This study investigates how different coating methods and surface treatments affect the adhesion performance of GRE (Glass Fiber Reinforced Epoxy) and GRP (Glass Fiber Reinforced Unsaturated Polyester) composites. Three surface conditions (SA2, SA3, and untreated) and three coating methods (Hand lay-up, VaRTM, and VaRTM + Heat) were evaluated. GRE consistently showed higher adhesion strength than GRP, likely due to the cross-linked epoxy network enhancing bonding with the polyethylene (PE) layer. Among surface treatments, SA2 performed best, while excessive treatment (SA3) caused physical damage that reduced adhesion. Additionally, VaRTM followed by heat achieved the strongest bond by uniformly impregnating the fiber matrix under vacuum and effectively removing residual air, thus minimizing void formation at the PE-composite interface. These findings offer valuable guidance on selecting surface treatments and coating processes to optimize adhesion in GRE and GRP composites across various applications.

본 연구는 GRE (Glass Fiber Reinforced Epoxy) 및 GRP (Glass Fiber Reinforced Unsaturated Polyester) 복합재료의 코팅 방법 및 표면처리가 접착강도에 미치는 영향을 조사하였다. 실험은 거칠기를 기준으로 무처리(10 um), SA2(10~60 um), SA3(60~110 um)로 3가지 표면처리 방법과 3가지 코팅 방법(핸드레이업, VaRTM, VaRTM + Heat)을 사용하여 수행되었다. 첫째, GRE와 GRP 코팅 시료의 접착강도 비교 결과, GRE가 GRP 대비 높은 접착강도를 보였다 GRE는 수산기(-OH)를 포함하고 있어 계면 결합을 강화하며, 말단에 위치한 에폭시기(-CH2-O-CH-CH2)가 경화 밀도증대에 역할을 하여, 접착 강도를 높이는 것으로 해석된다. 둘째, 표면처리에 따른 접착강도에서는 SA2가 가장 우수한 결과를 보였다. 표면처리를 하지 않은 시험편(N/A)은, 물리적 결합 및 기계적 고정(Mechanical Interlocking) 효과를 유발하지 못하여 낮은 접착강도를 나타내었다. 또한, 과도한 표면처리(SA3)는 물리적 손상으로 인하여 접착강도를 저하시켰다. 셋째, 코팅 방법에 있어서는 VaRTM + Heat 방법이 가장 높은 접착강도를 보였다. 이는 진공 주입을 통해 동일한 압력을 가하고, 진공 효과와 추가 열처리에 따른 점도 감소로 수지 내부의 잔존 공기를 효과적으로 배출함으로써 계면 결함을 줄일 수 있으며, 고온 경화에 따라 폴리머 사슬 구조의 밀도가 높아져 접착강도가 강화된 것으로 판단된다. 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.

Keywords: 섬유강화복합재료(Fiber reinforced plastic), 접착강도(Adhesive strength), 표면처리(Surface treatment), 복합재료 코팅방법(Composite coating methods)