KR20190075699A

KR20190075699A - 고분자가 코팅된 천연섬유 복합재 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20190075699A
Application number: KR1020170177504A
Authority: KR
Inventors: 윤정환; 윤주호; 박준영; 이승원; 유성환; 박은영
Original assignee: 자동차부품연구원
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2019-07-01

Abstract

본 발명은 고분자가 코팅된 천연섬유 복합재 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 리그닌 및 헤미셀룰로오스가 제거된 천연섬유를 포함하는 로프형의 보강재를 열처리하는 단계, 적어도 하나의 열가소성 고분자를 포함하는 고분자 수지, 탄성체 및 상용화제를 포함하는 수지 조성물로 이루어진 코팅층을 상기 열처리된 보강재의 적어도 일부에 형성하여 복합재를 형성하는 단계, 상기 복합재를 이루는 보강재를 고정시키는 단계 및 상기 보강재가 고정된 복합재를 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

고분자가 코팅된 천연섬유 복합재 및 이의 제조방법 {POLYMER COATED NATURAL FIBER COMPOSITE MATERIAL AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}

본 발명은 복합재 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 천연섬유에 고분자가 코팅된 복합재에 관한 것이다.

복합재료소재는 일반 고분자 소재의 물리적인 강성을 향상시킬 수 있기 때문에 다양한 분야에서 사용되고 있다. 복합재료소재는 강화재로 사용되는 섬유의 길이 방향으로 주된 물성이 발휘되기 때문에 섬유 강화재의 종류 및 구성에 따라 발현되는 물성 범위가 달라진다. 즉, 매트릭스 수지에 섬유 강화재 또는 기능성 첨가제를 혼합하고 함량 및 배열을 조절하여 원하는 물성을 부여할 수 있다. 그 중에서도, 보강되는 섬유가 천연섬유인 천연섬유 복합재와 유리섬유 또는 탄소섬유가 보강되는 유리섬유복합재(Glass fiber reinforced polymer) 및 탄소섬유복합재(Carbon fiber reinforced polymer)가 대표적인 예이다.

천연섬유 복합재의 경우 펠렛 형태로 제조하기 위해 압출기(extruder)를 이용하고 있다. 다만, 천연섬유는 다공체이기 때문에 겉보기 밀도가 낮은 특성을 가지고 있는데, 용융혼련을 위해 일정크기로 절단하여 압출기에 투입할 경우 혼입(Feeding)이 원활하지 않아 가공상의 어려움이 있다. 또한, 압출시 공정온도가 높아 상대적으로 낮은 열안정성을 갖는 천연섬유가 탄화되는 문제점을 가지고 있다. 그럼에도 불구하고 용융혼련법은 제조공정이 빠르고 다양한 제품으로서의 적용이 가능하기 때문에 많은 연구들이 수행되고 있다.

종래의 천연섬유의 혼입문제를 극복하기 위해 압출 가공을 거치지 않고 천연섬유와 열가소성 고분자 섬유를 물리적으로 혼합한 복합 합연사를 제조하여 복합소재 펠렛으로 제조하는 방법이 제시되었다. 그러나, 이는 펠렛형으로 절단할 경우 복합 합연사에 포함되어 있는 섬유들이 풀어지는 문제점이 있었다. 이를 방지하기 위해 복합소재에 바인더를 함침시키고, 복합합연사에 기능성을 부여하는 첨가제를 혼합하고 가공하는 방식을 사용하였으나, 혼합된 복합 조성물을 제조하기 위해서는 첨가되는 조성마다 가공이 필요하기 때문에 공정이 복잡하다는 단점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 천연섬유를 포함하는 로프형의 보강재를 열가소성 고분자를 포함하는 수지 조성물과 연속적으로 혼입하며 압출가공하여 보강재에 수지 조성물이 코팅된 천연섬유 복합재를 제조하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 압출가공 후 압착하는 공정을 수행하여 수지 조성물을 보강재의 내부로 침투시켜 보강재의 섬유 간 접착력을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 리그닌 및 헤미셀룰로오스가 제거된 천연섬유를 포함하는 로프형의 보강재를 열처리하는 단계, 적어도 하나의 열가소성 고분자를 포함하는 고분자 수지, 탄성체 및 상용화제를 포함하는 수지 조성물로 이루어진 코팅층을 상기 열처리된 보강재의 적어도 일부에 형성하여 복합재를 형성하는 단계, 상기 복합재를 이루는 보강재를 고정시키는 단계 및 상기 보강재가 고정된 복합재를 절단하는 단계를 포함하는 천연섬유 복합재의 제조방법이 제공된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 보강재는 상기 천연섬유 또는 상기 천연섬유와 열가소성 고분자로 이루어진 고분자 섬유가 균일하게 분산된 복합 합연사로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 열처리는 80 내지 120℃ 범위의 온도에서 8 내지 24시간동안 수행되어 상기 보강재의 수분이 제거될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 코팅층은, 상기 열처리된 보강재 및 상기 수지 조성물이 압출기에 연속적으로 혼입(Feeding)되며 압출되어 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 보강재를 고정시키는 단계에서, 상기 복합재를 압착하여 상기 코팅층을 이루는 수지 조성물의 적어도 일부가 상기 보강재의 내부로 침투되어 상기 보강재를 고정시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 압출은 150 내지 180℃ 범위의 온도에서 수행될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 160 내지 190℃ 범위의 온도에서 사출성형하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 열가소성 고분자는 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 저밀도 폴리에틸렌(Low-density Polyethylene, LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(High-density Polyethylene, HDPE), 폴리비닐알코올(Polyvinylalcohol, PVA), 폴리아마이드11(Polyamide 11, PA11), 폴리아마이드 12(Polyamide 12, PA12), 에틸렌-프로필렌고무(Ethylene-propylene diene terpolymer rubber, EPDM rubber) 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(Styrene-ethylene-butylene-styrene, SEBS)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 또는 그 조합일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 천연섬유는 황마(jute), 사이잘삼(sial), 코코넛 섬유(Coconut fiber), 코이어(Coir), 삼(Hemp), 대나무(Bamboo) 및 케나프(kenaf)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 또는 그 조합일 수 있다.

그리고, 본 발명의 다른 관점에 따르면, 리그닌 및 헤미셀룰로오스가 제거된 천연섬유를 적어도 하나 포함하는 로프형의 보강재 및 적어도 하나의 열가소성 고분자를 포함하는 고분자 수지, 탄성체 및 상용화제를 포함하고, 상기 보강재의 적어도 일부에 코팅층을 형성하는 수지 조성물을 포함하는 천연섬유 복합재가 제공된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 코팅층은 상기 보강재 및 상기 수지 조성물이 압출기에 연속적으로 혼입되며 압출되어 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 코팅층을 이루는 수지 조성물의 적어도 일부는 상기 보강재의 내부로 침투하여, 상기 보강재를 고정시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 보강재는 80 내지 120℃ 범위의 온도에서 8 내지 24시간동안 열처리하여 수분이 제거될 수 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 로프형의 천연섬유를 포함하는 보강재를 열가소성 고분자를 포함하는 수지 조성물과 연속적으로 혼입하며 압출가공하여 보강재에 수지 조성물이 코팅된 천연섬유 복합재를 제조할 수 있다.

또한, 본 발명은 압출가공 후 압착하는 공정을 수행하여 수지 조성물을 보강재의 내부로 침투시켜 보강재의 섬유 간 접착력을 향상시키는 효과가 있다.

물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 천연섬유 복합재의 제조공정을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보강재 및 수지 조성물의 압출가공 공정을 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보강재 및 수지 조성물의 압출가공 및 압착 공정을 나타내는 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 천연섬유 복합재의 형상을 나타내는 개략도 및 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보강재의 단면을 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 펠렛형의 천연섬유 복합재를 나타내는 사진이다.
도 7은 본 발명의 일 실험예에 따른 천연섬유 복합재의 사출성형품을 나타내는 사진이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 도 1 내지 3을 참조하여, 천연섬유 복합재(1)의 제조방법에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 천연섬유 복합재(1)의 제조공정을 나타내는 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보강재(10) 및 수지 조성물(20)의 압출공정을 나타내는 개략도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보강재(10) 및 수지 조성물(20)의 압출가공 및 압착 공정을 나타내는 사진이다.

도 1에 따르면, 리그닌 및 헤미셀룰로오스가 제거된 천연섬유(11)를 포함하는 로프형의 보강재(10)를 열처리하는 단계(S10), 적어도 하나의 열가소성 고분자를 포함하는 고분자 수지, 탄성체 및 상용화제를 포함하는 수지 조성물(20)로 이루어진 코팅층(25)을 열처리된 보강재(10)의 적어도 일부에 형성하여 복합재(30)를 형성하는 단계(S20), 복합재(30)를 이루는 보강재(10)를 고정시키는 단계(S30) 및 보강재(10)가 고정된 복합재(30)를 절단하는 단계(S40)를 포함하는 천연섬유 복합재(1)의 제조방법이 제공된다.

먼저, 화학적 정련과정을 거쳐 리그닌 및 헤미셀룰로오스가 제거된 천연섬유(11)를 포함하는 보강재(10)를 열처리(S10)한다. 이때, 보강재(10)는 천연섬유(11) 또는 천연섬유(11)와 열가소성 고분자로 이루어진 고분자 섬유(12)가 균일하게 분산된 복합 합연사로 이루어질 수 있다.

열처리를 통해 보강재(10)에 포함되어 있는 수분을 제거하여 가공 중 수분에 의한 기체의 발생 및 가공온도의 상승을 방지한다. 열처리는 진공오븐 또는 열풍오븐을 사용하여 80 내지 120℃ 범위의 온도에서 8 내지 24시간동안 열처리하여 수분을 제거할 수 있다.

다음으로, 적어도 하나의 열가소성 고분자를 포함하는 고분자 수지, 탄성체 및 상용화제를 포함하는 수지 조성물(20)로 이루어진 코팅층(25)을 열처리된 보강재(10)의 적어도 일부에 형성하여 복합재(30)를 형성(S20)한다. 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 압출기(100)에 투입되는 물질은 피더(110) 및 피복압출다이(130)으로 동시에 투입될 수 있다. 열가소성 고분자를 포함하는 고분자 수지는 압출기(100)의 피더(110)로 투입되고, 보강재(10)는 압출기(100)의 피복압출다이(130)으로 직접 투입된다. 한편, 압출기(100)의 피더(110)는 메인피더와 사이드피더로 나뉠 수 있는데, 수지 조성물(20)의 고분자 수지는 메인피더로, 탄성체와 상용화제는 메인피더 또는 사이드피더로 투입되며 혼합될 수 있다.

도 2 및 도 3에 따르면, 압출가공하는 단계(S20)에서, 코팅층(25)은, 열처리된 보강재(10) 및 수지 조성물(20)이 압출기(100)에 연속적으로 혼입(Feeding)되며 압출되어 형성될 수 있다.

천연섬유(11)의 낮은 밀도에 따른 혼입문제를 해결하기 위해, 천연섬유(11)를 포함하는 보강재(10)는 수지 조성물(20)과 압출기(100)에 연속적으로 혼입되며 압출되어 코팅층(25)을 형성할 수 있다. 도 2에 따르면, 압출기(100)의 피더(110)로 수지 조성물(20)이 투입될 때, 압출기(100)에 위치하는 피복압출다이(130)로 로프형의 보강재(10)가 연속적으로 혼입될 수 있다. 압출기(100)의 피복압출다이(130)를 따라 보강재(10)가 수지 조성물(20)에 연속적으로 혼입되며 압출가공하기 때문에 밀도차에 따른 분리현상이 생기지 않으며 코팅층(25)이 형성될 수 있다. 특히, 보강재(10)는 연속적으로 투입되기 때문에 장섬유의 형태로 수지 조성물(20)이 코팅될 수 있다. 이는 단섬유의 보강재(10)를 혼합할 때 생기는 밀도차에 의한 분리현상을 방지하면서 물성보강의 효과를 증대시킬 수 있음을 의미한다.

그리고, 코팅층(25)이 형성된 복합재(30)를 이루는 보강재(10)를 고정시킨다. 천연섬유(11) 또는 천연섬유(11) 및 고분자 섬유(12)가 균일하게 분산된 복합 합연사로 이루어진 보강재(10)는 가공 중 단사들이 풀어지는 문제가 있다. 이를 방지하기 위해 보강재(10)를 고정시키는 과정이 필요하다.

도 2 및 도 3에 따르면, 보강재(10)를 고정시키는 단계(S30)에서, 복합재(30)를 압착하여 코팅층(25)을 이루는 수지 조성물(20)의 적어도 일부가 보강재(10)의 내부로 침투되어 보강재(10)를 고정시킬 수 있다.

보강재(10)에 코팅층(25)을 형성하는 단계(S20)을 통해 형성된 복합재(30)는 많은 함량의 보강재(10)를 포함하지만, 코팅층(25)의 접착력이 다소 부족하여 보강재(10)와 코팅층(25)이 분리될 수도 있다. 또한, 보강재(10)를 이루는 단사, 예를 들어 천연섬유(11) 또는 고분자 섬유(12)들이 풀어지는 현상이 일어날 수 있다. 이를 방지하기 위해 보강재(10)를 고정시키는 단계(S30)에서 복합재(30)를 압착하는 공정을 수행한다. 압착공정은 롤프레스(Roll-press)(200)를 이용하여 수행될 수 있다. 압출기(100)를 통해 형성된 복합재(30)는 온도가 높은 상태로 제조되는데, 이를 롤 프레스(200)를 이용하여 연속적으로 압착할 수 있고, 복합재(30)에 수분이 흡수되지 않도록 공랭식으로 일부 건조시킨 후 압착할 수도 있다. 롤프레스(200)를 이용한 압착을 통해 코팅층(25)을 이루는 수지 조성물(20)의 적어도 일부가 보강재(10) 내부로 침투될 수 있다.

압착된 복합재(30)는 보강재(10)와 코팅층(25)의 접착력이 증가한다. 이로 인해, 보강재(10)를 포함하는 천연섬유 복합재(1)가 다른 가공 공정중 보강재(10)와 수지 조성물(20)로 이루어지는 코팅층(25)이 분리되는 현상이 감소될 수 있다. 그리고, 압착에 의해 코팅층(25)을 이루는 수지 조성물(20)의 적어도 일부가 보강재(10)의 내부로 침투하여 보강재(10)를 고정시킬 수 있다. 천연섬유 복합재(1)를 절단할 때, 보강재(10)의 단사들이 풀어지면서 물성보강의 효과가 감소할 수도 있다. 따라서, 압착 공정을 통해 보강재(10)의 내부로 수지 조성물(20)을 침투시키고, 보강재(10) 단사 간의 결합력 및 접착력을 향상시킬 수 있다. 즉, 보강재(10)의 풀어짐 현상을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 압출은 150 내지 180℃ 범위의 온도에서 수행될 수 있다. 천연섬유(11)를 포함하는 보강재(10)는 190℃이상에서 탄화가 가속되기 때문에, 190℃이하의 온도에서 공정을 수행할 필요가 있다. 또한, 수지 조성물(20)은 열가소성 고분자를 포함하기 때문에, 150℃ 내지 180℃의 압출온도에서 용융되어 보강재(10)와 잘 혼합되며 코팅될 수 있다. 바람직하게는, 압출은 160℃ 내지 170℃에서 수행될 수 있다.

보강재(10)가 고정된 복합재(30)를 절단(S40)하여 천연섬유 복합재(1)를 제조한다. 압출가공과 압착을 통해 제조된 복합재(30)를 펠렛타이저(Pelletizer)를 이용하여 이를 펠렛형으로 절단할 수도 있다. 펠렛형의 천연섬유 복합재(1)는 보관이 용이하고 원하는 형태로의 성형이 가능하다. 천연섬유 복합재(1)는 10mm 내지 15mm의 크기를 가진 펠렛형일 수 있다. 다만, 이에 본 발명의 실시예가 한정되는 것은 아니다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 160 내지 190℃ 범위의 온도에서 사출성형하는 단계를 더 포함할 수 있다. 제조된 천연섬유 복합재(1)는 사출공정을 통해 특정한 형태로 성형될 수 있다. 이때, 성형품의 형상을 가지면서 천연섬유(11)를 포함하는 보강재(10)가 탄화되지 않도록 190℃이하의 온도로 사출성형 할 수 있다. 바람직하게는 사출성형은 160℃ 내지 175℃에서 수행될 수 있다. 그리고, 사출성형한 천연섬유 복합재(1)는 고유의 냄새, 탄화 냄새 및 알데히드(aldehyde)류 등의 휘발성 유기화합물 제거를 위해 건조하는 단계를 수행할 수 있다. 상기 건조하는 단계는 진공오븐 또는 열풍오븐을 사용하여 80℃ 내지 120℃ 범위의 온도에서 8시간 내지 24시간동안 수행될 수 있다.

도 4를 참조하여 천연섬유 복합재(1)에 대하여 설명한다. 도 4의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 보강재(10)에 수지 조성물(20)이 코팅된 천연섬유 복합재(1)를 나타내는 개략도이고, 도 4의 (b)는 천연섬유 복합재(1)의 단면을 나타내는 개략도이다.

도 4에 따르면, 천연섬유 복합재(1)는, 리그닌 및 헤미셀룰로오스가 제거된 천연섬유(11)를 적어도 하나 포함하는 로프형의 보강재(10) 및 적어도 하나의 열가소성 고분자를 포함하는 고분자 수지, 탄성체 및 상용화제를 포함하고, 보강재(10)의 적어도 일부에 코팅층(25)을 형성하는 수지 조성물(20)을 포함할 수 있다.

천연섬유 복합재(1)는 수지 조성물(20)이 코팅된 보강재(10)를 포함한다. 천연섬유(11)는 다공체로 겉보기 밀도가 낮아 용융혼련이 어려우나, 수지 조성물(20)과 압출기에 연속적으로 투입함으로써 보강재(10)에 수지 조성물(20)로 이루어진 코팅층(25)을 형성하여 천연섬유(11)를 보강시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보강재(10)의 단면을 나타내는 개략도이다. 도 5의 (a)는 복수의 천연섬유(11) 단사로 이루어진 보강재(10)의 단면을, 도 5의 (b)는 천연섬유(11)와 고분자 섬유(12)가 균일하게 분산된 복합 합연사로 이루어진 보강재(10)의 단면을 나타낸다. 도 5에 따르면, 보강재(10)는 천연섬유(11) 또는 천연섬유(11)와 열가소성 고분자로 이루어진 고분자 섬유(12)가 균일하게 분산된 복합 합연사로 이루어질 수 있다.

보강재(10)는 수지 조성물(20)이 코팅되어 물성이 향상될 수 있다. 이때, 복수의 천연섬유(11)만을 포함하여 큰 물성향상을 기대할 수 있고, 열가소성 고분자로 이루어진 고분자 섬유(12)와 천연섬유(11)가 균일하게 분산된 복합 합연사를 포함할 수도 있다. 복합 합연사의 고분자 섬유(12)는 서로 다른 열가소성 고분자 2종 이상을 포함할 수 있으며, 천연섬유(11)와 균일하게 분산되어 혼합될 수 있다. 보강재(10) 100중량부 대비 천연섬유(11)는 20 내지 70중량부, 고분자 섬유(12)는 30 내지 80중량부일 수 있고, 바람직하게는 천연섬유(11)와 고분자 섬유(12)가 각각 50중량부로 혼합될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 코팅층(25)은 보강재(10) 및 수지 조성물(20)이 압출기(100)에 연속적으로 혼입되며 압출되어 형성될 수 있다.

압출기(100)(Extruder)를 이용한 압출가공을 통해 보강재(10)에 코팅층(25)을 형성할 수 있다. 압출기(100)의 피더(110)(Feeder)로 수지 조성물(20)을 투입시키고, 압출기(100)의 피복압출다이(130)로 보강재(10)를 연속적으로 투입시킬 수 있다. 피복압출다이(130)(Cross-head die)를 통해 보강재(10)가 연속적으로 투입되면서 수지 조성물(20)과 혼입 및 코팅될 수 있다. 그리고, 혼입과 동시에 압출가공이 수행되기 때문에 천연섬유(11)를 포함하는 보강재(10)와 수지 조성물(20)의 밀도차에 의해 서로 분리되는 현상이 감소하며 코팅층(25)이 형성될 수 있다. 그리고, 수지 조성물(20)이 코팅되는 보강재(10)를 많은 함량으로 보강시킬 수 있기 때문에, 천연섬유 복합재(1)의 물성 향상을 극대화 할 수 있다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 코팅층(25)을 이루는 수지 조성물(20)의 적어도 일부는 보강재(10)의 내부로 침투하여, 보강재(10)를 고정시킬 수 있다. 이때, 코팅층(25)이 형성된 복합재(30)를 압착하여 코팅층(25)의 적어도 일부를 보강재(10)의 내부로 침투시킬 수 있다. 수지 조성물(20)과 압출만 수행한 경우 코팅층(25)과 보강재(10)의 접착력이 다소 부족하여 코팅층(25)이 분리될 수 있고, 보강재(10)를 이루는 단사들이 풀어질 수도 있다. 이를 방지하기 위해 압출 후 압착하는 공정을 수행하여, 보강재(10)와 코팅층(25)의 접착력을 향상시킬수 있다. 또한, 적어도 일부의 수지 조성물(20)이 보강재(10)의 내부로 침투하여, 보강재(10)를 고정시킴으로써, 보강재(10)의 단사들의 풀어짐을 방지할 수 있다.

즉, 압출 및 압착을 통해서 수지 조성물(20)의 적어도 일부는 보강재(10)의 외부에 코팅층(25)을 형성하고, 잔부는 보강재(10)의 내부로 침투하여 보강재(10)를 고정시킬 수 있다. 복합재(30)를 압착하는 공정은 압출하는 단계와 연속적으로 수행될 수 있고, 고온에서의 압출공정 후 일부 냉각시킨 다음 수행될 수도 있다. 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

이때, 보강재(10)는 로프형의 장섬유일 수 있다. 보강재(10)가 압출기(100)에 투입될 때, 장섬유의 보강재(10)가 압출기(100)의 피더(110)를 통해 수지 조성물(20)과 혼입된다. 단섬유의 보강재(10)는 장섬유의 형태에 비해 물성보강 효과가 상대적으로 부족하다. 장섬유의 보강재(10)는 단섬유 형태에 비해 혼입이 어렵지만, 연속적인 투입을 통해 수지 조성물(20)과 보강재(10)가 균일하게 혼입되기 때문에, 장섬유의 천연섬유(10)를 이용하여 효과적인 물성보강이 가능하다.

보강재(10)에 포함되는 천연섬유(11)는 리그닌 및 헤미셀룰로오스를 포함하고 있는데, 이는 천연섬유 복합재(1)의 가공과정에서 천연섬유가 탄화(열분해)되는 요인으로 작용한다. 천연섬유 복합재(1)를 이루는 조성물을 필요한 형상으로 가공하는 과정에서 천연섬유(10)가 탄화될 경우, 물성 보강효과가 감소할 수 있다. 따라서, 천연섬유(10)를 화학적으로 정련처리하여 리그닌 및 헤미셀룰로오스를 제거시킬 필요가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 보강재(10)는 80 내지 120℃ 범위의 온도에서 8 내지 24시간동안 열처리하여 수분이 제거될 수 있다. 천연섬유(11)는 리그닌 및 헤미셀룰로오스 이외에도 수분을 함유하고 있다. 천연섬유(11)에 함유된 수분은 고온의 가공과정에서 기체가 발생할 수도 있다. 또한, 가공온도가 상승하기 때문에 천연섬유(11)의 탄화속도가 증가하여 천연섬유 복합재(1)의 물성에 영향을 주게 된다. 따라서, 천연섬유(11)를 포함하는 보강재(10)를 압출기에 투입하기 전에 열처리하여 수분을 제거할 필요가 있다. 바람직하게는, 보강재(10)는 진공오븐 또는 열풍오븐을 사용하여 80 내지 120℃ 범위의 온도에서 8 내지 24시간동안 열처리하여 수분을 제거할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 수지 조성물(20)에 포함되는 열가소성 고분자는 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 저밀도 폴리에틸렌(Low-density Polyethylene, LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(High-density Polyethylene, HDPE), 폴리비닐알코올(Polyvinylalcohol, PVA), 폴리아마이드11(Polyamide 11, PA11), 폴리아마이드 12(Polyamide 12, PA12), 에틸렌-프로필렌고무(Ethylene-propylene diene terpolymer rubber, EPDM rubber) 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(Styrene-ethylene-butylene-styrene, SEBS)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 또는 그 조합일 수 있다. 수지 조성물(20)에 포함되는 열가소성 고분자는 통상적으로 사용 가능한 고분자일 수 있다. 천연섬유 복합재(1)의 가공시 보강재(10)의 탄화를 최소화하기 위해 가공온도는 190℃이하로 조절되는데, 이때 수지 조성물(20)이 가소화되어 가공이 가능하도록 열가소성 수지를 포함할 수 있다. 열가소성 수지는 1종일 수 있고, 2종 이상의 블렌드(blend) 소재일 수 있다. 바람직하게는, 수지 조성물(20)에 포함되는 열가소성 고분자는 폴리프로필렌을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 천연섬유(11)는 황마(jute), 사이잘삼(sial), 코코넛 섬유(Coconut fiber), 코이어(Coir), 삼(Hemp), 대나무(Bamboo) 및 케나프(kenaf)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 또는 그 조합일 수 있다. 이러한 천연섬유(11)는 친환경 재료로서 수지 조성물(20)에 보강되도록 사용되는 소재일 수 있다. 리그닌 및 헤미셀룰로오스를 화학적으로 처리하여 제거하고, 열처리하여 수분을 제거하여 사용할 수 있다. 천연섬유(11)를 포함하는 보강재(10)의 직경은 1mm 내지 15mm 일 수 있고, 바람직하게는 3mm일 수 있다.

수지 조성물(20)에 보강재(10)를 혼입하여 천연섬유 복합재(1)를 제조할 때, 보강재(10)의 함량을 증가시켜 물성을 향상시킬 수 있으나, 보강재(10)의 함량이 증가할 때 천연섬유 복합소재(1)의 충격강도가 감소할 수 있다. 이를 보완하기 위해 천연섬유 복합재(1)는 탄성체를 포함할 수 있다. 탄성체는 펠렛 형태를 가지며 가공시 수지 조성물(20)의 열가소성 고분자와 친화력을 갖는 블렌드 가공이 가능한 통상적인 탄성체일 수 있다. 또한, 탄성체가 무극성일 때, 극성인 천연섬유(11)와도 계면결합력을 높일 수 있도록 극성기가 도입된 탄성체 일 수 있다.

한편, 천연섬유 복합재(1)는 상용화제를 포함할 수 있다. 보강재(10)와 수지 조성물(20)의 열가소성 고분자간의 계면결합력을 향상시키기 위해 상용화제가 첨가될 수 있다. 바람직하게는, 상용화제는 무수말레산이 도입된 플리프로필렌일 수 있다. 그리고, 천연섬유 복합재(1)의 용도에 따라 기능성 첨가제를 더 포함할 수 있다. 윤활제, 무기계 필러, 냄새제거제 및 기타 첨가제를 포함하여 천연섬유 복합재(1)의 기능성을 향상시킬 수 있다. 특히, 냄새제거제를 포함하여 천연섬유 복합재(1) 고유의 냄새를 감소시킬 수 있고, 첨가제를 첨가하여 강성, 치수안정성을 향상시키고 표면조도 및 마찰계수 등의 기능성을 부여할 수도 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 펠렛형의 천연섬유 복합재(1)를 나타내는 사진이다. 도 6을 참조하면, 펠렛형의 천연섬유 복합재(1)는 보강재(10) 외부에 수지 조성물(20)이 코팅된 형태를 가지는 것을 알 수 있다. 천연섬유 복합재(1)는 펠렛형일 수 있으나 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 종래의 복합소재는 천연섬유가 밀도차에 의해 고분자 수지와 분리되거나, 천연섬유를 적은 양 만을 포함시킬 수 있었다. 본 발명의 천연섬유 복합재(1)는 압출기에 수지 조성물(20)과 장섬유의 보강재(10)를 연속적으로 혼입하며 압출하기 때문에 보강재(10)의 외부에 적어도 일부의 수지 조성물(20)로 이루어진 코팅층(25)을 형성할 수 있다. 그리고, 압출 후 압착하는 공정을 수행하기 때문에, 보강재(10)와 코팅층(25)의 접착력을 향상시킬 수 있다. 또한, 잔부의 코팅층(25)을 이루는 수지 조성물(20)을 보강재(10) 내부로 침투시켜 보강재(10)를 이루는 단사들을 고정시킬 수 있다. 단사들이 고정되기 때문에 보강재(10)의 풀어짐 현상을 방지할 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 이해를 돕기 위한 실험예들을 설명한다. 다만, 하기의 실험예들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명의 실시예들이 아래의 실험예들만으로 한정되는 것은 아니다.

실험예

먼저, 본 실험예에 사용되는 보강재, 고분자 수지, 탄성체 및 상용화제에 대하여 설명한다.

보강재는 화학적으로 정련하여 리그닌과 헤미셀룰로오스를 제거한 로프형의 정련 케나프 천연섬유와 화학적으로 정련하지 않고 리그닌과 헤미셀룰로오스를 포함하는 로프형의 미정련 케나프 천연섬유를 준비한다. 그리고, 열가소성 고분자인 폴리프로필렌과 로프형의 정련 케나프를 1:1 중량비로 혼합된 보강재를 준비한다. 압출기에 연속적으로 투입하기 위해 장섬유의 천연섬유를 준비하되, 비교예를 위해 단섬유의 정련된 케나프를 준비한다. 보강재는 직경이 3mm인 로프형의 섬유로 준비한다.

고분자 수지에 포함되는 열가소성 고분자로 폴리프로필렌(Polypropylene, PP)을 준비한다. 천연섬유의 함량에 따라 달라지는 성형성을 고려하여 일정수준 이상의 용융흐름지수(Melt flow index, MI)를 갖는 폴리프로필렌 2종 이상을 혼합한 고분자 수지를 준비한다. 용융흐름지수(MI)가 30인 폴리프로필렌을 준비하여 이를 MI 30이라 지칭한다.

탄성체는 Exonmobil Santoprene 121-80인 TPV(Thermoplastic vulcanizates)를, 상용화제는 무수말레산이 도입된 폴리프로필렌(Polypropylene-graft-maleic anhydride)를 사용한다.

다음으로, 본 발명의 실험예에 따른 천연섬유 복합재의 제조방법에 대하여 설명한다.

먼저, 보강재의 함수율을 조절하기 위해 열처리 공정을 수행한다. 진공오븐 또는 열풍오븐을 사용하여 보강재를 80℃에서 24시간 동안 열처리하여 건조시킨다.

그리고, 폴리프로필렌을 포함하는 고분자 수지, 탄성체 및 상용화제를 포함하는 수지 조성물과 열처리된 보강재를 연속적으로 압출기에 혼입하여 압출가공한다. 수지 조성물은, 압출기의 메인 피더(Feeder)로 고분자 수지를 투입하고, 탄성체, 상용화제 및 기타 첨가제를 메인피더 또는 사이드 피더에 선택적으로 투입할 수 있다. 로프형의 천연섬유를 포함하는 보강재는 압출기의 피복압출다이에 직접 투입한다. 피복압출다이를 통과하는 보강재의 속도를 조절하여 수지 조성물 코팅층의 두께를 조절할 수 있다. 이때, 압출가공은 160℃ 내지 170℃에서 수행한다.

그리고, 압출가공을 수행한 보강재를 롤-프레스(Roll-press)를 통해 압착시키고 건조 시킨다. 수지 조성물이 보강재를 구성하는 섬유 사이에 침투하도록 압착한 후, 수분이 흡수되지 않도록 수냉식이 아닌 공랭식으로 건조시킨다. 건조된 수지 조성물이 코팅된 보강재는 펠렛타이저를 이용하여 펠렛형으로 절단 가공한다. 압착된 보강재는 10mm 내지 15mm의 펠렛형으로 절단하여 천연섬유 복합재로 제조한다.

천연섬유 복합재의 물성비교를 위해 상기 제조된 펠렛형의 천연섬유 복합재를 사출성형한다. 사출성형은 160℃ 내지 175℃에서 계량속도의 변화가 2초 내지 3초로 수행된다. 보강재의 탄화를 최소화하고, 가소화, 분산성을 향상시키기 위해 스크류의 계량부가 믹싱부 및 팽창부를 포함하는 스크류를 사용한다. 사출성형된 천연섬유 복합재를 진공오븐을 사용하여 80℃에서 24시간동안 건조시켜 냄새 및 휘발성 유기화합물을 제거시켜 천연섬유 복합재의 사출성형품을 제조한다.

도 7은 본 발명의 일 실험예에 따른 천연섬유 복합재의 사출성형품을 나타내는 사진이다. 천연섬유 복합재를 특정한 규격을 가진 사출성형품으로 제조하고, 인장실험의 통해 천연섬유 복합재의 물성을 측정한다. 도 7의 (a)는 천연섬유 복합재의 사출성형품을, 도 7의 (b)는 상기 사출성형품의 물성측정 실험 후의 형상을 나타내는 사진이다.

하기의 [표 1]은 본 발명의 비교예 및 실험예들을 나타내는 표이다. 보강재, 고분자 수지, 탄성체, 상용화제 및 기타 첨가제의 종류와 함량을 달리하여 천연섬유 복합재의 사출성형품을 이용하여 각각의 물성을 측정하였다.

[표 1]

상기 [표 1]을 참고하면, 본 발명의 비교예 및 실험예를 통해서 천연섬유의 함량, 섬유의 형태 및 화학적 정련 여부, 탄성체 및 기타 첨가제의 포함 여부에 따른 천연섬유 복합재의 물성변화를 알 수 있다. 수지 조성물에 포함되는 열가소성 고분자로 MI 30을 사용하고, 보강재에서 천연섬유인 케나프의 함량 및 정련여부, 열가소성 고분자인 폴리프로필렌의 포함여부를 달리하여 천연섬유 복합재를 제조하였다. 특히, 비교예 3의 경우, 천연섬유를 10mm 내지 15mm로 절단한 단섬유 형태로 사용하였는데, 이때 수지 조성물과의 혼입이 원활하지 않아 천연섬유의 최대 함량이 30중량부로 제한되었다.

이하에서는, 상기 [표 1]의 실험예 및 비교예들을 참조하여 천연섬유 복합재 사출성형품의 물성 비교에 대하여 설명한다.

1. 수지 조성물이 코팅된 천연섬유 복합재의 물성

먼저, 실험예 1을 참조하면, 실험예 1의 천연섬유 복합재는 인장강도와 굴곡강도에서 우수한 특성을 보이고, 특히 IZOD 충격강도가 40J/m으로 큰 값을 가진다. 또한, 윤활제, 냄새제거제 등 기타 첨가제를 첨가하였지만 천연섬유 복합재의 물성이 뛰어난 것을 알 수 있다. 이는 본 발명의 천연섬유 복합재가 천연섬유를 포함하는 보강재의 함량을 증가시킬 수 있고, 기능을 부여하는 첨가제를 포함하더라도 우수한 물성을 가지는 것을 의미한다.

2. 탄성체 포함 여부에 따른 물성비교

실험예 1과 비교예 1을 비교하면, 비교예 1의 경우 인장강도, 굴곡강도 및 굴곡탄성률은 실험예 1과 비슷하거나 높은 값을 가지나, IZOD 충격강도의 경우 매우 낮은 15J/m으로 감소한 것을 알 수 있다. 이는, 탄성체를 제외하여 천연섬유 복합재를 제조한 경우, 복합소재의 사용에 있어 중요한 물성인 IZOD 충격강도가 부족하다는 것을 알 수 있다. 즉, 탄성체는 보강재의 함량이 증가함에 따라 감소하는 충격강도를 보완하는 역할을 하기 때문에 보강재의 함량을 증가시키기 위해 필요하다는 것을 의미한다.

3. 천연섬유의 종류에 따른 물성비교

먼저, 실험예 1 및 비교예 2를 참조하면, 천연섬유를 리그닌과 헤미셀룰로오스를 제거하지 않은 미정련의 케나프를 이용한 경우, IZOD 충격강도가 59J/m 에서 17J/m으로 감소하는 것을 알 수 있다. 이는 사출성형 도중 리그닌 및 헤미셀룰로오스에 의해 천연섬유가 탄화되기 때문에 IZOD 충격강도가 감소하는 것을 알 수 있다. 즉, 천연섬유 복합재의 충격강도 향상을 위해 천연섬유를 화학적 정련처리하여 리그닌과 헤미셀룰로오스를 제거할 필요가 있다는 것을 의미한다.

또한, 실험예 1 및 비교예 3을 비교하면, 단섬유의 천연섬유를 사용한 경우, IZOD 충격강도가 30J/m으로 감소한 것을 알 수 있다. 단섬유의 천연섬유는 고분자 수지에 혼입이 어렵기 때문에 천연섬유 함량이 제한되고 수지 조성물이 효과적으로 코팅되지 않는다. 즉, 천연섬유와 수지 조성물을 혼입할 때, 장섬유의 천연섬유를 압출기에 연속적으로 투입하여 혼입하며 압출함으로써 장섬유의 보강재에 코팅층을 형성할 수 있다. 그리고, 이를 압착하여 코팅층과 보강재의 접착력을 향상시키고, 수지 조성물을 보강재의 내부로 침투시켜 보강재를 고정시킬 수 있다. 이는 수지 조성물에 보강재를 효과적으로 보강시킬 수 있는 것을 의미한다.

이상과 같이, 실험예 1 및 비교예 1 내지 3을 비교한 결과, 실험예 1의 천연섬유 복합재가 인장강도, 굴곡강도 및 IZOD 충격강도가 우수한 것을 알 수 있었다. 이는 실험예 1에 따른 천연섬유 복합재가 리그닌 및 헤미셀룰로오스가 제거된 천연섬유를 포함하는 보강재를 고분자 수지, 탄성체 및 상용화제를 포함하는 수지 조성물로 피복 압출하여 혼입시키기 때문에 수지 조성물의 물성이 향상될 수 있음을 의미한다. 또한, 압출 후 이를 압착하는 공정을 통해 보강재의 내부에 수지 조성물을 침투시켜 보강재를 고정시킬 수 있다. 이는 보강재의 단사들의 접착력을 향상시켜 펠렛형의 천연섬유 복합재의 보강재가 풀어지는 현상을 방지할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 천연섬유 복합재는 로프형의 천연섬유를 포함하는 보강재를 열가소성 고분자를 포함하는 수지 조성물과 연속적으로 혼입하며 압출가공하여 보강재에 수지 조성을 코팅시킬 수 있다. 또한, 압출가공 후 압착하는 공정을 수행하여 수지 조성물을 보강재의 내부로 침투시켜 보강재의 섬유 간 접착력을 향상시키는 효과가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.

1: 천연섬유 복합재
10: 보강재
11: 천연섬유
12: 고분자 섬유
20: 수지 조성물
25: 코팅층
30: 복합재
100: 압출기
110: 메인피더
130: 피복압출다이
200: 롤프레스

Claims

리그닌 및 헤미셀룰로오스가 제거된 천연섬유를 포함하는 로프형의 보강재를 열처리하는 단계;
적어도 하나의 열가소성 고분자를 포함하는 고분자 수지, 탄성체 및 상용화제를 포함하는 수지 조성물로 이루어진 코팅층을 상기 열처리된 보강재의 적어도 일부에 형성하여 복합재를 형성하는 단계;
상기 복합재를 이루는 보강재를 고정시키는 단계; 및
상기 보강재가 고정된 복합재를 절단하는 단계;
를 포함하는 천연섬유 복합재의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 보강재는 상기 천연섬유 또는 상기 천연섬유와 열가소성 고분자로 이루어진 고분자 섬유가 균일하게 분산된 복합 합연사로 이루어진, 천연섬유 복합재의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 열처리는 80 내지 120℃ 범위의 온도에서 8 내지 24시간동안 수행되어 상기 보강재의 수분이 제거되는, 천연섬유 복합재의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 코팅층은, 상기 열처리된 보강재 및 상기 수지 조성물이 압출기에 연속적으로 혼입(Feeding)되며 압출되어 형성되는, 천연섬유 복합재의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 보강재를 고정시키는 단계에서, 상기 복합재를 압착하여 상기 코팅층을 이루는 수지 조성물의 적어도 일부가 상기 보강재의 내부로 침투되어 상기 보강재를 고정시키는, 천연섬유 복합재의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 압출은 150 내지 180℃ 범위의 온도에서 수행되는, 천연섬유 복합재의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
160 내지 190℃ 범위의 온도에서 사출성형하는 단계를 더 포함하는, 천연섬유 복합재의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 열가소성 고분자는 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 저밀도 폴리에틸렌(Low-density Polyethylene, LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(High-density Polyethylene, HDPE), 폴리비닐알코올(Polyvinylalcohol, PVA), 폴리아마이드11(Polyamide 11, PA11), 폴리아마이드 12(Polyamide 12, PA12), 에틸렌-프로필렌고무(Ethylene-propylene diene terpolymer rubber, EPDM rubber) 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(Styrene-ethylene-butylene-styrene, SEBS)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 또는 그 조합인, 천연섬유 복합재의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 천연섬유는 황마(jute), 사이잘삼(sial), 코코넛 섬유(Coconut fiber), 코이어(Coir), 삼(Hemp), 대나무(Bamboo) 및 케나프(kenaf)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 또는 그 조합인, 천연섬유 복합재의 제조방법.
리그닌 및 헤미셀룰로오스가 제거된 천연섬유를 적어도 하나 포함하는 로프형의 보강재; 및
적어도 하나의 열가소성 고분자를 포함하는 고분자 수지, 탄성체 및 상용화제를 포함하고, 상기 보강재의 적어도 일부에 코팅층을 형성하는 수지 조성물;
을 포함하는, 천연섬유 복합재.
제10항에 있어서,
상기 보강재는 상기 천연섬유 또는 상기 천연섬유와 열가소성 고분자로 이루어진 고분자 섬유가 균일하게 분산된 복합 합연사로 이루어진, 천연섬유 복합재.
제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 코팅층은 상기 보강재 및 상기 수지 조성물이 압출기에 연속적으로 혼입되며 압출되어 형성되는, 천연섬유 복합재.
제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 코팅층을 이루는 수지 조성물의 적어도 일부는 상기 보강재의 내부로 침투하여, 상기 보강재를 고정시키는, 천연섬유 복합재.
제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 보강재는 80 내지 120℃ 범위의 온도에서 8 내지 24시간동안 열처리하여 수분이 제거된, 천연섬유 복합재.
제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 열가소성 고분자는 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 저밀도 폴리에틸렌(Low-density Polyethylene, LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(High-density Polyethylene, HDPE), 폴리비닐알코올(Polyvinylalcohol, PVA), 폴리아마이드11(Polyamide 11, PA11), 폴리아마이드 12(Polyamide 12, PA12), 에틸렌-프로필렌고무(Ethylene-propylene diene terpolymer rubber, EPDM rubber) 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(Styrene-ethylene-butylene-styrene, SEBS)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 또는 그 조합인, 천연섬유 복합재.
제10항에 있어서,
상기 천연섬유는 황마(jute), 사이잘삼(sial), 코코넛 섬유(Coconut fiber), 코이어(Coir), 삼(Hemp), 대나무(Bamboo) 및 케나프(kenaf)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 또는 그 조합인, 천연섬유 복합재.