KR101274748B1

KR101274748B1 - 친환경 경량화 다층 구조물 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101274748B1
Application number: KR1020110062141A
Authority: KR
Inventors: 오영찬; 김기성
Original assignee: 한일이화주식회사
Priority date: 2011-06-27
Filing date: 2011-06-27
Publication date: 2013-06-17
Also published as: KR20130001414A

Abstract

본 발명은 자동차 내장용 기재 구조물에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예는 연속상의 발포시트를 심재층으로 사용하고, 위사(Weft)와 경사(Warp)로 이루어진 직조물 형태의 저중량 고강성 보강층을 제조하여, 치수안정성 및 굴곡탄성율이 우수한 친환경 경량화 다층 구조물 및 그 제조방법을 제공한다.

Description

친환경 경량화 다층 구조물 및 그 제조방법{ECHO-FRIENDLY LIGHT WEIGHT MULTILAYER STRUCTURE AND PRODUCTION METHOD THERE OF}

본 발명은 자동차 내장용 기재 구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연속상의 발포시트에, 딥드로잉(deep drawing) 성형성 향상을 위해 천연섬유와 합성섬유로 직조된 박막형 보강층을 포함하는 친환경 경량화 다층 구조물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

자동차 내장재용 기재 구조물은 복잡한 구조를 이루고 있어 형태 안정성이 필수적이며, 온도 및 습도 등의 조건을 만족하는 내후성이 필요하다. 또한, 장기간 운행시 자동차 내장재가 수축 및 팽창하는 형태 변형이 없어야 하고, 고온에 장기간 노출시 소재별 층간 박리가 발생하지 않아야 한다.

일반적으로, 자동차 내장용 기재 구조물은 형태 및 장착성을 유지시키는 심재층에, 의장성, 흡음성, 쿠션감을 부여하는 보강층 및 표피층이 일면 또는 양면에 적층되는 구조로 이루어져 있다.

도 1은 종래의 자동차 내장용 기재 구조물의 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 자동차 내장용 기재 구조물은 심재층(1)에 보강층(2) 및 표피층(3)이 일면 또는 양면에 적층되어 이루어진다.

여기서, 심재층(1)으로 사용되는 소재로는 폴리우레탄폼, 천연섬유 강화보드, 레진펠트 등이 있다.

이때, 반경질 우레탄계 폴리우레탄 및 경질발포체의 경우, 재활용성이 저하되고 내충격성이 약해서 심재층으로 사용하기에는 취성파괴가 쉽게 일어난다.

또한, 폴리우레탄폼을 심재층으로 사용한 경우에는 유리섬유 등이 함유된 보강층(2)을 접착공정에 의해 적층하여야 하는데, 이는 작업시에 분진 및 유해물질 등이 발생되어 작업자 및 환경에 유해한 영향을 미치는 단점이 있다.

또한, EPP 발포체의 경우 제조공정이 복잡하며, 블록형태의 발포체로서 연속적인 라미네이션 작업이 불가능한 단점이 존재한다.

또한, 천연섬유 강화보드의 경우, 열성형시 천연섬유 탄화에 의한 냄새가 심하고, 천연섬유의 부패, 세균, 곰팡이 발생을 억제하기 위해 처리되는 방부제로부터 기인한 유해성분이 발생하여 인체에 유해하다.

아울러, 레진펠트는 강도가 강하여 대형차의 내장재로 많이 쓰이고 있으나, 중량이 무거워 자동차의 연비절감에 역행하는 문제점을 지니고 있으며, 열경화성 수지인 페놀수지를 사용하기 때문에 연소시에 페놀 및 알데하이드 등의 유해성분이 방출되어 폐기처리가 문제시되고 있다.

한편, 종래에는 심재층에 유리섬유 혹은 필름지 등의 보강층을 일면 혹은 양면에 적층하여 자동차 내장용 기재를 구성하는데, 이 기재들은 열에 의한 치수 변화율이 높고, 단품의 이송 및 장착 조립시 휘거나 꺾임현상으로 불량률이 높다. 또한, 단가가 높고 비교적 고중량이며 장기간 사용시 변형되기 쉽고, 인체에 유해하며 재활용이 어려운 문제점이 있다.

또한, 천연섬유와 합성섬유로 이루어진 보강층을 발포체인 심재층의 양면에 결속하는 방법이 기재의 굴곡특성을 크게 좌우하는데, 보강층과 발포체간 니들펀칭에 의해 결속할 경우 발포체가 니들에 의해 심하게 손상되며, 보강층의 밀도저하에 의해 물성이 급격히 저하되어 적용성에 제한을 받는다.

또한, 열성형하는 과정에서 보강층과 발포체 각각을 가열한 후, 프레스로 가압하여 접착시킬 경우 발포체의 두께가 현저히 감소하여 굴곡특성이 현저히 감소하는 단점이 있다.

또한, 발포체로서 폴리에틸렌 발포체를 사용할 경우, 보강층과 효과적으로 열에 의한 라미네이션이 되지 않기 때문에, 폴리프로필렌 섬유가 포함된 보강층을 열에 의한 라미네이션을 하기 위해서는 프라이머 성분이 포함된 접착제를 사용하거나, 다층의 필름을 사용하여야 하므로 제조공정이 복잡하고 단가가 상승하는 단점이 있다.

아울러, 천연섬유만으로 보강층을 구성할 경우, 천연섬유가 고온 다습한 조건에서 수분에 의해 팽윤(swelling)되어 형태 안정성이 저하되는 문제점이 발생되므로, 자동차 내장재 적용에 제한을 받게 된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 일실시예는 연속상의 발포시트를 심재층으로 사용하고, 위사(Weft)와 경사(Warp)로 이루어진 직조물 형태의 저중량 고강성 보강층을 제조하여, 치수안정성 및 굴곡탄성율이 우수한 친환경 경량화 다층 구조물 및 그 제조방법과 관련된다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 의하면, 발포시트로 구성되는 심재층과, 상기 심재층의 적어도 일면에 적층되는 보강층을 포함하되, 상기 보강층은, 천연섬유 실과 합성섬유 실이 번갈아 경사로 배치되고, 상기 경사와 직각으로 교차하도록 천연섬유 실과 합성섬유 실이 번갈아 위사로 배치되는 단위구조가 반복되어 형성되는 직조물인 것을 특징으로 하는 친환경 경량화 다층 구조물이 제공된다.

이때, 전술한 친환경 경량화 다층 구조물은, 발포시트로 구성되는 심재층의 적어도 일면에 천연섬유 실과 합성섬유 실로 방적(spining)된 보강층을 형성하되, 상기 보강층은 천연섬유 실과 합성섬유 실이 번갈아 경사로 배치되고, 상기 경사와 직각으로 교차하도록 천연섬유 실과 합성섬유 실이 번갈아 위사로 배치되는 단위구조가 반복되는 직조물로 형성되는 단계; 상기 보강층의 일면에 PP수지로 이루어지는 코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 심재층과 상기 보강층을 열접착(heat lamination)에 의해 적층하는 단계를 포함하는 친환경 경량화 다층 구조물의 제조방법에 의해 제조될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 롤(roll) 형태로 감을 수 있는 연속상의 폴리프로필렌 발포시트를 사용하므로, 기존의 폴리올레핀계 발포체, 우레탄계 발포체, 발포 폴리프로필렌(EPP)을 이용한 제조공정에 비해 단순한 공정으로 생산이 가능하다. 또한, 제조비용을 절감할 수 있으며, 종래의 다층 구조물에 비해 월등한 성능적 향상을 보인다는 점에서 제품의 경쟁력 향상 효과가 있다.

또한, 위사(Weft)와 경사(Warp)로 방직(weaving) 성형된 보강층은 기존의 단섬유나 유리섬유(glass fiber)로 이루어진 보강층 소재를 사용하는 것에 비해, 밀도의 균일성과 굴곡탄성율이 월등히 우수하며, 온도 및 습도 등의 조건을 만족하는 내후성, 수축 및 팽창시의 형태 안정성과 강성이 우수하다.

아울러, 다층 구조물 기재의 강성보강 및 적층된 소재 사이의 접착성 향상을 위해, 보강층과 심재층 간에 PP수지를 코팅하여 접합시킴으로써, 외부충격, 온도 및 습도에 강하고, 기존의 접착제 사용방식에 비해 친환경적이며, 열에 의해 접착하는 연속공정이 가능하므로 제조비용을 줄일 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 자동차 내장용 기재 구조물의 개략도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 경량화 다층 구조물의 개략도.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 경량화 다층 구조물 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 경량화 다층 구조물의 개략도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 경량화 다층 구조물(이하, '다층 구조물')은 발포시트로 구성되는 심재층(10)과, 심재층(10)의 일면 또는 양면에 적층되는 보강층(20)을 포함하되, 이때 보강층(20)은 천연섬유 직조층에 합성섬유 실을 위사 또는 경사로 배열하여 이루어진다. 또한, 보강층(20)에 표피층(30)이 더 적층될 수 있다.

심재층(10)에 사용되는 발포시트는 폴리올레핀계, 폴리우레탄계, 폴리프로필렌계, 폴리스티렌계, 고무계, 엘라스토머계로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상으로 이루어질 수 있다.

이때, 본 발명의 일실시예로서, 연속상의 발포시트는 전자선, 혹은 실란을 이용한 수가교 폴리프로필렌 발포시트를 적용하거나, 압출기에서 직접 압출발포한 폴리프로필렌 시트를 적용할 수 있다.

롤(roll) 형태로 감을 수 있는 연속상의 폴리프로필렌 발포시트를 심재층으로 형성하는 경우, 이는 구성분자가 탄화수소로만 이루어져 있으므로, 극성이 없고 소수성이 커서 극성오염물질에 대한 저항성이 높은 특징을 가진다.

이때, 폴리프로필렌 발포시트의 발포 배율(expansion rate)은 강성 및 성형성이 향상될 수 있도록 3배율 이상, 40배율 이하인 것이 바람직하다. 그 이유는, 발포배율이 3배 미만인 경우 폴리프로필렌 발포시트의 흡음성 향상에 영향을 비치지 못하고 중량이 비교적 높게 형성되며, 발포배율이 40배를 초과하는 경우, 흡음성 및 경량성은 향상되지만 강도와 형태안정성이 저하되기 때문이다.

이와 같이 제조된 연속상의 발포시트는 자동차 내장용 기재 구조물에 사용되기 때문에, 300mm 내지 2000mm 너비, 1mm 내지 15mm 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 전술한 바와 같은 너비와 두께의 폴리프로필렌 발포시트를 2겹으로 라미네이션(lamination)하여 구성하는 것도 가능하다.

예를 들어, 폴리프로필렌 발포시트를 1000mm 내지 1700mm의 너비와 3mm 내지 5mm의 두께로 제조한 후, 2겹으로 라미네이션 할 수 있으며, 이처럼 2겹으로 라미네이션하여 폴리프로필렌 발포시트를 제작할 경우, 흡음성 및 형태안정성이 더욱 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 다층 구조물의 보강층(20)은, 심재층(10)의 일면 또는 양면에 적층함으로써 외부 충격에 대한 흡수성을 높이고, 강도 및 형태안정성을 향상시킬 수 있다.

보강층(20)은 천연섬유 및 합성섬유를 포함하여 이루어지되, 위사(Weft)와 경사(Warp)로 방직(weaving)되는 직조과정을 이용하여 직조물 형태의 박막형 보강층(20)을 이룬다. 이때, 강도 및 접착성을 향상시키기 위해 일면에 PP수지를 코팅시켜 코팅층(21)을 이루게 할 수 있으며 이 경우 보강층(20)의 강성이 향상되기 때문에 더욱 견고한 자동차 내장용 기재 구조물을 얻을 수 있다.

보강층(20)을 이루는 직조물이 천연섬유에서 만들어진 실(thread)만으로 직조되었을 경우, 굴곡강도 및 치수안정성은 상대적으로 높으나 금형의 딥드로우(deep draw) 부분에서 요구되는 신율이 부족하여, 천연섬유 실(thread)들이 끊어지거나 파열되므로, 복잡한 형상의 금형 혹은 딥드로우 성형시 많은 문제가 발생한다.

반면에, 보강층(20)을 이루는 직조물의 위사(Weft)와 경사(Warp)가, 천연섬유 및 합성섬유에서 방적(spining)되어 뽑은 각각의 실(thread)로 혼합하여 직조되었을 경우, 딥드로우 성형시 굴곡진 형상 및 깊이에 따라, 천연섬유로 이루어진 실(thread)들 간의 간격이 벌어지므로 밀도가 불균일하게 되어 강도가 상대적으로 약해지는 부분이 발생하나, 폼(foam)층과 결합된 끊어지지 않는 합성섬유는 형태안정성을 향상시킨다.

또한, 합성섬유를 적용함으로써, 천연섬유 단독 적용시 발생할 수 있는 습기에 의한 형상 변화를 최소화할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 합성섬유는 폴리프로필렌 발포체와의 효과적인 접착을 위해서 폴리올레핀계나 폴리에스터계가 적용될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 직조물로 이루어진 보강층(20)을 적용하면, 구조가 복잡한 금형에서의 성형시 딥드로잉(deep drawing) 성형성이 향상되어, 딥드로우 성형 부분의 파열 및 터짐현상을 최소화할 수 있고, 고온 다습한 조건에서 수분에 의한 자동차 내장재용 기재의 수축 및 팽창에 의한 변형 방지를 할 수 있다. 더욱이, 다층 구조물의 굴곡강도가 향상되므로 이송중이나 자동차에 장착시 꺾임이 방지되어 불량률을 낮출 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의한 다층 구조물은, 심재층(10)의 일면 또는 양면에 위사(Weft)와 경사(Warp)로 이루어지는 방직(weaving)과정을 이용하여 직조물 형태로 보강층(20)을 형성하는 단계와, 보강층(20)의 일면에 PP수지로 이루어지는 코팅층(21)을 형성하는 단계와, 심재층(10)과 보강층(20)을 열접착(heat lamination)에 의해 적층하는 단계를 거쳐 제조될 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 일실시예에 따른 보강층(20) 직조물은 천연섬유 및 합성섬유로 방적(spining)하여 만들어진 실(thread)을 이용하여 위사(Weft)와 경사(Warp)로 혼합 직조되며, 이때 보강층(20)을 이루는 천연섬유는 케냐프, 아마, 황마, 사이잘마, 대나무, 코코넛 등의 천연섬유가 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.

여기서 보강층(20)은, 천연섬유 및 합성섬유에서 만들어진 방적사(紡績絲)로 위사(Weft)와 경사(Warp)를 직각으로 교차시켜 방직성형된 구조물로 이루어진다.

이때, 천연섬유 실과 합성섬유 실로 방적(spining)된 보강층(20)을 성형하되, 천연섬유 직조층에 합성섬유 실을 위사 혹은 경사로 배열하여 직조물 보강층(20)을 적층한다. 즉, 직조물을 구성하는 실(thread)들을 혼합함에 있어서, 천연섬유에서 만들어진 실(thread)과 합성섬유에서 만들어진 실(thread)을 번갈아 배열한 위사(Weft)와, 이와 동일한 배열 순서로 적용된 경사(Warp)를 직각으로 교차하여 직물형태로 방직성형하는 것이다.

구체적으로는, 일정한 길이를 가지고 있는 수많은 경사(Warp)가, 단위 길이당 필요한 밀도 조건으로, 정해진 넓이에 수직으로 배열되되, 천연섬유에서 만들어진 실(thread)과 합성섬유에서 만들어진 실(thread)이 번갈아 배치되도록 한다. 이렇게 방직된 직조물은 경사(Weft)와 위사(Warp)가 교차되고 이로써 단위구조가 형성되며, 이러한 단위구조가 반복됨에 따라서 일정한 길이를 가지는 직물이 형성된다.

이때, 직물로 만들어진 보강층(20)의 두께는 0.2mm 내지 3.0mm로 제작되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.5mm 내지 1.5mm 두께로 형성된다. 보강층(20)의 두께가 0.2mm 보다 작으면 보강층(20)의 효과가 미미하고, 3.0mm 보다 크면 다층 구조물의 성형성이 저하되기 때문이다.

또한, 밀도는 직조물의 가로 및 세로 길이 1 인치(inch) 내에 있는 실(thread)의 개수로 정의되는데, 위사(Weft)와 경사(Warp)가 각각 4개 내지 50개로 구성되는 것이 바람직하며, 보다 바람직한 밀도 범위는 10개 내지 25개이다. 이는 보강층(20)의 충격흡수 및 강성보강 효과와, 다층 구조물의 성형성을 감안한 결과이다.

이때, 보강층(20)에 열경화성 수지 또는 열가소성 수지와 열에 의해 팽창하는 캡슐형 발포제를 파우더 형태로 적층함으로써, 자동차 내장재용 기재의 운반과 보관 및 조립 장착시 꺾임현상을 방지하고 흡음율을 향상시킬 수 있다.

파우더 형태의 열가소성 수지로는 LLDPE, LDPE, HDPE, PP, PE, ABS 등이 있고, 캡슐형 발포제는, 열가소성 플라스틱 중공체로서 내부에 이소펜탄 또는 이소부탄 가스(gas)가 들어 있으며, 외부에서 열을 가하게 되면 내부의 가스가 팽창함에 따라 외부를 둘러싸고 있는 열가소성 플라스틱 캡슐이 팽창하여 중공체가 형성되는 파우더 형태의 발포제를 의미한다.

이러한 파우더의 표면 적층 방법으로는, 캡슐형 발포제와 열경화성 혹은 열가소성 합성수지를 파우더 형태로 혼합하여, 보강층(20)의 일면에 일정량을 도포한 후 오븐(oven)을 통과시켜 가열하게 되며, 이때 표면에 도포된 파우더가 보강층(20)의 공극 사이에 침투하거나 표면에 적층되어 막을 형성하게 된다. 이렇게 적용된 캡슐형 발포제는 일정한 발포체의 입자가 보강층(20) 표면에 형성됨으로써, 외부로부터 전달되는 소음에 대한 흡음율이 높고, 단품의 이송 및 장착 조립시 휘거나 꺾임현상으로 발생되는 불량률을 낮추는 장점이 있다.

다음으로, 본 발명의 일실시예에 따라 심재층(10)과 보강층(20)을 접합 제조하는 단계를 설명하기로 한다.

보강층(20)의 제조공정 후, 기재의 강성보강 및 접착성 향상을 위해, 심재층(10)과 보강층(20)을 접합시키기 이전에, 보강층(20)의 상면에 PP수지를 코팅하여 코팅층(21)을 형성함으로써 굴곡강도 및 굴곡탄성율을 더욱 향상시키고 보강층(20)의 강성을 증대시킨다.

이때, 코팅층(21)에 적용되는 코팅수지는 접착력 및 강성의 향상을 위해 PP수지가 사용되는데, PP수지는 25㎛ 내지 1000㎛의 두께로 코팅되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 200㎛ 내지 500㎛의 두께로 코팅되는 것이 바람직하다.

이처럼, 심재층(10)과 맞닿는 보강층(20)의 일면에 PP수지가 코팅된 코팅층(21)이 형성됨으로써, 심재층(10)과 보강층(20)은 연속적인 열접착(heat lamination)이 가능하며, 이와 같은 화학적인 결합으로 접합된 다층 구조물은 치수안정성과 강성이 높아지는 장점이 있다. 또한, 자동차의 폐차시에 심재층(10)과 표피층(30)을 분리하지 않고 그대로 분쇄하여 재활용할 수 있다는 점에서 기술적 장점이 있다.

도 2에는 2겹의 연속상 폴리프로필렌 발포시트로 이루어진 심재층(10)과 보강층(20) 사이에, 기재의 접착성 및 강도향상을 위해 코팅층(21)이 적층되고, 보강층(20)의 일면에 표피층(30)이 적층된 모습이 도시되어 있다.

이때, 심재층(10)과 보강층(20)의 사이에 개재된 PP수지의 코팅층(21)에 의해 열접착(heat lamination) 과정을 거치면서 굴곡강도 및 굴곡탄성율이 더욱 향상되고, 보강층(20)의 일면에 표피층(30)이 순차적으로 적층된 후, 가열공정을 거치고 냉간 압착 금형을 이용하여 가공된다. 이때, 심재층(10)과 보강층(20)으로 이루어진 다층 구조물은 가열공정을 거친 후 냉간 압착 성형시 표피층(30)을 장입하여 동시 성형하는 것도 가능하다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의하면, 심재층(10)과 보강층(20)을 적층시킬 때 용제형 접착제나 핫멜트형(hot melt type) 접착제를 사용하지 않고, 단지 열에 의한 용융접착이 가능하므로, 작업이 매우 간소해질 뿐만 아니라, 종래 접착제를 사용할 때 발생하였던 악취 등 환경오염의 문제도 해결할 수 있다.

따라서, 본 발명에 의한 심재층(10)과 보강층(20) 및 표피층(30)은 열 또는 접착제를 이용하여 연속적으로 적층 가능하지만, 본 발명의 일실시예에 따른 폴리프로필렌 발포시트로 이루어지는 심재층(10)과, 보강층(20)의 일면에 코팅되는 PP수지 코팅층(21)은 동일 계열의 소재이므로, 열을 이용하여 연속적으로 적층하는 것을 우선으로 하는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같은 과정을 거쳐, 도 3에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 다층 구조물이 제조되며, 이렇게 제조된 다층 구조물은 자동차 내장재용 기재로서 접착제를 사용하지 않으므로 친환경적이며, 치수안정성과 굴곡강도 및 굴곡탄성률이 우수한 장점이 있다.

<실시예>

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 경량화 다층 구조물의 내열 처짐성과 내습 처짐성을 시험한 예를 설명한다.

본 실시예에서는 5mm 두께, 30배 발포상의 폴리프로필렌 발포시트를 심재층(10)으로 사용하였고, 0.5mm 내지 1.3mm 두께의 보강층(20)이 심재층(10)과 접합된 다층 구조물의 외부 영향에 의한 기재의 강성 및 형태안정성을 확인하기 위하여, 내열 처짐성 및 내습 처짐성을 측정하였다.

이때, 본 실시예의 내열 및 내습 처짐성에 관한 시험방법은 아래와 같다.

50mm×200mm의 시편을 세로 및 가로방향에서 채취하고, 200mm 높이의 고정받침대에 시편 한쪽 끝부분을 70mm 만큼의 면적의 지그(jig)로 고정시키며, 시편 반대쪽 끝부분은 30mm×40mm 크기의 29g 중량인 지그를 부착하여 고정시킨 후, 바닥으로부터 시편까지의 초기 높이를 측정한다.

이 기재를 아래의 조건으로 각 5매씩 폭로시킨 후, 다시 같은 방법으로 치수를 측정하며 다음 식에 의해 처짐성 변화율의 평균치를 구한다.

(1) 내습성 : 50℃, 90% RH ×4 시간 후 측정한다.

(2) 내열성 : 115℃ ×4 시간 후 측정한다.

여기서, 처짐성 변화율(%) = (L1-L)/L × 100, L(mm)은 폭로 전의 원치수(mm)이고, L1(mm)은 폭로 후의 치수이다.

아래의 표 1은 4가지 다른 실시예로 제조된 다층 구조물의 소재 구성에 따른 내습 및 내열 조건상의 처짐성 변화율을 비교한 결과이다.

TEST 조건	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4
TEST 조건	PP FOAM +합성섬유 직조물	PP FOAM+필름 +천연섬유 직조물	PP FOAM+필름 +(합성섬유+천연섬유 직조물)	PP FOAM+필름 +(합성섬유+천연섬유 직조물)+파우더
내열 처짐성	15%	5%	8%	3%
내습 처짐성	3%	13%	5%	2%

위의 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1과 실시예 2를 비교하면, 합성섬유 직조물은 내열성에 약하나 내습성은 강하다. 반면에, 천연섬유 직조물은 내열성에 강하나 내습성은 약하다.

또한, 실시예 3은 합성섬유와 천연섬유 직조물을 혼합한 결과로써, 혼합된 직조물 소재들의 장단점이 보완되어 처짐성이 향상되었음을 볼 수 있다.

아울러, 실시예 4는 실시예 3의 소재 표면에 파우더를 도포한 것으로서, 내열 및 내습성이 실시예 3 보다 향상된 것으로 나타났다.

10 : 심재층
20 : 보강층
21 : 코팅층
30 : 표피층

Claims

발포시트로 구성되는 심재층과, 상기 심재층의 적어도 일면에 적층되는 보강층을 포함하되,
상기 보강층은,
천연섬유 실과 합성섬유 실이 번갈아 경사로 배치되고, 상기 경사와 직각으로 교차하도록 천연섬유 실과 합성섬유 실이 번갈아 위사로 배치되는 단위구조가 반복되어 형성되는 직조물인 것을 특징으로 하는 친환경 경량화 다층 구조물.
청구항 1에 있어서,
상기 보강층의 일면에 열경화성 수지 또는 열가소성 수지와 열에 의해 팽창하는 캡슐형 발포제가 파우더 형태로 적층되는 것을 특징으로 하는 친환경 경량화 다층 구조물.
청구항 1에 있어서,
상기 보강층의 일면에 PP수지로 이루어지는 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 하는 친환경 경량화 다층 구조물.
청구항 1에 있어서, 상기 심재층은,
폴리올레핀계, 폴리우레탄계, 폴리프로필렌계, 폴리스티렌계, 고무계, 엘라스토머계로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 친환경 경량화 다층 구조물.
청구항 1에 있어서, 상기 천연섬유 직조층은,
케나프, 황마, 아마, 대마, 사이잘마, 대나무, 코코넛으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 친환경 경량화 다층 구조물.
청구항 1에 있어서, 상기 합성섬유는,
LLDPE, LDPE, HDPE, PP, PE, PET, 생분해성 수지 중에서 선택된 하나 혹은 둘 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 경량화 다층 구조물.
청구항 1에 있어서,
상기 보강층의 두께는 0.2 내지 3.0mm인 것을 특징으로 하는 친환경 경량화 다층 구조물.
청구항 3에 있어서,
상기 코팅층의 두께는 25 내지 1000㎛인 것을 특징으로 하는 친환경 경량화 다층 구조물.
청구항 1에 있어서,
상기 보강층의 일면에 적층되는 표피층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 경량화 다층 구조물.
발포시트로 구성되는 심재층의 적어도 일면에 천연섬유 실과 합성섬유 실로 방적(spining)된 보강층을 형성하되, 상기 보강층은 천연섬유 실과 합성섬유 실이 번갈아 경사로 배치되고, 상기 경사와 직각으로 교차하도록 천연섬유 실과 합성섬유 실이 번갈아 위사로 배치되는 단위구조가 반복되는 직조물로 형성되는 단계;
상기 보강층의 일면에 PP수지로 이루어지는 코팅층을 형성하는 단계; 및
상기 심재층과 상기 보강층을 열접착(heat lamination)에 의해 적층하는 단계를 포함하는 친환경 경량화 다층 구조물의 제조방법.
청구항 10에 있어서,
상기 보강층의 일면에 열경화성 수지 또는 열가소성 수지와 열에 의해 팽창하는 캡슐형 발포제를 파우더 형태로 적층하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 경량화 다층 구조물의 제조방법.
청구항 10에 있어서,
상기 보강층에 표피층이 열 또는 접착제에 의해 적층되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 경량화 다층 구조물의 제조방법.