KR102376297B1 - 분산성이 향상된 실리카 및 표면 처리된 탄소섬유를 활용한 방충재 및 이의 제조방법 - Google Patents
분산성이 향상된 실리카 및 표면 처리된 탄소섬유를 활용한 방충재 및 이의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 분산성이 향상된 실리카 및 표면 처리된 탄소섬유를 활용한 방충재 및 이의 제조방법은 내노화성, 내염수성, 내유성, 내마모성 등의 내구성이 우수한 효과가 있다.
Description
본 발명은 분산성이 향상된 실리카 및 표면 처리된 탄소섬유를 활용한 방충재 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내노화성, 내염수성, 내유성, 내마모성 등의 내구성이 우수한 분산성이 향상된 실리카 및 표면 처리된 탄소섬유를 활용한 방충재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 항만시설을 설비하기 위한 기본적인 조건은 선박이 안전하게 출입하여 접안할 수 있도록 충분한 수심과 외부로부터 전달되는 바람과 조류를 막을 수 있어야 하나, 근래에는 천연적인 항만 구조가 드물기 때문에 방파제라는 인위적인 시설물로 대체하는 것이 대부분이다.
그러나, 기존의 항만 구조물은 선박이 접안되는 곳이 콘크리트 블럭 또는 부장교시설인 함선으로 되어있으므로, 선박들의 접안시 부딪힘에 따른 충격력이 전달되어 선박 또는 항만 구조물이 파손될 우려가 있었다. 이에, 선박의 접안시설에는 선박이 충돌할 때 그 충격을 완화시키기 위한 방충재(fender)가 설치되었다. 상기 방충재는 방현재라고도 하며, 그 시공 형태에 따라 안벽 등 시설물에 고정시켜 사용하는 고정형 방충재와, 해수면 위에 띄워 사용하는 부유형 방충재로 구분된다.
방충재(fender)는 고무의 변형에 따라 선박의 접안에너지(접안충격)를 흡수하는 제품으로, 변형에는 압축변형, 인장변형, 좌굴변형과 그것들이 조합된 것이 이용되고 있다. 좋은 방충재란 저반력으로 고에너지흡수를 하는 것이지만, 용도에 따라서는 고반력이 필요하기도 하다.
방충재는 구조상 취부용 철판을 하부에 내장. 다른 부분은 외면 및 내면용 배합고무로 구성됨. 취부용 철판은 압연강재를 사용하고 도포형 가황접착제로 고무에 접착하는 형태이다. 방현재를 안벽에 취부하기 위해서는 용도에 따라 J형, I형, RESIN형, 케미칼형 등을 사용함. 재질은 STS(스테인레스 스틸)와 SS계열이 주로 사용된다.
기존의 방충재는 카본블랙이 다량 배합된 천연 또는 합성고무를 주성분으로 사용하였다. 그러나, 기존의 방충재는 접합 부위의 5 ~ 10mm 돌출된 용접 비드에 의하여 방충재 손상이 쉽게 발생하고, 선박 접안 시 외부 환경 또는 외력에 의하여 방충재 및 패널의 고무수지 패드가 쉽게 훼손됨으로써 각종 사고 유발, 유지보수 비용 과다 발생 및 해양 환경문제 야기의 한계점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 내노화성, 내염수성, 내유성, 내마모성 등의 내구성이 우수하여 외부 환경 및 외력에 의한 손상을 최소화할 수 있는 분산성이 향상된 실리카 및 표면 처리된 탄소섬유를 활용한 방충재 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 실란 커플링제에 의하여 표면 개질된 실리카인 실란 실리카; 평균 길이가 0.1 ~ 2.5mm인 표면 처리된 탄소섬유; 및 천연고무(NR);를 포함하고, 상기 실란 실리카는 실란 커플링제에 의하여 표면 개질되어 고무 내에서의 분산성이 향상된 것으로 상기 표면 처리된 탄소섬유와 천연고무 간의 접착성을 개선하며, 상기 표면 처리된 탄소섬유는 열가소성 중합체에 함침되어 열가소성 중합체가 코팅된 이후에 희석제에 침전된 후 80 ~ 95℃의 온도 범위에서 2 ~ 4시간 동안 건조되어 상기 희석제의 함유량이 4중량% 이하이고, 상기 열가소성 중합체는 올레핀계 열가소성 엘라스토머(TPO), 가교형 올레핀계 열가소성 엘라스토머(TPV), 우레탄계 열가소성 엘라스토머(TPU), 열가소성 코폴리에스테르(TPC), 열가소성 스티렌 블록공중합체(TPS), 열가소성 코폴리아미드(TPA) 및 열가소성 폴리이미드(TPI)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이며, 상기 희석제는 벤젠, 톨루엔, 사이클로핵산 및 메틸클로라이드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 방충재를 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 탄소섬유는 탄소섬유의 외표면에 적어도 하나의 크랙이 형성된 상태인 크래킹 탄소섬유일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 탄소섬유는 시징(seizing)된 단섬유의 탄소섬유의 시징을 분리한 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 탄소섬유의 평균 길이는 0.2 ~ 0.5mm일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 방충재는 천연고무 100 중량부에 대하여 실란 실리카 5 ~ 15 중량부 및 표면 처리된 탄소섬유 5 ~ 15 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 방충재는 카본 블랙을 더 포함하며, 상기 카본 블랙은 천연고무 100 중량부에 대하여 40 ~ 60 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 실란 커플링제는 비스-(3-(트리에톡시실릴)-프로필)-테트라설파이드(TESPT)일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 방충재는 천연고무 100 중량부에 대하여 금속산화물 2 ~ 8 중량부, 스테아린산 0.1 ~ 3 중량부, 가황제 0.5 ~ 3 중량부 및 가황촉진제 0.5 ~ 3 중량부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 방충재는 시트형 방충재이며, 상기 시트형 방충재의 두께는 3 ~ 3.5mm일 수 있다.
또한, 본 발명은 실란 커플링제로 실리카의 표면 처리하여 실리카의 표면을 개질하여 실란 실리카를 준비하고, 탄소섬유의 표면을 화학적 처리하여 표면 처리된 탄소섬유를 준비하는 단계; 천연고무에 상기 실란 실리카 및 표면 처리된 탄소섬유를 투입하여 배합하여 혼합 조성물을 생성하는 단계; 및 상기 혼합 조성물을 사출 성형하여 시트형 방충재를 수득하는 단계;를 포함하고, 상기 표면 처리된 탄소섬유를 준비하는 단계는, 평균 길이가 0.1 ~ 2.5mm인 탄소섬유를 열가소성 중합체와 함께 혼합하여 열가소성 중합체 및 탄소섬유의 혼합물을 얻는 단계; 상기 혼합 이후에 상기 탄소섬유를 희석제에 침전시켜 열가소성 중합체가 코팅된 탄소섬유를 얻는 단계; 및 상기 열가소성 중합체가 코팅된 탄소섬유를 80 ~ 95℃의 온도 범위에서 2 ~ 4시간 동안 건조하여 희석제의 함량이 4중량% 이하인 표면 처리된 탄소섬유를 제조하는 단계;를 포함하며, 상기 열가소성 중합체는 올레핀계 열가소성 엘라스토머(TPO), 가교형 올레핀계 열가소성 엘라스토머(TPV), 우레탄계 열가소성 엘라스토머(TPU), 열가소성 코폴리에스테르(TPC), 열가소성 스티렌 블록공중합체(TPS), 열가소성 코폴리아미드(TPA) 및 열가소성 폴리이미드(TPI)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이며, 상기 희석제는 벤젠, 톨루엔, 사이클로핵산 및 메틸클로라이드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 방충재 제조방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 열가소성 중합체가 코팅된 탄소섬유를 얻는 단계는, 상기 희석제에 의하여 탄소섬유의 외표면에 적어도 하나의 크랙을 형성하고, 상기 크랙 사이로 열가소성 중합체가 침투됨으로써 수행될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 열가소성 중합체가 코팅된 탄소섬유를 얻는 단계는, 상기 희석제 100 중량부에 대하여 열가소성 중합체와 탄소섬유의 혼합물을 40 ~ 60 중량부로 침전시켜 수행될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 혼합 조성물을 생성하는 단계는, 천연고무에 상기 실란 실리카 및 표면 처리된 탄소섬유를 투입하여 배합한 이후에 카본블랙, 금속산화물 및 스테아린산을 투입하여 배합하고, 그 다음으로 가황 촉진제를 투입하여 배합함으로써 수행될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 혼합 조성물을 생성하는 단계에서 상기 배합은 니더에서 20 ~ 40rpm으로 10 ~ 25분 동안 수행될 수 있다.
본 발명은 내노화성, 내염수성, 내유성, 내마모성 등의 내구성이 우수하여 외부 환경 및 외력에 의한 손상을 최소화할 수 있고, 유지보수 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 방충재 제조방법의 기술흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
상술한 바와 같이 기존의 방충재는 카본블랙이 다량 배합된 천연 또는 합성고무를 주성분으로 사용하였다. 그러나, 기존의 방충재는 접합 부위의 5 ~ 10mm 돌출된 용접 비드에 의하여 방충재 손상이 쉽게 발생하고, 선박 접안 시 외부 환경 또는 외력에 의하여 방충재 및 패널의 고무수지 패드가 쉽게 훼손됨으로써 각종 사고 유발, 유지보수 비용 과다 발생 및 해양 환경문제 야기의 한계점이 있었다.
이에 본 발명은 실란 커플링제에 의하여 표면 개질된 실리카인 실란 실리카; 평균 길이가 0.1 ~ 2.5mm인 표면 처리된 탄소섬유; 및 천연고무(NR);를 포함하고, 상기 실란 실리카는 실란 커플링제에 의하여 표면 개질되어 고무 내에서의 분산성이 향상된 것으로 상기 표면 처리된 탄소섬유와 천연고무 간의 접착성을 개선하며, 상기 표면 처리된 탄소섬유는 열가소성 중합체에 함침되어 열가소성 중합체가 코팅된 이후에 희석제에 침전된 후 80 ~ 95℃의 온도 범위에서 2 ~ 4시간 동안 건조되어 상기 희석제의 함유량이 4중량% 이하이고, 상기 열가소성 중합체는 올레핀계 열가소성 엘라스토머(TPO), 가교형 올레핀계 열가소성 엘라스토머(TPV), 우레탄계 열가소성 엘라스토머(TPU), 열가소성 코폴리에스테르(TPC), 열가소성 스티렌 블록공중합체(TPS), 열가소성 코폴리아미드(TPA) 및 열가소성 폴리이미드(TPI)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이며, 상기 희석제는 벤젠, 톨루엔, 사이클로핵산 및 메틸클로라이드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 방충재를 제공함으로써 상술한 한계점의 해결책을 모색하였다.
이에 따라 본 발명은 내노화성, 내염수성, 내유성, 내마모성 등의 내구성이 우수하여 외부 환경 및 외력에 의한 손상을 최소화할 수 있고, 유지보수 비용을 절감할 수 있다.
먼저, 실란 커플링제에 의하여 표면 개질된 실리카인 실란 실리카에 대하여 설명한다.
실리카는 보강제의 기능을 하며, 표면에 다량의 실라놀(Si-OH)이 존재하여 강한 극성을 띤다.
통상적으로 고무 산업에 사용되는 천연고무(natural rubber, NR), SBR(styrene-butadiene rubber), BR(butadiene rubber) 등은 극성이 매우 약한 고분자로, 실리카와의 친화성이 적어 고무 내에서 실리카의 분산이 어려운 한계점이 있었다. 실리카의 높은 극성도와 친수성기에 의해 비극성 고무와의 혼화성이 카본블랙에 비하여 나쁘며, 고무와의 상호작용이 약하고, 실리카 상호간의 응집력이 강하여 가공면에서 불리한 문제점이 있었다. 또한, 이와 같이 실리카의 분산이 용이하지 않음에 따라 고무 조성물의 점도 상승 및 고무 물성 하락 등 보강성이 다소 하락하는 경향이 발생할 수 있다.
이에 본 발명은 실란 커플링제를 이용하여 실리카의 표면을 개질함으로써 실란 실리카를 제조하여, 실리카의 분산성을 보다 향상시켰다. 즉, 실라카 표면을 실란 커플링제로 처리하여 실리카-고무 매트릭스 간에 사용성 및 분산성을 향상시킴으로써, 실리카의 분산 불량에 의한 고무 조성물의 점도 상승 및 고무 물성의 하락을 억제할 수 있는 효과가 있다. 또한, 실란 실리카는 실란 커플링제에 의하여 표면 개질되어 고무 내에서의 분산성이 향상된 것이므로, 상기 표면 처리된 탄소섬유와 천연고무 간의 접착성을 개선할 수 있다.
실란 커플링제는 해당 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 비스-(3-(트리에톡시실릴)-프로필)-테트라설파이드(TESPT)를 사용할 수 있다. 또한, 실란 커플링제는 실리카 100phr에 대하여 10 ~ 20phr을 사용할 수 있다. 이 경우 실리카와 고무의 친화력을 향상시키고, 실리카와 고무 간의 화학적 결합을 용이하게 유도할 수 있다.
또한, 실란 커플링제는 실리카 100 중량부에 대하여 5 ~ 20 중량부로 사용함이 바람직하며, 보다 바람직하게는 8 ~ 12 중량부로 사용할 수 있다. 이 경우 실란 커플링제에 의하여 실리카의 표면이 용이하게 개질될 수 있다. 만일 실란 커플링제를 상기 범위 미만으로 사용하거나 커플링제를 상기 범위를 초과하여 사용하는 경우에는 실리카의 표면 개질이 충분히 일어나지 않을 수 있다.
한편, 본 발명은 후술하는 바와 같이 보강제로 실란 실리카를 다량 사용함으로써 해당 기술분야에서 기존에 널리 사용하던 카본 블랙의 함량을 낮추어 각종 물성이 개선된 방충재를 제공할 수 있다.
다음으로, 탄소섬유에 대하여 설명한다.
탄소섬유는 탄소 원소의 질량 함유율이 90중량% 이상인 섬유장의 탄소재료를 의미한다. 탄소섬유는 탄소 재료의 특성과 섬유 형태의 특성을 합친 재료로, 내열성, 화학적 안정성, 전기·열 전도성, 저열팽창성에 따른 치수안정성, 저밀도, 마찰 및 마모 특성, X선 투과성, 전자파 차폐성, 생체친화성, 유연성 등의 우수한 특징을 가지고 있다. 또한, 활성화(activation) 조건에 따라서는 현저히 우수한 흡착 특성 부여도 가능하다.
본 발명에 사용되는 탄소섬유의 평균 길이는 0.1 ~ 2.5mm이어야 한다. 보다 바람직하게는 평균 길이가 0.1 ~ 0.5mm의 것을 사용할 수 있고, 더욱 바람직하게는 0.2 ~ 0.4mm의 것을 사용할 수 있다.
이 경우 탄소섬유의 조성물 내에서의 분산이 원활히 일어날 수 있게 되어 방충재의 내노화성, 내염수성, 내유성, 내마모성 등의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 이에 따라 방충재의 외부 환경 및 외력에 의한 손상을 최소화할 수 있고, 나아가 유지보수 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
만일 탄소섬유의 평균 길이가 상기 범위 미만이 경우에는 열가소성 중합체와의 혼련성이 증가되는 반면 탄소섬유가 파우더 형태에 가깝게 되어 인열 강도 및 경도 증가 효과가 저하되는 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 만일 탄소섬유의 평균 길이가 상기 범위를 초과하는 경우에는 열가소성 중합체와의 혼련성이 저하되어 고무 내에서 분산이 원활히 일어나지 않아 가황 시간에 영향을 주게 되고, 내구성 등의 물성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 탄소섬유는 탄소섬유의 외표면에 적어도 하나의 크랙이 형성된 상태인 크래킹 탄소섬유일 수 있다. 이와 같이 적어도 하나의 크랙이 형성된 크래킹 탄소섬유를 사용하는 경우에는 탄소섬유의 표면 처리 시 상기 크랙을 통해 열가소성 중합체가 탄소섬유에 침투될 수 있고, 이에 따라 탄소섬유의 인장강도, 분산성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 탄소섬유는 섬유 간의 강한 정전기적 인력으로 인하여 서로 뭉치는 경 현상이 발생하는데, 상술한 크래킹 탄소섬유를 사용함으로써 탄소섬유의 분산성 및 젖음성을 극대화할 수 있는 것이다. 나아가, 방충재의 내노화성, 내염수성, 내유성, 내마모성 등의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
탄소섬유의 직경은 약 3㎛ 내외일 수 있다. 탄소섬유 다발은 이러한 얇은 가닥의 탄소섬유를 여러 가닥 모아 놓은 것이다. 이때, 탄소섬유 다발의 직경은 K라는 단위를 사용하는데, 1K는 탄소섬유 1,000 가닥을 묶어 놓은 것을 의미한다. 예를 들어 3K는 탄소섬유를 3,000 가닥 모아 놓은 다발을 의미하고, 숫자가 커지면 섬유다발이 굵어지게 된다. 탄소섬유 다발은 묶음 상태를 유지하기 위해서 폴리머 등의 접착제로 시징(seizing)되어 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 탄소섬유는 상기 탄소섬유는 시징된 단섬유의 탄소섬유의 시징을 분리한 것을 사용할 수 있다. 즉, 본 발명은 18K ~ 28K 범위를 갖는 다발 형태의 단섬유의 탄소섬유의 시징을 분리하여 사용할 수 있다. 만일 28K 보다 굵은 탄소섬유를 사용하는 경우 다발형태의 탄소섬유를 분리하는 데 소요되는 시간이 증가하는 단점이 있을 수 있다.
이와 같이, 시징된 단섬유의 탄소섬유의 시징을 분리하여 사용하는 경우에는, 장섬유의 탄소섬유를 절단하여 사용하는 경우에 비하여 공정 번거로움을 최소화할 수 있어 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 탄소섬유는 표면 처리된 것을 사용하여야만 한다.
탄소섬유의 표면처리는 상기 평균 길이가 0.1 ~ 2.5mm인 탄소섬유를 열가소성 중합체에 함침시켜 상기 탄소섬유의 표면에 열가소성 중합체를 코팅한 이후에 상기 탄소섬유를 희석제에 침전시킨 이후 80 ~ 95℃의 온도 범위에서 2 ~ 4시간 동안 건조함으로써 수행될 수 있다. 이 때, 표면 처리된 탄소섬유의 희석제의 함량은 4중량% 이하일 수 있다.
이와 같이 표면 처리된 탄소섬유를 사용함으로써 본 발명은 방충재의 내노화성, 내염수성, 내유성, 내마모성 등의 내구성을 개선할 수 있는 효과가 있다.
탄소섬유의 표면처리 과정에 대하여는 하기에서 보다 상세히 설명한다.
한편, 열가소성 중합체는 올레핀계 열가소성 엘라스토머(TPO), 가교형 올레핀계 열가소성 엘라스토머(TPV), 우레탄계 열가소성 엘라스토머(TPU), 열가소성 코폴리에스테르(TPC), 열가소성 스티렌 블록공중합체(TPS), 열가소성 코폴리아미드(TPA) 및 열가소성 폴리이미드(TPI)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용한다.
상기 우레탄계 열가소성 엘라스토머(TPE-U 또는 TPU) 중 열가소성 폴리우레탄(TPU)은 하나 이상의 폴리 에스테르 폴리올 중간체를 하나 이상의 디이소시아네이트 및 하나 이상의 사슬연장제와 반응시켜 제조될 수 있다.
이때, 상기 디이소시아네이트는 4,4'-메틸렌비스-(페닐 이소시아네이트), 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 3,3'-디메틸바이페닐-4,4'-디이소시아네이트, m-자일릴렌 디이소시아네이트, 페닐렌-1,4-디이소시아네이트, 나프탈렌-1,5-디이소시아네이트, 디페닐메탄-3,3'-디메톡시-4,4'-디이소시아네이트, 톨루엔디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 1,4-시클로헥실 디이소시아네이트, 데칸-1,10-디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄-4,4'-디 이소시아네이트 또는 이들의 조합물로 이루어질 수 있다.
또한, 열가소성 폴리이미드(TPI)는 산 무수물 성분과 다이아민 성분의 중축합 반응에 의해 생성된 전구체 상태의 폴리아믹산(polyamic acid)을 열 이미드화 또는 화학적 이미드화 함으로써 제조될 수 있다.
또한, 상기 사슬연장제는 사슬 연장제가 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,3-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,4-시클로헥산-디메탄올, 하이드로퀴논디(하이드록시에틸)에테르, 네오펜틸글리콜, 1,4-비스(2-하이드록시에톡시)벤젠 또는 이들의 조합물로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 희석제는 탄소섬유의 다발을 분리시킬 수 있으며, 희석제로는 벤젠, 톨루엔, 사이클로핵산 및 메틸클로라이드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용한다.
이와 같이 희석제에 열가소성 중합체가 코팅된 탄소섬유가 함침됨에 따라 탄소섬유에 코팅된 열가고성 중합체는 희석제에 용해되고, 이후 상기 건조를 통해 희석제의 함유량이 4중량% 이하인 표면 처리된 탄소섬유를 수득할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 본 발명은 천연고무 100 중량부에 대하여 실란 실리카 5 ~ 15 중량부 및 표면 처리된 탄소섬유 5 ~ 15 중량부를 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는 천연고무 100 중량부에 대하여 실란 실리카 7 ~ 13 중량부 및 표면 처리된 탄소섬유 6 ~ 13 중량부를 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는 천연고무 100 중량부에 대하여 실란 실리카 9 ~ 12 중량부 및 표면 처리된 탄소섬유 7 ~ 11 중량부를 포함할 수 있다.
이 경우 방충재의 내노화성, 내염수성, 내유성, 내마모성 등의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있다.
만일 실란 실리카 및 표면 처리된 탄소섬유를 상기 범위 미만으로 사용하는 경우에는 상술한 내구성을 충분히 발현하지 못할 수 있으며, 만일 실란 실리카 및 표면 처리된 탄소섬유를 상기 범위를 초과하여 사용하는 경우에는 실란 실리카와 탄소섬유의 분산성이 저하되어 탄소섬유 간 정전기적 인력에 의한 뭉침이 증가하여 기계적 물성이 저하될 수 있다.
또한, 본 발명은 경우에 따라 카본 블랙을 더 포함할 수 있다.
카본 블랙은 실란 실리카와 마찬가지로 보강제의 기능을 수행한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 카본 블랙은 천연고무 100 중량부에 대하여 40 ~ 60 중량부로 포함될 수 있다. 보다 바람직하게는, 천연고무 100 중량부에 대하여 45 ~ 55 중량부로 포함될 수 있다.
만일 상기 범위 미만으로 카본 블랙을 포함하는 경우나 상기 범위를 초과하여 카본 블랙을 포함하는 경우에는 목적하는 물성을 충분히 발현하지 못할 수 있다.
본 발명은 이외에도, 경우에 따라 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 상기 첨가제는 충진재, 금속산화물, 스테아린산, 가황제 및 가황 촉진제 등을 포함할 수 있다. 각 첨가제의 사용량은 조성물 제조 시 경우에 따라 적정량 사용할 수 있다.
금속산화물은 고무 조성물의 가교 속도 조절과 물성 향상을 위해 첨가되며, 천연고무 100 중량부에 대하여 2 ~ 8 중량부를 사용하는 것이 가교 속도 조절과 물성 향상 면에서 바람직하다. 보다 바람직하게는, 천연고무 100 중량부에 대하여 4 ~ 6 중량부를 사용할 수 있다.
금속산화물은 해당 기술분야에서 고무 조성물에 사용하는 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 산화아연, 산화카드뮴, 산화마그네슘, 산화 수은, 산화주석, 산화칼슘 및 산화납 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있고, 보다 바람직하게는 산화아연을 사용할 수 있다.
스테아린산은 평탄 가교를 유도하기 위한 것으로, 천연고무 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 3 중량부를 사용함이 바람직하며, 보다 바람직하게는 천연고무 100 중량부에 대하여 0.5 ~ 1.5 중량부를 사용할 수 있다.
만일 스테아린산의 함량이 상기 범위 미만이면 가교 속도 조절이 어렵고 가공성이 저하될 수 있으며, 상기 범위를 초과하면 블루밍 현상이 일어날 수 있다.
가황제는 고무 조성물의 가교를 위해 사용하는 것으로서, 천연고무 100 중량부에 대하여 0.5 ~ 3 중량부를 사용함이 바람직하며, 보다 바람직하게는 천연고무 100 중량부에 대하여 1 ~ 1.5 중량부를 사용할 수 있다.
만일 가황제의 함량이 상기 범위 미만이면 충분한 가교 효과를 볼 수 없고, 상기 범위를 초과하여 사용하면 그 사용량이 너무 많아서 미반응 가황제가 표면으로 블루밍되는 현상이 발생할 수 있다.
또한, 가황촉진제는 가황효과를 촉진하기 위한 것으로서, 천연고무 100 중량부에 대하여 0.5 ~ 3 중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 천연고무 100 중량부에 대하여 1.5 ~ 2.6 중량부를 사용할 수 있다.
본 발명의 방충재는 해당 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 형태이면 족하고, 바람직하게는 시트형 방충재일 수 있다. 또한, 상기 시트형 방충재의 두께는 3 ~ 3.5mm일 수 있다.
나아가, 본 발명은 실란 커플링제로 실리카의 표면 처리하여 실리카의 표면을 개질하여 실란 실리카를 준비하고, 탄소섬유의 표면을 화학적 처리하여 표면 처리된 탄소섬유를 준비하는 단계; 천연고무에 상기 실란 실리카 및 표면 처리된 탄소섬유를 투입하여 배합하여 혼합 조성물을 생성하는 단계; 및 상기 혼합 조성물을 사출 성형하여 시트형 방충재를 수득하는 단계;를 포함하고, 상기 표면 처리된 탄소섬유를 준비하는 단계는, 평균 길이가 0.1 ~ 2.5mm인 탄소섬유를 열가소성 중합체와 함께 혼합하여 열가소성 중합체 및 탄소섬유의 혼합물을 얻는 단계; 상기 혼합 이후에 상기 탄소섬유를 희석제에 침전시켜 열가소성 중합체가 코팅된 탄소섬유를 얻는 단계; 및 상기 열가소성 중합체가 코팅된 탄소섬유를 80 ~ 95℃의 온도 범위에서 2 ~ 4시간 동안 건조하여 희석제의 함량이 4중량% 이하인 표면 처리된 탄소섬유를 제조하는 단계;를 포함하며, 상기 열가소성 중합체는 올레핀계 열가소성 엘라스토머(TPO), 가교형 올레핀계 열가소성 엘라스토머(TPV), 우레탄계 열가소성 엘라스토머(TPU), 열가소성 코폴리에스테르(TPC), 열가소성 스티렌 블록공중합체(TPS), 열가소성 코폴리아미드(TPA) 및 열가소성 폴리이미드(TPI)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이며, 상기 희석제는 벤젠, 톨루엔, 사이클로핵산 및 메틸클로라이드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 방충재 제조방법을 제공하여 상술한 한계점의 해결책을 모색하였다.
이와 관련하여, 도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 방충재 제조방법의 기술흐름도이다. 본 발명은 실란 커플링제로 실리카의 표면 처리하여 실리카의 표면을 개질하여 실란 실리카를 준비하고, 탄소섬유의 표면을 화학적 처리하여 표면 처리된 탄소섬유를 준비하는 단계(S10), 천연고무에 상기 실란 실리카 및 표면 처리된 탄소섬유를 투입 및 배합하여 혼합 조성물을 생성하는 단계(S20), 상기 혼합 조성물을 사출 성형하여 시트형 방충재를 수득하는 단계(S30)를 포함한다. 또한, 상기 S10 중 상기 표면 처리된 탄소섬유를 준비하는 단계는, 평균 길이가 0.1 ~ 2.5mm인 탄소섬유를 열가소성 중합체와 함께 혼합하여 열가소성 중합체 및 탄소섬유의 혼합물을 얻는 단계(S101), 상기 혼합 이후에 상기 탄소섬유를 희석제에 침전시켜 열가소성 중합체가 코팅된 탄소섬유를 얻는 단계(S102) 및 상기 열가소성 중합체가 코팅된 탄소섬유를 80 ~ 95℃의 온도 범위에서 2 ~ 4시간 동안 건조하여 희석제의 함량이 4중량% 이하인 표면 처리된 탄소섬유를 제조하는 단계(S103)를 포함한다.
이하, 상술한 내용과 중복되는 내용을 제외하고 상세히 설명한다.
먼저, 실란 커플링제로 실리카의 표면 처리하여 실리카의 표면을 개질하여 실란 실리카를 준비하고, 탄소섬유의 표면을 화학적 처리하여 표면 처리된 탄소섬유를 준비하는 단계(S10)에 대하여 설명한다.
실리카의 표면을 실란 커플링제로 표면 처리하여 실리카의 표면을 개질함으로써 고무와의 친화력을 향상시키고, 실리카와 고무 간의 화학적 결합을 유도할 수 있다. 이와 같이 실란 실리카를 준비하는 단계는 표면 처리된 탄소섬유를 준비하는 단계와 동시 또는 이시에 수행될 수 있다.
탄소섬유의 표면을 화학적 처리하여 표면 처리된 탄소섬유를 준비하는 단계는, 평균 길이가 0.1 ~ 2.5mm인 탄소섬유를 열가소성 중합체와 함께 혼합하여 열가소성 중합체 및 탄소섬유의 혼합물을 얻는 단계(S101), 상기 혼합 이후에 상기 탄소섬유를 희석제에 침전시켜 열가소성 중합체가 코팅된 탄소섬유를 얻는 단계(S102) 및 상기 열가소성 중합체가 코팅된 탄소섬유를 80 ~ 95℃의 온도 범위에서 2 ~ 4시간 동안 건조하여 희석제의 함량이 4중량% 이하인 표면 처리된 탄소섬유를 제조하는 단계(S103)를 포함하여 수행된다.
상기 열가소성 중합체 및 탄소섬유의 혼합물을 얻는 단계(S101)는 평균 길이가 0.1 ~ 2.5mm인 탄소섬유를 열가소성 중합체에 함침시켜 탄소섬유와 열가소성 중합체를 혼합(교반)하여 혼합물을 수득하는 단계이다. 상기 혼합(교반)은 교반기에서 수행될 수 있다.
이 때, 상기 탄소섬유는 시징(seizing)된 단섬유의 탄소섬유의 시징을 분리한 것을 사용함이 바람직하다. 이와 같이 묶여진 다발 형태의 탄소섬유를 분리하여야 열가소성 중합체와의 혼련성이 증가될 수 있다.
또한, 상기 탄소섬유와 열가소성 중합체의 혼합비는 1:0.5 ~ 1:2 중량비로 혼합됨이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1:0.8 ~ 1:1.2 중량비로 혼합될 수 있다. 더욱 바람직하게는 1:1 중량비로 혼합될 수 있다.
상기 혼합 이후에 상기 탄소섬유를 희석제에 침전시켜 열가소성 중합체가 코팅된 탄소섬유를 얻는 단계(S102)는 열가소성 중합체와 탄소섬유를 혼합(교반)한 이후 이를 희석제에 침전(함침)하여 수행된다. 희석제는 시징된 시징된 단섬유의 탄소섬유의 시징을 분리할 수 있다. 또한, 탄소섬유는 그 자체가 단단하여 열가소성 중합체와의 혼련에 의한 코팅에 상당한 어려움이 있을 수 있는데, 이와 같이 희석제에 침전시킴으로써 상기 혼련에 의한 코팅을 용이하게 수행할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 열가소성 중합체가 코팅된 탄소섬유를 얻는 단계(S102)는 희석제에 의하여 탄소섬유의 외표면에 적어도 하나의 크랙을 형성하고, 상기 크랙 사이로 열가소성 중합체가 침투됨으로써 수행될 수 있다.
구체적으로, 희석제에 상기 열가소성 중합체와 탄소섬유 혼합물을 침전시키는 경우, 희석제에 의하여 탄소섬유의 외표면에 크랙이 발생하게 된다. 희석제는 탄소섬유의 외표면에 크랙을 가하여 열가소성 중합체가 카본섬유에 침투되도록 할 수 있다. 구체적으로, 탄소섬유의 표면에 존재(잔류)하는 열가소성 중합체가 희석제에 용해되면서 상기 희석제에 의해 발생한 크랙 사이로 열가소성 중합체가 침투하거나 스며들게 되고, 그 결과 열가소성 중합체가 균일하게 코팅된 탄소섬유를 수득할 수 있다.
이 때, 상기 희석제의 양은 탄소섬유가 희석제가 충분히 함침될 수 있는 양이면 충분하나, 바람직하게는 희석제 100 중량부에 대하여 열가소성 중합체가 코팅된 탄소섬유를 40 ~ 60 중량부로 침전시켜 수행됨이 바람직하다. 보다 바람직하게는 희석제 100 중량부에 대하여 열가소성 중합체가 코팅된 탄소섬유를 45 ~ 55 중량부로 침전시켜 수행될 수 있다.
상기 열가소성 중합체가 코팅된 탄소섬유를 80 ~ 95℃의 온도 범위에서 2 ~ 4시간 동안 건조하여 희석제의 함량이 4중량% 이하인 표면 처리된 탄소섬유를 제조하는 단계(S103)는 상기 열가소성 중합체가 코팅된 탄소섬유를 건조시키는 단계로, S102 단계에서 사용된 희석제를 제거하는 단계이다.
건조는 열풍건조실에서 수행될 수 있으며, 상기 건조는 탄소섬유를 80 ~ 95℃의 온도 범위에서 2 ~ 4시간 동안 수행하여 표면 처리된 탄소섬유의 희석제의 함유량이 4중량% 이하가 될 때까지 이루어진다.
다음으로, 천연고무에 상기 실란 실리카 및 표면 처리된 탄소섬유를 투입 및 배합하여 혼합 조성물을 생성하는 단계(S20)에 대하여 설명한다.
상기 혼합 조성물을 생성하는 단계(S20)는 니더에서 20 ~ 40rpm으로 10 ~ 25분 동안 수행될 수 있다. 이 때, 니더의 온도는 바람직하게는 80 ~ 120℃일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 혼합 조성물을 생성하는 단계(S20)는 상기 천연고무에 상기 실란 실리카 및 표면 처리된 탄소섬유를 투입하여 배합한 이후에 카본블랙, 금속산화물 및 스테아린산을 투입하여 배합하고, 그 다음으로 가황 촉진제를 투입하여 배합함으로써 수행될 수 있다.
즉, 본 발명의 혼합 조성물을 생성하는 단계(S20)는 1) 천연고무 투입 후 2) 상기 실란 실리카 및 표면 처리된 탄소섬유를 투입 및 가공한 후 3) 카본블랙 및 첨가제(금속산화물, 스테아린산)을 투입 및 가공한 후 4) 가황 촉진제 투입 후 가공하여 배합함으로써 수행될 수 있다. 이 때, 투입 및 가공(배합)에 소요되는 시간은 10 ~ 25분일 수 있다.
상술한 순서 및 시간으로 혼합 조성물을 생성하는 단계(S20)가 수행되는 경우에는 탄소섬유 및 첨가제 등의 분산성을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 기계적 물성이 개선되는 효과가 있다. 또한, 배합 과정에서 과도한 열이 발생하는 것을 방지함으로써 열에 의한 고무 사슬의 파괴를 방지할 수 있어 기계적 강도가 하락되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
다음으로, 상기 혼합 조성물을 사출 성형하여 시트형 방충재를 수득하는 단계(S30)에 대하여 설명한다.
상술한 바와 같이 생성된 혼합 조성물을 프레스 성형함으로써 시트형 방충재를 수득할 수 있다. 이 때, 상기 시트형 방충재의 두께는 3 ~ 3.5mm일 수 있다.
이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명한다.
실시예 1
실란 커플링제(비스-(3-(트리에톡시실릴)-프로필)-테트라설파이드(TESPT))로 실리카의 표면 처리하여 실리카의 표면을 개질하여 실란 실리카를 준비하였다. 평균 길이가 0.3mm인 탄소섬유를 열가소성 중합체와 함께 혼합하고, 이를 희석제에 침전시켜 열가소성 중합체가 코팅된 탄소섬유를 얻었다. 이후 상기 탄소섬유를 80 ~ 95℃의 온도 범위에서 3시간 동안 건조하여 희석제의 함량이 4중량% 이하인 표면 처리된 탄소섬유를 준비하였다. 그 후 천연고무에 상기 실란 실리카 및 표면 처리된 탄소섬유를 투입하여 1분동안 배합하고, 이후 하기 표 1의 첨가제를 투입하여 3분동안 배합한 다음, 하기 표 1의 가황제, 가황 촉진제를 투입하여 12분동안 배합하였다(이 때, 각 성분의 함량은 하기 표 1에 따름). 이후 추가 3분동안 더 배합하여 최종 혼합 조성물을 생성하고, 이를 사출 성형하여 시트형 방충재를 제조하였다. 상기 배합은 니더에서 100℃의 온도 범위에서 30rpm으로 수행하였다.
실시예 2 ~ 3
하기 표 1의 성분 및 함량으로 배합한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
비교예 1 ~ 2
평균 길이가 3mm인 탄소섬유를 사용하고, 하기 표 1의 성분 및 함량으로 배합한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
비교예 3 ~ 4
평균 길이가 6mm인 탄소섬유를 사용하고, 하기 표 1의 성분 및 함량으로 배합한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 | ||
|
천연고무
(SVR-3L) |
100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
| 산화아연 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
| 스테아린산 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
| PEG 4000 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | |
| 카본 블랙 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | |
|
실리카
(Zeosil 175) |
10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | |
| 실란 커플링제 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
| 표면 처리된 탄소섬유 | 7.5 | 10 | 12.5 | 7.5 | 10 | 7.5 | 10 | |
| 가황 촉진제 | M | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| DM | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
| TT | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | |
| 가황제 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | |
실험예 1. 특성평가
상기 실시예 및 비교예를 통해 제조한 시트형 방충재 시편에 대하여 다음과 같은 방법으로 특성을 시험하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타냈다.
(1) 경도(Hardness): 한국산업표준 가황 고무 물리 시험방법 중 경도를 시험하는 방법인 KS M5619에 의거하여, 아스커(Asker) A형 경도계를 사용하여 측정하였다.
(2) 인장강도(Tensile strength): 한국산업표준 가황 고무 물리 시험방법 중 인장강도를 시험하는 방법인 KS M6518에 의거하여, 인트스론(Instron)사의 만능시험기를 사용하여 측정하였다.
(3) 연신율(Elongation): 한국산업표준 가황 고무 물리 시험방법 중 연신율을 시험하는 방법인 KS M6518에 의거하여, 인트스론(Instron)사의 만능시험기를 사용하여 측정하였다.
(4) 인열강도(Tearing strength): 한국산업표준 가황 고무 물리 시험방법 중 인열강도를 시험하는 방법인 KS M6518에 의거하여, 즈윅(Zwick)사의 만능시험기를 사용하여 측정하였다.
| 규격 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 | |
|
경도
(Type A) |
75 이하 |
60 | 62 | 62 | 76 | 80 | 78 | 79 |
| 인장강도(kgf/cm 2 ) | 193.7 이상 | 212.2 | 194.6 | 176.5 | 185.8 | 178.0 | 172.8 | 135.2 |
|
연신율
(%) |
350 이상 | 493 | 450 | 410 | 370 | 320 | 340 | 350 |
| 인열강도(kgf/cm) | 59.9 이상 |
103 | 95.8 | 84.1 | 71.2 | 78.3 | 80.8 | 88.4 |
상기 표 1 및 표 2를 참조하면, 실시예 1 ~ 2의 경우 경도, 인장강도, 연신율, 인열강도가 모두 규격에 적합하여 목적하는 물성을 만족함을 확인할 수 있다. 또한, 실시예 3의 경우에도 인장강도가 다소 낮으나 경도, 연신율 및 인열강도는 모두 우수함을 확인할 수 있다.
반면, 비교예 1 ~ 4의 경우 경도가 지나치게 높을 뿐만 아니라, 인장강도, 연신율, 인열강도는 모두 현저히 낮은 값을 가지는 바 실시예에 비하여 물성이 현저히 떨어짐을 확인할 수 있다.
Claims (14)
- 실란 커플링제에 의하여 표면 개질된 실리카인 실란 실리카; 평균 길이가 0.1 ~ 0.5mm인 표면 처리된 탄소섬유; 천연고무(NR); 및 카본 블랙을 포함하고,
천연고무 100 중량부에 대하여 실란 실리카 5 ~ 15 중량부, 표면 처리된 탄소섬유 5 ~ 15 중량부 및 카본 블랙 45 ~ 55 중량부를 포함하며,
천연고무 100 중량부에 대하여 금속산화물 2 ~ 8 중량부, 스테아린산 0.1 ~ 3 중량부, 가황제 0.5 ~ 3 중량부 및 가황촉진제 0.5 ~ 3 중량부를 더 포함하고,
상기 실란 실리카는 실란 커플링제에 의하여 표면 개질되어 고무 내에서의 분산성이 향상된 것으로 상기 표면 처리된 탄소섬유와 천연고무 간의 접착성을 개선하며,
상기 표면 처리된 탄소섬유는 열가소성 중합체에 함침되어 열가소성 중합체가 코팅된 이후에 희석제에 침전된 후 80 ~ 95℃의 온도 범위에서 2 ~ 4시간 동안 건조되어 상기 희석제의 함유량이 4중량% 이하이고,
상기 열가소성 중합체는 올레핀계 열가소성 엘라스토머(TPO), 가교형 올레핀계 열가소성 엘라스토머(TPV), 우레탄계 열가소성 엘라스토머(TPU), 열가소성 코폴리에스테르(TPC), 열가소성 스티렌 블록공중합체(TPS), 열가소성 코폴리아미드(TPA) 및 열가소성 폴리이미드(TPI)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이며,
상기 희석제는 벤젠, 톨루엔, 사이클로핵산 및 메틸클로라이드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 방충재.
- 제1항에 있어서,
상기 탄소섬유는 탄소섬유의 외표면에 적어도 하나의 크랙이 형성된 상태인 크래킹 탄소섬유인 것을 특징으로 하는 방충재.
- 제1항에 있어서,
상기 탄소섬유는 시징(seizing)된 단섬유의 탄소섬유의 시징을 분리한 것을 특징으로 하는 방충재.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 실란 커플링제는 비스-(3-(트리에톡시실릴)-프로필)-테트라설파이드(TESPT)인 것을 특징으로 하는 방충재.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 방충재는 시트형 방충재이며, 상기 시트형 방충재의 두께는 3 ~ 3.5mm인 것을 특징으로 하는 방충재.
- 실란 커플링제로 실리카의 표면 처리하여 실리카의 표면을 개질하여 실란 실리카를 준비하고, 탄소섬유의 표면을 화학적 처리하여 표면 처리된 탄소섬유를 준비하는 단계;
천연고무에 상기 실란 실리카 및 표면 처리된 탄소섬유를 투입 및 배합하여 혼합 조성물을 생성하는 단계; 및
상기 혼합 조성물을 사출 성형하여 시트형 방충재를 수득하는 단계;를 포함하고,
상기 표면 처리된 탄소섬유를 준비하는 단계는,
평균 길이가 0.1 ~ 0.5mm인 탄소섬유를 열가소성 중합체와 함께 혼합하여 열가소성 중합체 및 탄소섬유의 혼합물을 얻는 단계;
상기 혼합 이후에 상기 탄소섬유를 희석제에 침전시켜 열가소성 중합체가 코팅된 탄소섬유를 얻는 단계; 및
상기 열가소성 중합체가 코팅된 탄소섬유를 80 ~ 95℃의 온도 범위에서 2 ~ 4시간 동안 건조하여 희석제의 함량이 4중량% 이하인 표면 처리된 탄소섬유를 제조하는 단계;를 포함하며,
상기 열가소성 중합체는 올레핀계 열가소성 엘라스토머(TPO), 가교형 올레핀계 열가소성 엘라스토머(TPV), 우레탄계 열가소성 엘라스토머(TPU), 열가소성 코폴리에스테르(TPC), 열가소성 스티렌 블록공중합체(TPS), 열가소성 코폴리아미드(TPA) 및 열가소성 폴리이미드(TPI)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이며,
상기 희석제는 벤젠, 톨루엔, 사이클로핵산 및 메틸클로라이드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이고,
상기 혼합 조성물을 생성하는 단계는, 천연고무 100 중량부에 대하여 상기 실란 실리카 5 ~ 15 중량부 및 표면 처리된 탄소섬유 5 ~ 15 중량부를 투입하여 배합한 이후에 천연고무 100 중량부에 대하여 카본블랙 45 ~ 55 중량부, 금속산화물 2 ~ 8 중량부 및 스테아린산 0.1 ~ 3 중량부를 투입하여 배합하고, 그 다음으로 가황제 0.5 ~ 3 중량부 및 가황 촉진제 0.5 ~ 3 중량부를 투입하여 배합함으로써 수행되는 방충재 제조방법.
- 제10항에 있어서,
상기 열가소성 중합체가 코팅된 탄소섬유를 얻는 단계는,
상기 희석제에 의하여 탄소섬유의 외표면에 적어도 하나의 크랙을 형성하고, 상기 크랙 사이로 열가소성 중합체가 침투됨으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방충재 제조방법.
- 제10항에 있어서,
상기 열가소성 중합체가 코팅된 탄소섬유를 얻는 단계는,
상기 희석제 100 중량부에 대하여 열가소성 중합체와 탄소섬유의 혼합물을 40 ~ 60 중량부로 침전시켜 수행되는 것을 특징으로 하는 방충재 제조방법.
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- 제10항에 있어서,
상기 혼합 조성물을 생성하는 단계에서 상기 배합은 니더에서 20 ~ 40rpm으로 10 ~ 25분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 방충재 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020210070354A KR102376297B1 (ko) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | 분산성이 향상된 실리카 및 표면 처리된 탄소섬유를 활용한 방충재 및 이의 제조방법 |
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| KR1020210070354A KR102376297B1 (ko) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | 분산성이 향상된 실리카 및 표면 처리된 탄소섬유를 활용한 방충재 및 이의 제조방법 |
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| KR102376297B1 true KR102376297B1 (ko) | 2022-03-22 |
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| KR (1) | KR102376297B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20240080884A (ko) | 2022-11-30 | 2024-06-07 | 한국소재융합연구원 | 부두용 내해수성 방충재 고무 조성물 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070103413A (ko) * | 2005-01-24 | 2007-10-23 | 시라이시 고교 가부시키가이샤 | 개질 탄산칼슘 함유 고무조성물 |
| JP5292840B2 (ja) * | 2008-02-08 | 2013-09-18 | 栗田工業株式会社 | 除菌用成形物及び除菌方法 |
| KR101374669B1 (ko) | 2012-09-24 | 2014-03-17 | 인천항만공사 | 다양한 색상을 갖는 칼라 방충재 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 칼라 방충재 |
| KR101893353B1 (ko) * | 2017-10-13 | 2018-09-03 | 이국성 | 카본섬유와 열가소성 중합체가 혼합되어 제조되는 수지 조성물 및 그의 제조방법 |
-
2021
- 2021-05-31 KR KR1020210070354A patent/KR102376297B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
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