KR102574879B1 - 열가소성 엘라스토머 복합소재를 이용한 차량 카페트 - Google Patents

열가소성 엘라스토머 복합소재를 이용한 차량 카페트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열가소성 엘라스토머 복합소재를 이용한 차량 카페트에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 차량 카페트는 스킨층; 상기 스킨층의 하부면에 형성되는 펠트층; 및 상기 펠트층의 하부면에 형성되는 백코팅층;을 포함하는 차량 카페트이며, 상기 스킨층은 폴리올레핀 수지 20~80 중량% 및 열가소성 엘라스토머 20~80 중량%를 포함하는 베이스 수지 100 중량부 및 상용화제 0.1~50 중량부를 포함하는 제1 조성물로부터 형성되며, 상기 백코팅층은 폴리올레핀 수지를 포함하는 베이스 수지를 포함하는 제2 조성물로부터 형성된다.

Description

열가소성 엘라스토머 복합소재를 이용한 차량 카페트 {AUTOMOBILE CARPET USING THERMOPLASTIC ELASTOMER COMPOSITE MATERIAL}
본 발명은 열가소성 엘라스토머(TPE) 복합소재를 이용한 차량 카페트에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 휘발성 유기화합물(VOC), 악취 및 중금속 발생을 저감하고, 경량성, 내마모성 및 흡음성이 우수한 열가소성 엘라스토머(TPE) 복합소재를 이용한 차량 카페트에 관한 것이다.
차량 카페트(또는 차량 플로어 카페트)는 차량 실내의 플로어 패널 및 트렁크 룸의 바닥 부위 등에 설치되는 내장재이다. 상기 차량용 플로어 카페트는 차량의 운행 중 발생되는 각종 소음과 엔진 소음 등을 차단하며, 탑승자에게 쿠션감과 보온성 등의 안락한 승차감 제공을 목적으로 설치된다.
도 1은 종래 차량 카페트를 나타낸 것이다. 상기 도 1을 참조하면, 종래 차량용 카페트(10)는 스킨층(1); 스킨층(1)의 하부에 형성되는 펠트층(2); 및 펠트층(2)의 하면에 형성되는 백코팅층(3);을 포함하는 구조로 제조되고 있다.
한편, 종래의 단층 형태의 카페트나, 다층 형태의 카페트 중 스킨층(1)은 PVC(Polyvinyl chloride) 등을 포함하는 폴리올레핀 수지 조성물을 이용하여 형성되며, 제조 단가를 절감하기 위해 주로 재생 PVC 수지를 사용하여 제조해왔다. 그러나, 이러한 PVC 수지는 인체에 유해한 중금속이 포함되어 있으며 냄새가 발생할 뿐만 아니라, 차량 화재 또는 소각시 다이옥신 등 유해가스가 발생하여, 인체 및 환경에 유해한 문제가 있었다.
본 발명과 관련한 배경기술은 대한민국 등록 실용신안공보 제20-0471751호(2014.03.11 공고, 발명의 명칭: 3중 구조 자동차용 매트)에 개시되어 있다.
본 발명의 하나의 목적은 흡·차음성이 우수하며, 중금속, 이취 및 유독 기체 발생이 없어 친환경성이 우수한 차량 카페트를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 경량성, 내마모성 및 기계적, 물리적 강도가 우수한 차량 카페트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 가공성, 생산성 및 경제성이 우수한 차량 카페트를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 차량 카페트에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 차량 카페트는 스킨층; 상기 스킨층의 하부면에 형성되는 펠트층; 및 상기 펠트층의 하부면에 형성되는 백코팅층;을 포함하는 차량 카페트이며, 상기 스킨층은 폴리올레핀 수지 20~80 중량% 및 열가소성 엘라스토머 20~80 중량%를 포함하는 베이스 수지 100 중량부 및 상용화제 0.1~50 중량부를 포함하는 제1 조성물로부터 형성되며, 상기 백코팅층은 폴리올레핀 수지를 포함하는 베이스 수지를 포함하는 제2 조성물로부터 형성된다.
한 구체예에서 상기 열가소성 엘라스토머는 융점(Tm) 200℃ 이하이며, 상기 열가소성 엘라스토머는 올레핀계, 스티렌계, 우레탄계 및 에스터계 엘라스토머 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 펠트층은 니들 펀칭된 폴리에스테르(PET) 펠트를 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 제1 조성물은, 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 난연제 0.1~30 중량부, 충전제 0.1~100 중량부, 산화방지제 0.01~5 중량부 및 활제 0.01~5 중량부 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 제2 조성물은, 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 상용화제 0.1~50 중량부, 충전제 0.1~100 중량부, 활제 0.01~5 중량부, 난연제 0.1~30 중량부 및 산화방지제 0.01~5 중량부 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 차량 카페트는 경량성, 내마모성 및 기계적, 물리적 강도가 우수하며, 흡·차음성이 우수하고, 중금속, 이취 및 유독 기체 발생이 없으며, 친환경성이 우수하며, 생산성 및 경제성이 우수할 수 있다.
도 1은 종래 차량 카페트를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 차량 카페트를 나타낸 것이다.
도 3은 열가소성 엘라스토머를 모식적으로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 차량 카페트의 신율 평가용 시편을 나타낸 것이다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 명세서에서 "상부(상면)"와 "하부(하면)"는 도면을 기준으로 정의한 것으로서, 보는 관점에 따라 "상부(상면)"가 "하부(하면)"로 "하부(하면)"가 "상부(상면)"로 변경될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 구조를 개재한 경우도 포함할 수 있다.
열가소성 엘라스토머 복합소재를 이용한 차량 카페트
본 발명의 하나의 관점은 열가소성 엘라스토머 복합소재를 이용한 차량 카페트에 관한 것이다. 도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 차량 카페트를 나타낸 것이다. 상기 도 2를 참조하면, 차량 카페트(100)는 스킨층(110); 스킨층(110)의 하부면에 형성되는 펠트층(120); 및 펠트층(120)의 하부면에 형성되는 백코팅층(130);을 포함한다.
스킨층
상기 스킨층은 경량성을 가지면서, 휘발성 유기화합물 및 악취 발생을 억제하면서, 친환경성이 우수할 수 있다.
상기 스킨층은 폴리올레핀 수지 20~80 중량% 및 열가소성 엘라스토머 20~80 중량%를 포함하는 베이스 수지 100 중량부 및 상용화제 0.1~50 중량부를 포함하는 제1 조성물로부터 형성된다. 상기 제1 조성물을 적용시, 스킨층의 경량성, 차음성, 내마모성 및 강성이 우수할 수 있다.
상기 베이스 수지는 폴리올레핀 수지 20~80 중량% 및 열가소성 엘라스토머 20~80 중량%를 포함한다.
상기 폴리올레핀 수지는 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지 및 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 중 하나 이상 포함한다. 상기 종류의 수지를 포함시, 접착성이 우수하면서, 예를 들면 상기 폴리올레핀 수지는 폴리에틸렌 수지를 포함할 수 있다. 상기 폴리올레핀 수지를 적용시, 상기 스킨층의 강도 및 성형성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리올레핀 수지는 중량평균분자량이 10,000~1,000,000 g/mol 일 수 있다. 상기 조건에서 상기 스킨층의 성형성, 유연성 및 부착성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리올레핀 수지는 융점이 80~200℃ 일 수 있다. 상기 조건에서 상기 열가소성 엘라스토머와의 상용성과 혼련성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리에틸렌 수지는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 및 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 수지 중 하나 이상 포함할 수 있다. 예를 들면 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함할 수 있다. 상기 폴리올레틴 수지를 포함시 상기 열가소성 엘라스토머와의 상용성과 혼련성이 우수하며, 스킨층의 기계적 물성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리올레핀계 수지는 ASTM D 1238(190℃, 2.16kg 측정) 기준에 의거하여 측정한 용융지수가 0.5~40g/10min 일 수 있다. 상기 조건에서 본 발명의 성형성, 부착성 및 생산성이 우수할 수 있다. 예를 들면, 용융지수가 1~20 g/10min일 수 있다.
한 구체예에서 상기 저밀도 폴리에틸렌 수지는 밀도가 0.910~0.990 g/cm3 일 수 있다. 상기 밀도 범위에서 부착강도, 유연성 및 성형성이 우수할 수 있다. 예를 들면 0.910~0.970 g/cm3 일 수 있다.
상기 열가소성 엘라스토머는 유연성, 내열성 등의 기계적 물성을 확보하기 위해 포함된다. 상기 열가소성 엘라스토머는 융점(Tm) 200℃이하인 것을 사용한다. 상기 조건에서 상기 폴리올레핀 수지와 상용성 및 혼련성이 우수하며, 성형성이 용이할 수 있다. 상기 열가소성 엘라스토머의 융점이 200℃를 초과하는 경우, 상기 폴리올레핀 수지와 혼련성이 저하되어, 제조된 스킨층의 층 분리가 발생하여 부착력과 기계적 강도가 현저히 저하될 수 있다. 한 구체예에서 상기 열가소성 엘라스토머는 융점(Tm)이 80~200℃일 수 있다. 예를 들면 110~140℃일 수 있다.
상기 열가소성 엘라스토머는 밀도가 0.89~1.0 g/cm3 일 수 있다. 상기 조건에서 기계적 물성과 경량성이 우수할 수 있다.
또한 상기 열가소성 엘라스토머를 적용시, 밀도가 1.35~1.45g/cm3인 종래 폴리염화비닐(PVC) 수지를 적용시보다 경량성이 우수하고, 악취가 발생하지 않으며, 탄성이 우수하고, 소각시 다이옥신 등 휘발성 유기 화합물 발생을 방지하며, 사용 온도가 약 -60~120℃로 사용이 가능하여, 온도범위가 -10~60℃인 PVC에 비해 광범위한 환경에서 사용 가능할 수 있다.
한 구체예에서 상기 열가소성 엘라스토머는 ASTM D 1238(190℃, 2.16kg 측정) 기준에 의거하여 측정한 용융지수가 0.5~40g/10min 일 수 있다. 상기 조건에서 본 발명의 성형성, 부착성 및 생산성이 우수할 수 있다. 예를 들면, 용융지수가 3~15 g/10min일 수 있다.
한 구체예에서 상기 열가소성 엘라스토머는 올레핀계, 스티렌계, 우레탄계 및 에스터계 엘라스토머 중 하나 이상 포함할 수 있다. 예를 들면, 융점(Tm)이 80~140℃인 저융점 폴리우레탄 엘라스토머(LM-TPU)를 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 올레핀계 엘라스토머는 에틸렌-알파올레핀 엘라스토머를 포함할 수 있다. 예를 들면 에틸렌-프로필렌-디엔(Ethylene Propylene Diene Monomer, EPDM) 엘라스토머를 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 스티렌계 엘라스토머는 스티렌-부타디엔-스티렌(Styrene-Butadiene-Styrene, SBS), 스티렌-이소프렌-스티렌(Styrene-Isoprene-Styrene, SIS) 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(Styrene-Ethylene-Butadiene-Styrene, SEBS) 엘라스토머 중 하나 이상 포함할 수 있다.
다른 예를 들면 상기 열가소성 엘라스토머는 에스터계 엘라스토머로 열가소성 폴리에테르-에스터 엘라스토머(TPEE)를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명에 포함되는 열가소성 엘라스토머 모식적으로 나타낸 것이다. 상기 도 3을 참조하면, 상기 열가소성 엘라스토머가 스티렌계 엘라스토머인 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS)는 하나의 분자 사슬 안에 경질의 하드 세그먼트(hard segment)인 스티렌 블록(모노머)과, 연질의 소프트 세그먼트(soft segment)인 부타디엔 블록(모노머)가 중합되어 이루어질 수 있다.
예를 들면 상기 하드 세그먼트는 디카르복실산 성분 및 디올 성분 중 하나 이상 포함할 수 있다. 한 구체예에서 상기 디카르복실산 성분으로는 옥살산, 말론산, 숙신산 등의 지방족 디카르복실산 및 그 유도체로부터 유래될 수 있다. 또는, 테레프탈산, 이소프탈산 및 나프탈렌디카르복실산 등의 방향족 디카르복실산 및 그 유도체로부터 유래된 것일 수 있다.
한 구체예에서 상기 디올 성분으로는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부탄디올(예를 들면, 1,4-부탄디올) 등의 C2-10 알킬렌글리콜, (폴리)옥시 C2-10 알킬렌글리콜, C5-12 시클로알칸디올, 비스페놀류 등을 포함할 수 있다.
상기 소프트 세그먼트는 폴리에스테르 타입 세그먼트 및 폴리에테르 타입 세그먼트 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 베이스 수지는 상기 폴리올레핀 수지 20~80 중량% 및 열가소성 엘라스토머 20~80 중량% 포함할 수 있다. 상기 폴리올레핀 수지를 20 중량% 미만으로 포함시 스킨층의 부착력과 기계적 강도가 저하되고, 80 중량%를 초과하여 포함시 탄성 및 혼합성이 저하될 수 있다. 상기 열가소성 엘라스토머를 20 중량% 미만으로 포함시 스킨층의 부착력, 탄성 및 기계적 강도가 저하되며, 80 중량%를 초과하여 포함시 스킨층의 혼합성과 기계적 강도가 저하될 수 있다. 예를 들면 상기 베이스 수지는 상기 폴리올레핀 수지 40~60 중량% 및 열가소성 엘라스토머 40~60 중량% 포함할 수 있다.
상기 상용화제는 상기 스킨층 베이스 수지의 혼합성, 결합성과, 층간 부착력을 향상시키는 목적으로 포함된다. 상기 상용화제를 적용하여 상용성이 낮은 폴리올레핀 수지 및 열가소성 엘라스토머 사이의 결합력을 개선할 수 있다.
한 구체예에서 상기 상용화제는 실란계 화합물, 티탄계 화합물 및 변성 올레핀계 수지 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 실란계 화합물은 3-메타크릴옥시프로필 트리메톡시 실란, 3-글리시딜옥시프로필 트리메톡시 실란, g-글리시독시 프로필 트리메톡시 실란, 트리메톡시 비닐실란, 트리에톡시 비닐 실란, 3-트리메톡시 실릴 프로필 메타크릴레이트, 3-트리메톡시 실릴 프로필 아민 및 비닐-트리스-2-메톡시 에톡시 실란 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 티탄계 화합물은 알콕시계 티탄을 포함할 수 있다. 예를 들면 트리에탄올아민 티타늄 킬레이트와 같은 모노 알콕시의 티타늄 화합물을 사용할 수 있다.
한 구체예에서 상기 변성 올레핀계 수지는 극성기가 그라프트된 폴리올레핀 수지를 포함할 수 있다. 예를 들면 상기 변성 올레핀계 수지는 카르복실기(carboxy group), 히드록시기(hydroxyl group), 말레산(maleic acid) 또는 무수 말레산(maleic anhydride)으로 그라프트된 폴리올레핀 수지를 포함할 수 있다. 상기 올레핀계 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지 중 하나 이상 포함할 수 있다. 예를 들면 폴리에틸렌을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 변성 올레핀계 수지는 무수 말레산 그라프트된 폴리에틸렌 수지를 포함할 수 있다. 상기 무수말레산 그라프트 폴리에틸렌을 적용시, 상기 폴리에틸렌 친화적인 부분과, 폴리우레탄과 친화적인 부분을 동시에 가지게 되어, 상기 무수말레산 그라프트 폴리올레핀과, 폴리에틸렌 수지, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체, 열가소성 폴리올레핀 사이에 반데르발스 인력이 작용하게 된다. 따라서 본 발명의 스킨층을 적용시, 펠트층 사이의 결합력이 우수할 수 있다.
예를 들면 변성 올레핀계 수지의 중량평균분자량은 10,000~500,000 g/mol일 수 있다. 상기 조건에서 부착력, 내구성과 기계적 물성이 우수할 수 있다.
예를 들면 상기 변성 올레핀계 수지의 그라프트율은 1~50%일 수 있다. 상기 조건에서 상기 스킨층의 부착력, 유동성 및 기계적 물성이 우수할 수 있다.
바람직하게는, 상용화제로 상기 변성 올레핀계 수지를 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 제1 조성물은 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 상기 상용화제는 0.1~50 중량부 포함할 수 있다. 상기 상용화제를 0.1 중량부 미만으로 포함시 베이스 수지의 혼합성과 부착력 향상 효과가 미미하며, 50 중량부를 초과하여 포함시 스킨층에 냄새 및 끈적임이 발생하며, 가공설비 오염이 발생할 수 있다. 예를 들면 0.1~30 중량부 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 구체예에서 상기 제1 조성물은 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 난연제 0.1~30 중량부, 충전제 0.1~100 중량부, 산화방지제 0.01~5 중량부 및 활제 0.01~5 중량부 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 난연제는 내열성, 난연성을 확보하는 목적으로 포함된다. 한 구체예에서 상기 난연제는 금속 수산화물계 난연제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 수산화 마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화알루미늄(Al(OH)3)중 하나 이상 포함할 수 있다.
또한, 상기 금속 수산화물계 난연제는 알킬실란, 비닐실란, 스테아린산, 올레인산, 아미노폴리실록산 등으로 표면 처리된 것을 사용할 수 있다. 상기 표면 처리시 제1 조성물의 분산성 및 혼합성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 금속 수산화물계 난연제의 평균입경은 0.1~80㎛ 일 수 있다. 상기 범위로 적용시 제1 조성물의 혼합성, 성형성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 난연제는 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.1~30 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량의 난연제를 포함시 난연성 및 내열성 이 우수하고 제1 조성물의 혼합성이 우수할 수 있다. 예를 들면 5~25 중량부 포함될 수 있다.
상기 충전제는 본 발명의 제1 조성물의 내열성과 기계적 강도를 향상시킨다. 상기 충전제는 실리카(silica), 탄산마그네슘(MgCO3), 이산화티탄(TiO2), 황산바륨(BaSO4), 탈크(talc) 및 탄산칼슘(CaCO3) 중 하나 이상 포함할 수 있다. 예를 들면, 탈크 및 탄산칼슘 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 충전제의 비표면적(BET 법)은 5mm2/g~300mm2/g일 수 있다. 상기 범위에서 본 발명의 분산성, 성형성 및 기계적 강도가 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 충전제는 표면 처리된 것을 사용할 수 있다. 상기 표면처리는 실란계 커플링제, 티타네이트계 커플링제, 지방산, 금속수화물(금속 수산화물), 아민 및 아민의 금속염 중에서 하나 이상으로 상기 충전제 표면을 코팅하는 것일 수 있다. 상기 표면 처리시 상기 충전제의 상용성과 기계적 강도가 동시에 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 충전제는 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.1~100 중량부 포함될 수 있다. 상기 조건으로 포함시 상기 제1 조성물의 기계적 강도를 확보하면서 제1 조성물의 혼합성 및 성형성이 우수할 수 있다. 예를 들면 5~30 중량부 포함될 수 있다.
한 구체예에서 상기 난연제 및 충전제는 1:1~1:4 중량비로 포함될 수 있다. 상기 중량비 범위로 포함시, 상기 제1 조성물 제조시 분쇄가 용이하며, 성형성이 우수하면서, 다공성 접착층의 부착력 및 기계적 강도가 우수할 수 있다. 예를 들면 상기 난연제 및 충전제는 1:1.5~1:2.5 중량비로 포함될 수 있다.
상기 산화방지제는 상기 제1 조성물의 내열성을 향상시켜 고온 환경에서 상기 제1 조성물 구성 성분의 노화 또는 열화를 방지할 수 있다. 한 구체예에서 상기 산화방지제는 인계, 페놀계, 아민계, 황계 및 금속계 산화방지제 중 하나 이상 포함할 수 있다.
상기 페놀계 산화방지제로는 입체적으로 방해받는 페놀계 안정화제(sterically hindered phenolic stabi1izer)로서, 예를 들면 알킬화 모노페놀 화합물, 알킬티오메틸페놀 화합물, 히드로퀴논 화합물, 알킬화 히드로퀴논 화합물, 토코페롤 화합물, 히드록시화 티오디페닐 에티르 화합물 및 알킬리덴 비스페놀 화합물 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 인계 산화방지제로는 인계 에스테르 화합물 및 방향족 포스핀 화합물 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 아민계 산화방지제로는 N'-디이소프로필-p-페닐렌디아민, N,N'-디-이차부틸-p-페닐렌디아민, N,N'-비스(1,4-디메틸펜틸)-p-페닐렌디아민, N,N'-비스(1-에틸-3-메틸펜틸)-p-페닐렌디아민, N,N'-비스(1-메틸헵틸)-p-페닐렌디아민, N,N'-디시클로헥실-p-페닐렌디아민, N,N'-디페닐-p-페닐렌디아민, N,N'-비스(2-나프틸)-p-페닐렌디아민, N-이소프로필-N'-페닐-p-페닐렌디아민, N-(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민, N-(1-메틸헵틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민, N-시클로헥실-N'-페닐-p-페닐렌디아민, 4-(p-톨루엔술폰아미도)디페닐아민 및 N,N'-디메틸-N,N'-디-이차부틸-p-페닐렌디아민 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 황계 산화방지제로는 다이라우릴 3,3-싸이오다이프로피오네이트, 다이미리스틸3,3'-싸이오다이프로피오네이트, 다이스테아릴3,3-싸이오다이프로피오네이트, 라우릴스테아릴3,3-싸이오다이프로피오네이트, 펜타에리트리톨-테트라키스-(β-라우릴-싸이오-프로피오네이트) 및 3,9-비스(2-도데실싸이오에틸)-2,4,8,10-테트라옥사스파이로[5,5]운데케인 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 금속계 산화방지제로는 구리계 산화방지제, 몰리브덴계 산화방지제, 염화납, 염화마그네슘 및 염화아연 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 금속계 산화방지제 포함시 산화방지 효과가 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 산화방지제는 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.01~5 중량부 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 상기 제1 조성물의 기계적 물성을 저해하지 않으면서, 열화 또는 노화를 방지할 수 있다. 예를 들면 0.1~3 중량부 포함될 수 있다.
상기 활제는 가공성, 유동성 및 성형성 향상을 목적으로 포함될 수 있다. 한 구체예에서 상기 활제는 스테아르산계 및 지방산계 활제 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 스테아르산계 활제로는 스테아르산 아연, 스테아린산 칼슘 및 스테아린산 마그네슘 중 하나 이상 포함할 수 있다. 예를 들면 스테아린산 칼슘을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 지방산계 활제로는 몬탄산, 올레인산, 동물성 고급지방산 및 식물성 고급지방산 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 활제는 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.01~5 중량부 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 상기 제1 조성물의 가공성, 유동성 및 성형성이 우수할 수 있다. 예를 들면 0.1~3 중량부 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 구체예에서 상기 스킨층은 목적하는 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 용도에 따라 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 안료, 대전방지제, 항균제, 열안정제, 계면활성제, 난연보조제, 적하방지제, 내후제, 자외선 흡수제 및 자외선 차단제 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 첨가제는 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.01~30 중량부 포함될 수 있다.
예를 들면 안료로서 카본블랙(흑색 안료)를 포함할 수 있다. 한 구체예에서 상기 카본블랙은 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.05~5 중량부 포함될 수 있다.
상기 대전방지제는 상기 스킨층의 정전기 발생을 방지하는 목적으로 포함된다. 상기 대전방지제는 암모늄계, 설포뮴계, 포스포늄계, 글리세릴 스테아레이트계, 알킬아민계, 알킬설포네이트계 및 글리세릴 에스테르계 대전방지제 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 대전방지제는 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.1~30 중량부 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 상기 스킨층의 부착성 및 기계적 물성을 저해하지 않으면서, 대전방지 특성이 우수할 수 있다. 예를 들면 0.1~10 중량부 포함될 수 있다.
한 구체예에서 상기 스킨층은 폴리올레핀 수지를 포함하는 제1상(확산상)에 융점(Tm) 200℃ 이하인 열가소성 엘라스토머를 포함하는 제2상(분산상)이 분산되어 있으며, 상기 제1상 및 제2상의 계면에 상용화제(변성 올레핀계 수지)가 존재할 수 있다.
한 구체예에서 상기 스킨층은 융점(Tm) 200℃ 이하인 열가소성 엘라스토머를 포함하는 제1상(확산상)에 폴리올레핀 수지를 포함하는 제2상(분산상)이 분산되어 있으며, 상기 제1상 및 제2상의 계면에 상용화제(변성 올레핀계 수지)가 존재할 수 있다.
한 구체예에서 상기 스킨층은 분산상 사이즈가 1~500㎛일 수 있다. 상기 분산상 사이즈에서 접착 강도가 우수하며, 접착 균일성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 스킨층은 밀도가 1.0~1.3g/cm3일 수 있다. 상기 조건에서 경량성이 우수할 수 있다. 한 구체예에서 상기 스킨층은 경도(Shore A)가 85 이상일 수 있다. 예를 들면 스킨층은 경도(Shore A)가 85~98일 수 있다.
한 구체예에서 상기 스킨층은 두께가 0.1~5mm일 수 있다. 상기 조건에서 내구성과 탄성이 우수하며, 층간 부착력이 우수할 수 있다.
상기 스킨층은 면밀도(weight per unit area)가 900~1800g/m2 일 수 있다. 상기 조건에서 내구성과 탄성이 우수하며, 층간 부착력이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 스킨층의 베이스 수지는 가교된 것일 수 있다. 예를 들면 상기 베이스 수지의 열가소성 엘라스토머는 가교된 것일 수 있다. 예를 들면 상기 열가소성 엘라스토머의 고무상 입자의 가교도에 따라 완전가교, 부분가교할 수 있다. 상기 가교시 스킨층의 진동 및 소음 발생(NVH　(Noise, Vibration, Harshness)) 방지 효과가 우수할 수 있다. 한 구체예에서 상기 가교는 전자선 가교 또는 페놀계, 퍼옥사이드계 등의 가교제를 이용하여 가교할 수 있다.
펠트층
상기 펠트층은 니들펀치, 스펀레이스 및 스펀본드 등을 사용하여 제조할 수 있다. 예를 들면 펠트층은 니들 펀칭된 폴리에스테르(PET) 펠트를 포함할 수 있다. 상기 펠트층을 포함시 차음성, 방음성 및 흡음성이 우수할 수 있다.
예를 들면 상기 펠트층은 섬유가 수직 방향으로 구성된 버티칼 랩 펠트(vertical lap felt) 형태일 수 있다. 상기 조건에서 차음성, 방음성 및 흡음성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 펠트층(130)은 두께 0.05~30mm, 면밀도(weight per unit area)가 150~600g/m2 이며, 밀도가 0.05~0.8g/cm3이며, 섬유의 섬도가 0.1~50 데시텍스일 수 있다. 상기 조건에서, 경량성이 우수하고, 저주파영역과 고주파 영역에서 흡음 성능이 모두 우수할 수 있다.
백코팅층
상기 백코팅층은 상기 펠트층의 하부면에 형성된다. 상기 백코팅층은 폴리올레핀 수지를 포함하는 베이스 수지를 포함하는 제2 조성물로부터 형성될 수 있다. 상기 백코팅층은 본 발명의 형태 안정성을 확보하고, 진동 및 소음 발생(NVH　(Noise, Vibration, Harshness)) 방지효과 향상을 위해 포함될 수 있다.
상기 폴리올레핀 수지는 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지 및 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 중 하나 이상 포함한다. 상기 종류의 수지를 포함시, 접착성이 우수하면서, 예를 들면 상기 폴리올레핀 수지는 폴리에틸렌 수지를 포함할 수 있다. 상기 폴리올레핀 수지를 적용시, 상기 백코팅층의 강도 및 성형성이 우수하며, 경량상, 강성, 차음성 및 난연성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리올레핀 수지는 중량평균분자량이 10,000~1,000,000 g/mol 일 수 있다. 상기 조건에서 상기 백코팅층의 성형성, 유연성 및 부착성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리올레핀 수지는 융점이 80~200℃ 일 수 있다. 상기 조건에서 상기 열가소성 엘라스토머와의 상용성과 혼련성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리에틸렌 수지는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 및 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 수지 중 하나 이상 포함할 수 있다. 예를 들면 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함할 수 있다. 상기 폴리올레틴 수지를 포함시 상기 열가소성 엘라스토머와의 상용성과 혼련성이 우수하며, 백코팅층의 기계적 물성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리올레핀계 수지는 ASTM D 1238(190℃, 2.16kg 측정) 기준에 의거하여 측정한 용융지수가 0.5~40g/10min 일 수 있다. 상기 조건에서 본 발명의 성형성, 부착성 및 생산성이 우수할 수 있다. 예를 들면, 용융지수가 1~20 g/10min일 수 있다.
한 구체예에서 상기 저밀도 폴리에틸렌 수지는 밀도가 0.910~0.990 g/cm3 일 수 있다. 상기 밀도 범위에서 부착강도, 유연성 및 성형성이 우수할 수 있다. 예를 들면 0.910~0.970 g/cm3 일 수 있다.
한 구체예에서 상기 제2 조성물은, 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 상용화제 0.1~50 중량부, 충전제 0.1~100 중량부, 활제 0.01~5 중량부, 난연제 0.1~30 중량부 및 산화방지제 0.01~5 중량부 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 상용화제는 상기 백코팅층의 베이스 수지의 혼합성, 결합성과, 층간 부착력을 향상시키는 목적으로 포함된다. 상기 상용화제를 적용시 혼합성과 층간 결합력을 개선할 수 있다.
한 구체예에서 상기 상용화제는 실란계 화합물, 티탄계 화합물 및 변성 올레핀계 수지 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 실란계 화합물은 3-메타크릴옥시프로필 트리메톡시 실란, 3-글리시딜옥시프로필 트리메톡시 실란, g-글리시독시 프로필 트리메톡시 실란, 트리메톡시 비닐실란, 트리에톡시 비닐 실란, 3-트리메톡시 실릴 프로필 메타크릴레이트, 3-트리메톡시 실릴 프로필 아민 및 비닐-트리스-2-메톡시 에톡시 실란 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 티탄계 화합물은 알콕시계 티탄을 포함할 수 있다. 예를 들면 트리에탄올아민 티타늄 킬레이트와 같은 모노 알콕시의 티타늄 화합물을 사용할 수 있다.
한 구체예에서 상기 변성 올레핀계 수지는 극성기가 그라프트된 폴리올레핀 수지를 포함할 수 있다. 예를 들면 상기 변성 올레핀계 수지는 카르복실기(carboxy group), 히드록시기(hydroxyl group), 말레산(maleic acid) 또는 무수 말레산(maleic anhydride)으로 그라프트된 폴리올레핀 수지를 포함할 수 있다. 상기 올레핀계 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지 중 하나 이상 포함할 수 있다. 예를 들면 폴리에틸렌을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 변성 올레핀계 수지는 무수 말레산 그라프트된 폴리에틸렌 수지를 포함할 수 있다. 상기 무수말레산 그라프트 폴리에틸렌을 적용시, 상기 폴리에틸렌 친화적인 부분과, 폴리우레탄과 친화적인 부분을 동시에 가지게 되어, 상기 무수말레산 그라프트 폴리올레핀과, 폴리올레핀 수지 사이에 반데르발스 인력이 작용하게 된다. 따라서 본 발명의 백코팅층과 펠트층 사이의 결합력이 우수할 수 있다.
예를 들면 변성 올레핀계 수지의 중량평균분자량은 10,000~500,000 g/mol일 수 있다. 상기 조건에서 부착력, 내구성과 기계적 물성이 우수할 수 있다.
예를 들면 상기 변성 올레핀계 수지의 그라프트율은 1~50%일 수 있다. 상기 조건에서 상기 백코팅층의 부착력, 유동성 및 기계적 물성이 우수할 수 있다. 바람직하게는, 상용화제로 상기 변성 올레핀계 수지를 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 제2 조성물은 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 상기 상용화제를 0.1~50 중량부 포함할 수 있다. 상기 상용화제 함량에서 혼합성과 부착력 향상 효과가 우수할 수 있다. 예를 들면 0.1~30 중량부 포함될 수 있다.
상기 난연제는 백코팅층의 내열성, 난연성을 확보하는 목적으로 포함된다. 한 구체예에서 상기 난연제는 금속 수산화물계 난연제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 수산화 마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화알루미늄(Al(OH)3)중 하나 이상 포함할 수 있다.
또한, 상기 금속 수산화물계 난연제는 알킬실란, 비닐실란, 스테아린산, 올레인산, 아미노폴리실록산 등으로 표면 처리된 것을 사용할 수 있다. 상기 표면 처리시 제2 조성물의 분산성 및 혼합성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 금속 수산화물계 난연제의 평균입경은 0.1~80㎛ 일 수 있다. 상기 범위로 적용시 제2 조성물의 혼합성, 성형성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 난연제는 상기 제2 조성물 중 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.1~30 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량의 난연제를 포함시 난연성 및 내열성 이 우수하고 제2 조성물의 혼합성이 우수할 수 있다. 예를 들면 5~25 중량부 포함될 수 있다.
상기 충전제는 본 발명의 제2 조성물의 내열성과 기계적 강도를 향상시킨다. 상기 충전제는 실리카(silica), 탄산마그네슘(MgCO3), 이산화티탄(TiO2), 황산바륨(BaSO4), 탈크(talc) 및 탄산칼슘(CaCO3) 중 하나 이상 포함할 수 있다. 예를 들면, 황산바륨, 탈크 및 탄산칼슘 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 충전제의 비표면적(BET 법)은 5mm2/g~300mm2/g일 수 있다. 상기 범위에서 본 발명의 분산성, 성형성 및 기계적 강도가 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 충전제는 표면 처리된 것을 사용할 수 있다. 상기 표면처리는 실란계 커플링제, 티타네이트계 커플링제, 지방산, 금속수화물(금속 수산화물), 아민 및 아민의 금속염 중에서 하나 이상으로 상기 충전제 표면을 코팅하는 것일 수 있다. 상기 표면 처리시 상기 충전제의 상용성과 기계적 강도가 동시에 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 충전제는 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.1~100 중량부 포함될 수 있다. 상기 조건으로 포함시 상기 제2 조성물의 기계적 강도를 확보하면서 제2 조성물의 혼합성 및 성형성이 우수할 수 있다. 예를 들면 5~30 중량부 포함될 수 있다.
상기 활제는 가공성, 유동성 및 성형성 향상을 목적으로 포함될 수 있다. 한 구체예에서 상기 활제는 스테아르산계 및 지방산계 활제 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 스테아르산계 활제로는 스테아르산 아연, 스테아린산 칼슘 및 스테아린산 마그네슘 중 하나 이상 포함할 수 있다. 예를 들면 스테아린산 칼슘을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 지방산계 활제로는 몬탄산, 올레인산, 동물성 고급지방산 및 식물성 고급지방산 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 활제는 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.01~5 중량부 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 상기 제2 조성물의 가공성, 유동성 및 성형성이 우수할 수 있다. 예를 들면 0.1~3 중량부 포함될 수 있다.
상기 난연제는 내열성, 난연성을 확보하는 목적으로 포함된다. 한 구체예에서 상기 난연제는 금속 수산화물계 난연제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 수산화 마그네슘(Mg(OH)2) 및 수산화알루미늄(Al(OH)3)중 하나 이상 포함할 수 있다.
또한, 상기 금속 수산화물계 난연제는 알킬실란, 비닐실란, 스테아린산, 올레인산, 아미노폴리실록산 등으로 표면 처리된 것을 사용할 수 있다. 상기 표면 처리시 제2 조성물의 분산성 및 혼합성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 금속 수산화물계 난연제의 평균입경은 0.1~80㎛ 일 수 있다. 상기 범위로 적용시 제2 조성물의 혼합성, 성형성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 난연제는 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.1~30 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량의 난연제를 포함시 난연성 및 내열성 이 우수하고 제2 조성물의 혼합성이 우수할 수 있다. 예를 들면 5~25 중량부 포함될 수 있다.
한 구체예에서 상기 난연제 및 충전제는 1:1~1:4 중량비로 포함될 수 있다. 상기 중량비 범위로 포함시, 상기 제2 조성물 제조시 분쇄가 용이하며, 성형성이 우수하면서, 다공성 접착층의 부착력 및 기계적 강도가 우수할 수 있다. 예를 들면 상기 난연제 및 충전제는 1:1.5~1:2.5 중량비로 포함될 수 있다.
상기 산화방지제는 상기 제2 조성물의 내열성을 향상시켜 고온 환경에서 상기 제2 조성물 구성 성분의 노화 또는 열화를 방지할 수 있다. 한 구체예에서 상기 산화방지제는 인계, 페놀계, 아민계, 황계 및 금속계 산화방지제 중 하나 이상 포함할 수 있다.
상기 페놀계 산화방지제로는 입체적으로 방해받는 페놀계 안정화제(sterically hindered phenolic stabi1izer)로서, 예를 들면 알킬화 모노페놀 화합물, 알킬티오메틸페놀 화합물, 히드로퀴논 화합물, 알킬화 히드로퀴논 화합물, 토코페롤 화합물, 히드록시화 티오디페닐 에티르 화합물 및 알킬리덴 비스페놀 화합물 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 인계 산화방지제로는 인계 에스테르 화합물 및 방향족 포스핀 화합물 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 아민계 산화방지제로는 N'-디이소프로필-p-페닐렌디아민, N,N'-디-이차부틸-p-페닐렌디아민, N,N'-비스(1,4-디메틸펜틸)-p-페닐렌디아민, N,N'-비스(1-에틸-3-메틸펜틸)-p-페닐렌디아민, N,N'-비스(1-메틸헵틸)-p-페닐렌디아민, N,N'-디시클로헥실-p-페닐렌디아민, N,N'-디페닐-p-페닐렌디아민, N,N'-비스(2-나프틸)-p-페닐렌디아민, N-이소프로필-N'-페닐-p-페닐렌디아민, N-(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민, N-(1-메틸헵틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민, N-시클로헥실-N'-페닐-p-페닐렌디아민, 4-(p-톨루엔술폰아미도)디페닐아민 및 N,N'-디메틸-N,N'-디-이차부틸-p-페닐렌디아민 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 황계 산화방지제로는 다이라우릴 3,3-싸이오다이프로피오네이트, 다이미리스틸3,3'-싸이오다이프로피오네이트, 다이스테아릴3,3-싸이오다이프로피오네이트, 라우릴스테아릴3,3-싸이오다이프로피오네이트, 펜타에리트리톨-테트라키스-(-라우릴-싸이오-프로피오네이트) 및 3,9-비스(2-도데실싸이오에틸)-2,4,8,10-테트라옥사스파이로[5,5]운데케인 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 금속계 산화방지제로는 구리계 산화방지제, 몰리브덴계 산화방지제, 염화납, 염화마그네슘 및 염화아연 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 금속계 산화방지제 포함시 산화방지 효과가 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 산화방지제는 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.01~5 중량부 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 상기 제2 조성물의 기계적 물성을 저해하지 않으면서, 열화 또는 노화를 방지할 수 있다. 예를 들면 0.1~3 중량부 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 구체예에서 상기 스킨층은 목적하는 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 용도에 따라 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 안료, 대전방지제, 항균제, 열안정제, 계면활성제, 난연보조제, 적하방지제, 내후제, 자외선 흡수제 및 자외선 차단제 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 첨가제는 상기 제2 혼합물의 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.01~30 중량부 포함될 수 있다.
예를 들면 안료로서 카본블랙(흑색 안료)를 포함할 수 있다. 한 구체예에서 상기 카본블랙은 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.05~5 중량부 포함될 수 있다.
상기 대전방지제는 상기 스킨층의 정전기 발생을 방지하는 목적으로 포함된다. 상기 대전방지제는 암모늄계, 설포뮴계, 포스포늄계, 글리세릴 스테아레이트계, 알킬아민계, 알킬설포네이트계 및 글리세릴 에스테르계 대전방지제 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 대전방지제는 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.1~30 중량부 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 상기 백코팅층의 부착성 및 기계적 물성을 저해하지 않으면서, 대전방지 특성이 우수할 수 있다. 예를 들면 0.1~10 중량부 포함될 수 있다.
한 구체예에서 상기 백코팅층은 밀도가 1.2~1.5일 수 있다. 상기 조건에서 경량성이 우수할 수 있다. 한 구체예에서 상기 백코팅층은 두께가 0.1~5mm일 수 있다. 상기 조건에서 내구성이 우수하며, 층간 부착력이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 백코팅층은 면밀도(weight per unit area)가 200~500g/m2 일 수 있다. 상기 조건에서 내구성과 탄성이 우수하며, 층간 부착력이 우수할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예 및 비교예
상기 실시예 및 비교예에 사용된 성분은 하기와 같다.
(A) 베이스 수지
(A1) 폴리올레핀 수지: 폴리프로필렌 랜덤 공중합체 및 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 수지를 사용하였다.
(A2) 열가소성 엘라스토머: 올레핀계 엘라스토머 및 에틸렌-프로필렌계 고무를 사용하였다.
(A3) 폴리비닐클로라이드(PVC) 수지를 사용하였다.
(B) 난연제: 수산화마그네슘(Mg(OH)2)를 사용하였다.
(C) 충전제
(C1) 탈크(talc)를 사용하였다.
(C2) 탄산칼슘(CaCO3)을 사용하였다.
(D) 활제: 스테아린산 칼슘을 사용하였다.
(E) 카본블랙을 사용하였다.
(F) 산화방지제: 페놀계 산화방지제 및 인계 산화방지제를 사용하였다.
실시예 1~2 및 비교예 1~3
하기 표 1의 성분 및 함량을 혼합 믹서에 투입하여 1차 혼련한 다음, 1차 롤밀을 이용하여 2차 혼련하고, 2차 롤밀을 이용하여 3차 혼련하여 시트 형태의 중간 성형체를 제조하고, 상기 중간성형체를 연신(TD 방향)한 다음, 냉각 및 권취하여 두께: 1.2mm인 시트 형태의 스킨층(차음층)을 제조하였다.
물성 및 신뢰성 평가
상기 실시예 1~2 및 비교예 1~3에 대하여, 하기와 같은 시험방법에 의거하여 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1) 용융지수(g/10min): ASTM D 1238 규격에 의거하여, 190℃, 2.16kg의 조건에서 베이스 수지의 용융지수를 측정하였다.
(2) 비중: KS M ISO 1183-1 규격에 의거하여, 온도(20~25℃), 상대습도(40~60%R.H) 조건 하에 시험하였다.
(3) 경도(Shore A): 쇼어 경도계(Shore A)로 ASTM D-2240에 준하여 측정하였다.
(4) 인장강도(kgf/cm2): 10TON UTM 장비를 사용하였으며, ASTM D5035 규격(스트립법)를 참고하여, 200mm/min 의 인장속도로 시험하였다.
(5) 인열강도(kgf/cm): DUMBBELL형 시험편을 채취하여, 인장시험기에 물리고 인장속도: 200mm/min 조건으로 인열할 때의 그 하중을 극대치의 평균치에서 측정하였다.
(6) 연신율(%): 연신율은 상기 인장강도 시험 방법 및 기기를 동일하게 사용하였으며, 신율은 하기 수식에 따라 산출하였다.
[수식]
또한 시편은 하기 도 4와 같은 형태의 시편을 적용하였으며, 상기 실시예 및 비교예 각 시험편의 평균치를 측정하였다.
(7) 냄새 시험: 시험 기구는 데시케이터(4 리터)를 사용하였으며, 시편 크기는 30mm x 30mm, 시험조건은 DRY 조건(80±2℃)에서 2시간을 방치하였으며, WET조건 증류수가 20ml가 담긴 유리 비이커를 넣고, (60±2)℃에서 2시간을 방치하였으며, 그 판정기준은 아래와 같이 산출하였다.
- 판정기준
1등급 - 냄새 없음
2등급 - 무슨 냄새인지 알 수 없으나, 냄새를 느낌
3등급 - 냄새가 약하게 감지되며 무슨 냄새인지 알 수 있음
4등급 - 쉽게 감지할 수 있는 강한 냄새
5등급 - 아주 강한 냄새
6등급 - 호흡곤란을 느끼는 견디기 어려운 강렬한 냄새
(8) TVOC 및 HCHO 시험: 콕크 타입 및 마개로 기밀을 유지할 수 있는 3리터 용량의 샘플링백을 사용하며, 이때 샘플링백은 테들러(Tedlar), 폴리에스테르(Polyester) 및 불소수지 재질을 사용하였으며, TVOC측정기는 0.01~100ppm이상의 측정범위를 가진 기기로, 0.01ppm 이하의 분해능에서 TOVC 를 측정하며, 포름알데히드 측정기는 0.01~30ppm이상의 측정범위를 가진 기기로, 0.01ppm 이하의 분해능에서 HCHO를 측정하였다.
(9) 내마모 시험: 내마모성 시험은 시험장비는 TABER 마모시험기를 사용하였으며, 마모륜은 H-18 TYPE 이며, 하중은 1Kg를 적용하였으며, 마모횟수는 300회를 실시하여, 하기의 내용과 같이 판정기준을 정하였다,
- 판정기준
5급 - 마모의 흔적이 전혀 확인되지 않은 것.
4급 - 마모의 흔적은 확인되나, 그 양이 적어서 뚜렷하지 않은 것.
3급 - 표면의 마모는 약간있으나, 표피층의 파괴가 없다
2급 - 표피의 파괴가 50% 이하인 것.
1급 - 표면의 손상이 뚜렷하고, 표면의 파괴는 마찰면의 거의 전체이다.
상기 표 2의 결과를 참조하면, 본 발명의 실시예 1~2의 경우, 비중이 낮아 경량성이 우수하였으며, 인장강도, 연신율 및 내마모성이 우수하였으며, 냄새 발생이 적고, 연소시 유해물질 배출량을 최소화함을 알 수 있었다. 반면, 본 발명의 베이스 수지 대신 PVC 수지를 적용한 비교예 1의 경우 실시예 1~2보다 비중이 증가하여 경량 특성이 저하되었으며, 인장강도, 인열강도 및 신율이 현저히 저하되었고, 이취가 발생하였으며, 연소시 유해물질 배출량이 증가함을 알 수 있었다. 또한, 본 발명의 수지 조성물 구성 성분의 함량을 벗어난 비교예 2~3의 경우, 상기 실시예 1~2보다 인장강도, 인열강도 및 신율이 현저히 저하됨을 알 수 있었다.
실시예 3
저밀도 폴리에틸렌 수지 40 중량% 및 열가소성 엘라스토머 60 중량%를 포함하는 베이스 수지 100 중량부, 상용화제(무수 말레산 그라프트된 폴리에틸렌 수지) 5~10 중량부, 활제(스테아린산 칼슘) 0.5~3 중량부, 난연제(수산화마그네슘(Mg(OH)2)) 1~10 중량부 및 산화방지제(페놀계 산화방지제 및 인계 산화방지제) 0.1~3 중량부를 포함하는 제1 조성물을 이용하여 밀도 1.1g/cm3, 두께 1mm, 면밀도 1100g/m2의 스킨층(TPE 스킨층)을 형성하였다. 그 다음에, 상기 스킨층 하부면에 폴리에틸렌테레프탈레이트(pet) 섬유가 수직 방향으로 구성된 버티칼 랩 펠트 형태이며, 밀도 0.1g/m3, 두께 3mm 및 면밀도 300g/m2의 펠트층을 형성하였다.
그 다음에 상기 펠트층 하부면에 폴리에틸렌 수지를 포함하는 제2 조성물을 이용하여 두께 0.25mm, 밀도 1.0g/cm3, 면밀도 250g/m2의 백코팅층을 형성하여, 두께 4.25mm 및 면밀도 1650g/m2인 차량 카페트를 제조하였다.
실시예 4
저밀도 폴리에틸렌 수지 40 중량% 및 열가소성 엘라스토머 60 중량%를 포함하는 베이스 수지 100 중량부, 상용화제(무수 말레산 그라프트된 폴리에틸렌 수지) 5~10 중량부, 활제(스테아린산 칼슘) 0.5~3 중량부, 난연제(수산화마그네슘(Mg(OH)2)) 1~10 중량부 및 산화방지제(페놀계 산화방지제 및 인계 산화방지제) 0.1~3 중량부를 포함하는 제1 조성물을 이용하여 밀도 1.1g/cm3, 두께 1mm, 면밀도 1100g/m2의 스킨층을 형성하였다. 그 다음에, 상기 스킨층 하부면에 폴리에틸렌테레프탈레이트(pet) 섬유가 수직 방향으로 구성된 버티칼 랩 펠트 형태이며, 밀도 0.1g/m3, 두께 3mm 및 면밀도 300g/m2의 펠트층을 형성하였다.
그 다음에 상기 펠트층 하부면에 베이스 수지(폴리에틸렌 수지) 100 중량부, 상용화제(무수 말레산 그라프트된 폴리에틸렌 수지) 5~10 중량부, 충전제(황산바륨 및 탄산칼슘) 1~10 중량부, 난연제(수산화마그네슘(Mg(OH)2))를 1~10 중량부를 포함하는 제2 조성물을 이용하여, 두께 0.3mm, 밀도 1.3g/cm3, 면밀도 390g/m2의 백코팅층(PE 복합소재층)을 형성하여, 두께 4.3mm 및 면밀도 1790g/m2인 차량 카페트를 제조하였다.
실시예 5
저밀도 폴리에틸렌 수지 40 중량% 및 열가소성 엘라스토머 60 중량%를 포함하는 베이스 수지 100 중량부, 상용화제(무수 말레산 그라프트된 폴리에틸렌 수지) 5~10 중량부, 활제(스테아린산 칼슘) 0.5~3 중량부, 충전제(탄산칼슘) 1~10 중량부 및 난연제(수산화마그네슘(Mg(OH)2)) 1~10 중량부, 산화방지제(페놀계 산화방지제 및 인계 산화방지제) 0.1~3 중량부를 포함하는 제1 조성물을 이용하여 밀도 1.3g/cm3, 두께 1mm, 면밀도 1300g/m2의 스킨층(TPE 복합소재층)을 형성하였다. 그 다음에, 상기 스킨층 하부면에 폴리에틸렌테레프탈레이트(pet) 섬유가 수직 방향으로 구성된 버티칼 랩 펠트 형태이며, 밀도 0.1g/m3, 두께 3mm 및 면밀도 300g/m2의 펠트층을 형성하였다.
그 다음에 상기 펠트층 하부면에 베이스 수지(폴리에틸렌 수지) 100 중량부, 상용화제(무수 말레산 그라프트된 폴리에틸렌 수지) 5~10 중량부, 충전제(황산바륨 및 탄산칼슘) 1~10 중량부, 난연제(수산화마그네슘(Mg(OH)2)) 1~10 중량부를 포함하는 제2 조성물을 이용하여, 두께 0.3mm, 밀도 1.3g/cm3, 면밀도 390g/m2의 백코팅층(PE 복합소재층)을 형성하여 두께 4.3mm 및 면밀도 1990g/m2인 차량 카페트를 제조하였다.
비교예 4
베이스 수지로 폴리염화비닐 100 중량부 및 가소제 100 중량부를 포함하는 조성물을 이용하여 밀도가 약 1.35~1.45g/cm3 이며, 두께 1.5mm의 스킨층을 형성하였다. 그 다음에 스킨층 하부면에 면밀도 400g/m2의 펠트층을 형성하고, 펠트층 하부면에 폴리에틸렌 수지를 포함하는 제2 조성물을 이용하여 면밀도 200g/m2의 백코팅층을 형성하여, 두께 3mm인 차량 카페트를 제조하였다.
상기 실시예 및 비교예에 사용된 열가소성 엘라스토머(TPE) 및 폴리염화비닐(PVC)의 특성을 하기 표 3에 나타내었으며, 실시예 3~5 및 비교예 4의 차량 카페트에 대한 평가 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
상기 표 4를 참조하면 비교예 4의 경우 스킨층과 펠트층을 형성하고, 폴리에틸렌 백코팅층을 형성하여(2 shift), 제조원가와 물류비가 증가하였으며, 재생수지를 사용시 냄새가 발생하며, PVC를 적용함에 따라 냄새와, 휘발성 유기화합물 및 중금속이 발생함을 알 수 있었다. 반면 본 발명의 실시예 3~5의 경우 열가소성 엘라스토머를 스킨층에 적용하여 경량성이 우수하고, 냄새, VOC 및 중금속 발생을 방지하여 경량성과 친환경성이 우수하였으며, 차음 성능(NVH)이 우수한 것을 알 수 있었다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
1, 10: 스킨층 2, 20: 펠트층
3, 30: 백코팅층 10, 100: 차량 카페트

Claims (5)

  1. 면밀도(weight per unit area)가 900~1800g/m2인 스킨층;
    상기 스킨층의 하부면에 형성되며, 면밀도가 150~600g/m2인 펠트층; 및
    상기 펠트층의 하부면에 형성되며, 면밀도가 200~500g/m2인 백코팅층;을 포함하는 차량 카페트이며,
    상기 스킨층은 폴리올레핀 수지 20~80 중량% 및 열가소성 엘라스토머 20~80 중량%를 포함하는 베이스 수지 100 중량부 및 상용화제 0.1~50 중량부를 포함하는 제1 조성물로부터 형성되며,
    상기 백코팅층은 폴리올레핀 수지를 포함하는 베이스 수지 100 중량부, 상용화제 0.1~50 중량부, 충전제 0.1~100 중량부, 활제 0.01~5 중량부, 난연제 0.1~30 중량부 및 산화방지제 0.01~5 중량부를 포함하는 제2 조성물로부터 형성되며,
    상기 제1 조성물 및 제2 조성물의 상용화제는 각각 변성 올레핀계 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 카페트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 엘라스토머는 융점(Tm) 200℃ 이하이며,
    상기 열가소성 엘라스토머는 올레핀계, 스티렌계, 우레탄계 및 에스터계 엘라스토머 중 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 카페트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 펠트층은 니들 펀칭된 폴리에스테르(PET) 펠트를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 카페트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 조성물은 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 난연제 0.1~30 중량부, 충전제 0.1~100 중량부, 산화방지제 0.01~5 중량부 및 활제 0.01~5 중량부 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 카페트.
  5. 삭제
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