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친수성을 제어처리한 셀룰로오스 섬유와 열경화성 수지의 복합재료

전문가 제언: ○ 열경화성 수지를 모재로 하는 시트성형 화합물(Sheet Moulding Compound, SMC)이나 벌크성형 화합물(Bulk Moulding Compound, BMC)같은 복합재료는 제품의 용도와 기능에 따라 다양한 섬유와 첨가제로 구성해 사용하고 있는데 기존에 사용하는 높은 밀도의 무기 강화재는 제품사용 후 재료의 재활용이 어려운 단점이 있다. 재활용성을 높이기 위해서 천연 셀룰로오스를 이용한 복합재료의 사용이 효과적이나 천연 셀룰로오스는 친수성으로 모재인 소수성의 열경화성 수지와 접합성이 좋지 않아 기계적 특성이 떨어지는 단점이 있으므로 이를 개선할 필요가 있다.

○ 본 발명은 복합재료의 첨가재로 천연 셀룰로오스 섬유를 사용하기 위해 셀룰로오스의 친수성으로 인한 복합재료의 특성 감소를 방지할 목적으로 열경화성 수지와 혼합 전에 셀룰로오스의 친수성을 제어처리 후 소수성의 열경화성 수지와 혼합한 복합재료를 제조함으로서 우수한 기계적 특성의 천연 셀룰로오스 섬유를 이용한 복합재료 제조기술을 개발하였다.

○ 친수성의 천연 셀룰로오스에 실세스퀴옥산, 이소시아네이트, 유기산 등을 하나 이상 함께 혼합해 천연 셀룰로오스의 친수성을 감소시킨 후 모재 수지에 혼합해 복합재료를 제조하는 기술로 사용하는 천연 셀룰로오스는 대마, 황마, 대 등의 줄기나 야자, 코코넛 섬유 등 다양한 자연식물에서 추출해 사용하고 탄산칼슘이나 카본블랙보다 낮은 밀도를 갖는다. 셀룰로오스의 굵기는 0.1~150㎛이고 길이는 5~50mm수준의 섬유가 복합재료 충진제로 이용된다.

○ 대부분 복합재료에 사용하는 모재 수지는 소수성으로 친수성인 천연 셀룰로오스를 혼합할 경우, 특성 저하를 방지하기 위해 본 발명의 천연 셀룰로오스의 친수성 제어기술을 응용하면 기존의 플라즈마를 이용한 친수성 제어공정보다 간단하고 경제적이다. 특히 합성목재 복합재료 제조에 응용하면 기능성 있는 합성목재를 경제적인 공정으로 제조하는 기술을 독자적으로 확립할 수 있다.

저자: Continental Structural Plastics, Inc
자료유형: 특허정보