KR102230929B1 - 향상된 흡음성능을 갖는 열가소성수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 흡차음재 - Google Patents

향상된 흡음성능을 갖는 열가소성수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 흡차음재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 향상된 흡음성능을 갖는 열가소성수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 흡차음재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 특정 성분 및 함량의 열가소성 수지 및 무기물 입자를 포함함으로써 높은 손실계수를 구현하여 향상된 흡음성능을 확보할 수 있고, 원가 절감을 통해 경제성을 확보할 수 있는 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 흡차음재에 관한 것이다.

Description

향상된 흡음성능을 갖는 열가소성수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 흡차음재{Thermoplastic resin composition having improved sound absorption performance and sound absorbing material prepared using the same}
본 발명은 향상된 흡음성능을 갖는 열가소성수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 흡차음재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 특정 성분 및 함량의 열가소성 수지 및 무기물 입자를 포함함으로써 높은 손실계수를 구현하여 향상된 흡음성능을 확보할 수 있고, 원가 절감을 통해 경제성을 확보할 수 있는 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 흡차음재에 관한 것이다.
흡음성이란 어떠한 물체에 들어온 소리를 흡수하는 성질로서, 대체로 유리섬유나 암면 등 내부에 작은 구멍이 많은 다공성 물질은 흡음성이 풍부하다. 또한, 차음성(遮音性)이란 어떠한 물체에 들어온 소리를 차단하여 투과시키지 않는 성질을 말하며, 내부에 구멍이 없는 물체가 차음성이 풍부하다. 이러한 성질을 고려하여 특정 주파수 영역에서의 흡음성을 향상시켜 적용범위를 확대시킬 수 있다.
일반적으로 자동차 부품, 특히 전장용 부품은 쾌적한 운전환경을 조성하는 것이 중요하기 때문에, 소리를 흡수 및 차단하는 소재의 개발이 필요하게 되었고, 음향 소재에 있어서 노이즈를 제거하여 선명한 음향을 제공하기 위해 높은 손실계수를 구현할 수 있는 소재가 개발 및 적용되고 있다. 그러나 종래 사용되는 흡차음재의 경우, 부품으로 적용되기 위한 굴곡탄성율 및 밀도조건을 만족하지 않거나, 또는 경제성이 떨어지는 문제가 존재하였다.
이에, 높은 손실계수를 구현하여 향상된 흡음성능을 확보할 수 있고, 원가 절감을 통해 경제성을 확보할 수 있는 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 흡차음재에 대한 수요가 여전히 존재하였다.
본 발명의 목적은, 특정 성분 및 함량의 열가소성 수지 및 무기물 입자를 포함함으로써 높은 손실계수를 구현하여 향상된 흡음성능을 확보할 수 있고, 원가 절감을 통해 경제성을 확보할 수 있는 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 흡차음재를 제공하는 것이다.
상기한 기술적 과제를 해결하고자 본 발명은, 조성물 총 100 중량부에 대하여, (a) 폴리카보네이트 수지 70 내지 95 중량부; (b) 고무변성 방향족 비닐계 수지 1 내지 20 중량부 및 (c) 규회석 1 내지 10 중량부를 포함하는, 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 본 발명의 열가소성 수지 조성물을 이용하여 제조된 흡차음재가 제공된다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물로 제조된 흡차음재는, 특정 성분 및 함량의 열가소성 수지 및 무기물 입자를 포함함으로써 높은 손실계수를 구현하여 향상된 흡음성능을 확보할 수 있고, 원가 절감을 통해 경제성을 확보할 수 있다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물은 여러 가지 제품의 성형에 사용될 수 있으며, 특히, 오디오, TV 등 가전제품과 차량용 전자제품의 제조에 적합하다.
도 1은 실시예에서 사용된 임피던스튜브 측정기기를 나타낸 것이다.
이하에서 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물은, 조성물 총 100 중량부에 대하여, (a) 폴리카보네이트 수지 70 내지 95 중량부; (b) 고무변성 방향족 비닐계 수지 1 내지 20 중량부 및 (c) 규회석 1 내지 10 중량부를 포함한다.
(a) 폴리카보네이트 수지
본 발명의 수지 조성물에 사용되는 폴리카보네이트 수지는 방향족 폴리카보네이트 수지로서, 특별한 제한 없이 통상적으로 사용되는 것을 사용할 수 있으나, 분자량 조절제와 촉매의 존재 하에서 2가 페놀(디히드릭 페놀)과 포스겐을 반응시켜 제조하거나, 2가 페놀, 카보네이트 전구체를 반응시켜 에스테르 상호교환반응을 이용하여 제조할 수 있다.
상기 2가 페놀류는, 예컨대 다음 화학식 1의 구조를 갖는 폴리카보네이트 수지의 단량체이다.
[화학식 1]
Figure 112018107727041-pat00001
상기 화학식 1에서, X는 알킬렌기, 작용기를 갖지 않는 직선형, 분지형 또는 환형 알킬렌기, 설파이드, 에테르, 설폭사이드, 설폰, 케톤, 나프틸 및 이소부틸페닐로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 작용기를 포함하는 직선형, 분지형 또는 환형 알킬렌기를 나타내며, 바람직하게는, X는 탄소수 1 내지 10의 직선형, 분지형 또는 탄소수 3 내지 6의 환형 알킬렌기일 수 있고; R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 또는 알킬기, 예컨대 탄소수 1 내지 20의 직선형, 분지형 또는 탄소수 3 내지 20(바람직하게는, 3 내지 6)의 환형 알킬기를 나타내며; n 및 m은 독립적으로, 0 내지 4의 정수이다.
일 구체예에서, 상기 2가 페놀은 바람직하게는 비스페놀이며, 더욱 바람직하게는 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판(비스페놀 A)일 수 있다. 비스페놀 A는 부분적 또는 전체적으로 다른 2가 페놀로 대체될 수 있다. 2가 페놀은 비스페놀 A 이외에도 히드로퀴논, 4,4'-디히드록시디페닐, 비스(4-히드록시페닐)메탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 2,2-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)프로판, 비스(4-히드록시페닐)설파이드, 비스(4-히드록시페닐)술폰, 비스(4-히드록시페닐)술폭사이드, 비스(4-히드록시페닐)케톤, 비스(4-히드록시페닐)에테르 및 2,2-비스(3,5-디브로모-4-히드록시페닐)프로판과 같은 할로겐화 비스페놀 등을 포함할 수 있다.
폴리카보네이트 수지는 단일중합체, 2 종류 이상의 2가 페놀을 사용한 공중합체, 또는 이들 수지의 혼합물일 수 있다. 또한, 상기 폴리카보네이트 수지는 선형 폴리카보네이트, 분지형(branched) 폴리카보네이트, 폴리에스테르카보네이트 공중합체, 그리고 실리콘 공중합 폴리카보네이트 등을 포함한다.
상기 선형 폴리카보네이트 수지는 비스페놀 A계 폴리카보네이트 수지인 것이 바람직하다. 상기 분지형 폴리카보네이트는 트리멜리틱 무수물, 트리멜리틱산 등과 같은 다관능성 방향족 화합물을 디히드록시페놀 및 카보네이트 전구체와 반응시켜 제조하는 것이 바람직하다. 상기 폴리에스테르카보네이트 공중합체는 이관능성 카르복실산을 디히드릭 페놀 및 카보네이트 전구체와 반응시켜 제조하는 것이 바람직하다.
본 발명의 폴리카보네이트 수지는 25℃에서 메틸렌 클로라이드 용액에서 측정한 점도 평균 분자량(Mv)이 10,000~200,000을 적용하는 것이 바람직하고, 10,000~40,000인 것을 적용하는 것이 더욱 바람직하며, 15,000 내지 25,000인 것이 보다 더욱 바람직하다. 상기 평균 분자량이 10,000 미만일 경우, 충격강도와 인장강도 등의 기계적 물성이 저하될 수 있고, 상기 평균분자량이 200,000을 초과하는 경우에는, 용융점도의 상승으로 수지의 가공에 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 폴리카보네이트 수지의 함량은 특별히 한정되지 않으나, 본 발명의 열가소성 수지 조성물 총 100 중량부에 대하여, 70 중량부 이상, 75 중량부 이상, 80 중량부 이상 또는 85 중량부 이상일 수 있고, 95 중량부 이하, 92 중량부 이하 또는 90 중량부 이하일 수 있으며, 예컨대, 70 내지 95 중량부, 75 내지 95 중량부, 80 내지 95 중량부 또는 85 내지 95 중량부일 수 있다. 상기 폴리카보네이트 수지의 함량이 70 중량부 미만일 경우, 굴곡탄성율 및 밀도가 열악해질 수 있고, 95 중량부를 초과하는 경우 고무변성 방향족 비닐계 수지나 규회석의 함량이 낮아져 원하는 손실계수 등을 얻지 못할 수 있다.
(b) 고무변성 방향족 비닐계 수지
고무변성 방향족 비닐계　수지는 방향족　비닐계　중합체로 이루어진 매트릭스상(연속상)에 고무상 중합체가 입자형태로 분산되어 존재하는　중합체이다. 상기　고무변성 방향족 비닐계 수지는 고무상 중합체의 존재　하에 방향족 비닐 단량체 및 이와　공중합 가능한 비닐계 단량체를 첨가하여 중합하여 제조될 수 있다.　이와 같은 고무변성 방향족 비닐계　수지는 유화중합, 현탁중합, 괴상중합과 같은 알려진 중합방법에 의하여 제조가 가능하다.
통상적으로 고무함량이 높은 그라프트 공중합체 수지와 고무가 함유되지 않은 공중합체　수지를 별도 제조한 다음, 이 둘을 혼합 압출하여 고무변성 방향족 비닐계 수지를 제조한다. 그러나 괴상중합의 경우는 그라프트 공중합체 수지와 공중합체 수지를 별도로 제조하지 않고 1단계 반응공정만으로 고무변성 방향족 비닐계　수지를 제조할 수 있다.
상기의 어느 중합 방법의 경우에도 최종 고무변성 방향족 비닐계 수지 성분 중에서 고무함량은 방향족 비닐계 수지 전체에 대하여 0.1 내지 40　중량%이고, 바람직하게는 3 내지 20 중량%이고, 더욱 바람직하게는 5 내지 15 중량%이다.
상기 고무 입자 크기는 Z-평균으로 0.05 내지 6.0 μm이고, 바람직하게는 0.1 내지 4 μm이다. 이와 같은 수지의 예로써는 아크릴로니트릴/부타디엔/스티렌공중합체 수지(ABS), 아크릴로니트릴/아크릴고무/스티렌 공중합체 수지(AAS), 아크릴로니트릴/에틸렌프로필렌고무/스티렌(AES) 공중합체 수지, 고무강화폴리스티렌(HIPS) 등이 있다.　이들은 2종 이상의 혼합물로도 적용될 수 있다.
상기　고무변성 방향족 비닐계 수지는 그라프트 수지 단독 또는 그라프트 공중합체 수지와 공중합체 수지를　병용하여　적용할 수 있으며 각각의 상용성을 고려하여 배합하는 것이 바람직하다.　보다 구체적으로는 고무변성 방향족 비닐계 수지 중에서 그라프트 공중합체 수지(b.1) 10 내지 100 중량%, 공중합체 수지(b.2)　0 내지 90 중량%로 배합하는 것이 바람직하다. 구체예에서 상기　고무변성 방향족 비닐계 수지(b)는 그라프트 공중합체 수지(b.1) 55 내지 90 중량% 및 공중합체 수지(b.2) 10 내지 45 중량%로 배합할 수 있다. 다른 구체예에서 상기　고무변성 방향족 비닐계 수지(B)는 그라프트 공중합체 수지(b.1) 15 내지 50 중량% 및 공중합체 수지(b.2) 50 내지 85중량%로 배합할 수 있다.
본 발명의 폴리카보네이트 수지 조성물에 사용되는 상기 고무변성 방향족 비닐계 수지(B)의 함량은 열가소성 수지 조성물 총 100 중량부에 대하여, 1 중량부 이상, 2 중량부 이상, 3 중량부 이상, 4 중량부 이상 또는 5 중량부 이상일 수 있고, 20 중량부 이하, 18 중량부 이하, 15 중량부 이하, 10 중량부 이하, 8 중량부 이하 또는 5 중량부 이하일 수 있으며, 예컨대, 1 내지 20 중량부, 1 내지 15 중량부, 1 내지 10 중량부 또는 1 내지 5 중량부일 수 있다. 상기 고무변성 방향족 비닐계 수지의 함량이 1 중량부 미만일 경우, 손실계수가 현저히 낮아져 원하는 흡음성능을 확보할 수 없고, 20 중량부를 초과하는 경우 추가적인 흡음 성능 향상을 기대할 수 없으며, 상대적으로 다른 성분들의 함량이 낮아져 밀도 및 굴곡탄성율이 열악해질 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 고무변성 방향족 비닐계 수지(b)의 구성성분인 그라프트 공중합체 수지(b.1)와 공중합체 수지(b.2)에 대하여 상세히 설명한다.
(b.1) 그라프트 공중합체 수지
본 발명에 사용되는 그라프트 공중합체 수지(b.1)는 고무상 중합체에 그라프트 공중합이 가능한 방향족 비닐계 단량체와 이 방향족 비닐계 단량체와 공중합이 가능한 단량체를 중합함으로써 제조된다.
상기 그라프트 공중합체 수지에 이용되는 고무의 예로서는 폴리부타디엔, 폴리(스티렌-부타디엔), 폴리(아크릴로니트릴-부타디엔)등의 디엔계 고무,　상기 디엔계　고무를 수소첨가한 포화고무, 이소프렌고무,　클로로프렌 고무, 폴리아크릴산부틸　등의 아크릴계　고무, 에틸렌-프로필렌고무, 에틸렌-프로필렌-디엔단량체 삼원공중합체(EPDM) 등이 있다. 상기 고무는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 이 중　디엔계　고무가 바람직하며,　더욱 바람직하게는 부타디엔계 고무가 적합하다. 고무의 함량은 그라프트 공중합체수지 전체 중량　중 5　내지 95　중량%가 적당하다.　상기 고무입자의 평균 입자 크기는　충격강도 및 외관을 고려하여 0.05　내지 4μm의 범위가 적합하다.
상기 방향족 비닐계 단량체로는 스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, p-메틸스티렌, 파라 t-부틸스티렌, 에틸스티렌, 모노클로로스티렌, 디클로로스티렌, 디브로모스티렌 등과 같은 스티렌계 단량체가 대표적으로 사용될 수 있다. 상기 스티렌계 단량체는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 이 중 스티렌이 가장 바람직하다. 상기 방향족 비닐계 단량체의 함량은 그라프트 공중합체 수지 전체 100중량부 중 34 내지 94 중량부이다.
상기의 방향족 비닐계 단량체에 공중합 가능한 단량체가　1종 이상 도입될 수 있다.　도입 가능한 단량체로는 아크릴로니트릴,　메타크릴로니트릴과 같은 불포화 니트릴계 화합물이 바람직하다.　상기 불포화 니트릴계 화합물은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 상기 공중합 가능한 단량체의 함량은 그라프트 공중합체 수지 전체 100중량부 중 1 내지 30 중량부로 사용될 수 있다.
상기 그라프트 공중합체의 제조시 가공성 및 내열성과 같은 특성을 부여하기 위하여 아크릴산, 메타크릴산, 무수말레인산, 및 N-치환말레이드 등의 단량체를 더 부가하여 그라프트 중합될 수 있다. 상기 가공성과 내열성을 부가하는 단량체는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 그 부가되는 함량은 그라프트 공중합체 수지 전체　100중량부 중　0　내지 15　중량부 범위이다.
(b.2) 비닐계 공중합체 수지
본 발명의 비닐계 공중합체 수지는 상기 그라프트 공중합체의 성분 중 고무를 제외한 단량체 비율과 동등한 함량으로 상용성을 고려하여 중합한다.
상기 공중합체 수지에 사용되는 방향족 비닐계 단량체로는 스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, p-메틸스티렌, 파라 t-부틸스티렌, 에틸스티렌, 모노클로로스티렌, 디클로로스티렌, 디브로모스티렌 등 스티렌계 단량체가 사용될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이 중 스티렌이 가장 바람직하다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 공중합체 수지 중 방향족 비닐계 단량체의 첨가량공중합체 수지 전체 100중량부 중 60 내지 90 중량부가 바람직하다.
상기　방향족　비닐계 단량체에 공중합할 수 있는 단량체로는 아크릴로니트릴,　메타크릴로니트릴과 같은 불포화 니트릴계 화합물이 바람직하다. 상기 불포화 니트릴계 화합물은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 상기 공중합 가능한 단량체의 함량은 그라프트 공중합 수지 전체 100 중량부 중 10 내지 40 중량부로 사용될 수 있다.
또한, 상기　공중합체　수지에는　가공성 및 내열성과 같은 특성을 부여하기 위하여 아크릴산, 메타크릴산, 무수말레인산, 및 N-치환말레이드 등의 단량체를 공중합체 수지 전체 100 중량부 중 0　내지 30　중량부 부가하여 공중합할 수 있다.
(c) 규회석(Wollastonite)
본 발명에서 상기 규회석(Wollastonite)은 침상형의 무기물로 세로 길이는 5 내지 10㎛ 일 수 있으며, 종횡비(Aspect Ratio, L/D)가 7 내지 10일 수 있다. 규회석의 종횡비가 상기 범위를 벗어나는 경우, 손실계수가 열악해질 수 있다.
상기 규회석은 열가소성 수지 조성물 전체 100 중량부에 대하여, 1 중량부 이상, 2 중량부 이상, 3 중량부 이상, 4 중량부 이상 또는 5 중량부 이상일 수 있고, 10 중량부 이하, 9 중량부 이하, 8 중량부 이하 또는 7 중량부 이하일 수 있으며, 예컨대, 1 내지 10 중량부, 3 내지 10 중량부, 4 내지 10 중량부 또는 5 내지 10 중량부일 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 함량을 사용하면 손실계수가 열악해지고, 가공상 문제가 발생할 수 있다.
상기 규회석은 탈크, 카올린 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나와 혼합하여 사용될 수 있으며, 이들 무기물 입자는 조성물 전체 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부의 함량으로 더 포함될 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 함량을 사용하면 손실계수가 열악해지고, 가공상 문제가 발생할 수 있다.
(d) 기타 첨가제
본　발명의　열가소성　수지　조성물은　전술한　성분들　이외에도　사출 성형 또는 압출　성형용　열가소성　수지　조성물에　통상적으로　첨가되는　하나　이상의　기타 첨가제를　추가로　포함할　수　있다. 예를　들어, 가소제, 커플링제, 열 안정제, 광 안정제, 이형제, 활제, 분산제, 적하 방지제, 소광제, 내후 안정제 또는 이들 중 2종 이상의　혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제를　추가로　포함할　수　있다．
상기 기타 첨가제의 함량은 특별히 제한되지 않고, 본 발명의 열가소성 수지 조성물의 목적하는 물성을 해치지 않는 범위에서 추가의 기능을 부가하기 위해 사용될 수 있는 정도의 양이다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 기타 첨가제의 함량은 본 발명의 열가소성 수지 조성물 총 100 중량부에 대하여 0.1 내지 20 중량부일 수 있고, 바람직하게는 0.5 내지 10 중량부일 수 있다. 상기 기타 첨가제의 함량이 0.1 중량부 미만인 경우에는 기타 첨가제의 사용에 따른 각종 기능의 개선 효과가 미미할 수 있고, 상기 기타 첨가제의 함량이 20 중량부 초과일 경우에는 기계적 물성이 열악해질 수 있다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물을 사용하면, 높은 손실계수를 구현하여 향상된 흡음성능을 확보할 수 있고, 원가 절감을 통해 경제성을 확보할 수 있는 흡차음재를 제조할 수 있다.
흡차음재는 재료 내 음파속도 및 내부적으로 음파가 흡수되는 성질이 중요한데, 이는 굴곡탄성율, 밀도 및 손실계수와 연관된다. 따라서, 본 발명의 열가소성 수지 조성물은 ASTM D792 방식에 따라 측정한 밀도가 1.2 내지 1.3 g/cm3이고, 손실계수가 100Hz 기준으로 0.8 내지 0.9일 수 있다. 상기 범위의 물성을 갖는 경우에 우수한 흡음성능을 확보할 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 본 발명의 열가소성 수지 조성물을 이용하여 제조된 흡차음재가 제공된다.
일 구체예에서, 상기 흡차음재는, 폴리카보네이트 수지, 고무변성 방향족 비닐계 수지 및 규회석을 혼합하여 혼합물을 생성하는 단계; 상기 혼합물로부터 흡음 펠트를 생성하는 단계; 상기 흡음 펠트를 냉각 후 절단하여 흡음재를 제조하는 단계; 및 상기 흡음재의 일면에 열가소성 폴리우레탄을 이용하여 차음재를 생성 및 접합하여 흡차음재를 제조하는 단계 등을 포함하는 방법을 통해 제조될 수 있다.
일 구체예에서, 상기 흡차음재는 본 발명의 열가소성 수지 조성물을 압출 또는 사출 성형하는 단계를 포함할 수 있다. 일 구체예에서, 본 발명의 열가소성 수지 조성물을 150℃ 내지 300℃, 예컨대 220℃ 내지 240℃ 및 100 rpm 내지 300 rpm, 예컨대 200 rpm 내지 250 rpm 조건에서 32파이 2축 압출기(L/D=40, 25mm)를 사용하여 압출할 수 있고, 상기와 동일한 온도 조건에서 100톤 내지 200톤의 형체력을 갖는 사출기를 사용하여 사출 시편을 제조할 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 이들로 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 7
하기 표 1에 나타낸 성분 및 함량으로 폴리카보네이트 수지, 아크릴로니트릴/부타디엔/스티렌(ABS) 공중합체 수지, 규회석 및 카올린을 헨셀믹서로 혼합하여 균일하게 분산시킨 다음 L/D=48, Φ=25mm인 이축 용융 혼합 압출기에서 용융온도 260℃, 300 rpm의 스크류 회전 속도, 약 -600 mmHg의 제1벤트(vent) 압력, 및 30kg/h의 자가 공급 속도의 조건 하에서 압출하였다. 압출된 스트랜드를 물에서 냉각시킨 후, 회전 절단기로 절단하여 펠렛을 제조하였으며, 제조된 펠렛을 90~100℃에서 4시간 동안 열풍 건조한 후, 250~270℃의 온도로 사출 성형하여, 가로 50mm, 세로 150mm 크기로 시험편을 제조하고, 각각의 물성을 측정하여 표 1에 나타내었다.
Figure 112018107727041-pat00002
a) PC: 폴리카보네이트 수지(삼양사 3020PJ)
b) ABS: 아크릴로니트릴/부타디엔/스티렌(ABS) 공중합체 수지(㈜롯데화학 CH-T)
c) 규회석: 길이 7㎛, 종횡비(A/R) 9:1 (단, 비교예 7에서는 종횡비 5:1의 규회석을 사용)
d) 카올린: AnTec VT99, 길이 1~2㎛, 밀도:0.35g/cm3
<물성 측정방법>
1) 굴곡탄성: ASTM D790 측정방식에 따라 측정함.
2) 밀도: ASTM D792 측정방식에 따라 측정함.
3) 손실계수: 임피던스튜브법*으로 흡음성을 측정함하고 100Hz 기준에서의 손실계수를 측정함.
* 임피던스튜브법 측정방법
도 1은 손실계수를 측정하기 위한 임피던스튜브 측정기기를 나타낸 것이다.
측정은 임피던스관(B&K Type 4206)내 한쪽에 흡음재를 설치하고, 그 반대쪽에서 음(B&K Power AmplifierType 2706을 이용하여 백색잡음을 출력)을 흡음재로 입사시키면, 관 내부에서 입사파와 흡음재를 통과한 후 다시 뒷면에서 반사되어 나오는 반사파의 중첩에 의해 관내에 정재파가 형성되는데, 관 벽에 설치된 두 개의 마이크로폰(B&K Type 2670)으로 이를 수음하여 B&K Pulse System으로 음압도의 주파수 성분을 측정하여 흡음계수를 구하였다
임피던스관의 주관은 Large Tube(시료크기: 지름 100 mm)와 Small Tube(시료크기: 지름 29 mm)로, 전자는 50~1,600Hz를 후자는 500~6,400Hz를 측정하였다. 본 발명에서는 두 개의 관을 모두 사용해 전주파수 대역에서의 흡음계수를 살펴보았으며, 실시예 1 내지 3에서는 100Hz 기준 0.8 내지 0.9의 손실계수를 나타내어 우수한 흡음성능을 가짐을 알 수 있었다.
반면, 비교예 1 내지 7에서는 모두 손실계수가 0.6 내지 0.7의 값을 나타내어 흡음성능이 실시예에 비해 열악함을 알 수 있었다. 특히, 비교예 3, 5, 6 및 7에서는 낮은 밀도를 나타내어, 흡음차재로서 적합하지 않음을 알 수 있었다.

Claims (7)

  1. 조성물 총 100 중량부에 대하여,
    (a) 폴리카보네이트 수지 85 내지 90 중량부;
    (b) 고무변성 방향족 비닐계 수지 1 내지 5 중량부 및
    (c) 규회석 5 내지 10 중량부를 포함하고,
    상기 (c) 규회석은 종횡비가 7 내지 10인, 열가소성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, (a) 폴리카보네이트 수지는 점도 평균분자량이 10,000 내지 200,000인, 열가소성 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, (b) 고무변성 방향족 비닐계 수지는 아크릴로니트릴/부타디엔/스티렌공중합체 수지(ABS), 아크릴로니트릴/아크릴고무/스티렌 공중합체 수지(AAS), 아크릴로니트릴/에틸렌프로필렌고무/스티렌(AES) 공중합체 수지, 고무강화폴리스티렌(HIPS) 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 열가소성 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 탈크, 카올린 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나를 추가로 포함하는, 열가소성 수지 조성물.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, ASTM D792 방식에 따라 측정한 밀도가 1.2 내지 1.3 g/cm3이고, 손실계수가 100Hz 기준으로 0.8 내지 0.9인, 열가소성 수지 조성물.
  7. 제1항 내지 제4항 및 제6항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 수지 조성물을 이용하여 제조된 흡차음재.
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