KR102620322B1 - Functional ceramic fabric composite and method for manufacturing the same - Google Patents
Functional ceramic fabric composite and method for manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR102620322B1 KR102620322B1 KR1020220118042A KR20220118042A KR102620322B1 KR 102620322 B1 KR102620322 B1 KR 102620322B1 KR 1020220118042 A KR1020220118042 A KR 1020220118042A KR 20220118042 A KR20220118042 A KR 20220118042A KR 102620322 B1 KR102620322 B1 KR 102620322B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- fiber
- base
- hybrid
- base fiber
- functional
- Prior art date
Links
- 239000004744 fabric Substances 0.000 title claims abstract description 136
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 79
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 70
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 69
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 292
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 claims abstract description 69
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 claims abstract description 69
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 18
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 18
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 18
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 claims description 9
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 6
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 5
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 3
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000012963 UV stabilizer Substances 0.000 claims description 2
- 239000012767 functional filler Substances 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 41
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 description 6
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 3
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 3
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 3
- 229930182556 Polyacetal Natural products 0.000 description 2
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 2
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 2
- 229920004943 Delrin® Polymers 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000012770 industrial material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920006380 polyphenylene oxide Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/12—Layered products comprising a layer of synthetic resin next to a fibrous or filamentary layer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
- B32B38/0036—Heat treatment
- B32B38/004—Heat treatment by physically contacting the layers, e.g. by the use of heated platens or rollers
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D03—WEAVING
- D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
- D03D15/00—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used
- D03D15/20—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads
- D03D15/242—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads inorganic, e.g. basalt
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D03—WEAVING
- D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
- D03D15/00—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used
- D03D15/20—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads
- D03D15/242—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads inorganic, e.g. basalt
- D03D15/267—Glass
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D03—WEAVING
- D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
- D03D15/00—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used
- D03D15/20—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads
- D03D15/242—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads inorganic, e.g. basalt
- D03D15/275—Carbon fibres
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D03—WEAVING
- D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
- D03D15/00—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used
- D03D15/20—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads
- D03D15/283—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads synthetic polymer-based, e.g. polyamide or polyester fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
- B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
- B32B2262/10—Inorganic fibres
- B32B2262/105—Ceramic fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
- B32B2262/14—Mixture of at least two fibres made of different materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
Abstract
기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법이 제공된다. 상기 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법은, 세라믹 섬유를 포함하는 제1 베이스 섬유를 준비하는 단계, 고분자 수지 섬유에 기능성 입자들이 제공된, 제2 베이스 섬유를 준비하는 단계, 상기 제1 베이스 섬유 및 상기 제2 베이스 섬유를 서로 꼬아 하이브리드 섬유를 제조하는 단계, 상기 하이브리드 섬유를 경사 및 위사 중 적어도 어느 하나로 사용하여, 하이브리드 직물을 제조하는 단계, 및 상기 하이브리드 직물 및 고분자 수지 필름을 라미네이팅하여, 기능성 하이브리드 직물을 제조하는 단계를 포함할 수 있다. A method for manufacturing functional ceramic fiber composites is provided. The method for producing the functional ceramic fiber composite includes preparing a first base fiber containing ceramic fibers, preparing a second base fiber in which functional particles are provided in the polymer resin fiber, the first base fiber and the second base fiber. 2 manufacturing a hybrid fiber by twisting the base fibers together, manufacturing a hybrid fabric by using the hybrid fiber as at least one of warp and weft yarns, and laminating the hybrid fabric and the polymer resin film to produce a functional hybrid fabric. It may include manufacturing steps.
Description
본 발명은 기능성 세라믹 섬유복합재 및 그 제조 방법에 관련된 것이다. The present invention relates to functional ceramic fiber composites and methods for manufacturing the same.
엔지니어링 플라스틱은 강도가 높고 가벼워 공업 재료로 널리 사용되고 있다. 특히, 탄성, 내충격성, 전기절연성이 우수해 생활용품, 전기전자 제품, 자동차, 항공기, 2차 구조재 등 다양한 분야에 널리 사용되고 있다. Engineering plastics are widely used as industrial materials due to their high strength and lightness. In particular, it has excellent elasticity, impact resistance, and electrical insulation, so it is widely used in various fields such as household goods, electrical and electronic products, automobiles, aircraft, and secondary structural materials.
엔지니어링 플라스틱은 미국의 듀퐁(Dupont)사가 1956년 말 '금속에 도전하는 플라스틱'으로 폴리아세탈의 단중합체인 델린(Delrin)을 개발해 1960년부터 생산 판매를 시작했다. 짧은 역사에 비해 산업계에서 응용되는 것은 경이적으로 증가하고 있다. As for engineering plastics, the American company Dupont developed Delrin, a monopolymer of polyacetal, as a 'plastic that challenges metal' in late 1956 and began producing and selling it in 1960. Compared to its short history, its application in industry is increasing phenomenally.
엔지니어링 플라스틱으로 많이 쓰이는 소재는 크게 폴리아미드(PA), 폴리아세탈(POM), 폴리카보네이트(PC), 변성 폴리페닐렌옥사이드(M-PPO), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)다. Materials commonly used as engineering plastics include polyamide (PA), polyacetal (POM), polycarbonate (PC), modified polyphenylene oxide (M-PPO), and polybutylene terephthalate (PBT).
이러한 엔지니어링 플라스틱 중, 폴리아미드 제품은 섬유 분야에 널리 사용되고 있으며, 최근에는 다양한 물질들과 합성하여 섬유 복합재로서 사용되고 있다. Among these engineering plastics, polyamide products are widely used in the textile field, and have recently been synthesized with various materials and used as fiber composites.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 기능성 세라믹 섬유복합재 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. One technical problem to be solved by the present invention is to provide a functional ceramic fiber composite and a method for manufacturing the same.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 함침성이 향상된 세라믹 섬유복합재 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a ceramic fiber composite with improved impregnation properties and a method for manufacturing the same.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 경량화된 세라믹 섬유복합재 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a lightweight ceramic fiber composite and a method for manufacturing the same.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 강도 향상이 이루어진 세라믹 섬유복합재 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a ceramic fiber composite with improved strength and a method for manufacturing the same.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다. The technical problems to be solved by the present invention are not limited to those described above.
상기 기술적 과제들을 해결하기 위하여, 본 발명은 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법을 제공한다. In order to solve the above technical problems, the present invention provides a method for manufacturing functional ceramic fiber composites.
일 실시 예에 따르면, 상기 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법은, 세라믹 섬유를 포함하는 제1 베이스 섬유를 준비하는 단계, 고분자 수지 섬유에 기능성 입자들이 제공된, 제2 베이스 섬유를 준비하는 단계, 상기 제1 베이스 섬유 및 상기 제2 베이스 섬유를 서로 꼬아 하이브리드 섬유를 제조하는 단계, 상기 하이브리드 섬유를 경사 및 위사 중 적어도 어느 하나로 사용하여, 하이브리드 직물을 제조하는 단계, 및 상기 하이브리드 직물 및 고분자 수지 필름을 라미네이팅하여, 기능성 하이브리드 직물을 제조하는 단계를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the method of manufacturing the functional ceramic fiber composite includes preparing a first base fiber containing ceramic fibers, preparing a second base fiber in which functional particles are provided in the polymer resin fiber, the first base fiber 1 manufacturing a hybrid fiber by twisting the base fiber and the second base fiber with each other, manufacturing a hybrid fabric by using the hybrid fiber as at least one of warp yarns and weft yarns, and laminating the hybrid fabric and the polymer resin film. Thus, it may include manufacturing a functional hybrid fabric.
일 실시 예에 따르면, 상기 기능성 하이브리드 직물의 제조 방법은, 상기 하이브리드 직물 및 고분자 수지 필름이 라미네이팅 됨에 따라, 상기 제2 베이스 섬유의 상기 기능성 입자들이 상기 하이브리드 직물 내에 분산되는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the method of manufacturing the functional hybrid fabric may include dispersing the functional particles of the second base fiber within the hybrid fabric as the hybrid fabric and the polymer resin film are laminated.
일 실시 예에 따르면, 상기 기능성 하이브리드 직물의 제조 방법은, 상기 하이브리드 직물 및 고분자 수지 필름이 라미네이팅 됨에 따라, 상기 제2 베이스 섬유의 상기 기능성 입자들이 상기 제1 베이스 섬유로 분산되는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the method of manufacturing the functional hybrid fabric may include dispersing the functional particles of the second base fiber into the first base fiber as the hybrid fabric and the polymer resin film are laminated. .
일 실시 예에 따르면, 상기 기능성 하이브리드 직물의 제조 방법은, 상기 하이브리드 직물 및 상기 고분자 수지 필름이 라미네이팅 됨에 따라, 상기 하이브리드 직물 내로 상기 고분자 수지 필름의 고분자 수지가 침투되어 상기 하이브리드 직물의 강도가 향상되는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the method of manufacturing the functional hybrid fabric is such that, as the hybrid fabric and the polymer resin film are laminated, the polymer resin of the polymer resin film penetrates into the hybrid fabric, thereby improving the strength of the hybrid fabric. may include
일 실시 예에 따르면, 상기 기능성 하이브리드 직물의 제조 방법은, 상기 하이브리드 직물 및 상기 고분자 수지 필름이 라미네이팅 됨에 따라, 상기 하이브리드 직물 내로 상기 제2 베이스 섬유의 고분자 수지가 침투되어 상기 하이브리드 직물의 강도가 향상되는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, in the method of manufacturing the functional hybrid fabric, as the hybrid fabric and the polymer resin film are laminated, the polymer resin of the second base fiber penetrates into the hybrid fabric, thereby improving the strength of the hybrid fabric. It may include becoming.
일 실시 예에 따르면, 상기 기능성 하이브리드 직물을 제조하는 단계는, 상기 고분자 수지 필름을 준비하는 단계, 상기 고분자 수지 필름의 상부 및 하부에 각각 상기 하이브리드 직물을 배치하는 단계, 및 상기 하이브리드 직물과 상기 고분자 수지 필름을 프레스로 압착하며 열처리하는 단계를 포함할 수 있다. According to one embodiment, manufacturing the functional hybrid fabric includes preparing the polymer resin film, arranging the hybrid fabric on top and bottom of the polymer resin film, and combining the hybrid fabric and the polymer. It may include compressing the resin film with a press and heat treating it.
일 실시 예에 따르면, 상기 기능성 하이브리드 직물의 제조 방법은 상기 하이브리드 직물을 제조하는 단계 이후 상기 기능성 하이브리드 직물을 제조하는 단계 이전, 상기 하이브리드 직물을 열프레스 하여 상기 하이브리드 직물 내에 상기 제1 베이스 섬유의 고분자 수지를 침투시키는 단계를 더 포함할 수 있다. According to one embodiment, the method of manufacturing the functional hybrid fabric includes heat pressing the hybrid fabric after the step of manufacturing the hybrid fabric and before the step of manufacturing the functional hybrid fabric to inject the polymer of the first base fiber into the hybrid fabric. A step of infiltrating the resin may be further included.
일 실시 예에 따르면, 상기 하이브리드 섬유는, 상기 하이브리드 섬유의 길이 1m 기준 상기 제1 베이스 섬유 및 상기 제2 베이스 섬유가 300회 꼬여 제조되는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the hybrid fiber may be manufactured by twisting the first base fiber and the second base fiber 300 times based on the length of 1 m of the hybrid fiber.
상기 기술적 과제들을 해결하기 위하여, 본 발명은 기능성 세라믹 섬유복합재를 제공한다. In order to solve the above technical problems, the present invention provides a functional ceramic fiber composite.
일 실시 예에 따르면, 상기 기능성 세라믹 섬유복합재는, 세라믹 섬유를 포함하는 제1 베이스 섬유 및 고분자 수지를 포함하는 제2 베이스 섬유가 서로 꼬인 하이브리드 섬유가 경사 및 위사 중 적어도 어느 하나로 사용되고, 상기 하이브리드 섬유 내에 기능성 입자들이 분산된 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the functional ceramic fiber composite is a hybrid fiber in which first base fibers containing ceramic fibers and second base fibers containing a polymer resin are twisted together and is used as at least one of warp and weft yarns, and the hybrid fiber It may contain functional particles dispersed within.
일 실시 예에 따르면, 상기 기능성 입자는, 티타늄 산화물(TiO2), 아연 산화물(ZnO), 알루미늄 산화물(Al2O3), UV 안정화제, 및 기능성 필러 중 어느 하나를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the functional particles may include any one of titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), UV stabilizer, and functional filler.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 베이스 섬유는, 현무암 섬유, 유리 섬유, 및 카본 섬유 중 어느 하나를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the first base fiber may include any one of basalt fiber, glass fiber, and carbon fiber.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 베이스 섬유는, 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 섬유, 폴리에틸렌(polyethylene, PE) 섬유, 및 폴리아미드 6(polyamid 6, PA6) 섬유 중 어느 하나를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the second base fiber may include any one of polypropylene (PP) fibers, polyethylene (PE) fibers, and polyamide 6 (PA6) fibers.
본 발명의 실시 예에 따른 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법은 세라믹 섬유를 포함하는 제1 베이스 섬유를 준비하는 단계, 고분자 섬유에 기능성 입자들이 제공된, 제2 베이스 섬유를 준비하는 단계, 상기 제1 베이스 섬유 및 상기 제2 베이스 섬유를 서로 꼬아 하이브리드 섬유를 제조하는 단계, 상기 하이브리드 섬유를 경사 및 위사 중 적어도 어느 하나로 사용하여, 하이브리드 직물을 제조하는 단계, 및 상기 하이브리드 직물 및 고분자 수지 필름을 라미네이팅하여, 기능성 하이브리드 직물을 제조하는 단계를 포함할 수 있다. A method of manufacturing a functional ceramic fiber composite according to an embodiment of the present invention includes preparing a first base fiber containing ceramic fibers, preparing a second base fiber in which functional particles are provided in the polymer fiber, and the first base fiber. manufacturing a hybrid fiber by twisting the fiber and the second base fiber with each other; manufacturing a hybrid fabric by using the hybrid fiber as at least one of warp yarns and weft yarns; and laminating the hybrid fabric and the polymer resin film, It may include manufacturing a functional hybrid fabric.
이에 따라, 상기 하이브리드 섬유 내에 상기 기능성 입자의 분산이 균일하게 이루어짐으로써, 상기 기능성 입자에 의한 기능 발현이 용이하게 이루어질 수 있다. 또한, 고분자 수지 필름과 라미네이팅 되는 과정에서 고분자 수지의 분산이 용이하게 이루어짐으로 강도 향상이 효율적으로 이루어질 수 있을 뿐만 아니라, 상기 제1 베이스 섬유에 의한 경량화까지 이루어질 수 있다.Accordingly, the functional particles are uniformly dispersed within the hybrid fiber, so that function expression by the functional particles can be easily achieved. In addition, since the polymer resin is easily dispersed in the process of lamination with the polymer resin film, not only can strength be efficiently improved, but weight reduction can also be achieved by the first base fiber.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법 중 S200 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법 중 S300 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법에 사용되는 하이브리드 섬유의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법 중 S400 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법 중 S400 단계에서 제조된 하이브리드 직물의 열프레스 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법 중 S500 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 비교 예 1에 따른 현무암 직물을 촬영한 사진이다.
도 10은 본 발명의 실험 예에 따른 하이브리드 섬유를 촬영한 사진이다.
도 11은 본 발명의 실험 예에 따른 세라믹 섬유복합재의 제조 과정 중 1차 열프레스 공정이 수행된 상태를 촬영한 사진이다.
도 12는 본 발명의 실험 예에 따른 세라믹 섬유복합재의 제조 과정 중 2차 열프레스 공정이 수행된 상태를 촬영한 사진이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 실험 예에 따른 세라믹 섬유복합재의 제조 과정 중 라미네이팅 공정이 수행된 상태를 촬영한 사진이다.
도 15는 본 발명의 비교 예 2에 따른 기능성 직물을 촬영한 사진이다. Figure 1 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a functional ceramic fiber composite according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram for explaining step S200 in the method for manufacturing a functional ceramic fiber composite according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram for explaining step S300 in the method for manufacturing a functional ceramic fiber composite according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram for explaining another example of hybrid fibers used in the method of manufacturing a functional ceramic fiber composite according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram for explaining step S400 in the method for manufacturing a functional ceramic fiber composite according to an embodiment of the present invention.
Figures 6 and 7 are diagrams for explaining the heat pressing process of the hybrid fabric manufactured in step S400 of the method for manufacturing a functional ceramic fiber composite according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a diagram for explaining step S500 in the method for manufacturing a functional ceramic fiber composite according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a photograph taken of the basalt fabric according to Comparative Example 1 of the present invention.
Figure 10 is a photograph of a hybrid fiber according to an experimental example of the present invention.
Figure 11 is a photograph taken of the state in which the first heat press process was performed during the manufacturing process of a ceramic fiber composite according to an experimental example of the present invention.
Figure 12 is a photograph taken of a state in which a secondary heat press process was performed during the manufacturing process of a ceramic fiber composite according to an experimental example of the present invention.
Figures 13 and 14 are photographs taken of a state in which a laminating process was performed during the manufacturing process of a ceramic fiber composite according to an experimental example of the present invention.
Figure 15 is a photograph of the functional fabric according to Comparative Example 2 of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. However, the technical idea of the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content will be thorough and complete and so that the spirit of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In this specification, when an element is referred to as being on another element, it means that it may be formed directly on the other element or that a third element may be interposed between them. Additionally, in the drawings, the thicknesses of films and regions are exaggerated for effective explanation of technical content.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. Additionally, in various embodiments of the present specification, terms such as first, second, and third are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. Accordingly, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment.
여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.Each embodiment described and illustrated herein also includes its complementary embodiment. Additionally, in this specification, 'and/or' is used to mean including at least one of the components listed before and after.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. In the specification, singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In addition, terms such as "include" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, components, or a combination thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features, numbers, steps, or components. It should not be understood as excluding the possibility of the presence or addition of elements or combinations thereof.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.Additionally, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
실시 예에 따른 기능성 하이브리드 직물 및 그 제조 방법Functional hybrid fabric according to embodiments and method for manufacturing the same
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법 중 S200 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법 중 S300 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법에 사용되는 하이브리드 섬유의 다른 예를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법 중 S400 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법 중 S400 단계에서 제조된 하이브리드 직물의 열프레스 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법 중 S500 단계를 설명하기 위한 도면이다. Figure 1 is a flowchart for explaining a method for manufacturing a functional ceramic fiber composite according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is a diagram for explaining step S200 of the method for manufacturing a functional ceramic fiber composite according to an embodiment of the present invention. , Figure 3 is a diagram for explaining step S300 in the method for manufacturing a functional ceramic fiber composite according to an embodiment of the present invention, and Figure 4 is a hybrid fiber used in the method for manufacturing a functional ceramic fiber composite according to an embodiment of the present invention. is a drawing for explaining another example, and Figure 5 is a drawing for explaining step S400 in the method for manufacturing a functional ceramic fiber composite according to an embodiment of the present invention, and Figures 6 and 7 are a drawing according to an embodiment of the present invention. It is a diagram for explaining the heat press process of a hybrid fabric manufactured in step S400 of the method for manufacturing a functional ceramic fiber composite, and Figure 8 is a diagram for explaining step S500 in the method for manufacturing a functional ceramic fiber composite according to an embodiment of the present invention. It is a drawing.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 세라믹 섬유를 포함하는 제1 베이스 섬유(110)가 준비된다(S100). 일 실시 예에 따르면, 상기 세라믹 섬유(100)는 현무암 섬유(basalt fiber), 유리 섬유(glass fiber), 및 카본 섬유(carbon fiber) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 상술된 섬유들은 상기 세라믹 섬유(100)의 예시적인 섬유들일 뿐, 상기 세라믹 섬유(100)는 상술된 섬유들 외에 다양한 세라믹 섬유를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 3, first base fibers 110 including ceramic fibers are prepared (S100). According to one embodiment, the ceramic fiber 100 may include any one of basalt fiber, glass fiber, and carbon fiber. The above-described fibers are only exemplary fibers of the ceramic fiber 100, and the ceramic fiber 100 may include various ceramic fibers in addition to the above-described fibers.
고분자 수지 섬유(100)에 기능성 입자(FP)들이 제공된, 제2 베이스 섬유(120)가 준비된다(S200). 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 베이스 섬유(120)를 준비하는 단계는, 고분자 수지를 준비하는 단계, 상기 고분자 수지에 상기 기능성 입자들을 제공하여 상기 고분자 수지와 상기 기능성 입자들이 혼합된 베이스 용액을 준비하는 단계, 상기 베이스 용액을 용융한 후 방사하여 상기 제2 베이스 섬유(120)를 제조하는 단계를 포함할 수 있다. A second base fiber 120 provided with functional particles (FP) in the polymer resin fiber 100 is prepared (S200). According to one embodiment, the step of preparing the second base fiber 120 includes preparing a polymer resin, providing the functional particles to the polymer resin to provide a base solution in which the polymer resin and the functional particles are mixed. It may include preparing the second base fiber 120 by melting and then spinning the base solution.
일 실시 예에 따르면, 예를 들어, 상기 고분자 수지 섬유(100)는 엔지니어링 고분자 수지를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 고분자 수지 섬유(100)는 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 섬유, 폴리에틸렌(polyethylene, PE) 섬유, 및 폴리아미드 6(polyamid 6, PA6) 섬유 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 상술된 섬유들은 상기 고분자 섬유(100)의 예시적인 섬유들일 뿐, 상기 고분자 섬유(100)는 상술된 섬유들 외에 다양한 엔지니어링 고분자 섬유를 포함할 수 있다. According to one embodiment, for example, the polymer resin fiber 100 may include an engineering polymer resin. Specifically, the polymer resin fiber 100 may include any one of polypropylene (PP) fiber, polyethylene (PE) fiber, and polyamide 6 (PA6) fiber. The above-described fibers are only exemplary fibers of the polymer fiber 100, and the polymer fiber 100 may include various engineering polymer fibers in addition to the above-described fibers.
일 실시 예에 따르면, 상기 기능성 입자(FP)는 티타늄 산화물(TiO2)을 포함할 수 있다. 티타늄 산화물(TiO2)은 산화력이 커서 항균 작용, 악취제거 및 살균작용을 할 수 있으며, 자외선을 흡수하여 광촉매 역할도 수행할 수 있다. 이와 달리, 다른 실시 예에 따르면, 상기 기능성 입자(FP)는 아연 산화물(ZnO)을 포함할 수 있다. 아연 산화물(ZnO)은 높은 전기 전도도, 높은 열 전도도, 자외선 흡수능력, 고온 안정성, 중성 pH 안정성, 향균 작용 등의 기능이 있고, 독성이 없으므로 인체와 접촉되는 섬유에 용이하게 적용될 수 있다. 이와 달리, 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 기능성 입자(FP)는 알루미늄 산화물(Al2O3)을 포함할 수 있다. 알루미늄 산화물(Al2O3)은 전기 절연성이 높고, 내마모성을 가지며 화학적 안정성이 높은 특성이 있다. 상술된 기능성 입자들(TiO2, ZnO, Al2O3)은 예시적인 기능성 입자들일 뿐, 상기 기능성 입자(FP)는 다양한 금속 산화물들을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the functional particles (FP) may include titanium oxide (TiO 2 ). Titanium oxide (TiO 2 ) has a large oxidizing power, so it can have antibacterial, odor removal, and sterilizing effects, and can also act as a photocatalyst by absorbing ultraviolet rays. In contrast, according to another embodiment, the functional particle (FP) may include zinc oxide (ZnO). Zinc oxide (ZnO) has functions such as high electrical conductivity, high thermal conductivity, UV absorption ability, high temperature stability, neutral pH stability, and antibacterial effect, and is non-toxic, so it can be easily applied to textiles in contact with the human body. In contrast, according to another embodiment, the functional particles (FP) may include aluminum oxide (Al 2 O 3 ). Aluminum oxide (Al 2 O 3 ) has the characteristics of high electrical insulation, wear resistance, and high chemical stability. The above-described functional particles (TiO 2 , ZnO, Al 2 O 3 ) are merely exemplary functional particles, and the functional particles (FP) may include various metal oxides.
상기 제1 베이스 섬유(110) 및 제2 베이스 섬유(120)를 서로 꼬아 하이브리드 섬유(200)를 제조할 수 있다(S300). 일 실시 예에 따르면, 상기 하이브리드 섬유(200)는 상기 하이브리드 섬유(100) 길이 1m 기준 상기 제1 베이스 섬유(110) 및 상기 제2 베이스 섬유(120)가 300회 꼬여 제조될 수 있다. 이와 달리, 다른 실시 예에 따르면, 상기 하이브리드 섬유(200)는 상기 하이브리드 섬유(100) 길이 1m 기준 상기 제1 베이스 섬유(110) 및 상기 제2 베이스 섬유(120)가 300회 초과, 또는 300회 미만으로 꼬여 제조될 수 있다. 즉, 상기 제1 베이스 섬유(110) 및 상기 제2 베이스 섬유(120)가 꼬인 횟수는 제한되지 않는다. 또한, 상기 제1 베이스 섬유(110) 및 상기 제2 베이스 섬유(120)는 S 방향 또는 Z 방향으로 꼬일 수 있다. The hybrid fiber 200 can be manufactured by twisting the first base fiber 110 and the second base fiber 120 together (S300). According to one embodiment, the hybrid fiber 200 may be manufactured by twisting the first base fiber 110 and the second base fiber 120 300 times based on the length of the hybrid fiber 100 of 1 m. In contrast, according to another embodiment, the hybrid fiber 200 has the first base fiber 110 and the second base fiber 120 exceeding 300 times, or 300 times, based on 1 m of the hybrid fiber 100 length. It can be manufactured with less twist. That is, the number of times the first base fiber 110 and the second base fiber 120 are twisted is not limited. Additionally, the first base fiber 110 and the second base fiber 120 may be twisted in the S direction or Z direction.
일 실시 예에 따르면, 상기 하이브리드 섬유(200) 내 상기 제2 베이스 섬유(120)의 함량은 상기 제1 베이스 섬유(110) 대비 1 wt% 내지 10 wt%일 수 있다. 이에 따라, 상기 하이브리드 섬유(200)의 물성 강도가 약 20% 향상될 수 있다. According to one embodiment, the content of the second base fiber 120 in the hybrid fiber 200 may be 1 wt% to 10 wt% compared to the first base fiber 110. Accordingly, the physical strength of the hybrid fiber 200 can be improved by about 20%.
또한, 일 실시 예에 따르면, 상기 하이브리드 섬유(200)는 상기 제2 베이스 섬유(예를 들어, 폴리프로필렌 섬유) 50 데니어와 상기 제1 베이스 섬유(예를 들어, 현무암 섬유) 630 데니어가 서로 꼬여 제조될 수 있다. In addition, according to one embodiment, the hybrid fiber 200 is formed by twisting the second base fiber (e.g., polypropylene fiber) of 50 denier and the first base fiber (e.g., basalt fiber) of 630 denier with each other. can be manufactured.
상술된 바와 달리, 다른 실시 예에 따르면, 상기 하이브리드 섬유(200)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 베이스 섬유(110), 상기 제2 베이스 섬유(120), 및 제3 베이스 섬유(130)가 서로 꼬여 제조될 수 있다. 상기 제3 베이스 섬유(130)는 상기 제2 베이스 섬유(120)와 같이 고분자 수지를 포함할 수 있다. Unlike the above-mentioned, according to another embodiment, the hybrid fiber 200 includes the first base fiber 110, the second base fiber 120, and the third base fiber ( 130) can be manufactured by twisting each other. The third base fiber 130 may include a polymer resin like the second base fiber 120.
도 1 및 도 5를 참조하면, 상기 하이브리드 섬유(200)를 사용하여 하이브리드 직물(300)을 제조할 수 있다(S400). 일 실시 예에 따르면, 상기 하이브리드 섬유(200)는 상기 하이브리드 직물(300)의 제조를 위한 경사(warp yarn, WY) 및 위사(weft yarn, FY) 중 어느 하나로 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 하이브리드 직물(300)은 상기 하이브리드 섬유(200)를 경사로 사용하고, 상기 제2 베이스 섬유(120), 즉, 고분자 수지 섬유를 위사로 사용하여 제조될 수 있다. 이와 달리, 다른 예를 들어, 상기 하이브리드 직물(300)은 상기 제2 베이스 섬유(120), 즉, 고분자 수지 섬유를 경사로 사용하고, 상기 하이브리드 섬유(200)를 위사로 사용하여 제조될 수 있다. 이와 달리, 또 다른 예를 들어, 상기 하이브리드 직물(300)은 상기 하이브리드 섬유(200)를 경사와 위사로 모두 사용하여 제조될 수 있다. 이와 달리, 또 다른 예를 들어, 상기 하이브리드 직물(300)은 상기 제2 베이스 섬유(120), 즉, 고분자 수지 섬유를 위사로 사용하고, 상기 제1 베이스 섬유(110), 즉, 세라믹 섬유를 경사로 사용하여 제조될 수 있다. Referring to Figures 1 and 5, a hybrid fabric 300 can be manufactured using the hybrid fiber 200 (S400). According to one embodiment, the hybrid fiber 200 may be used as either a warp yarn (WY) or a weft yarn (FY) for manufacturing the hybrid fabric 300. For example, the hybrid fabric 300 may be manufactured by using the hybrid fiber 200 as a warp yarn and the second base fiber 120, that is, a polymer resin fiber, as a weft yarn. Alternatively, in another example, the hybrid fabric 300 may be manufactured by using the second base fiber 120, that is, a polymer resin fiber, as a warp yarn, and the hybrid fiber 200 as a weft yarn. Alternatively, as another example, the hybrid fabric 300 may be manufactured using the hybrid fiber 200 as both warp and weft yarns. In contrast, as another example, the hybrid fabric 300 uses the second base fiber 120, that is, a polymer resin fiber, as a weft, and the first base fiber 110, that is, a ceramic fiber. It can be manufactured using a ramp.
구체적으로, 상기 하이브리드 직물(300)은 현무암 섬유 630 데니어가 폴리프로필렌 섬유 50 데니어와 합연사된 하이브리드 섬유를 경사로 사용하고, 현무암 섬유 630 데니어를 위사로 사용하여 제조될 수 있다. 이 경우, 상기 하이드리드 직물(300)은 경사 44본/인치 및 위사 35본/인치의 밀도로 제조될 수 있다. Specifically, the hybrid fabric 300 may be manufactured by using a hybrid fiber of 630 denier basalt fiber and 50 denier polypropylene fiber as a warp yarn, and using 630 denier basalt fiber as a weft yarn. In this case, the hydrid fabric 300 can be manufactured at a density of 44 warp yarns/inch and 35 weft yarns/inch.
상술된 바와 같이 제조된 상기 하이브리드 직물(300)은, 후술되는 라미네이팅 과정에서 고분자 수지 필름과의 함침성이 향상될 뿐만 아니라, 세라믹 섬유의 핌 현상이 방지되어 제직 생산성이 향상될 수 있다. The hybrid fabric 300 manufactured as described above not only has improved impregnation with the polymer resin film during the laminating process described later, but also can improve weaving productivity by preventing the pimping phenomenon of ceramic fibers.
상기 하이브리드 직물(300)이 제조된 후, 상기 하이브리드 직물(300)에 열프레스 공정이 수행될 수 있다. 열프레스 공정이 수행된 상기 하이브리드 직물(300)은 세라믹 섬유복합체로 정의될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 하이브리드 직물(300)의 상부 및 하부에서 압력을 인가하여 상기 하이브리드 직물(300)을 압착하는 동시에 상기 하이브리드 직물(300)이 열처리될 수 있다. 또는, 상기 하이브리드 직물(300)의 상부 및 하부에서 압력을 인가하여 상기 하이브리드 직물(300)을 압착한 후, 압착된 상기 하이브리드 직물(300)이 열처리될 수 있다. After the hybrid fabric 300 is manufactured, a heat press process may be performed on the hybrid fabric 300. The hybrid fabric 300 on which the heat press process was performed may be defined as a ceramic fiber composite. For example, as shown in FIG. 6, the hybrid fabric 300 may be compressed by applying pressure from the top and bottom of the hybrid fabric 300 and the hybrid fabric 300 may be heat treated. Alternatively, after compressing the hybrid fabric 300 by applying pressure from the top and bottom of the hybrid fabric 300, the compressed hybrid fabric 300 may be heat treated.
상술된 바와 같이, 상기 하이브리드 직물(300)에 열프레스 공정이 수행되는 경우, 상기 하이브리드 직물(300) 내에 상기 제2 베이스 섬유(120)의 고분자 수지들이 침투될 수 있다. 즉, 상기 하이브리드 직물(300)에 열프레스 공정이 수행됨에 따라, 상기 하이브리드 직물(300) 내에 상기 제2 베이스 섬유(120)의 고분자 수지들이 균일하게 분산될 수 있다. 이에 따라, 상기 하이브리드 직물(300)은 상기 고분자 수지에 의해 강도가 향상될 수 있다. As described above, when a heat press process is performed on the hybrid fabric 300, the polymer resins of the second base fiber 120 may permeate into the hybrid fabric 300. That is, as the heat press process is performed on the hybrid fabric 300, the polymer resins of the second base fiber 120 may be uniformly dispersed within the hybrid fabric 300. Accordingly, the strength of the hybrid fabric 300 can be improved by the polymer resin.
이와 달리, 다른 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 하이브리드 직물(300) 두 장을 겹친 상태에서, 겹쳐진 상기 하이브리드 직물(300)에 열프레스 공정이 수행될 수 있다. 이에 따라, 두 장의 상기 하이브리드 직물(300)들이 합쳐지고, 합쳐진 상기 하이브리드 직물(300) 내에 상기 제2 베이스 섬유(120)의 고분자 수지들이 균일하게 분산될 수 있다. 이에 따라, 상기 하이브리드 직물(300)의 강도가 더욱 향상될 수 있다. Alternatively, as another example, as shown in FIG. 7, in a state in which two sheets of the hybrid fabric 300 are overlapped, a heat press process may be performed on the overlapped hybrid fabric 300. Accordingly, the two sheets of hybrid fabric 300 are combined, and the polymer resin of the second base fiber 120 can be uniformly dispersed in the combined hybrid fabric 300. Accordingly, the strength of the hybrid fabric 300 can be further improved.
도 1 및 도 8을 참조하면, 상기 하이브리드 직물(300)에 열프레스 공정이 수행된 후, 상기 하이브리드 직물(300)은 고분자 수지 필름(400)과 라미네이팅(laminating) 될 수 있다(S300). 즉, 상기 세라믹 섬유복합재는 고분자 수지 필름(400)과 라미네이팅 될 수 있다. 이에 따라, 기능성 하이브리드 직물이 제조될 수 있다. Referring to FIGS. 1 and 8 , after a heat press process is performed on the hybrid fabric 300, the hybrid fabric 300 may be laminated with the polymer resin film 400 (S300). That is, the ceramic fiber composite can be laminated with the polymer resin film 400. Accordingly, functional hybrid fabrics can be produced.
일 실시 예에 따르면, 상기 기능성 하이브리드 직물을 제조하는 단계는, 상기 고분자 수지 필름(400)을 준비하는 단계, 상기 고분자 수지 필름(400)의 상부 및 하부에 각각 상기 하이브리드 직물(300)을 배치하는 단계, 및 상기 하이브리드 직물(300)과 상기 고분자 수지 필름(400)을 프레스로 압착하며 열처리하는 단계를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the step of manufacturing the functional hybrid fabric includes preparing the polymer resin film 400, placing the hybrid fabric 300 on the upper and lower portions of the polymer resin film 400, respectively. It may include the step of compressing and heat treating the hybrid fabric 300 and the polymer resin film 400 with a press.
상기 하이브리드 직물(300)이 상기 고분자 수지 필름(400)과 라미네이팅 됨에 따라, 상기 하이브리드 직물(300) 내로 상기 고분자 수지 필름(400)의 고분자 수지가 침투될 수 있다. 또한, 상기 하이브리드 직물(300)이 상기 고분자 수지 필름(400)과 라미네이팅 됨에 따라, 상기 하이브리드 직물(300) 내로 상기 제2 베이스 섬유(120)의 고분자 수지 또한 침투될 수 있다. 즉, 상기 하이브리드 직물(300)이 상기 고분자 수지 필름(400)과 라미네이팅 됨에 따라, 상기 하이브리드 직물(300) 내에 상기 고분자 수지 필름의 고분자 수지들과 상기 제2 베이스 섬유(120)의 고분자 수지들이 균일하게 분산될 수 있다. 이로 인해, 상기 하이브리드 직물(300)은 강도가 향상될 수 있다. As the hybrid fabric 300 is laminated with the polymer resin film 400, the polymer resin of the polymer resin film 400 may permeate into the hybrid fabric 300. Additionally, as the hybrid fabric 300 is laminated with the polymer resin film 400, the polymer resin of the second base fiber 120 may also permeate into the hybrid fabric 300. That is, as the hybrid fabric 300 is laminated with the polymer resin film 400, the polymer resins of the polymer resin film and the polymer resins of the second base fiber 120 are uniform in the hybrid fabric 300. can be dispersed. Because of this, the strength of the hybrid fabric 300 can be improved.
또한, 상기 하이브리드 직물(300)이 상기 고분자 수지 필름(400)과 라미네이팅 됨에 따라, 상기 제2 베이스 섬유(120)의 상기 기능성 입자(FP)들이 상기 제1 베이스 섬유(110)로 분산될 수 있다. 즉, 상기 제2 베이스 섬유(120)의 상기 기능성 입자(FP)들이 상기 하이브리드 직물(300) 내에 균일하게 분산될 수 있다. 이에 따라, 상기 기능성 하이브리드 직물(300)은 상기 기능성 입자(FP)들에 의한 기능이 효율적으로 발현될 수 있다. In addition, as the hybrid fabric 300 is laminated with the polymer resin film 400, the functional particles (FP) of the second base fiber 120 may be dispersed into the first base fiber 110. . That is, the functional particles (FP) of the second base fiber 120 may be uniformly dispersed within the hybrid fabric 300. Accordingly, the functional hybrid fabric 300 can efficiently express the function of the functional particles (FP).
상술된 바와 달리, 일반적인 세라믹 섬유를 통해 제조된 직물이 고분자 수지 필름과 라미네이팅 되는 경우, 고분자 수지 필름의 고분자 수지들이 직물에 균일하게 분산되지 못해 강도 향상 효율이 감소되는 문제점이 발생될 수 있다. 또한, 일반적인 고분자 섬유를 통해 제조된 직물이 고분자 수지 필름과 라미네이팅 되는 경우, 직물의 무게가 무거워지는 문제점이 발생될 수 있다. Contrary to what was described above, when a fabric manufactured using general ceramic fibers is laminated with a polymer resin film, the polymer resins of the polymer resin film may not be uniformly dispersed in the fabric, which may result in a decrease in strength improvement efficiency. In addition, when a fabric manufactured using general polymer fibers is laminated with a polymer resin film, a problem may occur in that the weight of the fabric becomes heavy.
또한, 상기 기능성 입자(FP)의 제공이 상기 제2 베이스 섬유(120)를 준비하는 단계에서 이루어지지 않고, 상기 하이브리드 직물(300)이 제조된 상태에서 제공되는 경우, 상기 기능성 입자(FP)가 상기 하이브리드 직물(300) 내에 균일하게 분산되지 못해, 상기 기능성 입자(FP)에 의한 기능 발현이 용이하게 이루어지지 않을 수 있다.In addition, when the functional particles (FP) are not provided in the step of preparing the second base fiber 120, but are provided while the hybrid fabric 300 is manufactured, the functional particles (FP) Since it is not uniformly dispersed within the hybrid fabric 300, the functional expression by the functional particles (FP) may not be easily achieved.
하지만, 본 발명의 실시 예에 따른 기능성 하이브리드 직물은, 상기 고분자 섬유(100)에 상기 기능성 입자(FP)가 제공된 상기 제2 베이스 섬유(120)와 상기 제1 베이스 섬유(110)가 꼬여 제조된 상기 하이브리드 섬유(200)를 통해 제조될 수 있다. 이에 따라, 상기 하이브리드 섬유(200) 내에 상기 기능성 입자(FP)의 분산이 균일하게 이루어짐으로써, 상기 기능성 입자(FP)에 의한 기능 발현이 용이하게 이루어질 수 있다. 또한, 고분자 수지 필름과 라미네이팅 되는 과정에서 고분자 수지의 분산이 용이하게 이루어짐으로 강도 향상이 효율적으로 이루어질 수 있을 뿐만 아니라, 상기 제1 베이스 섬유(110)에 의한 경량화까지 이루어질 수 있다. However, the functional hybrid fabric according to an embodiment of the present invention is manufactured by twisting the second base fiber 120 and the first base fiber 110 provided with the functional particles (FP) in the polymer fiber 100. It can be manufactured using the hybrid fiber 200. Accordingly, the functional particles (FP) are uniformly dispersed within the hybrid fiber 200, so that function expression by the functional particles (FP) can be easily achieved. In addition, since the polymer resin is easily dispersed in the process of lamination with the polymer resin film, not only can strength be efficiently improved, but weight reduction can also be achieved by the first base fiber 110.
이상, 본 발명의 실시 예에 따른 기능성 세라믹 섬유복합재 및 그 제조 방법이 설명되었다. 이하, 본 발명의 변형 예들에 따른 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법이 설명된다. Above, the functional ceramic fiber composite and its manufacturing method according to an embodiment of the present invention have been described. Hereinafter, a method for manufacturing a functional ceramic fiber composite according to modified examples of the present invention will be described.
제1 변형 예에 따른 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법Method for manufacturing functional ceramic fiber composite according to the first modified example
본 발명의 제1 변형 예에 따른 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법은, 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명된 상기 실시 예에 따른 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법과 같되, 상기 하이브리드 섬유(200)를 제조하는 과정(제1 베이스 섬유와 제2 베이스 섬유를 서로 꼬으는 과정)에서 상기 제1 베이스 섬유(110) 및 상기 제2 베이스 섬유(120)가 열처리되는 차이점이 있다. The manufacturing method of the functional ceramic fiber composite according to the first modified example of the present invention is the same as the manufacturing method of the functional ceramic fiber composite according to the embodiment described with reference to FIGS. 1 to 8, but the hybrid fiber 200 There is a difference in that the first base fiber 110 and the second base fiber 120 are heat treated during the manufacturing process (process of twisting the first base fiber and the second base fiber with each other).
상술된 바와 같이 열처리가 이루어지는 경우, 상기 제1 베이스 섬유(110) 및 상기 제2 베이스 섬유(120)의 접착력이 향상됨으로, 상기 하이브리드 섬유(200)의 내구성이 향상될 수 있다. 이로 인해, 상기 하이브리드 섬유(200)를 통해 제조되는 상기 하이브리드 직물(300)의 내구성 또한 향상될 수 있고, 상기 하이브리드 직물(300)의 제조가 보다 효율적으로 이루어질 수 있다. 뿐만 아니라, 세라믹 섬유의 핌 현상이 방지됨으로, 상기 하이브리드 직물(300)의 제조 생산성이 향상될 수 있다. When heat treatment is performed as described above, the adhesion between the first base fiber 110 and the second base fiber 120 is improved, so the durability of the hybrid fiber 200 can be improved. Because of this, the durability of the hybrid fabric 300 manufactured using the hybrid fiber 200 can also be improved, and the hybrid fabric 300 can be manufactured more efficiently. In addition, by preventing the pimping phenomenon of ceramic fibers, manufacturing productivity of the hybrid fabric 300 can be improved.
제2 변형 예에 따른 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법Method for manufacturing functional ceramic fiber composite according to the second modification example
본 발명의 제2 변형 예에 따른 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법은, 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명된 상기 실시 예에 따른 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법과 같되, 상기 하이브리드 섬유(200)를 제조하는 단계가 다를 수 있다. The manufacturing method of the functional ceramic fiber composite according to the second modified example of the present invention is the same as the manufacturing method of the functional ceramic fiber composite according to the embodiment described with reference to FIGS. 1 to 8, but the hybrid fiber 200 Manufacturing steps may vary.
구체적으로, 상기 제2 변형 예에 따른 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법 중 상기 하이브리드 섬유(200)를 제조하는 단계는, 상기 제2 베이스 섬유(120)에 인장력을 가하여 상기 제2 베이스 섬유(120)를 길이 방향으로 연장시키는 단계, 길이 방향으로 연장된 상기 제2 베이스 섬유(120) 및 상기 제1 베이스 섬유(110)를 서로 꼬으는 단계, 및 상기 제1 베이스 섬유(110) 및 상기 제2 베이스 섬유(120)가 서로 꼬인 상태에서 상기 제2 베이스 섬유(120)에 인장력을 제거하여 상기 제2 베이스 섬유(120)를 수축시키는 단계를 포함할 수 있다. Specifically, the step of manufacturing the hybrid fiber 200 in the method of manufacturing a functional ceramic fiber composite according to the second modified example includes applying a tensile force to the second base fiber 120 to form the second base fiber 120. extending in the longitudinal direction, twisting the second base fiber 120 and the first base fiber 110 extending in the longitudinal direction with each other, and the first base fiber 110 and the second base It may include a step of shrinking the second base fiber 120 by removing tensile force from the second base fiber 120 while the fibers 120 are twisted together.
즉, 상기 제2 베이스 섬유(120)를 늘린 상태에서 상기 제1 베이스 섬유(110)와 꼬으고, 상기 제1 베이스 섬유(110)와 상기 제2 베이스 섬유(120)가 꼬인 상태에서 상기 제2 베이스 섬유(120)를 수축시킴으로써 상기 하이브리드 섬유(200)가 제조될 수 있다. That is, the second base fiber 120 is stretched and twisted with the first base fiber 110, and the first base fiber 110 and the second base fiber 120 are twisted in a twisted state. The hybrid fiber 200 can be manufactured by shrinking the base fiber 120.
상술된 바와 같이 제조되는 경우, 상기 제2 베이스 섬유(120)가 수축되는 과정에서, 상기 제1 베이스 섬유(110)와 상기 제2 베이스 섬유(120) 사이의 접착력이 향상될 수 있다. 이로 인해, 상기 하이브리드 섬유(200)의 내구성이 향상될 수 있다. 또한, 상기 하이브리드 섬유(200)를 통해 제조되는 상기 하이브리드 직물(300)의 내구성 또한 향상될 수 있고, 상기 하이브리드 직물(300)의 제조가 보다 효율적으로 이루어질 수 있다. When manufactured as described above, the adhesion between the first base fiber 110 and the second base fiber 120 may be improved during the process of shrinking the second base fiber 120. Because of this, the durability of the hybrid fiber 200 can be improved. In addition, the durability of the hybrid fabric 300 manufactured using the hybrid fiber 200 can also be improved, and the hybrid fabric 300 can be manufactured more efficiently.
제3 변형 예에 따른 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법 Method for manufacturing functional ceramic fiber composite according to the third modified example
본 발명의 제3 변형 예에 따른 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법은, 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명된 상기 실시 예에 따른 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법과 같되, 상기 제1 베이스 섬유(110) 및 상기 제2 베이스 섬유를 서로 꼬으는 과정에서 단계적인 열처리가 이루어질 수 있다. The manufacturing method of the functional ceramic fiber composite according to the third modified example of the present invention is the same as the manufacturing method of the functional ceramic fiber composite according to the embodiment described with reference to FIGS. 1 to 8, but the first base fiber (110) ) and stepwise heat treatment may be performed in the process of twisting the second base fibers together.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 베이스 섬유(110) 및 상기 제2 베이스 섬유를 서로 꼬으는 과정에서 열처리가 이루어지되, 상기 제1 베이스 섬유(110) 및 상기 제2 베이스 섬유(120)가 제1 횟수까지 꼬이는 과정에서는 제1 온도로 열처리되고, 상기 제1 베이스 섬유(110) 및 상기 제2 베이스 섬유(120)가 제2 횟수까지 꼬이는 과정에서는 제2 온도로 열처리되고, 상기 제1 베이스 섬유(110) 및 상기 제2 베이스 섬유(130)가 제3 횟수까지 꼬이는 과정에서는 제3 온도로 열처리될 수 있다. 상기 제3 온도는 상기 제2 온도보다 높고, 상기 제2 온도는 상기 제1 온도보다 높을 수 있다. 또한, 상기 제3 횟수는 상기 제2 횟수보다 많고, 상기 제2 횟수는 상기 제1 횟수보다 많을 수 있다. According to one embodiment, heat treatment is performed in the process of twisting the first base fiber 110 and the second base fiber with each other, and the first base fiber 110 and the second base fiber 120 are In the process of twisting up to 1 turn, the first base fiber 110 and the second base fiber 120 are heat treated at a first temperature, and in the process of twisting the first base fiber 110 and the second base fiber 120 up to the second number of times, the first base fiber is heat treated at a second temperature. (110) and the second base fiber 130 may be heat treated at a third temperature in the process of twisting up to a third number of times. The third temperature may be higher than the second temperature, and the second temperature may be higher than the first temperature. Additionally, the third number of times may be greater than the second number of times, and the second number of times may be greater than the first number of times.
구체적으로, 상기 제1 베이스 섬유(110) 및 상기 제2 베이스 섬유(120)가 100회까지 꼬이는 과정에서는 상기 제1 온도(가장 낮은 온도)로 열처리되고, 100회~200회까지 꼬이는 과정에서는 상기 제2 온도(제1 온도보다 높은 온도)로 열처리되고, 200회~300회까지 꼬이는 과정에서는 상기 제3 온도(제2 온도보다 높은 온도)로 열처리될 수 있다. Specifically, in the process of twisting the first base fiber 110 and the second base fiber 120 up to 100 times, they are heat treated at the first temperature (lowest temperature), and in the process of twisting them up to 100 to 200 times, the It may be heat treated at a second temperature (a temperature higher than the first temperature), and in the process of twisting 200 to 300 times, it may be heat treated at the third temperature (a temperature higher than the second temperature).
상술된 바와 같이, 단계적인 열처리가 이루어지는 경우, 상기 제1 베이스 섬유(110) 및 상기 제2 베이스 섬유(120) 사이의 접착력이 향상될 뿐만 아니라, 상기 하이브리드 섬유(200)의 손상이 감소될 수 있다. 이와 달리, 상기 제1 베이스 섬유(110) 및 상기 제2 베이스 섬유(120)를 서로 꼬으는 과정에서 한번의 열처리가 이루어지는 경우 상기 제1 베이스 섬유(110) 및 상기 제2 베이스 섬유(120) 사이의 접착력은 향상되지만, 상기 하이브리드 섬유(200)가 손상되어 물리적 특성 및 화학적 특성이 저하되는 문제점이 발생될 수 있다. As described above, when stepwise heat treatment is performed, not only can the adhesion between the first base fiber 110 and the second base fiber 120 be improved, but damage to the hybrid fiber 200 can be reduced. there is. On the other hand, when heat treatment is performed once in the process of twisting the first base fiber 110 and the second base fiber 120, the space between the first base fiber 110 and the second base fiber 120 Although the adhesive strength is improved, the hybrid fiber 200 may be damaged and physical and chemical properties may be deteriorated.
이상, 본 발명의 변형 예들에 따른 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법이 설명되었다. 이하, 본 발명의 실시 예에 따른 세라믹 섬유복합재 및 그 제조 방법의 구체적인 실험 예가 설명된다. Above, a method for manufacturing a functional ceramic fiber composite according to modified examples of the present invention has been described. Hereinafter, specific experimental examples of the ceramic fiber composite and its manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described.
실험 예에 따른 세라믹 섬유복합제 제조Manufacture of ceramic fiber composite according to experimental example
50 데니아 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 섬유와 68 tex 현무암 섬유를 1m 길이당 300회 꼬아 하이브리드 섬유를 제조하였다. 이후, 상기 하이브리드 섬유를 경사로 사용하고, 현무암 섬유를 위사로 사용하여 하이브리드 직물을 제조하였다. Hybrid fibers were manufactured by twisting 50 denier polypropylene (PP) fibers and 68 tex basalt fibers 300 times per 1 m length. Afterwards, a hybrid fabric was manufactured using the hybrid fiber as a warp yarn and basalt fiber as a weft yarn.
상기 하이브리드 직물을 200℃의 온도, 15 MPa의 압력으로 1분 동안 열프레스 하여 1차적으로 강도를 향상시켰다. 1차 강도 향상 과정은 1차 열프레스 공정으로 정의된다. The hybrid fabric was heat pressed at a temperature of 200°C and a pressure of 15 MPa for 1 minute to primarily improve strength. The primary strength improvement process is defined as the primary heat press process.
1차 열프레스 공정이 수행된 상기 하이브리드 직물을 두 장 겹친 후 200℃의 온도, 15 MPa의 압력으로 1분 동안 열프레스 하여 2차적으로 강도를 향상시켰다. 2차 강도 향상 과정은 2차 열프레스 공정으로 정의된다. After the first heat press process was performed, two sheets of the hybrid fabric were overlapped and then heat pressed at a temperature of 200°C and a pressure of 15 MPa for 1 minute to secondarily improve strength. The secondary strength improvement process is defined as the secondary heat press process.
2차 열프레스 공정이 수행된 상기 하이브리드 직물을 두 장 준비한 후, 준비된 두 장의 상기 하이브리드 직물 사이에 폴리프로필렌 필름을 배치하고, 200℃의 온도, 15 MPa의 압력으로 1분 동안 열프레스 하여 상기 하이브리드 직물과 폴리프로필렌 필름을 라미네이팅 시켜 3차적으로 강도를 향상시켰다. 3차 강도 향상 과정은 라이미네팅 공정으로 정의된다. After preparing two sheets of the hybrid fabric on which the secondary heat press process was performed, a polypropylene film was placed between the two prepared hybrid fabrics, and heat pressed at a temperature of 200 ° C. and a pressure of 15 MPa for 1 minute to form the hybrid fabric. Strength was improved threefold by laminating fabric and polypropylene film. The third strength improvement process is defined as the laminating process.
비교 예 1에 따른 현무암 직물 제조Preparation of basalt fabric according to Comparative Example 1
현무암 섬유를 경사 및 위사로 사용하여 비교 예에 따른 현무암 직물을 제조하였다. A basalt fabric according to the comparative example was manufactured using basalt fibers as warp and weft yarns.
비교 예 2에 따른 기능성 직물 제조Manufacturing functional fabric according to Comparative Example 2
상기 비교 예 1에 따른 현무암 직물에 기능성 입자들을 스프레이 코팅한 후, 폴리프로필렌 필름과 라미네이팅하여 기능성 직물을 제조하였다. Functional particles were spray coated on the basalt fabric according to Comparative Example 1, and then laminated with a polypropylene film to prepare a functional fabric.
도 9는 본 발명의 비교 예 1에 따른 현무암 직물을 촬영한 사진이고, 도 10은 본 발명의 실험 예에 따른 하이브리드 섬유를 촬영한 사진이다. Figure 9 is a photograph taken of the basalt fabric according to Comparative Example 1 of the present invention, and Figure 10 is a photograph taken of the hybrid fiber according to the experimental example of the present invention.
도 9 및 도 10을 참조하면, 비교 예 1에 따른 현무암 직물과 상기 실험 예에 따른 하이브리드 섬유의 색상 차이를 육안으로 확인할 수 있다. 구체적으로, 비교 예에 따른 현무암 직물은 짙은 갈색을 띄는 반면, 상기 실험 예에 따른 하이브리드 섬유는 밝은 회색을 띄는 것을 확인할 수 있다. Referring to Figures 9 and 10, the color difference between the basalt fabric according to Comparative Example 1 and the hybrid fiber according to the above experimental example can be confirmed with the naked eye. Specifically, it can be seen that the basalt fabric according to the comparative example has a dark brown color, while the hybrid fiber according to the experimental example has a light gray color.
도 11은 본 발명의 실험 예에 따른 세라믹 섬유복합재의 제조 과정 중 1차 열프레스 공정이 수행된 상태를 촬영한 사진이고, 도 12는 본 발명의 실험 예에 따른 세라믹 섬유복합재의 제조 과정 중 2차 열프레스 공정이 수행된 상태를 촬영한 사진이고, 도 13 및 도 14는 본 발명의 실험 예에 따른 세라믹 섬유복합재의 제조 과정 중 라미네이팅 공정이 수행된 상태를 촬영한 사진이다. Figure 11 is a photograph taken of the first heat press process during the manufacturing process of a ceramic fiber composite according to an experimental example of the present invention, and Figure 12 is a photograph taken during the manufacturing process of a ceramic fiber composite according to an experimental example of the present invention. This is a photograph taken of the state in which the primary heat press process was performed, and Figures 13 and 14 are photographs taken of the state in which the laminating process was performed during the manufacturing process of the ceramic fiber composite according to an experimental example of the present invention.
도 13은 두 장의 하이브리드 직물 사이에 한 장의 폴리프로필렌 필름을 배치한 상태에서 라미네이팅 공정이 수행된 상태를 촬영한 사진을 나타내고, 도 14는 두 장의 하이브리드 직물 사이에 두 장의 폴리프로필렌 필름을 배치한 상태에서 라미네이팅 공정이 수행된 상태를 촬영한 사진을 나타낸다. Figure 13 shows a photograph taken of the laminating process in a state in which one polypropylene film is placed between two sheets of hybrid fabric, and Figure 14 shows a state in which two polypropylene films are placed between two sheets of hybrid fabric. Shows a photo taken of the laminating process being performed.
도 11 내지 도 14에서 확인할 수 있듯이, 1차 열프레스 공정, 2차 열프레스 공정, 및 라미네이팅 공정이 진행됨에 따라 하이브리드 직물 내에 폴리프로필렌이 균일하게 분산됨으로써 색상이 점차적으로 진하게 변화되는 것을 확인할 수 있었다.As can be seen in Figures 11 to 14, as the first heat press process, second heat press process, and laminating process progressed, it was confirmed that the color gradually changed to darker as polypropylene was uniformly dispersed within the hybrid fabric. .
도 15는 본 발명의 비교 예 2에 따른 기능성 직물을 촬영한 사진이다. Figure 15 is a photograph of the functional fabric according to Comparative Example 2 of the present invention.
도 15의 왼쪽 직물은 기능성 입자 없이 현무암 직물과 폴리프로필렌 필름이 라미네이팅된 상태를 나타내고, 오른쪽 직물은 기능성 입자가 코팅된 현무암 직물과 폴리프로필렌 필름이 라미네이팅된 상태를 나타낸다. The fabric on the left of Figure 15 represents a state in which basalt fabric and polypropylene film are laminated without functional particles, and the fabric on the right represents a state in which basalt fabric and polypropylene film coated with functional particles are laminated.
도 15에서 확인할 수 있듯이, 직물 상태에서 기능성 입자가 코팅된 경우, 기능성 입자의 분산이 균일하게 이루어지지 않는 것을 확인할 수 있다. As can be seen in Figure 15, when the functional particles are coated on the fabric, it can be seen that the functional particles are not uniformly dispersed.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.Above, the present invention has been described in detail using preferred embodiments, but the scope of the present invention is not limited to the specific embodiments and should be interpreted in accordance with the appended claims. Additionally, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.
100: 고분자 수지 섬유
110: 제1 베이스 섬유
120: 제2 베이스 섬유
130: 제3 베이스 섬유
200: 하이브리드 섬유
300: 하이브리드 직물
400: 고분자 수지 필름100: polymer resin fiber
110: first base fiber
120: second base fiber
130: third base fiber
200: hybrid fiber
300: hybrid fabric
400: polymer resin film
Claims (12)
고분자 수지 섬유에 기능성 입자들이 제공된, 제2 베이스 섬유를 준비하는 단계;
상기 제1 베이스 섬유 및 상기 제2 베이스 섬유를 서로 꼬아 하이브리드 섬유를 제조하는 단계;
상기 하이브리드 섬유를 경사 및 위사 중 적어도 어느 하나로 사용하여, 하이브리드 직물을 제조하는 단계; 및
상기 하이브리드 직물 및 고분자 수지 필름을 라미네이팅하여, 기능성 하이브리드 직물을 제조하는 단계를 포함하고,
상기 하이브리드 섬유를 제조하는 단계는,
상기 제2 베이스 섬유에 인장력을 가하여 상기 제2 베이스 섬유를 길이 방향으로 연장시키는 단계;
길이 방향으로 연장된 상기 제2 베이스 섬유 및 상기 제1 베이스 섬유를 서로 꼬으는 단계; 및
상기 제1 베이스 섬유 및 상기 제2 베이스 섬유가 서로 꼬인 상태에서 상기 제2 베이스 섬유에 인장력을 제거하여 상기 제2 베이스 섬유를 수축시켜 상기 제1 베이스 섬유 및 상기 제2 베이스 섬유 사이의 접착력을 향상시키는 단계를 포함하고,
길이 방향으로 연장된 상기 제2 베이스 섬유 및 상기 제1 베이스 섬유를 서로 꼬으는 단계는,
상기 제1 베이스 섬유 및 상기 제2 베이스 섬유를 제1 온도로 열처리하며 제1 횟수까지 꼬으는 단계;
상기 제1 횟수로 꼬인 상기 제1 베이스 섬유 및 상기 제2 베이스 섬유를 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도로 열처리하며 상기 제1 횟수보다 많은 제2 횟수까지 꼬으는 단계; 및
상기 제2 횟수로 꼬인 상기 제1 베이스 섬유 및 상기 제2 베이스 섬유를 상기 제2 온도보다 높은 제3 온도로 열처리하며 상기 제2 횟수보다 많은 제3 횟수까지 꼬으는 단계를 포함하는 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법.
Preparing first base fibers including ceramic fibers;
preparing a second base fiber in which the polymer resin fiber is provided with functional particles;
manufacturing a hybrid fiber by twisting the first base fiber and the second base fiber with each other;
Manufacturing a hybrid fabric by using the hybrid fiber as at least one of warp and weft yarns; and
Comprising the step of laminating the hybrid fabric and the polymer resin film to produce a functional hybrid fabric,
The step of manufacturing the hybrid fiber is,
extending the second base fibers in the longitudinal direction by applying a tensile force to the second base fibers;
twisting the second base fibers and the first base fibers extending in the longitudinal direction; and
In a state where the first base fiber and the second base fiber are twisted together, tensile force is removed from the second base fiber and the second base fiber is contracted to improve adhesion between the first base fiber and the second base fiber. Including the step of
The step of twisting the second base fiber and the first base fiber extending in the longitudinal direction together,
heat-treating the first base fiber and the second base fiber at a first temperature and twisting the first base fiber a first number of times;
heat-treating the first and second base fibers twisted by the first number of times at a second temperature higher than the first temperature and twisting them to a second number of times greater than the first number of times; and
A functional ceramic fiber composite comprising the step of heat-treating the first base fiber and the second base fiber twisted by the second number of times at a third temperature higher than the second temperature and twisting the first and second base fibers to a third number of times greater than the second number of times. Manufacturing method.
상기 하이브리드 직물 및 고분자 수지 필름이 라미네이팅 됨에 따라, 상기 제2 베이스 섬유의 상기 기능성 입자들이 상기 하이브리드 직물 내에 분산되는 것을 포함하는 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법.
According to claim 1,
As the hybrid fabric and the polymer resin film are laminated, the functional particles of the second base fiber are dispersed in the hybrid fabric.
상기 하이브리드 직물 및 고분자 수지 필름이 라미네이팅 됨에 따라, 상기 제2 베이스 섬유의 상기 기능성 입자들이 상기 제1 베이스 섬유로 분산되는 것을 포함하는 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법.
According to clause 2,
As the hybrid fabric and the polymer resin film are laminated, the functional particles of the second base fiber are dispersed into the first base fiber.
상기 하이브리드 직물 및 상기 고분자 수지 필름이 라미네이팅 됨에 따라, 상기 하이브리드 직물 내로 상기 고분자 수지 필름의 고분자 수지가 침투되어 상기 하이브리드 직물의 강도가 향상되는 것을 포함하는 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법.
According to claim 1,
As the hybrid fabric and the polymer resin film are laminated, the polymer resin of the polymer resin film penetrates into the hybrid fabric, thereby improving the strength of the hybrid fabric.
상기 하이브리드 직물 및 상기 고분자 수지 필름이 라미네이팅 됨에 따라, 상기 하이브리드 직물 내로 상기 제2 베이스 섬유의 고분자 수지가 침투되어 상기 하이브리드 직물의 강도가 향상되는 것을 포함하는 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법.
According to claim 1,
As the hybrid fabric and the polymer resin film are laminated, the polymer resin of the second base fiber penetrates into the hybrid fabric, thereby improving the strength of the hybrid fabric.
상기 기능성 하이브리드 직물을 제조하는 단계는,
상기 고분자 수지 필름을 준비하는 단계;
상기 고분자 수지 필름의 상부 및 하부에 각각 상기 하이브리드 직물을 배치하는 단계; 및
상기 하이브리드 직물과 상기 고분자 수지 필름을 프레스로 압착하며 열처리하는 단계를 포함하는 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법.
According to claim 1,
The step of manufacturing the functional hybrid fabric is,
Preparing the polymer resin film;
Placing the hybrid fabric on top and bottom of the polymer resin film, respectively; and
A method of manufacturing a functional ceramic fiber composite comprising the step of compressing the hybrid fabric and the polymer resin film with a press and heat treating.
상기 하이브리드 직물을 제조하는 단계 이후 상기 기능성 하이브리드 직물을 제조하는 단계 이전,
상기 하이브리드 직물을 열프레스 하여 상기 하이브리드 직물 내에 상기 제2 베이스 섬유의 고분자 수지를 침투시키는 단계를 더 포함하는 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법.
According to claim 1,
After manufacturing the hybrid fabric and before manufacturing the functional hybrid fabric,
A method of producing a functional ceramic fiber composite further comprising the step of heat pressing the hybrid fabric to infiltrate the polymer resin of the second base fiber into the hybrid fabric.
상기 하이브리드 섬유는, 상기 하이브리드 섬유의 길이 1m 기준 상기 제1 베이스 섬유 및 상기 제2 베이스 섬유가 300회 꼬여 제조되는 것을 포함하는 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법.
According to claim 1,
The hybrid fiber is manufactured by twisting the first base fiber and the second base fiber 300 times based on a length of 1 m of the hybrid fiber.
상기 기능성 입자는, 티타늄 산화물(TiO2), 아연 산화물(ZnO), 알루미늄 산화물(Al2O3), UV 안정화제, 및 기능성 필러 중 어느 하나를 포함하는 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법.
According to claim 1,
The functional particles are titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), a UV stabilizer, and a functional filler.
상기 제1 베이스 섬유는, 현무암 섬유, 유리 섬유, 및 카본 섬유 중 어느 하나를 포함하는 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법.
According to claim 1,
The first base fiber is a method of producing a functional ceramic fiber composite including any one of basalt fiber, glass fiber, and carbon fiber.
상기 제2 베이스 섬유는, 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 섬유, 폴리에틸렌(polyethylene, PE) 섬유, 및 폴리아미드 6(polyamid 6, PA6) 섬유 중 어느 하나를 포함하는 기능성 세라믹 섬유복합재의 제조 방법.
According to claim 1,
The second base fiber is a method of producing a functional ceramic fiber composite including any one of polypropylene (PP) fibers, polyethylene (PE) fibers, and polyamide 6 (PA6) fibers.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220118042A KR102620322B1 (en) | 2022-09-19 | 2022-09-19 | Functional ceramic fabric composite and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220118042A KR102620322B1 (en) | 2022-09-19 | 2022-09-19 | Functional ceramic fabric composite and method for manufacturing the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR102620322B1 true KR102620322B1 (en) | 2024-01-02 |
Family
ID=89511974
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020220118042A KR102620322B1 (en) | 2022-09-19 | 2022-09-19 | Functional ceramic fabric composite and method for manufacturing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102620322B1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150124947A (en) * | 2013-03-06 | 2015-11-06 | 미쯔비시 가스 케미칼 컴파니, 인코포레이티드 | Combined filamanet yarn, woven and knitted fabric, composite material, and process for manufacturing composite material |
KR20200141725A (en) * | 2019-06-11 | 2020-12-21 | 주식회사 신흥 | Fabric for fiber reinforced plastic and manufacturing method thereof using the same |
JP2021066974A (en) * | 2019-10-23 | 2021-04-30 | 国立大学法人岐阜大学 | Covering yarn, production method of covering yarn and production method of molded article |
-
2022
- 2022-09-19 KR KR1020220118042A patent/KR102620322B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150124947A (en) * | 2013-03-06 | 2015-11-06 | 미쯔비시 가스 케미칼 컴파니, 인코포레이티드 | Combined filamanet yarn, woven and knitted fabric, composite material, and process for manufacturing composite material |
KR20200141725A (en) * | 2019-06-11 | 2020-12-21 | 주식회사 신흥 | Fabric for fiber reinforced plastic and manufacturing method thereof using the same |
JP2021066974A (en) * | 2019-10-23 | 2021-04-30 | 国立大学法人岐阜大学 | Covering yarn, production method of covering yarn and production method of molded article |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0031785B1 (en) | Complex textile material for making stratified products and stratified products made from this material | |
EP2653292A1 (en) | Carbon-fiber-reinforced plastic molded article | |
WO2011062007A1 (en) | Spun yarn and intermediate for fiber-reinforced resin, and molded article of fiber-reinforced resin using same | |
JP7121663B2 (en) | Hybrid fabrics for reinforcing composites | |
EP3215668B1 (en) | Method for producing coated polyolefin fibers, and a fibrous composite | |
JPWO2017094477A1 (en) | Fabrics and protective products | |
EP2588658B1 (en) | Sewing thread and method for producing a sewing thread | |
KR102620322B1 (en) | Functional ceramic fabric composite and method for manufacturing the same | |
JP2014196584A (en) | Method for producing nonwoven fabric and method for producing composite material | |
WO2014163134A1 (en) | Fiber-reinforced layer for conveyor belt | |
KR102620323B1 (en) | Ceramic fiber composite with improved impregnation property and method for manufacturing the same | |
CN105934316B (en) | Fiber composite material and method for producing the same | |
JPS63270834A (en) | Composite molding sheet and its production | |
KR102059577B1 (en) | Functional fabric using core-sheath type composite yarn and manufacturing method thereof | |
CN110952333A (en) | Production process of ultrahigh molecular weight polyethylene fiber rubber framework material | |
CN211947387U (en) | Fabric structure for improving adhesive force between high-crimpness dipped canvas and rubber | |
JPH02308824A (en) | Material for thermoplastic composite | |
CN109338567B (en) | Unidirectional elastic woven fabric with warp-wise or weft-wise high elasticity and production method thereof | |
US20060065352A1 (en) | Stabilized fibrous structures and methods for their production | |
DE19734417C1 (en) | Continuous production of prepregs from sized carbon fibre reinforcement | |
JPH06155460A (en) | Yarn for thermoplastic composite | |
JP6531245B1 (en) | Composite material combining carbon fiber woven fabric and elastic polymer compound and method for producing the same | |
CN214115829U (en) | Fiber woven reinforcing rib for acrylic plate | |
KR101491753B1 (en) | The method for promoting abrasion-durability of surface of nano fiber membrane using transfer film | |
WO2021039590A1 (en) | Prepreg and method for manufacturing same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
AMND | Amendment | ||
AMND | Amendment | ||
X091 | Application refused [patent] | ||
AMND | Amendment | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) |