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KR-20260061553-A - BALANCING WEIGHT COMPOSITION WITH EXCELLENT CHEMICAL RESISTANCE AND BALANCING WEIGHT INCLUDING THE SAME

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Abstract

내화학성이 우수한 밸런스 웨이트 조성물 및 이를 포함하는 밸런스 웨이트에 관한 것으로서, 극성고무, 활성화제 및 금속입자를 일정 함량으로 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 밸런스 웨이트 조성물을 사용한 밸런스 웨이트는 극성고무를 포함하여 내화학성이 우수하며, 중금속으로 인한 환경 오염을 발생시키지 않고, 녹 발생을 억제시킬 수 있고, 휠 곡면에 대한 우수한 부착성, 우수한 압출성 및 내굴곡성을 가질 수 있으며, 계면 박리 및 들뜸 현상 발생을 억제시킬 수 있다.

Inventors

  • 김호동
  • 이강선
  • 김형석

Assignees

  • 현대자동차주식회사
  • 기아 주식회사
  • 플렉스온 주식회사

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20241028

Claims (20)

  1. 극성고무; 활성화제; 및 금속입자;를 포함하는 밸런스 웨이트 조성물에 있어서, 상기 극성고무 100 중량부(phr)를 기준으로, 상기 활성화제 1.5 phr 이상 및 60 phr 미만; 및 상기 금속입자 350 phr 초과 및 1,750 phr 미만;을 포함하는, 밸런스 웨이트 조성물
  2. 제1항에 있어서, 상기 극성고무는, 니트릴 부타디엔 고무(NBR), 수소화 니트릴 부타디엔 고무(H-NBR), 클로로프렌 고무(CR) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함하는, 밸런스 웨이트 조성물
  3. 제2항에 있어서, 상기 니트릴 부타디엔 고무는, 100℃ 에서 무늬점도(ML1+4)가 40 내지 75인 것을 포함하는, 밸런스 웨이트 조성물
  4. 제2항에 있어서, 상기 수소화 니트릴 부타디엔 고무는, 100℃ 에서 무늬점도(ML1+4)가 55 내지 75인 것을 포함하는, 밸런스 웨이트 조성물
  5. 제2항에 있어서, 상기 클로로프렌 고무는, 100℃ 에서의 무늬점도(ML1+4)가 30 내지 60인 것을 포함하는, 밸런스 웨이트 조성물
  6. 제1항에 있어서, 상기 활성화제는, 무기 산화물, 지방산 및 이들의 조합으로부터 선택된 어느 하나를 포함하는, 밸런스 웨이트 조성물
  7. 제6항에 있어서, 상기 무기 산화물은, 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO 2 ), 산화알루미늄(Al 2 O 3 ), 산화지르코늄(ZrO 2 ) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나를 포함하는, 밸런스 웨이트 조성물
  8. 제6항에 있어서, 상기 지방산은 포화 지방산 및 불포화 지방산으로부터 선택되며, 상기 포화 지방산은 스테아린산, 카프릴산, 라우르산, 미리스트산, 아라크산 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함하고, 상기 불포화 지방산은 올레산, 엘라이드산, 리놀레산, 리시놀산 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함하는, 밸런스 웨이트 조성물
  9. 제6항에 있어서, 상기 무기 산화물 1 phr 이상 및 55phr 미만; 및 상기 지방산 0.5 phr 내지 5 phr;을 포함하는, 밸런스 웨이트 조성물
  10. 제1항에 있어서, 상기 금속입자는, 오스테나이트계 스테인리스강, 페라이트계 스테인리스강, 마르텐사이트계 스테인리스강 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함하는, 밸런스 웨이트 조성물
  11. 제1항에 있어서, 상기 금속입자의 평균 입경(D50)은 1㎛ 내지 150㎛인, 밸런스 웨이트 조성물
  12. 제1항에 있어서, 상기 금속입자는 30㎛ 내지 120㎛의 입도를 가지며, 상기 금속입자의 탭 밀도는 6.0 내지 10.0 g/cm 3 이고, 상기 금속입자의 겉보기 밀도는 4.0 내지 8.0 g/cm 3 인, 밸런스 웨이트 조성물
  13. 제1항에 있어서, 상기 밸런스 웨이트 조성물은 가소제를 더 포함하는, 밸런스 웨이트 조성물
  14. 제13항에 있어서, 상기 가소제는, 파라핀계 화합물, 나프텐계 화합물, 올레핀계 화합물, 방향족 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함하는, 밸런스 웨이트 조성물
  15. 제13항에 있어서, 상기 가소제 0 phr 초과 및 30 phr 이하를 포함하는, 밸런스 웨이트 조성물
  16. 제1항에 있어서, 수산제, 노화 방지제, 충전제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 더 포함하는, 밸런스 웨이트 조성물
  17. 제1항에 있어서, 상기 극성고무 100 중량부(phr)를 기준으로, 무기 산화물 1 phr 내지 2phr; 지방산 0.8 phr 내지 2 phr; 가소제 5 phr 내지 30 phr; 및 상기 금속입자 500 phr 내지 1,580 phr;을 포함하는, 밸런스 웨이트 조성물
  18. 제1항에 있어서, 가교제 및 가교 촉진제를 포함하지 않는, 밸런스 웨이트 조성물
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 밸런스 웨이트 조성물을 압축 성형한, 밸런스 웨이트
  20. 제19항에 있어서, 차량용 휠(wheel)에 적용되는, 밸런스 웨이트

Description

내화학성이 우수한 밸런스 웨이트 조성물 및 이를 포함하는 밸런스 웨이트{BALANCING WEIGHT COMPOSITION WITH EXCELLENT CHEMICAL RESISTANCE AND BALANCING WEIGHT INCLUDING THE SAME} 본 발명은 내화학성이 우수한 밸런스 웨이트 조성물 및 이를 포함하는 밸런스 웨이트에 관한 것이다. 구체적으로 극성고무, 활성화제 및 금속입자를 포함하여 내화학성이 우수할 수 있다. 일반적으로 자동차의 타이어 휠은 불균형한 부분이 있으면 회전에 따른 원심력으로 인해 진동이 발생하고, 그로 인해 소음발생 및 타이어의 편마모, 핸들의 떨림 현상 등이 유발된다. 특히, 고속으로 주행할 경우 휠 밸런스가 정확해야 한다. 자동차 휠의 언밸런스를 수정하려면 휠 또는 림(rim)에서 중량 불균형을 일으키는 부위의 반대편에 가장자리 임의의 부위에 적당한 무게의 휠 밸런스 웨이트(wheel balance weight)를 설치함으로써 반대방향의 원심력을 발생시켜 균형을 이루게 하여야 한다. 종래에는 밸런스 웨이트 재료로서, 5g 단위의 납(Pb)으로 이루어진 추를 타이어 혹은 림(rim)에 테이프 형식의 접착제로 부착하는 방식이 알려져 있다. 그러나, 납(Pb)은 환경 위해물질로 분류되고, 장기간 방치 시 염수로 인한 부식이 발생하고, 유연성의 부족으로 인한 5g 단위 사용으로 인한 정밀도 저하 등의 문제가 있다. 또한, 테이프 형식의 접착제 사용으로 인하여 자동차 휠(wheel)의 곡면에 적용하게 되면 부착성 저하, 장기간 사용 시 계면 박리와 들뜸 현상 발생 등의 문제가 발생한다. 또한, 종래의 밸런스 웨이트는 자동 공정의 적용이 불가하여 사람의 수작업으로 진행되므로 오류 발생의 빈도가 높을 수밖에 없다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조성물이 적용되고 필름이 부착된 밸런스 웨이트를 촬영한 사진이다. 도 2는 실시예 2, 실시예 3 및 비교예 2에 따른 밸런스 웨이트에 대한 굽힘성 평가 결과를 촬영한 사진이다. 도 3은 비교예 3에 따른 밸런스 웨이트에 대한 내후성 평가 결과를 촬영한 사진이다. 도 4는 참고예 9에 따른 밸런스 웨이트에 대한 내오존성 평가 결과를 촬영한 사진이다. 이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 성분, 반응 조건, 폴리머 조성물 및 배합물의 양을 표현하는 모든 숫자, 값 및/또는 표현은, 이러한 숫자들이 본질적으로 다른 것들 중에서 이러한 값을 얻는 데 발생하는 측정의 다양한 불확실성이 반영된 근사치들이므로, 모든 경우 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 기재에서 수치범위가 개시되는 경우, 이러한 범위는 연속적이며, 달리 지적되지 않는 한 이러한 범위의 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지의 모든 값을 포함한다. 더 나아가, 이러한 범위가 정수를 지칭하는 경우, 달리 지적되지 않는 한 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지를 포함하는 모든 정수가 포함된다. 본 명세서에 있어서, 범위가 변수에 대해 기재되는 경우, 상기 변수는 상기 범위의 기재된 종료점들을 포함하는 기재된 범위 내의 모든 값들을 포함하는 것으로 이해될 것이다. 예를 들면, "5 내지 10"의 범위는 5, 6, 7, 8, 9, 및 10의 값들뿐만 아니라 6 내지 10, 7 내지 10, 6 내지 9, 7 내지 9 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 5.5, 6.5, 7.5, 5.5 내지 8.5 및 6.5 내지 9 등과 같은 기재된 범위의 범주에 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다. 또한 예를 들면, "10% 내지 30%"의 범위는 10%, 11%, 12%, 13% 등의 값들과 30%까지를 포함하는 모든 정수들뿐만 아니라 10% 내지 15%, 12% 내지 18%, 20% 내지 30% 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 10.5%, 15.5%, 25.5% 등과 같이 기재된 범위의 범주 내의 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다. 본 발명에 따른 밸런스 웨이트 조성물은 극성고무, 활성화제 및 금속입자를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 밸런스 웨이트 조성물은 내화학적 성질과 탄성력이 우수한 극성고무와 비중이 높은 금속입자를 혼합 사용함으로써, 기존 스틸 타입의 밸런스 웨이트와 비교하여 중금속으로 인한 환경 오염을 발생시키지 않고, 녹 발생을 억제할 수 있으며, 휠 곡면에 대한 우수한 부착성, 우수한 압출성 및 내굴곡성을 가질 수 있고, 계면 박리 및 들뜸 현상이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 이 때, 상기 밸런스 웨이트 조성물은 상기 극성고무 100 중량부(phr)를 기준으로 상기 활성화제 1.5 phr 이상 및 60 phr 미만 및 금속입자 350 phr 초과 및 1,750 phr 미만을 포함할 수 있다. 상기 밸런스 웨이트 조성물이 위의 조성을 만족할 때, 배합성, 굽힘성이 우수하고, 비중이 높으며, 내연료성, 내오존성, 내후성을 포함하는 내화학성이 균형적으로 우수할 수 있다. 이하에서는 상기 밸런스 웨이트 조성물에 포함되는 각 구성에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다. 극성고무 본 발명에 따른 밸런스 웨이트 조성물은 극성고무를 포함한다. 상기 극성고무는 분자 안에 극성 원자단을 가지며 쌍극자 모멘트가 큰 고무를 의미하며, 내열성, 내가수분해성, 내후성, 내오존성이 우수하다. 또한, 높은 극성으로 인하여 금속 소재와의 혼합성이 우수하다. 상기 극성고무는 예를 들어, 니트릴 부타디엔 고무(NBR), 수소화 니트릴 부타디엔 고무(H-NBR), 클로로프렌 고무(CR) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 니트릴 부타디엔 고무, 수소화 니트릴 부타디엔 고무 내지 클로로프렌 고무를 포함하는 극성 고무는 가솔린 등의 연료에 대한 내연료성이 우수한 아크릴로니트릴기(NBR, H-NBR) 및 염소 작용기(CR)를 포함하기 때문에 내화학성이 향상될 수 있다. 상기 니트릴 부타디엔 고무는 광범위한 유기용매와 자동차 윤활제에 대한 저항이 매우 뛰어나며, 인장강도, 인열성 및 저온 유연성이 우수하다. 또한 범용 소재로서 경제적이고 공급이 용이하다는 장점이 있다. 상기 니트릴 부타디엔 고무의 예로서는 KRYNAC 3345F, PERBUNAN N3445 (Arlanxeo, 아란세오社), Nipol1072 (Zeon, 제온社) 등이 있을 수 있다. 상기 수소화 니트릴 부타디엔 고무는 니트릴 부타디엔 고무 대비 내열성이 더 우수하여, 150℃ 이상의 환경 조건에서도 일반적으로 사용할 수 있다. 또한, 내화학성이 우수하여 오일, 연료 및 윤활제에 대한 저항이 좋고, 산화안정성 및 내오존성이 뛰어나다. 아울러 우수한 내마모성으로 인해 밸런스 웨이트에 사용될 경우 물리적인 안정성을 확보할 수 있다. 상기 수소화 니트릴 부타디엔 고무의 예로서는 THERBAN 3407, THERBAN 3406 (Arlanxeo, 아란세오社), ZETPOL 2000, ZETPOL 2020 (Zeon, 제온社) 등이 있을 수 있다. 상기 클로로프렌 고무는 염소 극성기를 가지고 있어 내오존성 및 내후성이 우수하다. 또한, 내화학성이 우수하여 오일, 연료 및 윤활제에 대한 저항이 좋고 내열성 및 난연성이 뛰어나, 고온 및 고열 조건에서 자동차 부품에 적용시에 화재 안정성을 확보할 수 있다. 상기 클로로프렌 고무의 예로서는 Neoprene AD10, Neoprene WRT, Neoprene FB (Denka, 덴카社) 등이 있을 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 니트릴 부타디엔 고무는 100℃ 에서 무늬점도(ML1+4)가 40 내지 75 인 것을 포함할 수 있고, 상기 수소화 니트릴 부타디엔 고무는 100℃ 에서 무늬점도(ML1+4)가 55 내지 75 인 것을 포함할 수 있으며, 상기 클로로프렌 고무는 100℃ 에서의 무늬점도(ML1+4)가 30 내지 60 인 것을 포함할 수 있다. 상기 극성 고무의 100℃ 무늬점도(ML1+4)가 너무 낮으면 기계적 물성이 저하되는 단점이 있고, 너무 높으면 가공성이 저하되는 단점이 있다. 활성화제 본 발명에 따른 밸런스 웨이트 조성물은 활성화제를 포함한다. 상기 활성화제는 밸런스 웨이트