KR100328459B1

KR100328459B1 - 섬유보강 폴 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100328459B1
Application number: KR1019990009413A
Authority: KR
Inventors: 임홍섭
Original assignee: 임홍섭
Priority date: 1999-03-19
Filing date: 1999-03-19
Publication date: 2002-03-16
Also published as: KR19990046095A

Abstract

본 발명은 섬유보강 폴 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에서는 보강섬유 집속체의 일측에 합성섬유 재질의 피복포를 피복시키는 대신, 예컨대, 금속 재질의 피막층을 새로이 피착시킨다. 이 경우, 섬유보강 폴은 열경화성 수지를 함침하고 있는 보강섬유 집속체와, 이 보강섬유 집속체의 내·외측면 중 적어도 어느 하나에 피착된 금속피막층의 조합으로 이루어지게 된다.

이러한 본 발명이 달성되는 경우, 금속피막층의 보강 작용으로 인해, 보강섬유 집속체의 내후성, 내구성 등은 대폭 향상될 수 있다.

Description

섬유보강 폴 및 그 제조방법{Fiber reinforced pole and method for fabricating the same}

본 발명은 내후성, 내구성 등이 대폭 보강된 섬유보강 폴(Fiber reinforced pole)에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 이러한 섬유보강 폴을 제조하기 위한 제조방법에 관한 것이다.

최근, 경제생활이 크게 윤택해지면서, 텐트용 로드, 낚싯대, 장식물 구조재 등의 용도로 사용되는 섬유보강 폴에 대한 수요가 점차 증가되고 있다.

통상, 이러한 섬유보강 폴은 유리섬유 등의 재질로 이루어진 보강섬유 집속체 내부에 열경화성 수지가 함침된 구조를 이룬다,

그런데, 이러한 구조를 갖는 종래의 섬유보강 폴을 사용하다 보면, 몇가지 중대한 문제점이 야기된다.

상술한 바와 같이, 종래의 섬유보강 폴은 보강섬유 집속체 내부에 열경화성 수지가 함침된 구조를 이루는데, 이때, 보강섬유 집속체는 통상, 길이방향의 배열형상을 갖는 것이 일반적이기 때문에, 만약, 이와 동일 방향으로 강한 외부 충격이 가해지는 경우, 이 충격에 의해 쉽게 쪼개지는 문제점을 유발한다.

또한, 섬유보강 폴의 몸체를 이루는 보강섬유 집속체는 일종의 합성섬유이기 때문에, 자외선에 매우 취약한 구조를 이루게 되며, 만약, 태양광, 예컨대, 자외선광에 장시간 노출되는 경우, 쉽게 분해되어 큰 손상을 입게 된다.

최근, 이러한 문제점을 해결하고자, 보강섬유 집속체의 외측면에 예컨대, 폴리에스터 섬유 재질의 피복포를 재차 피복하고, 이를 통해, 보강섬유 집속체의 내구성, 내후성 등을 보강하는 기술이 개발되어 널리 이용되고 있다.

그러나, 이러한 피복포 또한 어차피, 일종의 합성섬유이기 때문에, 일정 기준 시간 이상으로 자외선광에 노출되는 경우, 급격한 분해가 이루어져, 큰 손상을 입게 되며, 이 경우, 자신에게 주어진 '보강섬유 집속체 보호기능'을 원활히 수행할 수 없게 된다.

최근, 섬유보강 폴의 기능이 대폭 개선되면서, 섬유보강 폴을 가구와 같은 장식물의 구조재로 사용하고자 하는 수요자의 요구가 빈번해지고 있으며, 이에 따라, 섬유보강 폴의 기계적인 강도가 이의 품질을 평가할 수 있는 매우 중요한 요소로 대두되고 있다.

그런데, 상술한 바와 같이, 종래의 섬유보강 폴을 이루는 보강섬유 집속체는 길이방향으로 가해지는 충격에 매우 취약하기 때문에, 수요자가 요구하는 정도의 기계적인 강도를 장시간 유지할 수 없게 되며, 결국, 종래의 섬유보강 폴로는 최근 대두되고 있는 수요자의 요구를 충분히 만족시켜줄 수 없게 된다.

이러한 문제점을 보완하기 위해, 상술한 바와 같이, 보강섬유 집속체의 외측에 피복포를 피복하면, 종래에 비해, 기계적인 강도가 어느정도 향상되기는 하겠지만, 이러한 피복포 역시 합성섬유라는 한계를 갖고 있기 때문에, 장식물의 부피, 중량 등이 일정 기준 이상으로 커지면, 이에 탄력적으로 대처할 수 없게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 보강섬유 집속체의 일측에 합성섬유 재질의 피복포를 피복시키는 대신, 예컨대, 금속 재질의 피막층을 새로이 피착시킴으로써, 보강섬유 집속체의 내후성, 내구성 등을 대폭 향상시키는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 섬유보강 폴의 제조방법을 순차적으로 도시한 순서도.

도 2는 본 발명에 따른 보강섬유 집속체 형성공정을 도시한 예시도.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 각 실시예에 따른 섬유보강 폴의 형상을 도시한 예시도.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 내·외측면을 구비하며, 내·외측면 사이에 열경화성 수지를 함침하고 있는 보강섬유 집속체와; 이 보강섬유 집속체의 내·외측면 중 적어도 어느 하나에 피착된 금속피막층을 포함한다.

이러한 본 발명이 달성되는 경우, 보강섬유 집속체의 내후성, 내구성 등은 대폭 향상된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 섬유보강 폴 및 그 제조방법을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

편의상, 섬유보강 폴의 전체적인 구조를 설명하기 이전에, 섬유보강 폴을 제조하기 위한 방법을 먼저 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 생산라인에서는 섬유보강 폴을 제조하기 위한 처음 단계로, 보강섬유 집속체의 형상을 정의하는 공정을 진행한다(단계 S1).

먼저, 생산라인에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 다수개의 보빈(Bobbin:1)에 감겨있던 보강섬유사(2)를 하나의 묶음으로 집속한 후, 집속된 보강섬유사 묶음(3)을 열경화성 수지 용액(5)이 채워진 함침조(4)에 투입시킴으로써, 보강섬유사 묶음(3)의 내부로 열경화성 수지가 함침되도록 한다. 이때, 보강섬유사 묶음(3)의 이동경로에는 다수개의 이송롤러들(9)이 배치되어, 보강섬유사 묶음(3)의 원활한 이동을 보조한다.

계속해서, 생산라인에서는 열경화성 수지가 함침된 보강섬유사 묶음(3)을 포밍몰드(6)로 투입시켜, 가열 및 경화시킴으로써, 보강섬유사 묶음(3)이 일정 형상을 갖는 보강섬유 집속체(12)로 성형되도록 한다.

이때, 생산라인에서는 보강섬유 집속체(12)의 이동경로상에 코어핀(도시안됨)을 배치하고, 이 코어핀이 이동중인 보강섬유 집속체(12)의 코어부분을 관통하도록 함으로써, 최종 완성되는 보강섬유 집속체(12)가 내·외측면을 구비하는 튜브형상을 갖도록 한다.

여기서, 포밍몰드(6)의 후단에는 풀링롤러(Pulling roller:7)가 배치되는데, 이러한 풀링롤러(7)는 빠른 회전동작을 통해, 성형 완료된 보강섬유 집속체(12)를 외부로 신속히 풀링시키는 역할을 수행한다.

이후, 생산라인에서는 풀링롤러(7)의 후단에 배치된 블레이드(8)를 이용하여, 성형 완료된 보강섬유 집속체(12)를 일정 단위로 절단함으로써, 최종 구조의 보강섬유 집속체(12)를 제조 완료한다.

그 다음에, 생산라인에서는 보강섬유 집속체(12)의 섬유표면에 다수의 요철면을 형성시키는 공정을 진행한다(단계 S2).

이에 따라, 생산라인에서는 상술한 과정을 통해 일정 단위로 절단된 보강섬유 집속체(12)를 이송기구를 이용하여 이송시킨 후, 이 보강섬유 집속체(12)를 일정량의 가성소다 용액에 침지시킨다. 이 경우, 합성수지 재질의 보강섬유 집속체(12)는 가성소다 용액과의 반응에 의해 식각되어, 자신의 표면에 다수개의 요철면을 형성시킨다.

계속해서, 생산라인에서는 예컨대, 세정액을 이용한 세정과정을 통해, 보강섬유 집속체(12)에 잔류하는 가성소다 용액을 모두 제거한 후, 보강섬유 집속체(12)의 내부에 금속이온을 함침시키는 공정을 진행한다(단계 S3).

이에 따라, 생산라인에서는 표면에 다수의 요철면이 형성된 보강섬유 집속체(12)를 예컨대, SnCl₂, HCl, PH 완충액 등이 혼합된 금속이온 용액에 침지시킨다. 이 경우, 금속이온 용액에 함유되어 있던 금속이온, 예컨대, Sn⁺⁺이온은 보강섬유 집속체(12)의 표면을 따라 흘러들어, 보강섬유 집속체(12)의 내부에 함침된다. 이때, 상술한 공정을 통해 형성된 보강섬유 집속체(12)의 요철면은 함침되는 금속이온이 좀더 견고하게 밀착될 수 있도록 보조하는 역할을 수행한다.

계속해서, 생산라인에서는 세정과정을 통해, 보강섬유 집속체(12)에 잔류하는 금속이온 용액을 모두 제거한 후, 보강섬유 집속체(12)의 내부에 도금촉매 금속을 석출시키는 공정을 진행한다(단계 S4).

이에 따라, 생산라인에서는 금속이온이 함침된 보강섬유 집속체(12)를 예컨대, AgNO₃, NH₄OH, 환원 방지제 등이 혼합된 활성화 용액에 침지시킨다. 이 경우, 활성화 용액에 함유되어 있던 활성화 이온, 예컨대, Ag⁺⁺이온과, 보강섬유 집속체(12)의 내부에 함침되어 있던 금속이온, 예컨대, Sn⁺⁺이온은 일정한 화학반응을 일으킴으로써, 결국, 보강섬유 집속체(12)의 내부에, 도금촉매 금속, 예컨대, Ag를 석출시킨다.

계속해서, 생산라인에서는 보강섬유 집속체(120의 소정면, 예컨대, 내·외측면에 금속피막층을 피착시키는 공정을 진행한다(단계 S5). 이때, 이전 공정에 사용된 활성화 용액은 이후 진행될 금속피막층 피착공정에 별다른 영향을 미치지 않음으로, 생산라인에서는 활성화 용액을 세정하기 위한 별도의 세정공정을 진행시키지 않아도 된다.

한편, 이러한 금속피막층 피착공정이 진행되는 경우, 생산라인에서는 도금촉매 금속이 석출된 보강섬유 집속체(12)를 금속이온 예컨대, Ni⁺⁺, Cu⁺⁺, Al⁺⁺등이 함유된 무전해 도금용액에 침지시킨다. 이 경우, 무전해 도금용액에 함유되어 있던 Ni⁺⁺, Cu⁺⁺, Al⁺⁺등은 상술한 도금촉매 금속에 의해 활성화됨으로써, 보강섬유 집속체(12)의 일정면에 금속피막층, 예컨대, Ni피막층, Cu피막층, Al피막층 등을 형성한다. 물론, 이러한 금속피막층의 종류는 무전해 도금용액의 조성에 따라서 다양하게 변경될 수 있다.

이때, 생산라인에서는 보강섬유 집속체(12)의 전체 부위 중, 금속피막층의 피착을 원하지 않는 부위는 금속피막층 피착공정 이전에, 일정한 차단막을 통해 차단시킴으로써, 금속피막 피착부위를 선택적으로 조절할 수 있다.

계속해서, 생산라인에서는 보강섬유 집속체(12)의 일정면을 감싸는 금속피막층상에 보호막층을 형성시키는 공정을 진행한다(단계 S6).

이에 따라, 생산라인에서는 금속피막층이 피착된 보강섬유 집속체(12)를 예컨대, 탄소가 함유된 자기가교형 아크릴에멀젼 수지용액에 침지시킨다. 이 경우, 아크릴에멀젼 수지용액의 반응에 의해, 금속피막층의 표면에는 얇은 보호막층이 전착된다. 이러한 보호막층은 금속피막층의 내수성, 내산화성, 내마모성등을 향상시켜주는 기능을 수행한다.

이후, 생산라인에서는 소정 온도, 예컨대, 100℃~150℃ 정도의 온도에서 보호막층을 열처리하여, 보호막층이 금속피막층의 표면에 견고하게 밀착되도록 함으로써, 완성된 구조를 갖는 섬유보강 폴을 제조 완료한다.

이하, 상술한 각 단계의 공정과정을 통해 제조 완료된 섬유보강 폴의 전체적인 구조를 상세히 설명한다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따라 제조 완료된 섬유보강 폴(10)은 내·외측면을 구비하는 보강섬유 집속체(12)와, 이 보강섬유집속체(12)의 외측면을 감싸는 금속피막층(13)의 조합으로 이루어진다. 이때, 보강섬유 집속체(12)의 내·외측면 사이에는 열경화성 수지(11)가 분말형태로 흩어져 함침되어 있다.

여기서, 보강섬유 집속체(12)의 내측면을 정의하는 코어홀은 상술한 코어핀의 관통에 의해 형성된 것이다.

이러한 구성을 갖는 본 발명이 생산라인에 적용되는 경우, 보강섬유 집속체(12)는 금속피막층(13)에 의해 차단되어, 자외선광에 노출되지 않기 때문에, 큰 손상없이, 고유의 기능을 장시간 유지할 수 있다.

이때, 보강섬유 집속체(12)의 외측면을 감싸는 금속피막층(13)은 자외선광에 강한 내성을 지닌 금속재질로 이루어지기 때문에, 종래의 피복포와 달리, 자신에게 주어진 '보강섬유 집속체 보호기능'을 장시간 수행할 수 있다.

특히, 본 발명이 실시되는 경우, 보강섬유 집속체(12)는 외측면이 일종의 보강재 역할을 수행하는 금속피막층(13)에 의해 감싸지기 때문에, 양호한 기계적인 강도를 장시간 유지할 수 있으며, 이 경우, 보강섬유 집속체(12)는 낚싯대용, 텐트용으로 뿐만 아니라, 부피, 중량 등이 큰 장식물의 구조재용으로써도, 다양하게 이용될 수 있다. 이때, 금속피막층(13)은 종래의 피복포 보다 그 분자구조가 충밀하기 때문에, 보강재로써의 역할을 피복포 보다 좀더 양호하게 수행할 수 있다.

한편, 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 보강섬유 집속체(12)는 내·외측면이 금속피막층(13)에 의해 모두 감싸진 구조를 이룰 수도 있다. 이 경우, 보강섬유 집속체(12)는 자신의 모든 면이 금속피막층(13)에 의해 감싸지기 때문에, 상술한 실시예 보다, 좀더 양호한 기계적인 강도를 유지할 수 있다.

또한, 도 3c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 보강섬유 집속체(12)의 내·외측면을 감싸는 금속피막층(13)의 표면에는 얇은 보호막층(14)이 더 형성될 수도 있다. 이 경우, 보호막층(14)은 산화, 마모 등에 취약한 금속피막층(13)의 고유한 문제점을 보완하는 역할을 수행함으로써, 금속피막층(13)을 구비하는 섬유보강 폴(10)이 좀더 양호한 기능을 장시간 보유할 수 있도록 유도할 수 있다.

상술한 본 발명의 섬유보강 폴(10)은 생산라인의 상황에 따라서 다양한 구조적인 변형을 이룰 수 있다. 예를 들어, 보강섬유 집속체(12)는 코아홀을 갖지 않을 수도 있다. 또한, 외측면 금속피막층(13)에만 보호막층(14)을 형성받을 수도 있다. 이러한 각 구조는 생산라인의 상황, 소비자의 수요 등에 따라서, 다양하게 변형될 수 있다.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명에서는 보강섬유 집속체의 일측에 합성섬유 재질의 피복포를 피복시키는 대신, 예컨대, 금속 재질의 피막층을 피착시킴으로써, 보강섬유 집속체의 내후성, 내구성 등을 대폭 향상시킬 수 있다.

이러한 본 발명은 합성섬유 물질의 보강·보호가 필요한 다양한 구조물에서 전반적으로 유용한 효과를 나타낸다.

그리고, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 특허청구의 범위안에 속한다 해야 할 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 섬유보강 폴 및 그 제조방법에서는 보강섬유 집속체의 일측에 합성섬유 재질의 피복포를 피복시키는 대신, 예컨대, 금속 재질의 피막층을 새로이 피착시킨다. 이 경우, 섬유보강 폴은 열경화성 수지를 함침하고 있는 보강섬유 집속체와, 이 보강섬유 집속체의 내·외측면 중 적어도 어느 하나에 피착된 금속피막층의 조합으로 이루어지게 된다.

Claims

삭제
삭제
복수개의 보강섬유사를 하나의 묶음으로 집속한 후, 상기 보강섬유사의 내부에 열경화성 수지를 함침시키고, 상기 보강섬유사를 절단하여, 소정 형상의 보강섬유 집속체를 형성하는 단계와;

상기 보강섬유 집속체를 가성소다 용액에 침지시켜, 상기 보강섬유 집속체의 표면에 다수의 요철면을 형성시키는 단계와;

상기 보강섬유 집속체를 소정의 금속이온이 함유된 금속이온 용액에 침지시켜, 상기 보강섬유 집속체의 내부에 상기 금속이온을 함침시키는 단계와;

상기 보강섬유 집속체를 활성화 이온이 함유된 활성화 용액에 침지시켜, 상기 보강섬유 집속체의 내부에 도금촉매 금속을 석출시키는 단계와;

상기 보강섬유 집속체를 무전해 도금용액에 침지시켜, 상기 보강섬유 집속체의 소정면에 금속피막층을 피착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유보강 폴의 제조방법.
제 3 항에 있어서, 상기 금속피막을 피착시키는 단계 후에, 상기 보강섬유 집속체를 아크릴에멀젼 수지용액에 침지시켜, 상기 금속피막층상에 보호막층을 형성시키는 단계를 더 진행하는 것을 특징으로 하는 섬유보강 폴의 제조방법.
제 3 항 또는 제 4 항의 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 섬유보강 폴