KR20200121537A - 내마모성이 우수한 밀봉 씰링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 불소 고무 소재의 밀봉 씰링의 내마모성을 향상시키기 위한 내마모성이 우수한 밀봉 씰링에 관한 것으로, 불소 고무로 형성되는 씰링 몸체부, 상기 씰링 몸체부 외주면에 코팅된 프라이머 층, 및 상기 프라이머층 상면에 폴리우레탄 수지가 코팅된 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

내마모성이 우수한 밀봉 씰링 {Sealing with excellent wear resistance}

본 발명은 불소고무로 형성된 씰링체에 폴리우레탄을 코팅하여 씰링의 내마모성을 향상시킨 내마모성이 우수한 밀봉 씰링에 관한 것이다.

일반적으로 가스, 공기, 증기, 물 등의 기체 및 유체 등은 배관을 통해 이송하게 된다. 밸브는 유체배관의 유량 제어, 유로의 개폐, 배관의 안전유지 등의 다양한 목적으로 사용된다. 이러한 배관 또는 밸브를 서로 연결하여 밀착하기 위해 통상적으로 고무 화학제 및 첨가제 등의 각종 고무-탄성 물질의 제품에 사용되고 있다.

특히, 불소계 고무는 우수한 내약품성, 내용제성 및 내열성을 나타낸다는 점에서, O-링, X-링 스템 밀봉, 샤프트 밀봉 등의 밀봉재료로서 자동차 공업, 반도체 공업, 화학 공업, 조선해양 등의 각종 분야에 있어서 널리 사용되고 있다.

하지만, 이와 같이 X-링에 적용되는 불소계 고무는 제품의 형상 및 재질의 특성상 성형 시, 미세 흠집이 형성될 수밖에 없어 불소 고무 소재의 X-링은 고품질의 제품을 생산하기 어렵다는 문제점이 있다.

또한, 불소 고무 소재의 X-링은 소재의 특성상 내마모성이 약하다는 문제점이 있으며, 운동용 밀봉에는 사용이 제한적이라는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 불소 고무 소재의 X-링의 내마모성을 극대화할 수 있는 내마모성이 우수한 밀봉 씰링을 제시하는 데 그 목적이 있다.

또한, 불소 고무 소재의 X-링의 미세 흠집을 최소화 시킬 수 있는 내마모성이 우수한 밀봉 씰링을 제시하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 내마모성이 우수한 밀봉 씰링은 불소 고무로 형성되는 씰링 몸체부, 상기 씰링 몸체부 외주면에 코팅된 프라이머 층 및 상기 프라이머층 상면에 폴리우레탄 수지로 코팅된 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 코팅층은 140℃ 내지 160℃의 온도에서 20분 내지 30분간 건조되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 폴리우레탄 수지는 수용성 경질 폴리우레탄인 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 프라이머층은 메틸에틸케톤(MEK)이 코팅된 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 프라이머층은 50℃ 내지 60℃의 온도에서 5분 내지 10분간 건조되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 본 발명에 따른 내마모성이 우수한 밀봉씰링은 불소 고무 소재의 씰링 몸체부에 폴리우레탄을 코팅할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 불소 고무 소재의 씰링 몸체부에 폴리우레탄을 코팅하므로 씰링 몸체부의 내마모성을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한, 불소 고무 소재의 씰링 몸체부에 폴리우레탄을 코팅하므로 불소 소재의 씰링 몸체부에 형성된 미세흠집을 메워 제품의 씰링성을 극대화시킬 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 불소 고무소재의 밀봉 씰링의 표면을 확대하여 촬영한 사진이다.
도 2는 본 발명에 따라 불소 고무 소재에 폴리우레탄 수지가 코팅된 씰링의 표면을 확대하여 촬영한 사진이다.
도 3은 종래기술에 따른 불소 고무소재의 밀봉 씰링을 마모시킨 후 표면을 확대하여 촬영한 사진이다.
도 4는 본 발명에 따라 불소 고무 소재에 폴리우레탄 수지가 코팅된 씰링을 마모시킨 후 표면을 확대하여 촬영한 사진이다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 내마모성이 우수한 밀봉씰링은 씰링 몸체부, 프라이머층 및 코팅층을 포함한다.

씰링 몸체부는 불소 고무로 형성되며, 씰링재의 형태에 따라, O-링, X-링 등일 수 있으나, 본 발명에서는 X-링인 것이 바람직하다.

프라이머층은 씰링 몸체부 외주면에 코팅되며, 씰링 몸체부와 코팅층이 잘 접착될 수 있도록 하는 역할을 한다. 이때, 프라이머층은 메틸에틸케톤(MEK)이 코팅된 층인 것이 바람직하며, 메틸에틸케톤(MEK)이 코팅된 후 50℃ 내지 60℃의 온도에서 5분 내지 10분간 건조되는 것이 바람직하다.

이와 같은 온도 및 시간 조건은 프라이머층을 불소 고무 소재의 씰링 몸체부에 적합하게 코팅하기 위한 조건으로 50℃ 보다 낮은 온도에서 건조하거나, 건조시간이 5분 미만인 경우, 프라이머층이 씰링 몸체부에서 박리되며, 70℃ 보다 높은 온도에서 건조하거나, 건조시간이 10분을 초과하는 경우, 프라이머층이 씰링 몸체부와 박리될 수 있으므로, 프라이머층은 50℃ 내지 60℃의 온도에서 5분 내지 10분간 건조되는 것이 바람직하다.

그리고 코팅층은 프라이머층 상면에 폴리우레탄 수지가 코팅된 층이다. 즉, 폴리우레탄 코팅층이며, 이때 사용되는 폴리우레탄 수지는 수용성 경질 폴리우레탄 수지인 것이 바람직하다. 이는, 불소 고무 소재의 씰링 몸체부에 코팅되기 적합한 폴리우레탄 수지이다. 일반적인 고분자 수지는 불소 고무의 표면에 코팅되기 어려우므로 다수의 실험 끝에 불소 고무 소재에 코팅될 수 있는 폴리우레탄 수지를 찾아낸 것이다.

그리고 코팅층은 140℃ 내지 160℃의 온도에서 20분 내지 30분간 건조되는 것이 바람직하다. 이와 같은 온도 및 시간 조건은 코팅층을 프라이머층 상면에 적합하게 코팅하기 위한 조건으로, 140℃ 미만의 온도에서 건조하거나, 건조시간이 20분 미만인 경우, 코팅층의 박리가 일어나며, 160℃보다 높은 온도에서 건조하거나, 건조시간이 30분을 초과하는 경우 씰링 몸체부의 표면에 손상이 갈수 있으므로, 코팅층은 140℃ 내지 160℃의 온도에서 20분 내지 30분간 건조되는 것이 바람직하다.

또한, 코팅층은 20~30um의 두께로 코팅되는 것이 바람직한데, 코팅층의 두께가 20um 미만인 경우, 내마모성 증가 효과가 미비하며, 30um를 초과하면 두께가 두꺼워져, 기존의 장비에 적용이 어렵기 때문이다.

그리고 프라이머층 및 코팅층은 모두 스프레이 분사 방식으로 코팅되는 것이 바람직하나, 이는 프라이머층 및 코팅층의 코팅방법을 한정하는 것은 아니다.

또한, 프라이머층 및 코팅층의 메틸에틸케톤과, 폴리우레탄 수지에는 경화제가 첨가되며, 각 주제와 경화제의 혼합 질량비는 1:1 내지 1:1.2인 것이 바람직하다. 이와 같은 수치는 씰링 몸체부의 두께변화를 최소화하면서 폴리우레탄 수지를 씰링 몸체부에 코팅할 수 있는 혼합비이이다.

한편, 이와 같이 코팅된 씰링의 내마모성을 하기한 실험예 1에서 실험하였다.

<실험예 1>

본 실험예 1에서는 종래 기술에 따라 코팅처리를 실시하지 않은 불소 고무 소재의 X-링과, 본 발명에 따라 프라이머층 및 코팅층이 코팅된 불소 고무 소재의 X-링의 내마모성을 시험하였다.

시험 방법은 종래 기술에 따른 불소 고무 소재의 X-링(실시예 1)과, 본 발명에 따라 프라이머층 및 코팅층이 코팅된 불소 고무 소재의 X-링(실시예 2)의 단면을 원판 마모시킨 후, 전 후 의 질량을 비교하였으며, 전 후의 제품 표면을 전자현미경으로 관찰하였다. 이때, 원판은 540,000회 회전시킨 후 실시예 1 내지 2의 마모 정도를 비교하였다.

	실시예 1	실시예 2
프라이머 코팅	-	메틸에틸케톤(MEK)
폴리우레탄 코팅	-	수용성 경질 폴리우레탄
마모 전 중량(g)	69.5	117.6
마모 후 중량 (g)	69.0	117.5
마모 전 후 중량 차이(g)	0.5	0.1

상기 표 1과 같이, 실시예 2에 따른 X-링이 마모 전 후 중량 차이가 0.1g로 실시예 1에 비해 마모가 거의 진행되지 않았음을 알 수 있으며, 내마모성이 우수한 것을 확인 할 수 있다.

그리고, 도 1은 종래기술에 따라 프라이머 및 폴리우레탄 코팅이 진행되지 않은 불소 고무 소재의 밀봉 씰링의 표면을 확대하여 촬영한 사진이고, 도 2는 본 발명에 따라 프라이머층 및 폴리우레탄 수지가 코팅된 불소 고무소재의 밀봉 씰링의 표면을 확대하여 촬영한 사진이다.

도 1 및 2 모두 전자현미경으로 25배 확대하여 촬영한 사진이며, 도 1 및 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 폴리우레탄 수지를 코팅한 밀봉씰링의 표면이 더 매끄러움을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 밀봉씰링의 씰링성이 더 우수한 것을 알 수 있다.

도 3은 상기한 실험예 1에 따라 종래의 밀봉 씰링을 마모시킨 후 표면을 확대하여 촬영한 사진이며, 도 4는 상기한 실험예 1에 따라 본 발명에 따른 밀봉 씰링을 마모시킨 후 표면을 확대하여 촬영한 사진이다.

도 3 및 4 모두 전자 현미경으로 500배 확대하여 촬영한 사진이며, 도 3 및 도 4에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 폴리우레탄 수지를 코팅한 밀봉씰링의 표면이 마모 후에도 더 매끄러움을 알 수 있으며, 마모도 덜 진행되었음을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 밀봉 씰링의 내마모성이 우수한 것을 확인할 수 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

Claims (5)

1. 불소 고무로 형성되는 씰링 몸체부;
   상기 씰링 몸체부 외주면에 코팅된 프라이머층;및
   상기 프라이머층 상면에 폴리우레탄 수지로 코팅된 코팅층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 밀봉 씰링.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 코팅층은 140℃ 내지 160℃의 온도에서 20분 내지 30분간 건조되는 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 밀봉 씰링.
   
3. 제2 항에 있어서,
   상기 폴리우레탄 수지는 수용성 경질 폴리우레탄 수지인 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 밀봉 씰링.
   
4. 제3 항에 있어서,
   상기 프라이머층은 메틸에틸케톤(MEK)이 코팅된 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 밀봉 씰링.
   
5. 제4 항에 있어서,
   상기 프라이머층은 70℃ 내지 60℃의 온도에서 5분 내지 10분간 건조되는 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 밀봉 씰링.

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