KR20120089847A - 슬라이딩 부재용 코팅 조성물 - Google Patents

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테츠지 야마구치
타카히코 사사키
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다우 코닝 도레이 캄파니 리미티드
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Abstract

본 발명은 필름-형성 유기 수지 100중량부 당 30 내지 120중량부의 고형 윤활제 및 5 내지 80중량부의 실리콘 수지가 포함되는 슬라이딩 부재용 코팅 조성물에 관한 것이다. 슬라이딩 부재의 표면 상에 필름이 형성된 결과로, 슬라이딩 부재용 코팅 조성물이 제공됨으로써 낮은 마찰 저항이 연장된 기간 동안 유지될 수 있고, 유리 표면 및 유사한 매끄러운 표면에 슬라이딩 부재의 고착이 방지될 수 있다.

Description

슬라이딩 부재용 코팅 조성물{COATING COMPOSITION FOR SLIDING MEMBERS}
본 발명은 슬라이딩 부재(sliding member)용 코팅 조성물에 관한 것이고, 특히, 슬라이딩 부재 표면 상에 필름을 형성시킴으로써 낮은 마찰 저항이 연장된 기간 동안 유지될 수 있고, 유리 표면 및 유사한 매끄러운 표면에 슬라이딩 부재의 고착(sticking)이 방지될 수 있는 슬라이딩 부재용 코팅 조성물에 관한 것이다.
기본 재료(base material) 표면의 슬라이딩 성질을 향상시키기 위해 고형 윤활제를 포함하는 코팅 조성물이 알려져 있다. 그러나, 다수의 경우에, 슬라이딩 성질의 향상은 고무(rubber) 또는 플라스틱으로 구성되는 슬라이딩 부재에 대해서는 불충분했다. 따라서, 수지, 고형 윤활제, 및 실리콘-고무 입자를 포함하는 수지 코팅 재료가 슬라이딩 성질을 추가로 향상시키는 목적을 위해 제안되었다(일본 미심사 특허 출원 공보 H08-048800).
종래 문서
특허 문서
특허 문서 1: 일본 미심사 특허 출원 공보 H08-048800
발명의 내용
그러나, 고무, 연질 플라스틱, 또는 유사한 가요성 기본 재료에 대한 추종성(followability)을 향상시키고자 하는 시도로, 바인더로서 유연한 필름을 형성시키는 유기 수지를 이용할 경우 문제가 발견되었는데, 즉, 상기 기재된 바와 같은 코팅 조성물로 코팅된 슬라이딩 부재는 유리 및 유사한 매끄러운 표면에 쉽게 고착하고, 슬라이딩 초기의 마찰계수가 증가하였다.
본 발명의 목적은 슬라이딩 부재 표면 상에 필름을 형성시킴으로써 낮은 마찰 저항이 연장된 기간 동안 유지될 수 있고, 유리 표면 및 유사한 매끄러운 표면에 슬라이딩 부재의 고착이 방지될 수 있는 슬라이딩 부재용 코팅 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 필름-형성 유기 수지, 고형 윤활제, 및 실리콘 수지를 포함하는 슬라이딩 부재용 코팅 조성물에 관한 것이다. 바람직하게는, 필름-형성 유기 수지 100중량부 당 30 내지 120중량부의 고형 윤활제 및 5 내지 80중량부의 실리콘 수지가 포함된다. 바람직하게는, 고형 윤활제에 대한 실리콘 수지의 중량비는 0.1 내지 0.8 범위이다.
바람직하게는, 20 내지 30μm의 두께 및 10mm의 폭을 갖는 유기 수지 필름의 형태인 경우, 필름-형성 유기 수지는 10mm/분의 인장 속도(pulling speed)에서 100% 이상의 파단 신장률(breaking elongation)을 갖는다.
바람직하게는, 실리콘 수지는 0.05중량% 내지 15중량%의 실리콘 결합된 하이드록실기를 갖고, 더욱 바람직하게는, 실리콘 수지는 연화점을 갖지 않는 실리콘 수지 분말이다. 추가로, 슬라이딩 부재는 기본 재료이고, 그것은 고무인 것이 바람직하다.
본 발명은 또한, 표면 상에 상기 기재된 슬라이딩 부재용 코팅 조성물을 포함하는 코팅 필름이 제공된 코팅체(coated body)에 관한 것이다. 추가로, 코팅체는 고무 부재인 것이 바람직하다.
필름으로서 슬라이딩 부재 표면 상에 본 발명의 코팅 조성물을 형성시킴으로써, 낮은 마찰 저항이 연장된 기간 동안 유지될 수 있고, 유리 표면 및 유사한 매끄러운 표면에 슬라이딩 부재의 고착이 방지될 수 있다. 추가로, 본 발명의 코팅 조성물을 경화시킴으로써 형성된 필름은 탁월한 가요성을 지닌다. 따라서, 필름이 고무 또는 유사한 가요성 기본 재료 상에 형성될 경우에도 필름은 필링(peeling), 크래킹(cracking), 및 유사한 사건과 같은 필름 결함 없이 기본 재료의 변형을 따를 수 있다.
발명의 상세한 설명
본 발명의 코팅 조성물에 사용되는 필름-형성 유기 수지는 특별히 제한되지는 않지만, 이의 예는 알키드 수지, 폴리아크릴 수지, 폴리메트아크릴 수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리아미드 수지, 폴리아미드 이미드 수지, 및 그 밖의 구입가능한 유기 수지를 포함한다. 이들 중, 주성분으로서 알키드 수지, 폴리아크릴 수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 또는 폴리올레핀 수지 등을 갖는 필름-형성 유기 수지가 적합하게 사용될 수 있고, 필름-형성 폴리우레탄 수지 조성물, 필름-형성 폴리아크릴 수지 조성물, 및 필름-형성 폴리올레핀 수지 조성물이 특히 바람직하다. 단일 필름-형성 유기 수지가 사용될 수 있거나, 필요에 따라 둘 이상의 필름-형성 유기 수지의 조합물이 사용될 수 있다.
필요에 따라, 필름-형성 폴리우레탄 수지 조성물은 폴리이소시아네이트, 폴리아미도아민, 지방족 폴리아민, 지환족 폴리아민, 지환족 디아민, 3차 아민, 카보디이미드, 또는 유사한 가교제와 함께 사용될 수 있다.
바람직한 필름-형성 폴리우레탄 수지 조성물의 예는 Sancure® 시리즈(Lubrizol Corporation에서 제조); Superflex 시리즈(Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.에서 제조); Adeka BONTIGHTER HUX-시리즈(Adeka Corporation에서 제조); VONDIC 시리즈 및 HYDRAN HW 시리즈(DIC Corporation에서 제조); NeoRez 시리즈(Royal DSM N.V.에서 제조); Takelac™ W 시리즈 및 Takelac™ WS 시리즈(Mitsui Chemicals, Inc.에서 제조); UCOAT 시리즈(Sanyo Chemical Industries, Ltd.에서 제조); WBR 시리즈 및 WEM 시리즈(Taisei Fine Chemical Co., Ltd.에서 제조); 및 유사한 수계 필름-형성 폴리우레탄 에멀젼을 포함한다. 이러한 필름-형성 폴리우레탄 수지 조성물은, 예를 들어, Takenate™ WD 시리즈(Mitsui Chemicals, Inc.에서 제조) 또는 Carbodilite 가교제 시리즈(Nisshinbo Holdings Inc.에서 제조)와 함께 사용될 수 있다.
용매-기재 필름-형성 폴리우레탄 조성물이 또한 적합하고, 이의 구입가능한 예는 Nippollan 시리즈 및 Coronate 가교제 시리즈(Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.에서 제조)의 조합물, 및 Adeka BONTIGHTER F 시리즈 및 HARDENER 가교제 시리즈(Adeka Corporation에서 제조)의 조합물을 포함한다.
바람직한 필름-형성 폴리아크릴 수지 조성물의 예는 VONCOAT 시리즈(DIC Corporation에서 제조); Polysol AP 시리즈 및 Polysol AM 시리즈(Showa Denko K.K.에서 제조); Aquabrid 시리즈(Daicel Finechem Ltd.에서 제조); Acryset ARL 시리즈, Acryset EMN 시리즈, Acryset EX 시리즈, Acryset SZ 시리즈, 및 UW E 시리즈(Nippon Shokubai Co., Ltd.에서 제조); Yodosol 시리즈 및 Cannabinol 시리즈(Nippon NSC Co. Ltd.에서 제조); Polytron™ 시리즈 및 Polydurex™ 시리즈(Asahi Kasei Chemicals Corporation에서 제조); Rikabond ES 시리즈(CSC Co., Ltd.에서 제조된 구입가능한 제품); Primal™ 시리즈(Rohm 및 Haas Company Japan Co., Ltd.에서 구입가능한 제품); Acronal® 시리즈(BASF Japan Co., Ltd.에서 제조); Movinyl(Nichigo-Movinyl Co., Ltd.에서 제조된 구입가능한 제품); Kaneka Gemlac™ 및 Kanevilack™(Kaneka Corporation에서 제조된 구입가능한 제품); SE 시리즈, UW 시리즈, RKW 시리즈, 및 AKW 시리즈(Taisei Fine Chemical Co., Ltd.에서 제조); 및 유사한 수계 필름-형성 아크릴 수지 에멀젼을 포함한다.
바람직한 필름-형성 폴리올레핀 수지 조성물의 예는 ARROWBASE® 시리즈(Unitika Ltd.에서 제조); HARDLEN® 시리즈(Toyobo Co., Ltd.에서 제조); Hitec S 시리즈(Toho Chemical Industry Co., Ltd.에서 제조); 및 유사한 수계 필름-형성 비-염소화 폴리올레핀 에멀젼을 포함한다.
필름-형성 유기 수지로부터 얻어진 유기 수지의 파단 신장률은 바람직하게는 100% 이상이고, 더욱 바람직하게는 200% 이상이다. 이 이유는 기본 재료(슬라이딩 부재)가 고무 또는 유사한 가요성 물질인 경우, 필름이 기본 재료의 변형을 따를 수 있고, 커버 필름의 필링, 크래킹, 및 그 밖의 결함이 방지될 수 있기 때문이다. 유기 수지 필름의 파단 신장률은 20 내지 30μm의 두께 및 10mm의 길이를 폭을 갖는 유기 수지 필름으로 필름-형성 유기 수지를 형성시키고, 10mm/분의 인장 속도로 당김으로써 측정됨을 주지하라.
종래에 알려진 고형 윤활제는 고형 윤활제로서 사용될 수 있고, 이의 바람직한 예는 몰리브데넘 디설파이드, 텅스텐 디설파이드, 그라파이드, 및 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 등을 포함한다. 레이저 회절/산란형 입도 분포를 사용하여 측정된 중앙 직경으로서, 고형 윤활제의 입경은 바람직하게는 0.1 내지 30μm, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 20μm이다. 이것은 고형 윤활제의 입경이 상기 기재된 범위의 하한 미만일 경우, 탁월한 윤활 내구성이 얻어질 수 없고; 입경이 상기 기재된 범위의 상한을 초과할 경우, 본 발명의 코팅 조성물을 경화시킴으로써 얻어지는 필름의 표면 조도가 증가할 것이고, 필름이 슬라이딩 시 마모(wear)될 경향이 있을 수 있기 때문이다.
고형 윤활제는 그라파이트인 것이 바람직하다. 그라파이트의 예는 천연 그라파이트 및 인공 그라파이트 둘 모두를 포함하고, 이의 입자는 비늘모양, 비늘-유사, 또는 흙-유사일 수 있다. 이들 중, 비늘모양의 그라파이트가 바람직하다. 바람직하게 사용될 수 있는 비늘모양의 그라파이트의 예는 J-CPB, ACP-1000, 및 CSP-E(Nippon Graphite Industries, Ltd.에서 제조); UF2 및 UF-4(Graphit Kropfmuehl에서 제조); 및 BF-10A(Fuji Kokuen Co., Ltd.에서 제조); 등을 포함한다. 몰리브데넘 디설파이드의 예는 Technical Fine(Climax Molybdenum GmbH에서 제조) 및 UP-15(Placer Dome Inc.에서 제조)를 포함하고, PTFE의 예는 L-5(Daikin Industries Ltd.에서 제조), TF9205(Dyneon에서 제조), 및 KTL-8F(Kitamura Limited에서 제조)를 포함한다.
고형 윤활제의 배합량은 필름-형성 유기 수지 100중량부 당 바람직하게는 30 내지 120중량부, 더욱 바람직하게는 50 내지 100중량부이다. 이것은 고형 윤활제의 배합량이 상기 기재된 범위의 하한 미만일 경우, 충분한 윤활 성질이 얻어질 수 없고; 고형 윤활제의 배합량이 상기 기재된 범위의 상한을 초과할 경우, 기본 재료에 대한 본 발명의 코팅 조성물의 접착이 감소될 수 있고/거나 본 발명의 코팅 조성물을 경화시킴으로써 얻어지는 필름의 균일성이 손상될 수 있기 때문이다.
실리콘 수지는 R1SiO3 /2 또는 SiO4 /2로 표현되는 실록산 단위로부터 선택된 50몰% 이상, 바람직하게는 70몰% 이상의 분지형 실록산 단위를 갖는 3차원 네트워크 형태로 되어 있는 가교된 구조를 갖는 폴리오가노실록산이다. 실리콘 수지는 R1 2SiO2/2로 표현되는 실록산 단위 및 R1 3SiO1 /2로 표현되는 실록산 단위를 포함할 수 있다.
상기 기재된 실록산 수지 대신 R1SiO3 /2 또는 SiO4 /2로 표현되는 실록산 단위로부터 선택된 50몰% 미만의 분지형 실록산 단위를 갖는 폴리오가노실록산을 사용할 경우, 또는 더욱 특히, 상기 기재된 실리콘 수지 대신 R1 2SiO2 /2으로 표현되는 실록산 단위 및 R1 3SiO1 /2로 표현되는 실록산 단위 및 이의 가교된 제품으로 구성되는 폴리디오가노실록산을 사용할 경우, 이러한 코팅 조성물이 적용되는 슬라이딩 부재는 유리 및 유사한 매끄러운 표면에 고착되는 것으로 발견되었다.
상기 화학식에서 R1의 예는 독립적인 1 내지 20개의 탄소를 갖는 1가 하이드로카본기, 1 내지 20개의 탄소를 갖는 알킬기, 6 내지 20개의 탄소를 갖는 아릴 기, 7 내지 20개의 탄소를 갖는 아르알킬기, 및 2 내지 20개의 탄소를 갖는 알케닐 기를 포함한다. 1가 하이드로카본기의 탄소-결합된 수소 원자의 일부 또는 전부는 치환되어 1 내지 20개의 탄소를 갖는 치환된 1가 하이드로카본기를 형성할 수 있으며, 할로겐 원자, 아미노기, 에폭시기, 아크릴옥시기, 메트아크릴옥시기, 메르캅토기, 시아노기 등으로 치환될 수 있다. 이들 중, 알킬기, 플루오로알킬기, 및 아릴기가 바람직하고, 메틸기 및 페닐기가 더욱 바람직하다. 게다가, 실리콘 수지는 바람직하게는 평균적으로 0.05 내지 15중량%, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 10중량%의 규소-결합된 하이드록실기를 갖는다.
실리콘 수지는 25℃에서 고체 또는 액체일 수 있고, 연화 온도를 가질 수 있거나 가질 수 없다. 그러나, 실리콘 수지는 바람직하게는 25℃에서 고체이고, 연화점을 가지지 않는다. 분산성의 관점에서, 실리콘 수지가 25℃에서 고체인 실리콘 수지 분말일 경우, 연화점을 가지지 않고, 레이저 회절/산란형 입도 분포를 사용하여 측정된 중앙 직경은 바람직하게는 0.1 내지 30μm, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 20μm이다. 실리콘 수지 분말의 형태는 특별히 제한되지는 않지만, 플레이크(flake)형, 불규칙 형상, 또는 구형일 수 있다.
실리콘 수지의 배합량은 특별히 제한되지는 않지만, 유리 및 유사한 매끄러운 표면에 고착하는 본 발명의 코팅 조성물로부터 얻어진 필름의 균일성 관점에서, 필름-형성 유기 수지 100중량부 당 바람직하게는 5 내지 80중량부, 더욱 바람직하게는 10 내지 40중량부이다. 추가로, 고형 윤활제에 대한 실리콘 수지의 구성 비율은 특별히 제한되지는 않지만, 유리 및 유사한 매끄러운 표면에 고착하는 본 발명의 코팅 조성물로부터 얻어진 필름의 균일성 관점에서, 1의 고형 윤활제에 대해 바람직하게는 0.1 내지 0.8이고, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 0.6이다.
본 발명의 코팅 조성물이 적용될 수 있는 슬라이딩 부재의 예는 천연 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 클로로프렌 고무, 니트릴 고무, EPDM(에틸렌 프로필렌 디엔 다이머), 에틸렌 프로필렌 고무, 이들의 혼합물, 및 유사 고무; 비닐 클로라이드, 폴리우레탄, 폴리아미드, 이들의 혼합물, 및 유사 열가소성 수지, 및 유사 물질로 구성되는 슬라이딩 부재를 포함한다.
본 발명의 코팅 조성물은 필름-형성 유기 수지를 적절한 용매로 희석시킨 후, 고형 윤활제 및 실리콘 수지를 분산시키고 혼합시킴으로써 형성될 수 있다. 비드 밀(bead mill) 등은 고형 윤활제 및/또는 실리콘 수지를 보다 미세하게 분산시키는데 사용될 수 있다. 게다가, 충진제, 계면활성제, 증점제(thickening agent), 및 보존제 등은 본 발명의 목적이 방해받지 않는 정도로 배합될 수 있다.
윤활 코팅 필름은 분무 코팅, 디핑(dipping), 롤 코팅, 나이프 코팅, 또는 브러쉬 코팅 등에 의해 본 발명의 코팅 조성물을 슬라이딩 부재에 적용하고, 그 후에, 필름을 형성시키기 위해 건조시킴으로써 형성될 수 있다. 건조 및 필름 형성은 약 70 내지 180℃의 온도 범위의 열 처리로 수행될 수 있다. 필름 형성 후 코팅의 두께는 특별히 제한되지는 않지만, 내마모성의 관점 및 슬라이딩 부재에 대한 추종성 면에서, 바람직하게는 2 내지 20μm, 더욱 바람직하게는 5 내지 10μm이다.
실시예
이하에서, 본 발명은 실시예 및 비교예를 이용하여 상세하게 설명될 것이지만, 본 발명은 이러한 실시예 및 비교예로 한정되지는 않는다. 실시예에서, "부"는 질량부로 규정되고, "백분율(%)"은 중량%로 규정되고, "점도"는 25℃에서 이루어진 측정으로 규정된다.
실시예를 평가하는 방법은 하기에 기재되어 있다.
코팅 조성물의 균일성 평가
얻어진 코팅 조성물에서 입자의 최대 입경을 JIS 5600-2-5에 따라 측정하였다. 코팅 조성물을 100μm의 입자 게이지에서 나이프 코팅을 통해 적용하고, 80℃에서 10분 동안 건조하였다. 이후, 필름 표면의 입자를 시각적으로 관찰하였다. 20μm 미만의 직경을 갖는 입자의 경우만 "통과"로 간주하였고, 입자가 20μm 또는 그 초과의 직경을 갖는 것으로 발견된 경우 "실패"로 간주하였다.
슬라이딩 마찰 시험
실시예 및 비교예의 코팅 조성물을 필름 두께가 10μm가 되도록 분무함으로써 클로로프렌 고무 시트 및 EPDM 고무 시트(두께: 2mm)에 적용하였다. 필름-형성 수계 에멀젼을 사용한 코팅 조성물을 80℃에서 30분 동안 방치하고, 용매-기재 필름-형성 조성물을 사용한 코팅 조성물을 120℃에서 30분 동안 방치하였다. 그 후에, 각각을 24시간 이상 동안 실온에서 방치하였다. 이에 따라 마찰 시험을 위한 샘플이 준비되었다. 반복 시험기를 사용하여, 샘플을 1/2 인치 스틸 볼, 폴리아세탈(POM) 볼, 및 유리 볼에 대해 1,000 슬라이드 후, 동마찰계수에 대해서, 및 스틱-슬립(stick-slip)이 발생했는지 여부에 대해서 시험하였다. 시험 조건은 다음과 같았다: 슬라이딩 속도: 0.04m/s; 로드(load): 50g; 슬라이딩 거리(스트로크): 40mm.
유리에 대한 고착도 평가
코팅 조성물을 나이프 코팅에 의해 폴리에스테르 필름 상에 적용하였다. 필름-형성 수계 에멀젼을 사용한 코팅 조성물을 80℃에서 30분 동안 방치되게 하고, 용매-기재 필름-형성 조성물을 사용한 코팅 조성물을 120℃에서 30분 동안 방치되게 하였다. 그 후에, 각각을 24 시간 미만 동안 실온에 두었다. 이후, 코팅 조성물이 폴리에스테르 필름 표면 상에 적용되는 샘플을 1cm의 길이 및 폭으로 된 사각형으로 절단하여 얻었다. 얻어진 각각의 샘플을 코팅된 면이 판유리 표면과 접촉되도록 판유리 표면 상에 위치시키고, 100g의 로드를 적용하면서 60℃ 대기에서 1시간 동안 두었다. 이후, 판유리를 실온으로 되돌아가게 하고, 100g 로드를 제거하였다. 그 후에, 5g의 웨이트(weight)를 샘플에 부착시키고, 5분 동안 실온에 두었다. 이후, 판유리를 수직이 되도록 세우고, 샘플 및 5g 웨이트가 유리 표면으로부터 필링되는데 필요한 시간을 측정하였다. 60초 내로 판유리 표면으로부터 필링되는 샘플의 경우를 "통과"로 간주하였다.
유리 볼에 대한 슬라이딩 내구성 시험
코팅 조성물을 필름 두께가 10μm가 되도록 분무에 의해 EPDM 고무 시트(두께: 2mm)에 적용하고, 80℃에서 30분 동안 방치하고, 그 후에, 24시간 이상 동안 실온에 두었다. 이에 따라 샘플이 준비되었다. 반복 시험기를 사용하여, 준비된 샘플을 유리 볼에 대해 10,000 슬라이드 후 동마찰계수에 대해서 및 스틱-슬립이 발생했는지 여부에 대해서 시험하였다. 시험 조건은 다음과 같다: 슬라이딩 속도: 0.08m/s; 로드: 200g; 슬라이딩 거리(스트로크): 60mm. 게다가, 시험 후, 샘플의 슬라이딩 위치를 필름이 필링되는지 여부에 대해 현미경을 사용하여 검사하였다.
필름-형성 유기 수지의 가요성 평가
각각의 필름-형성 유기 수지 조성물을 필름 두께가 10μm가 되도록 나이프 코팅에 의해 클로로프렌 고무 시트(두께: 2mm)에 적용하였다. 필름-형성 수성 폴리우레탄 에멀젼을 80℃에서 30분 동안 방치하고, 용매-기재 필름-형성 폴리우레탄 성분을 120℃에서 30분 동안 방치하였다. 그 후에, 각각을 24시간 이상 동안 실온에 두었다. 이에 따라 샘플이 준비되었다. 얻어진 각각의 샘플의 유기 수지 코팅 면을 180°로 산접기 방식으로 접고, 1kg의 로드를 적용하였다. 25℃에서 1 시간 동안 방치한 후, 접힌 위치에서 필름의 외관을 시각적으로 관찰하였다. 용매-기재 필름-형성 폴리우레탄 조성물의 경우에, 폴리우레탄 조성물의 100부 당 2부의 폴리이소시아네이트-기재 가교제(Coronate L)를 포함한 혼합물을 사용하였음을 주지하라. 평가 결과는 표 1에 나타나 있다.
필름-형성 유기 수지의 신장률 평가
각각의 필름-형성 유기 수지 조성물을 나이프 코팅에 의해 폴리에스테르 필름 상에 적용하였다. 필름-형성 수계 에멀젼을 80℃에서 30분 동안 방치하고, 용매-기재 필름-형성 조성물을 120℃에서 30분 동안 방치하였다. 그 후에, 20 내지 30μm의 두께를 갖는 유기 수지 필름을 폴리에스테르 필름으로부터 경화된 필름을 필링함으로써 얻었다. 얻어진 유기 수지 필름을 10mm의 폭을 갖는 스트립으로 형성시키고, 10mm/분의 인장 속도에서 스트레칭 시 파단 신장률을 측정하였다. 용매-기재 필름-형성 폴리우레탄 조성물의 경우에, 폴리우레탄 조성물의 100부 당 2부의 폴리이소시아네이트-기재 가교제(Coronate L)를 포함한 혼합물을 사용하였음을 주지하라. 평가 결과는 표 1에 나타나 있다.
Figure pct00001
표 1에 나타난 필름-형성 유기 수지는 하기에 설명된다.
바인더 A: 필름-형성 수성 에스테르-기재 폴리우레탄 에멀젼(고형물 함량: 48%, 점도: 500mPaㆍs)
바인더 B: 필름-형성 수계 카보네이트-기재 폴리우레탄 에멀젼(고형물 함량: 42%, 점도: 200mPaㆍs)
바인더 C: 필름-형성 용매-기재 에스테르-기재 폴리우레탄 에멀젼(고형물 함량: 20%, 점도: 19,000mPaㆍs)
바인더 D: 필름-형성 수계 에스테르-기재 폴리우레탄 에멀젼(고형물 함량: 34%, 점도: 200mPaㆍs)
바인더 E: 필름-형성 수계 에스테르-기재 폴리우레탄 에멀젼(고형물 함량: 70%, 점도: 4,600mPaㆍs)
바인더 F: 바인더 A와 바인더 D의 1:1 비율의 혼합물(필름-형성 수계 에스테르-기재 폴리우레탄 에멀젼)(고형물 함량: 40%, 점도: 320mPaㆍs)
바인더 G: 필름-형성 수계 폴리아크릴 수지 에멀젼(고형물 함량: 60%, 점도: 500mPaㆍs)
바인더 H: 필름-형성 수계 폴리올레핀 에멀젼(고형물 함량: 32%, 점도: 200mPaㆍs)
Coronate L: 폴리이소시아네이트-기재 가교제(용매로서 25% 에틸 아세테이트 함유)
실시예 1 내지 3, 5 내지 8 및 11 내지 14, 및 비교예 1 내지 3 및 5 내지 10
필름-형성 유기 수지 및 이온 교환된 물을 표 2 내지 5에 나타난 배합 비율로 혼합하였다. 이후, 고형 윤활제, 실리콘 성분, 및 계면활성제를 교반하면서 표 2 내지 5에 나타난 배합 비율로 첨가하였다. 2mm의 직경을 갖는 유리 비드를 얻어진 혼합물에 첨가한 후, 혼합물을 프로펠러 혼합기를 사용하여 1,200rpm에서 30분 동안 혼합하고, 그 후에, 유리 비드를 제거하였다. 이에 따라 코팅 조성물이 얻어졌다. 얻어진 코팅 조성물의 균일성을 평가하고; 동마찰계수에 대해서, 스틱-슬립이 발생했는지 여부에 대해서, 및 유리에 코팅 조성물로 커버된 물질의 고착도에 대해서 평가하였다. 이 결과는 표 6 내지 9에 나타나 있다.
실시예 4, 9 및 10, 및 비교예 4
필름-형성 유기 수지, 용매, 및 가교제를 표 2 내지 4에 나타난 배합 비율로 혼합하였다. 이후, 고형 윤활제, 실리콘 성분, 및 계면활성제를 교반하면서 표 2 내지 4에 나타난 배합 비율로 첨가하였다. 이에 따라 코팅 조성물이 얻어졌다. 얻어진 코팅 조성물을 균일성을 평가하고; 동마찰계수에 대해서, 스틱-슬립이 발생했는지 여부에 대해서, 및 유리에 코팅 조성물로 커버된 물질의 고착도에 대해서 평가하였다. 이 결과는 표 6 내지 8에 나타나 있다.
실시예 15
표 2의 실시예 1에 나타난 포뮬레이션을 갖는 코팅 조성물로 커버된 물질의 슬라이딩 내구성을 시험한 결과, 유리 볼에 대해 0.42의 낮은 동마찰계수가 슬라이딩 10,000회 후에도 유지되었고, 슬라이딩 부분의 필름에 필링이 관찰되지 않는 것으로 발견되었다. 게다가, 스틱-슬립이 슬라이딩 중에 발생하지 않았다.
실시예 16
표 2의 실시예 4에 나타난 포뮬레이션을 갖는 코팅 조성물로 커버된 물질의 슬라이딩 내구성을 시험한 결과, 유리 볼에 대해 0.56의 낮은 동마찰계수가 슬라이딩 10,000회 후에도 유지되었고, 슬라이딩 부분의 필름에 필링이 관찰되지 않는 것으로 발견되었다. 게다가, 스틱-슬립이 슬라이딩 중에 발생하지 않았다.
실시예 17
표 3의 실시예 12에 나타난 포뮬레이션을 갖는 코팅 조성물로 커버된 물질의 슬라이딩 내구성을 시험한 결과, 유리 볼에 대해 0.30의 낮은 동마찰계수가 슬라이딩 10,000회 후에도 유지되었고, 슬라이딩 부분의 필름에 필링이 관찰되지 않는 것으로 발견되었다. 게다가, 스틱-슬립이 슬라이딩 중에 발생하지 않았다.
비교예 11
표 4의 비교예 1에 나타난 포뮬레이션을 갖는 코팅 조성물로 커버된 물질의 슬라이딩 내구성을 시험한 결과, 동마찰계수가 슬라이딩 10,000회 후에 유리 볼에 대해 0.58로 증가하였고, 슬라이딩 부분의 필름에 필링이 부분적으로 관찰되는 것으로 발견되었다. 그러나, 스틱-슬립이 슬라이딩 중에 발생하지 않았음에 주지하라.
비교예 12
표 4의 비교예 4에 나타난 포뮬레이션을 갖는 코팅 조성물로 커버된 물질의 슬라이딩 내구성을 시험한 결과, 동마찰계수가 슬라이딩 10,000회 후에 유리 볼에 대해 0.89로 증가하였고, 슬라이딩 부분의 필름에 필링이 부분적으로 관찰되는 것으로 발견되었다. 그러나, 스틱-슬립이 슬라이딩 중에 발생하지 않았음에 주지하라.
비교예 13
표 5의 비교예 10에 나타난 포뮬레이션을 갖는 코팅 조성물로 커버된 물질의 슬라이딩 내구성을 시험한 결과, 동마찰계수가 슬라이딩 10,000회 후에 유리 볼에 대해 0.59로 증가하였고, 슬라이딩 부분의 필름에 필링이 부분적으로 관찰되는 것으로 발견되었다. 게다가, 스틱-슬립이 슬라이딩 중에 발생하였다.
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00005
Figure pct00006
Figure pct00007
Figure pct00008
Figure pct00009
표 2에서 사용된 용어가 하기에 설명된다.
바인더 A 내지 C 및 F 내지 H: 상기 기재된 바와 같음.
Coronate L: 폴리이소시아네이트-기재 가교제(용매로서 25% 에틸 아세테이트 함유).
그라파이트: 레이저 회절/산란형 입도 분포를 사용하여 3 내지 5μm로 측정된 중앙 직경을 갖는 비늘모양 그라파이트.
몰리브데넘 디설파이드: 레이저 회절/산란형 입도 분포를 사용하여 3 내지 6μm로 측정된 중앙 직경을 갖는 몰리브데넘 디설파이드 미세 분말.
PTFE 분말: 레이저 회절/산란형 입도 분포를 사용하여 2 내지 4μm로 측정된 중앙 직경을 갖는 폴리테트라플루오로에틸렌 수지 분말.
실리콘 수지 분말: 레이저 회절/산란형 입도 분포를 사용하여 3μm로 측정된 중앙 직경을 갖고, 연화점을 가지지 않는, (CH3)SiO3 /2로 표현되는 실록산 단위로 구성된 불규칙한 형상의 실리콘 수지 분말. 규소-결합된 하이드록실기 함량: 5%; 비중: 1.33. 실리콘 수지: 0℃의 유리 전이 온도를 갖는, 평균 단위 화학식 ((CH3)SiO3/2)0.86((CH3)2SiO2/2)0.14로 표현되는 실리콘 수지. 규소-결합된 하이드록실기 함량: 약 1%; 비중: 1.05. 실리콘 고무 분말: 축합 반응을 통해 폴리디메틸 실록산을 가교함으로써 얻어진, 레이저 회절/산란형 입도 분포를 사용하여 2μm로 측정된 중앙 직경을 갖는 구형 실리콘 고무 분말. 비중: 0.98. 67 첨가제: (상품명) Dow Corning Toray Co.,Ltd.에서 제조.
CR: 클로로프렌 고무(가교된 제품; Kanda Gomu Kagaku Corporation에서 구매)
EPDM: 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머의 가교된 제품(Kanda Gomu Kagaku Corporation에서 구매)
POM: 폴리아세탈 수지
표 2 내지 5에서, "실리콘 수지/고형 윤활제 비율"은 각각의 코팅 조성물 중의 필름-형성 유기 수지(고형물 함량)의 100부에 대해 실리콘 수지 분말 및 실리콘 수지 부를 고형 윤활제 부로 나눈 몫을 나타낸다.
산업상 이용가능성
본 발명의 코팅 조성물은, 코팅 조성물을 경화시킴으로써 형성됨 필름이 연장된 기간 동안 낮은 마찰 저항을 유지하기 때문에, 유리, 그리고 금속 코팅된 표면, 및 유사한 매끄러운 표면에 고착이 방지될 수 있기 때문에, 차량 오프닝의 웨더 스트립, 차량 와이퍼 블레이드 고무, 웨더 실(weather seal), 글라스 런(glass run), 및 유사한 슬라이딩 부재 상에 표면 코팅으로서 적합하게 사용될 수 있다.
게다가, 본 발명의 코팅 조성물은 O-링, 캐스킷, 다양한 유형의 패킹, 및 그 밖의 밀봉 부재; 및 또한 고무 호스 표면의 슬라이딩 부위를 처리하는데 적합하게 사용될 수 있다.

Claims (9)

  1. 필름-형성 유기 수지, 고형 윤활제, 및 실리콘 수지를 포함하는, 슬라이딩 부재(sliding member)용 코팅 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 필름-형성 유기 수지 100중량부 당 30 내지 120중량부의 고형 윤활제 및 5 내지 80중량부의 실리콘 수지가 포함되는, 슬라이딩 부재용 코팅 조성물.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 고형 윤활제에 대한 실리콘 수지의 중량비가 0.1 내지 0.8의 범위인, 슬라이딩 부재용 코팅 조성물.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 실리콘 수지가 0.05중량% 내지 15중량%의 규소-결합된 하이드록실기를 갖는, 슬라이딩 부재용 코팅 조성물.
  5. 제 1항 내지 제 4항에 중 어느 한 항에 있어서, 실리콘 수지가 연화점을 갖지 않는 실리콘 수지 분말인, 슬라이딩 부재용 코팅 조성물.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 20 내지 30μm의 두께 및 10mm의 폭을 갖는, 필름-형성 유기 수지로부터 얻어진 유기 수지 필름의 10mm/분의 인장 속도(pulling speed)에서의 파단 신장률(breaking elongation)이 100% 이상인, 슬라이딩 부재용 코팅 조성물.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 슬라이딩 부재가 기본 재료(base material)이고, 그것은 고무(rubber)인, 슬라이딩 부재용 코팅 조성물.
  8. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에서 기재된 슬라이딩 부재용 코팅 조성물을 포함하는 코팅 필름이 표면 상에 제공된 코팅체(coated body).
  9. 제 7항에 기재된 슬라이딩 부재용 코팅 조성물을 포함하는 코팅 필름이 표면 상에 제공된 고무 부재.
KR1020127006701A 2009-08-21 2010-08-19 슬라이딩 부재용 코팅 조성물 KR20120089847A (ko)

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