KR100849507B1

KR100849507B1 - 자동차용 천정재

Info

Publication number: KR100849507B1
Application number: KR1020077018160A
Authority: KR
Inventors: 김승규
Original assignee: (주)리앤에스
Priority date: 2005-02-07
Filing date: 2006-02-06
Publication date: 2008-07-31
Also published as: CN101132951A; CN100591548C; EP1846267A4; WO2006083144A1; JP4685113B2; ATE477148T1; EP1846267B1; KR20070114351A; DE602006016072D1; JP2008529869A; EP1846267A1

Abstract

본 발명은 재활용이 가능한 친환경적 자동차용 천정재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고융점의 심성분과 저융점의 초성분으로 구성된 심초형 복합섬유로 이루어진 기지재와 기능성 열가소성 유기섬유로 이루어진 보강재가 강화되어 일체형으로 발포 성형되어 이루어지는 발포 복합소재 시트로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 천정재에 관한 것이다.

본 발명은 종래의 자동차용 천정재와 동일한 내열성, 치수안정성을 나타내는 동시에, 탄성 및 발포성이 뛰어난 기능성 열가소성 유기섬유를 사용하여 종래의 자동차용 천정재에 비해 흡음성, 단열성, 보온성 등의 성능이 향상된 발포형 자동차용 천정재를 제공하며, 저중량 발포형 기재를 사용함으로서 우수한 충격 흡수성 및 탄성 특성을 나타내고 표피재와 기재는 용융점의 차이에 의해 접착된 자동차용 천정재를 제공한다. 동시에 종래의 열경화성소재 및 무기섬유 대신 환경친화적이고 재활용이 가능한 열가소성 유기섬유 소재만을 사용하여 작업환경 개선 및 인체의 건강 유지 및 예방 측면에서 유용한 효과가 있는 자동차용 천정재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

Description

자동차용 천정재{THE MEMBER FOR HEADLINER ON MOTOR VEHICLES}

본 발명은 고융점의 심성분과 저융점의 초성분으로 구성된 심초형 복합섬유로 이루어진 기지재와 기능성 열가소성 유기섬유로 이루어진 보강재가 강화되어 일체형으로 발포 성형되어 이루어지는 발포 복합소재 시트로 구성된 것을 특징으로 하는 재활용이 가능한 친환경적 자동차용 천정재에 관한 것으로, 종래의 자동차용 천정재와 동일한 내열성, 내충격성, 치수안정성을 나타내는 동시에, 탄성 및 발포성이 뛰어난 기능성 열가소성 유기섬유를 사용하여 종래의 자동차용 천정재에 비해 흡음성, 단열성, 보온성 등의 성능이 향상된 자동차용 천정재를 제공하며, 중량 800-1600 g/m², 4-8 ㎜ 발포형 기재를 사용함으로서 우수한 충격흡수성 및 탄성 특성을 가지며 그리고 표피재(부직포 또는 직물)와 기재는 인체에 유해한 접착제 없이 융점에 의해 접착된 자동차용 천정재를 제공함으로서, 뛰어난 소음 차단 및 흡수, 단열성, 내구성 등을 가질 뿐만 아니라 또한, 동시에 종래의 열경화성소재 및 무기섬유 대신 환경친화적이고 재활용이 가능한 열가소성 유기섬유 소재를 사용함으로서 작업환경 개선 및 인체의 건강 유지 및 예방 측면에서 유용한 효과가 있는 자동차용 천정재에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차용 천정재는 자동차의 실내 천정부에 부착되어 외부로부터의 소음을 차단하고 자동차의 단열성을 향상시키기 위해 사용된다.

종래의 자동차용 천정재의 구조는 폴리에스테르 부직포, PVC 시트 등으로 이루어진 표피재와 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 등의 폼으로 이루어지는 쿠션재 및 레진펠트(Resin Felt), 글라스울(Glass Wool), 페이퍼보드(Paper Board) 등으로 이루어지는 기재로 3중 구조를 이루고 있다.

이러한 종래의 자동차용 천정재의 하나의 형태로는 폴리우렌탄 폼(Polyurethane Foam)과 글라스 매트의 조합 및 폴리프로필렌 시트/폴리프로필렌 폼 시트(PP Sheet/PP Foam Sheet)의 샌드위치 구조로 이루어진 제품도 있다.

자동차용 천정재 제조업체는 패널층용으로 촉감, 성형성 및 충격흡수성을 갖도록 전자선 가교 폴리프로필렌 폼 시트(PP Foam sheet)를 적용하여 발포 배율 20배, 두께 5mm, 내열성 110℃ 이상의 성능, 강성, 치수 안정성 등을 모두 만족하는 제품을 개발 채택하고 있다. 특히, 각 재질의 접착 적층시 가격이 저렴하고 다양한 공법의 적용이 용이한 변성 EVA계 핫 멜트 필름(Hot Melt Film)을 적용하였으나, 계면 접착력, 내열성, 공정 적용성이 좋고 주 재질과 성분이 유사하여 재활용을 극대화할 수 있는 PP계 재질로 변경한 예도 있다. 그리고, 쿠션층은 전자선 가교 폴리프로필렌 폼시트를 이용하여 패널층과 동일 재질화하여 재활용 용이성을 부여하고자 노력 중이다. 표피층은 표피재의 소재 선정시 난연성과 내열성 등의 물리적 성질 및 광택이나 색상 등의 시각적 특성을 고려하고 있다.

한편, 자동차용 천정재는 환경 시험에 따른 변형 및 치수안정성이 중요한 평 가방법으로 적용되어지고 있다. 환경시험은 실제 제품을 적용 시 다양한 악조건을 예측하여 소재의 변형 특성을 평가하는 시험항목으로서 85℃ 이상의 고온, -30℃ 이하의 저온, 95％의 습도 등의 연속 조건하에서 소재의 변형율을 평가함으로서 실제 적용 가능성을 예측하는 중요한 시험방법이다.

그러나, 일반적으로 사용되고 있는 범용 유기섬유인 폴리프로필렌(PP), 폴리아미드계(Nylon), 폴리에스테르(PET) 등은 70-80℃ 낮은 유리전이온도로 인해 엔지니어링 소재로 사용하는데 한계성을 가지고 있으며 이와 같은 낮은 내열 특성을 극복하여 엔지니어링 소재로 사용하기 위해 탄소섬유, 유리섬유, 무기섬유를 보강하거나 유/무기 충진제 및 열경화성 수지를 첨가하여 내열성을 향상시키는 방법이 주로 사용되고 있다.

또한 기존의 대표적인 소재인 폴리우레탄 폼을 이용한 자동차용 천정재의 경우 흡음성은 좋으나 내후성이 나빠서 장시간 사용할 때 변색이나 폼 셀의 바스러짐이 발생되는 등 내구력이 떨어지는 문제, 강도 보강을 위한 유리섬유 사용과 같은 이종 재질간의 접합 시 접착제의 사용 등으로 재활용이 어려운 문제점이 있으며, 이종소재의 적층에 의한 중량 증가와 유독성분이 함유된 소재 및 열경화성 수지류의 사용에 의해 작업 시 악취, 분진, 소음이 발생하는 문제가 있었다.

기술적 과제

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 저밀도, 경량 소재의 단일층 구조로 구성된 발포 복합소재 시트를 제공함으로써 종래의 자동차용 천정재와 동일한 내열성, 치수안정성, 내충격성을 나타내는 동시에, 탄성 및 발포성이 뛰어난 기능성 열가소성 유기섬유를 사용하여 종래의 자동차용 천정재에 비해 흡음성, 보온성 및 단열성 등의 성능이 향상된 자동차용 천정재를 제공하며, 발포형 기재를 사용함으로서 우수한 충격흡수성 및 탄성 특성을 가지며, 표피재와 기재는 인체에 유해한 접착제 없이 용융점의 차이에 의해 접착된 자동차용 천정재를 제공한다. 동시에 종래의 열경화성소재 및 무기섬유 대신 환경친화적이고 재활용이 가능한 소재를 사용함으로서 작업환경 개선 및 인체의 건강 유지 및 예방 측면에서 유용한 효과가 있는 자동차용 천정재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

기술적 해결방법

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 자동차용 천정재에 있어서, 고융점의 심성분과 저융점의 초성분으로 구성된 심초형 복합섬유로 이루어진 기지재와 기능성 열가소성 유기섬유로 이루어진 보강재가 강화되어 일체형으로 발포 성형되어 이루어지는 발포 복합소재 시트로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 천정재를 제공한다.

바람직하게는 상기 기지재는 40-70중량％이고, 상기 보강재는 30-60중량％임을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는 상기 기지재는 40-60중량％이고, 상기 보강재는 40-60중량％임을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는 상기 기지재는 50-60중량％이고, 상기 보강재는 40-50중량％임을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는 상기 기지재:보강재의 중량비율은 50:50 또는 60:40임을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는 상기 심초형 복합섬유는 서로 용융점이 상이한 초성분 30-50 부피％와 심성분 50-70 부피％를 합사하여 제조한 복합섬유로, 초성분으로 저융점 폴리에스테르 공중합체(CoPET)를 사용하고 심성분으로 폴리에스테르(PET)를 사용하여 합사한 복합섬유, 초성분으로 폴리에스테르 글리콜(PETG)을 사용하고 심성분으로 폴리에스테르(PET)를 사용하여 합사한 복합섬유, 초성분으로 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 사용하고 심성분으로 폴리에스테르(PET)를 사용하여 합사한 복합섬유, 초성분으로 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 사용하고 심성분으로 폴리프로필렌(PP)을 사용하여 합사한 복합섬유 및 초성분으로 폴리프로필렌(PP)을 사용하고 심성분으로 폴리에스테르(PET)를 사용하여 합사한 복합섬유 중 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 한다.

또한 더욱 바람직하게는 상기 심성분의 고융점은 240-270℃이고, 상기 초성분의 저융점은 110-180℃로 고온/가압에 의해 초성분만 용융되어 보강재와 융착하는 것을 특징으로 한다.

또한 더욱 바람직하게는 상기 보강재를 이루는 기능성 열가소성 유기섬유는 콘쥬게이트 폴리에스테르 섬유, 콘쥬게이트 할로우 폴리에스테르 섬유, 할로우 폴리에스테르 섬유, 이중권축 폴리에스테르 섬유, 나일론6 및 나일론66 중 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 한다.

또한 더욱 바람직하게는 상기 자동차용 천정재는 재활용이 가능한 친환경적 소재인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 서로 용융점이 상이한 초성분 30-50 부피％와 심성분 50-70 부피％를 합사하여 제조한 복합섬유로 1종 이상의 열가소성섬유 (PE, PP, PET, CoPET, PA 계 등)들의 다양한 조성비에 따른 상이한 용융온도와 특성을 갖는 심초형 복합섬유(sheath/core bicomponent계 섬유), 바람직하게는 초성분으로 저융점 폴리에스테르 공중합체를 사용하고 심성분으로 폴리에스테르를 사용하여 합사한 복합섬유(이하, CoPET/PET" 임), 초성분으로 폴리에스테르 글리콜을 사용하고 심성분으로 폴리에스테르를 사용하여 합사한 복합섬유(이하, PETG/PET" 임), 초성분으로 고밀도 폴리에틸렌을 사용하고 심성분으로 폴리에스테르를 사용하여 합사한 복합섬유(이하, HDPE/PET" 임), 초성분으로 고밀도 폴리에틸렌을 사용하고 심성분으로 폴리프로필렌을 사용하여 합사한 복합섬유(이하, HDPE/PP" 임) 및 초성분으로 폴리프로필렌을 사용하고 심성분으로 폴리에스테르를 사용하여 합사한 복합섬유(이하,PP/PET" 임)로 이루어진 기지재와 1종 이상의 기능성 열가소성 유기섬유, 바람직하게는 콘쥬게이트 폴리에스테르 섬유(conjugate PET), 콘쥬게이트 할로우 폴리에스테르 섬유(conjugate hollow PET), 할로우 폴리에스테르 섬유(hollow PET), 이중권축 폴리에스테르 섬유(double-crimped PET), 나일론6 또는 나일론66로 이루어진 보강재를 일체형으로 발포 성형하여 제조되는 발포 복합소재 시트로 구성된 자동차용 천정재를 제공한다.

여기서, 기지재는 40-70중량％이고 보강재는 30-60중량％로 하며, 바람직하게는 기지재는 40-60중량％이고 상기 보강재는 40-60중량％이고, 더욱 바람직하게는 기지재는 50-60중량％이고 상기 보강재는 40-50중량％이다.

또한 더욱 바람직하게는 기지재에 대한 보강재의 중량비율은 50:50 또는 60:40임을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 상기 기지재는 180℃ 이하의 낮은 용융점을 갖는 범용 열가소성 섬유 또는 초성분과 심성분이 상이한 용융점을 갖는 초성분과 심성분 60-80％를 합사하여 제조한 2성분계 형태의 심초형 복합 섬유(sheath/core bicomponent fiber)로 초성분의 저융점은 180℃ 이하이고, 심성분의 고융점은 초성분보다 높은 240℃ 이상의 높은 결정 배향성을 갖는 열가소성 유기섬유로 이루어진 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 초성분의 저융점은 110-180℃이고 심성분의 고융점은 240-270℃이다. 이 때, 심초형 복합(sheath/core 형 bicomponent PET) 섬유는 결합제 역할을 하는 초성분은 30-50 부피％로 심성분은 50-70 부피％의 비율, 바람직하게는 심성분: 초성분의 비율이 70/30, 60/40, 50/50 v/v％가 되도록 제조된 섬유이다. 따라서 복합판재 제조 시 가해지는 180-230℃의 온도는 우선적으로 초성분만을 서서히 용융시켜 보강섬유들과의 융착에 의한 삼차원적인 네트워크 구조를 형성하게 하고, 심성분은 초성분의 부분적인 열차단 효과로 물성 저하를 방지할 수 있는 특징을 가짐으로서 보강섬유의 역할을 할 수 있다.

본 발명에 의하면 상기 보강재로 사용되어지는 유기섬유는 콘쥬게이트 폴리에스테르 섬유, 콘쥬게이트 할로우 폴리에스테르 섬유, 할로우 폴리에스테르 섬유, 이중권축 폴리에스테르 섬유, 나일론6 및 나일론66 중 선택된 하나 이상으로 한다.

상기 콘쥬게이트 폴리에스테르 섬유(conjugats PET fiber)는 벌키성 및 발포성을 목적으로 자체적인 권축성을 갖는 섬유로 점도가 상이한 동일한 성분의 두 가지 열가소성 수지를 사이드 바이 사이드(side by side) 형태로 조합하여 복합방사한 후 연신에 의해 두성분의 점도 차이에 의해 스스로 권축성을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 콘쥬게이트 할로우 폴리에스테르 섬유(conjugate hollow PET fiber) 및 할로우 폴리에스테르 섬유(hollow PET fiber)는 단열성, 보온성, 흡음성, 충격성의 향상과 동시에 발포성 및 벌키성을 보다 증진시킬 목적으로 자체적인 권축성과 중공성을 동시에 가지는 것을 특징으로 한다. 여기서, 중공 비율은 전체 단면적에 대해 10-50％를 가진다. 특히, 콘쥬게이트 할로우 폴리에스테르 섬유(conjugate hollow PET fiber)는 열 연신에 의한 자체적인 크림핑(crimping)성을 부여받기 때문에 복합판재의 제조 시 가해지는 외부 열에 대한 내구성(내열성)이 우수하고, 중공에 의한 열 분산 효과로 180-230℃ 가공온도에 의한 물성의 변화를 예방할 수 있는 것을 특징으로 한다. 다시 말하면, 기지재로 사용되어지는 심초형 섬유의 30-50 부피％ 외층만이 보강섬유를 잡아주는 접착제 역할을 하고 내층은 또 다른 형태안정성을 부여하는 보강섬유 역할을 하는 3차원적인 네트워크 구조로 형성된다.

또한, 상기 이중권축 폴리에스테르 섬유(double-crimp PET fiber)는 폴리에스테르 섬유를 제품의 벌키성을 유도할 목적으로 이중으로 권축하여 60-80mm의 이중권축 폴리에스테르 섬유를 제조하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 순수한 열가소성 유기섬유만을 100％ 사용함으로서 경량화 및 재활용성이 우수하다는 것과 함께 열가소성 복합판재 자체가 4-8mm의 벌키한 다공성 네트워크 구조를 가지고 있어 경량/단순한 구조로 형성된다는 기술적 장점과 종래 자동차용 천정재 제조시에 사용하였던 인체 유해한 접착제의 사용 없이 기지재로 사용하는 심초형 복합섬유의 초성분이 저융점인 점을 이용하여 접착시킬 수 있어 친환경적인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 압축 상태의 상기 기지재 섬유와 보강재 섬유를 풀어서 균일하게 혼합/개섬하여 원통형 실린더형의 카드기를 통과시켜 섬유상의 얇은 웹을 형성하고 니들펀칭(needle punching)에 의해 고정시켜 부직포들을 제조한다.

상기 부직포는 그대로 자동차 천정재용 금형에 넣어 성형하거나 또는 예열, 열융착, 가압, 냉각, 발포, 그리고 커팅이 연속 공정에 의해 이루어지도록 구성된 연속식 복합판재 제조 장치로 공급하여 복합판재를 제조 후 금형에서 성형한다.

상기 제조방법을 보다 상세히 설명하면, 크림프(8-12개/inch)가 주어진 단섬유(기지재 섬유와 보강섬유 : 50-80mm)들은 섬유 해섬기의 해섬 실린더에 의해 해섬되며, 해섬된 섬유는 분산기에 의해 균일하게 분산 및 혼합되는 혼합/개섬 단계를 거치고, 혼합/개섬된 섬유들은 랜덤하고 일축방향을 갖는 복합섬유판재를 제조하기 위해 물리적 성질 즉, 인장강도나 충격강도 등을 향상시키는 역할을 하는 정면기를 거치게 된다. 상기 혼합/개섬한 섬유들은 원통형 실린더형의 카드기를 통과시켜 섬유상의 얇은 웹을 형성하고 이러한 섬유상 얇은 웹을 여러 층으로 겹치는 더블링(doubling) 단계를 거쳐 다층의 웹을 형성한다. 상기 다층의 웹은 이송벨트를 타고 가압 로울러를 거쳐 니들펀칭(needle punching)장치로 이송되고 니들펀칭에 의해 부직포가 제조된다.

상기 니들펀칭에 의해 제조된 복합부직포는 자동차 천정재용 금형에서 직접 성형하거나 또는 연속식 복합판재 제조장치로 이송된다. 연속식 복합판재 제조장치는 예열 및 열융착을 위한 1,2차 예열존, 1,2,3차 가열/가압존, 발포존, 냉각존 및 커팅부를 구비하고 있다. 우선 상기 부직포는 1차 예열존과 2차 예열존을 거쳐 예열 처리되고, 가열/가압존의 가압롤러들을 통과하여 용융 및 가압되어 일정한 두께의 복합판재로 제조된다. 이는 연속하여 발포/냉각존에서 발포 및 냉각 후, 커팅되어 복합판재 형태로 제조되고 이를 자동차 천정재용 금형에서 성형함으로서 최종적으로 본 발명에 의한 자동차 천정재가 제조된다.

유리한 효과

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의해 저밀도, 경량 소재의 다층구조로 구성된 발포 복합소재 시트를 제공함으로써 종래의 자동차용 천정재와 동일한 내열성, 내충격성, 흡음성, 단열성을 나타내는 동시에, 신규한 조성비를 사용하여 종래의 자동차용 천정재에 비해 그 소음특성 및 단열성 등의 성능이 향상된 자동차용 천정재를 제공하는 효과가 있다.

또한, 탄성 및 발포성이 뛰어난 기능성 열가소성 유기섬유를 사용하여 종래의 자동차용 천정재에 비해 흡음성, 보온성 및 단열성 등의 성능이 향상된 자동차용 천정재를 제공하며, 발포형 기재를 사용함으로서 우수한 충격흡수성 및 탄성 특성을 가지며 표피재와 기재는 별도의 인체 유해한 접착제 사용 없이 용융점의 차이에 의해 접착된 자동차용 천정재를 제공한다. 동시에 종래의 열경화성소재 및 무기섬유 대신 환경친화적이고 재활용이 가능한 소재를 사용함으로서 작업환경 개선 및 인체의 건강 유지 ㅇ 예방 측면에서 유용한 효과가 있다.

발명의 실시를 위한 최선의 형태

이하, 본 발명을 실시 예를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

＜실시예 1 내지 4＞

기지재로 Huvis(주)의 심초형 복합섬유(CoPET/PET fiber)를 사용하고, 보강재로는 Huvis(주)콘쥬게이트 할로우 폴리에스테르 (conjugate hollow PET, CH-PET) 섬유를 사용하여 기지재(CoPET/PET): 보강재(CH-PET)의 중량비율이 70/30(실시예 1), 60/40(실시예 2), 50/50(실시예 3) 또는 40/60(실시예 4)이 되도록 균일하게 혼합/개섬하였다.

혼합/개섬한 섬유들을 원통형 실린더형의 카드기를 통과시켜 섬유상의 얇은 웹을 형성하고 니들펀칭(needle punching)에 의해 고정시켜 부직포들을 제조하였다. 이를 직접 자동차 천정재용 금형에 넣어 성형하거나 예열, 열융착, 가압, 냉각, 발포, 그리고 커팅이 연속 공정에 의해 이루어지도록 구성된 연속식 복합판재 제조 장치로 공급하여 복합판재를 제조 후 금형에서 성형하여 중량 1200 g/m²그리고 6 mm 두께의 자동차용 천정재를 제조하였다. 상기에서 제조한 자동차용 천정재는 이하의 성능시험을 통해 그 성능을 검증하였다.

시험조건

OHS-005 시험법에 의거하여 상기 자동차용 천정재를 세로방향(MD) 및 가로방향(AMD)으로 각각 시험편을 채취하여 샘플(Sample)로 하고, 시험편의 처짐(sag)을 mm단위로 기록하였다. 처짐에 대한 허용 규격은 일반적으로 10 mm 이하가 최적의 값으로 알려져 있다. 상기 시험을 통해 자동차용 천정재의 내열성·내한성·내습성에 관련된 치수안정성을 확인할 수 있다.

＜비교예 1 내지 3＞

본 발명의 자동차용 천정재의 특이성(환경시험에 의한 안정성)을 분명히 하기 위해 기지재 (CoPET/PET): 보강재 (CH-PET)의 중량비율을 90/10(비교예 1), 80/20(비교예 2) 또는 30/70(비교예 3)으로 하여 상기 실시예 1 내지 4와 동일한 방법에 따라 자동차용 천정재를 제조하여 24시간 경과 후 처짐(sag)의 정도를 측정하였다.

그 결과를 실시예 1 내지 4의 결과와 함께 표 1에 나타내었다.

표 1

상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 자동차용 천정재의 기지재(CoPET/PET): 보강재(CH-PET)의 중량비율이 70/30(실시예 1), 60/40(실시예 2), 50/50(실시예 3) 또는 40/60(실시예 4)인 경우에 처짐(sag)의 정도가 일반적인 허용 규격으로 알려진 10 mm 이하를 나타낸 반면, 기지재(CoPET/PET): 보강재 (CH-PET)의 중량비율이 90/10(비교예 1), 80/20(비교예 2) 또는 30/70(비교예 3)인 경우에는 늘어짐(sag)의 정도가 허용 규격으로 알려진 10mm 이상 임을 나타내었다.

따라서 기지재로 CoPET/PET를 사용하고 보강재로 CH-PET를 사용할 경우 CoPET/PET : CH-PET의 중량비율이 70/30(실시예 1), 60/40(실시예 2), 50/50(실시예 3) 또는 40/60(실시예 4)인 경우 환경시험에 대한 좋은 결과를 나타냄을 알수 있었다.

＜실시예 5 내지 8＞

기지재로 Huvis(주)의 심초형 복합섬유(CoPET/PET fiber)를 사용하고, 보강재로는 Huvis(주)의 콘쥬게이트 할로우 폴리에스테르 (conjugate hollow PET, CH-PET) 섬유와 이중권축폴리에스테르섬유(double-crimped PET fiber, DC-PET fiber)를 혼합하여 사용하여 CoPET/PET : CH-PET : DC-PET의 중량비율이 60/35/5(실시예 5), 55/35/10(실시예 6), 50/40/10(실시예 7) 또는 50/20/30(실시예 8)이 되도록 하여 실시예 1 내지 4와 동일한 방법에 따라 자동차용 천정재를 제조하고 동일한 시험조건으로 시험편을 제조하여 24시간 경과 후 처짐 (sag)의 정도를 측정하였다.

＜비교예 4 내지 6＞

본 발명의 자동차용 천정재의 특이성(환경시험에 의한 안정성)을 분명히 하기위해 CoPET/PET : CH-PET : DC-PET의 중량비율이 65/25/10(비교예 4), 45/45/10(비교예 5) 또는 40/50/10(비교예 6)이 되도록 하여 실시예 5 내지 8과 동일한 방법에 따라 자동차용 천정재를 제조하여 24시간 경과 후 처짐(sag)의 정도를 측정하였다.

그 결과를 실시예 5 내지 8의 결과와 함께 표2에 나타내었다.

표 2

상기 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 자동차용 천정재의 CoPET/PET : CH-PET : DC-PET의 중량비율이 60/35/5(실시예 5), 55/35/10(실시예 6), 50/40/10(실시예 7) 또는 50/20/30(실시예 8)인 경우에 처짐(sag)의 정도가 일반적인 허용 규격으로 알려진 10 mm 이하를 나타낸 반면, CoPET/PET : CH-PET : DC-PET의 중량비율이 65/25/10(비교예 4), 45/45/10(비교예 5) 또는 40/50/10(비교예 6)인 경우에는 처짐(sag)의 정도가 허용 규격으로 알려진 10mm 이상임을 나타내었다.

따라서 기지재로 CoPET/PET를 사용하고 보강재로 CH-PET와 DC-PET를 사용할 경우 CoPET/PET : CH-PET : DC-PET의 중량비율이 60/35/5(실시예 5), 55/35/10(실시예 6), 50/40/10(실시예 7) 또는 50/20/30(실시예 8)인 경우 환경시험에 대한 좋은 결과를 나타냄을 알수 있었다.

＜실시예 9 내지 12＞

기지재로 Huvis(주)의 심초형 복합섬유 (PP/PET fiber)를 사용하고 보강재로는 Huvis(주)의 컨쥬케이트 할로우 섬유(CH-PET fiber)를 사용하였다. 기지재(PP/PET): 보강재(CH-PET)의 중량비율이 70/30(실시예 9), 60/40(실시예 10), 50/50(실시예 11) 또는 40/60(실시예 12)이 되도록 하여 실시예 1 내지 4와 동일한 방법에 따라 자동차용 천정재를 제조하고 동일한 시험조건으로 시험편을 제조하여 24시간 경과 후 처짐(sag)의 정도를 측정하였다.

＜비교예 7 내지 9＞

본 발명의 자동차용 천정재의 특이성(환경시험에 의한 안정성)을 분명히 하기 위해 기지재(PP/PET): 보강재(CH-PET)의 중량비율을 90/10(비교예 7), 80/20(비교예 8) 또는 30/70(비교예 9)으로 하여 실시예 9 내지 12와 동일한 방법에 따라 자동차용 천정재를 제조하여 24시간 경과 후 처짐(sag)의 정도를 측정하였다.

그 결과를 실시예 9 내지 12의 결과와 함께 표 3에 나타내었다.

표 3

상기 표 3에서 확인할 수 있는 바와같이, 본 발명에 의한 자동차용 천정재의 기지재(PP/PET): 보강재(CH-PET)의 중량비율이 60/40(실시예 10), 50/50(실시예 11) 또는 40/60(실시예 12)인 경우에 처짐(sag)의 정도가 일반적인 허용 규격으로 알려진 10 mm 이하를 나타낸 반면, 기지재 (PP/PET): 보강재 (CH-PET)의 중량비율이 90/10(비교예 7), 80/20(비교예 8) 또는 30/70(비교예 9)인 경우에는 처짐(sag)의 정도가 허용 규격으로 알려진 10mm 이상임을 나타내었다.

따라서 기지재로 PP/PET를 사용하고 보강재로 CH-PET를 사용할 경우 PP/PET: CH-PET의 중량비율이 60/40(실시예 10), 50/50(실시예 11) 또는 40/60(실시예 12)인 경우 환경시험에 대한 좋은 결과를 나타냄을 알수 있었다.

＜실시예 13 내지 16＞

기지재로 Huvis(주)의 심초형 복합섬유 (PP/PET fiber)를 사용하였고 그리고 보강재로는 Huvis(주)의 콘쥬게이트 할로우 폴리에스테르 (conjugate hollow PET, CH-PET) 섬유와 이중권축폴리에스테르(double-crimped PET, DC-PET)섬유를 혼합하여 사용하여 PP/PET : CH-PET : DC-PET의 중량비율이 60/35/5(실시예 13), 55/35/10(실시예 14), 50/40/10(실시예 15) 또는 50/20/30(실시예 16)이 되도록 하여 실시예 1 내지 4와 동일한 방법에 따라 자동차용 천정재를 제조하고 동일한 시험조건으로 시험편을 제조하여 24시간 경과 후 처짐(sag)의 정도를 측정하였다.

＜비교예 10 내지 12＞

본 발명의 자동차용 천정재의 특이성(환경시험에 의한 안정성)을 분명히 하기 위해 PP/PET : CH-PET : DC-PET의 중량비율이 65/25/10(비교예 10), 45/45/10(비교예 11) 또는 40/50/10(비교예 12)이 되도록 하여 실시예 13 내지 16과 동일한 방법에 따라 자동차용 천정재를 제조하여 24시간 경과 후 처짐(sag)의 정도를 측정하였다.

그 결과를 실시예 13 내지 16의 결과와 함께 표 4에 나타내었다.

표 4

상기 표 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 자동차용 천정재의 PP/PET : CH-PET : DC-PET의 중량비율이 60/35/5(실시예 13), 55/35/10(실시예 14) 또는 50/40/10(실시예 15)인 경우에 처짐(sag)의 정도가 일반적인 허용 규격으로 알려진 10 mm 이하를 나타낸 반면, PP/PET : CH-PET : DC-PET의 중량비율이 65/25/10(비교예 10), 45/45/10(비교예 11) 또는 40/50/10(비교예 12)인 경우에는 늘어짐(sag)의 정도가 허용 규격으로 알려진 10mm 이상임을 나타내었다.

따라서 기지재로 PP/PET를 사용하고 보강재로 CH-PET와 DC-PET를 사용할 경우 PP/PET : CH-PET : DC-PET의 중량비율이 60/35/5(실시예 13), 55/35/10(실시예 14) 또는 50/40/10(실시예 15)인 경우 환경시험에 대한 좋은 결과를 나타냄을 알수 있었다.

＜실시예 17 내지 20＞

기지재로 Huvis(주)의 심초형 복합섬유 (HDPE/PET fiber)를 사용하고 보강재로는 Huvis(주)의 CH-PET를 사용하여 기지재(HDPE/PET) : 보강재(CH-PET)의 중량비율이 70/30(실시예 17), 60/40(실시예 18), 50/50(실시예 19) 또는 40/60(실시예 20)이 되도록 하여 실시예 1 내지 4와 동일한 방법에 따라 자동차용 천정재를 제조하고 동일한 시험조건으로 시험편을 제조하여 24시간 경과 후 처짐(sag)의 정도를 측정하였다.

＜비교예 13 내지 15＞

본 발명의 자동차용 천정재의 특이성(환경시험에 의한 안정성)을 분명히 하기 위해 기지재(HDPE/PET) : 보강재(CH-PET)의 중량비율을 90/10(비교예 13), 80/20(비교예 14) 또는 30/70(비교예 15)으로 하여 실시예 17 내지 20과 동일한 방법에 따라 자동차용 천정재를 제조하여 24시간 경과 후 처짐(sag)의 정도를 측정하였다.

그 결과를 실시예 17 내지 20의 결과와 함께 표 5에 나타내었다.

표 5

상기 표 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 자동차용 천정재의 기지재(HDPE/PET): 보강재(CH-PET)의 중량비율이 60/40(실시예 18), 50/50(실시예 19)인 경우에 처짐(sag)의 정도가 일반적인 허용 규격으로 알려진 10 mm 이하를 나타낸 반면, 기지재(HDPE/PET): 보강재(CH-PET)의 중량비율이 90/10(비교예 13), 80/20(비교예 14) 또는 30/70(비교예 15)인 경우에는 처짐(sag)의 정도가 허용 규격으로 알려진 10mm 이상임을 나타내었다.

따라서 기지재로 HDPE/PET를 사용하고 보강재로 CH-PET를 사용할 경우 HDPE/PET: CH-PET의 중량비율이 60/40(실시예 18), 50/50(실시예 19)인 경우 환경시험에 대한 좋은 결과를 나타냄을 알 수 있었다.

＜실시예 21 내지 24＞

기지재로 Huvis(주)의 심초형 복합섬유 (HDPE/PET fiber)를 사용하였고 그리고 보강재로는 Huvis(주)의 콘쥬게이트 할로우 폴리에스테르 (conjugate hollow PET, CH-PET) 섬유와 이중권축폴리에스테르섬유(double-crimped PET fiber, DC-PET)를 혼합하여 사용하여 HDPE/PET : CH-PET : DC-PET의 중량비율이 60/35/5(실시예 21), 55/35/10(실시예 22), 50/40/10(실시예 23) 또는 50/20/30(실시예 24)이 되도록 하여 실시예 1 내지 4와 동일한 방법에 따라 자동차용 천정재를 제조하고 동일한 시험조건으로 시험편을 제조하여 24시간 경과 후 처짐(sag)의 정도를 측정하였다.

＜비교예 16 내지 18＞

본 발명의 자동차용 천정재의 특이성(환경시험에 의한 안정성)을 분명히 하기 위해 HDPE/PET : CH-PET : DC-PET의 중량비율이 65/25/10(비교예 16), 45/45/10(비교예 17) 또는 40/50/10(비교예 18)이 되도록 하여 실시예 21 내지 24와 동일한 방법에 따라 자동차용 천정재를 제조하여 24시간 경과 후 처짐(sag)의 정도를 측정하였다.

그 결과를 실시예 21 내지 24의 결과와 함께 표 6에 나타내었다.

표 6

상기 표 6에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 자동차용 천정재의 HDPE/PET : CH-PET : DC-PET의 중량비율이 60/35/5(실시예 21), 55/35/10(실시예 22) 또는 50/40/10(실시예 23)인 경우에 처짐(sag)의 정도가 일반적인 허용 규격으로 알려진 10 mm 이하를 나타낸 반면, HDPE/PET : CH-PET : DC-PET의 중량비율이 65/25/10(비교예 16), 45/45/10(비교예 17) 또는 40/50/10(비교예 18)인 경우에는 처짐(sag)의 정도가 허용 규격으로 알려진 10mm 이상임을 나타내었다.

따라서 기지재로 HDPE/PET를 사용하고 보강재로 CH-PET와 DC-PET를 사용할 경우 HDPE/PET : CH-PET : DC-PET의 중량비율이 60/35/5(실시예 21), 55/35/10(실시예 22) 또는 50/40/10(실시예 23)인 경우 환경시험에 대한 좋은 결과를 나타냄을 알수 있었다.

＜실시예 25 내지 28＞

기지재로 Huvis(주)의 심초형 복합섬유(CoPET/PET fiber)를 사용하고, 보강재로는 Huvis(주)의 콘쥬게이트 할로우 폴리에스테르 (conjugate hollow PET, CH-PET) 섬유를 사용하여 기지재(CoPET/PET) : 보강재(CH-PET)의 중량비율이 70/30(실시예 25), 60/40(실시예 26), 50/50 (실시예 27) 또는 40/60(실시예 28)이 되도록 하여 실시예 1 내지 4와 동일한 방법에 따라 제조된 기재의 양 표면에 폴리에스테르 스크림(PET scrim)을 부착/마무리 처리한 천정재를 상기와 동일한 시험조건으로 시험편을 제조하여 24시간 경과 후 처짐 sag(mm)의 정도를 측정하였다. 여기서 사용된 PET scrim 중량은 45 g/m²이다.

＜비교예 19 내지 22＞

본 발명의 자동차용 천정재의 특이성(환경시험에 의한 안정성)을 분명히 하기 위해 기지재 (CoPET/PET):보강재 (CH-PET)의 중량비율이 70/30(비교예 19), 60/40(비교예 20), 50/50 (비교예 21) 또는 40/60(비교예 22)이 되도록 하여 기재의 양 표면에 폴리에스테르 스크림(PET scrim)을 부착/마무리 처리하지 않고 실시예 25 내지 28과 동일한 방법에 따라 자동차용 천정재를 제조하여 24시간 경과 후 처짐(sag)의 정도를 측정하였다.

그 결과를 실시예 25 내지 28의 결과와 함께 표 7에 나타내었다.

표 7

상기 표 7에서 확인할 수 있는 바와 같이, 상기 실시예 25 내지 28와 같이 천정재 단일층 기재 표면에 폴리에스테르 스크림(PET scrim)을 기재 양 표면에 접착/마감 처리함으로써 제품 외관의 품질, 흡음성, 기계적 특성을 향상시킬 뿐 아니라 환경시험에 의한 처짐(sag)의 정도 또한 증가하는 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있었다.

상기의 실시 예에 국한되지 않고, 상기 기지재와 동일한 물성을 가지는 PETG/PET, HDPE/PP 등을 사용하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 상기 보강재로 사용되는 콘쥬게이트 할로우 폴리에스테르(conjugate hollow PET), 이중권축폴리에스테르(double-crimped PET) 대신 그와 동일한 물성을 가지는 콘쥬게이트 폴리에스테르(conjugate PET), 할로우 폴리에스테르(hollow PET)를 사용하거나 나일론6, 나일론66등과 같은 폴리아미드계 섬유들을 사용하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

Claims

자동차용 천정재에 있어서,

고융점의 심성분과 저융점의 초성분으로 구성된 심초형 복합섬유로 이루어진 기지재; 및

콘쥬게이트 폴리에스테르 섬유, 콘쥬게이트 할로우 폴리에스테르 섬유, 할로우 폴리에스테르 섬유, 이중권축된 폴리에스테르 섬유, 나일론6 및 나일론66 중 선택된 하나 이상으로 구성된 기능성 열가소성 유기섬유로 이루어진 보강재가 강화되어 일체형으로 발포 성형되어 이루어지는 발포 복합소재 시트로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 천정재.
제1항에 있어서, 상기 기지재는 40-70중량％이고 상기 보강재는 30-60중량％임을 특징으로 하는 자동차용 천정재.
제1항에 있어서, 상기 기지재는 40-60중량％이고 상기 보강재는 40-60중량％임을 특징으로 하는 자동차용 천정재.
제1항에 있어서, 상기 기지재는 50-60중량％이고 상기 보강재는 40-50중량％임을 특징으로 하는 자동차용 천정재.
제1항에 있어서, 상기 기지재:보강재의 중량비율은 50:50 또는 60:40 임을 특징으로 하는 자동차용 천정재.
제1항에 있어서, 상기 자동차용 천정재의 기재 양 표면에 폴리에스테르 스크림(PET scrim)이 접착/마감 처리된 것을 더 포함하는 자동차용 천정재.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 심초형 복합섬유는 서로 용융점이 상이한 초성분 30-50 부피％와 심성분 50-70 부피％를 합사하여 제조한 복합섬유로, 초성분으로 저융점 폴리에스테르 공중합체를 사용하고 심성분으로 폴리에스테르를 사용하여 합사한 복합섬유, 초성분으로 폴리에스테르 글리콜을 사용하고 심성분으로 폴리에스테르를 사용하여 합사한 복합섬유, 초성분으로 고밀도 폴리에틸렌을 사용하고 심성분으로 폴리에스테르를 사용하여 합사한 복합섬유, 초성분으로 고밀도 폴리에틸렌을 사용하고 심성분으로 폴리프로필렌을 사용하여 합사한 복합섬유 및 초성분으로 폴리프로필렌을 사용하고 심성분으로 폴리에스테르를 사용하여 합사한 복합섬유 중 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 자동차용 천정재.
제1항에 있어서, 상기 심성분의 고융점은 240-270℃이고, 상기 초성분의 저융점은 110-180℃로 고온/가압에 의해 초성분만 용융되어 보강재와 융착하는 것을 특징으로 하는 자동차용 천정재.
삭제
제1항에 있어서, 상기 자동차용 천정재는 재활용이 가능한 친환경적 소재인 것을 특징으로 하는 자동차용 천정재.