KR100471710B1

KR100471710B1 - 단층 고강성 발포 제진 시이트 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100471710B1
Application number: KR10-2001-0069630A
Authority: KR
Inventors: 이국기; 황준호
Original assignee: 동아화성(주)
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2001-11-09
Publication date: 2005-03-07
Also published as: KR20010106390A

Abstract

본 발명은 단층 고강성 발포 제진 시이트에 관한 것으로서, 상세히 설명하면, 산업 기기 내외부의 강판면이나 차량등의 보디, 바닥면, 대시부품 등에서 발생하는 진동을 줄이고 강판의 강성을 보강하기 위한 단층 고강성 발포 제진 시이트 및 그 제조방법에 관한 것이다. 폴리부타디엔 2~10중량%, 탄산칼슘 10~20중량%, 브라운아스팔트(Blown Asphalt) 10~40중량%, 운모(mica) 10~40중량%, 화이버 2~5중량 % , 가황조제 1~2중량%, 경화제 0.1~0.5중량%, 발포제 0.5~3%의 조성비로 상기 조성성분을 칭량한 다음, 혼합기에서 상기조성물질을 60~100℃의 범위에서 5분 이내로 충분히 교반한 후, 제조한 생지를 시이트성형기(온도 65~100℃)를 사용하여 두께 1~6mm로 시이트 성형을 한다. 여기서, 시이트 성형기는 트윈 스크류를 포함한 본체 및 ROLL로 구성되며, 니다공정에서 제조된 생지가 본체로 투하되면 트윈스크류에 의해 제품을 롤로 보내고 ROLL로서 일정한 두께로 성형하는 공정이다. 제조된 시이트는 컨베어에 의해 이동되어 냉각머신을 통과하면서 냉각되어 온도는 50℃이하에서 형상타발 공정을 통과한 후, 통상의 방법으로 포장하는 공정에 의해 제조되는 차량 및 산업용 단층 고강성 발포 제진 시이트 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

Description

단층 고강성 발포 제진 시이트 및 그 제조방법{The method for manufacturing of sheet}

본 발명은 단층 고강성 발포 제진 시이트에 관한 것으로서, 상세히 설명하면, 산업 기기 내외부의 강판면이나 차량등의 보디, 바닥면, 대시부품 등에서 발생하는 진동을 줄이고 강성을 보강하기 위한 단층 고강성 발포 제진 시이트 및 그 제조방법에 관한 것이다.

진동은 차량이나 산업기기 등에서 기기를 가동할 때에 엔진 및 구동축에서 발생한 진동 에너지가 좌석, 바닥면 등을 통해 운전자의 신체 각 부위에 전달되는 것으로, 일정시간 이러한 진동에 계속 노출시 호흡 증가(산소 공급 부족으로 신체의 피로 발생 : 1~3Hz ), 복통(4~14Hz), 두통(12~16Hz)등의 영향을 미치게 된다. 따라서, 최근 차량 및 산업기기들은 기계의 성능 이외에도 운전자가 쾌적한 환경에서 운전 및 작업을 할 수 있도록 진동이 없는 자동차와 기기를 선호하고 있으며, 이에 부응하기 위하여 자동차 및 기기제작 메이커들도 제진재를 사용하고 있다. 하지만, 제진재를 사용하는 만큼 기기나 차량의 무게도 증가하게 되고, 연비도 그만큼 떨어지므로 그만큼 기기 및 차량의 성능이 나빠지게 된다는 문제점을 가지고 있다.

종래에는 차량이나 산업기기 등에서 기기를 가동할 때 발생하는 진동을 줄이기 위해 여러 가지 제진재가 사용되어 왔다.

그러나, 차량 및 산업기기에서 발생하는 진동의 종류에는 엔진, 바닥면 등의 structure born noise 이외에 주행 시 공기저항 등에서 발생하는 air born noise 등 각기 발생하는 진동의 주파수 및 가속도 레벨의 폭이 상당히 넓다.

따라서, 넓은 범위에서 뛰어난 제진 효과를 발휘하기 위해서는 ASPHALT, 코일 스프링, 코르크 등 많은 재료들이 검토되었으나, 차량 및 기기 강판에 직접 적용하여 제진효과를 발휘하기 위해서는 제품의 두께가 10mm이내이어야 하며, 강판과 직접 접착할 수 있어야 하기 때문에 각 진동 주파수별 특성에 따른 여러 가지 제진재를 복합적으로 사용해야하므로 현재로서는 다음과 같은 제품들이 적용되고 있다.

최근 80년대에 들어서서 이러한 작업성과 성능을 개선하기 위해 제품 자체에 자성을 부여한 흡/차음재들이 개발되기 시작했는데 주로 발포형의 아스팔트재질 (JP0098502 일본 센이코공업 주식회사, JP0139691 일본 철강화학주식회사, JP0189055 아이다상꾜주식회사)을 사용하였으며, 대한민국공개특허공보 공개번호 제1998-025322호는 자성을 가진 아스팔트시트를 개발하였다.

이러한 기술개발에서 자력의 한계를 극복하기 위해 표면에 핫멜트재를 도포하여 더욱 강한 접착력과 제진성을 발휘하는 성과도 있었으나, 단지 상기 발포형의 자성아스팔트들은 작업성은 우수할지 모르나 장기간의 운송과정이나 저장기간 중에 주위 환경의 변화에 의해 스스로 발포가 되거나 제품의 기능을 상실하는 물성변화가 발생하고, 제품이 매우 무르기 때문에 높은 온도에서 외압이 가해 졌을 시에 형상이 심하게 변하는 단점이 있었다.

비발포형의 자성고무패드 (US005300355A)와 감압 접착층, 경화제층 및 바인더와 표면층으로 구성된 소음방진 적층체(US005695867A)들도 많이 생산되어 주로 산업용으로 많이 사용되어 왔으며,

국내공개특허공보 제98-25322호(1998.7.6)로서 상온에서 고형상태인 부로운 아스팔트(blown Asphalt)20-30%를 가열 응용시킨 것에 충전제로서 운모분(Mica Powder) 1-14wt%, 섬유소인 셀룰로스파이버(cellulose Fiber) 3-8wt%, 중질 탄산칼슘(CaCO3) 5-15wt%, 자철광분말(Ferrit, Fe2O3 주성분) 40-60wt%를 니더(Kneader)와 같은 통상의 혼합기를 이용하여 균일하게 훈련 교반시켜 페이스트 상태로 한 후 압출기(Extruder)또는 공급기(Conical Type Feeder)를 이용하여 압착 롤러에 공급하여 1.5-4㎜의 얇은 시트(1)상으로 성형함을 특징으로 하는 자성을 가진 차량 방진용 아스팔트에 관한 기술이 기재되어 있으나, 이 또한 아스팔트를 이용한 적층체의 일부를 기재한 것이며,

ASPHALT 단층 SHEET의 온도의존성(온도 상승에 따른 제진성 저하)을 개선하기 위해 개발된 제품으로 아스팔트층과 열경화성수지층의 복합체를 각각 2~5mm두께의 시이트상으로 성형하여 이를 제품 형상으로 재단한 것을 HOT MELT 혹은 스템플러 등으로 결합시키고 이를 가열에 의해 융착시키는 형태의 제진재료도 사용되고 있다.

이 제품은 진동 발생 시 ASPHALT부가 진동에너지를 열에너지로 흡수하여 제진한다. 그리고, 열경화성수지층이 제품의 형상을 유지시키므로 강판의 강성 보강효과를 부여하여 기존 강판의 굴곡강도(강판이 압축강도에 견디는힘)를 70% 이상 향상시킨다. 그러나, 아스팔트층의 제조 및 열경화성 수지층의 제조에 별도의 생산설비가 필요하고 각각의 제품을 접합하는 공정이 추가되는 번거로움이 따른다. 또한, 가격이 비싼 열경화성수지를 다량 사용함으로서 제조단가가 비싼 문제점이 있어 왔다.(대한민국특허공고91-2696)

본 발명은 상기 종래의 기술에 대한 문제점을 해결하고자, 본 출원인이 선출원한대한민국특허공고 91-2696호 발명의 명칭 복층제진구조와 대한민국등록특허공보 등록번호 제10-0309315호(출원번호 제10-1999-0007985(99.3.10))를 개량한 것으로서, 복층제진구조를 단층으로 바꾼 제품으로서 제조시의 공정을 줄임으로 인해 설비 및 제조시의 제조단가를 줄였고, 발포type으로 기존 제품보다 더 적은 중량(기존중량의 70%)으로 기존 제품이 가지고 있던 굴곡강도(강판의 강성 보강) 및 40℃, 60℃의 제진성능을 유지하는 단층고강도 발포제진시트이다.

열경화성수지의 장점과 아스팔트계의 장점을 이용하여 제품의 단가도 낮고, 하나의 생산라인에서 생산가능하며, 발포타입으로 낮은 중량으로 높은 제진효과를 나타내므로, 적용 산업기기 및 차량의 경량화 목적에 부합하면서 동시에 제진재로서의 물리적 특성도 효과적이며 제품의 생산성도 향상시켜 원가절감의 효과도 있는 고기능의 단층 고강성 발포 제진 시이트 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 폴리부타디엔 2~10중량%, 탄산칼슘 10~20중량%, 브라운아스팔트(Blown Asphalt) 10~40중량%, 운모(mica) 10~40중량%, 화이버 2~5중량% , 가황조제 1~2중량%, 경화제 0.1~0.5중 량 %, 발포제 0.5~3%로 조성비와 조성성분으로 구성된 차량 및 산업용 단층 고강성 발포 제진 시이트 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 차량 및 산업기기 방진용 아스팔트 시이트로 주재료로써는 상온에서 통상적으로 고형상태인 브라운아스팔트(Blown Asphalt)를 사용함으로써 열 유동성을 억제하게 되어 종래에 스트레이트 아스팔트를 사용할 때에 비하여 상온 이상(40℃이상)의 영역에서도 방진성이 저하되는 문제점을 극복하였으며 폴리머(폴리 부타디엔)를 첨가함으로써 아스팔트의 방진특성과 열경화성수지의 가교결합력을 이용하여 형상의 변화가 적고, 가황제를 이용함으로써 열에 의해 융착 및 가교 결합되어 분자들의 결합력을 증가시켜 더욱 넓은 온도범위에서 우수한 방진특성을 나타내게 하였다. 일반적인 중질 탄산칼슘과 함께 내한-내열성이 우수한 운모분말 (Mica)을 충진제로 사용함으로써 고온(60。C내외) 영역에서의 열 유동현상을 억제하게 되어 방진기능을 유지하는데 매우 효과적이며 또한 내한 및 내충격성을 보완하는 기능도 갖게 한다.

섬유질(PE섬유 및 GLASS FIBER)을 사용하는 것은 제품의 강도를 보완함으로써 융착 후 강판과 결합하여 기존보다 뛰어난 강성을 가지게 하는 강성보강 효과를 부여한다. 이는 아스팔트 단독사용시 보다 70%이상의 강성보강을 가져온다.

본 발명의 제조방법은 최초부터 마지막단계까지 연속식 공정으로서, 상기 각 조성 성분물질을 혼합기에 넣고 60~100℃의 온도범위에서 균일하게 혼합시킨 다음, 상기 혼합물을 시이트 성형기(온도 65~100℃)을 사용하여 두께 1~6mm로 시이트 성형한 다음, 제조된 시이트는 컨베어에 의해 이동되어 냉각머신을 통과하면서 냉각되어 온도는 50℃이하에서 형상타발 공정을 통과한 후, 통상의 방법으로 포장하는 공정들로 구성되어 있다.

이하 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명의 단층 고강성 발포 제진 시이트의 측면도, 도2는 본 발명의 단층 고강성 발포 제진 시이트를 장착후 가열 발포시킨 후의 측면도를 도시한 것이며, 방음 방진재 조성물층(1), 산업기기 및 차량 강판(2)을 나타낸 것임을 알 수 있다

구조를 설명하면 산업기기 및 차량 강판(2)의 상부에 단층의 방음 방지재 조성물층(1)을 도1과 같이적층시킨 다음 발포시키면, 도2와 같은 형상의 방음방지재조성물층(1)이 발포되어 A만큼 두께가 두꺼워 지도록 형성된 구조를 갖는 고강도 발포제진시트인 것이다.

이하 실시예를 통하여 상기 제조방법을 상세히 설명하기로 한다.

실시예

제1공정

폴리부타디엔 2~10중량%, 탄산칼슘 10~20중량%, 브라운아스팔트(Blown Asphalt) 10~40중량%, 운모(mica) 10~40중량%, 화이버 2~5중량% , 가황조제 1~2중량%, 경화제 0.1~0.5중량%, 발포제 0.5~3중량%의 조성비로 상기 조성성분을 칭량한 다음, 통상의 혼합기에서 상기조성물질을 60~100℃의 범위에서 5분 이내로 충분히 교반하여 재료를 혼합한 다음,

제2공정

상기 제1공정에서 제조한 혼합물을 시이트성형기(온도 65~100℃)를 사용하여 두께 1~6mm로 시이트성형을 한 후에, (시이트 성형기는 트윈 스크류를 포함한 본체 및 ROLL로 구성되며, 니다공정에서 제조된 생지가 본체로 투하되면 트윈스크류에 의해 제품을 롤로 보내고 ROLL로서 일정한 두께로 성형)

제3공정

상기 제2공정을 통과한 시트는 연속된 컨베어에 의해 냉각기로 이동되며, 30℃~50℃로 냉각된 시트는 형상 타발공정을 통과한 후, 포장하여 단층 고강성 발포 제진 시이트를 제조하였다.

사용방법은 상기와 같이 제조된 시이트를 강판에 적층시킨 후에, 130~200℃의 온도로 가열시키면, 발포되면서 강판에 보다 긴밀하게 융착되어 진동 감쇄 및 강성보강성능을 발휘하게 하여 사용하는 것이다.

비교예

구 분	아스팔트방진제(기존)	아스팔트층과열경화성수지층의 복층구조	단층 고강성발포 제진 시이트(본원발명)
제진율(η)	0.07	0.42	0.43
굴곡강도(kgf/cm²)	11.8	17.2	18.2

시편의 두께 : 4mm

방진시험조건 : 60℃

시편의 열융착조건 : 150℃ × 30분

방진시험시편크기 : 180 × 20mm

사용강도시험기 : B&K2035모델

방진성측정법 : 방진시험결과로 나타나는 그라프의 2차공진점 상하

3DB지점의 값으로 계산

굴곡강도시험시편크기 : 150 × 50mm

사용방진시험기 : DAE KYUNG UTM모델

굴곡강도측정법 : 최대 압축 하중을 측정

상기 기재된 본 발명은,

- 폴리머의 함유로서 열에 의한 가교결합의 효과로 인해 종래의 ASPHALT제품보다 딱딱해져 실온에서 고온의 영역까지 열 유동성 현상을 억제하여 효과적인 방진 및 강성보강성능을 나타내고,

-일체형 제품으로 기존의 이중구조 제품의 성능을 가지면서 기존 이중구조 제품의 단점이었던 복잡한 작업공정을 줄이고 시간도 단축되며,

-제조공정이 간단하여 원가절감의 효과가 우수하다.

도1은 본 발명의 단층 고강성 발포 제진 시이트의 측면도

도2는 본 발명의 단층 고강성 발포 제진 시이트를 장착후

가열 발포시킨 후의 측면도

<도면의 부호설명>

방음 방진재 조성물층(1), 산업기기 및 차량 강판(2)

Claims

차량 및 산업용 단층 고강성 발포 제진 시이트의 제조방법에 있어서, 폴리부타디엔 2~10중량%, 탄산칼슘 10~20중량%, 브라운아스팔트(Blown Asphalt) 10~40중량%, 운모(mica) 10~40중량%, 화이버 2~5중량%, 가황조제 1~2중량%, 경화제 0.1~0.5중량%, 발포제 0.5~3중량%의 조성비로 상기 조성물질들을 칭량한 다음, 혼합기에서 상기 조성물질들을 70∼120℃로 가열하여 5분 이내로 충분히 교반한 후, 시이트성형기(온도 65~100℃)를 사용하여 두께 1~6mm로 시이트 성형한 다음, 제조된 시이트는 컨베어에 의해 이동되어 냉각머신을 통과하면서 냉각되어 온도는 50℃이하에서 형상타발 공정을 수행한 후, 통상의 방법으로 포장하는 공정에 의해 제조됨을 특징으로 하는 차량 및 산업용 단층 고강성 발포 제진 시이트의 제조방법.
단층 고강성 발포 제진 시이트에 있어서, 폴리부타디엔 2~10중량%, 탄산칼슘 10~20중량%, 브라운아스팔트(Blown Asphalt) 10~40중량%, 운모(mica) 10~40중량%, 화이버 2~5중량% , 가황조제 1~2중량%, 경화제 0.1~0.5중량%, 발포제 0.5~3%의 조성비로 조성되어 있음을 특징으로 하는 단층 고강성 발포 제진 시이트 조성물.