KR20200077292A - 나노소재 적용 프리프레그 적층체 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 나노소재 적용 프리프레그 적층체 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 액상의 경화성 매트릭스 수지로 함침된 강화섬유층 및 강화섬유층의 일 표면에 형성되며, 다수의 나노구조체 분말이 분산된 나노구조체 분말층을 포함하며, 나노구조체 분말층은 나노구조체 분말층을 덮거나 개개의 나노구조체 분말을 피복하는 수지를 포함하지 않는 층인 나노소재 적용 프리프레그 및 이러한 나노소재 적용 프리프레그를 다수 적층한 경화체인 나노소재 적용 프리프레그 적층체를 제공하는바, 이와 같은 프리프레그는 경화성 수지 매트릭스에 함침된 강화섬유층의 일 표면에 집중적으로 나노구조체 분말층이 위치되므로, 이를 다수 적층 및 경화하여 얻어진 프리프레그 적층체에 있어서 프리프레그간 접착력을 극대화할 수 있다.

Description

나노소재 적용 프리프레그 적층체 및 그 제조방법{PREPREG LAMINATES APPLYING NANO MATERIALS AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 나노소재 적용 프리프레그 적층체 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 프리프레그간 접착력이 극대화되어 기계적 물성이 향상된 나노소재 적용 프리프레그 적층체와 이를 용이하게 제조하는 방법에 관한 것이다.
프리프레그란 'Pre-impregnated material'의 줄임말로, 수지와 탄소섬유 또는 유리섬유와 같은 보강재를 미리 일정한 비율로 함침시켜 놓은 시트 형태의 섬유복합소재용 중간재를 말한다. 프리프레그를 사용하면 수지와 섬유비율을 정밀하게 조절 할 수 있으며, 직접성형법을 적용하는 것보다 성형물의 섬유 체적비를 높일 수 있어 신뢰성이 높은 고품질 복합재 부품을 만들 수 있다.
프리프레그는 자동차산업, 항공산업, 우주산업, 국방산업, 건축업, 조선업, 전자산업, 스포츠산업 및 기타 제조업에 다양한 용도로 사용된다. 예를 들면, 자동차, 항공, 우주산업 및 조선업에서는 경량성과 강도를 충족시키는 내외장재로, 건축업에서는 욕조, 바닥재, 벽재, 천장재 등의 건축 내외장재 및 상하수도관, 보수재 등의 구조재로, 전자산업에서는 기판소재, 패키징 소재등의 절연체 및 구조재로, 스포츠산업에서는 낚시, 골프 등의 용품 자재로 사용된다.
프리프레그는 수지 조성물을 섬유상 기재 등 강화재에 함침시켜 제조한다. 또한, 필요에 따라 부가적인 성형단계를 거치고, 두 개 이상의 프리프레그를 적층한 후, 경화와 압밀화 공정을 수행함으로써 프리프레그 적층체를 제조할 수도 있다. 프리프레그 또는 프리프레그 적층체는 대개 열 및 압력에 의해, 또는 진공 백 성형 및 오토클레이브 내 압축에 의해서와 같이 열과 진공을 이용하여 경화 및 압밀화된다.
이러한 일련의 공정은 도 1로서 참조될 수 있다.
최근, 노트북, 휴대전화, 휴대정보단말이나 디지털 카메라와 같은 전기/전자기기, 정보기기 등의 사용이 확대되면서 이러한 제품에 사용되는 소재들의 대전방지성이 점차 중요하게 되었다.
하지만, 종래와 같이 섬유상 기재와 고분자 수지로 형성되는 프리프레그로는 요구되는 대전방지성능을 만족시키지 못하고 있다.
이러한 요구에 부응하기 위한 일환으로 탄소나노튜브와 같은 나노소재가 포함된 프리프레그가 개발되어 왔는데, 이러한 나노소재가 적용된 프리프레그는 그렇지 않은 복합재료에 비해 평면방향 전기전도도 15배, 두께방향 전기전도도는 120배 증가하는 등 우수한 전기전도 특성을 보이며 열팽창계수가 낮다는 장점이 있어 복합재료의 기능적 특성을 배가하는 데 효과적이다. 이때의 보강재로는 탄소섬유 또는 유리섬유 등 다양한 보강재를 사용할 수 있다.
통상적으로 나노소재를 프리프레그 및 프리프레그 적층체에 적용하는 방법의 일환으로는 주로 탄소나노튜브를 수지에 섞어 혼합물을 만들어 이를 함침수지로 사용하고, 여기에 보강재를 함침시켜 프리프레그를 제작하고 이러한 다수의 프리프레그를 라미네이션하여 적층체를 제조했는데, 일예로 나노소재인 탄소나노튜브의 경우 입자 특징에 기인하여 소량 사용하더라도 점도가 급격히 상승하여 함침수지에 고루 분산하여 적용하기 힘들 뿐만 아니라, 함침공정시 점도상승의 문제로 균일한 함침에 어려움이 있어 왔다. 따라서 프리프레그 중에 나노소재를 적용한다 하더라도 그 함량은 극히 소량으로 적용되어 왔다.
특히 액상 고분자 수지, 일예로 레졸형 페놀수지를 활용하여 프리프레그를 만든 후 라미네이션(lamination)을 통하여 제작되는 적층체의 경우 고분자 수지의 균일한 분산에 고가의 분산기와 생산에너지를 필요로 한다.
한편 프리프레그 중의 탄소나노튜브와 같은 나노소재는 프리프레그 간 접착력을 향상시키는 역할을 할 수 있기는 하지만, 상기와 같은 한계점으로 인하여 이러한 형태로 적용된 나노소재로는 프리프레그간 층간접착력의 향상 효과는 충분하지 않다. 더욱이 프리프레그 적층체에 있어서 층간접착력은 적층체의 내충격성 성능과 밀접한 관련이 있기 때문에 전도성 및 내충격성을 고르게 충족하는 적층체를 제공하기에는 분명한 한계가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 일예로, 국내공개특허 10-2016-0097284호에는 (a) 탄소계 나노크기의 구조 및 중합체성 강인화 입자를 제1 경화성 매트릭스 수지에 분산시켜 경화성 전도성 매트릭스 수지를 형성시키는 단계; (b) 경화성 전도성 매트릭스 수지로부터 적어도 하나의 수지 필름을 형성시키는 단계; (c) 중합체성 강인화 입자가 없는 제2 경화성 매트릭스 수지로 함침된 강화 섬유 층을 함유하는 구조 층을 형성시키는 단계; 및 (d) 상기 구조 층의 외측면 위에 적어도 하나의 수지 필름을 배치하는 단계를 함유하고, 상기 탄소계 나노크기의 구조가 100nm(0.1㎛)보다 작은 적어도 하나의 치수를 보유하고, 상기 중합체성 강인화 입자가 평균입자크기(d50)가 탄소계 나노크기의 구조의 최소 치수보다 적어도 100배 더 크며, 평균입자크기가 10 내지 100㎛ 범위 내이고, 상기 중합체성 강인화 입자가 복합 재료의 경화 동안 층간 영역에서 매트릭스 수지에 불용성이고 경화 후 별개의 입자로써 남아 있는, 경화성 복합 재료를 제조하는 방법을 개시하였는데, 이에 따르면 충격 및 층간박리에 대한 저항성과 같은 양호한 기계적 성질을 제공할 수 있음을 그 효과로서 기재하고 있다.
한편, 국내등록특허 10-1845936호에는 직조된 CF시트를 준비하는 단계(S10); CNT가 고분자에 분산되는 단계(S20); CNT-고분자 혼합물이 펠렛화되는 단계(S30); CNT-고분자 펠렛이 필름화되는 단계(S40); CNT-고분자필름 상부 및 하부에 직조된 CF시트를 삽입하여 일체화시키는 단계(S50)를 포함하는 프리프레그용 CNT-고분자필름 및 이의 제조방법이 기재되어 있는데, 이러한 제조방법으로 생산된 프리프레그용 CNT-고분자필름은 CNT-고분자필름 상부 및 하부에 사이에 직조된 CF시트를 삽입하여 일체화되어 기존물질의 강화를 촉진시켜 원가절감 및 경량화된 효과를 발현하는 것으로 기재하고 있다.
그러나 상기한 방법들의 경우 나노소재가 분산된 함침수지에 탄소섬유나 유리섬유를 포함하는 보강재를 함침시켜 얻어진 것에 비하여 층간접착력을 향상시킬 수는 있지만, 모두 수지 내에 나노소재를 분산시키는 공정을 필요로 하고 있어서 고분자 수지에 나노소재의 고른 분산의 문제 및 이로 인한 고가의 분산기와 생산에너지의 소모의 문제 등은 여전히 남아 있다고 볼 수 있다.
본 발명은 프리프레그간 층간접착력을 극대화하여 기계적 물성을 향상시킨 나노소재 적용 프리프레그 적층체를 제공하고자 한다.
본 발명은 또한 나노소재를 적용함에 따른 고가의 분산기 필요의 문제 및 생산에너지 소모의 문제를 해결할 수 있는 나노소재 적용 프리프레그 적층체의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 구현예는,
액상의 경화성 매트릭스 수지로 함침된 강화섬유층 및
강화섬유층의 일 표면에 형성된, 다수의 나노구조체 분말이 분산된 나노구조체 분말층을 포함하며,
상기 나노구조체 분말층은 나노구조체 분말층을 덮거나 개개의 나노구조체 분말을 피복하는 수지를 포함하지 않는 층인,
나노소재 적용 프리프레그를 제공한다.
본 발명의 다른 일 구현예는, 상기 일 구현예에 따른 나노소재 적용 프리프레그를 다수로 적층한 경화체인, 나노소재 적용 프리프레그 적층체를 제공한다.
본 발명의 다른 일 구현예는, 액상의 경화성 수지를 제조하는 공정(S1);
액상의 경화성 수지를 포함하는 함침수지액을 조액하는 공정(S2);
조액된 함침수지액에 강화섬유를 함침하여 경화성 매트릭스 수지로 함침된 강화섬유를 제작하는 공정(S3); 및
경화성 매트릭스 수지로 함침된 강화섬유의 일 표면에, 나노구조체 분말을 체거름하면서 흩뿌려, 나노구조체 분말층을 형성하는 공정(S4)을 포함하는,
나노소재 적용 프리프레그의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 일 구현예는, 액상의 경화성 수지를 제조하는 공정(S1);
액상의 경화성 수지를 포함하는 함침수지액을 조액하는 공정(S2);
조액된 함침수지액에 강화섬유를 함침하여 경화성 매트릭스 수지로 함침된 강화섬유를 제작하는 공정(S3); 및
경화성 매트릭스 수지로 함침된 강화섬유의 일 표면에, 나노구조체 분말을 체거름하면서 흩뿌려, 나노구조체 분말층을 형성하는 공정(S4);
건조하여 나노소재 적용 프리프레그를 제조하는 공정(S5); 및
상기 나노소재 적용 프리프레그를 다수 적층하여 경화하는 공정(S6)을 포함하는,
나노소재 적용 프리프레그 적층체의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 나노소재 적용 프리프레그는 경화성 수지 매트릭스에 함침된 강화섬유층의 일 표면에 집중적으로 나노구조체 분말층이 위치되므로, 이러한 프리프레그를 다수 적층 및 경화하여 얻어진 프리프레그 적층물에 있어서 프리프레그간 접착력을 극대화할 수 있다. 더욱이, 다량의 나노구조체 분말을 적용한 프리프레그를 제공할 수 있으므로, 프리프레그간 접착력을 더욱더 극대화할 수 있다.
또한, 그 방법에 있어서 액상의 경화성 수지 매트릭스에 함침된 강화섬유층이 건조되지 않은 상태에서 나노구조체 분말을 도포하여 그 표면에 용이하게 안착시킴으로써, 나노소재를 고함량으로 적용할 수 있으며, 나노구조체 분말을 별도 분산시켜 함침수지에 혼합시키기 위한 고가의 분산기가 필요하지 않으며 높은 에너지 소모를 줄일 수 있는 효율적인 나노소재 적용 프리프레그 적층체의 제조방법을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 구현예는, 액상의 경화성 매트릭스 수지로 함침된 강화섬유층 및 강화섬유층의 일 표면에 형성된, 다수의 나노구조체 분말이 분산된 나노구조체 분말층을 포함하며, 상기 나노구조체 분말층은 나노구조체 분말층을 덮거나 개개의 나노구조체 분말을 피복하는 수지를 포함하지 않는 층인, 나노소재 적용 프리프레그를 제공한다.
프리프레그를 제조하는데 있어서, 적당한 강화 섬유는 비제한적으로 고 인장강도, 바람직하게는 500 ksi(또는 3447 MPa) 초과인 섬유이다. 이러한 목적에 유용한 섬유는 탄소 섬유 또는 흑연 섬유, 유리 섬유 및 탄화규소, 알루미나, 붕소, 석영 등으로 제조된 섬유, 및 폴리올레핀, 폴리(벤조티아졸), 폴리(벤즈이미다졸), 폴리아릴레이트, 폴리(벤족사졸), 방향족 폴리아미드, 폴리아릴 에테르 등과 같은 유기 중합체로 제조된 섬유를 포함하고, 이러한 섬유들을 2종 이상 보유하는 혼합물을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 섬유는 유리 섬유, 탄소 섬유 및 방향족 폴리아미드 섬유 중에서 선택되며, 예컨대 DuPont Company에서 상표명 KEVLAR로 판매하는 섬유가 있다. 강화 섬유는 여러 필라멘트로 구성된 불연속 또는 연속 토우(tow)의 형태로, 연속 일방향 또는 다방향 테이프로써, 또는 제직물, 비권축형 직물 또는 부직물로써 사용될 수 있다. 제직물 형태는 평직물, 새틴직물 또는 능직물 중에서 선택될 수 있다. 비권축형 직물은 다수의 가닥 및 섬유 배향을 보유할 수 있다.
섬유는 사이징되거나(sized) 또는 사이징되지 않을 수 있다.
한편, 강화 섬유를 함침시키기 위한 경화성 매트릭스 수지는 바람직하게는 하나 이상의 미경화된 열경화 수지를 함유하는 경화성 또는 열경화성 수지이며, 예컨대 비제한적으로 에폭시 수지, 이미드(예, 폴리이미드 또는 비스말레이미드), 비닐 에스테르 수지, 시아네이트 에스테르 수지, 이소시아네이트 변형 에폭시 수지, 페놀계 수지, 푸란 수지, 벤족사진, 포름알데하이드 축합물 수지(예, 우레아, 멜라민 또는 페놀과의 축합물), 폴리에스테르, 아크릴, 이의 혼성물, 블렌드 및 조합물일 수 있다.
일반적으로, 경화성 매트릭스 수지는 하나 이상의 열경화성 수지를 다른 첨가제, 예컨대 경화제, 경화 촉매, 공단량체, 리올로지 조절제, 점착제, 무기 또는 유기 충전제, 강인화제로써 열가소성 및/또는 탄성중합체성 중합체, 안정제, 억제제, 안료, 염료, 난연제, 반응성 희석제, 및 경화 전후에 매트릭스 수지의 성질을 변형시키기 위한 당업자에게 공지된 기타 첨가제와 함께 함유한다.
상기 및 이하의 기재에 있어서, "나노구조체"란 용어 또는 "나노소재"라는 용어는 적어도 하나의 치수가 약 0.1 마이크로 미터(<100 나노미터) 미만이고 전체 탄소 원자 또는 대부분의 탄소 원자가 분자 규모에서 오각형 또는 육각형, 또는 이 둘 모두로 배열되어 구성된 재료를 의미한다.
나노구조체는 종횡비가 50:1 내지 5000:1일 수 있다. 본원에 사용된 "종횡비"란 용어는 3차원 바디에서 최장 치수 대 최단 치수의 비를 의미한다. 이 용어는 임의의 모양과 크기의 구조에 적용할 수 있다. 이 용어가 구형 또는 실질적 구형 입자에 대해 사용될 때, 관련 비는 구형 바디의 최대 횡단면 직경 대 최소 횡단면 직경의 비일 것이다. 한 예로써, 완벽한 구형 입자는 종횡비가 1:1일 것이다.
본 발명에 있어서 나노구조체의 구체적인 종류는 탄소 나노튜브, 탄소 나노섬유, 탄소 나노로프, 탄소나노리본, 탄소 나노피브릴, 탄소 나노니들, 탄소 나노시트, 탄소 나노막대, 탄소 나노원뿔, 탄소 나노스크롤(스크롤 유사 모양) 및 탄소 나노옴, 탄소 블랙, 흑연 나노 소판 또는 나노 도트, 그래핀 및 다른 형태의 플러린(fullerene) 재료를 포함하지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 플러린 재료 중 임의의 재료는 부분 또는 완전 금속 코팅을 보유할 수 있다. 나노구조체는 임의의 적당한 3차원 모양, 예컨대 구형, 타원형, 회전타원체, 원판모양, 수지상, 막대상, 디스크, 입방형 또는 다면체형일 수 있다.
바람직한 나노구조체는 탄소 나노튜브(CNT)일 수 있는데, 일반적으로, CNT는 외경이 0.4nm 내지 약 100nm 범위인 튜브형 가닥 같은 구조이고, 바람직하게는 외경이 50nm 미만, 더욱 바람직하게는 25nm 미만인 것이 좋다.
CNT는 임의의 키랄성일 수 있다. 암체어(armchair) 나노튜브가 고찰된다. 게다가, CNT는 전기전도성을 나타내는 반도체성 나노튜브 또는 임의의 다른 형태일 수 있다. 적당한 CNT는 단일벽 탄소 나노튜브(SWCNT), 이중벽 탄소나노튜브(DWCNT) 및 다중벽 탄소 나노튜브(MWCNT)를 포함할 수 있다. 바람직한 탄소 나노재료는 MWCNT일 수 있다.
상기 및 이하의 기재에서, "강화섬유층의 일 표면에 형성되며, 다수의 나노구조체 분말이 분산된 나노구조체 분말층을 포함하며,"이라는 기재는, 강화섬유 층 내부에 나노구조체 분말이 분산된 형태로 형성된 경우를 배제하는 정의로, 강화섬유층의 실질적인 표면에 해당되는 위치에 나노구조체 분말이 분산된 형태로 존재하는 것으로서 이해되어질 것이다.
또한 "나노구조체 분말층은 나노구조체 분말층을 덮거나 개개의 나노구조체 분말을 피복하는 수지를 포함하지 않는 층"이라는 기재는, 나노구조체 분말층이 수지 내에 분산된 나노구조체 분산액으로부터 형성되거나, 별도의 다른 방법을 통해 나노구조체 자체를 수지 피복하여 얻어진 것을 사용한 경우를 배제하고자 하는 정의이다. 다시 말해, 본 발명에서 의도하는 "나노구조체 분말층"은 오로지 나노구조체 분말 자체로부터 형성된 것에 한정되는 것임을 분명히 한 정의로써 이해되어져야 할 것이다.
이와 같이 나노구조체 분말층이 오로지 나노구조체 분말 자체로부터 형성된 것인 경우, 일반적인 복합체의 경우 분말의 결합력을 담보하기 어렵고, 결과적으로 프리프레그간 층간 접착력을 충분히 얻어내기 어려울 수 있다.
그러나, 본 발명과 같이 액상의 경화성 수지 매트릭스를 함침수지로 하여 프리프레그로 제조하고, 이것을 건조하기 이전에 여기에 나노구조체 분말을 흩뿌린 다음, 실질적으로 연속적인 공정을 통해 프리프레그 적층체로써 제조하는 경우라면 액상 경화성 수지가 마르지 않은 상태에서 나노구조체 분말이 뿌려져 쉽게 액상 경화성 수지 매트릭스가 함침된 프리프레그의 표면에 안착될 수 있고, 프리프레그 적층체의 제조공정적 특성상 이후로 경화 및 가압 등의 공정이 이루어짐에 따라서 나노구조체 분말이 강고하게 층간에 머물러서 프리프레그간 접착력을 극대화할 수 있다.
이러한 나노소재 적용 프리프레그의 제조방법의 일예는, 액상의 경화성 수지를 제조하는 공정(S1); 액상의 경화성 수지를 포함하는 함침수지액을 조액하는 공정(S2); 조액된 함침수지액에 강화섬유를 함침하여 경화성 매트릭스 수지로 함침된 강화섬유를 제작하는 공정(S3); 및 경화성 매트릭스 수지로 함침된 강화섬유의 일 표면에, 나노구조체 분말을 체거름하면서 흩뿌려, 나노구조체 분말층을 형성하는 공정(S4)을 포함할 수 있다.
실질적으로 연속적으로 상기 단계에 이어서,
나노구조체 분말층이 형성된 강화섬유 프리프레그를 건조하여 나노소재 적용 프리프레그를 제조하는 공정(S5); 및 상기 나노소재 적용 프리프레그를 다수 적층하여 경화하는 공정(S6)을 포함하여 나노소재 적용 프리프레그 적층체를 제조할 수 있다.
여기서 "실질적으로 연속적으로"라는 표현은 프리프레그의 표면 상태가 유연한 상태가 유지되도록 하는 정도의 시간 내지 경화의 정도를 감안하여 연속적이라는 의미의 시계열적 표현으로서, 나노구조체 분말층을 갖는 프리프레그간의 적층시 함침수지로 인한 점착이 가능한 정도로 이해되어질 수 있다.
물론, 나노구조체 분말을 체거름하면서 흩뿌려 경화성 매트릭스 수지로 함침된 강화섬유층의 일 표면에 도포하는 경우, 그 결합력은 매트릭스 수지 함침의 정도, 매트릭스 수지의 종류, 그리고 매트릭스 수지의 경화의 정도 등 다양한 요소들에 의해 달라질 수 있음은 물론이다.
그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 다양한 변수들을 감안한다고 하더라도, 강화섬유의 수지함침-프리프레그 제작-적층체의 제작이 연속적으로 이루어지는 일련의 공정에 있어서 프리프레그 제작 후 건조되지 않은 상태에서 나노구조체 분말 자체를 흩뿌리는 공정을 거침으로써 실질적으로 함침수지내에 나노구조체를 분산시키는 일련의 공정을 거치는 것과 대비하여 다량의 나노구조체 분말을 포함하는 프리프레그의 제작이 가능해지고 프리프레그 층간접착력 향상 효과가 배가되며, 궁극적으로 생산성 향상의 효과에 있어서 탁월한 발명임에 근거한 것이어서, 상술한 다른 요소들에 대해서는 상술을 생략한다.
이와 같은 연속생산을 통해 얻어진 나노소재 적용 프리프레그 적층체는 나노소재 적용 프리프레그를 다수로 적층한 경화체로, 프리프레그 층간 계면에 나노구조체 분산층이 형성되어 있는데, 인접한 프리프레그의 일 표면상에 형성된 나노구조체 분산층은 다른 프리프레그의 나노구조체 분산층이 없는 표면과 만나서 경화 및 가압 공정을 거친 상태이므로, 프리프레그-프리프레그 계면에서는 나노구조체 분산층이 일부 수지를 포함한 형태로 보여질 수 있음은 물론이다. 그러나, 실질적으로 나노구조체 분말을 수지내에 분산시켜 분산액을 제조한 다음 이를 함침수지와 혼합하여 나노구조체층을 형성한 경우 또는 나노구조체 분산액을 프리프레그에 도포하여 형성한 경우와는 다른 물리화학적 계면특성을 보인다.
상기와 같은 일련의 공정을 통해 얻어진 본 발명의 나노소재 적용 프리프레그는 강화섬유를 함침시킨 액상의 경화성 매트릭스 수지가 건조되지 않은 상태에서 그 표면에 나노구조체 분말이 안착되어 나노구조체 분말층이 형성됨으로써, 안정적으로 나노구조체 분말의 도포가 가능할 수 있다. 또한, 이 경우 함침수지를 조액하거나 함침공정시에 나노구조체 분산의 문제에 따른 점도 증점의 문제 발생이 없다. 더욱이 이로써 나노구조체를 다량으로 분산시킨 프리프레그를 얻어낼 수 있고, 이러한 프리프레그를 이용하여 프리프레그 적층체를 제조하는 경우 적층체의 층간접착력을 강화시킬 수 있다.
나아가 나노구조체를 수지액 내에 분산하기 위한 고가의 분산기가 필요하지 않고, 이러한 분산에 따른 높은 에너지 소모를 줄일 수 있다.
이러한 본 발명은 특히 액상의 경화성 매트릭스 수지의 생산, 이를 이용한 프리프레그 제작 및 최종적으로 적층체의 제작이 연속적으로 구현 가능한 공정 하에서 가장 바람직한 효과를 발현할 수 있으며, 이는 이러한 연속공정을 수행해오던 기존의 프리프레그 적층체 제조업체에서 특별한 장비의 도입없이도 나노구조체를 이용하여 프리프레그간 층간접착력을 극대화하기 위한 목적을 배가시켜 궁극적으로 프리프레그 적층체의 기계적 물성을 향상시킬 수 있는 간이한 방법을 제공할 수 있는 유리한 장점이 있다.

Claims (4)

  1. 액상의 경화성 매트릭스 수지로 함침된 강화섬유층; 및
    강화섬유층의 일 표면에 형성되며, 다수의 나노구조체 분말이 분산된 나노구조체 분말층;을 포함하며,
    상기 나노구조체 분말층은 나노구조체 분말층을 덮거나 개개의 나노구조체 분말을 피복하는 수지를 포함하지 않는 층인,
    나노소재 적용 프리프레그.
  2. 제 1 항에 따른 나노소재 적용 프리프레그를 다수로 적층한 경화체인, 나노소재 적용 프리프레그 적층체.
  3. 액상의 경화성 수지를 제조하는 공정(S1);
    액상의 경화성 수지를 포함하는 함침수지액을 조액하는 공정(S2);
    조액된 함침수지액에 강화섬유를 함침하여 경화성 매트릭스 수지로 함침된 강화섬유를 제작하는 공정(S3); 및
    경화성 매트릭스 수지로 함침된 강화섬유의 일 표면에, 나노구조체 분말을 체거름하면서 흩뿌려, 나노구조체 분말층을 형성하는 공정(S4)을 포함하는,
    나노소재 적용 프리프레그의 제조방법.
  4. 액상의 경화성 수지를 제조하는 공정(S1);
    액상의 경화성 수지를 포함하는 함침수지액을 조액하는 공정(S2);
    조액된 함침수지액에 강화섬유를 함침하여 경화성 매트릭스 수지로 함침된 강화섬유를 제작하는 공정(S3); 및
    경화성 매트릭스 수지로 함침된 강화섬유의 일 표면에, 나노구조체 분말을 체거름하면서 흩뿌려, 나노구조체 분말층을 형성하는 공정(S4);
    건조하여 나노소재 적용 프리프레그를 제조하는 공정(S5); 및
    상기 나노소재 적용 프리프레그를 다수 적층하여 경화하는 공정(S6)을 포함하는,
    나노소재 적용 프리프레그 적층체의 제조방법.
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