KR20190074915A - Slurry composition coating for spring - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 탄성부재용 PTFE 코팅액에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탄성부재에 코팅되어 탄성부재의 안정성 및 편이성을 증대시키고 탄성부재의 이음현상을 감소시키는 탄성부재용 PTFE 코팅액에 관한 것이다. The present invention relates to a PTFE coating liquid for an elastic member, more particularly, to a PTFE coating liquid for an elastic member which is coated on an elastic member to increase the stability and convenience of the elastic member and reduce the seam phenomenon of the elastic member.
일반적으로 자동차용 스프링에서 마찰특성을 향상시키기 위해 사용되는 재료는 이황화몰리브덴으로(MoS2), 이황화텅스텐(WS2), 질화붕소(BN), 흑연 등이 있으며, 그 용도에 따라 스프레이용, 함침용 등으로 사용되고 있다. In general, materials used to improve friction characteristics in automotive springs include molybdenum disulfide (MoS 2 ), tungsten disulfide (WS 2 ), boron nitride (BN), graphite, etc. Depending on the application, And the like.
PTFE는 우수한 열전도성, 마찰특성, 내화학성, 발수성, 절연성 등 물리화학적으로 우수한 성질을 지니고 있으며, 용액으로 제조하여 금속, 무기물, 섬유 등에 코팅하면 PTFE 성질을 그대로 이용할 수 있다. PTFE has excellent physico-chemical properties such as excellent thermal conductivity, friction characteristics, chemical resistance, water repellency and insulation, and it can be used as a PTFE property when it is made into solution and coated on metals, inorganic materials and fibers.
또한, PTFE는 높은 온도에서 사용 가능한 재료로 극히 낮은 마찰계수를 갖고 있으며 스프링의 마찰 특성을 향상시키고 이음을 억제시키는데 효과적이다. In addition, PTFE is an available material at high temperatures and has an extremely low coefficient of friction and is effective in improving the friction characteristics of springs and suppressing seams.
한편, PTFE 코팅은 일반적으로 투-코트(two-coat) 방식을 가장 많이 사용하고 있으며 필요에 따라 포-코트(four-coat) 방식까지 사용한다. 이 제품은 불소수지 중에서 사용 온도가 가장 높으며(290℃), 마찰계수가 극히 작고, 내마모성 및 내화학성이 우수하다. PTFE 코팅은 주로 액상제품으로 공급되고 있다.On the other hand, the PTFE coating is generally used in the two-coat method, and the four-coat method is used if necessary. This product has the highest operating temperature (290 ° C) among fluorocarbon resins, extremely low coefficient of friction, and excellent abrasion resistance and chemical resistance. PTFE coatings are mainly supplied as liquid products.
일 예로, 일본공개특허 특개평8-199327호에는 사판식 압축기의 사판과 슈 사이의 소착을 방지하기위하여 사판의 금속기재와 수지 윤활피막 사이에 동이나 알루미늄계의 재료를 용사하여 이 금속 용사 층에 납도금, 주석도금, 납-주석도금, PTFE 피복, MoS2 또는 MoS2-흑연 혼합 층을 피복한 것이 개시되어 있다.For example, in Japanese Unexamined Patent Application, First Publication No. H08-199327, copper or aluminum-based material is sprayed between a metal substrate of a swash plate and a resin lubricating coating to prevent the swash plate of the swash plate compressor from sticking to the shoe, Tin plating, lead-tin plating, PTFE coating, MoS 2 or MoS 2 -graphite mixed layer is coated on the substrate.
그러나 상기한 특허문헌에 따르면, 바인더수지와 기재와의 밀착성, 바인더수지와 고체윤활제, 기능성(내마모성, 전화방지, 열전도성 등)재료 등의 적절한 종류 및 선정이나, 혼합방식이나 정밀한 분산효과 및 코팅방법 등에 관하여 구체적으로 규명한 내용이 미흡하여 이에 관한 보다 정밀한 데이터가 요구되고 있는 실정이다.However, according to the above-mentioned patent documents, it is possible to provide a resin composition which is excellent in adhesion between a binder resin and a substrate, an appropriate type and selection of a binder resin and a solid lubricant, and a functional (abrasion resistance, Methods and the like have not been specified in detail, and thus, more accurate data are required.
한편, 탄성부재를 기재의 표면에 코팅하는 작업에 있어서는 고체윤활제의 조성물에 대한 구성비와 함께 유기용매의 종류 및 그 첨가량에 따른 고형분 함량 및 슬러리의 점성 변화 등에 따라 윤활부재의 내마모성, 기재와의 밀착성, 내열성, 내구성, 내소착성 및 윤활성 등의 제반 물리화학적인 특성에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다.On the other hand, in the operation of coating the elastic member on the surface of the base material, depending on the composition ratio of the solid lubricant to the composition, the kind of the organic solvent, the solid content depending on the amount of the organic solvent and the viscosity change of the slurry, , Heat resistance, durability, resistance to seizure and lubrication, and the like.
이에 따라, 코팅 조성물의 점도나 분산 특성에 따라 균일하고 얇은 코팅 층을 얻기 위한 탄성부재 조성물 중의 바인더수지, 고체윤활제, 및 유기용매의 종류와 그 사용량 등에 관한 정밀한 조정이 요구된다.Accordingly, it is necessary to precisely adjust the binder resin, the solid lubricant, the type of the organic solvent, the amount of the organic solvent, and the like in the elastic member composition for obtaining a uniform and thin coating layer in accordance with the viscosity and dispersion characteristics of the coating composition.
본 발명은 상기된 바와 같은 종래의 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 탄성부재 상에 형성된 코팅층의 두께 균일성을 향상하기 위한 탄성부재용 PTFE 코팅액을 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the conventional problems as described above, and it is an object of the present invention to provide a PTFE coating solution for elastic members for improving uniformity of thickness of a coating layer formed on an elastic member.
또한 본 발명은 종래의 열처리온도를 230 ℃ 이하로 낮추어 공정시간 단축과 함께 탄성부재의 생산량을 증가시키기 위한 탄성부재용 PTFE 코팅액을 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide a PTFE coating liquid for an elastic member for reducing the conventional heat treatment temperature to 230 ° C or less, thereby shortening the process time and increasing the production amount of the elastic member.
한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론 할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.On the other hand, other unspecified purposes of the present invention will be further considered within the scope of the following detailed description and easily deduced from the effects thereof.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재용 PTFE 코팅액은 PTFE 1 내지 15 중량%, 이황화몰리브덴 5 내지 20 중량% 및 잔부는 유기용매로 이루어진다.In order to achieve the above object, the PTFE coating fluid for an elastic member according to an embodiment of the present invention comprises 1 to 15% by weight of PTFE, 5 to 20% by weight of molybdenum disulfide, and the balance is an organic solvent.
본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재용 PTFE 코팅액에 있어, 상기 유기용매는 MEK(메틸에틸케톤), PMA(프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, PGMAC), Xylene(자일렌), 및 Ethyl Benzene(에틸 벤젠) 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것일 수 있다.In the PTFE coating liquid for an elastic member according to an embodiment of the present invention, the organic solvent may be selected from the group consisting of MEK (methyl ethyl ketone), PMA (propylene glycol methyl ether acetate, PGMAC), Xylene (xylene), and Ethyl Benzene ), Or a combination thereof.
본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재용 PTFE 코팅액에 있어, 상기 유기용매는 MEK 20 내지 50 중량%, PMA 10 내지 30 중량%, Xylene 1 내지 15 중량%, 및 Ethyl Benzene 1 내지 15 중량%를 포함할 수 있다. In the PTFE coating liquid for an elastic member according to an embodiment of the present invention, the organic solvent may include 20 to 50 wt% of MEK, 10 to 30 wt% of PMA, 1 to 15 wt% of Xylene, and 1 to 15 wt% of Ethyl Benzene .
본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재용 PTFE 코팅액에 있어, 상기 이황화몰리브덴은, 그 평균입경이 100 내지 300 nm 이고, 하기 관계식 1 내지 3을 만족할 수 있다:In the PTFE coating liquid for an elastic member according to an embodiment of the present invention, the molybdenum disulfide has an average particle diameter of 100 to 300 nm and can satisfy the following relational expressions 1 to 3:
[관계식 1] 50 nm ≤ M10 ≤ 100 nm[Expression 1] 50 nm ≤ M 10 ≤ 100 nm
[관계식 2] 150 nm ≤ M50 ≤ 250 nm[Expression 2] 150 nm ≤ M 50 ≤ 250 nm
[관계식 3] 300 nm ≤ M90 ≤ 400 nm[Relation 3] 300 nm? M 90 ? 400 nm
(상기 관계식 1에서, M10은 상기 이황화몰리브덴의 입경 누적분포에서 10%에 해당하는 입자크기이고, 상기 관계식 2에서, M50은 상기 이황화몰리브덴의 입경 누적분포에서 50%에 해당하는 입자크기이고, 상기 관계식 3에서, M90은 상기 이황화몰리브덴의 입경 누적분포에서 90%에 해당하는 입자크기이다.)(In the above relational expression 1, M 10 is a particle size corresponding to 10% of the particle cumulative distribution of the molybdenum disulfide, and M 50 is a particle size corresponding to 50% of the particle cumulative distribution of the molybdenum disulfide , And M 90 in the above relational expression 3 is a particle size corresponding to 90% of the cumulative cumulative distribution of the molybdenum disulfide.)
또한 본 발명은 상술한 탄성부재용 PTFE 코팅액을 제조하는 방법을 포함한다.The present invention also includes a method for producing the aforementioned PTFE coating liquid for elastic members.
본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재용 PTFE 코팅액을 제조하는 방법은 PTFE 1 내지 15 중량%, 나노크기의 이황화몰리브덴 5 내지 20 중량% 및 잔부는 유기용매를 혼합하는 단계를 포함한다. The method for producing the PTFE coating liquid for an elastic member according to an embodiment of the present invention includes 1 to 15% by weight of PTFE, 5 to 20% by weight of nano-sized molybdenum disulfide, and the balance comprises mixing an organic solvent.
또한 본 발명은 상술한 탄성부재용 PTFE 코팅액으로 표면 코팅된 탄성부재를 포함한다.The present invention also includes an elastic member that is surface-coated with the above-described PTFE coating liquid for an elastic member.
본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재는 철강, 스테인레스강, 알루미늄합금, 탄소강, 또는 세라믹일 수 있다. The elastic member according to an embodiment of the present invention may be steel, stainless steel, aluminum alloy, carbon steel, or ceramic.
또한 본 발명은 상술한 탄성부재용 PTFE 코팅액을 이용한 탄성부재 코팅방법을 포함한다.The present invention also includes an elastic member coating method using the above-described PTFE coating liquid for an elastic member.
본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재 코팅방법은 PTFE 1 내지 15 중량%, 나노크기의 이황화몰리브덴 5 내지 20 중량% 및 잔부는 유기용매로 이루어지는 탄성부재용 PTFE 코팅액에 탄성부재를 함침시키는 단계; 함침된 탄성부재를 건조시키는 단계, 및 건조된 탄성부재를 열처리하는 단계를 포함한다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of coating an elastic member, the method comprising: impregnating an elastic member into a PTFE coating solution for an elastic member comprising 1 to 15% by weight of PTFE, 5 to 20% by weight of molybdenum disulfide nano- Drying the impregnated elastic member, and heat treating the dried elastic member.
본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재 코팅방법에 있어, 상기 열처리는 불활성 분위기에서 230 ℃ 이하의 온도로 수행하는 것일 수 있다. In the elastic member coating method according to an embodiment of the present invention, the heat treatment may be performed in an inert atmosphere at a temperature of 230 ° C or less.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 탄성부재용 PTFE 코팅액은 PTFE, 이황화몰리브덴 및 유기용매의 각 조성에 따라 피코팅재 표면에 대한 밀착성, 두께 균일성, 내마모성 등을 향상시킬 수 있다. As described above, the PTFE coating liquid for an elastic member according to the present invention can improve adhesion, thickness uniformity, abrasion resistance and the like to the surface of the coating material according to each composition of PTFE, molybdenum disulfide and organic solvent.
따라서, 본 발명에 따른 탄성부재용 PTFE 코팅액은 스프링의 안정성 및 편이성을 증대시키고 스프링의 이음현상을 감소시키므로, 차량 시트용 스프링 등에 응용할 수 있으며, 지그재그(Zig Zag) 스프링 코팅공정, 차량 시트용 고성능 서스펜션 스프링 등의 제조기술에 응용될 수 있다. Accordingly, the PTFE coating liquid for an elastic member according to the present invention can increase the stability and convenience of the spring and reduce the jointing phenomenon of the spring, so that it can be applied to a spring for a vehicle seat and the like, and can be applied to a Zig Zag spring coating process, Suspension springs, and the like.
한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.On the other hand, even if the effects are not explicitly mentioned here, the effect described in the following specification, which is expected by the technical features of the present invention, and its potential effects are treated as described in the specification of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재용 PTFE 코팅액의 제조방법을 도시한 공정순서도이다.1 is a flow chart showing a method of manufacturing a PTFE coating solution for an elastic member according to an embodiment of the present invention.
이하 본 발명에 관하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예 및 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 또한, 본 발명의 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. The following embodiments and drawings are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. In addition, unless otherwise defined in the technical and scientific terms used herein, unless otherwise defined, the meaning of what is commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs is as follows, A description of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted. Further, various elements and regions in the drawings are schematically drawn. Accordingly, the technical spirit of the present invention is not limited by the relative size or spacing depicted in the accompanying drawings.
본 발명에 따른 탄성부재용 PTFE 코팅액은 PTFE(폴리테트라플루로에틸린), 이황화몰리브덴(MoS2), 및 유기용매를 포함한다. The PTFE coating solution for elastic members according to the present invention includes PTFE (polytetrafluoroethylenes), molybdenum disulfide (MoS 2 ), and an organic solvent.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 탄성부재용 PTFE 코팅액은 PTFE 1 내지 15 중량%, 이황화몰리브덴 5 내지 20 중량% 및 잔부는 유기용매로 이루어질 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the PTFE coating liquid for the elastic member may comprise 1 to 15% by weight of PTFE, 5 to 20% by weight of molybdenum disulfide, and the balance may be an organic solvent.
상기 PTFE는 분말상의 고형분으로서, 피코팅재 상에 상기 탄성부재용 PTFE 코팅액으로 코팅막을 제조하는 경우 상기 이황화몰리브덴을 잡아주는 바인더 역할과, 코팅액의 윤활성을 향상시키는 역할을 한다. 한편, 본 발명에서 사용되는 용어 "피코팅재"는 후술할 탄성부재 즉, 철강, 스테인레스강, 알루미늄합금, 탄소강, 또는 세라믹일 수 있다.The PTFE is a solid in powder form, and acts as a binder for holding the molybdenum disulfide when the coating film is formed of the PTFE coating solution for the elastic member on the coating material, and to improve the lubricity of the coating solution. On the other hand, the term "coating material" used in the present invention may be an elastic member to be described later, that is, steel, stainless steel, aluminum alloy, carbon steel, or ceramic.
상기 PTFE는 PTFE 코팅액 전체 중량 기준으로 1 내지 15 중량%로 포함되는데, 이때, PTFE의 함량이 1 중량% 미만인 경우에는 그 함량에 따른 부착성, 윤활성, 내식성 등의 저하를 초래할 수 있다. 또한 PTFE의 함량이 15 중량%를 초과하는 경우에는 분산성 및 코팅성 등이 저하될 수 있다.The PTFE is contained in an amount of 1 to 15% by weight based on the total weight of the PTFE coating solution. If the PTFE content is less than 1% by weight, adherence, lubricity, corrosion resistance and the like may be deteriorated. When the content of PTFE is more than 15% by weight, the dispersibility and the coating property may be lowered.
상기 이황화몰리브덴은 상기 PTFE와 함께 사용되어 코팅액 중에 균일 분산되어 윤활피막을 제공할 수 있다. 이에 따라, 피코팅재 상에 상기 탄성부재용 PTFE 코팅액으로 코팅막을 제조하는 경우 탄성부재 작동에 따른 마찰열 발생을 억제하고 이음 현상의 발생을 방지할 수 있다. The molybdenum disulfide may be used together with the PTFE to be uniformly dispersed in the coating liquid to provide an lubricating coating. Accordingly, when a coating film is produced using the PTFE coating liquid for an elastic member on the coating material, occurrence of frictional heat due to the operation of the elastic member can be suppressed and occurrence of jointing can be prevented.
특히, 상기 이황화몰리브덴은 나노크기를 가지는 분말을 사용하는데, 나노크기의 이황화몰리브덴은 피코팅재 상에 보다 균일한 두께의 막을 형성시킬 수 있고, 보다 얇은 막을 제조하는데 유리하다. Particularly, the molybdenum disulfide is a nano-sized powder, and nano-sized molybdenum disulfide can form a more uniform film on the coating material and is advantageous for producing a thinner film.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 이황화몰리브덴은 그 평균입경이 100 내지 300 nm 이고, 하기 관계식 1 내지 3을 만족하는 것일 수 있다: The molybdenum disulfide according to an embodiment of the present invention may have an average particle diameter of 100 to 300 nm and satisfy the following relational expressions 1 to 3:
[관계식 1] 50 nm ≤ M10 ≤ 100 nm[Expression 1] 50 nm ≤ M 10 ≤ 100 nm
[관계식 2] 150 nm ≤ M50 ≤ 250 nm[Expression 2] 150 nm ≤ M 50 ≤ 250 nm
[관계식 3] 300 nm ≤ M90 ≤ 400 nm[Relation 3] 300 nm? M 90 ? 400 nm
(상기 관계식 1에서, M10은 상기 이황화몰리브덴의 입경 누적분포에서 10%에 해당하는 입자크기이고, 상기 관계식 2에서, M50은 상기 이황화몰리브덴의 입경 누적분포에서 50%에 해당하는 입자크기이고, 상기 관계식 3에서, M90은 상기 이황화몰리브덴의 입경 누적분포에서 90%에 해당하는 입자크기이다.)(In the above relational expression 1, M 10 is a particle size corresponding to 10% of the particle cumulative distribution of the molybdenum disulfide, and M 50 is a particle size corresponding to 50% of the particle cumulative distribution of the molybdenum disulfide , And M 90 in the above relational expression 3 is a particle size corresponding to 90% of the cumulative cumulative distribution of the molybdenum disulfide.)
이때, 상기 이황화몰리브덴의 평균입경은 동적광산란법(Dynamic Light Scattering: DLS)을 이용하여 측정된 것일 수 있다. 일 예로, 상기 이황화몰리브덴의 평균입경은 25 ℃의 온도 및 0.01 내지 0.1 중량% 농도의 샘플의 조건으로 측정된 것일 수 있다.The average particle size of the molybdenum disulfide may be measured using Dynamic Light Scattering (DLS). For example, the average particle diameter of the molybdenum disulfide may be measured under the conditions of a temperature of 25 ° C and a sample concentration of 0.01 to 0.1% by weight.
한편, 상기 이황화몰리브덴은 PTFE 코팅액 전체 중량 기준으로 5 내지 20 중량%로 포함되는데, 5 중량% 미만으로 포함되는 경우 마찰열 방지, 내마모성, 강도 보강 등의 효과가 미미할 수 있고, 20 중량%를 초과하는 경우에는 PTFE 코팅액의 분산성을 저하시킬 수 있으며, 피코팅재에 대한 접착성의 저하되므로 열처리 후 크랙이 발생할 수 있으며, 표면조도와 같은 표면 두께 특성이 저하될 수 있다. On the other hand, the molybdenum disulfide is contained in an amount of 5 to 20% by weight based on the total weight of the PTFE coating solution. When the content is less than 5% by weight, the effect of preventing frictional heat, The dispersibility of the PTFE coating liquid may be deteriorated and the adhesiveness to the coating material may be lowered, so that cracks may be generated after the heat treatment, and the surface thickness characteristics such as surface roughness may be deteriorated.
본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재용 PTFE 코팅액에 있어, 상기 유기용매는 MEK(메틸에틸케톤), PMA(프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, PGMAC), Xylene(자일렌), 및 Ethyl Benzene(에틸 벤젠) 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것일 수 있다. In the PTFE coating liquid for an elastic member according to an embodiment of the present invention, the organic solvent may be selected from the group consisting of MEK (methyl ethyl ketone), PMA (propylene glycol methyl ether acetate, PGMAC), Xylene (xylene), and Ethyl Benzene ), Or a combination thereof.
상세하게, 상기 유기용매의 과부족 현상이나 상호 혼합비율의 상이성은 코팅 슬러리의 도포에 많은 영향을 미치게 된다. 즉, 비점이 서로 상이한 용매를 적절히 조절하여 코팅 슬러리의 점도를 최적으로 조정할 필요가 있다. In detail, the difference in the ratio of the organic solvent to the organic solvent causes a great influence on the application of the coating slurry. That is, it is necessary to optimally adjust the viscosity of the coating slurry by suitably adjusting the solvents having different boiling points.
상기 MEK는 주용매로 사용되며, 상술한 PTFE 및 이황화몰리브덴에 대한 용해력, 혼합특성이 우수하므로, 본 발명에 따른 PTFE 코팅액의 분산성을 향상시키고 점도를 낮출 수 있다. The MEK is used as a main solvent and has excellent solubility and mixing characteristics with respect to the PTFE and molybdenum disulfide described above, so that the dispersibility and the viscosity of the PTFE coating solution according to the present invention can be improved.
상기 MEK는 조성물 전체 중량에 대하여 20 내지 50 중량%, 또는 30 내지 40 중량%일 수 있다. 상기 범주를 만족하는 경우, 본 발명에 따른 탄성부재용 PTFE 코팅액의 급격한 점도 상승을 방지할 수 있다. The MEK may be 20 to 50 wt%, or 30 to 40 wt% based on the total weight of the composition. When the above-mentioned criterion is satisfied, it is possible to prevent an abrupt increase in viscosity of the PTFE coating liquid for elastic members according to the present invention.
상기 PMA는 주용매로 사용되며, 상술한 PTFE 및 이황화몰리브덴에 대한 용해력, 혼합특성이 우수하다. 상기 PMA는 PTFE 코팅액 전체 중량에 대하여 10 내지 30 중량%, 또는 15 내지 25 중량%일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. The PMA is used as a main solvent and has excellent solubility and mixing properties with respect to the above-mentioned PTFE and molybdenum disulfide. The PMA may be 10 to 30% by weight or 15 to 25% by weight based on the total weight of the PTFE coating liquid, but the present invention is not limited thereto.
상기 Xylene는 용해력 보다는 분산성 향상을 위해 상기 PTFE 코팅액에 첨가된다. The xylene is added to the PTFE coating solution to improve dispersibility rather than solubility.
상기 Xylene는 조성물 전체 중량에 대하여 1 내지 15 중량%일 수 있으나, 본 발명이 반드시 상기 Xylene의 조성 범주에 한정되지는 않는다. The Xylene may be 1 to 15% by weight based on the total weight of the composition, but the present invention is not necessarily limited to the composition range of the Xylene.
상기 Ethyl Benzene은 상술한 PTFE에 대한 용해력 향상을 위해 첨가된다. 상기 Ethyl Benzene은 PTFE 코팅액 전체 중량에 대하여 1 내지 15 중량%일 수 있으나, 본 발명이 반드시 상기 Ethyl Benzene의 조성 범주에 한정되지는 않는다. The Ethyl Benzene is added to improve the solubility of the PTFE described above. The ethyl benzene may be present in an amount of 1 to 15% by weight based on the total weight of the PTFE coating solution, but the present invention is not limited to the composition range of the ethyl benzene.
한편, 본 발명에 따른 탄성부재용 PTFE 코팅액에 있어, 상기 이황화몰리브덴은 전자현미경(SEM)을 이용하여 입자크기을 측정하는 경우, 0.5 내지 2 ㎛ 크기 범주를 가질 수 있다. 이는 상술한 이황화몰리브덴 단위 입자들이 뭉쳐서 나타난 결과라고 보여진다. Meanwhile, in the PTFE coating liquid for elastic members according to the present invention, the molybdenum disulfide may have a size range of 0.5 to 2 占 퐉 when the particle size is measured using an electron microscope (SEM). This is considered to be a result of the above-mentioned molybdenum disulfide unit particles being aggregated.
한편, 본 발명에 따른 탄성부재용 PTFE 코팅액은 상술한 피코팅재에 코팅한 후 소정의 열처리 공정을 수행하게 되는데, 상기 조성물 중 이황화몰리브덴의 함량이 상술한 PTFE의 함량보다 많아질수록 백화현상이 나타날 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 탄성부재용 PTFE 코팅액은 상기 이황화몰리브덴 및 PTFE를 각각 포함하되, 상기 이황화몰리브덴 및 PTFE의 중량비인 이황화몰리브덴:PTFE = 20:180 내지 100:100, 또는 50:150 내지 100:100 일 수 있다.Meanwhile, the PTFE coating liquid for an elastic member according to the present invention is coated on the coating material and then subjected to a predetermined heat treatment process. When the content of molybdenum disulfide in the composition exceeds the above-mentioned PTFE content, whitening occurs . Accordingly, the PTFE coating liquid for an elastic member according to the present invention comprises molybdenum disulfide: PTFE = 20: 180 to 100: 100, or 50: 150 to 100: 100 molar ratio of molybdenum disulfide and PTFE, : It can be 100.
또한, 본 발명은 상술한 탄성부재용 PTFE 코팅액을 제조하는 방법을 제공한다. The present invention also provides a method for producing the above-described PTFE coating liquid for elastic members.
본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재용 PTFE 코팅액의 제조방법은, 상술한 탄성부재용 PTFE 코팅액을 용기에 넣고 혼합하는 단계를 포함한다. 혼합하는 방법은 이 분야에서 통상적으로 사용하는 것이면 족하며, 구체적인 예로 들자면 상기 탄성부재용 PTFE 코팅액을 원통형 용기에 넣고 1000 내지 2000 rpm 의 속도로 혼합시킬 수 있다. The method for manufacturing a PTFE coating liquid for an elastic member according to an embodiment of the present invention includes the step of mixing and mixing the above-mentioned PTFE coating liquid for an elastic member into a container. The PTFE coating liquid for the elastic member may be put into a cylindrical container and mixed at a speed of 1000 to 2000 rpm, for example.
이하 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재용 PTFE 코팅액의 제조방법을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a PTFE coating solution for an elastic member according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재용 PTFE 코팅액의 제조방법을 도시한 공정순서도이다.1 is a flow chart showing a method of manufacturing a PTFE coating solution for an elastic member according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재용 PTFE 코팅액의 제조방법은 상기한 PTFE 및 이황화몰리브덴을 포함하는 원료의 중량을 체크하는 단계(S10), 상기 PTFE와 MEK를 용기에 넣고 혼합하는 단계(S20), PTFE + MEK 혼합물에 PMA를 넣고 혼합하는 단계(S30), PTFE + MEK + PMA 혼합물에 상기 이황화몰리브덴을 넣고 혼합하는 단계(S40), PTFE + MEK + PMA + 이황화몰리브덴 혼합물에 Xylene을 넣고 혼합하는 단계(S50), 및 PTFE + MEK + PMA + 이황화몰리브덴 + Xylene 혼합물에 Ethyl Benzene(에틸 벤젠, EB로 표시됨)을 넣고 혼합하는 단계(S60)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a method for manufacturing a PTFE coating fluid for an elastic member according to an embodiment of the present invention includes the steps of: (S10) checking the weight of the PTFE and the molybdenum disulfide-containing raw material; MEK + PMA + molybdenum disulfide (PTFE) + MEK + PMA + molybdenum disulfide (PTFE) + MEK + PMA + molybdenum disulfide (S30) Mixing the mixture with Xylene (S50), and mixing the PTFE + MEK + PMA + molybdenum disulfide + Xylene mixture with ethyl benzene (represented by ethylene benzene, EB) and mixing (S60).
상기 혼합시(S10 내지 S60 단계시), 혼합 시간은 크게 제한하지는 않으나 상술한 본 발명이 목적으로 하는 효과 달성을 위하여 0.1 내지 3 시간으로 수행할 수 있다. During the mixing (S10 to S60), the mixing time is not limited to a great extent, but may be performed in 0.1 to 3 hours in order to achieve the desired effects of the present invention.
또한, 본 발명은 상술한 탄성부재용 PTFE 코팅액으로 표면 코팅된 탄성부재를 포함한다. The present invention also includes an elastic member that is surface-coated with the above-described PTFE coating liquid for an elastic member.
본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재는 상기 탄성부재용 PTFE 코팅액으로 표면 코팅된 코팅층을 포함하고, 이때 상기 코팅층의 두께는 약 5 내지 15 ㎛일 수 있고, 바람직하게는 10 ㎛ 이하일 수 있다. The elastic member according to an embodiment of the present invention includes a coating layer that is surface-coated with the PTFE coating solution for the elastic member, wherein the thickness of the coating layer may be about 5 to 15 탆, and preferably 10 탆 or less.
또한 상기 코팅층의 표면조도(RA)는 약 3 ㎛ 이하, 바람직하게는 2 ㎛ 이하일 수 있다. The surface roughness (RA) of the coating layer may be about 3 占 퐉 or less, preferably 2 占 퐉 or less.
한편, 상기 탄성부재는 철강, 스테인레스강, 알루미늄합금, 탄소강, 또는 세라믹일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. Meanwhile, the elastic member may be steel, stainless steel, aluminum alloy, carbon steel, or ceramic, but the present invention is not limited thereto.
구체적이고 비한정적인 일 예로, 상기 탄성부재는 그 경도가 약 34 내지 40 HRC 일 수 있고, 인장강도가 약 130 내지 140 kgf/mm2 일 수 있다.In a specific, non-limiting example, the elastic member may have a hardness of about 34 to 40 HRC and a tensile strength of about 130 to 140 kgf / mm 2 .
또한 본 발명은 상술한 탄성부재용 PTFE 코팅액을 이용한 탄성부재의 코팅방법을 포함한다. The present invention also includes a coating method of an elastic member using the above-described PTFE coating liquid for an elastic member.
본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재의 코팅방법은, 상술한 탄성부재용 PTFE 코팅액에 탄성부재를 함침시키는 단계, 함침된 탄성부재를 건조시키는 단계, 및 건조된 탄성부재를 열처리하는 단계를 포함할 수 있다.The method of coating an elastic member according to an embodiment of the present invention includes the steps of impregnating an elastic member into the above-described PTFE coating liquid for an elastic member, drying the impregnated elastic member, and heat treating the dried elastic member can do.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 열처리는 불활성분위기에서 230 ℃ 이하의 온도에서 수행하는 것일 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 250℃ 이상에서 2시간 동안 수행하는 종래기술에 비해서 상대적으로 낮은 온도에서 열처리하기 때문에, 경제성, 생산성, 공정의 간소화 측면에서 유리한 효과가 있다. According to an embodiment of the present invention, the heat treatment may be performed in an inert atmosphere at a temperature of 230 ° C or lower. Accordingly, the present invention is advantageous in terms of economical efficiency, productivity, and simplification of the process because the heat treatment is performed at a relatively low temperature as compared with the prior art which is performed at 250 ° C or higher for 2 hours.
이하 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명의 여러 실시 형태 중 일 예일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the following examples are only a few examples of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.
실시예 1 내지 6Examples 1 to 6
하기 표 1에 수록된 조성으로 이황화몰리브덴, PTFE를 칭량하였다. PTFE와 MEK를 1시간 혼합한 다음, PMA를 첨가하여 30분간 혼합하였다. 이후 이황화몰리브덴을 첨가하여 1시간 혼합한 다음, Xylene을 첨가하여 1시간 혼합하고, Ethyl Benzene을 첨가하여 1시간 혼합한 다음 최종 이황화몰리브덴 코팅액을 제조하였다. Molybdenum disulfide and PTFE were weighed in the compositions listed in Table 1 below. PTFE and MEK were mixed for 1 hour, then PMA was added and mixed for 30 minutes. Then, molybdenum disulfide was added and mixed for 1 hour. Then, Xylene was added and mixed for 1 hour. Ethyl benzene was added for 1 hour to prepare a final molybdenum disulfide coating solution.
상기 제조된 PTFE 코팅액에 경강선(탄소강)을 함침한 후, 건조 및 열처리하였다. 열처리온도는 210℃에서 30분간 수행하였다. The PTFE coating solution prepared above was impregnated with a hard steel wire (carbon steel), followed by drying and heat treatment. The heat treatment temperature was 210 캜 for 30 minutes.
또한, 상기 실시예 1 내지 6의 경강선, 및 몰리브덴이 코팅된 경강선(비교예)의 표면조도, 이음 발생 여부, 코팅 두께, 백화현상 여부를 측정하여 표 2에 수록하였다. 표면조도는 KS M ISO 8503에 따라 측정하였고, 이음발생 여부는 상기 경강선을 자동차 시트용 스프링 형태로 제조하고 상기 스프링에 PTFE 코팅액을 코팅시켜 제조한 후, 코팅된 스프링에 힘을 주기적으로 가하면서 이음발생 여부를 확인하였다. 코팅 두께는 KS M ISO 2808에 따라 측정하였다. The surface roughness, the occurrence of joint, the thickness of the coating, and the whiteness of the hardened steel wire of Examples 1 to 6 and the hardened steel wire coated with molybdenum (Comparative Example) were measured and recorded in Table 2. The surface roughness was measured in accordance with KS M ISO 8503, and whether or not the joint was generated was determined by preparing the steel wire in the form of a spring for an automobile seat, coating the spring with a PTFE coating solution, periodically applying a force to the coated spring, . The coating thickness was measured according to KS M ISO 2808.
일반적으로 자동차 업계에서 관리하고 있는 몰리브덴 코팅과 관련하여, 표면조도는 8.9 내지 9.7 ㎛이다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 몰리브덴의 함량이 상기 PTFE의 함량보다 많아질 경우 코팅층 두께가 10 ㎛으로 커지며, 표면조도 또한 3 ㎛를 초과하는 것으로 나타났다. 특히, 상기 몰리브덴의 함량이 상기 PTFE의 함량보다 많아질 경우 열처리 후 코팅층은 백화현상으로 인해 코팅층의 기계적 강도가 급격히 감소되며, 경강선 표면에서 균열, 박리 등의 현상이 발생되는 문제점이 있다. With respect to the molybdenum coatings generally managed in the automotive industry, the surface roughness is 8.9 to 9.7 탆. However, according to one embodiment of the present invention, when the content of the molybdenum exceeds the content of the PTFE, the thickness of the coating layer is increased to 10 탆 and the surface roughness is more than 3 탆. Particularly, when the content of the molybdenum exceeds the content of the PTFE, the coating layer of the coating layer after the heat treatment sharply reduces the mechanical strength of the coating layer due to the whitening phenomenon, and cracks and peeling occur on the surface of the steel wire.
상기 기재된 바와 같이, 본 발명에 따른 탄성부재용 PTFE 코팅액을 사용함으로써, 종래기술에 비해서 저온에서 열처리함에도 불구하고, 우수한 표면조도 값를 지니는 코팅층을 형성시킬 수 있음이 입증되었다.As described above, by using the PTFE coating liquid for an elastic member according to the present invention, it has been proved that a coating layer having an excellent surface roughness value can be formed despite heat treatment at a low temperature as compared with the prior art.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Those skilled in the art will recognize that many modifications and variations are possible in light of the above teachings.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .
Claims (9)
1 to 15% by weight of PTFE, 5 to 20% by weight of molybdenum disulfide, and the balance of an organic solvent.
상기 유기용매는 MEK(메틸에틸케톤), PMA(프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, PGMAC), Xylene(자일렌), 및 Ethyl Benzene(에틸 벤젠) 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것인 탄성부재용 PTFE 코팅액.
The method according to claim 1,
Wherein the organic solvent comprises one or more selected from MEK (methyl ethyl ketone), PMA (propylene glycol methyl ether acetate, PGMAC), Xylene (xylene), and Ethyl Benzene (ethylbenzene) PTFE coating solution.
상기 유기용매는 MEK 20 내지 50 중량%, PMA 10 내지 30 중량%, Xylene 1 내지 15 중량%, 및 Ethyl Benzene 1 내지 15 중량%를 포함하는 탄성부재용 PTFE 코팅액.
3. The method of claim 2,
Wherein the organic solvent comprises 20 to 50% by weight of MEK, 10 to 30% by weight of PMA, 1 to 15% by weight of Xylene, and 1 to 15% by weight of Ethyl Benzene.
상기 이황화몰리브덴은, 그 평균입경이 100 내지 300 nm 이고, 하기 관계식 1 내지 3을 만족하는 것인 탄성부재용 PTFE 코팅액:
[관계식 1] 50 nm ≤ M10 ≤ 100 nm
[관계식 2] 150 nm ≤ M50 ≤ 250 nm
[관계식 3] 300 nm ≤ M90 ≤ 400 nm
(상기 관계식 1에서, M10은 상기 이황화몰리브덴의 입경 누적분포에서 10%에 해당하는 입자크기이고, 상기 관계식 2에서, M50은 상기 이황화몰리브덴의 입경 누적분포에서 50%에 해당하는 입자크기이고, 상기 관계식 3에서, M90은 상기 이황화몰리브덴의 입경 누적분포에서 90%에 해당하는 입자크기이다.)
The method according to claim 1,
Wherein said molybdenum disulfide has an average particle diameter of 100 to 300 nm and satisfies the following relational formulas 1 to 3:
[Expression 1] 50 nm ≤ M 10 ≤ 100 nm
[Expression 2] 150 nm ≤ M 50 ≤ 250 nm
[Relation 3] 300 nm? M 90 ? 400 nm
(In the above relational expression 1, M 10 is a particle size corresponding to 10% of the particle cumulative distribution of the molybdenum disulfide, and M 50 is a particle size corresponding to 50% of the particle cumulative distribution of the molybdenum disulfide , And M 90 in the above relational expression 3 is a particle size corresponding to 90% of the cumulative cumulative distribution of the molybdenum disulfide.)
PTFE 1 내지 15 중량%, 나노크기의 이황화몰리브덴 5 내지 20 중량% 및 잔부는 유기용매를 혼합하는 단계를 포함하는 탄성부재용 PTFE 코팅액을 제조하는 방법.
A method of producing a PTFE coating solution for an elastic member according to claim 1,
The method comprising: mixing 1 to 15% by weight of PTFE, 5 to 20% by weight of nano-sized molybdenum disulfide, and the balance of an organic solvent.
An elastic member coated with a PTFE coating solution for an elastic member according to claim 1.
상기 탄성부재는 철강, 스테인레스강, 알루미늄합금, 탄소강, 또는 세라믹인 것인 탄성부재.
The method according to claim 6,
Wherein the elastic member is steel, stainless steel, aluminum alloy, carbon steel, or ceramic.
PTFE 1 내지 15 중량%, 나노크기의 이황화몰리브덴 5 내지 20 중량% 및 잔부는 유기용매로 이루어지는 탄성부재용 PTFE 코팅액에 탄성부재를 함침시키는 단계;
함침된 탄성부재를 건조시키는 단계, 및
건조된 탄성부재를 열처리하는 단계를 포함하는 탄성부재 코팅방법.
A method of coating an elastic member using a PTFE coating liquid for an elastic member according to claim 1,
Impregnating an elastic member into the PTFE coating liquid for an elastic member comprising 1 to 15% by weight of PTFE, 5 to 20% by weight of nano-sized molybdenum disulfide and the balance of an organic solvent;
Drying the impregnated elastic member, and
And heat treating the dried elastic member.
상기 열처리는 불활성 분위기에서 230 ℃ 이하의 온도로 수행하는 것인 탄성부재 코팅방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the heat treatment is performed at a temperature of 230 DEG C or lower in an inert atmosphere.
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