KR20170013690A - 접동부재용 코팅 조성물 및 이를 이용한 접동부재 코팅방법 - Google Patents

접동부재용 코팅 조성물 및 이를 이용한 접동부재 코팅방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 접동부재용 코팅 조성물 및 이를 이용한 접동부재 코팅방법에 관한 것이다.
본 발명은 바인더 수지로 열경화성 수지인 폴리아미드이미드(polyamide imide) 및 폴리이미드(polyimide)를 사용하고, 고체 윤활제는 PTFE, MoS2, 탄소섬유, 그라핀 나노플레이트 분말과, 기능성 첨가제인 테트라포드 산화아연(T-ZnO)분말, 실란커플링제, 플라티늄디비닐테트라메틸디실록산, 소포제, 및 유기용매로 NMP, DMAC, MEK, 및 Xylene 등을 사용하는 윤활부재용 코팅 슬러리 조성물과, 이 코팅 조성물을 상온에서 후 약 1~2시간 밀링하여 코팅 슬러리를 제조하고, 표면조도를 약 1~2㎛정도로 거칠게 처리한 기재의 표면을 탈지, 세척한 다음, 공지의 코팅방법으로 약 10~30㎛두께로 코팅한 후 80~100℃에서 30~60분간 건조하고 약 200~250℃에서 1~2시간 소성한 후 서서히 실온으로 냉각하여 코팅작업을 수행하는 것을 특징으로 하는 기재에 대한 접동부재용 코팅 슬러리의 제조 및 코팅 방법을 제공한다.

Description

접동부재용 코팅 조성물 및 이를 이용한 접동부재 코팅방법 {sliding member sliding damper coating method using the coating composition and this}
본 발명은 접동부재용 코팅 조성물 및 이를 이용한 접동부재 코팅방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 내마모성 및 윤활성이 우수한 코팅 조성물과 이 조성물의 제조방법 및 이를 기재에 코팅하는 방법에 관한 것으로서, 철계(철 혹은 철합금), 알루미늄계(알루미늄 혹은 알루미늄 합금) 및 마그네슘계(마그네슘 혹은 마그네슘 합금) 등의 금속기재에 내마모성, 내소착성, 내열성 및 윤활성이 우수한 표면 처리를 위한 접동부재용 코팅 조성물 및 이를 이용한 접동부재 코팅방법에 관한 것이다.
최근에 이르러 점차 내연기관의 배기가스 규제와 연비향상이 요구되고 있으며 일반적으로 연비향상 대책으로는 재료 변화에 의한 경량화, 소량화, 고출력화 등과 더불어 접동부재의 마찰계수를 저감하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
특히, 사판식 공기압축기의 사판이나 내연기관의 실린다 보아 및 피스톤 스커트 부위의 윤활성 및 내마모성을 부여하는 수지 코팅 막을 형성하는 접동부재에 대한 지속적인 연구가 이루어지고 있다.
일 예로, 일본공개특허 특개평8-199327(1986. 8. 6.)에는 사판식 압축기의 사판과 슈 사이의 소착을 방지하기 위하여 사판의 금속기재와 수지 윤활피막 사이에 동이나 알루미늄계의 재료를 용사하여 이 금속 용사 층에 납 도금, 주석도금, 납-주석도금, PTFE 피복, MoS2 또는 MoS2-흑연 혼합 층을 피복한 것이 개시되어 있다.
또한, 일본공개특허 특개2002-089437(2002. 3. 27.)에는 용사 층의 형성은 비용 상승이나 평면정도가 낮아지는 결점이 있어 PTFE를 함유하는 고체윤활제를 열경화수지인 폴리아미드이미드에 고착한 접동 층을 가지는 사판에 대하여 접동 하는 슈의 표면에 니켈도금을 설치하여 사판과 슈와의 윤활성을 높여 소착을 방지하는 방법도 제안되고 있으며, 일본공개특허 특개2011-213761(2011. 10. 27.)에는 결합제 수지로 폴리아미드이미드 수지와 고체윤활제 및 유기용매를 적당한 비율로 함유하는 접동부재에 대하여 제안되고 있다.
그리고, 일본공개특허 특개2013-209960(2013. 10. 10)에는 내연기관의 피스톤 가이드부의 접동부재 표면에 대한 윤활피막의 도포공정 중에 수지조성물의 고형화를 방지하기 위하여 결합재(수지), 고체윤활제 및 유기용매를 함유하는 윤활피막 형성용 코팅조성물에 있어서 폴리아미드 이미드수지의 평균분자량을 10000~50000으로 조정한 것을 사용하고 용제로 N-에틸-2-피로리돈을 사용한 접동부재에 대하여 제안하고 있으나, 다른 고체윤활제나 기타 기능성 첨가제에 대한 구척적인 언급은 결여되어 있다.
그러나 전술한 특허문헌들에 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.
한편, 접동부재를 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.
이에 따라 코팅 조성물의 점도나 분산 특성에 따라 균일하고 얇은 코팅 층을 얻기 위한 접동부재 조성물 중의 바인더수지, 고체윤활제, 기타 기능성 재료인 가교제, 커플링제, 레벨링제, 내마모재, 및 유기용매의 종류와 그 사용량 등에 관한 정밀한 조정이 요구된다.
(특허문헌 1) 일본공개특허 특개평8-199327(1986. 8. 6.)
(특허문헌 2) 일본공개특허 특개2002-089437(2002. 3. 27.)
(특허문헌 3) 일본공개특허 특개2011-213761(2011. 10. 27.)
(특허문헌 4) 일본공개특허 특개2013-209960(2013. 10. 10)
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 전술한 배경기술에 의해서 안출된 것으로, 윤활부재의 내마모성, 기재와의 밀착성, 내열성, 내구성, 내소착성 및 윤활성 등의 제반 물리화학적인 특성이 우수한 코팅 조성물과 이 코팅 조성물의 구성비에 따른 코팅 슬러리의 제조방법과 기재에 대한 코팅방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 접동부재용 코팅 슬러리를 조제하여 일정한 피막의 두께로 기재에 도포한 후 대기압 분위기 하에서 가열하고, 건조 및 소성하여 도포 층의 용매 잔량이 약 0.1% 이하로 되게 조정한 코팅방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 바인더 수지로 열경화성 수지인 폴리아미드이미드(polyamide imide) 및 폴리이미드(polyimide)를 사용하고, 고체 윤활제는 PTFE, MoS2, 탄소섬유, 그라핀 나노플레이트 분말과, 기능성 첨가제인 테트라포드 산화아연(T-ZnO)분말, 실란커플링제, 플라티늄디비닐테트라메틸디실록산, 소포제, 및 유기용매로 NMP, DMAC, MEK, 및 Xylene 등을 사용하는 윤활부재용 코팅 슬러리 조성물을 포함하고, 상기 윤활부재용 코팅 슬러리 조성물은 중량%로 바인더 수지인 PAI(polyamide imide)의 첨가량은 30~55중량%, 고체윤활제인 PTFE의 첨가량은 10~25중량%이고, 탄소섬유는 0.5~2.0중량%, 그래핀 분말 0.2~1.5중량%, 기능성 금속산화물인 테트라포드 산화아연(Tetrapod ZnO) 0.2~1.5중량%, 및 실란카플링제 0.1~1.0중량%, 유기용매로는 NMP는 10~22중량%이며, 자일렌, 또는 크실렌 중 어느 하나 10~15중량% 및 DMAC는 2~6중량%, MEK 2~6중량%로 구성되며, 이외에 소포제 및 분산제가 0.01~0.1중량% 더 첨가되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 윤활부재용 코팅 슬러리 조성물은 코팅액 조성물의 점도가 30~40cP가를 이루도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 PTFE의 입도는 0.15~5.0㎛, MoS2는 0.5~0.7㎛인 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 테트라포드 산화아연(tetrapod ZnO)은 평균 길이 10.0㎛ 이하, 직경 50~100nm인 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 탄소섬유는 직경 5㎛, 길이10㎛ 이하, 그라핀 나노플레이트 분말은 50~500nm인 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, PAI(polyamide imide), PTFE, 탄소섬유, 그래핀 분말, 테트라포드 산화아연(Tetrapod ZnO), 실란카플링제, 유기용매, 소포제 및 분산제가 중량비에 의해 일정 비율로 혼합되는 윤활부재용 코팅 슬러리 조성물을 이용한 접동부재용 코팅 슬러리의 제조 및 코팅방법에 있어서, (a) 상기 윤활부재용 코팅 슬러리 조성물의 점도를 30~40cP인 범위로 조정하는 단계; (b) 플라스틱이나 세라믹제품의 원통형 용기에 넣어 상온에서 1~2시간 동안 밀링하여 코팅 슬러리를 제조하는 단계; (c) 상기 코팅 슬러리의 표면조도를 약 1~2㎛정도로 거칠게 처리한 기재의 표면을 탈지, 세척하는 단계; (d) 스프레이, 롤링, 브러싱, 옵셋 및 스크린 인쇄 중 어느 하나의 방법으로 0~30㎛ 두께로 상기 접동부재에 코팅하는 단계; (e) 상기 (d) 단계 완료 후, 80~100℃에서 30~60분간 건조하는 단계; (f) 상기 (e) 단계 완료 후, 200~250℃에서 1~2시간 소성한 후, 서서히 실온으로 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 철, 알루미늄 및 마그네슘계 기재의 표면 코팅용 접동부재용 코팅 슬러리는 바인더 수지, 고체윤활제, 유기용매, 및 기타 기능성 첨가제의 종류 및 첨가량, 슬러리 상태인 코팅재의 점성의 변화에 따라 건조 및 소성공정에서 기재 표면에 대한 밀착성과 윤활성, 내마모성 등에 큰 영향을 미치는 효과를 나타낸다.
따라서 사판식 공기압축기의 사판, 내연기관의 실린다 보아 및 피스톤 스커트 부위의 윤활제 등으로 활용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 접동부재용 코팅 슬러리 조성물의 구성비에 대한 실시예와 이를 코팅한 기재 표면의 윤활특성을 조사한 결과를 나타낸 표이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 접동부재용 코팅 슬러리 조성물은 열경화성 바인더 수지, 고체윤활제, 기능성 첨가제, 실란카플링제, 소포제 및 다양한 종류의 유기용매로 구성된다.
바인더 수지로 열경화성 및 열가소성 수지인 폴이아미드이미드(PAI), 폴리이미드(PI), 에폭시수지(epoxy), 폴리에텔에텔케톤수지(PEEK), 폴리페닐렌수지(PPS) 등을 사용 할 수 있고, 고체 윤활제로 PTFE, MoS2, WS2, h-BN(질화붕소), 및 탄소계 소재로 흑연, 탄소나노튜브, 플러렌, 탄소섬유, 그라핀 나노플레이트 분말 등을 사용하며, 기타 기능성 첨가재로 탄화규소((SiC), 알루미나(Al2O3), 산화지르콘(ZrO2), 산화티탄(TiO2), 불화칼슘(CaF2), 테트라포드 산화아연(Tetrapod-ZnO) 등의 미분말을 사용 할 수 있다. 크로스링크제는 멜라민(melamine, C3H6N6), 실란커플링제는 아미노페닐트리메톡시실란aminophenyltrimethoxysilane, C9H15NO3Si, 아미노에틸아미노프로필특리메톡시실란N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, C8H22N2O3Si, 트리에톡실프로필아민bis(triethoxypropyl)amine, C18H43NO6Si2, 크로로메틸페닐에틸트리메톡시실란chloromethyl)phenylethyltrimethoxysilane, C12H19ClO3Si, 플라디늄디비닐테트라메틸디실록산Pt(0)-1,3- divinyl-1,1,3,3- tetramethyldisiloxane를 사용 할 수 있으며, 유기용매로는 비점이 서로 다른 메틸피로리돈(NMP, N-methyl-2-pyrrolidon, C5H9NO), 디메칠아세트아마이드(DMAC, dimethylacetamide, C4H9NO), 메틸아이소부틸케톤MIBK,methylisobutyl ketone, (CH3)2CHCH2C(O)CH3, 메틸에틸케톤MEK, methyl ethyl ketone, CH3C(O)OH2CH3, 감마부티로락톤(GBL, -butylolacton, C4H6O2), 디메틸아이소소르바이드(DMI, dimethyl isosorbide, C8H14O4), 크실렌Xylene, C6H4(CH3)2 등을 사용 할 수 있다. 이외에 첨가제로는 소포제 및 분산제를 소량 첨가 할 수도 있다.
특히 본 발명에서는 바인더 수지로 폴리아미드이미드(PAI), 폴리이미드(PI)를 사용하고 고체윤활제로는 PTFE, MoS2, 탄소계 재료로 탄소섬유, 그라핀 나노플레이트 분말, 기능성 첨가제로 테트라포드 산화아연(Tetrapod-ZnO), 실란카플링제로 플라티늄디비닐테트라메틸디실록산, 및 소량의 소포제를 사용할 수 있으며, 유기용매로는 비점이 서로 다른 NMP, DMAC, MEK, 및 Xylene. 등을 사용하여 코팅 조성물 슬러리의 점도를 조절할 수 있다.
상기 그라핀 나노플레이트는 전기전도성, 열전도성, 내스크레치 및 내마모성, 부식방지, 내생체오염성 등의 물성이 우수하여 우주항공, 자동차, 건설, 선박, 방위산업 분야에 활용되는 재료이다.
기능성 첨가재인 테트라포드 산화아연(Tetrapod-ZnO)은 전화방지(electrification prevention), 초발수성, 전파 및 자외선 흡수성, 열전도성, 내마모성, 항균성, 부착력 등이 우수한 재료로 수지 화합물의 필러재료로 각광을 받고 있다.
이와 같은 본 발명의 윤활부재용 코팅 슬러리 조성물의 구성비는 바인더수지 45~55중량%, 고체윤활제(PTFE, MoS2, 탄소계 재료) 10~15중량%와 유기용매 30~35중량%, 실란커플링제 0.1~0.7중량%, 소포제 0.01~0.05중량%이고, 점도는 30~40 cP로 조정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 보다 자세한 윤활부재용 코팅 슬러리 조성물의 구성비는 전체 조성물의 중량%로 PAI 40~55중량%, 고체윤활제 PTFE 5~15중량%, MoS2 5~10중량%이며, 가장 적합한 비율은 8~10중량% 이다. 테트라포드 산화아연(tetrapod ZnO2) 0.1~1.0중량%, 실란카플링제 0.1~1.0중량%이며, 최적 적합 첨가량은 0.5~1.0중량%이다. 이외에 레벨링제 및 소포제 등은 약 0.01~0.1중량% 첨가할 수 있다.
유기용매로는 NMP 10~22중량%, 가장 적합한 량은 12~17중량%, 크실렌은 9~15중량%, 최적량은 8~10중량%, DMAC 및 MEK는 2~6중량%, 최적량은 3~5중량%로 조정하여 전체 코팅액 조성물의 점도가 30~40cP가 되도록 조절하는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명의 접동부재용 코팅 슬러리의 최적의 조성물은 중량%로 바인더 수지인 PAI의 첨가량은 30~55중량%, 고체윤활제인 PTFE의 첨가량은 10~25중량%이고, 탄소섬유는 0.5~2.0중량%, 그래핀 분말 0.2~1.5중량%, 기능성 금속산화물인 테트라포드 산화아연(Tetrapod ZnO) 0.2~1.5중량%, 및 실란카플링제 0.1~1.0중량%, 유기용매로는 NMP는 10~22중량%이며, 자일렌, 또는 크실렌 중 어느 하나 10~15중량% 및 DMAC는 2~6중량%, MEK 2~6중량%로 구성되며, 이외에 소포제 및 분산제가 0.01~0.1중량% 첨가되어 코팅액 조성물의 점도가 30~40cP가를 이루도록 구성되는 것이다.
상기한 조성물의 구성비가 부족하거나 초과하는 경우에는 바인더 수지의 경우, 기재와의 밀착성의 감소현상이나 상대적으로 윤활제 또는 기타 첨가재의 성능저하 현상을 나타낸다.
또한, 고체윤활제 및 기능성 첨가제의 경우, 코팅 층의 윤활성, 내열성, 내소착성 등의 물성의 저하현상이나 과도한 사용으로 인한 비용 문제 등이 발생 할 염려가 있다.
용매의 경우에는 비점이 서로 상이한 용매를 적당히 조절하여 코팅 슬러리의 점도를 최적으로 조정할 필요가 있으므로 용매의 과부족 현상이나 상호 혼합비율의 상이성은 코팅 슬러리의 도포에 많은 영향을 미치게 된다.
여기서, 고체윤활제인 PTFE의 입도는 0.15~5.0㎛, MoS2는 0.5~0.7㎛인 것을 사용하고, 테트라포드 산화아연(tetrapod ZnO)은 평균 길이 약 10.0㎛ 이하, 직경 50~100nm, 탄소섬유는 직경 5㎛, 길이10㎛이하, 그리고 그라핀 나노플레이트 분말은 50~500nm인 것을 사용한다.
아울러, 기재에 대한 코팅 슬러리의 제조 및 코팅방법은 바인더 수지 PAI, 고체윤활제 PTFE, MoS2, 탄소섬유, 그래핀 분말, 기능성 첨가제인 테트하포드 산화아연(tetrapod ZnO), Pt-silane(플라티늄디비닐테트라메틸디실록산), NMP( N-Methyl pyrrolidone), 자일렌(Xylene), 크실렌, DMAC(Dimethylacetamide), MEK를 포함하는 용매 등을 상기한 구성비로 혼합하여 슬러리의 점도를 조정한다.
그리고, 플라스틱이나 세라믹제품의 원통형 용기에 넣어 상온에서 약 1~2시간 밀링하여 코팅 슬러리를 제조한다.
상기 코팅 슬러리의 표면조도를 약 1~2㎛정도로 거칠게 처리한 기재의 표면을 탈지, 세척한 다음, 스프레이, 롤링, 브러싱, 옵셋 및 스크린 인쇄 등의 일반적인 공지의 코팅방법으로 약 10~30㎛ 두께로 코팅한 후, 80~100℃에서 30~60분간 건조시키고, 건조가 완료되면, 약 200~250℃에서 1~2시간 소성한 후, 서서히 실온으로 냉각하여 코팅작업을 수행한다.
소성 후 코팅 표면의 연필경도는 4H 정도이다.
도 2는 본 발명의 접동부재용 코팅 슬러리 조성물의 종류 및 그 구성비에 대한 실시예와 이를 코팅한 기재 표면의 윤활특성을 조사한 결과를 나타낸 것이다.
윤활특성에 관한 시험으로는 다음과 같은 시험 과정을 거쳐 윤활특성을 측정한다.
ML시험은 사판에 윤활유가 공급되는 정상적 운전 상태에서 윤활유가 없는 비정상적인 상태로 임의적으로 조작하여 이 상태를 어느 정도 견디는 가를 측정하는 마모 내구성 시험이다.
이는 제품의 사용 중에 발생 할 수 있는 최악의 조건을 가정하여 하기의 표 1의 시저(seizure) 테스트 ML기준표에서 단계 6에서 2,300rpm, 200kgf 하중의 하중의 무윤활 상태에서 10분 이상 가동되어야 기준을 통과하는 것으로 설정한다.
RL시험은 정상적 운전 상태에서 외부의 충격 또는 다른 요인에 의해 비정상적인 하중을 받을 경우 얼마만한 하중을 견딜 수 있는 가의 여부를 결정하는 내하중 시험으로, 표 2의 시저(seizure) 시험 RL기준표에서 단계 1에서 단계 3까지는 정상적인 운전 상태이고, 단계 4에서는 정상적 운전상태(1000rpm, 윤활유 공급상태)를 유지하면서 45kgf 하중에서부터 계속 하중을 증가시키는 시험으로 1,300kgf이상을 견딜 수 있어야 기준을 통과하는 것으로 규정 되어있다.
마찰계수 측정은 고온왕복운동 마찰마모시험기(Cameron Plint사 제품, ASTM G133)를 사용하여 시험하중 20kg/cm2, 미끄럼 속도 0.14m/sec(10Hz)로 설정하여 측정하였다. 시험편의 온도는 실제 기재의 온도 상승을 고려하여 150℃로 유지하였다.
단계 단계별 시험 환경 누적시간(초)
rpm 하중(kgf) 시간(초) 윤활유공급
1 100 45 30 ○ 30
2 1,300 45 60 ○ 60
3 1,300 200 90 ○ 150
4 1,300 200 480 ○ 630
5 2,300 200 150 ○ 780
6 2,300 200 1,200 x
[표 1] 시저(seizure) 테스트 ML기준표
단계 단계별 시험 환경
rpm 하중(kgf) 시간(초) 윤활유공급
1 100 45 30 ○
2 1,000 45 60 ○
3 1,000 45 480 ○
4 1,000 1850 1,200 ○
[표 2] 시저(seizure) 테스트 RL기준표
도 2에 도시된 바와 같이, 실시예 1~10의 조건에서는 ML 및 RL의 시험 기준을 모두 통과하는 것을 알 수 있다.
즉, 윤활부재 코팅 슬러리의 고형분이 20~25중량%, 점도가 30~40cP인 범위에서 상기한 코팅 슬러리 조성물의 첨가 범위 내에서 모든 시험 기준을 만족하는 것을 알 수 있다.
그러나 고형분(고체윤활제, 기능성 재료 등)의 종류, 첨가량 및 슬러리 조성물의 점도가 상기한 범위를 벗어나는 구성비, 즉 비교예에서는 시험규격을 만족하지 못하는 결과를 나타내고 있음을 알 수 있다.
따라서 철계, 알루미늄계 및 마그네슘계 기재의 표면 코팅용 접동부재용 코팅 슬러리 조성은 바인더 수지, 고체윤활제, 기타 첨가제 및 유기용매의 종류 및 구성비가 매우 좁은 범위 내에서 조정되어야 규격에 적합한 제품을 제조 할 수 있음을 알 수 있다.
본 발명에 관계되는 습동용 내마모성 윤활 피복 조성물은 철계, 알미늄계 및 마그네슘계 등의 표면 피복용으로써 사용된다.
피복전의 표면처리는 알루미나(Alumina) 분말로 표면 샌딩(Sanding) 한 후 샌딩한 금속 표면을 고압 건조 에어로 이물질과 같은 더스트를 완전히 제거한 후 코팅 작업을 빠른 시간내에 실시하며 코팅 작업시 주변 공기는 건조한 공기 분위기에 약간의 불활성 가스를 함유하는 분위기가 금속피도물의 표면을 깨끗한 상태로 유지하며 도막 밀착 성능을 향상하도록 한다.
특히, 금속 표면의 샌딩 표면은 2~3 미크론(mRz)이 바람직하고 코팅도막은 17 mRz ~23 mRz 정도가 바람직하며, 보다 구체적으로는 20mRz가 바람직하다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 하며, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 바인더 수지로 열경화성 수지인 폴리아미드이미드(polyamide imide) 및 폴리이미드(polyimide)를 사용하고, 고체 윤활제는 PTFE, MoS2, 탄소섬유, 그라핀 나노플레이트 분말과, 기능성 첨가제인 테트라포드 산화아연(T-ZnO)분말, 실란커플링제, 플라티늄디비닐테트라메틸디실록산, 소포제, 및 유기용매로 NMP, DMAC, MEK, 및 Xylene 등을 사용하는 윤활부재용 코팅 슬러리 조성물을 포함하고,
    상기 윤활부재용 코팅 슬러리 조성물은
    중량%로 바인더 수지인 PAI(polyamide imide)의 첨가량은 30~55중량%, 고체윤활제인 PTFE의 첨가량은 10~25중량%이고, 탄소섬유는 0.5~2.0중량%, 그래핀 분말 0.2~1.5중량%, 기능성 금속산화물인 테트라포드 산화아연(Tetrapod ZnO) 0.2~1.5중량%, 및 실란카플링제 0.1~1.0중량%, 유기용매로는 NMP는 10~22중량%이며, 자일렌, 또는 크실렌 중 어느 하나 10~15중량% 및 DMAC는 2~6중량%, MEK 2~6중량%로 구성되며, 이외에 소포제 및 분산제가 0.01~0.1중량% 더 첨가되는 것을 특징으로 하는 윤활부재용 코팅 슬러리 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 윤활부재용 코팅 슬러리 조성물은 코팅액 조성물의 점도가 30~40cP가를 이루도록 구성되는 것을 특징으로 하는 윤활부재용 코팅 슬러리 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 PTFE의 입도는 0.15~5.0㎛, MoS2는 0.5~0.7㎛인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 윤활부재용 코팅 슬러리 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 테트라포드 산화아연(tetrapod ZnO)은 평균 길이 10.0㎛ 이하, 직경 50~100nm인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 윤활부재용 코팅 슬러리 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄소섬유는 직경 5㎛, 길이10㎛ 이하, 그라핀 나노플레이트 분말은 50~500nm인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 윤활부재용 코팅 슬러리 조성물.
  6. PAI(polyamide imide), PTFE, 탄소섬유, 그래핀 분말, 테트라포드 산화아연(Tetrapod ZnO), 실란카플링제, 유기용매, 소포제 및 분산제가 중량비에 의해 일정 비율로 혼합되는 윤활부재용 코팅 슬러리 조성물을 이용한 접동부재용 코팅 슬러리의 제조 및 코팅방법에 있어서,
    (a) 상기 윤활부재용 코팅 슬러리 조성물의 점도를 30~40cP인 범위로 조정하는 단계;
    (b) 플라스틱이나 세라믹제품의 원통형 용기에 넣어 상온에서 1~2시간 동안 밀링하여 코팅 슬러리를 제조하는 단계;
    (c) 상기 코팅 슬러리의 표면조도를 약 1~2㎛정도로 거칠게 처리한 기재의 표면을 탈지, 세척하는 단계;
    (d) 스프레이, 롤링, 브러싱, 옵셋 및 스크린 인쇄 중 어느 하나의 방법으로 0~30㎛ 두께로 상기 접동부재에 코팅하는 단계;
    (e) 상기 (d) 단계 완료 후, 80~100℃에서 30~60분간 건조하는 단계;
    (f) 상기 (e) 단계 완료 후, 200~250℃에서 1~2시간 소성한 후, 서서히 실온으로 냉각하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 접동부재용 코팅 슬러리의 제조 및 코팅방법.



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