KR101680284B1

KR101680284B1 - 폴리머 복합소재

Info

Publication number: KR101680284B1
Application number: KR1020160014999A
Authority: KR
Inventors: 조명현; 무함마드 누르 안나스 로즐란
Original assignee: 조명현; 키스와이어 에스디엔 비에이치디
Priority date: 2016-02-05
Filing date: 2016-02-05
Publication date: 2016-11-29
Also published as: US20180371691A1; EP3222775A1; EP3222775A4; WO2017135491A1

Abstract

본 발명은 폴리머 복합소재는 1종류 이상의 스틸 코드 및 합성수지 코드를 폴리머 속에 심어 접착 결합시켜 다층 구조를 형성함으로써, 가벼우면서도 고강도 및 고인성을 갖고, 내마모성이 우수한 폴리머 복합소재에 관한 것으로, 폴리머와, 상기 폴리머의 내부에 심어지며 상기 폴리머에 접착 결합되는 솔리드 코드 및 상기 폴리머의 내부에 심어지며 상기 폴리머에 접착 결합되는 합성수지 코드를 포함하며, 상기 솔리드 코드 또는 상기 합성수지 코드 중 어느 하나만 상기 폴리머 내부에 심어져 상기 폴리머에 접착 결합되거나, 상기 솔리드 코드와 상기 합성수지 코드가 동시에 상기 폴리머 내부에 심어져 상기 폴리머에 접착 결합되는 것을 특징으로 하는 폴리머 복합소재에 관한 것이다.

Description

폴리머 복합소재 {Composite Polymer}

본 발명은 폴리머 복합소재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 1종류 이상의 스틸 코드 및 합성수지 코드를 폴리머 속에 심어 접착 결합시켜 다층 구조를 형성함으로써, 가벼우면서도 고강도 및 고인성을 갖고, 내마모성이 우수한 폴리머 복합소재에 관한 것이다.

일반적으로 해상 오일 및 가스 생산 설비의 무어링용 스틸 로프(mooring steel rope), 해상 크레인용 스틸 로프, 마이닝 로프(mining rope), 구조물 및 교량용 케이블(cable) 등에 스틸 강선이 사용된다. 또한, 스포츠, 산업용 자재, 자동차 및 타이어용 보강 자재로 스틸이 사용되기도 한다.

이와 같은 용도로 스틸을 사용하기 위해 스틸의 고강도화가 진행되고 있다. 무어링용 스틸 로프나, 해상 크레인용 스틸 로프는 스틸이 부식되기 쉬우므로 내식성이 우수한 스틸을 사용해야 하며, 로프에 적용되는 수심이 깊어짐에 따라 자중을 줄이면서 내식성이 우수한 스틸을 사용해야 한다.

그러나, 종래의 스틸을 고강도화 하거나, 내식성이 우수한 스틸을 제조하기 위해서는 스틸의 자중을 증가시켜야 하는 문제점이 있다. 스틸의 자중이 증가하면, 스틸을 사용하는 설비의 자중도 증가하게 된다. 이에 따라 스틸을 사용하는 설비들의 에너지 절감 측면에 문제가 발생할 수 있으며, 스틸의 자중 증가에 따라 스틸을 사용하는 설비에 불편함을 초래할 수 있다.

따라서, 가벼우면서도 스틸에 준하는 강도와 인성을 갖는 소재의 개발이 필요하다. 그러나, 종래의 기술을 살펴보면 스틸의 강도를 증가시킬 수 있으나, 동시에 스틸의 자중을 줄이면서 경량화를 실현하는데 한계가 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 더욱 상세하게는 1종류 이상의 스틸 코드 및 합성수지 코드를 폴리머 속에 심어 접착 결합시켜 다층 구조를 형성함으로써, 가벼우면서도 고강도 및 고인성을 갖고, 내마모성이 우수한 폴리머 복합소재에 관한 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폴리머 복합소재는 폴리머와, 상기 폴리머의 내부에 심어지며 상기 폴리머에 접착 결합되는 솔리드 코드, 상기 폴리머의 내부에 심어지며 상기 폴리머에 접착 결합되는 합성수지 코드를 포함하며, 상기 솔리드 코드 또는 상기 합성수지 코드 중 어느 하나만 상기 폴리머 내부에 심어져 상기 폴리머에 접착 결합되거나, 상기 솔리드 코드와 상기 합성수지 코드가 동시에 상기 폴리머 내부에 심어져 상기 폴리머에 접착 결합되어, 가벼우면서도 고강도 및 고인성을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폴리머 복합소재의 상기 솔리드 코드는 적어도 1개 이상의 스틸 코드 또는 합성수지 코드로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 폴리머는 접착제에 의해 접착처리 되어 상기 솔리드 코드 또는 상기 합성수지 코드와 접착 결합 되는 것이 바람직하며, 상기 솔리드 코드 또는 상기 합성수지 코드는 플라즈마 표면 개질 처리되어, 상기 폴리머에 접착 결합되는 것이 바람직하다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폴리머 복합소재의 상기 폴리머와 상기 솔리드 코드 또는 상기 폴리머와 상기 합성수지 코드의 접착력 비율은 5% 이상인 것이 바람직하며, 상기 폴리머와 상기 솔리드 코드 또는 상기 폴리머와 상기 합성수지 코드 사이에 형성되는 접촉 계면의 접촉 계면 공극 비율은 90% 이하인 것이 바람직하다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폴리머 복합소재의 상기 솔리드 코드는 상기 폴리머의 중심에 위치하며, 상기 합성수지 코드는 상기 솔리드 코드 주변에 위치는 것이 바람직하며, 상기 합성수지 코드는 복수 개로 이루어져, 상기 솔리드 코드 주변에서 합성수지 코드 층을 형성하고, 상기 합성수지 코드 층은 적어도 1개 이상의 층으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폴리머 복합소재는 상기 폴리머에 심어져 상기 폴리머에 접착 결합되는 필러를 더 포함하며, 상기 필러는 스틸 코드 또는 합성수지 코드로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 솔리드 코드와 상기 합성수지 코드는 상기 폴리머에 직선 형태, 꼬인선 형태, 직물형태 중 어느 하나 이상의 형태로 심어지는 것이 바람직하다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폴리머 복합소재의 상기 폴리머는 TPU(Thermoplastic Polyurethane), HDPE(high Density Polyethylene), PE(Polyethylene), PP(polypropylene), polyester 중 어느 하나 이상으로 이루어지며, 상기 합성수지 코드는 아라미드, 폴리에스테르, 나일론, 폴리에틸렌 중 어느 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폴리머 복합소재의 단면은 원형, 사각형, 플레이트, 쉬트 중 어느 한 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하며, 상기 폴리머는 고압 및 급속 냉각처리 되어, 상기 폴리머 내부 공극(Void) 면적비율이 2% 이하로 형성되는 것이 바람직하다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폴리머 복합소재의 상기 폴리머 중에서 HDPE 폴리머는 HDPE 와 HDPE-g-MAH 첨가제로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 폴리머가 HDPE인 경우, 5% 실란과 95%의 이온이 제거된 물 또는 5%의 실란과 95%의 에탄올로 이루어진 용액으로 접착 처리되어 상기 합성수지 코드 또는 상기 솔리드 코드가 상기 폴리머와 접착 결합되는 것이 바람직하다.

본 발명의 폴리머 복합소재는 1종류 이상의 스틸 코드 및 합성수지 코드가 폴리머 속에 심어 접착 결합 된다. 스틸 코드 및 합성수지 코드를 폴리머 속에 심어 접합시킴에 따라 우수한 인장강도 및 절단하중을 얻을 수 있는 장점이 있다.

또한, 폴리머를 접착처리하여 솔리드 코드 또는 합성수지 코드와 접착결합하고, 솔리드 코드와 합성수지 코드를 플라즈마 표면 개질 처리를 하여 폴리머에 접착 결합함으로써 솔리드 코드와 폴리머 또는 합성수지 코드와 폴리머의 접착력을 높일 수 있는 장점이 있다.

이외에도 폴리머를 고압 및 급속 냉각시켜 폴리머 내부 공극을 줄임으로써, 폴리머의 인장강도를 증가시킬 수 있는 장점이 있다. 폴리머와 합성수지 코드는 스틸 코드에 비해 자중이 작아, 인장강도와 절단하중이 우수하면서도 가벼운 복합소재를 얻을 수 있는 장점이 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 복합소재를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 단면을 나타내는 도면이다.
도 5는 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 복합소재를 나타내는 도면이다.
도 8은 접착력 비율(%)과 연효율(%)의 관계를 나타내는 도면이다.
도 9는 연효율(%)과 인장하중의 관계를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 복합소재의 인장강도를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 복합소재의 절단하중을 나타내는 도면이다.
도 12a는 본 발명의 실시 예에 따른 접착처리가 된 폴리머와 솔리드 코드 또는 합성수지 코드와의 접착 계면을 나타내는 도면이며,
도 12b는 접착처리가 된 폴리머와 솔리드 코드 또는 합성수지 코드와의 접착 계면을 EDX로 성분을 분석한 도면이다.
도 13a는 본 발명의 실시 예에 따른 접착처리가 되지 않은 폴리머와 솔리드 코드 또는 합성수지 코드와의 접착 계면을 나타내는 도면이며,
도 13b는 접착처리가 되지 않은 폴리머와 솔리드 코드 또는 합성수지 코드와의 접착 계면을 EDX로 성분을 분석한 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 접착처리가 되기 전후의 폴리머와 솔리드 코드 또는 합성수지 코드와의 접착력을 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 접착 촉진제를 첨가한 폴리머의 접착력을 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표면 개질 처리되기 전후의 접착 계면을 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표면 개질 처리되기 전후의 접착력을 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 접착 계면를 나타내는 도면이다.
도 19 a 및 19b 는 본 발명의 실시 예에 따른 고압 및 급속냉각 되기 전후의 폴리머의 공극의 면적 변화를 나타내는 도면이다.
도 20a 및 20b은 본 발명의 실시 예에 따른 고압 및 급속냉각 되기 전후의 폴리머의 폴리머 내부 공극 비율(%)을 나타내는 도면이다.

인장강도(Tensile Strength)(N/mm²)는 인장하중(N)에 비례하여 증가하며, 절단강도(N/mm²)는 절단하중(Breaking Load)(N)에 비례하여 증가한다. 따라서, 인장하중(N) 및 절단하중(N)이 증가하면 인장강도(N/mm²) 및 절단강도(N/mm²)가 증가하게 된다. 따라서, 이하 설명에서는 인장하중(N) 또는 절단하중(N)이 증가 되는 것은 인장강도(N/mm²) 및 절단강도(N/mm²)가 증가되는 것을 지칭한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.

본 발명의 폴리머 복합소재(100)는 폴리머(110), 솔리드 코드(120), 합성수지 코드(130)를 포함하여 구성된다. 상기 폴리머(110)에는 상기 솔리드 코드(120) 또는 상기 합성수지 코드(130) 중 어느 하나만 상기 폴리머(110) 내부에 심어져 상기 폴리머(110)에 접착 결합될 수 있으며, 상기 솔리드 코드(120)와 상기 합성수지 코드(130)가 동시에 상기 폴리머(110) 내부에 심어져 상기 폴리머(110)에 접착 결합될 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 솔리드 코드(120)는 상기 폴리머(110) 내부에 심어지며, 상기 폴리머(110)에 접착 결합된다. 여기서 상기 솔리드 코드(120)는 적어도 1개 이상의 스틸 코드 또는 합성수지 코드로 이루어질 수 있다. 즉, 솔리드 코드(120)는 스틸 코드로도 이루어질 수 있고, 합성수지 코드로도 이루어질 수 있다. 상기 솔리드 코드(120)는 1개로 이루어질 수 있으며, 2개 이상으로도 이루어질 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 폴리머 복합소재(100)는 상기 합성수지 코드(130)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 합성수지 코드(130)는 상기 솔리드 코드(120) 주변에 위치하며, 복수 개로 이루어져 상기 솔리드 코드(120) 주변에서 합성수지 코드 층(131)을 형성하며 이루어질 수 있다. 즉, 폴리머 복합소재(100)는 중앙에 상기 솔리드 코드(120)가 위치하고 그 주변을 상기 합성수지 코드(130)가 상기 합성수지 코드 층(131)을 이루며 둘러싸고 있는 형태로 이루어질 수 있다.

상기 솔리드 코드(120)와 상기 합성수지 코드(130)는 상기 폴리머(110)에 내부에 심어지며, 상기 폴리머(110)에 접착 결합된다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 폴리머(110)는 제1폴리머(111)와 제2폴리머(112)로 이루어질 수 있다. 상기 제1폴리머(111)는 상기 솔리드 코드(120)를 둘러싸고 있는 것이다. 상기 제2폴리머(112)는 상기 합성수지 코드(130)를 둘러싸고 있는 것이다. 상기 제1폴리머(111)에 상기 솔리드 코드(120)가 심어져 접착 결합되고, 상기 제2폴리머(112)에 상기 합성수지 코드(130)가 심어져 접착 결합된다. 여기서, 상기 제1폴리머(111)와 상기 제2폴리머(112)는 같은 종류의 폴리머가 사용될 수 있으며, 다른 종류의 폴리머가 사용될 수 있다.

상기 합성수지 코드(130)가 복수 개로 이루어져 형성된 상기 합성수지 코드 층(131)은 1개의 층으로 이루어질 수 있으며, 상기 합성수지 코드 층(131)은 2개 이상의 층으로도 이루어질 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 필러(140)는 상기 폴리머(110)에 심어져 상기 폴리머(110)에 접착 결합되며, 상기 필러(140)는 스틸 코드 또는 합성수지 코드로 이루어질 수 있다. 상기 필러(140)는 상기 합성수지 코드(130) 사이의 빈 공간 또는 상기 합성수지 코드(130)와 상기 솔리드 코드(120) 사이의 빈 공간에 심어질 수 있는 것이다. 상기 필러(140)가 상기 빈 공간에 심어짐에 따라 상기 빈 공간의 강도 저하를 막을 수 있다. 따라서, 상기 빈 공간에 강도가 높은 상기 필러(140)를 심어 넣음으로써, 상기 복합소재(100)의 강도가 높아진다. 상기 필러(140)는 인성이 강한 스틸 코드 또는 합성수지 코드로 이루어져 있기 때문에 상기 복합소재(100)의 인성을 높여주는 효과도 있다.

도 6을 참조하면, 상기 복합소재(100)는 다양한 형상의 단면으로 이루어질 수 있다. 상기 복합소재(100)의 단면은 일반적으로 원형으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 사각형, 플레이트(Plate), 쉬트(sheet) 등의 형상으로 이루어질 수 있다. 이외에도 다른 이형 형태(사다리꼴, H 단면 형상, Z 단면 형상 등)로 상기 복합소재(100)의 단면이 형성될 수 있다.

상기 솔리드 코드(120)와 상기 합성수지 코드(130)는 상기 폴리머(110) 내부에서 다양한 형상으로 심어져 접착 결합될 수 있다. 상기 솔리드 코드(120)와 상기 합성수지 코드(130)는 직선 형태로 상기 폴리머(110) 속에 심어질 수 있으며, 도 3을 참조하면, 상기 솔리드 코드(120)와 상기 합성수지 코드(130)는 꼬인선 형태로 상기 폴리머(110) 속에 심어질 수 있다. 이외에도 상기 솔리드 코드(120)와 상기 합성수지 코드(130)는 직물 형태(mesh 또는 braded)로 상기 폴리머(110)에 심어질 수도 있다.

즉, 상기 솔리드 코드(120)와 상기 합성수지 코드(130)는 상기 폴리머(110)에 일방향으로 연장되어 심어질 수 있으며, 가로방향, 세로방향으로 동시에 연장되어 직물형태로 심어질 수도 있다. 상기 솔리드 코드(120)와 상기 합성수지 코드(130)가 상기 폴리머(110)에 심어지는 형태는 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 심어질 수 있음은 물론이다.

상기 복합소재(100)의 형상은 상술한 형상에 한정되는 것은 아니며, 이외에도 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. 도 7을 참조하면, 상기 폴리머(110) 중앙에 2개의 상기 솔리드 코드(120)가 심어지고, 4개의 상기 합성수지 코드(130)가 묶인 후 4개의 상기 합성수지 코드(130)가 상기 합성수지 코드 층(131)을 이루며 형성될 수 있다. 이외에도 상기 복합소재(100)의 강도를 증가시킬 수 있는 것이라면, 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 폴리머(110)의 종류는 TPU(Thermoplastic Polyurethane), HDPE(high Density Polyethylene), PE(Polyethylene), PP(polypropylene), Polyester 등이 사용될 수 있으며, 상기 합성수지 코드(130)의 종류는 아라미드, 폴리에스테르, 나일론, 폴리에틸렌 등이 사용될 수 있다. 상기 폴리머(110)와 상기 합성수지 코드(130)의 종류는 이에 한정되는 것은 아니며 상기 복합소재(100)의 강도를 증가시킬 수 있는 것이라면 다양한 종류가 사용될 수 있음은 물론이다. 상기 폴리머(110)의 종류인 TPU(Thermoplastic Polyurethane), HDPE(high Density Polyethylene), PE(Polyethylene), PP(polypropylene), Polyester 등과 상기 합성수지 코드(130)의 종류인 아라미드, 폴리에스테르, 나일론, 폴리에틸렌 등은 공지된 기술인바 상세한 설명은 생략한다.

상기 스틸 코드은 금속 도금된 스틸 코드이 사용될 수 있으며, 금속 도금이 되지 않은 스틸 코드이 사용될 수도 있다. 도금된 스틸 코드은 아연 도금, 황동 도금 등이 사용될 수 있으며, 그외 다양한 금속이 상기 스틸 코드에 도금될 수 있다.

상기 복합소재(100)의 중요한 품질특성은 연효율(spinning factor)(%)이며, 연효율(%)은 폴리머 속에 심어진 상기 솔리드 코드(120) 및 상기 합성수지 코드(130)와 상기 폴리머(110) 사이의 접착력 비율(%)(adhesion force ratio)에 의해 결정된다.

여기서, 연효율(%)은

연효율(%) = (복합소재(100)의 인장하중 / (개별 합성수지 코드 및 솔리드 코드(120)의 인장하중의 합 + 폴리머(110)의 인장하중)) * 100

으로 정의된다. 즉, 상기 폴리머(110)에 심어지는 상기 솔리드 코드(120) 및 상기 합성수지 코드(130)의 개별 인장하중을 모두 합하고, 다시 상기 폴리머(110)의 인장하중을 합한 값에 대한 상기 복합소재(100)의 인장하중의 비율이 연효율(%)이 된다.

여기서, 접착력 비율(%)은

접착력 비율(%) = (접착 강도(N/mm²) / 폴리머 인장강도(N/mm²)) * 100

으로 정의된다. 접착 강도는 상기 폴리머(110)와 상기 솔리드 코드(120) 또는 상기 폴리머(110)와 상기 합성수지 코드(130)의 접착력(adhesion force(N))을 접착 계면의 면적으로 나눈 값이다.

도 8은 접착력 비율(%)과 연효율(%)의 관계를 나타내는 도면이며, 도 9는 연효율(%)과 인장하중(N)의 관계를 나타내는 도면이다. 도 8 및 도 9를 참고하면, 접착력 비율(%)이 높아질수록 연효율(%)이 높아지며, 연효율(%)이 높아질수록 상기 복합소재(100)의 인장하중이 높아지는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 폴리머(110)와 상기 솔리드 코드(120) 또는 상기 폴리머(110)와 상기 합성수지 코드(130)의 접착력이 높아질수록 상기 복합소재(100)의 절단하중은 증가한다.

따라서, 상기 폴리머(110)와 상기 솔리드 코드(120) 또는 상기 폴리머(110)와 상기 합성수지 코드(130)의 접착력 비율(%)은 5% 이상인 것이 바람직하다. 접착력 비율(%)이 5% 이하인 경우 상기 복합소재(100)의 인장하중과 절단하중이 작아지기 때문에 상기 복합소재(100)가 목적하는 강도를 얻는 것이 어렵게 된다. 그러므로, 상기 폴리머(110)와 상기 솔리드 코드(120) 또는 상기 폴리머(110)와 상기 합성수지 코드(130)의 접착력 비율(%)은 5% 이상인 것이 바람직하다.

도 10 및 도 11은 상기 복합소재(100)의 신율(Elongation)에 따른 인장강도 와 절단하중를 나타내는 도면이다. 도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 복합소재(100)는 폴리에스테르에 비하여 인장강도 및 절단하중이 증가하며, 신율은 감소하는 것을 알 수 있다. 즉, 상기 복합소재(100)가 인장강도 및 절단하중에 도달했을 때 신율은 폴리에스테르가 인장강도 및 절단하중에 도달했을 때의 신율에 비해 감소하게 된다. 이와 같이 신율이 감소하는 특성은 스틸 코드 소재의 특성으로, 상기 복합소재(100)는 상기 폴리머(110)에 상기 솔리드 코드(120)와 상기 합성수지 코드(130)가 심어짐에 따라 스틸 코드의 특성과 비슷해지는 효과가 있다.

상기 복합소재(100)는 상술한 바와 같이 접착력 비율(%)이 높아질수록 인장하중 및 절단하중이 증가하는 것을 알 수 있으며, 접착력 비율(%)을 높이기 위해서는 상기 폴리머(110)와 상기 솔리드 코드(120) 또는 상기 폴리머(110)와 상기 합성수지 코드(130)의 접착력을 높여야 한다.

접착력을 높이기 위해 상기 폴리머(110)는 접착제를 통해 접착 처리 된 후 상기 솔리드 코드(120) 또는 상기 합성수지 코드(130)와 접착결합 될 수 있다. 접착제의 종류는 상기 폴리머(110)의 종류에 따라 다른 접착제가 사용된다.

상기 폴리머(110)가 고밀도 폴리에틸렌(HDPE : High Density Polyethylene)인 경우 5%의 실란(silane)과 95%의 이온이 제거된 물(deionized water) 또는 5%의 실란과 95%의 에탄올로 이루어진 용액으로 접착 처리된 후 상기 솔리드 코드(120) 또는 상기 합성수지 코드(130)에 접착 결합될 수 있다. 이와 같은 접착처리(화학처리)를 통해 상기 폴리머(110)와 상기 솔리드 코드(120) 또는 상기 폴리머(110)와 상기 솔리드 코드(120)의 접착력이 향상되며, 이에 따라 상기 복합소재(100)의 인장하중 및 절단하중도 증가된다.

도 12a 및 도 12b는 상기 폴리머(110) 중 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 5%의 실란(silane)과 95%의 이온이 제거된 물(deionized water)로 접착처리 하여 아연 도금된 스틸 코드을 접착 결합시킨 샘플의 접착 계면(Adhesion Interface)을 나타내는 도면이다. 도 12a를 참조하면, 접착 계면의 공극이나 기공이 매우 작게 존재하는 것을 알 수 있으며, 이는 상기 폴리머(110)와 상기 스틸 코드이 잘 접착되었다는 것을 의미한다.

도 12b는 상술한 접착 샘플을 EDX로 성분을 분석한 그래프이다. 도 12b를 참조하면, 상기 폴리머(110)의 화학성분인 탄소(C)와 아연 도금된 스틸 코드의 아연 성분이 일정하게 분포되어 있는 것을 알 수 있다. 이는 상기 폴리머(110)와 상기 스틸 코드이 화학적인 접착이 잘 되었다는 것을 의미한다.

도 13a 및 도 13b는 상술한 샘플에서 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 아연 도금된 스틸 코드에 5%의 실란(silane)과 95%의 이온이 제거된 물(deionized water)로 접착처리 하지 않았을 때의 샘플의 접착 계면을 나타내는 도면이다. 13a을 참조하면, 접착 계면에 공극이나 기공이 크게 존재한다. 이는 상기 폴리머(110)와 상기 스틸 코드의 접착이 제대로 이루어지지 않은 것을 나타낸다.

13b는 상술한 샘플을 EDX로 성분을 분석한 그래프로, 상기 폴리머(110)의 화학성분인 탄소(C)가 일정하게 분포되어 있지 않은 것을 알 수 있다. 이는 상기 폴리머(110)와 상기 스틸 코드의 화학적인 접착이 잘 되어 있지 않다는 것을 의미한다.

이처럼 상기 폴리머(110)가 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)인 경우 5%의 실란(silane)과 95%의 이온이 제거된 물(deionized water)로 접착 처리 한 후 상기 솔리드 코드(120) 또는 상기 합성수지 코드(130)에 접착 결합시키면 접착력이 증가하는 것을 알 수 있다. 상기 폴리머(110)가 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)인 경우 접착 처리하기 위해 5%의 실란(silane)과 95%의 이온이 제거된 물(deionized water) 이외에도 5%의 실란(silane)과 95%의 에탄올이 사용될 수도 있다.

접착제의 종류는 상기 폴리머(110)의 종류에 따라 다른 종류의 접착제가 사용될 수 있으며, 상기 폴리머(110)가 TPU 또는 Polyester 인 경우에는 Chemlok 접착제가 사용될 수 있다. Chemlok 접착제는 상용화 된 접착제로 그 상세한 설명은 생략한다. 이와 같은 접착제를 사용함에 따라 상기 폴리머(110)와 상기 솔리드 코드(120) 또는 상기 폴리머(110)와 상기 합성수지 코드(130)의 접착력을 높일 수 있게 된다. 도 14는 TPU에 접착제를 통해 접착 처리를 하기 전 후의 접착력을 비교한 도면이다. 도 14를 참조하면, TPU에 접착제를 통해 접착 처리를 하면 접착력이 증가하는 것을 알 수 있다. 접착제의 종류는 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 폴리머(110)의 종류에 따라 상기 폴리머(110)의 접착력을 증가시킬 수 있는 다양한 접착제가 사용될 수 있음은 물론이다.

상기 폴리머(110)는 접착 촉진제를 첨가하여 이루어질 수 있다. 상기 접착 촉진제를 첨가하기 위해서는 상기 폴리머(110)를 용해시켜 상기 접착 촉진제와 섞어서 사용하게 된다. 상기 접착 촉진제는 상기 폴리머(110)와 상기 솔리드 코드(120) 또는 상기 폴리머(110)와 상기 합성수지 코드(130)의 접착력을 향상시킬 수 있는 것이다. 상기 접착 촉진제는 상기 폴리머(110)의 종류에 따라 다양한 종류가 사용될 수 있으며, 상기 폴리머(110)가 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)으로 이루어질 때, 상기 접착 촉진제는 HDPE-g-MAH가 사용될 수 있다.

도 15는 상기 폴리머(110)가 90%는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)으로 이루어지고, 10%의 HDPE-g-MAH 접착 촉진제를 사용하여 접착력이 향상된 결과를 나타내는 도면이다. 상기 폴리머(110)가 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)일 때, 상기 접착 촉진제는 HDPE-g-MAH 외에 carbon black도 사용될 수 있다. 상기 접착 촉진제를 사용함에 따라, HDPE-g-MAH를 사용할 때는 접착력이 8배 증가하게 되며, carbon black을 사용할 때는 접착력이 2배 증가된다.

상기 폴리머(110)와 상기 솔리드 코드(120) 또는 상기 폴리머(110)와 상기 합성수지 코드(130)의 접착력을 향상시키기 위해서 상기 솔리드 코드(120) 또는 상기 합성수지 코드(130)는 Atmospheric pressure plasma 표면 개질 처리(이하 "플라즈마 표면 개질 처리")가 이루어질 수 있다. 상기 솔리드 코드(120) 또는 상기 합성수지 코드(130)를 플라즈마 표면 개질 처리하면 상기 폴리머(110)와의 접착력이 향상된다.

도 16는 상기 솔리드 코드(120) 또는 상기 합성수지 코드(130)가 플라즈마 표면 개질 처리되기 전후의 상기 폴리머(110)와의 접착부위를 나타내는 도면이다. 플라즈마 표면 개질 처리를 통해 접착 계면에 발생하는 간격(Gap)을 감소시킬 수 있다. 상기 간격(Gap)은 접착 계면의 공극(Void)으로, 플라즈마 표면 개질 처리는 접착 계면의 공극을 감소시킴에 따라 상기 폴리머(110)와 상기 솔리드 코드(120) 또는 상기 폴리머(110)와 상기 합성수지 코드(130)의 접착력을 향상시킬 수 있다.

도 17은 상기 솔리드 코드(120) 또는 상기 합성수지 코드(130)에 플라즈마 표면 개질 처리를 하기 전후의 접착력을 나타내는 도면으로, 상기 폴리머(110)가 TPU 이고 상기 합성수지 코드(130)가 아라미드인 경우의 황동 플레이트(Brass plate)와의 접착력과, 상기 폴리머(110)가 Polyester 이고 상기 합성수지 코드(130)가 아라미드인 경우의 황동 플레이트와의 접착력을 나타내는 시험 결과이다. 도 17을 참고하면, 상기 폴리머(110)가 TPU인 경우는 플라즈마 표면 개질 처리를 통해 약 2배의 접착력이 향상되며, 상기 폴리머(110)가 Polyester인 경우 플라즈마 표면 개질 처리를 통해 약 5배의 접착력이 향상되는 것을 알 수 있다.

상기 폴리머(110)와 상기 솔리드 코드(120) 또는 상기 폴리머(110)와 상기 합성수지 코드(130)가 접착되어, 상기 폴리머(110)와 상기 솔리드 코드(120) 또는 상기 폴리머(110)와 상기 합성수지 코드(130) 사이에 발생한 접착 계면에는 공극(Void)이 발생하는데, 접착 계면 공극 비율(Void ratio at adhesion interface)(%)은 90% 이하인 것이 바람직하다.

여기서, 접착 계면 공극 비율(%)은 상기 복합소재(100)를 절단하였을 때,

접착 계면 공극 비율(%) = (접착 계면에 있는 모든 공극 길이의 합 / 접착 계면의 전체 길이) * 100 으로 정의된다.

도 18을 참조하여 접착 계면 공극 비율(%)을 측정하는 방법을 살펴보면 다음과 같다. 상기 복합소재(100)를 절단한 후 전자 현미경을 사용하여 x 600의 배율로 407.17 * 542.28 μm²면적 안에 있는 모든 공극의 길이를 측정하고 접촉 계면의 길이를 측정하여, 모든 공극 길이의 합을 접착 계면의 전체 길이로 나누어 접착 계면 공극 비율(%)을 측정한다. 도 18의 접촉 계면 공극 비율(%)은 모든 공극 길이의 합이 102.76μm이고, 접착 계면의 전체 길이가 630.83μm로 측정되므로 접착 계면 공극 비율은 102.76 / 630.83 * 100 = 16.3%로 측정될 수 있다.

접착 계면 공극 비율(%)이 90%가 초과 되면, 공극이 커짐에 따라 상기 폴리머(110)와 상기 솔리드 코드(120) 또는 상기 폴리머(110)와 상기 합성수지 코드(130)의 접착력이 작아지고, 이에 따라 상기 복합소재(100)의 인장하중와 절단하중이 작아진다. 따라서, 상기 접착 계면 공극 비율(%)은 90% 이하로 유지하는 것이 바람직하다.

상기 폴리머(110)는 상기 복합소재(100)의 전체 단면적의 15~40% 점유하고 있다. 따라서, 상기 복합소재(100)의 많은 면적을 차지하고 있는 상기 폴리머(110)의 강도를 높이면 상기 복합소재(100)의 강도를 높일 수 있게 된다. 상기 복합소재(100)를 제작하기 위해 상기 폴리머(110)는 용융되어 사용된다. 상기 폴리머(110)의 강도를 높이기 위해서 상기 폴리머(110)를 용융된 상태에서 고압으로 급속 냉각(High pressure and Rapid cooling)하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 폴리머(110)를 응고시 압력을 증가시키면서 빠르게 냉각시키는 것이다. 상기 폴리머(110)를 고압에서 급속 냉각하면 상기 폴리머(110) 내부에 발생하는 공극(Void)이 줄어들게 되며, 이에 따라 상기 폴리머(110)의 인장강도는 증가하게 된다.

도 19a 및 도 19b는 상기 폴리머(110)를 고압에서 급속 냉각하기 전후의 상기 폴리머(110) 내부의 공극을 나타내는 도면이다. 도 19a는 상기 폴리머(110)를 고압에서 급속 냉각하기 전의 도면이며, 도 19b는 상기 폴리머(110)를 고압에서 급속 냉각한 후의 도면이다. 도 19a 및 도 19b를 참조하면, 상기 폴리머(110)를 고압에서 급속 냉각하면 공극의 면적이 2698.57μm에서 173.78μm로 감소하며, 처음의 공극 면적에 비해 1/15로 공극 면적이 줄어들게 된다. 이와 같은 공극의 감소는 상기 폴리머(110)의 인장강도를 증가시키게 된다.

상기 폴리머(110)를 고압으로 급속냉각 시켰을 때, 상기 폴리머 내부 공극 면적 비율(%)은 2% 이하로 하는 것이 바람직하다. 폴리머 내부 공극 면적 비율(%)은 상기 복합소재(100)를 절단하여 측정되며, 폴리머 내부 공극 면적비율(%)은 다음과 같이 정의된다.

폴리머 내부 공극 면적 비율(%) = (폴리머 절단 면적에 존재하는 공극 면적의 합 / 폴리머 절단면적) * 100

폴리머 내부 공극 면적 비율(%)의 측정방법을 살펴보면 다음과 같다. 상기 복합소재(100)를 절단하고 전자 현미경을 사용하여 x 5000 배율에서 사진을 찍는다. 사진에 보이는 공극의 면적을 합하고 사진의 넓이로 나누면 폴리머 내부 공극 면적 비율을 구할 수 있게 된다. 여기서, 상기 복합소재(100)를 절단할 경우 접촉계면이 형성된 곳이 아닌 상기 폴리머(110)만 있는 면적을 절단하여 현미경으로 관찰함으로써 폴리머 내부 공극 면적 비율(%)을 측정할 수 있게 된다.

도 20a 및 도 20b는 상기 폴리머(110)를 고압으로 급속냉각 하기 전후의 폴리머 내부 공극 면적 비율(%)을 나타내는 도면이다. 도 20a는 상기 폴리머(110)를 고압에서 급속 냉각하기 전의 도면이며, 도 20b는 상기 폴리머(110)를 고압에서 급속 냉각한 후의 도면이다. 상기 폴리머(110)를 고압으로 급속 냉각시키면 공극의 면적 합이 감소하게 되고, 이에 따라 폴리머 공극 면적 비율(%)이 감소하게 된다. 도 20a 및 도 20b는 두 가지의 샘플을 측정한 것으로 상기 폴리머(110)를 고압으로 급속 냉각함으로써, 폴리머 공극 면적 비율(%)은 2.71%에서 0.11%로, 4.14%에서 0.18%로 감소하는 것을 알 수 있다.

이하에서는 실시 예를 들어 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 하기의 실시 예는 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것은 아니다.

[실시 예1]

다음의 [표1]은 본 발명의 구체적 실시 예로 상기 폴리머(110), 상기 솔리드 코드(120), 상기 합성수지 코드(130)의 소재 종류 및 접착에 따른 접착력을 나타낸 것이다. 상기 폴리머(110), 상기 솔리드 코드(120), 상기 합성수지 코드(130)는 접착제를 사용하여 폴리머 복합소재 샘플을 인라인 설비에서 제조하였다. 인라인 설비의 공정은 접착제 코팅, 건조, 압출기에서 폴리머 결합으로 이루어진다. 샘플의 접착력(N)은 인장시험기를 통해 상기 폴리머(110)와 상기 솔리드 코드(120) 또는 상기 합성수지 코드(130)가 서로 분리될 때의 인장하중으로 측정하였다. 접착력 시험결과 상기 폴리머(110)가 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)이고 상기 솔리드 코드(120)가 아연도금 된 경우 5%의 실란(silane)과 95%의 이온이 제거된 물(deionized water) 또는 5%의 실란(silane)과 95%의 에탄올로 접착처리 했을 때 접착력이 향상되는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 폴리머(110)가 90%는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)으로 이루어지고 10%는 HDPE-g-MAH 접착 촉진제를 사용했을 때의 접착력 향상되는 것을 알 수 있다. 하기 실시 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

[실시 예2]

다음의 [표2]는 본 발명의 구체적 실시 예로 플라즈마 표면 개질 처리가 상기 솔리드 코드(120) 또는 상기 합성수지 코드(130)와 상기 폴리머(110)의 접착력 향상에 기여 정도를 확인하기 위한 실험이다.

도 17을 참고하면, 황동 플레이트와 합성수지 코드를 상온에서 플라즈마 표면 개질처리를 하고 용융 폴리머를 그들 사이에 침투 시킨 후 일정압력을 가하여 접착시켰다. 폴리머 용해 온도는 195도 내지 205도로 하였으며, 플라즈마 표면 개질 처리속도는 5m/min로 했다. 이와 같은 실험을 통해 [표2]와 같은 샘플을 제조하였으며, 각 샘플의 폴리머와 황동 플레이트 사이의 접착력을 실험하였다. 폴리머의 종류에 따라 플라즈마 표면 개질 처리를 한 경우와 안 한 경우의 접착력 결과는 [표2]에 기재된다. [표2]를 참고하면 플라즈마 표면 개질 처리 후, 폴리머가 TPU인 경우와 폴리머가 Polyseter인 경우 모두 접착력이 증가되었으며, 폴리머가 Polyester인 경우 현저한 접착력 증가가 나타났다. 또한, 본 실험에서 폴리머와 합성수지 코드의 접착계면을 현미경으로 관찰한 결과, 도 16과 같이 접착 계면의 공극 비율이 현저히 줄어 들었다. 특히 폴리머가 Polyester 인 경우와 합성수지 코드가 아라미드인 경우 접착이 우수한 것으로 나타났다. 이처럼, 솔리드 코드 또는 합성수지 코드에 플라즈마 표면 개질 처리를 하면 접촉 계면에 발생하는 공극이 감소하게 되고, 이는 폴리머와 솔리드 코드 또는 폴리머와 합성수지 코드의 접착력을 향상시킬 수 있게 된다. 하기 실시 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

[실시 예3]

다음의 [표3]은 본 발명의 구체적 실시 예로 접착 계면 공극 비율(%) 및 접착력 비율(%)에 따른 인장강도 및 절단하중을 측정한 값을 나타내는 것이다. 황동도금 스틸 코드코드(솔리드 코드), aramid(합성수지 코드), TPU(폴리머)로 이루어진 복합 소재로 접착력을 다르게 하여 5가지 샘플을 제작하였다. 제조방법은 황동도금 스틸 코드코드 표면에 플라즈마 표면 개질 처리 또는 chemlock 접착처리를 하고 TPU 폴리머에 접착 결합 시켰다. 그 위에 aramid를 9가닥 연선하고 플라즈마 표면 개질 처리한 후 TPU 폴리머를 접착 결합시켰다.(도 7의 복합소재 제작) 이때, 플라즈마 표면 개질 처리 조건을 다르게 하여 접착력 비율(%)이 다른 5종류의 샘플을 제작하였다. TPU 폴리머의 결합 온도는 195도 내지 205도로 하였다.

상술한 접착 계면 공극 비율(%) 측정방법을 통해 상기 샘플의 접착 계면 공극 비율(%)을 계산한 결과를 하기 [표3]에 기재하였다. 하기 [표3]을 살펴 보면, 접착력 비율(%)이 증가할수록 연효율 및 절단하중이 증가하는 것을 알 수 있다. 특히 접착력 비율(%)이 3% 에서는 매우 낮은 절단하중이 얻어지므로, 목적하는 절단하중을 얻기 위해 접착력 비율(%)은 5%이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 접착력 비율(%)은 접착 계면 공극 비율(%)과 관계가 있는 것으로 나타났다. 하기 [표3]을 참조하면, 접착 계면 공극 비율(%)이 작을수록 접착력 비율(%)은 증가하는 것을 알 수 있다. 따라서, 목적하는 절단하중을 만족시키기 위해서는 접착 계면 공극 비율(%)을 90% 이하로 하는 것이 바람직하다. 접착 계면 공극 비율(%)은 상술한 플라즈마 표면 개질 처리와 상술한 접착제를 이용한 접착처리를 통해 작게 할 수 있다. 즉, 상술한 플라즈마 표면 개질 처리 및 상술한 접착처리를 통해 접착 계면 공극 비율(%)을 90%이하로 형성할 수 있으며, 이를 통해 상기 복합소재(100)의 인장강도 및 절단하중을 증가시킬 수 있게 된다. 하기 실시 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

[실시 예 4]

다음의 [표4]는 본 발명의 구체적 실시 예로 상기 폴리머(110)를 고압으로 급속 냉각 하기 전후의 특성을 나타내는 표이다. 하기 [표4]의 실험은 폴리머가 TPU인 경우 폴리머 결합의 압력을 높이고 냉각속도를 높여 4종류의 샘플을 제조한 것이다. 4종류 샘플의 작업조건은 하기 [표4]에 기재된 바와 같다.

하기 [표4]에서 보면 높은 압력을 높이고 냉각속도를 적용한 후 폴리머 내부 공극이 약 96% 감소하였고, 이로 인해 TPU 폴리머의 인장강도가 약 2.6배 증가한 것을 알 수 있다. 즉, [표4]를 통하여 압력을 높이고 냉각속도를 높이면 폴리머 내부 공극 면적 비율(%)이 작아지게 되며, 이에 따라 절단하중이 증가하는 것을 알 수 있다. 따라서, 폴리머를 고압으로 급속 냉각 시켜, 폴리머 내부 공극 면적 비율(%)을 2%로 이하로 유지하는 것이 바람직하다. 하기 실시 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

상술한 본 발명의 복합소재(100)는 상기 폴리머(110)와 상기 솔리드 코드(120) 또는 상기 폴리머(110)와 상기 합성수지 코드(130)의 접착력을 향상시키기 위해서 상기 폴리머(110)를 접착제를 통해 접착 처리 하며, 접착 촉진제(가령, 상기 폴리머(110)가 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)인 경우 HDPE-g-MAH 첨가제)를 통해 접착력을 향상시킬 수 있다. 또한 상기 솔리드 코드(120)와 상기 합성수지 코드(130)를 플라즈마 표면 개질 처리를 하여 접착력을 향상시킬 수 있다. 이를 통해 접착력 비율(%)을 5% 이상으로 하는 것이 좋으며, 접착 계면 공극 비율(%)을 90% 이하로 하는 것이 좋다. 이와 같이 접착력 비율(%)을 5% 이상, 접착 계면 공극 비율(%)을 90% 이하로 하여야 상기 복합소재(100)가 원하는 인장강도 및 절단하중을 얻을 수 있게 된다.

이와 함께 상기 폴리머(110)는 고압으로 급속 냉각 되어 폴리머 내부 공극 비율(%)을 2%로 이하로 하는 것이 좋다. 상기 폴리머(110)의 폴리머 내부 공극 비율(%)을 2%로 줄이면 상기 폴리머(110)의 인장강도를 향상시킬 수 있으며, 상기 폴리머(110)는 상기 복합소재(100)에서 많은 부피를 차지하므로 상기 복합소재(100)의 강도를 증가시킬 수 있게 된다.

이와 같이 접착제를 통한 접착처리, 접착 촉진제 사용, 플라즈마 표면 개질 처리, 고압으로 급속 냉각한 상기 복합소재(100)는 다음과 같은 효과를 갖을 수 있다.

먼저, 본 발명의 복합소재(100)는 상기 폴리머(110)에 상기 솔리드 코드(120)와 상기 합성수지 코드(130)를 접합시킴에 따라 우수한 인장강도 및 절단하중을 얻을 수 있다. 상기 폴리머(110)와 상기 합성수지 코드(130)는 스틸 코드에 비해 자중이 작아 우수한 인장강도 및 절단하중을 갖으면서 가벼운 복합소재(100)를 제작할 수 있으며, 인장강도 및 절단하중에서 신율이 작게 형성되어 스틸 코드과 비슷한 특성을 갖는 장점이 있다. 즉, 본 발명의 복합소재(100)는 가벼우면서도 고강도 및 고인성을 갖을 수 있게 된다.

또한, 상기 폴리머(110)를 5%의 실란과 95%의 이온이 제거된 물 또는 5%의 실란과 95%의 에탄올로 이루어진 용액으로 접착 처리하여 상기 솔리드 코드(120)와 상기 합성수지 코드(130)에 접착 결합시키고, 상기 솔리드 코드(120)와 상기 합성수지 코드(130)를 플라즈마 표면 개질 처리하여 상기 폴리머(110)에 접착 결합시킴으로써 상기 폴리머(110)와 상기 솔리드 코드(120) 또는 상기 폴리머(110)와 상기 합성수지 코드(130)의 접착력을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 상기 폴리머(110)는 고압 및 급속 냉각처리 되어 폴리머 내부 공극을 줄임으로써, 상기 폴리머(110)의 인장강도를 증가시킬 수 있는 장점이 있다.

상술한 본 발명의 복합소재(100)는 접착제를 통한 접착처리, 접착 촉진제 사용, 상기 솔리드 코드(120) 또는 상기 합성수지 코드(130)를 플라즈마 표면 개질 처리, 상기 폴리머(110)를 고압으로 급속냉각 하는 과정을 모두 거칠 수 있다. 다만, 상기 복합소재(100)는 이에 한정되어 실시되는 것은 아니며 일부 과정이 생략되어 실시될 수 있음은 물론이다.

이상에서 다양한 실시 예를 들어 본 발명을 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 권리범위로부터 합리적으로 해석될 수 있는 것이라면 무엇이나 본 발명의 권리범위에 속하는 것은 당연하다.

100...복합소재 110...폴리머
111...제1폴리머 112...제2폴리머
120...솔리드 코드 130...합성수지 코드
131...합성수지 코드층 140...필러

Claims

폴리머 복합소재로서,
폴리머;와, 상기 폴리머의 내부에 심어지며 상기 폴리머에 접착 결합되는 솔리드 코드;, 상기 폴리머의 내부에 심어지며 상기 폴리머에 접착 결합되는 합성수지 코드; 및 상기 폴리머에 첨가되는 접착 촉진제;를 포함하며,
상기 솔리드 코드는 적어도 1개 이상의 스틸 코드 또는 합성수지 코드로 이루어지며,
상기 폴리머는 용해된 상태에서 상기 접착 촉진제와 섞인 후, 상기 솔리드 코드 및 상기 합성수지 코드와 접착 결합되며,
상기 폴리머는 용융된 상태에서 고압 및 급속 냉각처리 되어 상기 폴리머 내부 공극 면적 비율이 2%이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 폴리머 복합소재.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 솔리드 코드 또는 상기 합성수지 코드는 플라즈마 표면 개질 처리되어, 상기 폴리머에 접착 결합되는 것을 특징으로 하는 폴리머 복합소재.
제1항에 있어서,
상기 폴리머와 상기 솔리드 코드 또는 상기 폴리머와 상기 합성수지 코드의 접착력 비율은 5% 이상인 것을 특징으로 하는 폴리머 복합소재.
제1항에 있어서,
상기 폴리머와 상기 솔리드 코드 또는 상기 폴리머와 상기 합성수지 코드 사이에 형성되는 접촉 계면의 접촉 계면 공극 비율은 90% 이하인 것을 특징으로 하는 폴리머 복합소재.
제1항에 있어서,
상기 솔리드 코드는 상기 폴리머의 중심에 위치하며,
상기 합성수지 코드는 상기 솔리드 코드 주변에 위치하는 것을 특징으로 하는 폴리머 복합소재.
제7항에 있어서,
상기 합성수지 코드는 복수 개로 이루어져, 상기 솔리드 코드 주변에서 합성수지 코드 층을 형성하고,
상기 합성수지 코드 층은 적어도 1개 이상의 층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리머 복합소재.
제7항에 있어서,
상기 폴리머에 심어져 상기 폴리머에 접착 결합되는 필러를 더 포함하며,
상기 필러는 스틸 코드 또는 합성수지 코드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리머 복합소재.
제1항에 있어서,
상기 솔리드 코드와 상기 합성수지 코드는,
상기 폴리머에 직선 형태, 꼬인선 형태, 직물형태 중 어느 하나 이상의 형태로 심어지는 것을 특징으로 하는 폴리머 복합소재.
제1항에 있어서,
상기 폴리머는 TPU(Thermoplastic Polyurethane), HDPE(high Density Polyethylene), PE(Polyethylene), PP(polypropylene), polyester 중 어느 하나 이상으로 이루어지며,
상기 합성수지 코드는 아라미드, 폴리에스테르, 나일론, 폴리에틸렌 중 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리머 복합소재.
제1항에 있어서,
상기 복합소재의 단면은 원형, 사각형, 플레이트, 쉬트 중 어느 한 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리머 복합소재.
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제1항에 있어서,
상기 접착 촉진제는 HDPE-g-MAH 또는 carbon black으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리머 복합소재.