KR100902001B1 - 경량 발포 아스팔트 시트 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경량 발포 아스팔트 시트 제조방법에 관한 것으로, 특히 차량이나 가전제품에서 엔진이나 모터 등의 진동 또는 소음을 저감하기 위하여 사용되는 발포 아스팔트 시트에 사용되는 것으로 보다 경량화시킨 경량 발포 아스팔트시트 제조방법에 관한 것이고, 또한 제품의 표면에 점착성을 부여한 점착기능을 가진 경량 발포 아스팔트 시트 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 브로운 아스팔트와 탄산칼슘을 배합하여 용융 가열 교반하는 제1 단계와, 셀룰로우스 또는 종이를 추가 투입하여 가열 교반하는 제2 단계와, 발포제와 분산재가 혼합된 발포 혼합물과 경량소재를 추가 투입하여 가열 교반하는 제3 단계와, 상기 제3 단계에서 조성된 혼합물을 압출하는 제4 단계와, 상기 압출된 혼합물을 로울러에 의하여 판 형상의 시트로 성형하는 제5 단계와, 상기 판 형상의 시트를 물로 냉각함과 동시에 표면처리를 하는 제6 단계와, 상기 표면 처리된 판 형상의 시트를 건조한 뒤 그 일면에 점착제가 도포된 이형지를 상기 판 형상의 시트에 부착하는 제7 단계와, 상기 제7 단계에서 이형지가 부착된 판형상의 시트를 일정 크기로 성형 제작하는 제8 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

아스팔트, 시트, 발포, 경량, 점착, 표면처리

Description

경량 발포 아스팔트 시트 제조방법{Manufacture Method of the light weight Foaming Asphalt Sheet}

본 발명은 경량 발포 아스팔트 시트 제조방법에 관한 것으로, 특히 차량이나 가전제품에서 엔진이나 모터 등의 진동 또는 소음을 저감하기 위하여 사용되는 발포 아스팔트 시트에 사용되는 것으로 아스팔트 시트를 생산과정에서 발포시키지 아니하고 후 공정에서 발포가 되도록 하는 발포 아스팔트 시트에서 보다 경량화시킨 경량 발포 아스팔트 시트 제조방법에 관한 것이고, 또한 제품의 표면에 접착성능을 부여하기 위하여 점착 공정을 추가하여 경사면에서도 용이하게 접착시킬 수 있는 접착기능을 가진 경량 발포 아스팔트 시트제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 의하여 제조된 경량 발포 아스팔트 시트는 자동차 분야에서는 차체 제진부위인 스틸 플로어(steel floor), 인 패널(in pannel), 아웃 패널(out pannel), 대쉬 아웃 패널(dash out pannel) 트렁크 매트 플로어(trunk mat floor)등에 적용이 가능하고, 전자 분야에서는 가전기기 터브 스틸(tub steel), 전자렌지, 식기 세척기, 공조기, 진공청소기, 냉난방기 등에 적용이 가능하며, 고속철도 분야에서는 차량 플로어(floor), 도어 라이닝 어셈블리(door lineing assy), 기지 및 노선 방음벽공사, 차음벽, 터널 방음흡음 등에 적용이 가능하며, 선박제조 분야에서는 엔진 룸의 외벽공사, 엔진룸 상당 철판 재진 플로어 등에도 적용이 가능하며, 그 외에도 소음과 진동의 차단을 필요로 하는 곳이라면 다양하게 적용 가능한 것이다.

석유화학제품의 발포성형 기술은 PP, PET 등의 플라스틱 원료에 발포제(EVA계열)를 일정비율로 혼합하여 특정온도(80~100℃)의 제조라인에서 발포 성형하여 압출 또는 사출 성형하여 발포제품을 제조하는 것이 일반적이었으나, 이러한 제조과정에서 생산된 발포 제품은 그 제품의 두께 및 형상이 획일적으로 제진성능을 위한 발포 성형이 아닌 경량화 목적으로 둔 것이어서 그 제품이 적용된 차량이나 가전제품의 조립과정에서 추가 열간 작업 시 발포 성능이 발생하지 않고 발포된 조직(셀)이 파괴되어 그 본연의 기능을 하지 못한다는 문제점이 있었다.

또한, 발포제품의 제조라인에서 발생한 스크랩 등과 같은 폐기물에 대한 처리 시 이에 따른 비용이 발생하며, 또한 이를 처리하기 위하여 연소나 가열 공정에서 발생하는 스크랩의 유독가스 등 환경에 악영향을 주며 이에 따른 경제적 손실 및 천연 자원의 낭비와 더불어 재활용 제품의 품질 저하되는 문제점이 있었다.

한편 이러한 문제점을 해소하기 위하여 본 출원인은 특허출원 제200 5-0007090호로 하여 아스팔트 시트가 생산과정에서 발포된 상태가 아니라 후 공정인 상기 아스팔트 시트가 적용된 차량이나 가전제품의 조립과정에서 설치되어 도장라인과 같은 열처리 과정에서 발포되도록 한 발포 아스팔트 시트 제조 방법을 창안한 바 있었으나, 이 방법에 의하여 제조된 발포 아스팔트 시트는 비중이 1.6 이상으로 되어 차량이나 가전제품의 조립과정에서 부착될 경우 제품의 중량을 증가시키는 요인이 되어 수요자로 하여금 보다 경량화된 발포 아스팔트 시트가 요구되어 왔다.

또한, 상기 발포 아스발트 시트 제품은 자체적으로 점착성이 적어 차량이나 전자제품의 경사면에 적용시킬 경우 초기 고정이 잘 되지 않는 문제점이 있어 이를 보완할 필요성이 대두되었다.

본 발명은 위와 같은 문제점들을 해소하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명은, 차량이나 가전제품에서 엔진이나 모터 등의 진동 또는 소음을 저감하기 위하여 사용되는 발포 아스팔트 시트 제조 방법에 있어서, 상기 아스팔트 시트를 생산과정에서 발포시키지 아니하고 후 공정인 상기 아스팔트 시트가 적용된 차량이나 가전제품 등의 조립과정에서 설치되어 도장라인 등과 같은 가열공정에서 발포되도록 한 발포 아스팔트 시트를 제조하는 방법을 제공하되, 상기 발포 아스팔트 시트를 경량화하기 위하여 경량소재를 제조공정 과정에서 혼합하여 그 비중을 1.2 이하(0.8-1.2)로 낮추어 상기 발포 아스팔트 시트가 부착되는 자동차의 차량의 경량화와 전자제품의 적용시 완제품의 중량 절감을 통하여 경쟁력을 제고할 수 있는 경량 발포 아스팔트 시트 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 차량이나 전자제품 등의 조립과정에서 상기 발포 아스팔트 시트가 요구되는 위치가 어디든지 간에 용이하게 고정되도록 점착기능을 부여하여 상기 경량 발포 아스팔트 시트가 차량이나 전자제품 등의 조립과정에서 용이하게 설치될 수 있도록 하는 경량 발포 아스팔트 시트 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 경량 발포 아스팔트 시트 제조방법은, 브로운 아스팔트와 탄산칼슘을 배합하여 용융 가열 교반하는 제1 단계와, 셀룰로우스 또는 종이를 추가 투입하여 가열 교반하는 제2 단계와, 발포제와 분산재가 혼합된 발포 혼합물과 경량소재를 추가 투입하여 가열 교반하는 제3 단계와, 상기 제3 단계에서 조성된 혼합물을 압출하는 제4 단계와, 상기 압출된 혼합물을 로울러에 의하여 판 형상의 시트로 성형하는 제5 단계와, 상기 판 형상의 시트를 물과 표면처리제가 혼합된 탈크 수조에 통과시켜 물로 냉각함과 동시에 표면처리제가 상기 판 형상의 시트 표면에 부착되게 하는 표면처리를 행하는 제6 단계와, 상기 표면 처리된 판 형상의 시트를 건조한 뒤 그 일면에 점착제가 도포된 이형지를 상기 판 형상의 시트에 부착하는 제7 단계와, 상기 제7 단계에서 이형지가 부착된 판형상의 시트를 일정 크기로 성형 제작하는 제8 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 제8 단계의 성형 제작 과정에서 발생된 스크랩을 상기 제3 단계에서 발포 혼합물 및 경량소재와 함께 투입하거나 상기 스크랩에서 이형지를 상기 시트로부터 이탈시켜 시트만으로 형성된 스크랩을 상기 제3 단계에서 발포 혼합물 및 경량소재와 함께 투입하여 제4 단계 내지 제8 단계 과정을 거쳐 경량 발포 아스팔트 시트를 제조하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 경량소재가 중공의 구체로 된 미분말로 하되, 그 비중이 0.1-0.7로 된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 제3 단계에서 발포 혼합물 및 경량소재와 배합비율은 발포 혼합물 및 경량소재의 혼합물을 중량비를 100%로 하였을 때 발포혼합물은 75-90%로 하고 경량소재는 10~25%로 하되, 상기 발포 혼합물은 발포제와 분산제를 2:1~4:1로 혼합한 것으로 하고, 상기 경량소재는 실리카(이산화규소)와 알루미나를 주성분으로 하는 중공 구체로 된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 상기 방법들에 의하여 제조된 경량 발포 아스팔트 시트인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 발포 아스팔트 시트 제조방법에 의하여 제조된 발포 아스팔트 시트는 그 시트의 제조 과정에서 발포시키지 아니하고 후 공정인 상기 발포 아스팔트 시트가 적용된 차량이나 가전제품의 조립과정에서 설치되어 도장라인과 같은 열처리 제조과정에서 발포되도록 함으로써, 차량이나 가전제품의 내면에 강하게 밀착되어 자체 중량에는 크게 영향을 주지 않으면서 강한 충격이나 롤링에도 박리되기나 균열됨이 없이 강력한 보강, 제진 및 방음을 할 수 있는 것과 함께 시트의 비중을 종래 1.6에서 0.8-1.2로 낮추게 됨으로서 경량화를 통하여 발포 아스팔트 시트가 부착되는 자동차의 차량의 경량화와 전자제품의 적용시 완제품의 중량 절감을 통하여 경쟁력을 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 발포 아스팔트 시트의 일면에 점착제가 도포된 이형지를 부착하여 상기 발포 아스팔트 시트의 점착력를 부가함으로써 상기 발포 아스팔트 시트가 적용된 차량이나 가전제품의 조립과정에서 설치하고자 할 때 도장라인과 같은 열처리 제조과정에서 열융착되기 전까지 수평면이 아닌 경사면에서도 고정이 용이하게 되는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 경량 발포 아스팔트 시트 제조방법의 흐름도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 경량 발포 아스팔트 시트 제조방법은, 브로운 아스팔트와 탄산칼슘을 용융 가열 배합하는 단계(100)와, 셀룰로우스 또는 신문지 등과 같은 종이를 추가 투입하여 가열 배합하는 단계(200)와, 발포 혼합물 및 경량소재를 추가 투입하여 가열 배합하는 단계(300)와, 상기 단계(300)에서 조성된 혼합물을 압출하는 단계(400)와, 상기 압출된 혼합물을 로울러에 의하여 판 형상의 시트로 성형하는 단계(500)와, 상기 시트를 물로 냉각함과 동시에 표면처리를 하는 단계(600)와, 상기 표면 처리된 판 형상의 시트를 건조로에 통과시켜 건조한 뒤 그 일면에 점착제가 도포된 이형지를 상기 판 형상의 시트에 부착하는 단계(700)와, 상기 이형지가 부착된 판 형상의 시트를 일정 크기로 성형 제작하는 단계(800)로 이루어져 있다.

상기 단계(800)에서 판 형상의 시트를 일정 크기로 성형 제작하는 과정에서 발생한 스크랩은 재활용하기 위하여 상기 단계(300)인 발포혼합물의 투입과 함께 배합과정에서 다시 투입되어 재활용된다.

상기 각 단계를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 단계(100)는 브로운 아스팔트와 탄산칼슘(CacO3)을 용융 가열 배합하는 단계로서, 상기 브로운 아스팔트는 그 구성비가 5wt%이하일 경우 구성물 자체의 혼합성에 문제가 있고, 45wt%이상일 경우 차량이나 가전제품 등의 제조과정에서의 도 장 공정 등의 가열공정에서 흘러내림 및 제품의 형성에 문제가 있으므로 그 구성비가 5~45wt%가 적합하고, 상기 탄산칼슘은 일반 퇴적암의 분말 상태로 일정크기 통상 150메시~450메시까지 사용하며 그 구성비는 30~60wt%을 사용함이 바람직하다. 또한, 브로운 아스팔트와 탄산칼슘이 보다 혼합이 잘 되기 위하여 상기 브로운 아스팔트가 용융을 유지하는 온도는 130~190℃를 유지하여 약 5-20분 정도로 니더(Kneader)와 같은 통상의 혼합기를 이용하여 균일하게 혼련 교반시킨다.

상기 단계(200)는 셀룰로우스(Cellulose) 또는 신문지등과 같은 종이를 잘게 잘라 추가 투입하여 상기 혼합기에 의하여 가열 교반하는 단계로서, 상기 셀룰로우스는 그 자체의 발포성능이 있지 않지만 미세선상으로 되어 있으므로 평상시 시트의 취급시에나 시트를 차량에 장착 후 어떤 충격에 의해 발생할 수 있는 크랙(Crack)을 방지할 수 있는 작용을 한다. 그 구성비는 10~45%wt%가 적당하며 그 이하일 경우 발포성능에 도움을 주지 못하며 그 이상이면 제품의 발포 시 크랙 등을 유발 할 수 있으며 혼합 작업 시 균일한 조성물을 구성하기 힘들다. 상기 셀룰로우스 대신에 이와 유사기능을 갖는 소재로서 분쇄된 신문지 또는 폐지 등과 같은 종이를 분쇄하여 배합하거나 분쇄되지 않은 신문지 또는 폐지를 그대로 혼합하여도 무방하다.

상기 단계(300)는 발포 혼합물 및 경량소재를 추가 투입하여 상기 혼합기에서 가열 교반하는 단계로서, 상기 발포 혼합물은 발포제와 분산재가 혼합된 것이며, 상기 발포재와 분산재는 일반적으로 알려진 것으로 사용하면 되나, 상기 발포재는 아조디카본아미드 (Azodicarbonamide)의 조합물 등을 사용할 수 있고. 상기 분산재는 우리아(urea) 계열 등의 것으로 사용할 수 있다.

상기 경량소재는 실리카(이산화 규소) 및 알루미나를 주성분으로 하는 중공의 구(球)체로 되고 그 크기가 일정크기 80메시~400메시 정도의 미분말(micro shell)로서, 이 경량 소재는 유동성이 높아 분산력이 높고 화학적으로 안정하여 산, 알칼리에 반응이 없으며, 수성, 유성에도 적용이 가능하며 비표면적이 낮은 구상으로 되어 있어 그 비중이 0.1-0.7로 될 수 있다.

상기 발포 혼합물에 있어서 상기 발포제와 분산재의 혼합 구성 비율은 2:1~ 4:1을 유지하는 것이 좋고, 상기 발포 혼합물의 구성비는 발포배율(100%~450%)에 따라 투입되어야 하는데, 3wt% 이하이면 발포성능이 전혀 발생하지 않으며 25wt%이상이면 시트 제조과정에서 발포되는 현상이 발생하게 되므로 3~25wt%로 하는 것이 적합하다.

또한, 상기 발포 혼합물 및 경량소재와 배합비율은 발포 혼합물 및 경량소재의 혼합물의 중량비를 100%로 하였을 때 상기 발포혼합물을 75%이하로 하고 경량소재를 25%이상으로 하였을 경우 발포 성능이 현저하게 떨어져 발포 아스팔트 시트로서의 기능을 상실하고, 상기 발포혼합물을 90%이상으로 하고 경량소재를 10%이하로 하였을 경우 발포 아스팔트 시트의 비중이 1,2를 초과하여 경량화를 할 수 없게 되는 것이므로, 상기 발포 혼합물 및 경량소재와 배합비율은 발포혼합물이 75-90%로 하고 경량소재가 10~25%로 하는 것이 바람직하다.

또한 상기 발포 혼합물 및 경량소재의 투입시기는 상기 단계(100) 및 단계(200)을 거친 뒤 상기 단계(100)로부터 배합이 시작된 시점으로부터 30분~4시간 이상 지난 후 투입하는 것이 바람직하다, 상기 발포 혼합물의 투입시기 및 배합 비율에 따라 배합 과정에서 발포되는 현상이 발생할 수 있으므로 상당한 주의를 요한다.

상기 단계(400)는 상기 단계(300)에서 조성된 혼합물을 압출하는 단계로서, 상기 혼합물을 배합하는 혼합기의 하단에 스크류 등으로 구성된 압출기를 통하여 상기 혼합물을 외부로 압출하는 과정이다.

상기 단계(500)는 상기 압출된 혼합물을 로울러에 의하여 판 형상의 시트로 성형하는 단계로서, 비록 구간은 짧지만 공기로서 냉각되면서 로울러에 의하여 판 형상의 시트가 성형된다.

상기 단계(600)는 상기 시트를 물로 냉각함과 동시에 표면처리를 하는 단계로서, 상기 로울러에 의하여 판 형상으로 성형된 시트가 탈크 수조를 통과하는 과정이다. 상기 탈크 수조는 물과 표면 처리제를 혼합한 것을 수용하고 있는 것이며, 물과 표면 처리제를 일정 비율로 혼합한 후 압축공기에 의하여 연속적으로 희석하여 일정한 혼합비를 유지하도록 한 것으로 상기 판형상의 시트가 상기 탈크 수조를 통과하면 냉각과 동시에 표면처리도 동시에 함으로써 시트 표면에 점착력을 제거할 수 있어 시트를 적층하였을 때 다른 시트와 점착되는 현상을 방지할 수 있다.

상기 단계(700)는 상기 표면 처리된 판 형상의 시트를 건조로에 통과시켜 건조한 뒤 그 일면에 점착제가 도포된 이형지를 상기 판 형상의 시트에 부착하는 단계로서, 상기 시트에서 상기 점착제가 도포된 이형지가 부착된 일면은 상기 이형지를 시트로부터 때어 내었을 때 이형지에 도포된 점착제가 시트의 일면에 도포되게 되어 자체 점착력을 가지게 되므로 자동차나 가전제품의 제조과정에서 경사면에도 용이하게 부착할 수 있게 된다. 상기 점착제는 수용성이나 유용성 중 어느 것을 사용하여도 좋다.

상기 단계(800)는 상기 이형지가 부착된 판 형상의 시트를 일정 크기로 성형 제작하는 단계로서, 자동차나 가전제품에 적용될 수 있도록 구매자가 원하는 형상으로 성형 제작하는 과정으로 커터 등에 의하여 원하는 형상으로 제작한다. 이 과정에서 상기 시트가 특정 형상으로 성형되어 남는 부분인 스크랩이 발생하게 된다.

상기 단계(800)에서 판 형상의 시트를 일정 크기로 성형 제작하는 과정에서 발생한 스크랩은 재활용하기 위하여 상기 단계(300)인 발포혼합물과 경량소재의 투입과 함께 배합과정에서 다시 투입되어 재활용된다(단계 900).

상기 스크랩을 상기 발포혼합물과 경량소재의 투입과 함께 배합과정에서 투입하는 경우 그 일면에 이형지가 부착된 상태로 투입하여도 무방하고, 상기 이형지를 상기 시트로부터 이탈시켜 시트만으로 형성된 스크랩을 투입하여도 좋다. 상기 그 일면에 이형지가 부착된 상태의 스크랩을 투입하는 경우 이형지가 셀룰로우스 또는 종이와 동일 유사한 기능을 수행하는 것이므로, 상기 단계(200)에서 투입되는 셀룰로우스 또는 종이의 투입량을 감량하면 된다.

상기와 같은 방법으로 제조된 시트는 제진 및 방음 성능이 저하하지 않으면서도 그 비중이 0.8-1.2를 유지되어 경량화가 가능한 것이다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 아래의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 경량 발포 아스팔트 시트 제조방법의 흐름도

Claims (6)

1. 브로운 아스팔트와 탄산칼슘을 배합하여 용융 가열 교반하는 제1 단계와,

   셀룰로우스 또는 종이를 추가 투입하여 가열 교반하는 제2 단계와,

   발포제와 분산재가 혼합된 발포 혼합물과 경량소재를 추가 투입하여 가열 교반하는 제3 단계와,

   상기 제3 단계에서 조성된 혼합물을 압출하는 제4 단계와,

   상기 압출된 혼합물을 로울러에 의하여 판 형상의 시트로 성형하는 제5 단계와,

   상기 판 형상의 시트를 물과 표면처리제가 혼합된 탈크 수조에 통과시켜 물로 냉각함과 동시에 표면처리제가 상기 판 형상의 시트 표면에 부착되게 하는 표면처리를 행하는 제6 단계와,

   상기 표면 처리된 판 형상의 시트를 건조한 뒤 그 일면에 점착제가 도포된 이형지를 상기 판 형상의 시트에 부착하는 제7 단계와,

   상기 제7 단계에서 이형지가 부착된 판형상의 시트를 일정 크기로 성형 제작하는 제8 단계

   로 이루어진 것을 특징으로 하는 경량 발포 아스팔트 시트 제조방법.
2. 제1 항에 있어서,

   제8 단계의 성형 제작 과정에서 발생된 스크랩을 상기 제3 단계에서 발포 혼합물 및 경량소재와 함께 투입하여 제4 단계 내지 제8 단계 과정을 거쳐 경량 발 포 아스팔트 시트를 제조하는 것을 특징으로 하는 경량 발포 아스팔트 시트 제조방법.
3. 제2 항에 있어서,

   상기 스크랩에서 이형지를 상기 시트로부터 이탈시켜 시트만으로 형성된 스크랩을 상기 제3 단계에서 발포 혼합물 및 경량소재와 함께 투입하여 제4 단계 내지 제8 단계를 거쳐 경량 발포 아스팔트 시트를 제조하는 것을 특징으로 하는 경량 발포 아스팔트 시트 제조방법.
4. 제1 항에 있어서,

   상기 경량소재는 중공의 구체로 된 미분말로 하되, 그 비중이 0.1-0.7로 된 것을 특징으로 하는 경량 발포 아스팔트 시트 제조방법.
5. 제4 항에 있어서,

   상기 제3 단계에서 발포 혼합물 및 경량소재와 배합비율은 발포 혼합물 및 경량소재의 혼합물의 중량비를 100%로 하였을 때 발포혼합물은 75-90%로 하고 경량소재는 10~25%로 하되, 상기 발포 혼합물은 발포제와 분산제를 2:1~4:1로 혼합한 것으로 하고, 상기 경량소재는 실리카(이산화규소)와 알루미나를 주성분으로 하는 중공 구체로 된 것을 특징으로 하는 경량 발포 아스팔트 시트 제조방법.
6. 제1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법에 의하여 제조된 경량 발포 아스팔트 시트.

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