KR20040002076A - 웨더스트립용 고무 발포 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발포형 캡슐을 포함하는 차량 바디에 적용하는 웨더스트립(W/STRIP)용 고무 발포 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내열성, 내오존성 및 저온성의 특성을 가지는 단량체로 구성되는 이피디엠 폴리머 고무에 마이크로 캡슐형의 2 종의 하이드로 카본을 발포체로 사용하고, 또한 카본블랙과 노화방지제의 함량을 증가시킴으로써 일정한 크기의 균일한 발포가 가능하여 초기의 일정한 실링 성능 유지가 가능하고 종래 웨더스트립을 장기간 사용하였을 경우 문제시되던 W/STRIP의 영구변형에 의해 발생하는 풍절음(WIND NOISE) 발생현상을 감소시키고 물성을 크게 향상시킨 웨더스트립용 고무 발포 조성물에 관한 것이다.

Description

웨더스트립용 고무 발포 조성물{Resin foam Composition for weather strip}
본 발명은 발포형 캡슐을 포함하는 차량 바디에 적용하는 웨더스트립(W/STRIP)용 고무 발포 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내열성, 내오존성 및 저온성의 특성을 가지는 단량체로 구성되는 이피디엠 폴리머 고무에 마이크로 캡슐형의 2 종의 하이드로 카본을 발포체로 사용하고, 또한 카본블랙과 노화방지제의 함량을 증가시킴으로써 일정한 크기의 균일한 발포가 가능하여 초기의 일정한 실링 성능 유지가 가능하고 종래 웨더스트립을 장기간 사용하였을 경우 문제시되던 W/STRIP의 영구변형에 의해 발생하는 풍절음(WIND NOISE) 발생현상을 감소시키고 물성을 크게 향상시킨 웨더스트립용 고무 발포 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 사용되는 웨더스트립(W/STRIP)용 고무 발포 조성물은 다층 구조를 이루고 있는 것이 많으며, 대개 3층 구조를 이루는 형태를 하고 있다. 3층 구조로 이루어진 웨더스트립(W/STRIP) 발포 조성물로서 예를 들면, 상기 3층 구조의 웨더스트립(W/STRIP) 구조는 일반적으로 첨부 도면 도 1에 나타낸 것과 같이, 외면의 EPDM고무 솔리드(SOILD)층, 내면의 EPDM 고무 발포층 및 중간의 스틸(STEEL)심 등으로 이루어진 구조로 이루어져 있다. 상기 중간의 발포층에 의해 차량 외부로부터의 소음이나 주행시 발생하는 풍절음과 기타 이물질의 실내 유입을 방지하는 기능을 수행한다.
기존에 사용되는 발포체는 무기 발포체와 유기 발포체를 사용하여 적절한 셀의 크기와 분포를 조절하고 있다.
상기와 같은 다층 구조를 이루는 웨더스트립(W/STRIP)용 고무 발포 조성물은 자동차의 일반적인 사용조건에서 내열성, 내한성 등을 만족시키는 특성이 있다.
그러나, 상기 발포체는 시간이 흐름에 따라 셀(cell)의 변형이 발생되고 한쪽으로 기우는 타원형 형상을 가지게 되어 웨더스트립(W/Strip)의 실링 성능을 제대로 가지지 못하게 되는 문제점이 있다.
이에, 본 발명들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력한 결과, 기체의 발생에 의한 고무의 발포를 유도하는 방법 대신 2 종의 하이드로 카본을 캡슐형으로 만들어 이를 혼합 발포체 층에 사용되는 고무 조성물에 사용하여 초기의 일정한 실링 성능 유지가 가능하고 압축 영구 변형이 일반 발포체에 비해 월등히 우수한 웨더스트립용 고무 발포 조성물을 개발하여 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명은 다층구조를 가지는 웨더스트립의 중간 발포층에 2층 구조의 하이드로 카본 재료의 쉘을 적용하여 우수한 물성 효과를 나타내는 웨더스트립용 고무 발포 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 웨더스트립의 구조를 나타낸 것이다.
본 발명은 웨더스트립(W/STRIP)용 고무 발포 조성물에 있어서, 에틸렌프로필렌디엔모노머(EPDM) 고무 100 중량부에 대하여 카본 블랙 50 ∼ 150 중량부, 가류 촉진제 5 ∼ 20 중량부 및 하이드로 카본 복층 쉘 1 ∼ 50 중량부가 함유된 웨더스트립용 고무 발포 조성물을 그 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 웨더스트립(W/STRIP) 발포체 고무 조성물에 있어서, 기존의 무기계 및 유기계의 기화에 의한 발포체를 이용하여 발포하였던 것과는 달리 2 층 구조의 하이드로 카본 복층 쉘을 사용하는 특징이 있다.
상기한 바와 같이, 일반적으로 종래 발포체는 발포의 크기 및 분포의 균일도가 어렵고 장기간 사용시에 발포의 모양이 일정 변위에 의해 타원형으로 영구변형되는 문제점이 있었다. 따라서 본 발명은 상기 문제점을 개선하기 위하여 2층 구조의 하이드로 카본을 사용한다.
본 발명에서 사용하는 하이드로 카본 복층쉘은 10 ∼ 30 마이크론 크기의 아주 미세하고 완전한 구형태의 마이크로 캡슐의 발포체이다. 상기 하이드로 카본복층쉘은 3 ∼ 7 마이크론 두께의 고분자 하이드로 카본(분자량: 1000 ∼ 100000 ) 쉘에 저분자량의 하이드로 카본(분자량: 10 ∼ 1000 ) 이 둘러싸여 있는 형태이다. 이러한 본 발명의 하이드로 카본 복층쉘은 아주 미세하지만 압력에 저항이 강하여 생산 공정에서도 부서지지 않는다. 또한, 열을 받으면 우선 쉘이 부드러워져 속에 있는 발포체가 기화하여 내부 압력이 높아지고 결국 마이크로 캡슐이 팽창하게 되어 캡슐을 이루는 폴리머가 탄성을 가지고 있으므로 팽창한 뒤에도 내부 압력과 균형을 이루어 일정한 크기의 균일한 발포가 가능하며, 이로 인해 초기의 일정한 실링(sealing) 성능 유지가 가능하고, 압축 영구 변형이 일반 발포체에 비해 월등히 우수하다.
본 발명에서 사용되는 에틸렌프로필렌디엔모노머(EPDM) 고무는 내열성, 저온성, 내구력, 내오존성의 특성을 가지는 단량체로 이루어진 것이다.
상기 카본 블랙은 세미-강화로(semi-reforcing furnace: SRF)로서 웨더스트립 조성물을 구성하는 상기 EPDM 고무 100 중량부에 대하여 50 ∼ 150 중량부로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 EPDM 고무의 사용량이 50 중량부 미만이면 탄성력은 양호하나, 강도가 약해서 내구 측면에서 불리한 문제점이 있고, 150 중량부를 초과하면 강도 측면에선 유리하나, 고무의 주 기능인 탄성력이 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 비율을 가지는 폴리머 외에 가류 속도를 조절하기 위해 가류 촉진제를 첨가하는데, 사용량은 EPDM 고무 100 중량부에 대하여 5 ∼ 20 중량부로 사용하며, 이때 사용량이 5 중량부 미만이면 인장강도 및 신율이저하되는 문제점이 있고, 사용량이 20 중량부를 초과하면 저온성 및 오염성이 증가하는 문제점이 있다. 상기 가류 촉진제로는 황(sulfur)을 사용할 수 있다.
이외에도, 본 발명의 조성물은 프로세스 오일, 탄산칼슘, 탈수제 등으로 이루어지는 통상의 고무 조성물에 사용되는 첨가제가 필요에 따라 사용될 수 있다. 상기 프로세스 오일의 예를 들면 파라핀 오일을 사용할 수 있다.
이하, 본 발명을 다음의 실시예 및 비교예를 통하여 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 내지 4 및 비교예
다음 표 1에 나타낸 성분과 함량을 가지는 조성물을 통상의 방법으로 제조하였으며, W/STRIP용 고무 발포 조성물 제조에 사용하였다.
실험예
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예에 따른 조성물로 제조된 시편을 이용하여 인장강도, 신율, 내열성, 압축영구변형, 압축하중의 물성을 다음과 같은 방법으로 측정하였으며, 상기 그 결과는 다음 표 2에 나타내었다.
<인장강도>
JIS 규격인 JIS K 6301의 3.4항에 따라 측정하였다.
<신율>
JIS 규격인 JIS K 6301의 3.4항에 따라 측정하였다.
<내열성>
JIS 규격인 JIS K 6301의 6.6.3항에 따라 측정하였다.
<압축영구변형>
JIS 규격인 JIS K 6301의 10항에 따라 측정하였다.
<압축하중>
인장시험기를 이용하여 W/STRIP이 하중을 받는 변위 +10 MM의 구간에서 변위-하중 곡선에 의하여 측정하였다.
상기 표 2 에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 조성물은 종래 비교예와 비교하여 압축하중 및 압축영구변형 성능이 우수하였다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 고무 발포 조성물은 기존 W/STRIP을 장기간 사용하였을 경우 문제시되던 영구변형에 의한 발생되는 차량 외부의 소음, 풍절음 발생 및 침수 등의 문제를 감소시키고 압축영구줄음율 등의 물성을 향상시켜 성능이 우수한 웨더스트립을 제조할 수 있다.

Claims (5)

  1. 웨더스트립(W/STRIP)용 고무 발포 조성물에 있어서,
    에틸렌프로필렌디엔모노머(EPDM) 고무 100 중량부에 대하여 카본 블랙 50 ∼ 150 중량부, 가류 촉진제 5 ∼ 20 중량부 및 하이드로 카본 복층 쉘 1 ∼ 50 중량부가 함유된 것을 특징으로 하는 웨더스트립용 고무 발포 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 하이드로 카본 복층 쉘은 10 ∼ 30 마이크론 크기의 아주 미세하고 완전한 구형태의 마이크로 캡슐인 것을 특징으로 하는 웨더스트립용 고무 발포 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 하이드로 카본 복층쉘은 3 ∼ 7 마이크론 두께의 고분자 하이드로 카본 쉘에 저분자량의 하이드로 카본이 둘러싸여 있는 형태인 것을 특징으로 하는 웨더스트립용 고무 발포 조성물.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 고분자 하이드로 카본 쉘은 분자량이 1000 ∼ 1000000 이고, 저분자량의 하이드로 카본은 분자량이 10 ∼ 1000 인 것을 특징으로하는 웨더스트립용 고무 발포 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 카본블랙은 세미-강화로(semi-reinforcing furnace) 카본블랙인 것을 특징으로 하는 웨더스트립용 고무 발포 조성물.
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