KR100972530B1

KR100972530B1 - 자동 차고 유지장치용 고무 조성물

Info

Publication number: KR100972530B1
Application number: KR1020080102051A
Authority: KR
Inventors: 정원교; 강동국; 성재혁; 김동현
Original assignee: 평화오일씰공업주식회사
Priority date: 2008-10-17
Filing date: 2008-10-17
Publication date: 2010-07-28
Also published as: KR20100042859A

Abstract

본 발명은, 폴리머와, 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 100 내지 120 중량부로 이루어진 것으로, 산화철을 포함하여 이루어진 충진제와, 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 5 내지 10 중량부로 이루어진 것으로, 고지방 아미드(Mixture of synthetic wax and higher fatty amide)를 포함하여 이루어진 가공조제를 포함하여 이루어진 자동 차고 유지장치용 고무 조성물을 제공한다.

Description

자동 차고 유지장치용 고무 조성물{A rubber composition for self levelizer}

본 발명은 자동 차고 유지장치용 고무 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 현가장치에 설치된 자동 차고 유지장치에 설치되어 오일의 누유를 방지하고, 외부 먼지 유입을 방지하며, 윤활면을 보호하는 자동 차고 유지장치용 고무 조성물에 관한 것이다.

자동차 현가장치(Suspension system)는 자동차 주행 중에 발생하는 진동 및 충격이 차체와 운전자에게 전달되지 않게 하고, 주행 안정성을 향상시키기 위하여 차체와 타이어 사이에 설치되는 완충장치이다. 최근에는 이러한 현가장치에 자동 차고 유지장치(Self levelizer)를 설치하여, 노면에서 받는 외부 진동을 감쇠함과 동시에 해당 차량의 적재물 하중에 관계없이 자동적으로 차량의 높이를 설정 레벨에 따라 제어하여 차량이 적재물에 의해 차량의 높이가 낮아지는 것을 방지한다.

최근에는 자동차의 성능이 고출력화 및 고속화되고, 이에 따라 높은 충격과 강한 압력이 자동 차고 유지장치로 전달되는데, 이러한 강한 압력은 자동 차고 유지장치의 밀봉 부재에 전달된다. 따라서, 높은 압력이 반복적으로 작용하여 밀봉 부재가 마모되거나, 반복적인 마찰에 의해 손상되면, 상기 자동 차고 유지장치가 파손되어 외부의 충격이나 진동을 흡수하지 못하게 되어, 외부의 충격이나 진동이 차량 몸체로 직접 전달되기 때문에 자동차의 주행성능이 떨어지는 것은 물론이고, 승차감 및 안정성이 나빠지게 된다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 종래의 자동 차고 유지장치용 고무 조성물보다 내마모성이 우수하고, 마찰력이 낮은 자동 차고 유지장치용 고무 조성물이 요구된다.

따라서, 본 발명은 내마모성과 내마찰성이 향상된 자동 차고 유지장치용 고무 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 폴리머와, 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 100 내지 120 중량부로 이루어진 것으로, 산화철을 포함하여 이루어진 충진제와, 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 5 내지 10 중량부로 이루어진 것으로, 고지방 아미드(Mixture of synthetic wax and higher fatty amide)를 포함하여 이루어진 가공조제를 포함하여 이루어진 자동 차고 유지장치용 고무 조성물을 제공한다.

한편, 상기 산화철은 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 10 내지 20 중량부로 이루어지고, 상기 고지방 아미드는 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 5 내지 10 중량부로 이루어진 것이 바람직하다.

또한, 상기 충진제는 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 90 중량부로 이루어진 카본블랙과, 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 10 중량부로 이루어진 흑연을 포함하여 이루어질 수 있다.

한편, 자동 차고 유지장치용 고무 조성물은 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 5 내지 10 중량부로 이루어진 노화방지제와, 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 2 내지 5 중량부로 이루어진 가교조제와, 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 5 내지 10 중량부로 이루어진 가교제와, 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 10 내지 20 중량부로 이루어진 가소제를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 노화방지제는 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 1 중량부로 이루어진 N-페닐-N`-이소-프로필-p-페닐렌디아민(N-Phenyl-N`-iso-proply-p-phenylenediamine)을 포함하여 이루어진 질 수 있다.

본 발명에 따른 자동 차고 유지장치용 고무 조성물은 종래의 자동 차고 유지장치용 고무 조성물보다 내마모성과 마찰성이 향상됨으로써, 본 발명의 실시예에 따른 자동 차고 유지장치용 고무 조성물로 자동 차고 유지장치용 밀봉 부재를 제조하면, 자동 차고 유지장치용 고무 조성물의 내마모성을 향상시켜 마모되는 정도는 낮춤으로써, 밀봉 부재의 수명을 연장시킬 수 있다. 또한, 밀봉 부재의 내마찰성을 향상시켜서 자동 차고 유지장치가 마찰력이 낮은 상태로 더욱 유연하게 구동되게 한다. 즉, 자동 차고 유지장치용 고무 조성물은 자동차의 성능이 고출력화와 고속화되어 많은 진동과 충격이 발생하게 되더라도, 자동 차고 유지장치용 고무 조 성물로 제조된 밀봉 부재가 파손되지 않으므로, 자동 차고 유지장치 내의 오일이 새거나 자동 차고 유지장치의 성능 저하를 방지할 수 있다.

이하 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

차량용 자동 차고 유지장치에 있어서, 본 발명에 따른 자동 차고 유지장치용 고무 조성물은 충진제와, 가공조제를 포함하여 이루어진다.

폴리머는 아크릴로니트릴(Acrylonitrile)을 주성분으로 하는 합성 고무로 이루어질 수 있다.

충진제는 폴리머의 접착성을 향상시키는 한편, 가공성 및 보강성을 높이기 위한 것이다. 본 실시예에 따르면, 충진제는 폴리머 100 중량부에 대하여 100 내지 120 중량부로 이루어진 것이 바람직하다.

가공조제는 고무 조성물을 혼합하여 혼련(Mix)하는 과정에서 폴리머들이 다른 배합 재료들과 균일하게 섞일 수 있도록 도와주고, 고무 조성물의 점도를 조절하여 과도한 점착성이나, 점착성 부족현상을 방지하는 역할을 할 뿐만 아니라, 낮은 온도에서도 혼련 과정이 순조롭게 이루어질 수 있게 한다. 본 실시예에 따르면, 가공조제는 폴리머 100 중량부에 대하여 5 내지 10 중량부로 이루어진 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 자동 차고 유지장치용 고무 조성물에서 상기 충진제는 산화철(Fe₂O₃)을 포함하여 이루어지고, 상기 가공조제는 고지방 아미드(Mixture of synthetic wax and higher fatty amide)를 포함하여 이루어진 것이 바람직하다. 산화철은 종래의 자동 차고 유지장치용 고무 조성물에 일반적으로 사용된 셀룰로오스(Cellulose)보다 내마모성이 우수하다. 그리고, 고지방 아미드는 종래의 자동 차고 유지장치용 고무 조성물에 일반적으로 사용된 파라핀 마이크로 왁스(Paraffin Micro Wax)보다 내 마찰성이 우수하다.

이러한 산화철은 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 10 내지 20 중량부로 이루어진 것이 바람직하고, 상기 고지방 아미드는 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 5 내지 10 중량부로 이루어진 것이 바람직하다.

산화철이 폴리머 100 중량부에 대하여 10 중량부보다 적게 포함되면 내마모성을 향상시키는데 필요한 양의 산화철이 포함되지 않음으로써, 내마모성을 향상시키는 본 발명의 목적을 이룰 수 없다. 그리고, 산화철이 폴리머 100 중량부에 대하여 20 중량부보다 많이 포함되면, 다량의 산화철에 의해 고무 조성물의 경도가 과도하게 상승하게 된다.

그리고, 고지방 아미드가 100 중량부에 대하여 5 중량부보다 적게 포함되면 마찰력을 감소시키는데 필요한 양의 고지방 아미드가 포함되지 않음으로써, 마찰력을 감소시키는 본 발명의 목적을 이룰 수 없다. 그리고, 고지방 아미드가 100 중량부에 대하여 10 중량부보다 많이 포함되면, 다량의 고지방 아미드에 의해 고무 조성물의 혼련(Mixing)이 어렵게 될 수 있다.

본 실시예에 따른 자동 차고 유지장치용 고무 조성물에는 상기와 같은 물질이 포함됨으로써, 본 발명의 실시예에 따른 자동 차고 유지장치용 고무 조성물로 자동 차고 유지장치용 밀봉 부재를 제조하면, 자동 차고 유지장치용 고무 조성물의 내마모성을 향상시켜 마모되는 정도는 낮춤으로써, 밀봉 부재의 수명을 연장시킬 수 있다. 또한, 밀봉 부재의 내마찰성을 향상시켜서 자동 차고 유지장치가 마찰력이 낮은 상태로 더욱 유연하게 구동되게 한다. 즉, 자동 차고 유지장치용 고무 조성물은 자동차의 성능이 고출력화와 고속화되어 많은 진동과 충격이 발생하게 되더라도, 자동 차고 유지장치용 고무 조성물로 제조된 밀봉 부재가 파손되지 않으므로, 자동 차고 유지장치 내의 오일이 새거나 자동 차고 유지장치의 성능 저하를 방지할 수 있다.

한편, 상기 충진제는 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 90 중량부로 이루어진 카본블랙와, 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 10 중량부로 이루어진 흑연을 포함하여 이루어질 수 있다. 이는, 반복적인 실험에 의해 내마모성 및 내마찰성이 가장 우수해지는 카본블랙과 흑연의 포함 비율을 찾아낸 것이다.

한편, 본 발명의 자동 차고 유지장치용 고무 조성물은 노화방지제와, 가교조제와, 가교제와, 가소제를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

노화방지제(antioxidant)는 유기고분자 재료의 노화를 방지하는 역할을 한다. 노화방지제는 산화방지제와 같은 작용을 갖는 것이 많기 때문에 산화방지제라고도 한다. 노화방지제는 노화현상의 주요 인자인 산소에 의해서 자동 산화되는 연쇄반응을 정지시키는 작용을 한다. 본 실시예에 따르면, 노화방지제는 폴리머 100 중량부에 대하여 5 내지 10 중량부로 이루어진 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에서 노화방지제는 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 1 중량부로 이루어진 N- 페닐-N`-이소-프로필-p-페닐렌디아민(N-Phenyl-N`-iso-proply-p-phenylenediamine)을 포함하여 이루어진다. 상기 N-페닐-N`-이소-프로필-p-페닐렌디아민은 비교적 고가의 물질인데, 본 발명에서는 폴리머에 대한 N-페닐-N`-이소-프로필-p-페닐렌디아민의 함량을 최소화하여 제조 비용을 절감할 수 있게 한다.

가교조제는 폴리머의 가교 속도를 증가시키는 한편, 측쇄(side chain) 반응을 방지하여 가교 밀도를 증가시키기 위한 것이다. 본 실시예에 따르면, 가교조제는 폴리머 100 중량부에 대하여 2 내지 5 중량부로 이루어진 것이 바람직하다.

가교제(cross-linking agent)는 상기 폴리머를 구성하는 단량체들을 상호 가교(cross-link)하는 기능을 한다. 본 실시예에 따르면, 가교제는 폴리머 100 중량부에 대하여 5 내지 10 중량부로 이루어진 것이 바람직하다.

가소제는 상기 폴리머를 유연하게 해주는 역할을 한다. 일반적으로 가소제라 함은 염화비닐과 아세트산비닐 같은 열가소성 플라스틱에 첨가하여 열가소성을 증대시킴으로써 고온에서 성형가공을 용이하게 하는 유기물질로, 유연성을 주는 연화제(softener)와 유사한 역할을 한다. 가소제의 작용을 예를 들어 간단히 설명하면, 플라스틱은 긴 끈 같은 분자가 모여서 된 것으로, 분자 사이에 서로 끌어당기는 힘이 강할수록 딱딱해진다. 이 경우 분자 사이에 가소제가 끼어들면 플라스틱 분자 사이의 직접 끌어당기는 힘이 약해져 잘 휘게 된다. 그러므로 가소제는 상기 폴리머에 잘 섞일 수 있는 성질, 즉 섞임성이 있는 것이 유리하다. 본 실시예에 따르면, 가소제는 폴리머 100 중량부에 대하여 10 내지 20 중량부로 이루어진 것이 바람직하다.

상기와 같은 조성물을 포함하는 본 발명에 따른 자동 차고 유지장치용 고무 조성물이 종래의 자동 차고 유지장치용 고무 조성물보다 내마모성 및 내마찰성이 우수하다는 것은 아래 표 1과 표2에 의해 더욱 명확하게 이해될 수 있다.

표 1은 볼 실험에서 사용된 실시예 및 비교예를 구성하는 물질을 비교하여 나타낸 것이다.

비교예의 자동 차고 유지장치용 고무 조성물은 폴리머와, 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 11 중량부로 이루어진 것으로, 셀룰로오스를 포함하여 이루어진 충진제와, 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 4 중량부로 이루어진 노화방지제와, 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 2 중량부로 이루어진 것으로, 파리핀 마이크로 왁스를 포함하여 이루어진 가공조제와, 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 3 중량부로 이루어진 가교조제와, 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 3 중량부로 이루어진 가교제와, 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 15 중량부로 이루어진 가소제를 포함하여 이루어진다.

본 실시예에 있어서, 자동 차고 유지장치용 고무 조성물은 폴리머와, 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 115 중량부로 이루어진 것으로, 폴리머 100 중량부에 대해 10 중량부로 이루어진 산화철을 포함하여 이루어진 충진제와, 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 3 중량부로 이루어진 노화방지제와, 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 7 중량부로 이루어진 고지방 아미드를 포함하여 이루어진 가공조제와, 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 3 중량부로 이루어진 가교조제와, 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 5.1 중량부로 이루어진 가교제와, 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 15 중량부로 이루어진 가소제를 포함하여 이루어진다.

구성성분(중량부)		비교예	실시예
폴리머	NBR¹	100	100
충진제	N550²	80	90
	Graphite A.O³	15	10
	KC Floc W250⁴	15	-
	Bayferrox 140M⁵	-	15
노화방지제	3C⁶	2	1
노화방지제	TMQ⁷	2	2
가공조제	Antilux 500⁸	2	-
가공조제	Santaito SW⁹	-	7
가교조제	ZnO¹⁰	2	2
가교조제	Stearic Acid¹¹	1	1
가교제	Sulfur¹²	0.6	0.6
	TMTD¹³	2	2
	CBS¹⁴	2.5	2.5
가소제	TP-95¹⁵	15	15
1. NBR : 아크릴로니트릴(Acrylonitrile) 2. N550 : 카본블랙 (FEF) 3. Graphite A.O : 흑연(-(C)n-) 4. KC FLOC W250 : 셀룰로오스(Cellulose) 5. Bayferrox 140M : 산화철(Fe2O3,Iron Oxide) 6. 3C : N-페닐-N`-이소-프로필-p-페닐렌디아민 (N-Phenyl-N'-Isopropyl-P-Phenylendiamine) 7. TMQ : 2,2,4-트리메틸-1,2- 디하이드로퀴놀린 (2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydroquinoline) 8. Antilux 500 : 파라핀 마이크로 왁스(Paraffin Micro Wax) 9. Santaito SW : 고지방 아미드 (Mixture of synthetic wax and higher fatty amide) 10. ZnO : 산화아연(Zinc oxide) 11. Stearic Acid : 스테아린산 12. Sulfur : 황 13. TMTD : 테트라메틸티우람 디설파이드 (Tetramethyl-Thiuram Disulfide) 14. CBS : N-시크로헥실-2-벤조치아졸 설펜아마이드 (N-Cyclohexyl-2-benzothiazole sulfenamide) 15. TP-95 : 디에스테르(Diester)계

표 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동 차고 유지장치용 고무 조성물과 그 비교예를 내마모성 시험과 내마찰성 시험 결과를 나타내고 있다. 이 경우 내마모성 시험은 KS M ISO 5470-1의 규격에 맞추어 실시하였고, 내마찰성 시험과 제품 어셈블리(assembly) 내구 시험은 표 2에 도시된 바와 같은 임의로 정한 기준에 의해 실시하였다. 여기서, 제품 어셈블리 내구 시험은, 자동 차고 유지장치용 고무 조성물로 이루어진 밀봉 부재를 자동 차고 유지장치 조립체에 배치하고, 자동 차고 유지장치 조립체를 반복적으로 동작시킨 후 시험한 것이다. 본 발명의 자동 차고 유지장치용 고무 조성물의 마모율은 비교예의 고무 조성물의 마모율 1.688%보다 0.628% 적은 1.06%이다. 즉, 본 실시예의 자동 차고 유지장치용 고무 조성물은 비교예의 자동 차고 유지장치용 고무 조성물보다 내마모성이 20% 정도 향상되어 덜 마모됨을 알 수 있다.

또한, 마찰시험에서 비교예의 고무 조성물은 마찰력이 38N 이지만, 본 발명의 자동 차고 유지장치용 고무 조성물은 32N이다. 이는, 본 발명의 자동 차고 유지장치용 고무 조성물이 비교예의 고무 조성물보다 마찰력에 낮음을 알 수 있다.

이와 아울러, 제품 어셈블리 내구시험에서 비교예의 고무 조성물은 누유가 발생하였지만, 본 발명의 자동 차고 유지장치용 고무 조성물에서는 누유가 발생하지 않으므로, 실시예의 고무 조성물이 비교예의 고무 조성물보다 내구성도 향상되었음을 알 수 있다.

항목		비교예	실시예
내마모시험결과 (Taber式,1000회)	마모율 (%)	1.688	1.06
마찰시험결과 (RT×0.16HX±5mm×30bar×30회)	마찰력 (N)	38	32
제품 어셈블리 내구 시험 (30bar×100℃×±30mm×5.3Hz ×100회)	누유 발생유무	누유 발생	누유 미발생

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims

폴리머;

상기 폴리머 100 중량부에 대하여 100 내지 120 중량부로 이루어진 것으로, 산화철을 포함하여 이루어진 충진제; 및

상기 폴리머 100 중량부에 대하여 5 내지 10 중량부로 이루어진 것으로, 고지방 아미드를 포함하여 이루어진 가공조제;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 차고 유지장치용 고무 조성물.
제1항에 있어서,

상기 산화철은 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 10 내지 20 중량부로 이루어지고,

상기 고지방 아미드는 상기 폴리머 100 중량부에 대하여 5 내지 10 중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 차고 유지장치용 고무 조성물.
제2항에 있어서,

상기 충진제는;

상기 폴리머 100 중량부에 대하여 90 중량부로 이루어진 카본블랙; 및

상기 폴리머 100 중량부에 대하여 10 중량부로 이루어진 흑연;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 차고 유지장치용 고무 조성물.
제1항에 있어서,

상기 폴리머 100 중량부에 대하여 5 내지 10 중량부로 이루어진 노화방지제;

상기 폴리머 100 중량부에 대하여 2 내지 5 중량부로 이루어진 가교조제;

상기 폴리머 100 중량부에 대하여 5 내지 10 중량부로 이루어진 가교제; 및

상기 폴리머 100 중량부에 대하여 10 내지 20 중량부로 이루어진 가소제;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 차고 유지장치용 고무 조성물.
제4항에 있어서,

상기 노화방지제는;

상기 폴리머 100 중량부에 대하여 1 중량부로 이루어진 N-페닐-N`-이소-프로필-p-페닐렌디아민(N-Phenyl-N`-iso-proply-p-phenylenediamine)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 차고 유지장치용 고무 조성물.