KR101777781B1 - 폴리에스테르 발포 시트를 포함하는 자동차 트렁크용 내장재 - Google Patents

폴리에스테르 발포 시트를 포함하는 자동차 트렁크용 내장재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 트렁크용 내장재에 관한 것으로, 상기 자동차 트렁크용 내장재는 폴리에스테르 발포 시트를 포함함으로써, 내습성 및 강도가 향상되어 내구성이 우수하며, 중량의 감소로 차량의 경량화가 가능하여 자동차의 연비 절감을 구현할 수 있다.

Description

폴리에스테르 발포 시트를 포함하는 자동차 트렁크용 내장재 {Interiormaterial For Vehicle Trunk Containing Polyester Forming Sheets}
본 발명은 자동차 트렁크용 내장재에 관한 것이다.
자동차 산업분야에서는 자동차의 연비를 절감하기 위하여 자동차의 무게를 경감시키는데 많은 노력을 하고 있다. 그 중에 자동차를 구성하는 내장재 중 트렁크는 차량 뒤쪽에 있거나 가끔 앞쪽에 있기도 하는 밀폐공간으로, 화물을 담아 수송하도록 고안되었으며, 화물의 안전한 수송 및 자동차 연비의 절감을 위해 트렁크의 내구성 향상 및 경량화를 위한 다양한 개발이 진행되고 있다.
일반적으로, 차량의 내장재 중 트렁크모듈의 부품으로서 사용되는 소재로서 우드스탁(woodstock)을 사용하고 있는데, 기존의 우드스탁재질의 제품은 나무칩등을 압축하여 구성되기 때문에 무게가 무거워, 자동차의 경량화라는 기술적 해결 과제에도 부합하지 않고, 목질의 특성상 강성이 낮으며, 내열온도도 낮은 문제점이 있다.
또한, 종래의 트렁크 내장재로 사용된 폴리에스테르 부직포와 수지 가 합지된 보드 형태의 자재는 강성이 높고, 내열성이 우수하나, 중량이 많이 나가서 자동차 전체의 무게를 증가시켜, 이 또한 자동차의 경량화라는 기술적 해결 과제에도 부합하지 않으며, 이로 인해 자동차 연비를 향상시키는 문제가 있다. 또한, 부직포와 수지가 다른 물질로 사용되어 자동차 내장재로 성형을 한 후 남는 스크랩을 처리할 때 폐기함에 있어 비용이 발생되고, 나아가 환경 오염에 영향을 주는 문제가 대두되고 있다.
따라서, 제조공정이 간단하고 내구성이 향상되고, 중량은 절감시켜 차량의 경량화가 가능함과 동시에 동일 소재를 사용하여 재활용이 가능하도록 하는 자동차 트렁크용 내장재의 개발이 절실히 요구되고 있다.
한국공개특허 제2003-0015471호.
본 발명의 목적은, 내구성이 향상되고, 중량은 절감시켜 차량의 경량화가 가능함과 동시에 동일 소재를 사용하여 재활용이 가능하도록 한 자동차 트렁크용 내장재를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 평균 평량이 200 내지 2,000 g/m2 범위인 폴리에스테르 발포 시트를 포함하는 자동차 트렁크용 내장재를 제공한다.
본 발명에 따른 자동차 트렁크용 내장재는, 폴리에스테르 발포 시트를 포함함으로써, 내습성 및 강도가 향상되어 내구성이 우수하며, 중량의 감소로 차량의 경량화가 가능하여 자동차의 연비 절감을 구현할 수 있으며, 부직포와 발포 시트를 모두 폴리에스테르를 사용하여 재활용이 가능하게 하여 비용을 절감시킬 수 있다.
도 1 내지 4는 각각 본 발명의 하나의 실시예에 따른 자동차 트렁크용 내장재의 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용할 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있다.
본 발명은 자동차 트렁크용 내장재에 관한 것이다.
본 발명에서 '자동차 트렁크용 내장재'란 자동차의 트렁크 내부를 구성하는 내부 패널을 의미하는 것일 수 있으며, 구체적으로 본 발명에 따른 자동차 트렁크용 내장재는 트렁크룸 파티션 패널, 트렁크룸 좌우 트림 패널, 트렁크룸 커버링 패널 및 트렁크룸 도어 패널 중 어느 하나 이상의 패널을 의미하는 것일 수 있다.
상기 '트렁크룸 파티션 패널'이란 차량 내에서 승차 구역과 트렁크 구역을 구분하는 패널을 의미하는 것일 수 있다. 또한, 상기 '트렁크룸 좌우 트림 패널'이란, 트렁크 룸 내부면 좌우의 패널을 의미하는 것일 수 있다. 또한, '트렁크룸 도어 패널'이란, 트렁크룸 도어의 내부면 패널을 의미하는 것일 수 있다.
종래의 자동차 트렁크용 내장재로 사용되는 우드스탁 재질의 경우 목질의 특성상 강성이 낮으며, 내열온도도 낮고 중량이 많이 나간다는 문제점이 있으며, 폴리에스테르와 부직포가 합지된 보드 형태의 자재 또한 두께가 두껍게 형성되고, 중량이 많이 나가서 자동차 전체의 무게를 증가시켜, 이로 인해 자동차 연비를 향상시키는 문제가 있었다.
상기 문제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 자동차 트렁크용 내장재는, 굴곡탄성률이 향상되고, 치수변화율이 적으며, 무게가 가벼운 폴리에스테르 발포 시트를 포함함으로써, 내습성 및 강도가 향상되어 내구성이 우수한 효과가 있고, 중량의 감소로 설계의 자유도를 도모함과 동시에 차량의 경량화가 가능하여 자동차의 연비 절감을 구현할 수 있다.
이러한, 본 발명에 따른 자동차 트렁크용 내장재는, 평균 평량이 200 내지 2,000 g/m2 범위인 폴리에스테르 발포 시트를 포함하는 것을 특징으로 한다. 구체적으로 상기 폴리에스테르 발포 시트의 평균 평량은 250 내지 1,700 g/m2, 300 내지 1,500 g/m2, 400 내지 1,300 g/m2, 450 내지 1,100 g/m2, 800 내지 1,000 g/m2 혹은 850 내지 950 g/m2 범위일 수 있다.
본 발명에 따른 폴리에스테르 발포 시트의 평량이 상기 범위를 만족함으로써 경량성 향상되며, 이에 따라 본 발명에 따른 자동차 트렁크용 내장재는 작업 시 운반 및 시공이 용이한 효과가 있으며, 차량의 무게를 감소시켜 자동차 연비 절감에 효과적으로 작용하게 된다.
하나의 예로서, 상기 자동차 트렁크용 내장재는, 하기 일반식 1에 의해 측정되는 치수변화율이 0.5 % 이하일 수 있다.
[일반식 1]
(Ab - Aa)/Ab x 100
상기 일반식 1에서,
Ab는 시험편을 상온수에 침지하기 전의 면적이고,
Aa는 시험편을 상온수에 5 시간 동안 침지한 후 꺼내어 80 ℃로 유지된 항온조에서 24 시간 동안 건조한 다음 실온에서 1 시간 동안 방치시킨 후의 시혐편의 면적이다. 이때, 상온수는 20 내지 30 ℃ 온도범위의 물을 의미하는 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 치수별화율은 0.45 % 이하, 0.4 % 이하, 0.01 내지 0.35 %, 0.05 내지 0.3 % 0.1 내지 0.25 % 혹은 0.15 내지 0.2 범위일 수 있다. 본 발명에 따른 자동차 트렁크용 내장재는 치수변화율이 상기 범위를 만족함으로써, 향상된 내습성을 구현함을 알 수 있으며, 이에 따라 장시간 사용하여도 내장재의 변형이 적으며, 내구성이 향상되는 효과가 있다.
하나의 예로서, 상기 자동차 트렁크용 내장재는 하기 일반식 2 또는 일반식 3을 만족할 수 있다.
[일반식 2]
(W2 - W1)/W1 x 100 ≤ 8 (%)
[일반식 3]
(W4 - W3)/W3 x 100 ≤ 8 (%)
상기 일반식 2 및 3에서,
W1은 자동차 트렁크용 내장재를 외부에 노출시키기 전의 굴곡강도를 의미하고,
W2는 자동차 트렁크용 내장재를 외부에 노출시키고 30일 경과 후의 굴곡강도를 의미하며,
W3은 자동차 트렁크용 내장재를 KS M ISO 11507에 따른 조건 하에서 자외선에 노출시키기 전의 굴곡강도를 의미하고,
W4는 자동차 트렁크용 내장재를 KS M ISO 11507에 따른 조건 하에서 자외선에 노출시키고 30일 경과 후의 굴곡강도를 의미하며,
상기 굴곡강도는, ASTM D 790 에 의거하여 자동차 트렁크용 내장재 시편의 지지 간격(Span)을 100 mm 로 고정하고 5 mm/min 속도로 굴곡 하중을 가하는 동안 초기 시편에 대하여 10 % 변형될 때 측정된 강도(N/cm2)이다.
구체적으로 상기 일반식 2 및 일반식 3은 본 발명에 따른 자동차 트렁크용 내장재의 굴곡강도 변화율을 나타낸 것일 수 있다. 이는 자동차 트렁크용 내장재를 외부에 노출시키기 전인 초기 굴곡강도(W1) 및 30일 동안 외부에 노출한 후의 굴곡강도인 후기 굴곡강도(W2)를 측정하였을 때의 굴곡강도 변화율 또는, 자동차 트렁크용 내장재를 KS M ISO 11507에 따른 조건 하에서 자외선에 노출시키기 전인 초기 굴곡강도(W3) 및 자동차 트렁크용 내장재를 KS M ISO 11507에 따른 조건 하에서 자외선에 노출시키고 30일 경과 후의 굴곡강도인 후기 굴곡강도(W4)를 측정하였을 때의 굴곡강도 변화율을 통해 확인할 수 있다.
구체적으로 본 발명에 따른 자동차 트렁크용 내장재의 상기 일반식 2 또는 3으로 나타내는 굴곡강도 변화율은 8 % 이하, 0.01 내지 7.5 %, 0.1 내지 6 %, 0.4 내지 5 % 혹은 0.5 내지 2 %일 수 있다. 굴곡강도 변화율이 상기 범위일 경우, 자동차 트렁크용 내장재가 장시간 외부에 노출되어도, 안정적인 형태를 유지할 수 있으며, 내구성의 저하를 방지할 수 있다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 폴리에스테르 발포 시트는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET) 발포 시트일 수 있다.
지금까지 주로 사용되던 폴리에스테르는 테레프탈산과 1,4-부탄디올 축합중합 반응에 의하여 생산되는 고분자량의 방향족 폴리에스테르 수지이다. 여기서 고분자량 폴리에스테르는 극한점도 [η]가 0.8 (dL/g) 이상인 고분자를 의미할 수 있다. 그러나, 상기 방향족 폴리에스테르 수지는 높은 분자량, 열적 안정성, 인장강도 등의 물성이 우수하지만, 폐기 후 자연생태계 내에서 분해되지 않고 오랫동안 남아 심각한 환경오염 문제를 야기하고 있다.
본 발명에서 사용 가능한 폴리에스테르의 종류를 구체적으로 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(Polybutylene Terephthalate, PBT), 폴리락트산(Poly Lactic acid, PLA), 폴리글리코르 산(Polyglycolic acid, PGA), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 폴리에틸렌 아디파트(Polyehtylene adipate, PEA), 폴리하이드로시알카노에이트(Polyhydroxyalkanoate, PHA), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(Polytrimethylene Terephthalate, PTT) 및 폴리에틸렌 나프탈렌(Polyethylene naphthalate, PEN)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
구체적으로 본 발명에서 폴리에스테르는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET)가 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 폴리에스테르 발포 시트는 90% 이상의 셀이 폐쇄 셀(DIN ISO4590)이며, 이는 상기 폴리에스테르 발포 시트의 DIN ISO4590에 따른 측정값이 셀 중 90 %(v/v) 이상이 폐쇄 셀임을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르 발포 시트 중 폐쇄 셀의 비율은 평균 90 내지 100 % 또는 95 내지 99 %일 수 있다. 본 발명에 따른 폴리에스테르 발포 시트는 상기 범위 내의 폐쇄 셀을 가짐으로써, 자동차 트렁크용 내장재 제조 시에 우수한 내구성, 강성 및 강도 특성을 구현할 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르 발포 시트의 셀 수는 1 mm2 당 1 내지 30 셀, 3 내지 25 셀, 또는 3 내지 20 셀을 포함할 수 있다.
또한, 상기 셀의 평균 크기는 100 내지 800 ㎛ 범위일 수 있다. 예를 들어, 상기 셀의 평균 크기는 100 내지 700 ㎛, 200 내지 600 ㎛ 또는 300 내지 600 ㎛ 범위일 수 있다. 이때, 셀 크기의 편차는 예를 들어, 5 % 이하, 0.1 내지 5 %, 0.1 내지 4 % 내지 0.1 내지 3 % 범위일 수 있다. 이를 통해, 본 발명에 따른 폴리에스테르 발포 시트는 균일한 크기의 셀들이 균일하게 발포된 것을 알 수 있다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 폴리에스테르 발포 시트는 압출 발포 성형체일 수 있다. 구체적으로, 발포 방법의 종류에는 크게 비드 발포 또는 압출 발포가 있다. 상기 비드 발포는, 일반적으로, 수지 비드를 가열하여 1차 발포시키고 이것을 적당한 시간 숙성 시킨 후 판모양, 통모양의 금형에 채우고 다시 가열하여　2차 발포에　의해 융착, 성형하여 제품을 만드는 방법이다. 반면, 압출 발포는, 수지를 가열하여 용융시키고, 상기 수지 용융물을 연속적으로 압출 및 발포시킴으로써, 공정 단계를 단순화할 수 있으며, 대량 생산이 가능하며, 비드 발포 시의 비드 사이에서 균열과, 입상 파괴 현상 등을 방지하여 보다 우수한 굴곡강도 및 압축강도를 구현할 수 있다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 자동차 트렁크용 내장재는 상기 폴리에스테르 발포 시트의 일면 혹은 양면에 합지된 폴리에스테르 수지층을 더 포함할 수 있다.
구체적으로 상기 폴리에스테르 발포 시트는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET) 발포 시트이고,
폴리에스테르 수지층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 이축 연신 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 비결정화 필름, 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 코팅층 중 어느 하나 이상일 수 있으며, 구체적으로 폴리에스테르 수지층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 이축 연신 필름일 수 있다.
본 발명에 따른 상기 폴리에스테르 발포 시트 및 폴리에스테르 수지층은 접착 물질 없이 서로 열 융착 또는 열 접합된 구조일 수 있다.
상기 폴리에스테르 발포 시트의 두께는 평균 1 내지 5 mm 범위일 수 있다. 구체적으로 상기 발포 시트의 두께는 평균 1.3 내지 4.5 mm, 1.5 내지 4 mm, 1.8 내지 3.5 mm, 2 내지 3 mm 혹은 2 내지 2.5 mm 일 수 있다. 본 발명에 따른 폴리에스테르 발포 시트의 두께가 상기 범위일 경우, 자동차 트렁크용 내장재의 경량화를 만족하면서, 동시에 향상된 강도 및 강성을 구현할 수 있다.
또한, 상기 폴리에스테르 이축 연신 필름의 두께는 평균 60 내지 350 ㎛, 90 내지 340 ㎛, 100 내지 330 ㎛, 120 내지 320 ㎛, 130 내지 310 ㎛, 150 내지 300 ㎛, 180 내지 280 ㎛, 200 내지 270 ㎛ 혹은 250 ㎛ 일 수 있다. 이축 연신 필름의 평균 두께가 상기 범위일 경우, 자동차 트렁크용 내장재의 굴곡탄성률을 증가시켜, 월등이 향상된 강성을 구현할 수 있다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 폴리에스테르 이축 연신 필름은 종방향(기계방향=MD)으로 2 내지 8 배 연신되고, 횡방향(기계방향에 수직=TD)으로 1.1 내지 6 배 연신된 것일 수 있으며, 전체 연신 배율은 1.5 내지 7 배 연신된 것일 수 있다.
구체적으로 본 발명에 따른 폴리에스테르 이축 연신 필름은, 연신되지 않은 폴리에스테르 필름을 종방향(기계방향=MD)으로 약 90 내지 120 ℃ 의 온도 범위에서 약 2 내지 8 배의 연신하고 횡방향(기계방향에 수직=TD)으로 약 100 내지 140 ℃ 의 온도 범위에서 약 1.1 내지 6 배 연신한 후, 약 220 내지 240 ℃의 온도 범위에서 열처리를 행하여 제조된 것일 수 있다. 이러한 이축 연신 필름을 사용할 경우, 본 발명에 따른 자동차 트렁크용 내장재의 두께를 증가시키지 않으면서 뛰어난 내구성, 강성 및 강도를 구현하는 동시에, 경량화가 가능하여 차량의 연비 절감에 용이하다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 자동차 트렁크용 내장재는 일면 또는 양면에 합지된 하나 이상의 섬유층을 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 섬유층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유를 포함할 수 있다.
상기 섬유층은 부직포 및 천연섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 더욱 구체적으로 상기 섬유층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 부직포일 수 있다. 이때, 부직포 및 천연섬유는 폴리에스테르 이축 연신 필름이 형성된 폴리에스테르 발포 시트의 일면 또는 양면에 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 자동차 트렁크용 내장재는 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유로 이루어진 섬유층을 포함함으로써 자동차 트렁크용 내장재의 굴곡강도 및 굴곡탄성률 향상에 기여할 수 있다.
상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트 발포 시트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 이축 연신 필름 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유층이 적층된 구조의 자동차 트렁크용 내장재는 각 층이 모두 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어져 있어, 재사용 시에 각각의 층을 분리할 필요가 없이 한번에 녹여 재사용이 가능하므로, 제조 공정의 간소화 및 재활용 공정의 간소화를 구현할 수 있다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 자동차 트렁크용 내장재는, 상기 폴리에스테르 발포 시트와 이축 연신 필름 사이에 접착 물질을 개재하거나, 상기 이축 연신 필름과 스크림 사이에 접착 물질을 개재하여 접합된 구조일 수 있다. 이때, 접착 물질은 폴리에스테르계 접착 수지층일 수 있으며, 상기 폴리에스테르계 접착 수지층은 디올(Diol)과 디카르본산(Dicarbonic acid)의 에스테르화 반응물인 하드 세그먼트; 및 폴리올(Polyol)인 소프트 세그먼트의 축중합물인 폴리에스테르계 탄성 접착 수지일 수 있다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 자동차 트렁크용 내장재는, ASTM D 790에 의거하여 시편의 지지 간격(Span)을 100 mm 로 고정하고 5 mm/min 속도로 굴곡 하중을 가하는 동안 초기 시편에 대하여 10 % 변형될 때 측정된 굴곡탄성률(Stiffness)이 400 내지 30,000 MPa 범위일 수 있다. 상기 굴곡탄성률은 구체적으로 500 내지 30,000 Mpa, 550 내지 25,000 Mpa, 600 내지 20,000 Mpa, 650 내지 10,000 Mpa, 700 내지 5,000 Mpa, 750 내지 4,000 Mpa, 800 내지 3,000 Mpa 혹은 860 내지 1,000 Mpa 일 수 있으며, 이에 따라, 보다 향상된 강성을 만족할 수 있다. 강성(Stiffness)은 재료의 딱딱한 정도 혹은 단단한 정도를 의미하는 것으로, 굴곡탄성률이 상기 범위를 만족할 경우, 강성 및 내구성이 향상되어 물리적인 충격 또는 힘에 의한 변형이 적은 자동차 트렁크용 내장재를 제공할 수 있다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 자동차 트렁크용 내장재는, 유리 섬유(Glass Fiber)를 미포함 할 수 있다. 구체적으로 상기 유리 섬유를 미포함 한다는 것은 유리 섬유를 1 wt% 미만으로 포함하는 것을 의미할 수 있으며, 더욱 구체적으로 유리 섬유를 실질적으로 사용하지 않는 것을 의미할 수 있다.
유리 섬유(Glass Fiber)를 포함하는 자동차 트렁크용 내장재의 경우, 작업 시에 유리 섬유로 인한 분진이 다량 발생하여 작업자의 건강 및 작업 환경을 악화시키는 문제점이 발생한다. 따라서, 본 발명에 따른 자동차 트렁크용 내장재는, 유리 섬유를 포함하지 않아 작업자가 작업 시 유리 섬유로 인한 분진이 발생하는 것을 방지하여 작업 환경을 개선하는 효과가 있다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 자동차 트렁크용 내장재는 하기 일반식 4에 따라 측정된 흡수율이 25 % 이하일 수 있다.
[일반식 4]
(Wb - Wa)/ Wb x 100
상기 일반식 4에서,
Wb은 시험편(100 x 100 mm)을 상온수에 침지하기 전의 중량이고,
Wa은 시험편(100 x 100 mm)을 상온수에 2.5 시간 동안 침지한 후 꺼내어 실온에서 30 분 동안 방치시킨 후의 중량이다. 구체적으로, 상기 흡수율은 23 % 이하, 20 내지 0.1%, 18 내지 0.5 %, 15 내지 0.7 % 10 내지 0.5 % 8 내지 0.8 % 혹은 5 내지 1 % 범위일 수 있다. 본 발명에 따른 자동차 트렁크용 내장재의 흡수율이 상기 범위를 만족함으로써 외부 보관이 용이하며, 장기간 사용 시에도 내습성 및 내구성 저하를 방지할 수 있다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 자동차 트렁크용 내장재는 뮬렌형 파열 강도 시험기로 시험편(100 x 100 mm)의 파열 강도를 측정하였을 때, 파열 강도가 25 kgf/cm2 초과일 수 있다. 구체적으로 상기 파열 강도는 30 kgf/cm2 이상, 33 kgf/cm2 이상, 35 kgf/cm2 이상, 40 kgf/cm2 이상, 45 kgf/cm2 이상 50 kgf/cm2 이상, 55 kgf/cm2 이상 혹은 60 kgf/cm2 이상일 수 있다. 상기 파열 강도가 25 kgf/cm2 초과하는 것은 뮬렌형 파열 강도 시험기에 시험편을 설치하고, 25 kgf/cm2의 압력을 가하였을 때, 파열되지 않는 것을 의미한다. 본 발명에 따른 자동차 트렁크용 내장재는 상기 범위의 파열 강도를 만족함으로써, 무거운 무게 또는 물리적인 힘에 의해 쉽게 파열되지 않으며, 향상된 내구성을 구현할 수 있다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 자동차 트렁크용 내장재는 ASTM D 790에 의거하여 시편의 스팬(Span) 넓이 100 mm, 측정 속도 5 mm/min로 하여 굴곡 하중을 가하는 동안 초기 시편에 대하여 10 % 변형될 때 측정된 굴곡강도가 20 MPa 이상일 수 있다. 구체적으로 상기 굴곡강도는 20 내지 500 MPa, 30 내지 450 MPa, 35 내지 400 MPa, 40 내지 380 MPa, 50 내지 350 MPa, 55 내지 310 MPa, 60 내지 280 MPa 혹은 75 내지 250 MPa 범위를 만족할 수 있다. 본 발명에 따른 자동차 트렁크용 내장재의 굴곡강도가 상기 범위의 값을 만족할 경우, 자동차 트렁크용 내장재의 전체적인 강성 및 강도 향상을 구현할 수 있다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 자동차 트렁크용 내장재는 트렁크룸 파티션 패널, 트렁크룸 좌우 트림 패널, 트렁크룸 커버링 패널 및 트렁크룸 도어 패널 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 '트렁크룸 파티션 패널'이란 차량 내에서 승차 구역과 트렁크 구역을 구분하는 패널을 의미하는 것일 수 있다. 또한, 상기 '트렁크룸 좌우 트림 패널'이란, 트렁크 룸 내부면 좌우의 패널을 의미하는 것일 수 있다. 또한, '트렁크룸 도어 패널'이란, 트렁크룸 도어의 내부면 패널을 의미하는 것일 수 있다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 폴리에스테르 발포 시트는, 친수화 기능, 방수 기능, 난연 기능 또는 자외선 차단 기능을 가질 수 있으며, 계면활성제, 자외선 차단제, 친수화제, 난연제, 열안정제, 방수제, 셀 크기 확대제, 적외선 감쇠제, 가소제, 방화 화학 약품, 안료, 탄성폴리머, 압출 보조제, 산화방지제, 기핵제, 공전 방지제 및 UV 흡수제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 기능성 첨가제를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 폴리에스테르 발포 시트는 증점제, 기핵제, 열안정제 및 발포제를 포함할 수 있다.
상기 증점제는 특별히 한정하지 않으나, 본 발명에서는 예를 들면 피로멜리트산 이무수물(PMDA)가 사용될 수 있다.
상기 기핵제의 예로는, 탈크, 마이카, 실리카, 규조토, 알루미나, 산화티탄, 산화 아연, 산화 마그네슘, 수산화 마그네슘, 수산화 알루미늄, 수산화 칼슘, 탄산칼륨, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산칼리움, 황산바륨, 탄산수소나트륨, 그라스 비드 등의 무기 화합물을 들 수 있다. 이러한 기핵제는 폴리에스테르 발포 시트의 기능성 부여, 가격 절감 등을 역할을 할 수 있다. 구체적으로 본 발명에서는 탈크(Talc)가 사용될 수 있다.
상기 열안정제는, 유기 또는 무기 인 화합물일 수 있다. 상기 유기 또는 무기 인 화합물은, 예를 들어, 인산 및 그 유기 에스테르, 아인산 및 그 유기 에스테르일 수 있다. 예를 들어, 상기 열안정제는 상업적으로 입수 가능한 물질로서, 인산, 알킬 포스페이트 또는 아릴 포스페이트일 수 있다. 구체적으로, 본 발명에서 열안정제는 트리페닐 포스페이트일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 폴리에스테르 발포 시트의 열적 안정성을 향상시킬 수 있는 것이라면, 통상적인 범위 내에서 제한 없이 사용 가능하다.
상기 발포제의 예로는, N2, CO2, 프레온, 부탄, 펜탄, 네오펜탄, 헥산, 이소헥산, 헵탄, 이소헵탄, 메틸클로라이드 등의 물리적 발포제 또는 아조디카르본아마이드(azodicarbonamide)계 화합물, P,P'-옥시비스(벤젠술포닐하이드라지드)[P,P'-oxy bis (benzene sulfonyl hydrazide)]계 화합물, N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라아민(N,N'-dinitroso pentamethylene tetramine)계 화합물 등의 화학적 발포제가 있으며, 구체적으로 본 발명에서는 CO2가 사용될 수 있다.
본 발명에서 난연제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 브롬 화합물, 인 또는 인 화합물, 안티몬 화합물을 포함할 수 있다. 브롬 화합물은 예를 들어, 테트라브로모 비스페놀 A 및 데카브로모디페닐에테르 등을 포함하고, 인 또는 인 화합물은 방향족 인산에스테르, 방향족 축합 인산에스테르, 할로겐화 인산에스테르 및 적인 등을 포함하고, 안티몬 화합물은 삼산화안티몬 및 오산화안티몬 등을 포함할 수 있다.
상기 계면활성제는 특별히 한정되지 않으며, 음이온계　계면　활성제(예를 들어, 지방산염, 알킬황산에스테르염, 알킬벤젠술폰산염, 알킬나프탈렌술폰 산염, 알킬술포숙신산염, 폴리옥시에틸렌알킬황산에스테르염 등), 비이온계　계면　활성제(예를 들어, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 등의 폴리옥시알킬렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌 유도체, 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비톨 지방산 에스테르, 글리세린 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌알킬아민, 알킬알칸올아미드 등), 양이온계 및 양성 이온계　계면　활성제(예를 들어, 알킬아민염, 제 4 급 암모늄염, 알킬베타인, 아민옥사이드 등) 및 수용성 고분자 또는 보호 콜로이드(예를 들어, 젤라틴, 메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리에틸렌글리콜, 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌블록코폴리머, 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산염, 알긴산나트륨, 폴리비닐알코올 부분 비누화물 등) 등을 포함할 수 있다.
또한, 방수제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 실리콘 계열, 에폭시 계열, 시아노아크릴산 계열, 폴리비닐아크릴레이트 계열, 에틸렌비닐아세테이트 계열, 아크릴레이트 계열, 폴르클로로프렌 계열, 폴리우레탄 수지와 폴리에스터 수지의 혼합체 계열, 폴리올과 폴리 우레텐 수지의 혼합체 계열, 아크릴릭 폴리머와 폴리우레탄 수지의 혼합체 계열, 폴리이미드 계열 및 시아노아크릴레이트와 우레탄의 혼합체 계열 등의 혼합물을 포함할 수 있다.
또한, 자외선 차단제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 유기계 또는 무기계　자외선　차단제일 수 있으며, 상기 유기계　자외선　차단제의 예로는 p-아미노벤조산 유도체, 벤질리데네캠포 유도체, 신남산 유도체, 벤조페논 유도체, 벤조트리아졸 유도체 및 이들의 혼합물을 들 수 있고, 상기 무기계　자외선　차단제의 예로는 이산화티탄, 산화아연, 산화망간, 이산화지르코늄, 이산화세륨 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
도 1 내지 4는 각각 본 발명에 따른 자동차 트렁크용 내장재의 단면 구조를 모식적으로 나타내었다.
도 1을 참조하면, 폴리에스테르 발포 시트(10) 상에 폴리에스테르 이축 연신 필름(20)이 접합된 구조이며, 폴리에스테르 수지 발포 시트(10)와 폴리에스테르 이축 연신 필름(20)이 접착층을 개재하지 않고, 열 융착 또는 열 접합된 구조이다.
도 2를 참조하면, 자동차 트렁크용 내장재(200)은 폴리에스테르 발포시트(11), 폴리에스테르계 접착 수지층(31) 및 폴리에스테르 이축 연신 필름(21)이 순차적으로 접합된 구조이다.
도 3을 참조하면, 자동차 트렁크용 내장재(300)은 폴리에스테르 발포시트(12), 폴리에스테르 이축 연신 필름(22) 및 폴리에스테르 스크림(42)이 열 융착된 구조이다.
또한, 도 4를 참조하면, 자동차 트렁크용 내장재(400)은 폴리에스테르 발포시트(13), 제1 폴리에스테르계 접착 수지층(33); 폴리에스테르 이축 연신 필름(23); 제2 폴리에스테르 접착 수지층(34); 및 폴리에스테르 스크림(43)이 순차적으로 적층된 구조이다. 이러한 구조를 갖는 본 발명의 자동차 트렁크용 내장재는 전체적인 두께가 두꺼워 지는 것을 방지하면서 향상된 강도 및 내구성을 구현할 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 상기 내용을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 범위가 하기 제시된 내용에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1
폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지 100 중량부를 130 ℃에서 건조하여 수분을 제거하였고, 제1 압출기에 상기 수분이 제거된 PET 수지와, 상기 수분이 제거된 PET 수지 100 중량부를 기준으로, 피로멜리틱 디언하이드리드 1 중량부, 탈크 1 중량부 및 Irganox (IRG 1010) 0.1 중량부를 혼합하고, 280℃로 가열하여 수지 용융물을 제조하였다.
그런 다음, 제1 압출기에 발포제로서 탄산가스와 Pantane 을 5:5 비율로 혼합하여, PET 수지 100 중량부를 기준으로 5 중량부 투입하고 압출발포 하여 폴리에스테르 발포 시트를 제조하였다. 제조된 폴리에스테르 발포 시트의 밀도는 약 300 kg/m3, 두께는 약 2 mm, 평량은 약 600 g/m2 였다.
실시예 2
실시예 1에서 제조된 폴리에스테르 발포 시트의 일면에 폴리에스테르 필름을 합지하였다. 상기 폴리에스테르 필름은, 종방향 연신률 3배 및 횡방향 연신률 1.5 배이고, 두께가 150 ㎛인 이축 연신 필름을 사용하였다. 그런 다음, 폴리에스테르 필름 상에 다시 부직포를 합지하였다.
폴리에스테르 발포시트, 폴리에스테르 필름 및 부직포를 합지하고, 3 kgf 압력 및 250 ℃ 온도조건 하에서 5초 동안 열처리하여 자동차 트렁크용 내장재를 제조하였다.
최종적으로 제조된 자동차 트렁크용 내장재의 두께는 약 3.1 mm 이고, 평량은 900 g/m2 였다.
비교예 1
대나무 섬유 매트 40 중량부에 폴리프로필렌 60 중량부를 함침시킨 후 부직포를 합지하여 천연섬유 강화 보드를 제조하였다.
최종적으로 제조된 자동차 트렁크용 내장재의 두께는 약 3 mm이고, 평량은 1,200 g/m2 였다.
비교예 2
폴리에스테르 발포 시트의 밀도를 250 kg/m3로 제어한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 자동차 트렁크용 내장재를 제조하였다.
비교예 3: 천연섬유 강화 폴리프로필렌 보드
폴리에스테르 발포 시트의 밀도를 1,800 kg/m3로 제어한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 자동차 트렁크용 내장재를 제조하였다.
실험예 : 물성평가
상기 실시예 2 및 비교예 1의 물성을 평가하기 위해, 평량, 굴곡탄성률(stiffness), 굴곡강도, 치수변화율 및 흡수율을 측정하였다.
상기 굴곡탄성률 및 굴곡강도의 측정은, ASTM D 790에 의거하여 시편의 지지 간격(Span)을 100 mm 로 고정하고 5 mm/min 속도로 굴곡 하중을 가하는 동안 초기 시편에 대하여 10 % 변형될 때의 값을 측정하였다.
치수변화율의 측정은 하기 일반식 1에 따라 측정하였다.
[일반식 1]
(Ab - Aa)/Ab x 100
상기 일반식 1에서, Ab는 시험편을 상온수에 침지하기 전의 면적이고, Aa는 시험편을 상온수에 5 시간 동안 침지한 후 꺼내어 80 ℃로 유지된 항온조에서 24 시간 동안 건조한 다음 실온에서 1 시간 동안 방치시킨 후의 시혐편의 면적이다
흡수율의 측정은 하기 일반식 4에 따라 측정하였다.
[일반식 4]
(Wb - Wa)/ Wb x 100
상기 일반식 4에서, Wb은 시험편(100 x 100 mm)을 상온수에 침지하기 전의 중량이고, Wa은 시험편(100 x 100 mm)을 상온수에 2.5 시간 동안 침지한 후 꺼내어 실온에서 30 분 동안 방치시킨 후의 중량이다.
그 결과는 하기 표 1과 같다.
구분 실시예 2 비교예 1
평량(g/m2) 900 1,200
굴곡탄성률(Mpa) 890 850
굴곡강도(MPa) 60 15
치수변화율(%) 0.4 2
흡수율(%) 1 30
상기 표 1을 참조하면, 실시예에 따른 자동차 트렁크용 내장재는 평량이 비교예 보다 낮아 차량의 경량화를 용이하게 구현할 수 있음을 확인하였으며, 굴곡탄성률 및 굴곡강도 결과에서도 비교예에 비해 향상된 결과를 보였다. 또한 실시예는 치수변화율이 0.5 % 미만, 흡수율이 1 % 이하로 나타나 수분에 의한 수축 및 변형을 방지함으로써 내습성 및 내구성 향상 효과를 가짐을 확인하였다.
100, 200, 300, 400: 자동차 트렁크용 내장재
10, 11, 12, 13: 폴리에스테르 발포 시트
20, 21, 22, 23: 폴리에스테르 이축 연신 필름
31, 33, 34: 폴리에스테르계 탄성 접착 수지층
42, 43: 폴리에스테르 섬유층

Claims (13)

  1. 평균 평량이 200 내지 2,000g/m2범위인 폴리에스테르 발포 시트; 및
    상기 폴리에스테르 발포 시트의 일면 혹은 양면에 합지된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 이축 연신 필름을 포함하며,
    하기 일반식 2 또는 일반식 3을 만족하는 자동차 트렁크용 내장재:
    [일반식 2]
    (W2 - W1)/W1 x 100 ≤ 8 (%)
    [일반식 3]
    (W4 - W3)/W3 x 100 ≤ 8 (%)
    상기 일반식 2 및 3에서,
    W1은 자동차 트렁크용 내장재를 외부에 노출시키기 전의 굴곡강도를 의미하고,
    W2는 자동차 트렁크용 내장재를 외부에 노출시키고 30일 경과 후의 굴곡강도를 의미하며,
    W3은 자동차 트렁크용 내장재를 KS M ISO 11507에 따른 조건 하에서 자외선에 노출시키기 전의 굴곡강도를 의미하고,
    W4는 자동차 트렁크용 내장재를 KS M ISO 11507에 따른 조건 하에서 자외선에 노출시키고 30일 경과 후의 굴곡강도를 의미하며,
    상기 굴곡강도는, ASTM D 790 에 의거하여 자동차 트렁크용 내장재 시편의 지지 간격(Span)을 100mm 로 고정하고 5mm/min 속도로 굴곡 하중을 가하는 동안 초기 시편에 대하여 10% 변형될 때 측정된 강도(N/cm2)이다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    자동차 트렁크용 내장재는, 하기 일반식 1에 의해 측정되는 치수변화율이 0.5 % 이하인 자동차 트렁크용 내장재:
    [일반식 1]
    (Ab - Aa)/Ab x 100
    상기 일반식 1에서,
    Ab는 시험편을 상온수에 침지하기 전의 면적이고,
    Aa는 시험편을 상온수에 5 시간 동안 침지한 후 꺼내어 80 ℃로 유지된 항온조에서 24 시간 동안 건조한 다음 실온에서 1 시간 동안 방치시킨 후의 시혐편의 면적이다.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    폴리에스테르 발포 시트는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET) 발포 시트인 것을 특징으로 하는 자동차 트렁크용 내장재.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    폴리에스테르 발포 시트는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET) 발포 시트인 것을 특징으로 하는 자동차 트렁크용 내장재.
  7. 제 1 항에 있어서,
    자동차 트렁크용 내장재는 일면 또는 양면에 합지된 섬유층을 더 포함하는 자동차 트렁크용 내장재.
  8. 제 7 항에 있어서,
    섬유층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 트렁크용 내장재.
  9. 제 1 항에 있어서,
    자동차 트렁크용 내장재는, ASTM D 790에 의거하여 시편의 지지 간격(Span)을 100 mm 로 고정하고 5 mm/min 속도로 굴곡 하중을 가하는 동안 초기 시편에 대하여 10 % 변형될 때 측정된 굴곡탄성률(Stiffness)이 400 내지 30,000 MPa 범위인 자동차 트렁크용 내장재.
  10. 제 1 항에 있어서,
    자동차 트렁크용 내장재는 하기 일반식 4에 따라 측정된 흡수율이 25 % 이하인 트렁크용 내장재:
    [일반식 4]
    (Wb - Wa)/ Wb x 100
    상기 일반식 4에서,
    Wb은 시험편(100 x 100 mm)을 상온수에 침지하기 전의 중량이고,
    Wa은 시험편(100 x 100 mm)을 상온수에 2.5 시간 동안 침지한 후 꺼내어 실온에서 30 분 동안 방치시킨 후의 중량이다.
  11. 제 1 항에 있어서,
    자동차 트렁크용 내장재는 뮬렌형 파열 강도 시험기로 시험편(100 x 100 mm)의 파열 강도를 측정하였을 때, 파열 강도가 25 kgf/cm2 초과인 자동차 트렁크용 내장재.
  12. 제 1 항에 있어서,
    자동차 트렁크용 내장재는 ASTM D 790에 의거하여 시편의 스팬(Span) 넓이 100 mm, 측정 속도 5 mm/min로 하여 굴곡 하중을 가하는 동안 초기 시편에 대하여 10 % 변형될 때 측정된 굴곡강도가 20 MPa 이상인 자동차 트렁크용 내장재.
  13. 제 1 항에 있어서,
    자동차 트렁크용 내장재는 트렁크룸 파티션 패널, 트렁크룸 좌우 트림 패널, 트렁크룸 커버링 패널 및 트렁크룸 도어 패널 중 어느 하나 이상을 포함하는 자동차 트렁크용 내장재.
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