KR20190008647A - Composite material for vehicle - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a composite material for a vehicle, which is used as an interior material for a vehicle, for achieving weight lightening and having excellent strength and moldability. To this end, the composite material for a vehicle comprises: a core layer made of PP foam sheets; a glass fiber reinforcing layer made of glass fibers and laminated on at least one surface of the core layer; and an adhesive layer interposed between the core layer and the glass fiber reinforcing layer and bonding the core layer and the glass fiber reinforcing layer by a thermal adhesion.

Description

차량용 복합소재{COMPOSITE MATERIAL FOR VEHICLE}COMPOSITE MATERIAL FOR VEHICLE

본 발명은 차량용 복합소재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강도 및 성형성이 우수하면서 경량인 차량용 복합소재에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composite material for a vehicle, and more particularly, to a composite material for a vehicle which is excellent in strength and moldability and light in weight.

일반적으로, 차량용 천장재 구조물 예컨대 차량의 루프 패널 내측에는 외장재로서 헤드라이너가 장착되며, 상기 헤드라이너의 내부에는 탑승자의 머리를 보호하기 위한 내장재가 형성된다.In general, a headliner is mounted as an exterior material on the inside of a ceiling structure for a vehicle, such as a roof panel of a vehicle, and an interior material for protecting the head of a passenger is formed inside the headliner.

종래에는, 이러한 내장재로서 기재층과 표피층이 적층 형성되고, 상기 기재층에는 레진펠트(Resin Felt), 천연섬유가 첨가된 강화보드, 폴리우레탄계 발포 제품 등이 사용되었다.Conventionally, such a base material layer and a skin layer are laminated as such an interior material, and a resin felt, a reinforcing board to which natural fibers are added, and a polyurethane foamed product are used for the base material layer.

그런데, 상기 레진펠트는 페놀수지 등이 함침되어 제조된 것이며, 이러한 페놀수지는 페놀류와 알데히드류의 축합반응에 의하여 생성되는 열경화성수지의 일종으로서, 페놀수지의 소각시 미반응 또는 불완전 연소에 기인하여 방출되는 페놀 및 알데히드는 작업환경을 포함한 생활환경의 공해물질로 작용하며, 폐기 소각 처분시 유독성 가스를 배출하는 문제점이 있다.However, the resin felts are prepared by impregnating phenolic resin or the like. Such phenol resin is a type of thermosetting resin produced by the condensation reaction of phenols and aldehydes. When the phenol resin is incinerated, unreacted or incompletely burned The released phenol and aldehyde act as a pollutant in the living environment including the working environment, and there is a problem of emitting toxic gas when disposing of incinerated waste.

상기 천연섬유 강화보드의 경우 천연섬유(황마, 아마, 저마, 사이잘마 등)와 바인더 역할을 하는 폴리올레핀계 섬유를 포함한 것으로, 기재층의 하중이 비교적으로 무거우며, 열성형시 천연섬유 탄화에 의한 냄새를 유발하는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 원재료의 수입에 따른 원거리 운송시 발생할 수 있는 천연섬유의 부패, 세균, 곰팡이 발생을 억제하기 위한 목적으로 사용된 방부제 처리에 기인하여 포름알데히드와 같은 인체에 유해한 물질이 포함될 수 있는 문제점이 있다.The natural fiber-reinforced board includes polyolefin-based fibers serving as a binder with natural fibers (jute, flax, sisal, etc.), and the load of the base layer is relatively heavy. Which is harmful to the human body such as formaldehyde due to the treatment of the preservative used for the purpose of suppressing the decay of the natural fiber, the bacterium and the fungus which may occur in the remote transportation due to the import of the raw material, There is a problem that a substance can be included.

또한, 종래의 폴리우레탄계 발포 제품은 제조공정이 복잡하고 그에 따라 시간 및 가격이 증가되어 생산성이 낮은 문제점이 있다. 그리고, 아민계 촉매를 사용함으로써 인체에 유해한 가스가 발생하며, 가교가 되어 있는 특징으로 인하여 재활용이 어려운 단점이 있다.In addition, conventional polyurethane foamed products have a problem in that the production process is complicated, and accordingly, time and cost are increased and productivity is low. The use of the amine-based catalyst causes a harmful gas to the human body, which is disadvantageous in that recycling is difficult due to the characteristic of being crosslinked.

대한민국 공개특허 제2007-0096565호(2007.10.02)Korean Patent Publication No. 2007-0096565 (2007.02.02)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, PP 발포 시트에 유리섬유 보강층을 적층하여 강도 및 성형성이 우수하면서 경량인 차량용 복합소재를 제공하는 데에 그 목적이 있다. It is an object of the present invention to provide a composite material for a vehicle which is excellent in strength and moldability and is lightweight by laminating a glass fiber reinforcing layer on a PP foam sheet.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 복합소재는, PP 발포 시트로 마련된 코어층; 유리섬유로 마련되고, 상기 코어층의 적어도 일면에 적층된 유리섬유 보강층; 및 상기 코어층과 상기 유리섬유 보강층 사이에 배치되고, 열접착에 의해 상기 코어층과 상기 유리섬유 보강층을 접착하는 접착층;을 포함한다.In order to achieve the above object, a composite material for a vehicle according to a preferred embodiment of the present invention includes: a core layer formed of a PP foam sheet; A glass fiber reinforcing layer which is formed of glass fiber and is laminated on at least one surface of the core layer; And an adhesive layer disposed between the core layer and the glass fiber reinforcing layer and bonding the core layer and the glass fiber reinforcing layer by thermal bonding.

여기서, 상기 코어층은, 발포 배율이 20배 내지 40배인 PP 발포 시트로 마련되며, 밀도가 25kg/m3 내지 50kg/m3이고, 두께가 3mm 내지 10mm로 마련될 수 있다.Here, the core layer may be a PP foam sheet having a foaming magnification of 20 to 40 times, a density of 25 kg / m 3 to 50 kg / m 3 , and a thickness of 3 mm to 10 mm.

상기 유리섬유 보강층은, 유리섬유 페이퍼(glass fiber paper)로 마련되며, 단위 면적당 중량이 50g/m2 내지 150g/m2이고, 두께가 0.2mm 내지 1mm로 마련될 수 있다. The glass fiber reinforcing layer may be formed of glass fiber paper and may have a weight per unit area of 50 g / m 2 to 150 g / m 2 and a thickness of 0.2 mm to 1 mm.

그리고, 상기 유리섬유 보강층은, 상기 유리섬유 페이퍼를 열가소성수지에 함침하여 제작될 수도 있다. The glass fiber reinforcing layer may be produced by impregnating the glass fiber paper with a thermoplastic resin.

보다 구체적으로, 상기 유리섬유 보강층은, 상기 유리섬유 페이퍼를 아크릴 수지에 함침하여 제작되고, 상기 아크릴 수지는 상기 유리섬유 페이퍼에 5:95 내지 30:70 중량%의 비율로 함침되며, 단위 면적당 중량이 30g/m2 내지 300g/m2로 제작될 수 있다. More specifically, the glass fiber reinforcing layer is formed by impregnating the glass fiber paper with an acrylic resin, the acrylic resin is impregnated into the glass fiber paper at a ratio of 5:95 to 30:70 wt%, and the weight per unit area in the 30g / m 2 to 300g / m 2 can be produced.

상기 접착층은, 폴리프로필렌(PP) 필름으로 마련되며, 두께가 0.03mm 내지 0.2mm이고, 단위 면적당 중량이 30g/m2 내지 200g/m2인 것을 특징으로 하는 차량용 복합소재.Wherein the adhesive layer is formed of a polypropylene (PP) film and has a thickness of 0.03 mm to 0.2 mm and a weight per unit area of 30 g / m 2 to 200 g / m 2 .

본 발명의 실시예에 의한 차량용 복합소재는 PET섬유와 LM섬유 또는 PP섬유를 혼합한 혼합섬유로 마련되고, 상기 코어층 또는 상기 유리섬유 보강층 중 적어도 어느 하나에 적층된 PET섬유 보강층;을 더 포함할 수 있다.The composite material for a vehicle according to an embodiment of the present invention further includes a PET fiber reinforcing layer formed of mixed fibers obtained by mixing PET fibers and LM fibers or PP fibers and laminated on at least one of the core layer and the glass fiber reinforcing layer can do.

보다 구체적으로, 상기 PET섬유 보강층은, PET섬유와 LM섬유를 20:80 내지 50:50 중량%의 비율로 혼합하여 니들펀칭으로 제작되고, 단위 면적당 중량이 100g/m2 내지 300g/m2로 마련될 수 있다.More specifically, the PET fiber reinforcing layer is formed by needle punching the PET fibers and the LM fibers at a ratio of 20:80 to 50:50 wt%, and has a weight per unit area of 100 g / m 2 to 300 g / m 2 .

또는, 상기 PET섬유 보강층은, PET섬유와 PP섬유를 30:70 내지 60:40 중량%의 비율로 혼합하여 니들펀칭으로 제작되고, 단위 면적당 중량이 100g/m2 내지 300g/m2로 마련될 수 있다.Alternatively, the PET fiber reinforcing layer may be formed by needle punching the PET fibers and the PP fibers in a ratio of 30:70 to 60:40 wt%, and the weight per unit area is 100 g / m 2 to 300 g / m 2 .

그리고, 상기 PET섬유 보강층은, 상기 혼합섬유를 열가소성수지에 함침하여 제작할 수도 있다. The PET fiber reinforcing layer may be formed by impregnating the mixed fibers with a thermoplastic resin.

보다 구체적으로, 상기 PET섬유 보강층은, 상기 혼합섬유를 아크릴 수지에 함침하여 제작되고, 상기 아크릴 수지는 상기 혼합섬유와 5:95 내지 40:60 중량%의 비율로 함침되어 제작될 수 있다.More specifically, the PET fiber reinforcing layer may be manufactured by impregnating the mixed fibers with an acrylic resin, and the acrylic resin may be impregnated with the mixed fibers at a ratio of 5:95 to 40:60 wt%.

본 발명에 의한 차량용 복합소재에 따르면, PP 발포 시트에 유리섬유 보강층과 PET섬유 보강층을 적층하여 강도 및 성형성이 우수하면서 경량화를 달성할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.According to the composite material for a vehicle according to the present invention, a glass fiber reinforcing layer and a PET fiber reinforcing layer are laminated on a PP foam sheet to obtain an effect of achieving excellent strength and formability and light weight.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 차량용 복합소재의 적층 상태를 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 의한 차량용 복합소재의 적층 상태를 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 의한 차량용 복합소재의 적층 상태를 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 의한 차량용 복합소재의 적층 상태를 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 의한 차량용 복합소재의 적층 상태를 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 6은 본 발명의 제6 실시예에 의한 차량용 복합소재의 적층 상태를 개략적으로 도시해 보인 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic view showing a laminated state of a composite material for a vehicle according to a first embodiment of the present invention, Fig.
2 is a schematic view showing a laminated state of a composite material for a vehicle according to a second embodiment of the present invention,
3 is a view schematically showing a laminated state of a composite material for a vehicle according to a third embodiment of the present invention,
4 is a view schematically showing a laminated state of a composite material for a vehicle according to a fourth embodiment of the present invention,
5 is a schematic view showing a laminated state of a composite material for a vehicle according to a fifth embodiment of the present invention,
6 is a view schematically showing a laminated state of a composite material for a vehicle according to a sixth embodiment of the present invention.

본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 차량용 복합소재에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. In order to facilitate understanding of the features of the present invention, a composite material for a vehicle related to an embodiment of the present invention will be described in detail below.

이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.It should be noted that, in order to facilitate understanding of the embodiments described below, reference numerals are added to the components of the accompanying drawings, so that the same components are denoted by the same reference numerals even though they are shown in different drawings . In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, a specific embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 6은 본 발명의 제1 내지 제6 실시예에 의한 차량용 복합소재의 적층 상태를 개략적으로 도시해 보인 도면이다.FIGS. 1 to 6 are views schematically showing a laminated state of a composite material for a vehicle according to the first to sixth embodiments of the present invention. FIG.

도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 의한 차량용 복합소재의 적층 상태를 개략적으로 도시해 보인 도면이다. FIG. 1 and FIG. 2 are views schematically showing a laminated state of a composite material for a vehicle according to the first and second embodiments of the present invention. FIG.

도 1 및 도 2을 참조하면, 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 의한 차량용 복합소재는 PP 발포 시트로 마련된 코어층(10)과, 유리섬유로 마련되고 상기 코어층(10)의 적어도 일면에 적층된 유리섬유 보강층(20), 그리고 상기 코어층(10)과 상기 유리섬유 보강층(20) 사이에 배치되고 열접착에 의해 상기 코어층(10)과 상기 유리섬유 보강층(20)을 접착하는 접착층(30)을 포함한다. 1 and 2, a composite material for a vehicle according to the first and second embodiments of the present invention includes a core layer 10 provided as a PP foam sheet, a core layer 10 formed of glass fiber, A glass fiber reinforced layer 20 laminated on one side of the core layer 10 and a glass fiber reinforced layer 20 disposed between the core layer 10 and the glass fiber reinforced layer 20 and adhering the core layer 10 and the glass fiber reinforced layer 20 by thermal bonding And an adhesive layer (30).

본 발명의 상기 코어층(10)으로 사용되는 상기 PP 발포 시트는 발포 배율이 20배 내지 40배인 것이 바람직하다. 즉, 발포 배율이 20배 미만인 경우에는 중량이 비교적 높아 경량화 달성에 어려움이 있고, 발포 배율이 40배를 초과하는 경우 경량성은 향상되나 형태 안정성이 저하되는 단점이 있다. The PP foam sheet used as the core layer 10 of the present invention preferably has an expansion ratio of 20 to 40 times. That is, when the expansion ratio is less than 20 times, the weight is relatively high and it is difficult to achieve weight reduction. When the expansion ratio is more than 40 times, lightness is improved but shape stability is deteriorated.

그리고, 상기 PP 발포 시트는 어느 정도의 기계적 강도를 확보해야 한다. 즉, 상기 PP 발포 시트는 밀도가 25kg/m3 내지 50kg/m3인 것이 바람직하다.The PP foam sheet should have a certain degree of mechanical strength. That is, the PP foam sheet preferably has a density of 25 kg / m 3 to 50 kg / m 3 .

또한, 상기 PP 발포 시트는 차량의 내장재용으로 사용되기 때문에 일정 치수로 형성되어야 한다. 즉, 두께가 3mm 내지 10mm인 것이 바람직하다.In addition, since the PP foam sheet is used for an interior material of a vehicle, it must be formed to have a certain size. That is, the thickness is preferably 3 mm to 10 mm.

상기 유리섬유 보강층(20)은 유리섬유 중 유리섬유 페이퍼(glass fiber paper)로 마련되고 상기 코어층(10)의 양면에 적층된다. 상기 유리섬유 페이퍼는 유리 장섬유를 주원료로 하여 습식법으로 제조한다. The glass fiber reinforcing layer 20 is formed of glass fiber paper among glass fibers and laminated on both sides of the core layer 10. The glass fiber paper is produced by a wet process using glass fiber as the main raw material.

그리고, 상기 유리섬유 페이퍼는 기계적 강도와 경량성을 모두 만족하기 위하여 단위 면적당 중량이 50g/m2 내지 150g/m2인 것이 바람직하다.Further, the glass fiber paper is that the weight per unit area of 50g / m 2 to 150g / m 2 preferably to satisfy all of the mechanical strength and light weight.

또한, 상기 유리섬유 페이퍼는 차량의 내장재용으로 사용되기 때문에 일정 치수로 형성되어야 한다. 즉, 상기 유리섬유 페이퍼는 두께가 0.2mm 내지 1mm인 것이 바람직하다.In addition, since the glass fiber paper is used for an interior material of a vehicle, it must be formed in a certain size. That is, the glass fiber paper preferably has a thickness of 0.2 mm to 1 mm.

그리고, 상기 유리섬유 보강층(20)은 상기 유리섬유 페이퍼를 열가소성수지에 함침하여 제작할 수 있다. 즉, 상기 유리섬유 페이퍼를 열가소성수지에 함침하여 기계적 강도, 특히 굴곡강도를 향상시킬 수 있다. The glass fiber reinforcing layer 20 can be produced by impregnating the glass fiber paper with a thermoplastic resin. That is, the glass fiber paper can be impregnated with a thermoplastic resin to improve the mechanical strength, particularly the flexural strength.

일 예로, 상기 유리섬유 보강층(20)은 상기 유리섬유 페이퍼를 아크릴 수지에 함침하여 제작되고, 상기 아크릴 수지는 상기 유리섬유 페이퍼에 5:95 내지 30:70 중량%의 비율로 함침되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 유리섬유 보강층(20)은 단위 면적당 중량이 30g/m2 내지 300g/m2로 제작될 수 있다.For example, the glass fiber reinforcing layer 20 is formed by impregnating the glass fiber paper with an acrylic resin, and the acrylic resin is preferably impregnated into the glass fiber paper at a ratio of 5:95 to 30:70 wt% . At this time, the glass fiber reinforcing layer 20 may have a weight per unit area of 30 g / m 2 to 300 g / m 2 .

상기 접착층(30)은 필름 형태로 마련되어 상기 코어층(10)과 상기 유리섬유 보강층(20) 사이에 배치되고, 가열 및 압착 공정에 의해 용융되면서 상기 코어층(10)과 상기 유리섬유 보강층(20)으로 침투하여 바인더로써 상기 코어층(10)과 상기 유리섬유 보강층(20)을 접착하게 된다. The adhesive layer 30 is provided in the form of a film and disposed between the core layer 10 and the glass fiber reinforcing layer 20 and is melted by a heating and pressing process so that the core layer 10 and the glass fiber reinforcing layer 20 To bond the core layer 10 and the glass fiber reinforcing layer 20 as a binder.

즉, 상기 코어층(10)과 상기 유리섬유 보강층(20) 사이에 상기 접착층(30)을 적층한 상태에서 140℃ 내지 200℃ 온도에서 라미네이션(lamination)하면 상기 접착층(30)이 용융되면서 상기 코어층(10)과 상기 유리섬유 보강층(20)으로 침투하여 바인더로써 상기 코어층(10)과 상기 유리섬유 보강층(20)을 접착하게 된다. 이때, 상기 유리섬유 보강층(20)에 라미네이션으로 상기 접착층(30)이 미리 접착되어 있고 이후 상기 코어층(10)에 상기 유리섬유 보강층(20)을 적층하여 다시 라미네이션하여 접착하거나, 상기 코어층(10)에 상기 접착층(30)과 상기 유리섬유 보강층(20)을 차례로 적층한 후 라미네이션하여 동시에 접착할 수도 있다. That is, when the adhesive layer 30 is laminated between the core layer 10 and the glass fiber reinforcing layer 20 at a temperature of 140 ° C to 200 ° C, the adhesive layer 30 is melted, Layer 10 and the glass fiber reinforcing layer 20 to bond the core layer 10 and the glass fiber reinforcing layer 20 as a binder. At this time, the adhesive layer 30 is laminated to the glass fiber reinforcing layer 20 in advance, and then the glass fiber reinforcing layer 20 is laminated on the core layer 10, laminated again, 10, the adhesive layer 30 and the glass fiber reinforcing layer 20 may be laminated in order, laminated and bonded at the same time.

나아가, 상기 유리섬유 보강층(20)에 이하에서 설명되는 PET섬유 보강층(40)이 적층되는 경우에도 상기 코어층(10)과 상기 유리섬유 보강층(20) 사이에 적층되어 있는 접착층(30)이 라미네이션 공정에서 용융된 후 상기 유리섬유 보강층(20)을 통과하고 상기 PET섬유 보강층(40)까지 침투하여 상기 코어층(10)에 상기 유리섬유 보강층(20)과 PET섬유 보강층(40)을 함께 접착할 수 있다. 이 경우, 상기 코어층(10)에 유리섬유 보강층(20)만을 접착할 때 보다 더 두꺼운 필름을 적층하는 것이 바람직하다.Further, even when the PET fiber reinforcing layer 40 described below is laminated on the glass fiber reinforcing layer 20, the adhesive layer 30 laminated between the core layer 10 and the glass fiber reinforcing layer 20 is laminated The glass fiber reinforcing layer 20 and the PET fiber reinforcing layer 40 are bonded together to the core layer 10 by passing through the glass fiber reinforcing layer 20 and penetrating the PET fiber reinforcing layer 40 . In this case, it is preferable that a thicker film is laminated than when only the glass fiber reinforcing layer 20 is adhered to the core layer 10.

이러한, 상기 접착층(30)은 PP 발포 시트와의 접착력 향상을 위하여 폴리프로필렌(PP) 필름으로 마련되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 코어층(10)과 상기 유리섬유 보강층(20)의 두께에 대응하여 효과적으로 침투하여 접착하도록 두께는 0.03mm 내지 0.2mm이고, 단위 면적당 중량이 30g/m2 내지 200g/m2로 마련되는 것이 바람직하다. The adhesive layer 30 is preferably formed of a polypropylene (PP) film to improve the adhesive strength with the PP foam sheet. Then, the core layer 10 and the glass thickness in correspondence with the thickness of the adhesive so as to effectively penetrate the fiber reinforcement layer 20 is 0.03mm to 0.2mm, a weight per unit is prepared to 30g / m 2 to 200g / m 2 .

이하에서는, 본원발명의 실시예에 의한 차량용 복합소재의 제1 대표 실시예와 종래 소재를 비교하여 살펴본다. Hereinafter, a first exemplary embodiment of a composite material for a vehicle according to an embodiment of the present invention will be compared with conventional materials.

본원발명의 제1 대표 실시예에 의한 차량용 복합소재는, 도 2에 도시된 바와 같이, PP 발포 시트로 마련된 코어층(10)과, 상기 코어층(10)의 양면에 접착층(30)과 유리섬유 보강층(20)이 적층된 후 라미네이션 공정을 거쳐 접착된다. 2, the composite material for a vehicle according to the first exemplary embodiment of the present invention comprises a core layer 10 provided with a PP foam sheet, and an adhesive layer 30 on both surfaces of the core layer 10, The fiber reinforcing layer 20 is laminated and then laminated and bonded.

여기서, 상기 코어층(10)은 발포 배율이 25배, 밀도가 40kg/m3, 두께가 5mm, 단위 면적당 중량이 200g/m2인 PP 발포 시트로 마련된다. Here, the core layer 10 is formed of a PP foam sheet having a foaming magnification of 25 times, a density of 40 kg / m 3 , a thickness of 5 mm, and a weight per unit area of 200 g / m 2 .

상기 접착층(30)은 두께가 0.1mm, 단위 면적당 중량이 100g/m2인 PP 필름으로 마련된다. The adhesive layer 30 is formed of a PP film having a thickness of 0.1 mm and a weight per unit area of 100 g / m 2 .

그리고, 상기 유리섬유 보강층(20)은 두께가 1mm이고, 단위 면적당 중량이 150g/m2인 유리섬유 페이퍼로 마련된다. The glass fiber reinforcing layer 20 is formed of glass fiber paper having a thickness of 1 mm and a weight per unit area of 150 g / m 2 .

이렇게 제작된 본 발명의 차량용 복합소재는 단위 면적당 총중량이 700g/m2이다. 상기 차량용 복합소재에 대하여 굴곡강도 테스트를 수행한 결과 굴곡강도는 21N이다. The composite material for a vehicle of the present invention thus produced has a total weight per unit area of 700 g / m 2 . As a result of performing the flexural strength test on the composite material for a vehicle, the flexural strength was 21N.

이와 비교하여, 종래 차량의 헤드라이너의 소재로 사용되는 복합소재에 대하여 굴곡강도 테스트를 수행하였다. 종래 복합소재는 PP 발포 시트의 양면에 천연섬유와 PP섬유가 혼합된 혼합섬유 보강층을 적층하여 제작하였다.In comparison, a flexural strength test was performed on a composite material used as a material of a headliner of a conventional vehicle. Conventional composite materials were produced by laminating a mixed fiber reinforced layer in which natural fibers and PP fibers were mixed on both sides of a PP foam sheet.

종래 복합소재의 굴곡강도 테스트를 수행한 결과 상기 본 발명의 차량용 복합소재와 동일한 굴곡강도인 21N을 만족하기 위해서는 단위 면적당 중량이 840g/m2이 되어야 한다. As a result of performing the flexural strength test of the conventional composite material, the weight per unit area should be 840 g / m 2 in order to satisfy the flexural strength of 21 N, which is the same as that of the composite material for a vehicle of the present invention.

따라서, 본 발명에 의한 차량용 복합소재는 종래 차량의 헤드라이너 소재로 사용되는 복합소재와 비교하여 동일한 굴곡강도를 만족하면서 중량은 약 10% 내지 20% 감소시킬 수 있어 차량의 경량화를 달성하는데 효과적이다. Accordingly, the composite material for a vehicle according to the present invention can be reduced in weight by about 10% to 20% while satisfying the same bending strength as compared with a composite material used as a headliner material of a conventional vehicle, thereby achieving reduction in weight of a vehicle .

도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 내지 제6 실시예에 의한 차량용 복합소재는 기계적 강도를 보강하기 위하여 PET섬유 보강층(40)을 더 포함할 수 있다. 3 to 6, the composite material for a vehicle according to the third to sixth embodiments of the present invention may further include a PET fiber reinforcing layer 40 to reinforce mechanical strength.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이 코어층(10)의 일면에 유리섬유 보강층(20)이 적층되고 상기 코어층(10)의 타면에 PET섬유 보강층(40)이 적층되거나, 도 4에 도시된 바와 같이 코어층(10)의 양면에 유리섬유 보강층(20)이 적층되고 하나의 유리섬유 보강층(20)에만 PET섬유 보강층(40)이 적층될 수 있다. 그리고, 도 5에 도시된 바와 같이 코어층(10)의 일면에 유리섬유 보강층(20)이 적층되고, 상기 유리섬유 보강층(20)과 상기 코어층(10)의 타면에 각각 PET섬유 보강층(40)이 적층될 수도 있다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 코어층(10)의 양면에 유리섬유 보강층(20)이 적층되고, 상기 유리섬유 보강층(20) 각각에 PET섬유 보강층(40)이 적층될 수 있다.3, the glass fiber reinforcing layer 20 is laminated on one side of the core layer 10 and the PET fiber reinforcing layer 40 is laminated on the other side of the core layer 10, The glass fiber reinforcing layer 20 may be laminated on both sides of the core layer 10 and the PET fiber reinforcing layer 40 may be laminated only on one glass fiber reinforcing layer 20. [ 5, a glass fiber reinforcing layer 20 is laminated on one side of the core layer 10 and a PET fiber reinforcing layer 40 is formed on the other side of the glass fiber reinforcing layer 20 and the core layer 10, May be stacked. 6, the glass fiber reinforcing layer 20 may be laminated on both sides of the core layer 10, and the PET fiber reinforcing layer 40 may be laminated on each of the glass fiber reinforcing layers 20. As shown in FIG.

여기서, 상기 PET섬유 보강층(40)이 상기 코어층(10)에 적층되는 경우에는 그 사이에 접착층(30)이 마련되어 상기 코어층(10)에 상기 PET섬유 보강층(40)을 접착한다. When the PET fiber reinforcing layer 40 is laminated on the core layer 10, an adhesive layer 30 is provided therebetween to bond the PET fiber reinforcing layer 40 to the core layer 10.

그리고, 상기 PET섬유 보강층(40)이 상기 유리섬유 보강층(20)에 적층되는 경우에는 상기 코어층(10)과 상기 유리섬유 보강층(20) 사이에 배치된 접착층(30)이 라미네이션 공정에서 용융되면서 상기 유리섬유 보강층(20)을 통과한 후 상기 PET섬유 보강층(40)까지 침투하여 상기 코어층(10)에 상기 유리섬유 보강층(20)과 상기 PET섬유 보강층(40)을 함께 접착할 수 있다. 이때, 상기 접착층(30)은 상기 코어층(10)에 유리섬유 보강층(20) 하나만을 접착할 때 보다 두꺼운 것을 사용한다. 물론, 상기 유리섬유 보강층(20)과 상기 PET섬유 보강층(40) 사이에 추가로 접착층(30)을 더 구비할 수도 있다. When the PET fiber reinforcing layer 40 is laminated on the glass fiber reinforcing layer 20, the adhesive layer 30 disposed between the core layer 10 and the glass fiber reinforcing layer 20 is melted in the lamination process The glass fiber reinforcing layer 20 and the PET fiber reinforcing layer 40 may be adhered to the core layer 10 by penetrating the PET fiber reinforcing layer 40 after passing through the glass fiber reinforcing layer 20. At this time, the adhesive layer 30 is thicker than one of the glass fiber reinforcing layer 20 is bonded to the core layer 10. Of course, an adhesive layer 30 may further be provided between the glass fiber reinforcing layer 20 and the PET fiber reinforcing layer 40.

상기 PET섬유 보강층(40)은 기계적 강도를 향상시키기 위하여 PET섬유와 LM(Low Melt)섬유 또는 PP섬유를 혼합한 혼합섬유로 마련될 수 있다. 즉, PET섬유만 사용하는 경우 굴곡강도가 낮아 중량대비 원하는 굴곡강도를 달성하는데 어려움이 있다. 이에, PET섬유에 LM섬유 또는 PP섬유를 일정 비율로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. The PET fiber reinforcing layer 40 may be formed of mixed fibers of PET fiber and LM (Low Melt) fiber or PP fiber to improve mechanical strength. That is, when only PET fibers are used, the bending strength is low and it is difficult to achieve desired bending strength with respect to weight. Therefore, it is preferable to mix LM fibers or PP fibers with PET fibers at a certain ratio.

일 예로, 상기 PET섬유 보강층(40)은 PET섬유와 LM섬유를 20:80 내지 50:50 중량%의 비율로 혼합하여 니들펀칭으로 제작된다. 이러한, 상기 PET섬유 보강층(40)은 기계적 강도와 경량화를 만족하기 위하여 단위 면적당 중량이 100g/m2 내지 300g/m2인 것이 바람직하다. For example, the PET fiber reinforcing layer 40 is formed by needle punching the PET fibers and the LM fibers in a ratio of 20:80 to 50:50 weight%. This, the PET fiber reinforcement layer 40 is that the weight per unit area of 100g / m 2 to 300g / m 2 preferably in order to satisfy the mechanical strength and light weight.

아래의 표 1은 LM섬유의 혼합율에 따른 인장강도를 나타낸 것이다. 테스트 샘플은 PET섬유와 LM섬유를 혼합한 단위 면적당 중량이 200g/m2인 PET섬유 보강층이다.Table 1 below shows the tensile strength according to the mixing ratio of LM fibers. The test sample is a PET fiber reinforcing layer having a weight per unit area of 200 g / m 2 , which is a mixture of PET fibers and LM fibers.

아래의 표 1에 나타난 것과 같이, 혼합섬유에서 LM섬유의 혼합율이 50% 이상인 경우 높은 굴곡강도를 만족하면서 60N에 수렴하고 있다. 다만, LM섬유를 80%초과하여 혼합하는 경우에는 원가절감에 어려움이 있다.As shown in the following Table 1, when the mixing ratio of the LM fibers in the mixed fibers is 50% or more, the fibers converge at 60 N while satisfying the high bending strength. However, when mixing more than 80% of LM fibers, it is difficult to reduce the cost.

LM섬유 혼합율LM fiber mixing ratio 굴곡강도Flexural strength 0%0% 10N10N 20%20% 45N45N 30%30% 55N55N 50%50% 60N60N 60%60% 60N60N 70%70% 59N59N 80%80% 60N60N

또는, 상기 PET섬유 보강층(40)은 PET섬유와 PP섬유를 30:70 내지 60:40 중량%의 비율로 혼합하여 니들펀칭으로 제작되고, 단위 면적당 중량이 100g/m2 내지 300g/m2로 마련될 수도 있다.Alternatively, the PET fiber reinforcing layer 40 may be formed by needle punching the PET fiber and the PP fiber at a ratio of 30:70 to 60:40 wt%, and the weight per unit area is 100 g / m 2 to 300 g / m 2 .

나아가, 상기 PET섬유 보강층(40)은 상기 혼합섬유를 열가소성수지에 함침하여 제작할 수 있다. 즉, 상기 혼합섬유를 수지에 함침하여 기계적 강도, 특히 굴곡강도를 향상시킬 수 있다.Further, the PET fiber reinforcing layer 40 may be formed by impregnating the mixed fibers with a thermoplastic resin. That is, the mixed fibers may be impregnated in the resin to improve the mechanical strength, particularly the flexural strength.

일 예로, 상기 PET섬유 보강층(40)은 상기 혼합섬유를 아크릴 수지에 함침하여 제작되고, 상기 아크릴 수지는 상기 혼합섬유와 5:95 내지 40:60 중량%의 비율로 함침되는 것이 바람직하다. For example, the PET fiber reinforcing layer 40 is formed by impregnating the mixed fibers with an acrylic resin, and the acrylic resin is impregnated with the mixed fibers at a ratio of 5:95 to 40:60 wt%.

아래 표 2는 아크릴 수지에 혼합섬유를 함침하지 않은 PET섬유 보강층과 아크릴 수지에 혼합섬유를 함침한 PET섬유 보강층의 굴곡강도를 테스트한 결과이다. Table 2 below shows the results of testing the flexural strength of a PET fiber reinforced layer impregnated with an acrylic resin and a PET fiber reinforced layer impregnated with an acrylic resin.

아래의 표 2와 같이, 혼합섬유를 아크릴 수지에 함침하는 경우 동일한 중량대비 굴곡강도가 향상되는 것을 알 수 있다.As shown in Table 2 below, it can be seen that when the mixed fibers are impregnated in the acrylic resin, the flexural strength with respect to the same weight is improved.

PET섬유 혼합율PET fiber mixing ratio LM섬유 혼합율LM fiber mixing ratio 아크릴 수지 함침 중량Impregnated acrylic resin weight 총 중량Gross weight 굴곡강도Flexural strength 50%50% 50%50% 0g/m2 0 g / m 2 240g/m2 240 g / m 2 10N10N 50%50% 50%50% 60g/m2 60 g / m 2 240g/m2 240 g / m 2 15N15N

여기서, 아크릴 수지가 5% 미만으로 함침되면 그 효과가 미미하고, 40% 초과하여 함침되면 경량화를 달성하기 어렵다.If the acrylic resin is impregnated less than 5%, the effect thereof is insignificant, and if the acrylic resin is impregnated in an amount exceeding 40%, it is difficult to achieve weight reduction.

이하에서는, 본원발명의 실시예에 의한 차량용 복합소재의 제2 대표 실시예와 종래 소재를 비교하여 살펴본다. Hereinafter, a second exemplary embodiment of a composite material for a vehicle according to an embodiment of the present invention will be compared with conventional materials.

본원발명의 제2 대표 실시예에 의한 차량용 복합소재는, 도 4에 도시된 바와 같이, PP 발포 시트로 마련된 코어층(10)과, 상기 코어층(10)의 양면에 접착층(30)과 유리섬유 보강층(20)이 적층되고, 상기 코어층(10)의 양면에 적층된 유리섬유 보강층(20) 중 어느 하나에만 PET섬유 보강층(40)이 적층된 후 라미네이션 공정을 거쳐 접착된다. 4, a composite material for a vehicle according to a second exemplary embodiment of the present invention includes a core layer 10 provided with a PP foam sheet, a core layer 10 on both sides of the core layer 10, The fiber reinforcing layer 20 is laminated and the PET fiber reinforcing layer 40 is laminated only on any one of the glass fiber reinforcing layers 20 laminated on both sides of the core layer 10 and then laminated and bonded.

여기서, 상기 코어층(10)은 발포 배율이 25배, 밀도가 40kg/m3, 두께가 5mm, 단위 면적당 중량이 200g/m2인 PP 발포 시트로 마련된다. Here, the core layer 10 is formed of a PP foam sheet having a foaming magnification of 25 times, a density of 40 kg / m 3 , a thickness of 5 mm, and a weight per unit area of 200 g / m 2 .

상기 접착층(30)은 두께가 0.1mm, 단위 면적당 중량이 100g/m2인 PP 필름으로 마련된다. The adhesive layer 30 is formed of a PP film having a thickness of 0.1 mm and a weight per unit area of 100 g / m 2 .

상기 유리섬유 보강층(20)은 두께가 0.3mm이고, 단위 면적당 중량이 50g/m2인 유리섬유 페이퍼로 마련된다. The glass fiber reinforcing layer 20 is formed of glass fiber paper having a thickness of 0.3 mm and a weight per unit area of 50 g / m 2 .

그리고, 상기 PET섬유 보강층(40)은 단위 면적당 중량이 200g/m2이고, PET섬유와 LM섬유를 50:50 중량%의 비율로 혼합하여 니들펀칭으로 제작한 혼합섬유로 마련된다. The PET fiber reinforcing layer 40 has a weight per unit area of 200 g / m < 2 > and is made of mixed fibers prepared by needle punching the mixture of PET fibers and LM fibers in a ratio of 50:50 wt%.

이렇게 제작된 본 발명의 차량용 복합소재는 단위 면적당 총중량이 700g/m2이다. 상기 차량용 복합소재에 대하여 굴곡강도 테스트를 수행한 결과 굴곡강도는 21N이다. 이때, 굴곡강도를 측정하기 위하여 상기 PET섬유 보강층(40)을 가압하였다. PET섬유 보강층(40)은 압축하중에 우수한 특성을 보이고 있으므로 하중이 인가되는 측에 배치되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 차량용 복합소재를 차량의 내장재로 사용하는 경우 PET섬유 보강층(40)이 주로 하중이 인가되는 측 즉, 차량의 내부를 향하는 측에 배치되도록 설치하는 것이 바람직하다.The composite material for a vehicle of the present invention thus produced has a total weight per unit area of 700 g / m 2 . As a result of performing the flexural strength test on the composite material for a vehicle, the flexural strength was 21N. At this time, the PET fiber reinforcing layer 40 was pressed to measure the bending strength. It is preferable that the PET fiber reinforcing layer 40 is disposed on the side to which the load is applied since the PET fiber reinforcing layer 40 exhibits excellent characteristics in compressive load. Therefore, when the composite material for a vehicle is used as an interior material of a vehicle, it is preferable that the PET fiber reinforcing layer 40 is disposed on a side to which a load is mainly applied, that is, toward the inside of the vehicle.

이와 비교하여, 종래 차량의 헤드라이너의 소재로 사용되는 복합소재에 대하여 굴곡강도 테스트를 수행하였다. 종래 복합소재는 PP 발포 시트의 양면에 천연섬유와 PP섬유가 혼합된 혼합섬유 보강층을 적층하여 제작하였다.In comparison, a flexural strength test was performed on a composite material used as a material of a headliner of a conventional vehicle. Conventional composite materials were produced by laminating a mixed fiber reinforced layer in which natural fibers and PP fibers were mixed on both sides of a PP foam sheet.

종래 복합소재의 굴곡강도 테스트를 수행한 결과 상기 본 발명의 차량용 복합소재와 동일한 굴곡강도인 21N을 만족하기 위해서는 단위 면적당 중량이 840g/m2이 되어야 한다. As a result of performing the flexural strength test of the conventional composite material, the weight per unit area should be 840 g / m 2 in order to satisfy the flexural strength of 21 N, which is the same as that of the composite material for a vehicle of the present invention.

따라서, 본 발명에 의한 차량용 복합소재는 종래 차량의 헤드라이너 소재로 사용되는 복합소재와 비교하여 동일한 굴곡강도를 만족하면서 중량은 약 10% 내지 20% 감소시킬 수 있어 차량의 경량화를 달성하는데 효과적이다. Accordingly, the composite material for a vehicle according to the present invention can be reduced in weight by about 10% to 20% while satisfying the same bending strength as compared with a composite material used as a headliner material of a conventional vehicle, thereby achieving reduction in weight of a vehicle .

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is to be understood that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the appended claims.

10 : 코어층
20: 유리섬유 보강층
30 : 접착층
40 : PET섬유 보강층10: core layer
20: Glass fiber reinforced layer
30: Adhesive layer
40: PET fiber reinforced layer

Claims (11)

PP 발포 시트로 마련된 코어층;
유리섬유로 마련되고, 상기 코어층의 적어도 일면에 적층된 유리섬유 보강층; 및
상기 코어층과 상기 유리섬유 보강층 사이에 배치되고, 열접착에 의해 상기 코어층과 상기 유리섬유 보강층을 접착하는 접착층;
을 포함하는 차량용 복합소재.
A core layer provided with a PP foam sheet;
A glass fiber reinforcing layer which is formed of glass fiber and is laminated on at least one surface of the core layer; And
An adhesive layer disposed between the core layer and the glass fiber reinforcing layer and adhering the core layer and the glass fiber reinforcing layer by thermal bonding;
A composite material for a vehicle.
제1항에 있어서,
상기 코어층은,
발포 배율이 20배 내지 40배인 PP 발포 시트로 마련되며, 밀도가 25kg/m3 내지 50kg/m3이고, 두께가 3mm 내지 10mm인 것을 특징으로 하는 차량용 복합소재.
The method according to claim 1,
Wherein the core layer comprises:
Characterized in that it is provided with a PP foam sheet having a foaming magnification of 20 to 40 times, and has a density of 25 kg / m 3 to 50 kg / m 3 and a thickness of 3 mm to 10 mm.
제1항에 있어서,
상기 유리섬유 보강층은,
유리섬유 페이퍼(glass fiber paper)로 마련되며, 단위 면적당 중량이 50g/m2 내지 150g/m2이고, 두께가 0.2mm 내지 1mm인 것을 특징으로 하는 차량용 복합소재.
The method according to claim 1,
Wherein the glass fiber reinforcing layer
Wherein the composite material is made of glass fiber paper and has a weight per unit area of 50 g / m 2 to 150 g / m 2 and a thickness of 0.2 mm to 1 mm.
제3항에 있어서,
상기 유리섬유 보강층은,
상기 유리섬유 페이퍼를 열가소성수지에 함침하여 제작하는 것을 특징으로 하는 차량용 복합소재.
The method of claim 3,
Wherein the glass fiber reinforcing layer
Wherein the glass fiber paper is impregnated with a thermoplastic resin to produce a composite material for a vehicle.
제4항에 있어서,
상기 유리섬유 보강층은,
상기 유리섬유 페이퍼를 아크릴 수지에 함침하여 제작되고, 상기 아크릴 수지는 상기 유리섬유 페이퍼에 5:95 내지 30:70 중량%의 비율로 함침되며, 단위 면적당 중량이 30g/m2 내지 300g/m2인 것을 특징으로 하는 차량용 복합소재.
5. The method of claim 4,
Wherein the glass fiber reinforcing layer
Wherein the acrylic resin is impregnated in the glass fiber paper at a ratio of 5:95 to 30:70 weight% and the weight per unit area is 30 g / m 2 to 300 g / m 2 Wherein the composite material is a composite material for a vehicle.
제1항에 있어서,
상기 접착층은,
폴리프로필렌(PP) 필름으로 마련되며, 두께가 0.03mm 내지 0.2mm이고, 단위 면적당 중량이 30g/m2 내지 200g/m2인 것을 특징으로 하는 차량용 복합소재.
The method according to claim 1,
The adhesive layer
And a thickness of 0.03 mm to 0.2 mm and a weight per unit area of 30 g / m 2 to 200 g / m 2 , which is provided as a polypropylene (PP) film.
제1항에 있어서,
PET섬유와 LM섬유 또는 PP섬유를 혼합한 혼합섬유로 마련되고, 상기 코어층 또는 상기 유리섬유 보강층 중 적어도 어느 하나에 적층된 PET섬유 보강층;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 복합소재.
The method according to claim 1,
A PET fiber reinforcing layer which is formed of mixed fibers of PET fiber and LM fiber or PP fiber and laminated on at least one of the core layer and the glass fiber reinforcing layer;
Wherein the composite material further comprises a carbon material.
제7항에 있어서,
상기 PET섬유 보강층은,
PET섬유와 LM섬유를 20:80 내지 50:50 중량%의 비율로 혼합하여 니들펀칭으로 제작되고, 단위 면적당 중량이 100g/m2 내지 300g/m2인 것을 특징으로 하는 차량용 복합소재.
8. The method of claim 7,
Wherein the PET fiber reinforcing layer
Wherein the PET fiber and the LM fiber are mixed with each other at a ratio of 20:80 to 50:50 by weight and made by needle punching and have a weight per unit area of 100 g / m 2 to 300 g / m 2 .
제7항에 있어서,
상기 PET섬유 보강층은,
PET섬유와 PP섬유를 30:70 내지 60:40 중량%의 비율로 혼합하여 니들펀칭으로 제작되고, 단위 면적당 중량이 100g/m2 내지 300g/m2인 것을 특징으로 하는 차량용 복합소재.
8. The method of claim 7,
Wherein the PET fiber reinforcing layer
Wherein the PET fiber and the PP fiber are mixed with each other at a ratio of 30:70 to 60:40% by weight and made by needle punching, and the weight per unit area is 100 g / m 2 to 300 g / m 2 .
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 PET섬유 보강층은,
상기 혼합섬유를 열가소성수지에 함침하여 제작하는 것을 특징으로 하는 차량용 복합소재.
10. The method according to claim 8 or 9,
Wherein the PET fiber reinforcing layer
Wherein the mixed fibers are impregnated with a thermoplastic resin to produce a composite material for a vehicle.
제10항에 있어서,
상기 PET섬유 보강층은,
상기 혼합섬유를 아크릴 수지에 함침하여 제작되고, 상기 아크릴 수지는 상기 혼합섬유와 5:95 내지 40:60 중량%의 비율로 함침된 것을 특징으로 하는 차량용 복합소재.
11. The method of claim 10,
Wherein the PET fiber reinforcing layer
Wherein the composite fiber is impregnated with an acrylic resin, and the acrylic resin is impregnated with the mixed fiber at a ratio of 5:95 to 40:60 weight%.
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