KR101591916B1 - 열가소성 탄성체 조성물 및 이를 이용하여 제조된 그로밋 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열가소성 탄성체 조성물 및 이를 이용하여 제조된 그로밋에 관한 것이다.
본 발명은 이를 위해 열가소성 탄성체(TPE; Thermo Plastic Elastomer) 조성물이, 부탄다이올 메틸렌비스 폴리머(Butanediol-Methylenebis polymer)와, 해비 파라피닉 오일(Heavy Paraffinic Oil)과, SEBS(Styrene Ethylene Butylene Styrene)(내충격보강재) Copolymer(코폴리머)와, 탈크(Talc) 및 펜타에리스리톨 테트라키스(Pentaerythritol tetrakis)가 포함된다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 고객이 요구하는 고무의 물리적 성질(예: 고유연성, 고탄성, 고신장성 등)을 만족하고, 스크랩의 100% 재생이 가능한 친환경 재료여서 원가절감에 기여하고, 낮은 비중으로 경량화 제품 생산이 가능함과 아울러 연료절감 효과도 기여하고, 이로 인해 그로밋 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.

Description

열가소성 탄성체 조성물 및 이를 이용하여 제조된 그로밋{thermo plastic elastomer composition and Prepared using this grommet}

본 발명은 열가소성 탄성체(TPE; Thermo Plastic Elastomer) 조성물 및 이를 이용하여 제조된 그로밋에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고객이 요구하는 고무의 물리적 성질(예: 고유연성, 고탄성, 고신장성 등)을 만족하고, 스크랩의 100% 재생이 가능한 친환경 재료여서 원가절감에 기여하고, 낮은 비중으로 경량화 제품 생산이 가능함과 아울러 연료절감 효과도 기여하고, 이로 인해 그로밋 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.

주지하다시피 그로밋(grommet)은 차체의 판넬 부위에 관통되는 전선을 보호하기 위하여 장착되며 소음 및 수분 유입을 차단하는 제품이다.

상기한 그로밋을 제작하기 위한 종래 기술은 고무 일종인 EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer)(에틸렌 프로필렌 고무) 원료로 제작하였다.

즉, 상기 EPDM 고무는 플라스틱과는 다르게 고유연성, 고탄성, 고신장성 등의 특징을 갖지만 고무 재료를 가공하기 위해서는 복잡한 공정들을 거쳐야 하며 한 번 성형되면 재사용이 불가능하다는 문제점이 있었다.

특히 상기 종래 기술은 도 1 에 도시된 바와 같이 원재료입고→배합→로울러→숙성→시험→제단→가황→검사/포장의 총 8개의 공정으로 이루어지게 되어 공정이 매우 복잡하고 이로 인해 원가상승과 생산성이 저하되는 커다란 문제점이 발생 되었다.

또한 상기 종래 기술은 재료의 보관이 15일로 매우 짧고, 상대적으로 높은 비중(1.2)으로 무겁고, 제조시 다량의 스크랩이 발생하고, 악취 및 과도한 열이 발생함과 아울러 상대적으로 짧은 수명(10만 shot)이 문제점으로 지적되었다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 아래와 같은 선행기술 문헌이 개발되었으나, 전술한 문제점들을 해결하지 못하는 문제점이 여전히 남아 있다.

대한민국 등록특허 제0846996호(2008. 07. 10)(열가소성 탄성체 조성물 및 이의 제조방법 그리고 이를이용하여 제조된 그로메트)가 등록된바 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 원재료의 배합, 숙성, 재단 등이 필요 없이 그로밋을 제조할 수 있도록 한 열가소성 탄성체(TPE; Thermo Plastic Elastomer) 조성물이 구비됨을 제1목적으로 한 것이고, 상기한 기술적 구성에 의한 본 발명의 제2목적은 고객이 요구하는 고무의 물리적 성질(예: 고유연성, 고탄성, 고신장성 등)을 만족시킬 수 있도록 한 것이고, 제3목적은 제조시 스크랩 발생이 없는 동시에 스크랩의 100% 재생이 가능한 친환경 재료여서 원가절감에 기여할 수 있도록 한 것이며, 제4목적은 낮은 비중으로 경량화 제품 생산이 가능하도록 한 것이고, 제5목적은 경량화로 인해 연료절감 효과도 기여할 수 있도록 한 것이며, 제6목적은 원재료입고→시험→사출→검사/포장의 총 4개의 공정으로 이루어지게 되어 공정이 매우 간단하고 이로 인해 원가절감과 생산성이 향상되는 효과를 기대할 수 있도록 한 것이며, 제7목적은 재료의 보관이 6개월로 매우 길다는 장정이 있고, 제8목적은 상대적으로 낮은 비중(0.9)으로 가볍고, 제9목적은 악취 및 과도한 열이 발생지 않아 작업환경을 개선시킬 수 있도록 한 것이며, 제10목적은 상대적으로 긴 수명(30만 shot)이 유지되도록 한 것이며, 제11목적은 이로 인해 그로밋 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 열가소성 탄성체 조성물 및 이를 이용하여 제조된 그로밋을 제공한다.

이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 열가소성 탄성체(TPE; Thermo Plastic Elastomer) 조성물이, 부탄다이올 메틸렌비스 폴리머(Butanediol-Methylenebis polymer)와, 해비 파라피닉 오일(Heavy Paraffinic Oil)과, SEBS(Styrene Ethylene Butylene Styrene)(내충격보강재) Copolymer(코폴리머)와, 탈크(Talc) 및 펜타에리스리톨 테트라키스(Pentaerythritol tetrakis)가 포함됨을 특징으로 하는 열가소성 탄성체 조성물을 제공한다.

또한 본 발명은 열가소성 탄성체(TPE; Thermo Plastic Elastomer) 조성물이, SEBS(Styrene Ethylene Butylene Styrene)(내충격보강재) Copolymer(코폴리머)와, 미네랄 오일(Mineral Oil)과, 폴리프로필렌(Polypropylene)과, 쿠마론 인덴수지(Coumarone Indene resin) 및 펜타에리스리톨 테트라키스(Pentaerythritol tetrakis)가 포함됨을 특징으로 하는 열가소성 탄성체 조성물을 제공한다.

상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 원재료의 배합, 숙성, 재단 등이 필요 없이 그로밋을 제조할 수 있도록 한 열가소성 탄성체(TPE; Thermo Plastic Elastomer) 조성물이 구비되도록 한 것이다.

상기한 기술적 구성에 의한 본 발명은 고객이 요구하는 고무의 물리적 성질(예: 고유연성, 고탄성, 고신장성 등)을 만족시킬 수 있도록 한 것이다.

또한 본 발명은 제조시 스크랩 발생이 없는 동시에 스크랩의 100% 재생이 가능한 친환경 재료여서 원가절감에 기여할 수 있도록 한 것이다.

그리고 본 발명은 낮은 비중으로 경량화 제품 생산이 가능하도록 한 것이다.

또한 본 발명은 경량화로 인해 연료절감 효과도 기여할 수 있도록 한 것이다.

또한 본 발명은 원재료입고→시험→사출→검사/포장의 총 4개의 공정으로 이루어지게 되어 공정이 매우 간단하고 이로 인해 원가절감과 생산성이 향상되는 효과를 기대할 수 있도록 한 것이다.

또한 본 발명은 재료의 보관이 6개월로 매우 길다는 장정이 있다.

또한 본 발명은 상대적으로 낮은 비중(0.9)으로 가볍다는 장점이 있다.

아울러 본 발명은 악취 및 과도한 열이 발생지 않아 작업환경을 개선시킬 수 있도록 한 것이다.

더하여 본 발명은 상대적으로 긴 수명(30만 shot)이 유지되도록 한 것이다.

본 발명은 상기한 효과로 인해 그로밋 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.

이하에서는 이러한 효과 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 종래 EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer) 제조 공정도.
도 2 는 본 발명에 적용된 열가소성 탄성체(TPE; Thermo Plastic Elastomer)
조성물을 이용한 그로밋 제조 공정도.

본 발명에 적용된 열가소성 탄성체 조성물 및 이를 이용하여 제조된 그로밋은 도 2 에 도시된 바와 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 것이다.

본 발명은 제1실시예와 제2실시예로 구성된다.

먼저, 제1실시예는 다음과 같이 구성된다.

열가소성 탄성체(TPE; Thermo Plastic Elastomer) 조성물이,
부탄다이올(Butanediol) 메틸렌비스(Methylenebis) 폴리머(polymer);
해비 파라피닉 오일(Heavy Paraffinic Oil);
SEBS(Styrene Ethylene Butylene Styrene)(내충격보강재) Copolymer(코폴리머);
탈크(Talc); 및
펜타에리스리톨(Pentaerythritol) 테트라키스(tetrakis);가 포함된 열가소성 탄성체 조성물을 제공한다.
이때 상기 부탄다이올(Butanediol) 메틸렌비스(Methylenebis) 폴리머(polymer)는 40∼52중량%,
해비 파라피닉 오일(Heavy Paraffinic Oil)은 27∼30중량%,
SEBS(Styrene Ethylene Butylene Styrene)(내충격보강재) Copolymer(코폴리머)는 13∼16중량%,
탈크(Talc)는 7∼10중량%, 및
펜타에리스리톨(Pentaerythritol) 테트라키스(tetrakis)는 1∼4중량%가 포함된다.

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본 발명은 상기 제1실시예의 열가소성 탄성체 조성물을 사출성형기에 투입한 후 냉각시켜 제조된 그로밋을 제공한다.

또한 본 발명의 제2실시예는 다음과 같이 구성된다.

열가소성 탄성체(TPE; Thermo Plastic Elastomer) 조성물이,

SEBS(Styrene Ethylene Butylene Styrene)(내충격보강재) Copolymer(코폴리머)와, 미네랄 오일(Mineral Oil)과, 폴리프로필렌(Polypropylene)과, 쿠마론 인덴수지(Coumarone Indene resin) 및 펜타에리스리톨(Pentaerythritol) 테트라키스(tetrakis)가 포함된다.

이때 상기 SEBS(Styrene Ethylene Butylene Styrene)(내충격보강재) Copolymer(코폴리머)는 35∼47중량%, 미네랄 오일(Mineral Oil)은 32∼35중량%, 폴리프로필렌(Polypropylene)은 13∼16중량%, 쿠마론 인덴수지(Coumarone Indene resin)는 7∼10중량%, 펜타에리스리톨(Pentaerythritol) 테트라키스(tetrakis)는 1∼4중량%가 포함된다.

본 발명은 상기 제2실시예의 열가소성 탄성체 조성물을 사출성형기에 투입한 후 냉각시켜 제조된 그로밋을 제공한다.

상기 본 발명에 적용된 부탄다이올은 보습제, 용제, 접착제 용도로 사용되고, 메틸렌비스는 경화제, 에폭시, 산화방지제 원료로 사용되고, 탈크(Talc)는 보온용 내화재 용도로 사용된다.

그리고 미네랄 오일(Mineral Oil)은 용제로 사용되고, 쿠마론 인덴수지(Coumarone Indene resin)는 도료·인쇄잉크 등의 제조에 사용된다.

특히 상기 본 발명 제1, 2실시예에 구성된 SEBS(Styrene-Ethylene/utylene-styrene)는 고성능 스타이렌 열가소성 탄성체 (Styrenic Thermoplastic Elastomer; Styrenic-TPEs)의 일종으로 상온에서는 탄성 특성을 가지며, 고온에서는 소성변형이 가능하여 플라스틱 가공기로 성형할 수 있는 고분자 재료이다.

한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.

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 열가소성 탄성체 조성물 및 이를 이용하여 제조된 그로밋의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

우선, 본 발명은 고객이 요구하는 고무의 물리적 성질(예: 고유연성, 고탄성, 고신장성 등)을 만족하고, 스크랩의 100% 재생이 가능한 친환경 재료여서 원가절감에 기여하고, 낮은 비중으로 경량화 제품 생산이 가능함과 아울러 연료절감 효과도 기여할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명은 도 2 에 도시된 바와 같이 원재료의 배합, 숙성, 재단 등이 필요 없이 그로밋을 제조할 수 있도록 한 열가소성 탄성체(TPE; Thermo Plastic Elastomer) 조성물이 구비되도록 한 것이다.

상기한 기술적 구성인 열가소성 탄성체 조성물에 의한 본 발명은 고객이 요구하는 고무의 물리적 성질(예: 고유연성, 고탄성, 고신장성 등)을 만족시킬 수 있도록 한 것이다.

또한 본 발명의 공정 제조시에는 스크랩 발생이 없는 동시에 스크랩의 100% 재생이 가능한 친환경 재료여서 원가절감에 기여할 수 있도록 한 것이다.

그러나 종래 기술은 공정 제조시에 제품의 5%정도인 다량의 스크랩이 발생하여 원가절감을 기대할 수 없게 된다.

또한 본 발명은 원재료입고→시험→사출→검사/포장의 총 4개의 공정으로 이루어지게 되어 공정이 매우 간단하고 이로 인해 원가절감과 생산성이 향상되는 효과를 기대할 수 있도록 한 것이다.

그러나 종래 기술은 배합 고무에 요구되는 다수의 공정(8공정)(도1)이 소요되는 문제점이 있다.

또한 본 발명은 재료의 보관이 종래 기술(15일)에 비해 상대적으로 6개월로 매우 길다는 장정이 있다.

또한 본 발명은 상대적으로 낮은 비중(0.9)으로 가볍다는 장점이 있다.

즉, 종래 기술 EPDM 그로밋과 본 발명 TPE 그로밋의 중량은 아래 표1과 같다.

구분	단위	EPDM (종래기술)	TPE (본 발명)	차이
비중	-	1.2	0.9	0.3
패싱 그로밋 1개	g	35.0	26.3	8.7
FRT DR 그로밋 1개	g	70.0	52.5	17.5
자동차 1대 적용 시		5.0	3.8	1.2

상기와 같이 본 발명은 낮은 비중으로 경량화 제품 생산이 가능하도록 한 것이나, 종래 기술은 상대적으로 높은 비중(1.2)으로 경량화 제품을 생산하지 못하게 된다.

또한 본 발명은 경량화로 인해 연료절감 효과도 기여할 수 있도록 한 것이다.

아울러 본 발명은 냉각 사출 방식으로 악취 및 과도한 열이 발생지 않아 작업환경을 개선시킬 수 있도록 한 것이나, 종래 기술은 고열의 유압 프레스 방식으로 악취발생 및 과도한 열이 발생하게 된다.

더하여 본 발명은 종래 금형 기술(30만 shot)에 비해 상대적으로 긴 수명(30만 shot)이 유지되도록 한 것이다.

한편, 종래 기술 EPDM 그로밋과 본 발명 TPE 그로밋의 제품 두께에 의한 냉각시간 지연 최소화 연구 결과는 아래 표2와 같다.

구분	EPDM 그로밋 (종래기술)	TPE 그로밋 (본 발명)
제조 방식	열과 압력을 이용한 가황 방식	원재료의 냉각을 통한 사출 방식
제품 두께 설계 시 고려사항	EPDM을 원재료로 하는 그로밋은 제품의 일정두께 만족 시 성형이 가능하다.	TPE를 원재료로 하는 그로밋은 두께를 최소화하여 설계, 제품 구현이 가능하다.
제품두께 비교
필요 성형 시간	300sec/1 shot	60sec/1 shot

또 한편, 종래 기술 EPDM 그로밋과 본 발명 TPE 그로밋의 제품 취출시 발생할 수 있는 문제점 및 설계 반영 연구 결과는 아래 표3과 같다.

모델	형상	치수	비고
EPDM 그로밋 (종래기술)			주름관에 걸려 제품이 늘어날 수 있음
TPE 그로밋 (본 발명)			주름관 높이를 최소화하여 제품 탈거에 용이하도록 설계

본 발명은 상기한 효과로 인해 그로밋 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.

본 발명 열가소성 탄성체 조성물 및 이를 이용하여 제조된 그로밋의 기술적 사상은 실제로 동일결과를 반복 실시 가능한 것으로, 특히 이와 같은 본원발명을 실시함으로써 기술발전을 촉진하여 산업발전에 이바지할 수 있어 보호할 가치가 충분히 있다.

Claims (6)

1. 열가소성 탄성체(TPE; Thermo Plastic Elastomer) 조성물이,
   부탄다이올(Butanediol) 메틸렌비스(Methylenebis) 폴리머(polymer);
   해비 파라피닉 오일(Heavy Paraffinic Oil);
   SEBS(Styrene Ethylene Butylene Styrene)(내충격보강재) Copolymer(코폴리머);
   탈크(Talc); 및
   펜타에리스리톨(Pentaerythritol) 테트라키스(tetrakis);가 포함됨을 특징으로 하는 열가소성 탄성체 조성물.
   
2. 청구항 1 에 있어서,
   상기 부탄다이올(Butanediol) 메틸렌비스(Methylenebis) 폴리머(polymer)는 40∼52중량%,
   해비 파라피닉 오일(Heavy Paraffinic Oil)은 27∼30중량%,
   SEBS(Styrene Ethylene Butylene Styrene)(내충격보강재) Copolymer(코폴리머)는 13∼16중량%,
   탈크(Talc)는 7∼10중량%, 및
   펜타에리스리톨(Pentaerythritol) 테트라키스(tetrakis)는 1∼4중량%가 포함됨을 특징으로 하는 열가소성 탄성체 조성물.
   
3. 청구항 1 또는 2 의 열가소성 탄성체 조성물을 사출성형기에 투입한 후 냉각시켜 제조된 그로밋.
   
4. 삭제
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