KR101617010B1 - 탄소섬유와 옻을 이용하는 친환경 탄소섬유 원단 제조 방법과 이 방법에 의해 제조된 친환경 옻칠 탄소섬유 원단 - Google Patents

탄소섬유와 옻을 이용하는 친환경 탄소섬유 원단 제조 방법과 이 방법에 의해 제조된 친환경 옻칠 탄소섬유 원단 Download PDF

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Abstract

본 발명은 탄소섬유와 옻을 이용하는 원단 제조 방법과 이 방법에 의해 제조된 친환경 옻칠 탄소섬유 원단에 관한 것으로, 탄소섬유의 고유 특성을 살리면서 탄소섬유의 단점인 단일 색상(검정)을 보완하여 다양한 색상의 표현이 가능하면서도 방습과 항균의 기능을 부가함으로써 찢어짐 등의 변형을 일으키지 않으면서 고급스러운 가방류(가방, 핸드백, 지갑 등) 등 다양한 제품[인테리어 마감재류(벽지, 판넬, 마루바닥합판 등), 건축자재류(합판 등), 자동차 내외장재류, 선박 내외장재류 등]의 친환경 탄소섬유 원단을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 탄소섬유와 옻을 이용하는 친환경 탄소섬유 원단 제조 방법은, 탄소섬유 및 상기 탄소섬유에 도포하기 위한 옻 코팅액을 준비하는 제1단계와; 상기 제1단계에서 준비한 탄소섬유의 일측면 이상에 상기 옻 코팅액을 도포한 후 건조하여 옻코팅층을 형성하는 제2단계로 이루어지되, 상기 옻코팅액은 옻 원액 40 ~ 65 중량%, 안료 15 ~ 40 중량%, 희석액 20 ~ 40 중량%의 혼합으로 이루어진 제1코팅액, 옻 원액 40 ~ 65 중량%, 안료 15 ~ 40 중량%, 희석액 20 ~ 40 중량%의 혼합물 총 중량에 대하여 찹쌀풀을 포함하는 접착제가 5~15중량부 혼합된 제2코팅액, 옻 40 ~ 60 중량%와 희석액 40 ~ 60 중량%가 혼합되어 이루어진 제3코팅액 중 하나 이상이며, 상기 제2단계는 상기 옻코팅액의 도포와 건조를 1회 이상 반복하여 옻코팅층을 형성한다.

Description

탄소섬유와 옻을 이용하는 친환경 탄소섬유 원단 제조 방법과 이 방법에 의해 제조된 친환경 옻칠 탄소섬유 원단{METHOD FOR MANUFACTURING ECO CARBON FIBER FABRIC USING CARBON FIBER AND SAP OF THE LACQUER TREE, AND CARBON FIBER FABRIC MADE BY THIS METHOD}
본 발명은 탄소섬유 원단에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탄소섬유의 고유 특성을 유지하면서 탄소섬유의 단점인 단일 색상(검정)을 보완하여 다양한 색상의 표현과 방습 및 항균의 기능을 부가함과 아울러 친환경적 소재를 이용하여 천연 소재의 느낌을 줄 수 있도록 하며, 가방류(핸드백, 지갑 포함), 인테리어 마감재류(벽지, 판넬, 마루바닥합판 등), 건축자재류(합판 등), 자동차 내외장재류, 선박 내외장재류 등 다양한 용도로 사용될 수 있는 탄소섬유와 옻을 이용하는 친환경 탄소섬유 원단 제조 방법과 이 방법에 의해 제조된 친환경 옻칠 탄소섬유 원단에 관한 것이다.
탄소섬유는 92%이상의 탄소로 이루어진 섬유로 팬(PAN)계, 피치(Pitch)계 및 레이온(Rayon)계 탄소섬유로 나누어질 수 있으며, 전체적으로 가벼우면서 높은 탄성율을 가지고 각각의 특성에 따라 다양한 분야에서 산업 소재로 사용되고 있다. 구체적으로 팬계 탄소섬유는 높은 인장강도와 전단강도로 인하여 우주 항공 분야의 소재로 사용되며 피치계 탄소섬유는 기능성 소재로 사용되고 있다. 탄소섬유의 제조방법은 이 분야에서 공지되어 있다.
특허공개번호 제2006-0124651호 "피치계 탄소섬유 슬라이버 및 방적사의 제조방법"은 일방향으로 정렬되는 피치계 탄소섬유 슬라이버의 제조방법에 대하여 개시하고 있다. 또한 특허공개번호 제1993-0017948호 "일방향 프리프레그 및 탄소섬유 강화 복합재료"는 피치계 및 팬계 탄소섬유 복합체의 제조를 위한 프리프레그에대하여 개시하고 있다.
탄소섬유는 복합체 또는 시트 형태로 제조되어 면상 발열체, 전극소재 또는 자동차의 커버 소재, 스포츠 용품 등으로 사용되고 있다.
탄소섬유는 이와 같은 우수한 특성을 갖고 있으면서도 공학 제품이나 스포츠 제품의 원단으로만 사용되고 있으며, 이는 탄소의 특성상 검정색을 띠고 있기 때문이고, 따라서, 다양한 색상을 요구하는 가방, 핸드백, 지갑 등에서는 탄서섬유가 사용되지 못하는 것이다.
특허문헌 1(등록실용신안 제20-0227809호)은 탄소섬유 등의 직물에 초경 무기 분말로서 탄소, 금속, 또는 비금속 세라믹 분말을 접착한 것으로, 상기 초경 무기 분말은 알루미늄옥사이드(Al2O3), 바륨옥사이드(BaO), 벨륨옥사이드(BeO), 칼슘옥사이드(CaO), 세륨옥사이드(Ce2O3, CeO2), 산화크롬(Cr2O3), 디스프로슘옥사이드(Dy2O3), 에르븀옥사이드(Er2O3), 유러퓸옥사이드(EuO, Eu2O3,Eu2O4, Eu16O21), 가돌리늄옥사이드(Gd2O3), 하프늄옥사이드(HfO2), 홀뮴옥사이드(Ho2O3), 란타늄옥사이드(La2O3), 루테튬옥사이드(Lu2O3), 마그네슘옥사이드(MgO), 네오디뮴옥사이드(Nd2O3), 니오븀옥사이드(NbO, Nb2O3, NbO2, Nb2O5), 플루토늄옥사이드(PuO, Pu2O3, PuO2), 프라세오디뮴옥사이드(PrO2,Pr6O11, Pr2O3), 프로메튬(Pm2O3), 사마륨옥사이드(SmO, Sm2O3), 스칸듐옥사이드(Sc2O3), 실리콘디옥사이드(SiO2), 스트론튬옥사이드(SrO), 탄탈륨옥사이드(Ta2O5), 터븀옥사이드(Tb2O3, Tb4O7), 토륨옥사이드(ThO2), 툴륨옥사이드(Tm2O3), 티타늄옥사이드(TiO, Ti2O3, Ti3O5, TiO2), 우라늄옥사이드(UO2, U3O8, UO3), 바나듐옥사이드(VO, V2O3, VO2, V2O5), 이트륨옥사이드(Y2O3), 이테르븀옥사이드(Yb2O3), 지르코늄옥 사이드(ZrO2), 보론카바이드, 지르코늄 카바이드, 벨륨카바이드 알루미늄베라이드, 알루미늄카바이드, 실리콘카바이드, 칼슘티타네이트, 티타네이트/PLZT, 알루미나-티타늄카바이드, 알루미나-지루코니아, 지르코니아-코이어라이트/ZrMAS, 섬유강화 세라믹, 세라믹 합금 등이다. 특허문헌 1은 초경 무기 분말을 통해 별도의 보호구를 사용하지 않고 내충격성을 향상하는 것일 뿐이며, 다양한 색상의 표현이 불가능하고 자연적인 느낌을 주지 못한다.
특허문헌 2(등록특허 제10-1261523호)는 카본입자들이 코팅된 카본코팅직물을 준비하는 직물준비단계와; 가압롤러에 의하여 가압하면서 열을 가하여 상기 카본코팅직물에서 카본입자들을 직물에 정착시키는 카본정착단계를 포함하며, 상기 직물준비단계는 이송롤러에 의하여 카본코팅직물을 이송하면서 카본코팅직물에 수분을 가하는 가습단계와; 상기 가습단계 후에 상기 가습단계에서 가습된 카본코팅직물을 건조시키는 건조단계로 이루어져 카본코팅직물을 제조하는 것으로, 직물을 카본화하는 것일 뿐이기 때문에 다양한 색상 표현이 불가능하고 자연적인 느낌을 주지 못한다.
또한, 탄소섬유에 락카나 일반 페인트를 칠하여 색깔을 입히려는 시도가 있었으나, 탄소섬유 자체가 친자연적이지 못하고 탄소섬유에 도포되는 일반 페인트도 친환경적이지 못하기 때문에 이렇게 제조된 원단은 자연친화적인 제품의 원단으로 사용되는데 한계가 있어 탄소섬유의 보급을 활성화하지 못한다. 또한, 페인트는 인체에 유해한 성분을 포함하는 경우가 있어 작업자는 물론 사용자의 건강을 해치는 위험도 내포하고 있다.
등록실용신안 제20-0227809호 등록특허 제10-1261523호
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 탄소섬유의 특성을 변형없이 유지하면서도 천연소재인 옻을 이용하여 다양한 색상의 표현이 가능하고 방습과 항균의 기능을 부가하며, 용도의 제약을 받지 않고 가방류, 인테리어류, 건축자재류, 자동차와 선박 및 일반 기계의 자재류 등 다양한 용도로 사용될 수 있는 탄소섬유와 옻을 이용하는 친환경 탄소섬유 원단 제조 방법과 이 방법에 의해 제조된 친환경 옻칠 탄소섬유 원단을 제공하려는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의한 탄소섬유와 옻을 이용하는 친환경 탄소섬유 원단 제조 방법은, 탄소섬유 및 상기 탄소섬유에 도포하기 위한 옻 코팅액을 준비하는 제1단계와; 상기 제1단계에서 준비한 탄소섬유의 일측면 이상에 상기 옻 코팅액을 도포한 후 건조하여 옻코팅층을 형성하는 제2단계로 이루어지되, 상기 옻 코팅액은 옻 원액을 기본 재료로 하고 옻 원액에 안료와 희석액과 접착제 중 1개 이상이 혼합되어 이루어지며, 상기 제2단계는 도포와 건조를 2회 이상 반복하여 복수층의 옻코팅층을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 옻 코팅액은 규조토 분말, 숯 분말, 황토 분말 중 하나 이상을 포함한다.
본 발명은 상기 옻 코팅층을 형성하기 전에 안료를 사용하지 않고 옻과 희석액으로 이루어진 코팅액을 통해 초벌층을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 건조는 20 ~ 25℃의 온도에서 6~10시간동안 이루어지는 것을 특징으로 한다.다.
본 발명에 의한 탄소섬유와 옻을 이용하는 원단 제조 방법과 이 방법에 의해 제조된 친환경 옻칠 탄소섬유 원단에 의하면, 탄소섬유의 표면을 옻과 안료로 코팅하여 탄소섬유의 고유의 색상을 숨기면서 다양한 색상을 표현함으로써 사용자의 다양한 취향과 용도에 적합한 다양한 제품의 제조가 가능하고, 또한, 천연소재인 옻을 사용하여 작업자와 사용자의 양호한 건강 상태를 유지하도록 함과 아울러 환경오염을 방지하는 효과도 있다.
또한, 여성들의 다양한 취향을 만족시켜 주고 수시로 변하는 유행에 부응하는 가방류의 제조가 가능함은 물론, 가방류 외에 인테리어 마감재류(벽지, 판넬, 마루바닥합판 등), 건축자재류(합판 등), 자동차 내외장재류, 선박 내외장재류 등 다양한 용도의 사용이 가능하므로 탄소섬유의 효용성을 대폭 확대함으로써 산업발전에 큰 도움을 주는 효과가 있다.
본 발명에 의한 탄소섬유와 옻을 이용하는 원단 제조 방법은 다음과 같다.
1. 탄소 섬유 원단과 옻 코팅액 준비.
가. 탄소섬유는 시중에서 판매되고 있는 모든 제품의 사용이 가능하고, 다양한 크기로 재단되어 사용된다.
탄소섬유는 금속보다 가벼우면서도 금속에 비해 강도와 탄성이 뛰어나며 내열성, 내충격성, 내부식성이 우수한 장점이 있으며, 낚싯대, 골프채, 테니스 라켓, 항공기, 풍력 발전 기기, 자동차 부품, 토목ㆍ건축용 자재 등으로 널리 사용되고 있으며, 산화되기 쉽고, 금속과의 친화가 나쁜 단점이 있다.
나. 옻 코팅액은 옻 원액을 기본재료로 하고 이 옻 원액에 안료, 희석액, 접착제(찹쌀풀) 중에서 1개 이상이 혼합되어 사용되며, 옻 코팅층의 기능과 종류(초벌층, 옻안료층)에 따라 재료와 혼합비율이 달라진다.
(1) 옻 원액은 우루시올(urushiol)이 대부분을 차지하고 있다. 우루시올은 상온에서 무색투명한 액체 상태로 존재하지만, 공기와 접촉하면 산화효소의 작용으로 검게 변하여 옻이 된다. 이러한 우루시올, 즉 옻은 경도(硬度)가 높고 아름다운 광택을 가질 뿐만 아니라 오래 저장하여도 변하지 않으며 산이나 알칼리에 대해 매우 강하며 70℃ 이상의 열에 대해서도 변하지 않는 특성을 가지고 있고, 항균성, 내염성, 방수, 방부 및 방충 효과가 뛰어나고 금속과의 친화성이 좋기 때문에 탄소섬유의 단점을 보완한다. 따라서, 본 발명에 의해 제조된 가방, 핸드백, 지갑 등은 탄소섬유보다 고급스럽고 천연 가죽의 느낌도 주게 된다.
옻 원액은 옻나무에서 채취한 상태의 생옻 뿐만 아니라 별도로 가공된 가공액 모두를 포함하는 것이다.
(2) 안료는 액상, 분말 등 다양한 성상의 제품 및 다양한 색상(탄소섬유 및 옻의 색상과 다른 색상)의 제품이 사용되고, 천연 제품의 사용이 바람직하다.
(3) 희석액은 테라핀(테라빈유, C10H16)가 바람직하다.
(4) 접착제로서 찹쌀풀은 재료들의 바인딩과 탄소섬유 또는 아래의 옻 코팅층과 접착을 위하여 사용된다.
찹쌀풀이 포함된 제2코팅액을 제1 또는 제3코팅액과 함께 사용하여 옻 코팅층을 박리없이 입힐 수 있고 따라서 오래동안 색상을 유지한다.
이상의 특성을 갖는 재료들을 이용하여 옻 코팅액을 제조하며, 색상 발현을 위한 제1코팅액, 색상 발현과 접착력 증대를 위한 제2코팅액, 그리고, 초벌을 위한 제3코팅액으로 구분되며, 이러한 기능에 따라 조성이 달라진다.
제1코팅액은 옻 원액 40 ~ 65 중량%, 안료 15 ~ 40 중량%, 희석액 20 ~ 40 중량%의 혼합으로 이루어진다.
제2코팅액은 옻 원액 40 ~ 65 중량%, 안료 15 ~ 40 중량%, 희석액 20 ~ 40 중량%의 혼합으로 이루어진 혼합물 100중량부에 대하여 찹쌀풀을 포함하는 접착제가 5~15중량부 혼합되어 이루어진다.
옻 원액은 40중량% 미만의 혼합시 유효성분의 양이 적고 65중량% 초과의 혼합시 옻 특유의 색상이 강하여 다양한 칼라로 표현하는데 어려움이 있다.
안료는 15중량% 미만의 혼합시 안료 본연의 색상을 표현하지 못하여 옻과 탄소섬유의 색상이 강하게 느껴지고 40중량% 초과로 혼합되면 색상에 큰 차이가 없고 옻의 혼합량이 적어짐에 따라 옻의 효과가 약하다.
테라핀은 20중량% 미만이면 희석효과가 약하여 작업성이 떨어질 수 있고 40중량부 초과이면 옻과 안료의 농도가 낮아 옻의 효과와 색상 발현이 약할 수 있다.
이와 같은 옻 코팅액의 조성은 옻의 효능과 색상 발현 및 작업성을 위한 최적의 혼합비율이며, 옻 코팅층이 탄소섬유에서 박리되지 않도록 하기 위한 조건이다.
제2코팅액에서 사용되는 찹쌀풀 등의 접착제는 옻 원액 40 ~ 65 중량%, 안료 15 ~ 40 중량%, 희석액 20 ~ 40 중량%의 혼합으로 이루어진 혼합물 총 중량에 대하여 5중량부 미만으로 혼합되면 접착력이 약하여 재료간의 분리와 층간의 박리가 일어나며 15중량부 초과로 혼합되면 과도한 바인딩력에 의해 작업성이 떨어진다.
제1,2코팅액은 어느 하나만이 사용될 수 있고, 또는 제1코팅액과 제2코팅액을 순차적으로 도포하여 각각 층을 형성할 수 있다. 후자의 경우 제1,2코팅액은 각각 1회 이상의 도포가 가능하고, 예를 들어 제1코팅액의 도포와 건조(2회) - 제2코팅액 도포와 건조 - 제1코팅액의 도포와 건조(2회) 공정으로 이루어질 수 있으며, 물론, 이에 한정되는 것은 아니며 제1,2코팅액을 교대로 반복하여 도포와 건조하는 것 등 다양한 실시가 가능하다.
이와 같은 옻 코팅액을 통해 옻 코팅층을 형성하기 전에 탄소섬유에 초벌층을 먼저 형성할 수 있다.
초벌층의 제3코팅액은 옻 원액 40~60중량%와 희석액 40~60중량%가 혼합되어 이루어지며, 즉 안료를 사용하지 않고 옻 원액을 이용함으로써 탄소섬유와 친화력을 통해 탄소섬유에서 박리되지 않으며, 친화력을 통해 제1,2코팅액에 의한 옻코팅층이 박리되지 않도록 하는 점에서 이점이 있다.
물론 제1,2코팅액을 탄소섬유에 직접 형성하는 것도 가능하기 때문에 제3코팅액에 의한 초벌층은 필요에 따라 선택적으로 적용된다.
제3코팅액은 제1,2코팅액과 비교할 때 안료가 사용되지 않은 점을 감안할 때 옻 고유의 색상을 표현하는 것이 가능하므로, 색상 표현을 필요로 하지 않는 용도 또는 옻의 고유색을 원하는 취향에 맞도록 사용 가능하며, 즉 옻코팅층 안에 숨겨지는 초벌층으로만 사용되지 않고 옻코팅층의 용도로 사용될 수도 있다.
또한, 제1,2,3코팅액은 규조토 분말과 숯 분말 및 황토 분말 중 하나 이상이 더 혼합되는 것도 가능하다.
제1,2,3코팅액 중 어느 하나의 100중량부에 대하여 규조토 분말 0.5~10 중량부, 숯 분말 0.5~10 중량부, 황토 분말 0.5~10중량부가 혼합될 수 있다. 규조토 분말과 숯 분말 및 황토 분말은 각각 200메쉬~800메쉬 입도이며 물론 이에 한정되는 것은 아니다. 규조토 분말과 숯 분말 및 황토 분말은 입도가 클 경우 거칠은 촉감을 주고 미끄러짐을 막아주는 효과가 있다.
규조토 분말은 다공성으로서 이러한 특성에 의해 습기 제거와 보온의 기능 등을 하며, 전술한 혼합비율을 벗어나면 습기 제거 등의 효능이 약하거나 습기 제거 등의 효능에 큰 차이가 없다.
숯 분말은 음이온 방출, 습도 조절, 살충, 방부, 정화 등 유익한 기능을 하는 것으로 알려져 있으며, 전술한 혼합비율을 벗어나면 습기 제거 등의 효능이 약하거나 과도한 혼합량으로 인하여 거부감을 일으킬 수 있다.
황토 분말은 습도 조절, 향균 작용 등 유익한 기능을 하는 것이며, 규조토 분말과 숯 분말과의 적절한 조화를 위하여 혼합량이 결정된 것이다.
2. 옻코팅층 형성.
탄소섬유의 일면 이상(바깥쪽 면, 안쪽 면, 바깥쪽 면과 안쪽 면)에 옻 코팅액을 다음과 같이 도포(붓칠, 스프레이 분사)함으로써 옻 코팅층을 형성한다.
예를 들어 상온에서 붓모를 옻 코팅액에 담구어 옻 코팅액으로 충분하게 적시고 탄소섬유 윗면에 발라 옻 코팅층을 형성한다. 옻 코팅층의 전체 두께는 0.05~3mm의 두께가 바람직하고, 0.05mm 미만이면 사용 중에 스크래치가 일어날 수 있고 3mm 초과이면 작업성과 경제성이 떨어진다.
옻 코팅을 완료한 후 탄소섬유를 건조장에 넣고, 건조장 내부를 20~25℃ 온도와 80~95% 습도의 조건으로 조성한 후 6~10시간 동안 건조한다. 상기 건조 조건은 옻 코팅액의 유효성분을 파괴하지 않으면서 옻 코팅층이 탄소섬유에서 박리되지 않도록 하는 조건이다.
옻 코팅층은 옻 코팅액의 도포 - 건조의 공정을 2회 이상 반복함으로써 탄소섬유으로부터 박리되지 않으면서 원하는 색상을 발현할 수 있다.
1회의 단일 공정만을 통해 옻을 코팅하는 경우 두께를 만족하는 것이 어렵고, 탄소섬유와의 박리가 발생되는 등의 문제점이 있으며, 따라서, 다수의 도포와 건조를 통해 다층 구조의 옻코팅층을 형성하는 것이다.
또한, 옻코팅층은 탄소섬유에서 가까운 것에서부터 멀어지는 것일수록 안료(또는 옻, 또는 안료와 옻)의 양이 많아지며 즉 안료의 농도가 높아지며 반대로 탄소섬유에 가까운 옻코팅층의 농도가 낮으며, 이를 통해 탄소섬유와의 친화성을 높이고 원하는 색상의 발현이 가능하다.
<실시예 1>
1. 1차 코팅층.
옻 50 중량%, 안료 15중량%, 테라핀 35중량%의 1차 코팅액(제1코팅액)을 탄소섬유의 표면에 0.1mm의 두께로 도포(붓칠)하고, 건조장에서 22℃, 습도 80%의 조건에서 8시간동안 건조하여 1차 코팅층을 형성하였다.
2. 2차 코팅층 형성.
1차 코팅액과 동일한 조성의 2차 코팅액(제1코팅액)을 1차 코팅층 위에 0.1mm의 두께로 도포(붓칠)하고, 1차와 동일한 건조 조건으로 건조하여 2차 코팅층을 형성하였다.
1차와 2차 코팅액은 옻과 안료의 농도가 후속 공정에서 사용되는 코팅액보다 낮으며, 이는 탄소섬유와의 친화력을 위한 것이고, 따라서, 1차와 2차 코팅층은 탄소섬유에서 박리되지 않고 큰 접착력으로 도포상태를 유지한다.
3. 3차 코팅층 형성.
3차 코팅액(옻 50중량%, 안료 30중량%, 테라핀 20중량%의 혼합물 100중량부에 대하여 찹쌀풀 10중량부 혼합)을 2차 코팅층 위에 0.1mm의 두께로 도포(붓칠)하고, 2차와 동일한 조건으로 건조하여 3차 코팅층을 형성하였다.
3차 코팅액은 옻의 특성과 색상의 발현을 위하여 1차와 2차 코팅액보다 옻과 안료의 농도가 1차,2차 코팅액보다 높다.
4. 4차 코팅층 형성.
옻 50중량%, 안료 30중량%, 테라핀 20중량%의 4차 코팅액을 3차 코팅층 위에 0.1mm의 두께로 도포(붓칠)하고, 이전 건조 조건과 동일한 조건으로 건조하여 4차 코팅층을 형성하였다.
5. 5차 코팅층 형성.
옻 40중량%, 안료 40중량%, 테라핀 20중량%의 5차 코팅액을 4차 코팅층 위에 0.1mm의 두께로 도포(붓칠)하고, 이전 건조 조건과 동일한 건조 조건으로 건조하여 5차 코팅층을 형성하였다.
<실시예 2>
본 실시예는 탄소섬유에 초벌층을 형성하는 점에서 실시예 1과 차이점이 있다.
탄소섬유의 표면에 옻 60중량%와 희석액 40중량%의 혼합으로 이루어진 제3코팅액을 0.1mm의 두께로 도포(붓칠)하여 초벌층을 형성하였다. 초벌층 위에는 전술한 실시예 1과 동일한 재료와 조건을 통해 옻안료층(옻안료층은 초벌층과의 구분을 위한 명칭이다)을 형성하였다.
초벌층은 안료가 없어 탄소섬유와 높은 접착 강도로 접착되어 박리되지 않으며, 또한 옻안료층과 친화성도 좋기 때문에 옻안료층의 박리도 막는다.
<실시예 3>
본 실시예는 전술한 실시예 1,2에서 사용되는 코팅액 중에서 마지막 코팅액인 5차 코팅액 100중량부에 대하여 규조토 분말과 숯 분말 및 황토 분말이 각각 1 중량부 혼합되어 도포된 것이다.
<실시예 4>
본 실시예는 마지막 코팅층인 5차 코팅층의 형성 전에 장식재를 부착한 후 5차 코팅층을 형성한 것이다.
전술한 실시예를 통해 제조된 원단과 기존 탄소섬유를 비교한 결과, 기존 탄소섬유는 검정색을 띠는데 반해, 본 실시예들의 옻코팅층이 형성된 탄소섬유 원단은 안료의 색상으로 표현됨을 확인하였고, 인장강도와 내부식성 등은 기존 탄소섬유보다 우수함이 확인되었다.

Claims (6)

  1. 탄소섬유 및 상기 탄소섬유에 도포하기 위한 옻 코팅액을 준비하는 제1단계와;
    상기 제1단계에서 준비한 탄소섬유의 일측면 이상에 상기 옻 코팅액을 도포한 후 건조하여 옻코팅층을 형성하는 제2단계로 이루어지되고,
    상기 옻코팅액은 옻 원액 40 ~ 65 중량%, 안료 15 ~ 40 중량%, 희석액 20 ~ 40 중량%의 혼합으로 이루어진 제1코팅액, 옻 원액 40 ~ 65 중량%, 안료 15 ~ 40 중량%, 희석액 20 ~ 40 중량%의 혼합물 100중량부에 대하여 찹쌀풀을 포함하는 접착제가 5~15중량부 혼합된 제2코팅액, 옻 40 ~ 60 중량%와 희석액 40 ~ 60 중량%가 혼합되어 이루어진 제3코팅액이며, 상기 제2단계는 상기 옻코팅액의 도포와 건조를 1회 이상 반복하여 옻코팅층을 형성하되,
    상기 옻 코팅층은 상기 탄소섬유의 표면에 코팅 형성되는 초벌층, 상기 초벌층 위에 상기 옻코팅액을 통해 형성되는 옻안료층으로 구분되며, 상기 초벌층은 상기 제3코팅액의 도포와 건조를 통해 이루어지고, 상기 옻안료층은 상기 제1 또는 제2코팅액의 도포와 건조를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄소섬유와 옻을 이용하는 친환경 탄소섬유 원단 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제2단계는 상기 옻 코팅액을 도포한 후 20 ~ 25℃의 온도에서 6~10시간동안 건조하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유와 옻을 이용하는 친환경 탄소섬유 원단 제조 방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 옻코팅층은 외부로 가면서 옻과 안료의 농도가 높아지는 옻코팅액에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유와 옻을 이용하는 친환경 탄소섬유 원단 제조 방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제1,2,3코팅액 중 어느 하나의 100중량부에 대하여 규조토 분말 0.5~10 중량부, 숯 분말 0.5~10 중량부, 황토 분말 0.5~10중량부 중 하나 이상이 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 탄소섬유와 옻을 이용하는 친환경 탄소섬유 원단 제조 방법.
  6. 청구항 1에 의한 탄소섬유와 옻을 이용하는 원단 제조 방법에 의해 제조되며, 가방류, 인테리어 마감재류, 건축자재류, 자동차 내외장재류, 선박 내외장재류의 원단으로 사용되는 것을 특징으로 하는 친환경 옻칠 탄소섬유 원단.
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