KR101683609B1 - 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 음식물 처리기의 고무 패킹 - Google Patents

고무 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 음식물 처리기의 고무 패킹 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아크릴로니트릴-부타디엔 고무를 주성분으로 하고 아마이드계 슬립제 및 특정 성분을 추가하여, 제품 완성 후 오일 성분이 빠져나와 제품 외관을 코팅할 수 있는 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 음식물 처리기의 고무 패킹에 관한 것이다.

Description

고무 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 음식물 처리기의 고무 패킹{Rubber composition and rubber packing manufactured using the same}
본 발명은 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 음식물 처리기의 고무 패킹에 관한 것으로서, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무를 주성분으로 하고 아마이드계 슬립제 및 특정 성분을 추가하여, 제품 완성 후 오일 성분이 빠져나와 제품 외관을 코팅할 수 있는 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 음식물 처리기의 고무 패킹에 관한 것이다.
일반적으로, 음식물 쓰레기는 지역에 따라 음식물 처리봉투에 밀봉된 후 수거차량에 수거되어 처리되거나, 음식물 수거함에 모여져 수거차량에 의해 수거되어 음식물 처리장에서 처리된다.
이와 같은 음식물 쓰레기는 발생되는 장소에 따라 발생할 때마다 처리할 수도 있고, 저장탱크에 저장하여 놓았다가 때때로 처리할 수 있는데, 상온에서 그대로 방치하여 두면 부패하여 악취 및 미관 상 주변의 위생환경을 해치게 된다.
따라서, 음식물 쓰레기의 처리는 음식물 쓰레기를 가축의 사료나 재배지의 비료로 사용하기 어려운 도시지역에서는 특히 중요하여 음식물 쓰레기의 처리를 위한 다양한 방식의 음식물 처리기가 개발되고 있다.
현재까지 음식물 처리기는 발효식, 소멸식, 압착 탈수식, 원심 탈수식, 가열 건조식, 소각식, 위의 방식을 조합한 복합식 등의 여러 가지 방식으로 제안되어 있으며, 구체적인 설계를 통해 제품화되어 있다.
이와 같은 음식물 처리기 중 가열 건조식 음식물 처리기는 밀폐된 용기 내에서 공기를 내부 순환시켜 처리물을 반복적으로 건조시키고, 처리물에서 발생된 습증기를 응축하여 습기를 제거하며, 건조된 공기로 다시 처리물을 건조하고, 응축과정의 응축수를 이용하여 처리가스 중의 악취를 수집처리하고 있다.
한편, 이러한 음식물 처리기가 작동을 수행하는 경우에는 음식물 쓰레기 처리시 발생하는 악취 성분 등이 외부로 배출되어 사용자로 하여금 거북한 느낌을 가지게 한다는 문제가 있다.
이러한 음식물 처리기의 작동 중 외부로 새어 나오는 악취와 같은 가스 성분들을 차단하기 위해 중요한 요소는 음식물 처리기의 밀폐 상태를 유지하는 것이다. 따라서, 음식물 처리기의 밀폐를 보다 효과적으로 수행하기 위해, 음식물 처리기의 메인 도어 하부에서 음식물 처리기의 투입구를 서브 도어의 고무 패킹에 의해 직접적으로 밀폐 결합하는 음식물 처리기가 연구 및 개발되고 있다.
그러나, 이와 같은 단순한 고무 재질을 이용하여 음식물 처리기의 투입구를 밀폐시키다 보면, 고무 자체가 가지고 있는 마찰력에 의해 체결 감도가 매우 뻑뻑해진다는 문제점이 발생하게 된다. 이러한 고무의 뻑뻑함은 투입구의 실링을 보다 향상시킬 수 있다는 장점은 있지만, 사용자가 실제로 서브 도어를 작동시키기에는 다소 큰 힘이 필요하다는 문제점이 발생하게 된다.
즉, 서브 도어와 음식물 처리기의 투입구의 압착 및 밀폐가 강해질 수록 사용자가 서브 도어의 개폐시 보다 큰 힘을 가해야하며, 음식물 처리기의 주 사용자가 여성임을 감안하면 서브 도어의 개폐에 있어서 큰 힘이 필요하다는 점이 문제점으로 인식될 수 있다.
또한, 실링이 되는 고무 패킹이 압착 및 회전에 의한 마찰 저항의 발생으로 인해, 서브 도어의 동작성을 감소시키게 되며, 반복적인 회전에 의해 고무 패킹이 헐거워지거나 늘어나게 되어 내부 압력의 유실 또는 악취의 유실의 위험이 증가한다는 문제점이 발생하게 된다.
따라서 고무의 기본적인 특성을 가지면서도 보다 매끄러운 표면 특성을 가지는 신규한 고무 조성물에 대한 요구가 필요하게 되었다.
본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 아크릴로니트릴-부타디엔 고무를 주성분으로 하고 아마이드계 슬립제 및 특정 성분을 추가하여, 제품 완성 후 오일 성분이 빠져나와 제품 외관을 코팅할 수 있는 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 음식물 처리기의 고무 패킹을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 고무 조성물은 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(acrylonitrile-butadiene rubber) 37 내지 45 중량부; 및 아마이드계 슬립제 4 내지 20 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 아마이드계 슬립제는 에루카마이드(Erucamide), 올레아마이드(Oleamide), 스테아마이드(Stearamide), 비핸아마이드(Behenamide)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 카본 블랙 SRF 24 내지 30 중량부; 가소제 20 내지 24 중량부; 산화 아연 0.5 내지 3.5 중량부; 및 노화 방지제로서 RD(Polymerized trimethyl dihydroquinoline) 0.4 내지 1.2 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 가소제는 염화파라핀, 염화디페닐, 디부필 프탈레이트(dibutyl phthalate) 및 디옥틸 프탈레이트(dioctyl phthalate) 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 이형제로서 실리콘 수성액 0.1 내지 1 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 촉진제로서 징크 디부틸 디티오 카보네이트(Zinc Dibuthil Dithio Carbonate), 테트라메틸 티우람 디설파이드(tetramethyl thiuram disulfide) 및 황(Sulfur) 중 어느 하나 이상을 0.3 내지 2.4 중량부의 범위로 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 징크 디부틸 디티오 카보네이트는 0.2 내지 1.0 중량부 포함되며, 상기 테트라메틸 티우람 디설파이드 0.2 내지 1.0 중량부 포함되며, 상기 황은 0.1 내지 0.5 중량부 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 음식물 처리기의 고무 패킹은 상술된 조성물을 이용하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 고무 제품 완성 후 시간이 경과함에 따라 오일 성분이 빠져나와 제품 외관을 코팅할 수 있는 고무 조성물을 제공할 수 있다는 효과가 발생한다. 더욱이 고무 제품 외관의 코팅이 벗겨지더라도 지속적으로 오일 성분이 빠져나오기 때문에 반영구적으로 코팅을 유지할 수 있다는 효과가 발생한다.
또한 이러한 고무 조성물을 이용하여 음식물 처리기의 고무 패킹을 제조하는 경우에는 기존의 실링력을 유지하면서도 고무 패킹의 표면이 매끄러워지게 되므로 사용자가 보다 적은 힘을 가지고도 고무 패킹의 결합 또는 착탈을 조절할 수 있게 된다.
그로 인해, 사용게 서브 도어를 음식물 처리기의 투입구로부터 탈착할 수 있어 사용자의 편의성이 자가 보다 용이하크게 증가한다는 효과가 발생한다.
또한 고무 패킹의 매끄러운 코팅면으로 인해, 반복적인 회전에 의해 고무 패킹이 헐거워지거나 늘어나게 되는 것을 방지할 수 있다는 효과도 발생하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고무 조성물의 함량을 도시한 도표이다.
이하, 본 발명에 따른 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 음식물 처리기의 고무 패킹의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
한편 본 발명에 따른 고무 조성물은 비록 음식물 처리기의 고무 패킹에 대한 적용을 통하여 설명되지만, 음식물 처리기뿐만 아니라 고무의 기본적인 특성을 가지면서도 보다 매끄러운 표면 특성을 가지기 위한 다양한 종류의 고무 제품 및 장치에 적용될 수 있음을 유의한다.
<실시예>
본 발명의 일 실시예에 따른 고무 조성물은 아크릴로니트릴-부타디엔 고무 및 아마이드계 슬립제(혹은 아모슬립이라고도 지칭됨)를 포함한다. 또한, 카본 블랙 SRF, 가소제로서 디옥틸 프탈레이트, 산화 아연, 및 노화 방지제를 더 포함한다. 또한, 이형제로서 실리콘 수성액 및 하나 이상의 촉진제를 더 포함할 수 있다.
아크릴로니트릴-부타디엔 고무는 NBR로서 지칭되며, 부타디엔과 아크릴로니트릴을 혼성 중합하여 생성되는 합성 고무의 일종으로서, 내유성이 뛰어나다는 특징이 있다. 아크릴로니트릴-부타디엔 고무는 아크릴로니트릴의 함량 증가에 따라 내유성, 내마모성, 내열노화성, 기계적 강도 증가하며, 아크릴로니트릴의 함량 증가에 따라 반발탄성, 내한성, 저온특성, GAS 투과율은 감소된다.
이러한 아크릴로니트릴-부타디엔 고무에 경화 촉진제 중의 하나인 아마이드계 슬립제를 첨가한다. 이러한 아마이드계 슬립제는 아모슬립(amorslip)이라고도 하며, 본 발명에 있어서 시간이 경과함에 따라 오일과 같은 윤활 성분이 빠져나와 제품 외관을 코팅을 하고 그로 인해 실링 동작에 감도를 양호하게 해주는 가장 중요한 성분이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고무 조성물은, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무 37 내지 45 중량부; 및 아마이드계 슬립제 4 내지 20 중량부를 포함하는 것이 바람직하며, 아마이드계 슬립제는 4 내지 10 중량부를 포함하는 것이 보다 바람직하다.
이러한 이유는 아크릴로니트릴-부타디엔 고무의 첨가량이 상술된 범위보다 적은 경우에는 아크릴로니트릴-부타디엔 고무의 특성을 제대로 발휘하기 어려우며, 상술된 범위를 초과하는 경우에는 후술되는 다른 첨가제의 기능이 제대로 발휘되지 않기 때문이다. 또한, 아마이드계 슬립제의 첨가량이 4 중량부보다 적은 경우에는 오일과 같은 윤활 성분이 충분이 빠져나오지 못하게 되며 20 중량부를 초과하는 경우에는 슬립제의 추가량에 대한 효과 증가량이 작아져 효율성이 저하되기 때문이다.
한편, 상기 아마이드계 슬립제로서, 불포화계인 13-시스-도코센아마이드(13-cis-docosenamide)(이하, 에루카마이드(erucamide), Amorslip E), 9-시스-옥타데센 아마이드(9-cis-octadecenamide)(이하, 올레아마이드(oleamide), Amoslip CP), 포화계인 옥타데칸아마이드(octadecanamide)(이하, 스테아마이드(stearamide), Armoslip HT) 및 도코산아마이드(docosanamide)(이하, 비핸아마이드(behenamide))를 사용할 수 있으며, 상기한 종류 중에서 두 종류 이상을 혼합하여 사용할 수도 있음을 유의한다.
또한 가소제를 일정 비율 첨가한다. 이러한 가소제는 고무의 가공성을 향상시키거나 유연성을 높이기 위하여 쓰는 물질로서, 가조제의 첨가량에 따라 고무의 딱딱한 특성부터 연한 특성까지 다양하게 조절할 수 있게 된다.
이러한 가소제로서 염화파라핀, 염화디페닐, 디부필 프탈레이트(dibutyl phthalate) 및 디옥틸 프탈레이트(dioctyl phthalate) 중 어느 하나 이상이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 가소제로서 디옥틸 프탈레이트가 사용된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고무 조성물은, 디옥틸 프탈레이트 20 내지 24 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
이러한 이유는 가소제로서 디옥틸 프탈레이트의 첨가량이 20 중량부보다 적은 경우에는 고무가 너무 딱딱해져 고무 패킹으로서 요구되는 연성을 획득하기 어려우며, 24 중량부를 초과하는 경우에는 고무가 너무 유연해져 실링을 효과적으로 수행하지 못하게 되기 때문이다.
또한 카본 블랙 SRF(semi-reinforcing furnace)을 첨가하여 고무의 경도를 조절하게 된다. 카본 블랙은 흑색의 미세한 탄소 분말로서 고무 관련 제품의 필수 보강제로서 사용되어 고무의 내마모성과 보강성을 증가시키는 역할을 수행한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고무 조성물은, 카본 블랙 SRF 24 내지 30 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 이유는 보강제로서 카본 블랙의 첨가량이 24 중량부보다 적은 경우에는 실링을 위한 최소한의 경도를 확보하지 못하게 되며 30 중량부를 초과하는 경우에는 마모성이 증가되어 생산성이 저하되기 때문이다.
또한 산화 아연을 첨가하여 고무에 탄성을 부여하게 된다. 산화 아연은 고무에 배합에 필수적인 성분으로서, 그 첨가량이 증가함에 따라 반응 속도가 증가하며 반응 온도가 넓어진다는 특징이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고무 조성물은, 산화 아연 0.5 내지 3.5 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 이유는 산화 아연이 0.5 중량부보다 적은 경우에는 산화 아연에 의해 고무의 특성 개선의 효과가 저조하게 되며 산화 아연이 3.5중량부를 초과하는 경우에는 고무 패킹에 요구되지 않는 불필요한 탄성이 발생하게 되어 소모적이기 때문이다.
또한 노화 방지제로서 RD(Polymerized trimethyl dihydroquinoline)를 첨가함으로써, 내오존성 및 내산화성을 증가시키며, 예를 들면, 실링하려는 장소에 위치하는 음식물에 함유되어 있는 지방/방향족 탄화수소로 인한 고무 패킹의 부식 및 산화를 방지할 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고무 조성물은, RD(Polymerized trimethyl dihydroquinoline) 0.4 내지 1.2 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 이유는 노화 방지제의 첨가량이 상술된 범위보다 적은 경우에는 고무 패킹에서 요구되는 내오존성 및 내산화성을 획득하기 어려우며, 상술된 범위를 초과하는 경우에는 조직의 밀도 및 견고성에 영향을 주는 문제가 있기 때문이다.
또한 이형제로서 실리콘 수성액을 첨가함으로써, 고무 금형에서 취출이 용이해지도록 도와주는 역할을 수행한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고무 조성물은, 이형제로서 실리콘 수성액 0.1 내지 1 중량부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이러한 이유는 실리콘 수성액의 첨가량이 0.1 중량부보다 적은 경우에는 추후에 금형에서 고무를 취출하는 것이 다소 어렵게 되며, 1 중량부를 초과하는 경우에는 고무의 취출은 용이해지지만 고무 내의 불순물과 같은 역할을 수행하므로 고무의 본질적인 특성을 발휘하는 것을 방해하기 때문이다.
또한 촉진제로서 징크 디부틸 디티오 카보네이트(Zinc Dibuthil Dithio Carbonate), 테트라메틸 티우람 디설파이드(tetramethyl thiuram disulfide) 및 황(Sulfur) 중 어느 하나 이상을 첨가함으로써, 고무 제조시에 있어서 반응 온도를 낮추고 반응 시간을 단축시킬 뿐만 아니라 고무 제품의 물성을 개선시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고무 조성물은, 상기 촉진제를 0.3 내지 2.4 중량부의 범위로 포함하는 것이 바람직하다. 특히, 징크 디부틸 디티오 카보네이트는 0.2 내지 1.0 중량부 포함되며, 테트라메틸 티우람 디설파이드 0.2 내지 1.0 중량부 포함되며, 황은 0.1 내지 0.5 중량부 포함되는 것이 바람직하다.
이러한 이유는 촉진제의 첨가량이 상술된 범위보다 적은 경우에는 촉진제로서의 역할을 충부하게 발휘하지 못하게 되며, 상술된 범위를 초과하는 경우에는 필요 이상으로 많이 첨가되게 되어 그 효율이 저하되기 때문이다.
이상과 같이, 상술된 고무 조성물을 가지고 음식물 처리기의 고무 패킹을 제조할 수 있음은 물론이다. 즉, 상술된 고무 조성물을 가지고 고무 제품을 제조하는 경우에는, 고무 제품이 완성된 후 시간이 경과함에 따라 오일과 같은 윤활 성분이 빠져나와 제품 외관을 코팅할 수 있게 되며, 그로 인해 고무 패킹의 체결 감도를 향상시킬 수 있게 된다. 한편 고무 조성물의 성분만이 본 발명의 기술적 특징이므로 공지된 방법을 사용하여 고무 패킹을 제조하였음을 유의한다. 따라서 고무 패킹 제조에 대한 설명은 생략하기로 한다.
이상, 여기에서는 본 발명을 특정 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구의 범위는 본 발명의 정신과 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변형될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있다.

Claims (8)

  1. 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(acrylonitrile-butadiene rubber) 37 내지 45 중량부;
    아마이드계 슬립제 4 내지 20 중량부;
    카본 블랙 SRF 24 내지 30 중량부;
    가소제 20 내지 24 중량부;
    산화 아연 0.5 내지 3.5 중량부; 및
    노화 방지제로서 RD(Polymerized trimethyl dihydroquinoline)(중합화 트리메틸 디히드로퀴놀린) 0.4 내지 1.2 중량부를 포함하며,
    상기 아마이드계 슬립제는 에루카마이드(Erucamide), 올레아마이드(Oleamide), 스테아마이드(Stearamide), 비핸아마이드(Behenamide)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는,
    음식물 처리기의 고무 패킹용 고무 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가소제는 염화파라핀, 염화디페닐, 디부필 프탈레이트(dibutyl phthalate) 및 디옥틸 프탈레이트(dioctyl phthalate) 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는,
    고무 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    이형제로서 실리콘 수성액 0.1 내지 1 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    고무 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    촉진제로서 징크 디부틸 디티오 카보네이트(Zinc Dibuthil Dithio Carbonate), 테트라메틸 티우람 디설파이드(tetramethyl thiuram disulfide) 및 황(Sulfur) 중 어느 하나 이상을 0.3 내지 2.4 중량부의 범위로 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    고무 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 징크 디부틸 디티오 카보네이트는 0.2 내지 1.0 중량부 포함되며,
    상기 테트라메틸 티우람 디설파이드 0.2 내지 1.0 중량부 포함되며,
    상기 황은 0.1 내지 0.5 중량부 포함되는 것을 특징으로 하는,
    고무 조성물.
  8. 제1항, 및 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 고무 조성물을 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는,
    음식물 처리기의 고무 패킹.
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