KR20170130700A - 고내열성 유무기 복합 비석면 가스켓 조성물 및 이를 이용한 가스켓의 제조방법 - Google Patents

고내열성 유무기 복합 비석면 가스켓 조성물 및 이를 이용한 가스켓의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고내열성 유무기 복합 비석면 가스켓 조성물 및 이를 이용한 가스켓의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 아크릴로니트릴부타디엔고무와 부타디엔 고무로 구성된 기재에 대하여, 유무기 섬유, 침상세라믹과 고령토로 이루어진 무기충전제, 실란 및 및 첨가제, 가교제를 혼합하여 이루어진 조성물을 압축성형하여 가스켓을 제조함으로써, 가스켓의 최대연속사용온도가 350℃이상의 고온에서 사용이 가능하며, 잔류응력이 25Mpa 이상의 고내열성을 가지도록 하는, 고내열성 유무기 복합 비석면 가스켓 조성물 및 이를 이용한 가스켓의 제조방법에 관한 것이다.

Description

고내열성 유무기 복합 비석면 가스켓 조성물 및 이를 이용한 가스켓의 제조방법{ORGANIC-INORGANIC HYBRID COMPOSITE FOR NON-ASBESTOS GASKET WITH HIGH HEAT RESISTANCE AND MANUFACTURING METHOD OF COMPOSITE FOR GASKET USING THE SAME}
본 발명은 아크릴로니트릴부타디엔고무와 부타디엔 고무로 구성된 기재에 대하여, 유무기 섬유, 침상세라믹과 고령토로 이루어진 무기충전제, 실란 및 첨가제, 가교제를 혼합하여 이루어진 조성물을 압축성형하여 가스켓을 제조함으로써, 내열성이 매우 우수한, 고내열성 유무기 복합 비석면 가스켓 조성물 및 이를 이용한 가스켓의 제조방법에 관한 것이다.
종래의 비석면 가스켓 조성물은 유기용제로 팽윤시킨 니트릴고무와 비석면계 무기물 섬유, 고무 첨가제, 가황제, 무기필러를 혼련하고 이를 열롤과 냉각롤 사이에서 가열 압연하여 가스켓을 제조하는 것이 일반적이다.
종래의 특허기술을 더욱 자세히 살펴보면, 특허문헌 1에서는 비석면계 시트 개스킷에 관한 것으로 섬유, 흑연, 고무를 물에 의해 교반하고 열 프레스에 따라서 적층 일체화하여 시트 개스킷을 제조하도록 구성되어 있다. 그리고 특허문헌 2에서는 석면 이외의 섬유를 사용한 조인트 시트 및 제조방법에 관한 것으로 섬유, 용제로 팽창시킨 고무, 고무약품, 활성백토, 또는 산성배토를 혼련하고 이를 가열 압연하여 조인트 시트를 제조하도록 구성되어 있다. 또한 특허문헌 3에서는 조인트 시트 형성용 조성물, 조인트 시트 및 그 제조 방법에 관한 것으로 비석면계 무기물 섬유, 니트릴고무, 유기용제로 톨루엔을 이용한 조성물을 열롤과 냉각롤 사이에서 가열 압연하여 조인트 시트를 제조하도록 구성되어 있다. 그리고 특허문헌 4에서는 조인트 시트의 제조 방법에 관한 것으로, 유리섬유, 폴리아미드계 섬유, 유기용제에 용해시킨 천연고무 또는 합성고무와 충전재를 혼용하여 얻은 혼합물을 냉롤과 열롤 사이에 투입하여 제조한 조인트 시트가 공개되어 있다.
하지만, 상기의 종래기술은 비석면 가스켓 제조에 있어 기계적 강도 및 내열특성 향상을 위한 방안으로 과량의 충전제 및 섬유를 혼합하기 위하여 유기용제에 팽윤시킨 고무조성물을 사용하는 것이 일반적이다. 그러나 이러한 유기용제에 팽윤을 통한 고무조성물을 사용은 과량의 충진제를 사용할 수 있는 장점은 있으나, 팽윤에 따른 고무의 기계적 강도의 저하와 내열성이 떨어지는 문제가 발생된다. 또한 상기 기술의 가스켓 시트의 가교방식은 황가교 방식으로 과산화물 가교방식과 비교하여 내열성이 더욱 취약한 특성은 가지고 있다.
한편, 본 발명의 출원인에 의해 선출원하여 등록받은 특허문헌 5에서는 비석면 시트 및 가스켓 조성물에 관한 것으로, 아크릴로니트릴부타디엔 고무 60~80 중량부와 고밀도 폴리에틸렌 수지 10~20 중량부, 천연고무 10~20중량부로 구성된 기재 100 중량부에 대해서 보강섬유 20~100중량부, 실리카 10~50중량부, 실란커플링제 1~5 중량부, 금속산화물 2~5중량부, 스테아린산 1~2 중량부, 무기충진제 200~600중량부, 과산화물 가교제 2~5 중량부로 구성된 조성물을 프레스 성형 방식으로 제조하도록 구성되어 있다.
하지만, 상기 특허문헌 5의 경우, 유기용매를 사용하지 않고 과산화물 가교에 의한 프레스 성형 방식으로 유기용매를 사용하지 않고 과산화물 가교에 방식을 취하고 있어 종래 유기용매를 사용한 가스켓 시트 제조방식과 비교해서는 내열성이 비교적 우수하지만, 상기 특허의 경우 기재로 사용되는 아크릴로니트릴부타디엔 고무, 고밀도 폴리에틸렌수지, 천연고무는 내열온도가 낮기 때문에 가스켓 시트의 내열성을 여전히 만족시키지 못하는 문제점이 있었다.
특허문헌 1 : 일본공개특허 제2008-0274053호 "비석면계 시트 개스킷" 특허문헌 2 : 일본공개특허 제2005-0281463호 "석면 이외의 섬유를 사용한 조인트 시트 및 제조방법" 특허문헌 3 : 일본공개특허 제2000-0034467호 "조인트 시트 형성용 조성물, 조인트 시트 및 그 제조 방법" 특허문헌 4 : 일본공개특허 제1993-0162157호 "조인트 시트의 제조 방법" 특허문헌 5 : 국내등록특허 제10-1326558호 "비석면 시트 및 가스켓 조성물"
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 아크릴로니트릴부타디엔고무와 부타디엔 고무로 구성된 기재에 대하여, 유무기 섬유, 침상세라믹과 고령토로 이루어진 무기충전제, 실란 및 및 첨가제, 가교제를 혼합하여 이루어진 조성물을 압축성형하여 가스켓을 제조함으로써, 가스켓의 최대연속사용온도가 350℃이상의 고온에서 사용이 가능하며, 잔류응력이 25Mpa 이상의 고내열성을 가지도록 함을 과제로 한다.
본 발명은 아크릴로니트릴부타디엔고무 50 ~ 80 중량% 및 부타디엔고무 20 ~ 50 중량%로 이루어진 기재 100 중량부에 대하여, 아라미드 섬유 10 ~ 40 중량부, 유리섬유 10 ~ 50 중량부, 무기충전제 300 ~ 500 중량부, 실란 0.1 ~ 5 중량부와, 가스켓 조성물용 첨가제 및 과산화물 가교제로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 고내열성 유무기 복합 비석면 가스켓 조성물을 과제의 해결 수단으로 한다.
또한, 상기 부타디엔고무는, 무늬점도[ML1+4(100℃)]가 30 ~ 45 범위의 가지는 것이 바람직하다.
한편, 상기 무기충전제는, 침상세라믹과 고령토가 1 : 1 ~ 3 : 1로 혼합되어 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 실란은, 메르카프토 실란, 비닐계 실란, 에폭시계 실란, 아미노계실란, 메타크리록시계 실란 및 클로로프로필 실란으로 이루어진 군에서 단독 혹은 병용하여 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명은 가스켓의 제조방법에 있어서, 아크릴로니트릴부타디엔고무 50 ~ 80 중량% 및 부타디엔고무 20 ~ 50 중량%로 이루어진 기재 100 중량부에 대하여, 아라미드 섬유 10 ~ 40 중량부, 유리섬유 10 ~ 50 중량부, 무기충전제 300 ~ 500 중량부, 실란 0.1 ~ 5 중량부와, 가스켓 조성물용 첨가제 및 과산화물 가교제를 니이더(kneader) 믹서에서 100 ~ 120℃에서 10 ~ 15분간 혼련하고 이를 오픈롤에서 시트상으로 제조하는 단계(S100); 및 상기 제조된 시트상의 혼합물을 프레스를 이용하여 150 ~ 170℃, 100 ~ 150kg/cm2에서 5 ~ 10분간 압축성형하는 단계(S200);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 고내열성 유무기 복합 비석면 가스켓 조성물을 이용한 가스켓의 제조방법을 과제의 다른 해결 수단으로 한다.
본 발명은 가스켓의 최대연속사용온도가 350℃이상의 고온에서 사용이 가능하며, 잔류응력이 25Mpa 이상의 고내열성을 가지는 효과가 있다.
도 1은 고내열성 유무기 복합 비석면 가스켓 조성물을 이용한 가스켓의 제조방법을 나타낸 흐름도
본 발명은 고내열성 유무기 복합 비석면 가스켓 조성물 및 이를 이용한 가스켓의 제조방법에 관한 것으로써, 본 발명의 기술적 구성을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
먼저, 본 발명에 따른 고내열성 유무기 복합 비석면 가스켓 조성물을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 고내열성 유무기 복합 비석면 가스켓 조성물은, 아크릴로니트릴부타디엔고무 50 ~ 80 중량% 및 부타디엔고무 20 ~ 50 중량%로 이루어진 기재 100 중량부에 대하여, 아라미드 섬유 10 ~ 40 중량부, 유리섬유 10 ~ 50 중량부, 무기충전제 300 ~ 500 중량부, 실란 0.1 ~ 5 중량부와, 가스켓 조성물용 첨가제 및 과산화물 가교제로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 아크릴로니트릴부타디엔고무는 기재 100 중량부를 이루기 위하여, 50 ~ 80 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 사용량이 50 중량% 미만일 경우, 가스켓의 내유특성이 저하되는 문제가 있으며, 80 중량%를 초과할 경우에는 내열성 개선효과가 떨어지는 문제가 있다.
상기 부타디엔고무는 기재 100 중량부를 이루기 위하여 20 ~ 50 중량%를 사용하는 것이 내열성 개선을 위해 바람직하다. 사용량이 20 중량% 미만일 경우, 가스켓의 내열성이 개선 효과가 미비하며, 50 중량%를 초과할 경우에는 내유성이 저하되며, 가공성이 떨어지는 문제가 있다. 본 발명에서 사용한 부타디엔고무는 컴파운드 가공성 개선을 위해 무늬점도[ML1+4(100℃)]가 30 ~ 45 범위를 적용하는 것이 바람직하지만 여기에 한정되는 것은 아니고 이미 공지된 다양한 무늬점도 범위의 사용이 가능하다.
상기 본 발명에서 사용되는 아라미드 섬유는 기재 100 중량부에 대해서 10 ~ 40 중량부를 사용하는 것이 바람직한데, 10 중량부 미만에서는 보강효과가 떨어지며, 40 중량부를 초과할 경우에는 내열성이 떨어지는 문제가 있다.
상기 본 발명에서 사용되는 유리 섬유는 기재 100 중량부에 대해서 10 ~ 50 중량부를 사용하는 것이 바람직한데, 10 중량부 미만에서는 내열성 개선효과가 미비하며, 50 중량부를 초과할 경우에는 컴파운드 점도 상승에 따른 가공성이 저하되는 문제가 있다.
상기 본 발명에서 사용되는 무기충전제는 침상세라믹(규회석)과 고령토가 1 : 1 ~ 3 : 1로 혼합되어 이루어지는데, 이때 상기 침상세라믹과 고령토의 혼합 범위가 상기 범위를 벗어날 경우, 잔류응력의 향상효과, 즉 내열성의 향상효과가 미비해지거나 또는 기계적 강도가 저하될 우려가 있다.
아울러, 상기와 같이 침상세라믹과 고령토로 이루어지는 무기충전제는 상기 기재 100 중량부에 대하여 300 ~ 500 중량부를 사용하는데, 그 사용량이 300 중량부 미만에서는 가스켓의 내열성이 떨어지는 문제가 있으며, 500 중량부를 초과할 경우에는 컴파운드의 작업성이 저하되는 문제가 있다.
본 발명에서 사용되는 실란은 메르카프토 실란(γ-메르카프토프로필트리메톡시 실란 등), 비닐계 실란(비닐트리클로로 실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시 실란 등), 에폭시계 실란(γ-글리시독시프로필메틸디에폭시 실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시 실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시 실란 등), 아미노계실란(γ-아미노프로필트리메톡시 실란, γ-아미노프로필트리에톡시 실란 등), 메타크리록시계 실란(γ-메타아크릴옥시프로필트리에톡시 실란, γ-메타아크릴옥시프로필트리메톡시 실란 등), 클로로프로필 실란(γ-클로로프로필트리에톡시 실란 등) 등으로 이루어진 군에서 단독 혹은 병용하여 사용할 수 있으며, 상기 기재 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 5 중량부를 사용하는데, 그 사용량이 0.1 중량부 미만일 경우 내열성 향상효과가 미비하며, 5 중량부를 초과할 경우, 유연성이 저하될 우려가 있다.
한편, 본 발명에서 사용되는 가스켓 조성물용 첨가제 및 과산화물 가교제는 이 기술 분야에서 이미 널리 사용되는 첨가제 및 가교제로써 특정 종류 및 함량에 한정하지는 않고, 가스켓 조성물을 구성할 수 있는 이미 공지된 다양한 첨가제 및 가교제를 적용할 수 있다.
일 예로써, 기재 100 중량부에 대해서 금속산화물 5 ~ 20 중량부, 스테아린산 1 ~ 2중량부 및 산화티타늄 5 ~ 30 중량부를 사용할 수 있으며, 이는 통상적으로 고무용 조성물에서 사용되는 종류 및 범위라 할 수 있다.
또한, 이외에도 진크디아크릴레이트를 기재 100중량부에 대해서 5 ~ 20 중량부로 사용할 수 있으며, 5 중량부 미만에서는 가스켓 조성물의 가교도 개선효과가 떨어저 내열성을 개선하는 효과가 떨어지며, 20 중량부를 초과할 경우네는 시트의 유연성이 떨어지며, 가스켓 시트 성형시 표면 기포발생의 문제가 있다.
한편, 본 발명에서는 컴파운드의 가교를 위해 과산화물 가교제를 사용할 수 있으며, 기재 100 중량부에 대해서 3 ~ 10 중량부를 사용하는 것이 바람직한데, 3 중량부 미만에서는 가교효율이 떨어져 내열성 개선효과가 떨어지며, 10 중량부를 초과할 경우에는 가스켓 시트의 유연성이 떨어지며, 가공시 스코치 발생에 따른 기계적 강도의 저하되는 문제가 있다. 한편, 본 발명에서 사용되는 가교제는 유기과산화물계 화합물이 바람직하며, 유기과산화물계 가교제로는 2,5-비스(터트부틸퍼옥시)-2,5-디메틸-3-헥엔, 디터트부틸퍼옥사이드, 2,5-비스(터트부틸퍼옥시)-2,5-디메틸-헥엔, 디벤조일퍼옥사이드, 비스(터트부틸퍼옥시이소프로필)벤젠, 부틸 4,4-비스(터트부틸퍼옥시)발러레이트, 1,1-비스(터트부틸퍼옥시)3,3,5-트리메틸클로로헥산, 터트부틸퍼옥시벤조에이트, 라우릴퍼옥사이드, 디큐밀퍼옥사이드 등을 사용할 수 있다.
다음으로, 고내열성 유무기 복합 비석면 가스켓 조성물을 이용한 가스켓의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 고내열성 유무기 복합 비석면 가스켓 조성물을 이용한 가스켓의 제조방법은, 도 1에 도시된 바와 같이 아크릴로니트릴부타디엔고무와 부타디엔 고무로 구성된 기재에 대하여, 유무기 섬유, 무기충전제, 실란, 가스켓 조성물용 첨가제 및 과산화물 가교제 등을 니이더(kneader)를 이용하여 혼련하고 이를 오픈 롤밀에서 시트상으로 제조하는 단계(S100)와, 상기와 같이 제조된 시트상의 혼합물을 압축성형하여 최종 가스켓 시트를 제조하는 단계(S200)를 포함하여 구성된다.
더욱 상세하게는, 아크릴로니트릴부타디엔고무 50 ~ 80 중량% 및 부타디엔고무 20 ~ 50 중량%로 이루어진 기재 100 중량부에 대하여, 아라미드 섬유 10 ~ 40 중량부, 유리섬유 10 ~ 50 중량부, 무기충전제 300 ~ 500 중량부, 실란 0.1 ~ 5 중량부와, 가스켓 조성물용 첨가제 및 과산화물 가교제를 니이더(kneader) 믹서에서 100 ~ 120℃에서 10 ~ 15분간 혼련하고 이를 오픈롤에서 시트상으로 제조하는 단계(S100) 및, 상기 제조된 시트상의 혼합물을 프레스를 이용하여 150 ~ 170℃, 100 ~ 150kg/cm2에서 5 ~ 10분간 압축성형하여 가스켓을 제조하는 단계(S200)를 거친다.
이때, 상기 S100 단계에서 사용된 각 조성에 대해서는 이미 상술하였으므로, 그 상세한 설명은 생략한다. 아울러, 상기 S100 단계에서의 혼련 조건은 이미 이 기술분야에서 통상적으로 적용되는 범위라 할 수 있다.
한편, 상기 S200 단계에서, 시트상의 혼합물을 프레스를 이용하여 압축성형하는데, 이때 압축성형 조건이 상기 범위를 벗어날 경우 가스켓 시트의 유연성이 떨어지며, 압축/복원율이 저하되는 문제가 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 다음 실시예에 의해 한정되는 것을 아니다.
(실시예 1)
아크릴로니트릴부타디엔고무 50 중량% 및 부타디엔고무 50 중량%으로 구성된 기재 100 중량부에 대해서 아라미드 섬유 20 중량부, 유리섬유 10 중량부, 무기충전제(침상세라믹과 고령토 1 : 1로 혼합) 300 중량부, 메르카프토 실란 0.1 중량부, 금속산화물 5 중량부, 스테아린산 1 중량부, 진크디아크릴레이트 10 중량부, 산화티탄늄 10 중량부, 과산화물 가교제 5 중량부로 구성된 조성물를 컴파운드 혼련기인 니이더(kneader)에서 100~120℃, 약 12분동안 혼련하여 컴파운드를 제조하였다. 니이더 작업을 끝난 컴파운드는 오픈 롤밀에서 균일하게 혼합시킨 후 2mm 쉬트상의 컴파운드를 제조한다. 이렇게 제조된 시트상의 컴파운드를 금형두께가 2mm의 금형에 투입한 후 160℃, 150kg/cm2의 프레스 조건에서 약 10분간 압축성형하여 유무기 복합 가스켓 시트를 제조한다.
(실시예 2)
아크릴로니트릴부타디엔고무 60 중량% 및 부타디엔고무 40 중량%로 구성된 기재 100 중량부에 대해서 아라미드 섬유 10 중량부, 유리섬유 40 중량부, 무기충전제(침상세라믹과 고령토 2 : 1로 혼합) 400 중량부, 메르카프토 실란 3 중량부, 금속산화물 5 중량부, 스테아린산 1 중량부, 진크디아크릴레이트 10 중량부, 산화티탄늄 10 중량부, 과산화물 가교제 5 중량부로 구성된 조성물를 컴파운드 혼련기인 니이더(kneader)에서 100~120℃, 약 12분동안 혼련하여 컴파운드를 제조하였다. 니이더 작업을 끝난 컴파운드는 오픈 롤밀에서 균일하게 혼합시킨 후 2mm 쉬트상의 컴파운드를 제조한다. 이렇게 제조된 시트상의 컴파운드를 금형두께가 2mm의 금형에 투입한 후 160℃, 150kg/cm2의 프레스 조건에서 약 10분간 압축성형하여 유무기 복합 가스켓 시트를 제조한다.
(실시예 3)
아크릴로니트릴부타디엔고무 80 중량% 및 부타디엔고무 20 중량%로 구성된 기재 100 중량부에 대해서 아라미드 섬유 40 중량부, 유리섬유 50 중량부, 무기충전제(침상세라믹과 고령토 3 : 1로 혼합) 500 중량부, 메르카프토 실란 5 중량부,금속산화물 10 중량부, 스테아린산 1 중량부, 진크디아크릴레이트 10 중량부, 산화티탄늄 10 중량부, 과산화물 가교제 5 중량부로 구성된 조성물를 컴파운드 혼련기인 니이더(kneader)에서 100~120℃, 약 12분동안 혼련하여 컴파운드를 제조하였다. 니이더 작업을 끝난 컴파운드는 오픈 롤밀에서 균일하게 혼합시킨 후 2mm 쉬트상의 컴파운드를 제조한다. 이렇게 제조된 시트상의 컴파운드를 금형두께가 2mm의 금형에 투입한 후 160℃, 150kg/cm2의 프레스 조건에서 약 10분간 압축성형하여 유무기 복합 가스켓 시트를 제조한다.
(비교예 1)
아크릴로니트릴부타디엔 고무 100 중량부에 대해서 아라미드 섬유 20 중량부, 유리섬유 100 중량부, 고령토 200 중량부, 황산바륨 150 중량부, 마이카 50 중량부, 금속산화물 5중량부, 스테아린산 1 중량부, 진크디아크릴레이트 10 중량부, 산화티탄늄 10 중량부, 과산화물 가교제 5 중량부로 구성된 조성물를 컴파운드 혼련기인 니이더(kneader)에서 100~120℃, 약 12분동안 혼련하여 컴파운드를 제조하였다. 니이더 작업을 끝난 컴파운드는 오픈 롤밀에서 균일하게 혼합시킨 후 2mm 쉬트상의 컴파운드를 제조한다. 이렇게 제조된 시트상의 컴파운드를 금형두께가 2mm의 금형에 투입한 후 160℃, 150kg/cm2의 프레스 조건에서 약 10분간 압축성형하여 유무기 복합 가스켓 시트를 제조한다.
(비교예 2)
수소첨가 아크릴로니트릴부타디엔고무 100 중량부에 대해서 아라미드 섬유 10 중량부, 유리섬유 150 중량부, 고령토 200 중량부, 황산바륨 200 중량부, 마이카 50 중량부, 금속산화물 5 중량부, 스테아린산 1 중량부, 진크디아크릴레이트 10 중량부, 산화티탄늄 10 중량부, 과산화물 가교제 5 중량부로 구성된 조성물를 컴파운드 혼련기인 니이더(kneader)에서 100~120℃, 약 12분동안 혼련하여 컴파운드를 제조하였다. 니이더 작업을 끝난 컴파운드는 오픈 롤밀에서 균일하게 혼합시킨 후 2mm 쉬트상의 컴파운드를 제조한다. 이렇게 제조된 시트상의 컴파운드를 금형두께가 2mm의 금형에 투입한 후 160℃, 150kg/cm2의 프레스 조건에서 약 10분간 압축성형하여 유무기 복합 가스켓 시트를 제조한다.
(비교예 3)
수소첨가 아크릴로니트릴부타디엔고무 80 중량%, 에틸렌프로필렌디엔고무 10중량%, 불소고무 10 중량%로 구성된 기재 100 중량부에 대해서 아라미드 섬유 10 중량부, 유리섬유 50 중량부, 고령토 150 중량부, 50 중량부, 마이카 50 중량부, 금속산화물 10 중량부, 스테아린산 1 중량부, 과산화물 가교제 5 중량부로 구성된 조성물를 컴파운드 혼련기인 니이더(kneader)에서 100~120℃, 약 12분동안 혼련하여 컴파운드를 제조하였다. 니이더 작업을 끝난 컴파운드는 오픈 롤밀에서 균일하게 혼합시킨 후 2mm 쉬트상의 컴파운드를 제조한다. 이렇게 제조된 시트상의 컴파운드를 금형두께가 2mm의 금형에 투입한 후 160℃, 150kg/cm2의 프레스 조건에서 약 10분간 프레스 성형한 후, 200℃에서 0.5hr 열처리하여 유무기 복합 가스켓 시트를 제조한다.
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3의 조성을 정리하면 아래 [표 1]과 같다.
구성성분 실시예 비교예
1 2 3 1 2 3
고무 수소첨가 아크릴로니트릴부타디엔 1) - - - - 100 80
아크로니트릴부타디엔 2) 50 60 80 100 - -
부타디엔 3) 50 40 20 - - -
에틸렌프로필렌디엔고무 4) - - - - - 10
불소고무 5) - - - - - 10
산화아연 6) 5 5 5 5 5 10
스테아린산 7) 1 1 1 1 1 1
산화티타늄 8) 10 10 10 10 10 -
진크디아크릴레이트 9) 10 10 10 10 10 -
고령토 10) - - - 200 200 150
황산바륨 11) - - - 150 200 50
마이카 12) - - - 50 50 50
침상세라믹과 고령토 혼합물13) 300 400 500 - - -
실란14) 0.1 3 5 - - -
아라미드 섬유 15) 20 10 40 20 10 10
유리섬유 16) 10 40 50 100 150 50
가교제 17) 5 5 5 5 5 5
주)
1) HNBR(수소첨가 아크릴로니트릴부타디엔고무)
2) NBR(아크로니트릴부타디엔고무)
3) BR(부타디엔고무)
4) EPDM(에틸렌프로필렌디엔고무)
5) FKM(불소고무)
6) Zinc Oxide(산화아연)
7) Stearic acid(스테아린산)
8) TiO2(산화티타늄)
9) ZDA(진크디아크릴레이트)
10) Kaolin(고령토)
11) BaSO4(황산바륨)
12) Mica(마이카)
13) 실시예 1 - 침상세라믹과 고령토 1 : 1로 혼합
실시예 2 - 침상세라믹과 고령토 2 : 1로 혼합
실시예 3 - 침상세라믹과 고령토 3 : 1로 혼합
14) 메르카프토 실란(γ-메르카프토프로필트리메톡시 실란)
15) Aramid pulp(아라미드 섬유)
16) Glass fiber(유리섬유)
17) DCP(가교제)
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3에 의해 제조된 가스켓 조성물에 대하여 아래의 시험방법에 준하여 특성을 평가하여 그 결과를 [표 2]에 나타내었다.
1) 잔류응력 : BS 7531 방법을 사용하여 측정하였다.
2) 최대연속사용온도 : 권장면압(특별한 규정이 없으면 400kgf/cm2 규정)으로 장착된 해당 가스켓이 설정온도에서 3일간 온도 유지 후, 상온으로 냉각 한 후, 수압 10kgf/cm2 에서 10분간 유지 후 누설이 발생하지 않는 온도 측정
3) 인장강도 : ASTM F152 방법을 사용하여 측정하였다.
평가항목 단위 실시예 비교예
1 2 3 1 2 3
잔류응력 Mpa 25 26 27 17 19 16
최대연속사용온도 ℃ 350(pass) 350(pass) 350(pass) 350(fail) 350(fail) 350(fail)
인장강도 MPa 19 20 20 18 17 16
상기 [표 2]에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 ~ 3에 따른 고내열성 유무기 복합 비석면 가스켓 조성물은 비교예에 비하여, 가스켓의 최대연속사용온도가 350℃이상의 고온에서 사용이 가능하며, 잔류응력이 25Mpa 이상의 고내열성을 가질 뿐만 아니라, 기계적 강도 역시 우수함을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고내열성 유무기 복합 비석면 가스켓 조성물 및 이를 이용한 가스켓의 제조방법을 상기의 바람직한 실시 예를 통해 설명하고, 그 우수성을 확인하였지만 해당 기술 분야의 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

  1. 비석면 가스켓 조성물에 있어서,
    아크릴로니트릴부타디엔고무 50 ~ 80 중량% 및 부타디엔고무 20 ~ 50 중량%로 이루어진 기재 100 중량부에 대하여, 아라미드 섬유 10 ~ 40 중량부, 유리섬유 10 ~ 50 중량부, 무기충전제 300 ~ 500 중량부, 실란 0.1 ~ 5 중량부와, 가스켓 조성물용 첨가제 및 과산화물 가교제로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 고내열성 유무기 복합 비석면 가스켓 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 부타디엔고무는,
    무늬점도[ML1+4(100℃)]가 30 ~ 45 범위의 가지는 것을 특징으로 하는, 고내열성 유무기 복합 비석면 가스켓 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 무기충전제는,
    침상세라믹과 고령토가 1 : 1 ~ 3 : 1로 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는, 고내열성 유무기 복합 비석면 가스켓 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 실란은,
    메르카프토 실란, 비닐계 실란, 에폭시계 실란, 아미노계실란, 메타크리록시계 실란 및 클로로프로필 실란으로 이루어진 군에서 단독 혹은 병용하여 사용하는 것을 특징으로 하는, 고내열성 유무기 복합 비석면 가스켓 조성물.
  5. 가스켓의 제조방법에 있어서,
    아크릴로니트릴부타디엔고무 50 ~ 80 중량% 및 부타디엔고무 20 ~ 50 중량%로 이루어진 기재 100 중량부에 대하여, 아라미드 섬유 10 ~ 40 중량부, 유리섬유 10 ~ 50 중량부, 무기충전제 300 ~ 500 중량부, 실란 0.1 ~ 5 중량부와, 가스켓 조성물용 첨가제 및 과산화물 가교제를 니이더(kneader) 믹서에서 100 ~ 120℃에서 10 ~ 15분간 혼련하고 이를 오픈롤에서 시트상으로 제조하는 단계(S100); 및
    상기 제조된 시트상의 혼합물을 프레스를 이용하여 150 ~ 170℃, 100 ~ 150kg/cm2에서 5 ~ 10분간 압축성형하는 단계(S200);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 고내열성 유무기 복합 비석면 가스켓 조성물을 이용한 가스켓의 제조방법.
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