KR20050005919A

KR20050005919A - 등속조인트 부츠용 클로로프렌 고무 조성물

Info

Publication number: KR20050005919A
Application number: KR1020030045828A
Authority: KR
Inventors: 양경모; 이동원
Original assignee: 현대자동차주식회사; 평화오일씰공업주식회사
Priority date: 2003-07-07
Filing date: 2003-07-07
Publication date: 2005-01-15

Abstract

본 발명은 등속조인트 부츠용 클로로프렌 고무 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종래 폴리머, 필러, 노화방지제, 가류제, 가소제 등으로 이루어진 등속조인트 부츠용 고무에서 상기 폴리머로 내열성 및 동적피로성이 우수한 클로로프렌(Chloroprene) 고무를 사용하고, 가소제로 기존의 디옥틸 세바케이트(DOS, Dioctyl Sebacate) 대신 에테르 에스테르(Ether ester)를 사용함으로써 내열성 및 동적내구성을 개선한 등속조인트 부츠용 클로로프렌 고무 조성물에 관한 것이다.

Description

등속조인트 부츠용 클로로프렌 고무 조성물{Composition for constant velocity universal joint boots}

자동차산업의 발전에 따라 고무부품의 경량화, 소형화 및 엔진룸 내의 공간축소에 따른 응력 및 열부하의 증가가 발생되고 있으며, 그에 반해 자동차의 수명연장에 따른 부품의 내구수명의 증가도 요구되고 있는 상황이다. 그에 따라 고무재료는 내열성, 내고온특성, 내피로성 등의 향상이 요구되고 있다.

한편, 자동차에 사용되는 등속조인트 부츠는 등속조인트부의 고온의 그리이스를 감싸며 드라이브샤프트(driveshaft) 내로 유입되는 먼지나 이물질 유입을 막아주는 역할을 하는 고무재료로 상당한 내열내구력이 요구되는 기능부품이다.

이와 같은 등속조인트 부츠는 트래스미션(transmission) 면의 인보드 부츠와 휠 면의 아웃보드 부츠가 한쌍으로 이루어지며, 특히 트랜스미션 면의 인보드 부츠는 트랜스미션의 고온과 드라이브샤프트의 강한 회전력에 의한 온도가 90 ∼ 120 ℃ 이상의 고온 및 내열내구력을 필요로 하고 있다.

또한 현재 등속조인트 부츠의 이상발생에 따른 자동차 주행 중 문제점은 자동차에 소음이 발생하고 승차감이 악화되며 조향도 나빠지는 결함이 있다. 이는 등속조인트 부츠가 현재 일반적으로 사용온도 영역이 약 -40 ∼ 120 ℃정도로 정의되고 있으나 최근 일부 엔진쪽 인보드 부츠의 경우 온도가 사용온도 영역을 초과하는 현상이 발생하고 품질보증기간 연장과 관련하여 내열, 내구성을 보유한 등속조인트 부츠가 절실히 요구되고 있다.

이에, 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 종래 폴리머, 필러, 노화방지제, 가류제, 가소제 등으로 이루어진 등속조인트 부츠용 고무에서, 상기 폴리머로 내열성 및 동적피로성이 우수한 클로로프렌(Chloroprene) 고무를 사용하고, 가소제로 기존의 디옥틸 세바케이트(DOS, Dioctyl Sebacate) 대신 에테르 에스테르(Ether ester)를 사용하면 고무에 내열성 및 동적내구성을 개선함을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명은 내열성 및 동적내구성이 향상되어 등속조인트 부츠용으로사용할 수 있는 클로로프렌 고무 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 폴리머, 필러, 노화방지제, 가류제, 가소제를 포함하는 성분으로 이루어진 등속조인트 부츠용 고무 조성물에 있어서, 상기 폴리머로 클로로프렌 고무가 함유되어 있고, 가소제로 에테르 에스테르를 함유되어 있되, 상기 클로포프렌 고무 100 중량부에 대하여 에테르 에스테르가 5 ∼ 15 중량부 함유되어 있는 등속조인트 부츠용 고무 조성물을 그 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 고무 부트 조성물은 기재로 클로로프렌 고무(chloroprene rubber)를 사용한다. 등속조인트 고무 부츠는 압축 및 인장 변형을 반복함에 따라 상호간의 마찰에 따른 균열 및 파손현상을 억제하기 위하여 고무를 사용하며, 본 발명에서는 대표적인 합성고무의 일종인 클로로프렌 고무를 사용한다. 일반적으로 클로로프렌 고무는 "네오프렌(NEOPRENE)"이란 상품명으로 알려져 있으며 내후성, 내오존성, 내열노화성 등의 물성이 우수하며, 특히 내열성 및 동적피로성이 우수하다.

또한, 본 발명은 가공안정성 및 여러 가지 물성을 보완하기 위한 가소제로 에테르 에스테르를 상기 클로로프렌 고무 100 중량부에 대하여 5 ∼ 15 중량부, 바람직하게는 10 중량부 함유하며, 만일 그 함량이 5 중량부 미만이면 분산 및 가공안정성이 저하되어 내열성 및 영구변형율이 낮아짐에 따라 내구성이 저하되고, 15중량부를 초과하면 내열성이 저하되어 내구성 개선에 악영향을 미치는 문제점이 있다.

특히, 본 발명은 가소제로 기존의 DOS(Dioctyl Sebacate) 대신 에테르 에스테르를 사용하여 조성물에 내열성 및 내굴곡성의 개선으로 동적내구성 향상효과를 크게 하는 특징이 있으며, 상기 에테르 에스테르는 예컨대 고무배합용 가소제로서, 시판되는 RS-700(ADK:Asahi Denka Kogyo)을 사용할 수 있다.

본 발명은 상기 성분 이외에 등속조인트 부츠용 고무 조성물에 통상적으로 사용하는 필러, 노화방지제, 가류제를 함유한다.

상기 필러는 통상적으로 사용하는 카본블랙, 흑연, 실리카 등을 사용하며, 상기 클로로프렌 고무 100 중량부에 대해 50 ∼ 70 중량부, 바람직하게는 60 중량부 사용하는 것이 좋다.

상기 노화방지제로는 통상적으로 사용하는 페닐렌디아민계(Phenylenediamine), 2-벤즈이미다졸에티올계(2-Benzimidazolethiol), 왁스계 등을 사용하며, 상기 클로로프렌 고무 100 중량부에 대해 5 ∼ 10 중량부, 바람직하게는 7 중량부 사용하는 것이 좋다.

상기 가류제로는 통상적으로 사용하는 산화아연, 산화마그네슘과 촉진제로 사용하는 테트라메틸티우람 디설파이드 등을 사용하며, 상기 클로로프렌 고무 100 중량부에 대해 5 ∼ 15 중량부, 바람직하게는 10 중량부를 사용하는 것이 좋다. 더욱 바람직하게는 상기 산화아연, 산화마그네슘 및 테트라메틸티우람 디설파이드를 각각 5, 4, 1 중량부씩 사용하는 것이 좋다.

이와 같이 본 발명은 내열성 및 동적피로성이 우수한 클로로프렌 고무와 가소제로 에테르 에스테르를 사용함으로써 내열성 및 동적내구성이 개선되어 자동차, 선박 분야 등에 유용하게 사용될 수 있다.

이하, 본 발명은 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하겠는 바, 본 발명이 다음 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 및 비교예 1

다음 표 1에 나타낸 성분 및 함량을 사용하여 등속조인트 부츠용 고무 조성물을 제조하는 통상적인 방법으로 조성물을 제조하였다.

제조된 조성물의 물성을 측정하기 위하여 압출 후, 냉각 고화하여 시편을 제조하였다.

시험예

상기 실시예 1 및 비교예 1에서 얻어진 조성물의 물성을 다음과 같은 방법으로 측정한 다음, 그 결과를 표 2에 나타내었다.

［물성평가방법］

1. 공기 가열 노화시험(내열시험)

항온조 안의 각 부의 허용 차이가 중앙부의 온도에 대하여 ±2 ℃ 이어야 하고 또한, 조 안의 온도를 ±1 ℃의 범위로 조절할 수 있는 자동 온도 조절장치가 부착된 기어식 노화시험기를 사용하였다.

시험편을 항온조 안에 매달고 가열하여 노화시킨 다음 노화된 시험편의 경도, 인장강도, 신율 등을 측정하여 시험전의 측정치와 비교하여 나타내었다.

2. 내구성능 평가

1) 상온 회전 내구력

시험조건은 온도 100 ℃, 시간 168 Hrs 노화한 제품을 상온에서 조인트(Joint) 꺽임각 17 deg, 회전수 600 rpm으로 경도정밀㈜의 등속조인트 부츠용 고무 회전 내구시험기를 사용하여 고무 부의 균열, 마모 및 그리스(Grease) 누유시까지 반복시험하였다.

2) 고온 회전 내구력

시험조건은 온도 100 ℃및 120 ℃, 시간 168 Hrs 노화한 제품을 온도 100 ℃ 및 120 ℃, 조인트 꺽임각 17 deg, 회전수 600 rpm으로 경도정밀㈜의 등속조인트 부츠용 고무 회전 내구시험기를 사용하여 고무부의 균열, 마모 및 그리스(Grease) 누유시까지 반복시험하였다.

3) 상온 요동 내구력

사기노미야 사(일본)의 등속조인트 부츠용 고무 상온 요동 내구시험기를 사용하고, 시험조건은 상온에서 조인트 꺽임각 17 deg, 회전수 600 rpm, 요동 CYCLE 30cpm, 시간 200 Hrs 내구후 고무부의 균열 및 그리스 누유가 없어야 패스(pass)로하였다.

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1은 내구성 개선의 주요인자인 내열성은 경도변화가 +6에서 +5로 17% 향상되는 효과를 보이고, 상온 회전 내구력은 2배, 고온 회전내구력은 10배 정도로 개선되며, 상온 요동내구력도 내구조건을 만족함을 확인할 수 있었다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 등속조인트 부츠용 클로로프렌 고무 조성물은 내열성이 향상되고 동적피로성 개선을 기재 폴리머로 클로로프렌 고무를 사용하고, 가소제로 에테르 에스테르를 사용함으로써 내열성 및 동적내구성이 동시에 개선되어 자동차, 선박 등, 특히 자동차 등속조인트 부츠에 매우 유용하게 사용할 수 있다.

Claims

폴리머, 필러, 노화방지제, 가류제, 가소제를 포함하는 성분으로 이루어진 등속조인트 부츠용 고무 조성물에 있어서,

상기 폴리머로 클로로프렌 고무가 함유되어 있고, 가소제로 에테르 에스테르를 함유되어 있되, 상기 클로포프렌 고무 100 중량부에 대하여 에테르 에스테르가 5 ∼ 15 중량부 함유되어 있는 것임을 특징으로 하는 등속조인트 부츠용 고무 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 클로로프렌 고무 100 중량부에 대하여 필러 50 ∼ 70 중량부, 노화방지제 5 ∼ 10 중량부 및 가류제 5 ∼ 15 중량부가 함유된 것임을 특징으로 하는 등속조인트 부츠용 고무 조성물.