KR910002696B1 - 복층제진구조 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

복층제진구조

본 발명은, 산업기계 내외부의 강판면이나 차량등의 보디, 바닥면, 대시부동의 판금부재의 경량화 및 40℃ 근처의 온도조건하에서 현저하게 뛰어난 재진성(制振性)의 피이크를 표시하고, 차음성(遮音性)에 뛰어나며, 또한 취급작업의 점에서도 개선된 복층제진구조(福層制振構造)에 관한 것이다.

종래부터 산업기계나 차량등에 있어서 역청물질(瀝靑物質)이나 고무등을 주요 재료로 하는 시이트형상물이 제진(制振)을 목적으로 사용되어 왔다. 예를들면, 아스팥트를 주요재료로 하고 섬유절충전재, 분질(粉質)층 전재등으로 이루어지는 배합물을 2∼5m/m 두께의 시이트형상으로 압연성형하여 소정의 형상으로 제단한것을 가열에 의해 융착시키는 제진기술은 공지이며(일본국특허, 특공소 47-13324), 또, 아스팥트, 고무라덱스, 규사등으로 이루어지는 진동감쇠재(일본 특허, 특공소 48-4364)등도 공지이다.

그런데 이들 종래 공지의 제진재를 사용해서 효과를 높일려고 하면, 사용면적을 증가하거나, 제진재의 두께를 증가하거나, 규사등의 혼입에 의해 제진재 그 자체의 비중을 높이는 수 밖에 없으며, 예를들면 자동차의 경우에 있어서는 차량중량의 경량화의 요구를 만족시킬 수가 없어, 이의 개량이 강력히 요망되어 왔다.

또, 종래공지의 역청계의 제진재는 역청물질이 가진 감온성에 기인해서 온도조건에 의해 제진효과를 다르게 하며 통상의 2m/m 두께의 시이트를 열융착해서 사용했을 경우, 상온부근에 제진성의 피이크가 나타나며 그 이하 및 그 이상의 온도에 있어서는 제진성이 점점 감소하는 특징을 가지고 있다. 또 제진성의 대소 및 피이크를 표시하는 온도는 역청계시이트 형상의 제진재의 두께에 비례해서 증감 및 고저온쪽으로 이동한다. 따라서 작금에 높아 저온 40℃ 근처에서 종래의 제진성의 수준에 배되는 제진성의 요구를 만족시킬려면 제진재의 두께를 3∼4배정도, 즉 8∼10m/m 정도까지 증가할 필요가 있으며, 한편에서 높아지고 있는 경량화의 요망과의 사이에 해결할 수 없는 모순이 생겨서 실용에는 제공할 수 없었다.

한편, 강판과 강판의 사이에 발포성 재료를 충당하는 제안으로서, 강판과 강판을 주연부전제 둘레 및 다른 임의의 점에서 접합해서 성형한 중공부내에 열발포성 차음부재를 수납하여 가열발포에 의해 이중공부를 충전하는 자동차의 방음벽의 제조방법이 제안되고 있다(일본 특허, 특개소 52-62815) 그러나, 이 제안에 있어서는, 강판과 강판을 주연부전체 둘레 및 다른 임의의 점에서 접합하는 일, 및 열발포성 차음부재로서 발포고무, 발포수지증으로 된 판형상시이트의 사용이 추천장령되고 있을 뿐이며, 자동차 보디강판과 구속층이 되는 판형상물을 서로 접합시키는 일이 없는 복층제진구조 및 제진재의 이용 및 발포제를 사용하는 제진재에 있어서는, 어느 정도의 발포배율을 선택해야 하는냐등에 대해서는, 전혀 언급하고 있지 않다.

또 종래의 복층제구진구조 타입로서는, 금속판과 같은 기본체 표면에 점탄성을 가진 1m/m이하의 얇은 공중합체수지층을 형성하고, 이 층위에 구속층, 예를들면 다른 금속판을 포개어 접합 일체화시켜서 금속/점탄성공중합체수지/금속판의 구조로 이루어지는 방진강판으로 하는 수법은 알려져 있으나, 이들은 방진복합 강판으로 한 후의 프레스 가공성에 그 우열의 주안(主眼)이 있어, 중간층의 두께도 겨우 1m/m 이하이고 제진효과 및 차음성에 스스로 한계가 있고, 또 경계적으로도 고가여서 실용에 제공할 수 없는 것이였다.

한편, 금속판/2층으로된 감쇠재료층/금속판으로 이루어지는 진동감쇠 구조체로서 일본국 특허, 특공소 52-8607이 알려져 있다. 이 제안에 의하면 강판에 결합된/비교적 단단한 경질감쇠재료층과/이 경질감쇠재료층의 다른쪽의 면에 결합된 부드러운 전단(顚斷)감쇠재료의 연질감쇠재료층과/이 연질감쇠재료층의 바깥쪽면에 결합된 다른 강판으로 구조를 이루는 감쇠구조가 제안되고 있다. 이 제안에 있어서는 연질감쇠재료층으로서 고무질의 폴리우레탄, 네오프렌 WRT, 네오프렌 GRT가 바람직한 것으로 추천장려되고 있다. 그러나, 이 제안에서는 고무질의 폴리우렌탄이나 네오프렌이 연질감쇠재료층으로서, 이들의 연질감쇠재료층보다 수배강성이 높은 물질이 경질감쇠재료층으로서 추천장려되고 있을뿐으로서, 현재 널리 사용되고 있는 역청계의 제진 시이트 재의 중간층에의 이용, 그리고 어떠한 구성의 중간층으로하는 것이 좋으냐 등에 대해서는 전혀 언급하고 있지 않다.

본 발명자등은 상기 요망에 부응할 수 있는 제진재, 특히 이 요망을 만족시킬 수 있고, 또 경제성으로도 뛰어난 복층제진구조를 제안할려고 연구를 계속해 왔다.

그 결과, 의외로 역청물질 및 무기질충전재를 주성분으로 하고, 필요에 따라서, 고무성분 및/또는 수지성분을 혼합하는 종래 단체(單體)로 사용되어 왔던 시이트 형상물을 중간층으로 하고 구속층으로서 20℃ 근방에서의 영율이 5×10¹⁰dyne/cm²인 판형상물과 기본체의 강판으로 샌드위치구조체로 하는 복층제진구조가, 상기 요망을 안성마춤으로 만족하는 것을 발견한 것이다.

따라서 본 발명의 목적으로 하는 바는, 40℃ 근처의 온도조건하에서 현저하게 뛰어난 제진성의 피이크를 나타낼 수 있는 경량의 복층제진구조를 제공하는데 있다.

그리하여, 본 발명의 요지는, 강판면/역청물질 및 무기질충전재를 주성분으로 하고, 필요에 따라서 합성수지, 합성고무, 천연고무, 유기질충전재, 유기용매를 배합하여, 가열용융혼연후 압연해서 된 제진재/구속층으로서 20℃ 근방에서의 영율이 5×10¹⁰dyne/cm²이상인 판형상물을 일체화해서 이루어진 복층제진구조에 있으며, 실시태양으로서, 가열에 의해 두께의 비로 1.1∼2.0배의 발포배율을 가진 발포제 및/또는 흡수성 조성물을 함유하는 제진재를 사용해서 이루어진 복층제진구조, 및 한쪽면에 수지계점착제를 개재하거나 또는 게재함이 없이 열연화성 필름을 접착시킨 제진재를 사용해서 이루어진 복층제진구조를 든다.

본 발명은 기본재/중간층/구속층으로된 샌드위치구조의 제진구조에 원리적으로 입각하여 진동에 수반해서 중간층에 생기는 층밀리기 작용에 따라 제진효과를 나타낼 수 있는 것으로서, 강판과 강판의 주연부를 접합하여 중공부를 충전한 상기 선출원 제안과 비교해서 수배 뛰어난 제진효과를 나타낼 수 있는 것이다.

본 발명에 사용하는 역청물질은, 임의의 아스팥트라고 좋으며, 스트레이트아스팔트, 브론아스팥트, 세미 브론아스팥트등의 1종 또는 2종 이상의 혼합물이라도 좋다.

일반적으로, 역청물질의 단독 또는 혼합아스팥트 및 이들과 고무성분 및/또는 수지성분과의 혼합물의 연화점은 65∼115℃, 침입도(針入度)는 5∼100이다. 침입도를 크게 했을 경우에 아스팥트의 연화점이 저하되어, 작업성이 떨어지는 결점이 있기 때문에, 이화같은 불편을 해소하기 위해서, 고무성분 및/또는 수지성분을 배합하여, 연화점을 올리고, 작업성을 좋게하는 것은 바람직한 일이다.

필요에 따라서 혼합하는 고무성분은, 천연고무나 폴리부타디엔, 스틸렌-부타디엔고무, 부틸고무, 네오프렌고무, 크로로프렌고무등의 합성고무를 선택사용해도 좋다. 또, 재생고무의 사용은 코스트면으로 바람직한 일이다.

고무성분과 마찬가지로 필요에 따라서 혼합하는 수지성분은, 석유수지 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌 비닐아세테이트공중합체의 1종 또는 2종 이상의 사용이 바람직하다.

본 발명에 의한 중간층의 다른 주성분으로서 사용하는 무기질충전재로서는 타르크, 클레이, 탄산칼슘등의 분말형상, 아스베스트, 스래그우울등의 섬유형상, 마이카, 운모등의 비늘조작형상등의 임의의 통상무기질춘 전재로서 사용되는 것으로서 단독 또는 2종 이상의 혼합물이라도 좋다.

역청물질과 무기질 충전재와의 혼합량비는, 중량비로 역청물질 100중량부에 대해서, 무기질 충전재 50중량부 내지 250중량부가 바람직하다. 50중량부 미만이면 가열융착을 할때에 흘러 끊어지는 현상에 의한 시공성능의 저하나, 방진효과의 피이크가 40℃ 미만의 저온쪽으로 너무 이동하는 불편이 있으며, 250중량부를 초과하면, 비이드부의 요철이 있는 부위에 잘맞지 않게 되며, 역청물질이 점결제(粘結劑)로서의 역할을 다할 수 없게 되고 나아가서는 중간층으로서의 점탄성을 잃어 제진효과 그 자체가 저하하는 좋지못한 상태가 발생한다.

본 발명의 제진재는, 표면을 영율이 특별히 정해진 판형상물과 다른 한쪽면을 기본체인 강판면과 가열융착에 의해 일체화하는 것으로서, 예를들면 발포제가 혼입된 제진재는, 발포융착시에 이 제진재를 1.1∼2.0배의 배율로 발포시켜서, 제진성의 피이크를 표시하는 온도를 40℃ 근처로 이행시키고, 또한 제진효과의 향상을 도모하는 것이다.

발포제로서는, 분해온도가 90∼160℃의 것이 바람직하며, 제진재의 제조에 즈음해서는, 이 발포제의 분해 온도 이하에서 역청물질 및 무지질충전재와 혼연하는 배려가 필요하다. 디아조아미노벤젠, 아조이소부틸니트릴, 벤젠슬포히드라지드, 카아바민산아자이드등이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 아조디칼본아미드, P, P'-옥세벤젠슬포히드라지드, 벤질모노히드라졸, 디니트로소펜타메틸렌테트라민 등이다.

발포조제로서는, 요소 및 그 유도체와 열경화 수지등을 사용하는 것은 효과적이다.

이 발포제는, 제진재주성분 100중량부에 대해서, 0.1∼10중량부, 바람직하게는 0.5∼3중량부의 비율이 좋다.

또, 발포제의 대체로서, 또는 발포제와 함께 흡수성 조성물을 사용해도 지장이 없다. 흡수성 조성물의 혼입은, 가열에 의해 휘발가스를 배출하는 것으로서 단순히 물을 혼입해도 분산하지않고 균일한 발포를 바랄 수 없기 때문에, 이 흡수성 조성물에 물을 충분히 흡착시키르소서 충분한 분산상태를 얻을려고 하는 것이다.

또, 열연화성 필름을 제진재의 한쪽면에 첩착하는 경우, 사용하는 열연화성 필름은, 70℃이상에서 열전화하여 기본체인 강판 또는 20℃ 근방에서의 영율이 5×10¹⁰dyne/cm²이상인 판형상물에 융착할 수 있는 것이 바람직하며 제진재에 비해, 강성이 상회하고, 점탄성이 작은 것이 바람직하다. 예를들면, 에틸렌-비닐사세테이트 공중합수지, 폴리염화비닐수지, 폴리에틸렌등의 필름 또는 호트멜트를 사용할 수 있다.

이들 열연화 필름층을 형성하는 방법은, 필름상태의 그대로 제진재상에 적층해도 좋고, 또는 제진재상에 호트멜트 상태로 흐르게 해서 도포하여, 열연화 필름층을 형성해도 좋다.

또, 필요에 따라서는 수지계 점착제를 개재해서도 좋다. 이 수지계 점착제는, 제진재에 비해 같은 온도조건하에서 강성이 하회하고, 또한 점탄성이 큰 물질인 것을 필수로 하는 것이다. 예를들면, 활성수소 함유액형상 디엔계중합체, 역청물질 및 유기 폴리이소시아네이트 화합물을 함유해서 이루어진 점착제, 천연고무, 부틸고무, 폴리이소부틸렌고무, 에틸렌-프로필렌고무, 스티렌-부타디엔 고무등에 점착부여제, 충전제, 연화제등의 첨가제를 혼연해서 가교성(架橋性), 점착성을 지니도록한 점착제, 아크릴수지, 비닐아세테이트수지, 에틸렌-비닐아세테이트수지등의 수지의 1종 또는 2종으로 이루어진 점착제, 특히 유리전이 온도가 10℃∼60℃의 범위의 수지라면 용제계, 수계에멀존을 문제삼지 않는다.

이들 중간층을 형성하는 제진재와 열연화성 필름의 두께의 비는, 제진효과에 큰 영향을 준다. 일정한 두께의 비로 구성되어 있으면 제진효과의 대소는 중간층 전체의 두께에 비례하는 것은 물론이다. 가장 뛰어난 제진효과를 나타내는 중간층의 2층의 두께의 비는, 제진재를 1로하여, 열연화성 필름이 0.01∼1의 경우이다.

또 수지계 점착제를 개재하는 경우, 그 두께는 제진재의 두께가 3m/m정도의 경우 80∼1000μ가 바람직한다.

본 발명의 구속층으로서 사용하는 판형상물은, 20℃ 근처에서의 영율이 5×10¹⁰dyne/cm²이상인것을 필수로 하며, 알루미늄판, FRP 판형상물, 바람직하게는 강판등의 금속판, 광물질계 경질판 및 합성수지계 경질판 등을 호적하게 사용할 수 있다. 5×10¹⁰dyne/cm²미만의 경우, 방진성능은 저하하는 동시에 온도변화에 수반해서 현저하게 변동하는 좋지못한 상태를 지닌다.

역청물질, 무기질 충전재 및 필요에 따라서 혼입하는 발포제, 고무성분, 수지성분으로 이루어진 제진재를 특정한 영율의 판형상물과 기본체인 강판과의 사이에 샌드위치한 타입의 제진구조롤 하기 위해서는, 기본체인 강판면에 제진재를 적층하고, 이어서 구속층인 판형상물을 적층후, 달구어 붙기에 의해 열연화 융착시켜 일체해도 좋고, 또는 미리 판형상물에 제진재를 점착시킨 것을 기본체인 강판면에 적층후, 달구어 붙기에 의해 융착시켜 일체화는 방법등에 의한다.

즉, 예를들면 기본체인 강판면과 구속층인 판형상물을, 점용접 또는 시임레스 용접등을 실시하지 않고, 접착성이 뛰어난 제진재를 개재해서 차량등의 강판면에 적층후, 달구어 붙기등에 의해 열연화 융착일체화하는 것을 필수로 하는 것이다.

또, 본 발명의 일실시 태양인 발포형 제진재의 사용은 발포제등을 포함하지 않는 제진재와 전적으로 동일해도 좋으며, 기본체인 강판면등에 단순하게 얹어놓고 100∼180℃의 가열을 행하므로서, 이 발포형 제진재를 기본체인 강판면의 요철에 잘맞도록 융착, 발포를 거의 동시에 행하게 하므로서 제진처리를 실시하는 것이다. 그러나, 본 발명에 있어서는 가열융착후의 발포상태가 가열융착전과 비교해서, 이 제진재의 두께의 비로 1.1∼2배로 발포하는 것을 필요로 하는 것으로서, 이와 같은 범위의 발포상태로 할 수 있으면 한층 경량이고 제진성에 뛰어난 제진재를 얻을 수 있는 것이다.

이하에 실시예를 들어 본 발명의 보다 상세한 설명을 제공한다. 또한 당연한 일이지만 본 발명은 이하의 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

약 180℃로 가열용융한 아스팥트 45중량부, 아스베스트 10중량부 및 탄산칼슘 45중량부를 횡세형연속혼연기(橫細型連續混然機)로 혼연해서 3m/m 두께의 제진재로 했다.

이 제진재를 20×180m/m의 크기로 재단하여, 0.8×20×200m/m의 강판과 0.6×20×200m/m의 알루미늄판으로 협지하고, 140℃로 20분간의 달구어 붙이기를 행하였다. 이 제진재는, 강판과 알루미늄판에 융착했다.

[실시예 2]

약 180℃로 가열용융한 아스팥트 45중량부, 아스베스트 10중량부 및 탄산칼슘 50중량부를 횡세형연속혼연기로 순차 혼연해서, 이혼연물의 온도가 100℃이하로 저하한 시점에서 도중에서 발포제로서 아조디칼본아미드 2중량부를 첨가, 교반 분산하여 3m/m 두께의 제진재로 했다.

이 제진재를 20×180m/m의 크기로 재단하여 0.8×20×200 및 0.4×20×200m/m의 강판으로 협지하고, 140℃로 20분간의 달구어 붙이기를 행하였다. 이 제진재는, 2장의 강판에 융착하였으며, 제진재는 약 4.8m/m 두께로 발포되어 있었다.

[실시예 3]

약 180℃로 가열용융한 아스팥트 45중량부, 아스베스트 10중량부 및 탄산칼슘 45중량부를 횡세형연속혼연기로혼연, 압연해서 3m/m 두께의 제진재로 했다. 이 제진재의 위에, 전화점 95℃이고 두께 120μ의 에틸렌비닐아세테이트공중합체 필름을 적층했다.

이 제진재를 20×180m/m의 크기로 재단하여, 0.8×20×200 및 0.4×20×200m/m의 강판으로 협지하고, 140℃로 20분간의 달구어 붙이기를 행하였다. 이 제진재는, 2장의 강판에 융착했다.

[실시예 4]

약 180℃로 가열용융한 아스팥트 45중량부, 아스베스트 10중량부 및 탄산칼슘 50중량부를 횡세형연속혼연기로 혼연, 압연해서 3m/m 두께의 제진재로 했다. 이 제진재의 위에, 유지전이 온도가 -40℃의 아크릴수지용액을 플로우코오터로 도포하고, 50℃의 온풍으로 용제를 휘산시켜 130μ의 수지계 점착제를 형성했다. 또 이 수지계 점착제의 위에 연화점이 95℃이고 80μ의 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 필름을 적층일체화 했다.

이 제진재를 20×180m/m의 크기로 재단하여 0.8×20×200 및 0.4×20×200m/m의 강판으로 협지하고, 140℃로 20분간 달구어 붙이기를 행하였다. 이 제진재는, 2장의 강판에 융착했다.

[시험방법(제진성능시험)]

측정은 공진법(일본음향재료협회출판 "소음대책핸드북" 438면 참조)에 의해 손실계수(η)를 구했다. (η)는 값이 클수록 제진효과가 크며, 0.05이상이면 제진효과가 있다고 되어 있다.

이상과 같이, 본 발명에 의한 복층 제진구조는, 40℃ 근처라고 하는 온도조건하에서 극히 우수한 제진성의 피이크를 표시하며 또한 넓은 온도영역에 걸쳐서 양호한 제진성을 차량경감에 역행함이 없이 실현시킬 수 있는 것이다.

Claims (3)

1. 역청물질 및 무기질 충전재를 주성분으로 하고 필요에 따라서 합성수지, 합성고무, 천연고무, 유기질 충전제, 유기용매를 혼합하여 시이트형상물을 얻고 얻어진 시이트형상물을 제진재로 하고 위에 20℃ 근방의 영률이 5×10¹⁰dyne/cm²이상인 판상물을 하부의 강판에 의해 상하를 샌드위치구조로 일체화하여 이루어진 것은 특징으로 하는 복층제진구조제.
2. 제1항에 있어서, 상기 제진재는 가열에 의해 두께의 비로 1.1∼2.0배의 발포배율을 가진 발포제 및/또는 흡수성 조성물을 함유하는 것을 특징으로 하는 복층제진구조체.
3. 제1항에 있어서, 상기 제진재의 한쪽면에 수지계점착제를 개재하거나 또는 개재함이 없이 열 연화성 필름은 점착한 것을 특징으로 하는 복층제진구조체.