KR20200064200A - 고내열성/고내구성 냉각계 고무 호스 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에틸렌 폴리프로필렌 디엔 모노머(EPDM) 및 개질된 폴리프로필렌(modified PP)을 함유하는 고무 조성물로 이루어진 층을 포함함으로써, 내열성, 내부압성, 내부동액성 및 내구성이 뛰어난 냉각계 호스에 관한 것이다.
Description
본 발명은 에틸렌 폴리프로필렌 디엔 모노머(EPDM) 및 개질된 폴리프로필렌(modified PP)을 함유하는 고무 조성물로 이루어진 층을 포함함으로써, 내열성, 내부압성, 내부동액성 및 내구성이 뛰어난 냉각계 호스에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 본 발명의 냉각계 호스는 EPDM 및 개질된 폴리프로필렌을 함유하는 고무 조성물로 이루어진 층을 포함하며, 상기 개질된 폴리프로필렌은 호모 PP(프로필렌의 단일중합체인 폴리프로필렌), 랜덤 PP(프로필렌과 에틸렌의 공중합체로서 두 단량체가 무질서하게 배열된 폴리프로필렌) 및 블록 PP(프로필렌의 단일중합체와 에틸렌-프로필렌 공중합체의 블록으로 구성된 폴리프로필렌)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이다.
종래 자동차용 냉각계 호스는 고무를 이용한 내층과 고무를 이용한 외층, 그리고 내층과 외층 사이에 보강층 또는 강화층을 두어 호스의 내열성 및 내구성, 전기 저항성 등을 확보하고자 하였다. 특히 아라미드 섬유 등 강도가 강한 합성 섬유에 각종 첨가제를 배합한 보강사를 니팅하여 냉각계 호스의 보강층에 사용하고 있다. 그러나 보강층 구조는 제품 형상에 따라 차이가 발생하며, R부분(곡부)에 내압 및 내구성 저하가 발생할 수 있다는 문제점이 있다.
또한, 냉각계 호스에 사용되는 고무로는, EPDM을 주재료로 하여 가소제, 필러, 가황제 등이 배합된 EPDM 고무가 널리 사용되고 있다. 종래의 EPDM 고무는 냉각계 호스의 내층 또는 외층에 사용되고 있는데, 보강층 없이 사용할 경우, 균열이 발생할 수 있어 제품의 수명에 영향을 끼치며, 내열성, 내부압성, 내부동액성, 내구성 등을 확보하기 어렵게 된다.
한편, EPDM이나 NBR에 폴리프로필렌을 함유시킨 열가소성 탄성체를 산업용 진공 호스의 재료로 사용하기도 한다. 그러나, 열경화성 탄성체 고무에 비해, 배합되는 폴리프로필렌의 함량이 높은 열가소성 탄성체는, 냉각계 호스에 적용 시 제조 공정 등에서 문제가 발생할 수 있어 적합하지 않다.
따라서, 냉각계 호스 기술 분야에서, 보강층을 사용하지 않고도 우수한 내열성, 내부압성, 내부동액성 및 내구성을 갖춘 열경화성 탄성체 고무 재료의 필요성이 제기되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 기존의 냉각계 호스에 사용되는 보강층을 사용하지 않고도 우수한 내열성, 내부압성, 내부동액성 및 내구성을 갖춘 냉각계 호스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 에틸렌 폴리프로필렌 디엔 모노머(EPDM) 및 개질된 폴리프로필렌(modified PP; MOD PP)을 함유하는 고무 조성물로 이루어진 층을 포함함으로써, 내열성, 내부압성, 내부동액성 및 내구성이 뛰어난 냉각계 호스를 제공한다.
더욱 상세하게는, 본 발명에 따른 냉각계 호스는 EPDM 및 개질된 폴리프로필렌을 함유하는 고무 조성물로 이루어진 층을 포함하며, 상기 개질된 폴리프로필렌은 호모 PP(프로필렌의 단일중합체인 폴리프로필렌), 랜덤 PP(프로필렌과 에틸렌의 공중합체로서 두 단량체가 무질서하게 배열된 폴리프로필렌) 및 블록 PP(프로필렌의 단일중합체와 에틸렌-프로필렌 공중합체의 블록으로 구성된 폴리프로필렌)로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명에 따른 일부 구현예에서, 상기 냉각계 호스는 내층과 상기 내층의 외면에 상기 내층을 둘러싸는 외층으로 이루어지고, 상기 외층은 상기 EPDM 및 개질된 폴리프로필렌을 함유하는 고무 조성물로 이루어지고, 상기 내층은 EPDM, 카본블랙, 가소제, 필러, 가공조제 및 가류제를 함유하는 고무 조성물로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 일부 구현예에서, 상기 냉각계 호스는 내층과 상기 내층의 외면에 상기 내층을 둘러싸는 외층으로 이루어지고, 상기 내층과 외층 사이에는 보강층이 없으며, 상기 외층은 상기 EPDM 및 개질된 폴리프로필렌을 함유하는 고무 조성물로 이루어지고, 상기 내층은 EPDM, 카본블랙, 가소제, 필러, 가공조제 및 가류제를 함유하는 고무 조성물로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 또 다른 구현예에서, 상기 냉각계 호스는 내층과 외층의 구분 없이 단일 층으로 이루어지고, 상기 단일 층은 상기 EPDM 및 개질된 폴리프로필렌을 함유하는 고무 조성물로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 구현예에서, 상기 EPDM 및 개질된 폴리프로필렌을 함유하는 고무 조성물은 카본블랙, 가소제 및 필러를 더 함유할 수 있다.
본 발명에 따른 구현예에서, 상기 EPDM 및 개질된 폴리프로필렌을 함유하는 고무 조성물은, 고무 조성물 총 중량에 대하여, EPDM을 28 내지 32 중량%, 개질된 폴리프로필렌을 0.5 내지 5 중량%, 카본블랙을 35 내지 45 중량%, 가소제를 10 내지 16 중량%, 및 필러를 5 내지 15 중량% 함유할 수 있다.
본 발명에 따른 구현예에서, 상기 가소제는 파라핀계 오일일 수 있다.
본 발명에 따른 구현예에서, 상기 필러는 카본블랙 및 경탄일 수 있다.
본 발명에 따른 일부 구현예에서, 상기 내층을 이루는 고무 조성물은, 고무 조성물 총 중량에 대하여, EPDM을 15 내지 25 중량%, 카본블랙을 35 내지 45 중량%, 가소제를 15 내지 25 중량%, 필러를 10 내지 15 중량%, 가공조제 및 가류제를 3 내지 5 중량% 함유할 수 있다.
본 발명에 따른 구현예에서, 상기 냉각계 호스는 자동차용 냉각계 호스로서, 진공 호스, 라디에이터 호스 또는 히터 호스로 사용될 수 있다.
본 발명은 EPDM 및 개질된 폴리프로필렌을 함유하는 고무 조성물로 이루어진 층을 포함함으로써, 기존의 냉각계 호스에 사용되는 보강층을 사용하지 않고도, 내열성, 내부압성, 내부동액성 및 내구성이 뛰어난 냉각계 호스를 제공할 수 있다. 또한 고경도/고모듈러스의 물성을 가지며, 상온 및 고온에서 내압성과 내부압성이 우수한 냉각계 호스를 제공할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 냉각계 호스는 우수한 내열성, 내부압성, 내부동액성 및 내구성을 갖추어, 자동차의 진공 호스, 라디에이터 호스 또는 히터 호스로 사용될 수 있다.
도 1은 종래 냉각계 호스의 일부를 절개한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 냉각계 호스 TYPE 1의 일부를 절개한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 냉각계 호스 TYPE 2의 일부를 절개한 사시도이다.
도 4는 종래의 냉각계 호스의 제조 공정도이다.
도 5는 본 발명에 따른 냉각계 호스 TYPE 1의 제조 공정도이다.
도 6은 본 발명에 따른 냉각계 호스 TYPE 2의 제조 공정도이다.
도 2는 본 발명에 따른 냉각계 호스 TYPE 1의 일부를 절개한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 냉각계 호스 TYPE 2의 일부를 절개한 사시도이다.
도 4는 종래의 냉각계 호스의 제조 공정도이다.
도 5는 본 발명에 따른 냉각계 호스 TYPE 1의 제조 공정도이다.
도 6은 본 발명에 따른 냉각계 호스 TYPE 2의 제조 공정도이다.
본 발명은 냉각계 호스에 관한 것으로, 기존의 냉각계 호스에 사용되는 보강층을 사용하지 않고도, 내열성, 내부압성, 내부동액성 및 내구성이 뛰어난 냉각계 호스를 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 위해, 본 발명은 EPDM 및 개질된 폴리프로필렌을 함유하는 고무 조성물로 이루어진 층을 포함하는 냉각계 호스를 제공한다. 여기서 상기 개질된 폴리프로필렌은 호모 PP(프로필렌의 단일중합체인 폴리프로필렌), 랜덤 PP(프로필렌과 에틸렌의 공중합체로서 두 단량체가 무질서하게 배열된 폴리프로필렌) 및 블록 PP(프로필렌의 단일중합체와 에틸렌-프로필렌 공중합체의 블록으로 구성된 폴리프로필렌)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이다.
본 발명에 사용될 수 있는 개질된 폴리프로필렌으로서 호모 PP, 랜덤 PP, 블록 PP는 다음과 같은 중합체 구조를 지닌다.
EPDM 및 개질된 폴리프로필렌을 함유하는 고무 조성물로 이루어진 층
본 발명에 따른 EPDM 및 개질된 폴리프로필렌을 함유하는 고무 조성물로 이루어진 층은 고경도, 고모듈러스의 물성을 갖는다. 이러한 고경도, 고모듈러스 특성을 가진 층으로 이루어진 본 발명의 냉각계 호스는 별도의 보강층 없이도, 내열성 및 내부동액성이 뛰어나다.
본 발명에 따른 냉각계 호스에 사용되는 폴리프로필렌은 상기에 언급한 개질된 폴리프로필렌이 모두 바람직하지만, 고내열성 관점에서는 블록 PP(융점 155℃)가 바람직하고, 고내부동액성 관점에서는, 랜덤 PP(융점 145℃) 또는 호모 PP(융점 165℃)가 바람직하다. 특히, 고내열성 및 고내부동액성을 동시에 달성할 수 있으며, 융점이 낮은 랜덤 PP가 가장 바람직하다.
본 발명에 따른 EPDM 및 개질된 폴리프로필렌을 함유하는 고무 조성물은 EPDM과 개질된 폴리프로필렌의 배합비의 범위가 중량 기준으로 84:16 내지 99:1인 것이 바람직하다. 배합비가 상기 범위를 벗어나면, 부압성 및 혼련 작업성에 영향을 줄 수 있다.
본 발명에 따른 EPDM 및 개질된 폴리프로필렌을 함유하는 고무 조성물은 카본블랙, 가소제 및 필러를 더 함유할 수 있다.
본 발명에 따른 EPDM 및 개질된 폴리프로필렌을 함유하는 고무 조성물에서 가소제는 파라핀계 오일, 나프텐계 오일, 아로마틱계 오일로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 파라핀계 오일이 바람직하다.
본 발명에 따른 EPDM 및 개질된 폴리프로필렌을 함유하는 고무 조성물에서 필러는 경탄, Clay, 실리카로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있으며, 경탄이 바람직하다.
본 발명에 따른 EPDM 및 개질된 폴리프로필렌을 함유하는 고무 조성물에서 카본블랙은 보강성을 제공하거나 개선하는 역할을 하며, 고무 조성물의 경도, 인장강도, 모듈러스에 유리한 영향을 줄 수 있다.
본 발명에 따른 구현예에서, EPDM 및 개질된 폴리프로필렌을 함유하는 고무 조성물은, 고무 조성물 총 중량에 대하여, EPDM을 28 내지 32 중량%, 개질된 폴리프로필렌을 0.5 내지 5 중량%, 카본블랙을 35 내지 45 중량%, 가소제를 10 내지 16 중량%, 및 필러를 5 내지 15 중량% 함유할 수 있다.
EPDM의 함량이 상기 범위를 벗어나면, 내부압성이 저하될 수 있고, 또한 장기 내열성 관점에서 고무에 균열(crack)이 발생할 수 있다.
개질된 폴리프로필렌의 함량이 상기 범위를 벗어나면, 내부압성이 저하될 수 있고, 또한 혼련 작업 시 배합이나 분산 공정에서 문제가 발생할 수 있다.
카본블랙의 함량이 상기 범위를 벗어나면, 경도 및 모듈러스가 관리 기준을 벗어나 냉각계 호스의 재료로 적합하지 않게 될 수 있다.
가소제의 함량이 상기 범위를 벗어나면, 경도 및 모듈러스가 관리 기준을 벗어나 냉각계 호스의 재료로 적합하지 않게 될 수 있다.
필러의 함량이 상기 범위를 벗어나면, 압출성이 저하될 수 있고, 또한 장기 내열성 관점에서 고무에 균열이 발생할 수 있다.
냉각계 호스
본 발명에 따른 냉각계 호스는 보강층을 별도로 구비하지 않는 것으로서, 다음의 두 가지 유형일 수 있다.
본 발명에 따른 냉각계 호스의 하나의 유형(TYPE 2)은 내측 층을 이루는 내층과 상기 내층의 외면에 상기 내층을 둘러싸는 외층으로 형성되는 냉각계 호스이다. TYPE 2의 냉각계 호스에서, 외층은 상기에 기재된 바와 같은 EPDM 및 개질된 폴리프로필렌을 함유하는 고무 조성물로 이루어지고, 내층은 EPDM, 카본블랙, 가소제, 필러, 기타 가공조제 및 가류제를 함유하는 고무 조성물로 이루어진다.
본 발명에 따른 TYPE 2의 냉각계 호스에서, 외층을 이루는 고무 조성물은 상기에 기재된 바와 같은 EPDM 및 개질된 폴리프로필렌을 함유하는 고무 조성물의 성분 조성 및 함량을 따른다.
본 발명에 따른 TYPE 2의 냉각계 호스에서, 내층을 이루는 고무 조성물은 고무 조성물 총 중량에 대하여, EPDM을 15 내지 25 중량%, 카본블랙을 35 내지 45 중량%, 가소제를 15 내지 25 중량%, 필러를 10 내지 15 중량%, 가공조제 및 가류제를 3 내지 5 중량% 함유할 수 있다.
상기 내층을 이루는 고무 조성물에서 EPDM의 함량이 상기 범위를 벗어나면, 내부압성이 저하될 수 있고, 또한 장기 내열성 관점에서 고무에 균열이 발생할 수 있다.
상기 내층을 이루는 고무 조성물에서 카본블랙의 함량이 상기 범위를 벗어나면, 경도 및 모듈러스가 관리 기준을 벗어나 냉각계 호스의 재료로 적합하지 않게 될 수 있다.
상기 내층을 이루는 고무 조성물에서 가소제의 함량이 상기 범위를 벗어나면, 경도 및 모듈러스가 관리 기준을 벗어나 냉각계 호스의 재료로 적합하지 않게 될 수 있다.
상기 내층을 이루는 고무 조성물에서 필러의 함량이 상기 범위를 벗어나면, 압출성이 저하될 수 있고, 또한 장기 내열성 관점에서 고무에 균열이 발생할 수 있다.
상기 내층을 이루는 고무 조성물에서 가공조제 및 가류제의 함량이 상기 범위를 벗어나면, 경도 및 모듈러스가 관리 기준을 벗어나 냉각계 호스의 재료로 적합하지 않게 될 수 있다.
본 발명에 따른 냉각계 호스의 또 다른 유형(TYPE 1)은 내층과 외층의 구분 없이 단일 층으로 이루어진다. 상기 단일 층은 상기에 기재된 바와 같은 EPDM 및 개질된 폴리프로필렌을 함유하는 고무 조성물로 이루어지며, 상기에 기재된 바와 같은 EPDM 및 개질된 폴리프로필렌을 함유하는 고무 조성물의 성분 조성 및 함량을 따른다.
냉각계 호스의 제조 공정
본 발명에 따른 TYPE 1의 냉각계 호스는 내층과 외층의 구분 없이 단일 층으로 이루어지며, 보강사 편조 과정 없이 제조된다. 제조 공정은 도 5에 도시한 바와 같이, 소재 투입 단계, 내면 압출 단계, 냉각 단계, 절단 단계, 가류(성형) 단계 및 세척 단계를 거쳐 제조한다.
본 발명에 따른 TYPE 2의 냉각계 호스는 내층과 외층으로 이루어지며, 내층과 외층 사이에 보강사가 없는 구조로 보강사 편조 과정 없이 제조된다. 제조 공정은 도 6에 도시한 바와 같이, 소재 투입 단계, 내면 압출 단계, 외면 압출 단계, 냉각 단계, 절단 단계, 가류(성형) 단계 및 세척 단계를 거쳐 제조한다.
본 발명에 따른 냉각계 호스는 고내열성과 고내부동액성을 갖춤으로써 자동차용 냉각계 호스로 사용될 수 있으며, 구체적으로는 자동차의 진공 호스, 라디에이터 호스 또는 히터 호스로 사용될 수 있다.
이하，본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 이하의 실시예는 본 발명의 개시를 완전하게 하고 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 이하에 개시되는 실시예에 한정되지 않으며, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다.
실시예
[제조예 1] 실시예 1~3 및 비교예 1~2의 제조
본 발명에 따른 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(EPDM) 및 개질된 폴리프로필렌(modified PP)을 함유하는 고무 조성물을 하기 표 1의 성분 조성에 따라 배합하여 실시예 1~3의 호스(본 발명의 TYPE 1)를 제조하였다.
실시예 1~3(본 발명의 TYPE 1)은 도 2에 도시한 바와 같이, 내층과 외층의 구분 없이 단일 층으로 형성되며, 보강층이 없는 형태로서, 하기 표 1의 성분 조성에 따라 배합된 고무 조성물을 사용하여 성형하였다(단위: 중량%).
실시예 1은 EPDM 및 랜덤 PP(융점: 145℃)를 포함하여 이루어지는 열경화성 고무 조성물을 이용하였고, 실시예 2는 EPDM 및 블록 PP(융점: 155℃)를 포함하여 이루어지는 열경화성 고무 조성물을 이용하였으며, 실시예 3은 EPDM 및 호모 PP(융점: 165℃)를 포함하여 이루어지는 열경화성 고무 조성물을 이용하였다. 비교예 1은 폴리프로필렌이 함유되지 않은 열경화성 EPDM 고무 조성물을 이용하였고, 비교예 2는 본 발명에 따른 개질된 폴리프로필렌 대신 열가소성 탄성체 성분(TPE; EPDM 및 PP가 50:50으로 배합됨)이 함유된 조성물을 이용하였다.
| 성분 | 비교예 1 | 비교예 2 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | |
| EPDM | 20 | 15 | 30 | 30 | 30 | |
| PP | 랜덤 PP | - | - | 2 | - | - |
| 블록 PP | - | - | - | 2 | - | |
| 호모 PP | - | - | - | - | 2 | |
| TPE (EPDM+PP, 배합비 50:50) |
5 | |||||
| 카본블랙 | 40 | 43 | 40 | 40 | 40 | |
| 가소제 (P-100) |
23 | 22 | 15 | 15 | 15 | |
| 필러(경탄) | 14 | 10 | 10 | 10 | 10 | |
| 가공조제 및 가류제(스테아린산, PEG-4000, 아연화, 유황, TT, BZ, TRA) | 3 | 5 | 3 | 3 | 3 | |
| 총합 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
실시예에서, 랜덤 PP는 일정 비율(2 내지 7%)의 에틸렌이 정적 분포된 랜덤 공중합체인 PP-R 80 사양(E-P-E-P-P-P-E-P-P-P)을 사용하였고, 블록 PP는 에틸렌이 블록에서 최대 30% 차지(보통은 7% 미만임)하는 공중합체인 PP-B 사양(P-P-P-E-E-E-P-P-P-P)을 사용하였으며, 호모 PP는 폴리프로필렌만으로 이루어진 중합체 조성물인 PP-H 100 사양(P-P-P-P-P-P-P-P-P)을 사용하였다.
[시험예 1] 실시예 1~3 및 비교예 1~2의 상태 물성, 내열성 및 내부동액성 시험
상기 실시예와 비교예를 자동차용 진공 호스로서 사용하는 환경 조건 하에서 다음과 같이 하여 시험하였다. 시험 방법은 다음과 같이 하여 행하였다.
상태 물성은 KS M 6518의 방법에 따라서, 경도, 인장 강도, 신장율을 측정ㅎ하였다. 또한 KS M 6518의 방법에 따라서, 50% 모듈러스와 100% 모듈러스를 측정하였다.
내열성에 관해서는 KS M 6518의 방법에 따라서, 135℃168h의 공기 가열 노화 시험에 의해 촉진 열화시키고, 시험조로부터 추출하여, 실온까지 방냉(放冷)했다. 그 후, 경도, 인장 강도 및 연신을 측정하였다.
또한, 내부동액성에 관해서는 KS M 6518의 방법에 따라서, 시험편을 부동액 시험액에 B.P. 115℃에서 168h 침지하여 촉진 열화시켰다. 그 후, 경도 변화, 인장강도 변화율, 신장 변화율, 및 부피 변화율을 측정하였다.
| 시험 항목 | 비교예 1 | 비교예 2 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | |
| 상태 물성 | 경도 (Shore A) | 72 | 80 | 80 | 80 | 80 |
| 인장강도 (kgf/cm2) | 107 | 105 | 155 | 165 | 170 | |
| 신장율 | 321 | 250 | 300 | 270 | 250 | |
| 50% 모듈러스 | 30 | 42 | 45 | 46 | 48 | |
| 100% 모듈러스 | 50 | 60 | 80 | 83 | 85 | |
| 내열성 135℃ × 168h |
경도 변화 | +11 | +8 | +3 | +3 | +3 |
| 인장강도 변화율 (%) | +17.6 | +13.3 | +22.3 | +20.6 | +19.2 | |
| 신장 변화율 (%) | -54.8 | -54.2 | -39.4 | -35.1 | -40.9 | |
| 내부동액성 B.P × 360h |
경도 변화 | +3 | +1 | 0 | 0 | 0 |
| 인장강도 변화율 (%) | +11.2 | +8.9 | +10.4 | +8.7 | +9.2 | |
| 신장 변화율 (%) | -48.3 | -43.1 | -40.6 | -42.8 | -39.4 | |
| 부피 변화율 (%) | +0.15 | +2.61 | +2.79 | +2.47 | +2.13 | |
상기 표 2 에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1~3의 상태 물성은 경도, 인장강도, 신장율 및 모듈러스에서 비교예 1보다 현저히 우수하였으며, 비교예 2에 비해서는 경도는 비슷하나, 인장강도 및 모듈러스에서 현저히 우수하였다. 또한, 본 발명에 따른 실시예 1~3은 상기 내열성 평가 방법에 따라 측정된 경도 변화 및 신장 변화율이 낮아 고내열성을 지님을 확인하였다. 또한, 본 발명에 따른 실시예 1~3은 상기 내부동액성 평가 방법에 따라 측정된 경도 변화, 인장 강도 변화율 및 신장 변화율이 낮아 고내부동액성을 지님을 확인하였다.
[제조예 2] 실시예 4~6 및 비교예 3~4의 제조
실시예 4~6(본 발명의 TYPE 2)은 도 3에 도시한 바와 같이, 내층(100)과 외층(200)으로 형성되며, 내층(100)은 폴리프로필렌이 포함되지 않은 EPDM 고무 조성물을 사용하고, 외층(200)은 상기 표 1의 성분 조성에 따라 배합된 EPDM 및 개질된 폴리프로필렌 함유 고무 조성물을 사용하여 성형하였다.
실시예 4~6의 내층에 사용된 EPDM 고무 조성물의 조성은 다음 표 3과 같다(단위: 중량%).
| 성분 | 함량 |
| EPDM | 25 |
| 카본블랙 | 35 |
| 가소제(P-100) | 20 |
| 필러(경탄) | 15 |
| 가공조제 및 가류제(스테아린산, PEG-4000, 아연화, 유황, TT, BZ, TRA) | 5 |
| 총합 | 100 |
실시예 4의 외층에 사용된 조성물은 상기 표 1의 실시예 1에 사용된 조성물과 조성이 동일하였다. 또한, 실시예 5의 외층에 사용된 조성물은 실시예 2에 사용된 조성물과 동일하였으며, 실시예 6의 외층에 사용된 조성물은 실시예 3에 사용된 조성물과 동일하였다.
비교예 3~4는 내층에 실시예 4~6과 동일한 고무 조성물을 사용하였고, 비교예3의 외층에는 비교예 1에 사용된 고무 조성물을, 비교예 4의 외층에는 비교예 2에 사용된 고무 조성물을 사용하였다.
[시험예 2] 실시예 4~6 및 비교예 3~4의 상태 물성, 내열성 및 내부동액성 시험
| 시험 항목 | 비교예 3 | 비교예 4 | 실시예 4 | 실시예 5 | 실시예 6 | |
| 상태 물성 | 경도 (Shore A) | 72 | 80 | 70 | 72 | 74 |
| 인장강도 (kgf/cm2) | 107 | 105 | 100 | 103 | 105 | |
| 신장율 | 321 | 250 | 350 | 360 | 320 | |
| 50% 모듈러스 | 30 | 42 | 30 | 32 | 35 | |
| 100% 모듈러스 | 50 | 60 | 45 | 47 | 50 | |
| 내열성 135℃ × 168h |
경도 변화 | +11 | +8 | +8 | +8 | +8 |
| 인장강도 변화율 (%) | +17.6 | +13.3 | +13.5 | +15 | +15.5 | |
| 신장 변화율 (%) | -54.8 | -54.2 | -50.5 | -52 | -50 | |
| 내부동액성 B.P × 360h |
경도 변화 | +3 | +1 | +7 | +7 | +7 |
| 인장강도 변화율 (%) | +11.2 | +8.9 | +20.5 | +25 | +22.5 | |
| 신장 변화율 (%) | -48.3 | -43.1 | -40.0 | -45 | -40 | |
| 부피 변화율 (%) | +0.15 | +2.61 | +1.05 | +0.3 | +0.8 | |
상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 4~6의 상태 물성은 비교예 3과 비슷한 수준이나, 상기 내열성 평가 방법에 따라 측정된 경도 변화, 인장 강도 변화율, 신장 변화율이 낮아 비교예 3에 비해 고내열성을 지님을 알 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시예 4~6은 비교예 3에 비해 신장 변화율에서 개선을 보임을 알 수 있다. 비교예 4에 비해서는, 전반적으로 유사한 물성, 내열성, 내부동액성을 나타내었다.
상기 표 2와 표 4의 결과를 종합하면, 본 발명에 따른 EPDM 및 개질된 폴리프로필렌을 함유하는 고무 조성물로 이루어진 냉각계 호스는 종래의 EPDM 고무 조성물로 이루어진 냉각계 호스에 비해 고경도, 고모듈러스, 고내열성 및 고내부동액성을 나타냄을 알 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 EPDM 및 개질된 폴리프로필렌을 함유하는 고무 조성물을 단일 층으로 하여 이루어진 냉각계 호스(TYPE 1)가, 종래의 EPDM 고무 조성물을 내층으로 하고, 본 발명에 따른 EPDM 및 개질된 폴리프로필렌을 함유하는 고무 조성물을 외층으로 하여 이루어진 냉각계 호스(TYPE 2) 호스에 비해, 더욱 뛰어난 고경도, 고모듈러스, 고내열성 및 고내부동액성을 나타내어, 더욱 바람직함을 알 수 있다.
100: 냉각계 호스의 내층
200: 냉각계 호스의 외층
300: 냉각계 호스의 보강층
200: 냉각계 호스의 외층
300: 냉각계 호스의 보강층
Claims (11)
- 에틸렌 폴리프로필렌 디엔 모노머(EPDM) 및 개질된 폴리프로필렌(modified PP; MOD PP)을 함유하는 고무 조성물로 이루어진 층을 포함하는 냉각계 호스로서,
상기 개질된 폴리프로필렌은 호모 PP(프로필렌의 단일중합체인 폴리프로필렌), 랜덤 PP(프로필렌과 에틸렌의 공중합체로서 두 단량체가 무질서하게 배열된 폴리프로필렌) 및 블록 PP(프로필렌의 단일중합체와 에틸렌-프로필렌 공중합체의 블록으로 구성된 폴리프로필렌)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 냉각계 호스. - 제1항에 있어서, 상기 냉각계 호스는 내층과 상기 내층의 외면에 상기 내층을 둘러싸는 외층으로 형성되며,
상기 내층은 EPDM, 카본블랙, 가소제, 필러, 가공조제 및 가류제를 함유하는 고무 조성물로 이루어지고,
상기 외층은 상기 EPDM 및 MOD PP를 함유하는 고무 조성물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각계 호스. - 제2항에 있어서, 상기 내층과 외층 사이에는 보강층이 없는 것을 특징으로 하는 냉각계 호스.
- 제1항에 있어서, 상기 냉각계 호스는 내층과 외층의 구분 없이 단일 층으로 이루어지며, 상기 단일 층은 상기 EPDM 및 MOD PP를 함유하는 고무 조성물로 이루어진 층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각계 호스.
- 제1항 내지 제4항에 있어서, 상기 EPDM 및 MOD PP를 함유하는 고무 조성물은 카본블랙, 가소제 및 필러를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 냉각계 호스.
- 제1항 내지 제4항에 있어서, 상기 EPDM 및 MOD PP를 함유하는 고무 조성물은, 고무 조성물 총 중량에 대하여,
EPDM을 28 내지 32 중량%, MOD PP를 0.5 내지 5 중량%, 카본블랙을 35 내지 45 중량%, 가소제를 10 내지 16 중량%, 및 필러를 5 내지 15 중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 냉각계 호스. - 제5항에 있어서, 상기 가소제는 파라핀계 오일인 것을 특징으로 하는 냉각계 호스.
- 제5항에 있어서, 상기 필러는 경탄인 것을 특징으로 하는 냉각계 호스.
- 제2항에 있어서, 상기 내층을 이루는 고무 조성물은 고무 조성물 총 중량에 대하여,
EPDM을 15 내지 25 중량%, 카본블랙을 35 내지 45 중량%, 가소제를 15 내지 25 중량%, 필러를 10 내지 15 중량%, 가공조제 및 가류제를 3 내지 5 중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 냉각계 호스. - 제1항 내지 제4항에 있어서, 자동차용 냉각계 호스인 것을 특징으로 하는 냉각계 호스.
- 제 10항에 있어서, 상기 자동차용 냉각계 호스는 진공 호스, 라디에이터 호스 및 히터 호스 중에서 선택되는 호스인 것을 특징으로 하는, 냉각계 호스.
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| KR1020180148304A KR102119543B1 (ko) | 2018-11-27 | 2018-11-27 | 고내열성/고내구성 냉각계 고무 호스 |
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