KR20190103597A - 차량용 복합소재 - Google Patents
차량용 복합소재 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20190103597A KR20190103597A KR1020180024205A KR20180024205A KR20190103597A KR 20190103597 A KR20190103597 A KR 20190103597A KR 1020180024205 A KR1020180024205 A KR 1020180024205A KR 20180024205 A KR20180024205 A KR 20180024205A KR 20190103597 A KR20190103597 A KR 20190103597A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- composite material
- layer
- vehicle
- vehicle composite
- fiber
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 69
- 239000012792 core layer Substances 0.000 claims abstract description 34
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 claims abstract description 26
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims abstract description 21
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 45
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 45
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 13
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 13
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims description 9
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 claims description 8
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 7
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 claims description 7
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 claims description 7
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 3
- 239000000454 talc Substances 0.000 claims description 3
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011491 glass wool Substances 0.000 claims description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 15
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 11
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 11
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 5
- 240000000797 Hibiscus cannabinus Species 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 4
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 125000002485 formyl group Chemical class [H]C(*)=O 0.000 description 2
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 2
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 description 2
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 2
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930182556 Polyacetal Natural products 0.000 description 1
- 229920001283 Polyalkylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 229920002522 Wood fibre Polymers 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229920006397 acrylic thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000007676 flexural strength test Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 239000002025 wood fiber Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
- B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
- B32B3/30—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by a layer formed with recesses or projections, e.g. hollows, grooves, protuberances, ribs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
- B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/12—Layered products comprising a layer of synthetic resin next to a fibrous or filamentary layer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
- B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
- B32B3/28—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by a layer comprising a deformed thin sheet, i.e. the layer having its entire thickness deformed out of the plane, e.g. corrugated, crumpled
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2255/00—Coating on the layer surface
- B32B2255/02—Coating on the layer surface on fibrous or filamentary layer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2255/00—Coating on the layer surface
- B32B2255/26—Polymeric coating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
- B32B2262/10—Inorganic fibres
- B32B2262/101—Glass fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2605/00—Vehicles
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
본 발명은 강도 및 내열성이 우수하면서 경량인 차량용 복합소재에 관한 것으로, 상기 차량용 복합소재는 일면에 일정 간격으로 다수개의 에어캡이 형성된 버블시트가 하나 이상 마련된 코어층과, 상기 코어층의 양측면에 배치되는 보강층을 포함하고, 상기 버블시트는 열가소성수지와 첨가제를 95:5~70:30 중량%의 비율로 혼합하여 제작된다. 이러한 구성으로, 열가소성수지에 첨가제를 혼합하여 에어캡을 갖는 버블시트로 압출 성형하여 강도 및 내열성이 우수하면서 경량화를 달성할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
Description
본 발명은 차량용 복합소재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강도 및 내열성이 우수하면서 경량인 차량용 복합소재에 관한 것이다.
차량 내장재용 기재의 재료로 레진 펠트(Resin Felt), 유리섬유 강화 보드, 페이퍼 보드(Paper Board), 우드 화이버(Wood Fiber) 경질폴리우레탄, 우드 스탁(wood stock) 등이 있으며, 최근에는 PP 폼과 천연섬유 보강층의 다층구조 기재도 사용되고 있다.
상기 레진 펠트와 페이퍼 보드는 페놀수지 등이 함침되어 제조된 것으로, 이에 사용된 경화제인 페놀수지는 페놀류와 알데히드류의 축합 반응에 의하여 생성되는 열경화성 수지의 일종으로, 페놀수지의 소각 시 미반응 또는 불완전 연소에 기인하여 방출되는 페놀 및 알데히드는 작업환경을 포함한 생활환경의 공해물질로 작용하며, 유독성 가스를 배출하는 문제점이 있다.
통상적으로 사용되는 폴리우레탄 경질 발포체의 경우 단열성 및 경량성은 우수하지만, 내충격성이 약해서 기재를 제조하는 성형공정에서 취성 파괴가 쉽게 일어나는 문제가 있다.
그리고 자동차용 내장재 기재로 열가소성 수지를 압출하여 만든 시트를 사용하는 경우, 열가소성수지 특성에 따라 내열성이 높지 않아 온도의 변화에 따라 수축과 이완을 반복하여 제품을 제조함에 따라 정밀한 형태의 제품을 제조함에 어려움이 있다. 또한, 열가소성수지를 압출하여 만든 시트는 신축성이 부족하여 굴곡이 심한 딥 드로우(deep-draw) 부분 성형에 어려움이 있어 제품의 강도 저하 및 미성형에 따른 품질 저하가 발생하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 열가소성수지에 첨가제를 혼합하여 에어캡을 갖는 버블시트로 압출 성형하여, 강도 및 내열성이 우수하면서 경량인 차량용 복합소재를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 복합소재는, 일면에 일정 간격으로 다수개의 에어캡이 형성된 버블시트가 하나 이상 마련된 코어층; 및 상기 코어층의 양측면에 배치되는 보강층;을 포함하고, 상기 버블시트는, 열가소성수지와 첨가제를 95:5~70:30 중량%의 비율로 혼합하여 제작된다.
여기서, 상기 코어층은, 상기 버블시트가 두개로 마련되는 경우, 제1 버블시트에서 돌출된 에어캡과 제2 버블시트에서 돌출된 에어캡이 서로 마주보게 적층될 수 있다.
그리고, 상기 보강층은, 열가소성수지와 첨가제를 95:5~70:30 중량%의 비율로 혼합하여 제작될 수 있다.
또한, 상기 첨가제는, 유리섬유, 무기섬유, 활석(talc), 탄소필러 중 적어도 어느 하나로 마련될 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 복합소재는 합성섬유, 무기섬유, 천연섬유 중 하나 이상을 포함하여 제작되고, 상기 보강층에 적층되는 섬유 보강층;을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 섬유 보강층은, 전체 중량대비 20~30중량% 비율로 마련될 수 있다.
나아가, 열가소성수지 또는 열경화성수지로 마련되어 상기 섬유 보강층에 적층되는 코팅층;을 더 포함할 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예 의한 차량용 복합소재의 보강층은, 합성섬유, 무기섬유, 천연섬유 중 하나 이상을 포함하여 제작되는 섬유 보강층으로 마련될 수 있다.
나아가, 열가소성수지 또는 열경화성수지로 마련되어 상기 보강층에 적층되는 코팅층;을 더 포함할 수도 있다.
여기서, 상기 코팅층은, 전체 중량대비 10~30중량% 비율로 마련될 수 있다.
본 발명에 의한 차량용 복합소재에 따르면, 열가소성수지에 첨가제를 혼합하여 에어캡을 갖는 버블시트로 압출 성형하여 강도 및 내열성이 우수하면서 경량화를 달성할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 차량용 복합소재에서 코어층이 하나의 버블시트로 마련된 실시예들을 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 6 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 복합소재에서 코어층이 두개의 버블시트로 마련된 실시예들을 개략적으로 도시해 보인 도면이다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 복합소재에서 코어층이 두개의 버블시트로 마련된 실시예들을 개략적으로 도시해 보인 도면이다.
본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 차량용 복합소재에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
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.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 차량용 복합소재에서 코어층이 하나의 버블시트로 마련된 실시예들을 개략적으로 도시해 보인 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 복합소재(11)는 일면에 일정 간격으로 다수개의 에어캡(112)이 형성된 버블시트(111)가 하나로 마련된 코어층(110)과, 상기 코어층(110)의 양측면에 배치되는 보강층(120)을 포함한다.
여기서, 상기 버블시트(111)는 열가소성수지와 첨가제를 95:5~70:30 중량%의 비율로 혼합하여 제작된다.
보다 구체적으로, 상기 버블시트(111)는 열가소성수지와 첨가제를 95:5~70:30 중량%의 비율로 혼합 후 압출한 시트를 열롤러에 통과시켜 일면에 일정 간격으로 다수개의 에어캡(112)이 형성된 버블 구조를 형성한다. 여기서, 상기 열롤러는 원주방향을 따라 일정 간격으로 복수의 홀이 형성되고, 상기 홀은 공기를 흡입하도록 구성되어 있어, 상기 열롤러에 압출 시트를 통과시키면서 상기 홀에 위치한 시트를 흡입하여 에어캡(112)을 형성하도록 마련된다. 이러한, 상기 버블시트(111)는 단위 면적당 중량이 200~400g/m2으로 마련되는 것이 바람직하다.
물론, 상기 버블시트(111)에 상기 에어캡(112)을 형성하는 방법이 이에 한정되는 것은 아니고, 공지의 다양한 방법이 적용될 수 있다.
그리고, 상기 보강층(120)은 열가소성수지와 첨가제를 95:5~70:30 중량%의 비율로 혼합하여 제작된다. 즉, 상기 보강층(120)은 상기 버블시트(111)와 동일한 소재로 제작될 수 있다.
여기서, 상기 첨가제를 5중량% 미만으로 첨가하게 되면 수축률이 5% 이상 발생되어 성형 후 변형 문제가 발생 될 수 있고, 상기 첨가제를 30중량% 초과하여 첨가하게 되면 버블형 중공시트 압출과정에서 버블이 미성형 되는 문제가 있다.
그리고, 상기 버블시트(111)와 상기 보강층(120) 제작시에 첨가되는 상기 첨가제는 유리섬유(Glass fiber), 유리울(Glass wool), 천연섬유(Natural fiber), 탄산칼슘(CaCO3), 활석(talc), 휘스커(whisker), 바잘트(basalt), 탄소필러 중 적어도 어느 하나 혹은 둘 이상으로 마련될 수 있다
상기 열가소성수지는 폴리프로필렌(PP) 수지가 사용될 수 있다. 물론, 상기 열가소성수지가 이에 한정되는 것은 아니고, 폴리아마이드, 폴리에틸렌, 폴리스틸렌, 폴리알킬렌테레프탈레이트, 폴리아세탈, 폴리술폰, 폴리이미드, 폴리카보네이트 중 선택된 어느 하나 또는 둘 이상이 혼합된 혼합물로 마련될 수도 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 복합소재(12)는 도 1에 개시되어 있는 차량용 복합소재(11)에 섬유 보강층(130)을 더 마련하였다.
상기 섬유 보강층(130)은 합성섬유, 무기섬유, 천연섬유 중 하나 이상을 포함하여 제작되고, 상기 섬유 보강층(130)은 상기 보강층(120)에 적층되어 차량용 복합소재(12)의 강도 보강 및 수축률을 저감할 수 있다. 예를 들어, 상기 섬유 보강층(130)은 글라스 매트(glass mat)로 마련될 수 있다. 또한, 상기 섬유 보강층(130)은 케나프 매트(kenaf mat), PET 부직포, 글라스 페이퍼(Glass paper) 등으로 마련되어 적용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 복합소재(13)는 도 2에 개시되어 있는 차량용 복합소재(12)에 코팅층(140)을 더 마련하였다.
상기 코팅층(140)은 열가소성수지 또는 열경화성수지로 마련되어 상기 섬유 보강층(130)에 적층된다. 예를 들어, 상기 코팅층(140)은 상기 섬유 보강층(130)에 열경화성수지 또는 열가소성수지를 스프레이하여 마련될 수 있다. 이러한 코팅층(140)에 의해 차량용 복합소재(13)의 강도 보강 및 수분 흡수를 방지할 수 있다.
상기 코팅층(140)으로 사용될 수 있는 열가소성수지로는 폴리올레핀계, 열가소성 아크릴 수지, 열가소성 에폭시 수지가 있고, 열경화성수지는 열경화성 에폭시수지, 우레탄 수지, 아크릴레이트 수지 등이 있다
도 4을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 복합소재(14)는 도 1에 개시되어 있는 차량용 복합소재(11)에서 코어층은 동일하되 보강층이 다르게 마련된다.
상기 차량용 복합소재(14)의 보강층은 합성섬유, 무기섬유, 천연섬유 중 하나 이상을 포함하여 제작되는 섬유 보강층(130)으로 마련된다.
즉, 상기 차량용 복합소재(14)는 도 1에 개시되어 있는 차량용 복합소재(11)의 보강층(120)을 대체하여 섬유 보강층(130)을 코어층(110)에 바로 적층하여 마련된다. 상기 섬유 보강층(130)은 합성섬유, 무기섬유, 천연섬유 중 하나 이상을 포함하여 제작되고, 상기 섬유 보강층(130)은 코어층(120)에 바로 적층되어 차량용 복합소재(14)의 강도 보강 및 수축률을 저감할 수 있다. 예를 들어, 상기 섬유 보강층(130)은 글라스 매트(glass mat)로 마련될 수 있다. 또한, 상기 섬유 보강층(130)은 케나프 매트(kenaf mat), PET 부직포, 글라스 페이퍼(Glass paper) 등으로 마련되어 적용될 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 복합소재(15)는 도 4에 개시되어 있는 차량용 복합소재(14)에 코팅층(140)을 더 마련하였다.
상기 코팅층(140)은 상기 도 3에 개시되어 있는 차량용 복합소재(13)에 적용된 코팅층(140)과 동일하게 마련된다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 복합소재에서 코어층이 두개의 버블시트로 마련된 실시예들을 개략적으로 도시해 보인 도면이다.
도 6 내지 도 10에 개시되어 있는 차량용 복합소재는, 도면에 나타난 바와 같이, 도 1 내지 도 5에 개시되어 있는 차량용 복합소재의 적층 구조와 동일하되 코어층만 2개의 버블시트로 마련된다는 점에서 차이가 있다.
즉, 도 6에 개시되어 있는 차량용 복합소재(21)는 코어층(210)의 양측면에 보강층(220)이 적층된 구조이고, 도 7에 개시되어 있는 차량용 복합소재(22)는 도 6에 개시되어 있는 차량용 복합소재(21)의 양측면에 섬유 보강층(230)이 추가로 적층된 구조이고, 도 8에 개시되어 있는 차량용 복합소재(23)는 도 7에 개시되어 있는 차량용 복합소재(22)의 양측면에 코팅층(240)을 추가로 적층한 구조이다. 그리고, 도 9에 개시되어 있는 차량용 복합소재(24)는 코어층(210)의 양측면에 섬유 보강층(230)이 적층된 구조이고, 도 10에 개시되어 있는 차량용 복합소재(25)는 도 9에 개시되어 있는 차량용 복합소재(24)에 코팅층(240)을 추가로 적층한 구조이다.
여기서, 상기 코어층(210)은 버블시트가 두개로 마련되고, 제1 버블시트(211)에서 돌출된 에어캡(212)과 제2 버블시트(213)에서 돌출된 에어캡(214)이 서로 마주보게 적층된다.
실시예
이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 차량용 복합소재(실시예 1 내지 6)를 종래의 차량용 복합소재(비교예 1 및 2)와 비교하여 설명한다. 여기서, 실시예 1 내지 6과 비교예 2는 코어층이 두개의 버블시트를 적층하여 제작된 구조이다.
실시예 1 내지 6에서 코어층(210)과 보강층(220)은 폴리프로필렌(PP) 수지와 유리섬유 단섬유를 90:10 중량%로 혼합하여 제작하였고, 섬유 보강층(230)은 글라스 매트(glass mat)로 제작하였다.
그리고, 비교예 1은 종래 차량용 복합소재로 일반적으로 사용되고 있는 구성이고, 비교예 2는 실시예 1과 동일한 구조로 제작하되 코어층과 보강층 제작시 유리섬유를 혼합하지 않고 폴리프로필렌(PP)만으로 제작하였다.
실시예 1 내지 6과 비교예 1 및 2의 차량용 복합소재의 구성은 하기 표 1과 같다.
| 구분 | 구성 | 적층구조 |
| 실시예 1 | 보강층(250g/m2)+코어층(500g/m2)+보강층(250g/m2) | 도 6 |
| 실시예 2 | 보강층(300g/m2)+코어층(600g/m2)+보강층(300g/m2) | 도 6 |
| 실시예 3 | 보강층(400g/m2)+코어층(700g/m2)+보강층(400g/m2) | 도 6 |
| 실시예 4 | 섬유보강층(150g/m2)+보강층(250g/m2)+코어층(400g/m2)+보강층(250g/m2)+섬유보강층(150g/m2) | 도 7 |
| 실시예 5 | 섬유보강층(150g/m2)+보강층(300g/m2)+코어층(600g/m2)+보강층(300g/m2)+섬유보강층(150g/m2) | 도 7 |
| 실시예 6 | 섬유보강층(300g/m2)+코어층(400g/m2)+섬유보강층(300g/m2) | 도 9 |
| 비교예 1 | 천연섬유(800g/m2)+PP섬유(800g/m2)+PP필름(200g/m2) | - |
| 비교예 2 | 보강층(400g/m2)+코어층(700g/m2)+보강층(400g/m2) | 도 6 |
상기 표 1에 개시되어 있는 중량비로 제작된 복합소재를 크기가 150 x 50mm 이고 두께가 5mm인 시편으로 제작한 후 굴곡하중을 측정하였고, 200 x 200mm의 크기로 제작하여 수축률을 측정하여 아래 표 2에 기재하였다.
여기서, 굴곡강도 시험은 시험속도를 5mm/min로 하였고, 수축률은 100±2℃의 온도 조건에서 169시간 동안 노화 시킨 후, 1시간 방치하여 변화율을 측정하였다
| 실시예 1 |
실시예 2 |
실시예 3 |
실시예 4 |
실시예 5 |
실시예 6 |
비교예 1 |
비교예 2 |
|
| 총중량[g/m2] | 1,000 | 1,200 | 1,500 | 1,200 | 1,500 | 1,000 | 1,800 | 1,500 |
| 굴곡하중[N] | 100 | 110 | 130 | 125 | 145 | 105 | 70 | 100 |
| 수축률[%] | 3.3 | 3.5 | 3.2 | 2.2 | 2.0 | 2.4 | 1 | 5 |
| 중량절감률[%] | 33 | 20 | 0 | 20 | 0 | 33 | - | 0 |
상기 표 2에 개시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 복합소재는 종래의 비교예에 의한 복합소재와 비교하여 경량화를 달성하면서 강성을 유지할 수 있고, 수축률은 저감됨을 알 수 있다. 따라서, 버블형 중공시트를 적용함으로써, 기존 양산적용 소재 대비 중간 코어층의 버블 구조로 인해 20~30% 이상의 경량화 효과를 달성할 수 있다.
보다 구체적으로 살펴보면, 비교예 1은 천연섬유와 PP섬유를 적층하여 제작한 펠트층에 PP필름을 부착하여 제작한 복합소재로 열가소성수지를 압출하여 제작한 복합소재와 비교하여 수축률이 낮은 장점은 있지만, 중량대비 강성이 낮아 목표 강성을 달성하기 위해서는 중량이 증가하게 되어 경량화에 어려움이 있다. 즉, 비교예 1은 총중량 1,800g/m2으로 제작된 시편의 굴곡하중이 70N이고, 실시예 1은 총중량 1,000g/m2으로 제작된 시편의 굴곡하중이 100N이므로, 실시예 1은 중량을 55% 절감하면서도 높은 강도를 달성할 수 있다.
그리고, 비교예 2는 실시예 3과 동일한 구조 및 총중량으로 제작하되 코어층과 보강층 제작시 유리섬유를 혼합하지 않고 폴리프로필렌(PP)만으로 제작하였다. 즉, 첨가제를 혼합하지 않고 열가소성수지만으로 제작하였다.
실시예 3과 비교예 2를 비교해 보면, 총중량은 동일하지만 실시예 3이 비교예 2보다 굴곡하중이 약 30% 높게 나타나고, 수축률은 약 36% 낮아짐을 알 수 있다.
따라서, 열가소성수지에 첨가제를 혼합함으로써 동일한 중량대비 높은 강도를 달성하면서 수축률을 낮출 수 있다.
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.
11~15, 21~25 : 차량용 복합소재
110, 210 : 코어층
120, 220 : 보강층
130, 230 : 섬유 보강층
140, 240 : 코팅층
110, 210 : 코어층
120, 220 : 보강층
130, 230 : 섬유 보강층
140, 240 : 코팅층
Claims (10)
- 일면에 일정 간격으로 다수개의 에어캡이 형성된 버블시트가 하나 이상 마련된 코어층; 및
상기 코어층의 양측면에 배치되는 보강층;을 포함하고,
상기 버블시트는,
열가소성수지와 첨가제를 95:5~70:30 중량%의 비율로 혼합하여 제작되는 차량용 복합소재.
- 제1항에 있어서,
상기 코어층은,
상기 버블시트가 두개로 마련되는 경우, 제1 버블시트에서 돌출된 에어캡과 제2 버블시트에서 돌출된 에어캡이 서로 마주보게 적층되는 것을 특징으로 하는 차량용 복합소재.
- 제1항에 있어서,
상기 보강층은,
열가소성수지와 첨가제를 95:5~70:30 중량%의 비율로 혼합하여 제작되는 것을 특징으로 하는 차량용 복합소재.
- 제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 첨가제는,
유리섬유, 유리울, 천연섬유, 탄산칼슘, 활석, 휘스커, 바잘트, 탄소필러 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 차량용 복합소재.
- 제3항에 있어서,
합성섬유, 무기섬유, 천연섬유 중 하나 이상을 포함하여 제작되고, 상기 보강층에 적층되는 섬유 보강층;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 복합소재.
- 제5항에 있어서,
상기 섬유 보강층은,
전체 중량대비 20~30중량% 비율로 마련되는 것을 특징으로 하는 차량용 복합소재.
- 제5항에 있어서,
열가소성수지 또는 열경화성수지로 마련되어 상기 섬유 보강층에 적층되는 코팅층;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 복합소재.
- 제1항에 있어서,
상기 보강층은,
합성섬유, 무기섬유, 천연섬유 중 하나 이상을 포함하여 제작되는 섬유 보강층으로 마련되는 것을 특징으로 하는 차량용 복합소재.
- 제8항에 있어서,
열가소성수지 또는 열경화성수지로 마련되어 상기 보강층에 적층되는 코팅층;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 복합소재.
- 제7항 또는 제9항에 있어서,
상기 코팅층은,
전체 중량대비 10~30중량% 비율로 마련되는 것을 특징으로 하는 차량용 복합소재.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180024205A KR20190103597A (ko) | 2018-02-28 | 2018-02-28 | 차량용 복합소재 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180024205A KR20190103597A (ko) | 2018-02-28 | 2018-02-28 | 차량용 복합소재 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190103597A true KR20190103597A (ko) | 2019-09-05 |
Family
ID=67949765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180024205A KR20190103597A (ko) | 2018-02-28 | 2018-02-28 | 차량용 복합소재 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20190103597A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102249855B1 (ko) * | 2019-10-29 | 2021-05-11 | 주식회사 서연이화 | 차량 내장재용 경량 복합소재 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101567772B1 (ko) | 2014-02-07 | 2015-11-20 | 한일이화 주식회사 | 고강성 경량다층 차량 내장재용 기재 |
-
2018
- 2018-02-28 KR KR1020180024205A patent/KR20190103597A/ko active Search and Examination
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101567772B1 (ko) | 2014-02-07 | 2015-11-20 | 한일이화 주식회사 | 고강성 경량다층 차량 내장재용 기재 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102249855B1 (ko) * | 2019-10-29 | 2021-05-11 | 주식회사 서연이화 | 차량 내장재용 경량 복합소재 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11135788B2 (en) | System of continuous pultrusion method for manufacturing of bio-composite products; process and products thereof | |
| EP3408077B1 (en) | A composites product; a pultrusion continuous method for manufacturing thereof | |
| JP6632716B2 (ja) | ポリエステル樹脂発泡層と繊維層を含む自動車内外装材 | |
| KR100882718B1 (ko) | 자동차 내장용 천정재 기재 | |
| KR101567777B1 (ko) | 경량성 및 성형성이 우수한 차량 내장재용 기재 | |
| KR20090008575A (ko) | 자동차 내장용 천정재 기재 | |
| KR101274748B1 (ko) | 친환경 경량화 다층 구조물 및 그 제조방법 | |
| KR101672722B1 (ko) | 샌드위치 복합 성형품의 제조방법 | |
| US20040235378A1 (en) | Vehicle interior trim component of basalt fibers and thermosetting resin and method of manufacturing the same | |
| KR101856521B1 (ko) | 자동차용 내장재 및 이의 제조 방법 | |
| KR20190103597A (ko) | 차량용 복합소재 | |
| KR102552009B1 (ko) | 자동차 내장재용 복합소재와 그 제조방법 | |
| KR101888816B1 (ko) | 폴리에스테르 복합 시트 | |
| KR101889324B1 (ko) | 폴리에스테르 발포 시트를 포함하는 헤드라이너 패널 | |
| KR100768824B1 (ko) | 기능성 다층 압출시이트의 제조장치 및 그를 이용한기능성 다층 압출시이트 | |
| KR101976440B1 (ko) | 차량용 복합소재 | |
| KR102249855B1 (ko) | 차량 내장재용 경량 복합소재 | |
| KR101819050B1 (ko) | 자동차용 언더커버와 그 제조방법 | |
| KR102063600B1 (ko) | 섬유 강화 복합재 및 이를 이용한 자동차용 내·외장재 | |
| KR101543598B1 (ko) | 천연섬유 직조물 다층 구조물 및 그 제조방법 | |
| KR102249854B1 (ko) | 차량용 내장재 | |
| KR20220135425A (ko) | 차량용 복합소재 | |
| KR101986999B1 (ko) | 차량용 복합소재 | |
| KR102146601B1 (ko) | 복합 단열재 및 그의 제조방법 | |
| KR20010017220A (ko) | 차음재 및 그 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment |