KR100733619B1 - 저비중 제진시트 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저비중 제진 시트 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부틸고무, 폴리이소부틸렌, 유동방지제, 및 카본블랙이 함유된 제진 시트 조성물에 중량감소 효과 특성이 우수한 글라스버블을 첨가하고, 점착부여제로 말레익 언하이드라이드 폴리에텔렌 왁스와 특정의 분자량을 가진 폴리부텐을 함유하며, 내한성이 더욱 향상된, 종래 아스팔트를 이용한 제진 시트의 무거운 중량의 문제점을 해결하고, 자기점착력이 우수한 성능을 가진 저비중 제진 시트 조성물에 관한 것이다.
저비중, 제진 시트, 부틸고무, 베이스폴리머, 폴리이소부틸렌

Description

저비중 제진시트 조성물{The composition for anti vibration material}
도 1 은 저비중 제진시트를 나타낸 것이다.
본 발명은 저비중 제진 시트 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부틸고무, 폴리이소부틸렌, 유동방지제, 및 카본블랙이 함유된 제진 시트 조성물에 중량감소 효과 특성이 우수한 글라스버블을 첨가하고, 점착부여제로 말레익 언하이드라이드 폴리에텔렌 왁스와 특정의 분자량을 가진 폴리부텐을 함유하며, 내한성이 더욱 향상된, 종래 아스팔트를 이용한 제진 시트의 무거운 중량의 문제점을 해결하고, 자기점착력이 우수한 성능을 가진 저비중 제진 시트 조성물에 관한 것이다.
현재 자동차 플로어(FLOOR)에 부착되는 제진재료는 여러 종류가 있는데, 그 중에서도 아스팔트 시트가 가장 보편화되어 있다. 아스팔트 시트는 제진 성능 및 중량을 고려하여 여러 종류로 구분되어 있다. 아스팔트시트 단독구조인 자동차용 제진재료용 열융착 고무패드 조성물[대한민국 공개특허 제 1999-0009718호] 은 가황 타입의 조성이고, 일부 강성을 향상시켜 고온에서 제진 성능을 우수하게 하였으며, 고강성 아스팔트 시트 조성물[대한민국 공개특허 제 2003-0083092호]도 도 제안되어 있으나 비중이 높으며, 고온에서 아스팔트 성분이 표면에 유출되어 제진재 시트 위의 카페트 또는 판넬부를 오염시킨다.
또한 아스팔트 수지에 스티렌 부타디엔 스티렌고무를 첨가하여 제조된 경량 시트가 제시 되었는데, 경량이고, 열융착 하므로, 제진성능이 있는 특징이 있지만, 유연성이 떨어지고,융착시키기위한 열원이 필요하여 추가적인 설비가 필요하고, 특히 아스팔트로 인한 내한충격이 약하다는 문제점이 발생하였다.
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위해서는 낮은 비중을 가져야 하며 내한충격성이 양호한 특성을 가진 조성물의 개발이 절실한 실정이다.
이에 본 발명자들은 기존 제진재 조성물의 높은 비중 및 내한충격성 향상문제를 해결하고자 노력 하였다.
그 결과 베이스폴리머에 폴리이소부틸렌, 유동방지제, 점착부여제, 충전재 및 특정 분자량의 폴리부텐을 첨가하여 조성물을 제조하여 비중이 낮으며, 제진성능이 우수하다는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명은, 낮은 비중, 및 자기점착성을 지니며, 유연성과 내한충격 특성이 개선되어 차량의 중량을 낮춤으로서 차량의 경량화에 기여하며, 후드(Hood), 루프(Roof), 및 도어(Door)등에 적용가능한 저비중 제진 시트 조성물을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 부틸고무, 폴리이소부틸렌, 유동방지제, 및 카본블랙을 함유하여 이루어진 제진 시트 조성물에,
충전재로 밀도가 0.3 ~ 0.5(g/cc)인 글라스버블 10 ~ 30 중량%와,
점착부여제로 (1)말레익 언하이드라이드 폴리에틸렌 왁스 1 ~ 2 중량%와 (2)분자량 1400 ~ 1500인 저분자 폴리부텐 8 ~ 15 중량%와 (3)분자량 2400 ~ 2500인 고분자 폴리부텐 20 ~ 30 중량%를 함유하며, 상기 부틸고무 8 ~ 15 중량%, 상기 이소부틸렌 3 ~ 8 중량%, 상기 유동방지제 20 ~ 40 중량%, 상기 카본블랙 1 ~ 2 중량%를 함유하는 것에 특징이 있다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 부틸고무, 폴리이소부틸렌, 유동방지제, 및 카본블랙이 함유된 제진 시트 조성물에 충전재로 특정의 밀도를 가진 글라스 버블과, 점착부여제를 첨가하여 조성물을 제조하였으며, 저비중 충전재로 인한 특성으로 기존의 조성물 보다 비중이 낮으면서도 제진성능이 우수하고, 또한 우수한 저온충격성을 가진 저비중 제진 시트 조성물이다.
본 발명에서 사용하는 부틸고무는 제진성에 기여하는 특성을 가지고 있으며, 그 사용량은 8 ~ 15 중량% 범위로 사용하며, 8 중량% 미만인 경우 점탄성 기능저하로 제진성이 낮아지며, 15 중량% 초과 시 고무의 함량과다로 가공성이 낮아진다.
본 발명에서 사용하는 폴리이소부틸렌은 부틸고무와 브렌딩하여 점탄성을 향상시키는 특성을 가지고 있으며, 그 사용량은 3 ~ 8 중량% 범위이며, 3 중량% 미만 시 유연성 및 작업성 효과가 저하되는 문제점이 있고, 8 중량% 초과 시 조성물의 경도가 높아지는 문제점이 발생한다.
본 발명에서 사용하는 유동방지제는 수직부 부착 시 유동을 없애주는 작용을 하며, 흡유성능 특성이 우수한 지방산이 코팅된 탄산칼슘을 사용하며, 그 사용량은 20 ~ 40 중량% 범위이며, 20 중량% 미만 시 흐름성이 저하되며, 40 중량% 초과 시 경도가 높아지는 문제점이 발생한다.
본 발명에서 사용하는 충전재로 카본 블랙과 글라스 버블을 사용하는데, 카본블랙의 사용량은 1 ~ 2 중량% 범위로 사용하며, 1 중량% 미만 시 착색의 기능을 못하고, 2 중량% 초과 시 분산이 불균일하여 압출 시 다이스 막힘 현상이 발생한다. 또한 글라스 버블은 제품의 비중을 낮추고 제진성능을 나타내는 특성을 가지며, 밀도 0.3 ~ 0.5(g/cc) 인 글라스 버블을 사용하며, 밀도가 0.3(g/cc) 미만 시 작업성 및 제진성능을 저하시키고 , 0.5(g/cc) 초과 시 제품의 비중이 올라가는 문제점이 발생한다. 그 사용량은 10 ~ 30 중량% 범위로 사용하며, 10 중량% 미만 시 비중은 높아지고 제진 성능은 저하되며, 30 중량% 초과 시 저온충격성이 저하되며분산 및 배합의 어려운 문제점이 발생한다.
본 발명에서 사용하는 점착부여제로 말레익 언하이드라이드 폴리에텔렌 왁스와 폴리부텐을 사용하며, 말레익 언하이드라이드 폴리에텔렌 왁스는 그 사용량이 1 ~ 5 중량% 범위로 사용하며, 1 중량% 미만 시 도장 패널과의 상용성이 떨어지며, 5 중량% 초과 시 초기 점착에 문제점이 발생한다. 본 발명에서 사용하는 폴리부텐은 자기 점착 성능을 부여하기 위해 사용하며, 저분자 폴리부텐과 고분자 폴리부텐을 각각 사용하며, 저분자 폴리부텐은 분자량이 1400 ~ 1500 인 폴리부텐을 사용하는데, 분자량이 1400 미만 시 시트의 인장력을 저하시키고, 분자량이 1500 초과 시 고분자량의 폴리머와 상용성을 저하시키며, 사용량은 8 ~ 15 중량% 범위로 사용하는데 8 중량% 미만 시 초기점착이 낮아지고, 15 중량% 초과 시 수직부에 부착 오븐 통과 시 탈락되는 문제점이 발생한다.
본 발명에서 사용하는 고분자 폴리부텐은 분자량이 2400 ~ 2500 인 폴리부텐을 사용하며, 2400 미만 시 시트의 인장력을 저하시키고, 2500 초과 시 초기 점착력이 저하되어 피착물과의 접착성이 저하되는 문제점이 발생하며, 그 사용량은 20 ~ 30 중량% 범위로 사용하며 20 중량% 미만 시 패널과의 접착이 저하되는 문제점이 있으며, 30 중량% 초과 시 고온에서의 침출의 문제점이 발생한다.
본 발명의 조성물은 통상의 제진 시트 조성물 제조하는 방법을 사용하는바, 본 발명에서 제시된 성분을 일정비로 혼합한 후, 그 혼합물의 분산도를 높이기 위해 오픈롤을 이용하여 일정한 컴파운드 상태로 제조한다. 상기에서 제조된 조성물을 압출기를 이용하여 압출하며 압출 시 상단부는 알루미늄 또는 글라스화이바를 적층하고, 하단부는 이형지를 적층하여 일정규격으로 커팅한다.
본 발명을 실시예에 의거하여 상세하게 설명하겠는 바, 본 발명이 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 및 비교예에 있어서 약호는 다음의 내용을 의미한다.
1. 부틸고무(부틸고무) : 무늬점성도(ML 1+8(125 ℃))가 51 ± 5인 이소부틸렌-이소프렌 공중합체.
2. 폴리이소부틸렌(폴리이소부틸렌) : 분자량 점성도 평균이 2.11 ± 0.23 인 폴리이소부틸렌.
3. 유동방지제(유동방지제) : 지방산으로 표면처리한 교질탄산칼슘
4. 글라스 버블(글라스버블) : 밀도가 0.35 ~ 0.41(g/cc)인 붕규산염 글라스 버블.
5. 카본블랙(카본블랙) : 퍼니스 블랙(SRF)
6. 폴리에틸렌 왁스(왁스): 말레익 언하이드라이드로 개질된 밀도가 0.908(g/㎤)인 폴리에틸렌.
7. 폴리부텐
(1) 폴리부텐1 : 분자량이 1420인 폴리부텐
(2) 폴리부텐2 : 분자량이 2450인 폴리부텐
실시예 1
아래 표 1에 나타낸 것처럼 각 성분들을 함량비 대로 우선, 부틸고무와 폴리이소부틸렌을 오픈 롤에서 소련하고 이를 기타 소재들과 90 ℃, 27 RPM 하에서, 배합기에 넣고 교반 하고 혼합과정을 통하여, 조성물을 완성하였으며, 압출기를 통하여 구속재와 이형지를 적층시키는 과정을 통하여 제진 시트를 제작하였고, 하기 시험방법에 의해, 시험을 하여 결과를 아래 표 2 에 나타내었다.
실시예 2 ~ 3
실시예 1 과 동일하게 실시하되, 아래 표 1에 나타낸 것처럼 각 성분들을 혼합하여 조성물을 완성하고, 제진 시트를 제작하여, 하기 시험방법에 의해 시험을 하고 시험 결과를 아래 표 2에 나타내었다.
비교예 1 ~ 2
실시예 1과 동일하게 실시하되, 아래 표1에 나타낸 것처럼 각 성분들을 혼합하여 조성물을 완성하고, 제진 시트를 제작하여, 하기 시험방법에 의해 시험을 하고 시험 결과를 아래 표 2에 나타내었다.
비교예 3
헨켈 코리아사, HSTM 203H 제품.
비교예 4
헨켈 코리아사, HSTM 203 제품.
<시험방법>
1. 두께 : MS 731-10에 의거하여 시험하였다.
2. 비중 : MS 731-10에 의거하여 시험하였다.
3. 수축도 : MS 731-10에 의거하여 시험하였다.
4. 고형분 함량 :MS 700-31 4.5에 의거하여 시험하였다.
5. 접착강도 : MS 731-10 3.8항에 의거하여 시험하였다.
6. 필 압력 : MS 731-10 3.7항에 의거하여 시험하였다.
7. 새깅(Sagging) : MS 731-10 3.9에 의거하여 시험하였다.
8. 저온충격성 : MS 731-10 3.14에 의거하여 시험하였다.
9. 제진효과 : MS 200-39 4.3에 의거하여 시험하였다.
구분 (중량%) 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
부틸고무 10.5 10.5 8.5 10.5 10.5 10.5 헨켈 사 HSTM 203 제품
폴리이소부틸렌 4.0 4.0 6.0 4.0 4.0 4.0
유동방지제 28.9 35.8 28.9 45.3 5.0 28.9
글라스버블 19.4 12.8 19.4 3.0 43.3 19.4
카본블랙 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
왁스 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2
폴리부텐1 10.2 8.7 8.7 8.7 8.7 -
폴리부텐2 26.3 26.0 26.3 26.3 26.3 35.0
구분 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
두께 1.7 1.7 1.7 1.7 1.7 1.7 1.7
비중 0.8 0.85 0.8 1.21 0.72 0.82 1.70
수축도(%) 0 0 0 0 0 0 0
고형분 함량(%) 99 99 99 99 99 99 99
연화성(mm) 0 1 1 2 1 0 0
박리강도(kgf) 6.8 5.8 6.3 7.2 5.3 3.8 6.61
접착강도(kgf/㎠) 1.8 1.7 1.8 0.9 1.2 2.1 1.6
저온충격성(회) 3회이상 3회이상 3회이상 3회이상 1회 2회 3회이상
제진효과 20 ℃ 0.33 0.28 0.30 0.30 0.25 0.26 0.25
40 ℃ 0.28 0.25 0.25 0.25 0.18 0.24 0.23
60 ℃ 0.17 0.15 0.16 0.16 0.12 0.16 0.14
종합하면, 본 발명에 따른 저비중 제진 시트 조성물은 상기 결과표에 나타난 것처럼 글라스버블 함량이 적으면 비중이 높아지고, 반대로 글라스버블의 함량이 많으면 저온 충격성이 저하됨을 알 수 있으며, 저분자량의 폴리부텐을 사용하지 않으면 접착강도 및 연화성은 좋아지나 저온충격성 및 박리강도가 낮아 적용이 불가능함을 알 수 있었다.
상기에서 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 부틸고무, 폴리이소부틸렌, 유동방지제, 점착부여제, 및 충전재를 혼합한 저비중 제진 시트 조성물을 이용하여, 자동차 재료 검정기술 기준에 적합한 제진 시트로 적용 할 수 있다.

Claims (3)

  1. 부틸고무, 폴리이소부틸렌, 유동방지제, 및 카본블랙을 함유하여 이루어진 제진 시트 조성물에,
    충전재로 밀도가 0.3 ~ 0.5(g/cc)인 글라스버블 10 ~ 30 중량%와,
    점착부여제로 (1)말레익 언하이드라이드 폴리에틸렌 왁스 1 ~ 2 중량%와 (2)분자량 1400 ~ 1500인 저분자 폴리부텐 8 ~ 15 중량%와 (3)분자량 2400 ~ 2500인 고분자 폴리부텐 20 ~ 30 중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 저비중 제진 시트 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부틸고무 8 ~ 15 중량%, 상기 이소부틸렌 3 ~ 8 중량%, 유동방지제 20 ~ 40 중량%, 카본블랙 1 ~ 2 중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 저비중 제진 시트 조성물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유동방지제는 지방산이 코팅된 탄산칼슘인 것을 특징으로 하는 저비중 제진 시트 조성물.
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