KR20110002312A - 도료용 펌프에 사용하는 가죽 패킹의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 가죽 패킹 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 각종 화합물과 용제 성분으로 이루어진 도료와 같은 유체를 이송시키는 펌프의 내부에 설치하는 도료용 펌프에 사용하는 가죽 패킹의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 가죽 패킹에 관한 것으로, 기존의 통상적인 원피 처리공정을 거쳐 제조한 천연가죽에 다황화계 폴리머(Polysulfide polymer) 혼합물을 침투시켜 가죽 조직의 충진성 및 치밀도를 높여 내유성과 내화학성 및 탄성력 등과 같은 물성을 향상시킨 것을 특징으로 하는 가죽 패킹을 제조함으로써, 도료와 같은 유체를 이송하는 펌프의 패킹용으로 사용하기에 적합한 것이 장점이며, 도료용 펌프의 패킹 용도 이외의 가스켓, 벨트 등과 같이 다른 용도로의 활용이 가능하여 그 수요가 대폭 증가할 것으로 기대된다.
도료 펌프용, 천연가죽, 패킹, 경화제, 다황화계 폴리머, 선처리, 함침

Description

도료용 펌프에 사용하는 가죽 패킹의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 가죽 패킹{Method for producing leather packing for coating pump and leather packing produced thereof}
본 발명은 각종 화합물과 용제 성분으로 이루어진 도료와 같은 유체를 이송시키는 펌프의 내부에 설치하는 패킹 및 그 제조방법에 관한 것으로, 천연가죽의 내부에 기능성 다황화계 폴리머(Polysulfide Polymer) 혼합물을 침투시켜 내유성과 내화학성 및 탄성력과 같은 물성을 향상시켜 도료용 펌프의 패킹 용도에 적합하도록 한 것을 특징으로 하는 도료용 펌프에 사용하는 가죽 패킹의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 가죽 패킹에 관한 것이다.
일반적인 도료용 펌프는 각종 화합물과 용제 성분으로 구성된 도료와 같은 유체를 이송시키기 위한 설비로서, 펌프 내부에 사용되는 각종 부분품들은 도료와 같은 유체의 화학적 성분으로부터 충분히 견딜 수 있는 물성을 갖는 소재들만을 선택하여 사용하여야 한다.
이와 같이 도료용 펌프의 내부 부분품으로 사용되었던 패킹은 그동안 주로 합성고무(Synthetic rubber) 소재의 패킹이 사용되어 왔지만 도료를 구성하는 각종 화합물과 및 용제 성분들의 화학적 특성에 의해 쉽게 노화되거나 또는 탄성력이 저하되어 패킹으로서의 기능을 쉽게 상실하는 문제점들이 빈번하게 발생하였다.
상기와 같이 각종 화합물 성분으로 이루어진 유체를 이송하는 펌프에 사용하는 종래의 패킹 문제점을 개선하기 위한 방안으로 국내 등록실용신안공보 제0363882호(2004. 9. 23 공고) 및 제0364446호(2004. 10. 1 공고)에 수동식 분무기용으로 사용하는 가죽 패킹이 알려져 있지만 이와 같은 가죽 패킹의 경우에는 유체에 함유된 각종 화학적 특성을 갖는 화합물의 성분들이 가죽 내부에 침투하여 탄성력과 내구성 등이 쉽게 저하되는 문제점 등이 발생하게 된다.
그리고 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로 국내 등록실용신안공보 제0260886호(2002. 1. 17. 공고)에 패킹에 적어도 하나 이상의 탄성날개링을 형성하여 패킹의 수명을 최대한 연장하는 동시에 피스턴과의 마찰을 극소화시키고, 패킹의 밀폐효율을 극대화시킬 수 있는 도장기계용 펌핑부재의 패킹구조가 개시되어 있지만, 상기와 같이 다수 겹의 구조로 구성된 패킹의 부품 중 가죽 소재로 이루어진 패킹에 대한 문제점은 여전히 해결할 수 없는 실정이었다.
또한 국내 등록실용신안공보 제0363807호(2004. 9. 23 공고)에 제혁공정 중 가죽 내부에 고무 30-80 중량부와 에폭시수지 20-70 중량부로 혼합한 혼합물을 침투시킨 후 건조압축공정을 거쳐 제조하는 것을 특징으로 하는 고탄성 V형 패킹이 알려져 있지만 상기와 같은 패킹의 경우에는 혼합물로서 탄성력은 우수하지만 에폭시 수지를 사용함에 따라 가죽 패킹의 내유성 및 내약품성이 저하되는 문제점들이 발생할 우려가 있었다.
따라서, 상기 특허들의 기술에서와 같이 천연가죽은 내유성, 내화학성 및 탄성력 등의 물성이 낮으므로 이러한 특성을 개선시켜 강한 내구성이 요구되는 도료용 펌프의 사용에 적합한 패킹의 개발이 절실하게 요구되어 지고 있는 실정이다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 천연가죽을 제조하는 기존의 공정에서 탄닝(Tanning), 리탄닝(Retanning) 및 가지(Fatliquoring)의 처리단계를 개선하여 제조한 천연가죽에 다황화계 폴리머(Polysulfide Polymer) 혼합물을 침투시켜 가죽 패킹을 제조함으로써, 기존의 제조공정을 최대한 활용하여 가죽 패킹을 제조할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 도료용 펌프에 사용하는 가죽 패킹의 제조방법을 제공함을 과제로 한다.
그리고 본 발명은 상기의 방법에 의해 제조된 가죽 패킹의 내유성과 내화학성 및 탄성력 등과 같은 물성을 향상시킴으로써, 각종 화합물과 용제 성분으로 이루어진 도료와 같은 유체를 이송시키는 펌프의 내부 부분품으로 사용할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 도료 펌프용 가죽 패킹을 제공함을 다른 과제로 한다.
따라서, 상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명은 도료용 펌프에 사용하는 패킹의 제조방법에 있어서,
상기 패킹은 원피를 준비공정, 유성공정 및 염색공정을 거쳐 제조한 천연가죽에 선처리 공정을 실시한 다음,
다황화계 폴리머(Polysulfide Polymer) 혼합물의 함침건조 공정 및 경화 공정을 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하는 도료용 펌프에 사용하는 가죽 패킹의 제조방법을 과제 해결 수단으로 한다.
그리고 본 발명은 상기의 방법에 의해 도료용 펌프에 사용하기에 적합하도록 제조된 도료용 펌프의 가죽 패킹을 다른 과제 해결 수단으로 한다.
단, 상기 가죽 패킹의 제조방법에서 상기 선처리 공정은 천연가죽 100 중량부에 대하여 0.1~10중량%의 농도로 희석시킨 경화제(Curing agents) 50~200 중량부를 사용하여 선처리하는 것이 바람직하며,
그리고 상기 함침건조 공정은 선처리한 천연가죽 100 중량부에 대하여 70~200 중량부의 다황화계 폴리머를 사용하여 함침처리 후 건조시키는 것이 바람직하다.
상기의 과제 해결 수단에 의한 본 발명은 기존의 통상적인 원피 처리공정을 이용하여 제조한 다음 천연가죽에 다황화계 폴리머(Polysulfide polymer) 혼합물을 침투시켜 가죽 패킹을 제조함으로써, 가죽 조직의 충진성 및 치밀도를 증진시켜 내유성과 내화학성 및 탄성력 등과 같은 물성을 향상시켜 각종 화학적 성분과 용제로 이루어진 도료와 같은 유체를 이송하는 펌프의 패킹용에 적합한 것이 장점이며, 도료용 펌프의 패킹 용도 이외의 가스켓, 벨트 등과 같이 다른 용도로의 활용이 가능하여 그 수요가 대폭 증가할 것으로 기대된다.
상기와 같은 효과를 달성하기 위해 본 발명은 도료용 펌프에 사용하는 가죽 패킹의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 가죽 패킹에 관한 것으로, 이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 하기의 설명에서는 본 발명을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하, 본 발명에 따른 도료용 펌프에 사용하는 가죽 패킹의 제조방법을 상세히 설명하면 아래의 다음과 같다.
본 발명은 도료용 펌프에 사용하는 패킹의 제조방법에 있어서,
상기 패킹은 원피를 준비공정, 유성공정 및 염색공정을 거쳐 제조한 천연가죽에 선처리 공정을 실시한 다음,
다황화계 폴리머(Polysulfide Polymer) 혼합물의 함침건조 공정 및 경화 공정을 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하는 도료용 펌프에 사용하는 가죽 패킹의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 본 발명에서 사용하는 천연가죽은 원피를 사용하여 준비공정, 유성공정, 염색공정 및 도장공정과 같은 통상적인 공정과정을 거쳐 제조하는 천연가죽의 제조공정 중에서 도장공정은 제외하고, 준비공정, 유성공정, 염색공정까지의 과정을 거친 천연가죽을 사용하며, 이 천연가죽을 선처리한 다음 기능성 다황화계 폴리머(Polysulfide Polymer)를 함침한 후 건조시키는 공정 및 경화 공정을 실시하여 도료용 펌프의 패킹으로 사용한다.
상기와 같은 통상적인 천연가죽의 제조공정을 각 공정별로 세분하여 보면, 준비공정은 수적, 석회, 탈회, 베팅(Bating) 및 침산 처리를 하는 공정이고, 유성 공정은 탄닝(Tanning) 처리를 하는 공정이며, 염색공정은 리탄닝(Retanning), 중화, 가지(Fatliquoring), 염색(Dyeing) 및 건조 처리를 하는 복잡한 공정을 거쳐 천연가죽이 제조되어 진다.
본 발명에서와 같이 패킹용으로 사용되는 가죽들은 주로 소, 말 또는 돼지 가죽 등이 사용되고 있으며, 이러한 가죽들에 유연성, 강인성, 방수성, 통기성을 부여하기 위해서는 탄닌(tannin) 또는 크롬으로 처리하여 제조되어지는 것이 일반적이다.
이와 같이 본 발명에서 사용하는 천연가죽은 통상적인 천연가죽의 제조방법에 따라 처리한 것으로서, 원피를 준비공정, 유성공정, 염색공정을 거쳐 제조한 천연가죽을 사용한다.
상기 천연가죽의 제조방법에서 준비공정은 원피를 염장으로 처리하여 손실된 수분을 보충하는 수적처리, 알칼리화하여 털을 제거하는 석회처리, 투입한 석회를 제거하는 탈회처리, 가죽의 단백질 분해효소를 작용시켜 신장력과 수율을 증사시키는 베팅(bating)처리 및 가죽을 산성으로 조절하여 탄닝제의 투입을 균일하게 하는 침산처리를 실시하는 공정이다.
그리고 유성공정은 가죽의 상품화를 위해 동물성에서 광물성 성질을 부여하 는 공정으로 열에 대한 저항성 및 유연성을 부여하는 탄닝처리를 포함한다.
그리고 염색공정은 크롬 탄닝만으로는 건조하면 얇아지고 충진감 있는 가죽을 얻기 어려워 유연성과 탄력성, 가죽의 충진감 등을 부여하기 위한 리탄닝처리, 염료, 신탄 및 기름성분의 침투가 용이하도록 pH를 상승키는 중화처리, 염료를 매칭시키는 단계로 유연성과 탄력성을 부여하는 가지처리 및 건조처리를 포함하는 공정이다.
그리고 본 발명은 종래의 도장공정 대신 천연가죽을 선처리한 다음 기능성 다황화계 폴리머(Polysulfide Polymer) 혼합물을 함침시킨 후 건조 경화 공정을 실시하여 도료용 펌프의 패킹으로 사용하게 된다.
본 발명에 따른 도료용 펌프에 사용하는 가죽 패킹의 제조방법은 유성공정시 탄닝(Tanning) 처리는 원피 100 중량부에 대하여 6~12 중량부의 탄닝제를 사용하여 처리하는 것이 바람직하다.
상기에서 탄닝제는 사용량이 6 중량부 미만이면, 가죽의 충진성 및 치밀도를 증진시키지 못하여 충분한 열에 대한 저항성 및 유연성을 부여하지 못하게 되고, 사용량이 12 중량부 초과하면, 탄닝제의 과량 사용에 따른 제조 단가의 상승 및 가죽과 미결합된 성분이 폐수로 유출되어 환경 오염을 유발시킬 우려가 있다.
그리고 염색공정시 리탄닝(Retanning) 처리는 원피 100 중량부에 대하여 1~30 중량부의 탄닝제를 사용하여 처리하는 것이 바람직하다.
상기에서 탄닝제는 사용량이 1 중량부 미만이면, 제조된 천연가죽의 유연성 및 충진감이 부족하여 물성이 약해지고 가죽의 평활성이 떨어지게 되고, 사용량이 30 중량부를 초과하면, 탄닝제의 과량 사용에 따른 제조 단가의 상승 및 가죽과 미결합된 성분이 폐수로 유출되어 환경 오염을 유발시킬 우려가 있다.
상기 탄닝(Tanning) 또는 리탄닝(Retanning) 처리시 사용하는 탄닝제는 통상적인 탄닝제로서, 크롬, 알데하이드, 알루미늄, 인산염과 같은 화합물과 미모사(Mimosa), 케브라초(Quebracho), 체스너트(Chestnut), 오크(Oak), 소나무(Pine), 망그로브(Mangrove), 헴록(Hemlock) 등과 같은 식물에서 추출한 식물성 탄닝제 등으로부터 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용할 수 있다.
또한 염색공정시 가지(Fatliquoring) 처리는 원피 100 중량부에 대하여 0.5~4 중량부의 가지제를 사용하는 것이 바람직하다.
통상적인 천연가죽의 제조 공정에서 가지(Fatliquoring) 처리시에는 원피 100 중량부에 대하여 10~15 중량부의 가지제를 사용하여 처리함으로써, 종래의 방 법에 의해 제조한 천연가죽은 유연성이 뛰어나 부드러운 특징을 가진다. 하지만 본 발명에서와 같이 종래의 방법과는 달리 소량의 가지제를 사용함으로써 유연성이 감소하는 반면 강도는 증대되어 패킹 제조시 우수한 형태안정성을 부여할 수 있는 것이 특징이다.
본 발명에서 가지제는 사용량이 0.5 중량부 미만이면, 천연가죽이 너무 딱딱해져 이후의 작업을 하기 어렵고, 사용량이 4 중량부 초과하면, 유연성이 증대되어 패킹모양의 형태를 유지하기 어려운 문제가 발생하게 된다.
본 발명에서 사용하는 가지제는 통상적으로 천연가죽의 제조공정에서 사용되는 가지제로서, 황산화계 가지제, 아황산화계 가지제, 인산화계 가지제, 실리콘계 가지제, 술폰화계 가지제 등이 있으며, 본 발명에서 사용하는 가지제의 종류는 특별히 한정하지는 않지만 구체적으로는 천연유지(Natural oil), 합성유(Syntjetic oil, Petroleum oil) 및 광물유(Mineral oil) 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용할 수 있으며, 상기의 천연유지는 자연계에서 얻어지는 유지를 총칭하며 동물유와 식물유, 광물유까지 포함하여 말하지만, 주로 동물유, 식물유(Vegetable oils), 어유(Fish oils)로 구분되어진다.
그리고 본 발명은 상기와 같은 처리공정을 거쳐 제조된 천연가죽을 선처리한 다음 기능성 다황화계 폴리머(Polysulfide Polymer)를 함침시켜 도료용 펌프에 사 용하는 패킹에 적합하도록 제조하는 것이 특징이다.
본 발명에서 선처리 공정은 다음 공정인 다황화계 폴리머의 함침 공정에서 천연가죽에 다황계 폴리머가 쉽게 함침될 수 있도록 하기 위한 전처리 공정으로서, 천연가죽 100 중량부에 대하여 0.1~10중량%의 농도로 희석시킨 경화제(Curing agents) 50~200 중량부를 사용하여 선처리하는 공정이다.
상기 경화제의 농도가 0.1% 미만이거나 사용량이 50 중량부 미만이면, 다음 공정에서 천연가죽에 다황화계 폴리머가 제대로 함침 도포되지 않아 제조된 천연가죽 패킹의 내유성, 내화학성 및 탄성 등의 물성을 증진시킬 수 없으며, 경화제의 농도가 10% 초과하거나 사용량이 200 중량부 초과하면, 천연가죽이 너무 딱딱해지는 문제점이 발생할 우려가 있다.
본 발명에서 사용되는 경화제(Curing agents)는 메틸에틸케톤(Methyl ethyl ketone, MEK), 톨루엔(Toluene) 등의 용제를 사용하여 0.1~10중량%의 농도로 희석시킨 경화제로서, 사용가능한 경화제는 금속계인 옥토산 코발트(Cobalt-octoate), 옥토산 아연(Zinc-octoate), 옥토산 망간(Manganese-octoate) 등과, 과산화물(Peroxide)계인 과산화 칼슘(Calcium peroxide), 과산화 망간(Manganese peroxide), 과산화 아연(Zinc peroxide) 및 쿠멘 히드로과산화물(Cumene hydroperoxide) 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
또한 경화제를 희석시키기 위한 용제는 특별히 한정하지는 않지만 메틸에틸케톤(MEK), 톨루엔(Toluene), 디메틸폼아마이드(Dimethylformamide, DMF) 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명에서 선처리 공정 조건은, 먼저 천연가죽과 경화제를 함께 드럼에 투입하고, 7~25rpm 드럼 회전 속도로 실온 조건에서 5~60분간 처리한 후 40~70℃에서 30~420분간 건조하여 처리한다.
상기에서 드럼의 회전 속도를 7~25rpm로 하여 실온 조건에서 5~60분간 처리하는데, 드럼의 회전 속도가 7rpm 미만이거나 처리 시간이 5분 미만이면, 경화제가 가죽 내부에 충분히 침투되지 않아 경화속도 지연 및 미경화 문제가 발생하며, 회전 속도가 25rpm 초과하거나 처리 시간이 60분 초과하면, 가죽표면에 스크래치가 발생할 우려가 있다.
그리고 40~70℃에서 30~420분간 건조하는 공정을 거치는데, 건조 온도가 40℃ 미만이거나 건조 시간이 30분 미만이면, 경화제 처리된 천연가죽이 충분히 건조되지 않고, 건조 온도가 70℃ 초과하거나 건조 시간이 420분 초과하면, 열에 의해 가죽 조직이 변성되는 문제가 발생한다.
그리고 다황화계 폴리머 혼합물의 함침건조 공정은 선처리 공정을 거친 천연 가죽에 다황화계 폴리머 혼합물을 천연가죽의 미세 기공에 침투시키고 가죽 표면을 도포한 후 건조시켜 가죽 패킹의 내유성, 내화학성 및 탄성력 등과 같은 물성을 향상시키기 위한 공정으로, 선처리한 천연가죽 100 중량부에 대하여 70~200 중량부의 다황화계 폴리머 혼합물을 사용하여 함침처리하는 것이 바람직하다.
상기 다황화계 폴리머 혼합물에 사용하는 다황화계 폴리머(Polysulfide Polymer)는 내유성과 내화학성이 우수한 다황화계 폴리머(Polysulfide polymer)계열이 적합하며, 특히 가죽 내부로의 원활한 침투성을 고려하여 분자량(Mw.)이 500~10,000인 액상 다황화계 폴리머를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 다황화계 폴리머는 구체적인 예를 들면, 토라이 파인 케미칼사(Toray Fine Chemical Co., Ltd.사)에서 제조 판매하는 상품명이 LP-2, LP-3, LP-12, LP-23, LP-31, LP-32, LP-33, LP-55, LP-56, LP-541, LP-977, ELP-612, ELP-3 및 LP-980인 제품 등을 들 수 있다.
상기 다황화계 폴리머 혼합물의 사용량이 70 중량부 미만이면, 다황화계 폴리머 혼합물이 충분히 가죽에 침투되지 않아 내유성, 내화학성 및 탄력성 등의 물성을 향상시킬 수 없고, 사용량이 200 중량부 초과하면, 가죽내부로 침투되지 않은 약품이 가죽 표면에 잔존하여 경화속도가 지연되는 문제점이 발생할 수 있다.
또한 상기 다황화계 폴리머 혼합물은 다황화계 폴리머 100 중량부에 대하여 카본 블랙(Carbon black) 0.1~10 중량부, 스테아린산(Stearic acid) 0.1~10 중량부를 첨가하여 제조한다.
상기 카본 블랙은 다황화계 폴리머 혼합물의 기계적 물성 향상을 위한 보강성 충전제로서의 작용을 하며, 다황화계 폴리머 100 중량부에 대하여 0.1~10 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 사용량이 0.1 중량부 미만이면, 카본 블랙의 사용량 부족으로 인해 다황화계 폴리머 혼합물의 기계적 물성이 저하할 우려가 있고, 사용량이 10 중량부 초과하면, 다황화계 폴리머 혼합물의 경도가 상승하여 탄성력이 저하할 우려가 있다.
상기 스테아린산은 다황화계 폴리머 혼합물의 분산성을 향상시켜 평탄 가교를 유도하기 위한 작용을 하며, 다황화계 폴리머 100 중량부에 대하여 0.1~10 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 사용량이 0.1 중량부 미만이면, 구성성분들의 분산성이 저하하여 다황계 화합물의 평탄 가교가 제대로 진행되지 아니하여 물성이 저하할 우려가 있고, 사용량이 10 중량를 초과하면, 가교속도의 조절을 제대로 할 수 없고, 블루밍(Blooming) 현상이 발생할 우려가 있다.
그리고 상기 다황화계 폴리머 혼합물은 더욱 바람직하게 상기에서 한정한 첨가제들 이외에도 통상적인 고무용 첨가제인 연화제 및 경화제를 더 포함하여 제조 할 수 있다.
본 발명에서 연화제는 고무 분자간의 윤활제로 작용하여 다황화계 폴리머 혼합물을 유연하게하여 가공성을 높이는 작용을 하며, 연화제는 다황화계 폴리머 100 중량부에 대하여 0.1~20 중량부를 사용할 수 있다. 연화제의 사용량이 0.1 중량부 미만이면, 다황화계 폴리머 혼합물에 유연성을 제대로 부여하지 못해 가공성이 저하할 우려가 있고, 사용량이 20 중량부 초과하면, 블루밍(Blooming)이 발생되고 경도 및 탄성력이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 연화제는 파라핀계 및 나프텐계 연화제로 부터 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 경화제는 폴리머와 첨가제 사이의 가교 반응을 일으키는 작용을 하며, 경화제는 다황화계 폴리머 100 중량부에 대하여 0.1~10 중량부를 사용할 수 있다. 경화제의 사용량이 0.1 중량부 미만이면, 다황화계 폴리머 혼합물의 물성이 저하할 우려가 있고, 사용량이 10 중량부 초과하면, 다황화계 폴리머 혼합물의 가죽 내 침투되기 전에 표면에서 경화될 우려가 있다.
상기 경화제로는 디큐밀퍼옥사이드, t-부틸큐밀퍼옥사이드, 디-t-부틸퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시벤조에이트, t-부틸퍼옥시아세테이트, 메틸에틸케톤퍼옥사이드, 비스(t-부틸퍼옥시-이소프로필)벤젠, 또는 t-부틸퍼옥시이소프로필카보네이트 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 함침 공정 조건은 선처리한 천연가죽과 함께 다황화계 폴리머 혼합물을 드럼(Drum)에 투입한 후 20~100℃ 온도 조건으로 1~6시간 동안 7~25rpm으로 회전시켜 침지 처리한 다음 건조기에 20~100℃의 온도로 2~24시간 동안 건조 및 경화시켜 다황화계 폴리머 혼합물이 처리된 천연가죽을 제조한다.
본 발명에서 드럼(Drum)은 20~100℃ 온도 조건으로 1~6시간 동안 7~25rpm으로 회전시켜 침지처리하는데, 상기의 범위가 벗어나면, 다황화계 폴리머 혼합물이 천연가죽에 충분히 침투되지 못할 우려가 있으므로, 상기의 범위에서 처리하는 것이 바람직하다. 그리고 건조기에서 20~100℃의 온도로 2~24시간 동안 건조 및 경화시켜 다황화계 폴리머 혼합물이 처리된 천연가죽을 제조한다. 상기의 범위가 벗어나면, 다황화계 폴리머 혼합물이 침지된 천연가죽이 충분이 건조되지 않거나 경화되지 않을 우려가 있으므로, 상기의 범위에서 처리하는 것이 바람직하다.
그리고 다황화계 폴리머 혼합물을 함침처리한 천연가죽은 통상적인 방법에 의해 상온에서 건조 경화시킨 후 패킹 모양의 성형틀에 넣고 성형틀을 30~180℃로 가온한 후 1~100 psi의 압력으로 1~180초 동안 성형하여 패킹을 제조한다.
그리고 상기 성형틀의 온도, 압력 및 성형 시간이 상기의 범위를 벗어나면, 성형이 제대로 이루어지지 않게 되거나, 가죽 및 다황화계 폴리머 혼합물에 변성을 가져오게 되어 우수한 물성의 가죽 패킹을 제조하기 어렵게 된다.
본 발명에 따라 상기에서 상술한 바와 같은 도료용 펌프에 사용하는 가죽 패킹 제조방법으로 제조된 가죽 패킹은 탄닝, 리탄닝 및 가지 처리를 한 다음 패킹 소재에 적합하도록 가죽의 충진성 및 치밀도를 증진시킨 천연가죽을 제조한 후, 다황화계 폴리머 혼합물을 함침시키는 공정을 거치므로써, 도료에 대한 내유성과 내화학성 및 탄성 등의 물성이 우수하고, 유연성 및 탄성의 조절이 용이한 것이 특징이다.
그리고 본 발명에 따른 가죽 패킹은 도료용 펌프의 패킹 용도 이외에 성형되는 형태에 따라 가스켓, 벨트 등 다양하게 적용 가능할 것이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 의거 상세히 설명하겠는 바, 상기 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
1. 가죽 패킹의 제조
(실시예 1)
유성공정에서 원피 100 중량부에 대하여 식물성(Vegetable) 탄닝제인 미모사 6 중량부를 사용하여 탄닝(Tanning)처리한 다음 염색공정에서 다시 식물성(Vegetable) 탄닝제인 미모사 1 중량부를 사용하여 리탄닝(Retanning) 처리한 다음 천연유지 0.5 중량부를 가지제로 사용하여 가지(Fatliquoring)처리하여 천연가죽을 제조하였다.
그리고 선처리 공정으로 상기의 방법에 의해 제조한 천연가죽 100 중량부와 함께 0.1% 농도로 희석시킨 경화제인 옥토산 코발트(Cobalt octoate) 50 중량부를 드럼에 투입하고 25rpm 드럼 회전 속도로 실온 조건에서 60분간 처리하고, 40℃에서 30분간 건조하였다.
그리고 별도로 분자량(Mw.)이 1,000인 액상 다황화계 폴리머(상품명 LP-3, Toray Fine Chemical Co., Ltd.) 100 중량부에 카본 블랙(Carbon black) 0.1 중량부, 스테아린산(Stearic acid) 0.1 중량부를 각각 첨가하여 충분히 교반하여 다황화계 폴리머 혼합물을 제조하였다.
그리고 상기 선처리 공정을 거친 천연가죽 100 중량부와 함께 상기 다황화계 폴리머 혼합물 70 중량부를 드럼(Drum)에 투입한 후 20℃ 온도 조건으로 6시간 동안 25rpm으로 회전시켜 처리한 다음 건조기에 20℃의 온도로 24시간 동안 건조 및 경화시켜 다황화계 폴리머 혼합물이 함침된 가죽 원단을 제조하였다.
상기 다황화계 폴리머 혼합물이 함침된 가죽 원단을 패킹 모양의 성형틀에 넣고 30℃로 가온한 후 100 psi의 압력으로 180초 동안 성형하여 가죽 패킹을 제조하였다.
(실시예 2)
상기 실시예 1과 동일한 방법에 의해 천연가죽을 제조하되, 본 실시예 2에서는 분자량(Mw.)이 8,000인 액상 다황화계 폴리머(상품명 : LP-31, Toray Fine Chemical Co., Ltd.) 100 중량부에 대하여 카본 블랙(Carbon black) 10 중량부, 스테아린산(Stearic acid) 10 중량부 및 연화제인 파라핀계 프로세스 오일 10 중량부를 각각 첨가하여 충분히 교반시켜 제조한 다황화계 폴리머 혼합물을 사용하였다.
그리고 실시예 1과 동일한 조건으로 선처리 공정과, 함침 및 성형처리를 하여 가죽 패킹을 제조하였다.
(실시예 3)
상기 실시예 1과 동일한 방법에 의해 천연가죽을 제조하되, 본 실시예 3에서는 분자량(Mw.)이 4,000인 액상 다황화계 폴리머(상품명 : LP-32, Toray Fine Chemical Co., Ltd.) 100 중량부, 카본 블랙(Carbon black) 0.1 중량부, 스테아린산(Stearic acid) 0.1 중량부, 경화제인 디큐밀 퍼옥사이드(Dicumyl peroxide) 0.1 중량부를 각각 첨가하여 충분히 교반시켜 제조한 다황화계 폴리머 혼합물을 사용하였다.
그리고 실시예 1과 동일한 조건으로 선처리 공정과, 함침 및 성형처리를 하여 가죽 패킹을 제조하였다
(비교예 1)
NBR 합성 고무 소재의 패킹을 대조구인 비교예 1로 사용하였다.
(비교예 2)
상기 실시예 1과 동일한 공정에 의해 제조한 천연가죽 소재의 패킹을 대조구인 비교예 2로 사용하였다.
(비교예 3)
상기 실시예 1과 동일한 공정에 의해 제조한 천연가죽 100 중량부에 합성고무와 에폭시수지의 혼합물 70 중량부를 침투시켜 실시예 1과 동일한 방법에 의해 가죽 패킹을 제조하였다.
상기 합성고무 혼합물은 NBR 합성고무 30~80 중량부와 에폭시수지 20~70 중량부로 혼합한 혼합물을 사용하였다.
2. 가죽 패킹의 물성 평가
상기의 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3의 패킹을 사용하여 내유성, 내화학성 및 탄성력을 측정한 결과를 아래 [표 1]에 나타내었다.
평가항목 측정 기준 실시예 비교예
1 2 3 1 2 3
내유성(급) KS M 6789 A A A B C C
내화학성(급) KS M 6614 A A A C B C
탄성력(급) KS M 6518 A B A B B B
(등급 분류기준)
- 내유성 : 용적변화율 0~+5(우수) = A, +6~10(양호) =B, +11~20(나쁨) = C, +21~(불가) = D
- 내화학성 : 용적변화율 0~+5(우수) = A, +6~10(양호) =B, +11~20(나쁨) = C, +21~(불가) = D
- 탄성력(%) : 20~(우수) = A, 11~19 (양호) =B, 6~10(나쁨) = C, 0~5(불가) = D
상기 [표 1]에서 보는 바와 같이 실시예 1 내지 3에 의해 제조된 가죽 패킹은 비교예 1 내지 3에 비하여 모두 내유성, 내화학성 및 탄성력이 모두 매우 우수한 것으로 나타났다.
그리고 실시예 1 내지 3에서는 다황화계 폴리머 혼합물에서 실시예 1과는 달리 연화제를 더 첨가한 실시예 2의 경우에는 실시예 1에 비해 탄성력이 약간 감소하고, 경화제를 더 첨가한 실시예 3의 경우에는 실시예 1에 비해 동등이상의 물성을 가진 것으로 나타났다.
또한 비교예 1 내지 3에서는 NBR 합성 고무 소재의 패킹인 비교예 1은 비교예 3에 비해 내유성과 탄성력이 우수하고, 천연가죽 소재의 패킹인 비교예 2의 경우에는 비교예 3에 비해 내화학성이 우수한 것으로 나타났다.
따라서 이와 같이 본 발명은 도료용 펌프의 가죽 패킹 소재에 적합하도록 천연가죽의 충진성 및 치밀도를 높인 천연가죽에 다황화계 폴리머 혼합물을 함침시켜 패킹을 제조함으로써, 내유성, 내화학성 및 탄성력 등이 우수하여 도료용 펌프 용도의 패킹에 적합하며, 상기 용도 이외의 가스켓, 벨트 등 다용도로도 활용이 기대된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 도료용 펌프의 가죽 패킹 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 가죽 패킹을 상기의 바람직한 실시 예를 통해 설명하고, 그 우수성을 확인하였지만 해당 기술분야의 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (7)

  1. 도료용 펌프에 사용하는 패킹의 제조방법에 있어서,
    상기 패킹은 원피를 준비공정, 유성공정 및 염색공정을 거쳐 제조한 천연가죽에 선처리 공정을 실시한 다음,
    다황화계 폴리머(Polysulfide Polymer) 혼합물의 함침건조 공정 및 경화 공정을 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하는 도료용 펌프에 사용하는 가죽 패킹의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 유성공정시 탄닝(Tanning) 처리는 원피 100 중량부에 대하여 6~12 중량부의 탄닝제를 사용하여 처리하고,
    상기 염색공정시 리탄닝(Retanning) 처리는 원피 100 중량부에 대하여 1~30 중량부의 탄닝제를 사용하여 처리하며,
    그리고 가지(Fatliquoring) 처리는 원피 100 중량부에 대하여 0.5~4.0 중량부의 가지제를 사용하는 것을 특징으로 하는 도료용 펌프에 사용하는 가죽 패킹의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 선처리 공정은 천연가죽 100 중량부에 대하여 용제를 사용하여 0.1~10중량%의 농도로 희석시킨 경화제(Curing agents) 50~200 중량부를 드럼에 투입하고, 7~25rpm 드럼 회전 속도로 실온 조건에서 5~60분간 처리한 후 40~70℃에서 30~420분간 건조하여 선처리하는 것을 특징으로 하는 도료용 펌프에 사용하는 가죽 패킹의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 함침건조 공정은 선처리한 천연가죽 100 중량부에 대하여 70~200 중량부의 다황화계 폴리머 혼합물을 선처리한 천연가죽과 함께 드럼(Drum)에 투입한 후 20~100℃ 온도 조건으로 1~6시간 동안 7~25rpm으로 회전시켜 함침처리한 후 건조기에 20~100℃의 온도로 2~24시간 동안 건조 및 경화시키는 것을 특징으로 하는 도료용 펌프에 사용하는 가죽 패킹의 제조방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 경화제는 금속계인 옥토산 코발트(Cobalt-octoate), 옥토산 아연(Zinc-octoate), 옥토산 망간(Manganese-octoate)과, 과산화 칼슘(Calcium peroxide), 과산화 망간(Manganese peroxide), 과산화 아연(Zinc peroxide) 및 쿠멘 히드로과산 화물(Cumene hydroperoxide)의 과산화물(Peroxide)계로부터 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 도료용 펌프에 사용하는 가죽 패킹의 제조방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 다황화계 폴리머 혼합물은 다황화계 폴리머 100 중량부에 대하여 카본 블랙(Carbon black) 0.1~10 중량부, 스테아린산(Stearic acid) 0.1~10 중량부를 첨가하여 제조되고,
    상기 다황화계 폴리머는 분자량(Mw.) 500~10,000의 액상 다황화계 폴리머인 것을 특징으로 하는 도료용 펌프에 사용하는 가죽 패킹의 제조방법.
  7. 청구항 1항 내지 6항의 방법 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 도료용 펌프에 사용하도록 적합하게 제조된 가죽 패킹.
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