폴리에틸렌(PE) 코팅 강판의 표면 처리 방법에 따른 유리섬유 복합재료의 접착강도 향상 연구
Research on the Enhancement of Adhesion Strength of Glass Fiber Composite Materials Depending on Surface Treatment Methods of Polyethylene (PE) Coated Steel Plate
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초록
본 연구는 GRE (Glass Fiber Reinforced Epoxy) 및 GRP (Glass fiber reinforced unsaturated polyester) 복합재료의 코팅 방법 및 표면처리가 접착강도에 미치는 영향을 조사하였다. 실험은 3가지 표면처리 방법(SA2, SA3, 미처리)과 3가지 코팅 방법(핸드레이업, VaRTM, VaRTM+열처리)을 사용하여 수행되었다. 첫째, GRE와 GRP 코팅 시료의 접착강도 비교 결과, GRE가 GRP 대비 약 2~3배 높은 접착강도를 보였다. 이는 Epoxy 수지가 Unsaturated Polyester 수지 대비 높은 접착성을 갖는 것에서 기인한 것으로 분석된다.둘째, 표면처리에 따른 접착강도에서는 SA2가 가장 우수한 결과를 보였다. 미처리 표면은 투묘효과를 유발하지 못하여 낮은 접착강도를 나타냈고, 과도한 표면처리(SA3)는 물리적 파손으로 인해 오히려 접착강도를 저하시켰다. 셋째, 코팅 방법에 있어서는 VaRTM+열처리 방법이 가장 높은 접착강도를 보였다. 이는 열처리를 통해 Epoxy 수지의 초기 점도가 상승하여 표면 처리된 PE 사이로 수지의 침투가 용이해지면서 접착 접촉면적이 넓어지는 효과가 발생한 것으로 분석된다. 본 연구 결과는 GRE 및 GRP 복합재료의 표면처리 및 코팅 방법 선택에 있어 중요한 기초자료를 제공하며, 향후 다양한 응용 분야에서 접착 성능을 최적화하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
Abstract
This study examines the impact of various coating methods and surface treatments on the adhesive strength of GRE (Glass Fiber Reinforced Epoxy) and GRP (Glass fiber reinforced unsaturated polyester) composites. Three surface treatments (SA2, SA3, untreated) and three coating methods (hand lay-up, vacuum, vacuum + heat treatment) were evaluated. GRE showed 2-3 times higher adhesive strength than GRP, attributed to the superior adhesion mechanism of epoxy resin over PE. SA2 emerged as the most effective surface treatment, with untreated surfaces lacking anchoring effects and SA3 causing physical damage, both resulting in lower adhesive strength. The vacuum + heat treatment method demonstrated the highest adhesive strength due to increased resin penetration from reduced viscosity during heat treatment. This study provides key insights for optimizing surface treatment and coating methods to enhance the adhesive performance of GRE and GRP composites.