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KR102440836B1 - 차량용 복합소재 - Google Patents

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KR102440836B1
KR102440836B1 KR1020200139998A KR20200139998A KR102440836B1 KR 102440836 B1 KR102440836 B1 KR 102440836B1 KR 1020200139998 A KR1020200139998 A KR 1020200139998A KR 20200139998 A KR20200139998 A KR 20200139998A KR 102440836 B1 KR102440836 B1 KR 102440836B1
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Abstract

본 발명은 차량용 복합소재에 관한 것으로, 상기 차량용 복합소재는 허니컴 보드로 이루어진 코어층과, 유리섬유와 폴리올레핀계 수지를 혼합하여 제작되고 상기 코어층의 양면에 적층되는 보강층을 포함한다. 이러한 구성으로, 경량화를 달성하여 연비 향상을 통한 배기가스를 저감할 수 있고, 강성이 우수할 뿐만 아니라, 폐기 시 재활용성을 높일 수 있으며, 인체에 무해한 복합소재를 제공하는 효과를 얻을 수 있다.

Description

차량용 복합소재{COMPOSITE MATERIAL FOR VEHICLE INTERIOR}
본 발명은 차량용 복합소재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 경량화를 달성하면서 강성이 우수할 뿐만 아니라, 폐기 시 재활용성을 높일 수 있으며, 인체에 무해한 차량용 복합소재에 관한 것이다.
종래에는 자동차 내장재용 커버링 셀프구조물의 재료로서 레진펠트(Resin Felt), 목분 강화 보드, 페이퍼보드(paper board) 등을 사용하였다.　
상기 레진펠트와 페이퍼보드는 페놀수지 등이 함침되어 제조된 것이다. 경화제인 페놀수지는 페놀류와 알데히드류의 축합반응에 의하여 생성되는 열경화성수지의 일종으로서, 페놀수지의 소각 시 미반응 또는 소각 시의 불완전 연소에 기인하여 방출되는 페놀 및 알데히드는 작업환경을 포함한 생활환경의 공해물질로 작용하며, 폐기 소각 처분 시 유독성 가스를 배출하는 문제점이 있다.
또한, 상기의 재료를 접착시키기 위한 휘발성 유기용제가 포함된 접착제를 사용하여야 하는데, 이 경우 작업 환경 및 인체에 유해한 문제점이 있다.
한편, 상기 종래의 자동차 내장용 커버링 셀프구조물의 재료는 방음성 및 단열성이 뛰어나지 못하며, 단가가 높고, 비교적 고중량이며, 장기간 사용 시 변형되기 쉽고, 인체에 유해하며, 재활용이 어려운 문제점 있었다.
삭제
한국공개특허공보 제10-2020-0050077호(2020.05.11)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 경량화를 달성하면서 강성이 우수할 뿐만 아니라, 폐기 시 재활용성을 높일 수 있으며, 인체에 무해한 차량용 복합소재를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 복합소재는, 허니컴 보드로 이루어진 코어층; 및 유리섬유와 폴리올레핀계 수지를 혼합하여 제작되고, 상기 코어층의 양면에 적층되는 보강층;을 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 보강층은, 상기 유리섬유와 상기 폴리올레핀계 수지를 60:40 내지 80:20의 중량% 비율로 혼합하여 제작되게 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 보강층은, 발포제;를 더 포함하하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 발포제에 의해 발포 성형되면서 적어도 일부가 상기 코어층에 침투하여 접착되게 이루어질 수 있다.
일 예로, 상기 발포제는, 열에 의해 팽창하는 열팽창 마이크로캡슐을 전체 중량대비 0.5 내지 1.5 중량%를 혼합하여 이루어질 수 있다.
또는, 상기 발포제는, 아조디카본아마이드(ADCA), 파라톨루엔설포닐세미카바자이드(TSSC), 다이나이트로소펜타메틸렌테트라민(DPT), 옥시디벤젠술포닐히드라지드(OBSH), 5-페닐테트라졸(5-PT), DPT/ADCA계, ADCA/OBSH계로 이루어진 유기발포제군 또는 소다, 탄산수소나트륨, 시트르산으로 이루어진 무기발포제군 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하여 전체 중량대비 0.1~5phr로 혼합되게 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 차량용 복합소재는 유리섬유 매트에 폴리올레핀계 수지를 코팅하여 제작되고, 상기 보강층에 적층되는 보조 보강층;을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 보조 보강층은, 상기 유리섬유 매트와 상기 폴리올레핀계 수지를 50:50 내지 70:30의 중량% 비율로 혼합하여 제작될 수 있다.
상기 유리섬유 매트는, 단위면적당 중량 범위가 20 내지 1,000g/㎡이고, 길이가 10 내지 100mm인 유리섬유로 제작되게 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 폴리올레핀계 수지는, 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 저밀도 폴리에틸렌 수지, ABS 수지 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 조합으로 마련될 수 있다.
상기 코어층은, 단위면적당 중량 범위가 500 내지 1,000g/m2인 것으로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 보강층은, 단위면적당 중량 범위가 800 내지 1,500g/m2인 것으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 보조 보강층은, 단위면적당 중량 범위가 100 내지 400g/m2인 것으로 이루어질 수도 있다.
본 발명에 의한 차량용 복합소재에 따르면, 경량화를 달성하여 연비 향상을 통한 배기가스를 저감할 수 있고, 강성이 우수할 뿐만 아니라, 폐기 시 재활용성을 높일 수 있으며, 인체에 무해한 복합소재를 제공하는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 차량용 복합소재를 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 의한 차량용 복합소재를 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 의한 차량용 복합소재를 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 의한 차량용 복합소재를 개략적으로 도시해 보인 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
"및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함할 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.
아울러, 이하의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에 의한 차량용 복합소재를 개략적으로 도시해 보인 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 의한 차량용 복합소재(101)는 허니컴 보드로 이루어진 코어층(110)과, 유리섬유와 폴리올레핀계 수지를 혼합하여 제작되고 상기 코어층(110)의 양면에 적층되는 보강층(120)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 코어층(110)은 골판지 등과 같은 종이재질로 제작되고, 벌집(honeycomb)구조를 갖도록 제작된다.
일 예로, 상기 코어층(110)으로 적용되는 허니컴　보드는 양쪽 면이 개방된 중공 육각 기둥이 연속해서 형성된 구조로 이루어진다. 이러한 구조는, 그 자체의 구조적 강성을 높여줄 뿐만 아니라 개방된 양쪽 면을 통과하는 소리에 대해 소음을 줄이는 효과를 기대할 수 있다.
특히, 상기 허니컴 보드는　종이를 이용하여 시트 형태로 제작함으로써, 이처럼 구조적 강성 보강과 흡음 효과 그리고 본 발명에 따른 차량용 복합소재의 전체 중량을 줄일 수 있다. 나아가, 이런 중량 감소는 차량용 복합소재를 기존 폴리프로필렌 수지로 제작했을 때와 비교하여 많은 중량 감소 효과를 기대할 수 있다.
이러한, 상기 코어층(110)은 단위면적당 중량 범위가 500 내지 1,000g/m2를 가지도록 종이 재질의 허니컴 보드로 이루어질 수 있다.
상기 보강층(120)은 유리섬유와 폴리올레핀계 수지를 혼합하여 제작되고, 상기 코어층(110)의 양면에 적층되게 이루어진다.
여기서, 상기 보강층(120)은 단위면적당 중량 범위가 800 내지 1,500g/m2인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 보강층(120)은 상기 유리섬유와 상기 폴리올레핀계 수지를 60:40 내지 80:20의 중량% 비율로 혼합하여 제작될 수 있다.
여기서, 상기 유리섬유의 중량 비율이 60% 미만으로 함유되면, 예열오븐을 통한 부품성형공정에서 제작두께 대비 2배 이상의 로프팅(Lofting)이 되질 않아 강도 및 성형성이 저하되는 문제가 있다. 그리고, 상기 유리섬유의 중량 비율이 80%를 초과하여 함유되면, 예열 시 접착성분이 저하되어 제품 성형성이 저하되며 표면 품질이 저하되는 문제가 있다.
그리고, 상기 유리섬유는 단섬유, 장섬유 및 유리올로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인으로 마련된다.
상기 유리섬유는 굵기가 20~120㎛, 길이가 40~80mm인 것으로 마련되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 유리섬유의 굵기가 20㎛, 길이가 40mm 미만인 것을 사용하면 섬유간 뭉침 현상이 발생하고, 이로 인하여 펠트층 제조 시에 강도가 저하되는 문제가 있다. 그리고, 상기 유리섬유의 굵기가 120㎛, 길이가 80mm를 초과한 것을 사용하면 믹싱, 오프닝, 카딩, 웹 형성 등의 공정에서 섬유 간의 혼련성이 부족한 문제가 있다.
상기 폴리올레핀계 수지는 유리섬유 매트에 함침되어 상기 보조 보강층(130)의 기계적 물성을 향상시키는 역할을 한다.
여기서, 폴리올레핀계 수지는 폴리프로필렌(polypropylene; PP) 수지, 폴리에틸렌(Polyethylene; PE) 수지, 저밀도 폴리에틸렌(Low　Density　Polyethylene; LDPE) 수지, ABS(acrylonitrile-butadiene-styrene) 수지 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 조합으로 마련될 수 있다.
이러한 상기 코어층(110)과 상기 보강층(120)의 적층 방법은 열접착(heat lamination) 성형 방법으로 적층될 수 있다. 즉, 접착제나 핫멜트 등의 접착력이 있는 추가 접착층을 사용하는 것이 아니라, 상기 열접착 방법에 의해 상기 코어층(110)에 상기 보강층(120)을 적층시킬 수 있다.
이를 통하여, 접착제를 사용하지 않고 단지 열에 의한 용융접착이 가능하므로, 작업이 매우 간소해질 뿐만 아니라 종래의 접착제를 사용할 때 발생했던 악취 등의 문제도 해결할 수 있다.　
도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 의한 차량용 복합소재(102)는 상기에서 설명한 본 발명의 제1 실시예에 의한 차량용 복합소재(101)에서 보조 보강층(130)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 제2 실시예에 의한 차량용 복합소재(102)는 허니컴 보드로 이루어진 코어층(110)과, 유리섬유와 폴리올레핀계 수지를 혼합하여 제작되고 상기 코어층(110)의 양면에 적층되는 보강층(120), 그리고 유리섬유 매트에 폴리올레핀계 수지를 코팅하여 제작되고 상기 보강층(120)에 적층되는 보조 보강층(130)을 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 코어층(110)과 상기 보강층(120)은 상기에 제1 실시예에 의한 차량용 복합소재(101)에서 설명한 코어층(110) 및 보강층(120)과 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 보조 보강층(130)은 유리섬유 매트를 폴리올레핀계 수지에 함침시켜 상기 유리섬유 매트에 폴리올레핀계 수지를 코팅하여 제조될 수 있다.
여기서, 상기 보조 보강층(130)은 단위면적당 중량 범위가 100 내지 400g/m2인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 유리섬유 매트는 단위 면적당 중량이 20g/㎡ 내지 1,000g/㎡인 것이 바람직하다. 즉, 유리섬유 매트의 단위 면적당 중량이 20g/㎡ 미만인 경우 매트의 공극이 커서 폴리올레핀계 수지가 함침되기 어렵고, 단위 면적당 중량이 1,000g/㎡ 초과하는 경우 용융상태의 폴리올레핀계 수지가 유리섬유 매트 내부로 스며들기가 어려워 박리 현상이 발생할 수 있다.
그리고, 상기 보조 보강층(130)의 기계적 물성을 향상시키기 위해서 유리섬유 매트를 구성하는 유리섬유의 길이는 10mm 내지 100mm인 것이 바람직하다.
상기 폴리올레핀계 수지는 유리섬유 매트에 함침되어 상기 보조 보강층(130)의 기계적 물성을 향상시키는 역할을 한다.
여기서, 폴리올레핀계 수지는 폴리프로필렌(polypropylene; PP) 수지, 폴리에틸렌(Polyethylene; PE) 수지, 저밀도 폴리에틸렌(Low　Density　Polyethylene; LDPE) 수지, ABS(acrylonitrile-butadiene-styrene) 수지 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 조합으로 마련될 수 있다.
이러한, 상기 코어층(110)과 상기 보강층(120)과 상기 보조 보강층(130)의 적층 방법은 열접착(heat lamination) 성형 방법으로 적층될 수 있다. 즉, 접착제나 핫멜트 등의 접착력이 있는 추가 접착층을 사용하는 것이 아니라, 상기 열접착 방법에 의해 상기 코어층(110)에 상기 보강층(120)과 상기 보조 보강층(130)을 적층시킬 수 있다.
이를 통하여, 접착제를 사용하지 않고 단지 열에 의한 용융접착이 가능하므로, 작업이 매우 간소해질 뿐만 아니라 종래의 접착제를 사용할 때 발생했던 악취 등의 문제도 해결할 수 있다.　
도 3 및 도 4는 본 발명의 제3 실시예 및 제4 실시예에 의한 차량용 복합소재를 개략적으로 도시해 보인 도면이다.
본 발명의 제3 실시예에 의한 차량용 복합소재(103)는 상기에서 설명한 본 발명의 제1 실시예에 의한 차량용 복합소재(101)에서 보강층(120)에 발포제가 더 포함한 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명의 제4 실시예에 의한 차량용 복합소재(104)는 상기에서 설명한 본 발명의 제2 실시예에 의한 차량용 복합소재(102)에서 보강층(120)에 발포제가 더 포함한 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 도 3을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 의한 차량용 복합소재(103)는 허니컴 보드로 이루어진 코어층(110)과, 유리섬유와 폴리올레핀계 수지를 혼합하여 제작되고 상기 코어층(110)의 양면에 적층되는 보강층(120)을 포함하고, 상기 보강층(120)은 발포제를 더 포함하여 이루어진다.
그리고, 도 4를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 의한 차량용 복합소재(104)는 허니컴 보드로 이루어진 코어층(110)과, 유리섬유와 폴리올레핀계 수지를 혼합하여 제작되고 상기 코어층(110)의 양면에 적층되는 보강층(120), 그리고 유리섬유 매트에 폴리올레핀계 수지를 코팅하여 제작되고 상기 보강층(120)에 적층되는 보조 보강층(130)을 포함하고, 상기 보강층(120)은 발포제를 더 포함하여 이루어진다.
즉, 본 발명의 제3 실시예에 의한 차량용 복합소재(103)와, 제4 실시예에 의한 차량용 복합소재(104)는 상기 보강층(120)에 발포제를 더 포함하여 이루어진다.
이를 통하여, 상기 코어층(110)과 상기 보강층(120)을 열접착하는 과정에서 상기 발포제에 의해 상기 보강층(120)이 발포 성형되면서 적어도 일부가 상기 코어층(110)에 침투하여 접착력을 향상시키게 된다.
이를 위하여, 상기 발포제는 열에 의해 팽창하는 열팽창 마이크로캡슐로 마련될 수 있다.
이러한, 상기 열팽창 마이크로캡슐은 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(EVA) 또는 탄성을 갖는 셀(Cell) 내에 코어가 존재하는 구조일 수 있다.
상기 코어는 가열에 의해 쉽게 가스화하여 팽창하는 물질인 이소부탄, 프로판, 펜탄 등을 사용할 수 있다.
상기 셀은 용융성 물질이나 열팽창에 의해 파괴되는 물질일 수 있다. 일 예로, 상기 셀은 염화비닐리덴-아크릴로니트릴 공중합체, 폴리비닐알코올, 폴리비닐부티랄, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리염화비닐리덴, 폴리술폰 등을 들 수 있다.
이러한, 상기 열팽창 마이크로캡슐은 코어셀베이션법이나 계면중합법에 의해 제조할 수 있고, 평균직경이 대략 10㎛ 내외이고, 열팽창에 의해서 40㎛ 내지 180㎛의 평균직경을 가진다.
상기 발포제가 열팽창 마이크로캡슐로 마련되면, 상기 발포제는 상기 보강층(120)의 전체 중량대비 0.5 내지 1.5 중량%로 혼합될 수 있다. 여기서, 상기 열팽창 마이크로캡슐이 0.5 중량% 미만으로 함유되면 팽창되는 양이 미비하여 중량 감소 및 경량화의 효과가 없으며, 1.5 중량%를 초과하여 함유되면 압출 성형성이 저하될 뿐만 아니라 열팽창 마이크로캡슐이 파괴되어 경량화 효과가 없으며 기재의 강성이 저하되고 제품 내구성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
또는, 상기 발포제는 유기발포제군 또는 무기발포제군 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하여 이루어질 수도 있다.
상기 유기발포제군으로 아조디카본아마이드(ADCA), 파라톨루엔설포닐세미카바자이드(TSSC), 다이나이트로소펜타메틸렌테트라민(DPT), 옥시디벤젠술포닐히드라지드(OBSH), 5-페닐테트라졸(5-PT), DPT/ADCA계, ADCA/OBSH계 등으로 이루어질 수 있다.
상기 무기발포제군으로 소다, 탄산수소나트륨, 시트르산 등으로 이루어질 수 있다.
상기 발포제는 열분해가 가능한 방식으로, 발포되는 온도에 따라 발포가능한 제품이 선택될 수 있다.
싱기 발포제는 상기 발포층에 대하여 0.1~5phr로 상기 발포층에 첨가된 것을 특징으로 한다.
상기 발포제가 상기 보강층(120)에 대하여 0.1phr 미만으로 첨가되는 경우에는 유리섬유 사이에서 발포율이 낮아 충분한 발포 효과를 발현할 수 없으며, 5phr을 초과하여 첨가하는 경우에는 발포율이 높아 셀간의 간섭 및 유리섬유의 배향을 억제하여 강도가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
실시예
이하에서는 종래의 차량용 내장재와, 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 의한 차량용 복합소재를 비교한 실험예에 대하여 설명한다.
아래 표 1에서 비교예 1은 폴리프로필렌 수지에 목분을 혼합하여 단일의 압출시트로 제작된 종래의 차량용 내장재이다.
그리고, 실시예 1 내지 6은 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 의한 차량용 복합소재이다.
여기서, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 복합소재는 코어층으로 종이로 제작된 허니컴 보드가 사용되었고, 보강층은 유리섬유와 폴리프로필렌 수지를 70:30 중량%로 혼합하여 압출시트로 제작되었고, 보조 보강층은 유리섬유 매트와 폴리프로필렌 수지를 60:40 중량% 비율이 되도록 상기 유리섬유 매트에 상기 폴리프로필렌 수지를 코팅하여 제작되었다.
그리고, 발포제는 열팽창 마이크로캡슐을 사용하였고, 보강층의 전체 중량대비 0.5 내지 1.5 중량%를 혼합하였다. 구체적인 혼합비율은 아래 표 1에 기재하였다.
구분 구성
비교예 1 PP 50% + 목분 50%, 4,025g/m2
실시예 1 보강층(PP + 유리섬유, 1,300g/m2)코어층(종이 허니컴 보드, 850g/m2)
보강층(PP + 유리섬유, 1,300g/m2)
실시예 2 보조 보강층(PP + 유리섬유 매트, 250g/m2)보강층(PP + 유리섬유, 1,050g/m2)
코어층(종이 허니컴 보드, 825g/m2)
보강층(PP + 유리섬유, 1,050g/m2)
보조 보강층(PP + 유리섬유 매트, 250g/m2)
실시예 3 보강층(PP + 유리섬유 + 발포제 1.0%, 1,300g/m2)코어층(종이 허니컴 보드, 850g/m2)
보강층(PP + 유리섬유 + 발포제 1.0%, 1,300g/m2)
실시예 4 보조 보강층(PP + 유리섬유 매트, 250g/m2)보강층(PP + 유리섬유 + 발포제 0.5%, 1,050g/m2)
코어층(종이 허니컴 보드, 825g/m2)
보강층(PP + 유리섬유 + 발포제 0.5%, 1,050g/m2)
보조 보강층(PP + 유리섬유 매트, 250g/m2)
실시예 5 보조 보강층(PP + 유리섬유 매트, 250g/m2)보강층(PP + 유리섬유 + 발포제 1.0%, 1,050g/m2)
코어층(종이 허니컴 보드, 825g/m2)
보강층(PP + 유리섬유 + 발포제 1.0%, 1,050g/m2)
보조 보강층(PP + 유리섬유 매트, 250g/m2)
실시예 6 보조 보강층(PP + 유리섬유 매트, 250g/m2)보강층(PP + 유리섬유 + 발포제 1.5%, 1,050g/m2)
코어층(종이 허니컴 보드, 825g/m2)
보강층(PP + 유리섬유 + 발포제 1.5%, 1,050g/m2)
보조 보강층(PP + 유리섬유 매트, 250g/m2)
상기 표 1에 개시되어 있는 중량비로 제작된 차량용 복합소재를 크기가 150x50mm인 시편으로 제작하였고, 시험속도는 5mm/min, Span 길이를 100mm로 하여 굴곡 강도를 측정하여 아래 표 2에 기재하였다.
비교예 1 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6
총중량[g/m2] 4,025 3,450 3,450 3,450 3,450 3,450 3,450
굴곡강도[kgf] 15.3 27.8 35.1 30.1 36.2 37.4 34.1
상기 표 2에 개시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 복합소재(실시예 1~6)는 종래의 차량용 내장재(비교예 1)와 비교하여 보다 가벼운 중량에서 강한 굴곡강도를 나타냄을 알 수 있다.
보다 구체적으로, 비교예 1은 중량이 4,025g/m2이고, 실시예 1 내지 6은 중량이 3,450g/m2이므로, 약 15%의 경량화를 달성한 상태에서도 보다 높은 굴곡강도를 가질 수 있다.
즉, 실시예 1 내지 6은 비교예 1과 비교하여 약 15% 가벼운 상태에서 굴곡강도가 약 80~145% 증가함을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 복합소재는 현재 차량용 내장재로 사용되고 있는 종래의 소재와 비교하여 높은 강도를 보이면서 경량화를 달성할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100 : 차량용 복합소재
110 : 코어층
120 : 보강층
130 : 보조 보강층

Claims (12)

  1. 종이로 제작된 허니컴 보드로 이루어진 코어층;
    유리섬유와 폴리올레핀계 수지를 60:40 내지 80:20의 중량% 비율로 혼합하고 발포제를 혼합하여 압출시트로 제작되고, 상기 코어층의 양면에 적층되는 보강층; 및
    유리섬유 매트에 폴리올레핀계 수지를 코팅하여 상기 유리섬유 매트와 상기 폴리올레핀계 수지를 50:50 내지 70:30의 중량% 비율을 가지도록 제작되고, 상기 보강층에 적층되는 보조 보강층;을 포함하고,
    상기 발포제는,
    열에 의해 팽창하는 열팽창 마이크로캡슐을 상기 보강층의 전체 중량대비 0.5 내지 1.5 중량% 혼합하고,
    상기 보강층은 상기 발포제에 의해 발포 성형되면서 적어도 일부가 상기 코어층에 침투하여 접착되는 차량용 복합소재.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 발포제는,
    아조디카본아마이드(ADCA), 파라톨루엔설포닐세미카바자이드(TSSC), 다이나이트로소펜타메틸렌테트라민(DPT), 옥시디벤젠술포닐히드라지드(OBSH), 5-페닐테트라졸(5-PT), DPT/ADCA계, ADCA/OBSH계로 이루어진 유기발포제군 또는 소다, 탄산수소나트륨, 시트르산으로 이루어진 무기발포제군 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하여 전체 중량대비 0.1~5phr로 혼합된 것을 특징으로 하는 차량용 복합소재.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 유리섬유 매트는,
    단위면적당 중량 범위가 20 내지 1,000g/㎡이고, 길이가 10 내지 100mm인 유리섬유로 제작된 것을 특징으로 하는 차량용 복합소재.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 폴리올레핀계 수지는,
    폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 저밀도 폴리에틸렌 수지, ABS(acrylonitrile-butadiene-styrene) 수지 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 조합으로 마련되는 것을 특징으로 하는 차량용 복합소재.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 코어층은,
    단위면적당 중량 범위가 500 내지 1,000g/m2인 것을 특징으로 하는 차량용 복합소재.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 보강층은,
    단위면적당 중량 범위가 800 내지 1,500g/m2인 것을 특징으로 하는 차량용 복합소재.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 보조 보강층은,
    단위면적당 중량 범위가 100 내지 400g/m2인 것을 특징으로 하는 차량용 복합소재.
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