JP7280903B2 - ポリエステル発泡シートとポリエステル樹脂層を含む複合体、およびそれを含む自動車内外装材 - Google Patents

ポリエステル発泡シートとポリエステル樹脂層を含む複合体、およびそれを含む自動車内外装材 Download PDF

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Description

本発明は、ポリエステル発泡シートおよびポリエステル樹脂層を含む複合体およびそれを含む自動車内外装材に関する。
建築、自動車、食品など多様な産業分野において軽量化、耐久性などの物性を同時に満足させることができる有用な素材の開発が要求されている。
そのうち、自動車産業分野においては、自動車の燃費を節減するために自動車の重さを軽減させるのに多くの努力を行っている。例えば、自動車を構成する様々な内外装材を軽量化するための多様な試みが進められており、同時に内外装材の加工性および工程改善を通じて製造コストを節減するための努力を行っている。
従来、自動車内外装材の耐久性および強度を向上させるための方法として、ポリウレタン（ＰＵ）とガラス繊維を混合して成形したシートを使用したり、ポリプロピレン（ＰＰ）とガラス繊維を混合して成形したシート形態の素材であるＬＷＲＴ（ｌｏｗ ｗｅｉｇｈｔ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃｓ）を主に使用している。
しかし、上記のようにガラス繊維を含む素材の場合、作業時にガラス繊維による粉塵が多量発生して、作業者の健康および作業環境を悪化させる問題点があり、スクラップの発生時に他の素材の複合によってリサイクルが不可能なので廃棄しなければならない問題点がある。
したがって、ガラス繊維を混合しないことにより、作業時に粉塵発生の問題点を解決し、リサイクルが可能であり、耐久性と強度向上および軽量化した複合体の開発が切実に要求されている。
本発明の目的は、作業環境の改善が可能であり、耐久性と強度向上および軽量化した複合体を提供することにある。
前記課題を解決するために、本発明は、ポリエステル発泡シートと、前記ポリエステル発泡シートの一面あるいは両面にポリエステル樹脂層；およびポリエステル繊維層が順次に積層された構造であり、ポリエステル発泡シートとポリエステル樹脂層との間、およびポリエステル樹脂層とポリエステル繊維層との間、のうちいずれか一つ以上の位置に形成されたポリエステル系接着樹脂層を含み、前記ポリエステル発泡シートの坪量は、平均５００～８５０ｇ／ｍ２の範囲であり、前記ポリエステル樹脂層の厚さは、平均６０～３５０μｍであり、ポリエステル系接着樹脂層は、ジオールおよびジカルボン酸のエステル化反応物であるハードセグメントとポリオールであるソフトセグメントの縮重合物であるポリエステル系弾性接着樹脂であり、ポリエステル複合体は、ＡＳＴＭ Ｄ ７９０に基づいて試験片の支持間隔（Ｓｐａｎ）を１００ｍｍに固定し、５ｍｍ／ｍｉｎの速度で屈曲荷重を加える時に測定された屈曲強度が２０Ｎ／ｃｍ２以上であり、ポリエステル発泡シートは、ＡＳＴＭ Ｄ ７９０に基づいて試験片の支持間隔（Ｓｐａｎ）を１００ｍｍに固定し、５ｍｍ／ｍｉｎの速度で屈曲荷重を加える時に測定された屈曲強度が１０Ｎ／ｃｍ２以上であり、ポリエステル繊維層は、異形断面中空繊維の集合体で形成され、前記異形断面中空繊維は、断面形状を基準として、中空部、形態保持部および体積制御部からなり、前記体積制御部は、繊維中心の反対方向に突出した形態であって、突出した形態の末端部は、ラウンド形状からなるポリエステル複合体を提供する。
また、本発明は、前記ポリエステル複合体を含む自動車内外装材を提供する。
本発明による複合体は、作業環境の改善が可能であり、耐久性と強度向上および軽量化した複合体を提供する。また、本発明による複合体は、再使用が容易であり、自動車内外装材として多様に活用可能である。
本発明の一実施例による複合体の断面図である。 本発明の一実施例による複合体の断面図である。 本発明の一実施例による複合体の断面図である。 本発明の一実施例による複合体の断面図である。
本発明は、多様な変更を加えることができ、様々な実施例を有することができるが、特定の実施例を図面に例示し、詳細な説明によって詳細に説明する。しかし、これは、本発明を特定の実施例に限定しようとするものではなく、本発明の思想および技術範囲に含まれるすべての変更、均等物ないし代替物を含むものと理解されなければならない。本発明を説明するに際して、関連した公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を不明にし得ると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
第１、第２などの用語は、多様な構成要素を説明するのに使用できるが、構成要素は、用語によって限定されてはならない。用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的だけで使用される。
本出願において使用した用語は、単に特定の実施例を説明するために使用されたものであって、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上明白に異なって意味しない限り、複数の表現を含む。
本発明において「含む」または「有する」等の用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加可能性をあらかじめ排除しないものと理解されなければならない。
したがって、本明細書に記載された実施例に図示された構成は、本発明の最も好ましい一実施例に過ぎないものであり、本発明の技術的思想をすべて代弁するものではないので、本出願時点においてこれらを代替できる多様な均等物と変形例があり得る。
本発明は、ポリエステル発泡体およびポリエステルフィルムが複合化された複合体に関する。具体的に、前記ポリエステル発泡体は、シート形態で発泡された発泡シートの形態であってもよく、前記ポリエステルフィルムは、二軸延伸フィルムを適用することができる。
一例として、本発明による複合体は、
ポリエステル発泡シートと、前記ポリエステル発泡シートの一面あるいは両面に結合されたポリエステル樹脂層とをさらに含み、前記ポリエステノレ発泡シートの坪量は、平均５００～８５０ｇ／ｍ２の範囲であり、前記ポリエステル発泡シートのセル数は、１ｍｍ２当たり１～３０セルであり、前記セルの平均サイズの偏差は、５％以下の範囲であり、前記ポリエステル樹脂層の厚さは、平均６０～３５０μmである。
本発明による複合体は、屈曲弾性率が４００Ｍｐａ以上である。本発明の発明者らは、ポリエステル発泡シートと、ポリエステル樹脂層を結合することにより、優れた屈曲弾性率を具現することができることを確認した。前記屈曲弾性率は、ＡＳＴＭ Ｄ ７９０に基づいて評価可能であり、具体的には、試験片の支持間隔（Ｓｐａｎ）を１００ｍｍに固定し、５ｍｍ／ｍｉｎの速度で屈曲荷重を加える間に測定された数値である。具体的に、前記複合体の屈曲弾性率は、４００Ｍｐａ以上、４５０Ｍｐａ以上、５００～３０，０００Ｍｐａ、５５０～２５，０００Ｍｐａ、６００～２０，０００Ｍｐａ、６５０～１０，０００Ｍｐａ、７００～５，０００Ｍｐａ、７５０～４，０００Ｍｐａ、８００～３，０００Ｍｐａあるいは８６０～１，０００Ｍｐａであってもよい。本発明による複合体は、屈曲弾性率を前記範囲で制御することにより、優れた剛性を確保し、物理的な衝撃または力に対する変形を防止することができる。
また、本発明による複合体は、ポリエステル発泡シートとポリエステル樹脂層が結合された構造であるので、リサイクルが容易であるという長所がある。成形後に残るスクラップと、廃車などの過程で自動車内外装材に適用された素材をリサイクルするためには、各成分別に分解および分離する過程が要求されるため、大部分廃棄処理し、処理時に費用が別途発生する。しかし、本発明による複合体は、発泡シートと樹脂層がいずれもポリエステル素材として使用されるので、各層を分離する必要がないため、前記複合体を一度に溶かしてリサイクルが可能である。
また、本発明による複合体は、ガラス繊維を含有しないことを特徴とする。従来の自動車産業分野において使用される複合化された積層体は、ガラス繊維を含有しているため、加工過程でガラス繊維から誘発される粉塵が発生する問題点がある。本発明による複合体は、ガラス繊維を含有しないため、軽量化が可能であり、加工過程で発生するガラス粉塵の発生を予防することができる。ひいては、本発明による複合体は、剛性、強度および耐久性に優れた複合体を提供する。本発明において、ガラス繊維を含まないというのは、例えば、全体複合体の重量に対して、ガラス繊維の含量が１ｗｔ％以下、０．０１ｗｔ％以下、１～０．００１ｗｔ％、あるいは０．０１～０．００１ｗｔ％であることを意味し、具体的には、ガラス繊維を実質的に含有しないことを意味する。
一例として、本発明による複合体は、ポリエステル樹脂発泡シートとポリエステル樹脂層が、別途の接着物質なしに、接合された構造であってもよい。例えば、ポリエステル樹脂発泡シートとポリエステル樹脂層は、熱融着または熱接合により接合された構造であってもよい。
他の一例として、本発明によるポリエステル複合体は、前記発泡シートと樹脂層との間に接着層を介在して接合された構造であってもよい。例えば、前記接着層は、ポリエステル発泡シートとポリエステル樹脂層との間に介在したポリエステル系接着樹脂層を含んでいてもよい。
前記ポリエステル系接着樹脂層は、多様な形態の射出成形物、フィルム成形物で製造され得る。また、本発明によるポリエステル系接着樹脂層は、繊維（ｗｅｂ）で製造され得る。本発明によるポリエステル系接着樹脂層は、低融点の特性があるので、多重で圧着してフィルムやウェブ構造の不織布で提供されてもよい。本発明によるポリエステル複合体は、前記発泡シートと前記樹脂層との間に前記ポリエステル系接着樹脂層を介在した後、加圧ローラーで加圧して製造されたり、熱を加えて熱接着して製造されたものであってもよい。
具体的に、前記ポリエステル系接着樹脂層はジオールおよびジカルボン酸のエステル化反応物であるハードセグメントとポリオールであるソフトセグメントの縮重合物であるポリエステル系弾性接着樹脂であってもよい。
具体的に、前記ジオールは、エチレングリコール（ＥＧ）またはエチレングリコール（ＥＧ）および２－メチル１、３－プロパンジオール（ＭＰＯ）の混合物からなり、前記ジカルボン酸はテレフタル酸（ＴＰＡ）または、テレフタル酸（ＴＰＡ）およびアンヒドロト樹脂の混合物からなり得る。
前記ジオールは、１、４－ブタンジオール（１、４－ＢＤ）または、１、４－ブタンジオール（１、４－ＢＤ）および２－メチル１、３－プロパンジオール（ＭＰＯ）の混合物からなり、前記ジカルボン酸は、ジメチルテレフタレート（ＤＭＴ）または、ジメチルテレフタレート（ＤＭＴ）およびアンヒドロト樹脂の混合物からなり得る。
前記ポリオールは、ポリ（テトラメチレンエーテル）グリコール（ＰＴＭＧ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）およびポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）のうちいずれか一つ以上を含んでいてもよい。
前記アンヒドロト樹脂は、メチルテトラヒドロフタリックアンヒドロト（ＭｅＴＨＰＡ）、メチルヘキサヒドロフタリックアンヒドロト（ＭｅＨＨＰＡ）、テラヒドロフタリックアンヒドロト（ＴＨＰＡ）およびヘキサヒドロフタリックアンヒドロト（ＨＨＰＡ）のうちいずれか一つ以上であってもよい。
前記テレフタル酸（ＴＰＡ）およびアンヒドロト樹脂混合物のモル比は、４０～９９：６０～１であってもよい。
前記ジメチルテレフタレート（ＤＭＴ）およびアンヒドロト樹脂混合物のモル比は、４０～９９：６０～１であってもよい。
一例として、本発明によるポリエステル複合体の厚さは、平均１．１～５．２ｍｍの範囲であってもよい。具体的に、前記複合体の厚さは、１．３～５ｍｍ、１．５～４．８ｍｍ、２～４．６ｍｍ、２．４～４．４ｍｍ、２．８～４．２ｍｍ、３～４．１ｍｍあるいは３．５～４ｍｍの範囲であってもよい。本発明による複合体の平均厚さが前記範囲の場合、軽量化を具現すると同時に、強度および剛性が低下することを防止することができる。
他の一例として、本発明によるポリエステル樹脂層の厚さは、平均６０～３５０μｍであり、９０～３４０μｍ、１００～３３０μｍ、１２０～３２０μｍ、１３０～３１０μｍ、１５０～３００μｍ、１８０～２８０μｍ、２００～２７０μｍあるいは２５０μｍであってもよい。樹脂層の平均厚さが前記範囲である場合、複合体の屈曲弾性率を増加させて、顕著に向上した剛性を具現することができる。
一例として、本発明によるポリエステル複合体は、ＡＳＴＭ Ｄ ７９０に基づいて測定された屈曲強度が２０Ｎ／ｃｍ２以上であってもよい。前記屈曲強度は、ＡＳＴＭ Ｄ ７９０に基づいて評価可能であり、例えば、試験片の支持間隔（Ｓｐａｎ）を１００ｍｍに固定し、５ｍｍ／ｍｉｎの速度で屈曲荷重を加える間に測定された数値であってもよい。具体的に、前記屈曲強度は、２２～２５０Ｎ／ｃｍ２、２５～２１０Ｎ／ｃｍ２、３０～２００Ｎ／ｃｍ２、あるいは５０～１８０Ｎ／ｃｍ２の範囲であってもよい。本発明による複合体は、厚さが厚くないにも関わらず、前記範囲の屈曲強度を満たすと同時に、優れた屈曲弾性率を具現することができる。
一例として、本発明によるポリエステル発泡シートの坪量は、平均５００～８５０ｇ／ｍ２である。具体的に、前記坪量は、５３０～８００ｇ／ｍ２あるいは５５０～７５０ｇ／ｍ２の範囲であってもよい。また、本発明によるポリエステル複合体の坪量は、３５０～３，５００ｇ／ｍ２、４００～３，０００ｇ／ｍ２、４５０～２，５００ｇ／ｍ２、４８０～２，０００ｇ／ｍ２、５００～１，５００ｇ／ｍ２、５２０～１，０００ｇ／ｍ２あるいは５５０～９００ｇ／ｍ２の範囲であってもよい。
本発明による発泡シートおよび複合体の坪量が前記範囲を満たすことにより、軽量性を満たすと同時に、向上した屈曲強度および屈曲弾性率を具現することができ、これにより、建築用資材または自動車用資材で作業するとき、運搬および施工が容易であるという効果がある。
一例として、本発明によるポリエステル発泡シートの厚さは、平均１～５ｍｍの範囲であってもよい。具体的に、前記発泡シートの厚さは、平均１．３～４．５ｍｍ、１．５～４ｍｍ、１．８～３．５ｍｍ、２～３ｍｍあるいは２～２．５ｍｍであってもよい。本発明によるポリエステル発泡シートの厚さが前記範囲の場合、複合体の軽量化を満たすと同時に、向上した強度および剛性を具現することができる。
一例として、本発明によるポリエステル発泡シートは、ＡＳＴＭ Ｄ ７９０に基づいて測定された屈曲強度が１０Ｎ／ｃｍ２以上であってもよい。前記屈曲強度は、ＡＳＴＭ Ｄ ７９０に基づいて評価可能であり、例えば、試験片の支持間隔（Ｓｐａｎ）を１００ｍｍに固定し、５ｍｍ／ｍｉｎの速度で屈曲荷重を加える間に測定された数値であってもよい。具体的に、前記発泡シートの屈曲強度は、１５～２００Ｎ／ｃｍ２、２０～１８０Ｎ／ｃｍ２，あるいは２５～１５０Ｎ／ｃｍ２であってもよい。本発明によるポリエステル発泡シートは、厚さが上述したように厚くないにも関わらず、向上した屈曲強度を満たすことができ、これにより、軽量性および強度を同時に満たすことができる。
一例として、本発明によるポリエステル発泡シートは、ポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ，ＰＥＴ）発泡シートであり、ポリエステル樹脂層は、ポリエチレンテレフタレート樹脂層であってもよい。本発明によるポリエステル複合体は、ポリエステル発泡シートとポリエステル樹脂層を同じ成分で形成することにより、層間接合性を高め、剥離を防止することができ、ひいては、リサイクルが容易であるという長所がある。
今まで主に使用されたポリエステル樹脂は、テレフタル酸と１、４－ブタンジオールの縮合重合反応により生産される高分子量の芳香族ポリエステル樹脂である。ここで、高分子量ポリエステルは、極限粘度［η］が０．８（ｄＬ／ｇ）以上の高分子を意味する。しかし、前記芳香族ポリエステル樹脂は、高い分子量、熱的安定性、引張強度などの物性に優れているが、廃棄後に自然生態系内で分解されずに、長期間残っていて、深刻な環境汚染問題を引き起こしている。
本発明において使用可能なポリエステルの種類を具体的に例示すると、ポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ，ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ，ＰＢＴ）、ポリ乳酸（Ｐｏｌｙ Ｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄ，ＰＬＡ）、ポリグリコール酸（Ｐｏｌｙｇｌｙｃｏｌｉｃ ａｃｉｄ，ＰＧＡ）、ポリプロピレン（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ，ＰＰ）、ポリエチレン（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ，ＰＥ）、ポリエチレンアジペート（Ｐｏｌｙｅｈｔｙｌｅｎｅ ａｄｉｐａｔｅ，ＰＥＡ）、ポリヒドロキシアルカノエート（Ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙａｌｋａｎｏａｔｅ，ＰＨＡ）、ポリトリメチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｔｒｉｍｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ，ＰＴＴ）およびポリエチレンナフタレン（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ，ＰＥＮ）よりなる群から選択された一つ以上であってもよい。
具体的に、本発明においてポリエステルは、ポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ，ＰＥＴ）が使用できる。
本発明によるポリエステル発泡シートは、９０％以上のセルが閉鎖セル（ＤＩＮ ＩＳＯ４５９０）であり、これは、前記ポリエステル発泡シートはＤＩＮ ＩＳＯ４５９０により定義される補正された独立気泡の体積％（ｃｏｒｒｅｃｔｅｄ ｖｏｌｕｍｅ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ ｏｆ ｃｌｏｓｅｄ ｃｅｌｌｓ）が９０％以上であるであることを意味する。例えば、前記ポリエステル発泡シートのうち閉鎖セルの比率は、平均９０～１００％または９５～９９％であってもよい。本発明によるポリエステル発泡シートは、前記範囲内の閉鎖セルを有することにより、複合体として製造するとき、優れた耐久性、剛性および強度特性を具現することができる。前記ポリエステル発泡シートのセル数は、１ｍｍ２当たり１～３０セルであり、例えば、１ｍｍ２当たり３～２５セル、または３～２０セルを含んでいてもよい。
また、前記セルの平均サイズは、１００～８００μｍの範囲であってもよい。例えば、前記セルの平均サイズは、１００～７００μｍ、２００～６００μｍまたは３００～６００μｍの範囲であってもよい。セルのサイズの偏差は、５％以下であり、例えば、０．１～５％、０．１～４％、０．１～３％の範囲であってもよい。これにより、本発明によるポリエステル発泡シートは、均一なサイズのセルが均一に発泡されたことが分かる。
一例として、本発明によるポリエステル発泡シートは、押出発泡成形体であってもよい。具体的に、発泡方法の種類には、大きくビーズ発泡または押出発泡がある。前記ビーズ発泡は、一般的に、樹脂ビーズを加熱して１次発泡させ、これを適当な時間熟成させた後、板形状、筒形状の金型に充填し、さらに加熱して、２次発泡により融着、成形して製品を作る方法である。一方で、押出発泡は、樹脂を加熱して溶融させ、前記樹脂溶融物を連続して押出および発泡させることにより、工程段階を単純化することができ、大量生産が可能であり、ビーズ発泡時のビーズの間でクラットと、粒状破壊現象などを防止して、さらに優れた屈曲強度および圧縮強度を具現することができる。
一例として、本発明によるポリエステル樹脂層は、ポリエステル二軸延伸フィルム、ポリエステル非結晶化フィルム、およびポリエステルコーティング層のうちいずれか一つ以上であってもよく、具体的に、ポリエステル樹脂層は、ポリエステル二軸延伸フィルムであってもよい。さらに具体的に、前記ポリエステル樹脂層は、ポリエチレンテレフタレート二軸延伸フィルムであってもよい。
一例として、本発明によるポリエステル二軸延伸フィルムは、縦方向（機械方向＝ＭＤ）に２～８倍延伸され、横方向（機械方向に垂直＝ＴＤ）に１．１～６倍延伸されたものであってもよく、全体延伸倍率は、１．５～７倍延伸されたものであってもよい。
具体的に、前記ポリエステル二軸延伸フィルムは、延伸されていないポリエステルフィルムを縦方向（機械方向＝ＭＤ）に約９０～１２０℃の温度範囲で約２～８倍延伸し、横方向（機械方向に垂直＝ＴＤ）に約１００～１４０℃の温度範囲で約１．１～６倍延伸した後、約２２０～２４０℃の温度範囲で熱処理を行って製造されたものであってもよい。このような二軸延伸フィルムを使用する場合、本発明による複合体の厚さを増加させることなく、優れた耐久性、剛性および強度を具現することができ、軽量化が可能なので、施工が容易である。
一例として、本発明によるポリエステル複合体は、ポリエステル発泡シートの一面または両面に、ポリエステル樹脂層；およびポリエステル繊維層が順次に積層された構造であってもよい。
他の一例として、前記ポリエステル発泡シートは、ポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ，ＰＥＴ）発泡シートであり、ポリエステル樹脂層は、ポリエチレンテレフタレート樹脂層であり、ポリエステル繊維層は、ポリエチレンテレフタレート繊維を含んでいてもよい。
前記複合体は、本発明はポリエステル発泡シート；ポリエステル樹脂層；およびポリエステル繊維層が順次に積層されていて、接着物質なしに互いに熱融着または熱接合された構造であってもよい。また、本発明によるポリエステル複合体は、前記発泡シートと樹脂層との間に接着物質を介在したり、前記樹脂層とポリエステル繊維層との間に接着物質を介在して接合された構造であってもよい。
一例として、ポリエステル発泡シートとポリエステル樹脂層との間、およびポリエステル樹脂層とポリエステル繊維層との間のうちいずれか一つ以上の位置に形成されたポリエステル系接着樹脂層をさらに含んでいてもよい。前記ポリエステル系接着樹脂層は、ジオールおよびジカルボン酸のエステル化反応物であるハードセグメントとポリオールであるソフトセグメントの縮重合物であるポリエステル系弾性接着樹脂であってもよい。
具体的に、本発明の複合体は、ポリエステル発泡シートとポリエステル樹脂層との間および／またはポリエステル樹脂層とポリエステル繊維層との間に介在したポリエステル系接着樹脂層をさらに含む場合、ポリエステル発泡シート；第１ポリエステル系接着樹脂層；ポリエステル樹脂層；第２ポリエステル接着樹脂層；およびポリエステル繊維層が順次に積層されたポリエステル複合体であってもよい。このような構造の本発明によるポリエステル複合体は、各層を同じ成分で形成することにより、層間接合性を高め、剥離を防止することができ、ひいては、リサイクルが容易であるという長所がある。
一例として、前記ポリエステル繊維層は、異形断面中空繊維の集合体で形成され、前記異形断面中空繊維は、断面形状を基準として、中空部、形態保持部および体積制御部からなり、前記体積制御部は、繊維中心の反対方向に突出した形態であってもよく、突出した形態の末端部は、ラウンド形状からなり得る。
具体的に、前記体積制御部は、繊維中心の反対方向に突出した形態であってもよく、より具体的には、前記突出した形態の末端部は、ラウンド形状からなる形態であってもよい。
本発明において、前記異形断面中空繊維の断面構造を中空部、形態保持部および体積制御部に分けて説明しているが、これは、説明の便宜のためのものである。前記異形断面中空繊維の断面構造は、内部に繊維の長さ方向に沿ってホールを形成する中空部が存在し、前記中空部を囲む形態保持部を含む。
また、前記形態保持部は、断面を基準として、中空部の反対側の外周面に凹凸が形成され、このような凹凸のうち突出した部分を体積制御部と称する。
前記異形断面中空繊維は、具体的には、ポリエステル樹脂が使用でき、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ，ＰＥＴ）が使用できる。前記溶融放射されるＰＥＴポリマーの溶融粘度は、０．６０～０．６４の範囲であってもよく、冷却効果を最大化させることができるイン－アウト（Ｉｎ－ｏｕｔ）形態の放射筒が好適に用いられる。繊維の太さは、４～１５デニールル範囲で多様に適用され得、繊維長は、２２～６４ｍｍであってもよい。
前記中空部の中空率は、繊維の全体面積で約１５～３０％の範囲であってもよい。前記範囲を超過する場合、繊維形成性に問題になり得、前記範囲未満の場合、中空維持性と本発明の多様な機能性を発現するのに限界を有し得る。前記形態保持部は、中空部から体積制御部の間の繊維状を意味する。
前記体積制御部は、繊維中心の反対方向に突出した形態であってもよく、末端部は、ラウンド形状からなり得る。この際、末端部の最上部をピークと定義し、体積制御部の間をバレーと定義し得る。この際、ピークの曲率半径をＲ、バレーの曲率半径をｒと定義し得、各体積制御部ごとに各々異なるかまたは同一のＲとｒ値が決定され得る。
一例として、本発明は、前記ポリエステル複合体を含む自動車内外装材を提供する。
前記自動車内外装材は、ヘッドライナー、フローアンダーカバー、エンジンルームカバー、トランクルームパネル、パッケージトレー、シートバックおよびバンパーのうちいずれか一つ以上であってもよい。
一例として、本発明によるヘッドライナーは、自動車のルーフパネルの内側面に装着されるヘッドライナーパネルを意味するものであってもよく、本発明による自動車内外装材を含むヘッドライナーパネルは、下記条件１を満たすことができる。
［条件１］
（（Ｌｔ１－Ｌｔ０）／Ｌｔ０）×１００＜１（％）
前記条件１は、ＫＳ Ｒ ００２１の加速耐光性試験により、３００～４００ｎｍ波長の光を照度２５５Ｗ／ｍ２の光で９０日間照射した前後の寸法（横、縦、高さの平均値）の変化率を意味し、Ｌｔ０は、処理前の寸法を示し、Ｌｔ１は、処理後の寸法を示す。
前記条件１で寸法変化率は、具体的に、１％未満、０．０１～０．９％、０．０５～０．８％または０．１～０．６％であってもよい。この際、寸法変化率は、処理前（光を照射する前）の体積（Ｔｔ０）が１ｍ３である時の寸法変化率であってもよい。本発明によるヘッドライナーパネルの寸法変化率が前記範囲を満たすことにより、向上した耐久性および耐光性を提供し、長期間の使用時にも紫外線による変形および損傷を防止することができる。
他の一例として、本発明によるフローアンダーカバーは、ＡＳＴＭ Ｄ ７９０により試験片の支持間隔（Ｓｐａｎ）を１００ｍｍに固定し、５ｍｍ／ｍｉｎの速度で屈曲荷重を加える間に、屈曲強度Ｎは１００～５００Ｎ／ｃｍ２の範囲であってもよい。前記屈曲強度は、例えば、１５０～５００Ｎ／ｃｍ２、２００～５００Ｎ／ｃｍ２または３００～５００Ｎ／ｃｍ２の範囲であってもよい。本発明によるフローアンダーカバーの屈曲強度が前記範囲を満たすことにより、高強度によって外部との衝撃においてさらに安全である。
フローアンダーカバーは、車両の底面に装着されるものであって、エンジンまたはトランスミッションおよびクーリングファンなどの底部に設置されて、外部から加えられる衝撃からエンジンおよびトランスミッションを保護することはもちろん、走行時にエンジンまたはトランスミッションから発生する騒音が外部に放出されることを防止し、外部から自動車の内部に異物が流入することを防止する役割をする。本発明によるポリエステル複合体を含むフローアンダーカバーは、外部から加えられる衝撃からエンジンおよびトランスミッションなどを効果的に保護することができ、優れた耐燃性、強度、吸音性および遮音性などの物性を満足させることができ、且つ、軽量性を備えていて、自動車の燃費節減にも効果がある。
さらに他の一例として、本発明によるエンジンルームカバーは、燃焼性がＩＳＯ ３７９５：１９８９を基準として５０ｍｍ／ｍｉｎ以下であってもよい。具体的に、燃焼性の測定は、幅１００ｍｍ、長さ３５０ｍｍサイズの試験片で準備した後、試験片の一方の端部で燃焼試験装置の花火を１５秒間試験片に当接させた後、花火を除去した後、下記の式１によって燃焼速度を算出することができる。
［式１］
Ｂ＝Ｄ／Ｔ×６０
式１でＢは燃焼速度（ｍｍ／ｍｉｎ）、Ｄは燃焼の長さ（ｍｍ）、Ｔは燃焼時間（秒）を意味する。
さらに他の一例として、本発明によるトランクルームパネルは、ＡＳＴＭ Ｄ ７９０に基づいて試験片の支持間隔（Ｓｐａｎ）を１００ｍｍに固定し、５ｍｍ／ｍｉｎの速度で屈曲荷重を加える間に測定された屈曲弾性率が４００～３０，０００Ｍｐａの範囲であってもよい。本発明においてトランクルームパネルは、車両内で乗車区域とトランク区域を区分するパネルを意味するもので、前記トランクルームパネルの屈曲弾性率は、具体的に５００～３０，０００Ｍｐａ、５５０～２５，０００Ｍｐａ、６００～２０，０００Ｍｐａ、６５０～１０，０００Ｍｐａ、７００～５，０００Ｍｐａ、７５０～４，０００Ｍｐａ、８００～３，０００Ｍｐａあるいは８６０～１，０００Ｍｐａであってもよく、これにより、より向上した剛性を満足させることができる。剛性は、材料の硬い程度あるいは堅固な程度を意味するもので、屈曲弾性率が前記範囲を満たす場合、剛性および耐久性が向上して、物理的な衝撃または力による変形が少ないトランクルームパネルを提供することができる。
さらに他の一例として、本発明によるパッケージトレーは、ＡＳＴＭ Ｄ ５７０に基づいて測定した吸水量が２％以下であってもよい。ここで、パッケージトレーパネルは、リアシートの後方に設置される。具体的に、前記パッケージトレーパネルは、リアシートを支持し、リアシートに乗車した乗車者が各種部品や書類を保管し、必要に応じてスピーカーや芳香剤などの機能性部品が装着される自動車内外装材であって、優れた耐久性および耐湿性が要求される。具体的に前記パッケージトレーの吸水量は、１．８ｇ／１００ｃｍ２以下、１．５ｇ／１００ｃｍ２以下、１ｇ／１００ｃｍ２以下、０．０１～０．５ｇ／１００ｃｍ２または０．１～０．４ｇ／１００ｃｍ２であってもよい。本発明によるパッケージトレーパネルの吸水量が前記範囲を満たすことにより、耐湿性が向上して、パネルの外部保管が容易であり、長期間の使用時にも耐湿性および強度の低下を防止することができる。
図１～図４は、各々本発明によるポリエステル複合体の断面構造を模式的に示した。
図１にポリエステル発泡シート１０上にポリエステル樹脂層２０が接合された構造のポリエステル複合体１００の断面図を示した。ポリエステル樹脂発泡シート１０とポリエステル樹脂層２０が、接着層を介在することなく、熱融着または熱接合された構造である。
図２に示したポリエステル発泡体２００は、ポリエステル発泡シート１１、ポリエステル系接着樹脂層３１およびポリエステル樹脂層２１が順次に接合された構造である。
図３に示したポリエステル発泡体３００は、ポリエステル発泡シート１２、ポリエステル樹脂層２２およびポリエステルスクリム４２が熱融着された構造である。
また、図４に示したポリエステル発泡体４００は、ポリエステル発泡シート１３、第１ポリエステル系接着樹脂層３３；ポリエステル樹脂層２３；第２ポリエステル接着樹脂層３４；およびポリエステルスクリム４３が順次に積層された構造である。このような構造を有する本発明のパッケージトレーパネルは、全体的な厚さが厚くなることを防止しつつ、向上した強度および耐久性を具現することができる。
以下、実施例および比較例にて上記内容をより具体的に説明するが、本発明の範囲が下記提示された内容により制限されるものではない。
実施例１：ポリエステル複合体の製造
本発明によるポリエステル複合体を製造するために、まず、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂１００重量部を１３０℃で乾燥して水分を除去し、第１押出器に前記水分が除去されたＰＥＴ樹脂と前記水分が除去されたＰＥＴ樹脂１００重量部を基準として、ピロピロメリト酸二無水物１重量部、タルク１重量部およびＩｒｇａｎｏｘ（ＩＲＧ １０１０）０．１重量部を混合し、２８０℃で加熱して樹脂溶融物を製造した。その後、第１押出器に発泡剤として炭酸ガスとＰｅｎｔａｎｅを５：５の割合で混合して、ＰＥＴ樹脂１００重量部を基準として５重量部を投入し押出発泡して、ポリエステル発泡シートを製造した。製造されたポリエステル発泡シートの密度は約３００ｋｇ／ｍ３、厚さは約２ｍｍ、坪量は約６００ｇ／ｍ２であった。
その後、ポリエステル縦方向の延伸率が３倍であり、横方向の延伸率が１．５倍であり、厚さが２５０μｍである二軸延伸フィルムを３ｋｇｆの圧力および２５０℃の温度条件下で５秒間熱処理して、ポリエステル複合体を製造した。最終的に製造されたポリエステル複合体の厚さは約３．９ｍｍであり、坪量は７５０ｇ／ｍ２であった。
図１にポリエステル発泡シート１０上にポリエステル二軸延伸フィルム２０が熱融着されたポリエステル複合体１００の断面図を示した。
実施例２：ポリエステル複合体の製造
ＰＥＴ発泡シート、ＰＥＴ粘着層およびＰＥＴ二軸延伸フィルムを順次積層して複合体を製造した。ＰＥＴ発泡シートおよびＰＥＴ二軸延伸フィルムは、実施例１で説明した通りである。
実施例３：ポリエステル複合体の製造
ＰＥＴ発泡シートの両面にＰＥＴ二軸延伸フィルムを結合したという点を除いて、実施例２と同じ方法で複合体を製造した。
実施例４：ポリエステル複合体の製造
ＰＥＴ発泡シート、ＰＥＴ粘着層、ＰＥＴ二軸延伸フィルム、ＰＥＴ粘着層およびＰＥＴ繊維で形成された不織布層を順次積層して複合体を製造した。ＰＥＴ発泡シートおよびＰＥＴ二軸延伸フィルムは、実施例１で説明した通りである。
比較例１：ガラス繊維を含むポリプロピレン複合体
４層で積層されたガラス繊維マット４０重量部にポリプロピレン６０重量部を含浸させて、ＧＭＴ（Ｇｌａｓｓ ｆｉｂｅｒ ｍａｔ ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ）を製造した。
比較例２：二軸延伸フィルム含まない下は発泡シート
二軸延伸されたフィルムを接合しないことを除いて、実施例１と同じ方法でポリエステル発泡シートを製造した。
比較例３：二軸延伸フィルムの厚さを減少させた複合体
二軸延伸フィルムの厚さを約５０μｍで接合したことを除いて、実施例１と同じ方法でポリエステル複合体を製造した。
比較例４：発泡シートの坪量を減少させた複合体
ポリエステル発泡シートの密度を約１４０ｋｇ／ｍ３，坪量を約２８０ｇ／ｍ２で製造したことを除いて、実施例１と同じ方法で製造した。
比較例５：二軸延伸フィルムの厚さおよび発泡シートの坪量を減少させた複合体
ポリエステル発泡シートの密度を約１４０ｋｇ／ｍ３，坪量を約２８０ｇ／ｍ２で製造し、厚さを約５０μｍで接合したことを除いて、実施例１と同じ方法で製造した。
前記過程で製造された実施例１および比較例１～５を下記表１に整理した。
Figure 0007280903000001
実験例
前記実施例１および比較例１～５の物性を評価するために、屈曲弾性率および屈曲強度を測定した。
前記屈曲弾性率および屈曲強度の測定は、ＡＳＴＭ Ｄ ７９０に基づいて試験片の支持間隔（Ｓｐａｎ）を１００ｍｍに固定し、５ｍｍ／ｍｉｎの速度で屈曲荷重を加える時の値を測定し、その結果は、下記表２に示された通りである。
Figure 0007280903000002
前記表２を参照すると、実施例１によるポリエステル複合体は、ポリエステル発泡シートの密度および坪量を適切に制御し、ポリエステル二軸延伸フィルムの厚さを最適化して、屈曲弾性率が約８９０Ｍｐａと比較例１～５に比べて顕著に向上し、屈曲強度が約２００Ｎ／ｃｍ２と最も高く現れたことが確認できる。
これに対し、ポリプロピレンとガラス繊維を複合したＧＭＴである比較例１の場合、屈曲弾性率および屈曲強度が本発明の実施例１に比べて低く示されるだけでなく、ガラス繊維を含有しているので、作業者が作業する時にガラス繊維による粉塵が発生して、作業者の健康を害する恐れがある。
比較例２の場合、二軸延伸フィルムを接合しないため、屈曲弾性率が実施例１に比べて顕著に低かった。比較例３の場合、屈曲強度は比較的高かったが、二軸延伸フィルムの厚さを減少させて耐久性の向上に重要な役割をする屈曲弾性率が非常に低い結果を示した。発泡シートの坪量および二軸延伸フィルムの厚さを減少させた比較例４および５の場合、屈曲弾性率および屈曲強度が全部低く現れた。
したがって、本発明によるポリエステル複合体は、ガラス繊維を使用しなかったにもかかわらず、ポリエステル発泡シートの坪量を適切に調節し、二軸延伸フィルムを適切な厚さで複合化することにより、屈曲弾性率および屈曲強度が顕著に向上することが分かった。また、ガラス繊維を含まないため、作業者が複合体で作業する時、粉塵の発生による被害を防止することができる。また、本発明による複合体は、発泡シート、弾性接着樹脂および複合体が全部ポリエステルで構成されていて、リサイクルが容易であるという効果がある。
本発明による複合体は、作業環境の改善が可能であり、耐久性と強度向上および軽量化した複合体を提供する。また、本発明による複合体は、再使用が容易であり、自動車内外装材として多様に活用可能である。

Claims (10)

  1. ポリエステル発泡シートと、
    前記ポリエステル発泡シートの一面あるいは両面にポリエステル樹脂層；およびポリエステル繊維層が順次に積層された構造であり、
    ポリエステル発泡シートとポリエステル樹脂層との間、およびポリエステル樹脂層とポリエステル繊維層との間、のうちいずれか一つ以上の位置に形成されたポリエステル系接着樹脂層を含み、
    前記ポリエステル発泡シートの坪量は、平均５００～８５０ｇ／ｍ２の範囲であり、
    前記ポリエステル樹脂層の厚さは、平均６０～３５０μｍであり、
    ポリエステル系接着樹脂層は、ジオールおよびジカルボン酸のエステル化反応物であるハードセグメントとポリオールであるソフトセグメントの縮重合物であるポリエステル系弾性接着樹脂であり、
    ポリエステル複合体は、ＡＳＴＭ Ｄ ７９０に基づいて試験片の支持間隔（Ｓｐａｎ）を１００ｍｍに固定し、５ｍｍ／ｍｉｎの速度で屈曲荷重を加える時に測定された屈曲強度が２０Ｎ／ｃｍ２以上であり、
    ポリエステル発泡シートは、ＡＳＴＭ Ｄ ７９０に基づいて試験片の支持間隔（Ｓｐａｎ）を１００ｍｍに固定し、５ｍｍ／ｍｉｎの速度で屈曲荷重を加える時に測定された屈曲強度が１０Ｎ／ｃｍ２以上であり、
    ポリエステル繊維層は、異形断面中空繊維の集合体で形成され、前記異形断面中空繊維は、断面形状を基準として、中空部、形態保持部および体積制御部からなり、前記体積制御部は、繊維中心の反対方向に突出した形態であって、突出した形態の末端部は、ラウンド形状からなることを特徴とするポリエステル複合体。
  2. 前記ポリエステル複合体は、ＡＳＴＭ Ｄ ７９０に基づいて試験片の支持間隔（Ｓｐａｎ）を１００ｍｍに固定し、５ｍｍ／ｍｉｎの速度で屈曲荷重を加える時に測定された屈曲弾性率が４００Ｍｐａ以上であることを特徴とする、請求項１に記載のポリエステル複合体。
  3. 前記ポリエステル複合体は、全体複合体の重量に対して、ガラス繊維の含量が１ｗｔ％以下であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のポリエステル複合体。
  4. ポリエステル複合体の厚さは、平均１．１～５．２ｍｍの範囲であることを特徴とする、請求項１～３のいずれかに記載のポリエステル複合体。
  5. ポリエステル発泡シートの厚さは、平均１～５ｍｍの範囲であることを特徴とする、請求項１～４のいずれかに記載のポリエステル複合体。
  6. ポリエステル発泡シートは、ポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ，ＰＥＴ）発泡シートであり、
    ポリエステル樹脂層は、ポリエチレンテレフタレート樹脂層であり、
    ポリエステル繊維層は、ポリエチレンテレフタレート繊維を含むことを特徴とする、請求項１～５のいずれかに記載のポリエステル複合体。
  7. 請求項１～６のいずれかに記載のポリエステル複合体を含む自動車内外装材。
  8. 前記自動車内外装材は、ヘッドライナー、フローアンダーカバー、エンジンルームカバー、トランクルームパネル、パッケージトレー、シートバックおよびバンパーのうちいずれか一つ以上であることを特徴とする、請求項７に記載の自動車内外装材。
  9. トランクルームパネルは、ＡＳＴＭ Ｄ ７９０に基づいて試験片の支持間隔（Ｓｐａｎ）を１００ｍｍに固定し、５ｍｍ／ｍｉｎの速度で屈曲荷重を加える時に測定された屈曲弾性率が４００～３０，０００Ｍｐａの範囲であることを特徴とする、請求項８に記載の自動車内外装材。
  10. ヘッドライナーパネルは、下記条件１を満たすことを特徴とする、請求項８に記載の自動車内外装材：
    ［条件１］
    （（Ｌｔ１－Ｌｔ０）／Ｌｔ０）×１００＜１（％）
    前記条件１は、ＫＳ Ｒ ００２１の加速耐光性試験により、３００～４００ｎｍ波長の光を照度２５５Ｗ／ｍ２の光で９０日間照射した前後の寸法（横、縦、高さ各々の平均値）の変化率を意味し、Ｌｔ０は、処理前の寸法を示し、Ｌｔ１は、処理後の寸法を示す。
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