고무 종류 및 물성표 NBR EPDM 실리콘 불소고무 차이와 밀도 계산법
고무 재질을 고를 때 은근히 헷갈리는 부분이 많습니다. 겉으로 보면 다 비슷한 검정색 고무처럼 보이는데, 실제로는 기름에 강한 고무, 열에 강한 고무, 물과 햇빛에 강한 고무, 마모에 강한 고무가 전부 다릅니다.
특히 오링, 패킹, 가스켓, 방진고무, 롤러, 호스, 씰 같은 부품을 설계하거나 구매할 때는 단순히 “고무면 되겠지” 하고 고르면 나중에 쉽게 갈라지거나 팽윤되고, 열을 받으면서 굳어버리는 문제가 생길 수 있습니다.
저도 제품 설계나 부품 검토를 할 때는 먼저 사용 환경을 봅니다. 오일이 닿는지, 물이 닿는지, 고온인지, 실외인지, 반복 마찰이 있는지부터 보는 게 가장 빠르더라고요. 그다음에 밀도, 경도, 인장강도, 사용온도를 같이 확인하면 재질 선택이 훨씬 쉬워집니다.
제가 고무 재질을 볼 때 먼저 확인하는 기준
오일이 닿으면 NBR·FKM, 물과 햇빛에 노출되면 EPDM, 고온·저온 범위가 넓으면 실리콘, 마모가 심하면 우레탄, 화학약품이 강하면 FKM이나 PTFE 계열을 먼저 검토합니다.
이미지 설명 : 고무 재질별 특징과 산업용 고무 부품을 표현한 참고 이미지입니다. 대체 텍스트 : 고무 종류 및 물성표 NBR EPDM 실리콘 불소고무 비교
고무 종류를 볼 때 밀도·경도·인장강도부터 봐야 하는 이유
고무는 탄성만 보고 고르는 재료가 아닙니다. 같은 고무라도 배합과 경도에 따라 부품의 수명, 조립성, 압축 변형, 마모 특성이 크게 달라집니다.
예를 들어 오링은 너무 부드러우면 압력을 버티지 못하고, 너무 딱딱하면 조립성이나 밀봉성이 떨어질 수 있습니다. 또 같은 크기의 부품이라도 고무 밀도가 다르면 CAD에서 계산되는 무게와 실제 제품 중량이 달라질 수 있습니다.
| 항목 | 의미 | 실무에서 보는 이유 |
| 밀도 | 단위 부피당 질량 | CAD 중량 계산, 원가 계산, 제품 무게 예측에 필요 |
| 경도 | 고무의 단단함 정도 | 조립성, 밀봉성, 압축 변형, 촉감 판단에 필요 |
| 인장강도 | 잡아당겼을 때 버티는 힘 | 찢김, 늘어남, 파단 가능성 판단에 필요 |
| 사용온도 | 재질이 견딜 수 있는 온도 범위 | 고온 경화, 저온 취성, 열변형 문제 예방에 필요 |
| 내유성 | 오일·연료에 대한 저항성 | 오일씰, 유압 패킹, 연료 호스 재질 선택에 중요 |
고무 종류별 특징과 용도 한눈에 보기
고무 종류는 많지만, 현장에서 자주 비교하는 재질은 어느 정도 정해져 있습니다. 일반적으로는 NR, SBR, BR, CR, NBR, IIR, EPDM, ACM, FKM, 실리콘 정도를 먼저 보면 됩니다.
아래 표는 고무 종류별 특징과 주요 용도, 밀도, 경도, 인장강도, 사용온도를 정리한 내용입니다. 제조사 배합이나 첨가제에 따라 실제 물성은 달라질 수 있으니, 최종 설계 단계에서는 반드시 공급사 데이터시트를 같이 확인하는 게 좋습니다.
| 고무 종류 | 특징 | 주요 용도 | 밀도 g/cm³ |
경도 Shore A |
사용온도 |
| NR 천연고무 |
탄성, 기계적 성질, 촉감이 좋음 | 타이어, 신발, 벨트, 방진고무 | 0.93~0.95 | 35~80 | -75~60℃ |
| SBR 스티렌부타디엔 |
내마모성 좋고 가격이 비교적 저렴함 | 자동차 타이어, 운동용품, 벨트 | 1.00~1.20 | 40~95 | -25~100℃ |
| BR 부타디엔 |
탄성, 내마모성, 저온성이 좋음 | 타이어, 방진고무, 고무롤 | 0.91~0.93 | 40~95 | -30~100℃ |
| CR 클로로프렌 |
내후성, 내오존성, 난연성이 비교적 좋음 | 전선 피복, 방수포, 접착제, 호스 | 1.15~1.25 | 40~95 | -30~100℃ |
| NBR 니트릴고무 |
내유성, 내마모성이 좋아 산업용 씰에 많이 사용 | 오일씰, 오링, 가스켓, 내유 호스 | 1.00~1.20 | 40~95 | -25~100℃ |
| IIR 부틸고무 |
기밀성, 내오존성, 내노화성이 좋음 | 타이어 튜브, 전선 피복, 기밀 부품 | 0.91~0.93 | 35~95 | -40~120℃ |
| EPDM | 내후성, 내오존성, 내수성, 전기특성이 좋음 | 자동차 웨더스트립, 냉각수 호스, 창틀 고무 | 0.86~0.87 | 40~95 | -40~140℃ |
| ACM 아크릴고무 |
고온 내유성이 좋지만 물과 수증기에 약함 | 자동차 변속기, 고온 오일 씰 | 1.09~1.10 | 40~90 | -15~160℃ |
| FKM/FPM 불소고무 |
내열성, 내유성, 내약품성이 매우 좋음 | 고온 오링, 연료계 부품, 화학 설비 패킹 | 1.80~1.82 | 60~95 | -10~250℃ |
| VMQ/Q 실리콘고무 |
내열성, 내한성, 전기절연성이 좋음 | 의료용품, 전기 절연재, 내열 패킹 | 0.95~0.98 | 30~80 | -75~200℃ |
NBR EPDM 실리콘 FKM 차이는 여기서 갈립니다
고무 재질을 처음 보는 분들이 가장 많이 헷갈리는 게 NBR, EPDM, 실리콘, FKM입니다. 네 가지 모두 오링이나 패킹에서 자주 보이지만, 쓰임새는 꽤 다릅니다.
제 기준에서는 이렇게 봅니다. 오일이면 NBR, 물·햇빛·실외면 EPDM, 고온·저온 반복이면 실리콘, 고온·연료·화학약품이면 FKM입니다.
| 재질 | 강한 환경 | 약한 환경 | 추천 용도 |
| NBR | 오일, 윤활유, 연료, 마모 | 오존, 햇빛, 장기 실외 노출 | 오일씰, 유압 오링, 내유 호스 |
| EPDM | 물, 스팀, 햇빛, 오존, 실외 환경 | 광유계 오일, 연료 | 웨더스트립, 냉각수 호스, 창틀 고무 |
| 실리콘 | 고온, 저온, 전기 절연, 위생성 | 인열, 마모, 강한 동적 씰 | 의료용 부품, 내열 패킹, 절연 부품 |
| FKM | 고온, 연료, 오일, 화학약품 | 저온 유연성, 비용 | 고온 오링, 자동차 연료계, 화학설비 씰 |
오링 재질을 고를 때 자주 하는 실수
EPDM은 물과 실외 환경에는 좋지만 오일에는 약합니다. 반대로 NBR은 오일에는 강하지만 햇빛과 오존에 장시간 노출되는 환경에는 불리합니다. 그래서 “고무니까 다 비슷하겠지”가 아니라 실제 닿는 유체와 온도를 먼저 봐야 합니다.
고무 밀도 계산 공식과 CAD 중량 계산 예시
고무 밀도는 제품 중량을 계산할 때 바로 필요합니다. 특히 3D CAD에서 재질 값을 입력하거나, 실제 생산 전 예상 중량과 원가를 계산할 때 밀도 값이 중요합니다.
기본 공식은 어렵지 않습니다.
질량(g) = 부피(cm³) × 밀도(g/cm³)
질량(kg) = 부피(cm³) × 밀도(g/cm³) ÷ 1000
예를 들어 고무 부품의 부피가 150cm³이고, 재질을 NBR로 선택해 밀도를 1.10g/cm³로 본다면 중량은 아래처럼 계산할 수 있습니다.
| 항목 | 값 |
| 부피 | 150cm³ |
| NBR 밀도 | 1.10g/cm³ |
| 계산식 | 150 × 1.10 = 165g |
| 예상 중량 | 약 165g |
같은 부피 150cm³라도 FKM처럼 밀도가 높은 재질을 쓰면 무게가 더 무거워집니다. 예를 들어 FKM 밀도를 1.80g/cm³로 보면 150 × 1.80 = 270g이 됩니다. 같은 형상인데도 NBR보다 훨씬 무겁게 나오는 셈입니다.
이런 이유로 CAD에서 단순히 색상만 고무처럼 넣는 것보다, 재질 밀도까지 맞춰두는 게 좋습니다. 특히 제품 중량, 원가, 포장 중량, 운송비까지 같이 봐야 하는 제품이라면 밀도 설정이 생각보다 중요합니다.
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CAD에서 재질값을 넣고 중량을 확인하는 방식은 금속이나 고무 모두 기본 개념은 비슷합니다.
설계자 입장에서 보는 고무 재질 선택 기준
고무 재질을 고를 때는 표만 보고 끝내기보다 실제 제품이 놓이는 환경을 같이 봐야 합니다. 예를 들어 같은 오링이라도 정지 상태에서 압축만 받는 고정용 씰인지, 축이 움직이면서 마찰이 생기는 운동용 씰인지에 따라 재질 선택이 달라질 수 있습니다.
아래처럼 상황별로 먼저 걸러보면 재질 선택이 훨씬 쉬워집니다.
| 사용 환경 | 먼저 검토할 재질 | 이유 |
| 오일, 윤활유, 유압유가 닿는 곳 | NBR, HNBR, FKM | 내유성이 중요하고 팽윤을 줄여야 하기 때문 |
| 실외, 햇빛, 오존 노출 | EPDM, CR | 내후성, 내오존성이 중요하기 때문 |
| 고온 부근 | FKM, 실리콘, ACM | 열에 의한 경화와 영구변형을 줄여야 하기 때문 |
| 저온 부근 | 실리콘, NR, 일부 EPDM | 저온에서 딱딱해지는 현상을 줄여야 하기 때문 |
| 마모가 심한 곳 | 우레탄, BR, NBR | 반복 마찰과 찢김에 대한 저항이 필요하기 때문 |
| 화학약품이 강한 곳 | FKM, PTFE, FFKM | 내용제성, 내화학성이 중요하기 때문 |
오링 재질별로 보면 NBR이 가장 무난하지만 만능은 아닙니다
오링이나 패킹에서 가장 흔하게 보는 재질은 NBR입니다. 가격이 비교적 합리적이고 내유성이 좋아서 유압장비, 자동차, 건설기계, 산업기계에 많이 사용됩니다.
하지만 NBR이 모든 환경에 맞는 것은 아닙니다. 실외에서 장기간 햇빛과 오존에 노출되거나, 고온에서 장시간 사용해야 하는 곳이라면 EPDM, HNBR, FKM 같은 다른 재질을 검토해야 합니다.
| 오링 재질 | 주요 특징 | 추천 상황 |
| NBR | 내유성, 가격, 범용성이 좋음 | 일반 유압, 공압, 오일씰, 산업용 패킹 |
| HNBR | NBR보다 내열성, 내오존성, 기계적 강도가 개선됨 | 자동차 에어컨, 연료계, 내열·내마모 씰 |
| FKM | 고온, 연료, 오일, 화학약품에 강함 | 고온 오링, 항공·자동차 연료계, 화학설비 |
| EPDM | 물, 스팀, 오존, 실외 환경에 강함 | 냉각수, 물 배관, 실외 패킹, 웨더스트립 |
| 실리콘 | 온도 범위가 넓고 전기 절연성이 좋음 | 내열 패킹, 의료·식품·전기 절연 부품 |
| PTFE | 내화학성, 저마찰성이 좋지만 탄성은 낮음 | 화학약품, 백업링, 슬라이딩 씰, 저마찰 부품 |
고무 재질 선택을 그림으로 보면 더 쉽습니다
아래 SVG는 고무 재질을 고를 때 제가 머릿속으로 먼저 나누는 방식입니다. 실제로는 더 복잡한 조건이 많지만, 초보자 입장에서는 이 정도만 잡아도 재질표를 보는 속도가 꽤 빨라집니다.
이미지 설명 : 사용 환경별 고무 재질 선택 기준을 NBR, EPDM, 실리콘, FKM 중심으로 정리한 인포그래픽입니다. 대체 텍스트 : 고무 재질 선택 기준 NBR EPDM 실리콘 FKM 비교 인포그래픽
고무 재질표를 볼 때 헷갈리는 용어들
고무 물성표를 보면 기호가 많이 나와서 처음에는 복잡해 보입니다. 하지만 자주 쓰는 약어만 알면 표를 읽는 게 훨씬 쉬워집니다.
| 기호 | 이름 | 쉽게 보면 |
| NR | Natural Rubber | 천연고무, 탄성이 좋음 |
| SBR | Styrene Butadiene Rubber | 타이어 등에 많이 쓰는 범용 합성고무 |
| NBR | Nitrile Butadiene Rubber | 기름에 강한 고무 |
| HNBR | Hydrogenated NBR | NBR보다 내열성과 내후성을 개선한 재질 |
| EPDM | Ethylene Propylene Diene Monomer | 물, 햇빛, 오존에 강한 고무 |
| FKM/FPM | Fluoro Rubber | 고온, 오일, 화학약품에 강한 고무 |
| VMQ | Silicone Rubber | 고온·저온에 강한 실리콘 고무 |
| PTFE | Polytetrafluoroethylene | 테프론 계열, 저마찰·내화학성이 좋음 |
고무 재질 선택할 때 제가 피하는 방식
고무 재질을 고를 때 가장 피해야 하는 건 “기존에 쓰던 게 NBR이니까 이번에도 NBR”처럼 자동으로 결정하는 방식입니다. 기존 제품과 사용 환경이 같다면 괜찮지만, 온도나 유체, 압력, 마찰 조건이 조금만 바뀌어도 문제가 생길 수 있습니다.
예를 들어 냉각수 쪽에 들어가는 고무를 오일용 NBR로 고르면 내유성은 좋아도 물과 장기 내후성에서는 EPDM보다 불리할 수 있습니다. 반대로 오일이 닿는 곳에 EPDM을 쓰면 팽윤이 생겨 밀봉성이 떨어질 수 있습니다.
실무에서 꼭 확인할 부분
- 실제 닿는 유체가 물인지, 오일인지, 연료인지 확인합니다.
- 최고 온도뿐 아니라 장시간 연속 사용 온도를 확인합니다.
- 정지용 씰인지 운동용 씰인지 구분합니다.
- 실외 노출, 오존, 자외선 영향을 확인합니다.
- 경도와 압축영구변형률을 같이 확인합니다.
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고무 종류가 많아 보여도 실제로는 사용 환경을 기준으로 좁혀가면 어렵지 않습니다. 오일이 닿으면 NBR이나 FKM, 물과 실외 노출이면 EPDM, 고온·저온 반복이면 실리콘, 강한 화학약품이면 FKM이나 PTFE 계열을 먼저 보면 됩니다.
제품 설계 입장에서는 여기에 밀도와 경도를 같이 봐야 합니다. 밀도는 중량 계산에 바로 영향을 주고, 경도는 조립성과 밀봉성에 영향을 줍니다. 고무가 너무 무르면 쉽게 눌리고, 너무 딱딱하면 씰링이 잘 안 될 수 있기 때문입니다.
마지막으로 기억할 부분
고무 재질표는 단순 암기용이 아니라, 실제 사용 환경과 맞춰보는 기준표입니다. 오일, 물, 열, 햇빛, 마모, 화학약품 중 무엇이 가장 큰 조건인지 먼저 정하고 그에 맞는 재질을 고르면 실패 확률이 확 줄어듭니다.
자주 묻는 질문
NBR 고무는 어디에 가장 많이 쓰이나요?
NBR은 내유성이 좋아 오일씰, 오링, 가스켓, 내유 호스, 유압장비, 산업기계 부품에 많이 사용됩니다. 가격과 성능의 균형이 좋아 범용 씰 재질로 자주 선택됩니다.
EPDM은 오일에 사용해도 되나요?
EPDM은 물, 스팀, 햇빛, 오존에는 강하지만 광유계 오일이나 연료에는 적합하지 않은 경우가 많습니다. 오일이 닿는 환경이라면 NBR, HNBR, FKM을 먼저 검토하는 것이 좋습니다.
실리콘 고무는 왜 고온용으로 많이 쓰이나요?
실리콘 고무는 내열성과 내한성이 좋아 넓은 온도 범위에서 사용할 수 있습니다. 다만 인열강도와 내마모성이 약한 편이라 마찰이 심한 운동용 씰에는 주의가 필요합니다.
FKM과 FPM은 다른 재질인가요?
FKM과 FPM은 모두 불소고무 계열을 가리키는 표기입니다. 고온, 오일, 연료, 화학약품에 강한 재질로 고성능 오링이나 패킹에 많이 사용됩니다.
고무 밀도는 왜 CAD에서 중요한가요?
CAD에서 부품의 부피가 계산되더라도 밀도값이 틀리면 중량이 실제와 다르게 나옵니다. 고무 부품의 원가, 운송비, 조립 중량을 검토해야 한다면 재질별 밀도값을 정확히 넣는 것이 좋습니다.