KR20220112031A - 수지 코팅 탄소섬유 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 수지 코팅 탄소섬유는 연속된 탄소섬유와 고분자 수지를 포함하며, 수지 코팅 탄소섬유에서의 사폭의 변이계수(Coefficient of Variation)가 5% 이하인 것으로, 용융 압출을 통한 수지 코팅 방법과 액상수지처리법의 단점을 해결하기 위하여 액상수지처리법을 적용함에도 낮은 사폭의 변이계수에 의해 탄소섬유 전반에서 균일한 사폭을 가짐으로써 내진 보강을 위한 그리드 직물용으로 적합한 수지 코팅 탄소섬유를 간단한 공정으로 제공할 수 있다.

Description

수지 코팅 탄소섬유 및 그의 제조방법{RESIN COATED CARBON FIBER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 고분자 수지가 코팅된 수지 코팅 탄소섬유에 관한 것으로, 사폭의 변이계수가 낮은 균일한 사폭을 갖는 그리드 직물용 수지 코팅 탄소섬유 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 탄소섬유는 우수한 기계적 물성을 보유한 소재로서, 매트릭스 수지와 함께 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP)을 구성하여 사용된다. CFRP는 금속과 같은 소재에 비해 무게가 가벼우면서도 강도나 탄성률 등의 기계적 강도가 매우 높기 때문에, 무거운 금속을 대체하는 신소재로 사용되고 있다. 이와 같이 CFRP는 경량화 및 기계적 강도를 동시에 달성할 수 있어 항공 및 우주 분야와 같은 특수 용도에서 사용되고 있으며, 자동차, 선박, 토목 건축 및 스포츠 용품 등과 같은 분야나 고가의 제품에 사용되기 시작하면서 최근 그 용도가 계속해서 확장되고 있다.
또한, 탄소섬유는 상술한 장점을 바탕으로 토목 또는 건축물의 보강재로 사용될 때, 공극이 거의 없는 직물과는 다른 형태인 그물망 형상인 그리드(grid) 직물로서 주로 사용된다. 특히, 최근에는 국내에서 지진 발생이 잦아듦에 따라 지진에 의한 건축물의 연쇄 붕괴를 방지하기 위해 탄소섬유로 보강된 콘크리트 구조물인 탄소섬유 강화 콘트리트(CFRC)를 적용하는 연구가 활발히 진행되고 있다.
그리드 직물은 형태 유지 및 위사-경사간 결착을 위하여 수지 코팅을 실시하는데, 용융압출법의 경우 열가소성 고분자 수지를 사용하고 공급된 수지에 탄소섬유를 통과시키는 방법으로 제조하며, 액상수지처리법의 경우 액상 수지를 사용하고 수지가 묻은 롤을 사용하거나 섬유를 침지하는 방법으로 제조한다.
이러한 용융압출법은 수지 코팅 후 특정 모양의 구금을 통해 섬유가 뽑아져 나오므로 형상이 균일한 장점이 있지만, 수지의 융점 이상으로 구금을 가열해야 하므로 200℃ 이상의 고온이 필요하며, 구금 통과 시 탄소섬유에 전단력이 높게 작용하여 섬유 손상 빈도가 높아지고 그로 인해 공정 트러블이 자주 발생하는 문제가 있고, 이를 방지하기 위하여 공정 속도가 낮아지는 단점이 있다. 또한, 공정 트러블이 발생할 경우 수지 열화가 생길 수 있는데, 이러한 수지의 열화를 방지하기 위해 수지 압출 장치를 초기화 및 재가동 하는데 필요한 시간과 비용의 소모가 상당한 단점이 있다.
또한, 액상수지처리법의 경우 공정 온도가 상대적으로 낮고 고속 공정이 가능하며 트러블 조치 또한 간편한 장점이 있으나, 액상수지처리법은 상온에서 수지 유동성으로 인해 수지가 코팅된 탄소섬유의 사폭이 균일하지 않고, 그리드 직물의 품위와 위치 별 물성이 균일하지 않은 문제를 야기할 수 있다.
한국공개특허공보 10-2001-0021631호
본 발명은 상술한 용융압출법을 통한 수지 코팅 방법과 액상수지처리법을 통한 수지 코팅 방법의 단점을 해결하기 위하여 제안된 발명으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 액상수지처리법을 적용함에도 사폭의 변이계수가 매우 낮아 균일한 사폭을 갖는 그리드 직물용 수지 코팅 탄소섬유 및 그의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 분명해질 것이다.
상기 목적은, 연속된 탄소섬유에 고분자 수지가 코팅된 수지 코팅 탄소섬유로서, 사폭의 변이계수(Coefficient of Variation)가 5% 이하인 수지 코팅 탄소섬유에 의해 달성된다.
바람직하게는, 사폭의 변이계수는 수지 코팅 탄소섬유에 대해 0℃ 내지 50℃ 온도에서, 100m 이상의 길이 내에서 임의의 20개 구간을 측정한 것일 수 있다.
바람직하게는, 고분자 수지의 유리전이온도는 20℃ 이상일 수 있다.
바람직하게는, 수지 코팅 탄소섬유는 0℃ 내지 50℃ 온도에서 길이 300mm인 상태에서 양쪽 끝을 파지한 후 한쪽 끝을 놓고 30초 후 처진 길이를 측정했을 때 양 끝의 높이 차이가 30 내지 70 mm일 수 있다.
바람직하게는, 수지 코팅 탄소섬유의 평균 사폭은 0℃ 내지 50℃ 온도에서 4 내지 8mm일 수 있다.
바람직하게는, 수지 코팅 탄소섬유의 평균 두께는 0℃ 내지 50℃ 온도에서 1.3 내지 3 mm일 수 있다.
바람직하게는, 수지 코팅 탄소섬유 전체 중량 중 고분자 수지 20 내지 40 중량%가 코팅된 것일 수 있다.
바람직하게는, 고분자 수지는 카프로락탐, 헥사메틸렌디아민, 아디프산 및 세바스산 중에서 선택되는 적어도 하나의 바인더를 포함하는 것일 수 있다.
바람직하게는, 고분자 수지는 증류수에 수분산된 고분자 수지를 포함하는 수분산 코팅액을 사용하여 탄소섬유에 코팅된 것일 수 있다.
바람직하게는, 수분산 코팅액은 폴리에틸렌아크릴산 공중합체를 더 포함하는 것일 수 있다.
바람직하게는, 수분산 코팅액은 고분자 수지 100 중량부에 대해 폴리에틸렌아크릴산 공중합체 9 내지 200 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
바람직하게는, 수분산 코팅액은 증류수 100 중량부에 대해 고분자 수지 10 내지 45 중량부 및 폴리에틸렌아크릴산 공중합체 4 내지 20 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
또한, 상기 목적은, 연속된 탄소섬유를 고분자 수지가 수분산된 수분산 코팅액에 침지하여 함침시키는 단계, 수분산 코팅액이 함침된 탄소섬유를 건조하여 수분을 제거하는 단계, 건조된 탄소섬유를 2개 이상의 히팅롤을 통과시켜 가열 및 개섬하는 단계 및 히팅롤을 통해 가열된 탄소섬유를 2개 이상의 쿨링롤을 통해 냉각시켜 탄소섬유의 사폭을 조절하는 단계를 포함하는 수지 코팅 탄소섬유의 제조방법에 의해 달성된다.
바람직하게는, 수분산된 코팅액은 증류수 100 중량부에 대해 카프로락탐, 헥사메틸렌디아민, 아디프산 및 세바스산 중에서 선택되는 적어도 하나의 바인더 10 내지 45 중량부 및 폴리에틸렌아크릴산 공중합체 4 내지 20 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
바람직하게는, 히팅롤은 사폭의 확장 범위를 제한하는 Π 형상의 홈이 구비된 것일 수 있다.
바람직하게는, 히팅롤의 온도는 고분자 수지의 유리전이온도 내지 녹는점 사이의 온도일 수 있다.
바람직하게는, 쿨링롤은 수지 코팅 탄소섬유의 형상 제어를 위해 닙(nip)롤로 구비되는 것일 수 있다.
바람직하게는, 히팅롤과 쿨링롤 사이의 온도 차는 10 내지 100℃일 수 있다.
또한, 상기 목적은, 내진 보강을 위한 그리드 직물로 사용되는, 상술한 수지 코팅 탄소섬유에 의해 달성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수지 코팅 탄소섬유 및 그의 제조방법에 따르면, 유리전이온도가 20℃ 이상인 고분자 수지가 수분산된 코팅액을 이용한 액상 침지 법을 사용하여 균일한 사폭을 갖는 등의 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 코팅 탄소섬유 및 그의 제조방법에 따르면, 그리드 직물 제직 시에 사폭이 균일하여 그리드 직물의 품위와 위치 별 물성이 균일한 등의 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 코팅 탄소섬유 및 그의 제조방법에 따르면, 유연성이 우수하여 권취가 용이하고, 그리드 직물 제직 시에 주행 각도가 크게 꺾일 경우에도 수지 코팅 탄소섬유가 파손될 염려가 없고, 그리드 직물의 탄성이 우수하여 그리드 구조가 뒤틀리지 않으며 그리드 직물의 물성 발현율이 우수한 등의 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 코팅 탄소섬유 및 그의 제조방법에 따르면, 내진 보강을 위한 그리드 직물용 수지 코팅 탄소섬유를 간단하고 안전하게 제조할 수 있는 등의 효과가 있다.
다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 코팅 탄소섬유의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 코팅 탄소섬유의 제조방법에 사용되는 히팅롤의 구조 및 주행 공정 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 코팅 탄소섬유의 제조방법에 사용되는 히팅롤의 Π형상에서 수지 코팅 탄소섬유가 개섬되는 것을 설명하기 위한 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 코팅 탄소섬유의 제조방법에 사용되는 쿨링롤의 구조 및 주행 공정 모식도이다.
도 5는 수지 코팅 탄소섬유의 드레이프성을 측정하는 방법을 설명하는 도면이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 상충되는 경우, 정의를 포함하는 본 명세서가 우선할 것이다. 또한 본 명세서에서 설명되는 것과 유사하거나 동등한 방법 및 재료가 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료가 본 명세서에 기재된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수지 코팅 탄소섬유는 연속된 탄소섬유에 고분자 수지가 코팅된 것이다.
일 실시예에서, 연속된 탄소섬유는 PAN계 탄소섬유, 피치(pitch)계 탄소섬유 및 레이온계 탄소섬유 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 탄소섬유 토우의 토우당 필라멘트의 수는 1,000개 내지 50,000개인 것이 바람직하다. 필라멘트의 수가 1,000개 미만인 경우에는 부피당 면적비가 낮아 제조 비용이 상승하는 단점이 있고, 50,000개를 초과하는 경우에는 탄소섬유 토우당 필라멘트의 결점이 많아져 제조된 수지 코팅 탄소섬유를 이용한 그리드 직물의 인장강도 및/또는 압축강도가 낮아지는 단점이 발생한다.
일 실시예에서, 연속된 탄소섬유에 코팅된 고분자 수지의 유리전이온도는 20℃ 이상인 것이 바람직하다. 고분자 수지의 유리전이온도가 20℃ 미만일 경우 상온에서 수지의 유동성으로 인해 제조된 수지 코팅 탄소섬유의 사폭이 왜곡될 가능성, 즉 본 발명에서 제조되는 코팅 섬유는 특정 사폭으로 정해지는데, 유리전이온도가 낮으면 수지 유동성으로 인해 장력, 권취 공정 시 주행하게 되는 가이드롤에의 마찰 등의 외력으로부터 수지 코팅 탄소섬유의 사폭이 변형될 가능성이 높기 때문이다.
일 실시예에서, 고분자 수지는 카프로락탐, 헥사메틸렌디아민, 아디프산 및 세바스산 중에서 선택되는 적어도 하나의 바인더를 포함할 수 있다. 카프로락탐, 헥사메틸렌디아민, 아디프산 및 세바스산은 폴리아미드 수지의 전구체 물질로서 상기 물질은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 수지에 비하여 코팅 후 탄소섬유로부터 탈락되는 빈도가 낮아 탄소섬유 코팅제로서 적합하다. 또한, 폴리아미드 수지를 그대로 사용하려면 용융압출법이 필요하며, 히팅롤 및 쿨링롤을 사용한 사폭 제어에 필요한 온도 조건이 가혹할 수 있고, 전구체 혼합물 대비 탄성이 강하기 때문에 수지 코팅 탄소섬유의 권취나 그리드 직물 제직 공정에 부적합할 수 있기 때문에, 본 발명의 목적을 달성하기 위해서는 카프로락탐, 헥사메틸렌디아민, 아디프산 및 세바스산 중에서 적어도 하나의 바인더를 포함할 수 있고, 바람직하게는 이들 모두를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예에서, 고분자 수지는 수지 코팅 탄소섬유 전체 중량 중 고분자 수지 20 내지 40 중량%가 코팅된 것일 수 있다. 이는 상기 코팅액 내의 고분자 수지 고형분의 농도와 연관되는 것으로, 고분자 수지가 20 중량% 미만인 경우 수지 코팅 탄소섬유의 사폭이 외력에 의해 변동되기 쉬우며, 40 중량% 초과인 경우 수분산 안정성이 떨어지고 과량의 수지가 코팅되어 수지 코팅 탄소섬유가 물리적으로 파손될 우려가 있기 때문이다. 예를 들면, 고분자 수지가 40 중량%를 초과할 경우 수지 코팅 탄소섬유가 경질의 특성을 가져 그리드 직물 제직 공정에서 주행 각도가 크게 꺾일 경우 토우가 파손될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수지 코팅 탄소섬유는 증류수에 수분산된 고분자 수지를 포함하는 수분산 코팅액을 사용하여 고분자 수지가 탄소섬유에 코팅된 것일 수 있다. 즉, 수지 코팅 탄소섬유의 제조 시 고분자 수지는 증류수에 수분산된 코팅액 형태로 탄소섬유에 코팅(함침)된다.
일 실시예에서, 고분자 수지를 포함하는 수분산 코팅액은 고분자 수지의 수분산 안정성을 위해 분산제로 폴리에틸렌아크릴산 공중합체를 더 포함하는 것이 바람직하다.
일 실시예에서, 수분산 코팅액은 고분자 수지 100 중량부에 대해 폴리에틸렌아크릴산 공중합체 9 내지 200 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 폴리에틸렌아크릴산 공중합체의 함량이 9 중량부 미만이면 바인더 물질의 분산 안정성이 저해되어 길이 방향으로의 수지 코팅량이 균일하지 못하고, 200 중량부를 초과하면 탄소섬유와의 바인딩이 저해될 수 있다.
일 실시예에서, 고분자 수지가 수분산된 수분산 코팅액은 증류수 100 중량부에 대하여 고분자 수지(바인더 물질) 10 내지 45 중량부를 포함하는 것이 바람직하며, 15 내지 35 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 고분자 수지의 함량이 10 중량부 미만으로 수분산될 경우 수지 코팅 탄소섬유의 사폭이 외력에 의해 변동되기 쉬우며, 45 중량부 초과로 수분산될 경우 수분산 안정성이 떨어지고 과량의 수지가 코팅되어 수지 코팅 탄소섬유가 물리적으로 파손될 우려가 있다. 예를 들면 고분자 수지 고형분이 45 중량부를 초과하면 수지 코팅 탄소섬유가 경질의 특성을 가져 그리드 직물 제직 공정에서 주행 각도가 크게 꺾일 경우 수지 코팅 탄소섬유가 파손될 수 있다.
일 실시예에서, 고분자 수지가 수분산된 수분산 코팅액은 증류수 100 중량부에 대해 분산제인 폴리에틸렌아크릴산 공중합체 4 내지 20 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 6.5 내지 15 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 폴리에틸렌아크릴산 공중합체의 함량이 4 중량부 미만이면 바인더 물질의 분산 안정성이 저해되어 길이 방향으로의 수지 코팅량이 균일하지 못하며, 20 중량부 초과할 경우 탄소섬유와의 바인딩이 저해될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수지 코팅 탄소섬유는 사폭의 편차를 나타내는 사폭의 변이계수(Coefficient of Variation)가 5% 이하인 것이 바람직하다. 이때, 사폭의 변이계수는 수지 코팅 탄소섬유에 대해 0℃ 내지 50℃ 온도에서, 100m 이상의 길이 내에서 임의의 20개 구간을 측정한 것일 수 있다. 사폭의 변이계수가 5% 초과인 경우 사폭의 편차가 커져 사폭이 불균일하여 그리드 직물의 품위와 위치 별 물성이 균일하지 않은 문제를 일으키기 때문에 위 범위로 하는 것이 바람직하다.
일 실시예에서, 수지 코팅 탄소섬유는 0℃ 내지 50℃ 온도에서 길이 300mm인 수지 코팅 탄소섬유의 양쪽 끝을 파지한 후 한쪽 끝을 놓고 30초 후 처진 길이를 측정했을 때, 양 끝의 높이(처진 길이) 차이가 30 내지 70mm인 것이 바람직하고, 양쪽 끝의 높이 차이가 35 내지 50 mm인 것이 더욱 바람직하다. 이러한 높이 차이가 30 mm보다 작으면 수지 코팅 탄소섬유의 유연성이 부족하므로 권취하기가 어렵고, 그리드 직물 제직 시에 주행 각도가 크게 꺾일 경우 수지 코팅 탄소섬유가 파손될 수 있고, 반면에 70mm보다 클 경우 그리드 직물의 탄성이 부족하여 그리드 구조가 뒤틀리고, 그리드 직물의 물성 발현율이 낮아질 우려가 있기 때문에 수지 코팅 탄소섬유는 위 범위의 드레이프성을 갖는 것이 바람직하다.
일 실시예에서, 수지 코팅 탄소섬유는 0℃ 내지 50℃ 온도에서 평균 사폭이 4 내지 8mm인 것이 바람직하다. 이때, 수지 코팅 탄소섬유의 평균 사폭이 4mm 미만인 경우 매트릭스 콘크리트와의 접촉 면적이 좁아져 강도 보강 효율이 낮아지는 문제를 가지며, 8mm 초과인 경우 그리드 직물의 탄성 저하로 인해 그리드 구조가 뒤틀리는 문제를 가진다.
일 실시예에서, 수지 코팅 탄소섬유는 0℃ 내지 50℃ 온도에서 평균 두께가 1.3 내지 3mm인 것이 바람직하다. 이때, 수지 코팅 탄소섬유의 평균 두께가 1.3mm 미만인 경우 그리드 직물의 탄성 저하로 인해 그리드 구조가 뒤틀리는 문제를 가지며, 3mm 초과인 경우 매트릭스 콘크리트와의 접촉 면적이 좁아져 강도 보강 효율이 낮아지는 문제를 가진다. 수지 코팅 탄소섬유의 두께를 한정하는 의의는 상기 평균 사폭의 의의와 일맥상통한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 코팅 탄소섬유의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 코팅 탄소섬유의 제조방법은 연속된 탄소섬유를 고분자 수지가 수분산된 수분산 코팅액에 침지하여 함침시키는 단계(S101), 수분산 코팅액이 함침된 탄소섬유를 건조하여 수분을 제거하는 단계(S102), 건조된 탄소섬유를 2개 이상의 히팅롤을 통과시켜 가열 및 개섬하는 단계(S103) 및 히팅롤을 통해 가열된 탄소섬유를 2개 이상의 쿨링롤을 통해 냉각시켜 탄소섬유의 사폭을 조절하는 단계(S104)를 포함한다.
먼저, 연속된 탄소섬유를 고분자 수지가 수분산된 수분산 코팅액에 침지하여 함침시키는 단계(S101)에서는 고분자 수지를 증류수에 분산시켜 형성된 수분산된 수분산 코팅액에 연속된 탄소섬유를 침지하여 함침시킨다. 이때, 고분자 수지가 수분산된 수분산 코팅액은 증류수 100 중량부에 대하여 고분자 수지(바인더) 10 내지 45 중량부 및 폴리에틸렌아크릴산 공중합체 4 내지 20 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
다음으로, 수분산 코팅액이 함침된 탄소섬유를 건조하여 수분을 제거하는 단계(S102)에서는 탄소섬유에 침지된 수분산 코팅액에서 수분을 건조시켜 탄소섬유에 탄소섬유 고분자 수지만이 코팅되도록 한다. 이때, 건조는 100℃ 내지 150℃인 것이 바람직하고, 105℃ 내지 130℃에서 2분 내지 5분 동안 건조하는 것이 더욱 바람직하다. 건조 온도가 100℃ 미만인 경우 수분 제거가 불가능하고, 150℃ 초과인 경우 코팅액이 비산되어 균일한 코팅을 할 수 없을 뿐만 아니라 고분자 수지가 건조 오븐 내의 롤에 달라붙어 섬유 손상을 야기하는 단점이 있다.
다음으로, 건조된 탄소섬유를 2개 이상의 히팅롤을 통과시켜 가열 및 개섬하는 단계(S103)에서는 수분을 제거하는 단계(S102)를 완료한 후 히팅롤에 접촉하여 가열되며 동시에 탄소섬유가 개섬되는 단계이다. 이때, 히팅롤의 온도는 고분자 수지의 유리전이온도 내지 녹는점 사이의 온도가 적합하다. 히팅롤은 고분자 수지를 유리전이온도 이상으로 가열하여 유동성을 부여하며, 녹는점 이하로 제어함으로써 고분자 수지가 녹아 달라붙는 현상으로 야기되는 섬유 손상을 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 코팅 탄소섬유의 제조방법에 사용되는 히팅롤의 구조 및 주행 공정 모식도이다. 도 2를 참조하면, 2개 이상의 히팅롤(210)이 배치되고 히팅롤(210)을 통해 건조된 탄소섬유가 가열 및 개섬된다. 이때, 히팅롤(210)은 서로 다른 직경을 가지는 히팅롤(210)이 교대로 배치될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 코팅 탄소섬유의 제조방법에 사용되는 히팅롤의 Π형상에서 수지 코팅 탄소섬유가 개섬되는 것을 설명하기 위한 모식도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 히팅롤은 Π형상의 홈이 구비된 것이 바람직하다. 히팅롤의 Π형상은 본 발명에서 제공하는 수지 코팅 탄소섬유의 사폭의 확장 범위를 제한하여 사폭을 균일하게 제어한다. 수지 코팅 탄소섬유는 히팅롤을 지나면서 가열되어 사폭이 확장(301 내지 304)되는데, Π형상으로 인해 개섬되는 범위가 한정되어 최종적으로 수지 코팅 탄소섬유의 사폭을 균일하게 제어한다. 여기서, 히팅롤의 개수 및 지름과 Π형상의 너비 및 온도는 요구되는 개섬 폭에 따라 달라질 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 통상적으로 이해할 수 있을 것이다.
다음으로, 히팅롤을 통해 가열된 탄소섬유를 2개 이상의 쿨링롤을 통해 냉각시켜 탄소섬유의 사폭을 조절하는 단계(S104)에서는 히팅롤에 의해 개섬된 수지 코팅 탄소섬유를 쿨링롤을 통과시켜 냉각시킨다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 코팅 탄소섬유의 제조방법에 사용되는 쿨링롤의 구조 및 주행 공정 모식도이다. 도 4를 참조하면, 히팅롤(310)을 통과하여 가열 및 개섬된 탄소섬유가 쿨링롤(410)을 통과하는 과정에서 고분자 수지의 열수축에 의해 사폭이 좁아진다. 이때, 쿨링롤(410)은 수지 코팅 탄소섬유의 형상 제어를 위해 닙(nip)롤로서구비될수있다. 사폭이 좁아지는 범위는 상기 히팅롤(410)의 온도와 본 단계의 쿨링롤의 온도 차이에 의해 결정되며, 수지 코팅 탄소섬유가 냉각되는 속도에 따라 2개 이상의 쿨링롤(410)이 구비될 수 있다.
또한, S103 단계의 히팅롤과 S104 단계의 쿨링롤 사이의 온도 차가 10 내지 100℃인 것이 바람직하다. 이때, 온도 차이 10℃ 미만인 경우 온도 차이가 너무 작기 때문에 고분자 수지의 열수축 효과가 잘 발현되지 않는 문제가 있으며, 100℃ 초과인 경우 고분자 수지의 열수축 정도가 심해져 수지 코팅 탄소섬유의 사폭이 필요 이상으로 좁아지는 문제가 있다.
상술한 제조방법에 의해 제조되는 수지 코팅 탄소섬유는 단면이 사다리꼴 구조이며, 코팅된 고분자 수지는 수지 코팅 탄소섬유 전체 중량 중 20 내지 40 중량%인 것이 바람직하다. 이는 고분자 수지가 수분산된 코팅액 내의 고분자 수지 고형분의 농도와 연관되는 것으로, 고분자 수지가 20 중량% 미만인 경우 수지 코팅 탄소섬유의 사폭이 외력에 의해 변동되기 쉬우며, 40 중량% 초과인 경우 수분산 안정성이 떨어지고 과량의 수지가 코팅되어 수지 코팅 탄소섬유가 물리적으로 파손될 우려가 있다.
또한 이에 한정되는 것은 아니지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 코팅 탄소섬유는 내진 보강을 위한 그리드 직물로 사용되는 것이 적합할 수 있다.
이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
[실시예 1]
제조예 1: 고분자 수지가 수분산된 코팅액 제조
폴리에틸렌아크릴산 공중합체(sigma-aldrich)를 비드밀 장비를 이용하여 입경 2㎛ 이하가 되도록 충분히 분쇄하고, 증류수 10L에 분쇄된 폴리에틸렌아크릴산 공중합체 651.98g을 첨가한 후 용기 상부를 알루미늄 호일로 막고 자력 교반기를 이용하여 용액이 잘 섞이도록 하는 동시에, 80℃로 가열하면서 초음파 분산기를 작동시켰다.
다음으로, 10시간 경과 후 폴리에틸렌아크릴산 공중합체가 정제수에 완전히 녹은 폴리에틸렌아크릴산 공중합체 용액에 고분자 물질인 카프로락탐(sigma-aldrich社) 956.24g, 헥사메틸렌디아민(sigma-aldrich社) 239.06g, 아디프산 217.33g 및 세바스산 130.40g을 첨가하고 용기 상부를 알루미늄 호일로 막고 자력 교반기를 이용하여 용액이 잘 섞이도록 하는 동시에, 95℃로 가열하면서 초음파 분산기를 24시간 작동시켜 고분자 수지 및 폴리에틸렌아크릴산 공중합체가 증류수에 완전히 분산된 코팅액을 제조하였다. 이때, 혼합된 고분자 수지의 녹는점은 155℃로 확인되었다.
제조예 2: 코팅 공정
제조예 1을 통해 제조된 고분자 수지가 수분산된 코팅액을 함침조에 넣고 탄소섬유(도레이첨단소재의 T700SC-50C-24k)가 함침조에 침지되도록 사도(공정 내 섬유의 주행 조건)를 구성하였다. 탄소섬유는 직경 260mm의 함침롤을 통해 침지되었으며 함침롤은 상시 하부로부터 100mm 이상 코팅액에 담겨있도록 관리하였다. 함침조를 통과한 후 탄소섬유를 120℃ 조건에서 3분간 건조하여 수분을 증발시켰다. 이 때 공정 라인의 장력은 700gf, 속도는 6m/min으로 유지하였다.
제조예 3: 사폭 균일화 공정
제조예 2를 통해 얻은 건조된 수지 코팅 탄소섬유를 너비 8mm와 깊이 5mm의 Π형상이 구비된 히팅롤에 통과시켜 개섬하였다. 이때, 히팅롤의 배치는 직경 150mm - 직경 70mm - 직경 150mm의 3단 구조이고, 각 롤의 중심은 일직선으로 유지하였다(직경은 탄소섬유가 접촉하는 히팅롤의 외경 기준). 히팅롤의 온도는 95℃를 유지하였다.
히팅롤을 통과하여 개섬된 수지 코팅 탄소섬유를 쿨링롤을 이용하여 냉각시킨 후 구비된 지관에 권취하였다. 이때, 150mm 직경의 닙롤 1 세트, 단일 롤 2개를 적용하였다. 닙롤의 경우 압력 1kgf와 온도 60℃를 유지하였으며, 이후의 쿨링롤은 순서대로 35℃와 상온을 유지하였다. 이때 공정 라인의 장력은 700gf, 속도는 6m/min으로 유지하였다.
[실시예 2]
히팅롤의 온도를 120℃로 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수지 코팅 탄소섬유를 제조하였다.
[실시예 3]
쿨링롤의 온도를 60℃에서 80℃로, 35℃에서 40℃로 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수지 코팅 탄소섬유를 제조하였다.
[실시예 4]
쿨링롤의 온도를 60℃에서 50℃로, 35℃에서 30℃로 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수지 코팅 탄소섬유를 제조하였다.
[실시예 5]
히팅롤의 구조를 [직경 150mm - 직경 70mm - 직경 150mm - 직경 70mm - 직경 150mm]의 5단 구조로 구성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수지 코팅 탄소섬유를 제조하였다.
[실시예 6]
히팅롤의 온도를 80℃로 적용한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일하게 수지 코팅 탄소섬유를 제조하였다.
[실시예 7]
제조예 1의 코팅액 제조 과정에서 폴리에틸렌아크릴산 공중합체 1476.24g, 카프로락탐 2165.15g, 헥사메틸렌디아민 541.29g, 아디프산 492.08g, 세바스산 295.25g 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수지 코팅 탄소섬유를 제조하였다.
[실시예 8]
히팅롤의 Π형상 홈의 너비가 5mm인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수지 코팅 탄소섬유를 제조하였다.
[실시예 9]
제조예 1의 코팅액 제조 과정에서 카프로락탐 1396.33g, 헥사메틸렌디아민 59.77g, 아디프산 54.33g, 세바스산 32.60g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수지 코팅 탄소섬유를 제조하였다.
[비교예]
[비교예 1]
히팅롤 및 쿨링롤을 적용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수지 코팅 탄소섬유를 제조하였다.
[비교예 2]
쿨링롤을 적용하지 않고 공기에 노출시키는 방법으로 상온까지 냉각한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수지 코팅 탄소섬유를 제조하였다.
[비교예 3]
히팅롤을 적용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수지 코팅 탄소섬유를 제조하였다.
[비교예 4]
개섬 시에 히팅롤 1개만 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수지 코팅 탄소섬유를 제조하였다.
[비교예 5]
히팅롤의 온도를 80℃로 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수지 코팅 탄소섬유를 제조하였다.
[비교예 6]
히팅롤의 온도를 170℃로 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수지 코팅 탄소섬유를 제조하였다.
[비교예 7]
코팅액 제조 과정에서 폴리에틸렌아크릴산 공중합체 197.03g, 카프로락탐 435.64g, 헥사메틸렌디아민 108.91g, 아디프산 99.01g, 세바스산 59.41g 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수지 코팅 탄소섬유를 제조하였다.
[비교예 8]
코팅액 제조 과정에서 폴리에틸렌아크릴산 공중합체 2119.87g, 카프로락탐 3109.14g, 헥사메틸렌디아민 777.29g, 아디프산 706.62g, 세바스산 423.97g 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수지 코팅 탄소섬유를 제조하였다.
[비교예 9]
제조예 1의 코팅액 제조 과정에서 카프로락탐 1445.23g, 헥사메틸렌디아민 39.84g, 아디프산 36.22g, 세바스산 21.73g 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수지 코팅 탄소섬유를 제조하였다.
실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 9에서 제조된 수지 코팅 탄소섬유에 대하여, 하기 실험예를 통해 물성을 평가하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[실험예]
(1) 수지 코팅 탄소섬유의 고분자 수지 함량 측정
제조된 수지 코팅 탄소섬유를 5g씩 다섯 개의 시료로 절단한 후, 500℃로 가열된 전기로에 넣어 40분 간 고분자 수지를 제거하였다. 수지가 제거된 시료의 질량을 측정하여 아래 수식으로 계산하여 수지 코팅 탄소섬유의 수지 함량을 측정하였다. 다섯 개 시료의 평균값을 고분자 수지 함량으로 판단하였다.
Figure pat00001
W0:수지 코팅 탄소섬유의 질량
W1:고분자 수지를 제거한 탄소섬유의 질량
RC: 수지 코팅 탄소섬유의 고분자 수지 함량(%)
(2) 수지 코팅 탄소섬유 사폭 측정 및 변이계수 계산
제조된 수지 코팅 탄소섬유의 사폭은 5m 이상의 간격으로 20개 구간에 대하여 측정하였다. 0.01 mm까지 측정 가능한 전자식 버니어캘리퍼스를 이용하여 측정(w1,w2,w3,w4,w5,…,w20)하였다.
측정된 사폭 w1 내지 w20에 대하여 평균, 표준편차 및 변이계수를 계산하였다.
Figure pat00002
AVGw:사폭의 평균
SDw:사폭의 표준편차
CV: 사폭의 변이계수(%)
(3) 고분자 수지 고형분의 유리전이온도 측정
본 발명에서 사용한 고분자 수지 고형분의 유리전이온도는 시차 주사 열량측정법(DSC)으로 측정하였다. 장비는 TA Instrument사의 Q2000을 사용하였고, 분당 10℃의 승온 속도를 적용하여 30℃ ~ 300℃까지 측정하였다.
(4) 수지 코팅 탄소섬유의 드레이프(drape)성 측정
도 5에 도시된 바와 같이, 제조된 수지 코팅 탄소섬유를 320 mm씩 절단하여 시료를 준비하고, 두께 방향이 바닥에 밀착되도록 하여 20 mm는 테이블에 얹어 손가락으로 누르고 나머지 300 mm는 공중에 뜨도록 테이블 모서리 밖으로 뺀 후 끝을 손으로 파지하였다. 그리고 테이블 바깥 영역에서 수지 코팅 탄소섬유를 잡은 손을 떼고, 30초 후 그 끝이 쳐지는 길이(Drape)를 측정하였다. 각 실시예 및 비교예에 대하여 측정 횟수는 10회이며, 그 평균값을 계산하였다.
수지 코팅량
(wt%)		 사폭 평균값 (mm) 사폭의
변이계수 (%)		 코팅제 유리전이온도 (℃) 드레이프성
(mm)
실시예1 24.6 7.3 2.2 45.3 46.4
실시예2 24.4 6.7 2.6 45.2 43.5
실시예3 23.7 7.4 3.1 44.1 43.4
실시예4 24.0 7.3 2.2 44.3 42.8
실시예5 24.0 7.3 3.1 45.9 47.9
실시예6 24.3 7.6 1.8 43.9 48.1
실시예7 34.8 6.9 3.9 45.2 35.1
실시예8 24.3 4.6 1.6 45.2 37.0
실시예9 25.0 7.5 4.7 20.6 51.1
비교예1 24.5 4.9 11.4 46.2 40.5
비교예2 24.3 3.2 10.1 45.4 41.1
비교예3 24.1 5.2 7.3 45.3 29.5
비교예4 24.1 5.3 7.2 44.9 31.0
비교예5 24.8 5.5 8.3 45.2 30.2
비교예6 22.8 측정불가 측정불가 44.1 측정불가
비교예7 16.8 6.9 9.8 45.9 73.3
비교예8 42.1 6.4 1.3 45.0 5.1
비교예9 25.3 7.6 5.9 18.7 53.1
위 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 10에 따른 수지 코팅 탄소섬유의 사폭 변이계수는 5% 내로 관리되나, 비교예 1 내지 5 및 비교예 7의 사폭 변이계수는 5%를 초과한 것을 알 수 있다.
또한 실시예 2는 실시예 1에 대하여 가열 온도가 더 높은 조건으로, 히팅롤 및 히팅핀의 온도와 냉각 온도의 차이가 더 크기 때문에 수지 코팅 탄소섬유의 열수축 효과 또한 더 크게 나타나 실시예 1에 비해 사폭 평균값이 좁은 것을 확인할 수 있다. 다만, 이 때에도 사폭의 변이계수는 2.6%로 균일하게 관리된 것을 알 수 있다. 이를 통해 요구되는 사폭이 다를 경우에도 히팅롤 및 히팅핀의 온도 설정만 바꾸는 간단한 방법으로도 달성할 수 있다는 것을 보여준다.
또한, 실시예 3, 4와 실시예 1을 통해 히팅롤 및 히팅핀의 온도가 동일할 경우, 쿨링롤의 온도와 사폭 간의 관계는 크지 않음을 볼 수 있는데, 수지 코팅 탄소섬유가 최종적으로 상온 수준으로 냉각되므로 사폭 측정 시의 수치가 거의 일치하는 것으로 해석할 수 있다.
또한, 실시예 7은 실시예 1에 비해 사폭이 소폭 좁아졌는데, 고분자 수지의 함량이 증가하면서 열수축 효과가 상대적으로 커졌기 때문으로 해석할 수 있다.
반면에, 비교예 2는 쿨링롤을 사용하지 않은 것으로, 사폭이 매우 좁고 사폭의 변이계수가 5%를 초과하여 편차가 크게 측정되었는데, 쿨링롤에 접촉하는 냉각 방법이 수지 코팅 탄소섬유의 형상을 잡아주고, 사폭을 일정하게 제어하는 데에 적합하므로 쿨링롤은 본 발명에서 반드시 필요한 요소라는 것을 확인할 수 있다.
또한, 비교예 3은 히팅롤을 사용하지 않은 것으로, 사폭의 변이계수가 5%를 초과하여 편차가 크게 측정되었으며, 드레이프성이 30mm 미만인 것으로 측정되었는데, 이는 수지 코팅 탄소섬유가 충분히 펴지지 않아 사폭이 좁고 두께가 두꺼운 것으로 판단할 수 있다. 즉, 히팅롤이 수지 코팅 탄소섬유를 한정된 범위만큼 넓혀주어 사폭을 제한하는데 적합하므로 히팅롤은 본 발명에서 반드시 필요한 구성요소라는 것을 확인할 수 있다.
상기 비교예 2 및 3에서 확인된 바와 같이, 히팅롤과 냉각롤은 사폭을 일정하게 제어하는데 중요한 요소로, 이를 모두 포함하지 않은 비교예 1 또한 사폭의 변이계수가 매우 크게 나타난 것을 알 수 있다.
또한, 비교예 4는 히팅롤을 1개만 적용한 것으로 사폭의 변이계수가 5%를 초과하여 편차가 크게 측정되었는데, 이는 히팅롤 1개만으로는 수지 코팅 탄소섬유를 충분히 가열하지 못해 히팅롤의 Π형상에 의한 사폭 한정이 이루어지지 않는다는 것을 알 수 있으며, 이를 통해 2개 이상의 히팅롤이 반드시 필요하다는 것을 확인할 수 있다.
또한, 비교예 5는 실시예 1에 대하여 공정 구성요소는 동일하나 히팅롤의 온도가 낮은데, 실시예 1에서는 사폭 제어가 가능했으나 비교예 5는 편차가 큰 것을 확인할 수 있다. 이는 비교예 5의 히팅롤에서 수지 코팅 탄소섬유가 충분히 개섬되지 않았기 때문이다. 반면에, 실시예 6은 비교예 5와 동일한 히팅롤 온도를 가지고 있으나, 비교예 5의 공정에 히팅롤, 히팅핀을 1구간씩 추가 적용한 것으로, 충분히 사폭 제어가 되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 비교예 6의 경우, 히팅롤의 온도가 고분자 수지의 녹는점(155℃)을 초과하는 온도를 가져, 고분자 수지가 히팅롤에 달라붙었기 때문에 공정이 불가능하였다.
또한, 비교예 7은 바인더와 폴리에틸렌아크릴산 공중합체의 함량이 부족한 것으로, 코팅된 고분자 수지의 양이 부족하여, 사폭의 변이계수가 5%를 초과하고 드레이프성 또한 과도한 것을 알 수 있다.
또한, 비교예 8은 바인더와 폴리에틸렌아크릴산 공중합체의 함량이 과도한 것으로, 코팅된 고분자 수지의 양이 과도하여, 드레이프성이 부족한 것을 알 수 있다.
또한, 비교예 9는 유리전이온도가 낮은 것으로, 고분자 수지의 유동성에 의해 수지 코팅 탄소섬유가 쿨링롤을 통과한 후 장력 또는 가이드롤에 대한 접촉 등의 외력으로부터 사폭이 변동되는 문제를 가지는 것을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 드레이프성의 경우 코팅제 함량이 일치하는 실시예 및 비교예의 결과에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 코팅 탄소섬유가 그리드 제직에의 작업성이 우수한 것을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
210: 히팅롤
410: 쿨링롤
301, 302, 303, 304: 사폭 확장

Claims (19)

  1. 연속된 탄소섬유에 고분자 수지가 코팅된 수지 코팅 탄소섬유로서,
    사폭의 변이계수(Coefficient of Variation)가 5% 이하인, 수지 코팅 탄소섬유.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 사폭의 변이계수는 수지 코팅 탄소섬유에 대해 0℃ 내지 50℃ 온도에서, 100m 이상의 길이 내에서 임의의 20개 구간을 측정한 것인, 수지 코팅 탄소섬유.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고분자 수지의 유리전이온도는 20℃ 이상인, 수지 코팅 탄소섬유.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수지 코팅 탄소섬유는 0℃ 내지 50℃ 온도에서 길이 300mm인 상태에서 양쪽 끝을 파지한 후 한쪽 끝을 놓고 30초 후 처진 길이를 측정했을 때 양 끝의 높이 차이가 30 내지 70 mm인, 수지 코팅 탄소섬유.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수지 코팅 탄소섬유의 평균 사폭은 0℃ 내지 50℃ 온도에서 4 내지 8mm인, 수지 코팅 탄소섬유.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수지 코팅 탄소섬유의 평균 두께는 0℃ 내지 50℃ 온도에서 1.3 내지 3 mm인, 수지 코팅 탄소섬유.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수지 코팅 탄소섬유 전체 중량 중 고분자 수지 20 내지 40 중량%가 코팅된, 수지 코팅 탄소섬유.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 고분자 수지는 카프로락탐, 헥사메틸렌디아민, 아디프산 및 세바스산 중에서 선택되는 적어도 하나의 바인더를 포함하는, 수지 코팅 탄소섬유.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 고분자 수지는 증류수에 수분산된 고분자 수지를 포함하는 수분산 코팅액을 사용하여 탄소섬유에 코팅된, 수지 코팅 탄소섬유.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 수분산 코팅액은 폴리에틸렌아크릴산 공중합체를 더 포함하는, 수지 코팅 탄소섬유.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 수분산 코팅액은 상기 고분자 수지 100 중량부에 대해 상기 폴리에틸렌아크릴산 공중합체 9 내지 200 중량부를 포함하는, 수지 코팅 탄소섬유.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 수분산 코팅액은 증류수 100 중량부에 대해 상기 고분자 수지 10 내지 45 중량부 및 상기 폴리에틸렌아크릴산 공중합체 4 내지 20 중량부를 포함하는, 수지 코팅 탄소섬유.
  13. 연속된 탄소섬유를 고분자 수지가 수분산된 수분산 코팅액에 침지하여 함침시키는 단계;
    수분산 코팅액이 함침된 탄소섬유를 건조하여 수분을 제거하는 단계;
    건조된 탄소섬유를 2개 이상의 히팅롤을 통과시켜 가열 및 개섬하는 단계; 및
    상기 히팅롤을 통해 가열된 탄소섬유를 2개 이상의 쿨링롤을 통해 냉각시켜 탄소섬유의 사폭을 조절하는 단계;
    를 포함하는, 수지 코팅 탄소섬유의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 수분산된 코팅액은 증류수 100 중량부에 대해 카프로락탐, 헥사메틸렌디아민, 아디프산 및 세바스산 중에서 선택되는 적어도 하나의 바인더 10 내지 45 중량부 및 폴리에틸렌아크릴산 공중합체 4 내지 20 중량부를 포함하는, 수지 코팅 탄소섬유의 제조방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 히팅롤은 사폭의 확장 범위를 제한하는 Π 형상의 홈이 구비된, 수지 코팅 탄소섬유의 제조방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 히팅롤의 온도는 상기 고분자 수지의 유리전이온도 내지 녹는점 사이의 온도인, 수지 코팅 탄소섬유의 제조방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 쿨링롤은 수지 코팅 탄소섬유의 형상 제어를 위해 닙(nip)롤로 구비되는, 수지 코팅 탄소섬유의 제조방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 히팅롤과 상기 쿨링롤 사이의 온도 차는 10 내지 100℃인, 수지 코팅 탄소섬유의 제조방법.
  19. 내진 보강을 위한 그리드 직물로 사용되는, 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 수지 코팅 탄소섬유.
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