O링 고무 재질은 단순히 검정색 고무인지, 빨간색 실리콘인지로 고르면 안 됩니다. 실제로는 오일이 닿는지, 물이나 스팀이 닿는지, 연료나 화학약품이 있는지, 움직이는 씰인지 고정용 씰인지에 따라 NBR, HNBR, FKM, EPDM, CR, 실리콘, FFPM, AU, PTFE 선택이 완전히 달라집니다.
저도 제품 설계나 유압·공압 부품을 검토하다 보면 O링은 작은 부품이라 대충 넘어가기 쉬운데요. 막상 누유, 팽윤, 경화, 찢어짐 문제가 생기면 원인이 재질 선택에서 시작되는 경우가 많았습니다. 그래서 이번 글에서는 고무 재질표를 기준으로 O링 재질별 사용온도, 추천 환경, 피해야 할 환경, 경도, 표면조도까지 한 번에 정리해보겠습니다.
제가 O링 재질을 볼 때 가장 먼저 확인하는 부분
O링은 온도 → 접촉 유체 → 운동 여부 → 압력 → 비용 순서로 보면 실수가 줄어듭니다. 오일에는 NBR이 무난하지만, 뜨거운 물이나 스팀에는 EPDM이 더 잘 맞고, 고온 연료나 화학약품 조건이라면 FKM, FFPM, PTFE까지 검토해야 합니다.
O링 고무 재질을 한눈에 비교해보면 이렇게 나뉩니다
먼저 전체 재질을 크게 보면, NBR은 범용 내유성 고무, HNBR은 NBR보다 내열성과 내마모성을 강화한 재질, FKM은 고온·연료·화학약품 조건에 강한 불소고무, EPDM은 물과 스팀, 오존 환경에 강한 고무로 볼 수 있습니다.
실리콘은 온도 범위가 넓지만 기계적 강도와 내마모성이 약하고, AU 폴리우레탄은 마모와 고압 조건에 강한 편입니다. PTFE는 일반 고무처럼 탄성이 큰 재질은 아니지만 내화학성과 저마찰성이 좋아 백업링, 웨어링, 씰링 구조에 많이 쓰입니다.
| 재질 | 대표 명칭 | 대표 특징 | 먼저 검토할 환경 | 주의할 환경 |
|---|---|---|---|---|
| NBR | Buna-N, 아크릴로니트릴 부타디엔 | 가장 널리 쓰이는 범용 내유성 고무 | 유압유, 윤활유, 연료, 유공압 장비 | 오존, 직사광선, 브레이크액, 케톤, 에스테르 |
| HNBR | 수소화 니트릴 고무 | NBR보다 내열성, 내오존성, 내마모성 우수 | 자동차 연료, 냉매, 고온 오일, 샤프트 씰 | 케톤, 에테르, 에스테르, 강산 |
| FKM / FPM | Viton®, 플로오르카본 | 고온, 연료, 오존, 고진공, 화학약품에 강함 | 항공기 엔진, 자동차 연료, LP가스, 도시가스 | 케톤, 저분자 유기산, 초고온 증기, Skydrol® |
| EPDM | 에틸렌 프로필렌 디엔 | 물, 스팀, 오존, 햇빛, 브레이크액에 강함 | 냉각수, 스팀, 브레이크 시스템, 실외 노출 | 석유계 오일, 그리스, 지방족·방향족 탄화수소 |
| CR | 네오프렌, 클로로프렌 | 내후성, 내오존성, 냉매 저항성이 균형적 | 자동차, 철도, 냉매, 암모니아, 프레온 | 방향족 탄화수소, 케톤, 에스테르, 강산 |
| VMQ / PVMQ | 실리콘 고무 | 내열성, 내한성, 전기 절연성 우수 | 고정용 씰, 극저온, 고온 공기, 절연 부품 | 운동용 씰, 마모 환경, 고압 가스, 석유계 연료 |
| FFPM | Kalrez®, 과불화 탄성체 | 최상급 내열성과 내화학성을 가진 고성능 탄성체 | 화학장치, 원자력, 에너지, 항공, 특수 공정 | 높은 비용, 과도한 범용 적용 |
| AU | 폴리우레탄 | 인열강도, 인장강도, 내마모성 우수 | 고압·고부하 유압 씰, 마모가 큰 부위 | 고온수, 스팀, 습기, 산, 알칼리, 글리콜 |
| PTFE | Teflon®, 폴리테트라플루오로에틸렌 | 내화학성, 저마찰성, 비접착성 우수 | 백업링, 웨어링, 씰링, 식품용, 화학약품 | 탄성력이 작아 일반 고무 O링처럼 사용 시 주의 |
재질 번호와 사용온도 기준을 같이 봐야 합니다
고무재질표에는 재질명만 있는 것이 아니라 재질 번호, 경도, 색상, 사용온도, 적용 범위가 함께 표시됩니다. 같은 NBR이라도 70도, 80도, 90도 경도에 따라 조립성이나 압력 대응이 달라질 수 있고, 같은 FKM이라도 재질번호에 따라 사용온도 범위가 다를 수 있습니다.
| 재질 | 재질 번호 | 경도 | 색상 | 사용 온도 | 적용 요약 |
|---|---|---|---|---|---|
| NBR Buna-N 아크릴로니트릴 부타디엔 |
36624 | 70 | 검정색 | -50~120℃ | 가장 광범위하게 사용됩니다. 유공압 장비, 자동차, 선박, 항공기 연료시스템, 건설장비 등에 적용되며 유압유, 물, 알코올, 실리콘 그리스, 탄화수소 연료, HFA, HFB, HFC, 에스테르류 등에 저항성이 좋습니다. |
| 44601 | 80 | 검정색 | -40~110℃ | ||
| 47702 | 90 | 검정색 | -40~110℃ | ||
| 70BN | 70 | 검정색 | -40~120℃ | ||
| 366Y | 70 | 검정색 | -50~120℃ | ||
| HNBR 수소화 아크릴로니트릴 부타디엔 |
574BF | 70 | 검정색 | -46~149℃ | 물리적 특성과 내마모성이 뛰어납니다. 자동차 연료시스템, 탄화수소계 및 디젤 연료, 냉매 R-11, R-12, R-13, R-134a, 산화방지제, 유압유, 오일첨가제, 오존, 묽은 산과 염기 등에 저항성이 좋고 인장강도가 큽니다. |
| 75ZT | 75 | 검정색 | -46~149℃ | ||
| FPM / FKM Viton® 플로오르카본 |
51414 | 70 | 검정색 | -45~250℃ | 내열성이 요구되는 곳에 사용됩니다. 항공기 엔진, 자동차 연료시스템, 고온 저압축 영구줄음율 조건, 고진공, 탄화수소계 연료, 가솔린, UV, 오존, 가솔린·알코올 혼합 디젤 연료, 실리콘 그리스, LP가스, 도시가스, 나프타, 케로센 등에 저항성이 좋습니다. |
| 514320 | 80 | 검정색 | -20~220℃ | ||
| 75VT | 75 | 검정색 | -30~220℃ | ||
| 70VT | 70 | 검정색 | -40~220℃ | ||
| 514AD | 70 | 검정색 | -45~250℃ | ||
| EPDM 에틸렌 프로필렌 디엔 |
55914 | 70 | 검정색 | -55~150℃ | 스팀, 뜨거운 물, 오존, 햇빛, 브레이크·냉각 시스템, 아세톤, 케톤, MEK 같은 극성용매, 실리콘 오일·그리스, 묽은 산과 알칼리, 자동차 브레이크유 등에 좋습니다. 다만 광유계 오일에는 주의해야 합니다. |
| 55918 | 80 | 검정색 | -55~150℃ | ||
| 70EP | 70 | 검정색 | -55~150℃ | ||
| 559N | 70 | 검정색 | -60~150℃ | ||
| CR 네오프렌 클로로프렌 |
32906 | 70 | 검정색 | -45~100℃ | 자동차, 철도 등 운송 분야에 폭넓게 사용됩니다. 암모니아, 프레온 등 냉매에 대한 저항성이 좋고 산, 염기, 난연제, 기후, 오존, 햇빛, 산소에 대한 내노화성도 좋습니다. |
| 40501 | 80 | 검정색 | -45~100℃ | ||
| 70CR | 70 | 검정색 | -45~120℃ | ||
| 486CT | 70 | 검정색 | -55~120℃ | ||
| VMQ / PVMQ 실리콘 |
714655 | 50 | 붉은색 | -60~230℃ | 주로 고정용으로 사용합니다. 고온용 실리콘은 315℃까지 가능한 재질도 있으며 극저온에도 사용 가능한 재질이 있습니다. 오존과 햇빛 저항성은 좋지만 인열강도, 인장강도, 내마모성은 약합니다. |
| 714177 | 70 | 붉은색 | -60~230℃ | ||
| 71417C | 70 | 붉은색 | -95~260℃ | ||
| 70LI | 70 | 붉은색 | -60~230℃ | ||
| FFPM Kalrez® 과불화 탄성체 |
4079 | 75 | 검정색 | -35~343℃ | 현존 탄성체 중 최상급 내열성을 가진 재질로 분류됩니다. 약 2,000여 종류의 화학약품에 내화학성을 가진 것으로 알려져 있으며 테프론과 비슷한 내화학성 방향으로 이해하면 됩니다. |
| 2035 | 80 | 검정색 | -35~220℃ | ||
| 1050LF | 80 | 검정색 | -35~260℃ | ||
| 3018 | 90 | 검정색 | -35~343℃ | ||
| AU 폴리우레탄 |
522219 | 70 | 검정색 | -30~70℃ | 인열강도가 크고 내마모성이 뛰어납니다. 고압, 고부하 유압 시스템에 쓰기 좋지만 뜨거운 물, 스팀, 습기, 산, 알칼리 환경에서는 주의해야 합니다. |
| 9001 | 90 | 검정색 | -30~70℃ | ||
| 70MR | 70 | 검정색 | -30~70℃ | ||
| 522NR | 90 | - | -30~70℃ | ||
| PTFE Teflon® 폴리테트라플루오로에틸렌 |
TF | 98 | 흰색 | -180~230℃ | 주로 고정용에 사용합니다. 내화학성이 뛰어나고 마찰계수가 낮지만 탄성력이 매우 작은 고체이므로 사용할 때 주의가 필요합니다. 식품용, 화학약품용으로 많이 쓰입니다. |
재질 기호와 상표 관련 참고
재질 기호 표기는 ISO 1629와 ASTM 1418 체계를 따르는 경우가 많습니다. 기타 재질로는 아프라스®(FPM), 부틸, 플로로실리콘(FVMQ), 하이파론®(CSM), 에피크로하이드린(CO, ECO), 천연고무(NR), 스티렌 부타디엔(SBR), 바맥®(AEM), 폴리썰파이드(T) 등이 있습니다. Viton®, Teflon®, Kalrez®는 Du Pont Dow Elastomers 계열의 고유 상표로 알려져 있습니다.
NBR은 가장 많이 쓰이지만 환경을 잘못 만나면 약해집니다
NBR은 니트릴 고무, Buna-N으로도 부르며 석유 연료와 윤활유에 대한 내성이 좋아 가장 널리 사용되는 씰링용 고무 중 하나입니다. 아크릴로니트릴과 부타디엔으로 구성된 혼합체이며, 가격도 비교적 저렴해서 O링이나 패킹 재질로 자주 선택됩니다.
NBR은 분자 내에 극성기인 니트릴기를 가지고 있어 내유성이 좋습니다. 적당한 강도, 고무 탄성, 내열성을 갖고 있으며 결합 니트릴 함량과 사용 조건에 따라 대략 -50℃에서 120℃ 범위까지 사용 가능한 재질로 볼 수 있습니다.
NBR에서 ACN 함유율이 중요한 이유
NBR의 아크릴로니트릴, 즉 ACN 함유율은 보통 18~50% 범위에서 달라질 수 있습니다. ACN 함유율이 낮으면 저온 물성이 좋아지지만 연료와 극성 윤활유에 대한 저항성이 떨어집니다. 반대로 ACN 함유율이 높으면 연료와 극성 윤활유에 대한 내성은 좋아지지만 저온 물성이 떨어집니다. 일반적인 표준 ACN 함유율은 약 34% 수준으로 봅니다.
NBR 경화 방식
일반적인 니트릴 고무는 황 경화 처리됩니다. 황 경화 NBR은 저온 물성이 좋지만 고온에서 굳어지는 경향이 있습니다. 과산화수소 경화 NBR은 내열성과 영구압축줄음율이 좋지만 가격이 비싸고 가공이 까다로운 편입니다.
| NBR 추천 환경 | NBR 비추천 환경 |
|---|---|
|
석유계 오일 및 연료 지방족 탄화수소 식물성 오일 실리콘 계열 오일 및 그리스 에틸렌 글리콜 묽은 산 100℃ 미만의 물 |
방향족 탄화수소 자동차 브레이크액 염화 탄화수소 케톤 에테르 에스테르 인산 에스테르계 유압오일 강한 산 오존, 자연환경, 직사광선 |
NBR은 내부 윤활 특성을 이용해 설치를 쉽게 하고 동적인 부분에서 마찰을 줄이는 데 도움이 됩니다. 또한 음용수 용도로 NSF 승인용 제출이 가능하며, PVC와 결합해 NBR-PVC 혼합계 고무로 만들면 오존과 내후성을 보완할 수 있습니다.
NBR AS568A 물성 및 적용 범위
| 고분자 재질 | 재질 No. | 경도 | 색상 | 온도 | 적용 범위 |
|---|---|---|---|---|---|
| NBR 아크릴니트릴 부타디엔 |
N7083 (8307) |
70 | 검정색 | -30~+100℃ | 유공압에 적합하며 광물유 관련 유압유, 동식물유 및 유지, 난연성 액체 HFA·HFB·HFC, 프로판·부탄·가솔린 같은 지방족 탄화수소, 실리콘오일 및 그리스, 80℃ 미만의 물, 공기, 합성 에스테르와 식물성 오일 기반 Bio-oil, 유압 밀폐 부위에 사용됩니다. |
| N8038 (8308) |
80 | 검정색 | -25~+100℃ | ||
| N9038 (8909) |
90 | 검정색 | -30~+100℃ |
HNBR은 NBR보다 더 가혹한 조건에서 안정적입니다
HNBR은 수소화 니트릴 고무로, NBR의 부타디엔 세그먼트를 수소로 포화시켜 이중결합을 줄인 합성 폴리머입니다. HSN, 고포화 니트릴이라고도 부르며, 표준 NBR보다 내열성, 내오존성, 내화학성, 기계적 특성이 좋습니다.
HNBR은 NBR과 비슷한 내유성을 가지면서 내열성이 개선되어 자동차 부품의 운동용·고정용 씰에 많이 사용됩니다. 원료 단가는 높지만 NBR과 FKM 사이의 포지션으로 보기 좋고, 내후성이나 내오존성도 우수합니다.
HNBR의 ACN 함유율과 경화 방식
HNBR의 ACN 함유율은 17~49%까지 다양합니다. ACN 함유율이 낮으면 저온 물성이 좋아지는 대신 연료와 극성 윤활유에 대한 내성이 떨어지고, 함유율이 높으면 연료와 극성 윤활유에 대한 내성이 좋아지는 대신 저온 물성이 떨어집니다. 일반적인 표준 HNBR은 ACN 함유율을 약 36%로 봅니다.
보통 HNBR은 과산화수소 경화 처리됩니다. 동적인 부분에서 유연성을 개선하기 위해 황 경화 처리할 수도 있지만, 이 경우 내열성과 영구압축줄음율은 떨어질 수 있습니다.
| HNBR 추천 환경 | HNBR 비추천 환경 |
|---|---|
|
석유계 오일 및 연료 지방족 탄화수소 식물성 오일 실리콘 오일 및 그리스 에틸렌글리콜 적당한 온도의 묽은 산·염기·염 용액 150℃ 미만의 물과 증기 |
염화 탄화수소 케톤 에테르 에스테르 강한 산 |
HNBR은 음식과 음용수에 접촉하는 부품에 사용되기도 하며, R134a 냉매가스나 R401a, R404a, R410a, R507, R744 같은 친환경 냉매가 적용된 자동차 에어컨에도 사용됩니다. 내마모성이 좋아 자동차 샤프트 시스템에도 쓰이며, 깊은 유정처럼 열, 원유, 황화수소, 증기, 폭발성 감압 조건이 있는 곳에서는 특수 NBR 또는 HNBR 화합물을 검토합니다.
HNBR AS568A 물성 및 적용 범위
| 고분자 재질 | 재질 No. | 경도 | 색상 | 온도 | 적용 범위 |
|---|---|---|---|---|---|
| 과포화 니트릴 HNBR | H7690 (574BF) |
70 | 검정색 | -35~+150℃ | 고온, 고인장이 요구되는 조건에 사용됩니다. 모터오일, 자동변속오일, 청량가스, 아민류, 오일 혼합액, 산화연료, 윤활유 등에 대한 저항성이 좋습니다. |
FKM과 Viton은 고온 연료와 화학 조건에서 먼저 떠올리는 재질입니다
FKM, FPM, Viton®은 플로오르카본 계열의 고성능 고무입니다. 특수 FFKM을 제외하면 일반 고무재료 중 내열성이 매우 좋은 편이며, 약 200℃ 이상 고온 영역에서도 사용되는 경우가 많습니다.
분자 내에 다수의 불소 원자를 가지고 있어 내용제성, 내화학약품성, 내유성이 우수합니다. 그래서 항공기 엔진, 자동차 연료 시스템, 고진공, 탄화수소계 연료, 가솔린, 디젤 연료, LP가스, 도시가스, 나프타, 케로센 같은 환경에서 자주 검토됩니다.
FKM을 쓸 때 조심할 부분
FKM은 고온과 연료에는 강하지만 모든 화학약품에 무조건 강한 것은 아닙니다. 케톤, 저분자 유기산, 일부 에스테르, 초고온 증기, 인산 에스테르계 유압오일, Skydrol® 같은 조건은 반드시 별도 확인이 필요합니다.
FKM 경화 방식
일반적인 FKM은 비스페놀 경화 처리됩니다. 과산화수소 경화 FKM은 산성 용액에 대한 저항성이 비스페놀 경화 대비 더 좋은 경우가 있으며, 특정 윤활유나 유기 아미드, 아민 조건에서는 과산화수소 경화가 더 효과적일 수 있습니다.
| FKM 추천 환경 | FKM 비추천 환경 |
|---|---|
|
석유제품 연료 또는 에탄올 혼합 연료 디젤 또는 바이오디젤 혼합 연료 미네랄오일 및 그리스 실리콘오일 및 그리스 높은 진공 상태 오존 및 고온 환경 강산 일부 조건 |
케톤 저분자량 유기산 포름산, 아세트산 초고온 증기 저분자량 에스테르 및 에테르 인산 에스테르계 유압오일 Skydrol® |
FPM AS568A 물성 및 적용 범위
| 고분자 재질 | 재질 No. | 경도 | 색상 | 온도 | 적용 범위 |
|---|---|---|---|---|---|
| 불소 탄성체 FPM | V70GA (19457) |
70 | 초록색 | -20~+200℃ | 광물유와 그리스, 지방족·방향족·염화 탄화수소, 가솔린, 99옥탄 가솔린, 디젤연료, 난연성 인화합물, 실리콘유와 그리스, 산, 알칼리, 고진공 적용에 적합합니다. |
| V90G3 (19459) |
90 | 초록색 | -20~+200℃ |
EPDM은 물과 스팀에는 좋지만 광유계 오일은 피해야 합니다
EPDM은 에틸렌과 프로필렌으로 구성된 코폴리머이며, 제3의 모노머를 소량 추가해 경화 가능한 터폴리머로 만들 수 있습니다. 내오존성, 내후성, 내화학성, 직사광선 저항성이 좋고 저온 유연성도 좋은 편입니다.
EPDM은 뜨거운 물, 스팀, 브레이크액, 냉각수, 묽은 산과 알칼리, 케톤, 극성 용매 조건에서 장점이 있습니다. 하지만 내유성이 거의 없기 때문에 광유계 기름에는 크게 팽윤할 수 있어 사용하기 어렵습니다.
EPDM 경화 방식과 참고사항
EPDM은 보통 황 경화 처리되며, 황 경화 EPDM은 유연성이 좋지만 고온에서 굳어지는 경향이 있고 영구압축줄음율이 떨어질 수 있습니다. 과산화수소 경화 EPDM은 내열성이 더 높고 영구압축줄음율이 낮아 장기 사용 조건에 적합하지만 비용이 높고 생산이 어렵습니다.
EPDM은 음식과 음용수 접촉 부품에 사용될 수 있으며, 음용수 용도 승인용으로 제출 가능한 재질도 있습니다. 또한 R134 냉매가스, POE 또는 PGA 윤활유, R744 환경 친화 냉매가 적용된 자동차 에어컨 조건에서도 사용됩니다. 인산 에스테르 타입 유압오일에는 사용되는 경우가 있지만, 광유계 오일에는 맞지 않습니다.
| EPDM 추천 환경 | EPDM 비추천 환경 |
|---|---|
|
알코올 자동차 브레이크액 케톤 묽은 산 및 알칼리 용액 400℉ 이하의 증기 물 인산 에스테르계 유압오일 오존, 노화, 자연환경 |
지방족 및 방향족 탄화수소 디에스터 계열 윤활유 할로겐화 용제 석유계 오일 및 그리스 |
EPDM AS568A 물성 및 적용 범위
| 고분자 재질 | 재질 No. | 경도 | 색상 | 온도 | 적용 범위 |
|---|---|---|---|---|---|
| 에틸렌-프로필렌 EPDM | E7593 (3957) |
70 | 검정색 | -45~+140℃ | 과산화물 경화 재질입니다. 뜨거운 물, 수증기, 브레이크 유동체, 청정제, 알코올, 케톤, 엔진 냉각제, 난연성 인산계 액체, 유기산, 무기산 및 염기에 적합합니다. 광물유에는 저항성이 없으므로 주의해야 합니다. |
| E9593 (3958) |
80 | 검정색 | -45~+140℃ | ||
| E9593 (3959) |
90 | 검정색 | -45~+140℃ | ||
| E7509 (559N) |
70 | 검정색 | -50~+130℃ |
CR 네오프렌은 냉매와 내후성이 필요한 곳에서 쓰기 좋습니다
CR은 클로로프렌 고무로, 네오프렌이라는 이름으로도 많이 알려져 있습니다. 직사광선, 오존, 기후 조건에 대한 내성이 좋고, 물리적인 인성이나 내구성이 균형 잡힌 다목적 고무입니다.
자동차와 철도 같은 운송 분야에서 폭넓게 사용되고, 암모니아, 이산화탄소, 프레온 계열 냉매에 대한 저항성이 좋습니다. 다만 방향족 탄화수소, 케톤, 에스테르, 에테르, 강산, 염화 탄화수소에는 주의가 필요합니다.
CR 경화 방식과 추천 환경
일반적인 CR은 금속 산화물 및 유기 가속제로 경화 처리됩니다. 내열성은 보통 NBR 정도로 볼 수 있지만, 내후성과 내오존성, 내굴곡성이 좋아 다이어프램 같은 용도에도 사용됩니다.
| CR 추천 환경 | CR 비추천 환경 |
|---|---|
|
냉매 암모니아 물 실리콘 계열 그리스 및 오일 아닐린점이 높은 미네랄 오일 |
방향족 탄화수소 케톤 에스테르 에테르 강산 염화 탄화수소 |
CR AS568A 물성 및 적용 범위
| 고분자 재질 | 재질 No. | 경도 | 색상 | 온도 | 적용 범위 |
|---|---|---|---|---|---|
| 폴리클로로프렌 탄성체 CR | WC701 (2347) |
70 | 검정색 | -40~+100℃ | 냉매 저항성이 우수합니다. 암모니아, 이산화탄소, 프레온 R12, R13, R21, R22, R113, R114, R115, 실리콘 오일, 물, 저압 산소, 표백제, 가성소다, 알코올, 염소, 오존, 피마자유 및 식물성 오일에 적용됩니다. 광물유에는 낮은 저항성을 가지므로 주의가 필요합니다. |
실리콘 VMQ는 온도 범위가 넓지만 마찰 부위에는 신중해야 합니다
실리콘 고무 VMQ, PVMQ는 규소계열 구조를 기반으로 한 고무입니다. 내열성, 내한성, 내오존성, 절연성이 좋고 극저온부터 고온까지 넓은 온도 범위에서 사용할 수 있습니다.
다만 실리콘은 인장강도, 인열 저항, 내마모성이 약한 편입니다. 그래서 계속 왕복하거나 회전하면서 마찰이 생기는 운동용 씰에는 신중해야 합니다. 고정용 씰, 고온 공기, 절연 용도, 저온 유연성이 중요한 부품에 더 잘 맞습니다.
실리콘 경화 방식
일반적인 표준 실리콘 화합물은 과산화수소 경화 처리됩니다. 백금 경화 실리콘은 유연성이 좋고 휘발성이 낮아 의료 시스템이나 저휘발성이 필요한 부품에 사용됩니다. 다만 클린룸 생산이 필요하고 백금 촉매 비용이 높아 과산화수소 경화 실리콘보다 비쌉니다.
| 실리콘 추천 환경 | 실리콘 비추천 환경 |
|---|---|
|
엔진 및 변속기 오일 일부 조건 미네랄 오일 일부 조건 묽은 염기성 용액 미지근한 물 건식 가열 오존 및 내후성 조건 |
진한 산과 알칼리 120℃ 이상의 증기 석유계 오일 및 연료 케톤 고마모 운동용 씰 |
VMQ AS568A 물성 및 적용 범위
| 고분자 재질 | 재질 No. | 경도 | 색상 | 온도 | 적용 범위 |
|---|---|---|---|---|---|
| 실리콘 탄성체 VMQ | S70R4 (11507) |
70 | 적색 | -55~+200℃ | 고온의 뜨거운 공기, 산소, 불활성가스, 오존, 자외선, 엔진 및 식물성 유지와 오일, 브레이크 유동체 일부 조건에 사용됩니다. 광물유에는 낮은 저항성을 가지며 주로 고정용에 적용됩니다. |
| S70R6 (71117C) |
70 | 검정색 | -70~+230℃ |
FVMQ는 실리콘의 저온성과 연료 저항성을 함께 보는 재질입니다
FVMQ는 불소실리콘 고무입니다. 실리콘 고무와 비슷한 기계적·물리적 특성을 가지면서 연료와 광유에 대한 저항성이 더 좋습니다. 다만 VMQ와 비교하면 고온 열기에 대한 내성은 떨어질 수 있습니다.
FVMQ는 저온 유연성이 좋고 연료 및 방향족 광유에 대한 내성이 뛰어나 항공기 연료, 자동차 연료, 일부 용제, 엔진오일과 접촉되는 환경에서 검토됩니다.
| FVMQ 추천 환경 | FVMQ 비추천 환경 |
|---|---|
|
연료 방향족 화합물 벤젠, 톨루엔 오존 |
브레이크액 케톤 하이드라진 |
FVMQ AS568A 물성 및 적용 범위
| 고분자 재질 | 재질 No. | 경도 | 색상 | 온도 | 적용 범위 |
|---|---|---|---|---|---|
| 불소 실리콘 탄성체 MFQ | F70L1 (11647) |
70 | 파란색 | -60~+175℃ | 광물유, 연료, 뜨거운 공기, 에스테르류 윤활제에 사용됩니다. 기본적인 성질은 VMQ와 비슷하지만 연료 저항성이 더 좋습니다. |
| F70L2 (70157) |
70 | 검정색 | -70~+230℃ |
FFPM은 비용보다 안정성이 중요한 특수 환경에서 검토합니다
FFPM은 과불화 탄성체로, Kalrez® 계열로 알려져 있습니다. 내화학성이 매우 우수하고 산, 아민, 에테르, 지방족·방향족 탄화수소 등 거의 모든 약품에 대한 내성이 뛰어난 재질로 분류됩니다.
내열성도 우수해서 화학장치, 원자력 산업, 에너지 산업, 항공 분야 등에서 사용됩니다. 다만 일반 O링 재질로 쓰기에는 비용이 매우 높기 때문에, 누출이나 장비 정지 비용이 훨씬 큰 특수 환경에서 검토하는 것이 현실적입니다.
최상급 내열성, 높은 내화학성, 특수 공정 대응력
화학장치, 원자력, 에너지 산업, 항공, 반도체 및 특수 장비
비용이 높으므로 일반 산업용 씰에는 과한 선택이 될 수 있습니다.
AU 폴리우레탄은 고압과 마모 조건에서 강합니다
AU 폴리우레탄은 인장강도와 신율이 크고, 고무 재료 중에서도 높은 에너지를 가진 재질로 볼 수 있습니다. 내마모성이 우수하고 경도 80도 이상의 재질은 씰로 널리 사용됩니다.
폴리우레탄은 폴리에스테르 우레탄(AU)과 폴리에테르 우레탄(EU)으로 나눌 수 있습니다. AU는 오일, 연료, 용제에 강하지만 물에 약하고, EU는 물에 강하면서도 연료와 오일 저항성은 낮은 ACN 계열 NBR이나 HNBR과 비슷하게 볼 수 있습니다.
다만 AU는 열과 수분에 약하고 가수분해로 연화 열화가 생길 수 있습니다. 친수계 작동유에는 사용할 수 없고, 재료 자체가 플라스틱적인 유동성이 강해 압축영구변형이 커질 수 있습니다. 그래도 재료 강도가 좋아 고압 유압용 씰로 많이 사용됩니다.
| AU 추천 환경 | AU 비추천 환경 |
|---|---|
|
지방족 탄화수소 미네랄 계열 오일 및 그리스 실리콘 계열 오일 및 그리스 오존 50℃ 미만의 물 일부 조건, 특히 EU 타입 |
케톤 알코올 에스테르 에테르 고온의 물과 증기 알칼리, 아민 산 글리콜류 |
PTFE는 고무처럼 탄성으로만 보는 재질이 아닙니다
PTFE는 폴리테트라플루오로에틸렌으로, Teflon® 계열로 많이 알려져 있습니다. Virgin PTFE는 내열성, 내화학성, 저마찰, 비접착성, 자기윤활성이 뛰어나지만 기계적 강도가 약합니다.
그래서 실제로는 Glass Fiber, Carbon Fiber, Graphite, MoS2, Bronze, Ceramic, Polyimide, Ekonol, PEEK 같은 필러를 첨가해 목적에 맞게 성능을 보완해서 사용합니다. PTFE는 단순 고무 O링처럼 탄성으로 밀봉하기보다는 슬라이퍼 씰, 씰 링, 백업링, 웨어링 용도로 널리 사용됩니다.
PTFE 필러별 특징
| 필러 | 특징 | 주의할 점 |
|---|---|---|
| Glass Fiber | 저온 및 고온에서 내크립 성능을 향상시키고 경도를 높입니다. 강알칼리와 불산을 제외하면 화학적으로 안정적이며 마모와 마찰 특성을 개선합니다. | 상대 재질이 Glass보다 연하면 상대 재질이 마모될 수 있습니다. |
| Carbon Fiber | 고하중에서도 변형이 적고 경도가 좋습니다. Glass Fiber보다 적은 양으로도 비슷한 효과를 내며 화학약품에 불활성이고 열전도성이 높습니다. | 대부분의 금속과 접촉 시 마모가 적고 상대재를 보호하지만, 실제 조건별 검토가 필요합니다. |
| Bronze | 기계적 강도와 내크립성을 향상시키고 높은 열전도도를 가집니다. | 전기적 용도에는 부적합하며 화학약품에 침해를 받을 수 있습니다. |
| MoS2 | 경도와 강도를 좋게 하고 자기윤활성이 뛰어나 마찰을 줄입니다. | 사용 환경에 따라 다른 필러와 혼합 검토가 필요합니다. |
| Ceramic | 절연 제품으로 우수하며 고전압 용도에도 사용됩니다. | 고하중을 받을 경우 깨질 수 있고, 세라믹 함량이 많으면 기계가공이 어려워집니다. |
| Polyimide | 불소수지 중에서도 초내열성을 가지며 연속 사용온도는 약 260℃ 수준입니다. 저마찰 제품에도 좋고 질긴 특성이 있어 장착에도 유리합니다. | 비용과 가공성을 함께 검토해야 합니다. |
| Ekonol | Polyimide와 비슷한 성질을 가지며 난소성, 내환경성, 내충격성이 좋습니다. | 용도에 맞는 배합과 가공 조건 확인이 필요합니다. |
표면조도는 재질만큼 누유와 수명에 영향을 줍니다
O링 누유는 재질 문제처럼 보이지만 실제로는 상대면 표면조도와 홈 가공 상태에서 시작되는 경우도 많습니다. 운동용 O링은 보어, 로드, 샤프트와 계속 접촉하기 때문에 표면이 거칠면 마모가 빨라지고, 홈 모서리가 날카로우면 조립 과정에서 O링이 손상될 수 있습니다.
원문 재질별 설명에는 NBR, HNBR, FKM, EPDM, CR, VMQ, FVMQ 등에서 유사한 표면조도 기준이 반복되어 있습니다. 구글블로그에서는 보기 좋게 공통 기준으로 묶어두는 것이 읽기 편합니다.
| 적용 부분 | 표면 | Rmax [㎛] | Rz [㎛] | Ra [㎛] |
|---|---|---|---|---|
| 운동용 | Mating surface 보어, 로드, 샤프트 |
1.0~2.5 | 0.63~1.6 | 0.1~0.4 |
| Groove surface 홈 바닥, 홈 측면 |
≤10.0 | ≤6.3 | ≤1.6 | |
| 고정용 | Mating surface | ≤10.0 | ≤6.3 | ≤1.6 |
| Groove surface 홈 바닥, 홈 측면 |
≤16.0 | ≤10.0 | ≤3.2 | |
| 맥동 압력 조건 | Mating surface | ≤6.3 | ≤4.0 | ≤0.8 |
| Groove surface 홈 바닥, 홈 측면 |
≤10.0 | ≤6.3 | ≤1.6 |
도면 검토할 때 놓치기 쉬운 부분
재질만 맞아도 표면조도, 홈 치수, 압축률, 모서리 처리, 압력 조건이 맞지 않으면 누유가 생길 수 있습니다. 특히 운동용 씰은 재질과 표면조도를 반드시 같이 봐야 합니다.
재질 선택을 상황별로 정리하면 훨씬 쉽습니다
재질명이 많아서 헷갈린다면 사용 환경을 먼저 나누는 게 좋습니다. 저는 보통 아래처럼 조건을 나눠서 재질 후보를 줄입니다.
| 사용 조건 | 우선 검토 재질 | 이유 |
|---|---|---|
| 일반 유압유, 윤활유 | NBR | 가격과 내유성의 균형이 좋고 범용성이 높습니다. |
| 유압유 + 고온 + 내마모 | HNBR | NBR보다 내열성, 내마모성, 내오존성이 좋습니다. |
| 연료, 고온, 고진공 | FKM / FPM | 고온과 연료, 오존, 고진공 환경에 강합니다. |
| 뜨거운 물, 스팀, 브레이크액 | EPDM | 물, 스팀, 극성 용매, 브레이크액에 적합합니다. |
| 냉매, 암모니아, 실외 노출 | CR | 냉매 저항성과 내후성이 균형적입니다. |
| 극저온, 고온 공기, 고정용 | VMQ / PVMQ | 온도 범위가 넓고 절연성이 좋지만 마모에는 약합니다. |
| 연료 + 저온 유연성 | FVMQ | 실리콘의 저온성과 연료 저항성을 함께 봅니다. |
| 특수 화학약품, 초고온 | FFPM | 최상급 내화학성과 내열성이 필요할 때 검토합니다. |
| 고압, 고하중, 마모 | AU | 내마모성과 인열강도가 좋습니다. |
| 저마찰, 내화학, 백업링 | PTFE | 탄성은 작지만 내화학성과 저마찰성이 뛰어납니다. |
O링 재질을 실제로 고른다면 저는 이렇게 봅니다
일반적인 오일이나 유압유 조건이면 먼저 NBR을 봅니다. 온도나 내구성, 오존 조건이 더 까다로우면 HNBR로 올리고, 연료와 고온, 진공, 화학약품 조건이 강해지면 FKM을 검토합니다.
물, 뜨거운 물, 스팀, 브레이크액 쪽이면 EPDM을 먼저 봅니다. 단, EPDM은 석유계 오일과 맞지 않는다는 점을 반드시 기억해야 합니다. 냉매나 실외 노출, 운송 분야라면 CR도 선택지가 될 수 있고, 극저온이나 고정용 고온 씰이라면 실리콘을 검토할 수 있습니다.
고압·고마모 조건이면 AU, 화학약품과 저마찰 구조가 필요하면 PTFE, 비용보다 안정성이 훨씬 중요한 특수 공정이면 FFPM까지 검토합니다. 결국 O링은 작지만 장비 전체 신뢰성에 영향을 주는 부품이라, 재질표만 보지 말고 온도, 유체, 압력, 표면조도, 경도를 같이 봐야 합니다.
제가 정리하는 실무형 기준
오일이면 NBR, 더 높은 내열성과 내구성이 필요하면 HNBR, 고온 연료와 화학약품이면 FKM, 물과 스팀이면 EPDM, 극저온과 고정용 고온이면 실리콘, 고마모 유압이면 AU, 저마찰·내화학 구조면 PTFE를 먼저 검토하면 됩니다.
자주 묻는 질문
NBR과 EPDM은 둘 다 검정색인데 어떻게 구분하나요?
색상만으로는 구분하기 어렵습니다. NBR은 오일과 연료 계열에 강하고, EPDM은 물, 스팀, 브레이크액, 오존 환경에 강합니다. 반대로 EPDM은 석유계 오일에 약하기 때문에 재질명을 반드시 확인해야 합니다.
FKM과 Viton은 같은 뜻인가요?
FKM은 불소고무 계열의 재질 분류이고, Viton®은 상표명으로 알려져 있습니다. 현장에서는 Viton이라고 부르는 경우가 많지만, 실제 선정할 때는 FKM/FPM 재질명과 구체적인 컴파운드 정보를 확인하는 것이 좋습니다.
실리콘 O링은 고온이면 무조건 좋은가요?
실리콘은 내열성과 내한성이 좋지만 인열강도, 인장강도, 내마모성이 약합니다. 고온 고정용에는 좋을 수 있지만, 마찰이 계속 생기는 운동용 씰에는 신중하게 검토해야 합니다.
PTFE는 고무 O링처럼 사용할 수 있나요?
PTFE는 내화학성과 저마찰성이 뛰어나지만 일반 고무처럼 탄성이 큰 재질은 아닙니다. 그래서 단독 고무 O링처럼 보기보다 백업링, 웨어링, 씰 링, 슬라이딩 씰 구조에서 더 많이 활용됩니다.
경도 70, 80, 90은 무엇을 의미하나요?
대부분 Shore A 경도를 의미합니다. 숫자가 높을수록 단단합니다. 일반 씰에는 70도가 많이 쓰이고, 압력이 높거나 틈새 압출이 걱정되는 조건에서는 80도나 90도를 검토할 수 있습니다. 다만 너무 단단하면 조립성과 저압 밀착성이 떨어질 수 있습니다.
표에 있는 온도 범위까지 계속 사용해도 되나요?
표의 온도 범위는 한계치에 가까운 기준으로 보는 것이 좋습니다. 실제 연속 사용 온도는 유체, 압력, 작동 시간, 압축률에 따라 낮게 설계하는 편이 안전합니다.
마무리하며
O링 고무 재질은 작은 부품처럼 보이지만 실제로는 장비의 누유, 수명, 유지보수 비용을 좌우하는 중요한 요소입니다. NBR, HNBR, FKM, EPDM, CR, 실리콘, FFPM, AU, PTFE는 각각 강한 환경과 약한 환경이 명확합니다.
저라면 재질표를 볼 때 먼저 “무엇이 닿는가”를 확인합니다. 오일인지, 물인지, 스팀인지, 연료인지, 화학약품인지가 먼저입니다. 그다음 온도, 압력, 운동 여부, 표면조도, 경도를 순서대로 확인하면 재질 선택 실수가 확실히 줄어듭니다.
처음에는 재질명이 많아 복잡해 보이지만, 실제로는 조건별로 후보를 좁히면 어렵지 않습니다. 일반 오일은 NBR, 고온 내구성은 HNBR, 고온 연료는 FKM, 물과 스팀은 EPDM, 극저온 고정용은 실리콘, 고마모는 AU, 저마찰·내화학은 PTFE로 먼저 나눠서 보면 훨씬 빠르게 판단할 수 있습니다.
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