KR102673286B1 - Molded object, sandwich panel using same, and method for manufacturing same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리프로필렌 섬유, 케나프 섬유 및 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌을 포함하는 부직 섬유 집합체 구조인 성형체 및 이를 코어층으로 사용하는 샌드위치 패널과 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a molded body having a non-woven fiber aggregate structure containing polypropylene fibers, kenaf fibers, and maleic anhydride polypropylene, a sandwich panel using the same as a core layer, and a method of manufacturing the same.

Description

성형체, 이를 사용하는 샌드위치 패널 및 이의 제조방법{MOLDED OBJECT, SANDWICH PANEL USING SAME, AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}Molded body, sandwich panel using the same, and manufacturing method thereof {MOLDED OBJECT, SANDWICH PANEL USING SAME, AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}

본 발명은 성형체, 이를 사용하는 샌드위치 패널 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a molded body, a sandwich panel using the same, and a method of manufacturing the same.

통상의 샌드위치 패널은 금속 패널과 유사한 구조 강성을 가지면서도 경량화에 효과적이기 때문에 건축용 자재 등 다양한 분야에 사용되고 있다.Conventional sandwich panels have structural rigidity similar to metal panels while being effective in reducing weight, so they are used in various fields such as building materials.

이러한 샌드위치 패널은 알루미늄, 철 등으로 형성된 스킨층 사이에 코어층(성형체)을 형성하여 패널의 물성을 조절한다. 예를 들어, 코어층에 발포 수지 소재를 이용하여 패널의 경량화 효과를 높이거나, 일반 수지, 복합재 또는 발사우드(balsa wood) 소재를 이용하여 패널의 기계적 강도를 높인다. These sandwich panels control the physical properties of the panel by forming a core layer (molded body) between skin layers made of aluminum, iron, etc. For example, the lightweight effect of the panel is increased by using a foamed resin material in the core layer, or the mechanical strength of the panel is increased by using general resin, composite material, or balsa wood material.

그러나, 이와 같은 샌드위치 패널은 경량화 및 기계적 강도가 충분하지 못하고, 연신이 우수하지 못해 제품 적용에 한계점이 있다. 또한, 스킨층과 코어층 사이에 접착제를 도포하여 패널을 형성하는 경우, 층간 결합력이 약하여 가공시 성형성이 좋지 못한 문제점이 있다.However, such sandwich panels have limitations in product application because they are not lightweight, have insufficient mechanical strength, and are not excellent in elongation. In addition, when forming a panel by applying an adhesive between the skin layer and the core layer, there is a problem of poor formability during processing due to weak bonding between the layers.

본 발명에 관련된 배경기술로는 대한민국 특허공개 제 10-2017-0140111호가 있으며, 상기 문헌에는 샌드위치 패널 및 그의 제조방법이 개시되어 있다. Background technology related to the present invention includes Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0140111, which discloses a sandwich panel and its manufacturing method.

그러나, 상기 샌드위치 패널의 경우, 고밀도이고 높은 굴곡강도, 인장강도 등의 물성을 확보하였으나, 패널의 전단 강성, 처짐 정도, 이종 섬유 간의 결합력 그리고 중량 대비 높은 기계적 물성 확보를 위한 소재의 경량화에 문제가 있었다. However, in the case of the above sandwich panel, although it has high density and secured physical properties such as high bending strength and tensile strength, there are problems with the shear rigidity of the panel, degree of deflection, bonding strength between different fibers, and lightweighting of the material to secure high mechanical properties compared to weight. there was.

(특허문헌 1) 대한민국 공개특허공보 제 10-2017-0140111호, 샌드위치 패널 및 그의 제조방법(Patent Document 1) Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0140111, Sandwich panel and manufacturing method thereof

본 발명자들은 상기 문제를 해결하기 위해, 샌드위치 패널의 심재로 사용하는 부직포(부직 섬유 집합체)의 제조 시 폴리프로필렌(Poly propylene, PP) 섬유에 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌(Maleic anhydride polypropylene, MAPP)을 첨가한 후 케나프 섬유를 혼합하여 제조된 성형체 및 이를 사용하는 샌드위치 패널과 이의 제조방법에 대하여 연구하여, 본 발명을 완성시켰다.In order to solve the above problem, the present inventors used maleic anhydride polypropylene (MAPP) in polypropylene (PP) fibers when manufacturing non-woven fabric (non-woven fiber aggregate) used as the core material of sandwich panels. The present invention was completed by studying the molded body manufactured by adding and mixing kenaf fibers, the sandwich panel using the same, and the manufacturing method thereof.

따라서, 본 발명의 목적은 샌드위치 패널의 제조 시에 천연섬유의 인장물성에 영향을 미치는 결정성 고분자인 셀룰로오스(Cellulose)의 비율이 높아 인장물성이 높은 케나프(Kenaf) 섬유 소재를 이용하여, 낮은 밀도에서 심재의 기계적 강도를 향상시키면서도 심재와 스킨층 사이의 접합력이 향상되어 전단 강성이 향상되고 처짐 정도가 개선된 샌드위치 패널과 이의 제조방법을 제공하는 것이다.Therefore, the purpose of the present invention is to use Kenaf fiber material with high tensile properties due to a high proportion of cellulose, a crystalline polymer that affects the tensile properties of natural fibers, when manufacturing sandwich panels. The object of the present invention is to provide a sandwich panel and a manufacturing method thereof in which the mechanical strength of the core material is improved in density, while the adhesion between the core material and the skin layer is improved, thereby improving shear stiffness and the degree of deflection.

또한 본 발명의 목적은 샌드위치 패널의 제조 시에 폴리프로필렌 및 케나프 섬유와 함께 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌을 첨가하여, 이종 섬유 간의 결합력을 향상시켜 접촉 면적의 증가를 통해 높은 기계적 물성을 확보하는 샌드위치 패널과 이의 제조방법을 제공하는 것이다.In addition, the purpose of the present invention is to secure high mechanical properties by increasing the contact area by adding maleic anhydride polypropylene along with polypropylene and kenaf fibers during the production of sandwich panels to improve the bonding force between different fibers. To provide sandwich panels and their manufacturing methods.

본 발명의 제 1 측면에 따르면,According to the first aspect of the present invention,

폴리프로필렌 섬유, 케나프 섬유 및 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌을 포함하는 부직 섬유 집합체 구조인, 성형체를 제공한다.A molded body is provided, which is a non-woven fiber aggregate structure comprising polypropylene fibers, kenaf fibers, and maleic anhydride polypropylene.

본 발명의 일 구체 예에 있어서, 상기 부직 섬유 집합체 구조는 부직 섬유 집합체 구조의 총 중량 기준, 50 내지 80 중량%의 폴리프로필렌 섬유; 15 내지 45 중량%의 케나프 섬유 및 0.1 내지 14 중량%의 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌을 포함한다.In one embodiment of the present invention, the non-woven fiber aggregate structure includes 50 to 80% by weight of polypropylene fibers, based on the total weight of the non-woven fiber aggregate structure; 15 to 45% by weight of kenaf fiber and 0.1 to 14% by weight of maleic anhydride polypropylene.

본 발명의 일 구체 예에 있어서, 상기 부직 섬유 집합체 구조의 평량은 2700 내지 3500gsm이다.In one embodiment of the present invention, the basis weight of the nonwoven fiber aggregate structure is 2700 to 3500 gsm.

본 발명의 일 구체 예에 있어서, 상기 부직 섬유 집합체 구조의 겉보기 밀도는 0.4 내지 0.7 g/m3이다.In one embodiment of the present invention, the apparent density of the nonwoven fiber aggregate structure is 0.4 to 0.7 g/m 3 .

본 발명의 일 구체 예에 있어서, 상기 부직 섬유 집합체 구조의 모듈러스는 25 내지 45 GPa이고, 최대 하중은 1500 내지 3500 N이다.In one embodiment of the present invention, the modulus of the nonwoven fiber aggregate structure is 25 to 45 GPa, and the maximum load is 1500 to 3500 N.

본 발명의 일 구체 예에 있어서, 상기 부직 섬유 집합체 구조는 둘 이상의 부직 섬유 집합체가 접합된 구조이고, 상기 부직 섬유 집합체는 웹(Web)상 또는 시트(Sheet)상의 부직 섬유를 접착제로 접착시키거나, 열가소성 섬유를 이용하여 접착시킨 것이다.In one embodiment of the present invention, the non-woven fiber aggregate structure is a structure in which two or more non-woven fiber aggregates are bonded, and the non-woven fiber aggregate is formed by bonding non-woven fibers in the form of a web or a sheet with an adhesive. , it was bonded using thermoplastic fibers.

본 발명의 제 2 측면에 따르면, According to the second aspect of the invention,

코어층; 상기 코어층의 일면 이상에 적층된 스킨층; 및 상기 코어층과 스킨층을 접착하는 접착층;을 포함하고, 상기 코어층은 상기 성형체를 사용하는, 샌드위치 패널을 제공한다.core layer; a skin layer laminated on one or more surfaces of the core layer; and an adhesive layer for adhering the core layer and the skin layer, wherein the core layer uses the molded body.

본 발명의 일 구체 예에 있어서, 상기 스킨층은 알루미늄, 철, 스테인레스강(SUS), 마그네슘 및 전기아연도금강판(EGI)로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상이다.In one embodiment of the present invention, the skin layer is one or more selected from the group consisting of aluminum, iron, stainless steel (SUS), magnesium, and electrogalvanized steel sheet (EGI).

본 발명의 일 구체 예에 있어서, 상기 접착층은 올레핀계 접착제, 우레탄계 접착제, 아크릴계 접착제 및 에폭시계 접착제 중 1종 이상을 포함한다.In one embodiment of the present invention, the adhesive layer includes one or more of an olefin-based adhesive, a urethane-based adhesive, an acrylic-based adhesive, and an epoxy-based adhesive.

본 발명의 제 3 측면에 따르면, According to the third aspect of the present invention,

a) 폴리프로필렌 섬유와 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌을 혼합하여 혼합 섬유를 제조하는 단계; b) 상기 혼합 섬유에 케나프 섬유를 첨가하고, 가열 및 가압하여 부직 섬유 집합체를 제조하는 단계; c) 상기 부직 섬유 집합체에 분당 펀칭 횟수 300 내지 1000회, 이동속도 1 내지 8 m/min, 펀칭 밀도 100 내지 500 punches/cm2의 니들펀칭 공정을 진행하여 코어층을 제조하는 단계; d) 상기 코어층의 일면 이상에 접착층을 형성하는 단계; 및 e) 상기 접착층 상에 스킨층을 형성하는 단계;를 포함하는, 샌드위치 패널의 제조방법을 제공한다.a) mixing polypropylene fibers and maleic anhydride polypropylene to produce mixed fibers; b) adding kenaf fibers to the mixed fibers, heating and pressing to produce a non-woven fiber aggregate; c) manufacturing a core layer by performing a needle punching process on the nonwoven fiber aggregate at a number of punches of 300 to 1000 times per minute, a moving speed of 1 to 8 m/min, and a punching density of 100 to 500 punches/cm 2 ; d) forming an adhesive layer on at least one side of the core layer; and e) forming a skin layer on the adhesive layer.

본 발명에 따른 샌드위치 패널은, 샌드위치 패널의 심재로 사용되는 부직포 제조시 폴리프로필렌에 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌을 첨가한 후 케나프 섬유를 혼합하여, 낮은 밀도에서도 이종 섬유 간의 결합력 향상을 통해 기계적 강도가 개선된 성형체를 제조하고, 이를 사용한 심재와 스킨층 사이의 접합력을 향상시킨 샌드위치 패널을 제공한다. 상기의 효과를 가지는 샌드위치 패널은 가전용 구조재(TV백커버, 세탁기용 보드 등), 건축용 내외장 보드, 자동차 내외장재, 기차/선박/항공기용 내외장재, 각종 칸막이용 보드, 엘리베이터 구조재 등에 사용되기에 적합하다.The sandwich panel according to the present invention is made by adding maleic anhydride polypropylene to polypropylene and then mixing it with kenaf fibers when manufacturing the non-woven fabric used as the core material of the sandwich panel, thereby improving the bonding strength between heterogeneous fibers even at low density. A molded body with improved strength is manufactured, and a sandwich panel with improved adhesion between the core material and the skin layer using the same is provided. Sandwich panels with the above effects are suitable for use in structural materials for home appliances (TV back covers, washing machine boards, etc.), interior and exterior boards for construction, interior and exterior materials for automobiles, interior and exterior materials for trains/ships/aircraft, various partition boards, and elevator structural materials. do.

도 1은 본 발명에 따른 샌드위치 패널을 개략적으로 도식화한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예 3의 코어층 표면을 촬영한 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 비교예 1의 코어층 표면을 촬영한 사진이다.
Figure 1 is a schematic diagram of a sandwich panel according to the present invention.
Figure 2 is a photograph of the surface of the core layer of Example 3 according to the present invention.
Figure 3 is a photograph taken of the core layer surface of Comparative Example 1 according to 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.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and will be implemented in various different forms. The present embodiments only serve to ensure that the disclosure of the present invention is complete and that common knowledge in the technical field to which the present invention pertains is not limited. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 성형체 및샌드위치 패널에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the molded body and sandwich panel according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

본 발명자들의 실험 결과, 종래의 샌드위치 패널에 사용되는 심재의 경우, 기존부터 사용되었던 무극성인 폴리프로필렌 섬유의 특성상 섬유 간의 결합력이 떨어져 심재의 기계적 물성을 향상시키는데 제조상 어려움이 존재하여, 심재의 결합력을 향상시키기 위한 연구의 필요성이 있었다.As a result of the present inventors' experiments, in the case of the core material used in conventional sandwich panels, the bonding force between fibers is low due to the nature of the non-polar polypropylene fibers that have been used previously, so there is a manufacturing difficulty in improving the mechanical properties of the core material, so the bonding strength of the core material is reduced. There was a need for research to improve.

또한, 심재로 사용되는 부직 섬유 집합체 구조를 제조할 때, 폴리프로필렌에 셀룰로오스(Cellulose)를 기반으로 하는 천연섬유인 케나프 섬유를 혼합하여 사용하였으나, 양 섬유 간의 결합력이 떨어져 기계적 물성이 개선되는데 한계가 있는 문제점이 있었다.In addition, when manufacturing a non-woven fiber aggregate structure used as a core material, a mixture of polypropylene and kenaf fiber, a natural fiber based on cellulose, was used, but the bonding strength between the two fibers was low, which limited the improvement of mechanical properties. There was a problem.

본 발명의 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 심재로 사용되는 부직 섬유 집합체 구조를 제조할 때, 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌을 함께 첨가하여 바인더로 사용함으로써, 폴리프로필렌/케나프 섬유 간의 접촉면적 증가를 통해 결합력을 향상시켜 모듈러스, 최대 하중 등의 기계적 물성을 개선시킨 샌드위치 패널을 제조하기에 이르렀다.In order to solve the above problems, the inventors of the present invention added maleic anhydride polypropylene and used it as a binder when manufacturing a non-woven fiber aggregate structure used as a core material, thereby forming a bond between polypropylene/kenaf fibers. By increasing the contact area and improving the bonding force, a sandwich panel with improved mechanical properties such as modulus and maximum load was produced.

성형체molded body

본 발명에 따른 성형체는 폴리프로필렌 섬유, 케나프 섬유 및 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌을 포함하는 부직 섬유 집합체 구조이다.The molded body according to the present invention is a non-woven fiber aggregate structure comprising polypropylene fibers, kenaf fibers and maleic anhydride polypropylene.

상기 부직 섬유 집합체 구조는 부직 섬유 집합체 구조의 총 중량 기준, 50 내지 80 중량%의 폴리프로필렌 섬유; 15 내지 45 중량%의 케나프 섬유; 및 0.1 내지 14 중량%의 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌;을 포함할 수 있다.The non-woven fiber aggregate structure includes 50 to 80% by weight of polypropylene fibers, based on the total weight of the non-woven fiber aggregate structure; 15 to 45% by weight of kenaf fiber; and 0.1 to 14% by weight of maleic anhydride polypropylene.

본 발명에 있어서 '부직 섬유 집합체 구조'는 둘 이상의 부직 섬유 집합체가 접합된 구조이고, '부직 섬유 집합체'라 함은, 웹(Web)상 또는 시트(Sheet)상의 부직 섬유를 접착체로 접착시키거나, 열가소성 섬유를 이용하여 접착시킨 것을 말하며, 본 발명에 따른 성형체는 섬유가 서로 엉켜 있는 부직 섬유 집합체를 가지고 있기 때문에, 상기 케나프 섬유의 전부 또는 일부는 바인더에 의하여 융착되고, 따라서 상기 성형체 내에는 자연 기공이 포함되어, 통기성이 양호해지고, 경량화를 향상시킬 수 있다. 즉, 섬유들이 서로 엉키면서 형성된 자연 기공을 가지기 때문에, 발포제와 같은 첨가제에 의해 인위적으로 기공을 형성하는 경우와 달리 비발포성 코어이므로, 제조비용을 절감할 수 있으며, 발포 공정을 생략할 수 있어 공정 효율도 높일 수 있다. In the present invention, 'non-woven fiber aggregate structure' is a structure in which two or more non-woven fiber aggregates are joined, and 'non-woven fiber aggregate' refers to non-woven fibers in the form of a web or sheet adhered with an adhesive or , refers to bonding using thermoplastic fibers. Since the molded body according to the present invention has a non-woven fiber aggregate in which fibers are entangled with each other, all or part of the kenaf fibers are fused by a binder, and therefore, in the molded body Natural pores are included, improving breathability and improving weight reduction. In other words, because the fibers have natural pores formed by entangling each other, unlike cases where pores are artificially formed by additives such as foaming agents, it is a non-foaming core, so manufacturing costs can be reduced and the foaming process can be omitted, thereby improving the manufacturing process. Efficiency can also be increased.

본 발명에 따른 성형체에는 폴리프로필렌 섬유(PP)가 포함된다. 상기 폴리프로필렌 섬유로는 당해 업계에서 통상적으로 사용하는 것을 사용할 수 있다. 상기 폴리프로필렌 섬유의 평균 길이는 30~150mm인 것이 바람직하다, 상기 섬유의 평균 길이가 30mm 미만인 경우, 섬유의 길이가 짧아 연신율이 높은 효과를 기대하기 어려울 수 있다. 반대로, 150 mm를 초과하는 경우, 서로 엉클어지는 섬유의 함량이 많아지기 때문에 코어층의 틈이 차지하는 공간이 감소될 수 있다. 또한, 150 mm를 초과하는 경우, 코어층의 제조 시, 섬유의 분산이 원활하게 이루어지지 않아, 코어층의 물성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 폴리프로필렌(PP) 섬유는 강도(tenacity)가 3 이상이고, 섬도가 3 내지 15denier 범위인 것을 사용할 수 있다.The molded body according to the present invention includes polypropylene fibers (PP). As the polypropylene fiber, those commonly used in the industry can be used. The average length of the polypropylene fiber is preferably 30 to 150 mm. If the average length of the fiber is less than 30 mm, it may be difficult to expect the effect of high elongation due to the short length of the fiber. On the other hand, if it exceeds 150 mm, the space occupied by the gap in the core layer may be reduced because the content of fibers entangled with each other increases. Additionally, if it exceeds 150 mm, the fibers may not be dispersed smoothly when manufacturing the core layer, and the physical properties of the core layer may deteriorate. In addition, the polypropylene (PP) fiber may have a tenacity of 3 or more and a fineness of 3 to 15 denier.

상기 부직 섬유 집합체 구조는 부직 섬유 집합체 구조의 총 중량 기준, 50 내지 80 중량%, 바람직하게는 55 내지 75 중량%, 바람직하게는 55 내지 70 중량%, 특히 더 바람직하게는 58 내지 67 중량%의 폴리프로필렌 섬유를 포함할 수 있다. 50 중량% 이하의 폴리프로필렌 섬유가 포함될 경우, 케나프 섬유를 접합시킬 바인더 함량이 부족하여 굴곡강도와 같은 기계적물성을 향상시키는데 한계가 있는 문제가 있다. 또한 80 중량% 이상의 폴리프로필렌 섬유가 포함될 경우, 섬유가 엉키면서 형성되는 구조를 가지지 못해, 심재로 사용하는데 있어 섬유의 연신율 및 강도가 향상되는 효과를 가져오지 못한다는 문제가 있다.The nonwoven fiber aggregate structure is 50 to 80% by weight, preferably 55 to 75% by weight, preferably 55 to 70% by weight, especially more preferably 58 to 67% by weight, based on the total weight of the nonwoven fiber aggregate structure. May contain polypropylene fibers. When less than 50% by weight of polypropylene fibers are included, there is a problem that there is a limit to improving mechanical properties such as flexural strength due to insufficient binder content to bond the kenaf fibers. In addition, when more than 80% by weight of polypropylene fibers are included, there is a problem in that the fibers do not have a structure formed by entangling, and thus the elongation and strength of the fibers are not improved when used as a core material.

본 발명에 따른 성형체에는 케나프 섬유(Kenaf)가 포함된다. 상기 케나프 섬유는 1년생 아열대성 식물로서 기존 식물의 5배 이상의 이산화탄소 분해 능력과 수질정화 작용을 갖고 있어 친환경 소재로의 이용 가치를 이미 인정받은 천연섬유 소재이다. 상기 케나프 섬유의 밀도는 1.3 내지 1.5 g/cm3 일 수 있다. 또한, 상기 케나프 섬유의 섬도는 2 내지 25 denier일 수 있다. 또한, 상기 섬유의 길이는 0.5 내지 200mm 일 수 있다. 상기 케나프 섬유의 섬도가 상기 범위를 만족하는 경우, 폴리프로필렌 섬유와의 분산성이 증가하여 섬유간 결속이 균일하게 분포하고 섬유간 접점이 증가하는 장점이 있고, 길이가 상기 범위를 만족하는 경우 동종 섬유간 접점이 감소하고 이종 섬유간 접점이 증가하는 장점이 있다.The molded body according to the present invention includes kenaf fiber. The kenaf fiber is a one-year-old subtropical plant that has a carbon dioxide decomposition ability more than 5 times that of existing plants and has a water purification effect, so it is a natural fiber material that has already been recognized for its use as an eco-friendly material. The density of the kenaf fiber may be 1.3 to 1.5 g/cm 3 . Additionally, the fineness of the kenaf fiber may be 2 to 25 denier. Additionally, the length of the fiber may be 0.5 to 200 mm. When the fineness of the kenaf fiber satisfies the above range, the dispersibility with the polypropylene fiber increases, which has the advantage of uniformly distributing inter-fiber bonds and increasing contact points between fibers, and when the length satisfies the above range. There is an advantage in that the contact points between homogeneous fibers are reduced and the contact points between heterogeneous fibers are increased.

상기 부직 섬유 집합체 구조는 부직 섬유 집합체 구조의 총 중량 기준, 15 내지 45 중량%, 바람직하게는 20 내지 40 중량%, 더 바람직하게는 25 내지 35 중량%의 케나프 섬유를 포함할 수 있다. 상기 케나프 섬유의 포함량이 15 중량% 미만이면 강성의 구조적인 보완이 줄어들어 굴곡강성이 저하될 수 있고, 45 중량%를 초과하면 바인더의 함량이 적어 섬유간 접합 정도가 줄어들어 굴곡강성 및 박리강도에 문제가 생길 수 있다.The nonwoven fiber aggregate structure may include 15 to 45% by weight, preferably 20 to 40% by weight, and more preferably 25 to 35% by weight of kenaf fibers, based on the total weight of the nonwoven fiber aggregate structure. If the amount of kenaf fibers is less than 15% by weight, the structural complement of rigidity may be reduced, which may lower the flexural rigidity. If it exceeds 45% by weight, the binder content is small and the degree of bonding between fibers is reduced, thereby reducing the flexural rigidity and peel strength. Problems may arise.

본 발명에 따른 성형체에는 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌(Maleic anhydride polypropylene)을 포함한다. 상기 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌은 상기 케나프 섬유와 폴리프로필렌 섬유 간의 상용성을 증가시키기 위한 상용화제로 사용될 수 있다.The molded article according to the present invention includes maleic anhydride polypropylene. The maleic anhydride polypropylene can be used as a compatibilizer to increase compatibility between the kenaf fiber and the polypropylene fiber.

상기 부직 섬유 집합체 구조는 부직 섬유 집합체 구조의 총 중량 기준, 0.1 내지 14 중량%, 바람직하게는 1 내지 14 중량%, 더 바람직하게는 3 내지 14 중량%, 특히 더 바람직하게는 3 내지 7 중량%의 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌을 포함할 수 있다. 상기 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌이 0.1 중량% 미만인 경우, 케나프 섬유와 폴리프로필렌 섬유 간의 상용성이 저하되고 접촉면적의 증가에 따른 결합력 강화 효과가 감소할 수 있다. 14 중량%를 초과하면 샌드위치 패널의 코어층으로 사용되는 성형체의 성형성이 저하되고, 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌의 투입량 대비 모듈러스와 최대하중의 개선 정도가 미미해지고, 케나프 섬유가 상대적으로 적게 투입되어 케나프 섬유 투입에 따른 강성의 구조적 보완 효과가 작아질 수 있다.The nonwoven fiber aggregate structure is present in an amount of 0.1 to 14% by weight, preferably 1 to 14% by weight, more preferably 3 to 14% by weight, especially more preferably 3 to 7% by weight, based on the total weight of the nonwoven fiber aggregate structure. It may include maleic anhydride polypropylene. When the maleic anhydride polypropylene is less than 0.1% by weight, compatibility between kenaf fibers and polypropylene fibers may decrease and the effect of strengthening bonding strength due to an increase in contact area may decrease. If it exceeds 14% by weight, the formability of the molded body used as the core layer of the sandwich panel deteriorates, the degree of improvement in modulus and maximum load compared to the amount of maleic anhydride polypropylene input becomes insignificant, and the amount of kenaf fiber is relatively small. As the kenaf fibers are added, the structural supplementary effect of stiffness may be reduced.

상기 코어층에 포함되는 상기 바인더는, 웹(Web)상 또는 시트(Sheet)상의 부직 섬유 집합체를 접합시킬 수 있는 구조라면 특별한 제한은 없으나, 폴리프로필렌, 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌일 수 있고, 바람직하게는 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌일 수 있다. The binder included in the core layer is not particularly limited as long as it has a structure that can bond non-woven fiber aggregates in the form of a web or a sheet, but may be polypropylene, maleic anhydride polypropylene, Preferably it may be maleic anhydride polypropylene.

본 발명에 따른 성형체에 포함되는 케나프 섬유의 전부 또는 일부는 상기 바인더에 의하여 융착되고, 상기 바인더는 녹는점이 170℃ 이상일 수 있다.All or part of the kenaf fibers included in the molded body according to the present invention are fused by the binder, and the binder may have a melting point of 170°C or higher.

본 발명에 따른 부직 섬유 집합체 구조인 성형체는 겉보기 밀도가 0.4~0.7g/cm3이다. 상기 밀도 범위를 만족하기 때문에 대형 화물의 포장 재료 등에 사용하기에 충분한 기계적 강도를 가질 수 있다.The molded body having a non-woven fiber aggregate structure according to the present invention has an apparent density of 0.4 to 0.7 g/cm 3 . Since it satisfies the above density range, it can have sufficient mechanical strength to be used as packaging material for large cargo.

본 발명에 따른 상기 성형체는, 상기와 같은 기계적 강도를 만족하기 때문에, 샌드위치 패널에 코어층으로 포함되어, 가전용 구조재(TV백커버, 세탁기용 보드 등), 건축용 내외장 보드, 자동차 내외장재, 기차/선박/항공기용 내외장재(칸막기 등의 보드), 각종 칸막이용 보드, 엘레베이터 구조재 등으로 사용할 수 있게 된다.Since the molded body according to the present invention satisfies the mechanical strength as described above, it is included as a core layer in a sandwich panel, and is used as a structural material for home appliances (TV back cover, washing machine board, etc.), interior and exterior boards for construction, interior and exterior materials for automobiles, and trains. It can be used as interior and exterior materials for ships/aircraft (boards such as partitions), various partition boards, and elevator structural materials.

이외에, 본 발명에 따른 상기 성형체는, 유리섬유, 탄소 섬유, 고분자 섬유 등과 같은 충진제를 더 포함할 수 있다. 또한, 브롬계 유기 난연제 등과 같은 난연제를 더 포함할 수도 있다. 이 외에도 충격보강제, 열안정제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. In addition, the molded body according to the present invention may further include fillers such as glass fiber, carbon fiber, polymer fiber, etc. Additionally, it may further contain a flame retardant such as a brominated organic flame retardant. In addition, additives such as impact modifiers and heat stabilizers may be further included.

성형체의 제조방법Manufacturing method of molded body

본 발명에 따른 상기 성형체의 제조방법은 하기와 같은 방법에 의해 제조될 수 있다.The manufacturing method of the molded body according to the present invention can be manufactured by the following method.

본 발명에 따른 상기 성형체의 제조방법은, a) 폴리프로필렌 섬유와 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌을 혼합하여 혼합 섬유를 제조하는 단계; b) 상기 혼합 섬유에 케나프 섬유를 첨가하고, 가열 및 가압하여 부직 섬유 집합체를 제조하는 단계; 및 c) 상기 부직 섬유 집합체에 분당 펀칭 횟수 300 내지 1000회, 이동속도 1 내지 8 m/min, 펀칭 밀도 100 내지 500 punches/cm2의 니들펀칭 공정을 진행하여 코어층을 제조하는 단계;를 포함한다.The method for producing the molded body according to the present invention includes the steps of a) mixing polypropylene fibers and maleic anhydride polypropylene to produce mixed fibers; b) adding kenaf fibers to the mixed fibers, heating and pressing to produce a non-woven fiber aggregate; and c) manufacturing a core layer by subjecting the nonwoven fiber aggregate to a needle punching process at a number of punches of 300 to 1000 times per minute, a moving speed of 1 to 8 m/min, and a punching density of 100 to 500 punches/cm 2 . do.

a) 단계에서는, 먼저 폴리프로필렌/말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌 혼합 섬유를 제조하기 위하여 (A) 폴리프로필렌 섬유 및 (B) 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌을 준비할 수 있다. 이 때, 부직 섬유 집합체 구조의 총 중량 기준 (A) 50 내지 80 중량%, 바람직하게는 55 내지 75 중량%, 바람직하게는 55 내지 70 중량%, 특히 더 바람직하게는 58 내지 67 중량%의 폴리프로필렌 및 (B) 0.1 내지 14 중량%, 바람직하게는 1 내지 14 중량%, 더 바람직하게는 3 내지 14 중량%, 특히 더 바람직하게는 3 내지 7 중량%의 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 (A) 폴리프로필렌 섬유 및 (B) 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌의 함량이 상기 범위를 만족하지 못하는 경우 바인더 부족으로 섬유간 접합이 부족하여 박리강도와 굴곡 강성이 줄어드는 문제가 있다.In step a), first, (A) polypropylene fiber and (B) maleic anhydride polypropylene can be prepared to produce polypropylene/maleic anhydride polypropylene mixed fiber. At this time, based on the total weight of the non-woven fiber aggregate structure (A) 50 to 80% by weight, preferably 55 to 75% by weight, preferably 55 to 70% by weight, particularly more preferably 58 to 67% by weight of poly. A mixture of propylene and (B) 0.1 to 14% by weight, preferably 1 to 14% by weight, more preferably 3 to 14% by weight, particularly more preferably 3 to 7% by weight of maleic anhydride polypropylene. You can use it. If the content of (A) polypropylene fiber and (B) maleic anhydride polypropylene does not satisfy the above range, there is a problem of reduced peel strength and bending rigidity due to insufficient bonding between fibers due to lack of binder.

b) 단계에서는 상기 폴리프로필렌/말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌 혼합 섬유에 케나프 섬유를 첨가하고, 가열 및 가압하여 부직 섬유 집합체를 제조할 수 있다. 이 때, 부직 섬유 집합체 구조의 총 중량 기준, 15 내지 45 중량%, 바람직하게는 20 내지 40 중량%, 더 바람직하게는 25 내지 35 중량%의 케나프 섬유를 첨가할 수 있다.In step b), kenaf fibers are added to the polypropylene/maleic anhydride polypropylene mixed fiber, and heated and pressed to produce a nonwoven fiber aggregate. At this time, based on the total weight of the nonwoven fiber aggregate structure, 15 to 45% by weight, preferably 20 to 40% by weight, and more preferably 25 to 35% by weight of kenaf fiber may be added.

본 발명에서는 폴리프로필렌/말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌 혼합 섬유에 케나프 섬유를 첨가하는 것으로 설명하였으나, 상기 a) 단계에서 폴리프로필렌과 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌을 혼합하는 과정에 케나프 섬유를 첨가하는 것을 배제하지는 않는다.In the present invention, it was explained that kenaf fibers were added to polypropylene/maleic anhydride polypropylene mixed fibers, but kenaf fibers were added in the process of mixing polypropylene and maleic anhydride polypropylene in step a). Addition is not ruled out.

이후, c) 단계에서는 상기 부직 섬유 집합체에 분당 펀칭 횟수 300 내지 1000회, 이동속도 1 내지 8 m/min, 펀칭 밀도 100 내지 500 punches/cm2의 니들펀칭 공정을 진행하여 부직 섬유 집합체 구조의 성형체를 제조할 수 있다.Thereafter, in step c), the non-woven fiber aggregate is subjected to a needle punching process at a number of punches of 300 to 1000 times per minute, a moving speed of 1 to 8 m/min, and a punching density of 100 to 500 punches/cm 2 to produce a molded product having a non-woven fiber aggregate structure. can be manufactured.

상기 니들펀칭 공정은, 상기 혼합된 부직 섬유 집합체에 분당 펀칭 횟수를 300 내지 1000회로, 부직 섬유 집합체의 이동속도를 1 내지 8 m/min로, 펀칭 밀도를 100 내지 500 punches/cm2 로 하여, 니들 펀칭 공정을 진행할 수 있으며, 보다 바람직하게는 상기 부직 섬유 집합체에 분당 펀칭 횟수를 400 내지 700회로, 부직 섬유 집합체의 이동속도를 1.5 내지 6 m/min으로, 펀칭 밀도를 200 내지 400 punches/cm2 로 하여 니들 펀칭 공정을 진행할 수 있다.In the needle punching process, the number of punches per minute on the mixed nonwoven fiber aggregate is 300 to 1000, the moving speed of the nonwoven fiber aggregate is 1 to 8 m/min, and the punching density is 100 to 500 punches/cm 2 , A needle punching process can be performed, and more preferably, the number of punches per minute on the non-woven fiber aggregate is 400 to 700, the moving speed of the non-woven fiber assembly is 1.5 to 6 m/min, and the punching density is 200 to 400 punches/cm. 2 , the needle punching process can be performed.

상기 분당 펀칭 횟수가 300회 보다 적으면 부직 섬유 집합체 간의 결착 정도가 떨어지는 문제가 있고, 1000회 보다 많으면 부직 섬유 집합체의 파단이 발생하는 문제가 있다. 또한, 상기 부직 섬유 집합체의 이동속도가 1 m/min 보다 느리면 생산 속도가 너무 느려지는 문제가 있고, 8 m/min 보다 빠르면 펀칭 밀도의 조절이 용이하지 않은 문제가 있다. 또한, 상기 펀칭 밀도가 100 punches/cm2 보다 적으면 부직 섬유 집합체 간의 결착 정도가 떨어지는 문제가 있고,500 punches/cm2 보다 많으면 부직 섬유 집합체의 파단이 발생하는 문제가 있다.If the number of punchings per minute is less than 300, there is a problem that the degree of bonding between non-woven fiber assemblies decreases, and if the number of punching times per minute is more than 1000, there is a problem that fracture of the non-woven fiber assemblies occurs. In addition, if the moving speed of the nonwoven fiber aggregate is slower than 1 m/min, there is a problem that the production speed is too slow, and if it is faster than 8 m/min, there is a problem that it is not easy to control the punching density. In addition, if the punching density is less than 100 punches/cm 2 , there is a problem that the degree of adhesion between non-woven fiber assemblies decreases, and if it is more than 500 punches/cm 2 , there is a problem that fracture of the non-woven fiber assemblies occurs.

상기 니들펀칭 공정은 2회 이상 실시할 수 있다. 니들 펀칭 공정을 2회 이상 실시하게 되면, 층간 섬유들의 결착력을 증가시킬 수 있어, 층간 박리를 방지하는데 효과적이다.The needle punching process can be performed two or more times. If the needle punching process is performed two or more times, the cohesion of the interlayer fibers can be increased, which is effective in preventing interlayer delamination.

상기 범위의 니들펀칭 공정을 수행함에 따라서, 니들펀칭에 의한 물리적 결합력이 향상되어, 코어층으로 사용되는 성형체의 인장 강도와 같은 물성이 향상되며, 이를 통하여 최종 제조된 샌드위치 패널의 전단 강성 강도와 처짐 정도가 향상될 수 있다.As the needle punching process in the above range is performed, the physical bonding force by needle punching is improved, and physical properties such as tensile strength of the molded body used as the core layer are improved, and through this, the shear stiffness strength and sagging of the final manufactured sandwich panel are improved. The degree can be improved.

구체적으로, 상기 폴리프로필렌/케나프 섬유에 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌을 첨가, 혼합 한 후 카딩기를 사용하여 카딩을 진행한 후, 상기 조건의 니들 펀칭 공정을 수행하여 2700 내지 3500 gsm의 평량의 부직섬유 집합체(부직포)를 제조한다.Specifically, after adding and mixing maleic anhydride polypropylene to the polypropylene/kenaf fiber, carding was performed using a carding machine, and then a needle punching process was performed under the above conditions to obtain a basis weight of 2700 to 3500 gsm. Manufacture non-woven fiber aggregates (non-woven fabrics).

이 후, 상기 제조된 부직 섬유 집합체(부직포)를 복수의 언와인딩 장치에 장착한 후, 가열 프레스로 이동시킨다. 이때, 제조된 부직 섬유 집합체 1 내지 10장을 개수에 맞게 복수의 언와인딩 장치에 장착한 후, 성형체 제조를 위한 가열 프레스로 이동시킬 수 있다. 이렇게 복수의 언와인딩 장치를 사용하여 복수의 부직 섬유 집합체를 사용하게 되면, 각각의 부직 섬유 집합체의 두께가 얇아지기 때문에, 하나의 언와인딩 장치에 권취되는 부직 섬유 집합체의 길이가 길어지게 된다. 따라서 연속적인 공정 중에 연속적으로 투입되는 부직 섬유 집합체 사이를 이어주기 위한 연폭기의 사용 횟수를 줄일 수 있기 때문에, 공정을 단순화 시킬 수 있다는 장점이 있다.Afterwards, the prepared non-woven fiber aggregate (non-woven fabric) is mounted on a plurality of unwinding devices and then moved to a heating press. At this time, 1 to 10 sheets of the manufactured nonwoven fiber aggregate can be mounted on a plurality of unwinding devices according to the number, and then moved to a heating press for manufacturing the molded body. When a plurality of nonwoven fiber aggregates are used using a plurality of unwinding devices, the thickness of each nonwoven fiber assembly becomes thinner, so the length of the nonwoven fiber assembly wound on one unwinding device becomes longer. Therefore, there is an advantage in that the process can be simplified because the number of times the use of an opener to connect nonwoven fiber aggregates continuously introduced during a continuous process can be reduced.

이 후, 상기 가열 프레스로 이동된 복수의 부직 섬유 집합체(부직포)를 170 내지 210℃의 온도조건 및 1 내지 10 MPa의 압력조건에서 가열 및 가압하여 부직 섬유 집합체 구조의 성형체를 제조한다.Afterwards, the plurality of non-woven fiber aggregates (non-woven fabrics) moved to the heating press are heated and pressed at a temperature of 170 to 210° C. and a pressure of 1 to 10 MPa to produce a molded body having a non-woven fiber aggregate structure.

상기 가열 프레스는, 통상 업계에서 사용하는 것이라면 특별한 제한은 없으며, 구체적인 일례로 더블 벨트 프레스(Double Belt Press) 등을 사용할 수 있다.The heating press is not particularly limited as long as it is normally used in the industry, and a double belt press or the like can be used as a specific example.

또한, 본 발명에 따른 상기 성형체의 제조방법은,In addition, the method for manufacturing the molded body according to the present invention,

상기 c) 단계의 니들 펀칭 공정을 진행한 후, 160 내지 210℃의 온도 조건에서 3 내지 10분간 예열하는 단계;를 더 포함할 수 있다.After performing the needle punching process of step c), the method may further include preheating for 3 to 10 minutes at a temperature of 160 to 210°C.

샌드위치 패널sandwich panel

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 샌드위치 패널은 코어층(10); 상기 코어층의 일면 이상에 적층된 스킨층(20); 및 상기 코어층과 스킨층을 접착하는 접착층(미도시)을 포함하고, 상기 코어층은 상기 성형체를 사용한다.Referring to Figure 1, the sandwich panel according to the present invention includes a core layer (10); A skin layer 20 laminated on one or more surfaces of the core layer; and an adhesive layer (not shown) that adheres the core layer and the skin layer, and the core layer uses the molded body.

본 발명에 따른 샌드위치 패널의 코어층은, 앞서 살펴본 본 발명에 따른 상기 성형체로 구성된다. 상기 코어층의 두께는 0.1 내지 10mm인 것이 바람직하다. 두께가 0.1mm 미만이면 우수한 기계적 강도를 유지하기 어려운 문제가 있고, 두께가 10mm를 초과하게 되면 샌드위치 패널을 굽히거나 딥 드로잉(deep drawing) 성형시에 성형성이 저하되는 문제점이 있다.The core layer of the sandwich panel according to the present invention is composed of the molded body according to the present invention described above. The thickness of the core layer is preferably 0.1 to 10 mm. If the thickness is less than 0.1 mm, it is difficult to maintain excellent mechanical strength, and if the thickness exceeds 10 mm, there is a problem that formability is deteriorated when bending the sandwich panel or deep drawing.

본 발명에 따른 샌드위치 패널은 상기 코어층의 일면 이상에 적층된 스킨층을 포함한다.The sandwich panel according to the present invention includes a skin layer laminated on one or more surfaces of the core layer.

본 발명에 따른 샌드위치 패널의 스킨층은 금속 재질로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 알루미늄, 철, 스테인레스강(SUS), 마그네슘 및 전기아연도금강판(EGI)로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 일례로, 우수한 성형성 및 굴곡강성을 가지기 위해, 전기아연도금강판(EGI)을 포함하는 스킨층을 샌드위치 패널에 적용할 수 있다. 또한, 경량화를 가지기 위해 알루미늄을 포함하는 스킨층을 샌드위치 패널에 적용할 수 있다.The skin layer of the sandwich panel according to the present invention may be formed of a metal material, preferably at least one selected from the group consisting of aluminum, iron, stainless steel (SUS), magnesium, and electrogalvanized steel sheet (EGI). It can be included. For example, in order to have excellent formability and bending rigidity, a skin layer containing electrogalvanized steel sheet (EGI) can be applied to the sandwich panel. Additionally, a skin layer containing aluminum can be applied to the sandwich panel to reduce weight.

상기 스킨층의 두께는 패널 전체의 두께 대비 6% 이하 일 수 있다. 종래의 샌드위치 패널의 스킨층은 심재의 기계적 강도가 떨어지는 관계로, 스킨층의 두께가 두꺼워야만 했으며, 이로 인하여 샌드위치 패널의 중량이 증가하게 되는 문제가 있었으나, 본 발명에 따른 샌드위치 패널은 심재의 기계적 강도가 개선됨에 따라서, 스킨층의 두께를 패널 전체의 두께 대비 6% 이하로 할 수 있으며, 이에 따라서 경량화를 할 수 있게 된다.The thickness of the skin layer may be 6% or less compared to the thickness of the entire panel. The skin layer of the conventional sandwich panel had to be thick due to the poor mechanical strength of the core material, which had the problem of increasing the weight of the sandwich panel. However, the sandwich panel according to the present invention has a mechanical strength of the core material. As strength is improved, the thickness of the skin layer can be reduced to 6% or less compared to the thickness of the entire panel, thereby making it possible to reduce the weight.

본 발명에 따른 샌드위치 패널은 코어층과 스킨층을 접착하는 접착층을 포함한다.The sandwich panel according to the present invention includes an adhesive layer that bonds the core layer and the skin layer.

본 발명에 따른 샌드위치 패널의 접착층은 상기 코어층과 스킨층 사이에 도포되어, 코어층과 스킨층을 접착하는 것이다. 상기 접착층은 점도를 고려하여 균일한 두께로 도포하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 코어층과 스킨층을 적층한 후, 경화시켜 샌드위치 패널을 제조할 수 있고, 또는 코어층과 스킨층을 적층한 후, 이를 열 압착하여 샌드위치 패널을 제조할 수 있다. 이때, 경화 또는 열압착하는 과정에서 접착제가 코어층으로 파고 들어가면서, 코어층을 이루는 성분들과의 화학적 결합뿐만 아니라, 기계적 결합에 의해 스킨층과 코어층의 접착력이 향상되는 효과가 있다. 상기 화학적 결합은 접착제가 코어층의 상부면, 하부면과의 공유 결합, 수소결합, 반데르발스 결합, 이온 결합 등이 되는 것을 의미한다.The adhesive layer of the sandwich panel according to the present invention is applied between the core layer and the skin layer to adhere the core layer and the skin layer. The adhesive layer is preferably applied to a uniform thickness considering viscosity. In the present invention, a sandwich panel can be manufactured by laminating a core layer and a skin layer and then curing it, or by laminating a core layer and a skin layer and then heat-compressing them to manufacture a sandwich panel. At this time, as the adhesive penetrates into the core layer during the curing or heat compression process, the adhesion between the skin layer and the core layer is improved by not only chemical bonding with the components forming the core layer but also mechanical bonding. The chemical bond means that the adhesive forms a covalent bond, hydrogen bond, van der Waals bond, ionic bond, etc. with the upper and lower surfaces of the core layer.

상기 기계적 결합은 접착제가 코어층에 스며들어가면서 고리가 서로 걸려 있는 것처럼 물리적으로 걸려 있는 형태를 의미한다. 이러한 형태를 Mechanical interlocking이라고도 한다. 코어층에 포함된 자연 기공에 의해, 접착제가 코어층 의 상부면과 하부면에 스며든다. The mechanical bond refers to a form in which the adhesive penetrates into the core layer and is physically hung like rings hanging from each other. This form is also called mechanical interlocking. Due to the natural pores contained in the core layer, the adhesive penetrates into the upper and lower surfaces of the core layer.

상기 접착층을 이루는 접착제는 올레핀계 접착제, 우레탄계 접착제, 아크릴계 접착제 및 에폭시계 접착제 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 올레핀계 접착제는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 비정질 폴리알파올레핀 접착제로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 상기 우레탄계 접착제는 우레탄 구조(-NH-CO-O-)를 포함하는 접착제라면 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 아크릴계 접착제는 폴리메틸메타크릴레이트 접착제, 히드록시기 함유 폴리아크릴레이트 접착제 및 카르복시기 함유 폴리아크릴레이트 접착제 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 에폭시계 접착제는 비스페놀-A형 에폭시 접착제, 비스페놀-F형 에폭시 접착제, 노볼락 에폭시 접착제, 선형 지방족 에폭시 접착제 (Linear aliphatic epoxy resins) 및 고리형 지방족 에폭시 접착제(cycloaliphatic epoxy resins) 중 1종 이상을 포함할 수 있다.The adhesive forming the adhesive layer may include one or more of an olefin-based adhesive, a urethane-based adhesive, an acrylic-based adhesive, and an epoxy-based adhesive. The olefin-based adhesive may be one or more selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, and amorphous polyalphaolefin adhesive. The urethane-based adhesive can be used without limitation as long as it contains a urethane structure (-NH-CO-O-). The acrylic adhesive may include one or more of polymethyl methacrylate adhesive, hydroxy group-containing polyacrylate adhesive, and carboxyl group-containing polyacrylate adhesive. The epoxy adhesive is one or more of bisphenol-A type epoxy adhesive, bisphenol-F type epoxy adhesive, novolac epoxy adhesive, linear aliphatic epoxy resins, and cycloaliphatic epoxy resins. It can be included.

또한, 상기 접착제는 광경화성 접착제, 핫멜트형 접착제 또는 열경화성 접착제를 포함할 수 있고, 광경화 방법 및 열경화 방법 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 예를 들어, 스킨층, 코어층, 접착제가 포함된 적층물을 열경화시킴으로써, 샌드위치 패널을 제조할 수 있다. 상기 열경화는 에폭시 수지의 경화 온도인 50~110℃에서 대략 5분 내지 2시간 동안 수행될 수 있으며, 상온에서도 대략 1~10시간 동안 경화가 수행될 수도 있다.Additionally, the adhesive may include a photocurable adhesive, a hot melt adhesive, or a thermosetting adhesive, and either a photocuring method or a heat curing method may be used. For example, a sandwich panel can be manufactured by thermosetting a laminate containing a skin layer, a core layer, and an adhesive. The thermal curing may be performed for approximately 5 minutes to 2 hours at 50 to 110°C, which is the curing temperature of the epoxy resin, and may also be performed for approximately 1 to 10 hours at room temperature.

상기 접착층은 대략 20~300㎛의 두께로 도포될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The adhesive layer may be applied to a thickness of approximately 20-300㎛, but is not limited thereto.

상기 접착층을 상기 스킨층의 일면에 도포하는 방법은 다이 코팅법, 그라비아 코팅법, 나이프 코팅법 또는 스프레이 코팅법 중 선택된 어느 하나의 방법을 이용할 수 있다.The adhesive layer may be applied to one surface of the skin layer using any one method selected from die coating, gravure coating, knife coating, or spray coating.

상기 접착층에 사용되는 또 다른 접착체는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 포함하는 제 1 접착층과 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)을 포함하는 제 2 접착층을 포함할 수 있다.Another adhesive used in the adhesive layer may include a first adhesive layer containing high-density polyethylene (HDPE) and a second adhesive layer containing low-density polyethylene (LDPE).

상기 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 밀도가 0.940 내지 0.965g/cm3 이고, 상기 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)은 0.910 내지 0.925 g/cm3 일 수 있다.The high-density polyethylene (HDPE) may have a density of 0.940 to 0.965 g/cm 3 , and the low-density polyethylene (LDPE) may have a density of 0.910 to 0.925 g/cm 3 .

상기 접착층을 구성하는 접착제는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 포함하는 제 1 접착층과 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)을 포함하는 제 2 접착층을 형성할 수 있다면 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 필름 압출기를 사용하여 공압출하여 제조한다. The adhesive constituting the adhesive layer is not particularly limited as long as it can form a first adhesive layer containing high-density polyethylene (HDPE) and a second adhesive layer containing low-density polyethylene (LDPE), but is preferably co-extruded using a film extruder. It is manufactured.

상기 접착층은 대략 20~300㎛의 두께로 도포될 수 있으며, 제 1 접착층과 제 2 접착층은 각각 10 내지 150㎛의 두께를 가지도록 할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 제 1 접착층과 제 2 접착층의 두께는 동일할 수도, 상이할 수도 있다.The adhesive layer may be applied to a thickness of approximately 20 to 300 ㎛, and the first adhesive layer and the second adhesive layer may each have a thickness of 10 to 150 ㎛, but are not limited thereto. The thickness of the adhesive layer may be the same or different.

접착층 상에 스킨층을 형성하기 위하여, 접착층 상에 스킨층을 위치 시킨 후, 스킨층, 코어층, 접착제가 포함된 적층물을 열압착시킴으로써, 샌드위치 패널을 제조할 수 있다. 상기 열압착은 150~200℃에서 대략 3분 내지 10분 동안 2 내지 10 MPa의 압력으로 수행될 수 있다.To form a skin layer on an adhesive layer, a sandwich panel can be manufactured by placing the skin layer on the adhesive layer and then heat-compressing the laminate containing the skin layer, core layer, and adhesive. The thermocompression may be performed at a pressure of 2 to 10 MPa at 150 to 200°C for approximately 3 to 10 minutes.

이 때, 코어층과 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 접착제가 붙고, 스킨층과 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 접착제가 맞붙도록 위치 시킨다. 이렇게 스킨층은 상대적으로 낮은 열로도 쉽게 잘 붙을 수 있도록 LDPE 접착제를 사용하고, 코어층의 경우에는 열에 의해 용융된 접착제가 코어 내부로 모두 스며들어 접착력을 발휘하지 못하는 것을 방지하기 위하여 HDPE 접착제를 사용함으로써, 각 구성들간의 접착력을 향상시킬 수 있다.At this time, the core layer and the high-density polyethylene (HDPE) adhesive are adhered, and the skin layer and the low-density polyethylene (LDPE) adhesive are positioned so that they adhere to each other. In this way, LDPE adhesive is used for the skin layer so that it can be easily adhered even at relatively low heat, and for the core layer, HDPE adhesive is used to prevent the adhesive melted by heat from seeping into the core and failing to demonstrate adhesive strength. By doing so, the adhesion between each component can be improved.

샌드위치 패널의 제조방법Sandwich panel manufacturing method

본 발명에 따른 샌드위치 패널은 상기 스킨층(20), 코어층(10), 스킨층(20)이 순차적으로 적층되어 형성되며, 상기 코어층(10)과 스킨층(20) 사이에 접착층을 도포하여 제조된다. 상기의 구성들이 적층된 이후, 경화 및 압착단계가 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The sandwich panel according to the present invention is formed by sequentially stacking the skin layer 20, the core layer 10, and the skin layer 20, and an adhesive layer is applied between the core layer 10 and the skin layer 20. It is manufactured. After the above components are laminated, curing and pressing steps may be performed, but are not limited thereto.

구체적으로, 본 발명에 따른 샌드위치 패널의 제조방법은,Specifically, the method for manufacturing a sandwich panel according to the present invention is,

a) 폴리프로필렌 섬유와 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌을 혼합하여 혼합 섬유를 제조하는 단계; b) 상기 혼합 섬유에 케나프 섬유를 첨가하고, 가열 및 가압하여 부직 섬유 집합체를 제조하는 단계; c) 상기 부직 섬유 집합체에 분당 펀칭 횟수 300 내지 1000회, 이동속도 1 내지 8 m/min, 펀칭 밀도 100 내지 500 punches/cm2의 니들펀칭 공정을 진행하여 코어층을 제조하는 단계; d) 상기 코어층의 일면 이상에 접착층을 형성하는 단계; 및 e) 상기 접착층 상에 스킨층을 형성하는 단계;를 포함한다.a) mixing polypropylene fibers and maleic anhydride polypropylene to produce mixed fibers; b) adding kenaf fibers to the mixed fibers, heating and pressing to produce a non-woven fiber aggregate; c) manufacturing a core layer by performing a needle punching process on the nonwoven fiber aggregate at a number of punches of 300 to 1000 times per minute, a moving speed of 1 to 8 m/min, and a punching density of 100 to 500 punches/cm 2 ; d) forming an adhesive layer on at least one side of the core layer; and e) forming a skin layer on the adhesive layer.

본 발명에 따른 샌드위치 패널의 코어층은, 앞서 살펴본 본 발명에 따른 상기 성형체로 구성된다. 따라서, 상기 a) 단계, b) 단계 및 c) 단계는 앞서 살펴본 성형체의 제조방법과 동일하다.The core layer of the sandwich panel according to the present invention is composed of the molded body according to the present invention described above. Therefore, steps a), b), and c) are the same as the manufacturing method of the molded body discussed above.

이후, d) 단계에서는 상기 코어층의 일면 이상에 접착층을 형성할 수 있다.Thereafter, in step d), an adhesive layer may be formed on one or more surfaces of the core layer.

상기 접착층을 이루는 접착제는 올레핀계 접착제, 우레탄계 접착제, 아크릴계 접착제 및 에폭시계 접착제 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 올레핀계 접착제는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 비정질 폴리알파올레핀 접착제로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 상기 우레탄계 접착제는 우레탄 구조(-NH-CO-O-)를 포함하는 접착제라면 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 아크릴계 접착제는 폴리메틸메타크릴레이트 접착제, 히드록시기 함유 폴리아크릴레이트 접착제 및 카르복시기 함유 폴리아크릴레이트 접착제 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 에폭시계 접착제는 비스페놀-A형 에폭시 접착제, 비스페놀-F형 에폭시 접착제, 노볼락 에폭시 접착제, 선형 지방족 에폭시 접착제 (Linear aliphatic epoxy resins) 및 고리형 지방족 에폭시 접착제(cycloaliphatic epoxy resins) 중 1종 이상을 포함할 수 있다.The adhesive forming the adhesive layer may include one or more of an olefin-based adhesive, a urethane-based adhesive, an acrylic-based adhesive, and an epoxy-based adhesive. The olefin-based adhesive may be one or more selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, and amorphous polyalphaolefin adhesive. The urethane-based adhesive can be used without limitation as long as it contains a urethane structure (-NH-CO-O-). The acrylic adhesive may include one or more of polymethyl methacrylate adhesive, hydroxy group-containing polyacrylate adhesive, and carboxyl group-containing polyacrylate adhesive. The epoxy adhesive is one or more of bisphenol-A type epoxy adhesive, bisphenol-F type epoxy adhesive, novolac epoxy adhesive, linear aliphatic epoxy resins, and cycloaliphatic epoxy resins. It can be included.

또한, 상기 접착제는 광경화성 접착제, 핫멜트형 접착제 또는 열경화성 접착제를 포함할 수 있고, 광경화 방법 및 열경화 방법 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 예를 들어, 스킨층, 코어층, 접착제가 포함된 적층물을 열경화시킴으로써, 샌드위치 패널을 제조할 수 있다. 상기 열경화는 에폭시 수지의 경화 온도인 50~110℃에서 대략 5분 내지 2시간 동안 수행될 수 있으며, 상온에서도 대략 1~10시간 동안 경화가 수행될 수도 있다.Additionally, the adhesive may include a photocurable adhesive, a hot melt adhesive, or a thermosetting adhesive, and either a photocuring method or a heat curing method may be used. For example, a sandwich panel can be manufactured by thermosetting a laminate containing a skin layer, a core layer, and an adhesive. The thermal curing may be performed for approximately 5 minutes to 2 hours at 50 to 110°C, which is the curing temperature of the epoxy resin, and may also be performed for approximately 1 to 10 hours at room temperature.

상기 접착층은 대략 20~300㎛의 두께로 도포될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The adhesive layer may be applied to a thickness of approximately 20-300㎛, but is not limited thereto.

상기 접착층을 상기 스킨층의 일면에 도포하는 방법은 다이 코팅법, 그라비아 코팅법, 나이프 코팅법 또는 스프레이 코팅법 중 선택된 어느 하나의 방법을 이용할 수 있다.The adhesive layer may be applied to one surface of the skin layer using any one method selected from die coating, gravure coating, knife coating, or spray coating.

상기 접착층에 사용되는 또 다른 접착제는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 포함하는 제 1 접착층과 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)을 포함하는 제 2 접착층을 포함할 수 있다.Another adhesive used in the adhesive layer may include a first adhesive layer containing high-density polyethylene (HDPE) and a second adhesive layer containing low-density polyethylene (LDPE).

상기 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 밀도가 0.940 내지 0.965g/cm3 이고, 상기 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)은 0.910 내지 0.925 g/cm3 일 수 있다.The high-density polyethylene (HDPE) may have a density of 0.940 to 0.965 g/cm 3 , and the low-density polyethylene (LDPE) may have a density of 0.910 to 0.925 g/cm 3 .

상기 접착층을 구성하는 접착제는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 포함하는 제 1 접착층과 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)을 포함하는 제 2 접착층을 형성할 수 있다면 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 필름 압출기를 사용하여 공압출하여 제조한다. The adhesive constituting the adhesive layer is not particularly limited as long as it can form a first adhesive layer containing high-density polyethylene (HDPE) and a second adhesive layer containing low-density polyethylene (LDPE), but is preferably co-extruded using a film extruder. It is manufactured.

상기 접착층은 대략 20~300㎛의 두께로 형성될 수 있으며, 제 1 접착층과 제 2 접착층은 각각 10 내지 150㎛의 두께를 가지도록 할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 제 1 접착층과 제 2 접착층의 두께는 동일할 수도, 상이할 수도 있다.The adhesive layer may be formed to a thickness of approximately 20 to 300㎛, and the first adhesive layer and the second adhesive layer may each have a thickness of 10 to 150㎛, but are not limited thereto. The first adhesive layer and the second adhesive layer may have a thickness of approximately 10 to 150㎛. The thickness of the adhesive layer may be the same or different.

이후, e) 단계에서는 상기 접착층 상에 스킨층을 형성할 수 있다.Thereafter, in step e), a skin layer can be formed on the adhesive layer.

본 발명에 따른 샌드위치 패널의 스킨층은 금속 재질로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 알루미늄, 철, 스테인레스강(SUS), 마그네슘 및 전기아연도금강판(EGI)로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 일례로, 우수한 성형성 및 굴곡강성을 가지기 위해, 전기아연도금강판(EGI)을 포함하는 스킨층을 샌드위치 패널에 적용할 수 있다. 또한, 경량화를 가지기 위해 알루미늄을 포함하는 스킨층을 샌드위치 패널에 적용할 수 있다.The skin layer of the sandwich panel according to the present invention may be formed of a metal material, preferably at least one selected from the group consisting of aluminum, iron, stainless steel (SUS), magnesium, and electrogalvanized steel sheet (EGI). It can be included. For example, in order to have excellent formability and bending rigidity, a skin layer containing electrogalvanized steel sheet (EGI) can be applied to the sandwich panel. Additionally, a skin layer containing aluminum can be applied to the sandwich panel to reduce weight.

접착층 상에 스킨층을 형성하기 위하여, 광경화 방법, 열경화 방법 및 열압착 방법 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 예를 들어, 스킨층, 코어층, 접착제가 포함된 적층물을 열경화시키거나 열압착함으로써, 샌드위치 패널을 제조할 수 있다. To form a skin layer on the adhesive layer, any one of a photocuring method, a heat curing method, and a heat compression method can be used. For example, a sandwich panel can be manufactured by thermosetting or thermocompressing a laminate containing a skin layer, a core layer, and an adhesive.

상기 열경화는 에폭시 수지의 경화 온도인 50~110℃에서 대략 5분 내지 2시간 동안 수행될 수 있으며, 상온에서도 대략 1~10시간 동안 경화가 수행될 수도 있다. The thermal curing may be performed for approximately 5 minutes to 2 hours at 50 to 110°C, which is the curing temperature of the epoxy resin, and may also be performed for approximately 1 to 10 hours at room temperature.

상기 열압착은 상기 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 포함하는 제 1 접착층과 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)을 포함하는 제 2 접착층을 포함하는 접착제를 사용하는 경우, 접착층 상에 스킨층을 위치 시킨 후, 스킨층, 코어층, 접착제가 포함된 적층물을 열압착시킴으로써, 샌드위치 패널을 제조할 수 있다. 상기 열압착은 150~200℃에서 대략 3분 내지 10분 동안 2 내지 10 MPa의 압력으로 수행될 수 있다.When using an adhesive including a first adhesive layer containing high-density polyethylene (HDPE) and a second adhesive layer containing low-density polyethylene (LDPE), the heat compression is performed by placing a skin layer on the adhesive layer, and then attaching the skin layer, A sandwich panel can be manufactured by heat-compressing a laminate containing a core layer and an adhesive. The thermal compression may be performed at a pressure of 2 to 10 MPa at 150 to 200°C for approximately 3 to 10 minutes.

이 때, 코어층과 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 접착제가 붙고, 스킨층과 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 접착제가 맞붙도록 위치 시킨다. 이렇게 스킨층은 상대적으로 낮은 열로도 쉽게 잘 붙을 수 있도록 LDPE 접착제를 사용하고, 코어층의 경우에는 열에 의해 용융된 접착제가 코어 내부로 모두 스며들어 접착력을 발휘하지 못하는 것을 방지하기 위하여 HDPE 접착제를 사용함으로써, 각 구성들간의 접착력을 향상시킬 수 있다.At this time, the core layer and the high-density polyethylene (HDPE) adhesive are adhered, and the skin layer and the low-density polyethylene (LDPE) adhesive are positioned so that they adhere to each other. In this way, LDPE adhesive is used for the skin layer so that it can be easily adhered even at relatively low heat, and for the core layer, HDPE adhesive is used to prevent the adhesive melted by heat from seeping into the core and failing to demonstrate adhesive strength. By doing so, the adhesion between each component can be improved.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 샌드위치 패널은 경량이면서도, 기계적 물성이 좋은 코어층을 사용함으로써, 기계적 강도뿐만 아니라 성형성도 우수하다. 구체적으로 상기 샌드위치 패널에서 부직 섬유 집합체 구조인 코어층(성형체)은 모듈러스가 25 내지 45 GPa이고, 최대 하중이 1500 내지 3500 N 일 수 있다. As described above, the sandwich panel according to the present invention is lightweight and has excellent formability as well as mechanical strength by using a core layer with good mechanical properties. Specifically, in the sandwich panel, the core layer (molded body) having a non-woven fiber aggregate structure may have a modulus of 25 to 45 GPa and a maximum load of 1500 to 3500 N.

또한, 샌드위치 패널의 전단강성, 처짐 정도, 이종 섬유 간의 결합력 그리고 소재의 경량화 문제가 개선되어, 가전용 구조재(TV백커버, 세탁기용 보드 등), 건축용 내외장 보드, 자동차 내외장재, 기차/선박/항공기용 내외장재(칸막기등의 보드), 각종 칸막이용 보드, 엘레베이터 구조재 등으로 사용하기에 적합하다.In addition, the shear stiffness, degree of deflection, bonding strength between different fibers, and material weight reduction issues of sandwich panels have been improved, making them suitable for use in structural materials for home appliances (TV back covers, washing machine boards, etc.), interior and exterior boards for construction, interior and exterior materials for automobiles, and trains/ships/ It is suitable for use as interior and exterior materials for aircraft (boards for partitions, etc.), various partition boards, and elevator structural materials.

이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.Preferred examples are presented below to aid understanding of the present invention. However, the following examples are merely illustrative of the present invention, and it is obvious to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope and spirit of the present invention. It is natural that changes and modifications fall within the scope of the attached patent claims.

실시예: 샌드위치 패널의 제조Example: Manufacturing of Sandwich Panels

코어층(성형체)의 제조: 제조예 1 내지 8 Preparation of core layer (molded body): Preparation Examples 1 to 8

[제조예 1][Production Example 1]

폴리프로필렌 섬유(전산텍스, JT-RWH1576, tenacity 3.63g/de, elongation 125%) 및 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌(현대EP, J720160)을 준비한 후, 이들을 69.3:0.7의 중량비로 혼합하였다. 이후, 상기 폴리프로필렌 / 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌 혼합 섬유에 케나프 섬유(Soo industry, KenafA, 수분 12%, 길이 80mm)를 70:30의 중량비로 첨가하고 혼합하였다.After preparing polypropylene fiber (Jeonsantex, JT-RWH1576, tenacity 3.63g/de, elongation 125%) and maleic anhydride polypropylene (Hyundai EP, J720160), they were mixed at a weight ratio of 69.3:0.7. Afterwards, kenaf fiber (Soo industries, KenafA, moisture 12%, length 80 mm) was added to the polypropylene/maleic anhydride polypropylene mixed fiber at a weight ratio of 70:30 and mixed.

상기 섬유에 대하여 혼합 이후, 카딩기를 사용하여 카딩을 진행한 후, 분당 펀칭 횟수를 500회, 부직 섬유 집합체의 이동속도를 2 m/min, 펀칭 밀도를 297 punches/cm2 로 하는 니들펀칭 공정을 통해 3100gsm의 평량을 가지는 부직 섬유 집합체(부직포)를 제조하였다. After mixing the fibers, carding is performed using a carding machine, and then a needle punching process in which the number of punches per minute is 500, the moving speed of the nonwoven fiber aggregate is 2 m/min, and the punching density is 297 punches/cm 2. A non-woven fiber aggregate (non-woven fabric) with a basis weight of 3100 gsm was manufactured.

상기 부직 섬유 집합체를 2개의 언와인딩 장치에 장착한 후, 분당 펀칭 횟수를 500회, 부직 섬유 집합체의 이동속도를 2 m/min, 펀칭 밀도를 297 punches/cm2로 하는 니들펀칭 공정을 반복시켜 부직 섬유 집합체 간에 물리적 재 결속을 형성시켰다.After mounting the non-woven fiber aggregate on two unwinding devices, the needle punching process is repeated with the number of punches per minute at 500, the moving speed of the non-woven fiber assembly at 2 m/min, and the punching density at 297 punches/cm 2 . Physical rebonds were formed between the nonwoven fiber assemblies.

니들펀칭으로 결합된 상기 부직 섬유 집합체를 챔버 내 온도가 180℃인 예열 챔버에 진입시킨 후 3분간 예열시켰다. The nonwoven fiber aggregate joined by needle punching was entered into a preheating chamber with an internal temperature of 180°C and preheated for 3 minutes.

이후 상기 부직 섬유 집합체를 5 m/분의 속도로 더블 벨트 프레스(double Belt Press)에 이송시켰다. 이 때 더블 벨트 프레스의 가열온도는 180℃, 압력은 5MPa이었으며, 2분간 가열 / 가압처리하여 부직 섬유 집합체 구조의 코어층(성형체)을 제조하였다.The nonwoven fiber aggregate was then transferred to a double belt press at a speed of 5 m/min. At this time, the heating temperature of the double belt press was 180°C and the pressure was 5MPa, and the core layer (molded body) of the nonwoven fiber aggregate structure was manufactured by heating/pressuring for 2 minutes.

제조예
1
Manufacturing example
One
제조예
2
Manufacturing example
2
제조예
3
Manufacturing example
3
제조예
4
Manufacturing example
4
제조예
5
Manufacturing example
5
제조예
6
Manufacturing example
6
제조예
7
Manufacturing example
7
제조예
8
Manufacturing example
8
KenafKenaf 3030 3030 3030 3030 3030 3030 3030 -- PPPP 69.369.3 67.967.9 66.566.5 65.165.1 63.763.7 59.559.5 7070 -- MAPPMAPP 0.70.7 2.12.1 3.53.5 4.94.9 6.36.3 10.510.5 -- -- PETPET -- -- -- -- -- -- -- 3030 LMFLMF -- -- -- -- -- -- -- 7070 총합total 100100 100100 100100 100100 100100 100100 100100 100100

(단위 : 부직 섬유 집합체 구조의 총 중량 기준 중량%)(Unit: weight% based on the total weight of the non-woven fiber aggregate structure)

* PP: 폴리프로필렌, MAPP: 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌, PET: 폴리에틸렌테레프탈레이트, LMF(Low Melting Fiber): 저융점섬유* PP: polypropylene, MAPP: maleic anhydride polypropylene, PET: polyethylene terephthalate, LMF (Low Melting Fiber): low melting point fiber

[제조예 2 내지 6][Production Examples 2 to 6]

상기 표 1과 같이 중량비를 달리하여 폴리프로필렌 섬유(PP)와 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌(MAPP)을 혼합하는 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 코어층을 제조하였다.The core layer was manufactured in the same manner as Preparation Example 1, except that polypropylene fiber (PP) and maleic anhydride polypropylene (MAPP) were mixed at different weight ratios as shown in Table 1 above.

[제조예 7][Production Example 7]

상기 표 1과 같이 케나프 섬유 및 폴리프로필렌 섬유를 30:70 중량비로 혼합하고, 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌을 첨가하지 않는 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 코어층을 제조하였다.As shown in Table 1, kenaf fibers and polypropylene fibers were mixed at a weight ratio of 30:70, and a core layer was prepared in the same manner as Preparation Example 1, except that maleic anhydride polypropylene was not added.

[제조예 8][Production Example 8]

폴리프로필렌과 케나프 섬유 대신 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate) 섬유(도레이 케미칼社, RPF, 섬도 4데니어, 섬유 길이 51mm)와 저융점 섬유(Low melting fiber)(EZBON-L, 섬도 4 데이어, 섬유 길이 64mm)를 30:70의 중량비로 혼합할 뿐 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌을 첨가하지 않고, 니들펀칭 공정 조건에서 펀칭 밀도를 270 punches/cm2 로 하여 3800gsm의 평량을 가지는 부직포를 제조하는 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 코어층을 제조하였다.Instead of polypropylene and kenaf fibers, polyethylene terephthalate fiber (Toray Chemical Co., Ltd., RPF, fineness 4 denier, fiber length 51 mm) and low melting fiber (EZBON-L, fineness 4 denier, fiber length 64mm) at a weight ratio of 30:70, without adding maleic anhydride polypropylene, and by setting the punching density to 270 punches/cm 2 under needle punching process conditions to produce a nonwoven fabric with a basis weight of 3800gsm. Except, the core layer was manufactured in the same manner as Preparation Example 1.

샌드위치 패널의 제조: 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 2 Preparation of sandwich panels: Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 2

[실시예 1][Example 1]

상기 제조예 1에서 제조된 코어층의 양면에, 에폭시 접착제(국도화학)를 도포한 후, 전기아연도금강판으로 형성된 스킨층을 0.4mm 두께로 형성한 후, 적층된 결과물을 100℃에서 열경화하여 샌드위치 패널을 제조하였다.After applying an epoxy adhesive (Kukdo Chemical) to both sides of the core layer prepared in Preparation Example 1, a skin layer made of electrogalvanized steel sheet was formed to a thickness of 0.4 mm, and then the laminated result was heat-cured at 100°C. A sandwich panel was manufactured.

[실시예 2 내지 6][Examples 2 to 6]

하기 표 2에 따라 상기 제조예 2 내지 6에서 제조된 코어층을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 샌드위치 패널을 제조하였다.A sandwich panel was manufactured in the same manner as Example 1, except that the core layer prepared in Preparation Examples 2 to 6 was used according to Table 2 below.

[비교예 1 내지 2][Comparative Examples 1 to 2]

하기 표 2에 따라 상기 제조예 7 내지 8에서 제조된 코어층을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 샌드위치 패널을 제조하였다.A sandwich panel was manufactured in the same manner as Example 1, except that the core layer prepared in Preparation Examples 7 to 8 was used according to Table 2 below.

사용한 코어층Core layer used 실시예 1Example 1 제조예 1Manufacturing Example 1 실시예 2Example 2 제조예 2Production example 2 실시예 3Example 3 제조예 3Production example 3 실시예 4Example 4 제조예 4Production example 4 실시예 5Example 5 제조예 5Production example 5 실시예 6Example 6 제조예 6Production example 6 비교예 1Comparative Example 1 제조예 7Production example 7 비교예 2Comparative Example 2 제조예 8Production example 8

실험예: 샌드위치 패널의 물성 측정Experimental example: Measurement of physical properties of sandwich panels

상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 샌드위치 패널에 사용된 심재의 평량 및 그 두께를 측정하였다. 또한 가로(300mm), 세로(300mm) 크기로 절단한 심재의 질량과 체적을 측정한 후, 심재의 질량을 체적으로 나누어 겉보기 밀도를 계산하였다.The basis weight and thickness of the core material used in the sandwich panels manufactured in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 2 were measured. In addition, the mass and volume of the core material cut into horizontal (300 mm) and vertical (300 mm) sizes were measured, and the apparent density was calculated by dividing the mass of the core material by the volume.

심재 평량(gsm)Core weight (gsm) 두께(mm)Thickness (mm) 겉보기 밀도(g/m3)Apparent density (g/m 3 ) 실시예 1Example 1 31003100 6.436.43 0.550.55 실시예 2Example 2 31003100 6.496.49 0.550.55 실시예 3Example 3 31003100 6.446.44 0.550.55 실시예 4Example 4 31003100 6.486.48 0.550.55 실시예 5Example 5 31003100 6.486.48 0.550.55 실시예 6Example 6 31003100 6.486.48 0.550.55 비교예 1Comparative Example 1 31003100 6.476.47 0.550.55 비교예 2Comparative Example 2 38003800 6.536.53 0.670.67

상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 샌드위치 패널을 시편으로 제작한 후, 하기의 방법으로 샌드위치 패널의 물성을 측정하였다.The sandwich panels prepared in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 2 were made into specimens, and then the physical properties of the sandwich panels were measured by the following method.

(1) 모듈러스(GPa) : ASTM C393에 의거하여 샌드위치 패널의 모듈러스를 측정하였다.(1) Modulus (GPa): The modulus of the sandwich panel was measured according to ASTM C393.

(2) 최대 하중(N) : 최대 하중은 ASTM D790을 근거하여, 응력-변형률 관계에서 소성변형이 시작되는 항복점 이후 변형경화를 통해 응력이 최대로 작용하는 하중 값을 측정하였으며 3회 측정하였다.(2) Maximum load (N): Based on ASTM D790, the maximum load was measured at the maximum stress through strain hardening after the yield point where plastic deformation begins in the stress-strain relationship, and was measured three times.

모듈러스(GPa)Modulus (GPa) 최대 하중(N)Maximum load (N) 실시예 1Example 1 29.1329.13 19381938 실시예 2Example 2 33.7733.77 22342234 실시예 3Example 3 41.5541.55 28052805 실시예 4Example 4 42.2942.29 28472847 실시예 5Example 5 43.8443.84 29542954 실시예 6Example 6 44.1244.12 29902990 비교예 1Comparative Example 1 19.8219.82 12941294 비교예 2Comparative Example 2 31.9731.97 22412241

상기 표 4를 참조하면, 비교예 1과 대비하여 실시예 1 내지 6은 3100gsm의 동일한 평량 임에도, 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌(MAPP)의 첨가로 케나프 섬유와 폴리프로필렌 섬유 간의 결합력이 향상된 결과, 모듈러스 및 최대 하중이 증가되었음을 알 수 있었다. 또한, 실시예 5 및 6으로부터 부직 섬유 집합체 구조의 총 중량 기준 6.3중량%를 초과하는 말레익 안하이드라이드 프로필렌을 첨가하는 경우 모듈러스 및 최대 하중이 개선되기는 하지만, 개선의 정도가 점차 미미해지는 것을 확인할 수 있었다.Referring to Table 4, compared to Comparative Example 1, although Examples 1 to 6 had the same basis weight of 3100 gsm, the bonding strength between kenaf fibers and polypropylene fibers was improved by the addition of maleic anhydride polypropylene (MAPP). , it was found that the modulus and maximum load increased. In addition, from Examples 5 and 6, it can be seen that although the modulus and maximum load are improved when maleic anhydride propylene is added in excess of 6.3% by weight based on the total weight of the nonwoven fiber aggregate structure, the degree of improvement gradually becomes insignificant. I was able to.

또한 실시예 2 내지 6은, 3800 gsm의 심재 평량을 가지는 비교예 2와 대비하여, 심재평량이 3100 gsm으로 경량화 되었지만 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌(MAPP)의 첨가로 모듈러스 및 최대 하중이 동등하거나 더 우수한 기계적 강도를 가지는 것을 확인할 수 있었다. In addition, in Examples 2 to 6, compared to Comparative Example 2, which has a core weight of 3800 gsm, the core weight was reduced to 3100 gsm, but the modulus and maximum load were equal or equivalent due to the addition of maleic anhydride polypropylene (MAPP). It was confirmed that it had superior mechanical strength.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것이며, 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.All simple modifications or changes of the present invention fall within the scope of the present invention, and the specific scope of protection of the present invention will be made clear by the appended claims.

10 : 코어층
20 : 스킨층
10: core layer
20: skin layer

Claims (10)

폴리프로필렌 섬유, 케나프 섬유 및 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌을 포함하는 부직 섬유 집합체 구조인, 성형체로서,
상기 부직 섬유 집합체 구조는 부직 섬유 집합체 구조의 총 중량 기준,
55 내지 75 중량%의 폴리프로필렌 섬유;
25 내지 35 중량%의 케나프 섬유; 및
3 내지 14 중량%의 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌;을 포함하고,
상기 부직 섬유 집합체 구조의 평량은 2700 내지 3500gsm 이고,
상기 부직 섬유 집합체 구조의 겉보기 밀도는 0.4 내지 0.7 g/m3이고,
상기 부직 섬유 집합체 구조의 모듈러스는 25 내지 45 GPa이고, 최대 하중은 1500 내지 3500 N인, 성형체.
A molded body having a non-woven fiber aggregate structure comprising polypropylene fibers, kenaf fibers, and maleic anhydride polypropylene, comprising:
The non-woven fiber aggregate structure is based on the total weight of the non-woven fiber aggregate structure,
55 to 75% by weight polypropylene fibers;
25 to 35% by weight of kenaf fiber; and
3 to 14% by weight of maleic anhydride polypropylene;
The basis weight of the nonwoven fiber aggregate structure is 2700 to 3500 gsm,
The apparent density of the nonwoven fiber aggregate structure is 0.4 to 0.7 g/m 3 ,
The modulus of the nonwoven fiber aggregate structure is 25 to 45 GPa, and the maximum load is 1500 to 3500 N.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 부직 섬유 집합체 구조는 둘 이상의 부직 섬유 집합체가 접합된 구조이고,
상기 부직 섬유 집합체는 웹(Web)상 또는 시트(Sheet)상의 부직 섬유를 접착제로 접착시키거나, 열가소성 섬유를 이용하여 접착시킨 것인, 성형체.
According to claim 1,
The non-woven fiber aggregate structure is a structure in which two or more non-woven fiber aggregates are joined,
The non-woven fiber aggregate is a molded body made by bonding non-woven fibers in the form of a web or a sheet with an adhesive or using thermoplastic fibers.
코어층;
상기 코어층의 일면 이상에 적층된 스킨층; 및
상기 코어층과 스킨층을 접착하는 접착층;을 포함하고,
상기 코어층은 제1항의 성형체를 사용하는, 샌드위치 패널.
core layer;
A skin layer laminated on one or more surfaces of the core layer; and
It includes an adhesive layer that adheres the core layer and the skin layer,
A sandwich panel wherein the core layer uses the molded body of claim 1.
제 7 항에 있어서,
상기 스킨층은 알루미늄, 철, 스테인레스강(SUS), 마그네슘 및 전기아연도금강판(EGI)로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상인, 샌드위치 패널.
According to claim 7,
A sandwich panel wherein the skin layer is at least one selected from the group consisting of aluminum, iron, stainless steel (SUS), magnesium, and electrogalvanized steel sheet (EGI).
제 7 항에 있어서,
상기 접착층은 올레핀계 접착제, 우레탄계 접착제, 아크릴계 접착제 및 에폭시계 접착제 중 1종 이상을 포함하는, 샌드위치 패널.
According to claim 7,
The adhesive layer is a sandwich panel comprising one or more of an olefin-based adhesive, a urethane-based adhesive, an acrylic-based adhesive, and an epoxy-based adhesive.
a) 폴리프로필렌 섬유와 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌을 혼합하여 혼합 섬유를 제조하는 단계;
b) 상기 혼합 섬유에 케나프 섬유를 첨가하고, 가열 및 가압하여 부직 섬유 집합체를 제조하는 단계;
c) 상기 부직 섬유 집합체에 분당 펀칭 횟수 300 내지 1000회, 이동속도 1 내지 8 m/min, 펀칭 밀도 100 내지 500 punches/cm2의 니들펀칭 공정을 진행하여 코어층을 제조하는 단계;
d) 상기 코어층의 일면 이상에 접착층을 형성하는 단계; 및
e) 상기 접착층 상에 스킨층을 형성하는 단계;를 포함하는, 제7항의 샌드위치 패널의 제조방법.
a) mixing polypropylene fibers and maleic anhydride polypropylene to produce mixed fibers;
b) adding kenaf fibers to the mixed fibers, heating and pressing to produce a non-woven fiber aggregate;
c) manufacturing a core layer by performing a needle punching process on the nonwoven fiber aggregate at a number of punches of 300 to 1000 times per minute, a moving speed of 1 to 8 m/min, and a punching density of 100 to 500 punches/cm2;
d) forming an adhesive layer on at least one side of the core layer; and
e) forming a skin layer on the adhesive layer; the method of manufacturing the sandwich panel of claim 7, including.
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