KR20120029373A

KR20120029373A - 복합 재료 가공물 생산용 필름, 상기 필름의 제조방법 및 상기 필름을 이용한 복합 재료 가공물의 제조방법

Info

Publication number: KR20120029373A
Application number: KR1020117024802A
Authority: KR
Inventors: 파울로 페루자
Original assignee: 에이. 페루자 에스.알.엘.
Priority date: 2009-03-23
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2012-03-26
Also published as: BRPI1006533A2; EP2411204A1; EP2411204B1; WO2010108916A1; CN102448708A; HRP20131193T1; NZ595912A; SI2411204T1; ES2439646T3; RU2011142783A; AU2010227531A1; PL2411204T3; DK2411204T3; ZA201107723B; ITTV20090056A1; US20120091625A1; CN102448708B; RU2525175C2; IT1393462B1; SMT201300155B

Abstract

복합 재료 가공물(2)을 제조하는데 사용되는 결속 필름(1)으로서, 플라스틱 폴리머 지지 필름(6), 복합 재료 가공물(2)로 완성되는 반제품 생산물(2')과 접촉하기 위한 상기 플라스틱 폴리머 지지 필름(6)의 전면(6a)을 코팅하는 방출된 화학 생산물로 구성된 중간층(7), 및 진공 기화 증착을 통해 상기 중간층(7) 상에 제공되는 코팅재로 구성된 표면층(8)을 포함하는 결속 필름이 제공된다.

Description

복합 재료 가공물 생산용 필름, 상기 필름의 제조방법 및 상기 필름을 이용한 복합 재료 가공물의 제조방법{FILM FOR PRODUCTION OF COMPOSITE MATERIAL ARTEFACTS, PRODUCTION METHOD OF SAID FILM AND PRODUCTION METHOD OF COMPOSITE MATERIAL ARTEFACTS USING SAID FILM}

본 발명은, 복합 재료 가공물의 생산을 위한 필름, 상기 필름의 제조방법 및 상기 필름을 이용한 복합 재료 가공물의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 관형상을 가지는 복합 재료 가공물의 생산에 사용되는 수지 결속 필름(resin constraint film)에 관한 것이며, 다음의 설명은 예시적인 방법으로 참조되며, 어떠한 보편성의 손실을 암시하지 않는다.

알려진 바와 같이, 관형상 또는 비 관형상을 가지는 복합 재료 가공물은 기본적으로 또는 유리 섬유 및/또는 탄소 섬유 및/또는 아라미드계 섬유 및/또는 면, 리넨, 삼베 중 하나 이상의 오버랩된 층에 의해 형성된다.

다른 유기 재료 섬유는 적절하게 꼬이거나 서로 오버랩되거나, 에폭시, 페놀 수지 또는 폴리에스터 열경화성 수지의 매트릭스에 포함될 수 있다. 일부 생산 공정에서, 복합 재료 가공물은 섬유의 반제품 매트에서 얻을 수도 있다.

수지를 미리 함침시킨 반고형의 섬유(프리프레그(prepreg)라고도 함)는 얻기 위한 가공물의 형상을 따르도록 가공되고, 수지의 중합이 발생하는 동안 후속적인 비가역 응고 작용과 함께 열 경화 주기를 겪게 된다.

관형 모양을 가지는 복합 재료 가공물의 경우, 반제품 생산물이 수지가 완전히 세트될 때까지 반제품 생산물 내에 수지를 유지시키는 역할을 수행하는 플라스틱 재료 테이프(일반적으로 폴리프로필렌)에 감기기 이전에, 금속 척에 의해 감긴 다음 수지의 중합이 일어나는 오븐 내에 위치한다.

대부분의 경우, 수지 압박 테이프는 수지 중합 과정의 마지막에 복합 재료 가공물로부터 제거된다. 중합 과정의 초기 단계에서, 열경화성 수지의 부피가 증가하고, 유동성이 증가함으로써, 응고하기 전에 중력에 의해 반제품 생산물이 쏟아지는 경향이 발생하고, 가공물의 구조적 무결성을 손상시키기 때문에, 수지 압박 테이프를 사용해야 한다.

마지막으로, 몇몇 사용예에서, 복합 재료 가공물의 표면 도색이 필요하다.

이 경우 생산 과정에서, 열경화성 수지의 중합 프로세스를 완료한 후 컬러 페인트 층이 직접 복합 재료 가공물의 표면에 스프레이 또는 브러쉬로 공급하거나, 또는 수지의 중합 과정이 발생하기 전에, 반제품 생산물의 표면에 직접 스프레이 또는 브러쉬로 컬러 페인트 레이어를 제공한다.

상기 두 번째 경우에는, 중합 프로세스 동안, 열경화성 수지가 안정적으로 색깔 안료의 입자를 혼합할 수 있으며, 이에 따라 가공물의 표면 마감 작업을 개선할 수 있다.

알려진 바와 같이, 컬러 페인트는 액체, 및 수지와 용제/희석제가 미세 입자 상태로 혼합되어 있는 실질적으로 투명한 혼합물로 구성되어 있으며, 가변적인 양의 기본 안료 입자(예를 들어, 미세하게 그라인드된 원하는 착색 물질)가 투명한 액체 혼합물에 부유한다.

수지가 아직 액상일 때, 가공물의 표면에 부착되는 화학 물질 역할을 수행하도록, 희석제/용매는 액체 상태의 수지를 유지하는 역할을 수행하고, 용제/희석제가 자연스럽게 증발에 의해 분산되는 경우, 안료 입자를 가공물의 표면에 안정적으로 부착된 상태로 유지시킨다. 컬러 페인트에 사용되는 수지가, 중합 과정의 초기 단계 동안, 복합 재료 가공물의 열경화성 수지와 화학적으로 호환되는 경우, 복합 재료 가공물의 표면에 위치하는 열경화성 수지는 상기 복합 재료 가공물의 표면에 수지를 침착시킬 수 있기 때문에, 컬러 페인트를 형성하는 안료 입자는 복합 재료 가공물의 표면에 착색될 수 있다.

마찬가지로 일본 특허 JP11309797, JP2000062032 및 유럽 특허 EP1621322에서, 관형 모양의 복합 재료 가공물의 일부 제조 업체는 최근 단순화하고 생산 공정을 빠르게 하기 위해, 복합 재료 가공물의 표면에 직접 접촉하는 폴리프로필렌 테이프의 표면에 직접 컬러 페인트를 적용하여, 가공물의 열경화성 수지가 복합 재료 가공물의 표면에 병합되고, 중합 과정에서 안료 입자는 테이프의 표면에 존재한다. 이 경우 색깔 페인트는 반드시 브러쉬 또는 스크린 인쇄의 방법으로 폴리프로필렌 압박 테이프의 비처리면, 예를 들어, 38 Dyne/cm보다 낮은 값을 갖는 표면 장력을 가지는 면 상에 직접 도포되어, 폴리프로필렌 압박 테이프의 표면과 컬러 페인트 사이의 중간 세기의 분자 결합을 형성할 수 있다. 사실, 복합 재료 가공물의 표면에 열경화성 수지가 38 Dyne/cm 이상의 표면 장력을 가진 폴리 프로필렌 표면과 직접 접촉할 경우, 영구적으로 압박 테이프를 결속하여, 테이프를 사포 등의 수단에 의해 기계적인 표면 작업에 의해서만 제거될 수 있다는 점은 잘 알려져 있다. 이러한 작업은, 복합 재료 가공물의 표면에 돌이킬 수 없는 손상을 야기시킬 수 있다.

당연히, 색상 페인트의 매우 얇은 층이 테이프의 표면에 건조된 후, 압박 테이프는 복합 재료 가공물의 생산과 착색에 사용된다. 비록 대폭적으로 복합 재료 가공물의 착색 및 생산 비용을 절감할 수 있다고 하더라도, 스크린 인쇄에 의한 착색면을 가지는 폴리 프로필렌 압박 테이프를 사용할 경우, 열경화성 수지의 중합 과정의 이후에 복합 재료 가공물에 직접 스프레이 하거나 브러쉬 페인팅하여 얻을 수 있는 착색면과 대비하여 강도, 밝기, 광도를 구현하기 어렵다.

결국, 위에서 설명한 생산 공정을 통해서는, 복합 재료 가공물의 표면이 금속처럼 보이는 느낌을 주는 것은 불가능하다. 사실, 표면 마무리의 종류를 얻기 위해서는, 복합 재료 가공물의 제조 업체는 일반적으로 열경화성 수지를 함침시키기 전에 표면 금속화 과정을 거치는 섬유로 구성된 반제품 매트를 사용한다.

불행하게도, 최종 심미적 결과는 적지 않은 생산 비용의 증가를 보상하지 않으며, 매우 길고 비싼 표면 처리 및 수지의 중합 이후 복합 재료 가공물의 결과의 끝에 도출되는 반제품 생산품의 섬유의 표면 금속화는, 균일한 금속 형상으로 코팅된 표면을 가지지 않는다.

그러므로, 본 발명의 목적은, 열경화성 수지의 중합 프로세스가 종료된 시점에서 복합 재료 가공물을 직접 스프레이 또는 브러쉬 페인팅 함으로써 얻을 수 있는 색채 강도(colours with intensity), 밝기, 광택 및/또는 금속 질감을 가지는 착색된 표면을 가지는 테이프 또는 시트 형상의 복합 재료 가공물 제조용 결속 필름을 제공하는 것이다.

상기 목적에 부합하도록, 본 발명에 따른 복합 재료 가공물 제조용 결속 필름은 청구항 1항에 기재된 구성에 따라 제공되며, 또한 다른 종속항 중 하나에 기재된 구성에 따라 제공된다.

본 발명에 따른 복합 재료 가공물 제조용 결속 필름은, 복합 재료 가공물(2)을 제조하는데 사용되는 결속 필름(1)으로서, 플라스틱 폴리머 지지 필름(6), 복합 재료 가공물(2)로 완성되는 반제품 생산물(2')과 접촉하기 위한 상기 플라스틱 폴리머 지지 필름(6)의 전면(6a)을 코팅하는 방출된 화학 생산물로 구성된 중간층(7), 및 진공 기화 증착을 통해 상기 중간층(7) 상에 제공되는 코팅재로 구성된 표면층(8)을 포함한다.

본 발명에 따르면, 복합 재료 가공물 제조용 결속 필름의 제조방법은 또한 청구항 9항에 기재된 구성에 따라 제공되며, 또한 다른 종속항 중 하나에 기재된 구성에 따라 제공된다.

본 발명에 따른 복합 재료 가공물 제조용 결속 필름의 제조방법은, 복합 재료 가공물(2)의 제조에 사용되는 수지 결속 필름(1)의 제조방법으로서, 플렉소그래픽 인쇄 또는 이와 유사한 방법을 통해, 방출된 화학 생산물로 구성된 제1층(7)을 플라스틱 폴리머 지지 필름(6)의 표면 상에 형성하고, 복합 재료 가공물(2)로 완성되는 반제품 생산물(2')과 접촉하기 위한 상기 플라스틱 폴리머 지지 필름(6)의 전면(6a)을 코팅하는 단계; 진공 기화 증착을 통해, 방출된 화학 생산물로 구성된 상기 제1층(7)의 상부에 코팅재로 구성된 제2층(8)을 형성하는 단계를 포함한다.

마지막으로 본 발명에 따르면, 복합 재료 가공물의 이 청구항 17항에 기재된 구성에 따라 제공되며, 또한 다른 종속항 중 하나에 기재된 구성에 따라 제공된다.

본 발명에 따른 복합 재료 가공물의 제조방법은, 열경화성 수지의 매트릭스 내에 포함된 유기 또는 무기 재료로 구성되는 복수의 섬유층(3)이 하나 이상 오버랩되어 형성되는 복합 재료 가공물(2)의 제조방법으로서, 완성될 복합 재료 가공물(2)의 형상을 따르며, 높은 점성을 가지는 액체 상태의 열경화성 수지(4)를 함침시킨 상기 복수의 섬유층(3)에 의해 구성되는 반제품 생산물(2')을 형성하는 단계; 높은 점성을 가지는 액체 상태의 열경화성 수지(4)를 상기 반제품 생산물(2') 내에 유지시키기 위해, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따라 제조된 결속 필름(1)으로 상기 반제품 생산물(2')의 적어도 일면(2a)을 커버하고, 상기 결속 필름(1)이 지향성을 가지도록 함으로써 상기 결속 필름(1)의 표면층(8)이 반제품 생산물(2')과 직접적으로 접촉하도록 구성하는 단계; 및 추후의 비가역적인 응고가 진행되어 상기 열경화성 수지(4)의 중합을 야기시키기 위해 상기 결속 필름(1)에 의해 커버된 반제품 생산물(2')에 열 경화 사이클을 수행하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 열경화성 수지의 중합 프로세스가 종료된 시점에서 복합 재료 가공물을 직접 스프레이 또는 브러쉬 페인팅 함으로써 얻을 수 있는 색채 강도, 밝기, 광택 및/또는 금속 질감을 가지는 착색된 표면을 가지는 테이프 또는 시트 형상의 복합 재료 가공물 제조용 결속 필름을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 개시 내용에 따라 구체화된 복합 재료 가공물 제조용 필름을 개략적으로 도시한다.
도 2, 3 및 4는 본 발명의 개시 내용에 따라 구체화된 복합 재료 가공물의 의 다양한 단계를 개략적으로 도시한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

도 1 내지 4를 참조하면, 숫자 1은 특히 복합 재료 가공물(2)을 생산하는데 사용되기 위해 설계된 열경화성 수지 결속 필름 전체 구조를 지시하며, 상기 복합 재료 가공물(2)은 바람직하게 평면 형상 또는 관 형상 일 수 있으며, 유리 섬유 및/또는 탄소 섬유 및/또는 아라미드 계 섬유 및/또는 면사 및/또는 린넨 섬유 및/또는 마 섬유 및/또는 유기 내지 무기 물질로 만들어진 섬유 중 하나 이상이 실질적으로 겹쳐져서 적층된 오버랩 층, 이하 숫자 3으로 표시되는 층으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 오버랩 층(3)은 대략적으로 서로 오버랩 또는 꼬여있으며, 에폭시계, 페놀계, 폴리에스터 열경화성 수지 등으로 이루어진 매트릭스 내에서 포함된다. 좀 더 구체적으로, 그림 1과 2 참조하면, 복합 재료 가공물은, 구현될 복합 재료 가공물(2)의 형태를 따르며, 여전히 높은 점성을 가지는 액체 상태의 열경화성 수지(4)가 함침된 하나 이상의 섬유층(3)으로 형성되는 반제품 생산물(2'), 비가역적으로 고형화되는 열경화성 수지(4)의 중합을 야기시키는 열 경화 사이클을 수행하고; 중합 프로세스 동안, 열경화성 수지(4)가 반제품 생산물(2') 내에서 유지되도록 하기 위해, 결속 필름(1)이 반제품 생산물(2')에 고정된 상태로 유지되도록 테이프 또는 시트 형상으로 결속 필름(1)을 디자인 하여, 제조된다. 상기 설명한 내용에 추가로, 열경화성 수지(4)의 중합 프로세스 종류 후 초박형 외측 코팅 필름(5)이 최종 생산물인 복합 재료 가공물(2)의 표면에 영구적으로 결속되도록, 결속 필름(1)은 반제품 생산물(2')의 외측 표면(2a) 상에 증착되도록 설계될 수 있다.

도 1을 참조하면, 결속 필름(1)은 실질적으로 지지 필름(6), 방출된 화학 생산물로 구성된 중간층(7) 및 코팅 재료로 구성된 표면층(8)에 의해 형성되고, 상기 지지 필름(6)은 2축 지향 폴리프로필렌(biaxially oriented polypropylene)이나 이와 유사한 플라스틱 폴리머로 만들어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 중간층(7)은 반제품 생산물(2')과 직접 접촉하기 위한 지지 필름(6)의 전면(6a)에 전체적으로 코팅되며, 상기 표면층(8)은 단일한 물질로 구성될 수 있으며 바람직하게는 금속 타입으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 표면층(8)은 중간층(7)을 완전하게 코팅하고, 진공 기화 증착 프로세스를 통해 형성된다.

좀 더 구체적으로 살펴보면, 현재 사용하는 방법과는 대조적으로, 필름(6)이 구조화됨으로써, 반제품 생산물(2')과 직접 접촉하는 전면(6a)에 위치하는 플라스틱 폴리머는 국지적으로 바람직하게 45 Dyne/cm 내지 70 Dyne/cm 범위의 표면장력(T3)을 가지나 이에 한정되는 것은 아니며, 어떠한 경우에도 38 Dyne/cm 값 보다 크며; 방출된 화학 생산물로 구성된 중간층(7)은 플렉소그래픽 인쇄(flexo printing) 과정 등(예를 들어, 스크린 기법, 윤전 그라비어 인쇄, 오프셋 기법, 로트오프셋 프린팅 기법 등)을 통해 필름(6)의 전면(6a) 상으로 분포될 수 있고; 방출된 화학 생산물은 하부에 위치하는 필름(6)의 표면에 구속됨으로써 이어지는 진공 기화에 의한 증착 과정에 수용된다. 바꾸어 말하면, 방출된 화학 생산물의 중간층(7)은 폴리프로필렌 등으로 제조된 필름(6)의 처리된 면, 예를 들어 국지적으로 표면장력(T3)의 값이 38 Dyne/cm 이상인 면 상에 제공된다. 상기 설명한 내용에 추가로, 중간층(7)을 형성하는 방출된 화학 생산물의 두께는 폴리프로필렌 필름(6)의 두께 d보다 1/10 이하인 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다. 표면층(8)이 진공 기화 증착 프로세스를 통해 중간층(7) 상에 직접 증착되어 금속 코팅재가 중간층(7)에 완벽하게 접착되는 대신에, 중간층(7)을 형성하는 방출된 화학 생산물에 영구적으로 바인딩되어 코팅된 금속재의 두께가 중간층(7)의 두께보다 얇은 0.5 미크론(10-6m)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

표시된 예제에서, 특히 결속 필름(1)은 반제품 생산물(2')과 접촉되는 전면(6a)의 표면에 전기화학 처리가 수행되는 2축 지향 폴리프로필렌(6)으로부터 대략 35미크론의 두께로 생산되고, 고강도의 전기장(코로나 처리)이 가해지거나, 고 에너지 준위의 이온화된 입자에 의해 공격을 당하거나, 저온 플라즈마 분사에 의해 타격되거나, 화염에 의해 휩쓸려서, 폴리프로필렌(6)의 표면장력(T3)이 국지적으로 50 Dyne/cm 의 값을 가질 수 있는 반면, 중간층(7)은 플렉소그래픽 인쇄를 통해 제공되는 투명 페인트 층에 의해 형성되고, 상기 투명 페인트는 상용되는 FlintGroup Italia S. p. a 사의 PLURICEL RC ARL 제품일 수 있다.

이 문제에 관하여, 유색 페인트와 대조적으로, 투명 페인트는 오직 수지와 용제/희석제가 미세하게 혼합되어 구성되고, 투명 페인트를 구성하는 화학 제품이 실질적으로 무색이기 때문에 투명 페인트는 항상 실질적으로 투명하다.

코팅재인 표면층(8)에 대해 살펴보면, 결속 필름(1)의 제조방법에 의해, 코팅재는 진공 기화 프로세스를 통해 중간층(7) 상에 직접 증착되기 때문에, 표면층(8)의 최종 두께가 바람직하게 0.5 미크론(10-6m) 이하일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 설명된 실시예에서, 특히 표면층(8)을 형성하는 코팅재는 진공 기화 프로세스를 통해 중간층(7)에 직접 증착된 알루미늄으로 구성되어, 표면층(8)의 최종 두께를 0.005 내지 0.01 미크론 범위로 제어할 수 있다. 알루미늄을 대신하여, 표면층(8)은 구리, 크롬, 은, 금, 백금, 강철, 황동, 니켈 및 이들의 합금, 또는 기화 가능한 다른 금속 재료 또는 실리콘(비정질도 가능), 그래파이트, 테트라플루오로에틸렌(테플론으로 알려짐) 등의 비금속재, 또는 진공 기화 프로세스를 통해 증착 가능한 다른 플라스틱재로 구성되어, 표면층(8)의 최종 두께를 바람직하게 0.05 미크론 이하로 제어할 수 있다. 진공 기화 증착 프로세스로라고도 알려진 진공 기화 프로세스는 다른 분야에서 널리 사용되는 기술로서 이에 대한 설명은 생략한다.

도 2, 3 및 4를 참조하면, 복합 재료 가공물(2)은 가장 먼저 생산할 복합 재료 가공물(2)의 형상을 복제한 반제품 생산물(2')을 생산하기 위해 제공되는 제조방법을 통해 제조되며, 상기 반제품 생산물(2')은 하나 이상의 층으로 구성되고 서로 꼬여진 상태일 수 있으며 높은 점도를 가지는 액체 상태의 열경화성 수지(4)가 함침된 섬유(3)로 구성된다.

반제품 생산물(2')을 완성한 후, 복합 재료 가공물의 제조방법은, 결속 필름(1)(도 2 참조)으로 완전히 커버된 반제품 생산물(2')의 외측 표면(2a)을 제공하며, 결속 필름(1)이 지향성을 가지도록 함으로써 필름의 표면층(8)이 반제품 생산물(2')과 직접적으로 접촉하도록 구성하고, 따라서 반제품 생산물(2')의 외측 표면(2a) 상에 존재하는 열경화성 수지(4)와 직접 접촉하도록 한다.

반제품 생산물(2')이 결속 필름(1)에 의해 커버되어 높은 점성을 가지는 액체 상태의 열경화성 수지(4)를 반제품 생산물(2') 내에서 유지된 후, 복합 재료 가공물의 제조방법은 결속 필름(1)(도 3 참조)에 의해 완전히 커버된 반제품 생산물(2')에 열 경화 사이클을 수행하여 추후의 비가역적인 응고가 진행되어 열경화성 수지(4)의 완전한 중합을 야기한다. 명백하게, 열 경화 사이클의 특성은 반제품 생산물(2')에 사용되는 열경화성 수지(4)의 종류에 의존적이다.

복합 재료 가공물의 제조방법에 따르면, 반제품 생산물(2')의 열경화성 수지(4)의 중합이 완료되면, 반제품 생산물(2')을 오븐으로부터 추출하고, 그 후 바람직하게, 결속 필름(1)은 반제품 생산물(2')로부터 제거되어, 결속 필름(1)의 중간층(7)과 표면층(8)에 의해 형성되는 초박형 외측 필름(5)이 표면에 코팅된 복합 재료 가공물(2)을 획득할 수 있다. 중합 프로세스 동안, 반제품 생산물(2')의 열경화성 수지(4)는 결속 필름(1)의 표면층(8)에 완벽하게 바인딩되어, 표면층(8)을 반제품 생산물(2')의 외측 표면(2a)에 영구적으로 접착시킨다. 진공 기화 증착 프로세스에 의해 결속 필름(1)의 표면층(8)과 중간층(7) 사이에서 발생하는 분자 결합이 결속 필름(1)의 다른 부위(즉, 필름(6))와 중간층(7) 사이에서 발생하는 분자 결합보다 훨씬 강하기 때문에, 반제품 생산물(2') 상의 층(7, 8) 전이가 완료되며, 결속 필름(1)의 제거 과정 동안 결속 필름(1)의 잔부(즉, 필름(6))로부터 손상됨 없이 중간층(7)이 분리될 수 있다. 복합 재료 가공물의 제조방법에 의하면, 바람직하게는, 반제품 생산물(2')의 열경화성 수지(4)의 중합이 완료되고 결속 필름(1)이 반제품 생산물(2')로부터 제거된 후, 도출된 가공물(2)의 외측 필름(5)에, 선택에 따라 바람직하게 스프레이 방법에 의해 투명 페인트 층이 코팅되거나; 투명한 열경화성 수지층이 형성되고 상기 투명한 열경화성 수지층을 중합시키기 위해 새로운 열 경화 사이클이 수행되거나; 폴리우레탄 또는 다른 플라스틱 폴리머 수지로 만들어지는 접착력 있는 투명 필름(예를 들어 투명 플라스틱 폴리머 필름)이 부착되어 코팅된다.

가공물(2)의 외측 필름(5)에 안정적으로 본딩된 후, 페인트층, 수지층 또는 플라스틱 폴리머 필름은 보조 투명 표면층을 형성하며, 보조 투명 표면층은 가공물(2)의 외측 필름(5)을 스크래치 또는 다양한 종류의 기계적 손상으로부터 보호한다.

상기 설명된 결속 필름(1)의 사용으로부터 다양한 유리한 결과가 도출된다.

우선, 복합 재료 가공물(2)의 표면 상에 직접 표면층(8)을 증착할 수 있고, 상기 표면층(8)을 가공물(2)의 외측 필름(5)으로 전환하여, 결속 필름(1)은 표면층(8)을 구성하는 재료의 색상으로 상기 가공물(2)의 표면을 착색할 수 있다. 열경화성 수지의 매트릭스 내에 분산된 다량의 미세 안료 입자에 의하지 않고, 단일한 착색재 층으로 가공물(2)의 표면을 착색할 수 있기 때문에, 가공물(2)의 색상은, 열경화성 수지의 중합 프로세스가 종료된 시점에서 스프레이 또는 브러쉬에 의해 복합 재료 가공물을 착색하는 방법에 의해 얻어진 것과 대등한 강도, 밝기 및 광택을 가진다. 추가로, 결속 필름(1)을 사용함으로써, 표면층(8)을 구성하는 금속재를 가공물(2)의 표면으로 전이시킬 수 있기 때문에, 미리 선택한 재료로 구성된 가공물(2)의 외측 필름(5)을 얻을 수 있다. 얻어진 외측 필름(5)은 균일하고, 촘촘하며, 금속 종류의 표면 마감 형태를 가지며, 전기 분해 또는 진공 증착을 통해 최종 생산물 상에 직접 표면 코팅하여 얻어진 것과 대비될 수 있다. 결속 필름(1)을 사용함으로써, 특히 제한된 비용 한도에서 복합 재료 가공물(2)의 표면을 금, 은 및 플래티늄으로 귀금속화 할 수 있다. 외측 필름(5)을 형성하는데 필요한 단위 면적당 고가 재료의 양은 매우 적다.

상기한 내용에 추가로, 금속 재료로 구성된 표면층(8)을 포함하는 결속 필름(1)을 사용함으로써, 복합 재료 가공물(2)의 표면은 완전히 금속화될 수 있으며, 이로 인해 전기적으로 전도성을 띌 수 있다. 안료의 미세 입자가 전기적으로 전도성을 가지는 금속 재료로 만들어지더라도, 뛰어난 절연체로 알려진 열경화성 수지 내에 안료의 미세 입자가 분산되어 잔류되는 종래의 착색 방법에 의해서는 얻을 수 없는 특징이다. 테플론으로 만들어진 표면층(8)을 가지는 결속 필름(1)을 사용함으로써, 가공물(2)의 표면에 테플론 재료의 전형적인 특성인 접착 방지(anti-adhesive) 특성을 부여할 수 있다.

물론, 결속 필름(1)을 제조하는 방법은 본 발명의 범주 내에서 변형되거나 달라질 수 있으며, 상기 결속 필름(1)을 사용하여 복합 재료 가공물(2)을 제조하는 방법의 변형 가능한 다양한 실시예는 본 발명의 범주 내에 속한다. 예를 들어, 투명 페인트를 형성하는 과정 대신에, 결속 필름(1)의 방출된 화학 생산물의 중간층(7)은 플렉소그래픽 인쇄 등의 방법에 의해 제공된 컬러 페인트층으로 형성될 수 있고, 예를 들어, 플렉소그래픽 인쇄에 사용되는 잉크는 FlintGroup Italia S. p. a. 사의 DAILOX ARL 제품일 수 있다.

컬러 페인트와 마찬가지로, 인쇄 잉크는 액체, 및 수지와 용제/희석제가 미세 입자 상태로 혼합되어 있는 실질적으로 투명한 혼합물로 구성되어 있으며, 가변적인 양의 기본 안료 입자(예를 들어, 미세하게 그라인드된 원하는 착색 물질)가 투명한 액체 혼합물에 부유하는 형태일 수 있다. 수지가 아직 액상일 때, 가공물의 표면에 부착되는 화학 물질 역할을 수행하도록, 희석제/용매는 액체 상태의 수지를 유지하는 역할을 수행하고, 용제/희석제가 자연스럽게 증발에 의해 분산되는 경우, 안료 입자를 가공물의 표면에 안정적으로 부착된 상태로 유지시킨다.

복합 재료 가공물의 제조방법은 다층 표면 구조를 가지는 복합 재료 가공물을 제조하는데 사용될 수도 있다.

이러한 예에서, 복합 재료 가공물의 제조방법은, 반제품 생산물(2')의 열경화성 수지(4)의 중합이 완료된 이후에, 가공물(2)의 외측 필름(5)을 형성하기 위해 반제품 생산물(2')로부터 결속 필름(1)을 제거한 후, 그리고 가능한 한 보호 기능을 수행하는 보조 표면층이 형성된 후, 가공물(2)의 외측 필름(5) 상에 제공하거나 또는 보호 기능을 수행하는 보조 표면층 상에 제공하는 단계를 포함할 수 있으며, 하부의 수지의 중합 프로세스가 완료된 시점에서 제2의 결속 필름(1)이 가공물(2)에 제공되어, 다층 구조로 커버되는 표면을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.

명백하게, 다른 종류의 결속 필름(1)이 2개 이상 오버랩되어, 가공물(2) 표면을 커버하는 각각의 단일층은 해당 층을 구성하는 재료에 따라 다양한 물리적 특성(예를 들어, 전기 전도성)을 가질 수 있으며, 제조 과정에서 사용되는 결속 필름(1)의 표면층(8)을 구성할 수 있다.

이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 내에서 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것인바, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정된 형태에 국한되는 것은 아니다.

1: 결속 필름
2: 복합 재료 가공물
2':반제품 생산물
3: 섬유층
4: 열경화성 수지
5: 초박형 외측필름
6: 플라스틱 폴리머 지지 필름
7: 중간층
8: 표면층

Claims

복합 재료 가공물(2)을 제조하는데 사용되는 결속 필름(1)으로서,
플라스틱 폴리머 지지 필름(6),
복합 재료 가공물(2)로 완성되는 반제품 생산물(2')과 접촉하기 위한 상기 플라스틱 폴리머 지지 필름(6)의 전면(6a)을 코팅하는 방출된 화학 생산물로 구성된 중간층(7), 및
진공 기화 증착을 통해 상기 중간층(7) 상에 제공되는 코팅재로 구성된 표면층(8)을 포함하는, 결속 필름.
제1항에 있어서,
상기 플라스틱 폴리머 지지 필름(6)이 구조화됨으로써, 반제품 생산물(2')과 접촉하기 위한 상기 플라스틱 폴리머 지지 필름(6)의 전면(6a)의 표면 상에 위치하는 상기 플라스틱 폴리머가 국지적으로 38 Dyne/cm 보다 큰 표면장력(Ts)을 가지는, 결속 필름.
제2항에 있어서,
상기 플라스틱 폴리머 지지 필름(6)의 전면(6a)의 표면 상에 위치하는 상기 플라스틱 폴리머는 국지적으로 45 Dyne/cm 내지 70 Dyne/cm 범위의 표면장력(T3)을 가지는, 결속 필름.
제1항 내지 제3항에 있어서,
상기 플라스틱 폴리머 지지 필름(6)은 폴리프로필렌으로 구성되는, 결속 필름.
제4항에 있어서,
상기 플라스틱 폴리머 지지 필름(6)은 2축 지향 폴리프로필렌으로 구성되는, 결속 필름.
제1항 내지 제5항에 있어서,
상기 표면층(8)은 금속재로 구성되는, 결속 필름.
제1항 내지 제5항에 있어서,
상기 표면층(8)은 실리콘, 그래파이트, 테플론 또는 진공 기화를 통해 증착 가능한 다른 재료로 구성되는, 결속 필름.
제1항 내지 제7항에 있어서,
상기 중간층(7)은 플렉소그래픽 인쇄 또는 이와 유사한 방법을 통해 상기 플라스틱 폴리머 지지 필름(6)의 전면(6a) 상에 분포되는 투명 또는 유색의 페인트층에 의해 형성되고, 상기 중간층(7)의 두께는 상기 플라스틱 폴리머 지지 필름(6)의 두께(d)보다 1/10 이하인, 결속 필름.
복합 재료 가공물(2)의 제조에 사용되는 수지 결속 필름(1)의 제조방법으로서,
플렉소그래픽 인쇄 또는 이와 유사한 방법을 통해, 방출된 화학 생산물로 구성된 제1층(7)을 플라스틱 폴리머 지지 필름(6)의 표면 상에 형성하고, 복합 재료 가공물(2)로 완성되는 반제품 생산물(2')과 접촉하기 위한 상기 플라스틱 폴리머 지지 필름(6)의 전면(6a)을 코팅하는 단계;
진공 기화 증착을 통해, 방출된 화학 생산물로 구성된 상기 제1층(7)의 상부에 코팅재로 구성된 제2층(8)을 형성하는 단계를 포함하는, 수지 결속 필름의 제조방법.
제9항에 있어서,
상기 제1층을 형성하는 단계 전에,
상기 전면(6a)의 표면 상에 위치하는 플라스틱 폴리머가 국지적으로 38 Dyne/cm 보다 큰 표면장력(T3)을 가지도록 상기 플라스틱 폴리머 지지 필름(6)의 전면(6a)에 표면처리를 하는 단계를 더 포함하는, 수지 결속 필름의 제조방법.
제10항에 있어서,
상기 표면처리를 하는 단계가 종료된 후, 상기 플라스틱 폴리머 지지 필름(6)의 전면(6a)의 표면 상에 위치하는 상기 플라스틱 폴리머가 국지적으로 45 Dyne/cm 내지 70 Dyne/cm 범위의 표면장력(T3)을 가지는, 수지 결속 필름의 제조방법.
제9항 내지 제11항에 있어서,
상기 플라스틱 폴리머 지지 필름(6)은 폴리프로필렌으로 구성되는, 수지 결속 필름의 제조방법.
제12항에 있어서,
상기 플라스틱 폴리머 지지 필름(6)은 2축 지향 폴리프로필렌으로 구성되는, 수지 결속 필름의 제조방법.
제9항 내지 제13항에 있어서,
상기 제2층(8)은 금속재로 구성되는, 수지 결속 필름의 제조방법.
제9항 내지 제13항에 있어서,
상기 제2층(8)은 실리콘, 그래파이트, 테플론 또는 진공 기화를 통해 증착 가능한 다른 재료로 구성되는, 수지 결속 필름의 제조방법.
제9항 내지 제15항에 있어서,
상기 제1층(7)은 상기 플라스틱 폴리머 지지 필름(6)의 두께(d)보다 1/10 이하의 두께를 가지는 투명 또는 유색 페인트층에 의해 형성되는, 수지 결속 필름의 제조방법.
열경화성 수지의 매트릭스 내에 포함된 유기 또는 무기 재료로 구성되는 복수의 섬유층(3)이 하나 이상 오버랩되어 형성되는 복합 재료 가공물(2)의 제조방법으로서,
완성될 복합 재료 가공물(2)의 형상을 따르며, 높은 점성을 가지는 액체 상태의 열경화성 수지(4)를 함침시킨 상기 복수의 섬유층(3)에 의해 구성되는 반제품 생산물(2')을 형성하는 단계;
높은 점성을 가지는 액체 상태의 열경화성 수지(4)를 상기 반제품 생산물(2') 내에 유지시키기 위해, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따라 제조된 결속 필름(1)으로 상기 반제품 생산물(2')의 적어도 일면(2a)을 커버하고, 상기 결속 필름(1)이 지향성을 가지도록 함으로써 상기 결속 필름(1)의 표면층(8)이 반제품 생산물(2')과 직접적으로 접촉하도록 구성하는 단계; 및
추후의 비가역적인 응고가 진행되어 상기 열경화성 수지(4)의 중합을 야기시키기 위해 상기 결속 필름(1)에 의해 커버된 반제품 생산물(2')에 열 경화 사이클을 수행하는 단계를 포함하는, 복합 재료 가공물의 제조방법.
제17항에 있어서,
상기 열경화성 수지(4)의 중합 과정이 완료되면, 상기 결속 필름(1)의 상기 표면층(8)이 상기 반제품 생산물(2')의 상기 일면(2a) 상에 안정적으로 부착되어 외측 코팅 필름(5)을 형성하기 위해, 상기 반제품 생산물(2')로부터 상기 결속 필름(1)을 제거하는 단계를 더 포함하는, 복합 재료 가공물의 제조방법.
제18항에 있어서,
상기 결속 필름(1)이 상기 반제품 생산물(2')로부터 제거되면, 도출된 가공물(2)의 외측 필름(5) 상에, 투명 페인트 층, 또는 열경화성 투명 수지층, 또는 투명 플라스틱 폴리머 필름을 제공하는 단계를 더 포함하는, 복합 재료 가공물의 제조방법.