KR100367888B1 - 에너지 변환 조성물 - Google Patents

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KR100367888B1
KR100367888B1 KR10-1998-0706075A KR19980706075A KR100367888B1 KR 100367888 B1 KR100367888 B1 KR 100367888B1 KR 19980706075 A KR19980706075 A KR 19980706075A KR 100367888 B1 KR100367888 B1 KR 100367888B1
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야수유키 오히라
미쯔오 호리
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씨씨아이 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 역학적 에너지라든가 열에너지, 광에너지 또는 전기에너지로 불리우는 에너지를 흡수하고 변환하는 기능을 가지며, 이 성능이 매우 우수하고, 두께라든가 용적을 얇거나 작게 할 수 있는 에너지 변환 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 에너지 변환 조성물은 모재(母材)중에, 상기 모재에 있어서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성 성분을 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 에너지 변환 조성물은, 예를 들어 제진(制振)재료, 흡음(吸音)재료, 충격 흡수재, 방진(防振)재료, 전자파 흡수재, 압전(壓電)재료, 흡열재료, 또는 극성 액체 등의 재료로서 적용할 수 있다.
본 발명은 역학적 에너지라든가 열에너지, 광에너지 또는 전기에너지로 불리우는 에너지를 흡수하고 변환하는 기능을 가지며, 이 성능이 매우 우수하고, 두께라든가 용적을 얇거나 작게 할 수 있는 에너지 변환 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 에너지 변환 조성물은 모재(母材)중에, 상기 모재에 있어서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성 성분을 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 에너지 변환 조성물은, 예를 들어 제진(制振)재료, 흡음(吸音)재료, 충격 흡수재, 방진(防振)재료, 전자파 흡수재, 압전(壓電)재료, 흡열재료, 또는 극성 액체 등의 재료로서 적용할 수 있다.

Description

에너지 변환 조성물
종래, 제진재(制振材)와 같은 진동 에너지를 흡수하는 재료로서는 염화비닐계 수지에 가소제를 첨가한 연질의 염화비닐계 수지가 알려져 있다.
이 연질 염화비닐계 수지는 진동에너지를 수지 내부에서 마찰열로서 소비하는 것으로 그 감쇠가 일어나도록 되어 있지만 충분한 진동의 흡수, 감쇠가 가능하지는 않았다.
또한, 진동 에너지를 흡수하여 변환하는 액체재료로서는, 예를 들어 일본 특허공개 평5-332047호에 개시되어 있는 바와 같이 글리콜류 등을 주성분으로 하는 점성유체가 있는데, 이 점성유체에 전장을 형성하여 당해 점성유체의 점도를 진동의 양상에 따라 적의 변화시키는 것에 의해 매우 효과적이고 확실하게 진동에너지를 흡수하도록 한 것이다.
그러나, 이 액체재료에 있어서는 대지진 등 거대한 진동에너지가 구조물에 가해질 경우에는 이에 대응하기 위하여 다량의 액체재료가 필요하다. 또한 당해 액체재료는 시간 경과에 따라 산화 열화하여 성능이 저하되기 때문에, 소정의 기간 경과후에는 당해 재료를 교체해 넣지 않으면 안되어 그 사용량이 막대하게 된다. 이와 같은 사정으로 인하여 보다 효과적으로 소량에서도 충분한 진동에너지 흡수성이 얻어지는 재료가 요구되고 있다.
또, 흡음재료와 같이 소리 에너지를 흡수하는 재료로서는 글라스울로 이루어진 것이 알려져 있다. 이 흡음재에 있어서는 음이 섬유표면에 충돌하면서 빠져나가는 경우에 마찰열로서 소비하는 것으로 그 감쇠가 이루어지도록 되어 있다.
그러나 이 흡음재료에서 충분한 흡음성을 확보하려면 어느 정도의 두께가 필요하고, 1000 Hz 이하, 특히 500 Hz 이하의 저음파의 음을 확실히 흡음하는 것은 가능하지 않다.
또한, 충격흡수재와 같은 충격 에너지를 흡수하는 재료로서는 일본 특허공개 평6-300071호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 발포체 중에 단섬유(短纖維)를 분산시키는 것이 제안되어 있다. 이 충격흡수재는 충격에 대하여 발포체가 서서히 붕괴되어 가면서 충격의 흡수가 이루어지는 동시에, 발포체 중에 함유된 단섬유가 결합재와 같이 작용하여 당해 발포체의 인장 강도를 높여 국소에 집중하는 충격하중에 의한 발포체의 분쇄를 억제하도록 되어 있다.
그러나, 이 충격흡수재에 있어서 충분한 충격흡수성능을 확보하기 위해서는 일정한 두께, 체적을 필요로 하여 그 공간이 확보되지 않는 용도에는 사용할 수 없게 되어 있다.
또한, 전자파 실드재와 같은 전자파 에너지를 흡수하는 재료로서는, 예를 들어 일본 특허공개 평5-255521호 공보에 개시되어 있는 것이 있다. 이 재료는 250∼400 nm 파장의 자외선을 흡수하여 일단 흡수된 자외선에 의해 재료를 구성하는 분자가 여기(勵起)상태로 여기하고 열에너지로 변환하여 방출한다는 시스템을 갖는 자외선 흡수성 화합물에 의해 이루어진 것이다.
이 재료를 이용하여 자외선 흡수 시트를 제작하는 경우, 일반적으로 충분한 흡수성을 확보하기 위하여 적어도 10∼20 mm 정도의 두께로 하고 있다. 이 때문에, 가시광선의 투과도가 손상되어 충분한 밝기가 얻어지지 못한다는 단점이 잇다.
이와 같은 사정으로, 업계에서는 보다 얇고 밝기를 손상하지 않는 시트가 요구되고 있다.
또한, 방진재료로서는 가공성, 기계적 강도, 재료 가격의 면에서 우수한 부틸고무라든가 NBR 등의 고무재료가 많이 사용되고 있다.
그러나 이들 고무재료는 일반 고분자 중에서는 가장 감쇠성(진동에너지의 전달 절연 성능, 또는 전달 완화 성능)이 우수한 것이지만 고무재료 단독을 방진재료로서 사용하는 것은 감쇠성이 낮기 때문에, 예를 들어 건축물이라든가 기계류의 방진구조에는 고무재와 동판을 적층한 적층체, 또는 여기에 소성변형으로 진동에너지를 흡수하는 연(鉛)고무라든가 오일 댐퍼를 조합한 복합형태로 사용되고 있다.
종래의 방진재료로서의 고무재료는 상기와 같이 단독으로는 사용할 수 없고 복합화가 부득이하기 때문에, 필연적으로 그 방진구조도 복잡한 것으로 되어 버려 방진재료 자신, 고무재료 자신의 고감쇠성이 요구되고 있다.
또한, 예를 들어 도트 프린터 등에 적용되는 액츄에이터를 구성하는 전기에너지 변환재료로서는 세라믹 등이 있다. 이 재료에 의해 인출되는 압전효과(변위량)는 극히 적어, 보다 고성능화가 요구되고 있다.
또한, 흡열섬유와 같이 열에너지를 흡수하여 변환하는 재료로서는 일본 특허공개 평5-5215호 공보에 개시되어 있는 것이 있다. 이 흡열재료는 폴리에틸렌 아디페이트라든가 폴리펜타메틸렌 아디페이트, 폴리테트라메틸렌 글루타레이트 등의 직쇄지방족 카르본산 성분과 직쇄지방족 디올 성분으로 이루어지는 중합체인데, 당해 중합체가 융해하는 경우에 흡수하는 융해열에 의해 흡열성이 발현되도록 되어 있다.
그러나 이 흡열재료에서 충분한 흡열성을 확보하기 위해서는 다량의 중합체를 필요로 하고 있다.
또한, 트랜스 냉각액, 엔진 냉각액, 금형 냉각액 등의 고잠열 매체에는 글리콜류 등을 주성분으로 하는 점성 유체가 사용되고 있다. 이들 냉각액에서는 다음 식으로 나타내는 바와 같은 잠열이 높을수록 냉각능력도 높게 되고 있다.
(ΔH-RT)/V=(SP)2ΔH: 잠열, SP: SP 값(용해도 파라메타)
SP 값은 극성을 나타내고, 쌍극자가 많으면 크게 된다. 이 SP 값이 가장 큰 것이 물이지만, 물의 사용은 라디에이터를 부식시키는 폐해를 초래하여 사용에 적당하지 않다. 한편, 글리콜류는 방청효과가 우수한 것이지만 잠열은 낮다고 하는 과제가 있다.
이상 기술한 바와 같이, 종래의 에너지 변환 조성물에 있어서는 성능이 불충분하고, 소정의 성능을 얻기 위해서는 어느 정도의 두께라든가 용적이 필요하다는 단점이 있다.
본 발명자는, 역학적 에너지라든가 열에너지, 광에너지 또는 전기에너지 등의 에너지를 흡수하고 변환하는 기능을 갖는 에너지 변환 조성물에 대하여 예의 연구를 거듭한 결과, 당해 조성물에 있어서 쌍극자 모멘트량이 당해 조성물의 에너지 흡수, 변환 기능에 깊은 관계를 갖고 있어, 당해 조성물에 있어서의 쌍극자 모멘트량을 높이는 것에 의해 당해 조성물의 에너지 흡수성, 변환기능을 향상시킬 수 있음을 발견하였다.
또한, 본 발명자는 이 연구를 통하여 당해 조성물이 갖는 유전손율(誘電損率)과 에너지 흡수성, 변환기능에 대해서도 상관이 있고, 유전손율이 높은 것일수록 에너지 흡수성, 변환기능이 높다는 것을 발견하게 되었다.
본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 역학적 에너지라든가 열에너지, 광에너지 또는 전기 에너지 등의 에너지를 흡수하고 변환하는 기능을 가지며, 그 성능이 매우 우수하고, 두께라든가 용적을 얇거나 작게하는 것이 가능한 에너지 변환 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 역학적 에너지라든가 열에너지, 광에너지 또는 전기에너지로 불리우는 에너지를 흡수하고 변환하는 기능을 갖는 에너지 변환 조성물에 관한 것이다.
도 1은 모재에서의 쌍극자를 나타낸 모식도,
도 2는 에너지가 가해진 때 모재에서의 쌍극자의 상태를 나타낸 모식도,
도 3은 활성성분이 배합된 때 모재에서의 쌍극자의 상태를 나타낸 모식도,
도 4는 모재에서의 유전율(ε')과 유전손율(ε")의 관계를 나타낸 그래프,
도 5는 실시예 1 및 비교예 1의 온도와 탄성탄젠트(tanδ)의 관계를 나타낸 그래프,
도 6은 실시예 2∼5 및 비교예 2의 온도와 탄성탄젠트(tanδ)의 관계를 나타낸 그래프,
도 7은 실시예 6∼9 및 비교예 3의 온도와 탄성탄젠트(tanδ)의 관계를 나타낸 그래프,
도 8은 실시예 10∼12 및 비교예 4의 온도와 탄성탄젠트(tanδ)의 관계를 나타낸 그래프,
도 9는 비교예 5∼9의 온도와 탄성탄젠트(tanδ)의 관계를 나타낸 그래프,
도 10은 실시예 13 및 14와 비교예 10의 각 시험편의 각 온도에서의 손실계수(η)를 나타낸 그래프,
도 11은 샘플 1∼6의 각 시험편의 각 온도에서의 손실계수(η)를 나타낸 그래프,
도 12는 샘플 7∼10의 각 시험편의 각 온도에서의 손실계수(η)를 나타낸 그래프,
도 13은 샘플 11∼13의 각 시험편의 각 온도에서의 손실계수(η)를 나타낸 그래프,
도 14은 샘플 14∼17의 각 시험편의 각 온도에서의 손실계수(η)를 나타낸 그래프,
도 15는 본 발명의 흡음재료로 이루어지는 흡음필름을 나타낸 모식도,
도 16은 본 발명의 흡음재료로 이루어지는 흡음섬유를 함유하는 흡음시트를 나타낸 모식도,
도 17은 본 발명의 흡음재료를 함유하는 흡음 발포성형물을 나타낸 모식도,
도 18은 본 발명의 흡음재료로 이루어지는 흡음시트를 흡음재료 내부에 배치한 상태를 나타낸 모식도,
도 19는 본 발명의 흡음재료로 이루어지는 흡음섬유를 함유하는 연속기포형 발포 폴리우레탄 성형물을 나타낸 모식도,
도 20은 본 발명의 흡음재료로 이루어지는 흡음섬유를 구성섬유의 일부로 하여 제조한 종이를 나타낸 모식도,
도 21은 본 발명의 흡음재료로 이루어지는 흡음섬유를 구성섬유의 일부로 하여 섬유 성형한 직물을 나타낸 모식도,
도 22는 샘플 4의 각 주파수에서의 흡음율을 나타낸 그래프,
도 23은 샘플 3의 각 주파수에서의 흡음율을 나타낸 그래프,
도 24는 샘플 2의 각 주파수에서의 흡음율을 나타낸 그래프,
도 25는 샘플 1의 각 주파수에서의 흡음율을 나타낸 그래프,
도 26은 실시예 15∼17 및 비교예 11∼13의 흡음시트의 각 온도에서의 역학적 손실탄젠트(tanδ)을 나타낸 그래프,
도 27은 실시예 15 및 비교예 11의 흡음시트의 각 주파수에서의 흡음율을 나타낸 그래프,
도 28은 실시예 16 및 비교예 12의 흡음시트의 각 주파수에서의 흡음율을 나타낸 그래프,
도 29는 실시예 17 및 비교예 13의 흡음시트의 각 주파수에서의 흡음율을 나타낸 그래프,
도 30은 실시예 18∼20 및 비교예 14의 시험편의 각 주파수에서의 흡음율을 나타낸 그래프,
도 31은 실시예 21 및 비교예 15의 시험편의 각 주파수에서의 흡음율을 나타낸 그래프,
도 32는 충격흡수성이 우수한 충격흡수재를 이용한 신발을 나타낸 모식도,
도 33은 충격흡수성 단섬유로 이루어지는 부직포층을 설치한 기브스를 나타낸 모식도,
도 34는 충격흡수부재로 구성된 자전거 안장의 상장을 나타낸 모식도,
도 35는 충격흡수부재로 구성된 충격흡수성 자전거 손잡이를 나타낸 모식도,
도 36은 실시예 22 및 비교예 16, 비교예 17, 비교예 18, 비교예 19 및 비교예 20의 각 샘플의 두께와 반발탄성과의 관계를 나타낸 그래프,
도 37은 반발탄성 측정장치를 나타낸 정면도,
도 38은 동 측면도,
도 39는 반발탄성의 측정장치의 요부를 나타낸 정면도,
도 40은 동 측면도,
도 41은 실시예 22, 실시예 23, 실시예 24, 실시예 25 및 비교예 21의 각 샘플의 두께와 반발탄성과의 관계를 나타낸 그래프,
도 42는 충격흡수부재를 나타낸 확대사시도,
도 43은 실시예 26, 비교예 22, 23 및 24의 각 충격흡수부재의 진동가속도 레벨을 측정하는 장치를 모식적으로 나타낸 모식도,
도 44는 실시예 26, 비교예 22, 23 및 24의 각 충격흡수부재의 진동가속도 레벨을 나타낸 그래프,
도 45는 실시예 27, 비교예 25 및 종래 제품 1∼5의 손잡이 테이프의 진동가속도 레벨 dB를 측정하는 장치를 모식적으로 나타낸 측면도,
도 46은 동 평면도,
도 47은 실시예 27, 비교예 25 및 종래 제품 1∼5의 손잡이 테이프의 진동가속도 레벨 dB를 나타낸 그래프,
도 48은 실시예 28∼31, 비교예 26∼33의 각 충격흡수부재의 진동가속도 레벨을 측정하는 장치를 모식적으로 나타낸 모식도,
도 49는 도 48에 나타낸 장치에 의해 측정된 실시예 28∼31, 비교예 26∼33의 각 충격흡수부재의 진동가속도 레벨을 나타낸 그래프,
도 50은 실시예 28∼31, 비교예 26∼33의 각 충격흡수부재를 안전화(JIS 규격품) 내에 배치하고 이들의 진동가속도 레벨을 측정하는 장치를 모식적으로 나타낸 모식도,
도 51은 도 50에 나타낸 장치에 의해 측정된 실시예 28∼31, 비교예 26∼31의 각 충격흡수부재의 진동가속도 레벨을 나타낸 그래프,
도 52는 실시예 32∼35 및 비교예 34의 시험편의 각 주파수에서의 전자파 흡수성능을 나타낸 그래프,
도 53은 실시예 36∼39 및 비교예 35의 전자파 흡수층의 각 주파수에서의 전자파 흡수성능을 나타낸 그래프,
도 54는 실시예 40∼42 및 비교예 36의 각 압전재료의 압전성능을 측정하는 장치를 모식적으로 나타낸 모식도,
도 55는 흡열성 펠렛을 나타낸 모식도,
도 56은 면진장치(免震裝置)의 케이싱과 이 케이싱 내에 충전된 점성유체를 나타낸 모식도,
도 57은 종래의 비구속형 제진재와 구속형 제진재의 손실계수와 진동에너지 흡수율과의 관계를 나타낸 그래프,
도 58은 시트상으로 성형한 것과 파형으로 성형한 것을 적층하여 주름 가공을 시행한 충격흡수재의 요부 확대 정면도,
도 59는 도 61에 나타낸 형태의 충격흡수재의 상하면에 시트상으로 성형한 충격흡수재를 겹쳐 일체화한 충격흡수재의 요부 확대 정면도,
도 60은 발포성형한 충격흡수재의 요부 확대 단면도,
도 61은 통상으로 성형하고 이를 다수 나란히 연결한 충격흡수재의 요부 확대 사시도.
도 62는 허니컴 상으로 성형한 충격 흡수재의 요부 확대 사시도,
도 63은 본 발명의 충격흡수부재를 내장한 프론트 포크를 모식적으로 나타낸 모식도,
도 64는 본 발명의 충격흡수부재를 내장한 프론트 포크의 다른 예를 모식적으로 나타낸 모식도,
도 65는 도 64에 나타낸 프론트 포크의 다른 상태를 나타낸 확대 단면도,
도 66은 본 발명의 손잡이 테이프를 나타낸 확대 단면도,
도 67은 본 발명의 손잡이 테이프의 다른 태양을 나타낸 확대 단면도,
도 68은 본 발명의 손잡이 테이프의 또 다른 태양을 나타낸 사시도,
도 69는 본 발명의 신발 밑창을 사용한 신발을 모식적으로 나타낸 모식도.
본 발명의 에너지 변환 조성물은, 예를 들어 비구속형 제진시트, 구속형 제진시트, 제진도료, 제진종이, 아스팔트계 제진재(자동차 플로어), 아스팔트 도로(靜音도로) 등의 용도에 이용되는 제진재료, 흡음시트, 흡음 섬유(fiber, strand), 흡음 발포체, 흡음 필름, 흡음 성형체 등의 용도에 사용되는 흡음 재료, 트레이닝 슈즈 등의 신발 밑창, 보호기, 헤드 기어, 기브스, 매트, 지지대, 자전거용 또는 오토바이용의 손잡이라든가 안장, 프론트 포크, 테니스용 라켓, 배드민턴용 라켓, 야구의 배트, 골프 클럽 등 스포츠용구의 손잡이 단부, 자전거라든가 오토바이 등의 핸들의 손잡이 단부, 또는 해머 등 공구의 손잡이 단부 등에 사용되어 충격 진동을 완화하는 테이프, 슬리퍼, 총 저부, 어깨 패드, 방탄 조끼 등 광범위한 용도에 사용되는 충격흡수재, 방진 고무라든가 방진용 성형품 등의 용도에 사용되는 방진 고무 재료, X선 흡수 시트라든가 자외선 흡수 시트 등의 용도에 사용되는 전자파 실드재, 모터라든가 도트 프린터 등의 용도에 사용되는 액츄에이터 재료(압전재료), 흡열 섬유, 흡열성 펠렛 등의 용도에 사용되는 흡열 재료, 방진 장치에서의 점성유체, 엔진마운트액, 쇽업소버 오일, 전원트랜스 냉각액, 엔진 냉각제, 바닥 난방용 열매체, 태양열용 열매체 등의 용도에 사용되는 극성액체 등의 재료로서 적용하는 것이 가능하다.
본 발명의 에너지 변환 조성물은 모재중에, 상기 모재에서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분이 함유되어 있는 것을 특징으로 한다.
모재로서는 특히 한정되지는 않으며, 예를 들어 당해 에너지 변환 조성물을 제진재료에 적용하는 경우 모재에는 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리불화비닐리덴, 폴리이소프렌, 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 천연 고무(NR), 이소프렌고무(IR) 등의 고분자 재료, 이들을 혼합한 것 등을 사용할 수 있다. 이중에서도 폴리염화비닐은 성형성이 좋고 값이 저렴하다는 점에서 바람직하다.
또한, 당해 에너지 변환 조성물을 흡음 재료라든가 충격 흡수재, 전자파 흡수재, 흡열 재료, 극성 재료 등에 적용하는 경우, 모재는 상기 제진재료와 동일한 상술한 고분자 재료에 더하여, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리염화비닐리덴, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐알콜, 셀룰로즈 등의 고분자 재료도 사용할 수 있다. 특히, 흡음 재료로서 사용하는 경우에는 상술한 고분자 재료에 발포제를 가하여 발포시켜 연속기포형 발포체, 또는 발포섬유로 하는 것이 흡음성을 보다 높일 수 있다.
또한, 당해 에너지 변환 조성물을 방진 고무 등에 적용하는 경우, 모재는 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 천연 고무(NR), 이소프렌 고무(IR) 등의 고무류를 사용할 수 있다. 또한, 극성 액체로서 적용하는 경우에는 모재로서 글리콜류라든가 물을 사용한다.
또한, 모재중에는 상술한 성분 이외에, 예를 들어 운모 인편, 유리편, 유리섬유, 카본섬유, 탄산칼슘, 바라이트(barite), 침강 황산바륨 등의 물질이라든가, 부식방지제, 염료, 산화방지제, 제진제, 안정제, 습윤제 등을 필요에 따라 적의 첨가할 수 있다.
상술한 성분에 의해 구성된 모재는 진동, 음, 충격, 전기, 압력, 광, 열 등의 에너지가 가해지는 곳에서, 도 2에 나타낸 바와 같이 모재 11 내부에 존재하는 쌍극자 12에 변위가 발생한다. 쌍극자 12에 변위가 발생한다는 것은 모재 11 내부에서 각 쌍극자 12가 회전하거나 위상이 어긋나거나 하는 것을 말한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 에너지가 가해지기 전의 모재 11 내부에서 쌍극자 12의 배치상태는 안정한 상태에 있다고 한다. 그러나, 도 2에 나타낸 바와 같이 에너지가 가해지는 것으로 모재 내부에 존재하는 쌍극자 12에 변위가 생길 때, 모재 11 내부에서 각 쌍극자 12는 불안정한 상태로 배치되게 되어 각 쌍극자 12는 도 1에 나타낸 안정한 상태로 되돌아가려고 한다.
이 때, 에너지의 소비가 생기는 것이다. 모재 내부에서 쌍극자의 변위, 쌍극자의 복원작용에 의한 에너지 소비를 통하여 진동 감쇠, 흡음, 충격 흡수, 방진, 잔자파 흡수, 또는 흡열이라는 효과가 발생하는 것으로 생각된다.
이와 같은 에너지의 흡수, 변환의 메카니즘을 고려할 때, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 모재 11 내부에서의 쌍극자 모멘트의 양이 크게 관여하는 것이 이해된다. 즉, 모재 11 내부에서의 쌍극자 모멘트의 양이 클 때, 그 모재가 갖는 에너지 흡수성, 변환 기능은 높게 되는 것이다.
모재에 있어서의 쌍극자 모멘트의 양은 상술한 모재를 구성하는 성분의 종류에 따라 여러 가지로 달라지게 된다. 또한, 동일한 모재 성분을 사용하여도, 에너지가 가해질 때의 온도에 따라 모재에 발생하는 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 또한, 모재에 가해진 에너지의 종류, 크기에 의해서도 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 이 때문에, 에너지 변환 조성물로서 적용하는 때의 온도, 에너지의 종류, 크기 등을 고려하여 그때 가장 큰 쌍극자 모멘트량으로 되는 모재성분을 적의 선택하여 사용하는 것이 요망된다.
단, 모재를 구성하는 성분의 선택에 있어서는, 모재에서의 쌍극자 모멘트량 만으로 한정되지는 않고, 당해 에너지 변환 조성물에 적용된 용도라든가 사용형태에 따라 취급성, 성형성, 입수 용이성, 온도성능(내열성이라든가 내한성), 내후성, 가격 등도 고려할 것이 요먕된다.
이 모재를 구성하는 성분에, 모재에서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성 성분이 배합되어 있다. 활성성분은 모재에서의 쌍극자 모멘트의 양을 비약적으로 증가시키는 성분으로, 당해 활성성분 자체의 쌍극자 모멘트량이 큰 것, 또는 활성성분 자체의 쌍극자 모멘트량은 작아도 당해 활성성분을 배합하는 것에 의해 모재에서의 쌍극자 모멘트량을 비약적으로 증가시키는 것이 가능한 성분을 말한다.
예를 들어 소정의 온도 조건, 에너지의 크기로 할 때 모재 11에 생기는 쌍극자 모멘트의 양이, 이에 활성성분을 배합하는 것에 의해 도 3에 나타낸 바와 같이 동일한 조건 하에서의 3배라든가 10 배의 양으로 증가하게 되는 것이다. 이에 따라, 전술한 에너지가 가해질 때의 쌍극자의 복원작용에 의한 에너지 소비량도 비약적으로 증대하게 되고, 예측을 훨씬 초월하는 에너지의 흡수, 변환성능이 생기게 된다고 생각된다.
이와 같은 작용효과를 유도하는 활성성분으로서는, 예를 들어 N,N-디사이클로헥실벤조티아질-2-설펜아미드(DCHBSA), 2-머캡토벤조티아졸(MBT), 디벤조티아질설파이드(MBTS), N-사이클로헥실벤조티아질-2-설펜아미드(CBS), N-tert-부틸벤조티아질-2-설펜아미드(BBS), N-옥시디에틸렌벤조티아질-2-설펜아미드(OBS), N,N-디이소프로필벤조티아질-2-설펜아미드(DPBS) 등의 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물;
벤젠환에 아졸기가 결합된 벤조트리아졸을 모핵으로 하고. 여기에 페닐기가 결합된 2-{2'-하이드록시-3'-(3",4",5",6" 테트라하이드로프탈이미드메틸)-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸(2HPMMB),2-{2'-하이드록시-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸(2HMPB), 2-{2'-하이드록시-3'-t-부틸-5'-메틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸(2HBMPCB), 2-{2'-하이드록시-3',5'-디-t-부틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸(2HDBPCB) 등의 벤조트리아졸기를 갖는 화합물; 및
에틸-2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트 등의 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 들 수 있다.
활성성분에서의 쌍극자 모멘트량은 모재에서의 쌍극자 모멘트량과 마찬가지로 활성성분의 종류에 따라 여러 가지로 달라진다. 또한, 동일의 활성성분을 사용하여도 에너지가 가해질 때의 온도에 따라, 모재에 생기는 쌍극자 모멘트의 양도 변화한다. 또한, 모재에 가해지는 에너지의 종류, 크기에 의해서도 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 이 때문에, 에너지 변환 조성물로서 적용할 때의 온도, 에너지의 종류, 크기를 고려하여 그 때의 가장 큰 쌍극자 모멘트량으로 되는 활성성분을 선택하여 사용할 것이 요망된다.
제진재료라든가 흡음재료 등과 같이 고분자 재료를 모재로 하는 경우에는 이 모재에 배합하는 활성성분을 결정하는 데 있어서, 활성성분과 모재를 구성하는 성분과의 배합 용이성, 즉 SP 값을 고려하여 이 값이 가까운 것을 선택하는 것도 좋다.
본 발명의 에너지 변환 조성물은, 상기 모재성분 및 활성성분, 및 필요에 따라 충전제라든가 염료 등을 배합하거나, 또는 배합물을 필름상, 섬유상, 또는 블록상 등으로 성형 또는 방사하는 것에 의해 얻어질 수 있다. 상기 모재성분 및 활성성분 등을 배합하고, 이 배합물을 필름상, 섬유상, 또는 블록상 등으로 성형 또는 방사하는 때의 성형방법 또는 방사방법은 종래 공지의 방법을 이용할 수 있다.
이하, 본 발명의 에너지 변환 조성물에 대하여 상세히 설명한다. 먼저, 본 발명을 제진재료에 적용한 경우의 형태에 대하여 설명한다. 본 발명의 제진재료는 모재중에 활성성분이 함유되어 있는 것이다.
모재는 특별히 한정되지는 않지만, 구체적으로는 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리불화비닐리덴, 폴리이소프렌, 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 천연 고무(NR), 이소프렌고무(IR) 등의 고분자 재료, 이들을 혼합한 것 등을 들 수 있다. 이중에서도 폴리염화비닐은 성형성이 좋고 값이 저렴하다는 점에서 바람직하다.
여기에서 쌍극자 모멘트량과 진동 에너지의 흡수성능과의 관계에 대하여 설명한다. 도 1에는 진동 에너지가 전달되기 전의 모재 11 내부에서의 쌍극자 12의 배치상태를 나타내었다. 이 쌍극자 12의 배치상태는 안정된 상태에 있다고 할 수 있다. 그러나, 진동 에너지가 전달되는 것으로, 모재 11 내부에 존재하는 쌍극자 12에는 변위가 발생하여, 도 2에 나타낸 바와 같이 모재 11 내부에서의 각 쌍극자 12는 불안정한 상태에 놓이게 되고, 각 쌍극자 12는 도 1에 나타낸 바와 같은 안정한 상태로 되돌아가려고 한다.
이 때, 에너지의 소비가 발생하게 된다. 그래서 모재 11 내부에서의 쌍극자의 변위, 쌍극자의 복원작용에 의한 에너지 소비를 통하여 진동 에너지의 흡수가 생기는 것으로 생각된다.
이와 같은 진동 감쇠의 메카니즘으로부터, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같은 모재 11 내부에서의 쌍극자 모멘트의 양이 커지면 커질수록 이러한 모재 11이 갖는감쇠성도 커지게 되는 것으로 생각된다. 이로부터, 모재를 구성하는 성분으로서 분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이 원래 큰 것을 사용하는 것은, 보다 높은 진동 에너지의 흡수성능을 확보한다는 점에서 매우 유용한 것이 된다.
분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이 원래 큰 것으로서는 극성 고분자를 들 수 있다. 이 극성 고분자로서, 구체적으로는 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 아크릴 고무(ACR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 및 클로로프렌 고무(CR) 등을 들 수 있다. 또한 이들 극성 고분자는 기계적 강도 및 가공성에 있어서도 우수하다.
제진재료는 자동차, 내장재, 건축재, 가전기기 등 광범위한 분야에 적용되는 것으로, 진동 발생 장소에서 사용할 때의 온도(이하 사용 온도 범위로 한다. 구체적으로는 -20 ℃∼40 ℃)에 있어서 진동 에너지의 감쇠성이 최고로 발휘되도록 하는 것은, 제진재료를 각 분야의 재료로 하는 이상 중요한 요소의 하나라고 할 수 있다.
본 발명의 제진재료에서 사용 온도 범위에 있어서 진동 에너지의 흡수성능이 최고로 발휘되도록 하기 위해서는, 사용 온도 범위에서 유리전이점을 갖는 고분자를 모재로서 사용하는 것을 제안하고 있다. 사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자로서는, 구체적으로 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리불화비닐리덴, 폴리이소프렌, 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 등의 고분자에, 디-2-에틸헥실프탈레이트(DOP), 디부틸프탈레이트(DBP), 디이소노닐프탈레이트(DINP) 등의 가소제를 첨가하여 -20 ℃∼40 ℃의 사용 온도 범위에 유리전이점(Tg)을 이동시킨 것, 또는 고분자 자체가 -20 ℃∼40 ℃의 사용 온도 범위에 유리전이점(Tg)을 갖는 아크릴 고무(ACR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 천연 고무(NR), 이소프렌고무(IR), 클로로프렌 고무(CR), 염소화 폴리에틸렌 등의 고분자 등을 들 수 있다.
제진재료에서 모재의 선택에 대해서는, 사용 온도 범위 만으로 한정되지 않고 당해 제진재료가 적용되는 용도라든가 사용형태에 따라 취급성, 성형성, 입수 용이성, 온도성능(내열성이라든가 내한성), 내후성, 가격 등도 고려할 것이 요망된다.
이 모재중에, 모재에서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분이 함유되어 있는데, 활성성분으로서는 전술한 바와 같이, 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이라든가 벤조트리아졸기를 갖는 화합물, 또는 에틸-2-시아노-3, 3'-디페닐아크릴레이트 등의 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물이 바람직하다.
모재중에는 진동 에너지 흡수성능을 향상시키기 위한 목적으로 운모 인편, 유리편, 유리섬유, 카본섬유, 탄산칼슘, 바라이트(barite), 침강 황산바륨 등의 충전제를 충전하는 것도 가능하다.
제진재료는 상기 모재 성분 및 활성 성분, 그리고 필요에 따라 충전제를 배합하는 것에 의해 얻어지는데, 이 경우에는 열로울(heat roll), 밴버리 믹서(Banbury mixer), 이축혼련기, 압출기 등 종래 공지된 용융혼합 장치를 사용할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 제진재료, 즉 모재중에 활성 성분이 함유된 제진재료는 모재에서의 쌍극자 모멘트의 양이 비약적으로 증가하여, 매우 우수한 진동 에너지 흡수성능을 발휘하는데, 제진재료에서의 쌍극자 모멘트의 양은 도 4에 나타낸 A-B 사이에서의 유전율(ε')의 차이로서 나타낸다. 즉, 도 4에 나타낸 A-B 사이에서의 유전율(ε')의 차이가 클수록 쌍극자 모멘트의 양이 크게 된다.
도 4는 유전율(ε')과 유전손율(ε")의 관계를 나타낸 그래프로서, 이 그래프에 나타낸 유전율(ε')과 유전손율(ε") 사이에는 유전손율(ε")=유전율(ε') x 유전탄젠트(tanδ) 라는 관계가 성립된다.
본 발명자는 본 발명을 적용한 제진재료에 대한 연구를 통하여, 여기에서 말하는 유전손율(ε")이 높을수록 진동 에너지 흡수성능도 높다는 것을 발견하게 되었다. 바꾸어 말하면, 고분자의 전자물성을 나타낸 유전탄젠트(tanδ)와 역학적 탄성을 나타낸 탄성탄젠트(tanδ)가 거의 같은 관계에 있는 것을 발견하였다.
이러한 발견을 기초로, 상술한 제진재료에서의 유전손율(ε")을 조사하면서, 주파수 110 Hz에서의 유전손율이 50 이상일 때, 당해 제진재료의 탄성탄젠트(tanδ)의 값도 높고 우수한 진동 에너지 흡수성능을 갖는 것이 밝혀졌다.
본 발명을 적용한 제진재료는 우수한 진동 에너지 흡수성능을 갖는 비구속형 제진재료로서 바람직하게 사용될 수 있다.
제진재료에는 비구속형 제진재와 구속형 제진재의 2가지 타입이 있다. 비구속형 제진재로는 철판 등 기판의 가진(加振)응력에 의한 변형으로부터 생기는 점탄성층(고분자층)의 신축, 및 고분자 내부에서의 마찰에 의해 진동 에너지를 흡수하도록 한 것으로 정의되어 있다.
종래의 비구속형 제진재는 도 57에 나타낸 바와 같이, 진동 에너지의 흡수성능, 예를 들어 손실계수(Loss Factor:η)를 0.1 이상으로 하는 것이 어려워, 그 이상의 성능이 요구되는 경우에는 두께를 두껍게 하거나 또는 제진강판과 같이 점탄성층(고분자층)의 양측이 기판과 구속층의 2계면으로 고정된 구속형 제진재로 하였다.
그러나, 두께를 두껍게 한 비구속형 제진재의 경우 진동 에너지의 흡수성능을 어느 정도 향상시킬 수 있는 것에도 한도가 있으며, 적용 장소의 크기라든가 형상에 맞게 자르거나 절곡하는 가공이 곤란하게 되고, 당해 제진재 자체 중량이 커지게 되어 적용 장소로 취부하는 작업도 용이하지 않다.
한편, 구속형 제진재로 한 경우에는 진동 에너지의 흡수성능을 향상시키는 것이 가능하지만, 점탄성층(고분자층)의 양측에 기판과 구속층을 설치하여 무겁고 가공에도 시간과 노력이 많이 들고 비용도 높게 된다.
비구속형 제진재료는 이와 같은 종래의 비구속형 제진재료에서의 기술적 과제를 해결할 수 있는 것으로, 경량으로 얇고 가공이 용이하고 구속형 제진재료에도 필적하는 우수한 진동 에너지 흡수성능을 갖는 것이다.
이러한 비구속형 제진재료는 모재중에 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분이 함유되어 있는 것이다.
여기에서, 쌍극자 모멘트량과 진동 에너지의 흡수성능과의 관계에 대하여 설명한다. 도 1에는 진동 에너지가 전달되기 전의 모재 11 내부에서의 쌍극자 12의 배치상태를 나타내었다. 이 쌍극자 12의 배치상태는 안정된 상태에 있다고 할 수 있다. 그러나, 진동 에너지가 전달되는 것으로, 모재 11 내부에 존재하는 쌍극자 12에는 변위가 발생하여, 도 2에 나타낸 바와 같이 모재 11 내부에서의 각 쌍극자 12는 불안정한 상태에 놓이게 되고, 각 쌍극자 12는 도 1에 나타낸 바와 같은 안정한 상태로 되돌아가려고 한다.
이 때, 에너지의 소비가 발생하게 된다. 그래서 모재 11 내부에서의 쌍극자의 변위, 쌍극자의 복원작용에 의한 에너지 소비를 통하여 진동 에너지의 흡수가 생기는 것으로 생각된다.
이와 같은 진동 감쇠의 메카니즘으로부터, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 모재 11 내부에서의 쌍극자 모멘트의 양이 커지면 커질수록 이러한 모재 11이 갖는 감쇠성도 커지게 되는 것으로 생각된다. 이로부터, 모재를 구성하는 성분으로서 분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이 원래 큰 것을 사용하는 것은, 보다 높은 진동 에너지의 흡수성능을 확보한다는 점에서 매우 유용한 것이 된다.
분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이 원래 큰 것으로서는 극성 고분자를 들 수 있다. 이 극성 고분자로서, 구체적으로는 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 아크릴 고무(ACR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 및 클로로프렌 고무(CR) 등을 들 수 있다. 또한 이들 극성 고분자는 기계적 강도 및 가공성에 있어서도 우수하다.
이러한 비구속형 제진재료는 자동차, 내장재, 건축재, 가전기기 등 광범위한 분야에 적용되는 것으로, 진동 발생 장소에서 사용할 때의 온도(이하 사용 온도 범위로 한다. 구체적으로는 -20 ℃∼40 ℃)에 있어서 진동 에너지의 감쇠성이 최고로 발휘되도록 하는 것은, 비구속형 제진재료를 각 분야의 재료로 하는 이상 중요한 요소의 하나라고 할 수 있다.
이러한 비구속형 제진재료에서 사용 온도 범위에 있어서 진동 에너지의 흡수성능이 최고로 발휘되도록 하기 위해서는, 사용 온도 범위에서 유리전이점을 갖는 고분자를 모재로서 사용하는 것을 제안하고 있다. 사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자로서는, 구체적으로 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리불화비닐리덴, 폴리이소프렌, 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 등의 고분자에, 디-2-에틸헥실프탈레이트(DOP), 디부틸프탈레이트(DBP), 디이소노닐프탈레이트(DINP) 등의 가소제를 첨가하여 -20 ℃∼40 ℃의 사용 온도 범위에 유리전이점(Tg)을 이동시킨 것, 또는 고분자 자체가 -20 ℃∼40 ℃의 사용 온도 범위에 유리전이점(Tg)을 갖는 아크릴 고무(ACR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 천연 고무(NR), 이소프렌고무(IR), 클로로프렌 고무(CR), 염소화 폴리에틸렌 등의 고분자 등을 들 수 있다.
모재를 구성하는 성분의 선택에 있어서는, 상기 분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이라든가 사용 온도 범위 이외에, 비구속형 제진재료가 적용되는 용도라든가 사용형태에 따라 취급성, 성형성, 입수 용이성, 온도성능(내열성이라든가 내한성), 내후성, 가격 등도 고려할 것이 요망된다.
모재에 함유되는 활성성분으로서는, 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이라든가 벤조트리아졸기를 갖는 화합물, 또는 에틸-2-시아노-3, 3'-디페닐아크릴레이트 등의 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물로부터 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 들 수 있다.
활성 성분의 배합량으로서는, 모재 100 중량부에 대하여 101∼500 중량부의 비율이 바람직하다. 예를 들어, 활성 성분의 배합량이 101 중량부 보다 적은 경우에는 쌍극자 모멘트의 양을 증가시킨다는는 활성 성분을 배합하는 것에 의한 충분한 효과가 얻어지지 않고, 활성 성분의 배합량이 500 중량부를 넘는 경우에는 배합성이 불충분하게 된다.
상기 모재중에 배합하는 활성 성분을 결정하는데 있어서는, 활성 성분과 모재를 구성하는 성분과의 배합이 용이한 것, 즉 SP 값을 고려하여 이 값이 가까운 것을 선택하면 좋다.
쌍극자 모멘트의 양은 전술한 모재를 구성하는 성분이라든가 활성 성분의 종류에 따라 여러 가지로 달라진다. 즉, 동일한 성분을 사용하여도 진동 에너지가 전달될 때의 온도에 따라 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 또한, 전달되는 진동 에너지의 대소에 의해서도 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 이 때문에, 비구속형 제진재로서 적용할 때의 온도라든가 진동 에너지의 크기 등을 고려하여 그 때 가장 높은 쌍극자 모멘트량으로 되도록 모재를 구성하는 성분이라든가 활성 성분을 선택하여 사용할 것이 요망된다.
상기 활성 성분은 1 종으로 한정되지 않고, 2 종 이상을 배합할 수도 있다. 또한 이 경우, 유리전이점이 다른 적어도 2 종 이상의 활성 성분을 상기 모재 중에 배합하여 제진성이 발휘되는 온도 영역을 확장하는 것도 가능하다. 예를 들어, 후술하는 실시예에서 보여주는 폴리염화비닐을 모재로 한 경우의 DCHP와 DCHBSA의 조합이라든가, 동일한 폴리염화비닐을 모재로 한 경우의 DCHP와 DCHBSA와 ECDPA의 조합을 들 수 있다.
상기 모재중에는 활성 성분 이외에, 흡수성능을 더욱 향상시킬 목적으로 운모 인편, 유리편, 유리섬유, 카본섬유, 탄산칼슘, 바라이트(barite), 침강 황산바륨 등의 충전제가 충전된다. 충전제의 충전량으로는 20∼80 중량%가 바람직하다. 예를 들어 충전제의 충전량이 20 중량% 보다 적은 경우에는 충전제를 충전하여도 충분한 흡수 성능의 향상이 보이지 않고, 반대로 충전제의 충전량을 80 중량%를 넘는 양으로 하여도 현실적으로 충전할 수 없다든가 제진재의 기계적 강도가 저하한다거나 하는 폐해를 초래하게 된다.
이러한 비구속형 제진재료는, 상기 모재를 구성하는 성분 및 활성 성분, 및 충전제를 배합하는 것에 의해 얻어지는데, 이 경우에는 열로울(heat roll), 밴버리 믹서(Banbury mixer), 이축혼련기, 압출기 등 종래 공지된 용융혼합 장치를 사용할 수 있다.
상기와 같이, 모재에 활성 성분이 배합된 비구속형 제진재료는 모재에서의 쌍극자 모멘트의 양이 비약적으로 증가하여, 매우 우수한 진동 에너지 흡수성능을 발휘하는데, 이러한 비구속형 제진재료에서의 쌍극자 모멘트의 양은 도 4에 나타낸 A-B 사이에서의 유전율(ε')의 차이로서 나타낸다. 즉, 도 4에 나타낸 A-B 사이에서의 유전율(ε')의 차이가 클수록 쌍극자 모멘트의 양이 크게 된다.
도 4는 유전율(ε')과 유전손율(ε")의 관계를 나타낸 그래프로서, 이 그래프에 나타낸 유전율(ε')과 유전손율(ε") 사이에는 유전손율(ε")=유전율(ε') x 유전탄젠트(tanδ) 라는 관계가 성립된다.
본 발명자는 비구속형 제진재료에 대한 연구를 통하여, 여기에서 말하는 유전손율(ε")이 높을수록 손실계수(η)도 높다는 것을 발견하게 되었다. 즉, 고분자의 전자물성을 나타낸 유전탄젠트(tanδ)와 역학적 성질을 나타낸 손실계수(η)와의 사이에는 상관 관계가 있다는 것이다.
이러한 발견을 기초로, 상술한 비구속형 제진재료에서의 유전손율(ε")을 조사하면서, 주파수 110 Hz에서의 유전손율이 50 이상인 비구속형 제진재료는 손실계수(η)의 값이 높고 우수한 진동 에너지 흡수성능을 갖는 것이 밝혀졌다.
본 발명을 적용한 제진재료는 제진층을 형성할 수 있는 제진도료에도 적용할 수 있다.
종래부터 자동차, 내장재, 건축재, 가전기기 등 진동이 발생하는 장소에는 그 진동 에너지를 흡수하는 부재로서 시트상으로 성형된 제진 시트가 일반적으로 사용되고 있다.
그러나, 제진 시트의 경우, 적용 장소에 따라 크기라든가 형상을 재단하지 않으면 안된다. 또한 제진 시트는 적용 장소에 접착제라든가 점착제를 사용하여 부착시키기 때문에, 이러한 부착 작업의 대부분은 수작업으로 되어 작업 효율이 나쁘다는 문제가 있다. 특히, 곡면 부분이라든가 좁은 극간 부분이라는 적용 장소에 있어서는 제진 시트를 부착하는 것이 불가능하게 되고, 부착할 수 있어도 용이하게 벗겨져 버리거나 부착 작업에 많은 노력과 시간을 요한다는 문제가 있다.
이와 같은 문제를 감안하여 최근에는 고무계, 플라스틱계, 아스팔트계라는 점탄성 고분자를 주성분으로 하는 도막 성분에 운모 인편 등을 첨가한 소위 제진도료가 제안되기에 이르렀다. 제진 도료는 적용 장소에 당해 제진 도료를 취부하는 것 만으로 용이하게 제진층을 형성할 수 있어서 제진 시트의 경우와 같은 재단, 부착이라는 작업이 불필요하고, 또 예를 들어 곡면 부분이라든가 좁은 극간 부분에도 간단히 제진층을 형성할 수 있다는 이점을 갖는다. 즉, 제진 도료의 경우에는 당해 제진 도료를 적용하는 부분에 취부하기만 하면 되므로 로봇 등을 사용하여 그 작업을 행하는 것이 가능하여 작업효율을 대폭적으로 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.
그러나, 이 제진 도료에 있어서는 상술한 바와 같은 장점을 갖는 반면, 제진 도료에 의해 형성된 제진층의 막두께는 2 mm가 한도로 고성능이 요구되는 부분에는 적용할 수 없었다.
본 발명의 제진재료를 사용한 제진 도료는 이와 같은 기술적 과제를 완전히 해결할 수 있는 것으로, 우수한 진동 에너지 흡수성능을 갖는 제진층을 형성할 수 있다.
본 발명의 제진 도료는 도막성분 중에 상기 도막성분에서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분이 함유되어 있는 것이다.
여기에서, 쌍극자 모멘트량과 진동 에너지의 흡수성능과의 관계에 대하여 설명한다. 도 1에는 진동 에너지가 전달되기 전의 도막성분에 의해 형성된 제진층(모재) 11 내부에서의 쌍극자 12의 배치상태를 나타내었다. 이 쌍극자 12의 배치상태는 안정된 상태에 있다고 할 수 있다. 그러나, 진동 에너지가 전달되는 것으로, 제진층(모재) 11 내부에 존재하는 쌍극자 12에는 변위가 발생하여, 도 2에 나타낸 바와 같이 제진층(모재) 11 내부에서의 각 쌍극자 12는 불안정한 상태에 놓이게 되고, 각 쌍극자 12는 도 1에 나타낸 바와 같은 안정한 상태로 되돌아가려고 한다.
이 때, 에너지의 소비가 발생하게 된다. 그래서 제진층 11 내부에서의 쌍극자의 변위, 쌍극자의 복원작용에 의한 에너지 소비를 통하여 진동 에너지의 흡수가 생기는 것으로 생각된다.
이와 같은 진동 감쇠의 메카니즘으로부터, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 도막성분에 의해 형성된 제진층(모재) 11 내부에서의 쌍극자 모멘트의 양이 커지면 커질수록 이러한 제진층(모재) 11이 갖는 감쇠성도 커지게 되는 것으로 생각된다. 이로부터, 제진층을 형성하는 도막성분으로서 분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이 원래 큰 것을 사용하는 것은, 보다 높은 진동 에너지 흡수성능을 갖는 제진층을 형성한다는 점에서 매우 유용한 것이 된다.
분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이 원래 큰 것으로서는 극성 고분자를 들 수 있다. 이 극성 고분자로서, 구체적으로는 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 아크릴 고무(ACR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 및 클로로프렌 고무(CR) 등을 들 수 있다.
본 발명의 제진도료는 자동차, 내장재, 건축재, 가전기기 등 광범위한 분야에 적용되는 것으로, 진동 발생 장소에서 사용할 때의 온도(이하 사용 온도 범위로 한다. 구체적으로는 -20 ℃∼40 ℃)에 있어서 진동 에너지의 감쇠성이 최고로 발휘되도록 하는 것은, 제진도료를 적용하는 이상 중요한 요소의 하나라고 할 수 있다.
본 발명의 제진도료에서 사용 온도 범위에 있어서 진동 에너지의 흡수성능이 최고로 발휘되도록 하기 위해서는, 사용 온도 범위에서 유리전이점을 갖는 고분자를 도막성분으로서 사용하는 것을 제안하고 있다. 사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자로서는, 구체적으로 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리불화비닐리덴, 폴리이소프렌, 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 등의 고분자에, 디-2-에틸헥실프탈레이트(DOP), 디부틸프탈레이트(DBP), 디이소노닐프탈레이트(DINP) 등의 가소제를 첨가하여 -20 ℃∼40 ℃의 사용 온도 범위에 유리전이점(Tg)을 이동시킨 것, 또는 고분자 자체가 -20 ℃∼40 ℃의 사용 온도 범위에 유리전이점(Tg)을 갖는 아크릴 고무(ACR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 천연 고무(NR), 이소프렌고무(IR), 클로로프렌 고무(CR), 염소화 폴리에틸렌 등의 고분자 등을 들 수 있다.
도막성분으로서는, 상술한 것 이외에 종래의 제진도료에서 도막성분으로 사용되는 폴리우레탄계라든가 아스팔트계의 성분을 이용하여도 좋다.
도막성분을 구성하는 성분의 선택에 대해서는, 상기 분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이라든가 사용 온도 범위 이외에, 당해 제진도료가 적용되는 용도라든가 사용형태에 따라 취급성, 성형성, 입수 용이성, 온도성능(내열성이라든가 내한성), 내후성, 가격 등도 고려할 것이 요망된다.
활성성분으로서는, 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물, 벤조트리아졸기를 갖는 화합물, 또는 에틸-2-시아노-3, 3'-디페닐아크릴레이트 등의 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물로부터 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 들 수 있다.
활성 성분의 함유량으로서는, 도막성분 100 중량부에 대하여 10∼100 중량부의 비율이 바람직하다. 예를 들어 활성 성분의 함유량이 10 중량부 보다 적은 경우에는 쌍극자 모멘트의 양을 증가시키는 충분한 효과가 얻어지지 않고, 활성 성분의 함유량이 100 중량부를 넘는 경우에는 충분히 배합되지 않는다거나 충분한 도막강도가 얻어지지 않게 된다.
상기 도막성분에 함유된 활성 성분을 결정하는데 있어서는, 활성 성분과 도막성분과의 배합이 용이한 것, 즉 SP 값을 고려하여 이 값이 가까운 것을 선택하면 좋다.
쌍극자 모멘트의 양은 전술한 도막성분이라든가 활성 성분의 종류에 따라 여러 가지로 달라진다. 즉, 동일한 성분을 사용하여도 진동 에너지가 전달될 때의 온도에 따라 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 또한, 전달되는 진동 에너지의 대소에 의해서도 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 이 때문에, 제진도료로서 적용할 때의 온도라든가 진동 에너지의 크기 등을 고려하여 그 때 가장 높은 쌍극자 모멘트량으로 되도록 도막성분이라든가 활성 성분을 선택하여 사용할 것이 요망된다.
상기 활성 성분은 1 종으로 한정되지 않고, 2 종 이상을 배합할 수도 있다. 또한 이 경우, 유리전이점이 다른 적어도 2 종 이상의 활성 성분을 상기 도막성분 중에 배합하여 제진성이 발휘되는 온도 영역을 확장하는 것도 가능하다. 예를 들어, 폴리염화비닐을 도막성분으로 한 경우의 DCHP와 DCHBSA의 조합이라든가, 동일한 폴리염화비닐을 도막성분으로 한 경우의 DCHP와 DCHBSA와 ECDPA의 조합을 들 수 있다.
상기 도막성분중에는 활성 성분 이외에, 흡수성능을 더욱 향상시킬 목적으로 운모 인편, 유리편, 유리섬유, 카본섬유, 탄산칼슘, 바라이트(barite), 침강 황산바륨 등의 충전제가 충전된다. 충전제의 충전량으로는 10∼90 중량%가 바람직하다. 예를 들어 충전제의 충전량이 10 중량% 보다 적은 경우에는 충전제를 충전하여도 충분한 흡수 성능의 향상이 보이지 않고, 반대로 충전제의 충전량을 90 중량%를 넘는 양으로 하여도 현실적으로 충전할 수 없다든가 도막성분에 의해 형성된 제진층의 기계적 강도가 저하한다거나 하는 폐해를 초래하게 된다.
본 발명의 제진도료는, 상기 도막성분 및 활성성분, 그리고 충전제를 배합하는 경우, 물 또는 알콜에 분산시켜 에멀젼 형태로 하여 사용하는데, 이 때 분산제, 습윤제, 증점제, 소포제 또는 착색제와 같은 다른 성분도 필요에 따라 적의 첨가된다.
또한, 제진도료를 도포하는 경우에는, 종래 공지의 에어 스프레이 건, 에어리스 스프레이 건, 브러시 등의 도포수단을 이용할 수 있다.
상기와 같이, 도막성분에 활성 성분이 배합된 제진도료는 도막성분에서의 쌍극자 모멘트의 양이 비약적으로 증가하여, 이 도막성분에 의해 형성된 제진층은 우수한 진동 에너지 흡수성능을 발휘하는데, 이러한 제진도료에서의 쌍극자 모멘트의 양은 도 4에 나타낸 A-B 사이에서의 유전율(ε')의 차이로서 나타낸다. 즉, 도 4에 나타낸 A-B 사이에서의 유전율(ε')의 차이가 클수록 쌍극자 모멘트의 양이 크게 된다.
도 4는 유전율(ε')과 유전손율(ε")의 관계를 나타낸 그래프로서, 이 그래프에 나타낸 유전율(ε')과 유전손율(ε") 사이에는 유전손율(ε")=유전율(ε') x 유전탄젠트(tanδ) 라는 관계가 성립된다.
본 발명자는 제진도료에 대한 연구를 통하여, 여기에서 말하는 유전손율 (ε")이 높을수록 손실계수(η) 및 손실탄젠트(tanδ)도 높다는 것을 발견하게 되었다. 즉, 고분자의 전자물성을 나타낸 유전손율(ε")과 역학적 성질을 나타낸 손실계수(η) 및 손실탄젠트(tanδ)와의 사이에는 상관 관계가 있다는 것이다.
이러한 발견을 기초로, 상술한 제진도료에서의 유전손율(ε")을 조사하면서, 본 발명의 제진도료를 도포하여 형성된 제진층은 주파수 110 Hz에서의 유전손율이 50 이상인 때, 손실계수(η) 및 손실탄젠트(tanδ)의 어느 값이라도 높고 우수한 진동 에너지 흡수성능을 갖는 것이 밝혀졌다.
다음에, 본 발명을 흡음재료에 적용한 경우의 형태에 대하여 설명한다.
종래, 흡음재료로서는 록섬유(rock fiber)라든가 글라스울, 연속기포형 발포 폴리우레탄 성형물, 또는 이들 재료 표면에 막재를 부착한 것 등이 알려져 있다. 이들 흡음재료에 있어서는, 음이 섬유표면 또는 연속기포내를 충돌하면서 통과할 경우에 마찰열로서 소비하는 것으로 그 감쇠가 이루어지게 된다. 이들 종래의 흡음재료에 있어서는 섬유표면 또는 연속기포내의 표면저항을 높이는 것으로 흡음성을 높이고 있다.
그러나, 이들 흡음재료에서 충분한 흡음성을 확보하기 위해서는 어느 정도의 두께를 필요로 한다. 또 이들 흡음재료에서 1000 Hz 이하, 특히 500 Hz 이하의 저주파 음을 확실히 흡음하기 위해서는 그 두께를 두껍게 할 필요가 있기 때문에 현실적으로 한도가 있어 저주파의 음에 대해서는 충분한 대책이 없었다.
본 발명의 흡음재료는 우수한 흡음성을 갖고, 특히 1000 Hz 이하, 특히 500 Hz 이하와 같은 저주파의 음을 확실히 흡음하는 것이 가능한 것이다.
본 발명의 흡음 재료는 흡음 필름, 흡음 섬유(fiber, strand), 흡음 발포체, 흡음지, 흡음 성형체 등의 용도에 적용하는 것이 가능한 재료이다. 이 흡음 재료는 당해 흡음 재료를 구성하는 모재중에 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분이 함유되어 있는 것이다.
모재로서는, 예를 들어 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리불화비닐리덴, 폴리이소프렌, 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리염화비닐레덴, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐알콜, 셀룰로즈, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 천연 고무(NR), 이소프렌 고무(IR) 등의 고분자 재료, 이들을 혼합한 것 등을 들 수 있다.
이들 고분자 재료에 의해 구성된 모재는, 음의 에너지가 가해질 때 음이 섬유표면 또는 연속기포내를 충돌하면서 통과할 경우에 마찰열로서 소비하는 것으로 그 감쇠가 이루어지게 된다.
이 모재에 음이 충돌하면 진동이 발생한다. 이 때, 도 2에 나타낸 바와 같이 모재 11 내부에 존재하는 쌍극자 12에 변위가 발생한다. 쌍극자 12에 변위가 발생한다는 것은 모재 11 내부에서의 각 쌍극자 12가 회전하거나 위상이 어긋나거나 하는 것을 말한다.
도 1에 나타낸 바와 같이 음의 에너지가 가해지기 전의 모재 11 내부의 쌍극자 12의 배치상태는 안정된 상태에 있다고 할 수 있다. 그러나, 도 2에 나타낸 바와 같이 모재에 음의 충돌에 의해 에너지가 가해지는 것으로, 모재 내부에 존재하는 쌍극자 12에 변위가 발생할 때, 모재 11 내부에서의 각 쌍극자 12는 불안정한 상태에 놓이게 되고, 각 쌍극자 12는 도 1에 나타낸 바와 같은 안정한 상태로 되돌아가려고 한다.
이 때, 에너지의 소비가 발생하게 된다. 그래서 모재 표면에서의 마찰열의 발생과 모재 내부에서의 쌍극자의 변위, 쌍극자의 복원작용에 의한 에너지 소비를 통하여 흡음효과가 생기는 것으로 생각된다.
이와 같은 흡음의 메카니즘을 고려할 때, 종래와 같이 모재에서의 단위면적당 면저항과 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같은 모재 11 내부에서의 쌍극자 모멘트의 양이 흡음성에 크게 관여하는 것이 이해된다. 본 발명자의 실험에 의하면, 모재 11 내부에서의 쌍극자 모멘트량은 그 양이 커지면 커질수록 모재 11이 음의 에너지를 흡수하는 성능(흡음성)은 커지는 것으로 밝혀졌다.
이들 고분자 재료에 의해 구성된 모재에서의 쌍극자 모멘트의 양은 고분자 재료의 종류에 따라 여러 가지로 달라진다. 또 모재에 동일한 고분자 재료를 사용하여도, 음이 가해질 때의 온도라든가 음의 주파수에 따라 모재에 발생하는 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 또, 모재에 가해지는 음의 에너지의 크기에 의해서도 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 이 때문에, 어느 용도의 흡음재료로서 적용할 때의 온도나 주파수, 에너지의 크기 등을 고려하여 그 때 가장 큰 쌍극자 모멘트로 되는 고분자 재료를 선택하여 사용할 것이 요망된다.
모재를 구성하는 고분자 재료의 선택에 있어서는, 모재에서의 쌍극자 모멘트량에만 한정되지 않고, 당해 흡음재료가 적용되는 용도라든가 사용형태에 따라 취급성, 성형성, 입수 용이성, 온도성능(내열성이라든가 내한성), 내후성, 가격 등도 고려할 것이 요망된다.
본 발명의 흡음재료는 모재에, 모재에서의 쌍극자 모멘트량을 비약적으로 증가시킬 수 있는 활성성분, 예를 들어 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물, 벤조트리아졸기를 갖는 화합물, 또는 에틸-2-시아노-3, 3'-디페닐아크릴레이트 등의 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물 등이 포함된 것이다.
본 발명의 흡음재료는 모재를 구성하는 고분자 개료 및 활성성분, 그리고 필요에 따라 부식방지제라든가 염료 등을 배합하는 것으로, 또는 배합물을 필름상, 섬유상, 또는 블록상 등으로 성형 또는 방적하는 것으로 얻어질 수 있다. 상기 고분자 재료 및 활성성분 등을 배합하고, 이 배합물을 필름상, 섬유상, 또는 블록상 등으로 성형 또는 방적할 때의 성형방법 또는 방적방법은 종래 공지의 방법을 이용할 수 있다.
모재에 활성 성분이 배합된 흡음재료는 모재에서의 쌍극자 모멘트의 양이 비약적으로 증가하여, 매우 우수한 음(音) 에너지 흡수성능(흡음성)을 발휘하는데, 이러한 흡음재료에서의 쌍극자 모멘트의 양은 도 4에 나타낸 A-B 사이에서의 유전율(ε')의 차이로서 나타낸다. 즉, 도 4에 나타낸 A-B 사이에서의 유전율(ε')의 차이가 클수록 쌍극자 모멘트의 양이 크게 된다.
도 4는 유전율(ε')과 유전손율(ε")의 관계를 나타낸 그래프로서, 이 그래프에 나타낸 유전율(ε')과 유전손율(ε") 사이에는 유전손율(ε")=유전율(ε') x 유전탄젠트(tanδ) 라는 관계가 성립된다.
본 발명자는 흡음재료에 대한 연구를 통하여, 여기에서 말하는 유전손율 (ε")이 높을수록 에너지의 흡수성능(흡음성)도 높다는 것을 발견하게 되었다.
이러한 발견을 기초로, 상술한 흡음재료에서의 유전손율(ε")을 조사하면서, 주파수 110 Hz에서의 유전손율이 7 이상일 때, 당해 흡음재료는 우수한 에너지 흡수성능(흡음성)을 갖는 것이 밝혀졌다.
본 발명의 흡음재료는 장자지(障子紙), 오지, 벽지, 천장용 크로스 등에 적용되는 흡음시트로서 사용될 수 있다.
종래 흡음시트로서는 록 울이라든가 글라스 울, 펠트 등이 알려져 있다. 이들은 흡음시트에서는 음이 시트를 구성하는 섬유표면에 충돌하면서 통과될 때 마찰열로서 소비하는 것으로 음의 에너지 흡수가 일어나도록 되어 있다.
이들 종래의 흡음시트에 있어서는 시트를 구성하는 섬유 표면의 저항을 높이는 것으로 흡음성능을 높이고 있다.
그러나, 이들 흡음시트에서는 충분한 흡음성을 확보하려면 5 mm, 10 mm, 경우에 따라 20∼30 mm라는 두께를 필요로 하고 있다. 이 때문에 이들 흡음시트는 벽, 천정 등의 내측에 배치하는 내장재로서 적용되어 장자지, 오지, 벽지, 천정용 크로스 등에 그대로 사용할 수 없었다.
본 발명의 흡음시트는 이와 같은 기술적 과제를 완전히 해결할 수 있는 것으로, 이에 따라 얇은 종이 모양의 시트로서 장자지, 오지, 벽지, 천정용 크로스 등에 그대로 적용하는 것이 가능하다.
본 흡음시트는 섬유시트에 고분자 재료를 부착한 것으로, 얇은 종이 모양의 시트상이면서 충분한 흡음성능을 갖고 있어 장자지, 오지, 벽지, 천정용 크로스 등에 그대로 적용할 수 있는 것이다.
섬유시트는 장자지, 오지, 벽지, 천정용 크로스 등에 적용가능한 얇은 종이 모양의 섬유에 의해 구성되는 시트상 물건이라면 좋은데, 예를 들어 실제로 장자지, 오지, 벽지, 천정용 크로스 등으로서 사용되고 있는 종이(화지라든가 반지), 포, 부직포 등을 바람직한 예로서 들 수 있다.
고분자 재료(모재)는 동 고분자 재료에서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분이 함유되어 있는 것이다. 여기에서, 쌍극자 모멘트량과 흡음성능과의 관계에 대하여 설명한다. 도 1에는 공기 전파음(음의 에너지)이 전달되기 전의 고분자 재료(모재) 11 내부에서의 쌍극자 12의 배치상태를 나타내었다. 이 쌍극자 12의 배치상태는 안정된 상태에 있다고 할 수 있다. 그러나, 공기 전파음(음의 에너지)이 전달되는 것으로, 고분자 재료(모재) 11 내부에 존재하는 쌍극자 12에는 변위가 발생하여, 도 2에 나타낸 바와 같이 고분자 재료(모재) 11 내부에서의 각 쌍극자 12는 불안정한 상태에 놓이게 되고, 각 쌍극자 12는 도 1에 나타낸 바와 같은 안정한 상태로 되돌아가려고 한다.
이 때, 음의 에너지의 소비가 발생하게 된다. 그래서 고분자 재료(모재) 11 내부에서의 쌍극자의 변위, 쌍극자의 복원작용에 의한 음 에너지 소비를 통하여 흡음성능이 생기는 것으로 생각된다.
이와 같은 흡음의 메카니즘으로부터, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같은 고분자 재료(모재) 11 내부에서의 쌍극자 모멘트의 양이 커지면 커질수록 이러한 고분자 재료(모재) 11이 갖는 흡음성능도 커지게 되는 것으로 생각된다. 이로부터, 고분자 재료로서 분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이 원래 큰 것을 사용하는 것은, 보다 높은 흡음성능을 확보한다는 점에서 매우 유용한 것이다.
분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이 원래 큰 것으로서는 극성 고분자를 들 수 있다. 이 극성 고분자로서, 구체적으로는 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 아크릴 고무(ACR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 및 클로로프렌 고무(CR) 등을 들 수 있다. 또 이들 극성 고분자는 기계적 강도 및 가공성에 있어서도 우수하다.
본 발명의 흡음시트는 장자지, 오지, 벽지, 천정용 크로스 등 가옥 실내에 적용되는데, 적용 장소에서의 온도(이하 사용 온도 범위로 한다. 구체적으로는 -20 ℃∼40 ℃)에 있어서 흡음성능이 최고로 발휘되도록 하는 것은, 당해 흡음시트를 적용하는 점에서 중요한 요소의 하나라고 할 수 있다.
본 발명의 흡음시트는 사용 온도 범위에서 흡음성능이 최고로 발휘되도록 하기 위해서, 사용 온도 범위에서 유리전이점을 갖는 고분자를 고분자 재료로서 사용한다. 사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자로서는, 구체적으로 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리불화비닐리덴, 폴리이소프렌, 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 등의 고분자에, 디-2-에틸헥실프탈레이트(DOP), 디부틸프탈레이트(DBP), 디이소노닐프탈레이트(DINP) 등의 가소제를 첨가하여 -20 ℃∼40 ℃의 사용 온도 범위에 유리전이점(Tg)을 이동시킨 것, 또는 고분자 자체가 -20 ℃∼40 ℃의 사용 온도 범위에 유리전이점(Tg)을 갖는 아크릴 고무(ACR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 천연 고무(NR), 이소프렌고무(IR), 클로로프렌 고무(CR), 염소화 폴리에틸렌 등의 고분자 등을 들 수 있다.
고분자 재료의 선택에 있어서는, 상기 분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이라든가 사용 온도 범위 이외에, 당해 흡음재료가 적용되는 용도라든가 사용형태에 따라 취급성, 입수 용이성, 온도성능(내열성이라든가 내한성), 내후성, 가격 등도 고려할 것이 요망된다.
활성성분으로서는, 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물, 벤조트리아졸기를 갖는 화합물, 또는 에틸-2-시아노-3, 3'-디페닐아크릴레이트 등의 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물로부터 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 들 수 있다.
활성 성분의 배합량으로서는, 고분자 재료 100 중량부에 대하여 10∼300 중량부의 비율이 바람직하다. 예를 들어 활성 성분의 배합량이 10 중량부 보다 적은 경우에는 쌍극자 모멘트의 양을 증가시킨다는 활성성분을 배합한 것에 의한 충분한 효과가 얻어지지 않고, 활성 성분의 배합량이 300 중량부를 넘는 경우에는 충분히 배합되지 않는다는 등의 문제가 있다.
상기 고분자 재료에 함유된 활성 성분을 결정하는데 있어서는, 활성 성분과 도막성분과의 배합 용이성, 즉 SP 값을 고려하여 이 값이 가까운 것을 선택하면 좋다.
쌍극자 모멘트의 양은 전술한 고분자 재료라든가 활성 성분의 종류에 따라 여러 가지로 달라진다. 즉, 동일한 성분을 사용하여도 음의 에너지가 전달될 때의 온도에 따라 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 또한, 음의 에너지의 대소에 따라서도 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 이 때문에, 흡음시트로서 적용할 때의 온도라든가 음의 에너지의 크기 등을 고려하여 그 때 가장 높은 쌍극자 모멘트량으로 되도록 고분자 재료라든가 활성 성분을 선택하여 사용할 것이 요망된다.
본 발명의 흡음시트는, 상기 활성성분을 배합한 고분자 재료를 에멀젼의 형태로서 상기 섬유시트에 부여하는 것으로 얻어질 수 있다. 부여후 섬유시트에서의 고분자 재료 부착량은 특별히 한정되지는 않지만, 바람직한 것은 20∼300 g/m2, 보다 바람직한 것은 40∼200 g/m2이다. 고분자 재료의 부착량이 20 g/m2보다 작으면 충분한 흡음성능이 얻어지지 않고, 부착량이 300 g/m2를 넘는 경우에는 충분한 흡음성능은 얻어진다 하더라도 흡음시트 자체가 플라스틱양으로 되어 버려 따뜻함, 유연성이라는 종이의 외관, 성질이 손상된다.
흡음재료의 분야에서, 하나의 소재에서의 흡음성능은 음의 종류, 즉 주파수에 의해 여러 가지로 달라진다는 것이 알려져 있다. 이 흡음시트에 있어서도 그 두께를 두껍게 하거나 얇게 하는 것으로, 또는 크기를 크게 한다든가 작게 하는 것에 의해, 음의 종류에 대응시킬 수 있도록 되어 있다. 예를 들어 저주파(저음)의 경우에는 시트의 두께를 얇게 하거나 시트의 면적을 크게 한다. 한편, 고주파(고음)의 경우에는 시트의 두께를 두껍게 하거나 시트 면적을 작게 하는 것에 의해 이에 대응할 수 있도록 되어 있는 것이다.
상기와 같이, 섬유시트에 활성 성분을 함유하는 고분자 재료를 부착한 흡음시트는 고분자 재료에서의 쌍극자 모멘트의 양이 비약적으로 증가하여, 우수한 흡음성능을 발휘하는데, 이러한 흡음시트에서의 쌍극자 모멘트의 양은 도 4에 나타낸 A-B 사이에서의 유전율(ε')의 차이로서 나타낸다. 즉, 도 4에 나타낸 A-B 사이에서의 유전율(ε')의 차이가 클수록 고분자 재료에서의 쌍극자 모멘트의 양이 크게 되는 것이다.
도 4는 유전율(ε')과 유전손율(ε")의 관계를 나타낸 그래프이다. 이 그래프에 나타낸 바와같이, 유전율(ε')과 유전손율(ε") 사이에는 유전손율(ε")=유전율(ε') x 유전탄젠트(tanδ) 라는 관계가 성립된다.
본 발명자는 흡음시트에 대한 연구를 통하여, 여기에서 말하는 유전손율 (ε")이 높을수록 음 에너지의 흡수성, 흡음성능도 높다는 것을 발견하였다.
이러한 발견을 기초로, 상술한 흡음시트에서의 유전손율(ε")을 조사하면서, 주파수 110 Hz에서의 유전손율이 7 이상인 때, 당해 흡음시트는 우수한 흡음성능을 갖는 것이 밝혀졌다.
본 발명의 흡음재료는 자동차, 내장재, 건축재, 가전기기 등에 적용되는 발포 흡음재로서 사용할 수 있다.
종래 발포 흡음재로서는 폴리우레탄이라든가 폴리에틸렌, 폴리염화비닐 등의 고분자로 되는 발포성형체가 알려져 있다. 이들 발포 흡음재에 있어서는 당해 발포 흡음재에 음이 도달하면 그 공기진동이 흡음재 내부의 기포부분의 공기에 전달된다. 그래서 이 기포부분에 공기의 점성마찰이 생기고, 음 에너지의 일부가 열에너지로 변환되어 흡음성능이 생긴다는 흡음 메카니즘으로 흡음효과가 유도된다.
그러나 이들 종래의 발포 흡음재에 있어서는 2000 Hz 이하의 주파수의 음에 대해서는 거의 효과가 없다는 기술적 과제가 있다.
예를 들어 2000 Hz 이하 주파수의 음을 완전히 흡음하도록 하는 경우에는 발포 흡음재의 두께를 증가시키면 되지만, 10 kHz의 음의 경우 3.4 cm의 두께로 완전한 음의 흡수가 일어나는 것에 비해 100 kHz의 경우에는 3.4 m의 두께가 필요하게 되어, 현실적으로는 공간, 비용 등의 문제로 실시될 수 없다.
그래서, 발포 성형체의 밀도라든가 발포배율, 기포율을 변화시켜 당해 발포 흡음재의 흡음성능 레벨을 올려 고성능화하는, 즉 이렇게 향상시키는 것으로 2000 kHz 이하 주파수의 음에 대하여 흡음성능이 발휘되도록 하는 시도도 이루어지고 있지만 2∼3할 정도의 개선이 이루어질 뿐으로 충분한 흡음성능을 얻을 수는 없었다.
본 발명의 발포 흡음재는 이와 같은 기술적 과제를 완전히 해결한 것으로, 2000 kHz 이하 주파수의 음에 대해서도 충분한 흡음성능이 발휘된다.
본 발포 흡음재는 발포 성형체로 이루어진다. 발포 성형체는 폴리우레탄, 폴리비닐알콜, 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, 폴리비닐포르말, 에폭시, 페놀, 요소, 실리콘 등의 고분자, 또는 아크릴 고무(ACR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 천연 고무(NR), 이소프렌고무(IR), 클로로프렌 고무(CR) 등의 고무계 고분자를 소재로 하는데, 이들을 종래 공지의 기포 발생 수단, 즉 열분해형 발포제를 사용한 기포 발생 수단, 휘발성 용제를 사용한 기포 발생 수단, 또는 고압하에서 불활성 기체를 고분자 중에 흡수시켜 상압에서 발포시키는 기포 발생 수단 등을 이용하여 발포 성형하는 것에 의해 얻어질 수 있다.
발포 성형체의 발포배율로서는 임의로, 당해 발포 흡음재의 용도라든가 적용 장소, 대책이 요구되는 성능의 고저 등에 의해 적의 결정되는데, 바람직한 것은 5∼50 배, 보다 바람직한 것은 10∼30 배이다. 발포배율이 5 보다 낮은 경우에는 후술하는 발포체 내부에서 기포 내에서의 에너지 소비가 작게 되어 흡음성능이 현저히 저하하게 되고, 발포배율이 50 배를 넘는 경우에는 발포 흡음재로서의 기계적 강도가 저하되어 각종 용도로 적용하는 것이 곤란해 질 우려가 있기 때문이다. 발포 성형체에서의 셀의 개수라든가 밀도에 있어서도 이들 값이 크게 되면 될수록 에너지 소비도 많아져 흡음성능도 크게 되기 때문에, 발포 성형체를 성형하는 경우에는 상기 발포배율을 맞추어 적절히 결정하는 것이 좋다.
발포 성형체의 구조는 원칙적으로 연속기포형이지만, 당해 발포 흡음재의 용도라든가 적용 장소, 흡음성능이 요구되는 음의 종류(고주파의 음인가 저주파의 음인가) 등에 의해서는 독립 기포형도 될 수 있다.
본 발명의 발포 흡음재는 상술한 발포 성형체에서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분을 배합한 것이다. 여기에서, 쌍극자 모멘트량과 흡음성능과의 관계에 대하여 설명한다. 발포 흡음재에서의 흡음의 메카니즘은, 당해 발포 흡음재에 음이 도달하면 그 공기 진동이 흡음재 내부 기포 부분의 공기에 전달된다. 이 기포 부분에서 공기의 점성 마찰이 생겨 음 에너지의 일부가 열 에너지로 변환되어 흡음성능이 생긴다. 즉, 공기의 이동에 대한 저항에 의해 그 진동이 감쇠되어 음이 작아지게 된다고 하는 것은 알려져 있다. 본 발명자들은 이와 같이 종래부터 알려진 흡음 메카니즘에, 다른 흡음 메카니즘이 있는 것을 발견하였다. 이는 발포 흡음재를 구성하는 발포 성형체에서의 쌍극자에 착안한 것으로, 이 쌍극자의 변위, 쌍극자의 복원작용에 의해 음의 에너지가 소비되는 흡음성능이 생긴다는 것이다.
이하에 상세하게 설명한다. 도 1에는 공기 전파음(음의 에너지)이 전달되기 전의 발포 성형체(모재) 11 내부에서의 쌍극자 12의 배치상태를 나타내었다. 이 쌍극자 12의 배치상태는 안정된 상태에 있다고 할 수 있다. 그러나, 공기 전파음(음의 에너지)이 전달되는 것으로, 발포 성형체(모재) 11 내부에 존재하는 쌍극자 12에는 변위가 발생하여, 도 2에 나타낸 바와 같이 발포 성형체(모재) 11 내부에서의 각 쌍극자 12는 불안정한 상태에 놓이게 되고, 각 쌍극자 12는 도 1에 나타낸 바와 같은 안정한 상태로 되돌아가려고 한다.
이 때, 음의 에너지의 소비가 발생하게 된다. 그래서 발포 성형체(모재) 11 내부에서의 쌍극자의 변위, 쌍극자의 복원작용에 의한 음 에너지 소비를 통하여 흡음성능이 생기는 것으로 생각된다.
발포 성형체는 상술한 기포부분에서의 공기의 점성 마찰에 의한 음 에너지의 소비와, 발포 성형체 내부에서의 쌍극자의 변위, 쌍극자의 복원작용에 의한 음 에너지의 소비가 함께 작용하여 우수한 흡음성능이 발휘되는 것으로 생각된다.
이와 같은 흡음 메카니즘으로부터, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같은 발포 성형체(모재) 11 내부에서의 쌍극자 모멘트의 양이 커지면 커질수록 이러한 발포 성형체(모재) 11이 갖는 흡음성능도 커지게 되는 것으로 생각된다. 이로부터, 발포 성형체로서 분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이 원래 큰 것을 사용하는 것은, 보다 높은 흡음성능을 확보한다는 점에서 매우 유용한 것이다.
분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이 원래 큰 것으로서는 극성 고분자를 들 수 있다. 이 극성 고분자로서, 구체적으로는 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 아크릴 고무(ACR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 및 클로로프렌 고무(CR) 등을 들 수 있다. 또 이들 극성 고분자는 기계적 강도 및 가공성에 있어서도 우수하다.
본 발명의 발포 흡음재는 자동차, 내장재, 건축재, 가전기기 등에 적용되는데, 적용 장소에서의 온도(이하 사용 온도 범위로 한다. 구체적으로는 -20 ℃∼40 ℃)에 있어서 흡음성능이 최고로 발휘되도록 하는 것은, 당해 발포 흡음재를 적용하는 점에서 중요한 요소의 하나라고 할 수 있다.
본 발명의 발포 흡음재는 사용 온도 범위에서 흡음성능이 최고로 발휘되도록 하기 위해서, 사용 온도 범위에서 유리전이점을 갖는 고분자를 발포 성형체로서 사용한다. 사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자로서는, 구체적으로 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리불화비닐리덴, 폴리이소프렌, 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 등의 고분자에, 디-2-에틸헥실프탈레이트(DOP), 디부틸프탈레이트(DBP), 디이소노닐프탈레이트(DINP) 등의 가소제를 첨가하여 -20 ℃∼40 ℃의 사용 온도 범위에 유리전이점(Tg)을 이동시킨 것, 또는 고분자 자체가 -20 ℃∼40 ℃의 사용 온도 범위에 유리전이점(Tg)을 갖는 아크릴 고무(ACR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 천연 고무(NR), 이소프렌고무(IR), 클로로프렌 고무(CR), 염소화 폴리에틸렌 등의 고분자 등을 들 수 있다.
발포 성형체를 구성하는 고분자의 선택에 있어서는, 상기 분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이라든가 사용 온도 범위 이외에, 당해 발포 흡음재가 적용되는 용도라든가 사용형태에 따라 취급성, 입수 용이성, 온도성능(내열성이라든가 내한성), 내후성, 가격 등도 고려할 것이 요망된다.
발포 성형체에 함유되는 활성성분으로서는, 전술한 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물, 벤조트리아졸기를 갖는 화합물, 또는 에틸-2-시아노-3, 3'-디페닐아크릴레이트 등의 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물로부터 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 들 수 있다.
활성 성분의 배합량으로서는, 발포 성형체 100 중량부에 대하여 10∼200 중량부의 비율이 바람직하다. 예를 들어 활성 성분의 배합량이 10 중량부 보다 적은 경우에는 쌍극자 모멘트의 양을 증가시킨다는 활성성분을 배합한 것에 의한 충분한 효과가 얻어지지 않고, 활성 성분의 배합량이 200 중량부를 넘는 경우에는 발포 성형체를 구성하는 고분자와 활성성분이 충분히 배합되지 않는다거나 하게 된다.
상기 발포 성형체에 함유된 활성 성분을 결정하는데 있어서는, 활성 성분과 발포 성형체를 구성하는 고분자와의 배합 용이성, 즉 SP 값을 고려하여 이 값이 가까운 것을 선택하면 좋다.
쌍극자 모멘트의 양은 전술한 발포 성형체를 구성하는 고분자라든가 활성 성분의 종류에 따라 여러 가지로 달라진다. 즉, 동일한 성분을 사용하여도 음의 에너지가 전달될 때의 온도에 따라 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 또한, 음의 에너지의 대소에 따라서도 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 이 때문에, 흡음시트로서 적용할 때의 온도라든가 음의 에너지의 크기 등을 고려하여 그 때 가장 높은 쌍극자 모멘트량으로 되도록 발포 성형체를 구성허는 고분자 재료라든가 활성 성분을 선택하여 사용할 것이 요망된다.
또, 흡음재료의 분야에서 하나의 소재에서의 흡음성능은 음의 종류, 즉 주파수에 의해 여러 가지로 달라진다는 것이 알려져 있다. 이 발포 흡음재에 있어서도 그 두께를 두껍게 하거나 얇게 하는 것에 의해, 음의 종류에 대응시킬 수 있도록 되어 있다. 예를 들어 저주파(저음)의 경우에는 두께를 두껍게 하거나 한다. 한편, 고주파(고음)의 경우에는 두께를 얇게 하거나 하는 것에 의해 이에 대응할 수 있도록 되어 있는 것이다.
상기와 같이, 발포 성형체에 활성 성분을 배합한 발포 흡음재는 발포 성형체에서의 쌍극자 모멘트의 양이 비약적으로 증가하여, 우수한 흡음성능을 발휘하는데, 이러한 발포 흡음재(발포 성형체)에서의 쌍극자 모멘트의 양은 도 4에 나타낸 A-B 사이에서의 유전율(ε')의 차이로서 나타낸다. 즉, 도 4에 나타낸 A-B 사이에서의 유전율(ε')의 차이가 클수록 발포 성형체에서의 쌍극자 모멘트의 양이 크게 되는 것이다.
도 4는 유전율(ε')과 유전손율(ε")의 관계를 나타낸 그래프이다. 이 그래프에 나타낸 바와같이, 유전율(ε')과 유전손율(ε") 사이에는 유전손율(ε")=유전율(ε') x 유전탄젠트(tanδ) 라는 관계가 성립된다.
본 발명자는 발포 흡음재에 대한 연구를 통하여, 여기에서 말하는 유전손율 (ε")이 높을수록 음 에너지의 흡수성, 흡음성능도 높다는 것을 발견하였다.
이러한 발견을 기초로, 상술한 발포 흡음재에서의 유전손율(ε")을 조사하면서, 주파수 110 Hz에서의 유전손율이 10 이상인 때, 당해 발포 흡음재는 우수한 흡음성능을 갖는 것이 밝혀졌다.
본 발명의 발포 흡음재는 단독으로도 우수한 흡음성능을 갖지만, 용도라든가 흡음할 음의 종류에 따라, 예를 들어 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 합성수지 필름이라든가 종이, 포, 부직포 등의 섬유시트를 부착한 복합체로서 사용하는 것도 가능하다. 이에 따라, 상기 발포 흡음재의 흡음성능에 합성수지 필름이라든가 섬유시트가 갖는 흡음성능이 부가되어, 보다 효과적인 흡음을 행하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 흡음재료는 흡음섬유라든가 이를 이용한 흡음사, 흡음섬유체로서 적용하는 것이 가능하다.
종래, 흡음을 소재로 한 흡음재료로서는 록 울이라든가 글라스 울, 펠트 등이 알려져 있다. 이들은 흡음재료에서는 음이 시트를 구성하는 섬유표면에 충돌하면서 통과될 때 마찰열로서 소비하는 것으로 음의 에너지 흡수가 일어나도록 되어 있다.
종래의 흡음재료는 상기와 같은 음의 메카니즘으로 흡음성능이 발휘되도록 되어 있기 때문에, 충분한 흡음성을 확보하려면 두께를 두껍게 하거나, 섬유 직경을 크게 하거나, 섬유 길이를 길게 한다든가, 섬유 밀도를 크게 하는 등, 단위중량당 표면적을 크게 하여 공기와의 접촉면적을 증가시키지 않으면 안되었다. 이 때문에 고성능 흡음재료로 하려면 두껍고 높게 되어 버려, 예를 들어 장자지라든가 벽지, 가전기기에서는 케이싱이나 커버라는 두께나 공간이 제한되는 용도에는 사용할 수 없게 되었다.
본 발명의 흡음섬유 및 이를 이용한 흡음사, 흡음섬유체는 상술한 바와 같은 기술적 과제를 완전히 해결할 수 있는 것으로, 섬유 자체가 흡음성능을 가져 단위 중량당 표면적이 작아도 우수한 흡음성능을 갖는 것이다.
본 흡음섬유는 섬유를 구성하는 고분자 중에, 동 고분자에서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분이 배합되어 있는 것을 특징으로 한다. 섬유를 구성하는 고분자로서는 폴리에틸렌, 염소화 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리우레탄 등의 폴리올레핀, 나일론 6, 나일론 66, 나일론 12 등의 폴리아미드, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐알콜, 셀룰로즈 또는 이의 유도체 등 종래부터 섬유 원료로서 사용되고 있는 것을 이용할 수 있다.
이들 고분자 중에, 동 고분자에서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분이 배합되어 있는 것이다. 여기에서, 쌍극자 모멘트량과 흡음성능과의 관계에 대하여 설명한다. 섬유를 소재로 하는 흡음재료에서 흡음의 메카니즘은 전술한 바와 같이, 음이 재료를 구성하는 섬유표면을 충돌하면서 통과하는 경우 마찰열로서 소비하는 것으로, 음의 에너지 흡수가 일어나는 것인데, 본 발명자들은 이러한 종래 알려진 흡음 메카니즘에 다른 흡음 메카니즘이 있는 것을 발견하였다. 이는 섬유를 구성하는 고분자에서의 쌍극자에 착안하여, 이 쌍극자의 변위, 쌍극자의 복원작용에 의해 음의 에너지가 소비되는 흡음성능이 발생한다고 하는 것이다.
이하에서 상세하게 나타낸다. 도 1에는 공기 전파음(음의 에너지)이 전달되기 전의 고분자(모재) 11 내부에서의 쌍극자 12의 배치상태를 나타내었다. 이 쌍극자 12의 배치상태는 안정된 상태에 있다고 할 수 있다. 그러나, 공기 전파음(음의 에너지)이 전달되는 것으로, 고분자(모재) 11 내부에 존재하는 쌍극자 12에는 변위가 발생하여, 도 2에 나타낸 바와 같이 고분자(모재) 11 내부에서의 각 쌍극자 12는 불안정한 상태에 놓이게 되고, 각 쌍극자 12는 도 1에 나타낸 바와 같은 안정한 상태로 되돌아가려고 한다.
이 때, 음의 에너지의 소비가 발생하게 된다. 그래서 고분자(모재) 11 내부에서의 쌍극자의 변위, 쌍극자의 복원작용에 의한 음 에너지 소비를 통하여 흡음성능이 생기는 것으로 생각된다.
이와 같은 흡음의 메카니즘으로부터, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같은 고분자(모재) 11 내부에서의 쌍극자 모멘트의 양이 커지면 커질수록 이러한 고분자(모재) 11이 갖는 흡음성능도 커지게 되는 것으로 생각된다. 이로부터, 섬유를 구성하는 고분자로서 분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이 원래 큰 것을 사용하는 것은, 보다 높은 흡음성능을 확보한다는 점에서 매우 유용한 것이다. 분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이 원래 큰 것으로서는 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리염화비닐리덴, 폴리아크릴로니트릴, 셀룰로즈 등의 극성 고분자를 들 수 있다.
또한, 본 발명의 흡음섬유는 후술하는 바와 같이 광범위한 용도에 적용되는데, 적용 장소에서의 온도(이하 사용 온도 범위로 한다. 구체적으로는 -20 ℃∼40 ℃)에 있어서 흡음성능이 최고로 발휘되도록 하는 것은, 당해 흡음섬유를 적용하는 점에서 중요한 요소의 하나라고 할 수 있다.
본 발명의 흡음섬유는 사용 온도 범위에서 흡음성능이 최고로 발휘되도록 하기 위해서, 사용 온도 범위에서 유리전이점을 갖는 고분자를 사용하고 있다. 사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자로서는, 구체적으로 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 고분자에, 디-2-에틸헥실프탈레이트(DOP), 디부틸프탈레이트(DBP), 디이소노닐프탈레이트(DINP) 등의 가소제를 첨가하여 -20 ℃∼40 ℃의 사용 온도 범위에 유리전이점(Tg)을 이동시킨 것, 또는 고분자 자체가 -20 ℃∼40 ℃의 사용 온도 범위에 유리전이점(Tg)을 갖는 염소화 폴리에틸렌, 폴리우레탄 등의 고분자 등을 들 수 있다.
고분자의 선택에 있어서는, 상기 분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이라든가 사용 온도 범위 이외에, 당해 흡음재료가 적용되는 용도라든가 사용형태에 따라 취급성, 방적 가능성, 입수 용이성, 온도성능(내열성이라든가 내한성), 내후성, 가격 등도 고려할 것이 요망된다.
섬유를 구성하는 고분자 중에 함유되는 활성성분으로서는, 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물, 벤조트리아졸기를 갖는 화합물, 또는 에틸-2-시아노-3, 3'-디페닐아크릴레이트 등의 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물로부터 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 들 수 있다.
활성 성분의 배합량으로서는, 고분자 100 중량부에 대하여 10∼200 중량부의 비율이 바람직하다. 예를 들어 활성 성분의 배합량이 10 중량부 보다 적은 경우에는 쌍극자 모멘트의 양을 증가시킨다는 활성성분을 배합한 것에 의한 충분한 효과가 얻어지지 않고, 활성 성분의 배합량이 200 중량부를 넘는 경우에는 충분히 배합되지 않는다거나 하는 문제가 있다.
상기 고분자에 함유된 활성 성분을 결정하는데 있어서는, 활성 성분과 고분자와의 배합 용이성, 즉 SP 값을 고려하여 이 값이 가까운 것을 선택하면 좋다.
쌍극자 모멘트의 양은 전술한 고분자라든가 활성 성분의 종류에 따라 여러 가지로 달라진다. 즉, 동일한 성분을 사용하여도 음의 에너지가 전달될 때의 온도에 따라 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 또한, 음의 에너지의 대소에 따라서도 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 이 때문에, 흡음섬유로서 적용할 때의 온도라든가 음의 에너지의 크기 등을 고려하여 그 때 가장 높은 쌍극자 모멘트량으로 되도록 고분자라든가 활성 성분을 선택하여 사용할 것이 요망된다.
또, 흡음재료의 분야에서 하나의 소재에서의 흡음성능은 음의 종류, 즉 주파수에 의해 여러 가지로 달라진다는 것이 알려져 있다. 이 흡음섬유에 있어서도 섬유를 구성하는 고분자의 종류라든가 고분자에 배합되는 활성성분의 종류를 적의 변경하는 것으로, 음의 종류에 대응할 수 있도록 되어 있다.
상기와 같이 활성 성분을 배합하는 것으로, 섬유를 구성하는 고분자에서의 쌍극자 모멘트의 양은 비약적으로 증가하여, 우수한 흡음성능을 발휘하는데, 이러한 고분자에서의 쌍극자 모멘트의 양은 도 4에 나타낸 A-B 사이에서의 유전율(ε')의 차이로서 나타낸다. 즉, 도 4에 나타낸 A-B 사이에서의 유전율(ε')의 차이가 클수록 쌍극자 모멘트의 양이 크게 되는 것이다.
도 4는 유전율(ε')과 유전손율(ε")의 관계를 나타낸 그래프이다. 이 그래프에 나타낸 바와같이, 유전율(ε')과 유전손율(ε") 사이에는 유전손율(ε")=유전율(ε')X유전탄젠트(tanδ) 라는 관계가 성립된다.
본 발명자는 흡음섬유에 대한 연구를 통하여, 여기에서 말하는 유전손율 (ε")이 높을수록 흡음성능도 높다는 것을 발견하였다. 이러한 발견을 기초로, 상술한 흡음섬유를 구성하는 고분자의 유전손율(ε")을 조사하면서, 주파수 110 Hz에서의 유전손율이 10 이상인 때, 당해 흡음섬유(고분자)는 우수한 흡음성능을 갖는 것이 밝혀졌다.
흡음재료에서는 용도에 따라 넓은 주파수 영역에서 흡음특성이 발휘되도록 할 것이 요구된다. 이와 같은 요구에 대하여 본 발명의 흡음섬유는 다른 주파수 영역에서 흡음특성을 나타내는 활성성분과 고분자를 이용하거나, 섬유를 구성하는 고분자에 다른 주파수 영역에서 흡음특성을 나타내는 복수 종류의 활성성분을 배합하거나, 또는 다른 주파수 영역에서 흡음특성을 나타내는 복수 종류의 고분자에 다른 주파수 영역에서 흡음특성을 나타내는 복수 종류의 활성성분을 배합하는 것으로 이에 대응할 수 있게 되어 있다.
본 발명의 흡음섬유는 상기 섬유를 구성하는 고분자에 활성성분을 배합한 것을 방사원료로 하여, 이를 공지의 방사방법을 이용하는 것에 의해 얻어질 수 있다. 또 이 흡음섬유는 활성성분을 배합한 고분자를 방사원료로 하는 동시에 종래 공지의 다른 방사원료와 병용하는 것으로, 예를 들어 심초형, 사이드 바이 사이드형, 해도형, 사이드 이치형 등 복합화된 섬유형태도 채용할 수 있다.
본 발명의 흡음섬유는, 예를 들어 장자지, 오지, 벽지, 천정용 크로스, 커튼, 매트, 카펫 등의 인테리어용품, 자동차 실내의 의자 재료라든가 벽재 등의 차량용 기재, 냉장고라든가 세탁기 등의 가전기기에서의 케이싱이나 커버, 또는 건축물에서의 벽재나 의자 재료, 에어 돔 등의 벽면 구조물에서의 막재, 도로나 선로의 하부 깔개 등에 이용되는 토목건축용 흡음시트 등 광범위한 분야에 적용할 수 있다.
또, 상기 흡음섬유는 활성성분을 배합한 고분자가 섬유의 표층 부분을 구성하고 있다는 태양을 채용하는 것이 가능하다. 이 흡음섬유에서의 섬유 자체, 그 섬유 원료, 섬유 형태 등은 임의이고, 용도라든가 사용형태에 따라 적의 결정하면 좋다.
본 흡음섬유는 표층부분이 활성성분을 배합한 고분자에 의해 구성되어 있는데, 섬유 표층부분이 고분자에 의해 구성되는 것은 섬유표면 전체가 활성성분을 배합한 고분자로 덮여 있는 상태, 또는 섬유표면이 활성성분을 배합한 고분자로 부분적으로 덮여 있는 상태를 말한다.
섬유표면 전체가 활성성분을 배합한 고분자로 덮여 있는 상태로 한 것은, 예를 들어 흡음섬유가 심초형이나 해도형의 복합섬유로, 이 초성분이나 해성분을 활성성분을 배합한 고분자에 의해 구성한 것, 또는 종래 공지의 섬유표면에 활성성분을 배합한 고분자를 코팅한 것 등을 들 수 있다.
섬유표면이 활성성분을 배합한 고분자로 부분적으로 덮여 있는 상태로 한 것은, 예를 들어 흡음섬유가 사이드 바이 사이드형, 해도형, 사이드 이치형의 복합섬유로, 하나의 사이드나 도성분, 하나의 층을 활성성분을 배합한 고분자에 의해 구성한 것, 예를 들어 종래 공지의 섬유표면에 활성성분을 배합한 고분자를 부분적으로 부착한 것 등을 들 수 있다.
상기 흡음섬유중 종래 공지의 섬유표면에 활성성분을 배합한 고분자를 코팅하거나, 종래 공지의 섬유표면에 활성성분을 배합한 고분자를 부분적으로 부착시키는 경우, 고분자에는 예를 들어 에틸렌-초산비닐공중합체, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리불화비닐리덴, 폴리이소프렌, 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 등의 고분자, 아크릴 고무(ACR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 천연 고무(NR), 이소프렌 고무(IR), 클로로프렌 고무(CR) 등의 고무계 고분자를 이용할 수 있다.
이 경우, 고분자는 에멀젼 형태로 섬유표면에 부착된다. 구체적으로는, 고분자에 물, 알콜 등의 분산매, 기타 필요에 따라 분산제, 증점제 등을 배합하고 이를 디졸버(dissolver), 밴버리 믹서(Banbury mixer), 플래너터리 믹서(planetary mixer), 그레인 밀(grain mill), 오픈 니더(open kneeder), 진공 니더(vacuum kneeder) 등 종래 공지의 혼합분산기로 분산 혼합한다. 이 혼합물을 종래 공지의 에어스프레이 건, 에어리스 스프레이 건, 또는 브러시 등의 도포수단을 이용하는 것으로 섬유 표면에 부여한다.
상기 고분자 중에는 다른 주파수 영역에서 흡음특성을 나타내는 복수종의 활성성분을 배합하는 것도 가능하여, 이에 의해 넓은 주파수 영역에서 흡음특성이 발휘되게 된다. 또, 다른 주파수 영역에서 흡음특성을 나타내는 활성성분을 배합한 복수의 고분자를 섬유표면에 부분적으로 부착시키거나, 다른 주파수 영역에서 흡음특성을 나타내는 활성성분을 배합한 복수의 고분자층으로 섬유표면을 덮는 것으로도, 마찬가지로 넓은 주파수 영역에서 흡음특성이 발휘되는 효과를 얻을 수 있다.
전술한 흡음섬유를 이용한 흡음사라든가 흡음섬유체라는 형태를 채용하는 것도 가능하다. 이 경우, 흡음사는 전술한 흡음섬유이고 다른 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 복수의 흡음섬유를 조합하여 사용하는 것이다.
이 흡음사는 필라멘트사, 스판사의 어느 형태도 채용할 수 있다. 필라멘트사 또는 스판사를 구성하는 필라멘트 또는 스테플의 길이나 크기, 개수, 꼬임 수는 당해 흡음사의 용도나 사용상태를 고려하여 적의 결정하면 좋다.
여기에서 다른 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 복수의 흡음섬유를 조합하는 것은, 예를 들어 흡음섬유(필라멘트 또는 스테플)에 500∼1000 Hz의 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 것을 이용하고, 다른 것(필라멘트 또는 스테플)에 1000∼2000 Hz의 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 것을 이용하여, 이들을 묶어 꼬는 것으로 500∼2000 Hz의 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 실로 한다든가, 또는 500∼1000 Hz의 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 것을 이용하고, 다른 것(필라멘트 또는 스테플)에 1000∼2000 Hz의 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 것을 이용하고, 또한 다른 것(필라멘트 또는 스테플)에 2000∼3000 Hz의 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 것을 이용하여, 이들을 묶어 꼬는 것으로 500∼3000 Hz의 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 실로 하는 것을 말한다.
또한, 이 흡음사는 흡음섬유 이외에 용도에 따라 고강도 섬유, 난연성 섬유, 항균성 섬유, 탈취섬유 등의 기능성 섬유를 함유시켜 다기능화를 도모하는 것도 가능하다.
흡음섬유체는 전술한 흡음섬유로 특정 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 1 종의 흡음섬유를 이용한 것, 또는 전술한 흡음섬유로 다른 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 복수 종류의 흡음섬유를 조합하여 사용하는 것이다.
흡음섬유체는 상기 흡음섬유를 이용하여 포, 부직포, 종이라는 시트 형태로 가공한 것 이외에, 블록상, 판상, 구상, 하니컴상, 플릿(pleat)상 등, 용도에 따라 임의 형태를 채용할 수 있다. 또 이 흡음섬유체는 예를 들어 부직포나 종이로 가공하는 경우 상기 흡음섬유를 그대로 이용하여 가공하고, 포의 경우에는 상기 흡음섬유를 이용하여 흡음사로 한 것에 이를 직조 또는 편직하는 방식으로, 용도나 사용 형태에 따라 흡음섬유 그대로 또는 흡음사로 하거나 흡음섬유와 흡음사를 조합하여 사용하는 것으로 구성된다.
여기에서, 다른 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 복수의 흡음섬유를 조합한다는 것은, 예를 들어 포(布)의 경우 500∼1000 Hz의 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 흡음섬유와 1000∼2000 Hz의 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 흡음섬유를 이용하여, 이들을 묶어 꼬는 것으로 500∼2000 Hz의 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 실로 하고, 이 실을 이용하여 직조 또는 편직하는 것에 의해 얻어진 500∼2000 Hz의 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 직물 또는 편물로 한다든가, 500∼1000 Hz의 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 흡음섬유를 이용한 실을 경사로 하고, 1000∼2000 Hz의 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 흡음섬유를 이용한 실을 위사로 하여, 이들을 직조하는 것에 의해 얻은 직물로 한다든가, 또는 500∼1000 Hz의 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 흡음섬유를 이용한 실과, 1000∼2000 Hz의 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 흡음섬유를 이용한 실과, 2000∼3000 Hz의 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 흡음섬유를 이용한 실을 이용하여, 이들을 편직으로 하는 것에 의해 500∼3000 Hz의 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 편물로 하는 것 등을 말한다.
한편, 부직포의 경우는 섬유를 그대로 이용하는 것으로, 다른 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 복수의 흡음섬유를 조합시키는 것은, 500∼1000 Hz의 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 흡음섬유와 1000∼2000 Hz의 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 흡음섬유로 이루어지는 섬유 웨브를 제작하고, 이들 섬유 사이를 결합시키는 것으로 500∼2000 Hz의 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 부직포로 한다든가, 500∼1000 Hz의 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 흡음섬유와 1000∼2000 Hz의 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 흡음섬유와 2000∼3000 Hz의 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 흡음섬유로 섬유 웨브를 제작하고, 이들 섬유 사이를 결합시키는 것으로 500∼3000 Hz의 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 부직포로 하는 것 등을 말한다.
종이도 부직포의 경우와 마찬가지로, 다른 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 복수의 흡음섬유를 이용하는 것으로 소망의 주파수 영역에서 흡음특성을 갖는 종이를 얻을 수 있다.
또한, 이 흡음섬유체는 흡음섬유 이외에 용도에 따라 고강도 섬유, 난연성 섬유, 항균성 섬유, 탈취 섬유 등의 기능성 섬유를 포함하여 다기능화를 도모할 수도 있다.
이 흡음섬유체는 용도라든가 사용형태에 따라서, 예를 들어 다른 섬유 시트와 접합시켜 복합체로 한다든가, 합성수지 필름이나 단보루, 목판, 또는 금속판과 접합시킨 복합체로 하여 사용하는 것도 가능하다.
다음에 본 발명의 충격흡수재에 대하여 설명한다.
종래, 예를 들어 운동장의 벽이나 울타리, 헬멧의 내장, 차량이나 항공기의 내장재, 범퍼 등에는 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄 등의 열가소성 수지를 소재로 한 필름으로 이루어지는 충격흡수재가 많이 이용되어 왔다.
또한, 유리 등 깨지기 쉬운 물건을 포장하는 경우에도 상술한 폴리스티렌이나 폴리우레탄 등의 합성수지 폼이나, 도 58에 나타낸 평면상의 합성수지 시트 또는 두꺼운 종이와 파형상의 합성수지 시트 또는 두꺼운 종이를 적층한 단보루 구조(주름 가공)을 갖는 판재를 완충재로 하고, 이를 포장상자와 깨지기 쉬운 물건의 사이에 삽입하여 운반시 등에 발생하는 충격에 의한 파손을 방지하고 있다.
벽재라든가 마루재 등의 건축재, 또는 폭풍이나 수중 충격 등의 충격하중 P가 작용하는 시설이나 록쉐드(rock sheds) 등에는 상기 합성수지 폼이나 도 59에 나타낸 바와 같은 하니컴 구조로 형성된 합성수지 성형물을 단독 또는 이들을 복합하여 사용한 예도 있다.
한편, 차량용 에어백이나 신발 밑창 등의 용도에는, 물 등의 액체나 공기 등의 기체 또는 겔상 물질을 가소성 시트재로 되는 케이스 내에 봉입하여 두고, 당해 케이스에 가해진 충격력을 케이스 내에 봉입된 공기나 물, 또는 겔상 물질이 변형하는 것에 의해 흡수하도록 한 것도 제안되어 있다.
그러나, 종래의 충격 흡수재에서는 이하와 같은 결점이 있다. 즉, 하니컴 구조나 주름 구조를 갖는 충격 완충재 또는 폴리우레탄 폼 등의 합성수지 폼을 소재로 한 충격 흡수재의 경우에는, 충격력이 가해질 때 당해 충격 흡수재 자체가 일정 강도를 유지하면서 서서히 변형하여 붕괴하는 과정에서 충격의 흡수가 일어나도록 되어 있다. 이 때문에 일단 충격의 흡수가 일어난 후에는 원래로 돌아가지 못하여 충격을 받기 전의 성능이 보증되지 못한다는 문제가 있다.
또한, 이 충격 흡수재는 그 자체가 일정 강도를 유지하면서 서서히 변형되어 붕괴하는 과정에서 충격력의 흡수가 일어나도록 되어 있기 때문에 충격력을 받은 순간에는 충분한 충격 흡수성능이 발휘되지 않는데, 이 때문에 예를 들어 이 충격 흡수재를 포장용 완충재로서 이용한 경우에는 내용물이 파손되어 버린다는 문제를 초래한다.
이들 충격 흡수재중에서 하니컴 구조나 주름 구조를 갖는 충격 완충재는 가공이 대단히 번잡하다. 한편 합성수지 폼은 제조나 가공이 용이하고 취급성이 우수하다는 이점을 갖고 있지만 파손되기 쉽고, 열이나 빛, 용제와의 접촉에 의해 용이하게 열화되어 버린다는 문제가 있다.
공기나 물, 겔상 물질을 이용한 충격 흡수재에 있어서는 복원성을 갖고 있어 충격이 가해질 때 마다 우수한 충격 흡수성능이 발휘된다는 이점을 갖는다. 반면, 케이스 내에 공기나 물, 또는 겔상 물질을 넣은 충격 흡수재에서 소정의 충격 흡수성능을 확보하기 위해서는 어느 정도의 두께, 용적이 필요하므로 적용할 수 있는 용도에도 제한이 있다.
본 발명의 충격 흡수재는 상기 기술적 과제를 완전히 해결할 수 있는 것으로, 종래의 충격 흡수재와 비교하여 예측을 불허하는 우수한 충격 흡수성능을 갖고 있으며, 더욱이 파손이 어려워 충격 흡수재로서 충분한 기계적 강도를 갖고 충격력이 가해지는 초기부터 우수한 충격 흡수성능이 발휘되며, 복원성을 갖고 있어 충격이 가해질 때마다 충격 흡수성능이 발휘되며, 얇고 작은 용적에서도 우수한 충격 흡수성능을 갖는 것이다.
본 발명의 충격 흡수재는, 예를 들어 운동장의 벽이나 울타리, 헬멧의 내장, 차량이나 항공기의 내장재, 범퍼, 안장, 손잡이, 포장용 완충재, 벽재나 마루재 등의 건축재, 또는 폭풍이나 수중 충격 등의 충격하중 P가 작용하는 시설이나 록쉐드, 운동화, 프로텍터, 글로브, 헤드기어 등의 스포츠용품, 기브스, 매트, 서포터 등의 의료용품, 총 바닥, 어깨 패드, 방탄조끼 등의 총기 등에 폭넓은 용도에 적용할 수 있다.
이 충격 흡수재는 모재중에, 상기 모재에서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분을 배합한 것을 특징으로 하는 것이다.
모재를 구성하는 수지성분으로서는 특별히 한정되지는 않지만, 충격력을 받는 부분의 적용시 온도에 있어서 양호한 충격 흡수성능이 발휘되는 것이 바람직하다. 구체적으로는 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 염소화 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리불화비닐리덴, 폴리이소프렌, 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 천연 고무(NR), 이소프렌 고무(IR) 등의 고분자 재료, 이들을 혼합한 것 등을 들 수 있다. 이중에서도 폴리염화비닐은 성형성이 좋고 값이 싸다는 점에서 바람직하다.
이들 수지성분에 의해 구성된 모재는 충격력이 가해질 때, 도 2에 나타낸 바와 같이 모재 11 내부에 존재하는 쌍극자 12에 변위가 발생한다. 쌍극자 12에 변위가 발생한다는 것은 모재 11 내부에서의 각 쌍극자 12가 회전하거나 위상이 어긋나거나 하는 것을 말한다.
도 1에 나타낸 바와 같이 충격력(충격 에너지)가 가해지기 전의 모재 11 내부의 쌍극자 12의 배치상태는 안정된 상태에 있다고 할 수 있다. 그러나, 도 2에 나타낸 바와 같이 충격력(충격 에너지)가 가해지는 것으로, 모재 내부에 존재하는 쌍극자 12에 변위가 발생하고, 이에 의해 모재 11 내부에서의 각 쌍극자 12는 불안정한 상태에 놓이게 되고, 각 쌍극자 12는 도 1에 나타낸 바와 같은 안정한 상태로 되돌아가려고 한다.
이 때, 에너지의 소비가 발생하게 된다. 그래서 모재 내부에서의 쌍극자의 변위, 쌍극자의 복원작용에 의한 에너지 소비를 통하여 충격력의 흡수라는 효과가 생기는 것으로 생각된다.
이와 같은 충격흡수의 메카니즘을 고려할 때, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같은 모재 11 내부에서의 쌍극자 모멘트의 양이 충격흡수에 크게 관여하는 것이 이해된다. 즉, 모재 11 내부에서의 쌍극자 모멘트의 양이 커질 때, 모재 11의 충격 흡수효과, 충격 흡수성능은 높게 된다.
상술한 수지성분에서의 쌍극자 모멘트의 양은 수지성분의 종류에 따라 여러 가지로 달라진다. 또 모재에 동일한 수지성분을 사용하여도, 충격력(충격 에너지)이 가해질 때의 온도에 의해 모재에 발생하는 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 또, 모재에 가해지는 충격력(충격 에너지)의 크기에 의해서도 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 이 때문에, 충격 흡수재로서 적용하는 부분의 온도, 충격력(충격 에너지)의 크기 등을 고려하여 그 때 가장 큰 쌍극자 모멘트로 되는 수지성분을 선택하여 사용할 것이 요망된다.
모재를 구성하는 수지성분의 선택에 있어서는, 모재에서의 쌍극자 모멘트량에만 한정되지 않고, 당해 충격 흡수재가 적용되는 용도라든가 사용형태에 따라 취급성, 성형성, 입수 용이성, 온도성능(내열성이라든가 내한성), 내후성, 가격 등도 고려할 것이 요망된다.
이러한 모재를 구성하는 수지성분에, 모재에서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분이 함유되어 있는 것이다. 활성성분으로서는 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물, 벤조트리아졸기를 갖는 화합물, 또는 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 들 수 있다.
활성성분에서의 쌍극자 모멘트량은 모재에서의 쌍극자 모멘트량과 마찬가지로 활성성분의 종류에 따라 여러 가지로 달라진다. 또, 동일 활성성분을 이용하여도, 충격력(충격 에너지)이 가해질 때의 온도에 의해, 모재에 생기는 쌍극자 모멘트의 양도 변화한다. 또한, 모재에 가해지는 충격력(충격 에너지)의 대소에 의해서도 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 이 때문에, 충격 흡수재로서 적용하는 부분의 온도, 충격력(충격 에너지)의 크기를 고려하여 그 때 최대의 쌍극자 모멘트량으로 되는 활성성분을 선택하여 이용할 것이 요망된다.
모재에 배합하는 활성성분을 결정하는데 있어서, 활성성분과 모재를 구성하는 수지성분과의 배합 용이성, 즉 SP 값을 고려하여 이 값이 가까운 것을 선택하는 것도 좋다.
본 발명의 충격 흡수재는 상기 수지성분 및 활성성분, 그리고 필요에 따라 염료, 산화방지제, 제전제, 안정제, 습윤제 등을 배합하는 것에 의하여 얻어지는데, 이 때에는 열 로울, 밴버리 믹서, 이축 혼련기, 압출기 등 종래 공지의 용융 혼합 장치를 이용하는 것이 가능하다.
상기와 같이, 모재에 활성성분이 배합된 충격 흡수재는 모재에서의 쌍극자 모멘트의 양이 비약적으로 증가하여, 매우 우수한 충격 흡수성능을 발휘하는데, 이러한 충격 흡수재에서의 쌍극자 모멘트의 양은 도 4에 나타낸 A-B 사이에서의 유전율(ε')의 차이로서 나타낸다. 즉, 도 4에 나타낸 A-B 사이에서의 유전율(ε')의 차이가 클수록 쌍극자 모멘트의 양이 크게 된다.
도 4는 유전율(ε')과 유전손율(ε")의 관계를 나타낸 그래프로서, 이 그래프에 나타낸 유전율(ε')과 유전손율(ε") 사이에는 유전손율(ε")=유전율(ε') x 유전탄젠트(tanδ) 라는 관계가 성립된다.
본 발명자는 충격 흡수재에 대한 연구를 통하여, 여기에서 말하는 유전손율 (ε")이 높을수록 충격 흡수성능도 높다는 것을 발견하게 되었다. 바꾸어 말하면, 고분자의 전기물성을 나타내는 유전탄젠트(tanδ)와 역학적 성질을 나타내는 반발탄성(%)이 서로 상관관계에 있다는 것을 발견하였다.
이러한 발견을 기초로, 상술한 충격 흡수재에서의 유전손율(ε")을 조사하면서, 주파수 110 Hz에서의 유전손율이 50 이상일 때, 당해 충격 흡수재의 반발탄성율(%)의 값도 높고 우수한 충격 흡수성능을 갖는 것이 밝혀졌다.
상술한 충격 흡수재의 형태는 시트상으로 한정되지 않고, 용도나 사용상태에 따라 자유롭게 변경할 수 있다. 예를 들어 도 60에 나타낸 형태는 상기 수지 매트릭스중에 활성성분을 배합하고 여기에 기포를 충전하는 등 발포성형한 것이다.
도 61에 나타낸 형태는 상기 수지 매트릭스 중에 활성성분을 배합한 것을 통 형상으로 성형하고 이를 다수 병렬하여 통 상호를 연결한 것이다. 도 62에 나타낸 형태는 하니컴 형상으로 성형한 것이고, 도 58에 나타낸 형태는 시트 형상으로 성형한 것과 파형으로 성형한 것을 적층하여 주름 가공을 시행한 것이다.
도 59에 나타낸 형태는 상기 도 61에 나타낸 형태의 충격 흡수재의 상하면에 시트상으로 성형한 충격 흡수재를 겹쳐 일체화한 복합물이다.
본 발명의 충격 흡수재는 차체와 차축간에 개재 장착되어 노면으로부터 입력된 진동 등의 충격을 흡수 완화하는 프론트 포크(front fork)에 적용할 수 있다.
종래, 프론트 포크로서는 차축측 외부 튜브의 내측에 스프링을 내장하여 당해 스프링의 탄성력으로 쿠션 작용을 하여 노면으로부터 진동 등의 충격을 흡수 완화하도록 한 것, 차축측 외부 튜브와 차체측 내부 튜브의 내부에 오일을 봉입하여 쿠션용의 공기 압축력을 확보한 댐퍼를 내장하여 공기 압축력에 의한 탄성력으로 쿠션 작용을 하여 노면으로부터 진동 등의 충격을 흡수 완화하도록 한 것, 상기 스프링과 댐퍼를 병용한 것 등이 알려져 있다.
그러나, 스프링을 내장한 프론트 포크에 있어서는, 반복 신축하면 응력 피로의 우려가 있어 길게 그 성능을 유지할 수 없다는 결점이 있다. 한편, 댐퍼를 내장한 프론트 포크는 충분한 공기 압축력을 확보하기 위해서는 대량의 오일을 봉입하지 않으면 안되어, 그 만큼 가격이 높아지고 중량도 무겁게 된다. 또, 프론트 포크는 오일 봉입실이나 공기실, 또는 실린더나 샤프트라는 다수의 부재가 필요하게 되어 복잡한 구조로 된다.
상기 스프링과 댐퍼를 병용한 것, 예를 들어 프론트 포크를 구성하는 좌우 2 개 부재의 한쪽에 스프링을 내장하고 다른 쪽 부재에 댐퍼를 내장한 것에 있어서는 양쪽의 결점을 보충하여 양호한 충격 흡수성이 얻어지지만, 당해 프론트 포크를 차체측 및 차축측에 취부할 때 좌우의 균형을 맞추지 않으면 안되는데, 이는 대단히 복잡하고 숙련을 요하는 작업이다.
상기 스프링이나 댐퍼 대신 고무나 발포 우레탄 등의 탄성체를 내장한 프론트 포크도 제안되어 있다. 현재, 이 프론트 포크는 자전거용으로 가장 널리 이용되고 있다. 이는 당해 프론트 포크의 구조가 매우 단순한 것으로 되고 경량화를 도모할 수 있다는 이유 때문이다.
그러나, 탄성체를 내장한 프론트 포크는 탄성체 자체의 충격 흡수성능이 낮아 충분한 충격 흡수완화가 가능하지 않다.
본 발명의 프론트 포크는 상술한 기술적 과제를 완전히 해결할 수 있는 것으로, 종래의 프론트 포크에서의 충격 흡수 부재와 비교하여 예측을 불허하는 우수한 충격 흡수성능을 갖는다.
도 63에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 프론트 포크 11은 차축측 외부 튜브 12와 외부 튜브 12 내에 접동 자유롭게 삽입된 차체측 내부 튜브 13을 구비하고, 상기 외부 튜브 12와 내부 튜브 13의 내부에 모재중 상기 모재에서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분이 함유되어 있는 충격 흡수 부재 14를 내장한 것이다.
상기 충격 흡수 부재에서의 모재 성분으로는 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 염소화 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리불화비닐리덴, 폴리이소프렌, 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 천연 고무(NR), 이소프렌고무(IR) 등의 고분자, 이들을 혼합한 것 등을 들 수 있다. 이중에서도 폴리염화비닐은 성형성이 좋고 값이 저렴하다는 점에서 바람직하다.
이와 같은 고분자를 모재성분으로 하는 충격 흡수 부재에서의 쌍극자 모멘트량과 충격 흡수성능과의 사이에는 이하와 같은 관계가 있다. 일반적으로 충격 흡수 부재에서의 충격 흡수 메카니즘은 당해 충격 흡수 부재에 진동 등의 충격이 도달하는 것으로, 그 에너지의 일부가 열 에너지로 변환되고 여기에서 충격 흡수 성능이 발생한다. 즉, 당해 충격 흡수 부재에 전달된 진동이 에너지의 변환에 의해 감쇠되어 충격 흡수가 일어난다는 것이다. 본 발명자들은 이 충격흡수의 메카니즘을 연구하는 과정에서 당해 충격 흡수 부재(모재)에서의 쌍극자의 변위, 쌍극자의 복원작용에 의해 에너지가 흡수(변환)되어 충격 흡수성능이 생긴다는 것을 발견하였다.
이하에 이를 상세히 살펴 본다. 도 1에는 충격(예를 들어 진동)이 전달되기 전의 당해 충격 흡수 부재(모재) 11 내부에서의 쌍극자 12의 배치상태를 나타내었다. 이 쌍극자 12의 배치상태는 안정된 상태에 있다고 할 수 있다. 그러나, 충격(예를 들어 진동)이 전달되는 것으로, 충격 흡수 부재(모재) 11 내부에 존재하는 쌍극자 12에는 변위가 발생하여, 도 2에 나타낸 바와 같이 충격 흡수 부재(모재) 11에서의 각 쌍극자 12는 불안정한 상태에 놓이게 되고, 각 쌍극자 12는 도 1에 나타낸 바와 같은 안정한 상태로 되돌아가려고 한다.
이 때, 에너지의 흡수(변환)가 발생하게 된다. 그래서 충격 흡수 부재(모재) 11 내부에서의 쌍극자의 변위, 쌍극자의 복원작용에 의한 에너지의 흡수(변환)를 통하여 충격 흡수성능이 생기는 것으로 생각된다.
이와 같은 충격 흡수의 메카니즘으로부터, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같은 충격 흡수 부재(모재) 11 내부에서의 쌍극자 모멘트의 양이 커지면 커질수록 이러한 충격 흡수 부재(모재) 11이 갖는 감쇠성도 커지게 되는 것으로 생각된다. 이로부터, 충격 흡수 부재를 구성하는 성분으로서 분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이 원래 큰 것을 사용하는 것은, 보다 높은 충격 흡수 성능을 확보한다는 점에서 매우 유용한 것이 된다.
분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이 원래 큰 것으로서는 극성 고분자를 들 수 있다. 이 극성 고분자로서, 구체적으로는 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 아크릴 고무(ACR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 및 클로로프렌 고무(CR) 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 프론트 포크는 노면으로부터 진동 등의 충격을 흡수 완화하는 것으로, 그 사용할 때의 온도(이하 사용 온도 범위로 한다)는 대략 -20 ℃∼40 ℃의 범위이다. 이러한 사용 온도 범위에 있어서 유리전이점을 갖는 고분자를 모재성분으로서 이용하는 것은 대단히 유용한 것이다. 그 이유는, 발명자들의 실험에 의하면 고분자의 유리전이점 부근에서 충격 흡수성능이 최고로 발휘되기 때문이다.
사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자로서는, 구체적으로 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 등의 고분자에, 디-2-에틸헥실프탈레이트(DOP), 디부틸프탈레이트(DBP), 디이소노닐프탈레이트(DINP) 등의 가소제를 첨가하여 사용 온도 범위에 유리전이점(Tg)을 이동시킨 것, 또는 고분자 자체가 사용 온도 범위에 유리전이점(Tg)을 갖는 아크릴 고무(ACR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 천연 고무(NR), 이소프렌고무(IR), 클로로프렌 고무(CR), 염소화 폴리에틸렌 등의 고분자 등을 들 수 있다.
모재 성분의 선택에 있어서는, 상기 분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이나 사용 온도 범위 이외에 취급성, 성형성, 입수 용이성, 온도성능(내열성이라든가 내한성), 내후성, 가격 등도 고려할 것이 요망된다.
활성성분으로서는 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물, 벤조트리아졸기를 갖는 화합물, 또는 에틸-2-시아노-3, 3'-디페닐아크릴레이트 등의 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 들 수 있다.
활성 성분의 배합량으로서는, 모재 100 중량부에 대하여 10∼200 중량부의 비율이 바람직하다. 예를 들어 활성 성분의 배합량이 10 중량부 보다 적은 경우에는 쌍극자 모멘트의 양을 증가시키는 충분한 효과가 얻어지지 않고, 활성 성분의 배합량이 200 중량부를 넘는 경우에는 충분히 배합되지 않는다든가 충분한 기계적 강도가 얻어지지 않게 된다.
상기 모재중에 배합하는 활성 성분을 결정하는데 있어서는, 전술한 쌍극자 모멘트의 양 이외에 활성 성분과 모재 성분과의 배합이 용이한 것, 즉 SP 값을 고려하여 이 값이 가까운 것을 선택하면 좋다.
쌍극자 모멘트의 양은 전술한 모재 성분이라든가 활성 성분의 종류에 따라 여러 가지로 달라진다. 즉, 동일한 성분을 사용하여도 에너지가 전달될 때의 온도에 따라 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 또한, 전달되는 에너지의 대소에 의해서도 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 이 때문에, 적용할 때의 온도라든가 에너지의 크기 등을 고려하여 그 때 가장 높은 쌍극자 모멘트량으로 되도록 모재 성분이라든가 활성 성분을 적의 선택하여 사용할 것이 요망된다.
또한, 상기 모재중에는 활성 성분 이외에, 충격 흡수성능을 더욱 향상시킬 목적으로, 또한 부재의 기계적 강도를 높일 목적으로 운모 인편, 유리편, 유리섬유, 카본섬유, 탄산칼슘, 바라이트(barite), 침강 황산바륨 등의 충전제를 충전할 수 있다. 이 경우, 충전제의 충전량은 10∼80 중량%가 바람직하다. 예를 들어 충전제의 충전량이 10 중량% 보다 적은 경우에는 충전제를 충전하여도 충분한 흡수 성능의 향상이 보이지 않고, 반대로 충전제의 충전량을 80 중량%를 넘는 양으로 하여도 현실적으로 충전할 수 없다든가 충격 흡수 부재의 강도가 저하한다거나 하는 폐해를 초래하게 된다.
본 발명의 프론트 포크에 있어서의 충격 흡수 부재는, 상기 모재 성분에 활성 성분, 그 밖에 필요에 따라 충전제, 분산제, 증점제 등을 배합한 배합물을 디졸버, 밴버리 믹서, 플래너터리 믹서, 그레인 밀, 오픈 니더, 진공 니더 등 종래 공지의 혼합분산기로 분산 혼합하여 제조된다.
상기와 같이, 모재 중에 활성 성분을 배합하는 것으로 쌍극자 모멘트의 양이 비약적으로 증가하여, 충격 흡수 부재는 높은 충격 흡수성능을 발휘하는데, 모재에 활성성분을 배합한 충격 흡수 부재에서의 쌍극자 모멘트의 양은 도 4에 나타낸 A-B 사이에서의 유전율(ε')의 차이로서 나타낸다. 즉, 도 4에 나타낸 A-B 사이에서의 유전율(ε')의 차이가 클수록 쌍극자 모멘트의 양이 크게 된다.
도 4는 유전율(ε')과 유전손율(ε")의 관계를 나타낸 그래프로서, 이 그래프에 나타낸 유전율(ε')과 유전손율(ε") 사이에는 유전손율(ε")=유전율(ε')X유전탄젠트(tanδ) 라는 관계가 성립된다.
본 발명자들은 프론트 포크에서의 충격 흡수 부재에 대한 연구를 통하여, 여기에서 말하는 유전손율(ε")이 높을수록 에너지 흡수성, 충격 흡수성능도 높다는 것을 발견하게 되었다.
이러한 발견을 기초로, 상술한 충격 흡수 부재에서의 유전손율(ε")을 조사하면서, 주파수 110 Hz에서의 유전손율이 50 이상일 때 당해 충격 흡수 부재는 우수한 충격 흡수성능을 갖는 것이 밝혀졌다.
상술한 충격 흡수 부재가 외부 튜브와 내부 튜브의 내부에 내장되어 있는 것이다. 구체적으로는 도 63에 나타낸 바와 같이, 충격 흡수 부재 14는 외부 튜브 12와 내부 튜브 13의 내부, 예를 들어 차축 16 측의 외부 튜브 12 저부와 차체측의 내부 튜브 13 하단부 사이에 내장되어 있어 노면으로부터 입력된 진동 등의 충격을 흡수 완화하도록 되어 있다.
도 63에 있어서 15는 당해 프론트 포크 11을 차체측에 고정하기 위한 브래킷을 나타내고 있다. 도 63에 나타낸 태양은 차체측의 내부 튜브 13이 차축측의 외부 튜브 12에 침입하여 수축할 때 외부 튜브 12 저부와 내부 튜브 13 하단부와의 사이에 내장된 충격흡수부재 14가 노면으로부터의 충격을 흡수 완화하도록 한 것으로, 당해 프론트 포크 11의 신장시 충격을 흡수 완화하는 수단은 갖고 있지 않다.
도 64 및 도 65에 나타낸 태양은 당해 프론트 포크 11이 수축시 및 신장시 그 충격을 흡수 완화시킬 수 있도록 한 것이다. 즉 도 64에 나타낸 프론트 포크 11은 차축 16 측의 외부 튜브 12와 차체측에 브래킷 15를 개재하여 고정한 내부 튜브 13을 갖고, 내부 튜브 13은 상기 외부 튜브 12 내에 접동 자유롭게 삽입되도록 되어 있다. 상기 외부 튜브 12 저부 중앙에는 단면이 대략 T자상의 지지대 17이 기립하여 있고, 이 지지대 17의 상면과 내부 튜브 13의 상단부에 취부된 캡 20과의사이에는 코일상의 현가 스프링 19가 개재되어, 내부 튜브 13을 외부 튜브 12에 대하여 비삽입방향(당해 프론트 포크 11이 신장하는 방향)으로 부세하고 있다.
내부 튜브 13의 하단은 상기 지지대 17의 상단보다 하방까지 연장되고, 이 내부 튜브 13의 하단 내측에는 스토퍼 21이 설치되어 있다. 이 스토퍼 21과 상기 지지대 17의 상단과의 사이에 링상의 충격흡수부재 14가 장착되어 있다.
이러한 프론트 포크 11은 내부 튜브 13이 외부 튜브 12 내에서 현가 스프링 19의 탄성력에 의해 수축방향으로의 충격이 흡수 완화되도록 되어 있고, 또한 신장시에는 스토퍼 21과 상기 지지대 17의 상단과의 사이에 장착된 충격흡수부재 14에 의해 그 충격이 흡수완화되도록 되어 있다.
충격흡수부재의 크기라든가 형상은 임의로 되고, 프론트 포크의 크기나 형상, 내부 튜브와 외부 튜브의 내부에서 어떻게 이용되는가, 어느 곳에 이용되는가에 따라 적의 변경될 수 있다.
또한, 본 발명의 충격 흡수재는 손잡이 테이프에 적용하는 것도 가능하다.
최근, 충격진동의 완화를 목적으로 하여, 테니스용 라켓, 배드민턴, 야구의 배트, 골프 클럽 등 스포츠용구의 손잡이 말단, 자전거나 오토바이 등 이륜차의 손잡이 말단, 또는 해머 등 공구의 손잡이 말단 등에는 충격 흡수성능을 갖는 테이프가 부착되어 있다.
이들은 상기 스포츠용구, 이륜차, 또는 공구 등에 이용되는 재료 자체의 충격 흡수성능이 낮고, 잔류 진동 때문에 사용자가 불쾌감을 느낀다거나 팔꿈지가 손상되거나 하는 문제를 일으키고 있다.
이러한 문제가 프로선수나 직인 뿐 아니라 널리 일반에 인식되면서 충격 흡수성능을 갖는 손잡이 테이프는 더욱 그 수요가 증가되고 있다.
시판되는 충격 흡수성능을 갖는 손잡이 테이프로서는 폴리염화비닐, 폴리우레탄 등의 발포수지재료를 테이프 기재로 하여 사용한 것이 일반적이다.
그러나, 이러한 손잡이 테이프는 발포수지재료가 갖는 충격흡수성 자체가 낮아 충격 진동을 충분히 흡수 완화하는 것이 불가능하다.
본 발명의 손잡이 테이프는 상술한 기술적 과제를 완전히 해결할 수 있는 것으로, 종래의 손잡이 테이프와 비교할 때 예측을 불허하는 우수한 충격흡수성능을 갖는다.
도 66에 나타낸 손잡이 테이프 11은 테이프 기재 12 만의 단일층으로 되는 것이고, 도 67에 나타낸 손잡이 테이프 11은 테이프 기재 12의 하측에 점착층 13을 설치한 것이다. 또한, 도 68에 나타낸 손집이 테이프 11은 테이프 기재 12에 다수의 투공(透孔) 14를 설치하여 통기성을 부여함으로써 땀에 의한 증기, 미끄러짐을 방지하기 위한 것이다.
본 발명의 손잡이 테이프의 태양으로서는 상기 이외에 예를 들어 테이프 표면에 요철을 설치하여 손잡이 특성을 높이거나, 테이프 기재의 하측에 쿠션성이 풍부한 점착층을 설치하는 등, 용도나 사용상태에 따라 자유로 변경할 수 있다.
다음에, 본 발명의 손잡이 테이프에서의 테이프 기재에 대하여 설명한다. 이 테이프 기재에 적용가능한 기재성분으로서는 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 염소화 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리불화비닐리덴, 폴리이소프렌, 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 천연 고무(NR), 이소프렌고무(IR) 등의 고분자, 이들을 혼합한 것 등을 들 수 있다. 이중에서도 폴리염화비닐은 성형성이 좋고 값이 저렴하다는 점에서 바람직하다.
이와 같은 고분자를 기재성분으로 하는 테이프 기재에서의 쌍극자 모멘트량과 충격 흡수성능과의 사이에는 이하와 같은 관계가 있다. 일반적으로 테이프 기재에서의 충격흡수 메카니즘은 당해 손잡이 테이프에 충격진동이 도달하는 것으로, 그 에너지의 일부가 열 에너지로 변환되고 여기에서 충격 흡수 성능이 발생한다. 즉, 손잡이 테이프에 전달된 진동이 에너지의 변환에 의해 감쇠되어 충격흡수가 일어난다는 것이다. 본 발명자들은 이 충격흡수의 메카니즘을 연구하는 과정에서 테이프 기재에서의 쌍극자의 변위, 쌍극자의 복원작용에 의해 에너지가 흡수(변환)되어 충격 흡수성능이 생긴다는 것을 발견하였다.
이하에 이를 상세히 살펴 본다. 도 1에는 충격 진동이 전달되기 전의 테이프 기재(모재) 11 내부에서의 쌍극자 12의 배치상태를 나타내었다. 이 쌍극자 12의 배치상태는 안정된 상태에 있다고 할 수 있다. 그러나, 충격 진동이 전달되는 것으로, 테이프 기재 11 내부에 존재하는 쌍극자 12에는 변위가 발생하여, 도 2에 나타낸 바와 같이 테이프 기재 11 내부에서의 각 쌍극자 12는 불안정한 상태에 놓이게 되고, 각 쌍극자 12는 도 1에 나타낸 바와 같은 안정한 상태로 되돌아가려고 한다.
이 때, 에너지의 흡수(변환)가 발생하게 된다. 그래서 테이프 기재(모재) 11 내부에서의 쌍극자의 변위, 쌍극자의 복원작용에 의한 에너지의 흡수(변환)를 통하여 충격 흡수성능이 생기는 것으로 생각된다.
상술한 충격 흡수의 메카니즘으로부터, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같은 테이프 기재(모재) 11 내부에서의 쌍극자 모멘트의 양이 커지면 커질수록 이러한 테이프 기재 11이 갖는 감쇠성도 커지게 되는 것으로 생각된다. 이로부터, 테이프 기재를 구성하는 성분으로서 분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이 원래 큰 것을 사용하는 것은, 보다 높은 충격 흡수 성능을 확보한다는 점에서 매우 유용한 것이 된다.
분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이 원래 큰 것으로서는 극성 고분자를 들 수 있다. 이 극성 고분자로서, 구체적으로는 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 아크릴 고무(ACR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 및 클로로프렌 고무(CR) 등을 들 수 있다.
본 발명의 손잡이 테이프는 사용할 때의 충격 진동을 흡수 완화하는 것을 목적으로 하는 것으로, 그 사용할 때의 온도(이하 사용 온도 범위로 한다)는 대략 -20 ℃∼40 ℃의 범위이다. 이 사용 온도 범위에서 유리전이점을 갖는 고분자를 테이프 기재 성분으로서 이용하는 것은 대단히 유용한 것이다. 그 이유는, 발명자들의 실험에 의하면 고분자의 유리전이점 부근에서 충격 흡수성능이 최고로 발휘되기 때문이다.
사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자로서는, 구체적으로 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 등의 고분자에, 디-2-에틸헥실프탈레이트(DOP), 디부틸프탈레이트(DBP), 디이소노닐프탈레이트(DINP) 등의 가소제를 첨가하여 사용 온도 범위에 유리전이점(Tg)을 이동시킨 것, 또는 고분자 자체가 사용 온도 범위에 유리전이점(Tg)을 갖는 아크릴 고무(ACR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 천연 고무(NR), 이소프렌고무(IR), 클로로프렌 고무(CR), 염소화 폴리에틸렌 등의 고분자 등을 들 수 있다.
테이프 기재의 기재 성분의 선택에 있어서는, 상기 고분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이나 사용 온도 범위 이외에 취급성, 성형성, 입수 용이성, 온도성능(내열성이라든가 내한성), 내후성, 가격 등도 고려할 것이 요망된다.
이러한 테이프 기재에 배합되는 활성성분으로서는 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물, 벤조트리아졸기를 갖는 화합물, 또는 에틸-2-시아노-3, 3'-디페닐아크릴레이트 등의 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 들 수 있다.
활성 성분의 배합량으로서는, 테이프 기재 100 중량부에 대하여 10∼200 중량부의 비율이 바람직하다. 예를 들어 활성 성분의 배합량이 10 중량부 보다 적은 경우에는 쌍극자 모멘트의 양을 증가시키는 충분한 효과가 얻어지지 않고, 활성 성분의 배합량이 200 중량부를 넘는 경우에는 충분히 배합되지 않는다든가 충분한 기계적 강도가 얻어지지 않게 된다.
상기 테이프 기재에 배합하는 활성 성분을 결정하는데 있어서는, 전술한 쌍극자 모멘트의 양 이외에 활성 성분과 테이프 기재의 기재 성분과의 배합이 용이한 것, 즉 SP 값을 고려하여 이 값이 가까운 것을 선택하면 좋다.
쌍극자 모멘트의 양은 전술한 테이프 기재의 기재 성분이라든가 활성 성분의 종류에 따라 여러 가지로 달라진다. 즉, 동일한 성분을 사용하여도 에너지가 전달될 때의 온도에 따라 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 또한, 전달되는 에너지의 대소에 의해서도 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 이 때문에, 적용할 때의 온도라든가 에너지의 크기 등을 고려하여 그 때 가장 높은 쌍극자 모멘트량으로 되도록 테이프 기재의 기재 성분이라든가 활성 성분을 적의 선택하여 사용할 것이 요망된다.
또한, 상기 테이프 기재중에는 활성 성분 이외에, 충격 흡수성능을 더욱 향상시킬 목적으로, 또한 테이프의 기계적 강도를 높일 목적으로 운모 인편, 유리편, 유리섬유, 카본섬유, 탄산칼슘, 바라이트(barite), 침강 황산바륨 등의 충전제를 충전할 수 있다. 이 경우, 충전제의 충전량은 10∼80 중량%가 바람직하다. 예를 들어 충전제의 충전량이 10 중량% 보다 적은 경우에는 충전제를 충전하여도 충분한 흡수 성능의 향상이 보이지 않고, 반대로 충전제의 충전량을 80 중량%를 넘는 양으로 하여도 현실적으로 충전할 수 없다든가 충격 흡수 부재의 강도가 저하한다거나 하는 폐해를 초래하게 된다.
본 발명의 손잡이 테이프는 상기 테이프 기재에 활성성분, 그 밖에 필요에 따라 충전제, 분산제, 증점제 등을 배합한 배합물을 디졸버, 밴버리 믹서, 플래너터리 믹서, 그레인 밀, 오픈 니더, 진공 니더 등 종래 공지의 혼합분산기로 분산 혼합하여 제조된다.
상기와 같이, 테이프 기재 중에 활성 성분을 배합하는 것으로 쌍극자 모멘트의 양이 비약적으로 증가하여, 당해 테이프 기재는 높은 충격 흡수성능을 발휘하는데, 테이프 기재에 활성성분을 배합한 테이프 기재에서의 쌍극자 모멘트의 양은 도 4에 나타낸 A-B 사이에서의 유전율(ε')의 차이로서 나타낸다. 즉, 도 4에 나타낸 A-B 사이에서의 유전율(ε')의 차이가 클수록 쌍극자 모멘트의 양이 크게 된다.
도 4는 유전율(ε')과 유전손율(ε")의 관계를 나타낸 그래프로서, 이 그래프에 나타낸 유전율(ε')과 유전손율(ε") 사이에는 유전손율(ε")=유전율(ε')X유전탄젠트(tanδ) 라는 관계가 성립된다.
본 발명자들은 손잡이 테이프에 대한 연구를 통하여, 여기에서 말하는 유전손율(ε")이 높을수록 에너지 흡수성, 충격 흡수성능도 높다는 것을 발견하게 되었다.
이러한 발견을 기초로, 상술한 테이프 기재에서의 유전손율(ε")을 조사하면서, 주파수 110 Hz에서의 유전손율이 50 이상일 때 당해 테이프는 우수한 충격 흡수성능을 갖는 것이 밝혀졌다.
본 발명의 충격 흡수 부재는 신발 밑창에 적용하는 것도 가능하다.
종래, 충격 흡수성을 갖는 신발로서는, 신발 밑창을 구성하는 신발 밑창에 폴리염화비닐, 폴리우레탄 등의 발포수지 재료를 사용한 것이 있다.
그러나, 이러한 신발 밑창은 발포수지 재료가 갖는 충격 흡수성 자체가 낮아 접지면으로부터의 충격을 충분히 완화 흡수하는 것이 불가능하였다.
또한, 2 장의 시트를 부분적으로 접착하여 다수의 독립된 충전실을 형성하고, 이 충전실 내에 액상 실리콘, 액상 폴리우레탄, 액상 고무 등 액상 탄성체를 충전한 것을 신발 밑창, 예를 들어 중간 밑창으로서 적용한 신발도 있다.
그러나, 이러한 신발 밑창의 경우, 어느 정도 충격 흡수성은 향상되어도 충분한 충격 흡수성을 갖는다고는 말할 수 없고, 더욱이 구조가 복잡하여 제조에도 시간과 비용이 많이 든다.
본 발명의 신발 밑창은 상술한 기술적 과제를 완전히 해결한 것으로, 종래의 신발 밑창에 사용된 충격 흡수 부재와 비교하여 예측을 불허하는 우수한 충격 흡수성능을 갖는다.
도 69에 나타낸 신발 11은 갑피 12의 하측에 얇고 유연한 중간 바닥 13과, 중간 바닥 13의 하측에 부설된 충격 흡수 부재로 이루어지는 중간 밑창 14와, 중간 밑창 14의 하측에 부설된 내마모성이 풍부한 바깥 밑창 15로 이루어지는 다층 신발 바닥 16을 설치한 것이다.
본 발명의 신발 밑창을 사용한 신발의 태양으로서는, 갑피의 하측에 중간 바닥과 그 하측에 부설된 신발 밑창으로 이루어지는 신발 바닥을 설치한 것, 도 69에 나타낸 신발에 있어서, 중간 바닥과 중간 밑창과의 사이에 뒤꿈치 밑창을 설치한 것 등, 그 구조나 형태는 신발의 종류나 디자인에 따라 적의 변경할 수 있다.
예를 들어 도 69에 나타낸 신발 11에서의 외부 밑창 15에도, 내마모성이고 충격 흡수성을 갖는 재료를 적용하여 당해 신발의 충격 흡수성능을 높이는 등, 기능 면에서도 당해 신발의 사용상태나 사용자의 요구에 따라 적의 변경이 가능하다.
본 발명의 신발 밑창(도 69에 나타낸 신발 11에 있어서는 중간 밑창 14)에는 모재 중에, 상기 모재에서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분이 배합되어 있는 충격 흡수 부재가 적용된다.
이하, 본 발명의 신발 밑창으로서 적용되는 충격 흡수 부재에 대하여 설명한다. 이러한 충격 흡수 부재에서의 모재 성분으로서는, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 염소화 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리불화비닐리덴, 폴리이소프렌, 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 천연 고무(NR), 이소프렌고무(IR) 등의 고분자, 이들을 혼합한 것 등을 들 수 있다. 이중에서도 폴리염화비닐은 성형성이 좋고 값이 저렴하다는 점에서 바람직하다.
이와 같은 고분자를 모재성분으로 하는 충격 흡수부재에서의 쌍극자 모멘트량과 충격 흡수성능과의 사이에는 이하와 같은 관계가 있다. 일반적으로 충격 흡수부재에서의 충격흡수 메카니즘은 당해 신발 밑창(충격 흡수부재)에 진동 등의 충격이 도달하는 것으로, 그 에너지의 일부가 열 에너지로 변환되고 여기에서 충격 흡수 성능이 발생한다. 즉, 당해 신발 밑창(충격 흡수부재)에 전달된 진동이 에너지의 변환에 의해 감쇠되어 충격흡수가 일어난다는 것이다. 본 발명자들은 신발 밑창으로 적용되는 충격 흡수부재의 충격흡수 메카니즘을 연구하는 과정에서, 충격 흡수부재(모재)에서의 쌍극자의 변위, 쌍극자의 복원작용에 의해 에너지가 흡수(변환)되어 충격 흡수성능이 생긴다는 것을 발견하였다.
이하에 이를 상세히 살펴 본다. 도 1에는 충격(예를 들어 진동)이 전달되기 전의 충격 흡수부재(모재) 11 내부에서의 쌍극자 12의 배치상태를 나타내었다. 이 쌍극자 12의 배치상태는 안정된 상태에 있다고 할 수 있다. 그러나, 충격(예를 들어 진동)이 전달되는 것으로, 충격 흡수부재(모재) 11 내부에 존재하는 쌍극자 12에는 변위가 발생하여, 도 2에 나타낸 바와 같이 충격 흡수부재(모재) 11 내부에서의 각 쌍극자 12는 불안정한 상태에 놓이게 되고, 각 쌍극자 12는 도 1에 나타낸 바와 같은 안정한 상태로 되돌아가려고 한다.
이 때, 에너지의 흡수(변환)가 발생하게 된다. 그래서 충격 흡수부재(모재) 11 내부에서의 쌍극자의 변위, 쌍극자의 복원작용에 의한 에너지의 흡수(변환)를 통하여 충격 흡수성능이 생기는 것으로 생각된다.
상술한 충격 흡수의 메카니즘으로부터, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같은 충격 흡수부재(모재) 11 내부에서의 쌍극자 모멘트의 양이 커지면 커질수록 이러한 충격 흡수부재(모재) 11이 갖는 충격 흡수성능도 높아지게 되는 것으로 생각된다. 이로부터, 충격 흡수부재를 구성하는 성분으로서 분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이 원래 큰 것을 사용하는 것은, 보다 높은 충격 흡수 성능을 확보한다는 점에서 매우 유용한 것이 된다.
분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이 원래 큰 것으로서는 극성 고분자를 들 수 있다. 이 극성 고분자로서, 구체적으로는 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 아크릴 고무(ACR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 및 클로로프렌 고무(CR) 등을 들 수 있다.
본 발명의 신발 밑창(도 69에 나타낸 태양에서는 중간 밑창 14)은 접지면으로부터의 충격을 흡수 완화하는 것을 목적으로 한 것으로, 그 사용할 때의 온도(이하 사용 온도 범위로 한다)는 대략 -20 ℃∼40 ℃의 범위이다. 이 사용 온도 범위에 있어서 유리전이점을 갖는 고분자를 충격 흡수부재의 모재 성분으로서 이용하는 것은 대단히 유용한 것이다. 그 이유는, 발명자들의 실험에 의하면 고분자의 유리전이점 부근에서 충격 흡수성능이 최고로 발휘되기 때문이다.
사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자로서는, 구체적으로 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 등의 고분자에, 디-2-에틸헥실프탈레이트(DOP), 디부틸프탈레이트(DBP), 디이소노닐프탈레이트(DINP) 등의 가소제를 첨가하여 사용 온도 범위에 유리전이점(Tg)을 이동시킨 것, 또는 고분자 자체가 사용 온도 범위에 유리전이점(Tg)을 갖는 아크릴 고무(ACR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 천연 고무(NR), 이소프렌고무(IR), 클로로프렌 고무(CR), 염소화 폴리에틸렌 등의 고분자 등을 들 수 있다.
모재 성분의 선택에 있어서는, 상기 고분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이나 사용 온도 범위 이외에 취급성, 성형성, 입수 용이성, 온도성능(내열성이라든가 내한성), 내후성, 가격 등도 고려할 것이 요망된다.
신발 밑창으로 적용되는 충격 흡수부재에서의 활성성분으로는 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물, 벤조트리아졸기를 갖는 화합물, 또는 에틸-2-시아노-3, 3'-디페닐아크릴레이트 등의 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 들 수 있다.
활성 성분의 배합량으로서는, 모재 100 중량부에 대하여 10∼200 중량부의 비율이 바람직하다. 예를 들어 활성 성분의 배합량이 10 중량부 보다 적은 경우에는 쌍극자 모멘트의 양을 증가시키는 충분한 효과가 얻어지지 않고, 활성 성분의 배합량이 200 중량부를 넘는 경우에는 충분히 배합되지 않는다든가 충분한 기계적 강도가 얻어지지 않게 된다.
상기 모재에 배합하는 활성 성분을 결정하는데 있어서는, 전술한 쌍극자 모멘트의 양 이외에 활성 성분과 모재 성분과의 배합이 용이한 것, 즉 SP 값을 고려하여 이 값이 가까운 것을 선택하면 좋다.
쌍극자 모멘트의 양은 전술한 모재 성분이라든가 활성 성분의 종류에 따라 여러 가지로 달라진다. 즉, 동일한 성분을 사용하여도 에너지가 전달될 때의 온도에 따라 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 또한, 전달되는 에너지의 대소에 의해서도 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 이 때문에, 적용할 때의 온도라든가 에너지의 크기 등을 고려하여 그 때 가장 높은 쌍극자 모멘트량으로 되도록 모재 성분이라든가 활성 성분을 적의 선택하여 사용할 것이 요망된다.
또한, 상기 모재 중에는 활성 성분 이외에, 충격 흡수성능을 더욱 향상시킬 목적으로, 또한 부재의 기계적 강도를 높일 목적으로 운모 인편, 유리편, 유리섬유, 카본섬유, 탄산칼슘, 바라이트(barite), 침강 황산바륨 등의 충전제를 충전할 수 있다. 이 경우, 충전제의 충전량은 10∼80 중량%가 바람직하다. 예를 들어 충전제의 충전량이 10 중량% 보다 적은 경우에는 충전제를 충전하여도 충분한 흡수 성능의 향상이 보이지 않고, 반대로 충전제의 충전량을 80 중량%를 넘는 양으로 하여도 현실적으로 충전할 수 없다든가 충격 흡수 부재의 강도가 저하한다거나 하는 폐해를 초래하게 된다.
본 발명의 신발 밑창으로서 적용되는 충격 흡수부재는, 상기 모재 성분에 활성성분, 그 밖에 필요에 따라 충전제, 분산제, 증점제 등을 배합한 배합물을 디졸버, 밴버리 믹서, 플래너터리 믹서, 그레인 밀, 오픈 니더, 진공 니더 등 종래 공지의 혼합분산기로 분산 혼합하여 제조된다.
상기와 같이, 모재 중에 활성 성분을 배합하는 것으로 쌍극자 모멘트의 양이 비약적으로 증가하여, 당해 충격 흡수부재는 높은 충격 흡수성능을 발휘하는데, 모재에 활성성분을 배합한 테이프 기재에서의 쌍극자 모멘트의 양은 도 4에 나타낸 A-B 사이에서의 유전율(ε')의 차이로서 나타낸다. 즉, 도 4에 나타낸 A-B 사이에서의 유전율(ε')의 차이가 클수록 쌍극자 모멘트의 양이 크게 된다.
도 4는 유전율(ε')과 유전손율(ε")의 관계를 나타낸 그래프로서, 이 그래프에 나타낸 유전율(ε')과 유전손율(ε") 사이에는 유전손율(ε")=유전율(ε')X유전탄젠트(tanδ) 라는 관계가 성립된다.
본 발명자들은 신발 밑창으로 적용되는 충격 흡수부재에 대한 연구를 통하여, 여기에서 말하는 유전손율(ε")이 높을수록 에너지 흡수성, 충격 흡수성능도 높다는 것을 발견하게 되었다.
이러한 발견을 기초로, 상술한 충격 흡수부재에서의 유전손율(ε")을 조사하면서, 주파수 110 Hz에서의 유전손율이 50 이상일 때 당해 충격 흡수부재는 우수한 충격 흡수성능을 갖는 것이 밝혀졌다.
다음에, 본 발명의 전자파 흡수재에 대하여 설명한다.
종래, 전자기기 등에는 하우징으로서 전자파를 차단하는 성질을 갖는 판금이 사용되었다. 그러나, 전자기기 등의 양산화, 저가격화에 수반하여 전자파 차단성능을 갖지 않는 플라스틱이 하우징으로서 채용되게 되어 전자파 누설 문제가 표면화되어 그 대책이 요구되게 되었다.
근년, 전자파의 누설 방지를 위해 여러 가지 시험이 이루어지고 있다. 예를 들어 페라이트 분체를 소결하여 판상으로 성형 가공한 전자파 흡수재의 채용도 그 하나이다. 그러나, 이러한 전자파 흡수재는 전자파 흡수성능이 불충분하고 가공성 및 성형성이 나빠서 대량생산에 적당치 않다는 문제가 있어 실용적이지는 않다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 페라이트 분체를 수지와 혼합하여 성형가공하여 이를 전자파 흡수재로서 사용하려는 시도도 이루어졌지만, 전자파 흡수성능이 불충분한 것은 개선되지 않았고, 더욱이 페라이트 분체 자체와 비표면적이 큰 수지와의 배합성이 낮아 전자파 흡수성을 발현시키기 위해서 이를 다량으로 배합하는 것이 불가능에 가깝고 설사 충분히 혼합할 수 있어도 얻어진 성형물의 강도가 현저히 저하되어 버린다는 문제가 있다.
또한, 페라이트 분체 대신 카본 분말이나 티탄산 알칼리토류 금속의 분말을 사용한 시도도 이루어 졌으나, 그 전자파 흡수성이 만족할 수 있는 것은 아니었다.
본 발명의 전자파 흡수재료는 이와 같은 종래의 전자파 흡수재에서의 기술적 과제를 완전히 해결할 수 있는 것으로, 우수한 전자파 흡수특성을 구비하고 있으며 더욱이 충분한 강도와 가공성도 갖는 것이다.
이러한 전자파 흡수재의 모재에는, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 염소화 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, 폴리우레탄, 폴리비닐포르말, 에폭시, 페놀, 요소, 실리콘 등의 고분자, 또는 아크릴 고무(ACR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 천연 고무(NR), 이소프렌고무(IR), 클로로프렌 고무(CR) 등의 고무계 고분자를 이용할 수 있다.
이 전자파 흡수재는 상술한 모재에서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분을 배합한 것이다. 여기에서, 쌍극자 모멘트량과 전자파 흡수성능과의 관계에 대하여 설명한다. 주지된 바와 같이 전자파라는 것은, 진공중 또는 물질중 전자장의 진동이 전파되는 현상이다. 전자파 흡수재에서 전자파 흡수의 메카니즘은, 당해 전자파 흡수재에 전자파가 도달하는 것으로, 그 에너지의 일부가 열 에너지로 변환되어 전자파 흡수성능이 발생한다. 즉, 당해 전자파 흡수재에 전파된 전자장의 진동이 에너지의 변환에 의해 감쇠되어 전자파 흡수가 일어난다는 것이다. 본 발명자들은 이러한 전자파 흡수의 메카니즘을 연구하는 과정에서, 전자파 흡수재를 구성하는 모재에서의 쌍극자의 변위, 쌍극자의 복원작용에 의해 에너지가 흡수(변환)되어 전자파 흡수성능이 생긴다는 것을 발견하였다.
이하에 이를 상세히 살펴 본다. 도 1에는 전자파(전자장의 진동)가 전달되기 전의 모재 11 내부에서의 쌍극자 12의 배치상태를 나타내었다. 이 쌍극자 12의 배치상태는 안정된 상태에 있다고 할 수 있다. 그러나, 전자파(전자장의 진동)가 전달되는 것으로, 모재 11 내부에 존재하는 쌍극자 12에는 변위가 발생하여, 도 2에 나타낸 바와 같이 모재 11 내부에서의 각 쌍극자 12는 불안정한 상태에 놓이게 되고, 각 쌍극자 12는 도 1에 나타낸 바와 같은 안정한 상태로 되돌아가려고 한다.
이 때, 에너지의 흡수(변환)가 발생하게 된다. 그래서 모재 11 내부에서의 쌍극자의 변위, 쌍극자의 복원작용에 의한 에너지의 흡수(변환)를 통하여 전자파 흡수성능이 생기는 것으로 생각된다.
이와 같은 전자파 흡수의 메카니즘으로부터, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같은 모재 11 내부에서의 쌍극자 모멘트의 양이 커지면 커질수록 그 모재 11이 갖는 전자파 흡수성능도 높아지게 되는 것으로 생각된다. 이로부터, 모재로서 분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이 원래 큰 것을 사용하는 것은, 보다 높은 전자파 흡수 성능을 확보한다는 점에서 매우 유용한 것이 된다.
분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이 원래 큰 것으로서는 극성 고분자를 들 수 있다. 이 극성 고분자로서, 구체적으로는 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 아크릴 고무(ACR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 및 클로로프렌 고무(CR) 등을 들 수 있다. 또한 이들 극성 고분자는 강도 및 가공성에서도 우수하다.
본 발명의 전자파 흡수재는 전자기기 등에 적용되는데, 그 적용 장소에서의 온도(이하 사용 온도 범위로 한다. 구체적으로는 -20 ℃∼40 ℃)에서 전자파 흡수특성이 가장 높게 발휘되도록 하는 것은 당해 전자파 흡수재를 적용하는 데 있어서 중요한 요소의 하나라고 할 수 있다.
본 발명의 전자파 흡수재에는 사용온도에 있어서 전자파 흡수특성이 가장 잘발휘되도록 하기 위하여, 사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자를 모재로 하여 사용하고 있다. 사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자로서는, 구체적으로 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체 등의 고분자에, 디-2-에틸헥실프탈레이트(DOP), 디부틸프탈레이트(DBP), 디이소노닐프탈레이트(DINP) 등의 가소제를 첨가하여 -20 ℃∼40 ℃의 사용 온도 범위에 유리전이점(Tg)을 이동시킨 것, 또는 고분자 자체가 -20 ℃∼40 ℃의 사용 온도 범위에 유리전이점(Tg)을 갖는 아크릴 고무(ACR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 천연 고무(NR), 이소프렌고무(IR), 클로로프렌 고무(CR) 등의 고무계 고분자 등을 들 수 있다.
모재를 구성하는 고분자의 선택에 있어서는, 상기 분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이나 사용 온도 범위 이외에 당해 전자파 흡수재가 적용되는 용도라든가 사용형태에 따라 강도나 가공성, 취급성, 입수 용이성, 온도성능(내열성이라든가 내한성), 내후성, 가격 등도 고려할 것이 요망된다.
상기 모재에 배합되는 활성성분으로서는 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물, 벤조트리아졸기를 갖는 화합물, 또는 에틸-2-시아노-3, 3'-디페닐아크릴레이트 등의 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 들 수 있다.
활성 성분의 배합량으로서는, 모재 100 중량부에 대하여 10∼200 중량부의 비율이 바람직하다. 예를 들어 활성 성분의 배합량이 10 중량부 보다 적은 경우에는 쌍극자 모멘트의 양을 증가시킨다는 활성성분을 배합하는 것에 의한 충분한 효과가 얻어지지 않고, 활성 성분의 배합량이 200 중량부를 넘는 경우에는 모재를 구성하는 고분자와 활성성분이 충분히 배합되지 않는다든가 하는 일이 있다.
상기 모재에 배합하는 활성 성분을 결정하는데 있어서는, 활성 성분과 모재를 구성하는 고분자와의 배합이 용이한 것, 즉 SP 값을 고려하여 이 값이 가까운 것을 선택하면 좋다.
쌍극자 모멘트의 양은 전술한 모재를 구성하는 고분자라든가 활성 성분의 종류에 따라 여러 가지로 달라진다. 즉, 동일한 성분을 사용하여도 에너지가 전달될 때의 온도에 따라 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 또한, 전달되는 에너지의 대소에 의해서도 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 이 때문에, 전자파 흡수재로서 적용할 때의 온도라든가 에너지의 크기 등을 고려하여 그 때 가장 높은 쌍극자 모멘트량으로 되도록 모재를 구성하는 고분자라든가 활성 성분을 선택하여 사용할 것이 요망된다.
상기와 같이 모재에 활성 성분을 배합한 전자파 흡수재는, 모재에서의 쌍극자 모멘트의 양이 비약적으로 증가하여, 매우 우수한 전자파 흡수특성을 발휘하게 되는데, 이러한 전자파 흡수재료(모재)에서의 쌍극자 모멘트의 양은 도 4에 나타낸 A-B 사이에서의 유전율(ε')의 차이로서 나타낸다. 즉, 도 4에 나타낸 A-B 사이에서의 유전율(ε')의 차이가 클수록 모재에서의 쌍극자 모멘트의 양이 크게 된다.
도 4는 유전율(ε')과 유전손율(ε")의 관계를 나타낸 그래프로서, 이 그래프에 나타낸 유전율(ε')과 유전손율(ε") 사이에는 유전손율(ε")=유전율(ε')X유전탄젠트(tanδ) 라는 관계가 성립된다.
본 발명자들은 전자파 흡수재에 대한 연구를 통하여, 여기에서 말하는 유전손율(ε")이 높을수록 에너지 흡수성, 전자파 흡수성능도 높다는 것을 발견하게 되었다.
이러한 발견을 기초로, 상술한 전자파 흡수재에서의 유전손율(ε")을 조사하면서, 주파수 110 Hz에서의 유전손율이 100 이상일 때 당해 전자파 흡수부재는 우수한 충격 흡수성능을 갖는 것이 밝혀졌다.
또 전자파 흡수재는 용도마다 흡수하는 전자파의 주파수 영역이 달라서, 그 용도에 따른 주파수 영역에서 전자파 흡수특성이 발휘되도록 하지 않으면 안된다. 이와 같은 요구에 대하여, 본 발명의 전자파 흡수재에서는 전술한 모재라든가 활성성분의 종류를 적의 변경하는 것에 의해 이에 대응할 수 있도록 되어 있다. 즉, 모재라든가 활성성분은 이들 종류마다 전자파 흡수특성을 나타내는 주파수 영역이 다르기 때문에 흡수하고자 하는 전자파의 주파수 영역에서 전자파 흡수특성을 나타내는 모재라든가 활성성분을 적의 선택하여 이를 채용하는 것이다.
전자파 흡수재에서는 넓은 주파수 영역에서 전자파 흡수특성이 발휘되도록 한다는 요구도 있다. 이와 같은 요구에 대해서는 예를 들어 다른 주파수 영역에서 전자파 흡수특성을 나타내는 활성성분을 각각 모재에 배합한 복수종의 전자파 흡수재를 조합하여 사용한다든가, 다른 주파수 영역에서 전자파 흡수특성을 나타내는 복수종의 활성성분과 모재를 사용한다든가, 또는 다른 주파수 영역에서 전자파 흡수특성을 나타내는 복수종의 활성성분을 모재에 배합하거나 한다.
구체적으로는, 예를 들어 500∼1000 MHz의 주파수 영역에서 전자파 흡수특성을 갖는 활성성분을 모재성분에 배합하고 이를 시트상으로 성형한다. 동시에 1000∼2000 MHz의 주파수 영역에서 전자파 흡수특성을 나타내는 활성성분을 모재에 배합하여 이를 시트상으로 성형한다. 그리고, 이들 전자파 흡수특성을 나타내는 주파수 영역이 다른 2 매의 시트를 적층 일체화하는 것이다. 이렇게 하는 것에 의해 500∼2000 MHz의 주파수 영역에서 전자파 흡수특성을 나타내는 전자파 흡수재(시트)를 얻을 수 있다.
또한, 500∼1000 MHz의 주파수 영역에서 전자파 흡수특성을 나타내는 활성성분과, 1000∼2000 MHz의 주파수 영역에서 전자파 흡수특성을 나타내는 활성성분을 하나의 모재성분에 배합하고 이를 시트상으로 성형하는 것이다. 이에 의해 500∼2000 MHz의 주파수 영역에서 전자파 흡수특성을 나타내는 전자파 흡수재(시트)를 얻을 수 있다. 이 경우 시트는 1 매의 시트로, 적층, 접착이라는 가공은 필요하지 않다.
본 발명의 전자파 흡수재는 용도라든가 사용형태, 흡수하고자 하는 전자파의 종류에 따라, 예를 들어 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 합성수지 필름이나 종이, 포, 부직포 등의 섬유 시트를 접합한 복합체로 하여 사용할 수도 있다.
또한, 본 발명의 전자파 흡수재는 전자파 흡수도료라는 형태를 채용하는 것도 가능하다. 종래, 전자파 흡수도료로서는 도막성분 중에 페라이트라든가 티탄산 알칼리토류 금속 등의 금속분말 또는 카본 분말 등의 무기분말을 배합한 것이 있다.
그러나, 종래의 전자파 흡수도료에 있어서는 전자파 흡수성능이 불충분하여, 전자파 흡수특성을 발현시키기 위해서는 다량의 무기분말을 배합하지 않으면 안되고, 더욱이 충분한 전자파 흡수성능을 얻기 위해서는 기재에 20∼30 mm의 도막이 되도록 전자파 흡수층을 형성하지 않으면 안되었다. 이 때문에, 기재 표면에 형성된 전자파 흡수층은 무겁고 벗겨지기 쉽게 되며, 제품 전체의 중량도 무겁게 되어 버린다는 결점이 있다. 특히, 전자기기라든가 통신기, 또는 항공기라는 용도에서는 상기 결점은 치명적인 결함으로 된다.
본 발명의 전자파 흡수도료는 이와 같은 기술적 과제를 완전히 해결할 수 있는 것으로, 얇고 경량임에도 불구하고 높은 전자파 흡수성능이 발휘되는 전자파 흡수층을 형성할 수 있다.
본 발명의 전자파 흡수도료는 도막성분 중에 상기 도막성분에서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분이 함유되어 있는 것이다.
여기에서, 쌍극자 모멘트량과 전자파 흡수성능과의 관계에 대하여 설명한다. 주지된 바와 같이 전자파라는 것은, 진공중 또는 물질중 전자장의 진동이 전파되는 현상이다. 전자파 흡수도료에서 전자파 흡수의 메카니즘은, 당해 전자파 흡수도료(도막성분)에 의해 형성된 전자파 흡수층에 전자파가 도달하는 것으로, 그 에너지의 일부가 열 에너지로 변환되어 전자파 흡수성능이 발생한다. 즉, 당해 전자파 흡수층에 전파된 전자장의 진동이 에너지의 변환에 의해 감쇠되어 전자파 흡수가 일어난다는 것이다. 본 발명자들은 이러한 전자파 흡수의 메카니즘을 연구하는 과정에서, 당해 전자파 흡수도료(도막성분)에서의 쌍극자의 변위, 쌍극자의 복원작용에 의해 에너지가 흡수(변환)되어 전자파 흡수성능이 생긴다는 것을 발견하였다.
이하에 이를 상세히 살펴 본다. 도 1에는 전자파(전자장의 진동)가 전달되기 전의 당해 전자파 흡수도료(도막성분)에 의해 형성된 전자파 흡수층(모재) 11 내부에서의 쌍극자 12의 배치상태를 나타내었다. 이 쌍극자 12의 배치상태는 안정된 상태에 있다고 할 수 있다. 그러나, 전자파(전자장의 진동)가 전달되는 것으로, 전자파 흡수층(모재) 11 내부에 존재하는 쌍극자 12에는 변위가 발생하여, 도 2에 나타낸 바와 같이 전자파 흡수층(모재) 11 내부에서의 각 쌍극자 12는 불안정한 상태에 놓이게 되고, 각 쌍극자 12는 도 1에 나타낸 바와 같은 안정한 상태로 되돌아가려고 한다.
이 때, 에너지의 흡수(변환)가 발생하게 된다. 그래서 전자파 흡수층(모재) 11 내부에서의 쌍극자의 변위, 쌍극자의 복원작용에 의한 에너지의 흡수(변환)를 통하여 전자파 흡수성능이 생기는 것으로 생각된다.
도막성분으로서는 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, 폴리우레탄, 폴리비닐포르말, 에폭시, 페놀, 요소, 실리콘 등의 고분자, 또는 아크릴 고무(ACR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 천연 고무(NR), 이소프렌고무(IR), 클로로프렌 고무(CR) 등의 고무계 고분자를 이용할 수 있다.
전술한 전자파 흡수의 메카니즘으로부터, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같은 전자파 흡수층(모재) 11 내부에서의 쌍극자 모멘트의 양이 커지면 커질수록 그 전자파 흡수층(모재) 11이 갖는 전자파 흡수성능도 높아지게 되는 것으로 생각된다. 이로부터, 전자파 흡수층을 구성하는 도막성분으로서 분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이 원래 큰 소재를 사용하는 것은, 보다 높은 전자파 흡수성능을 확보한다는 점에서 매우 유용한 것이 된다.
분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이 원래 큰 것으로서는 극성 고분자를 들 수 있다. 이 극성 고분자로서, 구체적으로는 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 아크릴 고무(ACR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 및 클로로프렌 고무(CR) 등을 들 수 있다.
본 발명의 전자파 흡수도료는 전자기기라든가 통신기, 또는 차량이라든가 항공기, 내장재, 가전기기 등 폭넓은 분야에 적용되는데, 그 전자파의 발생 장소 또는 전자파가 도달하는 장소에서 사용할 때의 온도(이하 사용 온도 범위로 한다. 구체적으로는 -20 ℃∼40 ℃)에서 전자파 흡수특성이 가장 높게 발휘되는 전자파 흡수층을 형성하는 것은, 당해 전자파 흡수도료를 적용하는 데 있어서 중요한 요소의 하나라고 할 수 있다.
본 발명의 전자파 흡수도료에는 사용 온도 범위에 있어서 전자파 흡수성능이 가장 잘 발휘되도록 하기 위하여, 사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자를 도막성분으로서 사용할 것을 제안하고 있다. 사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자로서는, 구체적으로 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체 등의 고분자에, 디-2-에틸헥실프탈레이트(DOP), 디부틸프탈레이트(DBP), 디이소노닐프탈레이트(DINP) 등의 가소제를 첨가하여 -20 ℃∼40 ℃의 사용 온도 범위에 유리전이점(Tg)을 이동시킨 것, 또는 고분자 자체가 -20 ℃∼40 ℃의 사용 온도 범위에 유리전이점(Tg)을 갖는 아크릴 고무(ACR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 천연 고무(NR), 이소프렌고무(IR), 클로로프렌 고무(CR), 염소화 폴리에틸렌 등의 고분자 등을 들 수 있다.
도막성분의 선택에 대해서는, 상기 분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이나 사용 온도 범위 이외에 당해 전자파 흡수도료가 적용되는 용도라든가 사용형태에 따라 취급성, 성형성, 입수 용이성, 온도성능(내열성이라든가 내한성), 내후성, 가격 등도 고려할 것이 요망된다.
활성성분으로서는 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물, 벤조트리아졸기를 갖는 화합물, 또는 에틸-2-시아노-3, 3'-디페닐아크릴레이트 등의 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 들 수 있다.
활성 성분의 배합량으로서는, 도막성분 100 중량부에 대하여 10∼200 중량부의 비율이 바람직하다. 예를 들어 활성 성분의 배합량이 10 중량부 보다 적은 경우에는 쌍극자 모멘트의 양을 증가시킨다는 충분한 효과가 얻어지지 않고, 활성 성분의 배합량이 200 중량부를 넘는 경우에는 충분히 배합되지 않는다든가, 충분한 막강도가 얻어지지 않는다든가 하는 일이 있다.
상기 도막성분에 배합하는 활성 성분을 결정하는데 있어서는, 활성 성분과 도막성분과의 배합이 용이한 것, 즉 SP 값을 고려하여 이 값이 가까운 것을 선택하면 좋다.
쌍극자 모멘트의 양은 전술한 도막성분이라든가 활성 성분의 종류에 따라 여러 가지로 달라진다. 즉, 동일한 성분을 사용하여도 에너지가 전달될 때의 온도에 따라 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 또한, 전달되는 에너지의 대소에 의해서도 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 이 때문에, 전자파 흡수도료로서 적용할 때의 온도라든가 에너지의 크기 등을 고려하여 그 때 가장 높은 쌍극자 모멘트량으로 되도록 도막성분이라든가 활성 성분을 선택하여 사용할 것이 요망된다.
또 전자파 흡수도료는 용도마다 흡수하는 전자파의 주파수 영역이 달라서, 그 용도에 따라 주파수 영역에서 전자파 흡수특성이 발휘되도록 하지 않으면 안된다. 이와 같은 요구에 대하여, 본 발명의 전자파 흡수도료에서는 전술한 도막성분이라든가 활성성분의 종류를 적의 변경하는 것에 의해 이에 대응할 수 있도록 되어 있다. 즉, 도막성분이라든가 활성성분은 이들 종류마다 전자파 흡수특성을 나타내는 주파수 영역이 다르기 때문에 흡수하고자 하는 전자파의 주파수 영역에서 전자파 흡수특성을 나타내는 도막성분이라든가 활성성분을 적의 선택하여 이를 채용하는 것이다.
또한 전자파 흡수 분야에서는 넓은 주파수 영역에서 전자파 흡수특성이 발휘되도록 한다는 요구도 있다. 이와 같은 요구에 대해서는 예를 들어 다른 주파수 영역에서 전자파 흡수특성을 나타내는 복수의 활성성분을 도막성분 중에 배합한다든가, 다른 주파수 영역에서 전자파 흡수특성을 나타내는 도막성분과 활성성분을 이용하거나 하게 된다.
구체적으로는, 예를 들어 500∼1000 MHz의 주파수 영역에서 전자파 흡수특성을 갖는 활성성분을 1000∼2000 MHz의 주파수 영역에서 전자파 흡수특성을 나타내는 도막성분 중에 배합하는 것이다. 이에 따라, 당해 전자파 흡수도료에 의해 형성된 전자파 흡수층은 500∼2000 MHz의 주파수 영역에서 전자파 흡수특성을 나타내게 된다.
또한, 500∼1000 MHz의 주파수 영역에서 전자파 흡수특성을 나타내는 활성성분과, 1000∼2000 MHz의 주파수 영역에서 전자파 흡수특성을 나타내는 활성성분을 하나의 도막성분 중에 배합하는 것이다. 이에 따라, 당해 전자파 흡수도료에 의해 형성된 전자파 흡수층은 500∼2000 MHz의 주파수 영역에서 전자파 흡수특성을 나타내게 된다.
상기 도막성분 중에는 활성성분 이외에 전자파 흡수성능을 더욱 향상시킬 목적으로, 또한 도막 강도를 높이기 위한 목적에서 운모 인편, 유리편, 유리섬유, 카본섬유, 탄산칼슘, 바라이트(barite), 침강 황산바륨 등의 충전제를 충전할 수 있다. 이 경우, 충전제의 충전량은 10∼90 중량%가 바람직하다. 예를 들어 충전제의 충전량이 10 중량% 보다 적은 경우에는 충전제를 충전하여도 충분한 흡수 성능의 향상이 보이지 않고, 반대로 충전제의 충전량을 90 중량%가 넘는 양으로 하여도 현실적으로 충전할 수 없다든가 도막성분에 의해 형성된 전자파 흡수층의 강도가 저하한다거나 하는 폐해를 초래하게 된다.
본 발명의 전자파 흡수도료는 상기 도막성분에 활성성분, 필요에 따라 충전제를 배합한 것을 물 또는 알콜에 분산시켜 에멀젼 형태로 하여 사용하는데, 이 경우 분산제, 습윤제, 증점제, 소포제 또는 착색제와 같은 다른 성분도 필요에 따라 적의 첨가한다.
또한, 이 전자파 흡수도료는 상술한 도막성분 및 활성성분, 물, 알콜 등의 분산매, 필요에 따라 충전제, 분산제, 증점제 등을 배합한 배합물을 디졸버, 밴버리 믹서, 플래너터리 믹서, 그레인 밀, 오픈 니더, 진공 니더 등 종래 공지의 혼합분산기로 분산 혼합하여 제조된다.
이러한 전자파 흡수도료를 도포하는 경우에는 종래 공지의 에어스프레이 건, 에어리스스프레이 건, 브러시 등의 도포 수단을 이용할 수 있다.
상기와 같이 도막성분 중에 활성 성분을 배합하는 것으로 쌍극자 모멘트의 양이 비약적으로 증가하여, 이 전자파 흡수도료(도막성분)에 의해 형성된 전자파 흡수층은 높은 전자파 흡수성능을 발휘하게 되는데, 활성성분을 배합한 도막성분에 의한 전자파 흡수층에서의 쌍극자 모멘트의 양은 도 4에 나타낸 A-B 사이에서의 유전율(ε')의 차이로서 나타낸다. 즉, 도 4에 나타낸 A-B 사이에서의 유전율(ε')의 차이가 클수록 모재에서의 쌍극자 모멘트의 양이 크게 된다.
도 4는 유전율(ε')과 유전손율(ε")의 관계를 나타낸 그래프로서, 이 그래프에 나타낸 유전율(ε')과 유전손율(ε") 사이에는 유전손율(ε")=유전율(ε')X유전탄젠트(tanδ) 라는 관계가 성립된다.
본 발명자들은 전자파 흡수도료에 대한 연구를 통하여, 여기에서 말하는 유전손율(ε")이 높을수록 에너지 흡수성, 전자파 흡수성능도 높다는 것을 발견하게 되었다.
이러한 발견을 기초로, 상술한 전자파 흡수도료에서의 유전손율(ε")을 조사하면서, 주파수 110 Hz에서의 유전손율이 100 이상일 때 당해 전자파 흡수도료는 우수한 충격 흡수성능을 갖는 것이 밝혀졌다.
다음에 본 발명의 방진재료에 대하여 설명한다.
종래, 방진재료로서는 가공성, 기계적 강도, 재료 가격의 면에서 우수한 부틸 고무라든가 NBR 등의 고무 재료가 많이 이용되고 있다.
그러나, 이러한 고무 재료는 일반 고분자 중에서는 가장 감쇠성(진동 에너지의 전달 절연 성능, 또는 전달 완화 성능)이 우수한 것이나 고무 재료 단독을 방진재료로서 사용하는 것은 감쇠성이 낮아, 예를 들어 건축물이나 기기류의 방진구조에서는 고무 재료와 강판을 적층한 적층체, 또는 이에 소성 변형으로 진동 에너지를 흡수하는 연(鉛) 고무나 오일 댐퍼를 조합시킨 복합형태로 사용되고 있다.
종래의 방진재료로서의 고무 재료는 상기와 같이 단독으로는 사용할 수 없고 복합화가 부득이하므로 필연적으로 그 방진구조도 복잡한 것으로 되어 버리기 때문에, 방진재료 자신, 고무재료 자신의 높은 감쇠성이 요구되고 있다.
이와 같은 요망에 따라 예의 연구한 결과, 일본 특허공개 평2-308835호 공보나 일본 특허공개 평2-34643호 공보에서 고감쇠성 고무 조성물이 제안되기에 이르렀다. 이들 고무 조성물은 고무재료에 카본블랙을 배합한 것이다.
그러나, 이 고감쇠성 고무 조성물에서는 고감쇠성을 확보하기 위하여, 예를 들어 고무재료 100 중량부에 대하여 40∼50 중량부라는 다량의 카본블랙을 배합하기 때문에 인장강도나 내크리프성이 크게 저하되어 버린다는 새로운 문제가 발생하였다.
본 발명의 방진재료는 이와 같은 기술적 과제를 완전히 해결할 수 있는 것으로, 고감쇠성을 확보하면서 기계적 강도나 가공성이 우수한 것이다.
본 발명의 방진재료는 모재중에 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분을 배합한 것이다.
여기에서, 쌍극자 모멘트량과 감쇠성과의 관계에 대하여 설명한다. 도 1에는 진동 에너지가 전달되기 전의 모재 11 내부에서의 쌍극자 12의 배치상태를 나타내었다. 이 쌍극자 12의 배치상태는 안정된 상태에 있다고 할 수 있다. 그러나, 진동 에너지가 전달되는 것으로, 모재 11 내부에 존재하는 쌍극자 12에는 변위가 발생하여, 도 2에 나타낸 바와 같이 모재 11 내부에서의 각 쌍극자 12는 불안정한 상태에 놓이게 되고, 각 쌍극자 12는 도 1에 나타낸 바와 같은 안정한 상태로 되돌아가려고 한다.
이 때, 에너지의 소비가 발생하게 된다. 그래서 모재 11 내부에서의 쌍극자의 변위, 쌍극자의 복원작용에 의한 에너지의 소비를 통하여 진동 에너지의 전달 절연 성능 또는 전달 완화 성능, 즉 감쇠성이라는 효과가 생기는 것으로 생각된다.
이와 같은 진동 감쇠의 메카니즘으로부터, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같은 모재 11 내부에서의 쌍극자 모멘트의 양이 커지면 커질수록 그 모재 11이 갖는 감쇠성도 높아지게 되는 것으로 생각된다. 이로부터, 모재를 구성하는 성분으로서 분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이 원래 큰 소재를 사용하는 것은, 보다 높은 감쇠성을 확보한다는 점에서 매우 유용한 것이 된다.
분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이 원래 큰 것으로서는 극성 고분자를 들 수 있다. 이 극성 고분자로서, 구체적으로는 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 아크릴 고무(ACR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 및 클로로프렌 고무(CR) 등을 들 수 있다. 이들 극성 고분자는 기계적 강도 및 가공성에서도 우수하다.
본 발명의 방진재료는 자동차, 내장재, 건축재, 가전기기 등 넓은 분야에 적용될 수 있어, 진동 발생원으로부터 진동 전달을 절연 또는 완화하는 장소에서 사용할 때의 온도(이하 사용 온도 범위로 한다. 구체적으로는 -20 ℃∼40 ℃)에서 진동 에너지의 감쇠성이 가장 높게 발휘되도록 하는 것은, 방진재료를 적용하는 데 있어서 중요한 요소의 하나라고 할 수 있다.
본 발명의 방진재료에는 사용 온도 범위에 있어서 진동 에너지의 감쇠성이 가장 잘 발휘되도록 하기 위하여, 사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자를 모재로서 사용할 것을 제안하고 있다. 사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자로서는, 구체적으로 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체 등의 고분자에, 디-2-에틸헥실프탈레이트(DOP), 디부틸프탈레이트(DBP), 디이소노닐프탈레이트(DINP) 등의 가소제를 첨가하여 -20 ℃∼40 ℃의 사용 온도 범위에 유리전이점(Tg)을 이동시킨 것, 또는 고분자 자체가 -20 ℃∼40 ℃의 사용 온도 범위에 유리전이점(Tg)을 갖는 아크릴 고무(ACR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 천연 고무(NR), 이소프렌고무(IR), 클로로프렌 고무(CR), 염소화 폴리에틸렌 등의 고분자 등을 들 수 있다.
모재를 구성하는 성분의 선택에 대해서는, 상기 분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이나 사용 온도 범위 이외에 당해 방진재료가 적용되는 용도라든가 사용형태에 따라 취급성, 성형성, 입수 용이성, 온도성능(내열성이라든가 내한성), 내후성, 가격 등도 고려할 것이 요망된다.
활성성분으로서는 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물, 벤조트리아졸기를 갖는 화합물, 또는 에틸-2-시아노-3, 3'-디페닐아크릴레이트 등의 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 들 수 있다.
활성 성분의 배합량으로서는, 모재 100 중량부에 대하여 10∼300 중량부의 비율이 바람직하다. 예를 들어 활성 성분의 배합량이 10 중량부 보다 적은 경우에는 쌍극자 모멘트의 양을 증가시킨다는 활성성분을 배합하는 것에 의한 충분한 효과가 얻어지지 않고, 활성 성분의 배합량이 300 중량부를 넘는 경우에는 충분히 배합되지 않는다든가 하는 일이 있다.
상기 모재에 배합하는 활성 성분을 결정하는데 있어서는, 활성 성분과 모재를 구성하는 성분과의 배합이 용이한 것, 즉 SP 값을 고려하여 이 값이 가까운 것을 선택하면 좋다.
쌍극자 모멘트의 양은 전술한 모재를 구성하는 성분이라든가 활성 성분의 종류에 따라 여러 가지로 달라진다. 즉, 동일한 성분을 사용하여도 진동 에너지가 전달될 때의 온도에 따라 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 또한, 전달되는 진동 에너지의 대소에 의해서도 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 이 때문에, 방진재료로서 적용할 때의 온도라든가 에너지의 크기 등을 고려하여 그 때 가장 높은 쌍극자 모멘트량으로 되도록 모재를 구성하는 성분이라든가 활성 성분을 선택하여 사용할 것이 요망된다.
상기 모재 중에는 활성성분 이외에 감쇠성을 더욱 향상시킬 목적으로, 운모 인편, 유리편, 유리섬유, 카본섬유, 탄산칼슘, 바라이트(barite), 침강 황산바륨 등의 충전제를 충전할 수 있다.
본 발명의 방진재료는 상기 모재를 구성하는 성분 및 활성성분, 필요에 따라 충전제를 배합하는 것으로 얻어지는데, 그 형태는 시트상, 블록상, 과립상, 또는 섬유상 등, 용도나 사용 형태에 따라 여러 가지 형태를 채용할 수 있다. 또 이 방진재료는 형태나 크기를 변경하는 것으로 공진 주파수를 변경하는 것이 가능하므로, 용도나 사용 형태에 따라 형상이나 크기를 적의 결정하면 좋다.
상기와 같이 모재에 활성 성분을 배합한 방진재료는 모재에서의 쌍극자 모멘트의 양이 비약적으로 증가하여, 우수한 감쇠성이 발휘 되는데, 이 방진재료에서의 쌍극자 모멘트의 양은 도 4에 나타낸 A-B 사이에서의 유전율(ε')의 차이로서 나타낸다. 즉, 도 4에 나타낸 A-B 사이에서의 유전율(ε')의 차이가 클수록 쌍극자 모멘트의 양이 크게 된다.
도 4는 유전율(ε')과 유전손율(ε")의 관계를 나타낸 그래프로서, 이 그래프에 나타낸 유전율(ε')과 유전손율(ε") 사이에는 유전손율(ε")=유전율(ε')X유전탄젠트(tanδ) 라는 관계가 성립된다.
본 발명자들은 방진재료에 대한 연구를 통하여, 여기에서 말하는 유전손율(ε")이 높을수록 에너지 감쇠성(ζ)도 높다는 것을 발견하게 되었다. 즉, 고분자의 전자물성을 나타내는 유전탄젠트(tanδ)와 역학적인 탄성을 나타내는 탄성탄젠트(tanδ)는 거의 동일한 관게에 있고, 또한 탄성탄젠트(tanδ)와 감쇠성의 고저를 나타내는 감쇠비(ζ)와는 ζ=tanδ/2의 관계가 있는 것이다.
이러한 발견을 기초로, 상술한 방진재료에서의 유전손율(ε")을 조사하면서, 주파수 110 Hz에서의 유전손율이 50 이상의 방진재료는 탄성탄젠트(tanδ)의 값이 높고, 이러한 탄성탄젠트(tanδ)와 비례관계에 있는 감쇠비(ζ)도 높게 되어 우수한 감쇠성을 갖는 것이 밝혀졌다.
다음에, 본 발명의 압전재료에 대하여 설명한다.
종래 압전재료로서는 티탄산 지르콘산납(PZT), 티탄산 바륨 등의 압전세라믹을 소성하여 분극처리를 행한 것이 있다.
그러나, 이러한 압전재료는 대면적의 가공이 어렵다는 결점이 있고, 또한 분극처리가 필요하여 매우 고가의 재료로 되어 있다.
다른 압전재료로서는 PVDF 등의 블소계의 수지를 연신하고 여기에 분극처리를 행한 압전 폴리머도 제안되어 있다.
그러나 이 압전재료는 개선은 보이지만 상기 압전 세라믹에 비하여 그 성능은 낮고, 더욱이 연신, 분극이라는 처리가 필요하여 고가인 재료로 되고 있다.
다른 압전재료로서 상기 압전 세라믹과 압전 폴리머를 조합한 복합재료도 제안되어 있다.
그러나 이 압전재료에서도 전술한 압전재료의 결점을 해소할 수 있는 것은 없었다.
본 발명자의 압전재료는 상술한 기술적 과제를 완전히 해결할 수 있는 것으로, 연신, 분극이라는 처리가 필요하지 않고, 더욱 우수한 압전성능을 가지며 값도 저렴한 것이다.
본 발명의 압전재료는 모재중에 상기 모재에서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분이 배합되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 압전재료에서 모재성분으로서는 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 염소화 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리불화비닐리덴, 폴리이소프렌, 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 천연 고무(NR), 이소프렌고무(IR) 등의 고분자, 이들을 혼합한 것 등을 들 수 있다. 이중에서도 폴리염화비닐은 성형성이 좋고 값이 싸다는 점에서 바람직하다.
다음에, 이와 같은 고분자를 모재성분으로 하는 압전재료에서의 쌍극자 모멘트와 압전성능 사이의 관계에 대하여 설명한다. 일반적으로 압전재료는 당해 압전재료에 응력이 가해지면 이에 비례하여 당해 압전재료의 양단면에 반대 부호의 전하가 나타나는, 즉 전기 분극이라는 현상이 생기고, 역으로 당해 압전재료를 전장에 넣는(전계를 가하는) 것으로 이에 비례한 비틀림이 발생한다는 성질(압전성능)을 갖는 것으로 알려져 있다. 특히, 고분자로 되는 압전재료에서는 고분자의 주쇄나 측쇄의 쌍극자 모멘트의 배향 동결에 의한 분극에 따라 압전효과가 발생한다고 알려져 있다.
상술한 성질은 분극된 압전재료에서의 에너지 변환에 의해 생기는 것인데, 본 발명자들은 압전재료에서 압전성능의 메카니즘을 연구하는 과정에서, 압전재료에서는 쌍극자가 있는 정도의 자유도를 갖고 변위하고 그 후 원래의 상태로 복원하는 작용에 의해 에너지가 변환되는데, 여기에서 종래에 없는 우수한 압전성능이 발생한다는 것을 발견하였다.
이하에 상세히 설명한다. 도 1에는 에너지(응력)가 전달되기 전의 압전재료 11 내부에서의 쌍극자 12의 배치상태를 나타내었다. 이 쌍극자 12의 배치상태는 안정된 상태에 있다고 할 수 있다. 그러나, 여기에 에너지(응력)가 전달되는 것으로, 압전재료 11 내부에 존재하는 쌍극자 12에는 변위가 발생하여, 도 2에 나타낸 바와 같이 압전재료(모재) 11 내부에서의 각 쌍극자 12는 불안정한 상태에 놓이게 되고, 각 쌍극자 12는 도 1에 나타낸 바와 같은 안정한 상태로 되돌아가려고 한다.
이 때, 에너지의 변환이 발생하게 된다. 그래서 압전재료(모재) 11 내부에서의 쌍극자의 변위, 쌍극자의 복원작용에 의한 에너지의 변환을 통하여 압전성능이 생기는 것으로 생각된다.
상술한 압전성능이 생기는 메카니즘으로부터, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같은 압전재료(모재) 11 내부에서의 쌍극자 모멘트의 양이 커지면 커질수록 그 압전재료(모재) 11이 갖는 압전성능도 높아지게 되는 것으로 생각된다.
이로부터, 압전재료를 구성하는 모재성분으로서 분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이 원래 큰 소재를 사용하는 것은, 보다 높은 압전성능을 확보한다는 점에서 매우 유용한 것이 된다.
분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이 원래 큰 것으로서는 극성 고분자를 들 수 있다. 이 극성 고분자로서, 구체적으로는 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 아크릴 고무(ACR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 및 클로로프렌 고무(CR) 등을 들 수 있다.
본 발명의 압전재료를 센서류나 액츄에이터, 또는 초음파 모터로서 적용할 경우 사용할 때의 온도(이하 사용 온도 범위로 한다)는 대략 -20 ℃∼40 ℃의 범위이다. 이 사용 온도 범위에서 유리전이점을 갖는 고분자를 모재성분으로서 이용하는 것은 대단히 유용하다. 왜냐하면, 발명자들의 실험에 의하면 고분자의 유리전이점 부근에서 압전성능이 최고로 발휘되기 때문이다.
사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자로서는, 구체적으로 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체 등의 고분자에, 디-2-에틸헥실프탈레이트(DOP), 디부틸프탈레이트(DBP), 디이소노닐프탈레이트(DINP) 등의 가소제를 첨가하여 -20 ℃∼40 ℃의 사용 온도 범위에 유리전이점(Tg)을 이동시킨 것, 또는 고분자 자체가 -20 ℃∼40 ℃의 사용 온도 범위에 유리전이점(Tg)을 갖는 아크릴 고무(ACR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 천연 고무(NR), 이소프렌고무(IR), 클로로프렌 고무(CR), 염소화 폴리에틸렌 등의 고분자 등을 들 수 있다.
모재성분의 선택에 대해서는, 상기 분자 내부에서의 쌍극자 모멘트량이나 사용 온도 범위 이외에 취급성, 성형성, 입수 용이성, 온도성능(내열성이라든가 내한성), 내후성, 가격 등도 고려할 것이 요망된다.
또한, 본 발명의 압전재료에 있어서, 모재중에 배합되는 활성성분으로서는 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물, 벤조트리아졸기를 갖는 화합물, 또는 에틸-2-시아노-3, 3'-디페닐아크릴레이트 등의 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 들 수 있다.
활성 성분의 배합량으로서는, 모재 100 중량부에 대하여 10∼200 중량부의 비율이 바람직하다. 예를 들어 활성 성분의 배합량이 10 중량부 보다 적은 경우에는 쌍극자 모멘트의 양을 증가시킨다는 충분한 효과가 얻어지지 않고, 활성 성분의 배합량이 200 중량부를 넘는 경우에는 충분히 배합되지 않는다든가, 충분한 기계적 강도가 얻어지지 않는다든가 하는 일이 있다.
상기 모재에 배합하는 활성 성분을 결정하는데 있어서는, 전술한 쌍극자 모멘트의 양 이외에 활성 성분과 모재성분과의 배합이 용이한 것, 즉 SP 값을 고려하여 이 값이 가까운 것을 선택하면 좋다.
쌍극자 모멘트의 양은 전술한 모재성분이라든가 활성 성분의 종류에 따라 여러 가지로 달라진다. 즉, 동일한 성분을 사용하여도 에너지가 전달될 때의 온도에 따라 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 또한, 전달되는 에너지의 대소에 의해서도 쌍극자 모멘트의 양은 변화한다. 이 때문에, 적용할 때의 온도라든가 에너지의 크기 등을 고려하여 그 때 가장 높은 쌍극자 모멘트량으로 되도록 모재성분이라든가 활성 성분을 적의 선택하여 사용할 것이 요망된다.
상기 모재중에는 활성성분 이외에 압전재료의 기계적 강도를 높이기 위한 목적으로, 또한 증량제로서 당해 압전재료의 가격의 저감화를 도모하기 위하여 운모 인편, 유리편, 유리섬유, 카본섬유, 탄산칼슘, 바라이트(barite), 침강 황산바륨 등의 충전제를 충전할 수 있다. 이 경우, 충전제의 충전량은 10∼80 중량%가 바람직하다. 예를 들어 충전제의 충전량이 10 중량% 보다 적은 경우에는 충전제를 충전하여도 충분한 흡수 성능의 향상이 보이지 않고, 반대로 충전제의 충전량을 80 중량%를 넘는 양으로 하여도 현실적으로 충전할 수 없다든가 압전재료의 강도가 저하한다거나 하는 폐해를 초래하게 된다.
본 발명의 압전재료는 상기 모재성분에 활성성분, 필요에 따라 충전제, 분산제, 증점제 등을 배합한 배합물을 디졸버, 밴버리 믹서, 플래너터리 믹서, 그레인 밀, 오픈 니더, 진공 니더 등 종래 공지의 혼합분산기로 분산 혼합하여 제조할 수 있다.
상기와 같이 모재중에 활성 성분을 배합한 것으로 쌍극자 모멘트의 양이 비약적으로 증가하여, 당해 압전재료는 높은 압전성능을 발휘하게 되는데, 모재중에 활성성분을 배합한 압전재료에서의 쌍극자 모멘트의 양은 도 4에 나타낸 A-B 사이에서의 유전율(ε')의 차이로서 나타낸다. 즉, 도 4에 나타낸 A-B 사이에서의 유전율(ε')의 차이가 클수록 모재에서의 쌍극자 모멘트의 양이 크게 된다.
도 4는 유전율(ε')과 유전손율(ε")의 관계를 나타낸 그래프로서, 이 그래프에 나타낸 유전율(ε')과 유전손율(ε") 사이에는 유전손율(ε")=유전율(ε')X유전탄젠트(tanδ) 라는 관계가 성립된다.
본 발명자들은 압전재료에 대한 연구를 통하여, 여기에서 말하는 유전손율(ε")이 높을수록 에너지 흡수성, 압전성능도 높다는 것을 발견하게 되었다.
이러한 발견을 기초로, 상술한 압전재료에서의 유전손율(ε")을 조사하면서, 주파수 110 Hz에서의 유전손율이 50 이상일 때 당해 압전재료는 우수한 압전성능을 갖는다는 것이 밝혀졌다.
실시예
이하, 본 발명의 에너지 변환 조성물로서의 제진재료, 흡음재료, 충격 흡수재, 전자파 흡수재, 방진재료 및 압전재료에 대하여 각 실시예를 보이고, 이에 따라 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.
먼저, 제진재료에 대한 실시예를 나타낸다. 아크릴 고무(AR-15, 일본 제온 주식회사제) 100 중량부에 대하여 DCHBSA를 0 중량부(비교예 1), 10 중량부(실시예 1)의 비율로 각각 배합하고, 이를 160 ℃로 설정된 혼련 롤에 투입하여 시트화하여 두께 1 mm의 샘플 시트를 얻었다.
얻어진 실시예 1 및 비교예 1의 시트에 대하여, 각 온도에서의 탄성 탄젠트(tanδ)의 측정은 레오바이브론(Reovibron) DDV-25FP(주식회사 오리엔텍제)의 측정장치를 이용하였다. 이 결과를 도 5에 나타낸다.
다음에 NBR(202S(니트릴량이 35 중량%인 것), 일본합성고무 주식회사제)에 대하여 DCHBSA를 0 중량부(비교예 2), 10 중량부(실시예 2), 30 중량부(실시예 3), 50 중량부(실시예 4), 70 중량부(실시예 5)의 비율로 각각 배합하고 실시예 1과 동일하게 하여 샘플 시트를 얻었다.
얻어진 실시예 2, 실시예 3, 실시예 4 및 실시예 5, 그리고 비교예 2의 시트에 대하여, 실시예 1과 동일하게 하여 각 온도에서의 탄성 탄젠트(tanδ)를 측정하였다. 이 결과를 도 6에 나타내었다.
다음에 NBR(DN401(니트릴량이 15 중량%인 것), 일본 제온 주식회사제)에 대하여 DCHBSA를 0 중량부(비교예 3), 20 중량부(실시예 6), 30 중량부(실시예 7), 40 중량부(실시예 8), 50 중량부(실시예 9)의 비율로 각각 배합하고 실시예 1과 동일하게 하여 샘플 시트를 얻었다.
얻어진 실시예 6, 실시예 7, 실시예 8 및 실시예 9, 그리고 비교예 3의 시트에 대하여, 실시예 1과 동일하게 하여 각 온도에서의 탄성 탄젠트(tanδ)를 측정하였다. 이 결과를 도 7에 나타내었다.
다음에 염소화 폴리에틸렌(엘라스렌(Elasrene) 352NA, 소화전공 주식회사제)에 대하여 DCHBSA를 0 중량부(비교예 4), 30 중량부(실시예 10), 50 중량부(실시예 11), 100 중량부(실시예 12)의 비율로 각각 배합하고 실시예 1과 동일하게 하여 샘플 시트를 얻었다.
얻어진 실시예 10, 실시예 11 및 실시예 12, 그리고 비교예 4의 시트에 대하여, 실시예 1과 동일하게 하여 각 온도에서의 탄성 탄젠트(tanδ)를 측정하였다. 이 결과를 도 8에 나타내었다.
이소프렌 고무(2200, 일본 제온 주식회사제)에 대하여 DCHBSA를 0 중량부(비교예 5), 20 중량부(비교예 6), 30 중량부(비교예 7), 40 중량부(비교예 8), 50 중량부(비교예 9)의 비율로 각각 배합하고 실시예 1과 동일하게 하여 샘플 시트를 얻었다.
얻어진 비교예 5∼9의 시트에 대하여, 실시예 1과 동일하게 하여 각 온도에서의 탄성 탄젠트(tanδ)를 측정하였다. 이 결과를 도 9에 나타내었다.
도 5∼도 9로부터 명백한 바와 같이, DCHBSA가 미배합된 비교예 1∼4의 샘플 시트의 탄성탄젠트(tanδ)에 비하여, DCHBS를 배합한 실시예 1∼12의 샘플 시트는 어느 것이나 제진레벨이 현격하게 향상된 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 1∼12의 샘플 시트에서의 탄성탄젠트(tanδ)의 피크는 어느 것이나 상온 부근에 있어, 사용온도범위에서 우수한 진동 에너지 흡수성능을 갖고 있음이 확인되었다. 특히 실시예 1의 시트에서는 20 ℃ 전후에서 탄성탄젠트(tanδ)가 3을 상회하여, 매우 실용성이 좋은 것으로 생각된다.
또한, 무극성 고분자인 이소프렌 고무를 사용하고 여기에 DCHBSA를 배합한 비교예 5∼9에서의 탄성탄젠트(tanδ)를 볼 때, DCHBSA의 배합, 미배합에 관계없이 성능의 향상은 볼 수 없었다.
다음에, 비구속형의 제진재료에 대한 실시예를 나타낸다. 폴리염화비닐 9 중량부에 대하여 운모 인편(클라라이트(Clarite) 운모, 30C, 주식회사 쿠라레제) 65.0 중량부, DCHP 13.0 중량부, DCHBSA 13.0 중량부의 비율로 배합하여, 이들을 160 ℃로 설정된 롤에 투입하여 혼련하고, 다음에 얻어진 혼련물을 180 ℃로 가열한 금형 사이에 넣어 180 초간 가열하고, 이후 프레스기에서 80 kg·f/cm2의 압력으로 30 초간 가압하여 1 mm의 두께로 시트화하였다. 얻어진 시트를 손실계수 측정용으로서 67 mm x 9 mm의 치수로 절단하여 시험편(실시예 13)으로 하였다.
폴리염화비닐 9 중량부에 대하여, 운모 인편(클라라이트(Clarite) 운모, 30C, 주식회사 쿠라레제) 65.0 중량부, DCHP 10.4 중량부, DCHBSA 10.4 중량부, ECDPA 5.2 중량부의 비율로 배합하여, 이들을 실시예 1과 동일하게 하여 시험편(실시예 14)을 얻었다.
DOP를 첨가한 폴리염화비닐 50 중량부에 대하여, 운모 인편(클라라이트(Clarite) 운모, 30C, 주식회사 쿠라레제) 50.0 중량부를 배합하여, 이들을 실시예 1과 동일하게 하여 시험편(비교예 10)을 얻었다.
상기 실시예 14 및 13, 그리고 비교예 10의 각 시험편에 대하여, 유전손율(ε")과 손실계수(η) 및 탄성탄젠트(tanδ)를 측정하였다. 손실계수(η) 및 탄성탄젠트(tanδ)의 측정은 동적 점탄성 측정 시험장치(레오바이브론 DDV-25FP, 주식회사 오리엔텍제), 유전손율(ε")의 측정은 임피던스/게인 페이스 애널라이저(Impedance/Gain Phase Analyzer)-4194A(요코가와 휴렛 패커드 주식회사제)의 측정장치를 이용하여 각각 수행하였다. 각 시험편의 유전탄젠트(tanδ), 유전율(ε') 및 유전손율(ε")의 측정결과를 표 1에, 손실계수(η)의 측정결과를 도 10에 나타내었다.
시험편 유전탄젠트(tanδ) 유전율(ε') 유전손율(ε")
실시예 1 4.80 18.84 90.41
실시예 2 4.42 17.97 79.43
비교예 2.78 11.29 31.39
표 1 및 도 10으로부터, 실시예 14 및 13의 시험편은 비교예 10의 것과 비교하여 그 진동 에너지의 흡수성능, 즉 손실계수(η)는 약 5 배 내지 7 배의 값을 나타내어, 본 발명의 비구속형 제진재료가 종래의 비구속형 제진재료의 흡수성능을 훨씬 초월하여, 구속형의 제진재료에 필적하는 우수한 진동 에너지 흡수성능을 갖고 있음이 밝혀졌다. 또한, 실시예 14 및 13의 시험편에서의 유전손율(ε")은 어느 것이나 50을 크게 상회하였다.
다음에, 제진도료에 대한 실시예를 나타낸다. 하기 표 2에 나타낸 활성성분을 함유하는 도막성분을 이용한 제진도료를 기재에 도포하고, 기재표면에 형성된 제진층에 대하여 유전손율(ε"), 손실게수(η) 및 손실탄젠트(tanδ)를 측정하였다. 이 결과를 표 2에 나타내었다. 여기에서, 유전손율(ε")과 손실계수(η) 및 탄성탄젠트(tanδ)의 측정은, 손실계수(η) 및 탄성탄젠트(tanδ)의 측정에 동적 점탄성 측정 시험장치(레오바이브론 DDV-25FP, 주식회사 오리엔텍제), 유전손율(ε") 측정에 임피던스/게인 페이스 애널라이저(Impedance/Gain Phase Analyzer) -4194A(요코가와 휴렛 패커드 주식회사제)의 측정장치를 이용하여 각각 수행하였다.
제진층 조성 비율 온도(20 ℃)
η tanδ 유전손율 (ε")
EC818/DCHBSA(200HK71.7 중량%) 10/0 0.064 0.062 33.19
9/1 0.061 0.069 32.55
8/2 0.072 0.085 40.26
7/3 0.139 0.124 46.70
6/4 0.107 0.111 43.03
5/5 0.115 0.097 59.62
EC818/2HPMMB(200HK71.7 중량%) 9/1 0.070 0.050 34.44
7/3 0.055 0.045 23.62
5/5 0.063 0.045 28.65
VN168/DCHBSA(200HK71.7 중량%) 10/0 0.036 0.021 24.31
9/1 0.050 0.100 13.57
7/3 0.025 0.041 9.80
5/5 - - -
VN168/2HPMMB(200HK71.7 중량%) 9/1 0.035 0.040 22.38
7/3 0.030 0.021 13.24
5/5 0.025 0.021 9.46
표 2 중에서 EC818은 대일본 잉크화학공업 주식회사제의 아크릴계의 도막성분(불휘발성분이 50 %인 것). VN-168은 동일한 대일본 잉크화학공업 주식회사제의 초산비닐/아크릴 공중합체의 도막성분(불휘발성분이 44.0∼46.0 %인 것). 200HK는 쿠라레 주식회사제의 운모 인편.
다음에, 상기 EC818 및 VN-168을 이용하여, 여기에 표 3에 나타낸 활성성분 및 운모 인편을 배합한 제진도료를 제조하고, 이 제진도료를 기재에 도포하고, 기재 표면에 형성된 제진층에 대하여 손실계수(η)를 측정하였다. 이 결과를 도 11∼도 14에 나타내었다. 여기에서 손실계수(η)의 측정은 동적 점탄성 측정 시험장치(레오바이브론 DDV-25FP, 주식회사 오리엔텍제)를 이용하여 수행하였다.
다음에 흡음재료에 대한 실시예를 나타낸다. 도 15∼17은 흡음재료를 나타내는데, 도 15는 염화비닐수지에 DCHBSA를 100 중량부 첨가하여 1 mm 두께로 시트화한 흡음시트 30이고, 도 16은 염화비닐수지에 DCHBSA를 100 중량부 첨가한 것을 방사한 흡음 단섬유 41을 시트 내에 함유시킨 흡음시트 40이다. 도 17는 DCHBSA를 100 중량부 첨가한 연속기포형 발포 폴리우레탄 성형물 50이다.
도 18에 나타낸 것은 도 15의 흡음시트 30을 종래부터 사용되어 온 유리섬유 61로 이루어지는 흡음재 60의 내부에 배치한 것이다. 이 경우 흡음재 60의 두께를 대폭적으로 얇게 할 수 있고, 그래도 종래의 흡음재에서는 흡음할 수 없었던 500 Hz 이하의 저주파 음도 확실히 잡아 흡수할 수 있었다.
도 19는 상기 흡음 단섬유 41을 연속기포형 발포 폴리우레탄 성형물 내부에 함유시킨 것이다. 도 20 및 도 21은 상기 흡음 단섬유 41을 구성섬유의 일부로 하여 종이 제조 또는 섬유 형성한 종이 70 또는 직물 80이다. 이들은 우수한 흡음성을 나타내어 벽재나 바닥재로서 매우 유용하다.
샘플 번호 제진층의 조성(중량비(%))(도막성분/활성성분/충전제)
1 EC818/DCHBSA/운모 인편(200HK)(28.3/0/71.7)
2 EC818/DCHBSA/운모 인편(200HK)(25.5/2.8/71.7)
3 EC818/DCHBSA/운모 인편(200HK)(22.6/5.7/71.7)
4 EC818/DCHBSA/운모 인편(200HK)(19.8/8.5/71.7)
5 EC818/DCHBSA/운모 인편(200HK)(17.0/11.3/71.7)
6 EC818/DCHBSA/운모 인편(200HK)(14.15/14.15/71.7)
7 EC818/2HPMMB/운모 인편(200HK)(28.3/0/71.7)
8 EC818/2HPMMB/운모 인편(200HK)(25.5/2.8/71.7)
9 EC818/2HPMMB/운모 인편(200HK)(19.8/8.5/71.7)
10 EC818/2HPMMB/운모 인편(200HK)(14.15/14.15/71.7)
11 VN168/DCHBSA/운모 인편(200HK)(28.3/0/71.7)
12 VN168/DCHBSA/운모 인편(200HK)(25.5/2.8/71.7)
13 VN168/DCHBSA/운모 인편(200HK)(19.8/8.5/71.7)
14 VN168/2HPMMB/운모 인편(200HK)(28.3/0/71.7)
15 VN168/2HPMMB/운모 인편(200HK)(25.5/2.8/71.7)
16 VN168/2HPMMB/운모 인편(200HK)(19.8/8.5/71.7)
17 VN168/2HPMMB/운모 인편(200HK)(14.15/14.15/71.7)
다음에, 하기 표 4에 나타낸 수지 매트릭스중에 활성성분을 배합한 흡음재료와 미배합 흡음재료에 있어서 흡음성(흡음율)을 비교하였다.
번호 샘플 조성 배합비(중량%) 역학적 tanδ(23 ℃)
1 염소화 PE+DCHBSA 50/50 3.2
2 PVC+PVC(DOP첨가)+NBR+DCHP+탄산칼슘 12/32/6/30/20 2.0
3 PVC(DOP첨가)+NBR+탄산칼슘 68/12/20 0.6
4 PVC 100 0.01
상기 샘플에 대하여 B & K사제 수직입사 흡음율 측정장치(JIS No.A1405에 규정)를 사용하여 각각의 흡음율을 측정하였다. 그 결과를 도 22(샘플 1), 도 23(샘플 2), 도 24(샘플 3) 및 도 25(샘플 4)에 나타내었다. 여기에서, 샘플은 Φ29, 두께 200 ㎛의 크기로 하고 각 샘플의 배후에는 20 mm의 공기층을 설치하였다.
도 22∼25로부터, PVC만으로 이루어지는 샘플 4의 경우 1000 Hz∼4000 Hz의 사이에서 0.1∼0.3의 흡음율을 나타내고, 1000 Hz 이하의 저주파수 영역에서의 흡음율은 0.1을 크게 하회하여 충분한 흡음성, 음 에너지 흡수가 이루어지지 않는 것이 밝혀졌다. 또한, 활성성분을 함유하지 않는 샘플 3에서는 1000 Hz∼2000 Hz의 사이에서 최대 약 0.5의 흡음율을 나타내어, 어느 정도 흡음율의 개선은 보이지만 1000 Hz 이하에서는 충분한 흡음성, 음 에너지 흡수가 이루어지지 않는 것으로 밝혀졌다.
이에 대하여, 샘플 1 및 2는 약 400 Hz∼1200 Hz의 범위에서 0.3을 초과하는 흡음율을 나타내고, 그 최대치는 샘플 1이 0.9를 상회하는 흡음율을, 샘플 2가 0.8을 상회하는 흡음율을 나타내고 있는 점이 주목된다.
또한, 표 4에 나타낸 각 샘플에서의 역학적 tanδ와 도 22∼도 25의 흡음율을 볼 때, 역학적 tanδ가 크면 흡음율도 크다는 것이 밝혀졌다.
다음에, 흡음시트의 실시예를 나타낸다. 섬유시트로서 12 g/m2의 반지(P100-35)를 이용하여, 이것을 염소화 폴리에틸렌 100 중량부에 대하여 DCHBSA 100 중량부를 배합한 고분자 재료 에멀젼 중에 침적하고 건조하여 136 g/m2(이중 고분자 재료의 부착량은 124 g/m2)의 흡음시트(실시예 15)를 얻었다.
실시예 15의 섬유시트를 그대로 흡음시트(비교예 11)로서 이용하였다.
섬유시트로서 32 g/m2의 화지를 이용하여, 이것을 염소화 폴리에틸렌 100 중량부에 대하여 DCHBSA 100 중량부를 배합한 고분자 재료 에멀젼 중에 침적하고 건조하여 73 g/m2(이중 고분자 재료의 부착량은 41 g/m2)의 흡음시트(실시예 16)를 얻었다.
실시예 16의 섬유시트를 그대로 흡음시트(비교예 12)로서 이용하였다.
섬유시트로서 36 g/m2의 견직물을 이용하여, 이것을 염소화 폴리에틸렌 100 중량부에 대하여 DCHBSA 100 중량부를 배합한 고분자 재료 에멀젼 중에 침적하고 건조하여 204 g/m2(이중 고분자 재료의 부착량은 168 g/m2)의 흡음시트(실시예 17)를 얻었다.
실시예 17의 섬유시트를 그대로 흡음시트(비교예 13)로서 이용하였다.
상기 실시예 15∼17 및 비교예 11∼13의 각 흡음시트에 대하여, 역학적 손실탄젠트(tanδ), 유전탄젠트(tanδ), 유전손율(ε") 및 유전율(ε')을 측정하였다. 그 결과를 표 5 및 도 26에 나타내었다.
흡음시트 유전탄젠트(tanδ) 유전손율(ε") 유전율(ε')
실시예 15 5.43 1.86 10.11
실시예 16 5.1 1.4 7.3
실시예 17 5.1 4.4 22.4
비교예 11 4.57 0.22 0.99
비교예 12 2.7 1.22 3.3
비교예 13 4.1 1.7 6.95
또, 이들 흡음시트에 대하여 B & K사제 수직입사 흡음율 측정장치(JIS No. A1405에 규정)를 이용하여 각각의 흡음율을 측정하였다. 그 결과를 도 27(실시예 15 및 비교예 11), 도 28(실시예 16 및 비교예 12) 및 도 29(실시예 17 및 비교예 13)에 나타내었다. 여기에서, 각 샘플은 Φ29, 두께 200 ㎛의 크기로 하고, 각 샘플의 배후에는 20 mm의 공기층을 설치하였다.
다음에, 발포 흡음재에 대한 실시예를 나타낸다. A액(폴리올 MP-923, 삼정동압화학 주식회사제)에 DCHBSA를 배합하고 이를 세라믹 트리플 롤러로 5분 동안 혼련하고, 이 혼련물에 B액(코스모네이트 MC-71, 삼정동압화학 주식회사제)을 가하여 10 초 동안 구속하여 교반하고, 이것을 직경 100 mm의 파이프에 주입하여 발포시켰다(실온). 또 파이프의 상부 개구에는 뚜껑을 하여 파이프의 용적을 초과하여발포하지 않도록 하였다.
여기에서, A액과 B액과 DCHBSA는, A액과 B액을 100/47의 중량비로 배합하고 DCHBSA는 A액과 B액의 총중량 100에 대하여 30 중량부(실시예 18), 50 중량부(실시예 19), 100 중량부(실시예 20)의 중량으로 배합하였다, 또, A액과 B액과 DCHBSA의 총량은, 상기 파이프의 용적으로부터 발포배율이 20 배로 되도록 조정하였다.
다음에, 얻어진 발포 성형체를 20 mm의 두께로 절단하여 흡음율 측정용의 시험편으로 하였다. 여기에서 DCHBSA 미배합의 시험편(비교예 14)도 비교를 위해 제작하였다.
상기 실시예 18∼20 및 비교예 14의 각 시험편에 대하여, 유전탄젠트(tanδ), 유전손율(ε") 및 유전율(ε')을 측정하였다. 그 결과를 표 6에 나타내었다.
흡음발포재 유전탄젠트(tanδ) 유전율(ε') 유전손율(ε")
실시예 18 0.98 9.91 9.71
실시예 19 1.11 11.40 12.66
실시예 20 1.58 24.77 39.10
비교예 14 0.81 6.68 5.41
또, 이들 시험편에 대하여 B & K사제 수직입사 흡음율 측정장치(JIS No. A1405에 규정)를 이용하여 각각의 흡음율을 측정하였다. 그 결과를 도 30에 나타내었다.
도 30으로부터, 비교예 14의 흡음율이 주파수가 2000 Hz 이하에서 급격히 저하하여 1000 Hz에서는 2000 Hz에서의 흡음율의 1/2로 되는 것에 대하여, 실시예 18로부터 실시예 20으로 DCHBSA의 배합량이 많아짐에 따라 1000 Hz∼2000 Hz에서의 흡음율은 오히려 높아지는 경향이 나타났다. 특히 실시예 3의 것에 있어서, 비교예의 것에 비하여 1000 Hz∼2000 Hz에서의 흡음율이 2 배로부터 2.5 배로 예측을 뛰어넘는 높은 흡음율로 되는 것은 주목할 만 하다.
다음에, 흡음섬유에 대한 실시예를 나타낸다. 염소화 폴리에틸렌에 DCHBSA를 배합하고, 이 배합물을 섬유원료로 하여 압출하여 방사기에 투입하였다. 여기에서, 염소화 폴리에틸렌과 DCHBSA의 배합비율(중량부)은 100/0(비교예 15), 100/100(실시예 21)로 하였다. 또, 방사기의 스크류 직경은 25 mm, 노즐 직경은 1 mm, 노즐 온도는 130 ℃로 하였다. 압출된 섬유를 0.4 mm의 섬유 직경으로 연신하고, 연신후 40 mm의 길이로 절단하였다.
다음에, 이 섬유를 폴리비닐알콜 1 % 수용액을 넣은 용기중에 담가 교반하여 균일하게 되면 폴리비닐알콜 1 % 수용액을 제거하고 용기저부에서 메쉬 상에 3차원으로 결합된 시험편(부직포)를 얻었다.
얻어진 실시예 12 및 비교예 15의 각 시험편에 대하여 유전탄젠트(tanδ), 유전손율(ε") 및 유전율(ε')을 측정하였다. 그 결과를 표 7에 나타내었다.
흡음시트 유전탄젠트(tanδ) 유전손율(ε") 유전율(ε')
실시예 21 1.71 25.31 43.28
비교예 15 0.62 6.38 3.96
또, 이들 시험편에 대하여 흡음율(%)을 측정하였다. 그 결과를 도 31에 나타내었다. 여기에서, 흡음율(%)의 측정은 B & K사제 수직입사 흡음율 측정장치(JIS No. A1405에 규정)를 이용하고, 각 시험편은 두께가 20 mm이고, Φ29의 것과 Φ100의 것을 이용하였다.
도 31로부터, 염소화 폴리에틸렌에 DCHBSA를 미배합한 흡음섬유로 이루어지는 비교예 15의 시험편의 흡음율과 염소화 폴리에틸렌에 활성성분으로서 DCHBSA를 배합한 흡음섬유로 이루어지는 실시예 21의 시험편의 흡음율 사이에는 2∼35 %의 차이가 있고, 특히 양자의 주파수 2000 Hz∼6300 Hz 사이의 차이가 커서, DCHBSA의 배합에 의해 흡음성능이 크게 향상되는 것이 확인되었다.
다음에, 충격 흡수재에 대한 실시예를 나타낸다. 도 32에는 염화비닐수지에 DCHBSA를 100 중량부 첨가한 것으로 신발의 저면 91 및 굽부분 92를 구성한 신발 90을 나타내었다. 이들 재료로 저면 91 및 굽부분 92를 구성한 신발 90은 충격흡수성이 우수하여, 장시간 보행하여도 피로가 오기 어렵다는 효과가 있다.
도 33에는 염화비닐수지에 DCHBSA를 100 중량부 첨가한 것을 방사한 단섬유 101로 이루어지는 부직포층 102를 설치한 기브스 100을 나타내었다. 이 기브스 100에 의하면, 당해 기브스 100에 힘이 가해져도 부직포층 102를 구성하는 충격 흡수성의 단섬유 101이 이를 확실히 흡수하기 때문에, 환자를 충격으로부터 확실히 보호하는 것이 가능하다.
도 34 및 도 35에는 염화비닐수지에 DCHBSA를 100 중량부 첨가한 것을 자전거의 안장 110의 상단 또는 손잡이 120으로서 성형한 것이다. 이 경우, 자전거의 안장 110의 상단 또는 손잡이 120에 가해지는 충격이 확실히 흡수 제거된다.
다음에, 다른 충격 흡수재에 대한 실시예를 나타낸다. 염소화 폴리에틸렌 100 중량부에 대하여 DCHBSA를 100 중량부 배합한 것을 직경이 29.0 mm이고 두께가 2 mm, 3 mm, 5 mm, 6 mm, 9 mm, 12.7 mm의 6 종류의 직원주로 성형하였다(실시예 22).
염소화 폴리에틸렌 대신 폴리우레탄 수지를 사용하고, 여기에 DCHBSA를 배합하지 않고 실시예 1과 동일한 두께의 다른 6 종의 직원주형으로 성형한 것(비교예 16), 염소화 폴리에틸렌 대신 NBR을 사용하고, 여기에 DCHBSA를 배합하지 않고 실시예 22와 동일한 두께의 다른 6 종의 직원주형으로 성형한 것(비교예 17), 염소화 폴리에틸렌 대신 BR을 사용하고, 여기에 DCHBSA를 배합하지 않고 실시예 22와 동일한 두께의 다른 6 종의 직원주형으로 성형한 것(비교예 18), 염소화 폴리에틸렌 대신 아크릴 수지를 사용하고, 여기에 DCHBSA를 배합하지 않고 실시예 22와 동일한 두께의 다른 6 종의 직원주형으로 성형한 것(비교예 19), 염소화 폴리에틸렌 대신 소르보세인(에테르계 폴리우레탄)을 사용하고, 여기에 DCHBSA를 배합하지 않고 실시예 22와 동일한 두께의 다른 6 종의 직원주형으로 성형한 것(비교예 20)의 각 샘플에 대하여 JID K 6301-1975에 규정된 반발탄성 시험에 기초하여 반발탄성을 측정하였다. 그 결과를 도 36에 나타낸다.
여기에서, 반발탄성의 측정은 도 37∼도 40에 나타낸 시험장치를 사용하였다. 시험장치에서 철봉은 4개의 매단 실에 의해 수평으로 현수되는데 그 타격단은 12.7 mm의 직경을 갖는 반구형을 이루고 타단에는 지침을 설치하였다. 철봉의 길이는 약 356 mm, 직경 12.7 mm, 질량 350 g의 환봉을 사용하였다. 철봉의 현수높이는 2000 mm, 낙하높이는 수직방향으로 100 mm로 하였다.
시험장치의 눈금반은 수평길이 625 mm, 원호 반경 2000 mm로 하고, 지침은 상기 철봉을 자유로 현수시킬 때 눈금이 0의 위치에 있고 타격단이 약간 시험편의 면에 접촉하도록 조정하였다.
도 36으로부터, 실시예 22의 충격흡수재의 반발탄성이 약 2 % 전후로 매우 양호한 것에 대하여, 종래부터 충격 흡수재로서 많이 이용되는 비교예 20의 충격 흡수재는 약 8 내지 18 %로 되고 그 밖의 비교예 16∼19에서는 약 30 내지 55 %로 충분한 충격흡수 성능이 발휘되지 않는다는 것이 명백하게 되었다. 또 이 시험결과로부터, 실시예 22의 충격 흡수재가 두께의 변동에 관계 없이 우수한 충격흡수 성능을 발휘하고 있어, 얇은 것도 두꺼운 것도 우수한 충격흡수 성능이 확보될 수 있기 때문에 폭넓은 용도, 장소에 적용가능하다는 것이 예측된다.
다음에, 실시예 22에서의 DCHBSA의 배합량을 70 중량부(실시예 23), 50 중량부(실시예 24), 30 중량부(실시예 25), 0 중량부(비교예 21)로 한 것 이외에는 실시예 22와 동일하게 하여 각각 6 종의 샘플을 얻었다. 얻어진 각 샘플에 대하여, 전술한 반발탄성을 실시예 1과 동일하게 측정하여 그 결과를 상기 실시예 22의 샘플 측정결과와 함께 도 41에 나타내었다.
도 41로부터, DCHBSA가 미배합된 비교예 21의 충격 흡수재가 약 13 내지 26 %의 반발탄성으로 되는 것에 비하여, 실시예 25의 충격 흡수재가 약 6 내지 17 %, 실시예 24의 충격 흡수재가 약 4 내지 11 %, 실시예 23의 충격 흡수재가 약 3 내지 8 %, 실시예 22의 충격 흡수재가 약 2 내지 3 %로 DCHBSA의 배합량이 많아지는 것에 비하여 성능이 향상되는 것이 밝혀졌다. 또, 실시예 25 내지 실시예 22에서 DCHBSA의 배합량이 많아짐에 따라 두께의 변동에 관계없이 우수한 충격흡수 성능을 발휘하게 되었다.
다음에, 본 발명의 충격 흡수재를 프론트 포크에 적용한 실시예에 대하여 설명한다. 염소화 폴리에틸렌 50 중량%에 대하여 DCHBSA(이 때의 시험온도는 22 ℃) 50 중량%의 비율로 배합하고, 이를 도 42에 나타낸 바와 같은 직경 28 mm, 높이 30 mm의 원통상으로 주위에 홈 14b를 갖는 형상으로 성형하고 이를 충격흡수부재(실시예 26)으로 하였다.
MCU 엘라스토머(TANGE CORPORATION제)을 이용하는 것 이외에는 실시예 26과 동일하게 하여 충격흡수부재(비교예 22)로 성형하였다.
염소화 폴리에틸렌 100 중량%로 하는 것 이외에는 실시예 26과 동일하게 하여 충격흡수부재(비교예 23)로 성형하였다.
NBR(경도 70。) 100 중량%로 하는 것 이외에는 실시예 26과 동일하게 하여 충격흡수부재(비교예 24)로 성형하였다.
상기 실시예 26, 비교예 22, 23 및 24의 각 충격흡수부재에 대하여, 유전탄젠트(tanδ), 유전손율(ε") 및 유전율(ε')을 측정하여 표 8의 결과를 얻었다.
충격흡수부재 유전탄젠트(tanδ) 유전율(ε') 유전손율(ε")
실시예 26 23.5 9.0 211.7
비교예 22 1.8 0.9 1.62
비교예 23 17.1 3.4 58.14
비교예 24 8.6 1.3 11.18
또, 상기 각 충격흡수부재에 대하여 충격흡수시험을 행하였다. 시험은 도 43에 나타낸 바와 같이, 각 충격흡수부재 14를 외부 튜브 12 저부와 내부 튜브 13 하단부의 사이에 내장시키고, 외부 튜브 12 측의 플레이트 24 위에 12 kg의 무게를 50 mm의 높이에서 낙하시켜, 이 때의 충격을 내부 튜브 13 측으로 취부된 진동 픽업 22(NP-601, 주식회사제)로 측정하고 이를 FFT 애널라이저-23(주식회사 소야측기제)으로 증폭하여 행하였다. 그 결과를 도 44에 나타낸다. 여기에서, 비교를 위하여, 충격흡수부재를 내장하지 않는 프론트 포크(미대책)에 대해서도 충격흡수시험을 행하였다. 또 시험은 음진동: 44.80 dB, 온도: 17 ℃의 조건하에서 행하고 시험결과는 50 회의 평균치로서 나타내었다.
도 44로부터 명백한 바와 같이, 미대책의 진동 가속도 레벨이 65∼70 dB인 것에 비하여, 종래품인 비교예 22의 충격흡수부재를 내장한 것은 60 dB로, 5∼10 dB 만큼 충격의 흡수 완화가 이루어졌고, NBR을 모재로 한 비교예 24의 충격흡수부재를 내장한 것은 63∼65 dB, 염소화 폴리에틸렌을 모재로 한 비교예 23의 충격흡수부재를 내장한 것은 50∼55 dB이라는 충격의 흡수 효과가 이루어졌고, 동일한 염소화 폴리에틸렌을 모재로 하고 여기에 DCHBSA를 배합한 실시예 26에 의한 충격흡수부재를 내장한 것은 45∼55 dB로 미대책의 프론트 포크, 종래의 비교예 22의 것에 비하여 그 충격흡수 성능은 15∼20 dB의 차이가 있는 것으로 나타났다. 이러한 결과로부터, 실시예 26에 따른 충격흡수부재는 종래품으로부터는 예측을 초월하는 우수한 충격흡수 성능을 갖는 것이 확인되었다.
다음에 본 발명의 충격흡수재를 손잡이 테이프에 적용한 실시예를 나타낸다.
염소화 폴리에틸렌 50 중량%에 대하여 DCHBSA(이 때의 시험온도는 22 ℃)를 50 중량%의 비율로 배합하고, 이를 두께 1 mm, 폭 25 mm, 길이 1200 mm의 테이프 상으로 성형하여 손잡이 테이프(실시예 27)로 하였다.
염소화 폴리에틸렌 100 중량%로 한 이외에는 실시예 27과 동일하게 하여 손잡이 테이프(비교예 25)를 제작하였다.
종래품 1: 윌슨사의 테니스용 라켓, 「레이디 울트라」의 손잡이 말단에 감아 붙인 것.
종래품 2: 주식회사 디아크의 「G-296」(NBR제),
종래품 3: 요넥스 주식회사의 「웨트 수퍼 그립」,
종래품 4: 프린스 사의 「엑스그레이드」, 오버 그립.
종래품 5: 미즈노 주식회사의 「멀티소프트 그립 테이프」
상기 실시예 27, 비교에 25 및 종래품 1∼5의 각 손잡이 테이프에 대하여 유전탄젠트(tanδ), 유전손율(ε") 및 유전율(ε')을 측정하여 표 9의 결과를 얻었다.
손잡이테이프 유전탄젠트(tanδ) 유전율(ε') 유전손율(ε")
실시예 27 9.00 23.50 211.70
비교예 25 3.40 17.10 58.14
종래품 1 1.30 8.60 11.18
종래품 2 1.60 8.90 14.24
종래품 3 1.80 9.20 16.56
종래품 4 2.00 9.10 18.20
종래품 5 0.90 6.50 5.85
또, 상기 실시예 27, 비교예 25 및 종래품 1∼5의 각 손잡이 테이프에 대하여 충격흡수시험을 행하였다. 시험은 도 45 및 도 46에 나타낸 바와 같이, 윌슨사의 테니스용 라켓, 「Lady Ultra」의 손잡이 단부에 상기 각 손잡이 테이프를 각각 감은 것 20을 기대 21 위에 놓고 고정판 22로 볼트 체결하여 고정하였다. 고정판 22에는 FFT 애널라이저(주식회사 소야측기제) 23에 접속한 진동가속도 픽업(NP-601, 주식회사제) 24를 취부하였다.
그래서 라켓 20의 네트 상에 테니스볼 25를 1 m의 높이로부터 낙하시키고, 이 때 고정판 22에 생긴 충격진동을 진동가속도 픽업 24에서 측정하여, FFT 애널라이저 23(주식회사 소야측기제)로 증폭하는 방법으로 진동가속도 레벨(dB)을 측정하였다. 여기에서, 측정시의 온도는 20 ℃, 음진동은 49.20 dB이고, 도 47에 나타낸 측정결과는 50 회의 평균치로 한 것이다. 비교를 위해 테이프를 감지 않은 것(미대책)에 대해서도 마찬가지로 충격흡수시험을 행하였다.
도 47로부터 명백한 바와 같이, 미대책의 진동가속도 레벨이 68∼70 dB인 것에 대하여 종래품 5는 66∼68 dB으로, 미대책의 것에 비하여 2 dB 정도의 충격진동의 완화가 보여질 뿐이었다. 종래품 1∼4 및 비교예 25의 것은 어느 것이나 60∼65 dB로 제법 충격진동의 완화가 확인되었다. 한편, 실시예 27의 것은 56∼57 dB로 미대책의 겻에 비하여 실제로 11∼14 dB의 충격진동의 완화가 확인되어 우수한 충격흡수 성능을 갖고 있음이 밝혀졌다.
다음에, 본 발명의 충격흡수재를 신발 밑창에 적용한 실시예를 나타낸다.
염소화 폴리에틸렌 50 중량%에 대하여 DCHBSA(이 때의 시험온도는 22 ℃)를 50 중량%의 비율로 배합하고, 이것을 두께 1 mm(실시예 28), 두께 3 mm(실시예 29), 두께 5 mm(실시예 30), 두께 10 mm(실시예 31)의 각 두께의 판형상으로 성형하여 충격흡수부재로 하였다.
염소화 폴리에틸렌 100 중량%로 한 이외에는 실시예와 동일하게 하여 두께 1 mm(비교예 26), 두께 3 mm(비교예 27), 두께 5 mm(비교예 28), 두께 10 mm(비교예 29)의 각 두께의 판 형상으로 성형하여 충격흡수부재로 하였다.
종래품(힐 패드, 두께 4 mm의 판, 인펄스사제)을 충격흡수부재로 하였다(비교예 30).
종래품(젤, 두께 4 mm의 판, 인펄스사제)을 충격흡수부재로 하였다(비교예 31).
종래품(에어, 두께 10 mm의 판, 인펄스사제)을 충격흡수부재로 하였다(비교예 32).
종래품(스포츠 젤, 두께 3 mm의 판, 윌슨사제)을 충격흡수부재로 하였다(비교예 33).
상기 실시예 28, 비교예 26, 30, 31, 32 , 33의 각 충격흡수부재에 대하여, 유전탄젠트(tanδ), 유전손율(ε") 및 유전율(ε')을 측정하여 표 10의 결과를 얻었다.
충격흡수부재 유전탄젠트(tanδ) 유전율(ε') 유전손율(ε")
실시예 28 9.00 23.50 211.70
비교예 26 3.4 17.10 58.14
비교예 30 0.5 1.70 0.85
비교예 31 0.6 2.20 1.32
비교예 32 0.5 1.30 0.65
비교예 33 1.1 1.90 2.09
또한, 상기 실시예 28∼31, 비교예 26∼33의 각 충격흡수부재에 대하여 충격흡수시험을 행하였다. 시험은 도 48에 나타낸 바와 같이 각 충격흡수부재 1을 기대 20 위에 놓고 이 기대 20 위에 12 kg의 추 21을 250 mm의 높이로부터 낙하시키고, 이 때의 진동가속도 레벨(dB)을 추 21에 접속한 진동 픽업 23(NP-601, 주식회사제)로 측정하고, 이것을 FFT 애널라이저 22(주식회사 소야측기제)로 증폭하는 것으로 행하였다. 이 시험결과를 도 49에 나타내었다. 여기에서, 측정시의 온도는 20 ℃, 음진동은 49.56 dB이고, 도 49에 나타낸 측정결과는 50 회의 평균치로 한 것이다. 비교를 위해 충격흡수부재를 놓지 않은 것(미대책)에 대해서도 마찬가지로 충격흡수시험을 행하였다.
도 49로부터 명백한 바와 같이, 미대책의 진동가속도 레벨이 73 dB 전후인 것에 대하여, 염소화 폴리에틸렌을 소재로 한 비교예 26의 것이 80 dB, 비교예 27, 28, 29도 두께가 두껍게 됨에 따라 69 dB, 65 dB, 61 dB로 점차로 충격흡수성이 향상되는 것으로 밝혀졌다. 또 종래품을 이용한 비교예 30, 31, 32, 33이 어느 것이나 55∼54 dB의 진동가속도 레벨인 것에 비해, 두께가 1 mm인 실시예 28을 제외하고 실시예 29, 30, 31도 두께가 두껍게 되면 성능이 향상되어, 두께가 10 mm인 실시예 31의 것에 있어서는 52∼53 dB로 매우 높은 레벨을 나타내었다.
다음에, 도 50에 나타낸 바와 같이, 상기 실시예 28∼31, 비교예 26∼33의 각 충격흡수부재 1을 안전화 24(JIS 규격품)의 가운데에 넣고 마찬가지로 하여 진동가속도 레벨을 측정하였다. 그 결과를 도 51에 나타내었다. 여기에서, 비교를 위하여 충격흡수부재를 넣지 않은 안전화(미대책)에 대해서도 마찬가지의 충격흡수시험을 행하였다.
도 51로부터, 미대책의 진동가속도 레벨이 65 dB 전후인 것에 대하여, 염소화 폴리에틸렌을 소재로 한 비교예 26의 것이 64 dB, 비교예 27, 28, 29도 두께가 두껍게 됨에 따라 60 dB, 59 dB, 54 dB로 점차로 충격흡수성이 향상되는 것으로 밝혀졌다. 또 종래품을 이용한 비교예 30, 31, 32가 55∼57 dB, 비교예 33이 52 dB의 진동가속도 레벨인 것에 비하여, 두께가 1 mm인 실시예 28을 제외하고 실시예 29, 30, 31도 두께가 두껍게 되면서 50∼55 dB로 성능이 향상하였고, 두께가 10 mm인 실시예 31의 것에 있어서는 50∼52 dB로 매우 높은 레벨을 나타내었다.
다음에, 본 발명의 전자파 흡수재에 대한 실시예를 나타낸다.
염소화 폴리에틸렌에 DCHBSA를 배합하고, 이것을 혼련하여 이 혼련물을 롤러 사이에서 1 mm의 두께의 시트상으로 성형하였다. 얻어진 시트를 200 mm X 200 mm의 크기로 재단하여 시험편으로 하였다.
여기에서, 염소화 폴리에틸렌과 DCHBSA의 배합비율(중량부)은 100/0(비교예 34), 100/30(실시예 32), 100/50(실시예 33), 100/70(실시예 34), 100/100(실시예 35)로 하였다.
상기 실시예 32∼35 및 비교예 34의 각 시험편에 대하여, 유전탄젠트(tanδ), 유전손율(ε") 및 유전율(ε')을 측정하였다. 그 결과를 표 11에 나타내었다.
전자파흡수재 유전탄젠트(tanδ) 유전율(ε') 유전손율(ε")
실시예 32 5.2 22.1 115.0
실시예 33 5.7 29.1 164.7
실시예 34 6.9 25.8 178.0
실시예 35 9.0 23.5 211.7
비교예 34 3.4 17.1 58.9
또한, 이들 시험편에 대하여 전자파 흡수성능(db)을 측정하였다. 이 결과를 도 52에 나타내었다. 여기에서 전자파 흡수성능(db)의 측정은 전자파 실드성 평가기(TR-17301, 주식회사 어드벤테스트제)를 이용하여 행하였다. 조건은 전계 10∼1000 MHz를 사용하였다.
다음에, 본 발명의 전자파 흡수재를 이용한 전자파 흡수도료의 실시예에 대하여 설명한다. 염소화 폴리에틸렌에 DCHBSA를 배합한 것을 물에 분산시켜 에멀젼의 형태로 하고, 이것을 에어스프레이 건을 이용하여 기재 표면에 도포하고, 기재 표면에 형성된 전자파 흡수층에 대하여 유전탄젠트(tanδ), 유전손율(ε") 및 유전율(ε')을 측정하였다. 그 결과를 표 12에 나타내었다.
여기에서, 염소화 폴리에틸렌과 DCHBSA의 배합비율(중량부)은 100/0(비교예 35), 100/30(실시예 36), 100/50(실시예 37), 100/70(실시예 38), 100/100(실시예 39)로 하였다.
전자파흡수재 유전탄젠트(tanδ) 유전율(ε') 유전손율(ε")
실시예 36 5.2 22.1 115.0
실시예 37 5.7 29.1 164.7
실시예 38 6.9 25.8 178.0
실시예 39 9.0 23.5 211.7
비교예 35 3.4 17.1 58.9
또한, 이들 전자파 흡수층에 대하여 전자파 흡수성능(db)을 측정하였다. 이 결과를 도 53에 나타내었다. 여기에서 전자파 흡수성능(db)의 측정은 전자파 실드성 평가기(TR-17301, 주식회사 어드벤테스트제)를 이용하여 행하였다. 조건은 전계 10∼1000 MHz를 사용하였다.
다음에 본 발명의 방진재료에 대한 실시예를 나타낸다. 이하에 나타낸 표 13a, 표 13b에 각 방진재료의 조성, 유전적 성질, 기계적 성질, 감쇠비를 나타내었다. 여기에서 표 13-1, 13-2에 나타낸 유전손율(ε")과 탄성탄젠트(tanδ)의 측정은, 유전손율(ε")의 측정에 임피던스/게인·페이스 애널라이저 4194A(요코가와 휴렛·패커드 주식회사제)의 측정장치를 이용하고, 탄성탄젠트(tanδ)의 측정에 레오바이브론 DDV-25FP(주식회사 오리엔테크제)의 측정장치를 이용하여 행하였다. 또, 감쇠비(ζ)는 tanδ/2fh, 단순히 탄성탄젠트(tanδ)의 1/2로 하여 구하였다.
여기에서 측정은 20 ℃, 40 ℃ 및 60 ℃의 각 온도에서 행하였고, 이 경우의 주파수는 110 Hz, T/P 크기는 Φ20 Xt1.0 mm로 하였다.
다음에, 본 발명의 압전재료에 대한 실시예를 나타낸다.
폴리염화비닐 100 중량부에 대하여 DCHBSA(이 때의 시험온도는 22 ℃) 100 중량부의 비율로 배합하고, 이것을 두께 1 mm, 종 150 mm X 횡 50 mm의 판형상으로 성형하여, 그 양 표면에 은페이스트에 의한 전극(주식회사 아사히 화학연구소, LS-506J, 종 140 mm X 횡 40 mm)을 성형하여 샘플(실시예 40)로 하였다.
폴리염화비닐 100 중량부에 대하여 2HPMMB 100 중량부의 비율로 배합한 이외에는 실시예 40과 동일하게 하여 샘플(실시예 41)을 제작하였다.
폴리염화비닐 100 중량부에 대하여 ECDPA 100 중량부의 비율로 배합한 이외에는 실시예 40과 동일하게 하여 샘플(실시예 42)을 제작하였다.
폴리염화비닐 단독으로 실시예 40과 동일하게 하여 샘플(비교예 36)을 제작하였다.
상기 실시예 40∼42, 및 비교예 36의 각 샘플에 대하여 유전탄젠트(tanδ), 유전손율(ε") 및 유전율(ε')을 측정하여, 표 14와 같은 결과를 얻었다. 여기에서 유전탄젠트(tanδ), 유전손율(ε") 및 유전율(ε')은 각 샘플의 유리전이점에서 측정하였다.
방진재료 온도(℃) 유전적 성질(110 Hz) 기계적 성질(110 Hz) 감쇠성
모재 활성재료 배합량 ε' tanδ ε" tanδ ζ
PVC(tanδ피크105℃) _ _ 20 6.1 2.1 12.8 0.01 0.005
40 7.6 2.1 16.0 0.02 0.010
60 8.0 2.5 20.0 0.03 0.015
DCHP(피크50℃) 100phr 20 13.7 1.8 24.7 0.25 0.125
40 41.2 3.4 140.0 2.00 1.000
60 37.3 3.2 119.4 1.81 0.900
DCHBSA(피크80℃) 100phr 20 12.4 1.3 16.1 0.01 0.005
40 8.2 2.3 18.9 0.02 0.010
60 9.8 3.2 31.4 0.55 0.275
2HPMMB(피크100℃) 100phr 20 11.9 1.1 13.1 0.01 0.005
40 7.1 2.0 14.2 0.01 0.005
60 7.6 2.1 16.0 0.02 0.010
DPP(피크50℃) 100phr 20 11.7 1.8 21.1 0.23 0.115
40 36.4 3.4 123.8 1.95 0.975
60 16.8 3.6 60.5 1.20 0.600
CBS(피크50℃) 100phr 20 10.2 1.8 18.4 0.20 0.100
40 28.8 3.7 106.6 1.65 0.825
60 18.1 5.3 95.9 1.40 0.700
BBS(피크50℃) 100phr 20 5.9 1.7 10.0 0.15 0.075
40 29.4 3.7 108.8 1.50 0.750
60 32.6 4.0 130.4 1.85 0.925
MBTS(피크50℃) 100phr 20 4.1 2.0 8.2 0.10 0.050
40 18.2 3.7 67.3 1.00 0.500
60 25.1 3.9 97.9 1.05 0.525
ECDPA 100phr 20 9.5 2.0 19.0 0.30 0.150
40 37.9 3.5 132.7 2.05 1.025
60 19.9 5.1 101.5 1.20 0.600
방진재료 온도(℃) 유전적 성질(110 Hz) 기계적 성질(110 Hz) 감쇠성
모재 활성성분 배합량 ε' tanδ ε" tanδ ζ
염소화PE(피크10℃)_ DCHBSA피크15 ℃18 ℃23 ℃ 0 phr30 phr50 phr100 phr 20 17.122.129.123.5 3.45.25.79.0 58.9115.0164.7211.7 1.001.502.002.70 0.0050.7501.0001.350
NBR(AN 15%)(피크-30℃) DCHBSA피크-22 ℃-18 ℃-10 ℃-5 ℃ 0 wt%20 wt%30 wt%40 wt%50 wt% 20 6.18.610.716.515.1 1.81.93.13.32.4 10.716.633.155.036.7 0.090.100.400.600.50 0.0450.0500.2000.3000.250
NBR(AN 35%)(피크0℃) DCHBSA피크-22 ℃-18 ℃-10 ℃-5 ℃ 0 phr10 phr30 phr50 phr70 phr 20 14.321.121.822.222.6 3.43.44.56.69.6 48.371.598.0146.6216.9 0.801.001.401.803.00 0.4000.5000.7000.9001.500
NBR(AN 45%)(피크15℃) DCHBSA피크17 ℃19 ℃ 0 phr10 phr30 phr 20 54.327.027.9 2.76.07.6 146.2162.9212.5 1.601.802.40 0.8000.9001.200
ACR(피크15℃) DCHBSA피크15 ℃15 ℃ 0 phr10 phr30 phr 20 18.319.919.2 9.611.36.0 175.3224.5114.9 2.502.901.80 1.2501.4500.900
샘플 유전탄젠트(tanδ) 유전율(ε') 유전손율(ε")
실시예 40 3.3 39.1 129.0
실시예 41 3.9 40.6 158.3
실시예 42 3.5 37.9 132.7
비교예 36 2.1 6.1 12.8
다음에, 상기 실시예 40∼42, 및 비교예 36의 각 샘플에 대하여, 그의 압전성능을 측정하였다. 측정은 도 54에 나타낸 바와 같이, 샘플 11 양면의 전극과 전압계 12를 전기적으로 접속하여 이것을 기대 10 위에 놓고, 이 샘플 11 위에 200 mm의 높이로부터 철공 13(직경 20 mm, 중량 32.6 g)을 낙하하여, 이 때에 샘플 11에 생기는 최대 전압을 전압계 12로 읽는 조작을 5 회 행하고 그 평균치를 압전성능을 표시하는 값으로서 표 15에 나타내었다. 여기에서, 비교를 위하여 상기 실시예 40∼42, 및 비교예 36의 각 샘플에 대하여 폴링 처리(분극 처리)를 행하고, 이것에 대하여 동일하게 압전성능을 측정하였다. 분극처리는 각 샘플을 100 ℃의 오일욕 중에서 1 kV의 전류를 1 시간 인가하고 그 상태에서 실온까지 냉각하여 인가를 제거한다는 방법으로 행하였다.
샘플 발생전압 (mV)
분극 없음 분극 있음
비교예 36 1.36 1.88
실시예 40 88.74 90.78
실시예 41 114.04 141.22
실시예 42 112.58 113.81
표 15로부터, 비교예 36의 것이 1.36 mV까지는 1.88 mV로 분극의 유무에 구애받지 않고 낮은 값으로 되는 것에 대하여, 분극하지 않은 실시예 40∼42의 것은 약 90 내지 110 mV에 이르는 높은 값을 나타내었다. 또, 분극처리를 행한 실시예 41에서의 수치는 동일한 분극처리를 행한 비교예 36의 값과 비교하여 약 70 배로 되어, 당해 압전재료에서의 DCHBSA라든가 2HPMMB 등의 활성성분이 압전성능의 향상에 크게 기여한다는 것이 밝혀졌다.
도 55에 나타낸 것은 염화비닐수지에 DCHBSA를 100 중량부 첨가한 것을 펠렛으로 성형한 것으로, 이 펠렛 120을 용융방사하는 것으로 흡열섬유를 얻을 수 있다.
도 56은 면진장치(免震裝置)의 케이싱과 이 케이징 내에 충전된 점성유체를 나타낸 것으로, 에틸렌글리콜을 주체로 하는 점성유체에는 DCHBSA가 100 중량부 첨가되어 있다. 이 점성유체를 이용하는 것에 의해, DCHBSA 미첨가의 점성유체보다도 적은 양으로 동일한 정도의 면진효과를 얻얼 수 있었다.
또한, 에틸렌글리콜에 DCHBSA를 100 중량부 첨가하는 것으로, 트랜스 냉각액, 엔진 냉각액, 금형 냉각액 등에 적용되는 고잠열 매체를 제작하였다. 이 고잠열 매체에서는 DCHBSA의 첨가에 의해 물에 가까운 잠열을 갖게 되어, 녹이 생기기 어려우면서도 우수한 냉각효과를 갖는다. 이와 같은 고잠열 매체를 채용하는 것으로, 라디에이터 등의 냉각기구 자체의 컴팩트화를 도모할 수 있다.

Claims (264)

  1. 모재중에, 상기 모재에서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분이 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 에너지 변환 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 모재가 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 염소화 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리불화비닐리덴, 폴리이소프렌, 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리염화비닐리덴, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐알콜, 셀룰로즈, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 천연 고무(NR), 이소프렌고무(IR)로 되는 고분자 그룹으로부터 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 에너지 변환 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 모재가 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 아크릴 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 및 클로로프렌 고무로 되는 극성 고분자 그룹으로부터 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 에너지 변환 조성물.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 모재가 사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자로 되는 것을 특징으로 하는 에너지 변환 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 모재가 글리콜류인 것을 특징으로 하는 에너지 변환 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 모재가 물인 것을 특징으로 하는 에너지 변환 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 활성성분이 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 에너지 변환 조성물.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 N,N-디사이클로헥실벤조티아질-2-설펜아미드인 것을 특징으로 하는 에너지 변환 조성물.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 2-머캡토벤조티아졸인 것을 특징으로 하는 에너지 변환 조성물.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 디벤조티아질설파이드인 것을 특징으로 하는 에너지 변환 조성물.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 활성성분이 벤조트리아졸기를 갖는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 에너지 변환 조성물.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3'-(3",4",5",6" 테트라하이드로프탈이미드메틸)-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 에너지 변환 조성물.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 에너지 변환 조성물.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3'-t-부틸-5'-메틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 에너지 변환 조성물.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3',5'-디-t-부틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 에너지 변환 조성물.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 활성성분이 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 에너지 변환 조성물.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물이 에틸-2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 에너지 변환 조성물.
  18. 모재중에, 상기 모재에서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분이 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 제진재료(制振材料).
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 모재가 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 염소화 폴리에틸렌, 폴리 프로필렌, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리불화비닐리덴, 폴리이소프렌, 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 천연 고무(NR), 이소프렌고무(IR)로 되는 고분자 그룹으로부터 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 제진재료.
  20. 제 18 항에 있어서, 상기 모재가 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 아크릴 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 및 클로로프렌 고무로 되는 극성 고분자 그룹으로부터 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 제진재료.
  21. 제 18 항에 있어서, 상기 모재가 사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자로 되는 것을 특징으로 하는 제진재료.
  22. 제 18 항에 있어서, 상기 활성성분이 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 제진재료.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 N,N-디사이클로헥실벤조티아질-2-설펜아미드인 것을 특징으로 하는 제진재료.
  24. 제 22 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 2-머캡토벤조티아졸인 것을 특징으로 하는 제진재료.
  25. 제 22 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 디벤조티아질설파이드인 것을 특징으로 하는 제진재료.
  26. 제 18 항에 있어서, 상기 활성성분이 벤조트리아졸기를 갖는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 제진재료.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3'-(3",4",5",6" 테트라하이드로프탈이미드메틸)-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 제진재료.
  28. 제 26 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 제진재료.
  29. 제 26 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3'-t-부틸-5'-메틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 제진재료.
  30. 제 26 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3',5'-디-t-부틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 제진재료.
  31. 제 18 항에 있어서, 상기 활성성분이 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 제진재료.
  32. 제 31 항에 있어서, 상기 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물이 에틸-2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 제진재료.
  33. 제 18 항 내지 제 32 항의 어느 한 항에 있어서, 제진재료의 주파수 110 Hz에서의 유전손율(誘電損率)이 50 이상인 것을 특징으로 하는 제진재료.
  34. 모재중에, 상기 모재에서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분이 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 비구속형(非拘束型) 제진재료.
  35. 제 34 항에 있어서, 상기 모재가 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 염소화 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리불화비닐리덴, 폴리이소프렌, 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 천연 고무(NR), 이소프렌고무(IR)로 되는 고분자 그룹으로부터 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 비구속형 제진재료.
  36. 제 34 항에 있어서, 상기 모재가 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 아크릴 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 및 클로로프렌 고무로 되는 극성 고분자 그룹으로부터 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 비구속형 제진재료.
  37. 제 34 항에 있어서, 상기 모재가 사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자로 되는 것을 특징으로 하는 비구속형 제진재료.
  38. 제 34 항에 있어서, 상기 활성성분이 모재 100 중량부에 대하여 101∼500 중량부의 비율로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 비구속형 제진재료.
  39. 제 34 항에 있어서, 상기 활성성분이 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 비구속형 제진재료.
  40. 제 39 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 N,N-디사이클로헥실벤조티아질-2-설펜아미드인 것을 특징으로 하는 비구속형 제진재료.
  41. 제 39 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 2-머캡토벤조티아졸인 것을 특징으로 하는 비구속형 제진재료.
  42. 제 39 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 디벤조티아질설파이드인 것을 특징으로 하는 비구속형 제진재료.
  43. 제 34 항에 있어서, 상기 활성성분이 벤조트리아졸기를 갖는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 비구속형 제진재료.
  44. 제 43 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3'-(3",4",5",6" 테트라하이드로프탈이미드메틸)-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 비구속형 제진재료.
  45. 제 43 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 비구속형 제진재료.
  46. 제 43 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3'-t-부틸-5'-메틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 비구속형 제진재료.
  47. 제 43 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3',5'-디-t-부틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 비구속형 제진재료.
  48. 제 44 항에 있어서, 상기 활성성분이 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 비구속형 제진재료.
  49. 제 34 항에 있어서, 상기 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물이 에틸-2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 비구속형 제진재료.
  50. 제 34 항 내지 제 49 항의 어느 한 항에 있어서, 비구속형 제진재료의 주파수 110 Hz에서의 유전손율(誘電損率)이 50 이상인 것을 특징으로 하는 비구속형 제진재료.
  51. 도막 성분중에, 상기 도막 성분에서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분이 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 제진도료(制振塗料).
  52. 제 51 항에 있어서, 상기 도막 성분이 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 아크릴 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 및 클로로프렌 고무로부터 선택된 극성고분자로 되는 것을 특징으로 하는 제진도료.
  53. 제 51 항에 있어서, 상기 도막성분이 사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자로 되는 것을 특징으로 하는 제진도료.
  54. 제 51 항에 있어서, 상기 활성성분이 도막성분 100 중량부에 대하여 10∼100 중량부의 비율로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 제진도료.
  55. 제 51 항에 있어서, 상기 활성성분이 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 제진도료.
  56. 제 51 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 N,N-디사이클로헥실벤조티아질-2-설펜아미드인 것을 특징으로 하는 제진도료.
  57. 제 55 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 2-머캡토벤조티아졸인 것을 특징으로 하는 제진도료.
  58. 제 55 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 디벤조티아질설파이드인 것을 특징으로 하는 제진도료.
  59. 제 51 항에 있어서, 상기 활성성분이 벤조트리아졸기를 갖는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 제진도료.
  60. 제 59 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3'-(3",4",5",6" 테트라하이드로프탈이미드메틸)-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 제진도료.
  61. 제 59 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 제진도료.
  62. 제 59 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3'-t-부틸-5'-메틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 제진도료.
  63. 제 59 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3',5'-디-t-부틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 제진도료.
  64. 제 51 항에 있어서, 상기 활성성분이 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 제진도료.
  65. 제 64 항에 있어서, 상기 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물이 에틸-2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 제진도료.
  66. 제 51 항에 있어서, 상기 도막 성분 중에 유리전이점이 다른 활성성분이 적어도 2 종 이상 배합되어 있어 제진성이 발휘되는 온도 영역이 확장되어 있는 것을 특징으로 하는 제진도료.
  67. 제 51 항 내지 제 66 항의 어느 한 항에 있어서, 도막의 주파수 110 Hz에서의 유전손율(誘電損率)이 50 이상인 것을 특징으로 하는 제진도료.
  68. 모재중에, 상기 모재에서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분이 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 흡음재료(吸音材料).
  69. 제 68 항에 있어서, 상기 모재가 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 아크릴고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 및 클로로프렌 고무로부터 선택된 극성 고분자로 되는 것을 특징으로 하는 흡음재료.
  70. 제 68 항에 있어서, 상기 모재가 사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자로 되는 것을 특징으로 하는 흡음재료.
  71. 제 68 항에 있어서, 상기 활성성분이 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 흡음재료.
  72. 제 71 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 N,N-디사이클로헥실벤조티아질-2-설펜아미드인 것을 특징으로 하는 흡음재료.
  73. 제 71 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 2-머캡토벤조티아졸인 것을 특징으로 하는 흡음재료.
  74. 제 71 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 디벤조티아질설파이드인 것을 특징으로 하는 흡음재료.
  75. 제 68 항에 있어서, 상기 활성성분이 벤조트리아졸기를 갖는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 흡음재료.
  76. 제 75 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3'-(3",4",5",6" 테트라하이드로프탈이미드메틸)-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 흡음재료.
  77. 제 75 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 흡음재료.
  78. 제 75 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3'-t-부틸-5'-메틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 흡음재료.
  79. 제 75 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3',5'-디-t-부틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 흡음재료.
  80. 제 68 항에 있어서, 상기 활성성분이 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 흡음재료.
  81. 제 80 항에 있어서, 상기 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물이 에틸-2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 흡음재료.
  82. 제 68 항 내지 제 81 항의 어느 한 항에 있어서, 흡음재료의 주파수 110 Hz에서의 유전손율(誘電損率)이 7 이상인 것을 특징으로 하는 흡음재료.
  83. 섬유 시트에 고분자 재료가 부착되어 있는 흡음 시트에 있어서, 상기 고분자 재료 중에, 동 고분자 재료에서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분이 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 흡음(吸音) 시트.
  84. 제 83 항에 있어서, 상기 고분자 재료가 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 아크릴고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 및 클로로프렌 고무로부터 선택된 극성 고분자인 것을 특징으로 하는 흡음 시트.
  85. 제 83 항에 있어서, 상기 고분자 재료가 사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자로 되는 것을 특징으로 하는 흡음 시트.
  86. 제 83 항에 있어서, 상기 고분자 재료의 부착량이 20∼300 g/m2인 것을 특징으로 하는 흡음 시트.
  87. 제 83 항에 있어서, 상기 활성성분이 고분자 재료 100 중량부에 대하여 10∼300 중량부의 비율로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 흡음 시트.
  88. 제 83 항에 있어서, 상기 활성성분이 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 흡음 시트.
  89. 제 88 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 N,N-디사이클로헥실벤조티아질-2-설펜아미드인 것을 특징으로 하는 흡음 시트.
  90. 제 88 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 2-머캡토벤조티아졸인 것을 특징으로 하는 흡음 시트.
  91. 제 88 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 디벤조티아질설파이드인 것을 특징으로 하는 흡음 시트.
  92. 제 83 항에 있어서, 상기 활성성분이 벤조트리아졸기를 갖는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 흡음 시트.
  93. 제 92 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3'-(3",4",5",6" 테트라하이드로프탈이미드메틸)-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 흡음 시트.
  94. 제 92 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 흡음 시트.
  95. 제 92 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3'-t-부틸-5'-메틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 흡음 시트.
  96. 제 92 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3',5'-디-t-부틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 흡음 시트.
  97. 제 83 항에 있어서, 상기 활성성분이 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 흡음 시트.
  98. 제 97 항에 있어서, 상기 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물이 에틸-2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 흡음 시트.
  99. 제 83 항 내지 제 98 항의 어느 한 항에 있어서, 흡음 시트의 주파수 110 Hz에서의 유전손율(誘電損率)이 7 이상인 것을 특징으로 하는 흡음 시트.
  100. 발포 성형체 중에, 동 발포 성형체에서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분이 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 발포 흡음재.
  101. 제 100 항에 있어서, 상기 발포 성형체가 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 아크릴고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 및 클로로프렌 고무로부터 선택된 극성 고분자로 되는 것을 특징으로 하는 발포 흡음재.
  102. 제 100 항에 있어서, 상기 발포 성형체가 사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자로 되는 것을 특징으로 하는 발포 흡음재.
  103. 제 100 항에 있어서, 상기 활성성분이 발포 성형체 100 중량부에 대하여 10∼200 중량부의 비율로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 발포 흡음재.
  104. 제 100 항에 있어서, 상기 활성성분이 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 발포 흡음재.
  105. 제 104 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 N,N-디사이클로헥실벤조티아질-2-설펜아미드인 것을 특징으로 하는 발포 흡음재.
  106. 제 104 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 2-머캡토벤조티아졸인 것을 특징으로 하는 발포 흡음재.
  107. 제 104 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 디벤조티아질설파이드인 것을 특징으로 하는 발포 흡음재.
  108. 제 100 항에 있어서, 상기 활성성분이 벤조트리아졸기를 갖는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 발포 흡음재.
  109. 제 108 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3'-(3",4",5",6" 테트라하이드로프탈이미드메틸)-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 발포 흡음재.
  110. 제 108 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 발포 흡음재.
  111. 제 108 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3'-t-부틸-5'-메틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 발포 흡음재.
  112. 제 108 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3',5'-디-t-부틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 발포 흡음재.
  113. 제 100 항에 있어서, 상기 활성성분이 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 발포 흡음재.
  114. 제 113 항에 있어서, 상기 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물이 에틸-2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 발포 흡음재.
  115. 제 100 항 내지 제 114 항의 어느 한 항에 있어서, 발포 흡음재의 주파수 110 Hz에서의 유전손율(誘電損率)이 10 이상인 것을 특징으로 하는 발포 흡음재.
  116. 섬유를 구성하는 고분자 중에, 동 고분자에서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분이 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 흡음(吸音) 섬유.
  117. 제 116 항에 있어서, 상기 고분자가 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리염화비닐리덴, 폴리아크릴로니트릴, 셀룰로즈 등의 극성 고분자로 되는 것을 특징으로 하는 흡음 섬유.
  118. 제 116 항에 있어서, 상기 고분자가 사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자로 되는 것을 특징으로 하는 흡음 섬유.
  119. 제 116 항에 있어서, 상기 활성성분이 상기 섬유를 구성하는 고분자 100 중량부에 대하여 10∼200 중량부의 비율로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 흡음 섬유.
  120. 제 116 항에 있어서, 상기 활성성분이 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 흡음 섬유.
  121. 제 120 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 N,N-디사이클로헥실벤조티아질-2-설펜아미드인 것을 특징으로 하는 흡음 섬유.
  122. 제 120 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 2-머캡토벤조티아졸인 것을 특징으로 하는 흡음 섬유.
  123. 제 120 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 디벤조티아질설파이드인 것을 특징으로 하는 흡음 섬유.
  124. 제 116 항에 있어서, 상기 활성성분이 벤조트리아졸기를 갖는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 흡음 섬유.
  125. 제 124 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3'-(3",4",5",6" 테트라하이드로프탈이미드메틸)-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 흡음 섬유.
  126. 제 124 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 흡음 섬유.
  127. 제 124 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3'-t-부틸-5'-메틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 흡음 섬유.
  128. 제 124 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3',5'-디-t-부틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 흡음 섬유.
  129. 제 116 항에 있어서, 상기 활성성분이 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 흡음 섬유.
  130. 제 129 항에 있어서, 상기 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물이 에틸-2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 흡음 섬유.
  131. 제 116 항에 있어서, 섬유를 구성하는 고분자 중에 다른 주파수 영역에서 흡음 특성을 갖는 복수의 활성성분이 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 흡음 섬유.
  132. 제 116 항에 있어서, 상기 고분자가 섬유의 표층 부분을 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 흡음 섬유.
  133. 제 116∼132 항의 어느 한 항에 있어서, 흡음 섬유의 주파수 110 Hz에서의 유전손율(誘電損率)이 10 이상인 것을 특징으로 하는 흡음 섬유.
  134. 제 116∼132 항의 어느 한 항에 있어서, 다른 주파수 영역에서 흡음 특성을 갖는 복수의 흡음 섬유를 조합하여 이용하는 것을 특징으로 하는 흡음사.
  135. 제 116∼132 항의 어느 한 항에 있어서, 다른 주파수 영역에서 흡음 특성을 갖는 복수의 흡음 섬유를 조합하여 이용하는 것을 특징으로 하는 흡음 섬유체.
  136. 모재중에, 상기 모재에서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분이 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 충격 흡수재.
  137. 제 136 항에 있어서, 상기 모재가 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 아크릴고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 및 클로로프렌 고무로부터 선택된 극성 고분자로 되는 것을 특징으로 하는 충격 흡수재.
  138. 제 136 항에 있어서, 상기 모재가 사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자로 되는 것을 특징으로 하는 충격 흡수재.
  139. 제 136 항에 있어서, 상기 활성성분이 모재 100 중량부에 대하여 10∼200 중량부의 비율로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 충격 흡수재.
  140. 제 136 항에 있어서, 상기 활성성분이 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 충격 흡수재.
  141. 제 140 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 N,N-디사이클로헥실벤조티아질-2-설펜아미드인 것을 특징으로 하는 충격 흡수재.
  142. 제 140 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 2-머캡토벤조티아졸인 것을 특징으로 하는 충격 흡수재.
  143. 제 140 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 디벤조티아질설파이드인 것을 특징으로 하는 충격 흡수재.
  144. 제 136 항에 있어서, 상기 활성성분이 벤조트리아졸기를 갖는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 충격 흡수재.
  145. 제 144 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3'-(3",4",5",6" 테트라하이드로프탈이미드메틸)-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 충격 흡수재.
  146. 제 144 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-5'-t-부틸-5'-메틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 충격 흡수재.
  147. 제 144 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3',5'-디-t-부틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 충격 흡수재.
  148. 제 136 항에 있어서, 상기 활성성분이 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 충격 흡수재.
  149. 제 148 항에 있어서, 상기 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물이 에틸-2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 충격 흡수재.
  150. 제 136 항 내지 제 149 항의 어느 한 항에 있어서, 주파수 110 Hz에서의 유전손율(誘電損率)이 50 이상인 것을 특징으로 하는 충격 흡수재.
  151. 차축측 외부 튜브와 이 외부 튜브 내에 접동 자유롭게 삽입된 차체측 내부 튜브를 구비하는 프론트 포크에 있어서,
    상기 외부 튜브와 내부 튜브의 내부에, 모재중에, 상기 모재에서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분이 함유되어 있는 충격 흡수재를 내장하는 것을 특징으로 하는 프론트 포크.
  152. 제 151 항에 있어서, 상기 모재가 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 아크릴고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 및 클로로프렌 고무로부터 선택된 극성 고분자로 되는 것을 특징으로 하는 프론트 포크.
  153. 제 151 항에 있어서, 상기 모재가 사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자로 되는 것을 특징으로 하는 프론트 포크.
  154. 제 151 항에 있어서, 상기 활성성분이 모재 100 중량부에 대하여 10∼200 중량부의 비율로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 프론트 포크.
  155. 제 151 항에 있어서, 상기 활성성분이 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 프론트 포크.
  156. 제 155 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 N,N-디사이클로헥실벤조티아질-2-설펜아미드인 것을 특징으로 하는 프론트 포크.
  157. 제 155 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 2-머캡토벤조티아졸인 것을 특징으로 하는 프론트 포크.
  158. 제 155 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 디벤조티아질설파이드인 것을 특징으로 하는 프론트 포크.
  159. 제 151 항에 있어서, 상기 활성성분이 벤조트리아졸기를 갖는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 프론트 포크.
  160. 제 159 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3'-(3",4",5",6" 테트라하이드로프탈이미드메틸)-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 프론트 포크.
  161. 제 159 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-5'-t-부틸-5'-메틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 프론트 포크.
  162. 제 159 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3',5'-디-t-부틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 프론트 포크.
  163. 제 151 항에 있어서, 상기 활성성분이 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 프론트 포크.
  164. 제 163 항에 있어서, 상기 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물이 에틸-2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 프론트 포크.
  165. 제 151 항 내지 제 164 항의 어느 한 항에 있어서, 주파수 110 Hz에서의 유전손율(誘電損率)이 50 이상인 것을 특징으로 하는 프론트 포크.
  166. 손잡이 단부에 감아 붙여 충격 진동을 완화하는 테이프에 있어서, 상기 테이프의 기재 중에, 상기 테이프 기재에서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분이 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 손잡이 테이프.
  167. 제 166 항에 있어서, 상기 테이프 기재가 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 아크릴고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 및 클로로프렌 고무로부터 선택된 극성 고분자로 되는 것을 특징으로 하는 손잡이 테이프.
  168. 제 166 항에 있어서, 상기 테이프 기재가 사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자로 되는 것을 특징으로 하는 손잡이 테이프.
  169. 제 166 항에 있어서, 상기 활성성분이 테이프 기재 100 중량부에 대하여 10∼200 중량부의 비율로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 손잡이 테이프.
  170. 제 166 항에 있어서, 상기 활성성분이 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 손잡이 테이프.
  171. 제 170 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 N,N-디사이클로헥실벤조티아질-2-설펜아미드인 것을 특징으로 하는 손잡이 테이프.
  172. 제 170 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 2-머캡토벤조티아졸인 것을 특징으로 하는 손잡이 테이프.
  173. 제 170 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 디벤조티아질설파이드인 것을 특징으로 하는 손잡이 테이프.
  174. 제 166 항에 있어서, 상기 활성성분이 벤조트리아졸기를 갖는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 손잡이 테이프.
  175. 제 174 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3'-(3",4",5",6" 테트라하이드로프탈이미드메틸)-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 손잡이 테이프.
  176. 제 174 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 손잡이 테이프.
  177. 제 174 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3'-t-부틸-5'-메틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 손잡이 테이프.
  178. 제 175 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3',5'-디-t-부틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 손잡이 테이프.
  179. 제 166 항에 있어서, 상기 활성성분이 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 손잡이 테이프.
  180. 제 179 항에 있어서, 상기 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물이 에틸-2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 손잡이 테이프.
  181. 제 166 항 내지 제 180 항의 어느 한 항에 있어서, 상기 테이프 기재의 주파수 110 Hz에서의 유전손율(誘電損率)이 50 이상인 것을 특징으로 하는 손잡이 테이프.
  182. 모재 중에, 상기 모재에서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분이 함유되어 있는 충격 흡수 부재를 사용한 것을 특징으로 하는 신발 밑창.
  183. 제 182 항에 있어서, 상기 모재가 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 아크릴고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 및 클로로프렌 고무로부터 선택된 극성 고분자로 되는 것을 특징으로 하는 신발 밑창.
  184. 제 182 항에 있어서, 상기 모재가 사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자로 되는 것을 특징으로 하는 신발 밑창.
  185. 제 182 항에 있어서, 상기 활성성분이 모재 100 중량부에 대하여 10∼200 중량부의 비율로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 신발 밑창.
  186. 제 182 항에 있어서, 상기 활성성분이 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 신발 밑창.
  187. 제 186 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 N,N-디사이클로헥실벤조티아질-2-설펜아미드인 것을 특징으로 하는 신발 밑창.
  188. 제 186 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 2-머캡토벤조티아졸인 것을 특징으로 하는 신발 밑창.
  189. 제 186 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 디벤조티아질설파이드인 것을 특징으로 하는 신발 밑창.
  190. 제 182 항에 있어서, 상기 활성성분이 벤조트리아졸기를 갖는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 신발 밑창.
  191. 제 190 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3'-(3",4",5",6" 테트라하이드로프탈이미드메틸)-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 신발 밑창.
  192. 제 190 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 신발 밑창.
  193. 제 190 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3'-t-부틸-5'-메틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 신발 밑창.
  194. 제 190 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3',5'-디-t-부틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 신발 밑창.
  195. 제 182 항에 있어서, 상기 활성성분이 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 신발 밑창.
  196. 제 195 항에 있어서, 상기 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물이 에틸-2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 신발 밑창.
  197. 제 182 항 내지 제 196 항의 어느 한 항에 있어서, 상기 충격 흡수 부재의 주파수 110 Hz에서의 유전손율(誘電損率)이 50 이상인 것을 특징으로 하는 신발 밑창.
  198. 모재 중에, 동 모재에서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분이 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수재.
  199. 제 198 항에 있어서, 상기 모재가 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 아크릴고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 및 클로로프렌 고무로부터 선택된 극성 고분자로 되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수재.
  200. 제 198 항에 있어서, 상기 모재가 사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자로 되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수재.
  201. 제 198 항에 있어서, 상기 활성성분이 모재 100 중량부에 대하여 10∼200 중량부의 비율로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수재.
  202. 제 198 항에 있어서, 상기 활성성분이 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수재.
  203. 제 202 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 N,N-디사이클로헥실벤조티아질-2-설펜아미드인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수재.
  204. 제 202 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 2-머캡토벤조티아졸인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수재.
  205. 제 202 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 디벤조티아질설파이드인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수재.
  206. 제 198 항에 있어서, 상기 활성성분이 벤조트리아졸기를 갖는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수재.
  207. 제 206 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3'-(3",4",5",6" 테트라하이드로프탈이미드메틸)-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수재.
  208. 제 206 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수재.
  209. 제 206 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3'-t-부틸-5'-메틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수재.
  210. 제 206 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3',5'-디-t-부틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수재.
  211. 제 198 항에 있어서, 상기 활성성분이 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수재.
  212. 제 211 항에 있어서, 상기 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물이 에틸-2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수재.
  213. 제 198 항 내지 제 212 항의 어느 한 항에 있어서, 전자파 흡수재의 주파수 110 Hz에서의 유전손율(誘電損率)이 100 이상인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수재.
  214. 제 198 항 내지 제 212 항의 어느 한 항에 있어서, 다른 주파수 영역에서 전자파 흡수 특성을 갖는 복수의 활성성분이 배합되어 있는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수재.
  215. 제 198 항 내지 제 212 항의 어느 한 항에 있어서, 다른 주파수 영역에서 전자파 흡수 특성을 갖는 복수의 전자파 흡수재를 조합하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전자파 흡수재.
  216. 도막 성분 중에, 상기 도막 성분에서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분이 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수 도료.
  217. 제 216 항에 있어서, 상기 도막 성분이 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 아크릴고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 및 클로로프렌 고무로부터 선택된 극성 고분자로 되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수 도료.
  218. 제 216 항에 있어서, 상기 도막 성분이 사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자로 되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수 도료.
  219. 제 216 항에 있어서, 상기 활성성분이 도막 성분 100 중량부에 대하여 10∼200 중량부의 비율로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수 도료.
  220. 제 216 항에 있어서, 상기 활성성분이 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수 도료.
  221. 제 220 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 N,N-디사이클로헥실벤조티아질-2-설펜아미드인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수 도료.
  222. 제 220 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 2-머캡토벤조티아졸인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수 도료.
  223. 제 220 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 디벤조티아질설파이드인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수 도료.
  224. 제 216 항에 있어서, 상기 활성성분이 벤조트리아졸기를 갖는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수 도료.
  225. 제 224 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3'-(3",4",5",6" 테트라하이드로프탈이미드메틸)-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수 도료.
  226. 제 224 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수 도료.
  227. 제 224 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3'-t-부틸-5'-메틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수 도료.
  228. 제 224 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3',5'-디-t-부틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수 도료.
  229. 제 216 항에 있어서, 상기 활성성분이 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수 도료.
  230. 제 229 항에 있어서, 상기 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물이 에틸-2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수 도료.
  231. 제 216 항에 있어서, 상기 도막 성분 중에 다른 주파수 영역에서 전자파 흡수 특성을 갖는 복수의 활성성분이 배합되어 있는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수 도료.
  232. 제 216 항 내지 제 231 항의 어느 한 항에 있어서, 도막의 주파수 110 Hz에서의 유전손율(誘電損率)이 100 이상인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수 도료.
  233. 방진(防振) 재료를 구성하는 모재 중에, 상기 모재에서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분이 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 방진 재료.
  234. 제 233 항에 있어서, 상기 모재가 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 아크릴고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 및 클로로프렌 고무로부터 선택된 극성 고분자로 되는 것을 특징으로 하는 방진 재료.
  235. 제 233 항에 있어서, 상기 모재가 사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자로 되는 것을 특징으로 하는 방진 재료.
  236. 제 233 항에 있어서, 상기 활성성분이 모재 100 중량부에 대하여 10∼300 중량부의 비율로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 방진 재료.
  237. 제 233 항에 있어서, 상기 활성성분이 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 방진 재료.
  238. 제 237 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 N,N-디사이클로헥실벤조티아질-2-설펜아미드인 것을 특징으로 하는 방진 재료.
  239. 제 237 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 2-머캡토벤조티아졸인 것을 특징으로 하는 방진 재료.
  240. 제 237 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 디벤조티아질설파이드인 것을 특징으로 하는 방진 재료.
  241. 제 233 항에 있어서, 상기 활성성분이 벤조트리아졸기를 갖는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 방진 재료.
  242. 제 241 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3'-(3",4",5",6" 테트라하이드로프탈이미드메틸)-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 방진 재료.
  243. 제 241 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 방진 재료.
  244. 제 241 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3'-t-부틸-5'-메틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 방진 재료.
  245. 제 241 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3',5'-디-t-부틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 방진 재료.
  246. 제 233 항에 있어서, 상기 활성성분이 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 방진 재료.
  247. 제 246 항에 있어서, 상기 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물이 에틸-2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 방진 재료.
  248. 제 233 항 내지 제 247 항의 어느 한 항에 있어서, 방진 재료의 주파수 110 Hz에서의 유전손율(誘電損率)이 50 이상인 것을 특징으로 하는 방진 재료.
  249. 모재 중에, 상기 모재에서의 쌍극자 모멘트량을 증가시키는 활성성분이 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 압전(壓電) 재료.
  250. 제 249 항에 있어서, 상기 모재가 폴리염화비닐, 염소화 폴리에틸렌, 아크릴고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 및 클로로프렌 고무로부터 선택된 극성 고분자로 되는 것을 특징으로 하는 압전 재료.
  251. 제 249 항에 있어서, 상기 모재가 사용 온도 범위에 유리전이점을 갖는 고분자로 되는 것을 특징으로 하는 압전 재료.
  252. 제 249 항에 있어서, 상기 활성성분이 모재 100 중량부에 대하여 10∼200 중량부의 비율로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 재료.
  253. 제 249 항에 있어서, 상기 활성성분이 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 압전 재료.
  254. 제 253 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 N,N-디사이클로헥실벤조티아질-2-설펜아미드인 것을 특징으로 하는 압전 재료.
  255. 제 253 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 2-머캡토벤조티아졸인 것을 특징으로 하는 압전 재료.
  256. 제 253 항에 있어서, 상기 머캡토벤조티아질기를 함유하는 화합물이 디벤조티아질설파이드인 것을 특징으로 하는 압전 재료.
  257. 제 249 항에 있어서, 상기 활성성분이 벤조트리아졸기를 갖는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 압전 재료.
  258. 제 257 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3'-(3",4",5",6" 테트라하이드로프탈이미드메틸)-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 압전 재료.
  259. 제 257 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-5'-메틸페닐}-벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 압전 재료.
  260. 제 257 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3'-t-부틸-5'-메틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 압전 재료.
  261. 제 257 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸기를 함유하는 화합물이 2-{2'-하이드록시-3',5'-디-t-부틸페닐}-5-클로로벤조트리아졸인 것을 특징으로 하는 압전 재료.
  262. 제 249 항에 있어서, 상기 활성성분이 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 압전 재료.
  263. 제 262 항에 있어서, 상기 디페닐아크릴레이트기를 함유하는 화합물이 에틸-2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 압전 재료.
  264. 제 249 항 내지 제 263 항의 어느 한 항에 있어서, 압전 재료의 주파수 110 Hz에서의 유전손율(誘電損率)이 50 이상인 것을 특징으로 하는 압전 재료.
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