WO2017111235A1 - 가스켓 및 가스켓 제조방법 - Google Patents

가스켓 및 가스켓 제조방법 Download PDF

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WO2017111235A1
WO2017111235A1 PCT/KR2016/007709 KR2016007709W WO2017111235A1 WO 2017111235 A1 WO2017111235 A1 WO 2017111235A1 KR 2016007709 W KR2016007709 W KR 2016007709W WO 2017111235 A1 WO2017111235 A1 WO 2017111235A1
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cellulose
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김치연
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제일이엔에스(주)
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/10—Materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F11/00—Arrangements of sealings in combustion engines 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces

Definitions

  • the present invention relates to a gasket and a method for manufacturing a gasket, and more particularly, by using vermiculite prepared by the surface separation method, the surface state is homogeneously while preventing the compressive phenomenon and the desorption at high temperature, which are problems of the prior art.
  • the present invention relates to a gasket and a method of manufacturing the same, in which a residual stress is increased and airtightness is maximized.
  • Patent No. 10-0559928 uses both thermally exfoliated vermiculite (TEV) and chemically exfoliated vermiculite (CEV) as an essential component, and uses TEV.
  • TEV thermally exfoliated vermiculite
  • CEV chemically exfoliated vermiculite
  • CEV chemically exfoliated vermiculite
  • TSV thermally exfoliated vermiculite
  • Another object of the present invention is to provide a critical value of the content of the silane coupling agent to provide the above function while suppressing skin phenomenon occurring during drying and not reducing water resistance.
  • Another object of the present invention is to provide a critical value of the inorganic binder content for improving the cohesion of TEV particles at a high temperature of 1000 °C.
  • Another object of the present invention is to use a TEV vermiculite separated from the surface layer 10 ⁇ 2000 micrometers, but by using a TEV mainly composed of 100 ⁇ 1000 micrometers to improve the residual stress of the gasket and excellent water resistance gasket and its manufacturing method In providing.
  • the gasket according to the present invention comprises a first composition in which the TEV mixed with water separated by 10 ⁇ 2000 micrometers by a surface separation method; Any one second composition selected from sodium carboxymethyl cellulose, MC (Methyl Cellulose), HPMC (HydroxyPropylMethyl Cellulose), HEMC (HydroxyEthylMethyl Cellulose) and HEC (Hydroxyethyl Cellulose); A third composition added in a content of 5 to 15 wt% based on TEV as any one selected from natural rubber latex, styrene butadiene latex, and nitrile butadiene rubber latex; And a fourth composition which is added in an amount of 1 to 3 wt% based on TEV as any one selected from epoxy, vinyl, amino, methacryoxy, and stryl; Colloidal Silica or silica sol (Silica sol)
  • the first composition of the non-asbestos gasket of the present invention is used by dehydration or drying.
  • the method for producing a non-asbestos gasket according to the present invention comprises the first step of preparing a composition consisting of the first to fifth compositions of claim 1; A second step of mixing or dehydrating or drying the composition of the first step; A third step of applying the composition passed through the second step to a steel sheet; A fourth step of drying at a temperature of 80 to 135 ° C; And a fifth step of compressing and molding the steel sheet.
  • the gasket composition of the present invention unlike conventional gaskets, does not use chemically peeled vermiculite (CEV), but uses only thermally peeled vermiculite (TEV) alone and manufactured and used by the surface separation method.
  • CEV chemically peeled vermiculite
  • TSV thermally peeled vermiculite
  • vermiculite While simplifying the type of vermiculite to be introduced, it exhibits excellent water resistance, strengthens durability at ultra-high temperatures, provides product competitiveness by improving residual stress, and exceeds the limitations of the conventional gasket and its manufacturing method. To provide.
  • the present invention discloses a composition in which the residual stress is improved while performing the function of the conventional gasket, and the gasket and the method of manufacturing the same, which overcome the disadvantages of products having a limit in the residual stress of the conventional gasket, are disclosed.
  • the gasket according to the present invention is composed of the first to fifth compositions.
  • the first composition uses thermally peeled vermiculite (TEV) alone and mixed with water to separate the surface layer with a relatively high content of 10 to 2000 micrometers, and use the mixed slurry by dehydration or drying.
  • TEV thermally peeled vermiculite
  • the surface of the TEV can be used by separating the vermiculite particles to maximize the airtight performance.
  • the milling method causes the compressive phenomenon of vermiculite to freeze.
  • the compression phenomenon means that the particles are re-expanded when the heat treatment is performed at about 700 ⁇ 800 °C and the desorption phenomenon of the particles occurs as the use temperature increases.
  • the expanded vermiculite is used by separating particles through strong rotation with water. Expanded vermiculite particles can be used to further separate the particles by separating the surface layer as a plate, it is possible to maximize the airtight performance of the gasket. That is, through the TEV prepared by the surface separation method according to the present invention it is possible to make the surface state homogeneous in the sheet manufacturing process, which is possible by separating the TEV mixed with water to 10 ⁇ 2000 micrometers by the surface separation method. TEV separated in this way is used by dehydration or drying.
  • the second composition uses any one selected from sodium carboxymethyl cellulose, MC (Methyl Cellulose), HPMC (HydroxyPropylMethyl Cellulose), HEMC (HydroxyEthylMethyl Cellulose) and HEC (Hydroxyethyl Cellulose) It is used to suppress skin phenomenon that occurs when Skin phenomenon is to make vermiculite slurry into 1000mm horizontally, 1000mm vertically and 3mm thick in order to manufacture the sheet. It refers to the phenomenon of making bubbles like bubbles. When such a skin phenomenon occurs, it is difficult to obtain a homogeneous surface, and the drying time also takes a long time, so the present invention solves this problem through the above-described second composition.
  • the third composition is any one selected from natural rubber latex, styrene butadiene latex, nitrile butadiene rubber latex and is introduced in an amount of 5-15 wt% based on TEV.
  • the latex has a solid content of 40 ⁇ 50wt% as a colloidal state, the input amount according to the present invention is 5-15wt% (solid content 2.5wt% ⁇ 7.5wt%) based on vermiculite.
  • the fourth composition is any one selected from epoxy-based, vinyl-based, amino-based, methacryoxy-based and stryl-based, and is added in an amount of 1 to 3 wt% based on TEV.
  • the content of the fourth composition is less than 1 wt%, a problem occurs in that the water resistance decreases, and when the water is immersed in water for 24 hours, a phenomenon in which vermiculite particles are released occurs.
  • the content of the fourth composition is excessively added, the weight loss is increased after the loss of ignition, so the content of the fourth composition according to the present invention has a critical significance.
  • the fifth composition is any one selected from colloidal silica, an inorganic binder which is a modified silicate modified from silica sol or silicate, and is introduced in an amount of 0.1 to 5 wt% based on TEV.
  • the content of the fifth composition is less than 0.1wt%, there is a problem in that residual stress cannot be maintained.
  • the content of the fifth composition is more than 5wt%, the gasket is made stiff and the problem of insufficient flexibility and the gasket is broken. Since a problem arises, the content of the fifth composition according to the present invention is of critical significance.
  • the gasket manufacturing method of the present invention comprises a first step to a fifth step.
  • the first step is to prepare a composition consisting of the first to fourth compositions of claim 1
  • the second step is a process of mixing or dehydrating or drying the composition of the first step
  • the third step is the second sheet in the steel sheet
  • the fourth step is a step of drying at a temperature of 80 ⁇ 135 °C
  • the fifth step consists of the step of compressing and forming the steel sheet.
  • the gasket obtained in this way shows excellent water resistance and residual stress, thereby enhancing the competitiveness of the product.

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Abstract

화학적으로 박리된 질석(CEV)사용하지 않고, 열적으로 박리된 질석(TEV)만을 단독 사용하고 이를 표층분리방법으로 제조하여 사용함에 따라서 입자를 한층 한층 분리시켜 사용함으로써 기밀성능이 극대화되고 균진화된 표면상태를 수득할 수 있는 가스켓 및 이의 제조방법이 개시되어 있다. 상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따르면, 본 발명인 가스켓은 물과 혼합된 TEV를 표층분리방법으로 10~2000마이크로미터로 분리한 제1 조성물; 카르복시메틸셀룰오스나트륨(sodium carboxymethyl cellulose), MC(Methyl Cellulose), HPMC(HydroxyPropylMethyl Cellulose), HEMC(HydroxyEthylMethyl Cellulose) 및 HEC(Hydroxyethyl Cellulose)에서 선택된 어느 하나의 제2 조성물; 천연고무 라텍스, 스티렌부타디엔 라텍스, 니트릴 부타디엔 고무 라텍스에서 선택된 어느 하나로서 TEV를 기준으로 5~15wt%의 함량으로 투입되는 제3 조성물; 및 에폭시계, 비닐계, 아미노계, 메타크라이옥시계, 스트릴계에서 선택된 어느 하나로서 TEV를 기준으로 1~3wt%함량으로 투입되는 제4 조성물; 콜로이드 실리카(Colloidal Silica) 또는 실리카졸(Silica sol) 또는 규산염(Silicate)을 변형시킨 변성 실리케이트인 무기 바인더에서 선택된 어느 하나로서 TEV를 기준으로 0.1~5wt%의 함량으로 투입되는 제5 조성물로 이루어진다.

Description

가스켓 및 가스켓 제조방법
본 발명 가스켓 및 가스켓 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표층분리방법으로 제조한 질석을 사용함으로써, 종래 기술의 문제점인 질석의 압착현상 및 고온에서의 탈착현상을 방지하면서도, 표면 상태를 균질하게하고 응력잔율이 증가하고 기밀성능이 극대화된 가스켓 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
가스켓의 응력잔율을 향상시키고 크리프를 감소시키기 위한 방안으로 등록특허 10-0559928에서는 열적으로 박리된 질석(TEV)과 화학적으로 박리된 질석(CEV) 2가지 모두를 필수구성요소로 사용하고, TEV를 밀링하여 사용하는 기술을 개시하였으나 이는 밀봉층의 가스투과도를 증가시키는 문제를 야기한다. 따라서, 질석의 압착현상 및 고온에서의 탈착현상을 방지하면서도, 표면 상태를 균질하게 하고 응력잔율이 증가하고 기밀성능이 극대화된 가스켓의 필요성이 요청된다.
본 발명의 목적은 상술한 종래의 가스켓과는 달리, 화학적으로 박리된 질석(CEV)사용하지 않고, 열적으로 박리된 질석(TEV)만을 단독 사용하고 이를 표층분리방법으로 제조하여 사용함에 따라서 입자를 분리시켜 사용함으로써 기밀성능이 극대화되고 균질화된 표면상태를 수득할 수 있는 가스켓 및 이의 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 기능을 제공할 수 있으면서도 건조시 발생하는 스킨현상을 억제하고, 내수성을 감소시키지 않기 위한 실란커플링제 함량의 임계적 수치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 고온인 1000℃에서의 TEV입자의 응집력을 향상시키기 위한 무기 바인더 함량의 임계적 수치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 표층분리된 TEV질석을 10~2000 마이크로미터화하여 사용하지만 100~1000마이크로미터가 주를 이룬 TEV를 사용함으로써 가스켓의 잔류응력을 향상시키고 내수성이 우수한 가스켓 및 이의 제조방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따르면, 본 발명인 가스켓은 물과 혼합된 TEV를 표층분리방법으로 10~2000마이크로미터로 분리한 제1 조성물; 카르복시메틸셀룰오스나트륨(sodium carboxymethyl cellulose), MC(Methyl Cellulose), HPMC(HydroxyPropylMethyl Cellulose), HEMC(HydroxyEthylMethyl Cellulose) 및 HEC(Hydroxyethyl Cellulose)에서 선택된 어느 하나의 제2 조성물; 천연고무 라텍스, 스티렌부타디엔 라텍스, 니트릴 부타디엔 고무 라텍스에서 선택된 어느 하나로서 TEV를 기준으로 5~15wt%의 함량으로 투입되는 제3 조성물; 및 에폭시계, 비닐계, 아미노계, 메타크라이옥시계, 스트릴계에서 선택된 어느 하나로서 TEV를 기준으로 1~3wt%함량으로 투입되는 제4 조성물; 콜로이드 실리카(Colloidal Silica) 또는 실리카졸(Silica sol) 또는 규산염(Silicate)을 변형시킨 변성 실리케이트인 무기 바인더에서 선택된 어느 하나로서 TEV를 기준으로 0.1~5wt%의 함량으로 투입되는 제5 조성물로 이루어진다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 본 발명인 비석면 가스켓의 상기 제1 조성물은 탈수 또는 건조하여 사용한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명인 비석면 가스켓의 제조방법은 제1항의 제1 내지 제5 조성물로 이루어진 조성물을 제조하는 제1 단계; 상기 제1 단계의 조성물을 혼합하여 탈수 또는 건조하는 제2 단계; 스틸시트에 상기 제2단계를 거친 조성물을 도포하는 제3 단계; 80~135℃의 온도에서 건조하는 제4 단계; 및 상기 스틸시트를 압축하여 성형하는 제5 단계로 이루어진다.
상술한 구성을 통해서, 본 발명인 가스켓 조성물은 종래의 가스켓과는 달리, 화학적으로 박리된 질석(CEV)사용하지 않고, 열적으로 박리된 질석(TEV)만을 단독 사용하고 이를 표층분리방법으로 제조하여 사용함에 따라서 입자를 분리시켜 사용함으로써 기밀성능이 극대화되고 균진화된 표면상태를 수득할 수 있는 가스켓 및 이의 제조방법을 제공할 수 있다.
투입되는 질석의 종류를 단순화하면서도서도, 우수한 내수성을 발휘하고 초고온에서의 내구성이 강화되며, 잔류응력 향상에 따른 제품 경쟁력을 제공하며, 종래의 가스켓 및 이의제조방법이 갖는 한계를 넘는 상술한 기능을 제공한다.
종래의 가스켓 기능을 수행하면서도 잔류응력이 향상되어 가스켓의 성능이 강화된 조성물을 개시하고, 종래의 가스켓의 잔류응력에 한계가 있는 제품들이 갖는 단점을 극복한 가스켓 및 이의 제조방법을 개시한다.
본 발명의 바람직한 일 실시 예를 설명하면, 본 발명인 가스켓은 제1 조성물 내지 제5 조성물로 이루어진다.
제1 조성물은 열적으로 박리된 질석(TEV)을 단독으로 사용하고 이를 물과 혼합하여 비교적 높은 함량인 10~2000마이크로미터로 표층을 분리하여 사용하며, 혼합된 슬러리를 탈수 또는 건조하여 사용한다. 본 발명에 의한 기술에 따라 TEV를 표층분리하여 사용하면 질석 입자를 분리시켜 사용함으로써 기밀성능을 극대화할 수 있다. 즉, 표층분리가 아닌 밀링방법으로 TEV를 사용할 경우 밀링에 의한 방법으로 분쇄를 하면 질석의 압착현상이 얼어난다. 압착현상이란 약 700~800℃로 열처리를 할 경우에 입자가 재팽창되어 사용 온도가 올라갈수록 입자들의 탈착현상이 발생하는 것을 의미한다. 따라서, 본 발명에 의한 제1 조성물의 경우에는 팽창되어 있는 질석을 물과함께 강한 회전을 통하여 입자를 분리하여 사용하는 것으로서. 팽창된 질석입자는 판상으로서 표층을 분리하여 입자를 한층 한층 분리시켜 사용할 수 있어서, 가스켓의 기밀성능을 극대화할 수 있다. 즉, 본 발명에 의한 표층분리방법으로 제조한 TEV를 통하여 시트제조공정에서 표면의 상태를 균질하게 할 수 있으며 이는 물과 혼합된 TEV를 표층분리방법으로 10~2000마이크로미터로 분리함으로써 가능하다. 이러한 방법으로 분리된 TEV는 탈수 또는 건조하여 사용한다.
제2 조성물은 카르복시메틸셀룰오스나트륨(sodium carboxymethyl cellulose), MC([0015] Methyl Cellulose), HPMC(HydroxyPropylMethyl Cellulose), HEMC(HydroxyEthylMethyl Cellulose) 및 HEC(Hydroxyethyl Cellulose)에서 선택된 어느 하나를 사용하며, 건조시 발생하는 스킨현상을 억제하기 위하여 사용된다. 스킨현상이란 시트를 제조하기 위하여 질석슬러리를 가로 1000mm, 세로 1000mm, 두께 3mm로 만들어 열풍 건조 등의 공종을 거쳐 수분을 제거하게 되는데, 이 때 표면이 먼저 건조되어 내부의 수분이 증발하지 못하고 표면에 기포와 같은 공기방울을 만드는 현상을 의미한다. 이러한 스킨현상이 발생하면, 균질한 표면을 수득하기 어려우며, 건조시간 또한 장시간이 소요되는 문제가 발생하기 때문에 본 발명은 상술한 제2 조성물을 통하여 이러한 문제를 해결한다.
제3 조성물은 천연고무 라텍스, 스티렌부타디엔 라텍스, 니트릴 부타디엔 고무 라텍스에서 선택된 어느 하나로서 TEV를 기준으로 5~15wt%의 함량으로 투입된다. 라텍스는 콜로이드 상태로서 40~50wt%의 고형물 함량을 지니고 있으며, 본 발명에 의한 투입량은 질석을 기준으로 5~15wt%(고형물 함량 2.5wt% ~ 7.5wt%)를 투입한다.
제4 조성물은 에폭시계, 비닐계, 아미노계, 메타크라이옥시계, 스트릴계에서 선택된 어느 하나로서 TEV를 기준으로 1~3wt%함량으로 투입된다. 제4 조성물의 함량을 1wt% 미만으로 할 때는 내수성이 감소하게 되는 문제가 발생하고, 물에 24시간 침지할 경우 질석 입자들이 풀어지는 현상이 발생하는 단점이 생겨나게된다. 또한, 제4 조성물의 함량을 과량 투입하게 되면, 강열감량 후에 무게 감량이 많아지는 단점이 있으므로 본 발명에 의한 제4조성물의 함량은 임계적 의의를 갖는다.
제 5조성물은 콜로이드 실리카(Colloidal Silica) 또는 실리카졸(Silica sol) 또는 규산염(Silicate)을 변형시킨 변성 실리케이트인 무기 바인더에서 선택된 어느 하나로서 TEV를 기준으로 0.1~5wt%의 함량으로 투입된다. 제 5조성물의 함량을 0.1wt% 미만으로 할 때는 잔류응력이 유지되지 못하는 문제가 발생하며, 제5 조성물의 함량을 5wt% 이상으로 할 때는 가스켓을 딱딱하게 만들어서 유연성이 부족해지는 문제와 가스켓이 깨지는 문제가 발생하므로 본 발명에 의한 제5 조성물의 함량은 임계적 의의를 갖는다.
본 발명의 다른 실시 예를 설명하면, 본 발명인 가스켓 제조방법은 제1 단계 내지 제5 단계로 이루어진다. 제1 단계는 제1항의 제1 내지 제4 조성물로 이루어진 조성물을 제조하고, 제2 단계는 상기 제1 단계의 조성물을 혼합하여 탈수 또는 건조하는 과정이며, 제3 단계는 스틸시트에 상기 제2단계를 거친 조성물을 도포하는 과정이고, 제4 단계는 80~135℃의 온도에서 건조하는 단계이며, 제5 단계는 상기 스틸시트를 압축하여 성형하는 단계로 이루어진다. 이러한 방법으로 수득된 가스켓은 우수한 내수성 및 잔류응력을 나타내어 제품의 경쟁력이 강화되는 효과가 있다.
앞서 설명한 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자라면 후술 될 특허청구범위에 기재된 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변형시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (3)

  1. 물과 혼합된 TEV를 표층분리방법으로 10~2000마이크로미터로 분리한 제1 조성물;
    카르복시메틸셀룰오스나트륨(sodium carboxymethyl cellulose), MC(Methyl Cellulose), HPMC(HydroxyPropylMethyl Cellulose), HEMC(HydroxyEthylMethyl Cellulose) 및 HEC(Hydroxyethyl Cellulose)에서 선택된 어느 하나의 제2 조성물;
    천연고무 라텍스, 스티렌부타디엔 라텍스, 니트릴 부타디엔 고무 라텍스에서 선택된 어느 하나로서 TEV를 기준으로 5~15wt%의 함량으로 투입되는 제3 조성물; 및
    에폭시계, 비닐계, 아미노계, 메타크라이옥시계, 스트릴계에서 선택된 어느 하나로서 TEV를 기준으로 1~3wt%함량으로 투입되는 제4 조성물;
    콜로이드 실리카(Colloidal Silica) 또는 실리카졸(Silica sol) 또는 규산염(Silicate)을 변형시킨 변성 실리케이트인 무기 바인더에서 선택된 어느 하나로서 TEV를 기준으로 0.1~5wt%의 함량으로 투입되는 제5 조성물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스켓.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 조성물은 탈수 또는 건조하여 사용하는 것을 특징으로 하는 가스켓.
  3. 제1항의 제1 내지 제5 조성물로 이루어진 조성물을 제조하는 제1 단계;
    상기 제1 단계의 조성물을 혼합하여 탈수 또는 건조하는 제2 단계;
    스틸시트에 상기 제2단계를 거친 조성물을 도포하는 제3 단계;
    80~135℃의 온도에서 건조하는 제4 단계; 및
    상기 스틸시트를 압축하여 성형하는 제5 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스켓 제조방법.
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