KR20120092799A

KR20120092799A - 자동차 내장용 생분해성 복합패널

Info

Publication number: KR20120092799A
Application number: KR1020110012640A
Authority: KR
Inventors: 이수남; 이기동; 이원구; 조병철
Original assignee: 엔브이에이치코리아(주)
Priority date: 2011-02-14
Filing date: 2011-02-14
Publication date: 2012-08-22

Abstract

본 발명은 자동차 내장용 생분해성 복합패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 천연보강섬유와 폴리유산섬유로 이루어지는 펠트층, 전술한 펠트층에 양면에 적층되는 필름층 및 전술한 필름층이 적층된 펠트층의 양면에 형성되며, 천연섬유로 이루어지는 부직포층을 포함하여 이루어진다.
전술한 자동차 내장용 생분해성 복합패널은 폐기처리시에 생분해성과 기계적 물성이 우수한 효과를 나타낸다.

Description

자동차 내장용 생분해성 복합패널 {BIODEGRADABLE COMPOSITE PANEL FOR INTERIOR OF VEHICLES}

본 발명은 자동차 내장용 생분해성 복합패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 천연보강섬유와 폴리유산섬유로 이루어지는 펠트층, 전술한 펠트층에 양면에 적층되는 필름층 및 전술한 필름층이 적층된 펠트층의 양면에 형성되며, 천연섬유로 이루어지는 부직포층을 포함하여 이루어진다.

종래에 사용되던 천연섬유를 이용한 자동차 내장용 복합패널은 천연섬유를 보강섬유로 사용하고 폴리프로필렌 등과 같은 열가소성 고분자를 바인더로 사용하여 제조되었다.

그러나, 천연섬유와 열가소성 고분자를 원료로 하여 제조된 복합패널의 경우, 기계적 물성을 보완하고, 내습환경에서 제품이 쉽게 변형되는 것을 차단하기 위해 폴리프로필렌 등과 같은 합성수지 성분을 보강재로 사용하는데, 이러한 합성수지의 첨가로 인해 폐기처리 과정 중 하나인 매립을 시행할 경우, 폐기물이 토양에서 생분해되는데 매우 오랜 시간이 소요되며, 매립 이외에 방법으로 폐기처리를 진행하는 경우에는 합성수지에서 방출되는 유해성분으로 인해 환경을 오염시키는 문제점이 있었다.

또한, 전술한 바와 같이 폐기물에 첨가된 합성수지 성분으로 인해 폐기처리시에 환경이 오염되는 문제점을 해결하기 위해서는 별도의 처리장치가 요구되기 때문에, 폐기처리 비용이 상승하는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 생분해성이 우수하면서도, 내습성과 기계적 물성이 우수한 천연의 재료를 사용하여, 내습성 및 기계적 물성이 우수하며, 폐기처리시에 미생물 등에 의해 생분해 속도가 빠른 자동차 내장용 생분해성 복합패널을 제공하는 것이다.

또한, 폐기처리시에 별도의 장치를 사용할 필요가 없기 때문에, 폐기처리 비용이 저렴한 자동차 내장용 생분해성 복합패널을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 천연보강섬유와 폴리유산섬유로 이루어지는 펠트층, 상기 펠트층에 양면에 적층되는 필름층 및 상기 필름층이 적층된 펠트층의 양면에 형성되며, 천연섬유로 이루어지는 부직포층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 내장용 생분해성 복합패널을 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 펠트층은 천연보강섬유 40 내지 60 중량부와 폴리유산섬유 40 내지 60 중량부로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 천연보강섬유는 황마, 양마, 대마 및 사이잘마로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 폴리유산섬유는 권축이 부여되며, 50 내지 80 밀리미터의 길이를 갖는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 필름층은 코로나처리된 폴리유산필름으로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 부직포층은 50 내지 200㎛의 두께로 형성되는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 천연섬유는 면, 닥나무, 펄프 및 해초로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하여 이루어지는 것으로 한다.

본 발명에 따른 자동차 내장용 생분해성 복합패널은 내습성과 기계적 물성이 우수한 천연의 재료를 사용하여, 내습성, 기계적 물성 및 미생물 등에 의한 생분해 속도가 우수한 효과를 나타낸다.

또한, 폐기처리시에 별도의 장치를 사용할 필요가 없기 때문에, 폐기처리 비용이 저렴한 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차 내장용 생분해성 복합패널을 나타낸 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 2를 통해 제조된 생분해성 헤드라이너의 환경시험전을 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예 2를 통해 제조된 생분해성 헤드라이너의 환경시험후를 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 비교예 3을 통해 제조된 생분해성 헤드라이너의 환경시험전을 나타낸 사진이다.
도 5는 본 발명의 비교예 3을 통해 제조된 생분해성 헤드라이너의 환경시험후를 나타낸 사진이다.

이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

본 발명에 따른 자동차 내장용 생분해성 복합패널은 천연보강섬유와 폴리유산섬유로 이루어지는 펠트층(10), 전술한 펠트층(10)에 양면에 적층되는 필름층(20) 및 전술한 필름층(20)이 적층된 펠트층(10)의 양면에 형성되며, 천연섬유로 이루어지는 부직포층(30)을 포함하여 이루어진다.

전술한 펠트층(10)은 천연보강섬유와 폴리유산섬유로 이루어지는데, 천연보강섬유 40 내지 60 중량부와 폴리유산섬유 40 내지 60 중량부로 이루어지는 것이 바람직하다.

이때, 전술한 천연보강섬유는 50 내지 80 밀리미터의 길이를 가지며, 황마, 양마, 대마 및 사이잘마로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는데, 이러한 천연보강섬유는 전술한 폴리유산섬유와 혼섬되어 자동차 내장용 생분해성 복합패널의 기계적 강도를 향상시키는 역할을 한다.

또한, 전술한 폴리유산섬유는 권축이 부여되며, 50 내지 80 밀리미터의 길이를 갖는데, 이러한 폴리유산섬유는 펠트층(10) 형성과정에서 펠트층(10)의 카딩성을 개선하며, 자동차 내장용 생분해성 복합패널을 제조하는 과정에서 천연보강섬유와 혼섬된 후에 용융단계에서 천연보강섬유에 스며든 후에 냉각과정을 거치게 되면, 천연보강섬유를 결속하는 바인더의 역할을 하고, 자동차 내장용 생분해성 복합패널의 성형성을 향상시키는 역할을 한다.

전술한 필름층(20)은 전술한 펠트층(10)에 양면에 적층되며, 코로나처리된 폴리유산필름으로 이루어지는데, 코로나처리된 폴리유산필름은 전술한 펠트층(10) 및 부직포층(30)과의 접착력이 우수하며, 자동차 내장용 생분해성 복합패널을 제조하는 과정에서 전술한 펠트층(10)의 표면에 코팅막의 형태로 형성되어 자동차 내장용 생분해성 복합패널의 기계적 강도를 향상시키고, 전술한 펠트층(10)에 혼섬된 천연보강섬유에 수분이 접촉하는 것을 차단하여 자동차 내장용 생분해성 복합패널의 강성저하 및 형상변형을 방지하는 역할을 한다.

전술한 부직포층(30)은 전술한 필름층(20)이 적층된 펠트층(10)의 양면에 형성되며, 천연섬유로 이루어지는데, 이러한 부직포층(30)은 자동차 내장용 생분해성 복합패널의 제조과정에서 열간평판금형에 자동차 내장용 생분해성 복합패널이 달라붙는 것을 방지하고, 제조가 완료된 자동차 내장용 생분해성 복합패널이 이송되는 과정에서 파손되는 것을 방지하는 역할을 한다.

이때, 전술한 부직포층(30)은 50㎛ 내지 200㎛의 두께의 박막형태로 이루어지는데, 박막형태를 갖는 부직포층(30)은 자동차 내장용 생분해성 복합패널의 가장 외측에 형성되어 복합패널의 외관품질을 개선하는 역할을 한다.

이때, 전술한 천연섬유는 면, 닥나무, 펄프 및 해초로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

이하에서는, 본 발명에 따른 자동차 내장용 생분해성 복합패널의 제조방법 및 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.

<실시예 1>

천연보강섬유인 황마섬유 50 중량부와 폴리유산섬유 50 중량부를 혼섬하여 면밀도가 1000g/m²인 펠트층을 제조하고, 펠트층의 양면에 코로나 처리된 폴리유산필름 (두께:40㎛, 면밀도:50g/m²)으로 이루어진 필름층을 적층한 후에, 필름층이 적층된 펠트층의 양면에 면섬유을 이용해 스펀레이스 공법으로 제조된 부직포층(두께 :120㎛, 면밀도:50g/m²)을 적층하고, 표면온도가 220℃인 열간평판금형을 이용하여 60kgf/cm²의 압력으로 60초 동안 예열압착한 후 냉각평판금형을 이용하여 80kgf/cm²의 압력으로 45초 냉각 압착하여 2.5mm의 두께를 갖는 자동차 내장용 생분해성 복합패널을 제조하였다.

<실시예 2>

실시예 1과 동일하게 진행하되, 냉각평판금형 대신 자동차용 헤드라이너 성형금형을 이용하여 자동차 내장용 생분해성 복합패널을 이용한 생분해성 헤드라이너를 제조하였다.

<비교예 1>

황마섬유 50 중량부와 폴리프로필렌섬유 50 중량부를 혼섬하여 면밀도가 1000g/m²인 펠트층을 제조하고, 제조된 펠트층의 양면에 폴리프로필렌 기포지로 제조되며, 50g/m²의 면밀도를 갖는 필름층을 적층한 후에 필름층이 적층된 펠트층의 양면에 폴리에틸렌테레프탈레이트를 이용해 스펀본드 공법으로 제조되며, 50g/m²의 면밀도를 갖는 부직포층을 적층하고 표면온도가 220℃인 열간평판금형을 이용하여 60kgf/cm²의 압력으로 60초 동안 예열압착한 후 냉각평판금형을 이용하여 80kgf/cm²의 압력으로 45초 냉각 압착하여 2.5mm의 두께를 갖는 자동차 내장용 복합패널을 제조하였다.

<비교예 2>

황마섬유 50 중량부와 폴리유산섬유 50 중량부를 혼섬하여 면밀도가 1200g/m²인 생분해성 복합패널을 제조한 후에 표면온도가 220℃인 열간평판금형을 이용하여 60kgf/cm²의 압력으로 60초 동안 예열압착한 후 냉각평판금형을 이용하여 80kgf/cm²의 압력으로 45초 냉각 압착하여 2.5mm의 두께를 갖는 자동차 내장용 생분해성 패널을 제조하였다.

<비교예 3>

비교예 2와 동일하게 진행하되, 냉각평판금형 대신 자동차용 헤드라이너성형금형을 이용하여 자동차 내장용 생분해성 패널을 이용한 생분해성 헤드라이너를 제조하였다.

실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2를 통해 제조된 패널의 인장강도, 내습 인장강도, 굴곡강도 및 내습 굴곡강도를 INSTRON사의 UTM(Universal Test Machine)으로 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.

(단, 인장강도는 50mm×150mm 크기의 패널 시편을 MD(Machine Direction)와 AMD(Across Machine Direction)로 각 5매 이상 취하여 50mm/min의 속도로 인장강도를 측정하여 평균값으로 나타내었다.

이때, 상태 조건은 23℃의 온도에서 65%의 RH로 유지된 조건에서 진행하였고, 내습 조건은 50℃의 온도와 90% RH에서 24시간 방치한 후에 상태 조건에서 1시간 정치 후 측정하였다.

굴곡강도는 50mm×150mm 크기의 패널 시편을 MD와 AMD로 각 5매 이상 취하여 5mm/min의 속도로 굴곡강도를 측정하여 평균값을 나타내었다.

이때, 상태 조건은 23℃의 온도에서 65% RH로 유지된 조건에서 진행하였고, 내습 조건은 50℃의 온도에서 90% RH로 24시간 방치한 후에 상태 조건에서 1시간 정치 후 측정하였다.)

<표 1>

위에 표 1에 나타낸 것처럼 본 발명에 따른 자동차 내장용 생분해성 복합패널은 종래에 사용되던 자동차 내장용 복합패널 및 자동차 내장용 생분해성 패널에 비해 인장강도, 내습 인장강도, 굴곡강도 및 내습 굴곡강도가 월등하게 향상된 것을 알 수 있다.

실시예 2 및 비교예 3을 통해 생분해성 헤드라이너의 사용환경에서 강성저하에 따른 형상 변형 정도를 알아보기 위해 (주)코려큐엠에스의 대형항온항습조(Constant Temp & Humid Chamber)를 이용하여 환경시험을 진행하고, 시험결과를 도 2 내지 도 5에 나타내었다.

(단, 환경시험은 1시간 동안 23℃에서 90℃까지 가열하고, 90℃에서 3시간 동안 온도를 유지하고, 1시간 동안 90℃에서 23℃로 냉각하고, 23℃에서 1시간 동안 온도를 유지하고, 1시간 동안 23℃에서 영하 40℃로 냉각하고, 3시간 동안 영하 40℃를 유지하고, 1시간 동안 영하 40℃에서 23℃로 가열하고, 1시간 동안 23℃를 유지하고, 1시간 동안 23℃에서 50℃로 가열하면서 상대습도를 90%RH까지 상승시키고, 7시간 동안 50℃의 온도와 상대습도 90%RH를 유지하고, 1시간 동안 50℃의 온도에서 23℃의 온도로 냉각하면서 90%의 RH를 50%로 하강하는 과정을 1회로 할 때, 이러한 과정을 총 3회 반복한 후 생분해성 헤드라이너의 변형 유무를 측정하였다.)

도 2 내지 도 5에 나타낸 것처럼 비교예 2를 통해 제조된 생분해성 헤드라이너의 경우 환경시험 결과 변형이 발생(도 5 참조)하였으며, 실시예 2를 통해 제조된 생분해성 헤드라이너는 변형이 발생하지 않은 것(도 3 참조)을 알 수 있다.

이는, 본 발명의 자동차 내장용 생분해성 복합패널에 형성된 필름층과 부직포층으로 인해 기계적 물성이 향상되었기 때문이다.

10 ; 펠트층
20 ; 필름층
30 ; 부직포층

Claims

천연보강섬유와 폴리유산섬유로 이루어지는 펠트층;
상기 펠트층에 양면에 적층되는 필름층; 및
상기 필름층이 적층된 펠트층의 양면에 형성되며, 천연섬유로 이루어지는 부직포층;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 내장용 생분해성 복합패널.
청구항 1에 있어서,
상기 펠트층은 천연보강섬유 40 내지 60 중량부와 폴리유산섬유 40 내지 60 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 내장용 생분해성 복합패널.
청구항 1에 있어서,
상기 천연보강섬유는 황마, 양마, 대마 및 사이잘마로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 내장용 생분해성 복합패널.
청구항 1에 있어서,
상기 폴리유산섬유는 권축이 부여되며, 50 내지 80 밀리미터의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 자동차 내장용 생분해성 복합패널.
청구항 1에 있어서,
상기 필름층은 코로나처리된 폴리유산필름으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 내장용 생분해성 복합패널.
청구항 1에 있어서,
상기 부직포층은 50㎛ 내지 200㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 내장용 생분해성 복합패널.
청구항 1에 있어서,
상기 천연섬유는 면, 닥나무, 펄프 및 해초로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 내장용 생분해성 복합패널.