KR20090118878A - 경량성 다층 구조물 및 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차 천정재 구조물에 및 건축내장재에 관한 것으로, 연속상의 폴리올레핀 발포시트에 합성섬유와 천연섬유로 혼합된 보강층을 포함하는 경량성 다층 구조물 및 제조방법을 제공하는 것을 기술적 목적으로 한다.
자동차, 천정재, 경량

Description

경량성 다층 구조물 및 제조방법{Lightweight multi-layer and Methode for making the same}
본 발명은 자동차 내장재 구조물에 관한 것으로, 구체적으로 연속상의 열가소성 폴리올레핀 발포시트 및 열경화성 폴리올레핀 발포시트에 합성섬유와 천연섬유를 혼합하고 열롤라를 이용하여 밀도를 향상시킨 박막시트 형태의 보강층을 포함한 경량성 다층 구조물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
자동차 내장재는 적용면적이 넓고 3차원구조의 복잡한 구조를 이루고 있어 형태 안정성이 필수적이며, 온도 및 습도 등의 조건에 만족하는 내후성이 필요하다. 또한, 장기간 운행시 자동차 내장재가 수축 및 팽창하는 형태 변형이 없고, 고온에 장기간 노출시 소재별 층간박리가 발생하지 않아야 한다.
일반적으로 자동차 내장재는 형태 및 장착성을 유지시키는 심재층과 의장성, 흡음성, 쿠션감을 부여하는 보강층 및 표피층으로 이루진다.
도 1 을 참조하여 살펴보면, 상기 경량성 다층 구조물은 내장재로서 심재층(10)에 보강층(20) 및 표피층(30)이 일면 또는 양면에 적층된다.
상기 심재층(10)의 재질은 주로 레진펠트(resin felt), 천연섬유 강화 보드, 폴리우레탄 등으로 형성된다.
상기 레진펠트는 강도가 강하여 대형차의 내장재로 많이 쓰이고 있으나, 중량이 무거워 자동차의 연비절감에 역행하는 문제점을 지니고 있으며, 열경화성 수지인 페놀수지를 사용하기 때문에 폐기처리가 문제시되고 있다.
또한, 천연섬유 강화보드의 경우, 열성형시 천연섬유 탄화에 의한 냄새가 심하고, 상기 천연섬유의 부패, 세균, 곰팡이 발생을 억제하기 위하여 처리되는 방부제로부터 기인한 유해성분이 발생하여 인체에 유해하다.
또한, 반경질 우레탄계 폴리우레탄, 및 경질 발포체의 경우 재활용성이 저하되고 내충격성이 약해서 심재층으로 사용하기 위한 성형공정에서 취성파괴가 쉽게 일어난다. EPP (Bead) 발포체의 경우 제조공정이 복잡하며, 불록형태의 발포체로서 연속적인 라미네이션 작업이 불가능한 단점이 존재한다.
이와 같이, 종래에 심재층(10)을 이루는 재질은 상당한 문제점을 지니고 있어 이를 개선하기 위한 노력이 필요하다.
상기 보강층(20)은 폴리염화 비닐(PVC: polyvinylchloride)필름지 또는 유리섬유 등을 상기 심재층(10)의 일면 또는 양면에 적층하여 구성한다. 그러나, 상 기와 같은 재료로 형성된 보강층(20)은 방음성 및 단열성이 떨어지며, 단가가 높고 비교적 고중량인 단점이 있다. 또한, 장기간 사용시 변형되기 쉬워 완충력이 저하되고, 인체에 유해하여 보강층(20)의 역할을 제대로 충족시키지 못하고 있다.
상기 표피층(30)은 PVC시트 또는 클로쓰나 부직포등을 사용하며, 상기 보강층(20)의 일면 또는 양면에 적층한다. 그러나, 상기 표피층(30)은 심재층(10)과 재질이 다른 경우가 많아, 재활용하기 위해서는 각 층을 분리하여야하므로 사실상 재활용이 불가능하여, 환경오염문제가 발생하게 된다.
따라서, 친환경적인 소재를 사용하는 심재층 및 보강층을 포함하는 내장재를 제조하여, 환경오염문제를 해결할 수 있는 방안이 필요하다.
한편, 상기와 같이 심재층 및 보강층을 열에 의해 라미네이션하여 적층한 내장재는 표면에 주름 및 겹침 현상이 발생하게 된다. 상기와 같이 표면에 주름 및 겹침 현상이 발생할 경우, 내장재의 형태가 쉽게 변형되고, 층별 박리가 발생하게 된다. 이에 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 방안이 필요하다.
이에, 본 출원인은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 연속상의 발포 시트를 심재층으로 사용하고, 굴곡특성이 향상된 보강층을 제조하여 인체에 무해하고 재활용이 가능한 친환경적 내장재를 제공하며, 내장재의 겹침현상을 해결하고 굴곡특성을 향상시킨 자동차 내장재 및 제조방법을 제공하는 방안을 강구하게 되었다.
본 발명의 목적은 열가소성 폴리올레핀 발포시트 또는 열경화성 폴리올레핀 발포시트와 밀도를 향상시킨 박막 보강층을 포함하는 자동차 내장재로 사용되는 경량성 다층 구조물 및 제조방법을 제공하는 것을 기술적 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 경량성 다층 구조물은 열가소성 폴리프로필렌 발포시트 및 열경화성 폴리프로필렌 발포시트의 일면 또는 양면에 합성섬유와 천연섬유를 포함하되, 열롤라를 이용하여 밀도를 향상시킨 보강층을 적층함으로써 굴곡특성을 향상시킨 경량성 다층 구조물 및 제조방법을 제공하는 것을 기술적 목적으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 경량성 다층 구조물의 제조방법은, 열가소성 폴리올레핀 또는 열경화성 폴리올레핀을 포함하는 폴리올레핀 발포시트를 형성하는 단계;천연섬유 및 합성섬유를 포함하는 보강층을 형성하되, 니들펀칭 및 열롤라 과정을 이용하여 박막시트 형태로 형성하는 단계;상기 폴리올레핀 발포시트와 보강층를 각각 서로 다른 온도로 가열하는 단계; 상기 폴리올레핀 발포시트 및 상기 보강층을 서로 교번하되, 열을 이용하여 연속적으로 적층하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하며,
상기 열경화성 폴리올레핀 발포시트를 제조하기 위해서, 열경화성 폴리올레핀, 엘라스토머 중에서 선택된 하나 혹은 그 이상의 성분을 혼합하는 단계; 상기 혼합물에 가교조제 및 발포제를 반바리 믹서를 이용하여 혼합하는 단계; 압출 성형 장치를 통해 시트 형태로 압출하는 단계; 전자선을 조사하는 단계; 상기 조사된 시트를 열 오븐에 통과시켜 연속상의 발포시트를 얻는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하며,
상기 열가소성 폴리올레핀 발포시트를 제조하기 위해서, 열가소성 폴리올레핀, 엘라스토머 중에서 선택된 하나 혹은 그 이상의 성분을 혼합하는 단계; 압출성형장치 내에 폴리올레핀 수지와 가스를 혼합하는 단계; T-die 또는 Annular-die를 통해 연속상의 발포시트를 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 폴리올레핀 발포시트를 형성하는 폴리올레핀은 폴리프로필렌인 것을 특징으로 하며, 상기 폴리올레핀 발포시트의 발포배율은 3배 내지 40배인 것을 특징으로 하며, 상기 폴리올레핀 발포시트는 1mm 내지 15mm의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하며, 상기 폴리올레핀 발포시트는 1겹 또는 2겹으로 라미네이션하여 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 보강층은 0.5mm 내지 2mm의 두께의 박막시트인 것을 특징으로 하며, 상기 보강층은 천연섬유와 합성섬유가 1:9 내지 9:1 비율로 혼합된 것을 특징으로 하 며, 상기 천연섬유는 황마, 양마(KENAF), 사이잘마, 아마를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 합성섬유는 저융점 폴리에스터, 폴리프로필렌, 생분해성 수지 섬유 중에서 선택된 하나 혹은 2종 이상의 성분을 혼합한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보강층은 밀도가 0.3 g/cm3 내지 0.7 g/cm3인 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 보강층에 필름 또는 파우더 형태로 형성된 열가소성 혹은 열경화성 시트층을 도포하는 것을 특징으로 하며, 상기 시트층에 폴리올레핀 부직포 또는 폴리에스터 부직포로 형성된 표피층을 적층하는 것을 특징으로 한다.
상기 폴리올레핀 발포시트와 보강층 및 표피층은 열 또는 접착제를 이용하여 연속적으로 적층한 것을 특징으로 하는 경량성 다층 구조물의 제조 방법에 관한 것이다.
열가소성 폴리올레핀 및 열경화성 폴리올레핀을 포함하는 폴리올레핀 발포시트; 상기 폴리올레핀 발포시트의 일면 또는 양면에 적층되되, 천연섬유 및 합성섬유를 포함하되 니들펀칭 및 열롤라 과정을 통해 제조된 박막형태로 밀도가 0.3 g/cm3 내지 0.7 g/cm3인 보강층;을 포함하는 경량성 다층 구조물에 있어서,
상기 폴리올레핀 발포시트는 열가소성 폴리올레핀, 열경화성 폴리올레핀, 폴리스티렌, 엘라스토머 중에서 선택된 하나 혹은 이상의 성분을 혼합한 것을 특징으 로 하며, 상기 폴리올레핀 발포시트의 발포배율은 3배 내지 40배인 것을 특징으로 하며, 상기 폴리올레핀 발포시트는 1mm 내지 15mm의 두께로 형성하며, 상기 폴리올레핀 발포시트를 1겹 또는 2겹으로 라미네이션하여 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 보강층은 천연섬유와 합성섬유가 1:9 내지 9:1 비율로 혼합된 것을 특징으로 하며, 상기 천연섬유는 황마, 양마(KENAF), 사이잘마, 아마를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 합성섬유는 저융점 폴리에스터, 폴리프로필렌, 생분해성 수지 섬유 중에서 선택된 하나 혹은 2종 이상의 성분을 혼합한 것을 특징으로 한다.
상기 보강층에 필름 또는 파우더 형태로 형성된 열가소성 혹은 열경화성 시트층을 도포하는 것을 특징으로 하며, 상기 시트층에 폴리올레핀 부직포 또는 폴리에스터 부직포로 형성된 표피층을 적층하는 것을 특징으로 하는 경량성 다층 구조물에 관한 것이다.
본 발명은 상술한 바와 같이, 열가소성 폴리프로필렌 발포시트 및 열경화성 폴리프로필렌 발포시트를 사용함으로써 기존의 올레핀계 발포체, 우레탄계 발포체, 발포 폴리프로필렌(EPP)를 이용한 제조공정에 비하여 단순한 공정으로 생산가능하므로 제조비용을 절감할 수 있으며, 월등한 성능적 향상을 보인다는 점에서 기술적 장점이 있다.
또한, 내구성, 내수성, 내부식성 및 뛰어난 강도를 가지는 합성섬유와 환경친화적인 천연섬유를 혼합하되, 열롤라 방법을 사용하여 밀도를 향상시킨 보강층으로 사용함으로써 외부충격, 온도, 및 습도에 강하고 환경 친화적이라는 점에서 기술적 장점이 있다.
또한, 상기 열가소성 폴리프로필렌 발포시트 및 열경화성 폴리프로필렌 발포시트와 보강층을 서로 다른 온도로 예열하는 과정을 추가하여, 열에 의한 라미네이션하여 형성한 내장재의 주름 및 겹침 현상을 줄일 수 있다는 점에서 기술적 장점이 있다.
또한, 자동차 내장재 구조물의 경량화를 통한 연비 향상으로 배기가스를 저감시킬 수 있으며, 표피층을 부직포 계열의 수지를 사용함으로써 차량의 폐차시에 상기 발포시트와 분리하지 않고 그대로 분쇄하여 재활용할 수 있다는 점에서 기술적 장점이 있다.
또한, 제조과정이 단순하고 성능이 우수하여, 도어트림, 헤드라이닝. 필러, 방음재등의 각종차량 내장재로 사용가능하다는 점에서 기술적 장점이 있다.
상술한 본 발명의 목적은 이 기술 분야에서 숙련된 당업자에 의해, 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확해질 것이다.
이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.
도 2 는 본 발명에 따른 경량성 다층 구조물의 단면도를 도시하고, 도 3 은 본 발명에 따른 경량성 다층 구조물의 확대도를 도시하였다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 경량성 다층 구조물은 폴리올레핀 발포시트(100)와 보강층(200)을 포함한다.
상기 경량성 다층 구조물의 심재층에 사용되는 폴리올레핀 발포시트(100)는 열가소성 폴리올레핀, 열경화성 폴리올레핀, 폴리스티렌, 엘라스토머 중에서 선택된 하나 또는 그 이상의 성분을 혼합하여 구성된다.
상기 폴리올레핀 발포시트(100)는 폴리프로필렌 수지를 사용하는데, 상기 폴리프로필렌은 폴리올레핀계의 한 종류로 구성분자가 탄화수소로만 이루어져 있으므로 극성이 없고 소수성이 커서 극성오염물질에 대한 저항성이 높은 특징을 가진다.
상기 열가소성 폴리올레핀 발포시트(100)를 제조하기 위하여, 상기 압출 성형 장치 내에 폴리올레핀 수지와 가스의 혼합한 후, T-die 혹은 Annular-die를 통 해 연속적으로 발포시트를 생산하는 방법을 적용할 수도 있다.
상기 열경화성 폴리올레핀 발포시트(100)를 제조하기 위하여, 상기의 수지를 하나 혹은 2이상의 수지를 혼합하는 단계; 상기 혼합한 수지에 가교조제, 발포제등의 각종 첨가제를 반바리 믹서에 혼합하는 단계; 압출 성형 장치를 통해 일정한 두께의 시트 형태로 압출하고, 전자선 조사하는 단계; 상기 조사된 시트를 열 오븐에 통과시켜 연속상의 발포시트를 얻는 단계;를 거치게 된다.
다만, 열경화성 폴리올레핀 발포시트의 제조시, 상기 폴리프로필렌 수지를 단독 사용하여 전자선을 조사할 경우, 상기 폴리프로필렌을 구성하는 폴리올레핀계의 사슬이 쉽게 절단되고 가교효율이 높지 않기 때문에, 상기 단점을 보완하기 위하여 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 또는 고밀도폴리에틸렌(HDPE)를 일정량 첨가한다.
상기 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)또는 고밀도폴리에틸렌(HDPE)을 첨가하면, 가교효율 및 신율이 향상되고 성형성이 우수해지는 효과를 얻을 수 있다. 선형 저밀도 폴리에틸렌 이외에도 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 에틸렌 프로필렌 디공액 공중합체 고무(EPDM), 에틸렌 프로필렌 공중합체 고무(EPM) 등을 대신 사용할 수 있다.
또한, 상기 혼합한 수지를 가교하기 위해서는 가교조제가 필수적으로 첨가되 어야하는데, 디비닐벤젠, 트리알릴시아누레이트, 트리메틸올프로판, 니트로소벤젠, 디페닐구아니딘 및 에틸렌 글리콜 디메틸아크릴레이트, 티리메틸올프로판 트리메타아크릴레이트와 같은 다관능성 비닐단량체를 첨가한다.
이때, 가교조제의 첨가량은 1.0 내지 5.0 중량부이며 더욱 바람직하게는 0.3 내지 3.0 중량부이며, 상기 중량부 범위하에서 1종 이상의 가교조제를 혼합첨가 할 수도 있다.
또한, 본 발명의 폴리올레핀 발포시트(100)를 제조하기 위한 발포제로는 열분해성 발포제(blowing agent)가 일반적으로 쓰이는데, 본 발명에서는 Azodicarbonamide(ADCA)를 사용한다. 상기 Azodi carbonamide(ADCA)의 경우 열분해시 유일한 자기소화성을 가지며, 입도조절이 자유로운 장점이 있다.
상기 Azodicarbonamide(ADCA)의 첨가량은 발포 배율에 따라 차이는 있지만 본 발명에서는 10 phr 내지 22 phr를 첨가하는 것이 바람직하다.
또한, 필요에 따라 상기의 첨가제 이외에도, 무기충전제, 산화방지제, 내후제, 대전방지제, 착색제를 첨가할 수 있다.
상기 폴리올레핀 발포시트(100)의 가교율(gel content)은 15% 내지 80%가 적당하며, 상기 가교율은 ASTM D-2765에 의해 측정이 가능하다.
또한, 상기 폴리올레핀 발포시트(100)의 발포 배율(expansion ratio)은 강성 및 성형성이 향상될 수 있도록 3 배율 이상, 40 배율 이하인 것이 바람직하다. 그 이유는, 발포배율이 3배 미만인 경우, 상기 폴리올레핀 발포시트(100)의 흡음성 향상에 영향을 미치지 못하며 중량이 비교적 높게 형성되고, 발포배율이 40배를 초과하는 경우, 흡음성 및 경량성은 향상되지만 강도와 형태안정성이 저하되기 때문이다.
상기 제조된 연속상의 폴리올레핀 발포시트(100)는 차량 내장용 내장재 구조물에 사용되기 때문에, 300m 내지 2000mm 너비, 1mm 내지 15mm의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 이때, 상기와 같은 두께와 폭을 이루는 폴리올레핀 발포시트(100)를 2겹으로 라미네이션하여 구성할 수도 있다. 일 실시예로, 상기 폴리올레핀 발포시트(100)를 1000mm 내지 1700 mm의 너비와 3mm 내지 5mm의 두께로 제조한 후, 상기 폴리올레핀 발포시트(100)를 2겹으로 라미네이션(lamination)할 수 있다. 상기와 같이 2겹으로 라미네이션하여 폴리올레핀 발포시트(100)를 제작할 경우, 흡음성 및 형태 안정성이 더욱 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 상기 경량성 다층 구조물의 보강층(200)은 상기 폴리올레핀 발포시트(100) 일면 또는 양면에 적층함으로써, 외부충격에 대한 흡수성을 높이고, 강도 및 형태안정성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 보강층(200)은 열롤라 방법을 사용하여 박막 시트형태로 제작한다. 상기와 같은 방법에 의하여 형성할 경우, 보강층(200)의 강성이 향상되기 때문에 더욱 견고한 내장재를 얻을 수 있다.
상기 보강층(200)의 두께가 얇을수록 완성된 경량성 다층구조물의 강성 및 굴곡특성이 우수한 특징을 얻을 수 있기 때문에, 열롤라 방법을 이용하여 상기 보강층(200)의 밀도를 높이고 두께편차를 최소화하는 것이 본 발명의 핵심이다.
우선, 상기 천연섬유와 합성섬유가 쉽게 함침되도록 하기 위해서는, 열롤라의 온도 및 간격조절이 관건이기 때문에 열롤라 온도에 의해 녹을 수 있는 합성섬유를 선택하는 것이 중요하다.
구체적으로, 보강층(200)은 천연섬유와 합성섬유를 1:9 내지 9:1 의 비율로 혼합하여 형성한다.
상기 천연 섬유는 황마, 양마(KENAF), 사이잘마, 아마를 포함하여 환경친화적 성능을 지니도록 한다.
또한, 상기 합성 섬유는 열롤라 온도에 녹을 수 있는 폴리에스터, 폴리에스터, 폴리프로필렌, 생분해성 수지 섬유 중에서 선택된 하나 이상의 성분 또는 2종 이상의 성분을 혼합하여 사용하여, 내구성과 내수성 및 내부식성 및 뛰어난 강도를 갖도록 한다.
상기 보강층(200)을 제조하기 위하여, 천연섬유와 합성섬유를 혼합하는 단계; 니들펀칭에 의해 시트 형태로 제작하는 단계; 열롤라를 이용하여 두께를 얇게 조절하여 박막시트 형태로 제작하는 단계;를 거쳐 제조할 수 있다.
이때, 보강층(200)의 두께는 0.5mm 내지 2mm로 제작하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는, 0.7mm 내지 1.0mm 두께로 형성하여 밀도를 향상시켜 경량성 다층구조물의 강성 및 굴곡특성을 더욱 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 보강층(200)은 박막형태로 형성하되, 밀도가 0.3 g/cm3 내지 1.0 g/cm3이며, 보다 바람직한 밀도 범위는 0.4 g/cm3 내지 0.7 g/cm3인 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 보강층(200)의 강성 및 접착성을 향상시키기 위하여, 본 발명에서는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지로 형성된 시트층(210) 또는 수지층을 추가적으로 포함한다. 상기 시트층(210)은 필름이나 파우더 형태로 보강층(200)에 도포한다.
폴리올레핀 수지로 형성된 시트층(210)은 상기 보강층(200)에 필름이나 파우더 형태로 적층시켜 접착성을 향상시킬 뿐만 아니라 상기 보강층(200)의 강성을 증대시키는 역할을 한다.
한편, 상기 시트층(210)의 일면 또는 양면에는 표피층(300)이 적층된다. 상기 표피층(300)은 폴리올레핀계 부직포 또는 폴리에스터계 부직포가 사용되며, 상기 표피층(300)은 용제형 접착제나 핫멜트형 접착제를 사용하지 않고 단지 열에 의해 용융접착 가능하기 때문에 작업이 간소해질 뿐만 아니라, 종래 접착제를 사용함으로써 발생한 악취문제를 해결할 수 있다.
또한, 상기 열가소성 폴리프로필렌 발포시트 및 열경화성 폴리프로필렌 발포시트(100)와 폴리올핀계 부직포가 사용된 표피층(300)은 동일한 계열의 재료이므로, 차량의 폐차시 상기 폴리올레핀 발포시트(100)와 상기 표피층(300)을 분리하지 않고 그대로 분쇄하여 폐기 또는 재활용을 할 수 있기 때문에 편의성을 증대시킬 수 있다.
도 3 은 본 발명의 경량성 다층 구조물의 확대도로, 상기 2 겹의 연속상 폴리올레핀 발포시트(100)와 보강층(200) 및 표피층(300)이 적층된 모습을 도시 하였다.
상기 폴리올레핀 발포시트(100), 보강층(200) 및 표피층(300)을 적층시키기 위한 방법을 설명하면 다음과 같다.
일 실시예로 1000mm 내지 1700 mm의 너비를 가지되, 3mm 내지 5mm의 두께로 형성한 폴리올레핀 발포시트(100)의 양면에 0.5mm 내지 1.3mm의 두께로 형성된 보강층(200)을 적층하여 열 라미네이션 단계를 거치고, 폴리올레핀 수지로 구성된 시트층(210), 표피층(300)을 순차적으로 적층한 후, 금형을 이용하여 가공함으로써 경량성 다층 구조물을 제작할 수 있다.
상기 폴리올레핀 발포시트(100)와 상기 보강층(200)은 롤 형태로 구성된 장비에 의해 연속적인 열접착(heat lamination)이 가능하며, 상기와 같이 제조된 경량성 다층 구조물은 치수안정성과 강성이 높은 장점이 있다.
상기 폴리올레핀 발포시트(100)와 보강층(200) 및 표피층(300)은 열 또는 접착제를 이용하여 연속적으로 적층 가능하지만, 본 발명에 따른 상기 폴리올레핀 발포시트(100)와 보강층(200)은 동일계열의 소재이므로 열을 이용하는 것을 우선으로 한다.
본 발명은 2층의 보강층(200)과 폴리올레핀 발포시트(100)를 연속적으로 열에 의해 라미네이션하는 방법을 사용한다. 이때 라미네이션 한 제품에는 주름 및 겹침현상이 발생하게 되는데, 이를 개선하기 위하여 본 발명은 상기 제작된 폴리올레핀 발포시트(100) 및 보강층(200)을 서로 다른 온도에서 예열하는 방법을 추가적으로 사용하여, 주름 발생을 억제할 수 있다.
본 발명의 경량성 다층 구조물은 폴리올레핀 발포시트(100)를 사용함으로써 종래의 EPP(Bead형) 발포체 및 반경질 우레탄계 발포체를 이용한 제조공정에 비하여 단순한 공정으로 생산이 가능하므로 제조비용을 절감할 수 있다는 점에서 기술적 장점이 있다.
폴리올레핀 발포시트(100)와 표피층(300)을 분리하지 않고 그대로 분쇄하여 재활용할 수 있다는 점에서 기술적 장점이 있다.
이상에서의 서술은 특정의 실시 예와 관련된 것으로 청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다.
도 1 은 종래의 경량성 다층 구조물의 단면 사시도.
도 2 는 본 발명의 경량성 다층 구조물 단면도.
도 3 은 본 발명의 경량성 다층 구조물의 확대도.
*도면 부호*
10 : 심재층 20 : 보강층 30 : 표피층
100 : 폴리올레핀 발포시트
200 : 보강층 210 : 폴리올레핀 수지로 구성된 시트층
300 : 표피층

Claims (25)

  1. 폴리올레핀 발포시트(100)와 보강층(200)을 포함하는 경량성 다층 구조물의 제조방법에 있어서,
    열가소성 폴리올레핀 또는 열경화성 폴리올레핀을 포함하는 폴리올레핀 발포시트(100)를 형성하는 단계;
    천연섬유 및 합성섬유를 포함하는 보강층(200)을 형성하되, 니들펀칭 및 열롤라 과정을 이용하여 박막시트 형태로 형성하는 단계;
    상기 폴리올레핀 발포시트(100)와 보강층(200)를 서로 다른 온도로 가열하는 단계;
    상기 폴리올레핀 발포시트(100) 및 상기 보강층(200)을 서로 교번하되, 열을 이용하여 연속적으로 적층하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 경량성 다층 구조물 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열경화성 폴리올레핀 발포시트(100)를 형성하는 단계는,
    열경화성 폴리올레핀, 엘라스토머 중에서 선택된 하나 또는 그 이상의 성분을 혼합하는 단계;
    상기 혼합물에 가교조제 및 발포제를 반바리 믹서를 이용하여 혼합하는 단 계;
    압출 성형 장치를 통해 시트 형태로 압출하는 단계;
    상기 시트에 전자선을 조사하는 단계;
    상기 조사된 시트를 열 오븐에 통과시켜 연속상의 폴리올레핀 발포시트를 얻는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 경량성 다층 구조물의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 열가소성 폴리올레핀 발포시트(100)를 형성하는 단계는,
    열가소성 폴리올레핀, 엘라스토머 중에서 선택된 하나 또는 그 이상의 성분을 혼합하는 단계;
    상기 혼합된 폴리올레핀 수지와 가스를 혼합하는 단계;
    T-die 또는 Annular-die를 통해 연속상의 발포시트를 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 경량성 다층 구조물의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리올레핀 발포시트(100)를 형성하는 폴리올레핀은 폴리프로필렌인 것을 특징으로 하는 경량성 다층 구조물의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리올레핀 발포시트(100)의 발포배율은 3배 내지 40배인 것을 특징으로 하는 경량성 다층 구조물의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리올레핀 발포시트(100)는 1mm 내지 15mm의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 경량성 다층 구조물의 제조 방법.
  7. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 폴리올레핀 발포시트(100)를 2겹으로 또는 그 이상으로 라미네이션하는 단계를 추가하는 것을 특징으로 하는 경량성 다층 구조물의 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 보강층(200)은 0.5mm 내지 2mm의 두께의 박막시트인 것을 특징으로 하는 경량성 다층 구조물의 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 보강층(200)은 천연섬유와 합성섬유가 1:9 내지 9:1 비율로 혼합된 것을 특징으로 하는 경량성 다층 구조물의 제조 방법.
  10. 제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 천연섬유는 황마, 양마(KENAF), 사이잘마, 아마를 포함하는 것을 특징으로 하는 경량성 다층 구조물의 제조 방법.
  11. 제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 합성섬유는 저융점 폴리에스터, 폴리프로필렌, 생분해성 수지 섬유 중에서 선택된 하나 혹은 그 이상의 성분을 혼합한 것을 특징으로 하는 경량성 다층 구조물의 제조 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 보강층(200)은 밀도가 0.3 g/cm3 내지 1.0 g/cm3인 것을 특징으로 하는 경량성 다층 구조물의 제조 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 보강층(200)에 필름 또는 파우더 형태로 형성된 열가소성 혹은 열경화성 시트층(210)을 도포하는 것을 특징으로 하는 경량성 다층 구조물의 제조 방법.
  14. 제 1 3 항에 있어서,
    상기 시트층(210)에 폴리올레핀 부직포 또는 폴리에스터 부직포로 형성된 표피층(300)을 적층하는 것을 특징으로 하는 경량성 다층 구조물의 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 폴리올레핀 발포시트(100)와 보강층(200) 및 표피층(300)은 열 또는 접착제를 이용하여 연속적으로 적층한 것을 특징으로 하는 경량성 다층 구조물의 제조 방법.
  16. 열가소성 폴리올레핀 또는 열경화성 폴리올레핀을 포함하는 폴리올레핀 발포 시트(100);
    상기 폴리올레핀 발포시트(100)의 일면 혹은 양면에 적층되되, 천연섬유 및 합성섬유를 포함하여 니들펀칭 및 열롤라 과정을 통해 제조된 박막시트로, 밀도가 0.3 g/cm3 내지 0.7 g/cm3인 보강층(200);을 포함하는 것을 특징으로 하는 경량성 다층 구조물.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 폴리올레핀 발포시트(100)는 열가소성 폴리올레핀, 열경화성 폴리올레핀, 폴리스티렌, 엘라스토머 중에서 선택된 하나 또는 그 이상의 성분을 혼합한 것을 특징으로 하는 경량성 다층 구조물.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 폴리올레핀 발포시트(100)의 발포배율은 3배 내지 40배인 것을 특징으로 하는 경량성 다층 구조물.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 폴리올레핀 발포시트(100)는 1mm 내지 15mm의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 경량성 다층 구조물.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 폴리올레핀 발포시트(100)를 1겹 또는 2겹으로 라미네이션하여 형성하는 것을 특징으로 하는 경량성 다층 구조물.
  21. 제 16 항에 있어서,
    상기 보강층(200)은 천연섬유와 합성섬유가 1:9 내지 9:1 비율로 혼합된 것을 특징으로 하는 경량성 다층 구조물.
  22. 제 16 항 또는 제 21 항에 있어서,
    상기 천연섬유는 황마, 양마(KENAF), 사이잘마, 아마를 포함하는 것을 특징으로 하는 경량성 다층 구조물.
  23. 제 16 항 또는 제 21 항에 있어서,
    상기 합성섬유는 저융점 폴리에스터, 폴리프로필렌, 생분해성 수지 섬유 중에서 선택된 하나 혹은 그 이상의 성분을 혼합한 것을 특징으로 하는 경량성 다층 구조물.
  24. 제 16 항에 있어서,
    상기 보강층(200)에 필름 또는 파우더 형태로 형성된 열가소성 혹은 열경화성 시트층(210)을 도포하는 것을 특징으로 하는 경량성 다층 구조물.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 시트층(210)에 폴리올레핀 부직포 또는 폴리에스터 부직포로 형성된 표피층(300)을 적층하는 것을 특징으로 하는 경량성 다층 구조물.
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