KR101694737B1 - 복합소재용 접착제 및 이를 이용한 접착방법 - Google Patents
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Abstract
상기 복합소재용 접착제 및 이를 이용한 접착방법에서, 상기 복합소재용 접착제는 복합소재 패치, 접착제 및 백업부재를 포함한다. 상기 복합소재 패치는 파손된 구조물에 형성되는 파단면에 레이저가 조사되어 형성되는 가공면에 접착되고 상기 접착제는 상기 가공면과 상기 복합소재 패치의 사이에 형성되어 상기 가공면과 상기 복합소재 패치를 접착시키고, 상기 백업부재는 상기 복합소재 패치를 지지한다. 상기 가공면은 제1 섬유소재들 및 레진(Resin)을 포함하고, 상기 제1 섬유소재들은 와이어(wire) 형상을 가지고, 상기 레진은 상기 제1 섬유소재들을 커버하고 상기 제1 섬유소재들 사이에 충진된다.
Description
본 발명은 복합소재용 접착제 및 이를 이용한 접착방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파손된 복합소재를 수리 및 접합하는 복합소재용 접착제 및 이를 이용한 접착방법에 관한 것이다.
일반적으로 복합소재는 두 종류 이상의 섬유를 혼합해서 만든 소재로서, 두 종류 이상의 단섬유를 방적 공정에서 혼합한 혼방사나 두 종류 이상의 장섬유를 혼합한 것 등을 들 수 있다. 즉, 서로 다른 요소를 조합하는 것에 따라 특수한 특징을 나타내는 것으로, 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 보론섬유 및 세라믹섬유 등을 포함한다.
이러한 섬유들은 전기 절연성, 화학적 내구성, 경제성, 강도, 마모성, 경도성 및 내열성 등의 다양한 특징들을 형성하여, 무게 비 강도가 높고, 복잡한 형태나 공기 역학적 곡선 형태의 제작이 가능하며, 부품과 패스너(Fastener)의 숫자를 줄일 수 있으며, 유연성이 크고 진동에 강해서 금속 구조물의 피로응력 문제를 해소할 수 있으며, 부식에 강하다. 이러한 복합소재들은 항공기, 철도, 자동차 및 선박 등에 사용될 수 있다. 하지만, 사고로 인해 복합소재가 파손되면, 복수의 소재들이 혼합되어 경화된 복합소재의 특성상 이를 수리하거나 정비하는데 많은 어려움이 있다.
이와 관련하여 대한민국 특허공개 제2015-0003373은 조성물의 가공성을 희생하지 않고 열 사이클에 안정한 경화성 에폭시 접착재 발명을 개시하고 있고, 대한민국 특허공개 2013-0059153호는 금속재와 고분자 복합재의 결합강도를 향상시키는 금속재와 고분자 복합재 결합체 발명을 개시하고 있으나, 복합소재의 단면에 접착되어 파손된 복합소재를 복원이 가능한 접착제 발명은 개시하지 않고 있다.
따라서, 복합소재가 절단 또는 파손되었을 경우 절단면에 형성되어 복합소재간의 접착을 강화시키는 기술의 필요성이 증가하고 있다.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 접착제 내부에 유리섬유들을 형성하여 파손된 복합소재를 수리하는 복합소재용 접착제를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 복합소재용 접착제를 이용한 접착방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 복합소재용 접착제 및 이를 이용한 접착방법에서, 상기 복합소재용 접착제는 복합소재 패치, 접착제 및 백업부재를 포함한다. 상기 복합소재 패치는 파손된 구조물에 형성되는 파단면에 레이저가 조사되어 형성되는 가공면에 접착되고 상기 접착제는 상기 가공면과 상기 복합소재 패치의 사이에 형성되어 상기 가공면과 상기 복합소재 패치를 접착시키고, 상기 백업부재는 상기 복합소재 패치를 지지한다. 상기 가공면은 제1 섬유소재들 및 레진(Resin)을 포함하고, 상기 제1 섬유소재들은 와이어(wire) 형상을 가지고, 상기 레진은 상기 제1 섬유소재들을 커버하고 상기 제1 섬유소재들 사이에 충진된다.
일 실시예에서, 상기 가공면은 표면으로 상기 제1 섬유소재들이 노출될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 접착제는 접착제베이스 및 유리섬유들을 포함하며, 상기 접착제베이스는 박막 형상으로 접착성을 가지며, 상기 유리섬유들은 상기 접착제베이스와 혼합되며 결합하는 와이어(wire) 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 유리섬유들은 상기 제1 섬유소재들과 접촉하며 엉키고, 상기 제1 섬유소재들을 파고들어 상기 가공면에 형성되는 레진과 결합할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복합소재 패치는 제2 섬유소재들 및 패치베이스를 포함하며, 상기 제2 섬유소재들은 내부 및 상기 가공면과 부착되는 표면에 형성되며 상기 유리섬유들과 결합하며, 상기 패치베이스는 상기 제2 섬유소재들과 혼합될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 섬유소재들은 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 보론섬유 및 세라믹섬유 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 접착방법은 레이저를 사용하여 복합소재의 파손된 구조물의 파단면의 레진을 제거하여 가공면을 형성하는 단계, 제1 섬유소재들 및 레진을 포함하는 가공면에 접착제의 일측면을 부착하는 단계, 상기 접착제의 타측면에 제2 섬유소재들이 노출된 복합소재 패치를 접착시키는 단계 및 상기 접착제의 양쪽면에 돌출된 유리섬유들이 상기 제1 섬유소재들 및 상기 제2 섬유소재들과 교차하며 결합되어 상기 가공면과 상기 복합소재 패치가 접착되는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 가공면을 형성하는 단계는 상기 레이저로 상기 레진을 제거하여 상기 섬유소재를 노출시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 접착제의 일측면을 부착하는 단계는 상기 제1 섬유소재들과 상기 유리섬유들이 서로 엉키고 상기 유리섬유들이 상기 제1 섬유소재들 사이에 충진된 레진으로 삽입되며, 상기 제1 섬유소재들이 상기 유리섬유들 사이에 충진된 접착제베이스에 삽입될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복합소재 패치를 부착하는 단계는 상기 제2 섬유소재들은 상기 유리섬유들과 서로 엉키고 상기 유리섬유들이 상기 패치베이스로 삽입되며, 상기 복합섬유소재들은 상기 유리섬유들 사이에 충진된 접착제베이스로 삽입될 수 있다.
본 발명의 복합소재용 접착제는 합리적인 가격에 전기 전열성 및 화학적 내구성이 좋으며 인장강도와 탄성계수가 큰 유리섬유들을 포함하는 접착제를 통해 가공면과 복합소재 패치를 접합시켜 접합 내구성 및 강도를 증가시키는 장점이 있다.
또한, 접착제의 유리섬유들의 돌출된 부분들 각각은 가공면 및 복합소재 패치의 표면과 접촉하면서, 가공면 및 복합소재 패치에 형성되는 레진을 파고들어 가공면과 복합소재 패치가 미끄러지는 박리현상을 방지하며, 복수의 유리섬유들의 일단이 레진에 파고들면서 강한 내구성을 지니기 때문에 제1 구조물 및 제2 구조물이 파손되기 전의 내구성을 회복하는 장점이 있다.
또한, 유리섬유들은 접착제베이스의 양쪽면에서 돌출되어, 패치베이스 및 레진과 각각 삽입되며, 유리섬유의 측면 공간은 복합섬유소재들 및 섬유소재들이 삽입되어 유리섬유들의 측면을 지지하여 복합소재용 접착제의 접착력을 증가시킨다.
도 1은 열차의 파손부를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 복합소재용 접착제를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 'B'부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 4는 도 2의 파단면에 형성되는 레진의 제거를 나타내는 사시도이다.
도 5는 파단면의 레진을 제거한 후의 가공면을 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5의 'C'부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 7은 도 5의 가공면에 접착제와 복합소재 패치가 접착하는 구조를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7의 'D'부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 9는 도 8의 'D'부분의 다른 상태의 예를 나타내는 사시도이다.
도 10은 도 2의 복합소재용 접착제를 이용한 복합소재의 접착방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 복합소재용 접착제를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 'B'부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 4는 도 2의 파단면에 형성되는 레진의 제거를 나타내는 사시도이다.
도 5는 파단면의 레진을 제거한 후의 가공면을 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5의 'C'부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 7은 도 5의 가공면에 접착제와 복합소재 패치가 접착하는 구조를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7의 'D'부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 9는 도 8의 'D'부분의 다른 상태의 예를 나타내는 사시도이다.
도 10은 도 2의 복합소재용 접착제를 이용한 복합소재의 접착방법을 나타내는 순서도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 복합소재용 접착제 및 이를 이용한 접착방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 열차의 파손부를 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 전면부에 복합소재로 이루어진 공기역학적 커버가 형성되는 열차(10)는 상기 커버가 파손되며 분리되는 제1 구조물(11) 및 제2 구조물(12)을 포함한다.
일반적으로 복합소재는 두 개 혹은 그 이상의 물질이 결합되어 각각의 물질 자체보다 더 강한 구조를 형성하는 물체이다. 복합소재는 무게 비 강도(strength to weight ratio)가 높아 항공기 및 철도의 중량을 낮출 수 있고, 복잡한 형태나 공기 역학적 곡선 형태의 제작이 가능하다. 그리고, 부품의 수를 줄일 수 있고, 유연성이 크고 진동에 강해 금속 구조물의 피로응력문제도 해결되며 부식에 강한 장점이 있다.
이러한 복합소재는 내부에 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 보론섬유 및 세라믹섬유를 포함하며, 유리섬유는 가격이 저렴하고 전기 전열성 및 화학적 내구성이 높으며, 인장강도와 탄성계수가 크다. 그리고 무게 대비 강도가 커서 항공기 및 철도에 많이 사용된다.
반면에 탄소섬유와 흑연섬유는 높은 압축강도를 장점으로 하나 가격이 비싼 단점이 있고, 아라미드 섬유는 충격과 마모에 강하지만 압축과 전단에 취약하고 수분이 흡수되어 적층분리가 발생하는 단점이 있다. 보론 섬유는 뛰어난 압축강도와 경도를 지니고 있으나 가격이 비싸다는 단점이 있다.
따라서, 합리적인 가격에 전기 전열성 및 화학적 내구성이 좋으며 인장강도와 탄성계수가 큰 유리섬유를 접착제와 혼합하여 파손된 부위를 교체하기 위한 복합재료를 접착하기 위한 복합재료용 접착제를 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 구조물(11)의 파손면은 레진과 상기 레진과 혼합되어 형성되는 섬유소재들이 형성되는데, 이러한 파손면에 유리섬유를 함유한 접착제를 사용하면 파손면과 접착하는 새로운 복합소재 부품의 박리현상을 최대한으로 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 복합소재용 접착제를 나타내는 사시도이다. 도 3은 도 2의 'B'부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 2 및 3을 참조하면, 상기 제1 구조물(11) 및 상기 제2 구조물(12)은 각각 가공면(200)이 형성되고, 상기 제1 구조물(11)과 상기 제2 구조물(12)의 사이에는 복합소재용 접착제(100)가 부착된다.
상기 복합소재용 접착제(100)는 백업부재(110), 접착제(120), 복합소재 패치(130) 및 여분부재(140)를 포함하며, 상기 접착제(120)는 접착제베이스(121) 및 유리섬유(122)를 포함한다.
상기 제1 구조물(11)은 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 보론섬유 및 세라믹섬유 등을 포함하는 복합소재로 형성되는 구조이며, 사고에 의해 파손되어 형성되는 파단면인 상기 가공면(200)이 일단부에 형성된다. 상기 제2 구조물(12) 또한 상기 제1 구조물(12)과 유사한 소재로 형성되며, 유사한 구조의 상기 가공면(200)이 형성된다.
상기 제1 및 제2 구조물들(11, 12)의 하단에는 상기 백업부재(110)가 형성되어 상기 제1 및 제2 구조물들(11, 12)이 본래의 위치를 유지하도록 지지하고, 상기 접착제(120)는 상기 제1 및 제2 구조물들(11, 12)의 상부에 걸쳐져 형성된다. 상기 접착제(120)의 내부 및 표면에는 유리섬유들이 형성되어 상기 가공면(200)과 접착할 경우 박리되는 현상을 최소화시킨다.
상기 접착제(120)가 상기 제1 및 제2 구조물들(11, 12)의 사이에 걸쳐져 형성되는 상태에서 상기 복합소재 패치(130)는 하나 이상의 층을 형성하며 상기 제1 구조물(11) 및 상기 제2 구조물(12) 사이에 파손되어 형성되는 빈 공간에 형성되어 파손된 부분을 복원하게 된다.
이 경우 상기 복합소재 패치(130)가 상기 백업부재(110)를 향해 이동하여 상기 제1 구조물(11) 및 상기 제2 구조물(12) 사이의 공간에 부착되면서, 상기 접착제(120)는 상기 복합소재 패치(130)와 상기 가공면(200)의 사이에서 상기 복합소재 패치(130)와 상기 가공면(200)이 강한 접착력으로 고정되도록 한다.
도 3의 'B'부분에서 상기 접착제(120)는 레진으로 형성되는 상기 접착제베이스(121)와 상기 접착제베이스(121)의 내부 및 표면에 분산되어 형성되는 상기 유리섬유(122)들로 구성된다.
상기 레진(Resin)은 유기화합물 및 그 유도체로 이루어진 비결정성 고체 또는 반고체로 천연수지와 합성수지(플라스틱)로 구분된다. 그리고 합성수지는 에폭시 수지와 무발포 우레탄 수지가 대표적이며 점성이 크고 일정한 시간이 지나 경화되면 단단해지는 특성이 있다.
상기 유리섬유(122)는 일정한 길이의 와이어(wire) 형상을 하고, 상기 접착제베이스(121)의 내부에 상기 유리섬유(122)들이 분산되어 형성된 상태에서 상기 유리섬유(122)들의 일부분은 상기 접착제베이스(121)의 표면으로 복수의 방향을 향해 돌출된다.
따라서, 상기 접착제(120)의 상기 유리섬유(122)들의 돌출된 부분들 각각 상기 가공면(200) 및 상기 복합소재 패치(130)의 표면과 접촉하면서, 상기 가공면(200) 및 상기 복합소재 패치(130)에 형성되는 레진을 파고들어 상기 가공면(200)과 상기 복합소재 패치(130)가 미끄러지는 박리현상을 방지하며, 복수의 유리섬유들의 일단이 상기 레진에 파고들면서 강한 내구성을 지니기 때문에 상기 제1 구조물(11) 및 상기 제2 구조물(12)이 파손되기 전의 내구성을 회복하는 장점이 있다.
도 4는 도 2의 파단면에 형성되는 레진의 제거를 나타내는 사시도이다. 도 5는 파단면의 레진을 제거한 후의 가공면을 나타내는 사시도이다. 도 6은 도 5의 'C'부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 레이저(300)는 레이저빔(310)을 상기 가공면(200)으로 조사하며, 상기 가공면(200)은 레진(210) 및 제1 섬유소재(220)를 포함한다. 상기 제1 섬유소재(220)들은 복합소재를 구성하기 위한 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 보론섬유 및 세라믹섬유 등을 포함한다.
일반적으로 복합소재로 이루어진 상기 제1 및 제2 구조물(11, 12)들이 파손되면 그 절단면은 상기 레진(210)과 상기 제1 섬유소재(220)가 외부로 노출되는 상태를 유지하게 되는데 파손되면서 상기 제1 섬유소재(220)들은 파손되거나 상기 레진(210)과의 결합에서 이탈하여 상기 가공면(200)의 표면의 대부분은 상기 레진(210)으로 형성된다.
상기 가공면(200)의 대부분의 표면이 상기 레진(210)으로 형성되는 경우 상기 접착제(120)가 접촉하여 상기 유리섬유(122)가 상기 레진(210)에 파고들어 결합력이 강해지는 효과가 있지만, 상기 유리섬유(122)의 일부분이 상기 레진(210)과 결합하는 결합력만으로는 상기 제1 및 제2 구조물(11, 12)의 본래의 강도로 복원되기는 힘들다.
따라서, 상기 유리섬유(122)와 상기 레진(210)이 결합되는 동안, 상기 유리섬유(122)들과 상기 레진(210) 사이에 형성되는 빈 공간을 채우고 상기 유리섬유(122)의 취약한 부분인 측면을 보강할 수 있는 상기 제1 섬유소재(220)들의 노출이 필요하다.
도 4 및 5를 참조하면, 상기 제1 섬유소재(220)들의 노출을 위해서는 상기 가공면(200)의 표면에 형성되는 상기 레진(210)의 제거가 필요한데, 상기 레이저빔(310)을 상기 가공면(200)에 일정한 시간 동안 균일하게 조사하면, 상기 레진(210)의 일부분이 제거되면서, 상기 레진(210)의 내부에 형성되어 있던 상기 제1 섬유소재(220)가 외부로 노출된다.
상기 제1 섬유소재(220)가 외부로 노출되는 경우, 상기 접착제(120)가 상기 가공면(200)과 접착됨에 따라 상기 접착제(120)의 표면에 형성되는 상기 유리섬유(122)들이 상기 제1 섬유소재(220)들과 교차하면서 상기 레진(210)으로 파고들면서, 상기 유리섬유(122)들과 상기 제1 섬유소재(220)들은 서로 엉키게 되고, 상기 유리섬유(122)의 일단은 상기 레진(210)으로 파고들면서 서로 간의 고정력이 증가하는 장점이 있다.
도 7은 도 5의 가공면에 접착제와 복합소재 패치가 접착하는 구조를 나타내는 사시도이다. 도 8은 도 7의 'D'부분을 확대하여 도시한 확대도이다. 도 9는 도 8의 'D'부분의 다른 상태의 예를 나타내는 사시도이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 상기 복합소재 패치(130)는 상기 접착제(120)를 사이에 두고 상기 가공면(200)과 접착되며, 상기 복합소재 패치(130)는 제2 섬유소재(131) 및 패치베이스(132)를 포함한다.
상기 제2 섬유소재(131)는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 보론섬유 및 세라믹섬유 등을 포함하며, 상기 패치베이스(132)는 레진이 경화되어 형성되며, 상기 복합소재 패치(130)는 접착되는 구조물의 복합소재와 유사한 복합소재를 사용하므로, 상기 제1 구조물(11)의 복합소재와 열팽창계수, 인장강도, 응력 및 외관 등이 유사한 복합소재를 사용하게 된다.
그리고, 상기 제1 구조물(11)과 상기 제2 구조물(12)의 사이를 파손되기 전의 구조로 복원하기 위해 복수의 상기 복합소재 패치(130)들을 사용하여 접착시키고 남은 부분은 가공하여 본래의 외관과 유사한 구조로 가공한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 복합소재 패치(130)가 상기 접착제(120)의 일측면과 접촉하며 압박하면, 상기 접착제(120)의 타측면은 상기 가공면(200)의 표면에 밀착하게 된다. 이 때 상기 유리섬유(122)의 일단은 상기 제1 섬유소재(220)와 교차하며 상기 레진(210)으로 파고들면서 상기 접착제(120)와 상기 가공면(200)의 접착이 완성되고, 상기 복합소재패치(130)와 밀착하는 방향으로 돌출되는 상기 유리섬유(122)들 각각은 상기 제2 섬유소재(131)들과 교차하며 상기 패치베이스(132)를 파고들게 된다.
도 9의 상기 유리섬유(122)들은 상기 접착제베이스(121)의 양쪽면에서 돌출되어 각각의 일부분이 상기 제2 섬유소재(131) 및 상기 제1 섬유소재(220)를 교차하여 상기 패치베이스(132) 및 상기 레진(210)에 각각 삽입되며 고정된다.
한편, 상기 제2 섬유소재(131)들 및 상기 제1 섬유소재(220)들 각각의 일부분은 상기 유리섬유(122)들과 교차하여 상기 접착제베이스(121)를 파고들게 된다. 일정한 시간이 지나 상기 접착제베이스(121)가 경화되면, 상기 복합소재 패치(130)와 상기 가공면(200)의 접착이 완료된다.
도 10은 도 2의 복합소재용 접착제를 이용한 복합소재의 접착방법을 나타내는 순서도이다.
본 실시예에 의한 복합소재용 접착제를 이용한 접착방법에서는, 우선 상기 레이저빔(310)을 사용하여 상기 가공면(200)의 상기 레진(210)을 제거하여 상기 제1 섬유소재(220)들을 노출시킨다(단계 S100).
이 후, 내부의 상기 제1 섬유소재(220)가 노출된 상기 가공면(200)에 상기 유리섬유(122)가 돌출된 상기 접착제(120)의 일측면을 접착시킨다(단계 S101).
이 후, 상기 접착제(120)의 타측면에 상기 제2 섬유소재(131)들이 노출된 상기 복합소재 패치(130)를 접착시킨다(단계 S102).
이 후, 상기 접착제(120)의 양쪽면에 돌출된 상기 유리섬유(122)들이 상기 제1 섬유소재(220)들 및 상기 제2 섬유소재(131)들과 교차하며 결합되고 상기 접착제(120)가 경화되면 접착이 완료된다(단계 S103).
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 상기 복합소재용 접착제(100)는 합리적인 가격에 전기 전열성 및 화학적 내구성이 좋으며 인장강도와 탄성계수가 큰 상기 유리섬유(122)들을 포함하는 상기 접착제(120)를 통해 상기 가공면(200)과 상기 복합소재 패치(130)를 접합시켜 접합 내구성 및 강도를 증가시키는 장점이 있다.
또한, 상기 접착제(120)의 상기 유리섬유(122)들의 돌출된 부분들 각각은 상기 가공면(200) 및 상기 복합소재 패치(130)의 표면과 접촉하면서, 상기 가공면(200) 및 상기 복합소재 패치(130)에 형성되는 레진을 파고들어 상기 가공면(200)과 상기 복합소재 패치(130)가 미끄러지는 박리현상을 방지하며, 복수의 상기 유리섬유(122)들의 일단이 상기 레진에 파고들면서 강한 내구성을 지니기 때문에 상기 제1 구조물(11) 및 상기 제2 구조물(12)이 파손되기 전의 내구성을 회복하는 장점이 있다.
또한, 상기 유리섬유(122)들은 상기 접착제베이스(121)의 양쪽면에서 돌출되어, 상기 패치베이스(132) 및 상기 레진(210)과 각각 삽입되며, 상기 유리섬유(122)의 측면 공간은 상기 제2 섬유소재(131)들 및 상기 제1 섬유소재(220)들이 삽입되어 상기 유리섬유(122)들의 측면을 지지하여 상기 복합소재용 접착제(100)의 접착력을 증가시킨다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 파손된 복합소재를 수리하는 복합소재용 접착제 및 이를 이용한 접착방법은 플랜트 및 공장에서 사용될 수 있는 산업상 이용 가능성을 갖는다.
10: 열차 11: 제1 구조물
12: 제2 구조물 100: 복합소재용 접착제
110: 백업부재 120: 접착제
121: 접착제베이스 122: 유리섬유
130: 복합소재 패치 131: 제2 섬유소재
132: 패치베이스 140: 여분부재
200: 가공면 210: 레진
220: 제1 섬유소재 300: 레이저
310: 레이저빔
12: 제2 구조물 100: 복합소재용 접착제
110: 백업부재 120: 접착제
121: 접착제베이스 122: 유리섬유
130: 복합소재 패치 131: 제2 섬유소재
132: 패치베이스 140: 여분부재
200: 가공면 210: 레진
220: 제1 섬유소재 300: 레이저
310: 레이저빔
Claims (10)
- 파손된 구조물에 형성되는 파단면에 레이저가 조사되어 형성되는 가공면과 상기 가공면에 접착되는 복합소재 패치의 사이에 형성되어 상기 가공면과 상기 복합소재 패치를 접착시키는 접착성을 가지는 접착제베이스; 및
상기 접착제베이스의 양면에 돌출 형성되고, 상기 접착제베이스와 혼합되며 결합하는 와이어(wire) 형상을 가지는 유리섬유들을 포함하며,
와이어(wire) 형상의 제1 섬유소재들 및 상기 제1 섬유소재들을 커버하고 상기 제1 섬유소재들 사이에 충진되는 레진(Resin)을 포함하는 상기 가공면에 상기 레이저가 조사되어 상기 레진의 일측이 제거되고 상기 레진의 내부에 형성되어 있는 상기 제1섬유소재들이 외부로 노출되면, 상기 유리섬유들이 상기 제1 섬유소재들과 접촉하여 엉키고 상기 레진을 파고들어 결합하는 것을 특징으로 하는 복합소재용 접착제. - 제1항에 있어서, 상기 가공면은,
표면으로 상기 제1 섬유소재들이 노출되는 것을 특징으로 하는 복합소재용 접착제. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 복합소재 패치는,
내부 및 상기 가공면과 부착되는 표면에 형성되며 상기 유리섬유들과 결합되는 제2 섬유소재들; 및
상기 제2 섬유소재들과 혼합되는 패치베이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합소재용 접착제. - 제5항에 있어서, 상기 제1 및 제2 섬유소재들은,
유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 보론섬유 및 세라믹섬유 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합소재용 접착제. - 레이저를 사용하여 복합소재의 파손된 구조물의 파단면의 레진을 제거하여 제1 섬유소재를 노출시키는 가공면을 형성하는 단계;
상기 제1 섬유소재들 및 상기 레진을 포함하는 상기 가공면에 접착제의 일측면을 부착하기 위해 상기 제1 섬유소재들과 유리섬유들이 서로 엉키고 상기 유리섬유들이 상기 제1 섬유소재들 사이에 충진된 레진으로 삽입되며, 상기 제1 섬유소재들이 상기 유리섬유들 사이에 충진된 접착제베이스에 삽입되는 단계;
상기 접착제의 타측면에 제2 섬유소재들이 노출된 복합소재 패치를 접착시키기 위해 상기 제2 섬유소재들은 상기 유리섬유들과 서로 엉키고 상기 유리섬유들이 패치베이스로 삽입되며, 상기 제2 섬유소재들은 상기 유리섬유들 사이에 충진된 접착제베이스로 삽입되는 단계; 및
상기 접착제의 양쪽면에 돌출된 상기 유리섬유들이 상기 제1 섬유소재들 및 상기 제2 섬유소재들과 교차하며 결합되어 상기 가공면과 상기 복합소재 패치가 접착되는 단계를 포함하는 접착방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
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