KR101698114B1 - Fiber reinforced polymer composite and method of roll wiper using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 롤 와이퍼용 섬유 보강형 고분자 복합소재 및 이를 이용한 롤 와이퍼의 제조방법에 관한 것으로, 열간 압연공정의 압연 롤(rolling mill) 표면에 밀착하여 그 표면에 부착되어 있는 이물질을 긁어 제거하는 롤 와이어(roll wiper)의 제조에 사용될 수 있는 롤 와이퍼용 섬유 보강형 고분자 복합소재 및 이를 이용한 롤 와이퍼의 제조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
철강 공장에서 주조되는 두꺼운 두께의 철강 슬래브는 회전하는 여러 개의 압연 롤(Roll) 사이를 통과하면서 수직방향의 높은 압연력에 의하여 슬래브가 압축되어 얇은 철판으로 바뀌는 압연공정을 거친다. A thick steel slab cast in a steel mill is subjected to a rolling process in which the slab is compressed by a high rolling force in the vertical direction while passing between a plurality of rolling rolls, which is then rolled into a thin steel plate.
도 1은 제철소에서 사용되는 일반적인 압연기를 도시한 개략적인 측면도이다. 1 is a schematic side view showing a general rolling mill used in a steel mill.
도 1에 도시한 바와 같이, 압연기는 압연 스트립(S)이 일정 방향으로 가이드 되어 지나가도록 설치된 사이드 가이드(4)와 상기 압연 스트립(S)이 통과하면서 소정의 두께로 압연되도록 하는 워크-롤(1A, 1B), 백업-롤(2A, 2B)과, 상기 워크-롤(1A, 1B)을 냉각시키기 위한 냉각수 및 각종 이물질이 상기 압연 스트립(S)에 떨어지지 않도록 워크-롤에 접촉하는 롤 와이퍼(5)를 포함한다. 상기 롤 와이퍼(5)는 스트리퍼(3)의 와이퍼 프레임(6)에 결합되어, 상기 워크-롤(1A)과 접촉한다. 1, the rolling mill includes a side guide 4 provided so that the rolled strip S is guided in a predetermined direction and a work-roll (not shown) for rolling the rolled strip S to a
제철소의 압연공정에서는 다양한 롤(Roll)이 사용되고 있는데, 이러한 롤 표면에 이물질이나 분진(dust)이 부착되는 경우에는 생산되는 제품의 품질에 악영향을 주기 때문에 반드시 제거하여야 한다. 이를 위하여 롤의 표면에 밀착되어 롤이 회전하는 동안 그 표면에 부착된 이물질을 제거하기 위하여 롤 와이퍼(5)가 사용된다. In rolling mill of steel mill, various rolls are used. If foreign matter or dust adheres to the roll surface, it must be removed because it adversely affects the quality of the produced product. To this end, a roll wiper (5) is used to remove foreign matter adhering to the surface of the roll while the roll is rotated.
특히, 압연공정에서 열연 강판 등을 제조하는 경우 열간 압연용 롤은 높은 복사열에 의하여 온도 범위가 대략적으로 300℃ 정도로 비교적 높기 때문에, 이러한 열간 압연용 롤의 이물질을 제거하기 위해서 사용되는 롤 와이퍼는 내열성, 내마모성, 내충격성, 내수성 및 압축강도 등 기계적 및 열적 물성이 강한 재질이 요구된다. Particularly, in the case of producing a hot-rolled steel sheet or the like in the rolling process, since the temperature range of the hot-rolling roll is relatively high at about 300 ° C. due to high radiant heat, the roll wiper used for removing foreign matter from the hot- , Abrasion resistance, impact resistance, water resistance, compressive strength, and other mechanical and thermal properties.
종래의 롤 와이퍼 제작 공정의 일 예를 살펴보면, 페놀 수지에 함침된 제1면 적층판, 유리 섬유 적층판, 제2면 적층판 및 아라미드 섬유적층판을 적층하여 고온 고압으로 압착하여 롤 와이퍼를 제조하는 방법이 공지되어 있다. As an example of a conventional process for manufacturing a roll wiper, a method of laminating a first face laminate plate, a glass fiber laminate plate, a second face laminate plate and an aramid fiber laminate impregnated with phenol resin and pressing them at a high temperature and a high pressure to manufacture a roll wiper .
그러나, 이러한 종래의 롤 와이퍼는 300 ℃ 이상의 높은 온도에서 작업이 이루어지는 열간 압연공정의 압연기에서 압연 롤 표면과 접촉 시에, 높은 온도와 압력으로 인해 페놀 수지가 취성파손 되거나 섬유부와 분리되어 롤 와이퍼가 손상되는 문제점 등이 발생할 수 있으며, 이로 인해 롤 와이퍼를 자주 교체해야 하는 문제점이 발생할 우려가 있다. However, such a conventional roll wiper has a problem in that, when it comes into contact with the rolling roll surface in a rolling mill in a hot rolling process in which the work is performed at a high temperature of 300 DEG C or more, the phenol resin is brittle broken due to high temperature and pressure, There is a possibility that the roll wiper may be frequently replaced.
본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 유리 섬유 패브릭 또는 바잘트 섬유 패브릭과 같은 섬유 패브릭을 내열 및 기계적 물성 강화를 위한 금속 산화물 충진재와 저마찰을 위한 고체 윤활제가 복합된 페놀 수지 조성물에 함침시켜 제조됨으로써 내열성, 내마모 및 마찰특성이 우수하여, 열간 압연롤을 위한 롤 와이퍼의 소재로 우수한 특성을 지니며, 사용 수명 향상이 가능한, 롤 와이퍼용 섬유 보강형 고분자 복합소재 및 이를 이용한 롤 와이퍼의 제조방법을 제공한다. Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a fiber fabric, such as a glass fiber fabric or a Vasart fiber fabric, with a phenol resin composition comprising a metal oxide filler for strengthening heat resistance and mechanical properties and a solid lubricant for low friction A fiber reinforced polymeric composite material for a roll wiper which is excellent in heat resistance, abrasion resistance and friction characteristics and excellent in properties as a material of a roll wiper for a hot rolling roll and capable of improving service life, A method of manufacturing a roll wiper is provided.
본 발명의 일 측면에 의하면, 섬유 패브릭을 페놀수지 조성물에 함침시켜 형성된 섬유 보강형 고분자 복합소재로서, 상기 섬유 패브릭은 유리섬유 또는 바잘트 섬유 중에서 적어도 어느 하나로 선택되며, 상기 페놀수지 조성물은 페놀 수지; 금속 산화물 충진재; 고체 윤활제를 성분으로 포함하는 섬유 보강형 고분자 복합소재를 제공한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a fiber reinforced polymer composite material formed by impregnating a fiber fabric with a phenolic resin composition, wherein the fiber fabric is selected from at least one of glass fiber and barazalt fiber, ; Metal oxide filler; A reinforcing polymer composite material comprising a solid lubricant as a component is provided.
본 발명에 의하면, 상기 섬유 보강형 고분자 복합소재는, 섬유 패브릭 40~60 중량%, 페놀 수지 25~49 중량%, 금속 산화물 충진재 0.5~15 중량%, 고체 윤할제 0.5~15 중량%를 포함한다. According to the present invention, the fiber reinforced polymer composite material includes 40 to 60 wt% of a fiber fabric, 25 to 49 wt% of a phenol resin, 0.5 to 15 wt% of a metal oxide filler, and 0.5 to 15 wt% of a solid lubricant .
본 발명에 의하면, 상기 금속 산화물 충진재는 사산화삼철(Fe3O4)을 포함하는 것이 바람직하다. According to the present invention, the metal oxide filler preferably includes iron ( III ) oxide (Fe 3 O 4 ).
본 발명에 의하면, 상기 금속 산화물 충진재는 크기가 0.5 ㎛ ~ 10 ㎛인 것이 바람직하다. According to the present invention, it is preferable that the metal oxide filler has a size of 0.5 탆 to 10 탆.
본 발명에 의하면, 상기 고체윤활제는, 이황화텡스텐(WS2), 산화안티몬(Sb2O3), 그라파이트, 그래핀, 플로렌, 산화납, 산화티타니움, 산화철, 테프론(PTFE) 및 보론나이트라이드(BN)로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상인 것이 바람직하며, 그라파이트를 포함하는 것이 더욱 바람직하다. According to the present invention, the solid lubricant is at least one selected from the group consisting of tungsten disulfide (WS 2 ), antimony oxide (Sb 2 O 3 ), graphite, graphene, fluorene, lead oxide, titanium oxide, iron oxide, (BN), and more preferably at least one selected from the group consisting of graphite.
본 발명에 의하면, 상기 고체윤활제는 크기가 0.5 ㎛ 내지 10 ㎛ 인 것이 바람직하다.According to the present invention, it is preferable that the size of the solid lubricant is 0.5 to 10 mu m.
본 발명에 의하면, 상기 고체윤활제는 그라파이트를 포함하는 것이 바람직하다. According to the present invention, it is preferable that the solid lubricant comprises graphite.
본 발명에 의하면, 상기 페놀수지 조성물은 성분으로 무기계 섬유 패브릭과 유기계 페놀수지의 결합력 증진을 위한 커플링제를 0.1 ~ 1.0 중량% 더 포함하는 것이 바람직하다. According to the present invention, it is preferable that the phenolic resin composition further comprises 0.1 to 1.0 wt% of a coupling agent for enhancing the bonding strength between the inorganic fiber fabric and the organic phenolic resin.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 상술한 섬유 보강형 고분자 복합소재로 제조된 롤 와이퍼를 제공하며, 상기 롤 와이퍼는 비중이 1.3 이상, 경도(HRM)가 100 이상, 인장강도 140 MPa 이상, 압축강도 250 MPa 이상, 굽힘강도 180 MPa 이상인 물성치를 갖는다. According to another aspect of the present invention, there is provided a roll wiper made of the fiber reinforced polymer composite material, wherein the roll wiper has a specific gravity of 1.3 or more, a hardness (HRM) of 100 or more, a tensile strength of 140 MPa or more, 250 MPa or more, and a bending strength of 180 MPa or more.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 상술한 섬유 보강형 고분자 복합소재를 이용한 롤 와이퍼를 제조하는 방법으로서, (a) 페놀수지 조성물을 함침조에 투입하여 교반하면서 페놀수지 조성물에 섬유패브릭을 함침하고 반건조하여 적층판 형태의 프리프레그를 제조하는 단계; 및 (b) 프리프레그들을 적층하여 프레스성형기에서 고온고압으로 압축성형하면서 열 경화시켜 롤 와이퍼를 제조하는 단계를 포함하며, 상기 (b) 단계는 프레스 성형기에서 온도 150~200℃, 압력 50~220kg/cm2 으로 압축 성형되며, 30~120분 시간 동안 열 경화된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a roll wiper using the above-described fiber reinforced polymer composite material, comprising the steps of: (a) impregnating a phenolic resin composition with a fiber fabric, Thereby producing a prepreg in the form of a laminate; And (b) laminating prepregs, and thermally curing the laminate by compression molding at a high temperature and a high pressure in a press molding machine to produce a roll wiper, wherein the step (b) is carried out at a temperature of 150 to 200 ° C and a pressure of 50 to 220 kg / cm < 2 > and thermally cured for 30 to 120 minutes.
본 발명에 의하면, 상기 (a) 단계에서 함침조에 투입되는 페놀수지 조성물은, 볼-밀링 공정이 수행된 후 함침조에 투입되는 것이 바람직하며, 상기 (a) 단계는, 초음파 가진기를 구비한 함침조에서 초음파 가진이 수행되면서 함침이 이루어지는 것이 바람직하다. According to the present invention, it is preferable that the phenol resin composition injected into the impregnation tank in the step (a) is introduced into the impregnation tank after the ball-milling process is performed, and the step (a) It is preferable that the impregnation is performed while the ultrasonic wave excitation is performed.
본 발명에 의하면, 상기 롤 와이퍼는 비중이 1.3 이상, 경도(HRM)가 100 이상, 인장강도 140 MPa 이상, 압축강도 250 MPa 이상, 굽힘강도 180 MPa 이상인 물성치를 갖도록 제조된다. According to the present invention, the roll wiper is manufactured to have a specific gravity of 1.3 or more, a hardness (HRM) of 100 or more, a tensile strength of 140 MPa or more, a compressive strength of 250 MPa or more, and a bending strength of 180 MPa or more.
본 발명에 따른 섬유 보강형 고분자 복합소재는 내열성과 내마모성이 우수하여 압축강도, 충격강도, 경도 등의 기계적 성질이 뛰어나 열간 압연기의 롤러에 밀접하게 장착하여 장기간 사용함이 가능하다. 또한, 물론, 300℃ 이상의 고온 조건에서 사용되는 다양한 종류의 내열, 내마모 및 저마찰용 미끄럼 부재의 소재로 활용 가능한 장점이 있다. The fiber reinforced polymer composite material according to the present invention is excellent in heat resistance and abrasion resistance and is excellent in mechanical properties such as compressive strength, impact strength and hardness and can be closely attached to rollers of a hot rolling mill for long term use. Of course, there is an advantage that it can be utilized as various types of materials for heat resistance, abrasion resistance and low friction sliding members used at high temperature of 300 DEG C or more.
도 1 은 일반적인 압연 공정을 설명하기 위한 압연기의 개략적인 측면도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 섬유 보강형 고분자 복합소재의 성능을 평가하기 위해 사용된 고온 왕복동 마찰마모시험기를 도시한 도면이다.
도 3 은 본 발명에 따른 섬유 보강형 고분자 복합소재의 조성 변화에 따른 마찰마모시험 결과를 보여주는 도면이다.1 is a schematic side view of a rolling mill for explaining a general rolling process.
FIG. 2 is a view showing a high-temperature reciprocating friction abrasion tester used for evaluating the performance of a fiber-reinforced polymer composite according to the present invention.
FIG. 3 is a graph showing the results of a friction and wear test according to the compositional change of the fiber reinforced polymer composite according to the present invention.
이하, 본 발명의 일 구현예에 따른 롤 와이퍼용 섬유 보강형 고분자 복합소재 및 이를 이용한 롤 와이퍼의 제조방법에 대하여 설명한다. Hereinafter, a fiber reinforced polymer composite material for a roll wiper according to an embodiment of the present invention and a method for manufacturing a roll wiper using the same will be described.
본 발명의 일 구현예 따른 롤 와이퍼용 섬유 보강형 고분자 복합소재는, 유리 섬유 패브릭 또는 바잘트 섬유 패브릭 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 섬유 패브릭을, 페놀수지, 금속산화물 충진재, 고체윤활제를 포함하는 페놀수지 조성물에 함침시켜 제조된다. 바람직하게는 페놀수지 조성물은 바람직하게는 커플링제를 포함한다. The fiber reinforced polymer composite material for a roll wiper according to an embodiment of the present invention is obtained by kneading at least one fiber fabric selected from a glass fiber fabric or a Vasartite fiber fabric with a phenol resin, a metal oxide filler, a phenol resin ≪ / RTI > Preferably the phenolic resin composition preferably comprises a coupling agent.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 롤 와이퍼의 제조방법은, 페놀수지 조성물에 유리 섬유 패브릭 또는 바잘트 섬유 패브릭을 함침시키고 반건조하여 적층판 형태의 프리프레그를 성형하는 공정과, 프리프레그를 적층하여 프레스 성형기에서 고온 고온으로 압축 성형하면서 열 경화시켜 롤 와이퍼를 성형하는 공정을 포함한다. 여기서 페놀수지 조성물은 페놀수지, 금속산화물 충진재, 고체윤활제를 포함하며, 바람직하게는 커플링제를 포함한다. A method of manufacturing a roll wiper according to an embodiment of the present invention includes the steps of impregnating a phenolic resin composition with a glass fiber fabric or a Vasartite fiber fabric and semi-drying to form a prepreg in the form of a laminate, And forming a roll wiper by thermosetting while compressing and molding at high temperature and high temperature in a press molding machine. Wherein the phenolic resin composition comprises a phenolic resin, a metal oxide filler, a solid lubricant, and preferably a coupling agent.
고분자 수지에 유리 섬유 등과 섬유 구조체가 보강된 복합소재의 마찰 특성은 단단한 섬유 구조체를 지지하는 역할을 담당하는 고분자 수지의 내열, 내마모 및 미끄럼 마찰 특성이 매우 중요한 역할을 한다. 미끄럼 상대접촉 하에서 고분자 수지는 대표적으로 연삭마모, 응착마모 및 피로마모에 의하여 마모가 진행되는 것으로 알려져 있다. 상대 접촉하는 두 표면 사이에서 상대적으로 단단한 표면에서의 미세한 크기의 표면돌기가 상대 표면을 긁음에 의하여 발생하는 연삭 마모를 저감하기 위해서는 고분자 수지 내에 단단한 물성을 지닌 입자를 충진하거나 고분자 수지의 기계적 강도를 증가시킬 수 있는 화학적 바인더의 변성이 효과적일 수 있다. The friction characteristics of composites reinforced with fiberglass and fiberglass in polymer resin play a very important role in heat resistance, abrasion resistance and sliding friction characteristics of polymer resin which plays a role of supporting rigid fiber structure. Under sliding contact, polymer resin is known to be worn by grinding wear, adhesion wear and fatigue wear. In order to reduce abrasive wear caused by scratching of the relative surface of the surface protrusion of a small size on the relatively hard surface between the two surfaces that are in contact with each other, it is necessary to fill the polymer resin with particles having hard physical properties or to increase the mechanical strength The denaturation of the chemical binder which can be increased may be effective.
한편, 두 마찰접촉면 경계에서 상호 응착에 의하여 서로 들러붙는 특성에 의하여 발생하는 응착마모를 저감하기 위하여 수지에 내응착 특성이 우수한 충진재를 사용하는 것이 효과적이며, 재료 내부의 미세한 결함에서 발생하는 미소 크랙의 전파에 의하여 발생하는 피로마모를 저감하기 위하여도 마찰 저감을 위한 고체윤활제를 첨가하는 것이 효과적이다. On the other hand, in order to reduce the adhesion wear caused by the mutual adhesion due to the mutual adhesion at the two friction contact interfaces, it is effective to use a filler having excellent adhesion resistance to the resin, and a micro crack It is effective to add a solid lubricant for friction reduction in order to reduce fatigue wear caused by the propagation of electromagnetic waves.
일반적인 탄성접촉역학 이론에 의하면 미끄럼 접촉운동 시에 동마찰계수가 대략적으로 0.3 이상일 경우는 재료에 부가되는 최대응력이 접촉 경계면에서 발생하는 반면에, 0.3 이하에서는 최대응력이 접촉면 하부의 재료 내부에 위치하므로 동마찰계수를 0.3 이하로 줄임으로써 마찰접촉면 표면에서 발생하는 피로마모를 저감할 수 있는 효과를 얻을 수 있는 것으로 알려져 있다. According to the general elastic contact dynamics theory, when the kinetic friction coefficient is about 0.3 or more at the sliding contact motion, the maximum stress applied to the material occurs at the contact interface, while at 0.3 or less, the maximum stress is located inside the material It is known that the fatigue wear occurring on the surface of the friction contact surface can be reduced by reducing the coefficient of dynamic friction to 0.3 or less.
또한 본 발명에서와 같이 섬유 보강형 고분자 복합소재에서는 재료 내부에 미세한 크기의 다공성 구조적 형태를 이루고 있어서 반복적인 접촉하중 또는 충격하중에 의하여 크랙이 발생하는 등 피로마모가 발생하기 쉬울 뿐만 아니라 수지의 취성에 의한 취성 파손이 발생할 수 있으므로 재료의 인성(toughness)이 높은 고분자 수지를 사용하는 것이 바람직하다. Also, as in the present invention, the fiber-reinforced polymer composite material has a porous structure of a minute size inside the material, which causes cracks due to repetitive contact load or impact load, and is liable to cause fatigue wear, It is preferable to use a polymer resin having a high toughness of the material.
또환, 고분자 수지 매트릭스에 유리 섬유 등이 보강된 복합소재로 제조된 압연 롤 와이퍼의 높은 내구수명을 얻기 위하여 바람직한 고분자 바인더 수지의 물성으로 요구되는 일반적인 사항들은 높은 인장강도, 높은 인성 및 우수한 미끄럼 특성이며, 특히 300 ℃이상의 고온 분위기에서 압연이 진행되는 열간압연의 경우에서는 높은 온도에서 견딜 수 있는 고분자 수지의 우수한 내열 특성 및 내수성 등이 요구된다.In order to obtain a high durability life of a rolling roll wiper made of a composite material reinforced with a glass fiber reinforced with a polymer resin matrix, general properties required for physical properties of the polymer binder resin are high tensile strength, high toughness and excellent sliding property , Particularly in the case of hot rolling in which rolling is carried out in a high temperature atmosphere of 300 DEG C or more, excellent heat resistance and water resistance of a polymer resin which can withstand high temperatures are required.
상기 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 일 구현예에 따르면 섬유 보강형 고분자 복합소재는, 섬유 패브릭을 페놀 수지 조성물에 함침시킨 것으로, 유리 섬유 패브릭 또는 바잘트 섬유 패브릭 중 적어도 어느 하나의 섬유 패브릭 40~60 중량 %, 페놀 수지 25~49 중량%, 금속산화물 충진재 0.5~15 중량%, 고체 윤할제 0.5~15 중량%를 포함하며, 바람직하게는, 커플링제 0.1~1.0 중량%를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a fiber reinforced polymer composite material comprising a fibrous fabric impregnated with a phenolic resin composition, wherein at least one of a fiber fabric, By weight, 40 to 60% by weight of a phenol resin, 25 to 49% by weight of a phenol resin, 0.5 to 15% by weight of a metal oxide filler, and 0.5 to 15% by weight of a solid lubricant, preferably 0.1 to 1.0% by weight of a coupling agent.
섬유 패브릭은 섬유 보강형 고분자 복합소재의 기계적 강도를 강화하기 위해 사용되는 데, 본 발명에서는 유리 섬유 패브릭 또는 바잘트 섬유(Basalt Fiber) 패브릭을 포함한다. The fiber fabric is used to enhance the mechanical strength of the fiber reinforced polymer composite material, and in the present invention, it includes a glass fiber fabric or a Basalt Fiber fabric.
바질트섬유는 기계적 인장강도가 우수하고 800℃ 이상의 고온 분위기 하에서도 내열성이 우수한 장점이 있어 300℃ 이상의 고온 작업이 이루어지는 열간 압연용 롤 와이퍼 소재를 위한 내열성 확보에 특히 유리한 장점이 있다. 그러나, 바잘트 섬유는 유리 섬유에 비하여 재료원가가 수배 이상으로 복합소재의 원가를 상승시키는 단점이 있다. 본 발명에 의하면, 복합소재의 섬유 패브릭으로 유리 섬유를 사용하는 경우에도 내마모성 등 롤 와이퍼에서 요구되는 내구수명을 만족시키는 것이 가능하므로, 원가적 측면에서 유리 섬유를 사용하는 것이 바람직하다. Basis fibers are excellent in mechanical tensile strength and excellent in heat resistance even in a high temperature atmosphere of 800 占 폚 or more, which is particularly advantageous for securing heat resistance for a roll wiper material for hot rolling at a high temperature of 300 占 폚 or more. However, there is a disadvantage that the cost of the composite material increases with the cost of the material, which is several times higher than that of the glass fiber. According to the present invention, even when glass fiber is used as a composite fiber fabric, since it is possible to satisfy the durability life required in a roll wiper, such as abrasion resistance, it is preferable to use glass fiber from a cost standpoint.
본 발명에 의하면, 페놀수지는 바람직한 내열성, 기계적 강도 및 인성 등과 같은 최적의 물성 조합을 얻기 위해 레졸형 페놀수지와 노볼락형 페놀수지가 배합하여 사용한다. 노볼락형 페놀 수지의 배합 비율이 상대적으로 감소할 경우에는 페놀수지의 기계적 강도는 증가하나, 인성이 상대적으로 떨어져서 취성 마모가 발생할 가능성이 높아진다. 따라서, 페놀수지는 바람직하게는 레졸형 페놀수지와 노볼락형 페놀수지가 3:1 내지 5:1 의 부피비로 배합되는 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 4:1 부피비로 배합된다. According to the present invention, a phenol resin is used in combination with a resol-type phenol resin and a novolak-type phenol resin in order to obtain an optimum combination of physical properties such as heat resistance, mechanical strength and toughness. When the proportion of the novolak type phenol resin is relatively decreased, the mechanical strength of the phenolic resin is increased, but the toughness is relatively decreased and the possibility of brittle abrasion is increased. Accordingly, the phenolic resin is preferably blended in a volume ratio of 3: 1 to 5: 1, and most preferably in a volume ratio of 4: 1, of the resol-type phenolic resin and the novolak-type phenolic resin.
본 발명에 의하면 섬유 보강형 고분자 복합재료의 조성으로 금속 산화물 충진재가 첨가되어 페놀수지의 내열성 및 기계적 물성이 강화되도록 한다. 금속 산화물로는 Al, Si, Zr, Fe, Sb, Sn, Zn, Ti 등의 다양한 금속 산화물이 사용될 수 있다. 다양한 금속 산화물 중에서 하나 이상의 금속 산화물이 충진재로서 0.5~15 중량% 첨가되는 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 금속 산화물 충진재는 5~10중량%로 포함된다. 금속 산화물 충진재의 함량이 0.5 중량% 미만인 경우에는 내열성 및 기계적 물성 보강형 효과가 저하되며, 바람직하게는 5중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 또한, 금속 산화물 충진재가 적당량 이상으로 첨가되는 경우 페놀 수지와 섬유 구조체 간의 결합력이 상대적으로 감소할 우려가 있고 복합소재 내에서 다공성 구조를 형성하여 재료의 인성이 감소될 우려가 있다. 따라서 금속 산화물 충진재는 15 중량% 이하로 첨가되는 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 10 중량% 이하로 첨가된다. According to the present invention, a metal oxide filler is added to the composition of the fiber reinforced polymer composite material so that heat resistance and mechanical properties of the phenolic resin are enhanced. As the metal oxide, various metal oxides such as Al, Si, Zr, Fe, Sb, Sn, Zn, and Ti can be used. Among the various metal oxides, it is preferable that at least one metal oxide is added as a filler in an amount of 0.5 to 15 wt%, and most preferably, the metal oxide filler is included in an amount of 5 to 10 wt%. When the content of the metal oxide filler is less than 0.5% by weight, the effect of improving the heat resistance and mechanical properties is lowered, and preferably the content is at least 5% by weight. Also, when the metal oxide filler is added in an appropriate amount or more, the bonding force between the phenolic resin and the fibrous structure may be relatively decreased, and the porous structure may be formed in the composite material, thereby reducing the toughness of the material. Therefore, the metal oxide filler is preferably added in an amount of 15 wt% or less, and most preferably 10 wt% or less.
본 발명에 의하면 금속 산화물 충진재로는 사산화삼철(Fe3O4)을 사용하는 것이 가장 바람직하며, 0.5 ㎛ 내지 10㎛ 입자 크기를 갖는 것이 바람직하다. According to the present invention, it is most preferable to use iron ( III ) oxide (Fe 3 O 4 ) as the metal oxide filler, and it is preferable that the metal oxide filler has a particle size of 0.5 μm to 10 μm.
사산화삼철(Fe3O4)을 첨가하는 경우 고온 하에서의 열적 안정성 및 기계적 강도 증가 효과가 매우 증가하며 고온 하에서 윤활특성이 상대적으로 우수하므로 이를 선택하는 것이 바람직하다. 또한, 금속 산화물 충진재의 입자 크기가 0.5 ㎛ 미만인 경우에 기계적 물성 보강형의 효과가 저하되며, 10 ㎛을 초과하는 경우에는 충진재의 분산성이 떨어지므로, 0.5 ㎛ 내지 10㎛ 크기의 것이 사용되는 것이 바람직하다. The addition of Fe 3 O 4 (Fe 3 O 4 ) increases the effect of increasing the thermal stability and mechanical strength at high temperatures, and it is preferable to select it because the lubrication characteristics are relatively high at high temperatures. In addition, when the particle size of the metal oxide filler is less than 0.5 탆, the effect of the mechanical property reinforcing type is lowered. When the particle size exceeds 10 탆, the dispersibility of the filler is lowered. desirable.
본 발명에 따른 섬유 보강형 고분자 복합소재는 조성으로 고체 윤활제를 포함한다. 고체 윤활제는, 이황화텡스텐(WS2), 산화안티몬(Sb2O3), 그라파이트, 그래핀, 플로렌, 산화납, 산화티타니움, 테프론(PTFE) 및 보론나이트라이드(BN)로 이루어진 군 중에서 하나 이상을 0.5~15 중량%로 포함하는 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 5~10 중량% 로 포함된다. The fiber-reinforced polymer composite according to the present invention comprises a solid lubricant in its composition. From the solid lubricant, the group consisting of disulfide, tungsten (WS 2), antimony oxide (Sb 2 O 3), graphite, graphene, Florencio, lead oxide, oxide titanium, Teflon (PTFE), and boron nitride (BN) And more preferably 0.5 to 15% by weight, and most preferably 5 to 10% by weight.
고체윤활제는 이황화몰리브덴(MoS2)이 가장 일반적으로 사용된다. 그러나 본 발명의 구현예에서와 같이 열간 압연공정 경우는 압연 스트립의 냉각을 위하여 물을 냉각수로 사용하기 때문에 수분과의 화학적 반응 위험이 높아 고체윤활제로 사용하는 것이 바람직하지 않다. Molybdenum disulfide (MoS 2 ) is the most commonly used solid lubricant. However, as in the embodiment of the present invention, since the hot rolling process uses water as cooling water for cooling the rolled strip, there is a high risk of chemical reaction with water, and therefore, it is not preferable to use it as a solid lubricant.
본 발명에 의하면 고체 윤활제는 그라파이트가 가장 바람직하다. 그라파이트는 수분이 존재하는 분위기에서는 윤활특성이 더욱 좋아지는 특성이 있다.According to the present invention graphite is the most preferable solid lubricant. The graphite has a characteristic that the lubricating property is further improved in an atmosphere in which moisture exists.
또한, 본 발명에 의하면 고체윤활제의 크기는 0.5 ㎛ 내지 10 ㎛ 인 것이 바람직하다. 고체 윤활제의 크기가 0.5 ㎛ 미만이면 윤활 내구성이 떨어지고, 10 ㎛ 를 초과하면 고체윤활제의 분산성이 떨어진다. Further, according to the present invention, the size of the solid lubricant is preferably 0.5 탆 to 10 탆. When the size of the solid lubricant is less than 0.5 mu m, the lubricity durability is degraded. When the size exceeds 10 mu m, the dispersibility of the solid lubricant is deteriorated.
본 발명에 의하면, 복합소재의 포함되는 섬유 구조체와 페놀 수지의 결합력을 증가시키기 위하여 커플링제(coupling agent)를 0.1~1.0 중량% 첨가하는 것이 바람직하다. 커플링제는 무기계 섬유 패브릭과 유기계 페놀 수지의 결합력을 증진시키는 유-무기계 결합력 증진용 커플링로서, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 4-aminobbutyltriethoxysilane, m-aminophenyltrimethoxysilane, 11-aminoundecyltriethoxysilane, 실리콘계 커플링제를 포함하며, 바람직하게는 실리콘계 커플링제를 사용한다. 이러한 커플링제의 함량은 1.0 중량% 인 것이 가장 바람직하다. According to the present invention, it is preferable to add 0.1 to 1.0 wt% of a coupling agent in order to increase the binding force between the fibrous structure and the phenolic resin. The coupling agent is a coupling agent for improving the coupling strength between the inorganic fiber fabric and the organic phenolic resin. Examples of the coupling agent include 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 4-aminobutyltriethoxysilane, 11-aminophenyltrimethoxysilane and 11-aminoundecyltriethoxysilane. And a silicone-based coupling agent is preferably used. The content of such a coupling agent is most preferably 1.0% by weight.
본 발명의 일 구현예에 따른 롤 와이퍼의 제조방법에 대해 설명한다.A method of manufacturing a roll wiper according to an embodiment of the present invention will be described.
본 발명에 따른 롤 와이퍼의 제조방법은 (a) 페놀수지 조성물을 함침조에 투입하여 교반하면서 페놀수지 조성물에 섬유 패브릭을 함침하고 반건조하여 적층판 형태의 프리프레그(prepreg)를 제조하는 단계 (b) 프리프레그들을 적층하여 프레스 성형기에서 고온 고압으로 압축 성형하면서 열 경화시켜 롤 와이퍼를 제조하는 단계를 포함한다. (B) preparing a prepreg in the form of a laminate by impregnating a phenolic resin composition with a fiber fabric and then drying the phenol resin composition by stirring the phenolic resin composition with stirring; Prepregs are laminated and thermo-cured by compression molding at high temperature and high pressure in a press molding machine to produce a roll wiper.
(a) 단계에서 함침조에서 투입되는 페놀수지 조성물은, 볼-밀링 공정을 이용하여 페놀수지 내에 혼합된 금속산화물 충진재, 고체 윤활제, 바람직하게는 커플링제을 포함하는 성분들이 충분히 교반되면서 고르게 혼합되도록 하는 공정을 수행한 후 함침조에 투입하는 것이 바람직하다. 또한, 프리프레그를 제조할 때 초음파 가진기를 구비한 함침조를 사용하여 초음파 가진을 통해 페놀 수지 내에서 금속산화물 충진재, 고체 윤활제들이 균일하게 분산되면서 페놀수지 조성물에 섬유 패브릭이 함침되도록 하는 것이 바람직하다. the phenol resin composition to be fed in the impregnation tank in the step (a) is prepared so that the components including the metal oxide filler, the solid lubricant, and the coupling agent, which are mixed in the phenol resin, are uniformly mixed while sufficiently stirring using a ball-milling process It is preferable to carry out the step of introducing it into the impregnation tank. It is also preferable that the impregnation tank having an ultrasonic vibrator is used to uniformly disperse the metal oxide filler and the solid lubricant in the phenol resin through the ultrasonic wave excitation when the prepreg is manufactured so that the phenolic resin composition is impregnated with the fiber fabric .
적층판 형태로 제작되는 프리프레그는 완전히 함침되어 적신 상태에서 꺼내어 반건조되는데, 반건조는 프리프레그가 열경화를 통해 완전 경화되지 전 상태로, 일반적으로 1일 정도의 자연건조를 통해 수행될 수 있다. 반건조된 프리프레그는 복수개 적층되어 고온고압 조건에서 열경화되어 롤 와이퍼로 성형된다. The prepreg, which is formed in the form of a laminate, is completely impregnated and is semi-dried by being taken out from the wet state. The semi-drying can be carried out through natural drying for about one day in general, before the prepreg is fully cured by thermosetting . A plurality of semi-dried prepregs are laminated, thermally cured under high temperature and high pressure conditions, and formed into a roll wiper.
(b) 단계에서는, 프리프레그를 요구되는 두께의 롤 와이퍼에 맞게 여러장 적층된 후 프레스 성형기에서, 온도 150~200℃, 압력 50~220kg/cm2 으로 압축 성형되며, 30~120분 시간 동안 열 경화시킨다. In step (b), prepregs are laminated several times in accordance with a roll wiper having a required thickness and then compression-molded at a temperature of 150 to 200 DEG C and a pressure of 50 to 220 kg / cm < 2 & Thermally cured.
(b) 단계에서 제작된 롤 와이퍼는 성형 프레스에서 열판 온도가 자연적으로 20~30℃에 도달할 때까지 두어 서서히 냉각되는 데, 급속한 냉각에 의한 열변형을 최소화할 수 있다. The roll wipers manufactured in the step (b) are cooled gradually until the hot plate temperature naturally reaches 20 to 30 ° C in the molding press, and the thermal deformation due to the rapid cooling can be minimized.
이러한 공정을 통해 롤 와이퍼는 비중이 1.3 이상, 경도(HRM)가 100 이상, 인장강도 140 MPa 이상, 압축강도 250 MPa 이상, 굽힘강도 180 MPa 이상의 물성치를 갖도록 제조된다. Through these processes, the roll wiper is manufactured to have a specific gravity of 1.3 or more, a hardness (HRM) of 100 or more, a tensile strength of 140 MPa or more, a compressive strength of 250 MPa or more, and a bending strength of 180 MPa or more.
상술한 프레프레그 및 롤 와이퍼는, 상술한 본 발명의 일 구현에 따른 섬유 보강형 고분자 복합소재로 형성된 것으로, 예를 들면, 유리 섬유 패브릭 또는 바잘트 섬유 패브릭 중 적어도 어느 하나의 섬유 패브릭 40~60 중량 %, 페놀 수지 25~49 중량%, 금속산화물 충진재 0.5~15 중량%, 고체 윤할제 0.5~15 중량%를 포함하며, 바람직하게는, 커플링제 0.1~1.0 중량%를 포함한다. The above-mentioned prepreg and roll wiper are formed of a fiber reinforced polymer composite material according to one embodiment of the present invention. For example, the wipers may be formed of at least one of
이하에서 본 발명의 실시예들을 들어 보다 상세히 설명한다. 그러나 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail. However, the present invention is not limited thereto.
도 2 는, 본 발명에 따른 섬유 보강형 고분자 복합소재로 제조된 시편의 미끄럼 마찰특성 및 고온 분위기 하에서의 내구수명을 평가하기 위한 장치를 도시한 도면이다. 도 2 에 도시된 장치는 Cameron Plint 사 제품인 고온 왕복동 마찰마모시험기(ASTM G-133)이다. 도면에서 11은 마찰력 측정센서, 12는 시편 콘테이너, 13 은 디스크형 시편, 14는 하중, 15는 왕복 운동, 16은 열전 온도계, 17은 시험 플레이트, 18은 가열 히터 블록이다. 2 is a view showing an apparatus for evaluating sliding friction characteristics of a specimen made of a fiber reinforced polymer composite according to the present invention and a durability life under a high temperature atmosphere. The apparatus shown in Fig. 2 is a high-temperature reciprocating friction abrasion tester (ASTM G-133) manufactured by Cameron Plint. 11 is a friction force measurement sensor, 12 is a specimen container, 13 is a disk shaped specimen, 14 is a load, 15 is a reciprocating motion, 16 is a thermoelectric thermometer, 17 is a test plate, and 18 is a heating heater block.
시험 시편은 직경 11 mm, 두께가 4 mm 인 원형 디스크 형태이며, 상기 원형 디스크 시편에서 섬유 패브릭들의 적층 방향은 미끄럼운동 방향과 동일하도록 기계가공을 하였다. 상대 미끄럼 접촉하는 플레이트의 재료는 SKH-51 이며, 초기의 표면거칠기(Ra)는 평균 0.2 μm 정도로 표면가공 하였다. 시료의 마찰 및 내구수명 시험은, 시험 하중이 200 N (접촉압력: 20 kg/cm2), 미끄럼 속도가 0.14 m/s (10 Hz)로 일정하게 설정하였으며, 시험 플레이트 시편 밑에 위치한 전기 히터 소자를 가열하여 플레이트 시편 온도가 평균적으로 300 ℃정도로 유지되도록 하였다. The test specimens were in the form of a circular disk having a diameter of 11 mm and a thickness of 4 mm. The circular disk specimen was machined such that the direction of lamination of the fiber fabrics was the same as the direction of sliding. The material of the plate which is in contact with the sliding surface is SKH-51, and the initial surface roughness (Ra) is surface-processed to an average of about 0.2 μm. The friction and durability test of the sample was set constantly at a test load of 200 N (contact pressure: 20 kg / cm 2 ) and a sliding speed of 0.14 m / s (10 Hz), and an electric heater element So that the temperature of the plate specimen was kept at about 300 ° C on average.
표 1 및 도 3은 여러 가지 종류의 기능성 충진재가 페놀수지에 복합된 섬유 보강형 고분자 복합소재 시편에서의 마찰계수 및 내구수명 측정값들을 종합하여 비교한 시험결과이다. 상기 시험결과에서 복합소재의 미끄럼 마찰계수 및 마모 측정값은 최소 3번 이상의 동일한 제조 공정을 갖는 시편에서의 마찰계수의 평균값이며, 마모량은 모두 일정하게 1 시간 시험 시간 동안 마찰 시험하고 시험 종료 시간 후에 변화한 시편의 중량 차이를 측정하여 마모량을 측정하고 상대적으로 평가하였다. Table 1 and FIG. 3 show the results of a comparison of the frictional coefficient and the durability measurement values in a fiber reinforced polymer composite material sample in which various kinds of functional fillers are combined with a phenolic resin. In the test results, the sliding friction coefficient and the wear measurement value of the composite material are the average values of the friction coefficient of the test piece having the same manufacturing process at least three times. The abrasion amount is a constant friction test for 1 hour test time, The weight difference of the changed specimens was measured, and the wear amount was measured and relatively evaluated.
동마찰계수Average
Coefficient of friction
마모(mg)Average
Wear (mg)
비교예Comparative Example 1 One
본 발명에 따른 섬유 보강형 고분자 복합소재의 비교예 1로서 페놀수지 40 중량%와 유리 섬유 패브릭 60 중량%이며, 본 발명에서 제시한 금속 산화물 충진재, 고체 윤활제 없이 페놀수지가 유리섬유 패브릭에 함침된 복합소재이다. 비교예 1 및 아래의 실시예들에서 페놀수지는 레졸형 페놀수지와 노볼락형 페놀수지가 4:1 부피비로 배합된 것을 사용하였다. 그리고 비교예 및 아래 실시예들에서 적시한 복합소재 시편 재료의 조성을 제외한 롤 와이퍼용 복합소재 제조공정은 모두 동일하다. 비교예 1에 적시한 조성에 의한 복합소재는 평균 동마찰계수가 0.45 정도이며, 시험 시간당 평균 마모가 약 50 mg 정도로 나타났다.As Comparative Example 1 of the fiber reinforced polymer composite material according to the present invention, 40% by weight of a phenol resin and 60% by weight of a glass fiber fabric, and the phenol resin impregnated with the glass fiber fabric without the metal oxide filler, It is composite material. In Comparative Example 1 and the following Examples, a phenol resin was used in which a resol-type phenol resin and a novolak-type phenol resin were blended in a ratio of 4: 1 by volume. The manufacturing processes for composite materials for roll wipers are the same except for the composition of composite specimen material specified in the comparative example and the following examples. The composite material according to the composition specified in Comparative Example 1 had an average dynamic friction coefficient of about 0.45 and an average wear of about 50 mg per test hour.
실시예Example 1 One
본 발명의 섬유 보강형 고분자 복합소재의 실시예 1로서 페놀수지 34.6 중량%, 유리 섬유 패브릭 60 중량%, 내열 및 기계적 물성을 강화하기 위한 금속산화물 충진재로서 사산화삼철(Fe3O4) 4.0 중량%, 그라파이트 고체윤활제 1.0 중량%, 실리콘계 커플링제(coupling agent) 0.4 중량% 비율로 함량을 가진 복합소재 시편을 제작하였다. 전술한 비교예 1 시험결과에 비하여 마찰계수 및 마모가 상대적으로 저감되었음을 확인할 수 있다.As Example 1 of the fiber-reinforced polymer composite material of the present invention, a mixture of 34.6 wt% of a phenol resin, 60 wt% of a glass fiber fabric, 4.0 wt% of iron oxide (Fe 3 O 4 ) as a metal oxide filler for enhancing heat resistance and mechanical properties, , Graphite solid lubricant (1.0 wt%) and silicone coupling agent (0.4 wt%). It can be confirmed that the friction coefficient and wear are relatively reduced as compared with the test result of Comparative Example 1 described above.
실시예Example 2 2
본 발명의 섬유 보강형 고분자 복합소재의 실시예 2로서 페놀수지 34.6 중량%, 유리 섬유 패브릭 60 중량%, 내열 및 기계적 물성을 강화할 수 있는 금속산화물 충진재로서 사산화삼철(Fe3O4) 2.5 중량%, 그라파이트 고체윤활제 2.5 중량%, 실리콘계 커플링제 0.4 중량% 비율로 함량을 가진 복합소재 시편을 제작하였다. 전술한 실시예 1 시험결과에 비하여 마찰계수 및 마모가 비슷한 정도임을 확인할 수 있다.Example 2 of the fiber reinforced polymer composite material of the present invention was prepared by mixing 34.6 wt% of a phenol resin, 60 wt% of a glass fiber fabric, 2.5 wt% of iron oxide (Fe 3 O 4 ) as a metal oxide filler capable of enhancing heat resistance and mechanical properties, , 2.5 wt% of graphite solid lubricant, and 0.4 wt% of silicone coupling agent. It can be confirmed that the coefficient of friction and wear are similar to each other as compared with the test results of Example 1 described above.
실시예Example 3 3
본 발명의 섬유 보강형 고분자 복합소재의 실시예 3으로서 페놀수지 34.6 중량%, 유리 섬유 패브릭 60 중량%, 내열 및 기계적 물성을 강화할 수 있는 금속산화물 충진재로서 사산화삼철(Fe3O4) 1.0 중량%, 그라파이트 고체윤활제 4.0 중량%, 실리콘계 커플링제 0.4 중량% 비율로 함량을 가진 복합소재 조성물 시편을 제공한다. As Example 3 of the fiber reinforced polymer composite material of the present invention, 34.6 wt% of a phenol resin, 60 wt% of a glass fiber fabric, 1.0 wt% of iron oxide (Fe 3 O 4 ) as a metal oxide filler capable of enhancing heat resistance and mechanical properties, , 4.0 wt% of graphite solid lubricant, and 0.4 wt% of silicone-based coupling agent.
전술한 실시예 1에서는 사산화삼철 충진양이 4.0 중량% 및 그라파이트 충진양이 1.0 중량% 이었으나, 실시예 3에서는 사산화삼철 충진양이 1.0 중량% 및 그라파이트 충진양이 4.0 중량% 로 변화함에 따라서 마찰계수가 상대적으로 큰 폭으로 저감됨과 동시에 마모도 유사한 정도로 저감되었음을 확인할 수 있어서, 윤활 목적으로 첨가되는 고체윤활제인 그라파이트 첨가 효과가 상대적으로 크게 나나났다.In Example 1, the filling amount of graphite was 4.0% by weight and the graphite filling amount was 1.0% by weight in Example 1, but in Example 3, the filling amount of graphite powder was 1.0% by weight and the loading amount of graphite was 4.0% Was reduced to a comparatively large extent, and at the same time, the wear was reduced to a similar level. Thus, the effect of adding graphite, which is a solid lubricant added for lubrication, was relatively large.
실시예Example 4 4
본 발명의 섬유 보강형 고분자 복합소재의 실시예 4로서 페놀수지 29.7 중량%, 유리 섬유 패브릭 60.0 중량%, 내열 및 기계적 물성을 강화할 수 있는 금속산화물 충진재로서 사산화삼철(Fe3O4) 5.0 중량%, 그라파이트 고체윤활제 5.0 중량%, 실리콘계 커플링제 0.3 중량% 비율로 함량을 이루는 복합소재 시편을 제작하였다. 전술한 실시예 2와 비교하여 사산화삼철 및 그라파이트 충진양이 상대적으로 증가함으로써 마찰계수(0.3) 및 마모(28.1 mg)가 모두 저감되었음을 확인할 수 있다.As Example 4 of the fiber reinforced polymer composite material of the present invention, a mixture of 29.7% by weight of a phenol resin, 60.0% by weight of a glass fiber fabric, 5.0% by weight of tin oxide (Fe 3 O 4 ) as a metal oxide filler capable of enhancing heat resistance and mechanical properties, , 5.0 wt% of graphite solid lubricant, and 0.3 wt% of silicone coupling agent. Compared with the above-mentioned Example 2, it can be confirmed that the friction coefficient (0.3) and the wear (28.1 mg) are all reduced by increasing the amount of iron tetraoxide and graphite filling.
실시예Example 5 5
본 발명의 섬유 보강형 고분자 복합소재의 실시예 5로서 페놀수지 29.7 중량%, 유리 섬유 패브릭 60.0 중량%, 내열 및 기계적 물성을 강화할 수 있는 금속산화물 충진재로서 사산화삼철(Fe3O4) 3.3 중량%, 그라파이트 고체윤활제 6.7 중량%, 실리콘계 커플링제 0.3 중량% 비율로 함량을 이루는 복합소재 조성물 시편을 제작하였다. 전술한 실시예 4와 비교하여 그라파이트 충진양이 상대적으로 증가함으로써 마찰계수(0.27)가 상대적으로 다소 감소한 반면에, 마모(33.6 mg)가 다소 증가함을 확인할 수 있다.As Example 5 of the fiber-reinforced polymer composite material of the present invention, 29.7% by weight of a phenol resin, 60.0% by weight of a glass fiber fabric, 3.3% by weight of tin oxide (Fe 3 O 4 ) as a metal oxide filler capable of enhancing heat resistance and mechanical properties, 6.7% by weight of graphite solid lubricant, and 0.3% by weight of silicone coupling agent. It can be seen that the friction coefficient (0.27) is somewhat reduced, while the wear (33.6 mg) is slightly increased, as compared with the above-mentioned Embodiment 4, by increasing the amount of graphite filling relatively.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예의 기재에 한정되지 않으며, 본 발명의 특허청구범위의 기재를 벗어나지 않는 한 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 실시 또한 본 발명의 보호범위 내에 있는 것으로 해석되어야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It should be understood that various modifications made by the person skilled in the art are also within the scope of protection of the present invention.
Claims (15)
상기 섬유 패브릭은 유리섬유 또는 바잘트 섬유 중에서 적어도 어느 하나로 선택되며,
상기 페놀수지 조성물은 페놀 수지; 금속 산화물 충진재; 고체 윤활제를 성분으로 포함하고,
상기 섬유 보강형 고분자 복합소재는, 섬유 패브릭 40~60 중량%, 페놀 수지 25~49 중량%, 금속 산화물 충진재 0.5~15 중량%, 고체 윤할제 0.5~15 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 보강형 고분자 복합소재.A fiber-reinforced polymer composite material formed by impregnating a fiber fabric with a phenolic resin composition,
Wherein the fiber fabric is selected from at least one of glass fiber or bar-
The phenolic resin composition comprises a phenolic resin; Metal oxide filler; A solid lubricant as an ingredient,
Characterized in that the fiber reinforced polymer composite material comprises 40 to 60 wt% of a fiber fabric, 25 to 49 wt% of a phenol resin, 0.5 to 15 wt% of a metal oxide filler, and 0.5 to 15 wt% of a solid lubricant Reinforced Polymer Composite Material.
상기 고체윤활제는 크기가 0.5 ㎛ 내지 10 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 섬유 보강형 고분자 복합소재.6. The method of claim 5,
Wherein the solid lubricant has a size of 0.5 占 퐉 to 10 占 퐉.
상기 고체윤활제는 그라파이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 보강형 고분자 복합소재.6. The method of claim 5,
Wherein the solid lubricant comprises graphite. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
상기 페놀 수지는 레졸형 페놀수지와 노볼락형 페놀수지가 3:1 ~ 5:1 부피비로 배합된 것을 특징으로 하는 섬유 보강형 고분자 복합소재.The method according to claim 1,
Wherein the phenol resin is a blend of a resol-type phenol resin and a novolak-type phenol resin in a volume ratio of 3: 1 to 5: 1.
상기 페놀수지 조성물은 무기계 섬유 패브릭과 유기계 페놀수지의 결합력 증진을 위한 커플링제를 0.1 ~ 1.0 중량%를 성분으로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 보강형 고분자 복합소재.The method according to claim 1,
Wherein the phenolic resin composition further comprises 0.1 to 1.0 wt% of a coupling agent for enhancing the bonding strength between the inorganic fiber fabric and the organic phenolic resin.
상기 롤 와이퍼는 비중이 1.3 이상, 경도(HRM)가 100 이상, 인장강도 140 MPa 이상, 압축강도 250 MPa 이상, 굽힘강도 180 MPa 이상인 물성치를 갖는 것을 특징으로 하는 섬유 보강형 고분자 복합소재로 제조된 롤 와이퍼.11. The method of claim 10,
Wherein the roll wiper has a specific gravity of 1.3 or more, a hardness (HRM) of 100 or more, a tensile strength of 140 MPa or more, a compressive strength of 250 MPa or more, and a flexural strength of 180 MPa or more Roll wiper.
(a) 페놀수지 조성물을 함침조에 투입하여 교반하면서 페놀수지 조성물에 섬유패브릭을 함침하고 반건조하여 적층판 형태의 프리프레그를 제조하는 단계
(b) 프리프레그들을 적층하여 프레스성형기에서 고온고압으로 압축성형하면서 열 경화시켜 롤 와이퍼를 제조하는 단계를 포함하며,
상기 (b) 단계는 프레스 성형기에서 온도 150~200℃, 압력 50~220kg/cm2 으로 압축 성형되며, 30~120분 시간 동안 열 경화되는 것을 특징으로 하는 롤 와이퍼의 제조방법.A method for producing a roll wiper using a fiber reinforced polymer composite material according to any one of claims 1 to 9,
(a) impregnating a phenolic resin composition with a fiber fabric while stirring the phenolic resin composition in an impregnation bath and semi-drying the prepolymer to prepare a laminate-type prepreg
(b) laminating prepregs, and thermo-curing the laminate by compression molding at high temperature and high pressure in a press molding machine to produce a roll wiper,
Wherein the step (b) is compression-molded at a temperature of 150 to 200 ° C and a pressure of 50 to 220 kg / cm 2 in a press molding machine and thermally cured for 30 to 120 minutes.
상기 (a) 단계에서 함침조에 투입되는 페놀수지 조성물은, 볼-밀링 공정을 통해 성분들이 혼합되는 공정이 수행된 후 함침조에 투입되는 것을 특징으로 하는 롤 와이퍼의 제조방법.13. The method of claim 12,
Wherein the phenol resin composition to be injected into the impregnation tank in the step (a) is introduced into the impregnation tank after a process of mixing the components through a ball-milling process is performed.
상기 (a) 단계는, 초음파 가진기를 구비한 함침조에서 초음파 가진이 수행되면서 함침이 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤 와이퍼의 제조방법.,14. The method of claim 13,
Wherein the impregnating is performed while ultrasonic excitation is performed in the impregnation tank having the ultrasonic wave exciter.
상기 롤 와이퍼는 비중이 1.3 이상, 경도(HRM)가 100 이상, 인장강도 140 MPa 이상, 압축강도 250 MPa 이상, 굽힘강도 180 MPa 이상인 물성치를 갖도록 제조되는 것을 특징으로 하는 롤 와이퍼의 제조방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the roll wiper is made to have a specific gravity of 1.3 or more, a hardness (HRM) of 100 or more, a tensile strength of 140 MPa or more, a compressive strength of 250 MPa or more, and a bending strength of 180 MPa or more.
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