KR960005302B1 - 폴리프로필렌계 복합재료 쉬트의 제조방법 및 이로부터 제조된 복합재료쉬트 - Google Patents
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Abstract
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Description
본 발명은 폴리프로필렌계 복합재료 쉬트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부식성과 경량서이 뛰어나고 재생이 가능하며 높은 기계적, 물리적 성질로 인하여 철판, SMC 등을 대체하는데 주로 사용되어지는 폴리프로필렌과 유리섬유 매트로 이루어진 기계적 강도가 개선된 복합재료 쉬트에 관한 것이다.
폴리프로필렌계 수지의 물리적, 기계적 특성을 향상시키기 위해 보강재로 유리섬유를 사용하여 수지와 유리섬유를 혼련 압출한 복합재료가 오래전부터 개발되어 사용되어 왔다.
이러한 폴리프로필렌과 유리섬유로 이루어진 복합재료는 압출공정 및 성형 가공상의 제약으로 사용섬유의 길이가 제한되고 섬유의 배향에 의해 물리적, 기계적 특성이 저하되는 등의 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결할 수 있도록 유리 장섬유나 연속섬유를 사용하여 쉬트상으로 된 복합재료의 제조에 관한 특허가 GB 1,353,477, 1,353,478에 개시되어 있다. 이 복합재료 쉬트는 유리 장섬유나 연속섬유를 니들 펀칭공정에 의해 기계적으로 결합시켜 제조한 유리섬유 매트를 보강재로 사용하는 것을 그 특징으로 한다. 이렇게 제조된 유리섬유 보강재와 쉬트형태의 수지를 일정 형태로 적층한 이후 가열, 가압하여 쉬트상태의 복합재료를 제조한다.
그러나 보강재 제조시 니들 펀칭에 의하여 다량의 유리분진이 발생하고 유리섬유의 파쇄가 일어나 물성이 저하되고 제조된 복합재료의 외관이 떨어지는 단점이 있었다.
복합재료의 외관개선을 위하여 US 4,873,133에 지지용 필름(Support film)의 사용에 관한 것이 개시되어 있다. 그러나, 필름을 사용할 경우 니들 펀칭시 바늘의 침투가 어려워져 효과적인 니들펀칭에 어려움이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유리섬유 매트제시 폴리프로필렌 펠트(felt)를 유리섬유의 상단부와 하단부에 두고 니들펀칭 함으로써 우수한 기계적 강도를 갖는 동시에 펀칭공정에서 발생하는 분진을 감소시키 수 있는 폴리프로필렌과 유리섬유로 이루어진 복합재료 쉬트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 폴리프로필렌계 복합재료 쉬트는, A) 폴리프로필렌 펠트를 바닥에 깔고, B) 그 위에 일정길이의 유리섬유를 균일하게 적층하여 유리섬유 웹(web)을 만든 후, C) 다시 그 위에 폴리프로필렌 펠트를 적층하여 만든 폴리프로필렌과 유리섬유의 복합웹을 니들 펀칭하여 유리섬유 매트를 제조한 후 쉬트상태의 폴리프로필렌과 유리섬유매트를 일정하게 적층하고 가열 가압하여 복합재료 쉬트를 제조하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
종래의 유리섬유 매트형태의 보강재를 만드는 방법에는 일정형태의 유리섬유웹에 집속용 수지등을 처리하여 유리섬유들을 화학적으로 결합시켜서 만드는 방법과 유리섬유웹에 니들펀칭 공정을 통해 유리섬유들을 기계적으로 결합시켜서 매트를 만드는 방법등이 있으나, 전자의 경우는 집속용 수지가 제품성형시 완전 제거가 되지 않기 때문에 유리섬유 매트의 유동성 저하로 성형성이 현저하게 떨어지고, 또한 매트릭스 수지의 함침성도 떨어지게 되는 단점을 가지고 있고, 후자의 방법은 니들 핀청시 다량의 유리분진이 발생하고 유리섬유의 파쇄도 많이 발생하여 복합쉬트의 물리적, 기계적 성절이 떨어지게 된다.
이런 여러 문제점등은 폴리프로필렌 펠트와 유리섬유를 함께 사용하여 니들 펀칭을 거쳐 매트를 만듬으로써 해결할 수 있다. 니들펀칭시 펠트를 사용함으로써 유리분진을 현저하게 감소시키고 유리섬유에 직접적으로 가해지는 충격을 펠트에 의해 흡수하여 유리섬유의 파쇄를 방지하고 매트의 형태 안전성을 향상시켜 그 다음 공정에서의 작업성을 향상시킬 수 있다. 또한 유리섬유 매트표면이 펠트형태의 폴리푸로필렌 수지는 복합쉬트 제조시 완전히 녹아 유리섬유 사이로 함침이 되어지므로 수지의 함침성 향상과 복합쉬트의 표면외면 향상의 효과도 얻을 수 있다. 이대 복합재료 쉬트의 구성비는 유리섬유의 무게비가 20-45%, 폴리프로필렌 중 펠트의 무게비는 20-50%가 적당하다.
또한 상기와 같은 폴리프로필렌 펠트를 사용하므로써 니들 펀칭시 다량 발생되는 유리 분진을 상당량 줄일 수 있으며, 매트의 형태안정성의 향상으로 작업환경의 개선이 가능하다.
본 발명의 실시예는 다음과 같다.
[실시예 1]
폴리프로필렌 펠트위에 2인치로 절단한 유리섬유를 카팅(carding) 공정을 거쳐 균일한 웹을 만들고 다시 그 위에 폴리프로필렌 펠트를 적충한 후 니들 펀칭을 하여 유리섬유 매트를 만들었다.
이렇게 만든 유리서유 매트와 폴리프로필렌 쉬트를 쉬트/매트/쉬트/매트/쉬트의 형태로 적충한 후 220℃에서 50Kgf/㎠의 압력으로 5분간 유지시킨 후 냉각시켜 복합재료 쉬트를 제조하였다.
제조된 복합재료 쉬트의 유리섬유와 폴리프로필렌 수지의 무게비는 40 : 60이었으며, 폴리프로필렌 수지의 펠트와 쉬트형태의 무게비는 30 : 70이었다. 제조된 복합재료 쉬트를 ASTM 방법에 따라 인장강도와 충격강도를 측정하였으며, 그 결과는 아래의 표 1과 같다.
[실시예 2]
유리섬유 웹/폴리프로필렌펠트/유리섬유 웹 형태로 적충한 후 니들 펀칭을 하여 유리섬유 매트를 만들었다. 제조된 복합재료 쉬트의 유리섬유와 폴리프로필렌 수지의 무게비는 40 : 60, 폴리프로필렌 수지의 펠트와 쉬트형태의 무게비는 20 : 80이었다.
제조된 복합재료 쉬트를 ASTM 방법에 따라 인장강도와 충격강도를 측정하였으며, 그 결과는 아래의 표 1과 같다.
[실시예 3]
폴리프로필렌 펠트와 유리섬유 웹을 폴리프로필렌펠트/유리섬유웹/폴리프로필렌펠트/유리섬유웹/폴리프로필렌펠트의 순으로 적충한 후 니들펀칭을 하여 유리섬유 매트를 만들었다. 제조된 복합재료 쉬트의 유리섬유와 폴리프로필렌 수지의 무게비는 40 : 60, 폴리프로필렌 수지의 펠트와 쉬트의 무게비는 45 : 55이었다.
제조된 복합재료 쉬트를 ASTM 방법에 따라 인장강도와 충격강도를 특정하였으며, 그 결과는 아래의 표 1과 같다.
[비교예]
2인치로 절단한 유리섬유를 카딩(Carding) 공정을 거쳐 균일한 웹을 만든 후 니들 펀칭을 하여 유리섬유 매트를 만들었다. 이렇게 만든 유리섬유 매트를 폴리프로필렌 쉬트와 쉬트/매트/쉬트/매트/쉬트의 형태로 적충한 후 220℃에서 50 Kgf/㎠의 압력으로 5분간 유지시킨 후 냉각시켜 복합재료 쉬트를 제조하였다.
제조된 유리섬유 매트와 폴리프로필렌 쉬트의 무게비는 40 : 60이었으며, 제조된 복합재료 쉬트를 ASTM 방법에 따라 인장강도와 충격강도를 측정하였으며, 그 결과는 아래의 표 1과 같다.
[표 1]
복합재료의 물성측정 결과
Claims (6)
- 유리섬유와 폴리프로필렌 펠트를 사용하여 니들 펀칭의 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 유리섬유 매트의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 유리섬유와 폴리프로필렌 펠트의 배열순서는 폴리프로필렌펠트/유리섬유/폴리프로필렌펠트, 유리섬유/폴리프로필렌펠트/유리섬유, 폴리프로필렌펠트/유리섬유/폴리프로필렌펠트/유리섬유/폴리프로필렌펠트 중 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 유리섬유 매트의 제조방법.
- 제1 내지 2항 기재의 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 유리섬유 매트.
- 제3항 기재의 유리섬유 매트와 폴리프로필렌 쉬트를 사용하여 제조된 것을 특징으로 하는 복합재료 쉬트.
- 제4항에 있어서, 복합재료 쉬트 중 유리섬유의 무게비가 20-45%인 것을 특징으로 하는 복합재료 쉬트.
- 제4항에 있어서, 폴리프로필렌 중 펠트의 무게비가 20-50%인 것을 특징으로 하는 복합재료 쉬트.
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|---|---|---|---|---|
| KR101233813B1 (ko) * | 2010-07-12 | 2013-02-14 | (주)리앤에스 | 열가소성 유기 섬유, 그 제조 방법, 이를 이용한 섬유 복합 보드 및 그 제조 방법 |
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1993
- 1993-10-18 KR KR1019930021629A patent/KR960005302B1/ko not_active IP Right Cessation
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