KR19990044405A - 팽창흑연제 밀봉소재 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 팽창흑연제 밀봉소재 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 팽창흑연제 밀봉소재는 팽창시킨 흑연입자(1)를 가압한 팽창흑연 기초재료(11)의 표층부에 브레스트가공 등을 행하는 것에 의해서 그 팽창흑연 기초재료(11)의 중량을 0.5 ∼ 3%의 범위로 감량하고, 노출하는 팽창흑연 기초재료(11)의 표층부의 X선 회절에 의한 회절최대치가 26.52 ∼ 26.48의 범위가 되도록 한 것이다.

이와 같은 팽창흑연제 밀봉소재는 신장률이나 인장강도가 향상해 있으며, 가요성도 현저히 개선되어 있다.

따라서, 가공품의 적용범위의 확대 및 가공품의 생산성향상도 달성할 수 있으며, 패킹, 개스킷, V링, 밸브시트 등의 고온용 밀봉재, 베어링과 같은 슬라이딩재, 고온진공로용의 단열재등에 가장 적당히 사용할 수 있다.

Description

팽창흑연제 밀봉소재 및 그 제조방법

일반적으로 각종 밀봉부재 등은 고무나 4불화에틸렌수지(테프론) 등으로 구성되어 있었지만, 최근에는 내열성 등의 점에서 우수한 팽창흑연을 이용한 것이 많이 개발되어 있다.

상기 팽창흑연은 도 12에 나타내는 바와 같이, 흑연결정(1a)이 적층상태로 되어 있는 두께(H0)의 산처리흑연(1A)을 가열해서 팽창처리함으로써, 도 13에 나타내는 바와 같이 상기 적층방향(화살표 a방향)으로 확대 개방되어 흑연결정(1a)의 각 사이에 틈새(G)를 가진 두께 H( 5㎜ ∼ 10㎜정도 )의 사복형상(蛇復形狀)의 구조체(1)로 된다.

상기와 같은 사복형상의 구조체를 보이는 팽창흑연을 사용해서, 예를 들면 개스킷용 시트 등의 시트형상의 팽창흑연제 밀봉소재를 제조할 경우는 도 14에 나타내는 바와 같이, 가열에 의해 팽창되고 두꺼운 매트형상으로 된 표층부, 내층부와 함께 균일하게 조성한 팽창흑연 매트형상체(200)를 도시 생략한 컨베이어 벨트 등을 통해서 상하 한쌍의 가압로울(201,201)에 공급 또한 통과시키는 것에 의해 팽창흑연결정(1a)을 가압해서 서로 일체화해서 시트형상의 팽창흑연제 밀봉소재(202)를 제조한다.

이 제조시에 있어서, 상기 매트형상체(200)의 표층부(이것은 매트형상체(200)의 표리(表裏)양층부를 가리키며, 이하, 표층부라고 칭한다.)에 존재하고 있는 저밀도에서 사복형상의 팽창흑연(1)(도 13참조)은 상기 한쌍의 가압로울(201,201)의 통과할 때에 강한 압축력와 전단력을 받기 때문에 도 15에 나타내는 바와 같이 면적이 크고, 또한 두께(t1)의 작은 얇은 잎형상의 압축체(203)에 형태 변화하는 한편, 상기 매트형상체(200)의 내층부에 존재하는 사복형상의 팽창흑연(1)이 한쌍의 가압로울(201,201)의 통과시에 받는 압축력 및 전단력은 상기 표층부의 것보다 작기 때문에 도 16에 나타내는 바와 같이 표층부에 있어서의 상기 얇은 잎형상 압축체(203)에 비해서 면적이 작고, 또한 두께(t2)가 큰 압축체(204)에 형태 변화한다.

도 17은 상기와 같이 해서 제조된 종래의 시트형상의 팽창흑연제 밀봉소재(202)의 일부를 계단형상으로 절제해서 나타내는 사시도이며, 그 표층부에는 도 15에 나타내는 바와 같은 얇은 잎형상의 압축체(203)가 그 길이방향을 시트길이방향에 대해서 직교하는 방향을 따르게 해서 규칙성이 있는 상태에서 고밀도로 배치되어 있는 한편, 내층부에는 도 16에 나타내는 것과 같은 두께가 큰 압축체(204)가 규칙성 없이 무작위로 배치되어 있다.

본 발명은 예를 들면 패킹, 개스킷, V링 및 밸브시트 등의 각종 고온용 밀봉부재, 더욱이 베어링과 같은 슬라이딩부재, 혹은 고온진공로용의 단열재 등에 사용되는 팽창(Expansion)흑연제 밀봉소재 및 그 제조방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 관계되는 시트형상 팽창흑연제 밀봉부재의 일부를 계단 형상으로 절제해서 나타내는 사시도이다.

도 2는 시트형상 팽창흑연 기초재료의 표층부에 대한 브레스트가공에 의 한 감량률과 신장률 및 인장강도의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 3 (a)∼(f)는 시험에 제공한 각 시료 각각에 있어서의 신장률과 인장 강도의 상관관계를 나타내는 특성도이다.

도 4는 가요성시험의 상태를 설명하는 사시도이다.

도 5는 휘감음시험의 상태를 설명하는 사시도이다.

도 6은 가스밀봉시험의 결과를 나타내는 그래프이다.

도 7은 본 발명에 관계되는 팽창흑연제 밀봉소재의 적용예1을 나타내는 사시도이다.

도 8은 본 발명에 관계되는 팽창흑연제 밀봉부재의 적용예2를 나타내는 사시도이다.

도 9는 본 발명에 관계되는 팽창흑연제 밀봉부재의 적용예3을 나타내는 사시도이다.

도 10은 본 발명에 관계되는 팽창흑연제 밀봉부재의 적용예4를 나타내는 사시도이다.

도 11은 본 발명에 관계되는 팽창흑연제 밀봉소재의 적용예5를 나타내는 일부 파단면사시도이다.

도 12는 산처리된 흑연입자의 팽창전의 상태를 나타내는 확대사시도이다.

도 13은 팽창흑연 입자를 나타내는 확대사시도이다.

도 14는 시트형상의 팽창흑연제 밀봉소재의 제조수단을 개략적으로 나타 내는 요부의 사시도이다.

도 15는 제조시에 형태변화한 표층부에 있어서의 얇은 잎형상 압축체를 나타내는 확대사시도이다.

도 16은 제조시에 형태변화한 내층부에 있어서의 압축체를 나타내는 확대 사시도이다.

도 17은 종래의 시트형상 팽창흑연제 밀봉소재의 일부를 계단형상으로 절 제해서 나타내는 사시도이다.

상기한 바와 같은 구성의 종래 팽창흑연제 밀봉소재는 원래, 기계적 강도가 낮은 데다, 기초재료가 팽창흑연을 가압한 것일 뿐으로, 그 표층부에는 얇은 잎형상의 압축체(203)가 고밀도로 배치되어 있으므로, 당김력이 작용했을 경우, (1) 표층부의 얇은 잎형상 압축체(203)에 형성되어 있는 균열이 성장한다. (2) 고밀도로 배치된 표층부는 소량의 휘어짐응력부하시에 균열을 발생하는 등의 거동을 나타내며, 그 균열이 내층부에 급속하게 진행해서 파괴되어 끊어진다고 하는 것과 같이, 신장(伸張)이 거의 0이나 다름없이, 인장강도가 대단히 작다.

그러므로, 해당 팽창흑연제 밀봉소재의 취급시나, 각종 밀봉재 등의 가공시에 부주의로 휘어짐이나 당김 등이 가해지지 않도록 신중을 기할 필요가 있고, 따라서, 이 팽창흑연제 밀봉소재에 의한 밀봉재 등의 가공품의 적용범위가 좁게 될 뿐만 아니라, 가공수단에도 자연히 제약이 있어, 가공품의 생산성이 작게된다는 문제가 있었다.

또, 종래의 파괴되어 끓어지기 쉽다.

또, 그 표층부에는 얇은 잎형상의 압축체(203)가 고밀도로 배치되어 있으므로, 작은 곡률반경으로 굽혔을 때, 표층부의 얇은 잎형상 압축체(203)에 금이 가거나 부분박리 등, 밀봉성을 저하하는 현상이 발생하기 쉽고, 휘감김이나 접힘등의 휘어짐을 동반하는 가공이 상당히 곤란하고, 따라서, 이 팽창흑연제 밀봉소제에 의한 밀봉제 등의 가공품의 적용범위가 좁게 될 뿐만 아니라, 가공수단에도 제약이 있어서 가공품이 생산성 향상에는 자연히 제한을 받는다는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 상기한 실정을 감안해서 이룬 것으로, 간단한 수단에 의해서 신장율을 부여하고, 가요성을 개선하며, 인장강도를 높여서 가공품의 적용범위의 확대를 도모할 수 있도록 하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 가요성을 향상시킬 수 있는 것과 더불어, 가공품의 생산성향상을 달성할 수 있도록 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관계되는 팽창흑연제 밀봉소재는 팽창시킨 흑연입자를 가압해서 서로 일체화해서 되는 팽창흑연 기초재료의 표층부를 (바람직하게는 표리쌍방의 표층부이고, 또한 전역을) 그 팽창흑연 기초재료의 중량이 0.5∼3%의 범위에서 감량되도록 제거 처리한다는 것이다.

이 발명과 같이, 가압에 따른 얇은 잎형상의 압축체가 고밀도로 배치되어서 신장을 거의 기대할 수 없는 표층부를 제거 처리하는 것에 의해서 비교적 두께가 큰 압축체가 무작위로 배치되어 있는 내층부가 지닌 신장특성 및 인장강도를 활용해서 그 밀봉소재의 신장률 및 인장강도를 증대시키는 것이 가능하게 된다.

그 결과, 그 밀봉소재에 의한 가공품의 적용범위의 확대를 도모할 수 있음과 동시에, 가공수단의 제약도 적게 되어 가공품의 생산성향상도 도모된다.

본 발명에 관계되는 팽창흑연제 밀봉소재에 있어서는 상기 노출하는 팽창흑연 기초재료의 표면의 X선 회절에 의한 회절최대치(2θ각도)가 26.52°∼ 26.48°의 범위에 있는 것이 바람직하며, 중요한 점은 이 팽창흑연 기초재료의 표층부를 이 회절최대치의 범위가 되도록 만들면 좋다.

본 발명에 관계되는 다른 팽창흑연제 밀봉소재는 팽창시킨 흑연입자를 가압해서 서로 일체화해서 되는 팽창흑연 기초재료의 표층부를 (바람직하게는 표리쌍방의 표층부이고, 또한 전역을)그 노출하는 표면의 X선 회절에 의한 회절최대치가 26.53°∼ 26.45°의 범위에 있도록 한 것이다.

이것에 의해, 가요성을 개선해서 휘어짐 가능횟수의 증대를 도모할 수 있음과 동시에, 표층부에 배치되어 있는 면적이 크고, 또한 두께가 작은 얇은 잎형상 압축체의 전부 혹은 대부분이 제거되어 있으므로, 휘감김이나 접힘 등의 휘어짐을 수반하는 가공시에 있어서의 표층부의 금이 가거나 부분박리 등의 발생을 방지하고, 작은 곡률반경의 가공품이라 해도 밀봉성에 우수한 가공품에 제작하는 일이 가능하다.

결국, 그 밀봉소재에 의한 가공품의 적용범위의 확대를 도모할 수 있음과 동시에, 가공수단의 제약도 적게 되어 가공품의 생산성 향상도 도모된다.

여기서, 상기 팽창흑연기초재료는 그 두께의 10%미만으로, 바람직하게는 1∼6% 표층부를 제거하는 것으로, 간단하게 상기 회절최대값으로 설정할 수 있으며, 게다가 큰 재료손실로 이어지지 않는다.

상기와 같은 팽창흑연제 밀봉소재의 형태로서는 밀봉형상, 프레스성형품, 혹은 실형상체의 어느 쪽을 채용해도 좋고, 시트형상의 경우는 이것을 적당한 크기로 절단하는 것으로, 각종의 용도에 적용할 수 있으며, 또, 프레스성형품의 경우에는 링형상의 패킹이나 베이링을 간단히 만들 수 있으며, 더욱이 실형상체의 경우는 패킹 등으로써 실제 장착할 때의 치수조정이 용이하다.

본 발명에 관련되는 팽창흑연제 밀봉소재의 제조방법은 팽창시킨 흑연입자를 가압해서 서로 일체화해서 팽창흑연 기초재료를 형성한 후, 이 기초재료에 있어서의 표층부(바람직하게는 표리쌍방의 표층부)의 전역을 마이크로브레스트가공, 레이저가공 및 스페터링(Spattering)가공중, 적어도 한 종류의 가공수단에 의해 팽창흑연 기초재료의 중량이 0.5 ∼ 3%의 범위에서 감량되도록 제거처리하는 것을 특징으로 하는 것이다.

이와 같은 제조방법에 의하면, 상기한 표층부의 제거처리를 효율좋게 행할 수 있음과 동시에 그 제거량도 임의로 조정할 수 있다.

더욱이, 상기 제조방법에 있어서, 팽창흑연 기초재료에 있어서의 표층부의 제거처리수단으로서 마이크로브레스트가공을 이용하고, 그 브레스트용 입자로서 입경이 50∼100㎛의 크루미가루를 사용할 경우는 브레스트가공시에 입자의 일부가 제거표면에 잔류했다해도, 그 입자가 부드러운 크루미입자이기 때문에 사용상태에 있어서, 상대측 스템(Stem)등에 상처줄 염려가 없다.

본 발명에 관련되는 별도의 제조방법은 팽창시킨 흑연입자를 가압해서 서로 일체화해서 팽창흑연 기초재료를 형성한 후, 이 기초재료에 있어서의 표층부(바람직하게는 표리쌍방의 표층부)의 전역을, 마이크로브레스트가공, 레이저가공 및 스페터링가공 중, 한 종류이상의 가공수단에 의해 그 노출하는 표면의 X선 회절에 의한 회절최대치가 26.53°∼ 26.45°의 범위에 있도록 제거 처리하는 것을 특징으로 하는 것이며, 이와 같은 제조방법에 의하면, 상기한 표층부의 제거처리를 능률좋게 행함과 동시에, 그 제거량의 미세한 조정도 가능하고 품질의 향상을 도모할 수 있다.

더욱이, 상기의 제조방법에 있어서, 팽창흑연 기초재료에 있어서의 표층부의 제거처리수단으로서, 입자지름 50 ∼ 100㎛의 크루미가루를 브레스트용 입자로써 사용하는 브레스트가공으로 할 경우에는 브레스트가공시에 입자의 일부가 제거후의 표면에 잔류했다해도 그 입자가 부드러운 크루미입자이기 때문에, 사용상태에 있어서, 상대측 스템등에 상처 입힐 우려가 없다.

또한, 상기 표층부의 제거처리수단은 마이크로 브레스트가공에 한정되는 것이 아니지만, 이 브레스트가공을 채용하기 위해서는 이하와 같은 조건을 만족시키면 좋다.

즉, 팽창흑연은 상업적으로 생산되어 있는 것으로, 폭방향(도 13의 화살표b방향)의 치수는 1㎜이하이며, 이 점에서 상기 브레스트가공에 사용하는 입자로서는 입경이 1㎜이하인 것이 가장 적당하다.

또, 브레스트가공시의 입자로서는 입경이 50 ∼ 100㎛의 크루미가루가 최적이지만, 그 외에도 SiC가루, 글래스비즈, 철분, 플라스틱비즈 등을 들 수 있다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 따라 설명한다.

도 1은 본 발명에 관계되는 시트형상의 팽창흑연제 밀봉소재의 일부를 계단형상으로 절제해서 나타내는 사시도이며, 동 도면에 있어서, 11은 팽창흑연 기초재료로, 그 기초재료(11)는 도 12에 나타내는 바와 같이 산 처리된 흑연(1A)을 도 13과 같이 팽창 처리한 후, 도 14에 나타내는 바와 같이 그 팽창되고 두꺼운 매트형상으로 된 팽창흑연 매트형상체(200)를 밸트컨베이어(도시생략)등을 통해서 한쌍의 가압로울(201,201)에 공급하고, 또한 통과시키는 것에 의해 팽창흑연입자(1a)를 가압해서 서로 일체화시킨 것이다.

상기와 같은 시트형상 팽창흑연 기초재료(11)의 표리의 표층부의 전역에 예를 들면, 입경이 50 ∼ 100㎛의 크루미가루 등의 브레스트용 입자에 의한 마이크로브레스트가공을 가해서, 그 팽창흑연 기초재료(11)의 중량이 0.5 ∼ 3%의 범위에서 감량되도록 제거처리하고, 그 제거처리에 의해 노출하는 팽창흑연 기초재료(11)의 표층부의 X선 회절에 의한 회절최대치를 26.52°∼ 26.48°의 범위로 하는 것에 의해서 표층부(11a) 및 내층부(11b)와 함께 거의 같은 크기로, 도 16에 나타내는 것과 같은 두께가 큰 압축체(204)가 무작위로 배치된 구성을 하고 있다.

상기와 같은 구성의 시트형상의 팽창흑연제 밀봉소재에 있어서는 그 팽창흑연 기초재료(11)의 표층부 및 내층부와 함께 두께가 큰 압축체(204)가 무작위로 배치되어 이루어지는 것이기 때문에 다소 인장력이 더해졌다해도 표층부로부터 균열이 급속하게 내층부에 진행하는 것에 의한 파단이 없게 되며, 그 밀봉소재의 신장률 및 인장강도를 증대시키는 것이 가능하게 된다.

이와 관련하여, 상기 시트형상 팽창흑연 기초재료(11)의 표리의 표층부에 대한 브레스트가공에 의한 감량률(%)과 신장률(%)의 관계 및 척(Chack)간의 거리를 80㎜로 한 시료를 10㎜/min.의 속도로 끌어당겼을 때의 인장강도(kgf/㎟)의 관계에 관해서 본 발명자가 행한 시험결과는 도 2 및 표 1에 나타내는 바와 같았다.

또, 도 3의 (a)∼(f)는 표 1중에 나타내는 시료 a ∼ f 각각에 있어서의 신장률(㎜)과 인장강도의 상관관계를 나타내는 특성도이다.

감량률(%)	신장률	인장강도(kgf/㎟)	시료
0	0.99	0.39	a
0.5	1.17	0.36	b
0.9	1.25	0.56	c
1.6	1.06	0.48	d
7.2	0.99	0.27	e
18.1	0.90	0.22	f

상기 도 2 및 표 1의 시험결과에서도 명확한 바와 같이, 감량률 0.5 ∼ 3% 범위의 제품은 신장률면에서는 감량률 0.5%미만 및 3%를 넘는 것에 비해서 모두 증대하고 있음과 동시에, 인장강도면에서는 감량률 0.5%미만의 것과 비교해서 거의 동등 혹은 그 이상으로, 또한 감량률 3%를 넘는 것에 비교하면 대단히 크게 증가하고 있음을 알 수 있다.

특히, 감량률이 0.8 ∼ 1.0%범위의 것이 신장률 및 인장강도의 양면에 있어서 대단히 우수한 것임을 알 수 있다.

또, 도 3의 (a) ∼ (f)에 나타내는 특성도를 검토해 보면, 감량률 0%의 시료(a)에서는 인장력이 더해졌을 때, 먼저, 그 인장력이 두께가 큰 압축체(204)가 규칙성없이 무작위로 배치되어 있는 내층부에 작용해서 강도 및 신장량이 상승하고, 포화점에 달한 후, 다음으로, 면적이 크고 또한 두께가 작은 얇은 잎형상의 압축체(203)의 시트길이방향에 대해서 직교하는 방향을 따르게 해서 규칙성이 있는 상태에서 고밀도로 배치되어 있는 표층부에 인장력이 작용하지만, 이 표층부를 형성하는 얇은 잎형상의 압축체(203)는 균열이 가기 쉽고, 일단 균열이 가면 그것이 급속하게 크게 되어 내층부에도 진행되기 때문에 상기 포화점에 달한 이후의 강도 및 신장량의 상승은 거의 바랄 수 없다.

또, 감량률 7.2%의 시료(e)나 감량률 18.1%의 시료(f)에서는 얇은 잎형상의 압축체(203)로 되는 표층부가 존재하지 않기 때문에 강도 및 신장량이 동시에 시료(a)의 내층부만의 강도 및 신장량에 머물게 된다.

이에 대해서, 감량률 0.5%의 시료(b), 감량률 0.9%의 시료(c) 및 감량률1.6%의 시료(d)에서 나타내는 본 발명 상당품에서는 내층부(11b) 및 표층부(11a)와 함께 얇은 잎형상의 압축체(203)의 대부분이 제거 처리되어 있지만, 혹은 얇은 잎형상의 압축체(203)의 전체가 제거 처리되어 거의 같은 크기로 두께가 큰 압축체(204)가 무작위로 배치된 구성이기 때문에, 인장력에 내층부(11b)가 대항하는 것에 따른 강도 및 신장량의 상승에 더하여, 그것과 거의 동일 조성되어 있는 표층부(11a)가 인장력에 대항하는 것에 따라서 강도 및 신장량이 더욱 상승하게 되어, 상기한 바와 같이 밀봉소재 전체의 신장률 및 인장강도가 증대한다는 특성을 발휘하고 있음을 알 수 있다.

다음으로, 도 1에서 설명한 상기한 팽창흑연 기초재료(11)의 표리의 표층부의 전역에, 예를 들면 입경이 50∼100μm의 크루미가루등의 브레스트용 입자에 의한 마이크로브레스트가공을 해서, 그 표층부의 전역을 그 팽창흑연 기초재료(11)의 두께의 10%미만, 바람직하게는 1 ∼ 6%이고, 또한, 그 노출하는 표면(11a) (11b)의 X선 회절에 의한 회절최대치(2θ각도)가 26.53°∼ 26.45°의 범위에 있도록 제거처리하고, 이것에 의해서 표층부를 내층부와 거의 같은 조성으로 한 것은 그 팽창흑연 기초재료(11)의 표층부 및 내층부가 함께 두께가 큰 압축체(204)(도 16참조)가 무작위로 배치된 거의 균질한 조성으로 되어 있는 것으로부터 가요성이 개선되어 반복휘어짐을 받아도 파단하는 일이 없음과 동시에, 휘어짐을 동반하는 가공시에 있어서, 표층부에 금이 가거나 부분박리등이 발생하는 일이 없이 작은 곡률반경의 가공품이라도 강도 및 밀봉성에 우수한 가공품에 제작하는 일이 가능하다.

이와 관련하여, 상기와 같은 구성의 시트형상 팽창흑연제 밀봉소재와 표층부가 전혀 제거되어 있지 않은 종래품에 관해서 본 발명자가 실시한 각종의 시험 및 그 결과를 이하에 설명한다.

(1)가요성시험:

본 발명품에 상당하는 시험체는 두께 0.38㎜, 밀도 1.0g/㎤의 시트형상팽창 기초재료(11)의 표리의 표층부 전역에 브레스트가공을 해서 그 팽창흑연 기초재료(11)의 표층부를 두께에 있어서 5%제거(이때의 X선 회절에 의한 회절최대치는 26.48°이다)해서 되는 시트형상 팽창흑연제 밀봉소재를 폭 20㎜, 길이100㎜의 테이프형상으로 절단한 것, 또 종래품에 상당하는 시험체는 두께, 밀도가 상기와 동일한 시트형상 팽창흑연 기초재료의 표리의 표층부를 완전히 제거하고 있지 않은 시트형상 팽창흑연제 밀봉소재를 상기와 동일한 폭 및 길이의 테이프형상으로 절단한 것으로, 이와 같은 각 테이프형상 시험체를 도 4에 나타내는 바와 같이 한쌍의 고정치구(21,21)에 의해 끼워서 고정한 뒤, 좌우 교대로 해서 90°씩 반복하여 접어 굽혀서 파단하기까지의 회수를 3회( X1, X2, X3 )측정했다.

그 결과는 표 2에 나타내는 바와 같다.

시험체	휘어짐이 가능한 회수(회)
	X1	X2	X3
본 발명품	1951	2000이상	2000이상
종래품	2	3	6

(2) 휘감기시험:

본 발명품에 상당하는 시험체는 두께 0.2㎜, 밀도 1.0g/㎤ 의 시트형상 팽창흑연기초재료(11)의 표리의 표층부 전역에 브레스트가공을 가해서 그 팽창흑연 기초재료(11)의 표층부를 두께에 있어서 2%제거(이때의 X선 회절에 의한 회절최대치는 26.48°이다.)해서 되는 시트형상 팽창흑연제 밀봉소재를 적당폭의 테이프형상으로 절단한 것, 또 종래품에 상당하는 시험체는 두께, 밀도가 상기와 동일한 시트형상 팽창흑연 기초재료의 표리의 표층부를 완전히 제거하고 있지 않은 시트형상 팽창흑연제 밀봉소재를 상기와 동일한 폭의 테이프형상으로 절단한 것으로, 이와 같은 각 테이프형상 시험체를 도 5에 나타내는 바와 같이 각종반경의 둥근 봉(丸棒)(22)에 대해서, 180°휘감은 시점으로, 그 외표면에 금이 가거나 부분박리를 발생하지 않은 반경, 결국 휘감음가능반경(㎜)을 3회(X1,X2,X3) 측정했다.

그 결과는 표 3에 나타내는 바와 같았다.

시험체	휘감기가 가능한 반경(㎜)
	X1	X2	X3
본 발명품	1	1.5	2.0
종래품	4.5	5	6

(3)가스밀봉시험:

본 발명품에 상당하는 시험체는 상기 가요성시험에 사용한 시트형상 팽창흑연제 밀봉소재를 폭 15㎜의 테이프형상으로 절단하고, 이 테이프형상 밀봉소재를 소용돌이 형상으로 말아서 포갠 후, 금형을 사용해서, 내경 24㎜, 외경 37㎜, 높이 6.5㎜의 링형상으로 다이멀드성형한 패킹(도 11 참조), 또 종래품에 상당하는 시험체는 상기 가요성시험에 사용한 시트형상 팽창흑연제 밀봉소재를 폭(15㎜)의 테이프형상으로 절단하고, 이 테이프형상 밀봉소재를 본 발명품에 상당하는 시험체와 같은 수단의 링에 형성한 패킹으로, 이와 같은 각 링형상 성형 패킹을 53% kgf/㎠ 의 헬륨가스압력 조건하에 둔 경우의 조임압력과 누설량의 관계를 측정했다.

그 결과는 도 6에 나타내는 바와 같았다.

상기의 각 시험결과에서도 명확한 바와 같이, 팽창흑연 기초재료(11)의 두께의 10%미만, 바람직하게는 1 ∼ 6%이고, 또한, 그 노출하는 표면(11a, 11b)의 X선 회절에 의한 회절최대치가 26.53°∼ 26.45°의 범위에 있도록 표층부를 제거처리해서 되는 제품은 종래품에 비교해서 가요성에 우수하고, 90°휘어짐이 가능한 회수를 300배 이상으로 개선할 수 있음과 동시에, 휘어짐이 가능한 곡률반경의 하한은 ( 1 / 3 )이하로 할 수 있으며, 더욱이, 낮은 조임압력에서의 밀봉성에 우수하다는 것을 알 수 있다.

이하, 본 발명에 관계되는 팽창흑연제 밀봉소재의 적용예를 나열하여 기초재료한다.

적용예 1:

이것은 도 7에 나타내는 바와 같이, 탄소섬유등의 방적실(12)의 외주부에 상기와 같은 표리의 표층부가 소정의 감량률로 제거 처리된 시트형상 팽창흑연제 밀봉소재를 가는 폭으로 절단해서 되는 테이프형상의 팽창흑연 기초재료(11A)를 나선형상으로 휘감아서 유(紐)형상 밀봉재(13)를 형성한 것이다.

적용예 2:

이것은 도 8에 나타내는 바와 같이, 상기와 같은 표리의 표층부가 소정의 감량률로 제거 처리된 시트형상 팽창흑연제 밀봉소재를 가는 폭으로 절단해서 되는 테이프형상의 팽창흑연 기초재료(11A), 또는 그 여러장을 적층함과 동시에, 그 적층체의 외주에 SUS304로 직경이 0.1㎜등의 가는 지름의 금속선재(14)에 의한 편물보강체(15)를 덮어서 외보충형 엮은 실형상 밀봉재(16)를 형성한 것이다.

적용예 3:

이것은 도 9에 나타내는 바와 같이, 상기와 같은 표리의 표층부가 소정의 감량률로 제거 처리된 시트형상 팽창흑연제 밀봉소재를 적당폭으로 절단해서 되는 팽창흑연 기초재료(11B)를 그 폭방향으로 접음과 동시에, 그 접음체의 외주에 SUS304로 직경이 0.1㎜등의 가는 지름의 금속선재(14)에 의한 편물보강체(15)를 덮어서 외보강형 엮은 실형상 밀봉재(17)를 형성한 것이다.

적용예 4:

이것은 도 10에 나타내는 바와 같이, 상기와 같은 표리의 표층부가 소정의 감량률로 제거 처리된 시트형상 팽창흑연제 밀봉소재를 적당폭으로 절단해서 되는 팽창흑연 기초재료(11B)를 그 폭방향에서 거의 Z자 형상으로 접고, 또한, 그 표면에 길이방향을 따른 콜게이트가공을 행함과 동시에 그 접음체의 내부에 면 등의 보강선(18)을 삽통시켜서 내보강형 엮은 실형상 밀봉재(19)를 형성한 것이다.

적용예 5:

이것은 도 11에 나타내는 바와 같이, 상기와 같은 표리의 표층부가 소정의 감량률로 제거 처리된 시트형상 팽창흑연제 밀봉소재를 적당한 폭으로 절단해서 되는 팽창흑연 기초재료(11)를 브레스트가공에 의해 제거 처리된 후의 표리의 표층부(11a)가 내외주면이 되도록 링형상으로 다이몰드성형해서 링형상 성형체(20)를 형성한 것이며, 그대로 베어링 등으로 사용이 가능하다.

또한, 상기 적용예 1 ∼ 5 이외에, 종래기술로서 행해지고 있는 팽창흑연시트의 적어도 한쪽 면에 접착제를 통해서 필름, 금속호일 및 실형상체를 접착한 것, 2매의 팽창흑연 시트의 사이에 필름, 금속호일 및 실형상체를 접착하고 복합화한 것에도 적용이 가능하다.

이상과 같이 본 발명의 팽창흑연제 밀봉소재는 원래, 내층부가 가진 신장특성 및 인장강도특성을 표층부에도 부여시켜서 그 밀봉소재의 신장률 및 인장강도를 증대할 수가 있다.

또, 팽창흑연 기초재료의 표층부를 그 노출하는 표면의 X선 회절에 의한 회절최대치가 26.53°∼ 26.45°의 범위에 있도록 한 것에서는 가요성을 현저히 개선해서 접어 휘어짐이 가능한 회수를 현저하게 증대시킬 수 있음과 동시에, 표층부에 배치되어 있는 두께가 작은 얇은 잎형상 압축체의 전체 또는 대부분이 제외되어 있으므로, 휘감음이나 접음 등의 휘어짐을 동반하는 가공시에 표층부에 금이 가거나 부분박리 등을 발생하는 것을 방지하고, 곡률반경이 작은 가공품이라도 밀봉성의 저하를 초래하는 일이 없이 밀봉성에 우수한 가공품을 용이하게 제작할 수가 있다.

따라서, 본 발명의 팽창흑연제 밀봉소재에 의하면, 그 밀봉소재에 의한 가공품의 적용범위의 확대를 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 가공수단의 제약이 적으므로 고속가공수단을 채용해서 가공품의 생산성향상을 도모할 수 있다는 효과를 이룬다.

또, 본 발명에 의하면, 재료손실을 가급적으로 적게 하면서, 가요성에 우수한 밀봉소재를 얻을 수가 있다.

더욱이, 본 발명에 의하면, 그 형태를 시트형상으로 하는 것에 의해 임의의 크기, 형상으로 절단하여 각종의 밀봉재의 가공을 용이하게 이용할 수가 있다.

더욱이, 본 발명에 의하면, 그 형태를 프레스성형품으로 하는 것에 의해 링형상 패킹이나 축받이 등의 제작이 용이하게 된다.

또, 본 발명에 의하면, 그 형태를 실형상체로 하는 것에 의해서 슬라이딩성등에 우수한 패킹재료를 용이하게 얻을 수 있는 데다가 실제 장착시의 치수조정등도 용이하게 행할 수 있다.

더욱이, 본 발명에 의하면, 팽창흑연기초재료의 표층부의 제거수단으로서, 마이크로브레스트가공, 레이저가공 및 스페터링가공의 적어도 한 종류를 사용하므로, 상기한 표층부의 제거처리를 능률좋게 행함과 동시에 그 제거량도 임의로 조정할 수 있어서, 품질의 향상을 도모할 수 있다.

더욱이, 본 발명에 의하면, 팽창흑연 기초재료에 있어서의 표층부를 마이크로브레스트가공에 의해 제거 처리할 때의 브레스트용 입자로서, 입자지름이 50 ∼ 100㎛으로, 부드러운 크루미가루를 사용하는 것에 의해서 브레스트가공시에 입자의 일부가 제거 후의 표면에 잔류했다고 해도 사용상태에 있어서, 그 잔류입자에 의해서 상대측 스템등에 상처 입힐 염려가 없다. 따라서, 브레스트가공 후에 잔류입자를 제거하는 성가신 작업이 불필요하고, 표층부의 제거처리를 능률좋게할 수 있다.

Claims (24)

1. 팽창시킨 흑연입자를 가압해서 서로 일체화해서 되는 팽창흑연 기초재료의 표층부를 그 팽창흑연 기초재료의 중량이 0.5 ∼ 3%의 범위에서 감량되도록 제거 처리한 것을 특징으로 하는 팽창흑연제 밀봉소재.
2. 팽창시킨 흑연입자를 가압해서 서로 일체화해서 되는 팽창흑연기초재료의 표층부를 그 노출하는 표면의 X선 회절에 의한 회절 최대치가 26.52°∼ 26.48°의 범위로 하고 있는 것을 특징으로 하는 팽창흑연제 밀봉소재.
3. 제 1항에 있어서,

   그 형태가 밀봉형상인 것을 특징으로 하는 팽창흑연제 밀봉소재.
4. 제 2항에 있어서,

   그 형태가 밀봉형상인 것을 특징으로 하는 팽창흑연제 밀봉소재.
5. 제 1항에 있어서,

   그 형태가 프레스성형품인 것을 특징으로 하는 팽창흑연제 밀봉소재.
6. 제 2항에 있어서,

   그 형태가 프레스성형품인 것을 특징으로 하는 팽창흑연제 밀봉소재.
7. 제 1항에 있어서,

   그 형태가 실형상체인 것을 특징으로 하는 팽창흑연제 밀봉소재.
8. 제 2항에 있어서,

   그 형태가 실형상체인 것을 특징으로 하는 팽창흑연제 밀봉소재.
9. 팽창시킨 흑연입자를 가압해서 서로 일체화해서 되는 팽창흑연기초재료의 표층부를 그 노출하는 표면의 X선 회절에 의한 회절최대치가 26.53°∼ 26.45°의 범위에 있도록 한 것을 특징으로 하는 팽창흑연제 밀봉소재.
10. 제 9항에 있어서,

    상기한 팽창흑연 기초재료의 표층부를 그 팽창흑연기초재료의 두께의 10%미만의 범위에서 제거함에 있어서 상기한 회절 최대치로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 팽창흑연제 밀봉소재.
11. 제 9항에 있어서,

    상기 팽창흑연 기초재료의 표층부를 그 팽창흑연 기초재료의 두께의 1∼6%의 범위에서 제거함에 있어서 상기한 회절최대치로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 팽창흑연제 밀봉소재.
12. 제 9항에 있어서,

    그 형태가 시트형상인 것을 특징으로 하는 팽창흑연제 밀봉소재.
13. 제 10항에 있어서,

    그 형태가 시트형상인 것을 특징으로 하는 팽창흑연제 밀봉소재.
14. 제 11항에 있어서,

    그 형태가 시트형상인 것을 특징으로 하는 팽창흑연제 밀봉소재.
15. 제 9항에 있어서,

    그 형태가 프레스성형품인 것을 특징으로 하는 팽창흑연제 밀봉소재.
16. 제 10항에 있어서,

    그 형태가 프레스성형품인 것을 특징으로 하는 팽창흑연제 밀봉소재.
17. 제 11항에 있어서,

    그 형태가 프레스성형품인 것을 특징으로 하는 팽창흑연제 밀봉소재.
18. 제 9항에 있어서,

    그 형태가 실형상체인 것을 특징으로 하는 팽창흑연제 밀봉소재.
19. 제 10항에 있어서,

    그 형태가 실형상체인 것을 특징으로 하는 팽창흑연제 밀봉소재.
20. 제 11항에 있어서,

    그 형태가 실형상체인 것을 특징으로 하는 팽창흑연제 밀봉소재.
21. 팽창시킨 흑연입자를 가압해서 상호일체화해서 팽창흑연 기초재료를 형성한 후, 그 기초재료에 있어서의 표층부의 전역을 マイクロ브레스트가공, 레이저가공 및 스페터링가공 중, 적어도 한 종류의 가공수단에 의해 팽창흑연기초재료의 중량이 0.5 ∼ 3%의 범위에서 감량되도록 제거 처리하는 것을 특징으로 하는 팽창흑연제 밀봉소재의 제조방법.
22. 제 21항에 있어서,

    상기 팽창흑연기초재료에 있어서의 표층부이 제거처리수단이 마이크로브레스트가공이며, 그 브레스트용 입자로서, 입경이 50∼100㎛의 크루미가루를 사용하는 것을 특징으로 하는 팽창흑연제 밀봉소재의 제조방법.
23. 팽창시킨 흑연입자를 가압해서 서로 일체화해서 팽창흑연기초재료를 형성한 후, 이 기초재료에 있어서의 표층부의 전역을 마이크로브레스트가공, 레이저가공 및 스페터링가공 중, 한 종류이상의 가공수단에 의해 그 노출하는 표면의 X선 회절에 의한 회절최대치가 26.53°∼26.45°의 범위에 있도록 제거 처리하는 것을 특징으로 하는 팽창흑연제 밀봉소재의 제조방법.
24. 제 23항에 있어서,

    상기 팽창흑연기초재료에 있어서의 표층부의 제거처리수단이 입경 50∼100㎛의 크루미가루를 브레스트용 입자로서 사용하는 브레스트가공인 것을 특징으로 하는 팽창흑연제 밀봉소재의 제조방법.