CN108291347B - 包含低熔点聚酯树脂的汽车内饰和外饰材料及其制造方法 - Google Patents

包含低熔点聚酯树脂的汽车内饰和外饰材料及其制造方法 Download PDF

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Abstract

提供了一种包括低熔点聚酯树脂纤维层的汽车内饰/外饰材料及其制造方法。更特别地，提供了具有优异的加工性和价格竞争力而无如强度和耐久性等性能劣化的汽车内饰/外饰材料。

Description

包含低熔点聚酯树脂的汽车内饰和外饰材料及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种包括低熔点聚酯树脂的汽车内饰/外饰材料及其制造方法。
背景技术
汽车内饰/外饰材料，特别是内饰材料，需要具有诸如重量轻、缓冲性能、隔热性、模塑性、高强度和节能效果等特征。照惯例，使用低熔点纤维作为汽车内饰材料。低熔点树脂，即在比一般聚酯纤维熔融的265℃或更高的温度低100至200℃的温度下熔融的粘合纤维，是不需要化学粘合剂的生态友好材料，并具有易于建设的优点。通过在这样的低熔点树脂纤维层上附上包括热塑性树脂制成的基体层、软质聚氨酯泡沫层和纤维层的层压体，可以提高耐久性，并可降低每体积制造成本。另外，可以获得具有小的尺寸变化率和优异的吸音率的汽车内饰材料。
然而，当所述层压体包括软质聚氨酯泡沫层时，层压体的厚度增加以满足汽车内饰/外饰材料的所需性能，并在制造过程中使用大量粘合剂来复合不同材料。相应地，VOC的量增加且层压体不再循环。
因此，需要具有优异的加工性并且能够降低制造成本的汽车内饰/外饰材料。
[有关现有技术文献]
[专利文献]
US专利公开号4,129,675
US专利公开号4,065,439
发明内容
技术问题
因此，鉴于上述问题完成了本发明，且本发明的一个目的在于提供一种具有优异的加工性和价格竞争力的汽车内饰/外饰材料。
技术方案
本发明的一个方面提供了一种汽车内饰/外饰材料，其包括纤维层，该纤维层包括具有180℃至250℃的熔点或100℃至150℃的软化点的第一聚酯树脂纤维；和具有高于250℃的熔点的第二聚酯树脂纤维，其中所述构成纤维层的第一和第二聚酯树脂纤维之间的混合比率以重量计为1:9至9:1，且形成所述纤维层的纤维部分地熔融。
本发明的另一方面提供了一种制造汽车内饰/外饰材料的方法，所述方法包括以下步骤：在80至200℃下将纤维层热成型，所述纤维层包含10至90重量份具有180℃至250℃的熔点或100℃至150℃的软化点的第一聚酯树脂纤维，和90至10重量份具有255℃或更高的熔点的第二聚酯树脂纤维。
有益效果
由于根据本发明的汽车内饰/外饰材料使用低熔点聚酯树脂制造，所以可以实现优异的加工性而不会劣化如强度和耐久性的性能。另外，通过使用低熔点聚酯树脂可以降低制造成本。
最佳方式
由于本发明允许各种改变和许多实施方案，在附图中说明并在书面描述中详细描述了特定的实施方案。
然而，这不意图将本发明限制于特定的实践模式，并且应当理解，不背离本发明的精神和技术范围的所有变化、等同物和替代物都包含在本发明中。
在本发明中，术语如“包括”或“包含”可以解释为表示某些特征、数量、步骤、操作、构成元素或其组合，但不可解释为排除存在或可能添加一个或多个其它特征、数字、步骤、操作、组成元素或其组合。
另外，本发明中使用的表述“重量份”是指成分之间的重量比。
另外，本发明中使用的表述“摩尔”是指组分之间的摩尔分数。
另外，本发明中使用的表述“熔点”是指固体树脂开始熔化的温度。
此外，本发明中使用的表述“聚合物”是指通过聚合包括单体或可聚合的反应基团的化合物制备的低聚物和/或聚合物。
在下文中，更详细地描述本发明。
本发明提供了一种包括低熔点聚酯树脂纤维层的汽车内饰/外饰材料。
在一个实施方案中，根据本发明的汽车内饰/外饰材料包括纤维层，所述纤维层包括具有180℃至250℃熔点或100℃至150℃的软化点的第一聚酯树脂纤维，和具有高于250℃的熔点的第二聚酯树脂纤维。
包括在纤维层中的第一聚酯树脂纤维是由具有180℃至250℃的熔点或100℃至150℃的软化点的聚酯树脂形成的纤维。在相对意义上，第一聚酯树脂纤维也被称为低熔点聚酯树脂纤维。另外，第二聚酯树脂纤维是具有高于250℃的熔点的聚酯树脂纤维，并且在相对的意义上，也被称为高熔点聚酯树脂纤维。
纤维层通过混合第一聚酯树脂纤维和第二聚酯树脂纤维而制造。第一聚酯树脂纤维与第二聚酯树脂纤维的混合比可以按重量计控制为1:9至9:1。根据需要，混合比例可以是1:9至7:3，或者1:9至5:5。通过将低熔点聚酯树脂纤维与高熔点聚酯树脂纤维进行混合，可以增强强度，同时增加纤维之间的粘附力。特别地，可以将低熔点聚酯树脂纤维的含量控制在等于或低于高熔点聚酯树脂纤维的含量。例如，高熔点聚酯树脂可以具有高于250℃的熔点，并且更特别地，可以具有251至260℃的熔点。高熔点聚酯树脂是市购可得的。例如，可以使用由Huvis公司制造的产品(产品名称：SD，半消光芯片)。
特别地，纤维层的形状、厚度和层压结构没有特别限制，并且例如可以将形成纤维层的纤维部分地熔融。关于纤维的相互熔融的形状，在通过热成型形成纤维层的过程中，将热量和/或压力施加到纤维上，并通过该过程，纤维部分地熔融。由于根据本发明的纤维层包括由低熔点聚酯树脂制成的低温可熔纤维，所以可以通过低温模塑来形成部分熔融的纤维。
在另一个实施方案中，纤维层可根据需要进一步包括功能添加剂。例如，作为功能性添加剂，可以少量添加阻燃剂、增稠剂、无机填料等。
在一个实施方案中，根据本发明的汽车内饰/外饰材料不包括玻璃纤维。玻璃纤维包括全部的玻璃片、其它粉末玻璃等。特别地，本发明中使用的表述“不包括玻璃纤维”是指其中包括的玻璃纤维的量为1重量％或更少的情况或其中基本上不包括玻璃纤维的情况。因此，根据本发明的汽车内饰/外饰材料可以防止工作期间玻璃粉尘的生成并且可以提高工作效率。
在另一个实施方案中，如根据KS F 2805所测量，所述汽车内饰/外饰材料具有0.4NRC或更高的吸音率和/或如根据KS F 2080所测量，10dB或更高的传输损耗值。
例如，所述汽车内饰/外饰材料可具有0.4至1NRC或0.4至0.6NRC的吸音率和10至30dB或15至25dB的隔音率。这样，根据本发明的汽车内饰/外饰材料可以实现优异的吸音性能和隔音性能，从而有效地隔绝和/或吸收汽车内外的噪音。
在一个实施方案中，所述汽车内饰/外饰材料满足下面的方程式1：
[方程式1]
(W2-W1)/W1x 100≤8(％),
其中W1表示所述汽车内饰/外饰材料在根据KS M ISO 11507的条件下暴露于紫外辐射之前的挠曲强度，
W2表示所述汽车内饰/外饰材料在根据KS M ISO 11507的条件下暴露于紫外线辐射30天后的挠曲强度，和
挠曲强度表示根据ASTM D 790以5mm/min将挠曲载荷施加到固定至100mm的支撑跨距的汽车内饰/外饰材料的试样上，试样相对于其初始形状变形10％时的强度(N/cm2)。
特别地，根据本发明，方程式1可用于计算汽车内饰/外饰材料的挠曲强度变化率。挠曲强度变化率可以通过计算暴露于外部之前的汽车内饰/外饰材料的初始挠曲强度(W1)与暴露于外部30天之后的挠曲强度(W2)之间的挠曲强度变化率来获得。
特别地，根据本发明的汽车内饰/外饰材料可以具有8％或更小，0.01至7.5％，0.1至6％，0.4至5％或0.5至2％的挠曲强度变化率，如根据方程式1所计算。当挠曲强度变化率在这些范围内时，甚至当长时间暴露于外部时，所述汽车内饰/外饰材料的形状也可以稳定地保持并且可以防止其耐久性降低。
通过使用根据本发明的汽车内饰/外饰材料，可以实现优异的拉伸强度和/或低燃烧性。在一个实施方案中，根据ASTM D 638，拉伸强度可以为10至150MPa。例如，根据ASTM D638，拉伸强度可以为10至130MPa，30至100MPa或40至100MPa。当拉伸强度在这些范围内时，可以实现优异的耐久性。
另外，根据KS M ISO 9772，所述汽车内饰/外饰材料可以具有80或更低的阻燃性。特别地，根据本发明的汽车内饰/外饰材料具有阻燃性或不易燃性，从而减少燃烧的风险。
根据本发明的汽车内饰/外饰材料具有优异的耐久性。特别地，所述汽车内饰/外饰材料在经受包括允许在90±1℃放置24小时的步骤以及允许在90％的相对湿度和50±1℃下放置24小时的步骤的严苛条件之后可以满足下面的方程式2：
[方程式2]
|V1-V0|/V0×100≤5％
其中V0表示在暴露于严苛条件之前的汽车内饰/外饰材料的体积(mm3)，和
V1表示在暴露于严苛条件之后的汽车内饰/外饰材料的体积(mm3)。
特别地，测量制造的汽车内饰/外饰材料样品在经受严苛条件之前和之后的尺寸变化率。尺寸变化率对应于应用于汽车的所述汽车内饰/外饰材料的长期尺寸变化率。例如，体积可以通过将所述汽车内饰/外饰材料的长度、宽度和厚度相乘来计算。例如，根据方程式1计算的尺寸变化率可以是0.01至5％，0.01至3％或0.01至1％。可以确定，当根据方程式1的尺寸变化率在这些范围内时，即使在严苛温度变化的环境中长时间使用，根据本发明的汽车内饰/外饰材料也不会变形。
在此，当根据方程式1的值大于5％时，所述汽车内饰/外饰材料可能容易剥落、溶胀、下垂、变色或变形。
在下文中，更详细地描述形成根据本发明的纤维层的第一聚酯树脂纤维。
第一聚酯树脂纤维由聚酯树脂形成，所述聚酯树脂包括下式1和2表示的重复单元并具有180℃至250℃的熔点或100℃至150℃的软化点：
[式1]
[式2]
其中m和n表示低熔点聚酯树脂中所含的重复单元的摩尔分数，和
m+n＝1且n为0.05至0.5。
第一聚酯树脂纤维可以是低熔点聚酯树脂的纤维。低熔点聚酯树脂可以具有包括式1和2表示的重复单元的结构。式1的重复单元表示聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的重复单元，式2的重复单元用于改善包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的重复单元的聚酯树脂的撕裂特性。特别是，由于式2表示的重复单元具有间隔，使得与具有甲基(-CH3)作为侧基的对苯二甲酸酯键合的聚合的丙烯链构成的树脂主链旋转，诱导主链自由度增加和树脂的结晶性下降，由此降低了熔点(Tm)。这可以提供与其中使用含有不对称芳环的间苯二甲酸(IPA)来降低结晶聚酯树脂的熔点(Tm)的常规情况相同的效果。
这里，低熔点聚酯树脂可以包括降低树脂熔点(Tm)的式2的重复单元作为主要重复单元以及包含酯重复单元的式1的重复单元。特别地，当树脂的总摩尔分数为1时，本发明的低熔点聚酯树脂可以包括0.5至1的由式1和2表示的重复单元。特别地，可以包括的由式1和2表示的重复单元的量为0.55至1；0.6至1；0.7至1；0.8至1；0.5至0.9；0.5至0.85；0.5至0.7；或0.6至0.95。
另外，当包括由式1表示的重复单元的总分数为1(m+n＝1)时，低熔点聚酯树脂中包括的由式2表示的重复单元的量可以为0.05至0.5。特别地，由式2表示的重复单元的量可以是0.05至0.4，0.1至0.4，0.15至0.35；或0.2至0.3。
另外，低熔点聚酯可以具有180℃至250℃的熔点(Tm)，或者可能没有熔点。特别地，熔点(Tm)可以是180℃至250℃；185℃至245℃；190℃至240℃；180℃至200℃；200℃至230℃或195℃至230℃，或可能不存在。
另外，低熔点聚酯可以具有100℃至150℃的软化点，特别是软化点为100℃至130℃，118℃至128℃，120℃至125℃，121℃至124℃，124℃至128℃或119℃至126℃。
此外，低熔点聚酯树脂可以具有50℃或更高的玻璃化转变温度(Tg)。玻璃化转变温度可以特别是50℃至80℃，更特别是61℃至69℃，60℃至65℃，63℃至67℃，61℃至63℃，63℃至65℃，65℃至67℃或62℃至67℃。
另外，低熔点树脂可以具有0.5dl/g至0.75dl/g的特性粘度(I.V)。特别地，特性粘度(I.V)可以为0.6dl/g至0.65dl/g；0.65dl/g至0.70dl/g；0.64dl/g至0.69dl/g；0.65dl/g至0.68dl/g；0.67dl/g至0.75dl/g；0.69dl/g至0.72dl/g；0.7dl/g至0.75dl/g；或0.63dl/g至0.67dl/g。
由于根据本发明的低熔点聚酯树脂包括由式2表示的重复单元，因此可以将熔点(Tm)、软化点和玻璃化转变温度(Tg)控制在上述范围内。其性能控制在该范围内的树脂可以表现出优异的粘合性。
同时，低熔点聚酯树脂可以进一步包括由下面的式3表示的重复单元以及由式1和2表示的重复单元：
[式3]
其中X是2-甲基亚丙基、亚乙基或氧联二亚乙基，和
作为低熔点聚酯树脂中所含的重复单元的摩尔分数，r为0.3或更小。
特别地，式3中的r可以为0.25或更小，0.2或更小，0.15或更小，或0.1或更小。
通过将低熔点聚酯树脂中包括的式3表示的重复单元控制在根据本发明的上述分数范围内，聚酯树脂的熔点(Tm)可以进一步降低，且在聚合过程中产生的副产物例如聚合度为2至3的环状化合物的含量可显著降低。
在一个实施方案中，由于根据本发明的低熔点聚酯树脂中具有聚合度为2至3的环状化合物的含量显著降低，所以可以以基于基于树脂的总重量计1重量％的量包括所述环状化合物。特别地，可以以基于树脂的总重量计0.5重量％或更少，0.4重量％或更少，0.3重量％或更少，或0.2重量％或更少的量包括环状化合物，或者其中可能不包括环状化合物。
在另一个实施方案中，第一和第二聚酯树脂纤维中的任何一种或多种可以是改进的截面中空纤维。在本发明中，所有第二聚酯树脂纤维可以是改进的截面中空纤维，但仅其一部分可以是改进的截面中空纤维。例如，当第二聚酯树脂纤维是改进的截面中空纤维时，20-85％(v/v)的第二聚酯树脂纤维可以是改进的截面中空纤维。改进的截面中空纤维基于其截面可以包括中空部分、形状保持部分和体积控制部分。这里，体积控制部分可以在与纤维中心相反的方向上突出。特别是，所述突出端具有圆形形状。
尽管本发明描述了具有中空部分、形状保持部分和体积控制部分的改进的截面中空纤维的截面结构，但是这是为了便于解释。在所述改进的截面中空纤维的截面结构内，存在沿着纤维纵向形成孔的中空部分。另外，所述截面结构包括包围所述中空部分的形状保持部分。另外，关于所述形状保持部分的截面，在中空部分相对侧的外周表面上形成凸起和凹陷。在凸起和凹陷中，凸起被称为体积控制部分。使用改进的截面中空纤维，包括由纤维形成的网状结构。该网状结构吸收声音，从而改善吸音性能。
作为一个实施方案，下面详细描述制备低熔点聚酯树脂的方法。
制备低熔点聚酯树脂的方法包括进行包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和2-甲基-1,3-丙二醇的混合物的酯交换的步骤。
可以通过混合聚酯聚合物与2-甲基-1,3-丙二醇，然后根据现有技术通常进行的方法将所得的混合物进行酯交换实施制备根据本发明的低熔点聚酯树脂的方法，所述聚酯聚合物通过聚合芳族二羧酸，如邻苯二甲酸、对苯二甲酸或间苯二甲酸(IPA)，与二醇化合物，如乙二醇(EG)、丙二醇(PG)、二乙二醇(DEG)、二丙二醇(DPG)制备。
在一个实施方案中，低熔点聚酯树脂可以通过将聚对苯二甲酸乙二醇酯低聚物(PET低聚物)与2-甲基-1,3-丙二醇混合并向其中加入用于酯交换的催化剂，然后在250±10℃进行酯交换反应而制备。
这里，基于100摩尔作为聚酯聚合物的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)计，2-甲基-1,3-丙二醇可以以5摩尔至50摩尔的量混合。特别地，基于100摩尔聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)计，2-甲基-1,3-丙二醇可以以5摩尔至40摩尔；10摩尔至30摩尔；20摩尔到40摩尔；25摩尔至50摩尔；或30摩尔至50摩尔的量混合。由于在本发明中用于制备低熔点树脂的添加剂的含量被控制在上述范围内，可以防止由于添加剂含量低导致树脂的熔点降低不足或者由于添加剂含量高导致树脂的结晶度再次增加超过结晶度降低的临界点的问题。
另外，酯交换的混合物可以进一步包括间苯二甲酸(IPA)和二乙二醇(DEG)以及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和2-甲基-1,3-丙二醇中的任何一种或多种。特别地，所述混合物可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、2-甲基-1,3-丙二醇和二乙二醇(DEG)，或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、2-甲基-1,3-丙二醇、二乙二醇(DEG)和间苯二甲酸(IPA)。
此处，基于100摩尔聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)计，可以以30摩尔或更少的量包括间苯二甲酸(IPA)。更特别地，基于100摩尔聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)计，可以以25摩尔或更少，20摩尔或更少，15摩尔或更少，或10摩尔或更少的量包括间苯二甲酸(IPA)。间苯二甲酸(IPA)的含量可以为0.1摩尔或更多或1摩尔或更多，或者可以不包括间苯二甲酸(IPA)。例如，可以以0.5至0.001摩尔包括间苯二甲酸(IPA)。
此外，基于100摩尔聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)计，可以以1至20摩尔的量包括二乙二醇(DEG)。特别地，基于100摩尔聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)计，可以以5摩尔至15摩尔，10摩尔至15摩尔，15摩尔至20摩尔，12摩尔至18摩尔，13摩尔至17摩尔，或14摩尔至16摩尔的量包括二乙二醇(DEG)。
由于在本发明中间苯二甲酸(IPA)的含量被控制在上述范围内，因此可降低制造成本，并且在制备的低熔点聚酯树脂中聚合度为2至3的环状化合物的含量可以最小化。另外，通过将二乙二醇(DEG)的含量控制在上述范围内，在优化树脂的熔点(Tm)的同时可以显著抑制玻璃化转变温度(Tg)的降低，由此防止在纺丝期间发生老化。
在一个实施方案中，根据本发明的汽车内饰/外饰材料可以包括树脂泡沫层并具有其中纤维层被层压在所述树脂泡沫层的一个或两个表面上的结构。特别地，所述汽车内饰/外饰材料可以具有包括聚酯树脂泡沫层和在所述聚酯树脂泡沫层的两个表面上形成的聚酯树脂纤维层的结构。
所述聚酯树脂泡沫层可以具有泡沫板或泡沫片材形状。特别地，所述汽车内饰/外饰材料具有这样的结构，其中聚酯树脂纤维层被层压在聚酯树脂泡沫片材的两个表面上。
例如，当根据ASTM D 790以5mm/min的速率向固定在100mm的支撑跨度上的汽车内饰/外饰材料样品施加挠曲载荷时测量，根据本发明的汽车内饰/外饰材料可以具有400至30,000MPa的挠曲弹性模量。根据本发明的汽车内饰/外饰材料可以提供优异的挠曲弹性，由此防止下垂并在应用于汽车内饰/外饰材料时提供优异的耐久性。
例如，所述聚酯树脂泡沫层可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)泡沫片材，且纤维层可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。通过用PET基树脂形成部分或全部组分并构成层压体，可以增加层间粘合性并且具有环境优点，因为树脂可以容易地再生。
另外，所述汽车内饰/外饰材料具有平均300至3,000g/m2的单位面积质量，即基重。例如，所述汽车内饰/外饰材料可以具有500至1,500g/m2，600至1100g/m2或800至900g/m2的单位面积质量。在此基重范围内，根据本发明的汽车内饰/外饰材料可实现重量减轻。
根据本发明的汽车内饰/外饰材料可以用于汽车内饰部件或内饰材料。特别地，所述汽车内饰/外饰材料可以是地板底层、发动机室盖、后备箱衬里材料和后窗台板(traypackage panel)中的任何一种或多种。
例如，通过将根据本发明的内饰材料应用于汽车的地板底层或汽车的发动机室盖，特别是通过将所述内饰材料安装在汽车的发动机、变速器、冷却盘等的底部，可以有效地保护发动机、变速器等免受外部冲击。或者，当将根本发明用于汽车后备箱的内饰材料用作后备箱内衬材料时，也可以应用于后备箱室隔板、后备箱室左右装饰板、后备箱室盖板、后备箱室车门面板等。
另外，本发明提供了一种制造上述汽车内饰/外饰材料的方法。
在一个实施方案中，所述制造汽车内饰/外饰材料的方法包括将纤维层热成型的步骤，所述纤维层包括具有180至250℃熔点或100℃至150℃软化点的第一聚酯树脂纤维，和在80至200℃下具有255℃或更高熔点的第二聚酯树脂纤维。
所述纤维层是第一聚酯树脂纤维和第二聚酯树脂纤维的混合物。第一聚酯树脂纤维与第二聚酯树脂纤维的混合比按重量计可以为1:9至9:1。根据需要，混合比可以是1:9至7:3，或者1:9至5:5。通过使用低熔点聚酯树脂与高熔点聚酯树脂的混合物，可以增强强度，同时增加纤维之间的粘附力。特别地，可以将低熔点聚酯树脂纤维的含量调节为等于或低于高熔点聚酯树脂纤维的含量。例如，高熔点聚酯树脂的熔点可以高于250℃且特别可以为251至260℃。高熔点聚酯树脂是市购可得的。例如，可以使用由Huvis公司制造的产品(产品名称：SD，半消光芯片)。
根据该方法制造的汽车内饰/外饰材料满足下面方程式1。方程式1上面已经进行了描述：
[方程式1]
(W2-W1)/W1×100≤8(％),
其中W1表示所述汽车内饰/外饰材料在根据KS M ISO 11507的条件下暴露于紫外辐射之前的挠曲强度，
W2表示所述汽车内饰/外饰材料在根据KS M ISO 11507的条件下暴露于紫外线辐射30天后的挠曲强度，和
挠曲强度表示根据ASTM D 790以5mm/min将挠曲载荷施加到固定至100mm的支撑跨距的汽车内饰/外饰材料的试样上，试样相对于其初始形状变形10％时的强度(N/cm2)。
另外，根据该方法制造的汽车内饰/外饰材料满足如根据KS F 2805所测量，0.4NRC或更高的吸音率和/或如根据KS F 2080所测量，10dB或更高的传输损耗值的性能条件(隔音性能)。以上提供了吸音率和隔音性能的描述。
特别地，第一聚酯树脂纤维包括由以下式1和2表示的重复单元：
[式1]
[式2]
其中m和n表示低熔点聚酯树脂中所含的重复单元的摩尔分数，和
m+n＝1且n为0.05至0.5。
热成型步骤可以控制在作为第一聚酯树脂纤维的低熔点聚酯树脂部分熔融的范围内。例如，热成型步骤可以在100至150℃下进行。另外，在热成型步骤中，施加高于大气压的压力。在同时施加热和压力的条件下，可以以期望的形状进行模塑。施加的压力没有特别限制，例如可以为1.5至10atm，2至5atm。
在一个实施方案中，在热成型步骤之后，可以进一步包括依次层压第一聚酯树脂纤维层、聚酯树脂泡沫层和第二聚酯树脂纤维层的步骤。在本发明中，通过引入聚酯树脂泡沫层可以增强隔音性能和强度。所述聚酯树脂泡沫可以具有板或片材形状。
根据需要，在热成型步骤之前，可以包括通过依次层压第一聚酯树脂纤维层、聚酯树脂泡沫层和第二聚酯树脂纤维层而形成层压体的步骤。在此情况下，在热成型步骤中，包括第一聚酯树脂纤维层、聚酯树脂泡沫层和第二聚酯树脂纤维层的层压体进行热成型，由此加工成期望的形状。
本发明公开了一种结构，其中依次层压第一聚酯树脂纤维层、聚酯树脂泡沫层和第二聚酯树脂纤维层。尽管不排除其中聚酯树脂泡沫层暴露于外层的情况，但在此情况下，吸音性可能劣化。第一和第二聚酯树脂纤维层对应于上述聚酯树脂纤维层。另外，以上提供了聚酯树脂泡沫层的描述。
例如，全部第一和第二聚酯树脂纤维层以及聚酯树脂泡沫层都可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂形成。
具体实施方式在下文中，将通过解释本发明的实施例和实验实施例来详细描述本发明。
然而，这些实施例和实验实施例仅仅为了说明的目的而提供，不应被解释为限制本发明的范围和精神。
制备实施例1-24：低熔点聚酯树脂纤维的制备
作为酸性成分的对苯二甲酸(TPA)和间苯二甲酸(IPA)，和作为醇成分的2-甲基-1,3-丙二醇(MPD)、乙二醇(EG)和二乙二醇(DEG)以表1中总结的摩尔比在酯化罐中混合，向其中加入酯化通用催化剂，然后在250±5℃下进行酯化。当酯化率达到约96％时，终止酯化反应，向其中加入缩聚催化剂，随后进行缩聚反应，使得罐的最终温度和真空压力分别达到280±5℃和0.1mmHg。使用搅拌器扭矩计测量所得树脂的粘度。当获得期望的粘度时，终止缩聚。以这种方式，可以调节树脂的粘度。
将罐缓慢减压和加压以将树脂排出到罐的外部。将排出的树脂冷却，切成粒状以测量树脂的性能。将所得树脂共纺成皮芯形状。使制备的树脂流入皮部，使一般的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)流入芯部，由此制备第一聚酯树脂纤维作为低熔点树脂纤维。
每个实施例的添加成分的含量如下表1中所总结变化。
【表2】
实验实施例1.
通过以下项目评价根据制备实施例1至24中的每一个制备的样品的性能。评价结果概括在下面表2中。
(1)环状化合物含量测量
将10mg聚酯树脂注入直径5mm、长度20cm的Pyrex管中，直至其溶解于三氟乙酸(TFA)溶剂中至约5cm的高度。使用核磁共振波谱仪(NMRS，Bruker)测量1H-NMR谱。基于测量结果，推导在低熔点树脂中保留的聚合度为2-3的环状化合物的含量。
(2)软化温度、熔点(Tm)和玻璃化转变温度(Tg)的测量
使用差示扫描量热仪(DSC-7，Perkin Elmer)测量低熔点聚酯树脂的熔点(Tm)和玻璃化转变温度(Tg)。当测量熔点(Tm)时没有观察到吸热峰时，使用动态力学分析仪(DMA-7，Perkin Elmer)在TMA模式下观察软化行为。
(3)特性粘度(I.V)和熔体粘度的测量
将聚酯树脂以0.5重量％的浓度溶解在以1:1的重量比混合的苯酚和四氯乙烷的混合物中，然后使用Ubbelohde粘度计在35℃下测量其特性粘度(I.V)。另外，使用通用方法测量其熔体粘度。
【表2】
如表2所示，可以确认在形成根本发明的汽车内饰/外饰材料的纤维层树脂中环状化合物含量为1重量％或更少，特别是0至0.86重量％。另外，可以确认该树脂具有180℃至250℃的熔点或100℃至150℃的软化点。特性粘度(I.V)对应于0.5dl/g至0.75dl/g。特性粘度(I.V)特别为0.55dl/g至0.6dl/g。另外，可以确认玻璃化转变温度为50℃至80℃，特别是57至77℃。
实施例1-24：纤维层的制备
将根据制备例1至24中的每一个制备的第一聚酯树脂纤维与具有255℃或更高的熔点的第二聚酯树脂纤维混合，并且在130℃下加压的同时进行热成型。结果形成纤维层。
使用Huvis公司制造的产品(产品名称：SD，半消光芯片)，以与制备实施例1中相同的方式制备第二聚酯树脂纤维。
第一聚酯树脂纤维与第二聚酯树脂纤维的混合比率基于重量份计，总结在下表3中。
【表3】
实施例序号 第一聚酯树脂纤维含量 第二聚酯树脂纤维含量
1～5 3.5 6.5
6～10 4 6
11～15 5 5
16～20 6 4
21～24 7 3
实验实施例2.
在根据KS M ISO 11507的条件下测量根据实施例1至5中每一个的样品暴露于紫外辐射之前的挠曲强度(W1)。接下来，在相同条件下将样品暴露于紫外辐射，并在暴露于紫外30天之后，测量其挠曲强度(W2)。
挠曲强度表示在根据ASTM D 790以5mm/min的速率将挠曲载荷施加到固定至100mm的支撑跨距的汽车内饰/外饰材料的样品上试样相对于其初始形状变形10％时的强度(N/cm2)。
计算所测量的挠曲强度的变化率，并总结在表4中。
【表4】
参照表4，确认了根据实施例的汽车内饰/外饰材料在紫外辐射暴露环境下具有最小的挠曲强度变化，并相应地具有优异的耐久性。
实验实施例3.
测量根据实施例1制造的纤维层样品的基重、挠曲模量(刚度)和挠曲强度。
在根据ASTM D 790以5mm/min的速率对固定在100mm的支撑跨距上的样品施加挠曲载荷的同时测量挠曲模量和挠曲强度。结果总结于下表5中。
【表5】
分类 实施例1
基重(g/m<sup>2</sup>) 980
挠曲模量[MPa] 450
挠曲强度[MPa] 12
以与表5中相同的方式测量根据实施例2至25中每一个的样品的基重。结果确认所有样品均具有1,000g/m2或更小的基重。
另外，确认了与实施例1的样品相比，根据实施例2至25的样品的挠曲模量为±10％。
实验实施例4：尺寸变化率评价
使实施例11至13的每一个样品进行尺寸变化率测量实验。特别地，所制备的汽车内饰材料经受包括以下步骤的严苛条件：使汽车内饰材料在90±1℃下放置24小时的步骤；和使汽车内饰材料在相对湿度90％和50±1℃下放置24小时的步骤，然后根据下面的方程式1测量其尺寸变化率。结果总结于下表6中。
[方程式1]
|V1-V0|/V0×100
其中V0表示在暴露于严苛条件之前的汽车内饰材料的体积(mm3)，和
V1表示在暴露于严苛条件之后的汽车内饰材料的体积(mm3)。
【表6】
实施例序号 尺寸变化率(％)
实施例11 0.5
实施例12 0.3
实施例13 0.2
参照表6，确认了根据本发明的汽车内饰/外饰材料显示出0.5％或更小的低尺寸变化率。由此结果可以确认，根据本发明的汽车内饰材料具有优异的耐久性。
实验实施例5：吸音和隔音性能测量
测量根据实施例16至18的每一个样品的吸音率和隔音率。其测量方法在下面公开，结果总结在下面的表7中。
(1)吸音率测量
使用KS F 2805混响法测量0至10,000Hz的吸音率，并计算降噪系数(NRC)。NRC表示在250、500、1,000和2,000Hz的平均吸音率。
(2)隔音率测量
根据KS F 2862，使用Apamat测量设备测定1至8,000Hz频率的传输损耗值。另外，为了比较，比较8,000Hz下的传输损耗值。
【表7】
实施例序号 吸音率(NRC) 隔音率(dB)
实施例16 0.4 11
实施例17 0.4 14
实施例18 0.4 18
参照表7，可以确认根据本发明的纤维层具有优异的吸音率和隔音率。
实验实施例6：拉伸强度和燃烧性的评价
评价根据实施例1至24的每一个样品的拉伸强度和燃烧性。根据ASTM D638评价拉伸强度，并根据KS M ISO 9772评价燃烧性。
作为评价结果，确认根据实施例1至25的样品具有为70MPa或更高的拉伸强度，和70或更低的燃烧性。
实施例25-27
将根据实施例5至7中每一个的纤维层层叠在PET树脂泡沫片材的两面上。特别地，根据以下方法制备PET树脂泡沫片材。
首先，将100重量份聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂在130℃下干燥以从其中除去水分。基于100重量份已除去水分的PET树脂计，在第一挤出机中混合1重量份苯均四酸二酐、1重量份滑石和0.1重量份Irganox(IRG 1010)，随后加热至280℃。结果，制备了树脂熔体。接下来，在第一挤出机中将二氧化碳气体和戊烷作为发泡剂以5:5的比例混合，并将5重量份所述混合物添加到100重量份的PET树脂中，随后挤出发泡。结果，制备了聚酯树脂泡沫层。制备的聚酯树脂泡沫层具有约300kg/m3的密度，约2mm的厚度和约600g/m2的基重。
在此，将所得的层压体制备成总厚度为8mm，并且如下表8中所公开调节其每单位面积的质量。
【表8】
实施例序号 每单位面积的质量(g/m<sup>2</sup>)
实施例25 1,500
实施例26 1,700
实施例27 2,000
参照表8，可以确认每单位面积的质量为1500至2000g/m2。
[工业实用性]
根据本发明的汽车内饰/外饰材料可以实现优异的加工性而不会劣化如强度和耐久性的性能，并且可以以各种形状使用。

Claims (10)

1.一种汽车内饰/外饰材料，其包含聚酯纤维层，所述聚酯纤维层包含具有180℃至250℃的熔点或100℃至150℃的软化点的第一聚酯树脂纤维，和具有高于250℃的熔点的第二聚酯树脂纤维，
其中所述第一聚酯树脂纤维具有0.5dl/g至0.75dl/g的特性粘度(I.V)，
其中在所述第一聚酯树脂纤维中聚合度为2至3的环状化合物的含量为1重量％或更少，和
其中所述第一聚酯树脂纤维包含下面式1和式2表示的重复单元：
[式1]
[式2]
其中m和n表示低熔点聚酯树脂中所含的重复单元的摩尔分数，和
m+n＝1且n为0.05至0.5。
2.根据权利要求1所述的汽车内饰/外饰材料，其中形成所述聚酯纤维层的纤维在其中部分地熔融。
3.根据权利要求1所述的汽车内饰/外饰材料，其中所述聚酯纤维层具有平均300至3,000g/m2的基重。
4.根据权利要求1所述的汽车内饰/外饰材料，其中所述聚酯纤维层具有400至30,000MPa的挠曲弹性模量，其是根据ASTM D 790以5mm/min的速率向固定在100mm的支撑跨度上的汽车内饰/外饰材料样品施加挠曲载荷时测量的。
5.根据权利要求1所述的汽车内饰/外饰材料，其中所述第一聚酯树脂纤维进一步包含下述式3表示的重复单元中的任何一种或多种：
[式3]
其中X是2-甲基亚丙基、亚乙基或氧联二亚乙基，和
作为低熔点聚酯树脂中所含的重复单元的摩尔分数，r为0.3或更小。
6.根据权利要求1所述的汽车内饰/外饰材料，其中第一聚酯树脂纤维具有50℃至80℃的玻璃化转变温度。
7.根据权利要求1所述的汽车内饰/外饰材料，其中所述汽车内饰材料具有包含聚酯树脂泡沫层和在所述聚酯树脂泡沫层的两个表面上形成的聚酯纤维层的结构。
8.根据权利要求7所述的汽车内饰/外饰材料，其中所述聚酯树脂泡沫层是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)泡沫片材，且所述聚酯纤维层是聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。
9.一种制造汽车内饰/外饰材料的方法，该方法包括在80至200℃下将聚酯纤维层热成型的步骤，所述聚酯纤维层包含具有180℃至250℃熔点或100℃至150℃软化点的第一聚酯树脂纤维，和具有255℃或更高熔点的第二聚酯树脂纤维；
其中所述第一聚酯树脂纤维具有0.5dl/g至0.75dl/g的特性粘度(I.V)，
其中在所述第一聚酯树脂纤维中聚合度为2至3的环状化合物的含量为1重量％或更少，和
其中所述第一聚酯树脂纤维包含下面式1和式2表示的重复单元：
[式1]
[式2]
其中m和n表示低熔点聚酯树脂中所含的重复单元的摩尔分数，和
m+n＝1且n为0.05至0.5。
10.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括：
在热成型步骤之后或之前，依次层压第一聚酯树脂纤维层、聚酯树脂泡沫层和第二聚酯树脂纤维层的步骤。
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