KR20180017848A - 천연섬유를 이용한 자동차 내장재용 컴파운드 조성물 - Google Patents

천연섬유를 이용한 자동차 내장재용 컴파운드 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 자동차의 중량 경량화를 가져오는 동시에 내충격성과 인장강도, 굴곡강도, 신율, 굴곡탄성율, 열변형온도의 물성이 강화되는 용도의, 천연섬유를 이용한 자동차 내장재용 컴파운드 조성물에 관한 것으로;
열가소성수지인 고유동성 폴리프로필렌과 고충격성 폴리프로필렌 수지가 혼합된 베이스 수지와, 무게가 가볍고 친환경적인 저비중의 천연섬유인 충진보강재와, 에틸렌-프로필렌-옥텐계 러버 충격보강재와, 핵제 기능을 수행하는 무기충진제와, 엠에이에치(Maleic-anhydride)계 상용화제로 조성된, 천연섬유를 이용한 자동차 내장재용 컴파운드 조성물에 관한 것이다.

Description

천연섬유를 이용한 자동차 내장재용 컴파운드 조성물{COMPOUND COMPOSITION FOR A VEHICLE INTERIOR MATERIAL BY USING NATURAL FIBER}
본 발명은 자동차의 중량 경량화를 가져오는 동시에, 내충격성과 인장강도, 굴곡강도, 신율, 굴곡탄성율, 열변형온도의 물성이 강화되는 용도의, 천연섬유를 이용한 자동차 내장재용 컴파운드 조성물에 관한 것으로,
열가소성수지인 고유동성 폴리프로필렌과 고충격성 폴리프로필렌 수지가 혼합된 베이스 수지와, 무게가 가볍고 친환경적인 저비중의 천연섬유인 충진보강재와, 에틸렌-프로필렌-옥텐계 러버(Rubber) 충격보강재와, 핵제 기능을 수행하는 무기충진재와, 엠에이에치(Maleic-anhydride)계 상용화제로 조성된, 천연섬유를 이용한 자동차 내장재용 컴파운드 조성물에 관한 것으로;
특히, 종래기술의 열가소성수지와 무기충진재로 조성된 자동차 부품을 포함한 자동차 내장재에 비하여, 무게가 가볍고 친환경적인 천연섬유를 보강함으로서 저비중을 통한 자동차의 연비개선을 가져오는 동시에,
환경친화적이고 자동차 부품을 포함한 자동차 내장재의 내충격성, 인장강도, 굴곡강도, 신율, 굴곡탄성율, 열변형온도의 물성이 강화되고, 스크랩 재활용과 작업성이 향상되며, 제조원가가 절감된 조성의, '천연섬유를 이용한 자동차 내장재용 컴파운드 조성물'에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차 부품을 포함한 자동차 내장재용으로는 열가소성수지인 피브시(PVC), 에이비에스(ABS), 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP)이 주로 사용되고, 자동차 부품에 따라 물성강화재로서 유리섬유 또는 휘스커, 탈크, 활석, 탄산칼슘, 고령토와 같은 무기물질들을 혼합하여 사용하고 있다.
그러나, 이러한 무기물질은 제조하는데 있어 환경공해를 일으킬 뿐만 아니라 이를 이용하여 제조된 부품은 재생 활용이 용이하지 않아 친환경적이지 못한 문제점과, 작업성이 현저히 저하되고, 원가가 상승되는 문제점이 발생되고 있다.
또한, 상기 무기물질을 충진재로 첨가하여 탄성률 저하를 방지하는 방법이 주로 사용되고 있으나. 무기물질로 비중이 2.5 내지 4.0의 고비중인 물성강화재를 적용하는 것은 자동차 성형품의 비중이 높아져 자동차의 중량이 무거워지는 결과를 초래하고, 적은 양을 첨가해서는 효과를 볼 수 없는 한계점이 있으며;
이러한 무기물질인 비중이 고비중인 물성강화재는 제품 외관의 광택과 내충격성, 인장강도, 굴곡강도, 신율, 굴곡탄성율, 열변형온도가 저하되고, 많은 물성의 변화를 야기 시키는 문제점이 발생되고 있다.
또한, 일반적인 폴리프로필렌 수지 조성물은 가볍고, 가격 대비 기계적 물성이 우수하여 사출 성형품의 재료로 널리 사용되고 있으며, 근래에는 폴리프로필렌을 적용하는 제품의 용도가 단순한 외부 마감재 혹은 포장재에서 사용자의 사용 환경에서의 내구성을 보장해야 하는 분야로 넓어지고 있다.
그러나, 제품이 대형화 되어 가면서 제품의 중량을 감량하기 위하여 제품의 두께를 줄이려는 노력이 시도되고 있으나, 제품이 박막화가 될 수록 얇은 두께에 의하여 외부 충격에 쉽게 파손되어 내충격성이 저하되는 문제점이 발생되고 있는 실정이다,
또한, 미국 특허공개 2008-0287597호에서는 폴리프로필렌에 고무탄성체와 무기필러 및 유기과산화물 첨가를 통해 충격강도를 높이는 기술로서, 본 특허에서는 유기과산화물과 함께 이중결합이 두개인 디엔과 같은 양쪽기능성 화합물 혹은 래디칼에 반응할 수 있는 반응점이 셋 이상인 다기능성 불포화 화합물등을 같이 첨가하여 화학 반응을 유도함으로서, 가교된 폴리프로필렌 구조를 만들어 내충격성을 높이는 기술이 제공되고 있다.
그러나, 가교 반응은 겔 함량을 증가시키게 되는데, 가교된 겔은 녹지 않기 때문에 성형제품의 재활용이 불가능하고, 미반응된 기능성 화합물은 조성물의 광안정성, 열안정성을 저하시켜 가공시 또는 성형제품을 사용하는 기간 동안 변색되는 문제점이 있으며; 유기과산화물을 사용하는 기술에 있어서 겔함량의 조절과 휘발성 유기화합물의 저감이 매우 중요한 요소로서, 생산성과 작업성이 현저히 저하되는 문제점과; 자극적인 냄새 유발 물질 발생으로 새집증후군과 같은 인체에 유해한 문제 발생 소지가 있어 사무 주거환경 혹은 자동차 실내 제품의 용도에 적용이 기피되는 문제점과; 다량의 무기물질인 무기충진재를 사용함에 의한 비중이 높아 자동차의 중량이 중량화되어 연비가 현저히 저하되는 문제점과; 내충격성 물성은 향상되나, 인장강도와 굴곡강도, 신율, 굴곡탄성율의 물성이 저하되는 문제점이 발생되고 있는 실정이다.
따라서, 저비중을 통한 중량 경량화로 자동차의 연비개선을 가져오는 동시에, 자동차 부품을 포함한 자동차 내장재의 내충격성과 인장강도, 굴곡강도, 신율, 굴곡탄성율, 열변형온도의 물성이 강화되고, 환경친화적이며 작업성 향상과 스크랩 재활용이 용이하고 제조원가가 절감된 조성의, 자동차 내장재용 컴파운드 조성물의 개발이 시급한 실정이다.
본 발명 조성의, 열가소성수지인 고유동성 폴리프로필렌과 고충격성 폴리프로필렌 수지가 혼합된 베이스 수지와, 무게가 가볍고 친환경적인 저비중의 천연섬유인 충진보강재와, 에틸렌-프로필렌-옥텐계 러버(Rubber) 충격보강재와, 핵제 기능을 수행하는 무기충진재와, 엠에이에치(Maleic-anhydride)계 상용화제로 조성된, 천연섬유를 이용한 자동차 내장재용 컴파운드 조성물을 제공하여;
종래 기술의 자동차 부품을 포함한 자동차 내장재의 문제점을 해결하고,
특히, 저비중 조성의 자동차 부품을 포함한 자동차 내장재에 의하여, 자동차의 중량 경량화로 연비개선을 가져오는 동시에 환경친화적이며, 내충격성, 인장강도, 굴곡강도, 신율, 굴곡탄성율, 열변형온도의 물성 또한 강화되며,
중량의 경량화로 작업성이 향상되고, 스크랩 재활용이 가능하며 제조원가가 절감된 조성의, '천연섬유를 이용한 자동차 내장재용 컴파운드 조성물'을 제공 하는 것을, 본 발명의 목적 및 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제로 한다.
본 발명 조성의, 열가소성수지인 고유동성 폴리프로필렌과 고충격성 폴리프로필렌 수지가 혼합된 베이스 수지와, 무게가 가볍고 친환경적인 저비중의 천연섬유인 충진보강재와, 에틸렌-프로필렌-옥텐계 러버(Rubber) 충격보강재와, 핵제 기능을 수행하는 무기충진재와, 엠에이에치(Maleic-anhydride)계 상용화제로 조성된, '천연섬유를 이용한 자동차 내장재용 컴파운드 조성물'에 의하여 상기 과제를 해결코자 한다
본 발명 조성의, '천연섬유를 이용한 자동차 내장재용 컴파운드 조성물'에 의하여;
종래 기술의 자동차 부품을 포함한 자동차 내장재의 문제점을 해결 및, 종래 기술의 자동차 부품을 포함한 자동차 내외장재에 비하여,
특히, 자동차 부품을 포함한 자동차 내장재가 저비중으로 구성되어, 자동차의 연비 개선 효과를 가져오는 동시에, 환경친화적인 효과와;
자동차 부품을 포함한 자동차 내장재의 내충격성과 인장강도, 굴곡강도, 신율, 굴곡탄성율, 열변형온도의 물성 또한 강화된 효과와;
중량의 경량화로 작업성이 향상된 효과와;
스크랩 재활용이 가능하고, 제조원가가 절감된 효과;를 가져오는, 매우 유용한 발명이다.
이하, 본 발명의 '천연섬유를 이용한 자동차 내장재용 컴파운드 조성물'에 대하여 상세히 설명키로 하며;
또한, 본 발명을 구성하는 각 조성물과, 조성물의 중량비는, 단순히 수치로서 한정 기재한 것이 아니며;
본 발명의 천연섬유를 이용한 자동차 내장재용 컴파운드 조성물로 제조된 자동차 내장재가, 종래 기술의 자동차 내장재에 비하여 저비중 조성으로자동차의 연비개선을 가져오는 동시에 환경친화적이며, 내충격성과 인장강도, 굴곡강도, 신율, 굴곡탄성율, 열변형온도의 물성 또한 강화되며, 중량의 경량화로 작업성이 향상되고, 스크랩 재활용이 가능하며 제조원가가 절감 된;
"적정 조성의 각 조성물과, 조성물의 중량비" 로서, 본 발명의 실시예에 더욱 구체화 되어 있는바; 이는, 단순한 수치 한정에 불과 한 것이 아님을 분명히 한다.
본 발명은 본 발명 조성물로 가공된 자동차 부품을 포함한 자동차 내장재의 중량 경량화를 가져오는 동시에, 내충격성과 인장강도, 굴곡강도, 신율, 굴곡탄성율, 열변형온도의 물성이 강화되는 용도의, 천연섬유를 이용한 자동차 내장재용 컴파운드 조성물에 관한 것으로;
자동차 소재로 성형 가공되는, 본 발명의 '천연섬유를 이용한 자동차 내장재용 컴파운드 조성물'은;
전체조성물 100중량%에 대하여,
1) 열가소성수지인, 고유동성 폴리프로필렌과 고충격성 폴리프로필렌 수지가 베이스 수지 100중량%를 기준으로 50:50중량%의 배합비로 혼합된 베이스 수지 40 내지 85중량%와:
2) 충진보강재인, 나무 또는 목재, 마, 선인장섬유, 야자열매와 같은 천연섬유 소재 중에서 선택된 1종 또는 1종이상이 혼합된 천연섬유 5 내지 20중량%와:
3) 충격보강재인, 에틸렌-프로필렌-옥텐계 러버(Rubber) 충격보강재 5 내지 15중량%와:
4) 핵제 기능을 수행하는 무기충진재인, 탈크(Talc) 또는 탄산칼슘, 마이카 중에서 선택된 1종 또는 1종이상이 혼합된 무기충진재 0.5 내지 10중량%와:
5) 상용화제인, 엠에이에치(Maleic-anhydride)계 상용화제 4.5 내지 15중량%; 로, 조성되며;
필요에 따라, 상기 전체조성물 100중량부에 대하여;
열안정성 향상을 위한, 열안정제 0.1 내지 5.0중량부와,
산화방지를 위한, 페놀, 인계 산화방지제 0.1 내지 3.0중량부와,
착색을 위한, 안료 0.1 내지 2.0중량부가 첨가된 조성의, '천연섬유를 이용한 자동차 내장재용 컴파운드 조성물'로, 조성된다.
상기 열가소성 수지인 베이스 수지는;
사출성형 공정에서 요구되는 수지의 높은 유동성을 만족시키기 위한 용도의, 비중 0.91, 용융지수 90 내지 110g/10min, 충격강도 55 내지 65J/m의 에치시피피(HCPP) 블록 코폴리머로 조성된 고유동성 폴리프로필렌 및,
자동차 사출 소재에 요구되는 내충격성을 만족시키기 위한 용도의, 비중 0.91, 용융지수 25 내지 35g/10min, 충격강도 70 내지 80J/m의 고충격성 폴리프로필렌: 40 내지 85중량%로 조성되고, 바람직하게는 60 내지 80중량%로 조성되며;
상기 고유동성 폴리프로필렌과 고충격성 폴리프로필렌 수지의 배합비율은 베이스 수지 100중량%를 기준으로 50:50중량%의 배합비로 조성되고, 가공온도 조건은 210 내지 230℃에서 가공된다,
따라서, 상기 조성의 고유동성 폴리프로필렌에 의하여 본 발명 조성물을 자동차 내장재로 사출 성형시에 수지의 유동성이 향상되고 작업성이 향상되며,
고충격성 폴리프로필렌에 의하여 내충격성이 강화된 조성의, 고유동성 폴리프로필렌과 고충격성 폴리프로필렌 수지가 복합적으로 조성된 베이스 수지로 조성된다.
상기, 충진 보강재인 천연섬유는;
비중 0.9 내지 1.5의 저비중으로 본 발명 조성물로 가공된 자동차 내장재의 중량 경량화를 가져오는 동시에, 인장강도와 굴곡강도, 신율, 굴곡탄성율의 물성이 강화되는 용도의,
나무 또는 목재, 마, 선인장섬유, 야자열매와 같은 천연섬유 소재 중에서 선택된 1종 또는 1종이상이 혼합된, 절단길이 50 내지 250㎛ 범위내의 서로 상이한 절단길이로 절단된 침상구조를 갖는 천연섬유 5 내지 20중량%로 조성되며, 바람직하게는 10 내지 15중량%로 조성되고;
상기 천연섬유는, 천연섬유가 비중 0.9 내지 1.5의 저비중 천연섬유로 조성된다.
또한, 천연섬유는 비중이 0.9 내지 1.5 수준으로 침상구조를 가지는 무기충진제에 비해 중량이 가벼운 경량 구조를 가지고 있으며,
천연섬유는 물리적, 화학적 방법으로 충진제의 형태를 구형 또는 판상형, 플레이크 상으로 조절이 가능하며, 종횡비 역시 섬유상 구조에 비하여 1/3 수준이므로 방향성이 적고 종횡비가 적은 구조로서 신율과 굴곡탄성율이 우수한 반면에, 인장강도와 굴곡강도의 강성 보강효과는 다소 적은 특성을 가지고 있다.
따라서, 본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 천연섬유의 절단길이를 50 내지 250㎛ 범위내에서 절단 길이가 각기 상이한 다수개의 천연섬유(예: 50㎛, 75㎛, 180㎛)로 절단되어, 자동차 내장재로 성형시에 침상 구조를 갖도록 구성하여, 인장강도와 굴곡강도의 강성이 강화된 동시에 비중이 저비중으로 자동차 내장재로 성형시에 중량이 경량화된 구성의, 천연섬유로 조성된다.
- 본 발명의 절단길이가 각기 상이한 다수개의 천연섬유의 성형 배치상태
Figure pat00001
따라서, 상기 조성의 천연섬유에 의하여, 본 발명 조성물로 가공된 자동차 내장재의 중량 경량화를 가져오는 동시에 인장강도, 굴곡강도, 신율, 굴곡탄성율의 물성이 강화된 조성의 천연섬유로 조성되며;
또한, 비중 2.5 내지 4.0의 종래기술의 무기보강재와 비교하여 비강도, 비탄성 물성이 우수하고, 소수성인 폴리프로필렌과 친수성인 천연섬유와의 계면 결합력이 향상되며, 환경친화적으로 인체에 무해하고 스크랩 재활용이 가능하며, 중량의 경량화로 작업성이 향상되고, 제조원가가 절감된 조성의, 천연섬유로 조성된다.
상기 충격보강재는;
비중 0.88의 메탈로센 촉매로 합성된 저밀도에틸렌 공중합체(Poly (ethylene-co-octene))의 함량이 8.0 내지 15%의 에틸렌-프로필렌-옥텐계 러버(Rubber) 충격보강재 5 내지 15중량%로 조성되며, 바람직하게는 5 내지 10중량%로 조성된다.
따라서, 본 발명 조성물로 가공된 자동차 내장재의 내충격성 물성이 2차로 강화된 조성의, 충격보강재로 조성된다.
상기 핵제 기능을 수행하는 무기충진재는;
상기 베이스수지인 폴리프로필렌의 성형시에, 단시간을 통한 성형의 생산성 증진과 성형품의 우수한 기계적 성질을 위하여, 성형품의 결정화 속도와 결정화도가 향상되는 용도의,
핵제(Nuclear Agent) 기능을 수행하는 무기충진재인 비중 2.5 내지 3.5 범위의 입자 크기 5 내지 10㎛의 탈크(Talc) 또는 탄산칼슘, 마이카 중에서 선택된 1종 또는 1종이상이 혼합된 무기충진재 0.5 내지 10중량%로 조성되며, 바람직하게는 0.5 내지 5중량%로 조성된다.
상기 상용화제는;
충진보강재로서 사용되는 천연섬유와 베이스 수지로 사용되는 고유동/고충격 폴리프로필렌의 계면과 계면 사이의 물리적 결합 이외의 화학적 결합을 더욱 증진시키기 위한 용도의,
엠에이에치 그라프트율 1.5 내지 3.0%의 엠에이에치(Maleic-anhydride)계 상용화제 4.5 내지 15중량%로 조성되고, 바람직하게는 4.5 내지 10중량%로 조성된다.
따라서, 상기 조성의 상용화제에 의하여,
기계적, 열적 특성이 뛰어난 폴리프로필렌 사슬 내에 산무수물(MAH)을 도입함으로서 사슬을 연장시켜 분자량과 함께 충격강도가 더욱 강화된 조성의, 상용화제로 조성된다.
필요에 따라, 상기 전체조성물 100중량부에 대하여;
열안정성 향상을 위한, 열안정제 0.1 내지 5.0중량부와,
산화방지를 위한, 페놀,인계 산화방지제 0.1 내지 3.0중량부와,
착색을 위한, 안료 0.1 내지 2.0중량부가 첨가된 조성의, '천연섬유를 이용한 자동차 내장재용 컴파운드 조성물'로, 조성 될 수도 있다.
또한, 필요에 따라 상기 열가소성수지가, 에이비에스(ABS) 또는 피이티(PET) 수지로 대체되어 조성 될 수도 있으며;
또한, 필요에 따라 상기 고유동성 폴리프로필렌과 고충격성 폴리프로필렌 수지로 조성된 열가소성수지가, 고유동성 폴리프로필렌 또는 고충격성 폴리프로필렌 수지 중 선택된 1종의 수지로 조성 될 수도 있으며;
또한, 필요에 따라 상기 충진보강재인 천연섬유가 화학물질로 가공 처리된 천연섬유로 조성 될 수도 있다.
상기와 같이, 본 발명의 '천연섬유를 이용한 자동차 내장재용 컴파운드 조성물' 은;
종래 기술의 자동차 부품을 포함한 자동차 내장재에 다량의 무기물질인 고비중의 무기충진재를 사용함에 의한 비중이 높아 자동차의 중량이 중량화되어 연비가 현저히 저하되고, 인체에 유해한 공해물질이 발생되는 문제점을 해결한 조성의, 조성물과;
특히, 0.9 내지 1.5의 저비중 천연섬유가 충진보강재로 함유된 본 발명 조성물로 가공된 자동차 부품을 포함한 자동차 내장재에 의하여, 자동차의 중량 경량화로 연비개선을 가져오는 동시에 환경친화적인 조성의 조성물과;
자동차 부품을 포함한 자동차 내장재의 내충격성과 인장강도, 굴곡강도, 신율, 굴곡탄성율, 열변형온도의 물성 또한 강화된 조성의 조성물과;
중량의 경량화로 작업성이 향상된 조성의 조성물과;
스크랩 재활용이 가능하고, 제조원가가 절감된 조성의 조성물로 조성된다.
이하, 본 발명을 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
또한, 이하의 실시예들은 본 발명의 바람직한 실시상태를 설명하기 위한 것일 뿐으로, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아님을 분명히 하며:
본 발명의 충진보강재인 천연섬유가 화학물질로 가공 처리된 천연섬유로 조성 될 수도 있음은 물론이고,
자동차용 압출시트와 같은 사출 성형품이 아닌 압출 성형품에도 공히 적용이 가능하며, 편의상 자동차 내장재용 컴파운드 조성물로 기재한 것으로 자동차 외장재를 포함한 모든 자동차 소재에 본 발명의 '천연섬유를 이용한자동차 내장재용 컴파운드 조성물'의 적용이 가능함은 물론이다.
실시예 1은,
본 발명 조성물 100중량%를 기준으로;
열가소성수지인 고유동성 폴리프로필렌과 고충격성 폴리프로필렌 수지가, 베이스 수지 100중량%를 기준으로 50:50중량%의 배합비로 혼합된 베이스 수지 65중량%와: 충진보강재인 비중 0.91, 절단길이 50㎛, 75㎛, 180㎛로 나무가 각기 상이하게 절단된 천연섬유 15중량%와: 에틸렌-프로필렌-옥텐계 러버(Rubber) 충격보강재 10중량%와: 핵제 기능을 수행하는 무기충진재인 탈크 5중량%와: 상용화제인 엠에이에치(Maleic-anhydride)계 상용화제 5중량%;로 조성된, 본 발명 조성물 100중량부에 대하여,
산화방지를 위한 페놀,인계 산화방지제 0.8중량부와, 열안정제인 칼슘-스테아레이트 0.5중량부와, 안료인 카본블랙 0.2중량부가 첨가된 조성물이, 가열온도 220℃의 사출성형기에서 성형 제조된 두께 2.5㎜의 도어-트림이며;
실시예 2는,
본 발명 조성물 100중량%를 기준으로;
열가소성수지인 고유동성 폴리프로필렌과 고충격성 폴리프로필렌 수지가, 베이스 수지 100중량%를 기준으로 50:50중량%의 배합비로 혼합된 베이스 수지 70중량%와: 충진보강재인 비중 0.91, 절단길이 50㎛, 75㎛, 180㎛로 나무가 각기 상이하게 절단된 천연섬유 10중량%와: 에틸렌-프로필렌-옥텐계 러버(Rubber) 충격보강재 10중량%와: 핵제 기능을 수행하는 무기충진재인 탈크 5중량%와: 상용화제인 엠에이에치(Maleic-anhydride)계 상용화제 5중량%;로 조성된, 본 발명 조성물 100중량부에 대하여,
산화방지를 위한 페놀,인계 산화방지제 0.8중량부와, 열안정제인 칼슘-스테아레이트 0.5중량부와, 안료인 카본블랙 0.2중량부가 첨가된 조성물이, 가열온도 220℃의 사출성형기에서 성형 제조된 두께 2.5㎜의 도어-트림이며;
비교예는,
비교예 조성물 100중량%를 기준으로;
열가소성수지인 폴리프로필렌 80중량%와: 비중 2.6의 무기충진재인 유리섬유 20중량%로 조성된: 전체 조성물 100중량부를 기준으로,
산화방지를 위한 페놀,인계 산화방지제 0.8중량부와, 열안정제인 칼슘-스테아레이트 0.5중량부와, 안료인 카본블랙 0.2중량부가 첨가된 조성물이, 실시예 1,2와 동일한 가열온도 220℃의 사출성형기에서 성형 제조된 두께 2.5㎜의 도어-트림으로서;
상기 실시예 1,2 및 비교예의 주요 물성 시험기준치('현대자동차 자동차소재 시험기준')는 표 1에 나타내었으며, 주요 물성 결과치는 표 2에 나타내었다.
시험방법:
하기 표에 나타낸 물성 결과는 5개의 시편의 물성 결과를 상한치와 하한치를 제외한 평균값을 나타낸 것으로, 이에 대한 시험방법은 다음과 같다.
가. 용융지수(MI) 측정:
ASTM D1238 규격을 기준으로 온도 230℃, 하중 2.16kg으로 10분 동안 측정한 양을 g/10min으로 측정하였다. 사용된 측정설비는 엠아이테스터(MI Tester/ 제조사:도요세키)를 사용하였다.
나. 비중 측정:
ASTM D638 규격 기준의 인장 시편을 절단하여 비중 측정용 시험편을 제작한 후 ASTM D792법으로 측정하였다. 사용된 측정설비는 스페시픽 그라비티 발랜스(Specific Gravity Balance/ 제조사: 미라지, 측정범위:200g/0.001g)를 사용하였다.
다. 인장 강도 및 신율 측정:
ASTM D638 규격을 기준으로 측정하였다. 이때 시험속도는 50mm/min이며 사용된 측정장비는 컴테크(Comtech)사의 유티엠(UTM)을 사용하였다.
라. 굴곡강도 및 굴곡탄성율 측정:
ASTM D790 규격을 기준으로 측정하였다. 이때 시험속도는 30mm/min이며 사용된 측정성비는 컴테크(Comtech)사의 유티엠(UTM)을 사용하였다.
마. 충격강도 측정:
ASTM D256 규격을 기준으로 상온인 23℃에서 측정하였다. 야수다(YASUDA) 사의 아이조드(IZOD) 충격시험기를 사용하였다.
바. 열변형온도 및 경도 측정:
열변형에 의한 온도와, 경도측정기로 측정
사. 환경친화적 여부
실시예 1,2와, 비교예 조성물의 재질을 상대 평가
항목 요구물성 단위
용융지수(MI) 20이상 g/10min
비중 0.93±0.02 -
인장강도 20이상 MPa
신율 30이상 %
굴곡강도 33이상 MPa
굴곡탄성율 1,700이상 MPa
충격강도(Izod) 200이상 J/m
열변형온도 125이상
Rockwell 경도 67이상 -
구분 실시예 비고예
실시예 1 실시예 2
용융지수(MI) 22 22 24
비중 0.92 0.92 1.21 / 불합격
인장강도 24 23 23
신율 35 34 28 / 불합격
굴곡강도 38 37 30 / 불합격
굴곡탄성율 1,790 1,750 950 / 불합격
충격강도 255 249 140 / 불합격
열변형온도 132 133 123 / 불합격
Rockwell 경도 70 69 73
상기 표에서 알수 있는바와 같이, 실시예 1,2의 본 발명 조성물로 성형 가공된 도어-트림(Door Trim)이 비교예에 비하여 동일두께로서 용융지수와 비중, 인장강도, 신율, 굴곡강도, 굴곡탄성율, 충격강도, 열변형온도, 경도의 전체 물성 항목이 자동차 소재 시험기준에 충족되어, 우수한 것으로 판명 되었으며;
특히, 본 발명의 저비중 천연섬유가 충진보강재로 조성됨에 의한 성형품인 도어-트림이 비중 0.92로서, 비교예의 비중 1.21의 도어-트림에 비하여 저비중으로 자동차 부품을 포함한 자동차 내장재가 31.5%의 경량화가 가능하여 자동차의 연비가 현저히 개선된 것으로 판명되었고;
본 발명 조성물이 천연섬유를 사용함에 의한 환경친화적으로 인체에 무해하고, 스크랩 재활용이 용이하여 작업성 향상과 원가절감이 되는 것으로 판명되었으며;
비교예의 조성물로 가공된 도어-트림은 용융지수와 인장강도, 경도는 자동차 소재 시험기준에 충족되었으나, 비중과 신율, 굴곡강도, 굴곡탄성율, 충격강도, 열변형온도가 기준치에 불합격 판정되어 문제점이 있는 것으로 판명 되었으며;
또한, 고비중의 무기충진재인 유리섬유로 조성됨에 의한 성형품인 도어-트림의 비중이 1.21로서 중량이 과다하여 자동차의 연비가 현저히 저하되고, 유리섬유를 충진재로 사용함에 의하여 인체에 유해하며, 환경공해를 일으킬 뿐만 아니라, 스크랩 재활용이 곤란하고, 작업성이 저하되며 원가가 상승되는 문제점이 있는 것으로 판명 되었다.

Claims (8)

  1. 자동차 소재로 가공되는 컴파운드 조성물이;
    전체조성물 100중량%에 대하여,
    열가소성수지인, 고유동성 폴리프로필렌과 고충격성 폴리프로필렌 수지가 베이스 수지 100중량%를 기준으로 50:50중량%의 배합비로 혼합된 베이스 수지 40 내지 85중량%와:
    충진보강재인, 나무 또는 목재, 마, 선인장섬유, 야자열매와 같은 천연섬유 소재 중에서 선택된 1종 또는 1종이상이 혼합된 천연섬유 5 내지 20중량%와:
    충격보강재인, 에틸렌-프로필렌-옥텐계 러버 충격보강재 5 내지 15중량%와:
    핵제 기능을 수행하는 탈크 또는 탄산칼슘, 마이카 중에서 선택된 1종 또는 1종이상이 혼합된 무기충진재 0.5 내지 10중량%와:
    상용화제인, 엠에이에치(Maleic-anhydride)계 상용화제 4.5 내지 15중량%; 로, 조성 됨을 특징으로 하는, 천연섬유를 이용한 자동차 내장재용 컴파운드 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전체조성물 100중량부에 대하여,
    열안정성 향상을 위한, 열안정제 0.1 내지 5.0중량부와:
    산화방지를 위한, 페놀,인계 산화방지제 0.1 내지 3.0중량부와:
    착색을 위한, 안료 0.1 내지 2.0중량부가: 첨가됨을 특징으로 하는, 천연섬유를 이용한 자동차 내장재용 컴파운드 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지가;
    비중 0.91, 용융지수 90 내지 110g/10min, 충격강도 55 내지 65J/m의 에치시피피 블록 코폴리머로 조성된 고유동성 폴리프로필렌 및,
    비중 0.91, 용융지수 25 내지 35g/10min, 충격강도 70 내지 80J/m의 고충격성 폴리프로필렌으로 조성 됨을 특징으로 하는, 천연섬유를 이용한 자동차 내장재용 컴파운드 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 충진보강재가;
    절단길이 50 내지 250㎛ 범위내의 서로 상이한 절단길이로 절단된 침상구조를 갖는 천연섬유로 조성됨을 특징으로 하는, 천연섬유를 이용한 자동차 내장재용 컴파운드 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 충격보강재가;
    비중 0.88의 메탈로센 촉매로 합성된 저밀도에틸렌 공중합체의 함량이 8.0 내지 15%의 에틸렌-프로필렌-옥텐계 러버 충격보강재로 조성됨을 특징으로 하는, 천연섬유를 이용한 자동차 내장재용 컴파운드 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 무기충진재가;
    비중 2.5 내지 3.5 범위의 입자 크기 5 내지 10㎛의 탈크 또는 탄산칼슘, 마이카로 조성 됨을 특징으로 하는, 천연섬유를 이용한 자동차 내장재용 컴파운드 조성물.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 상용화제가;
    엠에이에치 그라프트율 1.5 내지 3.0%의 엠에이에치계 상용화제로 조성됨을 특징으로 하는, 천연섬유를 이용한 자동차 내장재용 컴파운드 조성물.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지가;
    에이비에스 또는 피이티 수지로 조성되거나: 또는, 상기 고유동성 폴리프로필렌 또는 고충격성 폴리프로필렌 수지 중 선택된 1종의 수지로 조성됨을 특징으로 하는, 천연섬유를 이용한 자동차 내장재용 컴파운드 조성물.
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