KR100241275B1 - 자동차용 제진 패드 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 40~60℃의 고온 영역에서 제진 성능을 향상시킬 수 있는 자동차용 제진 패드(pad) 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 조성물은 아스팔트와 석유계수지를 직접 혼합하여 제조되는 아스팔트 원액, 합성수지, 충진제, 발포제 및 발포조제로 이루어져 하절기 및 고속 주행시 차체 바닥의 온도상승에 따른 제진 성능이 저하되는 문제점을 해결하기 위한 자동차용 제진 패드로 유용하게 이용될 수 있다.

Description

자동차용 제진 패드 조성물
본 발명은 아스팔트 원액, 합성수지, 충진제, 발포제 및 발포조제로 이루어진 자동차용 제진 패드 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일반 아스팔트인 스트레이트 아스팔트(straight asphalt), 산화된 중공 아스팔트[이하 “블로운 아스팔트(blown asphalt)”라 약칭함] 및 석유계 수지를 가공처리하여 새로운 아스팔트 원액을 조성하고; 아스팔트 원액에 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체(ethylene-vinyl acetate copolymer, 이하 “EVA”라고 약칭함) 또는 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene block copolymer, 이하 “SBS”라고 약칭함) 중에서 선택될 수 있는 합성수지; 운모 및 보강성 비석면(non-asbestos) 등으로 구성되는 충진제; 등을 첨가한 발포 혼합물로서 고온(40~60℃) 영역에서 제진 성능을 향상시키는 자동차용 제진 패드 조성물에 관한 것이다.
자동차용 제진 패드(pad)는 차체 바닥에 적용되어 차체의 진동을 억제하는 역할을 하는데, 일반적으로 제진 패드는 아스팔트와 합성수지, 충진제, 발포제 및 발포조제로 이루어져 있으며, 아스팔트로는 스트레이트 아스팔트와 블로운 아스팔트를 가공하여 사용하였다.
그러나 아스팔트계의 제진 패드는 주로 상온(20℃)용으로 온도에 대한 의존성이 커서 고온(40~60℃)에서 제진 성능이 급격히 저하되는 문제가 있었다. 따라서 고온이 요구되는 경우에는 아스팔트 패드를 단독으로 사용하지 않고 석유계 경화수지와 아스팔트를 샌드위치 형태(sandwich type)로 구속층을 형성하여 제진패드의 온도 의존성을 극복하였다.
본 발명자는 기존의 자동차용 제진 패드 조성물이 고온에서 제진 성능이 급격히 저하되는 문제점을 해결하기 위하여 연구를 계속하여 오던 중, 아스팔트에 석유계 수지를 직접 혼합(blending)하여 제조된 아스팔트 원액을 사용하고, 분해온도가 130~150℃인 발포제 및 발포조제를 사용하면 고온에서의 댐핑율(high damping)이 극대화되어 고온에서의 제진성능이 향상된 자동차용 제진 패드 조성물을 제조할 수 있음을 알아내어 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 40~60℃의 고온 영역에서 댐핑율(high damping)을 극대화하여 제진 성능을 향상시키는 자동차용 제진 패드 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 스트레이트 아스팔트, 블로운 아스팔트 및 석유계 수지로 가공처리한 아스팔트 원액, 합성수지, 충진제, 발포제 및 발포조제로 이루어진 자동차용 제진 패드 조성물을 제공한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 조성물은 아스팔트 원액 40~50 중량%, 합성수지 1~5 중량%, 충진제 45~55 중량%, 발포제 3~7 중량%, 발포조제 0~5 중량%로 이루어져 있으며, 이 중 아스팔트 원액은 스트레이트 아스팔트와 블로운 아스팔트 조성물이 1:1의 비율로 혼합되어 있고, 블로운 아스팔트 조성물에는 블로운 아스팔트와 석유계 수지가 8:2의 비율로 혼합되어 있다.
본 발명에서 아스팔트 원액은 스트레이트 아스팔트, 블로운 아스팔트 및 석유계 수지로 이루어져 있는데, 우선 블로운 아스팔트와 석유계 수지를 8:2로 혼합하고, 블로운 아스팔트와 석유계 수지의 혼합물에 대하여 1:1의 비율로 스트레이트 아스팔트를 혼합하여 이루어진다 [스트레이트 아스팔트 : (블로운 아스팔트 : 석유계 수지 = 8 : 2) = 1 : 1]. 블로운 아스팔트에 석유계 수지를 혼합하는 이유는 발포율을 조정할 수 있게 하고, 경도(shore C : 60 이상) 유지가 가능하게 할 뿐만 아니라 연화점이 90℃ 이상인 석유계 수지를 혼합함으로써 고온(40~60℃)에서 제진 성능을 극대화할 수 있게 하여 하절기 및 고속주행시 차체 플로어(floor)의 온도 상승(30~40℃)에 따른 패드의 제진 성능이 급격히 저하되는 문제를 해결할 수 있도록 하기 위해서이다.
본 발명의 조성물에서 합성수지로는 EVA 또는 SBS를 단독 또는 혼합하여 사용한다.
강성충진제로는 패드에 탄성을 부여할 수 있는 것으로서 제조원가를 고려하여 종래에 일반적으로 사용되는 충진제를 사용할 수 있는데, 본 발명에서는 점토(clay), CaCO3, 보강성 비석면(non-asbestos)과 운모의 조합을 충진제로 사용함으로써 고온(40~60℃)에서 탄성이 저하되는 문제를 해결하였다.
발포제 및 발포조제는 분해온도가 130~150℃가 될 수 있도록 단독 또는 혼용하여 제조한다. 발포제로는 변형아조디카본아미드[상품명 : 셀컴f, (주)금양]를 사용하는 것이 바람직하고, 발포조제로는 요소를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물은 스트레이트 아스팔트, 블로운 아스팔트 및 석유계 수지를 직접 혼합하여 아스팔트 원액을 만들고, 가열한 니더(kneader)에 이 아스팔트 원액과 소정량의 합성수지를 넣고 혼연한 다음 이 합성수지가 완전히 용융할 시점에서 충진제, 발포제 및 발포조제를 투입함과 동시에 발포제 및 발포조제의 냉각을 막기 위해 니더를 냉각하고 균일하게 분산되도록 혼연하여 배합함으로써 제조된다. 이렇게 배합된 본 발명의 조성물을 냉각하면서 칼렌다 롤(calendar roll)에 공급하여 원하는 두께의 패드를 제조할 수 있다.
이하, 본 발명은 실시예에 의하여 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명이 실시예에 의하여 제한되는 것은 아니다.
[실시예 1]
일반 아스팔트인 스트레이트 아스팔트에 블로운 아스팔트와 연화점이 90℃ 이상인 석유계 수지를 교반하여[스트레이트 아스팔트 : (블로운 아스팔트 : 석유계 수지 = 8 : 2) = 1 : 1]의 비율이 되도록 아스팔트 원액(40 중량%)을 생산하고, 180~200℃로 가열한 2롤 니더(kneader)에 합성수지(2 중량%)와 함께 혼연하였다. 다음 합성수지가 완전히 용융할 시점에 충진제(53.5 중량%), 발포제(4.5 중량%)를 투입함과 동시에 발포제의 분해를 막기 위하여 니더의 온도를 120~130℃로 냉각하고 약 15~20분 동안 균일하게 분산되도록 혼연하여 배합을 완료하였다.
본 실시예에서 충진제로는 점토(clay), CaCO3, 보강성 비석면(수지)과 운모가 조합된 것이 사용되었으며, 발포제로는 분해온도가 130~150℃인 셀컴 f[celcom f, (주) 금양]를 사용하였다.
다음에 상기 혼연물을 냉각하면서 칼렌다 롤(calendar roll)에 공급하여 3.0mm 두께의 제진 패드를 제작하였다. 제작한 패드를 20×200mm로 제단하여 제진계수 측정 및 기타 물성시험에 제공하였다.
시험편 제작 및 물성 데이터는 150~180℃/20분의 조건에서 이루어진 것이고, 기타 시험방법은 하기와 같았다.
1) 제진계수 측정 : 제진계수는 공진법(일본 음향재료협회 출판 “소음대책 핸드북”438편 참조)에 의하여 손실계수(damping loss factor)를 측정하였다. 일반적으로 손실계수의 값이 클수록 제진성능이 우수하다.
2) 발표배율(배) : 발포전의 시료[100×100×3.0 (두께)mm]의 두께를 A로 하고, 발포후의 두께를 B로 하여 B/A를 구하여 발표배율로 하였다.
3) 낙입성 : 중앙에 φ60mm의 구멍이 뚫린 강판[150×150×1.0(두께)mm]위에 아스팔트 패드[100×100×3.0(두께)mm]를 올려놓은 시험편을 150~180℃의 열풍건조기 내에 바닥면 보다 50mm 이상 높은 위치에 수평으로 놓아 20분 가열하고, 상온에서 1시간 이상 방지한 다음 낙입된 길이를 측정한다.
상기와 같은 실험결과를 하기 표 2에 나타내었다.
[실시예 2]
일반 아스팔트인 스트레이트 아스팔트에 블로운 아스팔트와 연화점이 90℃ 이상인 석유계 수지를 교반하여 [스트레이트 아스팔트 : (블로운 아스팔트 : 석유계 수지 = 8 : 2) = 1 : 1]이 되도록 아스팔트 원액(45 중량%)을 생산하고, 180~200℃로 가열한 2롤 니더에 합성수지(2 중량%)와 함께 혼연하였다. 다음 합성수지가 완전히 용융할 시점에 충진제(48.5 중량%), 발포제(4.5 중량%)를 투입함과 동시에 발포제의 분해를 막기 위하여 니더의 온도를 120~130℃로 냉각하여 약 15~20분 동안 균일하게 분산되도록 혼연하여 배합을 완료하였다.
본 실시예에서 충진제로는 점토(clay), CaCO3, 보강성 비석면(수지)과 운모가 조합된 것이 사용되었으며, 발포제로는 분해온도가 130~150℃인 셀컴 f[celcom f, (주) 금양]를 사용하였다.
다음에 혼연물을 냉각하면서 칼렌다 롤에 공급하여 3.0mm 두께의 제진 패드를 제작하였다. 제작한 패드를 20×200mm로 제단하여 제진계수 측정 및 기타 물성시험에 제공하였다. 시험조건 및 시험 방법은 실시예 1과 동일하며 그 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
[실시예 3]
일반 아스팔트인 스트레이트 아스팔트에 블로운 아스팔트와 연화점이 90℃ 이상인 석유계 수지를 교반하여 [스트레이트 아스팔트 : (블로운 아스팔트 : 석유계 수지 = 8 : 2) = 1 : 1]이 되도록 아스팔트 원액(50 중량%)을 생산하고, 180~200℃로 가열한 2롤 니더에 넣은 다음, 충진제(45.5 중량%), 발포제(2.5 중량%) 및 발포조제(2.0 중량%)를 투입함과 동시에 발포제 및 발포조제의 분해를 막기 위하여 니더의 온도를 120~130℃로 냉각하여 약 15~20분 동안 균일하게 분산되도록 혼연하여 배합을 완료하였다.
본 실시예에서 충진제로는 점토(clay), CaCO3, 보강성 비석면(수지)과 운모가 조합된 것이 사용되었으며, 발포제로는 분해온도가 130~150℃인 셀컴 f[celcom f, (주) 금양]를 사용하였으며, 발포조제로는 요소를 사용하였다.
다음에 혼연물을 냉각하면서 칼렌다 롤에 공급하여 3.0mm 두께의 제진 패드를 제작하였다. 제작한 패드를 20×200mm로 제단하여 제진계수 측정 및 기타 물성시험에 제공하였다. 시험조건 및 시험 방법은 실시예 1과 동일하며 그 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
[비교예 1]
180~200℃로 가열한 2롤 니더에 스트레이트 아스팔트만으로 구성된 아스팔트 원액(38 중량%)과 소정량의 합성수지 (10 중량%)를 투입하여 혼연하였다. 비교예에서는 합성수지로 EVA 또는 SBS 대신에 스티렌 부타디엔 고무(styrene butadiene rubber, SBR)를 사용하였다. 다음 합성수지가 완전히 용융할 시점에 충진제(47 중량%), 발포제(3.0 중량%) 및 발포조제(2.0 중량%)를 투입함과 동시에 발포제 및 발포조제의 분해를 막기 위하여 니더의 온도를 150~180℃로 냉각하여 약 15~20분 동안 균일하게 분산되도록 혼연하여 배합을 완료하였다.
본 비교예에서 충진제로는 점토(clay), CaCO3, 비석면[펠트(felt)]과 운모가 조합된 것이 사용되었으며, 발포제로는 분해온도가 200~210℃인 것을 사용하였고, 발포조제로는 요소를 사용하였다.
다음에 혼연물을 냉각하면서 칼렌다(calendar)롤에 공급하여 3.0mm 두께의 제진 패드를 제작하였다. 제작한 패드를 20×200mm로 제단하여 제진계수 측정 및 기타 물성시험에 제공하였다. 시험조건 및 시험 방법은 실시예 1과 동일하며 그 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
하기 표 1에 상기 실시예 및 비교예의 조성물의 조성을 정리하여 나타내었으며, 하기 표 2에는 실시예 및 비교예의 시험결과를 나타내었다.
Figure kpo00001
Figure kpo00002
상기 표 2에서 볼 수 있듯이 본 발명의 자동차용 제진 패드 조성물은 발포후 경도, 외관, 낙입성 및 제진계수 등의 시험에서 비교예에 비하여 우수한 물성을 나타냄을 알 수 있었다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 조성물은 아스팔트와 석유계 수지를 직접 혼합한 아스팔트 원액을 사용하고, 분해온도가 낮은(130~150℃) 발포제 및 발포조제를 사용함으로써 40~60℃의 고온 영역에서 제진 성능이 우수하여 자동차용 제진 패드에 유용하게 이용될 수 있다.

Claims (2)

  1. 블로운 아스팔트와 석유계 수지가 8:2의 비율로 혼합된 블로운 아스팔트-석유계 수지 조성물을 스트레이트 아스팔트와 1:1의 비율이 되도록 가공처리한 아스팔트 원액 40~50 중량%; 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체(ethylene-vinyl acetate copolymer, EVA) 또는 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene block copolymer, SBS)인 합성수지 1~5 중량%; 점토(clay), CaCO3, 보강성 비석면[non-asbestos(수지)] 및 운모가 조합된 것을 특징으로 하는 충진제 45~55 중량%; 발포제 3~7 중량%; 및 발포조제 0~5 중량%로 이루어진 자동차용 제진 패드 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 발포제로는 분해온도가 130℃ 내지 150℃인 변형아조디카본아미드, 발포조제로는 요소를 사용하는 것을 특징으로 하는 자동차용 제진 패드 조성물.
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