KR100502260B1 - 소음저감 간섭장치용 폴리아미드 수지조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소음저감 간섭장치용 폴리아미드 수지조성물에 관한 것으로서, 폴리아미드 수지를 기본으로 하여 여기에 무수말레인산이 그라프트된 열가소성 고무탄성체, 아미노실란 커플링제로 표면처리된 클레이, 광안정제로 구성된 폴리아미드 수지조성물은 충격강도, 굴곡강도, 내후성 등의 물성이 우수하고, 표면이 미려할 뿐만 아니라 소음을 줄이는 데도 효과적이어서 도로변, 철도변, 주택가 등에 설치되는 방음벽 상단에 설치되어 고층아파트와 같은 고층에서의 소음을 줄일 수 있는 소음저감 간섭장치 구조물에 적합한 수지이다.

Description

소음저감 간섭장치용 폴리아미드 수지 조성물{Composition of polyamide resin for Interference device for reducing noise}
본 발명은 환경 소음이나 교통 소음 문제를 해결하기 위해 방음 시설물 상단에 설치하여 음의 간섭 효과를 이용하여 소음을 저감시킬 수 있는 소음저감 간섭장치의 제조에 유용한 폴리아미드 수지 조성물에 관한 것이다.
통상 도로, 학교, 아파트주변 등에 설치되어 있는 토목 구조물용 흡음형 방음벽은 대부분 금속류 혹은 목재류가 주를 이루고 있다. 최근에는 외관상의 미려와 시공상의 간편 등을 이유로 플라스틱으로의 대체를 시도하고 있는 추세이나, 플라스틱은 장시간 사용에 따른 내후성 불량으로 변색 및 물성 저하의 문제가 있어 제한적으로 사용되고 있다.
또한 이미 설치되어 있는 고층 아파트 방음벽의 경우 고층까지의 소음 차단효과가 없기 때문에 많은 문제가 제기되고 있으며 이를 해결하기 위한 일환으로 방음벽을 높이고 길게 시공하여 음의 회절을 변화시켜 소음을 저감하는 방법이 가능하나 이는 시민의 조망관 침해와 심리적 불안감을 유발시키므로 한계 이상의 방음벽 시공은 비효율적인 문제가 제기되고 있다.
상기와 같은 방음벽 등의 용도에 사용되는 제품은 높은 충격강도 및 강성, 외장품으로의 내후성이 특히 요구되며 치수안정성 및 내열성이 부가적으로 요구된다. 또한 제품이 대형부품이고 박막 부품이므로 성형성이 요구되며, 미네랄과 같은 무기물을 사용함에 따라 발생되는 제품의 표면 미려 등이 요구된다.
이러한 여러 용도 중 특히 옥외용 플라스틱 부품의 경우 내후성이 뛰어나야 하고 충격강도 및 굴곡강도로 불리는 강성이 우수해야 하며, 성형시 표면이 양호해야 할 뿐 아니라 도장 공정과 같은 2차 가공성도 우수해야 한다. 또한 제품을 오랜 시간 사용하여도 물성 저하가 적어야 한다.
최근 산업 전반에 걸쳐 엔지니어링 플라스틱으로 대체화 연구는 활발히 진행되고 있는데 특히 폴리아미드 수지는 강성, 인성, 내마모성, 성형성, 2차가공성, 내약품성, 내후성, 보강재 첨가 효과 등의 기능이 우수할 뿐만 아니라 제품 표면이 미려한 특징이 있기 때문에 다양한 용도에 사용되고 있다.
하지만 폴리아미드 수지 단독으로는 수분 흡습에 따른 치수 안정성이 불량하고 성형시 백화, 기포 등이 발생하며 결정성 폴리머이기에 충격강도가 불량한 단점이 있는 바, 이러한 폴리아미드 수지의 단점을 개량하여 엔지니어링 플라스틱으로 자동차, 전기/전자, 각종산업 분야에 광범위하게 폴리아미드 수지가 적용되고 있고 그 사용도 급격한 증가율을 보이고 있다.
한편, 폴리아미드 수지의 여러 단점을 개량하기 위한 일환으로 여러 가지 많은 기술이 적용되고 있는데 특히 폴리아미드의 내충격성, 내수성을 개량할 목적으로 열가소성 고무탄성체와의 얼로이 기술은 범용화된 기술의 부류이다.
예를 들면, 미합중국 특허 제 4,174,358호; 제 4,593,066호; 제 4,320,213호; 및 제 4,448,934호 등에서 그 기술이 잘 나타나 있다. 이 기술들은 주로 폴리아미드 수지의 내충격성, 내수성을 개선하기 위한 목적으로 소개된 기술로 소음저감 간섭장치 제품에의 적용을 위해서는 강성, 내후성, 내열성이 불량하여 적용상의 문제가 있다.
또한, 폴리아미드 수지의 강성과 내열성, 치수안정성을 개선하기 위한 일환으로써 무기물을 첨가하는 기술이 잘 알려져 있다. 무기물이라 함은 유리섬유나 미네랄을 일컫는 말로 통상 유리섬유의 경우 강성이나 내열성의 개선은 우수하나 표면이 불량해 지고 흐름방향, 직각방향의 수축율 편차로 인해 휨이 발생하는 단점이 있기에 높은 굴곡탄성율을 요하지 않는 부품의 경우 통상적으로 미네랄이라 칭하는 무기물을 사용하는 기술이 잘 알려져 있다.
이러한 미네랄 보강 기술은 대부분 단순 강화부터 계면접착력 증진을 위해 제 3의 물질로 칭하는 커플링제 첨가 방법 등 다양한 기술들이 소개되고 있다, 대표적인 소개 기술로 미합중국 특허 제 4,131,591호; 제 3,843,591호; 및 일본특개소 제 60-47063호, 제 58-17440호 등이 있는데 이들의 경우 다양한 방법으로의 개선 기술을 보여주기는 하나 대부분 내충격성의 불량과 제조비용의 상승, 가공상의 단점이 발생하여 소음저감 간섭장치 제품에의 적용성은 미미하고 특히 내후성의 극복에는 한계가 있다.
이에 본 발명자들은 종래의 기술을 면밀히 검토하여 폴리아미드 수지를 소음저감 간섭장치에 적용할 수 있도록 연구 노력하던 중, 폴리아미드 수지에 무수말레인산이 그라프트된 열가소성 고무탄성체, 통상의 아미노실란 커플링제로 표면처리된 클레이 및 광안정제를 첨가하여 폴리아미드 수지조성물을 제조한 결과, 소음저감 간섭장치 제품에 적합한 충격강도, 굴곡강도, 내후성 등의 물성이 우수하고, 표면이 미려할 뿐만 아니라 소음 저감 효과를 발휘한다는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 통상의 방음벽 상단에 설치되어 동일 높이에서도 고층영역까지 소음의 저감 효과가 우수하고, 조립 및 설치에 따른 내충격성 및 강성이 우수하고, 외장품으로의 내후성이 우수하며, 박막 부품으로의 성형성, 시공성 등의 물성뿐만 아니라 표면이 미려한 소음저감 간섭장치용 폴리아미드 수지 조성물을 제공하는 데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 소음저감 간섭장치용 폴리아미드 수지 조성물은 폴리아미드 수지에 무수말레인산이 그라프트된 열가소성 고무탄성체 3 내지 15중량%, 아미노실란 커플링제로 표면처리된 클레이 5 내지 30중량%, 2종의 광안정제 혼합물로서 그중 하나의 광안정제의 함량은 반드시 0.1중량% 이상인 광안정제 0.2 내지 0.8중량%를 첨가하여 이들 조성의 총합이 100중량%로 구성되는 것임을 그 특징으로 한다.
본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 폴리아미드 수지에 무수말레인산이 그라프트된 열가소성 고무 탄성체, 아미노실란 커플링제로 표면처리된 클레이 및 광안정제를 첨가하여 구성된 소음저감 간섭장치용 폴리아미드 수지조성물에 관한 것이다.
(폴리아미드 수지)
본 발명의 폴리아미드 수지는 폴리아미드 단독 중합체 혹은 폴리아미드 단독중합체 및 폴리아미드 얼로이(alloy)를 사용한다.
이러한 폴리아미드 단독 중합체에는 6-아미노헥산산, 7-아미노헵탄산, 12-아미노데칸산, p-아미노사이클로헥실카르복실산 등의 아미노카르복실산의 중합생성물; 도데카메틸렌디아민, 메타크실렌디아민, 파라크실렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 2,2,4/2,4,4,-트리메틸헥사메틸렌디아민, 1,3-비스아미노메틸사이클로헥산, 비스-p-아미노사이클로헥실메탄 등의 디아민류; 아디핀산(adipic acid), 세바신산(sebasic acid), 슈베린산(suberic acid), 피멜린산(pimeric acid), 이소프탈산(isophthalic acid), 테레프탈산(terephthalic acid), 2,6-나프탈렌디카르복실산(2,6-naphtalenedicarboxilic acid) 등의 디카르복실산류의 중합생성물; 폴리아미드 6, 폴리아미드 66, 폴리아미드 46, 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 폴리아미드 610, 폴리아미드 612, 폴리메타크실렌/파라크실렌아디프아미드, 폴리메타크실렌/파라크센 세바카미드, 폴리메타크실렌/파라크센 슈베라미드, 폴리메타크실렌/파라크센 아젤아미드 등이 있다.
또한 폴리아미드 공중합체는 상기에서 선택된 2종 이상의 폴리아미드 단독중합체를 아미드 교환 반응시킨 공중합체로서, 카프로락탐, 라우릴락탐 등의 락탐류; 6-아미노헥산산, 7-아미노헵탄산, 12-아미노도데칸산, p-아미노사이클로헥실카르복실산 등의 아미노카르복실산; 메타크실렌디아민, 파라크실렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 2,2,4/2,4,4,-트리메틸헥사메틸렌디아민, 1,3-비스아미노메틸사이클로헥산, 비스-p-아미노사이클로헥실메탄 등의 디아민; 아디핀산, 세바신산, 슈베린산, 피멜산, 이소프탈산, 테레프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산 등의 디카르복실산 중에서 선택한 2종 이상의 공중합 생성물 등이 있다.
또한 폴리아미드 얼로이는 상기 폴리아미드 단독중합체 혹은 공중합체를 적정 비율로 얼로이하여 용융 혼련한 것으로 그 함량에는 제한이 없다.
본 발명의 경우 공중합체 보다는 단독중합체를 사용하는 것이 제조원가 측면에서 바람직하며, 본 발명에서는 특별히 통상적으로 알려진 방법에 따라 제조된 폴리아미드 6 또는 폴리아미드 66 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
구체적인 사용의 예는, 통상의 방법으로 제조된 폴리아미드 6, 폴리아미드 66를 제습형 건조기에서 건조하여 최종 수지 조성물로 사용한다. 이때, 폴리아미드 6 수지의 상대 점도는 2.4~3.5 (20 oC 96% 황산 100ml 중 폴리머 1g 용액)이고, 폴리아미드 66 수지는 상대점도 2.5~3.2 (20 oC 96% 황산 100ml 중 폴리아미드66 1g 용액)의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 만일 폴리아미드 수지의 점도가 상기의 범위 미만인 경우 강성의 저하를 초래하며, 반면에 상기 범위를 초과하면 유동성의 불량으로 무기물의 표면 표출 현상이 발생하거나 성형이 어려워 바람직하지 않다.
사용되는 폴리아미드 수지의 함량은 전체 조성물 성분 중 폴리아미드 수지를 제외한 물질의 총합이 본 발명이 주장하는 범위내의 함량을 제외한 중량%로 사용하며, 전체 조성물 총합은 100중량%로 구성된다.
(열가소성 고무탄성체)
열가소성 고무 탄성체는 통상의 폴리아미드 수지와의 상용성을 증진시키고 내충격성의 개선, 및 성형시 고화속도를 지연시켜 성형시 발생될 수 있는 표면 불량 현상을 개선시키기 위하여 첨가된다.
보다 상세히 설명하면 열가소성 고무탄성체는 α-올레핀류, 아크릴산이나 그 유도체, 방향족 비닐계 단량체, 시안화 비닐 단량체의 공중합 가능 화합물, 및 디엔계 단량체 중에서 선택된 화합물의 공중합체에 아미드기와 반응성이 우수한 관능기인 α,β-불포화카르본산 또는 α,β-불포화무수물이나 그 유도체 등을 측쇄에 그라프트시킨 구조이다.
공중합체 제조에 사용가능한 화합물로는 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 1-펜텐, 이소부틸렌, 이소프렌, 1-헥센, 1,3-헥사디엔, 1-헵텐 등과 같은 α-올레핀류; 비닐아세테이트 또는 프로피오네이트와 같은 포화 카르본산의 비닐에스테르; 메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 그리시딜아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 하이드릴에틸메타크릴레이트, 아미노메타크릴레이트, 그리시딜메타크릴레이트와 같은 아크릴산 및 그 유도체; N-페닐말레이미드, N-메틸말레이미드, N-사이클로헥실말레이미드와 같은 말레이미드 화합물; 스티렌, α-메틸스티렌, o-메틸스티렌, p-메틸스티렌, 테트라-부틸스티렌, 디메틸스티렌, 클로로스티렌, 디클로로스티렌, 비닐나프탈렌과 같은 방향족 비닐 단량체; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 푸마로니트릴 등의 시안화 비닐 단량체의 공중합체 등이 있으며; 부타디엔, 1,3-사이클로헥사디엔, 1,4-사이클로헥사디엔, 사이클로펜타디엔, 2,4-헥사디엔 등의 디엔계 단량체가 있다.
구체적인 공중합체의 예로는 에틸렌프로필렌 공중합체, 에틸렌옥텐 공중합체, 에틸렌프로필렌디엔 공중합체, 스틸렌에틸렌부타디엔스틸렌 공중합체, 스틸렌부타디엔스틸렌 공중합체 또는 에티렌에틸아크릴레이트 공중합체 등을 들 수 있다.
또한, 측쇄에 그라프트되는 α,β-불포화카르본산 또는 α,β-불포화무수물이나 그 유도체 화합물로는 무수말레인산, 무수이타콘산, 무수시트라콘산, 아크릴산, 메타크릴산, 알릴숙신산, 2-디카르본산, 말레인산, 푸말산, 말레인산디에틸, 말레인산디메틸, 말레산 무수물, 이타콘산 무수물, 시트라콘산 무수물, 알릴숙신산 무수물, 4-메틸-4-사이클로헥센-1 등이 있다.
그라프팅 기술은 이미 공지되어 있는 것으로, 용매상 또는 과산화물의 존재하에 용융된 올레핀류 상에서 수행된다.
특별히 본 발명에서는 상기 공중합체 중 무수말레인산 0.4 내지 5중량%가 에틸렌을 함유하는 에틸렌옥텐 공중합체 및 에틸렌프로필렌 공중합체 및 이의 유도체에 그라프트된 것을 사용하는 것이 바람직하다.
만일, 그라프트된 무수말레인산이 상기 공중합체 중 0.4중량% 미만이면 폴리아미드와 상용성이 떨어지고 5중량%를 초과할 경우에는 높은 점도 상승을 수반하여 혼련이 어렵기 때문이다.
이러한 열가소성 고무탄성체의 사용량은 최종조성물에 대해 3 내지 15중량%를 사용하는 것이 바람직하며, 만일 그 함량이 3중량% 미만이면 충격강도의 효과가 미미하고 15중량%를 초과할 경우에는 내열성, 강성이 저하, 표면의 불량등이 초래되고 성형수축율이 커지는 단점이 있으며 점도 상승이 수반되어 성형의 어려움이 있다,
(무기충진재)
본 발명에서는 또한 적정한 강성을 확보할 수 있고 내열성이 우수해지며 내후성, 성형시 표면 미려, 낮은 수축율 및 안정된 수축이방 특성, 낮은 제조원가를 확보하기 위하여 무기충진재를 첨가한다.
본 발명의 무기충진재는 알카리토금속의 탄산염 및 산화물, 규산염, 금속섬유, 세라믹섬유, 산화알루미늄, 운모, 탈크, 황산바륨, 석고, 산화지르코늄, 산화안티몬, 클레이, 실리카, 실리카알루미늄, 규조토, 탄산마그네슘, 유리비드 등을 사용할 수 있으며, 이들은 섬유상, 입상, 침상, 인편상, 판상 등의 어느 형태도 가능하다.
본 발명에서는 특별히 아미노 실란기(Amino silane)로 표면이 커플링 처리된 입자 크기 4㎛ 이하인 클레이를 사용하는 것이 바람직하다. 만일 입자크기가 4㎛를 초과하는 경우 수축 이방성이 증가하게 되고 성형품 표면에 미네랄이 표출되는 현상이 발생되어 바람직하지 않다.
이렇게 아미노 실란기로 표면처리 하게 되면 커플링제가 클레이 주위에 흡착되어 이들 클레이와 폴리아미드 수지와의 접착 친화성을 높여 주거나, 커플링제가 클레이와 분자 반응을 일으켜 고분자 커플링제 자체가 가공시 폴리아미드와 유사한 거동을 할 수 있게 되어 수지와의 상용성이 좋아지게 되며, 이는 통상적으로 무기물 표면처리 방법으로 알려져 있다.
또한 사용되는 클레이의 크기에도 제한이 있는 바, 바람직하기로는 길이와 두께의 비(L/D) 기준으로 5 이하의 것이어야 한다. 만일 L/D가 5를 초과할 경우, 제품 성형시 게이트(Gate)를 중심으로 흐름 방향과 흐름 직각 방향의 수축율 차이가 발생되어 고온 후수축시 수축율이 커지며 추가적으로 수축 이방성의 문제가 있어 휨이 발생될 우려가 있기에 바람직하지 않으며 이는 사용되는 제품이 대형 박막이라는 특성 때문에 더욱 중요하다.
이러한 아미노 실란기로 표면처리된 클레이의 사용량은 전체 조성물에 대해 5 내지 30중량%를 사용하는 바, 5중량% 미만의 경우 강성, 내열성이 불량해지고 후수축이 커지는 문제가 있고 30중량% 초과의 경우 충격강도의 저하와 성형품 표면에 클레이의 표출 우려와 플로우마크가 과다 발생되기 때문에 적절하지 않다.
(광안정제)
또한 장기간 옥외 사용으로 인한 내후성을 증진시키고 수려한 미관을 제공하기 위하여 다음 화학식 1과 화학식 2로 표시되는 2종의 광안정제를 사용한다.
상기 화학식 1로 표시되는 광안정제는 트리아진 그룹, 아미노, 및 이미노기를 포함하는 광안정제로 씨바가이기(ciba-geigy)사의 상품명 씨마쏘브 944(Chimassorb 944)로 알려진 광안정제이며, 화학식 2로 표시되는 광안정제는 벤조트리아졸계 광안정제로 역시 씨바가이기사의 상품명 티누빈 234(Tinuvin 234)로 알려진 광안정제이다.
상기 두 물질은 반드시 혼합사용해야 하는데 두 물질의 사용 총합은 0.2중량% 내지 0.8중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 이들의 합이 상기 범위 미만의 경우 내후성의 효과가 미비하고 상기 범위를 초과할 경우 물성저하, 성형시 가스발생 등에 따른 표면 불량등이 야기되고 초과량 이상의 사용 효과는 상기 범위의 효과와 거의 같기 때문이다.
또한 두 물질의 총합에서 어느 한 성분의 사용은 반드시 0.1중량% 이상이어야 한다. 어느 한성분이 0.1중량% 미만인 경우 내후성의 상승효과가 저하되기 때문이다.
한편 본 발명에서는 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위내에서 추가적으로 열안정제, 활제, 난연제, 대전 방지제, 가소제등의 첨가제를 필요에 따라 적절히 첨가할 수 있으며, 열에 의한 분해를 방지하기 위해 폴리아미드 수지 제조에 사용된 내열제(이가녹스 B1171, 씨바가이지) 혹은 다른 내열제(이가녹스 1010, 씨바가이기)를 사용할 수도 있다
상기와 같은 조성으로 본 발명의 소음저감 간섭장치용 폴리아미드 조성물을 제조하는 과정은 다음과 같다. 2축 스크류 압출기를 사용하여 폴리아미드 6의 경우 255℃로 폴리아미드 66의 경우 275℃에서 혼련하여 제조될 수 있는데 수지 조성물의 혼련을 최대화하기 위하여 투입구가 3개인 압출기를 이용하여 1차 투입구에 폴리아미드 수지와 광안정제를, 2차 투입구에는 열가소성 고무탄성체를, 3차 투입구에는 클레이를 투입하는 것이 좋다.
또한 용융 혼련시에 조성물의 열분해를 방지하기 위해 체류시간을 최소화 하는 것이 바람직하며 본 조성물에서 분산성을 고려하여 최적의 스크류 회전수 조절이 필요한데 200 내지 300rpm 정도의 회전수가 바람지하다.
이하 본 발명을 실시예, 비교예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1~10 및 비교예 1~12℃, 5시간 제습형 건조기를 이용 건조한 후 역시 가열된 스크류식 사출기를 이용하여 용융 혼련때와 동일한 온도로 각각의 시편을 제작하였다.
폴리아미드 수지(중량%) 열가소성고무 탄성체 클레이 광안정제(중량%)
폴리 아미드 66 폴리 아미드 6 종류 함량(중량%) 종류 함량(중량%) WRA-1 WRA-2
실시예1실시예2실시예3실시예4실시예5실시예6실시예7실시예8실시예9실시예10 77.674.474.491.454.2----- -----82.869.474.579.579.6 TPE-ATPE-BTPE-ATPE-CTPE-ATPE-ATPE-BTPE-CTPE-BTPE-A 71073157107510 MNR-AMNR-AMNR-BMNR-BMNR-AMNR-BMNR-AMNR-BMNR-AMNR-A 1515155301020151510 0.20.20.40.30.30.10.40.20.30.2 0.20.40.20.30.50.10.20.30.20.2
비교예1비교예2비교예3비교예4비교예5비교예6비교예7비교예8 비교예9비교예10비교예11 비교예12 82.662.577.9---86.6-74.6-77.4- ---77.779.782.1-56.6-74.6-77.4 TPE-BTPE-CTPE-ATPE-ATPE-CTPE-ATPE-BTPE-CTPE-DTPE-ETPE-ATPE-A 217771071010101077 MNR-AMNR-AMNR-BMNR-BMNR-AMNR-AMNR-AMNR-AMNR-BMNR-BMNR-CMNR-D 15201515101033315151515 0.20.20.050.050.250.50.20.20.30.20.30.25 0.20.30.050.250.050.40.20.20.10.20.30.35
상기에서 사용한 화합물의 구체적인 설명은 다음과 같다.
* 열가소성고무탄성체
TPE-A : 무수말레인산 0.9중량%로 그라프트된 에틸렌프로필렌디엔 공중합체.
TPE-B : 무수말레인산 2중량%로 그라프트된 에틸렌프로필렌 공중합체.
TPE-C : 무수말레인산 4중량%로 그라프트된 에틸렌옥텐 공중합체.
TPE-D : 무수말레인산 0.3중량%로 그라프트된 에틸렌옥텐 공중합체.
TPE-E : 무수말레익산 6중량%로 그라프트된 에틸렌프로필렌 공중합체.
* 클레이
- MNR-A : 평균입도 2 ㎛이고, L/D= 4 인 클레이.
- MNR-B : 평균입도 3㎛이고, L/D= 3 인 클레이.
- MNR-C : 평균입도 7㎛이고, L/D = 12인 탈크.
- MNR-C : 평균입도 5㎛이고, L/D = 4인 클레이.
* 광안정제
WRA-1 : 씨마쏘브(Chimassorb) 944 (씨바가이기사)
WRA-2 : 티누빈(Tinuvin) 234 (씨바가이기사)
상기 실시예에서 제조된 수지 조성물을 다음과 같은 평가 방법에 의거하여 각각의 물성을 평가하였으며, 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.
1) 소음 측정 : ISO 10847:1997(E)에 의거한 평가 방법을 기본으로 하여 평가를 실시하였다. 소음원이 되는 쪽에 노이즈 제너레이터(Noise generater), 옥타브밴드패스필터(Octave band pass filter). 라우드스피커(Loudspeaker), 파워 앰프리파이어(Power amplifier) 장비를 설치한 후 1.5m 위치에 높이 3m인 방음벽을 세우고, 이격거리 3m 위치에서 방음벽 높이보다 1.5m 높은 위치에서 소음원에서 500 내지 3000Hz 잡음신호를 주면서 소음을 측정하였다. 이후 소음저감 간섭장치를 방음벽 높이와 동일한 높이로 설치하고 동일한 이격거리, 높이에서 소음을 측정하여 소음레벨차를 아래공식으로 구해서 4dB 이상의 차이가 나는 것을 양호로 하였다
소음레벨차 = (방음벽만 설치시 소음) - (방음벽+소음저감 간섭장치 설치시 소음)
2) 충격강도 : ASTM D256에 의거하여 1/8 inch 시편을 제작하여 상온 및 저온(-30℃)에서 아이조드 노치(Izod Notched) 충격강도를 측정하였다.
3) 굴곡강도 : ASTM D790에 의거하여 1/8 inch 시편을 제작한 후 측정하였다.
4) 내후성 : ASTM D2565, G26에 의거하여 제논아크(Xenon Arc) 웨더오메타 기기(Weather-O-Meter)를 이용하여 3,000시간 경과후 1/8 inch 시편을 이용하여 색차변화를 다음의 공식에 의거 계산하는 델타 E(△E) 값을 계산하여 명시하였다.
5) 표면 특성 : 용융 혼련 후 만든 본 발명의 수지 조성물을 칩상태로 하여 제습형 건조기를 이용하여 90℃ 에서 5시간 건조한 후 니세이(Nissei)사의 150톤급 사출성형기로 가로 350mm, 세로 100mm, 두께 2.8mm인 캐비티(Cavity)에 지름 7mm, 길이 80mm인 다이렉트(Direct) 게이트 형태의 사각 금형을 이용하여 사출 온도 270℃, 몰드(Mold) 온도를 20℃로 고정한 후 보압없이 1차 사출 압만 1,100kg/cm2, 사출시간 3초 냉각시간 10초 조건으로 하여 이형되어 나오는 성형품 중 특히 게이트 부위의 플로우마크를 육안으로 관찰하였다.
실시예 소음레벨차(dB) 충격강도 (kgcm/cm) 굴곡강도(kg/cm2) 델타 E(△E) 표면플로우마크
실시예1실시예2실시예3실시예4실시예5실시예6실시예7실시예8실시예9실시예10 4.25.84.95.24.75.56.05.84.56.1 182118.510.51716.522.519.512.520 9309159251,1001,030945920930985970 2.22.321.841.652.42.862.092.11.992.54 OOOOOOOOOO
비교예1비교예2비교예3비교예4비교예5비교예6비교예7비교예8 비교예9비교예10비교예11 비교예12 3.91.83.12.41.53.02.82.02.53.01.53.4 7231918.51716.518.59.58.519.59.57 1,0407059809759308858151,0301,0108401,0601,210 2.053.26.44.355.22.32.021.993.254.342.212.13 OXOXOXOXOXXX
(비고) 표면플로우마크에서 O는 양호한 상태이고, X는 불량을 표시함.
상기 표 2의 결과에서 보는 바와 같이 본 발명에 따라 폴리아미드 수지에 커플링제로 처리되어 있고 그 크기가 4um 이하이며 L/D가 5 이하인 클레이를 사용함으로써 표면이 미려하며, 또한 반응성 단량체가 그라프트된 열가소성 고무탄성체를 도입함으로써 조성물의 충격강도 향상 및 성형상의 결정화속도 지연을 통해 성형성을 향상시킬 수 있으며, 광안정제를 도입하여 내후성을 확보할 수 있었으며, 소음을 줄이는 데도 효과적인 것으로 나타났다.
그러나, 본 발명 조성의 범위를 벗어나는 비교예의 경우에는 충격강도, 굴곡강도, 내후성 등이 떨어지거나, 표면이 불량해지는 단점을 보였다.
이상과 같이 본 발명의 조성에 따라 제조된 소음저감 간섭장치용 폴리아미드 수지조성물은 충격강도, 굴곡강도, 내후성 등의 물성이 우수하고, 표면이 미려할 뿐만 아니라 소음을 줄이는 데도 효과적인 것으로 나타났으며, 또한 상기 특성 이외에 내수성, 박막성형성 등이 부가적으로 우수한 특징이 있으며 제조시 그다지 높지 않은 제조원가로 경제성 또한 우수한 조성물로서, 기본적으로 강성, 내충격성, 내후성이 요구되면서 대형 박막 성형품으로 표면이 미려해야 하는 외장 부품으로 방음벽 상단에 설치되는 소음저감 간섭장치 제품에 응용가능하다.

Claims (7)

  1. 폴리아미드 수지에 무수말레인산이 그라프트된 열가소성 고무탄성체 3 내지 15중량%, 아미노 실란기로 표면처리된 클레이 5 내지 30중량%, 및 2종의 광안정제 혼합물로서 그중 하나의 광안정제의 함량은 반드시 0.1중량% 이상인 광안정제 0.2 내지 0.8중량%를 첨가하여 이루어지며, 이들 조성의 총합이 100중량%로 구성되어지는 소음저감 간섭장치용 폴리아미드 수지조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 폴리아미드 수지는 폴리아미드 단독중합체, 폴리아미드 공중합체 또는 폴리아미드 얼로이 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 소음저감 간섭장치용 폴리아미드 수지조성물.
  3. (정정) 제 1항에 있어서, 열가소성 고무탄성체는 α-올레핀류, 아크릴산이나 그 유도체, 방향족 비닐 단량체, 시안화 비닐 단량체의 공중합 가능 화합물, 및 디엔계 단량체 중에서 선택된 화합물의 공중합체에 무수말레인산이 상기 공중합체 중 0.4 내지 5중량%로 그라프트된 것임을 특징으로 하는 소음저감 간섭장치용 폴리아미드 수지조성물.
  4. 제 3항에 있어서, 공중합체는 에틸렌프로필렌 공중합체, 에틸렌옥텐 공중합체, 에틸렌프로필렌디엔 공중합체, 스틸렌에틸렌부타디엔스틸렌 공중합체, 스틸렌부타디엔스틸렌 공중합체 및 에틸렌에틸아크릴레이트 공중합체로 구성된 그룹으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 소음저감 간섭장치용 폴리아미드 수지조성물.
  5. 제 1항에 있어서, 아미노실란기로 표면처리된 클레이는 입자 크기가 4 ㎛ 이하이고, 길이와 두께의 비(L/D)가 5 이하인 것임을 특징으로 하는 소음저감 간섭장치용 폴리아미드 수지조성물.
  6. 제 1항에 있어서, 광안정제는 다음 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 화합물의 혼합물인 것임을 특징으로 하는 소음저감 간섭장치용 폴리아미드 수지조성물.
    화학식 1
    화학식 2
  7. 제 1항에 있어서, 폴리아미드 수지조성물은 충격강도 10kg·cm/cm 이상, 굴곡강도 890kg/cm2 이상, 색차변화 델타 E 값이 3 이하를 만족하는 것임을 특징으로 하는 소음저감 간섭장치용 폴리아미드 수지 조성물.
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