CN108602288A - 预浸料制备装置及利用其的预浸料制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开预浸料制备装置及利用其的预浸料制备方法。本发明一实施例的预浸料制备装置包括流路形含浸部，用于将沿着流路移送的增强纤维含浸到树脂中；以及箱形含浸部，用于将经过上述流路形含浸部后通过箱形空间移送增强纤维含浸到树脂中。

Description

预浸料制备装置及利用其的预浸料制备方法
技术领域
本发明涉及预浸料制备装置及利用其的预浸料制备方法。
背景技术
一般情况下，纤维增强复合材料是指由至少两种材料结合而成的材料，作为典型例，是指以玻璃、碳纤维等增强材料含浸于树脂(例：高分子树脂(resin)等)的母材的结构形成的材料。
近来，在纤维增强复合材料中，对连续纤维增强复合材料的关注度不断上升。
与以往的短纤维增强复合材料或长纤维增强复合材料不同，连续纤维增强复合材料是指将增强纤维连续含浸于母材而制成的复合材料。
根据这种制备上的特征，与以往的短纤维增强复合材料或长纤维增强复合材料相比，连续纤维增强复合材料可投入高比例的增强材料，从而相对于以往的复合材料，具有可确保高水平机械物性的优点。
这种连续纤维增强复合材料制成织造式或层叠式，其中，层叠式连续纤维增强复合材料通过将单向增强连续纤维预浸料以0～90度等多向层叠并加热来贴合。
但是，在这种利用单向增强连续纤维预浸料的工序中，含浸模具内的纤维内树脂含浸率成为重要因素。
图1为简要示出以往的普通预浸料制备装置的图。
参照图1，基于以往方式的预浸料制备装置10呈箱形。
并且，通过箱形模具11的内部空间填充树脂R。
另一方面，使增强纤维(Fiber)通过设置于模具11一侧的入口30流入，并通过设置于模具11另一侧的出口40流出。
此时，上述增强纤维通过设置于模具11的内部的多个销部件13从模具11的一侧朝向另一侧移动，在如上所述的过程中，填充于模具11内的树脂含浸增强纤维的表面。
但是，根据如上所述的以往的方式，由于模具整体呈箱形结构，因而存在需要使用过多树脂的问题。并且，随着残留于模具内部的树脂增加，出现预浸料的表面变色的不良现象。
进而，预浸料的树脂含浸率只能仅依赖于多个销部件，因而难以确保优异的含浸性能。
作为与本发明相关的背景技术，韩国公开专利公报第10-1999-0053333号(2001年06月15日公开)中公开了纤维增强复合材料用基体树脂组合物、预浸料及纤维增强复合材料。
发明内容
本发明要解决的技术问题
本发明所要提供如下的预浸料制备装置，即，在单一的含浸模具内同时具备流路形第一含浸部和箱形第二含浸部，从而提高纤维内的树脂含浸率，减少表面颜色的不良，并提高表面均匀度。
并且，本发明所要提供利用在单一的含浸模具内同时具备流路形第一含浸部和箱形第二含浸部的预浸料制备装置的预浸料制备方法。
本发明所要解决的问题不限于以上所提及的问题，本发明所属技术领域的普通技术人员可从以下记载中明确理解未提及的其他问题。
技术方案
本发明实施例的预浸料制备装置包括：流路形含浸部，用于将沿着流路移送的增强纤维含浸到树脂中；以及箱形含浸部，用于将经过上述流路形含浸部后通过箱形空间移送增强纤维含浸到树脂中。
其中，上述流路形含浸部和上述箱形含浸部可在单一的模具内形成为一体。
并且，上述流路可通过上述流路形含浸部的长度方向的截面呈三角波形状。
并且，优选地，上述流路在整个长度上具有规定大小的流动截面积。
并且，在上述箱形空间可设置有用于移送经过上述流路形含浸部的增强纤维的多个销部件。
并且，上述多个销部件能够以与上述增强纤维的上部面和下部面交替接触的方式旋转。
并且，上述多个销部件可位于相同的高度上，且分别以留有设定间隔的方式隔开形成。
本发明另一实施例的利用预浸料制备装置的预浸料制备方法包括：步骤(a)，准备包括上述流路形含浸部和上述箱形含浸部的模具；步骤(b)，通过上述流路形含浸部第一次含浸增强纤维；以及步骤(c)，通过上述箱形含浸部第二次含浸经过上述第一次含浸的增强纤维。
其中，可通过上述步骤(c)的第二次含浸来使涂敷于增强纤维表面的树脂的量均匀化。
有益效果
根据本发明的实施例，具有如下效果：在单一的含浸模具内同时具备流路形第一含浸部和箱形第二含浸部，从而相对于以往，可减少树脂的使用量。
并且，具有如下优点：可容易形成熔池，通过减少树脂的残留量来改善预浸料的表面颜色，并可提高树脂含浸率。
并且，具有如下优点：可提供弯曲强度和弯曲弹性率得到改善的预浸料。
附图说明
图1为简要示出以往的普通预浸料制备装置的概念图。
图2为简要示出本发明实施例的预浸料制备装置的概念图。
图3为简要示出本发明实施例的预浸料制备方法的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的优选实施例。
本发明并不局限于以下所公开的实施例，而是可通过互不相同的多种方式实现，提供本实施例仅仅是为了使本发明的公开变得完整，并且将本发明的范畴完整地传达给本发明所属技术领域的普通技术人员。
纤维增强复合材料是指由至少两种材料结合而成的材料，作为典型例，是指以玻璃、碳纤维等增强材料含浸于树脂(例：高分子树脂(resin)等)的母材的结构形成的材料。
其中，与以往的短纤维增强复合材料或长纤维增强复合材料不同，连续纤维增强复合材料是指将增强纤维连续含浸于母材而制成的复合材料。
尤其，与以往的短纤维增强复合材料或长纤维增强复合材料相比，连续纤维增强复合材料可投入高比例的增强材料，从而相对于以往的复合材料，可确保高水平的机械物性。
例如，层叠式连续纤维增强复合材料将单向增强连续纤维预浸料(以下，称之为“预浸料”)以0～90度等多向层叠并贴合。并且，在利用预浸料的工序中，含浸模具内的增强纤维内树脂含浸率成为重要因素。
图2为简要示出本发明实施例的预浸料制备装置的概念图。
参照图2，所示出的预浸料制备装置100包括流路形含浸部110及箱形含浸部120。
即，与以往的结构不同，本发明实施例的预浸料制备装置100可在单一的含浸模具的内部同时具备具有流路形含浸区域的流路形含浸部110和具有箱形含浸区域的箱形含浸部120。
在流路形含浸部110的内部可设置有沿着长度方向贯通相应区间的流路111。
通过与上述流路111相连接的入口30供给的增强纤维(Fiber)可在经过上述流路111的过程中含浸到填充于上述流路111内的树脂R中。
其中，优选地，上述流路111通过上述流路形含浸部110的长度方向的截面呈三角波形状，但不限于此。
因此，与所示出的形态不同，上述流路111可呈波纹形状，可呈上、下边角区域呈圆弧状的形态，并且可实施多种变更。
作为具体例，如图2所示，上述流路111可具有如同W的截面形状。
并且，优选地，上述流路111在整个长度上具有规定大小的流动截面积。使得通过上述流路111填充的树脂量的在流路111的整个区间的截面上相同，但不限于此。
根据以如上所述的方式构成的流路111的形态，相对于以往，可大幅减少用于上述流路形含浸部110的树脂的使用量，通过减少残留于上述流路111内的树脂量，可改善因在高温下保存树脂而发生的预浸料的颜色不良的现象。
像这样，在经由上述流路形含浸部110的流路111来被移送的过程中，增强纤维可被填充于上述流路111的树脂R第一次含浸。
接着，通过上述流路形含浸部110被第一次含浸的增强纤维在经由箱形含浸部120来被移送的过程中，可被第二次含浸。
上述箱形含浸部120可将经过上述流路形含浸部110后经过箱形空间121的增强纤维含浸到树脂R中。
如图所示，上述箱形空间121可与上述流路111的末端相连接，除了使增强纤维流入及流出的区域之外，上述箱形空间121可呈封闭的结构，以能够通过内部空间填满树脂R。
并且，在上述箱形空间121可沿着水平方向设置有多个销部件123，以移送经过上述流路形含浸部110的增强纤维。
作为具体例，如图2所示，上述多个销部件123在上述箱形空间121的内部位于相同的高度上。
并且，多个销部件123能够以留有设定间隔的方式分别隔开形成。图2中示出的销部件123为3个，但可以变更上述数量。
在以如上所述的方式构成的多个销部件123中，一部分销部件通过与增强纤维的上部面相接触来旋转，剩余销部件通过与增强纤维的下部面相接触来旋转。
优选地，通过与增强纤维的上部面相接触来旋转的销部件和通过与下部面相接触来旋转的销部件相互交替配置为易，但不限于此。
本发明实施例的预浸料制备装置100与以往的方式不同，即，与图1所示的以往的预浸料制备装置10不同，可大幅减少用于形成熔池(melt pool)的树脂的使用量。
并且，由于树脂残留于模具内部的情况得到改善，从而可改善因变色的树脂而引起的预浸料表面颜色的不良现象。
并且，由于树脂在宽度狭窄的流路111的内部形成熔池(melt pool)，因而可使流入流路111内部的增强纤维通过流路内部中的压力条件以及施加于增强纤维的张力等来改善树脂含浸率。
图3为简要示出本发明实施例的预浸料制备方法的流程图。
参照图3，所示出的预浸料制备方法包括模具准备步骤S100、第一次含浸步骤S200以及第二次含浸步骤S300。
模具准备步骤S100
本步骤作为模具准备步骤，在该步骤中准备包括前述的流路形含浸部和箱形含浸部的模具。
参照图2，可确认到同时具备流路形含浸部110和箱形含浸部120的含浸模具，即，预浸料制备装置的简要形状。
第一次含浸步骤S200
本步骤作为第一次含浸步骤，是指通过在之前步骤中准备的流路形含浸部110(参照图2)来利用树脂第一次含浸增强纤维的步骤。
第二次含浸步骤S300
本步骤作为第二次含浸步骤，是指在箱形含浸部120(图2)使在之前步骤中通过流路形含浸部110(参照图2)第一次含浸于树脂的增强纤维第二次含浸的步骤。
可使通过该步骤中的第二次含浸来含浸增强纤维表面的树脂均匀地涂敷，最终，可呈现树脂含浸率得到均匀化并改善的效果。
另一方面，可通过表1确认到与利用图1所示的以往的制备装置来制成的预浸料(以下，比较例)相比，在相同条件下，通过前述的预浸料制备方法制成的预浸料(以下，实施例)的弯曲强度及弯曲弹性率得到了改善。
表1
如上所述，根据本发明的结构及作用，在单一的含浸模具内同时具备流路形第一含浸部和箱形第二含浸部，从而相对于以往，可减少树脂的使用量。
并且，根据本发明的实施例，可容易形成熔池，通过减少树脂的残留量来改善预浸料的表面颜色，并可提高树脂含浸率。
如上所述，通过参照所示的附图来对本发明进行了说明，但本发明并不局限于所公开的实施例和附图，本发明所属技术领域的普通技术人员可在本发明的技术思想的范围内进行多种变更，这是显而易见的。并且，在说明本发明实施例的过程中，即使未明确记载基于本发明结构的作用效果，但显然，可通过相应结构来预测的效果也应得到认可。

Claims (9)

1.一种预浸料制备装置，其特征在于，包括：
流路形含浸部，用于将沿着流路移送的增强纤维含浸到树脂中；以及
箱形含浸部，用于将经过上述流路形含浸部后通过箱形空间移送的增强纤维含浸到树脂中。
2.根据权利要求1所述的预浸料制备装置，其特征在于，上述流路形含浸部和上述箱形含浸部在单一的模具内形成为一体。
3.根据权利要求1所述的预浸料制备装置，其特征在于，上述流路通过上述流路形含浸部的长度方向的截面呈三角波形状。
4.根据权利要求1所述的预浸料制备装置，其特征在于，上述流路在整个长度上具有规定大小的流动截面积。
5.根据权利要求1所述的预浸料制备装置，其特征在于，在上述箱形空间设置有用于移送经过上述流路形含浸部的增强纤维的多个销部件。
6.根据权利要求5所述的预浸料制备装置，其特征在于，上述多个销部件以与上述增强纤维的上部面和下部面交替接触的方式旋转。
7.根据权利要求5所述的预浸料制备装置，其特征在于，上述多个销部件位于相同的高度上，且分别以留有设定间隔的方式隔开形成。
8.一种预浸料制备方法，利用权利要求1至7中任一项所述的预浸料制备装置，其特征在于，包括：
步骤(a)，准备包括上述流路形含浸部和上述箱形含浸部的模具；
步骤(b)，通过上述流路形含浸部第一次含浸增强纤维；以及
步骤(c)，通过上述箱形含浸部第二次含浸经过上述第一次含浸的增强纤维。
9.根据权利要求8所述的预浸料制备方法，其特征在于，通过上述步骤(c)的第二次含浸来使涂敷于增强纤维表面的树脂的量均匀化。
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