KR20190062275A - 성형용 기재 부직포 및 이에 의해 얻어지는 성형체 - Google Patents

성형용 기재 부직포 및 이에 의해 얻어지는 성형체 Download PDF

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KR20190062275A
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마사키 코바야시
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니혼바이린 가부시기가이샤
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Abstract

성형용 기재(base material for molding)를 구성하는 적층 요소들 사이의 박리를 방지함으로써, 재료로써 취급성이 우수한 성형용 기재 부직포(nonwoven fabric)를 실현하며; 그리고 기재가 재가열 및 성형된 뒤에도, 파편(flying debris) 또는 그 밖의 유사한 것과 같은 외력에 잘 견디는 훌륭한 탄성(elasticity)을 갖는 성형체를 제공할 수 있으며, 그리고 박리 저항 성능을 유지하면서, 접착성분에서 기인하는 공기 투과도 저해를 억제함에 의해 우수한 흡음(sound absorbing) 특징을 실현하는 것을 목적으로 한다. 열성형에 의해 소정의 형태로 성형하기 위한 기재 부직포로, 적어도 폴리에스테르 수지를 포함하는 장섬유 부직포 층 및 폴리에스테르 수지를 포함하는 단섬유 부직포 층의 두개의 층 구조를 갖는 것을 특징으로 하며, 유동-고화된(flow-solidified) 미연신(undrawn) 폴리프로필렌 층은 장섬유 부직포층 및 단섬유 부직포층 사이의 경계면 부근에 위치한다.

Description

성형용 기재 부직포 및 이에 의해 얻어지는 성형체{BASE MATERIAL NONWOVEN FABRIC FOR MOLDING AND MOLDED PRODUCT OBTAINED BY THE SAME}
본 발명은 차량의 차체 하부 또는 타이어 하우징 등에 부착되는 하부 차폐재에 적합한 성형용 기재 부직포, 및 이에 의한 성형체에 관한 것이다.
하부 차폐재는 자동차 몸체 밑면의 불균일성을 줄이기 위해 자동차 몸체의 모든 곳에서 사용되며, 이동 중에 공기 저항을 최소화하거나 또는 타이어에 의해 흩어진 파편으로부터 자동차 몸체를 보호한다.
일례로서, JP 2012-245925 (특허 문헌 1)는 자동차 본체 하부에 자동차 덮개를 부착할 것을 제안한다(이하 '하부 차폐재'라 하며 때로는 UBS라 칭함). 이 기술에서는 기재층(base material layer)과 열가소성 합성 섬유의 부직포층을 적어도 포함하는 섬유 성형체가 개시되며, 상기 기재층에는 유리섬유 또는 그 밖의 유사한 것과 같은 무기 섬유를 포함하는 섬유 보강재와 제 1 열가소성 합성 수지가 혼합되어 있으며, 이들 양층은 적층(laminated)되어 있으며, 양층의 표면 부분이 열융합에 의해 결합되고 소정 형상으로 압축 성형된다. 기재층의 제1 열가소성 합성 수지는 성형 시에 가열 과정에서의 용해를 위한 녹는점을 가지며, 그리고 부직포층은 성형 시 가열 과정에서 용해를 위한 녹는점을 갖는 제 2 열가소성 합성 섬유 및 성형 시 가열 과정에서 비용해(non-melting)를 위한 녹는점을 갖는 제 3 열가소성 합성 섬유의 혼합물을 포함한다.
이 기술에서는, 제 1 및 제 2 열가소성 합성수지가 층간 접착에 사용되기 때문에, 접착 필름을 사용했을 때보다 통기성이 높고 흡음 특성이 우수한 UBS를 실현할 수 있음이 개시된다.
이러한 접착 필름을 사용하지 않는 또 다른 UBS 기술로서, WO 2016/160264호 (특허 문헌 2)에는, 제 1 부직포 섬유와 방향족 카복실산의 에스테르를 50 중량% 이상 포함하는 스펀 본드 폴리 에스테르 제 3 부직포, 그리고 폴리에스테르 스테이플 섬유를 니들 펀칭에 의해 얽히게 하여 획득된 제 2 부직포 섬유를 준비하고; 제 2 부직포 섬유를 제 1 부직포 섬유와 제 3 부직포 섬유 사이에 끼우고; 그리고 니들 펀칭에 의해 그 적층체들이 얽히게 하여 통합시키는 과정을 포함하는 USB용 복합재 기술이 제안된다. 이 공개 공보상에 나타낸 기술에서는, 각 층을 구성하는 폴리에스테르 섬유로서, 피복-코어(sheath-core)형 등과 같은 합성 섬유가 접착용으로 채택된 것이 개시되었다. 섬유 성분이 계면에서 서로 접촉하는 2 개의 층 사이에서 두께 방향으로 배향된 상태에서 니들 펀칭에 의해 섬유가 결합될 수 있기 때문에, 이 기술을 적용함으로써 내박리성이 부여될 수 있으며, 그리고 접착 성분으로서 어떤 필름도 사용되지 않기 때문에 통기성이 손상되지 않고 우수한 흡음 특성이 발휘되는 것이 개시된다.
[특허 문헌 1] JP 2012-2459255 ([청구항], [0015]-[0017], [0020], [0021], [실시예들], [도. 1], 등) [특허 문헌 2] WO 2016/160264 ([청구항], [요약], 공개공보의 2페이지, 15번째줄 내지 4페이지 12번째줄, 5페이지 1번째줄 내지 11번째줄, 도 1, 등)
상기 두개의 종래기술에서는, 적층 구조를 갖는 UBS용 기재를 구성할 때 층간 접착을 위한 필름이 사용되지 않으므로, 성형체의 흡음 특성에 기여하는 공기 투과도를 충분히 부여할 수 있다. 그러나, 특허 문헌 1 및 2는 상이한 녹는 점을 가지는 두 종류의 섬유들 중 하나가 접착용으로 완전히 용해되거나 또는 복합형 접착 섬유가 부직포층에 균일하게 섞이는 기술을 이용하기 때문에, 층간의 접착 요소의 밀도를 충분히 확보할 수 없으며, 그리고 니들 펀칭 또는 그와 같은 것을 함께 사용하더라도 박리가 발생하기 쉬운 문제점이 있다.
또한, 예를 들면 특허문헌 1에 개시된 제 1 및 제 2 열가소성 플라스틱 수지 접착이나, 또는 특허문헌 2의 열 접착을 위해 사용되는 폴리에스테르 베이스 복합 섬유는 부직포 층에 널리 분포되어 있어, 이는 때때로 열성형 후 USB에서의 성형체의 박리 방지 및 탄성 부여의 둘의 균형을 맞추는 것은 어렵다.
따라서, 본 발명의 목적은 적층 요소 사이의 박리를 방지함으로써 재료로써 취급성이 우수한 기재를 제공하며, 그리고 기재가 재가열 및 성형 후에도, 파편 또는 그 밖의 유사한 외력에 잘 견디는 우수한 탄성을 갖는 성형체를 제공할 수 있으며, 그리고 박리 저항 성능을 유지하면서, 접착성분에서 기인하는 공기 투과도 저해를 억제함에 의해 우수한 흡음 특징을 실현하는 것을 목적으로 한다.
이러한 선행 기술의 문제점을 고려하여, 발명자는 집중적인 연구를 하여서, 시트 형상의 미연신(undrawn) 폴리프로필렌 (CPP: 무연신 프로필렌(cast polypropylene)) 수지가 적층 구조를 위해 준비된 원자재로서의 층들 사이에 끼워져있고, 그리고 열접착이 수행되어서 수지 시트를 유동화시키고 그리고 각 부직포층에서 국소화시키는, 부직포를 실현할 수 있음을 발견하였다.
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은 가열 성형에 의해 소정 형상으로 성형하기 위한 기재 부직포에 관한 것으로, 기재 부직포는 폴리에스테르 수지를 포함하는 장섬유 부직포층 및 폴리에스테르 수지를 포함하는 단섬유 부직포층으로 된 이층 구조체를 적어도 가지는 것을 특징으로 하며, 여기서 장섬유 부직포층 상부 및 단섬유 부직포층 상부 사이의 경계면 부근에서 유동성 있게 고화된(flow-solidified) 미연신 폴리프로필렌층이 국소화된다. 여기에서 사용되는 용어 "국소화(be localized)"는 시트 형상의 미연신 폴리프로필렌 수지가 접착될 두 부직포층 사이에 배치되고, 상기 수지는 가열에 의해 유동화되며, 그리고 미연신 폴리프로필렌 수지는 이들 부직포층의 구성 섬유 가운데에서 이하에 상세하게 설명될 형태로 접착되고 그리고 고화된다.
본 발명의 실시에 있어서, 상기 미연신 폴리프로필린 층을 구성하는 수지는 JIS K6921-2에 따라 측정된 20 [g/10min.] 또는 그 이상의 MFR(용융 흐름 지수) (230℃, 2.16Kg)을 갖는 폴리프로필렌 수지이다.
또한, 상기 본 발명의 기재를 사용하여 얻은 성형체는 JIS K7171에서 정의된 110 [MPa] 또는 그 이상의 굴곡 탄성률(flexural modulus)을 갖는다.
본 발명의 구성에 있어서, 시트 형상 무연신 폴리프로필렌 수지는 층간 접착에 사용되는 원재료로써, 가열에 의해서 유동화되어서 층 사이에서 국소화되며, 그리고 통기성 있는 미연신 폴리프로필렌층으로써 존재한다. 따라서, 본 발명에 따른 성형용 기재 부직포를 소정 형상이 되도록 가열 성형함으로써, 우수한 흡음 특성, 높은 박리 강도 및 외력에 대한 우수한 탄성을 보이는 UBS 등과 같은 성형체를 제공할 수 있다.
[도 1] 도 1은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명하기 위해, 성형용 기재 부직포의 개략적인 외형 단면을 보여주는 설명도이다.
[도 2] 도 2는 광학 현미경을 사용하여 촬영한, 실시예 2의 성형용 기재 부직포의 단면의 사진이다.
[도 3] 도 3은 광학 현미경을 사용하여 촬영한, 실시예 2의 성형용 기재 부직포를 사용하여 제작한 성형체의 단면 사진이다.
[도 4] 도 4는 광학 현미경을 사용함으로써, 실시예 2의 성형용 기재 부직포로부터 단섬유 부직포층을 박리한 후에 두께 방향에서 얻은 폴리프로필렌 수지층의 사진이다.
[도 5] 도 5는 광학 현미경을 사용함으로써, 비교예 3의 성형용 기재 부직포로부터 단섬유 부직포층을 박리한 후에 두께 방향에서 얻은 폴리프로필렌 수지층의 사진이다.
[도 6] 도 6은 광학 현미경을 사용함으로써, 비교예 4의 성형용 기재 부직포로부터 단섬유 부직포층을 박리한 후 광학 현미경을 사용하여 얻은 두께 방향의 폴리프로필렌 수지층의 사진이다.
이하, 본 발명의 성형용 기재 부직포의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 그의 제조 방법에 따라 설명한다. 이와 관련하여, 아래의 설명은, 본 발명이 이해 될 수 있는 정도까지, 예를 들어 구체적인 형태, 수치 조건, 배열 관계 등과 같은 특정 조건에 기초하지만, 본 발명은 예시된 조건들에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예의 개략적인 외형 단면을 보여주는 설명도이다. 도시된 바람직한 실시예에서, 폴리에스터 수지로 이루어진 장섬유 부직포층(11) 및 폴리에스터 수지로 이루어진 단섬유 부직포층(13)의 이층 구조체의 구성이 주요 요소이며, 그리고 점선으로 표시되고, 장섬유 부직포층(11) 및 단섬유 부직포층(13) 사이의 경계에서 국소화되는 가열 융합(heat-fused) 미연신 폴리프로필렌층(15)이 채택된다.
여기서 사용된 용어 “단섬유”는 100mm이하의 섬유길이를 갖는 섬유를 의미한다.
여기서 사용된 용어 “장섬유”는 100 mm를 초과하는 섬유길이를 갖는 섬유를 의미한다. 또한, 섬유길이가 100mm 보다 길기 때문에 섬유 길이를 명기하기 어려운 섬유도 “장섬유”로 간주된다.
용어 “섬유 길이”는 JIS 1015 (2010), 8.4.1 c) 직접법 (C 방법)에 따라 측정된 섬유길이를 의미한다.
우선, 폴리에스테르 수지로 이루어진 장섬유 부직포층(11) 및 폴리에스테르 수지로 이루어진 단섬유 부직포층(13)이 준비된다.
특허문헌 1에 개시된 바와 같이, 유리섬유 등과 같은 무기 섬유로 이루어진 섬유층을 갖는 성형용 기재 부직포를 가열 성형함으로써 우수한 강도 및 내열성(heat resistance)의 USB가 제공될 수 있는 것으로 간주된다. 그러나, 유기 수지 섬유의 섬유층을 갖는 성형용 기재 부직포와 비교했을 때, 무거운 비중을 갖는 무기 섬유로 구성되는 동일 중량의 섬유층을 갖는 성형용 기재 부직포에서, 섬유층을 구성하는 섬유의 수가 적으므로, 섬유들 사이의 결합점(bonding point)의 수가 적다. 그러므로, 유기 수지 섬유의 섬유층을 갖는 성형용 기재 부직포와 비교하였을 때, 무기 섬유로 구성되는 동일 중량의 섬유층을 갖는 성형용 기재 부직포는 취급성이 낮으며, 그리고 우수한 탄성 및 내박리성(peeling resistance)을 갖는 성형체를 제공하는 것은 어렵다.
그러므로, 자동차 재료 분야에서 요구되는 내열성을 만족시키고 취급성이 우수한 성형용 기재 부직포를 제공할 수 있고, 그리고 우수한 탄성 및 내박리성의 성형체를 구현할 수 있으므로, 장섬유 부직포층(11) 및 단섬유 부직포층(13)의 섬유로 구성된 성분은 바람직하게는 폴리에스테르계 수지를 포함하고, 그리고 더 바람직하게는 폴리에스테르계 수지만으로 구성된다.
폴리에스테르계 수지로는, 본 발명의 성형용 기재 부직포 및 성형체가 자동차 재료 분야에서 요구되는 내열성을 갖도록, 230℃ 또는 그 이상의 녹는점을 갖는 수지로 구성되는 섬유인 것이 바람직하고, 그리고 두 요소는 같은 폴리에스테르계 수지이거나 또는 다른 폴리에스테르계 수지일 수 있다. 예로써, 상기 언급된 특허문헌 2와 유사하게, 방향족 디카복실산 성분 및 다이올 성분의 중축합 반응으로 얻어진 선형 폴리에스테르 및, 선형 폴리에스테르 및 적어도 세개의 에스테르 형성기(ester-forming group) (예를 들어, 히드록실기, 카복실기 등) 등을 갖는 분지-형성 성분(branching-forming component)의 공중합에 의해 얻어지는 분지형 코폴리에스테르가 사용될 수 있다. 선형 폴리에스테르의 중축합반응 성분들 중 하나인 방향족 디카복실산 성분으로써, 예를 들면, 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌 디카복실산, 디페닐 에테르 디카복실산, 디페닐 술폰 디카복실산, 디페녹시 에탄 디카복실산 등을 단독으로 또는 이들의 둘 또는 그 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 다른 중축합반응 성분 중 하나인 다이올 성분으로써, 예를 들면, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 부탄다이올, 네오펜틸렌 글리콜, 헥사메틸렌 글리콜, 싸이클로헥산 디메틸올, 트리싸이클로데칸디메틸올, 2,2-비스(4-β-히드록시에톡시페닐)프로판, 4,4-비스(β-히드록시에톡시)디페닐술폰, 등을 단독으로 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 분지-형성 성분으로써, 예를 들면, 트리- 또는 테트라 카복실산(예를 들어, 트리멜리트산(trimellitic acid), 피로펠리트산(pyromellitic acid) 등) 또는 그의 저급 알킬 에스테르, 트리- 또는 테트라올(예를 들어, 글리세린, 트리메틸올프로판, 트리메틸올에탄, 펜타에리트리톨 등), 히드록시카복실산(예를 들어, 디히드록시카복실산, 히드록시카복실산 등), 또는 이 성분들의 유도체 등을 단독으로 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 언급된 폴리에스테르계 수지를 포함하는 장섬유 부직포층(11)은 UBS의 일례에서 최외층이 될 수 있는 성분이며, 이는 인열저항(tear resistance) 및 내긁힘성(scratch resistance)이 우수한 것이 바람직하며, 바람직하게는 스펀본드 방법 등에 의해 준비된 장섬유 부직포이다. 단위 면적당 질량은 바람직하게는 30 [g/m2]이상, 및 더욱 바람직하게는 90 [g/m2]이상으로, 미연신 폴리프로필렌 층(15)에 의해 단섬유 부직포층(13)에 결합하여 그 표면이 양호한 질감을 갖는다. 단위 면적당 질량이 너무 높으면, 신장성(elongation)이 나쁘고 성형성(moldability)이 감소하므로, 단위 면적당 질량은 200 [g/m2]이하인 것이 바람직하다.
폴리에스테르계 수지를 포함하는 단섬유 부직포층(13)은 USB를 성형 할 때 또는 USB를 사용할 때 추적성(traceability), 탄성 등을 가질 것이 요구되는 성분이다. 그러므로, 섬유들이 부드럽게 결합된 부직포가 바람직하고, 카드(card)법에 의해 웹(web)을 형성하고, 웹에 니들 펀칭을 적용하여 제조되는 단섬유 부직포가 바람직하다. 단섬유 부직포의 단위 면적당 질량은 바람직하게는 500 [g/m2]이고, 더욱 바람직하게는 900 [g/m2]이다. 단위 면적당 과도한 질량은 성형 중의 가열 시간의 연장을 필요로 하고, 비용의 증가를 초래하므로, 단위 면적당 질량은 바람직하게는 2000 [g/m2]이하이다.
본 발명에서의 미연신 폴리 프로필렌 층(15)은 장섬유 부직포층(11) 및 단섬유 부직포층(13)의 양 층을 접착시키는 역할을 한다.
양 층을 접착하는 성분이 폴리프로필렌 수지인 이유는, 첫째, 폴리프로필렌 수지가 열가소성 수지이고, 가열되었을 때 유동하여 부직포층 내부로 침투하기 쉽고, 따라서, 장섬유 부직포층(11) 및 단섬유 부직포층(13)이 강하게 접착하여 두 층의 박리 강도(peel strength)가 향상될 수 있다. 둘째, 폴리프로필렌 수지의 녹는 점이 100℃보다 높기 때문에, 그러므로, 자동차 재료 분야에서 요구되는 내열성을 만족하는 성형체(예를 들어, 100℃ 미만의 대기상태에서 두 층을 접합하는 성분이 녹음으로 인한 층간 박리가 일어나지 않음)를 제공할 수 있다. 예를 들면, 100℃ 이하의 녹는 점을 가진 EVA 수지 등으로 접합된 두 층을 갖는 성형체에서는, 두 층을 접합한 EVA 수지가 100℃ 이하 대기에서 녹고, 층간박리가 발생하기 쉽다.
또한, 두 층을 접합하는 폴리프로필렌 수지가 미연신 폴리프로필렌 수지인 이유는 본 발명의 성형용 기재 부직포를 실현할 수 있고, 후술하는 바와 같이, 우수한 탄성의 성형체를 제공할 수 있기 때문이다.
상기 효과를 보다 효과적으로 발휘시키기 위해서는, 미연신 폴리프로필렌 층(15) 중의 장섬유부직포층(11) 및 단섬유 부직포층(13)의 양 층을 접합하는 성분은 미연신 폴리프로필렌 수지 단독인 것이 바람직하다.
한편, 본 출원인에 의한 실험 결과에서, 장섬유 부직포층(11) 및 단섬유 부직포층(13) 사이에 연신 프로필렌(OPP:연신 폴리프로필렌(oriented polypropylene))을 개재하여 제조되는 성형용 기재 부직포에서, 후술하는 바와 같이, 연신 폴리프로필렌 수지는 가열에 의해서 줄어들고 표면에 주름이 발생함이 발견되었다. 특히, 그 사이에 시트 형상 연신 폴리프로필렌 수지를 개재시켜 제조된 성형용 기재 부직포에서는, 성형체의 제조를 방해하는 큰 주름이 발생한다. 게다가, 주름은 폴리프로필렌 수지를 연신하여 제조된 섬유 시트(예를 들어, 스펀본드 부직포 등)를 개재시켜 제조된 성형용 기재 부직포에서도 발생한다.
성형체를 제조하는데 상기 표면에 주름이 있는 성형용 기재 부직포가 사용되었을 때, 제조된 성형체의 주요(main) 표면에도 주름이 발생한다. 주름을 갖는 이런 성형체는 낮은 굴곡 탄성률을 가지며, 그리고 두께 방향으로 작용하는 힘에 대한 저항이 나쁘며, 연신 폴리프로필렌을 개재시켜 제조된 성형용 기재 부직포를 사용하는 한, 우수한 탄성을 가지는 성형체를 제공하기 어렵다.
다음으로, 상업적으로 이용가능한 폴리프로필렌 수지가 제공되고, 이는 상기 언급된 장섬유 부직포층(11) 및 단섬유 부직포층(13) 사이에 T 다이(T die) 등의 잘 알려진 라미네이팅 기술을 사용하여 미연신 및 시트 형상의 상태로 공급된다.
미연신 상태로 공급되는 폴리프로필렌 수지의 구현은 적당히 선택될 수 있고, 그리고 가열-유동화된 미연신 폴리프로필렌층(15)이 특정한 범위의 너비를 갖고 균일하게 분포 및 국소화되는 성형용 기재 부직포를 제공하고, 그리고 장섬유 부직포층의 주요 표면 면적에 대하여 국소화된 폴리프로필렌 수지의 면적의 백분율을 증가(특히, 60% 이상)시키기 위해서 필름 형태로 공급하는 것이 바람직하다. 이러한 성형용 기재 부직포의 구현예는 가열 성형되고 그리고 층사이에 존재하는 미연신 폴리프로필렌 층이 재유동될 때, 미연신 폴리프로필렌 수지는 균일하게 부직포층 사이의 경계면으로부터 부직포층의 내부로 쉽게 침투한다. 그 결과, 박리 강도 및 탄성이 더욱 우수한 성형체를 제공할 수 있으므로 바람직하다.
장섬유 부직포층의 주요 표면 면적에 관한 국소화된 폴리프로필렌 수지의 면적의 백분율(비율)은 적절하게 조정될 수 있으며, 60% 보다 높은 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 65% 이상, 더욱더 바람직하게는 70% 이상, 더욱더 바람직하게는 75% 이상, 더욱더 바람직하게는 80% 이상, 더욱더 바람직하게는 85% 이상, 더욱더 바람직하게는 90% 이상, 더욱더 바람직하게는 95%이상이다.
이와 관련하여, 공급되는 폴리프로필렌 수지의 예는 분말, 또는 섬유 시트 또는 스펀본드 부직포 등과 같은 웹일 때, 가열 접착에 의해 유동성 있게 고화된 폴리프로필렌 수지가 특정한 범위의 너비를 가질 수 없고 분산될 수 없어서, 장섬유 부직포층 주요 표면 면적에 대한 국소화된 폴리프로필렌 수지 면적의 백분율(더 바람직하게는, 60%보다 높은 예)이 높은 성형용 기재 부직포의 예를 제공하는 것이 어렵다. 그 결과, 박리 강도 및 탄성이 더욱 우수한 성형체를 제공하는 것이 어렵다.
이와 관련하여, 본 발명의 미연신 폴리프로필렌 층은 상기 언급된 폴리프로필렌 외에 난연제, 산화 방지제 등과 같은 첨가제를 함유할 수도 있다.
본 발명자는 UBS의 성분(예를 들어, 적층 구조를 갖는 UBS, UBS의 중간층을 결합시키는 것과 같은 구성 수지)의 내열성이 낮을 때, 예를 들면, 한 여름날 등과 같은 고온 조건 하에서, UBS 내에서 일어나는 중간층 박리와 같이 USB의 일부가 박리되는 문제가 있었다. 이와같이 UBS의 일부가 박리되는 경우, 다양한 기능들, 예를 들어, 여행하는 동안 공기 저항을 억제하기 위해 자동차 몸체의 하면의 불균형을 감소시키는 효과, 타이어에 의한 산발적인 파편으로부터 자동차 차체를 보호하는 것, 흡음 성능 등이 저하된다.
본 출원인에 의해 계속된 시험의 결과, 본 발명의 구성의 성형용 기재 부직포에서, 미연신 폴리프로필렌 수지층이 산화 방지제와 혼합된 폴리프로필렌 수지를 포함할 때, 우수한 내열성을 가지며 그리고 중간층 박리 발생을 방지하는 UBS가 제공될 수 있음을 발견했다.
상기 언급된 목적을 우해 산화 방지제의 종류가 적절히 선택될 수 있으나, 페놀계 산화방지제, 인계 산화방지제, 인 및 페놀의 복합계 산화방지제 등을 사용할 수 있다.
폴리프로필렌 수지에 혼합된 산화 방지제의 양은 상기 언급된 목적을 달성하기 위해 적절히 조절되지만, 폴리프로필렌 수지의 고형분 질량에 대한 산화방지제의 고형분 질량의 백분율이 0.1% 내지 5%이거나, 0.5% 내지 4%이거나, 1% 내지 3%일 수 있다.
본 발명의 미연신 폴리프로필렌층에 포함된 산화방지제와 혼합되는 폴리프로필렌 수지의 비율은 적절히 조절되지만, 상기 언급된 목적을 효과적으로 달성하기 위하여, 본 발명의 미연신 폴리프로필렌층은 산화방지제와 혼합된 폴리프로필렌으로만 구성되는 것이 바람직하다.
이후에, 잘 알려진 캘린더(calender) 등을 사용하여, 미연신 및 시트와 같은 형태로 공급된 폴리프로필렌 수지는 상기 언급된 두 부직포층들 사이의 미연신 폴리프로필렌층을 국소적으로 열압착하고, 성형에 앞서 일시적인 접착을 수행한다. 미연신 폴리프로필렌층 국소적인 상태는 가열 시간, 온도, 가압의 존재 및 부재, 및 폴리프로필렌의 MFR에 따라 달라진다. 본 발명의 구성에 있어서, JIS K6921-2에 따라 측정을 수행할 때, 20 [g/10min.] 이상의 MFR(230 ℃, 2.16Kg: 이하, 측정 조건의 설명은 생략된다)을 갖는 폴리프로필렌 수지를 선택하는 것이 바람직하다. MFR이 너무 높을 때, 미연신 폴리프로필렌층의 유동성이 현저히 높아지기 때문에, 성형용 기재 부직포로서의 통기성(air permeability)이 증가하는 경향이 있고, 흡음 특성이 저주파 범위에서 악화되는 경향이 있으며, 장섬유 부직포층 및 단섬유 부직포층 사이의 박리 강도 또한 감소하는 경향이 있다. 따라서, 미연신 폴리프로필렌층을 구성하는 수지의 MFR은 박리 강도 및 흡음 특성을 고려하여 40 [g/10min.] 이하인 것이 바람직하다. 국소화 상태는 아래의 예들에서 광학 현미경을 사용하여 얻어진 결과를 참조하여 설명될 것이다.
일시적인 접착이 적용된, 성형용 기재 부직포에 가열 후 냉각 등의 종래의 성형 기술을 적용하여 성형품을 제조할 수 있다. 본 발명의 성형체에 있어서, JIS K7171에서 정의된 굴곡 탄성률이 사용될 때, 바람직하게는 110 MPa 이상이고, 더욱 바람직하게는 120 MPa 이상이다.
본 발명의 성형용 기재 부직포를 사용하여 얻어진 성형체로서, UBS의 형태 디자인에 따라서 예를 들어 요철(올록볼록한 형태(the concave-convex shape))의 부여와 같은 성형이 적용될 수 있다. 따라서, 두께 방향으로 대칭적인 적층 구조체를 성형하기 위한 기재 부직포를 만듦으로써 볼록 형상 및 오목 형상의 형상 안정성 향상을 위해서는, 대칭적인 적층 구조체가 바람직하고, 이 구조체에서는 장섬유 부직포층은 양측에 위치하고, 그리고 단섬유 부직포층은 미연신 폴리프로필렌층을 가진 장섬유 부직포층 사이에 위치하며, 미연신 폴리프로필렌층은 상기 단섬유 부직포층 사이에 끼여있다. 이러한 수치 조건, 배열 관계, 및 다른 조건들은 상기 언급된 특정 상태만을 나타내는 것은 아니고, 그리고 당업자(those skilled in the art)에게 명백한 다양한 변경 및 수정은 첨부된 청구항의 범위를 벗어남없이 가능하다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 평가 결과를 예시한다.
뒤따르는 실시예 및 비교예에 있어서, 성형 도중 대칭으로 인해 앞면과 뒷면 없는 5층 구조체를 갖는 성형용 기재 부직포의 평가 결과, 즉, 폴리프로필렌층에 의해서 장섬유 부직포층(11)이 단섬유 부직포 층(13) 양측에 결합되어 있는 성형용 기재 부직포, 및 이를 이용하여 제조된 성형체에 대한 평가 결과를 내타낸다.
(실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 2)
첫째, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 수지(녹는 점: 255℃, 이하 PET 수지)로 구성되고 90 [g/m2]의 단위 면적당 질량을 갖는, 상업적으로 이용가능한 스펀본드 부직포(장섬유 부직포)가 제공된다. 표 1에 보여지는 다양한 MFR을 갖는 폴리프로필렌 수지(이하 PP 수지, 녹는 점: 160℃)가 스펀본드 부직포의 주요 표면 중의 하나에 T 다이로부터 직접적으로 적층되어, 필름 형상의 미연신 수지층을 배치한다.
다음으로, PET 수지로 만들어진 단섬유(순도(fineness) 6.6[dtex], 섬유 길이 51[mm])와 PET 수지 코어로 만들어진 피복-코어 타입 단섬유(순도(fineness) 4.4[dtex], 섬유 길이 51[mm]) 및 PET 수지(녹는점: 180℃) 피복체가 제공되어 카드 머신에 의해서 웹 형상을 형성하고 그리고 상기 웹은 니들 펀칭에 의해 얽혀지게 되어서 900 [g/m2]의 단위면적당 질량을 갖는 섬유 웹을 제조한다. 제조된 섬유 웹은 200℃ 이상으로 가열되고, 20 [g/cm2]의 하중에서 7 [mm]이상의 두께를 갖는 단섬유 부직포를 제공하도록 냉각된다.
다음으로, 장섬유 부직포는 장섬유 부직포에 적층된 PP 수지층을 통하여 단섬유 부직포의 주요 양측쪽에 적층되고 그리고 6.5[mm]의 간격(clearance)에서 열 압연기(hot rolling machine)를 사용하여 180℃에서 열 압착되어서, 장섬유 부직포층이 단섬유 부직포층의 양측에 미연신 PP수지로 결합된 성형용 기재 부직포를 얻었다.
(비교예 3)
미연신 PP 수지 필름(단위 면적당 질량: 40 g/m2, MFR: 9 [g/10 min.], 녹는 점: 160℃)은 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에 사용된 장섬유 부직포의 주요 표면 중 하나에 적층되었다.
다음으로, 장섬유 부직포, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에서 사용된 단섬유 부직포, 및 장섬유 부직포가 필름을 통해 적층되고 그리고 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2와 유사한 방식으로 열압착되어서 장섬유 부직포층이 연신 PP 수지 필름으로부터 유도된 PP수지로 단섬유 부직포층의 양 측에 결합되어 있는 성형용 기재 부직포를 얻었다.
(비교예 4)
PP수지를 얇게하고(thinning) 그리고 연신하여 제조된 스펀본드 부직포(단위면적 당 질량: 40 g/m2, MFR: 약 20 이상 및 100이하, 녹는점: 160℃)는 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에서 사용된 장섬유 부직포 주요 표면 중 하나에 적층된다.
다음으로, 장섬유 부직포, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에서 사용된 단섬유 부직포, 및 장섬유 부직포가 스펀본드 부직포를 통해서 적층되고 그리고 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2와 유사한 방식으로 열압착되어서 장섬유 부직포층이 단섬유 부직포층의 양 측에서 PP 수지 스펀본드 부직포로부터 유도된 PP수지에 결합되어 있는 성형용 기재 부직포를 얻었다.
실시예 1 내지 3에서 제조된 각각의 성형용 기재 부직포, 유동-고화된 미연신 폴리프로필렌층은 장섬유 섬유층 및 단섬유 섬유층 사이의 경계 부근에서 국소화된다. 이 구조는 실시예 2에서 제조된 성형용 기재 부직포를 참고하여 설명될 것이다.
도 2에, 광학 현미경을 사용하여 얻은 상기 언급된 실시예 2의 성형용 기재 부직포 횡단면 사진을 나타낸다. 도 2에서, 상기 횡단면은, 획득한 성형용 기재 부직포 양측에 잉크젯 인쇄용 광택지(glossy paper)가 붙여진 상태로 30배 광학 현미경(30-fold optical microscope)을 사용하여 촬영된 것이며, 그리고 이들(광택지)은 두께가 붕괴되는 것을 방지하기 위해 유리판 사이에 끼워져서 유지 및 고정된다. 도 2에서, 도 1과 동일한 구성 요소는 동일한 참조 번호로 표시된다.
도면으로부터 알 수 있듯이, 미연신 PP 수지가 장섬유 부직포층(11)에 적층된 이후에, 이들이 단섬유 부직포층(13)이 미연신 PP수지와 접촉하는 위치인 상태에서 열압착되어, 그 결과로써, 시트 형상 미연신 PP 수지가 부분적으로 파열되고 그리고 국소화되었다. 도 2로부터 수지가 주로 장섬유 부직포층(11) 쪽으로 침투하는 상태에서 가열-유동화된 연신 PP 수지에 의해 부직포층이 일시적으로 상호 결합된 것을 알 수 있다. 이 상태에서, 박리 강도는 취급하기에 충분했다.
이와 관련하여, 미연신 폴리프로필렌 층(15)의 일부가 유동성 있게 고화되는 상태는 본 명세서에서 "국소화된 것(be localized)"으로 표현된다. 기준자(bar scale)가 생략되긴 하지만, 촬영(shooting)(장섬유 부직포층(11)과 접촉하는 비교적 고선명도의 부분)에 사용되는 상기 언급된 광택지의 두께는 거의 250μm이므로, 실시예 2의 성형용 기재 부직포에서, 각자, 장섬유 부직포층(11) 및 단섬유 부직포층(13)은 외관상 약 200 [μm]의 두께 및 약 5000 [μm]의 두께로 일시적으로 서로 결합된다. 이 때에, 열-유동층 미연신 폴리프로필렌층(15)은 50-80 [μm]폭으로 층들 사이에서 분포 및 국소화되어 있음(다시 말해서, 특정한 범위의 폭을 가지고, 균일하게 분포되어 있음)을 알 수 있다.
게다가, 단섬유 부직포층은 실시예 1 내지 3에서 제조된 각각의 성형용 기재 부직포로부터 박리되고, 광학 현미경을 사용하여 장섬유 부직포층에서 발견되는 미연신 PP 수지층이 두께방향에서 관찰된다. 결과로써, 미연신 PP 수지는 장섬유 부직포층에 균일하게 분포되어 존재하고 있다. 장섬유 부직포층의 주요 표면 면적에 관한 미연신 PP 수지의 면적의 백분율은 각 예에서 95% 이상이었다. 도 4에서, 폴리프로필렌 수지층의 사진은, 실시예 2의 성형용 기재 부직포로부터 단섬유 부직포층의 박리 후에 광학 현미경을 이용하여 그것의 두께 방향으로부터 얻은 사진을 보여준다.
반면에, 실시예 2에서 설명된 상기 언급된 방법과 유사한 방법으로, 비교예 1 내지 2에서 제조된 성형용 기재 부직포의 횡단면이 광학 현미경을 이용하여 얻은 사진으로 확인되었다. 결과로써, 비교예 1 내지 2에서 제조된 성형용 기재 부직포 각각에 있어서, 각 실시예에서와 같이, 미연신 PP 수지는 부직포층들의 경계면으로부터 부직포층의 내부 안쪽으로 침투하지 않았으며, 그리고 시트 형상 연신 PP 수지는 부분적으로 파열 및 국소화되지 않았지만, 양 섬유층 사이에 존재한다.
따라서, 비교예 1 내지 2에서 제조된 성형용 기재 부직포에서, 유동성 있게 고화된 미연신 폴리프로필렌층이 장섬유 부직포층 및 단섬유 부직포층 사이의 경계면 인근에 국소화되어있지 않았다.
게다가, 단섬유 부직포층은 비교예 3에서 제조된 성형용 기재 부직포로부터 박리되고, 광학 현미경을 사용하여 장섬유 부직포층에서 발견되는 PP 수지층이 두께방향에서 관찰된다. 결과로써, PP 수지는 유동화되지 않고, 부분적으로 잘린 필름 형태(embodiment)로 존재하며, 장섬유 부직포층에 균일하게 분포되어 있지 않다. 도 5에서, 폴리프로필렌 수지층의 사진은, 비교예 3의 성형용 기재 부직포로부터 단섬유 부직포층을 박리한 이후에, 광학 현미경을 이용하여 그의 두께 방향으로 촬영한 사진을 나타낸다.
비교예 3에서, 열압착시 연신 PP 수지 필름이 크게 수축하기 때문에, 제조된 성형용 기재 부직포의 주요 표면 큰 주름이 발생한다. 따라서, 비교예 3에서 제조된 성형용 기재 부직포는 후술하는 바와 같이 박리 강도의 측정에 사용할 수 없고, 박리 강도를 측정할 수 없었다. 또한, 비교예 3에서 제조된 성형용 기재 부직포를 사용하여 성형체를 제조할 수 없었다.
비교예 4에서 열압착시 PP 수지 스펀본드 부직포가 수축하기 때문에, 제조된 성형용 기재 부직포의 주요 표면에 주름이 발생하였다.
단섬유 부직포층은 제조된 비교예 4의 성형용 기재 부직포로부터 박리되고, 장섬유 부직포층에서 발견되는 PP 수지층은 두께 방향에서 광학 현미경을 이용하여 관찰된다. 결과로써, PP 수지에서, 부분적으로 파열된 부분의 크기 및 간격은 일정하지 않고, PP 수지는 장섬유 부직포층에 불균일하게 분포하여 존재한다(다시 말해서, 특정한 범위의 폭을 갖지 않고, 불균일하게 분포도어 있다). 또한, 장섬유 부직포층의 주요 표면 면적에 관한 PP 수지의 면적의 백분율은 60% 이하이다. 도 6에서, 폴리프로필렌 수지층의 사진은, 비교예 4의 성형용 기재 부직포로부터 단섬유 부직포층 박리 후에, 광학 현미경을 사용하여 그의 두께 방향에서 촬영한 사진을 나타낸다.
제조된 성형용 기재 부직포 각각의 주요 표면을 육안으로(visually) 관찰하고, 주름의 발생을 확인하였다. 관찰의 결과로써, 표 1의 "주름"칸에, 주요 표면에서 주름이 관찰되지 않은 경우 "부재(Absence)"를 입력하였고, 주요 표면에서 주름이 관찰된 경우 "존재(Presence)"를 입력하였다.
다음으로, 성형용 기재 부직포에 관하여, 일시적 접착의 정도를 확인하기 위해 단섬유 부직포층 및 장섬유 부직포층 사이의 박리 강도가 측정되었다. 다른 MFR을 갖는 상기 언급된 성형용 기재 부직포의 구조와 함께, 아래 표 1에 박리 강도를 나타내었다.
박리 강도는 다음과 같이 측정되었다.
각각의 측정 대상으로부터 세 개의 스트립형 시편(test pieces) (짧은 쪽: 50mm, 긴 쪽: 130mm, 긴쪽 방향은 측정 대상의 제작 방향과 일치한다)을 취하고, 단섬유 부직포층 및 장섬유 부직포층은 짧은 쪽으로부터 각각의 다른 시편의 짧은 쪽까지 80 mm의 범위에서 분리되었다. 이런 방법으로 제조된 각 시편들을 인스트론 사(Instron)에 의해 제작된 인장 시험기(척(chucks)간의 거리: 100 [mm])하에 두고, 그리고 이격된 단섬유 부직포층의 단부를 하나의 척에 고정하고, 이격된 장섬유 부직포층의 단부를 다른 하나의 척에 고정한다. 척들을 200 [mm/min]의 당김속도로 갈라놓고, 단섬유 부직포층 및 장섬유 부직포층이 서로로부터 완전히 이격될때까지 측정된 힘(stress)의 최대 값을 결정하였다.
각 시편의 측정에서 얻어진 힘의 최대 값의 평균을 계산하였고, 이는 측정된 대상의 박리 강도로 여겨진다.
획득할 수 없는 항목의 경우, "-"를 입력하였다.
MFR [g/10 min.] 주름 성형용 기재 부직포
박리 강도 [N/50 mm]		 성형용 기재 부직포의
박리 강도 평가 결과
실시예1 20 부재 1.45 ○
실시예2 25 부재 1.98 ○
실시예3 30 부재 2.06 ○
비교예1 11 부재 0.23 Х
비교예2 15 부재 0.53 Х
비교예3 9 존재 - -
비교예4 20 이상
100 이하로 추정됨		 존재 1.20 ○
표 1에서, 각 기재의 박리 강도의 평가 결과는 "○" 및 "Х" 로 표시된다. MFR이 비교적 낮고 일시적인 결합이 수행된 비교예 1 및 2와 비교해 볼 때, PP 수지의 MFR이 비교적 높은 실시예 1 내지 3에서 높은 박리 강도가 얻어진다.
취급하기에 실질적으로 충분한 일시 접착 강도는 1 [N/50 mm]이상이므로, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 및 2의 비교 결과로서, 만일 PP 수지의 MFR의 하한선이 적어도 20 [g / 10 min]라면, 실질적으로 사용하는데 충분한 것으로 이해된다. 상기 언급된 일시 접착의 수행을 위해서 열 압착동안 실시예에서 사용된 PP 수지의 유동성이 높게 설정되었기 때문에, 중간층 접착에 유리한 유동-고화가 일어나고 효과적인 일시 접착이 달성될 수 있었다고 여겨진다.
이와 관련하여, 실시예 1 내지 3에서, 비교예 4와 비교하여 1.2배 높은 박리 강도를 얻었고, 취급 특성이 더 좋았다. 이런 이유는, 실시예 1 내지 3의 성형용 기재 부직포에서, 미연신 PP 수지는 특정 범위의 폭을 갖으며 그리고 균일하게 분포 및 국소화되며, 그리고 장섬유 부직포의 주요 표면에 대한 PP 수지의 면적이 크기 때문이라고 여겨진다.
다음으로, 전술한 실시예 1 내지 3 그리고, 비교예 1, 2 및 4의 성형용 기재 부직포 섬유는 통상의 가열 성형 조건 하에서, 인프라스타인(INFRASTEIN 가열기(“인프라스타인(INFRASTEIN)”은 일본에 있는 주식회사 엔지케이 인슐레이터(NGK INSULATORS, LTD.)의 등록 상표임)를 이용하여 210 ˚C에서 가열되고, 그리고 평판 가압기를 사용하여 30˚에서 냉각되어 통합 성형 조건 하에서 평판형의 성형체를 형성한다(간격 5.0 mm, 30 kg/cm2).
마련된 성형 제품 각각의 주요 표면이 시각적으로 관찰되었고 주름이 생기는 것이 확인되었다. 관찰 결과, 표 2의 "주름(Wrinkles)" 칸에, 주요 표면에 주름이 관찰되지 않은 경우에는 "부재 (Absence)"라고 기재하고, 주요 표면에서 주름이 관찰되는 경우에는 “존재”라고 입력하였다.
이들 성형체들에 대한, 박리 강도 및 굴곡 탄성률의 측정 결과는 표 2에 도시된다. 박리 강도는 위에서 기술된 것과 동일한 방법으로 측정되었고 그리고 굴곡 탄성율은 JIS K7171의 섹션 9.3에 기술된 방정식에 따라서 계산되었다. 이 점에 관해서 보면, 높은 굴곡 탄성률을 갖는 성형체는 두께 방향으로 작용하는 힘에 대해 높은 내성을 갖는 성형체라는 것을 의미한다. 따라서, 굴곡 탄성율이 높을수록, 외력에 대한 내성을 갖는 탄성은 더욱 우수하다.
MFR [g/10 min.] 주름 성형용 기재 부직포 박리 강도 [N/50 mm] 성형용 기재 부직포의
박리 강도 평가 결과
실시예1 20 부재 132 16.55
실시예2 25 부재 144 21.35
실시예3 30 부재 151 22.98
비교예1 11 부재 95 0.35
비교예2 15 부재 106 1.55
비교예4 20 이상
100 이하로 추정됨		 존재 103 12.41
표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 일시적 접착 단계에서 작업성을 실현할 수 있는, MFR이 20[g/10 min] 이상인 PP 수지로 층간 접착을 행한 실시예 1 ~ 3에서는 굴곡 탄성률은 비교예 1 및 2의 것보다 더 크며, 그리고 각각의 굴곡 탄성률은 110 [MPa] 이상이었다. 또한, 성형체의 장섬유 부직포층과 단섬유 부직포층간의 박리 강도를 비교하면, 비교예 1 및 2에서는, 실시예 1 내지 3의 1/10 이하의 낮은 값만이 실현될 수 있다. 이것은, 성형용 기재 부직포 섬유를 가열한 후에, 성형 도중에 보다 높은 온도에서의 열처리가 실시되고, 그리고 상기 층간에 존재하는 미연신 폴리프로필렌층이 재유동화될 때, 낮은MFR을 사용하는 비교예 1 및 2에서는 PP 수지가 부직포층 간의 계면으로부터 부직포층 내부로 침투하기 어려우며, 그 결과로서 박리 강도를 향상시키는 것이 어렵게 된 것으로, 생각된다.
이와는 대조적으로, 본 발명을 적용한 실시예 1 내지 3에서는 전술한 상기 성형용 기재 부직포 섬유에 대한 표 1의 결과와 비교하여, 성형 공정에 의해 박리 강도가 약 10배 향상되었다.
또한, 비교예 4의 성형용 기재 부직포 섬유를 사용하여 제조된 성형체에 있어서는, 박리 강도는 실시예 1 내지 3의 것보다 낮았다. 그 이유는, 비교예 4의 PP수지의 부분적으로 파열된 부분의 크기 및 간격이 랜덤하고, 그리고 PP수지가 불균일하게 분포되어 존재하며, 또한, 장섬유 부직포 섬유의 주요 표면적에 대해서 PP수지의 면적이 작아서, 그 결과, PP수지가 박리 강도를 향상시키는데 충분히 기여하지 않은 것이라고, 고려된다.
또한, 비교예 4의 성형용 부직포 섬유를 사용하여 제조한 성형체에서는, 굴곡 탄성률은 비교예 1 및 2와 같이 낮았으며, 그리고 탄성이 열등했다. 그 이유는, 그것이 주름을 가지는 성형용 기재 부직포 섬유를 사용하여 제조되었기 때문에, 성형체가 주요 표면에 형성된 주름을 가지며, 그리고 또한 장섬유 부직포층과 단섬유 부직포층 사이에 존재하는 PP 수지층이 랜덤하게 형성되고 그리고 불균일하게 분포되어 존재하여서, 그 결과 중간층 접착력이 불균일해지는 것이라고, 고려된다.
다음으로, 실시예 2의 성형용 기재 부직포 섬유를 사용하여 제작한 성형체의 단면 관찰 결과는, 도 2에 대해서 설명된 방법과 유사한 방식으로, 도 3에 도시된다. 이번 촬영에서, 상기 성형체는 무압력 상태에서 끼워 삽입되었으며, 그리고 약 50 배율로 촬영되었다. 전술한 도 2의 비교 및 도 3으로부터 이해할 수 있듯이, 접착의 경우와 비교하여 고온의 가열 성형 조건을 수행해야 하기 때문에, 성형체의 두께는 기재의 두께보다 더 얇다.
또한, 가열 성형에 의해, 층간에 일시적으로 부착된 미연신 폴리프로필렌층 (15)이 유동성을 갖고 고형화되고, 균일하게 분포되어 200-300 [㎛]의 폭으로 국소화되고, 그리고 계면을 구성하는 장섬유 부직포층(11)과 단섬유 부직포층 (13) 양쪽으로 PP 수지가 침투하는 것이 확인되었다. 이들 도면에서의 미연신 폴리프로필렌층의 국소화 정도는 전술한 표 1 및 표 2에 나타낸 바와 같이, 박리 강도의 향상과 명백하게 관련되어 있다.
(실시예 4)
PP 수지의 고형분 질량에 대한 산화 방지제의 고형분 질량의 비율이 3 질량 %가 되도록 인 및 페놀의 복합형 산화 방지제를 실시예 3에서 사용된 PP 수지와 혼합하였다. 상기와 같이 제조된 산화 방지제에 혼합된 PP 수지를 PP 수지로서 사용한 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일한 방법으로 성형용 기재 부직포 섬유를 얻었다.
실시예 4에서 조제한 성형용 부직포 섬유에서는, 실시예 3과 동일하게, 유동성을 갖고 고형화되는 미연신 폴리프로필렌층이 장섬유 부직포층과 단섬유 부직포층과의 계면 부근에서 국소화되었다.
또한, 실시예 4의 성형용 기재 부직포 섬유는 실시예 1-3에서 설명된 방법과 유사하게 평판형 성형체를 제조하는데 사용되었다.
전술한 방법에 의해 제조된 실시예 3 및 4의 성형용 기재 부직포 섬유에 관해서, 여러가지 물성을 평가하여 표 3에 정리하였다.
MFR [g/10 min.] 주름 성형용 기재 부직포
박리 강도[N/50 mm]		 성형용 기재 부직포의
박리 강도 평가 결과
실시예 3 30 부재 2.06 ○
실시예 4 30 부재 1.96 ○
또한, 실시예 3 및 4에서 성형용 기재 부직포 섬유를 사용하여 제조된 평판형 성형체에 대하여 여러가지 물성을 평가하여 표 4에 정리하였다.
표 4의 “내열성(Heat resistance)" 칸에서는, 평판형 성형체를 하기 평가 방법으로 실시하여 얻은 결과가 기재된다.
(성형체의 내열성 평가 방법)
1. 평판형 성형체를을 항온 오븐에 넣고, 160 ℃의 분위기하에 168 시간 방치했다.
2. 160 ℃의 분위기에 노출된 평판형 성형체를 항온 오븐에서 꺼내서 실온의 분위기에 두었다. 그것은 실온 (23 ℃)까지 자연 냉각되었다.
3. 자연냉각된 평판형 성형체의 장섬유 부직포층과 단섬유 부직포층 사이의 층간 박리 발생이 가시적으로 확인되었다.
또한, 층간 박리가 발생하지 않는 성형품은 내열성이 우수한 것으로 평가되었고 그리고 표 4에서 "○"로 표시되었다. 또한, 층간 박리가 발생하는 성형품은 내열성이 열등한 것으로 평가되었고 그리고 표 4에서 "Х"으로 표시되었다.
MFR
[g/10 min.]		 주름 성형체의 굴곡
탄성률 [MPa]		 성형체의 박리
강도 [N/50 mm]		 성형체의
내열성
실시예3 30 부재 151 22.98 Х
실시예4 30 부재 150 22.84 ○
산업상 이용 가능성
본 발명은 자동차의 몸체, 타이어 하우징 등의 하부에 부착되는 하부 차폐재에 적합한, 성형용 기재 부직포 섬유 및 그의 성형체에 사용될 수 있다.
11: 장섬유 부직포층(폴리에스테르계 수지로 만들어짐)
13: 단섬유 부직포층(폴리에스테르계 수지로 만들어짐)
15: 미연신 폴리프로필렌층(국소화됨)

Claims (3)

  1. 적어도 폴리에스테르 수지를 포함하는 장섬유 부직포층 및 폴리에스테르 수지를 포함하는 단섬유 부직포층의 이층 구조체를 가지고, 유동성 있게 고화된 미연신 폴리프로필렌층이 장섬유 부직포층 및 단섬유 부직포층 사이의 경계면 부근에서 국소화되는 것으로 특징지어지는, 열성형에 의해 소정 형상이 되는 성형용 기재 부직포.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 미연신 폴리프로필렌층은 JIS K6921-2에 따라 측정된 20 [g/10 min.] 또는 그 이상(230 [˚C], 2.16 [Kg])의 MFR(Melt mass flow rate)을 갖는 폴리프로필렌 수지인 것을 특징으로 하는, 성형용 기재 부직포.
  3. JIS K7171에서 정의된 굴곡 탄성률이 110[MPa] 또는 그 이상이며, 그리고 청구항 1 또는 2에 따른 성형용 기재 부직포를 가열-성형함으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 성형체.
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