KR20040107654A - 내한성이 우수한 자동차용 저비중 제진 패드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내한성이 우수한 자동차용 저비중 제진 패드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기존의 제진 패드에 비하여 중량을 현저하게 줄이는 동시에 제진성능 및 방음성능은 그대로 유지할 수 있고, 내한성능을 크게 향상시킬 수 있도록 한 내한성이 우수한 자동차용 저비중 제진 패드에 관한 것이다

이를 위해, 본 발명은 스트레이트 아스팔트 100중량부에 대하여 고분자재료 10에서 40중량부, 중공형 무기필러류 50에서 70중량부, 기타 무기필러류 10에서 30중량부, 섬유상 필러류 5에서 20중량부, 기타 생석회 1에서 5중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 내한성 저 비중 제진 패드를 제공한다.

Description

내한성이 우수한 자동차용 저비중 제진 패드{Anti vibration pad for vehicle}

본 발명은 내한성이 우수한 자동차용 저비중 제진 패드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기존의 제진 패드에 비하여 중량을 현저하게 줄이는 동시에 제진성능 및 방음성능은 그대로 유지할 수 있고, 내한성능을 크게 향상시킬 수 있도록 한 자동차용 저비중 제진 패드에 관한 것이다.

통상적으로 자동차의 바디 플로어(Body floor)와 대쉬패널 등에 장착되는 제진 재료는 여러가지 종류가 있는데, 그 중 가장 보편화되어 적용되는 제진재료는 아스팔트 시트(Asphalt Sheet)이다.

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

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

종래의 제진재중 비중을 많이 차지하고 있는 아스팔트 제진재는 현재 석유업체에서 상품화되어 있는 블로운 아스팔트에 스트레이트 아스팔트를 적당한 비율로 믹싱 혼합하고, 여기에 특정의 물성요구를 만족시키기 위하여 각종 무기필러류(탄산칼슘, 클레이, 탈크, 미아카, 중공형 필러 등)를 아스팔트 대비 약 50에서 65중량부로 함유시키고, 또한 아스팔트의 흐름성을 제어하기 위하여 사용되는 각종 섬유상 필러류(합성섬유, 천연섬유, 종이류 등)를 약 5에서 15중량부로 함유시키고 있다.

그리고, 작업성을 향상시키고자 소량의 첨가제를 반죽기(Kneader)에 투입후, 믹싱, 교반하여 일정한 두께로 조정된 롤을 통과시킴으로써, 시트상의 제품으로 제작된다.

이렇게 제작된 제진 제품은 보통 비중이 1.4에서 2.0 정도까지 다양하며, 또한 제진성능은 두께와 종류에 따라서 다양하며, 요구물성 조건에 따라 생산하고 있다.

그러나, 종래의 아스팔트 제진 패드(=시트)는 다음과 같은 단점을 갖는다.

상술한 바와 같이, 블로운 아스팔트에 스트레이트 아스팔트를 적당한 비율로 혼합하는 단계; 각종 무기필러류를 50 내지 65중량부 투입하는 단계; 각종 섬유상 물질 약 5 내지 15중량부 투입하는 단계; 작업성 향상을 위하여 소량의 첨가제를 반죽기에 투입하는 단계; 이들을 믹싱 교반한 후, 시트화하여 타발함으로써, 제작되어진 제진 패트는 비중이 1.4 내지 2.0 정도로 이는 자동차 대당 중량 증가에 막대한 영향을 미치게 되어, 경량화에 역행하는 단점이 있다.

또한, 종래의 아스팔트 제진 패드는 내한성이 약하여, 동절기에 제진 패드의깨짐 현상이 빈번하게 발생하여, 작업성 저하 및 생산성 저하의 주된 원인으로 작용하고 있다.

이러한 단점을 개선하고자, 아스팔트 제진 제품에 대한 중량을 줄이는 저비중 타입으로 제작하게 되면, 제진성능 및 방음성능이 떨어지고, 또한 동절기 작업성 향상을 위하여 내한성을 증가시키고자 스트레이트 아스팔트 함량을 증가시키면, 오히려 제진 시트화(일정한 두께로 조정된 롤을 통과시키는 공정)에 어려움이 있어 생산성을 떨어뜨리는 단점이 있어서, 새로운 제진패드의 개발에 한계가 있었다.

본 발명은 상술한 단점을 감안하여 연구개발한 결과로서, 중량을 현격하게 줄이면서도 제진성능 및 방음성능은 그대로 유지시킬 수 있고, 또한 제작된 시트가 유연하여 동절기에도 깨짐 현상이 일어나지 않는 우수한 내한성을 지니는 자동차용 저비중 제진 패드를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 스트레이트 아스팔트 100중량부에 대하여 고분자재료 10에서 40중량부, 중공형 무기필러류 50에서 70중량부, 기타 무기필러류 10에서 30중량부, 섬유상 필러류 5에서 20중량부, 기타 생석회 1에서 5중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 내한성이 우수한 자동차용 저비중 제진 패드를 제공한다.

바람직한 구현예로서, 상기 고분자재료는 SBR, NBR, IIR, 폴리부텐, EPDM, SBS 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 고분자재료는 SBR, NBR, IIR, 폴리부텐, EPDM, SBS 중 선택된 두 개의 혼합물인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중공형 무기필러는 자체 비중이 0.4에서 0.9사이로서, 알루미나 실리케이트, 글래스 버블, 화성암을 가공 처리한 미소 중공구체류, 수지중공구체류, 중공섬유류중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 무기필러는 탈크, 크레이, 탄산칼슘 등의 분말상, 마이카, 운모 등의 편상중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 섬유상 필러는 신문 및 잡지류의 분쇄물, 면과 마 등의 식물성 필러 및 아크릴, 폴리에스테르 등의 합성섬유를 분쇄 절단한 재료인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명은 기존의 제진 패드에 비하여 중량을 현저하게 줄이는 동시에 제진성능 및 방음성능은 그대로 유지할 수 있고, 내한성능을 크게 향상시킬 수 있도록 한 자동차용 초경량 제진 패드를 제공하고자 한 것으로서, 내한성이 우수한 제품을 만들기 위해서는 종래에 사용되고 있는 아스팔트의 개질이 우선되어야 한다.

다시말해서, 종래 사용되고 있는 아스팔트는 블로운 아스팔트에 스트레이트 아스팔트를 적당한 비율로 믹싱 혼합한 아스팔트로서, 내한성이 우수한 제품을 만들기 위해서 연화점이 낮은 스트레이트 아스팔트를 증량하여 다소 내한성을 향상시켰으나, 생산 작업성이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 종래 아스팔트에서 블로운 아스팔트를 제거하고 대신에 내한성이 우수한 고분자재료를 사용함으로써, 제진성능의 저하없이 경량화를 달성하는 동시에 내한성을 크게 향상킬 수 있었다.

이에, 본 발명의 자동차용 초경량 제진 패드는 스트레이트 아스팔트 100중량부에 대하여 고분자재료 10에서 40중량부, 중공형 무기필러류 50에서 70중량부, 기타 무기필러류 10에서 30중량부, 섬유상 필러류 5에서 20중량부, 기타 생석회 1에서 5중량부를 포함한다.

여기서, 각 조성에 대한 첨가이유와 함량 한정 이유를 설명한다.

(1) 스트레이트 아스팔트

스트레이트 아스팔트는 침입도 범위가 60∼100(×1mm), 연화점이 30∼90℃인 제품의 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 사용 가능하며, 이때 침입도가 60이하거나 100이상이면 공정상의 시트 작업성이 떨어져 생산성 저하를 초래한다.

다시 말해서, 상기 60% 이하이면 다른 조성과 분산성이 저하되어 물성 저하와 판넬 밀착성 저하가 있고, 100% 이상이면 내열안정성 저하로 도장라인 통과시 흘러내림 또는 찢어짐 발생이 우려되므로 바람직하지 못하다.

(2) 고분자재료 10에서 40중량부

상기 고분자재료는 아스팔트의 내한 성능을 향상시키고자 첨가한 것으로서, 상온에서는 고상, 액상 형태의 고무재료가 사용된다. 즉, SBR, NBR, IIR, 폴리부텐, EPDM, SBS 중 선택된 어느 하나를 사용할 수 있고, 또는 SBR, NBR, IIR, 폴리부텐, EPDM, SBS 중 선택된 두 개의 혼합물로 사용할 수 있다.

사용량은 스트레이트 아스팔트 100중량부에 대하여 10에서 40중량부가 바람직하며, 그 이유는 10중량부 이하이면 시트에 유연성 기능을 부여하지 못하게 되고, 40중량부 이상이면 시트의 유연성이 좋으나 제진성능 및 생산성을 저하시키는 역할을 하게 된다.

(3) 중공형 무기필러 50에서 70중량부

경량화 제진 제품을 생산하고자 기존에 사용되고 있는 고비중 무기필러 대신에 첨가된 것으로서, 사용되는 중공형 무기필러는 자체 비중이 0.4에서 0.9사이이고 강도를 표시하는 크러쉬 스트렝스(Crush Strength)가 6000(90% survival, psi)이상이며, 알루미나 실리케이트, 글래스 버블, 화성암을 가공 처리한 미소 중공구체류, 수지중공구체류, 중공섬유류중 선택된 어느 하나를 사용한다.

이때, 상기 중공형 무기필러는 아스팔트 조성물과 배합하여 제품화할 때, 중공구조를 유지하여야 하므로, 제진 재료 배합시 기타 다른 조성물과 친화적이며 물성에 영향이 없도록 하고, 다른 조성에 영향없이 형상을 유지하도록 믹싱조건을 조절하는 것이 바람직하다.

사용량은 스트레이트 아스팔트 100중량부에 대하여 50에서 70중량부가 바람직하며, 50중량부 이하이면 목적하는 정도의 경량효과를 나타내지 못하고, 70중량부 이상이면 아스팔트가 필러를 흡수하지 못해 제품화가 이루어지지 않게 된다.

(4) 기타 무기필러류 10에서 30중량부

기타 무기필러류는 목적 및 적용처에 강도 보강을 위하여 첨가될 수 있는 것으로서, 탈크, 크레이, 탄산칼슘 등의 분말상, 마이카, 운모 등의 편상 등, 임의의 무기충진재의 사용도 가능하며, 그때의 사용량은 다른 조성과 비율적으로 보았을 때, 10에서 30중량부가 바람직하다.

(5) 섬유상 필러류 5에서 20중량부

섬유상 필러는 아스팔트의 열유동성을 제어하는데 가장 효과적인 재료로 신문/잡지류의 분쇄물이나, 면, 마 등의 식물성 필러 및 아크릴, 폴리에스테르 등의 합성섬유를 분쇄 절단한 재료의 사용이 가능하다.

사용량은 아스팔트 100중량부에 대하여 5에서 20중량부가 바람직하고, 5중량부 이하이면 유동성 제어에 어려움이 있고, 20중량부 이상이면 판넬 부착성능이 저하되어 밀착성에 문제가 있다.

(6) 기타 생석회 1에서 5중량부

생석회는 배합물 및 배합상의 수분을 흡수하여 열융착시 발생하는 시트의 부풀림 현상을 방지하며, 장시간 방치 사용이 가능하게 하도록 첨가되는 것으로서, 그 사용량이 1중량부 이하이면 수분흡수 성능이 부족해 시트의 장기보관 및 부풀림 현상을 맞기 못하고, 5중량부 이상이면 필요 이상의 과도한 양으로 원가 상승을 초래한다.

이와 같이 본 발명에 따른 내한성이 우수한 자동차용 저비중 제진 패드의 각 조성물을 반죽기(Kneader)에 넣고 믹싱하되, 믹싱 완료시점은 무기필러류가 완전히 스트레이트 아스팔트에 혼합된 것을 시점이다. 이어서 혼합물을 롤(Roll)에 밀어넣어 3mm 시트로 뽑아냄에 따라, 본 발명의 초경량 아스팔트 제진 패드로 제작된다.

이렇게 제작된 본 발명의 저비중 아스팔트 제진 패드는 기존의 제진 패드에 비하여 50∼100% 경량화가 가능하고, 또한 시트의 유연성은 50% 이상 개선되어 동절기에도 시트의 깨짐 현상을 방지할 수 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 및 실시예 2

실시예 1,2는 하기의 표 1에 나타낸 조성과 함량을 이용한 것으로서, 먼저 스트레이트 아스팔트에 폴리부텐을 혼합하여 아스팔트 원액을 개질화시킨 다음, 표 1의 조성에 따라 오픈된 반죽기(니더:Kneader)에 넣고 혼합 교반한다.

다음으로, 혼합 교반된 혼합물을 롤(Roll)에 밀어넣어 3mm 의 제진패드를 제작하였다.

제작된 시트(제진 패드)를 180×20mm 크기의 시편으로 절단한 다음, 200×20mm의 판넬(두께:0.8mm)위에 상기 절단된 시트를 올려놓고, 150℃의 오븐기에서 30분동안 소부시켜서 시험편을 제작하였다.

비교예

현재 사용되고 있는 일반적인 아스팔트는 브로운 아스팔트와 스트레이트 아스팔트를 혼합 개질한 후, 하기의 표 1의 조성에 따라 오픈된 반죽기에 혼합 교반하고 롤을 통과시켜 두께 3mm의 시트를 제조하였다,

실험예

상기 실시예1,2 및 비교예에 따라 제작된 시험편에 대한 손실계수를 JASO M306-70 방식으로 측정(오베르스트(Oberst)에 의해 2차 공진점에서 측정한 손실계수 값임)하였으며 그 결과는 표 1에 나타낸 바와 같다.

또한, 상기 실시예1,2 및 비교예에 따라 제작된 시험편에 대한 부착성을 시험하였는 바, 유리판(300×300×3mm) 중앙에 시험편(150×150×3mm)을 올려놓고, 시험편을 상술한 오븐기 조건으로 소부한다. 이때, 상온에서 상기 유리판의 뒷면을 보아서 시험편의 부착면적을 시험편의 크기를 기준으로 하여 %로 측정하였다.

또한, 상기 실시예1,2 및 비교예에 따라 제작된 시험편에 대한 낙입성을 시험하였는 바, 중앙에 φ60mm의 구멍이 뚫린 강판(150×150×3mm)의 상면에 상기 시트(100×100×3mm)를 올려놓은 다음, 상기 오븐기의 조건으로 소부한다.(단, 강판 지그(JIG)는 바닥에서 50mm 위치됨)

시험편의 경화후, 상기 구멍으로 낙입된 시트의 길이를 측정하였다.

또한, 내균일성 평가는 시트 시험편을 150°로 굽힘시켜 균열 유무를 측정하였다.

위의 표 1에서 보는 바와 같이, 실시예 1,2는 비교예에 비중이 낮아 경량화에 유리함을 알 수 있었고, 또한 판넬 부착성에서도 우수하였으며, 내균일성 측면에서 비교예는 균열이 발생하여, 본 발명의 실시예가 유연하면서도 내한성이 우수함을 알 수 있었다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 내한성이 우수한 자동차용 저비중 제진 패드에 의하면, 종래의 아스팔트 타입 제진 패드에 비하여, 제진성능 및 방음성능은 그대로 유지하면서도 경량화를 크게 달성할 수 있고, 동절기 깨짐현상을 완전하게 방지할 수 있는 장점을 제공한다.

Claims (6)

1. 스트레이트 아스팔트 100중량부에 대하여 고분자재료 10에서 40중량부, 중공형 무기필러류 50에서 70중량부, 기타 무기필러류 10에서 30중량부, 섬유상 필러류 5에서 20중량부, 기타 생석회 1에서 5중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 내한성이 우수한 자동차용 저비중 제진 패드.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 고분자재료는 SBR, NBR, IIR, 폴리부텐, EPDM, SBS 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 내한성이 우수한 자동차용 저비중 제진 패드.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 고분자재료는 SBR, NBR, IIR, 폴리부텐, EPDM, SBS 중 선택된 두 개의 혼합물인 것을 특징으로 하는 내한성이 우수한 자동차용 저비중 제진 패드.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 중공형 무기필러는 자체 비중이 0.4에서 0.9사이로서, 알루미나 실리케이트, 글래스 버블, 화성암을 가공 처리한 미소 중공구체류,수지중공구체류, 중공섬유류중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 내한성이 우수한 자동차용 저비중 제진 패드.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 무기필러는 탈크, 크레이, 탄산칼슘 등의 분말상, 마이카, 운모 등의 편상중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 내한성이 우수한 자동차용 저비중 제진 패드.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 섬유상 필러는 신문 및 잡지류의 분쇄물, 면과 마 등의 식물성 필러 및 아크릴, 폴리에스테르 등의 합성섬유를 분쇄 절단한 재료인 것을 특징으로 하는 내한성이 우수한 자동차용 저비중 제진 패드.