KR20160069335A

KR20160069335A - 투명복합소재의 제조방법

Info

Publication number: KR20160069335A
Application number: KR1020140175171A
Authority: KR
Inventors: 강은석; 박덕해; 정경호; 이종원
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2014-12-08
Filing date: 2014-12-08
Publication date: 2016-06-16
Also published as: KR102176366B1; WO2016093477A1

Abstract

본 발명은, 투명수지와 휘발성용매를 포함하는 제1혼합액을 전기방사함과 동시에 나노섬유와 휘발성용매를 포함하는 제2혼합액을 분무하여, 투명수지 섬유와 상기 나노섬유를 포함하는 불투명 시트를 형성하는 단계; 및 상기 불투명 시트를 투명하게 만들도록 열처리하는 단계를 포함하고, 상기 열처리하는 단계는, 상기 불투명 시트를 1차 열처리하는 단계; 및 1차 열처리 된 상기 불투명 시트를 상기 1차 열처리하는 단계와 다른 온도 조건에서 2차 열처리하는 단계를 포함하는 투명복합소재의 제조방법을 제공한다.

Description

투명복합소재의 제조방법{METHOD FOR PRODUCING A TRANSPARENT COMPOSITE MATERIAL}

본 발명은 내충격성과 투명성을 모두 구비하는 투명복합소재의 제조방법에 관한 것이다.

투명소재는 모바일 기기의 디스플레이를 보호하는 커버 또는 자동차의 전면 유리, 창유리 등에 널리 사용되고 있다.

유리는 대표적인 투명소재다. 유리는 투명하고 강하며, 유리의 열팽창률은 작은 특징이 있다. 이에 따라 유리는 실생활 및 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있으나, 충격에 의해 쉽게 깨진다는 치명적인 단점을 가지고 있다.

유리를 대체하기 위한 광학 소재로 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 다양한 광학 플라스틱들이 제안된 바 있다. 그러나 이들 광학 플라스틱들은 쉽게 깨지지 않는 장점이 있으나, 유리만큼 강하지 않고 쉽게 변형되며 열적 안전성이 떨어진다는 단점이 있기 때문에 유리를 대체하기에는 한계가 있다.

광학 플라스틱의 단점을 보완하기 위해 투명한 유리섬유 강화재로 보강된 유리섬유강화 투명복합소재가 개발되었다. 유리섬유강화 투명복합소재는 유리 이상의 강도와 낮은 열팽창률로 인하여 유리를 대체할 수 있는 소재로 각광을 받았었다. 그러나 유리섬유강화 투명복합소재는 가시광선 영역에서 유리섬유와 투명수지의 굴절률을 정확하게 제어하기 어렵다. 또한 유리섬유강화 투명복합소재의 거칠기 때문에 탁도(Haze)가 높다는 단점이 있다. 탁도가 높으면 투과되는 빛이 퍼져보이기 때문에 광학 소재로 사용하는 것에는 한계가 있다.

본 발명의 일 목적은 높은 강도와 투명성을 모두 갖는 투명복합소재의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은 유리나 투명 플라스틱을 대체할 수 있는 투명복합소재의 제조방법을 제안하기 위한 것이다.

이와 같은 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르는 투명복합소재의 제조방법은, 투명수지와 휘발성용매를 포함하는 제1혼합액을 전기방사함과 동시에 나노섬유와 휘발성용매를 포함하는 제2혼합액을 분무하여, 투명수지 섬유와 상기 나노섬유를 포함하는 불투명 시트를 형성하는 단계; 및 상기 불투명 시트를 투명하게 만들도록 열처리하는 단계를 포함하고, 상기 열처리하는 단계는, 상기 불투명 시트를 1차 열처리하는 단계; 및 1차 열처리 된 상기 불투명 시트를 상기 1차 열처리하는 단계와 다른 온도 조건에서 2차 열처리하는 단계를 포함한다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 투명수지는 20,000~200,000cps의 점도를 갖는 에폭시 수지를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 제1혼합액에서 상기 투명수지는 40~80vol.%이고, 상기 휘발성용매는 20~60vol.%일 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 나노섬유는 셀룰로오스 섬유와 키틴 섬유 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 제2혼합액에서 상기 나노섬유는 0.5~2.0wt.%이고, 상기 휘발성용매는 98.0~99.5wt.%일 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 투명수지와 상기 나노섬유의 굴절률은 모두 1.52~1.58의 범위 내에 있을 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 제1혼합액의 휘발성용매와 상기 제2혼합액의 휘발성용매는 동일한 물질일 수 있다.

상기 휘발성용매는 물, 에탄올, 메탄올, 아세톤, 다이메틸포름아마이드, 클로로폼, 1,2 다이클로로에탄, 에틸아세테이트, 메틸에틸케톤, t-부틸 아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 1차 열처리하는 단계는, 60~90℃의 온도 및 10~600㎫의 압력에서 30분~2시간 동안 이루어질 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 2차 열처리하는 단계는, 120~200℃의 온도 및 10~600㎫의 압력에서 2시간 이상의 시간 동안 이루어질 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 투명복합소재의 제조방법은, 상기 불투명 시트를 형성하는 단계와 상기 열처리하는 단계 사이에, 복수의 불투명 시트를 적층하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 나노섬유의 함량을 높일 수 있으므로 강도가 높은 투명복합소재를 제조할 수 있다.

또한 본 발명은, 나노섬유 사이로 투명수지의 함침이 충분히 이루어져 투명하고 두꺼운 판재의 복합소재를 제조할 수 있다.

또한 본 발명은, 약 1㎜의 두께에서 90% 이상의 투과율을 나타내는 투명복합소재를 제조할 수 있으며, 본 발명에 의해 제조되는 투명복합소재는 유리보다 깨짐에 강하므로 유리 및 기타 투명 플라스틱을 대체할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관련된 투명복합소재의 제조방법의 흐름도.
도 2는 도 1의 불투명 시트를 형성하는 단계를 설명하기 위한 개념도.
도 3a는 열처리 전의 불투명 시트를 촬영한 사진.
도 3b는 열처리 전의 불투명 시트를 촬영한 미세조직 사진.
도 4a는 열처리 후의 투명복합소재를 촬영한 사진.
도 4b는 열처리 후의 투명복합소재를 촬영한 미세조직 사진.

이하, 본 발명에 관련된 투명복합소재의 제조방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관련된 투명복합소재의 제조방법의 흐름도다.

투명복합소재의 제조방법은 크게 불투명 시트를 형성하는 단계(S100)와 상기 불투명 시트를 열처리하는 단계(S300)로 이루어진다. 그리고 투명복합소재의 제조방법은 불투명 시트를 형성하는 단계와 열처리하는 단계 사이에 불투명 시트를 적층하는 단계(S200)를 포함할 수 있다. 이하에서는 각 단계의 세부 구성에 대하여 설명한다.

먼저, 제1혼합액과 제2혼합액을 각각 준비한다(S110a, S110b).

투명수지와 휘발성용매를 혼합하여 제1혼합액을 생성한다(S110a). 제1혼합액에는 투명수지와 휘발성용매 외에도 불가피한 불순물이 포함되어 있을 수 있다.

투명수지는 전기방사를 할 수 있는 조건을 만족하여야 한다. 투명수지의 전기방사를 위해서 필요한 조건은 점도다. 전기방사가 가능하기 위해서 투명수지의 점도는 20,000~200,000cps의 조건을 만족하는 것이 바람직하다. 예를 들어 투명수지는 20,000~200,000cps의 점도를 갖는 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 제1혼합액의 전기방사에 의해 투명수지 섬유가 형성되는데, 점도가 20,000~200,000cps의 범위를 벗어나면 효과적인 전기방사가 이루어지지 않는다.

투명복합소재의 투명성을 위해 투명수지의 광투과율은 90% 이상인 것이 바람직하다. 투명복합소재의 광투과율은 투명수지의 광투과율에 영향을 받기 때문이다. 일반적으로 투명복합소재에서 요구하는 광투과율은 90% 이상이다. 따라서 투명수지의 광투과율이 너무 낮으면 투명복합소재의 광투과율을 높게 만들기 어렵다.

제1혼합액을 전기방사하는 단계에서 형성되는 투명수지 섬유의 직경은 제1혼합액에서 투명수지의 함량과 휘발성용매의 함량에 의해 제어될 수 있다. 투명수지 섬유의 직경을 제어하기 위해, 제1혼합액에서 상기 투명수지는 40~80vol.%이고, 상기 휘발성용매는 20~60vol.%일 수 있다. 예를 들어 제1혼합액에서 투명수지와 휘발성용매는 각각 50vol.%일 수 있다. 투명수지와 휘발성용매는 각각 50vol.%라는 것은 투명수지와 휘발성용매의 부피비가 1:1인 것을 의미한다. 부피비가 1:1이면 공정 진행에 편리하다. 투명수지와 휘발성용매의 부피비에 의해 투명수지 섬유의 직경은 수백 나노미터(㎚) 수준으로 제어될 수 있다.

휘발성용매에 대하여는 제2혼합액의 휘발성용매와 함께 후술한다.

제1혼합액의 생성과 별도로, 나노섬유와 휘발성용매를 혼합하여 제2혼합액을 생성한다(S110b). 제2혼합액에는 나노섬유와 휘발성용매 외에도 불가피한 불순물이 포함되어 있을 수 있다.

나노섬유는 나노 단위의 직경을 갖는 섬유를 가리킨다. 예를 들어 나노섬유는 수십㎚의 직경을 갖는 셀룰로오스 섬유나 키틴 섬유 등을 포함한다. 나노섬유는 투명복합소재의 강도를 향상시키는 기능을 하므로, 투명복합소재에 충분히 함유되어야 한다.

투명복합소재의 투명성을 위해 투명수지와 나노섬유의 굴절률은 동일 내지 유사한 것이 바람직하다. 예를 들어 투명수지와 나노섬유는 모두 1.52~1.58의 굴절률을 가질 수 있다. 투명수지의 굴절률과 나노섬유의 굴절률 간에 차이가 적을수록 투명복합소재의 광투과성을 향상시킬 수 있다. 제2혼합액에서 상기 나노섬유는 0.5~2.0wt.%이고, 상기 휘발성용매는 98.0~99.5wt.%일 수 있다.

제1혼합액의 휘발성용매와 제2혼합액의 휘발성용매는 물, 에탄올, 메탄올, 아세톤, 다이메틸포름아마이드, 클로로폼, 1,2 다이클로로에탄, 에틸아세테이트, 메틸에틸케톤, t-부틸 아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있다. 특히 본 발명에서는 휘발성용매가 빠르게 휘발될수록 투명수지 섬유와 나노섬유의 응집을 방지할 수 있는 장점이 있다. 앞서 나열된 휘발성용매 중 아세톤은 가장 휘발성이 높기 때문에, 제1혼합액과 제2혼합액의 용매로 가장 바람직하다.

불투명 시트의 형성 조건을 제어하기 위해 제1혼합액의 휘발성용매와 제2혼합핵의 휘발성용매는 동일한 물질이 사용되는 것이 바람직하다. 예를 들어 제1혼합액의 휘발성용매로 아세톤이 사용되면, 제2혼합액의 휘발성용매도 아세톤이 사용될 수 있다. 제1혼합액의 휘발성용매와 제2혼합액의 휘발성용매가 동시에 휘발되어야 투명수지 섬유와 나노섬유의 응집을 방지할 수 있기 때문이다.

본 발명에서 제1혼합액의 휘발성용매는 전기방사 과정에서 휘발되고, 제2혼합액은 분무 과정에서 휘발된다. 최종적으로 높은 광투과도를 갖는 투명복합소재를 제조하기 위해서는 제조 과정에서 투명수지 섬유와 나노섬유의 응집을 방지해야 한다. 투명수지 섬유와 나노섬유의 응집은 휘발 속도를 서로 동일하게 제어하여 방지할 수 있다. 반대로 제1혼합액의 휘발성용매와 제2혼합액의 휘발성용매가 서로 다르면, 제1혼합액의 휘발성용매와 제2혼합액의 휘발성용매는 서로 다른 속도로 휘발되기 때문에, 휘발 속도를 서로 동일하게 제어할 수 없다. 따라서 제1혼합액의 휘발성용매와 제2혼합액의 휘발성용매의 휘발속도를 서로 동일하게 제어하기 위해서는, 제1혼합액과 제2혼합액에 서로 동일한 휘발성용매가 사용되어야 한다.

제1혼합액과 제2혼합액에서 동일한 종류의 휘발성용매를 사용하고 높은 휘발성을 갖는 아세톤을 사용하여 섬유 간의 응집을 방지하면, 최종적인 결과물인 투명복합소재에서 광투과도가 높게 나타난다.

제1혼합액과 제2혼합액이 준비되면, 제1혼합액을 전기방사(S120a)함과 동시에 제2혼합액을 분무(S120b)한다. 이 과정에 의해 투명복합소재의 전구체인 불투명 시트가 형성된다(S130).

제1혼합액의 전기방사와 제2혼합액의 분무에 대하여는 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2는 도 1의 불투명 시트를 형성하는 단계(S100)를 설명하기 위한 개념도다.

전기방사 장치(110)는 고전압 장치(111)와 전기적으로 연결된다. 전기방사 장치(110)의 구성요소로 고전압 장치(111)가 구비되는 구성으로 이해할 수도 있다. 고전압 장치(111)를 통해 전기방사 장치(110)와 금속 플레이트(112)에 전기장을 형성시켜 주면, 전기적인 인력에 의해 전기방사 장치(110)로부터 제1혼합액이 전기방사된다.

전기방사 장치(110)에서 제1혼합액이 전기방사되면, 휘발성용매는 순간적으로 휘발되고 투명수지는 섬유의 형태로 방사된다. 투명수지 섬유(100)는 제1혼합액의 전기방사에 의해 형성된 섬유를 가리킨다. 투명수지 섬유(100)는 금속 플레이트(112) 위에 방사된다.

분무장치(210)는 제2혼합액을 금속 플레이트(112) 위에 분무하도록 이루어진다. 제2혼합액이 분무장치(210)로부터 분무되면, 휘발성용매는 순간적으로 휘발되고 나노섬유(200)는 금속 플레이트(112) 위에 분무된다.

본 발명에서 제1혼합액의 전기방사와 제2혼합액의 분무는 반드시 동시에 이루어지는 것이 바람직하다. 제1혼합액의 전기방사와 제2혼합액의 분무가 동시에 이루어지면, 제1혼합액의 휘발성용매와 제2혼합액의 휘발성용매는 순간적으로 동시에 휘발된다. 이러한 구성은 투명수지 섬유(100)와 나노섬유(200)로부터 응집에 필요한 시간을 부여하지 않게 되므로, 투명수지 섬유(100)와 나노섬유(200)의 응집을 방지할 수 있다.

이것은 앞서 제1혼합액의 휘발성용매와 제2혼합액의 휘발성용매가 동일한 물질로 이루어지는 것이 바람직함을 설명한 이유와 연관된 구성이다. 공정 조건의 제어를 통해 최종적으로 높은 광투과성과 고강도를 갖는 투명복합소재를 제조하게 된다.

제1혼합액의 전기방사와 제2혼합액의 분무에 의해 금속 플레이트(112)에는 투명수지 섬유(100)의 주변에 나노섬유(200)가 균일하게 존재하는 불투명 시트(300)가 형성된다. 불투명 시트(300)의 두께는 약 100~200㎛로 형성될 수 있다.

필요에 따라 불투명 시트를 형성하는 단계(S100)를 반복하여 복수의 불투명 시트를 형성할 수 있다.

이어지는 단계에 대하여는 다시 도 1을 참조하여 설명한다.

불투명 시트가 형성되고 나면 투명복합소재에서 요구하는 두께를 만족하기 위해, 100~200㎛의 두께인 불투명 시트를 여러 장 적층하는 단계(S200)를 거칠 수 있다.

종래의 기술 중에 나노섬유로 강화된 복합소재를 제작하는 방법에 대하여 제안된 바 있었다. 그러나 종래의 기술은 불규칙하게 배열되는 나노섬유로 인하여 많은 양의 나노섬유를 투입할 수 없는 단점이 있었고, 결국 복합소재의 강도를 강화하는 효과가 크지 않은 한계가 있었다. 또한 종래의 기술은 나노 기공이 결함으로 작용하는 문제점과 섬유끼리의 응집이 발생함에 따라 복합소재의 광투과성이 불투명에 가까울 정도로 매우 떨어지는 문제점이 발생하였다.

그러나 본 발명은 제1혼합액과 제2혼합액에서 동일한 휘발성용매를 사용하고 제1혼합액의 전기방사와 제2혼합액의 분무를 동시에 진행함에 따라, 복수의 불투명 시트를 적층하여 두껍게 제작하더라도 90% 이상의 광투과율을 보인다.

불투명 시트를 여러 장 적층하는 단계(S200)는, 투명복합소재의 두께를 제어하기 위한 것으로 본 발명에서는 선택적인 단계다.

다음으로, 불투명 시트를 열처리하는 단계(S300)는, 단계적인 열처리를 통해 불투명 시트를 투명하게 만드는 과정이다. 열처리 단계는 1차 열처리하는 단계(S310)와 2차 열처리하는 단계(S320)를 포함한다.

1차 열처리하는 단계(S310)는, 투명수지 섬유를 나노섬유 사이로 침투시키는 과정이다.

1차 열처리하는 단계(S310)는, 60~90℃의 온도 및 10~600㎫의 압력에서 30분~2시간 동안 이루어질 수 있다. 1차 열처리하는 단계(S310)는, 불투명 시트에 압력과 열을 가하는 핫 프레스(hot press)법에 해당한다. 1차 열처리를 통해 투명수지 섬유는 낮은 점도를 갖는 액상으로 변하며, 나노섬유 사이로 침투될 수 있다.

1차 열처리하는 단계(S310)의 온도가 60℃보다 낮으면, 투명수지 섬유가 충분히 액상으로 변하지 않을 수 있다. 또한 1차 열처리하는 단계(S310)의 온도가 90℃보다 높으면, 오히려 투명수지의 점도가 높아지므로 투명수지가 나노섬유 사이로 충분히 침투하지 못한다.

1차 열처리하는 단계(S310)의 압력이 10㎫보다 낮으면, 투명수지가 나노섬유 사이로 충분히 침투하지 못할 수 있다.

1차 열처리가 완료되면 연속적으로 2차 열처리하는 단계(S320)가 이어진다.

2차 열처리하는 단계(S320)는, 투명수지를 경화시키는 과정이다.

2차 열처리하는 단계(S320)는, 120~200℃의 온도 및 10~600㎫의 압력에서 2시간 이상의 시간 동안 이루어질 수 있다. 2차 열처리하는 단계(S320)도, 1차 열처리된 불투명 시트에 압력과 열을 가하는 핫 프레스(hot press)법에 해당한다. 2차 열처리를 통해 투명수지의 경화가 진행된다.

2차 열처리하는 단계(S320)의 온도가 120℃보다 낮으면, 충분한 경화가 진행되지 못할 수 있다. 또한 2차 열처리하는 단계(S320)의 온도가 200℃를 넘으면 투명수지가 손상될 수 있다.

1차 열처리하는 단계(S310)와 2차 열처리하는 단계(S320)의 압력은 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서 2차 열처리하는 단계(S320)는 1차 열처리하는 단계(S310)의 압력을 유지시킨 채 온도를 올려 연속적으로 진행할 수 있다.

2차 열처리하는 단계(S320)의 진행 시간은 2시간 이상으로 이루어지며, 특히 시간 법위는 하한에 의의가 있다. 2시간 이하로 열처리를 진행할 경우에는 투명수지의 충분한 경화가 이루어지지 않을 수 있다. 시간 조건이 증가할수록 충분한 경화가 이루어진다.

1차 열처리하는 단계(S310)와 2차 열처리하는 단계(S320)에 의해 최종적으로 투명복합소재가 제조된다(S400).

본 발명에서 특히 열처리하는 단계와 관련하여 불투명 시트가 투명한 복합소재로 변하는 과정에 대하여는 도 3a 내지 도 4b에 첨부된 사진을 참조하여 설명한다.

도 3a는 열처리 전의 불투명 시트를 촬영한 사진이다. 도 3b는 열처리 전의 불투명 시트를 촬영한 미세조직 사진이다.

도 3b를 참조하면, 좌측 윗 부분에 상대적으로 얇은 섬유가 나노섬유에 해당한다. 그리고 가운데에 상대적으로 굵은 섬유는 투명수지 섬유에 해당한다. 나노섬유의 직경은 수십㎚이며, 투명수지 섬유의 직경은 수백㎚이다. 나노섬유와 투명수지 섬유 사이에는 기공이 존재한다.

나노섬유는 직경은 가시광선의 파장보다 훨씬 작다. 따라서 불투명 시트로 빛이 입사하더라도 가시광선은 나노섬유에 의해 산란되는 정도가 매우 작다. 그러나 투명수지 섬유의 직경과 기공의 크기는 나노섬유의 직경에 비해 매우 크다. 따라서 투명수지 섬유와 기공은 모두 가시광선의 산란 소스로 작용하게 되고, 산란소스는 결국 불투명 시트가 불투명한 원인이 된다.

그러나, 본 발명에 의해 열처리 단계를 거치고 나면 불투명 시트는 투명한 복합소재가 된다.

도 4a는 열처리 후의 투명복합소재를 촬영한 사진이다. 도 4b는 열처리 후의 투명복합소재를 촬영한 미세조직 사진이다.

먼저, 도 4a를 도 3a와 비교하면 1차 열처리하는 단계와 2차 열처리하는 단계를 거쳐 불투명 시트가 투명복합소재로 변한 것을 외관상으로 확인할 수 있다.

보다 구체적으로 도 4b를 참조하면, 1차 열처리하는 단계에 의해 투명수지 섬유가 액상으로 변하여 나노섬유 사이에 침투되고, 2차 열처리하는 단계에 의해 투명수지가 경화되었다. 그 결과 기공은 모두 사라지고 불투명 시트에 존재하던 산란 소스는 모두 제거되었다. 최종적으로 제조된 투명복합소재에는 산란 소스가 거의 존재하지 않으므로, 투명할 것을 예상할 수 있으며 본 발명에 의해 제조된 투명복합소재는 약 90% 이상의 투과도를 나타내었다.

이러한 효과는 단순히 열처리 과정에 의해 구현되는 것이 아니라, 제1혼합액의 전기방사와 제2혼합액의 분무를 동시에 진행하고, 동일한 휘발성용매를 사용함에 따라 우선적으로 나노섬유 사이에 투명수지 섬유가 균일하게 존재하는 불투명 시트를 형성한 결과이다.

그리고 불투명 시트를 형성한 이후 1차 열처리하는 단계를 통해 투명수지를 나노섬유 사이로 침투시켜 산란 소스를 제거하고, 2차 열처리하는 단계를 통해 경화를 진행하여 최종적으로 고강도 및 높은 광투과율을 갖는 투명복합소재를 제조할 수 있는 것이다.

이상에서 설명된 투명복합소재의 제조방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims

투명수지와 휘발성용매를 포함하는 제1혼합액을 전기방사함과 동시에 나노섬유와 휘발성용매를 포함하는 제2혼합액을 분무하여, 투명수지 섬유와 상기 나노섬유를 포함하는 불투명 시트를 형성하는 단계; 및
상기 불투명 시트를 투명하게 만들도록 열처리하는 단계를 포함하고,
상기 열처리하는 단계는,
상기 불투명 시트를 1차 열처리하는 단계; 및
1차 열처리 된 상기 불투명 시트를 상기 1차 열처리하는 단계와 다른 온도 조건에서 2차 열처리하는 단계를 포함하는 투명복합소재의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 투명수지는 20,000~200,000cps의 점도를 갖는 에폭시 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명복합소재의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 제1혼합액에서 상기 투명수지는 40~80vol.%이고, 상기 휘발성용매는 20~60vol.%인 것을 특징으로 하는 투명복합소재의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 나노섬유는 셀룰로오스 섬유와 키틴 섬유 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명복합소재의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 제2혼합액에서 상기 나노섬유는 0.5~2.0wt.%이고, 상기 휘발성용매는 98.0~99.5wt.%인 것을 특징으로 하는 투명복합소재의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 투명수지와 상기 나노섬유의 굴절률은 모두 1.52~1.58의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 투명복합소재의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 제1혼합액의 휘발성용매와 상기 제2혼합액의 휘발성용매는 동일한 물질인 것을 특징으로 하는 투명복합소재의 제조방법.
제7항에 있어서,
상기 휘발성용매는 물, 에탄올, 메탄올, 아세톤, 다이메틸포름아마이드, 클로로폼, 1,2 다이클로로에탄, 에틸아세테이트, 메틸에틸케톤, t-부틸 아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 투명복합소재의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 1차 열처리하는 단계는, 60~90℃의 온도 및 10~600㎫의 압력에서 30분~2시간 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 투명복합소재의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 2차 열처리하는 단계는, 120~200℃의 온도 및 10~600㎫의 압력에서 2시간 이상의 시간 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 투명복합소재의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 불투명 시트를 형성하는 단계와 상기 열처리하는 단계 사이에, 복수의 불투명 시트를 적층하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투명복합소재의 제조방법.