KR102140515B1 - Composite material using hollow fiber and method for preparing the same - Google Patents

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제1 섬유; 제2 섬유; 상기 제1 섬유와 상기 제2 섬유를 결착시키는 결착재;를 포함하고, 상기 제1 섬유와 상기 제2 섬유는 상기 결착재에 의해 결착되어 기공을 포함하는 불규칙한 망목 구조를 형성하는 단일층 구조이며, 상기 제1 섬유는 무기 섬유 또는 유기 섬유를 포함하는 중공 섬유이고, 상기 제2 섬유는 제1 열가소성 수지를 포함하고, 상기 결착재는 제2 열가소성 수지를 포함하며, 상기 무기 섬유 또는 유기 섬유, 및 상기 제1 열가소성 수지의 융점은 각각 상기 제2 열가소성 수지의 융점보다 높은 중공 섬유를 이용한 복합소재 및 이의 제조방법을 제공한다.A first fiber; Second fibers; It includes; a binding material for binding the first fiber and the second fiber; includes, the first fiber and the second fiber is a single-layer structure that is bound by the binding material to form an irregular network structure including pores , The first fiber is a hollow fiber including an inorganic fiber or an organic fiber, the second fiber includes a first thermoplastic resin, the binder includes a second thermoplastic resin, the inorganic fiber or organic fiber, and The melting point of the first thermoplastic resin provides a composite material using a hollow fiber that is higher than the melting point of the second thermoplastic resin, respectively, and a method for manufacturing the same.

Description

중공 섬유를 이용한 복합소재 및 이의 제조방법{COMPOSITE MATERIAL USING HOLLOW FIBER AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}Composite material using hollow fiber and its manufacturing method {COMPOSITE MATERIAL USING HOLLOW FIBER AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}

중공 섬유를 이용한 복합소재와 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.It relates to a composite material using a hollow fiber and a method for manufacturing the same.

종래의 섬유강화 복합소재는 유리 섬유, 탄소 섬유, PET 섬유 등의 강화 섬유가 폴리머로 형성된 매트릭스에 분산된 형태로 이루어진다. 이때, 최종 복합소재의 형태가 치밀(dense)한 구조를 가질 경우, 경량화 및 흡차음 성능을 나타내기 어렵다.Conventional fiber-reinforced composite materials are made of glass fiber, carbon fiber, and PET fiber reinforced fibers dispersed in a matrix formed of a polymer. At this time, when the shape of the final composite material has a dense structure, it is difficult to exhibit light weight and sound absorption performance.

한편, 경량화 및 우수한 흡음 성능을 나타낼 수 있는 다공성 구조의 복합소재가 사용되고 있으며, 다공성 구조의 복합소재는 기공이 형성된 구조와 섬유의 진동에 의해 외부로부터의 소리 에너지가 감쇠됨에 따라, 경량화 및 흡차음 성능이 요구되는 자동차 부품에 적용될 수 있다.
On the other hand, a composite material of a porous structure capable of exhibiting light weight and excellent sound absorption performance is used, and as the sound energy from the outside is attenuated by the vibration of the structure and the pore-formed structure and the fiber, the light weight and sound absorption sound absorption It can be applied to automotive parts that require performance.

본 발명의 일 구현예는 우수한 흡차음 성능 및 경량화를 구현할 수 있는 복합소재를 제공한다. 상기 복합소재는 기존의 강화 섬유와 달리 섬유의 중앙부가 비어있는 형태의 중공 섬유를 사용함으로써, 섬유밀도 저감에 따른 복합소재의 경량화 및 기존 강화 섬유 대비 우수한 흡차음 성능을 구현할 수 있다.One embodiment of the present invention provides a composite material capable of implementing excellent sound absorbing and insulating performance and light weight. Unlike the conventional reinforced fiber, the composite material may use hollow fibers having an empty center portion of the fiber, thereby reducing the weight of the composite material according to reduction in fiber density and achieving excellent sound absorbing and insulating performance compared to the conventional reinforced fiber.

본 발명의 다른 구현예는 중공 섬유를 이용한 복합소재를 제조하는 방법을 제공한다.
Another embodiment of the present invention provides a method of manufacturing a composite material using hollow fibers.

본 발명의 일 구현예에서, 제1 섬유; 제2 섬유; 상기 제1 섬유와 상기 제2 섬유를 결착시키는 결착재;를 포함하고, 상기 제1 섬유와 상기 제2 섬유는 상기 결착재에 의해 결착되어 기공을 포함하는 불규칙한 망목 구조를 형성하는 단일층 구조이며, 상기 제1 섬유는 무기 섬유 또는 유기 섬유를 포함하는 중공 섬유이고, 상기 제2 섬유는 제1 열가소성 수지를 포함하고, 상기 결착재는 제2 열가소성 수지를 포함하며, 상기 무기 섬유 또는 유기 섬유, 및 상기 제1 열가소성 수지의 융점은 각각 상기 제2 열가소성 수지의 융점보다 높은 중공 섬유를 이용한 복합소재를 제공한다.In one embodiment of the invention, the first fiber; Second fibers; It includes; a binding material for binding the first fiber and the second fiber; includes, the first fiber and the second fiber is a single-layer structure that is bound by the binding material to form an irregular network structure including pores , The first fiber is a hollow fiber including an inorganic fiber or an organic fiber, the second fiber includes a first thermoplastic resin, the binder includes a second thermoplastic resin, the inorganic fiber or organic fiber, and Each of the melting points of the first thermoplastic resin provides a composite material using hollow fibers higher than the melting point of the second thermoplastic resin.

본 발명의 다른 구현예에서, (a) 강화 섬유 및 이성분 폴리머 섬유를 수용액에 분산시켜 슬러리 용액을 준비하는 단계; (b) 상기 슬러리 용액으로부터 습식 초지 공정에 의해 웹(web)을 형성하는 단계; (c) 상기 형성된 웹(web)을 건조하는 단계; 및 (d) 상기 건조된 웹(web)을 적어도 1층 이상 적층한 후 열처리하여 단일층 구조의 복합소재를 제조하는 단계;를 포함하고, 상기 강화 섬유는 무기 섬유 또는 유기 섬유를 포함하는 중공 섬유이고, 상기 이성분 폴리머 섬유는 제1 열가소성 수지를 포함하는 코어(core)부와 제2 열가소성 수지를 포함하는 시스(sheath)부를 포함하며, 상기 무기 섬유 또는 유기 섬유, 및 제1 열가소성 수지의 융점이 각각 상기 제2 열가소성 수지의 융점보다 높은 중공 섬유를 이용한 복합소재의 제조방법을 제공한다.
In another embodiment of the present invention, (a) dispersing the reinforcing fibers and bicomponent polymer fibers in an aqueous solution to prepare a slurry solution; (b) forming a web from the slurry solution by a wet papermaking process; (c) drying the formed web; And (d) laminating at least one layer of the dried web, followed by heat treatment to prepare a composite material having a single layer structure, wherein the reinforcing fibers are hollow fibers including inorganic fibers or organic fibers. , Wherein the bicomponent polymer fiber includes a core portion including a first thermoplastic resin and a sheath portion including a second thermoplastic resin, and the melting point of the inorganic fiber or organic fiber, and the first thermoplastic resin. It provides a method for producing a composite material using a hollow fiber higher than the melting point of each of the second thermoplastic resin.

상기 중공 섬유를 이용한 복합소재는 중공 섬유의 진동과 섬유 내부의 빈 공간에서 공명에 의해 소리 에너지가 감쇠됨에 따라, 우수한 흡차음 성능과 경량화를 구현할 수 있다. The composite material using the hollow fiber may realize excellent sound absorbing and insulating performance and light weight, as sound energy is attenuated by vibration of the hollow fiber and resonance in an empty space inside the fiber.

이에 따라, 상기 중공 섬유를 이용한 복합소재는 흡차음 성능 및 경량화가 요구되는 언더바디 커버, 휠가드 등의 자동차 부품에 적용될 수 있다. Accordingly, the composite material using the hollow fiber can be applied to automobile parts, such as underbody covers and wheel guards, which require sound absorbing and insulating performance and weight reduction.

상기 중공 섬유를 이용한 복합소재는 습식 공정을 이용한 방법으로서, 건식 공정에 비하여 전체에 걸쳐 균일한 물성 구현이 가능하고, 섬유 분산성이 향상되는 효과를 제공한다.
The composite material using the hollow fiber is a method using a wet process, and it is possible to realize uniform physical properties over the entire process compared to a dry process, and provides an effect of improving fiber dispersibility.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 중공 섬유를 이용한 복합소재의 개략적인 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 중공 섬유를 이용한 복합소재에 있어서, 중공 섬유의 길이 방향에 수직한 단면을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 중공 섬유를 이용한 복합소재가 제조되는 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
1 is a schematic schematic diagram of a composite material using hollow fibers according to an embodiment of the present invention.
2 is a composite material using a hollow fiber according to an embodiment of the present invention, schematically showing a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the hollow fiber.
Figure 3 schematically shows the process of manufacturing a composite material using a hollow fiber according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be clarified with reference to embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only the present embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and the general knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the invention is only defined by the scope of the claims. The same reference numerals refer to the same components throughout the specification.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중공 섬유를 이용한 복합소재 및 이의 제조방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, a composite material using a hollow fiber and a method for manufacturing the same according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일 구현예에서, 제1 섬유; 제2 섬유; 상기 제1 섬유와 상기 제2 섬유를 결착시키는 결착재;를 포함하고, 상기 제1 섬유와 상기 제2 섬유는 상기 결착재에 의해 결착되어 기공을 포함하는 불규칙한 망목 구조를 형성하는 단일층 구조이며, 상기 제1 섬유는 무기 섬유 또는 유기 섬유를 포함하는 중공 섬유이고, 상기 제2 섬유는 제1 열가소성 수지를 포함하고, 상기 결착재는 제2 열가소성 수지를 포함하며, 상기 무기 섬유 또는 유기 섬유, 및 상기 제1 열가소성 수지의 융점은 각각 상기 제2 열가소성 수지의 융점보다 높은 중공 섬유를 이용한 복합소재를 제공한다.
In one embodiment of the invention, the first fiber; Second fibers; It includes; a binding material for binding the first fiber and the second fiber; includes, the first fiber and the second fiber is a single-layer structure that is bound by the binding material to form an irregular network structure including pores , The first fiber is a hollow fiber including an inorganic fiber or an organic fiber, the second fiber includes a first thermoplastic resin, the binder includes a second thermoplastic resin, the inorganic fiber or organic fiber, and Each of the melting points of the first thermoplastic resin provides a composite material using hollow fibers higher than the melting point of the second thermoplastic resin.

본 명세서에서, 제1 섬유 및 제2 섬유는 이들의 원료 성분을 고려하여, 서로 별도의 구성임을 나타내기 위해 편의상 제1 및 제2로 구별하여 기재한 것일 뿐, 반드시 서로 다른 재질의 섬유인 것을 의미하는 것은 아니다. In the present specification, the first fiber and the second fiber are described as being separately classified as the first and the second for convenience, in order to indicate that they are separate components from each other in consideration of their raw material components. It does not mean.

또한, 이와 마찬가지로, 본 명세서에서, 제1 열가소성 수지, 제2 열가소성 수지 및 제3 열가소성 수지는 서로 별도의 구성임을 나타내기 위해 편의상 제1, 제2 및 제3으로 구별하여 기재한 것일 뿐, 반드시 서로 다른 재질의 수지를 의미하는 것은 아니다.
In addition, similarly, in the present specification, the first thermoplastic resin, the second thermoplastic resin, and the third thermoplastic resin are simply described as being separated into first, second, and third for convenience, to indicate that they are separate structures from each other. It does not mean resins of different materials.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 중공 섬유를 이용한 복합소재의 개략적인 모식도이다.1 is a schematic schematic diagram of a composite material using hollow fibers according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조할 때, 복합소재(10)는 제1 섬유(11)와 제2 섬유(12)를 포함하고, 상기 제1 섬유(11)와 상기 제2 섬유(12)를 결착시키는 결착재(13)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the composite material 10 includes a first fiber 11 and a second fiber 12, and a binding material binding the first fiber 11 and the second fiber 12 (13).

이때, 상기 제1 섬유(11)는 무기섬유 또는 유기섬유를 포함하는 중공 섬유이고, 상기 제2 섬유(12)는 제1 열가소성 수지를 포함하고, 결착재(13)는 제2 열가소성 수지를 포함한다. 또한, 무기섬유 또는 유기섬유, 및 상기 제1 열가소성 수지의 융점은 각각 상기 제2 열가소성 수지의 융점보다 높다. At this time, the first fiber 11 is a hollow fiber including an inorganic fiber or an organic fiber, the second fiber 12 includes a first thermoplastic resin, and the binder 13 includes a second thermoplastic resin do. In addition, the melting point of the inorganic fiber or the organic fiber, and the first thermoplastic resin is higher than the melting point of the second thermoplastic resin, respectively.

상기 결착재(13)는 상기 제1 섬유(11) 및 상기 제2 섬유(12)의 각각의 표면의 일부 또는 전체에 코팅된 상태로 존재한다. 상기 결착재(13)에 의해 상기 제1 섬유(11) 및 상기 제2 섬유(12)의 각각의 표면에 형성된 코팅부들은 서로 융착되어, 상기 제1 섬유(11)와 상기 제2 섬유(12) 사이; 복수의 상기 제1 섬유(11) 사이; 또는 복수의 상기 제2 섬유(12) 사이를 불규칙하게 결착시킬 수 있다. 이로써, 상기 복합소재(10)는 열린 기공을 포함하는 불규칙한 3차원 망목 구조를 갖는 단일층 구조일 수 있다.The binding material 13 is present in a coated state on a part or the entire surface of each of the first fiber 11 and the second fiber 12. Coating parts formed on the surfaces of the first fiber 11 and the second fiber 12 by the binder 13 are fused to each other, so that the first fiber 11 and the second fiber 12 ) between; Between the plurality of first fibers 11; Alternatively, the plurality of the second fibers 12 may be irregularly bound. Thus, the composite material 10 may be a single layer structure having an irregular three-dimensional network structure including open pores.

상기 열린 기공(opened cell)을 통해 들어오는 음파가 섬유의 진동에 의해 감쇠되는 효과가 있어 흡차음 성능을 구현할 수 있다. 또한, 상기 중공 섬유 내의 빈 공간에서 공명 현상에 의해 소리 에너지가 감쇠됨에 따라 우수한 흡차음 성능을 구현할 수 있다.
Since sound waves coming through the open cell have an effect of being attenuated by vibration of the fiber, sound absorbing and insulating performance can be realized. In addition, as sound energy is attenuated by a resonance phenomenon in an empty space in the hollow fiber, excellent sound absorbing and insulating performance can be realized.

상기 제1 섬유(11)는 유리섬유, 탄소섬유 등의 무기섬유 또는 열가소성 수지 재질의 유기섬유를 포함하는 중공 섬유를 사용한다. 상기 제2 섬유(12)는 열가소성 수지 재질의 섬유를 사용한다.The first fiber 11 is made of hollow fiber including inorganic fiber such as glass fiber or carbon fiber or organic fiber made of thermoplastic resin. The second fiber 12 is made of a thermoplastic resin material.

상기 무기섬유 또는 유기섬유, 및 제1 열가소성 수지의 비중은 약 1보다 큰 것이 바람직하며, 약 1 내지 약 2인 것이 보다 바람직하다. 상기 복합소재(10)는 습식초지 공정으로 제조되며, 강화 섬유와 상기 이성분 폴리머 섬유를 수용액에서 배합 및 분산시킨다. 이때, 물의 비중이 약 1인 점을 고려하여, 상기 제1 섬유(11)와 제2 섬유(12)의 비중이 약 1보다 큰 경우, 제1 섬유(11)와 제2 섬유(12)가 수용액 표면에 뜨지 않으면서 우수한 분산성을 나타낼 수 있으며, 열성형 후에도 섬유형태로 존재할 수 있다.
The specific gravity of the inorganic fiber or organic fiber and the first thermoplastic resin is preferably greater than about 1, and more preferably about 1 to about 2. The composite material 10 is manufactured by a wet papermaking process, and the reinforcing fibers and the bicomponent polymer fibers are blended and dispersed in an aqueous solution. At this time, considering that the specific gravity of water is about 1, when the specific gravity of the first fiber 11 and the second fiber 12 is greater than about 1, the first fiber 11 and the second fiber 12 are It can show excellent dispersibility without floating on the surface of the aqueous solution, and may exist in the form of fibers even after thermoforming.

상기 중공 섬유는 섬유 내부에 섬유의 길이 방향으로 관통하는 관통부를 갖는 섬유로서, 복합소재의 경량화 및 우수한 흡차음 성능을 제공한다.The hollow fiber is a fiber having a penetrating portion penetrating in the longitudinal direction of the fiber inside the fiber, and provides a lightweight composite material and excellent sound absorbing and insulating performance.

상기 중공 섬유인 제1 섬유(11)는 길이가 약 10㎜ 내지 약 20㎜일 수 있고, 예를 들어, 약 12㎜ 내지 약 14㎜일 수 있다. 또한, 상기 제2 섬유(12)의 길이는 약 1㎜ 내지 약 10㎜일 수 있다. 상기 제1 섬유(11) 및 상기 제2 섬유(12)의 길이가 각각 상기 범위를 만족하는 경우, 섬유들의 분산성이 우수하고, 이를 이용해 습식 초지 공정으로 웹을 제조하기 용이하다.The hollow fiber, the first fiber 11 may have a length of about 10 mm to about 20 mm, for example, about 12 mm to about 14 mm. Further, the length of the second fiber 12 may be about 1 mm to about 10 mm. When the lengths of the first fiber 11 and the second fiber 12 satisfy each of the above ranges, the dispersibility of the fibers is excellent, and it is easy to manufacture a web using a wet papermaking process.

이때, 상기 중공 섬유인 제1 섬유(11)가 강도 및 강성의 보완 효과를 구현하기 위해, 상기 제1 섬유(11)의 길이는 상기 제2 섬유(12)의 길이보다 길 수 있다. At this time, in order to realize the complementary effect of strength and rigidity of the first fiber 11 as the hollow fiber, the length of the first fiber 11 may be longer than the length of the second fiber 12.

도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 중공 섬유를 이용한 복합소재에 있어서, 중공 섬유의 길이 방향에 수직한 단면을 개략적으로 도시한 것이다.2 is a composite material using a hollow fiber according to an embodiment of the present invention, schematically showing a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the hollow fiber.

도 2를 참조할 때, 상기 중공 섬유인 제1 섬유(11)의 단면 직경, 즉, 외경(X)은 약 5㎛ 내지 약 20㎛일 수 있고, 예를 들어, 약 5㎛ 내지 약 10㎛일 수 있다. 또한, 상기 제2 섬유(12)의 길이 방향에 수직한 단면의 직경이 약 5㎛ 내지 약 20㎛일 수 있다. 상기 중공 섬유인 제1 섬유(11)와 상기 제2 섬유(12)의 굵기가 상기 범위를 만족함으로써, 서로 적절한 물리적 엮임성을 구현할 수 있다.Referring to FIG. 2, the cross-sectional diameter of the first fiber 11 as the hollow fiber, that is, the outer diameter X may be about 5 μm to about 20 μm, for example, about 5 μm to about 10 μm Can be In addition, the diameter of the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the second fiber 12 may be about 5 μm to about 20 μm. The thickness of the first fibers 11 and the second fibers 12, which are the hollow fibers, satisfies the above range, thereby realizing appropriate physical interweaving properties.

상기 중공 섬유(14) 외경(X) 대 내경(Y)의 비가 약 1 : 0.2 ~ 1 : 0.9일 수 있다. 상기 외경(X) 및 내경(Y)은 각각 상기 중공 섬유의 단면에 있어서 외부 윤곽선의 평균 직경 및 내부 윤곽선의 평균 직경을 의미한다.The ratio of the outer diameter (X) to the inner diameter (Y) of the hollow fiber 14 may be about 1: 0.2 to 1: 0.9. The outer diameter (X) and the inner diameter (Y) mean the mean diameter of the outer contour and the mean diameter of the inner contour, respectively, in the cross section of the hollow fiber.

또한, 상기 중공 섬유의 단면의 형상은 원형, 다각형 등 다양한 형상일 수 있고, 상기 중공 섬유의 단면의 형상과 중공을 이루는 관통부 단면의 형상은 서로 순응하는 구조일 수 있고, 순응하지 않는 구조일 수도 있다. 도 2는 상기 중공 섬유의 일 구현예로서, 단면의 형상이 원형이며, 중공을 이루는 관통부 단면의 형상도 이에 순응하는 원형인 예시를 도시한 것이다.In addition, the shape of the cross section of the hollow fiber may be various shapes such as a circle or a polygon, and the shape of the cross section of the hollow fiber and the shape of the cross section of the through portion forming the hollow may be a structure that conforms to each other and a structure that does not conform. It might be. 2 is an embodiment of the hollow fiber, and shows an example in which the shape of the cross-section is circular and the shape of the cross-section of the through-section forming the hollow is also conforming to this.

상기 중공 섬유는 중공률이 약 20부피% 내지 약 90부피%일 수 있다. 상기 중공률은 상기 중공 섬유 중 관통부에 의해 비어 있는 공간의 부피비를 의미한다. 상기 중공 섬유의 중공률이 상기 범위를 만족함으로써, 상기 중공 섬유인 강화 섬유는 기존 다공성 구조의 강화 섬유 대비 약 60% 이상의 공극률이 향상되어, 섬유 내 빈 공간에서의 공명 현상에 따른 흡차음 향상 효과가 극대화될 수 있고, 높은 경량화 효과를 구현할 수 있다.
The hollow fiber may have a hollow ratio of about 20% to about 90% by volume. The hollowness ratio refers to a volume ratio of an empty space by a through portion of the hollow fiber. When the hollow fiber has a hollow fiber ratio that satisfies the above range, the hollow fiber reinforced fiber has an improved porosity of about 60% or more compared to that of the existing porous structured reinforced fiber, thereby improving the sound absorbing and insulating effect according to the resonance phenomenon in the hollow space in the fiber. Can be maximized, and a high weight reduction effect can be realized.

상기 제1 섬유(11) 100 중량부에 대하여, 상기 제2 섬유(12)와 상기 결착재(13)의 총 함량이 약 20 중량부 내지 약 60 중량부일 수 있다. 이 범위를 벗어나는 경우, 제1 섬유(11)와 제2 섬유(12)에 따른 우수한 강도를 나타내기 어려울 수 있으며, 상기 결착재(13)에 의한 다공성 구조를 형성하기에 불충분할 수 있다.With respect to 100 parts by weight of the first fiber 11, the total content of the second fiber 12 and the binder 13 may be about 20 parts by weight to about 60 parts by weight. If it is out of this range, it may be difficult to exhibit excellent strength according to the first fiber 11 and the second fiber 12, and may be insufficient to form a porous structure by the binder 13.

또한, 상기 제2 섬유(12) 100 중량부에 대하여, 상기 결착재(13)가 약 30 중량부 내지 약 200 중량부일 수 있다.Further, with respect to 100 parts by weight of the second fiber 12, the binder 13 may be about 30 parts by weight to about 200 parts by weight.

상기 제2 섬유(12)와 상기 결착재(13)는 이성분 폴리머 섬유로부터 기인하고, 상기 제2 섬유(12)는 이성분 폴리머 섬유의 코어(core)부에 해당하고, 상기 결착재(13)는 이성분 폴리머 섬유의 시스부(sheath)에 해당하며, 상기 제1 섬유(11)는 강화 섬유로부터 기인한다. 후술되는 제조 방법에서, 상기 이성분 폴리머 섬유를 이루는 각 성분의 함량비와, 강화섬유 및 이성분 폴리머 섬유의 길이와 두께를 제어하여 우수한 흡차음 성능 및 경량화를 나타낼 수 있는 복합소재 (10)를 얻을 수 있다.The second fiber 12 and the binder 13 originate from a bicomponent polymer fiber, and the second fiber 12 corresponds to a core portion of the bicomponent polymer fiber, and the binder 13 ) Corresponds to the sheath of the bicomponent polymer fiber, and the first fiber 11 originates from reinforcing fibers. In the manufacturing method to be described later, by controlling the content ratio of each component constituting the bicomponent polymer fiber, and the length and thickness of the reinforcing fiber and bicomponent polymer fiber, a composite material 10 capable of exhibiting excellent sound absorbing and insulating performance and weight reduction is provided. Can be obtained.

상기 제2 섬유(12)를 형성하는 제1 열가소성 수지는 예를 들어, 폴리에스테르, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 아크릴부타디엔스티렌(ABS), 폴리카보네이트 (PC), 나일론(Nylon), 폴리염화비닐(PVC), 폴리스티렌(PS), 폴리우레탄(PU), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리락틱산(PLA), 테플론(polytetrafluoroethylene) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.The first thermoplastic resin forming the second fiber 12 is, for example, polyester, polypropylene (PP), polyethylene (PE), acrylic butadiene styrene (ABS), polycarbonate (PC), nylon (Nylon) , Polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), polyurethane (PU), polymethyl methacrylate (PMMA), polylactic acid (PLA), at least one selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene and combinations thereof It may include.

상기 결착재(13)를 형성하는 제2 열가소성 수지는 예를 들어, 폴리에스테르, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 아크릴부타디엔스티렌(ABS), 폴리카보네이트 (PC), 나일론(Nylon), 폴리염화비닐(PVC), 폴리스티렌(PS), 폴리우레탄(PU), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리락틱산(PLA), 테플론(polytetrafluoroethylene) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.The second thermoplastic resin forming the binder 13 is, for example, polyester, polypropylene (PP), polyethylene (PE), acrylic butadiene styrene (ABS), polycarbonate (PC), nylon (Nylon), At least one selected from the group consisting of polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), polyurethane (PU), polymethyl methacrylate (PMMA), polylactic acid (PLA), polytetrafluoroethylene, and combinations thereof It can contain.

상기 결착재(13)는 이성분 폴리머 섬유의 시스부에 해당하며, 상기 시스부가 소정의 온도 조건 하에서 용융하여 그 일부가 제1 섬유(11)의 표면으로 전이되고, 결착재(13)로서 상기 제1 섬유(11)와 제2 섬유(12)를 결착시키는 역할을 하게 된다.The binder 13 corresponds to the sheath portion of the bicomponent polymer fiber, and the sheath portion melts under a predetermined temperature condition, and a part thereof is transferred to the surface of the first fiber 11, and as the binder 13 It serves to bind the first fiber 11 and the second fiber 12.

따라서, 상기 결착재(13)를 이루는 상기 제2 열가소성 수지는 상기 제1 섬유(11)를 이루는 무기섬유 또는 유기섬유, 및 상기 제1 열가소성 수지에 비하여 낮은 융점을 갖는다. Therefore, the second thermoplastic resin constituting the binder 13 has a lower melting point than the inorganic fibers or organic fibers constituting the first fiber 11 and the first thermoplastic resin.

보다 구체적으로, 상기 무기섬유 또는 유기섬유, 및 상기 제1 열가소성 수지는 각각의 융점이 약 200℃ 내지 약 280℃일 수 있다. 이 범위를 벗어나는 경우, 결착재가 용융되면서 이들도 같이 용융될 수 있어 섬유형태를 유지하기 어려울 수 있다. 이들의 융점이 200℃ 미만인 경우, 섬유형태를 유지하기 위해 열 성형 온도를 낮춰야 하고, 복합소재(10)의 열적 안정성이 저하되어 치수의 변형을 초래할 수 있다. More specifically, the inorganic fiber or organic fiber, and the first thermoplastic resin may have a melting point of about 200°C to about 280°C, respectively. If it is outside this range, as the binder melts, they may melt together, and thus it may be difficult to maintain the fiber shape. If their melting point is less than 200°C, the thermoforming temperature must be lowered to maintain the fiber shape, and the thermal stability of the composite material 10 is lowered, resulting in deformation of dimensions.

상기 제2 열가소성 수지의 융점은 약 200℃ 미만일 수 있고, 구체적으로는, 약 100℃ 내지 약 200℃ 미만일 수 있다. The second thermoplastic resin may have a melting point of less than about 200°C, and specifically, about 100°C to less than about 200°C.

상기 무기섬유 또는 유기섬유, 및 제1 열가소성 수지, 제2 열가소성 수지의 융점은 열중량 분석(Thermogravimetric analysis, TGA) 기기를 사용하여 측정할 수 있다. The melting point of the inorganic fiber or the organic fiber, and the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin can be measured using a thermogravimetric analysis (TGA) instrument.

전술한 바와 같이, 상기 복합소재는 중공률이 약 20부피% 내지 약 90부피%인 중공 섬유를 포함하여 높은 경량화를 나타낼 수 있으며, 구체적으로는, 평량이 약 500g/m2 내지 약 2000g/m2일 수 있다. 또한, 상기 복합소재의 두께는 약 1mm 내지 약 10mm일 수 있고, 예를 들어, 약 2mm 내지 약 5mm일 수 있다.As described above, the composite material may exhibit high weight reduction, including hollow fibers having a hollowness ratio of about 20% to about 90% by volume, and specifically, a basis weight of about 500g/m 2 to about 2000g/m Can be 2 In addition, the thickness of the composite material may be about 1mm to about 10mm, for example, about 2mm to about 5mm.

또한, 상기 중공 섬유를 이용한 복합소재는 높은 경량화 및 흡음 성능이 요구되는 자동차 부품의 언더바디 커버 등에 적용될 수 있다. 상기 복합소재는 특히, 차체 쪽에 배치되어 차체를 이루는 부재들을 지지하기 위한 고강도를 구현할 수 있으며, 기공을 포함하는 망목 구조를 통해 지면으로부터 차체 내부로 투입되는 이물질이 통과하여 쌓이는 것을 방지하고, 차체 내부로 유입되는 소음을 차단 또는 흡수하는 효과가 있다.
In addition, the composite material using the hollow fiber may be applied to an underbody cover of an automobile component requiring high weight and sound absorption performance. In particular, the composite material may be disposed on the side of the vehicle body to implement high strength for supporting members constituting the vehicle body, and prevent foreign matters entering the vehicle body from the ground through the mesh structure including pores to pass through and prevent accumulation. It has the effect of blocking or absorbing noise introduced into the furnace.

본 발명의 다른 구현예에서, 상기 중공 섬유를 이용한 복합소재의 제조 방법을 제공한다.In another embodiment of the present invention, a method for manufacturing a composite material using the hollow fiber is provided.

도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 중공 섬유를 이용한 복합소재가 제조되는 과정을 개략적으로 도시한 것이다.Figure 3 schematically shows the process of manufacturing a composite material using a hollow fiber according to an embodiment of the present invention.

먼저, 상기 중공 섬유를 이용한 복합소재(10)를 제조하는 단계는 (a) 강화 섬유 및 이성분 폴리머 섬유를 수용액에 분산시켜 슬러리 용액을 준비하는 단계; (b) 상기 슬러리 용액으로부터 습식 초지 공정에 의해 웹(web)을 형성하는 단계; (c) 상기 형성된 웹(web)을 건조하는 단계; 및 (d) 상기 건조된 웹(web)을 적어도 1층 이상 적층한 후 열처리하여 단일층 구조의 복합소재를 제조하는 단계;를 포함한다.First, the step of manufacturing the composite material 10 using the hollow fiber includes: (a) preparing a slurry solution by dispersing reinforcing fibers and bicomponent polymer fibers in an aqueous solution; (b) forming a web from the slurry solution by a wet papermaking process; (c) drying the formed web; And (d) laminating at least one layer of the dried web, followed by heat treatment to produce a single layer composite material.

이때, 상기 강화 섬유는 무기 섬유 또는 유기 섬유를 포함하는 중공 섬유이고, 상기 이성분 폴리머 섬유는 제1 열가소성 수지를 포함하는 코어(core)부 및 제2 열가소성 수지를 포함하는 시스(sheath)부를 포함한다. In this case, the reinforcing fiber is a hollow fiber including an inorganic fiber or an organic fiber, and the bicomponent polymer fiber includes a core portion including a first thermoplastic resin and a sheath portion including a second thermoplastic resin. do.

상기 무기 섬유 또는 유기 섬유, 및 제1 열가소성 수지의 융점이 각각 상기 제2 열가소성 수지의 융점보다 높다. 상기 무기 섬유 또는 유기 섬유, 제1 열가소성 수지 및 제2 열가소성 수지에 관한 사항은 전술한 바와 같다.
The melting points of the inorganic fibers or organic fibers and the first thermoplastic resin are higher than those of the second thermoplastic resin, respectively. Matters regarding the inorganic fiber or organic fiber, the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin are as described above.

상기 슬러리 용액은 상기 강화 섬유 및 상기 이성분 폴리머 섬유를 수용액에 분산시켜 제조된다. The slurry solution is prepared by dispersing the reinforcing fibers and the bicomponent polymer fibers in an aqueous solution.

상기 슬러리 용액을 제조하는 단계에서, 상기 수용액 1L 당 상기 강화 섬유 및 상기 이성분 폴리머 섬유의 총합의 함량은 약 0.1g 내지 약 10g일 수 있으며, 이 범위에서 우수한 분산성을 확보할 수 있고, 균일한 두께의 웹(web)이 제조될 수 있다. In the step of preparing the slurry solution, the total content of the reinforcing fibers and the bicomponent polymer fibers per 1 L of the aqueous solution may be about 0.1 g to about 10 g, and excellent dispersibility can be secured in this range, and uniformity A thickness of web can be produced.

또한, 상기 수용액의 pH는 약 1 내지 약 4일 수 있다. 상기 수용액의 pH를 상기 범위로 조절함으로써 상기 강화 섬유 및 상기 이성분 폴리머 섬유의 표면에 전하를 발생시켜 분산성을 더욱 향상시킬 수 있다. In addition, the pH of the aqueous solution may be from about 1 to about 4. By adjusting the pH of the aqueous solution to the above range, dispersibility can be further improved by generating charges on the surfaces of the reinforcing fibers and the bicomponent polymer fibers.

상기 슬러리 용액은 상기 강화 섬유 100 중량부에 대하여, 상기 이성분 폴리머 섬유를 약 20 중량부 내지 약 60 중량부 포함할 수 있다. The slurry solution may include about 20 parts by weight to about 60 parts by weight of the bicomponent polymer fiber with respect to 100 parts by weight of the reinforcing fibers.

또한, 상기 이성분 폴리머 섬유는 상기 코어부 100 중량부에 대하여, 상기 시스부를 약 30 중량부 내지 약 200 중량부 포함할 수 있고, 예를 들어, 약 50 중량부 내지 약 100 중량부 포함할 수 있다.
In addition, the bicomponent polymer fiber may include about 30 parts by weight to about 200 parts by weight of the sheath part, and about 50 parts by weight to about 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of the core part. have.

상기 웹(web)은 상기 슬러리 용액으로부터 습식 초지 공정에 의해 제조된다. The web is produced from the slurry solution by a wet papermaking process.

상기 슬러리 용액은 교반기(20)를 이용해 수용액 내에 상기 강화 섬유 및 상기 이성분 폴리머 섬유를 균일하게 혼합 및 교반하여 제조된다. 상기 슬러리 용액(30)은 컨베이어 벨트(40)를 따라 이동하는 메쉬(mesh)를 따라가면서 습식 웹(50)으로 제조된다.The slurry solution is prepared by uniformly mixing and stirring the reinforcing fibers and the bicomponent polymer fibers in an aqueous solution using a stirrer 20. The slurry solution 30 is made of a wet web 50 while following a mesh moving along the conveyor belt 40.

상기 습식 웹(50)은 상기 슬러리 용액(30)이 진공 흡기 시스템(60)을 통과하여 탈수되면서 제조될 수 있다. The wet web 50 may be manufactured as the slurry solution 30 is dehydrated through the vacuum intake system 60.

상기 컨베이어 벨트(40)는 필요에 따라 지면에 대한 소정의 각도로 경사도를 가질 수 있다. 이로써, 상기 강화 섬유 및 이성분 폴리머 섬유의 적어도 일부가 상기 컨베이어 벨트의 이동 방향으로 배향성을 가질 수 있고, 이 경우, 배향 방향에 대해 높은 강도를 구현할 수 있다.
The conveyor belt 40 may have a slope at a predetermined angle with respect to the ground, if necessary. As a result, at least a portion of the reinforcing fibers and the bicomponent polymer fibers may have orientation in the direction of movement of the conveyor belt, and in this case, high strength may be achieved in the orientation direction.

이어서, 상기 습식 웹(50)은 건조기를 통해 건조되며, 건조는 상기 이성분 폴리머 섬유의 시스부가 용융되지 않도록 상기 제2 열가소성 수지의 융점보다 낮은 온도에서 수행되는 것이 바람직하며, 약 100℃ 내지 약 180℃에서 건조가 수행될 수 있다.
Subsequently, the wet web 50 is dried through a dryer, and drying is preferably performed at a temperature lower than the melting point of the second thermoplastic resin so that the sheath portion of the bicomponent polymer fiber does not melt, and is about 100°C to about Drying can be performed at 180°C.

이어서, 상기 건조된 웹을 적어도 1층 이상 적층한 후, 열처리하여 단일층 구조의 복합소재를 제조한다. 상기 웹을 적층하여 열처리함에 따라, 층들 사이의 계면은 사라지게 되고 단일층 구조의 복합소재(10)가 형성될 수 있다.Subsequently, at least one layer of the dried web is laminated and then heat-treated to prepare a composite material having a single-layer structure. As the web is stacked and heat-treated, the interface between the layers disappears, and the composite material 10 having a single layer structure can be formed.

상기 열처리는 상기 이성분 폴리머 섬유의 시스(sheath)부를 이루는 제2 열가소성 수지의 융점보다 높고, 상기 무기 섬유 또는 유기 섬유, 및 제1 열가소성 수지의 융점보다 낮은 온도에서 수행될 수 있다, 이로써, 상기 이성분 폴리머 섬유의 시스(sheath)부가 용융되어, 상기 이성분 섬유의 코어부와 상기 강화 섬유를 서로 결착시키게 된다. The heat treatment may be performed at a temperature higher than the melting point of the second thermoplastic resin forming the sheath portion of the bicomponent polymer fiber, and lower than the melting point of the inorganic fiber or organic fiber, and the first thermoplastic resin. The sheath portion of the bicomponent polymer fiber is melted to bind the core portion of the bicomponent fiber and the reinforcing fiber to each other.

예를 들어, 상기 열처리는 약 120℃ 내지 약 200℃ 온도 및 약 1bar 내지 약 20bar의 압력 하에서 수행될 수 있다. 이 범위를 벗어나는 경우, 시트의 계면 사이의 부착성이 저하되면서 복합소재가 단일층 구조로 제조되기 어렵다. 또한, 가압 압력이 1bar 미만인 경우, 시트의 계면 사이의 부착성이 저하될 수 있고, 20bar를 초과하는 경우, 상기 중공 섬유의 형태가 유지되기 어려우며, 복합소재의 물성이 저하될 수 있다.For example, the heat treatment may be performed at a temperature of about 120°C to about 200°C and a pressure of about 1bar to about 20bar. If it is outside this range, the adhesiveness between the interfaces of the sheet decreases, and the composite material is difficult to manufacture in a single layer structure. In addition, when the pressure is less than 1 bar, the adhesion between the interfaces of the sheet may decrease, and when it exceeds 20 bar, the shape of the hollow fiber is difficult to maintain, and the physical properties of the composite material may deteriorate.

즉, 상기 열처리에 의해 이성분 폴리머 섬유의 시스부가 용융되어 결착재 역할을 할 수 있고, 이와 동시에, 상기 강화 섬유 및 상기 이성분 섬유의 코어부의 물리적 엮임에 의한 기공 구조의 형성이 가능하다. 또한, 상기 열처리에 의해 두께가 약 1mm 내지 약 10mm인 복합소재를 제조할 수 있다.
That is, the sheath portion of the bicomponent polymer fiber is melted by the heat treatment to serve as a binder, and at the same time, it is possible to form a pore structure by physically weaving the core portion of the reinforcing fiber and the bicomponent fiber. In addition, a composite material having a thickness of about 1 mm to about 10 mm may be prepared by the heat treatment.

이와 같이 중공 섬유를 이용한 복합소재 및 이의 제조방법에 대하여 그 구체적인 실시예를 살펴보면 다음과 같다.
Looking at the specific embodiment of the composite material using the hollow fiber and a method of manufacturing the same as follows.

<실시예 및 비교예><Examples and Comparative Examples>

실시예Example

260℃의 융점을 갖는 폴리에스테르 코어부와 160℃ 융점을 갖는 폴리에스테르 시스부가 50:50의 중량비를 가지며, 길이가 5㎜이고, 길이 방향에 수직한 단면의 직경이 20㎛인 이성분 폴리머 섬유를 준비하였다. A polyester core portion having a melting point of 260°C and a polyester sheath portion having a melting point of 160°C have a weight ratio of 50:50, a length of 5 mm, and a bicomponent polymer fiber having a cross section perpendicular to the longitudinal direction and a diameter of 20 μm. Was prepared.

이어서, 길이가 12㎜이고, 길이 방향에 수직한 단면의 직경(외경)이 7㎛이며, 250℃의 융점을 갖고, 중공률이 60부피%인 폴리에스테르 섬유를 강화 섬유로 준비하였다. Subsequently, a polyester fiber having a length of 12 mm, a cross-section perpendicular to the longitudinal direction (outer diameter) of 7 µm, a melting point of 250° C., and a porosity of 60% by volume was prepared as reinforcing fibers.

상기 강화 섬유 100 중량부 기준, 상기 이성분 폴리머 섬유 40 중량부를 배합하고, 이를 pH 2~2.5로 조절된 염산(HCl) 수용액 내에서 1시간 동안 교반한여 슬러리 용액을 제조하였다. 이때, 상기 수용액 1L 당 상기 강화 섬유 및 상기 이성분 폴리머 섬유는 총 2g이 되도록 하였다. Based on 100 parts by weight of the reinforcing fibers, 40 parts by weight of the bicomponent polymer fibers were blended, and stirred in an aqueous hydrochloric acid (HCl) solution adjusted to pH 2 to 2.5 for 1 hour to prepare a slurry solution. In this case, the reinforcing fiber and the bicomponent polymer fiber per 1L of the aqueous solution were made to total 2g.

이어서, 상기 슬러리 용액을 컨베이어 벨트 상에 이동하는 메쉬(mesh)를 통해 이동시키면서 진공 흡입 시스템을 통과시켜 습식 웹으로 제조하였다. Subsequently, the slurry solution was passed through a vacuum suction system while moving through a mesh moving on a conveyor belt to prepare a wet web.

이어서, 상기 습식 웹을 140℃의 오븐 드라이어를 통과시켜 완전히 건조시키고, 건조된 웹을 4장 적층하고, 180℃에서 20bar의 압력으로 가압하여 두께가 3mm이고, 평량이 1200g/m2인 판재 형태의 복합소재를 제조하였다.
Subsequently, the wet web was completely dried by passing through an oven dryer at 140°C, four dried webs were stacked, and pressurized at 20 bar at 180°C to have a thickness of 3 mm and a plate weight of 1200 g/m 2 A composite material was prepared.

비교예Comparative example

길이가 12㎜이고, 길이 방향에 수직한 단면의 직경(외경)이 7㎛이며, 250℃의 융점을 갖는 폴리에스테르 섬유를 강화 섬유로 준비한 점을 제외하고는 실시예와 동일한 조건으로 복합소재를 제조하였다. 상기 복합소재의 두께는 3mm이고, 평량은 1200g/m2이다.
The composite material was prepared under the same conditions as in Example 1, except that the length was 12 mm, the cross section perpendicular to the longitudinal direction had a diameter (outer diameter) of 7 µm, and a polyester fiber having a melting point of 250° C. was prepared as a reinforcing fiber. It was prepared. The composite material has a thickness of 3 mm and a basis weight of 1200 g/m 2 .

2. 물성 평가 방법 및 그 결과2. Method for evaluating physical properties and results

흡음 성능 평가Sound absorption performance evaluation

상기 실시예 및 상기 비교예의 복합소재에 대하여, 평균 흡음 계수를 측정하여 흡음 성능을 비교하였다. 상기 평균 흡음 계수는 KS2816-2 기준으로 고주파(500 Hz 부터 6300 Hz)범위의 주파수에서 측정하였다. 그 결과는 하기 표 1에 기재한 바와 같다.For the composite materials of the examples and the comparative examples, the sound absorption performance was compared by measuring the average sound absorption coefficient. The average sound absorption coefficient was measured at a frequency in the high frequency range (500 Hz to 6300 Hz) based on KS2816-2. The results are shown in Table 1 below.

[표 1][Table 1]

Figure 112017047361665-pat00001
Figure 112017047361665-pat00001

상기 표 1의 결과를 참조할 때, 상기 비교예의 복합소재에 비해 상기 실시예의 복합소재가 흡음 성능이 더 우수한 것을 알 수 있다.
When referring to the results of Table 1, it can be seen that the composite material of the example has better sound absorption performance than the composite material of the comparative example.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
The embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and may be manufactured in various different forms, and having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It will be understood that a person can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

10 : 복합소재
11 : 제1 섬유
12 : 제2 섬유
13 : 결착재
20 : 교반기
30 : 슬러리 용액
40 : 컨베이어 벨트
50 : 웹
60 : 진공 흡기 시스템
10: Composite material
11: first fiber
12: second fiber
13: binder
20: stirrer
30: slurry solution
40: conveyor belt
50: Web
60: vacuum intake system

Claims (16)

제1 섬유; 제2 섬유; 상기 제1 섬유와 상기 제2 섬유를 결착시키는 결착재;를 포함하고, 상기 제1 섬유와 상기 제2 섬유는 상기 결착재에 의해 결착되어 기공을 포함하는 불규칙한 망목 구조를 형성하는 단일층 구조이며,
상기 제1 섬유는 무기 섬유 또는 유기 섬유를 포함하는 중공 섬유이고,
상기 제2 섬유는 제1 열가소성 수지를 포함하고,
상기 결착재는 제2 열가소성 수지를 포함하며,
상기 제1 섬유는 길이가 10mm 내지 20mm이고 상기 제2 섬유는 길이가 1mm 내지 10mm이며, 상기 제1 섬유의 길이는 상기 제2 섬유의 길이보다 길며,
상기 무기 섬유 또는 유기 섬유, 및 상기 제1 열가소성 수지의 융점은 각각 상기 제2 열가소성 수지의 융점보다 높은
중공 섬유를 이용한 복합소재.
A first fiber; Second fibers; It includes; a binding material for binding the first fiber and the second fiber; includes, the first fiber and the second fiber is a single-layer structure that is bound by the binding material to form an irregular network structure including pores ,
The first fiber is a hollow fiber comprising an inorganic fiber or an organic fiber,
The second fiber includes a first thermoplastic resin,
The binder includes a second thermoplastic resin,
The first fiber has a length of 10mm to 20mm, the second fiber has a length of 1mm to 10mm, and the length of the first fiber is longer than the length of the second fiber,
The inorganic fibers or organic fibers, and the melting point of the first thermoplastic resin is higher than the melting point of the second thermoplastic resin, respectively
Composite material using hollow fiber.
제1항에 있어서,
상기 제1 섬유 및 상기 제2 섬유는 표면에 상기 결착재에 의해 일부 또는 전부가 코팅되어 형성된 코팅부를 형성하고, 상기 코팅부가 서로 융착되어 결착된
중공 섬유를 이용한 복합소재.
According to claim 1,
The first fiber and the second fiber form a coating part formed by coating a part or all of the binding material on the surface, and the coating parts are fused to each other and bound.
Composite material using hollow fiber.
제1항에 있어서,
상기 제1 섬유는 중공률이 20부피% 내지 90부피%인
중공 섬유를 이용한 복합소재.
According to claim 1,
The first fiber has a hollow ratio of 20% to 90% by volume
Composite material using hollow fiber.
제1항에 있어서,
상기 제1 섬유 100 중량부에 대하여, 상기 제2 섬유와 상기 결착재의 총 함량이 20 중량부 내지 60 중량부인
중공 섬유를 이용한 복합소재.
According to claim 1,
With respect to 100 parts by weight of the first fiber, the total content of the second fiber and the binder is 20 parts by weight to 60 parts by weight
Composite material using hollow fiber.
제1항에 있어서,
상기 제2 섬유 100 중량부에 대하여, 상기 결착재가 30 중량부 내지 200 중량부인
중공 섬유를 이용한 복합소재.
According to claim 1,
With respect to 100 parts by weight of the second fiber, the binder is 30 parts by weight to 200 parts by weight
Composite material using hollow fiber.
제1항에 있어서,
상기 제1 섬유는 단면 직경이 5㎛ 내지 20㎛인
중공 섬유를 이용한 복합소재.
According to claim 1,
The first fiber has a cross-sectional diameter of 5㎛ to 20㎛
Composite material using hollow fiber.
제1항에 있어서,
상기 제2 섬유는 단면 직경이 5㎛ 내지 20㎛인
중공 섬유를 이용한 복합소재.
According to claim 1,
The second fiber has a cross-sectional diameter of 5㎛ to 20㎛
Composite material using hollow fiber.
제1항에 있어서,
상기 무기 섬유 또는 유기 섬유, 및 상기 제1 열가소성 수지 각각의 융점이 200℃ 내지 280℃이고,
상기 제2 열가소성 수지의 융점이 200℃ 미만인
중공 섬유를 이용한 복합소재.
According to claim 1,
The inorganic fiber or organic fiber, and the melting point of each of the first thermoplastic resin is 200 ℃ to 280 ℃,
The melting point of the second thermoplastic resin is less than 200 ℃
Composite material using hollow fiber.
제1항에 있어서,
상기 복합소재의 평량이 500g/m2 내지 2000g/m2
중공 섬유를 이용한 복합소재.
According to claim 1,
The basis weight of the composite material is 500g/m 2 to 2000g/m 2
Composite material using hollow fiber.
(a) 강화 섬유 및 이성분 폴리머 섬유를 수용액에 분산시켜 슬러리 용액을 준비하는 단계;
(b) 상기 슬러리 용액으로부터 습식 초지 공정에 의해 웹(web)을 형성하는 단계;
(c) 상기 형성된 웹(web)을 건조하는 단계; 및
(d) 상기 건조된 웹(web)을 적어도 1층 이상 적층한 후 열처리하여 단일층 구조의 복합소재를 제조하는 단계;를 포함하고,
상기 강화 섬유는 무기 섬유 또는 유기 섬유를 포함하는 중공 섬유이고,
상기 이성분 폴리머 섬유는 제1 열가소성 수지를 포함하는 코어(core)부와 제2 열가소성 수지를 포함하는 시스(sheath)부를 포함하며,
상기 중공 섬유는 길이가 10mm 내지 20mm이고 상기 코어부를 포함하는 이성분 폴리머 섬유는 길이가 1mm 내지 10mm이며, 상기 중공 섬유의 길이는 상기 코어부를 포함하는 이성분 폴리머 섬유의 길이보다 길며,
상기 무기 섬유 또는 유기 섬유, 및 제1 열가소성 수지의 융점이 각각 상기 제2 열가소성 수지의 융점보다 높은
중공 섬유를 이용한 복합소재의 제조방법.
(A) preparing a slurry solution by dispersing the reinforcing fibers and bicomponent polymer fibers in an aqueous solution;
(b) forming a web from the slurry solution by a wet papermaking process;
(c) drying the formed web; And
(D) laminating the dried web (web) at least one layer and then heat-treating to prepare a composite material having a single-layer structure;
The reinforcing fibers are hollow fibers including inorganic fibers or organic fibers,
The bicomponent polymer fiber includes a core portion including a first thermoplastic resin and a sheath portion including a second thermoplastic resin,
The hollow fiber has a length of 10 mm to 20 mm, the bicomponent polymer fiber including the core portion has a length of 1 mm to 10 mm, and the length of the hollow fiber is longer than the length of the bicomponent polymer fiber containing the core portion,
The melting point of the inorganic fiber or organic fiber, and the first thermoplastic resin is higher than the melting point of the second thermoplastic resin, respectively
Method for manufacturing a composite material using hollow fibers.
제10항에 있어서,
상기 무기 섬유 또는 유기 섬유, 및 상기 제1 열가소성 수지 각각의 융점이 200℃ 내지 280℃이고,
상기 제2 열가소성 수지의 융점이 200℃ 미만인
중공 섬유를 이용한 복합소재의 제조방법.
The method of claim 10,
The inorganic fiber or organic fiber, and the melting point of each of the first thermoplastic resin is 200 ℃ to 280 ℃,
The melting point of the second thermoplastic resin is less than 200 ℃
Method of manufacturing a composite material using hollow fibers.
제10항에 있어서,
상기 슬러리 용액은, 상기 강화 섬유 100 중량부에 대하여, 상기 이성분 폴리머 섬유 20 중량부 내지 60 중량부를 포함하는
중공 섬유를 이용한 복합소재의 제조방법.
The method of claim 10,
The slurry solution contains 20 parts by weight to 60 parts by weight of the bicomponent polymer fiber with respect to 100 parts by weight of the reinforcing fiber
Method of manufacturing a composite material using hollow fibers.
제10항에 있어서,
상기 수용액 1L당 상기 강화 섬유 및 상기 이성분 폴리머 섬유의 총 함량이 0.1g 내지 10g이 되도록 혼합하는
중공 섬유를 이용한 복합소재의 제조방법.
The method of claim 10,
The total content of the reinforcing fiber and the bicomponent polymer fiber per 1 L of the aqueous solution is mixed to be 0.1 g to 10 g
Method of manufacturing a composite material using hollow fibers.
제10항에 있어서,
상기 수용액의 pH가 1 내지 4인
중공 섬유를 이용한 복합소재의 제조방법.
The method of claim 10,
PH of the aqueous solution is 1 to 4
Method of manufacturing a composite material using hollow fibers.
제10항에 있어서,
상기 슬러리 용액으로부터 습식 초지 공정에 의해 웹(web)을 형성하는 단계는 진공 흡입 공정을 수반하는
중공 섬유를 이용한 복합소재의 제조방법.
The method of claim 10,
Forming a web from the slurry solution by a wet papermaking process involves a vacuum suction process.
Method of manufacturing a composite material using hollow fibers.
제10항에 있어서,
상기 형성된 웹(web)을 건조하는 단계는 제2 열가소성 수지의 융점보다 낮은 온도에서 수행되며,
상기 건조된 웹(web)을 적어도 1층 이상 적층한 후 열처리하여 단일층 구조의 복합소재를 제조하는 단계는 상기 제2 열가소성 수지의 융점보다 높고, 상기 무기 섬유 또는 유기 섬유, 및 제1 열가소성 수지의 융점보다 낮은 온도에서 수행되는
중공 섬유를 이용한 복합소재의 제조방법.
The method of claim 10,
The step of drying the formed web is performed at a temperature lower than the melting point of the second thermoplastic resin,
The step of manufacturing a composite material having a single-layer structure by laminating at least one layer of the dried web and heat-treating is higher than the melting point of the second thermoplastic resin, and the inorganic fiber or organic fiber, and the first thermoplastic resin Is performed at a temperature lower than the melting point of
Method of manufacturing a composite material using hollow fibers.
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