WO2020122595A1 - 폴리에스테르 발포시트 및 이의 제조방법 - Google Patents

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WO2020122595A1
WO2020122595A1 PCT/KR2019/017491 KR2019017491W WO2020122595A1 WO 2020122595 A1 WO2020122595 A1 WO 2020122595A1 KR 2019017491 W KR2019017491 W KR 2019017491W WO 2020122595 A1 WO2020122595 A1 WO 2020122595A1
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WO
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polyester foam
heat
extruded
polyester
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PCT/KR2019/017491
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김우진
함진수
이광희
허미
하상훈
최종한
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주식회사 휴비스
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Definitions

  • the present invention relates to a polyester foam sheet and a method for manufacturing the polyester foam sheet.
  • LWRT Low-weight reinforced thermoplastics
  • Glass Fiber Glass Fiber
  • the present invention is to provide a polyester foam sheet and a method for manufacturing the polyester foam sheet.
  • a polyester foam sheet comprising a polyester foam sheet and having a volume change rate of 5% or less and a crystallinity of 15 to 30% after maintaining for 6 hours at 150°C is provided.
  • It provides a method of manufacturing a polyester foam sheet comprising the step of heat-treating the extruded polyester foam sheet at 120 to 600 °C for 30 to 200 seconds.
  • the polyester foam sheet according to the present invention by performing a post-foaming process by heat treatment of the polyester foam sheet, the volume change rate is low when working with the polyester foam sheet to prevent post-foaming phenomenon In addition, as the thickness of the polyester foam sheet becomes 1.5 to 2 times thicker due to post-foaming, crystallinity increases and flexural strength increases.
  • the polyester foam sheet according to the present invention is applicable to interior bulkheads, sandwich panel core materials used for building exterior materials, replacement medium density fiberboard (MDF) for furniture, interior and exterior materials for automobiles, and the like.
  • MDF replacement medium density fiberboard
  • FIG. 1 schematically shows a manufacturing process of a polyester foam sheet according to the present invention.
  • the present invention provides a polyester foam sheet comprising a polyester foam sheet, having a volume change rate of 5% or less, and a crystallinity of 15 to 30% after maintaining at 150°C for 6 hours.
  • the volume change rate may be 5% or less even after maintaining for a long time by heat treatment thereafter.
  • the volume change rate is 0.1 to 5%, 0.1 to 4%, 0.1 to 3%, 0.1 to 2%, 0.1 to 1%, 1 to 5%, 2 to 5%, 3 to 5%, or 4 To 5%.
  • the polyester foam sheet may have a crystallinity of 15 to 30%, 15 to 25%, 15 to 20%, 20 to 30%, or 25 to 30%. For example, when the crystallinity of the polyester foam sheet is 15% or less, the crystallinity is low and the flexural strength may be lowered. When the crystallinity of the polyester foam sheet is 30% or more, the crystallinity is high and the moldability of the foam sheet is low. Molding the desired shape may not be possible.
  • the polyester foam sheet of the present application was subjected to a post-foaming process by heat-treating the polyester foam sheet, so that the volume change rate and crystallinity of the polyester foam sheet satisfy the above range, and heat was applied during the operation using the polyester foam sheet.
  • the volume change rate is low, the phenomenon of post-foaming can be prevented, and as the thickness of the polyester foam sheet becomes 1.5 to 2 times thicker by post-foaming, the crystallinity increases and the flexural strength increases.
  • the polyester foam sheet according to the present invention is applicable to interior bulkheads, sandwich panel core materials used for building exterior materials, replacement medium density fiberboard (MDF) for furniture, interior and exterior materials for automobiles, and the like.
  • MDF replacement medium density fiberboard
  • the crystallinity of the polyester foam sheet satisfies the above range
  • the flexural strength of the resin foam according to KS M ISO 844 of the polyester foam sheet may be 5 to 30 N/cm 2 .
  • the flexural strength of the resin foam according to KS M ISO 844 of the polyester foam sheet is 5 to 30 N/cm 2 , 5 to 20 N/cm 2 , 5 to 15 N/cm 2 , 10 to 30 N /cm 2 , 20 to 30 N/cm 2 .
  • the density of the polyester foam sheet according to KS M ISO 845 may be 50 to 350 kg/m 3 .
  • the density of the polyester foam sheet according to KS M ISO 845 is 50 to 350 kg/m 3 , 50 to 300 kg/m 3 , 50 to 250 kg/m 3 , 50 to 200 kg/m 3 , It may be 50 to 100 kg/m 3 , 100 to 350 kg/m 3 , 200 to 350 kg/m 3 , or 300 to 350 kg/m 3 .
  • polyesters usable in the present invention include polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), poly lactic acid (PLA), and polyglycolic acid Polyglycolic acid (PGA), Polypropylene (PP), Polyethylene (PE), Polyethylene adipate (PEA), Polyhydroalkanoate (PHA), Polytrimethylene terephthalate It may be at least one selected from the group consisting of (Polytrimethylene Terephthalate, PTT) and polyethylene naphthalate (PEN).
  • PET polyethylene terephthalate
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PLA poly lactic acid
  • PGA polyglycolic acid
  • PP Polypropylene
  • PE Polyethylene
  • PET Polyethylene adipate
  • PHA Polyhydroalkanoate
  • PTT Polytrimethylene Terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • the polyester foam sheet in the present invention may be a polyethylene terephthalate (PET) foam sheet.
  • PET polyethylene terephthalate
  • 90% or more of the cells may be closed cells (DIN ISO4590). This may mean that at least 90% of the measured values according to DIN ISO4590 of the foam sheet of the polyester resin are closed cells.
  • the closed cell of the polyester foam sheet may be 90 to 100% or 95 to 100%.
  • the polyester foam sheet according to the present invention can provide a foam sheet satisfying excellent light weight, durability and rigidity by having a closed cell within the above range.
  • the number of cells of the polyester foam sheet may include 1 to 30 cells, 3 to 25 cells, or 3 to 20 cells per 1 mm 2 .
  • the average size of the cells may range from 100 to 800 ⁇ m.
  • the average size of the cells may range from 100 to 700 ⁇ m, 200 to 600 ⁇ m, or 300 to 600 ⁇ m.
  • the variation in cell size may be, for example, 5% or less, 0.1 to 5%, 0.1 to 4%, 0.1 to 3%, or 0.1 to 1%.
  • the average thickness of the polyester foam sheet may be 1.0 to 10 mm.
  • the average thickness of the polyester foam sheet may be 1.0 to 10 mm, 1.0 to 8 mm, 1.0 to 5 mm, 5 to 10 mm, or 7.5 to 10 mm.
  • the polyester foam sheet according to the present invention may have a hydrophilicity function, a waterproofing function, a flame retardant function or a UV blocking function, and a surfactant, a hydrophilizing agent, a flame retardant, a heat stabilizer, a cell size expander, an infrared attenuator, a plasticizer, It may further include at least one functional additive selected from the group consisting of fire retardant chemicals, pigments, elastomers, extrusion aids, antioxidants, nucleating agents, anti-static agents and UV absorbers.
  • the polyester foam sheet of the present invention may include a thickener, nucleating agent, heat stabilizer and foaming agent.
  • the thickener is not particularly limited, but in the present invention, for example, pyromellitic dianhydride (PMDA) may be used.
  • nucleating agent examples include talc, mica, silica, diatomaceous earth, alumina, titanium oxide, zinc oxide, magnesium oxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, calcium hydroxide, potassium carbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium sulfate, barium sulfate , Inorganic compounds such as sodium hydrogen carbonate and glass beads.
  • nucleating agents may serve to impart the functionality of the polyester foam sheet, reduce the cost, and the like.
  • talc may be used in the present invention.
  • the heat stabilizer may be an organic or inorganic compound.
  • the organic or inorganic phosphorus compound may be, for example, phosphoric acid and its organic ester, phosphorous acid and its organic ester.
  • the heat stabilizer is a commercially available material, and may be phosphoric acid, alkyl phosphate or aryl phosphate.
  • the thermal stabilizer may be triphenyl phosphate, but is not limited thereto, and can be used without limitation within a typical range as long as it can improve the thermal stability of the polyester foam sheet.
  • foaming agent examples include N 2 , CO 2 , freon, butane, pentane, neopentane, hexane, isohexane, heptane, isoheptane, methyl chloride, or a physical foaming agent or azodicarbonamide-based compound, P, P'-oxybis(benzenesulfonyl hydrazide) [P,P'-oxy bis (benzene sulfonyl hydrazide)] compound, N,N'-dinitrosopentamethylenetetraamine (N,N'-dinitroso pentamethylene There are chemical blowing agents such as tetramine)-based compounds, and specifically, CO 2 may be used in the present invention.
  • the flame retardant is not particularly limited, and may include, for example, a bromine compound, a phosphorus or phosphorus compound, and an antimony compound.
  • Bromine compounds include, for example, tetrabromo bisphenol A, decabromodiphenyl ether, and the like
  • phosphorus or phosphorus compounds include aromatic phosphate esters, aromatic condensed phosphate esters, halogenated phosphate esters, reds, and the like
  • antimony compounds are Antimony trioxide, antimony pentoxide, and the like.
  • the surfactant is not particularly limited, and anionic surfactants (e.g., fatty acid salts, alkyl sulfate ester salts, alkylbenzene sulfonate salts, alkyl naphthalene sulfonate salts, alkyl sulfosuccinate salts, polyoxyethylene alkyl sulfate ester salts, etc.) , Nonionic surfactants (e.g., polyoxyalkylene alkyl ethers such as polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene derivatives, sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitol fatty acid esters, Glycerin fatty acid esters, polyoxyethylene alkylamines, alkylalkanolamides, etc.), cationic and amphoteric surfactants (eg, alkylamine salts, quaternary ammonium salts, alkylbe
  • gelatin methylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, carboxymethylcellulose, polyethylene glycol, polyoxyethylene-polyoxypropylene block copolymer, polyacrylamide, polyacrylic acid, polyacrylic Acid salts, sodium alginate, polyvinyl alcohol partial saponification, and the like).
  • the present invention provides a method for producing a polyester foam sheet comprising the step of heat-treating the extruded polyester foam sheet at 120 to 600°C for 30 to 200 seconds.
  • the method of manufacturing the polyester foam sheet according to the present invention by performing a post-foaming process by heat-treating the polyester foam sheet, the phenomenon that the volume change rate is low and post-foaming is low when heat is applied during work using the polyester foam sheet. It can be prevented, and as the thickness of the polyester foam sheet becomes thicker by post-foaming, the crystallinity is increased and the flexural strength can be increased.
  • the surface temperature and the heat treatment time of the foam sheet according to the heat treatment may affect the thickness of the polyester foam sheet, and by heat treatment in the heat treatment temperature and time range according to the present invention
  • the crystallinity, heat resistance and flexural strength of the polyester foam sheet can be improved.
  • the step of heat-treating the extruded polyester foam sheet may be a heat treatment for 30 to 200 seconds, for example, the heat treatment may be 30 to 200 seconds, 30 to 150 seconds, 30 to 100 seconds, 30 to 50 seconds Seconds, 50 to 200 seconds, 100 to 200 seconds, or 150 to 200 seconds.
  • the step of heat-treating the extruded polyester foam sheet may be to produce a polyester foam sheet having a surface temperature of 120 to 250°C by heat treatment, for example, the surface temperature of 120 to 250°C, 120 To 230°C, 120 to 200°C, 120 to 180°C, 120 to 160°C, 120 to 140°C, 140 to 250°C, 160 to 250°C, 180 to 250°C, 200 to 250°C, or 230 to 250°C Can be.
  • the step of heat-treating the extruded polyester foam sheet may include a direct heat treatment and an indirect heat treatment method, for example, the direct heat treatment may be to directly heat the surface of the foam sheet, and the indirect heat treatment is heat treatment. It may be to control the temperature of the atmosphere to apply heat.
  • the direct heat treatment may be to heat the surface temperature of the extruded polyester foam sheet to a temperature of 120 to 300°C.
  • the surface temperature of the extruded polyester foam sheet may be heating to a temperature of 120 to 300°C, 120 to 200°C, 120 to 150°C, 150 to 300°C, or 200 to 300°C.
  • the surface temperature of the extruded polyester foam sheet may be heated to 120 to 300° C. by contacting one or both sides of the extruded polyester foam sheet to heat treatment, and the heating plate temperature may be the polyester foam sheet.
  • the temperature for heating one or both sides of the may be in the range of 100 to 300°C, 100 to 250°C, 100 to 200°C, 100 to 150°C, 150 to 300°C, 200 to 300°C, or 250 to 300°C.
  • the step of heat-treating the extruded polyester foam sheet may be heat treatment in an atmosphere of 120 to 600°C.
  • the extruded polyester foam sheet is heat-treated in an atmosphere of 120 to 600°C, 120 to 400°C, 120 to 200°C, 150 to 600°C, 200 to 600°C, or 400 to 600°C, and is extruded and foamed. It may be to heat the surface temperature of the polyester foam sheet to a temperature of 120 to 300 °C.
  • the extruded polyester foam sheet may be easy to postfoam 1.5 to 3 times.
  • the foaming ratio after heat treatment of the extruded polyester foam sheet may be 1.5 to 3 times the foaming ratio before heat treatment.
  • the heat treatment may be to perform post-foaming of the extruded polyester foam sheet, and may be foamed 1.5 to 3 times more than the foaming ratio before post-foaming (heat treatment).
  • the polyester foam sheet may have an average thickness of 1.5 to 10 mm.
  • the average thickness of the polyester foam sheet may be 1.5 to 2 times higher than before the heat treatment of the extruded polyester foam sheet, for example, the average thickness of the polyester foam sheet is 1.5 to 10 mm, 1.5 to 8 mm , 1.5 to 5 mm, 5 to 10 mm, or 7.5 to 10 mm.
  • the foaming ratio of the polyester foam sheet is increased, and accordingly, when heat is applied to the produced polyester foam sheet, post-foaming occurs to prevent the shape from being deformed. can do.
  • the compressed foamed polyester foam sheet may be heated and heated (post-foamed) by passing through a heater by a conveyor belt, and the compressed foamed polyester foam sheet is a nip roller that holds the front end and the rear end in parallel. It can be heated by passing through the heater by (Nip Roller) and heat-treated (post-foaming).
  • the step of cooling the polyester foam sheet may be further performed.
  • the cooling step may be cooled by a cooling roller while the polyester foam sheet is moved by the conveyor belt. At this time, the cooling step may be performed to prevent the phenomenon that the shape of the polyester foam sheet is distorted by hardening the portion where the polyester foam sheet is melted by heat treatment.
  • the temperature of the cooling roller is 15°C or less, 1 to 14.5°C, 1.5 to 14°C, 2 to 13.5°C to 2.5 to 13°C, 3 to 12.5°C, 3.5 to 12°C, 4 To 11.5°C or 4.5 to 10°C.
  • the step of cutting the polyester foam sheet at regular intervals may be further performed.
  • the polyester foam sheet may be cut by a cutter while moving by a conveyor belt.
  • the cutting may be performed by heat treatment of the compression-expanded polyester foam sheet, and then the polyester foam sheet may be cut by a cutter while being moved by a conveyor belt and then cooled by a conveyor belt and then moved by a conveyor belt.
  • the production method of the polyester foam sheet according to the present invention has the advantage of improving processability and facilitating mass production by performing a process of cutting the heat-treated extruded polyester foam sheet with a cutter.
  • the polyester foam sheet according to the present invention is applicable to interior bulkheads, sandwich panel core materials used for building exterior materials, replacement medium density fiberboard (MDF) for furniture, interior and exterior materials for automobiles, and the like.
  • MDF replacement medium density fiberboard
  • PET resin polyethylene terephthalate
  • PMDA pyromellitic dianhydride
  • IRG 1010 Irganox
  • the extruded polyester foam sheet was an extrusion foamed polyester foam sheet having a density of 200 kg/m 3 , a thickness of 5 mm, a crystallinity of 6%, and a flexural strength of 3 N/cm 2 .
  • the extruded polyester foam sheet was heat-treated (post-foamed) at a surface temperature of 180°C of the extruded polyester foam sheet while passing through a heater at a temperature of 350°C for 60 seconds.
  • the polyester foam sheet obtained after heat treatment was then cut by a cutter to prepare a polyester foam sheet.
  • the polyester foam sheet 20 extruded from the extruder 10 is foamed, and heat-treated while passing between the heaters 30.
  • the polyester foam sheet 50 is manufactured through the process of being moved by the conveyor belt 60 and cut by the cutting machine 40.
  • Example 2 The same method as in Example 1, except that the extruded polyester foam sheet was heat-treated (post-foamed) at a surface temperature of 200°C of the extruded polyester foam sheet while passing through a heater at a temperature of 500°C for 60 seconds. was prepared.
  • Example 2 The same method as in Example 1, except that the extruded polyester foam sheet was heat-treated (post-foamed) at a surface temperature of 250° C. while passing through the heater at a temperature of 500° C. for 250 seconds. was prepared.
  • Example 2 The same method as in Example 1, except that the extruded polyester foam sheet was heat-treated (post-foamed) at a surface temperature of 100°C of the extruded polyester foam sheet while passing through a heater at a temperature of 350°C for 20 seconds. was prepared.
  • the extruded foamed polyester foam sheet was subjected to no heat treatment, and the polyester foam sheet obtained at room temperature (15-25°C) was subsequently cut by a cutter to prepare a polyester foam sheet.
  • polyester foam sheets prepared in Examples 1 and 4 and Comparative Examples 1 to 3 were measured. The measurement method is described below, and the results are shown in Table 1 below.
  • Example 1 Example 2 Comparative Example 1 Comparative Example 2 Comparative Example 3 Heat treatment Heater Temperature (°C) 350 500 500 350 - Time (sec) 60 60 250 20 - Sheet surface temperature (°C) 180 220 250 100 - Density (kg/m 3 ) 150 100 120 180 200 Thickness (MM) 7.5 10 4 5.6 5 Flexural strength (N/cm 2 ) 7 15 Measurement impossible 3.5 3.4
  • the extruded polyester was maintained after the extruded polyester foam sheet was maintained at a heater at a temperature of 150° C. for 6 hours.
  • the volume change rate and crystallinity of the foam sheet were measured. The measurement method is described below, and the results are shown in Table 2 below.
  • Crystallinity (%) ⁇ (absolute value of heat of fusion (J/g)-absolute value of heat of crystallization (J/g)) ⁇ complete heat of crystallization (J/g) ⁇ 100
  • the crystallization calorific value can be obtained from a DSC curve measured according to KS M ISO 11357-1 "Plastic-Differential Scanning Calorimetry Method". The measurement conditions are as described above.
  • the crystallinity calculated in the present invention is obtained by dividing the difference between the amount of heat of fusion (J/g) required in the area of the melting peak and the amount of heat of crystallization (J/g) required in the area of the crystallization peak by the total amount of heat of fusion of the resin. This is a required value.
  • the amount of heat of fusion and the amount of crystallization can be calculated using analysis software provided with the device.
  • Example 1 Example 2 Comparative Example 1 Comparative Example 2 Comparative Example 3 Volume change rate (%) 3 2 2 7 10 Crystallinity (%) 23 30 35 8 7
  • the density of 200 kg/m 3 , the thickness of 5 mm, the flexural strength of 3 N/cm 2 , and the flexural modulus of 200 MPa are different depending on the surface temperature and heat treatment time of the extruded polyester foam sheet. It was confirmed that the properties were exhibited.
  • the thickness of the polyester foam sheet was increased by 1.5 and 2 times, respectively, by heat-treating the polyester foam sheet according to Examples 1 and 2 at a surface temperature of 180°C and 220°C for 60 seconds, respectively.
  • the polyester foam sheets prepared according to Comparative Examples 1 and 2 had almost no increase in the thickness of the polyester foam sheets by heat treatment at surface temperatures of 250°C and 100°C for 250 seconds (long time) and 20 seconds (short time), respectively. .
  • the sheet surface temperature and the heat treatment time during heat treatment of the compressed foamed polyester foam sheet influenced the thickness of the polyester foam sheet.
  • the crystallinity of the polyester foam sheet was also increased by increasing the thickness by 1.5 to 2 times. It can be said that such an increase in thickness and an increase in crystallinity of the product surface due to heat treatment affect the improvement of the flexural strength of the product.
  • the polyester foam sheet prepared according to the present invention has a volume change rate of 3% and 2%, which is less than that of Comparative Examples 2 and 3, even after maintaining at 150° C. for 6 hours. It can be seen that the thickness change is small even in the additional heat treatment by post-foaming, and the crystallinity at this time is increased by about 5 times to 23 to 30%.
  • the volume change rate was similar to that of Example 2, but the crystallinity was 35%, which was confirmed to be much higher than that of Example 2. High crystallinity, such as Comparative Example 2, the moldability is low, it may be impossible to form a desired shape.
  • the polyester foam sheet according to the present invention is subjected to a post-foaming process by heat-treating the polyester foam sheet, so that the volume change rate is low when heat is applied when working with the polyester foam sheet.
  • the phenomenon of foaming can be prevented, and as the thickness of the polyester foam sheet becomes 1.5 to 2 times thicker by post-foaming, crystallinity increases and flexural strength increases.
  • the polyester foam sheet according to the present invention by performing a post-foaming process by heat treatment of the polyester foam sheet, the volume change rate is low when working with the polyester foam sheet to prevent post-foaming phenomenon In addition, as the thickness of the polyester foam sheet becomes 1.5 to 2 times thicker due to post-foaming, crystallinity increases and flexural strength increases.
  • the polyester foam sheet according to the present invention is applicable to interior bulkheads, sandwich panel core materials used for building exterior materials, replacement medium density fiberboard (MDF) for furniture, interior and exterior materials for automobiles, and the like.
  • MDF replacement medium density fiberboard

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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
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.
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. 예를 들어, 상기 폴리에스테르 발포시트의 결정화도가 15% 이하일 경우, 결정화도가 낮아 굴곡강도도 낮아질 수 있고, 상기 폴리에스테르 발포시트의 결정화도가 30% 이상일 경우, 결정화도가 높아 발포시트의 성형성이 낮아져 원하는 모양의 성형이 불가능할 수 있다.
본원의 폴리에스테르 발포시트는 폴리에스테르 발포시트를 열처리하여 후발포 하는 공정을 수행하여 상기 폴리에스테르 발포시트의 부피변화율 및 결정화도가 상기 범위를 만족함으로써, 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.
예를 들어, 상기 폴리에스테르 발포시트의 결정화도가 상기 범위를 만족함으로써,
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 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.
비교예 3
상기 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트를 아무런 열처리를 하지 않고, 상온(15~25℃)에서 수득된 폴리에스테르 발포시트는 이어서 컷팅기에 의해 컷팅하여 폴리에스테르 발포시트를 제조하였다.
실험예 1
상기 실시예 1 및 4, 및 비교예 1 내지 3에서 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) 굴곡 강도
KS M ISO 844 조건하에서 굴곡 강도를 측정하였다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2 비교예 3
열처리 Heater 온도(℃) 350 500 500 350 -
시간(sec) 60 60 250 20 -
시트표면온도(℃) 180 220 250 100 -
밀도(kg/m3) 150 100 120 180 200
두께(MM) 7.5 10 4 5.6 5
굴곡강도(N/cm2) 7 15 측정불가 3.5 3.4
실험예 2
상기 실시예 1 및 4, 및 비교예 1 내지 3에서 제조한 폴리에스테르 발포시트에 대하여, 상기 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트를 150℃ 온도의 히터에서 6 시간 동안 유지한 후 상기 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트의 부피변화율과 결정화도를 측정하였다. 측정 방법은 하기에 기재하였으며, 그 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
1) 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.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2 비교예 3
부피변화율(%) 3 2 2 7 10
결정화도(%) 23 30 35 8 7
표 1에 따르면, 밀도가 200 kg/m3, 두께가 5 mm, 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 발명의 실시예에 따른 폴리에스테르 발포시트는 두께가 1.5 내지 2 배 증가함으로써 폴리에스테르 발포시트의 결정화도도 증가하였다. 이 같은 두께의 증가와 열처리에 의한 제품 표면의 결정화도의 증가가 제품의 굴곡강도 향상에 영향을 준다고 할 수 있다.
또한, 표 2를 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 폴리에스테르 발포시트는 150℃에서 6시간 유지한 후에도 부피변화율이 3% 및 2%로 부피변화가 비교예 2 및 3에 비해 적었으며, 이는 후발포에 의해 추가 열처리에도 두께의 변화가 적은 것을 알 수 있으며, 이때의 결정화도는 23 내지 30%로 약 5배 증가하였다. 비교예 1의 경우, 실시예 2와 부피변화율이 유사하였으나 결정화도는 35%로 실시예 2에 비해 훨씬 더 많이 증가한 것을 확인할 수 있었다. 비교예 2과 같은 높은 결정화도는 성형성이 낮아져 원하는 모양의 성형이 불가능할 수 있다.
상기와 같은 결과에 따르면, 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, 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.

Claims (10)

  1. 폴리에스테르 발포시트를 포함하고,
    150℃ 조건에서 6 시간 동안 유지한 후 부피변화율이 5% 이하이며,
    결정화도가 15 내지 30%인 폴리에스테르 발포시트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 발포시트의 KS M ISO 844에 따른 수지 발포체의 굴곡강도(N/cm2)는 5 내지 30 N인 폴리에스테르 발포시트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 발포시트의 KS M ISO 845에 따른 밀도는 50 내지 350 kg/m3인 폴리에스테르 발포시트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 발포시트는 90% 이상의 셀이 폐쇄 셀(DIN ISO4590)인 폴리에스테르 발포시트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 발포시트의 평균 두께는 1.0 내지 10 mm인 폴리에스테르 발포시트.
  6. 압출 발포된 폴리에스테르 발포시트를 120 내지 600℃에서 30 내지 200 초 동안 열처리하는 단계를 포함하는 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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