KR102202007B1 - 누액방지 접착부직포 및 이를 이용한 자동차 내장재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 누액방지 접착부직포에 있어서,접착층과 누액방지층이 적층된 2개층 또는 접착층, 누액방지층 및 접착층이 차례로 적층된 3개층으로 구성되되,상기 접착층은 하드세그먼트 원료인 디올(Diol)과 디카르본산 (Dicarbonic acid)을 에스테르화반응시키고, 그 반응물에 소프트세그먼트 원료인 폴리올(Polyol)을 축중합시켜 생성되는 폴리에스테르계 탄성수지를 이용한 스펀본드 탄성부직포이며, 상기 누액방지층은 폴리에틸렌 다공성 필름인 것에 특징이 있는 누액방지 접착부직포인 것에 특징이 있는 누액방지 접착 부직포에 관한 것이다.

Description

누액방지 접착부직포 및 이를 이용한 자동차 내장재{Leak-proof Adhesive Nonwoven Fabric And Automobile Interior Material Using The Same}
본 발명은 누액방지 접착부직포 및 이를 이용한 자동차 내장재에 관한 것으로 보다 자세하게는 저융점 폴리에스테르계 스펀본드 탄성부직포 및 폴리에틸렌 다공성 필름의 적층구조로 된 누액방지 접착부직포 및 이를 이용한 자동차 내장재에 관한 것이다.
자동차용 내장재의 제품은 트렁크, 천장, 바닥, 도어트림 등 다양하며, 이러한 제품들은 성형성과 경량화, 방음, 흡음, 차음에 대한 기능이 요구된다.
일반적으로 표면용 부직포와 흡음 부직포와 차음 부직포를 생산하는 업체에서 각각 생산하여 성형업체에 공급하고, 상기 성형업체에서 공급받은 표면용 부직포와 흡음 부직포와 차음 부직포들 사이에 필름을 개입시켜 접착한 후에 금형에 넣고 내장재를 성형하였다.
그러면, 표면용 부직포와 흡음 부직포와 차음 부직포를 생산하는 각각의 소재업체에서 생산하여 성형업체에 납품하기 때문에 작업공정에 따른 로스가 심각하고, 아울러 표면용 부직포와 흡음 부직포와 차음 부직포를 각각의 제조공정으로 제조하여 공급하기 때문에 각 소재의 흡음과 차음 특징을 조화롭게 연구하지 못하게 되며, 특히 표면용 부직포와 흡차음 부직포를 소정의 두께로 형성하기 위하여 일정 두께의 부직포 2장 또는 4장을 니들펀칭으로 각각 작업하고, 다시 2장 또는 4장을 합지하여 니들펀칭에 의해서 단일체로 형성하는 작업을 하기 때문에 생산성이 크게 떨어지게 되고, 또 표면용 부직포와 흡차음 부직포 사이에 필름을 개입시켜 접착하기 때문에 흡차음 기능을 하는 기공이 많이 형성되지 않아 자동차 내장재용 카페트로서의 기능이 크게 떨어지게 된다.
특허문헌 1 : 대한민국공개특허공보 제2006-0004337(흡음성과 단열성이 우수한 멜트블로운 부직포) 특허문헌 2 : 대한민국공개특허공보 제2012-0132735(통기성을 갖는 부직포, 그 부직포를 이용한 흡음재 및 그 제조방법) 특허문헌 3 : 대한민국공등록특허공보 제1425852(부직포 웹 2겹 또는 3겹 원펀칭에 의한 일체형 흡차음, 통기성, 압축회복률이 뛰어난 자동차용 트렁크, 카페트 소재 및 그 제조방법)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명은, 경량화, 방음, 흡음, 차음 효과를 극대화시킬 수 있는 자동차용 내장재를 제공하기 위한 것에 목적이 있다.
또한 본 발명은 상기와 같은 자동차용 내장재를 제공하기 위하여 통기성을 갖는 부직포를 제공하여 다양한 형상의 제품을 형틀에서 성형하면서 PU 발포층을 일체로 형성할 수 있게 하여 품질이 향상된 흡음재를 간단하게 생산할 수 있도록 하는데 소기의 목적하는 바가 있다.
또한 본 발명은 PU 발포층 및 기재층 사이에서 발포층의 누액을 방지할 수 있고 기재층와 접착력이 우수한 누액방지 접착부직포를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 누액방지 접착부직포에 있어서,접착층과 누액방지층(13)이 적층된 2개층 또는 접착층, 누액방지층(13) 및 접착층이 차례로 적층된 3개층으로 구성되되,상기 접착층은 하드세그먼트 원료인 디올(Diol)과 디카르본산 (Dicarbonic acid)을 에스테르화반응시키고, 그 반응물에 소프트세그먼트 원료인 폴리올(Polyol)을 축중합시켜 생성되는 폴리에스테르계 탄성수지를 이용한 스펀본드 탄성부직포이며, 상기 누액방지층은 폴리에틸렌 다공성 필름인 것에 특징이 있는 누액방지 접착부직포인 것에 특징이 있는 누액방지 접착 부직포를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 폴리에스테르계 탄성수지의 하드세그먼트 중 디올(Diol) 성분은 에틸렌글리콜(ethylne Glycol), 디에틸렌글리콜(DEG), 1,4부탄디올(1,4-Butanediol), 1,3 프로판디올(1,3-Propanediol)중 어느 하나 또는 2개 이상이 혼합사용되는 것에 특징으로 하는 누액방지 접착 부직포를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 폴리에스테르계 탄성수지의 하드세그먼트 중 디카르본산(Dicarbonic acid)성분은 테레프탈산 (Teraphthalic acid), 이소프탈산(Isophthalic acid), 아디핀산(Adipic acid) 및 세바식산(Sebacic acid) 중 어느 하나 또는 2개 이상이 혼합사용되는 것에 특징으로 하는 누액방지 접착 부직포를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 폴리에스테르계 탄성수지의 소프트 세그먼트인 폴리올은 폴리에틸렌글리콜(PEG) 또는 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG)이고, 상기 폴리에스테르계 탄성수지 대비 5 내지 70중량%인 것을 특징으로 하는 누액방지 접착 부직포를 제공한다.
또한 본 발명은 2개층 구조의 누액방지 접착부직포는 누액방지층(13)의 일면에는 폴리우레탄 폼층, 접착층 일면에는 기재층이 결합되거나,3개층 구조의 누액방지 접착부직포는 양면에 기재층이 결합되거나 일면에 기재층 또는 다른 일면에 폴리우레탄 폼층이 결합된 자동차 내장재를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 기재층은 폴리에스테르 부직포, 폴리우레탄 스펀지 또는 상기 폴리에스테르 부직포 및 폴리우레탄 스펀지가 합지된 것 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자동차 내장재를 제공한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 자동차 내장재로 폴리에스테르계 스펀본드 탄성부직포 및 폴리에틸렌 다공성 필름의 적층구조로 된 부직포를 사용하여 기재층과의 접착력이 우수할 뿐만 아니라 발포층과의 접착시 누액을 방지효과가 있어 자동차 내장재의 흡음성이 향상된 특징이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 2개층으로 구성된 누액방지 접착부직포의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예인 3개층으로 구성된 누액방지 접착부직포의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예인 2개층으로 구성된 누액방지 접착부직포를 이용한 자동차 내장재의 단면도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 '약', '실질적으로' 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본 발명은 누액방지 접착부직포(10) 및 이를 이용한 자동차 내장재에 관한 것으로 우선 누액방지 접착부직포(10)에 관하여 설명하면, 상기 누액방지 접착부직포(10)는 접착층(11)과 누액방지층(13)이 적층된 2개층 또는 접착층(11), 누액방지층(13) 및 접착층(11)이 차례로 적층된 3개층으로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 2개층으로 구성된 누액방지 접착부직포(10)의 단면도이고 도 2는 본 발명의 일실시예인 3개층으로 구성된 누액방지 접착부직포(10)의 단면도이다.
상기 접착층(11)은 하드세그먼트 원료인 디올(Diol)과 디카르본산 (Dicarbonic acid)을 에스테르화반응시키고, 그 반응물에 소프트세그먼트 원료인 폴리올(Polyol)을 축중합시켜 생성되는 폴리에스테르계 탄성수지를 이용한 스펀본드 탄성부직포이다.
상기 폴리에스테르계 탄성수지 조성물의 제조방법에 대해서 자세히 설명하면,
상기 에스테르화 반응은 2가지 방법으로 제조할 수 있으며 디메틸테레프탈레이트(DMT)와 에틸렌글리콜(EG)와의 반응에 의한 에스테르교환법(DMT법) 또는 테레프탈산과 에틸렌글리콜(EG)의 반응에 의한 직접 에스테르화법(TPA법)에 의한 비스-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)) 및 BHET의 저분자량의 축합물을 합성하고 에틸렌글리콜(EG)를 제거하면서 용융, 축합중합시킴으로써 분자쇄의 길이를 증가시키는 방법이 있다.
먼저 에스테르교환법(DMT법)은 상기 디올(Diol)은 에틸렌글리콜(Ethylene Glycol), 디에틸렌글리콜(DEG), 1,4-부탄디올(1,4-Butanediol), 1,3-프로판디올(1,3-Propanediol)로 구성된 디올 중 어느 하나 또는 어느 하나 아상의 혼합물로 구성될 수 있고,
상기 디카르본산(Dicarbonic acid)은 테레프탈산(Teraphthalic acid), 이소프탈산(Isophthalic aicd), 아디핀산(Adipic acid) 및 세바식산 (Sebacic acid) 중 적어도 어느 하나 이상을 혼합 사용할 수 있으며,
상기 폴리올(Polyol)은 폴리에틸렌글리콜(PEG) 또는 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG)로 구성될 수 있으며 상기 폴리에스테르계 탄성수지 대비 5 내지 70중량%이다.
또한 본 발명에 있어서, 상기와 같이 구성된 폴리에스테르 탄성수지는 경도가 쇼와D(Shore D) 80이하 이고, 융점이 100 내지 220℃ 수준인 것으로 저융점 물성을 갖는다.
또한 상기 접착층(11)의 스펀본드 탄성부직포는 평량(g/m2) 20~40이고 바람직하게는 25~30이 타당하다.
상기 누액방지층(13) 방수 및 통기성 기능을 향상시키기 위해 폴리에틸렌 다공성 필름이 바람직하다.
상기 폴리에틸렌 다공성 필름은 제조시 탄산칼슘 1wt%을 투입하여 미세한 구멍을 제조할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예인 2개층으로 구성된 누액방지 접착부직포(10)를 이용한 자동차 내장재의 단면도이다.
상기 누액방지 접착부직포(10)의 누액방지층(13)의 일면은 폴리우레탄 폼층이 결합하고 접착층(11) 일면은 기재층(20)이 결합된 자동차 내장재는 각 층간의 결합력이 우수하고 또한 자동차 내장재로써 흡음성이 우수하다.
상기 폴리우레탄 폼층은 신축성 및 흡음성이 우수하여 자동차 내장재에 많이 사용된다. 다만 다른 기재와 결합시 발포과정에서 발포액이 침투될 수 있으며 특히 부직포에 발포시 부직포 기공에 침투되어 흡음성에 문제가 될 수 있다.
상기 폴리우레탄 폼층은 누액방지 접착부직포(10)의 누액방지층(13) 일면에 발포하게 된다. 상기 누액방지층(13)은 폴리에틸렌 다공성 필름으로 기공이 매우 작아서 발포액이 상기 다공성 필름의 기공으로 침투되지 않는다. 다만 기존의 핫멜트 접착필름폴리올레핀계 수지과 달리 공기를 함유할 수 있을 정도의 기공은 확보하게 된다. 따라서 확보된 기공구조는 자동차 내장재에서 흡음성에 영향을 주어 우수한 효과를 제공한다.
상기 기재층(20)은 일반 폴리에스테르(PET) 부직포나 폴리우레탄스펀지로 구성될 수 있다. 또는 일반 폴리에스테르(PET) 부직포 및 폴리우레탄스펀지가 합지된 구조로 구성될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 설명의 특징 및 기타의 장점은 후술되는 실시예로부터 보다 명백하게 될 것이며,하기 실시예는 예시적인 목적으로 기재될 뿐 본 발명의 보호범위를 한정하거나 제한하는 것으로 해석될 수 없다.
실시예 1
접착층(11)은 공중합 폴리에스테르계 탄성수지를 이용하여 스펀본드 부직포를 평량(g/m2) 30로 제조하고, 누액방지층(13)은 두께 30㎛ 폴리에틸렌 다공성 필름이며, 상기 접착층과 누액방지층 2개층으로 구성된 누액방지 접착부직포(10)를 준비한다.
상기 누액방지 접착부직포(10)의 접착층에 기재층(20)으로 PU스펀지를 불꽃라미네이팅 방식으로 불꽃온도 200℃ 이상, 공정속도 15m/min으로 합지후, 합지된 부품을 제품형태로 봉제한 후, 제품에 구멍을 만들어 누액방지 접착부직포(10)의 누액방지층에 발포층(30)을 발포압력 100 bar 로 130초간 발포하여 평균두께는 5~20mm로 하며 발포층이 굳은 상태가 되면서 자동차 내장재를 얻는다
실시예 2
실시예 1의 조건과 동일하되 접착층(11)+누액방지층(13)+접착층(11)의 3개층으로 구성된 누액방지 접착부직포(10)를 준비하고 한쪽면에는 기재층인 PU스펀지를 불꽃라미네이팅을 진행하고, 한쪽면에는 PU 발포하여 자동차 내장재를 얻는다.
비교예 1~4
비교예는 필름 또는 웹구조의 1개층으로 구성된 누액방지 접착부직포(10)을 이용하여 일면에 폴리우레탄폼층 다른 일면엔 PET 부직포를 적층하되 가열가압시켜 결합시켜 자동차 내장재를 얻는다. 나머지 조건은 실시예 1과 동일하다.
◎ 인장강도, 파단신율
- MS 200-41 측정 방법으로 필름 및 Web의 인장강도를 분석하였다. 인장속도는 200mm/min으로 진행하였다.
◎ 통기성
- ASTM D 737-04 측정 방법으로 필름 및 Web의 통기성을 분석하였다.
* CFM : Cubic Feet per Minute
◎ 누액평가
- 경도평가 (Shore D)를 통한 누액 정도 확인하였고, 측정은 ASTM D2240의 측정방법에 의거 경도를 측정하였다.
* 경도가 낮을수록 (10이하) PU액이 누액이 안되어 스폰지가 변형되지 않음.
경도가 30이상 될 경우 PU액이 누액이 되어 경화되면서 스폰지 변형이 생김.
◎ 접착력
폴리에스테르 펠트 + PU 스펀지 및 PU Foam과 접착된 시료를 1 inch의 폭으로 재단하여 ASTM D882(Tensile Testing of Thin Plastic Sheet)의 측정방법에 의거 인장력을 측정하여 접착력을 평가하였다.
* 기재파괴 : Sponge 파괴 (0.5~1kgf/in 이상)
◎ Freequncy
- MS 200-39에 준하여 1/3 Octave band의 흡음률을 구하여 1000, 2000, 3150, 5000hz에서 평가를 실시하였다.

 실시예 비교예
1 2 1 2 3 4
제품형태 web+다공성 필름 web+다공성 필름 Film web web web
구성







 Layer 2 3 1 1 1 1

접착층
 조성 Co-PET Co-PET EVA Co-PET PP PP
제조방식 spunbond spunbond Airblown spunbond spunbond Meltblown
평량(g/m2) 30 30 60 60 60 60
누액방지층

 조성 PE PE
제조방식 다공성 필름(Airblown) 다공성 필름(Airblown)
평량(g/m2) 30 30

접착층
 조성 - Co-PET
제조방식 - spunbond
평량(g/m2) - 30
물성









 인장강도
(kgf/cm2)		 MD 1.7 1.9 1.1 2.1 1.9 0.6
CD 1.4 1.6 0.8 1.3 1.1 0.6
파단신율
(%)		 MD 59 68 214 87 35 22
CD 92 115 250 150 80 68
통기성(cfm) - 30 17 0 680 620 80
누액평가 Shore D 2 3 5 30 35 9
누액 불량 % 5 5 20 100 100 50
접착력
(kgf/in)		 기재층 기재파괴 기재파괴 기재파괴 기재파괴 0.1 0.15
PU 폼 기재파괴 기재파괴 기재파괴 기재파괴 0.1 0.2
Freaquency
(Hz)

 1000 0.11 0.11 0.05 0.1 0.1 0.11
2000 0.15 0.16 0.13 0.14 0.13 0.15
3000 0.21 0.223 0.18 0.22 0.2 0.25
4000 0.33 0.35 0.27 0.32 0.31 0.39
상기 표에서와 같이 실시예의 자동차 내장재는 폴리우레탄 폼층에 의한 누액방지 접착부직포(10) 내부에 누액정도가 미비하며 기재층(20)과 폴리우레탄(PU) 폼층과 결합력도 우수하고 통기성 및 흡음성도 비교예보다 우수함을 알 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
10: 누액방지 접착부직포 11: 접착층
13: 누액방지층 20: 기재층
30: PU발포층

Claims (6)

  1. 누액방지 접착부직포에 있어서,
    접착층과 누액방지층이 적층된 2개층 또는 접착층, 누액방지층 및 접착층이 차례로 적층된 3개층으로 구성되되,
    상기 접착층은 하드세그먼트 원료인 디올(Diol)과 디카르본산 (Dicarbonic acid)을 에스테르화반응시키고, 그 반응물에 소프트세그먼트 원료인 폴리올(Polyol)을 축중합시켜 생성되는 폴리에스테르계 탄성수지를 이용한 스펀본드 탄성부직포이며, 상기 누액방지층은 탄산칼슘을 이용하여 미세 구멍을 형성시킨 폴리에틸렌 다공성 필름인 것에 특징이 있는 누액방지 접착부직포.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르계 탄성수지의 하드세그먼트 중 디올(Diol) 성분은 에틸렌글리콜(ethylne Glycol), 디에틸렌글리콜(DEG), 1,4부탄디올(1,4-Butanediol), 1,3 프로판디올(1,3-Propanediol)중 어느 하나 또는 2개 이상이 혼합사용되는 것에 특징으로 하는 누액방지 접착부직포.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르계 탄성수지의 하드세그먼트 중 디카르본산(Dicarbonic acid)성분은 테레프탈산 (Teraphthalic acid), 이소프탈산(Isophthalic acid), 아디핀산(Adipic acid) 및 세바식산(Sebacic acid) 중 어느 하나 또는 2개 이상이 혼합사용되는 것에 특징으로 하는 누액방지 접착부직포.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르계 탄성수지의 소프트 세그먼트인 폴리올은 폴리에틸렌글리콜(PEG) 또는 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG)이고, 상기 폴리에스테르계 탄성수지 대비 5 내지 70중량%인 것을 특징으로 하는 누액방지 접착부직포.
  5. 상기 제1항 내지 제4항의 중 어느 하나인 2개층 구조의 누액방지 접착부직포는 누액방지층의 일면에는 폴리우레탄 폼층, 접착층 일면에는 기재층이 결합되거나,
    3개층 구조의 누액방지 접착부직포는 양면에 기재층이 결합되거나 일면에 기재층 또는 다른 일면에 폴리우레탄 폼층이 결합된 자동차 내장재.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기재층은 폴리에스테르 부직포, 폴리우레탄 스펀지 또는 상기 폴리에스테르 부직포 및 폴리우레탄 스펀지가 합지된 것 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자동차 내장재.
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