KR20060001382A - 열 안정성이 향상된 자동차 제진시트 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열 안정성이 향상된 자동차 제진시트 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 침입도가 5 ~ 30인 부로운 아스팔트(Blown Asphalt), 분말상 혹은 편상의 점착부여제, 공정유, 합성고무 및 유기섬유상 충전제를 일정 성분비로 함유하여, 열안정성을 향상시킴으로써 고온에서도 제진성능을 유지 하며, 특히 오염성을 개선이 탁월한 열 안정성이 향상된 자동차 제진시트 조성물에 관한 것이다.
자동차 제진시트, 열안정성

Description

열 안정성이 향상된 자동차 제진시트 조성물{Heat Stabilized Anti-vibration Sheet}
본 발명은 열 안정성이 향상된 자동차 제진시트 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 침입도가 5 ~ 30인 부로운 아스팔트(Blown Asphalt), 분말상 혹은 편상의 점착부여제, 공정유, 합성고무 및 유기섬유상 충전제를 일정 성분비로 함유하여, 열안정성을 향상시킴으로써 고온에서도 제진성능을 유지 하며, 특히 오염성을 개선이 탁월한 열 안정성이 향상된 자동차 제진시트 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에 사용되는 제진재료는 점탄성 재료 선택에 따라 제진성능이 좌우될 수 있으며, 또한 점탄성 재료는 온도에 의한 의존성이 강하므로 현 자동차 구조상 필요로 하는 온도 영역대에서 가장 효과를 나타낼 수 있도록 해야 하며 같이 사용되는 흡차음 재료와의 관계에서도 상호 보완작용이 이루어져 제진 및 실내 투과음의 차단에 기여를 해야 한다.
현재 자동차용 플로어(FLOOR)에 부착되는 제진재료는 여러 종류가 있는데, 그 중에서도 아스팔트 시트가 가장 보편화되어 있다. 이러한 아스팔트 시트는 제진 성능 및 중량을 고려하여 여러 종류로 구분되어 있다.
일반적으로 아스팔트의 경우 상온에서 제진 효과가 우수하고 일부 경량화 시킨 아스팔트는 일반적인 아스팔트 보다 중량이 가벼우면서 상온에서 제진 효과가 조금더 우수한 성능을 나타낸다. 또한 발포 아스팔트를 제조하여 40 ℃ 고온까지 제진 성능을 향상을 가져왔다.
제진재료용 시트에 관한 공개된 문헌을 살펴보면 다음과 같다.
일반적으로 현재 대부분의 차종에 차체 플로어용 제진재료 중에 아스팔트 시트 단독구조인 자동차용 제진재료용 열융착 고무패트 조성물 [대한민국 공개특허 제1999-0009718호]와 가황 타입의 조성이고 일부 강성을 향상시켜 고온에서 제진성능을 우수하게 하였으며, 고강성 아스팔트 시트 조성물[대한민국 공개특허 제2003-0083092호]도 강성 향상을 목적으로 제진성을 향상하는 조성물 등이 있다. 이와 같은 아스팔트 시트는 차량의 주행시 바닥면의 온도는 점차 상승하고 주행 후 공냉이 없어지는 주차중일 때에 최대 80 ℃ 이상 온도가 상승할 경우 아스팔트 성분이 표면으로 유출되어 제진재 시트위의 카페트 혹은 판넬부를 오염시키는 단점이 있다.
이에 본 발명자는 상기와 같은 문제점을 해결하고자 연구 노력한 결과, 침입도가 5 ~ 30인 부로운 아스팔트(Blown Asphalt), 분말상 혹은 편상의 점착부여제, 공정유, 합성고무 및 유기섬유상 충전제를 일정 성분비로 함유하여, 열안정성을 향 상시킴으로써 고온에서도 제진성능을 유지하며, 특히 오염성을 개선한다는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명은 열안정성이 향상되어 제진성능 및 오염성이 개선된 차량용 제진시트 조성물을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 침입도가 5 ~ 30인 부로운 아스팔트(Blown Asphalt) 20 ~ 40 중량%; 분말상 혹은 편상의 무기충전제 50 ~ 70 중량%; 점착부여제1 ~ 5 중량%; 공정유 1 ~ 5 중량%; 합성고무 5 ~ 10 중량%; 및 유기섬유상 충전제 0.2 ~ 5 중량%를 함유하여 이루어지는 제진시트 조성물에 그 특징이 있다.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 특정 침입도를 가진 아스팔트에 특정의 무기충전제, 점착부여제, 합성고무, 유기섬유상 충전제를 함유하여, 열안정성을 향상시켜 제진 성능 및 오염성을 개선시킨 제진시트에 관한 것이다.
본 발명의 제진시트에 함유된 조성물을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 아스팔트는 침입도가 5 ~ 30인 부로운 아스팔트(Blown Asphalt)를 선택 사용하며, 상기 침입도가 5 미만인 경우에는 제품의 유연성이 결여되어 열 융착 전 장착성이 나쁘며, 30을 초과하는 경우에는 하절기 고온 방치 시 시트(SHEET) 상호간 블록킹(blocking) 되어 분리되기 어려운 문제가 있다. 상기 상온에서 통 상적으로 고형상태인 부로운 아스팔트(Blown Asphalt)를 사용함으로써 열 유동성을 억제하게 되어 종래에 스트레이트 아스팔트를 사용할 때에 비하여 상온 이상의 영역에서도 방진성이 저하되는 문제점 및 오염성을 극복한다. 이러한 아스팔트는 20 ~ 40 중량% 사용하며, 상기 사용량이 20 중량% 미만이면 밀착성이 저하되고 40 중량%를 초과하는 경우에는 낙입성 시험시 크랙이 발생한다.
분말상 혹은 편상의 무기충전제는 예를 들면 탄산칼슘, 탈크, 크레이, 마이카 및 운모 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 특히, 마이카는 내한-내열성이 우수하여 전체 온도영역에서의 열 유동현상을 억제하게 되어 방진기능을 유지하는데 매우 효과적이며 또한 내한 및 내충격성을 보완하는 기능도 갖게 한다. 상기 무기충전제는 50 ~ 70 중량% 사용하며, 상기 사용량이 50 중량% 미만이면 내오염성이 저하되고, 70 중량%를 초과하는 경우에는 시팅성(SHEETING)이 저하된다.
롤 성형성을 용이하게 작용하는 점착부여제는 예를 들면 석유수지, 구마론수지, 폴리스티렌수지, 폴리에틸렌수지 및 에틸렌초산비닐수지 중에서 선택된 것을 사용할 수 있다. 상기 점착부여제는 1 ~ 5 중량% 사용하며 사용량이 1 중량% 미만이면 성형시 롤(ROLL) 밀착성 부족문제가 있고 5 중량%를 초과하는 경우에는 상온에서 시트가 과도하게 딱딱해(HARD)지는 문제가 발생한다.
성분들의 사용성을 향상시키고 가공성 향상을 위한 공정유는 석유계 혹은 식물성으로 특별히 한정하지 않으며, 당 분야에서 통상적으로 사용되는 것을 첨가한다. 상기 공정유는 1 ~ 5 중량% 사용하며 사용량이 1 중량% 미만이면 비중 상 승으로 인한 자동차 적용시 중량증가 문제가 있고 5 중량%를 초과하는 경우에는 오염발생 문제가 있다.
상기 아스팔트 결합력 및 형상 유지력을 이용하여 형상의 변화가 적고, 열에 의해 융착 및 가교 결합되어 분자들의 결합력을 증가시켜 더욱 넓은 온도범위에서 우수한 방진특성을 나타낼 수 있도록 하는 합성고무는 예를 들면 스티렌-부타디엔 스티렌 터폴리머(Styrene-butadiene styrene terpolymer; SBS), 에틸렌 프로필렌 디엔 고무(Ethylene propylene diene rubber; EPDM) 및 스티렌-부타디엔 고무(Styrene-butadiene rubber; SBR) 중에서 선택 사용할 수 있다. 상기에서 한정된 합성고무는 아스팔트와의 상용성이 우수하여 방진 특성과 같은 효과발현이 용이하나, 이미 공지된 니트릴고무(NBR), 아크릴고무(ACM) 및 에피클로로 히드린 고무(ECO) 등은 아스팔트와 친화력이 없어 혼합이 용이하지 않고, 시트상으로 성형한 후에도 표면에 크랙이 발생하며, 친화력은 있으나 그 기본 경도가 높은 천연고무(NR)는 아스팔트와 혼합 공정시 가압이 필요하고 혼합시간도 상기 합성고무에 비해 많이 소요되는 단점이 있다.
또한, 상기 합성고무는 아스팔트의 제품화를 위한 공정에서 개질화의 목적으로 극소량 첨가 사용되기도 하나, 본 발명은 아스팔트에 함유된 극소량의 합성성분과는 별도로 본 발명이 목적으로 하는 효과를 발현하기 위하여 특정량의 합성고무를 첨가 사용한 것이다. 즉, 공정상의 개질화 이유로 극소량 함유시키는 것과는 달리, 열 안정성이 향상된 자동차 시트를 제조하기 위한 특정의 합성고무를 일정량 첨가하여 하나의 구성 성분으로서의 역할을 수행함으로 아스팔트에 첨가된 그 것과는 다르다.
이러한 합성고무는 5 ~ 10 중량부 사용하며 사용량이 5 중량부 미만이면 오염문제가 발생할 수 있고 10 중량부를 초과하는 경우에는 시트의 탄성이 과도하게 증가하여 밀착성 부족문제가 발생한다.
제품의 강도를 보완함으로써 융착 전 시트상태의 현장작업성을 부여하기 위한 식물성 또는 합성지방성 중에서 선택된 유기섬유상 충전제는 0.2 ~ 5 중량% 사용하며, 사용량이 0.2 중량% 미만이면 과다 낙입문제가 있으며 5 중량%를 초과하는 경우에는 낙입성 부족문제가 발생한다.
이외에 추가적으로 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위내에서 통상의 첨가제를 사용할 수 있다. 본 발명에서는 생석회를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 생석회는 0 ~ 4 중량% 사용하며 사용량이 4 중량%를 초과하는 경우네는 낙입성 부족문제가 발생한다.
상기의 조성과 함량을 이용하여 통상의 방법으로 차량용 제진시트를 제조하며, 이렇게 제조된 제진시트는 열에 의한 안정성 증가로 40 ℃ 이상의 영역에서 제진성을 유지하며, 특히, 열로 인해 발생된 차량바닥의 오염문제를 개선한다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 ~ 2
다음 표 1에 나타낸 조성과 함량의 혼합물을 롤(roll)에 밀어넣어 3 mm의 제 진시트를 제조하였다. 상기 제조된 제진시트를 180 × 20 mm 크기의 시편으로 절단한 다음, 200 × 20 mm의 판넬위에 상기 절단된 시트를 올려놓고, 150 ℃의 오븐기에서 30분 동안 소부시켜서 시험편을 제작하였다.
비교예 1
다음 표 1에 나타낸 바와 같이, 현재 사용되고 있는 일반적인 아스팔트 방진제 조성물을 사용하여, 실시예 1과 동일한 방법으로 시험편을 제작하였다.
비교예 2
다음 표 1에 나타낸 바와 같이, 현재 사용되고 있는 발포형 아스팔트 조성물을 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 시험편을 제작하였다.
Figure 112004028954219-PAT00001
실험예 1
상기 실시예 1 ~ 2와 비교예 1 ~ 2의 제진성능을 알아보기 위하여 다음과 같은 측정방법으로 측정하여 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.
- 제진율 측정법
공진법(일본 음향재료협회 출판 "소음대책핸드북" 438면 참조)에 의하여 손실계수(η)를 구한다. 제진시험 결과로 나타나는 그라프의 2차 공진점 상하3 dB지점의 값으로 계산
- 시편의 열융착 조건 : 150 ℃ × 30분
- 제진시험 시편크기 : 180 × 20 mm
- 사용강도 시험기 : B&K2035모델
Figure 112004028954219-PAT00002
실험예 2
상기 실시예 1 ~ 2와 비교예 1 ~ 2의 오염성능을 알아보기 위하여 다음과 같은 측정방법으로 측정하여 그 결과를 다음 표 3에 나타내었다.
측정방법
- 150 ℃에서 각 시트 70 mm ×70 mm를 30분간 소부하고, 상온에서 30분간 냉각시킨 후, 60 ℃와70 ℃에서 4시간 방치 후 삽입된 거어즈의 오염상태를 확인하였다.
Figure 112004028954219-PAT00003
상기 표 2와 3에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 ~ 2는 제진성은 종래와 동등 이상의 수준을 보이나, 오염 상태는 월등히 향상되었음을 알수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 제진시트는 아스팔트에 특정의 합성고무, 접착부여제 및 충전제를 선택 사용하여, 실온에서 80 ℃ 정도의 고온 영역까지 열 유동성 현상을 억제하여 방진 및 오염성 개선성능에 효과적이다.

Claims (4)

  1. 침입도가 5 ~ 30인 부로운 아스팔트(Blown Asphalt) 20 ~ 40 중량%;
    분말상 혹은 편상의 무기충전제 50 ~ 70 중량%;
    점착부여제1 ~ 5 중량%;
    공정유 1 ~ 5 중량%;
    합성고무 5 ~ 10 중량%; 및
    유기섬유상 충전제 0.2 ~ 5 중량%를 함유하여 이루어지는 것임을 특징으로 하는 제진시트 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 무기충전제는 탄산칼슘, 탈크, 크레이, 마이카 및 운모 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것임을 특징으로 하는 제진시트 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 점착부여제는 석유수지, 구마론수지, 폴리스티렌수지, 폴리에틸렌수지 및 에틸렌초산비닐수지 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 제진시트 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 합성고무는 스티렌-부타디엔 스티렌 터폴리머(Styrene-butadiene styrene terpolymer;SBS), 에틸렌 프로필렌 디엔 고무(Ethylene propylene diene rubber;EPDM) 및 스티렌-부타디엔 고무(Styrene-butadiene rubber;SBR) 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 제진시트 조성물.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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