KR20050107896A

KR20050107896A - 정수기 오링용 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 조성물

Info

Publication number: KR20050107896A
Application number: KR1020040032742A
Authority: KR
Inventors: 허병기; 장재원
Original assignee: 평화오일씰공업주식회사
Priority date: 2004-05-10
Filing date: 2004-05-10
Publication date: 2005-11-16

Abstract

본 발명은 정수기 오링용 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 조성물에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 폴리머와 충전보강제를 포함하는 정수기 오링용 고무 조성물에 있어서, 상기 폴리머 및 충전보강제로 일정 함량의 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 및 카본블랙(SRF)를 사용함으로써 내열성, 내수성, 내오염성 및 압축영구줄음율의 동시 개선 효과가 뛰어난 정수기 오링용 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 조성물에 관한 것이다.

Description

정수기 오링용 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 조성물{An Ethylene-Propylene-Diene Rubber Composition of O-Ring for Water Purifier}

정수기는 수돗물 또는 다른 취수원에서 채취한 물 등의 원수(原水)를 각종 필터를 사용, 여과하여 음용을 가능하게 만들어 주는 장치이다. 일반적으로 정수기는 각종 필터, 밸브, 펌프, 저장탱크 등으로 구성되며, 원수인입부(原水引入部)에서 취수부(取水部)까지의 각 부위는 파이프로 연결되어 있다. 정수기의 오링은 각 구성부위 간 또는 파이프와 구성부위 간의 연결부위에 장착되어 누수(漏水)를 방지하는 역할을 한다.

과거에는 정수기 내부의 물의 온도가 상온 정도에 불과했으나 최근에는 정수기에 냉, 온수 기능이 추가됨에 따라 정수기용 오링은 4 ∼ 95 ℃ 까지의 광범위한 온도의 물에 노출되게 되었다. 따라서 온수 탱크와 온수 취수구 등 고온의 물과 접촉하는 부분에 장착된 정수기용 오링은 내수성 뿐만 아니라 열에 대비한 내열성 및 화학반응으로 인한 정수의 오염, 예컨대, 물의 변색 및 악취 발생 등에 대비한 내오염성도 갖추어야 한다. 또한, 정수기의 품질 보증기간이 연장됨에 따라 정수기 내부의 구성 부위 간 또는 파이프 간의 연결이 느슨해져서 정수기가 오작동 하거나 이물질이 내부로 투입되어 취수의 오염 및 누수가 발생되면 소비자에 대한 AS 및 손해배상 문제로 기업의 추가비용이 발생될 수 있는 바, 다른 물성의 감소 없이 낮은 압축영구줄음율을 갖는 정수기용 오링의 개발이 요구된다. 나아가, 산업의 발달로 전자제품을 비롯한 각종 기기들이 다기능화, 소형화, 고급화됨에 따라 정수기용 오링도 증가된 열부하에 견딜 수 있으면서 고급스럽고 내구성이 높을 것을 요구하고 있는 것이 현실이다.

이러한 필요성에 따라 정수기의 오링용 폴리머로 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 불소 고무, 실리콘 고무 등이 제안되어 왔다.

그러나 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR)를 사용할 경우 기본적인 내수성은 우수한 반면 내오염성, 압축영구줄음율 등의 다른 물성이 떨어지고, 불소 고무 또는 실리콘 고무를 사용할 경우에는 내열성은 비교적 향상되나 정수기 오링으로서 요구되는 기계적 물성이 기대 이하인 문제점이 있었다.

따라서, 업계에서는 내열성, 내수성, 내오염성 및 압축영구줄음율이 동시에 개선된 정수기 오링용 고무 조성물이 절실히 요구되고 있는 실정이나 아직 정수기용 오링에 적합한 최적 조성물에 대한 기술은 제안된 바가 없다.

이에, 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 폴리머와 충전보강제를 포함하는 정수기 오링용 고무 조성물에서, 상기 폴리머 및 충전보강제로 종래 사용하던 아크릴로니트릴-부다디엔 고무 및 카본블랙(FEF) 등을 대신하여 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 및 카본블랙(SRF)를 일정 함량으로 사용하면 내열성, 내수성, 내오염성 및 압축영구줄음율이 동시에 현저히 개선됨을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명은 내열성, 내수성, 내오염성 및 압축영구줄음율이 향상된 정수기 오링용 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 폴리머와 충전보강제를 포함하는 정수기 오링용 고무 조성물에 있어서, 상기 폴리머 및 충전보강제로 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 및 카본블랙(SRF)를 사용하고, 그 함량으로 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 100 중량부에 대해 카본블랙(SRF) 60 ∼ 70 중량부를 함유하는 정수기 오링용 고무 조성물을 그 특징으로 한다.

이와 같은 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 기재 폴리머로 에틸렌-프로필렌-디엔 고무를 사용함으로써 내열성, 내수성 및 내오염성을 향상시키고, 충전보강제로 카본블랙(SRF)를 사용함으로써 압축영구줄음율을 개선시킨 정수기 오링용 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 조성물에 관한 것이다.

상기와 같은 정수기 오링용 고무 조성물은 폴리머와 충전보강제를 반드시 포함하며, 노화방지제, 가교제, 가소제 등의 기타 첨가제를 포함할 수 있다.

본 발명의 상기 폴리머로 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(EPDM)를 사용하는데 이것은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 필수성분이다.

에틸렌-프로필렌-디엔 고무는 에틸렌, 프로필렌에 소량의 제 3 성분을 탄화수소 용매 중에서 지글러 촉매로 중합하여 제조하며 과산화물 가교는 물론이고 황가교도 가능하다. 이러한 에틸렌-프로필렌-디엔 고무는 "비스탈론(Vistalon)"이란 상품명으로 이 기술이 속하는 분야의 당업자들에게 널리 알려져 있다.

에틸렌-프로필렌-디엔 고무는 다른 고무에 비해 내열성, 내수성, 내오염성, 내오존성, 내후성, 내약품성, 전기절연성 및 압축영구줄음율 등의 물성이 우수한 편이나 특히 내열성, 내수성 및 내오염성이 뛰어난 것이 특징이다.

또한, 본 발명의 상기 충전보강제로는 카본블랙(SRF)를 사용하며 이것 또한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 필수성분에 해당된다.

카본블랙은 천연가스, 타르, 석유 등의 탄화수소를 불완전 연소시켜 생긴 그을음의 집합체를 말하는데, 일반적으로 고무용 카본블랙은 ASTM(AMERICAN STANDARD TEST METHOD)에 따라 SAF(초내마모성, 입자경 11 ∼ 19 nm), ISAF(준초내마모성, 입자경 20 ∼ 25 nm), HAF(고내마모성, 입자경 26 ∼ 30 nm), XCF(초전도성, 입자경 31 ∼ 39 nm), FEF(양압출성, 입자경 40 ∼ 48 nm), GPF(범용성, 입자경 49 ∼ 60 nm), SRF(중보강성, 입자경 61 ∼ 100 nm), FT(미립열분해, 입자경 101 ∼ 200 nm) 및 MT(중립열분해, 입자경 201 ∼ 500 nm)로 분류할 수 있다. 그런데 카본블랙(SRF)가 본 발명의 목적을 달성하기 위해 적합하다.

본 발명에서 카본블랙(SRF)는 압축영구줄음율을 비롯한 여러 물성을 보완하기 위해 사용되었으며, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 100 중량부에 대하여 60 ∼ 70 중량부, 바람직하게는 63 ∼ 67 중량부를 함유할 수 있다. 만일 그 함량이 60 중량부 미만이면 내열성 및 물성향상의 효과를 기대하기 어려우며, 70 중량부를 초과하면 외부 충격시 균열이 발생될 가능성이 크고, 탄력성이 떨어져 압축영구줄음율 개선이 저해될 수 있다.

본 발명은 상기 필수성분 이외에 정수기 오링용 고무 조성물에 통상적으로 사용되는 노화방지제, 가교제, 가소제 등을 함유할 수 있다.

본 발명의 노화방지제로는 통상적으로 디페닐아민(Diphenylamine), 2-메르캅토메틸벤조이미다졸(2-Mercaptomethylbenzoimidazole) 등 중에서 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 노화방지제는 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 100 중량부에 대해 2 ∼ 5 중량부, 바람직하게는 3 ∼ 4 중량부를 사용하는 것이 좋다.

본 발명의 가교제로는 통상적으로 사용하는 디큐밀 퍼옥사이드(Dicumyl Peroxide)와 가교조제로 사용하는 산화아연(ZnO)과 스테아르 산(Stearic Acid) 등의 금속산화물을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 가교제는 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 100 중량부에 대해 5 ∼ 15 중량부, 바람직하게는 8 ∼ 12 중량부를 사용하는 것이 좋고, 더욱 바람직하게는 상기 디큐밀 퍼옥사이드(Dicumyl Peroxide), 산화아연(ZnO), 스테아르 산(Stearic Acid)을 각각 3.5 ∼ 4.5 중량부, 4.5 ∼ 5.5 중량부, 0.5 ∼ 1.5 중량부 씩 사용하는 것이 좋다.

본 발명의 가소제로는 통상적으로 사용하는 폴리에스테르폴리올, 에테르 에스테르(Ether ester) 등을 사용하며, 상기 에틸렌-프로필렌- 디엔 고무 100 중량부에 대해 3 ∼ 7 중량부, 바람직하게는 4 ∼ 6 중량부를 사용하는 것이 좋다.

마지막으로, 본 발명의 조성물에서는 상기에서 사용된 첨가된 이외에 본 발명의 목적에 어긋나지 않는 범위에서 다른 여러 첨가제의 사용이 가능하다.

한편, 정수기 오링의 제조방법을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명 정수기 오링용 고무의 제조는 특별한 방법으로 한정하지 않으며, 통상의 기계적 혼련법 등에 의하여 제조할 수 있다. 상기 혼련기는 예컨대, 니더(Kneader), 밴버리 믹서(Banbury mixer), 오픈 밀(Open mill) 등의 일반적인 혼련기를 이용하여 조성물을 혼합하고, 100 ∼ 150 ℃ 의 혼련 온도에서 수행하며, 상기 온도범위 내에서 가장 효과적인 물성을 가질 수 있다. 또한, 상기에서 혼련된 오링 고무 조성물은 재단, 압출성형 등의 성형 가공법에 의하여 성형된다.

이하, 본 발명은 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하겠다.

실시예 및 비교예

다음 표 1에 나타낸 성분 및 함량을 사용하여 정수기 오링용 고무 조성물을 통상적인 방법으로 제조하였다. 그 후에, 제조된 조성물의 물성을 측정하기 위하여 압출 성형하고 냉각하여 시편을 제조하였다.

실험예

상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 조성물의 물성을 다음과 같은 실험 방법으로 측정한 다음 그 결과를 표 2에 나타내었다.

[측정방법]

1. 경도 : KS 규격인 KS M 6518의 7항

2. 인장강도 : KS 규격인 KS M 6518의 5항

3. 신율 : KS 규격인 KS M 6518의 5항

4. 내열성 : KS 규격인 KS M 6518의 8항

5. 내수성 : KS 규격인 KS M 6518의 13항

6. 압축영구줄음율 : KS 규격인 KS M 6518의 11항

7. 내오염성

시 험 조 건	100℃, 70시간 수도수 침적
시 험 항 목	규 격
악취 발생	없을 것
시험편 색상 변화	없을 것
시험수 색상 변화	없을 것

구 분		실 시 예	비 교 예
상태물성	경도(Hs)	71	68
	인장강도(kgf/cm²)	199	175
	신율(%)	293	372
내열성	경도변화(Point)	0	+5
	인장강도변화율(%)	+7	+7
	신율변화율(%)	+8	-17
내수성	경도변화(Point)	0	-3
	인장강도변화율(%)	+6	-2
	신율변화율(%)	+7	-8
	체적변화율(%)	+0.6	+3.3
내오염성	악취발생여부	없음	발생
	시험편 색상변화	없음	발생
	시험수 색상변화	없음	발생
압축영구줄음율(%)		4	25

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예는 비교예에 비해 내열 경도변화가 +5 포인트에서 0 포인트로 크게 향상되는 효과를 보이고, 신율변화율도 -17 %에서 +8 %로 크게 향상되었다. 내수성에서는 경도 변화가 -3 포인트에서 0 포인트로 개선되었고 체적변화율이 +3.3 %에서 +0.6 %로 크게 향상되었다. 또한, 오링 성능에 가장 중요한 인자인 압축영구줄음율이 25 %에서 4 %로 크게 개선되어 오링 본연의 기능인 누수방지에 탁월한 성능 개선이 이루어졌을 뿐만 아니라 내오염성에서도 악취발생, 시험편 색상변화, 시험수 색상변화가 전혀 변화가 발생되지 않았다. 반면에 비교예는 전체적인 물성이 실시예에 비해 나쁨을 확인하였다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 정수기 오링용 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 조성물은 기재 폴리머로 에틸렌-프로필렌-디엔 고무를 사용하고, 충전보강제로 카본블랙(SRF)를 사용함으로써 내열성, 내수성, 내오염성 및 압축영구줄음율이 동시에 현저하게 개선되는 효과를 나타낸다. 앞으로 정수기 및 이와 관련된 여러 산업분야에 매우 유용하게 사용할 수 있을 것이라고 기대된다.

Claims

폴리머 및 충전보강제를 포함하는 정수기 오링용 고무 조성물에 있어서, 상기 폴리머로 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 100 중량부를 함유하고 상기 충전보강제로 입자경 61 ∼ 100 nm인 카본블랙(SRF) 60 ∼ 70 중량부를 함유하는 것을 특징으로 하는 정수기 오링용 고무 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 100 중량부에 대하여 노화방지제 2 ∼ 5 중량부, 가교제 5 ∼ 15 중량부 및 가소제 3 ∼ 7 중량부를 추가로 포함시킨 것을 특징으로 하는 정수기 오링용 고무 조성물.