KR102597522B1 - 천연섬유계 혼방 부직포층 및 폴리올레핀 수지층으로 구성된 친환경 다층시트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 T-다이 압출기에서 공급되는 두께 0.5 ∼ 10 mm의 중공 또는 비중공 천연섬유와 합성섬유와의 혼방 부직포 시트의 한 면 또는 양 면에 폴리올레핀 수지가 250 ∼ 350℃의 조건하에 용융 압출되어 두께 0.1 ∼ 3 mm의 폴리올레핀 수지 필름 또는 시트층이 결합 적층된 다층시트에 관한 것이다. 본 발명에 의한 다층시트는 우수한 기계적 물성 및 저취성을 가지면서도 함유된 탄소중립 소재인 천연섬유에 의한 친환경성을 가지는 것으로서 인스트루먼트 패널, 도어트림, 내장트림, 천정재, 카시트 등과 같은 자동차 내장재로서 유용하게 사용될 수 있다.
Description
본 발명은 천연섬유계 혼방 부직포층 및 폴리올레핀 수지층으로 구성된 친환경 다층시트에 관한 것이다.
보다 상세하게는 특정조건의 용융압출에 의해 천연섬유와 합성섬유와의 혼방 부직포 시트에 폴리올레핀 수지 필름 또는 시트 층이 결합 적층된 다층시트로서 우수한 기계적 물성 및 저취성을 가지면서도 함유된 탄소중립 소재인 천연섬유에 의한 친환경성을 가지는 자동차 내장재에 적합한 다층시트에 관한 것이다.
또한 상기 천연섬유에 있어서 중공 천연섬유를 사용함으로써 탁월한 경량성을 가짐과 함께 우수한 기계적 물성, 저취성 및 친환경성을 가지는 경량 자동차 내장재에 적합한 다층시트에 관한 것이다.
전 세계적으로 이산화탄소 배출에 의한 지구온난화가 심각해지자 이를 해결하고자 하는 탄소중립 실현 노력이 여러 분야별로 경주되고 있다.
식물의 경우 경작과 성장과정에서 대기에 존재하는 많은 양의 이산화탄소를 흡수하고 산소를 배출하기 때문에 탄소중립 소재로 불려지고 있으며, 이런 측면에서 종래 우수한 기계적 물성을 유지하면서 합성수지에 식물성 천연섬유를 가능한 많은 양 첨가된 자동차 내장재용 탄소중립 친환경 소재 제조기술 개발이 활발히 진행되고 있다.
가령 대한민국 등록특허 10-0941269호에서와 같이 상용성이 없는 친수성의 대나무 단섬유(천연섬유)와 소수성의 폴리프로필렌 수지에 무수말레인산 그라프트 폴리올레핀 수지를 상용화제로 도입한 혼합물을 압출기에서 컴파운딩하여 자동차 내장재에 적합한 천연섬유 강화 친환경 복합소재 제조를 시도하였지만 컴파운딩 동안에 분산을 위한 니더 블레이드와 실린더간, 압출기 스크류와 실린더 간 마찰 및 높은 열에 의해 천연섬유가 쉽게 탄화되어 기계적 물성이 저하되고 냄새 발생이 심각한 문제가 있어 특히 냄새 및 휘발성유기화합물(VOCs)에 민감한 자동차 내장재로의 적용은 매우 어려운 문제가 있다.
이에 가령 대한민국 특허등록 10-1543597호에서와 같이 복합소재 중 천연섬유와 열가소성 고분자 섬유의 혼합물로부터 펠트를 제조하는 제1 단계; 상기 펠트 표면에 액상 이소시아네이트를 분무 또는 도포하는 제2 단계 및 상기 액상 이소시아네이트가 분무된 펠트를 열간 압착하여 경화함으로써 자동차 내장재에 적합한 시트를 제조하는 방법이 제시되었는데, 이 방법에 의하면 컴파운딩 동안의 니더 블레이드와 실린더간, 압출기 스크류와 실린더 간 마찰 및 열에 의한 천연섬유의 탄화를 피할 수 있고 우수한 기계적물성을 확보할 수 있는 장점이 있지만 제조공정이 복잡하여 제조원가가 크게 올라가는 문제가 있고, 미반응 액상 이소시아네이트 잔류물로부터의 냄새 및 VOCs 발생이 심각하여 현실적으로 상업화되지 못하고 있다.
따라서 천연섬유의 마찰 및 열에 의한 천연섬유의 열분해를 최소화하고 우수한 기계적물성을 유지하면서 제조원가가 저렴하며, 냄새 발생이 획기적으로 경감된 자동차 내장재에 적합한 천연섬유 함유 친환경 소재의 제조 신기술 출현이 시급하다.
한편 자동차에서 10%의 ‘경량화’가 이뤄지면, 연비 3.8% 증가, 가속력증가 8%, 샤시 내구수명 증가 1.7배, 핸들 조향 능력 향상 6%, 제동거리 단축 5%, 배기가스 감소 등 차량 전반에 거쳐 극적인 변화가 일어나기 때문에 전세계 자동차업계는 경량화 기술개발이 하나의 메가트렌드이다.
특히 최근 메가트렌드로 점차 자리 잡고 있는 전기자동차 경우 다소 원가가 높아지더라도 경량화되면서 동시에 탄소중립 친환경 소재를 사용한 내장재를 채택하려는 분위기가 확대 추세에 있어 이런 소재의 개발이 전 세계적으로 활발히 진행되고 있으나 그 결과는 아직 미미하다.
결국 천연섬유 사용에 의한 탄소중립 효과 발현과 동시에 경량화가 이루어질 수 있는 획기적인 신소재와 이로부터 제조되는 가령 자동차 내장재의 출현이 갈망 되고 있으며 이는 매우 시급하고도 절실하다.
본 발명은 우수한 기계적 물성 및 저취성을 가지면서도 함유된 탄소중립 소재인 천연섬유에 의한 친환경성을 가지는 다층시트를 제공하고자 한다.
또한 본발명은 탁월한 경량성을 가짐과 함께 우수한 기계적 물성, 저취성 및 친환경성을 가지는 경량 자동차 내장재에 적합한 다층시트를 제공하고자 한다.
본 발명은 T-다이 압출기에서 공급되는 두께 0.5 ∼ 10 mm의 천연섬유와 합성섬유와의 혼방 부직포 시트의 한 면 또는 양 면에 폴리올레핀 수지가 250 ∼ 350℃의 조건하에 용융 압출되어 폴리올레핀 수지 필름 또는 시트층이 결합 적층된 다층시트를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 천연섬유는 중공 천연섬유 또는 비중공 천연섬유를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 중공 천연섬유는 케이폭 섬유를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 비중공 천연섬유는 목화, 목면화, 아마, 저마, 대마, 황마, 양마, 사라고, 사이랄, 마구에이, 분탈, 라피아, 에네겐으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 합성섬유는 폴리올레핀 섬유, 폴리에스터 섬유, 폴리아마이드 섬유, 및 폴리우레탄 섬유로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 합성섬유가 심초형 복합사인 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 폴리올레핀 수지는 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 에틸렌을 주성분으로 한 공중합체, 폴리프로필렌, 프로필렌을 주성분으로 한 공중합체, 폴리부텐으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 폴리올레핀 수지에 무수말레인산기 또는 에폭시기 함유 폴리올레핀 수지가 더 첨가될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 폴리올레핀 수지에 4차 암모니움 염 또는 4차 포스포니움 염이 더 첨가될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 폴리올레핀 수지에 폴리올레핀 엘라스토머가 더 첨가된 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 폴리올레핀 수지에 무기충진제, 윤활제, 산화방지제, 내열제, 자외선흡수제, 대전방지제, 소취제로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상이 더 첨가된 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 무기충진제가 탈크, 탄산칼슘, 실리카, 카올린, 알루미나, 월라스토나이트, 세피올라이트, 조노톨라이트, 이산화티탄, 유리섬유로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 혼방 부직포 시트에 직물 또는 편물 시트가 더 포함되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 폴리올레핀 수지 필름 또는 시트층의 두께는 0.1 ∼ 3 mm인 것인 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 다층시트를 일정 형상의 금형에 놓고 열압축에 의해 얻어진 친환경 자동차 내장재를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 다층시트를 일정 형상의 금형에 놓고 열압축에 의해 프리포밍하고, 폴리올레핀 수지를 후방사출하여 얻어진 친환경 자동차 내장재를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 천연섬유 및 합성섬유를 혼방한 혼방 부직포 시트; 및 상기 혼방 부직포 시트의 한 면 또는 양 면에 용융된 폴리올레핀 수지를 도포하고 T-다이 압출기로 압출하는 단계;를 포함하여 폴리올레핀 수지 필름 또는 시트층이 결합 적층된 다층시트를 제조하는 방법으로서, 상기 천연섬유는 두께가 0.5 ~ 10 mm이며, 상기 T-다이 압출기에서 용융된 폴리올레핀 수지의 용융온도는 250 ~ 350 ℃ 인 것인, 다층시트의 제조방법을 제공 할수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 상기 T-다이 압출기의 압출 온도는 290 ~ 340 ℃ 인 것을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 상기 T-다이 압출기의 압출 온도는 300 ~ 330 ℃ 인 것을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 천연섬유는 중공 천연섬유 또는 비중공 천연섬유인 것을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 합성섬유는 폴리올레핀 섬유, 폴리에스터 섬유, 폴리아마이드 섬유 및 폴리우레탄 섬유로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 폴리올레핀 수지는 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 에틸렌을 주성분으로 한 공중합체, 폴리프로필렌, 프로필렌을 주성분으로 한 공중합체, 폴리부텐으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 폴리올레핀 수지에 무기충진제, 윤활제, 산화방지제, 내열제, 자외선흡수제, 대전방지제, 소취제로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상이 더 첨가될 수 있다.
본 발명에 의한 다층시트는 특정조건의 용융압출에 의해 천연섬유와 합성섬유와의 혼방 부직포 시트에 폴리올레핀 수지 필름 또는 시트층이 결합 적층된 다층시트로서 우수한 기계적 물성 및 저취성을 가지면서도 함유된 탄소중립 소재인 천연섬유에 의한 친환경성을 가지는 것으로서 인스트루먼트 패널, 도어트림, 내장트림, 천정재, 카시트 등과 같은 자동차 내장재로서 유용하게 사용될 수 있다.
또한 상기 천연섬유에 있어서 중공 천연섬유를 사용할 경우 탁월한 경량성을 가짐과 함께 우수한 기계적 물성, 저취성 및 친환경성을 가지는 경량 자동차 내장재에 적합한 것이다.
도 1은 본 발명에 따르지 않은 다층시트 일예의 단면 SEM 이미지이다.
도 2는 본 발명에 따른 다층시트 일예의 단면 SEM 이미지이다.
도 3은 본 발명에 따른 다층시트 일예의 단면 SEM 이미지이다.
도 2는 본 발명에 따른 다층시트 일예의 단면 SEM 이미지이다.
도 3은 본 발명에 따른 다층시트 일예의 단면 SEM 이미지이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 T-다이 압출기에서 공급되는 두께 0.5 ∼ 10 mm의 천연섬유와 합성섬유와의 혼방 부직포 시트의 한 면 또는 양 면에 폴리올레핀 수지가 250 ∼ 350℃의 조건하에 용융 압출되어, 폴리올레핀 수지 필름 또는 시트층이 결합 적층된 다층시트에 관한 것이다.
또한 본 발명은 상기 천연섬유는 중공 천연섬유 또는 비중공 천연섬유인 다층시트일 수 있다.
또한 본 발명은 상기 중공 천연섬유는 케이폭 섬유인 다층시트일 수 있다.
또한 본 발명은 상기 비중공 천연섬유가 목화, 목면화, 아마, 저마, 대마, 황마, 양마, 사라고, 사이랄, 마구에이, 분탈, 라피아, 에네겐으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 다층시트일 수 있다.
또한 본 발명은 상기 합성섬유가 폴리올레핀 섬유, 폴리에스터 섬유, 폴리아마이드 섬유, 및 폴리우레탄 섬유로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 다층시트일 수 있다.
또한 본 발명은 상기 합성섬유가 심초형 복합사인 다층시트일 수 있다.
또한 본 발명은 상기 폴리올레핀 수지는 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 에틸렌을 주성분으로 한 공중합체, 폴리프로필렌, 프로필렌을 주성분으로 한 공중합체, 폴리부텐으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상인 다층시트일 수 있다.
본 발명에서 상기 주성분의 의미는 에틸렌 또는 프로필렌의 각각의 몰 비율이 50% 이상, 구체적으로 70% 이상, 구체적으로 90% 이상을 포함하는 것을 의미한다.
또한 본 발명은 상기 폴리올레핀 수지에 무수말레인산기 또는 에폭시기 함유 폴리올레핀 수지가 더 첨가된 것인 다층시트일 수 있다.
또한 본 발명은 상기 폴리올레핀 수지에 4차 암모니움 염 또는 4차 포스포니움 염이 더 첨가된 것인 다층시트일 수 있다.
또한 본 발명은 상기 폴리올레핀 수지에 폴리올레핀 엘라스토머가 더 첨가된 것인 다층시트일 수 있다.
또한 본 발명은 상기 폴리올레핀 수지에 무기충진제, 윤활제, 산화방지제, 내열제, 자외선흡수제, 대전방지제, 소취제로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상이 더 첨가된 것인 다층시트일 수 있다.
또한 본 발명은 상기 무기충진제가 탈크, 탄산칼슘, 실리카, 카올린, 알루미나, 월라스토나이트, 세피올라이트, 조노톨라이트, 이산화티탄, 유리섬유로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 다층시트일 수 있다.
또한 본 발명은 상기 혼방 부직포 시트에 직물 또는 편물 시트가 더 포함되는 다층시트일 수 있다.
또한 본 발명은 상기 얻어진 다층시트를 일정 형상의 금형에 놓고 열압축에 의해 얻어진 친환경 자동차 내장재일 수 있다.
또한 본 발명은 상기 얻어진 다층시트를 일정 형상의 금형에 놓고 열압축에 의해 프리포밍하고, 폴리올레핀 수지를 후방사출하여 얻어진 친환경 자동차 내장재일 수 있다.
본 발명에 있어 상기 중공 천연섬유로는 대표적으로 케이폭 섬유를 들 수 있다. 케이폭 섬유는 높이 10 ∼ 15 m에 달하는 교목의 다래에서 채취한 섬유이다. 다래의 모양은 면화와 다르며 길이는 10 ∼ 15 cm이며, 중앙부의 최대 직경은 4 ∼ 6 cm의 방사형이다. 이 다래는 성숙하면 저절로 벌어져서 속으로부터 섬유가 자라난다. 면화는 자란 것 그 자체가 밑으로 늘어지지만, 케이폭은 자란 것이 바람이 불면 씨앗이 부착된 채로 날아가 버리기 때문에 다래가 벌어지기 전에 수확한다. 씨앗은 면 씨앗보다 상당히 작고 붉은 색을 띄며, 씨앗과 섬유와는 가볍게 치기만 해도 쉽게 분리가 되므로 면화의 조면과 같은 번거로운 작업은 필요 없다. 케이폭 섬유의 길이는 일반적으로 18 ∼ 27 mm, 직경은 약 0.02 mm 정도이며 섬유 내부는 완전한 중공으로 되어 있고, 비중이 0.29로 극히 낮아 경량화 소재로서 매우 적합하다.
본 발명에 있어 상기 비중공 천연섬유로는 목화, 목면화, 아마, 저마, 대마, 황마, 양마, 사라고, 사이랄, 마구에이, 분탈, 라피아, 에네겐 등을 들 수 있고, 목화로부터 얻어지는 면섬유가 구하기도 쉽고 기계적 물성도 우수하며 경제성 면에서 가장 적절하다.
본 발명에 있어 합성섬유는 열가소성 수지를 사용하여 통상의 제조방법에 의해 얻어지는 합성섬유로서 가령 폴리올레핀 섬유, 폴리에스터 섬유, 폴리아마이드 섬유, 폴리우레탄 섬유 등을 들 수 있으며 이 중 기계적물성이 탁월하고 경제성이 뛰어난 폴리에스터 섬유가 가장 적절하다. 단일 재질로 된 상기 합성섬유도 있지만 이들의 조합으로 얻어진 가령 심(core)을 폴리프로필렌으로 하고 초(sheath)를 폴리에틸렌으로 한 복합사, 심을 폴리에스터로 하고 초를 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌로 한 복합사 등 심초형 복합사가 있을 수 있다. 또한 본 발명의 또다른 목적인 경량화를 위해서는 재질면에서 비중이 약 0.90인 폴리프로필렌 섬유가 바람직하고, 또한 가령 일본 Toray사의 중공 폴리에스터 섬유(상품명 Airlet) 등과 같은 중공 합성섬유를 사용하는 것도 좋다.
본 발명에 있어 상기 폴리올레핀 수지는 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 에틸렌을 주성분으로 한 공중합체, 폴리프로필렌, 프로필렌을 주성분으로 한 공중합체, 폴리부텐 등을 들 수 있으며, 폴리올레핀은 지글러계 촉매, 크롬계 촉매, 메타로센계 촉매 등을 이용한 중합방법에 의해 제조될 수 있으며, 공중합체는 랜덤 공중합체 또는 블록 공중합체의 형태일 수 있고, 분자구조는 어탁틱, 아이소탁틱 또는 신디오탁틱의 어느 것이라도 되고, 중합법은 저압법, 중압법 또는 고압법의 어느 것도 무방하다. 본 발명의 또다른 목적인 경량화 측면에서는 상기 폴리올레핀중 비중이 약 0.90인 폴리프로필렌, 프로필렌을 주성분으로 한 공중합체가 더욱 바람직하다.
앞서 설명했듯이 종래 탄소중립 대응 천연섬유 함유 자동차 내장재를 제조하는 대표적인 방법으로서는 친수성의 천연섬유 분말, 소수성의 폴리프로필렌 수지 및 무수말레인산 그라프트 폴리올레핀 수지 등과 같은 상용화제 혼합물을 니더, 단축 압출기, 2축 압출기 등에서 컴파운딩하여 얻어진 수지복합체를 사출성형에 의해 얻어졌다. 그러나 이 방법에 의하면 컴파운딩 동안에 천연섬유 분말의 고도 분산을 얻기 위해 니더 블레이드와 실린더간, 압출기 스크류와 실린더간 심한 마찰 및 높은 가공 열에 의해 천연섬유가 쉽게 탄화되어 기계적 물성이 저하되고 냄새 발생이 심각한 문제가 있어 그 개선이 시급하였다.
다른 방법으로는 천연섬유와 합성섬유의 혼합물로부터 펠트를 제조하는 제1 단계; 상기 펠트 표면에 액상 이소시아네이트를 분무 또는 도포하는 제2 단계 및 상기 액상 이소시아네이트가 분무된 펠트를 열간 압착하여 경화함으로써 자동차내장재에 적합한 시트를 제조하는 방법이 제시되었는데, 제조공정이 복잡하여 제조원가가 크게 올라가는 문제가 있고, 미반응 액상 이소시아네이트 잔류물로부터의 냄새 및 VOCs 발생이 심각한 문제점이 있어 이 역시 개선이 필요하였다.
이에 본 발명자들은 천연섬유 분말의 고도 분산을 얻기 위해 니더 블레이드와 실린더간, 압출기 스크류와 실린더간 심한 마찰 및 높은 가공 열에 의해 천연섬유가 쉽게 탄화되는 문제를 회피하기 위해 천연섬유 시트층와 폴리올레핀 수지 필름 또는 시트층과의 합지된 다층시트를 상정하였다.
그런데, 통상 천연섬유는 합성섬유 대비 기계적 물성이 취약한 단점이 있고, 특히 중공 천연섬유 경우 더더욱 기계적 물성이 열악한 문제가 있어 이를 해결하는 방법으로 천연섬유와 합성섬유와의 혼방 부직포 시트를 도입하였다.
또한 상기 종래기술처럼 냄새 발생 우려가 큰 액상 이소시아네이트 등을 사용하거나 다른 아크릴계 접착제, 우레탄계 접착제, 에폭시계 접착체 등 화학적 접착제를 사용하는 방법을 배제하고 또한 단순공정에 의한 낮은 제조원가 목표를 달성을 위해 폴리올레핀 수지의 압출에 의해 형성된 필름 또는 시트층과 천연섬유와 합성섬유와의 혼방 부직포 시트층과의 열접착을 시도하였다.
그러나 통상의 폴리올레핀 수지의 필름 또는 시트 제조 경우는 폴리올레핀 수지의 녹는점 대비 20 ∼ 40℃ 이상의 온도, 폴리프로필렌 단독중합체 녹는점이 165℃인 점을 감안할 때 최대 205℃ 이하의 압출 온도조건에서 실시하는데, 이에 따를 경우 폴리올레핀 필름 또는 시트층은 형성되었으나 천연섬유와 합성섬유와의 혼방 부직포 시트층과 금방 박리되는 심각한 문제가 발생하였다. 가령 도 1을 보면 열접착이 안된 공간이 존재하여 박리가 용이하게 발생될 수 있음을 짐작할 수 있다. 즉 친수성인 천연섬유와 합성섬유와의 혼방 부직포층과 소수성의 폴리올레핀 수지 필름 또는 시트층간의 결합력이 극히 미약하여 나타난 현상으로 파악되었다.
그러나 T-다이 압출기에서 공급되는 천연섬유와 합성섬유와의 혼방 부직포 시트의 한 면 또는 양 면에 폴리올레핀 수지를 250℃이상, 260℃ 이상. 270℃이상, 280℃ 이상, 290℃이상, 300℃ 이상, 310℃ 이상, 310℃ 이상, 320℃ 이상, 330℃ 이상, 320℃ 이상, 330℃ 이상, 340℃ 이상, 350℃ 이상, 370℃까지, 및 이들 수치들 사이의 온도일수 있고, 예를 들면, 250 ∼ 370℃ 범위, 좋기로는 270 ∼ 360℃ 범위, 더 좋게는 290~350℃, 아주 좋게는 300~340℃의 통상의 폴리올레핀의 성형온도보다 현저히 높은 온도에서 즉, 극히 높은 특정 온도조건하에 용융 압출한 결과 폴리올레핀 수지가 극도로 낮은 점도로 거의 물 같이 흐르면서 혼방 부직포 시트에 스며들어 냉각후에 소위 폴리올레핀 수지가 물리적으로 앵커링(anchoring)되는 모폴로지가 형성되어 이러한 강한 결합력에 의해 박리현상 없이 적층됨을 알게 되었다. 특히 290~350C에서는 더욱 우수한 엥커링과 더불어 섬유나 수지의 탄화가 없는 동시에 기계적물성이 현저히 상승하여 더욱 좋다.
도 2를 보면 비중공 천연섬유와 합성섬유와의 혼방 부직포 시트에 폴리올레핀 수지가 곳곳에 스며들어 빈 공간 없이 채워짐으로써 폴리올레핀 수지가 물리적으로 앵커링되어 박리없이 강하게 결합됨을 알 수 있다. 또한 도 3을 보면 중공 천연섬유와 합성섬유와의 혼방 부직포 시트 경우에도 폴리올레핀 수지가 곳곳에 스며들어 빈공간 없이 채워짐으로써 폴리올레핀 수지가 물리적으로 앵커링되어 박리없이 강하게 결합됨을 알 수 있다.
상기 용융압출에 의한 열접착 적층 공정 시 폴리올레핀 수지의 용융온도를 평상의 압출 시 가공온도 보다 현저히 높은 온도에서 압출함으로써, 형성된 폴리올레핀 수지 필름 또는 시트가 엥커링이 형성되어 박리될 우려가 없고, 또한 폴리올레핀 수지가 열분해되어 두께 균일성이 손상되고 기계적 물성이 떨어질 우려가 없어서 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.
결국 상기와 같은 천연섬유와 합성섬유와의 혼방 부직포 시트 층과의 폴리올레핀 수지의 필름 또는 시트 층과의 특정 고온의 용융압출에 의한 열접착 공정에 의해 기계적 물성이 탁월하고 냄새 발생이 없이 소취성이 우수하며 제조공정이 단순하여 제조원가가 매우 낮음과 더불어 함유된 탄소중립 소재인 천연섬유에 의한 친환경성을 가지는 자동차 내장재에 적합한 다층시트가 얻어지는 것을 보고 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명에 의한 다층시트 경우 천연섬유와 합성섬유와의 혼방 부직포 시트는 두께는 본 발명의 목적을 달성하는 한에서는 제한하지 않지만 예를 들면, 0.5 ∼ 10 mm의 것이 좋고 더욱 좋기로는 0.7 ∼ 7 mm의 것이 바람직하며, 폴리올레핀 수지 필름 또는 시트층은 두께 0.1 ∼ 3 mm의 것이 좋고 더욱 좋기로는 0.3 ∼ 2 mm의 것이 바람직하다.
상기 폴리올레핀 수지 필름 또는 시트층의 두께는 상기 부직포에서 함침되는 부분이 아닌 부직포 표면에서부터 측정한 두께이다.
상기와 같은 물리적 앵커링에 의한 천연섬유와 합성섬유와의 혼방 부직포 시트층과 폴리올레핀 필름 또는 시트층간의 결합으로도 충분한 목표 물성을 얻을 수 있지만 그 결합력을 더욱더 강화시키는 방법으로 상기 폴리올레핀 수지에 친수성 관능기인 무수말레인산기 또는 에폭시기 함유 폴리올레핀 수지를 소량 첨가하면 좋다. 이는 천연섬유의 주성분인 셀룰로오스에 함유된 수산기와 무수말레인산기 또는 에폭시기가 반응하여 공유결합을 형성함으로써 강한 친화력을 부여할 수 있기 때문이다.
상기 무수말레인산기 함유 폴리올레핀 수지의 구체적 예로서는 무수말레인산기 그라프트 저밀도 폴리에틸렌(DuPont사 Fusabond MB2260D), 무수말레인산기 그라프트 선형 저밀도 폴리에틸렌(DuPont사 Fusabond MB528D, Mitsui사 Admer GT6E), 무수말레인산기 그라프트 고밀도 폴리에틸렌(DuPont사 Fusabond MB100D), 무수말레인산기 그라프트 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체(DuPont사 Fusabond MC190D), 무수말레인산기 그라프트 에틸렌-프로필렌 고무(DuPont사 Fusabond MF416D), 무수말레인산기 그라프트 폴리프로필렌(DuPont사 Fusabond MD41D, Mitsui사 Admer QF460E) 등을 들 수 있다
또한 상기 에폭시기 함유 폴리올레핀의 구체적인 예로서는 Igetabond 2C(GMA 함량 6중량%, Sumitomo Chemical사제), Lotader AX8840(GMA 함량 8중량%, Arkema사제), Igetabond E(GMA 함량 12중량%, Sumitomo Chemical사제) 등과 같은 에틸렌-글리시딜메타크릴레이트 공중합체, Elvaloy PTW(GMA 함량 5중량%, DuPont사제)와 같은 에틸렌-부틸아크릴레이트-글리시딜메타크릴레이트 공중합체, Lotader AX8900 (GMA 함량 8중량%, Arkema사제)와 같은 에틸렌-메틸아크릴레이트-글리시딜메타크릴레이트 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 무수말레인산기 또는 에폭시기 함유 폴리올레핀 수지의 첨가량은 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대해 0.1 내지 10 중량부가 적절하고 좋기로는 0.5 내지 5 중량부가 바람직하다.
더욱 좋은 개선방안으로는 상기 폴리올레핀 수지에 친수성 관능기인 무수말레인산기 또는 에폭시기 함유 폴리올레핀과 더불어 4차 암모니움 염 또는 4차 포스포니움 염을 추가로 첨가해 주면 더욱 좋다. 천연섬유의 주성분인 셀룰로오스에 함유된 수산기와 무수말레인산기 또는 에폭시기가 반응하여 공유결합을 형성함에 있어 일종의 촉매로 작용하여 보다 강한 친화력을 부여할 수 있기 때문이다.
상기 4차 암모니움 염의 구체적인 예로서 테트라메틸 암모니움 브로마이드, 테트라에틸 암모니움 브로마이드, 테트라프로필 암모니움 브로마이드, 테트라부틸 암모니움 브로마이드, 테트라펜틸 암모니움 브로마이드, 테트라헥실 암모니움 브로마이드, 테트라메틸 암모니움 클로라이드, 테트라에틸 암모니움 클로라이드, 테트라프로필 암모니움 클로라이드, 테트라부틸 암모니움 클로라이드, 테트라부틸 암모니움 아이오다이, 테트라부틸 암모니움 하이드로젠 설페이트, 테트라부틸 암모니움 퍼클로레이트, 벤질트리메틸 암모니움 클로라이드, 벤질트리에틸 암모니움 클로라이드 등을 들 수 있고, 상기 4차 포스포니움 염의 구체적인 예로서 테트라부틸 포스포니움 브로마이드, 에틸트리페닐 포스포니움 브로마이드, 메틸트리부틸 포스포니움 클로라이드, 벤질트리페닐 클로라이드 등을 들 수 있다.
상기 4차 암모니움 염 또는 4차 포스포니움 염의 첨가량은 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대해 0.0001 내지 0.1 중량부가 적절하고 좋기로는 0.001 내지 0.05 중량부가 바람직하다.
또한 다층시트의 내충격성을 개선하기 위해 폴리올레핀 수지에 폴리올레핀 엘라스토머를 더 첨가할 수 있다.
또한 본 발명의 목적에 벗어나지 않은 범위내에서 상기 폴리올레핀 수지에 통상의 탈크, 탄산칼슘, 실리카, 카올린, 알루미나, 월라스토나이트, 세피올라이트, 조노톨라이트, 이산화티탄, 유리섬유 등과 같은 무기충진제, 윤활제, 산화방지제, 내열제, 자외선흡수제, 대전방지제 등을 첨가할 수 있다.
또한 본 발명은 상기 천연섬유와 합성섬유와의 혼방 부직포 시트에 직물 또는 편물 시트가 더 포함되는 다층시트일 수 있다. 직물 또는 편물 시트는 천연섬유 또는 합성섬유만의 것일 수 있고 천연섬유와 합성섬유와의 혼방의 것일 수 있다.
또한 본 발명은 상기 얻어진 다층시트를 일정 형상의 금형에 놓고 열압축에 의해 얻어진 친환경 자동차 내장재일 수 있다.
또한 본 발명은 상기 얻어진 다층시트를 일정 형상의 금형에 놓고 열압축에 의해 프리포밍하고, 폴리올레핀 수지를 후방사출하여 얻어진 친환경 자동차 내장재일 수 있다.
이렇게 얻어진 본 발명에 의한 천연섬유와 합성섬유와의 혼방 부직포 시트에 폴리올레핀 수지 필름 또는 시트층이 결합 적층된 다층시트는 우수한 기계적 물성 및 저취성을 가지면서도 함유된 탄소중립 소재인 천연섬유에 의한 친환경성을 가지는 인스트루먼트 패널, 도어트림, 내장트림, 천정재, 카시트 등과 같은 자동차 내장재에 적합하다.
또한 상기 천연섬유에 있어서 중공 천연섬유를 사용할 경우 탁월한 경량성을 가짐과 함께 우수한 기계적 물성, 저취성 및 친환경성을 가지는 경량 자동차 내장재에 적합하다.
본 발명의 다층시트의 제조방법에 대해 기술한다.
본 발명은 천연섬유 및 합성섬유를 혼방한 혼방 부직포 시트; 및 상기 혼방 부직포 시트의 한 면 또는 양 면에 용융된 폴리올레핀 수지를 도포하고 T-다이 압출기로 압출하는 단계;를 포함하는 폴리올레핀 수지 필름 또는 시트층이 결합 적층된 다층시트를 제조하는 방법으로서, 상기 천연섬유는 두께가 0.5 ~ 10 mm이며, 상기 T-다이 압출기에서 용융된 폴리올레핀 수지의 용융온도는 250 ~ 350 ℃ 인, 다층시트의 제조방법을 제공할 수 있다.
상기 혼방 부직포 시트에 한 면 또는 양 면에 용융된 폴리올레핀 수지를 도포하고 이를 T-다이 압출기로 압착하여 다층구조의 다층시트를 제조할 수 있다.본 발명의 일 양태에 따라, 상기 T-다이 압출기에서 용융된 폴리올레핀 수지의 용융온도는 290 ~ 340 ℃ 일 수 있으며, 구체적으로, 상기 T-다이 압출기에서 용융된 폴리올레핀 수지의 용융온도는 300 ~ 330 ℃ 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 천연섬유는 중공 천연섬유 또는 비중공 천연섬유일 수 있으나, 이에 대해서는 앞서 자세히 설명하였으므로 여기서는 생략한다.
상기 합성섬유는 폴리올레핀 섬유, 폴리에스터 섬유, 폴리아마이드 섬유 및 폴리우레탄 섬유로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있으나, 이에 대해서는 앞서 자세히 설명하였으므로 여기서는 생략한다.상기 폴리올레핀 수지는 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 에틸렌을 주성분으로 한 공중합체, 폴리프로필렌, 프로필렌을 주성분으로 한 공중합체, 폴리부텐으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 대해서는 앞서 자세히 설명하였으므로 여기서는 생략한다.
상기 폴리올레핀 수지에 무기충진제, 윤활제, 산화방지제, 내열제, 자외선흡수제, 대전방지제, 소취제로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상이 더 첨가될 수 있으나, 이에 대해서는 앞서 자세히 설명하였으므로 여기서는 생략한다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 자세히 설명하고자 한다. 하기의 실시예는 하나의 예시일 뿐 실시예에 한정하지 않는다.
하기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 다층시트의 친환경성의 척도로 천연섬유 함유량을 평가하였고, 경량화 척도로 밀도를 평가하였고, 기계적 물성의 척도로 굴곡강도 및 굴곡탄성율을 평가하였으며, 소취성의 척도로 자동차내장재 평가에서 채택하고 있는 냄새를 다음과 같이 평가하였다.
(천연섬유 함유량)
ASTM D6866에 의거 천연섬유 함유량을 평가하였다.
(밀도)
경량화의 척도로 ASTM D792에 준하여 복합시트 시료의 밀도를 측정하였다.
(굴곡강도)
KS M ISO 178에 준하여 시료의 굴곡강도(MPa)을 평가하였다.
(굴곡탄성율)
KS M ISO 178에 준하여 시료의 굴곡탄성율(MPa)을 평가하였다.
(냄새)
MS361-15에 의거 시료의 냄새를 평가하였다. 통상 3급 이하일 경우 합격으로 판정한다.
[실시예 1]
두께 4.5 mm의 비중공 천연섬유인 면 A와 합성섬유인 폴리에스터 섬유 A와의 60/40 비율의 혼방 부직포(부직포 A) 시트를 준비하였다. 폴리올레핀 수지로 용융 지수(230℃, 2.16Kg) 26.0g/10분, 밀도 0.90 g/cm3의 폴리프로필렌(롯데케미칼 L270A, PP A)를 준비하였다. 90Φ T-다이 압출기에서 공급되는 상기 부직포 A 시트의 한 면에 PP A가 305℃의 조건하에 용융 압출되어 두께 0.5 mm의 폴리올레핀 수지 시트층이 결합 적층된 다층시트를 제조하였다. 얻어진 다층시트 시료에 대한 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.
[실시예 2]
두께 4.1 mm의 비중공 천연섬유인 면 A와 합성섬유인 폴리에스터 섬유 A와의 80/20 비율의 혼방 부직포(부직포 B) 시트를 준비하였다. 90Φ T-다이 압출기에서 공급되는 상기 부직포 B 시트의 양 면에 PP A가 310℃의 조건하에 용융 압출되어 한 면 두께 0.3 mm, 총두께 0.6 mm의 폴리올레핀 수지 시트층이 결합 적층된 다층시트를 제조하였다. 얻어진 다층시트 시료에 대한 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.
[실시예 3]
두께 3.2 mm의 비중공 천연섬유인 면 A와 합성섬유인 폴리에스터 섬유 A와의 75/25 비율의 혼방 부직포(부직포 C) 시트를 준비하였다. 무수말레인산기 그라프트 폴리올레핀으로서 무수말레인산기 그라프트 폴리프로필렌(DuPont사, Fusabond MD41D, MAH-g-PP)를 준비하였다. 90Φ T-다이 압출기에서 공급되는 상기 부직포 C 시트의 한 면에 PP A 99.5 중량%, MAH-g-PP 0.5 중량%의 조성물이 300℃의 조건하에 용융 압출되어 두께 0.3 mm의 폴리올레핀 시트층이 결합 적층된 다층시트를 제조하였다. 얻어진 다층시트 시료에 대한 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.
[실시예 4]
두께 6.4 mm의 비중공 천연섬유인 면 A와 합성섬유인 폴리에스터 섬유 A와의 90/10 비율의 혼방 부직포(부직포 D) 시트를 준비하였다. 4차 암모니움 염으로서 테트라메틸암모늄 브로마이드(Aldrich Chemical사, TMAB)를 준비하였다 90Φ T-다이 압출기에서 공급되는 상기 부직포 D 시트의 양 면에 PP A 99.499 중량%, MAH-g-PP 0.5 중량%, TMAB 0.001 중량%의 조성물이 300℃의 조건하에 용융 압출되어 한 면 두께 0.6 mm, 총두께 1.2 mm의 폴리올레핀 수지 시트층이 결합 적층된 다층시트를 제조하였다. 얻어진 다층시트 시료에 대한 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.
[실시예 5]
중공 천연섬유로서 인도네시아 자바산으로 평균 섬유 길이 약 22 mm, 직경 약 0.02 mm인 케이폭섬유(KAPOK A)를 준비하였다. 두께 3.8 mm의 중공 천연섬유인 KAPOK A와 합성섬유인 폴리에스터 섬유 A와의 70/30 비율의 혼방 부직포(부직포 E) 시트를 준비하였다. 90Φ T-다이 압출기에서 공급되는 상기 부직포 E 시트의 양 면에 PP A가 315℃의 조건하에 용융 압출되어 한 면 두께 0.75 mm, 총두께 1.5 mm의 폴리올레핀 수지 시트층이 결합 적층된 다층시트를 제조하였다. 얻어진 다층시트 시료에 대한 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.
[실시예 6]
두께 3.2 mm의 중공 천연섬유인 KAPOK A와 합성섬유인 폴리에스터 섬유 A와의 75/25 비율의 혼방 부직포(부직포 F) 시트를 준비하였다. 90Φ T-다이 압출기에서 공급되는 상기 부직포 F 시트의 양 면에 PP A 98.25 중량%, MAH-g-PP 1.0중량%, TMAB 0.002 중량%의 조성물이 320℃의 조건하에 용융 압출되어 한 면 두께 0.4 mm, 총두께 0.8 mm의 폴리올레핀 수지 시트층이 결합 적층된 다층시트를 제조하였다. 얻어진 다층시트 시료에 대한 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.
[비교예 1]
길이 6 ~ 7㎜, 굵기 0.6 ~ 0.7㎜를 갖는 대나무 단섬유(미두, 대나무 섬유 A)를 준비하였다. PP A 68 중량%, 대나무 섬유 A 30 중량%, MAH-g-PP 2 중량%의 조성물을 2축 압출기를 사용하여 컴파운딩하여 천연섬유 30 중량% 함유 폴리프로필렌 복합체를 제조하였고 이를 사출성형하여 시트상 시료를 얻었다. 얻어진 시트상 시료에 대한 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.
[비교예 2]
압출온도를 195℃로 한 것외에는 실시예 2와 동일하게 실시하여 다층시트를 제조하였다. 얻어진 다층시트 시료에 대한 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.
[비교예 3]
압출온도를 230℃로 한 것외에는 실시예 2와 동일하게 실시하여 다층시트를 제조하였다. 얻어진 다층시트 시료에 대한 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.
[비교예 4]
압출온도를 240℃로 한 것외에는 실시예 5와 동일하게 실시하여 다층시트를 제조하였다. 얻어진 다층시트 시료에 대한 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.
| 구 분 | 시 료 내 역 | 물 성 | ||||||
| 천연섬유 함량 (중량%) |
밀도 (g/m3) |
굴곡 강도 (MPa) |
굴곡 탄성율 (MPa) | 냄새 (등급) |
||||
| 실시예 1 | 부직포층 : 천연섬유(면 A)/합성섬유(PET A) (=60/40) 혼방 사용, 두께 4.5 mm 폴리올레핀 수지층 : PP A 사용, 두께 0.5 mm 압출온도 : 305℃ |
54 | 1.06 | 51 | 3,200 | 1.5 | ||
| 실시예 2 | 부직포층 : 천연섬유(면 A)/합성섬유(PET A) (=80/20) 혼방 사용, 두께 4.1 mm 폴리올레핀 수지층 : PP A 사용, 두께 0.6 mm 압출온도 : 310℃ |
70 | 1.11 | 47 | 2,900 | 2 | ||
| 실시예 3 | 부직포층 : 천연섬유(면 A)/합성섬유(PET A) (=75/25) 혼방 사용, 두께 3.2 mm 폴리올레핀 수지층 : PP A, MAH-g-PP 사용, 두께 0.3 mm 압출온도 : 300℃ |
68 | 1.10 | 54 | 3,700 | 2 | ||
| 실시예 4 | 부직포층 : 천연섬유(면 A)/합성섬유(PET A) (=90/10) 혼방 사용, 두께 6.4 mm 폴리올레핀 수지층 : PP A, MAH-g-PP, TMAB 사용, 두께 1.2 mm 압출온도 : 300℃ |
76 | 1.13 | 61 | 4,100 | 2.5 | ||
| 실시예 5 | 부직포층 : 천연섬유(KAPOK A)/합성섬유 (PET A)(=70/30) 혼방 사용, 두께 3.8 mm 폴리올레핀 수지층 : PP A 사용, 두께 1.5 mm 압출온도 : 315℃ |
50 | 0.72 | 42 | 2,800 | 1.5 | ||
| 실시예 6 | 부직포층 : 천연섬유(KAPOK A)/합성섬유 (PET A)(=75/25) 혼방 사용, 두께 3.2 mm 폴리올레핀 수지층 : PP A, MAH-g-PP, TMAB 사용, 두께 0.8 mm 압출온도 : 320℃ |
60 | 0.66 | 51 | 3,300 | 2 | ||
| 비교예 1 | PP A 68중량%, 대나무 섬유 A 30중량%, MAH-g-PP 2 중량% 혼합물 사용, 2축 압출기 컴파운딩 후 사출 | 30 | 0.99 | 25 | 1,860 | 5 | ||
| 비교예 2 | 부직포층 : 천연섬유(면 A)/합성섬유(PET A) (=80/20) 혼방 사용, 두께 4.1 mm 폴리올레핀 수지층 : PP A 사용, 두께 0.6 mm 압출온도 : 195℃ |
70 | 박리발생 (평가곤란) |
2 | ||||
| 비교예 3 | 부직포층 : 천연섬유(면 A)/합성섬유(PET A) (=80/20) 혼방 사용, 두께 4.1 mm 폴리올레핀 수지층 : PP A 사용, 두께 0.6 mm 압출온도 : 230℃ |
70 | 0.87 | 39 | 1900 | 2 | ||
| 비교예 4 | 부직포층 : 천연섬유(KAPOK A)/합성섬유 (PET A)(=70/30) 혼방 사용, 두께 3.8 mm 폴리올레핀 수지층 : PP A 사용, 두께 1.5 mm 압출온도 : 240℃ |
50 | 박리발생 (평가곤란) |
2 | ||||
실시예 1 ~ 6을 살펴보면 무수말레인산기 함유 폴리올레핀 수지 또는 무수말레인산기 함유 폴리올레핀 수지와 촉매인 4차 암모늄염을 함께 추가로 사용하였을 때 더욱 기계적 물성이 우수함을 알 수 있으나 천연섬유 함유 폴리올레핀 수지 조성물을 2축 압출기를 이용해 컴파운딩 한 종래기술에 의한 비교예 1 및 2와 비교할 때 본 발명에 의한 실시예 경우가 기계적 물성이 탁월하고, 소취성이 우수하며 천연섬유 함유량이 매우 높음을 알 수 있다. 특히 실시예 5, 6에서와 같이 중공 천연섬유를 사용하였을 때에도 기계적 물성이 우수하면서 동시에 획기적인 경량화가 이루짐을 알 수 있다.
또한 실시예 2와 비교예 2 내지 3 및 실시예 5와 비교예 4를 비교해 볼 때 폴리올레핀 수지의 압출온도에 따라 극명하게 다층필름의 물성이 달라짐을 알 수 있다. 즉 상대적으로 낮은 압출온도에서 적층한 비교예 2의 샘플 경우 박리가 발생하는 큰 문제점이 있으나, 높은 압출온도에서 실시한 실시예 2의 샘플 경우 물리적인 앵커링 현상에 의해 박리없이 기계적 물성이 탁월함을 알 수 있다.
Claims (23)
- T-다이 압출기에서 공급되는 두께 0.5 ∼ 10 mm의 천연섬유와 합성섬유와의 혼방 부직포 시트의 한 면 또는 양 면에 폴리올레핀 수지가 250 ∼ 350℃의 조건하에 용융 압출되어 폴리올레핀 수지 필름 또는 시트층이 결합 적층된 다층시트.
- 제 1항에 있어서,
상기 천연섬유는 중공 천연섬유 또는 비중공 천연섬유인 다층시트.
- 제 2항에 있어서,
상기 중공 천연섬유는 케이폭 섬유인 다층시트.
- 제 2항에 있어서
상기 비중공 천연섬유가 목화, 목면화, 아마, 저마, 대마, 황마, 양마, 사라고, 사이랄, 마구에이, 분탈, 라피아, 에네겐으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 다층시트.
- 제 1항에 있어서
상기 합성섬유가 폴리올레핀 섬유, 폴리에스터 섬유, 폴리아마이드 섬유, 및 폴리우레탄 섬유로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 다층시트.
- 제 1항에 있어서,
상기 합성섬유가 심초형 복합사인 다층시트.
- 제 1항에 있어서,
상기 폴리올레핀 수지는 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 몰 비율이 50% 이상의 에틸렌으로 유래된 공중합체, 폴리프로필렌, 몰 비율이 50% 이상의 프로필렌으로 유래된 공중합체, 폴리부텐으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상인 다층시트.
- 제 1항에 있어서
상기 폴리올레핀 수지에 무수말레인산기 또는 에폭시기 함유 폴리올레핀 수지가 더 첨가된 것인 다층시트.
- 제 1항에 있어서,
상기 폴리올레핀 수지에 4차 암모니움 염 또는 4차 포스포니움 염이 더 첨가된 것인 다층시트.
- 제 1항에 있어서
상기 폴리올레핀 수지에 폴리올레핀 엘라스토머가 더 첨가된 것인 다층시트.
- 제 1항에 있어서
상기 폴리올레핀 수지에 무기충진제, 윤활제, 산화방지제, 내열제, 자외선흡수제, 대전방지제, 소취제로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상이 더 첨가된 것인 다층시트.
- 제 11항에 있어서
상기 무기충진제가 탈크, 탄산칼슘, 실리카, 카올린, 알루미나, 월라스토나이트, 세피올라이트, 조노톨라이트, 이산화티탄, 유리섬유로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 다층시트.
- 제 1항에 있어서
상기 혼방 부직포 시트에 직물 또는 편물 시트가 더 포함되는 다층시트.
- 제 1항에 있어서
상기 폴리올레핀 수지 필름 또는 시트층의 두께는 0.1 ∼ 3 mm인 것인, 다층시트.
- 제 1항 내지 제 14항에서 선택되는 어느 하나의 항에서 의해 얻어진 다층시트를 일정 형상의 금형에 놓고 열압축에 의해 얻어진 친환경 자동차 내장재.
- 제 1항 내지 제 14항에서 선택되는 어느 하나의 항에 의해 얻어진 다층시트를 일정 형상의 금형에 놓고 열압축에 의해 프리포밍하고, 폴리올레핀 수지를 후방사출하여 얻어진 친환경 자동차 내장재.
- 천연섬유 및 합성섬유를 혼방한 혼방 부직포 시트; 및
상기 혼방 부직포 시트의 한 면 또는 양 면에 용융된 폴리올레핀 수지를 도포하고 T-다이 압출기로 압출하는 단계;를 포함하여 폴리올레핀 수지 필름 또는 시트층이 결합 적층된 다층시트를 제조하는 방법으로서,
상기 천연섬유는 두께가 0.5 ~ 10 mm이며, 상기 T-다이 압출기에서 용융된 폴리올레핀 수지의 용융온도는 250 ~ 350 ℃ 인 것인, 다층시트의 제조방법.
- 제17 항에 있어서,
상기 T-다이 압출기의 압출 온도는 290 ~ 340 ℃ 인, 다층시트의 제조방법.
- 제17 항에 있어서,
상기 T-다이 압출기의 압출 온도는 300 ~ 330 ℃ 인, 다층시트의 제조방법.
- 제 17항에 있어서,
상기 천연섬유는 중공 천연섬유 또는 비중공 천연섬유인, 다층시트의 제조방법.
- 제 17항에 있어서
상기 합성섬유가 폴리올레핀 섬유, 폴리에스터 섬유, 폴리아마이드 섬유, 및 폴리우레탄 섬유로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인, 다층시트의 제조방법.
- 제 17항에 있어서,
상기 폴리올레핀 수지는 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 몰 비율이 50% 이상의 에틸렌으로 유래된 공중합체, 폴리프로필렌, 몰 비율이 50% 이상의 프로필렌으로 유래된 공중합체, 폴리부텐으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상인, 다층시트의 제조방법.
- 제 17항에 있어서
상기 폴리올레핀 수지에 무기충진제, 윤활제, 산화방지제, 내열제, 자외선흡수제, 대전방지제, 소취제로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상이 더 첨가된 것인, 다층시트의 제조방법.
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| KR1020220186604A KR102597522B1 (ko) | 2022-12-28 | 2022-12-28 | 천연섬유계 혼방 부직포층 및 폴리올레핀 수지층으로 구성된 친환경 다층시트 |
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