KR20230058950A - 기모감 및 물성이 향상된 섬유강화복합보드, 내장재 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 재활용성이 우수하고, 기모감 및 굴곡강도 등의 물성이 우수한 섬유강화복합보드 및 내장재를 제조할 수 있는 기모감 및 물성이 향상된 섬유강화복합보드, 내장재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, a) LM(low melting) PET 단섬유, 리사이클링 PET 단섬유 및 일반 PET 단섬유를 이용하여 제1 부직포를 제조하는 단계와; b) 소수성 LM(low melting) PET 단섬유 및 리사이클 PET 단섬유를 이용하여 제2 부직포를 제조하는 단계와; c) 상기 제1 부직포 상에 상기 제2 부직포를 적층한 후 열압착하여 섬유강화복합보드를 제조하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 기모감 및 물성이 향상된 섬유강화복합보드, 내장재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 재활용성이 우수하고, 기모감 및 굴곡강도 등의 물성이 우수한 섬유강화복합보드 및 내장재를 제조할 수 있는 기모감 및 물성이 향상된 섬유강화복합보드, 내장재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
국내외 자동차 산업에서는 과거 식물 자원 등 천연 물질을 활용하여 석유계 화학물을 대체했을 경우 친환경이라고 정의하였으나, 최근에는 자동차 부품을 폐기하는 과정까지 환경에 미치는 영향이 상대적으로 적은 소재를 친환경 소재라고 정의하고 있다.
기존 자동차 부품들은 내열성이나 기계적 특성을 고려해서 엔지니어링 플라스틱 소재들을 주로 사용하였고, 내장재 부품의 경우도 폴리에스테르계, 나일론계, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌계 소재, PU폼등 다양한 고분자 소재를 사용함으로 인해 부속 부품들의 교체에 의한 폐기나 자동차 폐차 시 국내외 폐기물 처리 문제가 대두되고 있다.
폐기물 처리와 관련하여 폐섬유를 이용한 자동차용 내장재를 제조하는 기술이 특허문헌 0001 등과 같이 제안된 바 있다.
특허문헌 0001은 표피층, 폐섬유를 포함하는 기재층, 및 폴리에스테르 필름으로 구성된 휠가드용 자동차 내장재, 및 PET 섬유로 구성된 표피층, 및 폐섬유를 포함하는 기재층으로 구성된 트렁크 사이드 트림용 자동차 내장재, 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 기존에 사용되고 있는 폴리프로필렌 플라스틱 소재를 폐섬유 부직포 소재로 대체함으로써 보다 경량이면서, 보다 경제적이고 친환경적일 뿐만 아니라, 각 측면을 상이한 온도로 동시에 가열하여 형성시킴으로써 1회의 가열 공정을 통해 공정을 단순화시킬 수 있어, 추가적으로 경제적이고 생산성을 크게 높일 수 있는 것을 특징으로 한다.
특허문허 0001의 자동차용 내장재의 제조방법은 폐섬유를 이용함으로서 친환경적인 이점이 있으나, 특허문헌 0001의 자동차용 내장재의 사용 후 재활용하는데 많은 어려움이 있는 문제가 있다. 여러 종류의 열가소성 고분자가 혼합되어 있는 내장재의 경우 열가소성 고분자 별로 분별하여 재활용하기가 현실적으로 많은 문제가 제기되고 있어 국내외 완성차 업계에서는 폴리에스터계 폼, 폴리에스터계 내장재 부품 등 재생 가능하고 폐기시 분리 수거를 최소화를 위한 자원순환형 친환경 부품을 요구하고 있다.
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 재활용성이 우수하고, 기모감이 우수하여 촉감이 향상되고, 골곡강도 등의 물성이 우수하여 성형성이 향상된 섬유강화복합보드 및 내장재를 제조할 수 있는 기모감 및 물성이 향상된 섬유강화복합보드, 내장재 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
a) LM(low melting) PET 단섬유, 리사이클링 PET 단섬유 및 일반 PET 단섬유를 이용하여 제1 부직포를 제조하는 단계와;
b) 소수성 LM(low melting) PET 단섬유 및 리사이클 PET 단섬유를 이용하여 제2 부직포를 제조하는 단계와;
c) 상기 제1 부직포 상에 상기 제2 부직포를 적층한 후 열압착하여 섬유강화복합보드를 제조하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기모감 및 물성이 향상된 섬유강화복합보드의 제조방법을 제공한다.
상기 a)단계는 LM(low melting) PET 단섬유 100 중량부에 리사이클링 PET 단섬유 70 내지 100 중량부 및 일반 PET 단섬유 20 내지 50 중량부를 이용하여 제2 부직포를 제조하고, 상기 b)단계는 소수성 LM PET 단섬유 100 중량부에 리사이클 PET 단섬유 50 내지 70 중량부를 이용하여 제1 부직포를 제조하는 것이 좋다.
그리고, 상기 c)단계는 상기 제1 부직포 상에 상기 제2 부직포를 적층한 후 220 내지 250℃로 열압착하여 섬유강화복합보드를 제조하는 것이 바람직하다.
아울러, 본 발명은 a) LM(low melting) PET 단섬유, 리사이클링 PET 단섬유 및 일반 PET 단섬유를 이용하여 제1 부직포를 제조하는 단계와;
b) 소수성 LM(low melting) PET 단섬유 및 리사이클 PET 단섬유를 이용하여 제2 부직포를 제조하는 단계와;
c) 상기 제1 부직포 상에 상기 제2 부직포를 적층한 후 열압착하여 섬유강화복합보드를 제조하는 단계와;
d) 상기 섬유강화복합보드를 가열하여 예열하는 단계와;
e) 상기 예열된 섬유강화복합보드를 프레스 금형을 이용하여 일정한 형상으로 성형하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기모감 및 물성이 향상된 내장재의 제조방법을 제공한다.
상기 a)단계는 LM(low melting) PET 단섬유 100 중량부에 리사이클링 PET 단섬유 70 내지 100 중량부 및 일반 PET 단섬유 20 내지 50 중량부를 이용하여 제2 부직포를 제조하고,
상기 b)단계는 소수성 LM PET 단섬유 100 중량부에 리사이클 PET 단섬유 50 내지 70 중량부를 이용하여 제1 부직포를 제조하는 것이 좋다.
그리고 상기 c)단계는 상기 제1 부직포 상에 상기 제2 부직포를 적층한 후 220 내지 250℃로 열압착하여 섬유강화복합보드를 제조하는 것이 좋다.
특히, 상기 d) 단계는 상기 섬유강화복합보드를 330 내지 350℃로 50 초동안 가열하여 예열하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기모감 및 물성이 향상된 섬유강화복합보드의 제조방법은 리사이클링 PET 섬유를 주재료로 사용하고, PET계 단일 소재로 이루어져 재활용성이 우수하며, 기모감이 우수하여 촉감이 향상되고, 또한 굴곡강도 등의 물성이 우수하여 성형성이 향상된 섬유강화복합보드를 제조할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 기모감 및 물성이 향상된 섬유강화복합보드의 제조방법에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 기모감 및 물성이 향상된 섬유강화복합보드의 제조방법은 크게, 제1 부직포 제조단계, 제2 부직포 제조단계 및 섬유강화복합보드 제조단계를 포함하여 이루어진다.
먼저, 상기 제1 부직포 제조단계는 LM(low melting) PET 단섬유, 리사이클링 PET 단섬유 및 일반 PET 단섬유를 이용하여 제1 부직포를 제조하는 단계이다.
상기 LM(low melting) PET 단섬유는 상기 리사이클링 PET 단섬유 및 상기 일반 PET 단섬유의 섬유 상호간에 결합력을 부여함과 동시에, 상기 제1 부직포를 제2 부직포와 접합시키기 위한 것이다.
그리고 상기 리사이클링 PET 단섬유는 폐기된 PET병 등을 회수하고, 순도가 낮은 플레이크로부터 생산되는 PET 단섬유로서, 일반 PET 단섬유에 비해 가격은 저렴하나 물성이 좋지 못하다.
상기 일반 PET 단섬유는 상기 리사이클 PET 단섬유의 물성을 보강하기 위한 것이다.
상기 제1 부직포 제조단계는 LM(low melting) PET 단섬유 100 중량부에 리사이클링 PET 단섬유 70 내지 100 중량부 및 일반 PET 단섬유 20 내지 50 중량부를 혼합하여 제조하는 것이 좋다.
상기 리사이클링 PET 단섬유를 70중량부 미만으로 혼합할 경우 부직포의 인장강도, 굴곡강도 등의 물성은 향상되나 재활용성이 좋지 못하고, 100중량부 초과로 혼합할 경우 재활용성은 향상되나 굴곡강도 등의 물성이 저하된다.
그리고 상기 일반 PET 단섬유를 20중량부 미만으로 혼합할 경우 인장강도 및 굴곡강도 등의 물성이 좋지 못하고, 50 중량부 초과로 혼합되는 경우 인장강도 및 굴곡강도 등의 물성이 우수하나 제조원가가 상승하여 경제성이 저하되는 문제가 있다.
상기 제1 부직포는 LM(low melting) PET 단섬유, 리사이클링 PET 단섬유 및 일반 PET 단섬유를 혼합한 후 카딩하여 웹을 형성한 후 니들펀칭에 의해 제조할 수 있다.
다음으로, 상기 제2 부직포 제조단계는 소수성 LM(low melting) PET 단섬유 및 리사이클 PET 단섬유를 이용하여 제2 부직포를 제조하는 단계이다.
상기 소수성 LM PET 단섬유는 내장재 등으로서 사용하기 위해 발수성을 향상시켜 낮은 흡수율을 나타내고, 상기 섬유강화복합보드 제조단계시 리사이클 PET 단섬유와 결합력을 향상시키고, 제1 부직포와 제2 부직포를 접합시켜 보드화하기 위한 것이다.
그리고 리사이클 PET 단섬유는 폐기된 PET병 등을 회수하고, 순도가 낮은 플레이크로부터 생산되는 PET 단섬유로서, 일반 PET 단섬유에 비해 가격은 저렴하나 물성이 좋지 못하다.
상기 리사이클 PET 단섬유는 소수성 LM PET 단섬유 100 중량부에 50 내지 70 중량부를 혼합하는 것이 좋다.
상기 리사이클 PET 단섬유가 50중량부 미만으로 혼합된 경우 재활용성이 좋지 못하고, 70중량부 초과로 혼합된 경우 재활용성은 우수하나 단섬유 상호간에 결합력이 좋지 못하여 인장강도, 굴곡강도 등의 물성이 좋지 못하기 때문에, 50 내지 70중량부 혼합되는 것이 좋다.
상기 소수성 LM(low melting) PET 단섬유 및 리사이클 PET 단섬유를 혼합한 후 카딩하여 웹을 형성한 후 니들펀칭에 의해 상기 제2 부직포를 제조할 수 있다.
다음으로, 상기 섬유강화복합보드 제조단계는 상기 제1 부직포상에 상기 제2 부직포를 적층한 후 열압착하여 섬유강화복합보드를 제조하는 단계이다.
이때, 상기 제1 부직포상에 상기 제2 부직포를 적층한 후 220 내지 250℃로 열압착하여 섬유강화복합보드를 제조하는 것이 좋다.
이와 같이 제조된 섬유강화복합보드는 리사이클링 PET 섬유를 주재료로 사용하고, PET계 단일 소재로 이루어져 재활용성이 우수하며, 기모감이 우수하여 촉감이 향상되고, 또한 굴곡강도 등의 물성이 우수하여 성형성이 우수한 이점이 있다.
또한, 본 발명의 기모감 및 물성이 향상된 내장제의 제조방법은 크게, 제1 부직포 제조단계, 제2 부직포 제조단계, 섬유강화복합보드 제조단계, 예열단계 및 성형단계를 포함하여 이루어진다.
상기 제1 부직포 제조단계, 제2 부직포 제조단계 및 섬유강화복합보드 제조단계는 상기 기모감 및 물성이 향상된 섬유강화복합보드의 제조방법의 제1 부직포 제조단계, 제2 부직포 제조단계 및 섬유강화복합보드 제조단계와 동일하고, 이에 상세한 설명은 생략한다.
상기 예열단계는 상기 섬유강화복합보드 제조단계에 의해 제조된 섬유강화복합보드를 프레스 금형에 투입하기 전에 가열하여 예열하는 단계이다.
상기 예열단계에 의해 상기 섬유강화복합보드를 예열한 상태에서 상기 프레스 금형에 투입함으로서, 상기 프레스 금형에 의해 성형시 성형성을 향상시키고 상기 제1 부직포 및 상기 제2 부직포 사이의 접합강도를 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 섬유강화복합보드를 330 내지 350℃로 50초 동안 가열하여 예열하는 것이 좋다. 상기 섬유강화복합보드를 330℃ 미만 또는 50초 미만으로 가열하여 예열하는 경우 성형성 및 접합강도 등이 좋지 못하고 표면이 과다하게 거칠고, 350℃ 초과 또는 50초 초과로 가열하여 예열하는 경우 성형성은 향상되나 표면이 매끄러우는 등 기모성이 저하되는 문제가 있다.
다음으로, 상기 성형단계는 상기 예열단계에 의해 예열된 섬유강화복합보드를 이용해 일정한 형상으로 내장재를 제조하는 단계이다.
이와 같이, 제조된 내장재는 기모감이 우수하여 촉감이 향상되고, 또한 굴곡강도 등의 물성이 우수하여 성형성이 우수한 이점이 있다.
이하, 본 발명의 기모감 및 물성이 향상된 섬유강화복합보드, 내장재의 제조방법을 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.
[실시예 1]
섬유강화복합보드를 제조하기 위해 사용된 재료로는 주재료인 리사이클 PET(6de, 64mm)와, 소재의 접착을 위한 LM PET(Low Melting PET, 4de, 51mm), 강도 향상을 위한 일반 PET(3de, 51mm) 단섬유를 사용하였다.
섬유강화복합보드는 하기의 표들에 제시된 비율별로 혼합하여 카딩처리 후 가로×세로 25cm의 크기로 자르고 무게 62.5g이 되도록 한 후 240℃ 온도 및 1MPa 압력으로 5분 동안 열압착하여 제조하였다.
제조된 섬유강화복합보드에 대해 인장강도 및 굴곡강도를 측정하였다. 인장강도는 ASTM D 3090에 의거하였으나, 시편의 크기는 150mm×24mm로 하여 만능시험기(Instron 5560)를 사용하여 측정하였다. 이때, 샘플 1종 당 시료 7개를 측정하여 가장 높은 값과 가장 낮은 값은 제외하여 평균값을 기재하였다.
굴곡강도는 ASTM D 790에 의거하였으나, 시편의 크기는 150mm×24mm로 하여 만능시험기(Instron 5560)를 사용하여 측정하였다. 이때, 샘플 1종 당 시료 7개를 측정하여 가장 높은 값과 가장 낮은 값은 제외하여 평균값을 기재하였다.
먼저, 리사이클 PET와 LM PET 단섬유의 혼합 비율별 인장강도 및 굴곡강도 변화를 관찰하였고, 그 결과를 표 1로 나타냈다.
| 샘플 No | 혼합 섬유 | 섬유배합비(wt%) | 인장강도(N) | 굴곡강도(N) |
| sample 1 | LM PET : Recy PET | 20:80 | 725 | 15 |
| sample 2 | LM PET : Recy PET | 40:60 | 589.3 | 16.4 |
| sample 3 | LM PET : Recy PET | 60:40 | 1,272 | 24.6(절단) |
| sample 4 | LM PET : Recy PET | 80:20 | 1,563.3 | 34.3(절단) |
표 1에서 확인되는 바와 같이, 측정 결과 LM PET 단섬유 함량이 리사이클 PET 단섬유 함량보다 높을 때 인장강도 및 굴곡강도 값이 높게 나오는 것을 확인하였고, LM PET 함유량이 20% 일 때 혼합된 단섬유가 고르게 접착되지 않아 보드화 되지 않아 플렉서블한 상태였고, PM PET 단섬유의 함유량이 60% 이상일 때 굴곡강도 측정시 샘플시료가 절단되었다.
다음으로, 리사이클 PET와 LM PET, 일반 PET의 혼합 비율별 인장강도 변화를 관찰하였고, 그 결과를 표 2로 나타냈다.
| 샘플 No | 혼합 섬유 | 섬유배합비(wt%) | 인장강도(N) | 굴곡강도(N) |
| sample 5 | LM PET:Recy PET:일반PET | 20:40:40 | 2,076.6 | 24.7 |
| sample 6 | LM PET:Recy PET:일반PET | 40:30:30 | 1,649 | 29 |
| sample 7 | LM PET:Recy PET:일반PET | 60:20:20 | 1,382.1 | 34.8 |
| sample 8 | LM PET:Recy PET:일반PET | 80:10:10 | 912.4 | 39.1 |
측정 결과 LM PET, 리사이클 PET, 일반 PET 단섬유 세가지를 혼합하였을 때에는 일반 PET 단섬유의 함량이 높을수록 인장강도 값이 높게 나오는 것을 확인하였고, LM PET 단섬유의 함량이 높을 수록 굴곡강도의 값이 높게 나오는 것을 확인하였다.그러나, LM PET 단섬유의 함유량이 80% 일 때 보드의 인장강도가 1,000N 이하로 측정되어 요구되는 기본 물성 값보다 매우 낮은 결과 값을 보였으나, 굴곡강도 테스트시 절단되지 않는 것을 확인하였다.
위 sample 1에서 sample 8 까지 인장강도 측정 결과를 토대로, LM PET 단섬유의 혼합비를 40%, 50%, 60% 일 때를 기준으로 하여, 리사이클 PET와 일반 PET의 혼합 비율를 달리하여 보드 제조 후 인장강도 변화를 관찰하였고, 그 결과를 표 3으로 나타냈다.
| 샘플 No | 혼합 섬유 | 섬유배합비(wt%) | 인장강도(N) | 굴곡강도(N) |
| sample 9 | LM PET:Recy PET:일반PET | 40:40:20 | 1,655.2 | 31.4 |
| sample 10 | LM PET:Recy PET:일반PET | 40:50:10 | 1,255.7 | 30.8 |
| sample 11 | LM PET:Recy PET:일반PET | 50:40:10 | 1,130.1 | 33.9 |
| sample 12 | LM PET:Recy PET:일반PET | 50:30:20 | 1,374.6 | 33.2 |
| sample 13 | LM PET:Recy PET:일반PET | 50:20:30 | 1,569.1 | 32.7 |
| sample 14 | LM PET:Recy PET:일반PET | 60:30:10 | 1,431.8 | 36.1 |
| sample 15 | LM PET:Recy PET:일반PET | 60:20:20 | 1,695.1 | 35.2 |
측정 결과 LM PET 단섬유, 리사이클 PET 단섬유, 일반 PET 단섬유 세가지를 혼합하였을 때에는 일반 PET 단섬유의 함량이 높을수록 인장강도 값이 높게 나오는 것을 확인하였다. 특히, sample 9, sample 13, sample 15일 때 인장강도의 요구 물성 1,500N을 만족하였다. 그리고 LM PET 단섬유의 함량 그룹별로 비슷한 굴곡강도의 값을 보였으며, sample 9 부터 sample 13 까지 요구 물성 30N 이상을 만족하였다.
다음으로, 주재료인 리사이클 PET 단섬유의 혼합비를 40%, 50%, 60% 일 때를 기준으로 하여, LM PET와 일반 PET의 혼합 비율를 달리하여 보드 제조 후 굴곡강도 변화를 관찰하였고, 그 결과를 표 4로 나타냈다.
| 샘플 No | 혼합 섬유 | 섬유배합비(wt%) | 인장강도(N) | 굴곡강도(N) |
| sample 16 | LM PET:Recy PET:일반PET | 20:40:40 | 2,194.2 | 24.6 |
| sample 17 | LM PET:Recy PET:일반PET | 30:40:30 | 1,711.8 | 27.2 |
| sample 18 | LM PET:Recy PET:일반PET | 40:40:20 | 1,695.4 | 32.3 |
| sample 19 | LM PET:Recy PET:일반PET | 20:50:30 | 1,530.3 | 17.4 |
| sample 20 | LM PET:Recy PET:일반PET | 30:50:20 | 1,271.7 | 26.6 |
| sample 21 | LM PET:Recy PET:일반PET | 40:50:10 | 1,255.7 | 34.5 |
| sample 22 | LM PET:Recy PET:일반PET | 20:60:20 | 1,593.7 | 23.1 |
| sample 23 | LM PET:Recy PET:일반PET | 30:60:10 | 1,321.8 | 26.3 |
측정 결과 Recy PET 비율을 40%로 고정했을 때의 샘플 보드는 요구 물성 1,500N을 만족한 것을 확인하였고, 굴곡강도는 LM PET 함유량이 많을수록 값이 커지는 것을 확인하였으며, sample 18과 sample 21이 요구물성 30N 이상을 만족하였다.
이와 같이, 리사이클 PET 단섬유의 비율이 40% 이상 혼합되고, LM PET 단섬유의 비율이 40~60%일 때 인장강도가 1,500N 이상, 굴곡강도가 30N 이상의 요구 물성을 모두 만족하였다. 따라서, LM PET : Recy PET : 일반 PET의 혼합비율이 약 40:40:20의 비율일 때 완성차에서 요구하는 기초 물성 값에 만족하는 것으로 사료된다.
그러나, sample 18의 경우 흡수율을 측정한 결과, 131%로서 매우 높아 내장재로서 사용하기에 적절하지 않았다.
[실시예 2]
sample 18의 혼합비율, 즉 LM PET 단섬유(4de, 51mm), 리사이클 PET 단섬유(6de, 64mm) 및 일반 PET 단섬유(3de, 51mm)를 40:40:20의 혼합하여 카딩처리한 후 니들펀칭하여 제1 부직포를 제조하였다.
그리고 소수성 LM PET 단섬유(4de, 51mm) 및 리사이클 PET 단섬유(6de, 64mm)를 60:40의 중량비로 혼합하여 카딩처리한 후 니들펀칭하여 제2 부직포를 제조하였다.
제1 부직포 상에 제2 부직포를 적층한 상태에서 230℃의 온도, 1MPa 압력 및 선속도 3M/min으로 캘린더 가공에 의해 열압착하여 섬유강화복합보드를 제조하였다.
그리고 실시예 2의 섬유강화복합보드에 대해 인장강도, 굴곡강도 및 흡수율에 대해 측정하였고, 그 결과를 표 5로 나타냈다.
| 인장강도 | 굴곡강도 | 흡수율 | |
| 실시예 2 |
33.6 MPa |
14.5 MPa |
3.4% |
표 5에서 확인되는 바와 같이, 실시예 2의 섬유강화복합보드는 인장강도가 33.6 MPa, 굴곡강도가 14.5 MPa로 매우 높게 측정되었고, 흡수율 또한 3.4%로 매우 낮게 측정되어, 내장재의 섬유강화복합보드로서 사용하기에 적합하였다.
[실시예 3]
실시예 2의 섬유강화복합보드를 340±10℃의 오븐에서 하기의 표 6과 같이 예열시간을 달리하여 예열한 후 자동차 도어트림 내장재를 제조하기 위한 금형 내에 투입한 후 30분간 합형한 후 탈형하여 도어트림 내장재를 성형하였다. 성형된 내장재에 대해 표면의 기모감을 확인하였고, 그 결과를 표 6으로 나타냈다.
| 예열시간(초) | 40 | 50 | 60 | 70 |
| 기모감 상태 |
과다 (거친 표면) |
적절 |
부족 (매끄러운 표면) |
부족 (매끄러운 표면) |
표 6과 같이, 실시예 2의 섬유강화복합보드를 금형 내에 투입하기 전에 50초 동안 예열한 경우 기모감 상태가 가장 우수함을 확인하였다.
Claims (10)
- a) LM(low melting) PET 단섬유, 리사이클링 PET 단섬유 및 일반 PET 단섬유를 이용하여 제1 부직포를 제조하는 단계와;
b) 소수성 LM(low melting) PET 단섬유 및 리사이클 PET 단섬유를 이용하여 제2 부직포를 제조하는 단계와;
c) 상기 제1 부직포 상에 상기 제2 부직포를 적층한 후 열압착하여 섬유강화복합보드를 제조하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기모감 및 물성이 향상된 섬유강화복합보드의 제조방법.
- 제1에 있어서,
상기 a)단계는 LM(low melting) PET 단섬유 100 중량부에 리사이클링 PET 단섬유 70 내지 100 중량부 및 일반 PET 단섬유 20 내지 50 중량부를 이용하여 제1 부직포를 제조하는 것을 특징으로 하는 기모감 및 물성이 향상된 섬유강화복합보드의 제조방법.
- 제2항에 있어서,
상기 b)단계는 소수성 LM PET 단섬유 100 중량부에 리사이클 PET 단섬유 50 내지 70 중량부를 이용하여 제2 부직포를 제조하는 것을 특징으로 하는 기모감 및 물성이 향상된 섬유강화복합보드의 제조방법.
- 제3항에 있어서,
상기 c)단계는 상기 제1 부직포 상에 상기 제2 부직포를 적층한 후 220 내지 250℃로 열압착하여 섬유강화복합보드를 제조하는 것을 특징으로 하는 기모감 및 물성이 향상된 섬유강화복합보드의 제조방법.
- 제1항 내지 제4항의 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 기모감 및 물성이 향상된 섬유강화복합보드.
- a) LM(low melting) PET 단섬유, 리사이클링 PET 단섬유 및 일반 PET 단섬유를 이용하여 제1 부직포를 제조하는 단계와;
b) 소수성 LM(low melting) PET 단섬유 및 리사이클 PET 단섬유를 이용하여 제2 부직포를 제조하는 단계와;
c) 상기 제1 부직포 상에 상기 제2 부직포를 적층한 후 열압착하여 섬유강화복합보드를 제조하는 단계와;
d) 상기 섬유강화복합보드를 가열하여 예열하는 단계와;
e) 상기 예열된 섬유강화복합보드를 프레스 금형을 이용하여 일정한 형상으로 성형하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기모감 및 물성이 향상된 내장재의 제조방법.
- 제6항에 있어서,
상기 a)단계는 LM(low melting) PET 단섬유 100 중량부에 리사이클링 PET 단섬유 70 내지 100 중량부 및 일반 PET 단섬유 20 내지 50 중량부를 이용하여 제1 부직포를 제조하고,
상기 b)단계는 소수성 LM PET 단섬유 100 중량부에 리사이클 PET 단섬유 50 내지 70 중량부를 이용하여 제2 부직포를 제조하는 것을 특징으로 하는 기모감 및 물성이 향상된 내장재의 제조방법.
- 제7항에 있어서,
상기 c)단계는 상기 제1 부직포 상에 상기 제2 부직포를 적층한 후 220 내지 250℃로 열압착하여 섬유강화복합보드를 제조하는 것을 특징으로 하는 기모감 및 물성이 향상된 내장재의 제조방법.
- 제8항에 있어서,
상기 d)단계는 상기 섬유강화복합보드를 330 내지 350 ℃로 50 초동안 가열하여 예열하는 것을 특징으로 하는 기모감 및 물성이 향상된 내장재의 제조방법.
- 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 기모감 및 물성이 향상된 내장재.
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120009578A (ko) * | 2010-07-19 | 2012-02-02 | 한일이화주식회사 | 경량성 다층 구조물 및 제조방법 |
| KR101533293B1 (ko) * | 2014-06-16 | 2015-07-02 | 주식회사 금호 엔.티 | Multi-function을 가지는 흡음 및 차음 특성이 우수한 부직포 복합재 및 그 제조방법 |
| KR20170034003A (ko) | 2015-09-18 | 2017-03-28 | 원풍물산주식회사 | 폐섬유를 이용한 자동차용 경량 흡음 내장재 및 이의 제조방법 |
| KR20170049203A (ko) * | 2015-10-28 | 2017-05-10 | 주식회사 하도에프앤씨 | 폐 부직포를 이용한 프레임 의자의 제조방법 |
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- 2021-10-25 KR KR1020210142829A patent/KR102637824B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120009578A (ko) * | 2010-07-19 | 2012-02-02 | 한일이화주식회사 | 경량성 다층 구조물 및 제조방법 |
| KR101533293B1 (ko) * | 2014-06-16 | 2015-07-02 | 주식회사 금호 엔.티 | Multi-function을 가지는 흡음 및 차음 특성이 우수한 부직포 복합재 및 그 제조방법 |
| KR20170034003A (ko) | 2015-09-18 | 2017-03-28 | 원풍물산주식회사 | 폐섬유를 이용한 자동차용 경량 흡음 내장재 및 이의 제조방법 |
| KR20170049203A (ko) * | 2015-10-28 | 2017-05-10 | 주식회사 하도에프앤씨 | 폐 부직포를 이용한 프레임 의자의 제조방법 |
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