KR20240041470A - 표면에너지 및 영구압축줄음이 개선된 자동차 마운트용 열가소성 탄성체 조성물 및 이를 포함하는 성형품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열가소성 탄성체 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, EPDM 고무, 폴리프로필렌, 실리콘 및 폴리스티렌에틸렌부타디엔스티렌을 적절한 함량으로 배합함으로써, 마모가 저하되는 문제점을 해결하는 동시에 표면에너지 및 영구압축줄음이 개선된 자동차 마운트용 열가소성 탄성체 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.

Description

표면에너지 및 영구압축줄음이 개선된 자동차 마운트용 열가소성 탄성체 조성물 및 이를 포함하는 성형품{A THERMOPLASTIC ELASTOMERIC COMPOSITION FOR AUTOMOBILE MOUNTS WITH IMPROVED SURFACE ENERGY AND PERMANENT COMPRESSION LINES, AND MOLDED ARTICLES CONTAINING THE SAME}
본 발명은 열가소성 탄성체 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, EPDM 고무, 폴리프로필렌, 실리콘 및 폴리스티렌에틸렌부타디엔스티렌을 적절한 함량으로 배합함으로써, 마모가 저하되는 문제점을 해결하는 동시에 표면에너지 및 영구압축줄음이 개선된 자동차 마운트용 열가소성 탄성체 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.
EPDM/PP 열가소성 탄성체는 열경화성 탄성체(EPDM)와 열가소성 플라스틱(PP)의 블렌드를 통해 제조되며, 블렌드 과정에서 EPDM의 가교가 진행되는 동적 가교를 통해 제조된다.
상기 EPDM/PP 열가소성 탄성체는 열가소성 플라스틱의 도입으로 기존 열경화성 탄성체와 달리 다시 성형하여 재활용될 수 있는 친환경성 및 EPDM 대비 낮은 밀도의 장점으로 친환경, 경량화 소재로 자동차 산업에 사용되고 있다. 하지만 상기 EPDM/PP 열가소성 탄성체는 소재의 낮은 표면에너지로 인해 테일 가이드 범퍼 적용시, 접착물간의 높은 결합력으로 주행중 미세한 이음이 발생하는 문제가 있다. 상기 EPDM/PP 열가소성 탄성체는 결합력을 낮출 시, 영구압축줄음율이 높아지는 문제가 발생하여 테일게이트 범퍼의 충격완화 성능에 악영향을 미치게 된다. 또한 상기 EPDM/PP 열가소성 탄성체는 결합력을 저하시키는 방법으로 경도를 낮추면, 제품의 마모가 저하되는 현상이 나타난다.
따라서, 상기와 같은 배경 하에, 이러한 점을 보완하고자 영구압축줄음율을 동시에 개선시키고, 제품의 마모가 저하되는 문제를 해결시킬 수 있는 열가소성 탄성체에 대한 개발이 지속적으로 진행되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2012-0000258호
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 영구압축줄음율을 동시에 개선시키고, 제품의 마모가 저하되는 문제를 해결시킬 수 있는 자동차 마운트용 열가소성 탄성체 조성물 및 이를 포함하는 성형품을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 목적은 이하의 설명으로 보다 분명해질 것이며, 특허청구범위에 기재된 수단 및 그 조합으로 실현될 것이다.
본 발명에 따른 열가소성 탄성체 조성물은 EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer) 고무 80중량부, 폴리프로필렌(PP) 30 ~ 70중량부, 실리콘 2 ~ 15 중량부 및 폴리스티렌에틸렌부타디엔스티렌(SEBS) 20 ~ 40 중량부를 포함한다.
상기 EPDM 고무는 그 전체 중량을 기준으로, 폴리에틸렌(PE) 50 ~ 70 중량%, 에틸리덴 노르본엔(ethylidene norbornene, ENB) 5 ~ 10 중량% 및 잔량의 폴리프로필렌(PP)을 함유하는 것일 수 있다.
상기 열가소성 탄성체 조성물은 첨가제를 더 포함하며, 상기 첨가제는 가교제, 가교조제, 표면개질제, 활제, 산화방지제, 가교 촉진제, 충진제, UV 안정제 및 가소제를 포함할 수 있다.
상기 첨가제는 상기 EPDM 고무 80중량부에 대하여, 상기 가교제 0.1 ~ 0.9 중량부, 상기 가교조제 0.1 ~ 0.5 중량부, 상기 표면개질제1 ~ 3 중량부, 상기 활제 1 ~ 3 중량부, 상기 산화방지제 0.1~ 0.5 중량부, 상기 가교 촉진제 1 ~ 3 중량부, 상기 충진제 10 ~ 30 중량부, 상기 UV 안정제 1 ~ 5 중량부 및 상기 가소제 60 ~ 80 중량부를 포함할 수 있다.
상기 열가소성 탄성체 조성물은 표면에너지가 20 ~ 35 mN/m인 것일 수 있다.
상기 열가소성 탄성체 조성물은 테일게이트 범퍼 표면에 대한 물 접촉각이100 ~ 120 °이고, Diiodo methane 접촉각이 60 ~ 80 °인 것일 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 자동차 마운트용 성형품은 상기 열가소성 탄성체 조성물을 포함한다.
상기 자동차 마운트용 성형품은 ISO37에 의거하여 측정한 인장강도가 5 ~ 10 Mpa 이고, 신장율이 400 ~ 600% 인 것일 수 있다.
상기 자동차 마운트용 성형품은 ISO815에 의거하여 측정한 영구압축줄음이 35 ~ 45% 인 것일 수 있다.
본 발명에 따른 열가소성 탄성체 조성물은 EPDM 고무, 폴리프로필렌, 실리콘 및 폴리스티렌에틸렌부타디엔스티렌을 적절한 함량으로 배합함으로써, 자동차 마운트에 적용시 마모가 저하되는 문제점을 해결하는 동시에 표면에너지 및 영구압축줄음이 개선시킬 수 있다.
본 발명에 따른 열가소성 탄성체 조성물은 EPDM 고무와 폴리프로필렌의 비율 및 실리콘 함량을 조절함으로써 재료의 표면을 개질 시켜 소재의 표면 에너지 및 영구압축줄음율을 동시에 개선시키고, 폴리스티렌에틸렌부타디엔스티렌을 첨가함으로써 제품의 마모가 저하되는 문제를 개선할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 한정되지 않는다. 본 발명의 효과는 이하의 설명에서 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
도 1은 실시예 및 비교예에 따른 자동차 테일게이트 개폐 내구성 평가 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 열가소성 탄성체 조성물에서 실리콘 함량에 따른 테일게이트 범퍼 표면에 대한 표면에너지 값을 도시한 것이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 성분, 반응 조건, 폴리머 조성물 및 배합물의 양을 표현하는 모든 숫자, 값 및/또는 표현은, 이러한 숫자들이 본질적으로 다른 것들 중에서 이러한 값을 얻는 데 발생하는 측정의 다양한 불확실성이 반영된 근사치들이므로, 모든 경우 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 기재에서 수치범위가 개시되는 경우, 이러한 범위는 연속적이며, 달리 지적되지 않는 한 이러한 범 위의 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지의 모든 값을 포함한다. 더 나아가, 이러한 범위가 정수를 지칭하는 경우, 달리 지적되지 않는 한 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지를 포함하는 모든 정수가 포함된다.
본 명세서에 있어서, 범위가 변수에 대해 기재되는 경우, 상기 변수는 상기 범위의 기재된 종료점들을 포함하는 기재된 범위 내의 모든 값들을 포함하는 것으로 이해될 것이다. 예를 들면, "5 내지 10"의 범위는 5, 6, 7, 8, 9, 및 10의 값들뿐만 아니라 6 내지 10, 7 내지 10, 6 내지 9, 7 내지 9 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 5.5, 6.5, 7.5, 5.5 내지 8.5 및 6.5 내지 9 등과 같은 기재된 범위의 범주에 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다. 또한 예를 들면, "10% 내지 30%"의 범위는 10%, 11%, 12%, 13% 등의 값들과 30%까지를 포함하는 모든 정수들뿐만 아니라 10% 내지 15%, 12% 내지 18%, 20% 내지 30% 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 10.5%, 15.5%, 25.5% 등과 같이 기재된 범위의 범주 내의 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다.
본 발명에 따른 열가소성 탄성체 조성물은 EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer) 고무 80 중량부, 폴리프로필렌(PP) 30 ~ 70 중량부, 실리콘 2 ~ 15 중량부 및 폴리스티렌에틸렌부타디엔스티렌(SEBS) 20 ~ 40 중량부를 포함한다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 열가소성 탄성체 조성물은 첨가제로서, 상기 EPDM 고무 80 중량부에 대하여, 상기 가교제 0.1 ~ 0.9 중량부, 상기 가교조제 0.1 ~ 0.5 중량부, 상기 표면개질제1 ~ 3 중량부, 상기 활제 1 ~ 3 중량부, 상기 산화방지제 0.1~ 0.5 중량부, 상기 가교 촉진제 1 ~ 3 중량부, 상기 충진제 10 ~ 30 중량부, 상기 UV 안정제 1 ~ 5 중량부 및 상기 가소제 60 ~ 80 중량부를 포함할 수 있다.
이하 설명할 상기 열가소성 탄성체 조성물의 각 성분의 함량은 상기 EPDM 고무 80 중량부를 기준으로 한 것임을 미리 밝힌다. 만약 그 기준이 달라지는 경우에는 항상 변경된 기준을 명시할 것이므로 통상의 지식을 가진 자라면 어떠한 구성을 기준으로 함량을 기술한 것인지 명확하게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 열가소성 탄성체 조성물을 구성하는 각 성분에 대해 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같다.
(A) EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer) 고무
EPDM 고무는 상기 열가소성 탄성체 조성물에서 80 중량부로 포함될 수 있다.
상기 EPDM 고무는 그 전체 중량을 기준으로, 폴리에틸렌(PE) 50 ~ 70 중량%, 에틸리덴 노르본엔(ethylidene norbornene, ENB) 5 ~ 10 중량% 및 잔량의 폴리프로필렌(PP)을 함유하는 것일 수 있다. 본 발명에 따른 상기 EPDM 고무는 에틸렌, 프로필렌 및 약간의 디엔 성분들이 삼원 중합된 고분자인 것이다. 여기서 존재하는 잔량의 폴리프로필렌(PP)은 상기 프로필렌에 대한 것이며, 후술되는 상기 EPDM 고무 80 중량부에 대하여, 30 ~ 70 중량부로 포함되는 폴리프로필렌(PP)과는 다른 것을 의미한다.
상기 EPDM 고무는 그 전체 중량을 기준으로 상기 폴리에틸렌의 함량이 50 중량% 미만이면 인장강도가 낮아져 물성 저하가 발생할 수 있다. 반면에, 상기 폴리에틸렌의 함량이 70 중량%를 초과하면 결정화도가 높아져 영구압축줄음율이 저하될 수 있다.
또한, 상기 EPDM 고무는 그 전체 중량을 기준으로 에틸리덴 노르본엔 5 ~ 10 중량%가 포함될 수 있다. 상기 에틸리덴 노르본엔의 함량이 5 중량% 미만이면 압출/사출 성형시 문제가 발생할 수 있다. 반면에, 상기 에틸리덴 노르본엔의 함량이 10 중량%를 초과하면 제품의 경도 및 강도가 상승하여, 압출/사출 성형시 컷팅의 어려움이 발생한다. 상기 에틸리덴 노르본엔은 상기 함량으로 EPDM 고무에 함유되어 EPDM 고무의 입자의 크기 감소 및 분산성이 향상시킴으로써, EPDM 고무와 폴리프로필렌의 계면에서 마찰손실이 증가시켜 상기 매트릭스 수지의 탄성력과 영구변형성을 개선하는 동시에 댐핑 특성도 증가시키는 효과가 발생한다.
(B) 폴리프로필렌(PP)
폴리프로필렌은 상기 열가소성 탄성체 조성물에서 상기 EPDM 고무 80 중량부에 대하여, 30 ~ 70 중량부로 포함될 수 있다. 상기 폴리프로필렌의 함량이 30 중량부 미만이면 경도가 낮아져 마모 저하가 발생될 수 있다. 반면에, 상기 폴리프로필렌의 함량이 70 중량부를 초과하면 결정화도가 높아져 영구압축줄음율이 저하될 수 있다.
상기 폴리프로필렌은 상기 EPDM 고무와 함께 본발명에서 상기 열가소성 탄성체 조성물의 기본 원료인 매트릭스 수지로 구성될 수 있다.
(C) 실리콘
실리콘은 상기 열가소성 탄성체 조성물에서 상기 EPDM 고무 80 중량부에 대하여, 10 ~ 30 중량부로 포함될 수 있다. 상기 실리콘의 함량이 2 중량부 미만이면 표면 개질 효과가 미비하며, 상기 실리콘의 함량이 15 중량부를 초과하면 EPDM 고무과 실리콘의 비상용화로 인해 사출성형시 불량의 문제점이 발생하거나 영구압축줄음율이 저하되는 문제점이 발생한다.
(D) 폴리스티렌에틸렌부타디엔스티렌(SEBS)
폴리스티렌에틸렌부타디엔스티렌은 실리콘은 열가소성 탄성체 조성물에서 EPDM 고무 및 폴리프로필렌을 포함하는 상기 매트릭스 수지와의 상용성을 가지면서 동시에 제품의 마모를 향상시키기 위한 것이다.
상기 폴리스티렌에틸렌부타디엔스티렌은 상기 열가소성 탄성체 조성물에서 상기 EPDM 고무 80 중량부에 대하여, 20 ~ 40 중량부로 포함될 수 있다. 상기 폴리스티렌에틸렌부타디엔스티렌의 함량이 상기 범위를 벗어나게 되면, 본 발명과 같은 제품의 마모성을 구현하기 어렵다.
(E) 첨가제
첨가제는 열가소성 탄성체 조성물에 다양한 기능성을 부여하기 위한 구성으로서, 본 발명에 따른 열가소성 탄성체 조성물은 첨가제를 더 포함될 수 있다. 첨가제는 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 특별한 제한은 없이 공지된 것을 사용할 수 있다.
상기 첨가제는 가교제, 가교조제, 표면개질제, 활제, 산화방지제, 가교 촉진제, 충진제, UV 안정제, 가소제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
첨가제의 함량은 특별히 한정되지 않으나, 구체적으로는, 상기 열가소성 탄성체 조성물에서 상기 EPDM 고무 80 중량부에 대하여, 상기 가교제 0.1 ~ 0.9 중량부, 상기 가교조제 0.1 ~ 0.5 중량부, 상기 표면개질제1 ~ 3 중량부, 상기 활제 1 ~ 3 중량부, 상기 산화방지제 0.1~ 0.5 중량부, 상기 가교 촉진제 1 ~ 3 중량부, 상기 충진제 10 ~ 30 중량부, 상기 UV 안정제 1 ~ 5 중량부 및 상기 가소제 60 ~ 80 중량부로 포함될 수 있다.
다른 관점에서, 본 발명은 열가소성 탄성체 조성물을 포함하는 자동차 마운트용 성형품에 관한 것이다.
상기 성형품은 열가소성 탄성체 조성물을 압출 성형, 사출 성형, 압축 성형, 발포 사출 성형, 발포 저압 사출 성형, 가스 압축 성형 등의 방법으로 성형하여 얻을 수 있다.
상기 성형품은 그 이용되는 분야에 제한이 없으나, 표면에너지 및 영구압축줄음뿐만 아니라 마모성의 특성이 중요시하게 요구되는 분야의 성형제품에 적용될 수 있다. 예를 들면, 자동차 부품, 기계부품, 전기전자 부품, 컴퓨터 등의 사무기기, 잡화 등의 부품에 바람직하게 적용될 수 있다.
상기 성형품은 ISO37에 의거하여 측정한 인장강도가 5 ~ 10 Mpa 이고, 신장율이 400 ~ 600 % 인 것일 수 있다.
상기 성형품은 ISO815에 의거하여 측정한 영구압축줄음이 35 ~ 45% 인 것일 수 있다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 3
하기 표 1과 같이, 기재된 성분 및 함량으로 열가소성 탄성체 조성물을 제조하였다.
성분 (중량부) 비교예 1 비교예 2 실시예 1 비교예 3 실시예 2
EPDM 고무 80 80 80 80 80
폴리프로필렌 (PP) 61 61 61 31 31
실리콘 - 5 10 5 10
폴리스티렌에틸렌부타디엔스티렌(SEBS) - - 30 - 30
첨가제 가교제 0.82 0.82 0.82 0.82 0.82
가교조제 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27
표면개질제 2 2 2 2 2
활제 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
산화방지제 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
가교촉진제 5 5 5 5 5
충진제 29.5 29.5 29.5 29.5 29.5
UV안정제 5 5 5 5 5
가소제 70 70 70 70 70
[조성물 성분]
(1) EPDM 고무: 폴리에틸렌(PE) 58 중량%, 에틸리덴 노르본엔(ethylidene norbornene, ENB)8.9 중량%가 함유
실험예
실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 3에서 제조된 열가소성 탄성체 조성물을 이용하여 사출기에서 2mm 두께의 사출시트로 제작된 후, 물성 측정용 시편(TPV)으로 제조하였다.
구체적인 시편(TPV) 제조방법은 다음과 같다. 먼저, Supermixer 내부에 여러 약품을 믹싱하여 분산된 약품이 투입될 수 있게 준비한다. 이어서, 각 원재료를 압출기에 투입하여 각 성분들을 압출기의 스크류와 배럴 사이의 공극에 의해서 믹싱시킨다. 계속해서 배럴의 온도 조절, 스크류 조합을 통하여 최적화된 동적 가교 반응을 시킨다. 이때, 동적가교 반응 효율을 높이기 위해 스크류 조합에 니딩부(전단력 강화)를 추가하여 성분의 입자 사이즈를 더욱 작게 만든다. 마지막으로, 동적가교 된 TPV 제품을 토출과 동시에 컷팅하여 펠렛화하여 시편(TPV)을 제조하였다.
제조된 시편을 하기의 항목에 따른 평가방법에 의해 물성을 측정하였다. 그리고 그 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
[평가방법]
(1) 인장물성: ISO37에 따라 고무용 UTM (DUT-500C) 장비를 이용하여 25℃에서 500 mm/mim의 속도로 측정하였다.
(2) 영구압축줄음율: ISO815에 따라 25%의 변형율을 가한 후 70℃의 오븐에서 22시간 동안 진행하였다.
(3)소재 댐핑(tanδ): 측정은 TA instrument의 Q850 장비 (dynamic mechanical analysis, DMA)를 사용하여 0.2% 동적변형률 및 10Hz에서 temperatrure sweep을 진행한 후, -4 ~ 4℃에서의 tanδ 평균값을 도출했다.
(4)마찰계수 및 소음 가속도: Zins-Ziegler社의 장비를 활용하여 수직하중 5N, 3mm/s의 속도 조건으로 마찰시험을 진행하여 마찰계수 및 스틱슬립 시 가속도 peak를 측정하였다.
평가항목(물성) 단위 비교예 1 비교예 2 실시예 1 비교예 3 실시예 2
경도 Shore A 80 81 82 71 72
100% Modulus Mpa 3.9 3.8 3.6 2.8 2.7
인장강도 Mpa 8.2 7.9 8.1 7.0 7.5
신장율 % 500 460 480 510 560
영구압축 줄음율
70℃x22hr		 % 39.34 41.31 40.77 37.83 36.33
마모평가3kg 하중 / 1만회 - 7025 7078 마모
없음		 5314 8802
표 2의 결과를 참고하면, 상기 EPDM 고무 80 중량부에 대하여, 실리콘 5 중량부로 사용한 비교예 2와 실리콘을 사용하지 않은 비교예 1를 비교하면 100%modulus, 인장강도, 신장율, 영구압축줄음율은 각각 감소하는 결과를 나타났지만, 경도, 마모는 증가하였다.
또한, 상기 EPDM 고무 80 중량부에 대하여, 실리콘 10 중량부, SEBS 30 중량부로 사용한 실시예 1는 상기 EPDM 고무 80 중량부에 대하여, 실리콘만을 5 중량부로 사용한 비교예 2와 비교하면, 100% moduluds는 감소하는 결과를 나타났지만, 경도, 인장강도, 신장율, 영구압축줄음율, 마모는 증가하였다.
또한, 상기 실시예 1은 SEBS을 사용하지 않으면서 상기 EPDM 고무 80 중량부에 대하여, 폴리프로필렌(PP) 31 중량부 및 실리콘 5 중량부로 사용한 비교예 3와 비교하면, 폴리프로필렌(PP) 및 실리콘이 감소함으로써, 경도, 100% modulus, 인장강도, 마모는 감소하는 결과를 나타났지만, 신장율, 영구압축줄음율은 증가하였다.
또한, 비교예 3은 상기 EPDM 고무 80 중량부에 대하여, 실리콘 함량을 10 중량부로 높이고 SEBS 30 중량부가 첨가된 실시예 2와 비교하면 100% modulus는 감소하는 결과를 나타났지만, 경도, 인장강도, 신장율, 영구압축줄음율, 마모는 증가하였다.
한편, 도 1의 자동차 테일게이트 개폐 내구성 평가 결과를 참고하면, SEBS을 적절 함량의 적용함에 따라 마모 성능이 향상됨을 할 수 있다. 여기서, 도 1의 (a)는 실시예 1에 따른 조성물을 사용한 자동차 테일게이트 내구성능 평가를 도시한 것이고, 도 1의 (b)는 비교예 2에 따른 조성물을 사용한 자동차 테일게이트 내구성능 평가를 도시한 것이다.
[마찰 소음 및 진동 평가]
다음으로, 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 3에서 제조된 시편을 하기의 방법에 따른 마찰 소음 및 진동을 평가하였다. 그리고 그 결과는 하기 표 3에 나타내었다.
구체적으로, 소재 댐핑 개선에 따른 마찰 소음 및 진동의 감소 효과를 확인하기 위해 Zins-Ziegler社의 장비를 활용하여 마찰시험을 진행하여 마찰계수 및 스틱슬립 시
가속도 peak를 측정하였다. 상기 시험은 상기 두께 2mm의 EPDM/PP 열가소성 탄성체 sheet에 수직하중을 5N 가한 뒤 3mm/s의 속도로 상대운동 시킨 것이다.
평가항목(물성) 단위 비교예 1 비교예 2 실시예 1 비교예 3 실시예 2
정지마찰계수 - 0.9 0.58 0.43 0.55 0.32
운동마찰계수 - 0.69 0.64 0.60 0.62 0.54
최대 가속도 g 2.41 1.28 0.95 1.26 0.83
표 3의 결과에 의하면, 실리콘 함량이 높을수록 정지마찰 계수, 운동마찰계수 및 최대 가속도는 감소하였다.
또한, 상기 EPDM 고무 80 중량부에 대하여, 실리콘 10 중량부, SEBS 30 중량부로 사용한 실시예 2가 가장 낮은 마찰계수를 가지는 것을 확인하였다. 또한, 실시예 2는 스틱슬립이 일어날 때의 최대가속도가 가장 감소하여 상기 실시예 2가 소음 및 진동 저감 효과가 가장 우수하다는 것을 확인하였다.
따라서, 본 발명에 따른 열가소성 탄성체 조성물은 EPDM 고무, 폴리프로필렌, 실리콘 및 폴리스티렌에틸렌부타디엔스티렌(SEBS)을 적절한 함량으로 배합함으로써, 자동차 마운트에 적용시 마모가 저하되는 문제점을 해결하는 동시에 영구압축줄음이 개선시킬 특성이 우수한 시편으로 구현됨을 알 수 있었다.
한편, 테일게이트 범퍼는 자동차의 테일 게이트를 개폐하는 과정에서 차체에 가해지는 충격을 완화시키는 역할을 한다. 한편, 자동차의 전동화가 진행하면서 험한 도로의 주행시 테일게이트 이음 클레임 증가하는 현상이 발생하는데, 이를 해결하기 위하여 소재의 영구변형을 축소하면서 댐핑이 좋은 소재 필요하다. 또한, 이음이 없게 하기 위하여서 접촉에너지를 축소하도록 표면 개질 필요하다.
이에, 도 2를 참고하면, 실리콘 함유량 증대에 따른 표면 접촉 에너지 감소하는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 상기 열가소성 탄성체 조성물은 표면에너지가 20 ~ 35 mN/m이며, 테일게이트 범퍼 표면에 대한 물(극성) 접촉각이 100 ~ 120 °이고, Diiodo methane(비극성) 접촉각이 60 ~ 80 °인 것일 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 열가소성 탄성체 조성물은 EPDM 고무와 폴리프로필렌의 비율 및 실리콘 함량을 조절하여 재료의 표면을 개질 시켜 소재의 표면 에너지 및 영구압축줄음율을 동시에 개선시키고, 폴리스티렌에틸렌부타디엔스티렌을 첨가함으로써 제품의 마모가 저하되는 문제를 개선할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (9)

  1. EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer) 고무 80 중량부;
    폴리프로필렌(PP) 30 ~ 70중량부;
    실리콘 2 ~ 15 중량부; 및
    폴리스티렌에틸렌부타디엔스티렌(SEBS) 20 ~ 40 중량부;를 포함하는 열가소성 탄성체 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 EPDM 고무는 그 전체 중량을 기준으로,
    폴리에틸렌(PE) 50 ~ 70 중량%;
    에틸리덴 노르본엔(ethylidene norbornene, ENB) 5 ~ 10 중량%; 및 잔량의 폴리프로필렌(PP)을 함유하는 것인 포함하는 열가소성 탄성체 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    첨가제를 더 포함하며,
    상기 첨가제는 가교제, 가교조제, 표면개질제, 활제, 산화방지제, 가교 촉진제, 충진제, UV 안정제 및 가소제를 포함하는 열가소성 탄성체 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 첨가제는 상기 EPDM 고무 80중량부에 대하여,
    상기 가교제 0.1 ~ 0.9 중량부, 상기 가교조제 0.1 ~ 0.5 중량부, 상기 표면개질제1 ~ 3 중량부, 상기 활제 1 ~ 3 중량부, 상기 산화방지제 0.1~ 0.5 중량부, 상기 가교 촉진제 1 ~ 3 중량부, 상기 충진제 10 ~ 30 중량부, 상기 UV 안정제 1 ~ 5 중량부 및 상기 가소제 60 ~ 80 중량부를 포함하는 열가소성 탄성체 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 탄성체 조성물은 표면에너지가 20 ~ 35 mN/m인 것인 열가소성 탄성체 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 탄성체 조성물은 테일게이트 범퍼 표면에 대한 물 접촉각이100 ~ 120 °이고, Diiodo methane 접촉각이 60 ~ 80 °인 것인 열가소성 탄성체 조성물.
  7. 청구항 1의 열가소성 탄성체 조성물을 포함하는 자동차 마운트용 성형품.
  8. 제7항에 있어서,
    ISO37에 의거하여 측정한 인장강도가 5 ~ 10 Mpa 이고, 신장율이 400 ~ 600 % 인 자동차 마운트용 성형품.
  9. 제7항에 있어서,
    ISO815에 의거하여 측정한 영구압축줄음이 35 ~ 45% 인 자동차 마운트용 성형품.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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