KR102428285B1 - 자전거 림을 위한 고온 수지 조성물 및 이를 이용한 자전거 림 - Google Patents

자전거 림을 위한 고온 수지 조성물 및 이를 이용한 자전거 림 Download PDF

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Abstract

자전거 림을 위한 고온 수지 조성물 및 이를 이용한 자전거 림이 개시된다. 자전거 림용 고온 수지 조성물은, 성분(A), 성분(B), 성분(C)를 포함한 수지 조성물에 있어서, 상기 성분(A)는 상기 수지 조성물의 10 중량% 이상 40 중량% 미만을 차지하고, 상기 성분(B)는 상기 수지 조성물의 5 중량% 이상 20 중량% 미만을 차지하고, 상기 성분(C)는 상기 수지 조성물의 20 중량% 이상 60중량% 미만을 차지하며, 상기 수지 조성물의 경화물의 유리 전이점(Tg)은 180℃ 이상이다. 따라서, 자전거 림용 고온 수지 조성물은, 일정수준의 점도, 당량, 가사시간 및 강도를 가질 수 있다.

Description

자전거 림을 위한 고온 수지 조성물 및 이를 이용한 자전거 림{HIGH TEMPERATURE RESIN COMPOSITION FOR BICYCLE RIM AND BICYCLE RIM USING THE SAME}
본 발명은 자전거 림에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자전거 림을 위한 고온 수지 조성물 및 이를 이용한 자전거 림에 관한 것이다.
섬유강화 복합재료는 고강도 및 고강성, 우수한 피로특성을 가지고 이방성의 기계적 물성을 가지기 때문에 제품 설계 시 요구되는 강도, 강성 등에 맞추어 설계가 가능한 설계 유연성을 가지므로 경량화가 요구되는 우주항공 산업, 방위산업, 자동차 산업 등의 제조업 전반에 걸쳐 널리 이용되고 있다.
스포츠 산업에서의 복합재료의 이용은 세계적으로 빠르게 증가하는 추세로 국내에서도 2004년부터 단계적으로 시행에 들어간 주 5일 근무제의 영향으로 레저 스포츠 산업이 크게 성장하면서 복합재료를 이용한 고성능의 경량화 스포츠 용품 시장에 대한 요구가 커지고 있는 실정이다.
특히, 탄소강화 복합재료 제조기술을 이용한 소재의 초경량화, 에너지 친화성, 복합기능화는 매우 중요하며, 특히 탄소섬유의 나노화는 높은 비표면적과 aspect ratio에 따른 우수한 기계적 및 열적 특성, 경량성으로 인해 우주항공 산업뿐만 아니라 첨단 전자 정보 산업 등과 같은 여러 최첨단 산업분야에서 국제 경쟁력을 확보할 수 있는 것이다.
최근, 자전거 시장은 지속되는 고유가의 영향과 웰빙 열풍의 영향으로 빠르게 성장하고 있으며, 자전거 시장의 성장과 더불어 자전거 경량화에 대한 관심이 커지며 자전거 중량의 많은 부분을 차지하는 자전거 프레임 및 구동계의 경량화에 대한 연구가 요구되고 있다.
도로 경기용 사이클 자전거의 경기력 향상을 위하여, 나노카본 복합재료 기반 경량 자전거 구동계 관련 부품 소재 개발을 위한 고내열성 프리프레그(Prepreg) 및 고탄성 카본 소재 개발과 이를 활용한 구동계 관련 핵심 부품(크랭크 셋, 휠 림 등) 개발의 필요성이 시급하다.
그러나 국내 자전거 산업은 생산기반 및 부품 등에 대하여 수요를 충족시키지 못 하고 전량 수입에 의존하고 있기 때문에, 자전거 산업의 국내 설계 및 제조 기반 확보가 필요하며, 자체 개발을 통한 부품 국산화가 필요한 상황이다.
특히 카본 자전거의 경우 전량 수입에 의존함으로써 관련된 부품 산업조차 제대로 활성화되어 있지 못하며, 부품개발을 위한 소재 분야도 침체되어 있으므로, 국내 스포츠산업의 고도화 및 발전을 위하여 국내 자체 기술력으로 특성화된 소재 개발 및 부품개발이 필요하다.
자전거 부품이나 프레임 또는 림, 안장 등 특히 크랭크 셋의 바(고탄성율 프리프레그를 사용)를 제조 생산하기 위해 프리프레그를 먼저 제조해야 한다.
이러한 프리프레그에 사용되는 수지 조성물 중 에폭시 수지 조성물이 널리 사용되고 있다.
그러나, 80~150℃까지 견디는 에폭시가 일반적으로 자전거 바퀴용으로 이용되고 있으나, UD 경화조건에 맞는 수지가 없는 상황이다.
또한, UD 장비에 적용하기 위하여 수지의 흐름(점도), 기공방지성, 내열성, 점착성 및 포트라이프(가사시간)을 만족하는 에폭시 조성물로서, Tg(유리전이온도) 180℃ 이상으로 자전거 림에 적용 가능하도록 경화제, 촉매 및 필러 등의 복합적인 조건에 맞는 수지가 필요한 실정이다.
이에 대한 유사 특허(JP5250972)는 페놀 노볼락형 에폭시 수지와 비스페놀 A형 에폭시 수지의 혼합물, 경화제, 경화촉매제, 적린 및 폴리비닐 폴리머로 구성된 에폭시 수지 조성물로서 속경화성 및 난연성을 양립시켜 난연성을 큰 폭으로 향상시키는 프리프레그용 에폭시 수지 조성물에 관한 기술이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 자전거 림을 위한 고온 수지 조성물을 제공하는데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 자전거 림을 위한 고온 수지 조성물을 이용한 자전거 림을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 자전거 림용 고온 수지 조성물은, 성분(A), 성분(B), 성분(C)를 포함한 수지 조성물에 있어서, 상기 성분(A)는 상기 수지 조성물의 10 중량% 이상 40 중량% 미만을 차지하고, 상기 성분(B)는 상기 수지 조성물의 5 중량% 이상 20 중량% 미만을 차지하고, 상기 성분(C)는 상기 수지 조성물의 20 중량% 이상 60중량% 미만을 차지하며, 상기 수지 조성물의 경화물의 유리 전이점(Tg)은 180℃ 이상이다.
여기에서, 상기 수지 조성물의 경화물은, 실온 조건(25℃, 50% RH) 하에서 60~70MPa의 인장강도, 90~100MPa의 굴곡강도 및 1~2%의 신율을 가질 수 있다.
여기에서, 상기 성분(A)는 Modified Solid Epoxy 수지이고, 상기 성분(B)는 Liquid Bisphenol-A 수지이며, 상기 성분(C)는 Phenolic Epoxy 수지일 수 있다.
여기에서, 상기 수지 조성물은, 100℃일 때 점도가 4000~7000cps이고, 70℃일 때 점도가 2800~3800cps일 수 있다.
여기에서, 상기 수지 조성물의 당량(equivalent)은 175-200를 나타낼 수 있다.
여기에서, 상기 수지 조성물의 경화를 위한 가사시간은, 25℃일 때 30일, 0℃ 이하일 때 6개월, -18℃ 이하일 때 12개월 이내일 수 있다.
여기에서, 상기 수지 조성물은, 첨가제로서 2-methyl urea derivatives, Dicyandiamide를 더 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 2-methyl urea derivatives는 상기 수지 조성물의 3 중량% 이상 8 중량% 미만을 차지하고, 상기 Dicyandiamide는 상기 수지 조성물의 1 중량% 이상 5 중량% 미만을 차지할 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 자전거 림 은, 성분(A), 성분(B), 성분(C)를 포함한 수지 조성물을 이용한 자전거 림에 있어서, 상기 성분(A)는 상기 수지 조성물의 10 중량% 이상 40 중량% 미만을 차지하고, 상기 성분(B)는 상기 수지 조성물의 5 중량% 이상 20 중량% 미만을 차지하고, 상기 성분(C)는 상기 수지 조성물의 20 중량% 이상 60중량% 미만을 차지하며, 상기 수지 조성물의 경화물의 유리 전이점(Tg)은 180℃ 이상이다.
여기에서, 상기 수지 조성물의 경화물은 실온 조건(25℃, 50%RH) 하에서 60~70MPa의 인장강도, 90~100MPa의 굴곡강도 및 1~2%의 신율을 가질 수 있다.
여기에서, 상기 성분(A)는 Modified Solid Epoxy 수지이고, 상기 성분(B)는 Liquid Bisphenol-A 수지이며, 상기 성분(C)는 Phenolic Epoxy 수지일 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 자전거 림용 고온 수지 조성물은, 일정수준의 점도, 당량, 가사시간 및 강도를 가질 수 있다.
또한, 경화 지연성의 향상, 접착강도, 진동감쇄, 충격흡수(내충격성), 열발산성의 향상, 포트라이프(가사시간) 등의 물성을 통해 다양한 분야에 적용 가능하다.
또한, 탄소나노튜브가 첨가되면 열발산력이 높아서 고속으로 회전하는 자전거 바퀴에 브레이크를 잡을 때 발생하는 열이 외부로 발산되어 온도가 낮아지고, 접착강도, 진동감쇄 및 충격흡수 등의 물성이 증가하게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프리프레그 제조 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 자전거 림용 고온 수지 조성물의 요구 특성을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고온 수지 조성물의 함량비를 설명하기 위한 테이블이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고온 수지 조성물의 물성을 설명하기 위한 테이블이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프리프레그 제조 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
프리프레그(Prepreg)를 제조하는 방법은, 모재인 수지를 액상으로 하고 보강재인 Fiber/Fabrics를 함침시키는 Solvent Prepreg Process와 수지를 Film 형태로 만든 후 보강재에 함침시키는 Hot Melt Prepreg Process로 구분할 수 있다.
도 1을 참조하여 Hot Melt Prepreg Process를 설명한다.
Hot Melt Prepreg Process는 Fiber Creel로부터 Fiber Yarn을 직접 단일방향으로 가닥가닥 놓이게 하고, 수지의 공급은 Resin Hopper에서 이루어 지는데, 혼합된 수지와 경화제는 용제에 녹여져 있는 상태가 아닌 열에 의해 점도가 낮은 상태로 존재하며 종이 한쪽 면 위에 공급 접착된다. 이렇게 일방향으로 배열된 fiber 위에 한쪽 면에 수지가 접착된 종이가 부착되면서 진행된다. 이 때 종이에 접착된 수지와 섬유가 잘 함침이 되도록 열과 압력을 가하여 압착하게 된다.
상세하게는, 본 발명의 실시예에 따른 프리프레그 제조 방법은, Fiber Creel, Spreader, Resin Hopper, Guide Roll 및 Compaction Roll 등을 포함하여 구성된 장치에 의해 수행될 수 있다.
먼저, 탄소섬유는 Fiber Creel에서 해사(unwinding)되고, Fiber Creel에서 해사된 탄소섬유는 Spreader에 의해 개섬(開纖, opening)될 수 있다.
Top Paper과 Bottom Paper는 각각 이형지(이형필름)를 공급할 수 있고, Top Paper에 의해 공급되는 이형지 상에는 (에폭시) 수지 또는 탄소나노튜브(CNT)가 공급될 수 있다. 상세하게는, Resin Hopper는 Top Paper에 의해 공급되는 이형지 상에 수지 또는 탄소나노튜브(CNT)를 공급할 수 있고, Knife는 이형지 상에 공급되는 수지 또는 탄소나노튜브(CNT)의 두께 등을 조절할 수 있다.
Top Paper과 Bottom Pape에서 공급되는 이형지는 Guide Roll에 의해 가이드되어 복수의 Compaction Roll를 통과할 수 있다.
또한, Spreader에 의해 개섬된 탄소섬유는 수지 또는 탄소나노튜브(CNT)가 공급된 이형지와 함께 복수의 Compaction Roll를 통과함으로써 탄소섬유에 수지 또는 탄소나노튜브(CNT)가 함침될 수 있다. 상세하게는, Compaction Roll는 압력과 열을 가하여 탄소섬유에 수지 또는 탄소나노튜브(CNT)를 함침시킬 수 있다.
수지 또는 탄소나노튜브(CNT)가 함침된 탄소섬유는 Slitter 및 Takeup 장치를 거치고 난 후, 후처리를 통해 프리프레그로 산출될 수 있다. 또한, 산출된 프리프레그에 대한 표면 처리가 수행될 수 있다.
도 2는 자전거 림용 고온 수지 조성물의 요구 특성을 설명하기 위한 개념도이다.
에폭시 수지의 유리 전이점(Tg) 고온화는 꾸준히 연구되고 오고 있는데, 프리프레그에 사용될 에폭시는 비단 높은 Tg만이 아니라, 고온 수지에 함침된 반경화물(프리프레그)이 경화 공정을 통해 성형품이 되어야 하므로, 가열시 1. Resin flow(수지의 흐름), 2. Flexibility(기공 방지), 3. Tackness(점착), 4.Pot life(가사시간), 5.Tg(내열성) 등을 동시에 요구되기 때문에 단지 한가지 성질에 관해서만이 만족된다고 해서 현장에서 쓰여지지 않다는 것이 중요하다.
본 발명은 상기 요구를 해결하기 위한 것으로서, 자전거 바퀴의 림에 적용 가능한 자전거 림용 고온 수지 조성물에 관한 것이다.
본 발명은, 자전거 림 적용을 위해 필요한 물성인 진동감쇄, 내충격성, 열발산성 및 접착강도의 향상을 위하여 탄소나노튜브를 첨가하고, 첨가제로서 페녹시 수지 등과 같은 열가소성 수지가 첨가되는 프리프레그를 사용한 자전거 림을 제공한다.
열경화성 수지와 함께 탄소나노튜브의 첨가를 통해 점착강도, 내충격성(충격흡수), 진동감쇄 및 포트라이프의 개선 등이 가능해지며 이를 탄소나노튜브의 형태, 사이즈 및 함량에 따라 최적화된 조건을 도출할 수 있다.
고온용 에폭시 수지 조성물의 경우, 에폭시 수지 구성의 다양화 및 자전거 림 적용을 위해 필요한 물성인 진동감쇄, 내충격성, 열발산성 및 접착강도의 향상을 위하여 탄소나노튜브를 첨가하고, 첨가제로서 페녹시 수지 등과 같은 열가소성 수지가 첨가되는 프리프레그를 사용한 자전거 림을 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고온 수지 조성물의 함량비를 설명하기 위한 테이블이다.
본 발명의 실시예에 따른 고온 수지 조성물은 3종의 에폭시 수지, 경화제, 경화촉진제 및 페녹시 수지를 첨가제로 하는 열경화성 수지 조성물에 관한 것이다.
자전거 림, 브레이크 및 프레임에 적용가능한 Tg 180℃ 이상의 고온수지를 자전거 휠에 적용하여 브레이크 작동시에 마찰온도를 발산하여 온도를 낮출 수 있다. 따라서, 본 발명은 자전거 휠/림 생산에 적합한 Tg(유리전이온도)가 180℃ 이상인 고온용 에폭시 수지 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명은 Tg(유리전이온도)가 180℃ 이상인 고온용 에폭시 수지 조성물에 관한 것으로 자전거 휠 생산에 적합할 수 있다.
특히, 본 발명은 3종의 에폭시 수지 혼합물과 경화제, 경화촉매제 및 페녹시 수지를 포함하는 에폭시 수지 조성물을 제공하여 일정 수준의 점도, 당량, 가사시간 및 강도를 가지게 할 수 있고, 이로 인하여 자전거 휠에 적용되는 경우 브레이크 작동 시에 마찰온도를 발산하여 온도를 낮추는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 에폭시 수지, 디시안디아미드, 우레아 유도체를 주 구성요소로 포함하고, 특히 열가소성 수지 조성물로서 페녹시 수지를 사용하는 것에 특징이 있다.
본 발명의 실시예는 일정수준의 점도, 당량, 가사시간 및 강도를 가지는 에폭시 수지 조성물로서 Modified Solid Epoxy 수지와 Liquid bisphenol A 수지, Phenolic Epoxy 수지로 구성되는 에폭시 수지와 경화제로서 디시안디아미노, 경화촉매제로서 우레아 유도체로 구성된다. 특히, 본 발명의 실시예는 열가소성 첨가제로서 페녹시 수지가 첨가된 에폭시 수지 조성물을 이용한 프리프레그 및 이 프리프레그를 이용한 자전거용 림에 적용할 수 있는 것이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 고온 수지 조성물의 성분(비)는 다음과 같다.
- Modified Solid Epoxy 수지: 10~40%
- Liquid Bisphenol-A 수지: 5~20%
- Phenolic Epoxy 수지: 20~60%
- 2-methyl urea derivatives: 3~8%
- Dicyandiamide: 1~5%
본 발명의 실시예에 따른 고온 수지 조성물은 성분(A), 성분(B), 성분(C)를 포함한 수지 조성물로서, 성분(A)는 수지 조성물의 10 중량% 이상 40 중량% 미만을 차지하고, 성분(B)는 수지 조성물의 5 중량% 이상 20 중량% 미만을 차지하고, 성분(C)는 수지 조성물의 20 중량% 이상 60중량% 미만을 차지하며, 수지 조성물의 경화물의 유리 전이점(Tg)은 180℃ 이상이다.
상세하게는, 성분(A)는 Modified Solid Epoxy 수지이고, 성분(B)는 Liquid Bisphenol-A 수지이며, 성분(C)는 Phenolic Epoxy 수지일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 고온 수지 조성물은, 첨가제로서 2-methyl urea derivatives, Dicyandiamide를 더 포함할 수 있다.
상세하게는, 2-methyl urea derivatives는 수지 조성물의 3 중량% 이상 8 중량% 미만을 차지하고, Dicyandiamide는 상기 수지 조성물의 1 중량% 이상 5 중량% 미만을 차지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고온 수지 조성물의 물성을 설명하기 위한 테이블이다.
도 4를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 고온 수지 조성물에 대한 경화 전후의 물성 비교치를 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 고온 수지 조성물은 에폭시 수지+탄소섬유+탄소나노튜브(CNT)가 적용된 프리프레그를 제공함으로써, 열발산성이 높은 자전거 림, FRP 스프링 등에 적용될 수 있다.
상세하게는, 탄소나노튜브가 포함된 고온 수지 조성물의 온도 별 점성변화를 수치화하여 제시할 수 있다.
일반적인 에폭시 수지는 대개 150도 부근의 열전이온도를 갖고, 경화 후 사용온도는 200도 이상(HDi 온도)이기 때문에 Tg 온도가 높을 필요가 없다. 그러나, 자전거 바퀴(rim)에 쓰이는 탄소섬유를 이용한 휠 림은 고온 수지가 필요하다.
뿐만 아니라, FRP 스프링 또한 고온 내열 수지가 필요하다. 상세하게는, 모든 FRP 소재에 고온 내열 수지가 필요하고 더욱 용도가 커지겠지만, 무엇보다도 브레이크 사용시 열마모에 강해져야 하기 때문이고, UCI(국제 bike 연합) 에서도 고온 수지의 작용을 권장하고 있다.
마찬가지로, 모든 FRP 소재에도 이런 내열 수지가 필요하고, 최근 요구되고 있다. 그 중 하나가 금속 대체 FRP 스프링이다.
특히, 에폭시 수지의 유리 전이점(Tg) 고온화는 꾸준히 연구되고 오고 있는데, 프리프레그에 사용될 에폭시는 비단 높은 Tg만이 아니라, 고온 수지에 함침된 반경화물(프리프레그)이 경화 공정을 통해 성형품이 되어야 하므로, 가열시 1. Resin flow(수지의 흐름), 2. Flexibility(기공 방지), 3. Tackness(점착), 4.Pot life(가사시간), 5.Tg(내열성) 등을 동시에 요구되기 때문에 단지 한가지 성질에 관해서만이 만족된다고 해서 현장에서 쓰여지지 않다는 것이 중요하다.
즉, 고온 수지 조성물은 열간 흐름이 비교적 넓은 분포에서 경화가 시작되는 점이 현장에서 이용하기 좋은 프리프레그이다.
다시 말하면, 섭씨 50도 부근에서(몰드의 예열을 위한 온도)부터 점도가 낮아지다가 140도 부근에서 급격히 경화가 시작되는 곡선을 나타내고 있다. 이러한 프리프레그는 50도부터 서서히 경화되고 즉 온도 범위가 넓어 실제 상황에서 크게 온도 컨트롤을 실수로 하지 않는 한 잘 경화가 될 수 있다는 것을 보여준 것이다.
고온 수지 조성물은 대개 1장씩 쓰이는 것이 아니라 여러 장 심지어 50장 이상 겹겹이 쌓아 경화를 하게 되므로 겹겹이 쌓을 때 프리프레그 상태가 잘 서로 접착이 되도록 Tacky가 있어야 하며, flexibility가 있어야 기공(void)이 들어가는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 배합비의 측정은 GPC에서 분석하였는데 도 4와 같다.
본 발명의 실시예에 따른 고온 수지 조성물은 100도일 때 점도가 4000~7000cps를 나타내며, 70도일 때 28000~38000cps이다.
본 발명의 실시예에 따른 고온 수지 조성물의 당량(Epoxy equivalent)은 175~200를 나타내고 있고, 미황색이며 반고체일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 고온 수지 조성물의 Pot life(가사시간) 즉 보존 추천 시일은 25도일 때 30일, 0도이하일 때 6개월, -18도 이하일 때 12개월 보존 기간 내에 사용이 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 고온 수지 조성물의 인장 강도는 60~70Mpa, 굴곡 강도는 90~100Mpa, 경화 후 신율은 1~2%일 수 있다.
본 발명에 따른 자전거 림용 고온 수지 조성물은, 일정수준의 점도, 당량, 가사시간 및 강도를 가질 수 있다.
또한, 경화 지연성의 향상, 접착강도, 진동감쇄, 충격흡수(내충격성), 열발산성의 향상, 포트라이프(가사시간) 등의 물성을 통해 다양한 분야에 적용 가능하다.
또한, 탄소나노튜브가 첨가되면 열발산력이 높아서 고속으로 회전하는 자전거 바퀴에 브레이크를 잡을 때 발생하는 열이 외부로 발산되어 온도가 낮아지고, 접착강도, 진동감쇄 및 충격흡수 등의 물성이 증가하게 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (11)

  1. 핫 멜트 프리프레그 프로세스(Hot Melt Prepreg Process)를 통해, 두 개의 이형지 사이에, 탄소섬유 및 탄소나노튜브와 함께, 3종의 에폭시 수지로써, 성분(A) 및 성분(B) 및 성분(C)를 포함한 수지 조성물을 가지면서,
    상기 성분(A)는 상기 수지 조성물의 10 중량% 이상 40 중량% 미만을 차지하고, 상기 성분(B)는 상기 수지 조성물의 5 중량% 이상 20 중량% 미만을 차지하고, 상기 성분(C)는 상기 수지 조성물의 20 중량% 이상 60중량% 미만을 차지하며,
    상기 수지 조성물의 경화물의 유리 전이점(Tg)은 180℃ 이상이고,
    상기 성분(A)는 Modified Solid Epoxy 수지이고,
    상기 성분(B)는 Liquid Bisphenol-A 수지이며,
    상기 성분(C)는 Phenolic Epoxy 수지인 것을 특징으로 하는, 자전거 림용 고온 수지 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수지 조성물의 경화물은 실온 조건(25℃, 50%RH) 하에서 60~70MPa의 인장강도, 90~100MPa의 굴곡강도 및 1~2%의 신율을 가지는 것을 특징으로 하는, 자전거 림용 고온 수지 조성물.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 수지 조성물은,
    100℃일 때 점도가 4000~7000cps이고, 70℃일 때 점도가 2800~3800cps인 것을 특징으로 하는, 자전거 림용 고온 수지 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 수지 조성물의 당량(equivalent)은 175-200를 나타내는 것을 특징으로 하는, 자전거 림용 고온 수지 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 수지 조성물의 경화를 위한 가사시간은,
    25℃일 때 30일, 0℃ 이하일 때 6개월, -18℃ 이하일 때 12개월 이내인 것을 특징으로 하는, 자전거 림용 고온 수지 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 수지 조성물은,
    첨가제로서 2-methyl urea derivatives, Dicyandiamide를 더 포함하는 것으로 특징으로 하는, 자전거 림용 고온 수지 조성물.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 2-methyl urea derivatives는 상기 수지 조성물의 3 중량% 이상 8 중량% 미만을 차지하고,
    상기 Dicyandiamide는 상기 수지 조성물의 1 중량% 이상 5 중량% 미만을 차지하는 것을 특징으로 하는, 자전거 림용 고온 수지 조성물.
  9. 핫 멜트 프리프레그 프로세스(Hot Melt Prepreg Process)를 통해 두 개의 이형지 사이에 위치되는 고온 수지 조성물을 이용하여 형성되면서,
    상기 고온 수지 조성물은, 탄소섬유 및 탄소나노튜브와 함께, 3종의 에폭시 수지로써, 성분(A) 및 성분(B) 및 성분(C)를 포함한 수지 조성물을 가지고,
    상기 성분(A)는 상기 수지 조성물의 10 중량% 이상 40 중량% 미만을 차지하고, 상기 성분(B)는 상기 수지 조성물의 5 중량% 이상 20 중량% 미만을 차지하고, 상기 성분(C)는 상기 수지 조성물의 20 중량% 이상 60중량% 미만을 차지하며,
    상기 수지 조성물의 경화물의 유리 전이점(Tg)은 180℃ 이상이고,
    상기 성분(A)는 Modified Solid Epoxy 수지이고,
    상기 성분(B)는 Liquid Bisphenol-A 수지이며,
    상기 성분(C)는 Phenolic Epoxy 수지인 것을 특징으로 하는, 자전거 림.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 수지 조성물의 경화물은 실온 조건(25℃, 50% RH) 하에서 60~70MPa의 인장강도, 90~100MPa의 굴곡강도 및 1~2%의 신율을 가지는 것을 특징으로 하는, 자전거 림.
  11. 삭제
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