KR100480511B1

KR100480511B1 - 수용성 방음, 방청 코팅제의 제조방법 및 이 물질을도포하여 코팅하는 방법

Info

Publication number: KR100480511B1
Application number: KR10-2001-0059400A
Authority: KR
Inventors: 박상진; 박종갑; 강석원; 윤구식; 김치조
Original assignee: 주식회사 한국발보린
Priority date: 2001-09-25
Filing date: 2001-09-25
Publication date: 2005-03-31
Also published as: KR20010103099A

Abstract

본 발명은 수용성 방음·방청 코팅제의 제조방법 및 이 물질을 도포하여 코팅하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 이를 위해 물이 40∼60% 함유된 유화 상태인 에틸렌-초산비닐 공중합체(ethylene-vinyl acetate copolymer, EVA) 100중량부를 용기에 넣고 여기에 물이 40∼60% 함유된 유화 상태인 아스팔트 10∼50중량부를 조금씩 넣어 주면서 약 500∼3000rpm의 교반속도로 상호 혼합하는 제1 혼합공정; 상기 제1혼합공정 이후 발포제 0.5∼5중량부와 무기물 첨가제인 활석(Talc) 5∼100중량부 그리고 에폭시 및 에스테르타입의 접착제수지 5∼25중량부를 순서대로 각각 조금씩 넣어 주면서 상호 혼합하는 제2 혼합공정; 상기 제2 혼합공정 이후 가소제 0∼20중량부와 계면활성제 0∼10중량부를 상호 혼합하는 제3혼합공정으로 제조되는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 방음 및 방청이 필요한 각종 장비에 코팅 처리하여 탁월한 흡음효과는 물론 방청성능을 얻을 수 있도록 한 것이고, 유기휘발 물질을 발생시키지 않아 대기오염을 방지할 수 있도록 한 것이며, 적용공정 단축으로 생산성의 향상과 원가절감 그리고 이로 인한 제품의 품질향상 효과를 얻을 수 있도록 한 것이다.

Description

수용성 방음, 방청 코팅제의 제조방법 및 이 물질을 도포하여 코팅하는 방법{Water soluble soundproofing. applies a rust prevention coating proposal manufacture method and this material and coating the method which it does}

본 발명은 수용성 방음·방청 코팅제의 제조방법 및 이 물질을 도포하여 코팅하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방음 및 방청이 필요한 각종 장비에 코팅 처리하여 탁월한 흡음효과는 물론 방청성능을 얻을 수 있도록 한 것이고, 유기휘발 물질을 발생시키지 않아 대기오염을 방지할 수 있도록 한 것이며, 적용공정 단축으로 생산성의 향상과 원가절감 그리고 이로 인한 제품의 품질향상 효과를 얻을 수 있도록 한 것이다.

주지하다시피 자동차의 소음, 진동에 대한 제어기술은 실내외의 정숙성, 쾌적성을 주는 것으로 생활의 질이 높을수록 이에 대한 관심이 점점 증가하고 있는 것이 현실이다.

상기와 같이 자동차의 상·하체에 흡음제를 도포하여 소리를 차단·제한하거나 방청제를 도포하여 녹으로부터 부식을 방지하는 것은 종래에도 다수 출원된바 있다.

즉, 선진국에서는 이미 오래전 부터 차체 방음과 방청을 의무화하여 수출, 입 과정에서 방음·방청제(언더코팅제:UNDER COATING)를 사용하고 있다.

그러나 상기 종래의 방음제는 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride,PVC)을 주원료로 사용하고 있어 방음성은 우수하나, 방청성에 있어서는 취약하다는 문제점이 있었다.

즉, 상기 종래의 방음제는 유용성 사운드 대드너(sound deadener)에 의해 방음 효과는 양호하나 부식에 대한 성능이 떨어지므로 별도로 방청왁스를 코팅처리 하여야 하는 번거로운 문제점과 아울러 상기 폴리염화비닐(PVC) 원료의 도포시 누락 부위가 많이 있으므로 방청왁스의 추가 도포는 필수적인 문제점이 발생되었다.

상기와 같은 방음, 방청제를 도포하는 과정은 차체→전처리→PVC대드너→140℃가열건조→중도→상도→조립완성→방청왁스와 같이 일련의 많은 과정을 거치게 되므로 경제적으로 불리하고, 폴리염화비닐(PVC)은 다이옥신을 발생시키는 유해물질로 조성되어 폐차 과정에서 연소할 때 환경호르몬을 방출하는 문제점과 아울러 분산매로 유기용매를 사용하고 있기 때문에 대기에 유기휘발물질을 방출하므로 환경오염을 일으키는 등의 커다란 문제점이 발생되었다.

또한 상기 방청왁스는 장기 방청성능은 우수하나, 완전 경화가 되지 않으므로 적용부위에 대하여 제약이 따르며 두 공정 모두 도포과정 중 유기 용제가 대기 중으로 휘발되는 문제점이 발생되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 방음 및 방청이 필요한 각종 장비에 코팅 처리하여 탁월한 흡음효과는 물론 방청성능을 얻을 수 있도록 함을 제1목적으로 하는 것이고, 제2목적은 유기휘발 물질을 발생시키지 않아 대기오염을 방지할 수 있도록 한 것이며, 제3목적은 적용공정 단축으로 생산성의 향상과 원가절감의 효과를 얻을 수 있도록 한 것이고, 제4목적은 이로 인해 제품의 품질향상과 신뢰성을 대폭 높일 수 있도록 한 수용성 방음·방청 코팅제의 제조방법 및 이 물질을 도포하여 코팅하는 방법을 제공한다.

이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 유용성 방음·방청 코팅제의 제조방법에 있어서, 물이 40∼60% 함유된 유화 상태인 에틸렌-초산비닐 공중합체(ethylene-vinyl acetate copolymer, EVA) 100중량부를 용기에 넣고 여기에 물이 40∼60% 함유된 유화 상태인 아스팔트 10∼50중량부를 조금씩 넣어 주면서 약 500-3000rpm의 교반속도로 상호 혼합하는 제1혼합공정; 상기 제1혼합공정 이후 발포제 0.5∼5중량부와 무기물첨가제 5∼100중량부 그리고 에폭시 및 에스테르타입의 접착제수지 5∼25중량부를 순서대로 각각 조금씩 넣어 주면서 상호 혼합하는 제2혼합공정; 상기 제2혼합공정 이후 가소제 0∼20중량부와 계면활성제 0∼10중량부를 상호 혼합하는 제3혼합공정에 의해 수용성 방음·방청 코팅제가 제조됨을 특징으로 하는 수용성 방음·방청 코팅제의 제조방법을 제공한다.

또한 상기와 같이 제조된 수용성 방음·방청 코팅제를 방음 및 방청이 필요한 부위에 도포하여 60∼80℃에서 30분∼1시간동안 수분 건조시키는 제1가열공정; 및 상기 제1가열공정 이후 100∼140℃에서 20∼40분 동안 발포 및 경화시키는 제2가열공정;에 의해 코팅제가 코팅됨을 특징으로 하는 수용성 방음·방청 코팅제를 도포하여 코팅하는 방법을 제공한다.

이하에서는 이러한 목적 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 적용된 수용성 방음·방청 코팅제의 제조방법 및 이 물질을 도포하여 코팅하는 방법은 다음과 같이 구성되는 것이다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이며, 전체 구성비는 PHR(Part Hundred Ration) 단위로 작성한 것이다.

먼저, 본 발명은 물이 40∼60% 함유된 유화 상태인 에틸렌-초산비닐 공중합체(ethylene-vinyl acetate copolymer, EVA) 100중량부를 용기에 먼저 넣고 여기에 물이 40∼60% 함유된 유화 상태인 아스팔트 10∼50중량부를 조금씩 넣어 주면서 약 500∼3000rpm의 교반 속도로 상호 혼합하는 제1혼합공정을 거치게 되는 것으로, 이때 상기 아스팔트의 범위는 10∼50중량부가 바람직한 것으로, 이는 아스팔트의 범위가 10중량부 이하이면 방수, 방청성이 떨어지고, 50중량부 이상이면 부착성이 떨어지기 때문이다.

그리고 상기 에틸렌-초산비닐 공중합체(ethylene-vinyl acetate copolymer, EVA)는 극성을 가진 비닐 아세테이트(vinyl acetate)와 비극성인 에틸렌(ethylene)의 공중합체로, 상기 비닐 아세테이트(vinyl acetate)와 비극성인 에틸렌(ethylene)의 함량에 따라 다양한 성질이 나타나며 종이, 카페트 등 다양한 접착제 용도로 사용된다. 그리고 유리전이온도(glass transition temperatuve;Tg)가 실온 부근이고 가격도 다른 중합체에 비해 낮고 방음 효과를 높일 수 있게 되는 것이다.

또한 상기 아스팔트는 건축물, 자동차 등의 방수·방청제로 널리 사용되는 것으로, 방수·방청성이 우수하고 특히 저가인 장점이 있다. 그러므로 EVA, 아스팔트 모두 유화된 상태로 되어 있기 때문에 쉽게 혼합할 수가 있어서 사용하기가 편리하다.

본 발명은 상기 제1혼합공정 이후 발포제 0.5∼5중량부와 무기물첨가제인 활석(Talc) 5∼100중량부 그리고 에폭시 및 에스테르타입의 접착제수지 5∼25중량부를 순서대로 각각 조금씩 넣어 주면서 약 500∼3000rpm의 교반 속도로 상호 혼합하는 제2혼합공정을 거치게 된다.상기 본 발명에 적용된 발포제의 범위가 0.5중량부 이하가 되면 발포 사이즈(size)가 너무 적게 되고, 5중량부 이상이면 폼(foam)이 너무 많이 발생하여 코팅제품으로 사용할 수 없게 되므로 발포제의 범위는 0.5∼5중량부가 바람직하다. 또한 상기 활석의 범위가 5중량부 이하가 되면 제품 가격의 상승 요인이 발생되고, 100중량부 이상이면 필름(film)형성에 영향을 주게 되므로 활석의 범위는 5∼100중량부가 바람직하다. 그리고 상기 접착수지의 범위가 5중량부 이하면 부착성이 떨어지고, 25중량부 이상이면 가격이 상승하게 되므로 접착수지의 범위는 5∼25중량부가 바람직하다.

한편 상기 발포제의 방음효과는 아주 높은 것으로 알려져 있다. 그래서 기체가 함유된 폴리 스틸렌 등 고분자 폼(foam)을 방음 재료로서 널리 사용하고 있다. 여기서도 기포를 형성하기 위하여 발포제를 사용하고자 하며 물에 녹는 수용성과 고체분말 상태로 분산되는 것을 사용하였다.

본 발명에서는 상기 제2혼합공정에 사용되는 무기물첨가제에 활석(Talc), 운모(mica), 탄산칼슘(CaCO₃)은 두 가지 측면에서 사용하는데 중합체의 물성을 높이는 충진제 역할과 무게 및 부피를 증가시켜 가격을 낮추는 증량제 역할을 하는 것으로, 상기 원료의 혼합물을 피도체에 도포하였을 경우 피착면에 잘 접착되어 있어야 하는 것이다.

상기 제2혼합공정 이후 가소제 0∼20중량부와 계면활성제 0∼10중량부를 상호 혼합하는 제3혼합공정을 거치게 되는 것으로, 이때 상기 가소제의 범위가 20중량부 이상이면 필름(film)이 연질이 되고 건조가 되지 않음으로 가소제의 범위는 0∼20중량부가 바람직하고, 또한 상기 계면활성제의 범위도 10중량부 이상은 건조후 방청성에 악영향을 끼치게 되므로 계면활성제의 범위도 0∼10중량부가 바람직하다.

상기와 같이 혼합하는 과정에서 본 발명은 가소제와 계면활성제를 가장 나중에 넣었다. 이때 접착제수지를 무기물첨가제보다 먼저 넣게 되면 점도가 너무 올라가서 잘 섞이지 않는 경우가 있어 항상 무기물첨가제를 먼저 넣어 주어야 한다.한편 본 발명을 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.

삭제

그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명 수용성 방음·방청 코팅제의 제조방법 및 이 물질을 도포하여 코팅하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 전술한 바와 같이 제조된 수용성 방음·방청 코팅제를 방음 및 방청이 필요한 장비에 도포하여 60∼80℃에서 30분∼1시간 동안 수분 건조시키는 제1가열공정과 상기 제1가열 공정 이후 100∼140℃에서 20∼40분 동안 발포 및 경화시키는 제2가열공정에 의해 코팅제가 코팅됨을 특징으로 하는 것이다.

이를 위해 본 발명은 다음과 같은 실시 예를 얻게 되었다.

[실시예]

상기 혼합한 원료의 양은 아래 표 1 과 같으며, 각 성분에 대한 혼합비는 PHR로 작성하고, 혼합량은 수 많은 실험들중 실제로 샘플을 제작하고 물성시험을 실시한 대표적인 것을 기록한 것이다.

EVA(g)	ASP(g)	발포제(g)	무기첨가제(g)	접착수지(g)	가소제(g)	계면활성제(g)
200	50	5	250	10	10	15

상기 시험결과 아래 표 2 와 같은 결과를 얻게 되었다.

시험항목	요 구 품 질	결 과
고형분	70부 이상일것	7 0∼80부
내충격성	낙하거리 50㎝에서 균일박리가 없을것	양호
내굴곡성	균열, 박리가 없을것	양호
내알칼리성	5부 가성소다에 실온에서 24시간 침적후 현저한 변색이 없을것	양호
내산성	5부 황산에 실온에서 24시간 침적 후 현저한 변색이 없을 것	양호
내수성	40±2℃에서 240시간 침적후 부풀음, 박리, 변색 및 현저한 변화가 없을 것	양호
저장안정성	점도 변화율 30부 이내일것	15∼25부
내마모성	도막두께 1.0㎜시 18㎏이상	20㎏이상
내부식성	규격없음	녹 없음

상기와 같이 본 발명은 내부식성, 내마모성, 내굴곡성과, 내알칼리성 등의 좋은 결과를 얻게 되었다.

본 발명에서는 수분건조시간을 30분에서부터 10분 단위로 하여 측정하였는데 대부분이 40∼50분 정도 시간이면 수분이 건조되는 것을 확인하였고, 고형분 함량이 많을 수록 24시간 안에 자연건조가 가능하였다. 하지만 온도를 140℃까지 올리지 않았을 경우에는 경화가 되지 않아 부착성이 크게 떨어진다.

또한 건조하기 전 물에 분산된 상태로 점도를 조사하였고, 발포 경화 후 내부식성, 내산성, 내알칼리성, 내굴곡성, 내마모성, 내충격성, 열적 성질등을 조사하였다.

열적 성질을 조사한 결과 유리전이온도(glass transition temperatuve;Tg)가 실온 부근에 있는 것을 확인하였으며 충진재의 함량이 높을 수록 유리전이온도(glass transition temperatuve;Tg)는 높아졌다. 상기 중합체의 열적 성질 중 중요한 것의 하나가 유리전이온도(glass transition temperatuve;Tg)인데, 특히 흡음의 경우 유리전이온도(glass transition temperatuve;Tg)가 실온 부근에 있는 것이 가장 효과가 있다고 알려져 있다.

따라서 중합체의 내충격성에도 이온도가 크게 영향을 주는데 이온도가 높으면 상온에서 쉽게 깨진다. 그 결과 유리전이온도(glass transition temperatuve;Tg)가 실온 부근에 있는 것을 알 수 있다. 이것으로 보아 흡음에 큰 효과가 있을 것으로 생각되며 내충격성도 좋을 것으로 생각된다.

또한 아래 표 3은 점도측정을 나타낸 것이다.

항 목	시 험 방 법	결 과
점도(cps)	25℃, brookfild	15,000-30,000 (cps)

점도는 도장공정에서 대단히 중요한 성질의 하나이다. 점도가 높으면 흐름성이 나빠지며 균일하게 도장이 되지 않으며, 특히 분사방식에 의한 도장공정에서는 점도가 높으면 분사가 되지 않는다. 본 발명에서는 블럭필드(Brookfield)점도계를 사용하여 측정하였으며 20℃에서 점도측정을 하였다. 스핀들은 2∼4번 스핀들을 사용하여 측정하였으며 대부분의 시료는 회전속도를 20rpm으로 하였으며 높은 점도의 시료의 경우 5rpm으로 측정하였다. 그 결과 무기물의 함량에 크게 영향을 받는 것을 알 수 있다. 대체적으로 무기물의 함량이 높을수록 점도가 크게 증가하는 것을 알 수 있으며 특히 고형분의 함량이 높은 경우도 증가하는 것을 알 수 있다.

상기와 같은 결과에 의해 본 발명의 표면 광택은 무기충진제의 함량이 높을 수록 광택이 적어지는 것을 알 수 있다.

또한 발포는 방음효과에 많은 영향을 준다. 수용성 발포제의 경우 발포가 고르게 되었는데 이것은 발포제가 분산매인 물에 녹아 있기 때문에 분자수준에서 발포가 되기 때문이다. 그러나 고체분말 상태의 경우는 분산이 잘 될 경우 수용성 발포제와 비슷한 결과를 얻을 수 있었다. 발포제는 현재 현장에서 적용하는 온도인 120℃ 부근에서 분해하는 발포제를 사용하였다.

또한 부식성 실험은 시편을 밀폐된 공간에서 놓고 염분 증기하에서 10일 방치하여 부식이 일어나는지 그리고 흠집이 있을 경우 흠집부분에만 부식이 되는지 아니면 부식되는 면이 넓게 퍼져나가는 지를 테스트하였다. 시험결과 내부식성은 우수한 것으로 나타났다.

또한 내산성, 내알칼리성은 시편을 5부황산(H₂SO₄), 5부수산화나트륨(NaOH) 수용액에 24시간 동안 침지한 후 변색, 표면의 부풀음 등이 일어나는지를 측정하였는데 실험결과 시편은 모두 변화가 없었다.

또한 내굴곡성은 지름이 25㎜되는 봉에 부착하여 90도 벤딩(bending)하여 표면의 갈라짐이나 금속과의 박리가 일어나지 않는가를 테스트하였는데 이상이 없었다. (표 4)

항 목	시 험 방 법	결 과
내부식성	5부 염분(N_acl)	이상없음
내산성	5부 H₂SO₄	이상없음
내알칼리성	5부 N_aOH	이상없음
내굴곡성	ø25㎜	이상없음

또한 아래 표 5 는 내마모성의 시험결과이다.

항 목	시 험 방 법	결 과
내마모성	너트낙하, 2m	20㎏

상기 시험결과 비스듬히 놓여 있는 시험편 위에 2m 위에서 지름 7㎜의 너트를 PVC관을 통해 떨어 뜨릴때 도포된 물질이 벗겨져 표면이 나타날 때까지 떨어뜨린 전체 너트의 무게를 측정하였다.

상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명에 적용된 수용성 방음·방청 코팅제는 유리전이온도(glass transition temperatuve;Tg)가 실온 부근이고, 가격도 다른 수지에 비해 저렴한 에틸렌-초산비닐 공중합체(ethylene-vinyl acetate copolymer, EVA)에 정유 과정에서 생산되는 가격이 싼 원료인 아스팔트의 에멀젼을 혼합하는 동시에 여기에 내마모성을 높이기 위하여 충진재와 증량제 역할을 하는 무기 충진제를 혼합하고, 피도체에 대한 접착성을 높이기 위해 접착성 수지와 방음성을 높이기 위해 발포를 시키며, 이때 발포제로는 수용성 고체분말 상태인 것을 사용하는 것이다. 따라서 본 발명은 방음 및 방청이 필요한 각종 장비에 코팅 처리하여 탁월한 흡음효과는 물론 방청성능을 얻을 수 있도록 한 것이고, 유기휘발 물질을 발생시키지 않아 대기오염을 방지할 수 있도록 한 것이며, 적용공정 단축으로 생산성의 향상과 원가절감의 효과를 얻을 수 있도록 한 것이고 이로 인해 제품의 품질향상과 신뢰성을 대폭 높일 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims

유용성 방음·방청 코팅제의 제조방법에 있어서,

물이 40∼60% 함유된 유화 상태인 에틸렌-초산비닐 공중합체(ethylene-vinyl acetate copolymer, EVA) 100중량부에 물이 40∼60% 함유된 유화 상태인 아스팔트(ASP) 10∼50중량부를 천천히 투입하면서 약 500∼3000rpm의 교반속도로 상호 혼합하는 제1혼합공정;

상기 제1혼합공정 이후 발포제 0.5∼5중량부와 무기물첨가제인 활석(Talc) 5∼100중량부 그리고 에폭시 및 에스테르타입의 접착제수지 5∼25중량부를 순서대로 각각 조금씩 넣어 주면서 약 500∼3000rpm의 교반속도로 상호 혼합하는 제2혼합공정;

상기 제2혼합공정 이후 가소제 0∼20중량부와 계면활성제 0∼10중량부를 넣어 주면서 약 500∼3000rpm의 교반속도로 상호 혼합하는 제3혼합공정: 에 의해 수용성 방음·방청 코팅제가 제조됨을 특징으로 하는 수용성 방음·방청 코팅제의 제조방법.
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청구항 1 에 의해 제조된 수용성 방음·방청 코팅제를 방음 및 방청이 필요한 부품에 도포하여 60∼80℃에서 30분∼1시간 동안 수분 건조시키는 제1가열공정; 및

상기 제1가열공정 이후 100∼140℃에서 20∼40분 동안 발포 및 경화시키는 제2가열공정;에 의해 코팅제가 코팅됨을 특징으로 하는 수용성 방음·방청 코팅제를 도포하여 코팅하는 방법.