KR100569412B1

KR100569412B1 - 자동차용 제진재료 조성물

Info

Publication number: KR100569412B1
Application number: KR1020030046270A
Authority: KR
Inventors: 양경모
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-07-09
Filing date: 2003-07-09
Publication date: 2006-04-07
Also published as: KR20050006456A

Abstract

본 발명은 상(phase)이 다른 스트레이트 아스팔트와 브라운 아스팔트 개질과 합성고무(PNR) 등을 적절한 혼합비로 교반하여 아스팔트 원액을 만들고, 여기에 충진제 및 발포제를 혼입함으로써, 저온(-30℃)영역에서 고온(40℃)영역까지의 환경조건에서 우수한 제진 성능을 발휘할 수 있고, 또한 제진 성능의 내구성을 만족시킬 수 있도록 내구수명을 결정하는 접착강도를 우수하게 개선시킨 자동차용 제진재료 조성물에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 스트레이트 아스팔트와 브라운 아스팔트를 1:1∼1.5로 혼합한 아스팔트 원액에 합성고무 2∼7중량%의 교반으로 이루어진 아스팔트 원액 35중량%, 합성고무 3∼7중량%, 충진제 40∼53중량%, 발포제 3∼7중량%, 발포조제 1∼3중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 제진재료 조성물을 제공한다.

제진재료, 조성물, 아스팔트 원액, 합성고무, 충진제, 발포제

Description

자동차용 제진재료 조성물{Anti vibration material for vehicle}

본 발명은 자동차용 제진재료 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저온(-30℃)영역에서 고온(40℃)영역까지 우수한 제진 성능을 발휘할 수 있고, 또한 내구 수명을 결정하는 접착강도를 개선하여 제진 성능의 내구성을 만족시킬 수 있도록 한 자동차용 제진재료 조성물에 관한 것이다.

통상적으로 자동차의 바디 플로어(Body floor)와 대쉬패널(Dash panel) 등에 장착되는 제진재료는 여러가지 종류가 있는데, 그 중 가장 보편적으로 사용되고 있는 제진재료는 아스팔트 시트(Asphalt Sheet)이다.

상기 아스팔트 시트는 댐핑 시트(Damping Sheet)라고도 불리우며 일반적으로 자동차 바디 플로어 및 대쉬패널 등에 장착되어 차체 도장시 함께 융착되어진다.

이러한 아스팔트 시트와 같은 제진 패드는 엔진 및 타이어 등에서 발생되는 소음, 진동을 차단하여 쾌적한 승차감을 향상시켜 주는 중요한 부품중 하나이다.

차량에 적용되는 제진재료는 아스팔트를 주원료로 충진제를 사용하여 탄성을 부여하는 일반 아스팔트가 주로 사용되고 있으며, 최근에는 발포 및 합성고무의 도 입으로 차량의 지속적인 경량화를 실현하는 단계에 있으며, 더욱이 상기 제진재료는 차량의 성능 및 경량화 그리고 향후 차량의 내구품질의 강화 및 차량의 수명 연장을 위하여 고품질이 요구되는 시점에 있다.

종래의 제진재료는 아스팔트, 충진제, 합성고무, 발포제 등을 원료로 제조하여, 주로 상온 이상의 제진성능 향상 및 경량화를 달성하는데 주안점을 두었으나, 근본적인 개선방안이 미흡하여 차량의 환경조건인 저온(-30℃)영역과 고온(40℃ 이상)영역에서 제진성능을 동시에 만족하는 기술이 부족하였다.

또한, 차량의 내구수명을 결정하는 접착강도의 지속적인 유지가 필요하지만, 장기 사용에 따른 접착력 결여로 제진기능을 상실하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위하여 새롭게 개발한 것으로서, 상(phase)이 다른 스트레이트 아스팔트와 브라운 아스팔트 개질과 합성고무(PNR) 등을 적절한 혼합비로 교반하여 아스팔트 원액을 만들고, 여기에 충진제 및 발포제를 혼입함으로써, 저온(-30℃)영역에서 고온(40℃)영역까지의 환경조건에서 우수한 제진 성능을 발휘할 수 있고, 또한 제진 성능의 내구성을 만족시킬 수 있도록 내구수명을 결정하는 접착강도를 우수하게 개선시킨 자동차용 제진재료 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 스트레이트 아스팔트와 브라운 아스팔트를 1:1∼1.5로 혼합한 아스팔트 원액에 합성고무 2∼7중량%의 교반으로 이루어진 아스팔트 원액 35중량%, 합성고무 3∼7중량%, 충진제 40∼53중량%, 발포제 3∼7중량%, 발포조제 1∼3중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 제진재료 조성물을 제공한다.

바람직한 구현예로서, 상기 아스팔트 원액의 합성고무는 PNR(Polynorbonene)인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 합성고무는 스티렌 부타디엔(SBR:Styrene Butadiene Rubber)고무, 스티렌 부타디엔 스테렌 블록 코폴리머 고무중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 충진제는 탄산칼슘(CaCO₃), 운모(MICA), 클레이(Clay) 또는 이들의 혼합물중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발포제는 아조디카본아마이드계의 셀콤(CELCOM)인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발포조제는 우레아(UREA)인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명은 아스팔트, 충진제, 합성고무, 발포제 등을 원료로 제조하여, 주로 상온 이상의 제진성능 향상 및 경량화를 달성하는데 주안점을 두었던 기존의 제진재료 조성물에 비하여 차량의 환경조건인 저온(-30℃)영역과 고온(40℃ 이상)영역 에서 우수한 제진 성능을 발휘할 수 있고, 또한 제진 성능의 내구성을 만족시킬 수 있도록 내구수명을 결정하는 접착강도를 우수하게 개선시킨 점에 그 주안점이 있다.

이에, 본 발명의 자동차용 제진재료 조성물은 스트레이트 아스팔트와 브라운 아스팔트를 1:1∼1.5로 혼합한 아스팔트 원액에 합성고무(PNR:Polynorbonene) 2∼7중량%의 교반으로 이루어진 아스팔트 원액 35중량%; 스티렌 부타디엔(SBR:Styrene Butadiene Rubber)고무와 스티렌 부타디엔 스테렌 블록 코폴리머 고무중 선택된 합성고무 3∼7중량%; 탄산칼슘(CaCO₃), 운모(MICA), 클레이(Clay) 또는 이들의 혼합물중 선택된 충진제 40∼53중량%, 발포제로서 아조디카본아마이드계의 셀콤 3∼7중량%, 발포조제로서 우레아 1∼3중량%를 포함한다.

여기서, 위의 각 조성에 대한 첨가이유와 함량 한정 이유를 설명한다.

1) 아스팔트 원액

아스팔트 원액은 스트레이트 아스팔트와 브라운 아스팔트를 1:1∼1.5로 혼합한 아스팔트 원액에 분자량이 2,000,000 이상의 합성고무(PNR:Polynorbonene) 2∼7중량%의 교반으로 이루어진 것으로서, 스트레이트 아스팔트와 브라운 아스팔트의 중량비가 1:1 미만이면 제진성능이 저하되고, 1:1.5를 초과하면 과발포 및 분산성 저항의 우려가 있다.

특히, 상기 합성고무 다시말해서 폴리노보넨(Polynorbonene)은 2중량% 미만이면 저온에서의 제진성능과 접착강도가 낮아지며, 7중량% 초과하면 과발포 및 고 온영역에서의 접착강도가 저하되는 문제가 있다.

2) 합성고무 3∼7중량%

합성고무 다시말해서, 스티렌 부타디엔(SBR:Styrene Butadiene Rubber)은 3중량% 이하이면 불균일한 발포 및 제진성능이 저하되고, 7중량%를 초과하면 발포비율은 충분하나 상대적으로 탄성이 저하되어 제진성능이 떨어지게 된다.

3) 충진제 40∼53중량%

충진제는 탄산칼슘(CaCO₃), 운모(MICA), 클레이(Clay), 이들의 혼합물중 선택된 어느 하나를 사용하되, 40중량% 미만이면 가공성 및 물성은 우수하나 저온에서의 제진성과 접착강도가 현저히 떨어지게 되고, 53중량%를 초과하면 고온영역에서의 제진성능은 우수하게 되나 저온영역의 제진성능과 고온영역에서의 접착강도가 현저하게 떨어지게 된다.

4) 발포제(아조디카본아마이드계의 셀콤 3∼7중량%)

발포제는 항상 발포조제와 함께 사용하는 것이 일반적인 원칙으로서, 발포조제는 부품의 사용환경에 맞게 발포온도를 조정하는 기능과 발포시간을 결정하는 촉진조제 역할을 한다. 본 발명에 따른 발포제가 3% 미만이면 원하는 발포배율을 얻을 수 없으며 제진계수의 온도영역도 상온으로 이동하여 저온에서의 제진성능이 급격하게 저하되고, 또한 7% 이상이면 과발포 현상으로 흘러내리는 문제점이 있다.

5) 발포조제(우레아 1∼3중량%)

발포조제(우레아) 1% 미만이면 발포온도 및 발포시간이 길어져서 생산성 문 제가 발생하며, 3% 이상이면 이상 발포현상이 일어나 불균일 발포 및 흐름성의 문제가 발생하여 제품으로서의 기능을 살실하는 문제점이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하는 바, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 국한되는 것은 아니다.

실시예 1,2 및 비교예

본 발명에 따른 자동차용 제진재료 조성물의 각 조성을 다음의 표 1에 나타낸 바와 같이 조성하여, 발포배율과 접착성능 그리고 제진성능을 평가하였다.

표 1에서 합성고무(PNR:Polynorbonene)는 일본 Zeon사의 Norsorex(상품명)를 사용하였고, 발포제인 셀콤은 분해온도 130∼159℃와 200∼210℃를 갖는 것을 사용하였다.

평가방법으로서, 상기 발포배율은 150℃ 오븐에서 30분 동안 열융착한 후, 상온에서 30분간 방치한 다음, 열융착 전후의 평균 두께로 백분율 환산하였다.

또한, 상기 접착성능은 표 1에 나타낸 실시예1,2 및 비교예의 조성으로 150℃ 오븐내의 판넬(재질 SPCC: 25mm(너비)×150mm(길이)×0.8mm(두께))위에 열융착하여 제진패드를 만들고, 각 온도별(-30℃,0℃,20℃,40℃)로 설정된 환경오븐에서 습도 90%하에서 1,000시간동안 방치한 후, 2.5톤의 인장시험기에서 인장시험하였다.

또한, 상기 제진성능은 JASO M 306-88의 5.22항에 의한 비접촉 가진방법에 의하여 평가하고, 각 온도별로 측정된 제진계수를 측정 비교하였다. 여기서 제진계수가 클수록 제진성능이 우수하다.

한편, 상기 JASO M 306-88의 5.22항은 제진성능에 대한 평가를 일반적이고 객관적으로 공인된 규격에 근거한 것으로, 평가항목이 샘플(sample)에 직접 가진하는 접촉가진방식과 마그네틱의 바이브레이션(vaibration)을 이용한 비접촉 가진방식이 있으며, 본 발명의 제진재료는 비접촉방식의 제진계수를 평가하는 것이 국제적인 시험 항목으로 제진계수를 평가하는 규격을 말한다.

이와 같이, 실시예 1,2와 비교예에 따른 제진재료 조성물에 대하여 발포배율, 접착성능, 제진성능을 평가하였는 바, 그 결과는 표 1에 나타낸 바와 같다.

표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예1,2가 고온 및 저온 영역에 걸쳐 균일하고 우수한 제진성능을 나타내는 것을 알 수 있었고, 접착성능면에서도 고온 및 저온 영역에 걸쳐서 비교예에 비하여 크게 우수함을 알 수 있었다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 제진재료 조성물에 의하면, 저온(-30℃)영역에서 고온(40℃)영역까지 우수한 제진 성능을 보유하는 동시에 제진 성능의 내구성을 만족시킬 수 있을 정도로 접착강도를 제공하는 장점이 있다.

Claims

스트레이트 아스팔트와 브라운 아스팔트를 1:1∼1.5로 혼합한 아스팔트 원액에 합성고무 2∼7중량%의 교반으로 이루어진 아스팔트 원액 35중량%, 합성고무 3∼7중량%, 충진제 40∼53중량%, 발포제 3∼7중량%, 발포조제 1∼3중량%를 포함하는 자동차용 제진재료 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 아스팔트 원액의 합성고무는 PNR(Polynorbonene)인 것을 특징으로 하는 자동차용 제진재료 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 합성고무는 스티렌 부타디엔(SBR:Styrene Butadiene Rubber)고무, 스티렌 부타디엔 스테렌 블록 코폴리머 고무중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자동차용 제진재료 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 충진제는 탄산칼슘(CaCO₃), 운모(MICA), 클레이(Clay), 이들의 혼합물중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자동차용 제진재료 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 발포제는 아조디카본아마이드계의 셀콤(CELCOM)인 것을 특징으로 하는 자동차용 제진재료 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 발포조제는 우레아(UREA)인 것을 특징으로 하는 자동차용 제진재료 조성물.