KR101994771B1 - Manufacturing Method of Piston Seal - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 피스톤 씰의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다이 캐스트 주조법(Die-Casting)을 기반으로 제조한 알루미늄 금속 보강링과 고무립의 접착력을 향상시킨 피스톤 씰의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a piston seal, and more particularly, to a method of manufacturing an aluminum metal reinforcing ring manufactured on the basis of a die casting method and a piston seal improved in adhesion of rubber lips.
종래의 피스톤 씰은 고무립과 철(Fe)로 구성된 철계 금속 보강링을 일체로 조합한 링 형상으로, 하우징의 내벽과 접하는 부위에 배치하여 작동유가 외부로 새어나가지 않도록 밀봉하는 장치이며, 피스톤의 작동 유압과 리턴 스프링(return spring)에 의해 피스톤 왕복 운동을 전달하는 장치로 자동차 등 광범위한 분야에 사용되고 있다.A conventional piston seal is a ring-shaped ring formed by integrally combining a rubber lip and an iron-based metal reinforcing ring made of iron (Fe). The piston seal is disposed at a portion in contact with the inner wall of the housing to seal the operating oil so that the operating oil does not leak to the outside. It is a device that transmits piston reciprocating motion by working hydraulic pressure and return spring and is used in a wide range of fields such as automobiles.
이와 같은 피스톤 씰은 제조 과정 중에서 상기 고무립과 상기 금속 보강링의 접착성을 높이기 위하여 상기 금속 보강랑의 표면에 부착된 유지분을 제거하는 탈지 작업을 실시한 다음 인산염 피막(Phosphating)을 형성하게 되는데, 이때 인산염 피막이 형성된 표면에 접착제가 도포된다. 접착제가 도포된 상기 금속 보강링은 다음 공정에서 상기 고무립과 일체화되는 공정을 거쳐 피스톤 씰이 제조된다.In order to improve the adhesion between the rubber lip and the metal reinforcing ring during the manufacturing process, the piston seal is degreased to remove the oil adhering to the surface of the metal reinforcement, and then the phosphate seal is formed , Where an adhesive is applied to the surface with the phosphate coating. The metal reinforcement ring to which the adhesive is applied is integrated with the rubber lips in the next step, thereby manufacturing a piston seal.
이때 피스톤 씰의 상기 금속 보강링과 상기 고무립을 가류시키는 공정 과정에서 접착 불량이 발생하면 완성된 피스톤 씰이 작동 유압과 리턴 스프링의 물리적인 힘으로 상기 금속 보강링과 상기 고무립이 분리되어 파손될 수 있다. 그러면 피스톤의 오일이 손실되어 하우징 내의 압력이 저하되고 그로 인해 자동차의 변속 기능에 치명적인 결함이 발생할 수 있으며, 연료 소비가 증가하는 등의 문제점을 야기시킨다. At this time, if the adhesion failure occurs during the process of vulcanizing the metal reinforcing ring and the rubber lip of the piston seal, the finished piston seal is separated from the rubber reinforcing ring by the physical force of the working oil pressure and the return spring, . As a result, the oil in the piston is lost and the pressure in the housing is lowered, thereby causing fatal defects in the shifting function of the vehicle, resulting in an increase in fuel consumption and the like.
최근에는 연비 향상을 위한 자동차 경량화의 요구에 따라 알루미늄으로 제조된 금속 보강링에 홈을 가공하고, D-링 형태의 고무링을 조립한 형태의 피스톤 씰로 사용하고 있다. Recently, according to the demand of automobile lightweight for improving fuel efficiency, grooves are machined in a metal reinforcing ring made of aluminum and used as a piston seal in which a D-ring type rubber ring is assembled.
그러나 이러한 종래 기술은 상기 홈을 가공함과 더불어 복잡한 조립 공정을 거치기 때문에 고무립을 금속 보강링에 접착시키는 피스톤 씰보다 가격 경쟁력이 떨어질 뿐만 아니라, 코킹(Cocking. 작동유압이 불균일하게 유입됨으로 인해 발생하는 피스톤 씰의 이상 동작) 현상으로 인해 조립된 D-링이 홈에서 이탈되면서 피스톤 씰이 파손되어 자동차의 변속 기능에 치명적인 결함을 발생시키는 문제가 있다.However, since such a conventional technique is complicatedly assembled along with the above-mentioned grooves, not only the cost competitiveness is lower than that of the piston seal for adhering the rubber lips to the metal reinforcing ring, but also the occurrence of caulking The D-ring assembled due to the phenomenon is detached from the groove and the piston seal is damaged, thereby causing a problem of causing fatal defects in the shifting function of the vehicle.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 다이캐스트 주조법으로 제조한 알루미늄 금속 보강링 및 고무립을 성형하고 접착하는 피스톤 씰 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a method of manufacturing a piston seal by molding and bonding an aluminum metal reinforcing ring and a rubber lip manufactured by a die casting method.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 금속 보강링의 탈지 공정시 탈지제 농도를 적정 범위로 조정하여 상기 고무립을 용이하게 접착시킨 피스톤 씰의 제조 방법을 제공한다. The present invention also provides a method of manufacturing a piston seal in which the rubber lip is easily adhered by adjusting the degreasing agent concentration to an appropriate range during the degreasing step of the metal reinforcing ring.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 피스톤 씰의 제조 방법은 다이캐스트 주조법(Die-Casting)에 의해 성형된 원형의 금속 보강링을 생성하는 금속 보강링 성형 단계, 고무 혼합물을 이용하여 고무 프리폼을 제조하는 프리폼(pre-form) 제조 단계, 상기 고무 프리폼을 접착시키기 위해 성형된 상기 금속 보강링의 표면을 전처리하는 전처리 단계 및 상기 금속 보강링 및 상기 고무 프리폼을 접착시켜 결합하고, 고무립을 형성하는 가류 성형 단계를 포함할 수 있다.In order to solve the above problems, a method of manufacturing a piston seal according to the present invention includes a metal reinforcing ring forming step of forming a circular metal reinforcing ring molded by a die casting method, A pretreatment step of pretreating a surface of the metal reinforcing ring formed to adhere the rubber preform, and a step of bonding the metal reinforcing ring and the rubber preform to each other, And a vulcanizing step of forming the vulcanized rubber.
그리고 상기 전처리 단계는, 탈지제의 농도가 3 내지 8 %인 알칼리성 탈지 용액에 성형된 상기 금속 보강링을 담궈 상기 금속 보강링 표면의 유기불순물을 제거하는 탈지 단계, 탈지된 상기 금속 보강링의 표면을 70 ℃ 온도에서 1 내지 5 분 동안에 증류수로 수세하는 수세 단계, 수세된 상기 금속 보강링을 10 내지 60 분 동안에 130 내지 150 ℃ 온도로 건조하는 건조 단계, 건조된 상기 금속 보강링의 표면에 접착제를 도포하는 접착제 도포 단계 및 상기 접착제가 도포된 상기 금속 보강링을 10 내지 60 분 동안에 130 내지 150 ℃ 온도로 건조하는 최종 건조 단계를 포함할 수 있다.The pretreatment step may include a degreasing step of soaking the metal reinforcing ring formed in the alkaline degreasing solution having a concentration of the degreasing agent of 3 to 8% to remove organic impurities on the surface of the metal reinforcing ring, At a temperature of 70 ° C for 1 to 5 minutes with distilled water; drying the washed metal reinforcing ring at a temperature of 130 to 150 ° C for 10 to 60 minutes; drying the surface of the dried metal reinforcing ring with an adhesive And a final drying step of drying the metal reinforcing ring coated with the adhesive to a temperature of 130 to 150 캜 for 10 to 60 minutes.
또한, 상기 전처리 단계는, 상기 건조 단계 이후에, 건조된 상기 금속 보강링에 2 내지 9 % 농도의 알루마이트(alumite)를 포함하는 피막 처리 용액을 50 ℃ 온도로 1 내지 5 분 동안에 피막 처리하는 피막 처리 단계, 피막 처리된 상기 금속 보강링의 표면을 70 ℃ 온도에서 1 내지 5 분 동안에 증류수로 수세하는 재수세 단계 및 수세된 상기 금속 보강링을 10 내지 60 분 동안에 130 내지 150 ℃ 온도로 건조하는 재건조 단계를 더 포함할 수 있다.Also, the pretreatment step may include a step of, after the drying step, applying a coating solution containing alumite at a concentration of 2 to 9% to the dried metal reinforcing ring at a temperature of 50 ° C for 1 to 5 minutes Treating the surface of the metal reinforcing ring coated with water with distilled water at 70 ° C for 1 to 5 minutes and drying the washed metal reinforcing ring at a temperature of 130 to 150 ° C for 10 to 60 minutes And may further comprise a re-drying step.
본 발명에 따른 피스톤 씰의 제조 방법에 의해 제조된 피스톤 씰이 구비된 자동차는, 경량화된 피스톤 씰을 제공으로 응답 속도를 향상시키고, 연비 개선의 효과를 가질 수 있다.The automobile provided with the piston seal manufactured by the manufacturing method of the piston seal according to the present invention can improve the response speed and the fuel consumption improvement by providing the lightened piston seal.
또한, 본 발명에 따른 피스톤 씰의 제조 방법은 종래의 피스톤 씰 제조방법인 알루미늄으로 제조된 금속 보강링에 홈을 가공하고, D-링 형태의 고무링을 조립하는 제조방법에 비해 높은 가격 경쟁력을 확보할 수 있다.In addition, the manufacturing method of the piston seal according to the present invention is superior to the manufacturing method of assembling the D-ring type rubber ring by machining grooves in the metal reinforcing ring made of aluminum, which is a conventional piston seal manufacturing method, .
도 1은 본 발명에 따른 피스톤 씰의 제조 방법에 대한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 씰의 제조 방법 중에서 전처리 단계의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 씰의 제조 방법 중에서 프리폼 제조 단계의 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 씰의 제조 방법 중에서 가류 성형 단계의 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 씰의 제조 방법에 의해 제조된 피스톤 씰의 일례이다.1 is a flowchart of a method of manufacturing a piston seal according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart of a pre-treatment step in a method of manufacturing a piston seal according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart of a preform manufacturing process in a method of manufacturing a piston seal according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart of a vulcanizing process in a method of manufacturing a piston seal according to an embodiment of the present invention.
5 is an example of a piston seal manufactured by the method of manufacturing a piston seal according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 피스톤 씰의 제조 방법에 대한 순서도이다.1 is a flowchart of a method of manufacturing a piston seal according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 피스톤 씰의 제조 방법은 다이캐스트 주조법(Die-Casting)에 의해 성형된 원형의 금속 보강링을 생성하는 금속 보강링 성형 단계(100), 고무 프리폼을 접착시키기 위해 성형된 상기 금속 보강링의 표면을 전처리하는 전처리 단계(110), 고무 혼합물을 이용하여 상기 고무 프리폼을 제조하는 프리폼(pre-form) 제조 단계(120) 및 상기 금속 보강링 및 상기 고무 프리폼을 접착시켜 결합하고, 고무립을 형성하는 가류 성형 단계(130)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a method of manufacturing a piston seal according to the present invention includes a metal reinforcing ring forming step 100 for forming a circular metal reinforcing ring molded by die-casting, A pretreatment step (110) of pretreating the surface of the metal reinforcing ring to be formed, a pre-form manufacturing step (120) of manufacturing the rubber preform using a rubber mixture, And a vulcanizing step (130) of bonding and bonding to form a rubber lip.
이때 금속 보강링 성형 단계(100)에서 다이캐스트 주조법은 다이 주조라고도 하는데, 이는 필요한 주조 형상에 완전히 일치하도록 정확하게 기계 가공된 금형(金型)에 용융금속(熔融金屬)을 주입하여 금형과 똑같은 주물을 얻는 정밀 주조법이다. 따라서 다이캐스트 주조법을 이용한 제품은 치수가 정확하므로 다듬질할 필요가 거의 없는 장점 외에 기계적 성질이 우수하며, 대량 생산이 가능하다는 특징이 있다. In this case, the die casting process in the metal reinforcing ring forming step 100 is also referred to as die casting, which is performed by injecting molten metal into a precisely machined die so as to perfectly match the required casting shape, Is a precision casting method. Therefore, the products using the die casting method have advantages of excellent mechanical properties and mass production in addition to the advantages that the dimensions are accurate and there is no need to finely polish them.
상기 다이캐스트 주조법에 이용되는 금속은 알루미늄을 주성분으로 하고, 아연, 규소, 마그네슘 및 구리 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 합금이며, 이러한 합금을 다이캐스트 주조기를 사용하여 공기압, 수압, 유압 등에 의해 주입시켜 냉각 응고시킨다.The metal used in the die casting method is an alloy containing aluminum as a main component and containing at least one of zinc, silicon, magnesium and copper. Such an alloy is injected by air pressure, water pressure, hydraulic pressure or the like using a die casting caster Cool and solidify.
본 발명에 따른 피스톤 씰의 제조 방법 단계인 전처리 단계(110), 프리폼 제조 단계(120) 및 가류 성형 단계(130)에 대한 구체적인 설명은 도 2 내지 도 4의 설명에서 후술하기로 한다.A detailed description of the preprocessing step 110, the preform manufacturing step 120 and the vulcanizing step 130, which are the manufacturing method steps of the piston seal according to the present invention, will be described later with reference to FIGS. 2 to 4.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 씰의 제조 방법 중에서 전처리 단계(110)의 순서도이다.FIG. 2 is a flowchart of a preprocessing step 110 in a method of manufacturing a piston seal according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 전처리 단계(110)는 탈지제의 농도가 3 내지 8 %인 알칼리성 탈지 용액에 성형된 상기 금속 보강링을 담궈 상기 금속 보강링 표면의 유기불순물을 제거하는 탈지 단계(200), 탈지된 상기 금속 보강링의 표면을 70 ℃ 온도에서 1 내지 5 분 동안에 증류수로 수세하는 수세 단계(210), 수세된 상기 금속 보강링을 10 내지 60 분 동안에 130 내지 150 ℃ 온도로 건조하는 건조 단계(220), 건조된 상기 금속 보강링의 표면에 접착제를 도포하는 접착제 도포 단계(230) 및 상기 접착제가 도포된 상기 금속 보강링을 10 내지 60 분 동안에 130 내지 150 ℃ 온도로 건조하는 최종 건조 단계(240)를 포함할 수 있다.2, the pretreatment step 110 includes a degreasing step 200 for removing the organic impurities from the surface of the metal reinforcing ring by immersing the metal reinforcing ring formed in the alkaline degreasing solution having a concentration of the degreasing agent of 3 to 8% Washing the surface of the degreased metal reinforcing ring with distilled water at 70 ° C for 1 to 5 minutes, drying the washed metal reinforcing ring at 130 to 150 ° C for 10 to 60 minutes, (230) for applying an adhesive to the surface of the dried metal reinforcing ring (220), a final drying step (230) for drying the metal reinforcing ring coated with the adhesive at a temperature of 130 to 150 캜 for 10 to 60 minutes (240).
또한, 전처리 단계(110)는 건조 단계(220) 이후에, 건조된 상기 금속 보강링에 2 내지 9 % 농도의 알루마이트(alumite)를 포함하는 피막 처리 용액을 50 ℃ 온도로 1 내지 5 분 동안에 피막 처리하는 피막 처리 단계(221), 피막 처리된 상기 금속 보강링의 표면을 70 ℃ 온도에서 1 내지 5 분 동안에 증류수로 수세하는 재수세 단계(222) 및 수세된 상기 금속 보강링을 10 내지 60 분 동안에 130 내지 150 ℃ 온도로 건조하는 재건조 단계(223)를 더 포함할 수 있다.Further, the pretreatment step 110 may include, after the drying step 220, a coating treatment solution containing alumite at a concentration of 2 to 9% in the dried metal reinforcing ring at a temperature of 50 DEG C for 1 to 5 minutes A reheating step (222) of washing the surface of the coated metal reinforcing ring with distilled water at 70 ° C for 1 to 5 minutes, and a step of treating the washed metal reinforcing ring for 10 to 60 minutes Drying step (223) for drying at a temperature of 130 to 150 < 0 > C.
상술한 피막 처리 단계(221), 재수세 단계(222) 및 재건조 단계(223)는 피스톤 씰을 제조하기 위한 공정 단계에 필수적인 단계는 아니므로 생략이 가능하며, 건조 단계(220) 이후, 접촉 도포 단계(230) 이전에 수행되는 공정 단계이다.Since the above-described film processing step 221, re-washing step 222 and re-drying step 223 are not essential steps in the manufacturing process of the piston seal, they can be omitted. After the drying step 220, Is a process step performed before the application step 230. [
즉, 피막 처리 단계(221), 재수세 단계(222) 및 재건조 단계(223)는 상기 금속 보강링과 상기 고무 프리폼의 접착을 향상시키기 위하여 추가적으로 수행되는 단계이므로 제품의 생산 과정에 따라 생략할 수 있으며, 공정 순서를 이에 한정하지 않는다.That is, the coating process step 221, the reheat step 222 and the re-drying step 223 are additionally performed to improve adhesion between the metal reinforcing ring and the rubber preform, And the process sequence is not limited thereto.
구체적으로, 탈지 단계(200)에서 상기 탈지제는 솔벤트 나프사, TCE(트리크롤로 에틸렌) 등의 용제 또는 알카리 용액일 수 있으며, EDTA(Ethylenediaminetetraacetic acid), 트리에탄올아민(Triethanolamine), 테트라소디움피로포스페이트(Sodium Pyrophosphate anhydrous) 및 글루콘산나트륨(Sodium gluconate) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. Specifically, in the degreasing step 200, the degreasing agent may be a solvent or an alkaline solution such as solvent naphtha, TCE (trichlorethylene), or the like, and may be selected from the group consisting of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), triethanolamine (triethanolamine), tetrasodium pyrophosphate Sodium pyrophosphate anhydrous, sodium gluconate, sodium gluconate, and the like.
이때, 상기 탈지제의 농도를 상기 범위 내에서 점진적으로 증가시킴으로써, 상기 금속 보강링의 유기불순물을 제거할 수 있다. 즉, 상기 금속 보강링에 상기 유기불순물을 제거함으로써 상기 금속 보강링과 상기 고무립의 접착이 용이하게 된다. 다만, 상기 탈지제의 농도 또는 상기 탈지제에 상기 금속 보강링을 담구는 시간이 과도하면 Smut 생성 현상으로 인해 상기 금속 보강링의 표면이 검게 변하면서 접착력도 저하된다.At this time, by gradually increasing the concentration of the degreasing agent within the above range, organic impurities in the metal reinforcing ring can be removed. That is, by removing the organic impurities in the metal reinforcing ring, adhesion between the metal reinforcing ring and the rubber lip is facilitated. However, when the concentration of the degreasing agent or the time of immersing the metal reinforcing ring in the degreasing agent is excessively long, the surface of the metal reinforcing ring becomes black due to the phenomenon of generation of the smut, and the adhesive force also decreases.
예를 들어, 탈지 단계(200)에서 탈지제의 농도가 4.3 %인 알카리성 탈지 용액에 5 분 동안 70 ℃ 온도에서 성형된 상기 금속 보강링을 담궈 유기불순물을 제거하는 것이 바람직하며, 탈지제의 농도가 8.2 % 이상인 경우에 Smut 생성 현상이 발생할 수 있다.For example, in the degreasing step 200, it is preferable to immerse the metal reinforcing ring molded at 70 ° C for 5 minutes in an alkaline degreasing solution having a degreasing agent concentration of 4.3% to remove organic impurities. When the concentration of the degreasing agent is 8.2 %, The smut generation phenomenon may occur.
그리고 수세 단계(210) 및 재수세 단계(222)에서 상기 금속 보강링의 표면을 70 ℃ 온도에서 2 분 동안에 증류수로 수세하는 것이 바람직하다.In the water washing step 210 and the water washing step 222, the surface of the metal reinforcing ring is preferably washed with distilled water for 2 minutes at a temperature of 70 ° C.
또한, 건조 단계(220), 재건조 단계(223) 최종 건조 단계(240)에서 상기 금속 보강링을 15 내지 20 분 동안에 150 ℃ 온도로 건조하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the metal reinforcing ring is dried at 150 ° C. for 15 to 20 minutes in the drying step 220, the re-drying step 223, and the final drying step 240.
그리고 피막 처리 단계(221)에서 건조된 상기 금속 보강링에 4 % 농도의 피막 처리 용액을 50 ℃ 온도로 2 분 동안에 피막 처리하는 것이 바람직하다.Then, it is preferable to coat the coating solution of 4% concentration in the metal reinforcing ring dried in the coating treatment step 221 at a temperature of 50 캜 for 2 minutes.
또한, 접착제 도포 단계(230)의 상기 접착제는 실란계, 티탄산염계 및 크롬계 중 적어도 하나 이상일 수 있으며, 상기 접착제는 실란계인것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다. 더불어, 접착제 도포 단계(330)에서 상기 접착제와 용매의 비율은 1 : 1 내지 1 : 4일 수 있고, 도포 방식은 스프레이 방식 또는 디핑(dipping) 방식일 수 있다.In addition, the adhesive in the adhesive applying step 230 may be at least one or more of silane, titanate, and chrome, and the adhesive is preferably silane, but not limited thereto. In addition, in the adhesive applying step 330, the ratio of the adhesive to the solvent may be 1: 1 to 1: 4, and the coating method may be a spraying method or a dipping method.
그리고 피막 처리 단계(221)에서 상기 피막 처리 용액은 인산, 몰리브덴산암모늄(Ammonium molybdate) 탄산칼슘 및 주석산염(Stannate) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.In the coating step 221, the coating solution may contain at least one of phosphoric acid, ammonium monoborate, calcium carbonate and stannate.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 따른 피스톤 씰의 제조 방법 중에서 프리폼 제조 단계(120)의 순서도이다.3 is a flowchart of a preform manufacturing step 120 in a method of manufacturing a piston seal according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 프리폼 제조 단계(120)는 고무의 중량을 100 PHR(Parts per Hundred Rubber)으로 칭량하는 칭량 단계(300), 칭량된 상기 고무에 100 PHR에 대하여 충진제, 노화 방지제, 가공 조제(processing aid), 이형제(release agent), 경화 및 가교를 위한 첨가제 및 촉매제 중 적어도 하나 이상을 혼합하여 배합 고무를 생성하는 배합 단계(310), 상기 배합 고무를 롤(roll)에 투입하여 2 내지 10 분 동안에 압착 및 롤링하는 롤링(rolling) 단계(320) 및 롤링된 상기 배합 고무를 여러 형태로 절단하여 상기 고무 프리폼을 성형하는 절단 단계(330)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the preform manufacturing step 120 includes a weighing
이때, 배합 단계(310)에서 상기 충진제는 방염 코팅제, 카본블랙, 탄산칼슘, 그라파이트(graphaite) 중에서 적어도 하나 이상을 포함할 수 있고, 상기 첨가제는 폴리올레핀계 수지, 유기 과산화물(peroxides), 알킬계 과산화물 및 황 중에서 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으며, 상기 촉매제는 아민계열의 질산화물일 수 있으나 이에 한정하지 않는다.At this time, in the compounding step 310, the filler may include at least one of a flame retardant coating agent, carbon black, calcium carbonate, and graphite, and the additive may be at least one selected from the group consisting of a polyolefin resin, organic peroxides, And sulfur, and the catalyst may be an amine-based nitrate, but is not limited thereto.
또한, 상기 고무 프리폼은 원형, 반원형, 요철 형태 등의 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 이에 한정하지 않고, 상기 금속 보강링에 접착 및 결합이 용이한 형태이면 된다.In addition, the rubber preforms may be manufactured in various shapes such as circular, semicircular, and concavo-convex shapes, but are not limited thereto and may be of any shape that can be easily adhered and bonded to the metal reinforcing ring.
구체적으로, 상기 촉매제로 아민계열의 질산화물이 첨가되어 혼합되는데, 상기 아민계열의 질산화물을 사용하여 상기 고무와 과산화물의 반응을 촉진시키는 역할을 하게 된다.Specifically, the amine-based nitric oxide is added and mixed with the catalyst, and the amine-based nitric oxide is used to promote the reaction between the rubber and the peroxide.
그리고 절단 단계(330)는 기설정된 형상 및 정량으로 상기 배합 고무를 절단하여 상기 고무 프리폼을 제조하는 정량 절단 공정일 수 있다.The cutting step 330 may be a quantitative cutting process of cutting the compounded rubber at a predetermined shape and a predetermined amount to produce the rubber preform.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 씰의 제조 방법 중에서 결합 공정 단계의 순서도이다.FIG. 4 is a flowchart of steps of a coupling process in a method of manufacturing a piston seal according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 가류 성형 단계(130)는 전처리된 상기 금속 보강링을 가류 금형 내에 투입하는 보강링 투입 단계(400), 제조된 상기 고무 프리폼을 상기 가류 금형 내에 투입하는 프리폼 투입 단계(410), 상기 금속 보강링 및 상기 고무 프리폼을 1 내지 6 분 동안에 160 내지 215 ℃ 온도로 가류하여 접착시키고, 상기 고무립을 결합 및 형성하는 가류 단계(420) 및 성형된 피스톤 씰을 배출하는 배출 단계(430)를 포함할 수 있다.4, the vulcanization molding step 130 includes a reinforcing ring injection step 400 for injecting the preprocessed metal reinforcing ring into the vulcanization mold, a preform injection step 410 for injecting the rubber preform into the vulcanization mold A vulcanization step (420) for vulcanizing and bonding the metal reinforcing ring and the rubber preform to a temperature of 160 to 215 DEG C for 1 to 6 minutes to bond and form the rubber lip, and a discharge step for discharging the molded piston seal (Not shown).
즉, 보강링 투입 단계(400)에는 전처리 단계(120)에서 제작된 상기 금속 보강링을 상기 가류 금형 내에 투입하고, 프리폼 투입 단계(410)에는 프리폼 제조 단계(110)에서 제작된 상기 고무 프리폼을 상기 가류 금형 내에 투입한다.That is, in the reinforcing ring injection step 400, the metal reinforcing ring manufactured in the preprocessing step 120 is injected into the vulcanizing mold, and in the preform injection step 410, the rubber preform produced in the preform manufacturing step 110 Into the vulcanizing mold.
그리고 가류 단계(420)에서 상기 금속 보강링 및 상기 고무 프리폼을 3 분 10 초 내지 3 분 30 초 동안에 175 내지 195 ℃ 온도로 가류하여 접착시키는 것이 바람직하며, 상술한 바와 같이 상기 금속 보강링 및 상기 고무 프리폼을 가류하고, 상기 고무립을 형성하여 완성된 피스톤 씰을 성형할 수 있다.In the vulcanization step 420, the metal reinforcing ring and the rubber preform are preferably cured at a temperature of 175 to 195 ° C for 3 minutes 10 seconds to 3 minutes 30 seconds to adhere to each other. As described above, The rubber preform is cured and the rubber lip is formed to mold the completed piston seal.
또한, 가류 단계(420)에서 상기 금속 보강링 및 상기 고무 프리폼을 1 내지 6 시간 동안에 160 내지 215 ℃ 온도에서 재가류하는 과정을 추가로 수행하여 접착력을 향상시킬 수 있으며, 바람직하게는 상기 금속 보강링 및 상기 고무 프리폼을 2 내지 4 시간 동안 175 내지 185 ℃ 온도에서 재가류한다.Further, in the vulcanization step 420, the metal reinforcing ring and the rubber preform may be further re-flowed at a temperature of 160 to 215 ° C for 1 to 6 hours to improve the adhesive strength, Ring and the rubber preform are re-flowed at 175-185 占 폚 for 2 to 4 hours.
그리고 상술한 단계 공정들을 거쳐 배출 단계(430)에서 본 발명에 따라 성형된 피스톤 씰을 배출할 수 있다.And the piston seal formed in accordance with the present invention may be discharged in the discharge step 430 via the above described step processes.
상술한 바와 같이, 본 발명은 상기 금속 보강링의 탈지 공정시 탈지제 농도를 적정 범위로 조정하여 상기 고무립을 용이하게 접착시킨 피스톤 씰의 제조 방법을 제공한다. As described above, the present invention provides a method of manufacturing a piston seal in which the rubber lip is easily adhered by adjusting the degreasing agent concentration to an appropriate range during degreasing of the metal reinforcing ring.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 씰의 제조 방법에 의해 제조된 피스톤 씰(5)의 일례이다.5 is an example of a piston seal 5 manufactured by the method of manufacturing a piston seal according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 4의 설명에서 상술한 피스톤 씰의 제조 방법에 의해 생성된 금속 보강링(500) 및 고무립(510)을 포함하는 피스톤 씰(5)에 있어서, 피스톤 씰(5)은 실린더 피스톤 일측의 외주면과 상기 실린더 피스톤 내부의 샤프트를 감싸도록 형성하되, 고무립(510)은 하나 이상으로 형성될 수 있다.In the piston seal 5 including the
구체적으로, 도 5의 (a)는 제조된 피스톤 씰(5)의 앞면이고, (b)는 제조된 피스톤 씰(5)의 뒷면이다.5 (a) is a front view of the manufactured piston seal 5, and FIG. 5 (b) is a rear view of the manufactured piston seal 5. FIG.
다시 말해, 피스톤 씰(5)은 본 발명에 따른 피스톤 씰의 제조 방법은 다이캐스트 주조법(Die-Casting)에 의해 성형된 원형의 금속 보강링(500)을 생성하는 금속 보강링 성형 단계, 고무 혼합물을 이용하여 고무 프리폼을 제조하는 프리폼(pre-form) 제조 단계, 상기 고무 프리폼을 접착시키기 위해 성형된 금속 보강링(500)의 표면을 전처리하는 전처리 단계 및 금속 보강링(500) 및 상기 고무 프리폼을 접착시켜 결합하고, 고무립(510)을 형성하는 가류 성형 단계를 포함할 수 있다.In other words, in the piston seal 5, the manufacturing method of the piston seal according to the present invention includes a metal reinforcing ring forming step of producing a round
이때, 상기 프리폼 제조 단계는 고무의 중량을 100 PHR(Parts per Hundred Rubber)으로 칭량하는 칭량 단계, 칭량된 상기 고무에 100 PHR에 대하여 충진제, 노화 방지제, 가공 조제(processing aid), 이형제(release agent), 경화 및 가교를 위한 첨가제 및 촉매제 중 적어도 하나 이상을 혼합하여 배합 고무를 생성하는 배합 단계, 상기 배합 고무를 롤(roll)에 투입하여 2 내지 10 분 동안에 압착 및 롤링하는 롤링(rolling) 단계 및 롤링된 상기 배합 고무를 여러 형태로 절단하여 상기 고무 프리폼을 성형하는 절단 단계를 포함할 수 있다.At this time, in the preform manufacturing step, the weight of the rubber is weighed to 100 PHR (Parts per Hundred Rubber), and a filler, an antioxidant, a processing aid, a release agent ), A mixing step of mixing at least one of additives and a catalyst for curing and crosslinking to produce a compounded rubber, a rolling step of putting the compounded rubber on a roll and pressing and rolling for 2 to 10 minutes And a cutting step of forming the rubber preform by cutting the rolled compound rubber in various forms.
그리고 상기 전처리 단계는, 탈지제의 농도가 3 내지 8 %인 알칼리성 탈지 용액에 성형된 금속 보강링(500)을 담궈 유기불순물을 제거하는 탈지 단계, 탈지된 금속 보강링(500)의 표면을 70 ℃ 온도에서 1 내지 5 분 동안에 증류수로 수세하는 수세 단계, 수세된 금속 보강링(500)을 10 내지 60 분 동안에 130 내지 150 ℃ 온도로 건조하는 건조 단계, 건조된 금속 보강링(500)의 표면에 접착제를 도포하는 접착제 도포 단계 및 상기 접착제가 도포된 금속 보강링(500)을 10 내지 60 분 동안에 130 내지 150 ℃ 온도로 건조하는 최종 건조 단계를 포함할 수 있다.The pretreatment step may include a degreasing step of immersing the
또한, 상기 전처리 단계는, 상기 건조 단계 이후에, 건조된 금속 보강링(500)에 2 내지 9 % 농도의 알루마이트(alumite)를 포함하는 피막 처리 용액을 50 ℃ 온도로 1 내지 5 분 동안에 피막 처리하는 피막 처리 단계, 피막 처리된 금속 보강링(500)의 표면을 70 ℃ 온도에서 1 내지 5 분 동안에 증류수로 수세하는 재수세 단계 및 수세된 금속 보강링(500)을 10 내지 60 분 동안에 130 내지 150 ℃ 온도로 건조하는 재건조 단계를 더 포함할 수 있다.Also, the pretreatment step may include, after the drying step, applying a coating treatment solution containing alumite at a concentration of 2 to 9% to the dried
그리고 상기 가류 성형 단계는, 전처리된 금속 보강링(500)을 가류 금형 내에 투입하는 보강링 투입 단계, 제조된 상기 고무 프리폼을 상기 가류 금형 내에 투입하는 프리폼 투입 단계, 금속 보강링(500) 및 상기 고무 프리폼을 1 내지 6 분의 시간 동안에 160 내지 215 ℃ 온도로 가류하여 접착시키고, 고무립(510)을 결합 및 형성하는 가류 단계 및 성형된 피스톤 씰을 배출하는 배출 단계를 포함할 수 있다.The vulcanization molding step may include a reinforcing ring injection step of injecting the pretreated
이때, 금속 보강링(500)의 재질은 알루미늄(aluminum), 구리(copper), 규소(Silicon)이 포함된 알루미늄 다이캐스팅재, Al-Zn-Mg계 합금, Al-Mg-Si계 합금 및 Al-Mg계 합금 중에서 적어도 하나 이상일 수 있으며, 금속 보강링(500)은 알루미늄 합금인 것이 바람직하다.At this time, the material of the
다시 말해, 상기 알루미늄 합금은 프레스 성형이 가능한 Al-Zn-Mg계 합금, Al-Mg-Si계 합금 및 Al-Mg계 합금인 1000번계, 5000번계, 6000번계, 7000번계 중에서 적어도 하나일 수 있으며, AC4C로 구성되는 주물용 알루미늄 합금일 수도 있으나, 더욱 바람직하게는 Al-Cu-Si계 합금인 ADC 12종 또는 10종으로 구성된 알루미늄 다이캐스팅재일 수 있다.In other words, the aluminum alloy may be at least one of Al-Zn-Mg alloy, Al-Mg-Si alloy, Al-Mg alloy, 1000 series, 5000 series, 6000 series and 7000 series which can be press- , And AC4C, but may be an aluminum diecasting material composed of twelve kinds of ADCs or 10 kinds of Al-Cu-Si based alloys, more preferably.
그리고 고무립(510)의 재질은 ACM(아크릴 고무), AEM(에틸렌 아크릴 고무; Ethylene Acrylic Elastomer) 중에서 하나 이상일 수 있다.The material of the
또한, 상기 금속 보강링의 두께는 1.2 내지 35 mm이고, 상기 고무립의 두께는 0.4 내지 2 mm일 수 있다.Further, the thickness of the metal reinforcing ring may be 1.2 to 35 mm, and the thickness of the rubber lip may be 0.4 to 2 mm.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 피스톤 씰의 제조 방법에 의해 제조된 피스톤 씰이 구비된 자동차는, 경량화된 피스톤 씰을 제공으로 응답 속도를 향상시키고, 연비 개선의 효과를 가질 수 있다.As described above, the automobile equipped with the piston seal manufactured by the manufacturing method of the piston seal according to the present invention can improve the response speed and the fuel consumption improvement by providing the lightened piston seal.
또한, 본 발명에 따른 피스톤 씰의 제조 방법은 종래의 피스톤 씰 제조방법인 알루미늄으로 제조된 금속 보강링에 홈을 가공하고, D-링 형태의 고무링을 조립하는 제조방법에 비해 높은 가격 경쟁력을 확보할 수 있다.In addition, the manufacturing method of the piston seal according to the present invention is superior to the manufacturing method of assembling the D-ring type rubber ring by machining grooves in the metal reinforcing ring made of aluminum, which is a conventional piston seal manufacturing method, .
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.
5 : 피스톤 씰
500 : 금속 보강링
510 : 고무립5: Piston seal
500: metal reinforcing ring
510: Rubber Lip
Claims (8)
고무 프리폼을 접착시키기 위해 성형된 상기 금속 보강링의 표면을 전처리하는 전처리 단계;
고무 혼합물을 이용하여 상기 고무 프리폼을 제조하는 프리폼(pre-form) 제조 단계; 및
상기 금속 보강링 및 상기 고무 프리폼을 접착시켜 결합하고, 고무립을 형성하는 가류 성형 단계;를 포함하되,
상기 전처리 단계는,
탈지제의 농도가 3 내지 8 %인 알칼리성 탈지 용액에 성형된 상기 금속 보강링을 담궈 상기 금속 보강링 표면의 유기불순물을 제거하는 탈지 단계;
탈지된 상기 금속 보강링의 표면을 70 ℃ 온도에서 1 내지 5 분 동안에 증류수로 수세하는 수세 단계;
수세된 상기 금속 보강링을 10 내지 60 분 동안에 130 내지 150 ℃ 온도로 건조하는 건조 단계;
건조된 상기 금속 보강링의 표면에 접착제를 도포하는 접착제 도포 단계; 및
상기 접착제가 도포된 상기 금속 보강링을 10 내지 60 분 동안에 130 내지 150 ℃ 온도로 건조하는 최종 건조 단계;를 포함하며,
상기 건조 단계 이후에, 건조된 상기 금속 보강링에 2 내지 9 % 농도의 알루마이트(alumite)를 포함하는 피막 처리 용액을 50 ℃ 온도로 1 내지 5 분 동안에 피막 처리하는 피막 처리 단계;
피막 처리된 상기 금속 보강링의 표면을 70 ℃ 온도에서 1 내지 5 분 동안에 증류수로 수세하는 재수세 단계; 및
수세된 상기 금속 보강링을 10 내지 60 분 동안에 130 내지 150 ℃ 온도로 건조하는 재건조 단계;를 더 포함하는 피스톤 씰의 제조 방법.
A metal reinforcing ring forming step of forming a circular metal reinforcing ring molded by die-casting;
A pretreatment step of pretreating the surface of the metal reinforcing ring formed to adhere the rubber preform;
A pre-form preparation step of preparing the rubber preform using a rubber mixture; And
And a vulcanizing step of bonding the metal reinforcing ring and the rubber preform to each other to form a rubber lip,
The pre-
A degreasing step of soaking the metal reinforcing ring formed in an alkaline degreasing solution having a concentration of a degreasing agent of 3 to 8% to remove organic impurities on the surface of the metal reinforcing ring;
Washing the surface of the degreased metal reinforcing ring with distilled water for 1 to 5 minutes at a temperature of 70 占 폚;
Drying the washed metal reinforcing ring at a temperature of 130 to 150 DEG C for 10 to 60 minutes;
An adhesive applying step of applying an adhesive to the surface of the dried metal reinforcing ring; And
And a final drying step of drying the metal reinforcing ring coated with the adhesive to a temperature of 130 to 150 캜 for 10 to 60 minutes,
A coating treatment step of coating the film-forming solution containing alumite at a concentration of 2 to 9% in the dried metal reinforcing ring at a temperature of 50 ° C for 1 to 5 minutes after the drying step;
Rehydrating the surface of the coated metal reinforcing ring with distilled water for 1 to 5 minutes at a temperature of 70 캜; And
And drying the washed metal reinforcing ring at a temperature of 130 to 150 DEG C for 10 to 60 minutes.
상기 탈지제는 EDTA(Ethylenediaminetetraacetic acid), 트리에탄올아민(Triethanolamine), 테트라소디움피로포스페이트(Sodium Pyrophosphate anhydrous) 및 글루콘산나트륨(Sodium gluconate) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 피스톤 씰의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the degreasing agent comprises at least one of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), triethanolamine, sodium pyrophosphate anhydrous, and sodium gluconate.
상기 접착제는 실란계, 티탄산염계 및 크롬계 중 적어도 하나 이상을 포함하고,
상기 접착제와 용매의 비율은 1 : 1 내지 1 : 4인 것을 특징으로 하는 피스톤 씰의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the adhesive comprises at least one of a silane-based, a titanate-based, and a chromium-based adhesive,
Wherein the ratio of the adhesive to the solvent is 1: 1 to 1: 4.
상기 피막 처리 용액은 인산, 몰리브덴산암모늄(Ammonium molybdate) 탄산칼슘 및 주석산염(Stannate) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 피스톤 씰의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the coating solution contains at least one of phosphoric acid, ammonium molybdate calcium carbonate, and stannate.
상기 금속 보강링의 재질은 알루미늄(aluminum), 구리(copper), 규소(Silicon)이 포함된 알루미늄 다이캐스팅재, Al-Zn-Mg계 합금, Al-Mg-Si계 합금 및 Al-Mg계 합금 중에서 적어도 하나 이상이며,
상기 고무립의 재질은 ACM(아크릴 고무), AEM(에틸렌 아크릴 고무; Ethylene Acrylic Elastomer) 중에서 하나 이상인 것을 특징으로 하는 피스톤 씰의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The material of the metal reinforcing ring is selected from the group consisting of aluminum, copper, an aluminum die casting material containing silicon, an Al-Zn-Mg alloy, an Al-Mg-Si alloy and an Al-Mg alloy At least one,
Wherein the material of the rubber lips is at least one of ACM (acrylic rubber) and AEM (ethylene acrylic rubber).
상기 금속 보강링의 두께는 1.2 내지 35 mm이고, 상기 고무립의 두께는 0.4 내지 2 mm인 것을 특징으로 하는 피스톤 씰의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the thickness of the metal reinforcing ring is 1.2 to 35 mm and the thickness of the rubber lip is 0.4 to 2 mm.
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| CN110645358A (en) * | 2019-10-18 | 2020-01-03 | 辽宁华日高新材料股份有限公司 | Polytetrafluoroethylene material sealing ring, ring-shaped sealing element and manufacturing method thereof |
Citations (3)
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| JP2010270833A (en) * | 2009-05-21 | 2010-12-02 | Koyo Sealing Techno Co Ltd | Sealing device |
| KR20140128183A (en) * | 2013-04-27 | 2014-11-05 | 한국에스케이에프씰 주식회사 | Adhesive coating method on reinforcing metal member of oil seal |
| KR20160026392A (en) * | 2014-09-01 | 2016-03-09 | 이상민 | Eco-friendly Degreasing Agent, Manufacturing Method For Eco-friendly Degreasing Agent And, Degreasing Apparatus, Cleaning System Using Eco-friendly Degreasing Agent |
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2019
- 2019-01-16 KR KR1020190005934A patent/KR101994771B1/en active IP Right Grant
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