KR102202489B1 - 폴리에스테르 발포시트 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트를 120 내지 600℃에서 30 내지 200 초 동안 열처리하는 단계를 포함하는 폴리에스테르 발포시트의 제조방법 및 이에 따라 제조된 폴리에스테르 발포시트에 관한 것이다.

Description

폴리에스테르 발포시트 및 이의 제조방법{Polyester foam sheet and preparing method thereof}
본 발명은 폴리에스테르 발포시트 및 상기 폴리에스테르 발포시트의 제조방법에 관한 것이다.
삶의 질이 향상되면서, 건축, 자동차, 식품 등 다양한 산업분야에서 경량화, 내구성 등의 물성을 동시에 만족시킬 수 있는 유용한 소재의 개발이 요구되고 있다. 그 중, 예를 들어, 자동차 산업분야에서는 자동차의 연비를 절감하기 위하여 자동차의 무게를 경감시키는데 많은 노력을 하고 있다. 그 중에 자동차를 구성하는 트렁크 파티션(trunk partition), 러기지 사이드(luggage side), 헤드라이너(headliner), 패키지 트레이(package tray), 천장, 바닥, 도어트림, 트렁크트림 등의 자동차 내장재의 경량화를 위한 다양한 개발이 진행되고 있으며, 또 내장재를 제조할 때 성형성 및 공정을 단축시킬 수 있게 하여 자동차용 내장재의 제조원가를 절감하는데 많은 노력을 하고 있다.
종래에는 자동차 내장재의 내구성 및 강도를 향상시키기 위한 방법으로 폴리우레탄(PU)과 유리 섬유(Glass Fiber)를 혼합하여 성형한 시트를 사용하거나, 폴리프로필렌(PP)과 유리 섬유(Glass Fiber)를 혼합하여 성형한 시트 형태의 소재인 LWRT(low weight reinforced thermoplastics)이 주로 사용되고 있다.
그러나, 상기와 같이 유리 섬유(Glass Fiber)를 포함하는 소재의 경우, 작업 시에 유리 섬유로 인한 분진이 다량 발생하여 작업자의 건강 및 작업 환경을 악화시키는 문제점이 있었다.
따라서, 유리 섬유(Glass Fiber)를 혼합하지 않음으로써 작업 시 분진 발생의 문제점을 해결하고, 내구성 및 강도 품질을 만족시키면서, 중량은 절감시켜 경량화가 가능하도록 하여, 다양한 산업분야에서 유용하게 활용할 수 있는 복합 시트의 개발이 절실히 요구되고 있다.
대한민국등록특허 10-1425852
본 발명은 폴리에스테르 발포시트 및 상기 폴리에스테르 발포시트의 제조방법을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여,
본 발명은 일실시예에서,
폴리에스테르 발포시트를 포함하고, 150℃ 조건에서 6 시간 동안 유지한 후 부피변화율이 5% 이하이며, 결정화도가 15 내지 30%인 폴리에스테르 발포시트를 제공한다.
또한, 본 발명은 일실시예에서,
압출 발포된 폴리에스테르 발포시트를 120 내지 600℃에서 30 내지 200 초 동안 열처리하는 단계를 포함하는 폴리에스테르 발포시트의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 폴리에스테르 발포시트는, 폴리에스테르 발포시트를 열처리하여 후발포 하는 공정을 수행함으로써, 폴리에스테르 발포시트를 활용한 작업 시 열을 가했을 때 부피변화율이 낮아 후발포되는 현상을 방지할 수 있고, 후발포에 의해 폴리에스테르 발포시트의 두께가 1.5 내지 2 배 두꺼워짐에 따라 결정화도가 높아지며, 굴곡강도가 높아지는 특성이 있다.
본 발명에 따른 폴리에스테르 발포시트는 선박 내부 격벽, 건축용 외장재 등에 사용하는 샌드위치 판넬 코어재, 가구용 MDF(Medium density fiberboard) 대체제, 자동차 내외장재 등에 적용 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 폴리에스테르 발포시트의 제조 공정을 개략적으로 나타낸 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 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 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.
이하, 본 발명에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명은 폴리에스테르 발포시트를 포함하고, 150℃ 조건에서 6 시간 동안 유지한 후 부피변화율이 5% 이하이며, 결정화도가 15 내지 30%인 폴리에스테르 발포시트를 제공한다.
상기 폴리에스테르 발포시트는 1차 발포 후 2차 발포에 의해 후발포된 폴리에스테르 발포시트를 포함하므로, 이후 열처리에 의해서 장시간 유지한 후에도 부피변화율이 5% 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 부피변화율은 0.1 내지 5%, 0.1 내지 4%, 0.1 내지 3%, 0.1 내지 2%, 0.1 내지 1%, 1 내지 5%, 2 내지 5%, 3 내지 5%, 또는 4 내지 5%일 수 있다.
상기 폴리에스테르 발포시트는 결정화도가 15 내지 30%, 15 내지 25%, 15 내지 20%, 20 내지 30%, 또는 25 내지 30%일 수 있다.
상기 폴리에스테르 발포시트의 KS M ISO 844에 따른 수지 발포체의 굴곡강도는 5 내지 30 N/cm2일 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르 발포시트의 KS M ISO 844에 따른 수지 발포체의 굴곡강도는 5 내지 30 N/cm2, 5 내지 20 N/cm2, 5 내지 15 N/cm2, 10 내지 30 N/cm2, 20 내지 30 N/cm2일 수 있다.
상기 폴리에스테르 발포시트의 KS M ISO 845에 따른 밀도는 50 내지 350 kg/m3일 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르 발포시트의 KS M ISO 845에 따른 밀도는 50 내지 350 kg/m3, 50 내지 300 kg/m3, 50 내지 250 kg/m3, 50 내지 200 kg/m3, 50 내지 100 kg/m3, 100 내지 350 kg/m3, 200 내지 350 kg/m3, 또는 300 내지 350 kg/m3일 수 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 폴리에스테르 발포시트는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET) 발포시트일 수 있다.
상기 폴리에스테르 발포시트는 90% 이상의 셀이 폐쇄 셀(DIN ISO4590)일 수 있다. 이는, 상기 폴리에스테르 수지의 발포시트의 DIN ISO4590에 따른 측정값이 셀 중 90% 이상이 폐쇄 셀임을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르 발포시트 중 폐쇄 셀은 90 내지 100% 또는 95 내지 100%일 수 있다.
본 발명에 따른 폴리에스테르 발포시트는 상기 범위 내의 폐쇄 셀을 가짐으로써, 우수한 경량성, 내구성 및 강성을 만족하는 발포시트를 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르 발포시트의 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%, 0.1 내지 3%, 또는 0.1 내지 1% 범위일 수 있다. 이를 통해, 본 발명에 따른 폴리에스테르 발포시트는 균일한 크기의 셀들이 균일하게 발포된 것을 알 수 있다.
상기 폴리에스테르 발포시트의 평균 두께는 1.0 내지 10 mm일 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르 발포시트의 평균 두께는 1.0 내지 10 mm, 1.0 내지 8 mm, 1.0 내지 5 mm, 5 내지 10 mm, 또는 7.5 내지 10 mm일 수 있다.
본 발명에 따른 폴리에스테르 발포시트는, 친수화 기능, 방수 기능, 난연 기능 또는 자외선 차단 기능을 가질 수 있으며, 계면활성제, 친수화제, 난연제, 열안정제, 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 발포시트는 증점제, 기핵제, 열안정제 및 발포제를 포함할 수 있다. 상기 증점제는 특별히 한정하지 않으나, 본 발명에서는 예를 들면 피로멜리트산 이무수물(PMDA)이 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 발포시트의 기능성 부여, 가격 절감 등을 역할을 할 수 있다. 구체적으로 본 발명에서는 탈크(Talc)가 사용될 수 있다.
상기 열안정제는, 유기 또는 무기인 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 발포시트의 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.
상기 난연제는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면, 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, 본 발명은 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트를 120 내지 600℃에서 30 내지 200 초 동안 열처리하는 단계를 포함하는 폴리에스테르 발포시트의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 폴리에스테르 발포시트의 제조방법은, 폴리에스테르 발포시트를 열처리하여 후발포 하는 공정을 수행함으로써, 폴리에스테르 발포시트를 활용한 작업 시 열을 가했을 때 부피변화율이 낮아 후발포되는 현상을 방지할 수 있고, 후발포에 의해 폴리에스테르 발포시트의 두께가 두꺼워짐에 따라 결정화도가 높아지며, 굴곡강도가 높아질 수 있다.
상기 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트의 열처리 단계에서, 열처리함에 따른 발포시트의 표면 온도와 열처리 시간은 폴리에스테르 발포시트의 두께에 영향을 줄 수 있고, 본 발명에 따른 열처리 온도와 시간 범위에서 열처리함으로써 폴리에스테르 발포시트의 결정화도, 내열성 및 굴곡강도를 향상시킬 수 있다.
상기 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트를 열처리하는 단계는, 30 내지 200 초 동안 열처리 하는 것일 수 있고, 예를 들어, 상기 열처리는 30 내지 200 초, 30 내지 150 초, 30 내지 100 초, 30 내지 50 초, 50 내지 200 초, 100 내지 200 초, 또는 150 내지 200 초 동안 수행하는 것일 수 있다.
상기 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트를 열처리하는 단계는, 열처리에 의해 표면 온도가 120 내지 250℃인 폴리에스테르 발포시트를 제조하는 것일 수 있고, 예를 들어, 상기 표면 온도는 120 내지 250℃, 120 내지 230℃, 120 내지 200℃, 120 내지 180℃, 120 내지 160℃, 120 내지 140℃, 140 내지 250℃, 160 내지 250℃, 180 내지 250℃, 200 내지 250℃, 또는 230 내지 250℃일 수 있다.
상기 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트를 열처리하는 단계는 직접 열처리 및 간접 열처리 방법을 포함할 수 있고, 예를 들어, 직접 열처리는 발포시트의 표면에 직접적으로 열을 가하는 것일 수 있고, 간접 열처리는 열처리 분위기의 온도를 조절하여 열을 가하는 것일 수 있다.
상기 직접 열처리는, 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트의 표면 온도를 120 내지 300℃ 온도로 가열하는 것일 수 있다. 예를 들어, 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트의 표면 온도를 120 내지 300℃, 120 내지 200℃, 120 내지 150℃, 150 내지 300℃, 또는 200 내지 300℃ 온도로 가열하는 것일 수 있다.
상기 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트의 일면 또는 양면에 접촉시켜 열처리하여 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트의 표면 온도를 120 내지 300℃ 온도로 가열하는 것일 수 있고, 상기 히팅 플레이트 온도는 상기 폴리에스테르 발포시트의 일면 또는 양면을 가열하는 온도는 100 내지 300℃, 100 내지 250℃, 100 내지 200℃, 100 내지 150℃, 150 내지 300℃, 200 내지 300℃, 또는 250 내지 300℃ 범위일 수 있다.
상기 간접 열처리는, 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트를 열처리하는 단계는, 120 내지 600℃ 분위기에서 열처리하는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트를 120 내지 600℃, 120 내지 400℃, 120 내지 200℃, 150 내지 600℃, 200 내지 600℃, 또는 400 내지 600℃ 분위기에서 열처리하여 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트의 표면 온도를 120 내지 300℃ 온도로 가열하는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트의 열처리 수행 시 열처리 온도가 상기 범위일 경우 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트가 1.5 내지 3 배로 후발포하는데 용이할 수 있다.
상기 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트의 열처리 후 발포배율은 열처리 전 발포배율의 1.5 내지 3 배일 수 있다. 상기 열처리는 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트의 후발포를 수행하는 것일 수 있고, 후발포(열처리) 전 발포배율보다 1.5 내지 3 배 더 발포될 수 있다.
상기 폴리에스테르 발포시트의 평균 두께는 1.5 내지 10 mm일 수 있다. 상기 폴리에스테르 발포시트의 평균 두께는 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트의 열처리 전보다 1.5 내지 2배 증가한 것일 수 있고, 예를 들어, 상기 폴리에스테르 발포시트의 평균 두께는 1.5 내지 10 mm, 1.5 내지 8 mm, 1.5 내지 5 mm, 5 내지 10 mm, 또는 7.5 내지 10 mm일 수 있다.
상기 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트를 열처리하는 단계를 거침으로써 폴리에스테르 발포시트의 발포 배율을 높이게 되며, 이에 따라 제조된 폴리에스테르 발포시트에 열을 가할 시 후발포가 발생하여 형태가 변형되는 것을 방지할 수 있다.
예를 들어, 압축 발포된 폴리에스테르 발포시트는 컨베이어 벨트에 의해 히터를 지나면서 가열되어 열처리(후발포)될 수 있고, 압축 발포된 폴리에스테르 발포시트는 전단부와 후단부를 평행하게 잡아주는 닙롤러(Nip Roller)에 의해서 히터를 지나면서 가열되어 열처리(후발포)될 수 있다.
압축 발포된 폴리에스테르 발포시트의 열처리 이후, 폴리에스테르 발포시트를 냉각하는 단계를 더 거칠 수 있다. 상기 냉각하는 단계는 폴리에스테르 발포시트가 컨베이어 벨트에 의해 이동하면서 냉각 롤러에 의해 냉각될 수 있다. 이때, 냉각하는 단계는 폴리에스테르 발포시트가 열처리에 의해 용융되어있던 부분을 굳혀, 상기 폴리에스테르 발포시트의 형태가 뒤틀리 현상을 방지하기 위해 수행될 수 있다.
하나의 예로서, 상기 냉각하는 단계에서 냉각 롤러의 온도는 15℃ 이하, 1 내지 14.5℃, 1.5 내지 14℃, 2 내지 13.5℃¸2.5 내지 13℃, 3 내지 12.5℃, 3.5 내지 12℃, 4 내지 11.5℃ 혹은 4.5 내지 10℃ 범위일 수 있다.
압축 발포된 폴리에스테르 발포시트의 열처리 이후, 폴리에스테르 발포시트를 일정 간격으로 컷팅하는 단계를 더 거칠 수 있다. 상기 컷팅하는 단계는 폴리에스테르 발포시트가 컨베이어 벨트에 의해 이동하면서 커터에 의해 컷팅될 수 있다.
또한, 상기 컷팅하는 단계는 압축 발포된 폴리에스테르 발포시트의 열처리 후에 폴리에스테르 발포시트가 컨베이어 벨트에 의해 이동하면서 냉각 롤러를 지나 냉각된 후 컨베이어 벨트에 의해 이동하면서 커터에 의해 커팅될 수 있다. 본 발명에 따른 폴리에스테르 발포시트는의 제조방법은 열처리된 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트를 컷터에 의해 컷팅하는 과정을 수행함으로써, 공정성이 향상되고 대량생산이 용이한 이점이 있다.
본 발명에 따른 폴리에스테르 발포시트는 선박 내부 격벽, 건축용 외장재 등에 사용하는 샌드위치 판넬 코어재, 가구용 MDF(Medium density fiberboard) 대체제, 자동차 내외장재 등에 적용 가능하다.
이하 본 발명에 따르는 실시예 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
실시예 1
폴리에스테르 발포시트를 제조하기 위해, 먼저 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지 100 중량부를 180℃에서 건조하여 수분을 제거하였고, 압출기에 상기 수분이 제거된 PET 수지와 상기 수분이 제거된 PET 수지 100 중량부를 기준으로, 피로멜리틱 디언하이드리드(pyromellitic dianhydride, PMDA) 1 중량부, 탈크(Talc) 1 중량부 및 Irganox (IRG 1010) 0.1 중량부를 혼합하고, 280℃로 가열하여 수지 용융물을 제조하였다. 그런 다음, 압출기에 발포제로서 부탄가스를 PET 수지 100 중량부를 기준으로 1 중량부 투입하고 압출 발포 하였다. 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트는 밀도가 200 kg/m3, 두께가 5 mm, 결정화도가 6%, 및 굴곡강도가 3 N/cm2인 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트였다.
상기 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트를 350℃ 온도의 히터 사이로 60 초 동안 통과시키면서 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트의 표면 온도 180℃에서 열처리(후발포)하였다. 열처리 후 수득된 폴리에스테르 발포시트는 이어서 컷팅기에 의해 컷팅하여 폴리에스테르 발포시트를 제조하였다.
도 1은 상기 실시예 1에 의한 폴리에스테르 발포시트의 제조방법을 개략적으로 나타낸 것으로, 압출기(10)로부터 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트(20)가 발포되어, 히터(30) 사이를 통과시키면서 열처리한 후, 컨베이어 벨트(60)에 의해 이동되어 컷팅기(40)에 의해 컷팅되는 과정을 거쳐 폴리에스테르 발포시트(50)가 제조된다.
실시예 2
상기 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트를 500℃ 온도의 히터 사이로 60 초 동안 통과시키면서 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트의 표면 온도 200℃에서 열처리(후발포)한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
비교예 1
상기 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트를 500℃ 온도의 히터 사이로 250 초 동안 통과시키면서 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트의 표면 온도 250℃에서 열처리(후발포)한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
비교예 2
상기 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트를 350℃ 온도의 히터 사이로 20 초 동안 통과시키면서 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트의 표면 온도 100℃에서 열처리(후발포)한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
실험예
상기 실시예 1 및 4, 및 비교예 1 및 2에서 제조한 폴리에스테르 발포시트에 대하여, 밀도, 두께, 결정화도, 굴곡 강도를 측정하였다. 측정 방법은 하기 기재하였으며, 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
1) 밀도
KS M ISO 845 조건하에서 밀도를 측정하였다.
2) 결정화도
결정화도(%)={(융해열량의 절대값 (J/g)-결정화 열량의 절대값(J/g))÷완전 결정화 열량(J/g)}×100
결정화 열량은 KS M ISO 11357-1 「플라스틱 - 시차주사열량계 이용 방법」에 따라 측정한 DSC 곡선에서 구할 수 있다. 측정 조건은 상술한 대로이다. 본 발명에 있어서 산출되는 결정화도란, 융열 피크의 면적에서 요구되는 융해열량(J/g)과 결정화 피크의 면적에서 요구되는 결정화 열량(J/g)의 차이를 수지의 완전 결정 이론 융해열량으로 나누어서 요구되는 값이다. 융해열량 및 결정화 열량은 장치 부속의 해석 소프트를 이용하여 산출할 수 있다.
3) 굴곡 강도
KS M ISO 844 조건하에서 굴곡 강도를 측정하였다.
Figure 112018124324841-pat00001
표 1에 따르면, 밀도가 200 kg/m3, 두께가 5 mm, 결정화도가 6%, 굴곡강도가 3 N/cm2, 및 굴곡 탄성률이 200 MPa인 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트의 표면 온도 및 열처리 시간에 따라 상이한 물성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 상기 실시예 1 및 2에 따라 제조된 폴리에스테르 발포시트는 각각 표면 온도 180℃ 및 220℃로 60 초 동안 열처리함으로써 폴리에스테르 발포시트의 두께가 각각 1.5 및 2 배 증가하였다. 반면, 상기 비교예 1 및 2에 따라 제조된 폴리에스테르 발포시트는 각각 표면 온도 250℃ 및 100℃로 250 초(장시간) 및 20 초(단시간) 동안 열처리함으로써 폴리에스테르 발포시트의 두께 증가가 거의 없었다. 이를 통해, 압축 발포된 폴리에스테르 발포시트의 열처리 시 시트 표면 온도와 열처리 시간이 폴리에스테르 발포시트의 두께에 영향을 끼치는 것을 확인할 수 있었다. 본 발명에 따라 제조된 폴리에스테르 발포시트는 두께가 1.5 내지 2 배 증가함으로써 폴리에스테르 발포시트의 결정화도는 비교예 2에 비하여 증가되었으며, 이 같은 두께의 증가와 열처리에 의한 제품 표면의 결정화도의 증가가 제품의 굴곡강도 향상에 영향을 준다고 할 수 있다.
10: 압출기
20: 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트
30: 히터
40: 컷팅기
50: 폴리에스테르 발포시트
60: 컨베이어 벨트

Claims (10)

  1. 폴리에스테르 발포시트를 포함하고,
    150℃ 조건에서 6 시간 동안 유지한 후 부피변화율이 5% 이하이며,
    90% 이상의 셀이 폐쇄 셀(DIN ISO4590)이고,
    결정화도가 15 내지 30%이며,
    평균 두께는 5 내지 10mm이고,
    KS M ISO 844에 따른 수지 발포체의 굴곡강도는 5 내지 30N/cm2인 폴리에스테르 발포시트.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 발포시트의 KS M ISO 845에 따른 밀도는 50 내지 350 kg/m3인 폴리에스테르 발포시트.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트를 120 내지 600℃에서 30 내지 200 초 동안 열처리하는 단계를 포함하고,
    폴리에스테르 발포시트의 평균 두께는 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트의 열처리 전보다 1.5 내지 2배 증가한 것인 제1항의 폴리에스테르 발포시트의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    압출 발포된 폴리에스테르 발포시트를 열처리하는 단계는,
    압출 발포된 폴리에스테르 발포시트의 표면온도를 120 내지 200℃ 온도로 가열하는 것인 폴리에스테르 발포시트의 제조방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    압출 발포된 폴리에스테르 발포시트를 열처리하는 단계는,
    120 내지 600℃ 분위기에서 열처리하는 것인 폴리에스테르 발포시트의 제조방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    압출 발포된 폴리에스테르 발포시트를 열처리하는 단계는,
    상기 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트의 일면 또는 양면에 100 내지 300℃ 온도의 히팅 플레이트와 접촉시켜 열처리하는 것인 폴리에스테르 발포시트의 제조방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    압출 발포된 폴리에스테르 발포시트의 열처리 후 발포배율은 열처리 전 발포배율의 1.5 내지 3 배인 폴리에스테르 발포시트의 제조방법.
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