KR102237727B1 - 밀봉성이 향상된 가스켓 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 밀봉성이 향상되어 배관 연결부에서의 유체 누출을 효과적으로 방지할 수 있음과 동시에 기계적 강도가 우수한 밀봉성이 향상된 가스켓 및 이의 제조방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 배관을 통과하는 다양한 매체에 의하여 팽창하여 밀봉성을 향상시킬 수 있으므로, 다양한 매체가 통과하는 배관에 대하여 폭 넓게 활용 가능한 밀봉성이 향상된 가스켓 및 이의 제조방법을 제공할 수 있다.

Description

밀봉성이 향상된 가스켓 및 이의 제조방법{GASKET IMPROVED SEALABILITY AND PREPARING METHOD THEREOF}
본 발명은 밀봉성이 향상된 가스켓 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 밀봉성이 향상되어 배관 연결부에서의 유체 누출을 효과적으로 방지할 수 있고, 다양한 매체가 통과하는 배관에 대하여 폭 넓게 적용 가능한 밀봉성이 향상된 가스켓 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
통상적으로 가스켓은 압력용기, 판 플랜지, 기계기구의 접합면 등의 고정 접합면에 볼트 등으로 체결하여 누설을 방지하는 정적 실링의 총칭으로 작동하는 유체의 종류, 압력, 온도 등의 사용 상태에 따라 여러 종류의 형성, 재질 등이 사용된다.
초기에는 밸브류, 펌프류, 배관용 이음매류, 각종 기기류 등에 사용되는 가스켓 재료로서는 석면을 주성분으로 한 것이 가장 일반적으로 사용했으나, 석면은 환경오염의 문제와 근로자 건강에 치명적인 위험이 있기 때문에 1980년 중반부터 무기질 사용량이 많은 가스켓이 사용되어 왔다.
2010년대부터는 비석면 가스켓을 유기용제를 사용하지 않는 비석면 가스켓 제조기술이 개발되었다. 이에 제조 공정상 톨루엔과 같은 유기유매를 사용하지 않아 친환경적으로 가스켓을 제조할 수 있게 되었다. 그러나, 이 경우 다량의 무기필러(250중량부 이상), 기본 배합제 및 섬유를 믹싱하여 사용함으로써 길이가 짧은 단섬유이지만 펴지지 못하고 엉겨지므로 섬유의 효과를 충분히 발현하지 못하고 있을 뿐만 아니라, 경도가 높고 잘 부서지는 사용상의 문제점이 있었다.
또한, 비석면 가스켓 재료로 사용되는 고무 시트는 내열성의 문제가 있어 고온에서의 사용이 어렵고, 고무를 결합재로 한 베미큐라이트 시트는 고무의 열화에 의하여 소부를 일으키며 밀봉성이 저하되는 문제점이 있었다. 또한, 팽창 흑연 시트는 강도가 낮아 취급이 어렵고 경제성이 떨어지며, 폴리테트라플루오로에틸렌수지 디스퍼젼을 함침한 유리클로스나 카본크로스는 응력 완화 특성에 난점이 있어 밀봉성이 저하되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점들로 인하여, 자동차 엔진용 고온고압용 가스켓으로 립강판 또는 엠보스가공 알루미늄판 등 요철이 있는 금속판 담체의 양면에 석면시트 기타 가스켓 재료를 접합하여 일체화한 복합 가스켓이 개발되었다. 또한, 저체부압으로 사용되는 연질시트 가스켓으로 고무를 결합재로 한 석면 가스켓 등이 개발되었다. 그러나, 이 경우 여전히 석면으로 인한 환경문제 및 인체 유해성이 문제되고, 열화 등에 의하여 밀봉성이 저하되며, 파손이 용이하여 취급이 어렵고, 강도가 낮은 문제점이 있었다.
한국공개특허 10-2013-0007752
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 밀봉성이 향상되어 배관 연결부에서의 유체 누출을 효과적으로 방지할 수 있고, 다양한 매체가 통과하는 배관에 대하여 폭 넓게 적용 가능한 밀봉성이 향상된 가스켓 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 팽창성 충전제를 포함하는 제1 고분자 기지층 및 제2 고분자 기지층; 및 상기 제1 고분자 기지층 및 제2 고분자 기지층 사이에 형성되어 기계적 강도를 보강하기 위한 섬유층;을 포함하는 밀봉성이 향상된 가스켓을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 팽창성 충전제는 하기 (a) 내지 (d) 중 어느 하나 이상일 수 있다.
(a) 수분에 의하여 팽창하는 제1 팽창성 충전제
(b) 열에 의하여 팽창하는 제2 팽창성 충전제
(c) 기체에 의하여 팽창하는 제3 팽창성 충전제
(d) 오일에 의하여 팽창하는 제4 팽창성 충전제
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 제1 팽창성 충전제는 수분을 흡수하여 팽창하는 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 벤토나이트 및 몬모릴로나이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 제2 팽창성 충전제는 금속입자 및 세라믹입자 중 어느 하나 이상을 포함하며, 상기 제3 팽창성 충전제는 수산화마그네슘, 수산화칼슘, 수산화아연 및 수산화칼륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 제4 팽창성 충전제는 SEBS 입자, EPDM, 폴리우레탄 폼 시트(PolyUrethane form Sheets), 폴리노보넨 고무(Polynorbornene Rubber) 및 폴리프로필렌(Polypropylene) 편직물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 섬유층은 아라미드 섬유, PTFE 섬유, 합성섬유, 펄프, 탄화 섬유, 탄소 섬유, 유리 섬유, 세라믹 섬유, 록울 및 금속 섬유로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 섬유를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 제1 고분자 기지층 및 제2 고분자 기지층의 고분자 기지는 고무일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 고무는 천연고무(natural rubber), 부타디엔고무(polybutadiene rubber), 부타디엔스티렌고무(butadiene styrene rubber), 클로로프렌(chloroprene), 부틸고무(butyl rubber), 부타디엔아크릴로니트릴고무(butadieneacrylonitrile rubber), 에틸렌-프로필렌 고무(ethylene-propylene rubber), CSM 고무, 불소고무(fluoro rubber), 실리콘 고무, 다황화물계고무(polysulfide rubber), 아크릴고무(acrylic rubber) 및 우레탄고무(urethane rubber)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 섬유층 및 제2 고분자 기지층을 하나의 반복 유닛으로 하여, 상기 반복 유닛이 1 ~ 5회 반복하여 적층될 수 있다.
또한, 본 발명은 (1) 고분자 기지 및 팽창성 충전제를 포함하는 조성물로부터 시트상의 제1 고분자 기지층 및 제2 고분자 기지층을 제조하는 단계; (2) 섬유를 직조하여 시트상의 섬유층을 제조하는 단계; (3) 상기 (2) 단계의 섬유층을 상기 (1) 단계의 제1 고분자 기지층 및 제2 고분자 기지층 사이에 삽입하는 단계; 및 (4) 고온 프레싱 공정을 수행하여 적층형 가스켓을 수득하는 단계;를 포함하는 밀봉성이 향상된 가스켓 제조방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (1) 단계의 조성물은 팽창성 충전제를 고분자 기지 100 중량부에 대하여 2 ~ 20 중량부로 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (4) 단계의 고온 프레싱 공정은 100 ~ 200℃의 온도에서 2 ~ 15분 동안 가황함으로써 수행될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (3) 단계 이후, (3-1) 상기 (3) 단계의 제2 고분자 기지층 상에 상기 (2) 단계의 시트상의 섬유층을 제조하여 적층하는 단계; 및 (3-2) 상기 (3-1) 단계의 섬유층 상에 제2 고분자 기지층을 추가로 형성하는 단계;를 1 ~ 5회 추가로 수행할 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 팽창성 충전제를 포함하는 제1 고분자 기지층 및 제2 고분자 기지층; 및 상기 제1 고분자 기지층 및 제2 고분자 기지층 사이에 형성되어 기계적 강도를 보강하기 위한 섬유층;을 포함하는 밀봉성이 향상된 가스켓을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 팽창성 충전제는 하기 (a) 내지 (d) 중 어느 하나 이상일 수 있다.
(a) 수분에 의하여 팽창하는 제1 팽창성 충전제
(b) 열에 의하여 팽창하는 제2 팽창성 충전제
(c) 기체에 의하여 팽창하는 제3 팽창성 충전제
(d) 오일에 의하여 팽창하는 제4 팽창성 충전제
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 제1 팽창성 충전제는 수분을 흡수하여 팽창하는 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 벤토나이트 및 몬모릴로나이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 제2 팽창성 충전제는 금속입자 및 세라믹입자 중 어느 하나 이상을 포함하며, 상기 제3 팽창성 충전제는 수산화마그네슘, 수산화칼슘, 수산화아연 및 수산화칼륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 제4 팽창성 충전제는 SEBS 입자, EPDM, 폴리우레탄 폼 시트(PolyUrethane form Sheets), 폴리노보넨 고무(Polynorbornene Rubber) 및 폴리프로필렌(Polypropylene) 편직물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 섬유층은 아라미드 섬유, PTFE 섬유, 합성섬유, 펄프, 탄화 섬유, 탄소 섬유, 유리 섬유, 세라믹 섬유, 록울 및 금속 섬유로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 섬유를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 제1 고분자 기지층 및 제2 고분자 기지층의 고분자 기지는 고무일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 고무는 천연고무(natural rubber), 부타디엔고무(polybutadiene rubber), 부타디엔스티렌고무(butadiene styrene rubber), 클로로프렌(chloroprene), 부틸고무(butyl rubber), 부타디엔아크릴로니트릴고무(butadieneacrylonitrile rubber), 에틸렌-프로필렌 고무(ethylene-propylene rubber), CSM 고무, 불소고무(fluoro rubber), 실리콘 고무, 다황화물계고무(polysulfide rubber), 아크릴고무(acrylic rubber) 및 우레탄고무(urethane rubber)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 섬유층 및 제2 고분자 기지층을 하나의 반복 유닛으로 하여, 상기 반복 유닛이 1 ~ 5회 반복하여 적층될 수 있다.
또한, 본 발명은 (1) 고분자 기지 및 팽창성 충전제를 포함하는 조성물로부터 시트상의 제1 고분자 기지층 및 제2 고분자 기지층을 제조하는 단계; (2) 섬유를 직조하여 시트상의 섬유층을 제조하는 단계; (3) 상기 (2) 단계의 섬유층을 상기 (1) 단계의 제1 고분자 기지층 및 제2 고분자 기지층 사이에 삽입하는 단계; 및 (4) 고온 프레싱 공정을 수행하여 적층형 가스켓을 수득하는 단계;를 포함하는 밀봉성이 향상된 가스켓 제조방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (1) 단계의 조성물은 팽창성 충전제를 고분자 기지 100 중량부에 대하여 2 ~ 20 중량부로 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (4) 단계의 고온 프레싱 공정은 100 ~ 200℃의 온도에서 2 ~ 15분 동안 가황함으로써 수행될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (3) 단계 이후, (3-1) 상기 (3) 단계의 제2 고분자 기지층 상에 상기 (2) 단계의 시트상의 섬유층을 제조하여 적층하는 단계; 및 (3-2) 상기 (3-1) 단계의 섬유층 상에 제2 고분자 기지층을 추가로 형성하는 단계;를 1 ~ 5회 추가로 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 가스켓의 구조도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 가스켓의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 가스켓 제조방법의 공정흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
상술한 바와 같이 종래의 석면을 이용한 가스켓은 환경오염 및 인체에 유해한 문제점이 있었다. 또한, 비석면 가스켓은 열화 등에 의하여 밀봉성이 저하되며, 파손이 용이하여 취급이 어렵고, 강도가 낮은 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 제1 고분자 기지층 및 제2 고분자 기지층; 및 상기 제1 고분자 기지층 및 제2 고분자 기지층 사이에 형성되어 기계적 강도를 보강하기 위한 섬유층;을 포함하는 밀봉성이 향상된 가스켓을 제공하여 상술한 문제점을 해결책을 모색하였다.
이에 따라 본 발명은 고분자 기지층과 섬유층이 적층된 구조로 인하여 기계적 강도가 향상되는 효과가 있다. 또한, 후술하는 바와 같이 첨가되는 충전제의 종류 및 함량을 조절함으로써 다양한 매체가 통과하는 배관에 대하여 폭 넓게 활용이 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 가스켓의 구조도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 가스켓은 제1 고분자 기지층(1) 및 제2 고분자 기지층(2)을 포함한다. 또한, 상기 제1 고분자 기지층(1) 및 제2 고분자 기지층(2) 사이에 섬유층(3)이 포함된다.
먼저, 제1 고분자 기지층(1) 및 제2 고분자 기지층(2)에 대하여 설명한다.
고분자 기지(matrix)층은 가스켓의 기본적인 형태 및/또는 형체를 유지할 수 있도록 한다. 고분자 기지층에는 고분자 기지 및 팽창성 충전제가 포함되며, 그 외에 고무 배합제, 필러, 가교제, 색소 등이 더 포함될 수 있다. 상기 고무 배합제, 필러, 가교제, 색소 등은 해당 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 것들을 사용할 수 있다. 바람직하게는 상기 고무 배합제로는 산화아연(ZnO), 스테아린산(St/A) 또는 Zn/St 등을 사용할 수 있고, 상기 필러로는 경탄, 탄산마그네슘, 실리카, 고령토 또는 카본블랙을 사용할 수 있으며, 상기 가교제로는 황, 가황촉진제 또는 과산화물을 사용할 수 있다.
고분자 기지는 바인더 역할을 하고 가스켓의 형태 및/또는 형체를 유지할 수 있도록 하는 것으로, 해당 기술 분야 내에서 통상적으로 사용되는 물질을 사용할 수 있다. 바람직하게는 고무 및 그 밖의 다양한 합성수지일 수 있고, 보다 바람직하게는 고무일 수 있다. 이 경우 고분자 기지는 탄력성 및 유연성이 풍부하여 낮은 체결력으로도 플랜지에 순응성이 우수한 효과가 있다. 한편, 상기 '고무'는 고무 형태의 탄성을 나타내는 물질을 총칭한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 고무는 천연고무(natural rubber), 부타디엔고무(polybutadiene rubber), 부타디엔스티렌고무(butadiene styrene rubber), 클로로프렌(chloroprene), 부틸고무(butyl rubber), 부타디엔아크릴로니트릴고무(butadiene acrylonitrile rubber), 에틸렌-프로필렌 고무(ethylene-propylene rubber), CSM 고무, 불소고무(fluoro rubber), 실리콘 고무, 다황화물계고무(polysulfide rubber), 아크릴고무(acrylic rubber) 및 우레탄고무(urethane rubber)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. 상기 고무들을 사용하는 경우, 작은 체결력만으로도 홈이나 공간을 채울 수 있다. 또한, 고도의 반발 특성을 나타내기 때문에 가스켓의 기지재료로 적합한 장점이 있다.
또한, 고분자 기지층의 두께는 해당 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 두께일 수도 있으나, 바람직하게는 0.1 ~ 4.0 mm일 수 있고, 보다 바람직하게는 0.2 ~ 2.0 mm일 수도 있다.
만일 고분자 기지층의 두께가 상기 범위 미만인 경우에는 고분자 기지층을 제조하기가 어렵고, 다층으로 가스켓을 성형할 때에 여러 층으로 겹쳐서 삽입해야 하는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 고분자 기지층의 두께는 0.1 ~ 3.0mm일 수 있고, 보다 바람직하게는 0.2 ~ 2.0mm일 수 있다. 만일 고분자 기지층의 두께가 상기 범위 미만인 경우에는 기지층 제조하기가 어려우며, 적층 구조의 가스켓을 성형할 때 기지층 양이 부족하여 여러 겹으로 겹쳐 삽입해야 되는 불편함이 있을 수 있다. 또한, 만일 고분자 기지층의 두께가 상기 범위를 초과하는 경우에는 적층 구조의 가스켓을 제조하는데 두께 제약이 있으며, 층이 변형되는 문제점이 발생할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 제1 고분자 기지층(1) 및 제2 고분자 기지층(2)은 팽창성 충전제를 포함한다. 이 때, 팽창성 충전제란 임의의 어느 매체에 의하여 팽창하는 성질을 가지거나 발하는 첨가제를 의미할 수 있다. 상기 '임의의 어느 매체'란 바람직하게는 가스켓이 사용되는 배관 등 내에서 이동하는 매체 또는 열을 의미할 수 있다.
또한, 팽창성 충전제는 고분자 기지층에 포함되고, 구체적으로는 고분자 기지 내부에 혼입되어 있을 수 있다. 팽창성 충전제는 고분자 기지층 내에 포함되어, 가스켓이 사용되는 배관을 통과하는 다양한 매체에 의하여 팽창하게 된다. 이에 배관 연결부의 밀봉성을 향상시켜 유체의 유출을 방지할 수 있는 것이다. 또한, 이와 동시에 고분자 기지층과 섬유층이 적층된 구조로 인하여 기계적 강도가 우수한 효과가 있다. 뿐만 아니라, 팽창성 충전제의 종류 및 함량을 조절함으로써 다양한 매체가 통과하는 배관에 대하여 폭 넓게 활용이 가능한 장점이 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 팽창성 충전제는 수분에 의하여 팽창하는 제1 팽창성 충전제, 열에 의하여 팽창하는 제2 팽창성 충전제, 기체에 의하여 팽창하는 제3 팽창성 충전제 및 오일에 의하여 팽창하는 제4 팽창성 충전제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. 상기 제1 내지 제3 팽창성 충전제는 고분자 기지층 내에 각각 독립적으로 포함될 수 있으며, 필요에 따라서는 2가지 이상의 충전제들이 혼합되어 포함될 수도 있고, 3가지 이상의 충전제들이 혼합되어 포함될 수도 있으며, 4가지의 충전제들이 모두 혼합되어 포함될 수도 있다.
예를 들어, 본 발명의 가스켓을 사용하고자 하는 배관을 통과하는 매체가 물 또는 수분을 함유한 물질인 경우에는 수분에 의하여 팽창하는 제1 팽창성 충전제가 포함된 가스켓을 사용할 수 있고, 배관이 열에 의하여 직간접적으로 영향을 받는 경우에는 열에 의하여 팽창하는 제2 팽창성 충전제가 포함된 가스켓을 사용할 수 있다. 또한, 배관을 통과하는 매체가 기체인 경우에는 흡기하여 팽창할 수 있는 제3 팽창성 충전제가 포함된 가스켓을 사용할 수도 있고, 배관을 통과하는 매체가 오일류를 함유한 물질인 경우에는 오일에 의하여 팽창하는 제4 팽창성 충전제가 포함된 가스켓을 사용할 수 있다.
또한, 배관을 통과하는 매체가 고온의 수분인 경우에는 제1 팽창성 충전제 및 제2 팽창성 충전제가 혼합하여 포함된 가스켓을 사용할 수 있고, 배관을 통과하는 매체가 고온의 오일인 경우에는 제2 팽창성 충전제 및 제4 팽창성 충전제가 포함된 가스켓을 사용할 수 있다.
이와 같이 사용하고자 하는 장치, 배관, 밸브 등의 성질에 따라서 적합한 팽창성 충전제를 선택하여 사용할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 배관은 다양한 종류의 장치, 배관 등에 폭 넓게 활용될 수 있는 효과가 있다.
한편, 상기 제1 팽창성 충전제는 수분을 흡수하여 팽창하는 성질을 가지는 물질로 고분자 기지에 혼합되어 균질한 고분자 기지층을 형성할 수 있는 것이면 제한이 없으나, 바람직하게는 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 벤토나이트 및 몬모릴로나이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. 이 경우 산화물 또는 점토의 특성에 의하여 이들의 내부 기공을 통해 수분을 함유/흡수할 수 있을 뿐만 아니라, 수분을 흡수하더라도 형태가 붕괴되지 않는다. 이에 따라 가스켓의 충전제로 사용되는 경우에 형태를 유지하면서도 밀봉성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 제2 팽창성 충전제는 열에 의하여 팽창하는 성질을 가지는 물질로, 본 발명의 가스켓이 사용되는 환경이 고온에 노출되는 환경인 경우에 열에 의하여 팽창될 수 있는 것이면 제한이 없다. 바람직하게는 금속입자 및 세라믹입자 중 어느 하나 이상일 수 있고, 보다 바람직하게는 철(Fe) 입자 또는 이산화규소(SiO2) 입자일 수 있다. 상기 물질을 팽창성 충전제로 사용하는 경우에는, 열에 의하여 팽창하는 효과 뿐만 아니라 고분자 기지 내부에 골고루 분산되어 가스켓의 강도를 향상시키는 효과가 있어, 가스켓의 밀봉성을 향상시킴과 동시에 기계적 물성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 제3 팽창성 충전제는 기체 상의 매체를 흡수하여 팽창하는 성질을 가지는 물질로, 본 발명의 가스켓이 사용되는 환경이 특정 기체에 노출되는 경우에 기체를 흡기하여 팽창될 수 있는 것이면 제한이 없다. 바람직하게는 수산화마그네슘, 수산화칼슘, 수산화아연 및 수산화칼륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. 상기 물질을 팽창성 충전제로 사용하는 경우 이산화탄소 등 기체를 효율적으로 흡수하여 팽창함으로써 밀봉성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 제4 팽창성 충전제는 오일을 흡수하여 팽창하는 성질을 가지는 물질로, 본 발명의 가스켓이 사용되는 환경에 오일을 포함하는 매체가 존재하는 경우에 오일을 흡수하여 팽창될 수 있는 것이면 제한이 없다. 바람직하게는 SEBS 입자, EPDM, 폴리우레탄 폼 시트(PolyUrethane form Sheets), 폴리노보넨 고무(Polynorbornene Rubber) 및 폴리프로필렌(Polypropylene) 편직물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. 상기 물질을 팽창성 충전제로 사용하는 경우 상기 입자들은 내부 기공에 오일을 흡수하여 팽창하면서도, 오일에 의해 형태가 붕괴되지 않는 장점이 있다. 이에 따라 상기 물질을 가스켓의 충전제로 사용함으로써 매체에 함유되어 있는 오일에 의해 가스켓이 팽창하게 되고, 밀봉성이 향상되는 효과가 있다.
팽창성 충전제는 고분자 기지 100 중량부에 대하여 2 ~ 20 중량부로 고분자 기지층(1, 3)에 포함되는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 5 ~ 15 중량부로 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는 8 ~ 12 중량부로 포함할 수 있다. 고분자 기지층(1, 3)이 팽창성 충전제를 상기 함량대로 포함하는 경우에는 팽창성 충전제가 고분자 기지 내에 균일하게 골고루 분산되므로, 가스켓이 매체에 의하여 균일하게 팽창할 수 있다. 이에 따라 밀봉성을 고르게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
만일 팽창성 충전제가 고분자 기지 100 중량부에 대하여 2 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 매체에 의하여 가스켓이 팽창하지 않아 밀봉성이 향상되는 효과를 달성하기 어려운 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 만일 팽창성 충전제가 고분자 기지 100중량부에 대하여 20 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 팽창성 충진제가 고분자 기지 내에 골고루 분산되지 않아 밀봉성을 고르게 향상시키기 어려운 문제점이 발생할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 본 발명의 고분자 기지층은 상기 고분자 기지 및 팽창성 충전제 외에도 본 발명이 얻고자 하는 물성을 해하지 않는 범위 내에서 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 기타 첨가제는 금속산화물, 실리카, 스테아린산 및 폴리에틸렌 중 어느 하나 이상일 수 있다.
금속산화물은 가교활성제 및 보강제로 첨가될 수 있다. 해당 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 것을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 산화아연, 산화마그네슘, 산화티타늄 및 산화칼슘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
금속산화물은 고분자 기지 100 중량부에 대하여 1 ~ 6 중량부로 고분자 기지층에 포함되는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 고분자 기지 100 중량부에 대하여 2 ~ 5 중량부로 포함될 수 있다. 만일 금속산화물이 1 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 가교속도 및 강도가 저하되는 문제점이 발생할 수 있으며, 만일 금속산화물이 6 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 사용량의 증가로 인해 고분자 기지층의 밀도가 증가하여 성능이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
스테아린산과 Zn/St은 내부이형제로 저장안정성 및 가공성을 개선하기 위하여 첨가될 수 있다. 스테아린산은 고분자 기지 100 중량부에 대하여 0.5 ~ 3 중량부로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.8 ~ 2 중량부로 포함될 수 있다. 만일 스테라인산의 함량이 상기 범위를 만족하지 못하는 경우에는 저장안정성이 저하되거나 가공성을 조절하기 어려운 문제점이 발생할 수 있다.
그 밖에 실리카, 경탄, 탄산마그네숨, 고령토, 카본블랙 등은 충전제로 선택적으로 첨가될 수 있다. 충전제의 사용량은 배합 단가 등을 고려하여 다양한 범위로 결정될 수 있지만, 바람직하게는 고분자기재 100중량부에 대하여 10 ~ 80중량부로 포함될 수 있다. 만일 10중량부 미만으로 포함되는 경우에는 사용효과가 낮은 문제점이 발생할 수 있으며, 만일 80중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 경제성 및 형태 유지력(수축이 덜 발생)이 향상되는 반면에 시팅(sheeting)하는데 어려운 문제점이 발생할 수 있다.
다음으로, 섬유층(3)에 대하여 설명한다.
도 1을 참조하면, 섬유층(3)은 제1 고분자 기지층(1) 및 제2 고분자 기지층(2)의 사이에 형성된다. 이와 같이 섬유층(3)이 고분자 기지층(1, 2)들의 사이에 형성됨으로써 가스켓의 기계적 강도 등 특성을 향상시킬 수 있다.
섬유층에 포함되는 섬유는 해당 기술 분야 내에서 통상적으로 사용가능한 섬유로 가스켓의 기계적 강도를 보강할 수 있는 섬유를 사용할 수 있다. 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 섬유층(3)은 아라미드 섬유, PTFE 섬유, 합성섬유, 펄프, 탄화 섬유, 탄소 섬유, 유리 섬유, 세라믹 섬유, 록울 및 금속 섬유로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 섬유를 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는 아마미드 섬유, 유리 섬유 및 세라믹 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 섬유를 포함할 수 있다.
상기 섬유로 섬유층을 형성하는 경우에는 고분자 기지층과 적층형 구조를 이루어, 기계적 강도 등 가스켓의 기계적 물성을 향상시킬 수 있다. 즉, 기계적 물성이 향상됨과 동시에 밀봉성이 향상되어 다양한 배관, 밸브 등에 활용가능한 가스켓을 제공할 수 있다.
섬유층(3)은 해당 기술 분야 내에서 통상적으로 사용되는 형태로 본 발명의 가스켓에 포함될 수 있으나, 고분자 기지층(1, 2) 사이에 형성되어 적층형 구조를 형성하기 위하여 시트상인 것이 바람직하다. 섬유층(3)을 직조하여 시트상으로 제조하는 경우에는 고분자 기지층(1, 2) 사이 등 섬유층(3)을 목적하는 위치에 용이하게 삽입할 수 있어, 간단하고 용이한 공정만으로 본 발명의 가스켓을 제조할 수 있는 장점이 있다.
이와 관련하여, 종래에는 충전제, 섬유 및 고무를 혼합한 고무 조성물을 이용하여 가스켓을 제조하였다. 그러나 이 경우 기계적 강도가 저하되고 내열성이 저하되는 등 물성이 저하되는 문제점이 있었다. 이에 본 발명은 섬유층을 별도로 형성하여 고분자 기지층과 적층하여 적층형 가스켓을 제조하고, 시트상의 섬유층을 고분자 기지층 사이에 삽입함으로써 기계적 강도, 내열성 등 물성을 향상시켰다. 이와 동시에 고분자 기지층 내에 팽창성 충전제가 포함되도록 하여 밀봉성을 더욱 향상시켰다.
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 섬유층의 두께는 0.02 ~ 1.0 mm일 수 있고, 보다 바람직하게는 0.05 ~ 0.7 mm일 수 있다. 만일 섬유층의 두께가 상기 범위 미만인 경우에는 성형 시 찢어지거나 파손되어 성능에 결함이 생기는 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 만일 섬유층의 두께가 상기 범위를 초과하는 경우에는 적층 구조로 성형 시 두께의 제한이 있으며, 고분자 기지층의 침투가 원활하게 이루어지지 않는 문제점이 발생할 수 있다.
한편, 본 발명의 가스켓은 섬유층(3) 및 제2 고분자 기지층(2)을 하나의 반복 유닛으로 하여, 상기 반복 유닛이 1 ~ 5회 반복하여 적층될 수 있다. 바람직하게는, 섬유층(3) 및 고분자 기지층(1, 2)이 교번하여 적층되는 구조일 수 있다. 예를 들어 제1 고분자 기지층과 제2 고분자 기지층 사이에 섬유층이 형성되고, 상기 제2 고분자 기지층 상에 다른 섬유층이 형성된 후에 다른 제2 고분자 기지층이 형성될 수 있다. 즉, 본 발명의 가스켓은 고분자 기지층-섬유층-고분자 기지층-섬유층-고분자 기지층-?과 같이 반복하여 적층된 구조일 수 있다.
'반복 유닛이 1 ~ 5회 반복하여 적층될 수 있다'는 의미는 제1 고분자 기지층 및 제2 고분자 기지층 사이에 섬유층을 포함하는 가스켓의 구조 외에 별도로 반복 유닛이 추가로 적층되는 것을 의미한다. 예를 들어, 반복 유닛이 1회 반복하여 적층되는 경우에는 섬유층이 2개, 제2 고분자 기지층이 2개로 가스켓에 포함된다. 또한, 반복 유닛이 5회 반복하여 적층되는 경우에는 섬유층이 6개, 제2 고분자 기지층이 6개로 가스켓에 포함된다.
가스켓을 사용하는 환경이 다양하고 내부와 외부의 환경이 상이한 경우가 많으므로, 상술한 바와 같이 적층구조로 가스켓을 형성하는 경우에는 다음의 효과를 확인할 수 있다.
열을 발생하는 장치의 경우 외부에 물이나 오일을 사용하여 일정 온도를 유지하거나 냉각을 시키게 되는데 접합부에 사용하는 가스켓이 열에 의해 내부는 팽창이 되어 있으나 외부쪽은 냉각으로 수축이 되어 있는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우에 복합 적층으로 열에 의하여 팽창하는 제2 팽창성 충전제와 수분에 또는 오일에 의하여 팽창하는 제1 팽창성 충전제 또는 제4 팽창성 충전제를 포함하는 가스켓을 사용하게 되면 가스켓의 내부와 외부 모두 팽창으로 인해 접합부의 우수한 밀봉성 효과를 볼 수 있다. 또한 가스켓이 사용되는 내부는 기기의 원화한 움직임을 위하여 오일을 사용하고 외부는 냉각 등을 위해 물을 사용하는 경우 중간층 하나에 수분에 의하여 팽창하는 제1 팽창성 충전제 사용하고, 이와 분리되는 중간층에 오일에 의하여 팽창하는 제4 팽창성 충전제를 사용하게 되면 각 팽창제에 의해 내부는 오일의 외부 유출을 막고 외부는 수분의 내부 유입을 막는 효과를 우수하게 발현할 수 있을 것이다.
또한, 반복 유닛의 반복에 의하여 적층되는 제2 고분자 기지층들은 각각 독립적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상술한 바와 같이 제2 고분자 기지층 상에 섬유층이 형성된 후에 다른 제2 고분자 기지층이 형성되는 경우, 상기 제2 고분자 기지층들은 상이한 성분 및 함량으로 형성된 것일 수 있다.
마찬가지로 반복 유닛의 반복에 의하여 적층되는 섬유층들도 각각 독립적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상술한 바와 같이 반복 유닛이 1회 반복하여 적층되는 경우에 섬유층이 2개 가스켓에 포함될 수 있고, 이 때 상기 2개의 섬유층들은 각각 상이한 성분 및 함량으로 형성된 것일 수 있다.
구체적인 일례로, 반복 유닛이 2회 반복하여 적층되는 경우에 가스켓의 하부에서 상부까지 적층된 각 층을 '제1 고분자 기지층-제1 섬유층-제2 고분자 기지층-제2 섬유층-제3 고분자 기지층'으로 지칭할 수 있고, 이 때 제1 섬유층 및 제2 섬유층은 각각 상이한 섬유 및 팽창성 충전제를 포함할 수 있는 것이다. 예를 들어, 제1 섬유층은 유리 섬유를 포함하여 이루어지며 제1 팽창성 충전제 및 제2 팽창성 충전제를 함유할 수 있고, 제2 섬유층은 아라미드 섬유를 포함하여 이루어지며 제4 팽창성 충전제를 함유할 수 있다. 이 경우 제1 섬유층에 의해서는 고온의 수분이 흡수되어 팽창할 수 있으며, 제2 섬유층에 의해서는 오일류가 흡수되어 팽창하여 가스켓의 밀봉성이 향상될 수 있다.
이와 같이 각 섬유층의 성분 및 함량을 조절함으로써 본 발명을 사용하고자 하는 환경 및 조건에 알맞게 가스켓의 밀봉성을 조절할 수 있다. 구체적으로, 고온의 수분이 다량 존재하며 소량의 기체가 발생하는 환경에서는 제1 섬유층은 제1 팽창성 충전제 및 제2 팽창성 충전제를 다량 함유하고, 제2 섬유층은 제4 팽창성 충전제를 소량 함유하도록 하여 본 발명의 가스켓 밀봉성을 향상시킬 수 있다.
이와 관련하여, 도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 적층형 가스켓의 구조도이다. 도 2 (a)를 참조하면, 제1 고분자 기지층(1) 및 제2 고분자 기지층(2, 2')들은 모두 동일한 성분 및 함량으로 형성될 수 있다. 도 2 (b)를 참조하면, 제1 고분자 기지층(1) 및 제2 고분자 기지층(2, 2')들은 상이한 성분 및 함량으로 형성될 수도 있다. 뿐만 아니라, 도 2 (c)를 참조하면, 섬유층(3, 3') 역시 상이한 성분 및 함량으로 형성될 수도 있다.
또한, 도 2를 참조하면, 제1 고분자 기지층(1) 및 제2 고분자 기지층(2')이 본 발명의 가스켓의 최외각층을 형성하고 있음을 확인할 수 있다. 이와 같이 가스켓의 표면에는 고분자 기지층이 존재하고, 그 내부에 섬유층이 삽입됨으로써 밀봉성 및 물성을 동시에 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 (1) 고분자 기지를 포함하는 조성물로부터 시트상의 제1 고분자 기지층 및 제2 고분자 기지층을 제조하는 단계; (2) 섬유를 직조하여 시트상의 섬유층을 제조하는 단계; (3) 상기 (2) 단계의 섬유층을 상기 (1) 단계의 제1 고분자 기지층 및 제2 고분자 기지층 사이에 삽입하는 단계; 및 (4) 고온 프레싱 공정을 수행하여 적층형 가스켓을 수득하는 단계;를 포함하는 밀봉성이 향상된 가스켓 제조방법을 제공한다.
이에 따라 본 발명은 고분자 기지층과 섬유층을 간단하고 용이한 공정만으로 적층할 수 있어, 기계적 강도가 우수한 적층형 가스켓을 제공할 수 있는 효과가 있다.
이하, 상술한 내용과 중복되는 내용을 제외하고 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 기술흐름도이다. 도 3을 참조하면, (1) 제1 고분자 기지층 및 제2 고분자 기지층을 제조하는 단계(S1)를 수행하고, (2) 시트상의 섬유층을 제조하는 단계(S2)를 수행한다. 그 다음, (3) 섬유층을 제1 고분자 기지층 및 제2 고분자 기지층 사이에 삽입하는 단계(S3)를 수행하여 적층형 구조를 형성한다. 그 후 (4) 고온 프레싱 공정을 수행하여 적층형 가스켓을 수득하는 단계(S4)를 수행하여 본 발명의 가스켓을 제조한다.
먼저, (1) 고분자 기지를 포함하는 조성물로부터 시트상의 제1 고분자 기지층 및 제2 고분자 기지층을 제조하는 단계(S1)에 대하여 설명한다.
상술한 바와 같이 고분자 기지 및 이외에 기타 첨가제를 포함하는 조성물을 제조하고, 상기 조성물로부터 시트상의 제1 고분자 기지층 및 제2 고분자 기지층을 제조할 수 있다. 상기 조성물은 고분자 기지 내에 팽창성 충전제 및 첨가제들이 골고루 분산될 수 있도록 일정 시간동안 교반하여 제조할 수 있다. 본 발명의 가스켓을 사용하고자 하는 배관, 밸브 등의 사용환경 및 이동 매체 등을 고려하여 팽창성 충전제를 선택할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (1) 단계의 조성물은 팽창성 충전제를 고분자 기지 100 중량부에 대하여 2 ~ 20 중량부로 더 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는 고분자 기지 100 중량부에 대하여 5 ~ 15 중량부로 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는 8 ~ 12 중량부로 포함할 수 있다.
팽창성 충전제는 고분자 기지 100 중량부에 대하여 2 ~ 20 중량부로 고분자 기지층(1, 3)에 포함되는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 5 ~ 15 중량부로 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는 8 ~ 12 중량부로 포함할 수 있다. 고분자 기지층(1, 3)이 팽창성 충전제를 상기 함량대로 포함하는 경우에는 팽창성 충전제가 고분자 기지 내에 균일하게 골고루 분산되므로, 가스켓이 매체에 의하여 균일하게 팽창할 수 있다. 이에 따라 밀봉성을 고르게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
다음으로, (2) 섬유를 직조하여 시트상의 섬유층을 제조하는 단계(S2)를 수행한다.
섬유를 포함하는 섬유층은 시트상으로 제조할 수 있고, 섬유를 직조하여 시트상 섬유층을 제조할 수 있다. 시트상 섬유층의 제조는 해당 기술 분야 내에서 통상적으로 사용되는 방법을 통해 수행될 수 있다.
다음으로, (3) 상기 (2) 단계의 섬유층을 상기 (1) 단계의 제1 고분자 기지층 및 제2 고분자 기지층 사이에 삽입하는 단계(S3)를 수행한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 제1 고분자 기지층, 제2 고분자 기지층 및 섬유층은 시트상으로 제조할 수 있으므로, 시트상 간의 간단한 삽입 공정만으로 적층형의 가스켓을 제조할 수 있다.
(4) 고온 프레싱 공정을 수행하여 적층형 가스켓을 수득하는 단계(S4)를 통해 본 발명의 적층형 가스켓을 제조할 수 있다. 이 때, 고온 프레싱은 해당 기술 분야 내에서 통상적으로 수행되는 방법을 사용할 수 있다. 바람직하게는 가압 프레스에서 가황하여 적층형 가스켓을 제조할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 고온 프레싱 공정은 100 ~ 200℃의 온도에서 2 ~ 15분 동안 가황함으로써 수행될 수 있다. 보다 바람직하게는 120 ~ 180℃의 온도에서 5 ~ 12분 동안 가황함으로써 수행될 수 있고, 더욱 바람직하게는 140 ~ 160℃의 온도에서 7 ~ 9분 동안 가황함으로써 수행될 수 있다. 상기 온도 및 시간 동안 가황하여 고온 프레싱을 수행하는 경우, 팽창성 충전제의 팽창 특성을 보존할 수 있어 밀봉성을 효과적으로 향상시킬 수 있음과 동시에 견고하고 단단한 적층형 가스켓을 제조할 수 있다.
한편, 상기 가압 프레스의 가압 범위는 25 ~ 300 kgf/m2인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50 ~ 200 kgf/m2일 수 있다. 만일 상기 가압프레스의 가압 범위가 상기 범위 미만인 경우에는 고분자 기지층이 섬유층에 잘 침투되지 않아 목적하는 효과를 달성하기 어려운 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 만일 상기 가압프레스의 가압 범위가 상기 범위를 초과하는 경우에는 증압에 의한 효과를 기대하기 어려운 문제점이 발생할 수 있다.
결국, 본 발명의 밀봉성이 향상된 가스켓 및 이의 제조방법은 우수한 밀봉성을 가짐과 동시에 기계적 강도 등 우수한 물성을 가지므로, 다양한 매체 및 환경 조건에 사용되는 배관, 밸브 등에 활용될 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 이로서 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
실시예 1
고분자 기지층으로 NBR 100중량부에 대하여 ZnO 3중량부, 스테아린산 1중량부, 실리카 30중량부, PEG4000 1.5중량부, 수산화마그네슘 10중량부 촉진제 M, DM, TS를 각각 1, 1, 0.1중량부, 황 1.2중량부가 배합된 시트를 2개 제조하였다. 상기 시트를 각각 상층 및 하층으로 하고, 상기 상하층 사이에 유리 섬유로 직조된 시트상 섬유층을 삽입하여 적층형 시트를 제조하였다. 그 후 150℃의 가압프레스에서 6분간 가황하여 적층형 가스켓을 제조하였다.
실시예 2
고분자 기지층으로 NBR 100중량부에 대하여 ZnO 3중량부, 스테아린산 1중량부, 실리카 30중량부, PEG4000 1.5중량부, 산화마그네슘 7중량부, 촉진제 M, DM, TS를 각각 1, 1, 0.1중량부, 황 1.2중량부가 배합된 시트를 2개 제조하였다. 상기 시트를 각각 상층 및 하층으로 하고, 상기 상하층 사이에 유리 섬유로 직조된 시트상 섬유층을 삽입하여 적층형 시트를 제조하였다. 그 후 150℃의 가압프레스에서 6분간 가황하여 적층형 가스켓을 제조하였다.
실시예 3
고분자 기지층으로 NBR 100중량부에 대하여 ZnO 3중량부, 스테아린산 1중량부, 실리카 30중량부, PEG4000 1.5중량부, SEBS 10중량부, 촉진제 M, DM, TS를 각각 1, 1, 0.1중량부, 황 1.2중량부가 배합된 시트를 2개 제조하였다. 상기 시트를 각각 상층 및 하층으로 하고, 상기 상하층 사이에 세라믹 섬유로 직조된 시트상 섬유층을 삽입하여 적층형 시트를 제조하였다. 그 후 150℃의 가압프레스에서 6분간 가황하여 적층형 가스켓을 제조하였다.
비교예 1
고분자 기지층으로 NBR 100중량부에 ZnO 3중량부, 스테아린산 1중량부, 실리카 30중량부, PEG4000 1.5중량부, 유리섬유 4중량부, 촉진제 M, DM, TS를 각각 1, 1, 0.1중량부, 황 1.2 중량부로 배합한 시트를 제조하였다. 상기 시트를 150℃의 가압프레스에서 6분간 가황하여 복합재 형태의 가스켓을 제조하였다.
실험예 1. 물성 측정
상기 실시예 1 ~ 3 및 비교예의 가스켓에 대하여 인장 강도(tensile strength), 신율(elongation), 인열 강도(tearing strength)를 측정하고, 측정값을 표 1에 나타내었다.
실험예 2. 압축 회복율
상기 실시예 1 ~ 3 및 비교예의 가스켓에 대하여 하기의 조건대로 회복율을 측정 및 계산하고, 그 값을 표 1에 나타내었다. 이 때, 실시예 1 ~ 3의 경우 각각 이산화탄소(CO2), 물(H2O), 오일 내에서 72 시간 동안 방치 후 압축 회복율을 측정하였다.
Figure 112019060831866-pat00001
(P: 원래 두께, M: 압축 상태의 두께, R: 외력 제거 후 회복된 두께)
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
인장 강도(kg/㎠) 28 28 34 32
신율(%) 477 494 506 507
인열 강도(kg/cm) 22 20 22 21
압축 회복률(%) 96.1 92.2 92.0 93.4
상기 표 1을 참조하면, 실시예 1 내지 3의 경우 물성 및 압축 회복률이 모두 우수하며, 이를 통해 본 발명이 물성을 우수하게 유지할 수 있음과 동시에 밀봉성이 우수한 가스켓을 제공할 수 있는 효과가 있음을 확인할 수 있다.

Claims (12)

  1. 제1 고분자 기지층 및 제2 고분자 기지층;및
    상기 제1 고분자 기지층 및 제2 고분자 기지층 사이에 형성되어 기계적 강도를 보강하기 위한 섬유층;을 포함하고,
    상기 제1 고분자 기지층 및 제2 고분자 기지층은 팽창성 충전제를 더 포함하며,
    상기 팽창성 충전제는 하기 (a) 내지 (d) 중 어느 하나 이상인 밀봉성이 향상된 가스켓.
    (a) 수분에 의하여 팽창하는 제1 팽창성 충전제
    (b) 열에 의하여 팽창하는 제2 팽창성 충전제
    (c) 기체에 의하여 팽창하는 제3 팽창성 충전제
    (d) 오일에 의하여 팽창하는 제4 팽창성 충전제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 팽창성 충전제는 수분을 흡수하여 팽창하는 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 벤토나이트 및 몬모릴로나이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하고,
    상기 제2 팽창성 충전제는 금속입자 및 세라믹입자 중 어느 하나 이상을 포함하며,
    상기 제3 팽창성 충전제는 수산화마그네슘, 수산화칼슘, 수산화아연 및 수산화칼륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하고,
    상기 제4 팽창성 충전제는 SEBS 입자, EPDM, 폴리우레탄 폼 시트(PolyUrethane form Sheets), 폴리노보넨 고무(Polynorbornene Rubber) 및 폴리프로필렌(Polypropylene) 편직물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉성이 향상된 가스켓.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 섬유층은 아라미드 섬유, PTFE 섬유, 합성섬유, 펄프, 탄화 섬유, 탄소 섬유, 유리 섬유, 세라믹 섬유, 록울 및 금속 섬유로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉성이 향상된 가스켓.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 고분자 기지층 및 제2 고분자 기지층의 고분자 기지는 고무인 것을 특징으로 하는 밀봉성이 향상된 가스켓.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 고무는 천연고무(natural rubber), 부타디엔고무(polybutadiene rubber), 부타디엔스티렌고무(butadiene styrene rubber), 클로로프렌(chloroprene), 부틸고무(butyl rubber), 부타디엔아크릴로니트릴고무(butadieneacrylonitrile rubber), 에틸렌-프로필렌 고무(ethylene-propylene rubber), CSM 고무, 불소고무(fluoro rubber), 실리콘 고무, 다황화물계고무(polysulfide rubber), 아크릴고무(acrylic rubber) 및 우레탄고무(urethane rubber)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 밀봉성이 향상된 가스켓.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 섬유층 및 제2 고분자 기지층을 하나의 반복 유닛으로 하여, 상기 반복 유닛이 1 ~ 5회 반복하여 적층되는 것을 특징으로 하는 밀봉성이 향상된 가스켓.
  9. (1) 고분자 기지를 포함하는 조성물로부터 시트상의 제1 고분자 기지층 및 제2 고분자 기지층을 제조하는 단계;
    (2) 섬유를 직조하여 시트상의 섬유층을 제조하는 단계;
    (3) 상기 (2) 단계의 섬유층을 상기 (1) 단계의 제1 고분자 기지층 및 제2고분자 기지층 사이에 삽입하는 단계;및
    (4) 고온 프레싱 공정을 수행하여 적층형 가스켓을 수득하는 단계;를 포함하고,
    상기 (1) 단계의 조성물은 팽창성 충전제를 고분자 기지 100 중량부에 대하여 2 ~ 20 중량부로 더 포함하며,
    상기 팽창성 충전제는 하기 (a) 내지 (d) 중 어느 하나 이상인 밀봉성이 향상된 가스켓 제조방법.
    (a) 수분에 의하여 팽창하는 제1 팽창성 충전제
    (b) 열에 의하여 팽창하는 제2 팽창성 충전제
    (c) 기체에 의하여 팽창하는 제3 팽창성 충전제
    (d) 오일에 의하여 팽창하는 제4 팽창성 충전제
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 (4) 단계의 고온 프레싱 공정은 100 ~ 200℃의 온도에서 2 ~ 15분 동안 가황함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 밀봉성이 향상된 가스켓 제조방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 (3) 단계 이후,
    (3-1) 상기 (3) 단계의 제2 고분자 기지층 상에 상기 (2) 단계의 시트상의 섬유층을 제조하여 적층하는 단계;및
    (3-2) 상기 (3-1) 단계의 섬유층 상에 제2 고분자 기지층을 추가로 형성하는 단계;를 1 ~ 5회 추가로 수행하는 것을 특징으로 하는 밀봉성이 향상된 가스켓 제조방법.
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