KR20120002135A

KR20120002135A - 무접착 피티에프이 오일씰 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20120002135A
Application number: KR1020100062869A
Authority: KR
Inventors: 정호진; 김춘택; 김동현
Original assignee: 평화오일씰공업주식회사
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2010-06-30
Publication date: 2012-01-05
Also published as: KR101184061B1

Abstract

본 발명은 무접착 PTFE 오일씰 및 이의 제조방법을 개시한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무접착 PTFE 오일씰은, 하우징과, 상기 하우징에 대해 회전하는 회전축 사이에서 누유가 발생되는 것을 방지하는 오일씰로서, 지지프레임과, 고무 립과, 수지 립을 포함한다. 지지프레임은 강성을 가진다. 고무 립은 상기 지지프레임의 적어도 일부를 감싸도록 배치된 본체부와, 상기 회전축의 외측면 일부를 감싸도록 상기 본체부로부터 연장 형성된 더스트 립부를 포함하는 것으로 고무 소재로 이루어진다. 수지 립은 상기 고무 립의 본체부에 접착 형성된 접착부와, 상기 접착부로부터 연장 형성되어서 상기 회전축의 외측면 일부를 감싸는 메인 립부를 포함하는 것으로 PTFE 재질로 이루어진다.

Description

무접착 피티에프이 오일씰 및 이의 제조방법{PTFE OIL SEAL WITH NO ADHESIVE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 오일씰에 관한 것으로서, 차량이나 공작기계 등에 적용되며 작업 오일의 누수를 방지하는 무접착 PTFE 오일씰 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

오일씰은 일반적인 회동장치에서 오일의 누유를 방지하는 것이다. 오일씰은 회동장치의 종류에 따라 다양한 구조로 이루어진다. 회전축의 누유를 방지하는데 사용되는 오일씰은, 지지프레임과, 본체와, 스프링을 구비하는 것이 일반적이다.

지지프레임은 금속 재질로 이루어져서 오일씰을 지지하는 역할을 하는 것으로 본체 내에 매립되거나 본체의 일측에 결합된다. 본체는 회전축의 외면을 감싸도록 형성된 것으로, 본체의 내측면에는 립(lip)이 형성된다. 스프링은, 상기 립과 회전축이 접촉되도록 상기 본체의 외면에 배치된 것으로, 회전축을 향하여 립이 탄성 가압되게 한다. 상기 오일씰의 일 예로서, 자동차 엔진에 사용되는 크랭크 샤프트 씰을 들 수 있다.

크랭크 샤프트 씰의 본체는 아크릴(Acrylic) 고무 조성물로 이루어져 왔으나, 최근에는 엔진의 소형화, 고성능화에 따른 작동환경의 가혹화, 및 장기간 사용 가능한 엔진 오일의 개발로 인하여, 내열성 및 내유성이 우수한 불소 고무 조성물이 많이 적용되고 있다.

그런데, 상기 불소 고무 조성물은 재료비가 고가이다. 이에 따라서, 가격 경쟁력이 낮게 된다.

또한, 상기 오일씰이 스프링을 포함하는데, 회전축에 조립되는 과정이나 운반되는 경우에서 상기 스프링이 상기 본체로부터 이탈되는 문제점이 있다. 또한, 종래의 오일씰은 상기 스프링을 생산하는 과정과, 스프링을 본체에 결합시키는 과정을 거쳐야 하므로, 제조 비용이 상승하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 저가의 재료로서, 내유성 및 내열성이 우수한 무접착 PTFE 오일씰 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 스프링이 불필요한 무접착 PTFE 오일씰 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무접착 PTFE오일씰은, 하우징과, 상기 하우징에 대해 회전하는 회전축 사이에서 누유가 발생되는 것을 방지하는 오일씰로서, 지지프레임과, 고무 립과, 수지 립을 포함한다. 지지프레임은 강성을 가진다. 고무 립은 상기 지지프레임의 적어도 일부를 감싸도록 배치된 본체부와, 상기 회전축의 외측면 일부를 감싸도록 상기 본체부로부터 연장 형성된 더스트 립부를 포함하는 것으로 고무 소재로 이루어진다. 수지 립은 상기 고무 립의 본체부에 접착 형성된 접착부와, 상기 접착부로부터 연장 형성되어서 상기 회전축의 외측면 일부를 감싸는 메인 립부를 포함하는 것으로 PTFE 재질로 이루어진다.

이 경우, 상기 수지 립의 메인 립부는 상기 고무 립의 더스트 립부보다 상기 회전축의 중심으로부터 가까운 위치하는 플레이트 형상이고, 상기 고무 립의 본체부에는 상기 수지 립의 접착부가 삽입 안착되도록 삽입 홈이 형성될 수 있다.

또한, 상기 메인 립부는 상기 회전축과 3mm 내지 8mm 접촉되도록 상기 접착부로부터 연장 형성될 수 있다.

또한, 상기 메인 립부의 상기 회전부와 접하는 부분은 복수의 그루브 홈들이 형성될 수 있다.

상기 무접착 PTFE 오일씰은 별도의 스프링이 포함되지 않을 수 있다.

본 발명의 다른 측면에서의 무접착 PTFE 오일씰 제조방법은, 테트라하이드로퓨란 80 내지 95 중량부와, 나프탈렌 1 내지 10 중량부와, 금속 나트륨 1 내지 10 중량부를 혼합시켜서 혼합액을 제조하는 단계와, 플레이트 형상의 PTFE 소재로 이루어진 수지 립을 상기 혼합액에 침적시켜서, 표면을 활성화시키는 단계와, 상기 침적 후에 상기 수지 립으로부터, 잔류 테트라하이드로퓨란 및 잔류 나프탈렌을 제거하는 단계와, 상기 수지 립과, 아크릴 소재의 고무 립과, 지지프레임을 접착시키는 단계를 거친다.

이 경우, 상기 수지 립과, 고무 립 소재인 아크릴 고무와, 지지프레임을 접착시키는 단계는 가류 금형을 통하여 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 수지 립과, 상기 고무 립과, 지지프레임을 접착시키는 단계에서, 상기 수지 립의 상기 회전축과 접하는 부분에 그루브 홈을 형성시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 수지 립을 상기 혼합액에 침적시켜서, 표면을 활성화시키는 단계는 상기 수지 립을 상기 혼합액에 10분 내지 30분 침적시시킬 수 있다.

또한, 상기 수지 립으로부터 잔류 테트라하이드로퓨란 및 잔류 나프탈렌을 제거하는 단계는, 상기 수지 립을 1 내지 2 시간 자연 건조시키는 단계와, 상기 수지 립을 흐르는 물로 세척하고, 건조시키는 단계를 2 내지 7회 반복하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 더 다른 측면에서의 무접착 PTFE 오일씰은, 크랭크 샤프트 하우징과, 상기 크랭크 샤프트 하우징에 대해 회전하는 크랭크 샤프트 사이에서 누유가 발생되는 것을 방지하는 오일씰로서, 강성을 가진 지지프레임과, 상기 지지프레임을 감싸도록 배치된 본체부와, 상기 크랭크 샤프트의 외측면 일부를 감싸도록 상기 본체부로부터 연장 형성된 더스트 립부를 포함하는 아크릴 고무 소재의 고무 립과, 상기 고무 립의 본체부에 별도의 접착제 없이 직접 접착 형성된 접착부와, 상기 접착부로부터 연장 형성되어서 상기 크랭크 샤프트의 외측면 일부를 감싸는 메인 립부를 포함하는 PTFE소재의 수지 립을 포함한다.

본 발명에 의하면, 저가 고무 및 PTFE 수지를 접착하여 불소 고무 조성물 대신 적용함으로써, 제조 단가가 낮음과 동시에, 내유성 및 내열성이 우수하게 된다.

또한, 상기 고무와 PTFE 수지를 접착제 없이 접착함으로써, 오일씰 제조 공정이 단순화되고, 접착제로 인한 금형 오염이 감소하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 무접착 PTFE 오일씰은 스프링이 생략됨으로써, 회전축과 하우징 사이에 장착되거나, 운반하는 과정에서 스프링이 고무립으로부터 이탈되는 경우가 발생하지 않으며, 제조 비용이 저감된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무접착 PTFE 오일씰의 일부를 절개하여 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 무접착 PTFE 오일씰에 대한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 측면에서 바람직한 실시예에 따른 무접착 PTFE 오일씰 제조방법을 도시한 흐름도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 무접착 PTFE 오일씰 제조 방법의 각 단계를 도시한 개념도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무접착 PTFE 오일씰의 일부를 절개하여 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 무접착 PTFE 오일씰에 대한 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(10)과, 상기 하우징(10)에 대해 회전하는 회전축(20) 사이에서 누유가 발생되는 것을 방지하는 본 발명에 따른 무접착 PTFE 오일씰(100)은, 고무 립(110)과, 지지 프레임(120)과, 수지 립(130)을 구비한다.

고무 립(110)은 하우징(10)과 회전축(20) 사이에 개재되어서, 누유방지 기능을 한다. 상기 고무 립은 연성 고무 재질, 예를 들어서 아크릴(Acrylic) 고무 조성물로 이루어질 수 있다.

상기 고무 립(110)은 본체부(111)와, 더스트 립부(116)를 포함한다. 본체부(111)는 하우징(10)과 회전축(20) 사이에 개재된다. 상기 본체부는 후술할 지지프레임(120)에 고정 접착된다.

더스트 립부(116)는 상기 본체(111)로부터 상기 회전축(20)의 외면의 일부를 감싸도록 연장 형성된다. 상기 더스트 립부(116)는 회전축(20)의 둘레를 따라 립 형상으로 연속되게 형성된다.

상기 더스트 립부(116)는 상기 본체부(111)로부터 상기 회전축(20)으로 돌출 형성되어 상기 하우징(10)과 회전축(20) 사이로 대기에 포함된 먼지가 유입되는 것을 방지한다. 이러한 더스트 립부(116)는 후술할 메인 립부(136)보다 외부에 형성되고, 상기 회전축(20)의 둘레를 따라 립 형상으로 연속되게 형성된다. 여기서, 외부란 하우징(10)에서 오일이 채워진 영역으로부터 먼 방향이란 의미이다. 이에 따라, 회전축(20)이 고무 립의 더스트 립부(116)에 대해 회전하는 과정에서, 이물질에 의해 후술하는 메인 립부(136)가 마모되는 것을 방지할 수 있다.

이러한 더스트 립부(116)는 회전축(20)과의 간섭에 의해 탄성 변형될 정도로 형성되는 것이 바람직하다. 이는 회전축(20)과 더스트 립부(116) 사이로 이물질이 유입되는 것을 방지하는 효과를 높이기 위함이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 이를 위한 더스트 립부(116)의 형상의 일 예로, 회전축(20)을 향하여 일정 각도를 이루어 경사지게 이루어질 수 있다. 이러한 구조는, 상기 더스트 립부(116)가 하우징(10)과 회전축(20) 사이의 씰링(Sealing) 효과를 높일 수 있게 한다. 이와 같이, 본 발명의 무접착 PTFE 오일씰(100)은, 더스트 립부(116)와 회전축(20)이 서로의 간섭에 의해 일정 면적만큼 접촉되어 고무 립(110)과 회전축(20) 사이를 씰링할 수 있게 한다.

지지 프레임(120)은 상기 본체(111)과 접착된다. 상기 지지 프레임(120)은, 연성 재질로 이루어진 고무 립(110)의 형상이 유지될 수 있게 한다. 이러한 지지 프레임(120)은 환형 형상으로 이루어질 수 있으며, 회전축(20)이 통과될 수 있도록 중앙이 관통되게 형성된다. 이러한 지지 프레임(120)은 고무 립(110)을 지지하는 효과를 높일 수 있도록, 강성 재질, 예컨대 금속 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

수지 립(130)은 접착부(131)와, 메인 립부(136)를 포함한다. 접착부(131)는 상기 고무 립의 본체부(111)에 접착 형성된다. 이 경우, 상기 본체부(111)는, 상기 접착부(131)에 대응되는 부분에 상기 접착부가 삽입 안착되도록 삽입홈(112)이 형성되고, 상기 접착부(131)가 상기 삽입홈(112)에 삽입되어서 외측으로 돌출되지 않도록 배치될 수 있다.

메인 립부(136)는 상기 접착부(131)로부터 연장 형성된 것으로, 상기 더스트 립부(116)와 유격을 가지면서 상기 회전축의 외측면 일부를 감싸도록 형성된다. 상기 메인 립부(136)는 회전축(20)을 따라서 작동하는 작동 오일이 외부로 빠져나가는 것을 방지한다.

상기 작동 오일의 일 예로서, 자동차의 크랭크 샤프트에 적용되는 엔진 오일을 들 수 있다. 상기 엔진 오일은 크랭크 샤프트의 외곽을 순환하여서, 가솔린 기관이나 디젤 기관과 같은 내연기관에서 실린더 내 혼합기의 폭발에 의한 피스톤의 왕복운동을 회전 운동으로 바꾸는 크랭크 샤프트의 마찰 손실을 최소화한다.

이 경우, 상기 수지 립(130)은 PTFE(PolyTetra Fluoro Ethylene) 수지로 이루어진다. 상기 PTFE 수지는 내열성 및 내유성이 불소 고무와 적어도 동일한 수준으로 우수하다. 따라서 가혹한 주위 환경에서도 오일이 누유되는 것을 적절하게 방지할 수 있다.

또한, 상대적으로 오일과 접하지 않고 외부와 접함으로써, 내유성 및 내열성이 상대적으로 낮게 요구되는 더스트 립부는 아크릴 고무 조성물로 이루어지도록 한다. 상기 아크릴 고무의 재료 비용은 불소 고무의 재료 비용에 비하여 낮다.

본 발명은, 종래의 불소 고무로 이루어진 본체의 많은 부분을 상대적으로 저가 소재인 아크릴 고무로 사용하고, 회전축과 맞닿아 내유성과, 내열성이 필요한 부분에만 국소적으로 PTFE 수지를 사용한다. 따라서, 본 발명의 무접착 PTFE 오일씰을 제조하는데 지출하는 비용이 불소 고무보다 낮게 되어서, 결과적으로 가격 경쟁력이 우수하다.

또한, 상기 수지 립(130)은 PTFE 수지 재질의 플레이트 형상으로 제조될 수 있다. 상기 PTFE 수지는 탄성력을 가지므로, 상기 플레이트의 일부분은 접착부가 되고, 나머지 일부분은 회전축에 맞추어서 휘어져서 메인 립부를 이루게 된다. 이에 따라서 고무 립 및 수지 립의 형상 구조가 간단하여진다.

한편, 상기 메인 립부(136)와 상기 회전축(20)이 접촉되는 면적(H)은 3mm 내지 8mm 되도록 형성된 것이 바람직하다. 상기 메인 립부(136)가 회전축(20)과 3mm 이하로 접촉되는 경우, 상기 메인 립부(136)와 회전축(20) 사이의 접촉하는 면적이 줄어들어 씰링 역할을 할 수 없게 되고, 마찰력이 작아서 별도의 스프링이 필요하게 된다. 그리고, 상기 메인 립부(136)가 회전축(20)과 8mm 이상으로 접촉되는 경우, 상기 회전축(20)과의 마찰력이 높아져서 회전축과 오일 씰 사이에 습동(Slipping) 발열이 발생되어 메인 립부(136)의 경화를 촉진 시킬 수 있다. 상기 메인 립부(136)가 회전축(20)과 충분히 접촉되어 하우징(10)과 회전축(20) 사이에서 누유가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

상기 구조로 이루어진 본 발명에 따른 무접착 PTFE 오일씰(100)은 회전축(20)을 향하여 상기 본체(111)를 가압시키기 위한 스프링이 불필요하다. 이는 상기 수지 립(130)의 메인 립부(136)가 충분히 회전축과 접촉되기 때문이다. 이에 따라, 본 발명에 따른 무접착 PTFE 오일씰(100)은, 회전축(20)과 하우징(10) 사이에 장착되거나, 운반하는 과정에서 스프링이 고무립(110)으로부터 이탈되는 경우가 발생하지 않는다. 또한, 본 발명에 따른 무접착 PTFE 오일씰(100)은 스프링을 제조하고, 상기 스프링을 고무 립(110)에 장착하는 과정이 생략됨으로써, 제조비용을 절감할 수 있게 한다.

한편, 상기 메인 립부(136)의 상기 회전부와 접하는 부분은 복수의 그루브 홈(137)들이 형성되는 것이 바람직하다. 상기 그루브 홈(137)들은 메인 립부(136)의 씰링 효과를 높이기 위한 것이다. 이를 위한 그루브 홈(137)들의 일예로, 상기 회전축(20)과 맞닿는 면으로부터 일정 간격마다 오목하게 형성된다. 또한, 그루브 홈(137)들은 회전축(20)의 둘레를 따라 연속적으로 형성된다. 즉, 그루브 홈(137)들은 링의 형상으로 이루어진 것이 일정 간격마다 형성된 것이다.

상기 그루브 홈(137)들의 다른 변형예로, 나사선 형상으로 오목하게 형성될 수 있다. 여기서 상기 나사선은 상기 회전축(20)의 둘레를 따라 회전축(20)이 회전하는 방향과 반대 방향으로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 형상은 회전축(20)이 메인 립부(136)와 접촉되어 회전되는 과정에서 메인 립부(136)와 회전축(20) 사이의 오일이 상기 메인 립부(136)에 의해 외부로 유출되지 않고, 내부로 유입되도록 하기 위함이다. 여기서, 내부란 하우징(10)에서 오일이 채워진 영역이다.

메인 립부에는 그루브 홈(137)들이 형성되는 경우, 더스트 립부는 상기 이물질이 상기 그루브 홈(137)을 채우는 것을 방지하는 기능도 겸하게 된다.

상기 접착부(131)는 상기 고무 립의 본체부와 별도의 접착제 없이 접착되는 것이 바람직하다. 즉, PTFE 수지와 아크릴 고무 사이를 접착하기 위해서, 통상적으로 접착제를 사용할 수 있으나, 이 경우 상기 접착제가 그루브 홈(137)에 충전되거나, 과다 도포되는 문제점이 발생한다. 상기 접착제가 그루브 홈(137)에 충전되면 상기 그루브 홈(137)이 없는 것과 다름없어 씰링성이 저하된다. 또한, 상기 접착제가 과다 도포되면, 상기 그루브 홈(137) 사이의 경계면의 높이가 변화되어서, 씰링성이 저하된다.

이를 위하여, 상기 수지 립(130)은 상기 고무 립(110)과 접착하기 전에 에칭처리 되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 접착부(131)가 본체부(111)와 별도의 접착제 없이 직접적으로 접착됨으로써, 상기 문제점을 해결할 수 있다. 이를 위하여, 동일 가류 금형 내에서 상기 고무 립과 수지 립(130)을 동시에 가류시킬 수 있으며, 이를 통하여 접착제 없이 접착 가능하다. 상기 가류 금형에 상기 고무 립(110) 소재인 아크릴 고무 조성물과, 수지 립(130) 소재인 PTFE 수지를 넣고, 일정시간 열 및 압력을 가하면, 고무 립과 수지 립(130)이 상호 접착되게 된다. 이에 대해서는 후에 상세히 설명한다.

이하에서는 본 발명의 다른 측면에서, 상기 구조의 무접착 PTFE 오일씰을 제조하는 방법을 설명한다.

본 발명의 무접착 PTFE 오일씰 제조방법은, 도 3에 도시된 바와 같이, 테트라하이드로퓨란 80 내지 95 중량부와, 나프탈렌 1 내지 10 중량부와, 금속 나트륨 1 내지 10 중량부를 혼합시켜서 혼합액을 제조하는 단계(S10)와, 상기 플레이트 형상의 PTFE 소재로 이루어진 수지 립을 상기 혼합액에 침적시켜서, 표면을 활성화시키는 단계(S20)와, 상기 침적 후에 상기 수지 립으로부터, 잔류 테트라하이드로퓨란 및 잔류 나프탈렌을 제거하는 단계(S30)와, 상기 수지 립과, 아크릴 고무 소재의 고무 립과, 지지프레임을 별도의 접착제 없이 접착시키는 단계(S40)를 포함한다.

본 발명에 따르면 PTFE 수지 표면을 활성화 시킨 후에, 아크릴 고무 소재와 접착제 없이 접착시킬 수 있다. 이를 통하여, 접착공정이 삭제되어서, 공정이 단순화된다. 또한, 접착 처리 후에는 유효기간 내에 처리 필요한데, 접착공정이 삭제됨으로써, 상기 유효기간이 길어진다. 또한, 접착제로 인한 금형오염이 방지된다. 또한, 접착제가 수지 립(130)의 그루브 홈으로 충전 및 과다 도포를 원천적으로 방지할 수 있어서, 결과적으로 씰링성이 확보된다.

각각의 단계를 도 4a 내지 도 4d를 참조하여 상세히 설명하면, 먼저 도 4a에 도시된 바와 같이, 테트라하이드로퓨란(THF, Tetrahydrofuran) 80 내지 95 중량부와, 나프탈렌(Naphthalene) 1 내지 10 중량부와, 금속 나트륨 1 내지 10 중량부를 혼합시켜서 혼합액(210)을 제조하는 단계를 거친다. 이 경우, 상기 테트라하이드로퓨란과, 나프탈렌과, 금속 나트륨을 혼합 용기(200)에 넣은 뒤에, 8 내지 10 시간 교반하여 혼합시킬 수 있다. 이를 통하여, 나트륨 및 나프탈렌이 용해된다.

그 후에, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 수지 립(130)을 상기 혼합액(210)에 침적시켜서, 표면을 활성화시키는 단계를 거친다. 이 경우, 상기 수지 립(130)은 PTFE 수지로서 플레이트 형상을 가지고 있다. 상기 수지 립(130)가 침적되면, 상기 혼합액에 의하여 화학적 에칭이 발생한다. 상기 화학적 에칭이 일어나면, 상기 수지 립 표면이 활성화되고, 이에 따라서 후술할 접착 단계에서 별도의 접착제 없이 접착 가능하게 된다.

이 경우, 상기 수지 립을 상기 혼합액에 침적시키는 시간은 10분 내지 30분인 것이 바람직하다. 그 시간이 10분 이하인 경우에는 에칭이 충분히 발생하지 않게 되고, 30분을 초과하게 되면, 표면 활성화가 너무 많이 진행되어서 접착 공정을 방해하게 되기 때문이다.

그 후에, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 수지 립으로부터 잔류 테트라하이드로퓨란 및 잔류 나프탈렌을 제거하는 단계를 거친다. 이는 잔류하는 고형분을 제거하기 위함이다. 잔류하는 고형분은, 후의 접착 단계에서 적절한 접착을 방해하기 때문에, 접착 단계 전에 제거함이 바람직하다.

이를 위하여, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 수지 립(130)를 1 내지 2 시간 자연 건조시키는 단계와, 상기 수지 립을 흐르는 물(220)로 세척하고, 건조시키는 단계를 2 내지 7회 반복하는 단계를 거칠 수 있다. 상기 자연 건조 단계를 통하여, 잔류액의 휘발 제거 시킬 수 있다. 특히 잔류액 중 잔류 테트라하이드로퓨란을 제거 가능하다.

또한, 상기 수지 립(130)을 흐르는 물로 세척하고, 건조시키는 단계를 2 내지 7회 반복하는 단계는 잔류 고형분 및 수지 립 내부 흡수분을 가스로 제거하기 위함이다. 즉, 상기 수지 립을 흐르는 물로 세척하면, 잔류 고형물이 제거된다. 또한, 수세된 수지 립(130)을 100℃의 주위조건에서 3시간 이상, 바람직하게는 4시간 정도 건조시키게 되면, PTFE 수재 내부에 흡수분을 가스로 제거할 수 있다. 상기 단계를 수차례 반복함으로써, 접착에 방해되는 잔류 고형분 및 PTFE 내부 흡수분을 제거할 수 있게 된다.

그 후에, 도 4d에 도시된 바와 같이, 아크릴 고무 소재의 고무 립(110)과, 지지프레임(120)과, 수지 립(130)을 별도의 접착제 없이 접착시키는 단계를 거치게 된다.

이 경우, 상기 접착 단계는 가류 금형 내에서, 가류 공정과 함께 이루어질 수 있다. 즉, 상판(2)과 하판(3) 사이에 이루어진 캐비티에 지지프레임(120)과, 수지 립(130)을 장착하고, 고무 립 위치로 아크릴 고무를 삽입시킨다. 그 후에 가류 공정을 통하여 일정시간 동안 열을 가한다면, 접착제 없이 고무 립(110)과 수지 립(130)을 고정시킬 수 있다. 이 경우, 상기 가류 금형 내의 작업 온도는 200℃ 내지 250℃ 이고, 가류 시간은 30초 내지 60초일 수 있다.

한편, 상기 수지 립(130)의 회전축과 접하는 부분에 그루브 홈이 형성되도록, 하판에는 요철부가 형성될 수 있으며, 이를 통하여 수지 립(130)이 고무 립(110)과 결합과 동시에, 그루브 홈을 형성시킬 수 있게 된다.

본 발명에 의하면, PTFE 소재를 에칭하여 표면 활성화 시키고, 이를 가류 금형에서 아크릴 고무와 접착시킴으로써, 별도의 접착제가 불필요하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 무접착 PTFE 오일씰
110: 고무 립
111: 본체부
116: 더스트 립부
120: 지지프레임
130: 수지 립
131: 접착부
136: 메인 립부
137: 그루브 홈

Claims

하우징과, 상기 하우징에 대해 회전하는 회전축 사이에서 누유가 발생되는 것을 방지하는 오일씰에 있어서,
강성을 가진 지지프레임;
상기 지지프레임의 적어도 일부를 감싸도록 배치된 본체부와, 상기 회전축의 외측면 일부를 감싸도록 상기 본체부로부터 연장 형성된 더스트 립부를 포함하는 고무 소재의 고무 립; 및
상기 고무 립의 본체부에 별도의 접착제 없이 직접 접착 형성된 접착부와, 상기 접착부로부터 연장 형성되어서 상기 회전축의 외측면 일부를 감싸는 메인 립부를 포함하는 PTFE(PolyTetra Fluoro Ethylene) 재질의 수지 립;
을 포함하는 무접착 PTFE 오일씰.
제1항에 있어서,
상기 수지 립의 메인 립부는 상기 고무 립의 더스트 립부보다 상기 회전축의 중심으로부터 가까운 위치하는 플레이트 형상이고,
상기 고무 립의 본체부에는 상기 수지 립의 접착부가 삽입 안착되도록 삽입 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 무접착 PTFE 오일씰.
제2항에 있어서,
상기 메인 립부는 상기 회전축과 3mm 내지 8mm 접촉되도록 상기 접착부로부터 연장 형성된 것을 특징으로 무접착 PTFE 오일씰.
제2항에 있어서,
상기 메인 립부의 상기 회전부와 접하는 부분은 복수의 그루브 홈들이 형성된 것을 특징으로 하는 무접착 PTFE 오일씰.
제1항에 있어서,
상기 하우징은 크랭크 샤프트 하우징이고, 상기 회전축은 상기 크랭크 샤프트 하우징에 대해 회전하는 크랭크 샤프트인 것을 특징으로 하는 무접착 PTFE 오일씰.
제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항의 구조를 가진 무접착 PTFE 오일씰을 제조하는 방법으로서,
테트라하이드로퓨란 80 내지 95 중량부와, 나프탈렌 1 내지 10 중량부와, 금속 나트륨 1 내지 10 중량부를 혼합시켜서 혼합액을 제조하는 단계;
플레이트 형상의 PTFE 소재로 이루어진 수지 립을 상기 혼합액에 침적시켜서, 표면을 활성화시키는 단계;
상기 침적 후에 상기 수지 립으로부터, 잔류 테트라하이드로퓨란 및 잔류 나프탈렌을 제거하는 단계; 및
상기 수지 립과, 아크릴 소재의 고무 립과, 지지프레임을 접착시키는 단계;
를 포함하는 무접착 PTFE 오일씰 제조 방법.
제6항에 있어서,
상기 수지 립과, 고무 립 소재인 아크릴 고무와, 지지프레임을 접착시키는 단계는 가류 금형을 통하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무접착 PTFE 오일씰 제조 방법.
제6항에 있어서,
상기 수지 립과, 상기 고무 립과, 지지프레임을 접착시키는 단계에서, 상기 PTFE 수지 일부에 그루브 홈을 형성시키는 것을 특징으로 하는 무접착 PTFE 오일씰 제조 방법.
제6항에 있어서,
상기 수지 립을 상기 혼합액에 침적시켜서, 표면을 활성화시키는 단계는 상기 수지 립을 상기 혼합액에 150분 내지 30분 침적시키는 것을 특징으로 하는 무접착 PTFE 오일씰 제조 방법.
제6항에 있어서,
상기 수지 립으로부터 잔류 테트라하이드로퓨란 및 잔류 나프탈렌을 제거하는 단계는,
상기 수지 립을 1 내지 2 시간 자연 건조시키는 단계; 및
상기 수지 립을 흐르는 물로 세척하고, 건조시키는 단계를 2 내지 7회 반복하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 무접착 PTFE 오일씰 제조 방법.