KR102200957B1 - Porous fiber reinforced composite material - Google Patents

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Abstract

제1 섬유상 입자; 제2 섬유상 입자; 및 상기 제1 섬유상 입자와 상기 제2 섬유상 입자를 결착시키는 결착재를 포함하고, 상기 제1 섬유상 입자와 상기 제2 섬유상 입자는 상기 결착재에 의해 결착되어 기공을 포함하는 불규칙한 망목 구조를 형성하고, 상기 제1 섬유상 입자는 나노피브릴 가지가 형성된 피브릴화 천연섬유고, 상기 제2 섬유상 입자는 제1 열가소성 수지를 포함하고, 상기 결착재는 제2 열가소성 수지를 포함하고, 상기 제1 열가소성 수지의 융점이 상기 제2 열가소성 수지의 융점보다 높은 다공성 섬유강화 복합재가 제공된다.First fibrous particles; Second fibrous particles; And a binder for binding the first fibrous particles and the second fibrous particles, wherein the first fibrous particles and the second fibrous particles are bound by the binder to form an irregular network structure including pores, , The first fibrous particles are fibrillated natural fibers having nanofibril branches formed, the second fibrous particles include a first thermoplastic resin, the binder includes a second thermoplastic resin, and the first thermoplastic resin A porous fiber-reinforced composite with a melting point of higher than the melting point of the second thermoplastic resin is provided.

Description

다공성 섬유강화 복합재{POROUS FIBER REINFORCED COMPOSITE MATERIAL}Porous fiber reinforced composite material{POROUS FIBER REINFORCED COMPOSITE MATERIAL}

다공성 섬유강화 복합재에 관한 것이다.
It relates to a porous fiber reinforced composite.

종래의 열가소성 복합소재는 높은 강성을 나타내는 유리섬유나 카본섬유 등의 강화 섬유와 매트릭스를 구성하는 열가소성 수지로 구성되어 있다. 이러한 열가소성 복합소재는 일반 열가소성 수지 제품에 비해 높은 기계적 물성을 나타내기 때문에, 자동차 및 건축용 소재로 널리 사용되고 있다. 종래의 열가소성 복합소재 제조방식은 주로 강화 섬유를 열가소성 수지에 혼합한 후, 압출 내지 몰드 프레스 공정을 통해 성형하는 방식인데, 최근 강도와 생산성 향상을 위해, 건식 니들펀칭 공정이나 습식 초지 공정을 적용하여 우선적으로 강화 섬유가 포함된 매트 형태의 소재를 제조하고, 그 후 수지를 매트에 함침시키는 방식을 통해 복합 소재를 제조하고 있다. Conventional thermoplastic composite materials are composed of reinforcing fibers such as glass fibers or carbon fibers exhibiting high rigidity and a thermoplastic resin constituting the matrix. Since these thermoplastic composite materials exhibit higher mechanical properties than general thermoplastic resin products, they are widely used as materials for automobiles and buildings. The conventional method of manufacturing a thermoplastic composite material is a method of mixing reinforcing fibers with a thermoplastic resin and then molding through extrusion or mold press processes.In recent years, to improve strength and productivity, a dry needle punching process or a wet papermaking process is applied. First, a mat-shaped material containing reinforcing fibers is manufactured, and then a composite material is manufactured by impregnating the mat with a resin.

강화 섬유와 열가소성 수지의 복합 소재는 열가소성 수지에 비해 강화 섬유가 보강재의 역할을 하기 때문에 우수한 기계적 강도를 나타낸다. 강화섬유 복합 소재의 강도를 높이기 위한 방법으로 우선 강화섬유 자체의 강성을 높이거나, 강화 섬유의 비율을 증가시키는 방법 그리고 강화 섬유와 열가소성 수지 간의 결합력을 향상시키는 기술이 적용되고 있다. 하지만, 습식이나 건식 공정을 통해 강화 섬유 매트를 제조하는 공정을 도입하였을 때, 강화섬유 개질을 통한 강도 향상은 한계가 있다.
The composite material of the reinforcing fiber and the thermoplastic resin exhibits excellent mechanical strength because the reinforcing fiber serves as a reinforcing material compared to the thermoplastic resin. As a method of increasing the strength of the reinforcing fiber composite material, first, a method of increasing the stiffness of the reinforcing fiber itself or increasing the ratio of the reinforcing fiber, and a technology for improving the bonding strength between the reinforcing fiber and the thermoplastic resin are applied. However, when a process of manufacturing a reinforcing fiber mat through a wet or dry process is introduced, there is a limit to improving the strength through the reinforcing fiber modification.

본 발명의 일 구현예는 기계적 강도, 경량화, 우수한 내흡습성 및 흡음 성능을 구현할 수 있는 다공성 섬유강화 복합재를 제공한다.
One embodiment of the present invention provides a porous fiber-reinforced composite material capable of implementing mechanical strength, weight reduction, excellent moisture absorption resistance and sound absorption performance.

본 발명의 일 구현예에서, In one embodiment of the present invention,

제1 섬유상 입자; 제2 섬유상 입자; 및 상기 제1 섬유상 입자와 상기 제2 섬유상 입자를 결착시키는 결착재를 포함하고,First fibrous particles; Second fibrous particles; And a binder for binding the first fibrous particles and the second fibrous particles,

상기 제1 섬유상 입자와 상기 제2 섬유상 입자는 상기 결착재에 의해 결착되어 기공을 포함하는 불규칙한 망목 구조를 형성하고,The first fibrous particles and the second fibrous particles are bound by the binder to form an irregular network structure including pores,

상기 제1 섬유상 입자는 나노피브릴 가지가 형성된 피브릴화 천연섬유고,The first fibrous particles are fibrillated natural fibers in which nanofibril branches are formed,

상기 제2 섬유상 입자는 제1 열가소성 수지를 포함하고,The second fibrous particles include a first thermoplastic resin,

상기 결착재는 제2 열가소성 수지를 포함하고, The binder includes a second thermoplastic resin,

상기 제1 열가소성 수지의 융점이 상기 제2 열가소성 수지의 융점보다 높은The melting point of the first thermoplastic resin is higher than the melting point of the second thermoplastic resin

다공성 섬유강화 복합재가 제공된다.
A porous fiber reinforced composite is provided.

상기 다공성 섬유강화 복합재는 높은 기계적 강도를 구현하면서도 밀도가 낮고, 우수한 내흡습성 및 우수한 흡차음 성능을 가진다.
The porous fiber-reinforced composite material has a low density, excellent moisture absorption resistance, and excellent sound absorbing and insulating properties while implementing high mechanical strength.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 다공성 섬유강화 복합재의 개략적인 모식도이다.
도 2는 나노피브릴 가지가 형성된 피브릴화 천연섬유를 모식적으로 나타낸다.
도 3은 상기 다공성 섬유강화 복합재의 제조 방법에 의해 강화 섬유와 이성분 폴리머에 열과 압력을 가해 본 발명의 다른 구현예에 따른 다공성 섬유강화 복합재가 제조되는 것을 도시화한 것이다.
1 is a schematic schematic diagram of a porous fiber-reinforced composite according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 schematically shows a fibrillated natural fiber in which nanofibrils branches are formed.
3 is a diagram illustrating that a porous fiber-reinforced composite according to another embodiment of the present invention is manufactured by applying heat and pressure to a reinforcing fiber and a two-component polymer by the method of manufacturing the porous fiber-reinforced composite.

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, this is presented as an example, and the present invention is not limited thereby, and the present invention is only defined by the scope of the claims to be described later.

본 발명의 일 구현예에서, In one embodiment of the present invention,

제1 섬유상 입자; 제2 섬유상 입자; 및 상기 제1 섬유상 입자와 상기 제2 섬유상 입자를 결착시키는 결착재를 포함하고,First fibrous particles; Second fibrous particles; And a binder for binding the first fibrous particles and the second fibrous particles,

상기 제1 섬유상 입자와 상기 제2 섬유상 입자는 상기 결착재에 의해 결착되어 기공을 포함하는 불규칙한 망목 구조를 형성하고,The first fibrous particles and the second fibrous particles are bound by the binder to form an irregular network structure including pores,

상기 제1 섬유상 입자는 나노피브릴 가지가 형성된 피브릴화 천연섬유고,The first fibrous particles are fibrillated natural fibers in which nanofibril branches are formed,

상기 제2 섬유상 입자는 제1 열가소성 수지를 포함하고,The second fibrous particles include a first thermoplastic resin,

상기 결착재는 제2 열가소성 수지를 포함하고, The binder includes a second thermoplastic resin,

상기 제1 열가소성 수지의 융점이 상기 제2 열가소성 수지의 융점보다 높은 다공성 섬유강화 복합재를 제공한다.It provides a porous fiber-reinforced composite with a melting point of the first thermoplastic resin higher than that of the second thermoplastic resin.

상기 제1 섬유상 입자 및 상기 제2 섬유상 입자는 상기 결착재 성분에 의해 일부 또는 전체가 코팅된 상태로 존재한다. 즉, 상기 제1 섬유상 입자 및 상기 제2 섬유상 입자는 각각의 입자 표면에 상기 결착재로 형성되는 코팅부를 형성한다. The first fibrous particles and the second fibrous particles are present in a state in which part or all of the binder components are coated. That is, the first fibrous particles and the second fibrous particles form a coating portion formed of the binder on the surface of each particle.

상기 제1 섬유상 입자 및 상기 제2 섬유상 입자 각각의 코팅부가 융착되어 상기 제1 섬유상 입자 및 상기 제2 섬유상 입자가 불규칙하게 결착될 수 있다. 이와 같이 결착된 제1 섬유상 입자 및 제2 섬유상 입자는 기공을 포함하는 불규칙한 망목 구조를 형성할 수 있게 된다.The coating portions of each of the first fibrous particles and the second fibrous particles are fused, so that the first fibrous particles and the second fibrous particles may be irregularly bound. The first fibrous particles and the second fibrous particles bound in this way can form an irregular network structure including pores.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 제1 섬유상 입자 (1), 제2 섬유상 입자 (2) 및 결착재 (3)를 포함하는 다공성 섬유강화 복합재 (10)의 개략적인 모식도이다.
1 is a schematic schematic diagram of a porous fiber-reinforced composite material 10 including a first fibrous particle 1, a second fibrous particle 2 and a binder 3 according to an embodiment of the present invention.

상기 다공성 섬유강화 복합재는 인장, 굴곡 및 충격 강도와 같은 높은 기계적 강도를 구현하면서도 밀도가 낮아서 경량화를 구현할 수 있는 재료이기 때문에, 이러한 특성을 요구하는 자동차 및 건축용 재료의 용도에 유용하게 적용될 수 있다. 아울러, 상기 다공성 섬유강화 복합재는 이러한 자동차 및 건축용 재료로 요구되는 우수한 흡차음 성능 조건을 만족시킬 수 있으며, 우수한 내흡습성을 갖는다.
The porous fiber-reinforced composite material is a material that can realize high mechanical strength such as tensile, flexural, and impact strength, but has a low density, so that weight reduction can be realized.Therefore, the porous fiber-reinforced composite material can be usefully applied to automotive and construction materials requiring such properties. In addition, the porous fiber-reinforced composite may satisfy the excellent sound absorbing and insulating performance conditions required for such automobile and construction materials, and has excellent moisture absorption resistance.

도 2는 나노피브릴 가지가 형성된 피브릴화 천연섬유를 모식적으로 나타낸다.Figure 2 schematically shows a fibrillated natural fiber in which nanofibrils branches are formed.

나노피브릴 가지가 형성되지 않은, 즉, 피브릴화되지 않은 일반적인 천연섬유의 표면이 평활하다. 이와는 달리, 상기 나노피브릴 가지가 형성된 피브릴화 천연섬유는 섬유의 표면에 나노피브릴 가지가 형성된다.The surface of general natural fibers that do not form nanofibril branches, that is, are not fibrillated, is smooth. In contrast, in the fibrillated natural fiber in which the nanofibril branches are formed, the nanofibril branches are formed on the surface of the fiber.

천연섬유의 표면이 평활한 경우에 비하여 동일 중량의 섬유를 피브릴화 시키게 되면 폴리머 매트릭스와 접촉하게 되는 비표면적이 넓어지므로, 복합소재의 강도는 더욱 향상된다.Compared to the case where the surface of natural fibers is smooth, fibrillating fibers of the same weight increases the specific surface area in contact with the polymer matrix, and thus the strength of the composite material is further improved.

또한, 상기 피브릴화 천연섬유의 나노피브릴 가지에 의해 상기 제1 섬유상 입자와 상기 결착재 간의 계면 접착력이 향상된다.In addition, the interfacial adhesion between the first fibrous particles and the binder is improved by the nanofibril branches of the fibrillated natural fibers.

또한, 다공성 섬유강화 복합재가 외부로부터의 소리에너지를 받게 되면 섬유진동에 의해서 흡음성능이 발현되게 되는데 피브릴화 섬유를 적용한 복합소재의 경우 일반 천연섬유를 사용했을 때 보다 섬유진동의 자유도 및 횟수가 높아 지므로 흡음성능이 개선될 수 있다. 상기 다공성 섬유강화 복합재를 자동차 부품과 같은 제품에 적용하면, 부품의 강도가 향상되고, 흡음 성능이 개선된다.In addition, when the porous fiber-reinforced composite material receives sound energy from the outside, the sound-absorbing performance is expressed by fiber vibration. In the case of a composite material with fibrillated fiber, the degree of freedom and frequency of fiber vibration compared to when using general natural fiber. As is increased, the sound absorption performance can be improved. When the porous fiber-reinforced composite is applied to a product such as an automobile part, the strength of the part is improved and the sound-absorbing performance is improved.

또한, 상기 나노피브릴 가지가 형성된 피브릴화 천연섬유는 로터스 효과에 의하여, 상기 다공성 섬유강화 복합재의 내흡습성을 향상시킨다.
In addition, the fibrillated natural fiber having the nanofibril branches formed thereon improves the moisture absorption resistance of the porous fiber-reinforced composite material by the lotus effect.

상기 나노피브릴 가지의 직경은 1nm 내지 800 nm 일 수 있고, 구체적으로, 1nm 내지 400nm 일 수 있고, 더욱 구체적으로 5nm 내지 100 nm 일 수 있다. 상기 나노피브릴 가지의 직경이 상기 범위일 때, 보다 우수한 강도 및 흡차음 성능을 구현할 수 있다.The diameter of the nanofibrils branch may be 1 nm to 800 nm, specifically, 1 nm to 400 nm, and more specifically 5 nm to 100 nm. When the diameter of the nanofibrils branch is within the above range, better strength and sound absorbing and insulating properties may be implemented.

상기 다공성 섬유강화 복합재 중 상기 나노피브릴 가지의 직경은 SEM 이미지 또는 TEM 이미지 분석 등의 방법으로 이루어질 수 있다.
The diameter of the nanofibrils branches in the porous fiber-reinforced composite may be formed by a method such as SEM image or TEM image analysis.

상기 다공성 섬유강화 복합재는 또한 상기 제1 섬유상 입자 및 상기 제2 섬유상 입자는 일 방향 배향성을 갖는 시트로 제조될 수 있다. 이와 같이, 상기 다공성 섬유강화 복합재의 시트에 일 방향 배향성이 부여되도록 하면 그 배향성이 부여된 방향을 따라 시트는 높은 기계적 물성을 가지게 된다. 이러한 시트는 특정 방향으로 큰 힘을 견딜 수 있는 재료로 적용되기에 적합하다.
The porous fiber-reinforced composite may also be made of a sheet in which the first fibrous particles and the second fibrous particles have unidirectional orientation. As described above, if the sheet of the porous fiber-reinforced composite material is provided with unidirectional orientation, the sheet has high mechanical properties along the direction in which the orientation is imparted. Such a sheet is suitable for application as a material capable of withstanding a large force in a specific direction.

상기 다공성 섬유강화 복합재는 제1 섬유상 입자 및 제2 섬유상 입자의 2종의 강화 섬유를 포함한다. 상기 다공성 섬유강화 복합재는 제1 섬유상 입자 및 제2 섬유상 입자를 모두 함께 포함함으로써, 그 종류 및 함량비를 조절하여 소정의 특성이 우수하게 발현되도록 설계될 수 있다. The porous fiber-reinforced composite material includes two types of reinforcing fibers, a first fibrous particle and a second fibrous particle. The porous fiber-reinforced composite material includes both the first fibrous particles and the second fibrous particles, and thus the type and content ratio thereof are controlled to be designed to exhibit excellent properties.

상기 제2 섬유상 입자로서 열가소성 수지로 제조되는 열가소성 섬유를 사용하여 강도를 향상시키면서, 동시에 열가소성 수지의 탄성을 부여시킬 수 있다. 제2 섬유상 입자를 구성하는 열가소성 수지는 비교적 융점이 높은 열가소성 수지를 사용하기 때문에 제1 섬유상 입자만 존재하는 경우에 대비하여 추가적인 강도 향상을 기대할 수 있다. 아울러, 열가소성 섬유는 제1 섬유상 입자에 대비하여 탄성이 우수하기 때문에 외부로부터 충격에 대하여, 충격 에너지를 효과적으로 감쇠시킬 수 있다. As the second fibrous particles, a thermoplastic fiber made of a thermoplastic resin may be used to improve strength while simultaneously imparting elasticity of the thermoplastic resin. Since the thermoplastic resin constituting the second fibrous particles uses a thermoplastic resin having a relatively high melting point, additional strength improvement can be expected compared to the case where only the first fibrous particles are present. In addition, since the thermoplastic fiber has excellent elasticity compared to the first fibrous particle, it is possible to effectively attenuate the impact energy against an external impact.

또한, 상기 결착재에 포함되는 상기 제2 열가소성 수지는 결정성 열가소성 수지로서 그 융점이 상대적으로 낮기 때문에, 다공성 섬유강화 복합재는 저온 성형성의 특성을 갖는다.
In addition, since the second thermoplastic resin included in the binder is a crystalline thermoplastic resin and has a relatively low melting point, the porous fiber-reinforced composite material has low-temperature moldability.

상기 제2 섬유상 입자와 상기 결착재는 코어부와 시스부를 포함하는 이성분 폴리머 섬유를 원료로 하여 제조된다. 즉, 상기 코어부는 제1 열가소성 수지를 포함하고, 상기 시스부는 제2 열가소성 수지를 포함하며, 상기 제1 열가소성 수지의 융점이 상기 제2 열가소성 수지의 융점보다 높다.The second fibrous particles and the binder are prepared from a two-component polymer fiber including a core portion and a sheath portion as a raw material. That is, the core portion includes a first thermoplastic resin, the sheath portion includes a second thermoplastic resin, and the melting point of the first thermoplastic resin is higher than that of the second thermoplastic resin.

상기 이성분 폴리머 섬유에 열처리를 하게 되면, 시스부의 적어도 일부가 용융되면서 상기 제1 섬유상 입자와 융착하게 되면서 상기 다공성 섬유강화 복합재가 제조될 수 있다. 상기 코어부에 표면에 남아있는 제2 열가소성 수지, 상기 제1 섬유상 입자의 표면으로 전이된 제2 열가소성 수지가 상기 결착재이며, 융착된 상태로 제1 섬유상 입자와 제2 섬유상 입자를 결착한다.
When the two-component polymer fibers are subjected to heat treatment, at least a part of the sheath portion is melted and fused with the first fibrous particles, thereby manufacturing the porous fiber-reinforced composite. The second thermoplastic resin remaining on the surface of the core portion and the second thermoplastic resin transferred to the surface of the first fibrous particles are the binder, and bind the first fibrous particles and the second fibrous particles in a fused state.

일 구현예에서, 상기 다공성 섬유강화 복합재 중 제1 섬유상 입자의 함량 대 제2 섬유상 입자와 결착재의 함량의 합의 중량비가 약 20 : 80 내지 약 80 : 20, 구체적으로, 약 40 : 60 내지 약 60 : 40 일 수 있다. 제1 섬유상 입자의 함량이 높아질수록 강도가 우수한 경향성을 가지나, 일정 함량 수준 이상에서는 향상의 정도가 낮아질 수 있다. 상기 함량 범위는 제1 섬유상 입자의 함량 증가에 따른 강도 향상 효과를 효과적으로 확보하면서도, 동시에 제2 섬유상 입자로부터의 효과를 얻어내기에 적합한 함량 범위이다.In one embodiment, the weight ratio of the sum of the content of the first fibrous particles to the content of the second fibrous particles and the binder in the porous fiber-reinforced composite is about 20: 80 to about 80: 20, specifically, about 40: 60 to about 60 : Can be 40. As the content of the first fibrous particles increases, the strength tends to be excellent, but the degree of improvement may decrease when the content is higher than a certain level. The content range is a content range suitable for obtaining an effect from the second fibrous particles while effectively securing an effect of improving strength according to an increase in the content of the first fibrous particles.

상기 다공성 섬유강화 복합재는 제2 섬유상 입자 100 중량부 대비하여 결착재의 중량은 약 40 중량부 내지 약 250 중량부 포함할 수 있다. 상기 함량비로 제2 섬유상 입자와 결착재의 함량비를 조절하여 적절하게 결착력과 탄성을 부여하면서 우수한 분산성을 유지할 수 있다.The porous fiber-reinforced composite may include about 40 parts by weight to about 250 parts by weight of the binder based on 100 parts by weight of the second fibrous particles. By controlling the content ratio of the second fibrous particles and the binder according to the content ratio, it is possible to appropriately impart binding force and elasticity while maintaining excellent dispersibility.

상기 이성분 폴리머 섬유의 코어(core)부와 시스(sheath)부의 함량비를 조절하여, 상기 제2 섬유상 입자와 상기 결착재의 함량비를 구현할 수 있다.
By adjusting the content ratio of the core portion and the sheath portion of the bicomponent polymer fiber, the content ratio of the second fibrous particle and the binder may be realized.

상기 제1 섬유상 입자는 단면 직경이 약 20 ㎛ 내지 약 500 ㎛ 일 수 있다. 상기 범위의 굵기를 갖는 제1 섬유상 입자는 적절히 강도를 부여할 수 있으면서 배향성 및 분산성을 확보할 수 있다. 상기 범위의 굵기를 갖는 제1 섬유상 입자를 포함하는 상기 다공성 섬유강화 복합재는 외부 충격에 강하고, 후술되는 상기 다공성 섬유강화 복합재의 제조 방법에 따라 제조시 제1 섬유상 입자를 수용액 내에 분산시, 수용액 내에서 적절한 엮임성 (Hydroentangle property)을 갖도록 하여 시트 형성을 용이하게 할 수 있다.The first fibrous particles may have a cross-sectional diameter of about 20 μm to about 500 μm. The first fibrous particles having a thickness in the above range can appropriately impart strength and secure orientation and dispersibility. The porous fiber-reinforced composite material including the first fibrous particles having a thickness in the above range is resistant to external impact, and when the first fibrous particles are dispersed in an aqueous solution when manufactured according to the method of manufacturing the porous fiber-reinforced composite to be described later, It is possible to facilitate sheet formation by making it have an appropriate hydroentangle property.

상기 제1 섬유상 입자는 길이가 약 1 mm 내지 약 50 mm일 수 있다. 상기 범위의 길이를 갖는 제1 섬유상 입자는 적절히 강도를 부여할 수 있으면서 배향성 및 분산성을 확보할 수 있고, 또한, 섬유상 입자들간 결합력을 적절히 부여하여 상기 다공성 섬유강화 복합재가 우수한 강도를 가지도록 하면서 동시에 섬유가 너무 길 경우 섬유가 엉기어 뭉치면서 분산성이 저하되는 것을 방지하고, 시트를 형성하기에 적합하다.The first fibrous particles may have a length of about 1 mm to about 50 mm. The first fibrous particles having a length in the above range can adequately impart strength while securing orientation and dispersibility, and also appropriately impart a bonding force between the fibrous particles so that the porous fiber-reinforced composite material has excellent strength. At the same time, if the fiber is too long, it is suitable for forming a sheet, preventing deterioration in dispersibility as the fibers are lumped together.

구체적으로, 상기 제1 열가소성 수지의 융점이 약 160℃ 이상일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1 열가소성 수지의 융점이 약 200℃ 내지 약 400℃일 수 있다. 제1 열가소성 수지가 상기 범위의 융점을 가지도록 함으로써, 저온 성형시 결착재가 용융된 후에도 섬유상을 유지할 수 있다. 상기 제1 열가소성 수지의 융점이 160℃ 미만인 경우 섬유상을 유지하기 위해 열 성형 온도를 너무 낮추어야 하거나, 이를 포함하는 상기 다공성 섬유강화 복합재가 추후 열적 안정성이 저하되어 치수의 변형 또는 폴리머 변질 등을 초래할 우려가 있다. 또한, 제2 열가소성 수지와의 온도차이가 지나치게 줄어들 수 있어서 성형 온도를 제어하기 어려울 수 있다.Specifically, the melting point of the first thermoplastic resin may be about 160°C or higher. More specifically, the melting point of the first thermoplastic resin may be about 200°C to about 400°C. By allowing the first thermoplastic resin to have a melting point within the above range, it is possible to maintain the fibrous shape even after the binder is melted during low temperature molding. When the melting point of the first thermoplastic resin is less than 160°C, the thermoforming temperature must be too low to maintain the fibrous shape, or the porous fiber-reinforced composite including the same may later deteriorate thermal stability, resulting in dimensional deformation or polymer deterioration. There is. In addition, since the temperature difference with the second thermoplastic resin may be excessively reduced, it may be difficult to control the molding temperature.

예를 들어, 상기 제1 열가소성 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트일 수 있다.
For example, the first thermoplastic resin may be polyethylene terephthalate.

다른 구현예에서, 상기 제1 열가소성 수지의 비중이 약 1 보다 높다. 후술되는 다공성 섬유강화 복합재의 제조 방법에 의할 때, 산 수용액에 이성분 폴리머 섬유를 분산하게 되는데, 물의 비중인 1 보다 높은 비중의 소재를 사용하여야 분산성 향상 및 망상 구조 형성이 용이하다. 그렇기 때문에, 상기 이성분 폴리머 섬유의 코어부는 폴리에스테르와 같은 비중이 1보다 높은 열가소성 수지일 수 있다.
In another embodiment, the specific gravity of the first thermoplastic resin is higher than about 1. According to the method of manufacturing a porous fiber-reinforced composite to be described later, the two-component polymer fibers are dispersed in an acidic aqueous solution, and a material having a specific gravity higher than 1, which is the specific gravity of water, should be used to improve dispersibility and easily form a network structure. Therefore, the core portion of the two-component polymer fiber may be a thermoplastic resin having a specific gravity higher than 1, such as polyester.

상기 제2 섬유상 입자를 형성할 수 있는 제1 열가소성 수지는, 예를 들어, 폴리에스테르, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 아크릴부타디엔스티렌(ABS), 폴리카보네이트 (PC), 나일론(Nylon), 폴리염화비닐(PVC), 폴리스티렌(PS), 폴리우렌탄(PU), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리락틱산(PLA), 테플론(polytetrafluoroethylene) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제2 섬유상 입자를 형성할 수 있는 제1 열가소성 수지는, 예를 들어, 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르일 수 있다. The first thermoplastic resin capable of forming the second fibrous particles 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), Teflon (polytetrafluoroethylene), and combinations thereof It may include at least one. The first thermoplastic resin capable of forming the second fibrous particles may be, for example, polypropylene or polyester.

상기 결착재를 형성할 수 있는 상기 제2 열가소성 수지는 폴리에스테르, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌(PE) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
The second thermoplastic resin capable of forming the binder may include at least one selected from the group consisting of polyester, polyethylene terephthalate, polypropylene, polyethylene (PE), and combinations thereof.

상기 결착재는 제1 섬유상 입자와 제2 섬유상 입자를 묶어주는 역할을 하고, 상기 결착재를 형성하는 상기 제2 열가소성 수지를 상기 범위의 융점을 갖도록 하여 낮은 온도에서 용융될 수 있으므로, 저온 성형성을 확보할 수 있다. 상기 결착재는 적용하고자 하는 성형 온도에 따라 저융점 폴리에스테르, 또는 저융점 폴리에틸렌테레프탈레이트, 또는 폴리프로필렌 그리고 폴리에틸렌 등을 적절히 선택할 수 있다.
The binder serves to bind the first fibrous particles and the second fibrous particles, and can be melted at a low temperature by allowing the second thermoplastic resin forming the binder to have a melting point within the above range. Can be secured. The binder may appropriately select a low melting point polyester, a low melting point polyethylene terephthalate, or polypropylene and polyethylene according to the molding temperature to be applied.

전술한 바와 같이, 상기 예시와 같이 제1 열가소성 수지 및 제2 열가소성 수지를 선택할 때, 제1 열가소성 수지의 융점이 제2 열가소성 수지의 융점보다 높은 조건을 만족하여야 한다. 또한, 후술되는 다공성 섬유강화 복합재의 제조 방법에서 사용되는 이성분 폴리머 섬유의 코어부 및 시스부의 재료가 상기 조건을 만족하도록 각각 제1 열가소성 수지 및 제2 열가소성 수지를 선택할 수 있다.
As described above, when selecting the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin as in the above example, the condition that the melting point of the first thermoplastic resin is higher than the melting point of the second thermoplastic resin must be satisfied. In addition, the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin may be selected so that the materials of the core portion and the sheath portion of the bicomponent polymer fiber used in the method of manufacturing a porous fiber-reinforced composite to be described later satisfy the above conditions.

상기 제2 섬유상 입자는 단면 직경이 약 5 ㎛ 내지 약 50 ㎛ 일 수 있다. 상기 범위의 굵기를 갖는 제2 섬유상 입자는 적절히 강도를 부여할 수 있으면서 배향성 및 분산성을 확보할 수 있다. 상기 범위의 굵기를 갖는 제2 섬유상 입자를 포함하는 상기 다공성 섬유강화 복합재는 강도 특성이 우수하고, 후술되는 상기 다공성 섬유강화 복합재의 제조 방법에 따라 제조시 제1 섬유상 입자를 수용액 내에 분산시, 수용액 내에서 적절한 엮임성 (Hydroentangle property)을 갖도록 하여 시트 형성을 용이하게 할 수 있다.The second fibrous particles may have a cross-sectional diameter of about 5 μm to about 50 μm. The second fibrous particles having a thickness in the above range can adequately impart strength and secure orientation and dispersibility. The porous fiber-reinforced composite material including the second fibrous particles having a thickness in the above range has excellent strength characteristics, and when the first fibrous particles are dispersed in an aqueous solution when prepared according to the method of manufacturing the porous fiber-reinforced composite to be described later, the aqueous solution It is possible to facilitate sheet formation by having an appropriate hydroentangle property within.

상기 제2 섬유상 입자는 길이가 약 1 mm 내지 약 50 mm일 수 있다. 상기 범위의 길이를 갖는 제2 섬유상 입자는 적절히 강도를 부여할 수 있으면서 배향성 및 분산성을 확보할 수 있고, 또한, 섬유상 입자들간 결합력을 적절히 부여하여 상기 다공성 섬유강화 복합재가 우수한 강도를 가지도록 하면서 동시에 섬유가 너무 길 경우 섬유가 엉기어 로프 (rope) 상을 형성하여 분산성이 저하되는 것을 방지하고, 시트를 형성하기에 적합하다.
The second fibrous particles may have a length of about 1 mm to about 50 mm. The second fibrous particles having a length in the above range can adequately impart strength while securing orientation and dispersibility, and also appropriately impart a bonding force between the fibrous particles so that the porous fiber-reinforced composite material has excellent strength. At the same time, if the fibers are too long, the fibers are entangled to form a rope phase, preventing deterioration in dispersibility, and is suitable for forming a sheet.

상기 다공성 섬유강화 복합재의 기공도가 약 40 내지 약 80 부피%일 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 다공성 섬유강화 복합재는 망목 구조를 형성하면서 열린 기공을 형성한다. 상기 범위의 기공도를 가지도록 한 다공성 섬유강화 복합재는 강도를 유지하면서 경량화를 구현할 수 있고, 더불어 우수한 흡차음 성능을 가질 수 있다.The porosity of the porous fiber-reinforced composite may be about 40 to about 80% by volume. As described above, the porous fiber-reinforced composite material forms open pores while forming a network structure. The porous fiber-reinforced composite material having a porosity in the above range can achieve weight reduction while maintaining strength, and have excellent sound absorbing and insulating properties.

상기 다공성 섬유강화 복합재의 열린 기공을 통해 들어오는 음파가 제2 섬유상 입자의 섬유의 진동에 의해 감쇠되는 효과가 있어 흡차음 소재로 응용이 가능하게 된다. 상기 다공성 섬유강화 복합재의 기공도가 높을 수록, 제2 섬유상 입자의 함량이 높을수록, 그리고 소리의 파동이 통과하는 길이가 길수록 에너지 감쇠 효과가 우수하다. 소리의 파동이 통과하는 길이란, 예를 들어, 똑같은 기공도를 가질 경우라도 소재 자체의 두께가 크거나, 기공의 연결성이 좋은 경우 길어진다. 상기 다공성 섬유강화 복합재는 일정 정도의 기공성을 유지하면서도, 제2 섬유상 입자의 함량을 조절하고, 또한, 소리의 파동이 통과하는 길이를 함께 조절하여 향상된 흡차음 성능을 가지는 소재로서 제조될 수 있다. 특히, 제2 섬유상 입자는 경질의 제1 섬유상 입자에 비해 유연하기 때문에, 소리 에너지 감쇠 효과가 높아서 흡차음 성능 향상에 효과적으로 작용한다.
Since the sound waves entering through the open pores of the porous fiber-reinforced composite material are attenuated by the vibration of the fibers of the second fibrous particles, it can be applied as a sound absorbing and insulating material. The higher the porosity of the porous fiber-reinforced composite, the higher the content of the second fibrous particles, and the longer the length through which the sound waves pass, the better the energy attenuation effect. The length through which the sound wave passes is, for example, longer when the thickness of the material itself is large or the connection of the pores is good, even when they have the same porosity. The porous fiber-reinforced composite may be manufactured as a material having improved sound absorbing and insulating performance by controlling the content of the second fibrous particles while maintaining a certain degree of porosity, and also controlling the length through which the sound waves pass. . Particularly, since the second fibrous particles are more flexible than the hard first fibrous particles, the sound energy attenuating effect is high, and thus, the second fibrous particles effectively improve the sound absorbing and insulating performance.

상기 다공성 섬유강화 복합재는 밀도가 약 0.2 g/cm3 내지 약 1.6 g/cm3 인 판재로 제조될 수 있다.The porous fiber-reinforced composite may be made of a plate having a density of about 0.2 g/cm 3 to about 1.6 g/cm 3 .

상기 판재는 다공성 섬유강화 복합재를 소정의 수준으로 압축된 상태로 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 판재는 후술되는 다공성 섬유 강화 복합재를 제조하는 방법에서 사용되는 습식 초지 공정에 의해 낱장의 시트로서 얻어진 상기 다공성 섬유강화 복합재 시트를 여러 장 적층한 뒤 프레스 성형하여 얻어질 수 있다. The plate may be manufactured by compressing the porous fiber-reinforced composite material to a predetermined level. For example, the plate material can be obtained by laminating several sheets of the porous fiber-reinforced composite material obtained as a single sheet by a wet papermaking process used in a method of manufacturing a porous fiber-reinforced composite to be described later, followed by press molding.

상기 프레스 성형은 다단 공정으로 수행되면서, 열처리 공정을 교대로 수행함으로써, 보다 결착재의 분산성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 여러 장 적층된 다공성 섬유강화 복합재 시트를 프레스 성형한 뒤, 이어서, 승온시킨 후, 다시 상온에서 프레스 성형하여 최종 판재를 얻을 수 있다. 상기 열처리 공정을 프레스 공정 사이에 수행함으로써 판재의 중심부까지 열전달이 용이하여 결착재가 잘 용융되어 분포가 고르게 형성될 수 있다. 이와 같이, 결착재를 고르게 분산시킴으로써, 판재의 물성이 전체적으로 매우 고른 특성을 얻을 수 있게 된다.While the press molding is performed in a multi-stage process, by alternately performing the heat treatment process, the dispersibility of the binder may be improved. For example, after press molding the multi-layered porous fiber-reinforced composite sheet, then, after heating, the final plate may be obtained by press-forming again at room temperature. By performing the heat treatment process between press processes, heat transfer to the center of the plate material is easy, so that the binder is well melted and the distribution can be formed evenly. In this way, by evenly dispersing the binder, it is possible to obtain very even properties of the sheet material as a whole.

상기 프레스 성형은 80 내지 95%의 압축률로 수행할 수 있다. 상기 프레스 성형에 의해 섬유의 압축밀도를 조절하여, 강도 및 흡음 특성을 우수하게 구현할 수 있다.
The press molding may be performed at a compression rate of 80 to 95%. By controlling the compressive density of the fiber by the press molding, it is possible to achieve excellent strength and sound-absorbing properties.

상기 판재는 기공 구조를 포함하여 형성된다. 통상적으로 원료를 혼합하여 압출하여 몰드 프레스 공정을 통해 제조되는 복합재는 기공 구조를 형성하기 어려운 반면, 상기 판재는 다공성 섬유강화 복합재를 이용하여 제조됨에 따라 기공 구조를 형성한다. The plate material is formed including a pore structure. In general, a composite material prepared through a mold pressing process by mixing and extruding raw materials is difficult to form a pore structure, while the plate material forms a pore structure as it is manufactured using a porous fiber-reinforced composite.

구체적으로, 상기 판재는 기공률이 약 40 내지 약 80 부피일 수 있다. 상기 다공성 섬유강화 복합재 판재가 상기 범위의 기공률을 갖도록 형성되어서, 상기 다공성 섬유강화 복합재의 판재의 강도, 내충격성 및 흡음성의 특성을 모두 우수하게 할 수 있다.Specifically, the plate material may have a porosity of about 40 to about 80 volumes. Since the porous fiber-reinforced composite plate is formed to have a porosity in the above range, the strength, impact resistance, and sound-absorbing properties of the plate of the porous fiber-reinforced composite can be excellent.

상기 다공성 섬유강화 복합재의 판재는 상기 다공성 섬유강화 복합재가 압축된 상태이므로, 그 구조는 도 1의 다공성 섬유강화 복합재의 구조를 그대로 유지하면서, 단지 압축된 형태로 이해하면 된다.
Since the porous fiber-reinforced composite plate material is in a compressed state, the structure of the porous fiber-reinforced composite material is merely compressed while maintaining the structure of the porous fiber-reinforced composite material of FIG. 1.

구체적으로, 상기 판재의 밀도가 약 0.2 g/cm3 내지 약 1.6 g/cm3 가 되도록 프레스 성형을 수행하여 판재를 제조할 수 있다. 판재의 밀도를 상기 범위가 되도록 압착 제조되어 우수한 강도를 구현할 수 있다.
Specifically, the plate material may be manufactured by performing press molding so that the density of the plate material is about 0.2 g/cm 3 to about 1.6 g/cm 3 . The density of the plate is manufactured by pressing so as to be within the above range, so that excellent strength can be realized.

상기 판재는 인장, 굴곡 및 충격 강도와 같은 높은 기계적 강도를 구현하면서도 밀도가 낮아서 경량화를 구현할 수 있고, 흡차음 성능을 구현하는 재료이기 때문에, 이러한 특성을 요구하는 자동차 및 건축용 재료의 용도에 유용하게 적용될 수 있다. 아울러, 상기 판재는 이러한 자동차 및 건축용 재료로 요구되는 우수한 흡차음 성능 조건을 만족시킬 수 있다.
The plate material is a material that realizes high mechanical strength such as tensile, flexural, and impact strength, but has a low density and thus can realize weight reduction, and is a material that implements sound absorbing and insulating properties, so it is useful for use in automobiles and construction materials that require such properties. Can be applied. In addition, the plate may satisfy excellent sound absorbing and insulating performance conditions required for such automobile and construction materials.

상기 다공성 섬유강화 복합재의 판재는 또한 전술한 바와 같이 섬유상 입자들에 일 방향 배향성을 부여하여 제조된 다공성 섬유강화 복합재로부터 제조될 수 있다. 상기 다공성 섬유강화 복합재 판재는 먼저 상기 제1 섬유상 입자와 상기 제2 섬유상 입자는 상기 결착재에 의해 결착되어 기공을 포함하는 불규칙한 망목 구조를 형성한 복합재 시트로 제조된 뒤, 여러 장의 복합재 시트를 적층하여 프레스 성형하여 제조될 수 있고, 이 때 상기 복합재 시트에 섬유상 입자들이 일 방향 배향성이 부여되도록 하면 그 배향성이 부여된 방향을 따라 복합재 시트는 높은 기계적 물성을 가지게 된다. 이러한 복합재 시트를 한 방향으로 적층한 뒤 프레스 성형하여 얻어진 다공성 섬유강화 복합재의 판재는 특정 방향으로 큰 힘을 견딜 수 있다.
The plate of the porous fiber-reinforced composite may also be prepared from a porous fiber-reinforced composite prepared by imparting unidirectional orientation to the fibrous particles as described above. The porous fiber-reinforced composite plate is first made of a composite sheet in which the first fibrous particles and the second fibrous particles are bound by the binder to form an irregular network structure including pores, and then a plurality of composite sheets are laminated. In this case, if the fibrous particles are given unidirectional orientation to the composite sheet, the composite sheet has high mechanical properties along the direction to which the orientation is imparted. The sheet of the porous fiber-reinforced composite obtained by laminating such a composite sheet in one direction and then press-molding can withstand a large force in a specific direction.

상기 다공성 섬유강화 복합재의 판재는 적용하고자 하는 용도에 적합한 중량을 갖도록 제조될 수 있고, 예를 들어, 약 600 g/m2 내지 약 3000 g/m2, 예를 들어, 약 900 g/m2 내지 약 1400 g/m2 의 평량을 가질 수 있다.
The sheet of the porous fiber-reinforced composite may be prepared to have a weight suitable for the intended use, for example, about 600 g/m 2 to about 3000 g/m 2 , for example, about 900 g/m 2 To about 1400 g/m 2 .

상기 복합재 다공성 섬유강화 복합재 판재는 두께가 약 2mm 내지 약 8mm 일 수 있다.
The composite porous fiber-reinforced composite plate may have a thickness of about 2mm to about 8mm.

상기 다공성 섬유강화 복합재는 경량화 구현이 가능함은 전술한 바와 같고, 구체적으로, 그 밀도가 약 0.2 g/cm3 내지 약 1.6 g/cm3일 수 있다. The porous fiber-reinforced composite material is as described above that it is possible to achieve weight reduction, and specifically, its density may be about 0.2 g/cm 3 to about 1.6 g/cm 3 .

상기 다공성 섬유강화 복합재는 적용하고자 하는 용도에 맞는 형태로 제조될 수 있고, 예를 들어, 습식 초지 공정 등을 통해 시트로 제조될 수 있다.The porous fiber-reinforced composite may be manufactured in a form suitable for the intended application, and may be manufactured as a sheet through, for example, a wet papermaking process.

상기 다공성 섬유강화 복합재의 시트는 적용하고자 하는 용도에 적합한 중량을 갖도록 제조될 수 있고, 예를 들어, 약 50 g/m2 내지 약 1200 g/m2 의 중량을 갖는 시트로 제조될 수 있다.
The sheet of the porous fiber-reinforced composite material may be prepared to have a weight suitable for the intended use, for example, may be prepared as a sheet having a weight of about 50 g / m 2 to about 1200 g / m 2 .

도 3은 피브릴화 천연섬유 (4)와 이성분 폴리머 섬유 (5)에 열과 압력을 가해 다공성 섬유강화 복합재 (20)가 제조되는 것을 도시화한 것이다. 도 4에서 피브릴화 천연섬유 (4)의 나노피브릴 가지는 미도시 되었으나, 도 2에서와 같이 나노피브릴 가지가 형성된 것으로 이해되어야 한다.
FIG. 3 shows that the porous fiber-reinforced composite material 20 is manufactured by applying heat and pressure to the fibrillated natural fiber 4 and the bi-component polymer fiber 5. Although the nanofibrils branch of the fibrillated natural fiber 4 is not shown in FIG. 4, it should be understood that the nanofibrils branches are formed as in FIG. 2.

상기 피브릴화 천연섬유 (4)는 전술하여 설명한 상기 제1 섬유상 입자일 수 있다. 따라서, 상기 피브릴화 천연섬유 (4)에 대한 상세한 설명은 상기 제1 섬유상 입자에 대하여 설명된 바와 같다. The fibrillated natural fibers 4 may be the first fibrous particles described above. Therefore, the detailed description of the fibrillated natural fiber (4) is as described for the first fibrous particles.

상기 이성분 폴리머 섬유 (5)는 코어(core)부 (5a)와 시스(sheath)부 (5b)를 포함하고, 상기 코어부 (5a)는 제1 열가소성 수지를 포함하고, 상기 시스부는 제2 열가소성 수지 (5b)를 포함한다. The two-component polymer fiber 5 includes a core portion 5a and a sheath portion 5b, the core portion 5a contains a first thermoplastic resin, and the sheath portion is a second And a thermoplastic resin (5b).

상기 제1 열가소성 수지의 융점이 상기 제2 열가소성 수지의 융점보다 높다. The melting point of the first thermoplastic resin is higher than that of the second thermoplastic resin.

상기 제1 열가소성 수지 및 상기 제2 열가소성 수지에 대한 상세한 설명은 전술하여 설명한 바와 같다.
Detailed descriptions of the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin are as described above.

상기 열처리 및 건조 단계에서 상기 시스부의 제2 열가소성 수지가 용융되어 상기 피브릴화 천연섬유와 상기 이성분 폴리머 섬유를 열융착으로 결착시킴으로써 기공을 포함하는 불규칙한 망목 구조가 형성된다.In the heat treatment and drying step, the second thermoplastic resin of the sheath portion is melted to bind the fibrillated natural fiber and the bi-component polymer fiber by thermal fusion, thereby forming an irregular network structure including pores.

상기 시스부의 제2 열가소성 수지는 상기 코어부를 코팅한 상태로 존재하다가 상기 열처리 및 건조 단계에서 용융되면서 상기 피브릴화 천연섬유에 전이되어 피브릴화 천연섬유를 일부 또는 전부 코팅하게 되고, 용융 상태가 고화되면서 상기 이성분 폴리머 섬유의 코어부 및 상기 피브릴화 천연섬유를 결착하는 결착재로 작용하게 된다.The second thermoplastic resin of the sheath part is present in a state coated with the core part, and is melted in the heat treatment and drying step, and is transferred to the fibrillated natural fiber to coat part or all of the fibrillated natural fiber, and the molten state is As it solidifies, it acts as a binder for binding the core portion of the bicomponent polymer fiber and the fibrillated natural fiber.

이와 같이, 상기 시스부가 결착재로 작용하기 때문에 상기 다공성 섬유강화 복합재의 제조 방법은 별도의 결착재를 추가적으로 사용하지 않을 수 있다.As described above, since the sheath part acts as a binder, the method of manufacturing the porous fiber-reinforced composite may not additionally use a separate binder.

상기 이성분 폴리머 섬유의 시스부를 형성하는 열가소성 수지가 비교적 저융점을 갖도록 함으로써 저온 성형이 가능하다는 장점이 있다.
There is an advantage that low-temperature molding is possible by making the thermoplastic resin forming the sheath portion of the bicomponent polymer fiber have a relatively low melting point.

다공성 섬유 강화 복합재의 기공도, 피브릴화 천연섬유에 전이되는 코팅의 정도 등은 상기 이성분 폴리머 섬유 중 코어부와 시스부의 함량을 변화시켜 조절할 수 있다.The porosity of the porous fiber-reinforced composite material, the degree of coating transferred to the fibrillated natural fiber, and the like can be controlled by changing the contents of the core part and the sheath part of the bicomponent polymer fiber.

예를 들어, 이성분 폴리머 섬유는 상기 코어부 100 중량부 대비하여 상기 시스부의 중량은 약 40 중량부 내지 약 250 중량부일 수 있다.
For example, in the bi-component polymer fiber, the sheath portion may have a weight of about 40 parts by weight to about 250 parts by weight relative to 100 parts by weight of the core part.

상기 다공성 섬유강화 복합재의 제조 방법은 화학적으로 소수성을 띠는 열가소성 수지로 제조된 이성분 폴리머 섬유를 산 수용액에 분산하여 제조함에도 불구하고, 이성분 폴리머 섬유를 코어부와 시스부로 구성하고, 코어부의 비중을 높임으로써, 분산성을 우수하게 할 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 이성분 폴리머 섬유의 코어부의 비중을 1 보다 크게 하면, 수용액 중 교반 과정에서 분산도를 효과적으로 향상시킬 수 있다.
The method of manufacturing the porous fiber-reinforced composite material consists of a two-component polymer fiber composed of a core part and a sheath part, although the two-component polymer fiber made of a chemically hydrophobic thermoplastic resin is dispersed in an aqueous acid solution. By increasing the specific gravity, excellent dispersibility can be made. As described above, when the specific gravity of the core portion of the bicomponent polymer fiber is greater than 1, the dispersion degree can be effectively improved during the stirring process in the aqueous solution.

구체적으로, 상기 피브릴화 천연섬유 및 상기 이성분 폴리머 섬유 제조시 사용할 수 있는 표면처리제 또는 코팅제에 의해 상기 피브릴화 천연섬유 또는 이성분 폴리머 섬유를 실란 처리함으로써 섬유간 결합력 향상시키거나, 탄화 (Carbonization)시켜 내열성 향상시키거나, 가수분해 (Hydrolysis)시켜 친수성을 향상시키거나, 산화 (Oxidation)시켜 수계분산성을 향상시킬 수 있다.Specifically, by silane treatment of the fibrillated natural fiber or bi-component polymer fiber with a surface treatment agent or coating agent that can be used in the manufacture of the fibrillated natural fiber and the bi-component polymer fiber, the bonding strength between fibers is improved or carbonization ( Carbonization) to improve heat resistance, hydrolysis to improve hydrophilicity, or oxidation (Oxidation) to improve water dispersion.

표면처리제는, 예를 들면, 불소계 왁스 (예를 들어, PFAO 등), 탄화수소계 왁스, 실리콘계 폴리머 등을 들 수 있다. Examples of the surface treatment agent include fluorine-based waxes (eg, PFAO), hydrocarbon-based waxes, and silicone-based polymers.

코팅제는 그 성분에 따라, 친수성/소수성, 발수성, 난연성, 불연성, 내열성, 내산성, 내알칼리성, 내구성, 내오염성 등의 특성 부여가 가능하다. 구체적으로, 코팅제로서 불소계 왁스 (예를 들어, PFAO 등), 탄화수소계 왁스 등의 발수제와 실리콘계 폴리머 친화제 (Compatibilizer) 등을 사용할 수 있다.
Depending on the composition of the coating agent, properties such as hydrophilicity/hydrophobicity, water repellency, flame retardancy, non-flammability, heat resistance, acid resistance, alkali resistance, durability, and fouling resistance can be imparted. Specifically, as a coating agent, a water repellent such as a fluorine-based wax (eg, PFAO), a hydrocarbon-based wax, and a silicone-based polymer affinity agent (Compatibilizer) may be used.

제조하고자 하는 다공성 섬유강화 복합재의 목적하는 물성에 따라, 피브릴화 천연섬유와 이성분 폴리머 성분의 함량비를 조절할 수 있다.According to the desired physical properties of the porous fiber-reinforced composite to be manufactured, the content ratio of the fibrillated natural fiber and the two-component polymer component can be adjusted.

예를 들어, 상기 피브릴화 천연섬유와 상기 이성분 폴리머 성분의 중량비가 약 20 : 80 내지 약 80 : 20, 구체적으로, 약 40 : 60 내지 약 60 : 40 일 수 있다.
For example, the weight ratio of the fibrillated natural fiber and the two-component polymer component may be about 20:80 to about 80:20, specifically, about 40:60 to about 60:40.

구체적으로, 상기 다공성 섬유강화 복합재를 제조하는 방법으로, 상기 피브릴화 천연섬유 및 상기 이성분 폴리머 섬유를 분산매와 혼합하여 슬러리 용액을 제조하고, 습식 초지 공정에 의헤 웹을 형성한 뒤, 상기 형성된 웹을 열처리 및 건조하여 제조할 수 있다.Specifically, as a method of manufacturing the porous fiber-reinforced composite, the fibrillated natural fiber and the bi-component polymer fiber are mixed with a dispersion medium to prepare a slurry solution, and after forming a web by a wet papermaking process, the formed The web can be prepared by heat treatment and drying.

상기 분산매는 물 또는 알칼리 용제일 수 있다.The dispersion medium may be water or an alkali solvent.

상기 슬러리 용액을 교반하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 슬러리 용액을 교반하는 단계를 더 수행함으로써 분산성을 더욱 향상시킬 수 있다.
It may further include the step of stirring the slurry solution. Dispersibility may be further improved by further performing the step of stirring the slurry solution.

상기 다공성 섬유강화 복합재의 제조 방법에서, 상기 형성된 웹을 열처리 및 건조시키는 단계는 상기 용융 온도 보다 약 30℃ 낮은 온도 내지 약 30℃ 높은 온도에서 수행할 수 있다. 상기 온도 범위는 이성분 폴리머 섬유의 시스부가 연화 (Softening)이나 용융되기 시작하는 온도를 기준으로 정해진다. 상기 온도가 상기 범위 보다 낮을 경우 수분 건조가 어렵고, 이성분 폴리머 섬유 (시스부)의 연화도 충분히 발생하지 않아서 시트 형상으로 건조 후 수분이 남아있게 되거나, 시트가 고정된 성상을 가지기 어렵습니다. 반대로 상기 온도가 상기 범위 보다 높을 경우 이성분 폴리머 섬유의 시스부가 완전히 용융되어서 균일하게 이성분 폴리머 섬유에서 피브릴화 천연섬유로 전이되기 어렵다. 또한 용융 온도 이상에서 이성분 폴리머 섬유의 시스부 폴리머의 변질이 일어날 우려도 있다.
In the method of manufacturing the porous fiber-reinforced composite, the heat treatment and drying of the formed web may be performed at a temperature lower than the melting temperature of about 30°C to about 30°C. The temperature range is determined based on the temperature at which the sheath portion of the bicomponent polymer fiber begins to soften or melt. If the temperature is lower than the above range, it is difficult to dry moisture, and the two-component polymer fiber (sheath part) does not sufficiently soften, so moisture remains after drying in a sheet shape, or it is difficult for the sheet to have fixed properties. Conversely, when the temperature is higher than the above range, the sheath portion of the bicomponent polymer fiber is completely melted, and it is difficult to uniformly transfer from the bicomponent polymer fiber to the fibrillated natural fiber. In addition, there is a fear that the sheath polymer of the bicomponent polymer fiber may deteriorate above the melting temperature.

이성분 폴리머 섬유의 코어부 단면 직경을 적절히 하고, 적절한 열처리 온도에서 열처리 및 건조함으로써 이성분 폴리머 섬유의 코어가 용융되지 않고 섬유상의 입자로 제조된 다공성 섬유강화 복합재 내에 포함되도록 제조될 수 있다.
By appropriately setting the cross-sectional diameter of the core portion of the bi-component polymer fiber, heat treatment and drying at an appropriate heat treatment temperature, the core of the bi-component polymer fiber is not melted and can be prepared so as to be included in a porous fiber-reinforced composite made of fibrous particles.

상기 습식 초지 공정을 수행하는 중 슬러리의 수용액 내에서 섬유가 고르게 혼합된 후 콘베이어 벨트를 따라 이동하는 메쉬를 따라가면서 습식 웹 (Hydro-entangled web)을 형성하게 되는데, 섬유들이 따라 올라가는 과정에서 경사를 부여함으로써 상기 제조된 복합재 시트가 배향성을 가지게 할 수 있다. 이와 같이 배향성이 부여된 복합재 시트를 적층하여 얻어진 상기 다공성 섬유강화 복합재의 판재는 섬유 성분에 일 방향에 대한 배향성을 부여함으로써 그 일 방향에 대항 강도를 더욱 강화할 수 있다. During the wet papermaking process, the fibers are evenly mixed in the aqueous solution of the slurry, and then a hydro-entangled web is formed while following the mesh moving along the conveyor belt. By imparting, the prepared composite sheet can have orientation. The sheet material of the porous fiber-reinforced composite material obtained by laminating the composite sheet having the orientation imparted as described above can further enhance the strength against the one direction by imparting orientation to the fiber component in one direction.

이와 같이, 상기 다공성 섬유강화 복합재의 판재는 적용하고자 하는 용도에 맞게 선택적으로 배향성이 부여되도록 제조할 수 있다. In this way, the sheet material of the porous fiber-reinforced composite material can be prepared so as to selectively impart orientation to the intended use.

예를 들어, 헤드 박스에서 컨베이어 벨트로 섬유가 이송되며 복합재 시트를 형성하게 될 때, 상기 복합재 시트가 형성되는 부분에 경사도를 부여함으로써 (inclined web formation), 평면적인 컨베이어 벨트에 비해 섬유가 MD(Machine direction) 방향으로 잘 누울 수 있도록 공정을 설계할 수 있다. 방향성은 MD(Machine direction) 방향과 CD(Cross direction) 방향으로 구분하여 부여될 수 있고, CD 방향에 비해 MD 방향으로 방향성을 부여하는 것이 더 용이하다.
For example, when fibers are transferred from a headbox to a conveyor belt and a composite sheet is formed, by giving an inclination to the portion where the composite sheet is formed (inclined web formation), the fibers are MD ( The process can be designed to lie well in the machine direction) direction. Directionality may be divided into a machine direction (MD) direction and a cross direction (CD) direction, and it is easier to give direction in the MD direction than in the CD direction.

상기 슬러리 용액은 가교제, 또는 추가적인 바인더와 같은 첨가제를 더 포함할 수 있다.The slurry solution may further include an additive such as a crosslinking agent or an additional binder.

상기 가교제는 피브릴화 천연섬유와 이성분 폴리머 섬유간 화학적 결합력 강화시키는 작용을 하고, 예를 들어, 실란계 화합물, 말레산계 화합물 등을 사용할 수 있다.The crosslinking agent acts to strengthen the chemical bonding strength between the fibrillated natural fiber and the two-component polymer fiber, and, for example, a silane-based compound, a maleic acid-based compound, or the like may be used.

상기 가교제의 함량은 전체 섬유 (피브릴화 천연섬유와 이성분 폴리머 섬유의 합) 100 중량부 대비 0 내지 5 중량부일 수 있다.The content of the crosslinking agent may be 0 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the total fiber (sum of fibrillated natural fiber and bicomponent polymer fiber).

상기 추가적인 바인더는 전분, 카제인, 폴리비닐알콜(PVA), 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC) 등의 수용성 폴리머; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드 등의 에멀젼류; 시멘트류, 황산칼슘계 Clay, 규산나트륨, 규산알루미나, 규산칼슘의 무기계 화합물 등을 사용할 수 있다.The additional binder may include water-soluble polymers such as starch, casein, polyvinyl alcohol (PVA), carboxymethyl cellulose (CMC), and the like; Emulsions such as polyethylene, polypropylene, and polyamide; Cements, calcium sulfate-based clay, sodium silicate, alumina silicate, inorganic compounds of calcium silicate, and the like can be used.

상기 추가적인 바인더의 함량은 전체 섬유 (피브릴화 천연섬유와 이성분 폴리머 섬유의 합) 100 중량부 대비 약 0 내지 약 5 중량부일 수 있다.
The content of the additional binder may be from about 0 to about 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the total fibers (sum of fibrillated natural fibers and bicomponent polymer fibers).

상기 다공성 단일 수지 섬유 복합재의 판재는 적어도 2장 이상의 여러 장의 복합재 시트를 압착시켜 형성되고, 구체적으로, 최종제품의 목적하는 단위면적당 중량에 맞게 몇 장을 적층할 지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 복합재 시트를 목적하는 제품의 최종 단위면적당 중량이 1200g/m2 라면, 대략 2장 내지 12장 적층한 뒤, 열과 압력을 가하여 열프레스 성형하여 다공성 단일 수지 섬유 복합재의 판재를 제조할 수 있다.
The sheet material of the porous single resin fiber composite material is formed by pressing at least two or more multiple sheets of the composite material, and specifically, it is possible to determine how many sheets to be stacked according to the desired weight per unit area of the final product. For example, if the weight per final unit area of the product for the composite sheet is 1200 g/m 2 , approximately 2 to 12 sheets are stacked, and then heat press-molded by applying heat and pressure to produce a sheet of porous single resin fiber composite. can do.

상기 열프레스 성형은 상기 이성분 폴리머 섬유의 시스부가 용융될 수 있는 온도이면서 코어부는 용융되지 않는 온도에서 수행할 수 있다. 이러한 온도 범위에서 수행하게 되면 시스부가 용융되면서 상기 복합재 시트간 계면이 융착될 수 있다. The hot press molding may be performed at a temperature at which the sheath portion of the bicomponent polymer fiber can be melted and at a temperature at which the core portion is not melted. When performed in this temperature range, the sheath portion is melted and the interface between the composite sheets may be fused.

구체적으로, 상기 열프레스 성형은 약 100 내지 약 180℃의 온도에서 약 1 내지 약 30bar 의 압력을 가하여 상기 복합재 시트를 라미네이팅 성형하여 다공성 단일 수지 섬유 복합재의 판재를 제조할 수 있다.Specifically, the hot press molding may be performed by laminating the composite sheet by applying a pressure of about 1 to about 30 bar at a temperature of about 100 to about 180°C to manufacture a sheet of a porous single resin fiber composite.

상기 열프레스 성형은 더블벨트프레스 성형에 의해 연속적으로 다공성 단일 수지 섬유 복합재의 판재가 제조될 수 있도록 수행할 수 있다.
The hot press molding may be performed so that a plate of a porous single resin fiber composite can be continuously manufactured by double belt press molding.

또 다른 구현예에 따라 상기 다공성 단일 수지 섬유 복합재의 판재를 하기와 같이 제조할 수 있다. 먼저, 피브릴화 천연섬유 및 이성분 폴리머 섬유를 배합한 뒤, 배합된 섬유들은 첨가제가 포함된 수용액 내에서 교반 과정을 거친 후, 웹 형성이 가능한 헤드 박스 (head box)로 이송된다. 헤드 박스 내의 슬러리는 진공 흡기 시스템을 통과하면서 습식 웹을 형성하게 되고, 이는 건조기를 통과하면서 시트 형태의 복합재 시트로 제조된다. 상기 복합재 시트의 중량은 추후 열 성형의 용이하기 위해 평방미터 당 약 50g 내지 약 600g이 되도록 한다. 건조 온도는 이성분 폴리머 섬유의 시스부가 바인더 역할을 할 수 있도록 시스부 소재에 따라 약 100℃ 내지 약 180℃로 설정한다. 제조된 복합재 시트는 용도에 따라 잘라 낸 후 적층하고 이를 열압착 프레스를 통해 판상의 약 2 mm 내지 약 8 mm 두께의 다공성 단일 수지 섬유 복합재의 판재를 제조한다.According to another embodiment, a plate of the porous single resin fiber composite material may be prepared as follows. First, fibrillated natural fibers and bi-component polymer fibers are blended, and the blended fibers are stirred in an aqueous solution containing an additive, and then transferred to a head box capable of forming a web. The slurry in the head box forms a wet web as it passes through the vacuum intake system, which is made into a sheet-like composite sheet while passing through the dryer. The weight of the composite sheet is set to be about 50 g to about 600 g per square meter for ease of subsequent thermoforming. The drying temperature is set at about 100° C. to about 180° C. depending on the sheath material so that the sheath portion of the bicomponent polymer fiber can serve as a binder. The prepared composite sheet is cut out and laminated according to the use, and a sheet of a porous single resin fiber composite material having a thickness of about 2 mm to about 8 mm in a plate shape is manufactured through a thermocompression press.

예를 들어, 상기 다공성 단일 수지 섬유 복합재의 판재는 약 200 ℃에서 가열한 뒤, 다시 상온의 프레스로 이송한 다음 프레스 성형을 하여 2~4 mm 두께의 판재로 제조될 수 있다.
For example, the sheet material of the porous single resin fiber composite may be heated at about 200° C., transferred to a press at room temperature, and then press-molded to form a sheet having a thickness of 2 to 4 mm.

이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러한 하기한 실시예는 본 발명의 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, examples and comparative examples of the present invention will be described. The following examples are only examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

(( 실시예Example ))

실시예Example 1 One

우선 천연섬유는 수계 분산성 확보를 위해 길이 12mm, 두께 1 mm를 가지는 케나프원사 펠렛을 준비하였다. 이성분 폴리머 섬유는 폴리에스테르 코어부와 저융점 폴리에스테르 시스부가 50:50의 중량비를 가지면서, 수계 분산성 확보를 위해 길이가 5mm이고, 20㎛ 단면 직경를 가지는 섬유를 준비하였다. 상기 천연 섬유 40 중량부 및 상기 이성분 폴리머 섬유 60 중량부로 배합하고, 이 때, 천연 섬유 및 이성분 폴리머 섬유의 섬유 총 함량은 물 1L당 2g이 되도록 하였다. 믹싱탱크에서 고속임펠러를 통한 교반 과정을 통해 케나프 섬유 펠렛을 섬유 두께인 100㎛ 로 섬유 가닥 (필라멘트)으로 해리시켰다. 이후 믹싱태크에서 그라인더를 구비한 펄퍼로 이동시키면서 물 1L당 섬유 (케나프 섬유와 이성분 폴리머 섬유의 합) 200g의 비를 갖는 슬러리를 만들었다. 이후 고속으로 펄핑 공정을 수행하게 되면서 케나프 섬유의 정련 과정과 동시에 나노 피브릴화되었다. 상기 피브릴화된 케나프 섬유 (피브릴화 천연섬유)를 SEM 이미지 분석으로 나노피브릴 가지의 직경을 측정해본 결과 5nm 내지 50nm로 형성되었음을 확인하였다. First, natural fibers were prepared with kenaf yarn pellets having a length of 12 mm and a thickness of 1 mm to ensure aqueous dispersion. As for the two-component polymer fiber, a fiber having a length of 5 mm and a cross-sectional diameter of 20 μm was prepared in order to secure water-based dispersibility while having a weight ratio of 50:50 to the polyester core portion and the low-melting polyester sheath portion. 40 parts by weight of the natural fiber and 60 parts by weight of the bi-component polymer fiber were mixed, and the total fiber content of the natural fiber and the bi-component polymer fiber was 2 g per 1 liter of water. The kenaf fiber pellets were dissociated into fiber strands (filaments) with a fiber thickness of 100 μm through a stirring process through a high-speed impeller in a mixing tank. Then, while moving from the mixing tack to a pulper equipped with a grinder, a slurry having a ratio of 200 g of fibers per liter of water (sum of Kenaf fibers and bicomponent polymer fibers) was prepared. Subsequently, as the pulping process was performed at high speed, nanofibrillation was performed simultaneously with the refining process of the kenaf fibers. It was confirmed that the fibrillated kenaf fibers (fibrillated natural fibers) were formed in 5 nm to 50 nm as a result of measuring the diameter of the nanofibril branches by SEM image analysis.

수용액 슬러리를 헤드 박스 내에서 진공흡입장치를 통해 웹을 형성하도록 습식 초지 공정을 수행하였다. 웹 형성 후 140℃의 오븐 드라이어를 통과시켜 수분을 완전하게 건조시켜 복합재 시트를 제조하였다. 건조된 복합재 시트는 120 g/m2으로 대략 1.5mm 두께를 나타내었다. 복합재 시트를 1200 g/m2이 되도록 10장 적층한 후, 170℃, 5 bar 에서 핫 프레스 (Hot press)를 공정을 통해 1.5mm 두께의 복합재 예비성형 보드로 성형하였다. 이렇게 제조된 복합재 예비성형 보드를 IR 오븐 내에서 200℃에서 2분 동안 예열을 통해 팽창시키고, 상온의 몰드 프레스로 이송한 다음 1bar 압력을 가하여 몰드 프레싱을 수행하여 평균적으로 2.0mm 두께로 형성된 최종 몰드 성형된 제품을 완성하였다.
A wet papermaking process was performed so that the aqueous slurry was formed into a web through a vacuum suction device in the head box. After the web was formed, the moisture was completely dried by passing through an oven dryer at 140°C to prepare a composite sheet. The dried composite sheet had a thickness of approximately 1.5 mm at 120 g/m 2 . After 10 sheets of the composite sheet were stacked to be 1200 g/m 2 , a hot press was performed at 170° C. and 5 bar to form a 1.5 mm thick composite preformed board. The composite preformed board thus prepared is expanded by preheating for 2 minutes at 200°C in an IR oven, transferred to a mold press at room temperature, and then subjected to mold pressing by applying 1 bar pressure to form a final mold having an average thickness of 2.0 mm. The molded product was completed.

실시예Example 2 2

실시예 1에서 사용한 케나프 섬유 대신, 쥬트 섬유를 사용한 점을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 복합재 시트를 제조한 뒤, 이어서, 실시예 1에서와 동일한 방법으로 복합재 예비성형 보드를 성형한 뒤, 이를 다시 IR 오븐 내에서 200℃에서 2분 동안 예열을 통해 팽창시키고, 상온의 프레스로 이송한 다음 압력을 가하여 평균적으로 2.0mm 두께로 형성된 최종 몰드 성형된 제품을 완성하였다.
A composite sheet was prepared in the same manner as in Example 1, except that jute fibers were used instead of the kenaf fibers used in Example 1, and then the composite preformed board was molded in the same manner as in Example 1. Then, it was expanded through preheating at 200° C. for 2 minutes in an IR oven, transferred to a press at room temperature, and then pressure was applied to complete a final molded product having an average thickness of 2.0 mm.

실시예Example 3 3

실시예 1에서 물 1L당 섬유 100g의 비를 갖는 슬러리를 펄핑한 공정을 제외하고, 실시예 1에서와 동일한 방법으로 복합재 시트를 제조하였다. 상기 피브릴화된 케나프 섬유 (피브릴화 천연섬유)를 SEM 이미지 분석으로 나노피브릴 가지의 직경을 측정해본 결과 50nm 내지 100nm로 형성되었음을 확인하였다. A composite sheet was manufactured in the same manner as in Example 1, except for the process of pulping the slurry having a ratio of 100 g of fibers per 1 liter of water in Example 1. It was confirmed that the fibrillated kenaf fibers (fibrillated natural fibers) were formed in 50 nm to 100 nm as a result of measuring the diameter of the nanofibril branches by SEM image analysis.

이어서, 실시예 2에서와 동일한 방법으로 복합재 예비성형 보드를 성형한 뒤, 이를 다시 IR 오븐 내에서 200℃에서 2분 동안 예열을 통해 팽창시키고, 상온의 프레스로 이송한 다음 압력을 가하여 평균적으로 2.0mm 두께로 형성된 최종 몰드 성형된 제품을 완성하였다.
Subsequently, after the composite preformed board was molded in the same manner as in Example 2, it was expanded by preheating for 2 minutes at 200°C in an IR oven, transferred to a press at room temperature, and applied pressure to average 2.0 The final molded product formed in mm thickness was completed.

비교예Comparative example 1 One

실시예 1에서 물 1L당 섬유 400g의 비를 갖는 슬러리를 펄핑한 공정을 제외하고, 실시예 1에서와 동일한 방법으로 복합재 시트를 제조하였다. 상기 피브릴화된 케나프 섬유 (피브릴화 천연섬유)를 SEM 이미지 분석으로 나노피브릴 가지의 직경을 측정해본 결과 1㎛ 내지 20㎛로 형성되었음을 확인하였다. A composite sheet was manufactured in the same manner as in Example 1, except for the process of pulping the slurry having a ratio of 400 g of fibers per 1 L of water in Example 1. It was confirmed that the fibrillated kenaf fibers (fibrillated natural fibers) were formed to be 1 μm to 20 μm as a result of measuring the diameter of the nanofibril branches by SEM image analysis.

이어서, 실시예 2에서와 동일한 방법으로 복합재 예비성형 보드를 성형한 뒤, 이를 다시 IR 오븐 내에서 200℃에서 2분 동안 예열을 통해 팽창시키고, 상온의 프레스로 이송한 다음 압력을 가하여 평균적으로 2.0mm 두께로 형성된 최종 몰드 성형된 제품을 완성하였다.
Subsequently, after the composite preformed board was molded in the same manner as in Example 2, it was expanded by preheating for 2 minutes at 200°C in an IR oven, transferred to a press at room temperature, and applied pressure to average 2.0 The final molded product formed in mm thickness was completed.

비교예Comparative example 2 2

실시예 1에서, 펄핑 공정을 수행하지 않은 점을 제외하고 (케나프 섬유를 피브릴화하지 않음), 실시예 1에서와 동일한 방법으로 복합재 시트를 제조한 뒤, 이어서, 실시예 2에서와 동일한 방법으로 복합재 예비성형 보드를 성형한 뒤, 이를 다시 IR 오븐 내에서 200℃에서 2분 동안 예열을 통해 팽창시키고, 상온의 프레스로 이송한 다음 압력을 가하여 평균적으로 2.0mm 두께로 형성된 최종 몰드 성형된 제품을 완성하였다.
In Example 1, except that the pulping process was not performed (the kenaf fibers were not fibrillated), After preparing a composite sheet in the same manner as in Example 1, then, after forming a composite preformed board in the same manner as in Example 2, it is expanded through preheating for 2 minutes at 200°C in an IR oven. Then, it was transferred to a press at room temperature, and then pressure was applied to complete a final molded product formed with an average thickness of 2.0 mm.

비교예Comparative example 3 3

실시예 1에서 사용한 피브릴화된 케나프 섬유 대신 유리섬유를 사용한 점을 제외하고, 실시예 1에서와 동일한 방법으로 복합재 예비성형 보드를 성형한 뒤, 이를 다시 IR 오븐 내에서 200℃에서 2분 동안 예열을 통해 팽창시키고, 상온의 프레스로 이송한 다음 압력을 가하여 평균적으로 2.0mm 두께로 형성된 최종 몰드 성형된 제품을 완성하였다.
Except for using glass fibers instead of fibrillated kenaf fibers used in Example 1, the composite preformed board was molded in the same manner as in Example 1, and then again in an IR oven at 200°C for 2 minutes. During preheating, the product was expanded through preheating, transferred to a press at room temperature, and then pressure was applied to complete a final molded product having an average thickness of 2.0 mm.

평가 evaluation

실험예Experimental example 1 One

실시예 1-3 및 비교예 1-3에서 제조된 최종 몰드 성형된 제품에 대하여, 굴곡 강도 및 굴곡 탄성률의 기계적인 물성을 비교하였다. 굴곡 강도는 최종 몰드 성형된 제품을 각각 24 시간 동안 상온에서 방치한 후 측정하였다. For the final molded products prepared in Examples 1-3 and Comparative Examples 1-3, mechanical properties of flexural strength and flexural modulus were compared. The flexural strength was measured after the final molded products were allowed to stand at room temperature for 24 hours, respectively.

굴곡 강도 및 굴곡 탄성률은 최종 몰드 성형된 제품이 2mm 두께를 갖는 샘플에 대하여 ASTM D790 기준으로 측정하였다. 결과를 표 1에 기재하였다.
Flexural strength and flexural modulus were measured according to ASTM D790 for samples in which the final molded product had a thickness of 2 mm. The results are shown in Table 1.

구분division 굴곡강도 (MPa)Flexural strength (MPa) 굴곡탄성률 (GPa)Flexural modulus (GPa) 실시예 1Example 1 8181 6.36.3 실시예 2Example 2 6565 5.75.7 실시예 3Example 3 6363 5.95.9 비교예 1Comparative Example 1 5757 5.15.1 비교예 2Comparative Example 2 4545 3.63.6 비교예 3Comparative Example 3 3737 2.82.8

실험예Experimental example 2 2

실시예 1-3 및 비교예 1-3에서 제조된 최종 몰드 성형된 제품에 대하여, 내흡습성을 비교하였다. 측정은 최종 몰드 성형된 제품을 각각 24 시간 동안 상온에서 방치한 후 샘플의 일부를 가로세로 150x150mm의 크기로 채취하여 물에 2시간 침지 후 온도24℃, 습도 50% 환경조건에서 30분간 유지 후 측정하였다. For the final molded products prepared in Examples 1-3 and Comparative Examples 1-3, hygroscopic resistance was compared. For measurement, after leaving the final molded product at room temperature for 24 hours, a part of the sample was collected in a size of 150x150mm horizontally and vertically, immersed in water for 2 hours, and then maintained for 30 minutes at a temperature of 24℃ and 50% humidity. I did.

. .

결과를 표 2에 기재하였다.
The results are shown in Table 2.

구분division 흡습율(%)Moisture absorption rate (%) 실시예 1Example 1 44 실시예 2Example 2 55 실시예 3Example 3 99 비교예 1Comparative Example 1 2929 비교예 2Comparative Example 2 3434 비교예 3Comparative Example 3 33

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also present. It belongs to the scope of the invention.

1: 제1 섬유상 입자
2: 제2 섬유상 입자
3: 결착재
4: 피브릴화 천연섬유
5: 이성분 폴리머 섬유
5a: 코어부
5b: 시스부
1: first fibrous particle
2: second fibrous particles
3: binding material
4: Fibrillated natural fiber
5: bicomponent polymer fiber
5a: core part
5b: sheath

Claims (12)

제1 섬유상 입자; 제2 섬유상 입자; 및 상기 제1 섬유상 입자와 상기 제2 섬유상 입자를 결착시키는 결착재를 포함하고,
상기 제1 섬유상 입자와 상기 제2 섬유상 입자는 상기 결착재에 의해 결착되어 기공을 포함하는 불규칙한 망목 구조를 형성하고,
상기 제1 섬유상 입자는 나노피브릴 가지가 형성된 피브릴화 천연섬유이고,
상기 제1 섬유상 입자 및 상기 제2 섬유상 입자는 각각의 입자 표면에 상기 결착재에 의해 일부 또는 전체가 코팅되어 코팅부를 형성하고, 상기 각각의 표면에 형성된 코팅부가 서로 융착되어 결착되고,
상기 제2 섬유상 입자는 제1 열가소성 수지를 포함하고,
상기 결착재는 제2 열가소성 수지를 포함하고,
상기 제1 열가소성 수지의 융점이 상기 제2 열가소성 수지의 융점보다 높은
다공성 섬유강화 복합재.
First fibrous particles; Second fibrous particles; And a binder for binding the first fibrous particles and the second fibrous particles,
The first fibrous particles and the second fibrous particles are bound by the binder to form an irregular network structure including pores,
The first fibrous particles are fibrillated natural fibers in which nanofibril branches are formed,
The first fibrous particles and the second fibrous particles are partially or entirely coated on the surface of each particle by the binder to form a coating portion, and the coating portions formed on each surface are fused to each other to be bonded,
The second fibrous particles include a first thermoplastic resin,
The binder includes a second thermoplastic resin,
The melting point of the first thermoplastic resin is higher than the melting point of the second thermoplastic resin
Porous fiber reinforced composite.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 나노피브릴 가지의 직경이 1nm 내지 800 nm 인
다공성 섬유강화 복합재.
The method of claim 1,
The diameter of the nanofibrils branch is 1nm to 800nm
Porous fiber reinforced composite.
제1항에 있어서,
상기 제1 섬유상 입자의 함량 대 상기 제2 섬유상 입자와 상기 결착재의 함량의 합의 중량비가 20 : 80 내지 80 : 20 인
다공성 섬유강화 복합재.
The method of claim 1,
The weight ratio of the sum of the content of the first fibrous particle to the content of the second fibrous particle and the binder is 20: 80 to 80: 20
Porous fiber reinforced composite.
제1항에 있어서,
상기 제2 섬유상 입자 100 중량부 대비하여 상기 결착재의 중량은 40 중량부 내지 250 중량부인
다공성 섬유강화 복합재.
The method of claim 1,
The weight of the binder is 40 to 250 parts by weight relative to 100 parts by weight of the second fibrous particles.
Porous fiber reinforced composite.
제1항에 있어서,
상기 제1 섬유상 입자는 단면 직경이 20 ㎛ 내지 500 ㎛
다공성 섬유강화 복합재.
The method of claim 1,
The first fibrous particles have a cross-sectional diameter of 20 µm to 500 µm
Porous fiber reinforced composite.
제1항에 있어서,
상기 제1 열가소성 수지는 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 포함하는
다공성 섬유강화 복합재.
The method of claim 1,
The first thermoplastic resin is 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), Teflon (polytetrafluoroethylene), including at least one selected from the group consisting of a combination thereof
Porous fiber reinforced composite.
제1항에 있어서,
상기 제2 열가소성 수지는 폴리에스테르, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌(PE) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는
다공성 섬유강화 복합재.
The method of claim 1,
The second thermoplastic resin comprises at least one selected from the group consisting of polyester, polyethylene terephthalate, polypropylene, polyethylene (PE), and combinations thereof.
Porous fiber reinforced composite.
제1항에 있어서,
상기 제1 열가소성 수지의 융점이 160℃ 이상인
다공성 섬유강화 복합재.
The method of claim 1,
The melting point of the first thermoplastic resin is 160 ℃ or more
Porous fiber reinforced composite.
제1항에 있어서,
상기 제1 열가소성 수지의 비중이 1보다 큰
다공성 섬유강화 복합재.
The method of claim 1,
The specific gravity of the first thermoplastic resin is greater than 1
Porous fiber reinforced composite.
제1항에 있어서,
상기 제2 열가소성 수지의 융점이 200℃ 미만인
다공성 섬유강화 복합재.
The method of claim 1,
The melting point of the second thermoplastic resin is less than 200 ℃
Porous fiber reinforced composite.
제1항 및 제3항 내지 제11항 중 어느 한항의 다공성 섬유강화 복합재를 밀도가 0.2 g/cm3 내지 1.6 g/cm3 이고, 두께가 2mm 내지 8mm 이도록 압축한
판재.



The porous fiber-reinforced composite of any one of claims 1 and 3 to 11 is compressed to have a density of 0.2 g/cm3 to 1.6 g/cm3 and a thickness of 2mm to 8mm.
Plate.



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