KR20130056695A - 한지층을 포함하는 복합 smc 시트, 및 이의 제조 방법 - Google Patents

한지층을 포함하는 복합 smc 시트, 및 이의 제조 방법 Download PDF

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KR20130056695A
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Abstract

본 발명은 한지층을 포함하는 복합 SMC 시트 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 한지층을 포함하는 복합 SMC 시트 제조 방법은 제1 케리어 필름 상에 열경화성 수지 조성물을 포함하는 제1 열경화성 수지층과 섬유층을 차례로 적층하고, 제2 케리어 필름 상에 한지층과 열경화성 수지 조성물을 포함하는 제2 열경화성 수지층을 차례로 적층한 후, 섬유층과 제2 열경화성 수지층이 서로 마주보게 위치시켜 제1 케리어 필름, 제1 열경화성 수지층, 섬유층, 제2 열경화성 수지층, 한지층, 및 제2 케리어 필름이 차례로 적층되게 하고, 적층된 제1 케리어 필름, 제1 열경화성 수지층, 섬유층, 제2 열경화성 수지층, 한지층, 및 제2 케리어 필름을 기준 압력에서 상호 압착시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면 한지의 심미적, 표면적인 특성을 훼손하지 않으면서 한지를 SMC 시트 상에 형성할 수 있다.

Description

한지층을 포함하는 복합 SMC 시트, 및 이의 제조 방법 {Complex SMC Sheet With Hanji Layer, and Manufacturing Method Of The same}
본 발명은 한지층을 포함하는 복합 SMC 시트, 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 한지의 심미적, 표면적인 특성을 훼손하지 않으면서 한지를 SMC 시트 상에 형성할 수 있는 한지층을 포함하는 복합 SMC, 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 복합 SMC(Sheet Moding Compound) 시트는 열경화성 수지에 유리 섬유 또는 탄소 섬유를 함침보강 시켜 제조하게 되는데 성형이 용이하여 주택 관련부품, 자동차 관련부품, 그 밖의 공업부품을 제조하는 복합재료로서 널리 이용되고 있다.
도 1은 종래의 복합 SMC 시트를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 종래의 복합 SMC 시트(10)는 제1 케리어 필름(103), 제1 케리어 필름(103) 상에 형성된 제1 열경화 수지층(121), 제1 열경화 수지층 상에 형성된 섬유층(134), 섬유층 상에 형성된 제2 열경화 수지층(123), 및 제2 열경화 수지층(123) 상에 형성된 제 2 케리어 필름(105)을 포함하여 구성된다.
복합 SMC 시트(10)는 이후 제1 케리어 필름(103)과 제2 케리어 필름(105)이 제거되고 성형과정을 거쳐 SMC 제품이 완성된다.
그러나, 종래의 SMC 제품은 단순한 디자인과 단일색으로 주로 제작되었으며, 이러한 제품은 인테리어 개념이 강조되는 천장재, 또는 벽면의 마감재로 사용하는데 한계가 있다.
또한, 최근에는 친환경 SMC(Sheet Molding Compound) 제품에 관심이 증대되면서 기존의 SMC(Sheet Molding Compound) 재료에 목재, 종이등이 적용된 다양한 기술들이 개발의 필요성이 대두되고 있다.
본 발명의 목적은 한지의 심미적, 표면적인 특성을 훼손하지 않으면서 한지를 SMC 시트 상에 형성할 수 있는 한지층을 포함하는 복합 SMC 시트, 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
또한, 한지층에 포함된 한지가 성형 단계에서 유분에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있는 복합 SMC 시트 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 한지층을 포함하는 복합 SMC 시트 제조 방법은 제1 케리어 필름 상에 열경화성 수지 조성물을 포함하는 제1 열경화성 수지층과 섬유층을 차례로 적층하고, 제2 케리어 필름 상에 한지층과 열경화성 수지 조성물을 포함하는 제2 열경화성 수지층을 차례로 적층한 후, 섬유층과 제2 열경화성 수지층이 서로 마주보게 위치시켜 제1 케리어 필름, 제1 열경화성 수지층, 섬유층, 제2 열경화성 수지층, 한지층, 및 제2 케리어 필름이 차례로 적층되게 하고, 적층된 제1 케리어 필름, 제1 열경화성 수지층, 섬유층, 제2 열경화성 수지층, 한지층, 및 제2 케리어 필름을 기준 압력에서 상호 압착시키는 단계를 포함한다.
실시 예에 따라 기준 압력은 3kgf/cm2 이상 6kgf/cm2 이하이고, 한지층의 두께는 0.3mm 이상 1mm이하일 수 있다.
실시 예에 따라 제1 열경화성 수지층과 제2 열경화성 수지층중 적어도 하나는 저비중 열경화성 수지 조성물을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 복합 SMC 시트는 제1 케리어 필름과, 제1 케리어 필름 상에 형성된 제1 열경화 수지층과, 제1 열경화 수지층 상에 형성된 섬유층와, 섬유층 상에 형성된 제2 열경화 수지층과, 제2 열경화 수지층 상에 형성된 한지층, 및 한지층 상에 형성된 제2 케리어 필름을 포함한다.
본 발명의 한지층을 포함하는 복합 SMC 시트, 및 이의 제조 방법은 한지의 심미적, 표면적인 특성을 훼손하지 않으면서 한지를 SMC 시트 상에 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 한지층을 포함하는 복합 SMC, 및 이의 제조 방법은 고강성 저비중을 갖는 복합 SMC 시트를 제조할 수 있다.
도 1은 종래의 복합 SMC 시트를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 복합 SMC(Sheet Molding Compound) 시트를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 복합 SMC 시트의 제조 장치를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 복합 SMC 시트 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 도 4에 도시된 복합 SMC 시트의 제조 방법에 의해 제조된 복합 SMC 시트를 이용하여 복합 SMC 성형품을 제조하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 복합 SMC(Sheet Molding Compound) 시트를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 복합 SMC 시트(20)는 제1 케리어 필름(203), 제1 케리어 필름(203) 상에 형성된 제1 열경화 수지층(250), 제1 열경화 수지층 상에 형성된 섬유층(260), 섬유층(260) 상에 형성된 제2 열경화 수지층(270), 제2 열경화 수지층(270)상에 형성된 한지층(280), 및 한지층(280) 상에 형성된 제2 케리어 필름(207)을 포함하여 구성된다.
제1 열경화성 수지층(250)은 복합 SMC 시트 제조 장치(30) 의하여 제1 케리어 필름(203)에 도포되어 형성되는 것으로, 불포화 폴리에스테르수지, 비닐 에스테르계 수지, 에폭시수지, 멜라민 수지, 페놀 수지등의 열경화성 수지에 탄산칼슘 등의 무기 충전재를 첨가하고, 추가로 필요에 따라 경화 촉진제(증점제), 이형제 등의 첨가제를 첨가하고 교반 혼합하여 제조되는 페이스트 형상의 열경화성 수지 조성물이 제1 케리어 필름(203)에 코팅 및 경화되어 형성된다.
섬유층(260)은 제1 열경화성 수지층(250) 상에 형성되는 것으로 유리 섬유 또는 탄소 섬유를 포함한다. 실시 예에 따라 섬유층(260)은 유리 섬유와 탄소 섬유 복합된 층으로 형성될 수 있으며 아라미드 섬유가 더 포함될 수도 있다.
실시 예에 따라 섬유층(260)을 구성하는 섬유재료는, 결합제(Coupling agent)에 의한 표면처리가 실시된 것이라도 된다. 이와 같은 표면처리가 실시됨으로써, 섬유층(260)과 제1 열경화성 수지층(250) 및 섬유층(260)과 제2 열경화성 수지층(270) 사이에 우수한 밀착성을 얻을 수 있다.
실시 예에 따라 섬유층(260)은 섬유 공급부(230)에서 공급되는 유리 섬유, 탄소 섬유, 카본 섬유 및 아라미드 섬유 등을 하단에 섬유공급부의 하단에 위치하는 회전초퍼(232)에 의해 섬유를 일정 길이로 절단하여 형성된 단섬유가 적층되어 이루어 질수 있다.
여기서, 단섬유는, 예를 들어 길이가 12.7 ㎜ 내지 63.5 ㎜, 섬유 지름이, 유리단섬유일 경우 9 ㎛ 내지 15 ㎛, 카본 단섬유일 경우 5 ㎛ 내지 7 ㎛로 형성될 수 있다. 실시 예에 따라, 단섬유의 함유율은, 예를 들어 20 질량% 내지 65 질량%일 수 있다.
제2 열경화성 수지층(270)은 섬유층(260) 상에 형성된다. 제2 열경화성 수지층(270)은 제1 열경화성 수지층(250)과 동일한 종류의 열경화성 수지조성물로 형성되거나 다른 종류의 열경화성 수지 조성물로 형성될 수 있다.
예컨대, 제1 열경화성 수지층(250)은 불포화 폴리에스테르수지를 포함하는 수지조성물로 형성되고, 제2 열경화성 수지층(270)은 에폭시 수지를 포함하는 수지조성물로 형성될 수 있다.
실시 예에 따라, 제1 열경화성 수지층(250)과 제2 열경화성 수지층(270)은 저비중 열경화성 수지 조성물로 형성될 수 도 있다, 또는, 제1 열경화성 수지층(250)만 저비중 열경화성 수지 조성물로 형성되거나, 제2 열경화성 수지층(270)만 저비중 열경화성 수지 조성물로 형성될 수 있다.
제1 열경화성 수지층(250) 또는/ 및 제2 열경화성 수지층(270)을 저비중 열경화성 수지 조성물로 형성하는 이유는 복합 SMC 시트를 이용하여 복합 SMC 성형품을 형성하는 과정에서 성형시간을 단축하고 고강성 저비중 복합 SMC 성형품을 제조할 수 있기 때문이다.
여기서, 저비중 열경화성 수지 조성물이란, 불포화 폴리에스테르 수지, 비닐 에스테르계 수지 등의 열경화성 수지에 탄산칼슘 등의 무기 충전재와, 속이 빈 유리구, 펄라이트(Pearlite) 등의 중공 형상의 저비중 충진제를 첨가하고, 추가로 필요에 따라 경화 촉진제(증점제), 이형제 등의 첨가제를 첨가하고 교반 혼합하여 제조되는 페이스트 형상의 저비중 열경화성 수지 조성물이 코팅 및 경화되어 형성된 것을 말한다.
한지층(280)은 제2 열경화성 수지층(270) 상에 형성된다. 한지층(280)에 포함된 한지는 닥나무 또는 삼지닥나무의 표피층을 원료로 하는 종이를 말한다. 또한, 자연스러운 느낌을 주기 위해 천연소재인 꽃잎 또는 나뭇잎등이 적층된 것일 수 있다.
여기서, 한지층(280)의 두께는 제2 열경화성 수지층(270)에 잘 함침되는 정도의 두께이어야 한다. 또한, 이후 복합 SMC 시트를 성형하는 과정에서 유분이 한지층(280)을 통하여 잘빠져 나와 한지층(280)이 유분에 의해 오염되지 않는 두께여야 한다. 실시예에 따라 한지층(280)의 두께는 0.3mm 이상 1mm이하로 형성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 복합 SMC 시트의 제조 장치를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 복합 SMC 시트 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
복합 SMC 시트의 제조장치(30)는 이동밸트(미도시), 제1 필름 공급부(202), 제2 필름 공급부(206), 제1 닥터박스(220), 제2 닥터박스(222), 수지 공급부(210), 연결관(212), 섬유 공급부(130), 한지 공급부(204) 및 압착부(240)를 포함한다.
상기 이동밸트는 길이방향으로 길게 형성되며, 후술하는 제1 케리어 필름(203), 제2 케리어 필름(207)을 길이방향을 따라 이동시킨다. 제1 필름 공급부(202), 제2 필름 공급부(206)는 이동밸트 상부에서 상호 이격 위치되며, 각각 제1 케리어 필름(203), 제2 케리어 필름(207)이 권취되어 있다.
제1 닥터 박스(220), 제2 닥터박스(222)는 제1 필름 공급부(202), 제2 필름 공급부(206) 사이에 위치되며, 내부에 열경화성 수지 조성물이 각각 수용된다. 그리고 제1 필름 공급부(202), 제2 필름 공급부(206)에서 공급되는 제1 케리어 필름(203), 제2 케리어 필름(207)은 각각 제1 닥터 박스(220), 제2 닥터박스(222)의 하단에 접촉된 후 이동밸트 방향으로 안내되어, 이동밸트에 의하여 일 방향으로 이동된다.
수지 공급부(210)는 제1 닥터박스(220), 제2 닥터박스(222) 상부에 위치되며, 내부에 열경화성 수지 조성물이 수용되어 있다. 연결관(212)은 수지 공급부(210)와 제1 닥터박스(220)를 상호 연결시킨다. 또한 연결관(212)은 수지 공급부(210)와 제2 닥터박스(222)를 상호 연결시킨다.
섬유 공급부(230)는 제1 닥터박스(220)와 제2 닥터박스(222) 사이에 위치되어 유리 섬유, 탄소 섬유, 카본 섬유 및 아라미드 섬유 등의 섬유질을 공급하며, 섬유 공급부(230)의 하단에는 섬유질을 일정길이로 절단하는 회전 초퍼(Rotary Chopper)(232)가 위치된다.
한지 공급부(204)는 수지 공급부(210)와 제2 필름 공급부(206)의 사이에 위치하며, 한지 공급부(204)는 이동밸트의 이동에 따라 한지(205)를 공급한다.
압착부(240)는 이동밸트의 이동방향을 따라 제2 필름 공급부(206) 외측에 구비되어, 이동밸트를 따라 이동되는 제1 케리어 필름(203), 제2 케리어 필름(207)을 압착시키게 된다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 복합 SMC 시트 제조 방법을 살펴보도록 하겠다.
제1 필름 공급부(202)에서 이동밸트로 공급되는 제1 케리어 필름(203)은 제 1 닥터박스(220)를 지나면서 열경화성 수지 조성물을 포함하는 제1 열경화성 수지층(250)이 적층된다(S510).
이후, 이동 밸트의 이동에 따라 제1 열경화성 수지층(250) 상부에 회전 초퍼에 의하여 절단되는 유리 섬유 또는/및 탄소 섬유단편들이 제1 SMC 시트(250) 상에 뿌려지게 되어 소정의 두께를 갖는 섬유층(260)을 형성한다(S520).
제2 필름 공급부(206)에서 이동밸트로 공급되는 제2 케리어 필름(207)은 한지 공급부(204)를 지나면서 제2 케리어 필름(207)의 상부에 한지층(280)이 적층되며, 제2 케리어 필름(207) 상에 적층된 한지층(280)은 제2 닥터박스(222)를 지나면서 열경화성 수지 조성물을 포함하는 제2 열경화성 수지층(270)이 적층된다(S530).
이후 이동밸트의 이동에 따라 섬유층(260)과 제2 열경화성 수지층(270)이 서로 마주보게 위치시켜 제1 케리어 필름(203) 상에 제1 열경화성 수지층(250), 섬유층(260), 제2 열경화성 수지층(270), 한지층(280), 및 제2 케리어 필름(207) 순으로 적층된 후 압착부(240)로 이동되어, 압착부(240)에서 제1 케리어 필름(203), 제1 열경화성 수지층(250), 섬유층(260), 제2 열경화성 수지층(270), 한지층(280), 및 제2 케리어 필름(207)을 기준 압력에서 상호 압착시켜서 복합 SMC 시트(20)가 제조된다(S540).
기준 압력은 한지층(280)에 포함된 한지가 압착 단계에서 찢어지거나 구겨지지 않으면서 제2 경화 수지층(270)에 잘 함침되는 압력을 말한다. 기준 압력은 실시 예에 따라 3kgf/cm2 이상 6kgf/cm2 이하일 수 있다.
또한, 복합 SMC 시트(20)를 제조하기 위한 압착 온도는 20℃ 이상 25℃ 이하 일 수 있다.
이렇게 얻어진 복합 SMC 시트(20)는 실시 예에 따라 수분실에서 20℃ 이상 25℃ 이하의 온도에서 3일에서 5일간 보관되어질 수 있으며, 3일에서 5일간 지난 후의 복합 SMC 시트(20)에 포함된 열경화성 수지 조성물의 점도는 80만 cps 이상 100만 cps 이하일 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 복합 SMC 시트의 제조 방법에 의해 제조된 복합 SMC 시트를 이용하여 복합 SMC 성형품을 제조하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 도 2에 도시된 복합 SMC 시트(20)에서 제1 케리어 필름(203), 및 제2 케리어 필름(207)을 제거 한 후, 케리어 필름(203, 207)이 제거된 복합 SMC 시트(40)를 금형(50) 내에 투입하여, 압축 성형하여 한지층(280)을 포함하는 복합 SMC 성형품(60)을 완성한다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예 들은 본 발명이 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10 : 종래의 복합 SMC 시트
20 : 본 발명의 실시 예에 따른 복합 SMC 시트
30 : 본 발명의 실시 예에 따른 복합 SMC 시트 제조 장치
40 : 필름이 제거된 복합 SMC 시트
203: 제1 케리어 필름
207 : 제2 케리어 필름
250 : 제1 열경화성 수지층
260 : 섬유층
270 : 제2 열경화성 수지층
280 : 한지층

Claims (5)

  1. 제1 케리어 필름 상에 열경화성 수지 조성물을 포함하는 제1 열경화성 수지층과 섬유층을 차례로 적층하고,
    제2 케리어 필름 상에 한지층과 열경화성 수지 조성물을 포함하는 제2 열경화성 수지층을 차례로 적층한 후,
    상기 섬유층과 상기 제2 열경화성 수지층이 서로 마주보게 위치시켜 상기 제1 케리어 필름, 상기 제1 열경화성 수지층, 상기 섬유층, 상기 제2 열경화성 수지층, 상기 한지층, 및 상기 제2 케리어 필름이 차례로 적층되게 하고, 적층된 상기 제1 케리어 필름, 상기 제1 열경화성 수지층, 상기 섬유층, 상기 제2 열경화성 수지층, 상기 한지층, 및 상기 제2 케리어 필름을 기준 압력에서 상호 압착시키는 단계를 포함하는 한지층을 포함하는 복합 SMC 시트 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기준 압력은 3kgf/cm2 이상 6kgf/cm2 이하인 한지층을 포함하는 복합 SMC 시트 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 한지층의 두께는 0.3mm 이상 1mm 이하인 한지층을 포함하는 복합 SMC 시트 제조 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 열경화성 수지층과 제2 열경화성 수지층중 적어도 하나는 저비중 열경화성 수지조성물을 포함하는 한지층을 포함하는 복합 SMC 시트 제조 방법.
  5. 제1 케리어 필름;
    상기 제1 케리어 필름 상에 형성된 제1 열경화 수지층;
    상기 제1 열경화 수지층 상에 형성된 섬유층;
    상기 섬유층 상에 형성된 제2 열경화 수지층;
    상기 제2 열경화 수지층 상에 형성된 한지층; 및
    상기 한지층 상에 형성된 제2 케리어 필름을 포함하는 한지층을 포함하는 복합 SMC 시트.


KR1020110122425A 2011-11-22 2011-11-22 한지층을 포함하는 복합 smc 시트, 및 이의 제조 방법 KR20130056695A (ko)

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KR1020110122425A KR20130056695A (ko) 2011-11-22 2011-11-22 한지층을 포함하는 복합 smc 시트, 및 이의 제조 방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180082075A (ko) * 2017-01-10 2018-07-18 우건일 한지 복합강화제 한지매트를 활용한 도로용가드레일 제작방법
KR20190044344A (ko) * 2017-10-20 2019-04-30 ㈜한국몰드김제 난연성 한지융착형 smc 성형품 및 이의 제조방법

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KR20180082075A (ko) * 2017-01-10 2018-07-18 우건일 한지 복합강화제 한지매트를 활용한 도로용가드레일 제작방법
KR20190044344A (ko) * 2017-10-20 2019-04-30 ㈜한국몰드김제 난연성 한지융착형 smc 성형품 및 이의 제조방법

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