KR101170726B1 - 자동차 내장용 생분해성 복합패널의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차 내장용 생분해성 복합패널의 제조방법에 관한 것으로, 인피섬유에 함유된 불순물을 제거하는 불순물제거단계, 상기 불순물제거단계를 거친 인피섬유를 정제수로 세척 및 건조하는 세척건조단계, 상기 세척건조단계를 거친 인피섬유와 폴리유산섬유를 혼섬하는 혼섬단계, 상기 혼섬단계에서 혼섬된 섬유를 카딩하여 섬유웹으로 제조하는 카딩단계, 상기 카딩단계를 거쳐 형성된 섬유웹을 적층한 후 니들펀칭하는 니들펀칭단계, 상기 니들펀칭단계에서 제조된 적층체를 절단하여 펠트층을 형성하는 펠트층형성단계 및 상기 펠트층형성단계에서 제조된 펠트를 예열한 후에 냉각 성형하는 성형단계를 포함하여 이루어진다.
전술한 자동차 내장용 생분해성 복합패널의 제조방법은 불순물제거단계를 통해 인피섬유의 불순물을 제거하는데, 불순물이 제거된 인피섬유는 기계적 강도가 강해지고, 폴리유산섬유와의 결합력이 증대되어 복합패널의 기계적 물성을 향상시키고, 자연상태에서 미생물에 의해 쉽게 분해되어 환경친화적인 장점을 나타낸다.
자동차, 내장재, 인피섬유, 폴리유산, 펠트
Description
본 발명은 자동차 내장용 생분해성 복합패널의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 불순물제거단계, 세척건조단계, 혼섬단계, 카딩단계, 니들펀칭단계, 펠트층형성단계 및 성형단계를 포함하여 이루어진다.
본 발명은 자동차 내장용 생분해성 복합패널의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 불순물제거단계, 세척건조단계, 혼섬단계, 카딩단계, 니들펀칭단계, 펠트층형성단계 및 성형단계를 포함하여 이루어진다.
종래에 사용되던 자동차 내장용 복합패널은 합성수지 화합물을 원료로 하여 제조되거나, 천연섬유를 원료로 하여 제조되었다.
그러나 합성섬유를 이용하여 제조된 복합패널의 경우는 패널제조과정에서 이산화탄소와 각종유해물질이 발생하여 작업자의 건강이나 작업환경이 오염되는 문제점이 있었고, 폐기처분을 위해 소각하는 과정에서는 다량의 오염물질을 배출하여, 오염물질의 배출을 차단하기 위해 토양에 매립하는 처리방법을 실시되고 있는데, 토양에 매립하는 경우는 토양에 존재하는 미생물에 의해 복합패널 폐기물이 분해되는데 수 백년의 시간이 소요되어 환경오염을 유발하는 문제점이 있었다.
전술한 폐기처분 방법 외에 환경오염을 유발하지 않도록 특수처리장치를 이용하여 폐기처분하는 경우에는 처리비용에 많이 들기 때문에 상용화가 어려운 문제점이 있었다.
또한, 합성수지 화합물을 사용하지 않고 식물성 천연섬유 등을 원료로하여 제조된 복합패널의 경우는, 합성수지를 사용하여 제조된 복합패널에 비해 기계적 물성이 현저하게 떨어지기 때문에, 상용화가 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.
전술한 문제점들을 해결하기 위해 합성섬유와 천연섬유를 혼섬하여 사용하는 방법이 이용되고 있는데, 합성섬유의 첨가로 인해 환경오염이 유발되고, 폐기처리과정에서 합성섬유와 천연섬유를 별도로 분리해야 하기 때문에, 처리비용이 증가하는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 천연물질로 이루어진 재료에 불순물제거단계 실시하여 폐기처분시에 토양에서 잘 분해되면서도, 기계적 물성이 우수한 자동차 내장용 생분해성 복합패널의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 복합패널 제조과정에서 작업자나 작업환경을 오염시키는 유해물질을 배출하지 않는 자동차 내장용 생분해성 복합패널의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 인피섬유에 함유된 불순물을 제거하는 불순물제거단계, 상기 불순물제거단계를 거친 인피섬유를 정제수로 세척 및 건조하는 세척건조단계, 상기 세척건조단계를 거친 인피섬유와 폴리유산섬유를 혼섬하는 혼섬단계, 상기 혼섬단계에서 혼섬된 섬유를 카딩하여 섬유웹으로 제조하는 카딩단계, 상기 카딩단계를 거쳐 형성된 섬유웹을 적층한 후 니들펀칭하는 니들펀칭단계, 상기 니들펀칭단계에서 제조된 적층체를 절단하여 펠트층을 형성하는 펠트층형성단계 및 상기 펠트층형성단계에서 제조된 펠트를 예열한 후에 냉각 성형하는 성형단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 내장용 생분해성 복합패널의 제조방법을 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 불순물제거단계는 5 내지 15%의 농도를 갖는 수산화나트륨 수용액에 인피섬유를 6 내지 12시간 동안 침지시켜 불순물을 제거하는 것으로 한다.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 인피섬유는 길이가 50 내지 80mm이며, 황마, 양마, 대마, 저마 및 아마로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 혼섬단계는 인피섬유 40 내지 60 중량부 및 폴리유산섬유 40 내지 60 중량부를 혼섬하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 폴리유산 섬유는 권축이 부여되며, 50 내지 80mm의 길이인 것으로 한다.
본 발명에 따른 자동차 내장용 생분해성 복합패널의 제조방법은 천연물질로 이루어진 재료에 불순물제거단계를 실시하여 폐기처분시에 토양에서 잘 분해되면서도, 기계적 물성은 향상되는 탁월한 효과를 나타낸다.
또한, 복합패널 제조과정에서 작업자나 작업환경을 오염시키는 유해물질을 배출하지 않는 탁월한 효과를 나타낸다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하 되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명에 따른 자동차 내장용 생분해성 복합패널의 제조방법은 인피섬유에 함유된 불순물을 제거하는 불순물제거단계(S101), 전술한 불순물제거단계(S101)를 거친 인피섬유를 정제수로 세척 및 건조하는 세척건조단계(103), 전술한 세척건조단계(S103)를 거친 인피섬유와 폴리유산섬유를 혼섬하는 혼섬단계(S105), 전술한 혼섬단계(S105)에서 혼섬된 섬유를 카딩하여 섬유웹으로 제조하는 카딩단계(S107), 전술한 카딩단계(S107)를 거쳐 형성된 섬유웹을 적층한 후 니들펀칭하는 니들펀칭단계(S109), 전술한 니들펀칭단계(S109)에서 제조된 적층체를 절단하여 펠트층을 형성하는 펠트층형성단계(S111) 및 전술한 펠트층형성단계(S111)에서 제조된 펠트를 예열한 후에 냉각 성형하는 성형단계(S113)를 포함하여 이루어진다.
전술한 불순물제거단계(S101)는 인피섬유에 함유된 불순물을 제거하는 단계로, 5 내지 15%의 농도를 갖는 수산화나트륨 수용액에 인피섬유를 6 내지 12시간 동안 침지시켜 불순물을 제거하는데, 인피섬유를 구성하는 성분 중에 셀룰로오스를 제외한 헤미셀룰로오스, 리그린, 펙틴, 회분 및 왁스 등의 불순물을 제거하는 단계다.
이때, 전술한 인피섬유는 길이가 50 내지 80mm이며, 황마, 양마, 대마, 저마 및 아마로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하여 이루어진다.
전술한 불순물제거단계(S101)를 거친 인피섬유는 기계적 강도가 향상되고, 전술한 폴리유산섬유와의 결합력이 증대되어 자동차 내장용 생분해성 복합패널의 기계적 물성을 향상시키는 역할을 한다.
전술한 세척건조단계(S103)는 전술한 불순물제거단계(S101)를 거친 인피섬유를 정제수로 세척 및 건조하는 단계로, 불순물이 제거된 인피섬유를 흐르는 정제수로 세척하여 인피섬유 표면에 도포되어 있는 불순물을 제거하고, 인피섬유간의 뭉침을 방지하는 단계다.
전술한 건조는 항온항습조에서 48시간 동안 이루어지는 것이 바람직하다.
전술한 혼섬단계(S105)는 전술한 세척건조단계(S103)를 거친 인피섬유와 폴리유산섬유를 혼섬하는 단계로, 인피섬유 40 내지 60 중량부 및 폴리유산섬유 40 내지 60 중량부를 혼섬하여 이루어지는데, 인피섬유와 폴리유산섬유가 고르게 혼합되도록 하기 위해 에어블로잉(Air Blowing) 과정을 반복적으로 실시한다.
이때, 전술한 인피섬유는 보강재의 역할을 하며, 폴리유산 섬유는 바인더의 역할을 하는데, 폴리유산 섬유의 상대점도는 바인더로 적한합 2.5 내지 3.5인 것이 바람직하며, 150 내지 170℃의 용융온도를 지닌 폴리유산 섬유를 용융방사한 후에 권축을 부여하고, 50 내지 80mm의 길이로 절단하여 사용된다.
전술한 카딩단계(S107)는 전술한 혼섬단계(S105)에서 혼섬된 섬유를 카딩하여 섬유웹으로 제조하는 단계로, 혼섬된 섬유를 카딩하여 일정한 형태를 부여하여 섬유의 방향이 일정한 얇은 막 형태의 섬유웹을 제조하는 단계다.
전술한 니들펀칭단계(S109)는 전술한 카딩단계(S107)를 거쳐 형성된 섬유웹을 적층한 후 니들펀칭하는 단계로, 전술한 카딩단계(S107)에서 형성된 얇은 막 형태의 섬유웹을 대차왕복운동으로 적층한 후에 적층된 섬유웹들을 니들펀칭 공정으로 결합시키는 단계다.
이러한 니들펀칭공정은 인피섬유와 폴리유산섬유의 결속력을 증가시키고, 적층된 섬유웹들의 결속력을 증가시켜 자동차 내장용 생분해성 복합패널의 기계적 물성을 향상시킨다.
전술한 펠트층형성단계(S111)는 전술한 니들펀칭단계(S109)에서 제조된 적층체를 절단하여 펠트층을 형성하는 단계로, 적용되는 부위에 맞게 펠트를 절단하여, 제품성형시 발생하는 스크랩의 양을 줄여준다.
전술한 성형단계(S113)는 전술한 펠트층형성단계(S111)에서 제조된 펠트를 예열한 후에 냉각 성형하는 단계로, 전술한 펠트층형성단계(S111)에서 제조된 펠트를 표면온도가 210 내지 230℃인 열간프레스 및 오븐(OVEN) 예열장치로 예열한 후에 냉각프레스에서 압착하여 자동차 내장용 생분해성 복합패널을 제조하는 단계다.
이하에서는 본 발명의 따른 자동차 내장용 생분해성 복합패널의 제조방법을 실시예를 들어 설명하기로 한다.
(단, 인피섬유는 80mm 길이의 황마섬유를 10%의 농도를 나타내는 수산화나트륨수용액에 10시간 동안 침지하는 불순물제거단계를 실시하고, 흐르는 정제수에 10분간 세척하고, 60℃의 항온습조에서 48시간 동안 건조시키고 상온에서 24시간 동안 방치하여 제조한 것을 사용하였으며, 폴리유산섬유는 용융방사 후에 권축을 부여한 것으로, 길이가 64mm인 것을 사용하였다.)
<실시예 1>
인피섬유 50 중량부와 폴리유산섬유 50 중량부를 혼섬하여 면밀도가 1400g/m2인 펠트를 제조하고, 표면온도가 220℃인 열간프레스를 이용하여 60kgf/cm2의 압력으로 60초 동안 예열압착한 후 냉각프레스를 이용하여 80kgf/cm2의 압력으로 45초 냉각 압착하여 2.5mm의 두께를 나타내는 자동차 내장용 생분해성 복합패널을 제조하였다.
<실시예 2>
실시예 1과 동일하게 진행하되, 3.5mm의 두께를 나타내는 자동차 내장용 생분해성 복합패널을 제조하였다.
<비교예 1>
불순물제거단계를 실시하지 않은 황마섬유 50 중량부와 폴리유산섬유 50 중량부를 혼섬하여 면밀도가 1400g/m2인 펠트를 제조하고, 표면온도가 220℃인 열간프레스를 이용하여 60kgf/cm2의 압력으로 60초 동안 예열압착한 후 냉각프레스를 이용하여 80kgf/cm2의 압력으로 45초 냉각 압착하여 2.5mm의 두께를 나타내는 자동차 내장용 생분해성 복합패널을 제조하였다.
<비교예 2>
비교예 1과 동일하게 실시하되, 3.5mm의 두께를 나타내는 자동차 내장용 생분해성 복합패널을 제조하였다.
실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2를 통해 제조된 자동차 내장용 생분해성 복합패널의 인장강도, 내습 인장강도, 굴곡강도 및 내습 굴곡강도를 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.
(단, 인장강도는 50mm×150mm 크기의 자동차 내장용 생분해성 복합패널 시편을 MD(Machine Direction)와 AMD(Across Machine Direction)로 각 5매 이상 취하여 50mm/min의 속도로 인장강도를 측정하여 평균을 나타내었다.
이때, 상태 조건은 23℃, 65% RH로 유지된 조건에서 진행하였고, 내습 조건은 50℃, 90% RH에서 24시간 방치한 후에 상태 조건에서 1시간 정치 후 진행하였 다.
굴곡강도는 50mm×150mm 크기의 자동차 내장용 생분해성 복합패널 시편을 MD와 AMD로 각 5매 이상 취하여 5mm/min의 속도로 굴곡강도를 측정하여 평균을 나타내었다.
이때, 내습조건은 50℃, 90% RH에서 24시간 방치한 후에 상태 조건에서 1시간 정치 후 진행하였다.)
<표 1>
위에 표 1에 나타낸 것처럼 본 발명에 따른 자동차 내장용 생분해성 복합패널의 제조방법으로 제조된 자동차 내장용 생분해성 복합패널은 종래에 사용되던 자동차 내장용 생분해성 복합패널에 비해 인장강도, 내습 인장강도, 굴곡강도 및 내습 굴곡강도가 월등하게 향상된 것을 알 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차 내장용 생분해성 복합패널의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
Claims (5)
- 인피섬유에 함유된 불순물을 제거하는 불순물제거단계;상기 불순물제거단계를 거친 인피섬유를 정제수로 세척 및 건조하는 세척건조단계;상기 세척건조단계를 거친 인피섬유와 폴리유산섬유를 혼섬하는 혼섬단계;상기 혼섬단계에서 혼섬된 섬유를 카딩하여 섬유웹으로 제조하는 카딩단계;상기 카딩단계를 거쳐 형성된 섬유웹을 적층한 후 니들펀칭하는 니들펀칭단계;상기 니들펀칭단계에서 제조된 적층체를 절단하여 펠트층을 형성하는 펠트층형성단계; 및상기 펠트층형성단계에서 제조된 펠트를 예열한 후에 냉각 성형하는 성형단계;를 포함하여 이루어지며,상기 불순물제거단계는 5 내지 15%의 농도를 갖는 수산화나트륨 수용액에 인피섬유를 6 내지 12시간 동안 침지시켜 불순물을 제거하는 것을 특징으로 하며,상기 인피섬유는 길이가 50 내지 80mm이며, 양마 및 저마로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 내장용 생분해성 복합패널의 제조방법.
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- 청구항 1에 있어서,상기 혼섬단계는 인피섬유 40 내지 60 중량부 및 폴리유산섬유 40 내지 60 중량부를 혼섬하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 내장용 생분해성 복합패널의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 폴리유산 섬유는 권축이 부여되며, 50 내지 80mm의 길이인 것을 특징으로 하는 자동차 내장용 생분해성 복합패널의 제조방법.
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR20160036679A (ko) * | 2014-09-25 | 2016-04-05 | 주식회사 현진피오피 | 친환경성 복합재료 제조방법 및 이로부터 제조된 복합재료 |
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2009
- 2009-12-02 KR KR1020090118550A patent/KR101170726B1/ko active IP Right Grant
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| KR101688952B1 (ko) * | 2014-09-25 | 2016-12-23 | 주식회사 현진피오피 | 친환경성 복합재료 제조방법 및 이로부터 제조된 복합재료 |
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