KR20190081805A

KR20190081805A - 우수한 접착강도로 접합된 가스켓 일체형 엔진 헤드 커버

Info

Publication number: KR20190081805A
Application number: KR1020170184599A
Authority: KR
Inventors: 김혜영
Original assignee: 평화오일씰공업주식회사
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2019-07-09

Abstract

본 발명에 따른 가스켓 일체형 엔진 헤드 커버는, 폴리 아미드계 수지 PA46으로 이루어진 플라스틱 소재의 엔진 헤드커버와 실리카계 충진제를 포함한 아크릴 고무 조성물로 이루어진 엔진 헤드커버용 가스켓이 이중사출에 의하여 접착제 없이 일체로 성형된 것을 특징으로 한다. 상기 플라스틱 소재의 엔진 헤드커버는 70%의 폴리 아미드 수지 PA46과 30%의 유리 섬유(glass fiber)로 이루어지는 것을 포함한다.

Description

우수한 접착강도로 접합된 가스켓 일체형 엔진 헤드 커버{Gasket Integrated Engine Head Cover with Exellent Adhesion Strength}

본 발명은 엔진 헤드 커버에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 엔진 헤드와 헤드 커버의 접합면 사이에 설치되어 엔진 헤드 내부의 오일 누유를 방지하는 헤드커버 가스켓이 강력한 접착강도로 일체로 접합된 형태로 이중사출이 가능한 가스켓 일체형 엔진 헤드 커버에 관한 것이다.

엔진 헤드 커버는 엔진 헤드에 조립되어 외부의 유해한 물질로부터 엔진 헤드를 보호하고 엔진 오일의 누유를 막으며 엔진 내부에서 외부로 전달되는 소음을 감소시키는 역할을 하는 장치이다.

특히 엔진 헤드 커버는 엔진 내부의 오일의 누유를 방지하기 위하여 엔진 헤드와 헤드 커버 사이를 밀봉시키는 역할을 하는 엔진 헤드 가스켓을 별도로 필요로하였다.

기존의 엔진 헤드 커버는 플라스틱 사출물에 별도의 고무 가스켓을 삽입하는 형태로 제작된다. 이에 따라 헤드커버 본체의 플라스틱 성형공정과 가스켓용 고무의 성형공정이 이중으로 요구되고, 두 제품을 결합하는 조립공정도 필요로 하였다.

이는 결과적으로 헤드커버를 제작·조립하는 시간을 오래 걸리게 하고, 잘못 조립된 경우에는 밀봉력이 떨어진다는 문제점을 발생시켰다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 헤드커버와 헤드커버 가스켓이 일체로 제작된 가스켓 일체형 헤드 커버를 고려해 볼 수 있다.

그러나 헤드커버의 경우에는 플라스틱 소재로 이루어지고, 헤드커버 가스켓은 고무 소재로 이루어짐으로써, 이들을 접착제 없이 하나의 이중사출로 제작하기 어려운 문제점 해결, 고온 및 강한 물리적 충격 하에서 변형이 이루어지지 않는 강도를 가진 플라스틱 소재 개발의 필요성이 대두되었다.

본 발명의 목적은 엔진 헤드커버 사출시에 접착제 없이 이중 사출에 의하여 동시에 제작 가능한 가스켓 일체형 엔진 헤드커버를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 고온에서도 변형이 이루어지지 않는 가스켓 일체형 엔진 헤드커버를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 이중사출에 의하여 동시에 제작된 일체형 고무 가스켓과 플라스틱 소재 헤드커버가 강한 물리적 충격시에도 우수한 접착강도를 유지할 수 있는 가스켓 일체형 엔진 헤드커버를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 상세히 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 가스켓 일체형 엔진 헤드 커버는, 폴리 아미계 수지 PA46으로 이루어진 플라스틱 소재의 엔진 헤드 커버와 실리카계 충진제를 포함한 아크릴 고무 조성물로 이루어진 헤드 커버용 가스켓이 이중사출에 의하여 접착제 없이 일체로 성형된 것을 특징으로 한다.

상기 플라스틱 소재의 엔진 헤드커버는 70%의 폴리 아미드 수지 PA46과 30%의 유리 섬유(glass fiber)로 이루어지는 것을 포함한다.

본 발명은 엔진 헤드커버 사출시에 플라스틱 재질의 엔진 헤드커버 및 고무 조성물로 이루어진 가스켓이 이중 사출에 의하여, 접착제 없이 동시에 제작 가능한 가스켓 일체형 엔진 헤드커버를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 고온에서도 변형이 이루어지지 않는 가스켓 일체형 엔진 헤드커버를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.

나아가, 본 발명은 강한 접착강도를 유지할 수 있는 가스켓 일체형 엔진 헤드커버를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.

이하, 본 발명인 가스켓 일체형 엔진 헤드 커버에 대한 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스켓 일체형 엔진 헤드 커버는, 플라스틱 소재 엔진 헤드 커버와 이중 사출에 의하여 일체로 성형되는 헤드 커버용 고무 가스켓을 포함한다.

통상적으로 상기 플라스틱 소재는 고무 소재와 접착하기 위해서는 일반적으로 플라스틱 소재를 먼저 제작하고 난 뒤에, 상기 플라스틱 소재 상에 접착제를 도포한 뒤에, 가류후 상기 플라스틱 소재 상에 고무를 성형한다.

그러나, 본 발명은 접착제를 개재하지 않고, 엔진 헤드 커버 및 헤드 커버용 가스켓을 일체로 이중 사출에 의하여 제작함으로써, 가스켓 일체형 엔진 헤드를 제작한다. 이를 위하여, 성형시에 접착제 없이 고무 조성물과 접착될 수 있는 헤드 커버를 구성하는 플라스틱 소재가 필요하다.

따라서, 상기 엔진 헤드 커버를 구성하는 플라스틱 소재는 폴리 아미드 PA46으로 이루어지는 것이 바람직하다. 나아가 상기 플라스틱 소재는 70%의 폴리 아미드 수지 PA46과 30%의 유리 섬유(glass fiber)로 이루어질 수 있다.

PA46은 고내열성 폴리 아미드 수지로서, 대칭적인 사슬 구조에서 기인하는 높은 결정화도와 빠른 결정화 속도로 인하여 PA6, PA66, Polyester, PPA에 비하여 내열성, 승온 하의 기계적 강도, 내마모성 등이 우수하다.

이하 PA46의 사슬 구조를 살펴보면, 높은 아미드(-NH) 농도와 아미드기(-NH) 사이에 4개의 메틸기(-CH₂)가 규칙 정연한 배열을 이루고 있는 구조임을 알 수 있는데, 이러한 사슬 길이당 높은 농도를 가진 아미드기(-NH)는 본 발명에서 요구하는 고무 조성물 성분인 실리카계 충진제의 수산화기(-OH)와의 공유결합을 통하여 접착제 없이 접착 가능하게 하여 고무 조성물과의 안정된 이중 사출을 할 수 있게 하는 중요한 인자이다.

[PA46 구조]

한편, 본 발명을 이루는 일체형 엔진 헤드 커버 가스켓용 고무 조성물은 폴리머와, 카본블랙과, 실리카계 충진제를 포함하여 이루어진다.

폴리머는 아크릴 고무를 포함하고, 내열성 및 내압축성이 우수한 카르복실기 ACM 고무일 수 있다.

충진제는 폴리머의 접착성을 향상시키는 한편, 가공성 및 보강성을 높이기 위한 것이다. 이 경우, 상기 충진제는 상기 폴리머 100 중량부 대비 70 내지 100 중량부를 포함할 수 있다.

상기 충진제는 카본블랙을 포함한다. 그러나 카본블랙만으로 이루어진 충진제는 상기 플라스틱과의 접촉력이 약하다. 따라서 본 발명에서는 충진제로서 실리카(SiO₂)를 다량 첨가한다. 이 경우, 상기 실리카 충진제는 상기 폴리머 100 중량부 대비 60 내지 70 중량부를 적용할 수 있다. 실리카의 함량이 60 중량부보다 작게되면 플라스틱과의 접착력이 떨어지는 문제점이 발생한다.

상기 실리카는 실리콘 디옥사이드(SiO₂)인 것이 바람직한데, 이는 실리콘 디옥사이드가 기계적 물성이 우수하기 때문이다.

[반응식 1]에 도시된 바와 같이, 본 발명의 플라스틱 소재 PA46의 아미드기(-NH)는 가스켓용 고무 조성물의 충진제 성분상의 실리카(Silica) 수산화기(-OH)와의 강한 공유결합을 이루며, PA46 사슬 길이당 높은 아미드(-NH) 농도로 인하여 이러한 공유결합이 다량 이루어져 상기 플라스틱 소재와 가스켓용 고무는 접착제 없이 안정하게 결합가능하게 되는 것이다.

[반응식 1]

이하에서는, 상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 플라스틱 소재를 사용한 가스켓 일체형 엔진 헤드 커버(이하, 편의상 “실시예”라고 칭함.)을 종래의 플라스틱 소재를 사용한 엔진 헤드 커버(이하, 편의상 “비교예”라고 칭함.)간의 성질을 테스트하여 서로 비교함으로써, 상기 효과를 더욱 명확하게 설명한다.

표 1은 상기 각종 테스트에 적용되는 실시예와 비교예의 구성성분을 비교하고, 실시예와 비교예들에 대한 물성 및 접착 박리시험 결과를 나타낸 표이다. 표 1에 따르면, 실시예 1의 경우 플라스틱 소재로 PA46을 사용하였고, 실시예 2는 70%의 PA46과 30%의 유리섬유(glass fiber)로 이루어진 플라스틱 소재를 사용하였다.

구분	비교예	실시예 1	실시예 2
플라스틱 소재	PA66	PA46	PA46(70%)+유리섬유(30%)
유리전이온도(℃)	65	78	78
녹는점(℃)	260	300	300
결정화율(%)	44	75	72
ACM접착잔유율(%)	0	95	98
박리강도(kgf/mm²)	0.53	0.67	0.67
이중사출여부	불가	가능	가능

실시예 및 비교예 모두 가스켓용 고무 조성물은 동일한 ACM고무를 사용하였으며, 실리카계 충진제 함량은 폴리머 100 중량부 대비 70 중량부를 사용하였다.

접착 박리시험은 상기 동일한 ACM 고무를 각각의 비교예 및 실시예의 플라스틱 소재에 접착제 없이 이중사출로 접착 후에 강제로 박리한 다음 고무잔유율(%)을 확인하였다.

접착 박리 시험 결과, 비교예의 경우에는 이미 박리강도 0.53(kgf/mm²)에서 고무 잔유율이 0%인데 반하여, 실시예 1 및 2의 경우, 박리강도 0.67(kgf/mm²)까지각각 95% 및 98%의 양호한 고무 잔유율을 보여주는 것을 확인할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 플라스틱 소재인 엔진 헤드 커버와 고무 소재인 가스켓을 일체로 동시에 접착제 없이 이중사출 가능하며, 외부의 압력과 물리적인 충격에도 단단한 내구성을 구비한 발명임을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims

폴리 아미드 수지 PA46으로 이루어진 플라스틱 소재의 엔진 헤드커버; 및
실리카계 충진제를 포함한 아크릴 고무 조성물로 이루어진 헤드커버용 가스켓;
이 이중사출에 의하여 접착제 없이 일체로 성형된 것을 특징으로 하는 가스켓 일체형 엔진 헤드 커버.
제1항에 있어서,
상기 플라스틱 소재의 엔진 헤드커버는 70%의 폴리 아미드 수지 PA46과 30%의 유리 섬유(glass fiber)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스켓 일체형 엔진 헤드 커버.
제1항에 있어서,
상기 가스켓용 아크릴 고무 접착 잔유율이 박리강도 0.67(kgf/mm²)까지 95% 이상인 것을 특징으로 하는 가스켓 일체형 엔진 헤드 커버.
제1항에 있어서,
상기 가스켓용 아크릴 고무 조성물을 구성하는 폴리머는 ACM 고무인 것을 특징으로 하는 가스켓 일체형 엔진 헤드 커버.
제1항에 있어서,
상기 실리카계 충진제 함유량은 아크릴 고무 조성물을 구성하는 폴리머 100 중량부 대비 60 내지 70 중량부인 것을 특징으로 하는 가스켓 일체형 엔진 헤드 커버.