KR20050042782A - 제진재용 수지 조성물, 제진재 및 차음 부재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 높은 제진 성능과 높은 차음 성능의 쌍방을 갖춘 차음 부재를 제공하는 것과, 그 부재를 구성하는 제진재 및 이것을 얻기 위한 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 제1 제진재용 수지 조성물은 염소 함유 열가소성 수지 100 중량부와 평균 탄소수가 12 내지 16인 염소화파라핀 20 내지 200 중량부를 함유한다. 염소 함유 열가소성 수지의 염소 함량은 바람직하게는 20 내지 70 중량%, 보다 바람직하게는 30 내지 70 중량%이며, 염소화파라핀의 염소화도는 바람직하게는 30 내지 70 중량%, 보다 바람직하게는 35 내지 65 중량%이다.

Description

제진재용 수지 조성물, 제진재 및 차음 부재 {RESIN COMPOSITION FOR VIBRATION-DAMPING MATERIAL, VIBRATION-DAMPING MATERIAL, AND SOUND-INSULATING MEMBER}
본 발명은 제진 부재용의 조성물 및 이것을 부형하여 완성되는 제진재에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 주택, 맨션, 사무실 빌딩 등의 주택 건조물, 고속도로, 고가다리, 철도 궤도 등의 각종 구조물이나, 자동차, 철도 차량, 선박, 항공기(헬리콥터를 포함함) 등의 수송 수단, 나아가서는 가정용 전기 기기, OA 기기, 산업 기계, 모바일 제품 등에서 발생하는 진동이나 소음을 저감하는 제진재를 포함하는 차음 부재에 관한 것이다.
진동을 흡수하는 제진재로서는 진동원에 적층하기만 하는 비구속 제진재와 진동원에 적층하고 또한 진동원과 접하지 않는 면에 변형하기 어려운 구속층을 적층한 구속형 제진재가 있다.
비구속 제진재가 제진성을 발현하는 주요 인자는 재료의 탄성적인 성질에 따른 저장 탄성 계수(E')이며, 이 때문에, 비구속 제진재는 주로 수지 성분과 금속 가루 또는 무기 재료로 구성되어 있다. 그러나, 비구속 제진재는 진동원에 용이하게 적층할 수 있을 정도의 가요성을 필요로 하며, 이 때문에 제진성에는 한계가 있다.
한편, 구속형 제진재가 제진성을 발현하는 주요 인자는 tanδ(=E"/E')이다(E"은 재료의 점성적인 성질에 따른 손실 탄성 계수임). 구속형 제진재는 주로 고무 또는 수지와 고무의 혼합물로 구성되어 있다. 그러나, tanδ의 상한은 1.0 내지 1.2 정도로, 충분한 제진성이라고 할 수 있는 레벨은 아니며, 높은 방음 성능을 발현하기 위해서는, 높은 제진 성능을 갖는 구속형 제진재가 요구되고 있다.
제진재용의 수지 조성물로서, 염소화폴리에틸렌 등의 극성 측쇄를 갖는 베이스 폴리머 재료에 평균 탄소수 20 내지 50의 염소화파라핀을 배합하여 이루어지는 고감쇠 재료 조성물(일본 특허 공개 평11-80562)이 제안되어 있다. 그러나, 생성된 제진재는 tanδ=1.3 내지 1.5 정도가 한계로, 뛰어난 제진 성능을 발현하는 것은 아니다.
한편, 차음 부재로는 일반적으로 납 시트(비중 11.3), 철분 혼입 아스팔트, 콘트리트, 석고보드 등의 비중이 큰 금속 재료나 무기 재료가 주로 사용되고 있다. 그러나, 이러한 차음 부재는 제진 성능이 높지 않아서 제진 성능과 차음 성능의 쌍방을 만족하는 것은 아니다.
본 발명은 높은 제진 성능을 기초로 높은 차음 성능을 발현하는 차음 부재를 제공하고, 동 부재를 구성하는 제진재 및 이것을 얻기 위한 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 제1 제진재용 수지 조성물은, 염소 함유 열가소성 수지 100 중량부와 평균 탄소수가 12 내지 16인 염소화파라핀 20 내지 200 중량부를 함유한다. 염소 함유 열가소성 수지의 염소 함량은 바람직하게는 20 내지 70 중량%, 보다 바람직하게는 30 내지 70 중량%이며, 염소화파라핀의 염소화도는 바람직하게는 30 내지 70 중량%, 보다 바람직하게는 35 내지 65 중량%이다.
본 발명에 의한 제2 제진재용 수지 조성물은 염소 함량 20 내지 70 중량%, 바람직하게는 20 내지 65 중량%의 염소 함유 열가소성 수지 100 중량부와 평균 탄소수 12 내지 16, 염소화도 30 내지 70 중량%, 바람직하게는 30 내지 65 중량%의 염소화파라핀 및 평균 탄소수 20 내지 50, 염소화도 30 내지 70 중량%, 바람직하게는 30 내지 65 중량%의 염소화파라핀의 혼합물 50 내지 300 중량부를 함유하고, 전자의 염소화파라핀의 비율은 후자의 염소화파라핀의 비율보다 크다.
본 발명에 의한 제3 제진재용 수지 조성물은 염소 함량 30 내지 50 중량%의 염소 함유 열가소성 수지 100 중량부와 평균 탄소수 20 내지 50, 염소화도 30 내지 50 중량%의 염소화파라핀 및 평균 탄소수 20 내지 50, 염소화도 50 내지 70 중량%의 염소화파라핀의 혼합물 50 내지 300 중량부를 함유한다.
또한, 상기 제1 내지 제3 제진재용 수지 조성물은 염소 함유 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 가소제를 50 내지 200 중량부 포함하고 있더라도 좋다.
또한, 상기 제1 내지 제3 제진재용 수지 조성물은 염소 함유 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 로진계 화합물을 1 내지 20 중량부 포함하고 있더라도 좋다.
본 발명에 의한 제4 제진재용 수지 조성물은 염소 함량 20 내지 70 중량%의 염소 함유 열가소성 수지 100 중량부와 평균 탄소수 12 내지 50, 염소화도 30 내지 70 중량%의 염소화파라핀 50 내지 300 중량부와 로진계 화합물 1 내지 20 중량부를 함유한다.
본 발명에 의한 제진재용 수지 조성물을 시트형, 필름형, 판형, 막대형, 블록형 등으로 부형함으로써 제진재를 얻을 수 있다. 이 제진재를 사용하여 차음 부재가 구성된다.
본 발명에서 사용되는 염소 함유 열가소성 수지는 염소를 20 내지 70 중량% 함유하는 열가소성 수지라도 좋다. 염소 함유 열가소성 수지의 예로서는, 염화비닐계 수지, 염화비닐리덴계 수지, 염화비닐-염화비닐리덴 공중합체, 염화비닐계 수지와 염화비닐리덴 수지의 블렌드, 염소화폴리에틸렌계 수지, 염소화염화비닐계 수지, 염화비닐-초산비닐 공중합체 등을 들 수 있다.
염소 함유 열가소성 수지의 염소 함량이 20 중량% 이하인 경우 제진 성능이 저하되고, 70 중량%을 초과한 경우 수지가 딱딱하게 되어 성형이 어렵게 된다.
염소 함유 열가소성 수지에는 염소 이외의 치환기, 예컨대, 시아노기, 수산기, 아세틸기, 메틸기, 에틸기, 브롬, 불소 등이 5 중량% 이하의 범위에서 포함되어 있더라도 좋다. 이러한 염소 이외의 치환기의 비율이 5 중량%을 넘는 경우 제진 성능이 저하된다는 문제가 있다. 염소 함유 열가소성 수지는 저장 탄성율이 낮고, 따라서 손실 정접의 값이 큰 비정질의 것이 바람직하다.
제1 염소 함유 열가소성 수지의 염소 함량은 바람직하게는 30 내지 70 중량%이며, 제3 염소 함유 열가소성 수지의 염소 함량은 30 내지 50 중량%이며, 제3 염소 함유 열가소성 수지의 염소 함량은 50 내지 70 중량%이다. 제2 및 제4 염소 함유 열가소성 수지의 염소 함량은 20 내지 70 중량%이다. 제진재용 수지 조성물의 염소 함량이 지나치게 낮은 경우 제진재의 제진성이 저하되고, 지나치게 높은 경우 수지가 굳어져 성형이 어렵다.
이어서, 본 발명에서 사용되는 염소화파라핀에 관해서 설명한다.
염소화파라핀의 분자쇄 구조는 분지형라도 좋지만, 직쇄형의 염소화파라핀이 바람직하다. 염소화파라핀의 평균 탄소수는 수 평균 탄소수이다.
제1 제진재용 수지 조성물의 염소화파라핀은 염소화도가 바람직하게는 30 내지 70 중량%인 것이다. 제2 내지 제4 제진재용 수지 조성물의 염소화파라핀은 염소화도가 30 내지 70 중량%인 것이다. 염소화도가 50 내지 70 중량%인 것이다. 염소화도가 지나치게 낮은 경우 충분한 제진성이 발현되지 않고, 너무 높은 경우 염소화파라핀의 상용성이 나빠져서 이것이 블리드아웃(Bleed out)을 일으킬 우려가 있다. 염소화파라핀의 염소화도는 염소 함유 열가소성 수지의 염소 함량에 가까울수록 상용성이 좋고, 또한 제진 성능이 높다.
제1 제진재용 수지 조성물의 염소화파라핀의 평균 탄소수는 12 내지 16이다. 이 평균 탄소수가 지나치게 작은 경우 염소화파라핀이 블리드아웃되고, 지나치게 큰 경우 충분한 제진성을 발현하지 못한다. 염소화파라핀의 양은 염소 함유 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 바람직하게는 20 내지 200 중량부, 보다 바람직하게는 50 내지 150 중량부이다. 염소화파라핀의 양이 지나치게 적은 경우 충분한 제진성을 얻을 수 없고, 지나치게 많은 경우 블리드아웃될 우려가 있다.
제2 제진재용 수지 조성물의 염소화파라핀은 평균 탄소수 12 내지 16의 염소화파라핀과 평균 탄소수 20 내지 50의 염소화파라핀의 혼합물이다. 전자와 후자의 비에 대해, 높은 온도 영역에서 제진성을 발현하려면, 전자의 비율을 높이는 쪽이 좋다.
제3 제진재용 수지 조성물의 염소화파라핀은 비교적 저렴한 평균 탄소수 20 내지 50인 것이다. 염소화파라핀의 염소화도는 염소 함유 열가소성 수지의 염소 함량에 따라 다르다. 염소 함유 열가소성 수지의 염소 함량이 30 내지 50 중량%인 발명의 제3 제진재용 수지 조성물에 있어서 상용성과 제진성의 면에서 제1 염소화파라핀의 염소화도는 30 내지 50 중량%이다. 염소 함유 열가소성 수지에 평균 탄소수 20 내지 50이고 또한 염소화도 30 내지 50 중량%의 염소화파라핀 단일체를 배합한 것만으로는, 생성된 제진재의 손실 정접(tanδ)이 최고가 될 때의 온도(이하, tanδ 최고 온도라 함)가 0℃ 이하가 되어 실제로 다용되는 상온 부근에서는 tanδ의 값이 작은 경우가 많아, 양호한 차음성을 얻을 수 없다. 본 발명자들은 상기 배합계에, 평균 탄소수 20 내지 50이고 또 염소화도가 50 내지 70 중량%인 제2 염소화파라핀을 더욱 배합하여 이루어지는 제3 제진재용 수지 조성물이, tanδ 치가 감소되는 일없이 tanδ 최고 온도를 상온 부근에서 발현시킬 수 있음을 알아냈다.
제4 제진재용 수지 조성물의 염소화파라핀은 평균 탄소수 12 내지 50이며 또한 염소화도 30 내지 70 중량%, 바람직하게는 30 내지 65 중량%인 것이다.
제2 내지 제4 제진재용 수지 조성물 중의 염소화파라핀 전체의 비율은 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 50 내지 300 중량부, 바람직하게는 100 내지 250 중량부이다. 염소화파라핀 전체의 비율이 지나치게 작은 경우 제진 성능이 낮고, 지나치게 큰 경우 제진재의 기계적 강도가 낮아져 형상 유지가 곤란하게 된다.
본 발명의 제진재용 수지 조성물에는 필요에 따라 가소제, 열안정제, 충전재 등이 첨가되더라도 좋다.
가소제로서는 통상, 염화비닐계 수지에 사용되는 것을 사용할 수 있으며, 예컨대, 프탈산디옥틸, 프탈산디에틸, 프탈산디이소노닐 등의 프탈산계 가소제; 트리크레실포스페이트 등의 인산에스테르계 가소제; 트리-2-에틸헥실트리멜리테이트 등의 트리멜리트산에스테르계 가소제; 에폭시계 가소제; 폴리에스테르계 가소제 등을 들 수 있다. 식물유계의 가소제도 바람직하다. 염소화파라핀의 블리드아웃을 억제하기 위해서는 프탈산계 가소제가 바람직하다. 이들은 단독으로 사용하거나 2종류 이상 조합하여 사용하더라도 좋다. 프탈산계 가소제 이외의 가소제를 사용하는 경우에는 이것을 프탈산계 가소제와 병용하는 것이 바람직하다.
가소제의 배합량은 염소 함유 열가소성 수지 100 중량부에 대해 50 내지 200 중량부, 바람직하게는 60 내지 180 중량부, 보다 바람직하게는 100 중량부 이하이다. 이 범위에서 염소화파라핀의 블리드아웃을 억제할 수 있고, 제진 효과도 발현할 수 있다.
염소 함량이 높은 재료에서는, 염소 함유 열가소성 수지나 염소화파라핀의 분해가 일어나기 쉽기 때문에, 이러한 분해를 막는 열안정제를 배합하는 것이 바람직하다. 열안정제로서는 납계 안정제 외에, 통상 폴리염화비닐에 사용되는 안정제를 사용할 수 있다. 열안정제의 배합량은 염소 함유 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 바람직하게는 1 내지 20 중량부이다.
제품의 투명성을 그다지 필요로 하지 않고 제진재용 수지 조성물에 어느 정도의 경도가 필요한 경우, 동 조성물에 충전재를 첨가하더라도 좋다. 충전재로서는 철 가루, 알루미늄 가루, 구리 가루 등의 금속 가루; 운모, 카올린, 몬트모릴로라이트, 실리카, 탄산칼슘, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 인산마그네슘, 결정성 탄소(그라피트 등), 버미쿨라이트(Vermiculite) 등의 무기 충전재 등을 예시할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 둘 이상 조합하여 사용하더라도 좋다.
충전재의 배합량은 지나치게 많으면 제진재의 제진성이 저하되기 때문에 염소 함유 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 바람직하게는 100 중량부 이하이다.
본 발명에 의한 제진재용 수지 조성물에 있어서, 제품에 투명성이 필요한 경우에 로진계 화합물을 배합한다. 로진계 화합물은 로진 금속염, 로진에스테르 등이라도 좋다. 로진계 화합물의 배합량은 통상, 염소 함유 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부이다. 이 배합량이 1 중량부 미만인 경우 투명성의 향상 효과가 낮고, 20 중량부를 넘는 경우 로진계 화합물이 응집하기 쉽게 되어 투명성이 저해될 우려가 있다. 광학 특성의 해이즈는 5 이하가 되면, 산란이 작고, 경관을 손상하지 않기 때문에 바람직하다. 투명 제품을 얻는 데에 특히 바람직한 제진재용 수지 조성물은 제4 수지 조성물이다.
본 발명에 의한 제진재용 수지 조성물을 부형함으로써 제진재를 얻을 수 있다. 제진재의 형상은 특별히 한정되지 않으며, 시트형, 판형, 막대형, 블록형 등이라도 좋지만, 후술하는 바와 같이, 차음 부재로서 사용되는 경우에는 가요성이 있는 시트형인 것이 바람직하다. 생성된 제진재를 필요한 사이즈로 컷트하여 차음 부재의 구성에 사용한다.
본 발명의 제진재용 수지 조성물로 제진재를 제조하는 방법은 특별히 한정되는 것이 아니라, 예컨대, 압박 성형, 프레스 성형, 카렌더 성형, 인플레이션 성형, 블로우 성형, 용제 캐스트 등을 들 수 있다.
본 발명의 제진재용 수지 조성물로 압출 성형에 의해 제진재를 제조하는 방법에 관하여 설명한다.
우선, 본 발명의 제진재용 수지 조성물을 압출기의 호퍼에 공급한다. 압출기의 성형 온도는 바람직하게는 [제진재용 수지 조성물의 용융 온도－40℃]에서 [용융 온도＋40℃] 정도이다. 단, 제진재용 수지 조성물의 분해 온도가 낮은 경우나, 제진재용 수지 조성물의 점도가 원래 낮은 경우는 성형 온도는 더욱 저온이라도 좋다.
압출기는 단축 압출기라도 좋지만, 반죽성을 향상시키기 위해서는 2축 압출기가 바람직하다. 후자의 경우, 스크류의 회전 방향은 같은 방향이거나 다른 방향이라도 좋다. 스크류 형태는 풀플라이트(full flight)라도 좋지만, 믹싱부를 설치한 쪽이 더욱 반죽성이 향상된다. 평균 도메인 직경을 제어하기 위해서 스크류 회전수, 스크류 믹싱부의 컷트 형상, 제어 온도 등을 미묘히 조정한다. 또한, 스크류 길이와 직경비인 L/D도 재료의 조합에 따라 최적화한다.
압출기로부터 토출된 제진재용 수지 조성물은 성형하여야 할 제진재의 단면 형상에 대응하는 통로를 갖는 금형 등에 공급된다. 금형은 T 다이가 바람직하지만, 압력 손실의 상승 등에 의해 T 다이를 사용할 수 없는 경우, 원형 다이라도 좋다.
금형으로부터 배출된 제진재는 끼워져 눌리면서 강압 인수기에 의해서 받아내어진다. 제진재를 끼워 누르려면, 이것을 소정의 클리어런스(Clearance)를 갖는 복수의 롤 속을 통과시키더라도 좋고, 벨트끼리, 또는 벨트와 롤 사이를 통과시키더라도 좋다.
끼워 누를 때의 온도는 상류측에서부터 유리 전이점이 상온 이하에 있는 경우를 제외하고 유리 전이점 이하까지 서서히 내리는 것이 바람직하다.
끼워 누를 때, 제진재의 두께가 얇아지면, 롤이나 벨트의 양면에 분리 부착되어, 시트화할 수 없는 경우가 있는데, 그 경우, 롤이나 벨트에 불소 코팅 처리 등을 실시하여 박리성을 올리는 방법, 이형지나 폴리에틸렌으로 된 보호 필름을 제진재의 적어도 한 면에 적층하여 박리성을 올리는 방법 등을 적용한다.
미리, 제진재용 수지 조성물을, 반죽기에 의해 충분히 반죽한 후, 압박 성형에 사용하게 하는 것이 바람직하다. 반죽기로서는 롤 반죽기, 니이더, 압출기 등을 들 수 있다.
카렌더 성형에 의해 제진재를 제조하려면, 제진재용 수지 조성물을 압출기에 의해 막대형으로 압출하여, 압출물을 인수기로 받아내면서 끼워 누르기 롤로 끼워 누르더라도 좋다.
용제 캐스트에 의해 제진재를 제조하는 방법에 관해서 설명한다.
우선, 본 발명의 제진재용 수지 조성물을 용제에 용해한다. 용제는 제진재용 수지 조성물을 용해하는 것이라면, 특별히 한정되지 않지만, 도공 후 제진재용 수지 조성물을 충분히 건조할 수 있도록 제진재용 수지 조성물의 융점 이하의 비점을 갖는 것이 바람직하다. 예컨대 염소 함유 열가소성 수지가 염소 함량 40 중량%의 염소화폴리에틸렌(융점 90 내지 100℃)인 경우 테트라히드로퓨란(비점 66℃) 등의 저비점 용제가 바람직하다.
이어서, 제진재용 수지 조성물의 용액을 도공기에 공급한다. 도공기는 제진재의 두께 정밀도를 양호하게 하기 위해서 다이 코터, 콤마 코터가 바람직하다.
이 용액을 금속 또는 플라스틱제 지지체 상에 도공한다. 이어서, 지지체 상의 도포막층을 연속적 또는 단속적으로 건조로에 공급하고, 건조후, 지지체로부터 박리한다. 생성된 제진재용 수지 조성물막층을 건조로내에서 그 양면에서부터 건조하여 용제를 거의 완전히 휘발시킨다.
이어서, 본 발명에 의한 제진재용 수지 조성물로 이루어지는 제진재를 사용하여 얻은 차음 부재에 관해서 설명한다.
본 발명에 의한 차음 부재는 본 발명의 제진재의 적어도 1 면의 적어도 일부에 강성 부재가 결합되어 있는 것이다.
본 발명의 차음 부재에 사용되는 강성 부재는 적어도 제진재보다 인장 탄성율이 큰 것이면 된다. 강성 부재의 인장 탄성율은 지나치게 작은 경우 제진재의 진동 흡수 성능이 저하되기 때문에, 108 N/m2 이상인 것이 바람직하다.
이러한 강성 부재에 사용되는 재료로서는 납, 강재(스테인리스강을 포함함) 철강, 구리, 알루미늄 등의 금속 재료; 콘트리트, 석고보드, 대리석, 슬레이트, 모래, 유리 등의 무기 재료; 비스페놀 A 변성 수지(폴리카르보네이트, 폴리설폰 등), 아크릴계 수지[폴리메틸(메타)크릴레이트 등], 염소계 수지(폴리염화비닐, 염소화염화비닐 수지 등), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체계 수지, 열가소성 폴리에스테르계 수지(폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등), 폴리스티렌계 수지, 폴리올레핀계 수지(폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등), 지방족 폴리아미드계 수지(나일론6, 나일론66 등), 방향족 폴리아미드계 수지(케브라 29 등), 열가소성 폴리이미드계 수지, 열가소성 우레탄계 수지 등의 열가소성 수지; 멜라민계 수지, 디시클로펜타디엔계 수지, 페놀 수지; 나무질 재료; 기타 키틴, 키토산 등을 들수있다.
이들은 단독으로 사용하거나 둘 이상 조합하여 사용하더라도 좋다. 강성 부재는 유리 섬유, 카본 섬유, 액정 등으로 보강되어 있더라도 좋고, 서로 다른 재료로 이루어지는 복합판이라도 좋으며, 또한, 이들 재료로 이루어지는 발포체라도 좋다.
강성 부재의 형상은 특별히 한정되지 않으며, 시트형, 판형, 막대형, 블록형 등이라도 좋다. 바람직하게는 시트형 강성 부재가 사용된다.
이하, 시트형 제진재와 시트형 강성 부재를 사용하여 차음 부재를 얻는 냉각에 관해서 설명한다.
강성 부재는 제진재의 적어도 1 면의 적어도 일부에 결합된다. 2장의 강성 부재로 제진재를 샌드위치시키더라도 좋다. 이들 2장의 강성 부재의 두께, 재질 및 밀도는 다르거나 같더라도 좋다. 코인시덴스(coincidence)의 발생이 있는 경우에는 2장의 강성 부재의 두께, 재질, 밀도 등을 다른 것으로 한다.
복수의 강성 부재를 사용하는 경우, 모든 강성 부재의 두께, 재질, 밀도 등은 다르거나 같더라도 좋다. 다른 모든 강성 부재 사이에 제진재가 배치되어 있더라도 좋고, 일부의 강성 부재 사이에 제진재가 배치되어 있더라도 좋다. 후자의 경우, 공진하는 물결의 가장 큰 복부(진동이 가장 커지는 부분)를 억제하도록 제진재를 배치하는 것이 좋다.
복수의 제진재를 적층하더라도 좋다. 이들의 두께, 재질, 밀도 등은 다르거나 같더라도 좋다. 2종류 이상의 제진재의 적층체를 2장의 강성 부재로 샌드위치시키라도 좋다.
강성 부재는 투명하여도 좋다. 투명한 강성 부재는 창유리나 일부 방음벽 등, 투명성이 필요하게 되는 부위에 적합하게 사용된다.
강성 부재와 제진재의 결합 방법은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 제진재는 그 자체 점착성을 갖기 때문에 이것에 투명 강성 부재를 직접 적층하더라도 좋고, 양면 테이프 또는 접착제를 사용하여 결합하더라도 좋다.
본 발명에 의한 차음 부재(…A－B…)를 제진재(A)를 통해 고정 부재(C)에 의해 고정한 차음 구조체, 예컨대(C－A…A－B…, …A－B－A－C)를 구성할 수 있다. 고정 부재는 예컨대, 주택에서의 금속 들보, 목근태, 콘트리트 기초 등이라도 좋다.
적어도 2장의 강성 부재(B)로 제진재(A)를 샌드위치하여 이루어지는 블록(B－A－B)에, 고정 부재(C)에 의해 고정된 강성 부재(B1)가, 중간 보강체(D)를 통해 결합되어 이루어지는 차음 구조체, 예컨대 (B－A－B－D－B1－C 또는 C－B1－D－B－A－B－D－B1－C)를 구성할 수도 있다. 여기서 －은 필수적인 결합, … 파선은 선택할 수 있는 결합을 의미한다. 이하 동일하다.
중간 보강체(D)는 강성 부재(B, B1)끼리의 사이에 설치되어 그 움직임을 구속하는 것으로, 그 재질은 강성 부재(B)와 마찬가지로 제진재보다 굽힘 강성이 큰 것이면 특별히 한정되는 것이 아니다.
중간 보강체(D)의 재료로서는 납, 강재(스테인리스강을 포함함) 철강, 구리, 알루미늄 등의 금속 재료; 콘트리트, 석고보드, 대리석, 슬레이트, 모래, 유리 등의 무기 재료; 비스페놀 A 변성 수지(폴리카르보네이트, 폴리설폰 등), 아크릴계 수지[폴리메틸(메타)크릴레이트 등], 염소계 수지(폴리염화비닐, 염소화염화비닐 수지 등), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체계 수지, 열가소성 폴리에스테르계 수지(폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등), 폴리스티렌계 수지, 폴리올레핀계 수지(폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등), 지방족 폴리아미드계 수지(나일론6, 나일론66 등), 방향족 폴리아미드계 수지(케브라 29 등), 열가소성 폴리이미드계 수지, 열가소성 우레탄계 수지 등의 열가소성 수지; 멜라민계 수지, 디시클로펜타디엔계 수지, 페놀 수지; 나무질 재료; 기타 키틴, 키토산 등을 들 수 있다.
이들은 단독으로 사용하더라도, 둘 이상 조합하여 사용하더라도 좋다. 중간 보강체(D)는 유리 섬유, 카본 섬유, 액정 등으로 보강되어 있더라도 좋고, 서로 다른 재료로 이루어지는 복합판이라도 좋으며, 또한, 이들 재료로 이루어지는 발포체라도 좋다.
중간 보강체(D)는 강성 부재(B)의 1 면 전체에서 결합되어 있더라도 좋고, 이 면의 일부에서 결합되어 있더라도 좋다. 강성 부재(B)와 중간 보강체(D) 사이의 적어도 한쪽에 제진재(B)가 결합되어 있더라도 좋다.
2개의 강성 부재(B)가 제진재(A)로 결합된 2조의 블록 (B-A-B)이, 중간 보강체(D)에 의해 고정된 차음 구조체(…B－A－B…－…D…－…B－A－B…)이거나, 상기 구조체 내의 중간 보강체(D)와 강성 부재(B) 사이에 별도의 제진재(A1)가 배치된 차음 구조체(…B－A－B－A1－D－B－A－B… 또는 …B－A－B－A1－D－A1－B－A－B…)인 것도 바람직하다.
차음 구조체와 다른 재료와의 결합은 양면 테이프 또는 접착제를 사용하여 행하는 것이 바람직하다.
투명한 제품을 얻는 데에 특히 바람직한 제4 제진재용 수지 조성물을 사용하여, 차음 부재를 구성하기 위해서는 제진재에 투명 강성 부재를 적층한다. 투명 강성 부재는 제진 성능이 양호하게 발현하도록 바람직하게는 1 GPa 이상의 종탄성율을 갖는 투명체로 이루어진다. 이러한 투명 강성 부재로서는 유리; 폴리카르보네이트, 폴리설폰 등의 비스페놀 A 변성 수지; 폴리메타크릴레이트로 대표되는 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 염소화폴리염화비닐 등의 염소계 수지; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 에스테르계 수지 등으로 이루어지는 판재, 혹은 상술한 수지로 이루어지는 복합 판재가 바람직하다.
투명성이 약간 떨어지더라도 좋은 경우는 강성 부재가 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 수지; 나일론6, 나일론66 등의 아미드 수지; 우레탄 수지; 디시클로펜타디엔, 노르보르넨 등의 환상 올레핀의 중합체 수지; 그 밖의 투명 수지로 이루어지는 판재, 혹은 상술한 수지로 이루어지는 복합 판재라도 좋다.
투명 강성 부재는 바람직하게는 제진재의 양면의 적어도 일부에 형성된다. 투명 강성 부재의 재질 및 두께는 겉과 안이 다르더라도 좋다. 제진재의 두께는 투명 강성 부재에 대해 바람직하게는 1/100 이하, 바람직하게는 100 ㎛ 내지 10 mm이다. 제진재의 두께가 두껍게 되면 진동의 흡수 성능은 커지지만, 이것이 프레임이나 지지체에 설치되는 경우 강도가 부족하거나 재료비가 올라가는 경향이 있다. 두께가 지나치게 얇으면, 진동 흡수성이 저하되어 차음성이 저하된다.
투명 강성 부재의 표면에는 자외선 반사막 등의 무기층이 증착이나 도공 등에 의해서 코팅되어 있더라도 좋다. 또 보호용 실리콘 코팅 위에 산화티탄과 같은 부착물을 분해시키는 촉매층이 코팅되어 있더라도 좋다. 투명 강성 부재는 또한 표면 보호용의 하드코팅 처리가 실시되어 있더라도 좋다. 제진재의 양면에 투명 강성 부재를 설치하기 위해서는 투명 강성 부재와 제진재를 프레스에 의해서 접합시키더라도 좋고, 2개의 끼워 누르기 롤을 사용하여 이들을 접합시키더라도 좋다. 제진재와 이것을 사이에 끼우는 2층의 투명 강성 부재와의 3층 구성인 것을 압출하더라도 좋다. 미리 투명 강성 부재를 제진재에 접착하여, 생성된 접착물을 이미 설치된 창유리판이나 투명 수지 시트 혹은 플레이트에 접합시키더라도 좋다.
[실시예]
본 발명을 실시예에 기초하여 더욱 자세히 설명한다.
실시예 1 내지 4, 비교예 1, 2
1. 제진재의 제작
표 1에 나타낸 소정량의 염소 함유 열가소성 수지[염소화폴리에틸렌(쇼와덴꼬사 제조, 상품명「에라스렌 401」: 염소 함량 40 중량%), 폴리염화비닐(세키스이가가쿠고교사 제조, 품번「SLP40」: 염소 함량 57 중량%), 염소화염화비닐 수지(세키스이가가쿠고교사 제조, 품번「HA05K」: 염소 함량 70 중량%)]와 프탈산디옥틸을 니이더(모리야마사 제조, 형식「G50-15형」)에 의해 반죽한 후, 염소화파라핀[(아사히덴카사 제조, 품번「A-430」: 평균 탄소수 14, 염소화도 43 중량%), (도소사 제조, 상품명「토요파락스 270」: 평균 탄소수 12, 염소화도 70 중량%), (도소사 제조, 상품명「토요파락스 265」: 평균 탄소수 12, 염소화도 65 중량%), (도소사 제조, 상품명「토요파락스 A-40」: 평균 탄소수 25, 염소화도 40 중량%), (아지노모또파인테크노사 제조, 상품명「엠파라 70」: 평균 탄소수 26, 염소화도 70 중량%)]을 니이더에 공급하여 소정 온도로 반죽하여, 제진재용 수지 조성물을 얻었다.
생성된 제진재용 수지 조성물을, 토출부에 T 다이를 갖춘 1축 압출기(GM 엔지니어링사 제조, 형식「GM50」)에 공급하여, 소정의 배럴 및 금형 온도로 압출 성형하여, 두께 1 mm의 시트형 제진재를 제작했다.
2. 제진재의 평가
실시예 1 내지 4, 비교예 1, 2에서 얻어진 시트형 제진재를, 점탄성 측정기(도요세이키세이사쿠쇼사 제조, 상품명 「레올로그라프」)에 의해, 주파수 100 Hz에서 저장 탄성 계수(E') 및 손실 탄성 계수(E")를 측정하여, tanδ(=E"/E')를 산출했다. 이 때, tanδ가 최고가 될 때의 온도 및 tanδ을 표 1에 정리하여 나타낸다.
실시예 비교예
1 2 3 4 1 2
수지조성물(중량부) 염소 함유 열가소성 수지 염소화폴리에틸렌(염소 함량 40 중량%) 100 100 - - 100 -
염화폴리비닐(염소함량 57%) - - 100 - - -
염소화염화비닐 수지(염소 함량 70%) - - - 100 - 100
염소화파라핀 평균탄소수 14 12 12 12 25 26
염소화도(중량%) 43 70 65 70 40 70
양 100 100 125 150 100 150
프탈산디옥틸 - - 25 50 - 50
니이더 온도(℃) 100 100 120 130 100 130
압축기 배럴, 다이 온도.(℃) 120 120 130 140 120 140
평가 tanδ최대값 2.2 1.8 1.7 1.7 1.5 0.8
온도(℃) -5 40 30 40 -10 40
실시예 5
1. 차음 부재의 제작
강성 부재로서, 2장의 석고보드(요시노셋고사 제조, 상품명「타이가보드」, 밀도 0.75(g/cm3), 두께 12.5 mm×긴 변 2.4 m×짧은 변 90 cm)를 사용하여 실시예 1에서 제작한 제진재를 그 석고보드 사이에 끼우는 식으로 하여 전면에 적층하여, 샌드위치 구조로 한 차음 부재를 3조 제작했다.
2. 차음 부재의 평가
제작한 차음 부재를 음향 계측실에 설치하여, JIS A 1416에 준거하여, 음향 투과 손실을 측정했다. 3조의 차음 부재는 밀착시켜 병렬로 설치하고, 그 간극은 전부 오일 점토를 사용하여 메웠다.
음원의 음압 레벨은 약 90 dB로서, 전체 주파수역이 발생하도록 노이즈 제네레이터(RION사 제조, 형식「SF-05」)를 사용하여, 올패스의 핑크 노이즈를 사용했다. 음압 레벨의 측정에는 옥타브밴드 정밀 소음계(RION사 제조, 형식「NA-29」)를 사용했다. 음원측의 음압 레벨을 측정한 후, 차음 부재를 투과한 쪽의 음압 레벨을 측정하여, 음원과의 음압 레벨의 차를 구했다.
또한, 질량칙에서 얻어지는 차음 효과와 비교한 개선 효과의 정도는 통상, 저주파수 영역보다도 고주파수 영역이 높기 때문에 저주파수 영역에서의 평가로 하여 125 Hz에 있어서의 음압 레벨을 비교한 바, 18.0 dB의 저하(즉 차음 성능이 높음)가 있었다.
비교예 3
제진재를 석고보드 사이에 끼우지 않은(즉, 2장의 석고보드의 적층체, 이하 마찬가지) 것 이외에는 실시예 5와 같은 방식으로 차음 부재를 3조 제작했다.
실시예 5와 같은 방식으로 음원과의 125 Hz에 있어서의 음압 레벨을 비교한 바, 15.0 dB의 저하가 있었다.
또한, 실시예 5에서는 제진재에 의한 차음 효과가 있기 때문에, 그 만큼을 질량칙[(1)식]에 기초하여 계산하면,
18log(m·f)－47 (1)
[여기서, m은 면 밀도(kg/m2), f는 주파수(Hz)]
0.5 dB가 되어, 실시예 5에 있어서 구성의 차에 기인하는 차음성 향상은 2.5 dB였다.
실시예 6
석고보드 중 1장을, 두께 9.5 mm로 한 것 이외에는 실시예 5와 같은 방식으로 차음 부재를 3조 제작했다.
실시예 5와 같은 방식으로 음원과의 125 Hz에 있어서의 음압 레벨을 비교한 바, 17.0 dB의 저하가 있었다. 코인시덴스가 최대가 되는 주파수[(2)식으로부터 산출됨]1 kHz에서의 코인시덴스를 측정한 바 －1 dB이었다.
fc=(cο2/2πt)×[12ρ(1－υ)2/E] (2)
여기서, cο: 공기중의 음속(m/s)
t: 판의 두께(m)
ρ: 판의 밀도(kg/m3)
ν: 포아손(Poisson)비
E: 판의 탄성율(N/m3)
비교예 4
제진재를 석고보드 사이에 끼우지 않은 것 이외에 실시예 6과 같은 방식으로 차음 부재를 3조 제작했다.
실시예 5와 같은 방식으로 음원과의 125 Hz에 있어서의 음압 레벨을 비교한 바, 14.0 dB의 저하가 있었으며, 1 kHz에 있어서의 코인시덴스는 －3 dB이었다. 따라서, 실시예 6에 있어서 구성의 차에 기인하는 차음성 향상은 2.5 dB이며, 코인시덴스의 향상은 2 dB이었다.
실시예 7
석고보드 중 1장을 밀도 1.3 (g/cm3)비중의 석고보드로 한 것 이외에는 실시예 5와 같은 방식으로 차음 부재를 3조 제작했다.
실시예 5와 같은 방식으로 음원과의 125 Hz에 있어서의 음압 레벨을 비교한 바, 19.6 dB의 저하가 있었으며, 500 Hz에 있어서의 코인시덴스는 －1 dB이었다.
비교예 5
제진재를 석고보드 사이에 끼우지 않은 것 이외에 실시예 7과 같은 방식으로 차음 부재를 3조 제작했다.
실시예 5와 같은 방식으로 음원과의 125 Hz에 있어서의 음압 레벨을 비교한 바, 16.6 dB의 저하가 있었으며, 500 Hz에 있어서의 코인시덴스는 －2 dB이었다. 따라서, 실시예 7에 있어서 구성의 차에 기인하는 차음성 향상은 2.5 dB이며, 코인시덴스의 향상은 2 dB이었다.
실시예 8
2장의 석고보드 대신에 2장의 유리판(두께 3 mm)으로 한 것 이외에 실시예 5와 같은 방식으로 차음 부재를 3조 제작했다.
실시예 5와 같은 방식으로 음원과의 125 Hz에 있어서의 음압 레벨을 비교한 바, 17.5 dB의 저하가 있었으며, 2 kHz에 있어서의 코인시덴스는 －0.5 dB이었다.
비교예 6
제진재를 유리판 사이에 끼우지 않은 것 이외에 실시예 8과 같은 방식으로 차음 부재를 3조 제작했다.
실시예 5와 같은 방식으로 음원과의 125 Hz에 있어서의 음압 레벨을 비교한 바, 14.5 dB의 저하가 있었으며, 2 kHz에 있어서의 코인시덴스는 －4.0 dB이었다. 따라서, 실시예 8에 있어서 구성의 차에 기인하는 차음성 향상은 3.0 dB이며, 코인시덴스의 향상은 3.5 dB이었다.
실시예 9
제진재의 양 표면에 양면 테이프(세키스이가가쿠고교사 제조, W3 타입)를 전면에 붙이고, 이 후, 이것을 석고보드 사이에 끼우는 식으로 하여 전면에 적층하여 샌드위치 구조로 한 것 이외에 실시예 5와 같은 방식으로 차음 부재를 3조 제작했다.
실시예 5와 같은 방식으로 음원과의 125 Hz에 있어서의 음압 레벨을 비교한 바, 18.8 dB의 저하가 있었으며, (1)식에 기초한 양면 테이프의 질량 증가에 따른 차음성의 향상은 0.3 dB이며, 실시예 5에 비교하여, 실질적으로 0.5 dB 차음성이 향상되었다.
실시예 10
실시예 5에서 제작한 차음 부재 3조를 음향 측정실의 고정벽(고정부재)에 실시예 1에서 제작한 두께 1 mm의 제진재를 통해 고정했다. 고정벽과 차음 부재의 간극은 마찬가지로 오일 점토로 메워, 차음 구조체를 제작했다.
이 차음 구조체를 음원과의 125 Hz에 있어서의 음압 레벨을 비교한 바, 18.5 dB의 저하가 있었으며 실시예 5에 비교하여 실질적으로 0.5 dB 차음성이 향상되었다.
실시예 11
실시예 5에서 제작한 차음 부재의 한 면에 중간 보강체(단면 형상이 5 cm×5 cm의 목제 각재)를 통하여, 실시예 5에서 사용한 것과 동일한 단판 석고보드를 1장 부착했다. 중간 보강체는 차음 부재의 양측부에 길이 방향으로 부착하고, 폭 방향으로는 길이 방향으로 60 cm 간격으로 5개 평행하게 부착했다. 폭 방향의 중간 보강체의 단부는 길이 방향으로 부착한 중간 보강체와 최대한 간극이 없도록 부착했다. 차음 부재 및 단판 석고보드는 중간 보강체와 나사못에 의해 고정하여 차음 구조체를 제작했다.
이 차음 구조체를 실시예 5와 같은 방식으로 음원의 125 Hz에 있어서의 음압 레벨을 비교한 바, 22.0 dB 저하가 있었다.
실시예 12
실시예 11에 나타낸 차음 구조체에 비하여 차음 부재와 중간 보강체 사이에 중간 보강체의 폭으로 실시예 1의 제진재를 사이에 끼운 구조로 한 것 이외에 실시예 11과 같은 방식으로 차음 구조체를 얻었다.
이 차음 구조체를 실시예 5와 같은 방식으로 음원과의 125 Hz에 있어서의 음압 레벨을 비교한 바, 22.5 dB 저하가 있었다.
실시예 11과 비교하여, 제진재의 질량 증가에 의한 차음성 향상이 0.1 dB이기 때문에, 실시예 12의 차음 구조체의 실질적인 차음성의 향상은 ＋0.4 dB이었다.
비교예 7
실시예 11에 나타낸 차음 구조체로부터 제진재 및 중간 보강체를 제거한 구조(즉 석고보드 3장)를 나사못에 의해 고정하여 차음 구조체를 제작했다.
이 차음 구조체를 실시예 5와 같은 방식으로 음원과의 125 Hz에 있어서의 음압 레벨을 비교한 바, 18.3 dB 저하가 있었다.
실시예 11에 대해서는 제진재 및 중간 보강체의 질량 증가에 의한 차음성 향상이 0.7 dB이기 때문에, 실시예 11의 차음 구조체의 실질적인 차음성의 향상은 ＋3.0 dB이며, 실시예 12의 경우는 제진재 및 중간 보강체의 질량 증가에 의한 차음성 향상이 0.8 dB이기 때문에, 차음 구조체의 실질적인 차음성의 향상은 3.4 dB였다.
실시예 13
실시예 5에서 제작한 차음 부재를 2조 준비하여, 실시예 11에서 사용한 것과 동일한 중간 보강체를 통해 2조의 차음 부재를 결합·고정하여 차음 구조체를 얻었다.
이 차음 구조체를 실시예 5와 같은 방식으로 음원과의 125 Hz에 있어서의 음압 레벨을 비교한 바, 24.0 dB 저하가 있었다.
비교예 8
실시예 13에 나타낸 차음 구조체로부터 제진재 및 중간 보강체를 제거한 구조(즉 석고보드 3장)를 나사못에 의해 고정하여 차음 구조체를 제작했다.
이 차음 구조체를 실시예 5와 같은 방식으로 음원과의 125 Hz에 있어서의 음압 레벨을 비교한 바, 20.5 dB 저하가 있었다.
질량 증가를 고려하면 비교예 8과 비교하여 실시예 13은 제진재 및 중간 보강체의 질량 증가에 의한 차음성 증가가 0.7 dB이기 때문에, 실시예 13의 차음 구조체의 실질적인 차음성의 향상은 ＋2.8 dB이었다.
실시예 14
실시예 13에서 나타낸 차음 구조체에 있어서, 그 입사음 측의 차음 부재와 중간 보강체 사이에 중간 보강체의 폭으로 실시예 1의 제진재를 시이에 끼운 구조로 한 것 이외에 실시예 13과 같은 방식으로 차음 구조체를 얻었다.
생성된 차음 구조체를, 실시예 5와 같은 방식으로 음원과의 125 Hz에 있어서의 음압 레벨을 비교한 바, 24.5 dB 저하가 있었다.
질량 증가를 고려하면 비교예 8의 차음 구조체와 비교하여, 제진재 및 중간 보강체의 질량 증가에 의한 차음성 증가가 0.8 dB이기 때문에, 실질적인 차음성의 향상은 ＋3.2 dB이었다.
실시예 13과 비교하여 실시예 14의 차음 구조체의 차음성은 또한 ＋0.4 dB 향상했다.
실시예 15
실시예 13에서 나타낸 차음 구조체에 있어서, 그 입사음 측의 차음 부재의 제진재와 석고보드 사이에 실시예 9에서 사용한 양면 테이프를 석고보드 전면에 붙인 것 이외에는 실시예 13과 같은 방식으로 차음 구조체를 얻었다.
생성된 차음 구조체를 실시예 5와 같은 방식으로 음원과의 125 Hz에 있어서의 음압 레벨을 비교한 바, 24.6 dB 저하가 있었다.
질량 증가를 고려하면 비교예 8의 차음 구조체와 비교하여, 제진재와 중간 보강체 및 양면 테이프의 질량 증가에 따른 차음성 증가가 0.9 dB이기 때문에, 실질적인 차음성의 향상은 ＋3.2 dB이었다.
실시예 13과 비교하여 실시예 15의 차음성은 또한 ＋0.4 dB 향상했다.
실시예 16
염소화폴리에틸렌(쇼와덴꼬사 제조 「에라스렌 402NA」, 염소 함량 40 중량%) 100 중량부와 평균 탄소수 10 내지 16 염소화파라핀(아사히덴카사 제조 「E500」, 염소화도 50 중량%, 평균 탄소수=14) 150 중량부와 평균 탄소수 20 내지 50 염소화파라핀(아사히덴카사 제조 「A430」, 염소화도 43 중량%, 평균 탄소수=25) 50 중량부를 롤 반죽기로 반죽하고, 얻어진 수지 조성물을 120℃에서 프레스하여 두께 1 mm의 시트형 제진재를 제작했다.
실시예 17
염소화폴리에틸렌(쇼와덴꼬사 제조 「에라스렌 402NA」, 염소 함량 40 중량%) 100 중량부와 평균 탄소수 10 내지 16 염소화파라핀(도소사 제조 「토요파락스 265」, 염소화도 65 중량%, 평균 탄소수=12) 150 중량부와 평균 탄소수 20 내지 50 염소화파라핀(아사히덴카사 제조 「A-430」, 염소화도 43 중량%, 평균 탄소수=25) 50 중량부를 롤 반죽기로 반죽했다. 그 이후에는 실시예 16과 같은 방식의 방법으로 시트형 제진재를 제작했다.
비교예 9
염소화파라핀으로서 평균 탄소수 10 내지 16 염소화파라핀을 사용하지 않고, 평균 탄소수 20 내지 50 염소화파라핀(아사히덴카사 제조 「A430」, 염소화도 43 중량%, 평균 탄소수=25)만을 200 중량부 사용했다. 그 이외에는 실시예 16과 같은 방법으로 시트형 제진재를 제작했다.
비교예 10
염소화파라핀으로서 평균 탄소수 20 내지 50 염소화파라핀을 사용하지 않고, 평균 탄소수 10 내지 16 염소화파라핀(아사히덴카사 제조 「E500」, 염소화도 50 중량%, 평균 탄소수=14)만을 200 중량부 사용했다. 그 이외에는 실시예 16과 같은 방식의 방법으로 시트형 제진재를 제작했다.
비교예 11
염소화폴리에틸렌 대신에, 염소를 전혀 함유하지 않는 수지인 에틸렌-초산비닐 공중합체(미쓰이폴리케미컬사 제조 「P-1905」, 염소 함량 0 중량%)를 사용했다. 그 이외에는 실시예 16과 같은 방식의 방법으로 시트형 제진재를 제작했다.
제진재의 평가
실시예 16, 17 및 비교예 9 내지 11에서 얻어진 제진재의 성능을 하기의 방법으로 평가했다. 이 결과를 표 2에 정리하여 나타낸다.
제작 직후 및 제작후 1년의 시트형 제진재의 손실 정접을 점탄성 측정기(도요세이키세이사쿠쇼사 제조「레올로그라프」)를 사용하여 온도 －60 내지 60℃, 주파수 100 Hz의 조건으로 측정했다. 또한, 손실 정접 tanδ(=E"/E')은 통상의 방법에 의해 종탄성 계수(E', E")로부터 산출하여 얻은 손실 정접의 최대치를 표 2에 나타낸다.
실시예 비교예
16 17 9 10 11
수지조성물(중량부) 염소화폴리에틸렌 100 100 100 100 -
에틸렌 초산비닐 공중합체 - - - - 100
염소화파라핀(평균 탄소수=14, 염소화양=50) 150 - - 200 150
염소화파라핀(평균 탄소수=25, 염소화양=43) 50 50 200 - 50
염소화파라핀(평균 탄소수=12, 염소화양=65) - 150 - - -
평가 tanδ최대 값 제조 직후 3.4 3.2 2.8 3.5 1.0
제조 후 1년 3.2 3.1 2.6 2.7 0.5
실시예 18
염소 함유 열가소성 수지로서 염소 함량 40 중량%의 염소화폴리에틸렌(쇼와덴꼬사 제조, 「에라스렌 401」) 100 중량부에 대해 염소화도 43 중량%의 염소화파라핀(아사히덴카사 제조, 「A-430」, 평균 탄소수 25) 150 중량부와 염소화도 70 중량%의 염소화파라핀(아지노모또사 제조, 「엠파라 70」, 평균 탄소수 26) 100 중량부를 니이더(모리야마사 제조, 「G50-15형」)로 반죽 온도 약 110℃에서 반죽했다. 생성된 수지 조성물을 120℃에서 프레스하여 두께 1 mm의 시트형 제진재를 얻었다.
실시예 19
염소 함유 열가소성 수지로서 염소 함량 40 중량%의 염소화폴리에틸렌(쇼와덴꼬사 제조, 「에라스렌 401」) 100 중량부에 대해 염소화도 43 중량%의 염소화파라핀(아사히덴카사 제조 「A-430」, 평균 탄소수 25) 150 중량부와 염소화도 70 중량%의 염소화파라핀(아지노모또사 제조 「엠파라 70」, 평균 탄소수 26) 100 중량부와 로진에스테르(아라카와가가쿠사 제조 「KE656」) 5 중량부를 배합하고, 그 다음 실시예 18과 같은 방식으로 반죽 및 시트화하여 두께 1 mm의 시트형 제진재를 얻었다.
비교예 12
염소 함유 열가소성 수지로서 염소 함량 40 중량%의 염소화폴리에틸렌(쇼와덴꼬사 제조, 「에라스렌 401」) 100 중량부에 대해, 염소화도 43 중량%의 염소화파라핀(아사히덴카사 제조 「A-430」, 평균 탄소수 25) 200 중량부를 배합하고 그 후에는 실시예 18과 같은 방식으로 반죽 및 시트화하여 두께 1 mm의 시트형 제진재를 얻었다.
비교예 13
염소 함유 열가소성 수지로서 염소 함량 40 중량%의 염소화폴리에틸렌(쇼와덴꼬사 제조 「에라스렌 401」) 100 중량부에 대해 염소화도 70 중량%의 염소화파라핀(아지노모또사 제조 「엠파라 70」, 평균 분자량 26) 150 중량부를 배합하고, 그 다음에는 실시예 18과 같은 방식으로 반죽 및 시트화하여 두께 1 mm의 시트형 제진재를 얻었다.
비교예 14
염소 함유 열가소성 수지로서 염소 함량 57 중량%의 폴리염화비닐(세키스이가가쿠사 제조 「TS1000R」) 100 중량부에 대하여 염소화도 70 중량%의 염소화파라핀(아지노모또사 제조 「엠파라 70」, 평균 분자량 26) 100 중량부를 배합하고, 그 다음에는 실시예 18과 같은 방식으로 반죽 및 시트화하여 두께 1 mm의 시트형 제진재를 얻었다.
제진재의 평가
a) 실시예 18 내지 19 및 비교예 12 내지 14에서 얻은 제진재용 수지 조성물 시트의 특성을 측정했다. 점탄성 측정기(도요세이키세이사쿠쇼사 제조, 「레올로그라프」)에 의해서 종탄성 계수(E', E")를 측정하여 손실 정접 tanδ(=E"/E')을 산출했다. 또한 tanδ 최고 온도를 구했다. 측정 주파수는 100 Hz로 하고, 측정 온도 －40 내지 60℃의 범위에서 측정했다.
b) 제작 3일후의 시트 표면을 손으로 만져서 블리드아웃의 유무(유=×, 무=○)를 확인했다.
c) 실시예 18 내지 19 및 비교예 12 내지 14에서 얻어진 시트형 제진재를 각각 5 cm×5 cm의 사이즈로 컷트했다. 1장의 제진재 컷트를 2장의 유리판(5 cm×5 cm×3 mm)으로 샌드위치하여 얻은 샌드위치된 것을 진공백 내에 넣었다. 그 후 샌드위치된 것을 온도 140℃, 압력 10 mmHg의 조건으로 30분 진공 프레스하여 샘플을 제작했다. 이것을 헤이즈미터(도쿄덴쇼쿠사 제조「TC-H3P」)로 헤이즈 측정하여 전광선 투과율 및 헤이즈를 구했다.
이들의 결과를 표 3에 정리하여 나타낸다.
표 3으로부터 알 수 있듯이 실시예 18 내지 19의 제진재용 수지 조성물 시트는 어느 항목에서도 양호한 결과를 나타내었다. 이에 대하여 비교예 12의 시트는 상온에서의 tanδ의 값이 낮으며, 비교예 13의 것은 tanδ의 값이 낮은 데다 블리드아웃이 발생하고, 비교예 14의 시트는 tanδ의 값이 낮은 데다 최고 온도가 실온에서 벗어난 것이었다.
실시예 20
염소화폴리에틸렌(쇼와덴꼬사 제조, 「에라스렌 402NA」, 염소 함량 40 중량%) 100 중량부와 염소화파라핀(아사히덴카사 제조, 「A430」, 염소 함량 43 중량%, 평균 탄소수 25) 200 중량부와 로진에스테르(아라카와가가쿠사 제조, 「KE656」) 5 중량부를 온도 90℃에서 롤 반죽기로 반죽한 후, 얻은 수지 조성물을 온도 120℃에서 프레스기로 시트화했다. 이렇게 하여서 두께 1 mm의 시트형 제진재를 얻었다.
이어서, 이 시트형 제진재를 2장의 유리판(폭 90 cm×길이 180 cm×두께 3 mm)으로 사이에 끼워서 얻은 샌드위치된 것을 진공백에 넣었다. 그 후 이 샌드위치된 것을 온도 140℃, 압력 10 mmHg의 조건으로 30 분간 진공 프레스하여 플레이트형 차음 부재를 제작했다. 또한 유리판을 폭 5 cm×길이 5 cm×두께 3 mm의 것으로 바꾼 것 이외에 상기와 같은 조건으로 조작하여 플레이트형 차음 부재를 제작했다.
실시예 21
염소화폴리에틸렌(쇼와덴꼬사 제조 「에라스렌 402NA」, 염소 함량 40 중량%) 100 중량부와 염소화파라핀(도소사 제조 「토요파락스 265」, 염소화도 65 중량%, 평균 탄소수 12) 150 중량부 및 염소화파라핀(아사히덴카사 제조 「A430」, 염소화도 43 중량%, 평균 탄소수 25) 50 중량부와 로진에스테르(아라카와가가쿠사 제조 「KE656」) 5 중량부를 온도 90℃에서 롤 반죽기로 반죽했다. 그 이후는 실시예 20과 같은 방식으로 조작하여 플레이트형 차음 부재를 제작했다.
실시예 22
염소화폴리에틸렌(쇼와덴꼬사 제조 「에라스렌 402NA」, 염소 함량 40 중량%) 100 중량부와 염소화파라핀(아사히덴카사 제조 「E500」, 염소화도 50 중량%, 평균 탄소수 14) 150 중량부, 및 염소화파라핀(아사히덴카사 제조 「A430」, 염소화도 43 중량%, 평균 탄소수 25) 50 중량부와 로진금속염(아라카와가가쿠사 제조 「KM-1300)」) 5 중량부를 온도 90℃에서 롤 반죽기로 반죽했다. 이후에는 실시예 20과 같은 방식으로 조작하여 플레이트형 차음 부재를 제작했다.
실시예 23
염소화폴리에틸렌(쇼와덴꼬사 제조 「에라스렌 402NA」, 염소 함량 40 중량%) 100 중량부와 염소화파라핀(아사히덴카사 제조 「E500」, 염소화도 50 중량%, 평균 탄소수 14) 150 중량부 및 염소화파라핀(아사히덴카사 제조 「A430」, 염소화도 43 중량%, 평균 탄소수 25) 50 중량부와 로진에스테르(아라카와가가쿠사 제조, 「KE656)」) 5 중량부를 온도 90℃에서 롤 반죽기로 반죽한 후 얻은 수지 조성물을 온도 120℃에서 프레스기로 시트화했다. 이렇게 하여서 두께 1 mm의 시트형 제진재를 얻었다.
이어서, 유리판 대신에 폴리카르보네이트판(폭 90 cm×높이 180 cm×두께 3 mm)을 사용한 것 이외에 실시예 20과 같은 조건으로 조작하여 플레이트형 차음 부재를 제작했다.
비교예 15
로진에스테르를 사용하지 않은 것 이외에 실시예 20과 같은 방식으로 조작하여, 플레이트형 차음 부재를 제작했다.
비교예 16
염소화파라핀 대신에 파라핀계 프로세스오일(이데미쓰쿄산사 제조 「PW-90」, 염소 함량 0 중량%) 150 중량부를 사용한 것 이외에 실시예 20과 같은 방식으로 조작하여 플레이트형 차음 부재를 제작했다.
비교예 17
염소화폴리에틸렌 대신에 에틸렌-초산비닐 공중합체(미쓰이폴리케미컬사 제조 「P-1905」) 100 중량부를 사용한 것 이외에 실시예 20과 같은 방식으로 조작하여 플레이트형 차음 부재를 제작했다.
비교예 18
염소화파라핀(아사히덴카사 제조 「A430」, 염소화도 43 중량%, 평균 탄소수 25)의 배합량을 20 중량부로 바꾼 것 이외에 실시예 20과 같은 방식으로 조작하여 플레이트형 차음 부재를 제작했다.
비교예 19
로진에스테르를 사용하지 않은 것 이외에 실시예 23과 같은 방식으로 조작하여 플레이트형 차음 부재를 제작했다.
성능 시험
a) 차음성
실시예 20 내지 23 및 비교예 15 내지 19에서 얻은 투명 차음 부재 샘플(90 cm×180 cm)을 음향 계측실에 설치했다. 계측은 JIS-A1416:1974에 준거하여 실시했다. 음원은 110 dB(배경음 45 dB)로 하고, 노이즈 제네레이터(RION사 제조, 「SF-05」)를 사용하여 발생시키고, 올패스의 핑크노이즈를 사용했다. 옥타브밴드 정밀 소음계(RION사 NA-29)를 사용하여 음원 측의 음압 레벨을 계측했다. 음원 측의 음압 레벨을 측정한 후, 투과 측의 음압 레벨을 측정하고, 음압 레벨의 차를 구하여, 평가 지표로 했다. 음압 레벨차는 올패스(전체 주파수)로 평가했다. 표 4에 측정 결과를 나타낸다. 35 dB 이상의 차음 성능을 양호한 것으로 했다.
b) 투명성
실시예 20 내지 23 및 비교예 15 내지 19에서 얻어진 투명 차음 부재 샘플(5 cm×5 cm)에 관하여 헤이즈미터(도쿄덴쇼쿠사 제조 「TC-H3DP」)를 사용하여 JIS K6718에 준거하여 전광선 투과율 및 헤이즈를 측정했다. 5 이하의 헤이즈를 양호한 것으로 했다.
또, 시트형 제진재에 대해서는 점탄성 측정기(도요세이미츠세이사쿠쇼사 제조, 「레올로그라피」)를 사용하여 측정 주파수: 100 Hz, 측정 온도: －40 내지 60℃의 조건에서 제진성을 나타내는 tanδ를 구했다. 표 4에 측정 결과를 나타낸다.
표 4에 나타난 바와 같이, 실시예의 투명 차음체는 어느 항목에서도 양호한 결과를 보인다.
본 발명은 제진 부재용의 조성물 및 이것을 부형하여 이루어지는 제진재를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명은 이 제진재를 사용하여 얻어진, 주택, 맨션, 사무실 빌딩 등의 주택건조물, 고속도로, 고가다리, 철도 궤도 등의 각종 구조물이나, 자동차, 철도 차량, 선박, 항공기(헬리콥터를 포함함) 등의 수송 수단, 나아가서는 가정 전기 기기, OA 기기, 산업 기계, 모바일 제품 등에서 발생하는 진동이나 소음을 저감하는 차음 부재를 제공하는 것이다.
구체적으로는, 본 발명에 의한 차음 부재에 의해, 주택, 맨션, 사무실 빌딩, 공장 등의 칸막이, 외벽, 천장, 바닥, 대들보 등의 구조 부재, 급배수관, 급배수관 장착 지그, 파이프 스페이스, 파이프 샤프트, 도어, 지붕, 맹장지·미닫이 등을 포함하는 가동 칸막이, 경계벽, 파티션, 계단, 장착 나사, 방음 룸, 덕트, 채광창이나 도어·실내의 투과용 창을 포함하는 창, 창 시일재; 고속 도로의 방음벽, 철도 궤도에 있어서의 레일, 침목, 발라스트, 발라스트 매트; 고가다리에서의 슬라브 매트, 콘트리트판, 브리지 거어더, 레일, 방음벽; 자동차에 있어서의 루프 패널, 디쉬 패널, 플로어 패널, 트렁크룸 구획 패널, 타이어 하우스, 샤시 등의 시트 주변의 패널 외에, 엔진 지지부, 본네트 후드 등의 엔진 주변, 차축, 차축 베어링, 서스펜션 등의 발 주변, 창, 창 유리 시일재; 철도 차량에 있어서의 바닥, 천장, 측판, 도어, 차륜, 차축이나 샤시, 연결부, 팬터그래프, 창, 창 시일재, 시트 고정 프레임; 고속정이나 레저보트를 포함하는 선박에서의 갑판, 거주 구역 주변의 벽면 패널, 엔진룸, 창; 헬리콥터를 포함하는 항공기의 바닥, 천장, 측판, 도어, 엔진룸, 프로펠라, 창, 창 시일재; OA 기기로서는 프린터, 팬, 모터, MO·CD·FD·HD 등의 드라이브, 비디오 카메라, 카메라, 복사기, FAX, CD·DVD 데크, 비디오ㆍ카세트ㆍDAT 등의 데크, 디지털 카메라, 퍼스널 컴퓨터 등의 케이스 및 슬라이딩부; 산업 기계로서는 엘리베이터, 에스칼레이터, 압축기, 발전기, 벌초 기계, 트랙터, 불도저, 샤벨형 굴착기, 덤프트럭, 휠로더, 로드롤러, 레미콘, 파워샤벨, 항타기, 크레인, 수지 압출기, 사출 성형기, 프레스기, 니이더, 믹싱 롤, 펌프, 삭암기, 파쇄기, 백호(Backhoe), 닥카(Tacker), 에어네이라(Phneumatic nailer), 자동판매기, 자동개찰기, 벨트 컨베어; 가전 제품으로서는 세탁기, 건조기, 재봉틀, 식기세척기, 청소기, 공기조절기, 팬히터, 냉장고, 핸드믹서, 온수 세정 변기, 욕실건조기, 먼지처리기, 과즙기, 선풍기, 드라이기, 면도기, 인버터가 달린 형광등, 전화기의 수화기; 모바일 제품으로서는 휴대전화, 헤드폰형 스테레오, 헤드폰형 MD 스테레오, 헤드폰형 CD 스테레오, 노트북 컴퓨터; 등의 여러 가지 것으로부터 발생하는 진동이나 소음을 대폭 저감할 수 있다.

Claims (5)

  1. 염소 함량이 30 내지 50 중량%인 염소 함유 열가소성 수지 100 중량부와, 평균 탄소수가 20 내지 50이며 염소화도가 30 내지 50 중량%인 염소화파라핀 및 평균 탄소수가 20 내지 50이며 염소화도가 50 내지 70 중량%인 염소화파라핀의 혼합물 50 내지 300 중량부를 함유하는 제진재용 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 염소 함유 열가소성 수지 100 중량부당 가소제 50 내지 200 중량부를 더 포함하는 제진재용 수지 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 염소 함유 열가소성 수지 100 중량부당 로진계 화합물 1 내지 20 중량부를 더 포함하는 제진재용 수지 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 하나의 항에 기재한 제진재용 수지 조성물을 부형시켜 제조된 제진재.
  5. 제1항 내지 제3항 중의 어느 하나의 항에 기재한 제진재용 수지 조성물을 부형시켜 제조된 제진재를 구비하는 차음 부재.
KR1020057001999A 2000-04-14 2001-04-12 제진재용 수지 조성물, 제진재 및 차음 부재 KR100674462B1 (ko)

Applications Claiming Priority (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000113887A JP3500499B2 (ja) 2000-04-14 2000-04-14 制振材用組成物及び制振材、並びにこれを用いた遮音部材及び遮音材
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