KR100316366B1

KR100316366B1 - 차음, 방진, 내열성 인슐레이숀쉬이트조성물

Info

Publication number: KR100316366B1
Application number: KR1019980015202A
Authority: KR
Inventors: 김연용
Original assignee: 주식회사동인
Priority date: 1998-04-28
Filing date: 1998-04-28
Publication date: 2002-07-27
Also published as: KR19980033587A

Abstract

자동차,공장등의 차음,내열,내진성등을 갖는 인슐레이숀쉬이트는 주로 고무류를 사용하며 본발명자의 경우 에틸렌과 옥텐의 공중합체를 기재로 하여 다른 고무성분이 배합되고있으나 가공성, 경제성그리고 다양화되는 자동차나 기타제품의 복잡한 구조에 적응이 용이하지 아니하였다.

본 발명은 에틸렌과 옥텐의 공중합체외에도 헥센, 데센, 부텐을 촉매존재하에 중합 처리한 공중합체를 사용하면서 폴리에틸렌, 합성고무, 천연고무, EVA를 복합적으로 배합하여주므로서 다양한 강도와 내구성, 가공성을 갖는 쉬이트를 소비자의 요구에 맞추어 제조가능하면서도 특히 경제성이 뛰어나도록하였으며,폴리에틸렌,합성 및 천연고무, EVA등을 적절히 배합하여 특성을 최대한 가용화 하므로서 가장 경제적이면서도 우수한 차음성, 내열성, 내후성 그리고 점착가공성이 높은 고무 조성물을 제공하는 것이다.

본발명은 또다른 실시예로서 인슐레이숀쉬이트조성물로 제조된 인슐레이숀쉬이트에 폴리우레탄발포층이 적층된 것을 사용후 폐기되는 재료를 부산물로 배합하여도 거의 동일한 성능을 갖도록하였다,따라서 폐기처분되어오던 재료를 전량 재활용할 수있게 하였다.

Description

차음, 방진, 내열성 인슐레이숀쉬이트조성물

본 발명은 자동차의 엔진룸과 실내사이, 공장진동이나 소음발생부와 외부사이 혹은 건축물 등에 사용되는 진동이나 소음전달을 차단하여 주는 동시에 내열,방진등의 기능이 개선된 이슐레이숀쉬이트제조용 고무조성물에 관한 것이다,

엔진, 모터기타 각종 구동장치들이 작동하는 곳에서는 고열, 진동, 소음이 발생하며 이들 소음이나 진동은 작업자에게 좋지 않은 불쾌감을 주므로 고무류나 발포수지류를 사용하여 차단처리하고 있다. 이 경우 엔진 등에서 발생되는 소음과 진동 외에도 각종 질소, 황산화물등의 공해산물이나 고열에 의하여 일반적인 고무나 발포수지류는 열화되어 기능이 떨어지며 심한 경우 부식되거나 파손되어 버립니다.

따라서 이같은 차음, 단열, 내진, 내약품성, 내열성 등의 복합적 특성을 갖는 고무류의 생산을 위하여 다양한 고무류의 복합체가 이용되고 있다.

한국특허공고91-9863호는 염소화폴리에틸렌과 EVA, 생고무등을 함께 사용하므로서 내열성, 내후성 및 차음성이 개선토록 하였으나 염소화폴리에틸렌의 가격이 고가이므로 경제성이 극히 낮으며 고성능이나 고열발생부에서는 원하는 수준의 차음, 단열, 내진성이 확보되지 못하였다.

한국특허공고 95-13181호는 본출원인이 개량한 것으로서 고가의 염소화폴리에틸렌대신에 합성고무5∼10중량%, 충전재70∼85중량%, 인열가소보강제5∼10중량%, 가소제1∼1.5중량%, 생고무 1∼1.5중량%, 안정제0.4∼1.0중량%를 배합한 쉬이트조성물을 제공하였다.

이 경우 차음성, 성형가공성등은 많이 개선되었고 경제성은 있으나 고무특유의 냄새는 여전히 잔류하고 있으며 점점 복잡화되는 차량의 바닥구조에 있는 다양한 요철형태에 완벽한 접착이 어려워지면서 부분적인 박리 현상이 있었다.

한국특허출원 96-29591호는 본출원인이 에틸렌과 옥텐의 촉매를 이용한 공중합체를 사용하고 폴리에틸렌 3.5∼8.0중량%, 충진제 70∼85중량%, 연화제 0.3∼1.5중량%, 착색제 0.5∼3.5중량%, 나프탈계 또는 파라핀계오일로 되는 프로세스유4.5∼6.5중량%, 점착부여제0.7∼4.0중량%를 배합하여 성형성이 크게 향상되면서 후발포가공시 발포체가 용이하게 접착되면서 내후성, 내열성 그리고 신율이 크게 개선되었다.

그러나 에틸렌과 옥텐의 공중합체만 사용되므로 가격이 고가로 되어 고급차종이나 특히 필요한 곳에서만 채용되는 한계가 있었다.

본 발명은 에틸렌과 옥텐의 공중합체외에도 헥센, 데센, 부텐을 촉매존재하에 중합 처리한 공중합체를 사용하면서 폴리에틸렌, 합성고무, 천연고무, EVA를 복합적으로 배합하여 각각의 특성을 최대한 가용화하므로서 가장 경제적이면서도 우수한 차음성, 내열성, 내후성 그리고 점착가공성이 높은 고무조성물을 제공하는 것이다. 더나아가서 폐기되어버리는 인슐레이숀쉬이트에 발포폴리우레탄이 적층되어있는 채 일정량배합하여도 거의 동일한 성능을 나타내어 폐기되어오던 재료를 재활용가능토록하였다.

본 발명은 에틸렌과 옥텐외에도 부린, 헥센, 데센과 같은 알파올레핀의 공중합체중의 어느하나 또는 이들의 혼합물로 구성되는 공중합체 4.0∼15.0중량%에 폴리에틸렌 또는 에틸렌과 초산비닐의 공중합체중의 어느하나 또는 이들의 혼합물로 구성되는 에틸렌계수지류2.8∼10중량%,

스티 렌-부타디엔고무(SBR) , 폴리클로로프렌고무(CR) , 부타디엔-아크릴니트릴고무(NBR), 이소부틸렌-이소프렌고무(IIR), 폴리부타디엔고무(BR), 폴리이소프렌고무(IR)과 같은 디엔계고무, 에틸렌-프로필렌 공중합체(EPM), 에틸렌-프로필렌-디엔삼원공중합체(EPDM), 하이프론, 아크론고무(아크릴산에스테르공중합체)등과 같은 비디엔계고무로 구성되는 합성고무와 천연고무중의 어느하나 또는 이들의 혼합물로 구성되는 2.5∼8.0중량%,

나프텐, 파라핀계과 같은 방향족계 또는 파라핀계 오일과 브로운 아스팔트중의 어느 하나 또는 이들의 혼합물로 구성되는 프로세스유3.5∼10.0중량%,

칼슘, 바륨, 마그네슘, 납과 같은 금속의 스테아린산염중의 어느하나 또는 이들의 혼합물로 구성되는 연화제0.2∼0.8중량%,

탄산칼슘숨, 황산바륨, 중정석(Barytes), 백연화, 규산칼슘, 클레이, 탈크중의 어느하나 또는 이들의 혼합물로 구성되는 충진제 68∼87중량%,

카본블랙, 유기안료, 안료와 합성수지가 혼합된 마스터 뱃치형안료, 활성탄 중의 어느하나또는 이들의 혼합물로 구성되는 착색제 0∼2.0중량%로 구성된다.

본 발명에서 에틸렌과 옥텐, 부텐, 헥센, 데센의 공중합체는 바나듐과 같은 무기담체에 포집된 전자공여체등으로 구성된 촉매류를 이용하여 유동상에서 중합처리한 것으로서 용융지수 0.5∼30dg/분(ASTM D-1238기준), 밀도 0.860∼0.92gm/cc(ASTM D-792기준), 쇼어경도60∼89(ASTM D-2240기준)인 것이 적당하다. 이들 공중합체는 4∼15중량%가 적당하며 4%보다 적으면 원하는 신출, 내약품성, 가공성등이 얻어지지 못하여 15중량%보다 많으면 너무 인성이 강해져 가공시 특수한 기구가 요구되어 경제성이 없어진다.

본 발명에서 폴리에틸렌은 직쇄상저밀도 폴리에틸렌(L-LDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도폴리에틸렌(HDPE)중의 어느 하나이거나 에틸렌과 비닐과아세테이크를 공중합시킨 EVA와의 혼합물이다. 이들은 2.8∼10중량%를 배합하며 2.8%보다적으면 강도가 약해지며, 10%보다 많이 배합되면 강도가 좋아지나 탄성이 적어져 쉽게 파손되며, 인장강도도 약화된다. EVA와 폴리에틸렌의 배합비는 30∼100중량% : 0∼30중량%가 가장 적당하며 중, 고밀도 폴리에틸렌일수록 첨가량이 적어진다.

본 발명의 고무류는 합성고무 : 천연고무를 0∼45중량% : 45∼100중량%의 비율로 배합되며 폴리에틸렌의 특성이 강할수록 천연고무의 배합을 높이며 탄성이 필요한 제품일수록 천연고무배합비를 높인다. 이들은 2.5중량%보다 적게 배합시 고무로서의 탄성, 수축율이 문제가 있어 가공후 적응성이 크게 떨어지며, 8중량%보다많이 배합시 탄성은 좋아지나 폴리에틸렌 등의 첨가량이 적어지게 되어 강도가 약화되고 쉽게 열변성 되어버린다.

본 발명의 프로세스유는 주로 믹싱과정에서 타성분들의 혼련이 용이하고 가공성을 높이기 위한 것으로서 3.5중량%보다 적게 배합하면 가공배합성이 떨어져 충분한 혼련이 되지 못하며, 10중량%보다 많이 배합시 성분간 미끄럼현상이 발생되어 혼련이 잘되지 못한다.

본 발명의 또다른 실시예로서 차음,내진,내열등의 재질로 사용후 폐기되어오던 폴리우레탄적층된 것을 원료로 재사용하는 것이다. 사용가능한 것은 인슐레이숀쉬이트조성물에 대하여 폴리우레탄발포층이 적층된 폐인슐레이숀쉬이트를 전체 중량에 대하여 0.1 내지 1.5 중량%를 배합하는 것으로서 여기서 폐인슐레이숀쉬이트는 본발명의 조성비에의하여 제조된 쉬이트를 기재로 제조된 것이다.인슐레이숀쉬이트에 대하여 사용되는 폴리우레탄발포층의 무게는 폐인슐레이숀전체무게에 대하여 0.1 내지 1.5중량%를 적층한 것이다.이같은 조성에 있어서 폴리우레탄의 사용량이 적을수록 성능이 양호하여지나 1.5중량%까지 배합하여도 성능에 있어 문제가 없었으며, 1.5중량%보다 많이 첨가하면 제품에 크랙이 발생하거나 탄성,내구성등에 문제가 있었다.

이상의 구성에 따른 구체적 실시예는 다음과 같다.

본 발명의 차음재 쉬이트 조성물의 제조방법은

1. 조성물등을 니더(Kneader)기 또는 반부리(Banbubry mixer)에 혼합과 혼련하여 압출기에서 T-다이와 로울러을 통해 쉬이트를 만드는 방식(T-다이방식)

2. 조성물등을 니더(Kneader)기 또는 반부리(Banbubrymixer)에 혼합과 혼연하여 압출 및 압연(Calendering)에서 만드는 방식(Calendering방식)

이상의 본 발명의 조성물을 이용한 압출T-다이와 칼렌다기를 이용한 구체적인 쉬이트를 다음과 같이 제조하여 각각의 경우에 대한 실험을 하였다.

실시예 1

중량을 기준으로 탄산칼슘80%, 에틸렌과 헥센의 공중합체6.7%, 에틸비닐아세데이트 삼원공중합체(EVA) 4.0%, 나프텐유 3%, 칼슘스테아레이트 0.3%, 카본블랙 0.5%를 니더(Kneader)기에 넣고 15내지 20분간 혼련한후 실린더온도를 120도 내지 170도를 유지하는 실린더를 거쳐 T-다이온도 100도 내지 180도로 두께2.0mm의 쉬이트를 제조하였다.

이하 모든 실시예는 실시예1과 동일한 방법으로 제조하였다.

실시예2

실시예3

실시예4

실시예 5

실시예6

실시예7

실시예8

실시예9

실시예10

실시예11

실시예12

실시예13

실시예14

실시예15

실시예16

실시예17

실시예18

실시예19

실시예20

실시예21

실시예22

실시예23

실시예24

실시예25

실시예26

실시예27

실시예28

실시예29

실시예30

본 발명의 또다른 실시예로서는 본발명의 쉬이트 조성물로 성형된 쉬이트의 일면에 폴리우레탄을 발포성형하여 융착처리한 인슐레이숀(Insulation)제품중 일정 형태로 가공후 잔류하는 것들이나 폐기처분된 것을 본 발명의 조성물에 첨가하여 사용하는 것이다. 즉, 본 발명의 쉬이트 조성물로 성형된 쉬이트에 폴리우레판발포체를 적용한 것을 10∼15중량%배합하므로서 버려지는 스크랩을 재활용하는 것이다.

구체적으로는 폴리우레탄이 10∼15중량% 융착된 인슐레이숀쉬이트를 본 발명의 쉬이트 조성물에 10∼15중량%배합하여도 최종적인 성능에는 거의 차이가 없으며 이같은 것은 실시예 31내지 실시예 38과 비교실시예4에 의하여 실시시험하였다.

실시예31

실시예32

실시예33

실시예34

실시예35

실시예36

실시예37

실시예38

비교예1

비교예2

비교예3

비교예 4

시험실시예 1 내지 30 및 비교예 1 내지 3 시험결과

상기 실시예 1 내지 30 및 비교예 1 내지 3 시험방법 및 규격은 자동차 규격(SPEC)에 의해 시험방법으로 하였슴.

시험방법 : 대우자동차사가 규정한 시험방법 EDS M-6704 EDS T-7604.7641,7602

현대자동차사가 규정한 시험방법 MS 256-31

한국시험규격 KSM 6518 에 의거 시험하였슴.

방음측정결과

Claims

에틸렌과 옥텐,부텐, 헥센, 데센과 같은 알파올레핀의 공중합체 4.0∼15.0중량%에 폴리에틸렌 또는 에틸렌과 초산비닐의 공중합체로 구성되는 에틸렌계수지류중의 어느 하나 또는 이들의 혼합물로 구성되는 공중합체2.8∼10중량%,

스티렌-부타디엔고무(SBR) , 폴리클로로프렌고무(CR) , 부타디엔-아크릴니트릴고무(NBR), 이소부틸렌-이소프렌고무(IIR), 폴리부타디엔고무(BR), 폴리이소프렌고무(IR)과 같은 디엔계고무, 에틸렌-프로필렌 공중합체(EPM), 에틸렌-프로필렌-디엔삼원공중합체(EPDM), 하이프론, 아크론고무(아크릴산에스테르공중합체)등과 같은 비디엔계고무로 구성되는 합성고무와 천연고무중의 어느하나 또는 이들의 혼합물로 구성되는 고무 2.5∼8.0중량%,

나프텐, 파라핀계과 같은 방향족계 또는 파라핀계 오일과 브로운 아스팔트 중의 어느하나 또는 이들의 혼합물로 구성되는 프로세스유3.5∼10.0중량%,

칼슘, 바륨, 마그네슘, 납과 같은 금속의 스테아린산중의 어느 하나 또는 이들의 혼합물로 구성되는연화제0.2∼0.8중량%,

탄산칼슘, 황산바륨, 중정석(Barytes), 백연화, 규산칼슘, 클레이, 탈크중의 어느하나 또는 이들의 혼합물로 구성되는 충진제 68∼87중량%,

카본블랙, 유기안료, 안료와 합성수지가 혼합된 마스터 뱃치형안료, 활성탄 중의 어느하나 또는 이들의 혼합물로 구성되는 착색제 0∼2.0중량%로 구성되는 인슐레이숀쉬이트조성물.
제 1 항에 있어서,

에틸렌과 알파올레핀의 공중합체는 용융지수 0.5∼30dg/분(ASTM D-1238기준), 밀도 0.860∼0.92gm/cc(ASTM D-792기준), 쇼어경도60∼89(ASTM D-2240기준)인 것을 특징으로하는 인슐레이숀쉬이트조성물
제 1 항에 있어서,

폴리에틸렌은 직쇄상저밀도 폴리에틸렌(L-LDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도폴리에틸렌(HDPE)중의 어느 하나이거나 에틸렌과 비닐과아세테이트를 공중합시킨 EVA와의 혼합물인 것을 특징으로하는 인슐레이숀쉬이트조성물.
제 1 항에 있어서,

합성고무 : 천연고무가 0∼45중량% :45∼100중량%의 비율로 배합되며 폴리에틸렌의 특성이 강할수록 천연고무의 배합을 높이며 탄성이 필요한 제품일수록 천연 고무배합비를 높이는 것을 특징으로하는 인슐레이숀쉬이트조성물.
제 1 항에 있어서,

인슐레이숀쉬이트조성물의 전체중량에 대하여 발포폴리우레탄:인슐레이숀쉬이트가 0.1내지1.5중량%:99.1-98.5중량%로 배합된 폐인슐레이숀쉬이트를 0.1내지 1.5중량%배합하여주는 것을 특징으로 하는 인슐레이숀쉬이트조성물.