KR20230166290A - 하이브리드 사이징 처리로 기계적 강도가 보강된 섬유 및 이의 제조방법, 이를 이용한 섬유강화복합재료 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하이브리드 사이징 처리로 기계적 강도가 보강된 섬유 및 이의 제조방법, 섬유강화복합재료에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 산을 이용하여 섬유의 표면을 처리하는 섬유 표면 처리 단계; 표면 처리된 섬유를 세척하는 섬유 세척 단계; 세척된 섬유를 건조하는 1차 섬유 건조 단계; 건조된 섬유를 하이브리드 사이징제에 함침시켜 사이징하는 섬유 사이징 단계 및 사이징된 섬유를 건조하는 2차 섬유 건조 단계를 포함하되, 상기 하이브리드 사이징제는 알코올용해성 열가소성 수지를 포함하는 혼합 수용액과 실란 커플링제를 반응시켜 제조된 것을 특징으로 하는 하이브리드 사이징 처리로 기계적 강도가 보강된 섬유의 제조방법을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 하이브리드 사이징 처리로 기계적 강도가 보강된 섬유 및 이의 제조방법과, 섬유강화복합재료에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 알코올용해성 열가소성 수지와 실란 커플링제를 반응시킨 하이브리드형 사이징제를 제조하여 사용함으로써 섬유의 인장강도 및 섬유와 수지간의 기계적 계면 강도를 향상시킨 하이브리드 사이징 처리로 기계적 강도가 보강된 섬유 및 이의 제조방법과, 섬유강화복합재료에 관한 것이다.
일반적으로 섬유 강화 복합재료(Fibers-reinforced plastics, FRP)는 높은 비강도, 경량성, 내피로성, 내약품성, 그리고 고탄성률 등을 가진 소재로 알려져 있어 고기능성을 필요로 하는 산업에 폭 넓게 이용되고 있다. 특히, 고강도 및 경량의 특성을 필요로 하는 우주항공, 스포츠 레저분야뿐만 아니라, 최근 화석연료 고갈로 인한 연비 개선을 위한 자동차분야로의 사용이 크게 확대되고 있다.
섬유는 섬유 독립적으로 사용되기 힘들기 때문에 고분자나 금속 등의 기지재료들과 복합재의 형태로 주로 사용되고 있으며, 고분자 기지재료는 열경화성 및 열가소성 기지재로 나뉜다.
열경화성 매트릭스가 사용된 섬유 강화 복합재는 성형 과정이나 후가공이 복잡하고 재활용 및 결점 보수가 어려워 제조 비용이 고가라는 문제점이 있다.
열가소성 수지의 경우 재활용이 가능하며, 인성이 높고, 경화반응이 요구되지 않아 복합 재료 성형 사이클 시간이 매우 짧아 시간을 단축할 수 있어 생산성이 매우 우수하다는 장점이 있어, 최근 열가소성 수지를 매트릭스 수지로 사용한 섬유 강화 복합재에 대한 개발이 활발해지고 있다.
한편, 복합재의 형태로 사용될 때, 섬유 강화 복합재의 물성은 강화재로 사용되는 섬유의 길이 및 배향 특성과 더불어 강화 섬유와 매트릭스의 접촉 계면결합력(Interfacial shear strength, IFSS)에 의해서 크게 좌우된다. 섬유와 매트릭스 사이의 접촉 계면은 외부에서 가해지는 응력이나 변형이 매트릭스에서 섬유로 전달되어 충격이 복합재료에 균일하게 흡수되도록 해주는 매개체 역할을 하므로 계면 결합이 얼마나 좋은지에 따라 섬유 강화 복합재의 기계적 물성은 달라진다.
여기서, 계면결합력은 섬유와 수지의 종류, 섬유의 표면상태, 섬유와 수지간의 결합 조건 등에 영향을 받는다.
이에 섬유 강화 복합재의 계면결합력을 높여 섬유 강화 복합재의 기계적 특성을 향상시키려는 연구가 활발하게 진행되고 있다.
섬유와 수지의 계면결합력을 높이는 방법 중 하나로 사이징제를 사용하는 방법이 있다.
일반적으로, 섬유의 사이징제로는 열경화성 수지와 열가소성 수지가 사용되고 있는데, 주로 에폭시 수지를 기반으로 설계되어 열경화성 매트릭스와 잘 호환되는 특징이 있다.
하지만, 에폭시 수지를 기반으로 설계된 사이징제를 열가소성 매트릭스에 적용할 경우, 섬유와 수지 계면에서 일어나는 사이징 메커니즘이 달라 일반적으로 약한 계면 결합력을 야기한다.
매트릭스에 맞게 설계된 사이징제를 적용할 경우, 섬유와 수지 사이의 결합력을 증가시켜 최종 복합재료의 기계적 물성을 향상시킬 뿐만 아니라 섬유 자체의 인장강도도 일정 부분 상승시킬 수 있다.
또한, 사이징제의 주성분이 매트릭스와 같거나 유사한 경우, 섬유와 매트릭스 사이의 습윤성을 향상시켜 계면 결합력을 향상시킬 수 있다.
이에 열가소성 수지를 매트릭스 수지로 사용하더라도 섬유와 수지간의 접착력이 우수하여 기계적 물성이 우수한 섬유강화복합재료 제조 기술 개발의 필요성이 증대되고 있다.
따라서, 최근 개발이 활발해지고 있는 열가소성 매트릭스를 사용한 섬유강화복합재료의 수요를 충족시키기 위해 적절한 열가소성 수지 기반의 사이징제가 필요하다.
상기와 같은 문제를 해결하고자, 본 발명은 알코올용해성 열가소성 수지와 실란 커플링제를 반응시킨 하이브리드형 사이징제를 제조하여 사용함으로써 섬유의 인장강도 및 섬유와 수지간의 기계적 계면 강도를 향상시킨 하이브리드 사이징 처리로 기계적 강도가 보강된 섬유 및 이의 제조방법과, 섬유강화복합재료를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 사이징 처리로 기계적 강도가 보강된 섬유의 제조방법은 산을 이용하여 섬유의 표면을 처리하는 섬유 표면 처리 단계; 표면 처리된 섬유를 세척하는 섬유 세척 단계; 세척된 섬유를 건조하는 1차 섬유 건조 단계; 건조된 섬유를 하이브리드 사이징제에 함침시켜 사이징하는 섬유 사이징 단계 및 사이징된 섬유를 건조하는 2차 섬유 건조 단계를 포함하되, 상기 하이브리드 사이징제는, 알코올용해성 열가소성 수지를 포함하는 혼합 수용액과 실란 커플링제를 반응시켜 제조된 것을 특징으로 하는 하이브리드 사이징 처리로 기계적 강도가 보강된 섬유의 제조방법을 제공할 수 있다.
여기서 상기 섬유는, 유기섬유, 무기섬유 및 천연섬유가 포함될 수 있으며, 어느 하나에 국한되지 않는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 섬유 표면 처리 단계는, 질산, 황산, 인산 및 염산 중 하나 이상을 사용하여 1 내지 300분 동안 표면 처리하는 것을 특징으로 한다.
또한 혼합 수용액에 상기 하이브리드 사이징제 전체 중량 대비 실란 커플링제 1 내지 5중량%를 혼합하고 반응시켜 제조된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 혼합수용액은, 용매에, 혼합수용액 전체 중량 대비 알코올용해성 열가소성 수지 0.1 내지 5중량%를 용해시켜 제조된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 알코올용해성 열가소성 수지의 형태가 용매에 용해되는 분말 또는 펠렛 형태일 경우, 상기 알코올용해성 열가소성 수지를 용매에 용해시켜, 액상 또는 일정 농도를 가진 졸 형태의 혼합 수용액을 제조하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 알코올용해성 열가소성 수지의 형태가 용매에 용해되지 않거나 고온에서 녹는 고내열 수지 형태일 경우, 상기 수지를 용매에 용해될 수 있도록 화학적으로 개질시켜, 액상 또는 일정 농도를 가진 졸 형태의 혼합 수용액을 제조하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 섬유 사이징 단계는, 건조된 섬유를 하이브리드 사이징제에 함침시켜 1 내지 100분 동안 사이징 처리하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 사이징 처리로 기계적 강도가 보강된 섬유의 제조방법을 통해 제조된 섬유를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 사이징 처리로 기계적 강도가 보강된 섬유를 이용한 섬유강화복합재료를 제공할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 사이징 처리로 기계적 강도가 보강된 섬유 및 이의 제조방법과, 섬유강화복합재료는 알코올용해성 열가소성 수지와 실란 커플링제를 반응시킨 하이브리드형 사이징제를 제조하여 사용함으로써, 섬유의 인장강도와 섬유와 수지간의 기계적 계면 강도를 향상시킬 수 있다.
이에 기계적 물성이 우수한 섬유강화복합재료를 제조할 수 있다.
또한, 위에서 언급된 본 발명의 실시 예에 따른 효과는 기재된 내용에만 한정되지 않고, 명세서 및 도면으로부터 예측 가능한 모든 효과를 더 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 사이징 처리로 기계적 강도가 보강된 섬유의 제조방법을 개략적으로 나타낸 흐름도.
도 2a 내지 도 2e는 비교예 1 내지 3, 실시예 1 및 2를 관찰한 사진.
도 3은 비교예 1 내지 3, 실시예 1 및 2의 인장강도를 측정한 결과 그래프.
도 4는 비교예 1 내지 3, 실시예 1 및 2의 IFSS 측정 결과 그래프.
도 2a 내지 도 2e는 비교예 1 내지 3, 실시예 1 및 2를 관찰한 사진.
도 3은 비교예 1 내지 3, 실시예 1 및 2의 인장강도를 측정한 결과 그래프.
도 4는 비교예 1 내지 3, 실시예 1 및 2의 IFSS 측정 결과 그래프.
이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도 1 내지 도 4를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 사이징 처리로 기계적 강도가 보강된 섬유의 제조방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 사이징 처리로 기계적 강도가 보강된 섬유의 제조방법은 제조된 하이브리드형 사이징제를 통해 섬유의 인장강도와 섬유와 수지간의 기계적 계면 강도를 향상시키기 위한 것으로, 섬유 표면 처리 단계(S10), 섬유 세척 단계(S20), 1차 섬유 건조 단계(S30), 섬유 사이징 단계(S40) 및 2차 섬유 건조 단계(S50)를 포함할 수 있다.
섬유 표면 처리 단계(S10)는 산을 이용하여 섬유의 표면을 처리할 수 있다. 이는 섬유의 표면에 산 처리를 통해 표면의 산소관능기를 도입시키기 위한 것이다.
여기서, 섬유는 유기섬유, 무기섬유 및 천연섬유 등일 수 있으며, 이 중 하나 이상일 수 있다.
S10 단계는 질산, 황산, 인산 및 염산 중 하나 이상을 사용하여 상온에서 1 내지 300분 동안 섬유의 표면 처리를 할 수 있고, 30 내지 90분 동안 처리하는 것이 보다 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.
이때, 과처리가 될 경우 과한 산처리로 섬유 물성에 데미지를 주게 되어 오히려 복합재 강도를 저하시킬 수 있다.
한편, S10 단계에서 사용되는 섬유가 이미 사이징처리가 되어 있는 섬유 일 수 있으므로 이 경우에는 S10 단계를 진행하기 전에 디사이징 단계를 먼저 진행할 수 있다. 즉, 섬유 디사이징 단계를 진행한 다음 S10 단계를 진행할 수 있는 것이다.
섬유 세척 단계(S20)는 S10 단계에서 표면 처리된 섬유를 세척용액으로 세척하여, 섬유의 pH가 6~7이 되도록 할 수 있다. 이때, 세척용액은 증류수가 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.
1차 섬유 건조 단계(S30)는 S20 단계에서 세척된 섬유를 건조시킬 수 있다. 이를 통해 섬유에서 세척용액을 완전히 제거시킬 수 있다.
S30 단계는 세척된 섬유를 100 내지 120℃에서 1 내지 5시간동안 건조시킬 수 있다.
섬유 사이징 단계(S40)는 S30 단계에서 건조된 섬유를 하이브리드 사이징제에 함침시켜 사이징할 수 있다. S40 단계는 섬유강화복합재료의 계면 특성의 경우 강화재인 섬유와 매트릭스 사이의 계면특성에 많은 영향을 받기 때문에 하이브리드 사이징 처리를 통해 섬유의 인장강도 및 섬유와 수지간의 기계적 계면 강도를 향상시키고자 하는 것이다.
여기서 사용되는 하이브리드 사이징제는 알코올용해성 열가소성 수지를 포함하는 혼합 수용액과 실란 커플링제를 반응시켜 제조된 것일 수 있다.
여기서 알코올용해성 열가소성 수지는 폴리아미드(Poly Amide, PA) 수지 일 수 있으며 PA6이 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.
실란 커플링제는 메르캅토기-함유 실란커플링제, 시아노기-함유 실란커플링제, 아민기-함유 실란커플링제 등일 수 있으며, 이 중 단독 또는 2종 이상 혼합으로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 메르캅토기-함유 실란커플링제는 3-메르캅토프로필트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필트리에톡시실란, 2-메르캅토에틸트리에톡시실란, 2-메르캅토에틸트리메톡시실란 등일 수 있다.
또한 시아노기-함유 실란커플링제는 감마-시아노프로필트리클로로실란 등일 수 있다.
또한 아민기-함유 실란커플링제는 아미노트리에톡시실란, 아미노트리메톡시실란, 감마-아미노프로필트리에톡시실란, 감마-아미노프로필트리메톡시실란, 4-아미노부틸트리에톡시실란, 3-아미노프로필디에톡시메틸실란, 3-(감마-아미노에틸)아미노프로필트리메톡시실란, 3-(감마-아미노에틸)아미노프로필트리에톡시실란 등일 수 있다.
보다 구체적으로, 하이브리드 사이징제는 혼합 수용액에, 하이브리드 사이징제 전체 중량 대비 실란 커플링제 1 내지 5중량%를 혼합하고 50 내지 70℃의 온도에서 15 내지 45분동안 반응시켜 제조될 수 있다.
실란 커플링제가 상기와 같은 범위로 혼합되지 않을 경우 사이징 처리 효과가 저하될 수 있다. 또한 상기 사이징 처리 시간 및 온도 범위를 벗어날 경우 반응 효율이 저하될 수 있다.
한편, 알코올용해성 열가소성 수지로 제조되는 혼합 수용액은 알코올용해성 열가소성 수지의 형태에 따라 다르게 제조될 수 있다.
먼저 일 예로, 알코올용해성 열가소성 수지의 형태가 용매에 용해되는 분말 또는 펠렛 형태일 경우, 알코올용해성 열가소성 수지를 바로 용매에 용해시켜, 액상 또는 일정 농도를 가진 졸 형태의 혼합 수용액을 제조할 수 있다.
또한 다른 예로, 알코올용해성 열가소성 수지의 형태가 용매에 용해되지 않거나 고온에서 녹는 고내열 수지 형태일 경우, 수지를 용매에 용해될 수 있도록 화학적으로 개질시켜 용매에 용해시키는 것으로, 액상 또는 일정 농도를 가진 졸 형태의 혼합 수용액을 제조할 수 있다. 고내열 수지인 열가소성 수지를 술폰화한 뒤, 용매에 용해시키키는 것이다.
여기서 고내열 수지는 PEEK(poly ether ether ketone)일 수 있다. PEEK는 열가소성 수지이며, 낮은 크리프 변수, 높은 탄성 계수, 우수한 내마모성 및 내식성, 내 화학성, 무독성, 난연성이 특징이며, 고온/고압에서도 우수한 성능을 유지하기 때문에 고성능을 요구하는 복합재료 매트릭스로 많이 사용되고 있다.
이러한 PEEK 수지는 높은 융점 (334℃)과 유리 전이 온도 (143℃)를 가지는데, 높은 융점으로 인해 용매에 용해가 어렵기 때문에, 이를 해결하고자 본 발명에서는 PEEK을 술폰화하여 SPEEK(Sulfonated poly ether ether ketone)를 제조하고 용매인 NMP(N-Methyl-2-Pyrrolidinone)에 녹여 혼합 수용액으로 제조하여, 실란 커플링제와 반응시킬 수 있다.
혼합수용액을 제조할 시 용매에, 혼합수용액 전체 중량 대비 알코올용해성 열가소성 수지 0.1 내지 5중량%를 용해시킬 수 있다.
알코올용해성 열가소성 수지가 상기와 같은 범위로 혼합되지 않을 경우 사이징 처리 효과가 저하되거나 오히려 섬유강화복합재료의 물성을 저하시킬 수 있다.
또한 혼합수용액에 실란 커플링제를 첨가하여 혼합하기 전에, 에탄올과 증류수를 추가적으로 첨가하고 교반시킬 수 있다. 에탄올 및 증류수를 추가적으로 첨가하여 교반하지 않을 경우, 가수분해가 충분히 이루어지지 않아 사이징 처리 효과가 저하될 수 있다.
구체적으로, 제조된 혼합수용액에, 혼합수용액 전체 중량 대비 에탄올 85 내지 95중량%를 첨가하고 50 내지 70℃에서 2 내지 4시간동안 교반할 수 있다.
또한 에탄올이 첨가된 혼합수용액에, 혼합수용액 전체 중량 대비 증류수 0.1 내지 10중량%를 첨가하고 15 내지 45분간 교반시킬 수 있다.
이와 같이 제조된 혼합수용액은 용매, 알코올용해성 열가소성 수지, 에탄올 및 증류수를 포함할 수 있다.
S40 단계는 S30 단계에서 건조된 섬유를 하이브리드 사이징제에 함침시켜 30 내지 90℃로 1 내지 100분 동안 사이징 처리할 수 있고, 40 내지 65℃로 1 내지 60분 동안 사이징 처리하는 것이 보다 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.
이때, 사이징 처리 시간이 1분 미만일 경우 사이징 처리가 미흡할 수 있고, 사이징 처리 시간이 증가함에 따라 사이징 처리 효과가 증대되는 경향을 보이나 100분을 초과할 경우 시간 대비 물성에 큰 변화가 없어 비효율적이거나 오히려 사이징 처리 효과가 저하될 수 있다.
또한 사이징 처리 온도가 30℃ 미만일 경우 사이징 처리 효율이 저하될 수 있고, 시간과 동일하게 처리 온도가 높을수록 사이징 처리 효과가 증대되는 경향을 보이나 90℃를 초과일 경우 섬유의 손상, 사이징제의 표면 확산 등으로 인해 오히려 사이징 처리 효과가 저하될 수 있다.
2차 섬유 건조 단계(S50)는 S40 단계에서 사이징된 섬유를 건조할 수 있는데, 80 내지 150℃에서 1 내지 5시간 동안 건조할 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 사이징 처리로 기계적 강도가 보강된 섬유의 제조방법을 통해 제조된 섬유를 제공할 수 있다.
상기와 같은 섬유를 이용하여 섬유강화복합재료를 제조할 수 있으며, 여기서 제조된 섬유강화복합재료는 기계적 물성이 우수할 수 있다.
이하에서, 실시예를 들어 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명할 것이나, 이들은 단지 본 발명의 바람직한 구현예를 예시하기 위한 것으로, 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
[실시예]
[비교예 1]
에폭시 수지로 사이징된 탄소섬유(As-received CF).
[비교예 2]
비교예 1을 디사이징 처리한 탄소섬유(DCF).
[비교예 3]
비교예 2를 산 처리한 탄소섬유(ACF).
[실시예 1]
비교예 3을 1분 동안 하이브리드 사이징제로 사이징 처리한 탄소섬유(HCF1).
[실시예 2]
비교예 3을 10분 동안 하이브리드 사이징제로 사이징 처리한 탄소섬유(HCF10).
[실험예] 탄소섬유 평가
하이브리드 사이징제 처리를 통한 섬유의 물성 향상 효과를 평가하기 위하여, 단일 탄소섬유로 비교예 1 내지 3, 실시예 1 및 2를 제조하여 관찰하고, 인장강도와 계면전단강도(IFSS, Interfacial shear strength)를 측정하였다.
그 결과는 도 2a 내지 도 2e, 도 3 및 도 4와 같다.
도 3 및 도 4를 보면 알 수 있듯이, 실시예 1 및 2가 비교예 1 내지 3 보다 인장강도가 크고, 계면전단강도도 높아진 것을 확인할 수 있었다.
특히, 하이브리드 사이징제 처리를 10분 동안 진행한 실시예 2가 1분 동안 진행한 실시예 1 보다 인장강도와 계면전단강도 모두 높은 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 실시예 1 및 2와 같은 섬유를 이용하여 섬유강화복합재료를 제조할 경우, 우수한 기계적 물성을 확보할 수 있을 것으로 사료된다.
이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.
Claims (9)
- 산을 이용하여 섬유의 표면을 처리하는 섬유 표면 처리 단계;
표면 처리된 섬유를 세척하는 섬유 세척 단계;
세척된 섬유를 건조하는 1차 섬유 건조 단계;
건조된 섬유를 하이브리드 사이징제에 함침시켜 사이징하는 섬유 사이징 단계 및
사이징된 섬유를 건조하는 2차 섬유 건조 단계를 포함하되,
상기 하이브리드 사이징제는,
알코올용해성 열가소성 수지를 포함하는 혼합 수용액과 실란 커플링제를 반응시켜 제조된 것을 특징으로 하는 하이브리드 사이징 처리로 기계적 강도가 보강된 섬유의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 섬유 표면 처리 단계는,
질산, 황산, 인산 및 염산 중 하나 이상을 사용하여 1 내지 300분 동안 표면 처리하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 사이징 처리로 기계적 강도가 보강된 섬유의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 하이브리드 사이징제는,
혼합 수용액에 상기 하이브리드 사이징제 전체 중량 대비 실란 커플링제 1 내지 5중량%를 혼합하고 반응시켜 제조된 것을 특징으로 하는 하이브리드 사이징 처리로 기계적 강도가 보강된 섬유의 제조방법.
- 제3항에 있어서,
상기 혼합수용액은,
용매에, 혼합수용액 전체 중량 대비 알코올용해성 열가소성 수지 0.1 내지 5중량%를 용해시켜 제조된 것을 특징으로 하는 하이브리드 사이징 처리로 기계적 강도가 보강된 섬유의 제조방법.
- 제4항에 있어서,
상기 알코올용해성 열가소성 수지의 형태가 용매에 용해되는 분말 또는 펠렛 형태일 경우, 상기 알코올용해성 열가소성 수지를 용매에 용해시켜, 액상 또는 일정 농도를 가진 졸 형태의 혼합 수용액을 제조하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 사이징 처리로 기계적 강도가 보강된 섬유의 제조방법.
- 제4항에 있어서,
상기 알코올용해성 열가소성 수지의 형태가 용매에 용해되지 않거나 고온에서 녹는 고내열 수지 형태일 경우, 상기 수지를 용매에 용해될 수 있도록 화학적으로 개질시켜, 액상 또는 일정 농도를 가진 졸 형태의 혼합 수용액을 제조하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 사이징 처리로 기계적 강도가 보강된 섬유의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 섬유 사이징 단계는,
건조된 섬유를 하이브리드 사이징제에 함침시켜 1 내지 100분 동안 사이징 처리하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 사이징 처리로 기계적 강도가 보강된 섬유의 제조방법.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 제조방법을 통해 제조된 섬유.
- 제8항의 섬유를 이용하여 제조된 섬유강화복합재료.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020220066062A KR20230166290A (ko) | 2022-05-30 | 2022-05-30 | 하이브리드 사이징 처리로 기계적 강도가 보강된 섬유 및 이의 제조방법, 이를 이용한 섬유강화복합재료 |
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| KR1020220066062A KR20230166290A (ko) | 2022-05-30 | 2022-05-30 | 하이브리드 사이징 처리로 기계적 강도가 보강된 섬유 및 이의 제조방법, 이를 이용한 섬유강화복합재료 |
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| KR20230166290A true KR20230166290A (ko) | 2023-12-07 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020220066062A KR20230166290A (ko) | 2022-05-30 | 2022-05-30 | 하이브리드 사이징 처리로 기계적 강도가 보강된 섬유 및 이의 제조방법, 이를 이용한 섬유강화복합재료 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230166290A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101189153B1 (ko) | 2009-12-29 | 2012-10-10 | 인하대학교 산학협력단 | 기계적 계면 강도가 강화된 탄소섬유강화 복합재 제조방법 |
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2022
- 2022-05-30 KR KR1020220066062A patent/KR20230166290A/ko not_active Application Discontinuation
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|---|---|---|---|---|
| KR101189153B1 (ko) | 2009-12-29 | 2012-10-10 | 인하대학교 산학협력단 | 기계적 계면 강도가 강화된 탄소섬유강화 복합재 제조방법 |
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