KR20210057052A - 3차원 열가소성 샌드위치 패널 복합체 - Google Patents

3차원 열가소성 샌드위치 패널 복합체 Download PDF

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KR20210057052A
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fibrous nonwoven
honeycomb
honeycomb structure
fibers
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데르 에임 요리스 판
얀 마히
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로우 앤드 보나 비.브이.
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Abstract

내부 라이닝용 복합 구조체로서, 제1 주 표면과 제2 주 표면을 갖는 허니컴 구조체, 허니컴 구조체의 제1 주 표면 또는 제2 주 표면에서 허니컴 구조체에 접착되어 있는 제1 섬유 부직물 층을 포함하고, 허니컴 구조체 및 제1 섬유 부직물 층은 열가소성 중합체 재료를 포함하고, 허니컴 구조체는 절단되지 않은 편평한 몸체로부터 제공되며 복수의 허니컴 셀들을 포함하고, 허니컴 셀들은 벽에 의해 구분되며, 여기서, 열가소성 중합체 재료를 포함하는 필름이, 복합 구조체 중에서 제1 섬유 부직물 층과 허니컴 구조체 사이에 위치하고/하거나 제1 섬유 부직물 층이 허니컴 구조체에 접착되어 있는 주 표면의 맞은편인 주 표면에서 허니컴 구조체에 접착되어 있음을 특징으로 하는, 내부 라이닝용 복합 구조체.

Description

3차원 열가소성 샌드위치 패널 복합체
본 발명은 개선된 음향 특성을 갖는 내부 라이닝(interior lining)용 복합 구조체(composite structure), 및 이러한 복합 구조체를 제조하는 방법에 관한 것이다.
1878년 칼 벤츠(Carl Benz)의 최초 특허 자동차 이래로 자동차의 발전은 더 빠르고 더 큰 자동차로 진행되었다. 편리한 카시트, 에어컨 시스템 뿐만 아니라 에어백 또는 3점식 벨트와 같은 보호 시스템을 추가함으로써 쾌적함도 향상되었다.
더 빠르고 무거운 자동차의 출현으로 특히 객실 내의 소음량이 증가하였다. 세계 보건 기구는 소음 관련 "공해"가 사람 질병 및 심지어 사망율의 주요 원인 중 하나인 것으로 지목하였다. 도로 교통은 대부분의 도시에서의 생활 소음과 자동차 내부 소음의 가장 큰 원인이다.
소음에 대한 노출은 허혈성 심장 질환의 위험 증가 뿐만 아니라 수면 장애, 어린이의 인지 장애, 성가심, 스트레스 관련 정신 건강 위험, 및 이명을 포함한 다양한 건강 영향을 초래한다. 고소득 유럽 국가에서 이러한 위험들을 종합하면, 질병, 장애 또는 조기 사망으로 인한 건강한 수명의 표준화된 척도인 100만 내지 160만의 장애 보정 수명(disability adjusted life year)(DALY) 손실이 발생한다.
도로 교통이 가장 만연한 소음 관련 문제인 한편, 항공기 소음이 큰 지역에 거주하는 아동은 독서 연령이 늦어지고 주의력 수준이 낮고 스트레스 수준이 높다.
이러한 교통 관련 소음 문제는 자동차 내부 탑승자에게도 해당된다. 자동차 보유가 증가하고 점차적으로 자동차가 도시의 전문가의 작업 공간의 일부가 되어감에 따라 자동차 내부의 소음 수준이 점점 더 많이 거론되고 있다.
특히, 약 1000Hz 미만, 보다 구체적으로는 100 내지 500Hz의 주파수 범위에서 구조적 소음(진동 관련) 및 공기 중 소음은 사람 귀에 명확하게 들리며 억제하기가 어렵다. 자동차 객실로부터의 연소 엔진 관련 진동의 차단은 매우 성공적이었으며 동시에 차세대 연소 엔진은 진동 관련 소리를 훨씬 덜 생성하지만, 쾌적한 운전 조건에 비해 환경적 (주로 타이어 및 바람 관련) 공기 중 소음 수준이 너무 높은 것으로 간주된다.
따라서 자동차에서의 보다 쾌적한 머무름을 위해 자동차 방음의 음향 특성을 개선하는 것은 여전히 요구되고 있다. 전기 엔진 (연소 관련 소리가 없음) 및 자율 주행의 출현은 (1) 기타 환경 소음에 대한 승객의 민감도를 높이고 (2) 주행 중 쾌적함과 여가에 대한 필요성을 높일 것으로 예상된다. 능동형 소음 제거 헤드폰은 이미 통근자와 특히 항공기 승객(소음이 훨씬 더 지배적인 현상인 장소)에게 일반적이다. 승객간 의사 소통을 하거나 이동 중에 음악과 오락을 즐기려면 특정 주파수 범위에서 특정 소음을 억제하는 것이 필요하다. 이를 위해, 객실 내부 패널과 라이닝은, 예를 들면 사람 목소리와 음악/오락 관련 주파수 범위에서 환경적 (외부, 엔진) 소음과 관련된 주파수 범위를 제거하거나 억제하는 동시에 최적의 소리를 제공하는 음향 특성을 점점 더 많이 갖추고 있다.
구조에 기인한 소음은 타이어/도로 상호작용 및 엔진으로부터 발생한다. 구조에 기인한 소음은 주로 500Hz 미만이다. 또한 이는 전체 소음의 가장 큰 원인이다.
재료의 관점에서 보면 구조에 기인한 소음을 줄이기 위해 밀도가 높고 동적 모듈러스가 낮은 재료를 사용하는 것이 유리할 수 있지만, 이는 경량 구조 소자에 대해 요구되는 바와는 반대이다. 따라서, 구조에 기인한 소리는 재료 설계보다 구조 설계에 의해 더 용이하게 제어된다.
그러나, 공기 중 소리는 흡음, 즉 재료 설계로 인해 줄어들 수 있다. 공기 중 소음은 주로 500Hz 이상이다.
공기 중 소음은 방음벽 및 흡음재를 통해 줄일 수 있다. 방음 성능은 규모에 크게 의존하기 때문에 경량 흡음재를 추가하여 음질을 향상시키는 경우가 많다
EP 1 255 633 B1에는 자동차 방음을 위한 구획 선반용 건축 구성요소가 개시되어 있다. 구획 선반은 허니컴 구조체를 포함하며, 허니컴 구조체의 양쪽 면 위에 열가소성 섬유의 부직물 층이 접착(bonding)되며 추가의 장식 층이 추가될 수 있다. 건축 구성요소는 굽힘 강성(bending stiffness)이 크다.
EP 0 883 520 B1에는 단일 유형의 플라스틱으로 형성된 재활용 가능한 헤드라이너 재료가 개시되어 있다. 재활용 가능한 헤드라이너는 허니컴 구조체의 코어, 및 허니컴 구조체의 양쪽 면 위의 니들링된(needled) 섬유 부직물 층을 포함한다. 재활용성으로 인해, 재활용 가능한 헤드라이너의 구성요소는 동일한 열가소성 중합체 재료로 제조된다.
WO 2011/045364 A1에는 열 및/또는 방음과 같은 자동차 적용을 위한 샌드위치 구조물이 개시되어 있다. 샌드위치 구조물은 니들링된 부직물 층으로 양쪽 면이 덮힌 허니컴 코어로 생성되며, 허니컴 코어와 니들링된 부직물은 열가소성 중합체 재료로 제조된다.
종래 기술, 예를 들면 EP 1 255 633 B1은 굽힘 강성이 큰 복합체를 보여주지만, 이러한 복합체의 성형성(moldability)은 강성으로 인해 열악하거나 성형 후 복합체의 강성은 저하된다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 감소시키는 유익한 음향 특성을 갖는 내부 라이닝용 복합 구조체, 및 이러한 복합 구조체를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 내부 라이닝용 복합 구조체로서, 제1 주 표면(main surface)과 제2 주 표면을 갖는 허니컴 구조체, 허니컴 구조체의 제1 주 표면 또는 제2 주 표면에서 허니컴 구조체에 접착되어 있는 제1 섬유 부직물 층을 포함하고, 허니컴 구조체 및 제1 섬유 부직물 층은 열가소성 중합체 재료를 포함하고, 허니컴 구조체는 절단되지 않은 편평한 몸체(uncut flat body)로부터 제공되며 복수의 허니컴 셀들을 포함하고, 허니컴 셀들은 벽에 의해 구분되며, 여기서, 열가소성 중합체 재료를 포함하는 필름이, 복합 구조체 중에서 제1 섬유 부직물 층과 허니컴 구조체 사이에 위치하고/하거나 제1 섬유 부직물 층이 허니컴 구조체에 접착되어 있는 주 표면의 맞은편인 주 표면에서 허니컴 구조체에 접착되어 있음을 특징으로 하는, 내부 라이닝용 복합 구조체에 의해 해결된다.
복합 구조체의 동의어는 내부 라이닝용 3차원(3D) 샌드위치 패널 복합체일 수 있다.
본 발명의 범주 내에서, 부직물은 EDANA 정의에 따라 정의된다: "부직물은 임의의 수단에 의해 웹으로 형성된 섬유 시트, 연속 필라멘트, 또는 임의의 특성 또는 기원의 ?h드 얀(chopped yarn)이며, 직조 또는 편직을 제외하고는 어떠한 방법으로도 서로 접착된다. 습식 밀링으로 얻은 펠트는 부직물이 아니다."
바람직한 양태에서, 열가소성 재료를 포함하는 제2 섬유 부직물 층은, 제1 섬유 부직물 층이 허니컴 구조체에 접착되어 있는 주 표면의 맞은편인 주 표면에서 허니컴 구조체에 접착되어 있다.
예를 들면 WO 2006/053407 A1에 개시된 바와 같은 절단되지 않은 편평한 몸체로부터 제공되는 허니컴 구조체가 제공될 수 있다. 이러한 허니컴 구조체는, 3차원(3D) 구조체 및 연결 영역이 형성되도록, 즉, 반-육각형 셀 벽과 작은 연결 영역이 형성되도록, 상기 재료의 평면에 수직인 소성 변형에 의해 열가소성 중합체를 포함하는 절단되지 않은 편평한 몸체로부터 제조될 수 있다(도 8). 그 후, 3D-구조체는 서로를 향해 접혀서, 허니컴 셀 형태로 서로 인접한 셀 벽들을 갖는 셀을 형성한다.
이에 따라, 기계 방향 연속 허니컴 셀 중 2개는, 서로 인접하고 제1 주 표면 또는 제2 주 표면 내에서 공유 경계 립(boundary rib)(805)에서 서로 연결되는 별도의 셀 벽(802 및 803)을 갖는다.
바람직하게는, 기계 방향 연속 허니컴 셀 중 2개의 개별 인접 셀 벽 2개(802 및 803)가 함께 접착되며, 보다 바람직하게는 접착은 임의의 적합한 공정에 의해 수행되고, 보다 더 바람직하게는 접착은 열적, 화학적 및/또는 기계적으로 수행되고, 가장 바람직하게는 접착은 열적으로 수행된다.
이론에 한정되지 않고, 기계 방향 연속 허니컴 셀 중 2개의 개별 인접 셀 벽 2개(802 및 803)가 함께 접착되면 복합체의 굽힘 강성이 증가할 수 있는 것으로 여겨진다.
다른 바람직한 양태에서, 기계 방향 연속 허니컴 셀 중 2개의 개별 인접 셀 벽 2개(802 및 803)는, 제1 주 표면 또는 제2 주 표면 내에서 공유 경계 립(805)에서만 서로 연결된다.
이론에 한정되지 않고, 2기계 방향 연속 허니컴 셀 중 2개의 개별 인접 셀 벽 2개(802 및 803)가 제1 주 표면 또는 제2 주 표면 내에서 공유 경계 립(805)에 의해서만 서로 연결되면, 복합체는 가요성이 증가하고 또한 성형성이 증가할 수 있는 것으로 여겨진다.
바람직하게는, 형성된 허니컴 셀은 허니컴 셀의 한쪽 말단부에서 폐쇄되고, 보다 바람직하게는, 허니컴 셀의 절반은 허니컴 구조체의 제1 주 표면의 하나의 말단부에서 폐쇄되고 허니컴 셀의 다른 절반은 허니컴 구조체의 제2 주 표면의 하나의 말단부에서 폐쇄되며, 보다 더 바람직하게는 허니컴 셀은 오직 하나의 말단부에서 폐쇄된다. 허니컴 셀은 하나의 말단부에서 폐쇄될 수 있으므로, 허니컴 구조체는 이의 전체 연장(extension)에 걸쳐 물 불침투성일 수 있다. 또한, 허니컴 셀은 하나의 말단부에서 폐쇄되어 있다는 사실로 인해, 허공 용적(void volume)이 설정되며, 이는 절단되지 않은 편평한 몸체로부터 제공된 허니컴 구조체에 의해 적어도 2개 군의 허공 용적으로 분리될 수 있다.
다른 바람직한 양태에서, 절단되지 않은 편평한 몸체로부터 제공된 허니컴 구조체의 허니컴 셀에는 제1 주 표면 또는 제2 주 표면의 폐쇄 말단부에 구멍(hole)이 제공되어 허니컴 구조에 대한 투수성 및 통기성을 제공할 수 있다.
추가의 바람직한 양태에서, 절단되지 않은 편평한 몸체로부터 제공된 허니컴 구조체의 허니컴 셀은 양쪽 말단부에서 개방된다.
이론에 한정되지 않고, 절단되지 않은 편평한 몸체의 소성 변형 및 접힘에 의해, 절단되지 않은 편평한 몸체로부터 허니컴 구조체가 제공된다는 사실로 인해, 복합 구조체의 형성성 또는 성형성, 특히 열형성성(thermoformability)이 강화될 수 있는 것으로 여겨진다. 허니컴 구조체가 성형 공정에서 발생할 수 있는 방향으로 연장되는 경우, 허니컴 셀은 연장 방향으로 변형될 수 있으며 다른 방향에서는 허니컴 셀이 이의 형태를 유지할 수 있다. 또한, 허니컴 구조체의 허니컴 셀의 구조의 강성에 의해, 복합 구조체의 수축이 감소될 수 있는 것으로 여겨진다.
용어 "형성성", "성형성" 및 "열형성성"은 본 발명의 설명에서 동의어로 사용된다.
또한, 이론에 한정되지 않고, 제1 섬유 부직물 층과 허니컴 구조체 사이에 위치하고/하거나 제1 섬유 부직물 층이 허니컴 구조체에 접착되어 있는 주 표면의 맞은편인 주 표면에서 허니컴 구조체에 접착되어 있는 필름은 복합체의 굽힘 강성을 증가시키며; 필름이 제1 섬유 부직물 층과 허니컴 구조체 사이에 위치하면 필름은 제1 섬유 부직물 층과 허니컴 구조체 사이의 접착을 증가시키는 것으로 여겨진다. 또한, 필름은 소음의 반사 증가로 인해 방음을 증가시킬 수도 있는 것으로 여겨진다.
제1 섬유 부직물 층과 허니컴 구조체 사이의 접착 및/또는 제2 섬유 부직물 층과 허니컴 구조체 사이의 접착은 열적으로, 화학적으로, 기계적으로, 또는 이들의 조합으로 확립될 수 있다. 바람직하게는, 제1 섬유 부직물 층 및/또는 허니컴 구조체, 및 제2 섬유 부직물 층 및 허니컴 구조체 사이의 접착은 열을 가하여, 즉, 열적으로 확립된다. 임의의 적절한 방법을 사용하여 열을 가할 수 있으며, 바람직하게는 열은 전도, 대류, 복사, 적층(lamination), 캘린더링(calendaring)에 의해 가해진다. 통상적으로, 열풍 오븐(hot air oven) 또는 전자기 라디에이터(예를 들면 적외선 히터)를 사용하여 열을 가할 수 있다.
본 발명의 범주 내에서 섬유라는 용어는 스테이플 섬유 및 필라멘트 둘 다를 지칭하는 것으로 이해된다. 스테이플 섬유는 2 내지 200mm 범위의 비교적 짧은 길이를 갖는 특정 섬유이다. 필라멘트는 200mm 초과, 바람직하게는 500mm 초과, 보다 바람직하게는 1000mm 초과의 길이를 갖는 섬유이다. 필라멘트는 예를 들면 방사구금의 방사 구멍을 통해 필라멘트를 연속 압출 및 방사하여 형성할 때 사실상 끝이 없을 수도 있다.
일반적으로, 음파가 재료 표면에 부딪히면 이는 재료에서 반사되거나 재료를 관통한다고 할 수 있다. 모든 재료가 음파를 어느 정도 흡수할 수 있으며 그 양은 흡수 계수로 표현되고, 즉, 완전한 반사의 경우 값은 0이고 완전한 흡수의 경우 값은 1이라는 것이 알려져 있다. 음파가 재료에서 더 많이 반사되거나 더 많이 흡수되면 이는 재료의 음향 임피던스 값으로 평가할 수 있다. 음향 임피던스는 당업자에게 알려져 있다.
바람직하게는, 복합 구조체는 적어도 0.10, 바람직하게는 적어도 0.15, 보다 바람직하게는 적어도 0.20, 가장 바람직하게는 적어도 0.25인, EN 10534-2에 따라 측정된 250Hz에서의 흡수 계수를 포함한다.
바람직하게는, 복합 구조체는 적어도 0.3, 바람직하게는 적어도 0.5, 보다 바람직하게는 적어도 0.6, 가장 바람직하게는 적어도 0.7인, EN 10534-2에 따라 측정된 500Hz에서의 흡수 계수를 포함한다.
바람직하게는, 복합 구조체는 적어도 0.3, 바람직하게는 적어도 0.5, 보다 바람직하게는 적어도 0.6, 가장 바람직하게는 적어도 0.7인, EN 10534-2에 따라 측정된 1000Hz에서의 흡수 계수를 포함한다.
복합체의 흡수 계수에 영향을 끼칠 수 있는 또 다른 측면은 에어-갭(air-gap) 두께이다. 에어-갭 두께는 복합 구조체와 소리 반사면 사이, 예를 들면 복합 구조체와 자동차 지붕 또는 벽의 쉘 사이의 거리로 이해되어야 한다.
바람직한 양태에서, 10mm, 바람직하게는 25mm, 보다 바람직하게는 40mm의 에어-갭 두께로 배치된 복합 구조체는 적어도 0.10, 바람직하게는 적어도 0.15, 보다 바람직하게는 적어도 0.20, 가장 바람직하게는 적어도 0.25인, EN 10534-2에 따라 측정된 250Hz에서의 흡수 계수를 포함한다.
추가의 바람직한 양태에서, 10mm, 바람직하게는 25mm, 보다 바람직하게는 40mm의 에어-갭 두께로 배치된 복합 구조체는 적어도 0.3, 바람직하게는 적어도 0.5, 보다 바람직하게는 적어도 0.6, 가장 바람직하게는 적어도 0.7인, EN 10534-2에 따라 측정된 500Hz에서의 흡수 계수를 포함한다.
다른 바람직한 양태에서, 10mm, 바람직하게는 25mm, 보다 바람직하게는 40mm의 에어-갭 두께로 배치된 복합 구조체는 적어도 0.3, 바람직하게는 적어도 0.5, 보다 바람직하게는 적어도 0.6, 가장 바람직하게는 적어도 0.7인, EN 10534-2에 따라 측정된 1000Hz에서의 흡수 계수를 포함한다.
이론에 한정되지 않고, 특정 에어-갭 두께로 배치된 복합체는 복합체의 흡수 계수를 증가시킬 수 있는 것으로 여겨진다. 이에 따라, 10mm 미만의 에어-갭 두께를 갖는 것은 복합체의 흡수 계수 증가에 미미한 영향을 미칠 것이다.
바람직한 양태에서, 허니컴 셀은 n개의 벽을 갖는 다각형 셀이다. 숫자 n은 적어도 3이며 이는 원칙적으로는 무한대이며, 이는 원형이다. 바람직하게는, 숫자 n은 짝수 값이며, 보다 바람직하게는 n은 4, 6 또는 8의 값이며, 가장 바람직하게는 n은 6의 값이다.
바람직하게는, 허니컴 구조체는 WO 2006/053407에 개시된 바와 같이 절단되지 않은 편평한 몸체로부터 제공되어, 허니컴 구조체는 길이(L), 너비(W), 및 두께(T)의 3차원을 갖는다. 허니컴 구조체의 길이(L)는, 허니컴 구조체가 생성되는 기계 방향(MD)에 해당하는 가장 큰 치수이다. 허니컴 구조체의 너비(W)는, 기계 방향과 평면 내에 있지만 기계 방향에 대해 수직인 교차 기계 방향(CMD)에 해당하는 두 번째로 큰 치수이다. 두께(T)는 세 번째로 큰 치수이며 길이(L)와 너비(W)로 한정된 평면에 수직이다.
바람직한 양태에서, 허니컴 구조체는, 공간적 고려의 결과로서, 기계적 특성(예를 들면 굽힘 강성) 및 전체 복합체 중량(되도록 낮아야 함)과 균형을 이루는, 2.0mm 내지 20mm, 바람직하게는 3.0mm 내지 10mm, 보다 바람직하게는 4mm 내지 8mm의 두께(T)를 갖는다. 명백하게, 이러한 복합 구조체는 원하는 주파수 범위에서 흡음재여야 한다.
바람직하게는, 허니컴 구조체는 두께(T)가 적어도 2.0mm, 보다 바람직하게는 적어도 3.0mm, 보다 바람직하게는 적어도 4mm, 가장 바람직하게는 적어도 6mm이다.
바람직하게는, 허니컴 구조체는 두께(T)가 최대 20mm, 바람직하게는 최대 15mm, 보다 바람직하게는 최대 12mm, 보다 더 바람직하게는 최대 10mm, 가장 바람직하게는 최대 8mm이다.
허니컴 구조체는 열가소성 중합체 재료를 포함하며, 상기 열가소성 중합체 재료는 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP), 폴리에스테르, 예컨대 폴리락트산(PLA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 개질된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜(PET-G) 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에테르 케톤, 예컨대 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK) 및 폴리에테르 케톤 케톤(PEKK), 더 높은 기술의 중합체, 예컨대 폴리카보네이트(PC), 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 및 폴리비닐 부티랄(PVB), 및 폴리아미드, 예컨대 폴리아미드 6,6(PA6,6) 및 폴리아미드 6(PA6), 재생 중합체, 특히 재생 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 이들의 공중합체 또는 블렌드를 포함하는 군으로부터 선택된다.
본 발명의 범주 내에서, 개질된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜(PET-G)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 적어도 하나의 다른 글리콜 테레프탈레이트의 공중합체로 이해되어야 한다. 다른 글리콜은 부틸렌 글리콜과 같은 추가의 지방족 글리콜, 사이클로헥산 디메탄올(CHDM)과 같은 사이클릭 글리콜 및/또는 방향족 글리콜일 수 있다.
이론에 한정되지 않고, PET-G는 중합체의 상이한 글리콜 단위의 구조적 간섭으로 인해 더 낮은 용융 온도를 갖는 것으로 여겨진다.
바람직하게는, 허니컴 구조체의 열가소성 중합체 재료는 난연성 첨가제 및/또는 무기 충전재, 예컨대 활석, 칼슘, 유리 구(glass sphere), 에폭시 및 나노입자를 포함할 수 있다.
다른 바람직한 양태에서, 허니컴 구조체의 열가소성 중합체 재료는 다층 적층체(laminate)를 포함한다. 이러한 적층체의 예는 예를 들면 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 공중합체 및 단독중합체를 포함할 수 있다. 이러한 다층 적층체는 PET-GAG일 수 있으며, 여기서 적층체는 글리콜 개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET-G) 및 비정질 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET-A)를 포함한다. 이론에 한정되지 않고, PET-GAG의 다층 적층체는 어느 정도의 결정화를 허용할 수 있는 것으로 여겨진다.
본 발명의 범주 내에서 PET-GAG는 개질된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜(PET-G), 비정질 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET-A) 및 추가의 개질된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜(PET-G)의 3층 적층체인 것으로 이해되어야 한다. 이론에 한정되지 않고, 허니컴 구조체에 PET-GAG를 사용함으로써, 약간의 결정화도를 가질 수 있는 저융점 화합물 PET-G 및 결정화도가 낮거나 없는 화합물 PET-A의 특성을 조합할 수 있으며, 이는 복합 구조체의 성형에 유리할 뿐만 아니라 굽힘 강성의 경우 안정성에 유리할 수 있는 것으로 여겨진다. 또한, PET-GAG에서 PET-G의 낮은 융점으로 인해 3층 적층체의 접착 특성이 향상될 수 있다.
허니컴 구조체는 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 포함하며, 제1 주 표면 및 제2 주 표면은 허니컴 구조체의 길이(L)와 너비(W)로 연장되고, 제1 주 표면 및 제2 주 표면은 허니컴 구조체의 맞은편 면에 있다. 주 표면들은 적어도 허니컴 셀 벽의 엣지에 의해 그리고 임의로 연결 영역(807, 808)에 의해 구성된다.
허니컴 구조체는 길이(L), 너비(W) 및 높이로 벽에 의해 구분되는 육각형 형상의 복수의 허니컴 셀들을 포함하며, 허니컴 셀의 높이는 허니컴 구조체의 두께(T)에 해당한다. 벽에 의한 허니컴 셀들의 구분으로 인해, 허니컴 구조체의 허니컴 셀은, 허니컴 셀 허니컴 셀 내에 서로 맞은편에 위치한 2개 벽들 사이의 수직 거리로서 측정된 직경이 1.5mm 내지 30mm, 바람직하게는 2.0mm 내지 20mm, 보다 바람직하게는 3.0mm 내지 15mm, 보다 더 바람직하게는 4.0 내지 10mm, 가장 바람직하게는 5.0 내지 8mm일 수 있다.
일양태에서, 허니컴 셀은 직경이 적어도 1.5mm, 바람직하게는 적어도 2.0mm, 가장 바람직하게는 적어도 3.0mm, 보다 더 바람직하게는 적어도 4.0mm, 가장 바람직하게는 적어도 5.0mm이다.
다른 양태에서, 허니컴 셀은 직경이 최대 30mm, 바람직하게는 최대 20mm, 보다 바람직하게는 최대 20mm, 보다 더 바람직하게는 최대 10mm, 가장 바람직하게는 최대 8mm이다.
바람직하게는, 허니컴 셀의 직경에 대한 허니컴 셀의 높이의 비는 0.4 내지 2, 바람직하게는 0.6 내지 1.5, 보다 바람직하게는 0.8 내지 1.2이다.
WO 2006/053407에 따라 제조될 수 있는 허니컴 구조체의 허니컴 셀은, 허니컴 셀들을 구분하는 6개의 벽을 포함할 수 있다. 기계 방향에서의 경계 벽은 2개의 벽(예를 들면 도 8의 벽(802 및 803))을 포함할 수 있고 나머지 경계 벽은 오직 하나의 허니컴 벽(예를 들면 도 8의 허니컴 벽(801 또는 804))만을 포함하며, 이는 인접한 허니컴 셀들 둘 다에 의해 공유될 수 있다. 기계 방향(MD)에서 허니컴 셀을 구분하는 벽은 실질적으로 평행하게 정렬될 수 있으며 벽의 한쪽 엣지에서만 연결될 수 있다.
바람직한 양태에서, 제1 섬유 부직물 층은 ISO 9073-1에 따라 측정된 평량(basis weight)이 최대 400g/㎡, 바람직하게는 최대 300g/㎡, 보다 바람직하게는 최대 250g/㎡, 보다 더 바람직하게는 최대 200g/㎡, 가장 바람직하게는 최대 150g/㎡이다.
바람직하게는, 제1 섬유 부직물 층은 ISO 9073-2:1995/Cor 1:1998 en에 따라 측정된 두께가 최대 1.0mm, 바람직하게는 최대 0.9mm, 보다 바람직하게는 최대 0.8mm, 보다 더 바람직하게는 최대 0.7mm, 가장 바람직하게는 최대 0.6mm이다.
바람직한 양태에서, 제1 부직물 층의 섬유의 선밀도(linear density)는 한정되지 않지만, 바람직하게는 선밀도가 높은(고 dtex) 섬유는 선밀도가 적어도 5dtex, 바람직하게는 적어도 7dtex, 보다 바람직하게는 적어도 10dtex, 보다 더 바람직하게는 적어도 15dtex이다.
다른 바람직한 양태에서, 제1 섬유 부직물 층의 섬유의 선밀도는 한정되지 않지만, 바람직하게는 선밀도가 낮은(저 dtex) 섬유는 선밀도가 최대 15dtex, 바람직하게는 최대 10dtex, 보다 바람직하게는 최대 7dtex, 보다 더 바람직하게는 최대 5dtex이다.
추가의 바람직한 양태에서, 제1 섬유 부직물 층은 저 dtex 섬유 및 고 dtex 섬유를 포함한다.
이론에 한정되지 않고, 고 dtex의 제1 섬유 부직물 층을 포함하는 복합 구조체는 음파가 전혀 반사되지 않거나 적어도 덜 반사되고 복합 구조체를 관통할 수 있으며 산란될 수 있는 능력을 가질 수 있는 것으로 여겨진다. 또한, 제1 섬유 부직물 층이 높은 dtex를 가짐으로써, 복합 구조체는 증가된 굽힘 강성을 가질 수 있다. 또한, 저 dtex의 제1 섬유 부직물 층을 포함하는 복합 구조체는 음파가 흡수되는 능력을 가질 수 있는 것으로 여겨진다. 복합 구조체가 저 dtex 섬유와 고 dtex 섬유를 둘 다 포함하는 제1 섬유 부직물 층을 포함하는 경우, 전술된 특성들이 조합될 수 있다.
바람직한 양태에서, 제1 섬유 부직물 층은 제1 섬유 부직물 층이 허니컴 구조체에 접착되는 영역에서 꼬임(kink)이 없다. 바람직하게는, 제1 섬유 부직물 층은 꼬임이 없다.
이론에 한정되지 않고, 제1 섬유 부직물 층이 허니컴 구조체에 접착되어 있는 영역에서 꼬임이 없는 제1 섬유 부직물 층은, 복합체를 구부림으로써 가해지는 힘은 복합체의 더 큰 부분에 걸쳐, 바람직하게는 전체 복합체에 걸쳐 분산된다는 사실로 인해, 굽힘 강성이 증가한다는 장점을 가질 수 있는 것으로 여겨진다. 반면, 예를 들면 제1 섬유 부직물 층이 교차중첩된 섬유 부직물 층이면, 복합체를 구부림으로써 가해지는 힘은 제1 섬유 부직물 층이 자체 중첩된 복합체의 작은 부분에만 영향을 끼칠 것이다. 또한, 이는 복합체의 원치 않는 손상을 초래할 수 있으며, 제1 섬유 부직물 층은 복합체로부터 적어도 부분적으로 박리될 수 있다.
다른 바람직한 양태에서, 필름은 ISO 4593에 따라 측정된 두께가 10㎛ 내지 250㎛, 바람직하게는 15㎛ 내지 220㎛, 보다 바람직하게는 20㎛ 내지 200㎛이다.
이론에 한정되지 않고, 복합 구조에 필름을 추가하면 굽힘 강성이 증가할 수 있는 것으로 여겨진다. 또한, 필름이 섬유의 제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 부직물 층과 허니컴 구조체 사이에 위치하는 경우, 필름은 섬유의 제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 부직물 층과 허니컴 구조체 사이의 접착을 증가시킬 수 있다.
다른 바람직한 양태에서, 필름은 연속 필름 또는 불연속 필름일 수 있으며, 바람직하게는, 불연속 필름은 슬릿 필름, 천공 필름 또는 패턴 필름이다.
이론에 한정되지 않고, 불연속 필름은 굽힘 강성을 높이고 음향 성능을 높이는 데 기여할 수 있는 것으로 여겨진다. 또한, 불연속 필름으로 인해, 음파가 불연속 필름에 의해 덜 반사되고 허니컴 구조체를 관통할 수 있어, 음파가 복합 구조체 내부에서 산란되고 흡수될 수 있는 것으로 여겨진다. 그러나, 두 경우 모두, 연속 필름과 불연속 필름, 장점(굽힘 강성 향상, 음향 성능 향상) 및 음파 반사의 단점이 균형을 이루어, 고객 요구사항을 충족하는 복합 구조체가 제공되도록 해야 하는 것으로도 여겨진다. 또한, 복합 구조체에 불연속 필름을 사용함으로써 복합 구조체의 가공성이 개선되어, 성형 공정(열성형 공정) 후에 복합 구조체는 보다 빠르고 보다 균일하게 냉각될 수 있어, 복합 구조의 기계적 응력을 방지하거나 적어도 감소시켜서 복합 구조체의 굽힘 강성을 지원할 수 있는 것으로 여겨진다.
바람직하게는, 복합 구조체의 필름은, 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP), 폴리에스테르, 예컨대 폴리락트산(PLA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 개질된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜(PET-G) 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에테르 케톤, 예컨대 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK) 및 폴리에테르 케톤 케톤(PEKK), 더 높은 기술의 중합체, 예컨대 폴리카보네이트(PC), 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 및 폴리비닐 부티랄(PVB), 및 폴리아미드, 예컨대 폴리아미드 6,6(PA6,6) 및 폴리아미드 6(PA6), 재생 중합체, 특히 재생 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 이들의 공중합체 또는 블렌드를 포함하는 군으로부터 선택된 열가소성 중합체 재료로 이루어진다.
바람직하게는, 필름의 열가소성 중합체 재료는 난연성 첨가제 및/또는 무기 충전재, 예컨대 활석, 칼슘, 유리 구, 에폭시 및 나노입자를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 필름은 공압출 필름이며, 상기 필름은 하나 이상의 열가소성 중합체 재료를 포함할 수 있다. 공압출 필름의 하나 이상의 열가소성 중합체 재료는 오직 하나의 열가소성 중합체 재료, 동일한 부류의 열가소성 중합체 재료 또는 화학적으로 상이한 열가소성 중합체 재료로 이루어진 열가소성 중합체 재료를 포함할 수 있다.
바람직한 양태에서, 필름의 열가소성 중합체 재료는 다층 복합체를 포함하며, 바람직하게는 다층 복합체는 PET-GAG이다.
이론에 한정되지 않고, 필름에 PET-GAG를 사용하면 저융점 화합물 PET-G의 특성과 더 높은 결정화도를 포함하는 화합물의 특성을 조합할 수 있으며, 이는 복합 구조체의 성형 뿐만 아니라 굽힘 강성의 경우 안정성에 유리할 수 있는 것으로 여겨진다.
바람직하게는, 열가소성 중합체 재료는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리아미드, 및/또는 폴리아미드 및 폴리프로필렌과 같은 상이한 중합체들의 군의 조합을 또한 포함할 수 있다. 상이한 중합체들의 이러한 조합은 당업자에게 잘 알려져 있다.
복합 구조체를 보강하고 복합 구조체의 굽힘 강성을 지원하기 위해, 복합 구조체는 보강 섬유를 포함할 수 있다. 보강 섬유는 복합 구조체 내에서 허니컴 구조체, 제1 섬유 부직물 층, 제2 섬유 부직물 층 및 필름 사이의 임의의 위치에 배치될 수 있다. 다른 바람직한 양태에서, 필름은 보강 섬유를 포함한다.
필름의 보강 섬유로 인해, 필름은 복합체의 굽힘 강성을 지원할 수 있는 인장 강도 및 인장 계수와 같은 향상된 기계적 특성을 가질 수 있다. 또한, 보강 섬유는 성형 공정에서 가열로 인한 필름의 처짐(sagging)을 방지하거나 적어도 줄일 수 있으므로 필름 내의 보강 섬유는 성형성과 가공성을 지원할 수 있는 것으로 여겨진다.
바람직하게는, 보강 섬유는 스크림(scrim), 개방 메쉬, 부직물 및/또는 직물로 구성된다.
본 발명의 범주 내에서, 스크림은 섬유의 층형성(laying) 또는 제직(weaving)으로 이해되어야 하며 스크림은 개방 스크림이다. 개방 스크림인 경우, 스크림은 최대 0.5, 바람직하게는 최대 0.4, 보다 바람직하게는 최대 0.3, 보다 더 바람직하게는 최대 0.2, 가장 바람직하게는 최대 0.1의 커버 인자를 가질 수 있다.
바람직하게는, 필름의 보강 섬유는 임의의 적합한 재료로 구성된다. 재료는 유리, 현무암 또는 강철과 같은 무기 재료 또는 고 모듈러스 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리아미드와 같은 합성 유기 재료, 또는 레이온 또는 리오셀과 같은 천연 중합체 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
바람직한 양태에서, 보강재의 선밀도는 한정되지 않지만, 바람직하게는 선밀도가 높은(고 dtex) 섬유는 선밀도가 적어도 5dtex, 바람직하게는 적어도 7dtex, 보다 바람직하게는 적어도 10dtex, 보다 더 바람직하게는 적어도 15dtex이다.
다른 바람직한 양태에서, 제1 섬유 부직물 층은, 예를 들면 문헌[Jena et al., Advances in Pores Structure Evaluation by Porometry, Chemical Engineering & Technology, vol. 33, issue 8, pages 1241-1250, 21-07-2010]에 논의된 바와 같이, 갈빅(Galwick)(표면 장력 15.9mN/m)을 사용하여 시험 크기가 0.5㎠인 PMI 모세관 유체 기공측정기(capillary Flow Porometer)를 사용하여 미세유동 기공측정법(microflow porometry)에 의해 측정된 기공 직경이 적어도 0.1㎛, 바람직하게는 적어도 0.2㎛, 보다 바람직하게는 적어도 0.5㎛, 가장 바람직하게는 적어도 1.0㎛인 기공을 포함한다.
바람직하게는, 제1 섬유 부직물 층은, 예를 들면 문헌[Jena et al., Advances in Pores Structure Evaluation by Porometry, Chemical Engineering & Technology, vol. 33, issue 8, pages 1241-1250, 21-07-2010]에 논의된 바와 같이, 갈빅(표면 장력 15.9mN/m)을 사용하여 시험 크기가 0.5㎠인 PMI 모세관 유체 기공측정기를 사용하여 미세유동 기공측정법에 의해 측정된 기공 직경이 최대 400㎛, 바람직하게는 최대 300㎛, 보다 바람직하게는 최대 250㎛, 가장 바람직하게는 최대 200㎛인 기공을 포함한다.
또한, 제1 섬유 부직물 층은 ISO 9073-3에 따라 측정된 파괴 강도(breaking strength)가 적어도 15N/5cm, 바람직하게는 적어도 20N/5cm, 보다 바람직하게는 적어도 30N/5cm, 보다 더 바람직하게는 적어도 50N/5cm, 가장 바람직하게는 적어도 75N/5cm일 수 있다.
바람직한 양태에서, 제1 섬유 부직물 층은 ISO 9073-3에 따라 측정된 파단시 연신율(elongation at break)이 적어도 5%, 바람직하게는 적어도 10%, 보다 바람직하게는 적어도 20%, 가장 바람직하게는 적어도 30%이다.
바람직한 양태에서, 제2 섬유 부직물 층은 ISO 9073-1에 따라 측정된 평량이 최대 400g/㎡, 바람직하게는 최대 300g/㎡, 보다 바람직하게는 최대 250g/㎡, 보다 더 바람직하게는 최대 200g/㎡, 가장 바람직하게는 최대 150g/㎡이다.
바람직하게는, 제2 섬유 부직물 층은 ISO 9073-2:1995/Cor 1:1998 en에 따라 측정된 두께가 최대 1.0mm, 바람직하게는 최대 0.9mm, 보다 바람직하게는 최대 0.8mm, 보다 더 바람직하게는 최대 0.7mm, 가장 바람직하게는 최대 0.6mm이다.
바람직한 양태에서, 제2 부직물 층의 섬유의 선밀도는 한정되지 않지만, 바람직하게는 선밀도가 높은(고 dtex) 섬유는 선밀도가 적어도 5dtex, 바람직하게는 적어도 7dtex, 보다 바람직하게는 적어도 10dtex, 보다 더 바람직하게는 적어도 15dtex이다.
다른 바람직한 양태에서, 제2 부직물 층의 섬유의 선밀도는 한정되지 않지만, 바람직하게는 선밀도가 낮은(저 dtex) 섬유는 선밀도가 최대 15dtex, 바람직하게는 최대 10dtex, 보다 바람직하게는 최대 7dtex, 보다 더 바람직하게는 최대 5dtex이다.
추가의 바람직한 양태에서, 제2 섬유 부직물 층은 저 dtex 섬유 및 고 dtex 섬유를 포함한다.
이론에 한정되지 않고, 고 dtex의 제2 섬유 부직물 층을 포함하는 복합 구조체는 음파가 전혀 반사되지 않거나 적어도 덜 반사되고 복합 구조체를 관통할 수 있고 산란될 수 있는 능력을 가질 수 있는 것으로 여겨진다. 또한, 제2 섬유 부직물 층이 높은 dtex를 가짐으로써, 복합 구조체는 증가된 굽힘 강성을 가질 수 있다. 또한, 저 dtex의 제2 섬유 부직물 층을 포함하는 복합 구조체는 음파가 흡수되는 능력을 가질 수 있는 것으로 여겨진다. 복합 구조체가 저 dtex 섬유와 고 dtex 섬유를 둘 다 포함하는 제2 섬유 부직물을 포함하는 경우, 전술된 특성들을 조합한다.
바람직한 양태에서, 제2 섬유 부직물 층은 제2 섬유 부직물 층이 허니컴 구조체에 접착되는 영역에서 꼬임이 없다. 바람직하게는, 제2 섬유 부직물 층은 꼬임이 없다.
이론에 한정되지 않고, 제2 섬유 부직물 층이 허니컴 구조체에 접착되어 있는 영역에서 꼬임이 없는 제2 섬유 부직물 층은, 복합체를 구부림으로써 가해지는 힘은 복합체의 더 큰 부분에 걸쳐, 바람직하게는 전체 복합체에 걸쳐 분산된다는 사실로 인해, 굽힘 강성이 증가한다는 장점을 가질 수 있는 것으로 여겨진다. 반면, 예를 들면 제2 섬유 부직물 층이 교차중첩된 섬유 부직물 층이면, 복합체를 구부림으로써 가해지는 힘은 제2 섬유 부직물 층이 자체 중첩된 복합체의 작은 부분에만 영향을 끼칠 것이다. 또한, 이는 복합체의 원치 않는 손상을 초래할 수 있으며 여기서 제2 섬유 부직물 층이 복합체로부터 적어도 부분적으로 박리될 수 있다.
다른 바람직한 양태에서, 제2 섬유 부직물 층은, 예를 들면 문헌[Jena et al., Advances in Pores Structure Evaluation by Porometry, Chemical Engineering & Technology, vol. 33, issue 8, pages 1241-1250, 21-07-2010]에 논의된 바와 같이, 갈빅(표면 장력 15.9mN/m)을 사용하여 시험 크기가 0.5㎠인 PMI 모세관 유체 기공측정기를 사용하여 미세유동 기공측정법에 의해 측정된 기공 직경이 적어도 0.1㎛, 바람직하게는 적어도 0.2㎛, 보다 바람직하게는 적어도 0.5㎛, 가장 바람직하게는 적어도 1.0㎛인 기공을 포함한다.
바람직하게는, 제2 섬유 부직물 층은, 예를 들면 문헌[Jena et al., Advances in Pores Structure Evaluation by Porometry, Chemical Engineering & Technology, vol. 33, issue 8, pages 1241-1250, 21-07-2010]에 논의된 바와 같이, 갈빅(표면 장력 15.9mN/m)을 사용하여 시험 크기가 0.5㎠인 PMI 모세관 유체 기공측정기를 사용하여 미세유동 기공측정법에 의해 측정된 기공 직경이 최대 400㎛, 바람직하게는 최대 300㎛, 보다 바람직하게는 최대 250㎛, 가장 바람직하게는 최대 200㎛인 기공을 포함한다.
또한, 제2 섬유 부직물 층은 ISO 9073-3에 따라 측정된 파괴 강도가 적어도 15N/5cm, 바람직하게는 적어도 20N/5cm, 보다 바람직하게는 적어도 30N/5cm, 보다 더 바람직하게는 적어도 50N/5cm, 가장 바람직하게는 적어도 75N/5cm일 수 있다.
바람직한 양태에서, 제2 섬유 부직물 층은 ISO 9073-3에 따라 측정된 파단시 연신율이 적어도 5%, 바람직하게는 적어도 10%, 보다 바람직하게는 적어도 20%, 가장 바람직하게는 적어도 30%이다.
이 경우, 제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층은 더 높은 파단시 연신율을 가지며, 특히 금형에서 복합 구조체의 더 빠른 변형이 가능해질 수 있다.
바람직한 양태에서, 제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층은 열가소성 중합체 재료로 이루어진다.
바람직하게는, 제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층의 섬유는 필라멘트이다.
일양태에서, 제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층은 1성분 섬유, 2가지 유형의 1성분 섬유 및/또는 2성분 섬유로 이루어진다.
바람직하게는, 2성분 섬유는 쉬쓰(sheath)/코어(core) 모델, 동심원형(concentric) 쉬쓰/코어 모델, 편심형(eccentric) 쉬쓰/코어 모델, 해도형(island-in-the-sea) 모델, 또는 병렬형(side-by-side) 모델이다.
제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층의 섬유의 단면은 원형, 타원형, 계란형, 사각형, 삼각형(trigonal), 삼엽형(trilobal), 사다리꼴형 또는 중공 원형일 수 있다.
이론에 한정되지 않고, 원형과는 상이한 단면 형상을 갖는 섬유 및 필라멘트는 향상된 음향 성능을 가질 수 있는 것으로 여겨진다. 또한, 상이한 단면 형상으로 인해, 소음의 음파가 유익한 방식으로 산란될 수 있는 것으로 여겨진다. 그러나, 원형 단면을 갖는 섬유 및 필라멘트는 개선된 가공성을 가질 수 있어, 원형 섬유 및 필라멘트는 캘린더링과 같은 더 가혹한 공정 조건에 덜 민감한 것으로도 여겨진다.
제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층은 스펀-레이드(spun-laid) 공정, 에어-레이드(air-laid) 공정, ??-레이드(wet-laid) 공정, 멜트-블로운(melt-blown) 공정, 또는 카딩(carding) 공정과 같은 임의의 적합한 공정에 의해 제조될 수 있다.
바람직하게는, 제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층은 스펀-레이드 공정에 의해 제조되며, 여기서 섬유는 열가소성 중합체 재료로부터 제조된다.
본 발명의 범주 내에서 용어 "스펀본디드(spunbonded)" 및 "스펀-레이드(spun-laid)"는, 섬유를 방사구금으로부터 압출한 후 필라멘트의 웹으로서 컨베이어 벨트 상에 놓고 이어서 웹을 접착하여 섬유 부직물 층을 형성하는 1단계 공정으로; 또는 필라멘트를 바람직하게는 멀티필라멘트 얀의 형태로 보빈에 권취한 후 멀티필라멘트 얀을 해사하고 컨베이어 벨트 상에 필라멘트를 필라멘트 웹으로서 내려 놓고 웹을 접착하여 섬유 부직물 층을 형성하는 2단계 공정으로 섬유 부직물 층을 제조함을 의미한다.
2단계 공정에서는 공기를 사용하는 대신 기계적 연신(stretching)으로 인해 높은 연신율을 갖는 고선밀도의 필라멘트를 제공할 수 있다. 이는 강성과 성형성을 향상시킬 수 있다.
2단계 공정의 장점은, 선밀도, 기공 크기 및 기공 크기 분포를 원하는 특성과 일치하도록 조정할 수 있다는 점이다. 또한, 단일 섬유 부직물 층에서 (예를 들면, 상이한 데니어, 상이한 단면의) 상이한 섬유들을 사용하는 것이 가능할 수 있다. 또한, 상이한 특성을 갖는 다중 가닥(ply)을 포함할 수 있는 섬유 부직물 층을 구성하는 것이 가능할 수 있다.
스펀-레이드 공정에서, 제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층의 접착은 캘린더링, 수류결합(hydro entanglement), 니들링(needling), 초음파 접착, 화학적 접착, 및 기타 열 접착법, 예를 들면 열풍 접착을 포함하는 임의의 적합한 공정에 의해 수행될 수 있다.
바람직하게는, 스펀-레이드 공정에서의 제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층의 접착은 열풍(hot air)에 의해 이루어진다.
열풍 접착의 장점은 제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층의 섬유는 예를 들면 캘린더 접착에서와 같이 가압되지 않아서 그 형태를 유지한다는 점일 수 있다. 결과적으로, 제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층은 이의 구조적 개방성을 유지한다. 이는, 음파가 제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층에 의해 반사되지 않거나 적어도 덜 반사되는 효과를 갖는다.
바람직하게는, 제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층에 포함된 섬유는 적어도 60%의 열가소성 중합체 재료, 바람직하게는 적어도 70%의 열가소성 중합체 재료, 보다 바람직하게는 적어도 80%의 열가소성 중합체 재료, 보다 더 바람직하게는 적어도 90%의 열가소성 중합체 재료, 가장 바람직하게는 적어도 95%의 열가소성 중합체 재료로 구성될 수 있다.
2가지 유형의 1성분 섬유는 동일한 부류의 열가소성 중합체 재료를 포함할 수 있거나 화학적으로 상이한 열가소성 중합체 재료를 포함할 수 있다. 본 발명의 범주 내에서, 동일한 부류의 열가소성 중합체 재료는, 동일한 단량체 단위의 중합체가 사용될 수 있지만, 열가소성 중합체 재료는 상이한 중합체 쇄 길이에 의해, 열가소성 중합체 재료의 상이한 밀도에 의해, 또는 이소택틱(isotactic), 신디오택틱(syndiotactic) 또는 어택틱(atactic)일 수 있는 단량체 단위의 잔기의 상이한 배향에 의해 다양할 수 있음을 의미한다. 또한, 2가지 유형의 1성분 섬유는, 예를 들면 2가지 유형의 1성분 섬유 중 하나는 원형이고 다른 하나는 삼엽형인 것과 같이, 상이한 단면 형상을 가질 수도 있다.
바람직하게는, 2가지 유형의 1성분의 열가소성 중합체 재료들은 용융 온도가 적어도 10℃, 바람직하게는 적어도 20℃, 가장 바람직하게는 적어도 30℃로 상이하다.
바람직한 양태에서, 2성분 섬유의 코어 및 쉬쓰는 동일한 부류의 열가소성 중합체 재료를 포함하거나 상이한 열가소성 중합체 재료를 포함한다.
바람직하게는, 2성분 섬유의 코어 및 쉬쓰의 열가소성 중합체 재료들은 용융 온도가 적어도 10℃, 바람직하게는 적어도 20℃, 가장 바람직하게는 적어도 30℃로 상이하다.
바람직한 양태에서, 제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층의 섬유의 섬유의 열가소성 중합체 재료는 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP), 폴리에스테르, 예컨대 폴리락트산(PLA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 개질된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜(PET-G) 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에테르 케톤, 예컨대 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK) 및 폴리에테르 케톤 케톤(PEKK), 더 높은 기술의 중합체, 예컨대 폴리카보네이트(PC), 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 및 폴리비닐 부티랄(PVB), 및 폴리아미드, 예컨대 폴리아미드 6,6(PA6,6) 및 폴리아미드 6(PA6), 재생 중합체, 특히 재생 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 이들의 공중합체 또는 블렌드를 포함하는 군으로부터 선택된다.
바람직한 양태에서, 2성분 섬유는 상이한 화학 구조의 2개 중합체들을 포함하고, 상기 중합체들은 서로에 대한 부착력이 거의 없다.
이는, 2성분 섬유의 중합체, 특히 2성분 섬유의 코어/쉬쓰 유형이 서로에 대해 이동할 수 있다는 효과를 가질 수 있으며, 이는 복합 구조체의 성형성을 지원한다.
바람직하게는, 제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층의 열가소성 중합체 재료는 난연성 첨가제 및/또는 무기 충전재, 예컨대 활석, 칼슘, 유리 구, 에폭시 및 나노입자를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 열가소성 중합체 재료는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리아미드, 및/또는 폴리아미드 및 폴리프로필렌과 같은 상이한 중합체들의 군의 조합을 또한 포함할 수 있다. 상이한 중합체들의 이러한 조합은 당업자에게 잘 알려져 있다.
바람직한 양태에서, 제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층은 단일 섬유 또는 상이한 섬유들의 조합으로 제조될 수 있다.
바람직하게는, 제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층은 하나 이상의 섬유 가닥을 포함한다.
다른 바람직한 양태에서, 하나 이상의 가닥의 섬유는 동일한 섬유이거나 상이한 섬유이다.
섬유 가닥은 상이한 유형의 섬유, 예를 들면, 상이한 중합체 조성, 상이한 선밀도, 상이한 연신 비, 상이한 모듈러스, 상이한 파단시 연신율, 상이한 열가소성 중합체 재료 및/또는 상이한 단면 형상의 1성분 섬유, 2성분 섬유를 포함할 수 있다.
다른 양태에서, 제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층의 섬유의 가닥은 상이한 직물일 수 있으며, 바람직하게는 각각의 가닥은 부직물, 직조 직물, 편직물, 스크림, 및/또는 단방향 층이다.
바람직한 양태에서, 제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층은 섬유 가닥을 포함하며, 제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층의 섬유의 제1 가닥은 허니컴 구조체에 인접하고/하거나 가장 가깝게 위치하고, 섬유의 제2 가닥은 섬유의 제1 가닥에 인접하고 가장 가깝게 위치하며, 섬유의 제3 가닥은 섬유의 제2 가닥에 인접하고 가장 가깝게 위치한다.
바람직하게는, 제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층의 섬유의 제1 가닥과 제3 가닥 사이의 섬유의 제2 가닥의 섬유는 원형이 아닌 단면을 포함한다.
이론에 한정되지 않고, 제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층의 섬유의 제2 가닥의 섬유의 원형이 아닌 단면은 복합 구조체의 음향 성능을 증가시키는 것으로 여겨진다.
바람직하게는, 제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층은 상이한 선밀도의 섬유 가닥을 포함한다.
따라서, 높은 dtex 및 낮은 dtex를 갖는 가닥의 조합이 가능하다.
바람직한 양태에서, 제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층은 높은 dtex를 갖는 섬유의 제1 가닥, 낮은 dtex를 갖는 섬유의 제2 가닥, 및 높은 dtex를 갖는 섬유의 제3 가닥을 포함한다.
이론에 한정되지 않고, 고 dtex 섬유 가닥 및 저 dtex 섬유 가닥의 조합에 의해, 복합 구조체는, 음파가 고 dtex 섬유 가닥에 의한 반사가 거의 또는 전혀 없어도 복합 구조체로 관통하게 할 수 있으며 음파는 산란될 수 있는 것으로 여겨진다.
또한, 고 dtex 섬유 가닥은 높은 굽힘 강성을 갖는 복합 구조체를 가능하게 할 수 있다.
또한, 음파는 산란될 수 있고, 음파의 음 에너지는 낮은 dtex를 갖는 섬유의 가닥에 의해 흡수될 수 있다.
따라서, 복합 구조체는 경량이며, 향상된 음향 성능, 성형성, 및 굽힘 강성을 갖는 것의 유리한 조합을 가질 수 있다.
추가의 바람직한 양태에서, 제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층의 섬유의 제1 가닥의 섬유는, 허니컴 구조체의 열가소성 중합체 재료로서의 동일한 부류의 열가소성 중합체 재료로부터 비롯된 열가소성 중합체 재료를 포함한다.
제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층의 섬유의 제1 가닥 내에 동일한 부류의 열가소성 중합체 재료를 가짐으로써, 이는 허니컴 구조체 내에 포함되므로, 허니컴 구조체 및 제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층 사이의 접착은 개선될 수 있는 것으로 여겨진다.
다른 바람직한 양태에서, 제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층의 섬유의 제2 가닥 및 제3 가닥의 섬유는 폴리에스테르 또는 코-폴리에스테르를 열가소성 중합체 재료로서 포함한다.
이론에 한정되지 않고, 제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층의 섬유의 제2 및/또는 제3 가닥 내에 폴리에스테르 및/또는 코-폴리에스테르를 포함함으로써 복합 구조체의 굽힘 강성이 증가할 수 있는 것으로 여겨진다.
바람직하게는, 제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층 내의 섬유의 각각의 가닥의 섬유는 섬유의 오직 하나의 가닥 내에 정확하게는 위치하지 않을 수 있어, 섬유는 인접한 섬유 가닥을 관통할 수 있거나 인접한 섬유 가닥과 부분적으로 섞일 수 있다.
바람직한 양태에서, 섬유 부직물 층은 상이한 유형, 상이한 단면 및/또는 상이한 중합체 조성의 섬유를 포함한다. 상이한 유형, 단면 및/또는 중합체 조성의 섬유는 제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층에 무작위로 섞일 수 있어서, 제1 섬유 부직물 층 및/또는 제2 섬유 부직물 층은 섬유들이 혼합되어 있는 섬유의 오직 하나의 가닥에 의해서만 제조될 수 있다.
바람직하게는, 허니컴 구조체, 필름, 제1 섬유 부직물 층 및 제2 섬유 부직물 층은 상이한 열가소성 중합체 재료, 동일한 부류의 열가소성 중합체 재료 또는 동일한 열가소성 중합체 재료를 포함한다.
이 경우, 허니컴 구조체, 제1 섬유 부직물 층, 제2 섬유 부직물 층, 및 임의로 복합 구조체의 필름은 동일한 열가소성 중합체 재료를 포함한다. 이론에 한정되지 않고, 구성요소들 간의 접착 강도를 높일 수 있는 것으로 여겨진다.
바람직한 양태에서, 허니컴 셀의 절반은 허니컴 구조체의 제1 주 표면의 면 상에서 폐쇄되고 허니컴 셀의 절반은 제2 주 표면의 면 상에서 폐쇄되며, 모든 허니컴 셀은 하나의 면에서 개방되어 있다.
허니컴 셀은 WO 2006/053407에 따른 허니컴 구조체의 미리 형성된 접힌 필름의 열가소성 중합체 재료로부터 유래된 열가소성 중합체 재료의 덮개에 의해 한쪽이 폐쇄될 수 있다.
또한, 적어도 하나의 면이 개방되어 있는 허니컴 셀은 요변성 액체, 섬유질 재료, 미세섬유질 재료, 다공성 미립자 시스템, 및 나노-다공성 미립자 시스템, 예컨대 에어로젤을 포함하는 군으로부터 선택된 재료로 충전될 수 있다.
바람직하게는, 허니컴 셀의 절반만이 재료로 충전되며, 이는 제1 주 표면에서 폐쇄된 허니컴 셀의 절반이거나 제2 주 표면에서 폐쇄된 허니컴 셀의 절반일 수 있다.
바람직한 양태에서, 허니컴 셀은 무작위로 또는 패턴을 따라 재료로 충전되어, 제1 주 표면에서 폐쇄된 허니컴 셀의 일부 및 제2 주 표면에서 폐쇄된 허니컴 셀의 일부는 재료로 충전될 뿐만 아니라 제1 주 표면에서 폐쇄된 허니컴 셀의 일부 및 제2 주 표면에서 폐쇄된 허니컴 셀의 일부는 재료를 함유하지 않는다.
무작위로 충전된 허니컴 셀의 경우, 적어도 20%, 바람직하게는 적어도 30%, 보다 바람직하게는 적어도 40%, 보다 더 바람직하게는 적어도 50%, 가장 바람직하게는 적어도 60%, 가장 더 바람직하게는 적어도 70%의 허니컴 셀이 재료로 충전되는 것이 바람직하다.
바람직한 양태에서, 복합 구조체는 폴리아미드로 제조된 허니컴 구조체를 포함하고, 필름은 코-폴리아미드로 제조되고, 섬유 부직물 층은 필름 내에 위치하며 폴리아미드 및/또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 제조된 섬유로 구성된다.
다른 바람직한 양태에서, 복합 구조체는 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 제조된 허니컴 구조체를 포함하고, 필름은 코-폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 코-폴리아미드를 포함하는 적층체로 제조되고, 섬유 부직물 층은 필름 내에 위치하며 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 제조된 섬유로 구성된다.
또한, 상기 목적은, 복합 구조체의 제조 방법으로서, 제1 주 표면과 제2 주 표면을 갖는 허니컴 구조체를 제공하고, 허니컴 구조체의 제1 주 표면 또는 제2 주 표면에서 제1 부직물 층을 허니컴 구조체에 접착시키고, 허니컴 구조체 및 제1 섬유 부직물 층은 열가소성 중합체 재료를 포함하고, 허니컴 구조체는 절단되지 않은 편평한 몸체로부터 제공되며 복수의 허니컴 셀들을 포함하고, 허니컴 셀들은 벽에 의해 구분되며, 여기서, 열가소성 중합체 재료를 포함하는 필름이, 복합 구조체 중에서 제1 섬유 부직물 층과 허니컴 구조체 사이에 제공되고/되거나 제1 섬유 부직물 층이 허니컴 구조체에 접착되어 있는 주 표면의 맞은편인 주 표면에서 허니컴 구조체에 접착되어 있음을 특징으로 하는, 전술된 양태를 또한 포함하는 복합 구조체의 제조 방법에 의해 해결된다.
또한, 상기 목적은, 전술된 양태를 포함할 수 있는 복합 구조체를 포함하는 내부 라이닝에 의해 해결된다.
이론에 한정되지 않고, 전술된 장점에 이어서, 허니컴 구조체의 구조적 윤곽은 육안으로 보이지 않으므로, 복합 구조체를 포함하는 내부 라이닝은 개선된 외관을 가질 수 있다.
바람직하게는, 내부 라이닝은 적어도 하나의 장식 층을 포함한다. 장식 층은 발포체 또는 임의의 적합한 직물 또는 이들의 적합한 조합과 같은 임의의 적합한 재료로 제조될 수 있다.
바람직한 양태에서, 내부 라이닝은 자동차용 내부 라이닝이다.
또한, 상기 목적은 내부 라이닝을 포함하는 자동차용 헤드라이너에 의해 해결된다.
도면의 설명 및 도면 자체는 제한적인 특징이 아닌 본 발명의 양태로서 이해되어야 한다.
도 1a 및 도 1b는 복합 구조체의 단면도를 보여준다.
도 2 내지 도 7은 다양한 허니컴 구조체의 평면도를 보여준다.
도 8은 접힘(folding) 공정에서 미리 형성된 필름의 단면의 사시도를 보여준다.
실시예:
실시예 1 (E1)
E1의 복합 구조체는 하기를 포함한다:
- 폴리프로필렌(PP)을 포함하는 허니컴 구조체,
- 동심원형 코어/쉬쓰 2성분 필라멘트로 구성된 제1 섬유 부직물 층으로서, 코어는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하고 쉬쓰는 폴리프로필렌(PP)을 포함하며, 중량이 50g/㎡인, 제1 섬유 부직물 층,
- 동심원형 코어/쉬쓰 2성분 필라멘트로 구성된 제2 섬유 부직물 층으로서, 코어는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하고 쉬쓰는 폴리프로필렌(PP)을 포함하며, 중량이 100g/㎡인, 제2 섬유 부직물 층,
- 폴리프로필렌(PP)을 포함하고 허니컴 구조체와 제1 섬유 부직물 층 사이에 위치하며, 두께가 50㎛인, 제1 필름.
실시예 2 (E2)
E2의 복합 구조체는 하기를 포함한다:
- 폴리프로필렌(PP)을 포함하는 허니컴 구조체,
- 동심원형 코어/쉬쓰 2성분 필라멘트로 구성된 제1 섬유 부직물 층으로서, 코어는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하고 쉬쓰는 폴리프로필렌(PP)을 포함하며, 중량이 50g/㎡인, 제1 섬유 부직물 층,
- 동심원형 코어/쉬쓰 2성분 필라멘트로 구성된 제2 섬유 부직물 층으로서, 코어는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하고 쉬쓰는 폴리프로필렌(PP)을 포함하며, 중량이 50g/㎡인, 제2 섬유 부직물 층,
- 폴리프로필렌(PP)을 포함하고 허니컴 구조체와 제1 섬유 부직물 층 사이에 위치하며, 두께가 50㎛인, 제1 필름,
- 폴리프로필렌(PP)을 포함하고 허니컴 구조체와 제2 섬유 부직물 층 사이에 위치하며, 두께가 50㎛인, 제2 필름.
비교예 1 (CE1)
CE1의 복합 구조체는 하기를 포함한다:
- 폴리프로필렌(PP)을 포함하는 허니컴 구조체,
- 동심원형 코어/쉬쓰 2성분 필라멘트로 구성된 제1 섬유 부직물 층으로서, 코어는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하고 쉬쓰는 폴리프로필렌(PP)을 포함하며, 중량이 100g/㎡인, 제1 섬유 부직물 층,
- 동심원형 코어/쉬쓰 2성분 필라멘트로 구성된 제2 섬유 부직물 층으로서, 코어는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하고 쉬쓰는 폴리프로필렌(PP)을 포함하며, 중량이 100g/㎡인, 제2 섬유 부직물 층.
비교예 2 (CE2)
CE2의 복합 구조체는 하기를 포함한다:
- 폴리프로필렌(PP)을 포함하는 허니컴 구조체,
- 폴리프로필렌(PP)을 포함하고 허니컴 구조체와 제1 섬유 부직물 층 사이에 위치하며, 두께가 100㎛인, 제1 필름,
- 폴리프로필렌(PP)을 포함하고 허니컴 구조체와 제2 섬유 부직물 층 사이에 위치하며, 두께가 100㎛인, 제2 필름.
실시예 3 (E3)
E3의 복합 구조체는 하기를 포함한다:
- 폴리프로필렌(PP)을 포함하는 허니컴 구조체,
- 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필라멘트를 포함하며, 중량이 35g/㎡인, 제1 섬유 부직물 층,
- 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필라멘트를 포함하며, 중량이 35g/㎡인, 제2 섬유 부직물 층,
- 폴리프로필렌(PP)을 포함하고 허니컴 구조체와 제1 섬유 부직물 층 사이에 위치하며, 두께가 50㎛인, 제1 필름,
- 폴리프로필렌(PP)을 포함하고 허니컴 구조체와 제2 섬유 부직물 층 사이에 위치하며, 두께가 50㎛인, 제2 필름.
실시예 4 (E4)
E4의 복합 구조체는 하기를 포함한다:
- 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하는 허니컴 구조체,
- 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필라멘트를 포함하며, 중량이 35g/㎡인, 제1 섬유 부직물 층,
- 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필라멘트를 포함하며, 중량이 35g/㎡인, 제2 섬유 부직물 층,
- 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하고 허니컴 구조체와 제1 섬유 부직물 층 사이에 위치하며, 두께가 110㎛인, 제1 필름,
- 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하고 허니컴 구조체와 제2 섬유 부직물 층 사이에 위치하며, 두께가 110㎛인, 제2 필름.
실시예 5 (E5)
E5의 복합 구조체는 하기를 포함한다:
- 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하는 허니컴 구조체,
- 동심원형 코어/쉬쓰 2성분 필라멘트로 구성된 제1 섬유 부직물 층으로서, 코어는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하고 쉬쓰는 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 코-폴리에스테르를 포함하며, 중량이 75g/㎡인, 제1 섬유 부직물 층,
- 동심원형 코어/쉬쓰 2성분 필라멘트로 구성된 제2 섬유 부직물 층으로서, 코어는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하고 쉬쓰는 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 코-폴리에스테르를 포함하며, 중량이 75g/㎡인, 제2 섬유 부직물 층,
- 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하고 허니컴 구조체와 제1 섬유 부직물 층 사이에 위치하며, 두께가 110㎛인, 제1 필름,
- 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하고 허니컴 구조체와 제2 섬유 부직물 층 사이에 위치하며, 두께가 110㎛인, 제2 필름.
비교예 3 (CE3)
CE3의 복합 구조체는 하기를 포함한다:
- 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하는 허니컴 구조체,
- 동심원형 코어/쉬쓰 2성분 필라멘트로 구성된 제1 섬유 부직물 층으로서, 코어는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하고 쉬쓰는 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 코-폴리에스테르를 포함하며, 중량이 75g/㎡인, 제1 섬유 부직물 층,
- 동심원형 코어/쉬쓰 2성분 필라멘트로 구성된 제2 섬유 부직물 층으로서, 코어는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하고 쉬쓰는 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 코-폴리에스테르를 포함하며, 중량이 75g/㎡인, 제2 섬유 부직물 층,
- 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하고 허니컴 구조체와 제1 섬유 부직물 층 사이에 위치하며, 두께가 75㎛인, 제1 필름,
- 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하고 허니컴 구조체와 제2 섬유 부직물 층 사이에 위치하며, 두께가 75㎛인, 제2 필름.
실시예 6 (E6)
E6의 복합 구조체는 하기를 포함한다:
- 폴리프로필렌(PP)을 포함하는 허니컴 구조체,
- 동심원형 코어/쉬쓰 2성분 필라멘트로 구성된 제1 섬유 부직물 층으로서, 코어는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하고 쉬쓰는 폴리아미드 6(PA6)를 포함하며, 중량이 75g/㎡인, 제1 섬유 부직물 층,
- 동심원형 코어/쉬쓰 2성분 필라멘트로 구성된 제2 섬유 부직물 층으로서, 코어는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하고 쉬쓰는 폴리아미드 6(PA6)를 포함하며, 중량이 50g/㎡인, 제2 섬유 부직물 층,
- 폴리프로필렌(PP)을 포함하고 허니컴 구조체와 제1 섬유 부직물 층 사이에 위치하며, 두께가 100㎛인, 제1 필름,
- 폴리프로필렌(PP)을 포함하고 허니컴 구조체와 제2 섬유 부직물 층 사이에 위치하며, 두께가 100㎛인, 제2 필름.
비교예 4 (CE4)
CE4의 복합 구조체는 하기를 포함한다:
- 폴리프로필렌(PP)을 포함하는 허니컴 구조체.
Figure pct00001
실시예 E1, E2 및 비교예 CE1에서 알 수 있는 바와 같이, 필름(즉, E1, 파단시 하중 13.9N)과 필름(즉, E2, 파단시 하중 17.6N)인 2개의 필름을 첨가하면 가능한 하중이 향상된다. 따라서, 굽힘 강성이 향상된다.
실시예 E4, E5 및 비교예 CE3에 의해, 제1 및/또는 제2 섬유 부직물 층의 더 높은 중량(즉, E5, 파단시 하중 95.4N)은, 더 낮은 중량(즉, E4, 파단시 하중 84.6N)을 고려하여, 파단시 하중을 증가시키므로, 1 및/또는 제2 섬유 부직물 층의 중량은 굽힘 강성에 기여함을 알 수 있다. 또한, 필름의 더 높은 중량은 더 높은 파단시 하중(E5: 95.4N)을 초래하고 필름의 더 낮은 중량은 파단시 하중의 저하(CE 3: 91.0N)를 초래하므로, 제1 및/또는 제2 필름의 중량은 굽힘 강성에 기여할 수도 있다.
이러한 개념은, CE 4(파단시 하중 7.8N)가 추가로 제1 및 제2 필름을 포함하지 않는 비교예 5를 고려하여, 가장 높은 파단시 하중(즉, 32.5N)을 갖는 실시예 6을 비교함으로써 검증된다.
도면
도 1a는 허니컴 구조체(102), 제1 섬유 부직물 층(101) 및 제2 섬유 부직물 층(103) 및 필름(104)을 포함하는 복합 구조체(100)의 단면도를 보여준다. 따라서, 허니컴 구조체(102)의 제1 주 표면(도시되지 않음)은 제1 섬유 부직물 층(101)과 마주하고 허니컴 구조체(102)의 제2 주 표면(도시되지 않음)은 제2 섬유 부직물 층(103)과 마주한다. 필름(104)은 허니컴 구조체(102)의 제1 주 표면(도시되지 않음)과 제1 섬유 부직물 층(101) 사이에 위치한다.
도 1b는 허니컴 구조체(102), 제1 섬유 부직물 층(101) 및 제2 섬유 부직물 층(103) 및 필름(104)을 포함하는 복합 구조체(100)의 단면도를 보여준다. 따라서, 허니컴 구조체(102)의 제1 주 표면(도시되지 않음)은 제1 섬유 부직물 층(103)과 마주하고 허니컴 구조체(103)의 제2 주 표면(도시되지 않음)은 제2 섬유 부직물 층(101)과 마주한다. 필름(104)은 허니컴 구조체(102)의 제2 주 표면(도시되지 않음)과 제2 섬유 부직물 층(103) 사이에 위치한다.
도 2는 허니컴 구조체(200)의 평면도를 보여주며, 허니컴 구조체는 허니컴 열(201) 및 (202)를 포함한다. 허니컴 열(201) 및 (202)는 기계 방향(MD) 방향으로 배향되고 허니컴 열(201) 및 (202)의 허니컴 셀은 허니컴 구조체(200)의 제1 주 표면 또는 제2 주 표면 주 표면(도시되지 않음)에 대해 교대로 개방되고 폐쇄된다. 허니컴 열(201)의 모든 허니컴 셀은 허니컴 구조체(200)의 제1 주 표면(도시되지 않음)에서 개방되고 허니컴 열(202)의 모든 허니컴 셀은 허니컴 구조체(200)의 제2 주 표면(도시되지 않음)에서 개방된다.
도 3은 허니컴 구조체(300)의 평면도를 보여주며, 허니컴 구조체(300)의 허니컴 셀의 절반은 재료로 충전된다(301). 이러한 도면에서, 허니컴 열(301)만이 충전되며, 이는, 허니컴 구조체(300)의 제1 주 표면(도시되지 않음)에 대해 개방된 허니컴만이 충전되어 있음을 의미한다.
도 4는 허니컴 구조체(400)의 평면도를 보여주며, 허니컴 구조체(400)의 허니컴 셀의 절반은 재료로 충전된다(402). 이러한 도면에서, 허니컴 열(402)만이 충전되며, 이는, 허니컴 구조체(400)의 제2 주 표면(도시되지 않음)에 대해 개방된 허니컴만이 충전되어 있음을 의미한다. 도 3과 비교하여 도 4는 허니컴 셀의 나머지 절반이 재료로 채워져 있음을 보여준다.
도 5는 허니컴 구조체(500)의 평면도를 보여주며, 허니컴 구조체(500)의 허니컴 셀의 절반은 재료(501) 및 재료(502)로 충전되며, 허니컴 셀의 충전은 기계 방향(MD) 및 교차 기계 방향(CMD)에 대해 대각선인 패턴을 포함한다. 충전된 허니컴 셀(501)은 허니컴 구조체(500)의 제1 주 표면(도시되지 않음)에 대해 개방되고 충전된 허니컴 셀(502)은 허니컴 구조체(500)의 제2 주 표면(도시되지 않음)에 대해 개방된다.
도 6은 허니컴 셀(601)을 포함하는 허니컴 구조체(600)의 평면도를 보여주며, 모든 허니컴 셀(601)은 허니컴 구조체(600)의 제1 주 표면(도시되지 않음)에 대해 개방되며 이는 재료로 충전되지 않는다. 허니컴 셀(601)을 고려하여 허니컴 셀(602)은 제2 주 표면(도시되지 않음)에 대해 개방되며 재료로 충전되고, 또한, 허니컴 셀(601)을 고려하여 허니컴 셀(603)은 허니컴 구조체(600)의 제2 주 표면에 대해 또한 개방되며 재료로 충전되지 않는다. 충전된 허니컴 셀(602)은 패턴을 나타내며, 여기서, 모든 허니컴 셀의 두 번째 허니컴 셀마다, 허니컴 셀(601)을 고려하여 허니컴 구조체(600)의 제2 주 표면(도시되지 않음)에 대해 개방된다.
도 7은 재료로 충전되지 않은 허니컴 셀(701) 및 (704) 및 재료로 충전된 허니컴 셀(702) 및 (703)을 포함하는 허니컴 구조체(700)의 평면도를 보여준다. 충전된 허니컴 셀(702) 및 (703)은 허니컴 구조체(700) 내에 무작위 분포하며 충전된 허니컴 셀(703)은 허니컴 구조체(700)의 제1 주 표면(도시되지 않음)에 대한 이의 개구부를 갖고 충전된 허니컴 셀(702)은 허니컴 구조체(700)의 제2 주 표면(도시되지 않음)에 대한 이의 개구부를 갖는다. 또한, 충전되지 않은 허니컴 셀(701)은 허니컴 구조체(700)의 제1 주 표면(도시되지 않음)에 대한 이의 개구부를 가지며 또한 충전되지 않은 허니컴 셀(704)은 허니컴 구조체(700)의 제2 주 표면(도시되지 않음)에 대한 이의 개구부를 갖는다.
도 8은 변형된 필름(800)의 단면의 사시도를 보여주며, 여기서, 변형된 필름의 접힘은 시작 단계에서 수행한다. 접힘이 완료된 후 벽(802) 및 벽(803)은 기계 방향(MD)으로 허니컴 셀(도시되지 않음)을 구분하는 벽이고, 벽(802) 및 벽(803)은 실질적으로 평행하게 정렬되며, 여기서, 벽(802) 및 벽(803)은 공유된 허니컴 셀 경계 립(점선 805 및 806)에서만 연결된다. 사전 형성된 필름(800)을 완전히 접은 후에, 성형된 허니컴 셀 경계 립은 허니컴 구조체의 제1 주 표면(도시되지 않음) 및/또는 제2 주 표면(도시되지 않음)에 위치한다. 기계 방향(MD)으로 구분되지 않은 벽은 오직 하나의 허니컴 벽(801) 또는 벽(804)만을 포함한다. 또한, 연결 영역(807 및 808)이 표시되며, 이는 하나의 주 표면에서 완전히 접힌 후 허니컴 셀(도시되지 않음)을 폐쇄한다. 이에 따라, 연결 영역(807 및 808)은 허니컴 구조체의 서로 다른 주 표면에 위치한다.

Claims (19)

  1. 내부 라이닝용 복합 구조체로서, 제1 주 표면과 제2 주 표면을 갖는 허니컴 구조체, 상기 허니컴 구조체의 상기 제1 주 표면 또는 상기 제2 주 표면에서 상기 허니컴 구조체에 접착되어 있는 제1 섬유 부직물 층을 포함하고, 상기 허니컴 구조체 및 상기 제1 섬유 부직물 층은 열가소성 중합체 재료를 포함하고, 상기 허니컴 구조체는 절단되지 않은 편평한 몸체로부터 제공되며 복수의 허니컴 셀들을 포함하고, 상기 허니컴 셀들은 벽에 의해 구분되며, 여기서, 열가소성 중합체 재료를 포함하는 필름이, 상기 복합 구조체 중에서 상기 제1 섬유 부직물 층과 상기 허니컴 구조체 사이에 위치하고/하거나 상기 제1 섬유 부직물 층이 상기 허니컴 구조체에 접착되어 있는 상기 주 표면의 맞은편인 상기 주 표면에서 상기 허니컴 구조체에 접착되어 있음을 특징으로 하는, 내부 라이닝용 복합 구조체.
  2. 제1항에 있어서, 열가소성 재료를 포함하는 제2 섬유 부직물 층은, 상기 제1 섬유 부직물 층이 상기 허니컴 구조체에 접착되어 있는 상기 주 표면의 맞은편인 상기 주 표면에서 상기 허니컴 구조체에 접착되어 있는, 복합 구조체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 필름은 ISO 4593에 따라 측정된 두께가 10㎛ 내지 250㎛, 바람직하게는 15㎛ 내지 220㎛, 보다 바람직하게는 20㎛ 내지 200㎛인, 복합 구조체.
  4. 제2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 제1 섬유 부직물 층 및/또는 상기 제2 섬유 부직물 층은, 예를 들면 문헌[Jena et al., Advances in Pores Structure Evaluation by Porometry, Chemical Engineering & Technology, vol. 33, issue 8, pages 1241-1250, 21-07-2010]에 논의된 바와 같이, 갈빅(Galwick)(표면 장력 15.9mN/m)을 사용하여 시험 크기가 0.5㎠인 PMI 모세관 유체 기공측정기를 사용하여 미세유동 기공측정법에 의해 측정된 기공 직경이 0.1㎛ 내지 400㎛, 바람직하게는 0.2㎛ 내지 300㎛, 보다 바람직하게는 0.5㎛ 내지 250㎛, 가장 바람직하게는 1.0㎛ 내지 200㎛인 기공을 포함하는, 복합 구조체.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 섬유 부직물 층 및/또는 상기 제2 섬유 부직물 층은 하나 이상의 섬유 가닥(ply)을 포함하는, 복합 구조체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 하나 이상의 가닥의 섬유는 동일한 섬유이거나 상이한 섬유인, 복합 구조체.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 섬유 부직물 층 및/또는 상기 제2 섬유 부직물 층은 ISO 9073-3에 따라 측정된 파괴 강도가 적어도 15N/5cm, 바람직하게는 적어도 20N/5cm, 보다 바람직하게는 적어도 30N/5cm, 가장 바람직하게는 적어도 50N/5cm인, 복합 구조체.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 섬유 부직물 층 및/또는 상기 제2 섬유 부직물 층은 1성분 섬유, 2가지 유형의 1성분 섬유 및/또는 2성분 섬유를 포함하는, 복합 구조체.
  9. 제8항에 있어서, 상기 2성분 섬유는 코어/쉬쓰 2성분 섬유이고, 상기 2가지 유형의 1성분 섬유의 상기 코어 및 상기 쉬쓰 및 상기 1성분 섬유는 동일한 부류의 열가소성 중합체 재료를 포함하거나 화학적으로 상이한 열가소성 중합체 재료를 포함하는, 복합 구조체.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 2개의 1성분 섬유 및/또는 상기 2성분 섬유에 포함된 상이한 열가소성 중합체 재료는 적어도 10℃, 바람직하게는 적어도 20℃, 가장 바람직하게는 적어도 30℃의 상이한 용융 온도를 갖는, 복합 구조체.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 허니컴 구조체는 두께가 2.0mm 내지 20mm인, 복합 구조체.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 허니컴 구조체의 상기 허니컴 셀은, 상기 허니컴 셀 내에 서로 맞은편에 위치한 2개 벽들 사이의 수직 거리로서 측정된 직경이 3.0mm 내지 30mm인, 복합 구조체.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 중합체 재료는 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP), 및 재생 폴리프로필렌 폴리에스테르, 예컨대 폴리락트산(PLA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 재생 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 개질된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜(PET-G) 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에테르 케톤, 예컨대 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK) 및 폴리에테르 케톤 케톤(PEKK), 더 높은 기술의 중합체, 예컨대 폴리카보네이트(PC), 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 및 폴리비닐 부티랄(PVB), 및 폴리아미드, 예컨대 폴리아미드 6,6(PA6,6) 및 폴리아미드 6(PA6) 및 이들의 공중합체 또는 블렌드를 포함하는 군으로부터 선택되는, 복합 구조체.
  14. 제2항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 허니컴 구조체, 상기 필름, 상기 제1 섬유 부직물 층 및 상기 제2 섬유 부직물 층은 상이한 열가소성 중합체 재료, 동일한 부류의 열가소성 중합체 재료 또는 동일한 열가소성 중합체 재료를 포함하는, 복합 구조체.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 허니컴 셀의 절반은 상기 허니컴 구조체의 상기 제1 주 표면의 상기 면 상에서 폐쇄되고 상기 허니컴 셀의 절반은 제2 주 표면의 상기 면 상에서 폐쇄되며, 모든 허니컴 셀은 하나의 면에서 개방되는, 복합 구조체.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 허니컴 셀은 요변성 액체, 섬유질 재료, 미세섬유질 재료, 다공성 미립자 시스템, 및 나노-다공성 미립자 시스템, 예컨대 에어로젤을 포함하는 군으로부터 선택된 재료로 충전되는, 복합 구조체.
  17. 복합 구조체를 제조하는 방법으로서, 제1 주 표면과 제2 주 표면을 갖는 허니컴 구조체를 제공하고, 상기 허니컴 구조체의 상기 제1 주 표면 또는 상기 제2 주 표면에서 제1 부직물 층을 상기 허니컴 구조체에 접착시키고, 상기 허니컴 구조체 및 상기 제1 섬유 부직물 층은 열가소성 중합체 재료를 포함하고, 상기 허니컴 구조체는 절단되지 않은 편평한 몸체로부터 제공되며 복수의 허니컴 셀들을 포함하고, 상기 허니컴 셀들은 벽에 의해 구분되며, 여기서, 열가소성 중합체 재료를 포함하는 필름이, 상기 복합 구조체 중에서 상기 제1 섬유 부직물 층과 상기 허니컴 구조체 사이에 제공되고/되거나 상기 제1 섬유 부직물 층이 상기 허니컴 구조체에 접착되어 있는 상기 주 표면의 맞은편인 상기 주 표면에서 상기 허니컴 구조체에 접착되어 있음을 특징으로 하는, 방법.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 하나를 따른 복합 구조체를 포함하는 내부 라이닝.
  19. 제18항에 따른 내부 라이닝을 포함하는 자동차용 헤드라이너.
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