KR100202742B1 - 흡차음재의매스층성형용조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 흡차음재의 일부를 구성하며, 차음특성이 우수하고 냄새가 없으며 성형성과 기타 물성이 우수한 새로운 매스층 성형용 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 폴리올레핀계 엘라스토머 2~47중량부와, 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 또는 폴리에틸렌 변성체 중의 적어도 하나의 0.5~15중량부와, 방향족계 가공류나 니프텐계 가공유 또는 파라핀계 가공유 중의 적어도 하나의 2~25중량부와, 카본분말 0.02~5중량부와, 충전제로서 CaCO3와 BaSO4 중의 적어도 하나의 50~90중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 흡차음재의 매스층 성형용 조성물이 제공된다.

Description

흡차음재의 매스층 성형용 조성물
본 발명은 흡차음재의 매스층 성형용 조성물에 관한 것으로서, 좀 더 상세히는 자동차등의 수송수단이나 산업용 기계, 가정용 전기전자제품 또는 건축물 등의 구조물에서 소음이나 진동을 저감하기 위해 사용되는 흡차음재의 일부를 구성하며, 차음특성이 우수하고 냄새가 없으며 성형성과 기타물성이 우수한 새로운 매스층 성형용 조성물에 관한 것이다.
산업의 고도화에 따라 모든 산업분야에서 소음이나 진동을 저감하는 것이 시급한 과제로 등장한지 오래이다. 특히, 자동차와 같은 수송수단에 있어서는 소음과진동의 문제는 제품이나 서비스의 품질에 결정적인 요소로 작용하고 있다.
진동에 대한 감쇄기구는 원리상 스프링요소와 질량요소로 구성되며, 흡차음재시트도 이러한 원리에 따라 스프리요소에 해당하는 부직포,펠트 또는 발포저중량의 탄성시트로 이루어지는 스프링층(Spring Layer)와, 질량요소에 해당하는 매스층(Mass Layer)의적층체로 구성하게 된다. 이러한 흡차음재는 파장이 짧고 투과성이 높은 고주파소음의 방지에는 차음보다는 흡음이 효과적이며, 파장이 길고 에너지가 큰 저주파소음의 방지에는 흡음보다 차음이 효과적이다. 흡음효과는 저중량의 다공질재료가 우수하며 차음효과는 단위중량이나 밀도가 크고 경질인 재료가 우수하다. 따라서, 소음원의 진동특성에 따라 상기한 스프링층과 매스츠의 성분이나 물성을 적절히선택하므로써 흡차음효과를 증진할 수 있다.
본원인은 이러한 흡차음재용 매스층의 성형에 적합하게 사용될 수 있는 매스층 성형용 조성물을 제안한 바 있다.(한국특허공고 제 97-1044호 참조)이러한 종래의 매스층 조성물은 수지성분으로서 EVA 와 ABA(Air Brown Asphalt) 및 천연고무 또는 합성고무를 사용하게 되며, 저렴한 가격으로 소음특성에 적합한 소요의 밀도를 용이하게 달성하면서, 내마모성이나 내후성 등 물리적 특성이나 성형가공성이 우수하다는 장점을 가지고 있다.
그러나, 이러한 종래의 매스층 조성물은 EVA 나 AVA 또는 천연고무 또는 합성고무와 같은 수지재료에서 발생하는 심한 냄새로 인해 흡차음재 제조공정에서는 물론, 완성차의 조립공정과 나아가 이러한 흡차음재를 부설한 승요차의 운행시에 쾌적한 환경을 조성할 수 없다는 문제점이 있었다. 또한, 기존의 EVA수지를 사용한제품은 온도변화, 특히 저온에서 부스러져서 취약해지는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 바와같은 종래의 흡차음재의 제조 및 사용상의 문제점에 착안하여 제안된 것으로서, 제조 및 사용단계에서 냄새가 나지 않아서 쾌적한 환경을 조성 할 수 있으며, 신율, 인장강도 및 인열강도 등의물성이 우수하고 온도변화에 따른 물성변화가 거의 없으면서, 소음의 폭넓은 주파수영역에서 차음효과가 우수한 새로운 흡차음재의 매스층 성형용 조성물을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명에 따르면, 폴리올레핀계 엘라스토머 2~50중량부와, 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 또는 폴리에틸렌 변성체 중의 적어도 하나의 0.5~15중량부와, 방향족계 가공류나 나프텐계 가공유 또는 파라핀계 가공유 중의 적어도 하나의 2~25중량부와, 카본분말 0.02~5중량부와, 충전제로서 CaCO3와 BaSO4중의 적어도 하나의 45~90중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 흡차음재의 매스층 성형용 조성물이 제공된다.
이하에서 본 발명을 좀 더 상세하게 설명한다.
본 발명에 따르면, 폴리올레핀계 엘라스토머 2~50중량부를 포함한다. 바람직하게는 이러한 폴리올레핀계 엘라스토머로서 밀도 0.863~0.913 g/
Figure kpo00005
범위의 에틸렌-옥테의 공중합체를 사용한다. 이러한 폴리올레핀계 엘라스토머는 열가소성 합성고무로서 종래의 냄새가 많이 나는 천연고무, 합성고무, EVA수지 또는 AVA를 대체하여 사용함으로써 제조나 사용단계에서 불쾌한냄새를 없앨수 있을 뿐 아니라, 온도변화에 따른 물성의 변화가 거의 없고, 내한서, 내열성 등이 뛰어나며, 신율, 인장강도 및 인열강도 등의 물리적 특성이 우수하다. 이폴리올레핀 엘리스토머를 전술한 조성범위를 초과하여 사용하면 성형성이나 제품의 형태유지성이 저하되고, 그 미만으로 사용하면 신율이 크게 저하되는 문제가 있다. 바람직하게느 듀퐁 다우케미칼사에서 ENGAGE 또는 AFFINITY라는 상표로 시판 중인 폴리올레핀계 엘라스토머가 이러한 용도로 사용하기에 적합하다.
또한, 본 발명에 따르면,폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 또는 폴리에틸렌 변성체 중의 적어도 하나를 0.5~15중량부를 포함한다. 폴리에틸렌 변성체로는 LLPE, LPE, HDPE를 예시할 수 있다. 이러한 성분들의 전술한 조성비의 상하한선은 차음특성과 성형성을 고려하여 결정된다.
또한, 가소제로서, 방향족계 가공유, 나프텐계 가공유 또는 파라핀계 가공유가 2~25중량부 포함된다. 이것은 미경화물질을 가소화시키고, 경화물은 경도를 조절하여, 재료의 혼합시 이질재료들이 골고루 잘 섞이도록 한다.
또한, 카본분말이 0.02~5중량부 포함된다. 이 카본분말은 어떠한 제품의 내구성과 내후성을 좋게 한다.
또한, 본 발명에 따르면, 총저제로서 BaSO4와 CaCO3가 합하여 45~90중량부 혼합된다. 이 BaSO4와 CaCO3의 조성비를 조절하여 성형품의 단위중량을 선택함으로써 소음원의 주파수특성에 따라 적절한 감쇄특성을 가진 매스층을 형성할 수 있다. 전술한 바와같은 폴리올레핀계 엘라스토머를 사용하면, 상대적으로 가격이 저렴한 BaSO4와 CaCO3 의 사용량을 늘려도 차음재로서의 물성 및 성형성 및 차음효과를 개선할 수 있으므로 더욱 저렴한 가격으로 소요의 밀도를 확보하여 질량효과를 증대시켜서 차음효과를 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 미량의 칼슘스테아린산 또는 바륨스테아린산 또는 바륨시테아린산 등이 활제로서 부수적으로 추가된다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 종래의 흡차음재용 매스층 조성물과 비교하여 그 흡차음특성을 검토하여 보면 다음과 같다.
본 발명의 실시예1~3은 아래의 표-2와 같은 조성비로 제조된 것이다.
Figure kpo00002
상기 성분을 사용하여 먼저 폴리올레핀 엘라스토머(ENGAGE)와 PP를 50~100
Figure kpo00006
로 가열하면서 혼합하고, 여기에 전술한 가공유와 BaSO4와 CaCO3를 전술한 비율로 100
Figure kpo00007
에서 혼합한 후, T다이나 칼렌다기를 통해시트상으로 성형화하는 방법으로 제작한다.
한편, 이와 대비하는 비교예로서 EVA 10중량부, ABA 14중량부, 천연고무 6중량부, CaCO310 중량부, BaSO460 중량부로 이루어진 종래의 매스층 조성물을 사용한다. 이러한 비교예는 먼저, EVA수지와 천연고무를 130~200
Figure kpo00008
로 가열하면서 혼합하고 여기에 ABA와 BaSO4와 CaCO3를 전술한 비유로 150
Figure kpo00009
에서 혼합하여 가열하여 압출T다이나 칼렌다기를 통해 시트사으로 성형한 것이다.
이와같이 제작된 본발명의 실시예1과 실시예2를 비교예와 비교한 물성치는 아래의 표와 같다.
Figure kpo00003
상기 표에서 알 수 있는 바와같이,밀도 2.05~2.26범위에 드는 시험편 중에서, 본 발명의 따른 실시예1과 실시예2 및 실시예3은 비교예에 비해 인장강도와 인열강도 및 신장율이 모두 우수한 것으로 나타났다.
또한, 상기 실시예들에 대한 차음성능시험결과는 첨부된 제1도와 같다. 이 차음실험은 두 개의 잔향실 사이에 차음시트로 격막을 형성하고 한쪽에는 소음원을 배치하고, 차음시트를 통과한 소음의 투과손실량을 측저하도록 재작된 아파마트(APAMAT)시험기를 이용하여 측정한 결과치로서, 그래프의 X축은 소음의 주파수를 표시하며, Y축은 차음시트에 의해 차음된 투과손실량을 보여준다.
제1도에서 알 수 있는 바와같이, 실시예1, 실시예2 및 실시예3 전주파수 영역에서 비교예보다 차음량이 증가된 것을 알 수 있으며, 특히, 자동차 내부소음의 저감에서 주된 과제가 되는 200~500Hz의 중주파수 영역에서는 상당히 개선된 차음특성을 나타내었다.
본 발명에 따르면, 기존의 EVA 나 ABA,천연고무 또는 합성고무 대신에 무취의 폴리올레핀 엘라스토머를 사용함으로써, 제조 및 사용단계에서 이들 홉차음재로부터 불쾌한 냄새가 나지 않아서 쾌적한 환경을 조성할 수 있고, 내열성과 내한성(-40
Figure kpo00010
~180
Figure kpo00011
)이 좋아 저온에서도 유연성이 그대로 유지되고, 온도변화에 따른 물성의 저하가 거의 없고, Tg값이 저화되고, 따라서 감쇄효과가 크게 되므로 차음특성이 우수한 차음재를 제공할 수 있게 된다.
또한, 신율을 증대시키기 위해 기존제품에서와 같이 천연고무나 EDPM을 사용하는 경우에는 재생이 곤란한 반면, 본 발명에 사용되는 폴리올레핀 엘라스토머는 열가소성 합성고무이므로 재사용에 아무런 문제가 없어서 리사이클링의 면에서도 유리하다. 또한, 본 발명에 따르면, 50~100
Figure kpo00012
의 범위에서도 성형이 가능하므로 기존의 135
Figure kpo00013
이상에서만 성형이 가능했던 경우에 비해 작업성이 우수하게 된다.
이상에서 설명한 본 발명에 따르면, 기존의 EVA 나 ABA, 천연고무 또는 합성고무와 같은 수지재료를 폴리올레핀 엘라스토머로 대체하고 기타의 성분을 적절히 배합함으로써, 신율과 인장강도 등의 물성 및 성형성이 우수하고, 차음특성이 우수하면서도 온도변화에 따른 물성 및 차음성능의 저하가 없고, 제작 및 사용단계에서 냄새가 나지 않아서 쾌적한 작업환경이나 승차환경을 조성할 수 있는 새로운 흡차음재용 매스층 성형용 조성물이 제공된다.

Claims (2)

  1. 폴리올레핀계 엘라스토머 2~50중량부와, 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 또는 폴리에틸렌 변성체 중의 적어도 하나의 0.5~15중량부와, 방향족계 가공류나 나프텐계 가공유 또는 파라핀계 가공유 중의 적어도 하나의 2~25중량부와, 카본분말 0.02~5중량부와, 충전제로서 BaSO4와 CaCO3 중의 적어도 하나의 45~90중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 흡차음재의 매스층 성형용 조성물.
  2. 청구항 1의 조성물로 성형된 차음재와 펠트 및 폴리우레탄폼시트가 적층도어 이루어진 것을 특징으로 하는 흡차음재.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100483887B1 (ko) * 2002-10-31 2005-04-22 (주)대한솔루션 폴리에틸렌폼을 이용한 흡차음재
KR100601401B1 (ko) * 2004-11-02 2006-07-13 주식회사 익성 차음 조성물 및 그 차음재
CN104744790A (zh) * 2013-12-30 2015-07-01 上海新安汽车隔音毡有限公司 一种汽车用弹性体隔音材料及其制造方法

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