CN108602289A - 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：第一树脂流入部，形成于上部模具的内部，通过接收从挤压机供给的树脂来使上述树脂向朝向上述上部模具的下部流动的增强纤维排出；以及第二树脂流入部，形成于下部模具的内部，通过接收从上述挤压机供给的树脂来使上述树脂向朝向上述下部模具的上部流动的增强纤维排出。

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，更加详细地，涉及可通过整个预浸料均匀地浸渍树脂，并可降低预浸料上、下浸渍率偏差的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、碳纤维等增强材料浸渍于树脂(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浸渍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多向层叠并加热来成型。
但是，在制备用于层叠式复合材料的单向增强连续纤维预浸料的过程中，在使预浸料的上部、下部表面变得均匀的同时需要提高增强纤维与树脂之间的浸渍率，这成为重要因素。
图1为简要示出以往的用于制备预浸料的浸渍模具的概念图。
参照图1，以往大部分的浸渍模具制成管型，具体地，在上部模具10的内部形成有管状部30，树脂R从管状部30的一侧流入。流入的树脂R朝向位于上述管状部30相反侧的封闭的另一侧流动并从下部排出。
但是，通过以往的方式难以根据这种树脂R的流动方式在浸渍模具内调节树脂R的排出量。
例如，可能发生从树脂开始流入的上部模具的前端部10a排出相对多的树脂，且越接近上部模具的末端部10b则树脂的排出量越相对减少的现象。由此可能存在无法使树脂均匀浸渍的问题。
进而，以往在大部分情况下仅通过上部模具10排出树脂R，因而根据预浸料的上、下部位置可能发生树脂的浸渍率的偏差，这成为降低连续纤维增强复合材料物性的原因。
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
本发明所要提供可使树脂在浸渍模具内均匀地浸渍，并可降低预浸料的上、下浸渍率偏差的预浸料制备装置及利用其的预浸料制备方法。
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：第一树脂流入部，形成于上部模具的内部，通过接收从挤压机供给的树脂来使上述树脂向朝向上述上部模具的下部流动的增强纤维排出；以及第二树脂流入部，形成于下部模具的内部，通过接收从上述挤压机供给的树脂来使上述树脂向朝向上述下部模具的上部流动的增强纤维排出。
上述第一树脂流入部及上述第二树脂流入部可分别呈用于排出上述树脂的出口侧的截面大小大于用于接收从上述挤压机供给的树脂的入口侧的截面大小的形状。
并且，上述第一树脂流入部及上述第二树脂流入部可分别具有三角形截面形状。作为具体例，可以为两边呈直线形态的三角形，相反，三角形的两边可呈以向下凹陷的方式经过圆弧处理的形状，或者两边可呈以向上凸出的方式经过圆弧处理的形状，但不限于此。
并且，上述第一树脂流入部及上述第二树脂流入部可分别呈彼此相向且对称的形状。
并且，上述第一树脂流入部及上述第二树脂流入部可通过从上述挤压机分支的树脂供给管线同时连接。
并且，本发明的预浸料制备装置包括温度控制部，上述温度控制部用于对沿着长度方向分别设定于上述第一树脂流入部及上述第二树脂流入部的多个分割区间中的每个分割区间的温度进行调节。
本发明另一实施例的预浸料制备方法利用预浸料制备装置，包括：步骤(a)，从上述挤压机分别向上述第一树脂流入部及上述第二树脂流入部供给树脂；以及步骤(b)，分别从上述第一树脂流入部及上述第二树脂流入部向在上述上部模具与上述下部模具之间流动的增强纤维均匀地排出树脂。
在上述步骤(b)之后还包括步骤(c)，在上述步骤(c)中，对沿着长度方向分别设定于上述第一树脂流入部及上述第二树脂流入部的多个分割区间中的每个分割区间的温度进行调节。
有益效果
根据本发明的实施例，具有可在浸渍模具内引导树脂均匀浸渍的优点。
并且，根据本发明的实施例，具有可降低预浸料的上、下浸渍率偏差的优点。
由此，可提高连续纤维增强复合材料的物性，并且可通过改善预浸料的上、下表面的质量来防止因纤维暴露而引起的可操作性的下降。
附图说明
图1为简要示出以往的用于制备预浸料的浸渍模具的概念图。
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为用于说明本发明实施例的预浸料制备装置的温度调节结构的概念图。
图4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、碳纤维等增强材料浸渍于树脂(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浸渍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”)以多向层叠并贴合。并且，在利用预浸料的工序中，浸渍模具内的增强纤维内树脂浸渍率成为重要因素。
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，所示出的本发明实施例的预浸料制备装置100包括：浸渍模具，包括上部模具10及下部模具20；以及第一树脂流入部110及第二树脂流入部120，用于接收通过挤压机供给的树脂。
第一树脂流入部110可形成于上部模具10的内部。
具体地，上述第一树脂流入部110相当于用于使从上述挤压机供给的树脂流入的上部模具10的内部流入空间。
流入上述第一树脂流入部110的树脂从上述上部模具10的下部排出，具体地，可向朝向上部模具10的下部流动的增强纤维(未图示)的上部面排出。
参照图2，可确认到树脂R向上述第一树脂流入部110的下部均匀排出的状态。
另一方面，上述第一树脂流入部110可呈用于排出上述树脂的出口侧的截面大小大于用于接收从上述挤压机供给的树脂的入口侧的截面大小的形状。
作为优选例，上述第一树脂流入部110可具有三角形截面形状。作为具体例，可以为两边呈直线形态的三角形，相反，三角形的两边可呈以向下凹陷的方式经过圆弧处理的形状，或者两边可呈以向上凸出的方式经过圆弧处理的形状，但不限于此。虽然未单独示出，上述第一树脂流入部110还可具有多种截面形状。
第二树脂流入部120可形成于下部模具20的内部。
具体地，上述第二树脂流入部120相当于用于使从上述挤压机供给的树脂流入的上部模具10的内部流入空间。
流入上述第二树脂流入部120的树脂从上述下部模具20的上部排出，具体地，可向在上述上部模具10与上述下部模具20的之间流动的增强纤维(未图示)的下部面排出。
参照图2，可确认到树脂R向上述第二树脂流入部120的下部均匀排出的状态。
随着以如上所述的方式构成，根据本发明的实施例，不发生增强纤维的上部、下部位置之间的树脂浸渍率偏差，从而具有可大幅提高连续纤维增强复合材料的物性的效果。
另一方面，上述第二树脂流入部120可呈用于排出上述树脂的出口侧的截面大小大于用于接收从上述挤压机供给的树脂的入口侧的截面大小的形状。
作为优选例，上述第二树脂流入部120可具有与前述的第一树脂流入部110相同的大小及形状的截面，但是不限于此。因此，虽然未单独示出，上述第二树脂流入部120还可具有三角形等多种截面形状。
并且，上述第二树脂流入部120可呈与前述的第一树脂流入部110彼此相向且对称的形状。
并且，上述第一树脂流入部110及上述第二树脂流入部120可同时从上述挤压机接收树脂R，为此，用于从上述挤压机供给树脂R的供给管线可朝向上述第一树脂流入部110、第二树脂流入部120分支而成。
图3为用于说明本发明实施例的预浸料制备装置的温度调节结构的概念图。
参照图3，本发明实施例的预浸料制备装置100包括温度控制部300。
可通过上述温度控制部300对沿着长度方向分别设定于上述第一树脂流入部110及上述第二树脂流入部120的多个(例：3个等)分割区间(A1、A2、A3)的每个分割区间单独调节温度。
例如，当判断从上述第一树脂流入部110及上述第二树脂流入部120的A1区间及A3区间排出的树脂R1、R3的排出量少时，可通过相对提高上述A1区间及A3区间的温度来增加从相应区间排出的树脂R1、R3的排出量。
并且，当判断从上述第一树脂流入部110及上述第二树脂流入部120的A2区间排出的树脂R2的排出量过多时，可通过相对降低上述A2区间的温度来减少从相应区间排出的树脂R2的排出量。
像这样，沿着上部模具10及下部模具20的长度方向进行分割来设置多个分割区间，并对所设置的多个分割区间的每个分割区间的温度进行控制，从而可使树脂均匀地浸渍于增强纤维，由此可确保优异的表面质量并提高树脂浸渍率。
图4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4，所示出的预浸料制备方法包括树脂供给步骤(步骤S100)以及树脂浸渍步骤(步骤S200)。
树脂供给步骤(步骤S100)
本步骤作为树脂供给步骤，相当于从挤压机分别向通过图2及图3观察到的第一树脂流入部及第二树脂流入部供给树脂的步骤。
如图2所示，在该步骤中，与以往不同，分别向上部模具10的第一树脂流入部110及下部模具20的第二树脂流入部120供给树脂R，以便在之后步骤中可使树脂向增强纤维的上部、下部均匀地排出。
树脂排出步骤(步骤S200)
本步骤作为树脂排出步骤，相当于分别从上述第一树脂流入部及上述第二树脂流入部向在上述上部模具与上述下部模具之间流动的增强纤维均匀地排出树脂的步骤。
参照图2，在之前步骤中流入第一树脂流入部110及第二树脂流入部120的树脂R向在上部模具10与下部模具20之间流动的增强纤维(未图示)的上部面及下部面均匀地排出。
另一方面，在该步骤之后，还可执行温度调节步骤。
温度调节步骤是指，若从上述第一树脂流入部110及上述第二树脂流入部120排出的树脂R的排出量沿着上部模具(或下部模具)的长度方向整体上不均匀，则按区间进行温度调节的步骤。
例如，参照图3，当判断从上述第一树脂流入部110及上述第二树脂流入部120的A1区间及A3区间排出的树脂R1、R3的排出量少时，可通过相对提高上述A1区间及A3区间的温度来增加从相应区间排出的树脂R1、R3的排出量。
并且，当判断从上述第一树脂流入部110及上述第二树脂流入部120的A2区间排出的树脂R2的排出量过多时，可通过相对降低上述A2区间的温度来减少从相应区间排出的树脂R2的排出量。
像这样，沿着上部模具10及下部模具20的长度方向进行分割来设置多个分割区间，并对所设置的多个分割区间的每个分割区间的温度进行控制，从而可使树脂均匀地浸渍于增强纤维，由此可确保优异的表面质量并提高树脂浸渍率。
根据以如上所述的方式构成的本发明实施例的预浸料制备方法，随着树脂从增强纤维的上部、下部同时排出，具有使薄片表面变得均匀的优点，更加具体地，增强纤维在薄片内部位于高度的中央，因而具有可使上、下质量变得均匀的效果。
如上所述，根据本发明的结构及作用，具有在浸渍模具内可引导树脂均匀浸渍的优点。
进而，具有可降低预浸料的上、下浸渍率偏差的优点。
最终，可提高连续纤维增强复合材料的物性，并且可通过改善预浸料的上、下表面质量来防止因纤维暴露而引起的可操作性的下降。
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 (8)

1.一种预浸料制备装置，其特征在于，包括：
第一树脂流入部，形成于上部模具的内部，通过接收从挤压机供给的树脂来使上述树脂向朝向上述上部模具的下部流动的增强纤维排出；以及
第二树脂流入部，形成于下部模具的内部，通过接收从上述挤压机供给的树脂来使上述树脂向朝向上述下部模具的上部流动的增强纤维排出。
2.根据权利要求1所述的预浸料制备装置，其特征在于，上述第一树脂流入部及上述第二树脂流入部分别呈用于排出上述树脂的出口侧的截面大小大于用于接收从上述挤压机供给的树脂的入口侧的截面大小的形状。
3.根据权利要求2所述的预浸料制备装置，其特征在于，上述第一树脂流入部及上述第二树脂流入部分别具有三角形截面形状。
4.根据权利要求1所述的预浸料制备装置，其特征在于，上述第一树脂流入部及上述第二树脂流入部分别呈彼此相向且对称的形状。
5.根据权利要求1所述的预浸料制备装置，其特征在于，上述第一树脂流入部及上述第二树脂流入部通过从上述挤压机分支的树脂供给管线同时连接。
6.根据权利要求1所述的预浸料制备装置，其特征在于，包括温度控制部，上述温度控制部用于对沿着长度方向分别设定于上述第一树脂流入部及上述第二树脂流入部的多个分割区间中的每个分割区间的温度进行调节。
7.一种预浸料制备方法，利用权利要求1至6中任一项所述的预浸料制备装置，其特征在于，包括：
步骤(a)，从上述挤压机分别向上述第一树脂流入部及上述第二树脂流入部供给树脂；以及
步骤(b)，分别从上述第一树脂流入部及上述第二树脂流入部向在上述上部模具与上述下部模具之间流动的增强纤维均匀地排出树脂。
8.根据权利要求7所述的预浸料制备方法，其特征在于，在上述步骤(b)之后还包括步骤(c)，在上述步骤(c)中，对沿着长度方向分别设定于上述第一树脂流入部及上述第二树脂流入部的多个分割区间中的每个分割区间的温度进行调节。
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