KR20260020375A - Automobile interior material comprising composite having reduced cell size - Google Patents
Automobile interior material comprising composite having reduced cell sizeInfo
- Publication number
- KR20260020375A KR20260020375A KR1020250215522A KR20250215522A KR20260020375A KR 20260020375 A KR20260020375 A KR 20260020375A KR 1020250215522 A KR1020250215522 A KR 1020250215522A KR 20250215522 A KR20250215522 A KR 20250215522A KR 20260020375 A KR20260020375 A KR 20260020375A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- less
- foam layer
- pet
- foam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
- B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
- B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
- B32B5/245—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it being a foam layer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
- B32B37/06—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the heating method
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
- B32B37/10—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the pressing technique, e.g. using action of vacuum or fluid pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
- B32B37/12—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by using adhesives
- B32B37/1207—Heat-activated adhesive
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
- B32B37/14—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers
- B32B37/15—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers with at least one layer being manufactured and immediately laminated before reaching its stable state, e.g. in which a layer is extruded and laminated while in semi-molten state
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
- B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
- B32B5/022—Non-woven fabric
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
- B32B5/18—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by features of a layer of foamed material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
- B32B7/02—Physical, chemical or physicochemical properties
- B32B7/022—Mechanical properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
- C08J9/06—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2266/00—Composition of foam
- B32B2266/10—Composition of foam characterised by the foam pores
- B32B2266/104—Micropores, i.e. with average diameter in the range from 0.1 µm to 0.1 mm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2309/00—Parameters for the laminating or treatment process; Apparatus details
- B32B2309/08—Dimensions, e.g. volume
- B32B2309/10—Dimensions, e.g. volume linear, e.g. length, distance, width
- B32B2309/105—Thickness
Abstract
본 발명은 셀 크기를 줄인 복합재를 적용한 자동차 내장재에 관한 것으로: 셀 크기가 400 ㎛ 이하이고, 밀도가 500 kg/㎥ 이하인 발포층; 발포층의 일면에 적층되는 표면층; 및 발포층의 타면에 적층되는 이면층을 포함하되, 발포층과 표면층의 합지 및 발포층과 이면층의 합지는 각각 독립적으로 압출 코팅층, 핫멜트 접착필름, 또는 불꽃 라미네이션을 통해 이루어지고, 전체 두께가 3 mm 이상인 자동차 내장재를 제공한다.The present invention relates to an automotive interior material using a composite material with a reduced cell size, comprising: a foam layer having a cell size of 400 ㎛ or less and a density of 500 kg/㎥ or less; a surface layer laminated on one side of the foam layer; and a back layer laminated on the other side of the foam layer, wherein lamination of the foam layer and the surface layer and lamination of the foam layer and the back layer are each independently performed through an extrusion coating layer, a hot melt adhesive film, or flame lamination, and the automotive interior material has a total thickness of 3 mm or more.
Description
본 발명은 셀 크기(cell size)를 줄인 복합재를 적용한 자동차 내장재 부품에 관한 것이다.The present invention relates to an automobile interior component using a composite material with a reduced cell size.
자동차 내장재 소재는 기재로서 PP(Poly Propylene) 보드, 천연섬유 강화보드(HS Felt), 유리섬유(Glass Fiber) PP 보드, PU(Poly Urethane) 폼(Foam) 등을 사용하고, 표면재와 이면재로는 PET 부직포를 사용하고 있다. 기재와 표면재를 복합화한 복합재로 성형공정을 거쳐 자동차 부품을 제조하는데, 최근 친환경 트렌드에 의해 연비를 절감할 수 있는 경량 소재와, 재활용이 가능한 단일소재의 니즈가 증가하고 있다.Automotive interior materials typically use PP (Poly Propylene) boards, natural fiber-reinforced boards (HS Felt), glass fiber PP boards, and PU (Poly Urethane) foam as substrates, while PET nonwoven fabrics are used for surface and backing materials. Composite materials, which combine the substrate and surface materials, are then molded into automotive parts. Recently, with the eco-friendly trend, there has been a growing need for lightweight materials that improve fuel efficiency and recyclable single-material solutions.
자동차 내장재 소재는 경량화를 위해 발포층을 기재로 하는데, 단일소재를 위해 PET 발포층 기재와 PET 부직포를 복합화하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 러기지 사이드(luggage side), 헤드라이너(headliner), 언더바디(underbody) 등과 같은 자동차 내장재 부품의 경우, 깨짐성, 딥(deep) 성형성, 굴곡강도, 흡음성, 내열성 등의 물성이 요구된다.Automotive interior materials typically use foam layers as a substrate for weight reduction. A single material can be manufactured by combining a PET foam layer substrate with PET nonwoven fabric. For example, automotive interior components such as luggage sides, headliners, and underbody components require properties such as breakability, deep formability, flexural strength, sound absorption, and heat resistance.
따라서, 본 발명의 목적은 깨짐성, 성형성, 굴곡강도, 흡음성, 내열성 등의 물성이 우수한 경량 자동차 내장재를 제공하는 것이다.Accordingly, the purpose of the present invention is to provide a lightweight automobile interior material having excellent physical properties such as breakability, formability, flexural strength, sound absorption, and heat resistance.
본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위해, 셀 크기가 400 ㎛ 이하이고, 밀도가 500 kg/㎥ 이하인 발포층; 발포층의 일면에 적층되는 표면층; 및 발포층의 타면에 적층되는 이면층을 포함하되, 발포층과 표면층의 합지 및 발포층과 이면층의 합지는 각각 독립적으로 압출 코팅층, 핫멜트 접착필름, 또는 불꽃 라미네이션을 통해 이루어지고, 전체 두께가 3 mm 이상인 자동차 내장재를 제공한다.In order to achieve the above-described object, the present invention provides an automobile interior material comprising: a foam layer having a cell size of 400 ㎛ or less and a density of 500 kg/㎥ or less; a surface layer laminated on one surface of the foam layer; and a back layer laminated on the other surface of the foam layer, wherein lamination of the foam layer and the surface layer and lamination of the foam layer and the back layer are each independently performed through an extrusion coating layer, a hot melt adhesive film, or flame lamination, and the total thickness is 3 mm or more.
본 발명에서 발포층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지, 기핵제 및 증점제를 포함하는 발포 조성물로 형성될 수 있다.In the present invention, the foam layer can be formed of a foaming composition including a polyethylene terephthalate (PET) resin, a nucleating agent, and a thickener.
본 발명에서 PET 수지의 고유 점도(IV)는 0.7 ㎗/g 이상일 수 있다.In the present invention, the intrinsic viscosity (IV) of the PET resin may be 0.7 ㎗/g or more.
본 발명에서 PET 수지는 미분 분자량 분포로 표시되는 분자량 1만 이상의 분자 존재 비율이 PET 수지 총 중량에 대해 60 중량% 이상을 차지하는 PET 수지일 수 있다.In the present invention, the PET resin may be a PET resin in which the proportion of molecules having a molecular weight of 10,000 or more, as indicated by a differential molecular weight distribution, accounts for 60 wt% or more of the total weight of the PET resin.
본 발명에서 기핵제의 크기는 10 ㎛ 이하일 수 있다.In the present invention, the size of the nucleating agent may be 10 μm or less.
본 발명에서 기핵제의 함량은 PET 수지 100 중량부를 기준으로 1 내지 10 중량부일 수 있다.In the present invention, the content of the nucleating agent may be 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of PET resin.
본 발명에서 증점제의 함량은 PET 수지 100 중량부를 기준으로 0.3 내지 10 중량부일 수 있다.In the present invention, the content of the thickener may be 0.3 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of PET resin.
본 발명에서 표면층 및 이면층은 각각 PET 부직포이고, 압출 코팅층은 PET 코팅층일 수 있다.In the present invention, the surface layer and the back layer may each be PET nonwoven fabric, and the extrusion coating layer may be a PET coating layer.
본 발명에서 표면층의 평량은 100 내지 1000 g/㎡이고, 이면층의 평량은 10 내지 500 g/㎡이며, 압출 코팅층의 두께는 50 내지 200 ㎛일 수 있다.In the present invention, the basis weight of the surface layer may be 100 to 1000 g/㎡, the basis weight of the back layer may be 10 to 500 g/㎡, and the thickness of the extrusion coating layer may be 50 to 200 ㎛.
본 발명에서 표면층 및 이면층은 용융온도가 200℃ 이상인 PET 및 용융온도가 200℃ 미만인 저융점 PET를 포함할 수 있다.In the present invention, the surface layer and the back layer may include PET having a melting temperature of 200°C or higher and low-melting point PET having a melting temperature of less than 200°C.
본 발명에 따른 자동차 내장재는 표면층과 압출 코팅층 사이, 및 이면층과 압출 코팅층 사이 중 적어도 한 곳에 보강층을 추가로 포함할 수 있다.The automobile interior material according to the present invention may additionally include a reinforcing layer at least one of between the surface layer and the extrusion coating layer and between the back layer and the extrusion coating layer.
본 발명에서 발포층의 결정화도는 20% 이상이고, 발포층의 셀의 장축 길이/단축 길이의 비율은 20 이하일 수 있다.In the present invention, the crystallinity of the foam layer may be 20% or more, and the ratio of the major axis length/minor axis length of the cells of the foam layer may be 20 or less.
본 발명에 따른 자동차 내장재의 굴곡 최대 하중은 10 N 이상일 수 있다.The maximum bending load of the automobile interior material according to the present invention may be 10 N or more.
본 발명에 따른 자동차 내장재의 흡음 계수는 2000 Hz에서 0.2 초과이고, 6000 Hz에서 0.3 이상일 수 있다.The sound absorption coefficient of the automobile interior material according to the present invention may be greater than 0.2 at 2000 Hz and greater than 0.3 at 6000 Hz.
또한, 본 발명은 상술한 적층 구조를 갖는 복합재를 냉간 성형하되, 히터 온도 200℃ 이상, 히터 체류시간 90초 이상, 복합재 표면 온도 150℃ 이상, 프레스 간격 3 mm 이상, 프레스 온도 40℃ 이하, 프레스 시간 20초 이상의 조건으로 성형하는 자동차 내장재의 성형방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for forming an automobile interior material by cold forming a composite material having the above-described laminated structure under the conditions of a heater temperature of 200°C or higher, a heater residence time of 90 seconds or higher, a composite surface temperature of 150°C or higher, a press gap of 3 mm or higher, a press temperature of 40°C or lower, and a press time of 20 seconds or higher.
본 발명에 따른 자동차 내장재는 기핵제의 크기 및 함량, 증점제의 함량, 수지의 점도와 분자량 분포가 특정 범위인 것을 사용함으로써, 셀 크기가 작으면서 저밀도인 발포층을 제공할 수 있고, 또한 특정 적층 구조와 소재 및 합지 방식과 성형 조건을 사용함으로써, 깨짐성, 성형성, 굴곡강도, 흡음성, 내열성 등의 물성이 우수한 자동차 내장재를 제공할 수 있다.The automobile interior material according to the present invention can provide a foam layer having a small cell size and a low density by using a size and content of a nucleating agent, a content of a thickener, and a viscosity and molecular weight distribution of a resin within a specific range, and can also provide an automobile interior material having excellent properties such as breakage resistance, moldability, flexural strength, sound absorption, and heat resistance by using a specific laminated structure, material, lamination method, and molding conditions.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 자동차 내장재용 복합재의 적층 구조를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 자동차 내장재용 복합재의 적층 구조를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 자동차 내장재의 단면도이다.Figure 1 illustrates a laminated structure of a composite material for automotive interior materials according to one embodiment of the present invention.
Figure 2 illustrates a laminated structure of a composite material for automotive interior materials according to another embodiment of the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional view of an automobile interior material according to one embodiment of the present invention.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 자동차 내장재용 복합재(10)는 아래로부터 순차적으로 이면층(11), 발포층(12), 압출 코팅층(13), 및 표면층(14)으로 구성될 수 있다. 구체적으로, 표면층(14)은 발포층(12)의 일면에 적층되고, 이면층(11)은 발포층(12)의 타면에 적층되며, 발포층(12)과 표면층(14)은 압출 코팅층(13)에 의해 접착되고, 발포층(12)과 이면층(11)은 직접 용융 접착될 수 있다.Referring to FIG. 1, a composite material (10) for automotive interior materials according to one embodiment of the present invention may be sequentially composed of a back layer (11), a foam layer (12), an extrusion coating layer (13), and a surface layer (14) from below. Specifically, the surface layer (14) is laminated on one side of the foam layer (12), the back layer (11) is laminated on the other side of the foam layer (12), the foam layer (12) and the surface layer (14) are bonded by the extrusion coating layer (13), and the foam layer (12) and the back layer (11) can be directly melt-bonded.
도 1의 적층 구조 및 합지(또는 적층 또는 접착 또는 접합) 방식은 일 실시형태에 불과하고, 발포층(12)과 표면층(14)의 합지 및 발포층(12)과 이면층(11)의 합지는 도 1에 한정되지 않는다. 구체적으로, 발포층(12)과 표면층(14)의 합지 및 발포층(12)과 이면층(11)의 합지는 각각 독립적으로 압출 코팅층(13), 핫멜트 접착필름, 또는 불꽃 라미네이션(flame lamination)을 통해 이루어질 수 있다. 예를 들어, 발포층(12)과 표면층(14)의 합지 및 발포층(12)과 이면층(11)의 합지는 모두 압출 코팅층(13)에 의해 이루어질 수 있고, 또한 모두 불꽃 라미네이션을 통해 이루어질 수 있다.The laminated structure and lamination (or lamination or adhesion or bonding) method of FIG. 1 are only one embodiment, and the lamination of the foam layer (12) and the surface layer (14) and the lamination of the foam layer (12) and the back layer (11) are not limited to FIG. 1. Specifically, the lamination of the foam layer (12) and the surface layer (14) and the lamination of the foam layer (12) and the back layer (11) can each be independently achieved through an extrusion coating layer (13), a hot melt adhesive film, or flame lamination. For example, both the lamination of the foam layer (12) and the surface layer (14) and the lamination of the foam layer (12) and the back layer (11) can be achieved through an extrusion coating layer (13), and also both can be achieved through flame lamination.
발포층(12)은 복합재(10)의 기재로서, 셀 크기가 작으면서 저밀도인 것을 특징으로 한다.The foam layer (12) is a base material of the composite material (10) and is characterized by having a small cell size and low density.
발포층(12)의 셀 크기는 400 ㎛ 이하, 350 ㎛ 이하, 300 ㎛ 이하, 250 ㎛ 이하, 또는 200 ㎛ 이하일 수 있다. 셀 크기의 하한 값은 예를 들어 50 ㎛ 이상, 80 ㎛ 이상, 또는 100 ㎛ 이상일 수 있다. 셀 크기는 평균 셀 크기를 의미할 수 있고, 구체적으로 셀의 장축 길이 및 단축 길이의 평균 값을 의미할 수 있다.The cell size of the foam layer (12) may be 400 μm or less, 350 μm or less, 300 μm or less, 250 μm or less, or 200 μm or less. The lower limit of the cell size may be, for example, 50 μm or more, 80 μm or more, or 100 μm or more. The cell size may mean an average cell size, and specifically, may mean an average value of the major axis length and the minor axis length of the cell.
발포층(12)의 밀도는 500 kg/㎥ 이하, 450 kg/㎥ 이하, 400 kg/㎥ 이하, 350 kg/㎥ 이하, 300 kg/㎥ 이하, 250 kg/㎥ 이하, 또는 200 kg/㎥ 이하일 수 있다, 밀도의 하한 값은 예를 들어 50 kg/㎥ 이상, 100 kg/㎥ 이상, 또는 150 kg/㎥ 이상일 수 있다.The density of the foam layer (12) may be 500 kg/㎥ or less, 450 kg/㎥ or less, 400 kg/㎥ or less, 350 kg/㎥ or less, 300 kg/㎥ or less, 250 kg/㎥ or less, or 200 kg/㎥ or less. The lower limit of the density may be, for example, 50 kg/㎥ or more, 100 kg/㎥ or more, or 150 kg/㎥ or more.
발포층(12)의 두께는 15 mm 이하, 12 mm 이하, 10 mm 이하, 8 mm 이하, 6 mm 이하, 5 mm 이하, 4 mm 이하, 또는 3 mm 이하일 수 있다. 두께의 하한 값은 예를 들어 0.5 mm 이상, 1 mm 이상, 1.5 mm 이상, 2 mm 이상, 또는 2.5 mm 이상일 수 있다.The thickness of the foam layer (12) may be 15 mm or less, 12 mm or less, 10 mm or less, 8 mm or less, 6 mm or less, 5 mm or less, 4 mm or less, or 3 mm or less. The lower limit of the thickness may be, for example, 0.5 mm or more, 1 mm or more, 1.5 mm or more, 2 mm or more, or 2.5 mm or more.
발포층(12)의 표면 거칠기 Ra는 2 ㎛ 이하, 1.8 ㎛ 이하, 1.6 ㎛ 이하, 또는 1.4 ㎛ 이하일 수 있다. 표면 거칠기 Ra의 하한 값은 예를 들어 0.5 ㎛ 이상, 0.8 ㎛ 이상, 또는 1 ㎛ 이상일 수 있다. 표면 거칠기는 중심선 표면 거칠기일 수 있다.The surface roughness Ra of the foam layer (12) may be 2 µm or less, 1.8 µm or less, 1.6 µm or less, or 1.4 µm or less. The lower limit of the surface roughness Ra may be, for example, 0.5 µm or more, 0.8 µm or more, or 1 µm or more. The surface roughness may be a centerline surface roughness.
발포층(12)의 200℃ 및 60초 조건에서의 연신성은 300% 이상, 350% 이상, 400% 이상, 450% 이상, 또는 500% 이상일 수 있다. 연신성의 상한 값은 예를 들어 700% 이하, 650% 이하, 600% 이하, 또는 550% 이하일 수 있다. 200℃ 및 60초 조건에서의 연신성은 온도 200℃에서 60초간 샘플을 체류시킨 후 측정한 연신율을 의미할 수 있다.The elongation of the foam layer (12) at 200°C for 60 seconds may be 300% or more, 350% or more, 400% or more, 450% or more, or 500% or more. The upper limit of the elongation may be, for example, 700% or less, 650% or less, 600% or less, or 550% or less. The elongation at 200°C for 60 seconds may refer to the elongation measured after allowing the sample to remain at a temperature of 200°C for 60 seconds.
발포층(12)의 굴곡 최대 하중은 5 N 이상, 6 N 이상, 7 N 이상, 8 N 이상, 또는 9 N 이상일 수 있다. 굴곡 최대 하중의 상한 값은 예를 들어 15 N 이하, 14 N 이하, 13 N 이하, 또는 12 N 이하일 수 있다.The maximum bending load of the foam layer (12) may be 5 N or more, 6 N or more, 7 N or more, 8 N or more, or 9 N or more. The upper limit of the maximum bending load may be, for example, 15 N or less, 14 N or less, 13 N or less, or 12 N or less.
발포층(12)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지, 기핵제 및 증점제를 포함하는 발포 조성물로 형성될 수 있다. PET 수지를 사용함으로써, 친환경적이고, 재사용에 용이할 수 있다.The foam layer (12) can be formed from a foam composition containing polyethylene terephthalate (PET) resin, a nucleating agent, and a thickener. By using PET resin, it is environmentally friendly and can be easily reused.
PET 수지의 고유 점도(IV)는 0.7 ㎗/g 이상, 0.72 ㎗/g 이상, 0.74 ㎗/g 이상, 0.76 ㎗/g 이상, 0.78 ㎗/g 이상, 또는 0.8 ㎗/g 이상일 수 있다. 고유 점도의 상한 값은 예를 들어 1.0 ㎗/g, 0.95 ㎗/g, 0.9 ㎗/g, 0.85 ㎗/g, 또는 0.82 ㎗/g일 수 있다. 바람직하게는, PET 수지의 고유 점도(IV)는 0.76 내지 0.82 ㎗/g일 수 있다. 고유 점도가 낮으면, 저밀도 발포가 어렵고, 셀 크기 및 표면 거칠기가 증가하며, 연신성이 저하될 수 있다.The intrinsic viscosity (IV) of the PET resin may be 0.7 ㎗/g or more, 0.72 ㎗/g or more, 0.74 ㎗/g or more, 0.76 ㎗/g or more, 0.78 ㎗/g or more, or 0.8 ㎗/g or more. The upper limit of the intrinsic viscosity may be, for example, 1.0 ㎗/g, 0.95 ㎗/g, 0.9 ㎗/g, 0.85 ㎗/g, or 0.82 ㎗/g. Preferably, the intrinsic viscosity (IV) of the PET resin may be 0.76 to 0.82 ㎗/g. When the intrinsic viscosity is low, low-density foaming may be difficult, cell size and surface roughness may increase, and stretchability may be reduced.
PET 수지의 융점은 250℃ 이상, 252℃ 이상, 254℃ 이상, 또는 256℃ 이상일 수 있다. 융점의 상한 값은 예를 들어 300℃, 290℃, 280℃, 270℃, 또는 260℃일 수 있다.The melting point of the PET resin may be 250°C or higher, 252°C or higher, 254°C or higher, or 256°C or higher. The upper limit of the melting point may be, for example, 300°C, 290°C, 280°C, 270°C, or 260°C.
PET 수지의 중량 평균 분자량(Mw)은 2만 내지 20만, 바람직하게는 5만 내지 15만, 더욱 바람직하게는 6만 내지 10만일 수 있다. 중량 평균 분자량은 겔투과 크로마토그래피(GPC, 분석장비 HLC-8320)에 의해 측정할 수 있고, 이때 표준 시료로는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 사용할 수 있다. 분자량 단위는 g/mol 또는 Da일 수 있다.The weight average molecular weight (Mw) of the PET resin may be 20,000 to 200,000, preferably 50,000 to 150,000, and more preferably 60,000 to 100,000. The weight average molecular weight can be measured by gel permeation chromatography (GPC, analysis equipment HLC-8320), and polymethyl methacrylate (PMMA) can be used as a standard sample. The molecular weight unit can be g/mol or Da.
PET 수지는 미분 분자량 분포로 표시되는 분자량 1만 이상의 분자 존재 비율이 PET 수지 총 중량에 대해 60 중량% 이상을 차지하는 PET 수지일 수 있다. 즉, PET 수지 중 분자량 1만 이상의 분자 존재 비율은 60 중량% 이상이고, 분자량 1만 미만의 분자 존재 비율은 40 중량% 미만일 수 있다. 분자량 1만 이상의 분자 존재 비율은 바람직하게는 65 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 70 중량% 이상일 수 있다. 분자량 1만 이상의 분자 존재 비율의 상한 값은 예를 들어 100%, 95%, 90%, 85%, 80%, 또는 75%일 수 있다. 분자량 1만 이상의 분자 존재 비율이 낮으면, 굴곡 최대 하중이 감소할 수 있다. 분자량 1만 미만의 분자 존재 비율은 바람직하게는 35 중량% 미만, 더욱 바람직하게는 30 중량% 미만일 수 있다. 분자량 1만 미만의 분자 존재 비율의 하한 값은 예를 들어 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 또는 25%일 수 있다.The PET resin may be a PET resin in which the proportion of molecules having a molecular weight of 10,000 or more, expressed by a differential molecular weight distribution, accounts for 60 wt% or more of the total weight of the PET resin. That is, the proportion of molecules having a molecular weight of 10,000 or more in the PET resin may be 60 wt% or more, and the proportion of molecules having a molecular weight of less than 10,000 may be less than 40 wt%. The proportion of molecules having a molecular weight of 10,000 or more may be preferably 65 wt% or more, more preferably 70 wt% or more. The upper limit of the proportion of molecules having a molecular weight of 10,000 or more may be, for example, 100%, 95%, 90%, 85%, 80%, or 75%. If the proportion of molecules having a molecular weight of 10,000 or more is low, the maximum bending load may decrease. The proportion of molecules having a molecular weight of less than 10,000 may be preferably less than 35 wt%, more preferably less than 30 wt%. The lower limit of the abundance of molecules having a molecular weight of less than 10,000 may be, for example, 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, or 25%.
미분 분자량 분포는 고분자 물질의 분자량 분포 표현법의 하나인 미분 분자량 분배 곡선을 이용한 것으로, 미분 분자량 분배 곡선은 1 g의 물질 속에 분자량 M인 것이 몇 g인지를 나타내는 양을 M의 함수로 표현한 곡선이다.Differential molecular weight distribution is a method of expressing the molecular weight distribution of a polymer substance using a differential molecular weight distribution curve. A differential molecular weight distribution curve is a curve that expresses the quantity representing the number of grams of a substance with a molecular weight M in 1 g of a substance as a function of M.
특히 바람직하게는, PET 수지는 상기 물성들을 동시에 만족하는, 즉 고유 점도(IV)가 0.7 ㎗/g 이상이면서, 또한 융점이 250℃ 이상이면서, 또한 중량 평균 분자량이 2만 이상이면서, 또한 미분 분자량 분포로 표시되는 분자량 1만 이상의 분자 존재 비율이 PET 수지 총 중량에 대해 60 중량% 이상을 차지하는 PET 수지일 수 있다.Particularly preferably, the PET resin may be a PET resin that satisfies the above properties simultaneously, that is, has an intrinsic viscosity (IV) of 0.7 ㎗/g or more, a melting point of 250°C or more, a weight average molecular weight of 20,000 or more, and a proportion of molecules having a molecular weight of 10,000 or more expressed by a differential molecular weight distribution of 60 wt% or more based on the total weight of the PET resin.
기핵제는 셀 크기 등을 제어하기 위해 첨가되는 것으로, 예를 들어 탈크, 마이카, 실리카, 규조토, 알루미나, 산화티탄, 산화 아연, 산화 마그네슘, 수산화 마그네슘, 수산화 알루미늄, 수산화 칼슘, 탄산칼륨, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산칼륨, 황산바륨, 탄산수소나트륨, 유리 비드 등의 무기 화합물을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 기핵제로서 탈크를 사용할 수 있다.Nucleating agents are added to control cell size, etc., and examples of nucleating agents include inorganic compounds such as talc, mica, silica, diatomaceous earth, alumina, titanium oxide, zinc oxide, magnesium oxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, calcium hydroxide, potassium carbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate, potassium sulfate, barium sulfate, sodium bicarbonate, and glass beads. Preferably, talc can be used as the nucleating agent.
기핵제의 함량은 PET 수지 100 중량부를 기준으로 1 내지 10 중량부, 바람직하게는 2 내지 7 중량부, 더욱 바람직하게는 3 내지 5 중량부일 수 있다. 기핵제의 함량이 적으면, 셀 크기 및 표면 거칠기가 증가하고 굴곡 최대 하중 및 연신성이 저하될 수 있다.The content of the nucleating agent may be 1 to 10 parts by weight, preferably 2 to 7 parts by weight, and more preferably 3 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of PET resin. If the content of the nucleating agent is low, the cell size and surface roughness may increase, and the maximum bending load and elongation may decrease.
기핵제의 크기는 10 ㎛ 이하, 8 ㎛ 이하, 6 ㎛ 이하, 4 ㎛ 이하, 또는 3 ㎛ 이하일 수 있다. 기핵제 크기의 하한 값은 예를 들어 0.1 ㎛ 이상, 0.5 ㎛ 이상, 또는 1 ㎛ 이상일 수 있다. 기핵제의 크기가 크면 셀 크기 및 표면 거칠기가 증가하고 연신성이 저하될 수 있다. 기핵제의 크기는 평균 크기를 의미할 수 있고, 구체적으로 기핵제의 장축 길이 및 단축 길이의 평균 값을 의미할 수 있다.The size of the nucleating agent may be 10 μm or less, 8 μm or less, 6 μm or less, 4 μm or less, or 3 μm or less. The lower limit of the nucleating agent size may be, for example, 0.1 μm or more, 0.5 μm or more, or 1 μm or more. A larger nucleating agent size may increase the cell size and surface roughness and reduce the ductility. The size of the nucleating agent may refer to an average size, and specifically, may refer to an average value of the major axis length and the minor axis length of the nucleating agent.
증점제는 발포 조성물의 용융 점도 등을 제어하기 위해 첨가되는 것으로, 예를 들어 피로멜리트산 이무수물(PMDA), 에폭시 등을 사용할 수 있다.A thickener is added to control the melt viscosity of the foam composition, etc., and examples of thickeners that can be used include pyromellitic dianhydride (PMDA), epoxy, etc.
증점제의 함량은 PET 수지 100 중량부를 기준으로 0.3 내지 10 중량부, 바람직하게는 1 내지 5 중량부, 더욱 바람직하게는 2 내지 3 중량부일 수 있다. 증점제의 함량이 적으면 발포가 제대로 되지 않을 수 있고, 밀도와 셀 크기 및 표면 거칠기가 증가할 수 있다.The content of the thickener may be 0.3 to 10 parts by weight, preferably 1 to 5 parts by weight, and more preferably 2 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of PET resin. If the content of the thickener is low, foaming may not occur properly, and the density, cell size, and surface roughness may increase.
발포제는 조성물을 발포시키고, 발포층(12)의 밀도를 제어하기 위해 첨가되는 것으로, 예를 들어 N2, CO2, 프레온 등의 가스; 부탄, 펜탄, 네오펜탄, 헥산, 이소헥산, 헵탄, 이소헵탄, 메틸클로라이드 등의 물리적 발포제; 아조디카르본아마이드계 화합물, P,P'-옥시비스(벤젠술포닐하이드라지드)계 화합물, N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라아민계 화합물 등의 화학적 발포제를 사용할 수 있다.A foaming agent is added to foam the composition and control the density of the foam layer (12), and for example, gases such as N 2 , CO 2 , and Freon; physical foaming agents such as butane, pentane, neopentane, hexane, isohexane, heptane, isoheptane, and methyl chloride; and chemical foaming agents such as azodicarbonamide-based compounds, P,P'-oxybis(benzenesulfonylhydrazide)-based compounds, and N,N'-dinitrosopentamethylenetetramine-based compounds can be used.
발포제의 함량은 PET 수지 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 5 중량부, 바람직하게는 0.5 내지 4 중량부, 더욱 바람직하게는 1 내지 3 중량부일 수 있다.The content of the foaming agent may be 0.1 to 5 parts by weight, preferably 0.5 to 4 parts by weight, and more preferably 1 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of PET resin.
또한, 발포층(12)의 원료는 친수화 기능, 방수 기능, 난연 기능, 자외선 차단 기능 등을 부여할 목적으로, 계면활성제, 자외선 차단제, 친수화제, 난연제, 열안정제, 방수제, 셀 크기 확대제, 적외선 감쇠제, 가소제, 방화 화학 약품, 안료, 탄성폴리머, 압출 보조제, 산화방지제, 충전제, 공전 방지제, UV 흡수제 등을 추가로 포함할 수 있다.In addition, the raw material of the foam layer (12) may additionally include a surfactant, a UV blocker, a hydrophilizing agent, a flame retardant, a heat stabilizer, a waterproofing agent, a cell size expander, an infrared attenuator, a plasticizer, a fire retardant chemical, a pigment, an elastic polymer, an extrusion aid, an antioxidant, a filler, an anti-foaming agent, a UV absorber, etc. for the purpose of imparting a hydrophilizing function, a waterproofing function, a flame retardant function, a UV blocking function, etc.
발포층(12)은 비드 발포 또는 압출 발포를 통해 형성될 수 있다. 비드 발포는 비드를 가열하여 1차 발포시키고 이것을 적당한 시간 숙성시킨 후, 판 모양 및 통 모양 등의 금형에 채우고 다시 가열하여 2차 발포에 의해 융착 및 성형하여 제품을 만드는 방법이다. 압출 발포는 수지 용융물을 연속적으로 압출 및 발포시킴으로써, 공정 단계를 단순화할 수 있고, 대량 생산이 가능하며, 비드 발포 시 비드 사이에서의 균열과, 입상 파괴 현상 등을 방지하여 보다 우수한 압축강도를 구현할 수 있다.The foam layer (12) can be formed through bead foaming or extrusion foaming. Bead foaming is a method of heating beads to foam them first, allowing them to mature for an appropriate period of time, filling them into a mold such as a plate or cylinder, heating them again, and fusing and molding them through secondary foaming to create a product. Extrusion foaming simplifies the process steps by continuously extruding and foaming a resin melt, enabling mass production, and preventing cracks and granular destruction between beads during bead foaming, thereby realizing superior compressive strength.
바람직하게는, 압출 발포 및 원형 다이를 사용하여 발포층(12)을 제조할 수 있다. 원형 다이로 압출 발포하여 상면과 하면이 모두 매끈한 표면을 가지는 발포층(12)을 얻을 수 있다.Preferably, the foam layer (12) can be manufactured using extrusion foaming and a circular die. By extrusion foaming with a circular die, a foam layer (12) having smooth surfaces on both the upper and lower surfaces can be obtained.
한편, 슬릿 형상 다이로 압출하여 발포시킨 경우, 두께가 5 mm 이상인 보드 타입의 발포체가 형성된다. 발포 보드를 절단하여 5 mm 이하로 만들 경우, 적어도 하나의 표면에는 셀이 절단된 흔적이 남아 매끈한 표면을 갖지 못할 수 있다.Meanwhile, when extruded and foamed using a slit-shaped die, a board-type foam having a thickness of 5 mm or more is formed. When the foam board is cut to a thickness of less than 5 mm, at least one surface may have traces of cell cutting, preventing a smooth surface.
이와 같이, 본 발명에 따른 발포층(12)은 기핵제의 크기 및 함량, 증점제의 함량, 수지의 점도와 분자량 분포가 특정 범위인 것을 사용함으로써, 셀 크기가 작으면서 저밀도이고 또한 두께가 얇은 발포층(12)을 제공할 수 있으며, 이에 따라 발포층(12)의 깨짐성 및 연신성 등의 물성을 개선할 수 있다.In this way, the foam layer (12) according to the present invention can provide a foam layer (12) having a small cell size, low density, and thin thickness by using a size and content of a nucleating agent, a content of a thickener, and a viscosity and molecular weight distribution of a resin within a specific range, thereby improving the physical properties of the foam layer (12) such as breakability and stretchability.
발포층(12)은 폐쇄 셀을 가질 수 있다. 폐쇄 셀을 갖는다는 것은 발포층(12)의 90% 이상의 셀이 폐쇄 셀(DIN ISO4590)이라는 것을 의미한다. 예를 들어, 발포층(12) 중 폐쇄 셀의 비율은 90 내지 100%, 95 내지 100%, 97 내지 100%, 또는 99 내지 100%일 수 있다. 이러한 범위 내의 폐쇄 셀을 가짐으로써, 우수한 경량성, 내구성 및 강성을 만족할 수 있다.The foam layer (12) may have closed cells. Having closed cells means that more than 90% of the cells in the foam layer (12) are closed cells (DIN ISO4590). For example, the percentage of closed cells in the foam layer (12) may be 90 to 100%, 95 to 100%, 97 to 100%, or 99 to 100%. By having closed cells within this range, excellent lightness, durability, and rigidity can be satisfied.
이면층(11) 및 표면층(14)은 각각 PET 부직포이고, 압출 코팅층(13)은 PET 코팅층일 수 있다. 이와 같이, 복합재(10)를 구성하는 이면층(11), 발포층(12), 압출 코팅층(13), 및 표면층(14)의 전체 층이 모두 PET 소재일 수 있다.The back layer (11) and the surface layer (14) may each be PET nonwoven fabric, and the extrusion coating layer (13) may be a PET coating layer. In this way, the entire layers of the back layer (11), the foam layer (12), the extrusion coating layer (13), and the surface layer (14) constituting the composite material (10) may all be made of PET material.
이면층(11) 및 표면층(14)에 사용되는 부직포의 종류는 특별히 제한되지 않지만, 차음 및 흡음성능과 층간 박리 방지를 고려할 때 니들 펀칭된(needle punched) 부직포를 사용할 수 있다. 니들 펀칭 공정에서 니들의 투과 깊이는 7 내지 13 mm, 인렛(inlet) 속도는 3.0 내지 5.0 m/min, 아웃렛(outlet) 속도는 3.5 내지 6.0 m/min일 수 있다. 이러한 조건 범위 내에서 니들의 손상이 발생되지 않고, 차음 성능과 흡음성능이 양호한 자동차 내장재를 제공할 수 있다. 니들 밀도는 5000 내지 8000본/㎡일 수 있다. 이 니들 밀도보다 촘촘한 경우에는 다층을 투과하기 어려울 수 있고, 니들 밀도가 낮은 경우에는 공정 효율성이 떨어질 수 있다.The type of nonwoven fabric used for the back layer (11) and the surface layer (14) is not particularly limited, but a needle-punched nonwoven fabric can be used when considering sound insulation and sound absorption performance and prevention of delamination between layers. In the needle-punching process, the penetration depth of the needle can be 7 to 13 mm, the inlet speed can be 3.0 to 5.0 m/min, and the outlet speed can be 3.5 to 6.0 m/min. Within these condition ranges, damage to the needles does not occur, and an automobile interior material having good sound insulation and sound absorption performance can be provided. The needle density can be 5000 to 8000 needles/㎡. If the needle density is denser than this, it may be difficult to penetrate multiple layers, and if the needle density is lower, the process efficiency may be reduced.
이면층(11) 및 표면층(14)의 부직포의 최대점 하중은 기계방향(MD)에서 200 내지 1000 N, 350 내지 750 N, 550 내지 750 N, 또는 300 내지 400 N일 수 있고, 교차방향(CD)에서 200 내지 1200 N, 300 내지 1000 N, 800 내지 1100 N, 또는 300 내지 400 N일 수 있다. 최대점 응력은 기계방향(MD)에서 1 내지 8 N/㎟, 또는 2 내지 6 N/㎟일 수 있고, 교차방향(CD)에서 1 내지 8 N/㎟, 또는 2 내지 7 N/㎟일 수 있다. 신율은 기계방향(MD)에서 30 내지 100%, 또는 40 내지 80%일 수 있고, 교차방향(CD)에서 30 내지 200%, 또는 40 내지 160%일 수 있다.The maximum point load of the nonwoven fabric of the back layer (11) and the surface layer (14) may be 200 to 1000 N, 350 to 750 N, 550 to 750 N, or 300 to 400 N in the machine direction (MD), and may be 200 to 1200 N, 300 to 1000 N, 800 to 1100 N, or 300 to 400 N in the cross direction (CD). The maximum point stress may be 1 to 8 N/mm2, or 2 to 6 N/mm2 in the machine direction (MD), and may be 1 to 8 N/mm2, or 2 to 7 N/mm2 in the cross direction (CD). The elongation may be from 30 to 100%, or from 40 to 80%, in the machine direction (MD), and from 30 to 200%, or from 40 to 160%, in the cross direction (CD).
표면층(14)은 내장재가 차량의 실내 바닥 등에 장착되었을 때 눈에 보이는 내장재의 표면이므로, 운전자 또는 탑승자의 발바닥이나 손 등의 신체가 접촉 시 촉감을 부드럽게 하기 위해 표면에 기모가 형성될 수 있다. 또한, 표면층(14)은 운전자 등에게 딱딱한 느낌을 주기보다는 쿠션감을 주어야 하므로, 실내 바닥에 물품이 낙하되었을 때 충격을 감소시키기 위해서도 탄성을 갖는 것이 바람직하다. 탄성을 부여하기 위해, 표면층(14)은 PET 섬유 사이의 간격을 유지하고 치밀하게 밀착되지 않는 것을 사용할 수 있다.The surface layer (14) is the visible surface of the interior material when the interior material is installed on the floor of the vehicle, etc., and thus, a nap may be formed on the surface to provide a soft feel when the driver's or passenger's feet or hands or other body parts come into contact with it. In addition, since the surface layer (14) should provide a cushioning feeling rather than a hard feeling to the driver or other person, it is preferable to have elasticity to reduce the impact when an item is dropped on the interior floor. To provide elasticity, the surface layer (14) may be used such that the PET fibers maintain a gap between each other and are not tightly adhered.
표면층(14)의 평량(단위 면적 당 중량)은 100 내지 1000 g/㎡, 200 내지 900 g/㎡, 250 내지 800 g/㎡, 300 내지 700 g/㎡, 350 내지 600 g/㎡, 400 내지 500 g/㎡, 100 내지 300 g/㎡, 또는 150 내지 200 g/㎡일 수 있다.The weight (weight per unit area) of the surface layer (14) may be 100 to 1000 g/m2, 200 to 900 g/m2, 250 to 800 g/m2, 300 to 700 g/m2, 350 to 600 g/m2, 400 to 500 g/m2, 100 to 300 g/m2, or 150 to 200 g/m2.
이면층(11)은 차량의 주행 중 발생되는 소음을 흡음 및 차음하는 기능, 그리고 내장재의 하부에 위치되어 상부에 위치되는 발포층(12)과 접합되는 결합층의 기능을 한다. 이면층(11)은 PET 단일 소재로 이루어져 재활용률을 향상시킬 수 있고, 흡차음 소재를 일체화시켜 흡차음층을 형성함으로써 경량화률을 향상시킬 수 있다.The back layer (11) has the function of absorbing and insulating noise generated while the vehicle is running, and also functions as a bonding layer that is positioned at the bottom of the interior material and bonded to the foam layer (12) positioned at the top. The back layer (11) is made of a single PET material, which can improve the recyclability, and by integrating the sound-absorbing and insulating materials to form a sound-absorbing and insulating layer, the weight reduction rate can be improved.
이면층(11)의 부직포 섬유는 3 내지 15 데니아의 섬도, 51 내지 64 mm의 길이를 가질 수 있다. 이면층(11)의 평량은 10 내지 500 g/㎡, 20 내지 400 g/㎡, 30 내지 300 g/㎡, 40 내지 250 g/㎡, 또는 50 내지 200 g/㎡일 수 있다.The nonwoven fibers of the back layer (11) may have a fineness of 3 to 15 denier and a length of 51 to 64 mm. The basis weight of the back layer (11) may be 10 to 500 g/m2, 20 to 400 g/m2, 30 to 300 g/m2, 40 to 250 g/m2, or 50 to 200 g/m2.
이면층(11)과 발포층(12)은 접착층과 같은 다른 층의 개입 없이 직접적으로 용융 결합할 수 있다. 이러한 용융 결합은 예를 들어 불꽃 라미네이션 등의 방법으로 수행될 수 있다. 또한, 이면층(11)과 발포층(12)의 합지는 압출 코팅층(13) 또는 핫멜트 접착필름을 통해 이루어질 수 있다.The backing layer (11) and the foam layer (12) can be directly melt-bonded without the intervention of another layer, such as an adhesive layer. This melt-bonding can be performed, for example, by a method such as flame lamination. In addition, the lamination of the backing layer (11) and the foam layer (12) can be achieved through an extrusion coating layer (13) or a hot melt adhesive film.
또한, 표면층(14)과 이면층(11)은 용융온도가 200℃ 이상인 PET 고융점 섬유, 및 용융온도가 200℃ 미만인 PET 재질의 저융점 섬유(low-melting fiber)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 표면층(14)과 이면층(11)은 PET 고융점 섬유 50 내지 90 중량%, PET 저융점 섬유 10 내지 50 중량%를 포함할 수 있다. 저융점 섬유의 양이 적으면 결합력을 갖기 어려울 수 있고, 너무 많으면 고융점 섬유량이 줄어들어 강도가 낮아질 수 있다.In addition, the surface layer (14) and the back layer (11) may include PET high-melting fibers having a melting temperature of 200°C or higher, and low-melting fibers made of PET having a melting temperature of less than 200°C. For example, the surface layer (14) and the back layer (11) may include 50 to 90 wt% of PET high-melting fibers and 10 to 50 wt% of PET low-melting fibers. If the amount of low-melting fibers is small, it may be difficult to have a bonding force, and if it is too large, the amount of high-melting fibers may decrease, which may lower the strength.
표면층(14)과 이면층(11)에 사용 가능한 저융점 섬유는 110 내지 180℃ 범위의 융점을 갖는데, 내장재를 이루는 다수의 층들이 적층된 후 성형을 위해 예비 가열될 때, 저융점 섬유가 용융되어 고융점 섬유 사이에 흘러 들어 고융점 섬유를 결합시키는 기능을 수행할 수 있다.Low-melting point fibers that can be used in the surface layer (14) and the back layer (11) have a melting point in the range of 110 to 180°C. When a plurality of layers forming the interior material are laminated and preheated for molding, the low-melting point fibers can melt and flow between the high-melting point fibers to perform the function of bonding the high-melting point fibers.
압출 코팅층(13)은 T-다이에서 압출되는 용융 수지층이 발포층(12)(또는 표면층(14))에 코팅됨과 동시에, 그 상부에 표면층(14)(또는 발포층(12))이 합지되어 발포층(12)과 표면층(14)을 샌드위치 방식으로 접착시키는 층을 의미한다. 압출 코팅층(13)은 냉간 성형을 하는 경우 딥 드로잉(deep drawing)을 가능하게 하고, 표면층(14)과 발포층(12)의 박리를 방지하는 역할을 한다. 또한, 차음 성능을 개선시키는 역할을 한다.The extrusion coating layer (13) refers to a layer in which a molten resin layer extruded from a T-die is coated on the foam layer (12) (or surface layer (14)) and, at the same time, the surface layer (14) (or foam layer (12)) is laminated on top of it to bond the foam layer (12) and the surface layer (14) in a sandwich manner. The extrusion coating layer (13) enables deep drawing when cold forming is performed and prevents peeling of the surface layer (14) and the foam layer (12). In addition, it plays a role in improving sound insulation performance.
또한, 발포층(12)과 표면층(14)의 합지는 압출 코팅층(13) 이외에, 핫멜트 접착필름, 또는 불꽃 라미네이션을 통해 이루어질 수 있다.In addition, the lamination of the foam layer (12) and the surface layer (14) can be achieved through a hot melt adhesive film or flame lamination in addition to the extrusion coating layer (13).
압출 코팅층(13)의 두께는 50 내지 200 ㎛, 80 내지 190 ㎛, 100 내지 180 ㎛, 120 내지 170 ㎛, 140 내지 160 ㎛일 수 있다. 압출 코팅층(13)의 평량은 50 내지 1000 g/㎡, 100 내지 800 g/㎡, 100 내지 600 g/㎡, 또는 100 내지 400 g/㎡일 수 있다. 이러한 범위 내에서 경량화와 성형 가공성을 확보할 수 있다. 압출 코팅층(13)의 결정화도는 5 내지 10%일 수 있다. 결정화도가 너무 낮으면 최종 성형품의 강도가 낮아질 수 있고, 결정화도가 너무 높으면 성형성이 떨어질 수 있다.The thickness of the extrusion coating layer (13) may be 50 to 200 ㎛, 80 to 190 ㎛, 100 to 180 ㎛, 120 to 170 ㎛, or 140 to 160 ㎛. The basis weight of the extrusion coating layer (13) may be 50 to 1000 g/m2, 100 to 800 g/m2, 100 to 600 g/m2, or 100 to 400 g/m2. Within this range, weight reduction and molding processability can be secured. The crystallinity of the extrusion coating layer (13) may be 5 to 10%. If the crystallinity is too low, the strength of the final molded product may be low, and if the crystallinity is too high, the moldability may be poor.
도 2를 참고하면, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 복합재(20)는 아래로부터 순차적으로 이면층(21), 발포층(22), 압출 코팅층(23), 보강층(25) 및 표면층(24)으로 구성될 수 있다. 구체적으로, 표면층(24)은 발포층(22)의 일면에 적층되고, 이면층(21)은 발포층(22)의 타면에 적층되며, 발포층(22)과 표면층(24)은 압출 코팅층(23)에 의해 접착되고, 발포층(22)과 이면층(21)은 직접 용융 접착될 수 있다.Referring to FIG. 2, a composite material (20) according to another embodiment of the present invention may be sequentially composed of a back layer (21), a foam layer (22), an extrusion coating layer (23), a reinforcing layer (25), and a surface layer (24) from below. Specifically, the surface layer (24) is laminated on one side of the foam layer (22), the back layer (21) is laminated on the other side of the foam layer (22), the foam layer (22) and the surface layer (24) are bonded by the extrusion coating layer (23), and the foam layer (22) and the back layer (21) may be directly melt-bonded.
발포층(22)과 표면층(24)의 합지 및 발포층(22)과 이면층(21)의 합지는 도 2에 한정되지 않는다. 구체적으로, 발포층(22)과 표면층(24)의 합지 및 발포층(22)과 이면층(21)의 합지는 각각 독립적으로 압출 코팅층(23), 핫멜트 접착필름, 또는 불꽃 라미네이션을 통해 이루어질 수 있다. 예를 들어, 발포층(22)과 표면층(24)의 합지 및 발포층(22)과 이면층(21)의 합지는 모두 압출 코팅층(23)에 의해 이루어질 수 있고, 또한 모두 불꽃 라미네이션을 통해 이루어질 수 있다.The lamination of the foam layer (22) and the surface layer (24) and the lamination of the foam layer (22) and the back layer (21) are not limited to FIG. 2. Specifically, the lamination of the foam layer (22) and the surface layer (24) and the lamination of the foam layer (22) and the back layer (21) can each be independently achieved through an extrusion coating layer (23), a hot melt adhesive film, or flame lamination. For example, the lamination of the foam layer (22) and the surface layer (24) and the lamination of the foam layer (22) and the back layer (21) can both be achieved through an extrusion coating layer (23), and can also both be achieved through flame lamination.
이면층(21), 발포층(22), 압출 코팅층(23), 및 표면층(24)은 도 1에서 상술한 바와 동일하여 구체적인 설명은 생략한다. 보강층(25)은 PET 라텍스 코팅층일 수 있으며, 표면층(24) 섬유의 안정성을 유지시키고, 흡음기능과 쿠션감을 부여할 수 있다. 보강층(25)의 평량은 50 내지 200 g/㎡의 범위가 바람직하다.The back layer (21), foam layer (22), extrusion coating layer (23), and surface layer (24) are the same as those described above in Fig. 1, and thus a detailed description thereof will be omitted. The reinforcing layer (25) may be a PET latex coating layer, and may maintain the stability of the fibers of the surface layer (24) and provide sound absorption and cushioning. The basis weight of the reinforcing layer (25) is preferably in the range of 50 to 200 g/㎡.
PET 라텍스 코팅층은 PET를 포함하는 현탁액에 공기를 주입하여 폼을 형성한 후 표면층에 코팅한 후 건조하여 제조할 수 있다. PET 라텍스를 제조하는 공정은 예를 들어 한국 등록 특허 공보 제2299625에 기재되어 있다.PET latex coating layers can be manufactured by injecting air into a suspension containing PET to form a foam, coating the foam on a surface layer, and then drying it. The process for manufacturing PET latex is described, for example, in Korean Patent Publication No. 2299625.
또한, 본 발명은 이면층, 발포층 및 표면층을 포함하는 복합재의 제조방법을 제공하는데, 상기 방법은 폐쇄 셀을 가지는 발포층을 형성하는 단계; 압출 코팅층, 핫멜트 접착필름, 또는 불꽃 라미네이션을 통해 발포층과 표면층을 합지하는 단계; 및 압출 코팅층, 핫멜트 접착필름, 또는 불꽃 라미네이션을 통해 발포층과 이면층을 합지하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the present invention provides a method for manufacturing a composite including a back layer, a foam layer, and a surface layer, wherein the method may include the steps of forming a foam layer having closed cells; laminating the foam layer and the surface layer through an extrusion coating layer, a hot melt adhesive film, or flame lamination; and laminating the foam layer and the back layer through an extrusion coating layer, a hot melt adhesive film, or flame lamination.
발포층을 형성하는 단계는 PET 수지, 기핵제, 증점제, 발포제 등을 혼합하여 수지 용융물을 제조하는 단계; 및 수지 용융물을 압출기로 압출 및 발포하는 단계를 포함할 수 있다.The step of forming a foam layer may include a step of preparing a resin melt by mixing PET resin, a nucleating agent, a thickener, a foaming agent, etc.; and a step of extruding and foaming the resin melt using an extruder.
수지 용융물을 제조하는 단계는 260 내지 300℃의 온도에서 수행될 수 있다. 또한, PET 수지는 펠렛(pellet), 그래뉼(granule), 비드(bead), 칩(chip) 등의 형태를 가질 수 있고, 경우에 따라서는 분말(powder) 형태일 수 있다.The step of preparing the resin melt can be performed at a temperature of 260 to 300°C. In addition, the PET resin can be in the form of pellets, granules, beads, chips, etc., and in some cases, can be in the form of powder.
압출 및 발포하는 단계는 발포가 용이하도록 발포성 용융물을 220 내지 260℃에서 냉각한 다음, 냉각된 발포성 용융물을 다이에 통과시킴으로써 수행될 수 있다. 또한, 형성된 발포시트는 맨드릴(Mandrel)과 에어 링(Air ring)을 통해 냉각하여 발포시트의 형태를 유지할 수 있다. 발포 온도는 225 내지 280℃, 225 내지 275℃, 또는 225 내지 265℃일 수 있다.The extrusion and foaming step can be performed by cooling the foamable melt to 220 to 260°C to facilitate foaming, and then passing the cooled foamable melt through a die. Additionally, the formed foam sheet can be cooled using a mandrel and an air ring to maintain its shape. The foaming temperature can be 225 to 280°C, 225 to 275°C, or 225 to 265°C.
발포층과 표면층 또는 발포층과 이면층의 사이에 압출 코팅층을 형성하여 발포층과 표면층 또는 발포층과 이면층을 합지하는 단계는 공지된 방법을 사용하여 수행할 수 있다. 예를 들어, 압출 코팅은 T-다이를 이용하여 발포층과 표면층 또는 발포층과 이면층의 사이에 PET를 압출한 후 발포층과 표면층 또는 발포층과 이면층을 합지하여 수행할 수 있다. 압출 온도는 260 내지 380℃ 범위일 수 있고, 압출 코팅층의 두께는 50 내지 200 ㎛일 수 있다. 균일한 코팅을 위해서는 PET를 충분히 건조한 후 압출 실린더에 투입하는 것이 바람직하다.The step of forming an extrusion coating layer between the foam layer and the surface layer or the foam layer and the back layer and laminating the foam layer and the surface layer or the foam layer and the back layer can be performed using a known method. For example, the extrusion coating can be performed by extruding PET between the foam layer and the surface layer or the foam layer and the back layer using a T-die, and then laminating the foam layer and the surface layer or the foam layer and the back layer. The extrusion temperature can range from 260 to 380°C, and the thickness of the extrusion coating layer can be 50 to 200 μm. In order to uniformly coat, it is preferable to sufficiently dry the PET before putting it into the extrusion cylinder.
불꽃 라미네이션을 이용하여 발포층과 표면층 또는 발포층과 이면층을 합지하는 단계도 공지된 방법을 사용하여 수행할 수 있다. 예를 들어, 불꽃 온도 700 내지 1000℃, 발열량 15,000 내지 70,000 kcal의 불꽃 라미네이션 공정을 통해, 발포층과 표면층 또는 발포층과 이면층의 계면을 접합시킬 수 있다.The step of bonding the foam layer and the surface layer, or the foam layer and the back layer, using flame lamination can also be performed using a known method. For example, the interface between the foam layer and the surface layer, or the foam layer and the back layer, can be bonded through a flame lamination process having a flame temperature of 700 to 1000°C and a calorific value of 15,000 to 70,000 kcal.
발포층과 표면층 또는 발포층과 이면층의 일면을 라미네이팅 불꽃 발생 장치로 가열시켜 계면을 용융된 상태로 만든 후, 이때의 접합력을 이용하여 발포층과 표면층 또는 발포층과 이면층의 계면을 접합시켜 열 융착시킬 수 있다. 불꽃 발생 장치를 이용한 불꽃 라미네이션 공정을 통해 발포층과 표면층 또는 발포층과 이면층을 접합시킬 경우, 접착 필름을 통해 계면을 접착하는 방식보다 계면간 박리력을 향상시킬 수 있으며, 다른 접착층을 사용하지 않아 원가가 절감되고 경량화를 이룰 수 있다. 특히, 압출 코팅층의 코팅량이 낮은 경우, 계면간 박리가 발생하지 않기 위해서는, 화염 불꽃 높이와 와인딩 속도를 적절히 제어할 필요가 있다.One surface of the foam layer and the surface layer or the foam layer and the back layer is heated with a laminating flame generator to make the interface into a molten state, and then the bonding force at this time can be used to bond and heat-fuse the interface of the foam layer and the surface layer or the foam layer and the back layer. When bonding the foam layer and the surface layer or the foam layer and the back layer through a flame lamination process using a flame generator, the peeling force between the interfaces can be improved compared to the method of bonding the interfaces using an adhesive film, and the cost can be reduced and the weight can be reduced because another adhesive layer is not used. In particular, when the coating amount of the extruded coating layer is low, it is necessary to appropriately control the flame height and winding speed in order to prevent delamination between the interfaces.
또한, 본 발명은 상술한 복합재를 이용한 자동차 내장재를 제공한다. 자동차 내장재는 러기지 파티션, 러기지 사이드, 러기지 보드, 패키지 트레이, 헤드라이너, 또는 언더바디 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The present invention also provides an automotive interior material using the composite material described above. The automotive interior material may include, but is not limited to, a luggage partition, a luggage side, a luggage board, a package tray, a headliner, or an underbody.
도 3을 참고하면, 자동차 내장재(30)는 소정의 두께(T)를 갖는 본 발명에 따른 복합재(31)를 가공한 성형품, 특히 냉간 성형품이다. 성형된 자동차 내장재는 하나 이상의 오목부(32)를 구비할 수 있다. 오목부(32)는 다양한 깊이를 가질 수 있고, 그 중 가장 깊은 곳까지의 거리를 최대 깊이(D)로 정의할 수 있다. 일 구체예에서, 본 발명의 자동차 내장재는 하기 일반식 1을 만족할 수 있다.Referring to Fig. 3, the automotive interior material (30) is a molded product, particularly a cold molded product, processed from a composite material (31) according to the present invention having a predetermined thickness (T). The molded automotive interior material may have one or more recessed portions (32). The recessed portions (32) may have various depths, and the distance to the deepest point thereof may be defined as the maximum depth (D). In one specific example, the automotive interior material of the present invention may satisfy the following general formula 1.
[일반식 1][General Formula 1]
D/T > 3D/T > 3
상기 식에서, D는 자동차 내장재에 형성된 오목부의 최대 깊이를 나타내고, T는 자동차 내장재의 두께를 나타낸다.In the above formula, D represents the maximum depth of the concave portion formed in the automobile interior material, and T represents the thickness of the automobile interior material.
상기 D/T는 3 이상, 4 이상, 5 이상, 6 이상, 7 이상, 또는 8 이상일 수 있다. 상기 값이 클수록, 보다 깊은 오목부를 형성할 수 있고, 이는 딥드로잉 성형이 가능하다는 것을 의미한다.The above D/T may be 3 or more, 4 or more, 5 or more, 6 or more, 7 or more, or 8 or more. The larger the value, the deeper the concave portion can be formed, which means that deep drawing forming is possible.
자동차 내장재의 전체 두께는 3 mm 이상, 3.5 mm 이상, 4 mm 이상, 4.5 mm 이상, 또는 5 mm 이상일 수 있다. 전체 두께의 상한 값은 예를 들어 10 mm 이하, 9 mm 이하, 8 mm 이하, 7 mm 이하, 또는 6 mm 이하일 수 있다.The overall thickness of the automotive interior material may be 3 mm or more, 3.5 mm or more, 4 mm or more, 4.5 mm or more, or 5 mm or more. The upper limit of the overall thickness may be, for example, 10 mm or less, 9 mm or less, 8 mm or less, 7 mm or less, or 6 mm or less.
자동차 내장재의 발포층의 결정화도는 20% 이상, 22% 이상, 24% 이상, 또는 26% 이상일 수 있다. 결정화도의 상한 값은 예를 들어 40% 이하, 35% 이하, 30% 이하, 또는 28% 이하일 수 있다. 상기 범위 내에서 우수한 강도를 제공할 수 있다.The crystallinity of the foam layer of the automotive interior material may be 20% or more, 22% or more, 24% or more, or 26% or more. The upper limit of the crystallinity may be, for example, 40% or less, 35% or less, 30% or less, or 28% or less. Excellent strength can be provided within the above range.
자동차 내장재의 발포층의 셀의 장축 길이/단축 길이의 비율은 20 이하, 15 이하, 10 이하, 8 이하, 또는 6 이하일 수 있다. 상기 비율의 하한 값은 예를 들어 1 이상, 2 이상, 3 이상, 또는 4 이상일 수 있다. 금형의 클리어런스(clearance)가 낮으면 압착되어서 비율이 커질 수 있다.The ratio of the major axis length/minor axis length of the cells of the foam layer of the automobile interior material may be 20 or less, 15 or less, 10 or less, 8 or less, or 6 or less. The lower limit of the ratio may be, for example, 1 or more, 2 or more, 3 or more, or 4 or more. If the clearance of the mold is low, the ratio may be increased due to compression.
자동차 내장재의 굴곡 최대 하중은 10 N 이상, 11 N 이상, 12 N 이상, 13 N 이상, 14 N 이상, 또는 15 N 이상일 수 있다. 상한 값은 40 N 이하, 35 N 이하, 30 N 이하, 25 N 이하, 또는 20 N 이하일 수 있다. 자동차 내장재의 인장강도(MS341-19 4.4)는 MD 방향으로 25 kgf/㎠ 이상, 예를 들어 30 내지 50 kgf/㎠일 수 있다.The maximum flexural load of the automotive interior material may be 10 N or more, 11 N or more, 12 N or more, 13 N or more, 14 N or more, or 15 N or more. The upper limit may be 40 N or less, 35 N or less, 30 N or less, 25 N or less, or 20 N or less. The tensile strength (MS341-19 4.4) of the automotive interior material may be 25 kgf/cm2 or more in the MD direction, for example, 30 to 50 kgf/cm2.
자동차 내장재의 흡음 계수는 2000 Hz에서 0.2 초과, 0.21 이상, 0.22 이상, 0.23 이상, 0.24 이상, 또는 0.25 이상일 수 있고, 상한 값은 0.4 이하, 0.35 이하, 또는 0.3 이하일 수 있다. 자동차 내장재의 흡음 계수는 6000 Hz에서 0.3 이상, 0.4 이상, 0.5 이상, 0.6 이상, 또는 0.7 이상일 수 있고, 상한 값은 1 이하, 0.9 이하, 또는 0.8 이하일 수 있다.The sound absorption coefficient of the automotive interior material may be greater than 0.2, greater than 0.21, greater than 0.22, greater than 0.23, greater than 0.24, or greater than 0.25 at 2000 Hz, and the upper limit may be 0.4 or less, 0.35 or less, or 0.3 or less. The sound absorption coefficient of the automotive interior material may be 0.3 or more, 0.4 or more, 0.5 or more, 0.6 or more, or 0.7 or more at 6000 Hz, and the upper limit may be 1 or less, 0.9 or less, or 0.8 or less.
또한, 본 발명은 자동차 내장재의 제조방법을 제공하는데, 상기 방법은 복합재를 예열하는 단계; 및 예열된 복합재를 금형을 이용하여 냉간 성형하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the present invention provides a method for manufacturing an automobile interior material, the method including the steps of preheating a composite material; and cold-forming the preheated composite material using a mold.
복합재를 예열하는 단계는 상부 및 하부에 가열원을 가지는 히터에서 수행할 수 있다. 예열하는 단계는 예를 들어 상부 및 하부의 가열원을 200 내지 400℃, 또는 250 내지 350℃로 조정하여 약 90초 내지 300초, 또는 150 내지 250초 동안 가열하여 복합재의 표면온도를 약 150 내지 250℃가 되도록 제어하여 수행할 수 있다.The step of preheating the composite can be performed using a heater having heating sources at the top and bottom. The step of preheating can be performed, for example, by adjusting the heating sources at the top and bottom to 200 to 400°C, or 250 to 350°C, and heating for about 90 to 300 seconds, or 150 to 250 seconds, thereby controlling the surface temperature of the composite to be about 150 to 250°C.
금형을 이용하여 냉간 성형하는 단계는 상온의 금형, 예를 들어 금형의 온도를 10 내지 40℃로 제어하고, 약 20초 내지 60초 동안 가압하여 원하는 형상으로 성형할 수 있다.The step of cold forming using a mold can be performed by controlling the temperature of the mold at room temperature, for example, 10 to 40°C, and applying pressure for about 20 to 60 seconds to form it into a desired shape.
바람직하게는, 상술한 적층 구조를 갖는 복합재를 냉간 성형하되, 히터 온도 200℃ 이상, 히터 체류시간 90초 이상, 복합재 표면 온도 150℃ 이상, 프레스 간격 3 mm 이상, 프레스 온도 40℃ 이하, 프레스 시간 20초 이상의 조건으로 성형할 수 있다. 여기서, 프레스 간격은 금형 프레스 간격 또는 금형 간격을 의미한다.Preferably, a composite having the above-described laminated structure can be cold-formed under the following conditions: a heater temperature of 200°C or higher, a heater residence time of 90 seconds or higher, a composite surface temperature of 150°C or higher, a press gap of 3 mm or higher, a press temperature of 40°C or lower, and a press time of 20 seconds or higher. Here, the press gap refers to a mold press gap or a mold gap.
프레스 온도가 낮은 냉간 성형의 조건은 구체적으로 히터 온도 300±50℃, 히터 체류시간 160±30초, 복합재 표면 온도 190±30℃, 프레스 간격 3.5±1 mm, 프레스 온도 20±10℃, 프레스 시간 40±20초일 수 있다.The conditions for cold forming with low press temperature may be specifically a heater temperature of 300±50℃, a heater residence time of 160±30 seconds, a composite surface temperature of 190±30℃, a press gap of 3.5±1 mm, a press temperature of 20±10℃, and a press time of 40±20 seconds.
이와 같이, 본 발명에서는 셀 크기를 줄인 발포층을 적용하여 깨짐성을 개선할 수 있고, 발포층의 양면에 부직포를 합지하여 연신성(30 ㎝ 딥 성형성)이 우수하며, 불꽃 라미네이션 및 코팅 합지 적용으로 굴곡강도를 향상시킬 수 있다.In this way, in the present invention, by applying a foam layer with a reduced cell size, breakability can be improved, by laminating nonwoven fabric on both sides of the foam layer, ductility (30 cm deep formability) can be excellent, and by applying flame lamination and coating lamination, flexural strength can be improved.
또한, 본 발명에서는 금형 간격을 3.5~5 mmT 정도로 설정함으로써, 굴곡강도를 향상시킬 수 있고, 셀 크기를 유지할 수 있으며(장축/단축 비율 20 이하 가능), 셀 형태가 유지되어 굴곡강도가 우수하고, 두께가 유지되어 흡음성이 우수하다.In addition, in the present invention, by setting the mold gap to about 3.5 to 5 mmT, the flexural strength can be improved, the cell size can be maintained (the major axis/minor axis ratio can be 20 or less), the cell shape is maintained, so the flexural strength is excellent, and the thickness is maintained, so the sound absorption is excellent.
아울러, 본 발명에 따른 자동차 소재는 경량화(기존 폴리프로필렌(PP) 제품 대비 40% 경량)되면서 강성이 우수하고, 기존 PP 제품 대비 흡음성(특히, 고주파 영역대)이 우수하다.In addition, the automobile material according to the present invention is lightweight (40% lighter than existing polypropylene (PP) products) while having excellent rigidity and superior sound absorption (especially in the high-frequency range) compared to existing PP products.
이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples.
[실시예 및 비교예][Examples and Comparative Examples]
1. PET 발포층1. PET foam layer
표 1 및 표 2에 기재된 조성을 이용하여 압출 발포함으로써, 표 1 및 표 2에 기재된 물성을 갖는 실시예 및 비교예의 발포층을 제조하였다.Foam layers of examples and comparative examples having the properties described in Tables 1 and 2 were manufactured by extrusion foaming using the compositions described in Tables 1 and 2.
2. 복합재2. Composite materials
표 3 및 표 4의 각 층 구성 및 합지 방식을 갖는 복합재를 제조하였다.Composites having each layer composition and bonding method in Tables 3 and 4 were manufactured.
표면층과 이면층은 각각 니들 펀칭된 부직포를 사용하였다. 니들 펀칭된 부직포는 PET 섬유 웹이 한 쌍의 베드 플레이트(bed plate)를 통과한 후, 상하 왕복 운동하는 니들 보드에 장착되어 있는 바늘을 통해 PET 섬유가 맞물리게 하여 제조하였다. 또한, 표면층 부직포에 보강층으로서 PET 라텍스 코팅층을 형성하였다.The surface layer and back layer each used needle-punched nonwoven fabric. The needle-punched nonwoven fabric was manufactured by passing a PET fiber web through a pair of bed plates and interlocking the PET fibers through needles mounted on a needle board that reciprocates up and down. In addition, a PET latex coating layer was formed as a reinforcing layer on the surface layer nonwoven fabric.
제조된 표면층과 발포층을 PET 압출 코팅층으로 접착시켰다. 압출코팅은 PET를 150℃에서 4시간 이상 건조한 후, 건조된 PET를 280 내지 330℃로 순차적으로 온도 제어되는 압출 실린더에 투입하여 T-다이를 통해 압출하였다.The manufactured surface layer and foam layer were bonded with a PET extrusion coating layer. For extrusion coating, PET was dried at 150°C for more than 4 hours, and then the dried PET was sequentially fed into an extrusion cylinder controlled at 280 to 330°C and extruded through a T-die.
개별적으로 구동되는 3개의 라미네이션 롤러, 2개의 화염처리부 및 갭 조절장치를 포함하는 불꽃 라미네이션 장치를 사용하여 표면층이 접합된 발포층 이면에 이면층을 접합시켜서 다층 구조의 복합재를 제조하였다(조건: 화염 불꽃 높이 1.8~2.5 mm, 화염량 130~210 g/㎥, 갭 2.5~2.6 mm, 라인 스피드 30~40 m/min).A multilayer composite was manufactured by bonding a backing layer to the back of a foam layer to which a surface layer was bonded using a flame lamination device including three individually driven lamination rollers, two flame treatment sections, and a gap control device (conditions: flame height 1.8 to 2.5 mm, flame amount 130 to 210 g/㎥, gap 2.5 to 2.6 mm, line speed 30 to 40 m/min).
3. 성형3. Plastic surgery
표 5 및 6의 히터 및 프레스 조건을 이용하여 복합재를 성형함으로써, 표 5 및 6에 기재된 물성을 갖는 실시예 및 비교예의 복합재 성형품(자동차 내장재)을 얻었다.By molding the composite using the heater and press conditions of Tables 5 and 6, composite molded products (automotive interior materials) of the examples and comparative examples having the properties described in Tables 5 and 6 were obtained.
각 물성 측정 방법은 다음과 같다.The methods for measuring each property are as follows.
(1) 고유 점도(IV)(1) Intrinsic viscosity (IV)
고유점도는 샘플을 페놀 및 테트라클로로에탄의 혼합용액(혼합비율 = 1:1 부피비율)에 0.5 중량%의 농도로 용해시키고, 우베로드 점도계를 이용하여 35℃에서 측정하였다.The intrinsic viscosity was measured at 35°C using an Ubbelohd viscometer by dissolving the sample in a mixed solution of phenol and tetrachloroethane (mixing ratio = 1:1 by volume) at a concentration of 0.5 wt%.
(2) 분자량(2) Molecular weight
분자량은 샘플을 클로로포름 및 페놀의 혼합용액(혼합비율 = 1:1 부피비율)에 용해시키고, 겔 투과 크로마토그래피(GPC, 분석장비 HLC-8320)를 이용하여 254 nm에서 측정하였다. 표준 시료는 PMMA로 하였다.The molecular weight was measured by dissolving the sample in a mixed solution of chloroform and phenol (mixing ratio = 1:1 by volume) and using gel permeation chromatography (GPC, analytical equipment HLC-8320) at 254 nm. PMMA was used as the standard sample.
(3) 밀도(3) Density
밀도는 KS M ISO 845 조건 하에서 측정하였다.Density was measured under KS M ISO 845 conditions.
(4) 셀 크기(4) Cell size
셀 크기는 주사 전자 현미경(SEM)을 이용하여 셀의 장축과 단축의 길이를 측정한 후 그 평균값을 셀 크기로 하였다.Cell size was determined by measuring the length of the long and short axes of the cell using a scanning electron microscope (SEM), and the average value was used as the cell size.
(5) 결정화도(5) Crystallinity
시차 주사 열량 측정법(Differential Scanning Calorimetry, DSC)을 이용하여 용융 온도에서의 용융 엔탈피와 냉각 결정화 온도에서의 결정화 엔탈피를 측정하였고, 결정화도는 하기 식에 따라 계산하였다.The melting enthalpy at the melting temperature and the crystallization enthalpy at the cooling crystallization temperature were measured using differential scanning calorimetry (DSC), and the degree of crystallization was calculated according to the following equation.
결정화도 = ΔHm - ΔHc / ΔHmCrystallinity = ΔHm - ΔHc / ΔHm
ΔHm는 용융 엔탈피를 의미하고, ΔHc는 결정화 엔탈피를 의미하며, ΔHm는 표준 용융 엔탈피(140 J/g)을 의미한다.ΔHm represents the enthalpy of melting, ΔHc represents the enthalpy of crystallization, and ΔHm represents the standard enthalpy of melting (140 J/g).
(6) 성형성(6) Formability
성형성은 성형품을 육안으로 관찰하여 파단 및 크랙 발생 유무로 평가하였다.Formability was evaluated by visually observing the molded product to determine whether breakage or cracking occurred.
(7) 깨짐성(7) Fragility
깨짐성은 굴곡 최대 하중 굴곡 측정방법을 활용하여 측정하였다. 시편 사이즈를 150×50 mm로 제작하여 시편당 세로, 가로 방향 각각 5매씩 측정하였으며, 측정 시편의 지지 간격(Span)을 50 mm로 고정하고 20 mm/min 속도로 굴곡 하중을 가하는 동안, 초기 시편에 대하여 40 mm 변형된 지점에서 시험 종료 후, 샘플의 표면을 육안으로 관찰하여 깨짐 개수를 측정하였다.The brittleness was measured using the flexural maximum load flexural measurement method. The specimen size was manufactured as 150 × 50 mm, and 5 sheets were measured in each vertical and horizontal direction for each specimen. The support span of the measured specimen was fixed at 50 mm, and a flexural load was applied at a rate of 20 mm/min. After the test was terminated at a point where the specimen was deformed 40 mm from the initial specimen, the number of cracks was measured by visually observing the surface of the sample.
(8) 굴곡강도(8) Flexural strength
ASTM D 790에 의거하여, 시편의 지지 간격(Span)을 100 mm로 고정하고, 5 mm/min 속도로 굴곡 하중을 가하는 동안, 초기 시편에 대하여 10% 변형될 때까지의 최대 하중을 측정하였다.According to ASTM D 790, the support span of the specimen was fixed at 100 mm, and while applying a flexural load at a rate of 5 mm/min, the maximum load until 10% deformation was achieved with respect to the initial specimen was measured.
(9) 흡음성(9) Sound absorption
KS F 2805 잔향실법 측정방법을 이용하여 흡읍성을 측정하고, 흡음계수(NRC: noise reduction coefficient) 값을 산출하였다. NRC는 2,000 및 6,000 Hz에서 각각 측정하였다.Absorption was measured using the KS F 2805 reverberation chamber measurement method, and the noise reduction coefficient (NRC) value was calculated. NRC was measured at 2,000 and 6,000 Hz, respectively.
(10) 내열 사이클(10) Heat resistance cycle
80℃ 내열 사이클은 성형 부품을 실제 차와 동일한 상태로 유지시킨 후 다음 조건을 1 Cycle로 하여, 3 Cycle 실시 후 외관을 관찰하고 형태 변화 유무를 판단하여 평가하였다.The 80℃ heat resistance cycle was evaluated by maintaining the molded part in the same condition as the actual car, setting the following conditions as 1 cycle, performing 3 cycles, observing the appearance, and determining whether there was any change in shape.
*내열 Cycle: 80±2℃에서 3시간, 23±2℃에서 1시간, -30±2℃에서 3시간, 23±2℃에서 1시간, 50±2℃, 95~100% RH에서 15시간, 23±2℃에서 1시간 방치*Heat resistance cycle: 3 hours at 80±2℃, 1 hour at 23±2℃, 3 hours at -30±2℃, 1 hour at 23±2℃, 15 hours at 50±2℃, 95~100% RH, 1 hour at 23±2℃
수지PET
profit
수지PET
profit
1200 gsm
1.2 mmTPP
1200 gsm
1.2 mmT
조건plastic surgery
condition
부품composite materials
part
조건plastic surgery
condition
부품composite materials
part
상기 표에서 확인할 수 있듯이, 실시예의 발포층은 기핵제의 크기 및 함량, 증점제의 함량, 수지의 점도와 분자량 분포가 적정 범위인 것을 사용함으로써, 셀 크기가 작으면서 저밀도이었다. 또한, 실시예의 복합재는 적정 적층 구조와 소재 및 합지 방식과 성형 조건을 사용함으로써, 깨짐성, 성형성, 굴곡강도, 흡음성, 내열성이 우수하였다.As can be seen in the table above, the foam layer of the example had a small cell size and low density by using a nucleating agent size and content, a thickener content, and a resin viscosity and molecular weight distribution within an appropriate range. In addition, the composite of the example had excellent breakage resistance, formability, flexural strength, sound absorption, and heat resistance by using an appropriate laminated structure, material, lamination method, and molding conditions.
그러나, 비교예 1의 경우, 금형 간격이 작아서, 셀 크기의 장축/단축 비율이 증가하였고, 복합재 성형품의 굴곡강도 및 흡음성이 저하되었다.However, in the case of Comparative Example 1, the mold gap was small, so the major axis/minor axis ratio of the cell size increased, and the flexural strength and sound absorption of the composite molded product decreased.
비교예 2의 경우, 기존 PP 제품을 사용함으로써, 복합재 성형품의 굴곡강도 및 흡음성이 저하되었다.In the case of Comparative Example 2, the flexural strength and sound absorption of the composite molded product were reduced by using the existing PP product.
비교예 3의 경우, 적정 성형 조건(히터 시간, 복합재 표면 온도)을 벗어나서, 발포층의 결정화도 및 복합재 성형품의 내열성이 저하되었다.In the case of Comparative Example 3, the crystallinity of the foam layer and the heat resistance of the composite molded product were reduced due to the conditions (heater time, composite surface temperature) being outside the appropriate molding conditions.
10, 20, 31: 복합재, 11, 21: 이면층, 12, 22: 발포층, 13, 23: 압출 코팅층, 14, 24: 표면층, 25: 보강층, 30: 자동차 내장재, 32: 오목부10, 20, 31: composite material, 11, 21: backing layer, 12, 22: foam layer, 13, 23: extrusion coating layer, 14, 24: surface layer, 25: reinforcing layer, 30: automotive interior material, 32: concave part
Claims (11)
발포층의 일면에 적층되는 표면층; 및
발포층의 타면에 적층되는 이면층을 포함하되,
발포층과 표면층의 합지는 압출 코팅층을 통해 이루어지고, 발포층과 이면층의 합지는 불꽃 라미네이션을 통해 이루어지며,
전체 두께가 3 mm 이상이고,
발포층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지, 기핵제 및 증점제를 포함하는 발포 조성물로 형성되며,
PET 수지는 미분 분자량 분포로 표시되는 분자량 1만 이상의 분자 존재 비율이 PET 수지 총 중량에 대해 60 중량% 이상, 분자량 1만 미만의 분자 존재 비율은 PET 수지 총 중량에 대해 40 중량% 미만인 PET 수지이고,
기핵제의 함량은 PET 수지 100 중량부를 기준으로 2 내지 10 중량부이며,
증점제의 함량은 PET 수지 100 중량부를 기준으로 2 내지 10 중량부인 자동차 내장재.A foam layer having a cell size of 250 ㎛ or less and a density of 500 kg/㎥ or less;
A surface layer laminated on one side of the foam layer; and
Including a back layer laminated on the other side of the foam layer,
The lamination of the foam layer and the surface layer is achieved through an extrusion coating layer, and the lamination of the foam layer and the back layer is achieved through flame lamination.
The total thickness is 3 mm or more,
The foam layer is formed of a foam composition containing polyethylene terephthalate (PET) resin, a nucleating agent, and a thickener.
PET resin is a PET resin in which the proportion of molecules having a molecular weight of 10,000 or more, as indicated by the differential molecular weight distribution, is 60 wt% or more with respect to the total weight of the PET resin, and the proportion of molecules having a molecular weight of less than 10,000 is less than 40 wt% with respect to the total weight of the PET resin.
The content of the nucleating agent is 2 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of PET resin.
Automobile interior material having a thickener content of 2 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of PET resin.
PET 수지의 고유 점도(IV)는 0.7 ㎗/g 이상인 자동차 내장재.In the first paragraph,
Automotive interior materials with an intrinsic viscosity (IV) of PET resin of 0.7 ㎗/g or more.
기핵제의 크기는 10 ㎛ 이하인 자동차 내장재.In the first paragraph,
Automobile interior materials with a nucleus size of 10 ㎛ or less.
표면층 및 이면층은 각각 PET 부직포이고, 압출 코팅층은 PET 코팅층인 자동차 내장재.In the first paragraph,
An automobile interior material in which the surface layer and back layer are each made of PET nonwoven fabric, and the extrusion coating layer is a PET coating layer.
표면층의 평량은 100 내지 1000 g/㎡이고, 이면층의 평량은 10 내지 500 g/㎡이며, 압출 코팅층의 두께는 50 내지 200 ㎛인 자동차 내장재.In the first paragraph,
An automobile interior material having a surface layer having a basis weight of 100 to 1000 g/㎡, a back layer having a basis weight of 10 to 500 g/㎡, and an extrusion coating layer having a thickness of 50 to 200 ㎛.
표면층 및 이면층은 용융온도가 200℃ 이상인 PET 및 용융온도가 200℃ 미만인 저융점 PET를 포함하는 자동차 내장재.In the first paragraph,
An automobile interior material in which the surface layer and the back layer include PET having a melting temperature of 200°C or higher and low-melting point PET having a melting temperature of less than 200°C.
표면층과 압출 코팅층 사이에 보강층을 추가로 포함하는 자동차 내장재.In the first paragraph,
An automotive interior material additionally comprising a reinforcing layer between the surface layer and the extruded coating layer.
발포층의 결정화도는 20% 이상이고, 발포층의 셀의 장축 길이/단축 길이의 비율은 20 이하인 자동차 내장재.In the first paragraph,
An automobile interior material having a crystallinity of 20% or more in the foam layer and a ratio of the major axis length/minor axis length of the foam layer cells of 20 or less.
자동차 내장재의 굴곡 최대 하중은 10 N 이상인 자동차 내장재.In the first paragraph,
Automobile interior materials with a maximum bending load of 10 N or more.
자동차 내장재의 흡음 계수는 2000 Hz에서 0.2 초과이고, 6000 Hz에서 0.3 이상인 자동차 내장재.In the first paragraph,
Automotive interior materials having a sound absorption coefficient of more than 0.2 at 2000 Hz and more than 0.3 at 6000 Hz.
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220162783A Division KR20240080279A (en) | 2022-11-29 | 2022-11-29 | Automobile interior material comprising composite having reduced cell size |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20260020375A true KR20260020375A (en) | 2026-02-11 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5049439A (en) | Thermoformable article | |
| KR101357018B1 (en) | Manufacturing process of multi-component nonwoven fabric felt with lightness and high-strength | |
| KR102005293B1 (en) | Laminated sheet containing polyester resin, and preparation method thereof | |
| US11001035B2 (en) | Sandwich panel and a manufacturing method thereof | |
| JP2001001436A (en) | Base material for automotive interior materials and automotive interior materials | |
| EP3611296B1 (en) | Non-woven fabric improved in weight reduction and sound absorption and method for manufacturing same | |
| KR20210087148A (en) | Laminated sheet comprising polyester foam sheet and manufacturing method of the same | |
| KR20260020375A (en) | Automobile interior material comprising composite having reduced cell size | |
| US11260626B2 (en) | Sandwich panel and a manufacturing method thereof | |
| KR20260020376A (en) | Composite comprising material having reduced cell size | |
| KR20220126848A (en) | Lightweight composite material using closed structure PET foam or PP foam and its manufacturing method | |
| KR20240080279A (en) | Automobile interior material comprising composite having reduced cell size | |
| KR20240080266A (en) | Composite comprising material having reduced cell size | |
| KR20120131972A (en) | Multi component felt with lightweight | |
| KR102371056B1 (en) | Automotive interior material comprising low melting polyester resin, and Preparation method thereof | |
| JP7328353B2 (en) | Multi-layer sound absorbing material | |
| KR101592277B1 (en) | Lightweight composites for car interior part containing thermally expandable microcapsule and method of manufacturing of the same | |
| KR102681591B1 (en) | Multilayer laminaste and automobile interial material comprising the same | |
| KR101928235B1 (en) | Method for manufacturing lightweight multilayer sandwich structure using co-extrusion process and lightweight multilayer sandwich structure manufactured thereby | |
| US6815051B2 (en) | Polyolefin resin molding composite | |
| KR102316323B1 (en) | Laminate comprising nonwoven fabric layer sandwiched between polyester resin foam sheets and manufacturing method of the same | |
| KR102738535B1 (en) | Foam sheet having improved surface roughness | |
| KR102682641B1 (en) | Manufacturing method of trunk interior material for electric vehicle using single material | |
| KR20200091796A (en) | Composite fabrics for car interior with good formability and manufacturing method thereof | |
| KR20140020612A (en) | A foamed composite resin sheet, manufacturing method thereof, and a composite substrate for an automobile having the same |