KR20040105150A - 자동차 공극 내부충전용 발포충전제 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차 공극 내부충전용 발포충전제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원료고무로 이피디엠(EPDM; Ethylene Propylene Diene Monomer) 고무와 열가소성 고무를 혼합사용하고, 기능성 충전제로서 탄산칼슘, 발포시 흐름을 방지하는 클레이, 혼합시 유연성을 부여하는 가공유, 내열성 부여 및 내노화성 향상을 위한 산화아연, 스테아린산, 착색보강제로서 카본블랙, 발포기포를 형성하기 위한 아조디카본아마이드, 우레아, 형성된 발포기포를 영구적으로 고정시키기 위한 황, 2-메르캅토벤조티아졸레이트 디설파이드를 적정비율로 혼합하여 발포충전제 조성물을 제조하여 이를 자동차 구조물 공극 내부에 장착하여 가열에 의해 발포시킴으로써 구조물 공극 내부를 충전하여 자동차 주행시 구조물 공극 내부를 통해 차량 실내로 전달되는 소음 및 진동음을 제어하는 자동차 공극 내부충전용 발포충전제 조성물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 자동차 공극 내부충전용 발포충전제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원료고무로 이피디엠(EPDM; Ethylene Propylene Diene Monomer) 고무와 열가소성 고무를 혼합사용하고, 기능성 충전제로서 탄산칼슘, 발포시 흐름을 방지하는 클레이, 혼합시 유연성을 부여하는 가공유, 내열성 부여 및 내노화성 향상을 위한 산화아연, 스테아린산, 착색보강제로서 카본블랙, 발포기포를 형성하기 위한 아조디카본아마이드, 우레아, 형성된 발포기포를 영구적으로 고정시키기 위한 황, 2-메르캅토벤조티아졸레이트 디설파이드를 적정비율로 혼합하여 발포충전제 조성물을 제조하여 이를 자동차 구조물 공극 내부에 장착하여 가열에 의해 발포시킴으로써 구조물 공극 내부를 충전하여 자동차 주행시 구조물 공극 내부를 통해 차량 실내로 전달되는 소음 및 진동음을 제어하는 자동차 공극 내부충전용 발포충전제 조성물에 관한 것이다.
기존 자동차 구조물 공극 내부 충전용 제품의 경우 작업자 수작업을 통해 제품 한 쪽면의 점착제층의 부착력에 의해 구조물 공극 내부면에 직접 부착하는 형태로서, 작업자의 숙련도에 따른 적용 위치 혼돈, 미부착 부위 발생 등의 문제가 발생할 수 있었다. 또한, 이로 인해 전착 도료 건조로(Oven) 통과시 충전이 완전히 이루어지지 못하여 미충전 현상이 자주 발생하고 있으며 구조물 판넬(Pannel) 내부면 부착시 일정공간, 면적이 필요하여 구조물 형상에 따라 적용에 제약을 많이 받음으로서 충전이 필요한 부위에 원활히 적용하지 못하는 사례가 많이 발생하고 있어 자동차 품질 확보에 영향을 미치고 있다.
이에, 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 원료고무로 이피디엠 고무와 열가소성 고무를 혼합사용하고, 가황조제로 2-메르캅토벤조티아졸레이트 디설파이드를 사용하고, 발포제로 아조디카본아마이드와 우레아를 사용하고, 이외 가공조제, 착색보강제, 유동방지제, 충전제, 가공유 및 가황제를 적정비율로 혼합하여 발포충전제 조성물을 제조하면 높은 발포율과 낮은 열유동성을 가져 우수한 충전성능을 가짐을 알게되어 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명은 자동차 구조물 공극 내부에 장착하여 가열에 의해 발포시킴으로써 구조물 공극 내부를 충전하여 자동차 주행시 구조물 공극 내부를 통해 차량 실내로 전달되는 소음 및 진동음을 제어하는 자동차 공극 내부충전용 발포충전제 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 이피디엠(EPDM ; Ethylene Propylene Diene Monomer ; ENB type) 25 ∼ 35 중량%, 열가소성 고무 1 ∼ 10 중량%, 산화아연(ZnO) 1 ∼ 5 중량%, 스테아린산 1 ∼ 5 중량%, 카본 블랙 1 ∼ 4 중량%, 탄산칼슘 20 ∼ 40 중량%, 클레이 18 ∼ 30 중량%, 가공유 5 ∼ 25 중량%, 황 2 ∼ 6 중량%, 2-메르캅토벤조티아졸레이트 디설파이드 1 ∼ 10 중량%, 아조디카본아마이드 4 ∼ 10 중량% 및 우레아 1 ∼ 6 중량%가 포함된 자동차 공극 내부충전용 발포충전제 조성물을 그 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 자동차 구조물 공극 내부(필라(Phillar), 실사이드(Sillside), 휠하우스(Wheelhouse), 대쉬판넬(Dashpannel) 등)에 적용하는 소재에 관한 것으로, 이러한 본 발명의 내부충전용 조성물은 배합장비에서 다량의 원료를 배합한 후, 압출기(Extruder)를 이용 압출, 시트(Sheet)상의 원단을 제조후 프레스(Press) 설비를 이용하여 일정한 형상으로 가공할 수 있다.
본 발명의 조성물을 구성하는 성분에 대해 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 조성물에서 원료고무로 사용되는 이피디엠(EPDM ; Ethylene Propylene Diene Monomer; ENB type) 고무는 내오존성, 내후성, 내열 노화성, 내한성이 우수하여 자동차 부품용 재료로 일반적으로 사용하며, 본 발명에서는 전체 조성물 중에 25 ∼ 35 중량% 사용한다. 만일, 이피디엠의 함량이 25 중량% 미만이면 완전한 클로우즈 셀을 형성하지 못하며, 35 중량%를 초과하면 발포체 형성을 억제하여 원하는 발포율을 얻지 못한다.
또한, 본 발명은 원료고무로 상기 이피디엠과 함꼐 열가소성 고무(Thermoplastic rubber)를 전체 조성물 중에 1 ∼ 10 중량% 사용하는데 그 특징이 있으며, 상기 열가소성 고무는 상기 이피디엠과 상용성이 우수하고, 발포체 형성시 필요한 인장력, 신율의 향상효과 부여한다. 특히, 상기 열가소성 고무는 발포제 분해와 동시에 셀(cell)이 생성되어 팽창후 안정된 클로우즈 셀(close cell)을 형성하는데 기여하므로, 기존의 이피디엠 고무를 단독 사용한 조성물과는 차별화되는 우수한 물성의 발포체 형성이 가능하다. 이러한 열가소성 고무로는 스티렌-부타디엔 공중합체 (styrene-butadiene copolymer) 및 스티렌-아이소프렌 공중합체(styrene-isoprene copolymer)등을 사용할 수 있으며, 그 함량이 1 중량% 미만이면 인장력과 신율이 향상되지 않으며, 10 중량%를 초과하면 인장력은 증가하나 신율이 반대로 감소되어 발포율이 감소된다.
그리고, 본 발명에서는 가공조제로 산화아연(ZnO)과 스테아린산을 전체 조성물 중에 각각 1 ∼ 5 중량% 사용한다. 상기 산화아연은 가황제, 가황조제, 발포제, 발포조제 등의 반응을 촉진시키며, 그 함량이 1 중량% 미만이면 반응 촉진효과를 나타내지 못하며, 5 중량%를 초과하면 반응 촉진효과가 더 이상 향상되지 않으므로 비경제적이다. 또한, 상기 스테아린산은 본 발명의 조성물의 상용성을 향상시키며, 그 함량이 1 중량% 미만이면 혼합시 상용성에 문제가 있으며, 5 중량%를 초과하면 혼합물 내부에 안정하게 섞여있지 못하고 제품 표면으로 침출되는 문제가 있다.
본 발명에서 착색보강제로 사용하는 카본 블랙은 제품의 외부오염성 방지 및 내노화성을 향상시키며, 전체 조성물 중에 1 ∼ 4 중량% 사용하며, 만일 그 함량이 1 중량% 미만이면 착색력을 나타내지 못하면, 4 중량%를 초과하면 혼합물 내부에 고루 분산되지 못하여 제품표면을 거칠게 하는 문제가 있다.
본 발명에서 충전제로 사용하는 탄산칼슘은 제품의 변형을 막아주고 치수를 안정시키므로 전체 조성물 중에 20 ∼ 40 중량% 사용하며, 만일 그 함량이 20 중량% 미만이면 제품의 성형성이 저하되어 변형이 발생하며, 40 중량%를 초과하면 제품의 경도가 증가하고 발포율이 감소하는 문제가 있다.
본 발명에서 유동방지효과가 탁월하여 발포체 형성시 흘러내림을 방지하여 안정한 셀을 형성시키는, 즉 유동방지제로 사용하는 클레이는 전체 조성물 중에 18 ∼ 30 중량% 사용하며, 만일 그 함량이 18 중량% 미만이면 내유동성 효과가 없으며, 30 중량%를 초과하면 내유동성은 증가하나 발포율이 감소하는 문제가 있다.
본 발명에서 조성물의 여러 성분들의 혼합시 윤활작용을 하고 발포체 형성시 신율을 향상시키는 가공유(Process Oil)은 전체 조성물 중에 5 ∼ 25 중량% 사용하며, 만일 그 함량이 5 중량% 미만이면 여러 성분들을 고루 분산시키지 못하며, 25 중량%를 초과하면 발포체 형성시 유동성을 증가시켜 충전효과를 저하시킨다. 상기 가공유로는 나프탄렌계 가공유를 사용하는 것이 좋다.
본 발명에서 원료고무의 가교구조를 형성하여 발포체 형성 후 형상을 영구히 고정시키는 가황제인 황은 전체 조성물 중에 2 ∼ 6 중량% 사용하며, 만일 그 함량이 2 중량% 미만이면 가교구조가 엉성하여 발포체 형성이 안되며, 6 중량%를 초과하면 가교구조가 조밀해져서 발포체 형성을 억제하는 문제가 있다.
본 발명에서 가황 속도 및 가교 밀도 향상시켜 발포체 형성 중 흘러내림을 방지하고, 고발포체 형성을 촉진하는 가황조제로 2-메르캅토벤조티아졸레이트 디설파이드(MBTS, 2-mercaptobenzothiazolate disulfide)를 전체 조성물 중에 1 ∼ 10 중량% 사용하며, 만일 그 함량이 1 중량% 미만이면 가교구조가 형성되기 전에 발포가스가 분해되어 발포체 형성을 이루지 못하며, 10 중량%를 초과하면 발포가스 분해 이전에 가교구조가 형성되어 발포체 형성을 억제시킨다.
본 발명에서 발포제로 사용하는 아조디카본아마이드(AC, Azodicarbonamide)와 우레아는 전체 조성물 중에 각각 4 ∼ 10 중량%, 1 ∼ 6 중량% 사용한다. 상기 아조디카본아마이드는 타 발포제에 비해 부해시 가스량이 많고, 분해가스에 독성이 없으며 반응이 안정되게 일어남으로써 자동차 생산 공정시 사용이 안전하며, 만일 그 함량이 4 중량% 미만이면 원하는 발포율을 얻지 못하며, 10 중량%를 초과하면 발포가스가 과량 발생되어 안정한 발포체가 형성되지 못하는 문제가 있다. 또한, 상기 우레아는 발포속도를 향상시키며, 만일 그 함량이 1 중량% 미만이면 원하는 발포율을 얻지 못하며, 6 중량%를 초과하면 가교구조가 형성되기 전에 발포가스가 분해되어 발포체 형성을 이루지 못하는 문제가 있다.
상기한 성분을 이용하여 본 발명의 발포충전제 조성물을 제조하는 방법은 살펴보면 다음과 같다.
상기한 성분들을 배합장비(니더(Kneader), 오픈롤(Openroll) 등)에 넣어 배합하고 압출기를 통해 압출하여 시트를 제조한 후 프레스 설비를 이용하여 발포충전제 조성물을 성형한다.
성형한 발포충전제 조성물을 통상적인 자동차 제조공정의 도료 건조로 온도 조건인 120 ∼ 230 ℃에서 내열성을 갖는 수지류(PA; Polyamaid, PC; Polycarbonate, PET; Polyester 등)를 원료로 하여 사출성형기를 통해 만들어진 고정용 보조물에 삽입체결하거나 또는 발포충전제 조성물을 사출기를 통해 고정용 보조물(발포충전제 조성물이 구조물의 공극 내부를 충전하기 전까지 발포물을 지지해주고 차체 철판(Pannel)에 발포물을 고정시키는 역할을 함)에 주입하여 성형한 후 자동차 구조물 공극 내부에 장착하여 일련의 자체 조립공정 후 도료 건조로 통과시 가열에 의해 발포되어 구조물 공극내부를 충전함으로써 자동차 주행시 구조물 공극 내부를 통해 차량 실내로 전달되는 소음 및 진동음을 제어한다.
이하, 본 발명을 다음의 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하겠는바, 본 발명이 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 및 비교예
다음 표 1에 나타낸 성분 및 함량으로 다음과 같은 방법으로 조성물을 제조하였다.
다음 표 1에 나타낸 성분을 배합장비(니더; Kneader)를 이용하여 배합하고 압출기를 통해 가공된 시트(Sheet)를 프레스에서 성형하여 발포충전용 조성물을 제조하였다.
| 구성성분(중량%) | 실시예 | 비교예 | |
| 원료고무 | EPDM | 27 | 26 |
| TPR1 | 3 | - | |
| 가공조제 | 스테아린산 | 2 | 1 |
| ZnO | 2 | 5 | |
| 펩티저(Peptizer) | - | 6 | |
| 착색보강제 | 카본 블랙 | 2 | 3 |
| 유동방지제 | 클레이 | 20 | 21 |
| 충전제 | CaCO3 | 22 | 7 |
| 가공유 | 가공유 | 9 | 16 |
| 가황제 | S | 3 | 1 |
| 가황조제 | p-퀴논-디옥심(p-Quinone-dioxime) | - | 0.5 |
| EUR2 | - | 0.5 | |
| TMTM3 | - | 2 | |
| MBTS | 3 | - | |
| 발포제 | OBSH4 | - | 7 |
| DPT5 | - | 4 | |
| AC | 5 | - | |
| 우레아 | 2 | - | |
| 1. TPR: 스티렌-부타디엔 공중합체2. EUR: 디에틸 치오우레아3. TMTM: 테트라메틸티우람 모노설파이드4. OBSH: p,p-옥시비스 벤젠 설포닐 히드라자이드(p,p- oxybis benzene sulfonyl hydrazide)5. DPT: N,N-디니트로소 펜타메틸렌 테트라민 |
시험예
상기 실시예 및 비교예에 의해 제조한 발포충전용 조성물이 충전성능을 갖는지 확인하기 위하여 다음 표 2에 나타낸 시험방법으로 시험하였으며, 그 결과도 표 2에 나타내었다.
| 시험항목 | 시험방법 | 요구사항 | 비교예 | 실시예 | |
| 비중(g/㎤) | MS 256-33, 4.2항 | 1.2 ±0.2 | 1.2 | 1.2 | |
| 흡수율(%) | MS 256-33, 4.5항 | 100 이하 | 30 | 25 | |
| 체적변화율(%) | MS 256-33, 4.6항 | 800 이상 | 850 | 1000 | |
| 안정성(%) | MS 256-33, 4.7항 | 720 이상 | 730 | 800 | |
| 발포배율(배)4 | 표준BAKE1 | MS 256-33, 4.8항 | 10 이상 | 10 | 11 |
| OVER BAKE2 | 10 | 11 | |||
| UNDER BAKE3 | 10 | 11 | |||
| 열유동성(mm) | MS 256-33, 4.9항 | 50 이하 | 30 | 20 | |
| 내부식성 | MS 256-33, 4.11항 | 발청 및 부식생성물이 없을 것 | 없음 | 없음 | |
| 1. 표준 BAKE: 185±2 ℃ X 20분2. OVER BAKE: 215±2 ℃ X 20분3. UNDER BAKE: 170±2 ℃ X 20분4. 발포배율 = 발포 후 경화 쉬트(SHEET)의 두께(mm)/ 발포 전 미경화 쉬트(SHEET)의 두께(mm) |
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 조성물은 고배율의 발포배율과 최소의 열유동성을 가져 기존 충전용 조성물인 비교예 보다 우수한 충전성능을 가짐을 확인하였다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 자동차 공극 내부충전용 발포충전제 조성물은 원료고무로 이피디엠 고무와 열가소성 고무를 혼합사용하고, 가황조제로 2-메르캅토벤조티아졸레이트 디설파이드, 발포제로 아조디카본아마이드과 우레아를 사용하여 고배율의 발포율과 낮은 열유동성을 가져 기존 충전용 제품보다 우수한 충전성능을 가진다.
따라서, 본 발명의 발포충전제 조성물은 자동차 구조물 공극 내부(필라(Phillar), 실사이드(Sillside), 휠하우스(Wheelhouse), 대쉬판넬(Dashpannel) 등)에 적용하는 소재로 유용하게 사용할 수 있다.
Claims (2)
- 이피디엠(EPDM) 고무 25 ∼ 35 중량%, 열가소성 고무 1 ∼ 10 중량%, 산화아연(ZnO) 1 ∼ 5 중량%, 스테아린산 1 ∼ 5 중량%, 카본 블랙 1 ∼ 4 중량%, 탄산칼슘 20 ∼ 40 중량%, 클레이 18 ∼ 30 중량%, 가공유 5 ∼ 25 중량%, 황 2 ∼ 6 중량%, 2-메르캅토벤조티아졸레이트 디설파이드 1 ∼ 10 중량%, 아조디카본아마이드 4 ∼ 10 중량% 및 우레아 1 ∼ 6 중량%가 포함된 것임을 특징으로 하는 자동차 공극 내부충전용 발포충전제 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 상기 열가소성 고무는 스티렌-부타디엔 공중합체(Styrene-Butadiene copolymer) 및 스티렌-아이소프렌 공중합체(styrene-isoprene copolymer)중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 자동차 공극 내부충전용 발포충전제 조성물.
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|---|---|---|---|
| KR1020030036439A KR20040105150A (ko) | 2003-06-05 | 2003-06-05 | 자동차 공극 내부충전용 발포충전제 조성물 |
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| KR (1) | KR20040105150A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108342022A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-07-31 | 亚新科噪声与振动技术（安徽）有限公司 | 一种控制阀用高性能自润滑橡胶材料及其制备方法 |
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- 2003-06-05 KR KR1020030036439A patent/KR20040105150A/ko not_active Ceased
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