형은, 압축함에 따라 케이스 내를 이동하기 쉬워지고, 비닐 주머니를 할퀴는 등으로 인해 찢어지는 경우가 있어, 압력 매체가 내부에 침입하기 쉬워진다.

본 발명은 용이하게 분체를 충전하여 밀봉할 수 있으며, 압력 매체가 침입하기 어려운 구조의 성형형, 주머니상체, 및 이 성형형을 이용한 흑연 재료의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은,

분체를 충전하여 이용하는 성형형이며,

상기 성형형은,

성형형의 개구에 따라 주위를 회전하는 스페이서와,

수용부를 갖고, 상기 수용부의 개구단으로부터 연장되어, 해당 스페이서를 포섭하도록 내측으로부터 외측으로 절곡되는 제1 밀봉부를 갖는 주머니상체와,

상기 제1 밀봉부의 외주원측에 접촉하도록 제2 밀봉부를 구비한 덮개와,

상기 스페이서, 제1 밀봉부 및 제2 밀봉부를 외측으로부터 체결하는 유지구

를 포함하는 것을 특징으로 하는 성형형이다. 이 본 발명은, 이하의 양태가 바람직하다.

1a) 상기 주머니상체는 고무로 이루어질 것.

2a) 상기 덮개는 고무로 이루어질 것.

3a) 상기 스페이서는 적어도 강체를 포함할 것.

4a) 상기 유지구는 탄성을 가질 것.

5a) 상기 유지구는 고무 밴드로 이루어질 것.

또한, 본 발명은,

개구를 갖고, 개구를 덮개로 폐쇄하여 이용하는 CIP 성형용의 주머니상체이며,

상기 주머니상체는,

성형체를 수용하는 바닥부와 본체부를 포함하는 수용부와,

개구에 평행한 단면이 상기 본체부의 개구에 평행한 단면보다도 큰 제1 밀봉부와,

상기 본체부와 상기 제1 밀봉부를 본체부에 대하여 수직 또는 경사진 면에 따라 연결하는 경계 부분

을 포함하는 것을 특징으로 하는 주머니상체를 제공한다. 이 본 발명은, 이하의 양태가 바람직하다.

1b) 상기 제1 밀봉부는, 상기 경계 부분에서 외측으로 절곡될 수 있을 것.

2b) 상기 본체부는 원통 형상이며, 상기 제1 밀봉부는 원통 형상으로 구성되어 있을 것.

3b) 상기 본체부는 직방체상이며, 상기 제1 밀봉부는 테이퍼상으로 위로 확장되어 있을 것.

또한, 본 발명은, 상기 성형형을 이용하는 CIP 성형 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 흑연 재료의 제조 방법을 제공한다. 이 본 발명은, 이하의 양태가 바람직하다.

1c) 상기 유지구에 의해 상기 주머니상체를 밀봉할 것.

2c) 상기 흑연 재료의 제조 방법은,

CIP에 의한 가압 전 및 가압 후에는, 상기 스페이서와 유지구의 파지력에 의해 제1 밀봉부와 제2 밀봉부의 초기 밀착력을 확보하고,

CIP에 의한 가압 중에는 상기 초기 밀착력과 CIP 압력에 의해 더 밀착력을 확보할 것.

본 발명에 따르면, 성형형을 덮개와 고무로 일체적으로 구성된 주머니상체를 이용하여 구성하고, 스페이서와 유지구로 초기 밀착력을 확보하고, 가압시의 밀착력을 CIP 성형의 압력으로 확보하고 있기 때문에, 주머니상체와 덮개를 점착 테이프, 접착제 등으로 손상시키지 않고 용이하게 밀폐할 수 있다. 그 때문에, 밀봉하기 위한 수단을 용이하게 적절히 성형형에 구비할 수 있으며, 성형시의 성형형의 작업성과 밀봉성을 높일 수 있다.

[도 1] 본 발명의 실시 형태의 원주형의 수용부를 갖는 주머니상체를 설명하는 모식도이며, 도 1(a)는 평면도, 도 1(b)는 정면도, 도 1(c)는 절곡 후의 정면도, 도 1(d)는 중심축을 포함하는 면에 의한 절곡 후의 단면도를 나타낸다.
[도 2] 본 발명의 실시 형태의 직방체의 수용부를 갖는 주머니상체의 절곡 전인 것을 설명하는 모식도이며, 도 2(a)는 평면도, 도 2(b)는 정면도, 도 2(c)는 측면도를 나타낸다.
[도 3] 본 발명의 실시 형태의 도 2의 주머니상체의 절곡 후인 것을 설명하는 모식도이며, 도 3(a)는 평면도, 도 3(b)는 정면도, 도 3(c)는 측면도, 도 3(d)는 중심축을 포함하는 길이 방향의 면에 의한 단면도를 나타낸다.
[도 4] 본 발명의 실시 형태의 도 1의 원주형의 수용부를 갖는 주머니상체에 대응하는 덮개를 설명하는 모식도이며, 도 4(a)는 평면도, 도 4(b)는 정면도, 도 4(c)는 중심축을 포함하는 면에 의한 단면도를 나타낸다.
[도 5] 본 발명의 실시 형태의 도 2의 직방체의 수용부를 갖는 주머니상체에 대응하는 덮개를 설명하는 모식도이며, 도 5(a)는 평면도, 도 5(b)는 정면도, 도 5(c)는 측면도, 도 5(d)는 중심축을 포함하는 길이 방향의 면에 의한 단면도를 나타낸다.
[도 6] 본 발명의 성형형의 밀봉 구조를 설명하는 모식도이며, 주머니상체의 중심축을 포함하는 길이 방향의 면에 의한 단면도를 나타낸다.
[도 7] 도 6의 C-C선에 따른 단면도를 나타낸다.

본 발명에서 특별히 언급이 없는 한, 「상」이란 수용부의 내부 공간으로부터 본 개구가 있는 방향, 「하」란 수용부의 내부 공간으로부터 본 바닥부의 방향으로 정의한다.

본 발명의 성형형은,

분체를 충전하여 이용하는 성형형이며,

상기 성형형은,

성형형의 개구에 따라 주위를 회전하는 스페이서와,

수용부를 갖고, 상기 수용부의 개구단으로부터 연장되어, 해당 스페이서를 포섭하도록 내측으로부터 외측으로 절곡되는 제1 밀봉부를 갖는 주머니상체와,

상기 제1 밀봉부의 외주원측에 접촉하도록 제2 밀봉부를 구비한 덮개와,

상기 스페이서, 제1 밀봉부 및 제2 밀봉부를 외측으로부터 체결하는 유지구

를 포함한다.

본 발명의 성형형은, 개구에 따라 주위를 회전하는 스페이서와 유지구의 파지력에 의해 상기 주머니상체에 구비된 제1 밀봉부와 덮개에 구비된 제2 밀봉부를 밀착시킨다. 제1 밀봉부와 제2 밀봉부를 밀착함으로써, 성형형을 CIP 성형 장치 내에 넣고, 압력 매체 중에 침지하여도, 압력 매체가 수용부 내부에 침입하는 것을 방지할 수 있다. 바꾸어 말하면, 성형형이 압력 매체에 침지되었을 때, 스페이서와 유지구의 파지력에 의한 초기 밀착력에 의해 압력 매체의 침입을 방지할 수 있다. 또한, CIP 성형 장치에 의한 가압 중에는, CIP 압력과 상기 초기 밀착력의 합에 의해 밀착력을 한층 더 확보할 수 있기 때문에, 압력 매체의 침입을 유효하게 방지할 수 있다. 또한, 제1 밀봉부와 제2 밀봉부의 밀착 부분은, 유지구를 상술한 바와 같이 체결할 때 이외에는, 그의 밀착 부분의 밀착의 유무는 임의이지만, 유지구에 의한 상기 파지력의 인가를 실시할 때에는 상기 밀착 부분이 형성되어 있어야 한다.

발명의 주머니상체는 고무로 이루어지는 것이 바람직하고, 고무로 일체적으로 구성되는 것이 바람직하다. 고무는, 포와송비가 높고 저탄성 재료(포와송비: 0.4 내지 0.5, 영률: 1 내지 10 GPa)이기 때문에, CIP 성형의 성형형으로서 사용했을 때에, 성형체의 치수의 수축에 따라 발생하는 주머니상체의 면 방향의 수축이 주머니상체의 두께를 크게 하도록 작용한다. 그 때문에, 주머니상체는 주름을 형성하지 않고, 성형체와 외관상 함께 수축할 수 있다. 이 작용에 의해 주머니상체가 주름을 형성하기 어렵게 되기 때문에, 요철이 없는 성형체를 얻을 수 있다. 여기서, 일체적이라는 것은 실질적으로 이음매가 없는 것을 의미한다. 일체적인 주머니상체는, 예를 들면 금형 등의 표면을 생고무의 재료로 덮고 열을 가하여 가교시킴으로써 얻을 수 있다. 또한, 주머니상체란, 기본적으로 두께가 있는 주머니상으로 성형 가능한 양의 분체를 넣을 수 있는 개구, 및 수용 가능한 수용부, 및 제1 밀봉부를 형성할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다.

이 주머니상체의 형상, 구조 및 소재의 재질은 상기 조건을 만족하고, CIP 성형시의 압력에 견디는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 기본적으로 임의이고, 목적에 따라 설계할 수 있다.

본 발명의 성형체에 이용되는 덮개는 고무로 이루어지는 것이 바람직하고, 고무로 일체적으로 구성되는 것이 바람직하다. 이 일체적의 의미는, 주머니상체와 동일하다. 또한, 이 덮개의 형상, 구조 및 소재의 재질은, 주머니상체의 개구를 덮음과 함께 상기 제1 밀봉부와 밀착하는 제2 밀봉부를 갖고, CIP 성형시의 압력에 견디는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 기본적으로 임의이고, 목적에 따라 설계할 수 있다. 덮개는 그의 두께, 고무 조성은 CIP 성형의 원리로부터 주머니상체와 동일하거나 유사한 것이 바람직하다.

본 발명의 성형형은, 반복하여 CIP 성형에 사용할 수 있다.

상기 스페이서는, 상술한 바와 같이 주머니상체를 밀봉하기 위해 유지구와 함께 적용되며, 유지구로부터의 파지력을 주머니상체, 덮개에 인가하고, 초기 밀착력을 확보하기 위한 매체로서의 기능을 갖는 부재이다. 이 부재의 형상, 구조 및 소재는, 본 발명의 성형형에 있어서의 상기 조건을 만족하는 것이면 기본적으로 임의이다. 또한, 상기 스페이서는, CIP 성형시에 가능한 한 변형이 적고, 유지구와 함께 파지력을 인가했을 때에 상기 제1 밀봉부 및 제2 밀봉부에 가능한 한 균등하게 상기 힘을 인가할 수 있는 형상이며, 이들에 손상을 발생하지 않는 매끄러운 표면성 등의 물리 특성을 갖는 것이 원하는 성형체를 얻음에 있어서 바람직하다. 스페이서가 변형이 적은 재료이면, 유지구로 제1 밀봉부 및 제2 밀봉부를 강하게 체결하여도 성형형의 수용부에는 변형을 미치지 않기 때문에, 변형이 없는 성형체를 얻을 수 있다.

상기 스페이서는 주머니상체의 개구에 따라 주위를 회전하는 위치이며, 동시에 상기 위치는, 내측으로부터 외측으로 절곡된 제1 밀봉부에 의해 포섭되는 위치가 되는 주머니상체 수용부의 외부에 설치된다. 따라서, 본 발명의 성형형을 상기 스페이서 및 유지구를 통하도록 수용부의 개구면과 평행한 면에서 절단한 경우, 이 절단면의 각 구성 요소의 위치는, 성형형의 외측(수용부로부터 먼 측)으로부터 내측(수용부로부터 가까운 측)으로 유지구, 제2 밀봉부, 제1 밀봉부, 스페이서, 수용부를 형성하는 주머니상체의 부분, 수용부 공간의 순이 된다. 따라서, 제1 밀봉부의 내측 부분(스페이서에 가까운 측)에는, 스페이서의 외측부와 밀착하는 부분이 형성된다. 여기서, 상기 제1 밀봉부의 내측 부분의 면은, 스페이서를 포섭하도록 제1 밀봉부가 내측으로부터 외측으로 절곡되기 때문에, 주머니상체의 외측의 면에 연장되는 면이 된다.

즉, 본 발명의 성형형에서의 스페이서에 접촉되는 「제1 밀봉부 및 제2 밀봉부의 내측」의 「내측」은, 상기 단면의 순서와 동일한 의미이지만, 제2 밀봉부가 밀착 부분에서 제1 밀봉부의 외측에 밀착되는 측은, 주머니상체의 내측의 면에 연장되는 면이다. 또한, 스페이서는 제1 밀봉부에 의해 포섭되지만, 이 「포섭」이란 스페이서 전체를 덮을 필요는 없고, 상기 밀착 부분이 형성 가능하도록 스페이서의 일부, 예를 들면 외측면을 덮는 양태이면 된다는 것을 의미한다.

주머니상체는, 상기 제1 밀봉부가 상술한 바와 같이 절곡되는 성질을 갖는다. 이 절곡을 위한 주머니상체의 구조, 기구는 특별히 제한은 없고 임의이지만, 용이하게 절곡 가능한 구조를 채용하는 것이 바람직하다. 여기서, 「절곡」이란, 구부려지는 부분을 기점으로 하여 상기 제1 밀봉부의 면의 방향성을 역방향측으로 변화시킴과 함께 구부려진 후에도 이 기점에 처리를 실시하지 않고 구부려진 채로의 상태로서 CIP 성형에 사용 가능한 강도를 갖고 있는 것을 의미한다.

예를 들면, 수용부를 바닥부와 본체부로 구성하고, 제1 밀봉부를 본체부로부터 외측에 설치함과 함께 상기 본체부와 제1 밀봉부를 연결하는 경계 부분을 주머니상체에 설치하는 것을 들 수 있다. 이 경계 부분의 구조를 특정함으로써 제1 밀봉부가 용이하게 외측으로 절곡 가능해지도록 주머니상체를 설계할 수 있다. 여기서, 「외측」이란, 수용부 공간측과는 반대 방향이며, 상기 「포섭」 가능하도록 절곡되는 방향과 동일한 방향을 의미한다.

주머니상체의 본체부가 원통 형상인 경우, 제1 밀봉부는 원통 형상으로 구성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본체부가 직방체상인 경우, 제1 밀봉부는 테이퍼상으로 위로 확장되어 있는 것이 바람직하다.

제1 밀봉부가 상기한 바와 같은 단순한 형상이면 밀착되는 덮개의 제2 밀봉부의 형상, 및 스페이서의 형상도 마찬가지로 단순한 닮은꼴로 할 수 있기 때문에, 덮개, 스페이서의 설계를 용이하게 행할 수 있다. 또한, 상기 형상은 유지구에 의한 조임을 보다 확실하게 실시할 수 있으며, 덮개의 제2 밀봉부와 제1 밀봉부의 밀착성을 높이고, 덮개에 의한 개구의 밀봉을 보다 확실하게 할 수 있음과 함께 이들의 손상을 효과적으로 방지한다.

특히, 상술 및 후술하는 흑연 재료의 제조 방법에서의 CIP 성형 공정에 기재된 바와 같이, 주머니상체의 경계 부분에서 외측으로 절곡된 제1 밀봉부의 외측(즉, 절곡 전의 주머니상체의 내면측)에 제2 밀봉부를 밀착하고, 제2 밀봉부의 외측으로부터 유지구에 의해 스페이서로 압력이 가해지기 때문에, 본체부의 상단까지 충전된 분체 위에 씌워진 덮개의 제2 밀봉부와 상기 제1 밀봉부의 성형시의 밀착성을 높일 수 있다.

스페이서는 적어도 강체를 포함하는 것이, 상기 유지구는 탄성을 갖는 것이 상기 기능을 발휘시키기 위해 바람직하다. 예를 들면, 강체로서는 금속, 수지, 고무 등을 들 수 있으며, 유지구로서는 고무 밴드로 이루어지는 것이 바람직하다. 여기서, 고무 밴드는, 장력을 가하면서 제1 밀봉부 및 제2 밀봉부의 주위를 회전하도록 이용된다. 고무 밴드의 형상에 있어서, 그의 길이, 길이 방향에 대하여 수직 방향의 단면의 형상, 크기 및 소재의 재질은 기본적으로 임의이고, 주머니상체의 크기, CIP 성형 조건 등에 따라 설정할 수 있다. 고무 밴드는 바퀴상인 것을 이용할 수도, 2단부를 갖는 끈상인 것을 접속하여 이용할 수도 있다.

구체적으로 유지구로서는, 철사, 금속 밴드, 수지제 밴드, 고무 밴드, 금속제의 환상의 코일 스프링 등을 들 수 있지만 특히 탄성을 갖는 유지구인 것이 바람직하다. CIP 용기 내에서 가압하면, 성형형의 수용부가 크게 수축된다. 수축에 따라, 강한 힘으로 성형형의 제1 밀봉부 및 제2 밀봉부가 스페이서 위에서 옆으로 어긋나도록 인장된다. 유지구에 탄성을 갖고 있으면, 성형형의 제1 밀봉부 및 제2 밀봉부가 스페이서 위에서 옆으로 어긋나도 유지구가 신장되기 때문에 성형형에 강한 힘을 가하지 않고, 성형형을 손상시키기 어렵다. 유지구는 부분적으로 탄성을 갖고 있을 수도 있고, 전체가 탄성을 갖고 있을 수도 있다. 특히, 전체가 탄성을 갖고 있는 고무 밴드를 이용하면, 성형형을 특히 손상시키기 어렵다.

스페이서의 형상은, 상기 제1 밀봉부와 제2 밀봉부의 밀착성을 확보할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않지만, 유지구로부터의 힘을 균등하게 인가할 수 있는 형상이 바람직하다. 예를 들면, 그의 적어도 외연 형상이 원상, 타원상 또는 외측으로 팽창되는 폐쇄된 곡선상 등을 이용할 수 있다. 이러한 형상은, 어떤 위치에서도 유지구가 내측을 향해 장력을 갖도록 유지되기 때문에, 제1 밀봉부와 제2 밀봉부가 스페이서에 눌려, CIP 용기 내에서 압력 매체에 가라앉혀져도 압력 매체가 수용부 내부에 침입하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이러한 형상은 모서리가 둥글게 되어 있기 때문에 상기 밀착 부분의 손상을 방지하는 기능을 갖는다.

본 발명에서 타원상이란, 타원, 호성 타원, 직사각형의 모서리를 둥글게 한 형상인 것을 말하며, 엄밀한 타원만으로는 한정되지 않는다.

스페이서의 형상은 그의 내측이 주머니상체의 본체부의 수평면에 의한 외측 단면보다도 큰 것이 바람직하다. 스페이서의 내측이 주머니상체의 본체부의 외측 단면보다 크면, 스페이서와 주머니상체의 본체부의 외측 단면이 접촉하지 않기 때문에, 주머니상체를 변형하지 않고, 오목부가 없는 성형체를 얻을 수 있다. 또한, 주머니상체의 본체부의 외측 단면과 스페이서 사이에 빈틈을 갖고 있기 때문에, CIP 성형시에 상기 빈틈으로부터 압력 매체가 절곡된 제1 밀봉부의 내측에 침입할 수 있다. 그 때문에 제1 밀봉부 및 제2 밀봉부가 중첩된 부분에는 한쪽면으로부터가 아닌 양면으로부터 CIP 성형의 압력 매체에 의한 압력을 가할 수 있기 때문에, 스페이서에는 치우친 힘이 가해지지 않고, 스페이서가 변형되지 않는다.

또한, 스페이서의 외측면에 주머니상체의 개구에 따라 주위를 회전하는 홈을 설치하고, CIP 성형시에 유지구를 상기 홈에 대응시켜 상기 주머니상체와 덮개의 밀착성을 강고하게 하도록 할 수도 있다. 주머니상체는 CIP 성형시에 성형체의 수축에 따라 작아지도록 변형되기 때문에, 주머니상체로부터 연장되는 제1 밀봉부 및 덮개로부터 연장되는 제2 밀봉부는 중앙으로 인장된다. 홈을 복수 설치하면, 성형체의 변형에 따라 제1 밀봉부 및 제2 밀봉부가 스페이서 외측면에서 옆으로 어긋나도, 유지구가 인접하는 홈으로 이동하여 유지할 수 있기 때문에, 밀봉이 확보된다.

본 발명의 흑연 재료의 제조 방법에서의 CIP 성형 공정은, 본 발명의 성형형을 이용하는 것이 중요하다.

본 발명에서 흑연 재료란, 통상 탄소 재료로부터 성형되는 성형체가 포함되고, 상기 성형체의 소성품이 흑연화 가능한 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 CIP 성형 공정은 상기 소정의 분체를 CIP 성형하여, 상기 성형체를 얻는 공정이다.

이하, CIP 성형 공정에 대하여 설명한다.

스페이서를 주머니상체의 수용부의 외측에 배치하고, 주머니상체의 제1 밀봉부를 스페이서의 내측으로부터 외측으로 씌우도록 절곡한다. 이어서 본 발명의 성형형의 주머니상체의 수용부에 분체를 충전한다. 또한, 오목부를 갖는 성형체를 형성하는 경우에는 중자형을 이용할 수도 있다. 분체를 충전한 후, 덮개로 그의 개구를 덮음과 함께 그의 제2 밀봉부를 주머니상체의 제1 밀봉부와 중첩한다. 제2 밀봉부의 외측으로부터 유지구에 의해 체결함으로써 성형형을 밀봉한다. CIP 성형 장치의 압력 매체 중에 성형형을 가라앉히고, 상기 압력 매체를 가압함으로써 압력을 인가하고, 주머니상체 중의 분체를 성형하여, 성형체로 한다.

성형형을 압력 매체중에 가라앉혔을 때, 유지구에 의해 제1 밀봉부 및 제2 밀봉부가 체결되어 있기 때문에 압력 매체가 수용부 내부에 침입하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 압력 매체를 가압했을 때, 제1 밀봉부 및 제2 밀봉부가 중첩된 부분의 양면으로부터의 압력이 더 가해지기 때문에, 가압시에도 압력 매체가 수용부 내부에 침입하는 것을 방지할 수 있다.

상기 밀봉 구조는, CIP 성형시에 압력 매체가 등방적으로 수용부에 인가되기 때문에, 수용부 형상을 그대로 유지한 형상의 성형체가 얻어진다.

상기 밀봉은 스페이서와 유지구의 파지력과 CIP 압력에 의해 실시되지만, 다른 방법을 병용할 수도 있다.

상기 작업, 예를 들면 스페이서의 배치 등에서는, 스페이서를 지지하는 보조구 등을 이용할 수도 있으며, 성형형을 CIP 성형 장치로의 출납 등의 이동에 적절한 보조구를 사용할 수 있다.

예를 들면, 밀봉되어 CIP 성형 장치에 넣어지는 성형형은, 그대로 CIP 성형 장치에 넣을 수도 있고, 케이스에 수납하여 CIP 성형 장치에 넣을 수도 있다. 성형형을 케이스에 수납하면, 성형형은 용이하게 CIP 성형 장치 내외에 반입 및 반출할 수 있다. 케이스는, CIP 성형압에 견디는 기계적 강도를 갖는 것이면, 특별히 그의 구조, 재료 등의 제한은 없다. 케이스로서는, 예를 들면 수용부의 주위를 둘러싸도록 단면이 원형 또는 사각형의 벽면을 갖는 것을 들 수 있다. 성형형으로 압력 매체로부터의 압력이 가해지도록 벽면에는 다수의 구멍이 구비되어 있는 것이 바람직하다. 다수의 구멍이 구비된 벽면으로서는, 예를 들면 펀칭 메탈, 익스팬디드 메탈을 이용할 수 있다. 또한, 상기 케이스의 외측면에는 반출 및 반입을 위한 지그가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 흑연 재료의 성형체는 큰 것이 제작되도록 되어 있다. 그 때문에, 분체가 충전된 성형형은 무거워지고, 반출 및 반입이 곤란해진다. 성형형은, 주머니상체, 덮개 등 손상되기 쉬운 요소를 갖기 때문에 케이스의 외측면에 지그를 설치함으로써, 중량물이며 손상되기 쉬운 성형형을 케이스마다 용이하게 취급할 수 있다.

또한, 스페이서는 케이스의 상단에 삽입되어 있을 수도 있다. 삽입됨으로써 스페이서는 케이스와 일체적으로 취급할 수 있기 때문에 작업성이 양호하다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태의 성형형을 구체적으로 설명하지만, 이것으로 한정되지 않는 것은 상기에 의해 분명하다. 도 1 내지 5는, 본 발명의 실시 형태의 주머니상체 또는 덮개를 설명하는 모식도이며, 실제는 소정의 두께를 갖는 것이지만, 두께를 생략하여 나타내고 있다.

도 6 내지 7은, 본 발명의 성형형의 밀봉 구조를 설명하는 모식도이다. 스페이서에 대해서는 단면을 묘화하고 있지만, 상기와 마찬가지로 주머니상체, 덮개 및 유지구에 대해서는 두께를 생략하고 있다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태의 원주형의 수용부를 갖는 주머니상체를 설명하는 모식도이며, 도 1(a)는 평면도, 도 1(b)는 정면도, 도 1(c)는 절곡 후의 정면도, 도 1(d)는 중심축을 포함하는 면에 의한 절곡 후의 단면도를 나타낸다.

도 4는, 본 발명의 실시 형태의 도 1의 원주형의 수용부를 갖는 주머니상체에 대응하는 덮개를 설명하는 모식도이며, 도 4(a)는 평면도, 도 4(b)는 정면도, 도 4(c)는 중심축을 포함하는 면에 의한 단면도를 나타낸다.

주머니상체 (1a)는 고무로 일체적으로 구성되며, 성형되는 분체 또는 성형체를 수용하는 수용부 공간 (6a)를 갖는다. 주머니상체 (1a)는, 상기 수용부 공간 (6a)를 제공하는 바닥부 (2)와, 본체부 (3)을 포함하는 수용부 (6)과, 주머니상체의 밀봉에 기여하는 본체부보다도 직경이 큰 제1 밀봉부 (4)와, 본체부 (3)과 제1 밀봉부 (4)를 본체부에 대하여 경사진 면에 따라 연결하는 경계 부분 (5)를 포함한다. 도 1에 도시하는 주머니상체 (1a)는, 본체부 (3) 및 제1 밀봉부 (4)가 원통 형상이다.

또한, 본체부의 직경보다도 제1 밀봉부의 직경이 크기 때문에, 개구에 평행한 제1 밀봉부의 단면은 개구에 평행한 본체부의 단면보다도 커진다.

경계 부분은, 본체부 (3)과 제1 밀봉부 (4)를 본체부에 대하여 수직인 면에 따라 연결할 수도 있다.

도 1(a) 및 (b)는, 경계 부분 (5)에서 외측으로 절곡되기 전인 것을, 도 1(c) 및 (d)는, 개구 (7)의 단부에 설치한 경계 부분 (5)를 통해 제1 밀봉부 (4)를 해당 개구단 (7a)로부터 외측으로 절곡한 후인 것을 나타낸다.

도 4는, 본 발명의 성형형에 이용하는 덮개의 구체예를 도시하고 있다. 도 4는, 도 1의 주머니상체와 조합하여 바람직하게 이용된다. 덮개 (8)은 고무로 일체적으로 구성되며, 개구 덮개부 (8a)와 제2 밀봉부 (8b)를 포함한다. 개구 덮개부 (8a)의 크기는, 주머니상체의 개구 (7)의 크기와 일치 내지 거의 일치하도록, 제2 밀봉부 (8b)의 크기는 주머니상체의 제1 밀봉부 (4)의 크기와 일치 내지 거의 일치하도록 각각 설계되어 있다.

도 2는, 본 발명의 실시 형태의 직방체의 수용부를 갖는 주머니상체가 절곡되기 전인 것을 설명하는 모식도이며, 도 2(a)는 평면도, 도 2(b)는 정면도, 도 2(c)는 측면도를 나타낸다.

도 3은, 본 발명의 실시 형태의 도 2의 주머니상체가 절곡 후인 것을 설명하는 모식도이며, 도 3(a)는 평면도, 도 3(b)는 정면도, 도 3(c)는 측면도, 도 3(d)는 중심축을 포함하는 길이 방향의 면에 의한 단면도를 나타낸다.

도 5는, 본 발명의 실시 형태의 도 2의 직방체의 수용부를 갖는 주머니상체에 대응하는 덮개를 설명하는 모식도이며, 도 5(a)는 평면도, 도 5(b)는 정면도, 도 5(c)는 측면도, 도 5(d)는 중심축을 포함하는 길이 방향의 면에 의한 단면도를 나타낸다.

도 2, 도 3에서 주머니상체 (1a)는 고무로 일체적으로 구성되며, 성형되는 분체 또는 성형체를 수용하는 수용부 공간 (6a)를 갖는다. 주머니상체 (1a)는, 상기 수용부 공간 (6a)를 제공하는 바닥부 (2)와, 본체부 (3)을 포함하는 수용부 (6)과, 주머니상체의 밀봉에 기여하는 수용부의 짧은 방향 및 두께 방향 모두 본체부 (3)보다 크게 형성된 제1 밀봉부 (4)와, 본체부 (3)과 제1 밀봉부 (4)를 연결하는 경계 부분 (5)를 포함한다. 도 2 및 3에 도시하는 주머니상체 (1a)는 본체부 (3)이 직방체상이며, 제1 밀봉부 (4)가 테이퍼상으로 위로 확장되어 있다. 도 2는, 경계 부분 (5)에서 외측으로 절곡되기 전인 것을, 도 3은 개구 (7)의 단부에 설치한 경계 부분 (5)를 통해 제1 밀봉부 (4)를 해당 개구단 (7a)로부터 외측으로 절곡한 후인 것을 나타낸다.

또한, 수용부의 짧은 방향 및 두께 방향 모두 본체부 (3)보다 크게 형성되어 있기 때문에, 개구에 평행한 제1 밀봉부의 단면은 개구에 평행한 본체부의 단면보다도 커진다.

경계 부분은, 본체부 (3)과 제1 밀봉부 (4)를 본체부에 대하여 수직인 면에 따라 연결할 수도 있다.

도 5는, 본 발명의 성형형에 이용하는 덮개의 구체예를 도시하고 있다. 도 5는, 도 3의 주머니상체와 조합하여 바람직하게 이용된다. 덮개 (8)은 고무로 일체적으로 구성되며, 개구 덮개부 (8a)와 제2 밀봉부 (8b)를 포함한다. 개구 덮개부 (8a)의 크기는 주머니상체의 개구 (7)의 크기와 일치 내지 거의 일치하도록, 제2 밀봉부 (18b)의 크기는 주머니상체의 제1 밀봉부 (4)의 크기와 일치 내지 거의 일치하도록 각각 설계되어 있다.

도 6 및 도 7은, 본 발명의 성형형의 밀봉 구조를 설명하는 모식도이며, 유지구 (10), 제2 밀봉부 (8b)를 갖는 덮개 (8), 제1 밀봉부 (4)를 갖는 주머니상체 (1a) 및 스페이서 (9)를 포함하는 성형형 (1) 각각의 위치 관계를 구체적으로 나타내는 것이기 때문에 공간이 그려져 있다. 실제의 밀봉 구조에서는 유지구 (10)과 덮개의 제2 밀봉부 (8b)의 사이, 제2 밀봉부 (8b)와 주머니상체의 제1 밀봉부 (4)의 사이, 제1 밀봉부 (4)와 스페이서 (9)의 사이에 의한 상기 공간은 실질적으로 없으며, 스페이서 (9)와 본체부 (3)의 사이에는 공간이 존재한다.

주머니상체 (1a)는, 도 2(a)에 있어서 경계 부분 (5)로부터 제1 밀봉부 (4)의 외연까지가 테이퍼상으로 확장되어 있는 것 이외에는, 도 1의 양태와 동일하고, 도 3에 도시한 바와 같이 경계 부분 (5)에서 절곡되어 있다.

덮개 (8)은, 상기 도 5에 기재된 것에 있어서, 제2 밀봉부 (8b)가 상기 제1 밀봉부 (4)와 서로 닮은 테이퍼상으로 확장된 형상인 것을 이용하고 있다.

스페이서 (9)는, 상기 절곡에 의해 발생하는 상기 제1 밀봉부 (4)와 본체부 (3)의 사이의 공간에 개구 (7)에 따라 주위를 회전하도록 설치되며, 호성 타원의 형상이다. 제1 밀봉부 및 제2 밀봉부는, 호성 타원의 평면 형상의 스페이서 (9)의 외측을 덮도록 위치한다.

이하, 도 6 및 도 7에 도시하는 성형형 (1), 및 이 성형형 (1)을 이용한 CIP 성형 공정에 대하여 설명한다.

분체는 주머니상체 (1a)에, 본체부 (3)으로부터 직방체상의 본체부 (3)의 상단 (3a)까지 충전한다. 덮개 (8)의 개구 덮개부 (8a)가 주머니상체의 상기 상단 (3a)와 밀착하도록, 제2 밀봉부 (8b)가 주머니상체의 제1 밀봉부 (4)와 밀착하도록 덮개 (8)을 주머니상체 (1a)에 설치한다. 상기 스페이서 (9)는 상기 제1 밀봉부 (4)와 본체부 (3) 사이의 상기 공간에 미리 설치되어 있다. 이 성형형 (1)의 밀봉 구조는, 상기 제1 밀봉부 (4)가 상기 제2 밀봉부 (8b)로 덮인 영역에 유지구 (10)을 설치하고, 유지구 (10)의 힘을 스페이서 (9)에 인가함으로써 상기 영역의 제2 밀봉부 (8b)와 제1 밀봉부 (4)를 밀착시켜, CIP 성형의 압력이 가해지지 않은 가압 전후의 밀착성을 확보하는 구조이며, 주머니상체 (1a)를 밀봉하고 있다. 상기 스페이서 (9)와 본체부 (3) 사이에는 압력 매체가 존재하는 공간이 존재한다. 이 밀봉 구조는, CIP 성형시에는 압력 매체에 의한 CIP 압력에 의해 더욱 확실해진다.

본 발명의 CIP 성형 공정에서는, 상술한 바와 같이 용이하게 분체를 충전하여 밀봉할 수 있으며, 압력 매체가 침입하기 어려운 구조의 성형형을 이용하고 있다. 또한, CIP 성형시에 압력 매체에 의해 주머니상체 (1a) 및 덮개 (8)이 그의 고무 탄성에 의해 거의 균등하게 압축 변형되어 주머니상체 (1a) 내의 분체도 직방체상의 형상의 상태로 등방적으로 압축, 성형되기 때문에, 주머니상체의 본체부(수용부) 형상이 유지된다는 효과도 발휘된다.

[실시예]

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이들로 제한되지 않는 것은 분명하다.

[실시예 1]

수용부 내경이 φ 700 mm, 높이가 560 mm, 제1 밀봉부의 길이가 400 mm, 두께가 10 mm인 주머니상체를 상부에 스페이서를 갖는 케이스에 넣고, 제1 밀봉부를 스페이서의 외측을 덮도록 절곡하였다. 스페이서에는, 13 mm의 철의 둥근 막대 3개가 80 mm 간격으로 주위를 회전하도록 구비되어 있으며, 주위를 회전하는 3개의 돌기를 형성하고, 돌기에 의해 2개의 홈이 형성되어 있다.

수용부에 코크스와 결합제 피치를 혼련, 분쇄하여 얻어진 흑연 재료의 원료분말을 개구의 상단까지 충전하고, 덮개로 덮어, 제2 밀봉부와 제1 밀봉부를 밀착시켰다.

또한, 해당 홈의 위치에 제2 밀봉부의 외측으로부터 고무 밴드로 체결하였다. 고무 밴드는 굵기가 φ 10 mm이고, 직경이 600 mm인 링상인 것을 50개 사용하였다.

이와 같이 하여 흑연 재료의 원료 분말이 충전된 성형형을 얻었다.

흑연 재료의 원료 분말이 충전된 성형형을 CIP 성형 장치에 넣고, 물로 이루어지는 압력 매체에 가라앉혀, 압력 매체에 의해 100 MPa까지 가압하였다.

가압 후에 압력 매체를 조금씩 추출함으로써 감압하고, 압력을 해방한 후, 성형형을 CIP 성형 장치로부터 취출하였다.

취출한 성형형의 고무 밴드를 벗겨 수용부의 내부를 확인하였지만, 압력 매체의 침입은 없었으며, 압력 매체에 젖지 않고 흑연 재료의 성형체가 얻어졌다. 또한, 고무 밴드는 용이하게 제거할 수 있었다.

얻어진 흑연 재료의 성형체를 소성, 흑연화함으로써, 흑연 재료를 얻을 수 있었다.

또한, 성형형은 점착 테이프, 접착제를 이용하여 밀봉되어 있지 않기 때문에, 제1 밀봉부 및 제2 밀봉부는 가압 전과 변함없이 평활한 면을 갖고 있었다.

본 발명에 따르면, 성형형으로서 고무로 일체적으로 구성된 주머니상체를 이용하여 구성하고, 스페이서와 유지구로 초기 밀착력을 확보하고, 가압시의 밀착력을 CIP 성형의 압력으로 확보하고 있기 때문에, 주머니상체와 덮개를 점착 테이프, 접착제 등으로 손상시키지 않고 용이하게 밀폐할 수 있다는 것이 확인되었다. 또한, 본 발명에 따르면, 밀봉하기 위한 수단을 용이하게 적절히 성형형에 구비할 수 있으며, 성형시의 성형형의 작업성과 밀봉성을 높이는 것을 확인할 수 있었다.

1…성형형, 1a…주머니상체, 2…바닥부, 3…본체부, 3a…상단, 4…제1 밀봉부, 5…경계 부분, 6…수용부, 6a…수용부 공간, 7…개구, 7a…개구단, 8…덮개, 8a…개구 덮개부, 8b…제2 밀봉부, 9…스페이서, 10…유지구.

Claims (13)

1. 분체를 충전하여 이용하는 성형형이며,
   상기 성형형은,
   성형형의 개구를 따라 주위를 회전하는 스페이서와,
   수용부를 갖고, 상기 수용부의 개구단으로부터 연장되어, 해당 스페이서를 포섭하도록 내측으로부터 외측으로 절곡되는 제1 밀봉부를 갖는 주머니상체와,
   상기 제1 밀봉부의 외주원측에 접촉하도록 제2 밀봉부를 구비한 덮개와,
   상기 스페이서, 제1 밀봉부 및 제2 밀봉부를 외측으로부터 체결하는 유지구
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 성형형.
2. 제1항에 있어서, 상기 주머니상체는 고무로 이루어지는 것을 특징으로 하는 성형형.
3. 제1항에 있어서, 상기 덮개는 고무로 이루어지는 것을 특징으로 하는 성형형.
4. 제1항에 있어서, 상기 스페이서는 적어도 강체를 포함하는 것을 특징으로 하는 성형형.
5. 제1항에 있어서, 상기 유지구는 탄성을 갖는 성형형.
6. 제5항에 있어서, 상기 유지구는 고무 밴드로 이루어지는 성형형.
7. 개구를 갖고, 개구를 덮개로 폐쇄하여 이용하는 CIP 성형용의 주머니상체이며,
   상기 주머니상체는,
   성형체를 수용하는 바닥부와 본체부를 포함하는 수용부와,
   개구에 평행한 제1 밀봉부의 단면이 상기 본체부의 개구에 평행한 단면보다도 큰 제1 밀봉부와,
   상기 본체부와 상기 제1 밀봉부를 본체부에 대하여 수직 또는 경사진 면에 따라 연결하는 경계 부분
   을 포함하고, 상기 제1 밀봉부는 상기 경계 부분에서 외측으로 절곡될 수 있는 것을 특징으로 하는 주머니상체.
8. 제7항에 있어서, 상기 본체부는 원통 형상이며, 상기 제1 밀봉부는 원통 형상으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 주머니상체.
9. 제7항에 있어서, 상기 수용부는 직방체상이며, 상기 제1 밀봉부는 테이퍼상으로 위로 확장되어 있는 것을 특징으로 하는 주머니상체.
10. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 성형형을 이용하는 CIP 성형 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 흑연 재료의 제조 방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 유지구에 의해 상기 주머니상체를 밀봉하는 것을 특징으로 하는 흑연 재료의 제조 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 흑연 재료의 제조 방법은,
    CIP에 의한 가압 전 및 가압 후에는 상기 스페이서와 유지구의 파지력에 의해 제1 밀봉부와 제2 밀봉부의 초기 밀착력을 확보하고,
    CIP에 의한 가압 중에는 상기 초기 밀착력과 CIP 압력에 의해 더 밀착력을 확보하는 것을 특징으로 하는 흑연 재료의 제조 방법.
13. 삭제

Images