KR101278678B1 - 접동 부재용 수지 조성물 및 접동 부재와 해치 커버의 지승 장치 - Google Patents

접동 부재용 수지 조성물 및 접동 부재와 해치 커버의 지승 장치 Download PDF

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Abstract

접동 부재용 수지 조성물은 폴리아릴레이트 수지 5~15중량%, 사불화 에틸렌 수지 10~25중량%, 고분자량 실리콘 폴리머 0.5~2중량%, 무기질 충전재 0.5~5중량% 및 잔부 폴리아미드 수지로 이루어진다.

Description

접동 부재용 수지 조성물 및 접동 부재와 해치 커버의 지승 장치{Resin composition for slide member, slide member, and bearing device for hatch cover}
본 발명은 건조 마찰, 수중 혹은 염수 윤활 조건 하 또는 물(빗물) 혹은 염수가 간헐적으로 작용하는 윤활 조건 하에서 우수한 마찰 마모 특성을 발휘하는 접동 부재용 수지 조성물 및 접동 부재와 해치 커버의 지승 장치에 관한 것이다.
폴리아미드 수지는 그 우수한 성형성, 내열성, 강인성, 내약품성, 내마모성 등을 갖는 점에서 자동차, 전기·전자 부품, 가정 전화 제품 등의 광범위한 분야에서 사용되고 있다. 특히, 이황화 몰리브덴, 흑연 혹은 사불화 에틸렌 수지 등의 윤활 충전제를 함유한 폴리아미드 수지는 마찰 마모 특성이 뛰어나 상대재에 대한 공격성이 경감되는 점에서 각종 베어링, 기어, 미끄럼판, 가이드 부재 등에 사용되고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에는 폴리아미드 수지를 주성분으로 하고, 이것에 폴리에틸렌 수지 및 폴리아릴레이트 수지를 함유한 접동 부재가, 또한 특허문헌 2에는 폴리아미드 수지를 주성분으로 하고, 이것에 폴리에틸렌 수지와 탄화수소계 왁스와 무기 위스커를 함유한 접동 부재가 개시되어 있다.
이 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 개시된 접동 부재는 모두 건조 마찰(무윤활) 조건 하에서의 사용에 있어서 우수한 마찰 마모 특성을 발휘하는 것이다.
또한, 폴리아미드 수지를 주성분으로 하고, 이것에 윤활 충전제로서 사불화 에틸렌 수지와 이황화 몰리브덴과 실리콘 오일을 함유한 접동 부재가 선박 갑판 상의 해치 개구부를 덮는 해치 커버의 지지 장치에 사용되어 있는 예가 있다. 이 용도의 접동 부재는 건조 마찰, 물 혹은 염수 중 윤활 조건 또는 접동면에 물(빗물) 혹은 염수가 간헐적으로 작용하는 윤활 조건이 교대로 반복된다는 가혹한 조건 하에서의 사용이 된다. 특허문헌 3에서는 지지대에 설치한 맹공(盲孔)에 유리 섬유 혹은 유리 가루가 혼합된 폴리테트라플루오로에틸렌 수지를 충전한 접동 부재가 개시되어 있다.
특허문헌 1: 일본 특개 2002-138196호 공보 특허문헌 2: 일본 특개 2003-335940호 공보 특허문헌 3: 일본 특표평08-512008호 공보 특허문헌 4: 일본 실개평05-32284호 공보 특허문헌 5: 일본 실공소53-41275호 공보
상기한 선박의 어퍼덱 플레이트(상갑판) 상의 해치(선창)의 개구부를 덮는 해치 커버의 지승 장치에 사용되는 접동 부재에는 내식성과 마찰 마모 특성(저마찰성과 내마모성) 및 내충격성이 뛰어난 것이 필요하다. 상기한 접동 부재에서는 건조 윤활에 있어서는 우수한 마찰 마모 특성을 발휘하지만, 수중 또는 염수 중인 경우 또는 접동면에 물(빗물) 또는 염수가 간헐적으로 작용한 경우, 마찰 계수가 급격하게 상승하여 마모량이 증대하는 문제가 있다. 또한, 특허문헌 3에 개시된 접동 부재에서는 접동 부재에 작용하는 충격 하중에 의해 맹공으로부터 해당 폴리테트라플루오로에틸렌 수지가 빠져나가는 문제가 있다.
본 발명은 상기 여러 가지 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는 건조 마찰, 수중 또는 염수 중 윤활 조건 및 접동면에 물(빗물) 또는 염수가 간헐적으로 작용하는 윤활 조건에서도 우수한 마찰 마모 특성을 발휘할 수 있는 접동 부재용 수지 조성물 및 접동 부재와 해치 커버의 지승 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명자는 면밀히 검토를 거듭한 결과 폴리아미드 수지에 특정량의 폴리아릴레이트 수지와 사불화 에틸렌 수지와 고분자량 실리콘 폴리머 및 무기질 충전재를 배합한 수지 조성물을 성형하여 얻어진 접동 부재는 건조 마찰 및 물 혹은 염수가 간헐적으로 작용한 접동 용도에서도 우수한 마찰 마모 특성을 발휘함과 동시에 내충격성 및 내식성을 가지고 있는 것을 발견하였다.
본 발명은 상기 지견에 기초하여 완성된 것으로, 본 발명의 접동 부재용 수지 조성물은 폴리아릴레이트 수지 5~15중량%, 사불화 에틸렌 수지 10~25중량%, 고분자량 실리콘 폴리머 0.5~2중량%, 무기질 충전재 0.5~5중량% 및 잔부 폴리아미드 수지로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
성분 중의 주성분을 이루는 폴리아미드 수지는 지방족 폴리아미드 수지, 그 중에서도 폴리헥사메틸렌아디파미드(이하, 「나일론 66」이라고 약칭함)가 적합하다. 나일론 66은 흡수성이 낮고 고도의 강성, 내열성, 내마모성을 구비하면서 탄성이 뛰어난 성능을 갖고 있으며, 해수 등의 금속에 있어서 가혹한 조건 하에서도 금속과 같이 부식되는 일은 없다.
성분 중의 폴리아릴레이트 수지(이하, 「PAR」이라고 약칭함)는 방향족 이염기산 또는 그 유도체와 이가 페놀 또는 그 유도체의 중축합 수지로, 특히 테레프탈산과 이소프탈산의 혼합산과 비스페놀 A의 중축합 수지이며 하기 식으로 나타나는 반복 단위를 갖는 것이 바람직하다.
Figure 112011011847478-pct00001
PAR은 구체적으로는 유니티카사 제의 「U폴리머(상품명)」를 들 수 있다. 이 PAR은 폴리아미드 수지(나일론 6)와의 폴리머 알로이의 형태로 사용되는 것이 바람직하다. 이 폴리머 알로이에서의 PAR과 폴리아미드 수지의 조성비는, PAR이 10 내지 70중량%이고, 폴리아미드 수지가 90 내지 30중량%이며, 가장 바람직하게는 PAR이 30 내지 60중량%이고, 폴리아미드 수지가 70 내지 40중량%이다. 이 폴리머 알로이에서는 폴리아미드 수지의 매트릭스 중에 1μm 전후의 입자로서 PAR이 분산되어 있고, 고도의 내충격성과 내열성을 가짐과 동시에 저온 특성도 뛰어나다.
PAR의 배합량은 5~15중량%, 바람직하게는 5~10중량%이다. 배합량이 5중량% 미만에서는 폴리머 알로이로서의 효과가 발휘되지 않고, 또한 15중량%을 넘어 배합하면 내마모성을 저하시킨다.
성분 중의 사불화 에틸렌 수지(이하, 「PTFE」라고 약칭함)는, 저마찰성의 향상을 목적으로 배합된다. PTFE로서는 윤활용의 저분자량 PTFE가 바람직하다. 이 저분자량 PTFE는 방사선 조사 등에 의해 고분자량 PTFE(몰딩 파우더 또는 파인 파우더)를 분해 또는 PTFE의 중합시에 분자량을 조절하여 분자량을 저하시킨 PTFE이다. 구체적으로 미츠이 듀퐁 플로로케미칼사 제의 「TLP-1OF(상품명)」등, 다이킨 공업사 제의 「LUBLON L-5(상품명)」등, 아사히 유리사 제의 「Fluon(등록상표) L169E(상품명)」등, 기타무라사 제의 「KTL-8N(상품명)」 등을 들 수 있다. 이 PTFE의 배합량은 10~25중량%, 바람직하게는 10~15중량%이다. 배합량이 10중량% 미만에서는 충분한 저마찰성을 부여할 수 없고, 또한 25중량%을 넘어 배합하면 강도 저하 및 내마모성의 저하를 초래한다.
성분 중의 고분자량 실리콘 폴리머는 특히 수윤활에서의 초기 융합성을 향상시키고 스틱슬립의 발생을 억제하는 작용을 발휘한다. 이 고분자량 실리콘 폴리머는 상온에서 고체상의 분자 간에 가교 구조를 가지지 않는 껌형상 실리콘이다. 본 발명에서 사용하는 고분자량 실리콘 폴리머(이하, 「껌형상 실리콘」이라고 약칭함)는 디메틸폴리실록산 내지 그 메틸기의 일부가 수소기, 페닐기, 할로겐화 페닐기, 플루오로에스테르기 등의 1종 또는 2종 이상으로 치환된 것으로, 상온에서의 점도가 1,000,00OcSt(센티스톡스) 이상인 매우 높은 점도의 것이다. 바람직하게는 상온에서의 점도가 5,000,000cSt 이상인 껌형상 실리콘이 사용된다.
껌형상 실리콘의 배합량은 0.5~2중량%, 바람직하게는 1~1.5중량%이다. 그리고, 이 껌형상 실리콘은, 주성분을 이루는 폴리아미드 수지와 미리 혼련하여 껌형상 실리콘을 고농도로 함유한 폴리아미드 수지의 형태로 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 도레이 다우코닝사 제의 실리콘 콘센트 레이트 BY27 시리즈를 들 수 있다.
성분 중의 무기질 충전재로서는 카본 블랙 및 진구형상 무다공질 실리카(비정질 이산화 규소) 중 적어도 하나를 사용하면 된다. 카본 블랙은 물 내지 염수 윤활에 있어서 마찰 계수를 저하시키는 효과를 발휘하고, 또한 진구형상 무다공질 실리카는 내마모성의 향상에 효과를 발휘한다. 카본 블랙으로서는 아세틸렌 블랙, 오일 퍼니스 블랙, 서멀 블랙, 채널 블랙, 가스 퍼니스 블랙 등의 일반적인 카본 블랙을 들 수 있는데, 특히 N2 흡착에 의한 BET식 표면적이 850㎡/g 이상인 카본 블랙, 예를 들면 라이온 악조사 제 「케첸 블랙(상품명)」 등은 적합한 것으로 들 수 있다. 카본 블랙으로서의 배합량은 0.5~3중량%가 적당하다. 진구형상 무다공질 실리카는 평균 입경이 0.2~20μm인 진구형상 입자로, 무다공질이기 때문에 함수량이 적고 입자끼리의 응집도 적기 때문에 분산성이 양호하다. 구체적으로 AGC Si-Tech사 제품의 「SUNSPHERE-NP(상품명)」 등, Admatechs사 제품의 「Admafine(상품명)」 등을 들 수 있다. 이 진구형상 무다공질 실리카로서의 배합량은 0.5~2중량%가 적당하다. 그리고, 이 무기질 충전재의 배합량은 0.5~5중량%, 바람직하게는 0.5~3.5중량%이다. 배합량이 0.5중량% 미만에서는, 저마찰성의 부여 혹은 내마모성의 향상에 효과가 발휘되지 않고, 또한 5중량%을 넘어 배합하면 저마찰성을 저하시킨다.
본 발명의 접동 부재용 수지 조성물은, 상법(常法)에 따라 상기한 각 성분의 소정량을 헨셀 믹서, 슈퍼 믹서, 볼 밀, 텀블러 믹서 등의 혼합기에 의해 혼합함으로써 얻어진다.
다음에 본 발명의 접동 부재에 대해 설명한다. 본 발명의 접동 부재는 상기 접동 부재용 수지 조성물을 성형함으로써 형성된다. 접동 부재용 수지 조성물의 성형 방법으로서는 직접적으로 사출 성형기 또는 압출 성형기에 의해 접동 부재를 성형하는 방법과, 미리 접동 부재용 수지 조성물의 펠렛을 제작하고, 이 펠렛을 사출 성형기 또는 압출 성형기에 의해 성형하여 접동 부재를 형성하는 방법 중 어느 것이어도 된다.
본 발명의 접동 부재는 건조 마찰 조건, 물 내지 염수 윤활 조건, 혹은 물 내지 염수가 간헐적으로 작용하는 윤활 조건 하에서의 접동 용도에 있어서 우수한 마찰 마모 특성을 발휘할 수 있는 미끄럼 베어링, 미끄럼 베어링 장치, 미끄럼판 등의 접동 부재로서 사용된다.
선박 갑판 상의 해치 개구부를 덮는 본 발명의 해치 커버의 지승 장치는 해치 개구부 둘레의 선박 갑판 상 또는 해치 커버의 하면측 중 어느 한쪽에 고정된 미끄럼판과, 해당 해치 개구부 둘레의 선박 갑판 상 또는 해치 커버의 하면측 중 어느 다른 쪽에 고정된 슬라이드 부재로 이루어지고, 해당 슬라이드 부재는 접동 부재로 이루어진다.
본 발명에 있어서, 접동 부재로 이루어지는 슬라이드 부재는 해치 개구부 둘레의 선박 갑판 상 또는 해치 커버의 하면측 중 어느 한쪽에 고정된 홀더의 오목개소에 한쪽의 단면을 해당 홀더의 오목개소 밖에 위치시켜 고정되어 있다.
홀더의 오목개소와 슬라이드 부재의 다른 쪽의 단면(端面) 사이에는 심 플레이트와 고무 플레이트 중 적어도 한쪽이 개재되어 있어도 된다.
본 발명에 의하면, 건조 마찰 조건, 물 혹은 염수 중의 윤활 조건 또는 물(빗물) 혹은 염수가 간헐적으로 작용하는 윤활 조건에서도 우수한 마찰 마모 특성을 발휘할 수 있는 접동 부재용 수지 조성물 및 접동 부재와 해치 커버의 지승 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 컨테이너를 적재한 컨테이너선의 단면도,
도 2는 해치 커버의 지승 장치를 도시하는 단면도,
도 3은 지승 장치의 홀더와 슬라이드 부재를 도시하는 사시도,
도 4는 도 3의 IV-IV선 화살표시 단면도,
도 5는 도 3의 V-V선 화살표시 단면도,
도 6은 지승 장치의 홀더와 슬라이드 부재의 다른 형태를 도시하는 단면도,
도 7은 도 6의 VII-VII선 화살표시 단면도,
도 8은 해치 커버의 지승 장치의 다른 형태를 도시하는 단면도,
도 9는 종래의 해치 커버의 지승 장치를 도시하는 단면도,
도 10은 종래의 해치 커버의 지승 장치를 도시하는 단면도이다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세하게 설명하는데, 본 발명은 그 요지를 넘지 않는 한 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 실시예 및 비교예에서 사용한 폴리아미드 수지, PAR, PTFE, 껌형상 실리콘 및 무기질 충전재를 하기 표 1에 나타낸다.
<폴리아미드 수지>
A-1 나일론66(도레이사 제「아밀란 CM3001N(상품명)」)
<PAR(폴리아릴레이트 수지)>
B-1 PAR 50중량%와 폴리아미드 수지(나일론 6) 50중량%로 이루어지는 폴리머 알로이(유니티카사 제「U폴리머 AX-1500(상품명)」)
<PTFE(사불화 에틸렌 수지)>
C-1 다이킨 공업사 제「LUBLON L-5(상품명)」
<껌형상 실리콘(고분자량 실리콘 폴리머)>
D-1 껌형상 실리콘 50중량% 함유 나일론 66(도레이 다우코닝사 제 실리콘 콘센트 레이트 BY27-005)
<무기질 충전제>
E-1 카본 블랙(라이온 악조사 제「케첸 블랙(상품명)」)
E-2 진구형상 무다공질 실리카(AGC Si-Tech사 제품의「SUNSPHERE-NP(상품명)」)
<고체 윤활제>
F-1 이황화 몰리브덴(다이토 윤활사 제「이황화 몰리브덴 파우더」)
<윤활유>
G-1 실리콘유(신에츠 화학공업사 제의 디메틸 실리콘유「FK96H(상품명)」)
실시예
실시예 1~2
나일론 66(A-1) 51~71중량%, PAR(B-1) 10~30중량부, PTFE(C-1) 15중량부, 껌형상 실리콘(D-1) 3중량부 및 카본 블랙(E-1) 1중량부를 헨셀형 믹서로 혼합하여 수지 조성물을 형성한 후, 해당 수지 조성물을 스크류 압출기로 용융 혼련하여 압출 성형하고, 나일론 66: 52.5~72.5중량%, 나일론 6: 5~15중량%, PAR: 5~15중량%, PTFE: 15중량%, 껌형상 실리콘: 1.5중량% 및 카본 블랙: 1중량%로 이루어지는 펠렛을 얻었다. 다음에, 이 펠렛을 성형 원료로서 스크류 인라인식 사출 성형기에 공급하여 성형하고, 가로세로 각각 30mm, 두께 3mm의 판형상 성형물(접동 부재)을 얻었다.
실시예 3~4
나일론 66(A-1) 51.5~71.5중량%, PAR(B-1) 10~30중량부, PTFE(C-1) 15중량부, 껌형상 실리콘(D-1) 3중량부 및 진구형상 무다공질 실리카(E-2) 0.5중량부를 헨셀형 믹서로 혼합하여 수지 조성물을 형성한 후, 해당 수지 조성물을 스크류 압출기로 용융 혼련하여 압출 성형하고, 나일론 66: 53~73중량%, 나일론 6: 5~15중량%, PAR: 5~15중량%, PTFE: 15중량%, 껌형상 실리콘: 1.5중량% 및 진구형상 무다공질 실리카: 0.5중량%로 이루어지는 펠렛을 얻었다. 다음에, 이 펠렛을 성형 원료로서 스크류 인라인식 사출 성형기에 공급하여 성형하고, 가로세로 각각 30mm, 두께 3mm의 판형상 성형물(접동 부재)을 얻었다.
실시예 5~7
나일론 66(A-1) 48.5~71.5중량부, PAR(B-1) 10~30중량부, PTFE(C-1) 15중량부, 껌형상 실리콘(D-1) 2~3중량부, 카본 블랙(E-1) 1~3중량부 및 진구형상 무다공질 실리카(E-2) 0.5중량부를 헨셀형 믹서로 혼합하여 수지 조성물을 형성한 후, 해당 수지 조성물을 스크류 압출기로 용융 혼련하여 압출 성형하고, 나일론 66: 50~72.5중량%, 나일론 6: 5~15중량%, PAR: 5~15중량%, PTFE: 15중량%, 껌형상 실리콘: 1~1.5중량%, 카본 블랙: 1~3중량% 및 진구형상 무다공질 실리카: 0.5중량%로 이루어지는 펠렛을 얻었다. 다음에, 이 펠렛을 성형 원료로서 스크류 인라인식 사출 성형기에 공급하여 성형하고, 가로세로 각각 30mm, 두께 3mm의 판형상 성형물(접동 부재)을 얻었다.
비교예 1
나일론 66(A-1) 79중량%, PTFE(C-1) 2O중량% 및 이황화 몰리브덴(F-1) 1중량%를 헨셀형 믹서로 혼합하여 수지 조성물을 형성한 후, 해당 수지 조성물을 스크류 압출기로 용융 혼련하여 압출 성형하고 펠렛을 얻었다. 다음에, 이 펠렛을 성형 원료로서 스크류 인라인식 사출 성형기에 공급하여 성형하고, 가로세로 각각 30mm, 두께 3mm의 판형상 성형물(접동 부재)을 얻었다.
비교예 2
나일론 66(A-1) 77중량%, PTFE(C-1) 2O중량%, 이황화 몰리브덴(F-1) 1중량% 및 실리콘유(G-1) 2중량%를 헨셀형 믹서로 혼합하여 수지 조성물을 형성한 후, 해당 수지 조성물을 스크류 압출기로 용융 혼련하여 압출 성형하고 펠렛을 얻었다. 다음에, 이 펠렛을 성형 원료로서 스크류 인라인식 사출 성형기에 공급하여 성형하고, 가로세로 각각 30mm, 두께 3mm의 판형상 성형물(접동 부재)을 얻었다.
상기 실시예 1~7 및 비교예 1~2에서 얻은 판형상 성형물(접동 부재)에 대해, 다음의 스러스트 회전 시험 및 평면 왕복층 시험에 의해 접동 특성을 평가하였다.
스러스트 회전 시험
표 2에 기재된 조건으로 마찰 계수 및 마모량을 측정하였다. 마찰 계수에 대해서는, 시험을 개시하고 나서 1시간 경과 후 이후 시험 종료까지의 마찰 계수의 변동값을 나타내고, 마모량에 대해서는, 시험시간(8시간) 종료 후의 치수 변화량으로 나타내었다. 시험 결과를 표 4 내지 표 6에 나타낸다.
면압 24.5MPa(250kgf/㎠)
속도 1.0m/min
시험시간 8hr
상대재 스테인레스 강판(SUS304: JIS-G-4304)
마찰 환경(윤활) (1)무윤활(대기중) (2)염수 농도 3%의 염수 중
시험방법 판형상 성형물(접동 부재)을 대기중 혹은 염수 중에 고정해 두고, 상대재가 되는 SUS304제의 원통 부쉬를 판형상 성형물(접동 부재)의 위로부터 그 표면에 소정의 하중(면압)으로 누르면서 원통 부쉬를 회전시키는 스러스트 회전시험.
평면 왕복동 시험
표 3에 기재된 조건으로 마찰 계수 및 마모량을 측정하였다. 마찰 계수에 대해서는 시험을 개시하고 나서 1시간 경과 후 이후 시험 종료까지의 마찰 계수의 변동값을 나타내고, 마모량에 대해서는 시험시간(100시간) 종료 후의 치수 변화량으로 나타내었다. 시험 결과를 표 4 내지 표 6에 나타낸다.
면압 24.5MPa(250kgf/㎠)
속도 0.2m/min
스트로크 ±10mm
시험시간 100hr
상대재 스테인레스 강판(SUS316: JIS-G-4304)
마찰 환경(윤활) (1)무윤활(대기중) (2)수중
시험방법 상대재가 되는 SUS316제의 미끄럼판을 대기중 혹은 수중에 고정해 두고, 판형상 성형물(접동 부재)을 미끄럼판의 표면에 소정의 하중(면압)으로 누르면서 판형상 성형물(접동 부재) 미끄럼판의 표면을 따라 왕복동시키는 평면 왕복동 시험.


실시예
1 2 3 4

성

분

조

성		 <폴리아미드 수지>
나일론 66
나일론 6
72.5
5
52.5
15
73.0
5
53.0
15
PAR 5 15 5 15
PTFE 15 15 15 15
껌형상 실리콘 1.5 1.5 1.5 1.5
<무기질 충전재>
카본 블랙
진구형상 무다공질 실리카
1
1

0.5

0.5

여
러
가
지
특
성		 스러스트
회전
시험		 마찰계수(×10-2) 대기중 10~9 10~8 10~8 10~8
염수중 14~12 14~12 14~12 14~12
마모량(μm) 대기중 70 80 70 90
염수중 90 100 80 100
평면
왕복동
시험		 마찰계수(×10-2) 대기중 10~8 10~8 10~8 10~8
수중 14~12 14~12 16~14 16~12
마모량(μm) 대기중 20 30 30 30
수중 150 340 180 320


실시예
5 6 7

성

분

조

성		 <폴리아미드 수지>
나일론 66
나일론 6
72.5
5
61.5
10
50
15
PAR 5 10 15
PTFE 15 15 15
껌형상 실리콘 1 1 1.5
<무기질 충전재>
카본 블랙
진구형상 무다공질 실리카
1
0.5
2
0.5
3
0.5

여
러
가
지
특
성		 스러스트
회전
시험		 마찰계수(×10-2) 대기중 10~7 10~7 10~7
염수중 14~12 14~12 14~12
마모량(μm) 대기중 50 40 50
염수중 70 60 80
평면
왕복동
시험		 마찰계수(×10-2) 대기중 10~7 10~7 10~7
수중 16~10 14~8 16~10
마모량(μm) 대기중 15 10 20
수중 130 25 300


비교예
1 2
성
분
조
성		 <폴리아미드 수지>
나일론 66
79
77
PTFE 20 20
이황화 몰리브덴 1 1
실리콘유 2

여
러
가
지
특
성		 스러스트
회전
시험		 마찰계수(×10-2) 대기중 10~8 10~8
염수중 14~12 14~12
마모량(μm) 대기중 60 70
염수중 190 170
평면
왕복동
시험		 마찰계수(×10-2) 대기중 8~9 8~9
수중 23~25 21~23
마모량(μm) 대기중 20 20
수중 538 520
이상의 시험 결과로부터 실시예와 비교예의 접동 부재를 비교하면, 특히 마찰 환경이 염수에서의 스러스트 회전 시험 및 수중에서의 평면 왕복동 시험에 있어서 특히 마모량에 큰 차이가 생기는 것을 알 수 있다. 실시예의 접동 부재에서는 마찰 환경의 차이에 의한 접동 특성의 변동은 작고, 모든 마찰 환경 조건에서도 뛰어난 접동 특성을 발휘하는 것이다.
다음에, 컨테이너선 등의 선박의 상갑판 상에 개구하는 해치 개구부를 덮는 해치 커버의 지승 장치에 대해 설명한다.
도 1 및 2에 있어서, 부호 1은 컨테이너선, 2는 선측 외판(아우터 셸), 3은 어퍼덱 플레이트(상갑판), 4는 론지 벌크헤드(종통 격벽), 5는 해치(선창), 6은 해치(5)의 개구부(5a)의 둘레를 둘러싸서 어퍼덱 플레이트(3) 상에 입설된 해치 코밍, 6a는 해치 코밍(6)을 형성하는 해치 코밍 스커트 플레이트, 6b는 해치 코밍(6)을 형성함과 동시에 해치 코밍 스커트 플레이트(6a)의 단면에 수평형상으로 일체로 연설된 해치 코밍 톱 플레이트, 7은 해치(5)의 개구부(5a)를 덮는 해치 커버, 8은 해치 커버(7)를 해치 코밍(6)의 해치 코밍 톱 플레이트(6b) 상에서 이동 가능하게 지승하는 해치 커버의 지승 장치, 9는 컨테이너선(1)의 해치(5) 내 및 해치 커버(7)의 상면에 적재된 컨테이너를 나타낸다.
도 9는 종래의 해치 커버의 지승 장치를 도시하고, 해치 커버(7)의 해치 커버 톱 플레이트(7a)의 둘레부에 수직으로 설치된 해치 커버 스커트 플레이트(7b)의 측면에 돌출 설치된 브라켓(7c)에 상부 라이너(L1)가 장착되고, 한편, 해치 코밍 톱 플레이트(6b) 상에 하부 라이너(L2)가 장착되어 상부 라이너(L1)의 하면이 하부 라이너(L2)의 상면에 직접 접촉하여 해치 커버(7)가 지지되는 구성이 되어 있다.
상기 종래의 해치 커버의 지승 장치에서는 해치 커버(7)를 지승하는 상부 라이너(L1)와 하부 라이너(L2)가 모두 강제(鋼製)이기 때문에 선박의 항행 중은 해치 커버(7)와 해치 코밍(6) 간의 선체의 비틀림에 의한 상대 변위가 생기면 상부 라이너(L1)와 하부 라이너(L2)는 약간 접동하지만, 양자 간의 마찰 계수가 크기 때문에 상대 변위를 충분히 흡수할 수 없어 항해 중에 반복하여 발생하는 선체 변위가 해치 커버(7)의 형상 변화를 반복하여 야기하게 되고, 마침내는 해치 커버(7)에 부분적으로 파손을 발생시키는 원인이 된다.
도 1O은 도 9에 도시된 해치 커버의 지승 장치의 개량에 관한 지승 장치로서, 해치 커버 스커트 플레이트(7b)의 내측에 마찰 계수가 낮은 재료로 이루어지는 상부 라이너(L1)가 고착되는 한편, 매끄러운 표면을 갖는 하부 라이너(L2)가 해치 코밍 톱 플레이트(6b) 상에 상부 라이너(L1)와 항상 접촉 가능하게 고착되어 있는 구성으로 되어 있다. 그리고, 상부 라이너(L1)는, 비철금속(구리 합금) 또는 비금속(합성 수지) 또는 열가소성 수지 등의 마찰 계수가 낮은 재질의 것으로 구성되어 있고, 하부 라이너(L2)는 스테인레스 플레이트 또는 상부 라이너(L1)와 같은 재질의 것으로 구성되며, 상부 라이너(L1)의 바닥면적보다 넓은 범위에 걸쳐 장설되어 있다.
상기 개량된 지승 장치에서는 마찰 계수가 낮은 재료로 이루어지는 상부 라이너(L1)와 평활한 표면의 하부 라이너(L2)로 접동면이 형성되어 있어 해치 커버(7)가 자유롭게 이동할 수 있으므로, 해치 코밍(6)의 변위, 즉 선체의 변위가 해치 커버(7)에 전해지지 않고, 그 결과 선체의 변위에 기인하는 해치 커버 스커트 플레이트(7b) 등의 파손을 방지할 수 있는 것이다. 그러나, 이 지승 장치에서도 마찰 계수가 낮은 재료로 이루어지는 상부 라이너(L1)와 평활한 표면의 하부 라이너(L2)로 형성된 접동면은 건조 마찰 조건 하, 수중 혹은 염수중 마찰 조건 하 또는 물 혹은 염수가 접동 마찰면에 간헐적으로 작용하는 마찰 조건 하에서도 접동 특성의 변동이 작고, 모든 마찰 환경 조건에서도 뛰어난 접동 특성을 발휘하는 것이 아니면 해치 커버(7)의 원활한 이동을 하게 할 수 없어, 모든 마찰 환경 조건에서도 뛰어난 접동 특성을 발휘하는 지승 장치가 요구되고 있다.
도 2부터 도 5에 도시된 해치 커버(7)의 지승 장치(8)는 해치 코밍 톱 플레이트(6b) 상에 고정된 금속제의 기판대(8a), 기판대(8a)에 고정된 횡단면 사각형상의 오목개소(8b)를 갖는 직방체형상의 금속제 홀더(8c), 오목개소(8b)에 끼워맞춤 유지되고, 한쪽의 단면이 해당 오목개소(8b) 밖에 위치하여 배치된 슬라이드 부재(8d), 해치 코밍 톱 플레이트(6b)와 대면하는 해치 커버(7)의 해치 커버 보텀 플레이트(7d)의 하면(7e)에 고정된 스테인레스강제의 미끄럼판(8e)으로 이루어진다. 해치 커버(7)는 해치 코밍 톱 플레이트(6b) 상에 형성된 슬라이드 부재(8d)와, 해치 커버(7)의 하면(7e)에 고정된 금속제 미끄럼판(8e)의 미끄럼 접촉에 의해 해치 코밍 톱 플레이트(6b) 상에 이동 가능하게 지승되어 있다.
슬라이드 부재(8d)는 PAR 5~15중량%, PTFE 10~25중량%, 껌형상 실리콘 0.5~2중량%, 무기질 충전재 0.5~5중량% 및 잔부 폴리아미드 수지로 이루어진 접동 부재용 수지 조성물을 사출 성형함으로써 형성되는 접동 부재로 이루어진다.
슬라이드 부재(8d)를 형성하는 접동 부재는 상기한 마찰 환경의 차이, 즉 건조 마찰 조건 하, 수중 혹은 염수중 마찰 조건 하 또는 물(빗물) 혹은 염수가 접동 마찰면에 간헐적으로 작용하는 마찰 조건 하에서도 접동 특성의 변동은 작고, 모든 마찰 환경 조건에서도 뛰어난 접동 특성을 발휘하는 것인 점에서, 해치 커버(7)의 지승 장치(8)의 슬라이드 부재(8d)에 적용함으로써, 선박의 항행 중은 해치 커버(7)와 해치 코밍(6) 간의 선체의 비틀림에 의한 상대 변위가 생겨도, 해치 커버(7)는 슬라이드 부재(8d)와 해치 커버(7)의 하면(7e)에 고정된 금속제 미끄럼판(8e)의 미끄럼 접촉에 의해 해치 코밍 톱 플레이트(6b) 상을 이동 가능하게 지승되어 있으므로, 항해 중에 반복하여 발생하는 선체의 변위가 해치 커버(7)에 전해지지 않고, 그 결과 선체의 변위에 기인하는 해치 커버(7) 등의 파손을 방지할 수 있는 것이다.
도 6 및 도 7은 해치 커버(7)의 지승 장치(8)의 다른 실시형태를 도시하는 것으로, 이 지승 장치(8)는 오목개소(8b)에 있어서 홀더(8c)의 오목개소 바닥면(8f)과 오목개소(8b)에 한쪽의 단면을 오목개소(8b) 밖에 위치시켜 끼워맞춤 유지된 슬라이드 부재(8d) 사이에 심 플레이트(11) 및 고무 플레이트(12)의 적어도 한쪽을 개재시킨 것이다. 심 플레이트(11)는 슬라이드 부재(8d)의 높이방향의 조정 플레이트로서 작용하고, 또한 고무 플레이트(12)는 미끄럼판(8e)의 표면의 울퉁불퉁함을 보정하는 것으로, 고무 플레이트(12)의 탄성 변형에 의해 슬라이드 부재(8d)와 미끄럼판(8e)의 원활한 접동 접촉면을 확보할 수 있다.
도 8은 해치 커버(7)의 지승 장치(8)의 또 다른 실시형태를 도시하는 것으로, 이 지승 장치(8)는 해치 코밍 톱 플레이트(6b) 상에 고정된 미끄럼판(8e), 해치 코밍 톱 플레이트(6b)와 대면하는 해치 커버(7)의 하면(7e)에 고정된 금속제 기판대(8a), 기판대(8a)에 고정된 오목개소(8b)를 갖는 직방체형상의 금속제 홀더(8c), 한쪽의 단면을 오목개소(8b) 밖에 위치시켜 오목개소(8b)에 끼워맞춤 유지된 슬라이드 부재(8d)로 이루어진다. 해치 커버(7)는 해치 커버(7)의 하면(7e)에 고정된 홀더(8c)의 오목개소(8b)에 끼워맞춤 유지된 슬라이드 부재(8d)와, 해치 코밍 톱 플레이트(6b) 상에 고정된 금속제 미끄럼판(8e)의 미끄럼 접촉에 의해 해치 코밍 톱 플레이트(6b) 상에 이동 가능하게 지승되어 있다. 이 지승 장치(8)에서는 슬라이드 부재(8d)의 하면이 미끄럼판(8e)과의 접동면이 되기 때문에, 해당 접동면 상에 대한 먼지 등 이물질의 퇴적을 일으키는 일은 없다.
이 지승 장치(8)에서도 슬라이드 부재(8d)는 PAR 5~15중량%, PTFE 1O~25중량%, 껌형상 실리콘 O.5~2중량%, 무기질 충전재 0.5~5중량% 및 잔부 폴리아미드 수지로 이루어지는 접동 부재용 수지 조성물을 사출 성형함으로써 형성되는 접동 부재로 이루어진다.
본 발명의 접동 부재용 수지 조성물 및 접동 부재는 상대재와의 접동에 있어서 접동면의 환경 조건의 변화, 즉 건조 마찰 조건 하, 수중 혹은 염수중 마찰 조건 하 또는 물(빗물) 혹은 염수가 접동 마찰면에 간헐적으로 작용하는 마찰 조건 하에서도 접동 특성의 변동은 작고, 모든 마찰 환경 조건에서도 뛰어난 접동 특성을 발휘한다. 그리고, 접동 특성이 뛰어난 접동 부재를 해치 커버의 지승 장치의 슬라이드 부재에 적용한 경우, 마찬가지로 접동면의 환경 조건의 변화에 대해서도 뛰어난 접동 특성을 발휘하고, 컨테이너선 등의 선박의 항행 중에 해치 커버와 해치 코밍 간의 선체의 비틀림에 의한 상대 변위가 생겨도, 해치 커버는 슬라이드 부재와 금속제 미끄럼판의 미끄럼 접촉에 의해 해치 코밍 톱 플레이트 상을 이동 가능하게 지승되어 있으므로, 항해 중에 반복하여 발생하는 선체의 변위가 해치 커버에 전해지지 않고, 그 결과 선체의 변위에 기인하는 해치 커버 등의 파손을 방지할 수 있다.

Claims (9)

  1. 폴리아릴레이트 수지 5~15중량%, 사불화 에틸렌 수지 10~25중량%, 상온에서의 점도가 1,000,000cSt(센티스톡스) 이상의 가교 구조를 가지지 않는 껌형상 실리콘 폴리머인 고분자량 실리콘 폴리머 0.5~2중량%, 무기질 충전재 0.5~5중량% 및 잔부 폴리아미드 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 접동 부재용 수지 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    폴리아미드 수지는 폴리헥사메틸렌아디파미드 및 폴리카프로락탐인 접동 부재용 수지 조성물.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    사불화 에틸렌 수지는 저분자량 사불화 에틸렌 수지인 접동 부재용 수지 조성물.
  4. 삭제
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    무기질 충전재는 카본 블랙 및 진구(眞球)형상 무다공질 실리카 중 적어도 하나가 사용되는 접동 부재용 수지 조성물.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 접동 부재용 수지 조성물을 성형하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 접동 부재.
  7. 선박의 상갑판 상에 개구하는 해치의 개구부를 덮는 해치 커버의 지승(支承) 장치로서, 해치의 개구부의 둘레에 상기 개구부를 둘러싸서 입설된 해치 코밍 또는 상기 해치 코밍에 대면하는 해치 커버의 하면측의 어느 한쪽에 고정된 미끄럼판과, 상기 해치의 개구부의 둘레에 상기 개구부를 둘러싸서 입설된 해치 코밍 또는 상기 해치 코밍에 대면하는 해치 커버의 하면측의 어느 다른 쪽에 고정된 슬라이드 부재로 이루어지고, 상기 슬라이드 부재는 청구항 6에 기재된 접동 부재로 이루어지는 해치 커버의 지지 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    슬라이드 부재는 해치 개구부 둘레의 선박 갑판 상 또는 해치 커버의 하면측의 어느 한쪽에 고정된 홀더의 오목개소에 한쪽의 단면을 홀더의 오목개소 밖에 위치시켜 끼워맞춤 유지되어 있는 해치 커버의 지승 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    홀더의 오목개소와 상기 오목개소에 끼워맞춤 유지된 슬라이드 부재 사이에는 심 플레이트와 고무 플레이트 중 적어도 한쪽이 개재되어 있는 해치 커버의 지승 장치.
KR1020117003827A 2008-08-30 2009-08-27 접동 부재용 수지 조성물 및 접동 부재와 해치 커버의 지승 장치 KR101278678B1 (ko)

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