KR20140097719A - Composition of polyketone with high tribological properties - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 내마모성이 우수한 폴리케톤(polyketone) 조성물 및 이의 이용에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 폴리케톤 및 특정 물질의 내마모재를 포함함으로써, 폴리케톤 조성물의 내마모성을 월등히 향상시켜 고가의 엔지니어링 플라스틱인 폴리아미드계 소재가 적용된 자동차 부품 등을 대체하여 내마모성 및 경제성을 향상시켜줄 수 있는 내마모성이 우수한 폴리케톤 조성물 및 이의 이용에 관한 것이다.
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a polyketone composition having excellent abrasion resistance and a use thereof, and more particularly, to a polyketone composition which is improved in abrasion resistance of a polyketone composition by including a wear resistant material of polyketone and a specific substance, A polyketone composition excellent in abrasion resistance that can improve abrasion resistance and economical efficiency by replacing automobile parts and the like to which a polyamide-based material such as polyamide-based material is applied, and use thereof.
폴리케톤(polyketone, PK)은 폴리아미드, 폴리에스터 및 폴리카보네이트 등의 일반 엔지니어링 플라스틱 소재에 비해 원료 및 중합 공정비가 저렴한 소재이면서 내열성, 내화학성, 내충격성 및 내연료투과성 등이 우수하다.Polyketone (PK) is an inexpensive raw material and polymerization process ratio compared to general engineering plastic materials such as polyamide, polyester and polycarbonate, and is excellent in heat resistance, chemical resistance, impact resistance and fuel permeability.
상기와 같은 특성을 지닌 폴리케톤은 일산화탄소(CO)와 에틸렌(ethylene) 및 프로필렌(propylene)과 같은 올레핀(olefin)을 촉매로 팔라듐(Pd)이나 니켈(Ni) 등과 같은 전이 금속 착체(complex)를 이용하여 중합시킴으로써 일산화탄소와 올레핀이 서로 번갈아 결합함으로써 얻어진다는 것은 이미 공지되어 있다(공업 재료, 12월호, 5페이지, 1997년).The polyketone having the above characteristics can be produced by reacting carbon monoxide (CO) and an olefin such as ethylene or propylene as a catalyst with a transition metal complex such as palladium (Pd) or nickel (Ni) It is already known that carbon monoxide and olefin are obtained by alternately bonding with each other by using a polymerization initiator (Industrial Materials, December, 5, 1997).
상기 폴리케톤은 범용 고성능 플라스틱에 포함되며, 종래 엔지니어링 플라스틱과 대등한 수준의 강도를 가지고 고무와의 친화성이 좋다는 장점을 가진다. 이와 같은 폴리케톤의 특성으로 인하여 종래 파라핀계 아라미드섬유가 독점적으로 사용되는 타이어 코드(tire cord)나 고무 자재용 등으로 폴레케톤이 사용될 수 있다. The polyketone is included in a general purpose high-performance plastic, and has an advantage in that it has a strength equivalent to that of conventional engineering plastics and has good affinity with rubber. Due to the characteristics of polyketone, polyketone can be used for tire cords and rubber materials which are conventionally used exclusively for paraffin-based aramid fibers.
그러나 폴리케톤은 자동차 타이밍 체인가이드, 베어링 및 도어체크 기어 등에 사용되기에는 종래 엔지니어링 플라스틱에 비해 상대적으로 마찰이 크며, 내마모성이 약하다는 단점이 있어서 사용에 제약이 있었다. However, polyketone is used in automotive timing chain guides, bearings, and door check gears, and has a disadvantage in that it has a relatively large friction and relatively low abrasion resistance compared to engineering plastics.
따라서, 폴리케톤의 단점인 내마모성을 향상시키기 위한 노력이 계속되고 있으며, 미국특허 제 4,870,133호에는 폴리케톤에 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluorethylene)을 블렌딩(blending)하여 폴리케톤의 용융강도(Melt strength)를 증가시켰다는 언급은 있지만, 폴리케톤의 내마모성을 증가시켰다는 언급은 없다.Accordingly, efforts to improve abrasion resistance, which is a disadvantage of polyketone, have been continuing. U.S. Patent No. 4,870,133 discloses a method of blending polytetrafluoroethylene with polyketone to improve melt strength of polyketone, , There is no mention of increasing the abrasion resistance of polyketones.
또한, 미국특허 제 5,618,870호에는 폴리케톤에 실리콘 오일(silicon oil)을 블렌딩하여 폴리케톤의 내마모성을 증가시켰다는 언급이 있지만 다른 성분에 대한 언급은 없다. 그리고 첨가되는 실리콘 오일의 가격은 매우 고가여서 실제 산업용에 사용되기에는 한계가 있다.In addition, U.S. Patent No. 5,618,870 mentions that polyketone is blended with silicone oil to increase the abrasion resistance of polyketones, but there is no mention of other ingredients. And the price of silicone oil added is very expensive, so it is limited to be used for practical industrial use.
또한, 한국공개특허공보 제 2012-0071814호에는 폴리케톤의 제조공정을 조절하여 폴리케톤의 내마모성을 증가시켰다는 언급은 있지만 내마모성과 관련된 성분에 대한 언급은 없다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2012-0071814 also mentions that the polyketone manufacturing process is controlled to increase the abrasion resistance of the polyketone, but there is no mention of components related to abrasion resistance.
그러므로, 내마모성이 부족한 폴리케톤의 내마모성을 더욱 향상시키기 위한 개술개발이 필요하게 되었다.
Therefore, it is necessary to develop a technique for further improving the abrasion resistance of the polyketone which is poor in abrasion resistance.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 폴리케톤 및 특정 물질의 내마모재를 포함함으로써, 폴리케톤의 내마모성을 월등히 향상시켜 종래 고가의 폴리아미드계 소재가 적용되었던 자동차 부품을 대체하여 자동차의 내마모성 향상 및 제조원가를 낮출 수 있는 효과가 있는 내마모성이 우수한 폴리케톤 조성물및 이의 이용에 관한 것이다.
It is an object of the present invention to overcome the above-mentioned problems by providing a polyketone and an abrasion-resistant material of a specific material to significantly improve the abrasion resistance of polyketone to replace an automobile part to which a conventional expensive polyamide- A polyketone composition excellent in abrasion resistance, which has an effect of improving the wear resistance of automobiles and lowering the manufacturing cost, and use thereof.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 폴리케톤; 및 실리콘, 폴리테트라플루오로에틸렌, 탄산칼슘, 말레인산, 몰리브덴 및 스테아린산 마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 내마모재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 폴리케톤 조성물을 제공한다. In order to achieve the above object, And at least one abrasion resistant material selected from the group consisting of silicon, polytetrafluoroethylene, calcium carbonate, maleic acid, molybdenum and magnesium stearate.
이 때, 전체 조성물 중량에 대하여 상기 폴리케톤의 함량은 80 ~ 99.9 중량% 및 내마모재의 함량은 0.1 ~ 20 중량% 인 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the content of the polyketone is 80 to 99.9% by weight and the content of the abrasion-resistant material is 0.1 to 20% by weight based on the total weight of the composition.
특히, 상기 내마모재는 실리콘, 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 스테아린산 마그네슘인 것이 바람직하다.Particularly, the wear resistant material is preferably silicon, polytetrafluoroethylene or magnesium stearate.
또한, 전체 조성물 중량에 대하여 상기 폴리케톤 97 중량% 및 실리콘 3 중량% 인 것이 바람직하다. Further, it is preferable that 97 wt% of the polyketone and 3 wt% of silicon are based on the total weight of the composition.
또한, 상기 폴리케톤은 일산화탄소, 에틸렌 및 프로필렌이 단량체로 중합된 삼중공중합체(terpolymer)인 것이 바람직하다.The polyketone is preferably a terpolymer obtained by polymerizing monomers such as carbon monoxide, ethylene and propylene.
한편, 상기 폴리케톤 조성물은 자동차 타이밍 체인가이드, 베어링, 도어체크 기어, 파워스티어링 웜기어 및 도어 레귤레이터 기어에 적용되는 것이 바람직하다.
Meanwhile, the polyketone composition is preferably applied to an automotive timing chain guide, a bearing, a door check gear, a power steering worm gear, and a door regulator gear.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 효과는, 폴리케톤; 및 실리콘, 폴리테트라플루오로에틸렌, 탄산칼슘, 말레인산, 몰리브덴 및 스테아린산 마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 특정 물질의 내마모재;를 포함함으로써, 폴리케톤의 내마모성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The effects of the present invention having the above-described structure are as follows: polyketone; And abrasion resistant materials of specific materials including at least one selected from the group consisting of silicon, polytetrafluoroethylene, calcium carbonate, maleic acid, molybdenum, and magnesium stearate, thereby improving the abrasion resistance of the polyketone It is effective.
또한, 본 발명은 종래 고가(高價)의 폴리아미드계 소재가 적용된 부품을 대체하여 부품의 내마모성을 향상시킬 수 있으며 제조원가를 낮출 수 있는 장점이 있다.
In addition, the present invention has an advantage in that the abrasion resistance of parts can be improved by replacing a part to which a high-priced polyamide-based material is applied, and the manufacturing cost can be lowered.
이하, 도면 및 표에 의거하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings and tables.
1. 조성물1. Composition
본 발명에 따른 내마모성이 우수한 폴리케톤 조성물은, 내열성, 내화학성, 내연료투과성 및 내충격성 등이 우수한 폴리케톤; 및 마모를 줄여주는 특정 물질의 내마모재;를 포함함으로써, 폴리케톤에 분산된 특정 물질의 내마모재, 특히 표면에 분산된 특정 물질의 내마모재로 인하여 폴리케톤의 내마모성을 월등히 향상시킬 수 있다. The polyketone composition having excellent abrasion resistance according to the present invention is a polyketone excellent in heat resistance, chemical resistance, fuel permeability and impact resistance, and the like; And abrasion resistance of a specific material which reduces abrasion, it is possible to remarkably improve the abrasion resistance of the polyketone due to the abrasion resistance of a specific material dispersed in the polyketone, particularly abrasion resistance of a specific material dispersed on the surface have.
여기서, 상기 폴리케톤은 일산화탄소, 에틸렌 및 프로필렌이 단량체로 중합된 삼중공중합체(terpolymer)인 것을 특징으로 한다. Here, the polyketone is a terpolymer in which carbon monoxide, ethylene and propylene are polymerized with monomers.
또한, 조성물의 내마찰성 및 내마모성을 향상시키기 위해 첨가하는 특정 물질의 내마모재는 실리콘(silicon), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluorethylene, PTFE), 탄산칼슘(CaCO3), 말레산(Maleic Acid), 몰리브덴(molybdenum, Mo) 또는 스테아린산 마그네슘 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 실리콘, 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 스테아린산 마그네슘이며, 가장 바람직하게는 실리콘이다.The abrasion resistant material of the specific material added to improve the abrasion resistance and abrasion resistance of the composition is silicon, polytetrafluorethylene (PTFE), calcium carbonate (CaCO 3 ), maleic acid, Molybdenum, molybdenum, magnesium stearate and the like, more preferably silicon, polytetrafluoroethylene or magnesium stearate, and most preferably silicon.
보다 상세하게, 상기 실리콘(silicon)은 검(gum, 액형의 실리콘을 POM 마스터뱃치로 생산된 제품) 또는 파우더(powder) 형태로 제공될 수 있고, 폴리케톤에 첨가된 후 블랜딩(blending) 등을 통하여 폴리케톤에 분산될 수 있다.More specifically, the silicon may be provided in the form of a gum (product of the liquid type silicon produced by the POM master batch) or powder, added to the polyketone, and then blended or the like Lt; RTI ID = 0.0 > polyketone.
상기 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluorethylene, PTFE)은 파우더 형태로 제공될 수 있고, 폴리케톤에 첨가된 후 블랜딩(blending) 등을 통하여 폴리케톤에 분산될 수 있다.The polytetrafluorethylene (PTFE) may be provided in a powder form, added to a polyketone, and then dispersed in a polyketone through blending or the like.
상기 탄산칼슘(CaCO3)은 엔지니어링 플라스틱의 윤활제로 사용되는 제품의 파우더 형태로 제공될 수 있고, 폴리케톤에 첨가된 후 블랜딩(blending) 등을 통하여 폴리케톤에 분산될 수 있다.The calcium carbonate (CaCO 3 ) may be provided in the form of a powder of a product used as a lubricant for engineering plastics, and may be added to polyketones and then dispersed in polyketones through blending or the like.
상기 말레산(Maleic Acid)은 에틸렌 공중합체에 말레산을 그래프트(graft) 중합하여 말레산(Maleic Acid)으로 치환된 비정형 에틸렌 공중합물(MA-g-ethylene copolymer) 형태로 제공될 수 있고, 폴리케톤에 첨가된 후 블랜딩(blending) 등을 통하여 폴리케톤에 분산될 수 있다.The maleic acid may be provided in the form of an MA-g-ethylene copolymer substituted with maleic acid by graft polymerization of maleic acid to the ethylene copolymer, Added to the ketone, and then dispersed in the polyketone through blending or the like.
상기 몰르브덴(Mo)은 몰리브덴디설파이드(MoS2)의 금속형 제품군의 파우더 형태로 제공될 수 있고, 폴리케톤에 첨가된 후 블랜딩(blending) 등을 통하여 폴리케톤에 분산될 수 있다.The molybdenum (Mo) may be provided in a powder form of molybdenum disulfide (MoS 2 ), may be added to the polyketone, and then may be dispersed in the polyketone through blending or the like.
상기 스테이라인산 마그네슘은 윤활제 제품의 파우더 형태로 제공될 수 있고, 폴리케톤에 첨가된 후 블랜딩(blending) 등을 통하여 폴리케톤에 분산될 수 있다.
The magnesium stearate may be provided in the form of a powder of a lubricant product, added to a polyketone, and then dispersed in a polyketone through blending or the like.
2. 조성물의 함량2. Content of composition
본 발명에 따른 내마모성이 우수한 폴리케톤 조성물에 있어서, 전체 조성물 중량에 대한 상기 폴리케톤 함량은 80 ~ 99.9 중량% 및 특정 물질의 내마모재 함량은 0.1 ~ 20 중량% 인 것이 바람직하다.In the polyketone composition having excellent abrasion resistance according to the present invention, it is preferable that the polyketone content is 80 to 99.9% by weight based on the total composition weight and the abrasion-resistant content of the specific material is 0.1 to 20% by weight.
여기서, 상기 폴리케톤의 함량이 80 중량% 미만일 경우, 조성물의 기계적물성, 열안정성 및 유동성 등이 감소될 수 있으며, 99.9 중량% 초과일 경우, 첨가되는 특정 물질의 내마모재의 함량이 상대적으로 적어 폴리케톤 조성물의 내마모성 향상 효과가 미미할 수 있다. When the content of the polyketone is less than 80% by weight, the mechanical properties, thermal stability and fluidity of the composition may be reduced. When the content of the polyketone is more than 99.9% by weight, The effect of improving the abrasion resistance of the polyketone composition may be insignificant.
또한, 상기 특정 물질의 내마모재 함량이 0.1 중량% 미만일 경우, 조성물의 내마모성 향상 효과가 미미할 수 있으며, 20 중량% 초과일 경우, 조성물의 기계적 물성 및 열 안정성이 감소되고 조성물 표면에서 박리 현상이 일어날 수 있다.If the abrasion resistance of the specific material is less than 0.1% by weight, the effect of improving the abrasion resistance of the composition may be insignificant. If the abrasion resistance is more than 20% by weight, the mechanical properties and thermal stability of the composition are decreased, Can happen.
또한, 더욱 바람직한 일 실시예는 전체 조성물 중량에 대하여 폴리케톤 함량은 97 중량% 및 특정 물질의 내마모재 함량은 3 중량% 이며, 하기 실시예를 통하여 그 이유를 상세히 살펴볼 수 있다.In a more preferred embodiment, the polyketone content is 97% by weight based on the total composition weight, and the abrasion-resistant material content of the specific material is 3% by weight.
한편, 본 발명에 따른 내마모성이 우수한 폴리케톤 조성물은 공지의 기술을 참조하여 당업자가 적절히 제조할 수 있다.
On the other hand, a polyketone composition having excellent abrasion resistance according to the present invention can be suitably produced by those skilled in the art with reference to known techniques.
3. 용도3. Usage
또한, 본 발명에 따른 내마모성이 우수한 폴리케톤 조성물은 종래 내마모성 폴리아미드계 소재가 적용되었던, 자동차 타이밍 체인가이드, 베어링, 도어체크 기어, 파워스티어링 웜기어 및 도어 레귤레이터 기어 등에 적용하는 것이 바람직하다.
The polyketone composition having excellent wear resistance according to the present invention is preferably applied to automobile timing chain guides, bearings, door check gears, power steering worm gears, door regulator gears, and the like, to which conventional wear resistant polyamide materials have been applied.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are merely illustrative of the present invention and that the scope of the present invention is not construed as being limited by these embodiments.
종래 엔지니어링 플라스틱인 비교예 1 내지 5 및 본 발명에 따른 내마모성이 우수한 폴리케톤 조성물인 실시예 1 내지 12의 시편을 다음의 과정을 통하여 제조하였다. Comparative Examples 1 to 5, which are conventional engineering plastics, and the specimens of Examples 1 to 12, which are polyketone compositions having excellent abrasion resistance according to the present invention, were prepared by the following procedure.
폴레케톤 및 특정 물질의 내마모재를 230℃ 조건에서 동방향 이축압출기(co-rotating twin-screw extruder)를 이용하여 용융 블렌딩(blending) 후 펠렛(pellet)을 만들었으며,상기 만들어진 펠렛을 다시 235℃ 조건에서 사출성형하여 시편을 제조하였다.The wear resistant material of the polyketone and the specific material was melt-blended by using a co-rotating twin-screw extruder at 230 ° C to make a pellet, The specimens were prepared by injection molding.
상기 과정을 통해 만들어진 종래 엔지니어링 플라스틱 시편;과 본 발명에 따른 내마모성이 우수한 폴리케톤 조성물 시편;의 구성 성분 및 그 함량에 따른 운동 마찰계수(coefficient of kinetic friction)와 마모성(wear property) 시험 결과를 하기 표에 나타내었다.
The results of the test of the coefficient of kinetic friction and the wear property according to the composition and content of the conventional engineering plastic specimen prepared through the above process and the polyketone composition specimen having excellent wear resistance according to the present invention are shown in .
66PA
66
46PA
46
6PA
6
powdersilicone
powder
1803VA-
1803
마찰
계수Exercise
friction
Coefficient
(Rmax)Abrasion
(Rmax)
■ PA66 : 폴리아마이드66(polyamide66)
■ PA46 : 폴리아마이드46(polyamide46)
■ PA6 : 폴리아마이드6(polyamide6)
■ POM : 아세탈 중합체(polyacetal)
■ silicone powder : 실리콘파우더, Dow Corning사(社)의 EP-5500 제품
■ CaCO3 : 탄산칼슘, RexM사(社)의 SN7000
■ PTFE : 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluorethylene), Solvay사(社)의
XPP-511 제품
■ MoS2 : 몰리브덴디설파이드(Molybdenum disulfide), 삼육화성의 MD-40 제품
■ PM-12 : 하이드록시 스테아린산 마그네슘(Hydroxy Magnesium Stearate),
두성폴리머의 PM-12제품
■ VA-180 : 말레인산으로 치환된 비정형 에틸렌 공중합물(MA-g-ethylene copolymer),
ExxonMobil사(社)의 Exxelor VA-1803제품PK: Polyketone (polyketone)
PA66: Polyamide 66 (polyamide 66)
■ PA46: Polyamide 46 (polyamide46)
■ PA6: Polyamide 6 (polyamide 6)
■ POM: Acetal polymer (polyacetal)
■ silicone powder: silicone powder, EP-5500 from Dow Corning
■ CaCO 3 : Calcium carbonate, SN7000 from RexM
■ PTFE: Polytetrafluorethylene, manufactured by Solvay Co., Ltd.
XPP-511 product
■ MoS 2 : Molybdenum disulfide, MD-40 product of hypersensitivity
PM-12: Magnesium hydroxystearate (Hydroxy Magnesium Stearate),
PM-12 products of Tohse Polymer
VA-180: amorphous ethylene copolymer (MA-g-ethylene copolymer) substituted with maleic acid,
The Exxelor VA-1803 from ExxonMobil
상기 표 1은 비교예 및 실시예의 구성 성분 및 그 함량에 따른 운동 마찰계수와 마모성을 비교한 표이다.Table 1 above is a table comparing the coefficient of dynamic friction and abrasion according to the constituents of the Comparative Examples and Examples and their contents.
상기 표의 운동 마찰계수는 운동 마찰의 정도를 나타낼 수 있는 값으로, 상기 운동 마찰계수가 클수록 마찰력이 크다는 것을 뜻하고, 반대로 그 값이 작을수록 마찰력이 작다는 것을 뜻한다. The kinetic friction coefficient in the above table is a value capable of indicating the degree of kinetic friction. The greater the kinetic friction coefficient, the greater the frictional force. On the contrary, the smaller the kinetic frictional coefficient, the smaller the frictional force.
또한, 마모성(wear property)은 마모가 되는 정도를 나타낸 값으로, 상기 마모성이 클수록 마모가 쉽게 발생하기 때문에 내마모성이 작다는 것을 뜻하고, 반대로 그 값이 작을수록 마모가 쉽게 발생하기 못 하기 때문에 내마모성이 크다는 것을 뜻한다. 또한, 상기 마모성 시험은 하중 1kg, 선속도 7 Hz 및 시험시간 30분의 조건에서 핀-온-디스크 방식(Pin-0n-Disk type)으로 측정하였다.
In addition, the wear property is a value indicating the degree of abrasion. The abrasion resistance means that the abrasion resistance is more easily generated when the abrasion resistance is larger, and the abrasion resistance is smaller. On the other hand, the smaller the abrasion resistance is, This means it is big. Also, the abrasion test was performed using a pin-on-disc type under a load of 1 kg, a linear velocity of 7 Hz and a test time of 30 minutes.
이하, 상기 표의 비교예 및 실시예를 각각 상세하게 살펴본다.
Hereinafter, comparative examples and examples of the above table will be described in detail.
비교예 1 : 폴리케톤(PolyKetone, PK)을 포함한 비교예 1의 운동 마찰계수 및 마모도가 각각 0.35 및 88 이다. 그러므로 실시예의 평균 운동 마찰계수 및 평균 마모도 16 및 21 인 것과 비교하면, 비교예 1의 운동 마찰계수 및 마모성이 크다는 것으로부터, 비교예 1은 마찰력이 크고 내마모성이 작다는 것을 알 수 있다. Comparative Example 1 The coefficient of dynamic friction and wear of Comparative Example 1 including polyketone (PK) were 0.35 and 88, respectively. Therefore, it can be understood that the friction coefficient and the abrasion resistance of Comparative Example 1 are larger than those of the Comparative Examples 1 and 2, respectively, as compared with the average wear friction coefficient and the average wear resistance of Examples 16 and 21. Therefore, Comparative Example 1 has a large frictional force and a small wear resistance.
비교예 2 : 현재 사용중인 DuPont사(社)의 타이밍체인가이드용 소재로서 폴리아마이드66(PolyAmide66, PA66)을 포하한 비교예 2의 운동 마찰계수 및 마모도가 각각 0.28 및 50 이다. 그러므로 실시예의 평균 운동 마찰계수 및 평균 마모도가 각각 0.16 및 21 인 것과 비교하면, 비교예 2의 운동 마찰계수 및 마모성이 크다는 것으로부터, 비교예 2는 마찰력이 크고 내마모성이 작다는 것을 알 수 있다. Comparative Example 2 The dynamic friction coefficient and the wear rate of Comparative Example 2 including Polyamide 66 (PolyAmide 66, PA66) as a material for a timing chain guide of DuPont currently in use are 0.28 and 50, respectively. Therefore, in comparison with the average kinetic friction coefficient and the average wear rate of the examples of 0.16 and 21, respectively, the dynamic friction coefficient and the wear resistance of the comparative example 2 are large, so that the comparative example 2 has a large frictional force and a small wear resistance.
비교예 3 : 현재 사용중인 DSM사(社)의 타이밍체인가이드용 소재로서 폴리아마이드46(PolyAmide66, PA46)을 포함한 비교예 3의 운동 마찰계수 및 마모도가 각각 0.24 및 45 이다. 그러므로 실시예의 평균 운동 마찰계수 및 평균 마모도가 0.16 및 21 인 것과 비교하면, 비교예 3의 운동 마찰계수 및 마모성이 크다는 것으로부터, 비교예 3은 마찰력이 크고 내마모성이 작다는 것을 알 수 있다.COMPARATIVE EXAMPLE 3 Timing of Current DSM Company The coefficient of dynamic friction and wear of Comparative Example 3 including Polyamide 46 (PA46) as a material for guide chains were 0.24 and 45, respectively. Therefore, in comparison with the average kinetic friction coefficient and the average wear rate of the examples of 0.16 and 21, the friction coefficient and abrasion resistance of the comparative example 3 are large, so that the comparative example 3 has a large frictional force and a small wear resistance.
비교예 4 : 폴리아마이드6(PolyAmide66, PA6)을 포함한 비교예 4의 운동 마찰계수 및 마모도가 각각 0.32 및 70 이다. 그러므로 실시예의 평균 운동 마찰계수 및 평균 마모도가 각각 0.16 및 21 인 것과 비교하면, 비교예 4의 운동 마찰계수 및 마모성이 크다는 것으로부터, 비교예 4는 마찰력이 크고 내마모성이 작다는 것을 알 수 있다.Comparative Example 4: The coefficient of dynamic friction and wear of Comparative Example 4 including polyamide 6 (PA6) were 0.32 and 70, respectively. Therefore, in comparison with the average kinetic friction coefficient and the average wear rate of the examples of 0.16 and 21, respectively, the friction coefficient and the wear resistance of the comparative example 4 are large, so that the comparative example 4 has a large frictional force and a small wear resistance.
비교예 5 : 폴리옥시메틸렌(Poly Oxy Methylene, POM)을 포함한 비교예 5의 운동 마찰계수 및 마모도가 각각 0.24 및 40 이다. 그러므로 실시예의 평균 운동 마찰계수 및 평균 마모도가 각각 0.16 및 21 인 것과 비교하면, 비교예 5의 운동 마찰계수 및 마모성이 크다는 것으로부터, 비교예 5는 마찰력이 크고 내마모성이 작다는 것을 알 수 있다.Comparative Example 5 The friction coefficient and the wear of Comparative Example 5 including polyoxymethylene (POM) were 0.24 and 40, respectively. Therefore, in comparison with the average kinetic friction coefficient and the average wear rate of the examples of 0.16 and 21, respectively, since the kinetic friction coefficient and abrasion resistance of the comparative example 5 are large, the comparative example 5 has a large frictional force and a small wear resistance.
실시예 1 : 전체 조성물 중량에 대하여 폴리케톤 99.9 중량% 및 실리콘파우더(silicone powder) 0.1 중량% 를 포함한 실시예 1의 운동 마찰계수 및 마모도가 각각 0.20 및 34 이다. 그러므로 비교예 평균 운동 마찰계수 및 평균 마모도가 각각 0.29 및 58.6 인 것과 비교하면, 실시예 1의 운동 마찰계수 및 마모성이 작다는 것으로부터, 실시예 1은 마찰력이 작고 내마모성이 크다는 것을 알 수 있다.Example 1 The coefficient of dynamic friction and wear of Example 1 including 99.9 wt% of polyketone and 0.1 wt% of silicone powder based on the total composition weight were 0.20 and 34, respectively. Therefore, it can be seen that the friction coefficient and abrasion resistance of Example 1 are smaller than those of the comparative example average friction coefficient and the average wear rate of 0.29 and 58.6, respectively, so that Example 1 has a small frictional force and a high wear resistance.
실시예 2 : 상기 실시예 1과 동일한 성분을 포함하지만, 전체 조성물 중량에 대하여 폴리케톤 97.0 중량% 및 실리콘파우더 3.0 중량% 를 포함하는데 상기 실시예 1보다 마찰계수 및 마모성이 더 작다는 것으로부터, 실시예 2는 실시예 1보다 마찰력이 더 작고 내마모성이 더 크다는 것을 알 수 있다.Example 2 Including the same components as in Example 1 but containing 97.0 wt% of polyketone and 3.0 wt% of silicon powder based on the total composition weight, the friction coefficient and the abrasiveness are smaller than those of Example 1, It can be seen that Example 2 has a smaller friction force and greater wear resistance than Example 1.
실시예 3 : 전체 조성물 중량에 대하여 폴리케톤 95.0 중량% 및 탄산칼슘(CaCO3) 5.0 중량% 를 포함한 실시예 3의 운동 마찰계수 및 마모도가 각각 0.22 및 30 이다. 그러므로 비교예 평균 운동 마찰계수 및 평균 마모도가 각각 0.29 및 58.6 인 것과 비교하면, 실시예 3의 운동 마찰계수 및 마모성이 작다는 것으로부터, 실시예 3은 마찰력이 작고 내마모성이 크다는 것을 알 수 있다.Example 3: The coefficient of dynamic friction and wear of Example 3 including 95.0 wt% of polyketone and 5.0 wt% of calcium carbonate (CaCO 3 ) based on the total composition weight were 0.22 and 30, respectively. Therefore, it can be seen that the friction coefficient and the abrasion resistance of the third embodiment are smaller than those of the comparative example average wear friction coefficient and the average wear degree of 0.29 and 58.6, respectively, so that the third embodiment has a small frictional force and a high wear resistance.
실시예 4 : 상기 실시예 3과 동일한 성분을 포함하지만, 전체 조성물 중량에 대하여 폴리케톤 80.0 중량% 및 탄산칼슘 20.0 중량% 를 포함하는데, 상기 실시예 3 보다 마찰계수 및 마모성이 더 작다는 것으로부터, 실시예 4 는 실시예 3 보다 마찰력이 더 작고 내마모성이 더 크다는 것을 알 수 있다.Example 4: Including the same components as in Example 3 above, but comprising 80.0 wt.% Polyketone and 20.0 wt.% Calcium carbonate based on the total composition weight, from the fact that the coefficient of friction and abrasion are smaller than those of Example 3 , Example 4 is smaller in frictional force and more abrasion resistance than Example 3.
실시예 5 : 전체 조성물 중량에 대하여 폴리케톤 95.0 중량% 및 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluorethylene, PTFE) 5.0 중량% 를 포함한 실시예 5의 운동 마찰계수 및 마모도가 각각 0.22 및 20 이다. 그러므로 비교예 평균 운동 마찰계수 및 평균 마모도가 각각 0.29 및 58.6 인 것과 비교하면, 실시예 5의 운동 마찰계수 및 마모성이 작다는 것으로부터, 실시예 5는 마찰력이 작고 내마모성이 크다는 것을 알 수 있다.Example 5 The coefficient of dynamic friction and wear of Example 5 including 95.0% by weight of polyketone and 5.0% by weight of polytetrafluorethylene (PTFE) based on the total composition weight were 0.22 and 20, respectively. Therefore, it can be seen that the friction coefficient and the abrasion resistance of Example 5 are smaller than those of the Comparative Examples having an average wear coefficient of 0.29 and an average wear rate of 58.6, respectively, so that Example 5 has a small frictional force and a high wear resistance.
실시예 6 : 상기 실시예 5와 동일한 성분을 포함하지만, 전체 조성물 중량에 대하여 폴리케톤 80.0 중량% 및 폴리테트라플루오로에틸렌 20.0 중량% 를 포함하는데, 상기 실시예 5보다 마찰계수 및 마모성이 더 작다는 것으로부터, 실시예 6은 실시예 5보다 마찰력이 더 작고 내마모성이 더 크다는 것을 알 수 있다.Example 6 Contains the same components as in Example 5 but contains 80.0% by weight of polyketone and 20.0% by weight of polytetrafluoroethylene with respect to the total composition weight, which is smaller in friction coefficient and abrasion than Example 5 It can be seen that the friction force is smaller and the abrasion resistance is higher in Example 6 than in Example 5. [
실시예 7 : 전체 조성물 중량에 대하여 폴리케톤 99.9 중량% 및 몰리브데늄디설파이드(molybdenum disulfide, MoS2) 0.1 중량% 를 포함한 실시예 7의 운동 마찰계수 및 마모도가 각각 0.20 및 34 이다. 그러므로 비교예 평균 운동 마찰계수 및 평균 마모도가 각각 0.29 및 58.6 인 것과 비교하면, 실시예 7의 운동 마찰계수 및 마모성이 작다는 것으로부터, 실시예 7은 마찰력이 작고 내마모성이 크다는 것을 알 수 있다.Example 7: The coefficient of dynamic friction and wear of Example 7 including 99.9% by weight of polyketone and 0.1% by weight of molybdenum disulfide (MoS 2 ) based on the total composition weight were 0.20 and 34, respectively. Therefore, it can be seen that the friction coefficient and abrasion resistance of Example 7 are smaller than those of the Comparative Examples having an average wear coefficient of 0.29 and an average wear rate of 58.6, respectively, so that Example 7 has a small frictional force and a high wear resistance.
실시예 8 : 상기 실시예 7과 동일한 성분을 포함하지만, 전체 조성물 중량에 대하여 폴리케톤 97.0 중량% 및 몰리브데늄디설파이드 3.0 중량% 를 포함하는데, 상기 실시예 7보다 마찰계수 및 마모성이 더 작다는 것으로부터, 실시예 8은 실시예 7보다 마찰력이 더 작고 내마모성이 더 크다는 것을 알 수 있다.Example 8: Including the same components as in Example 7 above but containing 97.0 wt.% Polyketone and 3.0 wt.% Molybdenum disulfide, based on the total composition weight, which has a lower coefficient of friction and less abrasion than Example 7 It can be seen that Example 8 is smaller in frictional force and more abrasion resistance than Example 7.
실시예 9 : 전체 조성물 중량에 대하여 폴리케톤 99.9 중량% 및 하이드록시 스테아린산 마그네슘(Hydroxy Magnesium Stearate) 0.1 중량% 를 포함한 실시예 9 의 운동 마찰계수 및 마모도가 각각 0.18 및 33 이다. 그러므로 비교예 평균 운동 마찰계수 및 평균 마모도가 각각 0.29 및 58.6 인 것과 비교하면, 실시예 9의 운동 마찰계수 및 마모성이 작다는 것으로부터, 실시예 9는 마찰력이 작고 내마모성이 크다는 것을 알 수 있다.Example 9: The kinetic friction coefficient and wear resistance of Example 9 including 99.9% by weight of polyketone and 0.1% by weight of magnesium hydroxystearate (hydroxy magnesium stearate) based on the total composition weight were 0.18 and 33, respectively. Therefore, it can be seen that the friction coefficient and the wear resistance of Example 9 are smaller than those of Comparative Example 10 and Comparative Example 10, which are 0.29 and 58.6, respectively, so that Example 9 has low frictional force and high abrasion resistance.
실시예 10 : 상기 실시예 9와 동일한 성분을 포함하지만, 전체 조성물 중량에 대하여 폴리케톤 97.0 중량% 및 하이드록시 스테아린산 마그네슘 3.0 중량% 를 포함하는데, 상기 실시예 9보다 마찰계수 및 마모성이 더 작다는 것으로부터, 실시예 10은 실시예 9보다 마찰력이 더 작고 내마모성이 더 크다는 것을 알 수 있다.Example 10: Containing the same components as in Example 9 above but containing 97.0 wt.% Polyketone and 3.0 wt.% Magnesium hydroxystearate, based on the total weight of the composition, which has a lower coefficient of friction and less abrasion than Example 9 It can be seen that Example 10 is smaller in friction force and more abrasion resistance than Example 9.
실시예 11 : 전체 조성물 중량에 대하여 폴리케톤 99.9 중량% 및 말레산으로 치환된 비정형 에틸렌 공중합물(MA-g-ethylene copolymer) 0.1 중량% 를 포함한 실시예 11의 운동 마찰계수 및 마모도가 각각 0.20 및 23 이다. 그러므로 비교예 평균 운동 마찰계수 및 평균 마모도가 각각 0.29 및 58.6 인 것과 비교하면, 실시예 11의 운동 마찰계수 및 마모성이 작다는 것으로부터, 실시예 11은 마찰력이 작고 내마모성이 크다는 것을 알 수 있다.Example 11: The dynamic friction coefficient and the abrasion resistance of Example 11 including 99.9% by weight of a polyketone and 0.1% by weight of an MA-g-ethylene copolymer substituted with maleic acid based on the total composition weight were 0.20 23. Therefore, it can be seen that the friction coefficient and abrasion resistance of Example 11 are smaller than those of the comparative example having an average coefficient of dynamic friction and an average wear rate of 0.29 and 58.6, respectively, so that Example 11 has low frictional force and great wear resistance.
실시예 12 : 상기 실시예 11과 동일한 성분을 포함하지만, 전체 조성물 중량에 대하여 폴리케톤 97.0 중량% 및 말레산 3.0 중량% 를 포함하는데, 상기 실시예 11보다 마찰계수 및 마모성이 더 작다는 것으로부터, 실시예 12는 실시예 11보다 마찰력이 더 작고 내마모성이 더 크다는 것을 알 수 있다.Example 12: Containing the same components as in Example 11 above but containing 97.0 wt.% Polyketone and 3.0 wt.% Maleic acid, based on the total weight of the composition, from the fact that the coefficient of friction and abrasion are smaller than those of Example 11 , Example 12 is smaller in friction force and more abrasion resistance than Example 11.
따라서, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 12는 종래 비교예 1 내지 5보다 운동 마찰계수가 평균 55% 감소되었고 마모성이 평균 36% 감소되었다는 것으로부터, 본 발명에 따른 실시예는 비교예보다 마찰이 감소되었고 내마모성이 향상되었다는 것을 알 수 있었다.Therefore, Examples 1 to 12 according to the present invention show that the friction coefficient of the Comparative Examples 1 to 5 was reduced by an average of 55% and the abrasion was reduced by an average of 36% And the abrasion resistance was improved.
또한, 실시예 1 내지 12에서 볼 수 있듯이 본 발명의 범위 내에서 조성물에 특정 물질의 내마모재가 적게 포함된 경우보다 많이 포함된 경우, 마찰은 작고 내마모성이 우수하였다.Also, as can be seen from Examples 1 to 12, the friction was small and the abrasion resistance was excellent when the composition contained more abrasion-resistant material than that of the abrasion-resistant material.
또한, 각각 실리콘, 폴리테트라플루오로에틸렌 및 스테아린산 마그네슘이 포함된 실시예 1 내지 2; 실시예 5 내지 6; 및 실시예 9 내지 10;의 운동 마찰계수 및 마모성이 비교적 작기 때문에 마찰이 작고 내마모성이 크다. 따라서 내마모재는 실리콘, 폴리테트라플루오로에틸렌 및 스테아린산 마그네슘인 것이 바람직하다. Further, Examples 1 to 2 each containing silicone, polytetrafluoroethylene and magnesium stearate; Examples 5 to 6; And Examples 9 to 10 are relatively small in friction coefficient and abrasion resistance, so that friction is small and abrasion resistance is great. Therefore, the wear resistant material is preferably silicon, polytetrafluoroethylene and magnesium stearate.
특히, 실리콘이 포함된 실시예 2는 비교예 및 실시예 전체에서, 운동 마찰계수 및 마모성이 가장 작기 때문에 마찰이 가장 작으면서 내마모성이 가장 크다. 따라서 내마모재는 실리콘인 것이 가장 바람직하다. Particularly, in Example 2 including silicon, friction and modulus of abrasion are the smallest in all Comparative Examples and Examples, so that friction is the smallest and wear resistance is greatest. Therefore, the wear resistant material is most preferably silicon.
상기 실시예 2를 참고로 하여, 전체 조성물 중량에 대한 폴리케톤의 함량은 97 중량% 및 실리콘 파우더 3 중량% 인 것이 가장 바람직하다.
With reference to Example 2 above, it is most preferred that the polyketone content is 97% by weight and the silicone powder is 3% by weight based on the total composition weight.
이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.Although the present invention has been described in connection with the specific embodiments of the present invention, it is to be understood that the present invention is not limited thereto. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims and their equivalents. Various modifications and variations are possible.
Claims (6)
Polyketone; And at least one abrasion resistant material selected from the group consisting of silicon, polytetrafluoroethylene, calcium carbonate, maleic acid, molybdenum, and magnesium stearate.
전체 조성물 중량에 대하여 상기 폴리케톤의 함량은 80 ~ 99.9 중량% 및 내마모재의 함량은 0.1 ~ 20 중량% 인 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 폴리케톤 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the content of the polyketone is 80 to 99.9% by weight and the content of the abrasion resistant material is 0.1 to 20% by weight based on the total weight of the composition.
상기 내마모재는 실리콘, 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 스테아린산 마그네슘인 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 폴리케톤 조성물.
3. The method of claim 2,
Wherein the abrasion resistant material is silicone, polytetrafluoroethylene or magnesium stearate.
전체 조성물 중량에 대하여 상기 폴리케톤 97 중량% 및 실리콘 3 중량% 인 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 폴리케톤 조성물.
The method of claim 3,
Wherein the polyketone composition is 97 wt% of the polyketone and 3 wt% of silicon based on the total weight of the composition.
상기 폴리케톤은 일산화탄소, 에틸렌 및 프로필렌이 단량체로 중합된 삼중공중합체(terpolymer)인 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 폴리케톤 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the polyketone is a terpolymer in which carbon monoxide, ethylene and propylene are polymerized with monomers.
상기 폴리케톤 조성물은 자동차 타이밍 체인가이드, 베어링, 도어체크 기어, 파워스티어링 웜기어 및 도어 레귤레이터 기어에 적용되는 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 폴리케톤 조성물.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein the polyketone composition is applied to an automotive timing chain guide, a bearing, a door check gear, a power steering worm gear, and a door regulator gear.
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