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KR102433426B1 - 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 접착성 및 인장강도가 우수한 아라미드 직물, 그의 제조방법, 이를 포함하는 아라미드 직물 프리프레그 및 이를 포함하는 아라미드 직물 / 열가소성 폴리우레탄 수지 복합재 - Google Patents

폴리우레탄 매트릭스 수지와의 접착성 및 인장강도가 우수한 아라미드 직물, 그의 제조방법, 이를 포함하는 아라미드 직물 프리프레그 및 이를 포함하는 아라미드 직물 / 열가소성 폴리우레탄 수지 복합재 Download PDF

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KR102433426B1
KR102433426B1 KR1020180112585A KR20180112585A KR102433426B1 KR 102433426 B1 KR102433426 B1 KR 102433426B1 KR 1020180112585 A KR1020180112585 A KR 1020180112585A KR 20180112585 A KR20180112585 A KR 20180112585A KR 102433426 B1 KR102433426 B1 KR 102433426B1
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KR
South Korea
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aramid fabric
aramid
polyurethane resin
water
impregnated
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Active
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KR1020180112585A
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KR20190037124A (ko
Inventor
박현정
양지은
윤상준
Original Assignee
코오롱인더스트리 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Abstract

(i) 아라미드 원사를 경사 및 위사로 사용하여 바스켓 조직의 아라미드 직물을 제직한 다음, (ii) 제직된 아라미드 직물을 호제인 수계 폴리우레탄 수지와 물로 이루어진 호제액에 침지한 후 압착 및 건조하여 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 접착성 및 인장강도가 우수한 아라미드 직물을 제조한다.
본 발명은 제직된 아라미드 직물에 호제를 부여해 주기 때문에 제직전 아라미드 원사에 호제를 부여해 주는 방법과 비교시 제직 중 호제탈락으로 인한 제직효율 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 아라미드 직물의 표면 및 내부에 수계 폴리우레탄 수지를 부착 및 함침시켜 주기 때문에 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 접착성이 향상되고, 아라미드 직물내 아라미드 원사들의 집속성이 높아져 아라미드 직물의 인장강도가 향상된다.
또한, 본 발명은 바스켓 조직으로 아라미드 직물을 제직하기 때문에 아라미드 직물의 치밀성이 낮아져 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 젖음성(Wetting property)이 좋아져 결과적으로는 아라미드 직물과 폴리우레탄 매트릭스 수지 간의 접착력이 향상된다.
그로 인해, 본원발명의 아라미드 직물/열가소성 폴리우레탄 수지 복합재는 자동차 범퍼 등과 같이 내충격성이 요구되는 자동차 부품 소재 또는 전자부품소재 등으로 유용하다.

Description

폴리우레탄 매트릭스 수지와의 접착성 및 인장강도가 우수한 아라미드 직물, 그의 제조방법, 이를 포함하는 아라미드 직물 프리프레그 및 이를 포함하는 아라미드 직물 / 열가소성 폴리우레탄 수지 복합재{Aramid woven fabric with excellent tensile strength and adhesive property for polyurethane matrix resin, method of manufacturing for the same, aramid woven fabric prepreg comprizing the same and aramid woven fabric/thermoplastic polyurethane matrix resin composite comprizing the same}
본 발명은 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 접착성 및 인장강도가 우수한 아라미드 직물, 그의 제조방법, 이를 포함하는 아라미드 직물 프리프레그 및 이를 포함하는 아라미드 직물 / 열가소성 폴리우레탄 수지 복합재에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 아라미드 직물을 구성하는 아라미드 원사의 집속성을 높혀 아라미드 직물의 인장강도를 향상시킬 수 있으며, 제직 중 호부 탈락 현상이 없어 제직성을 개선시킬 수 있고, 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 접착성도 향상시킬 수 있는 아라미드 직물 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 아라미드 직물 및 상기 아라미드 직물에 폴리우레탄 매트릭스 수지가 미경화 또는 반경화 상태로 함침되어 있는 아라미드 직물 프리프레그에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 아라미드 직물을 포함하여 내충격성, 인장강도 및 인장탄성율이 우수한 아라미드 직물 / 열가소성 폴리우레탄 매트릭스 수지로 구성된 복합재에 관한 것이다.
전자 부품소재 또는 자동차 부품소재 등으로는 강화용 섬유 소재에 폴리우레탄 매트릭스 수지가 함침, 경화된 강화용 섬유 소재/수지 복합재(이하 "복합재" 라고 약칭한다) 널리사용되어 왔다.
상기 강화용 섬유 소재로 유리섬유가 사용되어 왔으나 유리섬유의 경우 비중이 높아서 경량화가 어렵고, 인체에 유해한 문제점이 있었다.
또 다른 종래기술로는 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 상기 강화용 섬유 소재로 유리섬유 대신 탄소섬유를 사용하였으나, 탄소섬유는 비강성이 커서 가공성 및 내충격성이 떨어지는 문제점이 있었다.
또 다른 종래기술로는 종래 강화용 섬유 소재로는 평직으로 제직된 아라미드 직물이 주로 사용되어 왔으나, 평직으로 제직된 아라미드 직물은 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 젖음성(Wetting property)이 나쁘고, 종래 아라미드 직물을 구성하는 아라미드 원사는 상기 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 상용성이 떨어져 결과적으로는 아라미드 직물과 폴리우레탄 매트릭스 수지 간의 접착력이 저하되는 문제가 있었고, 아라미드 직물을 구성하는 원사들 간의 집속성이 부족하여 아라미드 직물의 인장강도가 저하되는 문제도 있었다.
본 발명의 과제는 아라미드 직물 내로 함침되는 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 젖음성(Wetting property)이 뛰어나 결과적으로는 아라미드 직물과 폴리우레탄 매트릭스 수지간의 접착력이 우수함과 동시에 아라미드 직물내 원사들의 집속성을 높혀 아라미드 직물의 인장강도도 뛰어나 복합재의 섬유 강화용 섬유소재로 유용한 아라미드 직물을 제공하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 상기 방법으로 제조되어 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 접착성 및 인장강도가 우수한 아라미드 직물 및 이를 포함하는 아라미드 원단 프리프레그를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 인장강도 및 인장탄성율이 우수함과 동시에 내충격성이 특히 뛰어나 내충격성이 요구되는 자동차 부품소재 등으로 유용한 아라미드 직물 / 열가소성 폴리우레탄 수지 복합재를 제공하는 것이다.
이와 같은 과제를 달성하기 위해서, 본 발명에서는 (i) 아라미드 원사를 경사 및 위사로 사용하여 바스켓 조직의 아라미드 직물을 제직한 다음, (ii) 제직된 아라미드 직물을 호제인 수계 폴리우레탄 수지와 물로 이루어진 호제액에 침지한 후 압착 및 건조하여 상기 아라미드 직물에 호제액을 부착 및 함침시키면서 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 함량을 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 중량과 수계 폴리우레탄 수지가 부착 및 함침되기 이전인 아라미드 직물의 중량을 더한 총중량 대비 1~8중량%로 조절하여 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 접착성 및 인장강도가 우수한 아라미드 직물을 제조한다.
또한, 본 발명에서는 아라미드 직물 / 열가소성 폴리우레탄 수지 복합재를 구성하는 강화섬유 소재로 수계 폴리우레탄 수지가 표면 및 내부에 부착/함침된 바스켓 조직의 아라미드 직물 2매 이상을 사용하고, 복합재를 구성하는 매트릭스 수지로 열가소성 폴리우레탄 수지를 사용하여 아라미드 직물/열가소성 폴리우레탄 수지 복합재를 제조한다.
본 발명은 제직된 아라미드 직물에 호제를 부여해 주기 때문에 제직전 아라미드 원사에 호제를 부여해 주는 방법과 비교시 제직 중 호제탈락으로 인한 제직효율 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 아라미드 직물의 표면 및 내부에 주성분이 수계 폴리우레탄 수지인 호제를 부착 및 함침시켜 주기 때문에 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 접착성이 향상되고, 아라미드 직물내 아라미드 원사들의 집속성이 높아져 아라미드 직물의 인장강도가 향상된다.
또한, 본 발명은 바스켓 조직으로 아라미드 직물을 제직하기 때문에 아라미드 직물의 치밀성이 낮아져 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 젖음성(Wetting property)이 좋아져 결과적으로는 아라미드 직물과 폴리우레탄 매트릭스 수지 간의 접착력이 향상된다.
그로 인해, 본원발명으로 제조된 아라미드 직물은 전자부품소재 등으로 사용되는 강화용 섬유소재 / 수지 복합재 제조용 강화용 섬유 소재로 유용하다.
또한, 본 발명의 아라미드 직물/열가소성 폴리우레탄 수지 복합재는 강화용 섬유 소재가 내충격성이 우수한 아라미드 직물이기 때문에 자동차 범퍼 등과 같이 내충격성이 요구되는 자동차 부품소재 또는 전자 부품소재 등으로 유용하다.
도 1은 본 발명에 따른 아라미드 직물 일례의 조직도.
이하, 첨부한 도면 등을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 접착성 및 인장강도가 우수한 아라미드 직물의 제조방법은 (i) 아라미드 원사를 경사 및 위사로 사용하여 바스켓 조직의 아라미드 직물을 제직하는 제직 공정; 및 (ii) 제직된 아라미드 직물을 호제인 수계 폴리우레탄 수지와 물로 이루어진 호제액에 침지(Dipping)한 후, 압착(Squeezing) 및 건조하여 상기 아라미드 직물에 호제를 부착 및 함침시키면서 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 함량을 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 중량과 수계 폴리우레탄 수지가 부착 및 함침되기 이전인 아라미드 직물의 중량을 더한 총중량 대비 1~8중량%로 조절해주는 호체처리 공정;을 포함한다.
구체적으로, 본 발명에서는 (i) 아라미드 원사를 경사 및 위사로 사용하여 바스켓 조직의 아라미드 직물을 제직한 다음, (ii) 제직된 아라미드 직물을 호제인 수계 폴리우레탄 수지와 물로 이루어진 호제액에 침지한 후 압착 및 건조하여 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 접착성 및 인장강도가 우수한 아라미드 직물을 제조한다.
이때, 상기 바스켓 조직은 도 1에 도시된 바와 같이 2×2 바스켓 조직인 것이 아라미드 직물의 치밀성을 낮추어 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 젖음성(Wetting property)를 개선하는데 바람직하다.
본 발명에서는 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 함량을 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 중량과 수계 폴리우레탄 수지가 부착 및 함침되기 이전인 아라미드 직물의 중량을 더한 총중량 대비 1~8중량%, 바람직하기로는 2~6중량로 조절하여 아라미드 직물내 원사의 집속성을 향상시킴과 동시에 아라미드 직물과 폴리우레탄 매트릭스 수지간의 접착력을 향상시켜 주는 것을 특징으로 한다.
상기 호제액을 구성하는 호제인 수계 폴리우레탄 수지와 물의 중량비율은 1.8~2.2 : 1인 것이 호제부여 공정성 개선에 바람직하다.
호제액에 침지 처리된 아라미드 직물을 압착 처리할 때 맹글기 등을 이용하여 1~2kgf/㎠의 압력을 가해주고, 압착처리된 아라미드 직물을 110~130℃의 온도하에서 3~5분동안 건조해 주는 것이 바람직하다.
본 발명의 아라미드 직물은 아라미드 원사인 경사 및 위사가 바스켓 조직으로 제직된 구조를 갖고, 수계 폴리우레탄 수지가 아라미드 직물 표면 및 내부에 부착 및 함침되어 있고, 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 상기 수계 폴리우레탄 수지의 함량은 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 중량과 수계 폴리우레탄 수지가 부착 및 함침되기 이전인 아라미드 직물의 중량을 더한 총중량 대비 1~8중량%인 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 바스켓 조직은 도 1에 도시된 바와 같이 2×2 바스켓 조직인 것이 아라미드 직물의 치밀성을 낮추어 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 젖음성(Wetting property)를 개선하는데 바람직하다.
또한, 아라미드 직물을 구성하는 아라미드 원사는 섬도가 1,000~3,000 데니어이고, 경사밀도 및 위사밀도가 10~20분/인치 인 것이 아라미드 직물의 인장강도를 향상시켜주는데 바람직하다.
상기 아라미드 직물은 ASTM D 3039 방법으로 측정한 인장강도가 19,000~21,000N/5㎝로 우수하다.
본 발명의 아라미드 직물 프리프레그는 (i) 아라미드 원사인 경사 및 위사가 바스켓 조직으로 제직된 구조를 갖고, 호제인 수계 폴리우레탄 수지가 표면 및 내부에 부착 및 함침되어 있는 아라미드 직물 및 (ii) 상기 아라미드 직물 내에 함침되어 미경화 또는 반경화 상태로 있는 폴리우레탄 매트릭스 수지로 구성되며, 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 상기 수계 폴리우레탄 수지의 함량은 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 중량과 수계 폴리우레탄 수지가 부착 및 함침되기 이전인 아라미드 직물의 중량을 더한 총중량 대비 1~8중량%, 바람직하기로는 2~6중량%이다.
아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 상기 수계 폴리우레탄 수지의 함량은 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 중량과 수계 폴리우레탄 수지가 부착 및 함침되기 이전인 아라미드 직물의 중량을 더한 총중량 대비 1~8중량%, 바람직하기로는 2~6중량%인 것이 아라미드 직물내 원사의 집속성을 개선하고 아라미드 직물과 폴리우레탄 매트릭스 수지 간의 접착성을 개선하는데 바람직하다.
본 발명은 제직된 아라미드 직물에 호제를 부여해 주기 때문에 제직전 아라미드 원사에 호제를 부여해 주는 방법과 비교시 제직 중 호제탈락으로 인한 제직효율 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 아라미드 직물의 표면 및 내부에 수계 폴리우레탄 수지를 부착 및 함침시켜 주기 때문에 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 접착성이 향상되고, 아라미드 직물내 아라미드 원사들의 집속성이 높아져 아라미드 직물의 인장강도가 향상된다.
또한, 본 발명은 바스켓 조직으로 아라미드 직물을 제직하기 때문에 아라미드 직물의 치밀성이 낮아져 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 젖음성(Wetting property)이 좋아져 결과적으로는 아라미드 직물과 폴리우레탄 매트릭스 수지 간의 접착력이 향상된다.
그로 인해, 본원발명의 아라미드 직물은 전자부품소재 등으로 사용되는 강화용 섬유소재 / 수지 복합재 제조용 강화용 섬유 소재로 유용하다.
본 발명의 아라미드 직물 / 열가소성 폴리우레탄 수지 복합재는 (i) 아라미드 원사인 경사 및 위사가 바스켓 조직으로 제직되어 있으며 수계 폴리우레탄 수지가 표면 및 내부에 부착 및 함침된 2매 이상의 아라미드 직물; 및 (ii) 상기 아라미드 직물 내부 및 아라미드 직물들 사이에 함침되어 있는 열가소성 폴리우레탄 매트릭스 수지;로 구성되며, 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 상기 수계 폴리우레탄 수지의 함량은 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 중량과 수계 폴리우레탄 수지가 부착 및 함침되기 이전인 아라미드 직물의 중량을 더한 총중량 대비 1~8중량%이고, ISO-6603 방법으로 측정한 피크포스(Peak force)가 18,000N 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 복합재는 ASTM D 3039 방법으로 측정한 인장강도가 600Mpa 이상이고, 인장탄성율이 25Gpa 이상으로서 양호한 인장강도와 인장탄성율을 구비한다.
본 발명의 구현일례로서, 상기 복합재는 두께가 2.0~2.2㎜이고, 열가소성 폴리우레탄 매트릭스 수지의 함량이 30~45중량%일 경우, (i) 피크포스(Peak force)가 18,845N 수준으로 내충격성이 우수하며, (ii) ASTM D 3039 방법으로 측정한 인장강도가 635Mpa 수준이고, (iii) ASTM D 3039 방법으로 측정한 인장탄성율이 31Gpa 수준으로서, 인장강도 및 인장탄성율이 우수함과 동시에 내충격성이 특히 우수하다.
상기 바스켓 조직은 도 1에 도시된 바와 같이 2×2 바스켓 조직인 것이 아라미드 직물의 치밀성을 낮추어 열가소성 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 젖음성(Wetting property)를 개선하는데 바람직하다.
또한, 상기 아라미드 직물을 구성하는 아라미드 원사는 섬도가 1,000~3,000 데니어이고, 경사밀도 및 위사밀도가 10~20분/인치 인 것이 아라미드 직물의 인장강도를 향상시켜주는데 바람직하다.
상기 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 상기 수계 폴리우레탄 수지의 함량은 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 중량과 수계 폴리우레탄 수지가 부착 및 함침되기 이전인 아라미드 직물의 중량을 더한 총중량 대비 1~8중량%, 바람직하기로는 2~6중량%인 것이 아라미드 직물내 원사의 집속성을 개선하고 아라미드 직물과 열가소성 폴리우레탄 매트릭스 수지 간의 접착성을 개선하는데 바람직하다.
다음으로는, 본 발명의 복합재를 제조하는 방법 일례에 대해 살펴본다.
본 발명에 따른 아라미드 직물 / 열가소성 폴리우레탄 복합재의 제조방법은, (i) 아라미드 원사를 경사 및 위사로 사용하여 바스켓 조직의 아라미드 직물을 제직하는 공정; 및 (ii) 제직된 아라미드 직물을 호제인 수계 폴리우레탄 수지와 물로 이루어진 호제액에 침지(Dipping)한 후, 압착(Squeezing) 및 건조하여 아라미드 직물에 호제를 부착 및 함침시켜주면서 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 상기 수계 폴리우레탄 수지의 함량은 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 중량과 수계 폴리우레탄 수지가 부착 및 함침되기 이전인 아라미드 직물의 중량을 더한 총중량 대비 1~8중량%로 조절해 주는 호제처리 공정; (iii) 호제가 부착, 함침된 상기 아라미드 직물에 열가소성 폴리우레탄 매트릭스 수지를 함침시켜 아라미드 직물 프리프레그를 제조하는 공정; 및 (iv) 상기 아라미드 직물 프리프레그 2매 이상을 적층한 후 가열 및 가압하여 아라미드 직물/열가소성 폴리우레탄 수지 복합재를 제조하는 공정;을 포함한다.
구체적으로, 본 발명은 먼저 아라미드 원사를 경사 및 위사로 사용하여 바스켓 조직의 아라미드 직물을 제직한다.
이때, 상기 바스켓 조직은 도 1에 도시된 바와 같이 2×2 바스켓 조직인 것이 아라미드 직물의 치밀성을 낮추어 열가소성 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 젖음성(Wetting property)를 개선하는데 바람직하다.
상기 아라미드 원사는 섬도가 1,000~7,000데니어 바람직하게는 1,000~4,000데니어이고, 아라미드 직물의 경사밀도 및 위사밀도가 10~20분/인치인 것이 아라미드 직물의 인장강도 등을 향상시켜 주는데 바람직하다.
다음으로는, 제직된 아라미드 직물을 호제인 수계 폴리우레탄 수지와 물로 이루어진 호제액에 침지(Dipping)한 후, 압착(Squeezing) 및 건조하여 아라미드 직물에 호제를 부착 함침시켜준다.
이때, 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 상기 수계 폴리우레탄 수지의 함량은 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 중량과 수계 폴리우레탄 수지가 부착 및 함침되기 이전인 아라미드 직물의 중량을 더한 총중량 대비 1~8중량부, 바람직하기로는 2~6중량로 조절해주는 것이 아라미드 직물내 원사의 집속성을 향상시킴과 동시에 아라미드 직물과 열가소성 폴리우레탄 매트릭스 수지간의 접착력을 향상시켜 주는데 바람직하다.
상기 호제액을 구성하는 호제인 수계 폴리우레탄 수지와 물의 중량비율은 1.8~2.2 : 1인 것이 호제부여 공정성 개선에 바람직하다.
호제액에 침지 처리된 아라미드 직물을 압착 처리할 때 망글(Mangle) 등을 이용하여 1~2kgf/㎠의 압력을 가해주고, 압착처리된 아라미드 직물을 110~130℃의 온도하에서 3~5분동안 건조해 주는 것이 바람직하다.
다음으로는, 호제가 부착, 함침된 상기 아라미드 직물에 열가소성 폴리우레탄 매트릭스 수지를 함침시켜 아라미드 직물 프리프레그를 제조한다.
이때, 매트릭스 수지로서 열경화성 폴리우레탄 수지 대신에 열가소성 폴리우레탄 수지를 사용하기 때문에 복합재의 인장강도, 인장탄성율 및 내충격성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.
다음으로는, 상기 아라미드 직물 프리프레그 2매 이상을 적층한 후 가열 및 가압하여 아라미드 직물/열가소성 폴리우레탄 수지 복합재를 제조한다.
이때, 아라미드 프리프레그의 적층 매수는 2~8매인 것이 경량성 및 내충격성 개선에 바람직하나, 복합재의 용도에 따라 상기 아라미드 프리프레그의 적층매수는 조절 가능한다.
본 발명은 강화용 섬유 소재로 내충격성이 우수한 아라미드 직물을 사용하기 때문에 상기 복합재의 내충격성이 더욱 향상된다.
또한, 본 발명은 아라미드 직물의 표면 및 내부에 수계 폴리우레탄 수지인 호제를 부착 및 함침시켜 주기 때문에 열가소성 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 접착성이 향상되고, 아라미드 직물내 아라미드 원사들의 집속성이 높아져 복합재의 인장강도 및 인장탄성율이 향상된다.
또한, 본 발명은 바스켓 조직으로 아라미드 직물을 제직하기 때문에 아라미드 직물의 치밀성이 낮아져 열가소성 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 젖음성(Wetting property)이 좋아져 결과적으로는 아라미드 직물과 폴리우레탄 매트릭스 수지 간의 접착력이 향상된다.
그로 인해, 본 발명의 아라미드 직물/열가소성 폴리우레탄 수지 복합재는 자동차 범퍼 등과 같이 내충격성이 요구되는 자동차 부품소재 또는 전자 부품소재 등으로 유용하다.
이하, 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 살펴본다.
하기 실시예들은 본 발명의 바람직한 구현예로서 발명의 보호범위가 하기 실시예들 만으로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
3,000데니어의 아라미드 원사를 경사 및 위사로 사용하여 2×2 바스켓 조직의 아라미드 직물을 제직하였다.
이때, 경사밀도 및 위사밀도는 각각 17본/인치로 하였다.
다음으로, 상기와 같이 제직된 아라미드 직물을 수계 폴리우레탄 수지(호제) 100중량부와 물 50중량부로 이루어진 호제액에 침지한 후, 맹글기를 이용하여 1.5kgf/㎠의 압력으로 압착한 후, 120℃에서 4분 동안 건조하여 호제 처리된 아라미드 직물을 제조하였다.
이때, 아라미드 직물에 부착된 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 함량을 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 중량과 수계 폴리우레탄 수지가 부착 및 함침되기 이전인 아라미드 직물의 중량을 더한 총중량 대비 3중량%로 조절하였다.
다음으로, 상기와 같이 호제 처리된 아라미드 직물에 폴리우레탄 수지(매트릭스 수지)는 35중량% 함침시켜 아라미드 직물 프리프레그를 제조한 다음, 상기 아라미드 직물 프리프레그 5매를 적층한 후 가열/가압하면서 성형하여 강화용 섬유소재 / 수지 복합재를 제조하였다.
제조된 아라미드 원단의 인장강도 및 강화용 섬유소재 / 수지 복합재의 탄성율을 측정한 결과는 표 1과 같았다.
비교실시예 1
3,000데니어의 아라미드 원사를 경사 및 위사로 사용하여 평직 조직의 아라미드 직물을 제직하였다.
이때, 경사밀도 및 위사밀도는 각각 17본/인치로 하였다.
다음으로, 상기와 같이 제직된 아라미드 직물을 수계 폴리우레탄 수지(호제) 100중량부와 물 50중량부로 이루어진 호제액에 침지한 후, 맹글기를 이용하여 1.5kgf/㎠의 압력으로 압착한 후, 120℃에서 4분 동안 건조하여 호제 처리된 아라미드 직물을 제조하였다.
이때, 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 함량을 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 중량과 수계 폴리우레탄 수지가 부착 및 함침되기 이전인 아라미드 직물의 중량을 더한 총중량 대비 3중량%로 조절하였다.
다음으로, 상기와 같이 호제 처리된 아라미드 직물에 폴리우레탄 수지(매트릭스 수지)는 35중량% 함침시켜 아라미드 직물 프리프레그를 제조한 다음, 상기 아라미드 직물 프리프레그 5매를 적층한 후 가열/가압하면서 성형하여 강화용 섬유소재 / 수지 복합재를 제조하였다.
제조된 아라미드 원단의 인장강도 및 강화용 섬유소재 / 수지 복합재의 탄성율을 측정한 결과는 표 1과 같았다.
비교실시예 2
3,000데니어의 아라미드 원사를 경사 및 위사로 사용하여 능직 조직의 아라미드 직물을 제직하였다.
이때, 경사밀도 및 위사밀도는 각각 17본/인치로 하였다.
다음으로, 상기와 같이 제직된 아라미드 직물을 수계 폴리우레탄 수지(호제) 100중량부와 물 50중량부로 이루어진 호제액에 침지한 후, 맹글기를 이용하여 1.5kgf/㎠의 압력으로 압착한 후, 120℃에서 4분 동안 건조하여 호제 처리된 아라미드 직물을 제조하였다.
이때, 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 함량을 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 중량과 수계 폴리우레탄 수지가 부착 및 함침되기 이전인 아라미드 직물의 중량을 더한 총중량 대비 3중량%로 조절하였다.
다음으로, 상기와 같이 호제 처리된 아라미드 직물에 폴리우레탄 수지(매트릭스 수지)는 35중량% 함침시켜 아라미드 직물 프리프레그를 제조한 다음, 상기 아라미드 직물 프리프레그 5매를 적층한 후 가열/가압하면서 성형하여 강화용 섬유소재 / 수지 복합재를 제조하였다.
제조된 아라미드 원단의 인장강도 및 강화용 섬유소재 / 수지 복합재의 탄성율을 측정한 결과는 표 1과 같았다.
비교실시예 3
3,000데니어의 아라미드 원사를 경사 및 위사로 사용하여 2×2 바스켓 조직의 아라미드 직물을 제직하였다.
이때, 경사밀도 및 위사밀도는 각각 17본/인치로 하였다.
다음으로, 상기와 같이 제조된 아라미드 직물(호제 처리 안됨)에 폴리우레탄 수지(매트릭스 수지)는 35중량% 함침시켜 아라미드 직물 프리프레그를 제조한 다음, 상기 아라미드 직물 프리프레그 5매를 적층한 후 가열/가압하면서 성형하여 강화용 섬유소재 / 수지 복합재를 제조하였다.
제조된 아라미드 원단의 인장강도 및 강화용 섬유소재 / 수지 복합재의 탄성율을 측정한 결과는 표 1과 같았다.
구분 아라미드 직물의 인장강도(N/5㎝) 복합재의 탄성율
(Mpa)
실시예 1 19,900 21.5
비교실시예 1 17,600 6.6
비교실시예 2 18,800 7.5
비교실시예 3 17,000 10.0
표 1에 기재된 아라미드 원단의 인장강도 및 강화용 섬유소재 / 수지 복합재의 탄성율은 ASTM D 3039 방법으로 측정하였다.
실시예 1로 제조된 아라미드 직물은 인장강도가 우수하였으나 비교실시예 1 내지 비교실시예 3으로 제조된 아라미드 직물은 인장강도가 실시예 1 보다 상대적으로 불량하였다.
또한, 실시예 1로 제조된 복합재는 탄성율이 우수하였으나 비교실시예 1 내지 비교실시예 3으로 제조된 복합재는 탄성율이 실시예 1 보다 상대적으로 불량하였다.
실시예 2
3,000데니어의 아라미드 원사를 경사 및 위사로 사용하여 2×2 바스켓 조직의 아라미드 직물을 제직하였다.
이때, 경사밀도 및 위사밀도는 각각 17본/인치로 하였다.
다음으로, 상기와 같이 제직된 아라미드 직물을 수계 폴리우레탄 수지(호제) 100중량부와 물 50중량부로 이루어진 호제액에 침지한 후, 망글(Mangle)을 이용하여 1.5kgf/㎠의 압력으로 압착한 후, 120℃에서 4분 동안 건조하여 호제 처리된 아라미드 직물을 제조하였다.
이때, 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 함량을 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 중량과 수계 폴리우레탄 수지가 부착 및 함침되기 이전인 아라미드 직물의 중량을 더한 총중량 대비 3중량%로 조절하였다.
다음으로, 상기와 같이 호제 처리된 아라미드 직물에 열가소성 폴리우레탄 수지(매트릭스 수지)를 35중량% 함침시켜 아라미드 직물 프리프레그를 제조한 다음, 상기 아라미드 직물 프리프레그 4매를 적층한 후 가열/가압하면서 성형하여 두께가 2.1㎜인 아라미드 직물 / 열가소성 폴리우레탄 수지 복합재를 제조하였다.
제조된 아라미드 직물 / 열가소성 폴리우레탄 수지 복합재의 인장강도, 인장탄성율 및 피크 포스 측정값은 표 2와 같았다.
비교실시예 4
3,000데니어의 아라미드 원사를 경사 및 위사로 사용하여 1×1 평직 조직의 아라미드 직물을 제직하였다.
이때, 경사밀도 및 위사밀도는 각각 17본/인치로 하였다.
다음으로, 상기와 같이 제직된 아라미드 직물을 수계 폴리우레탄 수지(호제) 100중량부와 물 50중량부로 이루어진 호제액에 침지한 후, 망글(Mangle)을 이용하여 1.5kgf/㎠의 압력으로 압착한 후, 120℃에서 4분 동안 건조하여 호제 처리된 아라미드 직물을 제조하였다.
이때, 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 함량을 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 중량과 수계 폴리우레탄 수지가 부착 및 함침되기 이전인 아라미드 직물의 중량을 더한 총중량 대비 3중량%로 조절하였다.
다음으로, 상기와 같이 호제 처리된 아라미드 직물에 폴리우레탄 수지(매트릭스 수지)는 35중량% 함침시켜 아라미드 직물 프리프레그를 제조한 다음, 상기 아라미드 직물 프리프레그 4매를 적층한 후 가열/가압하면서 성형하여 두께가 2.1㎜인 아라미드 직물/열가소성 폴리우레탄 수지 복합재를 제조하였다.
제조된 아라미드 직물/열가소성 폴리우레탄 수지 복합재의 인장강도, 인장탄성율 및 피크 포스 측정값은 표 2와 같았다.
비교실시예 5
3,000데니어의 탄소섬유 원사를 경사 및 위사로 사용하여 능직(Twill) 조직의 탄소섬유 직물을 제직하였다.
이때, 경사밀도 및 위사밀도는 각각 17본/인치로 하였다.
다음으로, 상기와 같이 제직된 탄소섬유 직물을 수계 폴리우레탄 수지(호제) 100중량부와 물 50중량부로 이루어진 호제액에 침지한 후, 망글(Mangle)을 이용하여 1.5kgf/㎠의 압력으로 압착한 후, 120℃에서 4분 동안 건조하여 호제 처리된 탄소섬유 직물을 제조하였다.
이때, 탄소섬유 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 함량을 탄소섬유 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 중량과 수계 폴리우레탄 수지가 부착 및 함침되기 이전인 탄소섬유 직물의 중량을 더한 총중량 대비 3중량%로 조절하였다.
다음으로, 상기와 같이 호제 처리된 탄소섬유 직물에 열가소성 폴리우레탄 수지(매트릭스 수지)는 35중량% 함침시켜 탄소섬유 직물 프리프레그를 제조한 다음, 상기 탄소섬유 직물 프리프레그 4매를 적층한 후 가열/가압하면서 성형하여 두께가 2.1㎜인 탄소섬유 직물/열가소성 폴리우레탄 수지 복합재를 제조하였다.
제조된 탄소섬유 직물/열가소성 폴리우레탄 수지 복합재의 인장강도, 인장탄성율 및 피크 포스 측정값은 표 2와 같았다.
비교실시예 6
3,000데니어의 탄소섬유 원사를 경사 및 위사로 사용하여 능직(Twill) 조직의 탄소섬유 직물을 제직하였다.
이때, 경사밀도 및 위사밀도는 각각 17본/인치로 하였다.
다음으로, 상기와 같이 제직된 탄소섬유 직물을 수계 폴리우레탄 수지(호제) 100중량부와 물 50중량부로 이루어진 호제액에 침지한 후, 망글(Mangle)을 이용하여 1.5kgf/㎠의 압력으로 압착한 후, 120℃에서 4분 동안 건조하여 호제 처리된 탄소섬유 직물을 제조하였다.
이때, 탄소섬유 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 함량을 탄소섬유 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 중량과 수계 폴리우레탄 수지가 부착 및 함침되기 이전인 탄소섬유 직물의 중량을 더한 총중량 대비 3중량%로 조절하였다.
다음으로, 상기와 같이 호제 처리된 탄소섬유 직물에 열경화성 에폭시 수지(매트릭스 수지)는 35중량% 함침시켜 탄소섬유 직물 프리프레그를 제조한 다음, 상기 탄소섬유 직물 프리프레그 9매를 적층한 후 가열/가압하면서 성형하여 두께가 2.0㎜인 탄소섬유 직물/열경화성 폴리우레탄 수지 복합재를 제조하였다.
제조된 탄소섬유 직물/열경화성 폴리우레탄 수지 복합재의 인장강도, 인장탄성율 및 피크 포스 측정값은 표 2와 같았다.
비교실시예 7
3,000데니어의 아라미드 원사를 경사 및 위사로 사용하여 2×2 바스켓 조직의 아라미드 직물을 제직하였다.
이때, 경사밀도 및 위사밀도는 각각 17본/인치로 하였다.
다음으로, 상기와 같이 제조된 아라미드 직물(호제 처리 안됨)에 열가소성 폴리우레탄 수지(매트릭스 수지)는 35중량% 함침시켜 아라미드 직물 프리프레그를 제조한 다음, 상기 아라미드 직물 프리프레그 4매를 적층한 후 가열/가압하면서 두께가 2.1㎜인 아라미드 직물/열가소성 폴리우레탄 수지 복합재를 제조하였다.
제조된 아라미드 직물/열가소성 폴리우레탄 수지 복합재의 인장강도, 인장탄성율 및 피크 포스 측정값은 표 2와 같았다.
복합재 물성
구분 인장강도(Mpa) 인장탄성율(Gpa) 피크 포스(N)
실시예 2 612 20.7 18844
비교실시예 4 483 7.2 18470
비교실시예 5 900 46.8 7439
비교실시예 6 1,000 60.0 2440
비교실시예 7 323 7.0 1840
인장강도 및 인장탄성율은 ASTM D 3039 방법으로 측정하였고, 피크 포스는 ISO-6603 방법으로 측정하였다.
피크 포스 측정시 충격속도는 4.4m/s, 총중량은 60kg, 낙하높이는 987.085㎜로 하였다.
실시예 2로 제조한 아라미드 직물/열가소성 폴리우레탄 복합재는 인장강도 인장탄성율이 비교실시예 4 및 비교실시예 7로 제조한 아라미드 직물/열가소성 폴리우레탄 수지 복합재 보다 크게 향상되었고, 내충격성을 나타내는 피크 포스가 비교실시예 5로 제조된 제조한 탄소섬유 직물 / 열가소성 폴리우레탄 수지 복합재 및 비교실시예 6으로 제조된 탄소섬유 직물/열경화성 폴리우레탄 수지 복합재 보다 크게 향상되었다.
비교실시예 4로 제조된 아라미드 직물/열가소성 폴리우레탄 수지 복합재는 아라미드 직물이 바스켓 조직이 아니라 평직이기 때문에 실시예 2로 제조한 아라미드 직물/열가소성 폴리우레탄 수지 복합재 보다 인장강도 및 인장탄성율이 크게 저하되었다.
비교실시예 7로 제조된 아라미드 직물/열가소성 폴리우레탄 수지 복합재는 아라미드 직물이 수계 폴리우레탄 수지인 호제로 처리되지 않아 실시예 2로 제조한 아라미드 직물/열가소성 폴리우레탄 수지 복합재 보다 인장강도 및 인장탄성율이 크게 저하되었다.
비교실시예 5로 제조된 탄소섬유 직물/열가소성 폴리우레탄 수지는 실시예 2로 제조한 아라미드 직물/열가소성 폴리우레탄 복합재 수지 보다 내충격성을 나타내는 피크 포스가 크게 저하되었다.
비교실시예 6으로 제조한 탄소섬유 직물/열경화성 에폭시 수지 복합재는 실시예 2로 제조한 아라미드 직물/열가소성 폴리우레탄 수지 복합재 보다 내충격성을 나타내는 피크 포스가 크게 저하되었고, 열경화성 에폭시 수지 사용으로 인해서 비교실시예 2로 제조된 탄소섬유 직물/열가소성 폴리우레탄 수지 복합재 보다도 내충격성을 나타내는 피크 포스가 불량하였다.
본 발명에서는 아라미드 직물에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 함량(중량%)을 아래와 같은 방법으로 측정하였다.
먼저, 호제 성분 중 유기용매와 물은 휘발되고 수계 폴리우레탄 수지만이 표면 및 내부에 부착 및 함침되어 있는 아라미드 직물(이하 "시료" 라고 한다) 2.5g을 준비하고, 다음으로 주사기 모양인 실린더 형태의 관에 상기 시료를 넣은 다음, 상기 시료가 충분히 젖을 만큼의 메탄올 약 8ml를 넣고 용매가 더이상 나오지 않을때 까지 상기 관에 반복적으로 압력을 가해준다.
다음으로, 상기 관에 메탄올 약 8ml을 다시 넣고 용매가 더이상 나오지 않을때 까지 상기 관에 반복적으로 압력을 가해주는 작업을 2회 더 반복실시한 후에 상기 관으로부터 시료를 꺼낸후 110℃에서 건조하여 폴리우레탄 수지가 표면 및 내부에 부착 및 함침되지 않은 아라미드 직물의 중량(W0)을 측정한다.
다음으로, 호제 성분 중에서 수계 폴리우레탄 수지만 표면 및 내부에 부착 및 함침된 아라미드 직물의 중량(W1 : 시료중량)과 수계 폴리우레탄 수지가 표면 및 내부에 부착 및 함침되지 않은 아라미드 직물의 중량(W0)을 하기식에 대입하여 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 함량(W)을 구하였다.
Figure 112018093776162-pat00001

Claims (22)

  1. (i) 아라미드 원사를 경사 및 위사로 사용하여 바스켓 조직의 아라미드 직물을 제직하는 제직 공정; 및
    (ii) 제직된 아라미드 직물을 호제인 수계 폴리우레탄 수지와 물로 이루어진 호제액에 침지(Dipping)한 후, 압착(Squeezing) 및 건조하여 상기 아라미드 직물에 호제를 부착 및 함침시키면서 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 함량을 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 중량과 수계 폴리우레탄 수지가 부착 및 함침되기 이전인 아라미드 직물의 중량을 더한 총중량 대비 1~8중량%로 조절해주는 호제처리 공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 접착성 및 인장강도가 우수한 아라미드 직물의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 아라미드 직물을 2×2 바스켓 조직으로 제직하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 접착성 및 인장강도가 우수한 아라미드 직물의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 함량을 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 중량과 수계 폴리우레탄 수지가 부착 및 함침되기 이전인 아라미드 직물의 중량을 더한 총중량 대비 2~6중량%로 조절해주는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 접착성 및 인장강도가 우수한 아라미드 직물의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 호제액을 이루는 호제인 수계 폴리우레탄 수지와 호제액을 이루는 물의 중량비율이 1.8~2.2 : 1인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 접착성 및 인장강도가 우수한 아라미드 직물의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 호제 처리 공정에서 호제액에 침지 처리된 아라미드 직물을 1~2kgf/㎠의 압력으로 압착해 주는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 접착성 및 인장강도가 우수한 아라미드 직물의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 호제 처리공정에서 압착 처리된 아라미드 직물을 110~130℃의 온도에서 3~5분 동안 건조시켜 주는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 접착성 및 인장강도가 우수한 아라미드 직물의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 경사 및 위사로 사용되는 아라미드 원사의 섬도는 1,000~3,000데니어인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 접착성 및 인장강도가 우수한 아라미드 직물의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 아라미드 직물의 경사밀도 및 위사밀도 각각은 10~20본/인치인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 접착성 및 인장강도가 우수한 아라미드 직물의 제조방법.
  9. 아라미드 원사인 경사 및 위사가 바스켓 조직으로 제직된 구조를 갖고, 수계 폴리우레탄 수지가 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침되어 있고, 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 상기 수계 폴리우레탄 수지의 함량은 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 중량과 수계 폴리우레탄 수지가 부착 및 함침되기 이전인 아라미드 직물의 중량을 더한 총중량 대비 1~8중량%인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 접착성 및 인장강도가 우수한 아라미드 직물.
  10. 제9항에 있어서, 아라미드 직물은 2×2 바스켓 조직으로 제직되어 있는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 접착성 및 인장강도가 우수한 아라미드 직물.
  11. 제9항에 있어서, 경사 및 위사인 아라미드 원사는 섬도가 1,000~3,000데니어인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 접착성 및 인장강도가 우수한 아라미드 직물.
  12. 제9항에 있어서, 아라미드 직물의 경사밀도 및 위사밀도 각각은 10~20본/인치인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 접착성 및 인장강도가 우수한 아라미드 직물.
  13. 제9항에 있어서, ASTM D 3039 방법으로 측정한 인장강도가 19,000~21,000N/5㎝인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 접착성 및 인장강도가 우수한 아라미드 직물.
  14. 제9항에 있어서, 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 상기 수계 폴리우레탄 수지의 함량은 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 중량과 수계 폴리우레탄 수지가 부착 및 함침되기 이전인 아라미드 직물의 중량을 더한 총중량 대비 2~6중량%인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 접착성 및 인장강도가 우수한 아라미드 직물.
  15. (i) 아라미드 원사인 경사 및 위사가 바스켓 조직으로 제직된 구조를 갖고, 호제인 수계 폴리우레탄 수지가 표면 및 내부에 부착 및 함침된 아라미드 직물 및 (ii) 상기 아라미드 직물 내에 함침되어 미경화 또는 반경화 상태로 있는 폴리우레탄 매트릭스 수지;로 구성되며, 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 상기 수계 폴리우레탄 수지의 함량은 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 중량과 수계 폴리우레탄 수지가 부착 및 함침되기 이전인 아라미드 직물의 중량을 더한 총중량 대비 1~8중량%인 것을 특징으로 하는 아라미드 직물 프리프레그.
  16. (i) 아라미드 원사인 경사 및 위사가 바스켓 조직으로 제직되어 있으며 수계 폴리우레탄 수지가 표면 및 내부에 부착 및 함침된 2매 이상의 아라미드 직물; 및 (ii) 상기 아라미드 직물 내부 및 아라미드 직물들 사이에 함침되어 있는 열가소성 폴리우레탄 매트릭스 수지;로 구성되며, 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 상기 수계 폴리우레탄 수지의 함량은 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 중량과 수계 폴리우레탄 수지가 부착 및 함침되기 이전인 아라미드 직물의 중량을 더한 총중량 대비 1~8중량%이고, ISO-6603 방법으로 측정한 피크포스(Peak force)가 18,000N 이상인 것을 특징으로 하는 아라미드 직물/열가소성 폴리우레탄 수지 복합재.
  17. 제16항에 있어서, ASTM D 3039 방법으로 측정한 인장강도가 600Mpa 이상이고, 인장탄성율이 25Gpa 이상인 것을 특징으로 하는 아라미드 직물/열가소성 폴리우레탄 수지 복합재.
  18. 제16항에 있어서, 두께가 2.0~2.2㎜이고, 상기 열가소성 폴리우레탄 메트릭스 수지의 함량이 30~45중량%인 것을 특징으로 하는 아라미드 직물/열가소성 폴리우레탄 수지 복합재.
  19. 제16항에 있어서, 상기 아라미드 직물은 2×2 바스켓 조직으로 제직되어 있는 것을 특징으로 하는 아라미드 직물/열가소성 폴리우레탄 수지 복합재.
  20. 제16항에 있어서, 경사 및 위사인 아라미드 원사는 섬도가 1,000~7,000데니어인 것을 특징으로 하는 아라미드 직물/열가소성 폴리우레탄 수지 복합재.
  21. 제16항에 있어서, 아라미드 직물의 경사밀도 및 위사밀도 각각은 10~20본/인치인 것을 특징으로 하는 아라미드 직물/열가소성 폴리우레탄 수지 복합재.
  22. 제16항에 있어서, 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 상기 수계 폴리우레탄 수지의 함량은 아라미드 직물의 표면 및 내부에 부착 및 함침된 수계 폴리우레탄 수지의 중량과 수계 폴리우레탄 수지가 부착 및 함침되기 이전인 아라미드 직물의 중량을 더한 총중량 대비 2~6중량%인 것을 특징으로 하는 아라미드 직물/열가소성 폴리우레탄 수지 복합재.
KR1020180112585A 2017-09-28 2018-09-20 폴리우레탄 매트릭스 수지와의 접착성 및 인장강도가 우수한 아라미드 직물, 그의 제조방법, 이를 포함하는 아라미드 직물 프리프레그 및 이를 포함하는 아라미드 직물 / 열가소성 폴리우레탄 수지 복합재 Active KR102433426B1 (ko)

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