KR102111528B1 - Slurry composition coating for spring - Google Patents
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Abstract
본 발명은 탄성부재용 PTFE 코팅액에 관한 것으로, PTFE 1 내지 15 중량%, 이황화몰리브덴 5 내지 20 중량% 및 잔부는 유기용매로 이루어진다.The present invention relates to a PTFE coating liquid for an elastic member, PTFE 1 to 15% by weight, molybdenum disulfide 5 to 20% by weight and the balance is made of an organic solvent.
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, and more particularly, to a PTFE coating liquid for an elastic member that is coated on an elastic member to increase the stability and convenience of the elastic member and reduce the joint 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 frictional properties in automotive springs are molybdenum disulfide (MoS 2 ), tungsten disulfide (WS 2 ), boron nitride (BN), graphite, etc., depending on the application. It is used as a dragon.
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 physicochemical properties such as excellent thermal conductivity, friction properties, chemical resistance, water repellency, and insulation, and if it is made of a solution and coated on metal, inorganics, fibers, etc., PTFE properties can be used as it is.
또한, PTFE는 높은 온도에서 사용 가능한 재료로 극히 낮은 마찰계수를 갖고 있으며 스프링의 마찰 특성을 향상시키고 이음을 억제시키는데 효과적이다. In addition, PTFE is a material that can be used at high temperatures, has an extremely low coefficient of friction, and is effective in improving friction properties of springs and suppressing joints.
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 the two-coat (two-coat) method is used the most, and if necessary, a four-coat (four-coat) method is also used. This product has the highest use temperature among fluorine resins (290 ℃), the friction coefficient is extremely small, and the wear resistance and chemical resistance are excellent. 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, Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 8-199327 uses a copper or aluminum-based material between the metal substrate of the swash plate and the resin lubricating film to prevent adhesion between the swash plate and the shoe of the swash plate type compressor. It is disclosed that a lead plating, tin plating, lead-tin plating, PTFE coating, MoS 2 or MoS 2 -graphite mixed layer is coated.
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 document, the appropriate type and selection of the binder resin and the adhesion between the base material, the binder resin and the solid lubricant, and functional (abrasion resistance, anti-phone, thermal conductivity, etc.) materials, mixing method or precise dispersion effect and coating There is a lack of specific clarification on methods, etc., and more precise data is 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 surface of the base member with the elastic member, the composition ratio for the composition of the solid lubricant, the solid content and the viscosity change of the slurry according to the type of organic solvent and the amount added, the wear resistance of the lubricating member, adhesion to the substrate , It is known to affect various physicochemical properties such as heat resistance, durability, seizure resistance and lubricity.
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, precise adjustment of the type and amount of the binder resin, the solid lubricant, and the organic solvent in the elastic member composition for obtaining a uniform and thin coating layer is required according to the viscosity or 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. The present invention is to provide a PTFE coating liquid for an elastic member for improving the thickness uniformity of the coating layer formed on the elastic member, which was devised to solve the conventional problems as described above.
또한 본 발명은 종래의 열처리온도를 230 ℃ 이하로 낮추어 공정시간 단축과 함께 탄성부재의 생산량을 증가시키기 위한 탄성부재용 PTFE 코팅액을 제공함에 있다. In addition, the present invention is to provide a PTFE coating liquid for an elastic member for reducing the conventional heat treatment temperature below 230 ℃ to shorten the process time and increase the production 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 objects not specified in the present invention will be additionally considered within a range that can be easily inferred from the following detailed description and its effects.
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 this object, the PTFE coating liquid for an elastic member according to an embodiment of the present invention is 1 to 15% by weight of PTFE, 5 to 20% by weight of molybdenum disulfide and the balance is made of 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 is MEK (methyl ethyl ketone), PMA (propylene glycol methyl ether acetate, PGMAC), Xylene (xylene), and Ethyl Benzene (ethyl benzene) ) May include any one or two or more selected from.
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 is 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 It can contain.
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 may satisfy the following relations 1 to 3:
[관계식 1] 50 nm ≤ M10 ≤ 100 nm[Relationship 1] 50 nm ≤ M 10 ≤ 100 nm
[관계식 2] 150 nm ≤ M50 ≤ 250 nm[Relational Formula 2] 150 nm ≤ M 50 ≤ 250 nm
[관계식 3] 300 nm ≤ M90 ≤ 400 nm[Relationship 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 equation 1, M 10 is a particle size corresponding to 10% in the cumulative distribution of the particle size of molybdenum disulfide, in the equation 2, M 50 is a particle size corresponding to 50% in the cumulative distribution of the molybdenum disulfide , In the relational formula 3, M 90 is a particle size corresponding to 90% in the cumulative distribution of the particle size of molybdenum disulfide.)
또한 본 발명은 상술한 탄성부재용 PTFE 코팅액을 제조하는 방법을 포함한다.In addition, the present invention includes a method of manufacturing the above-described PTFE coating liquid for an elastic member.
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. A method of manufacturing a PTFE coating solution for an elastic member according to an embodiment of the present invention includes mixing 1 to 15% by weight of PTFE, 5 to 20% by weight of nano-sized molybdenum disulfide and the remainder.
또한 본 발명은 상술한 탄성부재용 PTFE 코팅액으로 표면 코팅된 탄성부재를 포함한다.In addition, the present invention includes an elastic member surface-coated with the above-described PTFE coating solution for elastic members.
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.In addition, the present invention includes a method for coating an elastic member using the PTFE coating liquid for the elastic member described above.
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. The method for coating an elastic member according to an embodiment of the present invention includes impregnating an elastic member in a PTFE coating solution for an elastic member made of an organic solvent with 1 to 15% by weight of PTFE, 5 to 20% by weight of nano-scale molybdenum disulfide, and the remainder; And 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 method for coating an elastic member according to an embodiment of the present invention, the heat treatment may be performed at a temperature of 230 ° C. or less in an inert atmosphere.
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 solution for elastic members according to the present invention can improve adhesion, thickness uniformity, abrasion resistance, and the like to the surface of the material to be coated 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. Therefore, the PTFE coating liquid for an elastic member according to the present invention increases the stability and convenience of the spring and reduces the splice phenomenon of the spring, so it can be applied to springs for vehicle seats, Zig Zag spring coating process, high performance for vehicle seats It can be applied to manufacturing technology such as suspension springs.
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 herein, it is noted that the effects described in the following specification expected by the technical features of the present invention and the potential effects thereof 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 process flow chart showing a method of manufacturing a PTFE coating liquid 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 examples and drawings are provided as examples to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. In addition, unless otherwise defined in the technical terms and scientific terms used in the present invention, those skilled in the art to which this invention belongs have the meanings commonly understood, and the present invention in the following description and accompanying drawings Descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter are omitted. Furthermore, various elements and areas in the drawings are schematically drawn. Therefore, the technical idea of the present invention is not limited by the relative size or spacing drawn in the accompanying drawings.
본 발명에 따른 탄성부재용 PTFE 코팅액은 PTFE(폴리테트라플루로에틸린), 이황화몰리브덴(MoS2), 및 유기용매를 포함한다. The PTFE coating liquid for elastic members according to the present invention includes PTFE (polytetrafluoroethyline), 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 be made of 1 to 15% by weight of PTFE, 5 to 20% by weight of molybdenum disulfide and the remainder as 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 powdery solid, and serves as a binder to hold the molybdenum disulfide and improve the lubricity of the coating liquid when preparing a coating film with the PTFE coating liquid for the elastic member on the coated material. Meanwhile, the term “coated 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 included in an amount of 1 to 15% by weight based on the total weight of the PTFE coating solution. At this time, when the content of PTFE is less than 1% by weight, adhesion, lubricity, corrosion resistance, etc. according to the content may be deteriorated. In addition, when the content of PTFE exceeds 15% by weight, dispersibility and coating properties may be deteriorated.
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 is used with the PTFE to be uniformly dispersed in the coating solution to provide a lubricating film. Accordingly, when the coating film is prepared with the PTFE coating liquid for the elastic member on the coated material, frictional heat generation due to the operation of the elastic member can be suppressed and occurrence of a joint phenomenon 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 uses a nano-sized powder, and the nano-sized molybdenum disulfide can form a film of a more uniform thickness on the coated 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 has an average particle diameter of 100 to 300 nm, and may satisfy the following relations 1 to 3:
[관계식 1] 50 nm ≤ M10 ≤ 100 nm[Relationship 1] 50 nm ≤ M 10 ≤ 100 nm
[관계식 2] 150 nm ≤ M50 ≤ 250 nm[Relational Formula 2] 150 nm ≤ M 50 ≤ 250 nm
[관계식 3] 300 nm ≤ M90 ≤ 400 nm[Relationship 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 equation 1, M 10 is a particle size corresponding to 10% in the cumulative distribution of the particle size of molybdenum disulfide, in the equation 2, M 50 is a particle size corresponding to 50% in the cumulative distribution of the molybdenum disulfide , In the relational formula 3, M 90 is a particle size corresponding to 90% in the cumulative distribution of the particle size of 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.At this time, the average particle diameter 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 at 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 5 to 20% by weight based on the total weight of the PTFE coating solution, when included in less than 5% by weight, the effect of preventing friction heat, abrasion resistance, strength reinforcement, etc. may be insignificant, exceeding 20% by weight In the case, the dispersibility of the PTFE coating solution may be lowered, and the adhesiveness to the coated material may be lowered, so that cracking may occur after heat treatment, and surface thickness characteristics such as surface roughness may be lowered.
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 is MEK (methyl ethyl ketone), PMA (propylene glycol methyl ether acetate, PGMAC), Xylene (xylene), and Ethyl Benzene (ethyl benzene) ) May include any one or two or more selected from.
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 excess or insufficient phenomenon of the organic solvent or the difference in the mixing ratio of the organic solvent greatly affects the application of the coating slurry. That is, it is necessary to optimally adjust the viscosity of the coating slurry by appropriately adjusting 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 since it has excellent solubility and mixing properties for the above-mentioned PTFE and molybdenum disulfide, it is possible to improve the dispersibility and lower the viscosity of the PTFE coating solution according to the present invention.
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% by weight, or 30 to 40% by weight based on the total weight of the composition. When the above categories are satisfied, it is possible to prevent a sudden increase in viscosity of the PTFE coating liquid for an elastic member 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 for the above-described 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 solution, 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 PTFE. The Ethyl Benzene may be 1 to 15% by weight based on the total weight of the PTFE coating solution, but the present invention is not necessarily 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. On the other hand, in the PTFE coating liquid for an elastic member according to the present invention, the molybdenum disulfide may have a size range of 0.5 to 2 μm when measuring particle size using an electron microscope (SEM). This is considered to be the result of the above-mentioned molybdenum disulfide unit particles agglomerated.
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.On the other hand, the PTFE coating liquid for an elastic member according to the present invention is subjected to a predetermined heat treatment process after coating on the above-mentioned coated material. As the content of molybdenum disulfide in the composition is greater than the above-described PTFE content, whitening occurs. Can be. Accordingly, the PTFE coating liquid for an elastic member according to the present invention includes the molybdenum disulfide and PTFE, respectively, and the molybdenum disulfide and PTFE weight ratio molybdenum disulfide: PTFE = 20: 180 to 100: 100, or 50: 150 to 100 It can be: 100.
또한, 본 발명은 상술한 탄성부재용 PTFE 코팅액을 제조하는 방법을 제공한다. In addition, the present invention provides a method for manufacturing the above-described PTFE coating liquid for an elastic member.
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. A method of manufacturing a PTFE coating liquid for an elastic member according to an embodiment of the present invention includes mixing the above-mentioned PTFE coating liquid for an elastic member in a container and mixing it. The mixing method is sufficient as long as it is conventionally used in this field. For a specific example, the PTFE coating liquid for the elastic member may be placed in a cylindrical container and mixed at a speed of 1000 to 2000 rpm.
이하 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재용 PTFE 코팅액의 제조방법을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a PTFE coating liquid for an elastic member according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 1.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재용 PTFE 코팅액의 제조방법을 도시한 공정순서도이다.1 is a process flow chart showing a method of manufacturing a PTFE coating liquid 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 Figure 1, the manufacturing method of the PTFE coating liquid for an elastic member according to an embodiment of the present invention comprises the steps of checking the weight of the raw material containing the above-mentioned PTFE and molybdenum disulfide (S10), the PTFE and MEK in a container Putting and mixing step (S20), adding PMA to the PTFE + MEK mixture and mixing (S30), adding and mixing the molybdenum disulfide into the PTFE + MEK + PMA mixture (S40), PTFE + MEK + PMA + molybdenum disulfide The mixture may include adding Xylene to the mixture (S50), and adding Ethyl Benzene (expressed as ethyl benzene, EB) to the PTFE + MEK + PMA + molybdenum disulfide + Xylene mixture (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. In the mixing (at steps S10 to S60), the mixing time is not significantly limited, but may be performed in 0.1 to 3 hours to achieve the above-described effect of the present invention.
또한, 본 발명은 상술한 탄성부재용 PTFE 코팅액으로 표면 코팅된 탄성부재를 포함한다. In addition, the present invention includes an elastic member surface-coated with the above-described PTFE coating solution for elastic members.
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 surface-coated with the PTFE coating liquid for the elastic member, wherein the thickness of the coating layer may be about 5 to 15 μm, and preferably 10 μm or less.
또한 상기 코팅층의 표면조도(RA)는 약 3 ㎛ 이하, 바람직하게는 2 ㎛ 이하일 수 있다. In addition, the surface roughness (RA) of the coating layer may be about 3 μm or less, preferably 2 μm 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.As a specific and 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. In addition, the present invention includes a method of coating an elastic member using the PTFE coating liquid for the elastic member described above.
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.A method of coating an elastic member according to an embodiment of the present invention includes impregnating the elastic member with the PTFE coating liquid for the 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 at a temperature of 230 ° C. or less in an inert atmosphere. Accordingly, the present invention has a favorable effect in terms of economic efficiency, productivity, and simplification of the process, because it heat-treats at a relatively low temperature compared to the prior art performed for 2 hours at 250 ° C or higher.
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 examples of various embodiments 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 with the composition listed in Table 1 below. PTFE and MEK were mixed for 1 hour, and then PMA was added and mixed for 30 minutes. Subsequently, molybdenum disulfide was added and mixed for 1 hour, Xylene was added for 1 hour, and Ethyl Benzene was added for 1 hour and mixed 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. After impregnating light steel wire (carbon steel) into the prepared PTFE coating solution, it was dried and heat treated. The heat treatment temperature was performed at 210 ° C 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. In addition, the surface roughness of the light steel wires of Examples 1 to 6 and the light steel wire coated with molybdenum (comparative example), whether joints were generated, coating thickness, and whitening were measured and are listed in Table 2. The surface roughness was measured according to KS M ISO 8503, and whether joints were generated was produced by manufacturing the hard steel wire in the form of a spring for automobile seats and coating the spring with a PTFE coating solution, periodically applying force to the coated spring. It was confirmed whether it occurred. 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. In general, with respect to the molybdenum coating managed by the automotive industry, the surface roughness is 8.9 to 9.7 μm. However, according to an embodiment of the present invention, when the content of the molybdenum is greater than the content of the PTFE, the coating layer thickness increases to 10 μm, and the surface roughness is also found to exceed 3 μm. In particular, when the content of the molybdenum is greater than the content of the PTFE, the coating layer after heat treatment has a problem that the mechanical strength of the coating layer is rapidly reduced due to whitening, cracking, peeling, etc. on the surface of the hard 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 compared to 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. As described above, the present invention has been described by specific matters and limited embodiments and drawings, but it is provided to help a more comprehensive understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments, and the present invention Various modifications and variations can be made by those skilled in the art.
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 limited to the described embodiments, and should not be determined, and all claims that are equivalent or equivalent to the scope of the claims as well as the claims described below belong to the scope of the spirit of the invention. .
Claims (9)
상기 이황화몰리브덴은, 그 평균입경이 100 내지 300 nm 이고, 하기 관계식 1 내지 3을 만족하며,
상기 유기용매는 MEK(메틸에틸케톤) 20 내지 50 중량%, PMA(프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, PGMAC) 10 내지 30 중량%, Xylene 1 내지 15 중량%, 및 Ethyl Benzene 1 내지 15 중량%를 포함하는 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.)
PTFE 1 to 15% by weight, molybdenum disulfide 5 to 20% by weight and the balance is made of an organic solvent,
The molybdenum disulfide has an average particle diameter of 100 to 300 nm, satisfies the following relations 1 to 3,
The organic solvent comprises 20 to 50% by weight of MEK (methyl ethyl ketone), 10 to 30% by weight of PMA (propylene glycol methyl ether acetate, PGMAC), 1 to 15% by weight of Xylene, and 1 to 15% by weight of Ethyl Benzene PTFE coating solution for elastic members.
[Relationship 1] 50 nm ≤ M10 ≤ 100 nm
[Relationship 2] 150 nm ≤ M50 ≤ 250 nm
[Relationship 3] 300 nm ≤ M90 ≤ 400 nm
(In the relational formula 1, M10 is a particle size corresponding to 10% in the cumulative distribution of the particle size of molybdenum disulfide, in the relational formula 2, M50 is a particle size corresponding to 50% in the cumulative distribution of the molybdenum disulfide, the In relation 3, M90 is a particle size corresponding to 90% in the cumulative distribution of the particle size of molybdenum disulfide.)
PTFE 1 내지 15 중량%, 나노크기의 이황화몰리브덴 5 내지 20 중량% 및 잔부는 유기용매를 혼합하는 단계를 포함하는 탄성부재용 PTFE 코팅액을 제조하는 방법.
As a method for manufacturing the PTFE coating liquid for an elastic member according to claim 1,
A method of manufacturing a PTFE coating solution for an elastic member, 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.
Elastic member surface-coated with the PTFE coating liquid for an elastic member according to claim 1.
상기 탄성부재는 철강, 스테인레스강, 알루미늄합금, 탄소강, 또는 세라믹인 것인 탄성부재.
The method of claim 6,
The elastic member is an elastic member that 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 for coating an elastic member using the PTFE coating liquid for an elastic member according to claim 1,
Impregnating the elastic member with a PTFE coating solution for an elastic member made of an organic solvent;
Drying the impregnated elastic member, and
The elastic member coating method comprising the step of heat-treating the dried elastic member.
상기 열처리는 불활성 분위기에서 230 ℃ 이하의 온도로 수행하는 것인 탄성부재 코팅방법.
The method of claim 8,
The heat treatment is performed in an inert atmosphere at a temperature of 230 ° C. or less, and the elastic member coating method.
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