| 플라스틱과
내마모성 |
| 플라스틱의
마찰계수는 제품을 설계하는데 중요한 요소 중의 하나입니다. |
| 적용되는
제품의 상대부품의 재질, 요구강도에 따른 내마모도의 차이는 다양하게 나타날 수 있습니다. |
플라스틱의
마모성에 대한 이해를 함으로써 금속 및 비금속 제품을 대체하여 원가절감을 할 수 있고 이에 따른
경쟁력 있는 제품을 얻을 수 있습니다. |
| 종
류 |
특
성 |
| 테프론(TPFE) |
테프론은 열가소성수지의 내마모성을
향상시키기 위한 훌륭한 역할을 하는 소재이다. |
| 내부윤활제로서는 가장
낮은 내마모율을 나타낸다. |
| 테프론은
첨가시 제품의 표면에 막을 형성하게 되어 금속제품과 상대역활을 할 경우 높은 |
| 내마모성의 특성을 지니게 된다 |
비결정성수지나 엘레스토머수지의 경우는 15%정도, 결정성수지의 경우는
20%를
첨가할 경우 가장 좋은 효과를 가져온다. |
더 많은 테프론을 첨가할 경우 비록 내마모율을 향상시키는 효과를 가져오지만
마찰
계수는 도리어 떨어지게 된다. |
|
|
| 실리콘(Silicone) |
실리콘은
열가소성 수지에 적은 양을 첨가하여 내마모 및 마찰계수를 향상 시키는데
뛰어난 특성을 지니고 있다. |
실리콘은 플라스틱과 어울리는데 제한적이므로 사출 또는 압출된 제품의
표면으로
이동하려는 성질을 지니고 있다. |
| 이러한
결과는 제품의 표면에 지속적인 실리콘층을 이루게 할 수 있다. |
따라서 테프론과 실리콘을 내마모 첨가제로 같이 사용하게 되면 어느 시간 까지는
두 첨가제가 모두 특성을 나타내다가 실리콘의 활동이 중단하게 되면 테프론만이
그 기능을 하게 된다. |
테프론과 실리콘을 첨가제로 같이 사용할 경우 고속회전 및 높은 압력에서의
내마모 특성이 뛰어나게 향상된다. |
|
|
| 유리섬유 |
|
| (Glass
fiber) |
유리섬유를 수지에 강화시키는 주목적은 장.단기적인 기계적 물성을
향상시키기 위함이다. |
| |
이러한
특성은 베이스수지보다 유리섬유가 강화됨으로 인해 LPV(압력과 속도에
의한 한계지수)보다 높게 만든다. |
| |
일반적으로
유리섬유가 강화되게 되면 내마모 특성이 떨어지게 되며 glass bead나
milled fiber같은 경우는 마모요소를 높게 하는 역할을 한다. |
| |
모든 유리섬유강화된 수지는 내마모성을 나쁘게 하며 상대제품의 마모를
가져오게 한다. |
| |
따라서,
유리섬유가 강화된 수지의 경우는 테프론이나 실리콘을 첨가 시킴으로써
내마모 특성을 향상 시킬 수 있다. |
| 카본섬유 |
|
| (Carbon
fiber) |
카본섬유가
플라스틱에 첨가되게 되면 같은 양의 유리섬유가 강화된 것보다 더
높은 기계적 강도를 같게 된다. |
| |
게다가 열적특성이 향상되고 전기적으로는 도전성을 지니게 된다. |
| |
유리섬유를
강화시킬 경우는 제한적인 특성을 얻을 수 있는 반면 카본섬유를
강화시키게 되면 LPV(압력과 속도에 의한 한계지수), 열전도율,
크립성등이 향상된다. |
| |
또한 적은
양의 카본섬유를 강화시켜 베이스수지를 보다 향상된 내마모, 마찰
특성을 갖게 할 수 있다. |
| |
그리고 상대제품의 마모율을 낮출 수도 있다. |
| |
10~15% 또는 그 이상 카본섬유를 강화 시킬 경우 전기적으로
도전 특성을 지닐 수 있다. |
| 아라미드 섬유(Aramid fiber) |
아라미드 섬유는 열가소성수지에 첨가
함으로써 최고의 윤활 특성을 지닐 수 있다. |
열가소성수지에 아라미드 섬유는 대표적으로 15%정도 첨가하게 되는데 이 때
나타나는 내마모성의 향상은 엄청난 효과를 나타내게 된다. |
| 더 나은 내마모. 마찰의
특성을 지니게 위해 테프론과 같이 쓰여진다. |
아라미드가 강화될 경우 상대 제품의 마모, 동과 알리미늄과 같은 약한 금속에
대한 내마찰 계수를 낮게 할 수 있다. |
| 흑연 파우더(Graphite powder) |
흑연파우더가
열가소성 수지에 첨가될 경우 테프론 또는 실리콘이 첨가된 수지
그리고 비강화된 수지보다 내마모 특성이 떨어지게 된다. |
열가소성 수지에 흑연을 내마모제로 쓰는 주요한 목적은 습한 환경에 쓰여지는
제품의 특성을 향상시키기 위함이다. |
낮은 수축율을 가진 비결정성수지에 미네랄과 같이 결합하여 사용되며, 이러한
특성으로 인해 주로 워터미터(water meter)와 같은 부품으로 쓰여진다. |
| 몰리브덴 |
몰리브덴은
주로 나일론 수지의 내마모 향상제로 많이 쓰여지며 첨가될 경우
LPV(압력과 속도에 의한 한계지수)과 마모특성을 향상시킬 수 있다. |
| (Molybdenum
disulfide) |
몰리브덴은
결정화 구조를 향상 시키게 되어 가수분해를 방지하기 위해 그리고
내마모성을 향상 시키기 위해 첨가되어진다. |
| |
몰리브덴이 첨가되는 부품은 주로 베어링과 같은 제품에 쓰여진다. |
|
금속에
대한 플라스틱의 내마모 특성
|
|
금속과
플라스틱이 서로 마찰할 경우의 마찰계수(LNP에서 자료 제공)
|
| 수지명 |
테프론(%) |
실리콘(%) |
유리섬유(%) |
카본(%) |
마찰계수 |
| Static |
Dynamic |
| Acetal |
0 |
0 |
0 |
0 |
0.14 |
0.21 |
|
| 5 |
0 |
0 |
0 |
0.12 |
0.18 |
|
| 10 |
0 |
0 |
0 |
0.1. |
0.17 |
|
| 15 |
0 |
0 |
0 |
0.08 |
0.16 |
|
| 20 |
0 |
0 |
0 |
0.07 |
0.15 |
|
| 25 |
0 |
0 |
0 |
0.06 |
0.13 |
|
| 10% 흑연 |
0 |
0 |
0 |
0.16 |
0.22 |
|
| 0 |
2 |
0 |
0 |
0.09 |
0.12 |
|
| 18 |
2 |
0 |
0 |
0.06 |
0.1 |
|
| 0 |
0 |
30 |
0 |
0.25 |
0.34 |
|
| 5 |
0 |
30 |
0 |
0.23 |
0.23 |
|
| 15 |
0 |
30 |
0 |
0.2 |
0.28 |
|
| 13 |
2 |
30 |
0 |
0.18 |
0.25 |
|
| 0 |
0 |
0 |
20 |
0.11 |
0.14 |
|
| Nylon 6 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0.22 |
0.26 |
|
| 15 |
0 |
0 |
0 |
0.13 |
0.15 |
|
| 20 |
0 |
0 |
0 |
0.19 |
0.1 |
|
| 5% 흑연 |
0 |
0 |
0 |
0.16 |
0.19 |
|
| 0 |
2 |
0 |
0 |
0.1 |
0.12 |
|
| 18 |
2 |
0 |
0 |
0.09 |
0.11 |
|
| 0 |
0 |
30 |
0 |
0.26 |
0.32 |
|
| 15 |
0 |
30 |
0 |
0.2 |
0.25 |
|
| < 5 몰리브덴 |
0 |
30 |
0 |
0.26 |
0.32 |
|
| 13 |
2 |
30 |
0 |
0.17 |
0.2 |
|
| 0 |
0 |
0 |
30 |
0.18 |
0.21 |
|
| Nylon 66 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0.2 |
0.28 |
|
| 5 |
0 |
0 |
0 |
0.13 |
0.2 |
|
| 20 |
0 |
0 |
0 |
0.12 |
0.19 |
|
| 0 |
2 |
0 |
0 |
0.09 |
0.09 |
|
| 18 |
2 |
0 |
0 |
0.06 |
0.08 |
|
| 13 |
2 |
0 |
0 |
0.11 |
0.18 |
|
| 20 |
0 |
0 |
0 |
0.12 |
0.19 |
|
| 0 |
2 |
0 |
0 |
0.09 |
0.09 |
|
| 13 |
2 |
0 |
0 |
0.11 |
0.18 |
|
| 0 |
0 |
10
아라미드 |
0 |
0.26 |
0.25 |
|
| 10 |
0 |
10
아라미드 |
0 |
0.12 |
0.13 |
|
| 10 |
0 |
15
아라미드 |
0 |
0.17 |
0.19 |
|
| 0 |
0 |
20 |
0 |
0.23 |
0.3 |
|
| 0 |
0 |
30 |
0 |
0.25 |
0.31 |
|
| 0 |
0 |
40 |
0 |
0.26 |
0.33 |
|
| 0 |
0 |
50 |
0 |
0.28 |
0.35 |
|
| 15 |
0 |
30 |
0 |
0.19 |
0.26 |
|
| < 5 몰리브덴 |
0 |
30 |
0 |
0.24 |
0.31 |
|
| 0 |
2 |
30 |
0 |
0.19 |
0.26 |
|
| 13 |
2 |
30 |
0 |
0.22 |
0.29 |
|
| 0 |
0 |
0 |
20 |
0.16 |
0.2 |
|
| 0 |
0 |
0 |
30 |
0.16 |
0.2 |
|
| 0 |
0 |
0 |
40 |
0.13 |
0.18 |
|
| 15 |
0 |
0 |
30 |
0.11 |
0.15 |
|
| 13 |
2 |
0 |
30 |
0.1 |
0.11 |
|
| 0 |
0 |
35
장섬유 |
0 |
0.24 |
0.3 |
|
| 0 |
0 |
50
장섬유 |
0 |
0.26 |
0.32 |
|
| Nylon 12 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0.21 |
0.27 |
|
| 15 |
0 |
0 |
0 |
0.09 |
0.16 |
|
| 8 |
2 |
10
아라미드 |
0 |
0.13 |
0.17 |
|
| 15 |
0 |
30 |
0 |
0.15 |
0.19 |
|
| Nylon 6/10 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0.22 |
0.26 |
|
| 15 |
0 |
0 |
0 |
0.13 |
0.15 |
|
| 0 |
2 |
0 |
0 |
0.1 |
0.12 |
|
| 18 |
2 |
0 |
0 |
0.09 |
0.11 |
|
| 8 |
2 |
10
아라미드 |
0 |
0.22 |
0.16 |
|
| 0 |
0 |
30 |
0 |
0.26 |
0.34 |
|
| 15 |
0 |
30 |
0 |
0.23 |
0.31 |
|
| 13 |
2 |
30 |
0 |
0.19 |
0.24 |
|
| 0 |
0 |
0 |
30 |
0.2 |
0.25 |
|
| 15 |
0 |
0 |
25 |
0.2 |
0.25 |
|
| Nylon 612 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0.24 |
0.31 |
|
| 20 |
0 |
0 |
0 |
0.12 |
0.19 |
|
| 0 |
2 |
0 |
0 |
0.1 |
0.12 |
|
| 18 |
2 |
0 |
0 |
0.08 |
0.1 |
|
| 0 |
0 |
30 |
0 |
0.27 |
0.33 |
|
| 15 |
0 |
30 |
0 |
0.24 |
0.3 |
|
| 13 |
2 |
30 |
0 |
0.19 |
0.22 |
|
| 0 |
0 |
0 |
30 |
0.19 |
0.23 |
|
| Super tough nylon |
0 |
0 |
0 |
0 |
0.22 |
0.28 |
|
| 20 |
0 |
0 |
0 |
0.09 |
0.17 |
|
| 0 |
2 |
0 |
0 |
0.12 |
0.21 |
|
| 13 |
2 |
0 |
0 |
0.15 |
0.2 |
|
| 15 |
0 |
30 |
0 |
0.23 |
0.18 |
|
| Amorphous nylon |
0 |
0 |
0 |
0 |
0.23 |
0.32 |
|
| 20 |
0 |
0 |
0 |
0.13 |
0.22 |
|
| 0 |
0 |
30 |
0 |
0.23 |
0.34 |
|
| 15 |
0 |
30 |
0 |
0.2 |
0.26 |
|
| 0 |
0 |
0 |
30 |
0.19 |
0.24 |
|
| PBT |
0 |
0 |
0 |
0 |
0.19 |
0.25 |
|
| 20 |
0 |
0 |
0 |
0.09 |
0.17 |
|
| 0 |
2 |
0 |
0 |
0.09 |
0.16 |
|
| 18 |
2 |
0 |
0 |
0.08 |
0.13 |
|
| 0 |
0 |
30 |
0 |
0.23 |
0.27 |
|
| 15 |
0 |
15 |
0 |
0.07 |
0.17 |
|
| 15 |
0 |
20 |
0 |
0.09 |
0.13 |
|
| 15 |
0 |
30 |
0 |
0.16 |
0.21 |
|
| 13 |
2 |
30 |
0 |
0.11 |
0.12 |
|
| 0 |
0 |
0 |
30 |
0.12 |
0.15 |
|
| Polyester |
0 |
0 |
0 |
0 |
0.27 |
0.59 |
|
| elastomer |
15 |
0 |
0 |
0 |
0.22 |
0.25 |
|
| |
0 |
2 |
0 |
0 |
0.21 |
0.22 |
|
| |
13 |
2 |
0 |
0 |
0.2 |
0.21 |
|
| |
0 |
0 |
30 |
0 |
0.25 |
0.4 |
|
| |
13 |
0 |
30 |
0 |
0.19 |
0.2 |
|
| ABS |
0 |
0 |
0 |
0 |
0.3 |
0.35 |
|
| 15 |
0 |
0 |
0 |
0.13 |
0.16 |
|
| 0 |
2 |
0 |
0 |
0.11 |
0.14 |
|
| 15 |
0 |
30 |
0 |
0.16 |
0.2 |
|
| SAN |
0 |
0 |
0 |
0 |
0.28 |
0.33 |
|
| 10% 흑연 |
0 |
30%
비드 |
0 |
0.17 |
0.21 |
|
| 15 |
0 |
0 |
0 |
0.11 |
0.14 |
|
| 0 |
2 |
0 |
0 |
0.11 |
0.13 |
|
| 13 |
2 |
0 |
0 |
0.1 |
0.13 |
|
| 15 |
0 |
30 |
0 |
0.13 |
0.18 |
|
| 13 |
2 |
30 |
0 |
0.12 |
0.18 |
|
| MPPO |
0 |
0 |
0 |
0 |
0.32 |
0.39 |
|
| 15 |
0 |
0 |
0 |
0.1 |
0.16 |
|
| 0 |
0 |
30 |
0 |
0.26 |
0.27 |
|
| 15 |
0 |
30 |
0 |
0.2 |
0.22 |
|
| 10 흑연 |
0 |
15 |
0 |
0.09 |
0.11 |
|
| PEEK |
0 |
0 |
0 |
0 |
0.2 |
0.25 |
|
| 20 |
0 |
0 |
0 |
0.19 |
0.23 |
|
| 0 |
0 |
30 |
0 |
0.28 |
0.3 |
|
| 15 |
0 |
30 |
0 |
0.27 |
0.28 |
|
| 0 |
0 |
0 |
30 |
0.19 |
0.13 |
|
| 15 |
0 |
0 |
30 |
0.18 |
0.2 |
|
| Polycarbonate |
0 |
0 |
0 |
0 |
0.31 |
0.38 |
|
| 5 |
0 |
0 |
0 |
0.14 |
0.2 |
|
| 10 |
0 |
0 |
0 |
0.11 |
0.17 |
|
| 15 |
0 |
0 |
0 |
0.09 |
0.15 |
|
| 20 |
0 |
0 |
0 |
0.08 |
0.14 |
|
| 13 |
2 |
0 |
0 |
0.06 |
0.09 |
|
| 15 |
0 |
20%
비드 |
0 |
0.16 |
0.22 |
|
| 0 |
0 |
20 |
0 |
0.17 |
0.22 |
|
| 0 |
0 |
30 |
0 |
0.23 |
0.22 |
|
| 15 |
0 |
30 |
0 |
0.18 |
0.2 |
|
| 13 |
2 |
30 |
0 |
0.17 |
0.19 |
|
| 0 |
0 |
0 |
30 |
0.18 |
0.17 |
|
| 15 |
0 |
0 |
20 |
0.17 |
0.22 |
|
| 13 |
2 |
0 |
10 |
0.2 |
0.19 |
|
| 15 |
0 |
0 |
25 |
0.11 |
0.14 |
|
| 13 |
2 |
0 |
20 |
0.2 |
0.2 |
|
| Polyethylene |
15 |
0 |
30 |
0 |
0.19 |
0.2 |
|
| Polypthalamide |
0 |
0 |
0 |
0 |
0.2 |
0.21 |
|
| 10 |
0 |
0 |
0 |
0.05 |
0.1 |
|
| 13 |
2 |
0 |
0 |
0.09 |
0.12 |
|
| 0 |
0 |
30 |
0 |
0.19 |
0.21 |
|
| 15 |
0 |
30 |
0 |
0.17 |
0.2 |
|
| 13 |
2 |
0 |
30 |
0.12 |
0.2 |
|
| 0 |
0 |
0 |
30 |
0.1 |
0.12 |
|
| 15 |
0 |
0 |
30 |
0.12 |
0.16 |
|
| 13 |
2 |
0 |
30 |
0.1 |
0.15 |
|
| Polyphenylene |
0 |
0 |
0 |
0 |
0.3 |
0.24 |
|
| Sulfide |
20 |
0 |
0 |
0 |
0.08 |
0.1 |
|
| |
0 |
0 |
40 |
0 |
0.38 |
0.29 |
|
| |
15 |
0 |
30 |
0 |
0.15 |
0.17 |
|
| |
15 |
2 |
30 |
0 |
0.2 |
0.22 |
|
| |
0 |
0 |
0 |
30 |
0.23 |
0.2 |
|
| |
15 |
0 |
0 |
30 |
0.13 |
0.15 |
|
| |
13 |
2 |
0 |
30 |
0.13 |
0.16 |
|
| Polypropylene |
20 |
0 |
0 |
0 |
0.08 |
0.11 |
|
| 15 |
0 |
20 |
0 |
0.09 |
0.09 |
|
| Polypthalamide |
0 |
0 |
0 |
0 |
0.2 |
0.21 |
|
| 10 |
0 |
0 |
0 |
0.05 |
0.1 |
|
| 13 |
2 |
0 |
0 |
0.09 |
0.12 |
|
| 0 |
0 |
30 |
0 |
0.19 |
0.21 |
|
| 15 |
0 |
30 |
0 |
0.17 |
0.2 |
|
| 13 |
2 |
0 |
30 |
0.12 |
0.2 |
|
| 0 |
0 |
0 |
30 |
0.1 |
0.12 |
|
| 15 |
0 |
0 |
30 |
0.12 |
0.16 |
|
| 13 |
2 |
0 |
30 |
0.1 |
0.15 |
|
| Polystyrene |
0 |
0 |
0 |
0 |
0.28 |
0.32 |
|
| 0 |
2 |
0 |
0 |
0.06 |
0.08 |
|
| 15 |
0 |
0 |
0 |
0.12 |
0.14 |
|
| Polysulfone |
0 |
0 |
0 |
0 |
0.29 |
0.37 |
|
| 15 |
0 |
0 |
0 |
0.09 |
0.14 |
|
| 0 |
0 |
30 |
0 |
0.24 |
0.22 |
|
| 8 |
2 |
0 |
0 |
0.17 |
0.15 |
|
| 10 |
0 |
10 |
0 |
0.15 |
0.21 |
|
| 15 |
0 |
30 |
0 |
0.16 |
0.19 |
|
| 0 |
0 |
0 |
30 |
0.17 |
0.14 |
|
| Polyurethane |
0 |
0 |
0 |
0 |
0.32 |
0.37 |
|
| 15 |
0 |
0 |
0 |
0.27 |
0.32 |
|
| 0 |
2 |
0 |
0 |
0.25 |
0.31 |
|
| 0 |
0 |
30 |
0 |
0.3 |
0.34 |
|
| 15 |
0 |
30 |
0 |
0.2 |
0.25 |
|
| 13 |
2 |
30 |
0 |
0.18 |
0.24 |
|