KR20170130565A - 직조된 코어를 갖는 적층형 개스킷 - Google Patents

직조된 코어를 갖는 적층형 개스킷 Download PDF

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KR20170130565A
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Abstract

2개의 대향 표면들 사이의 밀봉을 위한 적층형 개스킷(10)은 제1 표면(34) 그리고 제1 표면(34)에 대향하는 제2 표면(38)을 갖는 직조된 재료의 시트(30), 그리고 시트를 함침시켜 제1 및 제2 표면(34, 38)의 둘 모두를 적어도 부분적으로 코팅하는 결합제 재료(40)로부터 형성되는 코어 층(20)을 포함한다. 적층형 개스킷(10)은 경화된 결합제 재료(40)로 제1 표면(34)에 부착되는 제1 대면 층(50) 그리고 경화된 결합제 재료(40)로 제2 표면(38)에 부착되는 제2 대면 층(60)을 또한 포함하고 그에 따라 적층형 기부 시트(70)를 형성하고, 이때에 제1 대면 층(50) 및 제2 대면 층(60)의 각각은 섬유 복합 재료를 포함한다. 적층형 개스킷(10)은 적층형 기부 시트를 통해 형성되는 하나 이상의 공정 구멍(74) 그리고 공정 구멍(74)의 내부 모서리(76) 주위에 형성되어 코어 층(20) 내로의 공정 유체의 침입형 누출을 방지하는 모서리 밀봉부(80)를 추가로 포함한다.

Description

직조된 코어를 갖는 적층형 개스킷
관련 출원에 대한 교차 참조
본원은 전체적으로, 그리고 사실상 참조로 포함되는, 2015년 3월 27일자로 출원되고, 발명의 명칭이 "Laminate Gasket with Woven Core"인 미국 임시 특허 출원 제62/139,483호의 이익을 주장한다.
본 발명은 일반적으로 결합 금속 플랜지(flange)와 같은, 2개의 대향 표면들 사이의 밀봉을 위한 개스킷(gasket)에 관한 것이다.
개스킷은 배관 시스템 내의 파이프의 인접 섹션들 사이의 그리고 밀봉된 내부 유체 통로를 갖는 복잡한 기계 내의 구성요소들 사이의 계면을 밀봉하기 위해 오랫동안 사용되어 왔다. 예를 들어, 공정 산업에서, 플랜지 개스킷이 결합 배관 플랜지들 사이의 조인트를 밀봉하기 위해 사용될 수 있고, 한편 내연 기관에서, 헤드 개스킷이 엔진의 헤드와 엔진 블록 사이를 밀봉하고, 오일 팬 개스킷이 오일 팬과 블록 사이의 계면을 밀봉하고, 물 펌프 개스킷이 엔진 블록에 부착되는 물 펌프의 포트 주위를 밀봉한다. 또한, 개스킷은 종종 특정의 의도된 용도를 위해 특정하게 설계된다. 예를 들어, 헤드 개스킷은 고압 및 고온 그리고 엔진의 실린더 내의 대체로 부식성의 환경에 대해 밀봉하도록 설계된다. 한편, 물 펌프 개스킷은 가열 및 가압되는, 물 및 동결-방지 혼합물을 포함할 수 있는, 냉각제의 누출에 대해 밀봉하여야 한다. 본 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 바와 같이, 많은 플랜지 개스킷 및 기계 개스킷은 요구된 개스킷 형상으로 다이-컷(die-cut)되는 압축성 섬유질 개스킷 시트 재료로부터 제조될 수 있다.
일반적으로, 대부분의 압축성 개스킷에 요구되는 주요 성능 특성은 압축 파괴 저항, 밀봉성, 및 (비말 조건(splash condition)보다 높은 내부 압력을 갖는 그러한 적용분야들을 위한) 인장 강도를 포함한다. 압축 파괴 저항은 개스킷 재료의 기계적 성질 그리고 궁극적으로 개스킷에 의해 제공되는 밀봉이 손상되는 시점까지 압착, 변형, 또는 항복 없이 2개의 플랜지 표면들 사이에 클램핑될 때의 높은 압축력을 견딜 수 있는 개스킷의 능력을 말한다. 밀봉성은 "계면형(interfacial)" 누출로서 통상적으로 불리는, 개스킷의 외부 표면과 개스킷을 클램핑하는 결합 플랜지의 표면 사이에서의 서비스 유체의 누출, 그리고 또한 "침입형(interstitial)" 누출로서 통상적으로 불리는, 개스킷 재료 그 자체를 통한 누출에 저항하거나 그를 방지할 수 있는 개스킷의 능력을 말한다. 그리고, 인장 강도는 밀봉된 용기 또는 배관 시스템 내의 압력에 저항하는 개스킷의 능력을 말한다.
섬유질 개스킷은 구멍을 갖는 요구된 형상으로 다이-컷되는 압축성 섬유질 또는 섬유 복합 재료(예컨대, 섬유, 충전제, 및 결합제)의 건조된 시트로부터 형성될 수 있다. 섬유질 개스킷이 다른 개스킷 재료보다 압축 파괴에 대해 우수한 저항을 제공할 수 있지만, 누출은 여전히 특별 관심대상일 수 있다. 예를 들어, 처리되지 않은 다이-컷 모서리는 섬유 재료의 성격으로 인해 약간 다공성인 경향을 갖고, 그에 따라 침입형 누출은 구멍을 포위하는 다공성 모서리가 밀봉된 유체에 노출되게 될 때에 중요한 문제가 될 수 있다. 또한, 계면형 누출은 거친 또는 비틀린 플랜지 표면에 의해, 또는 개스킷 상의 압축 응력의 영역이 상당히 감소되게 하는 얇은 플랜지 및 불량한 볼트 배치에 의해 유발될 수 있다.
일반적으로, 다공성 개스킷의 밀봉성은 종종 개스킷의 표면에 코팅을 제공함으로써 또는 개스킷 내의 공극을 수지로 함침시킴으로써 향상될 수 있다. 섬유질 개스킷은 그러한 처리를 받을 가능성이 높은데, 많은 경우에, 개스킷의 다공성 재료가 위에 논의된 파괴 기구의 결과로서 침입형 및 계면형 누출에 취약하기 때문이다. 코팅 및 함침이 섬유질 개스킷의 밀봉성을 개선할 수 있지만, 불행하게도, 이들 처리는 압축 파괴에 대한 그 저항을 또한 저하시킬 수 있다. 이것은 그 자체가 양호한 밀봉성 그러나 불량한 압축 파괴 저항을 나타내는, 코팅제 및 함침제가 공극을 넘어 침투하여 섬유질 개스킷 재료 그 자체 내로 흡수되게 되는 경향을 갖기 때문이다. 이것은 압축 파괴가 더 쉽게 일어나는 더 높은 플랜지 압력 하에서 양호하게 기능할 수 있는 개스킷의 능력을 감소시킨다. 결과적으로, 코팅된 및 함침된 섬유질 개스킷은 종종 높은 플랜지 압력 하에서 불량하게 동작하고, 이것은 그러한 개스킷이 사용될 수 있는 적용분야를 심하게 제한한다.
섬유질 그리고 아마도 다른 타입의 압축성 개스킷에 대해, 밀봉성 및 압축 파괴 저항은 지금까지 상호 양립할 수 없는 개스킷 성질이었다는 것이 그에 따라 이해될 것이다. 바꿔 말하면, 그러한 개스킷의 밀봉성을 향상시키기 위해 취해지는 조치는 내재적으로 압축 파괴 저항을 감소시키는 경향을 갖고, 그 역도 또한 같다. 결과적으로, 개스킷, 그리고 특히 섬유질 개스킷의 제조업자들은 특정 적용분야에 대해 수용가능한 밀봉성 그리고 또한 수용가능한 압축 파괴 저항을 갖는 개스킷을 설계 및 제조하기 위해 소위 밸런싱 작업에 몰두하였다. 물론, 이들 성질의 각각은 필연적으로 상충요소가 되고, 어느 것도 최적화되지 않는다는 것이 문제이다.
또한, 섬유질 개스킷 재료의 인장 강도 또한 개스킷이 높은 내부 압력에 대한 밀봉을 행하여야 하는 적용분야에서 중요한 고려사항이다. 예를 들어, 파열 파괴(blowout failure)에 대한 개스킷의 저항은 일반적으로 밀봉된 용기 또는 배관 시스템 내의 압력의 증가에 따른 휨 및 팽창에 대한 그 저항에 비례한다. 이것은 개스킷의 휨 강성이 일반적으로 개스킷 재료의 인장 강도 및 웨브 두께의 함수인 것으로 보이기 때문이다. 따라서, 주어진 웨브 두께에 대해, 인장 강도의 증가는 압력-관련 파괴에 대한 개스킷의 저항을 직접적으로 증가시킬 수 있다. 불행하게도, 섬유 복합 개스킷의 인장 강도는 시간경과에 따른 열화에 취약하고, 그에 따라 인장 강도가 초기에 충분한 적용분야에서도, 인장 강도가 개스킷 파괴에 기여할 정도로 그 서비스 수명 전체에 걸쳐 충분히 하락할 가능성이 존재할 수 있다는 것이 관찰되었다.
전통적인 섬유질 개스킷의 경제성 및 넓은 적용 범위를 보유하고, 우수한 그리고 더 길게 지속되는 밀봉을 또한 제공하는, 개선된 압축성 섬유질 개스킷에 대한 필요성이 그에 따라 존재한다. 가능하면, 밀봉성 및 압축 파괴 저항의 성질은 각각이 다른 것을 손상시키지 않으면서 특정 적용분야에 대해 최적화될 수 있도록 분리되어야 한다. 또한, 인장 강도는 개스킷의 전체 서비스 수명에 걸쳐 유지되어야 한다. 그러한 개스킷은 압축 파괴 및 파열 파괴에 대한, 그러한 파괴가 있을 수 있는 경우의, 최고로 있을 수 있는 저항을 갖는 동시에 광범위한 조인트 타입에서 우수한 내지 완전한 밀봉성을 나타내어야 한다. 미세조정된 압축 고무 개스킷과 관련된 파괴 모드는 비틀린 또는 거친 플랜지 표면과 관련된 문제와 같이, 성공적으로 처리되어야 한다. 경제적인, 효율적인, 그리고 신뢰가능한 그러한 개스킷을 제조하는 방법이 또한 필요하다. 본 발명이 주로 지향하는 것은 그러한 개스킷 및 제조 방법의 제공이다.
간략하게 설명하자면, 본 개시내용의 일 실시예는 2개의 대향 표면들 사이의 밀봉을 위한 적층형 개스킷을 포함한다. 적층형 개스킷은 제1 표면 그리고 제1 표면에 대향하는 제2 표면을 갖는 직조된 재료의 시트, 그리고 시트를 함침시켜 제1 및 제2 표면의 둘 모두를 적어도 부분적으로 코팅하는 결합제 재료로부터 형성되는 코어 층을 포함한다. 적층형 개스킷은 적층형 기부 시트를 형성하기 위해 경화된 결합제 재료로 제1 및 제2 표면에 부착되는 대면 층을 또한 포함하고, 이때에 대면 층들의 각각은 종이질 섬유 복합 재료를 포함한다. 적층형 개스킷은 적층형 기부 시트를 통해 형성되는 하나 이상의 공정 구멍 그리고 공정 구멍의 내부 모서리 주위에 형성되는 모서리 밀봉부를 추가로 포함한다. 모서리 밀봉부는 코어 층 내로의 보유된 공정 또는 서비스 유체의 침입형 누출, 그리고 또한 대면 층을 횡단한 계면형 누출을 방지하도록 동작할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 2개의 대향 표면들 사이의 밀봉을 위한 적층형 개스킷을 제조하는 방법은 제1 표면 그리고 제1 표면에 대향하는 제2 표면을 갖는 직조된 유리 섬유의 시트를 획득하는 단계, 그리고 시트를 아크릴 라텍스를 포함하는 습윤 결합제 재료로 함침시켜 제1 및 제2 표면을 적어도 부분적으로 코팅하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 섬유 복합 재료로부터 형성되는 제1 대면 층을 제1 표면에 부여하는 단계, 섬유 복합 재료로부터 형성되는 제2 대면 층을 제2 표면에 부여하는 단계, 그리고 시트 그리고 부여된 제1 및 제2 대면 층을 미리 결정된 시간 동안 미리 결정된 온도까지 가열하고 그에 따라 결합제 재료를 경화시켜 적층형 개스킷 재료의 시트를 형성하는 단계를 또한 포함한다. 상기 방법은 적층형 기부 시트를 하나 이상의 공정 구멍 및 복수의 볼트 구멍을 갖는 적층형 개스킷 재료의 시트로부터 절단하는 단계, 모서리 밀봉부를 공정 구멍의 내부 모서리 상에 형성하는 단계, 그리고 적층형 기부 시트의 외부 부분을 절단하여 적층형 개스킷을 완성하는 단계를 추가로 포함한다.
일 양태에서, 모서리 밀봉부를 형성하는 단계는 그들 공정 구멍을 정렬시키면서 복수의 적층형 기부 시트를 함께 적층하여 공동을 적층형 기부 시트의 적층체 내에 형성하는 단계, 유동성 모서리 밀봉 재료를 공동 내로 유입시키는 단계, 그리고 적층형 기부 시트의 적층체를 회전시켜 모서리 밀봉 재료를 공정 구멍의 내부 모서리 상으로 퇴적하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 방법은 유동성 모서리 밀봉 재료를 제거하는 단계, 복수의 적층형 기부 시트를 분리하는 단계, 그리고 복수의 적층형 기부 시트를 미리 결정된 시간 동안 미리 결정된 온도까지 가열하여 모서리 밀봉 재료를 경화시키는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명은 하기와 같이 간략하게 설명되는, 첨부 도면과 연계하여 취해지는 아래에 기재되는 상세한 설명의 검토 시에 더 양호하게 이해될 것이다.
도 1은 본 개시내용의 대표적인 실시예에 따른, 2개의 대향 표면들 사이의 밀봉을 위한 적층형 개스킷의 평면도이다.
도 2는 단면선 A-A로부터 관찰될 때의, 도 1의 적층형 개스킷의 단면도이다.
도 3은 도 1의 적층형 개스킷을 형성하는 데 사용되는 유리 섬유 직물의 근접 사시도이다.
도 4는 도 1의 적층형 개스킷을 제조하는 공정의 제1 부분의 개략도이다.
도 5는 도 1의 적층형 개스킷을 제조하는 공정의 제2 부분의 블록도이다.
도 6a 내지 도 6h는 추가의 대표적인 실시예에 따른, 다양한 모서리 밀봉부를 갖는 적층형 개스킷의 단면도이다.
도 7은 또 다른 대표적인 실시예에 따른, 모서리 밀봉 재료가 직조된 코어 내로 침투된 적층형 개스킷의 단면도이다.
도 8은 또 다른 대표적인 실시예에 따른, 표면 밀봉부가 모서리 밀봉부의 표면을 덮도록 추가된 적층형 개스킷의 단면도이다.
도 9는 또 다른 대표적인 실시예에 따른, 표면 밀봉부가 모서리 밀봉부의 돌출 림(rim)과 결합된 적층형 개스킷의 단면도이다.
본 기술분야의 통상의 기술자라면 통상적인 관례에 따라, 아래에 논의되는 도면의 다양한 특징부가 일정 비율로 작성되지 않아도 되고, 도면의 다양한 특징부 및 요소의 치수가 확대 또는 축소되어 본 명세서에 기술된 본 발명의 실시예를 더 명확하게 도시할 수 있다는 것을 인식 및 이해할 것이다.
위에 기술된 첨부 도면과 연계되는, 하기의 설명은 직조된 코어를 갖는 적층형 개스킷 그리고 적층형 개스킷을 제조하는 하나 이상의 방법의 예시적인 실시예의 합법적인 교시내용으로서 제공된다. 아래에 기술되는 바와 같이, 적층형 개스킷은 다른 개스킷 및/또는 개스킷을 제조하는 방법보다 여러 개의 상당한 이점을 제공할 수 있다. 그러나, 언급된 이점은 결코 제한적인 것으로 의도되지 않는데, 본 기술분야의 통상의 기술자라면 다른 이점이 본 개시내용을 실시할 때에 또한 실현될 수 있다는 것을 이해할 것이기 때문이다.
또한, 관련 기술분야의 통상의 기술자라면 기술된 실시예에 대한 변화가 유리한 결과를 여전히 획득하면서 행해질 수 있다는 것을 인식할 것이다. 기술된 실시예의 이점들 및 이익들 중 일부가 상기 실시예의 특징들 중 일부를 다른 특징을 이용하지 않으면서 선택함으로써 획득될 수 있다는 것, 그리고 하나의 실시예로부터의 특징이 임의의 적절한 조합으로 다른 실시예로부터의 특징과 조합될 수 있다는 것이 또한 명백할 것이다. 예를 들어, 방법 실시예의 임의의 개별적인 또는 집합적인 특징이 장치, 제품 또는 시스템 실시예에 적용될 수 있고, 그 역도 또한 같다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 기술자라면 기술된 실시예에 대한 많은 변형 및 조정이 있을 수 있고, 특정 상황에서는 심지어 바람직할 수 있고, 본 개시내용의 일부라는 것을 인식할 것이다. 따라서, 본 개시내용은 상기 실시예의 제한이 아니라 그 원리의 예시로서 제공되는데, 본 발명의 범주가 청구범위에 의해 한정되어야 하기 때문이다.
이제부터, 동일 부분이 여러 도면에 걸쳐 동일 도면 부호로 식별되는, 도면을 더 상세하게 참조하면, 도 1 내지 도 3은 배관 시스템 내의 결합 금속 플랜지들 사이 또는 (엔진 블록과 같은) 케이싱 내로의 개구의 기계가공된 모서리와 제거가능 헤드피스 또는 커버 사이와 같은, 2개의 대향하는 그리고 실질적으로 평면형의 표면들 사이의 조인트를 밀봉하는 적층형 개스킷(10)을 도시한다. 도 1의 평면도에 도시된 바와 같이, 적층형 개스킷(10)은 조인트를 횡단한 공정 유체의 내부 통과를 가능케 하는 그 두께(11)를 통한 하나 이상의 공정 구멍(74)을 포함한다. 적층형 개스킷(10)은 또한 일반적으로 2개의 대향 표면들을 함께 고정하는 체결구를 수용하도록 구성되는 볼트 구멍(78)을 포함할 수 있다. 단순 플랜지 주위의 또는 케이싱으로의 개구를 포위하는 기계가공된 표면에 대한 밀봉을 위한 기본적인 다각형 형상을 갖는 것으로서 도 1에 도시되지만, 적층형 개스킷은 이러한 또는 어떤 다른 형상으로 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 실제로, 적층형 개스킷은 다양한 형상, 크기 및 구성으로 제조될 수 있고, 예컨대, 모터 오일 및 엔진 냉각제와 같은, 별개의 공정 스트림을 동시에 밀봉하는 다중 공정 구멍(74)을 또한 포함할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 적층형 개스킷(10)은 일반적으로 제1 또는 상부 표면(34) 그리고 제1 표면에 대향하는 제2 또는 하부 표면(38)을 갖는 직조된 섬유(32)의 유연성 직물 또는 시트(30)로부터 형성되는 코어 층(20)을 포함한다. 직조된 섬유(32)는 유리 섬유, 탄소 섬유, 아라미드 섬유, 코튼 섬유, 및 폴리에스테르 섬유를 포함하지만 그들에 제한되지 않는, 다양한 섬유 타입으로부터 선택될 수 있다. 일 양태에서, 시트(30)는 리본형 스레드 또는 스트랜드(36)로 다발화되는 유리 섬유(33)를 포함할 수 있고, 이때에 다발형 유리 섬유(33)의 스트랜드(36)는 면외 방향으로 유연하고 휠 수 있지만, 직물(30)의 평면을 따라 견인력 또는 응력을 받을 때에 실질적으로 강성 및 비탄성인 직조된 유리 섬유 직물(30)을 형성하도록 함께 직조된다. 다발형 유리 섬유(33)의 스트랜드(36)는 직각 및 대칭 십자무늬와 같은, 다양한 패턴 또는 직조무늬(weave)로 또는 도 2 및 도 3에 도시된 직조된 시트(30)의 직조무늬 위/아래에 함께 직조될 수 있다. 비-직각 또는 비-대칭 패턴으로 함께 직조되는 다발형 섬유의 스트랜드 또는 스레드를 갖는 다른 타입의 직조된 시트가 또한 있을 수 있고, 본 개시내용의 범주 내에 속하는 것으로 간주된다는 것이 이해되어야 한다.
직조된 섬유(32)의 조성 및 직조무늬는 적층형 개스킷(10)의 코어 층(20)에 바람직한 재료 성질 또는 특성을 제공할 수 있다. 예를 들어, 직조된 시트(30)에 의해 제공되는 하나의 특히 유용한 특성은 밀봉된 배관 시스템 또는 용기 내의 압력에 저항하는 면내 방향으로의 개스킷(10)의 개선된 인장 강도이다. 본 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 바와 같이, 개스킷의 휨 강성은 개스킷 재료의 인장 강도 및 웨브 두께의 함수이다. 따라서, 주어진 웨브 두께에 대해, 인장 강도의 증가는 밀봉된 배관 시스템 또는 용기 내의 압력 증가에 따른 팽창에 대한 개스킷의 저항을 직접적으로 증가시키고, 궁극적으로 파열 파괴에 대한 개스킷의 저항을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 도 1 내지 도 3에 도시된 적층형 개스킷(10)에서, 코어 층(20)의 일부를 형성하는 직조된 유리 섬유(33)의 시트(30)에 의해 제공되는 인장 강도는 10,000 psi보다 클 수 있고, 이것은 전형적으로 1,000 내지 5,000 psi의 범위 내의 인장 강도를 갖는 많은 공지된 개스킷 재료에 의해 제공되는 인장 강도의 2배보다 크다.
직조된 재료 또는 직조된 섬유(32)의 유연성 시트(30)는 일반적으로 약 0.005 인치 내지 0.010 인치의 범위를 갖는 두께(31)를 포함하고, 바람직한 실시예에서, 약 0.007 인치의 두께(31)를 갖고, 그에 따라 위에 기술된 10,000 psi 인장 강도를 성취할 수 있다. 그러나, 더 큰 기계적 요구조건을 갖는 다른 적용분야, 또는 더 큰 압력을 견딜 수 있는 더 강력한, 더 튼튼한 코어 층을 갖는 개스킷을 제공하는 것이 바람직할 수 있는 실시예에서, 직조된 시트(30)는 0.010 인치 초과 그리고 최대 약 0.015 인치인 두께를 가질 수 있다는 것이 고려된다. 대안으로, 더 치밀한 직조무늬 또는 더 두꺼운 섬유에 의해 제공되는 더 큰 밀도의 직조된 섬유(32)를 갖는 시트(30)를 사용하여 인장 강도의 유사한 증가를 성취하는 것이 또한 가능할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 직조된 섬유(32)의 시트(30)는 습윤 액체 또는 분말 형태의, 결합제 재료(40)로 함침되고, 결합제 재료(40)는 후속적으로 건조 및/또는 경화되어 섬유(32)를 함께 결합시키고 그에 의해 코어 층(20)을 형성한다. 바람직한 실시예에서, 결합제 재료(40)는 습윤, 수성 아크릴 라텍스이고, 한편 다른 실시예에서, 결합제 재료는 실리콘-계열 접착제, 또는 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르-계열 재료 등과 같은 수지 타입 재료일 수 있다. 제조 중, 결합제 재료(40)는 결합제 재료가 스트랜드(36) 사이의 및/또는 스트랜드(36)로 다발화되는 개별 섬유(32) 사이의 간극을 통해 유동하거나 흡수되어 시트(30)의 제1 및 제2 표면(34, 38) 둘 모두를 형성하는 직조된 섬유(32) 또는 직조된 섬유(32)의 스트랜드(36)의 외부 표면을, 완전히는 아니더라도, 적어도 부분적으로 코팅하기에 충분한 양으로 시트(30)의 일측 상으로 롤링, 브러싱, 분무, 유입 등을 통해 부여될 수 있다. 다른 실시예에서, 결합제 재료(40)는 양쪽 표면에 부여되어 양쪽 방향으로부터 내향으로 유동되게 되고 그에 따라 시트(30)의 함침을 완료할 수 있다.
결합제 재료(40)의 부여 후, 제1 대면 층(50)이 함침된 시트(30)의 제1 또는 상부 표면(34)에 부여되고, 제2 대면 층(60)이 제1 표면에 대향하는 제2 또는 하부 표면(38)에 부여된다. 제1 대면 층(50) 및 제2 대면 층(60)은 비례량으로 각각 포함되는, 보강 섬유, 대면 재료 결합제, 및 하나 이상의 충전제의 균질 혼합물로부터 형성되는 섬유질 또는 종이질의 대면 재료의 미리-제조된 시트를 포함할 수 있다. 상업적으로 이용가능한 그러한 재료의 예는 상표명 신타실(Synthaseal)
Figure pct00001
프로-포먼스(Pro-Formance)
Figure pct00002
, 및 마이크로포어(MicroPore)
Figure pct00003
하에서 시판되는 개스킷 시트 재료를 포함한다. 광범위한 비례량이 있을 수 있지만, 천연 또는 합성 고무 라텍스, 중합체-계열 결합제, 실리콘-계열 결합제 등과 같은, 적어도 1 중량%의 대면 재료 결합제, 그리고 적어도 5 중량%의 섬유를 갖는 대면 재료가 수용가능한 것으로 밝혀졌다. 점토와 같은, 충전제가 약 1 중량%의 최소 수준으로 첨가될 수 있다. 이들 성분에 대한 적절한 범위는 약 3 중량% 내지 약 40 중량%의 결합제, 약 5 중량% 내지 약 70 중량%의 섬유, 그리고, 적용가능한 경우에, 약 1 중량% 내지 약 92 중량%의 충전제의 범위를 포함한다. 보강 섬유는 아라미드 섬유, 폴리에스테르 섬유, 셀룰로오스 섬유, 유리 섬유 등 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 대면 재료 혼합물은 약 15%-20% 고무 라텍스 결합제 및 약 20% 보강 섬유를 포함할 수 있고, 이때에 혼합물의 나머지는 충전제를 포함한다.
위의 재료가 비용 면에서 대체로 낮으므로, 섬유질 대면 층(50, 60)은 조인트 내에서 압축될 때에 직조된 코어(20)를 지지 및 보호하는 압축 저항성 외부 구조를 갖는 적층형 개스킷(10)을 제공하면서 제조하는 데 경제적일 수 있다. 대면 층(50, 60)은 둘 모두가 코어 층(20)의 두께 이상인 두께(51, 61)를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 1 내지 도 3에 도시된 적층형 개스킷(10)에서, 대면 층(50, 60)의 두께는 약 0.006 인치 내지 0.015 인치의 범위를 가질 수 있고, 바람직한 실시예에서, 약 0.010 인치일 수 있다. 일반적으로, 대면 층(50, 60)의 두께는 아래에 더 상세하게 논의되는 바와 같이, 모서리 밀봉부를 공정 구멍의 내부 모서리 주위에 장착하는 데 충분한 두께를 갖는 적층형 개스킷 재료의 완성된 시트를 제공하도록 제어된다. 더욱이, 그들 압축성 때문에, 대면 층의 두께는 압축 하중을 밀봉된 조인트 내로의 개스킷의 조립 후에 볼트 영역으로부터 떨어진 상태로 더 양호하게 분포시키도록 또한 조정될 수 있다.
대면 층(50, 60)은 예컨대 한 쌍의 핀치 롤러로, 그들 부여 중에 습윤 코어 층(20) 내로 가압되고 그에 따라 결합제 재료(40)가 직조된 시트(30) 전체에 걸쳐 고르게 분포되어 대면 층(50, 60) 둘 모두의 내부 접촉 표면(54, 64)을 실질적으로 코팅하는 것을 보증할 수 있다. 대면 층(50, 60)의 가압은 실질적으로 연속적인 접촉이 결합제 재료(40)의 경화 전에 그들 내부 접촉 표면(54, 64)과 직조된 시트(30)의 제1 및 제2 표면(34, 38) 사이에 설정되는 것을 또한 보증할 수 있다.
함침된 시트(30)로의 대면 층(50, 60)의 부여 후, 적층된 복합 재료는 이어서 오븐 또는 유사한 건조 장치에 통과되어 결합제 재료(40)를 건조 및 경화시킨다. 결합제 재료(40)를 경화시키는 것은 직조된 섬유(32)를 함께 결합 및 고정시키고 그에 따라 더 강력한 직조된 구조체를 형성하고, 대면 층(50, 60)을 직조된 시트(30)의 양쪽 측면에 접합하여 적층형 개스킷 재료(72)의 시트를 형성하도록 작용한다. 또한, 경화된 결합제 재료(40) 및 직조된 섬유(32)로부터 형성되는 경화된 코어 층(20)은 상당히 비압축성이고, 그에 따라 중실 금속 코어를 갖는 개스킷의 압축 저항에 접근하는 압축 파괴에 대한 저항을 갖는 적층형 개스킷(10)을 제공할 수 있다.
적층형 개스킷(10)의 개발 중, 본 발명자는 코어 층(20)이 결합제 재료(40)의 경화 중 그리고 또한 그 후에 상당히 다공성이고 유체에 투과성인 상태로 남아 있을 수 있다는 것을 밝혀내었다. 경화 후의 개스킷의 코어 층의 투과성은 일반적으로 개스킷 설계 면에서 상당한 파괴가 있을 것으로 보이지만, 가열식 경화 공정 중의 코어 층(20)의 이러한 예측하지 못한 지속된 투과성은 결합제 재료(40)의 수분이 대면 층(50, 60)을 통해 흡수 또는 운반되는 대신에, 수증기 또는 증기로서 코어 층(20)을 통해 그리고 적층형 개스킷 재료(72)의 측면 모서리를 통해 외부로 탈출되게 할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 가열된 수증기를 위한 이러한 탈출 경로는 결합제 재료(40)를 경화시키는 데 필요한 시간을 상당히 감소시키고 동시에 코어 층(20)과 대면 층(50, 60) 사이의 계면에서 층들 사이의 접합에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 작은 버블 또는 블리스터의 형성을 감소시키거나 제거할 수 있는 것으로 보인다. 결과적으로, 코어 층(20)과 대면 층(50, 60) 사이의 적층형 접합은 전형적으로 유사한 짧은 경화 시간을 사용하여 비-다공성 코어 층으로 획득되는 연결보다 상당히 강력할 수 있다.
그럼에도 불구하고, 충분한 결합이 비-다공성 코어 층과도 여전히 획득될 수 있는데, 특히 결합제 재료 내의 습기가 대면 층(50, 60)을 통해 흡수 및/또는 운반될 추가의 시간을 부여하도록 경화 시간이 연장되면 그러하다. 따라서, 비-다공성 코어 층 또한 본 개시내용의 범주 내에 속하는 것으로 간주될 수 있다.
위에 기술된 적층 공정의 완료 시, 적층형 개스킷 재료(72)의 시트는 개스킷(10)을 위한 성형된 기부 시트(70) 그리고 하나 이상의 공정 구멍(74) 및 볼트 구멍(78)이 적층형 개스킷 재료(72)의 시트로부터 절단되는 절단 및 모서리 밀봉 공정으로 이동될 수 있다. 모서리 밀봉부(80)가 이어서 공정 구멍(들)(74)의 내부 모서리(76)에 부여된다. 모서리 밀봉부(80) 또는 코팅은 일반적으로 필요한 열 안정성을 제공하도록, 개스킷에 의해 밀봉되어야 하는 특정 서비스 유체에 의한 화학적 침식 또는 열화에 저항성이도록, 그러한 유체에 실질적으로 불투과성이도록, 그리고 밀봉부를 한 쌍의 금속 플랜지 또는 대향 표면들 사이에 압축될 때에 형성하여 코어 층(20) 내로의 보유된 공정 또는 서비스 유체의 침입형 누출을 방지하도록 선택 또는 조성되는 탄성중합체 재료(82)를 포함한다.
모서리 밀봉부(80)는 일반적으로 고무 라텍스- 또는 중합체-계열 탄성중합체 재료(82)를 포함할 수 있다. 그러나, 밀봉될 플랜지 상태 및 서비스 유체가 상당히 변화될 수 있으므로, 모서리 밀봉부는 광범위한 적절한 재료로부터 또한 형성될 수 있다. 예를 들어, 그러한 재료는 가융성 분말, 고체-충전 중합체, 및 100% 순수 유체를 포함한다. 라텍스 및/또는 탄성중합체 재료 그리고 또한 실리콘-계열 또는 고무-계열 재료가 일부 조건 하에서 바람직하다. 구체적인 바람직한 재료는 유기, 무기, 및 무기/유기 혼성 중합체 그리고 또한 충전된 충합체를 포함하지만, 그들에 제한되지 않는다. 다른 중합체 코팅은 아크릴, 아크릴로니트릴, 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 NBR, 불소 중합체, 수소화 NBR, 스티렌 부타디엔 중합체, 불소탄성중합체 중합체, 아크릴-아크릴로니트릴 중합체, 카르복실화 아크릴로니트릴 중합체, 카르복실화 스티렌 부타디엔 중합체, 폴리비닐리덴 클로라이드, 클로로프렌 고무 중합체, 에틸렌 프로필렌 고무 중합체, 에틸렌/비닐 아세테이트 중합체, 에폭시, 불소실리콘, 폴리우레탄, 및 실리콘 고무 등의 재료를 포함할 수 있지만, 그들에 제한되지 않는다. 위의 재료들의 각각은 UV 경화성, 열 경화성, 또는 실온 경화성일 수 있거나, 경화 기술들의 조합을 요구할 수 있다. 중합체 코팅은 밀봉될 특정 유체 또는 조건에 맞게 조정되는 재료 성질을 제공하는, 예를 들어, 실리카, 카본 블랙, 또는 점토와 같은, 다양한 충전제를 포함할 수 있다. 개스킷 기부 시트의 표면 및/또는 모서리 상으로 열 융착가능한 중합체 분말이 또한 수용가능하고, 특정 타입의 개스킷에 바람직할 수 있다. 이제 공지되거나 아직 개발되지 않은 상이한, 더 특이한, 또는 주문형으로 조성되는 재료가 본 발명의 범주 내에서 이들 바람직한 코팅 재료를 대체할 수 있다. 따라서, 바람직한 재료가 개시되지만, 본 발명은 개시된 재료로 제한되는 것으로 간주되지 않고, 또한 간주되지 않아야 한다. 개시된 밀봉 성질을 제공할 수 있는 임의의 재료는 본 개시내용의 범주 내에 포함되도록 의도된다.
모서리 밀봉부(80)는 코어 층(20)의 내부 모서리 그리고 대면 층(50, 60) 둘 모두에 접합되고, 공정 구멍(74) 내에 보유된 공정 유체가 다공성 코어 층(20) 내로 진입하는 것을 방지하는 역할을 한다. 일 양태에서, 모서리 밀봉부(80)는 적층형 개스킷 재료(72)의 두께(71)보다 큰 높이(81)를 가질 수 있고, 그에 따라 상부 돌출 림(84) 및 하부 돌출 림(88) 둘 모두가 개스킷(10)의 상부 표면(14) 및 하부 표면(18)을 넘어 외향으로 돌출하여 밀봉된 조인트(도시되지 않음)의 실질적으로 평면형의 대향 표면들과 접촉한다. 본 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있는 바와 같이, 모서리 밀봉부(80)의 돌출 림(84, 88)은 조인트의 폐쇄 중에 대향 표면들이 대면 층(50, 60)과 접촉할 때까지 내향으로 압축되어 평탄해질 수 있고, 이러한 시점에, 모서리 밀봉 재료(82)는 적절하게 압축되게 되어 신뢰가능 밀봉부를 공정 구멍(74)의 내부 모서리(76) 주위에 형성할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 적층형 개스킷(10)은 유사한 적용분야에서의 다른 유사한-크기의 개스킷보다 개선된 성능을 제공할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 예를 들어, 하나의 시험에서, 본 발명자는 밀봉된 공정 또는 서비스 유체의 내부 압력이 약 300 psi에 도달할 때에 최상-가용, 비-적층형 섬유질 개스킷 시트 재료로부터 형성되는 유사한 모서리 밀봉-타입 개스킷이 파열 파괴를 겪는다는 것을 밝혀내었다. 대조적으로, 직조된 코어(20)를 갖는 적층형 개스킷(10)은 신뢰가능 밀봉부를 약 550 psi까지 계면형 또는 침입형 누출의 징후 없이 유지할 수 있었다. 어떤 특정한 이론에 구속되지 않으면, 개스킷(10)의 보유 성능에서의 이러한 개선은 코어 층(20)의 직조된 및 결합된 섬유에 의해 제공되는 적층형 개스킷 재료(72)의 증가된 인장 강도에 주로 기인하는 것으로 생각된다.
코어 층(20)과 대면 층(50, 60) 사이의 접합은 매우 강력하고, 시간경과에 따른 그리고 또한 열의 존재 시의 열화에 저항성일 수 있다는 것이 또한 밝혀졌다. 따라서, 적층형 개스킷 재료(72)의 상이한 층이 사용 중에 박리 및 파괴되는 경향이 크게 감소되고, 적층형 재료(72)로부터 형성되는 개스킷(10)의 유용 수명이 상당히 연장될 수 있다. 더욱이, 적층형 개스킷(10)을 제조하는 데 사용되는 재료 및 제조 공구의 비용이 다른 개스킷 제조 공정에 비해 비교적 낮으면, 이들 및 다른 이점이 제조 비용의 상당한 감소로 성취될 수 있다는 것이 추가로 기대된다.
도 4는 또 다른 대표적인 실시예에 따른, 적층형 개스킷을 제조하는 방법의 제1 부분(100), 또는 적층 라인의 개략도이다. 상기 방법의 //적층 부분(100)은 일반적으로 직조된 섬유의 시트(20)를 저장 릴(122)로부터 인출하는 단계 그리고 직조된 시트(120)를 액체 결합제 재료로 코팅하는 단계를 포함한다. 도면에 도시된 바와 같이, 일 양태에서, 습윤 결합제 재료는 다량의 액체 결합제 재료가 리셉터클(132) 내에 유지되는 롤 코트 장치(130)로 부여될 수 있고, 이때에 결합제 재료의 일부가 연속적으로 끌려 올라가 일련의 롤러(134, 138)를 통해 직조된 시트(120)의 한쪽 또는 양쪽 측면으로 전달된다. 롤 코트 장치(130)는 부여 롤러(138)에 반송되는 결합제 재료의 양을 결정하는 나이프 날(136)을 포함할 수 있다.
결합제 재료로 함침되는 직조된 시트(120)는 습윤 코어 층(140)이 되고 이어서 대면 층 부여 스테이션(150)을 통과된다. 대면 층 부여 스테이션(150)에서, 상부 대면 층(152) 및 하부 대면 층(156) 둘 모두가 그들 각각의 저장 릴(153, 157)로부터 인출되고, 아이들러 또는 텐션 롤러(154, 158) 주위로 급송될 수 있고, 이어서 부여 롤러(155, 159)로 습윤 코어 층(140)에 대해 압박되어 복합 적층형 시트(160)를 형성할 수 있다. 일부 양태에서, 부여 롤러(155, 159)는 대면 층(152, 156)을 습윤 코어 층 내로 압박하고 그에 따라 결합제 재료가 습윤 코어 층(140) 전체에 걸쳐 고르게 분포되어 대면 층(152, 156) 둘 모두의 내부 표면을 실질적으로 코팅하는 것, 그리고 실질적으로 연속적인 접촉이 대면 층(152, 156)의 내부 표면과 습윤 코어 층(140)의 외부 표면 사이에 설정되는 것을 보증하도록 구성될 수 있다. 다른 양태에서, 부가 롤러(155, 159)의 주 기능은 대면 층(152, 156)을 습윤 코어 층(140)에 대해 위치시키는 것일 수 있고, 한편 별개의 세트의 핀치 롤러(172, 174)가 대면 층(152, 156)을 습윤 코어 층(140) 내로 압박하는 데 사용된다.
복합 적층형 시트(160)는 이어서 미리 결정된 수치로 설정되는 온도를 갖는 건조 오븐(180)의 내부(182) 내로 급송되고, 그에 따라 결합제 재료를 건조 및 경화시킨다. 아크릴 라텍스를 포함하는 결합제 재료에 대해, 미리 결정된 온도는 약 350°F일 수 있고, 미리 결정된 시간은 약 5분일 수 있다. 그러나, 다른 경화 시간 및 온도가 대면 층(152, 156)의 두께 및 단열 성질, 직조된 시트(120)의 두께 및 밀도, 그리고 결합제 재료의 조성에 따라 있을 수 있고, 또한 그럴 가능성이 높다. 건조 오븐(180)을 통과한 후, 적층형 개스킷 재료의 시트(190)는 개스킷 블랭크, 또는 적층형 기부 시트를 적층형 개스킷 재료의 시트(190)로부터 절단하여 모서리-코팅을 공정 구멍의 내부 모서리에 부여하는 추가의 처리 스테이션으로의 후속의 저장 및/또는 운반을 위해 권취 릴(192) 상으로 권취되어 적층형 개스킷의 제조를 완료할 수 있다.
적층형 개스킷을 제조하는 방법의 제2 부분(200), 또는 모서리-코팅 라인이 도 5의 블록도로 개략적으로 도시된다. 상기 방법의 모서리-코팅 부분(200)은 적층형 개스킷 재료의 시트(190)(도 4)로부터의 적층형 기부 시트의 제1 절단(단계 210)으로 시작할 수 있다. 적층형 기부 시트의 내부 특징부는 일반적으로 도 1에 도시된 적층형 개스킷(10)에서 찾아볼 수 있는 공정 구멍(74) 및 볼트 구멍(78)과 유사할 수 있는, 하나 이상의 공정 구멍 및 복수의 볼트 구멍을 포함한다. 제1 절단(단계 210)은 적층형 개스킷 재료를 통해 정밀하게 절단 또는 천공하여 공정 구멍 및 볼트 구멍 그리고 그들 사이의 공간적 관계를 형성하고, 동시에 그들 의도된 최종 치수보다 상당히 큰 적층형 기부 시트의 외부 모서리를 남기는, 표준 다이 커팅 프레스로 수행될 수 있다. 적층형 기부 시트의 외부 부분에서의 추가의 재료는 모서리-코팅 공정(200) 전체에 걸친 기부 시트의 더 용이한 취급을 가능케 할 수 있다.
공정 구멍 및 볼트 구멍의 절단 후, 복수의 적층형 기부 시트는 정렬되어 함께 치밀하게 적층되고(단계 220) 그에 따라 그들 공정 구멍은 공정 구멍의 외부 윤곽 그리고 적층체 내의 적층형 기부 시트의 개수에 의해 결정되는 깊이를 갖는 단일 공동을 형성한다. 하나의 바람직한 방법에 따르면, 적층형 기부 시트는 내부에 형성되는 얕은 웰(well)을 갖는 판 위에 적층되고, 이때에 웰은 개스킷 구멍의 형상에 대응하는 형상을 갖고, 공정 구멍에 의해 형성되는 공동과 정렬된다. 액체 형태의, 위에 기술된 고무 라텍스- 또는 중합체-계열 탄성중합체와 같은, 모서리 밀봉부 또는 모서리 코팅 재료가 웰 내에 위치되고, 공동이 폐쇄된다. 전체 조립체는 이어서 모서리 상에서 기울여지고, 미리 결정된 비교적 느린 속도로 그리고 미리 결정된 회전수를 통해 회전된다. 회전 중, 액체 모서리 밀봉 재료는 공동의 주변부 주위로 유동하여 적층된 적층형 기부 시트의 노출된 모서리와 접촉한다.
모서리 밀봉 재료가 반복하여 공동의 주변부 주위로 유동하므로, 그것은 적층형 기부 시트의 모서리 상에서 점차로 응고 및 축적되어 모서리 밀봉 코팅을 공동의 벽 상에 형성한다(단계 230). 충분한 회전수의 회전이 완료되어 요구된 두께의 부드러운, 응고된 코팅을 축적한 때, 조립체는 다시 아래로 기울여져 과잉 모서리 밀봉 재료가 판의 얕은 웰 내로 다시 배출되게 한다.
모서리 밀봉 재료 코팅이 완전히는 아니지만 부분적으로 농밀화되게 한 후, 개별 적층형 기부 시트는 적층체로부터 박리 및 분리된다(단계 240). 모서리 밀봉 재료가 부분적으로만 농밀화되고 그에 따라 여전히 가단성이므로, 각각의 적층형 기부 시트의 박리는 개스킷의 모서리 상의 모서리 밀봉 재료가 소프트 태피(soft taffy)와 상당히 유사하게 인장 및 변형되게 하고, 이것은 모서리 밀봉부가 개스킷의 표면 평면을 넘어 돌출하여 대향된 돌출 림들을 형성하게 한다. 모서리 밀봉부는 이어서 제2의 미리 결정된 온도에서 그리고 제2의 미리 결정된 시간 동안 제2 오븐 내에서 완전히 농밀화되거나 그렇지 않으면 경화되어(단계 250) 모서리 밀봉부의 최종적인 형상 및 물리적 성질을 설정한다. 고무 라텍스-계열 모서리 밀봉 재료에 대해, 제2의 미리 결정된 온도는 약 350°F일 수 있고, 제2의 미리 결정된 시간은 약 30분일 수 있다.
최종 단계에서, 적층형 기부 시트는 제2 절단 기계 또는 커팅 다이 프레스에 통과되고(단계 260) 그에 따라 내부 특징부를 포위하는 과잉 재료를 제거하여 완성된 개스킷의 외부 치수 및 형상을 한정할 수 있다.
본 명세서에서 "현장-성형(mold-in-place)" 공정으로서 불리는 대안적인 방법에서, 적층형 기부 시트는 그들 공정 구멍이 위와 같이 정렬되지만 하나 이상의 스페이서가 적층형 기부 시트들 사이에 배치된 상태로 적층될 수 있다. 적층체에 의해 형성된 공동의 벽은 이어서 위에 기술된 바와 같이 액체 모서리 밀봉 재료로 코팅될 수 있다. 스페이서는 적층형 기부 시트의 공정 구멍보다 약간 작거나 약간 클 수 있는 구멍을 갖는다. 약간 더 큰 구멍을 갖는 스페이서가 각각의 적층형 기부 시트 사이에 배치되면, 좁은 간극이 각각의 시트 사이에 형성되고, 모서리 밀봉 재료는 각각의 적층형 기부 시트의 표면 상으로 약간의 거리만큼 유동하여 개스킷의 공정 구멍을 포위하는 중첩된 표면 코팅을 형성한다. 더 작은 구멍을 갖는 스페이서는 개스킷의 표면 평면을 넘어 돌출하지 않는 모서리 밀봉부를 생성할 수 있다. 정밀하게 성형된 포위형(wrapped) 모서리 밀봉부가 더 큰 구멍, 이어서 더 작은 구멍, 이어서 또 다른 더 큰 구멍 스페이서를 개스킷 재료의 적층형 기부 시트들의 각각 사이에 적층함으로써 형성될 수 있다. 어느 경우에나, 모서리 밀봉부가 공정 구멍의 내부 모서리 상에 또는 그 주위에 형성된다.
적층된 적층형 기부 시트의 공정 구멍의 내부 모서리를 코팅하는 대안적인 방법이 또한 고안되어 본 발명의 일부를 형성한다. 이들 대안적인 방법은 적층형 기부 시트가 적층되고 그들 정렬된 공정 구멍에 의해 형성된 공동이 액체 모서리 밀봉 재료로 충전되는 "적층-충전(stack-and-fill)" 공정을 포함한다. 미리 결정된 시간 후, 모서리 밀봉 재료는 공동 외부로 배출 또는 유출되고, 그에 따라 코팅을 개스킷의 내부 모서리 상에 남긴다. 다른 방법은 모서리 밀봉 재료가 적층된 적층형 기부 시트의 내부 모서리 상으로 분무되는 "적층-분무(stack-and-spray)" 공정 그리고 모서리 밀봉 재료가 스퀴지 또는 다른 적절한 공구로 분산 또는 확산되는 "적층-분산(stack-and-wiping)" 공정을 포함한다. 이들 및 다른 방법은 본 명세서에 기술된 적층-코팅 공정(200)에 의해 포함된다.
모서리 밀봉부를 공정 구멍의 내부 모서리 주위에 형성하는 위의 적층-코팅, 현장-성형 및 추가의 공정의 더 완전한 설명은 2003년 9월 30일자로 허여되고, 본 명세서에 전체적으로 포함되는, 공동-소유된 미국 특허 제6,626,439호에서 찾아볼 수 있다.
위에 언급되고 도 6a 내지 도 6h에 도시된 바와 같이, 적층형 개스킷의 모서리 밀봉부는 도 2에 도시된 돌출 상부 및 하부 림을 갖는 직사각형 형상으로 제한되지 않는다. 예를 들어, 도 6a는 직조된 코어 층(313) 및 모서리 밀봉부(316)를 갖는 적층형 개스킷(310)을 도시하고, 모서리 밀봉부(316)는 그 모서리에서보다 상당히 두꺼운 중심 부분(318)을 갖는 반-원형 형상을 갖는다. 이러한 실시예에서, 모서리 밀봉부(316)는 적층형 기부 시트(312)의 두께와 실질적으로 동일한 폭을 가질 수 있고 그에 따라 모서리 밀봉부의 림은 실질적으로 대면 층(314, 315)의 외부 표면 내에 놓이고 그를 넘어 돌출하지 않는다. 도 6a의 개스킷이 결합 표면들 사이에 클램핑될 때, 모서리 밀봉부(316)는 침입형 누출에 대해 밀봉하고, 적층형 기부 시트(312)와 함께 약간 압축되고 그에 따라 모서리 밀봉부(316)의 비교적 넓은 영역이 플랜지와 결합되어 계면형 누출에 대해 밀봉된다. 그러나, 적층형 개스킷(310) 내에 어떠한 돌출 림도 없으므로, 모서리 밀봉부(316)는 플랜지 표면 결함 및 거칠기에 맞게 양호하게 순응하지 않을 수 있다. 따라서, 적층형 개스킷(310)은 강성의, 매끄러운, 그리고 평탄한 플랜지 표면에서의 사용에 바람직할 수 있다.
도 6b는 직조된 코어 층(323) 및 모서리 밀봉부(326)를 갖는 적층형 개스킷(320)을 도시하고, 모서리 밀봉부(326)는 내향으로 둥근 볼록 내부 표면을 갖고, 적층형 기부 시트(322)의 대면 층(324, 325)의 외부 표면을 넘어 개스킷(320)의 공정 구멍 주위에 연장하는 돌출 림(328, 329)까지 연장한다. 모서리 밀봉부(326)는 그에 따라 그 림(328, 329) 주위에서보다 그 중심 영역에서 두껍다. 많은 치수가 개스킷을 위한 특정의 의도된 적용분야에 따라 수용가능할 수 있지만, 모서리 밀봉부의 림(328, 329)은 개스킷의 크기 및 구성 그리고 그 의도된 적용분야에 따라, 약 0.001 인치 내지 약 0.040 인치의 거리만큼 대면 층(324, 325)의 외부 표면을 넘어 돌출하여 적층형 개스킷(320)의 구멍 주위에서의 우수한 밀봉성을 획득할 수 있다는 것이 밝혀졌다.
도 6c는 직조된 코어 층(333) 그리고 상부 대면 층(334) 내의 오목 영역(331)을 갖는 적층형 개스킷(330)을 도시하고, 오목 영역(331)은 개스킷의 구멍에 근접하여 그를 포위한다. 오목 영역(331)은 구멍을 포위하는 비교적 좁은 스트립으로서 구성되고, 적층형 기부 시트(332)의 내부 모서리의 폭을 적층형 기부 시트(332)의 두께보다 작은 폭까지 감소시킨다. 오목 영역(331)은 의도적으로 대면 재료 내에 샌딩(sanding) 또는 셰이빙(shaving) 기술을 통해 형성될 수 있거나 단순하게 다이-커팅 공정의 가공물일 수 있다. 이러한 실시예에서의 모서리 밀봉부(336)는 형상 면에서 대체로 구형이고, 상부 대면 층(334) 내의 오목 영역(331)을 덮도록 포위한다. 모서리 밀봉부(336)의 일부가 상부 대면 층(334)의 외부 표면을 넘어 돌출하여 적층형 개스킷(330)의 구멍을 포위하는 돌출 림(338)을 그 일측 상에 형성한다. 돌출 림(338)은 오목 영역(331) 위에 대체로 놓이지만, 이것이 요건은 아니다. 돌출 림(338)은 개스킷이 2개의 플랜지 또는 다른 결합 표면들 사이에 압축될 때에 인접 플랜지와의 접촉 시에 추가의 밀봉성을 제공할 수 있다. 돌출 부분은 적층형 개스킷(330)의 크기, 구성 및 의도된 적용분야에 따라 상부 대면 층(334)의 외부 표면을 넘어 약 0.001 인치 내지 약 0.040 인치만큼 연장할 수 있다.
도 6d는 직조된 코어 층(343) 및 오목 영역(341)을 갖는 적층형 개스킷(340)을 도시하고, 오목 영역(341)은 개스킷(340)의 구멍에 근접하고 그를 포위하는 비교적 좁은 스트립으로 대면 층(344, 345) 둘 모두의 외부 표면 내로 형성된다. 샌딩 또는 셰이빙 기술을 통해 대면 재료 내로 형성될 수 있는, 오목 영역(341)은 테이퍼형 스트립을 개스킷의 구멍 주위에 형성하여 내부 모서리가 적층형 기부 시트(342)의 두께보다 작은 폭을 갖게 할 수 있다. 모서리 밀봉부(346)는 모서리 상에 배치되고, 적층형 기부 시트(342)의 오목 영역(341) 주위에 연장하여 그를 실질적으로 덮는 포위된 부분(348)을 포함한다. 또한, 도시된 실시예에서, 모서리 밀봉부(346)의 포위된 부분(348)은 대면 층(344, 345)의 외부 표면을 약간 넘어 돌출하지만, 포위된 부분은 또한 실질적으로 적층형 개스킷의 표면 평면 내에 놓이고, 그를 넘어 돌출하지 않을 수 있다.
도 6e는 직조된 코어 층(353) 및 모서리 밀봉부(356)를 갖는 적층형 개스킷(350)을 도시하고, 모서리 밀봉부(356)는 대면 층(354, 355) 둘 모두의 외부 표면 주위 및 상부를 포위하여 개스킷(350)의 구멍 주위에 비교적 좁은 스트립으로 연장하는 표면 코팅(358)을 형성한다. 모서리 밀봉부(356)는 그 중간 부분에서 약간 구형이고, 포위된 표면 코팅(358)의 각각은 그 각각의 표면 평면에 평행한 방향으로 측정되는 폭을 갖고, 두께를 갖는다. 각각의 표면 코팅의 두께는 개스킷의 전체 압축 파괴 저항에 대한 임의의 해로운 영향을 최소화하도록 선택될 수 있다. 약 0.001 인치 내지 약 0.011 인치의 범위 내의 표면 코팅(358)의 두께는 압축 파괴 저항이 관심대상인 개스킷의 영역에서 압축 파괴 저항을 상당히 저하시키지 않으면서 양호한 밀봉부를 형성한다는 것이 밝혀졌다. 볼트 구멍들 사이의 중간-지점에서와 같은, 다른 영역에서, 표면 코팅의 두께는 요구에 따라 약 0.050 인치까지의 범위를 가질 수 있다. 표면 코팅(358)의 폭은 개스킷의 크기 및 의도된 적용분야에 따라 약 0.005 인치 내지 약 0.6 인치일 수 있다. 어느 경우에나, 표면 코팅은 일반적으로 특히 압축 파괴 저항이 가장 큰 관심대상인 개스킷의 영역에서, 그 각각의 표면의 약 50% 이하 그리고 더 바람직하게는 약 30% 이하를 덮지 않는다.
도 6f는 적층형 기부 시트(362)의 상부 대면 층(364)이 개스킷의 구멍 주위에 비교적 좁은 스트립으로 연장하는 오목 영역(361)을 갖는다는 점에서 도 6c의 실시예와 유사한 직조된 코어 층(363)을 갖는 적층형 개스킷(360)을 도시한다. 일 양태에서, 오목 영역(361)은 폭 면에서 약 0.5 인치 미만일 수 있다. 모서리 밀봉부(366)는 적층형 기부 시트(362)의 내부 모서리에 형성되고, 대향 대면 층(365)으로부터 오목 영역(361)의 하부 코너까지 연장하는 높이를 갖는다. 그러나, 도 6c의 실시예와 대조적으로, 모서리 밀봉부(366)는 오목 영역(361)의 하부 코너를 넘어 연장하지 않고 그에 따라 표면 코팅 또는 돌출 림을 개스킷(360)의 구멍 주위에 형성하지 않는다.
도 6g는 직조된 코어 층(373)을 갖는 적층형 개스킷(370)의 또 다른 실시예를 도시하고 여기서 적층형 기부 시트(372)에는 독특하게 구성된 모서리 밀봉부(376)가 제공된다. 도 6e의 실시예와 유사하게, 도 6g에서의 모서리 밀봉부(376)는 대면 층(374, 375) 둘 모두의 외부 표면 주위 및 상부를 포위하여 적층형 개스킷(370)의 구멍 주위에 비교적 좁은 스트립으로 연장하는 표면 코팅(378)을 형성한다. 표면 코팅(378)은 바람직하게는 약 11 mil 미만인 압축 파괴 저항이 요구되는 영역에서의 두께, 그리고 대면 층(374, 375)의 외부 표면의 50% 미만 그리고 바람직하게는 30% 미만을 덮는 폭을 갖는다. 그러나, 도 6e의 실시예와 달리, 이러한 실시예에서의 모서리 밀봉부(376)는 대면 층(374, 375)을 넘어 돌출하고 또한 표면 코팅(378)을 넘어 돌출하여 돌출 림(379)을 개스킷의 주위에 형성한다. 바람직하게는, 림(379)은 약 0.001 인치 내지 약 0.040 인치의 거리만큼 표면 코팅(378)을 넘어 돌출하지만, 다른 돌출 정도가 개스킷의 크기 및 의도된 적용분야에 따라 선택될 수 있다.
도 6h는 본 발명의 원리를 실시하는 적층형 개스킷(380) 상의 있을 수 있는 모서리 밀봉부의 또 다른 구성을 도시한다. 이러한 실시예에서, 모서리 밀봉부(386)는 대면 층(384, 385) 둘 모두의 외부 표면을 넘어 거리 D1만큼 돌출하여 돌출 림(388)을 형성한다. 모서리 밀봉부(386)는 림(388) 사이에서 실질적으로 볼록한 내부 표면을 또한 갖고 그에 따라 모서리 밀봉부는 그 단부에서보다 그 중간-부분에서 상당히 두껍다. 적층형 기부 시트(382)의 모서리로부터 모서리 밀봉부의 내부 표면까지의 모서리 밀봉부의 최대 두께는 D2이다. 표준 부분 두께(standard fraction thickness)(예컨대, 1/32 인치, 또는 0.031 인치)를 갖는 자동차 개스킷에 대해, 0.001 인치 내지 약 0.040 인치의 거리 D1이 0.001 인치 내지 약 0.050 인치의 거리 D2와 함께 개스킷의 크기 그리고 그 의도된 적용분야에 따라 사용될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 더 일반적으로, 약 0.1 내지 3의 거리 D2에 대한 거리 D1의 비율이 바람직하다는 것이 밝혀졌다. D1 및 D2의 최적 수치는 밀봉부가 설정되어야 하는 조건에 따라 크게 변화될 수 있다.
위에 기술된 모서리 밀봉 공정들 중 하나 이상의 공정 중, 모서리 밀봉 재료의 일부가 기부 시트의 내부 모서리 내로 침입하여 침입 영역을 형성할 것이다. 예를 들어, 도 7의 적층형 개스킷(410)과 관련하여 도시된 바와 같이, 적층형 개스킷(410)의 모서리 밀봉부(480)를 형성하는 탄성중합체 재료(482)의 일부가 다공성 코어 층(420) 내로 침입하여 침입 영역(483)을 형성할 수 있다. 침입 영역(483)은 코어 층(420)을 적층형 개스킷(410)에 의해 보유되는 가압된 공정 유체에 대해 추가로 밀봉하는 플러그로서 작용할 수 있다. 모서리 밀봉 재료(482)의 침입 영역(483)은 모서리 밀봉부(480)의 경화 시에 코어 층(420) 내의 직조된 섬유(432)와 또한 결합되게 될 수 있고, 그에 의해 모서리 밀봉부(480)와 적층형 기부 시트(470) 사이의 접합을 추가로 확보 및 강화할 수 있는 모서리 밀봉부(480)를 위한 내부 앵커(interior anchor)를 형성한다. 주 침입 영역(483)을 형성하기 위해 모서리 밀봉 재료(482)가 적층형 기부 시트(470)의 다공성 코어 층(420) 내로 우선적으로 침입할 수 있지만, 일부 실시예에서, 모서리 밀봉 재료(482)는 다공성이 작거나 없는 대면 층(450, 460) 내로도, 더 작은 정도로, 침입하여 유사하게 유리할 수 있는 작은 침입 영역(485)을 형성할 수 있다.
도 8에 도시된 적층형 개스킷(510)의 또 다른 실시예에서, 표면 밀봉부(590)가 추가되어 적층형 기부 시트(570)의 표면과 실질적으로 동일-평면 내에 또는 동일 높이로 형성된 모서리 밀봉부(580)의 표면(584, 588)을 덮을 수 있다. 모서리 밀봉부(580)의 표면(584, 588)에 추가하여, 표면 밀봉부(590)는 공정 구멍(574)에 바로 인접한 적층형 기부 시트(570)의 상부 표면(514) 및 하부 표면(518), 그리고 또한 적층형 기부 시트(570)와 모서리 밀봉부(580) 사이의 계면의 부분들을 또한 덮을 수 있다. 이것은 어떠한 공정 또는 서비스 유체도 대면 층(550, 560)의 외부 표면(예컨대, 상부 표면(514) 및 하부 표면(518))과 접촉하지 않는 것을 보증할 수 있다.
일 양태에서, 표면 밀봉부(590)는 모서리 밀봉부(580)를 형성하는 재료(582)와 상이한 탄성중합체 재료(592)로부터 형성될 수 있다. 표면 밀봉부(590)가 모서리 밀봉부의 돌출 림에 의해 제공되어야 했던 2개의 대향 표면들에 대한 탄성 밀봉 기능을 제공하도록 구성될 수 있으므로, 이러한 특징부는 모서리 밀봉부(580)의 재료(582)가 공정 또는 서비스 유체에 의한 화학적 침식 또는 열화에 대한 증가된 저항을 통해 코어 층(520)의 내부 모서리 표면 그리고 대면 층(550, 560)을 보호 및 밀봉하도록 특정하게 최적화되게 할 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, 적층형 개스킷(510)의 모서리 밀봉 재료(582)는 위에 기술된 적층형 개스킷의 다른 실시예에서, 요구에 따라, 사용되는 것보다 작은 탄성 또는 작은 압축성을 가질 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 9는 표면 밀봉부(690)가 모서리 밀봉부(680)의 돌출 림(684, 688) 위에 놓이거나 그와 조합되어 다양한 적용분야를 위해 주문 제작될 수 있는 복합 돌출 림(695)을 형성한 적층형 개스킷(610)의 또 다른 실시예의 단면도이다. 본 명세서에서, 재차, 돌출 림(684, 686)에 추가하여, 표면 밀봉부(690)는 공정 구멍(674)에 바로 인접한 적층형 기부 시트(670)의 상부 표면(614) 및 하부 표면(618), 그리고 또한 적층형 기부 시트(670)와 모서리 밀봉부(680) 사이의 계면의 부분들을 또한 덮을 수 있고, 그에 따라 어떠한 공정 또는 서비스 유체도 대면 층(650, 660)의 외부 표면과 접촉하지 않는 것을 보증한다. 일부 양태에서, 표면 밀봉부(690)는 단지 제2 공정 단계에서 부여되는, 모서리 밀봉 재료(682)와 동일한 재료(692)로부터 형성되어 복합 돌출 림(695)의 형상을 더 정밀하게 한정할 수 있다. 대안으로, 표면 밀봉부(690)의 탄성중합체 재료(692)는 모서리 밀봉부(680)의 탄성중합체 재료(682)와 상이하여 주문 제작가능한 압축 특성을 갖는 복합 돌출 림(695)을 갖는 적층형 개스킷(610)을 제공할 수 있다. 복합 돌출 림(695)에 대한 다른 형상 및 재료 구성이 또한 있을 수 있고, 본 개시내용의 범주 내에 속하는 것으로 간주된다는 것이 이해될 것이다.
위에서 지적된 바와 같이, 본 발명은 본 명세서에서 본 발명을 실시하는 최상 모드를 나타내는 것으로 본 발명자에 의해 간주되는 바람직한 실시예 및 방법의 관점에서 기술되었다. 그러나, 세부적 그리고 총체적 모두의 면에서, 광범위한 추가, 삭제, 및 변형이 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않으면서 복합 기판의 도시된 및 예시적인 실시예에 대해, 부분적으로 그리고 또한 전체적으로, 행해질 수 있다는 것이 통의 기술자에 의해 이해될 것이다. 이들 및 다른 수정사항은 하기의 청구범위에 의해서만 제한되는 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않으면서 본 기술분야의 통상의 기술자에 의해 행해질 수 있다.

Claims (20)

  1. 2개의 대향 표면들 사이의 밀봉을 위한 적층형 개스킷(10)이며, 적층형 개스킷(10)은,
    코어 층(20)으로서,
    제1 표면(34) 그리고 제1 표면(34)에 대향하는 제2 표면(38)을 갖는 직조된 재료(32)의 시트(30), 및
    시트를 함침시켜 제1 및 제2 표면(34, 38)을 적어도 부분적으로 코팅하는 결합제 재료(40)를 포함하는, 코어 층;
    적층형 기부 시트(70)를 형성하기 위해 결합제 재료(40)에 의해 제1 표면(34)과 연속적인 접촉 상태로 부착되는 내부 표면(54)을 갖는 제1 대면 층(50) 그리고 결합제 재료(40)에 의해 제2 표면(38)과 연속적인 접촉 상태로 부착되는 내부 표면(64)을 갖는 제2 대면 층(60)으로서, 제1 대면 층(50) 및 제2 대면 층(60)의 각각은 섬유 복합 재료를 포함하는, 제1 대면 층 및 제2 대면 층;
    적층형 기부 시트(70)를 통해 형성되는 적어도 하나의 공정 구멍(74); 및
    공정 구멍(74)의 내부 모서리(76) 주위에 형성되어 코어 층(20) 내로의 공정 유체의 침입형 누출을 방지하는 모서리 밀봉부(80)
    를 포함하는, 적층형 개스킷(10).
  2. 제1항에 있어서, 코어 층은 수증기에 투과성인, 적층형 개스킷(10).
  3. 제1항에 있어서, 코어 층(20)은 수증기에 불투과성인, 적층형 개스킷(10).
  4. 제1항에 있어서, 직조된 재료(32)는 직조된 유리 섬유(33)를 추가로 포함하는, 적층형 개스킷(10).
  5. 제4항에 있어서, 직조된 유리 섬유(33)의 시트(30)는 유리 섬유 직물을 추가로 포함하는, 적층형 개스킷(10).
  6. 제5항에 있어서, 유리 섬유 직물은 다발형 유리 섬유(33)로부터 형성되는 직조된 스트랜드(36)를 추가로 포함하는, 적층형 개스킷(10).
  7. 제4항에 있어서, 직조된 유리 섬유(33)의 시트(30)는 적어도 약 10,000 psi의 인장 강도를 갖는, 적층형 개스킷(10).
  8. 제1항에 있어서, 코어 층(20)의 두께는 약 0.005 인치 내지 약 0.010 인치인, 적층형 개스킷(10).
  9. 제1항에 있어서, 결합제 재료(40)는 아크릴 라텍스를 추가로 포함하는, 적층형 개스킷(10).
  10. 제1항에 있어서, 제1 대면 층 및 제2 대면 층(50, 60)의 각각의 두께는 약 0.005 인치 내지 약 0.010 인치인, 적층형 개스킷(10).
  11. 제1항에 있어서, 섬유 복합 재료는 15-20% 고무 라텍스, 약 20% 섬유 재료, 및 약 60% 점토 충전제 재료를 추가로 포함하는, 적층형 개스킷(10).
  12. 제1항에 있어서, 모서리 밀봉부(80)는 제1 대면 층 및 제2 대면 층(50, 60) 중 적어도 하나의 외부 표면을 넘어 외향으로 돌출하는, 적층형 개스킷(10).
  13. 제1항에 있어서, 모서리 밀봉부(80)는 중합체 재료 및 고무 라텍스 재료를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 탄성중합체 재료(82)를 추가로 포함하는, 적층형 개스킷(10).
  14. 2개의 대향 표면들 사이의 밀봉을 위한 적층형 개스킷(10)이며, 적층형 개스킷(10)은,
    코어 층(20)으로서,
    직조된 유리 섬유(33)로부터 형성되고, 제1 표면(34) 그리고 제1 표면(34)에 대향하는 제2 표면(38)을 갖는, 직물(30), 및
    직물을 함침시켜 제1 및 제2 표면(34, 38)을 적어도 부분적으로 코팅하는 결합제 재료(40)를 포함하는, 코어 층;
    적층형 기부 시트(70)를 형성하기 위해 경화된 결합제 재료(40)로 제1 표면(34)에 부착되는 제1 대면 층(50) 그리고 경화된 결합제 재료(40)로 제2 표면(38)에 부착되는 제2 대면 층(60)으로서, 제1 대면 층 및 제2 대면 층(50, 60)의 각각은 섬유 복합 재료를 포함하는, 제1 대면 층 및 제2 대면 층;
    적층형 기부 시트(70)를 통해 형성되는 적어도 하나의 공정 구멍(74); 및
    공정 구멍(74)의 내부 모서리(76) 주위에 형성되어 코어 층(20) 내로의 공정 유체의 침입형 누출을 방지하는 모서리 밀봉부(80)
    를 포함하고,
    코어 층(20)은 수증기에 투과성인, 적층형 개스킷(10).
  15. 제14항에 있어서, 코어 층(20)의 두께는 약 0.007 인치이고, 제1 대면 층 및 제2 대면 층의 각각의 두께는 약 0.009 인치인, 적층형 개스킷(10).
  16. 제14항에 있어서, 섬유 복합 재료는 15-20% 고무 라텍스, 약 20% 섬유 재료, 및 약 60% 점토 충전제 재료를 포함하는 혼합물을 추가로 포함하는, 적층형 개스킷(10).
  17. 제14항에 있어서, 모서리 밀봉부(80)는 제1 대면 층 및 제2 대면 층(50, 60) 중 적어도 하나의 외부 표면을 넘어 외향으로 돌출하는, 적층형 개스킷(10).
  18. 제14항에 있어서, 모서리 밀봉부(80)는 중합체 재료 및 고무 라텍스 재료를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 탄성중합체 재료(82)를 추가로 포함하는, 적층형 개스킷(10).
  19. 2개의 대향 표면들 사이의 밀봉을 위한 적층형 개스킷(10)을 제조하는 방법이며,
    제1 표면(34) 그리고 제1 표면에 대향하는 제2 표면(38)을 갖는 직조된 유리 섬유(33)의 시트(30)를 획득하는 단계;
    시트(30)를 아크릴 라텍스를 포함하는 습윤 결합제 재료(40)로 함침시켜 제1 및 제2 표면(34, 38)을 적어도 부분적으로 코팅하는 단계;
    섬유 복합 재료로부터 형성되는 제1 대면 층(50)을 제1 표면(34)에 부여하는 단계;
    섬유 복합 재료로부터 형성되는 제2 대면 층(60)을 제2 표면(38)에 부여하는 단계;
    시트(30) 그리고 부여된 제1 및 제2 대면 층(50, 60)을 제1의 미리 결정된 시간 동안 제1의 미리 결정된 온도까지 가열하여 결합제 재료(40)를 경화시키고 적층형 개스킷 재료(72)의 시트를 형성하는 단계;
    적층형 기부 시트(70)를 적층형 개스킷 재료(72)의 시트로부터 절단하는 단계로서, 적층형 기부 시트(70)는 적어도 하나의 공정 구멍(74) 및 복수의 볼트 구멍을 갖는, 단계;
    모서리 밀봉부(80)를 적어도 하나의 공정 구멍(74)의 내부 모서리(76) 상에 형성하는 단계; 및
    적층형 기부 시트(70)의 외부 부분을 절단하여 적층형 개스킷의 외부 치수를 한정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 모서리 밀봉부(80)를 형성하는 단계는,
    복수의 적층형 기부 시트(70)를, 적층형 기부 시트(70)의 공정 구멍(74)을 함께 정렬시키면서 함께 적층하여 공동을 적층형 기부 시트(70)의 적층체 내에 형성하는 단계;
    습윤 및 유동성 모서리 밀봉 재료(82)를 공동 내로 유입시키는 단계;
    적층형 기부 시트(70)의 적층체를 회전시켜 습윤 모서리 밀봉 재료(82)를 공정 구멍(74)의 내부 모서리(76) 상으로 퇴적하는 단계;
    복수의 적층형 기부 시트(70)를 분리하는 단계; 및
    복수의 적층형 기부 시트(70)를 제2의 미리 결정된 시간 동안 제2의 미리 결정된 온도까지 가열하여 습윤 모서리 밀봉 재료(82)를 경화시키는 단계
    를 추가로 포함하는, 방법.
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