KR20160146456A - 고발포 마그네틱 아스팔트 시트의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고발포 마그네틱 아스팔트 시트를 제조하는 방법을 제시하고 있으며, 바람직하게는 블로운 아스팔트 12~17중량%, 산화철 40~55중량%, 펄프 1~5중량%, 발포제 1.5~8중량%, 탄산칼슘 15~45.5중량%를 배합한 다음, 이를 압출하고 냉동기에서 냉각시킨 후, 이를 다시 소정의 형상으로 재단하고, 여기에 통상의 착자기를 이용하여 자력을 부여시킨 후, 이를 제품에 부착한 다음(예를 들어, 자동차의 엔진 저면에 부착한 다음), 통상의 도장 작업시 열처리 공정에서 발포되면서 상기 제품에 부착되는 과정으로 이루어지는 고발포 마그네틱 아스팔트 시트의 제조방법을 제시한다.

Description

고발포 마그네틱 아스팔트 시트의 제조방법{The method for manufacturing of high foaming magnetic asphalt sheet}

본 발명은 고발포 마그네틱 아스팔트 시트의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 다양한 부위에 아스팔트 시트를 부착할 때 역방향으로 부착이 가능하고 단위면적당 중량을 떨어뜨려 차량의 경량화에 도움을 주고 또한 차량의 패널 부위에 부착시 여러 공정을 거치지 않고 단순화시켜 공정의 단축 및 생산성을 향상시킬 수 있는 고발포 마그네틱 아스팔트 시트의 제조방법에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 제진 시트는 진동 또는 소음 발생원으로 되기 쉬운 패널 등에 감쇠력을 부여하여 진동을 억제하고 역학적 에너지를 열에너지 등 다른 에너지로 변환시키는 시트를 의미한다.

이러한 제진 시트는 자동차 산업과 조선 산업을 포함하는 기계 산업, 건축산업 등 진동 및 소음으로 인한 피해가 발생될 수 있는 다양한 산업에 널리 적용될 수 있는 부품이다. 특히, 진동과 소음에 민감한 자동차의 경우에는 운전자와 탑승자에게 차량 주행시 안락함과 정숙함을 느낄 수 있게 함으로써 피로를 예방할 수 있고 사고의 위험성을 줄일 수 있다. 또한, 터널 및 교량 통과가 많은 철도 차량의 측면과 플로어에도 적용될 수 있다.

일반적으로 자동차에 사용되는 제진 재료는 점ㆍ탄성 재료 선택에 따라 제진 성능이 좌우될 수 있으며, 또한 점ㆍ탄성 재료는 온도에 의한 의존성이 강하므로 자동차 구조상 필요로 하는 온도 영역 대에서 가장 향상된 효과를 나타낼 수 있도록 해야 하며, 함께 사용되는 흡차음 재료와의 관계에서도 상호 보완 작용이 이루어져 제진 및 실내 투과음의 차단에 기여하여야 한다.

자동차용 패널에 부착되는 제진 재료는 여러 종류가 있는데, 고무를 베이스로 하는 시트와 아스팔트를 베이스로 하는 시트가 가장 보편화되어 있다. 이 중에 아스팔트를 베이스로 하는 시트는 제진 성능 및 중량을 고려하여 여러 종류로 구분할 수 있다. 통상의 아스팔트의 경우에는 상온(20℃)에서 제진 효과가 우수하고, 일부 경량화시킨 아스팔트는 통상의 아스팔트보다 중량이 가벼우면서 상온에서 제진 성능이 더 우수한 특성이 있다. 또한, 발포 아스팔트를 제조하여 고온(40℃)에서도 제진 성능이 뛰어난 시트를 제조할 수 있다.

이와 같이 통상의 아스팔트를 그대로 차량의 진동 및 소음의 차단에 이용하기에는 제진 성능이 부족하다. 또한, 일부 경량화시킨 아스팔트의 경우에도 제진 성능은 통상의 아스팔트보다 조금 우수하나 강성이 통상의 아스팔트보다 미흡한 수준이다. 그리고, 발포 아스팔트의 경우에는 제진 성능과 강성은 통상의 아스팔트나 경량화된 아스팔트보다 우수하나, 차량 투과음 차단에는 매우 부족하여 문제가 있고, 자동차 도장 라인에서 정확한 발포가 되지 못하는 경우에는 정확한 재료의 특성을 발휘하지 못하는 단점이 있었다.

오늘날 이러한 여러 아스팔트의 경향성을 고려하여 제진 시트를 개발하려는 다양한 시도가 있어 왔다. 종래에는 폴리부타디엔 고무를 베이스 폴리머로 사용한 시트와 아스팔트 시트를 복층으로 사용하여 제진 성능을 극대화하려고 하였으나, 상온에서의 제진 성능은 여전히 개선되지 않았고 복층의 시트를 사용할 수밖에 없어서 자동차 등의 경량화가 불가능한 한계가 있었다.

특히, 종래의 제진 시트는 자동차의 도어 패널, 휠하우스 패널, 휀더 패널 등에는 제진 시트를 평면 또는 수직으로 부착하기 때문에 떨어질 염려가 없었지만, 차량용 엔진 등에는 제진 시트를 저면에 부착해야만 하고 또한 엔진에서는 고열이 발생하기 때문에 제진 시트가 쉽게 떨어지는 현상이 발생할 뿐만 아니라 접착 공정 중에 제진 시트가 떨어지거나 여러 공정을 거쳐서 제진 시트를 엔진의 저면에 부착해야만 하는 문제점이 있었다.

공개특허공보 공개번호 제10-2009-0036249호(발명의 명칭: 경량 발포 아스팔트 시트 제조방법. 공개일자: 2009년 04월 14일) 등록특허공보 등록번호 제10-0666466호(발명의 명칭: 발포 아스팔트 시트 제조방법. 공개일자: 2006년 07월 31일) 공개특허공보 공개번호 제10-2003-0083092호(발명의 명칭: 고강성 아스팔트 시트 조성물. 공개일자: 2003년 10월 30일) 등록특허공보 등록번호 제10-0368431호(발명의 명칭: 마그네틱 제진 시트 조성물. 공개일자: 2002년 03월 14일)

본 발명은 위와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 차량용 패널에 시트를 부착시킬 때 열 융착을 하지 않고 자력으로 패널에 부착하고 이를 차량의 도장 작업시에 자연적으로 열 융착되도록 함으로써 공정의 단순화 및 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 고발포 마그네틱 아스팔트 시트의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 차량의 다양한 패널 부위에 아스팔트 시트를 부착할 때 역방향으로(즉, 패널의 저면에) 부착이 가능하고, 단위면적당 중량을 떨어뜨려 차량의 경량화에 도움을 줄 수 있는 고발포 마그네틱 아스팔트 시트의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 충분한 자력에 의해 자동차 하부 밑부분, 엔진 밑부분, 오일팬 패널 등의 수평부위, 경사 및 라운드부위, 수직부위 등의 금속면에 직접 부착이 가능하고, 손쉽게 시트의 위치 이동이 용이한 고발포 마그네틱 아스팔트 시트의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 블로운 아스팔트 12~17중량%, 산화철 40~55중량%, 펄프 1~5중량%, 발포제 1.5~8중량%, 탄산칼슘 15~45.5중량%를 배합한 다음, 이를 압출하고 냉동기에서 냉각시킨 후, 이를 재단하고, 자력을 부여하여 시트를 제조하는 과정과; 상기 자력이 부여된 시트를 금속 패널에 부착한 다음, 통상의 도장 작업시 열처리 공정에서 발포되면서 상기 제품에 부착되는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 적용대상의 제한이 없고 자동차나 전자 제품의 어느 부위, 어떤 악조건이라도 적용 가능할 뿐만 아니라 종래의 제품과 같이 핫멜트 접착제나 점착제의 도포가 필요 없고 또한 이형지를 분리할 필요없이 금속 표면에 직접 부착할 수 있으며, 이는 제품의 원가 절감효과를 구현할 수 있고 또한 정부의 친환경 정책에 부응할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 열 성형시에 소요되는 경비를 절감할 수 있고, 자동차 패널에 시트를 부착할 때 여러 공정을 단순화시키므로 생산성을 향상시킬 수 있으며, 또한 강한 내열성으로 인해 고온발생의 엔진 등에서도 사용이 가능할 뿐만 아니라 발포 성형되면서 무게감소로 인한 제품의 경량화를 구현할 수 있는 장점이 있다.

특히, 본 발명은 자동차의 엔진 저면에 부착시에도(즉, 다양한 제품에 역방향으로 시트를 부착시에도) 아스팔트 시트가 떨어지는 현상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 위에서 보았듯이 차량의 주행 중에 130℃까지 온도가 상승하는 엔진에서도 아스팔트 시트가 떨어지지 않는 상승적인 효과가 있다.

본 발명은 위에서 보았듯이, 제품의 내구성 및 강도 부여, 그리고 종래의 제품과 비교하여 동등면적의 제품으로 2배 이상의 제진성 향상, 자력에 의한 공정의 단순화, 적용 부위에 제한 없이 360°어디에서 적용가능하며, 특히 엔진오일 팬의 저면에 부착하여 기존 방진 철판에 비해 경량화를 구현하고, 원가 절감, 국산화함으로써 그 효과가 방대하다고 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 고발포 마그네틱 아스팔트 시트를 제조하는 방법을 순차적으로 보여주고 있는 도면이다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 한 개의 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

본 발명에서는 고발포 마그네틱 아스팔트 시트를 제조하는 방법을 제시하고 있으며, 바람직하게는 블로운 아스팔트 12~17중량%, 산화철 40~55중량%, 펄프 1~5중량%, 발포제 1.5~8중량%, 탄산칼슘 15~45.5중량%를 배합한 다음, 이를 압출하고 냉동기에서 냉각시킨 후, 이를 다시 소정의 형상으로 재단하고, 여기에 통상의 착자기를 이용하여 자력을 부여시킨 후, 이를 제품에 부착한 다음(예를 들어, 자동차의 엔진 저면에 부착한 다음), 통상의 도장 작업시 열처리 공정에서 발포되면서 상기 제품에 부착되는 과정으로 이루어지는 고발포 마그네틱 아스팔트 시트의 제조방법을 구현하고자 한다.

이와 같은 방법으로 제조된 본 발명의 고발포 마그네틱 아스팔트 시트는 충분한 자력으로 인해 어느 위치(바람직하게는, 제품의 저면)에든 직접 부착이 가능할 뿐만 아니라 손쉽게 위치 이동이 용이하며, 특히 고온에서도(예를 들어, 차량의 주행 중에 엔진의 고열-130℃) 본 발명의 시트가 떨어지지 않는 내열성이 우수할 뿐만 아니라 핫멜트 접착제나 점착제의 도포 없이 제품에 간편하게 부착할 수 있어 공정의 단순화를 구현할 수 있고, 또한 발포 성형으로서 중량이 크게 절감되어 차량의 경량화를 구현할 수 있는 특징이 있다.

하기에서는, 상기와 같은 특징을 가지는 본 발명의 고발포 마그네틱 아스팔트 시트의 제조방법을 도 1을 참조하여 구체적으로 설명하고자 한다.

본 발명에서는 고발포 마그네틱 아스팔트 시트를 제조하기 위한 조성물로, 블로운 아스팔트, 산화철, 고장력 펄프, 발포제, 무기충진제(바람직하게는 탄산칼슘)를 사용한다.

상기 블로운 아스팔트는 금속 패널과의 접착력과 방수 및 방진 기능을 향상시키기 위한 것으로, 12~17중량%를 배합한다. 이러한 블로운 아스팔트는 방수 및 제진 성능과 접착능력이 우수한 특징이 있으며, 상기 블로운 아스팔트를 배합할 때 17중량% 이상을 배합하게 되면 시트의 내열성에 있어 불안정할 뿐만 아니라 엔진 등의 금속 패널에 역방향(저면)으로 부착된 시트가 흘러내리거나 떨어지는 현상이 발생할 수 있다. 또한 상기 블로운 아스팔트를 12중량% 이하로 배합하게 되면 압출 성형시에 생산성이 떨어지고 시트가 너무 딱딱해져 금속 패널과의 열융착이 어렵고 접착력이 떨어지는 문제점이 발생한다. 한편, 본 발명에서 사용되는 블로운 아스팔트는 원유를 상압 증류 및 진공 증류한 후, 이를 가열하고 공기 중에서 산화 중합하여 제조된 것으로 연화점이 50~85℃이고 탄성이 큰 특징이 있다.

상기 산화철은 본 발명의 아스팔트 시트에 자성을 부여하기 위한 조성물로서 40~55중량%를 배합하는 것이 바람직하다. 상기 산화철은 자성체 세라믹으로서 페라이트(Ferrite)가 바람직하며, 본 발명의 아스팔트 시트를 금속 패널 등에 부착시킬 때 수직이나 수평 또는 굴곡진 금속판 등, 특히 금속 패널의 저면 등 어느 부위에든 간단히 부착시킬 수 있도록 한다. 한편, 본 발명에서 산화철을 40~55중량%를 배합하게 되는데, 만약 상기 산화철을 55중량% 이상으로 배합하게 되면 전술한 블로운 아스팔트 및 고장력 펄프, 발포제의 함량 분포가 낮아져 배합 불량으로 인해 제품의 신뢰성 확보가 어렵고 또한 원가상승의 요인이 된다. 상기 산화철을 40중량% 이하로 배합하게 되면 본 발명의 시트로서 요구하는 자력(구체적으로는 200~280 gause)를 만족하지 못해 금속 표면의 부착력에 문제가 발생할 수 있다.

상기 고장력 펄프는 본 발명의 아스팔트 시트의 내구성을 높이고 물리적 성질을 향상시키기 위한 것으로, 1~5중량%를 배합하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 사용되는 펄프는 코튼(cotton)함량이 60%이고 일반 셀룰로오스(cellulose)가 40%인 펄프를 사용한다. 상기 펄프는 내구성과 형태 안전성 및 찢어짐이나 갈라짐 등 제품의 강도 부여를 위해 첨가하는 것으로, 펄프를 5중량% 이상을 배합하게 되면 전술한 조성물들과 배합할 때 또는 압출 성형시에 생산성이 저하되는 문제점이 발생하게 되며, 상기 펄프를 1중량% 이하로 배합하게 되면 열 유동성의 증가로 인해 작업성이 떨어지고 인장 및 제품 내구성이 떨어지는 문제점이 발생하게 된다.

상기 발포제는 단위면적당 중량을 낮추기 위해서 사용되는데, 1.5~8중량%를 배합하는 것이 바람직하다. 이때 상기 발포제를 1.5중량% 이하로 배합하게 되면 발포율이 낮아지는 문제점이 발생하고, 상기 발포제를 8중량% 이상으로 배합하게 되면 더 이상의 발포배율 기대는 어려워지고 제품의 원가만 상승하는 문제점이 발생한다. 예를 들면, 상기 발포제를 배합할 때 2~4Kg를 사용하게 되면 15O~230%의 발포 효율을 얻을 수 있고 5~8Kg를 사용하게 되면 250~300%의 발포 효율(시트의 두께: 2.0mm~15mm)을 얻을 수 있다. 한편, 상기 발포제는 위에서 제시한 조성물들의 배합시나 압출 성형시에는 발포가 이루어지지 않고, 본 발명의 아스팔트 시트를 금속 패널에 부착한 상태에서 열 융착시에 발포가 이루어지게 되는데, 이에 따라 단위 면적당 중량이 떨어져 제품의 경량화를 이룰 수 있다.

본 발명에서는 고발포 마그네틱 아스팔트 시트를 제조할 때 재료비의 절감 및 보조적인 물성의 향상을 위하여 무기충진제로서 탄산칼슘을 사용하게 되는데, 바람직하게는 15~45.5중량%를 배합한다. 이때 상기 탄산칼슘을 전술한 조성물들과 배합할 때, 45.5중량% 이상을 사용하게 되면 산화철의 사용량을 줄이는 효과로 인하여 재료비 절감은 가능하나 자기력이 감소될 우려가 있어 바람직하지 못하다.

이상과 같은 조성물을 이용하여 본 발명에서는 고발포 마그네틱 아스팔트 시트를 제조하게 되는데, 도 1과 같이 블로운 아스팔트 12~17중량%, 산화철 40~55중량%, 펄프 1~5중량%, 발포제 1.5~8중량%, 탄산칼슘 15~45.5중량%를 배합하고, 이를 교반한 다음, 이를 통상의 압출성형기를 이용하여 소정의 크기로 압출 성형한다.

이후, 상기 압출 성형된 제품을 냉각시킨 다음, 이를 3단 냉각 롤러에서 원하는 두께의 시트로 성형한 후, 이를 다시 소정의 크기와 모양으로 재단한 다음, 이를 통상의 착자기로 통과시키면서 원하는 자성력을 갖는 본 발명의 고발포 마그네틱 아스팔트 시트를 제조한다.

이와 같이 제조된 본 발명의 고발포 마그네틱 아스팔트 시트를 다양한 종류의 금속 제품에 부착시킨 다음, 구체적으로는 자동차의 엔진 저면에 부착시킨 다음, 통상의 공정인 자동차 도장작업 과정을 수행할 때 상기 엔진 저면에 부착된 본 발명의 시트는 180℃의 온도에서 20~30분 동안 열 융착이 이루어져 접착됨과 동시에 발포되어 자동차의 엔진에 견고하게 부착되어진다.

여기서, 단순 제품일 때는 발포제를 배합하지 않고 시트를 제조하게 되면, 발포되지 않는 마그네틱 아스팔트 시트를 구현할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에서는 2차의 열 융착 작업 없이 일반적인 자동차의 도장라인을 통과하면서 곧바로 열 융착이 이루어져 견고하게 부착됨으로써 종래와 같이 별도의 접착제 및 이형지를 사용하지 않고도 금속 패널에 부착시킬 수 있기 때문에 환경오염을 방지할 수 있음은 물론 친환경 제품을 얻을 수 있게 된다.

특히, 본 발명의 고발포 마그네틱 아스팔트 시트는 금속 패널(예를 들어, 차량의 엔진 저면)에 부착되었을 때, 200℃의 악조건에서도 금속 패널에서 흘러내리거나 떨어짐이 발생하지 않을 뿐만 아니라 상기 금속 패널의 360°어느 부위에 부착하여도 떨어지지 않게 된다.

아래에서는, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 고발포 마그네틱 아스팔트 시트를 제조하는 방법을 구체적으로 설명한다.

{실시 예 1}

블로운 아스팔트 15중량%과 산화철 52중량%과 고장력 펄프 2중량%과 발포제 2중량%과 탄산칼슘 29중량%를 니이더를 이용하여 교반한 다음, 배합된 조성물을 압출장치에 의해서 소정의 크기로 압출성형하고, 상기 압출 성형품을 냉동기 Chiller로 연결되어 3~6℃를 유지하는 3단 냉각 롤러에서 급속 냉각하면서 2mm 두께의 시트로 성형하였다. 이후, 상기 시트를 절단장치에서 적당한 크기로 재단한 것을 통상의 착자기에서 800볼트의 순간 전압을 가하여 250가우스의 자력이 형성되었다.

이후, 상기 시트를 자동차의 엔진오일패널(엔진 밑부분)의 금속면에 부착하고 자동차 도장라인 내부를 통과하였다. 이때 상기 자동차 도장 라인은 열처리공정을 가지는 것으로 180℃의 온도를 유지하고 25분 동안 진행하면서 아스팔트가 용융되고 자동차 엔진 오일패널에 융착으로 견고하게 부착됨과 동시에 발포제의 발포로서 200% 이상의 부피변화가 있었다.

이와 같이 완성된 본 발명의 아스팔트 시트는 200℃의 내열성 측정에서 1시간 동안 가열하였지만 떨어짐이나 흘러내림이 없었고, -30℃에서의 저온 충격성에서도 균열이나 깨어짐이 없이 견뎌 내였다.

한편, 상기와 같은 제조방법으로 만들어진 본 발명의 고발포 마그네틱 아스팔트 시트의 물리적 특성은 아래의 표 1과 같다.

시험 항목
발포비율 (%)	185℃	238	-	MS 731-08의 3-13항
	200℃	255	-
저온 충격성	균열이나 깨어짐	이상 없음	-	185±2℃×30분 -20±2℃×2시간 MS731-08, 3-7항
역방향 (제품의 저면) 내열성 시험	160±2℃×1시간	이상 없음	-	흘러내림 떨어짐 없을 것
	180±2℃×1시간	이상 없음	-
	200±2℃×1시간	이상 없음	-
열 cycle 내한 충격성	1 cycle 후	이상 없음	-	MS731-08, 3-12항 185±2℃×30분 상온 냉각 80±2℃×3시간 -30±2℃×30분을 1cycle
	2 cycle 후	이상 없음	-
	3 cycle 후	이상 없음	-
	4 cycle 후	이상 없음	-
	5 cycle 후	이상 없음	-
자력(gauss)		275	230	gause meter
제진 계수	20℃	0.15	0.07	JA So M306-70 방법
	40℃	0.092	0.03

Claims (2)

1. 고발포 마그네틱 아스팔트 시트의 제조방법에 있어서,
   블로운 아스팔트 12~17중량%, 산화철 40~55중량%, 펄프 1~5중량%, 발포제 1.5~8중량%, 탄산칼슘 15~45.5중량%를 배합한 다음, 이를 압출하고 냉동기에서 냉각시킨 후, 이를 재단하고, 자력을 부여하여 시트를 제조하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고발포 마그네틱 아스팔트 시트의 제조방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 자력이 부여된 시트를 금속 패널에 부착한 다음, 통상의 도장 작업시 열처리 공정에서 발포되면서 상기 제품에 부착되는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고발포 마그네틱 아스팔트 시트의 제조방법.

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