KR20060011121A

KR20060011121A - 클로로프렌 고무계 제진 조성물

Info

Publication number: KR20060011121A
Application number: KR1020040059806A
Authority: KR
Inventors: 최규생; 주후령
Original assignee: 현대자동차주식회사; 헨켈코리아 주식회사
Priority date: 2004-07-29
Filing date: 2004-07-29
Publication date: 2006-02-03
Also published as: KR100590975B1

Abstract

본 발명은 클로로프렌 고무계 제진 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 클로로프렌 고무에, 아스팔트 수지, 천연고무, 난연제, 수분흡수제 및 충진제를 포함하는 제진 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 클로로프렌 고무계 제진 조성물은 종래 아스팔트계 제진 조성물에 비하여 난연성 및 제진성이 우수하여 얇은 두께의 시트로 제작하더라도 우수한 난연 및 제진 효과를 발휘하고, 경량성, 내열성 및 내후성이 증가하여 자동차용 제진 시트로 바람직하게 적용된다.

클로로프렌 고무, 제진, 아스팔트, 난연성, 제진성, 제진 시트

Description

클로로프렌 고무계 제진 조성물{CHLOROPRENE RUBBER COMPOSITION FOR ANTIVIBRATION}

본 발명은 클로로프렌 고무에, 아스팔트 수지, 천연고무, 난연제, 수분흡수제 및 충진제를 포함하는 제진 조성물에 관한 것이다.

자동차의 차체라인 및 도장라인에서 차체 실내(DASH PANEL, FLOOR, WHEEL HOUSE등)에 부착하여 소음, 진동을 감소시키기 위한 제진 시트로는 현재, 아스팔트 재질의 재진 시트가 주로 사용되고 있다.

아스팔트 재질의 제진 시트는 낙입성, 내식성 및 용융성 등이 매우 우수하며, 작업성이 양호하고, 일반물성 대비 원가적인 측면에서 다양한 차종에 널리 이용되고 있다.

구체적으로, 상기 아스팔트 재질을 구성하는 제진 조성물은 아스팔트에 수지, 합성고무, 오일 및 무기물 충전제 섬유질을 배합하여 일정한 형상으로 시트로 가공한다.

그러나, 상기 아스팔트 재질의 제진 시트는 방진성이 20 ℃영역에서만 효과 가 있고, 차량 주행영역이 40 내지 60 ℃에서는 낮은 제진성을 나타내고, 높은 비중으로 차량 무게가 상승되어 연비가 증가되는 문제가 있다.

또한 작업자가 제진 시트를 차량에 장착시 과중량에 의한 작업자 피로강도 문제점이 있으며, 아스팔트의 함량이 높고 저가 충진제 사용으로 흐름성 및 처짐성이 발생하여 품질이 저하된다. 더욱이, 동절기와 같이 낮은 온도에서 제품이 굳어 파손되는 경우가 많이 발생되고, 제진 조성물에 첨가되는 아스팔트의 함량 증가 및 첨가제의 사용으로 취기성 등의 문제가 발생한다. 이와 더불어, 상기 아스팔트 재질의 제진 시트는 난연성이 없어 차량 화재시에 쉽게 점화가 일어나 차량 안전도에 문제점을 나타낸다.

이에 본 발명자들은 아스팔트 재질의 제진 조성물을 대체할 수 있는 새로운 제진 조성물을 개발하기 위하여 노력한 결과, 클로로프렌 고무에 아스팔트 수지, 천연고무, 난연제, 수분흡수제 및 충진제를 포함하는 제진 조성물을 제조하였고, 상기 제진 조성물이 종래 아스팔트계 제진 조성물에 비하여 난연성 및 제진성이 우수하여 얇은 두께의 시트로 제작하더라도 우수한 난연 및 제진 효과를 발휘함을 알아내어 본 발명을 완성하였다.

이에, 본 발명의 목적은 난연성 및 제진성이 우수한 클로로프렌 고무계 제진 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명은 a)클로로프렌 고무 25.0 내지 30.0 중량%, b) 아스팔트 수지 5.0 내지 15.0 중량%, c)천연고무 3.0 내지 10.0 중량%, d) ⅰ) 코팅된 CaCO₃ 충전제 10.0 내지 15.0 중량%, ⅱ) 마이카 3.0 내지 10.0 중량%, ⅲ) 셀룰로오즈 섬유 10.0 내지 15.0 중량%, ⅳ) 글래스 버블 2.0 내지 6.0 중량%를 포함하는 충전제, e) 난연제 0.5 내지 1.0 중량%, f) 수분 흡수제 2.0 내지 5.0 중량%, g) 가소제 25.0 내지 30.0 중량%를 포함하는 자동차용 제진 조성물을 제공한다.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명의 제진 조성물은 난연성 및 제진성이 우수하여 얇은 두께의 제진 시트로 제작하더라도 우수한 난연 및 제진 효과를 발휘한다.

a) 클로로프렌 고무

클로로프렌 고무는 본 발명에 따른 제진 조성물의 주성분으로, 제진 특성을 나타내는 댐핑(damping)재로서, 상기 제진 조성물에 점탄성 및 난연성을 부여한다.

상기 클로로프렌 고무의 함량은 충분한 수준의 점탄성 및 난연기능을 부여하기 위해 전체 제진 조성물에서 25.0 내지 30.0 중량%로 사용한다. 만약, 그 함량이 25.0 중량% 미만이면 점탄성 기능저하로 제진성이 낮아지며, 30.0 중량%를 초과하게 되면 상기 클로로프렌 고무의 함량 과다로 인해 가공중 제진 조성물의 흐름성이 저하되어 가공성이 낮아지고 가격이 상승하는 등의 문제가 발생한다.

b) 아스팔트 수지

아스팔트 수지는 제진 조성물에 점착능 및 접착성을 부여하기 위해 사용되며, 전체 제진 조성물에서 5.0 내지 15.0 중량%로 함유시킨다. 만약, 그 함량이 5.0 중량% 미만이면 점,접착성능이 저하되고, 배합이 어려운 문제점이 있으며, 15.0 중량%를 초과하게 되면 침입도가 상승으로 작업성이 저하되는 문제점이 있다.

c) 천연고무

천연고무는 제진 조성물을 시트 형태로 가공 후 얻어진 제진 시트의 유연성을 증가시키기 위해 사용하며, 전체 제진 조성물에서 3.0 내지 10.0 중량%로 사용한다. 이때, 그 함량이 3.0 중량% 미만이면 유연성 및 작업성 효과가 저하되는 문제점이 있고, 10.0 중량%를 초과하게 되면 제조된 제진 시트가 처지는 등의 문제가 발생한다.

d) 충전제

본 발명에서는 상기 충전제로 유기 및 무기 충전제를 혼합 사용하며, 구체적으로 코팅된 CaCO₃, 마이카, 셀룰로오즈 섬유 및 글라스 버블을 혼합 사용한다.

ⅰ) 코팅된 CaCO₃

상기 코팅된 탄산칼슘은 흡유 기능이 있어 제작된 제진 시트의 유동성을 효과적으로 방지할 수 있으며, 전체 제진 조성물에 있어 10.0 내지 15.0 중량%로 사 용한다. 그러나, 이때, 상기 조성의 함량이 10.0 중량% 미만이면 흐름성이 저하되는 문제점이 발생하고, 이와 반대로 15.0 중량%를 초과하게 되면 제진 시트의 경도가 지나치게 상승하여 외부의 가벼운 충격에도 깨지는 등의 문제가 발생할 수 있다.

ⅱ) 마이카(MICA)

상기 마이카는 제진성 및 작업성을 증가시키기 위해 사용하며, 전체 제진 조성물에 있어 3.0 내지 15.0 중량%로 사용한다. 이때, 상기 조성의 함량이 3.0 중량% 미만이면 제진성 효과가 부족하며, 10.0 중량%를 초과하게 되면 원가 상승과 더불어 더 이상의 제진성이 향상되지 않으므로, 상기 범위 내에서 사용한다.

ⅲ) 셀룰로오즈 섬유

상기 셀룰로오즈 섬유는 작업성을 향상시킬 뿐만 아니라 제진 조성물의 비중을 낮추고, 제작된 제진 시트의 유동성을 효과적으로 방지할 수 있다. 이러한 셀룰로오즈 섬유는 전체 제진 조성물에 대하여 10.0 내지 15.0 중량%로 사용하며, 이때, 상기 그 함량이 10.0 중량% 미만이면, 제진 시트의 유동성 방지 효과가 저하되는 문제점이 있고, 15.0 중량%를 초과하게 되면 제진 시트의 양산 작업시 배합이 어려운 문제점이 있게 된다.

ⅳ) 글래스 버블

상기 글래스 버블은 작업성을 향상시킬 뿐만 아니라 비중을 효과적으로 저하시킬 수 있으며, 전제 제진 조성물에서 2.0 내지 6.0 중량%로 사용한다. 이때, 그 함량이 2.0 중량% 미만이면 중량저감 효과가 저하되는 문제가 발생하고, 6.0 중량%를 초과하게 되면 가격 상승과 부피 증가로 인한 생산문제가 발생할 우려가 있다.

e) 난연제

난연제는 용어 그대로 본 발명에 따른 제진 조성물에 대해 난연성을 부여하기 위해 사용되는 것으로, 전제 제진 조성물에서 0.5 내지 1.0 중량%로 사용한다. 이때, 그 함량이 0.5 중량% 미만이면 난연 기능의 효과가 저하되는 문제점이 있고, 1.0 중량% 이상이면 난연 효과가 더 이상 증대되지 않아 무의미한 바, 상기 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 난연제는 본 발명에서 특별히 한정하지는 않으며, 이 분야에서 통상적으로 사용되는 아연 보레이트와 같은 브롬계 난연제, 안티모니 트리옥사이드, Mg(OH)₂ 및 Al(OH)₃ 등이 사용된다.

f) 수분 흡수제

수분 흡수제는 제진 조성물에 대해 함유된 수분을 흡수하기 위해 사용되는 것으로, 전제 제진 조성물에서 2.0 내지 5.0 중량%로 사용한다. 이때, 그 함량 이 2.0 중량% 미만이면 수분제거 효과가 저하되는 문제점이 있고, 5.0 중량% 이상이면 조성물의 경도 증가와 함께 크랙이 발생하는 문제점이 있어 상기 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 수분 흡수제는 본 발명에서 특별히 한정하지는 않으며, 이 분야에서 통상적으로 사용되는 물질이 가능하며, 일예로, 산화칼슘(CaO) 등이 있다.

g) 가소제

가소제는 제진 조성물에 함유된 클로로프렌 고무 및 천연 고무에 대해 가소성을 부여하며, 전제 제진 조성물에서 25.0 내지 30.0 중량%로 사용한다. 이때, 그 함량이 25.0 중량% 미만이면 조성물의 작업성과 유연성이 저하되는 문제점이 있고, 30.0 중량% 이상이면 침입도 증가로 압출 작업성이 저하되는 문제점이 발생한다.

상기 가소제는 이 분야에서 통상적으로 사용되는 물질이 가능하며 일예로, 가소성을 부여하기 위한 1차 가소제와, 점도를 조절하기 위한 2차 가소제가 사용된다.

상기 1차 가소제는 통상적으로 사용되는 디옥틸프탈레이트 및 디이소데실 프탈레이트 등의 프탈레이트계 가소제를 사용하며, 본 발명에서 특별히 한정하지는 않지만, 디옥틸프탈레이트(dioctyl phthalate, DOP), 디부틸프탈레이트(dibutyl phthalate, DBP), 디이소노닐 프탈레이트(diisononyl phthalate, DINP), 디이소데실 프탈레이트(diisodecyl phthalate, DIDP), 디이소노닐 아디페이트(diisononyl adiphate, DINA), 디옥틸 아디페이트(dioctyl adiphate, DOA), 및 트리크레실 포스페이트(tricresyl phosphate, TCP) 등이 가능하다.

상기 2차 가소제는 파라핀계 탄화수소를 사용하며, 바람직하기로 유동 파라핀을 사용한다.

상술한 바의 본 발명의 클로로프렌 고무계 제진 조성물은 클로로프렌 고무를 가소제에 분산시킨 후 기타 첨가제를 혼합 후, 섬유상, 과립, 분말 등의 형태로 얻을 수 있지만, 제진이 요구되는 분야에 임의의 형태로 이용할 수 있다. 특히, 시트상 성형체의 형태로 이용하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 시트는 시트 성형을 거쳐 제조되며, 그 두께는 용도 및 요구되는 성능의 레벨에 따라 임의로 결정할 수가 있지만, 2~4 mm의 범위의 것이 바람직하다.

상기 제작된 제진 시트는 종래 아스팔트계 제진 조성물로 이루어진 제진 시트 에 비하여 난연성 및 제진성이 우수하여 얇은 두께의 시트로 제작하더라도 우수한 난연 및 제진 효과를 발휘한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제조된 클로로프렌 고무계 제진 조성물은 제진성이 0.12 이상이고, 수축율이 0.2% 이하이며, 열 유동성이 10 mm 이하로 나타났다.

이하, 실시예에 의하여 본 발명을 구체적으로 설명하겠는바, 다음 실시예에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시예 및 비교예

다음 표 1에 나타낸 조성으로, 먼저 혼합기에서 가소제를 주입하고, 여기에 클로로프렌 고무, 아스팔트 수지 및 천연 고무를 분산시킨 후 기타 첨가제를 혼합하여 제진 조성물을 제조한 다음,

통상의 시트 성형으로 제진 시트를 제작한 다음, 물성 측정을 위해 시편을 얻었다.

원료(중량%)		실시예	비교예
클로로프렌고무		28.0	-
브라운 아스팔트 수지		10.0	50.0
천연고무		5.0	5.0
충전제	비코팅된 탄산칼슘	-	40.0
	코팅된 탄산칼슘	10.0	-
	마이카	5.0	-
	셀룰로오즈 섬유	12.0	5.0
	글래스 버블	5.0	-
난연제	Al(OH)₃	0.5	-
수분 흡수제	CaO	3.5	-
가소제	파라핀 오일	26.0	-

시험예

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 조성물을 이용하여 시편을 제조한 다음, 하기하는 물성을 측정하였으며, 얻어진 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

<측정방법>

1. 제진성 : 230 × 15 mm 강판에 약 1.0 mm의 데드너를 도포하고, 가열 경화 후 제진성을 측정하였다.

2. 건조 비중 : MS 731-06에 의거하여 측정하였다.

3. 수축율(%) : MS 731-06 에 의거하여 측정하였다.

4. 열유동성 : MS 731-06 에 의거하여 측정하였다.

5. 내식성 : 시험 방법 :35 ℃ × 5％- Nacl 용액 SPRAY 480 시간후 꺼내어 CROSS CUT부 박리상태를 확인하였다.

6. 내충격성 : 시험편의 UNDER COAT 도면을 위로하여 듀퐁(DUPONT) 충격 시험기를 사용하여 도막면에 충격을 주어 도막의 갈라짐,박리 등의 도막결함이 생기지 않는 낙하 거리를 조사하였다. 이때, 저온의 5 ℃ 및 20 ℃에서 측정하였다.

7. 낙입성 : MS 731-06 에 의거하여 측정하였다.

8. 밀착성 : MS 731-06 에 의거하여 측정하였다.

9. 난연성 : MS 731-06 에 의거하여 측정하였다.

10. 냄새 : 얻어진 제진 시트 시편을 코로 냄새를 맡아 측정하였다.

항 목		요구사항	실시예	비교예
제 진 성		0.08이상	0.25	0.12
비 중		-	0.9	1.50
수축율(%)		2 이하	0.2	1.90
열유동성		10 mm 이하	0	10.00
내식성		발청등 이상없을것	이상없슴	이상없슴
내충격성	5℃	35 cm이상	이상없슴	이상없슴
내충격성	20℃	35 cm이상	이상없슴	이상없슴
낙입성		찢어짐 없을것	30	10.00
밀착성		50% 이상	98	70.00
난연성		80 이하mm/min	5	78.00
냄새		현저한 냄새 없을것	이상없슴	이상없슴

상기 표 2에 따르면, 본 발명에 따른 실시예의 조성물이 비교예의 그것에 비하여 제진성을 비롯한 여러 물성이 향상되었음을 알 수 있다.

이상에서 상세히 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 클로로프렌 고무계 제진 조성물은 난연성 및 제진성을 비롯한 여러 가지 성질이 우수하고 종래 아스팔트계 제진 조성물의 대체 물질로 적합하게 사용될 수 있으며, 특히 자동차의 제진 시트로 유용하게 사용될 수 있다.

Claims

a) 클로로프렌 고무 25.0 내지 30.0 중량%,

b) 아스팔트 수지 5.0 내지 15.0 중량%,

c) 천연고무 3.0 내지 10.0 중량%,

d) ⅰ) 코팅된 CaCO₃충전제 10.0 내지 15.0 중량%,

ⅱ) 마이카 3.0 내지 10.0 중량%,

ⅲ) 셀룰로오즈 섬유 10.0 내지 15.0 중량%,

ⅳ) 글래스 버블 2.0 내지 6.0 중량%를 포함하는 충전제,

e) 난연제 0.5 내지 1.0 중량%,

f) 수분 흡수제 2.0 내지 5.0 중량%, 및

a) 가소제 25.0 내지 30.0 중량%

를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 제진 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 난연제는 아연 보레이트, 안티모니 트리옥사이드, Mg(OH)₂ 및 Al(OH)₃로 이루어진 그룹 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 자동차용 제진 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 가소제는 디옥틸프탈레이트 및 디이소데실 프탈레이트의 프탈레이트계 가소제 또는 파라핀계 탄화수소인 것을 특징으로 하는 자동차용 제진 조성물.