KR100569380B1 - 고무부시의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고무부시의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고무 및 인서트를 포함하는 고무부시에 있어서, 상기 고무는 단량체 구조가 서로 유사한 천연고무 및 스틸렌-부타디엔 고무가 배합된 원료고무와 기타 첨가제로 이루어지고, 상기 인서트는 스틸렌-부타디엔 고무와 단량체 구조가 유사한 변성 폴리페닐렌 에테르 플라스틱을 사용함으로써, 고무와 인서트 상호 간에 화학 반응이 용이하게 일어나서 이들을 사출시켜 고무부시를 제조할 때 별도로 접착제의 사용이 불필요하도록 개선한 고무부시의 제조방법에 관한 것이다.
고무부시, 인서트, 변성 폴리페닐렌 에테르 플라스틱

Description

고무부시의 제조방법{A method for preparing Rubber bush}
도 1은 본 발명에 따른 접착의 원리를 나타낸 것이다.
도 2의 (a)는 비교예 1의 고무부시를 나타내고 (b)는 실시예 1의 고무부시를 나타낸다.
본 발명은 고무부시의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고무 및 인서트를 포함하는 고무부시에 있어서, 상기 고무는 단량체 구조가 서로 유사한 천연고무 및 스틸렌-부타디엔 고무가 배합된 원료고무와 기타 첨가제로 이루어지고, 상기 인서트는 스틸렌-부타디엔 고무와 단량체 구조가 유사한 변성 폴리페닐렌 에테르 플라스틱을 사용함으로써, 고무와 인서트 상호 간에 화학 반응이 용이하게 일어나서 이들을 사출시켜 고무부시를 제조할 때 별도로 접착제의 사용이 불필요하도록 개선한 고무부시의 제조방법에 관한 것이다.
고무는 자동차 산업 등을 비롯하여 여러 제조업 분야에서 부품의 재료로 사 용되고 있다. 이러한 고무를 원료로 하는 부품 중에서 부시(Bush)는 자동차를 비롯하여 여러 기계들의 현가장치 및 조향장치 등과 함께 사용되어 해당 구조물이 올바른 기능을 수행하고 주변의 부품들과 부드럽게 연결되도록 도와주는 역할을 한다.
특히, 자동차 등의 현가장치는 차축과 차체를 연결하여 주행시 차축이 노면에서 받는 진동이나 충격을 차체에 직접 전달되지 않도록 하여 차체나 하물의 손상을 방지하고 승차감을 향상시키는 장치인데, 여기에도 방진을 위한 고무부시가 사용된다.
이러한 고무부시는 일반적으로 고무와 인서트를 접합시켜서 만드는데, 그 동안 고무부시의 품질을 개선하기 위해서 지속적으로 연구가 이루어져 왔다. 그러나 원료고무, 충전보강제, 기타 첨가제 등의 함량비를 조정하여 고무부시의 내구성, 내열성, 노이즈 개선 등의 물성 향상을 위한 방향으로만 연구가 집중되어 왔다. [대한민국 공개특허 제1994-0014566호, 대한민국 공개특허 제1997-0042726호, 대한민국 공개특허 제 2002-0049429호 등]
이와 같이 지금까지는 원료고무와 첨가제 등에 의한 물성의 개선에 불구하고 고무부시를 제조하기 위해서 필수적으로 사용되는 인서트(insert)와 고무의 상용성에 대해서는 별다른 기술의 진전이 없었다. 즉, 금속 또는 플라스틱 등과 같은 인서트와 고무의 접합을 위하여 반드시 켐록(CHEMLOK)이나 메검(MEGUM) 등과 같은 접착제의 사용을 필요로 하였고, 고무부시 제조시 접착을 위한 별개의 공정이 부가되어야 하는 문제점이 있었다. 그러므로, 종래에는 고무부시의 제조를 위하여 (1) 금속 또는 플라스틱 제조, (2) 탈지, (3) 프라이머 도포, (4) 건조, (5) 접착제 도포, (6) 건조, (7) 고무부시 사출의 과정을 거쳤고 이 중에서 프라이머 도포 단계 및 건조 단계가 접착제 사용을 위한 필수 단계였다.
따라서, 종래에는 고무와 인서트의 상용성을 위해 접착제의 사용이 반드시 필요함에 따라 작업 시간이 과다하게 소요되었고, 작업자 등의 인체에 유해할 뿐만 아니라 고무부시의 제조가 환경 오염의 원인이 되기도 하였다. 또한, 제조 공정의 자동화가 어려워 체계적인 품질관리가 불가능한 문제점이 있었다.
이에 본 발명자는 종래 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력한 결과, 고무 및 인서트를 포함하는 고무부시에 있어서, 상기 고무로 단량체 구조가 서로 유사한 천연고무 및 스틸렌-부타디엔 고무가 배합된 원료고무에 충전보강제, 가공유, 활성화제, 노화방지제, 점착부여제, 황, 가황촉진제 중에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 포함시킨 고무를 사용하고 상기 인서트로 스틸렌-부타디엔 고무와 단량체 구조가 유사한 변성 폴리페닐렌 에테르 플라스틱을 사용하면, 천연고무, 스틸렌-부타디엔 고무 및 변성 폴리페닐렌 에테르의 구조적 유사성으로 고무와 인서트 상호간에 화학적 반응이 용이하게 일어나서 이들을 별도의 접착제의 사용 없이도 접합시킬 수 있고 결과적으로 고무부시의 제조 공정을 획기적으로 단축시킬 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서 본 발명은 고무 및 인서트를 포함하는 고무부시에 있어서, 탄성, 기 계적 강도, 내열성 등의 다른 물성은 종래와 같이 유지시키면서 상기 고무 및 인서트를 접착제 없이도 접합시킬 수 있는 고무부시를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 제조 공정을 획기적으로 단축하고 최적의 사출 조건으로 고무부시를 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 고무 및 인서트를 포함하는 고무부시에 있어서, 상기 고무는 천연고무 및 스틸렌 함량이 40 ∼ 50 중량%인 스틸렌-부타디엔 고무가 74 ∼ 81 : 26 ∼ 19 중량%로 배합된 원료고무와 충전보강제, 가공유, 활성화제, 노화방지제, 점착부여제, 황 및 가황촉진제 중에서 선택된 1종 이상의 성분을 포함하는 첨가제로 이루어지고, 상기 인서트로는 변성 폴리페닐렌 에테르 플라스틱을 사용한 것을 특징으로 하는 고무부시를 그 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에서 원료고무 성분으로 사용되는 천연고무와 스틸렌-부타디엔 고무 및 인서트의 성분으로 사용되는 변성 폴리페닐렌 에테르 단량체의 화학식은 각각 다음 화학식 1 ∼ 3과 같다. 다만, 다음의 화학식에서 n, m, l은 각각 임의의 정수이다.
Figure 112004018914382-pat00001
Figure 112004018914382-pat00002
Figure 112004018914382-pat00003
본 발명 고무부시는 고무 및 인서트를 포함하는데, 화학식 1 ∼ 3 에서 알 수 있는 바와 같이 상기 고무를 구성하는 천연고무 및 스틸렌-부타디엔 고무는 지방족 부분의 화학적 구조가 유사하고, 상기 인서트의 성분인 변성 폴리페닐렌 에테르 및 상기 스틸렌-부타디엔 고무는 방향족 부분의 화학적 구조가 유사하여 각각 상호간 화학적 반응이 용이한 특징이 있다. 따라서 본 발명에 따른 상기 고무 와 인서트를 접합시켜 고무부시를 제조할 때 천연고무, 스틸렌-부타디엔 고무 및 변성 폴리페닐렌 에테르 플라스틱의 경계면에서 확산(diffusion) 및 화학적 결합(chemical reaction)이 일어나서 접합 효과를 발현하므로, 별도로 보조 접착제의 사용이 불필요하게 되는 것이다. 상술한 접합의 원리를 개념적 그림으로 설명하면 첨부도면 도 1과 같다.
한편, 고무 및 변성 폴리페닐렌 에테르 플라스틱의 무접착제 접합을 위해 원료고무로 천연고무 및 스틸렌-부타디엔 고무의 배합고무를 사용함으로써 조성물의 최적 배합비를 통해 천연고무의 단독 사용시의 장점인 탄성 및 기계적 강도의 우수함과 스틸렌-부타디엔 고무의 단독 사용시의 장점인 내열성, 내마모성 및 가공성의 우수함을 그대로 유지할 수 있는 바 이하 이에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 고무부시는 고무 및 인서트를 포함하고 상기 고무는 원료고무 및 첨가제로 구성되어 있는데, 상기 원료고무로 천연고무 및 스틸렌-부타디엔 고무를 일정 함량비로 배합한 배합고무를 사용하는 것이 좋다.
상기 천연고무 및 스틸렌-부타디엔 고무는 내열성 등의 물성 향상을 위하여 단백질 등의 불순물이 정제된 것을 사용하는 것이 좋고, 상기 스틸렌-부타디엔 고무의 경우는 스틸렌 함량이 40 ∼ 50 중량%인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 자동차용 고무부시용 배합고무로 적합하기 위해서는 고무경도 60 ± 5도(ASTM D 2240 Type D, shore A 기준)의 경우는 인장강도가 220 kgf/cm2 이상 및 신률 500 % 이상이 요구되며, 고무경도 70 ± 5도(ASTM D 2240 Type D, shore A 기 준)의 경우에는 인장강도가 190 kgf/cm2 이상 및 신률 460 % 이상을 충족시키는 것이 바람직하다.
천연고무 및 스틸렌-부타디엔 고무의 총함량은 100 중량부로서 첨가제 함유의 기준이 되는데, 상기 천연고무 및 스틸렌-부타디엔 고무의 배합비는 74 ∼ 81 : 19 ∼ 26 중량%가 바람직하다. 이 범위를 벗어날 경우 엔지니어링 플라스틱과의 접착력이 떨어지고 내구성 등의 물성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다. 상기 배합비를 같는 배합고무의 사용으로 천연고무 단독 사용시 또는 스틸렌-부타디엔 고무 단독 사용시 장점인 탄성, 기계적 강도, 내열성 및 내마모성 등이 그대로 유지된다.
고무부시가 사용되는 목적 및 위치에 따라 천연고무 및 스틸렌-부타디엔 고무의 배합비는 조정될 수 있는데 고하중에 견딜 수 있어야 하는 고무부시, 즉 고경도용 고무부시는 저경도용 고무부시보다 스틸렌-부타디엔 고무의 함량이 많은 것이 바람직하다. 예컨대, 자동차용 고무부시류에 적용될 수 있는 대표적 고무경도는 60±5도 및 70±5도인데, 고무경도 60±5도의 경우에는 스틸렌-부타디엔 고무의 함량비가 19 ∼ 21 중량%가 바람직하고, 고무경도 70±5도의 경우에는 스틸렌-부타디엔 고무의 함량비가 24 ∼ 26 중량%가 바람직하다.
상기 첨가제에는 충전보강제, 가공유, 활성화제, 노화방지제, 점착부여제, 황 및 가황촉진제 중에서 선택된 1종 이상의 성분이 사용될 수 있다. 이하에서 각 첨가제에 대해 자세히 설명한다.
상기 충전보강제로는 바람직하기로는 카본블랙을 사용할 수 있는데, 내부 발열이 적고 매끄러움과 열전도성이 좋은 카본블랙 FEF(양압출성, 입자경 40 ∼ 48 nm)를 사용할 수 있다. 상기 카본블랙의 함유량은 천연고무 및 스틸렌-부타디엔 고무의 총함량 100 중량부에 대하여 49 ∼ 66 중량부인 것이 바람직하다. 만약 카본블랙 FEF의 함유량이 49 중량부 미만이면 경도가 낮아져 기계적 물성이 저하될 수 있고 66 중량부를 초과하면 경도가 높아져 승차감 및 감쇄성이 떨어질 수 있다.
또 다른 첨가제인 상기 가공유(Process Oil)는 고무 배합시 분산효과 및 열 흐름을 개선시킬 뿐만 아니라 신장률을 높이고 갈라짐 등을 방지하는 효과를 위해 사용할 수 있다. 예컨대, 가공유로는 N-2 등이 있는 바, 가공유의 함유량은 천연고무 및 스틸렌-부타디엔 고무의 총함량 100 중량부에 대하여 7 ∼ 11 중량부가 바람직하다. 가공유의 함유량이 7 중량부 미만이면 가공성이 좋지 않으며 11 중량부를 초과하면 접착성이 감소되는 문제가 있다.
그리고 상기 활성화제는 가황 속도를 증가시키기 위한 것이며, 산화아연(ZnO) 및 스테아르 산(Stearic acid)을 사용할 수 있다. 활성화제의 함유량은 천연고무 및 스틸렌-부타디엔 고무의 총함량 100 중량부에 대하여 산화아연 3.8 ∼ 4.2 중량부 및 스테아르 산 0.9 ∼ 1.2 중량부가 바람직하다. 산화아연 및 스테아르 산의 함유량이 3.8 중량부 및 0.9 중량부 미만이면 가황 속도가 증가되지 않으며, 4.2 중량부 및 1.2 중량부를 초과하면 가황 속도의 현저한 증가로 스코치(Scoch)가 발생되어 고무의 물성이 약해지는 문제점이 있다.
상기 노화방지제에는 내열 노화방지제 및 오존 노화방지제가 포함된다.
상기 내열 노화방지제는 열에 의한 손상을 방지하기 위하여 사용하며, 폴리머화된 2,2,4-트리메틸-1,2 디하이드로퀴놀린을 사용하는 것이 바람직하다. 종래에는 블카녹스 Hs(Vulkanox Hs)와 산화방지제인 블카녹스4020(Vulkanox 4020) 등을 함께 사용하여 내열성 향상을 꾀하였는데, 상기 폴리머화된 2,2,4-트리메틸-1,2 디하이드로퀴놀린을 사용하는 것이 내열 노화방지 효과가 10 ∼ 15 % 정도 뛰어날 뿐만 아니라 적은 양을 사용하기 때문에 원료비도 20 ∼ 30 % 절감할 수 있어 보다 효과적이다.
상기 내열 노화방지제의 함유량은 천연고무 및 스틸렌-부타디엔 고무의 총함량 100 중량부에 대하여 1.1 ∼ 1.3 중량부가 바람직하다. 내열 노화방지제의 함유량이 1.1 중량부 미만이면 내열성이 약해지고, 1.3 중량부를 초과하면 상온 내구력이 떨어진다.
상기 오존 노화방지제는 내열성, 내굴곡성, 내산화성을 향상시키기 위해 사용되는 것으로, N-페닐-N'-이소프로필-p-페닐렌 디아민을 사용하는 것이 바람직하다. 이를 사용하는 것이 종래의 노크렉 6600(Nocrac 6600) 등에 비해 장기적 오존 노화방지 효과가 뛰어나고 보다 범용적이며 원료비도 10 % 정도 저렴한 장점이 있다.
상기 오존 노화방지제의 함유량은 천연고무 및 스틸렌-부타디엔 고무의 총함량 100 중량부에 대하여 1.9 ∼ 2.1 중량부가 바람직하다. 오존 노화방지제의 함유량이 1.9 중량부 미만이면 내오존성이 약해지고, 2.1 중량부를 초과하면 내산 화성이 약화될 수 있다.
본 발명은 고무와 인서트의 접착력을 향상시키기 위하여 점착부여제를 사용한 것이 특징이다. 상기 점착부여제로 구마롱 수지라는 유기물질을 사용하는데, 이는 접착성이 좋을 뿐만 아니라 내약품성이 우수하다. 또한 고비중을 견뎌야 하는 고경도용 고무부시 제품의 경우는 계면접착제로도 사용될 수 있다.
상기 점착부여제의 함유량은 천연고무 및 스틸렌-부타디엔 고무의 총함량 100 중량부에 대하여 3.8 ∼ 4.4 중량부가 바람직하다. 점착부여제의 함유량이 3.8 중량부 미만이면 점착성이 떨어지고 4.4 중량부를 초과하면 특별한 효과의 증가없이 원료비 상승을 초래하므로 바람직하지 못하다.
상기 황은 가황시스템을 위해 첨가되는 것으로서, Semi-EV 시스템을 사용하여 디설파이드 가교를 생성시키고 내열성 향상에 기여하는 기능을 한다.
황이 첨가되는 양에 따라 고무의 가황시스템은 CV 시스템(conventional vulcanization), Semi-EV 시스템(semi-efficient vulcanization) 및 EV 시스템(efficient vulcanization)으로 분류되는데, 본 발명의 경우는 Semi-EV 시스템을 사용한다. 고무의 일반적인 가황시스템은 폴리설파이드 가교가 이루어지는 고황-저가황촉진제 가황 시스템(Conventional curing system)인데, 이는 역가황이 쉽게 일어날 뿐만 아니라 내노화성이 나빠지는 문제가 있으므로 본 발명에서는 Semi-EV 시스템을 사용한다.
상기 황의 함유량은 천연고무 및 스틸렌-부타디엔 고무의 총함량 100 중량부에 대하여 2.4 ∼ 2.6 중량부가 바람직하며, 그 함유량이 2.4 중량부 미만이면 상 온내구력이 현저히 저하되고, 2.6 중량부를 초과하면 내열내구력이 저하될 수 있다.
상기 가황촉진제는 본 발명과 같이 이종의 재질이 접착되는 경우에 매우 중요한 역할을 한다. 상기 가황촉진제로는 디페닐 구아니딘(DPG) 및 N-사이클로헥실-2-벤조티아질 설펜아미드(CBS)를 사용할 수 있다. 종래에는 테트라메틸티우람 디셀파이트(TT) 및 CBS가 많이 사용되었는데 상기 TT를 사용할 경우 초강력 가황촉진제로서 가류 속도가 매우 빠른 바 접착력이 급격히 저하될 수 있으므로 상기 DPG 및 CBS을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 DPG 및 CBS의 함유량은 천연고무 및 스틸렌-부타디엔 고무의 총함량 100 중량부에 대하여 1.1 ∼ 1.3 중량부 및 0.9 ∼ 1.1 중량부가 바람직하다. 그 함유량이 1.1 중량부 및 0.9 중량부 미만이면 가황의 안정성이 떨어지며, 1.3 중량부 및 1.1 중량부를 초과하면 가황이 빨라져서 스코치(Scoch)가 발생되어 고무의 물성이 나빠질 수 있다.
상기에서 사용된 첨가제 이외에 본 발명의 목적에 어긋나지 않는 범위에서 다른 여러 첨가제의 사용이 가능하다.
본 발명 고무부시를 구성하는 상기 인서트로 변성 폴리페닐렌 에테르 플라스틱을 사용하는 것이 본 발명의 중요한 특징이다. 앞서 살펴본 바와 같이, 변성 폴리페닐렌 에테르는 스틸렌-부타디엔 고무와 벤젠고리 구조가 유사하여 상호간에 결합이 잘 이루어지므로 고무와 인서트가 별도의 접착제 없이 접합할 수 있게 된다.
접착이 잘 이루어질 수 있는 고무와 인서트의 함량비는 70 ∼ 80 : 20 ∼ 30 중량%가 바람직하다.
변성 폴리페닐렌 에테르 플라스틱은 무정형의 엔지니어링 플라스틱으로서 수축률과 열변형이 작으며, 내방수성이 우수하고 저밀도이어서 고무부시의 인서트로 적합하다. 변성 폴리페닐렌 에테르 플라스틱(m-PPE)은 본 발명을 위해 특별히 한정되지 않으나 보다 바람직한 변성 폴리페닐렌 에테르 플라스특의 자세한 물성은 아래의 표 1과 같다.
항 목 단위 물성치
밀 도 g/cm3 < 1.04
인장강도 N/mm2 > 60
E-모듈러스 N/mm2 > 2000
아이조드 충격강도 kJ/m2 > 140
노치 충격강도 KJ/m2 > 25
열변형온도 ℃ > 185
연화점온도 ℃ > 185
수분흡수율 % < 0.4
본 발명 고무부시의 제조방법은 특정한 방법에 한정되지 않으나 본 발명의 목적을 달성하기 위한 최적의 제조방법을 예시하여 설명하면 아래와 같다.
본 발명 고무부시는 접착제의 사용이 불필요한 바, 종래의 프라이머 도포, 건조 및 접착제 도포의 과정은 불필요하고 변성 폴리페닐렌 에테르 플라스틱을 사출시키는 제 1 단계 및 제 1 단계에서 제조된 플라스틱과 고무를 사출시키는 제 2 단계를 포함한다.
상기 제 1 단계의 사출은 노즐 온도 290 ∼ 310 ℃, 실린더 온도 280 ∼ 300 ℃, 금형온도 90 ∼ 110 ℃ 하에서 68 ∼ 72 mm/min의 속도로 2 ∼ 3 초간 이루어지며, 상기 제 2 단계의 사출은 160 ∼ 170 ℃ 하에서 8 ∼ 10분 동안 180 ∼ 220 kg/cm2 의 압력으로 이루어진다.
상기 제 2 단계의 사출은 제 1 단계에서 미리 사출된 변성 폴리페닐렌 에테르 플라스틱을 금형에 올려놓고 사출게이트를 통해 고무를 주입하여 이루어진다. 공정 과정에서 불순물이 포함되지 않도록 변성 폴리페닐렌 에테르 플라스틱을 장갑을 끼고 취급하고 제 2 단계 사출 전에 톨루엔(Toluene)이나 크실렌(Xylene)으로 청소하는 것이 바람직하다. 또한, 고무 및 변성 폴리페닐렌 에테르 플라스틱의 최적의 접합을 위해 고무부시 외파이프의 사이즈에 따라 상기 사출 게이트 수를 달리하는 것이 바람직하다.
자동차 현가장치에 사용되는 고무부시의 경우에 있어서, 센터암 부시(CENTER ARM BUSH) 또는 어퍼암 부시(UPPER ARM BUSH)와 같이 고무부시 외파이프의 직경이 φ50 mm 미만인 부품들은 게이트 수가 3 ∼ 4개가 바람직하다. 사출 게이트 수가 3개 미만이면 사출시 고무의 공급이 원활하지 않아 접착 불량이 발생할 가능성이 있으며 사출 게이트 수가 4개보다 많으면 접착력 향상 없이 금형제조 공정이 복합해지고 비용이 많이 드는 문제점이 있다.
또한 자동차 현가 장치에 사용되는 고무부시의 경우에 있어서, 로어암 부시(LOWER ARM BUSH) 또는 트레일링암 부시(TRAILING ARM BUSH)와 같이 고무부시 외파이프의 직경이 φ50 mm 이상인 부품들은 사출 게이트 수가 4 ∼ 5개가 바람직하다. 사출 게이트 수가 4개 미만이면 사출시 고무의 공급이 원활하지 않아 접착 불량이 발생할 가능성이 있으며 사출 게이트 수가 5개 초과이면 접착력 향상 없이 금형제조 공정이 복합해지고 비용이 많이 드는 문제점이 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하겠다.
실시예 1 ∼ 2 및 비교예
자동차용 고무부시의 대표적 고무경도인 60±5도 및 70±5도(ASTM D 2240 Type D, Shore A기준)를 갖는 고무부시를 제조하였다. 고무경도 60±5도인 경우를 실시예 1로, 고무경도 70±5도인 경우를 실시예 2로 나타내었다.
표 2 는 상기 고무부시 제조방법의 제 1 단계인 변성 폴리페닐렌 에테르 플라스틱 사출 단계시의 사출 조건을 나타내고 표 3은 원료고무 및 첨가제로 구성된 고무의 조성을 설명한다.
사출조건 실 시 예 1 실 시 예 2 비 교 예
사출시간 3 초 3 초 3 분
노즐온도(℃) 300 300 200
실린더온도(℃) 290 290 180
금형온도(℃) 100 100 100
사출속도(mm/min) 70 70 65
조 성 실시예 1 실시예 2 비교예
천연고무(중량%) 80 75 80
스틸렌-부타디엔 고무(중량%) SBR#1500 - - 20
SBR#0202 20 25 -
카본블랙 FEF(중량부) 50 65 40
N-2(중량부) 10 8 -
활성화제(중량부) 산화아연 4 4 4
스테아르 산 1.1 1.1 1
내열노화방지제 (중량부) RD 1.2 1.2 -
블카녹스 Hs - - 1.5
산화방지제(중량부) 블카녹스 4020 - - 2
오존노화방지제 (중량부) 6C 2 2 -
노크렉 6600 - - 2
구마롱수지(중량부) 4 4 -
마이다스 105(중량부) 2.5 2.5 4
가황촉진제(중량부) D 1.2 1.2 -
CZ 1 1 0.8
TT - - 0.7
1. NR : 천연고무, 말레이시아사 제품. 2. SBR#1500 : 스틸렌-부타디엔 고무, 저온고무 3. SBR#0202 : 스틸렌-부타디엔 고무, 일본 JSR사 제품. 4. 카본블랙 FEF : 카본블랙, 입자경 40 ∼ 48 nm, 한국카본사 제품. 5. N-2 : 가공유(Process Oil), 유니로얄 케미컬사 제품. 6. 산화아연 : 활성화제, 유니로얄 케미컬사 제품. 7. 스테아르 산 : 활성화제, 유니로얄 케미컬사 제품. 8. RD : 내열 노화방지제, 폴리머화된 2,2,4-트리메틸-1,2 디하이드로퀴놀린, 유니로얄 케미컬사 제품. 9. 6C : 오존 노화방지제, N-페닐-N'-이소프로필-p-페닐렌 디아민, 가와구찌사 제품. 10. 구마롱수지 : 점착부여제, 코롱사 제품. 11. 마이다스 105 : 황, 미원상사 제품. 12. D : 가황촉진제, 디페닐 구아니딘, 가와구찌사 제품. 13. CZ : 가황촉진제, N-사이클로헥실-2-벤조티아질 설펜아미드, 유니로얄 케미컬사 제품.
상기 변성 폴리페닐렌 에테르 플라스틱 및 고무를 아래 표 4의 조건 하에서 함께 사출시켜 본 발명의 고무부시를 제조하였다.
사출조건 실 시 예 1 실 시 예 2 비교예
사출온도(℃) 165 165 175
사출시간(분) 8 8 4
사출압력(kg/㎤) 200 200 200
표 2 에 나타난 바와 같이 변성 폴리페닐렌 에테르는 실린더 온도가 290 ℃ 에서 3 초 동안 사출하는 것이 범용적인 플라스틱 사출 조건임과 동시에 제조 시간을 단축시킬 수 있어서 현실적이며 보다 바람직하다.
고무부시 사출시 실시예와 같이 165 ℃ 하에서 8분 동안 사출하는 것이 고무 접착력의 측면에서 훨씬 효과적이었다. 비교예의 경우는 너무 짧은 시간에 가황이 이루어지므로 배합고무와 변성 폴리페닐렌 에테르의 접착계면에서 접착력이 떨어지는 경우가 발생할 수 있기 때문이다. 물론 가황촉진제를 이용하여 어느 정도 극복할 수 있지만 충분한 시간동안 오래 사출하는 것이 보다 바람직하다.
상기 과정을 통해 제조된 실시예 1 및 비교예 1의 고무부시를 도 2에 나타내었다.
상술한 바와 같이 본 발명의 고무부시 및 그의 제조방법은 특정한 비율로 배합된 천연고무 및 스틸렌-부타디엔 고무를 무정형의 엔지니어링 플라스틱인 변성 폴리페닐렌 에테르와 직접 접합시켜 합성고무 부품을 제조함으로써 접착제의 사용없이도 고무부시를 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 접착제 미사용에 따른 원가절감 및 무용매화로 비용절감의 효과가 있으며, 금속을 사용하지 않으므로 중량감소가 이루어지며, 특히 공정감소에 의한 10 ∼ 20% 의 비용절감과 공정의 완전자동화로 인한 품질관리가 용이하여 자동차 부품 등의 제조에 효과적으로 사용될 수 있다. 또한 앞으로 여러 산업의 고무부시의 제조시에도 널리 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 노즐온도 290 ∼ 310 ℃, 실린더 온도 280 ∼ 300 ℃, 금형온도 90 ∼ 110 ℃ 로 조절된 사출기에서 변성 폴리페닐렌 에테르 플라스틱을 사출시키는 제 1 단계 및
    상기 제 1 단계에서 제조된 변성 폴리페닐렌 에테르 플라스틱의 외주면을 따라, 천연고무 및 스틸렌 함량이 40 ∼ 50 중량%인 스틸렌-부타디엔 고무가 74 ∼ 81 : 19 ∼ 26 중량%로 배합된 원료고무와 충전보강제, 가공유, 활성화제, 노화방지제, 점착부여제, 황 및 가황촉진제 중에서 선택된 1종 이상의 성분을 포함하는 첨가제로 이루어진 고무를 160 ∼ 170 ℃ 하에서 180 ∼ 220 kg/㎠의 압력 조건으 로 상기 변성 폴리페닐렌 에테르 플라스틱과 함께 사출시키는 제 2 단계를
    포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고무부시의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제조된 고무부시의 외파이프 직경(Φ)이 20 mm≤ Φ 〈 50 mm인 경우에 상기 제 2 단계를 사출 게이트 수가 3 ∼ 4 개인 금형을 사용하여 사출시키는 것을 특징으로 하는 고무부시의 제조방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 제조된 고무부시의 외파이프 직경(Φ)이 50 mm≤ Φ ≤80 mm 인 경우에 상기 제 2 단계를 사출 게이트 수가 4 ∼ 5 개인 금형을 사용하여 사출시키는 것을 특징으로 하는 고무부시의 제조방법.
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